KR102320033B1 - Substrate drying chamber - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 기판 건조 챔버에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 초임계 건조 공정에서 기판의 반입과 반출을 위한 로봇 핸드의 동작 수행을 가능하게 하는 동시에 챔버 내부의 잉여 공간을 최소화하여 초임계 건조 공정의 처리량(throughput)을 늘리고 공정시간을 줄일 수 있는 기판 건조 챔버에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate drying chamber. More specifically, the present invention enables the operation of the robot hand for loading and unloading substrates in the supercritical drying process while minimizing the surplus space inside the chamber to increase the throughput of the supercritical drying process and process time It relates to a substrate drying chamber that can reduce the
반도체 장치의 제조 공정에는 리소그래피 공정, 에칭 공정, 이온 주입 공정 등의 다양한 공정이 포함되어 있으며, 각 공정의 종료 후, 다음 공정으로 이행하기 전에 기판의 표면에 잔존하는 불순물이나 잔사를 제거해서 기판의 표면을 청정하게 하기 위한 세정 공정 및 건조 공정이 수행되고 있다.The semiconductor device manufacturing process includes various processes such as a lithography process, an etching process, and an ion implantation process. After each process, before moving to the next process, impurities and residues remaining on the surface of the substrate are removed to remove A cleaning process and a drying process for cleaning the surface are being performed.
예를 들어, 에칭 공정 후의 기판의 세정 처리에서는 기판의 표면에 세정 처리를 위한 약액이 공급되고, 그 후에 탈이온수(deionized water, DIW)가 공급되어서 린스(rinse) 처리가 행해진다. 린스 처리 후에는 기판의 표면에 남아있는 탈이온수를 제거해서 기판을 건조하는 건조 처리가 행해진다.For example, in the cleaning treatment of the substrate after the etching process, a chemical solution for the cleaning treatment is supplied to the surface of the substrate, and thereafter, deionized water (DIW) is supplied to perform a rinse treatment. After the rinse treatment, a drying treatment of drying the substrate by removing the deionized water remaining on the surface of the substrate is performed.
건조 처리를 수행하는 방법으로는, 예를 들어, 기판 상의 탈이온수를 이소프로필 알코올(IPA)로 치환해서 기판을 건조하는 기술이 알려져 있다.As a method of performing the drying treatment, for example, a technique of drying the substrate by replacing deionized water on the substrate with isopropyl alcohol (IPA) is known.
그러나 종래의 이러한 건조 기술에 따르면, 도 1에 개시된 바와 같이, 건조 처리 시에, 액체인 IPA의 표면 장력에 의해 웨이퍼 등과 같은 기판 상에 형성된 패턴이 도괴하는 문제가 발생한다.However, according to this conventional drying technique, as shown in FIG. 1 , during the drying process, a pattern formed on a substrate such as a wafer is collapsed due to the surface tension of the liquid IPA.
이러한 문제를 해결하기 위해서, 표면 장력이 제로가 되는 초임계 건조 기술이 제안되고 있다.In order to solve this problem, a supercritical drying technique in which the surface tension becomes zero has been proposed.
이러한 초임계 건조 기술에 따르면, 챔버 내에서 표면이 이소프로필 알코올(IPA)로 습윤되어 있는 기판에 초임계 상태의 이산화탄소를 공급함으로써 기판 상의 IPA가 초임계 이산화탄소(CO2) 유체에 용해된다. 그리고 IPA를 용해하고 있는 초임계 이산화탄소(CO2) 유체를 서서히 챔버에서 배출함으로써 패턴의 도괴 없이 기판을 건조할 수 있다.According to this supercritical drying technique, IPA on the substrate is dissolved in the supercritical carbon dioxide (CO 2 ) fluid by supplying carbon dioxide in a supercritical state to the substrate whose surface is wetted with isopropyl alcohol (IPA) in a chamber. In addition, the supercritical carbon dioxide (CO 2 ) fluid dissolving the IPA is gradually discharged from the chamber, thereby drying the substrate without destroying the pattern.
도 2는 이러한 초임계유체를 사용한 기판 처리 장치와 관련된 선행기술인 대한민국 공개특허공보 제10-2017-0137243호에 개시된 기판 처리용 챔버를 나타낸 것이다.FIG. 2 shows a substrate processing chamber disclosed in Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2017-0137243, which is a prior art related to a substrate processing apparatus using such a supercritical fluid.
도 2를 참조하면, 초임계 건조공정에서 유기용제를 제거하는 과정에서 고압 챔버(410)를 구성하는 상부 바디(430)과 하부 바디(420)의 접촉하는 결합면으로 유기용제가 유입될 수 있다. 이렇게 상부 바디(430)과 하부 바디(420)의 결합면으로 유입된 유기용제는 파티클이 되어 주변에 쌓이게 된다.Referring to FIG. 2 , in the process of removing the organic solvent in the supercritical drying process, the organic solvent may be introduced into the contact bonding surface of the
초임계 건조공정이 끝난 후 처리된 기판을 외부로 반송하기 위해 챔버는 개방되며, 이 때, 챔버 내부와 외부의 압력차이로 인해 상부 바디(430)과 하부 바디(420)의 결합면 주위의 파티클이 챔버 내부로 유입될 수 있다.After the supercritical drying process is finished, the chamber is opened to transport the treated substrate to the outside, and at this time, due to the pressure difference between the inside and outside of the chamber, particles around the bonding surface of the
대한민국 공개특허공보 제10-2017-0137243호에 따르면, 기판이 상부 바디(430)과 하부 바디(420)의 결합면보다 아래쪽에 위치하기 때문에, 상부 바디(430)과 하부 바디(420)의 결합면 주위의 파티클이 챔버 내부로 유입되는 과정에서 중력에 의하여 파티클의 일부는 기판으로 유입될 가능성이 높다.According to Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2017-0137243, since the substrate is located below the coupling surface of the
이와 같이, 기판으로 유입되는 파티클은 공정의 불량을 초래하기 때문에, 파티클 유입을 방지하기 위하여 상부 바디(430)과 하부 바디(420)의 결합면 주위에 차단막을 추가로 설치해야 할 필요성이 있으며, 이에 따라 장치의 전체적인 구조가 복잡해지는 문제점이 있다.In this way, since particles flowing into the substrate cause process defects, there is a need to additionally install a blocking film around the coupling surface of the
또한, 대한민국 공개특허공보 제10-2017-0137243호를 포함하는 종래 기술에 따르면, 초기가압을 위한 초임계유체를 공급하는 하부 공급 포트(422), 건조 이후의 초임계유체를 배기하는 배기포트(426)가 하부 바디(420)의 정중앙에 위치하지 아니함으로써 유체의 공급 및 배출 시 비대칭적인 흐름을 형성하여 초임계유체를 챔버 내부에 균일하게 분산시켜 공급 및 배출시키기 어려우며, 이로 인해 건조효율이 저하되는 문제점이 발생한다.In addition, according to the prior art including Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2017-0137243 No., a
또한, 대한민국 공개특허공보 제10-2017-0137243호를 포함하는 종래 기술에 따르면, 건조를 위한 초임계유체 공급 과정에서 챔버 내부 온도가 초임계상태 유지를 위한 임계점 미만이 되는 경우, 기판에 형성된 패턴에 습윤되어 있는 유기용제를 초임계유체에 용해시켜 외부로 배출시키는 건조 과정에서 기판에 형성된 패턴이 도괴될 수 있고 초임계 건조 효율이 저하되는 문제점이 있다.In addition, according to the prior art including Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2017-0137243, when the temperature inside the chamber becomes less than the critical point for maintaining the supercritical state in the process of supplying the supercritical fluid for drying, the pattern formed on the substrate In the drying process of dissolving the organic solvent wetted in the supercritical fluid and discharging to the outside, the pattern formed on the substrate may be destroyed, and there is a problem in that the supercritical drying efficiency is lowered.
한편, 초임계 건조 전후, 즉, 초임계 건조 공정을 개시하거나 초임계 건조 공정이 완료되는 경우, 기판 이송 로봇(substrate transfer robot)을 이용하여 기판을 챔버 내부로 반입하고 외부로 반출한다.On the other hand, before and after supercritical drying, that is, when the supercritical drying process is started or the supercritical drying process is completed, the substrate is brought into the chamber by using a substrate transfer robot and taken out to the outside.
이러한 기판의 반입 및 반출을 가능하게 하기 위해서는, 챔버 내부의 기판 하부에는 기판 이송 로봇을 구성하는 로봇 핸드(robot hand)의 부피에 상응하는 공간, 즉, 로봇 핸드가 차지하는 부피와 로봇 핸드 제어와 관련한 여유 공간 마진을 포함하는 공간이 요구된다. 이러한 공간은 챔버의 내부 용적(working volume)의 약 30% 이상을 차지한다. 건조 시 챔버의 내부 용적은 처리량(throughput)과 밀접한 관계가 있으며, 내부 용적이 커지면 공정시간이 길어지고 처리량이 감소하게 되는 문제점이 있다.In order to enable the loading and unloading of the substrate, a space corresponding to the volume of the robot hand constituting the substrate transfer robot under the substrate inside the chamber, that is, the volume occupied by the robot hand and the control of the robot hand A space including the free space margin is required. This space occupies about 30% or more of the working volume of the chamber. During drying, the internal volume of the chamber is closely related to the throughput, and as the internal volume increases, the processing time increases and the throughput decreases.
본 발명의 기술적 과제는 초임계 건조 공정이 수행되는 챔버의 내부 용적(working volume) 중에서 초임계 건조 공정 수행을 위해 필수적으로 요구되는 공간을 제외한 잉여 공간을 줄임으로써, 초임계 건조 공정의 처리량(throughput)을 늘리고 공정시간을 줄이는 것이다.The technical problem of the present invention is to reduce the surplus space except for the space essential for performing the supercritical drying process among the internal volume of the chamber in which the supercritical drying process is performed, thereby reducing the throughput of the supercritical drying process. ) and reduce the processing time.
구체적으로, 초임계 건조 공정이 수행되는 챔버 내부에 배치되는 기판의 하부에는 기판 이송 로봇을 구성하는 로봇 핸드(robot hand)의 부피에 상응하는 공간, 즉, 로봇 핸드가 차지하는 부피와 로봇 핸드 제어와 관련한 여유 공간 마진을 포함하는 공간이 요구된다. 이러한 공간은 챔버의 내부 용적(working volume)의 약 30% 이상을 차지한다. 이 공간은 로봇 핸드를 이용하여 기판을 챔버 내부로 반입하고 외부로 반출하는 과정에서만 필요할 뿐이며, 기판 반입 및 반출을 제외한 초임계 건조 공정의 관점을 기준으로 할 경우에는 초임계 건조 공정의 효율을 저하시키는 요인으로 작용한다. 즉, 상기 공간으로 인하여 초임계 건조 공정의 처리량(throughput)이 감소하고 공정시간이 증가하는 문제점이 있다.Specifically, in the lower part of the substrate disposed inside the chamber in which the supercritical drying process is performed, a space corresponding to the volume of the robot hand constituting the substrate transfer robot, that is, the volume occupied by the robot hand and the robot hand control and A space is required that includes the associated free space margin. This space occupies about 30% or more of the working volume of the chamber. This space is only needed in the process of bringing the substrate into and out of the chamber using the robot hand, and in terms of the supercritical drying process excluding the loading and unloading of the substrate, the efficiency of the supercritical drying process is lowered. act as a triggering factor. That is, there is a problem in that the throughput of the supercritical drying process is reduced and the process time is increased due to the space.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것이며, 본 발명의 기술적 과제는 초임계 건조 공정에서 기판의 반입과 반출을 위한 로봇 핸드의 동작 수행을 가능하게 하는 동시에 챔버 내부의 잉여 공간을 최소화하여 초임계 건조 공정의 처리량(throughput)을 늘리고 공정시간을 줄이는 것이다.The present invention is to solve this problem, and the technical problem of the present invention is to enable the operation of the robot hand for loading and unloading the substrate in the supercritical drying process and at the same time minimize the surplus space inside the chamber for supercritical drying This is to increase the throughput of the process and reduce the process time.
또한, 본 발명의 기술적 과제는 하나의 일체형 공급/배출포트를 통하여 초기 가압용 초임계유체의 공급경로 및 건조후 기판에 형성된 유기용제가 용해된 초임계유체의 배출경로를 제공함으로써, 초임계유체의 공급 및 배출 시 대칭적인 흐름을 유도하여 초임계유체를 챔버 내부에 균일하게 분산시켜 공급 및 배출함으로써 기판 건조효율을 증대시키는 것이다.In addition, the technical problem of the present invention is to provide a supply path of the supercritical fluid for initial pressurization and a discharge path of the supercritical fluid in which the organic solvent formed on the substrate after drying is dissolved through one integrated supply/discharge port, so that the supercritical fluid It is to increase the substrate drying efficiency by inducing a symmetrical flow when supplying and discharging the supercritical fluid and uniformly dispersing it in the chamber to supply and discharge it.
또한, 본 발명의 기술적 과제는 기판을 배치하기 위하여 필수적으로 요구되는 기판 배치판을 이용하여 건조공정 완료 후 챔버 개방 시 재유입되는 파티클을 차단하고, 건조 공정의 초기에 기판 표면으로 직접 향하는 초기 가압용 초임계유체의 흐름을 방지하여 기판에 형성된 패턴의 도괴를 방지하고, 초기 가압용 초임계유체에 함유될 수 있는 파티클이 기판에 퇴적되는 문제를 방지하거나 퇴적량을 감소시키고, 기판 배치판이 차지하는 부피로 인한 챔버의 내부용적(working volume)을 감소시켜 건조 공정시간을 단축하는 것이다.In addition, the technical problem of the present invention is to block particles re-introduced when the chamber is opened after completion of the drying process by using the substrate placement plate, which is essential for arranging the substrate, and initial pressure directed directly to the surface of the substrate at the beginning of the drying process. Prevents the collapse of the pattern formed on the substrate by preventing the flow of the supercritical fluid for initial pressurization, prevents the problem of particles that may be contained in the supercritical fluid for initial pressurization, or reduces the deposition amount on the substrate, The drying process time is shortened by reducing the working volume of the chamber due to the volume.
또한, 본 발명의 기술적 과제는 기판을 하부 하우징과 상부 하우징의 결합면보다 높게 위치하도록 기판 배치판 상에 배치함으로써, 건조공정이 완료되어 챔버가 개방되는 경우, 하부 하우징과 상부 하우징의 결합면에 구비된 실링부 주변의 파티클이 기판과 결합면의 높이차에 따른 중력에 의해 기판으로 유입되는 문제를 방지하는 것을 기술적 과제로 한다.In addition, the technical problem of the present invention is to place the substrate on the substrate mounting plate so as to be positioned higher than the coupling surface of the lower housing and the upper housing, so that when the drying process is completed and the chamber is opened, it is provided on the coupling surface of the lower housing and the upper housing It is a technical task to prevent the particles around the sealing part from flowing into the substrate due to gravity according to the height difference between the substrate and the bonding surface.
이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 기판 건조 챔버는 상부 하우징, 상기 상부 하우징에 개폐 가능하게 결합되는 하부 하우징, 상기 하부 하우징에 결합되어 있으며 상기 상부 하우징을 향하는 상면에 원형의 중앙 돌출영역 및 상기 중앙 돌출영역의 외곽에 위치하며 상기 중앙 돌출영역보다 낮은 높이를 갖는 외곽영역이 형성되어 있는 기판 배치판, 일단이 상기 기판 배치판의 외곽영역에 결합되고 타단이 로봇 핸드에 의해 반입되는 기판에 결합되어 상기 기판을 지지하면서 상기 기판을 상기 기판 배치판의 상면으로부터 이격시키는 기판 지지부, 상기 하부 하우징의 일측면에서 타측면까지 연장 형성되고 상기 일측면과 상기 타측면의 중간영역에서 상기 기판 배치판을 향하도록 형성되어 초기 가압용 초임계유체의 공급경로 및 건조후 상기 기판에 형성된 유기용제가 용해된 혼합유체의 배출경로를 제공하는 일체형 공급/배출포트 및 상기 상부 하우징의 중앙영역에서 상기 기판 배치판을 향하도록 형성되어 건조용 초임계유체의 공급경로를 제공하는 상부 공급포트를 포함한다.A substrate drying chamber according to the present invention for solving these technical problems includes an upper housing, a lower housing that is openably coupled to the upper housing, a circular central protrusion on an upper surface facing the upper housing and coupled to the lower housing, and A substrate arrangement plate located outside the central protrusion area and having an outer area having a lower height than the central protrusion area, one end of which is coupled to the outer area of the board arrangement plate and the other end of the substrate loaded by the robot hand. A substrate support portion that is coupled to support the substrate and spaced the substrate apart from the upper surface of the substrate placement plate, is formed to extend from one side of the lower housing to the other surface, and is formed in an intermediate region between the one side and the other side of the substrate placement plate. An integrated supply/discharge port that is formed to face to provide a supply path of the supercritical fluid for initial pressurization and a discharge path of the mixed fluid in which the organic solvent formed on the substrate is dissolved after drying, and the substrate arrangement in the central region of the upper housing It is formed to face the plate and includes an upper supply port that provides a supply path of the supercritical fluid for drying.
본 발명에 따른 기판 건조 챔버에 있어서, 상기 기판 배치판의 상면에 형성된 중앙 돌출영역에 의해 내부 용적(working volume)이 축소되어 건조공정의 시간이 단축되는 것을 특징으로 한다.In the substrate drying chamber according to the present invention, the internal volume (working volume) is reduced by the central protrusion area formed on the upper surface of the substrate arrangement plate, it is characterized in that the drying process time is shortened.
본 발명에 따른 기판 건조 챔버에 있어서, 상기 기판의 하면과 상기 기판 배치판의 상면에 형성된 외곽영역 사이에 존재하는 반입/반출공간으로 상기 로봇 핸드가 출입하여 상기 기판을 상기 기판 지지부로 반입하거나 상기 기판을 상기 기판 지지부로부터 반출하는 것을 특징으로 한다.In the substrate drying chamber according to the present invention, the robot hand enters and exits the carry-in/out space existing between the lower surface of the substrate and the outer region formed on the upper surface of the substrate arrangement plate to carry the substrate into the substrate support unit or It characterized in that the substrate is carried out from the substrate support.
본 발명에 따른 기판 건조 챔버에 있어서, 상기 기판의 하면과 상기 외곽영역 간의 이격거리는 상기 기판의 하면과 상기 중앙 돌출영역 간의 이격거리보다 큰 것을 특징으로 한다.In the substrate drying chamber according to the present invention, a distance between the lower surface of the substrate and the outer region is greater than a distance between the lower surface of the substrate and the central protrusion region.
본 발명에 따른 기판 건조 챔버에 있어서, 상기 기판 배치판의 양면 중에서 상기 하부 하우징을 향하는 하면은 평평한(flat) 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.In the substrate drying chamber according to the present invention, a lower surface facing the lower housing among both surfaces of the substrate arrangement plate is characterized in that it has a flat shape.
본 발명에 따른 기판 건조 챔버에 있어서, 상기 기판 배치판의 양면 중에서 상기 하부 하우징을 향하는 하면은 상기 하부 하우징의 중간영역을 향하여 경사진 원뿔(cone) 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.In the substrate drying chamber according to the present invention, a lower surface facing the lower housing among both surfaces of the substrate arrangement plate has a cone shape inclined toward the middle region of the lower housing.
본 발명에 따른 기판 건조 챔버에 있어서, 상기 일체형 공급/배출포트는 상기 하부 하우징의 일측면에서 상기 중간영역까지 형성된 제1 관로부, 상기 중간영역에서 상기 제1 관로부와 연통되어 상기 기판 배치판을 향하도록 형성된 공통포트부 및 상기 중간영역에서 상기 공통포트부 및 상기 제1 관로부와 연통되어 상기 하부 하우징의 타측면까지 형성된 제2 관로부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the substrate drying chamber according to the present invention, the integrated supply/discharge port includes a first conduit formed from one side of the lower housing to the intermediate region, and is communicated with the first conduit in the intermediate region to communicate with the substrate arrangement plate. It characterized in that it comprises a common port portion formed to face and a second conduit portion formed to the other side of the lower housing in communication with the common port portion and the first conduit portion in the intermediate region.
본 발명에 따른 기판 건조 챔버에 있어서, 상기 제1 관로부와 상기 공통포트부는 초기 가압용 초임계유체의 공급경로를 제공하고, 상기 공통포트부와 상기 제2 관로부는 상기 유기용제가 용해된 혼합유체의 배출경로를 제공하는 것을 특징으로 한다.In the substrate drying chamber according to the present invention, the first conduit portion and the common port portion provide a supply path of the supercritical fluid for initial pressurization, and the common port portion and the second conduit portion are mixed in which the organic solvent is dissolved. It is characterized in that it provides a discharge path of the fluid.
본 발명에 따른 기판 건조 챔버에 있어서, 상기 제1 관로부와 상기 공통포트부를 통해 공급되는 초기 가압용 초임계유체는 상기 기판 배치판에 막혀 상기 기판으로의 직접적인 분사가 방지되는 것을 특징으로 한다.In the substrate drying chamber according to the present invention, the supercritical fluid for initial pressurization supplied through the first conduit portion and the common port portion is blocked by the substrate arrangement plate to prevent direct injection to the substrate.
본 발명에 따른 기판 건조 챔버는 상기 하부 하우징과 상기 상부 하우징의 결합면에 구비된 실링부를 더 포함하고, 상기 기판은 상기 하부 하우징과 상기 상부 하우징의 결합면보다 높게 위치하도록 상기 기판 배치판 상에 배치되어 있고, 건조공정이 완료되어 상기 하부 하우징과 상기 상부 하우징이 개방되는 경우, 상기 결합면에 구비된 실링부 주변의 파티클이 상기 기판과 상기 결합면의 높이차에 따른 중력에 의해 상기 기판으로의 유입이 방지되는 것을 특징으로 한다.The substrate drying chamber according to the present invention further includes a sealing part provided on a coupling surface of the lower housing and the upper housing, and the substrate is disposed on the substrate arrangement plate to be positioned higher than the coupling surface of the lower housing and the upper housing. When the drying process is completed and the lower housing and the upper housing are opened, the particles around the sealing part provided on the coupling surface are moved to the substrate by gravity according to the height difference between the substrate and the coupling surface. It is characterized in that the inflow is prevented.
본 발명에 따른 기판 건조 챔버는 일단이 상기 하부 하우징의 바닥면에 결합되고 타단이 상기 기판 배치판에 결합되어, 상기 기판 배치판을 지지하면서 상기 기판 배치판을 상기 하부 하우징의 바닥면으로부터 이격시키는 기판배치판 지지부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In the substrate drying chamber according to the present invention, one end is coupled to the bottom surface of the lower housing and the other end is coupled to the substrate placement plate, and the substrate placement plate is spaced apart from the bottom surface of the lower housing while supporting the substrate placement plate. It characterized in that it further comprises a substrate arrangement plate support.
본 발명에 따른 기판 건조 챔버에 있어서, 상기 기판배치판 지지부에 의해 상기 하부 하우징의 바닥면과 상기 기판 배치판 사이에 존재하는 제1 이격공간은 상기 일체형 공급/배출포트를 통해 공급되는 초기 가압용 초임계유체가 상기 기판 배치판의 하면을 따라 이동하여 상기 기판이 배치된 처리영역으로 점진적으로 확산하도록 유도하는 것을 특징으로 한다.In the substrate drying chamber according to the present invention, the first separation space existing between the bottom surface of the lower housing and the substrate placement plate by the substrate placement plate support part is for initial pressurization supplied through the integrated supply/discharge port. It is characterized in that the supercritical fluid moves along the lower surface of the substrate arrangement plate to induce it to gradually diffuse into the processing area on which the substrate is disposed.
본 발명에 따른 기판 건조 챔버에 있어서, 상기 기판 지지부에 의해 상기 기판 배치판의 상면과 상기 기판 사이에 존재하는 제2 이격공간은 상기 기판의 하면을 상기 일체형 공급/배출포트를 통해 공급되는 초기 가압용 초임계유체와 상기 상부 공급포트를 통해 공급되는 건조용 초임계유체에 노출시켜 건조공정의 시간을 단축시키는 것을 특징으로 한다.In the substrate drying chamber according to the present invention, the second separation space existing between the upper surface of the substrate arrangement plate and the substrate by the substrate support part is the initial pressure supplied to the lower surface of the substrate through the integrated supply/discharge port. It is characterized in that it shortens the drying process time by exposing it to the supercritical fluid for drying and the supercritical fluid for drying supplied through the upper supply port.
본 발명에 따르면, 초임계 건조 공정이 수행되는 챔버의 내부 용적(working volume) 중에서 초임계 건조 공정 수행을 위해 필수적으로 요구되는 공간을 제외한 잉여 공간을 줄임으로써, 초임계 건조 공정의 처리량(throughput)을 늘리고 공정시간을 줄일 수 있다.According to the present invention, by reducing the surplus space excluding the space essential for performing the supercritical drying process among the internal volume of the chamber in which the supercritical drying process is performed, the throughput of the supercritical drying process (throughput) can be increased and the processing time can be reduced.
구체적으로, 초임계 건조 공정이 수행되는 챔버 내부에 배치되는 기판의 하부에는 기판 이송 로봇을 구성하는 로봇 핸드(robot hand)의 부피에 상응하는 공간, 즉, 로봇 핸드가 차지하는 부피와 로봇 핸드 제어와 관련한 여유 공간 마진을 포함하는 공간이 요구된다. 이러한 공간은 챔버의 내부 용적(working volume)의 약 30% 이상을 차지한다. 이 공간은 로봇 핸드를 이용하여 기판을 챔버 내부로 반입하고 외부로 반출하는 과정에서만 필요할 뿐이며, 기판 반입 및 반출을 제외한 초임계 건조 공정의 관점을 기준으로 할 경우에는 초임계 건조 공정의 효율을 저하시키는 요인으로 작용한다. 즉, 상기 공간으로 인하여 초임계 건조 공정의 처리량(throughput)이 감소하고 공정시간이 증가하는 문제점이 있다.Specifically, in the lower part of the substrate disposed inside the chamber in which the supercritical drying process is performed, a space corresponding to the volume of the robot hand constituting the substrate transfer robot, that is, the volume occupied by the robot hand and the robot hand control and A space is required that includes the associated free space margin. This space occupies about 30% or more of the working volume of the chamber. This space is only needed in the process of bringing the substrate into and out of the chamber using the robot hand, and in terms of the supercritical drying process excluding the loading and unloading of the substrate, the efficiency of the supercritical drying process is lowered. act as a triggering factor. That is, there is a problem in that the throughput of the supercritical drying process is reduced and the process time is increased due to the space.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것이며, 본 발명에 따르면, 초임계 건조 공정에서 기판의 반입과 반출을 위한 로봇 핸드의 동작 수행을 가능하게 하는 동시에 챔버 내부의 잉여 공간을 최소화하여 초임계 건조 공정의 처리량(throughput)을 늘리고 공정시간을 줄일 수 있다.The present invention is to solve this problem, and according to the present invention, it is possible to perform the operation of the robot hand for loading and unloading the substrate in the supercritical drying process, and at the same time, by minimizing the surplus space inside the chamber, the supercritical drying process It is possible to increase the throughput (throughput) and reduce the processing time.
또한, 하나의 일체형 공급/배출포트를 통하여 초기 가압용 초임계유체의 공급경로 및 건조후 기판에 형성된 유기용제가 용해된 초임계유체의 배출경로를 제공함으로써, 초임계유체의 공급 및 배출 시 대칭적인 흐름을 유도하여 초임계유체를 챔버 내부에 균일하게 분산시켜 공급 및 배출함으로써 기판 건조효율을 증대시킬 수 있다.In addition, by providing the supply path of the supercritical fluid for initial pressurization and the discharge path of the supercritical fluid in which the organic solvent formed on the substrate after drying is dissolved through one integrated supply/discharge port, the supply and discharge of the supercritical fluid are symmetrical. The substrate drying efficiency can be increased by supplying and discharging the supercritical fluid by inducing a positive flow to uniformly disperse the supercritical fluid inside the chamber.
또한, 기판을 배치하기 위하여 필수적으로 요구되는 기판 배치판을 이용하여 건조공정 완료 후 챔버 개방 시 재유입되는 파티클을 차단하고, 건조 공정의 초기에 기판 표면으로 직접 향하는 초기 가압용 초임계유체의 흐름을 방지하여 기판에 형성된 패턴의 도괴를 방지하고, 초기 가압용 초임계유체에 함유될 수 있는 파티클이 기판에 퇴적되는 문제를 방지하거나 퇴적량을 감소시키고, 기판 배치판이 차지하는 부피로 인한 챔버의 내부용적(working volume)을 감소시켜 건조 공정시간을 단축할 수 있다.In addition, the flow of supercritical fluid for initial pressurization directed directly to the surface of the substrate at the beginning of the drying process by blocking particles re-introduced when the chamber is opened after completion of the drying process by using the substrate placement plate, which is essential for arranging the substrate prevents the collapse of the pattern formed on the substrate by preventing The drying process time can be shortened by reducing the working volume.
또한, 기판을 하부 하우징과 상부 하우징의 결합면보다 높게 위치하도록 기판 배치판 상에 배치함으로써, 건조공정이 완료되어 챔버가 개방되는 경우, 하부 하우징과 상부 하우징의 결합면에 구비된 실링부 주변의 파티클이 기판과 결합면의 높이차에 따른 중력에 의해 기판으로 유입되는 문제를 방지할 수 있다.In addition, when the drying process is completed and the chamber is opened by disposing the substrate on the substrate placing plate to be positioned higher than the coupling surface of the lower housing and the upper housing, particles around the sealing part provided on the coupling surface of the lower housing and the upper housing It is possible to prevent a problem from flowing into the substrate due to gravity according to the height difference between the substrate and the bonding surface.
도 1은 종래기술에 따른 기판 건조 과정에서 발생하는 패턴 도괴(pattern collapse) 현상을 나타낸 도면이고,
도 2는 종래의 기판 건조 챔버를 나타낸 도면이고,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 건조 챔버를 나탄낸 도면이고,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 기판 배치판의 예시적인 외관 형상을 나타낸 도면이고,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 로봇 핸드가 기판 배치판의 상면에 형성된 외곽영역 상의 반입/반출공간으로 출입하여 기판을 반입 또는 반출하는 구성을 예시적으로 설명하기 위한 도면이고,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 기판 배치판의 하나의 예시적인 단면 형상을 나타낸 도면이고,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 기판 배치판의 다른 예시적인 단면 형상을 나타낸 도면이고,
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 초기 가압용 초임계유체의 확산 경로를 나타낸 도면이고,
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 건조용 초임계유체의 확산 경로를 나타낸 도면이고,
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 유기용제가 용해된 혼합유체의 배출 경로를 나타낸 도면이고,
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 건조공정이 완료되어 하부 하우징과 상부 하우징이 개방되는 경우, 상부 하우징과 하부 하우징의 결합면에 구비된 실링부 및 그 주변에 존재하는 파티클의 기판으로의 유입이 방지되는 원리를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view showing a pattern collapse phenomenon that occurs in a substrate drying process according to the prior art;
2 is a view showing a conventional substrate drying chamber,
3 is a view showing a substrate drying chamber according to an embodiment of the present invention,
4 is a view showing an exemplary external shape of a substrate arrangement plate according to an embodiment of the present invention;
5 is a view for explaining a configuration in which the robot hand enters and exits the carry-in/out space on the outer area formed on the upper surface of the substrate arrangement plate to carry in or take out the substrate according to an embodiment of the present invention;
6 is a view showing an exemplary cross-sectional shape of a substrate arrangement plate according to an embodiment of the present invention,
7 is a view showing another exemplary cross-sectional shape of a substrate arrangement plate according to an embodiment of the present invention,
8 is a view showing a diffusion path of a supercritical fluid for initial pressurization in an embodiment of the present invention;
9 is a view showing a diffusion path of a supercritical fluid for drying in an embodiment of the present invention;
10 is a view showing a discharge path of a mixed fluid in which an organic solvent is dissolved in an embodiment of the present invention;
11 is a diagram illustrating a sealing portion provided on a coupling surface of an upper housing and a lower housing and a substrate of particles present in the vicinity thereof when the drying process is completed and the lower housing and the upper housing are opened according to an embodiment of the present invention; It is a diagram for explaining the principle of preventing the inflow of.
본 명세서에 개시된 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.Specific structural or functional descriptions of the embodiments according to the concept of the present invention disclosed in this specification are only exemplified for the purpose of explaining the embodiments according to the concept of the present invention, and the embodiments according to the concept of the present invention may take various forms. It can be implemented with the above and is not limited to the embodiments described herein.
본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.Since the embodiments according to the concept of the present invention may have various changes and may have various forms, the embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail herein. However, this is not intended to limit the embodiments according to the concept of the present invention to specific disclosed forms, and includes all modifications, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않은 채, 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고 유사하게 제2 구성 요소는 제1 구성 요소로도 명명될 수 있다.Terms such as first or second may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one element from another, for example, without departing from the scope of the inventive concept, a first element may be termed a second element and similarly a second element. A component may also be referred to as a first component.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접 연결되어 있거나 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에" 와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.When a component is referred to as being “connected” or “connected” to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but it should be understood that other components may exist in between. will be. On the other hand, when it is said that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle. Other expressions describing the relationship between elements, such as "between" and "immediately between" or "neighboring to" and "directly adjacent to", should be interpreted similarly.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used herein are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. As used herein, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described herein is present, but one or more other features It is to be understood that it does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 나타낸다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as commonly used dictionary definitions should be interpreted as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art, and unless explicitly defined in the present specification, they are not to be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. .
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 건조 챔버를 나탄낸 도면이고, 도 4는 기판 배치판의 예시적인 외관 형상을 나타낸 도면이고, 도 5는 로봇 핸드가 기판 배치판의 상면에 형성된 외곽영역 상의 반입/반출공간으로 출입하여 기판을 반입 또는 반출하는 구성을 예시적으로 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 기판 배치판의 하나의 예시적인 단면 형상을 나타낸 도면이고, 도 7은 기판 배치판의 다른 예시적인 단면 형상을 나타낸 도면이고, 도 8은 초기 가압용 초임계유체의 확산 경로를 나타낸 도면이고, 도 9는 건조용 초임계유체의 확산 경로를 나타낸 도면이고, 도 10은 유기용제가 용해된 혼합유체의 배출 경로를 나타낸 도면이고, 도 11은 건조공정이 완료되어 하부 하우징과 상부 하우징이 개방되는 경우, 상부 하우징과 하부 하우징의 결합면에 구비된 실링부 및 그 주변에 존재하는 파티클의 기판으로의 유입이 방지되는 원리를 설명하기 위한 도면이다.Figure 3 is a view showing a substrate drying chamber according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a view showing an exemplary external shape of the substrate arrangement plate, Figure 5 is a robot hand formed on the upper surface of the substrate arrangement plate It is a view for exemplarily explaining a configuration for carrying in or taking out a substrate by entering and exiting the carry-in/out space on the area, FIG. 6 is a view showing an exemplary cross-sectional shape of the substrate arrangement plate, and FIG. 7 is a substrate arrangement plate is a view showing another exemplary cross-sectional shape of , FIG. 8 is a view showing the diffusion path of the supercritical fluid for initial pressurization, FIG. 9 is a view showing the diffusion path of the supercritical fluid for drying, and FIG. It is a view showing the discharge path of the dissolved mixed fluid, and FIG. 11 is a sealing part provided on the coupling surface of the upper housing and the lower housing and particles present in the vicinity when the drying process is completed and the lower housing and the upper housing are opened. It is a diagram for explaining the principle of preventing the inflow into the substrate.
도 3 내지 도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 건조 챔버(1)는 상부 하우징(10), 하부 하우징(20), 실링부(30), 기판 배치판(40), 일체형 공급/배출포트(50), 상부 공급포트(60), 기판배치판 지지부(70), 기판 지지부(80) 및 하우징 구동부(90)를 포함한다.3 to 11 , the
상부 하우징(10)과 하부 하우징(20)은 서로 개폐 가능하게 결합되어 있으며, 건조 공정이 수행되는 공간을 제공한다. 예를 들어, 상부 하우징(10)과 하부 하우징(20)은 원통 형상을 갖도록 구성될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 후술하겠지만, 상부 하우징(10)에는 상부 공급포트(60)가 형성되어 있고, 하부 하우징(20)에는 일체형 공급/배출포트(50)가 형성되어 있다.The
실링부(30)는 하부 하우징(20)과 상부 하우징(10)의 결합면(C)에 구비되어 있으며, 하부 하우징(20)과 상부 하우징(10)의 결합면(C)의 기밀을 유지하여 기판 건조 챔버(1) 내부영역을 외부와 차단시킨다.The sealing
예를 들어, 건조공정이 완료되어 하부 하우징(20)과 상부 하우징(10)이 개방되는 경우, 상부 하우징(10)과 하부 하우징(20)의 결합면(C)에 구비된 실링부(30) 및 그 주변에 존재하는 파티클의 기판(W)으로의 유입이 방지되는 원리를 설명하기 위한 도 11에 예시된 바와 같이, 기판(W)은 하부 하우징(20)과 상부 하우징(10)의 결합면(C)보다 높게 위치하도록 기판 배치판(40) 상에 배치되어 있고, 건조공정이 완료되어 하부 하우징(20)과 상부 하우징(10)이 개방되는 경우, 결합면(C)에 구비된 실링부(30) 주변의 파티클이 기판(W)과 결합면(C)의 높이차에 따른 중력에 의해 기판(W)으로의 유입이 방지되도록 구성될 수 있다.For example, when the drying process is completed and the
기판 배치판(40)은 하부 하우징(20)에 결합되어 있으며 유기용제가 형성되어 있는 기판(W)이 배치되는 구성요소이다.The
앞서 설명한 바 있지만, 초임계 건조 공정이 수행되는 기판 건조 챔버(1) 내부에 배치되는 기판(W)의 하부에는 기판 이송 로봇을 구성하는 로봇 핸드(RH)의 부피에 상응하는 공간, 즉, 로봇 핸드(RH)가 차지하는 부피와 로봇 핸드(RH) 제어와 관련한 여유 공간 마진을 포함하는 공간이 요구된다. 이러한 공간은 기판 건조 챔버(1)의 내부 용적(working volume)의 약 30% 이상을 차지한다. 이 공간은 로봇 핸드(RH)를 이용하여 기판(W)을 기판 건조 챔버(1) 내부로 반입하고 외부로 반출하는 과정에서만 필요할 뿐이며, 기판(W) 반입 및 반출을 제외한 초임계 건조 공정의 관점을 기준으로 할 경우에는 초임계 건조 공정의 효율을 저하시키는 요인으로 작용한다. 즉, 상기 공간으로 인하여 초임계 건조 공정의 처리량(throughput)이 감소하고 공정시간이 증가하는 문제점이 있다.As described above, in the lower portion of the substrate W disposed inside the
본 발명의 일 실시 예는 이러한 문제점을 해결하기 위한 것이며, 기판 배치판(40)의 형상을 최적화하여 초임계 건조 공정에서 기판(W)의 반입과 반출을 위한 로봇 핸드(RH)의 동작 수행을 가능하게 하는 동시에 기판 건조 챔버(1) 내부의 잉여 공간을 최소화하여 초임계 건조 공정의 처리량(throughput)을 늘리고 공정시간을 줄이도록 구성된다.One embodiment of the present invention is to solve this problem, and by optimizing the shape of the
이러한 구성의 예시로서, 도 4 내지 도 7을 참조하면, 기판 배치판(40)의 양면 중에서 상부 하우징(10)을 향하는 상면에는 원형의 중앙 돌출영역(42) 및 중앙 돌출영역(42)의 외곽에 위치하며 중앙 돌출영역(42)보다 낮은 높이를 갖는 외곽영역(44)이 형성되어 있다.As an example of such a configuration, referring to FIGS. 4 to 7 , a circular
예를 들어, 기판(W)의 하면과 외곽영역(44) 간의 이격거리는 기판(W)의 하면과 중앙 돌출영역(42) 간의 이격거리보다 크도록 구성될 수 있다.For example, the separation distance between the lower surface of the substrate W and the
기판 지지부(80)는 일단이 기판 배치판(40)의 상면에 형성된 외곽영역(44)에 결합되고 타단이 로봇 핸드(RH)에 의해 반입되는 기판(W)에 결합된다. 이러한 기판 지지부(80)는 기판(W)을 지지하면서 기판(W)을 기판 배치판(40)의 상면으로부터 이격시킨다.One end of the
예를 들어, 기판 배치판(40)의 상면에 형성된 중앙 돌출영역(42)에 의해 기판 건조 챔버(1)의 내부 용적(working volume)이 축소되어 건조공정의 시간이 단축되도록 구성될 수 있다.For example, the inner working volume of the
예를 들어, 기판(W)의 하면과 기판 배치판(40)의 상면에 형성된 외곽영역(44) 사이에 존재하는 반입/반출공간(R)으로 로봇 핸드(RH)가 출입하여 기판(W)을 기판 지지부(80)로 반입하거나 기판(W)을 기판 지지부(80)로부터 반출하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 로봇 핸드(RH)는 중앙 돌출영역(42)의 측벽과 기판 지지부(80) 사이로 출입하여 기판(W)을 반입하거나 반출할 수 있다.For example, the robot hand RH enters and exits the carry-in / take-out space R existing between the lower surface of the substrate W and the
하나의 예로, 도 6에 예시된 바와 같이, 기판 배치판(40)의 양면 중에서 하부 하우징(20)을 향하는 하면은 평평한(flat) 형상을 갖도록 구성될 수 있다.As an example, as illustrated in FIG. 6 , a lower surface facing the
다른 예로, 도 7에 예시된 바와 같이, 기판 배치판(40)의 양면 중에서 하부 하우징(20)을 향하는 하면은 하부 하우징(20)의 중간영역(28)을 향하여 경사진 원뿔(cone) 형상을 갖도록 구성될 수 있다.As another example, as illustrated in FIG. 7 , the lower surface facing the
예를 들어, 일체형 공급/배출포트(50)를 구성하는 제1 관로부(510)와 공통포트부(520)를 통해 공급되는 초기 가압용 초임계유체는 기판 배치판(40)에 막혀 기판(W)으로의 직접적인 분사가 방지되도록 구성될 수 있다.For example, the supercritical fluid for initial pressurization supplied through the
보다 구체적으로, 초기 가압용 초임계유체의 확산 경로를 나타낸 도 8 및 유기용제가 용해된 혼합유체의 배출 경로를 나타낸 도 10에 예시된 바와 같이, 건조 공정의 대상인 기판(W)을 배치하기 위하여 필수적으로 요구되는 기판 배치판(40)을 이용하여 건조공정 완료 후 기판 건조 챔버(1) 개방 시 재유입되는 파티클을 차단하고, 건조 공정의 초기에 기판(W) 표면으로 직접 향하는 초기 가압용 초임계유체의 흐름을 방지하여 기판(W)에 형성된 패턴의 도괴를 방지할 수 있고, 초기 가압용 초임계유체에 함유될 수 있는 파티클이 기판(W)에 퇴적되는 문제를 방지하거나 퇴적량을 감소시킬 수 있고, 기판 배치판(40)이 차지하는 부피로 인한 기판 건조 챔버(1)의 내부 용적(working volume)을 감소시켜 건조 공정시간을 단축할 수 있다.More specifically, as illustrated in FIG. 8 showing the diffusion path of the supercritical fluid for initial pressurization and FIG. 10 showing the discharge path of the mixed fluid in which the organic solvent is dissolved, in order to place the substrate W, the target of the drying process. Block particles re-introduced when the
일체형 공급/배출포트(50)는 하부 하우징(20)의 일측면(24)에서 타측면(26)까지 연장 형성되고 일측면(24)과 타측면(26)의 중간영역(28)에서 기판 배치판(40)을 향하도록 형성되어, 초기 가압용 초임계유체의 공급경로 및 건조후 기판(W)에 형성된 유기용제가 용해된 혼합유체의 배출경로를 제공하는 구성요소이다.The integrated supply/
이러한 하나의 일체형 공급/배출포트(50)를 통하여 초기 가압용 초임계유체의 공급경로 및 건조후 기판(W)에 형성된 유기용제가 용해된 혼합유체의 배출경로를 제공함으로써, 초임계유체의 공급 및 혼합유체의 배출 시 대칭적인 흐름을 유도하여 초임계유체를 기판 건조 챔버(1) 내부에 균일하게 분산시켜 공급하고 혼합유체를 배출함으로써 기판 건조효율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.By providing the supply path of the supercritical fluid for initial pressurization and the discharge path of the mixed fluid in which the organic solvent formed on the substrate W after drying through one integrated supply/
예를 들어, 이러한 일체형 공급/배출포트(50)는, 하부 하우징(20)의 일측면(24)에서 중간영역(28)까지 형성된 제1 관로부(510), 중간영역(28)에서 제1 관로부(510)와 연통되어 기판 배치판(40)을 향하도록 형성된 공통포트부(520) 및 중간영역(28)에서 공통포트부(520) 및 제1 관로부(510)와 연통되어 하부 하우징(20)의 타측면(26)까지 형성된 제2 관로부(530)를 포함하고, 제1 관로부(510)와 공통포트부(520)는 초기 가압용 초임계유체의 공급경로를 제공하고, 공통포트부(520)와 제2 관로부(530)는 유기용제가 용해된 혼합유체의 배출경로를 제공하도록 구성될 수 있다.For example, this integrated supply/
상부 공급포트(60)는 상부 하우징(10)의 중앙영역에서 기판 배치판(40)을 향하도록 형성되어 건조용 초임계유체의 공급경로를 제공하는 구성요소이다.The
기판배치판 지지부(70)는 일단이 하부 하우징(20)의 바닥면(22)에 결합되고 타단이 기판 배치판(40)에 결합되어 있으며, 기판 배치판(40)을 지지하면서 기판 배치판(40)을 하부 하우징(20)의 바닥면(22)으로부터 이격시키는 구성요소이다.The substrate placement
예를 들어, 기판배치판 지지부(70)에 의해 하부 하우징(20)의 바닥면(22)과 기판 배치판(40) 사이에 존재하는 제1 이격공간(R1)은 일체형 공급/배출포트(50)를 통해 공급되는 초기 가압용 초임계유체가 기판 배치판(40)의 하면을 따라 이동하여 기판(W)이 배치된 처리영역으로 점진적으로 확산하도록 유도하는 기능을 수행할 수 있다.For example, the first separation space (R1) existing between the
기판 지지부(80)는 일단이 기판 배치판(40)의 상면에 형성된 외곽영역(44)에 결합되고 타단이 로봇 핸드(RH)에 의해 반입되는 기판(W)에 결합된다. 이러한 기판 지지부(80)는 기판(W)을 지지하면서 기판(W)을 기판 배치판(40)의 상면으로부터 이격시키는 구성요소이다.One end of the
예를 들어, 기판 지지부(80)에 의해 기판 배치판(40)의 상면과 기판(W) 사이에 존재하는 제2 이격공간(R2)은 기판(W)의 하면을 상기 일체형 공급/배출포트(50)를 통해 공급되는 초기 가압용 초임계유체와 상부 공급포트(60)를 통해 공급되는 건조용 초임계유체에 노출시켜 건조공정의 시간을 단축시키는 기능을 수행한다.For example, the second separation space (R2) existing between the upper surface of the
하우징 구동부(90)는 하우징을 개폐하는 수단으로서, 건조 공정이 종료된 이후 하부 하우징(20)을 구동하여 하부 하우징(20)을 상부 하우징(10)으로부터 분리시켜 기판 건조 챔버(1)를 개방하거나, 건조 공정을 개시하는 경우 하부 하우징(20)을 구동하여 하부 하우징(20)을 상부 하우징(10)에 결합시켜 기판 건조 챔버(1)를 폐쇄하는 기능을 수행할 수 있다. 도면상, 하우징 구동부(90)가 하부 하우징(20)을 구동하는 것으로 표현되어 있으나, 이는 하나의 예시일 뿐이며, 하우징 구동부(90)는 상부 하우징(10)을 구동하도록 구성될 수도 있다.The
예를 들어, 초기 가압용 초임계유체와 건조용 초임계유체는 이산화탄소(CO2)를 포함할 수 있고, 유기용제는 알코올(alcohol)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 구체적인 예로, 알코올은 메탄올(methanol), 에탄올(ethanol), 1-프로판올(1-propanol), 2-프로판올(2-propanol, IPA), 1-부탄올(1-butanol)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.For example, the supercritical fluid for initial pressurization and the supercritical fluid for drying may include carbon dioxide (CO 2 ), and the organic solvent may include alcohol, but is not limited thereto. As a specific example, the alcohol may include methanol, ethanol, 1-propanol (1-propanol), 2-propanol (IPA), and 1-butanol (1-butanol). not limited
예를 들어, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 건조 기판 건조 챔버(1)에서 수행되는 초임계 건조 기술에 따르면, 기판 건조 챔버(1) 내에서 표면이 알코올 등과 같은 유기용제로 습윤되어 있는 기판(W)에 초임계 상태의 이산화탄소를 공급함으로써 기판 상의 알코올이 초임계 이산화탄소 유체에 용해된다. 그리고 알코올을 용해하고 있는 이산화탄소 유체를 서서히 기판 건조 챔버(1)에서 배출함으로써 패턴의 도괴 없이 기판(W)을 건조할 수 있다.For example, according to the supercritical drying technique performed in the
1: 기판 건조 챔버
10: 상부 하우징
20: 하부 하우징
22: 바닥면
24: 일측면
26: 타측면
28: 중간영역
30: 실링부
40: 기판 배치판
42: 중앙 돌출영역
44: 외곽 영역
50: 일체형 공급/배출포트
60: 상부 공급포트
70: 기판배치판 지지부
80: 기판 지지부
90: 하우징 구동부
510: 제1 관로부
520: 공통포트부
530: 제2 관로부
C: 결합면
R: 반입/반출공간
R1: 제1 이격공간
R2: 제2 이격공간
RH: 로봇 핸드
W: 기판1: substrate drying chamber
10: upper housing
20: lower housing
22: bottom surface
24: one side
26: the other side
28: middle area
30: sealing part
40: substrate placement plate
42: central protrusion area
44: outer area
50: integrated supply/discharge port
60: upper supply port
70: substrate arrangement plate support part
80: substrate support
90: housing drive unit
510: first conduit unit
520: common port part
530: second conduit unit
C: mating surface
R: Import/export space
R1: first separation space
R2: second separation space
RH: Robot Hand
W: substrate
Claims (13)
상기 상부 하우징에 개폐 가능하게 결합되는 하부 하우징;
상기 하부 하우징에 결합되어 있으며 상기 상부 하우징을 향하는 상면에 원형의 중앙 돌출영역 및 상기 중앙 돌출영역의 외곽에 위치하며 상기 중앙 돌출영역보다 낮은 높이를 갖는 외곽영역이 형성되어 있는 기판 배치판;
일단이 상기 기판 배치판의 외곽영역에 결합되고 타단이 로봇 핸드에 의해 반입되는 기판에 결합되어 상기 기판을 지지하면서 상기 기판을 상기 기판 배치판의 상면으로부터 이격시키는 기판 지지부;
상기 하부 하우징의 일측면에서 타측면까지 연장 형성되고 상기 일측면과 상기 타측면의 중간영역에서 상기 기판 배치판을 향하도록 형성되어 초기 가압용 초임계유체의 공급경로 및 건조후 상기 기판에 형성된 유기용제가 용해된 혼합유체의 배출경로를 제공하는 일체형 공급/배출포트; 및
상기 상부 하우징의 중앙영역에서 상기 기판 배치판을 향하도록 형성되어 건조용 초임계유체의 공급경로를 제공하는 상부 공급포트를 포함하고,
상기 기판의 하면과 상기 기판 배치판의 상면에 형성된 외곽영역 사이에 존재하는 반입/반출공간으로 상기 로봇 핸드가 출입하여 상기 기판을 상기 기판 지지부로 반입하거나 상기 기판을 상기 기판 지지부로부터 반출하는, 기판 건조 챔버.
upper housing;
a lower housing operably coupled to the upper housing;
a substrate arrangement plate coupled to the lower housing and having a circular central protrusion region on an upper surface facing the upper housing and an outer region positioned outside the central protrusion region and having a height lower than the central protrusion region;
a substrate support unit having one end coupled to an outer region of the substrate arrangement plate and the other end coupled to a substrate loaded by a robot hand to support the substrate and space the substrate apart from the upper surface of the substrate arrangement plate;
The organic formed on the substrate after the supply path of the supercritical fluid for initial pressurization and drying is formed to extend from one side to the other side of the lower housing and to face the substrate arrangement plate in an intermediate region between the one side and the other side. an integrated supply/discharge port providing a discharge path of the mixed fluid in which the solvent is dissolved; and
and an upper supply port formed to face the substrate arrangement plate in the central region of the upper housing and providing a supply path of the supercritical fluid for drying;
The robot hand enters and exits the carry-in / take-out space existing between the lower surface of the substrate and the outer region formed on the upper surface of the substrate arrangement plate to load the substrate into the substrate support part or to take the substrate out from the substrate support part. drying chamber.
상기 기판 배치판의 상면에 형성된 중앙 돌출영역에 의해 내부 용적(working volume)이 축소되어 건조공정의 시간이 단축되는 것을 특징으로 하는, 기판 건조 챔버.
According to claim 1,
The substrate drying chamber, characterized in that the internal volume (working volume) is reduced by the central protrusion area formed on the upper surface of the substrate arrangement plate to shorten the drying process time.
상기 기판의 하면과 상기 외곽영역 간의 이격거리는 상기 기판의 하면과 상기 중앙 돌출영역 간의 이격거리보다 큰 것을 특징으로 하는, 기판 건조 챔버.
According to claim 1,
The substrate drying chamber, characterized in that the separation distance between the lower surface of the substrate and the outer region is greater than the separation distance between the lower surface of the substrate and the central protrusion region.
상기 기판 배치판의 양면 중에서 상기 하부 하우징을 향하는 하면은 평평한(flat) 형상을 갖는 것을 특징으로 하는, 기판 건조 챔버.
According to claim 1,
Among both surfaces of the substrate arrangement plate, a lower surface facing the lower housing has a flat shape, the substrate drying chamber.
상기 기판 배치판의 양면 중에서 상기 하부 하우징을 향하는 하면은 상기 하부 하우징의 중간영역을 향하여 경사진 원뿔(cone) 형상을 갖는 것을 특징으로 하는, 기판 건조 챔버.
According to claim 1,
A substrate drying chamber, characterized in that the lower surface facing the lower housing among both surfaces of the substrate arrangement plate has a cone shape inclined toward the middle region of the lower housing.
상기 일체형 공급/배출포트는,
상기 하부 하우징의 일측면에서 상기 중간영역까지 형성된 제1 관로부;
상기 중간영역에서 상기 제1 관로부와 연통되어 상기 기판 배치판을 향하도록 형성된 공통포트부; 및
상기 중간영역에서 상기 공통포트부 및 상기 제1 관로부와 연통되어 상기 하부 하우징의 타측면까지 형성된 제2 관로부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 기판 건조 챔버.
According to claim 1,
The integrated supply/discharge port is
a first conduit portion formed from one side of the lower housing to the middle region;
a common port portion communicating with the first conduit portion in the intermediate region to face the substrate arrangement plate; and
and a second conduit portion communicating with the common port portion and the first conduit portion in the intermediate region and formed up to the other side of the lower housing.
상기 제1 관로부와 상기 공통포트부는 초기 가압용 초임계유체의 공급경로를 제공하고,
상기 공통포트부와 상기 제2 관로부는 상기 유기용제가 용해된 혼합유체의 배출경로를 제공하는 것을 특징으로 하는, 기판 건조 챔버.
8. The method of claim 7,
The first conduit portion and the common port portion provide a supply path of the supercritical fluid for initial pressurization,
The substrate drying chamber, characterized in that the common port portion and the second conduit portion provide a discharge path for the mixed fluid in which the organic solvent is dissolved.
상기 제1 관로부와 상기 공통포트부를 통해 공급되는 초기 가압용 초임계유체는 상기 기판 배치판에 막혀 상기 기판으로의 직접적인 분사가 방지되는 것을 특징으로 하는, 기판 건조 챔버.
8. The method of claim 7,
The substrate drying chamber, characterized in that the supercritical fluid for initial pressurization supplied through the first conduit portion and the common port portion is blocked by the substrate arrangement plate to prevent direct injection to the substrate.
상기 하부 하우징과 상기 상부 하우징의 결합면에 구비된 실링부를 더 포함하고,
상기 기판은 상기 하부 하우징과 상기 상부 하우징의 결합면보다 높게 위치하도록 상기 기판 배치판 상에 배치되어 있고, 건조공정이 완료되어 상기 하부 하우징과 상기 상부 하우징이 개방되는 경우, 상기 결합면에 구비된 실링부 주변의 파티클이 상기 기판과 상기 결합면의 높이차에 따른 중력에 의해 상기 기판으로의 유입이 방지되는 것을 특징으로 하는, 기판 건조 챔버.
According to claim 1,
Further comprising a sealing portion provided on the coupling surface of the lower housing and the upper housing,
The substrate is disposed on the substrate mounting plate to be positioned higher than the coupling surface of the lower housing and the upper housing, and when the drying process is completed and the lower housing and the upper housing are opened, a sealing provided on the coupling surface The substrate drying chamber, characterized in that the particles around the part are prevented from flowing into the substrate by gravity according to the height difference between the substrate and the bonding surface.
일단이 상기 하부 하우징의 바닥면에 결합되고 타단이 상기 기판 배치판에 결합되어, 상기 기판 배치판을 지지하면서 상기 기판 배치판을 상기 하부 하우징의 바닥면으로부터 이격시키는 기판배치판 지지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 기판 건조 챔버.
According to claim 1,
One end is coupled to the bottom surface of the lower housing and the other end is coupled to the substrate placement plate, and further comprising a substrate placement plate support part to space the substrate placement plate from the bottom surface of the lower housing while supporting the substrate placement plate Characterized in that, the substrate drying chamber.
상기 기판배치판 지지부에 의해 상기 하부 하우징의 바닥면과 상기 기판 배치판 사이에 존재하는 제1 이격공간은 상기 일체형 공급/배출포트를 통해 공급되는 초기 가압용 초임계유체가 상기 기판 배치판의 하면을 따라 이동하여 상기 기판이 배치된 처리영역으로 점진적으로 확산하도록 유도하는 것을 특징으로 하는, 기판 건조 챔버.
12. The method of claim 11,
The first separation space existing between the bottom surface of the lower housing and the substrate arrangement plate by the substrate arrangement plate support part is a supercritical fluid for initial pressurization supplied through the integrated supply/discharge port is the lower surface of the substrate arrangement plate The substrate drying chamber, characterized in that it moves along and induces the substrate to gradually diffuse into the disposed processing area.
상기 기판 지지부에 의해 상기 기판 배치판의 상면과 상기 기판 사이에 존재하는 제2 이격공간은 상기 기판의 하면을 상기 일체형 공급/배출포트를 통해 공급되는 초기 가압용 초임계유체와 상기 상부 공급포트를 통해 공급되는 건조용 초임계유체에 노출시켜 건조공정의 시간을 단축시키는 것을 특징으로 하는, 기판 건조 챔버.
According to claim 1,
The second separation space existing between the upper surface of the substrate arrangement plate and the substrate by the substrate support part is a supercritical fluid for initial pressurization supplied through the integrated supply/discharge port to the lower surface of the substrate and the upper supply port. A substrate drying chamber, characterized in that it shortens the drying process time by exposing it to a drying supercritical fluid supplied through it.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020200063758A KR102320033B1 (en) | 2020-05-27 | 2020-05-27 | Substrate drying chamber |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102320033B1 true KR102320033B1 (en) | 2021-11-01 |
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|---|---|
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2020
- 2020-05-27 KR KR1020200063758A patent/KR102320033B1/en active IP Right Grant
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