KR102341173B1 - 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR102341173B1
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Abstract

본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 일 실시 예에 있어서, 기판 처리 장치는, 기판 상에 액을 공급하여 기판을 액 처리하는 액 처리 챔버와; 공정 유체를 이용하여 기판을 처리하는 공정이 수행되는 처리 공간이 제공되는 고압 챔버와; 상기 고압 챔버로 상기 공정 유체를 제공하는 유체 공급원과; 상기 고압 챔버와 상기 유체 공급원을 잇는 공급 라인과; 상기 공급 라인에 상기 유체 공급원에서 상기 고압 챔버 방향으로 순서대로 설치되는 제1 개폐 밸브 및 제2 개폐 밸브와; 상기 제1 개폐 밸브와 상기 제2 개폐 밸브 사이에 제공되고 배기라인과 연결되는 분기 라인과; 상기 분기 라인에 설치된 제3 개폐 밸브와; 상기 고압 챔버 내의 상기 공정 유체를 배기하는 배기 유닛과; 상기 액 처리 챔버와 상기 고압 챔버에 대하여 기판을 반송하는 반송 로봇과; 제어기를 포함하고, 상기 제어기는, 상기 반송 로봇이 상기 고압 챔버에 기판이 반입하여 상기 기판에 대한 처리가 행해지기 전, 상기 제1 개폐 밸브를 개방하고 상기 제2 개폐 밸브 및 상기 제3 개폐 밸브를 폐쇄한 상태의 제1 작동 모드와, 상기 제1 개폐 밸브 및 상기 제2 개폐 밸브를 폐쇄하고, 상기 제3 개폐 밸브를 개방하여 상기 공급 라인의 내부에 잔존하는 공정 유체를 배출하는 제2 작동 모드를 행도록 제어한다.

Description

기판 처리 방법 및 기판 처리 장치{APPARATUS FOR TREATING SUBSTRATE AND METHOD FOR TREATING SUBSTRATE}
본 발명은 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 공정은 기판 상에 박막, 이물질, 파티클 등을 세정하는 공정을 포함한다. 반도체 소자의 디자인 룰(design rule)이 감소함에 따라 식각공정이나 세정공정과 같은 습식 공정이 완료된 후 약액을 건조하는 과정에서 약액의 표면장력에 의해 패턴이 붕괴(collapse)되거나 인접한 패턴끼리 달라붙는 브리지(bridge) 불량이 빈번하게 발생한다. 또한, 패턴 사이에 깊숙이 존재하는 미세 파티클은 기판의 불량을 야기한다.
최근에는 기판을 세정하는 공정에 초임계가 사용된다. 일 예에 의하면, 기판에 처리액을 공급하여 기판을 액 처리하는 액 처리 챔버와 액 처리 후에 초임계 상태의 유체를 이용하여 기판으로부터 처리액을 제거하는 고압 챔버가 각각 제공되고, 액 처리 챔버에서 처리가 완료된 기판은 반송 로봇에 의해 고압 챔버로 반입된다.
상술한 초임계 건조시에 일정 시간동안 미 사용한 고압 챔버의 아이들(IDLE) 상태에서 처리되는 기판의 첫장에 대한 공정을 진행하는 경우 공정 불량 발생률이 높다. 본 발명자들은 상술한 공정 불량 발생의 원인이 고압 챔버 또는 공급 라인의 온도가 낮아졌기 때문으로 판단하고 이러한 문제를 해결하기 위한 방안을 제안한다.
본 발명은 초임계 유체를 이용하여 기판을 처리시 처리 효율을 향상시킬 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 초임계 유체를 이용하여 기판을 처리시 공정 불량이 감소될 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 일 실시 예에 있어서, 기판 처리 장치는, 기판 상에 액을 공급하여 기판을 액 처리하는 액 처리 챔버와; 공정 유체를 이용하여 기판을 처리하는 공정이 수행되는 처리 공간이 제공되는 고압 챔버와; 상기 고압 챔버로 상기 공정 유체를 제공하는 유체 공급원과; 상기 고압 챔버와 상기 유체 공급원을 잇는 공급 라인과; 상기 공급 라인에 상기 유체 공급원에서 상기 고압 챔버 방향으로 순서대로 설치되는 제1 개폐 밸브 및 제2 개폐 밸브와; 상기 제1 개폐 밸브와 상기 제2 개폐 밸브 사이에 제공되고 배기라인과 연결되는 분기 라인과; 상기 분기 라인에 설치된 제3 개폐 밸브와; 상기 고압 챔버 내의 상기 공정 유체를 배기하는 배기 유닛과; 상기 액 처리 챔버와 상기 고압 챔버에 대하여 기판을 반송하는 반송 로봇과; 제어기를 포함하고, 상기 제어기는, 상기 반송 로봇이 상기 고압 챔버에 기판이 반입하여 상기 기판에 대한 처리가 행해지기 전, 상기 제1 개폐 밸브를 개방하고 상기 제2 개폐 밸브 및 상기 제3 개폐 밸브를 폐쇄한 상태의 제1 작동 모드와, 상기 제1 개폐 밸브 및 상기 제2 개폐 밸브를 폐쇄하고, 상기 제3 개폐 밸브를 개방하여 상기 공급 라인의 내부에 잔존하는 공정 유체를 배출하는 제2 작동 모드를 행도록 제어한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어기는, 상기 제1 작동 모드와 상기 제2 작동 모드가 복수회 반복되어 행해지도록 제어할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어기는, 상기 액 처리 챔버에서 상기 기판이 액 처리되는 동안, 상기 제1 작동 모드와 상기 제2 작동 모드를 행하도록 제어할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제3 개폐 밸브의 개방에 따라 상기 공급 라인 내의 압력은 대기압까지 감압될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 고압 챔버는 상기 공정 유체를 초임계 상으로 하여 기판을 처리할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 공정 유체는 이산화탄소일 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 유체 공급원은 상기 고압 챔버에 상기 공정 유체를 초임계 상으로 공급할 수 있다.
본 발명은 기판을 처리하는 또 다른 장치를 제공한다. 일 실시 예에 있어서, 기판을 처리하는 장치는, 기판 상에 액을 공급하여 기판을 액 처리하는 액 처리 챔버와; 공정 유체를 이용하여 기판을 처리하는 공정이 수행되는 처리 공간이 제공되는 고압 챔버와; 상기 고압 챔버로 상기 공정 유체를 제공하는 유체 공급원과; 상기 고압 챔버와 상기 유체 공급원을 잇는 공급 라인과; 상기 공급 라인에 상기 유체 공급원에서 상기 고압 챔버 방향으로 순서대로 설치되는 제1 개폐 밸브 및 제2 개폐 밸브와; 상기 제1 개폐 밸브와 상기 제2 개폐 밸브 사이에 제공되고 배기라인과 연결되는 분기 라인과; 상기 분기 라인에 설치된 제3 개폐 밸브와; 상기 고압 챔버 내의 상기 공정 유체를 배기하는 배기 유닛과; 상기 액 처리 챔버와 상기 고압 챔버에 대하여 기판을 반송하는 반송 로봇과; 제어기를 포함하고, 상기 제어기는, 상기 반송 로봇이 상기 고압 챔버에 기판이 반입하여 상기 기판에 대한 처리가 행해지기 전, 상기 제1 개폐 밸브 및 상기 제2 개폐 밸브를 개방하고 상기 제3 개폐 밸브를 폐쇄한 상태의 제1 작동 모드와, 상기 제1 개폐 밸브 및 상기 제2 개폐 밸브를 폐쇄하고, 상기 제3 개폐 밸브를 개방하여 상기 공급 라인의 내부에 잔존하는 공정 유체를 배출하는 제2 작동 모드를 행도록 제어한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어기는, 상기 제1 작동 모드와 상기 제2 작동 모드가 복수회 반복되어 행해지도록 제어할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어기는, 상기 액 처리 챔버에서 상기 기판이 액 처리되는 동안, 상기 제1 작동 모드와 상기 제2 작동 모드를 행하도록 제어할 수 있다.
또한, 본 발명은 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리하는 방법을 제공한다. 기판 상에 액을 공급하여 기판을 액 처리하는 액 처리 챔버와; 공정 유체를 이용하여 기판을 처리하는 공정이 수행되는 처리 공간이 제공되는 고압 챔버와; 상기 고압 챔버로 상기 공정 유체를 제공하는 유체 공급원과; 상기 고압 챔버와 상기 유체 공급원을 잇는 공급 라인과; 상기 공급 라인에 상기 유체 공급원에서 상기 고압 챔버 방향으로 순서대로 설치되는 제1 개폐 밸브 및 제2 개폐 밸브와; 상기 제1 개폐 밸브와 상기 제2 개폐 밸브 사이에 제공되고 배기라인과 연결되는 분기 라인과; 상기 분기 라인에 설치된 제3 개폐 밸브와; 상기 고압 챔버 내의 상기 공정 유체를 배기하는 배기 유닛과; 상기 액 처리 챔버와 상기 고압 챔버에 대하여 기판을 반송하는 반송 로봇을 포함하는 일 실시 예에 따른, 기판 처리 장치를 이용하는 기판 처리 방법은, 기판에 대한 처리를 행하기 위해 상기 반송 로봇이 상기 고압 챔버로 기판을 반입하기 전, 상기 제1 개폐 밸브를 개방하고 상기 제2 개폐 밸브 및 상기 제3 개폐 밸브를 폐쇄한 상태의 제1 작동 모드와, 상기 제1 개폐 밸브 및 상기 제2 개폐 밸브를 폐쇄하고, 상기 제3 개폐 밸브를 개방하여 상기 공급 라인의 내부에 잔존하는 공정 유체를 배출하는 제2 작동 모드를 행한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 작동 모드와 상기 제2 작동 모드를 복수회 반복하여 행할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 액 처리 챔버에서 상기 기판이 액 처리되는 동안, 상기 제1 작동 모드와 상기 제2 작동 모드를 행할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 공정 유체는 이산화탄소일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 초임계 유체를 이용하여 기판을 처리시 처리 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 초임계 유체를 이용하여 기판을 처리시 공정 불량이 감소될 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 2은 도 1의 고압 챔버의 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 제1 작동 모드를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 제2 작동 모드를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 기판 처리 장치에 기판이 반입되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 제1 작동 모드를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 제2 작동 모드를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 기판 처리 장치에 기판이 반입되는 상태를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장된 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 1을 참조하면, 기판 처리 장치는 인덱스 모듈(10), 처리 모듈(20), 그리고 제어기(30)를 포함한다. 일 실시예에 의하면, 인덱스 모듈(10)과 처리 모듈(20)은 일 방향을 따라 배치된다. 이하, 인덱스 모듈(10)과 처리 모듈(20)이 배치된 방향을 제1 방향(92)이라 하고, 상부에서 바라볼 때 제1 방향(92)과 수직한 방향을 제2 방향(94)이라 하고, 제1방향(92) 및 제2 방향(94)에 모두 수직한 방향을 제3 방향(96)이라 한다.
인덱스 모듈(10)은 기판(W)이 수납된 용기(80)로부터 기판(W)을 처리 모듈(20)로 반송하고, 처리 모듈(20)에서 처리가 완료된 기판(W)을 용기(80)로 수납한다. 인덱스 모듈(10)의 길이 방향은 제2 방향(94)으로 제공된다. 인덱스 모듈(10)은 로드포트(12, Loadport)와 인덱스 프레임(14)을 가진다. 인덱스 프레임(14)을 기준으로 로드포트(12)는 처리 모듈(20)의 반대 측에 위치된다. 기판(W)들이 수납된 용기(80)는 로드포트(12)에 놓인다. 로드포트(12)는 복수 개가 제공될 수 있으며, 복수의 로드포트(12)는 제2 방향(94)을 따라 배치될 수 있다.
용기(80)로는 전면 개방 일체 식 포드(Front Open Unified Pod; FOUP)와 같은 밀폐용 용기가 사용될 수 있다. 용기(80)는 오버헤드 트랜스퍼(Overhead Transfer), 오버헤드 컨베이어(Overhead Conveyor), 또는 자동 안내 차량(Automatic Guided Vehicle)과 같은 이송 수단(도시되지 않음)이나 작업자에 의해 로드포트(12)에 놓일 수 있다.
인덱스 프레임(14)에는 인덱스 로봇(120)이 제공된다. 인덱스 프레임(14) 내에는 길이 방향이 제2방향(94)으로 제공된 가이드 레일(140)이 제공되고, 인덱스 로봇(120)은 가이드 레일(140) 상에서 이동 가능하게 제공될 수 있다. 인덱스 로봇(120)은 기판(W)이 놓이는 핸드(122)를 포함하며, 핸드(122)는 전진 및 후진 이동, 제3 방향(96)을 축으로 한 회전, 그리고 제3 방향(96)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다. 핸드(122)는 복수 개가 상하 방향으로 이격되게 제공되고, 핸드(122)들은 서로 독립적으로 전진 및 후진 이동할 수 있다.
처리 모듈(20)은 버퍼 유닛(200), 반송 챔버(300), 액 처리 챔버(400), 그리고 고압 챔버(500)를 포함한다. 버퍼 유닛(200)은 처리 모듈(20)로 반입되는 기판(W)과 처리 모듈(20)로부터 반출되는 기판(W)이 일시적으로 머무르는 공간을 제공한다. 액 처리 챔버(400)는 기판(W) 상에 액을 공급하여 기판(W)을 액 처리하는 액 처리 공정을 수행한다. 고압 챔버(500)는 기판(W) 상에 잔류하는 액을 제거하는 건조 공정을 수행한다. 반송 챔버(300)는 버퍼 유닛(200), 액 처리 챔버(400), 그리고 고압 챔버(500) 간에 기판(W)을 반송한다.
반송 챔버(300)는 그 길이 방향이 제1방향(92)으로 제공될 수 있다. 버퍼 유닛(200)은 인덱스 모듈(10)과 반송 챔버(300) 사이에 배치될 수 있다. 액 처리 챔버(400)와 고압 챔버(500)는 반송 챔버(300)의 측부에 배치될 수 있다. 액 처리 챔버(400)와 반송 챔버(300)는 제2 방향(94)을 따라 배치될 수 있다. 고압 챔버(500)와 반송 챔버(300)는 제2 방향(94)을 따라 배치될 수 있다. 버퍼 유닛(200)은 반송 챔버(300)의 일단에 위치될 수 있다.
일 예에 의하면, 액 처리 챔버(400)들은 반송 챔버(300)의 양측에 배치되고, 고압 챔버(500)들은 반송 챔버(300)의 양측에 배치되며, 액 처리 챔버(400)들은 고압 챔버(500)들보다 버퍼 유닛(200)에 더 가까운 위치에 배치될 수 있다. 반송 챔버(300)의 일측에서 액 처리 챔버(400)들은 제1 방향(92) 및 제3 방향(96)을 따라 각각 A X B(A, B는 각각 1 또는 1보다 큰 자연수) 배열로 제공될 수 있다. 또한, 반송 챔버(300)의 일측에서 고압 챔버(500)들은 제1 방향(92) 및 제3 방향(96)을 따라 각각 C X D(C, D는 각각 1 또는 1보다 큰 자연수)개가 제공될 수 있다. 상술한 바와 달리, 반송 챔버(300)의 일측에는 액 처리 챔버(400)들만 제공되고, 그 타측에는 고압 챔버(500)들만 제공될 수 있다.
반송 챔버(300)는 반송 로봇(320)을 가진다. 반송 챔버(300) 내에는 길이 방향이 제1 방향(92)으로 제공된 가이드 레일(340)이 제공되고, 반송 로봇(320)은 가이드 레일(340) 상에서 이동 가능하게 제공될 수 있다. 반송 로봇(320)은 기판(W)이 놓이는 핸드(322)를 포함하며, 핸드(322)는 전진 및 후진 이동, 제3 방향(96)을 축으로 한 회전, 그리고 제3 방향(96)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다. 핸드(322)는 복수 개가 상하 방향으로 이격되게 제공되고, 핸드(322)들은 서로 독립적으로 전진 및 후진 이동할 수 있다.
버퍼 유닛(200)은 기판(W)이 놓이는 버퍼(220)를 복수 개 구비한다. 버퍼(220)들은 제3방향(96)을 따라 서로 간에 이격되도록 배치될 수 있다. 버퍼 유닛(200)은 전면(front face)과 후면(rear face)이 개방된다. 전면은 인덱스 모듈(10)과 마주보는 면이고, 후면은 반송 챔버(300)와 마주보는 면이다. 인덱스 로봇(120)은 전면을 통해 버퍼 유닛(200)에 접근하고, 반송 로봇(320)은 후면을 통해 버퍼 유닛(200)에 접근할 수 있다.
도 2는 도 1의 고압 챔버(500)의 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다. 일 실시예에 의하면, 고압 챔버(500)는 초임계 유체를 이용하여 기판(W) 상의 액을 제거한다. 고압 챔버(500)는 바디(520), 기판 지지 유닛(미도시), 유체 공급 유닛(560), 그리고 차단 플레이트(미도시)를 가진다.
바디(520)는 건조 공정이 수행되는 내부 공간(502)을 제공한다. 바디(520)는 상체(522, upper body)와 하체(524, lower body)를 가지며, 상체(522)와 하체(524)는 서로 조합되어 상술한 내부 공간(502)을 제공한다. 상체(522)는 하체(524)의 상부에 제공된다. 상체(522)는 그 위치가 고정되고, 하체(524)는 실린더와 같은 구동부재(590)에 의해 승하강될 수 있다. 하체(524)가 상체(522)로부터 이격되면 내부 공간(502)이 개방되고, 이 때 기판(W)이 반입 또는 반출된다. 공정 진행시에는 하체(524)가 상체(522)에 밀착되어 내부 공간(502)이 외부로부터 밀폐된다. 고압 챔버(500)는 히터(570)를 가진다. 일 예에 의하면, 히터(570)는 바디(520)의 벽 내부에 위치된다. 히터(570)는 바디(520)의 내부공간 내로 공급된 유체가 초임계 상태를 유지하도록 바디(520)의 내부 공간(502)을 가열한다.
한편, 도면에 도시되지는 않았지만, 처리 공간(502) 내부에는 기판(W)을 지지하는 기판 지지 유닛(미도시)이 마련될 수 있다. 기판 지지 유닛(미도시)은 바디(520)의 내부 공간(502) 내에서 기판(W)을 지지한다. 기판 지지 유닛(미도시)은 하체(524)에 설치되어 기판(W)을 지지할 수 있다. 이 경우 기판 지지 유닛(미도시)은 기판(W)을 들어올려 지지하는 형태일 수 있다. 또는 기판 지지 유닛(미도시)은 상체(522)에 설치되어 기판(W)을 지지할 수 있다. 이 경우 기판 지지 유닛(미도시)은 기판(W)을 매달아 지지하는 형태일 수 있다.
유체 공급 유닛(560)은 바디(520)의 내부 공간(502)으로 처리 유체를 공급한다. 일 예에 의하면, 처리 유체는 초임계 상태로 내부 공간(502)으로 공급될 수 있다. 이와 달리 처리 유체는 가스 상태로 내부 공간(502)으로 공급되고, 내부 공간(502) 내에서 초임계 상태로 상변화될 수 있다. 처리 유체는 건조용 유체일 수 있다.
일 예에 의하면, 유체 공급 유닛(560)은 공급 라인을 가진다. 공급 라인은 기판 지지 유닛(미도시)에 놓인 기판(W)의 상부에서 처리 유체를 공급한다. 일 예에 의하면, 공급 라인은 상체(522)에 결합된다. 나아가 공급 라인은 상체(522)의 중앙에 결합될 수 있다.
또는, 공급 라인은 상체(522)에 연결되는 제3 공급 라인(563)과 하부 공급 라인(미도시)로 분기될 수 있다. 하부 공급 라인(미도시)은 하체(524)에 결합될 수 있다. 제3 공급 라인(563)과 하부 공급 라인(미도시)에는 각각 유통 밸브가 설치될 수 있다.
하체(524)에는 배기 라인(550)이 결합된다. 바디(520)의 내부 공간(502) 내의 초임계 유체는 배기 라인(550)을 통해서 바디(520)의 외부로 배기된다.
하부 공급 라인(미도시)이 하체(524)와 결합되는 경우, 바디(520)의 내부 공간(502) 내에는 차단 플레이트(미도시)(blocking plate)가 배치될 수 있다. 차단 플레이트(미도시)는 원판 형상으로 제공될 수 있다. 차단 플레이트(미도시)는 바디(520)의 저면으로부터 상부로 이격되도록 지지대(미도시)에 의해 지지된다. 지지대(미도시)는 로드 형상으로 제공되고, 서로 간에 일정 거리 이격되도록 복수 개가 배치된다. 하부 공급 라인(미도시)의 토출구와 배기 라인(550)의 유입구는 서로 간섭되지 않는 위치에 마련될 수 있다. 차단 플레이트(미도시)는 하부 공급 라인(미도시)을 통해서 공급된 처리 유체가 기판(W)을 향해 직접 토출되어 기판(W)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 개략도로서, 아이들(IDLE) 상태를 나타낸다. 도 3을 참조하여, 유체 공급 유닛(560)에 대하여 상세히 설명한다.
유체 공급 유닛(560)은 유체 공급원(610)과 공급 라인으로서 제1 공급 라인(561), 제2 공급 라인(562)과 제3 공급 라인(563)을 포함한다.
유체 공급원(610)은 고압 챔버(500)로 제공되는 공정 유체를 저장한다. 예컨대 유체 공급원(610)은 저장 탱크, 또는 레저버 탱크이다. 예컨대 공정 유체는 이산화탄소이다. 유체 공급원(610)에서 공급된 공정 유체는 고압 챔버(500)에 초임계 유체상으로 제공된다.
제1 공급 라인(561)과 제2 공급 라인(562)과 제3 공급 라인(563)은 고압 챔버(500)와 유체 공급원(610)을 잇는다. 제1 공급 라인(561)과 제2 공급 라인(562)과 제3 공급 라인(563)은 순차적으로 직렬로 연결되어 유체 공급원(610)에 저장된 공정 유체를 고압 챔버(500)로 공급한다. 제1 공급 라인(561)과 제2 공급 라인(562)의 사이에는 제1 개폐 밸브(581)가 설치된다. 제2 공급 라인(562)과 제3 공급 라인(563)의 사이에는 제2 개폐 밸브(582)가 설치된다. 제3 공급 라인(563)은 고압 챔버(500)의 상부에 연결된다.
제2 공급 라인(562)에는 분기 라인(564)이 분기된다. 분기 라인(564)에는 제3 개폐 밸브(583)이 제공된다. 제3 개폐 밸브(583)의 하류에는 배기 라인(565)이 제공된다. 고압 챔버(500)의 배기 라인(550)에는 제4 개폐 밸브(551)가 제공된다. 제4 개폐 밸브(551)가 개방되면 고압 챔버(500)의 내부의 공정 유체가 고압 챔버(500)의 외부로 배출된다. 고압 챔버(500) 내부의 기판은 반송 로봇(320)에 의해 고압 챔버(500) 내부로 반입되거나 고압 챔버(500) 외부로 반출될 수 있다.
아이들 상태에서 제1 개폐 밸브(581)와 제2 개폐 밸브(582)와 제4 개폐 밸브(551)는 폐쇄 상태로 제공되고, 제3 개폐 밸브(583)는 개방된 상태로 제공된다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 제1 작동 모드를 나타내는 도면이다. 도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 제2 작동 모드를 나타내는 도면이다. 도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 기판 처리 장치에 기판이 반입되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 4 내지 도 6을 참조하여, 제1 실시 예에 따른 본 발명의 작동 모드를 설명한다.
도 4를 참조하면, 고압 챔버(500) 내부에 기판이 없는 상태에서 고압 챔버(500)를 닫고, 설정 시간동안 제1 개폐 밸브(581)와 제2 개폐 밸브(582) 를 개방하고, 제3 개폐 밸브(583)와 제4 개폐 밸브(551)를 폐쇄한 상태로 한다. 이로서 고압 챔버(500) 내부의 온도를 예열한다. 또한 제1 공급 라인(561), 제2 공급 라인(562)과 제3 공급 라인(563)을 가열한다.
도 5를 참조하면, 고압 챔버(500)의 내부가 설정 온도, 예컨대 섭씨 20도 내지 50도 이상 정도로 가열되면 제1 개폐 밸브(581)와 제2 개폐 밸브(582)를 닫고 제3 개폐 밸브(583)와 제4 개폐 밸브(551)를 개방상태로 유지하여 제2 공급 라인(562)과 제3 공급 라인(563)과 고압 챔버(500)의 내부를 배기한다. 이로써 제2 공급 라인(562), 제3 공급 라인(563) 및 고압 챔버(500)의 내부가 가열되어 제공된다.
도 6을 참조하면, 제1 개폐 밸브(581)와 제2 개폐 밸브(582)와 제4 개폐 밸브(551)가 폐쇄 상태로 되고 제3 개폐 밸브(583)가 개방상태로 되는 아이들 상태에서 고압 챔버(500)가 개방되고, 기판을 고압 챔버(500)의 내부로 반입시킨다.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 제1 작동 모드를 나타내는 도면이다. 도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 기판 처리 장치의 제2 작동 모드를 나타내는 도면이다. 도 9는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 기판 처리 장치에 기판이 반입되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 7 내지 도 9를 참조하여, 제2 실시 예에 따른 본 발명의 작동 모드를 설명한다.
도 7을 참조하면, 고압 챔버(500)의 내부에 기판이 없는 상태에서 고압 챔버(500)를 닫고, 설정 시간동안 제1 개폐 밸브(581)를 개방상태로 하고, 제2 개폐 밸브(582)와, 제3 개폐 밸브(583)와 제4 개폐 밸브(551)를 폐쇄 상태로 한다. 이로서 제2 공급 라인(562)을 가열한다.
도 8을 참조하면, 제2 공급 라인(562)의 내부가 설정 온도, 예컨대 섭씨 20도 내지 50도 이상 정도로 가열되면 제1 개폐 밸브(581)와 제2 개폐 밸브(582)와 제4 개폐 밸브(551)를 닫고 제3 개폐 밸브(583)를 개방상태로 유지하여 제2 공급 라인(562)의 내부를 배기한다. 이로써 제2 공급 라인(562), 제3 공급 라인(563) 및 고압 챔버(500)의 내부가 가열되어 제공된다.
제2 공급 라인(562)의 온도가 설정 온도에 도달할 때까지 도 7 및 도 8에 도시된 제1 작동 모드와 제2 작동 모드를 반복하여준다. 바람직하게는 공정이 진행될 때 제2 공급 라인(562)의 온도와 비슷해질 때까지 제1 작동 모드와 제2 작동 모드를 반복한다. 바람직하게는 제1 작동 모드와 제2 작동 모드를 3회 내지 4회 정도를 반복한다.
도 9를 참조하면, 제1 개폐 밸브(581)와 제2 개폐 밸브(582)와 제4 개폐 밸브(551)가 폐쇄 상태로 되고 제3 개폐 밸브(583)가 개방상태로 되는 아이들 상태에서 고압 챔버(500)가 개방되고, 기판을 고압 챔버(500)의 내부로 반입시킨다.
본 발명의 실시 예에 의하면, 아이들(IDLE) 상태에서 공정을 진행하지 않고, 설비 대기 시 공급 라인의 배관 온도가 식게 되어 공정 불량을 일으키는 문제를 해결한다.
한편, 제1 실시예와 비교하여 제2 실시 예는 공급 라인의 배관 온도를 유지하기 위해 소비하는 초임계 유체의 소모량이 현저히 적다. 예컨대, 제2 실시 예는 제2 실시 예와 비교하여, 초임계 유체의 소모량이 6배 이상 적다.
기판 처리 설비에 기판이 공급되어 공정이 시작되면 액 처리 공정이 진행되고 난 뒤, 초임계 건조 공정이 시작되는데 액처리 공정 동안 초임계 건조 공정 시작 전까지 2분 내지 3분의 시간이 있다. 그 사이에 공급 라인에 초임계 유체를 설정 횟수 공급하면 공급 라인의 온도가 초임계 공정이 진행 중인 상태만큼 상승하게 되어 온도의 영향에 의한 공정 불량 발생을 최소화 시킬 수 있다. 이로서 초임계 건조 처리에 있어서 첫장 이슈를 해결 가능하다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
500: 고압 챔버, 560: 유체 공급 유닛,
561, 562, 563: 공급 라인,
581: 제1 개폐 밸브, 582: 제2 개폐 밸브,
583: 제3 개폐 밸브, 610: 유체 공급원.

Claims (13)

  1. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    기판 상에 액을 공급하여 기판을 액 처리하는 액 처리 챔버와;
    초임계 유체를 이용하여 기판을 처리하는 공정이 수행되는 처리 공간이 제공되는 고압 챔버와;
    상기 고압 챔버로 상기 초임계 유체를 제공하는 유체 공급원과;
    상기 고압 챔버와 상기 유체 공급원을 잇는 공급 라인과;
    상기 공급 라인에 상기 유체 공급원에서 상기 고압 챔버 방향으로 순서대로 설치되는 제1 개폐 밸브 및 제2 개폐 밸브와;
    상기 제1 개폐 밸브와 상기 제2 개폐 밸브 사이에 제공되고 배기라인과 연결되는 분기 라인과;
    상기 분기 라인에 설치된 제3 개폐 밸브와;
    상기 고압 챔버 내의 상기 초임계 유체를 배기하는 배기 유닛과;
    상기 액 처리 챔버와 상기 고압 챔버에 대하여 기판을 반송하는 반송 로봇과;
    제어기를 포함하고,
    상기 제어기는,
    상기 반송 로봇이 상기 고압 챔버에 기판을 반입하여 상기 기판에 대한 처리가 행해지기 전,
    상기 제1 개폐 밸브를 개방하여 상기 초임계 유체를 공급하되, 상기 제2 개폐 밸브 및 상기 제3 개폐 밸브를 폐쇄한 상태의 제1 작동 모드와,
    상기 제1 개폐 밸브 및 상기 제2 개폐 밸브를 폐쇄하고 상기 제3 개폐 밸브를 개방하여 상기 공급 라인의 내부에 잔존하는 상기 초임계 유체를 배출하는 제2 작동 모드를 행도록 제어하는 기판 처리 장치.
  2. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    기판 상에 액을 공급하여 기판을 액 처리하는 액 처리 챔버와;
    초임계 유체를 이용하여 기판을 처리하는 공정이 수행되는 처리 공간이 제공되는 고압 챔버와;
    상기 고압 챔버로 상기 초임계 유체를 제공하는 유체 공급원과;
    상기 고압 챔버와 상기 유체 공급원을 잇는 공급 라인과;
    상기 공급 라인에 상기 유체 공급원에서 상기 고압 챔버 방향으로 순서대로 설치되는 제1 개폐 밸브 및 제2 개폐 밸브와;
    상기 제1 개폐 밸브와 상기 제2 개폐 밸브 사이에 제공되고 배기라인과 연결되는 분기 라인과;
    상기 분기 라인에 설치된 제3 개폐 밸브와;
    상기 고압 챔버 내의 상기 초임계 유체를 배기하는 배기 유닛과;
    상기 액 처리 챔버와 상기 고압 챔버에 대하여 기판을 반송하는 반송 로봇과;
    제어기를 포함하고,
    상기 제어기는,
    상기 반송 로봇이 상기 고압 챔버에 기판이 반입하여 상기 기판에 대한 처리가 행해지기 전,
    상기 제1 개폐 밸브 및 상기 제2 개폐 밸브를 개방하여 상기 초임계 유체를 공급하되, 상기 제3 개폐 밸브를 폐쇄한 상태의 제1 작동 모드와,
    상기 제1 개폐 밸브 및 상기 제2 개폐 밸브를 폐쇄하고, 상기 제3 개폐 밸브를 개방하여 상기 공급 라인의 내부에 잔존하는 상기 초임계 유체를 배출하는 제2 작동 모드를 행도록 제어하는 기판 처리 장치.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 제1 작동 모드와 상기 제2 작동 모드가 복수회 반복되어 행해지도록 제어하는 기판 처리 장치.
  4. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 액 처리 챔버에서 상기 기판이 액 처리되는 동안, 상기 제1 작동 모드와 상기 제2 작동 모드를 행하도록 제어하는 기판 처리 장치.
  5. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 제3 개폐 밸브의 개방에 따라 상기 공급 라인 내의 압력은 대기압까지 감압되는 기판 처리 장치.
  6. 삭제
  7. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 초임계 유체는 이산화탄소인 기판 처리 장치.
  8. 삭제
  9. 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    상기 기판 처리 장치는,
    기판 상에 액을 공급하여 기판을 액 처리하는 액 처리 챔버와;
    초임계 유체를 이용하여 기판을 처리하는 공정이 수행되는 처리 공간이 제공되는 고압 챔버와;
    상기 고압 챔버로 상기 초임계 유체를 제공하는 유체 공급원과;
    상기 고압 챔버와 상기 유체 공급원을 잇는 공급 라인과;
    상기 공급 라인에 상기 유체 공급원에서 상기 고압 챔버 방향으로 순서대로 설치되는 제1 개폐 밸브 및 제2 개폐 밸브와;
    상기 제1 개폐 밸브와 상기 제2 개폐 밸브 사이에 제공되고 배기라인과 연결되는 분기 라인과;
    상기 분기 라인에 설치된 제3 개폐 밸브와;
    상기 고압 챔버 내의 상기 초임계 유체를 배기하는 배기 유닛과;
    상기 액 처리 챔버와 상기 고압 챔버에 대하여 기판을 반송하는 반송 로봇을 포함하고,
    기판에 대한 처리를 행하기 위해 상기 반송 로봇이 상기 고압 챔버로 기판을 반입하기 전,
    상기 제1 개폐 밸브를 개방하여 상기 초임계 유체를 공급하되, 상기 제2 개폐 밸브 및 상기 제3 개폐 밸브를 폐쇄한 상태의 제1 작동 모드와,
    상기 제1 개폐 밸브 및 상기 제2 개폐 밸브를 폐쇄하고, 상기 제3 개폐 밸브를 개방하여 상기 공급 라인의 내부에 잔존하는 상기 초임계 유체를 배출하는 제2 작동 모드를 행하는 기판 처리 방법.
  10. 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    상기 기판 처리 장치는,
    기판 상에 액을 공급하여 기판을 액 처리하는 액 처리 챔버와;
    초임계 유체를 이용하여 기판을 처리하는 공정이 수행되는 처리 공간이 제공되는 고압 챔버와;
    상기 고압 챔버로 상기 초임계 유체를 제공하는 유체 공급원과;
    상기 고압 챔버와 상기 유체 공급원을 잇는 공급 라인과;
    상기 공급 라인에 상기 유체 공급원에서 상기 고압 챔버 방향으로 순서대로 설치되는 제1 개폐 밸브 및 제2 개폐 밸브와;
    상기 제1 개폐 밸브와 상기 제2 개폐 밸브 사이에 제공되고 배기라인과 연결되는 분기 라인과;
    상기 분기 라인에 설치된 제3 개폐 밸브와;
    상기 고압 챔버 내의 상기 초임계 유체를 배기하는 배기 유닛과;
    상기 액 처리 챔버와 상기 고압 챔버에 대하여 기판을 반송하는 반송 로봇을 포함하고,
    기판에 대한 처리를 행하기 위해 상기 반송 로봇이 상기 고압 챔버로 기판을 반입하기 전,
    상기 제1 개폐 밸브 및 상기 제2 개폐 밸브를 개방하여 상기 초임계 유체를 공급하되, 상기 제3 개폐 밸브를 폐쇄한 상태의 제1 작동 모드와,
    상기 제1 개폐 밸브 및 상기 제2 개폐 밸브를 폐쇄하고, 상기 제3 개폐 밸브를 개방하여 상기 공급 라인의 내부에 잔존하는 상기 초임계 유체를 배출하는 제2 작동 모드를 행하는 기판 처리 방법.
  11. 제9 항 또는 제10 항에 있어서,
    상기 제1 작동 모드와 상기 제2 작동 모드를 복수회 반복하여 행하는 기판 처리 방법.
  12. 제9 항 또는 제10 항에 있어서,
    상기 액 처리 챔버에서 상기 기판이 액 처리되는 동안, 상기 제1 작동 모드와 상기 제2 작동 모드를 행하는 기판 처리 방법.
  13. 제9 항 또는 제10 항에 있어서,
    상기 초임계 유체는 이산화탄소인 기판 처리 방법.
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