KR102603680B1 - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 일 실시 예에 있어서, 기판 처리 장치는, 내부에서 기판을 액 처리하는 액처리 챔버와; 액처리 된 기판을 건조 처리하는 건조 챔버와; 액처리 챔버와 건조 챔버 간에 기판을 반송하는 반송 장치와; 액처리 챔버 그리고 반송 장치를 제어하는 제어기를 포함하고, 반송 장치는, 기판이 놓이는 핸드를 가지는 반송 로봇과; 기판을 가열하는 가열 부재를 포함하고, 제어기는, 액처리 챔버에서 반출된 기판을 건조 챔버로 반송하되. 기판이 건조 챔버로 반송되기 이전에 가열 부재가 기판 상의 액을 제1온도로 가열하도록 반송 장치를 제어할 수 있다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TREATING SUBSTRATE}
본 발명은 유체 공급 유닛 및 기판을 처리하는 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 초임계 유체를 공급하는 유체 공급 유닛과 이를 가지는 기판을 처리하는 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자는 웨이퍼와 같은 기판으로부터 제조한다. 구체적으로, 반도체 소자는 증착 공정, 포토리소그래피 공정, 식각 공정 등을 수행하여 기판의 상부면에 미세한 회로 패턴을 형성하여 제조된다. 상기의 공정들을 수행하면서 상기 회로 패턴이 형성된 기판의 상부면에 각종 이물질이 부착되므로, 상기 공정들 사이에 기판 상의 이물질을 제거하는 세정 공정이 수행된다.
일반적으로 세정 공정은 케미칼을 기판에 공급하여 기판 상의 이물질을 제거하는 케미칼 처리, 순수를 기판에 공급하여 기판 상에 잔류하는 케미칼을 제거하는 린스 처리, 그리고 기판 상에 잔류하는 순수를 제거하는 건조 처리를 포함한다.
기판의 건조 처리를 위해 초임계 유체가 사용된다. 일 예에 의하면, 기판 상의 순수를 유기용제로 치환한 다음, 고압 챔버 내에서 초임계 유체를 기판의 상부면에 공급하여 기판 상에 남아있는 유기용제를 초임계 유체에 용해시켜 기판으로부터 제거한다. 유기용제로 이소프로필알코올(isopropyl alcohol; 이하, IPA)이 사용되는 경우, 초임계 유체로는 임계 온도 및 임계 압력이 상대적으로 낮고, IPA가 잘 용해되는 이산화탄소(CO2)가 사용된다.
초임계 유체를 이용한 기판의 처리는 다음과 같다. 기판이 고압 챔버 내로 반입되면, 고압 챔버 내로 초임계 상태의 이산화탄소가 공급되어 고압 챔버 내부를 가압하고, 이후 초임계 유체의 공급 및 고압 챔버 내의 배기를 반복하면서 초임계 유체로 기판을 처리한다. 그리고 기판의 처리가 완료되면, 고압 챔버 내부를 배기하여 감압한다.
이산화탄소와 IPA의 반응력을 높이기 위해 IPA를 고온으로 사용하는 것이 요구된다. 그러나, 기판 상으로 IPA를 공급할 시에 IPA의 온도를 높게 제공하면, IPA가 공급되는 도중에 증발하여 기판 상에 얼룩을 남기는 문제가 있다.
본 발명은 초임계 유체를 이용하여 기판을 처리 시, 기판이 처리되는 공정 챔버 내의 분위기를 초임계 유체로 용이하게 치환할 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, 내부에서 기판을 액 처리하는 액처리 챔버와; 액처리 된 기판을 건조 처리하는 건조 챔버와; 액처리 챔버와 건조 챔버 간에 기판을 반송하는 반송 장치와; 액처리 챔버 그리고 반송 장치를 제어하는 제어기를 포함하고, 반송 장치는, 기판이 놓이는 핸드를 가지는 반송 로봇과; 기판을 가열하는 가열 부재를 포함하고, 제어기는, 액처리 챔버에서 반출된 기판을 건조 챔버로 반송하되. 기판이 건조 챔버로 반송되기 이전에 가열 부재가 기판 상의 액을 제1온도로 가열하도록 반송 장치를 제어할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 가열 부재는, 핸드에 제공되는 히터일 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 가열 부재는, 액처리 챔버와 건조 챔버 사이에 제공되는 가열 챔버로 제공되고, 가열 챔버는, 핸드가 출입 가능한 개구를 가지는 하우징과; 기판이 놓이는 지지부와; 하우징의 내부 공간으로 고온의 가스를 공급하는 가스 공급 장치를 가질 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 가열 부재는, 액처리 챔버와 건조 챔버 사이에 제공되며 내부에 히터가 제공되는 가열 플레이트로 제공될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 제어기는, 액처리 챔버 내에서 기판 상으로 제2온도의 액을 공급하고, 가열 부재가 기판 상의 액을 제1온도로 가열하도록 액처리 챔버 그리고 반송 장치를 제어하고, 제1온도는 제2온도보다 높은 온도로 제공될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 제2온도는 상온 보다 높은 온도로 제공될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 액은 유기 용제이고, 건조 챔버 내로 초임계 유체가 공급될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 제1온도는 액의 끓는점 미만으로 제공될 수 있다.
또한, 본 발명은 기판 처리 방법을 제공한다. 일 예에서, 기판을 처리하는 방법은, 액처리 챔버 내에서 기판 상으로 액을 공급하여 액처리한 이후에 기판을 건조 챔버로 반송하고 건조 챔버 내로 유체를 공급하여 기판을 건조 처리하되, 기판을 건조 처리하기 이전에, 기판 상의 액을 제1온도로 가열할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 건조 챔버 내로 반입되기 이전에 기판 상의 액이 제1온도로 가열될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 기판이 액처리 챔버에서 반출되어 건조 챔버로 반송되는 동안 기판 상의 액이 제1온도로 가열될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 기판 상의 액은 기판을 액처리 챔버와 건조 챔버 간에 반송하는 반송 장치 상에서 제1온도로 가열될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 기판 상의 액은 액처리 챔버와 건조 챔버 사이에 제공되는 가열 챔버 내에서 제1온도로 가열될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 액처리 챔버 내에서 액은 제2온도로 공급되고, 기판이 액처리 챔버에서 반출되어 건조 챔버로 반송되는 동안 기판 상의 액이 제1온도로 가열되고, 제1온도는 제2온도보다 높은 온도로 제공될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 제2온도는 상온 보다 높은 온도로 제공될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 제1온도는 액의 끓는점 미만으로 제공될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 액은 유기용제이고 유체는 초임계 유체로 제공될 수 있다.
또한, 기판 처리 방법은, 액처리 챔버 내에서 기판 상으로 유기용제를 공급하여 액처리한 이후에 기판을 건조 챔버로 반송하고 건조 챔버 내로 초임계 유체를 공급하여 기판을 건조 처리하되, 기판을 건조 챔버로 반입하기 이전에, 기판 상의 유기용제를 유기용제의 끓는점 미만으로 가열할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 기판 상의 액은 기판을 액처리 챔버와 건조 챔버 간에 반송하는 반송 장치 상에서 제1온도로 가열될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 기판 상의 액은 액처리 챔버와 건조 챔버 사이에 제공되는 가열 챔버 내에서 제1온도로 가열될 수 있다.
본 발명은 초임계 유체를 이용하여 기판을 처리 시, 기판이 처리되는 공정 챔버 내의 분위기를 초임계 유체로 용이하게 치환할 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 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 2는 도 1의 액 처리 장치의 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 도 1의 초임계 장치의 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 4는 도 1의 핸드의 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가열 플레이트를 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가열 챔버를 보여주는 도면이다.
도 7 내지 도 10은 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법의 플로우 차트를 보여주는 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 시스템은 인덱스 모듈(10), 처리 모듈(20), 그리고 제어기(미도시)를 포함한다. 일 실시예에 의하면, 인덱스 모듈(10)과 처리 모듈(20)은 일방향을 따라 배치된다. 이하, 인덱스 모듈(10)과 처리 모듈(20)이 배치된 방향을 제1방향(92)이라 하고, 상부에서 바라볼 때 제1방향(92)과 수직한 방향을 제2방향(94)이라 하고, 제1방향(92) 및 제2방향(94)에 모두 수직한 방향을 제3방향(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 제2방향(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 제2방향(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, 제3방향(96)을 축으로 한 회전, 그리고 제3방향(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 장치(300), 액처리 챔버(400), 그리고 건조 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. 액처리 챔버(400)는 기판(W) 상에 액을 공급하여 기판(W)을 액 처리하는 액 처리 공정을 수행한다. 건조 챔버(500)는 기판(W) 상에 잔류하는 액을 제거하는 건조 공정을 수행한다. 반송 장치(300)는 버퍼 유닛(200), 액처리 챔버(400), 그리고 건조 챔버(500) 간에 기판(W)을 반송한다.
반송 장치(300)는 그 길이 방향이 제1방향(92)으로 제공될 수 있다. 버퍼 유닛(200)은 인덱스 모듈(10)과 반송 장치(300) 사이에 배치될 수 있다. 액처리 챔버(400)와 건조 챔버(500)는 반송 장치(300)의 측부에 배치될 수 있다. 액처리 챔버(400)와 반송 장치(300)는 제2방향(94)을 따라 배치될 수 있다. 건조 챔버(500)와 반송 장치(300)는 제2방향(94)을 따라 배치될 수 있다. 버퍼 유닛(200)은 반송 장치(300)의 일단에 위치될 수 있다.
일 예에 의하면, 액처리 챔버(400)들은 반송 장치(300)의 양측에 배치되고, 건조 챔버(500)들은 반송 장치(300)의 양측에 배치되며, 액처리 챔버(400)들은 건조 챔버(500)들보다 버퍼 유닛(200)에 더 가까운 위치에 배치될 수 있다. 반송 장치(300)의 일측에서 액처리 챔버(400)들은 제1방향(92) 및 제3방향(96)을 따라 각각 A X B(A, B는 각각 1 또는 1보다 큰 자연수) 배열로 제공될 수 있다. 또한, 반송 장치(300)의 일측에서 건조 챔버(500)들은 제1방향(92) 및 제3방향(96)을 따라 각각 C X D(C, D는 각각 1 또는 1보다 큰 자연수)개가 제공될 수 있다. 상술한 바와 달리, 반송 장치(300)의 일측에는 액처리 챔버(400)들만 제공되고, 그 타측에는 건조 챔버(500)들만 제공될 수 있다.
반송 장치(300)는 반송 로봇(320)과 가열 장치를 가진다. 반송 장치(300) 내에는 길이 방향이 제1방향(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, 제3방향(96)을 축으로 한 회전, 그리고 제3방향(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. 가열 장치는, 액처리 챔버(400)에서 액처리 된 기판을 가열한다. 가열 장치에 대해서는 후술한다.
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 장치(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 액처리 챔버(400)의 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 2를 참조하면, 액처리 챔버(400)는 하우징(410), 컵(420), 지지 부재(440), 액 공급 유닛(460), 승강 유닛(480) 및 제어기(40)를 가진다. 제어기(40)는 액 공급 유닛(460), 지지 부재(440) 및 승강 유닛(480)의 동작을 제어한다. 하우징(410)은 대체로 직육면체 형상으로 제공된다. 컵(420), 지지 부재(440), 그리고 액 공급 유닛(460)은 하우징(410) 내에 배치된다.
컵(420)은 상부가 개방된 처리공간을 가지고, 기판(W)은 처리공간 내에서 액 처리된다. 지지 부재(440)는 처리공간 내에서 기판(W)을 지지한다. 액 공급 유닛(460)은 지지 부재(440)에 지지된 기판(W) 상으로 액을 공급한다. 액은 복수 종류로 제공되고, 기판(W) 상으로 순차적으로 공급될 수 있다. 승강 유닛(480)은 컵(420)과 지지 부재(440) 간의 상대 높이를 조절한다.
일 예에 의하면, 컵(420)은 복수의 회수통(422, 424, 426)을 가진다. 회수통들(422, 424, 426)은 각각 기판 처리에 사용된 액을 회수하는 회수 공간을 가진다. 각각의 회수통들(422, 424, 426)은 지지 부재(440)를 감싸는 링 형상으로 제공된다. 액 처리 공정이 진행시 기판(W)의 회전에 의해 비산되는 전 처리액은 각 회수통(422, 424, 426)의 유입구(422a, 424a, 426a)를 통해 회수 공간으로 유입된다. 일 예에 의하면, 컵(420)은 제1회수통(422), 제2회수통(424), 그리고 제3회수통(426)을 가진다. 제1회수통(422)은 지지 부재(440)를 감싸도록 배치되고, 제2회수통(424)은 제1회수통(422)을 감싸도록 배치되고, 제3회수통(426)은 제2회수통(424)을 감싸도록 배치된다. 제2회수통(424)으로 액을 유입하는 제2유입구(424a)는 제1회수통(422)으로 액을 유입하는 제1유입구(422a)보다 상부에 위치되고, 제3회수통(426)으로 액을 유입하는 제3유입구(426a)는 제2유입구(424a)보다 상부에 위치될 수 있다.
지지 부재(440)는 지지판(442)과 구동축(444)을 가진다. 지지판(442)의 상면은 대체로 원형으로 제공되고 기판(W)보다 큰 직경을 가질 수 있다. 지지판(442)의 중앙부에는 기판(W)의 후면을 지지하는 지지핀(442a)이 제공되고, 지지핀(442a)은 기판(W)이 지지판(442)으로부터 일정 거리 이격되도록 그 상단이 지지판(442)으로부터 돌출되게 제공된다. 지지판(442)의 가장자리부에는 척핀(442b)이 제공된다.
척핀(442b)은 지지판(442)으로부터 상부로 돌출되게 제공되며, 기판(W)이 회전될 때 기판(W)이 지지 부재(440)로부터 이탈되지 않도록 기판(W)의 측부를 지지한다. 구동축(444)은 구동기(446)에 의해 구동되며, 기판(W)의 저면 중앙과 연결되며, 지지판(442)을 그 중심축을 기준으로 회전시킨다.
일 예에 의하면, 액 공급 유닛(460)은 제1노즐(462), 제2노즐(464), 그리고 제3노즐(466)을 가진다. 제1노즐(462)은 제1액을 기판(W) 상으로 공급한다. 제1액은 기판(W) 상에 잔존하는 막이나 이물을 제거하는 액일 수 있다. 제2노즐(464)은 제2액을 기판(W) 상으로 공급한다. 제2액은 제3액에 잘 용해되는 액일 수 있다. 예컨대, 제2액은 제1액에 비해 제3액에 더 잘 용해되는 액일 수 있다. 제2액은 기판(W) 상에 공급된 제1액을 중화시키는 액일 수 있다. 또한, 제2액은 제1액을 중화시키고 동시에 제1액에 비해 제3액에 잘 용해되는 액일 수 있다.
일 예에 의하면, 제2액은 물일 수 있다. 제3노즐(466)은 제3액을 기판(W) 상으로 공급한다. 제3액은 건조 챔버(500)에서 사용되는 초임계 유체에 잘 용해되는 액일 수 있다. 예컨대, 제3액은 제2액에 비해 건조 챔버(500)에서 사용되는 초임계 유체에 잘 용해되는 액일 수 있다. 일 예에 의하면, 제3액은 유기용제일 수 있다. 유기용제는 이소프로필알코올(IPA)일 수 있다. 일 예에 의하면, 초임계 유체는 이산화탄소일 수 있다.
제1노즐(462), 제2노즐(464), 그리고 제3노즐(466)은 서로 상이한 아암(461)에 지지되고, 이들 아암(461)들은 독립적으로 이동될 수 있다. 선택적으로 제1노즐(462), 제2노즐(464), 그리고 제3노즐(466)은 동일한 아암에 장착되어 동시에 이동될 수 있다.
승강 유닛(480)은 컵(420)을 상하 방향으로 이동시킨다. 컵(420)의 상하 이동에 의해 컵(420)과 기판(W) 간의 상대 높이가 변경된다. 이에 의해 기판(W)에 공급되는 액의 종류에 따라 전 처리액을 회수하는 회수통(422, 424, 426)이 변경되므로, 액들을 분리회수할 수 있다. 상술한 바와 달리, 컵(420)은 고정 설치되고, 승강 유닛(480)은 지지 부재(440)를 상하 방향으로 이동시킬 수 있다.
도 3은 도 1의 건조 챔버(500)의 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다. 일 실시예에 의하면, 건조 챔버(500)는 초임계 유체를 이용하여 기판(W) 상의 액을 제거한다. 일 실시예에 따르면, 기판(W) 상의 액은 이소프로필 알코올(IPA)이다. 건조 챔버(500)는 초임계 유체를 기판 상에 공급하여 기판(W) 상의 IPA를 초임계 유체에 용해시켜 기판(W)으로부터 IPA를 제거한다.
도 3을 참조하면, 건조 챔버(500)는 공정 챔버(520), 유체 공급 유닛(560), 지지 유닛(580) 그리고 배기 유닛(550)을 포함한다. 공정 챔버(520)는 내부에서 기판(W)을 세정하는 세정 공정이 수행되는 처리 공간(502)을 제공한다. 공정 챔버(520)는 제1바디(522)와 제2바디(524)를 가지며, 제1바디(522)와 제2바디(524)는 서로 조합되어 상술한 처리 공간(502)을 제공한다. 일 예에서, 제1바디(522)는 제2바디(524)의 상부에 제공된다. 일 예에서, 공정 챔버(520)는 개방 위치와 폐쇄 위치 간으로 이동된다. 개방 위치는 제1바디(522)와 제2바디(524)가 서로 이격된 위치이고, 폐쇄 위치는, 제1바디(522) 또는 제2바디(524) 중 적어도 어느 하나가 이동되어 제1바디(522)와 제2바디(524)가 밀착되어 처리 공간(502)을 밀폐시키는 위치이다. 일 예에서, 제1바디(522)는 그 위치가 고정되고, 제2바디(524)는 실린더와 같은 구동부재(590)에 의해 승하강될 수 있다. 일 예에서, 제2바디(524)가 제1바디(522)로부터 이격되면 처리 공간(502)이 개방되고, 이 때 기판(W)이 반입 또는 반출된다. 선택적으로, 제2바디(524)는 그 위치가 고정되고, 제1바디(522)는 실린더와 같은 구동부재(590)에 의해 승하강될 수 있다.
처리 공간(502) 내부에서 기판(W)을 세정하는 세정 공정 진행 시에는 제2바디(524)가 제1바디(522)에 밀착되어 처리 공간(502)이 외부로부터 밀폐된다. 공정 챔버(520)의 벽 내부에는 히터(525)가 제공된다. 히터(525)는 공정 챔버(520)의 내부공간 내로 공급된 유체가 초임계 상태를 유지하도록 공정 챔버(520)의 처리 공간(502)을 가열한다. 처리 공간(502)의 내부는 초임계 유체에 의한 분위기가 형성된다.
지지 유닛(580)은 공정 챔버(520)의 처리 공간(502) 내에서 기판(W)을 지지한다. 공정 챔버(520)의 처리 공간(502)으로 반입된 기판(W)은 지지 유닛(580)에 놓인다. 일 예에 의하면, 기판(W)은 패턴면이 상부를 향하도록 지지 유닛(580)에 의해 지지된다.
유체 공급 유닛(560)은 공정 챔버(520)의 처리 공간(502)으로 기판 처리를 위한 세정 유체를 공급한다. 일 예에 의하면, 유체 공급 유닛(560)은 메인 공급 라인(562), 상부 공급 라인(564), 하부 공급 라인(566)을 가진다. 메인 공급 라인(562)은 유체 공급원(미도시)에 연결되어 처리 공간(502)으로 초임계 유체를 공급한다. 상부 공급 라인(564)과 하부 공급 라인(566)은 메인 공급 라인(562)으로부터 분기된다. 상부 공급 라인(564)은 상부 공급관(565)에 연결된다. 하부 공급 라인(566)은 하부 공급관(567)에 연결된다. 일 예에서, 상부 공급관(565)은 제1바디(522)의 중앙에 형성되고, 하부 공급관(567)은 제2바디(524)의 중앙에 형성된다. 이에, 상부 공급 라인(564)은 제1바디(522)의 중앙에 결합되고, 하부 공급 라인(566)은 제2바디(524)의 중앙에 결합될 수 있다. 상부 공급 라인(564)에는 상부 공급 밸브(563)가 설치된다. 상부 공급 밸브(563)는 상부 공급 라인(564)을 통해 처리 공간(502)으로 공급되는 초임계 유체의 공급 여부와 공급 유량을 조절한다. 하부 공급 라인(566)에는 하부 공급 밸브(568)가 설치된다. 하부 공급 밸브(568)는 하부 공급 라인(566)을 통해 처리 공간(502)으로 공급되는 초임계 유체의 공급 여부와 공급 유량을 조절한다.
배기 유닛(550)은, 배기관(551)과 배기 라인(552)을 포함한다. 일 예에서, 제2바디(524)에는 배기 라인(552)이 결합된다. 배기 라인(552)은 배기관(551)에 연결된다. 일 예에서, 배기관(551)은 제2바디(524)의 중앙에 형성될 수 있다. 공정 챔버(520)의 처리 공간(502) 내의 초임계 유체는 배기 라인(552)을 통해서 공정 챔버(520)의 외부로 배기된다. 배기 라인(552)에는 배기 밸브(555)가 설치된다. 배기 밸브(555)는 배기 라인(552)의 배기 여부를 조절한다.
이하, 도 4 내지 도 6을 참조하여 도 1의 반송 장치(300)에 제공되는 가열 부재에 대해 설명한다.
도 4는 도 1의 핸드(322)의 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가열 플레이트(610)를 보여주는 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가열 챔버(700)를 보여주는 도면이다.
일 예에서, 가열 부재는 도 4에 도시된 바와 같이 핸드(322)에 제공된다. 예컨대, 가열 부재는 핸드(322) 내에 제공되는 히터(321)일 수 있다.
일 예에서, 가열 부재(600)는 도 5에 도시된 바와 같이 내부에 히터(612)가 제공되는 가열 플레이트(610)로 제공된다. 가열 플레이트(610)에는 기판(W)이 놓일 수 있는 안착면이 제공된다. 일 예에서, 가열 플레이트(610)는 액처리 챔버(400)와 건조 챔버(500) 사이에 제공될 수 있다. 일 예에서, 가열 플레이트(610)는, 반송 장치가 액처리 챔버(400)로부터 건조 챔버(500)로 기판(W)을 반송하는 경로 상에 위치할 수 있다. 예컨대, 가열 플레이트(610)는 제2방향을 기준으로 건조 챔버(500)들 간에 위치할 수 있다. 가열 플레이트(610)와 건조 챔버(500) 간에는 반송 로봇(320)에 의해 건조 챔버(500)의 하우징(510)에 형성된 개구(515)를 통해 기판(W)이 이송된다.
일 예에서, 가열 부재는 도 6에 도시된 바와 같이 가열 챔버(700)로 제공될 수 있다. 일 예에서, 가열 챔버(700)는 가열 플레이트(610)와 마찬가지로, 액처리 챔버(400)와 건조 챔버(500) 사이에 제공될 수 있다. 일 예에서, 가열 챔버(700)는, 반송 장치가 액처리 챔버(400)로부터 건조 챔버(500)로 기판(W)을 반송하는 경로 상에 위치할 수 있다. 예컨대, 가열 챔버(700)는 제2방향을 기준으로 건조 챔버(500)들 간에 위치할 수 있다.
가열 챔버(700)는, 하우징(710), 지지부(720) 그리고 가스 공급 장치(730)를 갖는다. 하우징(710)은 내부 공간을 가진다. 하우징(710)에는 핸드(322)가 출입 가능한 개구(712)가 형성된다. 핸드(322)가 개구(712)를 통해 기판(W)을 가열 챔버(700)로부터 반출입한다. 하우징(710) 내에는 지지부(720)가 제공된다. 지지부(720)에는 기판(W)이 놓이는 안착면이 제공된다. 가스 공급 장치(730)는 하우징(710)의 내부 공간으로 고온의 가스를 공급한다. 가스 공급 장치(730)는, 가스 공급원(732), 가스 공급 라인(734) 그리고 공급 밸브(736)를 가진다. 일 예에서, 가스는 공기로 제공될 수 있다. 가스 공급원(732)에는 고온의 가스가 저장된다. 가스 공급 라인(734)을 통해 하우징(710) 내부로 가스가 공급된다. 공급 밸브(736)는 하우징(710) 내로 공급되는 가스의 공급 여부 및 공급 유량을 조절한다.
이하, 도 7 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 기판 처리 방법에 대해 설명한다. 도 7은 본 발명의 기판 처리 방법을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 8 내지 도 10은 도 7의 기판 처리 방법의 각각 다른 예를 나타내는 도면이다. 이하, 기판(W)의 액처리는 도 1의 액처리 챔버(400) 내에서 기판(W) 상으로 이소프로필알코올과 같은 유기용제를 공급하는 것으로 설명한다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 기판 처리 방법은 기판(W)을 액처리한 이후에 기판(W)을 건조 처리하기 이전에 기판(W)을 반송 및 가열한다. 일 예에서, 본 발명의 기판 처리 방법은 기판(W)을 건조 챔버(500)로 반입하기 이전에, 기판(W) 상의 유기용제가 제1온도가 되도록 가열한다.
1) 실시예 1(도 8 참조)
먼저, 기판(W)을 액처리 챔버(400) 내에서 기판(W) 상으로 유기용제를 공급하여 액처리한다. 이후, 기판(W)을 액처리 챔버(400)로부터 반출한다. 반송 로봇(320)이 기판(W)을 액처리 챔버(400)로부터 건조 챔버(500)로 반송하는 중에 기판(W) 상의 유기용제를 제1온도로 가열한다. 일 예에서, 기판(W)은 건조 챔버(500)로 반송되는 동안 핸드(322) 상에서 가열된다. 일 예에서, 제1온도는 유기용제의 끓는점보다 낮은 온도이다. 기판(W) 상의 유기용제가 제1온도로 가열되면 기판(W)을 건조 챔버(500)로 반입한다.
2) 실시예 2(도 9 참조)
먼저, 기판(W)을 액처리 챔버(400) 내에서 기판(W) 상으로 유기용제를 공급하여 액처리한다. 이후, 기판(W)을 액처리 챔버(400)로부터 반출한다. 반송 로봇(320)은 기판(W)을 액처리 챔버(400)로부터 반출하여 가열 챔버(700)로 반입한다. 가열 챔버(700) 내로 고온의 가스를 공급하여 기판(W) 상의 유기용제를 제1온도로 가열한다. 선택적으로, 반송 로봇(320)은 기판(W)을 액처리 챔버(400)로부터 반출하여 가열 플레이트(610) 상에 위치시킨다. 가열 플레이트(610)에 놓인 기판(W)은 히터에 의해 기판(W) 상의 유기 용제가 제1온도가 될 때까지 가열된다. 기판(W) 상의 유기용제가 제1온도로 가열되면 기판(W)을 건조 챔버(500)로 반입한다.
3) 실시예 3(도 10참조)
액처리 챔버(400) 내에서 기판(W) 상으로 제2온도의 유기용제를 공급한다. 일 예에서, 제2온도는 상온보다 높은 온도이고, 제1온도 보다 낮은 온도이다. 기판(W) 상으로 상온보다 높은 온도로 유기용제를 공급하여 이후에 건조 챔버(500)에서 유기용제와 초임계유체의 혼합이 용이하게 이루어지도록 한다. 다만, 유기용제를 지나치게 높은 온도로 공급할 경우 유기용제가 기판(W) 상으로 공급되는 도중에 증발하는 현상이 발생하는 바 유기용제의 온도는 상온보다 지나치게 높지 않게 제공된다. 일 예에서, 유기용제가 이소프로필알코올일 경우 제2온도는 섭씨 35도 내지 45도로 제공될 수 있다.
기판(W)을 액처리한 이후에, 기판(W)을 액처리 챔버(400)로부터 반출한다. 이후에, 실시예 1 또는 실시예 2에 설명한 것과 마찬가지로, 기판(W)을 건조 챔버(500)로 반입하기 이전에 기판(W) 상의 유기용제를 제1온도로 승온시킨다.
본 발명에 따르면, 건조 챔버(500)로 기판(W)을 반입하기 이전에, 기판(W) 상의 유기용제를 가열하여, 유기용제와 초임계가 용이하게 혼합되는 이점이 있다. 이에, 건조 챔버(500) 내에서 기판(W)을 처리하는 시간을 단축하고, 유기용제를 초임계로 용이하게 제거할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 액처리 챔버(400) 내에서 기판(W) 상으로 고온의 유기용제를 공급하는 대신, 액처리 챔버(400)에서 반출된 유기용제를 가열한다. 이에, 유기용제를 기판(W) 상에 공급하면서 유기용제가 증발되는 현상을 방지하는 이점이 있다. 이에, 기판(W) 상에 얼룩이 발생하는 문제점을 방지할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 유기용제를 끓는점 미만까지 승온시키는다. 이에, 유기용제가 공정 중에 증발되는 현상을 막는 이점이 있다.
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.

Claims (20)

  1. 내부에서 기판을 액 처리하는 액처리 챔버와;
    상기 액처리 된 기판 상의 액을 초임계 유체를 이용하여 건조 처리하는 건조 챔버와;
    상기 액처리 챔버와 상기 건조 챔버 간에 상기 기판을 반송하는 반송 장치와;
    상기 액처리 챔버 그리고 상기 반송 장치를 제어하는 제어기를 포함하고,
    상기 반송 장치는,
    상기 기판이 놓이는 핸드를 가지는 반송 로봇과;
    상기 기판을 가열하는 가열 부재를 포함하고,
    상기 제어기는,
    상기 액처리 챔버에서 반출된 기판을 상기 건조 챔버로 반송하되,
    상기 기판이 상기 건조 챔버로 반송되기 이전에 상기 가열 부재가 상기 기판 상의 상기 액을 제1온도로 가열하도록 상기 반송 장치를 제어하고,
    상기 액은 유기 용제이고,
    상기 제1온도는 상기 액의 끓는점 미만으로 제공되는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가열 부재는,
    상기 핸드에 제공되는 히터인 기판 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가열 부재는,
    상기 액처리 챔버와 상기 건조 챔버 사이에 제공되는 가열 챔버로 제공되고,
    상기 가열 챔버는,
    상기 핸드가 출입 가능한 개구를 가지는 하우징과;
    상기 기판이 놓이는 지지부와;
    상기 하우징의 내부 공간으로 고온의 가스를 공급하는 가스 공급 장치를 가지는 기판 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가열 부재는,
    상기 액처리 챔버와 상기 건조 챔버 사이에 제공되며 내부에 히터가 제공되는 가열 플레이트로 제공되는 기판 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 액처리 챔버 내에서 상기 기판 상으로 제2온도의 상기 액을 공급하고,
    상기 가열 부재가 상기 기판 상의 상기 액을 제1온도로 가열하도록 상기 액처리 챔버 그리고 상기 반송 장치를 제어하고,
    상기 제1온도는 상기 제2온도보다 높은 온도로 제공되는 기판 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2온도는 상온 보다 높은 온도로 제공되는 기판 처리 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    액처리 챔버 내에서 기판 상으로 액을 공급하여 액처리한 이후에 상기 기판을 건조 챔버로 반송하고 상기 건조 챔버 내로 유체를 공급하여 상기 기판을 건조 처리하되,
    상기 기판을 건조 처리하기 이전에,
    상기 기판 상의 상기 액을 제1온도로 가열하고,
    상기 액은 유기용제이고 상기 유체는 초임계 유체로 제공되고,
    상기 제1온도는 상기 액의 끓는점 미만으로 제공되는 기판 처리 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 건조 챔버 내로 반입되기 이전에 상기 기판 상의 상기 액이 상기 제1온도로 가열되는 기판 처리 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 기판이 상기 액처리 챔버에서 반출되어 상기 건조 챔버로 반송되는 동안 기판 상의 상기 액이 상기 제1온도로 가열되는 기판 처리 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 기판 상의 상기 액은 상기 기판을 상기 액처리 챔버와 상기 건조 챔버 간에 반송하는 반송 장치 상에서 상기 제1온도로 가열되는 기판 처리 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 기판 상의 상기 액은 상기 액처리 챔버와 상기 건조 챔버 사이에 제공되는 가열 챔버 내에서 상기 제1온도로 가열되는 기판 처리 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 액처리 챔버 내에서 상기 액은 제2온도로 공급되고,
    상기 기판이 상기 액처리 챔버에서 반출되어 상기 건조 챔버로 반송되는 동안 기판 상의 상기 액이 상기 제1온도로 가열되고,
    상기 제1온도는 상기 제2온도보다 높은 온도로 제공되는 기판 처리 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제2온도는 상온 보다 높은 온도로 제공되는 기판 처리 방법.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 제1항의 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    상기 액처리 챔버 내에서 상기 기판 상으로 유기용제를 공급하여 액처리한 이후에 상기 기판을 상기 건조 챔버로 반송하고 상기 건조 챔버 내로 초임계 유체를 공급하여 상기 기판을 건조 처리하되,
    상기 기판을 상기 건조 챔버로 반입하기 이전에,
    상기 기판 상의 상기 유기용제를 상기 유기용제의 끓는점 미만으로 가열하는 기판 처리 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 기판 상의 상기 액은 상기 기판을 상기 액처리 챔버와 상기 건조 챔버 간에 반송하는 반송 장치 상에서 상기 제1온도로 가열되는 기판 처리 방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 기판 상의 상기 액은 상기 액처리 챔버와 상기 건조 챔버 사이에 제공되는 가열 챔버 내에서 상기 제1온도로 가열되는 기판 처리 방법.
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