KR102666133B1 - 초임계 건조 장치 및 그를 이용한 기판 건조방법 - Google Patents

초임계 건조 장치 및 그를 이용한 기판 건조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102666133B1
KR102666133B1 KR1020190004858A KR20190004858A KR102666133B1 KR 102666133 B1 KR102666133 B1 KR 102666133B1 KR 1020190004858 A KR1020190004858 A KR 1020190004858A KR 20190004858 A KR20190004858 A KR 20190004858A KR 102666133 B1 KR102666133 B1 KR 102666133B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
gas
light source
fluid
internal
Prior art date
Application number
KR1020190004858A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20200088547A (ko
Inventor
박상진
조병권
정지훈
김영탁
고용선
전슬기
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020190004858A priority Critical patent/KR102666133B1/ko
Priority to US16/561,078 priority patent/US11302526B2/en
Publication of KR20200088547A publication Critical patent/KR20200088547A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102666133B1 publication Critical patent/KR102666133B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/02101—Cleaning only involving supercritical fluids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/02043—Cleaning before device manufacture, i.e. Begin-Of-Line process
    • H01L21/02046—Dry cleaning only
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H01L21/67034—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for drying
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67115—Apparatus for thermal treatment mainly by radiation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
  • Drying Of Solid Materials (AREA)

Abstract

본 발명은 초임계 건조 장치 및 그를 이용한 기판 건조 방법을 개시한다. 상기 장치는 초임계 유체를 수용하여 기판을 건조시키는 건조 챔버와, 상기 건조 챔버 내에 배치되고 상기 기판을 수납하는 척과, 상기 건조 챔버 내에 배치되고 상기 기판을 복사열로 가열하여 상기 기판 상의 건조 입자를 제거하는 입자 제거부를 포함한다.

Description

초임계 건조 장치 및 그를 이용한 기판 건조방법{supercritical drying apparatus and manufacturing method of semiconductor device using the same}
본 발명은 반도체 소자의 제조 장치 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 상세하게는 기판을 건조하는 초임계 건조 장치 및 그를 이용한 반도체 소자의 제조방법에 관한 것이다.
최근, 반도체 소자의 디자인 룰은 빠르게 감소하고 있다. 이에 따른 반도체 소자의 제조 방법은 다양하게 개발되고 있다. 예를 들어, 습식 세정 공정의 세정액은 건조 시 표면 장력에 의해 패턴을 붕괴시키거나 패턴간에 달라 붙는 불량을 일으킬 수 있다. 초임계 건조 공정은 기판 상의 세정액을 초임계 유체로 대체하여 패턴 붕괴 불량 및 패턴 접합 불량을 방지할 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 기판 건조 시에 유발되는 건조 입자(dry particle)를 제거할 수 있는 초임계 건조 장치 및 그를 이용한 기판 건조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명은 초임계 건조 장치를 개시한다. 그의 장치는 초임계 유체를 수용하여 기판을 건조시키는 건조 챔버; 상기 건조 챔버 내에 배치되고, 상기 기판을 수납하는 척; 및 상기 건조 챔버 내에 배치되고, 상기 기판을 복사열로 가열하여 상기 기판 상의 건조 입자를 제거하는 입자 제거부를 포함한다.
본 발명의 일 예에 따른 초임계 건조 장치는 유체 배기구를 갖는 하부 하우징; 상기 하부 하우징 상에 배치되고, 유체 주입구를 갖는 상부 하우징; 상기 상부 하우징의 하부 면 상에 배치되고, 기판을 수납하는 척; 상기 유체 주입구를 통해 상기 기판 상에 초임계 유체를 제공하는 유체 공급 부; 및 상기 척과 상기 유체 주입구 사이의 상기 상부 하우징 내에 배치되고, 상기 기판을 가열하여 상기 기판 상의 건조 입자를 열 분해시키는 광원을 포함한다.
본 발명의 일 예에 따른 기판 건조 방법은 하부 하우징과 상기 하부 하우징 상의 상부 하우징을 포함하는 건조 챔버 내에 초임계 유체를 제공하여 기판을 건조하는 단계; 상기 기판에 복사열을 제공하여 상기 기판을 순간적으로 가열하는 단계; 및 상기 하부 하우징으로부터 상기 상부 하우징을 분리하는 단계를 포함한다.
본 발명의 개념에 따른 초임계 건조 장치 및 그를 이용한 기판 건조 방법은 기판을 복사열로 가열하여 초임계 유체에 의해 상기 기판 상에 생성된 건조 입자를 제거할 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 개념에 따른 초임계 건조 장치를 보여주는 도면들이다.
도 3은 도 1의 상부 하우징, 척들, 및 입자 제거부의 일 예를 보여주는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 기판 건조 방법을 보여주는 플로우 챠트이다.
도 5는 도 1의 건조 챔버 내의 초임계 유체의 압력과 온도의 변화를 보여주는 그래프이다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 개념에 따른 건조 장치(100)를 보여준다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 건조 장치(100)는 초임계 건조 장치를 포함할 수 있다. 일 예에 따르면, 상기 건조 장치(100)는 건조 챔버(10), 척들(20), 유체 공급 부(30), 배기 부(40), 유체 차단 부(50), 입자 제거 부(60), 파워 소스(70), 내부 가스 공급 부(80), 및 외부 가스 공급 부(90)를 포함할 수 있다.
상기 건조 챔버(10)는 초임계 유체(32)를 수용할 수 있다. 상기 초임계 유체(32)는 상기 기판(W)을 건조할 수 있다. 예를 들어, 상기 초임계 유체(32)는 초임계 이산화탄소일 수 있다. 상기 초임계 유체(32)는 상기 기판(W) 상의 이소프로필렌 알코올을 제거할 수 있다. 상기 건조 챔버(10) 내의 상기 초임계 유체(32)의 압력은 상압(ex, 1기압 또는 760Torr) 보다 높은 고압(ex, 10기압 내지 200기압)일 가질 수 있다. 일 예에 따르면, 상기 건조 챔버(10)는 하부 하우징(12), 및 상부 하우징(14)을 포함할 수 있다.
상기 하부 하우징(12)은 상기 상부 하우징(14)의 아래에 배치될 수 있다. 상기 하부 하우징(12)은 유체 배기구(fluid outlet, 11) 및 하부 가스 주입구(lower gas inlet, 17)을 가질 수 있다. 상기 유체 배기구(11)는 상기 초임계 유체(32)를 상기 배기 부(40)로 배기시킬 수 있다.
상기 상부 하우징(14)은 상기 하부 하우징(12) 상에 배치될 수 있다. 상기 상부 하우징(14)은 유체 주입구(fluid inlet, 13), 내부 가스 주입구(inner gas inlet, 15), 외부 가스 주입구(outer gas inlet, 19)를 가질 수 있다.
상기 유체 주입구(13)은 상기 상부 하우징(14)의 중심에 배치될 수 있다. 상기 초임계 유체(32)는 상기 유체 주입구(13)를 통해 상기 건조 챔버(10) 내에 유입될 수 있다.
상기 내부 가스 주입구(15)는 상기 유체 주입구(13)와 상기 외부 가스 주입구들(19) 사이에 배치될 수 있다. 상기 내부 가스 주입구(15)를 통해, 제 1 가스(82)가 상기 건조 챔버(10) 내의 상기 기판(W) 상에 제공될 수 있다. 상기 제 1 가스(82)는 상기 기판(W) 상의 건조 입자(102)를 제거할 수 있다. 상기 건조 입자(102)는 상기 기판(W) 상에 유발되는 결함 입자일 수 있다. 예를 들어, 상기 건조 입자(102)는 이산화탄소와 혼합된 이소프로필렌 알코올 알갱이(ex, CO2+2CH8O), 또는 수소화 탄소 알갱이(ex, CH, CH2, CH3, CH4)를 포함할 수 있다.
도 3은 도 1의 상부 하우징(14), 척들(20), 및 입자 제거부(60)의 일 예를 보여준다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 외부 가스 주입구(19)는 상기 척들(20)의 외곽에 배치될 수 있다. 상기 외부 가스 주입구(19) 아래에 홈(18)이 제공될 수 있다. 상기 홈(18)은 상기 외부 가스 주입구(19)에 연결될 수 있다. 상기 홈(18)은 링 모양을 가질 수 있다. 상기 홈(18)의 직경은 상기 기판(W)의 직경보다 클 수 있다. 상기 외부 가스 주입구(19) 및 상기 홈(18)을 통해 제 2 가스(92)가 상기 건조 챔버(10) 내에 제공될 수 있다. 상기 제 2 가스(92)는 상기 홈(18)을 따라 상기 기판(W)의 둘레에 제공될 수 있다. 상기 제 2 가스(92)는 상기 기판(W)의 외주면을 따라 에어 커튼을 형성하여 상기 기판(W) 상에 상기 하부 하우징(12)과 상기 상부 하우징(14)의 마모 입자(104)의 유입을 차단할 수 있다. 상기 마모 입자(104)는 상기 하부 하우징(12)의 측벽 상에서 유발되는 결함 입자일 수 있다.
도 2를 참조하면, 상기 하부 하우징(12)과 상기 상부 하우징(14)의 에지에 승강 부재(16)가 제공될 수 있다. 상기 승강 부재(16)는 상기 하부 하우징(12)에 대해 상기 상부 하우징(14)을 이동시켜 상기 하부 하우징(12)과 상기 상부 하우징(14)을 결합시키거나 분리시킬 수 있다. 상기 하부 하우징(12)과 상기 상부 하우징(14)이 결합되거나 분리될 경우, 상기 마모 입자(104)는 상기 하부 하우징(12)의 측벽과 상기 상부 하우징(14)의 하부면의 마찰에 의해 생성될 수 있다. 예를 들어, 상기 마모 입자(104)는 금속 성분(ex, Al, 또는 Al 합금)으로 이루어질 수 있다.
이하, 건조 입자(102)의 제거 및 상기 마모 입자(104)의 차단에 대해 실시 예를 들어 설명한다.
계속하여 도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 척들(20)은 상기 상부 하우징(14)의 하부면 상에 배치될 수 있다. 상기 척들(20)은 서로 마주보며 배치되고, 상기 기판(W)을 수납(receive)할 수 있다. 일 예로, 상기 마주보는 척들(20)의 각각은 고정 판(22) 및 홀더들(24)을 포함할 수 있다. 상기 고정 판(22)은 상기 내부 가스 주입구(15)와 상기 외부 가스 주입구(19) 사이의 상기 상부 하우징(14)의 하부 면 상에 배치될 수 있다. 상기 홀더들(24)은 상기 상부 하우징(14)의 하부 면에 대향하는 상기 고정 판(22)의 말단에 연결될 수 있다. 상기 홀더들(24)은 상기 기판(W)을 지지할 수 있다.
상기 유체 공급 부(30)는 상기 유체 주입구(13)에 연결될 수 있다. 상기 유체 공급 부(30)는 상기 건조 챔버(10) 내의 상기 기판(W) 상에 초임계 유체(32)를 제공할 수 있다. 상기 초임계 유체(32)는 상기 기판(W)의 중심에서 에지 방향으로 제공될 수 있다.
상기 배기 부(40)는 상기 하부 하우징(12)의 상기 유체 배기구(11)에 연결될 수 있다. 상기 배기 부(40)는 배기 밸브(44)를 가질 수 있다. 상기 배기 밸브(44)는 상기 초임계 유체(32), 제 1 가스(82), 및 제 2 가스(92)의 배기를 제어할 수 있다. 상기 배기 부(40)는 상기 건조 챔버(10) 내의 상기 초임계 유체(32), 제 1 가스(82), 및 제 2 가스(92)를 배기시킬 수 있다.
상기 유체 차단 부(50)는 상기 하부 하우징(12) 내에 배치될 수 있다. 상기 유체 차단 부(50)는 상기 유체 배기구(11) 상에 배치될 수 있다. 상기 유체 차단 부(50)는 상기 초임계 유체(32)를 상기 기판(W)의 에지 방향으로 유동시킬 수 있다. 이와 달리, 상기 유체 차단 부(50)는 상기 배기 부(40) 내의 상기 초임계 유체(32)의 역류로부터 상기 척들(20) 상의 상기 기판(W)의 이탈을 방지할 수 있다. 일 예로, 상기 유체 차단 부(50)는 차단 플레이트(52), 및 지지대(54)를 포함할 수 있다. 상기 차단 플레이트(52)는 상기 유체 배기구(11) 상에 배치될 수 있다. 상기 차단 플레이트(52)는 상기 유체 배기구(11) 내의 상기 초임계 유체(32)의 배기 압력을 상기 건조 챔버(10) 내의 상기 기판(W)의 외주면을 따라 분산시킬 수 있다. 즉, 상기 건조 챔버(10) 내의 상기 초임계 유체(32)는 주로 상기 기판(W)의 에지에서 상기 차단 플레이트(52)의 에지로 이동할 수 있다. 상기 지지대(54)는 상기 차단 플레이트(52)를 상기 하부 하우징(12)의 내부 바닥으로부터 일정거리 이상으로 이격시키거나 지지(separate and/or support)할 수 있다.
상기 입자 제거 부(60)는 상기 상부 하우징(14) 내에 배치될 수 있다. 상기 입자 제거 부(60)는 상기 기판(W) 상의 상기 건조 입자(102)를 제거할 수 있다. 예를 들어, 상기 입자 제거 부(60)는 복사열(radiant heat, 66)로 상기 기판(W)을 가열하여 상기 건조 입자(102)를 제거할 수 있다. 상기 복사열(66)은 자외선 광, 가시광(visual light), 적외선 광, 또는 레이저 광을 포함할 수 있다. 상기 건조 입자(102)가 이산화탄소와 혼합된 이소프로필렌 알코올 알갱이(ex, CO2+2CH8O)일 경우, 상기 복사열(66)은 상기 건조 입자(102)를 이산화 탄소 가스(CO2), 일산화탄소 가스(ex, 2CO) 및 매탄 가스(4CH4)로 열 분해시킬 수 있다. 이와 달리, 상기 건조 입자(102)는 상기 복사열(66)에 의해 승화될 수 있다. 상기 건조 입자(102)가 고체 상태의 수소화 탄소 알갱이(ex, CH, CH2, CH3, CH4)일 경우, 상기 복사열(66)은 상기 건조 입자(102)를 수소화 탄소 가스로 승화시킬 수 있다. 일 에로, 상기 입자 제거 부(60)는 광원(62)과 윈도우(64)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 광원(62)은 LED, 플래시 램프, 또는 레이저 장치를 포함할 수 있다. 상기 광원(62)은 내부 광원(61)과 외부 광원(63)을 포함할 수 있다. 상기 내부 광원(61)과 상기 외부 광원(63)의 각각은 링 모양을 가질 수 있다. 상기 내부 광원(61)은 상기 외부 광원(63) 내에 배치될 수 있다. 상기 내부 광원(61)은 상기 유체 주입구(13)와 상기 내부 가스 주입구(15) 사이에 배치될 수 있다. 상기 외부 광원(63)은 상기 내부 가스 주입구(15)과 상기 외부 가스 주입구(19) 사이에 배치될 수 있다. 상기 내부 광원(61)과 상기 외부 광원(63) 사이에 갭(gap)이 제공될 수 있다. 상기 제 1 가스(82)는 상기 갭을 통해 상기 건조 챔버(10) 내에 제공될 수 있다.
상기 윈도우(64)는 상기 상부 하우징(14) 내의 상기 내부 광원(61)과 상기 외부 광원(63)을 덮을 수 있다. 상기 윈도우(64)는 상기 복사열(66)을 상기 기판(W)으로 투과시킬 수 있다. 상기 윈도우(64)는 상기 내부 광원(61)과 상기 외부 광원(63)을 상기 초임계 유체(32), 상기 제 1 가스(82) 및 상기 건조 입자(102)의 분해된 가스로부터 보호할 수 있다. 상기 윈도우(64)는 제 1 홀(65)과 제 2 홀(67)을 가질 수 있다. 상기 제 1 홀(65)은 유체 주입구(13)에 정렬될 수 있다. 상기 초임계 유체(32)는 상기 유체 주입구(13)와 상기 제 1 홀(65)을 통해 상기 건조 챔버(10) 내에 제공될 수 있다. 상기 제 2 홀(67)은 상기 내부 가스 주입구(15)에 정렬될 수 있다. 상기 제 1 가스(82)는 상기 내부 가스 주입구(15)과 상기 제 2 홀(67)을 통해 상기 건조 챔버(10) 내에 제공될 수 있다.
상기 파워 소스(70)는 상기 입자 제거 부(60)의 내부 광원(61)과 외부 광원(63)에 파워를 공급할 수 있다. 예를 들어, 상기 파워 소스(70)는 상기 내부 광원(61)과 상기 외부 광원(63)에 직류 파워 또는 교류 파워를 제공할 수 있다.
상기 제 1 가스 공급 부(80)는 상기 상부 하우징(14)의 내부 가스 주입구(15)에 연결될 수 있다. 상기 제 2 가스 공급 부(80)는 상기 기판(W) 상에 제 1 가스(82)를 공급할 수 있다. 상기 제 1 가스(82)는 상기 기판(W)의 중심에서 에지로 제공된 후, 상기 배기 부(40)를 통해 배기될 수 있다. 상기 제 1 가스(82)는 상기 기판(W) 상의 상기 건조 입자(102) 및 상기 건조 입자(102)의 분해된 가스를 제거할 수 있다. 상기 제 1 가스(82)는 상기 건조 챔버(10) 내에 상압(ex. 1bar) 또는 외부의 압력보다 높은 압력으로 제공될 수 있다. 상기 제 1 가스(82)는 상온보다 높은 고온 가스일 수 있다. 상기 하부 하우징(12)과 상기 상부 하우징(14)이 분리될 때, 상기 제 1 가스(82)는 상기 마모 입자(104)를 상기 하부 하우징(12)과 상기 상부 하우징(14)의 외부로 불어낼 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 가스(82)는 질소(N2) 가스 또는 아르곤(Ar) 가스를 포함할 수 있다.
상기 제 2 가스 공급 부(90)는 상기 외부 가스 주입구(19)에 연결될 수 있다. 상기 제 2 가스 공급 부(90)는 상기 기판(W) 및 상기 척들(20)의 바깥에 제 2 가스(92)를 제공할 수 있다. 상기 제 2 가스(92)는 상기 홈(18)을 통해 상기 기판(W)의 둘레에 제공되어 상기 기판(W) 상에 상기 마모 입자(104)의 유입을 차단시킬 수 있다. 상기 제 2 가스(92)는 상기 건조 챔버(10) 내에 상압 또는 외부의 압력보다 높은 압력으로 제공될 수 있다. 상기 하부 하우징(12)과 상기 상부 하우징(14)이 분리될 때, 상기 제 2 가스(92)는 상기 마모 입자(104)를 상기 하부 하우징(12)과 상기 상부 하우징(14)의 외부로 불어낼 수 있다. 상기 제 2 가스(92)는 상기 제 1 가스(82)와 동일할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 가스(92)는 질소(N2) 가스 또는 아르곤(Ar) 가스를 포함할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 건조 장치(100)를 이용한 기판 건조 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명의 기판 건조 방법을 보여주는 플로우 챠트이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 기판 건조 방법은 상기 하부 하우징(12)에 상기 상부 하우징(14)을 결합하는 단계(S10), 상기 초임계 유체(32)를 제공하는 단계(S20), 상기 기판(W)을 순간적으로 가열하는 단계(S30), 상기 제 1 가스(82)를 제공하는 단계(S40), 상기 제 2 가스(92)를 제공하는 단계(S50) 및 상기 하부 하우징(12)으로부터 상기 상부 하우징(14)을 분리하는 단계(S60)를 포함할 수 있다.
상기 척들(20) 상에 상기 기판(W)이 제공되면, 상기 승강 부재(16)는 상기 상부 하우징(14)을 하강시켜 상기 상부 하우징(14)을 상기 하부 하우징(12)에 결합시킨다(S10). 상기 기판(W)은 이소프로필렌 알코올을 함유할 수 있다. 상기 이소프로필렌 알코올은 상기 기판(W) 내의 패턴들 사이에 잔존(be)할 수 있다.
이후, 상기 유체 공급 부(30)는 상기 건조 챔버(10) 내에 상기 초임계 유체(32)를 제공한다(S20). 일 예로, 상기 초임계 유체(32)를 제공하는 단계(S20)는 상기 초임계 유체(32)의 압력을 증가하는 단계(S22), 상기 초임계 유체(32)의 압력을 포화시키는 단계(S24), 및 상기 초임계 유체(32)의 압력을 감소시키는 단계(S26)를 포함할 수 있다.
도 5는 도 1의 건조 챔버(10) 내의 초임계 유체(32)의 압력과 온도의 변화를 보여준다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 유체 공급 부(30)는 상기 초임계 유체(32)를 상기 기판(W) 상에 제공하여 상기 건조 챔버(10 내의 상기 초임계 유체(32)의 압력을 증가시킬 수 있다(S22). 상기 초임계 유체(32)이 약 50초 동안에 제공되고, 상기 초임계 유체(32)의 압력은 약 150기압까지 점진적으로 증가될 수 있다. 상기 초임계 유체(32)의 온도는 약 200도 이상으로 증가할 수 있다.
다음, 상기 유체 공급 부(30)는 상기 초임계 유체(32)의 공급을 중단하여 상기 건조 챔버(10) 내의 상기 초임계 유체(32)의 압력을 포화시킨다(S24). 예를 들어, 상기 초임계 유체(32)의 압력은 약 150기압정도에서 약 100초 동안 포화될 수 있다. 상기 초임계 유체(32)는 상기 기판(W) 내에 함유된(contained) 이소프로필렌 알코올과 치환될 수 있다. 즉, 상기 초임계 유체(32)는 상기 기판(W) 내의 패턴들 사이에 제공되어 상기 이소프로필렌 알코올을 상기 기판(W)으로부터 제거할 수 있다.
그 다음, 상기 배기 부(40)는 상기 건조 챔버(10) 내의 상기 초임계 유체(32)를 배기하여 상기 초임계 유체(32)의 압력을 감소시킨다(S26). 상기 초임계 유체(32)의 압력은 상압(약 1bar)까지 약 150초 동안 점진적으로 감소할 수 있다. 상기 초임계 유체(32)는 표면 장력이 제로인 유체일 수 있다. 상기 초임계 유체(32)는 약 72기압 이하의 압력에서 기화할 수 있다. 상기 기화된 상기 초임계 유체(32)는 이산화탄소 가스일 수 있다. 상기 초임계 유체(32)의 압력이 상기 72 기압보다 낮아지면, 상기 초임계 유체(32)는 기화하고, 상기 기판(W)은 건조될 수 있다. 상기 초임계 유체(32)는 상기 기판(W) 상의 패턴들의 쓰러짐 불량 없이 제거되거나 건조될 수 있다. 상기 초임계 유체(32) 및 상기 이소프로필렌 알코올의 일부는 상기 기판(W) 상에 건조 입자(102)를 유발시킬 수 있다.
이후, 상기 파워 소스(70)는 상기 입자 제거 부(60)에 파워를 일시적으로 공급하여 상기 기판(W)을 순간적으로 가열한다(S30). 상기 입자 제거 부(60)는 상기 복사열(66)을 이용하여 상기 기판(W) 상의 상기 건조 입자(102)를 제거할 수 있다. 상기 건조 입자(102)는 상기 복사열(66)에 의해 열 분해되거나 승화될 수 있다. 상기 복사열(66)이 상기 기판(W) 상에 제공되면, 상기 초임계 유체(32)의 압력과 온도를 순간적으로 증가된 후 감소할 수 있다.
다음, 상기 제 1 가스 공급 부(80)는 상기 제 1 가스(82)를 공급한다(S30). 상기 제 1 가스(82)는 상기 기판(W) 상에 제공될 수 있다. 상기 제 1 가스(82)는 약 10초 동안에 상압 또는 외부의 압력보다 높은 압력으로 제공될 수 있다. 상기 제 1 가스(82)는 상기 기판(W) 상의 상기 건조 입자(102) 및 상기 건조 입자(102)의 분해된 가스를 제거시킬 수 있다.
그 다음, 상기 제 2 가스 공급 부(90)는 상기 건조 챔버(10) 내에 상기 제 2 가스(92)를 공급한다(S50). 상기 제 2 가스(92)는 약 10초 동안에 상압 또는 외부의 압력보다 높은 압력으로 제공될 수 있다. 상기 제 2 가스(92)는 상기 기판(W) 및 상기 척들(20)의 둘레에 에어 커튼을 형성할 수 있다. 상기 제 2 가스(92)는 상기 기판(W) 상에 상기 건조 입자(102) 또는 상기 마모 입자(104)의 유입을 차단시킬 수 있다.
마지막으로, 상기 승강 축들(160은 상기 상부 하우징(14)을 상승시켜 상기 하부 하우징(12)으로부터 상기 상부 하우징(14)을 분리한다(S60). 상기 하부 하우징(12)의 측벽의 상부 면 상에 마모 입자(104)가 생성될 수 있다. 상기 제 1 가스(82)와 상기 제 2 가스(92)는 상기 건조 챔버(10) 내의 압력을 외부의 압력보다 증가시켜 상기 마모 입자(104)를 상기 하부 하우징(12) 및 상기 상부 하우징(14)의 외부로 불어낼 수 있다. 상기 마모 입자(104)가 상기 하부 하우징(12)과 상기 상부 하우징(14) 사이에 잔존(be)할 경우, 상기 제 2 가스(92)는 상기 기판(W) 상에 상기 마모 입자(104)의 유입을 차단할 수 있다.
이후, 로봇 암은 상기 기판(W)은 상기 척들(20) 상에서 언로딩할 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 실시 예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 초임계 유체를 수용하여 기판을 건조시키는 건조 챔버;
    상기 건조 챔버 내에 배치되고, 상기 기판을 수납하는 척; 및
    상기 건조 챔버 내에 배치되고, 상기 기판을 복사열로 가열하여 상기 기판 상의 건조 입자를 제거하는 입자 제거부를 포함하되,
    상기 건조 챔버는:
    상기 초임계 유체의 유체 배기구를 갖는 하부 하우징; 및
    상기 하부 하우징 상에 배치되어 유체 주입구와, 상기 유체 주입구의 마주보는 양측들의 내부 가스 주입구들과, 상기 내부 가스 주입구들 외곽의 마주보는 양측들의 외부 가스 주입구들과, 상기 외부 가스 주입구들 아래의 홈을 갖는 상부 하우징을 포함하되,
    상기 입자 제거부는 상기 상부 하우징의 내측면 상의 외부 광원과, 상기 외부 광원 내의 내부 광원과, 상기 내부 광원 및 상기 외부 광원의 아래에 제공되는 윈도우 플레이트를 포함하되,
    상기 내부 광원은 상기 유체 주입구와 상기 내부 가스 주입구들 사이에 배치되고,
    상기 내부 가스 주입구들은 상기 내부 광원의 외벽과 상기 외부 광원의 내벽 사이에 배치되고,
    상기 외부 광원은 상기 내부 가스 주입구들과 상기 외부 가스 주입구들 사이에 배치되고,
    상기 윈도우 플레이트는 상기 홈 내에 제공되고,
    상기 척은 상기 윈도우 플레이트에 연결되는 복수개의 고정 플레이트들과, 상기 고정 플레이트들에 연결되는 복수개의 홀더들을 포함하되,
    상기 홈은 상기 윈도우 플레이트를 둘러싸는 링 모양을 갖고, 상기 고정 플레이트들의 외부 측벽들 사이의 거리와 동일한 내경을 갖는 초임계 건조 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원은 LED, 플래시 램프, 또는 레이저 장치를 포함하는 초임계 건조 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원에 파워를 제공하는 파워 소스를 더 포함하는 초임계 건조 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 내부 가스 주입구에 연결되고, 상기 기판 상에 제 1 가스를 제공하는 제 1 가스 공급 부를 더 포함하는 초임계 건조 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 하부 하우징은 상기 유체 배기구에 인접하여 배치되는 하부 가스 주입구를 갖되,
    상기 제 1 가스 공급 부는 상기 하부 가스 주입구에 상기 제 1 가스를 제공하는 초임계 건조 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 외부 가스 주입구에 연결되고, 상기 기판의 외주면에 제 2 가스를 제공하는 제 2 가스 공급부를 더 포함하는 초임계 건조 장치.
KR1020190004858A 2019-01-14 2019-01-14 초임계 건조 장치 및 그를 이용한 기판 건조방법 KR102666133B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190004858A KR102666133B1 (ko) 2019-01-14 2019-01-14 초임계 건조 장치 및 그를 이용한 기판 건조방법
US16/561,078 US11302526B2 (en) 2019-01-14 2019-09-05 Supercritical drying apparatus and method of drying substrate using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190004858A KR102666133B1 (ko) 2019-01-14 2019-01-14 초임계 건조 장치 및 그를 이용한 기판 건조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200088547A KR20200088547A (ko) 2020-07-23
KR102666133B1 true KR102666133B1 (ko) 2024-05-17

Family

ID=71516814

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190004858A KR102666133B1 (ko) 2019-01-14 2019-01-14 초임계 건조 장치 및 그를 이용한 기판 건조방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US11302526B2 (ko)
KR (1) KR102666133B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102572856B1 (ko) * 2020-12-30 2023-09-01 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 방법

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5210959A (en) * 1991-08-19 1993-05-18 Praxair Technology, Inc. Ambient-free processing system
US5350480A (en) * 1993-07-23 1994-09-27 Aspect International, Inc. Surface cleaning and conditioning using hot neutral gas beam array
US6220607B1 (en) * 1998-04-17 2001-04-24 Applied Materials, Inc. Thermally conductive conformal media
JP2006114884A (ja) * 2004-09-17 2006-04-27 Ebara Corp 基板洗浄処理装置及び基板処理ユニット
US7648581B2 (en) * 2004-11-16 2010-01-19 Tokyo Electron Limited Substrate cleaning method, substrate cleaning apparatus, substrate processing system, substrate cleaning program and storage medium
JP4985183B2 (ja) * 2007-07-26 2012-07-25 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置及び基板処理方法並びに記憶媒体
KR101395251B1 (ko) 2007-08-13 2014-05-15 세메스 주식회사 공정챔버 및 이를 구비하는 기판 처리 설비
JP5506461B2 (ja) 2010-03-05 2014-05-28 東京エレクトロン株式会社 超臨界処理装置及び超臨界処理方法
JP5647845B2 (ja) 2010-09-29 2015-01-07 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板乾燥装置及び基板乾燥方法
KR101395225B1 (ko) * 2010-11-25 2014-05-15 세메스 주식회사 기판처리방법
KR101187375B1 (ko) 2011-01-27 2012-10-05 부경대학교 산학협력단 반도체 기판의 실리콘 산화막의 식각방법
KR101500705B1 (ko) 2011-05-31 2015-03-09 세메스 주식회사 베젤 개방 제어 장치
WO2013065771A1 (ja) * 2011-11-01 2013-05-10 株式会社日立国際電気 半導体装置の製造方法、半導体装置の製造装置及び記録媒体
US8872138B2 (en) * 2013-02-20 2014-10-28 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Gas delivery for uniform film properties at UV curing chamber
KR101621485B1 (ko) 2013-10-31 2016-05-17 세메스 주식회사 기판 처리 장치, 그리고 기판 처리 장치를 이용한 재생 방법
KR20140014043A (ko) 2013-12-23 2014-02-05 세메스 주식회사 기판 처리 장치, 기판처리설비
WO2015133689A1 (ko) 2014-03-06 2015-09-11 주식회사 아이엠티 웨이퍼의 배면 또는 에지 세정 장치 및 방법
KR20150138975A (ko) 2014-05-30 2015-12-11 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR101623411B1 (ko) * 2014-11-03 2016-05-24 세메스 주식회사 기판 처리 장치
JP6355537B2 (ja) 2014-12-02 2018-07-11 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理装置および基板処理方法
JP6314082B2 (ja) 2014-12-18 2018-04-18 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理装置および基板処理方法
KR101860631B1 (ko) * 2015-04-30 2018-05-23 시바우라 메카트로닉스 가부시끼가이샤 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR102411946B1 (ko) * 2015-07-08 2022-06-22 삼성전자주식회사 초임계 유체를 이용한 기판 처리장치와 이를 포함하는 기판 처리 시스템 및 이를 이용한 기판처리 방법
KR102378336B1 (ko) * 2015-11-13 2022-03-24 세메스 주식회사 베이크 장치 및 베이크 방법
KR101935953B1 (ko) * 2016-06-02 2019-01-08 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 방법
US9738977B1 (en) * 2016-06-17 2017-08-22 Lam Research Corporation Showerhead curtain gas method and system for film profile modulation
JP6781031B2 (ja) * 2016-12-08 2020-11-04 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法及び熱処理装置
US11476167B2 (en) * 2017-03-03 2022-10-18 SCREEN Holdings Co., Ltd. Heat treatment method and heat treatment apparatus of light irradiation type
JP7301575B2 (ja) * 2018-05-15 2023-07-03 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法、記憶媒体及び基板処理装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200088547A (ko) 2020-07-23
US20200227253A1 (en) 2020-07-16
US11302526B2 (en) 2022-04-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102592936B (zh) 聚焦环和具有该聚焦环的基板处理装置
JP5051581B2 (ja) プラズマ処理システムのためのマルチピース式のバッファープレートアセンブリ
KR101511025B1 (ko) 반도체 기판 상에 다양한 물질의 층상화된 증착을 위한 장치 및 이러한 장치용 리프트 핀
US11020774B2 (en) Microelectronic treatment system having treatment spray with controllable beam size
KR100869865B1 (ko) 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치
KR102666133B1 (ko) 초임계 건조 장치 및 그를 이용한 기판 건조방법
KR20060126166A (ko) 증착 장치
JP6796692B2 (ja) 基板処理装置
JP5048552B2 (ja) 基板洗浄装置及び基板処理装置
JP4282617B2 (ja) ガスウィンドウ及び化学気相成長装置
KR100737749B1 (ko) 리모트 플라즈마 애싱 장치 및 방법
TWI736684B (zh) 具有收集器裝置之熱處理系統
KR101981551B1 (ko) 기판 처리 장치
JP2007115795A (ja) 基板裏面のドライ洗浄方法とその装置
KR102538114B1 (ko) 기판 처리 장치
JP7358576B1 (ja) 成膜装置及び膜付きウェハの製造方法
KR100583944B1 (ko) 상압 화학 기상 증착 공정용 서셉터
JP7286847B1 (ja) 成膜装置及び膜付きウェハの製造方法
JP2007273824A (ja) 半導体製造装置
JP6673432B2 (ja) 基板処理方法、基板処理装置、基板処理システム及び記憶媒体
JP2024013910A (ja) 成膜装置及び膜付きウェハの製造方法
JP2007051335A (ja) Ｃｖｄ装置
KR20050053451A (ko) 히터블럭의 급속냉각모듈을 갖는 반도체 제조장비
JP5671405B2 (ja) 基板のエッチング方法
KR200284624Y1 (ko) 반도체 웨이퍼 식각장치

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right