KR20120056620A - Apparatus and method for treating substrates - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An apparatus and a method for processing a substrate capable of drying a substrate are provided to regularly maintain the inner pressure of a chamber by providing an inert gas to the inside of the chamber when a supercritical fluid is discharged. CONSTITUTION: A chamber(410) provides a space for processing a substrate. A substrate support member(430) supports the substrate while being installed in the chamber. A fluid supply tube(440) supplies a supercritical fluid into the chamber. A gas supply pipe(450) supplies the inert gas to the chamber while being connected to the chamber. An discharge line(460) discharges the fluid within the chamber while being connected to the chamber.

Description

기판 처리 장치 및 방법{Apparatus and method for treating substrates}Apparatus and method for treating substrates

본 발명은 반도체 제조 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체 기판을 세정하는 기판 처리 장치 및 방법에 관한 것입니다.The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus and method, and more particularly, to a substrate processing apparatus and method for cleaning a semiconductor substrate.

기판 표면에 잔류하는 파티클(Particle), 유기 오염물, 그리고 금속 오염물 등의 오염 물질은 반도체 소자의 특성과 생산 수율에 많은 영향을 미친다. 이 때문에 기판 표면에 부착된 각종 오염 물질을 제거하는 세정 공정이 반도체 제조 공정에서 매우 중요하며, 반도체를 제조하는 각 단위 공정의 전후 단계에서 기판을 세정 처리하는 공정이 실시되고 있다. 일반적으로 기판의 세정은 케미칼을 이용하여 기판 상에 잔류하는 금속 이물질, 유기 물질, 또는 파티클 등을 제거하는 케미컬 처리 공정, 순수를 이용하여 기판 상에 잔류하는 케미칼을 제거하는 린스 공정, 그리고 건조 가스 등을 이용하여 기판을 건조하는 건조 공정을 포함한다. Contaminants such as particles, organic contaminants, and metal contaminants remaining on the substrate surface have a great influence on the characteristics and production yield of semiconductor devices. For this reason, the cleaning process for removing various contaminants adhering to the substrate surface is very important in the semiconductor manufacturing process, and the process for cleaning the substrate is carried out at the front and rear stages of each unit process for manufacturing the semiconductor. Generally, cleaning of the substrate is performed by using a chemical treatment process to remove metal foreign matter, organic substance, or particles remaining on the substrate, a rinse process to remove chemical residue on the substrate using pure water, and a dry gas. The drying process of drying a board | substrate using etc. is included.

최근에는 기판 상에 형성된 패턴이 높은 종횡비(aspect ratio)를 가짐에 따라 패턴 무너짐이 문제가 된다. 이러한 패턴 무너짐은 패턴 내 기체와 액체의 계면에서 발생되는 표면장력으로 인한 것이며, 이를 해소하기 위해서 최근에는 초임계 유체를 이용하여 기판을 건조하는 방법이 사용되고 있다. 초임계유체란 임계온도 및 임계압력 이상의 온도와 압력하에 있는 가스이다. 초임계유체는 액체에 가까운 용해력을 갖지만, 장력과 점성은 기체에 가까운 성질을 가진다. 초임계유체는 기체와 액체의 계면을 형성하지 않기 때문에 표면장력은 거의 제로이며, 따라서 초임계 상태에서 기판 건조시 패턴 무너짐을 최소화할 수 있다. 초임계유체로는 일반적으로 낮은 임계점(7.3MPa. 31˚C)을 갖고 있는 동시에 화학적으로 안정된 이산화탄소가 사용된다. Recently, as the pattern formed on the substrate has a high aspect ratio, pattern collapse becomes a problem. The pattern collapse is due to the surface tension generated at the interface between the gas and the liquid in the pattern, and recently, a method of drying the substrate using a supercritical fluid has been used to solve this problem. Supercritical fluids are gases at temperatures and pressures above the critical and critical pressures. Supercritical fluids have near-liquid solubility, but tension and viscosity are close to gas. Since the supercritical fluid does not form an interface between the gas and the liquid, the surface tension is almost zero, thereby minimizing the pattern collapse when the substrate is dried in the supercritical state. Supercritical fluids typically use a low critical point (7.3 MPa, 31 ° C) and chemically stable carbon dioxide.

상술한 초임계유체로 기판 건조시 건조가 이루어지는 처리실 내부가 임계 압력 이상으로 유지해야 한다. 그러나 건조 초기에 처리실로 초임계 유체를 공급시 처리실 내부가 임계 압력에 도달하는 데까지 많은 시간이 소요되고, 그동안 초임계가 다량 소모된다. 또한, 처리실 내 내부 압력이 충분히 높지 않은 상태에서 기판의 패턴면을 향해 초임계 유체가 고압으로 분사되면, 초임계 유체에 의해 패턴이 손상될 수 있다. 또한, 기판의 패턴 사이에 순수가 아닌 이소프로필 알코올이 잔류하고 있는 경우, 초임계 유체로 기판 건조시 이소프로필 알코올은 잘 제거되지 않는다. When the substrate is dried with the supercritical fluid described above, the inside of the processing chamber where drying is performed should be maintained at or above the critical pressure. However, when the supercritical fluid is supplied to the process chamber at the beginning of drying, it takes a long time for the inside of the process chamber to reach the critical pressure, and the supercritical is consumed in the meantime. In addition, if the supercritical fluid is injected at a high pressure toward the pattern surface of the substrate while the internal pressure in the processing chamber is not sufficiently high, the pattern may be damaged by the supercritical fluid. In addition, when isopropyl alcohol other than pure water remains between the patterns of the substrate, isopropyl alcohol is hardly removed when the substrate is dried with a supercritical fluid.

본 발명은 기판의 세정 효율을 향상시킬 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a substrate processing apparatus and method capable of improving the cleaning efficiency of a substrate.

또한, 본 발명은 초임계 유체로 기판 건조시 기판 상의 패턴들 사이에 잔류하는 이소프로필알코올을 효율적으로 제거할 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다. It is another object of the present invention to provide a substrate processing apparatus and method capable of efficiently removing isopropyl alcohol remaining between patterns on a substrate when the substrate is dried with a supercritical fluid.

또한, 본 발명은 초임계 유체의 사용량을 절감할 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다. Another object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus and method capable of reducing the amount of supercritical fluid used.

또한, 본 발명은 초임계 유체에 의해 기판의 패턴이 손상되는 것을 방지할 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다. In addition, an object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus and method that can prevent the pattern of the substrate from being damaged by the supercritical fluid.

또한, 본 발명은 초임계유체를 이용하여 기판을 건조시, 공정시간을 단축할 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다. In addition, an object of the present invention to provide a substrate processing apparatus and method that can shorten the process time when drying the substrate using a supercritical fluid.

본 발명은 기판처리장치를 제공한다. 본 발명에 있어서, 기판처리장치는 기판을 처리하는 공간을 제공하는 챔버와; 상기 챔버 내에 위치하여 상기 기판을 지지하는 기판지지부재와; 상기 챔버 내에 초임계유체를 공급하는 유체공급관과; 상기 챔버에 연결되어 상기 챔버 내에 불활성기체를 공급하는 기체공급관과; 상기 챔버에 연결되어 상기 챔버 내에 유체를 배출하는 배출관을 포함한다.The present invention provides a substrate processing apparatus. In the present invention, the substrate processing apparatus includes a chamber providing a space for processing a substrate; A substrate support member positioned in the chamber to support the substrate; A fluid supply pipe for supplying a supercritical fluid into the chamber; A gas supply pipe connected to the chamber to supply an inert gas into the chamber; A discharge pipe connected to the chamber for discharging the fluid in the chamber.

상기 유체공급관은, 상기 챔버의 상부에 연결된 상부유체공급관과; 상기 챔버의 하부에 연결된 하부유체공급관을 포함할 수 있다. The fluid supply pipe, the upper fluid supply pipe connected to the upper portion of the chamber; It may include a lower fluid supply pipe connected to the lower portion of the chamber.

상기 배출관은, 상기 챔버의 상부에 연결된 상부배출관과; 상기 챔버의 하부에 연결된 하부배출관을 포함할 수 있다.The discharge pipe, the upper discharge pipe connected to the upper portion of the chamber; It may include a lower discharge pipe connected to the lower portion of the chamber.

상기 기체공급관은 상기 챔버의 상부에 연결될 수 있다.The gas supply pipe may be connected to the upper portion of the chamber.

또한 본 발명은 기판처리설비를 제공한다. 본 발명에 있어서, 기판처리설비는 제1공정챔버와; 제2공정챔버와; 상기 제1공정챔버와 제2공정챔버 간에 기판을 이송시키는 메인로봇을 포함하되; 상기 제1공정챔버는, 상부가 개방된 하우징과; 상기 하우징 내에 위치하여 상기 기판을 지지 및 회전시키는 스핀헤드와; 상기 기판으로 순수를 공급하는 제2노즐과; 상기 기판으로 유기용제를 공급하는 제3노즐을 포함하고, 상기 제2공정챔버는, 상기 기판을 처리하는 공간을 제공하는 챔버와; 상기 챔버 내에 위치하여 상기 기판을 지지하는 기판지지부재와; 상기 챔버 내에 초임계유체를 공급하는 유체공급관과; 상기 챔버에 연결되어 상기 챔버 내로 불활성기체를 공급하는 기체공급관과; 상기 챔버에 연결되어 상기 챔버 내에 유체를 배출시키는 배출관을 포함한다.The present invention also provides a substrate processing equipment. In the present invention, the substrate processing equipment includes a first process chamber; A second process chamber; A main robot for transferring a substrate between the first process chamber and the second process chamber; The first process chamber includes a housing having an open upper portion; A spin head positioned within the housing to support and rotate the substrate; A second nozzle for supplying pure water to the substrate; A third nozzle for supplying an organic solvent to the substrate, wherein the second process chamber comprises: a chamber providing a space for processing the substrate; A substrate support member positioned in the chamber to support the substrate; A fluid supply pipe for supplying a supercritical fluid into the chamber; A gas supply pipe connected to the chamber and supplying an inert gas into the chamber; A discharge pipe connected to the chamber for discharging the fluid in the chamber.

상기 유체공급관은, 상기 챔버의 상부에 연결된 상부유체공급관과; 상기 챔버의 하부에 연결된 하부유체공급관을 포함할 수 있다.The fluid supply pipe, the upper fluid supply pipe connected to the upper portion of the chamber; It may include a lower fluid supply pipe connected to the lower portion of the chamber.

상기 배출관은, 상기 챔버의 상부에 연결된 상부배출관과; 상기 챔버의 하부에 연결된 하부배출관을 포함할 수 있다.The discharge pipe, the upper discharge pipe connected to the upper portion of the chamber; It may include a lower discharge pipe connected to the lower portion of the chamber.

또한 본 발명은 기판을 건조시키는 기판처리방법을 제공한다. 본 발명에 있어서, 기판처리방법은 챔버 내에 초임계유체를 공급하여 상기 기판을 건조시키는 제1건조단계와; 상기 챔버 내에 불활성기체를 공급하여 상기 챔버 내에 상기 초임계유체를 배출시키는 제2건조단계와; 상기 챔버 내에 상기 초임계유체를 공급하여 상기 챔버 내에 상기 불활성기체를 배출시키는 제3건조단계와; 상기 챔버 내에 상기 초임계유체를 공급하여 상기 챔버 내에 기판을 건조하는 제4건조단계를 포함한다.The present invention also provides a substrate treatment method for drying the substrate. In the present invention, the substrate processing method comprises a first drying step of drying the substrate by supplying a supercritical fluid in the chamber; A second drying step of supplying an inert gas into the chamber to discharge the supercritical fluid into the chamber; A third drying step of supplying the supercritical fluid into the chamber to discharge the inert gas into the chamber; And a fourth drying step of supplying the supercritical fluid into the chamber to dry the substrate in the chamber.

상기 제1건조단계 전에, 상기 챔버 내에 상기 불활성기체를 공급하여 상기 챔버의 내부압력을 증가시키는 제1분위기형성단계를 더 포함할 수 있다. Before the first drying step, the method may further include a first atmosphere forming step of supplying the inert gas into the chamber to increase the internal pressure of the chamber.

상기 제1건조단계와 상기 제1분위기형성단계의 사이에, 상기 챔버 내에 상기 초임계유체를 공급하여 상기 챔버 내에 상기 불활성기체를 배출하고, 상기 챔버의 내부를 초임계유체 분위기로 형성하는 제2분위기형성 단계를 더 포함할 수 있다.Between the first drying step and the first atmosphere forming step, supplying the supercritical fluid into the chamber to discharge the inert gas into the chamber, and forming a inside of the chamber in a supercritical fluid atmosphere. It may further comprise the atmosphere forming step.

상기 기판은 이소프로필알코올에 의해 건조되어 상기 챔버 내에 공급될 수 있다.  The substrate may be dried by isopropyl alcohol and supplied into the chamber.

상기 불활성기체는 헬륨일 수 있다. The inert gas may be helium.

상기 제2건조단계에서 상기 초임계유체는 상기 챔버의 하부에 연결된 배출관을 통해 배출되고, 상기 제3건조단계에서 상기 불활성기체는 상기 챔버의 상부에 연결된 배출관을 통해 배출될 수 있다.In the second drying step, the supercritical fluid may be discharged through a discharge pipe connected to the lower part of the chamber, and in the third drying step, the inert gas may be discharged through a discharge pipe connected to the upper part of the chamber.

본 발명은 챔버 내에 초임계유체가 공급되기 전, 챔버 내에 불활성가스를 공급하여 챔버의 내부압력을 초임계유체의 임계압력 이상으로 높힘으로써, 공정시간을 단축시킬 수 있다. According to the present invention, before the supercritical fluid is supplied into the chamber, the inert gas is supplied to the chamber to increase the internal pressure of the chamber above the critical pressure of the supercritical fluid, thereby shortening the process time.

또한 공정 초기에 초임계유체를 챔버의 하부로부터 공급하여 기판의 패턴들에 발생되는 타력을 최소화할 수 있다.In addition, the supercritical fluid may be supplied from the lower part of the chamber at the beginning of the process to minimize the inertia generated in the patterns of the substrate.

또한 상기 패턴 간에 잔류된 이소프로필알코올은 불활성기체를 공급함으로써, 보다 신속하게 이소프로필알코올을 제거할 수 있다.In addition, isopropyl alcohol remaining between the patterns can be more quickly removed isopropyl alcohol by supplying an inert gas.

또한 본 발명은 초임계유체를 배출 시 챔버 내에 불활성기체를 공급하여 챔버의 내부압력을 일정하게 유지시킬 수 있다.In addition, the present invention can maintain the internal pressure of the chamber by supplying an inert gas into the chamber when discharging the supercritical fluid.

도1은 본 발명의 기판처리설비를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도2는 도1의 제1공정챔버에서 기판(W)을 세정하는 기판처리장치를 개략적으로 보여주는 단면도이다.
도3은 본 발명의 일 예에 따른 유체의 압력-온도(PT)선도를 도시한 그래프이다.
도4는 본 발명의 일 예에 따라 초임계유체를 이용한 기판처리장치를 개략적으로 보여주는 단면도이다.
도5은 본 발명에 따른 기판건조과정을 보여주는 순서도이다.
도6a 내지 도6h는 도5의 기판건조과정을 순차적으로 보여주는 도면들이다.1 is a plan view schematically showing a substrate processing apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically illustrating a substrate processing apparatus for cleaning a substrate W in a first process chamber of FIG. 1.
3 is a graph illustrating a pressure-temperature (PT) diagram of a fluid according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view schematically showing a substrate processing apparatus using a supercritical fluid according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart showing a substrate drying process according to the present invention.
6A through 6H sequentially illustrate the substrate drying process of FIG. 5.

본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시예로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장된 것이다.The embodiments of the present invention can be modified into various forms and the scope of the present invention should not be interpreted as being limited by the embodiments described below. This embodiment is provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Therefore, the shape and the like of the components in the drawings are exaggerated to emphasize a more clear description.

본 발명은 도1 내지 도6h를 참조하여 본 발명의 일 예를 상세히 설명한다.The present invention will be described in detail an example of the present invention with reference to Figs.

도1은 본 발명의 기판처리설비(1)를 개략적으로 나타낸 평면도이다. 1 is a plan view schematically showing the substrate processing equipment 1 of the present invention.

도1을 참조하면, 기판처리설비(1)는 인덱스모듈(10)과 공정처리모듈(20)을 가지고, 인덱스모듈(10)은 로드포트(120) 및 이송프레임(140)을 가진다. 로드포트(120), 이송프레임(140), 그리고 공정처리모듈(20)은 순차적으로 일렬로 배열된다. 이하, 로드포트(120), 이송프레임(140), 그리고 공정처리모듈(20)이 배열된 방향을 제1방향(12)이라 하고, 상부에서 바라볼 때, 제1방향(12)과 수직한 방향을 제2방향(14)이라 하며, 제1방향(12)과 제2방향(14)을 포함한 평면에 수직인 방향을 제3방향(16)이라 칭한다. Referring to FIG. 1, the substrate processing facility 1 has an index module 10 and a process processing module 20, and the index module 10 has a load port 120 and a transfer frame 140. The load port 120, the transfer frame 140, and the process module 20 are sequentially arranged in a row. Hereinafter, the direction in which the load port 120, the transfer frame 140, and the process module 20 are arranged is referred to as a first direction 12, and when viewed from the top, perpendicular to the first direction 12. The direction is called the second direction 14, and the direction perpendicular to the plane including the first direction 12 and the second direction 14 is called the third direction 16.

도1을 참조하면, 기판처리설비(1)는 인덱스모듈(10)과 공정처리모듈(20)을 가지고, 인덱스모듈(10)은 로드포트(120) 및 이송프레임(140)을 가진다. 로드포트(120), 이송프레임(140), 그리고 공정처리모듈(20)은 순차적으로 일렬로 배열된다. 이하, 로드포트(120), 이송프레임(140), 그리고 공정처리모듈(20)이 배열된 방향을 제1방향(12)이라 한다. 그리고 상부에서 바라볼 때 제1방향(12)과 수직한 방향을 제2방향(14)이라 하고, 제1방향(12)과 제2방향(14)을 포함한 평면에 수직인 방향을 제3방향(16)이라 한다. Referring to FIG. 1, the substrate processing facility 1 has an index module 10 and a process processing module 20, and the index module 10 has a load port 120 and a transfer frame 140. The load port 120, the transfer frame 140, and the process module 20 are sequentially arranged in a row. Hereinafter, the direction in which the load port 120, the transfer frame 140, and the process module 20 are arranged is referred to as a first direction 12. When viewed from the top, the direction perpendicular to the first direction 12 is referred to as the second direction 14, and the direction perpendicular to the plane including the first direction 12 and the second direction 14 is referred to as the third direction. It is called (16).

로드포트(140)에는 기판(W)이 수납된 캐리어(130)가 안착된다. 로드포트(120)는 복수 개가 제공되며 이들은 제2방향(14)을 따라 일렬로 배치된다. 도 1에서는 네 개의 로드포트(120)가 제공된 것으로 도시하였다. 그러나 로드포트(120)의 개수는 공정처리모듈(20)의 공정효율 및 풋 프린트 등의 조건에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다. 캐리어(130)에는 기판의 가장자리를 지지하도록 제공된 슬롯(도시되지 않음)이 형성된다. 슬롯은 제3방향(16)을 복수 개가 제공되고, 기판은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 캐리어 내에 위치된다. 캐리어(130)로는 전면 개방 일체형 포드(Front Opening Unified Pod;FOUP)가 사용될 수 있다. The carrier 130 in which the substrate W is accommodated is mounted in the load port 140. A plurality of load ports 120 are provided and they are arranged in a line along the second direction 14. In FIG. 1, four load ports 120 are provided. However, the number of load ports 120 may increase or decrease depending on conditions such as process efficiency and footprint of the process module 20. The carrier 130 is formed with a slot (not shown) provided to support the edge of the substrate. A plurality of slots are provided in the third direction 16, and the substrates are positioned in the carrier so as to be stacked in a state spaced apart from each other along the third direction 16. As the carrier 130, a front opening unified pod (FOUP) may be used.

공정처리모듈(20)은 버퍼유닛(220), 이송챔버(240), 제1공정챔버(260), 그리고 제2공정챔버(280)를 가진다. 이송챔버(240)는 그 길이 방향이 제1방향(12)과 평행하게 배치된다. 제2방향(14)를 따라 이송챔버(240)의 일측에는 제1공정챔버들(260)이 배치되고, 이송챔버(240)의 타측에는 제2공정챔버들(280)이 배치된다. 제1공정챔버들(260)과 제2공정챔버들(280)은 이송챔버(240)를 기준으로 서로 대칭이 되도록 제공될 수 있다. 제1공정챔버(260)들 중 일부는 이송챔버(240)의 길이 방향을 따라 배치된다. 또한, 제1공정챔버(260)들 중 일부는 서로 적층되게 배치된다. 즉, 이송챔버(240)의 일측에는 제1공정챔버(260)들이 A X B(A와 B는 각각 1이상의 자연수)의 배열로 배치될 수 있다. 여기서 A는 제1방향(12)을 따라 일렬로 제공된 제1공정챔버(260)의 수이고, B는 제3방향(16)을 따라 일렬로 제공된 제2공정챔버(260)의 수이다. 이송챔버(240)의 일측에 제1공정 챔버(260)가 4개 또는 6개 제공되는 경우, 제1공정챔버들(260)은 2 X 2 또는 3 X 2의 배열로 배치될 수 있다. 제1공정챔버(260)의 개수는 증가하거나 감소할 수도 있다. 제2공정챔버들(280)도 제1공정챔버들(260)과 유사하게 M X N(M과 N은 각각 1 이상의 자연수)의 배열로 배치될 수 있다. 여기에서 M, N은 각각 A, B와 동일한 수일 수 있다. 상술한 바와 달리, 제1공정챔버(260)와 제2공정챔버(280)은 모두 이송챔버(240)의 일측에만 제공될 수 있다. 또한, 상술한 바와 달리, 제1공정챔버(260)와 제2공정챔버(280)은 각각 이송챔버(240)의 일측 및 타측에 단층으로 제공될 수 있다. 선택적으로, 이송챔버(240)의 일측 또는/및 타측에 제1공정챔버(260)와 제2공정챔버(280)는 서로 간에 적층되도록 제공될 수 있다. 또한, 제1공정챔버(260)와 제2공정챔버(280)는 상술한 바와 달리 다양한 배치로 제공될 수 있다. The process module 20 includes a buffer unit 220, a transfer chamber 240, a first process chamber 260, and a second process chamber 280. The transfer chamber 240 is disposed in parallel with the first direction 12 in the longitudinal direction thereof. First process chambers 260 are disposed on one side of the transfer chamber 240 along the second direction 14, and second process chambers 280 are disposed on the other side of the transfer chamber 240. The first process chambers 260 and the second process chambers 280 may be provided to be symmetrical with respect to the transfer chamber 240. Some of the first process chambers 260 are disposed along the longitudinal direction of the transfer chamber 240. In addition, some of the first process chambers 260 are arranged to be stacked on each other. That is, the first process chambers 260 may be arranged in an array of A X B (A and B are one or more natural numbers) on one side of the transfer chamber 240. Where A is the number of first process chambers 260 provided in a line along the first direction 12, and B is the number of second process chambers 260 provided in a line along the third direction 16. When four or six first process chambers 260 are provided at one side of the transfer chamber 240, the first process chambers 260 may be arranged in an array of 2 × 2 or 3 × 2. The number of first process chambers 260 may increase or decrease. Similar to the first process chambers 260, the second process chambers 280 may be arranged in an array of M X N (M and N are each one or more natural numbers). Here, M and N may be the same number as A and B, respectively. Unlike the above, both the first process chamber 260 and the second process chamber 280 may be provided only on one side of the transfer chamber 240. In addition, unlike the above, the first process chamber 260 and the second process chamber 280 may be provided as a single layer on one side and the other side of the transfer chamber 240, respectively. Optionally, the first process chamber 260 and the second process chamber 280 may be provided to be stacked on one side and / or the other side of the transfer chamber 240. In addition, the first process chamber 260 and the second process chamber 280 may be provided in various arrangements as described above.

버퍼유닛(220)은 이송프레임(140)과 이송챔버(240) 사이에 배치된다. 버퍼 유닛(220)은 이송챔버(240)와 이송프레임(140) 간에 기판(W)이 반송되기 전에 기판(W)이 머무르는 공간을 제공한다. 버퍼유닛(220)은 그 내부에 기판(W)이 놓이는 슬롯(미도시)이 제공되며, 슬롯(미도시)들은 서로 간에 제3방향(16)을 따라 이격되도록 복수 개 제공된다. 버퍼유닛(220)에서 이송프레임(140)과 마주보는 면과 이송챔버(240)와 마주보는 면 각각이 개방된다.The buffer unit 220 is disposed between the transfer frame 140 and the transfer chamber 240. The buffer unit 220 provides a space where the substrate W stays between the transfer chamber 240 and the transfer frame 140 before the substrate W is transferred. The buffer unit 220 is provided with a slot (not shown) in which the substrate W is placed, and a plurality of slots (not shown) are spaced apart from each other along the third direction 16. Surfaces facing the transfer frame 140 and surfaces facing the transfer chamber 240 are opened in the buffer unit 220.

이송프레임(140)은 로드포트(120)에 안착된 캐리어(130)와 버퍼유닛(220) 간에 기판(W)을 반송한다. 이송프레임(140)에는 인덱스레일(142)과 인덱스로봇(144)이 제공된다. 인덱스레일(142)은 그 길이 방향이 제2방향(14)과 나란하게 제공된다. 인덱스로봇(144)은 인덱스레일(142) 상에 설치되며, 인덱스레일(142)을 따라 제2방향(14)으로 직선 이동된다. 인덱스로봇(144)은 베이스(144a), 몸체(144b), 그리고 인덱스암(144c)을 가진다. 베이스(144a)는 인덱스레일(142)을 따라 이동 가능하도록 설치된다. 몸체(144b)는 베이스(144a)에 결합된다. 몸체(144b)는 베이스(144a) 상에서 제3방향(16)을 따라 이동 가능하도록 제공된다. 또한, 몸체(144b)는 베이스(144a) 상에서 회전 가능하도록 제공된다. 인덱스암(144c)은 몸체(144b)에 결합되고, 몸체(144b)에 대해 전진 및 후진 이동 가능하도록 제공된다. 인덱스암(144c)은 복수 개 제공되어 각각 개별 구동되도록 제공된다. 인덱스암(144c)들은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치된다. 인덱스암(144c)들 중 일부는 공정처리모듈(20)에서 캐리어(130)로 기판(W)을 반송할 때 사용되고, 다른 일부는 캐리어(130)에서 공정처리모듈(20)로 기판(W)을 반송할 때 사용될 수 있다. 이는 인덱스로봇(144)이 기판(W)을 반입 및 반출하는 과정에서 공정 처리 전의 기판(W)으로부터 발생된 파티클이 공정 처리 후의 기판(W)에 부착되는 것을 방지할 수 있다. The transfer frame 140 transports the substrate W between the carrier 130 seated on the load port 120 and the buffer unit 220. The transfer frame 140 is provided with an index rail 142 and an index robot 144. The index rail 142 is provided in parallel with the second direction 14 in the longitudinal direction thereof. The index robot 144 is installed on the index rail 142 and is linearly moved in the second direction 14 along the index rail 142. The index robot 144 has a base 144a, a body 144b, and an index arm 144c. The base 144a is installed to be movable along the index rail 142. Body 144b is coupled to base 144a. The body 144b is provided to be movable along the third direction 16 on the base 144a. In addition, the body 144b is provided to be rotatable on the base 144a. The index arm 144c is coupled to the body 144b and provided to move forward and backward with respect to the body 144b. The plurality of index arms 144c are provided to be individually driven. The index arms 144c are stacked to be spaced apart from each other along the third direction 16. Some of the index arms 144c are used to convey the substrate W from the process processing module 20 to the carrier 130, and others are used to convey the substrate W from the carrier 130 to the process processing module 20. It can be used when conveying. This can prevent particles generated from the substrate W before the process treatment from being attached to the substrate W after the process treatment while the index robot 144 loads and unloads the substrate W.

이송챔버(240)는 버퍼유닛(220), 제1공정챔버(260), 그리고 제2공정챔버(280) 간에 기판(W)을 반송한다. 이송챔버(240)에는 가이드레일(242)과 메인로봇(244)이 제공된다. 가이드레일(242)은 그 길이 방향이 제1방향(12)과 나란하도록 배치된다. 메인로봇(244)은 가이드레일(242) 상에 설치되고, 가이드레일(242) 상에서 제1방향(12)을 따라 직선 이동된다. 메인로봇(244)은 베이스(244a), 몸체(244b), 그리고 메인암(244c)을 가진다. 베이스(244a)는 가이드레일(242)을 따라 이동 가능하도록 설치된다. 몸체(244b)는 베이스(244a)에 결합된다. 몸체(244b)는 베이스(244a) 상에서 제3방향(16)을 따라 이동 가능하도록 제공된다. 또한, 몸체(244b)는 베이스(244a) 상에서 회전 가능하도록 제공된다. 메인암(244c)은 몸체(244b)에 결합되고, 이는 몸체(244b)에 대해 전진 및 후진 이동 가능하도록 제공된다. 메인암(244c)은 복수 개 제공되어 각각 개별 구동되도록 제공된다. 메인암(244c)들은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치된다. 버퍼유닛(220)에서 공정챔버(260, 280)로 기판(W)을 반송할 때 사용되는 메인암(244c)과 공정챔버(260, 280)에서 버퍼유닛(220)으로 기판(W)을 반송할 때 사용되는 메인암(244c)은 서로 상이할 수 있다. 또한, 제1공정챔버(260)에서 제2공정챔버(280)로 기판(W)을 반송할 때 사용되는 메인암(244c)과 제2공정챔버(280)에서 버퍼유닛(220)으로 기판을 반송할 때 사용되는 메인암(244c)은 서로 상이할 수 있다.The transfer chamber 240 transports the substrate W between the buffer unit 220, the first process chamber 260, and the second process chamber 280. The transfer chamber 240 is provided with a guide rail 242 and a main robot 244. The guide rail 242 is disposed such that its length direction is parallel to the first direction 12. The main robot 244 is installed on the guide rail 242 and moves linearly along the first direction 12 on the guide rail 242. The main robot 244 has a base 244a, a body 244b, and a main arm 244c. The base 244a is installed to be movable along the guide rail 242. Body 244b is coupled to base 244a. The body 244b is provided to be movable along the third direction 16 on the base 244a. In addition, the body 244b is provided to be rotatable on the base 244a. The main arm 244c is coupled to the body 244b, which is provided to be capable of moving forward and backward with respect to the body 244b. A plurality of main arms 244c are provided to be individually driven. The main arms 244c are stacked to be spaced apart from each other along the third direction 16. Transfer the substrate W to the buffer unit 220 from the main arm 244c and the process chambers 260 and 280 used when the substrate W is conveyed from the buffer unit 220 to the process chambers 260 and 280. The main arms 244c used when doing so may be different from each other. In addition, the substrate is transferred to the buffer unit 220 from the main arm 244c and the second process chamber 280 used when the substrate W is transferred from the first process chamber 260 to the second process chamber 280. The main arms 244c used at the time of conveyance may differ from each other.

제1공정챔버(260)와 제2공정챔버(280)는 하나의 기판(W)에 대해 순차적으로 공정을 수행하도록 제공될 수 있다. 예컨대, 기판(W)은 제1공정챔버(260)에서 케미컬처리공정, 린스공정, 그리고 1차건조공정이 수행되고, 제2공정챔버(260)에서 2차건조공정이 수행될 수 있다. 이 경우, 1차건조공정은 유기용제에 의해 이루어지고, 2차건조공정은 초임계유체에 의해 이루어질 수 있다. 유기용제로는 이소프로필 알코올 증기 또는 이소프로필 알코올 액이 사용되고, 초임계유체로는 이산화탄소가 사용될 수 있다. 이와 달리 제1공정챔버(260)에서 1차건조공정은 생략될 수 있다.The first process chamber 260 and the second process chamber 280 may be provided to sequentially process one substrate W. FIG. For example, the substrate W may be subjected to a chemical treatment process, a rinse process, and a first drying process in the first process chamber 260, and a second drying process may be performed in the second process chamber 260. In this case, the primary drying process may be performed by an organic solvent, and the secondary drying process may be performed by a supercritical fluid. Isopropyl alcohol vapor or isopropyl alcohol liquid may be used as the organic solvent, and carbon dioxide may be used as the supercritical fluid. Alternatively, the first drying process may be omitted in the first process chamber 260.

아래에서는 제1공정챔버(260)에 제공된 기판처리장치(300)에 대해 설명한다. 도2는 도1의 제1공정챔버(260)에서 기판(W)을 세정하는 기판처리장치(300)를 개략적으로 보여주는 단면도이다. 도2를 참조하면, 기판처리장치(300)는 하우징(320), 스핀헤드(340), 승강유닛(360), 그리고 분사부재(380)를 가진다. 하우징(320)은 기판처리공정이 수행되는 공간을 제공하며, 그 상부는 개방된다. 하우징(320)은 내부회수통(322), 중간회수통(324), 그리고 외부회수통(326)을 가진다. 각각의 회수통(322,324,326)은 공정에 사용된 처리액 중 서로 상이한 처리액을 회수한다. 내부회수통(322)은 스핀헤드(340)를 감싸는 환형의 링 형상으로 제공되고, 중간회수통(324)은 내부회수통(322)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공되고, 외부회수통(326)은 중간회수통(324)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 내부회수통(322)의 내측공간(322a), 내부회수통(322)과 중간회수통(324)의 사이 공간(324a) 그리고 중간회수통(324)과 외부회수통(326)의 사이 공간(326a)은 각각 내부회수통(322), 중간회수통(324), 그리고 외부회수통(326)으로 처리액이 유입되는 유입구로서 기능한다. 각각의 회수통(322,324,326)에는 그 저면 아래 방향으로 수직하게 연장되는 회수라인(322b,324b,326b)이 연결된다. 각각의 회수라인(322b,324b,326b)은 각각의 회수통(322,324,326)을 통해 유입된 처리액을 배출한다. 배출된 처리액은 외부의 처리액 재생 시스템(미도시)을 통해 재사용될 수 있다.Hereinafter, the substrate processing apparatus 300 provided in the first process chamber 260 will be described. FIG. 2 is a cross-sectional view schematically illustrating the substrate processing apparatus 300 for cleaning the substrate W in the first process chamber 260 of FIG. 1. Referring to FIG. 2, the substrate processing apparatus 300 includes a housing 320, a spin head 340, a lifting unit 360, and an injection member 380. The housing 320 provides a space in which a substrate treatment process is performed, and an upper portion thereof is opened. The housing 320 has an inner recovery container 322, an intermediate recovery container 324, and an external recovery container 326. Each recovery container 322, 324, 326 recovers different treatment liquids from among treatment liquids used in the process. The inner recovery container 322 is provided in an annular ring shape surrounding the spin head 340, and the intermediate recovery container 324 is provided in an annular ring shape surrounding the inner recovery container 322, and the outer recovery container 326. ) Is provided in an annular ring shape surrounding the intermediate collection vessel 324. Inner space 322a of the inner recovery container 322, space 324a between the inner recovery container 322 and the intermediate recovery container 324 and the space between the intermediate recovery container 324 and the external recovery container 326 ( 326a functions as an inlet through which the treatment liquid flows into the inner recovery container 322, the intermediate recovery container 324, and the external recovery container 326, respectively. Each recovery container 322, 324, 326 is connected to the recovery line (322b, 324b, 326b extending vertically in the bottom direction). Each of the recovery lines 322b, 324b and 326b discharges the treatment liquid introduced through the respective recovery vessels 322, 324 and 326. The discharged treatment liquid may be reused through an external treatment liquid regeneration system (not shown).

스핀헤드(340)는 하우징(320) 내에 배치된다. 스핀헤드(340)은 공정 진행 중 기판(W)을 지지하고 기판(W)을 회전시킨다. 스핀헤드(340)는 몸체(342), 지지핀(334), 척핀(346), 그리고 지지축(348)을 가진다. 몸체(342)는 상부에서 바라볼 때 대체로 원형으로 제공되는 상부면을 가진다. 몸체(342)의 저면에는 모터(349)에 의해 회전가능한 지지축(348)이 고정결합된다. 지지핀(334)은 복수 개 제공된다. 지지핀(334)은 몸체(342)의 상부면의 가장자리부에 소정 간격으로 이격되게 배치되고 몸체(342)에서 상부로 돌출된다. 지지핀들(334)은 서로 간에 조합에 의해 전체적으로 환형의 링 형상을 가지도록 배치된다. 지지핀(334)은 몸체(342)의 상부면으로부터 기판(W)이 일정거리 이격되도록 기판의 후면 가장자리를 지지한다. 척핀(346)은 복수 개 제공된다. 척핀(346)은 몸체(342)의 중심에서 지지핀(334)보다 멀리 떨어지게 배치된다. 척핀(346)은 몸체(342)에서 상부로 돌출되도록 제공된다. 척핀(346)은 스핀헤드(340)가 회전될 때 기판(W)이 정 위치에서 측 방향으로 이탈되지 않도록 기판(W)의 측부를 지지한다. 척핀(346)은 몸체(342)의 반경 방향을 따라 대기위치와 지지위치 간에 직선 이동 가능하도록 제공된다. 대기위치는 지지위치에 비해 몸체(342)의 중심으로부터 멀리 떨어진 위치이다. 기판(W)이 스핀헤드(340)에 로딩 또는 언 로딩시에는 척핀(346)은 대기위치에 위치되고, 기판(W)에 대해 공정 수행시에는 척핀(346)은 지지위치에 위치된다. 지지위치에서 척핀(346)은 기판(W)의 측부와 접촉된다.The spin head 340 is disposed in the housing 320. The spin head 340 supports the substrate W and rotates the substrate W during the process. The spin head 340 has a body 342, a support pin 334, a chuck pin 346, and a support shaft 348. Body 342 has a top surface that is provided generally circular when viewed from the top. A support shaft 348 rotatable by the motor 349 is fixedly coupled to the bottom of the body 342. A plurality of support pins 334 are provided. The support pins 334 are spaced apart at predetermined intervals from the edge of the upper surface of the body 342 and protrudes upward from the body 342. The support pins 334 are arranged to have an annular ring shape as a whole by combining with each other. The support pin 334 supports the rear edge of the substrate so that the substrate W is spaced a predetermined distance from the upper surface of the body 342. A plurality of chuck pins 346 are provided. The chuck pins 346 are disposed farther from the support pins 334 in the center of the body 342. The chuck pins 346 are provided to protrude upward from the body 342. The chuck pin 346 supports the side of the substrate W so that the substrate W does not deviate laterally from the home position when the spin head 340 is rotated. The chuck pins 346 are provided to linearly move between the standby position and the support position along the radial direction of the body 342. The standby position is a position far from the center of the body 342 relative to the support position. When the substrate W is loaded or unloaded from the spin head 340, the chuck pins 346 are positioned at the standby position, and when the process is performed on the substrate W, the chuck pins 346 are positioned at the support position. In the support position, the chuck pins 346 are in contact with the side of the substrate (W).

승강유닛(360)은 하우징(320)을 상하 방향으로 직선 이동시킨다. 하우징(320)이 상하로 이동됨에 따라 스핀헤드(340)에 대한 하우징(320)의 상대 높이가 변경된다. 승강유닛(360)은 브라켓(362), 이동축(364), 그리고 구동기(366)를 가진다. 브라켓(362)은 하우징(320)의 외벽에 고정설치되고, 브라켓(362)에는 구동기(366)에 의해 상하 방향으로 이동되는 이동축(364)이 고정결합된다. 기판(W)이 스핀헤드(340)에 놓이거나, 스핀헤드(340)로부터 들어올려 질 때 스핀헤드(340)가 하우징(320)의 상부로 돌출되도록 하우징(320)은 하강된다. 또한, 공정이 진행될 시에는 기판(W)에 공급된 처리액의 종류에 따라 처리액이 기설정된 회수통(360)으로 유입될 수 있도록 하우징(320)의 높이가 조절한다. 예컨대, 제1처리액으로 기판(W)을 처리하고 있는 동안에 기판(W)은 내부회수통(322)의 내측공간(322a)과 대응되는 높이에 위치된다. 또한, 제2처리액, 그리고 제3처리액으로 기판(W)을 처리하는 동안에 각각 기판(W)은 내부회수통(322)과 중간회수통(324)의 사이 공간(324a), 그리고 중간회수통(324)과 외부회수통(326)의 사이 공간(326a)에 대응되는 높이에 위치될 수 있다. 상술한 바와 달리 승강유닛(360)은 하우징(320) 대신 스핀헤드(340)를 상하 방향으로 이동시킬 수 있다.The lifting unit 360 linearly moves the housing 320 in the vertical direction. As the housing 320 is moved up and down, the relative height of the housing 320 relative to the spin head 340 is changed. The lifting unit 360 has a bracket 362, a moving shaft 364, and a driver 366. The bracket 362 is fixedly installed on the outer wall of the housing 320, and the movement shaft 364 which is moved in the vertical direction by the driver 366 is fixedly coupled to the bracket 362. The housing 320 is lowered so that the spin head 340 protrudes above the housing 320 when the substrate W is placed on the spin head 340 or lifted from the spin head 340. In addition, when the process is in progress, the height of the housing 320 is adjusted to allow the processing liquid to flow into the predetermined recovery container 360 according to the type of processing liquid supplied to the substrate W. For example, while processing the substrate W with the first processing liquid, the substrate W is positioned at a height corresponding to the inner space 322a of the inner recovery container 322. In addition, during the processing of the substrate W with the second processing liquid and the third processing liquid, the substrate W may have a space 324a and an intermediate recovery between the inner recovery container 322 and the intermediate recovery container 324, respectively. It may be located at a height corresponding to the space 326a between the barrel 324 and the outer collection container 326. Unlike the above, the lifting unit 360 may move the spin head 340 in the vertical direction instead of the housing 320.

분사부재(380)는 기판처리공정 시 기판(W)으로 처리액을 공급한다. 분사부재(380)는 노즐 지지대(382), 노즐(384), 지지축(386), 그리고 구동기(388)를 가진다. 지지축(386)은 그 길이 방향이 제3방향(16)을 따라 제공되고, 지지축(386)의 하단에는 구동기(388)가 결합된다. 구동기(388)는 지지축(386)을 회전 및 승강 운동한다. 노즐지지대(382)는 구동기(388)와 결합된 지지축(386)의 끝단 반대편과 수직하게 결합된다. 노즐(384)은 노즐지지대(382)의 끝단 저면에 설치된다. 노즐(384)은 구동기(388)에 의해 공정 위치와 대기 위치로 이동된다. 공정 위치는 노즐(384)이 하우징(320)의 수직 상부에 배치된 위치이고, 대기 위치는 노즐(384)이 하우징(320)의 수직 상부로부터 벗어난 위치이다. 분사부재(380)는 하나 또는 복수 개가 제공될 수 있다. 분사부재(380)가 복수 개 제공되는 경우, 케미칼, 린스액, 또는 유기용제는 서로 상이한 분사부재(380)를 통해 제공될 수 있다. 린스액은 순수일 수 있고, 유기용제는 이소프로필 알코올 증기와 비활성 가스의 혼합물이거나 이소프로필 알코올 액일 수 있다.The injection member 380 supplies the treatment liquid to the substrate W during the substrate treatment process. The injection member 380 has a nozzle support 382, a nozzle 384, a support shaft 386, and a driver 388. The support shaft 386 has a longitudinal direction along the third direction 16, and a driver 388 is coupled to a lower end of the support shaft 386. The driver 388 rotates and lifts the support shaft 386. The nozzle support 382 is vertically coupled with the opposite end of the support shaft 386 coupled with the driver 388. The nozzle 384 is installed at the bottom of the end of the nozzle support 382. The nozzle 384 is moved by the driver 388 to a process position and a standby position. The process position is where the nozzle 384 is disposed vertically above the housing 320, and the standby position is where the nozzle 384 deviates from the vertical upper portion of the housing 320. One or a plurality of injection members 380 may be provided. When a plurality of spray members 380 are provided, chemicals, rinse liquids, or organic solvents may be provided through different spray members 380. The rinse liquid may be pure and the organic solvent may be a mixture of isopropyl alcohol vapor and inert gas or isopropyl alcohol liquid.

다음에는 제2공정챔버(280)에 제공된 기판처리장치(400)에 대해 상세히 설명한다. 도3은 유체의 압력-온도(PT)선도를 도시한 그래프이다. 도 3을 참조하면, 초임계유체는 임계온도(Tc) 및 임계압력(Pc) 이상의 영역에 있는 유체다. 초임계유체는 액체에 가까운 용해력을 갖지만, 장력과 점성은 기체에 가까운 성질을 가진다. 초임계유체는 기체와 액체의 계면을 형성하지 않기 때문에 표면장력은 거의 제로이다. Next, the substrate processing apparatus 400 provided in the second process chamber 280 will be described in detail. 3 is a graph showing a pressure-temperature (PT) diagram of a fluid. Referring to FIG. 3, the supercritical fluid is a fluid in a region above the critical temperature Tc and the critical pressure Pc. Supercritical fluids have near-liquid solubility, but tension and viscosity are close to gas. Since supercritical fluids do not form an interface between gas and liquid, the surface tension is almost zero.

도4는 기판처리장치(400)를 개략적으로 보여주는 단면도이다. 기판처리장치(400)는 제2공정챔버(280)의 내부에 제공되거나, 기판처리장치(400)가 그 자체로 제2공정챔버(280)로써 제공될 수 있다. 도4를 참조하면, 제2공정챔버(280)는 하우징(410), 히터(420), 기판지지부재(430), 유체공급관(440), 기체공급관(450), 그리고 배출관(460)을 가진다.4 is a cross-sectional view schematically illustrating the substrate processing apparatus 400. The substrate processing apparatus 400 may be provided inside the second process chamber 280, or the substrate processing apparatus 400 may be provided as the second process chamber 280. Referring to FIG. 4, the second process chamber 280 has a housing 410, a heater 420, a substrate support member 430, a fluid supply pipe 440, a gas supply pipe 450, and a discharge pipe 460. .

하우징(410)은 외부로부터 밀폐되고, 기판(W)을 건조하는 공간(401)을 제공한다. 하우징(410)은 고압에 충분히 견딜 수 있는 정도의 강한 재질로 이루어진다. 하우징(410)의 외벽과 내벽 사이에는 히터(420)가 제공 하우징(410)의 내부를 가열한다. 히터(420)의 위치는 이와 상이하게 제공될 수 있다. 기판지지부재(430)는 기판(W)을 지지하기 위해 제공되며, 하우징(410) 내에 고정 설치된다. 이와 달리 기판지지부재(430)는 기판(W)을 회전시키도록 제공될 수 있다. The housing 410 is sealed from the outside and provides a space 401 in which the substrate W is dried. The housing 410 is made of a material strong enough to withstand high pressure. The heater 420 heats the interior of the providing housing 410 between the outer wall and the inner wall of the housing 410. The location of the heater 420 may be provided differently. The substrate supporting member 430 is provided to support the substrate W and is fixedly installed in the housing 410. Alternatively, the substrate support member 430 may be provided to rotate the substrate (W).

유체공급관(440)은 하우징(410)의 내에 초임계유체를 공급한다. 유체공급관(440)은 상부유체공급관(442) 및 하부유체공급관(446)을 가진다. 상부유체공급관(442)의 일단은 초임계유체를 공급하는 유체공급원(449)과 연결되고, 상부유체공급관(442)의 타단은 하우징(410)의 상부에 연결된다. 상부유체공급관(442) 상에는 상부유체공급관(442)으로부터 공급되는 초임계유체의 유량을 조절할 수 있는 제1밸브(444)가 설치된다. 하부유체공급관(446)은 상부유체공급관(442)으로부터 분기되어 하우징(410)의 하부에 연결된다. 하부유체공급관(446) 상에는 하부유체공급관(446)으로부터 공급되는 초임계유체의 유량을 조절할 수 있는 제2밸브(448)가 설치된다. 초임계유체로는 이산화탄소(CO2)가 사용될 수 있다. 상술한 바와 달리 상부유체공급관(442) 및 하부유체공급관(446)은 서로 상이한 유체공급원에 각각 연결될 수 있다. 초임계 유체는 공정 진행 단계에 따라 상부유체공급관(442)과 하부유체공급관(446) 중 선택된 어느 하나 또는 전체를 통해 하우징(410) 내로 공급될 수 있다. The fluid supply pipe 440 supplies a supercritical fluid in the housing 410. The fluid supply pipe 440 has an upper fluid supply pipe 442 and a lower fluid supply pipe 446. One end of the upper fluid supply pipe 442 is connected to a fluid supply source 449 for supplying a supercritical fluid, and the other end of the upper fluid supply pipe 442 is connected to an upper portion of the housing 410. On the upper fluid supply pipe 442, a first valve 444 may be installed to adjust the flow rate of the supercritical fluid supplied from the upper fluid supply pipe 442. The lower fluid supply pipe 446 is branched from the upper fluid supply pipe 442 and connected to the lower portion of the housing 410. A second valve 448 is installed on the lower fluid supply pipe 446 to adjust the flow rate of the supercritical fluid supplied from the lower fluid supply pipe 446. Carbon dioxide (CO 2 ) may be used as the supercritical fluid. Unlike the above, the upper fluid supply pipe 442 and the lower fluid supply pipe 446 may be connected to different fluid supply sources, respectively. The supercritical fluid may be supplied into the housing 410 through any one or all of the upper fluid supply pipe 442 and the lower fluid supply pipe 446 according to the process progression step.

기체공급관(450)은 하우징(410) 내에 불활성기체를 공급한다. 기체공급관(450)의 일단은 불활성기체를 공급하는 기체공급원(459)과 연결되고, 기체공급관(450)의 타단은 하우징(410)의 상부에 연결된다. 기체공급관(450) 상에는 제3밸브(454)가 설치된다. 불활성기체로는 헬륨(He)이 사용될 수 있다. The gas supply pipe 450 supplies an inert gas into the housing 410. One end of the gas supply pipe 450 is connected to a gas supply source 459 that supplies an inert gas, and the other end of the gas supply pipe 450 is connected to an upper portion of the housing 410. The third valve 454 is installed on the gas supply pipe 450. Helium (He) may be used as the inert gas.

배출관(460)은 하우징(410) 내의 유체를 외부로 배출시킨다. 배출관(460)은 상부배출관(462)과 하부배출관(466)을 가진다. 상부배출관(462)은 하우징(410)의 상부에 연결되어 하우징(410) 내의 유체를 배출시킨다. 상부배출관(462) 상에는 제4밸브(464)가 설치된다. 하부배출관(466)은 하우징(410)의 하부에 연결된다. 하부배출관(466) 상에는 제5밸브(468)가 설치된다. 상술한 제1밸브 내지 제5밸브(444, 448, 454, 464, 468) 각각은 유량조절밸브 또는 개폐밸브일 수 있다. 하우징(410) 내 유체는 공정 진행 단계에 따라 상부배출관(462)과 하부배출관(466) 중 선택된 어느 하나 또는 전체를 통해 하우징(410)으로부터 배출될 수 있다. The discharge pipe 460 discharges the fluid in the housing 410 to the outside. The discharge pipe 460 has an upper discharge pipe 462 and a lower discharge pipe 466. The upper discharge pipe 462 is connected to the upper portion of the housing 410 to discharge the fluid in the housing 410. The fourth valve 464 is installed on the upper discharge pipe 462. The lower discharge pipe 466 is connected to the lower portion of the housing 410. The fifth valve 468 is installed on the lower discharge pipe 466. Each of the first to fifth valves 444, 448, 454, 464, and 468 described above may be a flow control valve or an on / off valve. The fluid in the housing 410 may be discharged from the housing 410 through any one or all of the upper discharge pipe 462 and the lower discharge pipe 466 according to the process progress step.

상술한 예와 달리 유체 공급관은 상부유체공급관(442)과 하부유체공급관(446) 중 어느 하나만을 구비할 수 있다. 또한, 상술한 예와 달리 배출관은 상부배출관(462)과 하부배출관(466) 중 어느 하나만을 구비할 수 있다. 유체 공급관과 배출관이 각각 하나씩 제공되는 경우, 유체공급관 또는 배출관은 하우징(410)의 측부에 제공될 수 있다. 또한, 기체공급관(450)은 하우징(410)의 상부 대신 측부나 하부에 연결될 수 있다.Unlike the above example, the fluid supply pipe may include only one of the upper fluid supply pipe 442 and the lower fluid supply pipe 446. In addition, unlike the above-described example, the discharge pipe may include only one of the upper discharge pipe 462 and the lower discharge pipe 466. When the fluid supply pipe and the discharge pipe are provided one by one, the fluid supply pipe or the discharge pipe may be provided on the side of the housing 410. In addition, the gas supply pipe 450 may be connected to the side or bottom of the housing 410 instead of the top.

도5는 제2공정챔버(280)에서 기판을 건조하는 과정을 보여주는 순서도이고, 도6a 내지 도6h는 도5의 기판 건조 과정을 순차적으로 보여주는 도면들이다. 도6a 내지 도6e에서 실선으로 표시된 유체의 흐름은 초임계유체의 흐름을 나타내고, 점선으로 표시된 유체의 흐름은 불활성기체의 흐름을 나타낸다. 도 5, 그리고 도 6a 내지 도6e를 참조하면, 먼저 기판(W)이 기판지지부재(430)에 로딩된다(S10). 히터(420)는 하우징(410)의 내부를 초임계유체의 임계온도 이상으로 가열한다. 가열은 기판(W)이 기판지지부재(430)에 로딩된 후에 이루어지거나, 로딩 전부터 이루어질 수 있다. 먼저 하우징(410) 내부를 초임계유체 분위기로 형성하고, 다음에 하우징(410) 내 기판(W)을 초임계유체로 건조한다. 제3밸브(454)를 열고, 제1밸브(444), 제2밸브(448), 제4밸브(464), 그리고 제5밸브(468)을 닫아(S30), 하우징(410) 내로 헬륨 가스를 공급한다. 하우징(410) 내부는 헬륨가스로 채워지고, 하우징 내부는 임계 압력 이상으로 증가한다. 이후, 제1밸브(444), 제3밸브(454), 그리고 제5밸브(468)를 닫고, 제2밸브(448)와 제4밸브(464)를 닫는다. 초임계 유체가 하우징(410)의 아래로부터 하부유체공급관(446)을 통해 공급되고, 하우징 내(410)의 헬륨이 하우징(410)의 상부에 연결된 상부배출관(462)를 통해 배출된다. 초임계유체가 공급될 때, 헬륨은 매우 가벼운 기체이므로 하우징(410) 내부는 초임계 유체와 헬륨 간에 층분리가 이루어진다. 즉, 하우징(410) 내 상부에는 주로 헬륨이 존재하고, 하우징(410) 내 하부에는 주로 초임계 유체가 존재한다. 시간이 경과 됨에 따라 헬륨이 상부배출관(462)을 통해 하우징(410) 외부로 배출되고, 하우징(410)의 아래에서 초임계유체가 계속적으로 공급되로 하우징(410) 내에서 헬륨과 초임계 유체 간의 층경계는 점진적으로 위로 올라간다. 이로 인해 하우징(410) 내부는 빠르게 초임계 유체 분위기로 형성된다. 5 is a flowchart illustrating a process of drying a substrate in the second process chamber 280, and FIGS. 6A to 6H are diagrams sequentially illustrating a process of drying the substrate of FIG. 5. In FIG. 6A to FIG. 6E, the flow of the fluid indicated by the solid line indicates the flow of the supercritical fluid, and the flow of the fluid indicated by the dotted line indicates the flow of the inert gas. 5 and 6A to 6E, the substrate W is first loaded on the substrate support member 430 (S10). The heater 420 heats the interior of the housing 410 above a critical temperature of the supercritical fluid. The heating may be performed after the substrate W is loaded on the substrate support member 430 or may be performed before loading. First, the inside of the housing 410 is formed in a supercritical fluid atmosphere, and then the substrate W in the housing 410 is dried in a supercritical fluid. Opening the third valve 454, closing the first valve 444, the second valve 448, the fourth valve 464, and the fifth valve 468 (S30), helium gas into the housing 410. To supply. The interior of the housing 410 is filled with helium gas, and the interior of the housing increases above the critical pressure. Thereafter, the first valve 444, the third valve 454, and the fifth valve 468 are closed, and the second valve 448 and the fourth valve 464 are closed. The supercritical fluid is supplied through the lower fluid supply pipe 446 from below the housing 410, and helium in the housing 410 is discharged through the upper discharge pipe 462 connected to the upper part of the housing 410. When the supercritical fluid is supplied, helium is a very light gas, so the separation of the supercritical fluid and helium inside the housing 410 occurs. That is, helium is mainly present in the upper portion of the housing 410, and supercritical fluid is mainly present in the lower portion of the housing 410. As time passes, helium is discharged out of the housing 410 through the upper discharge pipe 462, and the supercritical fluid is continuously supplied under the housing 410, and the helium and the supercritical fluid in the housing 410 are continuously supplied. The layer boundary of the liver gradually rises up. As a result, the inside of the housing 410 is quickly formed in a supercritical fluid atmosphere.

하우징(410) 내부가 초임계유체 분위기로 형성되면, 제2밸브(448) 및 제4밸브(464)를 닫아 하우징(410)의 하부로부터 공급되는 초임계유체의 공급을 중단시킨다. 이후, 제1밸브(444)를 열어 하우징(410)의 상부에 연결된 상부유체공급관(442)으로부터 하우징(410) 내로 초임계유체를 공급하여 기판(W)을 건조시킨다(S40). 하우징(410) 내부가 이미 임계 압력 이상으로 가압되어 있으므로 하우징(410) 내부가 낮은 압력 상태인 경우에 비해 초임계 유체가 직접 기판(W)을 향해 고속으로 분사되더라도 기판의 패턴 손상이 상대적으로 작다. When the inside of the housing 410 is formed in a supercritical fluid atmosphere, the second valve 448 and the fourth valve 464 are closed to stop the supply of the supercritical fluid supplied from the lower part of the housing 410. Thereafter, the first valve 444 is opened to supply the supercritical fluid from the upper fluid supply pipe 442 connected to the upper part of the housing 410 into the housing 410 to dry the substrate W (S40). Since the inside of the housing 410 is already pressurized above the critical pressure, the damage of the pattern of the substrate is relatively small even if the supercritical fluid is directly injected toward the substrate W at a high speed as compared with the case where the inside of the housing 410 is in a low pressure state. .

이후, 제1밸브(444)를 닫고, 제3밸브(454) 및 제5밸브(468)를 열어 하우징(410) 내에 불활성기체를 공급하고, 하우징(410) 내에 초임계유체는 하우징(410)의 하부에 연결된 하부배출관(466)을 통해 배출된다(S50). 헬륨가스가 공급될 때, 하우징(410) 내부는 초임계유체와 헬륨 간에 층분리가 이루어진다. 즉, 하우징(410) 내 상부에는 주로 헬륨이 존재하고, 하우징(410) 내 하부에는 주로 초임계유체가 존재한다. 시간이 경과 됨에 따라 초임계유체가 하부배출관(466)을 통해 하우징(410) 외부로 배출되고, 하우징(410)의 상부에서 헬륨이 계속적으로 공급되로 하우징(410) 내에서 헬륨과 초임계유체 간의 층경계는 점진적으로 아래로 올라간다. 이로 인해 하우징(410) 내부는 빠르게 헬륨 가스 분위기로 형성된다. Thereafter, the first valve 444 is closed, the third valve 454 and the fifth valve 468 are opened to supply the inert gas into the housing 410, and the supercritical fluid in the housing 410 is the housing 410. It is discharged through the lower discharge pipe 466 connected to the lower portion (S50). When helium gas is supplied, the interior of the housing 410 is separated between the supercritical fluid and helium. That is, helium is mainly present in the upper portion of the housing 410, and supercritical fluid is mainly present in the lower portion of the housing 410. As time passes, the supercritical fluid is discharged out of the housing 410 through the lower discharge pipe 466, and helium is continuously supplied from the upper portion of the housing 410, and helium and the supercritical fluid in the housing 410. The layer boundary of the liver gradually rises down. As a result, the inside of the housing 410 is quickly formed in a helium gas atmosphere.

이후, 제3밸브(454) 및 제5밸브(468)를 닫고, 제1밸브(444) 및 제4밸브(464)를 연다. 이로 인해 하우징(410)의 상부로부터 하우징(410) 내에 초임계유체가 공급되고, 하우징(410) 내에 불활성기체는 하우징(410)의 상부에 연결된 상부배출관(462)으로 배출된다(S60). 하우징(410) 내에 불활성기체가 배출되면, 제4밸브(464)를 닫고, 하우징(410) 내에 초임계유체를 공급하여 기판(W)을 다시 건조한다(S70). 상술한 상부유체공급관(442)을 통한 초임계유체의 공급(S70) 및 헬륨가스의 공급(S50)은 필요에 따라 1회 또는 복수 회 반복될 수 있다. 이후, 하우징(410)의 내부압력을 서서히 감소시켜 기판(W)을 언로딩한다.(S70) Thereafter, the third valve 454 and the fifth valve 468 are closed, and the first valve 444 and the fourth valve 464 are opened. As a result, the supercritical fluid is supplied from the upper portion of the housing 410 to the housing 410, and the inert gas in the housing 410 is discharged to the upper discharge pipe 462 connected to the upper portion of the housing 410 (S60). When the inert gas is discharged into the housing 410, the fourth valve 464 is closed and a supercritical fluid is supplied into the housing 410 to dry the substrate W again (S70). The supply of supercritical fluid (S70) and the supply of helium gas (S50) through the upper fluid supply pipe 442 described above may be repeated one or more times as necessary. Thereafter, the internal pressure of the housing 410 is gradually decreased to unload the substrate W. (S70)

실험에 의하면, 초임계유체를 계속적으로 하우징(410) 내로 공급하여 기판(W)을 건조하는 경우, 기판(W)의 패턴 내 이소프로필 알코올은 잘 제거되지 않았다. 그러나 초임계유체의 공급 도중에 헬륨가스를 공급하는 과정을 추가하는 경우, 패턴 내 이소프로필 알코올의 제거 효율을 크게 증가하였다. According to the experiment, when the supercritical fluid was continuously supplied into the housing 410 to dry the substrate W, isopropyl alcohol in the pattern of the substrate W was not removed well. However, the addition of the process of supplying helium gas during the supply of the supercritical fluid greatly increased the removal efficiency of isopropyl alcohol in the pattern.

본 실시예에서 불활성기체로 헬륨 대신 아르곤(Ar)이나 질소(N2)가 사용될 수 있다. 그러나 아래와 같은 이유로 불활성 기체로 헬륨 사용 시 다른 가스를 사용하는 경우에 비해 더욱 효과가 있다. 헬륨은 다른 불활성기체들에 비해 가벼우므로 상대적으로 초임계유체와 혼합되지 않는다. 따라서 헬륨이 채워진 하우징(410) 내에 하우징(410)의 하부로부터 초임계유체를 공급할 경우 도6b와 같이 하우징(410) 내에 상부영역은 주로 헬륨이 존재하고, 하우징(410) 내에 하부영역은 주로 초임계유체가 존재한다. 이로 인해 하우징(410) 내에 헬륨을 상부배출관(462)으로 배출 시 초임계유체의 배출량은 매우 작고, 주로 헬륨만이 하우징(410)의 외부로 배출된다. 따라서 배출되는 초임계유체의 사용량이 절감되므로 헬륨을 신속하게 배출할 수 있다. In this embodiment, argon (Ar) or nitrogen (N 2 ) may be used instead of helium as the inert gas. However, using helium as an inert gas is more effective than using other gases for the following reasons. Helium is lighter than other inert gases and therefore relatively incompatible with supercritical fluids. Therefore, when the supercritical fluid is supplied from the lower part of the housing 410 to the helium-filled housing 410, the upper region of the housing 410 is mainly helium, and the lower region of the housing 410 is mainly supersecond as shown in FIG. 6B. Critical fluid is present. As a result, the discharge of the supercritical fluid is very small when helium is discharged into the upper discharge pipe 462 in the housing 410, and only helium is discharged to the outside of the housing 410. Therefore, the amount of supercritical fluid discharged is reduced, so that helium can be discharged quickly.

그러나 헬륨에 대비하여 불활성기체로 아르곤 또는 질소가스가 사용될 경우, 아르곤 및 질소는 헬륨에 비해 상대적으로 초임계유체와 잘 혼합된다. 따라서 아르곤 및 질소가스가 채워진 하우징(410) 내에 하우징(410)의 하부로부터 초임계유체를 공급할 경우, 하우징(410) 내 전체 영역에는 초임계유체와 아르곤 또는 질소가 혼합된 채로 존재하므로, 유체들 간에 층분리가 잘 되지 않는다. 이로 인해, 아르곤 또는 질소가스를 배출 시 초임계유체는 아르곤 및 질소에 혼합되어 다량 배출되므로, 초임계 유체의 사용량이 증가될 뿐 아니라 배출시간도 많이 소요된다. 이는 하우징(410) 내 초임계 유체를 불활성 가스를 이용하여 배출할 때에도 동일하다.However, when argon or nitrogen gas is used as an inert gas in comparison with helium, argon and nitrogen are relatively well mixed with supercritical fluids compared with helium. Therefore, when the supercritical fluid is supplied from the lower part of the housing 410 to the housing 410 filled with argon and nitrogen gas, the supercritical fluid and argon or nitrogen are mixed in the entire region of the housing 410, so that the fluids Lack of separation between livers. For this reason, when the argon or nitrogen gas is discharged, the supercritical fluid is mixed with argon and nitrogen to be discharged in a large amount, thus increasing the amount of supercritical fluid used as well as discharging time. The same is true when the supercritical fluid in the housing 410 is discharged using an inert gas.

다음에는 도1의 기판처리설비(1)에 의해 기판(W)을 세정 및 건조과정을 순차적으로 설명한다. 로드포트(120)에 안착되어 풉(FOUP)에 수납된 기판(W)은 인덱스로봇(144)에 의해 버퍼부(220)로 이송한다. 메인로봇(244)은 버퍼부(220)에 적재된 기판(W)을 제1공정챔버(280)로 이송한다. 제1공정챔버(280)에서 기판(W)은 케미컬에 의해 식각되고, 순수에 의해 세정된다. 이후, 이소프로필알코올과 질소가스가 혼합된 혼합가스 또는 이소프로필알코올에 의해 추가적으로 건조공정이 수행된다. 제1공정챔버(260)에서 공정이 완료된 기판(W)은 메인로봇(244)에 의해 제2공정챔버(280)로 이송된다. 제2공정챔버(280)에서 기판(W)은 초임계유체에 의해 건조공정이 수행된다. 건조공정이 완료된 기판(W)은 메인로봇(244)에 의해 버퍼부(220)로 적재되고, 적재된 기판(W)은 인덱스로봇(144)에 의해 풉(FOUP)으로 반송된다.Next, the process of cleaning and drying the substrate W by the substrate processing equipment 1 of FIG. 1 will be described in sequence. The substrate W seated in the load port 120 and accommodated in the FOUP is transferred to the buffer unit 220 by the index robot 144. The main robot 244 transfers the substrate W loaded on the buffer unit 220 to the first process chamber 280. In the first process chamber 280, the substrate W is etched by the chemical and cleaned by pure water. Thereafter, the drying process is further performed by a mixed gas or isopropyl alcohol in which isopropyl alcohol and nitrogen gas are mixed. The substrate W on which the process is completed in the first process chamber 260 is transferred to the second process chamber 280 by the main robot 244. In the second process chamber 280, the substrate W is dried by a supercritical fluid. The substrate W on which the drying process is completed is loaded into the buffer unit 220 by the main robot 244, and the loaded substrate W is conveyed to the FOUP by the index robot 144.

제1공정챔버: 260 제2공정챔버: 280
기판처리장치: 300, 400 챔버 : 410
히터: 420 유체공급관: 440
기체공급관: 450 배출관: 4601st process chamber: 260 2nd process chamber: 280
Substrate Processing Unit: 300, 400 Chamber: 410
Heater: 420 Fluid supply line: 440
Gas supply line: 450 Outlet line: 460

Claims (2)

기판을 처리하는 공간을 제공하는 챔버와;
상기 챔버 내에 위치하여 상기 기판을 지지하는 기판지지부재와;
상기 챔버 내에 초임계유체를 공급하는 유체공급관과;
상기 챔버에 연결되어 상기 챔버 내에 불활성기체를 공급하는 기체공급관과;
상기 챔버에 연결되어 상기 챔버 내에 유체를 배출하는 배출관을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판처리장치.A chamber providing a space for processing the substrate;
A substrate support member positioned in the chamber to support the substrate;
A fluid supply pipe for supplying a supercritical fluid into the chamber;
A gas supply pipe connected to the chamber to supply an inert gas into the chamber;
And a discharge pipe connected to the chamber for discharging the fluid in the chamber. 제1항에 있어서,
상기 유체공급관은,
상기 챔버의 상부에 연결된 상부유체공급관과;
상기 챔버의 하부에 연결된 하부유체공급관을 포함하고,
상기 배출관은,
상기 챔버의 상부에 연결된 상부배출관과;
상기 챔버의 하부에 연결된 하부배출관을 포함하고,
상기 기체공급관은 상기 챔버의 상부에 연결된 것을 특징으로 하는 기판처리장치.The method of claim 1,
The fluid supply pipe,
An upper fluid supply pipe connected to an upper portion of the chamber;
A lower fluid supply pipe connected to the lower part of the chamber,
The discharge pipe,
An upper discharge pipe connected to an upper portion of the chamber;
A lower discharge pipe connected to the lower part of the chamber,
And the gas supply pipe is connected to an upper portion of the chamber.
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