KR20130063813A - 기판 건조 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

기판 건조 장치가 개시된다. 기판 건조 장치는 내부에 공간이 형성된 공정 챔버; 상기 공정 챔버 내부에 위치하며, 기판을 지지하는 기판 지지 부재; 상기 공정 챔버의 내부 공간 중 상기 기판의 하부에 위치하는 공간으로 초임계 유체를 공급하는 제1공급 포트; 상기 공정 챔버의 내부 공간 중 상기 기판의 상부에 위치하는 공간으로 초임계 유체를 공급하는 제2공급 포트; 및 상기 공정 챔버 내부에 머무르는 초임계 유체를 외부로 배기하는 배기 포트를 포함한다.

Description

기판 건조 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DRYING SUBSTRATE}
본 발명은 기판을 건조하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초임계 유체를 이용하여 기판을 건조하는 장치에 관한 것이다.
반도체 소자의 제조 공정은 기판에 잔류하는 오염물을 제거하는 세정 공정을 포함한다. 세정 공정은 케미컬을 공급하여 기판상의 오염물을 제거하는 케미컬 공정, 린스액을 공급하여 기판상의 케미컬을 제거하는 린스 공정, 그리고, 기판상에 잔류하는 린스액을 건조하는 건조 공정이 순차적으로 수행된다.
건조 공정은 유기용제를 공급하여 기판상의 린스액을 치환시킨 뒤, 기판을 가열하는 방식으로 진행된다. 그러나, 상기 건조 과정은 선폭이 미세한 회로 패턴이 파괴되는 도괴 현상(pattern collaspe)를 유발한다.
본 발명의 실시예들은 기판을 효과적으로 건조할 수 있는 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 건조 장치는 내부에 공간이 형성된 공정 챔버; 상기 공정 챔버 내부에 위치하며, 기판을 지지하는 기판 지지 부재; 상기 공정 챔버의 내부 공간 중 상기 기판의 하부에 위치하는 공간으로 초임계 유체를 공급하는 제1공급 포트; 상기 공정 챔버의 내부 공간 중 상기 기판의 상부에 위치하는 공간으로 초임계 유체를 공급하는 제2공급 포트; 및 상기 공정 챔버 내부에 머무르는 초임계 유체를 외부로 배기하는 배기 포트를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 건조 방법은 공정 챔버의 내부에 초임계 유체를 공급하여 상기 공정 챔버의 내부 압력을 상압보다 높은 압력으로 상승시키는 승압 단계; 상기 공정 챔버의 내부에 위치한 기판의 상부 영역으로 상기 초임계 유체를 공급하는 건조 단계를 포함하되, 상기 승압 단계는 상기 기판의 하부 영역으로 상기 초임계 유체를 공급한다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 기판상에 잔류하는 린스액이 초임계 유체에 용해되므로, 기판이 효과적으로 건조된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 공정 챔버 내부가 밀폐된 모습를 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 1의 기판 지지 부재를 나타내는 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 승압 단계를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 건조 단계를 간략하게 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배기 단계를 간략하게 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 건조 장치를 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차단 플레이트를 나타내는 평면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 건조 장치를 나타내는 단면도이고, 도 10은 도 9의 기판 지지 부재를 나타내는 평면도이다.
도 11은 도 9의 공정 챔버 내부가 개방된 모습을 나타내는 단면도이다.
도 12는 본 발명의 차단 플레이트의 구조에 따른 영향성을 나타내는 그래프이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 기판 건조 장치 및 방법을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 단면도이고, 도 2는 도 1의 공정 챔버 내부가 밀폐된 모습를 나타내는 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 기판 처리 장치(10)는 린스 공정이 완료된 기판(W)을 건조한다. 기판 처리 장치(10)는 초임계 유체(supercritical fluid)를 이용하여 기판(W)을 건조한다. 린스 공정 후, 기판(W) 표면에는 린스액, 예컨대 유기 용제가 잔류한다. 초임계 유체는 기판(W)상에 잔류하는 유기용제를 용해시켜 기판(W)을 건조된다. 초임계 유체는 초임계 상태의 이산화탄소(CO2)가 사용될 수 있다. 이산화탄소는 온도를 30℃이상으로 올리고, 압력을 7.4MPa 이상으로 유지시키면 초임계 상태가 된다. 이하, 초임계 유체는 초임계 상태의 이산화 탄소가 사용되는 것을 일 예로 설명한다.
기판 처리 장치(10)는 공정 챔버(100), 기판 지지 부재(200), 제1공급 포트(310), 제2공급 포트(320), 배기 포트(330), 그리고 차단 플레이트(340)를 포함한다.
공정 챔버(100)는 기판(W) 건조 공정이 수행되는 공간을 제공한다. 공정 챔버(100) 내부에는 공간(101)이 형성된다. 공정 챔버(100)는 초임계 유체의 임계 온도와 임계 압력을 견딜 수 있는 재질로 제공된다. 공정 챔버(100)는 상부 챔버(110), 하부 챔버(120), 그리고 챔버 이동부(130)를 포함한다.
상부 챔버(110)는 저면이 개방된 공간이 내부에 형성된다. 상부 챔버(110)의 상부벽은 공정 챔버(100)의 상부벽(102)으로 제공된다. 그리고, 상부 챔버(110)의 측벽은 공정 챔버(100)의 측벽(103) 일부로 제공된다.
하부 챔버(120)는 상부 챔버(110)의 하부에 위치한다. 하부 챔버(120)는 상면이 개방된 공간이 내부에 형성된다. 하부 챔버(120)의 개방된 상면은 상부 챔버(110)의 개방된 하면과 마주한다. 하부 챔버(120)의 하부벽은 공정 챔버(100)의 하부벽(104)으로 제공된다. 그리고, 하부 챔버(120)의 측벽은 공정 챔버(100)의 측벽(103) 일부로 제공된다.
챔버 이동부(130)는 상부 챔버(110)와 하부 챔버(120) 중 적어도 어느 하나를 상하방향으로 이동시킨다. 상부 챔버(110) 또는 하부 챔버(120)의 이동으로 공정 챔버(100)는 내부(101)가 개방되거나 밀폐될 수 있다. 챔버 이동부(130)는 공정 챔버(100) 내부로 기판(W)이 반입되거나, 공정 챔버(100) 내부로부터 기판(W)이 반출되는 경우, 공정 챔버(100) 내부를 개방한다. 그리고, 챔버 이동부(130)는 기판(W) 건조 공정이 수행되는 동안 공정 챔버(100) 내부를 밀폐한다. 실시예에 의하면, 챔버 이동부(130)는 하부 챔버(120)를 상하방향으로 이동시킬 수 있다.
챔버 이동부(1300)는 가이드 로드(131), 승강 로드(132), 그리고 구동기(133)를 포함한다. 가이드 로드(131)는 상부 챔버(110)의 하단부와 하부 챔버(120)의 상단부를 연결한다. 가이드 로드(131)는 하부 챔버(120)의 상단부와 상부 챔버(110)의 하단부가 맞닿도록 하부 챔버(120)의 이동을 안내한다. 승강 로드(132)는 하부 챔버(120)의 하단에 설치되며, 구동기(133)에서 발생한 구동력을 이용하여 하부 챔버(120)를 승강시킨다. 구동기(133)는 초임계 유체에 의해 공정 챔버(100) 내부가 고압 상태를 유지하더라도 공정 챔버(100)의 내부가 밀폐될 수 있을 정도의 힘을 발생시킨다. 구동기(133)는 유압기가 사용될 수 있다.
공정 챔버(100)의 상부벽(102), 측벽(103), 그리고 하부벽(104) 중 적어도 어느 하나에는 히터(미도시)가 매설될 수 있다. 히터는 공정 챔버(100) 내부에 공급된 초임계 유체가 임계 온도 이상으로 유지되도록 공정 챔버(100) 내부를 가열한다.
공정 챔버(100)의 바닥면(104)에는 홈(105)이 형성된다. 홈(105)은 소정 깊이로 형성된다. 홈(105)의 형성으로, 공정 챔버(100)의 바닥면(106)은 높이가 서로 상이하게 제공된다.
공정 챔버(100)의 내측면은 경사면(108)을 가진다. 경사면(108)은 공정 챔버(100)의 바닥면(105)과 측면(107)을 연결한다. 경사면(108)은 공정 챔버(100)의 바닥면(105)으로부터 연장되며, 측면(107)에 인접할수록 그 높이가 점차 높아지도록 상향 경사진다. 경사면(108)은 10°내지 45°의 경사각을 가질 수 있다.
기판 지지 부재(200)는 공정 챔버(100)의 내부에 위치하며, 기판(W)을 지지한다. 기판 지지 부재(200)는 기판(W)의 저면 가장자리영역을 지지하도록 제공된다. 기판(W)은 저면 중앙 영역이 아래 방향으로 노출된다. 기판 지지 부재(200)는 공정 챔버(100)의 상부벽(102)으로부터 소정 거리 이격된 지점에서 기판(W)을 지지한다.
도 3은 도 1의 기판 지지 부재를 나타내는 평면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 기판 지지 부재(200)는 수직 로드(210)와 수평 로드(220)를 포함한다. 수직 로드(210)는 공정 챔버(100)의 상부벽(102)에 수직하게 배치되며, 상단이 공정 챔버(100)의 상부벽(102)에 결합한다. 수직 로드(210)는 2개 제공되며, 서로 이격하여 나란하게 배치된다.
수평 로드(220)는 수직 로드(210)들의 하단에 각각 결합한다. 수평 로드(220)들은 두께가 얇은 판으로 제공되며, 수직 로드(210)에 수직하게 배치된다. 수평 로드(220)들의 상면에는 지지 돌기(230)가 형성된다. 지지 돌기(230)는 수평 로드(220)의 상면으로부터 상부로 돌출된다. 지지 돌기(230)는 수평 로드(220)들 각각에 복수개 형성될 수 있다. 지지 돌기(230)들에는 기판(W)이 놓인다. 지지 돌기(230)들은 기판(W)의 가장자리영역을 지지한다.
제1 및 제2공급 포트(310, 320)는 공정 챔버(100)의 내부에 초임계 유체를 공급한다. 제1공급 포트(310)는 공정 챔버(100)의 하부벽(104) 중심영역에 설치된다. 제1공급 포트(310)의 토출구(311)는 공정 챔버(100)의 바닥면(105) 중 홈(106)이 형성된 영역에 위치한다. 제1공급 포트(310)는 공정 챔버(100)의 내부 공간(101) 중 기판(W)의 하부에 위치하는 공간으로 초임계 유체를 공급한다.
제2공급 포트(320)는 공정 챔버(100)의 상부벽(102) 중심영역에 설치된다. 제2공급 포트(320)는 공정 챔버(100)의 내부 공간(101) 중 기판(W)의 상부에 위치하는 공간으로 초임계 유체를 공급한다. 제2공급 포트(320)에서 공급된 초임계 유체는 기판(W) 상면으로 제공된다.
배기 포트(330)는 공정 챔버(100)의 내부에 머무르는 유체를 외부로 배기한다. 배기 포트(330)는 공정 챔버(100)의 하부벽(104)에 설치된다. 배기 포트(330)는 제1공급 포트(310)에 인접하게 위치될 수 있다. 배기 포트(330)에서 배기되는 유체는 유기 용제가 용해된 초임계 유체를 포함한다. 배기 포트(330)에서 배기되는 유체는 재생 장치(미도시)로 송액될 수 있다. 재생 장치에서 유체는 초임계 유체와 유기 용재로 분리될 수 있다. 이와 달리, 배기 포트(330)에서 배기되는 유체는 배기 라인(미도시)을 통해 대기 중으로 방출될 수 있다.
차단 플레이트(340)는 기판 지지 부재(200)의 하부에 위치한다. 차단 플레이트(340)는 소정 두께를 갖는 판으로 제공된다. 차단 플레이트(340)는 상면(341), 하면(342), 그리고 측면(343)을 가진다. 상면(341)은 하면(342)과 마주하여 나란하게 배치된다. 상면(341)은 하면(342)보다 큰 면적을 가진다. 공정 챔버(100)의 내부가 밀폐된 상태에서, 차단 플레이트(340)의 상면(341)은 기판(W)의 저면과 기 설정된 간격(A)을 유지할 수 있다. 차단 플레이트(340)의 상면(341)과 기판의 저면은 0.2cm 내지 1.0cm 간격(A)을 유지할 수 있다. 하면(342)은 공정 챔버(100)의 바닥면(105)과 마주하여 나란하게 배치된다. 하면(342)은 공정 챔버(100)의 바닥면(105)과 소정 간격으로 이격된다. 하면(342)은 공정 챔버(100)의 바닥면(105)과 0.1cm 내지 2cm 간격으로 이격될 수 있다. 측면(343)은 상면(341)과 하면(342)을 연결한다. 측면(343)은 하면(342)으로부터 연장되며, 상단으로 갈수록 차단 플레이트(340)의 단면적이 점차 넓어지도록 상향 경사지게 형성된다. 측면(343)은 경사면(108)과 나란하게 제공될 수 있다. 측면(343)은 경사면(108)과 소정 간격으로 이격된다. 측면(343)은 경사면(108)과 0.1cm 내지 20cm 간격으로 이격될 수 있다.
차단 플레이트(340)의 하면(342)과 공정 챔버(100)의 바닥면(105) 사이 공간과, 차단 플레이트(340)의 측면(343)과 공정 챔버(100)의 경사면(108) 사이 공간은 서로 연결되며, 제1공급 포트(310)를 통해 공급된 초임계 유체가 이동하는 공간을 제공한다. 초임계 유체는 차단 플레이트(340)의 하면(342)으로 공급되며, 차단 플레이트(341)와 공정 챔버(100) 사이 공간을 통해 이동하여 공정 챔버(100)의 내부 공간(101)으로 확산한다.
지지 로드(350)는 차단 플레이트(340)의 하부에서 차단 플레이트(340)를 지지한다. 지지 로드(350)는 복수개 제공되며, 서로 이격하여 배치된다. 지지 로드(350)들의 상단은 차단 플레이트(340)와 결합하고, 하단은 공정 챔버(100)의 바닥면(105)에 놓인다. 지지 로드(350)들의 하단은 공정 챔버(100)의 바닥면(105)에 형성된 홈(106) 내에 위치할 수 있다.
이하, 상술한 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 건조하는 방법을 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 건조 방법은 승압 단계, 건조 단계, 그리고 배기단계를 포함한다. 승압 단계는 공정 챔버(100)의 내부에 초임계 유체를 공급하여 공정 챔버(100)의 내부 압력을 상압보다 높게 승압시킨다. 건조 단계는 공정 챔버(100)의 내부 압력이 승압된 상태에서 기판(W)의 상부 영역으로 초임계 유체를 공급하여 기판(W)을 건조한다. 그리고, 배기 단계는 기판 건조가 완료된 후, 공정 챔버(100) 내부에 머무르는 유체를 배기하여 공정 챔버(100)의 내부를 감압한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 승압 단계를 나타내는 도면이다. 도 4를 참조하면, 제1공급 포트(310)를 통해 초임계 유체(L)가 공정 챔버(100) 내부로 공급된다. 초임계 유체(L)는 차단 플레이트(340)의 하면(342)으로 공급되며, 차단 플레이트(340)와 공정 챔버(100)의 하부벽(104) 사이 공간을 통해 이동한다. 제1공급 포트(310)에서 분사된 초임계 유체(L)는 차단 플레이트(340)에 의해 유체 흐름이 바뀐다. 초임계 유체(L)가 기판(W)의 하면으로 직접 분사될 경우, 초임계 유체(L)의 압력에 의해 기판(W)에 휨(leaning) 현상이 발생할 수 있다. 그리고, 기판(W)이 기 설정된 위치로부터 이탈될 수 있다. 차단 플레이트(340)는 초임계 유체(L)가 기판(W)으로 직접 공급되는 것을 차단하여, 상술한 문제들을 예방한다.
초임계 유체(L)는 차단 플레이트(340)와 공정 챔버(100)의 하부벽(104) 사이 공간을 통해 이동하여 공정 챔버(100) 내부로 확산된다. 초임계 유체(L)는 공정 챔버(100) 내부 압력을 상승시킨다. 초임계 유체(L)는 공정 챔버(100) 내부 압력이 초임계 유체(L)의 임계 압력과 동일할 때까지 충분히 공급된다. 공정 챔버(100) 내부 압력이 임계 압력에 도달하지 않은 상태에서 제2공급 포트(320)를 통해 초임계 유체가 공급될 경우, 초임계 유체는 낮은 압력 조건으로 인해 액화될 수 있다. 액화된 유체는 기판(W)의 상면으로 자유 낙하하며, 기판(W)의 패턴 붕괴를 유발할 수 있다.
공정 챔버(100) 내부 압력이 임계 압력에 도달하면, 건조 단계가 진행된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 건조 단계를 간략하게 나타내는 도면이다. 도 5를 참조하면, 제2공급 포트(320)를 통해 공정 챔버(100) 내부로 초임계 유체(L)가 공급된다. 제2공급 포트(320)를 통해 공급되는 초임계 유체(L)는 제1공급 포트(310)를 통해 공급되는 초임계 유체와 동일한 유체일 수 있다. 제2공급 포트(320)에서 토출된 초임계 유체(L)는 기판(W)의 상면으로 직접 공급된다. 기판(W) 상면에 잔류하는 유기 용제는 초임계 유체에 용해되며, 이에 의해 기판(W)이 건조된다. 제2공급 포트(320)를 통한 초임계 유체(L)의 공급이 소정 시간 동안 진행된 후, 초임계 유체(L)의 공급이 차단된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배기 단계를 간략하게 나타내는 도면이다. 도 6을 참조하면, 배기 포트(330)는 공정 챔버(100) 내부에 머무르는 유체(L')를 외부로 배기한다. 유체(L')의 배기에 의해 공정 챔버(100)의 내부 압력은 감소한다. 유체(L')의 배기는 공정 챔버(100)의 내부 압력이 상압 상태를 유지할 때까지 진행된다. 공정 챔버(100)의 내부 압력이 상압 상태로 유지되는 경우, 하부 챔버(120)가 하강하여 공정 챔버(100) 내부가 개방된다. 건조 공정이 완료된 기판(W)은 반송 로봇(미도시)에 의해 이송된다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 건조 장치를 나타내는 단면도이다. 도 7을 참조하면, 차단 플레이트(340)에는 제1배기홀(345)이 형성된다. 제1배기홀(345)은 차단 플레이트(340)의 상면으로부터 하면으로 제공되는 관통홀을 포함한다. 제1배기홀(345)은 차단 플레이트(340)의 중심영역에 형성될 수 있다. 제1배기홀(345)은 배기 포트(330)와 상하방향으로 동일 선상에 위치할 수 있다. 건조 공정이 수행되는 동안, 유체(L')는 대부분 차단 플레이트(340)의 상부 영역에 머무른다. 도 6의 기판 처리 장치는 차단 플레이트(340)의 상부 영역에 머무르는 유체(L')가 차단 플레이트(340)와 공정 챔버(100)의 하부벽(104) 사이 공간을 따라 이동하여 배기 덕트(330)로 유입된다. 이 경우, 유체(L')의 배기 경로가 길게 형성되고, 차단 플레이트(340)의 하면과 공정 챔버(100)의 바닥면 사이 공간이 좁아 유체의 흐름이 원활하지 못하다. 그러나, 도 7의 기판 건조 장치는 차단 플레이트(340)의 상부 영역에 머무르는 유체(L')는 제1배기홀(345)을 따라 이동하여 배기 포트(330)로 직접 유입된다. 이로 인해, 유체(L')의 배기 경로가 짧게 형성된다. 또한, 유체(L')의 배기 유로(345, 330)가 동일 직선상에 형성되므로, 유체(L')가 용이하게 배기 포트(330)로 유입될 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차단 플레이트를 나타내는 평면도이다. 도 8을 참조하면, 차단 플레이트(340)에는 제1배기홀(345')과 제2배기홀(346)이 형성된다. 제1배기홀(345')은 도 7에 도시된 제1배기홀(345)과 같이, 차단 플레이트(340)의 상면 및 하면을 관통하는 관통홀로 제공되며, 배기 포트(도 7의 330)와 동일 직선상에 배치된다. 제2배기홀(346)은 차단 플레이트(340)의 상면 및 하면을 관통하는 관통홀로 제공된다. 제2배기홀(346)은 복수개 제공되며, 제1배기홀(345') 둘레를 따라 링 형상으로 배치된다. 제1 및 제2배기홀(345', 346)을 통해 차단 플레이트(340)의 상부에 머무르는 유체는 차단 플레이트(340)의 하부로 용이하게 이동할 수 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 건조 장치를 나타내는 단면도이고, 도 10은 도 9의 기판 지지 부재를 나타내는 평면도이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 기판 지지 부재(200)는 제1 및 제2수직 로드(210, 220)들, 그리고 제1 및 제2수평 로드(230, 240)들을 포함한다. 제1수직 로드(21)는 상단이 공정 챔버(100)의 상부벽(102)에 결합하고, 하단이 공정 챔버(100)의 상부벽(102)으로부터 소정 거리에 위치한다. 실시예에 의하면, 제1수직 로드(210)들은 한 쌍 제공되며, 서로 마주하여 배치된다.
제1수평 로드(230)들은 제1수직 로드(210)들의 하단에 각각 결합한다. 제1수평 로드(230)들은 호 형상의 판으로 제공된다. 제1수평 로드(230)들의 상면에는 지지 돌기(231)들이 형성된다. 지지 돌기(231)들은 제1수평 포드(230)의 상면으로부터 상부로 돌출된다. 지지 돌기(231)들에는 기판(W)이 놓인다.
제2수직 로드(220)들은 하단이 공정 챔버(100)의 하부벽(104)에 결합하고, 상단이 공정 챔버(100)의 상부벽(102)으로부터 소정 거리에 위치한다.
제2수평 로드(240)들은 제2수직 로드(220)들의 상단에 각각 결합한다. 제2수평 로드(240)들은 호 형상의 판으로 제공된다. 제2수평 로드(240)들은 공정 챔버(100)의 내부가 밀폐된 상태에서, 제1수평 로드(230)들과 동일 높이에 위치할 수 있다. 제2수평 로드(240)들은 제1수평 로드(230)들과 조합되어 링 형상으로 배치된다. 제2수평 로드(240)들의 상면에는 가이드 부(241)가 형성될 수 있다. 가이드 부(241)는 제2수평 로드(240)들의 상면으로부터 상부로 돌출되며, 지지 돌기(231)에 지지된 기판(W)의 외측에 위치한다. 가이드 부(241)는 호 형상으로 제공되며, 제2수평 로드에 대응하는 길이를 갖는다. 유기 용제는 휘발성이 강한 유체로서, 낮은 점도를 가진다. 때문에, 유기 용제는 기판(W)으로부터 쉽게 흘러내릴 수 있다. 유기 용제가 흘러내리면서 기판(W) 표면이 건조될 경우, 기판(W)에 얼룩이 형성되거나 기판 영역에 따라 건조량이 상이할 수 있다. 수직 로드(210)와 가이드 부(241)는 기판(W)의 저면 및 측부를 에워싸 유기 용제가 기판(W)으로부터 흘러내리는 것을 방지한다. 때문에, 초임계 유체에 의한 건조 공정이 시작되기 전, 기판(W) 표면에는 소정 유량의 유기 용제가 잔류하므로 유기 용제가 자연 건조되는 것이 예방될 수 있다.
도 11과 같이, 하부 챔버(120)가 하강하여 공정 챔버(100)의 내부가 개방되는 경우, 제2수직 로드(220)와 제2수평 로드(240)는 하부 챔버(120)와 함께 하강한다. 기판(W)은 공정 챔버(100) 내부로 반입되어 지지 돌기(231)들에 놓인다. 하부 챔버(120)가 상승하여 공정 챔버(100)의 내부가 밀폐되는 경우, 제2수직 로드(220)와 제2수평 로드(240)는 하부 챔버(120)와 함께 상승한다. 제2수평 로드(240)의 가이드 부(241)는 기판(W)의 외측에 위치한다.
도 12는 본 발명의 차단 플레이트의 구조에 따른 영향성을 나타내는 그래프이다. 도 12를 참조하면, 그래프의 가로축은 실험 예들을 나타내고, 세로축은 건조 공정에 따른 기판 표면의 파티클 발생량을 나타낸다.
실험 예 1은 차단 플레이트(340)에 도 7의 제1배기홀(345)을 형성하지 않는다. 그리고, 차단 플레이트(340)의 상면(341)과 기판(W) 저면 사이를 1.5mm 간격으로 유지하고, 차단 플레이트(340)의 하면(342)과 공정 챔버(100)의 바닥면(105) 사이를 3mm 간격으로 유지하고, 차단 플레이트(340)의 측면(343)과 공정 챔버(100)의 경사면(108) 사이를 1.5mm로 유지하였다.
실험 예 2는 차단 플레이트(340)에 도 7의 제1배기홀(345)을 형성하였다. 그리고, 차단 플레이트(340)의 상면(341)과 기판(W) 저면 사이 간격, 차단 플레이트(340)의 하면(342)과 공정 챔버(100)의 바닥면(105) 사이 간격, 그리고 차단 플레이트(340)의 측면(343)과 공정 챔버(100)의 경사면(108) 사이 간격을 실험 예 1과 동일하게 하였다.
실험 예 3은 차단 플레이트(340)에 도 7의 제1배기홀(345)을 형성하지 않는다. 그리고, 차단 플레이트(340)의 상면(341)과 기판(W) 저면 사이를 4mm 간격으로 유지하고, 차단 플레이트(340)의 하면(342)과 공정 챔버(100)의 바닥면(105) 사이를 3mm 간격으로 유지하고, 차단 플레이트(340)의 측면(343)과 공정 챔버(100)의 경사면(108) 사이를 3mm로 유지하였다.
먼저, 실험 예 1과 실험 예 2의 결과를 비교하면, 차단 플레이트(340)에 제1배기홀(345)이 형성됨으로써, 건조 과정에서 기판 표면에 파티클 발생이 감소함을 알 수 있다. 이는 배기홀(345)에 의해 유체의 배기 흐름이 원활히 발생하는 것으로 이해될 수 있다.
그리고, 실험 예 1과 실험 예 3의 결과를 비교하면, 차단 플레이트(340)의 상면(341)과 기판(W) 저면 사이 간격, 차단 플레이트(340)의 하면(342)과 공정 챔버(100)의 바닥면(105) 사이 간격, 그리고 차단 플레이트(340)의 측면(343)과 공정 챔버(100)의 경사면(108) 사이 간격이 넓어질수록, 기판 표면의 파티클 발생이 감소함을 알 수 있다. 이는 상기 간격들이 넓어질수록 유체의 배기 흐름이 원활히 발생하는 것으로 이해된다. 그러나, 상기 간격들이 무작정 커질 경우, 공정 챔버(100) 내부 공간 체적도 함께 증가하므로 공정 챔버(100) 내부를 임계 압력으로 상승시키는데 오랜 시간이 걸린다. 따라서, 공정 챔버(100)의 내부 압력을 상승시키는 시간 및 유체의 배기 흐름을 고려하여, 차단 플레이트(340)의 상면(341)과 기판(W) 저면 사이는 0.2cm 내지 1.0cm 간격을 유지하고, 차단 플레이트(340)의 하면(342)과 공정 챔버(100)의 바닥면(105) 사이는 0.1cm 내지 4cm 간격을 유지하고, 차단 플레이트(340)의 측면(343)과 공정 챔버(100)의 경사면(108) 사이는 0.1 내지 20cm 간격을 유지할 수 있다.
상기 실시예들에서 유기용제는 이소프로필알코올을 비롯하여 에틸글리콜(ethyl glycol), 1-프로파놀(propanol), 테트라하이드로프랑(tetra hydraulic franc), 4-하이드록시(hydroxyl), 4-메틸(methyl), 2-펜타논(pentanone), 1-부타놀(butanol), 2-부타놀, 메탄올(methanol), 에탄올(ethanol), n-프로필알코올(n-propyl alcohol), 디메틸에틸(dimethylether) 등을 포함한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 기판 처리 장치 100: 공정 챔버
200: 기판 지지 부재 310: 제1공급 포트
320: 제2공급 포트 330: 배기 포트
340: 차단 플레이트

Claims (10)

  1. 내부에 공간이 형성된 공정 챔버;
    상기 공정 챔버 내부에 위치하며, 기판을 지지하는 기판 지지 부재;
    상기 공정 챔버의 내부 공간 중 상기 기판의 하부에 위치하는 공간으로 초임계 유체를 공급하는 제1공급 포트;
    상기 공정 챔버의 내부 공간 중 상기 기판의 상부에 위치하는 공간으로 초임계 유체를 공급하는 제2공급 포트; 및
    상기 공정 챔버 내부에 머무르는 초임계 유체를 외부로 배기하는 배기 포트를 포함하는 기판 건조 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 지지 부재의 하부에 위치하고, 하면이 상기 공정 챔버의 바닥면과 소정 간격으로 이격되는 차단 플레이트를 더 포함하되,
    상기 제1공급 포트는 상기 공정 챔버의 하부벽에 설치되며, 상기 차단 플레이트의 하면으로 초임계 유체를 공급하는 기판 건조 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 차단 플레이트는
    상기 차단 플레이트의 하면으로부터 상부로 연장되며, 상단으로 갈수록 단면적이 점차 넓어지도록 상향 경사진 측면을 가지고,
    상기 공정 챔버는
    상기 공정 챔버의 바닥면과 내측면을 연결하며, 상기 차단 플레이트의 측면과 나란하게 경사진 경사면을 가지는 기판 건조 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 차단 플레이트에는
    상기 차단 플레이트의 상면과 저면을 관통하는 제1배기홀이 형성되는 기판 건조 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1배기홀은 상하 방향으로 상기 배기 포트와 동일 선상에 위치하는 기판 건조 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 차단 플레이트에는
    상기 차단 플레이트의 상면과 저면을 관통하는 제2 배기홀들이 서로 이격하여 형성되며,
    상기 제2배기홀들은 상기 제1배기홀을 중심으로 링 형상으로 배치되는 기판 건조 장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 기판 지지 부재는
    상단이 상기 공정 챔버의 상부벽에 결합하고, 서로 나란하게 배치되는 제1수직 로드들; 및
    상기 제1수직 로드들의 하단에 각각 결합하고, 상면에 상기 기판이 놓이는 지지돌기들이 형성된 제1수평 로드들을 포함하는 기판 건조 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 기판 지지 부재는
    하단이 상기 공정 챔버의 하부벽에 결합하고, 서로 나란하게 배치되는 제2수직 로드들; 및
    상기 제2수직 로드들의 상단에 각각 결합하고, 상면에 상기 기판이 놓이는 지지 돌기들이 형성된 호 형상의 제2수평 로드들을 더 포함하며,
    상기 제1수평 로드들은 호 형상을 가지며, 상기 제2수평 로드들과 동일 높이에서 서로 조합되어 링 형상으로 배치되는 기판 건조 장치.
  9. 공정 챔버의 내부에 초임계 유체를 공급하여 상기 공정 챔버의 내부 압력을 상압보다 높은 압력으로 상승시키는 승압 단계;
    상기 공정 챔버의 내부에 위치한 기판의 상부 영역으로 상기 초임계 유체를 공급하는 건조 단계를 포함하되,
    상기 승압 단계는 상기 기판의 하부 영역으로 상기 초임계 유체를 공급하는 기판 건조 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 기판의 하부에는 상기 기판의 저면과 이격되어 차단 플레이트가 제공되고,
    상기 승압 단계는
    상기 차단 플레이트의 하면으로 상기 초임계 유체를 공급하는 기판 건조 방법.
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