KR20180126645A - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

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KR20180126645A
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Abstract

본 발명은 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치는 챔버; 상기 챔버의 내부에 위치되어, 기판을 지지하는 기판 지지 부재; 상기 기판으로 린스액을 공급하는 분사 부재; 상기 챔버를 감압하는 감압 라인; 및 상기 액상의 린스액이 공급된 후 상기 감압 라인을 통해 상기 챔버를 감압 시켜 상기 린스액을 기화 시키는 제어기를 포함한다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{Substrate treating apparatus and substrate treating method}
본 발명은 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
반도체 소자 또는 액정 디스플레이를 제조하기 위해서, 기판에 포토리소그라피, 식각, 애싱, 이온주입, 박막 증착, 그리고 세정 등의 다양한 공정들이 수행된다. 이 중 식각 공정은 기판 상에 형성된 박막 중 불필요한 영역을 제거하는 공정으로, 박막에 대한 높은 선택비 및 고 식각률이 요구된다.
일반적으로 기판의 식각 공정 또는 세정 공정은 크게 케미칼 처리 단계, 린스 처리 단계, 그리고 건조 처리 단계가 순차적으로 수행된다. 케미칼 처리 단계에는 기판 상에 형성된 박막을 식각 처리하거나 기판 상의 이물을 제거 하기 위한 케미칼을 기판으로 공급하고, 린스 처리 단계에는 기판 상에 순수와 같은 린스액이 공급된다. 린스액이 건조되는 과정에서, 기판에는 린스액에 의한 표면 장력이 작용한다. 기판에 형성된 패턴이 점점 미세화 됨에 따라 표면 장력에 의해 패턴이 붕괴될 위험이 증가되고 있다.
본 발명은 기판을 효율적으로 처리하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 기판에 도포된 린스액을 효율적으로 건조시킬 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 챔버; 상기 챔버의 내부에 위치되어, 기판을 지지하는 기판 지지 부재; 상기 기판으로 린스액을 공급하는 분사 부재; 상기 챔버를 감압하는 감압 라인; 및 상기 액상의 린스액이 공급된 후 상기 감압 라인을 통해 상기 챔버를 감압 시켜 상기 린스액을 기화 시키는 제어기를 포함하는 기판 처리 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 분사 부재는 린스액을 설정 온도로 가열된 상태로 공급할 수 있다.
또한, 상기 제어기는 상기 분사 부재가 상기 기판으로 상기 린스액을 공급하는 제1공급 단계, 제1공급 단계 보다 온도가 높게 가열된 상태로 상기 린스액을 공급하는 제2공급 단계로 상기 린스액을 공급하도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 기판 처리 장치는 상기 챔버에 연결되어 상기 챔버의 내부로 상기 챔버의 내부를 가압하기 위한 가압 기체를 공급하는 가압 라인을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 가압 라인에는 상기 가압 기체를 가열하기 위한 라인 히터가 제공될 수 있다.
또한, 상기 챔버의 내부로 공급되는 상기 가압 기체는 설정 온도로 가열된 상태로 제공될 수 있다.
또한, 상기 제어기는 상기 린스액이 공급될 때, 상기 챔버의 내부가 대기압 보다 높고 상기 린스액의 임계 압력보다 낮은 상태가 되도록 상기 가압 라인을 제어할 수 있다.
또한, 상기 린스액은 대기압에서의 끓는점 보다 높고, 상기 챔버의 내부의 압력 상태에서의 끊는점 보다 낮은 온도를 가질 수 있다.
또한, 상기 린스액은 순수일 수 있다.
또한, 상기 린스액은 이소프로필 알코올일 수 있다.
또한, 상기 분사 부재는, 상기 기판으로 상기 린스액을 토출하는 분사 노즐; 상기 린스액을 공급하는 린스액 공급기; 및 상기 린스액 공급기와 상기 분사 노즐을 연결하는 공급 배관을 포함하되, 상기 린스액 공급기와 상기 공급 배관의 내부는 대기압 보다 높은 압력을 가질 수 있다.
또한, 상기 기판 지지 부재는 상기 기판에 도포된 상기 린스액을 가열하기 위한 히터를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 기판을 대기압 보다 높은 압력을 갖는 챔버에 위치시키는 단계; 상기 기판으로 대기압에서의 끓는점 보다 높은 온도를 갖는 가열된 린스액을 액상으로 공급하는 단계; 및 상기 챔버를 감압하여 상기 린스액을 기화 시키는 단계를 포함하는 기판 처리 방법이 제공될 수 있다.
또한, 상기 챔버의 내부는 상기 린스액의 임계 압력보다 낮은 상태로 제공될 수 있다.
또한, 상기 린스액은 순수일 수 있다.
또한, 상기 린스액은 이소프로필 알코올일 수 있다.
또한, 상기 챔버의 가압은 가열된 불활성 가스를 공급하여 이루어 질 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 기판으로 린스액을 공급하는 단계; 챔버의 내부가 대기압 보다 높은 압력을 갖는 상태에서 상기 린스액을 가열된 상태로 공급하는 단계; 및 상기 챔버를 감압하여 상기 린스액을 기화 시키는 단계를 포함하는 기판 처리 방법이 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기판을 효율적으로 처리할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법이 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기판에 도포된 린스액을 효율적으로 건조시킬 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법이 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 공정 챔버를 나타내는 도면이다.
도 3은 분사 부재의 배관 관계를 나타내는 도면이다.
도 4는 공정 챔버의 제어 관계를 나타내는 도면이다.
도 5는 기판이 린스 및 건조되는 과정을 나타내는 도면이다.
도 6은 건조 과정이 이루어지는 부분의 증발 곡선을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 기판 처리 장치(1000)는 인덱스부(10), 버퍼부(20) 그리고 처리부(50)를 포함할 수 있다. 인덱스부(10), 버퍼부(20) 그리고 처리부는 일렬로 배치될 수 있다. 이하, 인덱스부(10), 버퍼부(20) 그리고 처리부(50)가 배열된 방향을 제 1 방향이라 하고, 위쪽에서 바라볼 때, 제 1 방향의 수직인 방향을 제 2 방향이라 하며, 제 1 방향과 제 2 방향을 포함한 평면에 수직인 방향을 제 3 방향이라 한다.
인덱스부(10)는 기판 처리 장치(1000)의 제 1 방향의 전방에 배치된다. 인덱스부(10)는 4개의 로드 포트(12) 및 1개의 인덱스 로봇(13)을 포함한다.
4개의 로드 포트(12)는 제 1 방향으로 인덱스부(10)의 전방에 배치된다. 로드 포트(12)는 복수 개가 제공되며 이들은 제 2 방향을 따라 배치된다. 로드 포트(12)의 개수는 기판 처리 장치(1000)의 공정 효율 및 풋 프린트 조건에 따라 변경될 수 있다. 로드 포트(12)들에는 공정에 제공될 기판(W) 및 공정처리가 완료된 기판(W)이 수납된 캐리어(예컨대, 카세트, FOUP등)가 위치된다. 캐리어(16)에는 기판(W)들을 지면에 대해 수평하게 배치한 상태로 수납하기 위한 다수의 슬롯이 형성된다.
인덱스 로봇(13)은 로드 포트(12)와 이웃하여 제 1 방향으로 배치된다. 인덱스 로봇(13)은 로드 포트(12)와 버퍼부(20) 사이에 설치된다. 인덱스 로봇(13)은 버퍼부(20)의 상층에 대기하는 기판(W)을 캐리어(16)로 이송하거나, 캐리어(16)에서 대기하는 기판(W)을 버퍼부(20)의 하층으로 이송한다.
버퍼부(20)는 인덱스부(10)와 처리부(50) 사이에 설치된다. 버퍼부(20)는 인덱스 로봇(13)에 의해 이송되기 전에 공정에 제공될 기판(W) 또는 메인 이송 로봇(30)에 의해 이송되기 전에 공정 처리가 완료된 기판(W)이 일시적으로 수납되어 대기하는 장소이다.
메인 이송 로봇(30)은 이송 챔버(40)에 위치되며, 각 공정 모듈(1)들 및 버퍼부(20) 간에 기판(W)을 이송한다. 메인 이송 로봇(30)은 버퍼부(20)에서 대기하는 공정에 제공될 기판(W)을 각 공정 모듈(1)로 이송하거나, 각 공정 모듈(1)에서 공정 처리가 완료된 기판(W)을 버퍼부(20)로 이송한다.
이송 챔버(40)는 처리부 내의 제 1 방향을 따라 배치되며, 메인 이송 로봇(30)이 이동하는 통로를 제공한다. 이송 챔버(40)의 양측에는 공정 모듈(1)들이 서로 마주보며 제 1 방향을 따라 배치된다. 이송 챔버(40)에는 메인 이송 로봇(30)이 제 1 방향을 따라 이동하며, 공정 모듈(1)의 상하층, 그리고 버퍼부(20)의 상하층으로 승강할 수 있는 이동 레일이 설치된다.
공정 모듈(1)은 메인 이송 로봇(30)이 설치되는 이동통로(40)에 인접하도록, 이동통로(40)의 양측 또는 일측에 배치된다. 기판 처리 장치(1000)는 상하층으로 된 다수개의 공정 모듈(1)를 구비하나, 공정 모듈(1)의 개수는 기판 처리 장치(1000)의 공정 효율 및 풋 프린트 조건에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다. 각각의 공정 모듈(1)은 독립적인 챔버(800)으로 구성되며, 이에 각각의 기판 처리 장치 내에서는 독립적인 형태로 기판(W)을 처리하는 공정이 이루어질 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 공정 모듈을 나타내는 도면이다.
본 실시 예에서는 공정 모듈(1)이 처리하는 기판(W)으로 반도체 기판(W)를 일례로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 유리 기판(W)과 같은 다양한 종류의 기판(W)에도 적용될 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 공정 모듈(1)은 챔버(800), 처리 용기(100), 기판 지지부재(200), 분사 부재(300) 및 배기 라인(410)를 포함한다.
챔버(800)은 밀폐된 내부 공간을 제공한다. 챔버(800)은 격벽(814)에 의해 공정 영역(815)과 유지보수 영역(818)으로 구획될 수 있다. 도면에는 일부만 도시하였지만, 유지보수 영역(818)에는 처리 용기(100)와 연결되는 배출라인(141,143,145), 배기 라인(410) 등이 위치되는 공간으로, 이러한 유지보수 영역(818)은 기판(W) 처리가 이루어지는 공정 영역으로부터 격리되는 것이 바람직하다.
처리 용기(100)는 상부가 개방된 통 형상을 갖고, 기판(W)을 처리하기 위한 공정 공간을 제공한다. 처리 용기(100)의 개구된 상면은 기판(W)의 반출 및 반입 통로로 제공된다. 공정 공간에는 기판 지지부재(200)가 위치된다. 기판 지지부재(200)는 공정 진행 시 기판(W)을 지지하고, 기판(W)를 회전시킨다.
처리 용기(100)의 상부에는 회전되는 기판(W)상에서 비산되는 약액과 기체를 유입 및 흡입하는 환형의 제1, 제2 및 제3 흡입덕트(110, 120, 130)가 다단으로 배치된다. 환형의 제1, 제2 및 제3 흡입덕트(110, 120, 130)는 하나의 공통된 환형공간(용기의 하부공간에 해당)과 통하는 배기구(H)들을 갖는다. 처리 용기(100)의 하부에는 배기부재(400)와 연결되는 배기덕트(190)가 제공된다.
구체적으로, 제1 내지 제3 흡입덕트(110, 120, 130)는 각각 환형의 링 형상을 갖는 바닥면 및 바닥면으로부터 연장되어 원통 형상을 갖는 측벽을 구비한다. 제2 흡입덕트(120)는 제1 흡입덕트(110)를 둘러싸고, 제1 흡입덕트(110)로부터 이격되어 위치한다. 제3 흡입덕트(130)는 제2 흡입덕트(120)를 둘러싸고, 제2 흡입덕트(120)로부터 이격되어 위치한다.
제1 내지 제3 흡입덕트(110, 120, 130)는 기판(W)으로부터 비산된 처리액 및 흄이 포함된 기류가 유입되는 제1 내지 제3 회수공간(RS1, RS2, RS3)을 제공한다. 제1 회수 공간(RS1)은 제1 흡입덕트(110)에 의해 정의되고, 제2 회수공간(RS2)은 제1 흡입덕트(110)와 제2 흡입덕트(120) 간의 이격 공간에 의해 정의되며, 제3 회수공간(RS3)은 제2 흡입덕트(120)와 제3 흡입덕트(130) 간의 이격 공간에 의해 정의된다.
제1 내지 제3 흡입덕트(110, 120, 130)의 각 상면은 중앙부가 개구되고, 연결된 측벽으로부터 개구부측으로 갈수록 대응하는 바닥면과의 거리가 점차 증가하는 경사면으로 이루어진다. 이에 따라, 기판(W)으로부터 비산된 처리액은 제1 내지 제3 흡입덕트(110, 120, 130)의 상면들을 따라 회수 공간들(RS1, RS2, RS3) 안으로 흘러간다.
제1 회수공간(RS1)에 유입된 제1 처리액은 제1 회수라인(141)을 통해 외부로 배출된다. 제2 회수공간(RS2)에 유입된 제2 처리액은 제2 회수라인(143)을 통해 외부로 배출된다. 제3 회수공간(RS3)에 유입된 제3 처리액은 제3 회수라인(145)을 통해 외부로 배출된다.
한편, 처리 용기(100)는 처리 용기(100)의 수직 위치를 변경시키는 승강 유닛(600)와 결합된다. 승강 유닛(600)은 처리 용기(100)를 상하 방향으로 직선 이동시킨다. 처리 용기(100)가 상하로 이동됨에 따라 스핀 헤드(210)에 대한 처리 용기(100)의 상대 높이가 변경된다.
승강 유닛(600)은 브라켓(612), 이동 축(614), 그리고 구동기(616)를 가진다. 브라켓(612)은 처리 용기(100)의 외벽에 고정 설치되고, 브라켓(612)에는 구동기(616)에 의해 상하 방향으로 이동되는 이동 축(614)이 고정 결합된다. 기판(W)이 스핀 헤드(210)에 로딩 또는 스핀 헤드(210)로부터 언로딩 될 때 스핀 헤드(210)가 처리 용기(100)의 상부로 돌출되도록 처리 용기(100)는 하강한다. 또한, 공정이 진행 시에는 기판(W)에 공급된 처리액의 종류에 따라 처리액이 기설정된 흡입덕트(110, 120, 130)로 유입될 수 있도록 처리 용기(100)의 높이가 조절된다. 이에 따라, 처리 용기(100)와 기판(W) 간의 상대적인 수직 위치가 변경된다. 따라서, 처리 용기(100)는 상기 각 회수공간(RS1, RS2, RS3) 별로 회수되는 처리액과 오염 가스의 종류를 다르게 할 수 있다.
이 실시 예에 있어서, 공정 모듈(1)은 처리 용기(100)를 수직 이동시켜 처리 용기(100)와 기판 지지부재(200) 간의 상대적인 수직 위치를 변경시킨다. 그러나, 공정 모듈(1)은 기판 지지부재(200)를 수직 이동시켜 처리 용기(100)와 기판 지지부재(200) 간의 상대적인 수직 위치를 변경시킬 수도 있다.
기판 지지 부재(200)는 처리 용기(100)의 내측에 설치된다. 기판 지지 부재(200)는 공정 진행 중 기판(W)을 지지하며, 공정이 진행되는 동안 후술할 구동부(230)에 의해 회전될 수 있다. 기판 지지 부재(200)는 원형의 상부 면을 갖는 스핀헤드(210)를 가지며, 스핀헤드(210)의 상부 면에는 기판(W)을 지지하는 지지 핀(212)들과 척킹 핀(214)들을 가진다. 지지 핀(212)들은 스핀헤드(210)의 상부 면 가장자리부에 소정 간격 이격되어 일정 배열로 배치되며, 스핀헤드(210)으로부터 상측으로 돌출되도록 구비된다. 지지 핀(212)들은 기판(W)의 하면을 지지하여 기판(W)이 스핀헤드(210)로부터 상측 방향으로 이격된 상태에서 지지되도록 한다. 지지 핀(212)들의 외 측에는 척킹 핀(214)들이 각각 배치되며, 척킹 핀(214)들은 상측으로 돌출되도록 구비된다. 척킹 핀(214)들은 다수의 지지 핀(212)들에 의해 지지된 기판(W)이 스핀헤드(210) 상의 정 위치에 놓이도록 기판(W)을 정렬한다. 공정 진행시 척킹 핀(214)들은 기판(W)의 측부와 접촉되어 기판(W)이 정 위치로부터 이탈되는 것을 방지한다. 스핀헤드(210)에는 기판(W)에 공급된 린스액을 가열하기 위한 히터(215)가 제공될 수 있다.
스핀헤드(210)의 하부에는 스핀헤드(210)를 지지하는 지지축(220)이 연결되며, 지지축(220)은 그 하단에 연결된 구동부(230)에 의해 회전한다. 구동부(230)는 모터 등으로 마련될 수 있다. 지지축(220)이 회전함에 따라 스핀헤드(210) 및 기판(W)이 회전한다.
분사 부재(300)는 기판(W) 처리 공정 시 린스액을 공급받아 기판 지지부재(200)의 스핀헤드(210)에 놓인 기판(W)의 처리면으로 린스액을 분사한다. 분사 부재(300)는 지지축(310), 구동기(320), 노즐 지지대(340) 그리고 분사 노즐(342)을 포함한다.
지지축(310)은 그 길이 방향이 상하 방향으로 제공되며, 지지축(310)의 하단은 구동기(320)와 결합된다. 구동기(320)는 지지축(310)의 위치를 변경하거나 회전시킨다. 노즐 지지대(340)는 지지축(310)에 결합되어 분사 노즐(342)을 기판(W) 상부로 이동시키거나, 기판(W) 상부에서 분사 노즐(342)이 린스액을 분사하면서 이동되도록 한다.
분사 노즐(342)은 노즐 지지대(340)의 끝단 저면에 설치된다. 분사 노즐(342)은 구동기(320)에 의해 공정 위치와 대기 위치로 이동된다. 공정 위치는 분사 노즐(342)이 처리 용기(100)의 수직 상부에 배치된 위치이고, 대기 위치는 분사 노즐(342)이 처리 용기(100)의 수직 상부로부터 벗어난 위치이다. 분사 노즐(342)은 린스액을 분사한다. 린스액이 순수인 경우, 공정 모듈(1)은 기판에 약액을 공급하는 노즐을 더 포함할 수 있다. 이 때, 기판에 공급되는 약액은 기판을 세정하기 위한 약액, 기판을 식각하기 위한 약액 등일 수 있다. 또한, 린스액이 이소프로필 알코올인 경우, 공정 모듈(1)은 기판에 약액을 공급하는 노즐,약액을 통한 기판 처리 후 기판에 순수를 공급하는 노즐을 더 포함할 수 있다. 이 때, 기판에 공급되는 약액은 기판을 세정하기 위한 약액, 기판을 식각하기 위한 약액 등일 수 있다.
배기 라인(410)은 처리 용기(100) 내측의 기체를 배출한다. 챔버(800)의 상부에는 챔버(800) 내부 공간에 하방 기류 형성을 위한 기체를 공급하는 팬필터유닛(810)이 위치될 수 있다.
가압 라인(821)은 챔버(800)에 연결되어 챔버(800)의 내부 공간의 압력을 상승 시킨다. 가압 라인(821)은 기판(W)이 처리되는 공정 영역(815)에 형성된 공급구(822)에 연결될 수 있다. 가압 라인(821)은 기체 공급기(823)에 연결된다. 기체 공급기(823)는 챔버(800)의 내부를 가압하기 위한 가압 기체를 공급한다. 가압 기체는 질소, 아르곤 등과 같은 불활성 가스일 수 있다. 기체 공급기(823)가 공급하는 가압 기체는 설정 온도로 가열된 상태일 수 있다. 또한, 가압 라인(821)에는 공급되는 가압 기체를 가열하기 위한 라인 히터(825)가 위치될 수 있다. 따라서, 라인 히터(825)를 통해 가압 라인(821)을 유동하는 가압 유체의 온도가 낮아지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 기체 공급기(823)는 상온의 가압 유체를 공급하고, 가압 유체는 가압 라인(821)을 통해 공급되는 과정에서 가열 될 수 도 있다. 가압 라인(821)에는 가압 밸브(824)가 위치될 수 있다.
감압 라인(831)은 챔버(800)에 연결되어 챔버(800)의 내부 공간의 압력을 하강 시킨다. 감압 라인(831)은 기판(W)이 처리되는 공정 영역(815)에 형성된 배출구(832)에 연결될 수 있다. 감압 라인(831)은 챔버(800)의 내부를 강제 배기 하기 위한 음압을 제공하는 펌프(833)에 연결될 수 있다. 감압 라인(831)에는 감압 밸브(834)가 위치될 수 있다.
도 3은 분사 부재의 배관 관계를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 분사 노즐(342)은 공급 배관(344)을 통해 린스액 탱크(343)와 연결된다. 린스액 탱크(343)에는 밸브(345)가 위치될 수 있다. 공급 배관(344)은 린스액을 설정 온도로 가열된 상태로 분사 노즐(342)에 공급할 수 있다. 일 예로, 공급 배관(344)에는 배관 히터(346)가 위치될 수 있다. 따라서, 린스액은 공급 배관(344)을 통해 공급되는 과정에서 배관 히터(346)에 의해 설정 온도로 가열될 수 있다. 또한, 린스액 탱크(343)는 린스액을 설정 온도로 가열한 후 공급 배관(344)으로 공급할 수 있도록 제공될 수 있다. 또한, 린스액 탱크(343)는 린스액을 설정 온도로 가열한 후 공급 배관(344)으로 공급할 수 있도록 제공되고, 배관 히터(346)에 의해 린스액이 공급되는 과정에서 온도가 낮아지는 것을 방지할 수 있다. 린스액이 가열된 상태로 제공될 때, 린스액의 온도는 대기압에서의 린스액의 끓는점 보다 높게 제공될 수 있다. 그리고, 공급 배관(344)의 내부 압력은 린스액이 기화되는 것을 막기 위해, 린스액이 액상을 유지할 수 있는 압력 범위를 유지할 수 있다.
도 4는 공정 모듈의 제어 관계를 나타내는 도면이고, 도 5는 기판이 린스 및 건조되는 과정을 나타내는 도면이고, 도 6은 건조 과정이 이루어지는 부분의 증발 곡선을 나타낸 도면이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 제어기(900)는 기판(W)에 린스액이 공급된 후 린스액이 공급되도록 공정 모듈(1)을 제어한다.
기판(W)에는 액체를 통한 기판(W) 처리의 마지막 단계로 린스액이 도포된다. 린스액이 이소프로필 알코올인 경우, 기판(W)에는 이소프로필 알코올의 도포에 앞서 기판(W)의 세정, 식각 등의 처리를 위한 약액 공급될 수 있다. 그리고, 기판(W)에 잔류하는 약액 및 이물질의 제거를 위한 순수의 공급이 이루어 질 수 있다. 이후, 이소프로필 알코올이 기판(W)에 공급되면, 기판(W)에 잔류하는 순수는 이소프로필 알코올로 치환될 수 있다. 또한, 린스액이 순수인 경우, 기판(W)에는 순수의 도포에 앞서 기판(W)의 세정, 식각 등의 처리를 위한 약액 공급될 수 있다. 이후, 순수가 기판(W)에 공급되면, 기판(W)에 잔류하는 약액 및 이물질이 제거된다.
제어기(900)는, 챔버(800)의 내측이 가압 기체에 의해 설정 압력 또는 설정 범위의 압력으로 유지되는 상태에서 가열된 린스액이 되도록 가압 라인(831) 및 분사 부재(300)를 제어한다. 설정 압력 또는 설정 범위의 압력은 대기압보다 높고, 린스액의 임계 압력 보다 낮은 압력으로 제공된다. 린스액은 설정 온도 또는 설정 범위의 온도로 기판(W)에 공급될 수 있다. 설정 온도 또는 설정 범위의 온도는 대기압에서의 린스액의 끓는점 보다 높고 린스액의 초임계 온도 보다 낮게 제공된다. 또한, 설정 온도 또는 설정 범위의 온도는 챔버(800)의 내부의 압력에서 린스액이 액상을 유지할 수 있는 온도로 제공된다. 린스액은 설정 시간 동안 설정 량이 기판(W)에 공급될 수 있다. 또한, 린스액은 단계를 나누어 공급될 수 있다. 제1 공급 단계에서 린스액은 가열되지 않은 상태로 기판에 공급될 수 있다. 이후, 제2 공급 단계에서 린스액은 제1 공급 단계에서의 온도 보다 높게 설정 온도로 가열된 상태로 기판(W)에 공급될 수 있다. 제1 공급 단계에서 제어기(900)는 가압 밸브(824)를 닫아 챔버(800)로 가압 기체가 공급되지 않는 상태일 수 있다. 또한, 제1 공급 단계에서 챔버(800)의 내부로 가압 기체가 공급되어, 챔버(800)의 내부가 설정 압력 또는 설정 범위의 압력으로 조절되는 상태일 수 있다. 또한, 제1 공급 단계에서 챔버(800)의 내부는 설정 압력 또는 설정 범위의 압력일 수 있다. 제2 공급 단계에서 챔버(800)의 내부는 설정 압력 또는 설정 범위의 압력으로 제공된다. 린스액이 공급될 때, 제어기(900)는 히터(215)에 의해 린스액이 가열되도록 할 수 있다.
이후, 제어기(900)는 기판(W) 주위의 압력이 낮아지도록 챔버(800)의 내부가 배기되도록 감압 라인(831)을 제어한다. 배기는 짧은 시간에 챔버(800)의 내부 압력이 급격히 낮아 지도록 수행된다. 따라서, 챔버(800)의 내부의 온도 및 린스액의 온도는 동일 하게 유지되거나, 변화가 최소화 된 상태에서 챔버(800)의 압력 강하가 이루어 진다. 압력 강하에 따라, 챔버(800)의 내부 상태는 린스액이 액체인 지점(P2)에서 좌측으로 이동하여, 린스액이 기체인 상태(P2)로 이동되어, 기판(W)에 잔류하는 린스액은 급격히 기화된다. 그리고, 챔버(800)의 내부가 계속적으로 배기됨에 따라 기화된 린스액은 챔버(800)에서 배출된다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 린스액은 표면 장력이 감소된 상태에서 기판(W)에서 제거된다. 에외트뵈스의 식 또는 램지-실즈의 식에 따르면, 린스액의 표면 장력은 린스액의 온도에 따라 감소한다. 본 발명은 린스액의 기화는 대기압에서의 끓는점 보다 높은 온도에서 압력 강화를 통해 이루어 진다. 따라서, 린스액이 기화될 때 린스액은 표면 장력이 감소된 상태로 제공된다.
또한 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 린스액은 표면 장력이 감소된 상태에서 기화되므로, 린스액으로 순수, 이소프로필 알코올 등과 같이 다양한 유체가 사용될 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
10: 인덱스부 20: 버퍼부
40: 이송 챔버 50: 처리부
100: 처리 용기 200: 기판 지지부재
300: 분사 부재

Claims (18)

  1. 챔버;
    상기 챔버의 내부에 위치되어, 기판을 지지하는 기판 지지 부재;
    상기 기판으로 린스액을 공급하는 분사 부재;
    상기 챔버를 감압하는 감압 라인; 및
    상기 액상의 린스액이 공급된 후 상기 감압 라인을 통해 상기 챔버를 감압 시켜 상기 린스액을 기화 시키는 제어기를 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 분사 부재는 린스액을 설정 온도로 가열된 상태로 공급하는 기판 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 분사 부재가 상기 기판으로 상기 린스액을 공급하는 제1공급 단계, 제1공급 단계 보다 온도가 높게 가열된 상태로 상기 린스액을 공급하는 제2공급 단계로 상기 린스액을 공급하도록 제어하는 기판 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기판 처리 장치는 상기 챔버에 연결되어 상기 챔버의 내부로 상기 챔버의 내부를 가압하기 위한 가압 기체를 공급하는 가압 라인을 더 포함하는 기판 처리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 가압 라인에는 상기 가압 기체를 가열하기 위한 라인 히터가 제공되는 기판 처리 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 챔버의 내부로 공급되는 상기 가압 기체는 설정 온도로 가열된 상태로 제공되는 기판 처리 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 린스액이 공급될 때, 상기 챔버의 내부가 대기압 보다 높고 상기 린스액의 임계 압력보다 낮은 상태가 되도록 상기 가압 라인을 제어하는 기판 처리 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 린스액은 대기압에서의 끓는점 보다 높고, 상기 챔버의 내부의 압력 상태에서의 끊는점 보다 낮은 온도를 갖는 기판 처리 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 린스액은 순수인 기판 처리 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 린스액은 이소프로필 알코올인 기판 처리 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 분사 부재는,
    상기 기판으로 상기 린스액을 토출하는 분사 노즐;
    상기 린스액을 공급하는 린스액 공급기; 및
    상기 린스액 공급기와 상기 분사 노즐을 연결하는 공급 배관을 포함하되,
    상기 린스액 공급기와 상기 공급 배관의 내부는 대기압 보다 높은 압력을 갖는 기판 처리 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 기판 지지 부재는 상기 기판에 도포된 상기 린스액을 가열하기 위한 히터를 포함하는 기판 처리 장치.
  13. 기판을 대기압 보다 높은 압력을 갖는 챔버에 위치시키는 단계;
    상기 기판으로 대기압에서의 끓는점 보다 높은 온도를 갖는 가열된 린스액을 액상으로 공급하는 단계; 및
    상기 챔버를 감압하여 상기 린스액을 기화 시키는 단계를 포함하는 기판 처리 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 챔버의 내부는 상기 린스액의 임계 압력보다 낮은 상태로 제공되는 기판 처리 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 린스액은 순수인 기판 처리 방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 린스액은 이소프로필 알코올인 기판 처리 방법.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 챔버의 가압은 가열된 불활성 가스를 공급하여 이루어 지는 기판 처리 방법.
  18. 기판으로 린스액을 공급하는 단계;
    챔버의 내부가 대기압 보다 높은 압력을 갖는 상태에서 상기 린스액을 가열된 상태로 공급하는 단계; 및
    상기 챔버를 감압하여 상기 린스액을 기화 시키는 단계를 포함하는 기판 처리 방법.
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