KR20200041402A - 기판 처리 방법 - Google Patents

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KR20200041402A
KR20200041402A KR1020180120930A KR20180120930A KR20200041402A KR 20200041402 A KR20200041402 A KR 20200041402A KR 1020180120930 A KR1020180120930 A KR 1020180120930A KR 20180120930 A KR20180120930 A KR 20180120930A KR 20200041402 A KR20200041402 A KR 20200041402A
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최기훈
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이재성
허찬영
김도헌
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Abstract

본 발명은 기판 처리 방법을 제공한다. 일 실시 예에 따르면 기판 처리 방법은, 노광 처리 및 포스트 베이크 처리된 기판에 대하여 2-헵타논(2-Heptanone)을 포함하는 현상 유체를 도포하여 현상 처리하는 단계와; 현상 처리된 기판에 대하여 린스 유체를 도포하는 단계와; 상기 린스 유체가 도포된 기판을 고압 챔버로 이동시켜 초임계 유체를 이용하여 처리하는 단계를 수행한다.

Description

기판 처리 방법{METHOD FOR TREATING SUBSTRATE}
본 발명은 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 사진 공정은 기판 상에 원하는 회로 패턴을 형성하기 위한 공정으로, 도포 공정, 노광 공정, 그리고 현상 공정이 순차적으로 진행된다. 도포 공정에는 기판 상에 포토 레지스트(Photoresist)와 같은 감광액을 도포하고, 노광(Exposure) 공정에는 감광막이 형성된 기판 상에 회로 패턴을 노광하며, 현상(Develop) 공정에는 기판 상에 노광 처리된 영역을 선택적으로 현상 처리한다. 이후, 기판은 현상 공정에서 사용된 현상 유체를 기판에서 제거한 후, 기판을 건조 시킨다.
본 발명은 기판을 효율적으로 처리할 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 폭발 위험성이 낮은 기판 처리 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 파티클이나 오염물 발생을 억제할 수 있는 기판 처리 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 기판을 처리하는 방법을 제공한다. 일 실시 예에 의하면, 노광 처리 및 포스트 베이크(Post Bake: PB) 또는 포스트 익스포저 베이크(Post Exposure Bake: PEB) 처리된 기판에 대하여 2-헵타논(2-Heptanone)을 포함하는 현상 유체를 도포하여 현상 처리하는 단계와; 현상 처리된 기판에 대하여 린스 유체를 도포하는 단계와; 상기 린스 유체가 도포된 기판을 고압 챔버로 이동시켜 초임계 유체를 이용하여 처리하는 단계를 수행한다.
일 실시 예에 의하면, 상기 린스 유체는 유기 용제일 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 린스 유체는 2-헵타논(2-Heptanone), 이소프로필알코올(IPA), n-부틸아세테이트(n-Butyl Acetate), 플루오르화수소에테르(Hydrofluoroether; HFE) 또는 이들의 조합일 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 현상 유체는 네거티브 감광액의 현상(Negative Tone Development: NTD)에 사용될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 초임계 유체는 이산화탄소일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 다른 실시예에 의하면, 노광 처리 및 포스트 베이크 처리된 기판을 제1 챔버로 이송하는 단계와; 상기 제1 챔버에서 2-헵타논(2-Heptanone)을 포함하는 현상 유체를 도포하여 현상 처리하는 단계와; 상기 현상 처리된 기판을 제2 챔버로 이송하는 단계와; 상기 제2 챔버에서 린스 유체를 도포하는 단계와; 상기 린스 유체가 도포된 기판을 고압 챔버로 이동시키는 단계와; 상기 고압 챔버에서 초임계 유체를 이용하여 처리하는 단계를 수행한다.
일 실시 예에 의하면, 상기 린스 유체는 유기 용제(Organic Solvent)일 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 린스 유체는 2-헵타논(2-Heptanone), 이소프로필알코올(IPA), n-부틸아세테이트(n-Butyl Acetate), 플루오르화수소에테르(Hydrofluoroether; HFE) 또는 이들의 조합일 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 현상 유체는 네거티브 감광액의 현상에 사용될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 초임계 유체는 이산화탄소일 수 있다.
본 발명에 의하면 기판을 효율적으로 처리할 수 있는 기판 처리 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 폭발 위험성이 낮은 기판 처리 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 파티클이나 오염물 발생을 억제할 수 있는 기판 처리 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 평면도이다.
도 2는 도 1의 제1 액 처리 챔버의 단면도이다.
도 3은 도 1의 제2 액 처리 챔버의 일 실시예의 단면도이다.
도 4는 도 1의 액 처리 챔버(3000)의 다른 실시예에 따른 단면도이다.
도 5은 도 1의 고압 챔버의 일 실시예의 단면도이다.
도 6은 일 실시 예에 따라 기판이 처리되는 과정을 나타내는 도면이다.
도 7는 다른 실시 예에 따라 기판이 처리되는 과정을 나타내는 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 발명에 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 평면도이다. 본 발명에 따른 기판 처리 장치(100)를 설명한다. 여기서, 기판(S)은 반도체 소자나 평판 디스플레이(FPD: flat panel display) 및 그 밖에 박막에 회로패턴이 형성된 물건의 제조에 이용되는 기판을 모두 포함하는 포괄적인 개념이다. 이러한 기판(S)의 예로는, 실리콘 웨이퍼, 유리기판, 유기기판 등이 있다. 외부로부터 기판 처리 장치(100)에 반입되는 기판(S)은 감광액 도포 공정, 노광 공정, 포스트 베이크 공정이 수행된 상태이다.
기판 처리 장치(100)는 인덱스 모듈(1000)과 공정 모듈(2000)을 포함한다.
인덱스 모듈(1000)은 외부로부터 기판(S)을 반송 받아 공정 모듈(2000)로 기판(S)을 반송한다. 공정모듈(2000)은 기판에 대하여 세정 및 건조 공정을 수행한다.
인덱스 모듈(1000)은 설비 전방 단부 모듈(EFEM: equipment front end module)로서, 로드포트(1100)와 이송 프레임(1200)을 포함한다.
로드포트(1100)에는 기판(S)이 수용되는 용기(C)가 놓인다. 용기(C)로는 전면 개방 일체형 포드(FOUP: front opening unified pod)가 사용될 수 있다. 용기(C)는 오버헤드 트랜스퍼(OHT: overhead transfer)에 의해 외부로부터 로드포트(1100)로 반입되거나 로드포트(1100)로부터 외부로 반출될 수 있다.
이송 프레임(1200)은 로드포트(1100)에 놓인 용기(C)와 공정 모듈(2000) 간에 기판(S)을 전달한다. 이송 프레임(1200)은 인덱스 로봇(1210)과 인덱스 레일(1220)을 포함한다. 인덱스 로봇(1210)은 인덱스 레일(1220) 상에서 이동하며 기판(S)을 반송할 수 있다.
공정 모듈(2000)은 버퍼 챔버(2100), 이송 챔버(2200), 액 처리 챔버(3000) 그리고 고압 챔버(4000)를 포함한다.
버퍼 챔버(2100)는 인덱스 모듈(1000)과 공정 모듈(2000) 간에 반송되는 기판(S)이 임시로 머무르는 공간을 제공한다. 버퍼 챔버(2100)에는 버퍼 슬롯이 제공될 수 있다. 버퍼 슬롯에는 기판(S)이 놓인다. 예를 들어, 인덱스 로봇(1210)은 기판(S)을 용기(C)로부터 인출하여 버퍼 슬롯에 놓을 수 있다. 이송 챔버(2200)의 이송 로봇(2210)은 버퍼 슬롯에 놓인 기판(S)을 인출하여 이를 액 처리 챔버(3000)나 고압 챔버(4000)로 반송할 수 있다. 버퍼 챔버(2100)에는 복수의 버퍼 슬롯이 제공되어 복수의 기판(S)이 놓일 수 있다.
이송 챔버(2200)는 그 둘레에 배치된 버퍼 챔버(2100), 액 처리 챔버(3000) 그리고 고압 챔버(4000)간에 기판(S)을 전달한다. 이송 챔버(2200)는 이송 로봇(2210)과 이송 레일(2220)을 포함한다. 이송 로봇(2210)은 이송 레일(2220) 상에서 이동하며 기판(S)을 반송할 수 있다.
액 처리 챔버(3000)와 고압 챔버(4000)는 기판을 처리한다. 액 처리 챔버(3000)와 고압 챔버(4000)는 이송 챔버(2200)의 측면에 배치된다. 예를 들어, 액 처리 챔버(3000)와 고압 챔버(4000)는 이송 챔버(2200)의 다른 측면에 서로 마주보도록 배치될 수 있다.
액 처리 챔버(3000)는 제1 액 처리 챔버(3010)와, 제2 액 처리 챔버(3020)을 포함한다. 제1 액 처리 챔버(3010)는 기판(S)에 현상 유체를 도포한다. 제2 액 처리 챔버(3030)는 기판(S)에 린스 유체를 도포한다. 제1 액 처리 챔버(3010)와 제2 액 처리 챔버(3020)의 배치는 상술한 예로 한정되지 않으며, 기판 처리 장치(100)의 풋프린트나 공정효율 등을 고려하여 변경될 수 있다.
공정 모듈(2000)에는 액 처리 챔버(3000)와 고압 챔버(4000)가 복수로 제공될 수 있다. 액 처리 챔버(3000)와 고압 챔버(4000)의 배치는 상술한 예로 한정되지 않으며, 기판 처리 장치(100)의 풋프린트나 공정효율 등을 고려하여 변경될 수 있다. 예컨대 복수의 공정 챔버들(3000, 4000)은 이송 챔버(2200)의 측면에 일렬로 배치되거나 또는 상하로 적층되어 배치되거나 또는 이들의 조합에 의해 배치될 수 있다.
기판 처리 장치(100)는 제어기(도 2의 5000)에 의해 제어될 수 있다.
도 2는 도 1의 제1 액 처리 챔버의 단면도이다. 제1 액 처리 챔버(3010)는 지지 부재(3100), 노즐 부재(3200) 그리고 회수 부재(3300)를 포함한다.
액 처리 챔버(3010)는 노광 및 포스트 베이크된 기판에 대하여 현상 유체를 도포하여 기판(S)을 현상 처리한다.
지지 부재(3100)는 기판(S)을 지지한다. 지지 부재(3100)는 지지된 기판(S)을 회전시킬 수 있다. 지지 부재(3100)는 지지 플레이트(3110), 지지 핀(3111), 척 핀(3112), 회전 축(3120) 그리고 회전 구동기(3130)를 포함한다.
지지 플레이트(3110)는 기판(S)과 동일 또는 유사한 형상의 상면을 가진다. 지지 플레이트(3110)의 상면에는 지지 핀(3111)과 척 핀(3112)이 제공된다. 지지 핀(3111)은 기판(S)의 저면을 지지한다. 척 핀(3112)은 지지된 기판(S)을 고정할 수 있다.
지지 플레이트(3110)의 하부에는 회전 축(3120)이 연결된다. 회전 축(3120)은 회전 구동기(3130)로부터 회전력을 전달받아 지지 플레이트(3110)를 회전시킨다. 이에 따라 지지 플레이트(3110)에 안착된 기판(S)이 회전할 수 있다. 척 핀(3112)은 기판(S)이 정 위치를 이탈하는 것을 방지한다.
노즐 부재(3200)는 기판(S)에 공정 유체를 분사한다. 노즐 부재(3200)는 노즐(3210), 노즐 바(3220), 노즐 축(3230) 그리고 노즐 축 구동기(3240)를 포함한다.
노즐(3210)은 지지 플레이트(3110)에 안착된 기판(S)에 현상 유체를 공급한다. 노즐(3210)은 노즐 바(3220)의 일단 저면에 형성된다. 노즐 바(3220)는 노즐 축(3230)에 결합된다. 노즐 축(3230)은 승강 또는 회전할 수 있도록 제공된다. 노즐 축 구동기(3240)는 노즐 축(3230)을 승강 또는 회전시켜 노즐(3210)의 위치를 조절할 수 있다. 노즐(3210)은 현상 유체 공급 라인(3011)과 연결된다. 현상 유체 공급 라인(3011)은 현상 유체 공급원(3012)에 연결된다. 현상 유체 공급 라인(3011)에는 밸브(3013)가 설치된다. 공급되는 현상 유체는 2-헵타논(2-Heptanone)이다. 공급되는 현상 유체는 네거티브 감광액의 현상에 사용되는 것이다.
용제 분자량
[g/cm3]		 밀도
[g/cm3]		 끓는점
[℃]		 표면장력
[dyn/cm]		 점성도
[cP]		 증기압
[kPa]		 인화점
[℃]
n-Butyl Acetate 116.2 0.883 126 25.1 0.68 1.7 22
2-Heptanone 114.2 0.8 151 26.2 0.77 0.51 39
상기 [표 1]은 현상 유체로 제공될 수 있는 n-부틸아세테이트(n-Butyl Acetate)와, 본 발명의 실시 예에 따른 2-헵타논(2-Heptanone)의 기초 물성치를 비교한 표이다.
2-헵타논은 n-부틸아세테이트와 비교하여 분자량, 밀도, 표면장력, 점성도가 유사하다. 그러나 n-부틸아세테이트의 인화점은 22℃이고, 2-헵타논의 인화점은 39℃이다. 인화점이 낮은 경우 공정 설비 중 전기적 또는 정전기적 스파크에 의한 폭발 위험성이 높다. 2-헵타논은 n-부틸아세테이트와 비교하여 인화점이 높기 때문에 폭발에 대해 안정적이다. 또한, 2-헵타논의 끓는점은 151℃으로 n-부틸아세테이트의 끓는점인 126℃ 높으며, 2-헵타논의 증기압은 0.51kPa이고 n-부틸아세테이트의 증기압은 1.7kPa로, n-부틸아세테이트와 비교하여 휘발성이 낮아서 화학적으로 안정적인 성질을 갖는다.
2-헵타논을 현상액으로 하여 기판에 대한 현상 공정을 수행하는 경우, 공정 특성이 좋아진다. 현상 이전 공정 단계인 노광 단계(Exposure Step)의 공정 마진(Process Margin)을 늘일 수 있는 장점을 가지고 있다. 즉, 노광할 때 노광 도즈(Exposure Dose) 및 노광 심도(Exposure Focus)의 범위(RANGE)를 넓게 가져갈 수 있어서 노광 단계(Exposure Step)에서의 공정 윈도우(Process Window)가 커지게 된다. 또한 2-헵타논에 의한 현상에 의해 기판의 CD균일도(CD uniformity)가 향상될 수 있다.
회수 부재(3300)는 기판(S)에 공급된 공정 유체를 회수한다. 노즐 부재(3200)에 의해 기판(S)에 공정 유체가 공급되면, 지지 부재(3100)는 기판(S)을 회전시켜 기판(S)의 전 영역에 공정 유체가 균일하게 공급되도록 할 수 있다. 기판(S)이 회전하면 기판(S)으로부터 공정 유체가 비산한다. 비산하는 공정 유체는 회수 부재(3300)에 의해 회수될 수 있다.
회수 부재(3300)는 회수통(3310), 회수 라인(3320), 승강바(3330) 그리고 승강 구동기(3340)를 포함한다.
회수통(3310)은 지지 플레이트(3110)를 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 회수통(3310)은 복수로 제공될 수 있다. 복수의 회수통(3310)은 상부에서 볼 때 차례로 지지 플레이트(3110)로부터 멀어지는 링 형상으로 제공된다. 지지 플레이트(3110)로부터 먼 거리에 있는 회수통(3310)일수록 그 높이가 높게 제공된다. 회수통(3310) 사이의 공간에는 기판(S)으로부터 비산되는 기판 세정 조성물이 유입되는 회수구(3311)가 형성된다. 회수통(3310)의 하면에는 회수 라인(3320)이 형성된다.
승강바(3330)는 회수통(3310)에 연결된다. 승강바(3330)는 승강 구동기(3340)로부터 동력을 전달받아 회수통(3310)을 상하로 이동시킨다. 승강바(3330)는 회수통(3310)이 복수인 경우 최외곽에 배치된 회수통(3310)에 연결될 수 있다. 승강 구동기(3340)는 승강바(3330)를 통해 회수통(3310)을 승강시켜 복수의 회수구(3311) 중 비산하는 공정 유체가 유입되는 회수구(3311)를 조절할 수 있다.
도 3은 도 1의 제2 액 처리 챔버의 일 실시예의 단면도이다.
제2 액 처리 챔버(3020)의 구성에서 제1 액 처리 챔버(3010)와 동일한 구성은 동일한 구성은 동일한 참조 번호를 기재하였고, 설명은 도 2의 설명으로 대체한다.
액 처리 챔버(3020)는 현상 유체 처리한 기판(S)에 대하여 린스 유체를 도포한다. 노즐(3210)은 지지 플레이트(3110)에 안착된 기판(S)에 린스 유체를 공급한다. 제2 액 처리 챔버(3020)의 노즐(3210)은 린스 유체 공급 라인(3021)과 연결된다. 린스 유체 공급 라인(3021)은 린스 유체 공급원(3022)에 연결된다. 린스 유체 공급 라인(3021)에는 밸브(3023)가 설치된다. 공급되는 린스 유체는 플루오르화수소에테르(Hydrofluoroether; HFE) 또는 n-부틸아세테이트(n-Butyl Acetate) 또는 2-헵타논(2-Heptanone) 또는 이소프로필알코올(IPA) 또는 이들의 조합이다.
도 4는 도 1의 액 처리 챔버(3000)의 다른 실시예에 따른 단면도이다.
도 4를 참조하면 도 2의 제1 액 처리 챔버(3010)와 도 3의 제2 액 처리 챔버(3020)의 기능은 통합되어 하나의 액 처리 챔버에서 제공될 수 있다.
통합된 액 처리 챔버(3000)의 구성에서 제1 액 처리 챔버(3010)와 동일한 구성은 동일한 구성은 동일한 참조 번호를 기재하였고, 설명은 도 2의 설명으로 대체한다.
액 처리 챔버(3000)는 현상 유체 처리한 기판(S)에 대하여 현상 유체를 도포하여 현상 처리 한 이후 기판(S) 린스 유체를 도포한다.
통합된 액 처리 챔버(3000)의 노즐(3210)은 액 공급 라인(3001)과 연결된다. 액 공급 라인(3001)은 현상 유체 공급 라인(3011) 및 린스 유체 공급 라인(3021)과 연결된다. 현상 유체 공급 라인(3011) 및 린스 유체 공급 라인(3021)은 어느 지점에서 접속되어 액 공급 라인(3001)과 연결된다. 현상 유체 공급 라인(3011)은 현상 유체 공급원(3012)에 연결된다. 린스 유체 공급 라인(3021)은 린스 유체 공급원(3022)에 연결된다. 현상 유체 공급 라인(3011)에는 밸브(3013)가 설치되고, 린스 유체 공급 라인(3021)에는 밸브(3023)가 설치된다.
공급되는 현상 유체는 2-헵타논이고, 공급되는 린스 유체는 플루오르화수소에테르(Hydrofluoroether; HFE) 또는 n-부틸아세테이트(n-Butyl Acetate) 또는 2-헵타논(2-Heptanone) 또는 이소프로필알코올(IPA) 또는 이들의 조합이다.
도 5은 도 1의 고압 챔버의 일 실시예의 단면도이다.
도 5을 참조하면, 고압 챔버(4000)는 챔버(4100), 승강 유닛(4200), 지지 유닛(미도시), 가열 부재(4400), 유체 공급 유닛(4500), 차단 부재(미도시) 그리고 배기 부재(4700)을 포함한다. 고압 챔버(4000)는 초임계 유체를 이용하여 기판을 처리하는 공정을 수행하다.
챔버(4100)는 내부에 초임계 세정 또는 건조 공정이 수행되는 처리 공간을 제공한다. 챔버(4100)은 임계 압력 이상의 고압을 견딜 수 있는 재질로 제공된다.
챔버(4100)은 상체(4110)과 하체(4120)을 포함한다. 상체(4110)는 하체(4120)와 조합되어 내부에 처리 공간을 형성한다. 상체(4110)는 하체(4120)의 위에 위치된다. 상체(4110)는 사각의 판 형상으로 제공되고, 하체(4120)는 상부가 개방된 사각의 컵 형상을 가질 수 있다.
상체(4110)는 하체(4120)와 중심축이 서로 일치하는 위치에서, 그 하단이 하체(4120)의 상단과 마주보도록 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 상체(4110) 및 하체(4120) 각각은 금속 재질로 제공될 수 있다.
상체(4110)는 외부 구조물에 고정되게 설치된다. 하체(4120)는 상체(4110)에 대해 승강 가능하게 제공된다. 하체(4120)는 하강하여 상체(4110)로부터 이격되면 고압 챔버(4000)의 내부에 처리 공간이 개방된다. 개방된 처리 공간으로 기판(S)이 고압 챔버(4000)의 내부 공간으로 반입되거나 내부 공간으로부터 반출될 수 있다. 여기서, 고압 챔버(4000)로 반입되는 기판(S)은 도포된 린스 유체가 잔류하는 상태이다.
하체(4120)가 상승하여 상체(4110)에 밀착되면 고압 챔버(4000)의 내부에 처리 공간이 밀폐된다. 밀페된 처리 공간에서는 초임계 유체를 통해 기판이 처리될 수 있다. 상술한 예와 달리 챔버(4100)에서 하체(4120)가 고정 설치되고, 상체(4110)가 승강되는 구조로 제공될 수도 있다.
승강 유닛(4200)는 하체(4120)를 승강시킨다. 승강 유닛(4200)은 승강 실린더(4210)와 승강 로드(4220)을 포함한다. 승강 실린더(4210)는 하체(4120)에 결합되어 상하 방향의 구동력을 발생시킨다. 승강 실린더(4210)는 초임계 유체를 이용한 기판 처리가 수행되는 동안 고압 챔버(4000) 내부의 임계 압력 이상의 고압을 이기고, 상체(4110)과 하체(4120)를 밀착시켜 고압 챔버(4000)를 밀폐시킬 수 있는 정도의 구동력을 발생시킨다. 승강로드(4220)는 그 일단이 승강 실린더(4210)에 삽입되어 수직상방으로 연장되어 타단이 상체(4110)에 결합된다. 승강 실린더(4210)에서 구동력 발생 시, 승강 실린더(4210)와 승강 로드(4220)가 상대적으로 승강되어 승강 실린더(4210)에 결합된 하체(4120)가 승강될 수 있다. 승강 실린더(4210)에 의해 하체(4120)가 승강하는 동안 승강 로드(4220)는 상체(4110)과 하체(4120)가 수평방향으로 움직이는 것을 방지하고, 승강 방향을 안내하여, 상체(4110)와 하체(4120)가 서로 정위치에서 이탈하는 것을 방지할 수 있다.
한편, 도면에 도시되지는 않았지만, 처리 공간 내부에는 기판(S)을 지지하는 기판 지지 유닛(미도시)이 마련될 수 있다. 기판 지지 유닛(미도시)은 기판(W)의 처리면이 위를 향하도록 기판(W)을 지지한다.
지지 유닛(미도시)은 챔버(4100)의 처리 공간에 위치하며 기판(S)을 지지한다. 지지 유닛(미도시)은 상체(4110)에 결합될 수 있다. 지지 유닛(미도시)이 상체(4110)에 결합됨에 따라, 지지 유닛(4300)은 하체(4120)가 승강하는 동안 안정적으로 기판(S)을 지지할 수 있다.
지지 유닛(미도시)이 기판(S)의 가장자리 영역에 접촉하여 기판(S)을 지지하여 기판(S) 상면 전체영역과 하면의 대부분의 영역에 대해서 초임계 유체를 통한 기판 처리가 수행될 수 있다. 여기서, 기판(S)은 그 상면이 패턴면이고, 하면이 비패턴면일 수 있다.
가열 부재(4400)는 고압 챔버(4000)의 내부를 가열한다. 가열 부재(4400)는 고압 챔버(4000) 내부에 공급된 초임계 유체를 임계온도 이상으로 가열하여 초임계 유체 상으로 유지한다. 가열 부재(4400)는 초임계 유체가 액화된 경우에는 다시 초임계 유체가 되도록 초임계 유체를 가열할 수 있다. 가열 부재(4400)는 상체(4110) 및 하체(4120) 중 적어도 하나의 벽 내에 매설되어 설치된다. 가열 부재(4400)는 외부로부터 전원을 받아 열을 발생시킨다. 일 예로 가열 부재(4400)은 히터로 제공 될 수 있다.
유체 공급 유닛(4500)는 고압 챔버(4000)로 유체를 공급한다. 공급되는 유체는 초임계 유체일 있다. 일 예로 공급되는 초임계 유체는 이산화탄소일 수 있다.
유체 공급 유닛(4500)은 공급 포트(4510), 유체 공급 라인(4550) 그리고 밸브(4551)를 포함한다.
공급 포트(4510)는 처리 공간에 초임계 유체가 공급되는 유로로 기능한다. 일 예로, 공급 포트(4510)는 상체(4110)에 형성될 수 있고, 나아가 상체(4110)의 중앙에 위치할 수 있다.
또는 공급 포트(4510)는 상체(4110)에 형성되는 상부 공급 포트(4510)와 하체(4120)에 형성되는 하부 공급 포트(미도시)를 포함할 수 있다. 후술할 유체 공급 라인(4450)은 도중에 분기되어 상부 공급 포트(4510)와 하부 공급 포트(미도시)에 연통될 수 있다. 그리고 상부 공급 포트(4510)로 분기되는 공급 라인과 하부 공급 포트(미도시)로 분기되는 공급 라인에는 각각 밸브(4551)가 설치될 수 있다.
공급 포트(4510)에서 분사되는 초임계 유체는 기판(S)의 중앙영역으로 도달하여 가장자리 영역으로 퍼지면서 기판(S)의 전 영역에 균일하게 제공된다.
유체 공급 라인(4550)은 공급 포트(4510)와 연결된다. 공급 라인은 외부에 별도의 초임계 유체 저장부(4560)에서 초임계 유체를 공급 받아 공급 포트(4510)에 초임계 유체를 공급한다.
밸브(4551)는 유체 공급 라인(4550)에 설치된다. 밸브(4551)는 공급 라인에 복수 개 제공 될 수 있다. 각각의 밸브(4551)는 공급 포트(4510)에 공급되는 초임계 유체의 유량을 조절한다. 밸브(4551)는 제어기(5000)에 의해서 챔버(4100) 내부로 공급되는 유량 조절이 가능하다.
배기 부재(4700)는 고압 챔버(4000)로부터 초임계 유체를 배기한다. 배기 부재(4700)을 통해 배기되는 초임계 유체는 대기 중으로 방출되거나 또는 초임계 유체 재생 시스템(미도시)로 공급될 수 있다. 배기 부재(4700)는 하체(4120)에 결합될 수 있다. 배기 부재(4700)는 처리 공간 내의 초임계 유체가 배기되는 배기 포트(미도시)를 포함한다. 일 예로, 배기 포트(미도시)는 하체(4120)에 형성될 수 있고, 나아가 하체(4120)의 중앙에 위치할 수 있다.
그리고 하체(4120)에 하부 공급 포트(미도시)가 형성되는 경우, 하부 공급 포트(미도시)는 배기 부재(4700)와 간섭되지 않는 위치에 마련될 수 있다. 예를 들어, 배기 부재(4700)가 하체(4120)의 중앙에 제공되는 경우 배기 포트(미도시)는 중앙에서 소정 거리 벗어나 위치할 수 있다.
초임계 유체를 통한 기판 처리 공정의 후기에는 고압 챔버(4000)로부터 초임계 유체가 배기되어 그 내부압력이 임계압력 이하로 감압되어 초임계 유체가 액화될 수 있다. 액화된 초임계 유체는 중력에 의해 하체(4120)에 형성된 배기 부재(4700)를 통해 배출될 수 있다.
도 6은 일 실시 예에 따라 기판이 처리되는 과정을 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 기판 처리 장치(100)는 감광액이 도포되고 노광된 후 포스트 베이크된 상태로 반입(S110, S120)된 기판(S)을 설정 과정에 따라 처리 한다. 기판(S)에 도포된 감광액은 네거티브 감광액일 수 있다.
기판(S)에는 현상 유체가 공급된다(S130). 현상 유체는 기판(S)을 현상 처리 할 수 있다. 현상 유체는 2-헵타논이다.
이후, 현상 처리된 기판(S)에 대하여 린스 유체가 공급된다(S110). 린스 유체는 현상된 감광액 부산물과 잔류하는 현상 유체를 제거한다. 린스 유체는 현상 유체와 섞일 수 있고, 후술할 초임계 유체에서 용해되어 추출될 수 있으며, 현상 공정에서 형성된 감광액 패턴에 손상을 주지 않는 특성을 가지는 유기 용제이다. 린스 유체는 플루오르화수소에테르(Hydrofluoroether; HFE) 또는 n-부틸아세테이트(n-Butyl Acetate) 또는 2-헵타논(2-Heptanone) 또는 이소프로필알코올(IPA) 또는 이들의 조합이다. 이후, 기판(S)에 린스 유체가 잔류하는 상태로 초임계 유체를 공급하여, 린스 유체를 용해하여 추출함으로써 기판(S)에서 린스 유체를 제거한다(S150).
도 7는 다른 실시 예에 따라 기판이 처리되는 과정을 나타내는 도면이다.
기판(S)은 네거티브 감광액이 도포되고 노광된 후, 포스트 베이크된 상태로 도 4의 액 처리 챔버(3000)로 이송된다(S210).
액 처리 챔버에서 기판(S)에 현상 유체를 공급한다(S220). 공급되는 현상 유체는 2-헵타논이다.
현상 처리가 완료되면 연속하여 기판에 린스 유체를 공급한다(S230). 린스 유체는 플루오르화수소에테르(Hydrofluoroether; HFE) 또는 n-부틸아세테이트(n-Butyl Acetate) 또는 2-헵타논(2-Heptanone) 또는 이소프로필알코올(IPA) 또는 이들의 조합이다.
이후, 기판(S)은 린스 유체가 잔류하는 상태로 고압 챔버(4000)로 이송된다(S240). 고압 챔버(4000)로 이송된 기판에 초임계 유체를 공급하여 린스 유체를 용해하여 추출함으로써 제거한다.
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.
100: 기판 처리 장치 1000: 인덱스 모듈
2000: 공정 모듈 3000: 액 처리 챔버
3010: 제1 액 처리 챔버 3020: 제2 액 처리 챔버
4000: 고압 챔버

Claims (6)

  1. 노광 처리 및 포스트 베이크 또는 포스트 익스포저 베이크 처리된 기판에 대하여 2-헵타논(2-Heptanone)을 포함하는 현상 유체를 도포하여 현상 처리하는 단계와;
    현상 처리된 기판에 대하여 린스 유체를 도포하는 단계와;
    상기 린스 유체가 도포된 기판을 고압 챔버로 이동시켜 초임계 유체를 이용하여 처리하는 단계를 수행하는 기판 처리 방법.
  2. 노광 처리 및 포스트 베이크 또는 포스트 익스포저 베이크 처리된 기판을 제1 챔버로 이송하는 단계와;
    상기 제1 챔버에서 2-헵타논(2-Heptanone)을 포함하는 현상 유체를 도포하여 현상 처리하는 단계와;
    상기 현상 처리된 기판을 제2 챔버로 이송하는 단계와;
    상기 제2 챔버에서 린스 유체를 도포하는 단계와;
    상기 린스 유체가 도포된 기판을 고압 챔버로 이동시키는 단계와;
    상기 고압 챔버에서 초임계 유체를 이용하여 처리하는 단계를 수행하는 기판 처리 방법.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 린스 유체는 유기 용제인 기판 처리 방법.
  4. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 린스 유체는 2-헵타논(2-Heptanone), 이소프로필알코올(IPA), n-부틸아세테이트(n-Butyl Acetate), 플루오르화수소에테르(Hydrofluoroether; HFE) 또는 이들의 조합인 기판 처리 방법.
  5. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 현상 유체는 네거티브 감광액의 현상에 사용되는 것인 기판 처리 방법.
  6. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 초임계 유체는 이산화탄소인 기판 처리 방법.
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