KR20230034458A - 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR20230034458A
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임의상
김기봉
차명석
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세메스 주식회사
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    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B5/00—Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat
    • F26B5/005—Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat by dipping them into or mixing them with a chemical liquid, e.g. organic; chemical, e.g. organic, dewatering aids

Abstract

본 발명은 기판을 처리하는 장치에 있어서, 기판 처리 장치는, 상부 바디와 하부 바디에 의해 내부 공간을 제공하는 챔버; 상기 내부 공간으로 처리 유체를 공급하는 유체 공급 유닛; 및 상기 내부 공간으로부터 상기 처리 유체를 배기하는 유체 배기 유닛을 포함하고, 상기 유체 배기 유닛은, 상기 하부 바디에 연결되는 배기 라인; 및 상기 배기 라인으로부터 분기되는 세이프티 라인을 포함할 수 있다.

Description

기판 처리 장치{APPARATUS FOR TREATING SUBSTRATE}
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 소자를 제조하기 위해서, 기판에 사진, 식각, 애싱, 이온 주입, 그리고 박막 증착 등 다양한 공정들을 통해 원하는 패턴을 웨이퍼 등의 기판 상에 형성한다. 각각의 공정에는 다양한 처리 액, 처리 가스들이 사용되며, 공정 진행 중에는 파티클, 그리고 공정 부산물이 발생한다. 이러한 파티클, 그리고 공정 부산물을 기판으로부터 제거하기 위해 각각의 공정 전후에는 세정 공정이 수행된다.
일반적인 세정 공정은 기판을 케미칼 및 린스 액으로 액 처리한다. 또한, 기판 상에 잔류하는 케미칼 및 린스 액을 제거하기 위해 건조 처리한다. 건조 처리의 일 예로, 기판을 고속으로 회전시켜 기판 상에 잔류하는 린스 액을 제거하는 회전 건조 공정을 들 수 있다. 그러나, 이러한 회전 건조 방식은 기판 상에 형성된 패턴을 무너뜨린 우려가 있다.
최근에는 기판 상에 이소프로필알코올(IPA)과 같은 유기 용제를 공급하여 기판 상에 잔류하는 린스 액을 표면 장력이 낮은 유기 용제로 치환하고, 이후 기판 상에 초임계 상태의 건조용 가스(예를 들어, 이산화탄소)를 공급하여 기판에 잔류하는 유기 용제를 제거하는 초임계 건조 공정이 이용되고 있다. 초임계 건조 공정에서는 내부가 밀폐된 공정 챔버로 건조용 가스를 공급하고, 건조용 가스를 가열 및 가압한다. 건조용 가스의 온도 및 압력은 모두 임계점 이상으로 상승하고 건조용 가스는 초임계 상태로 상 변화한다.
초임계 상태의 건조용 가스는 높은 용해력과 침투성을 가진다. 즉, 기판 상에 초임계 상태의 건조용 가스가 공급되면, 건조용 가스는 기판 상의 패턴으로 쉽게 침투하며, 기판 상에 잔류하는 유기 용제 또한 건조용 가스에 쉽게 용해된다. 이에, 기판에 형성된 패턴과 패턴 사이에 잔류하는 유기 용제를 용이하게 제거할 수 있게 된다.
다만, 초임계 공정 진행 시 안전 연동장치로(Safety Interlock)로 챔버 상부에 릴리프 밸브를 설치하여 사용하는데, 이 때 안전 라인으로 용매의 역류가 발생하여 공정에 영향을 미치는 문제가 발생된다.
본 발명은 세이프티 라인에 의한 기판 영향성을 최소화할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 기판을 처리하는 장치에 있어서, 기판 처리 장치는, 상부 바디와 하부 바디에 의해 내부 공간을 제공하는 챔버; 상기 내부 공간으로 처리 유체를 공급하는 유체 공급 유닛; 및 상기 내부 공간으로부터 상기 처리 유체를 배기하는 유체 배기 유닛을 포함하고, 상기 유체 배기 유닛은, 상기 하부 바디에 연결되는 배기 라인; 및 상기 배기 라인으로부터 분기되는 세이프티 라인을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 유체 배기 유닛은 상기 세이프티 라인에 설치되고, 상기 챔버가 다운되었을 때 오픈되어 상기 내부 공간의 처리 유체를 상기 세이프티 라인을 통해 배기시키는 안전 밸브를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 유체 배기 유닛은 상기 안전 밸브를 우회하는 우회 라인; 및 상기 우회 라인에 설치되고, 상기 내부 공간의 압력이 비정상적으로 상승할 경우 상기 처리 유체를 벤트시키는 릴리프 밸브를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 유체 공급원이 공급하는 상기 처리 유체는, 이산화탄소(CO2)를 포함하는 유체일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 세이프티 라인이 챔버 하부로 이동하여 용매의 역류를 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 세이프티 라인에 의한 기판 영향성을 최소화하여 챔버 컨디션을 일정하게 유지시킬 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 2는 도 1의 액 처리 챔버의 일 실시 예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 도 1의 건조 챔버의 일 실시 예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 구체적으로, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 1을 참조하면, 기판 처리 장치는 인덱스 모듈(10), 처리 모듈(20), 그리고 제어기(30)를 포함한다. 상부에서 바라볼 때, 인덱스 모듈(10)과 처리 모듈(20)은 일 방향을 따라 배치된다. 이하, 인덱스 모듈(10)과 처리 모듈(20)이 배치된 방향을 제1방향(X)이라 하고, 상부에서 바라볼 때 제1방향(X)과 수직한 방향을 제2방향(Y)이라 하고, 제1방향(X) 및 제2방향(Y)에 모두 수직한 방향을 제3방향(Z)이라 한다.
인덱스 모듈(10)은 기판(W)이 수납된 용기(C)로부터 기판(W)을 처리 모듈(20)로 반송하고, 처리 모듈(20)에서 처리가 완료된 기판(W)을 용기(C)로 수납한다. 인덱스 모듈(10)의 길이 방향은 제2방향(Y)으로 제공된다. 인덱스 모듈(10)은 로드포트(12)와 인덱스 프레임(14)을 가진다. 인덱스 프레임(14)을 기준으로 로드포트(12)는 처리 모듈(20)의 반대 측에 위치된다. 기판(W)들이 수납된 용기(C)는 로드포트(12)에 놓인다. 로드포트(12)는 복수 개가 제공될 수 있으며, 복수의 로드포트(12)는 제2방향(Y)을 따라 배치될 수 있다.
용기(C)로는 전면 개방 일체 식 포드(Front Open Unified Pod:FOUP)와 같은 밀폐용 용기가 사용될 수 있다. 용기(C)는 오버헤드 트랜스퍼(Overhead Transfer), 오버헤드 컨베이어(Overhead Conveyor), 또는 자동 안내 차량(Automatic Guided Vehicle)과 같은 이송 수단(도시되지 않음)이나 작업자에 의해 로드포트(12)에 놓일 수 있다.
인덱스 프레임(14)에는 인덱스 로봇(120)이 제공된다. 인덱스 프레임(14) 내에는 길이 방향이 제2방향(Y)으로 제공된 가이드 레일(124)이 제공되고, 인덱스 로봇(120)은 가이드 레일(124) 상에서 이동 가능하게 제공될 수 있다. 인덱스 로봇(120)은 기판(W)이 놓이는 핸드(122)를 포함하며, 핸드(122)는 전진 및 후진 이동, 제3방향(Z)을 축으로 한 회전, 그리고 제3방향(Z)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다. 핸드(122)는 복수 개가 상하 방향으로 이격되게 제공되고, 핸드(122)들은 서로 독립적으로 전진 및 후진이동할 수 있다.
제어기(30)는 기판 처리 장치를 제어할 수 있다. 제어기(30)는 기판 처리 장치의 제어를 실행하는 마이크로프로세서(컴퓨터)로 이루어지는 프로세스 컨트롤러와, 오퍼레이터가 기판 처리 장치를 관리하기 위해서 커맨드 입력 조작 등을 행하는 키보드나, 기판 처리 장치의 가동 상황을 가시화해서 표시하는 디스플레이 등으로 이루어지는 유저 인터페이스와, 기판 처리 장치에서 실행되는 처리를 프로세스 컨트롤러의 제어로 실행하기 위한 제어 프로그램이나, 각종 데이터 및 처리 조건에 따라 각 구성부에 처리를 실행시키기 위한 프로그램, 즉 처리 레시피가 저장된 기억부를 구비할 수 있다. 또한, 유저 인터페이스 및 기억부는 프로세스 컨트롤러에 접속되어 있을 수 있다. 처리 레시피는 기억 부 중 기억 매체에 기억되어 있을 수 있고, 기억 매체는, 하드 디스크이어도 되고, CD-ROM, DVD 등의 가반성 디스크나, 플래시 메모리 등의 반도체 메모리 일 수도 있다.
제어기(30)는 이하에서 설명하는 기판 처리 방법을 수행할 수 있도록 기판 처리 장치를 제어할 수 있다. 예컨대, 제어기(30)는 이하에서 설명하는 기판 처리 방법을 수행할 수 있도록 유체 공급 유닛(530), 유체 배기 유닛(500)을 제어할 수 있다.
처리 모듈(20)은 버퍼 유닛(200), 반송 챔버(300), 액 처리 챔버(400), 그리고 건조 챔버(500)를 포함한다. 버퍼 유닛(200)은 처리 모듈(20)로 반입되는 기판(W)과 처리 모듈(20)로부터 반출되는 기판(W)이 일시적으로 머무르는 공간을 제공한다. 액 처리 챔버(400)는 기판(W) 상에 액을 공급하여 기판(W)을 액 처리하는 액 처리 공정을 수행한다. 건조 챔버(500)는 기판(W) 상에 잔류하는 액을 제거하는 건조 공정을 수행한다. 반송 챔버(300)는 버퍼 유닛(200), 액 처리 챔버(400), 그리고 건조 챔버(500) 간에 기판(W)을 반송한다.
반송 챔버(300)는 그 길이 방향이 제1방향(X)으로 제공될 수 있다. 버퍼 유닛(200)은 인덱스 모듈(10)과 반송 챔버(300) 사이에 배치될 수 있다. 액 처리 챔버(400)와 건조 챔버(500)는 반송 챔버(300)의 측부에 배치될 수 있다. 액 처리 챔버(400)와 반송 챔버(300)는 제2방향(Y)을 따라 배치될 수 있다. 건조 챔버(500)와 반송 챔버(300)는 제2방향(Y)을 따라 배치될 수 있다. 버퍼 유닛(200)은 반송 챔버(300)의 일단에 위치될 수 있다.
일 예에 의하면, 액 처리 챔버(400)들은 반송 챔버(300)의 양측에 배치되고, 건조 챔버(500)들은 반송 챔버(300)의 양측에 배치되며, 액 처리 챔버(400)들은 건조 챔버(500)들보다 버퍼 유닛(200)에 더 가까운 위치에 배치될 수 있다. 반송 챔버(300)의 일측에서 액 처리 챔버(400)들은 제1방향(X) 및 제3방향(Z)을 따라 각각 A X B(A, B는 각각 1 또는 1보다 큰 자연수) 배열로 제공될 수 있다. 또한, 반송 챔버(300)의 일측에서 건조 챔버(500)들은 제1방향(X) 및 제3방향(Z)을 따라 각각 C X D(C, D는 각각 1 또는 1보다 큰 자연수)개가 제공될 수 있다. 상술한 바와 달리, 반송 챔버(300)의 일측에는 액 처리 챔버(400)들만 제공되고, 그 타측에는 건조 챔버(500)들만 제공될 수 있다.
반송 챔버(300)는 반송 로봇(320)을 가진다. 반송 챔버(300) 내에는 길이 방향이 제1방향(X)으로 제공된 가이드 레일(324)이 제공되고, 반송 로봇(320)은 가이드 레일(324) 상에서 이동 가능하게 제공될 수 있다. 반송 로봇(320)은 기판(W)이 놓이는 핸드(322)를 포함하며, 핸드(322)는 전진 및 후진 이동, 제3방향(Z)을 축으로 한 회전, 그리고 제3방향(Z)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다. 핸드(322)는 복수 개가 상하 방향으로 이격되게 제공되고, 핸드(322)들은 서로 독립적으로 전진 및 후진이동할 수 있다.
버퍼 유닛(200)은 기판(W)이 놓이는 버퍼(220)를 복수 개 구비한다. 버퍼(220)들은 제3방향(Z)을 따라 서로 간에 이격되도록 배치될 수 있다. 버퍼 유닛(200)은 전면(front face)과 후면(rear face)이 개방된다. 전면은 인덱스 모듈(10)과 마주보는 면이고, 후면은 반송 챔버(300)와 마주보는 면이다. 인덱스 로봇(120)은 전면을 통해 버퍼 유닛(200)에 접근하고, 반송 로봇(320)은 후면을 통해 버퍼 유닛(200)에 접근할 수 있다.
도 2는 도 1의 액 처리 챔버의 일 실시 예를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 2를 참조하면, 액 처리 챔버(400)는 하우징(410), 컵(420), 지지 유닛(440), 액 공급 유닛(460), 그리고 승강 유닛(480)을 가진다.
하우징(410)은 기판(W)이 처리되는 내부 공간을 가질 수 있다. 하우징(410)은 대체로 육면체의 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 하우징(410)은 직육면체의 형상을 가질 수 있다. 또한, 하우징(410)에는 기판(W)이 반입되거나, 반출되는 개구(미도시)가 형성될 수 있다. 또한, 하우징(410)에는 개구를 선택적으로 개폐하는 도어(미도시)가 설치될 수 있다.
컵(420)은 상부가 개방된 통 형상을 가질 수 있다. 컵(420)은 처리 공간을 가지고, 기판(W)은 처리 공간 내에서 액 처리 될 수 있다. 지지 유닛(440)은 처리 공간에서 기판(W)을 지지한다. 액 공급 유닛(460)은 지지 유닛(440)에 지지된 기판(W) 상으로 처리 액을 공급한다. 처리 액은 복수 종류로 제공되고, 기판(W) 상으로 순차적으로 공급될 수 있다. 승강 유닛(480)은 컵(420)과 지지 유닛(440) 간의 상대 높이를 조절한다.
일 예에 의하면, 컵(420)은 복수의 회수통(422, 424, 426)을 가진다. 회수통들(422, 424, 426)은 각각 기판 처리에 사용된 액을 회수하는 회수 공간을 가진다. 각각의 회수통들(422, 424, 426)은 지지 유닛(440)을 감싸는 링 형상으로 제공된다. 액 처리 공정이 진행시 기판(W)의 회전에 의해 비산되는 처리 액은 각 회수통(422, 424, 426)의 유입구(422a, 424a, 426a)를 통해 회수 공간으로 유입된다. 일 예에 의하면, 컵(420)은 제1회수통(422), 제2회수통(424), 그리고 제3회수통(426)을 가진다. 제1회수통(422)은 지지 유닛(440)을 감싸도록 배치되고, 제2회수통(424)은 제1회수통(422)을 감싸도록 배치되고, 제3회수통(426)은 제2회수통(424)을 감싸도록 배치된다. 제2회수통(424)으로 액을 유입하는 제2유입구(424a)는 제1회수통(422)으로 액을 유입하는 제1유입구(422a)보다 상부에 위치되고, 제3회수통(426)으로 액을 유입하는 제3유입구(426a)는 제2유입구(424a)보다 상부에 위치될 수 있다.
지지 유닛(440)은 지지판(442)과 구동축(444)을 가진다. 지지판(442)의 상면은 대체로 원형으로 제공되고 기판(W)보다 큰 직경을 가질 수 있다. 지지판(442)의 중앙부에는 기판(W)의 후면을 지지하는 지지핀(442a)이 제공되고, 지지핀(442a)은 기판(W)이 지지판(442)으로부터 일정 거리 이격되도록 그 상단이 지지판(442)으로부터 돌출되게 제공된다. 지지판(442)의 가장자리부에는 척핀(442b)이 제공된다. 척핀(442b)은 지지판(442)으로부터 상부로 돌출되게 제공되며, 기판(W)이 회전될 때 기판(W)이 지지 유닛(440)으로부터 이탈되지 않도록 기판(W)의 측부를 지지한다. 구동축(444)은 구동기(446)에 의해 구동되며, 기판(W)의 저면 중앙과 연결되며, 지지판(442)을 그 중심축을 기준으로 회전시킨다.
일 예에 의하면, 액 공급 유닛(460)은 노즐(462)을 포함할 수 있다. 노즐(462)은 기판(W)으로 처리 액을 공급할 수 있다. 처리 액은 케미칼, 린스 액 또는 유기 용제일 수 있다. 케미칼은 강산 또는 강염기의 성질을 가지는 케미칼일 수 있다. 또한, 린스 액은 순수 일 수 있다. 또한, 유기 용제는 이소프로필알코올(IPA)일 수 있다. 또한, 액 공급 유닛(460)은 복수의 노즐(462)들을 포함할 수 있고, 각각의 노즐(462)들에서는 서로 상이한 종류의 처리 액을 공급할 수 있다. 예컨대, 노즐(462)들 중 어느 하나에서는 케미칼을 공급하고, 노즐(462)들 중 다른 하나에서는 린스 액을 공급하고, 노즐(462)들 중 또 다른 하나에서는 유기 용제를 공급할 수 있다.
또한, 제어기(30)는 노즐(462)들 중 다른 하나에서 기판(W)으로 린스 액을 공급한 이후, 노즐(462)들 중 또 다른 하나에서 유기 용제를 공급하도록 액 공급 유닛(460)을 제어할 수 있다. 이에, 기판(W) 상에 공급된 린스 액은 표면 장력이 작은 유기 용제로 치환될 수 있다.
승강 유닛(480)은 컵(420)을 상하 방향으로 이동시킨다. 컵(420)의 상하 이동에 의해 컵(420)과 기판(W) 간의 상대 높이가 변경된다. 이에 의해 기판(W)에 공급되는 액의 종류에 따라 처리액을 회수하는 회수통(422, 424, 426)이 변경되므로, 액들을 분리회수할 수 있다. 상술한 바와 달리, 컵(420)은 고정 설치되고, 승강 유닛(480)은 지지 유닛(440)을 상하 방향으로 이동시킬 수 있다.
도 3은 도 1의 건조 챔버의 일 실시 예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 건조 챔버(500)는 초임계 상태의 건조용 유체(G)를 이용하여 기판(W) 상에 잔류하는 처리 액을 제거할 수 있다. 건조용 유체(G)는 처리 유체라 불릴 수도 있다. 예컨대, 건조 챔버(500)는 초임계 상태의 이산화탄소(CO2)를 이용하여 기판(W) 상에 잔류하는 유기 용제를 제거하는 건조 공정을 수행할 수 있다.
건조 챔버(500)는 바디(510), 가열 부재(520), 유체 공급 유닛(530), 유체 배기 유닛(550), 그리고 승강 부재(560)를 포함할 수 있다.
바디(510)는 기판(W)이 처리되는 내부 공간(518)을 가질 수 있다. 바디(510)는 기판(W)이 처리되는 내부 공간(518)을 제공할 수 있다. 바디(510)는 초임계 상태의 건조용 유체(G)에 의해 기판(W)이 건조 처리되는 내부 공간(518)을 제공할 수 있다. 바디(510)는 챔버(Chamber)나, 베셀(Vessel) 등으로 지칭될 수도 있다.
바디(510)는 상부 바디(512), 그리고 하부 바디(514)를 포함할 수 있다. 상부 바디(512), 그리고 하부 바디(514)는 서로 조합되어 상기 내부 공간(518)을 형성할 수 있다. 기판(W)은 내부 공간(518)에서 지지될 수 있다. 예컨대, 기판(W)은 내부 공간(518)에서 지지 부재(미도시)에 의해 지지될 수 있다. 지지 부재는 기판(W)의 가장자리 영역의 하면을 지지할 수 있도록 구성될 수 있다. 상부 바디(512), 그리고 하부 바디(514) 중 어느 하나는 승강 부재(560)와 결합되어 상하 방향으로 이동될 수 있다. 예컨대, 하부 바디(514)는 승강 부재(560)와 결합되어, 승강 부재(560)에 의해 상하 방향으로 이동될 수 있다. 이에, 바디(510)의 내부 공간(518)은 선택적으로 밀폐 될 수 있다. 상술한 예에서는 하부 바디(514)가 승강 부재(560)와 결합되어 상하 방향으로 이동하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 상부 바디(512)가 승강 부재(560)와 결합되어 상하 방향으로 이동할 수도 있다.
온도 조절 부재(520)는 내부 공간(518)으로 공급되는 건조용 유체(G)를 가열할 수 있다. 온도 조절 부재(520)는 바디(510)의 내부 공간(518) 온도를 승온시켜 내부 공간(518)에 공급되는 건조용 유체(G)를 초임계 상태로 상 변화시킬 수 있다. 또한, 온도 조절 부재(520)는 바디(510)의 내부 공간(518) 온도를 승온시켜 내부 공간(518)에 공급되는 초임계 상태의 건조용 유체(G)가 초임계 상태를 유지하도록 할 수 있다.
또한, 온도 조절 부재(520)는 바디(510) 내에 매설될 수 있다. 예컨대, 온도 조절 부재(520)는 상부 바디(512), 그리고 하부 바디(514) 중 어느 하나에 매설될 수 있다. 예컨대, 온도 조절 부재(520)는 하부 바디(514) 내에 제공될 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니고 온도 조절 부재(520)는 내부 공간(518)의 온도를 승온시킬 수 있는 다양한 위치에 제공될 수 있다. 또한, 온도 조절 부재(520)는 히터 일 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고, 온도 조절 부재(520)는 내부 공간(518)의 온도를 승온시킬 수 있는 공지된 장치로 다양하게 변형될 수 있다.
유체 공급 유닛(530)은 바디(510)의 내부 공간(518)으로 건조용 유체(G)를 공급할 수 있다. 유체 공급 유닛(530)이 공급하는 건조용 유체(G)는 이산화탄소(CO2)를 포함할 수 있다. 유체 공급 유닛(530)은 유체 공급원(531), 유량 측정 부재(532), 공급 라인(533), 공급 밸브(535), 유량 조절 밸브(357), 제1압력 센서(538), 그리고 라인 히터(359)를 포함할 수 있다.
유체 공급원(531)은 바디(510)의 내부 공간(518)으로 공급되는 건조용 유체(G)를 저장 및/또는 공급 할 수 있다. 유체 공급원(531)이 저장 및/또는 공급하는 건조용 유체(G)는 공급 라인(533)을 통해 내부 공간(518)으로 공급될 수 있다.
유량 측정 부재(532)는 공급 라인(533)에 설치될 수 있다. 유량 측정 부재(532)는 질량 유량계일 수 있다. 유량 측정 부재(532)는 후술하는 공급 라인(533)에 흐르는 건조용 유체(G)의 단위 시간당 공급 유량을 측정할 수 있다. 예컨대, 유량 측정 부재(533)는 후술하는 메인 공급 라인(533a)에 설치될 수 있다. 또한, 유량 측정 부재(533)는 유체 공급원(531)과 후술하는 메인 공급 밸브(535a) 사이에 설치될 수 있다. 유량 측정 부재(532)가 측정하는 공급 유량에 의해, 내부 공간(518)에 흐르는 건조용 유체(G)의 단위 시간당 유동 유량을 측정할 수 있다. 유량 측정 부재(532)가 측정하는 측정 유량은, 제어기(30)로 실시간으로 전달될 수 있다.
공급 라인(533)은 유체 공급원(531)과 내부 공간(518)을 유체 연통시킬 수 있다. 공급 라인(533)은 메인 공급 라인(533a), 제1공급 라인(533b), 그리고 제2공급 라인(533c)을 포함할 수 있다. 메인 공급 라인(533a)의 일 단은 유체 공급원(531)과 연결될 수 있다. 메인 공급 라인(533a)의 타 단은 제1공급 라인(533b), 그리고 제2공급 라인(533c)으로 분기될 수 있다.
또한, 제1공급 라인(533b)은 바디(510)의 내부 공간(518)의 상부에서 건조용 가스를 공급하는 상부 공급 라인일 수 있다. 예컨대, 제1공급 라인(533b)은 바디(510)의 내부 공간(518)에 위에서 아래를 향하는 방향으로 건조용 가스를 공급할 수 있다. 예컨대, 제1공급 라인(533b)은 상부 바디(512)에 연결될 수 있다. 또한, 제2공급 라인(533c)은 바디(510)의 내부 공간(518)의 하부에서 건조용 가스를 공급하는 하부 공급 라인일 수 있다. 예컨대, 제2공급 라인(533c)은 바디(510)의 내부 공간(518)에 아래에서 위를 향하는 방향으로 건조용 가스를 공급할 수 있다. 예컨대, 제2공급 라인(533c)은 하부 바디(514)에 연결될 수 있다.
공급 밸브(535)는 메인 공급 밸브(535a), 제1공급 밸브(535b), 그리고 제2공급 밸브(535c)를 포함할 수 있다.
메인 공급 라인(533a)에는 온/오프 밸브(오토 밸브)인 메인 공급 밸브(535a)가 설치될 수 있다. 제1공급 라인(533b)에는 온/오프 밸브(오토 밸브)인 제1공급 밸브(535b)가 설치될 수 있다. 제2공급 라인(533c)에는 온/오프 밸브(오토 밸브)인 제2공급 밸브(535c)가 설치될 수 있다. 메인 공급 밸브(535a), 제1공급 밸브(535b), 그리고 제2공급 밸브(535c)는 제어기(30)로부터 제어 신호를 전달받아 온/오프 될 수 있다.
또한, 메인 공급 라인(533a)에는 유량 조절 밸브(537)가 설치될 수 있다. 유량 조절 밸브(537)는 개폐율을 조절할 수 있는 밸브 일 수 있다. 유량 조절 밸브(537)는 미터링 밸브 일 수 있다. 유량 조절 밸브(537)는 메인 공급 밸브(535a)보다 하류에 설치될 수 있다. 유량 조절 밸브(537)는 제어기(30)로부터 제어 신호를 전달받아 개폐율이 조절될 수 있다. 이와 달리, 유량 조절 밸브(537)는 사용자가 직접 수동으로 개폐율을 설정할 수도 있다.
제1압력 측정 부재(538)는 공급 라인(533)에 설치될 수 있다. 제1압력 측정 부재(538)는 공급 라인(533)들 중, 제1공급 라인(533b) 상에 설치될 수 있다. 제1압력 측정 부재(538)는 제1공급 라인(533b)에 흐르는 건조용 유체(G)의 압력을 측정할 수 있다. 또한, 제1압력 측정 부재(538)는 제1공급 밸브(535b)보다 하류에 설치될 수 있다. 제1공급 라인(533b)의 제1공급 밸브(533b)보다 하류인 영역은 내부 공간(518)과 서로 유체 연통하는 공간일 수 있다. 제1압력 측정 부재(538)가 측정하는 압력은, 내부 공간(518)의 압력과 동일하거나, 그와 유사할 수 있다. 제1압력 측정 부재(538)가 측정하는 압력의 압력 변화는, 내부 공간(518)의 압력 변화와 유사한 형태를 띌 수 있다.
히터(539)는 메인 히터(539a), 제1히터(539b), 그리고 제2히터(539c)를 포함할 수 있다. 메인 공급 라인(533a)에는 블록 히터(Block heater)인 메인 히터(539a)가 설치될 수 있다. 메인 히터(539)는 유량 조절 밸브(537)보다 하류(유량 조절 밸브(537)의 후단)에 설치될 수 있다. 제1공급 라인(533b)에는 블록 히터(Block heater)인 제1히터(539b)가 설치될 수 있다. 제1히터(539b)는 메인 공급 라인(533a)이 분기되는 지점보다 하류, 그리고 제1공급 밸브(535b)보다 상류에 설치될 수 있다. 제2공급 라인(533c)에는 블록 히터(Block heater)인 제2히터(539c)가 설치될 수 있다. 제2히터(539c)는 메인 공급 라인(533a)이 분기되는 지점보다 하류, 그리고 제2공급 밸브(535c)보다 상류에 설치될 수 있다.
유체 배기 유닛(550)은 바디(510)의 내부 공간(518)으로부터 건조용 유체(G)를 배기할 수 있다.
일 예로, 유체 배기 유닛(550)은 메인 배기 라인(551)과 세이프티 라인(553)과 같은 배기 라인을 포함할 수 있다.
메인 배기 라인(551)은 바디(510)와 연결될 수 있다. 메인 배기 라인(551)은 바디(510)의 내부 공간(518)으로 공급된 건조용 유체(G)를 바디(510)의 외부로 배기할 수 있다. 예컨대, 메인 배기 라인(551)의 일 단은 바디(510)와 연결될 수 있다. 메인 배기 라인(551)의 일 단은 하부 바디(514)와 연결될 수 있다. 메인 배기 라인에는 제1배기 밸브(551a)가 설치될 수 있다. 제1 배기 밸브(551a)는 온/오프 밸브(오토 밸브) 또는 유량 조절 밸브 일 수 있다. 제1배기 밸브(553a)는 메인 배기 라인(551)에 건조용 유체(G)가 선택적으로 흐르게 할 수 있다.
세이프티 라인(553)은 메인 배기 라인(551)으로부터 분기될 수 있다. 세이프티 라인(553)에는 설비가 다운되었을 때 오픈되어 내부 공간의 처리 유체를 세이프티 라인(553)을 통해 배기시키는 안전 밸브(553a)가 설치될 수 있다. 안전 밸브(553a)는 정상적인 공정 진행시 항상 잠금 상태를 유지할 수 있다. 다만, 설비가 다운되는 비정상적인 상태에서만 바디 내의 건조용 유체가 벤트될 수 있도록 개방될 수 있다.
세이프티 라인(553)에는 우회 라인(555)이 설치된다. 우회 라인(555)은 안전 밸브(553a)를 우회하도록 세이프티 라인(553)에 연결된다. 우회 라인(555)에는 내부 공간의 압력이 비정상적으로 상승할 경우 처리 유체를 벤트시키는 릴리프 밸브(555a)가 설치될 수 있다.
상술한 구성을 갖는 건조 챔버는 공정 진행 후 챔버 하부의 메인 배기 라인으로 처리 유체(CO2)를 배출하는 과정에서 역류를 방지하며, 세이프티 라인을 메인 배기 라인으로부터 분리하여 릴리프 밸브 내 IPA 고임 현상을 방지할 수 있다. 이러한 효과는 세이프티 라인에서 기판의 데미지를 제거하고 챔버 관리 측면에 안정화된 컨디션(Condition)을 유지할 수 있게 한다.
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.
건조 챔버 : 500
바디 : 510
상부 바디 : 512
하부 바디 : 514
가열 부재 : 520
유체 공급 유닛 : 530
메인 배기 라인 : 551
세이프티 라인 : 553
우회 라인 : 555

Claims (4)

  1. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    상부 바디와 하부 바디에 의해 내부 공간을 제공하는 챔버;
    상기 내부 공간으로 처리 유체를 공급하는 유체 공급 유닛; 및
    상기 내부 공간으로부터 상기 처리 유체를 배기하는 유체 배기 유닛을 포함하고,
    상기 유체 배기 유닛은,
    상기 하부 바디에 연결되는 배기 라인; 및
    상기 배기 라인으로부터 분기되는 세이프티 라인을 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유체 배기 유닛은
    상기 세이프티 라인에 설치되고, 상기 챔버가 다운되었을 때 오픈되어 상기 내부 공간의 처리 유체를 상기 세이프티 라인을 통해 배기시키는 안전 밸브를 포함하는 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 유체 배기 유닛은
    상기 안전 밸브를 우회하는 우회 라인; 및
    상기 우회 라인에 설치되고, 상기 내부 공간의 압력이 비정상적으로 상승할 경우 상기 처리 유체를 벤트시키는 릴리프 밸브를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유체 공급원이 공급하는 상기 처리 유체는,
    이산화탄소(CO2)를 포함하는 유체인, 기판 처리 장치.
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