KR20230038866A - 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR20230038866A
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정진우
차명석
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세메스 주식회사
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Abstract

본 발명은 처리 공간으로 초임계 유체를 공급하는 유체 공급 라인, 상기 유체 공급 라인에 설치된 복수의 부품, 그리고 상기 부품에서 금속 입자가 방출되는지 여부를 검출하는 검출 부재를 포함한다. 상기 검출 부재는 상기 복수의 부품들 중 하나인 제1부품보다 상류에서 상기 유체 공급 라인에 연결된 상류 검출 포트, 상기 제1부품보다 하류에서 상기 유체 공급 라인에 연결된 하류 검출 포트, 그리고 상기 상류 검출 포트와 상기 하류 검출 포트 중 선택된 검출 포트에 결합가능하도록 제공되며 상기 유체 공급 라인으로부터 상기 검출 포트를 흐르는 유체로부터 금속 입자를 검출하는 검출기를 구비한다.

Description

기판 처리 방법 및 기판 처리 장치{Method for treating a substrate and an apparatus for treating a substrate}
본 발명은 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기판으로 유체를 공급하여 기판을 처리하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
반도체 공정은 기판 상에 박막, 이물질, 파티클 등을 세정하는 공정을 포함한다. 이들 공정은 패턴 면이 위 또는 아래를 향하도록 기판을 스핀 헤드 상에 놓고, 스핀 헤드를 회전시킨 상태에서 기판 상에 처리액을 공급하고, 이후 웨이퍼를 건조함으로써 이루어진다
일 예에 의하면, 기판에 처리액을 공급하여 기판을 액 처리하는 액 처리 챔버와 액 처리 후에 초임계상태의 유체를 이용하여 기판으로부터 처리액을 제거하는 건조 챔버가 각각 제공되고, 액 처리 챔버에서 처리가 완료된 기판은 반송 로봇에 의해 건조 챔버로 반입된다.
액 처리 챔버는 물에 비해서 표면장력이 상대적으로 낮은 이소프로필 알코올액을 기판에 공급하여 기판 상의 액체를 이소프로필 알코올 액으로 치환하고, 기판은 그 표면에 이소프로필 알코올 액이 잔류한 상태에서 건조 챔버로 반송된다. 건조 챔버에는 초임계 유체가 공급되어 기판 상의 이소프로필 알코을을 제거한다. 초임계 유체로는 비교적 낮은 온도에서 초임계 상태로 유지되고, 또한 기판 상에 잔류하는 이소프로필 알코올을 잘 용해하는 이산화탄소가 주로 사용된다.
도 1은 건조 챔버(900)로 초임계 유체를 공급하는 일반적인 구조의 공급 유닛(800)을 개략적으로 보여준다.
공급 유닛(800)은 초임계 유체가 저장된 공급 탱크(820), 공급 탱크(820)와 건조 챔버(900)를 연결하는 유체 공급 라인(840, fluid supply line), 그리고 유체 공급 라인(840) 상에 설치된 다수의 부품들(860)을 포함한다. 부품(860)은 밸브(862), 오리피스(864), 히터(866), 또는 필터(868) 등일 수 있다.
일반적으로 케미칼과 같은 약액을 공급하는 유체 공급 라인에 설치되는 부품들은 내화학성이 강한 재질로 제종된다. 이에 반해, 초임계 유체를 공급하는 유체 공급 라인(840)에 설치되는 부품들(860)은 고압에 잘 견디도록 금속을 포함하는 재질로 이루어진다. 공정 진행시 이들 부품들(860)로부터 발생한 금속 입자들이 초임계 유체와 함께 기판으로 공급되면, 초임계 처리된 기판에 금속 입자들이 잔류하고, 이로 인해 기판에 결함(defect)이 발생된다. 이 경우, 유체 공급 라인(840)에 설치된 부품들(860) 중 금속 입자를 방출한 부품(860)을 교체해야 하나, 다수의 부품들 중 어느 부품에서 금속 입자가 방출되었는지 발견이 어렵다.
본 발명은 유체 공급 라인을 통해 기판으로 공급된 초임계 유체에 금속입자가 함유되는 경우, 유체 공급 라인에 설치된 다양한 부품들 중 금속입자를 방출한 부품을 용이하게 찾을 수 있는 기판 처리 장치 및 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 장치를 제공한다.
일 실시예에 의하면, 상기 기판 처리 장치는 기판을 처리하는 처리 공간을 가지는 챔버와 상기 처리 공간으로 처리 유체를 공급하는 유체 공급 유닛을 포함한다. 상기 유체 공급 유닛은 상기 처리 유체가 저장된 공급 탱크, 상기 공급 탱크와 상기 챔버를 연결하며 상기 공급 탱크로부터 상기 챔버로 상기 처리 유체를 공급하는 유체 공급 라인, 상기 유체 공급 라인에 설치된 복수의 부품, 그리고 상기 부품에서 금속 입자가 방출되는지 여부를 검출하는 검출 부재를 포함한다. 상기 검출 부재는 상기 복수의 부품들 중 하나인 제1부품보다 상류에서 상기 유체 공급 라인에 연결된 상류 검출 포트, 상기 제1부품보다 하류에서 상기 유체 공급 라인에 연결된 하류 검출 포트, 그리고 상기 상류 검출 포트와 상기 하류 검출 포트 중 선택된 검출 포트에 결합가능하도록 제공되며, 상기 유체 공급 라인으로부터 상기 검출 포트를 흐르는 유체로부터 금속 입자를 검출하는 검출기를 구비한다.
일 예에 의하면, 상기 복수의 부품은 상기 제1부품보다 하류에 배치된 하나 또는 복수의 부품들 중 상기 제1부품에 인접한 제2부품을 더 포함하고, 상기 하류 검출 포트는 상기 제1부품과 상기 제2부품 사이에서 상기 유체 공급 라인에 연결될 수 있다.
일 예에 의하면, 상기 복수의 부품은 상기 제1부품보다 상류에 배치된 하나 또는 복수의 부품들 중 상기 제1부품에 인접한 제2부품을 더 포함하고, 상기 상류 검출 포트는 상기 제1부품과 상기 제2부품 사이에서 상기 유체 공급 라인에 연결될 수 있다.
일 예에 의하면, 상기 제1부품과 상기 상류 검출 포트 사이에, 그리고 상기 제1부품과 상기 하류 검출 포트 사이에 다른 부품은 제공되지 않을 수 있다.
일 예에 의하면, 상기 부품은 밸브, 펌프, 필터, 또는 오리피스를 포함할 수 있다.
일 예에 의하면, 상기 부품에서 상기 유체 공급 라인을 흐르는 통로에 노출된 면은 금속을 포함하거나, 상기 부품에서 금속을 포함하는 면이 금속 이외의 재질로 코팅될 수 있다.
일 예에 의하면, 상기 챔버는 고압 용기를 포함하고, 상기 유체는 초임계 유체일 수 있다.
일 예에 의하면, 상기 검출기는 상기 상류 검출 포트 및 상기 하류 검출 포트에 탈착 가능하게 제공되고, 상기 상류 검출 포트 및 상기 하류 검출 포트는 각각 상기 검출기가 분리된 상태에서 그 끝단을 막는 덮개를 구비할 수 있다.
일 예에 의하면, 상기 유체 공급 라인에 설치된 각각의 부품에 대해서, 상기 상류 검출 포트와 상기 하류 검출 포트가 각각 제공될 수 있다.
다른 실시예에 의하면, 상기 기판 처리 장치는 기판을 처리하는 처리 공간을 가지는 챔버와 상기 처리 공간으로 초임계 유체를 공급하는 유체 공급 유닛을 포함하되, 상기 유체 공급 유닛은 상기 처리 유체가 저장된 공급 탱크, 상기 공급 탱크와 상기 챔버를 연결하며 상기 공급 탱크로부터 상기 챔버로 상기 처리 유체를 공급하는 유체 공급 라인, 상기 유체 공급 라인에 설치되며 금속을 포함하는 재질로 제공되는 복수의 부품, 그리고 상기 부품에서 금속 입자가 방출되는지 여부를 검출하는 검출 부재를 포함한다. 상기 검출 부재는 상기 복수의 부품들 중 하나인 제1부품보다 상류에서 상기 유체 공급 라인에 연결된 상류 검출 포트, 상기 제1부품보다 하류에서 상기 유체 공급 라인에 연결된 하류 검출 포트, 상기 상류 검출 포트와 상기 하류 검출 포트 중 선택된 검출 포트에 결합가능하도록 제공되며 상기 유체 공급 라인으로부터 상기 검출 포트를 흐르는 유체로부터 금속 입자를 검출하는 검출기를 구비하고, 상기 상류 검출 포트와 상기 제1부품 사이에, 그리고 상기 제1부품과 상기 하류 검출 포트 사이에 다른 부품은 설치되지 않는다.
또한, 본 발명은 기판을 처리하는 방법을 제공한다. 일 실시예에 의하면, 기판을 처리하는 방법은 유체 공급 라인을 통해 기판이 반입된 처리 공간 내로 유체를 공급하여 기판을 처리하는 기판 처리 단계와 상기 유체 공급 라인에 설치된 부품들 중 금속을 포함하는 부품에서 금속 입자가 방출되는지 여부를 검출하는 검출 단계를 포함한다. 상기 검출 단계는 상기 유체 공급 라인에 설치된 부품들 중 하나인 제1부품으로부터 상기 금속 입자가 방출되는지 여부를 검출하는 제1부품 검사 단계를 포함한다. 상기 제1부품 검사 단계는 상기 제1부품보다 상류에서 상기 유체 공급 라인에 설치된 제1검출 포트와 연결된 검사기에 의해 상기 제1부품을 통과하기 전의 검사용 유체로부터 금속 입자를 검출하여 제1검출값을 획득하는 제1검출 단계, 상기 제1부품보다 하류에서 상기 유체 공급 라인에 설치된 제2검출 포트와 연결된 검사기에 의해 상기 제1부품을 통과한 후의 검사용 유체로부터 금속 입자를 검출하여 제2검출값을 획득하는 제2검출 단계, 그리고 상기 제1검출값과 상기 제2검출값으로부터 상기 제1부품의 불량 여부를 판정하는 제1판정 단계를 포함한다.
일 예에 의하면, 상기 제1부품 검사 단계에서 상기 제1부품이 양품으로 판정되면, 상기 복수의 부품들 중 상기 제1부품과는 다른 상기 제2부품으로부터 상기 금속 입자가 방출되는지 여부를 검출하는 제2부품 검사 단계를 포함한다. 상기 제2부품 검사 단계는 상기 유체 공급 라인에 설치된 검출 포트들 중 상기 제2부품보다 상류에서 상기 유체 공급 라인에 설치된 제3검출 포트와 연결된 검사기에 의해 상기 제2부품을 통과하기 전의 검사용 유체로부터 금속 입자를 검출하여 제3검출값을 획득하는 제3검출 단계, 상기 유체 공급 라인에 설치된 검출 포트들 중 상기 제2부품보다 하류에서 상기 유체 공급 라인에 설치된 제4검출 포트와 연결된 검사기에 의해 상기 제2부품을 통과한 후의 검사용 유체로부터 금속 입자를 검출하여 제4검출값을 획득하는 제4검출 단계, 그리고 상기 제3검출값과 상기 제4검출값으로부터 상기 제2부품의 불량 여부를 판정하는 제2판정 단계를 포함한다.
다른 예에 의하면, 상기 제1부품 검사 단계에서 상기 제1부품이 양품으로 판정되면, 상기 복수의 부품들 중 상기 제1부품과는 다른 상기 제2부품으로부터 상기 금속 입자가 방출되는지 여부를 검출하는 제2부품 검사 단계를 포함하고, 상기 제2부품은 상기 제1부품보다 상기 유체 공급 라인에서 하류에 배치되고, 상기 제1부품과 상기 제2부품 사이에 다른 부품은 제공되지 않는다. 상기 제2부품 검사 단계는상기 유체 공급 라인에 설치된 검출 포트들 중 상기 제2부품보다 하류에서 상기 유체 공급 라인에 설치된 제3검출 포트와 연결된 검사기에 의해 상기 제2부품을 통과한 후의 검사용 유체로부터 금속 입자를 검출하여 제3검출값을 획득하는 제3검출 단계와 상기 제2검출값과 상기 제3검출값으로부터 상기 제2부품의 불량 여부를 판정하는 제2판정 단계를 포함한다.
일 예에 의하면, 상기 검사기는 상기 검출 포트들 각각에 대해 결합 가능하게 제공되고, 상기 검출 포트들 중 상기 검사기가 결합되지 않는 검출 포트들은 덮개에 의해 그 끝단이 막힐 수 있다.
일 예에 의하면, 상기 유체 공급 라인은 공급 탱크로부터 유체를 상기 처리 공간으로 공급하고, 상기 제1부품은 상기 금속을 포함하는 부품들 중 상기 공급 탱크에 가장 인접하게 배치된 부품일 수 있다.
일 예에 의하면, 상기 유체는 초임계 유체일 수 있다.
일 예에 의하면, 상기 기판의 처리는 초임계 유체를 이용하여 기판을 건조하는 처리일 수 있다.
일 예에 의하면, 상기 기판 처리 단계 이후에 상기 기판 상에 금속 입자가 잔류하는지 여부를 검사하는 검사 단계를 포함하고, 상기 검사 단계에서 상기 기판 상에 금속 입자가 설정치 이상으로 잔류하는 경우 상기 검출 단계를 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 금속 입자를 포함하는 부품들이 설치된 유체 공급 라인으로부터 유체를 공급할 때, 부품들 중 금속 입자를 방출하는 부품을 용이하게 찾을 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 금속 입자를 포함하는 부품들이 설치된 유체 공급 라인으로터 기판으로 유체를 공급하여 기판을 처리할 때, 부품으로부터 방출된 금속 입자가 유체와 함께 기판에 공급되어 기판 상에 금속 입자가 잔류하는 것을 방지할 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 일반적인 기판 처리 장치에 제공된 유체 공급 유닛을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 3은 도 2의 액 처리 챔버의 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 4는 도 2의 건조 챔버의 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 5는 도 4의 유체 공급 유닛의 일 예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 6은 도 5의 유체 공급 유닛에 제공된 검출 부재의 일 예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 7 및 도 8은 유체 공급 라인에 설치된 부품들 중 검사 부품에 대해서 금속 이물이 방출하였는지 여부를 검출하는 과정을 보여주는 도면들이다.
도 9 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 불량 검출 방법의 일 실시예를 순차적으로 보여주는 도면들이다.
도 13은 도 5의 유체 공급 유닛의 다른 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 14 및 도 15는 인접하는 부품들을 연결하는 연결 라인에서 금속 이물이 방출하였는지 여부를 검출하는 과정을 보여주는 도면들이다
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 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장된 것이다.
아래 실시예에서는 기판을 세정 및 건조하는 공정을 수행하는 장치를 예로 들어 본 발명의 기술적 사상(technical idea)을 설명한다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 아래 실시예로 한정되지 않고, 초임계 유체 이외에 다른 종류의 유체를 공급하는 장치에 적용되거나, 기판을 세정 또는 건조하는 공정 이외에 다른 종류의 공정을 수행하는 장치에 적용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 2를 참조하면, 기판 처리 장치는 인덱스 모듈(10), 처리 모듈(20), 그리고 제어기(30)를 포함한다. 일 실시예에 의하며, 인덱스 모듈(10)과 처리 모듈(20)은 일 방향을 따라 배치된다. 이하, 인덱스 모듈(10)과 처리 모듈(20)이 배치된 방향을 제1방향(92)이라 하고, 상부에서 바라볼 때 제1방향(92)과 수직한 방향을 제2방향(94)이라 하고, 제1방향(92) 및 제2방향(94)에 모두 수직한 방향을 제3방향(96)이라 한다.
제어기(30)는 기판 처리 장치를 제어할 수 있다. 제어기(30)은 인덱스 모듈(10), 그리고 처리 모듈(20)을 제어할 수 있다. 제어기(30)는 기판 처리 장치의 제어를 실행하는 마이크로프로세서(컴퓨터)로 이루어지는 프로세스 컨트롤러, 오퍼레이터가 기판 처리 장치를 관리하기 위해서 커맨드 입력 조작 등을 행하는 키보드, 기판 처리 장치의 가동 상황을 가시화해서 표시하는 디스플레이 등으로 이루어지는 유저 인터페이스, 기판 처리 장치에서 실행되는 처리를 프로세스 컨트롤러의 제어로 실행하기 위한 제어 프로그램, 그리고 각종 데이터 및 처리 조건에 따라 각 구성부에 처리를 실행시키기 위한 프로그램를 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.
인덱스 모듈(10)은 기판(W)이 수납된 용기(80)로부터 기판(W)을 처리 모듈(20)로 반송하고, 처리 모듈(20)에서 처리가 완료된 기판(W)을 용기(80)로 수납한다. 인덱스 모듈(10)의 길이 방향은 제2방향(94)으로 제공된다. 인덱스 모듈(10)은 로드포트(12, loadport)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(80)는 로드포트(12)에 놓인다. 로드포트(12)는 복수 개가 제공될 수 있으며, 복수의 로드포트(12)는 제2방향(94)을 따라 배치될 수 있다.
용기(80)로는 전면 개방 일체 식 포드(Front Open Unified Pod:FOUP)와 같은 밀폐용 용기가 사용될 수 있다. 용기(80)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(94)으로 제공된 가이드 레일(140)이 제공되고, 인덱스 로봇(120)은 가이드 레일(140) 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(96)을 축으로 한 회전, 그리고 제3방향(96)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.
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(92)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(94)을 따라 배치될 수 있다. 건조 챔버(500)와 반송 챔버(300)는 제2방향(94)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(92) 및 제3방향(96)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(92) 및 제3방향(96)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(92)으로 제공된 가이드 레일(340)이 제공되고, 반송 로봇(320)은 가이드 레일(340) 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(96)을 축으로 한 회전, 그리고 제3방향(96)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(96)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 3은 도 2의 액 처리 챔버(400)의 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 3을 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 대체로 직육면체 형상으로 제공된다. 하우징은 컵(420), 지지 유닛(440), 그리고 액 공급 유닛(460)은 하우징(410) 내에 배치된다.
컵(420)은 상부가 개방된 처리 공간을 가지고, 기판(W)은 처리 공간 내에서 액 처리 된다. 지지 유닛(440)은 처리 공간 내에서 기판(W)을 지지한다. 액 공급 유닛(460)은 지지 유닛(440)에 지지된 기판(W) 상으로 액을 공급한다. 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 처리액은 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 제1노즐(462), 제2노즐(464), 그리고 제3노즐(466)을 가진다. 제1노즐(462)은 제1액을 기판(W) 상으로 공급한다. 제1액은 기판(W) 상에 잔존하는 막이나 이물을 제거하는 액일 수 있다. 제2노즐(464)은 제2액을 기판(W) 상으로 공급한다. 제2액은 제3액에 잘 용해되는 액일 수 있다. 예컨대, 제2액은 제1액에 비해 제3액에 더 잘 용해되는 액일 수 있다. 제2액은 기판(W) 상에 공급된 제1액을 중화시키는 액일 수 있다. 또한, 제2액은 제1액을 중화시키고 동시에 제1액에 비해 제3액에 잘 용해되는 액일 수 있다. 일 예에 의하면, 제2액은 물일 수 있다. 제3노즐(466)은 제3액을 기판(W) 상으로 공급한다. 제3액은 건조 챔버(500)에서 사용되는 초임계 유체에 잘 용해되는 액일 수 있다. 예컨대, 제3액은 제2액에 비해 건조 챔버(500)에서 사용되는 초임계 유체에 잘 용해되는 액일 수 있다. 일 예에 의하면, 제3액은 유기용제일 수 있다. 유기용제는 이소프로필 알코올일 수 있다. 제1노즐(462), 제2노즐(464), 그리고 제3노즐(466)은 서로 상이한 아암(461)에 지지되고, 이들 아암(461)들은 독립적으로 이동될 수 있다. 선택적으로 제1노즐(462), 제2노즐(464), 그리고 제3노즐(466)은 동일한 아암에 장착되어 동시에 이동될 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 4는 도 2의 건조 챔버의 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다. 일 실시예에 의하면, 건조 챔버(500)는 초임계 유체를 이용하여 기판(W) 상의 액을 제거한다. 건조 챔버(500)는 바디(520), 지지체(540), 유체 공급 유닛(560), 차단 플레이트(580), 그리고 검출 부재(590)을 가진다.
바디(520)는 건조 공정이 수행되는 내부 공간(502)을 제공한다. 바디는 고압에 견디는 고압 용기로 제공될 수 있다. 바디(520)는 상체(522, upper body)와 하체(524, lower body)를 가진다. 상체(522)와 하체(524)는 서로 조합되어 상술한 내부 공간(502)을 제공한다. 상체(522)는 하체(524)의 상부에 제공된다. 상체(522)는 그 위치가 고정되고, 하체(524)는 실린더 또는 모터와 같은 구동부재(590)에 의해 승하강될 수 있다. 하체(524)가 상체(522)로부터 이격되면 내부 공간(502)이 개방되고, 이 때 기판(W)이 반입 또는 반출된다. 공정 진행시에는 하체(524)가 상체(522)에 밀착되어 내부 공간(502)이 외부로부터 밀폐된다. 건조 챔버(500)는 히터(570)를 가진다. 일 예에 의하면, 히터(570)는 바디(520)의 벽 내부에 위치된다. 히터(570)는 바디(520)의 내부공간 내로 공급된 유체가 초임계 상태를 유지하도록 바디(520)의 내부 공간(502)을 가열한다.
지지체(540)는 바디(520)의 내부 공간(502) 내에서 기판(W)을 지지한다. 지지체(540)는 고정 로드(542)와 거치대(544)를 가진다. 고정 로드(542)는 상체(522)의 저면으로부터 아래로 돌출되도록 상체(522)에 고정 설치된다. 고정 로드(542)는 그 길이방향이 상하 방향으로 제공된다. 고정 로드(542)는 복수 개 제공되며 서로 이격되게 위치된다. 고정 로드(542)들은 이들에 의해 둘러싸인 공간으로 기판(W)이 반입 또는 반출될 때, 기판(W)이 고정 로드(542)들과 간섭하지 않도록 배치된다. 각각의 고정 로드(542)에는 거치대(544)가 결합된다. 거치대(544)는 고정 로드(542)의 하단으로부터 고정 로드(542)들에 의해 둘러싸인 공간을 향하는 방향으로 연장된다. 상술한 구조로 인해, 바디(520)의 내부 공간(502)으로 반입된 기판(W)은 그 가장자리 영역이 거치대(544) 상에 놓이고, 기판(W)의 상면 전체 영역, 기판(W)의 저면 중 중앙 영역, 그리고 기판(W)의 저면 중 가장자리 영역의 일부는 내부 공간(502)으로 공급된 초임계 유체에 노출된다.
바디(520)의 내부 공간(502) 내에는 차단 플레이트(580)(blocking plate)가 배치될 수 있다. 차단 플레이트(580)는 원판 형상으로 제공될 수 있다. 차단 플레이트(580)는 바디(520)의 저면으로부터 상부로 이격되도록 지지대(582)에 의해 지지된다. 지지대(582)는 로드 형상으로 제공되고, 서로 간에 일정 거리 이격되도록 복수 개가 배치된다. 상부에서 바라볼 때 차단 플레이트(580)는 후술하는 하부 분기 라인(1490)의 토출구 및 배기 라인(550)의 유입구와 중첩되도록 제공될 수 있다. 차단 플레이트(580)는 하부 분기 라인(1490)을 통해서 공급된 초임계 유체가 기판(W)을 향해 직접 토출되어 기판(W)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
도 5는 유체 공급 유닛의 일 예를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 5를 참조하면, 유체 공급 유닛(560)은 바디(520)의 내부 공간(502)으로 처리 유체를 공급한다. 처리 유체는 초임계 유체일 수 있다. 일 예에 의하면, 초임계 유체는 초임계 상태로 내부 공간(502)으로 공급될 수 있다. 이와 달리 초임계 유체는 가스 상태로 내부 공간(502)으로 공급되고, 내부 공간(502) 내에서 초임계 상태로 상변화될 수 있다.
유체 공급 유닛(560)은 공급 탱크(1200), 유체 공급 라인(1400), 그리고 다수의 부품들(1620)을 포함한다. 공급 탱크(1200)는 초임계 유체를 저장한다. 초임계 유체는 공급 탱크(1200) 내에서 초임계 상태로 유지될 수 있다. 유체 공급 라인(1400)은 공급 탱크(1200)와 바디(520)를 연결하며, 공급 탱크(1200) 내의 초임계 유체는 유체 공급 라인(1400)을 통해서 바디(520)의 내부 공간으로 공급된다.
일 예에 의하면, 유체 공급 라인(1400)은 전방 라인(1420), 유량 선택 라인(1440)들, 후방 라인(1460), 상부 분기 라인(1480), 그리고 하부 분기 라인(1490)을 가진다. 전방 라인(1420)은 공급 탱크(1200)와 연결된다. 유량 선택 라인(1440)들은 전방 라인(1420)의 하류측 끝단에 연결된다. 유량 선택 라인(1440)들은 서로 간에 병렬로 배치될 수 있다. 각각의 유량 선택 라인(1440)을 흐르는 유량이 서로 상이하도록 각각의 유량 선택 라인(1440)에는 오리피스(1624) 또는 유량 조절 밸브(미도시)가 설치될 수 있다. 후방 라인(1460)은 유량 선택 라인(1440)들의 하류측 끝단에 연결되고, 상부 분기 라인(1480) 및 하부 분기 라인(1490)은 후방 라인(1460)의 하류측 끝단에 연결된다.
상부 분기 라인(1480)은 상체(522)에 결합되어 지지체(540)에 놓인 기판(W)의 상부에서 초임계 유체를 공급한다. 하부 분기 라인(1490)은 하체(524)에 결합되어 지지체(540)에 놓인 기판(W)의 하부에서 초임계 유체를 공급한다. 일 예에 의하면, 상부 분기 라인(1480)은 상체(522)의 중앙에 결합된다. 하체(524)에는 배기 라인(550)이 결합된다. 바디(520)의 내부 공간(502) 내의 초임계 유체는 배기 라인(550)을 통해서 바디(520)의 외부로 배기된다. 하부 분기 라인(1490)과 배기 라인(550) 중 어느 하나는 하체(524)의 중심에 결합되고, 다른 하나는 하체(524)의 중심에서 이격된 위치에서 하체(524)에 결합될 수 있다.
유체 공급 라인(1400)에는 다수의 부품(1620)이 설치된다. 부품(1620)은 유체 공급 라인(1400)에서 유체의 흐름 여부를 개폐하거나, 유량을 조절하는 밸브(1621, 1623, 1627a, 1628c)일 수 있다. 또한, 부품(1620)은 유체 공급 라인(1400)을 흐르는 유체를 가열하는 히터(1622, 1626, 1628a)일 수 있다. 또한, 부품(1620)은 유체 공급 라인(1400)에서 유로의 면적이 감소하도록 하는 오리피스(1624)일 수 있다. 선택적으로 부품(1620)은 유체 공급 라인(1400)을 흐르는 유체에서 이물을 제거하는 필터(1625, 1627a, 1628b)일 수 있다.
일 예에 의하면, 전방 라인(1420)에는 상류측에서부터 하류측을 향하는 방향으로 순차적으로 밸브(1621) 및 히터(1622)가 설치될 수 있다. 밸브(1621)는 개폐 밸브일 수 있다. 선택적으로 밸브(1621)는 유량 조절 밸브일 수 있다. 히터(1622)는 공급 탱크(1200)에서 공급되는 초임계 유체의 온도가 공정에 적합한 설정온도가 되도록 초임계 유체를 가열한다.
각각의 유량 선택 라인(1440)에는 상류측에서부터 하류측을 향하는 방향으로 순차적으로 밸브(1623) 및 오리피스(1624)가 설치될 수 있다. 밸브(1623)는 개폐 밸브일 수 있다. 각각의 유량 선택 라인(1440)에 설치되는 오리피스(1624)는 유체가 흐르는 내부 통로 면적이 서로 상이하도록 제공된다. 예컨대, 3개의 유량 선택 라인(1440)이 제공되는 경우, 제2유량 선택 라인에 설치되는 오리피스의 통로 면적은 제1유량 선택 라인에 설치되는 오리피스의 통로 면적보다 작고, 제3유량 선택 라인에 설치되는 오리피스의 통로 면적은 제2유량 선택 라인에 설치되는 오리피스의 통로 면적보다 작게 제공될 수 있다. 바디(520) 내로 공급되는 초임계 유체의 유량을 변경하고자 하는 경우, 변경하고자 하는 유량에 대응되는 통로 면적의 오리피스가 설치된 유량 선택 라인(1440)을 통해 초임계 유체를 공급할 수 있다.
후방 라인(1460)에는 상류측에서부터 하류측을 향하는 방향으로 순차적으로 필터(1625) 및 히터(1626)가 설치될 수 있다. 필터(1625)는 초임계 유체로부터 이물을 여과한다. 필터(1625)는 1개가 설치되거나, 복수 개가 순차적으로 제공될 수 있다. 필터(1625)가 복수 개 제공되는 경우, 필터들은 각각의 필터에 의해 여과되는 이물의 종류 또는 이물의 크기가 상이하도록 제공된다. 히터(1626)는 전방 라인(1420)에 설치된 히터(1621)에 의해 일차적으로 온도 조절된 초임계 유체의 온도가 설정 온도가 되도록 초임계 유체의 온도를 정밀 제어할 수 있다.
상부 분기 라인(1480)에는 상류측에서 하류측을 향하는 방향으로 순차적으로 필터(1627a) 및 밸브(1627b)가 설치된다. 필터(1627a)는 후방 라인(1460)에 설치된 히터(1626)에 의해 가열된 초임계 유체를 하우징 내로 공급하기 전에, 초임계 유체로부터 이물을 다시 한번 여과한다. 밸브(1627b)는 개폐 밸브일 수 있다.
하부 분기 라인(1490)에는 상류측에서 하류측을 향하는 방향으로 순차적으로 히터(1628a), 필터(1828b), 그리고 밸브(1628c)가 설치된다. 초기에 초임계 유체는 하부 분기 라인(1490)을 통해서 바디(520) 내로 유입되고, 바디(520) 내부가 설정압력이 되면 초임계 유체는 상부 분기 라인(1480)을 통해서 바디(520) 내로 유입된다. 하부 분기 라인(1490)에 설치된 히터(1628a)에 의해 하부 분기 라인(1490)을 통해서 바디(520) 내로 공급되는 초임계 유체의 온도와 상부 분기 라인(1480)을 통해서 바디(520) 내로 공급되는 초임계 유체의 온도가 상이하도록 제어될 수 있다. 필터(1628b)는 하부 분기 라인(1490)에 설치된 히터(1628a)에 의해 가열된 초임계 유체를 바디(520) 내로 공급하기 전에, 초임계 유체로부터 이물을 다시 한번 여과한다.
건조 챔버(500)에서 바디(520), 유체 공급 라인(1400), 그리고 부품들(1620)은 고압에 잘 견디는 강성 재질로 제공된다. 강성 재질은 금속일 수 있다. 금속은 스테인리스 스틸일 수 있다. 각각의 부품(1620)은 초임계 유체가 흐르는 통로의 내측면을 금속 재질로 구비할 수 있다. 선택적으로 각각의 부품(1620)에서 초임계 유체가 흐르는 통로의 내측면을 금속 재질로 제공하고, 그 표면은 금속 이외의 재질로 코팅된 코팅면으로서 제공될 수 있다. 부품(1620)이 손상되거나 부품(1620)을 장기간 사용하는 경우, 초임계 유체를 이용하여 기판을 처리하는 동안에 위 부품(1620)으로부터 금속 입자가 방출될 수 있다. 방출된 금속 입자는 초임계 유체와 함께 바디(520) 내로 공급될 수 있다. 금속 입자가 기판 상에 잔류하는 경우, 금속 입자에 의해 처리 완료된 기판은 후속되는 검사 공정에서 불량 기판으로 판정될 수 있다.
검출 부재(1680)는 유체 공급 라인(1400)에서 설치된 부품들(1620) 중 금속 입자를 방출하는 부품(1620)을 검출한다. 불량 검출은 본 발명의 기판 처리 장치에 의해 기판 처리가 완료된 후 기판을 검사하는 공정에서 기판이 금속 입자로 인해 불량으로 판정되는 경우 수행할 수 있다. 선택적으로 불량 검출은 설정 시간 또는 설정 일자를 기준으로 수행될 수 있다. 선택적으로 불량 검출은 기판 처리 장치에서 기판의 처리 매수가 설정 매수에 도달했을 때에 수행할 수 있다.
도 6은 도 5의 유체 공급 유닛에 제공된 검출 부재의 일 예를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 6을 참조하면, 검출 부재(1680)는 검출 포트(1682) 및 검사기(1684)를 가진다. 검출 포트(1682)는 유체 공급 라인(1400)에 설치된다. 검출 포트(1682)는 유체 공급 라인(1400)으로부터 분기되도록 제공될 수 있다. 기판을 처리하는 동안에 검출 포트(1682)의 단부는 덮개(1683)에 의해 막힌 상태로 유지된다. 일 예에 의하면, 덮개(1683)는 검출 포트(1682)의 단부에 나사결합될 수 있다.
일 예에 의하면, 검출 포트(1682)는 부품들(1620) 중 인접한 부품들(1620)의 사이, 유체 공급 라인(1400)에서 가장 상류측에 제공된 부품(1621)의 상류, 그리고 유체 공급 라인(1400)에서 가장 하류측에 제공된 부품(1627b, 1628c)의 하류에서 각각 유체 공급 라인(1400)에 설치될 수 있다. 선택적으로 검출 포트(1682)는 부품들(1620) 중 선택된 부품들(1620)의 양측에만 각각 제공되도록 유체 공급 라인(1400)에 설치될 수 있다.
검사기(1684)는 측정부(1684a), 유입 라인(1684b), 그리고 결합 포트(1684c)를 가진다. 측정부(1684a)는 그 내부로 유입된 유체에서 금속 입자를 검출한다. 결합 포트(1684c)는 검출 포트(1682)의 단부에 결합 가능하게 제공된다. 일 예에 의하면, 결합 포트(1684c)는 검출 포트(1682)와 나사 결합되도록 제공될 수 있다. 유입 라인(1684b)은 측정부(1684a) 및 결합 포트(1684c)를 연결한다. 유체 공급 라인(1400)을 통해 흐르는 유체 중 일부는 유입 라인(1684b)을 통해서 측정부(1684a)로 유입된다. 검사기(1684)는 측정부(1684a)로 유입된 유체에 금속 입자가 포함되어 있는지 여부, 금속 입자의 수, 또는 금속의 종류 등을 검출할 수 있다. 검사 중에 유체 공급 라인(1400)을 통해 흐르는 유체는 기판을 처리할 때와 동일한 초임계 유체일 수 있다. 선택적으로 검사 중에 유체 공급 라인(1400)을 통해 흐르는 유체는 초임계 유체 대신에 다른 유체를 사용할 수 있다. 이하, 검사에 사용되는 유체는 검사용 유체라 칭한다..
도 7 및 도 8은 유체 공급 라인에 설치된 부품들 중 검사 부품에 대해서 금속 이물이 방출하였는지 여부를 검출하는 과정을 보여주는 도면들이다. 도 7 및 도 8에서 내부가 채워진 밸브는 닫힌 상태이고, 내부가 빈 밸브는 열린 상태이다. 또한 내부가 채워진 검출 포트는 단부가 막힌 상태이고, 내부가 빈 검출 포트는 단부가 열린 상태이다. 이하, 불량 검출을 수행하는 부품(1620)을 검사 부품이라고 칭한다. 검사 부품에 대한 검사는 아래와 같이 수행한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 검사 부품(1620a)보다 상류측에 위치한 검출 포트(1682)들 중 검사 부품(1620)에 가장 인접한 상류 검출 포트(1682a)에 검사기(1684)의 결합 포트(1684c)를 연결하고, 나머지 검출 포트(1682b)들은 모두 덮개(1683)로 막는다. 그리고 검사 부품(1620)보다 하류측에 배치된 밸브들 중 검사 부품(1620a)에 가장 인접한 위치에 설치된 밸브(1620d)를 닫고, 검사 부품(1620)보다 상류측에 배치된 밸브들(1620c)은 모두 개방한다. 이후 공급 탱크(1200)로부터 검사용 유체를 유체 공급 라인(1400)을 통해 공급한다. 검사용 유체들 중 일부는 측정부(1684a)로 유입되고, 측정부(1684a)는 금속 입자의 유무, 또는 금속 입자의 수를 측정한다.
이후, 도 8에 도시된 바와 같이, 상류 검출 포트(1682a)로부터 결합 포트(1684c)를 분리하고, 덮개(1683)로 상류 검출 포트(1682a)를 막는다. 이후, 검사 부품(1620a)보다 하류측에 위치한 검출 포트(1682)들 중 검사 부품(1620a)에 가장 인접한 하류 검출 포트(1682b)에 검사기(1684)의 결합 포트(1684c)를 연결하고, 나머지 검출 포트(1682a)들은 모두 덮개(1683)로 막는다. 그리고 검사 부품(1620a)보다 하류측에 배치된 밸브들 중 검사 부품(1620a)에 가장 인접한 위치에 설치된 밸브(1620d)를 닫고, 검사 부품(1620)보다 상류측에 배치된 밸브들(1620c)은 모두 개방한다. 공급 탱크(1200)로부터 검사용 유체를 유체 공급 라인(1400)으로 공급한다. 검사용 유체들 중 일부는 측정부(1684a)로 유입되고, 측정부(1684a)는 금속 입자의 유무, 또는 금속 입자의 수를 측정한다. 상류 검출 포트(1682a)에서 측정한 제1검출값과 하류 검출 포트(1682b)에서 측정한 제2검출값에 근거하여 검사 부품(1620a)의 불량 여부를 판정한다. 예컨대, 제1검출값과 제2검출값의 차이가 설정값 이상이면 검사 부품(1620a)이 불량인 것으로 판정할 수 있다. 선택적으로 제1검출값에서는 금속이 검출되지 않고 제2검출값에서 금속이 검출된 경우, 검사 부품(1620a)이 불량인 것으로 판정할 수 있다.
일 예에 의하면, 검사 부품(1620a)은 아래와 같은 방법으로 검사 순서를 정할 수 있다. 아래에서는 유체 공급 라인(1400)에 설치된 부품들(1620)이 모두 금속을 포함하는 것을 예로 들어 설명한다. 이와 달리 유체 공급 라인(1400)에 설치된 부품들(1620) 중 금속을 포함하지 않은 부품(1620)이 설치되는 경우에는, 아래의 검사 부품(1620)은 금속을 포함하는 부품(1620)으로 특정될 수 있다.
부품들(1620) 중 공급 탱크(1200)에 가장 인접한 부품(1620)을 제1검사 부품(1620a)으로 하여 불량 여부를 검사한다. 제1검사 부품(1620a)이 불량인 것으로 판정되면, 검사를 중단하고 제1검사 부품(1620a)을 새로운 부품으로 교체한다. 제1검사 부품(1620)이 양호한 것으로 판정다면, 유체 공급 라인(1400)의 하류 방향으로 제1검사 부품(1620a)에 가장 인접한 부품(1622)을 제2검사 부품(1620b)으로 하여 불량 여부를 검사한다. 제2검사 부품(1620b)이 불량인 것으로 판정되면, 검사를 중지하고 제2검사 부품(1620b)을 새로운 부품으로 교체한다. 제2검사 부품(1620b)이 양호한 것으로 판정되면, 유체 공급 라인(1400)의 하류 방향으로 제2검사 부품(1620b)에 가장 인접한 부품(1623a)을 제3검사 부품(1620c)으로 하여 불량 여부를 검사한다. 검사 부품들 중 불량으로 판단된 부품(1620)이 발견될 때까지 유체 공급 라인(1400)에 설치된 부품들(1620)에 대해 위와 같은 과정을 반복한다. 유량 선택 라인(1440)들의 경우, 복수의 유량 선택 라인(1440)들에 대해서 순차적으로 각 유량 선택 라인(1440)에 설치된 부품들(1620)에 대해 검사를 수행한다. 제1검사 부품(1620a)에 대해 검사를 수행할 때 그 하류 측의 검출 포트(1682d)를 이용하여 측정부(1684a)에서 측정한 제2검출값은 제2검사 부품(1620b)에 대해 검사를 수행할 때 제1검출값으로 사용할 수 있다.
도 9 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 불량 검출 방법의 일 실시예를 순차적으로 보여주는 도면들이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 공급 탱크(1200)에 가장 인접하게 위치하고 있는 제1밸브(1621)를 검사 부품으로 선택한다. 제1밸브(1621)의 상류측에서 제1밸브(1621)와 가장 인접한 제1검출 포트(1682c)에 검사기(1684)를 연결하여 금속 입자를 검출한다.
이후 도 10에 도시된 바와 같이 제1밸브(1621)의 하류측에서 제1밸브(1621)와 가장 인접한 제2검출 포트(1682d)에 검사기(1684)를 연결하여 금속 입자를 검출한다. 제1검출 포트(1682c)로부터 검출한 제1검출값과 제2검출 포트(1682d)로부터 검출한 제2검출값에 근거하여 제1밸브(1621)의 불량 여부를 판정한다. 제1밸브(1621)가 불량인 것으로 판정되면, 검사를 종료하고 제1밸브(1621)를 교체한다. 제1밸브(1621)가 양호한 것으로 판정되면, 제1밸브(1621)의 하류측에서 제1밸브(1621)와 가장 인접한 부품인 제1히터(1622)를 검사 부품으로 선택한다.
도 11에 도시된 바와 같이 제1히터(1622)의 하류측에서 제1히터(1622)와 가장 인접한 제3검출 포트(1682e)를 검사기(1684)에 연결하여 금속 입자를 검출한다. 제1밸브(1621)의 불량 여부를 판정하기 위해 제2검출 포트(1682d)로부터 검출한 제2검출값과 제3검출 포트(1682e)로부터 검출한 제3검출값에 근거하여 제1히터(1622)의 불량 여부를 판단한다. 제1히터(1622)가 불량인 것으로 판정되면, 검사를 중단하고 제1히터(1622)를 교체한다. 제1히터(1622)가 양호한 것으로 판정되면, 제1유량 선택 라인(1440a)에 설치된 제2밸브(1623a)를 검사 부품으로 선택한다.
이후 도 12에 도시된 바와 같이 제2밸브(1623a)의 하류측에서 제2밸브(1623a)와 가장 인접한 제4검출 포트(1682f)를 검사기(1684)에 연결하여 금속 입자를 검출한다. 제1히터(1622)의 불량 여부를 판정하기 위해 제3검출 포트(1682e)로부터 검출한 제3검출값과 제4검출 포트(1682f)로부터 검출한 제4검출값에 근거하여 제2밸브(1623a)의 불량 여부를 판단한다. 위와 같은 과정을 유체 공급 라인(1400)에 설치된 모든 부품들(1620)에 대해서 순차적으로 수행한다.
기판을 검사하는 공정에서 기판이 금속 입자로 인해 불량으로 판정되어 위 불량 검수를 수행하는 경우, 유체 공급 라인(1400)에 설치된 모든 부품들(1620)이 양호한 것으로 판정되면, 배관 또는 기판을 처리하는 하우징에서 금속 입자가 발생한 것으로 판단하고, 부품들(1620)을 연결하는 연결 라인(2420) 또는 하우징을 교체한다.
도 13은 도 5의 유체 공급 유닛의 다른 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 13을 참조하면, 유체 공급 라인(2400)에서 인접하는 부품들(2620)은 연결 라인(2420)에 의해 연결된다. 각각의 연결 라인(2420)에는 검출 포트(2682)가 2개가 제공된다. 검출 포트(2682)들 중 하나인 제1검출 포트(2682a)는 상류측에 제공되는 부품(2620)과 인접하게 위치하고, 다른 하나인 제2검출 포트(2682b)는 하류측에 제공되는 부품(2620)가 인접하게 위치한다. 도 13의 액 공급 유닛(2000)은 연결 라인(2420)에서 금속 이물이 방출되는 경우, 복수의 연결 라인(2420) 중 어느 연결 라인(2420)에서 금속 이물이 방출하였는지를 검출할 수 있다.
도 14 및 도 15는 인접하는 부품들을 연결하는 연결 라인에서 금속 이물이 방출하였는지 여부를 검출하는 과정을 보여주는 도면들이다. 도 14 및 도 15에서 내부가 채워진 밸브는 닫힌 상태이고, 내부가 빈 밸브는 열린 상태이다. 또한 내부가 채워진 검출 포트는 단부가 막힌 상태이고, 내부가 빈 검출 포트는 단부가 열린 상태이다. 이하, 검사를 수행하는 연결 라인(2420)을 검사 라인(2420a)이라고 칭한다.
먼저, 제1검출 포트(2682a)에 검사기(2684)의 결합 포트를 연결하고, 제2검출 포트(2682b)는 덮개(2683)로 막는다. 제2검출 포트(2682b)보다 하류에 위치한 밸브들 중 제2검출 포트(2682b)에 가장 인접한 밸브(2620d)는 닫는다. 이후 공급 탱크(2200)로부터 검사용 유체를 유체 공급 라인(2400)으로 공급한다. 검사용 유체들 중 일부는 제1검출 포트(2682a)를 통해 검출기(2684)의 측정부(2684a)로 유입되고, 측정부(2684a)는 금속 입자를 검출한다. 이후, 제1검출 포트(2682a)를 덮개(2683)로 막고, 제2검출 포트(2682b)에 검사기(2684)의 결합 포트(2684c)를 연결한다. 제2검출 포트(2682b)를 통해 검사용 유체의 일부가 측정부(2684a)로 유입되고, 측정부(2684a)는 검사용 유체로부터 금속 입자를 검출한다. 제1검출 포트(2682a)를 통해서 검출한 제1검출값과 제2검출 포트(2682b)를 통해서 검출한 제2검출값에 근거하여 근거하여 검사 라인(2420a)의 불량 여부를 판단한다.
일 예에 의하면, 검사 라인(2420a)은 아래와 같은 방법으로 검사 순서를 정할 수 있다. .
연결 라인(2420)들 중 공급 탱크(2200)에 가장 인접한 연결 라인(2420)을 제1검사 라인으로 선택하여 불량 여부를 검사한다. 제1검사 라인이 불량인 것으로 판정되면 검사를 중단하고 제1검사 라인을 새로운 연결 라인(2420)으로 교체한다. 제1검사 라인이 양호한 것으로 판정되면, 유체 공급 라인(2400)의 하류 방향으로 제1검사 라인에 가장 인접한 연결 라인(2420)을 제2검사 라인으로 선택하여 불량 여부를 검사한다. 연결 라인(2420)들 중 불량으로 판단된 연결 라인(2420)이 발견될 때까지 유체 공급 라인(2400)에 제공된 모든 연결 라인(2420)들에 대해 위와 같은 과정을 반복한다.
선택적으로 연결 라인(2420)과 부품(2620)을 조합하여, 공급 탱크(2200)에 인접한 순서대로 연결 라인(2420)과 부품(2620) 중 어느 하나를 선택하여 순차적으로 검사를 수행할 수 있다. 예컨대, 도 13의 경우, 공급 탱크(2200)와 제1밸브(2621)를 연결하는 제1연결 라인(2420), 제1밸브(2621), 제1밸브(2621)와 제1히터(2622)를 연결하는 제2연결 라인(2420), 그리고 제1히터(2622)와 같은 순서대로 검사 대상을 정할 수 있다.
이하, 상술한 기판 처리 장치를 이용하여 기판을 처리하는 방법에 대해 설명한다. 기판 처리 방법은 기판 처리 단계와 검출 단계를 포함한다. 건조 챔버의 바디 내로 기판이 반입되면, 기판 처리 단계가 수행된다. 기판 처리 단계에서는 유체 공급 라인을 통해 초임계 유체를 처리 공간으로 공급하여 기판을 처리한다. 이후 유체 공급 라인에 설치된 부품들 중 금속 이물이 방출하는 불량 부품이 있는지 여부에 대한 검출 조건이 만족되면 검출 단계를 수행한다. 기판 처리 단계 이후에 기판 상에 금속 입자가 잔류하는지 여부를 검사하는 검사 단계가 수행되고, 검사 단게에서 기판 상에 금속 입자가 설정치 이상으로 잔류하는 경우 검출 조건이 만족하는 것으로 설정할 수 있다. 선택적으로 검출 조건은 기판들을 처리하는 데 기판 처리 장치가 사용되는 시간 또는 기판 처리 장치에 의해 처리가 이루어진 기판의 매수일 수 있다.
검출 단계는 유체 공급 라인(1400)에 설치된 부품들(1620) 중 금속을 포함하는 부품(1620)에서 금속 입자가 방출되는지 여부를 검출한다. 검출 단계는 제1부품 검사 단계 및 제2부품 검사 단계를 포함한다.
제1부품 검사 단계는 제1부품으로부터 금속 입자가 방출되는지 여부를 검출한다. 제1부품 검사 단계는 제1검출 단계, 제2검출 단계, 그리고 제1판정 단계를 포함한다. 제1검출 단계는 제1부품보다 상류에서 유체 공급 라인에 설치된 제1검출 포트에 검사기를 연결하고, 제1부품을 통과하기 전의 검사용 유체로부터 금속 입자를 검출하여 제1검출값을 획득한다. 제2검출 단계는 제1부품보다 하류에서 유체 공급 라인에 설치된 제2검출 포트에 검사기를 연결하고, 제1부품을 통과한 후의 검사용 유체로부터 금속 입자를 검출하여 제2검출값을 획득한다. 제1판정 단계는 제1검출값과 제2검출값으로부터 제1부품의 불량 여부를 판정한다.
제1부품 검사 단계에서 제1부품이 양품으로 판정되면, 제2부품 검사 단계를 수행한다.
제2부품 검사 단게는 제2부품으로부터 금속 입자가 방출되는지 여부를 검출한다. 제2부품 검사 단계는 제3검출 단계, 제4검출 단계, 그리고 제2판정 단계를 포함한다. 제3검출 단계는 유체 공급 라인에 설치된 검출 포트들 중 제2부품보다 상류에서 유체 공급 라인에 설치된 제3검출 포트에 검사기를 연결하고, 제2부품을 통과하기 전의 검사용 유체로부터 금속 입자를 검출하여 제3검출값을 획득한다. 제4검출 단계는 유체 공급 라인에 설치된 검출 포트들 중 제2부품보다 하류에서 유체 공급 라인에 설치된 제4검출 포트에 검사기를 연결하고, 제2부품을 통과한 후의 검사용 유체로부터 금속 입자를 검출하여 제4검출값을 획득한다. 제2판정 단계는 제3검출값과 제4검출값으로부터 제2부품의 불량 여부를 판정한다.
제2부품이 제1부품보다 유체 공급 라인에서 하류에 배치되고, 제1부품과 제2부품 사이에 다른 부품이 제공되지 않는 경우, 제2부품 검사 단계는 다음과 같이 수행될 수 있다. 제2부품 검사 단계는 제3검출 단계와 제2판정 단계를 포함한다. 제3검출 단계는 유체 공급 라인에 설치된 검출 포트들 중 제2부품보다 하류에서 유체 공급 라인에 설치된 제3검출 포트에 검사기를 연결하고, 제2부품을 통과한 후의 검사용 유체로부터 금속 입자를 검출하여 제3검출값을 획득한다. 제2판정 단계는 제2검출값과 제3검출값으로부터 제2부품의 불량 여부를 판정한다.
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. 전술한 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.
500 : 건조 챔버
520: 바디
1000: 유체 공급 유닛
1200: 공급 탱크
1400: 유체 공급 라인
1620: 부품
1680: 검출 부재
1682: 검출 포트
1684: 검출기

Claims (20)

  1. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    기판을 처리하는 처리 공간을 가지는 챔버와; 그리고
    상기 처리 공간으로 처리 유체를 공급하는 유체 공급 유닛을 포함하되,
    상기 유체 공급 유닛은,
    상기 처리 유체가 저장된 공급 탱크와;
    상기 공급 탱크와 상기 챔버를 연결하며, 상기 공급 탱크로부터 상기 챔버로 상기 처리 유체를 공급하는 유체 공급 라인과;
    상기 유체 공급 라인에 설치된 복수의 부품과; 그리고
    상기 부품에서 금속 입자가 방출되는지 여부를 검출하는 검출 부재를 포함하고,
    상기 검출 부재는,
    상기 복수의 부품들 중 하나인 제1부품보다 상류에서 상기 유체 공급 라인에 연결된 상류 검출 포트와;
    상기 제1부품보다 하류에서 상기 유체 공급 라인에 연결된 하류 검출 포트와;
    상기 상류 검출 포트와 상기 하류 검출 포트 중 선택된 검출 포트에 결합가능하도록 제공되며, 상기 유체 공급 라인으로부터 상기 검출 포트를 흐르는 유체로부터 금속 입자를 검출하는 검출기를 구비하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 부품은 상기 제1부품보다 하류에 배치된 하나 또는 복수의 부품들 중 상기 제1부품에 인접한 제2부품을 더 포함하고,
    상기 하류 검출 포트는 상기 제1부품과 상기 제2부품 사이에서 상기 유체 공급 라인에 연결되는 기판 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 부품은 상기 제1부품보다 상류에 배치된 하나 또는 복수의 부품들 중 상기 제1부품에 인접한 제2부품을 더 포함하고,
    상기 상류 검출 포트는 상기 제1부품과 상기 제2부품 사이에서 상기 유체 공급 라인에 연결되는 기판 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1부품과 상기 상류 검출 포트 사이에, 그리고 상기 제1부품과 상기 하류 검출 포트 사이에 다른 부품은 제공되지 않는 기판 처리 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 부품은 밸브, 펌프, 필터, 또는 오리피스를 포함하는 기판 처리 장치.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 부품에서 상기 유체 공급 라인을 흐르는 통로에 노출된 면은 금속을 포함하거나, 상기 부품에서 금속면이 금속 이외의 재질로 코팅되는 기판 처리 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 챔버는 고압 용기를 포함하고,
    상기 유체는 초임계 유체인 기판 처리 장치.
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 검출기는 상기 상류 검출 포트 및 상기 하류 검출 포트에 탈착 가능하게 제공되고,
    상기 상류 검출 포트 및 상기 하류 검출 포트는 각각 상기 검출기가 분리된 상태에서 그 끝단을 막는 덮개를 구비하는 기판 처리 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 유체 공급 라인에 설치된 각각의 부품에 대해서, 상기 상류 검출 포트와 상기 하류 검출 포트가 각각 제공되는 기판 처리 장치.
  10. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    기판을 처리하는 처리 공간을 가지는 챔버와; 그리고
    상기 처리 공간으로 초임계 유체를 공급하는 유체 공급 유닛을 포함하되,
    상기 유체 공급 유닛은,
    상기 처리 유체가 저장된 공급 탱크와;
    상기 공급 탱크와 상기 챔버를 연결하며, 상기 공급 탱크로부터 상기 챔버로 상기 처리 유체를 공급하는 유체 공급 라인과;
    상기 유체 공급 라인에 설치되며, 금속을 포함하는 재질로 제공되는 복수의 부품과; 그리고
    상기 부품에서 금속 입자가 방출되는지 여부를 검출하는 검출 부재를 포함하고,
    상기 검출 부재는,
    상기 복수의 부품들 중 하나인 제1부품보다 상류에서 상기 유체 공급 라인에 연결된 상류 검출 포트와;
    상기 제1부품보다 하류에서 상기 유체 공급 라인에 연결된 하류 검출 포트와;
    상기 상류 검출 포트와 상기 하류 검출 포트 중 선택된 검출 포트에 결합가능하도록 제공되며, 상기 유체 공급 라인으로부터 상기 검출 포트를 흐르는 유체로부터 금속 입자를 검출하는 검출기를 구비하며,
    상기 상류 검출 포트와 상기 제1부품 사이에, 그리고 상기 제1부품과 상기 하류 검출 포트 사이에 다른 부품은 설치되지 않는 기판 처리 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 부품은 밸브, 펌프, 필터, 또는 오리피스를 포함하는 기판 처리 장치
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 검출기는 상기 상류 검출 포트 및 상기 하류 검출 포트에 탈착 가능하게 제공되고,
    상기 상류 검출 포트 및 상기 하류 검출 포트는 각각 상기 검출기가 분리된 상태에서 그 끝단을 막는 덮개를 구비하는 기판 처리 장치.
  13. 기판을 처리하는 방법에 있어서,
    유체 공급 라인을 통해 기판이 반입된 처리 공간 내로 유체를 공급하여 기판을 처리하는 기판 처리 단계와; 그리고
    상기 유체 공급 라인에 설치된 부품들 중 금속을 포함하는 부품에서 금속 입자가 방출되는지 여부를 검출하는 검출 단계를 포함하되,
    상기 검출 단계는,
    상기 유체 공급 라인에 설치된 부품들 중 하나인 제1부품으로부터 상기 금속 입자가 방출되는지 여부를 검출하는 제1부품 검사 단계를 포함하고,
    상기 제1부품 검사 단계는,
    상기 제1부품보다 상류에서 상기 유체 공급 라인에 설치된 제1검출 포트와 연결된 검사기에 의해 상기 제1부품을 통과하기 전의 검사용 유체로부터 금속 입자를 검출하여 제1검출값을 획득하는 제1검출 단계와;
    상기 제1부품보다 하류에서 상기 유체 공급 라인에 설치된 제2검출 포트와 연결된 검사기에 의해 상기 제1부품을 통과한 후의 검사용 유체로부터 금속 입자를 검출하여 제2검출값을 획득하는 제2검출 단계와; 그리고
    상기 제1검출값과 상기 제2검출값으로부터 상기 제1부품의 불량 여부를 판정하는 제1판정 단계를 포함하는 기판 처리 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1부품 검사 단계에서 상기 제1부품이 양품으로 판정되면, 상기 복수의 부품들 중 상기 제1부품과는 다른 상기 제2부품으로부터 상기 금속 입자가 방출되는지 여부를 검출하는 제2부품 검사 단계를 포함하고,
    상기 제2부품 검사 단계는,
    상기 유체 공급 라인에 설치된 검출 포트들 중 상기 제2부품보다 상류에서 상기 유체 공급 라인에 설치된 제3검출 포트와 연결된 검사기에 의해 상기 제2부품을 통과하기 전의 검사용 유체로부터 금속 입자를 검출하여 제3검출값을 획득하는 제3검출 단계와;
    상기 유체 공급 라인에 설치된 검출 포트들 중 상기 제2부품보다 하류에서 상기 유체 공급 라인에 설치된 제4검출 포트와 연결된 검사기에 의해 상기 제2부품을 통과한 후의 검사용 유체로부터 금속 입자를 검출하여 제4검출값을 획득하는 제4검출 단계와; 그리고
    상기 제3검출값과 상기 제4검출값으로부터 상기 제2부품의 불량 여부를 판정하는 제2판정 단계를 포함하는 기판 처리 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제1부품 검사 단계에서 상기 제1부품이 양품으로 판정되면, 상기 복수의 부품들 중 상기 제1부품과는 다른 상기 제2부품으로부터 상기 금속 입자가 방출되는지 여부를 검출하는 제2부품 검사 단계를 포함하고,
    상기 제2부품은 상기 제1부품보다 상기 유체 공급 라인에서 하류에 배치되고,
    상기 제1부품과 상기 제2부품 사이에 다른 부품은 제공되지 않으며,
    상기 제2부품 검사 단계는,
    상기 유체 공급 라인에 설치된 검출 포트들 중 상기 제2부품보다 하류에서 상기 유체 공급 라인에 설치된 제3검출 포트와 연결된 검사기에 의해 상기 제2부품을 통과한 후의 검사용 유체로부터 금속 입자를 검출하여 제3검출값을 획득하는 제3검출 단계와; 그리고
    상기 제2검출값과 상기 제3검출값으로부터 상기 제2부품의 불량 여부를 판정하는 제2판정 단계를 포함하는 기판 처리 방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 검사기는 상기 검출 포트들 각각에 대해 결합 가능하게 제공되고,
    상기 검출 포트들 중 상기 검사기가 결합되지 않는 검출 포트들은 덮개에 의해 그 끝단이 막힌 기판 처리 방법.
  17. 제13항 내지 제16항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 유체 공급 라인은 공급 탱크로부터 유체를 상기 처리 공간으로 공급하고,
    상기 제1부품은 상기 금속을 포함하는 부품들 중 상기 공급 탱크에 가장 인접하게 배치된 부품인 기판 처리 방법.
  18. 제13항 내지 제16항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 유체는 초임계 유체인 기판 처리 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 기판의 처리는 초임계 유체를 이용하여 기판을 건조하는 처리인 기판 처리 방법.
  20. 제13항에 있어서,
    상기 기판 처리 단계 이후에, 상기 기판 상에 금속 입자가 잔류하는지 여부를 검사하는 검사 단계를 포함하고,
    상기 검사 단계에서 상기 기판 상에 금속 입자가 설정치 이상으로 잔류하는 경우, 상기 검출 단계를 수행하는 기판 처리 방법.
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