KR20230059881A - 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR20230059881A
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processing
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제진모
이상민
이영훈
최용현
임용준
오승훈
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세메스 주식회사
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Abstract

본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 기판을 처리하는 장치는, 내부에 기판을 처리하는 처리 공간을 제공하는 하우징; 상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 지지 유닛; 상기 처리 공간에 공정 유체를 공급하는 하부 공급 포트; 및 상기 처리 공간에서 상기 지지 유닛에 지지된 기판보다 아래에 배치되는 필러 부재를 포함하고, 상기 필러 부재에는, 상기 하부 공급 포트와 마주하는 버퍼 공간이 형성되고, 상기 필러 부재와 상기 하우징의 내벽 사이에는 상기 버퍼 공간으로 유입된 상기 공정 유체를 상기 기판을 향하는 방향으로 흐르게 하는 통로가 형성될 수 있다.

Description

기판 처리 장치{AN APPARATUS FOR TREATING SUBSTRATE}
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기판에 대해 건조 공정을 수행하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자를 제조하기 위해서는 사진 공정(Photo Process), 식각 공정(Etching Process), 이온 주입 공정(Ion Implantation Process), 그리고 증착 공정(Deposition Process) 등과 같은 다양한 공정이 수행된다. 또한, 이러한 공정들을 수행하는 과정에서 파티클, 유기 오염물, 금속 불순물 등의 다양한 이물질이 발생한다. 이러한 이물질들은 기판에 결함을 일으켜 반도체 소자의 성능 및 수율에 직접적인 영향을 미치는 요인으로 작용한다. 반도체 소자의 제조 공정에는 이러한 이물질을 제거하기 위한 세정 공정이 필수적으로 수반된다.
최근에는 기판을 세정하는 공정 또는 기판을 현상하는 공정에 초임계 유체가 사용된다. 일 예에 의하면, 이소프로필알코올(isopropyl alcohol; 이하, IPA)과 같은 리닝(leaning) 방지액을 통해 기판의 상부면을 웨팅한 이후, 이산화탄소(CO2)를 초임계 상태로 기판의 상부면에 공급하여 기판에 남아 있는 리닝 방지액을 제거하는 방식으로 진행될 수 있다.
초임계 유체를 사용하는 공정이 처리되는 처리 공간 내부는 임계 온도 및 임계 압력 이상의 환경이 유지되어야 한다. 또한, 초임계 유체는 처리 공간 내부에서 균일하게 분포되어야 한다. 다만, 처리 공간 내부의 구조적 문제로 인해 초임계 유체가 처리 공간 내부에서 균일하게 유동되지 못한다. 일 예로, 처리 공간 내부에 초임계 유체를 공급하는 공급 포트가 처리 공간의 중심으로부터 편향되게 위치하는 경우, 공급 포트가 제공된 영역에 초임계 유체가 상대적으로 몰리는 현상이 발생한다. 즉, 초임계 유체가 처리 공간 내부에서 비대칭적으로 유동한다. 처리 공간 내부로 초임계 유체를 빠른 속도로 공급할 때, 처리 공간 내부에서의 초임계 유체의 비대칭성이 더욱 강화된다. 이로 인해, 처리 공간 상에 위치한 기판에 균일한 처리가 수행되지 못한다. 또한, 초임계 유체의 비대칭성으로 인해, 초임계 유체가 상대적으로 많이 공급되는 기판의 특정 영역에 파티클이 다량으로 발생한다.
본 발명은 공정 유체를 처리 공간에 균일하게 공급할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 공정 유체를 빠른 속도로 처리 공간에 공급할 때, 공정 유체가 처리 공간에서 균일하게 유동할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 공정 유체를 이용하여 기판을 처리할 때, 기판의 특정 영역에 파티클이 몰리는 현상을 억제할 수 있는 기판 처리 장치를 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. 기판을 처리하는 장치는, 내부에 기판을 처리하는 처리 공간을 제공하는 하우징; 상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 지지 유닛; 상기 처리 공간에 공정 유체를 공급하는 하부 공급 포트; 및 상기 처리 공간에서 상기 지지 유닛에 지지된 기판보다 아래에 배치되는 필러 부재를 포함하고, 상기 필러 부재에는, 상기 하부 공급 포트와 마주하는 버퍼 공간이 형성되고, 상기 필러 부재와 상기 하우징의 내벽 사이에는 상기 버퍼 공간으로 유입된 상기 공정 유체가 상기 기판을 향하는 방향으로 흐르게 하는 통로가 형성될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 하부 공급 포트는, 상부에서 바라볼 때, 상기 버퍼 공간과 중첩되게 위치할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 하우징은 상부 하우징과 하부 하우징을 포함하고, 상기 하부 하우징은 상부가 개방된 홈이 형성되고, 상기 필러 부재의 적어도 일 부분은, 상기 홈에 삽입될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 필러 부재는, 베이스부; 및 상기 베이스부의 하면으로부터 아래 방향으로 연장되는 돌출부를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 베이스부는, 상기 하우징의 내벽과 이격되게 제공될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 베이스부의 상면에는, 상기 지지 유닛에 놓인 기판의 하면과 접촉되어 기판을 지지 유닛으로부터 일정 거리 이격시키는 적어도 하나 이상의 지지 핀이 형성될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 버퍼 공간을 정의하는 상기 돌출부의 내측면에는 상기 내측면을 따라 나선 형상의 슬릿이 형성될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 필러 부재는, 베이스부; 및 상기 베이스부의 하면으로부터 아래 방향으로 연장되는 돌출부를 포함하고, 상기 돌출부의 적어도 일부는 상기 홈에 삽입되고, 상기 베이스부는, 상기 홈의 상부에 위치하고, 상부에서 바라볼 때 상기 홈의 면적보다 크게 제공될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 돌출부의 하단에는 서로 이격된 복수의 지지 돌기 ? 상기 지지 돌기는 상기 돌출부의 하단과 상기 홈을 정의하는 바닥면을 서로 이격시킴 - 가 형성되고, 상기 돌출부의 상단은 상기 홈의 상단보다 높게 위치하고, 상기 지지 돌기들의 사이의 공간은 상기 통로로서 제공될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 공정 유체는 초임계 유체일 수 있다.
또한, 본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 기판 처리 장치는, 내부에 기판을 처리하는 처리 공간을 제공하는 하우징; 상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 지지 유닛; 상기 처리 공간에 공정 유체를 공급하는 공급 포트; 및 상기 하우징에 형성된 홈과 서로 조합되어 버퍼 공간을 형성하며 상기 처리 공간과 상기 버퍼 공간을 서로 연통시키는 개구가 형성된 버퍼 플레이트를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 처리 공간에서 상기 지지 유닛에 지지된 기판보다 아래에 배치되는 필러 부재 ? 상기 필러 부재는 상기 버퍼 플레이트보다 위에 배치됨 ? 를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 하우징은 제1하우징과 제2하우징을 포함하고, 상기 제2하우징에는 상기 지지 유닛에 지지된 기판과 멀어지는 방향으로 만입된 상기 홈이 형성될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 버퍼 플레이트는 상기 홈에 위치하되, 상기 공급 포트에서 공급되는 공정 유체와 마주하는 상기 버퍼 플레이트의 영역은 블로킹 영역일 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 필러 부재는, 상부에서 바라볼 때, 상기 홈보다 큰 면적으로 제공될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 필러 부재의 하면은 상기 버퍼 플레이트의 상면보다 높게 제공될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 공정 유체는 초임계 유체일 수 있다.
또한, 본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 기판 처리 장치는, 내부에 기판을 처리하는 처리 공간을 제공하고, 상부 하우징과 상부가 개방된 홈이 형성된 하부 하우징을 포함하는 하우징; 상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 지지 유닛; 상기 하우징의 상부에서 상기 처리 공간에 공정 유체를 공급하는 상부 공급 포트; 상기 하우징의 하부에서 상기 처리 공간에 공정 유체를 공급하는 하부 공급 포트; 및 상기 처리 공간에서 상기 지지 유닛에 지지된 기판보다 아래에 배치되는 필러 부재를 포함하되, 상기 필러 부재에는, 상기 하부 공급 포트와 마주하는 버퍼 공간이 형성되고, 상기 필러 부재와 상기 하우징의 내벽 사이에는 상기 하부 공급 포트에 의해 상기 버퍼 공간으로 유입된 상기 공정 유체가 상기 기판을 향하는 방향으로 흐르도록 하는 통로가 형성될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 필러 부재는, 베이스 부; 및 상기 베이스 부의 하면으로부터 아래 방향으로 연장되는 링 형상의 돌출부를 포함하되, 상기 베이스 부는, 상기 홈의 상부에 위치하고, 상부에서 바라볼 때 상기 홈의 면적보다 크게 제공되고, 상기 돌출부는, 상기 홈의 내부에 위치하고, 상기 홈의 측면에서 상기 홈의 중심을 향하는 방향으로 이격되게 제공될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 돌출부의 하단에는 지지 돌기가 형성되고, 상기 돌출부의 하단은 상기 홈의 바닥면에서 위 방향으로 이격되고, 상기 돌출부의 상단은 상기 홈의 상단보다 높게 위치할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판을 효율적으로 처리할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 공정 유체를 처리 공간에 균일하게 공급할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 공정 유체를 빠른 속도로 처리 공간에 공급할 때, 공정 유체가 처리 공간에서 균일하게 유동할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 공정 유체를 이용하여 기판을 처리할 때, 기판의 특정 영역에 파티클이 몰리는 현상을 억제할 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 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1의 기판 처리 장치의 액 처리 챔버에 대한 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 도 1의 기판 처리 장치의 건조 챔버에 대한 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 4는 도 3의 필러 부재에 대한 일 실시예를 개략적으로 보여주는 사시도이다.
도 5는 도 3의 건조 챔버에서 공정 유체의 유동을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 6은 도 3의 필러 부재에 대한 다른 실시예를 개략적으로 보여주는 절단 사시도이다.
도 7은 도 1의 기판 처리 장치의 건조 챔버에 대한 다른 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 8은 도 7의 건조 챔버에서 공정 유체의 유동을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 9는 도 1의 기판 처리 장치의 건조 챔버에 대한 다른 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 10은 도 9의 건조 챔버에서 공정 유체의 유동을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 11은 도 1의 기판 처리 장치의 건조 챔버에 대한 다른 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 12는 도 11의 건조 챔버에서 공정 유체의 유동을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 13은 도 1의 기판 처리 장치의 건조 챔버에 대한 다른 실시예를 보여주는 도면이다.
도 14는 도 1의 기판 처리 장치의 건조 챔버에 대한 다른 실시예를 보여주는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시예로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장된 것이다.
본 실시예에는 기판 상에 세정액과 같은 액을 공급하여 기판을 액 처리하는 공정을 예로 설명한다. 그러나 본 실시예는 세정 공정에 한정되지 않고, 식각 공정, 애싱 공정, 현상 공정 등과 같이 처리액을 이용하여 기판을 처리하는 다양한 공정에 적용 가능하다.
이하에서는, 도 1 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(1)의 일 실시예에 대해서 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(1)는 초임계 건조 공정을 포함하여 세정 공정을 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 평면도이다. 도 1을 참조하면, 기판 처리 장치(1)는 인덱스 모듈(10, index module)과 처리 모듈(20, treating module)을 포함한다. 일 실시예에 의하면, 인덱스 모듈(10)과 처리 모듈(20)은 일 방향을 따라 배치된다. 이하에서는 인덱스 모듈(10)과 처리 모듈(20)이 배치된 방향을 제1방향(2)이라 하고, 상부에서 바라볼 때, 제1방향(2)과 수직한 방향을 제2방향(4)이라 하고, 제1방향(2)과 제2방향(4)을 모두 포함한 평면에 수직한 방향을 제3방향(6)이라 정의한다.
인덱스 모듈(10)은 기판(W)이 수납된 용기(F)로부터 기판(W)을 처리하는 처리 모듈(20)로 기판(W)을 반송한다. 인덱스 모듈(10)은 처리 모듈(20)에서 처리가 완료된 기판(W)을 용기(F)로 수납한다. 인덱스 모듈(10)의 길이 방향은 제2방향(4)으로 제공된다. 인덱스 모듈(10)은 로드 포트(120) 및 인덱스 프레임(140)을 가진다.
로드 포트(120)에는 기판(W)이 수납된 용기(F)가 안착된다. 로드 포트(120)는 인덱스 프레임(140)을 기준으로 처리 모듈(20)의 반대 측에 위치한다. 로드 포트(120)는 복수 개가 제공될 수 있으며 복수의 로드 포트(120)는 제2방향(4)을 따라 일렬로 배치될 수 있다. 로드 포트(120)의 개수는 처리 모듈(20)의 공정 효율 및 풋 프린트 조건 등에 따라 증가하거나 감소할 수 있다.
용기(F)에는 기판(W)들을 지면에 대해 수평하게 배치한 상태로 수납하기 위한 다수의 슬롯(미도시)이 형성된다. 용기(F)로는 전면 개방 일체형 포드(Front Opening Unifed Pod;FOUP)와 같은 밀폐용 용기가 사용될 수 있다. 용기(F)는 오버헤드 트랜스퍼(Overhead Transfer), 오버헤드 컨베이어(Overhead Conveyor), 또는 자동 안내 차량(Automatic Guided Vehicle)과 같은 이송 수단(미도시)이나 작업자에 의해 로드 포트(120)에 놓일 수 있다.
인덱스 프레임(140)의 내부에는 인덱스 레일(142)과 인덱스 로봇(144)이 제공된다. 인덱스 레일(142)은 인덱스 프레임(140) 내에 그 길이 방향이 제2방향(4)을 따라 제공된다. 인덱스 로봇(144)은 기판(W)을 반송할 수 있다. 인덱스 로봇(144)은 인덱스 모듈(10), 그리고 버퍼 유닛(220) 간에 기판(W)을 반송할 수 있다. 인덱스 로봇(144)은 인덱스 핸드(1440)를 포함할 수 있다.
인덱스 핸드(1440)에는 기판(W)이 놓일 수 있다. 인덱스 핸드(1440)는 원주의 일부가 대칭되게 절곡된 환형의 링 형상을 가지는 인덱스 베이스(1442)와 인덱스 베이스(1442)를 이동시키는 인덱스 지지부(1444)를 포함할 수 있다. 인덱스 핸드(1440)의 구성은 후술하는 반송 핸드의 구성과 동일 또는 유사하다. 인덱스 핸드(1440)는 인덱스 레일(142) 상에서 제2방향(4)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다. 이에, 인덱스 핸드(1440)는 인덱스 레일(142)을 따라 전진 및 후진 이동이 가능하다. 또한, 인덱스 핸드(1440)는 제3방향(6)을 축으로 한 회전, 그리고 제3방향(6)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다.
처리 모듈(20)은 버퍼 유닛(220), 반송 챔버(240), 액 처리 챔버(260), 그리고 건조 챔버(280)를 포함한다. 버퍼 유닛(220)은 처리 모듈(20)로 반입되는 기판(W)과 처리 모듈(20)로부터 반출되는 기판(W)이 일시적으로 머무르는 공간을 제공한다. 반송 챔버(240)는 버퍼 유닛(220)과 공정 챔버(260) 간에, 액 처리 챔버(260), 그리고 건조 챔버(280) 간에 기판(W)을 반송하는 공간을 제공한다.
액 처리 챔버(260)는 기판(W) 상에 액을 공급하여 기판(W)을 액 처리하는 액 처리 공정을 수행한다. 예컨대, 액 처리 공정은 세정액으로 기판을 세정하는 세정 공정일 수 있다. 공정 챔버 내에서 기판에 대해 케미칼 처리, 그리고 린스 처리가 모두 수행될 수 있다. 건조 챔버(280)는 기판(W) 상에 잔류하는 액을 제거하는 건조 공정을 수행한다.
버퍼 유닛(220)은 인덱스 프레임(140)과 반송 챔버(240) 사이에 배치될 수 있다. 버퍼 유닛(220)은 반송 챔버(240)의 일단에 위치될 수 있다. 버퍼 유닛(220)의 내부에는 기판(W)이 놓이는 슬롯(미도시)이 제공된다. 슬롯(미도시)들은 서로 간에 제3방향(6)을 따라 이격되도록 복수 개가 제공된다. 버퍼 유닛(220)은 전면(front face)과 후면(rear face)이 개방된다. 전면은 인덱스 모듈(10)과 마주보는 면이고, 후면은 반송 챔버(240)와 마주보는 면이다. 인덱스 로봇(144)은 전면을 통해 버퍼 유닛(220)에 접근하고, 후술할 반송 로봇(244)은 후면을 통해 버퍼 유닛(220)에 접근할 수 있다.
반송 챔버(240)는 그 길이 방향이 제1방향(2)으로 제공될 수 있다. 액 처리 챔버(260)와 건조 챔버(280)는 반송 챔버(240)의 측부에 배치될 수 있다. 액 처리 챔버(260)와 반송 챔버(240)는 제2방향(4)을 따라 배치될 수 있다. 건조 챔버(280)와 반송 챔버(240)는 제2방향(4)을 따라 배치될 수 있다.
일 예에 의하면, 액 처리 챔버(260)들은 반송 챔버(240)의 양 측에 배치되고, 건조 챔버(280)들은 반송 챔버(240)의 양 측에 배치되며, 액 처리 챔버(260)들은 건조 챔버(280)들보다 버퍼 유닛(220)에 더 가까운 위치에 배치될 수 있다. 반송 챔버(240)의 일 측에서 액 처리 챔버(260)들은 제1방향(2) 및 제3방향(6)을 따라 각각 A X B(A, B는 각각 1 또는 1보다 큰 자연수) 배열로 제공될 수 있다. 또한, 반송 챔버(240)의 일 측에서 건조 챔버(280)들은 제1방향(2) 및 제3방향(6)을 따라 각각 C X D(C, D는 각각 1 또는 1보다 큰 자연수) 배열로 제공될 수 있다. 상술한 바와 달리, 반송 챔버(240)의 일 측에는 액 처리 챔버(260)들만 제공되고, 타 측에는 건조 챔버(280)들만 제공될 수 있다.
반송 챔버(240)는 가이드 레일(242)과 반송 로봇(244)을 가진다. 가이드 레일(242)은 그 길이 방향이 제1방향(2)으로 반송 챔버(240) 내에 제공된다. 반송 로봇(244)은 가이드 레일(242) 상에서 제1방향(2)을 따라 직선 이동 가능하게 제공될 수 있다. 반송 로봇(244)은 버퍼 유닛(220), 액 처리 챔버(260), 그리고 건조 챔버(280)들 간에 기판(W)을 반송한다.
반송 로봇(2440)은 베이스(2442), 몸체(2444), 그리고 아암(2446)을 포함한다. 베이스(2442)는 가이드 레일(242)을 따라 제1방향(2)으로 이동 가능하도록 설치된다. 몸체(2444)는 베이스(2442)에 결합된다. 몸체(2444)는 베이스(2442) 상에서 제3방향(6)을 따라 이동 가능하도록 제공된다. 또한, 몸체(2444)는 베이스(2442) 상에서 회전 가능하도록 제공된다. 아암(2446)은 몸체(2444)에 결합되고, 이는 몸체(2444)에 대해 전진 및 후진 이동 가능하도록 제공된다. 아암(2446)은 복수 개 제공되어 각각 개별 구동되도록 제공된다. 아암(2446)들은 제3방향(6)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치된다.
액 처리 챔버(260)는 기판(W)에 대해 액 처리하는 공정을 수행한다. 예컨대, 액 처리 챔버(260)는 기판(W)에 대해 세정액을 공급하여 세정 공정을 수행하는 챔버일 수 있다. 이와 달리 액 처리 챔버(260)는 액체 플라즈마를 공급하여 기판 상의 박막을 제거하는 습식 식각 공정을 수행하는 챔버일 수 있다.
액 처리 챔버(260)는 기판(W)을 처리하는 공정의 종류에 따라 상이한 구조를 가질 수 있다. 이와 달리, 각각의 액 처리 챔버(260)들은 서로 동일한 구조를 가질 수 있다. 선택적으로, 액 처리 챔버(260)들은 복수 개의 그룹으로 구분되어 그룹들 중 어느 하나의 그룹에 속하는 액 처리 챔버(260)들은 세정 공정과 습식 식각 공정 중 어느 하나를 수행하는 액 처리 챔버(260)들일 수 있고, 그룹들 중 다른 하나의 그룹에 속하는 액 처리 챔버(260)들은 세정 공정과 습식 식각 공정 중 다른 하나를 수행하는 액 처리 챔버(260)들일 수 있다.
이하의 본 발명의 실시예에서는 액 처리 챔버(260)에서 기판(W) 상에 액을 공급하여 기판(W)을 액 처리하는 액 처리 공정을 수행하는 경우를 예를 들어 설명한다.
도 2는 도 1의 액 처리 챔버의 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 2를 참조하면, 액 처리 챔버(260)는 하우징(2610), 처리 용기(2620), 지지 유닛(2630), 승강 유닛(2640), 액 공급 유닛(2650), 배기 유닛(2660), 그리고 기류 공급 유닛(2680)을 포함한다.
하우징(2610)은 내부에 공간을 가진다. 하우징(2610)은 대체로 직육면체 형상으로 제공된다. 처리 용기(2620), 지지 유닛(2630), 그리고 액 공급 유닛(2640)은 하우징(2610) 내에 배치된다.
처리 용기(2620)는 상부가 개방된 처리 공간을 가진다. 기판(W)은 처리 공간 내에서 액 처리된다. 지지 유닛(2630)은 처리 공간 내에서 기판(W)을 지지하고 기판(W)을 회전시킨다. 액 공급 유닛(2640)은 지지 유닛(2630)에 지지된 기판(W) 상으로 액을 공급한다. 액은 복수의 종류로 제공되고, 기판(W) 상으로 순차적으로 공급될 수 있다.
일 예에 의하면, 처리 용기(2620)는 안내벽(2621)과 복수의 회수통(2623, 2625, 2627)을 가진다. 각각의 회수통들(2623, 2625, 2627)은 기판 처리에 사용된 액 중 서로 상이한 액을 분리 회수한다. 회수통들(2623, 2625, 2627)은 각각 기판 처리에 사용된 액을 회수하는 회수 공간을 가진다. 안내벽(2621)과 각각의 회수통들(2623, 2625, 2627)은 지지 유닛(2630)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 액 처리 공정이 진행될 때 기판(W)의 회전에 의해 비산되는 액은 후술하는 각 회수통(2623, 2625, 2627)의 유입구(2623a, 2625a, 2627a)를 통해 회수 공간으로 유입된다. 각각의 회수통에는 서로 상이한 종류의 처리액이 유입될 수 있다.
일 예에 의하면, 처리 용기(2620)는 안내벽(2621), 제1회수통(2623), 제2회수통(2625), 그리고 제3회수통(2627)을 가진다. 안내벽(2621)은 지지 유닛(2630)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공되고, 제1회수통(2623)은 안내벽(2621)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 제2회수통(2625)은 제1회수통(2623)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공되고, 제3회수통(2627)은 제2회수통(2625)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 제1회수통(2623)과 안내벽(2621)의 사이 공간은 액이 유입되는 제1유입구(2623a)로 기능한다. 제1회수통(2623)과 제2회수통(2625)의 사이 공간은 액이 유입되는 제2유입구(2625a)로 기능한다. 제2회수통(2625)과 제3회수통(2627)의 사이 공간은 액이 유입되는 제3유입구(2627a)로 기능한다. 제2유입구(2625a)는 제1유입구(2623a)보다 상부에 위치되고, 제3유입구(2627a)는 제2유입구(2625a)보다 상부에 위치될 수 있다.
안내벽(2621)의 하단과 제1회수통(2623)의 사이 공간은 액으로부터 발생된 흄(Fume)과 기류를 배출되는 제1배출구(2623b)로 기능한다. 제1회수통(2623)의 하단과 제2회수통(2625)의 사이 공간은 액으로부터 발생된 흄과 기류를 배출되는 제2배출구(2625b)로 기능한다. 제2회수통(2625)의 하단과 제3회수통(2627)의 사이 공간은 액으로부터 발생된 흄과 기류를 배출되는 제3배출구(2627b)로 기능한다. 제1배출구(2623b), 제2배출구(2625b), 그리고 제3배출구(2627b)로부터 배출된 흄(fume)과 기류는 후술하는 배기 유닛(2660)을 통해 배기된다.
각각의 회수통(2623, 2625, 2627)에는 그 저면 아래 방향으로 수직하게 연장되는 회수 라인(2623c, 2625c, 2627c)이 연결된다. 각각의 회수 라인(2623c, 2625c, 2627c)은 각각의 회수통(2623, 2625, 2627)을 통해 유입된 처리액을 배출한다. 배출된 처리액은 외부의 처리액 재생 시스템(미도시)을 통해 재사용될 수 있다.
지지 유닛(2630)은 스핀 척(2631), 지지핀(2633), 척핀(2635), 회전 축(2637), 그리고 구동부(2639)를 가진다. 스핀 척(2631)은 상부에서 바라볼 때 대체로 원형으로 제공되는 상부면을 가진다. 스핀 척(2631)의 상부면은 기판(W)보다 큰 직경을 갖도록 제공될 수 있다.
지지핀(2633)은 복수 개 제공된다. 지지핀(2633)은 스핀 척(2631)의 상부면의 가장자리부에 소정 간격으로 이격되게 배치되고 스핀 척(2631)에서 상부로 돌출된다. 지지 핀(2633)들은 서로 간에 조합에 의해 전체적으로 환형의 링 형상을 가지도록 배치된다. 지지핀(2633)은 스핀 척(2631)의 상부면으로부터 기판(W)이 일정거리 이격되도록 기판(W)의 후면 가장자리를 지지한다.
척핀(2635)은 복수 개 제공된다. 척핀(2635)은 스핀 척(2631)의 중심에서 지지핀(2633)보다 멀리 떨어지게 배치된다. 척핀(2635)은 스핀 척(2631)에서 상부면으로부터 돌출되도록 제공된다. 척핀(2635)은 기판(W)이 회전될 때 정 위치에서 측 방향으로 이탈되지 않도록 기판(W)의 측부를 지지한다. 척핀(2635)은 스핀 척(2631)의 반경 방향을 따라 대기 위치와 지지 위치 간에 직선 이동이 가능하도록 제공된다. 대기 위치는 지지 위치에 비해 스핀 척(2631)의 중심으로부터 멀리 떨어진 위치이다. 기판(W)이 지지 유닛(2630)에 로딩 또는 언로딩 시 척핀(2635)은 대기위치에 위치되고, 기판(W)에 대해 공정 수행 시 척 핀(2635)은 지지 위치에 위치된다. 지지 위치에서 척핀(2635)은 기판(W)의 측부와 접촉된다.
회전 축(2637)은 스핀 척(2631)과 결합된다. 회전 축(2637)은 스핀 척(2631)의 하면과 결합할 수 있다. 회전 축(2637)은 길이 방향이 상하 방향을 향하도록 제공될 수 있다. 회전 축(2637)은 구동부(2639)로부터 동력을 전달받아 회전 가능하도록 제공된다. 회전 축(2637)이 구동부(2639)에 의해 회전함으로써 스핀 척(2631)을 회전시킨다. 구동부(2639)는 회전 축(2637)의 회전 속도를 가변할 수 있다. 구동부(2639)는 구동력을 제공하는 모터일 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 구동부(2639)는 구동력을 제공하는 공지된 장치로 다양하게 변형될 수 있다.
액 공급 유닛(2640)은 지지 유닛(2630)에 지지된 기판(W) 상으로 액을 공급한다. 액 공급 유닛(2640)은 복수 개로 제공되며, 각각은 서로 상이한 종류의 액들을 공급한다. 일 예에 의하면, 액 공급 유닛(2640)은 제1액 공급 부재(2642) 및 제2액 공급 부재(2644)를 포함한다.
제1액 공급 부재(2642)는 지지 축(2642a), 지지 아암(2642b), 아암 구동기(2642c), 그리고 노즐(2642d)을 포함한다. 지지 축(2642a)은 처리 용기(2620)의 일측에 위치된다. 지지 축(2642a)은 그 길이방향이 제3방향(6)을 향하는 로드 형상을 가진다. 지지 축(2642a)은 아암 구동기(2642c)에 의해 회전 가능하도록 제공된다. 지지 아암(2642b)은 지지 축(2642a)의 상단에 결합된다. 지지 아암(2642b)은 지지 축(2642a)으로부터 수직하게 연장된다. 지지 아암(2642b)의 끝단에는 노즐(2642d)이 고정 결합된다. 지지 축(2642a)이 회전됨에 따라 노즐(2642d)은 지지 아암(2642b)과 함께 스윙 이동 가능하다. 노즐(2642d)은 스윙 이동되어 공정 위치 및 대기 위치로 이동될 수 있다. 여기서 공정 위치는 노즐(2642d)이 지지 유닛(2630)에 지지된 기판(W)과 대향되는 위치이고, 대기 위치는 노즐(2642d)이 공정 위치를 벗어난 위치이다.
선택적으로, 지지 아암(2642b)은 그 길이방향을 향해 전진 및 후진 이동이 가능하도록 제공될 수 있다. 상부에서 바라볼 때 노즐(2642d)은 스윙 이동되어 기판(W)의 중심축과 일치되도록 이동될 수 있다.
제2액 공급 부재(2644)는 지지 유닛(2630)에 지지된 기판(W) 상에 제2액을 공급한다. 제2액 공급 부재(2644)는 제1액 공급 부재(2642)와 동일한 형상을 가지도록 제공된다. 이에 따라 제2액 공급 부재(2644)에 대한 상세한 설명은 생략한다.
제1처리액과 제2처리액은 케미칼, 린스액, 그리고 유기용제 중 어느 하나일 수 있다. 예컨대, 케미칼은 희석된 황산(H2SO4, Diluted Sulfuric acid Peroxide), 인산(P2O5), 불산(HF), 그리고 수산화 암모늄(NH4OH)을 포함할 수 있다. 예컨대 린스액은 물 또는 탈이온수(DIW)를 포함할 수 있다. 예컨대, 유기용제는 이소프로필 알코올(Isopropyl Alcohol;IPA)과 같은 알코올을 포함할 수 있다.
배기 유닛(2650)은 처리 공간에 발생된 흄(Fume)과 기체를 배기한다. 배기 유닛(2650)은 기판(W)을 액 처리 시 발생되는 흄과 기체를 배기한다. 배기 유닛(2650)은 처리 용기(2620)의 바닥면에 결합될 수 있다. 일 실시예로, 배기 유닛(2650)은 지지 유닛(2630)의 회전 축(2637)과 처리 용기(2620)의 내측벽 사이 공간에 제공될 수 있다. 배기 유닛(2650)에는 감압 유닛(미도시)이 제공된다. 감압 유닛에 의해 기판(W)을 액 처리 시 발생되는 흄과 기체를 처리 공간으로부터 처리 공간 외부로 배기한다.
기류 공급 유닛(2660)은 하우징(2610)의 내부 공간으로 기류를 공급한다. 기류 공급 유닛(2660)은 내부 공간으로 하강 기류를 공급할 수 있다. 기류 공급 유닛(2660)은 하우징(2610)에 설치될 수 있다. 기류 공급 유닛(2660)은 처리 용기(2620)와 지지 유닛(2630)보다 상부에 설치될 수 있다. 기류 공급 유닛(2660)을 통해 하우징(2610)의 내부 공간에 공급된 기체는 내부 공간에서 하강 기류를 형성한다. 처리 공간 내에서 처리 공정에 의해 발생된 기체 부산물은 하강 기류에 의해 배기 라인(2650)을 통해 하우징(2610) 외부로 배출된다. 기류 공급 유닛(2660)은 팬 필터 유닛으로 제공될 수 있다.
기판 처리 장치(1)는 초임계 유체를 공정 유체로 이용하여 기판(W)을 처리하는 초임계 공정을 수행할 수 있다. 초임계 공정은 초임계 유체의 특성을 이용하여 수행된다. 그 대표적인 예로, 초임계 건조 공정과 초임계 식각 공정이 있다. 이하에서는 초임계 공정에 관하여 초임계 건조 공정을 기준으로 설명한다. 다만, 이는 설명의 용이를 위한 것에 불과하므로, 기판 처리 장치(1)는 초임계 건조 공정 이외의 다른 초임계 공정을 수행할 수 있다.
초임계 건조 공정은 초임계 유체로 기판(W)의 회로 패턴에 잔류하는 유기 용제를 용해하여 기판(W)을 건조시키는 방식으로 수행한다. 초임계 건조 공정은 건조 효율이 우수할 뿐 아니라, 패턴 리닝(leaning) 현상을 방지할 수 있다. 초임계 건조 공정에 이용되는 초임계 유체로는 유기 용제와 혼화성(混和性)이 있는 물질을 사용할 수 있다. 예를 들어, 초임계 이산화탄소(scCO2; supercritical carbon dioxide)가 초임계 유체로 사용될 수 있다.
도 3은 도 1의 건조 챔버에 대한 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 건조 챔버(280)는 공정 유체를 이용하여 기판(W) 상에 잔류하는 처리액을 제거할 수 있다. 공정 유체로 초임계 상태의 이산화탄소(CO2) 가스가 사용될 수 있다. 이산화탄소는 온도를 30℃이상으로 올리고, 압력을 7.4MPa 이상으로 유지시키면 초임계 상태가 될 수 있다. 이하, 공정 유체는 이산화탄소 가스인 것을 예로 들어 설명한다. 또한, 공정 유체는 건조 챔버(280)의 처리 공간으로 유입되기 이전에 초임계 상태로 전환될 수 있고, 또는 건조 챔버(280)의 처리 공간에 유입된 이후에 초임계 상태로 전환될 수 있따.
건조 챔버(280)는 하우징(2810), 가열 유닛(2820), 지지 유닛(2830), 유체 공급 유닛(2840), 유체 배출 유닛(2850), 그리고 필러 부재(3000)를 포함할 수 있다.
하우징(2810)은 초임계 공정이 수행되는 처리 공간을 제공한다. 하우징(2810)은 기판(W)이 처리되는 처리 공간을 제공할 수 있다. 하우징(2810)은 초임계 유체의 임계 온도와 임계 압력 이상을 견딜 수 있는 재질로 제공된다. 하우징(2810)은 상부 하우징(2812, 제1하우징의 일 예)과 하부 하우징(2814, 제2하우징의 일 예)을 포함할 수 있다. 일 예로, 상부 하우징(2812)과 하부 하우징(2814)은 서로 조합되어 내부에 처리 공간을 제공할 수 있다. 이와 달리, 하우징(2810)은 상, 하부로 분할되지 않고 일체로 형성되되, 그 일 측벽에 기판(W)이 출입할 수 있는 출입구로 기능하는 개구(미도시)가 형성될 수 있다. 이하에서는 상부 하우징(2812)과 하부 하우징(2814)이 서로 조합되어 내부에 처리 공간을 제공하는 경우를 예로 들어 설명한다.
상부 하우징(2812)은 하부가 개방된 통 형상을 가질 수 있다. 상부 하우징(2812)은 내부에 저면이 개방된 공간을 가질 수 있다. 상부 하우징(2812)의 상부벽은 하우징(2810)의 상부벽으로 제공될 수 있다. 그리고, 상부 하우징(2812)의 측벽은 하우징(2810)의 측벽 일부로 제공될 수 있다.
하부 하우징(2814)은 상부 하우징(2812)의 아래에 위치한다. 하부 하우징(2814)은 상부가 개방된 통 형상을 가질 수 있다. 하부 하우징(2814)은 내부에 상면이 개방된 공간을 가질 수 있다. 하부 하우징(2814)의 개방된 상면은 상부 하우징(2812)의 개방된 하면과 마주할 수 있다. 하부 하우징(2814)의 하부벽은 하우징(2810)의 하부벽으로 제공될 수 있다. 하부 하우징(2814)의 측벽은 하우징(2810)의 측벽 일부로 제공될 수 있다.
하부 하우징(2814)은 단차진 형상으로 제공될 수 있다. 일 예로, 하부 하우징(2814)은 상면(2814a), 하면(2814b), 측면(2814c), 그리고 홈(2816)을 가질 수 있다. 상면(2814a)은 상부 하우징(2812)의 측벽과 면접할 수 있다. 하면(2814b)은 상면(2814a)보다 아래에 제공될 수 있다. 측면(2814c)은 상면(2814a)과 하면(2814b)을 연결한다. 일 예로, 측면(2814c)은 상면(2814a)으로부터 하면(2814b)까지 아래 방향으로 수직하게 연장될 수 있다. 이와 달리, 측면(2814c)은 상면(2814a)으로부터 하면(2814b)으로 인접할수록 그 높이가 점차 낮아지도록 하향 경사지게 형성될 수 있다. 상면(2814a), 하면(2814b), 측면(2814c), 그리고 상부 하우징(2812)이 서로 조합되어 내부에 처리 공간을 제공할 수 있다.
하면(2814b)에는 홈(2816)이 형성될 수 있다. 홈(2816)은 소정의 깊이로 형성될 수 있다. 홈(2816)은 하부 하우징(2814)의 하면(2814b)으로부터 지지 유닛(2830)에 지지된 기판(W)과 멀어지는 방향으로(즉, 위에서 아래를 향하는 방향으로) 만입되어 형성될 수 있다. 예로, 홈(2816)은 하면(2814b)으로부터 하부 하우징(2814)의 바닥면(2814d)까지의 제1높이(h1)보다 낮은 높이인 제2높이(h2)로 형성될 수 있다. 홈(2816)은 대체로 원통형으로 형성될 수 있다.
상부 하우징(2812)과 하부 하우징(2814)은 서로 간의 상대 이동에 의해 처리 공간을 개방시키거나 밀폐시킬 수 있다. 상부 하우징(2812)과 하부 하우징(2814) 중 어느 하나는 구동기(2860)와 결합하여 상하 방향으로 이동될 수 있다. 예컨대, 하부 하우징(2814)은 구동기(2860)와 결합하여, 구동기(2860)에 의해 상하 방향으로 이동될 수 있다. 이에, 하우징(2810)의 처리 공간은 선택적으로 밀폐될 수 있다. 일 예로, 하부 하우징(2814)이 상부 하우징(2812)으로부터 이격되면 처리 공간이 개방된다. 이 때, 기판(W)이 반입 또는 반출될 수 있다. 공정 진행시에는 하부 하우징(2814)이 상부 하우징(2812)에 밀착되어 처리 공간이 외부로부터 밀폐될 수 있다.
상술한 예에서는 하부 하우징(2814)이 구동기(2860)와 결합하여 상하 방향으로 이동되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 상부 하우징(2812)이 구동기(2860)와 결합하여 상하 방향으로 이동될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 하부 하우징(2814)이 구동기(2860)와 결합하여 상하 방향으로 이동되는 경우를 예로 들어 설명한다.
가열 유닛(2820)은 처리 공간으로 공급되는 공정 유체를 가열할 수 있다. 가열 유닛(2820)은 처리 공간 내부의 온도를 상승시킬 수 있다. 일 예로, 가열 유닛(2820)은 히터로 제공될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 가열 유닛(2820)은 처리 공간의 온도를 상승시킬 수 있는 공지된 장치로 다양하게 변형될 수 있다. 가열 유닛(2820)이 처리 공간의 온도를 상승시킴으로써, 처리 공간에 공급된 공정 유체는 초임계 상태로 전환되거나, 초임계 상태를 유지할 수 있다.
가열 유닛(2820)은 하우징(2810) 내에 매설될 수 있다. 예컨대, 가열 유닛(2820)은 하우징(2810)의 벽 내부에 위치할 수 있다. 일 예로, 가열 유닛(2820)은 상부 하우징(2812)과 하부 하우징(2814) 중 어느 하나 이상에 제공될 수 있다. 가열 유닛(2820)은 처리 공간의 온도를 승온 시킬 수 있는 다양한 위치에 제공될 수 있다.
지지 유닛(2830)은 하우징(2810)의 처리 공간에서 기판(W)을 지지한다. 지지 유닛(2830)은 처리 공간에서 기판(W)의 가장자리 영역을 지지하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 지지 유닛(2830)은 처리 공간에서 기판(W)의 가장자리 영역 하면을 지지할 수 있도록 구성될 수 있다.
지지 유닛(2830)은 고정 로드(2832)와 거치대(2834)를 포함할 수 있다. 고정 로드(2832)는 상부 하우징(2812)의 저면으로부터 아래 방향으로 돌출될 수 있다. 고정 로드(2832)는 상부 하우징(2812)에 고정 설치될 수 있다. 고정 로드(2832)는 길이 방향이 상하 방향으로 제공될 수 있다. 고정 로드(2832)는 복수 개 제공되며, 서로 이격되게 위치할 수 있다. 고정 로드(2832)들이 둘러싼 공간으로 기판(W)이 반입 또는 반출될 때, 고정 로드(2832)들은 기판(W)과 간섭되지 않는 위치에 배치된다.
각각의 고정 로드(2832)의 하단에는 거치대(2834)가 결합될 수 있다. 거치대(2834)는 고정 로드(2832)의 하단으로부터 지면에 대해 수평한 방향으로 연장될 수 있다. 일 예로, 거치대(2834)는 기판(W)의 하단 가장자리를 지지 가능한 형상으로 연장될 수 있다.
유체 공급 유닛(2840)은 처리 공간으로 공정 유체를 공급한다. 공정 유체는 이산화탄소(CO2)를 포함할 수 있다. 공정 유체는 초임계 상태로 처리 공간에 공급될 수 있다. 이와 달리, 공정 유체는 가스 상태로 처리 공간에 공급되고, 처리 공간 내에서 초임계 상태로 전환될 수 있다. 유체 공급 유닛(2840)은 상부 공급 포트(2842)와 하부 공급 포트(2844)를 포함할 수 있다.
상부 공급 포트(2842)는 처리 공간으로 공정 유체를 공급할 수 있다. 상부 공급 포트(2842)는 하우징(2810)의 상부벽의 중심 영역에 제공될 수 있다. 상부 공급 포트(2842)는 기판(W)의 상부에 대응하는 공간으로 공정 유체를 공급할 수 있다. 상부 공급 포트(2842)에서 공급된 공정 유체는 기판(W)의 상면으로 공급될 수 있다.
하부 공급 포트(2844)는 처리 공간으로 공정 유체를 공급할 수 있다. 하부 공급 포트(2844)는 후술하는 버퍼 공간으로 공정 유체를 공급할 수 있다. 하부 공급 포트(2844)는 하우징(2810)의 바닥면에 제공될 수 있다. 일 예로, 하부 공급 포트(2844)는 하부 하우징(2814)의 바닥면(2814d)에 제공될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 하부 공급 포트(2844)는 바닥면(2814d)의 중심에서 소정 거리 편향된 위치에 제공될 수 있다. 하부 공급 포트(2844)는 상부에서 바라볼 때, 후술하는 버퍼 공간과 중첩되게 위치할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 바닥면(2814d)의 중심은 지지 유닛(2830)에 지지된 기판(W)의 중심과 수직선상에 대응되는 위치일 수 있다. 하부 공급 포트(2844)의 토출구는 홈(2816)에 제공될 수 있다. 일 예로, 하부 공급 포트(2844)의 토출구는 홈(2816)의 바닥면(2816b)에 형성될 수 있다. 하부 공급 포트(2844)의 토출구는 홈(2816)의 바닥면(2816b)의 중심에서 소정 거리 편향된 위치에 제공될 수 있다. 하부 공급 포트(2844)는 홈(2816)의 바닥면(2816b)으로부터 하부 하우징(2814)의 바닥면(2814d)까지 상하 방향으로 관통할 수 있다.
상부 공급 포트(2842)는 상부 분기 라인(2843)과 연결될 수 있다. 상부 분기 라인(2843)은 메인 라인(2846)의 일단에서 분기될 수 있다. 메인 라인(2846)의 타단은 유체 공급원(미도시)과 연결될 수 있다. 유체 공급원(미도시)은 공정 유체를 저장 및/또는 공급할 수 있다. 유체 공급원(미도시)은 리저버(Reservoir)일 수 있다. 하부 공급 포트(2844)는 하부 분기 라인(2845)과 연결될 수 있다. 하부 분기 라인(2845)은 메인 라인(2846)의 일단에서 분기될 수 있다.
유체 배출 유닛(2850)은 처리 공간으로부터 공정 유체를 배출한다. 유체 배출 유닛(2850)은 처리 공간으로 공급된 공정 유체를 하우징(2810)의 외부로 배출할 수 있다. 유체 배출 유닛(2850)은 배기 포트(2852)를 포함할 수 있다.
배기 포트(2852)는 하우징(2810)의 바닥면에 제공될 수 있다. 일 예로, 배기 포트(2852)는 하부 하우징(2814)의 바닥면(2814d)에 제공될 수 있다. 배기 포트(2852)는 하부 공급 포트(2844)와 인접하게 위치할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 배기 포트(2852)는 바닥면(2814d)의 중심에 제공될 수 있다. 배기 포트(2852)의 토출구는 홈(2816)에 제공될 수 있다. 일 예로, 배기 포트(2852)의 토출구는 홈(2816)의 바닥면(2816b)에 형성될 수 있다. 배기 포트(2852)의 토출구는 홈(2816)의 바닥면(2816b)의 중심에 형성될 수 있다. 배기 포트(2852)는 홈(2816)의 바닥면(2816b)으로부터 하부 하우징(2814)의 바닥면(2814b)까지 상하 방향으로 관통할 수 있다.
배기 포트(2852)의 직경은 하부 공급 포트(2844)의 직경보다 작게 제공될 수 있다. 배기 포트(2852)에서 배기되는 공정 유체는 유기 용제가 용해된 초임계 유체를 포함할 수 있다. 배기 포트(2852)에서 배기되는 공정 유체는 재생 장치(미도시)로 송액 될 수 있다. 재생 장치(미도시)는 공정 유체를 초임계 유체와 유기 용제로 분리할 수 있다. 이와 달리, 배기 포트(2852)에서 배기되는 공정 유체는 배기 라인(2853)을 통해 대기 중으로 방출될 수 있다.
도 4는 도 3의 필러 부재에 대한 일 실시예를 개략적으로 보여주는 사시도이다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 필러 부재(3000)는 처리 공간 내부에 위치한다. 필러 부재(3000)는 지지 유닛(2830)의 하부에 위치할 수 있다. 일 예로, 필러 부재(300)는 하우징(2810)의 처리 공간에서, 지지 유닛(2830)에 지지된 기판(W)보다 아래에 배치될 수 있다.
필러 부재(3000)에는 하부 공급 포트(2844)와 마주하는 버퍼 공간이 형성될 수 있다. 예컨대, 필러 부재(3000)의 하부는 아래에서 위 방향으로 만입되어 버퍼 공간을 형성할 수 있다. 후술하는 필러 부재(3000)의 베이스부(3200)와 돌출부(3400)가 서로 조합되어, 버퍼 공간을 제공할 수 있다. 예컨대, 버퍼 공간은 베이스 부(3200), 돌출부(3400), 그리고 홈(2816)의 바닥면(2816b)으로 둘러싸여 정의될 수 있다. 또한, 하부 공급 포트(2844)는 상부에서 바라볼 때, 버퍼 공간과 중첩되게 위치할 수 있다. 또한, 상술한 하부 공급 포트(2844)는 버퍼 공간에 중첩되게 위치할 수 있다. 버퍼 공간의 아래에는 하부 공급 포트(2844)가 위치할 수 있다. 일 예로, 하부 공급 포트(2844)는 돌출부(3400)의 내측면 사이에 위치할 수 있다.
필러 부재(3000)는 베이스부(3200)와 돌출부(3400)를 포함할 수 있다. 일 예로, 베이스부(3200)와 돌출부(3400)는 일체로 형성될 수 있다.
베이스부(3200)는 홈(2816)의 상부에 위치할 수 있다. 베이스부(3200)는 상부에서 바라볼 때, 홈(2816)의 면적보다 크게 제공될 수 있다. 베이스부(3200)는 소정의 두께를 가지는 원판 형상으로 제공될 수 있다. 베이스부(3200)는 상면, 하면, 그리고 측면을 갖는다. 상면은 지지 유닛(2830)에 지지된 기판(W)의 하면과 마주하게 위치한다. 베이스부(3200)의 상면에는 지지 핀(3202)이 형성될 수 있다. 지지 핀(3202)은 거치대(2834)에 지지된 기판(W)의 하면과 접촉하여 기판(W)을 위 방향으로 일정 거리 이격시킬 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 지지 핀(3202)은 기판(W)과 접촉하지 않을 수 있다. 지지 핀(3202)에 의해 기판(W)과 베이스부(3200)의 상면은 일정 거리 이격되어 위치될 수 있다.
베이스부(3200)의 하면에는 돌출부(3400)가 위치할 수 있다. 돌출부(3400)는 베이스부(3200)의 하면으로부터 아래 방향으로 연장될 수 있다. 돌출부(3400)의 적어도 일 부분은 홈(2816)에 삽입될 수 있다. 돌출부(3400)의 적어도 일 부분은 홈(2816) 내부에 제공될 수 있다. 돌출부(3400)의 상단은 홈(2816)의 상단보다 높게 위치하고, 돌출부(2400)의 하단은 홈(2816)에 삽입될 수 있다. 돌출부(3400)는 대체로 상하 방향으로 연장된 링 형상으로 제공될 수 있다.
돌출부(3400)의 하단에는 지지 돌기(3402)가 형성될 수 있다. 지지 돌기(3402)는 복수 개로 제공될 수 있다. 복수의 지지 돌기(3402)들은 돌출부(3400)의 둘레를 따라 서로 이격되게 제공될 수 있다. 지지 돌기(3402)는 홈(2816)의 바닥면(2816b)에 접촉할 수 있다. 지지 돌기(3402)는 필러 부재(3000)가 홈(2816)의 바닥면(2816b)에 지지될 수 있도록 한다. 지지 돌기(3402)에 의해, 돌출부(3400)의 하단은 홈(2816)의 바닥면(2816b)으로부터 위 방향으로 이격될 수 있다. 또한, 지지 돌기(3402)들의 사이 공간은 공정 유체가 유동하는 통로로써 기능할 수 있다.
돌출부(3400)의 상단은 홈(2816)의 상단보다 높게 위치할 수 있다. 하부 하우징(2814)의 하면(2814b)으로부터 하부 하우징(2814)의 바닥면(2814d)까지의 높이는 제1높이(h1)로 정의한다. 홈(2816)의 상단에서 홈(2816)의 하단까지의 높이를 제2높이(h2)로 정의한다. 돌출부(3400)의 상단에서 돌출부(3400)의 하단까지의 높이를 제3높이(h3)로 정의한다. 일 예로, 제1높이(h1)는 제2높이(h2)와 제3높이(h3)보다 높고, 제3높이(h3)는 제2높이(h2)보다 높을 수 있다.
이에, 필러 부재(3000)의 돌출부(3400)는 하부 하우징(2814)으로부터 위 방향으로 이격되게 제공될 수 있다. 베이스부(3200)는 하부 하우징(2814)의 하면(2814b)으로부터 위 방향으로 이격될 수 있다. 돌출부(3400)는 홈(2816)의 바닥면(2816b)으로부터 위 방향으로 이격될 수 있다. 베이스부(3200)와 하부 하우징(2814)의 사이 공간은 공정 유체가 유동하는 통로로 제공된다.
돌출부(3400)와 홈(2816)의 바닥면(2816b)의 사이 공간은 공정 유체가 유동하는 통로로 제공된다.
돌출부(3400)는 홈(2816)의 내측면으로부터 이격될 수 있다. 돌출부(3400)의 외측면은 홈(2816)의 내측면으로부터 이격될 수 있다. 일 예로, 돌출부(3400)의 외측면은 홈(2816)의 내측면으로부터 홈(2816)의 중심을 향해 일정 거리 이격된 위치에 제공될 수 있다. 이에, 필러 부재(3000)는 홈(2816)으로부터 이격되게 제공될 수 있다. 돌출부(3400)의 외측면과 홈(2816)의 내측면의 사이 공간은 공정 유체가 유동하는 통로로 제공된다.
즉, 통로는 필러 부재(3000)와 하우징(2810) 내벽 사이에 형성될 수 있다. 통로는 후술하는 바와 같이 버퍼 공간으로 유입된 공정 유체가 기판(W)을 향하는 방향으로 흐르게 할 수 있다.
도 5는 도 3의 건조 챔버에서 공정 유체의 유동을 개략적으로 보여주는 도면이다. 이하에서는 도 5를 참조하여, 하우징(2810) 내부에서 공정 유체의 유동에 대해 자세히 설명한다.
하부 공급 포트(2844)에서 하우징(2810)의 내부로 공정 유체를 공급한다. 하부 공급 포트(2844)는 홈(2816)의 내부로 공정 유체를 공급한다. 하우징(2810)으로 공급된 공정 유체는 필러 부재(3000)가 형성한 버퍼 공간으로 유동한다. 버퍼 공간으로 유입된 공정 유체는 베이스부(3200)의 하면과 접촉한다. 베이스부(3200)의 하면과 접촉한 공정 유체는 베이스부(3200)의 하면과 돌출부(3400)의 내측면을 따라 유동한다. 이에, 버퍼 공간에서 공정 유체의 와류가 형성된다. 버퍼 공간 내에서 유동하는 공정 유체는 돌출부(3400)의 하단과 홈(2816)의 바닥면(2816b) 사이에 형성된 공간으로 유동한다. 즉, 버퍼 공간 내에서 유동하는 공정 유체는 돌출부(3400)의 하단에 형성된 복수의 지지 돌기(3402)들의 사이 공간인 제1통로를 통해 유동한다. 공정 유체는 제1통로를 거쳐 돌출부(3400)의 외측면과 홈(2816)의 내측면의 사이 공간인 제2통로로 유동한다. 제2통로는 링 형상의 돌출부(3400)의 외측면을 따라 베이스부(3200)의 하면으로 유동한다. 제2통로를 거친 공정 유체는 베이스부(3200)의 하면과 하부 하우징(2814)의 하면(2814b)이 이루는 사이 공간인 제3통로로 유동한다. 제3통로를 통해 유동된 공정 유체는 처리 공간 내부로 균일하게 공급된다.
상술한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 하우징(2810) 내부에서 공정 유체가 균일하게 유동할 수 있다. 하부 공급 포트(2844)에서 공급된 공정 유체가 필러 부재(3000)가 형성한 버퍼 공간에서 1차적으로 유동할 수 있도록 유도할 수 있다. 버퍼 공간에서 1차적으로 머무른 공정 유체는 필러 부재(3000)와 홈(2816)이 형성한 사이 공간을 통해 처리 공간 상으로 균일하게 분배될 수 있다. 이에, 처리 공간에서 공정 유체의 몰림 현상이 해소될 수 있다.
또한, 하우징(2810)의 내부에 설치된 다양한 부재로 인해, 또는 공간상의 제약 또는 구조적인 문제점으로 기인하여 처리 공간에서 공정 유체가 비대칭적으로 유동되는 것을 최소화할 수 있다. 일 예로, 하부 공급 포트(2844)가 하우징(2810)의 중심축에서 일정 거리 편심되어 설치되더라도, 처리 공간 내부에서 공정 유체의 유동을 대칭적으로 형성할 수 있다. 이에, 처리 공간 상에 위치한 기판(W)에 대한 균일한 처리를 수행할 수 있다. 또한, 공정 유체의 처리 공간 내부에서의 몰림성을 최소화하여, 공정 유체가 상대적으로 많이 공급되는 기판의 특정 영역에 파티클이 다량으로 발생하는 것을 최소화할 수 있다.
특히, 최근 빠른 속도의 스루풋이 요구되는 반도체 분야에서, 공정 유체를 빠른 속도로 하우징(2810) 내부로 공급하는 경우 공정 유체의 비대칭성이 강화된다. 이에, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 하우징(2810) 내부에 공정 유체를 빠른 속도로 공급하는 경우에도, 공정 유체가 버퍼 공간과 필러 부재를 매개로, 균일하게 처리 공간으로 공급될 수 있다.
이하에서 설명하는 다른 실시예에 따른 기판 처리 장치에 대한 설명 중 추가적으로 설명하는 경우 외에는 전술한 일 실시예에 따른 기판 처리 장치에 대한 설명과 유사한 것으로써, 중복되는 내용에 대해서는 설명을 생략한다.
도 6은 도 3의 필러 부재에 대한 다른 실시예를 개략적으로 보여주는 절단 사시도이다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 필러 부재(3000)에는 슬릿(3600)이 형성될 수 있다. 슬릿(3600)은 돌출부(3400)에 형성될 수 있다. 슬릿(3600)은 돌출부(3400)의 내측면에 형성될 수 있다. 슬릿(3600)은 돌출부(3400)의 내측면의 둘레를 따라 형성될 수 있다. 일 예로, 슬릿(3600)은 나선 형상으로 제공될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 슬릿(3600)은 다양한 형상으로 변형되어 제공될 수 있다.
슬릿(3600)은 공정 유체의 유동 방향을 상대적으로 복잡하게 형성할 수 있다. 이에, 슬릿(3600)은 버퍼 공간에서 유동하는 공정 유체의 와류를 형성할 수 있다. 이에 따라, 하부 공급 포트(2844)에서 인접한 영역에 위치되는 제1통로로 공정 유체가 유동하는 것을 최소화할 수 있다. 하부 공급 포트(2844)에서 공급된 공정 유체가 버퍼 공간에 형성된 슬릿(3600)을 따라 유동함으로써, 필러 부재(3000)와 하부 하우징(2814)의 사이에 형성된 공간으로 대칭성 있게 유동할 수 있다.
상술한 실시예에서는 돌출부(3400)의 내측면에 슬릿(3600)이 형성되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 슬릿(3600)은 버퍼 공간 상부에 위치하는 베이스부(3200)의 하면에도 형성될 수 있다.
도 7은 도 1의 기판 처리 장치의 건조 챔버에 대한 다른 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 건조 챔버(280)는 하우징(2810), 가열 유닛(2820), 지지 유닛(2830), 유체 공급 유닛(2840), 유체 배출 유닛(2850), 필러 부재(3000), 그리고 버퍼 플레이트(4000)를 포함할 수 있다.
이하에서 설명하는 본 발명의 일 실시예에 따른 건조 챔버(280)는 도 3에서 설명한 하우징(2810), 가열 유닛(2820), 지지 유닛(2830), 유체 공급 유닛(2840), 그리고 유체 배출 유닛(2850)과 동일 또는 유사하게 제공된다. 이에, 이하에서는 유사하게 제공되는 구성에 대해서는 중복되는 설명을 생략한다.
필러 부재(3000)는 처리 공간 내부에 위치한다. 필러 부재(3000)는 지지 유닛(2830)의 하부에 위치할 수 있다. 일 예로, 필러 부재(3000)는 지지 유닛(2830)에 기판(W)이 지지될 때, 기판(W)보다 아래에 배치될 수 있다. 필러 부재(3000)는 대체로 소정의 두께를 갖는 판 형상으로 제공될 수 있다. 일 예로, 필러 부재(3000)는 원판 형상으로 제공될 수 있다. 필러 부재(3000)는 상부에서 바라볼 때, 홈(2816)보다 큰 면적으로 제공될 수 있다.
필러 부재(3000)는 상면, 하면, 그리고 측면을 갖는다. 필러 부재(3000)의 상면은 지지 유닛(2830)에 지지된 기판(W)의 하면과 마주보게 위치한다. 필러 부재(3000)의 하면은 후술할 버퍼 플레이트(4000)의 상면과 마주보게 위치한다. 필러 부재(3000)의 상면과 필러 부재(3000)의 하면은 상부에서 바라볼 때, 서로 대응되는 면적으로 제공될 수 있다. 필러 부재(3000)의 상면 및/또는 하면은 상부에서 바라볼 때, 홈(2816)의 면적보다 크게 제공될 수 있다. 필러 부재(3000)의 측면은 대체로 지면에 대해 수직하게 형성될 수 있다.
다만, 이에 한정되지 않고, 필러 부재(3000)의 상면은 필러 부재(3000)의 하면보다 큰 면적을 가질 수 있다. 또한, 필러 부재(3000)의 측면은 하면으로부터 연장되며, 상단으로 갈수록 필러 부재(3000)의 단면적이 점차 넓어지도록 상향 경사지게 형성된다. 필러 부재(3000)의 하면은 상부에서 바라볼 때, 홈(2816)의 면적보다 크게 제공될 수 있다.
필러 부재(3000)의 상면에는 지지 핀(3202)이 형성될 수 있다. 지지 핀(3202)은 거치대(2834)에 지지된 기판(W)의 하면과 접촉하여 기판(W)을 위 방향으로 일정 거리 이격시킬 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 지지 핀(3202)은 기판(W)과 접촉하지 않을 수 있다. 지지 핀(3202)에 의해 기판(W)과 필러 부재(3000)의 상면은 일정 거리 이격되어 위치될 수 있다.
또한, 지지 핀(3202)은 적어도 하나 이상이 형성될 수 있다. 예컨대, 지지 핀(3202)는 복수 개가 제공될 수 있다. 지지 핀(3202)은 베이스 부(3200)의 상면 가장자리 영역에 형성될 수 있다. 지지 핀(3202)은 상부에서 바라볼 때, 베이스 부(3200)의 상면 가장자리 영역에, 원주 방향을 따라 서로 이격되어 형성될 수 있다.
필러 부재(3000)의 하면에는 지지부(3204)가 형성될 수 있다. 지지부(3204)는 홈(2816)의 내측면으로부터 홈(2816)의 중심에서 멀어지는 방향으로 일정 거리 이격된 위치에 제공될 수 있다. 지지부(3204)는 필러 부재(3000)의 하면으로부터 아래 방향으로 형성될 수 있다. 필러 부재(3000)는 지지부(3204)에 의해 하부 하우징(2814)의 하면(2814b)으로부터 위 방향으로 이격될 수 있다. 필러 부재(3000)의 하면은 하부 하우징(2814)의 하면(2814b)으로부터 위 방향으로 이격될 수 있다. 이격된 사이 공간은 공정 유체가 유동하는 통로로써 제공된다.
버퍼 플레이트(4000)는 처리 공간 내부에 위치한다. 버퍼 플레이트(4000)는 필러 부재(3000) 아래에 위치할 수 있다. 버퍼 플레이트(4000)의 상면은 필러 부재(3000)의 하면보다 아래에 제공될 수 있다. 버퍼 플레이트(4000)는 홈(2816)에 제공될 수 있다. 일 예로, 버퍼 플레이트(4000)는 하부 하우징(2814)에 설치되거나, 또는 하부 하우징(2814)과 일체로 형성될 수 있다. 버퍼 플레이트(4000)는 상부에서 바라볼 때, 홈(2816)의 면적과 대응되게 제공될 수 있다. 버퍼 플레이트(4000)와 홈(2816)이 서로 조합되어, 내부에 버퍼 공간을 제공할 수 있다. 일 예로, 버퍼 플레이트(4000)의 하면과 홈(2816)의 내측면이 서로 조합되어, 내부에 버퍼 공간을 제공할 수 있다.
버퍼 플레이트(4000)에는 개구(4002)가 형성된다. 개구(4002)는 버퍼 플레이트(4000)를 상하로 관통하여 형성될 수 있다. 개구(4002)는 처리 공간과 버퍼 공간을 서로 유체 연통시킬 수 있다. 개구(4002)는 버퍼 플레이트의 중심을 포함하는 영역에 형성될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 개구(4002)는 버퍼 플레이트(4000)의 가장자리 둘레 방향을 따라 형성될 수 있다. 또한, 개구(4002)는 버퍼 플레이트(4000)의 가장자리 둘레 방향을 따라 복수 개가 제공되어 서로 이격되게 형성될 수 있다. 상술한 하부 공급 포트(2844)는 상부에서 바라볼 때, 개구(4002)와 중첩되지 않는 위치에 제공될 수 있다. 즉, 하부 공급 포트(2844)에서 공급되는 공정 유체와 마주하는 버퍼 플레이트(4000)의 영역은 개구(4002)가 형성되지 않는 블로킹 영역일 수 있다. 또한, 상술한 배기 포트(2852)는 상부에서 바라볼 때, 개구(4002)와 중첩되는 위치에 제공될 수 있다.
도 8은 도 7의 건조 챔버에서 공정 유체의 유동을 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 8을 참조하여, 하우징(2810) 내부에서 공정 유체의 유동에 대해 자세히 설명한다.
하부 공급 포트(2844)는 하우징(2810)의 내부로 공정 유체를 공급한다. 하부 공급 포트(2844)는 홈(2816)의 내부로 공정 유체를 공급한다. 하우징(2810)으로 공급된 공정 유체는 버퍼 플레이트(4000)의 하면, 그리고 홈(2816)의 내측면이 형성한 버퍼 공간으로 유동한다. 버퍼 공간으로 유입된 공정 유체는 버퍼 플레이트(4000)의 하면과 접촉한다. 버퍼 플레이트(4000)의 하면과 접촉한 공정 유체는 버퍼 플레이트(4000)의 하면과 홈(2816)의 내측면을 따라 유동한다. 이에, 버퍼 공간에서 공정 유체의 와류가 형성된다. 버퍼 공간 내에서 유동하는 공정 유체는 버퍼 플레이트(4000)에 형성된 개구(4002)로 유동한다. 공정 유체는 개구(4002)를 거쳐 필러 부재(3000)의 하면과 하부 하우징(2814)의 하면(2814b)이 이루는 사이 공간으로 유동한다. 사이 공간으로 유동하는 공정 유체는 처리 공간 내부로 균일하게 공급된다.
상술한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 하우징(2810) 내부에서 공정 유체가 균일하게 유동할 수 있다. 하부 공급 포트(2844)에서 공급된 공정 유체가 버퍼 플레이트(4000)가 형성한 버퍼 공간에서 1차적으로 유동할 수 있도록 유도할 수 있다. 버퍼 공간에서 1차적으로 머무른 공정 유체는 개구(4002)를 거쳐 필러 부재(3000)와 하부 하우징(2814)이 이루는 사이 공간을 통해 처리 공간 상으로 균일하게 분배될 수 있다. 이에, 처리 공간에서 공정 유체의 몰림 현상이 해소될 수 있다.
또한, 하우징(2810)의 내부에 설치된 다양한 부재로 인해, 또는 공간상의 제약 또는 구조적인 문제점으로 기인하여 처리 공간에서 공정 유체가 비대칭적으로 유동되는 것을 최소화할 수 있다. 일 예로, 하부 공급 포트(2844)가 하우징(2810)의 중심축에서 일정 거리 편심되어 설치되더라도, 처리 공간 내부에서 공정 유체의 유동을 대칭적으로 형성할 수 있다. 이에, 처리 공간 상에 위치한 기판(W)에 대한 균일한 처리를 수행할 수 있다. 또한, 공정 유체의 처리 공간 내부에서의 몰림성을 최소화하여, 공정 유체가 상대적으로 많이 공급되는 기판의 특정 영역에 파티클이 다량으로 발생하는 것을 최소화할 수 있다.
특히, 최근 빠른 속도의 스루풋이 요구되는 반도체 분야에서, 공정 유체를 빠른 속도로 하우징(2810) 내부로 공급하는 경우 공정 유체의 비대칭성이 강화된다. 이에, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 하우징(2810) 내부에 공정 유체를 빠른 속도로 공급하는 경우에도, 공정 유체가 버퍼 공간과 필러 부재를 매개로, 균일하게 처리 공간으로 공급될 수 있다.
도 9는 도 1의 기판 처리 장치의 건조 챔버에 대한 다른 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 9를 참조하면, 이하에서 설명하는 본 발명의 일 실시예에 따른 건조 챔버(280)는 도 7에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 건조 챔버(280)와 버퍼 플레이트(4000)를 제외하고 대부분 유사하게 제공된다. 이에, 이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 버퍼 플레이트(4000)에 대해 상세히 설명한다.
버퍼 플레이트(4000)는 처리 공간 내부에 위치한다. 버퍼 플레이트(4000)는 필러 부재(3000) 아래에 위치할 수 있다. 버퍼 플레이트(4000)는 바디부(4200)와 레그부(4400)를 포함할 수 있다.
바디부(4200)의 상면은 필러 부재(3000)의 하면보다 아래에 제공될 수 있다. 바디부(4200)의 상면과 필러 부재(3000)의 하면은 이격되게 위치될 수 있다. 바디부(4200)는 홈(2816)의 상단에 위치할 수 있다. 바디부(4200)는 상부에서 바라볼 때, 홈(2816)의 면적과 대응되게 제공될 수 있다. 바디부(4200)는 대체로 원판 형상으로 제공될 수 있다. 바디부(4200)의 하면에는 레그부(4400)가 제공될 수 있다.
레그부(4400)는 바디부(4200)의 하면으로부터 아래 방향으로 연장될 수 있다. 레그부(4400)는 홈(2816)의 내부에 제공될 수 있다. 레그부(4400)는 대체로 링 형상으로 제공될 수 있다. 레그부(4400)의 하단에는 지지 돌기(4402)가 형성될 수 있다. 지지 돌기(4402)는 복수 개로 제공될 수 있다. 복수의 지지 돌기(4402)는 레그부(4400)의 둘레를 따라 서로 이격되게 제공될 수 있다. 지지 돌기(4402)는 홈(2816)의 바닥면(2816b)에 접촉할 수 있다. 지지 돌기(4402)는 버퍼 플레이트(4000)가 홈(2816)의 바닥면(2816b)에 지지될 수 있도록 한다. 지지 돌기(4402)에 의해, 레그부(4400)의 하단은 홈(2816)의 바닥면(2816b)으로부터 위 방향으로 이격될 수 있다. 이격된 사이 공간은 공정 유체가 유동하는 제1통로로써 기능할 수 있다.
레그부(4400)는 홈(2816)의 내측면으로부터 이격되게 위치할 수 있다. 레그부(4400)의 외측면은 홈(2816)의 내측면으로부터 이격될 수 있다. 일 예로, 레그부(4400)의 외측면은 홈(2816)의 내측면으로부터 홈(2816)의 중심을 향해 일정 거리 이격된 위치에 제공될 수 있다. 이격된 사이 공간은 공정 유체가 유동하는 제2통로로써 기능할 수 있다.
버퍼 플레이트(4000)는 내부에 버퍼 공간을 제공할 수 있다. 바디부(4200)와 레그부(4400)가 서로 조합되어, 내부에 버퍼 공간을 제공할 수 있다. 일 예로, 바디부(4200)의 하단에서 돌출부(4400)가 둘러싼 공간이 버퍼 공간일 수 있다. 상술한 하부 공급 포트(2844)는 버퍼 공간에 중첩되게 위치할 수 있다. 버퍼 공간의 아래에는 하부 공급 포트(2844)가 위치할 수 있다. 일 예로, 하부 공급 포트(2844)는 돌출부(3400)의 내측면 사이에 위치할 수 있다.
바디부(4200)의 상면에는 개구(4002)가 형성된다. 개구(4002)는 바디부(4200)를 상하로 관통하여 형성될 수 있다. 개구(4002)는 바디부(4200)의 가장자리 영역에 형성될 수 있다. 일 예로, 개구(4002)는 레그부(4400)의 외측면과 하부 하우징(2814)의 홈(2816)의 내측면 사이에 형성될 수 있다. 개구(4002)는 바디부(4200)의 둘레 방향을 따라 형성될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 개구(4002)는 바디부(4200)의 가장자리 둘레 방향을 따라 복수 개가 제공되어 서로 이격되게 형성될 수 있다.
도 10은 도 9의 건조 챔버에서 공정 유체의 유동을 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 10을 참조하여, 하우징(2810) 내부에서 공정 유체의 유동에 대해 자세히 설명한다.
하부 공급 포트(2844)는 하우징(2810)의 내부로 공정 유체를 공급한다. 하부 공급 포트(2844)는 홈(2816)의 내부로 공정 유체를 공급한다. 하우징(2810)으로 공급된 공정 유체는 바디부(4200)의 하면과 접촉한다. 바디부(4200)의 하면과 접촉한 공정 유체는 바디부(4200)의 하면과 레그부(4400)의 내측면을 따라 유동한다. 이에, 버퍼 공간에서 공정 유체의 와류가 형성된다. 버퍼 공간 내에서 유동하는 공정 유체는 레그부(4400)의 하단과 홈(2816)의 바닥면(2816b) 사이에 형성된 공간으로 유동한다. 즉, 버퍼 공간 내에서 유동하는 공정 유체는 레그부(4400)의 하단에 형성된 복수의 지지 돌기(4402)들의 사이 공간인 제1통로를 통해 유동한다. 공정 유체는 제1통로를 거쳐 레그부(4400)의 외측면과 홈(2816)의 내측면의 사이 공간인 제2통로로 유동한다. 제2통로는 링 형상의 레그부(4400)의 외측면을 따라 바디부(4200)에 형성된 개구(4002)로 유동한다. 개구(4002)를 통과한 공정 유체는 바디부(4200)의 하면과 하부 하우징(2814)의 하면(2814b)이 이루는 사이 공간인 제3통로로 유동한다. 제3통로를 통해 유동된 공정 유체는 처리 공간 내부로 균일하게 공급된다.
상술한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 하우징(2810) 내부에서 공정 유체가 균일하게 유동할 수 있다. 하부 공급 포트(2844)에서 공급된 공정 유체가 버퍼 플레이트(4000)가 형성한 버퍼 공간에서 1차적으로 유동할 수 있도록 유도할 수 있다. 버퍼 공간에서 1차적으로 머무른 공정 유체는 레그부(4400)의 하단과 홈(2816)의 바닥면(2816b)의 사이에 형성된 통로, 레그부(4000)의 외측면과 홈(2816)의 내측면 사이에 형성된 통로, 그리고 바디부(4200)에 형성된 개구(4002)를 통해 처리 공간 상으로 균일하게 분배될 수 있다. 이에, 처리 공간에서 공정 유체의 몰림 현상이 해소될 수 있다.
또한, 하우징(2810)의 내부에 설치된 다양한 부재로 인해, 또는 공간상의 제약 또는 구조적인 문제점으로 기인하여 처리 공간에서 공정 유체가 비대칭적으로 유동되는 것을 최소화할 수 있다. 일 예로, 하부 공급 포트(2844)가 하우징(2810)의 중심축에서 일정 거리 편심되어 설치되더라도, 처리 공간 내부에서 공정 유체의 유동을 대칭적으로 형성할 수 있다. 이에, 처리 공간 상에 위치한 기판(W)에 대한 균일한 처리를 수행할 수 있다. 또한, 공정 유체의 처리 공간 내부에서의 몰림성을 최소화하여, 공정 유체가 상대적으로 많이 공급되는 기판의 특정 영역에 파티클이 다량으로 발생하는 것을 최소화할 수 있다.
특히, 최근 빠른 속도의 스루풋이 요구되는 반도체 분야에서, 공정 유체를 빠른 속도로 하우징(2810) 내부로 공급하는 경우 공정 유체의 비대칭성이 강화된다. 이에, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 하우징(2810) 내부에 공정 유체를 빠른 속도로 공급하는 경우에도, 공정 유체가 버퍼 공간과 필러 부재를 매개로, 균일하게 처리 공간으로 공급될 수 있다.
상술한 예에서는 버퍼 플레이트(4000)의 위쪽에 필러 부재(3000)가 배치되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 필러 부재(3000)는 생략되고 버퍼 플레이트(4000)만 처리 공간에 위치될 수 있다. 버퍼 플레이트(4000)가 하부 하우징(2814)과 서로 조합되어 버퍼 공간을 제공할 수 있다. 또한, 버퍼 플레이트(4000)의 개구(4002)는 상부에서 바라볼 때, 하부 공급 포트(2844)와 서로 중첩되지 않을 수 있다. 즉, 하부 공급 포트(2844)로부터 공급되는 공정 유체가 마주하는 버퍼 플레이트(4000)의 영역은 블록킹 영역일 수 있다. 버퍼 플레이트(4000)가 제공됨에 따라, 하부 공급 포트(2844) 및 배기 포트(2852)의 위치를 변경하더라도, 공정 유체의 센터 공급 및 센터 배기가 가능해지므로, 설계 편의상 이점이 있다.
상술한 예에서는, 하우징(2810)이 상부 하우징(2812) 및 하부 하우징(2814)으로 구성되는 것을 예로들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 도 13에 도시된 바와 같이, 다른 실시 예에 따른 건조 챔버(300)는 하우징(310), 제1공급 포트(320), 제2공급 포트(330), 배기 포트(340), 제1버퍼 플레이트(4000a), 그리고 제2버퍼 플레이트(4000b)를 포함할 수 있다.
하우징(310)은 제1하우징(312) 및 제2하우징(314)을 포함할 수 있다. 제1하우징(312) 및 제2하우징(314)은 서로 조합되어 처리 공간(311)을 형성할 수 있다. 제1하우징(312)은 측부가 개방된 통 형상을 가질 수 있다 제2하우징(314)은 측 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있다. 제2하우징(314)은 처리 공간(311)을 선택적으로 차폐할 수 있다. 제2하우징(314)에는 기판(W)을 지지하는 지지 부재(316)가 설치될 수 있다. 지지 부재(316)는 제2하우징(314)에 설치되어, 제2하우징(314)의 이동에 따라 처리 공간(311)에 삽입 또는 처리 공간(311)으로부터 인출될 수 있다. 지지 부재(316)에는 초임계 상태의 공정 유체의 흐름을 원활하게 하는 유동 홀(318)이 형성될 수 있다.
제1하우징(312)에는 제1홈(312a) 및 제2홈(314b)이 형성될 수 있다. 제1홈(312a)은 제1하우징(312)의 바닥면에 형성될 수 있다. 제1홈(312a)은 제1버퍼 플레이트(4000a)와 서로 조합되어 제1버퍼 공간을 형성할 수 있다. 또한, 제2홈(312b)은 제1하우징(312)의 측면에 형성될 수 있다. 제2홈(312b)은 제2버퍼 플레이트(4000b)와 서로 조합되어 제2버퍼 공간을 형성할 수 있다. 제1버퍼 플레이트(4000a)에는 제1버퍼 공간과 처리 공간(311)을 서로 유체 연통시키는 제1개구(4002a)가 형성될 수 있다. 또한, 제2버퍼 플레이트(4000b)에는 제2버퍼 공간과 처리 공간(311)을 서로 유체 연통시키는 제2개구(4002b)가 형성될 수 있다.
도 13에서는 하우징(310)에 버퍼 플레이트가 제공되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 도 14에 도시된 바와 같이 하우징(310)의 처리 공간(311)에는 필러 부재(3000a)가 제공될 수 있다. 필러 부재(3000a)에는 버퍼 공간이 형성될 수 있다. 필러 부재(3000a)의 구조는 상술한 필러 부재(3000)의 구조와 동일 또는 유사하므로 반복되는 설명은 생략한다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 바람직하거나 다양한 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. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한, 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.

Claims (20)

  1. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    내부에 기판을 처리하는 처리 공간을 제공하는 하우징;
    상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 지지 유닛;
    상기 처리 공간에 공정 유체를 공급하는 하부 공급 포트; 및
    상기 처리 공간에서 상기 지지 유닛에 지지된 기판보다 아래에 배치되는 필러 부재를 포함하고,
    상기 필러 부재에는,
    상기 하부 공급 포트와 마주하는 버퍼 공간이 형성되고,
    상기 필러 부재와 상기 하우징의 내벽 사이에는 상기 버퍼 공간으로 유입된 상기 공정 유체를 기판을 향하는 방향으로 흐르게 하는 통로가 형성되는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하부 공급 포트는,
    상부에서 바라볼 때, 상기 버퍼 공간과 중첩되게 위치하는 기판 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 상부 하우징과 하부 하우징을 포함하고,
    상기 하부 하우징은 상부가 개방된 홈이 형성되고,
    상기 필러 부재의 적어도 일 부분은,
    상기 홈에 삽입되는 기판 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 필러 부재는,
    베이스부; 및
    상기 베이스부의 하면으로부터 아래 방향으로 연장되는 돌출부를 포함하는 기판 처리 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 베이스부는, 상기 하우징의 내벽과 이격되게 제공되는 기판 처리 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 베이스부의 상면에는,
    상기 지지 유닛에 놓인 기판의 하면과 접촉되어 기판을 지지 유닛으로부터 일정 거리 이격시키는 적어도 하나 이상의 지지 핀이 형성되는 기판 처리 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 버퍼 공간을 정의하는 상기 돌출부의 내측면에는 상기 내측면을 따라 나선 형상의 슬릿이 형성되는 기판 처리 장치.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 필러 부재는,
    베이스부; 및
    상기 베이스부의 하면으로부터 아래 방향으로 연장되는 돌출부를 포함하고,
    상기 돌출부의 적어도 일부는 상기 홈에 삽입되고,
    상기 베이스부는,
    상기 홈의 상부에 위치하고, 상부에서 바라볼 때 상기 홈의 면적보다 크게 제공되는 기판 처리 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 돌출부의 하단에는 서로 이격된 복수의 지지 돌기 - 상기 지지 돌기는 상기 돌출부의 하단과 상기 홈을 정의하는 바닥면을 서로 이격시킴 - 가 형성되고,
    상기 돌출부의 상단은 상기 홈의 상단보다 높게 위치하고,
    상기 지지 돌기들의 사이의 공간은 상기 통로로서 제공되는 기판 처리 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공정 유체는 초임계 유체인 기판 처리 장치.
  11. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    내부에 기판을 처리하는 처리 공간을 제공하는 하우징;
    상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 지지 유닛;
    상기 처리 공간에 공정 유체를 공급하는 공급 포트; 및
    상기 하우징에 형성된 홈과 서로 조합되어 버퍼 공간을 형성하며 상기 처리 공간과 상기 버퍼 공간을 서로 연통시키는 개구가 형성된 버퍼 플레이트를 포함하는 기판 처리 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 처리 공간에서 상기 지지 유닛에 지지된 기판보다 아래에 배치되는 필러 부재 - 상기 필러 부재는 상기 버퍼 플레이트보다 위에 배치됨 - 를 더 포함하는 기판 처리 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 하우징은 제1하우징과 제2하우징을 포함하고,
    상기 제2하우징에는 상기 지지 유닛에 지지된 기판과 멀어지는 방향으로 만입된 상기 홈이 형성되는 기판 처리 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 버퍼 플레이트는 상기 홈에 위치하되,
    상기 공급 포트에서 공급되는 공정 유체와 마주하는 상기 버퍼 플레이트의 영역은 블로킹 영역인 기판 처리 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 필러 부재는,
    상부에서 바라볼 때, 상기 홈보다 큰 면적으로 제공되는 기판 처리 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 필러 부재의 하면은 상기 버퍼 플레이트의 상면보다 높게 제공되는 기판 처리 장치.
  17. 제11항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공정 유체는 초임계 유체인 기판 처리 장치.
  18. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    내부에 기판을 처리하는 처리 공간을 제공하고, 상부 하우징과 상부가 개방된 홈이 형성된 하부 하우징을 포함하는 하우징;
    상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 지지 유닛;
    상기 하우징의 상부에서 상기 처리 공간에 공정 유체를 공급하는 상부 공급 포트;
    상기 하우징의 하부에서 상기 처리 공간에 공정 유체를 공급하는 하부 공급 포트; 및
    상기 처리 공간에서 상기 지지 유닛에 지지된 기판보다 아래에 배치되는 필러 부재를 포함하되,
    상기 필러 부재에는,
    상기 하부 공급 포트와 마주하는 버퍼 공간이 형성되고,
    상기 필러 부재와 상기 하우징의 내벽 사이에는 상기 하부 공급 포트에 의해 상기 버퍼 공간으로 유입된 상기 공정 유체를 기판을 향하는 방향으로 흐르게 하는 통로가 형성되는 기판 처리 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 필러 부재는,
    베이스 부; 및
    상기 베이스 부의 하면으로부터 아래 방향으로 연장되는 링 형상의 돌출부를 포함하되,
    상기 베이스 부는,
    상기 홈의 상부에 위치하고, 상부에서 바라볼 때 상기 홈의 면적보다 크게 제공되고,
    상기 돌출부는,
    상기 홈의 내부에 위치하고, 상기 홈의 측면에서 상기 홈의 중심을 향하는 방향으로 이격되게 제공되는 기판 처리 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 돌출부의 하단에는 지지 돌기가 형성되고,
    상기 돌출부의 하단은 상기 홈의 바닥면에서 위 방향으로 이격되고,
    상기 돌출부의 상단은 상기 홈의 상단보다 높게 위치하는 기판 처리 장치.
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