KR20230097934A - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다. 기판을 처리하는 장치는 내부에 기판을 처리하는 처리 공간을 가지는 하우징, 상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 지지 유닛, 상기 처리 공간에 공정 유체를 공급하는 제1유체 공급 유닛 및 상기 제1유체 공급 유닛을 제어하는 제어기를 포함하되, 상기 제1유체 공급 유닛은 상기 공정 유체를 저장하는 저장원과 연결된 제1라인, 제1공급 밸브가 설치되고, 상기 제1라인과 연결되어 상기 처리 공간에 상기 공정 유체를 공급하는 제1공급 라인 및 제2공급 밸브가 설치되고, 상기 제1공급 라인과 병렬 연결되어 상기 처리 공간에 상기 공정 유체를 공급하는 제2공급 라인을 포함하고, 상기 제어기는 상기 제1공급 밸브와 상기 제2공급 밸브의 개폐 시기를 제어하여 상기 처리 공간에 공급되는 상기 공정 유체의 양을 조절할 수 있다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{APPARATUS FOR TREATING SUBSTRATE AND METHOD FOR PROCESSING A SUBSTRATE}

본 발명은 기판을 처리하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기판을 건조 처리하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 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.

초임게 유체를 사용하는 공정이 처리되는 처리 공간의 내부로 공급되는 초임계 유체는 안정적인 유량으로 공급되어야 한다. 처리 공간으로 공급되는 초임계 유체의 유량이 급격하게 변동되는 경우, 처리 공간 내부에 위치하는 기판에 손상을 야기할 수 있다. 또한, 초임계 유체의 유량이 급변하는 경우, 처리 공간 내부에 위치하는 기판 상에 공급된 방지액 등에 영향을 끼치고, 이에 따라 처리 공간 내부에 파티클이 형성될 수 있다. 처리 공간 내에 발생된 파티클은 후속 공정에서 후속 기판의 수율을 방해하는 요인으로 작용한다.

본 발명은 기판을 효율적으로 처리할 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 처리 공간에 공정 유체를 공급할 때, 급격한 유량 변동을 억제할 수 있는 기판 처리 장치 및 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 기판을 건조하는 과정에서 파티클 발생을 최소화할 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. 기판을 처리하는 장치는 내부에 기판을 처리하는 처리 공간을 가지는 하우징, 상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 지지 유닛, 상기 처리 공간에 공정 유체를 공급하는 제1유체 공급 유닛 및 상기 제1유체 공급 유닛을 제어하는 제어기를 포함하되, 상기 제1유체 공급 유닛은 상기 공정 유체를 저장하는 저장원과 연결된 제1라인, 제1공급 밸브가 설치되고, 상기 제1라인과 연결되어 상기 처리 공간에 상기 공정 유체를 공급하는 제1공급 라인 및 제2공급 밸브가 설치되고, 상기 제1공급 라인과 병렬 연결되어 상기 처리 공간에 상기 공정 유체를 공급하는 제2공급 라인을 포함하고, 상기 제어기는 상기 제1공급 밸브와 상기 제2공급 밸브의 개폐 시기를 제어하여 상기 처리 공간에 공급되는 상기 공정 유체의 양을 조절할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 제1공급 라인으로부터 상기 처리 공간으로 공급되는 단위 시간당 상기 공정 유체의 유량은 상기 제2공급 라인으로부터 상기 처리 공간으로 공급되는 단위 시간당 상기 공정 유체의 유량보다 클 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 제어기는 상기 제1공급 밸브와 상기 제2공급 밸브를 모두 개방하여 상기 처리 공간으로 상기 공정 유체를 공급하고, 상기 처리 공간의 압력이 설정 압력에 도달되면 상기 제1공급 밸브와 상기 제2공급 밸브 중 상기 제1공급 밸브를 폐쇄하도록 상기 제1공급 밸브와 상기 제2공급 밸브를 제어할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 제1유체 공급 유닛은 상기 제2공급 라인으로부터 분기되고, 버퍼 밸브가 설치된 버퍼 라인을 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 제어기는 상기 제1공급 밸브와 상기 제2공급 밸브를 모두 개방하여 상기 처리 공간으로 상기 공정 유체를 공급하고, 상기 처리 공간의 압력이 설정 압력에 도달되면 상기 제1공급 밸브와 상기 제2공급 밸브 중 상기 제1공급 밸브를 폐쇄하고, 동시에 상기 버퍼 밸브가 설정 시간 동안 개방되도록 상기 제1공급 밸브, 상기 제2공급 밸브, 그리고 상기 버퍼 밸브를 제어할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 제어기는 상기 제1공급 밸브를 개방하여 상기 처리 공간으로 상기 공정 유체를 공급하고, 상기 처리 공간의 압력이 설정 압력에 도달되면 상기 제1공급 밸브를 폐쇄하고 상기 제2공급 밸브와 상기 버퍼 밸브를 개방하되, 상기 버퍼 밸브는 설정 시간 동안만 개방되도록 상기 제1공급 밸브, 상기 제2공급 밸브, 그리고 상기 버퍼 밸브를 제어할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 제1라인에는 상기 제1라인을 유동하는 상기 공정 유체의 유량을 측정하는 유량 계측 부재가 설치되고, 상기 제1공급 라인과 상기 제2공급 라인 각각에는 단위 시간당 흐르는 상기 공정 유체의 양을 조절하는 유량 조절 밸브가 더 설치되고, 상기 제어기는 상기 유량 계측 부재에서 측정된 상기 공정 유체의 총 유량으로부터 상기 처리 공간의 압력이 상기 설정 압력에 도달된 것을 판단할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 장치는 상기 처리 공간에 공정 유체를 공급하는 제2유체 공급 유닛을 더 포함하고, 상기 제2유체 공급 유닛은 상기 처리 공간의 영역 중 상기 제1유체 공급 유닛에 의해 공급되는 상기 공정 유체와 상이한 영역에 상기 공정 유체를 공급할 수 있다.

또한, 본 발명은 기판을 처리하는 방법을 제공한다. 기판을 처리하는 방법은 상기 처리 공간에 단위 시간당 제1유량으로 상기 공정 유체를 공급하는 제1차 공급 단계 및 상기 제2차 공급 단계 이후 상기 처리 공간에 단위 시간당 제2유량으로 상기 공정 유체를 공급하는 제2차 공급 단계를 포함하고, 상기 공정 유체는 제1공급 밸브가 설치된 제1공급 라인 및 제2공급 밸브가 설치된 제2공급 라인 중 적어도 어느 하나를 통해 상기 처리 공간으로 공급되고, 상기 제1차 공급 단계에서 상기 제2차 공급 단계로 전환될 때, 상기 제1공급 밸브와 상기 제2공급 밸브의 개폐 시기를 조절하여 상기 처리 공간으로 공급되는 상기 공정 유체의 양을 조절할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 제1차 공급 단계에서 상기 처리 공간으로 공급되는 단위 시간당 상기 공정 유체의 유량은 상기 제2차 공급 단계에서 상기 처리 공간으로 공급되는 단위 시간당 상기 공정 유체의 유량보다 크게 제공될 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 제1차 공급 단계에서는 상기 제1공급 밸브와 상기 제2공급 밸브를 모두 개방하여 상기 처리 공간으로 상기 공정 유체를 공급하고, 상기 제2차 공급 단계에서는 상기 제1공급 밸브와 상기 제2공급 밸브 중 상기 제1공급 밸브를 폐쇄할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 방법은 상기 제1차 공급 단계와 상기 제2차 공급 단계 사이에 완충 단계가 더 수행되고, 상기 완충 단계에서는 상기 제1차 공급 단계에서 상기 제2차 공급 단계로 전환될 때, 상기 처리 공간으로 공급되는 상기 공정 유체의 일부를 설정 시간 동안 회수할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 제1차 공급 단계에서는 상기 제1공급 밸브와 상기 제2공급 밸브를 모두 개방하여 상기 처리 공간으로 상기 공정 유체를 공급하고, 상기 완충 단계에서는 상기 처리 공간이 설정 압력에 도달되면, 상기 제1공급 밸브와 상기 제2공급 밸브 중 상기 제1공급 밸브를 폐쇄하고, 동시에 상기 버퍼 밸브를 상기 설정 시간 동안 개방하고, 상기 제2차 공급 단계에서는 상기 설정 시간이 경과한 이후 상기 버퍼 밸브를 폐쇄하여 상기 제2공급 라인을 통해 상기 처리 공간으로 상기 공정 유체를 공급할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 제1차 공급 단계에서는 상기 제1공급 밸브를 개방하여 상기 처리 공간으로 상기 공정 유체를 공급하고, 상기 완충 단계에서는 상기 처리 공간이 설정 압력에 도달되면, 상기 제1공급 밸브와 상기 제2공급 밸브 중 상기 제1공급 밸브를 폐쇄하고, 동시에 상기 제2공급 밸브와 상기 버퍼 밸브를 개방하되, 상기 버퍼 밸브는 상기 설정 시간 동안만 개방하고, 상기 제2차 공급 단계에서는 상기 제2공급 밸브만을 개방하여 상기 처리 공간으로 상기 공정 유체를 공급할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 처리 공간의 압력은 상기 처리 공간으로 기 공급된 상기 공정 유체의 총 유량으로부터 측정될 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 공정 유체는 초임계 유체일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판을 효율적으로 처리할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 안정화된 유량을 가지는 공정 유체를 처리 공간에 공급할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판을 건조하는 과정에서 파티클 발생을 최소화할 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 기판 처리 장치의 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1의 액 처리 챔버의 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 도 1의 건조 챔버의 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 4는 도 3의 일 실시예에 따른 건조 챔버에서 기판을 처리하는 방법에 대한 플로우 차트이다.
도 5는 도 4의 일 실시예에 따른 제1차 공급 단계에서 기판을 처리하는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 6은 도 4의 일 실시예에 따른 제2차 공급 단계에서 기판을 처리하는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 7은 도 4의 일 실시예에 따른 제2공급 단계에서 기판을 처리하는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 8은 도 3의 건조 챔버의 다른 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 9는 도 8의 일 실시예에 따른 건조 챔버에서 기판을 처리하는 방법에 대한 플로우 차트이다.
도 10은 도 9의 일 실시예에 따른 제1차 공급 단계에서 기판을 처리하는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 11은 도 9의 일 실시예에 따른 완충 단계에서 기판을 처리하는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 12는 도 9의 일 실시예에 따른 제2차 공급 단계에서 기판을 처리하는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 13은 도 9의 다른 실시예에 따른 제1차 공급 단계에서 기판을 처리하는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 14는 도 9의 다른 실시예에 따른 완충 단계에서 기판을 처리하는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 15는 도 9의 다른 실시예에 따른 제2차 공급 단계에서 기판을 처리하는 모습을 개략적으로 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.

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.

본 실시예에서는 기판(W) 상에 세정액과 같은 액을 공급하여 기판(W)을 액 처리하는 공정을 예로 들어 설명한다. 그러나, 본 실시예는 세정 공정에 한정되는 것은 아니고, 식각 공정, 애싱 공정, 또는 현상 공정 등과 같이 액을 사용하여 기판(W)을 처리하는 다양한 공정에 적용될 수 있다.

이하에서는, 도 1 내지 도 15를 참조하여 본 발명의 기판 처리 장치(1)의 일 예를 상세히 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치(1)는 공정 유체를 사용하여 기판(W)을 건조하는 건조 공정을 포함한 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 정의한다. 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)와 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 있다. 복수의 로드 포트(120)들은 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 복수 개의 슬롯(미도시)들이 형성된다. 슬롯(미도시)들은 기판(W)들을 지면에 대해 수평하게 배치한 상태로 수납할 수 있다. 용기(F)는 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) 내에서 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)과 후술할 버퍼 유닛(220) 사이에 기판(W)을 반송할 수 있다.

인덱스 로봇(144)은 인덱스 핸드(146)를 포함한다. 인덱스 핸드(146)에는 기판(W)이 안착된다. 인덱스 핸드(146)는 인덱스 레일(142) 상에서 제2방향(4)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다. 이에, 인덱스 핸드(146)는 인덱스 레일(142)을 따라 전진 및 후진 이동이 가능하다. 또한, 인덱스 핸드(146)는 제3방향(6)을 축으로 한 회전이 가능하게 제공될 수 있다. 또한, 인덱스 핸드(146)는 제3방향(6)을 따라 수직 이동 가능하게 제공될 수 있다. 인덱스 핸드(146)는 복수 개 제공될 수 있다. 복수의 인덱스 핸드(146)들은 상하 방향으로 이격되게 제공될 수 있다. 복수의 인덱스 핸드(146)들은 서로 독립적으로 전진, 후진, 및 회전 운동할 수 있다.

제어기(30)는 기판 처리 장치(1)를 제어할 수 있다. 제어기(30)는 기판 처리 장치(1)의 제어를 실행하는 마이크로프로세서(컴퓨터)로 이루어지는 프로세스 컨트롤러와, 오퍼레이터가 기판 처리 장치(1)를 관리하기 위해서 커맨드 입력 조작 등을 행하는 키보드나, 기판 처리 장치(1)의 가동 상황을 가시화해서 표시하는 디스플레이 등으로 이루어지는 유저 인터페이스와, 기판 처리 장치(1)에서 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 장치(1)를 제어할 수 있다. 예컨대, 제어기(30)는 후술하는 건조 챔버(400)에 제공되는 구성들을 제어하여 이하에서 설명하는 기판 처리 방법을 수행할 수 있다.

처리 모듈(20)은 버퍼 유닛(220), 반송 프레임(240), 액 처리 챔버(300), 그리고 건조 챔버(400)를 포함한다. 버퍼 유닛(220)은 처리 모듈(20)로 반입되는 기판(W)과 처리 모듈(20)로부터 반출되는 기판(W)이 일시적으로 머무르는 버퍼 공간을 제공한다. 반송 프레임(240)은 버퍼 유닛(220), 액 처리 챔버(300), 그리고 건조 챔버(400) 간에 기판(W)을 반송하는 반송 공간을 제공한다.

액 처리 챔버(300)는 기판(W) 상에 액을 공급하여 기판(W)을 액 처리하는 액 처리 공정을 수행할 수 있다. 건조 챔버(400)는 기판(W) 상에 잔류하는 액을 제거하는 건조 처리를 수행할 수 있다. 액 처리 챔버(300)와 건조 챔버(400)는 세정 공정을 수행할 수 있다. 세정 공정은 액 처리 챔버(300)와 건조 챔버(400)에서 순차적으로 수행될 수 있다. 예컨대, 액 처리 챔버(300)에서는 기판(W) 상에 케미칼, 린스액, 및/또는 유기용제를 공급하여 기판(W)을 처리할 수 있다. 예컨대, 건조 챔버(400)에서는 초임계 유체를 이용하여 기판(W) 상에 잔류하는 액을 제거하는 건조 처리가 수행될 수 있다.

버퍼 유닛(220)은 인덱스 프레임(140)과 반송 프레임(240) 사이에 배치될 수 있다. 버퍼 유닛(220)은 반송 프레임(240)의 일단에 위치될 수 있다. 버퍼 유닛(220)의 내부에는 기판(W)이 놓이는 슬롯(미도시)이 제공된다. 슬롯(미도시)은 복수 개 제공된다. 복수의 슬롯(미도시)들은 서로 간에 제3방향(6)을 따라 이격되게 배치될 수 있다. 버퍼 유닛(220)은 전면(front face)과 후면(rear face)이 개방된다. 전면은 인덱스 모듈(10)과 마주보는 면이고, 후면은 반송 프레임(240)과 마주보는 면일 수 있다. 인덱스 로봇(144)은 전면을 통해 버퍼 유닛(220)에 접근하고, 후술하는 반송 로봇(244)은 후면을 통해 버퍼 유닛(220)에 접근할 수 있다.

반송 프레임(240)은 그 길이 방향이 제1방향(2)을 따라 제공될 수 있다. 반송 프레임(240)의 양 측에는 액 처리 챔버(300)와 건조 챔버(400)가 배치될 수 있다. 액 처리 챔버(300)와 건조 챔버(400)는 반송 프레임(240)의 측부에 배치될 수 있다. 반송 프레임(240)과 액 처리 챔버(300)는 제2방향(4)을 따라 배치될 수 있다. 또한, 반송 프레임(240)과 건조 챔버(400)는 제2방향(4)을 따라 배치될 수 있다.

일 예에 의하면, 액 처리 챔버(300)들은 반송 프레임(240)의 양 측에 배치되고, 건조 챔버(400)들은 반송 프레임(240)의 양 측에 배치된다. 액 처리 챔버(300)들은 건조 챔버(400)들보다 버퍼 유닛(220)에 상대적으로 가까운 위치에 배치될 수 있다. 액 처리 챔버(300)들은 반송 프레임(240)의 일 측에서 제1방향(2) 및 제3방향(6)을 따라 각각 A X B(A, B는 각각 1 또는 1보다 큰 자연수) 배열로 제공될 수 있다. 여기서 A는 제1방향(2)을 따라 일렬로 제공된 액 처리 챔버(300)의 수이고, B는 제3방향(6)을 따라 일렬로 제공된 액 처리 챔버(300)의 수이다. 예컨대, 반송 프레임(240)의 일 측에 액 처리 챔버(300)가 4개 제공되는 경우, 액 처리 챔버(300)들은 2 X 2의 배열로 배치될 수 있다. 액 처리 챔버(300)의 개수는 증가하거나 감소할 수도 있다. 상술한 바와 달리, 액 처리 챔버(300)는 반송 프레임(240)의 일 측에만 제공되고, 일 측과 대향되는 타 측에는 건조 챔버(400)들만 배치될 수 있다. 또한, 액 처리 챔버(300)와 건조 챔버(400)는 반송 프레임(240)의 일 측 및 양 측에 단층으로 제공될 수 있다.

반송 프레임(240)은 가이드 레일(242)과 반송 로봇(244)을 가진다. 가이드 레일(242)은 그 길이 방향이 제1방향(2)으로 반송 프레임(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(300), 그리고 건조 챔버(400) 간에 기판(W)을 반송한다.

반송 로봇(244)은 기판(W)이 놓이는 반송 핸드(246)를 포함한다. 반송 핸드(246)는 가이드 레일(242) 상에서 제1방향(2)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다. 이에, 반송 핸드(246)는 가이드 레일(242)을 따라 전진 및 후진 이동이 가능하다. 또한, 반송 핸드(246)는 제3방향(6)을 축으로 한 회전, 그리고 제3방향(6)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다. 반송 핸드(246)는 복수 개 제공될 수 있다. 복수의 반송 핸드(246)들은 상하 방향으로 이격되게 제공될 수 있다. 복수의 반송 핸드(246)들은 서로 독립적으로 전진, 후진, 및 회전 운동할 수 있다.

액 처리 챔버(300)는 기판(W)에 대해 액 처리하는 공정을 수행한다. 예컨대, 액 처리 챔버(300)는 기판(W)에 부착된 공정 부산물 등을 제거하는 세정 공정을 수행하는 챔버일 수 있다. 액 처리 챔버(300)는 기판(W)을 처리하는 공정의 종류에 따라 상이한 구조를 가질 수 있다. 이와 달리, 각각의 액 처리 챔버(300)들은 서로 동일한 구조를 가질 수 있다.

도 2는 도 1의 액 처리 챔버의 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 2를 참조하면, 액 처리 챔버(300)는 하우징(310), 처리 용기(320), 지지 유닛(330), 그리고 액 공급 유닛(340)을 포함한다.

하우징(310)은 내부 공간을 가진다. 하우징(310)은 대체로 직육면체의 형상으로 제공된다. 하우징(310)의 일 측에는 개구(미도시)가 형성된다. 개구(미도시)는 기판(W)이 반송 로봇(244)에 의해 하우징(310)의 내부 공간으로 반입되거나, 내부 공간으로부터 반출되는 출입구로 기능한다. 처리 용기(320), 지지 유닛(330), 그리고 액 공급 유닛(340)은 하우징(310)의 내부 공간에 배치된다.

처리 용기(320)는 상부가 개방된 처리 공간을 가진다. 처리 용기(320)는 처리 공간을 가지는 바울(Bowl)일 수 있다. 처리 용기(320)는 처리 공간을 감싸도록 제공될 수 있다. 처리 용기(320)가 가지는 처리 공간은 후술하는 지지 유닛(330)이 기판(W)을 지지 및 회전시키는 공간으로 제공된다. 처리 공간은 후술하는 액 공급 유닛(340)이 기판(W) 상에 액을 공급하여 기판(W)을 처리하는 공간으로 제공된다.

일 예에 의하면, 처리 용기(320)는 안내벽(321)과 복수의 회수통들(323, 325, 327)을 가질 수 있다. 각각의 회수통들(323, 325, 327)은 기판(W)의 처리에 사용된 액들 중 서로 상이한 액을 분리 회수한다. 회수통들(323, 325, 327)은 각각 기판(W)의 처리에 사용된 액을 회수하는 회수 공간을 가질 수 있다.

안내벽(321)과 회수통들(323, 325, 327)은 지지 유닛(330)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 기판(W) 상에 액을 공급할 때, 기판(W)의 회전에 의해 비산되는 액은 후술하는 각각의 회수통들(323, 325, 327)의 유입구들 회수통들(323a, 325a, 327a)을 통해 회수 공간으로 유입될 수 있다. 각각의 회수통들(323, 325, 327)에는 서로 상이한 종류의 액이 유입될 수 있다.

처리 용기(320)는 안내벽(321), 제1회수통(323), 제2회수통(325), 그리고 제3회수통(327)을 가진다. 안내벽(321)은 지지 유닛(330)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 제1회수통(323)은 안내벽(321)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 제2회수통(325)은 제1회수통(323)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 제3회수통(327)은 제2회수통(325)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다.

안내벽(321)과 제1회수통(323)의 사이 공간은 액이 유입되는 제1유입구(323a)로 기능한다. 제1회수통(323)과 제2회수통(325)의 사이 공간은 액이 유입되는 제2유입구(325a)로 기능한다. 제2회수통(325)과 제3회수통(327)의 사이 공간은 액이 유입되는 제3유입구(327a)로 기능한다. 제2유입구(325a)는 제1유입구(323a)보다 상부에 위치되고, 제3유입구(327a)는 제2유입구(325a)보다 상부에 위치될 수 있다. 제1유입구(323a)로 유입되는 액, 제2유입구(325a)로 유입되는 액, 그리고 제3유입구(327a)로 유입되는 액은 서로 상이한 종류의 액일 수 있다.

안내벽(321)의 하단과 제1회수통(323)의 사이 공간은 액으로부터 발생된 흄(Fume)과 기류가 배출되는 제1배출구(323b)로 기능한다. 제1회수통(323)의 하단과 제2회수통(325)의 사이 공간은 액으로부터 발생된 흄과 기류가 배출되는 제2배출구(325b)로 기능한다. 제2회수통(325)의 하단과 제3회수통(327)의 사이 공간은 액으로부터 발생된 흄과 기류가 배출되는 제3배출구(327b)로 기능한다. 제1배출구(323b), 제2배출구(325b), 그리고 제3배출구(327b)로부터 배출된 흄과 기류는 후술하는 배기 유닛(370)을 통해 액 처리 챔버(300)의 외부로 배기된다.

각각의 회수통들(323, 325, 327)의 저면에는 아래 방향으로 수직하게 연장되는 회수 라인들(323c, 325c, 327c)이 연결된다. 각각의 회수 라인들(323c, 325c, 327c)은 각각의 회수통들(323, 325, 327)을 통해 유입된 액을 배출한다. 배출된 처리액은 외부의 액 재생 시스템(미도시)을 통해 재사용될 수 있다.

지지 유닛(330)은 처리 공간 내에서 기판(W)을 지지하고 회전시킨다. 지지 유닛(330)은 스핀 척(331), 지지 핀(333), 척 핀(335), 회전 축(337), 그리고 구동기(339)를 가질 수 있다.

스핀 척(331)은 상부에서 바라볼 때, 대체로 원형으로 제공되는 상부면을 가진다. 스핀 척(331)의 상부면은 기판(W)보다 큰 직경을 가질 수 있다.

지지 핀(333)은 복수 개 제공된다. 지지 핀(333)은 스핀 척(331)의 상부면에 배치된다. 지지 핀(333)은 스핀 척(331)의 상부면 가장자리부에 일정 간격으로 이격되게 배치된다. 지지 핀(333)은 스핀 척(331)의 상부면으로부터 위 방향으로 돌출되게 형성된다. 지지 핀(333)들은 서로 간의 조합에 의해 전체적으로 환형의 링 형상을 갖도록 배치된다. 지지 핀(333)은 스핀 척(331)의 상부면으로부터 기판(W)이 일정 거리 이격되도록 기판(W)의 후면 가장자리 영역을 지지한다.

척 핀(335)은 복수 개 제공된다. 척 핀(335)은 지지 핀(333)보다 스핀 척(331)의 중심 영역으로부터 상대적으로 멀리 떨어지게 배치된다. 척 핀(335)은 스핀 척(331)의 상부면으로부터 위 방향으로 돌출된다. 척 핀(335)은 기판(W)이 회전될 때, 정 위치에서 측 방향으로 이탈되지 않도록 기판(W)의 측부 영역을 지지한다. 척 핀(335)은 스핀 척(331)의 반경 방향을 따라 대기 위치와 지지 위치 간에 직선 이동이 가능하게 제공된다. 대기 위치는 반송 로봇(244)으로부터 기판(W)을 인수받거나, 반송 로봇(244)에 기판(W)을 인계할 때의 척 핀(335)의 위치로 정의된다. 지지 위치는 기판(W)에 대해 공정 수행할 때의 척 핀(336)의 위치로 정의된다. 지지 위치에서 척 핀(335)은 기판(W)의 측부와 접촉된다. 대기 위치는 지지 위치와 비교하여 상대적으로 스핀 척(331)의 중심으로부터 먼 위치로 제공된다.

회전 축(337)은 스핀 척(331)과 결합된다. 회전 축(337)은 스핀 척(331)의 하면과 결합한다. 회전 축(337)은 길이 방향이 제3방향(6)을 향하도록 제공될 수 있다. 회전 축(337)은 구동기(339)로부터 동력을 전달받아 회전 가능하도록 제공된다. 회전 축(337)이 구동기(339)에 의해 회전되고, 회전 축(337)을 매개로 스핀 척(331)이 회전된다. 구동기(339)는 회전 축(337)을 회전시킨다. 구동기(339)는 회전 축(337)의 회전 속도를 가변할 수 있다. 구동기(339)는 구동력을 제공하는 모터일 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고, 구동력을 제공하는 공지된 장치로 다양하게 변형되어 제공될 수 있다.

액 공급 유닛(340)은 기판(W)에 액을 공급한다. 액 공급 유닛(340)은 지지 유닛(330)에 지지된 기판(W)으로 액을 공급한다. 액 공급 유닛(340)이 기판(W)에 공급하는 액은 복수의 종류로 제공된다. 일 예에 의하면, 액 공급 유닛(340)이 기판(W)에 공급하는 액은 제1액과 제2액을 포함할 수 있다. 제1액과 제2액은 각각 상이한 종류의 액들을 공급할 수 있다. 제1액과 제2액은 기판(W)에 순차적으로 공급될 수 있다.

액 공급 유닛(340)은 지지 로드(341), 아암(342), 구동기(343), 제1액 공급 노즐(344), 그리고 제2액 공급 노즐(345)을 포함할 수 있다.

지지 로드(341)는 하우징(310)의 내부 공간에 위치한다. 지지 로드(341)는 내부 공간에서 처리 용기(320)의 일 측에 위치할 수 있다. 지지 로드(341)는 그 길이 방향이 제3방향(6)을 향하는 로드 형상을 가질 수 있다. 지지 로드(341)는 후술하는 구동기(343)에 의해 회전 가능하도록 제공된다.

아암(342)은 지지 로드(341)의 상단에 결합된다. 아암(342)은 지지 로드(341)의 길이 방향으로부터 수직하게 연장된다. 아암(342)은 제3방향(6)으로 그 길이 방향이 형성될 수 있다. 아암(342)의 끝단에는 후술하는 제1액 공급 노즐(344)과 제2액 공급 노즐(345)이 고정 결합될 수 있다.

아암(342)은 그 길이 방향을 따라 전진 및 후진 이동이 가능하도록 제공될 수 있다. 아암(342)은 지지 로드(341)를 매개로, 지지 로드(341)를 회전시키는 구동기(343)에 의해 스윙 이동될 수 있다. 아암(342)의 회전에 의해 제1액 공급 노즐(344)과 제2액 공급 노즐(345)도 스윙 이동되어 공정 위치와 대기 위치 간에 이동될 수 있다.

공정 위치는 제1액 공급 노즐(344)과 제2액 공급 노즐(345) 중 어느 하나가 지지 유닛(330)에 지지된 기판(W)과 대향하는 위치일 수 있다. 일 예에 의하면, 공정 위치는 제1액 공급 노즐(344)과 제2액 공급 노즐(345) 중 어느 하나의 중심과 지지 유닛(330)에 지지된 기판(W)의 중심이 대향되는 위치일 수 있다. 대기 위치는 제1액 공급 노즐(344)과 제2액 공급 노즐(345) 모두가 공정 위치를 벗어난 위치일 수 있다.

구동기(343)는 지지 로드(341)와 결합한다. 구동기(343)는 하우징(310)의 바닥면에 배치될 수 있다. 구동기(343)는 지지 로드(341)를 회전시키는 구동력을 제공한다. 구동기(343)는 구동력을 제공하는 공지된 모터로 제공될 수 있다.

제1액 공급 노즐(344)은 기판(W) 상에 제1액을 공급한다. 제1액 공급 노즐(344)은 지지 유닛(330)에 지지된 기판(W) 상으로 제1액을 공급할 수 있다. 제2액 공급 노즐(345)은 기판(W) 상에 제2액을 공급한다. 제2액 공급 노즐(345)은 지지 유닛(330)에 지지된 기판(W) 상으로 제2액을 공급한다.

제1액과 제2액은 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 순수(Pure Water) 또는 탈이온수(DIW)를 포함할 수 있다. 예컨대, 유기용제는 이소프로필 알코올(Isopropyl Alcohol;IPA)과 같은 알코올을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1액은 기판(W) 상에 잔존하는 막이나 이물을 제거하는 액일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2액은 제1액을 중화시키는 액일 수 있다. 일 예에 따르면, 제2액은 건조 유체에 용이하게 용해되는 액일 수 있다. 또한, 제2액은 후술하는 건조 챔버(400)에서 사용되는 초임계 유체에 용이하게 용해되는 액일 수 있다. 일 예에 따르면, 제2액은 제1액에 비해 후술하는 건조 유체에 상대적으로 더 잘 용해되는 액일 수 있다.

상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 액 공급 유닛(340)은 아암(342)에 제1액 공급 노즐(344)과 제2액 공급 노즐(345)이 모두 결합된 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 제1액 공급 노즐(344)과 제2액 공급 노즐(345) 각각은 독립적으로 아암, 지지 로드, 그리고 구동기를 가질 수 있고, 독립적으로 스윙 이동 및 전후진 이동하여 공정 위치와 대기 위치 간에 이동할 수 있다.

상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 액 공급 유닛(340)은 제1액 공급 노즐(344)과 제2액 공급 노즐(345)을 갖는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 액 공급 유닛(340)은 제1액 공급 노즐(344), 제2액 공급 노즐(345), 그리고 제3액 공급 노즐(346)을 포함할 수 있다. 제1액 공급 노즐(344)에서 기판(W)으로 공급하는 제1액은 케미칼 일 수 있다. 제2액 공급 노즐(345)에서 기판(W)으로 공급하는 제2액은 린스액일 수 있다. 제3액 공급 노즐(346)에서 기판(W)으로 공급하는 제3액은 유기용제 일 수 있다.

승강 유닛(350)은 하우징(310)의 내부 공간에 배치된다. 승강 유닛(350)은 처리 용기(320)와 지지 유닛(330) 간의 상대 높이를 조절한다. 승강 유닛(350)은 처리 용기(320)를 제3방향(6)으로 직선 이동시킬 수 있다. 이에, 기판(W)에 공급되는 액의 종류에 따라 액을 회수하는 회수통들(323, 325, 327)의 높이가 변경되므로, 액들을 분리 회수할 수 있다. 상술한 바와 달리, 처리 용기(320)는 고정 설치되고, 승강 유닛(350)은 지지 유닛(330)을 상하 방향으로 이동시켜 지지 유닛(330)과 처리 용기(320) 사이의 상대 높이를 변경시킬 수 있다.

기류 공급 유닛(360)은 하우징(310)의 내부 공간으로 기류를 공급한다. 기류 공급 유닛(360)은 내부 공간으로 하강 기류를 공급할 수 있다. 기류 공급 유닛(360)은 팬 필터 유닛으로 제공될 수 있다. 기류 공급 유닛(360)은 하우징(310)의 상부에 설치될 수 있다. 기류 공급 유닛(360)을 통해 하우징(310)의 내부 공간으로 공급된 기체는 내부 공간에서 하강 기류를 형성한다. 공정 진행 과정 중에 처리 공간 내에서 발생된 부산물 등은 내부 공간 및 처리 공간에 형성된 하강 기류에 의해 후술하는 배기 유닛(370)을 통해 하우징(310)의 외부로 배출된다.

배기 유닛(370)은 처리 공간에 발생된 흄과 기체 등의 공정 부산물을 배기한다. 배기 유닛(370)에 제공된 감압 유닛(미도시)에 의해 기판(W)을 액 처리할 때 발생되는 흄과 기체 등의 공정 부산물은 배기된다. 배기 유닛(370)은 처리 용기(320)의 바닥면에 결합될 수 있다. 일 예로, 배기 유닛(370)은 회전 축(337)과 처리 용기(320)의 내측벽 사이 공간에 배치될 수 있다.

건조 챔버(400)는 공정 유체를 이용하여 기판(W) 상에 잔류하는 액을 제거한다. 일 예에 의하면, 건조 챔버(400)는 초임계 유체를 이용하여 기판(W) 상에 잔류하는 제2액을 제거한다. 건조 챔버(400)에서는 초임계 유체의 특성을 이용하여 초임계 공정이 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, 건조 챔버(400)는 초임계 건조 공정 이외의 다른 초임계 공정을 수행할 수 있다. 일 실시예에 의한, 초임계 유체는 초임계 이산화탄소(scCO2; supercritical carbon dioxide)가 사용될 수 있다.

도 3은 도 1의 건조 챔버의 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 3을 참조하면, 건조 챔버(400)는 하우징(410), 지지 유닛(430), 유체 공급 유닛(440), 배기 라인(480), 그리고 차단 플레이트(490)를 포함할 수 있다.

하우징(410)은 기판(W)에 대한 건조 처리가 수행되는 처리 공간(401)을 제공한다. 하우징(410)은 제1바디(412), 제2바디(414), 그리고 승강 부재(416)를 포함할 수 있다.

제1바디(412)와 제2바디(414)는 서로 조합되어 처리 공간(401)을 제공한다. 일 예에 의하면, 제1바디(412)는 제2바디(414)보다 상부에 위치할 수 있다. 제1바디(412)와 제2바디(414)에는 각각 공급 포트(412a, 414a)가 형성될 수 있다. 일 예에 의하면, 제1바디(412)에 형성된 공급 포트(412a)는 상부에서 바라볼 때, 제1바디(412)의 중앙 영역에 형성될 수 있다. 일 예에 의하면, 제2바디(414)에 형성된 공급 포트(414a)는 상부에서 바라볼 때, 제2바디(414)의 중앙 영역에 형성될 수 있다. 제2바디(414)에는 배출 포트(414b)가 더 형성될 수 있다. 배출 포트(414b)는 상부에서 바라볼 때, 제2바디(414)의 중심 축으로부터 일정 거리 편심된 위치에 형성될 수 있다. 예컨대, 배출 포트(414b)는 공급 포트(414a)로부터 일정 거리 이격된 위치에 배치될 수 있다.

제1바디(412)는 그 위치가 고정되고, 제2바디(414)는 후술하는 승강 부재(416)에 의해 승강할 수 있다. 제2바디(414)가 하강하여 제1바디(412)로부터 이격되면 처리 공간(401)이 개방된다. 처리 공간(401)이 개방되면, 기판(W)이 처리 공간(401)으로 반입되거나, 기판(W)이 처리 공간(401)으로부터 반출될 수 있다. 처리 공간(401)으로 반입되는 기판(W)은 액 처리 챔버(300)에서 액 처리가 완료된 기판(W)일 수 있다.

제2바디(414)가 상승 이동하여 제1바디(412)에 밀착되면 처리 공간(401)은 밀폐된다. 처리 공간(401)이 밀폐 상태가 되면, 공정 유체를 공급하여 기판(W)에 대한 건조 처리가 수행될 수 있다.

승강 부재(416)는 제2바디(414)를 승강시킨다. 승강 부재(416)는 승강 실린더(417)와 승강 로드(418)를 포함할 수 있다. 승강 실린더(417)는 제2바디(414)에 결합될 수 있다. 승강 실린더(417)는 기판(W)에 대한 건조 처리가 수행되는 동안 처리 공간(401)의 임계 압력 이상의 고압을 이기고, 제1바디(412)와 제2바디(414)를 밀착시켜 처리 공간(401)을 밀폐시킬 수 있다.

승강 로드(418)는 상하 방향의 승강력을 발생시킨다. 예컨대, 승강 로드(418)는 제3방향(6)으로 이동하는 힘을 발생시킬 수 있다. 승강 로드(418)는 그 길이 방향이 수직 방향으로 형성될 수 있다. 승강 로드(418)의 일단은 승강 실린더(417)에 삽입될 수 있다. 승강 로드(418)의 타단은 제1바디(412)에 결합될 수 있다. 승강 실린더(417)와 승강 로드(418)의 상대적인 승강 운동에 의해 제2바디(414)는 수직 방향으로 이동될 수 있다. 제2바디(414)가 수직 방향으로 이동되는 동안 승강 로드(418)는 제1바디(412)와 제2바디(414)가 수평 방향으로 움직이는 것을 방지한다. 승강 로드(418)는 제2바디(414)의 수직 이동 방향을 안내한다. 승강 로드(418)는 제1바디(412)와 제2바디(414)가 서로 정 위치에서 이탈하는 것을 방지할 수 있다.

상술한 본 발명의 일 예에 따르면, 제2바디(414)가 상하 방향으로 이동하여 처리 공간(401)을 밀폐하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 제1바디(412)와 제2바디(414)가 각각 상하 방향으로 이동될 수 있다. 또한, 제1바디(412)가 상하 방향으로 이동하고, 제2바디(414)는 그 위치가 고정될 수 있다.

상술한 예와 달리, 하우징(410)의 일 측에 기판(W)이 반출입되는 개구(미도시)가 형성된 단일한 하우징(410)으로 제공될 수 있다. 하우징(410)에는 도어(미도시)가 제공될 수 있다. 도어(미도시)는 상하 방향으로 이동하여 개구(미도시)를 개폐하고, 하우징(410)을 밀폐 상태로 유지할 수 있다.

하우징(410)에는 히터(419)가 설치될 수 있다. 일 예에 따르면, 히터(419)는 제1바디(412) 및 제2바디(414) 중 적어도 어느 하나의 벽 내부에 매설되어 설치될 수 있다. 히터(419)는 처리 공간(401)에 공급된 공정 유체를 임계 온도 이상으로 가열하여 초임계 유체 상으로 유지하거나, 또는 공정 유체가 액화된 경우 다시 초임계 유체 상으로 될 수 있도록 가열할 수 있다.

지지 유닛(430)은 처리 공간(401) 내에서 기판(W)을 지지한다. 지지 유닛(430)은 제1바디(412)의 하면에 고정 설치될 수 있다. 지지 유닛(430)은 고정 로드(432)와 거치대(434)를 가질 수 있다.

고정 로드(432)는 제1바디(412)의 저면으로부터 아래로 돌출되도록 제1바디(412)에 고정 설치될 수 있다. 고정 로드(432)는 그 길이 방향이 상하 방향으로 제공된다. 고정 로드(432)는 복수 개 제공될 수 있다. 복수의 고정 로드(432)들은 서로 이격되게 위치된다. 복수의 고정 로드(432)들에 의해 둘러싸인 공간으로 기판(W)이 반입 또는 반출될 때, 복수의 고정 로드(432)들은 기판(W)과 간섭되지 않는 위치에 배치된다. 각각의 고정 로드(432)들에는 거치대(434)가 결합된다.

거치대(434)는 고정 로드(432)로부터 연장된다. 거치대(434)는 고정 로드(432)의 하단으로부터 고정 로드(432)들에 의해 둘러싸인 공간을 향하는 방향으로 연장될 수 있다. 거치대(434)는 기판(W)의 이면 가장자리 영역을 지지한다. 일 예에 따르면, 기판(W)의 이면은 패턴이 형성되지 않은 면일 수 있고, 기판(W)의 상면은 패턴이 형성된 면일 수 있다. 상술한 구조로 인해, 처리 공간(401)으로 반입된 기판(W)은 그 가장자리 영역이 거치대(434) 상에 놓일 수 있다. 또한, 기판(W)의 상면 전체 영역, 기판(W)의 저면 중 중앙 영역, 그리고 기판(W)의 저면 중 가장자리 영역의 일부는 처리 공간(401)으로 공급된 공정 유체에 노출될 수 있다.

유체 공급 유닛(440)은 처리 공간(401)으로 공정 유체를 공급한다. 일 실시예에 의하면, 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. 이하에서는, 공정 유체는 이산화탄소 가스인 것을 예로 들어 설명한다. 일 예에 따른 공정 유체는 초임계 상태로 처리 공간(401)으로 공급될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 공정 유체는 가스 상태로 처리 공간(401)으로 공급되고, 처리 공간(401) 내에서 초임계 상태로 상 변화될 수 있다.

유체 공급 유닛(440)은 메인 공급 라인(442), 제1유체 공급 유닛(450), 그리고 제2유체 공급 유닛(470)을 포함할 수 있다. 메인 공급 라인(442)은 제1유체 공급 유닛(450)과 제2유체 공급 유닛(470)으로 공정 유체를 공급할 수 있다. 메인 공급 라인(442)은 저장원(미도시)과 제1유체 공급 유닛(450) 및 제2유체 공급 유닛(470)을 서로 연결할 수 있다. 저장원(미도시)은 공정 유체를 저장할 수 있다. 예컨대, 저장원(미도시)은 리저버(Reservoir)일 수 있다. 메인 공급 라인(442)의 일단은 저장원(미도시)과 연결되고, 메인 공급 라인(442)의 타단은 후술하는 제1라인(451)과 제2라인(471)으로 분기될 수 있다.

제1유체 공급 유닛(450)은 처리 공간(401)으로 공정 유체를 공급한다. 제1유체 공급 유닛(450)은 제2바디(414)에 형성된 공급 포트(414a)를 통해 처리 공간(401)에 공정 유체를 공급한다. 일 예에 따르면, 제1유체 공급 유닛(450)은 처리 공간(401)의 하부 영역으로 공정 유체를 공급할 수 있다. 제1유체 공급 유닛(450)은 지지 유닛(430)에 지지된 기판(W)의 하면을 향하는 방향으로 공정 유체를 공급할 수 있다. 제1유체 공급 유닛(450)은 제1라인(451), 제1공급 라인(454), 그리고 제2공급 라인(457)으로 구성될 수 있다.

제1라인(451)은 메인 공급 라인(442)과 연결된다. 제1라인(451)은 메인 공급 라인(442)과 연결된 저장원(미도시)을 통해 공정 유체를 공급받을 수 있다. 제1라인(451)에는 제1밸브(452)가 설치될 수 있다. 제1밸브(452)는 제1라인(451)을 개폐할 수 있다. 일 예로, 제1밸브(452)는 개폐 밸브로 제공될 수 있다. 제1밸브(452)의 개방과 폐쇄에 따라 처리 공간(401)으로 공정 유체의 공급이 선택적으로 조절될 수 있다.

제1라인(451)에는 유량 계측 부재(453)가 설치될 수 있다. 유량 계측 부재(453)는 제1라인(451)을 유동하는 공정 유체의 유량을 측정할 수 있다. 유량 계측 부재(453)는 제1라인(451)을 통과하는 공정 유체의 단위 시간당 유량을 계측할 수 있다. 일 예에 의하면, 유량 계측 부재(453)는 질량 유량계(Mass Flow Meter, MFM)로 제공될 수 있다. 유량 계측 부재(453)에 의해 계측된 제1라인(451)을 통과한 공정 유체의 총 유량에 대한 데이터는 제어기(30)로 전송될 수 있다. 제어기(30)로 전송된 유량 데이터는 후술하는 제1공급 밸브(455)와 제2공급 밸브(458)의 개폐 시점을 제어하는 데이터로 이용될 수 있다. 또한, 제어기(30)로 전송된 유량 데이터는 후술하는 제1유량 조절 밸브(456)와 제2유량 조절 밸브(459)의 개폐율을 제어하는 데이터로 이용될 수 있다.

제1공급 라인(454)은 제1라인(451)과 공급 포트(414a)를 서로 연결할 수 있다. 제1공급 라인(454)의 일단은 제1라인(451)과 연결되고, 제1공급 라인(454)의 타단은 제2바디(414)에 형성된 공급 포트(414a)와 연결될 수 있다. 제1라인(451)으로부터 공급된 공정 유체는 제1공급 라인(454)과 공급 포트(414a)를 순차적으로 거쳐 처리 공간(401)으로 공급될 수 있다. 일 예에 의하면, 제1공급 라인(454)을 통해 흐르는 단위 시간당 공정 유체의 유량은 제2공급 라인(457)을 통해 흐르는 단위 시간당 공정 유체의 유량보다 클 수 있다. 제1공급 라인(454)에는 제1공급 밸브(455)와 제1유량 조절 밸브(456)가 설치될 수 있다.

제1공급 밸브(455)는 제1공급 라인(454)을 개폐할 수 있다. 일 예에 의하면, 제1공급 밸브(455)는 개폐 밸브로 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 제1공급 밸브(455)는 후술하는 제1유량 조절 밸브(456)보다 제1공급 라인(454)의 상류에 위치할 수 있다.

제1유량 조절 밸브(456)는 제1공급 라인(454)을 유동하는 공정 유체의 양을 조절할 수 있다. 제1유량 조절 밸브(456)는 개폐율에 따라 제1공급 라인(454)에 흐르는 단위 시간당 공정 유체의 양을 변경할 수 있다. 일 예에 의하면, 제1유량 조절 밸브(456)는 미터링 밸브로 제공될 수 있다. 선택적으로, 제1유량 조절 밸브(456)는 펜듈럼(Pendulum) 밸브 또는 버퍼 플라이 밸브로 제공될 수 있다. 다만, 제1유량 조절 밸브(456)의 종류는 이에 한정되는 것은 아니고, 유체의 유량을 조절할 수 있는 공지된 유량 조절 밸브로 다양하게 변형되어 제공될 수 있다.

제2공급 라인(457)은 제1라인(451)과 공급 포트(414a)를 서로 연결할 수 있다. 제2공급 라인(457)의 일단은 제1라인(451)과 연결될 수 있다. 제2공급 라인(457)은 제1공급 라인(454)과 제1라인(451)에 병렬 연결될 수 있다. 제2공급 라인(457)의 타단은 공급 포트(414a)에 연결될 수 있다. 제1라인(451)으로부터 공급된 공정 유체는 제2공급 라인(457)과 공급 포트(414a)를 순차적으로 거쳐 처리 공간(401)으로 공급될 수 있다. 일 예에 의하면, 제2공급 라인(457)을 통해 흐르는 단위 시간당 공정 유체의 유량은 제1공급 라인(454)을 통해 흐르는 단위 시간당 공정 유체의 유량보다 작을 수 있다. 제2공급 라인(457)에는 제2공급 밸브(458)와 제2유량 조절 밸브(459)가 설치될 수 있다.

제2공급 밸브(458)는 제2공급 라인(457)을 개폐할 수 있다. 일 예에 의하면, 제2공급 밸브(458)는 개폐 밸브로 제공될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2공급 밸브(458)는 후술하는 제2유량 조절 밸브(459)보다 제2공급 라인(457)의 상류에 위치할 수 있다. 제2유량 조절 밸브(459)는 제2공급 라인(457)을 흐르는 공정 유체의 양을 변경시킬 수 있다. 제2유량 조절 밸브(459)의 구체적인 종류는 상술한 제1유량 조절 밸브(456)와 동일 또는 유사하게 제공되므로, 이하에서는 중복되는 내용에 대한 설명은 생략한다.

제2유체 공급 유닛(470)은 처리 공간(401)으로 공정 유체를 공급한다. 제2유체 공급 유닛(470)은 제1바디(412)에 형성된 공급 포트(412a)를 매개로 처리 공간(401)에 공정 유체를 공급한다. 일 예에 따르면, 제2유체 공급 유닛(470)은 처리 공간(401)의 상부 영역으로 공정 유체를 공급할 수 있다. 제2유체 공급 유닛(470)은 지지 유닛(430)에 지지된 기판(W)의 상면을 향하는 방향으로 공정 유체를 공급할 수 있다. 제2유체 공급 유닛(470)은 제2라인(471)과 제2밸브(472)로 구성될 수 있다.

제2라인(471)은 메인 공급 라인(442)과 연결된다. 제2라인(471)은 메인 공급 라인(442)과 연결된 저장원(미도시)을 통해 공정 유체를 공급받고, 이를 처리 공간(401)으로 공급한다. 제2밸브(472)는 제2라인(471)에 설치될 수 있다. 제2밸브(472)는 제2라인(471)을 개폐할 수 있다. 예컨대, 제2밸브(472)는 개폐 밸브로 제공될 수 있다. 제2밸브(472)가 개방되면, 저장원(미도시)에 저장된 공정 유체는 메인 공급 라인(442)으로부터 제2라인(471)으로 공급되고, 제2라인(471)으로 공급된 공정 유체는 공급 포트(412a)를 통해 처리 공간(401)으로 공급된다.

배기 라인(480)은 처리 공간(401)의 분위기를 배기한다. 배기 라인(480)은 제2바디(414)에 형성된 배출 포트(414b)와 연결될 수 있다. 처리 공간(401)을 유동하는 공정 유체는 배기 라인(480)을 통해 하우징(410)의 외부로 배출된다.

차단 플레이트(490, Blocking Plate)는 처리 공간(401)에 배치된다. 차단 플레이트(490)는 상부에서 바라볼 때, 제2바디(414)에 형성된 공급 포트(414a) 및 배출 포트(414b)와 중첩되도록 배치될 수 있다. 차단 플레이트(490)는 공급 포트(414a)를 통해 공급된 공정 유체가 기판(W)을 향해 직접적으로 토출되어 기판(W)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.

차단 플레이트(490)는 하우징(410)의 저면으로부터 상부로 일정 거리 이격되게 배치될 수 있다. 예컨대, 차단 플레이트(490)는 하우징(410)의 저면으로부터 위 방향으로 이격되도록 지지대(492)에 의해 지지될 수 있다. 지지대(492)는 로드 형상으로 제공될 수 있다. 지지대(492)는 복수 개 제공될 수 있다. 복수의 지지대(492)들은 서로 간에 일정 거리 이격되게 배치된다.

이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법에 대해 상세히 설명한다. 이하에서 설명하는 기판 처리 방법은 건조 챔버(400)에서 수행될 수 있다. 또한, 제어기(30)는 건조 챔버(400)가 가지는 구성들을 제어하여 이하에서 설명하는 기판 처리 방법을 수행할 수 있다.

도 4는 도 3의 일 실시예에 따른 건조 챔버에서 기판을 처리하는 방법에 대한 플로우 차트이다. 도 4를 참조하면, 일 예에 따른 기판 처리 방법은 제1공급 단계(S10)와 제2공급 단계(S20)를 포함할 수 있다. 제1공급 단계(S10)는 처리 공간(401)으로 기판(W)이 반입되어 지지 유닛(430)에 안착된 이후, 제1바디(412) 및 제2바디(414)가 서로 밀착되어 처리 공간(401)이 밀폐된 상태에서 수행된다. 제1공급 단계(S10)는 처리 공간(401)이 밀폐된 이후, 공정 유체를 처리 공간(401)으로 공급한다.

제1공급 단계(S10)에서는 제1유체 공급 유닛(450)을 이용하여 처리 공간(401)에 공정 유체를 공급할 수 있다. 이에, 제1공급 단계(S10)에서는 제1유체 공급 유닛(450)을 이용하여 처리 공간(401)의 하부 영역에 공정 유체를 공급할 수 있다. 제1공급 단계(S10)에서는 제1밸브(452)를 개방한다. 제1공급 단계(S10)에서는 제1밸브(452)를 개방하고, 제2밸브(472)를 폐쇄한다. 제1공급 단계(S10)는 제1차 공급 단계(S12)와 제2차 공급 단계(S16)를 포함할 수 있다.

도 5는 도 4의 일 실시예에 따른 제1차 공급 단계에서 기판을 처리하는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 5를 참조하면, 제1차 공급 단계(S12)에서는 제1라인(451)을 통해 처리 공간(401)으로 공정 유체를 공급한다. 제1차 공급 단계(S12)에서는 제1밸브(452), 제1공급 밸브(455), 그리고 제2공급 밸브(458)를 모두 개방할 수 있다. 이에, 제1차 공급 단계(S12)에서는 제1라인(451)을 통해 제1공급 라인(454) 및 제2공급 라인(457)으로 각각 공정 유체가 공급될 수 있다. 제1공급 라인(454)을 흐르는 공정 유체는 공급 포트(414a)를 통해 처리 공간(401)으로 공급된다. 제2공급 라인(457)을 흐르는 공정 유체는 공급 포트(414a)를 통해 처리 공간(401)으로 공급된다.

제1차 공급 단계(S12)는 처리 공간(401)의 내부 압력이 설정 압력에 도달할 때까지 수행될 수 있다. 설정 압력은 제어기(30)에 미리 기억된 값일 수 있다. 제어기(30)에 기억된 설정 압력은 유량 계측 부재(453)에서 측정한 유량 데이터를 기반으로 산출될 수 있다. 예컨대, 제1밸브(452)를 개방한 이후, 제1라인(451)을 통해 유량 계측 부재(453)에 측정된 총 유량이 A에 도달한 경우, 제어기(30)는 처리 공간(401)의 내부 압력이 설정 압력에 도달한 것으로 판단할 수 있다. 처리 공간(401)의 내부 압력이 설정 압력에 도달된 경우, 제어기(30)는 제1차 공급 단계(S12)에서 제2차 공급 단계(S16)로 단계 변경을 수행하도록 제1공급 밸브(455)와 제2공급 밸브(458)의 개폐를 제어한다.

또한, 제1차 공급 단계(S12)에서는 유량 계측 부재(453)에 의해 측정된 유량 데이터를 근거로 제1유량 조절 밸브(456)와 제2유량 조절 밸브(459)의 개방율을 변경시킬 수 있다. 이에, 제1차 공급 단계(S12)에서는 제1공급 라인(454)과 제2공급 라인(457)을 통해 흐르는 공정 유체의 단위 시간당 유량을 조절할 수 있다.

도 6은 도 4의 일 실시예에 따른 제2차 공급 단계에서 기판을 처리하는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 6을 참조하면, 제2차 공급 단계(S16)에서는 제1라인(451)을 통해 처리 공간(401)으로 공정 유체를 공급한다. 제2차 공급 단계(S16)는 처리 공간(401)의 내부 압력이 임계 압력에 도달될 때까지 수행될 수 있다. 제2차 공급 단계(S16)에서는 제1밸브(452), 제1공급 밸브(455), 그리고 제2공급 밸브(458) 중 제1밸브(452)와 제2공급 밸브(458)는 개방하고, 제1공급 밸브(455)는 폐쇄할 수 있다. 이에, 제1라인(451)을 통해 흐르는 공정 유체는 제1공급 라인(454)과 제2공급 라인(457) 중 제2공급 라인(457)을 통해서만 처리 공간(401)으로 공급될 수 있다.

또한, 제2차 공급 단계(S16)에서는 유량 계측 부재(453)에 의해 측정된 유량 데이터를 근거로 제2유량 조절 밸브(459)의 개방율을 변경시킬 수 있다. 이에, 제2차 공급 단계(S16)에서는 제2공급 라인(457)을 흐르는 공정 유체의 단위 시간당 유량을 조절할 수 있다.

도 7은 도 4의 일 실시예에 따른 제2공급 단계에서 기판을 처리하는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 7을 참조하면, 제2공급 단계(S20)는 처리 공간(401)으로 공정 유체를 공급한다. 제2공급 단계(S20)에서는 제1유체 공급 유닛(450)과 제2유체 공급 유닛(470)을 이용하여 처리 공간(401)에 공정 유체를 공급할 수 있다. 이에, 제2공급 단계(S20)에서는 처리 공간(401)의 상하부 영역에 모두 공정 유체를 공급할 수 있다. 제2공급 단계(S20)에서는 제1밸브(452)와 제2밸브(472)를 모두 개방한다.

제2공급 단계(S20)는 제1라인(451)을 통해 처리 공간(401)의 하부 영역으로 공정 유체를 공급하고, 제2라인(471)을 통해 처리 공간(401)의 상부 영역으로 공정 유체를 공급할 수 있다. 제1라인(451)을 통해 처리 공간(401)의 하부 영역으로 공정 유체를 공급할 때, 제1공급 라인(454), 그리고 제2공급 라인(457) 중 적어도 어느 하나를 통해 처리 공간(401)으로 공정 유체를 공급할 수 있다.

기판(W)을 건조 처리하는 초기에는 처리 공간(401)이 임계 압력에 미달된 상태에서 진행될 수 있으므로, 처리 공간(401)으로 공급되는 공정 유체가 액화될 수 있다. 기판(W)을 건조 처리하는 초기에 공정 유체가 제2라인(471)을 통해 처리 공간(401)으로 공급되는 경우, 공정 유체가 액화되어 중력에 의해 지지 유닛(430)에 지지된 기판(W)으로 낙하되어 기판(W)이 손상될 수 있다. 이에, 본 발명의 일 실시예에 다른 제1공급 단계(S10)를 제2공급 단계(S20)보다 선행적으로 수행함으로써, 처리 공간(401)으로 공급된 공정 유체가 액화되어 기판(W)을 손상시키는 것을 최소화할 수 있다.

상술한 본 발명의 실시예에 따르면, 제1공급 단계(S10)는 제1차 공급 단계(S12)와 제2차 공급 단계(S16)를 순차적으로 수행한다. 처리 공간(401)의 내부 압력이 임계 압력에 빠르게 도달해야 기판(W)의 처리 효율이 향상된다. 이에, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 처리 공간(401)에 초기에 공정 유체를 공급하는 제1차 공급 단계(S12)에서는 제1공급 라인(454)과 제2공급 라인(457)을 모두 이용하여 처리 공간(401)으로 공정 유체를 신속히, 그리고 많은 양을 공급하여 처리 공간(401)의 내부 압력을 신속하게 향상시킬 수 있다.

처리 공간(401)이 임계 압력 부근에 도달하면, 처리 공간(401)으로 공급되는 공정 유체의 속도를 조절해야 한다. 속도의 조절 없이 빠른 속도로만 처리 공간(401)으로 공정 유체를 공급하는 경우, 처리 공간(401)의 내부 압력의 변동성이 크게 형성된다. 또한, 처리 공간(401)의 내부 압력의 변화에 대한 그래프 기울기가 급경사를 이루므로, 기판(W)에 형성된 패턴에 손상이 발생되거나 기판(W) 상에 잔류하는 액이 급격한 압력 변화에 반응하여 되튀어 파티클의 소스가 될 수 있다. 이와 같은 파티클은 건조 챔버(400) 내부에서 잔류하여 후속 기판(W)을 오염시키는 오염원으로 작용한다.

이에, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2차 공급 단계(S16)에서 제1공급 라인(454)으로만 처리 공간(401)에 공정 유체를 공급한다. 이에, 제2공급 단계(S16)에서는 제1공급 단계(S12)와 비교하여 상대적으로 적은 단위시간당 공급 유량을 갖는 공정 유체를 처리 공간(401)에 공급함으로써, 처리 공간(401)의 내부 압력의 변동성을 완만하게 형성할 수 있다. 또한, 제1차 공급 단계(S12)와 제2차 공급 단계(S16) 간의 유량 변동으로 인한 처리 공간(401)의 내부에 유량 헌팅 현상을 최소화할 수 있다.

상술한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1유체 공급 유닛(450)을 이용하여 처리 공간(401)에 공정 유체를 공급하는 제1공급 단계(S10)를 수행한 이후, 제1유체 공급 유닛(450) 및/또는 제2유체 공급 유닛(470)을 이용하여 처리 공간(401)에 공정 유체를 공급하는 제2공급 단계(S20)를 수행하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 제1공급 단계(S10)에서도 제1유체 공급 유닛(450) 및 제2유체 공급 유닛(470)을 모두 이용하여 처리 공간(401)에 공정 유체를 공급할 수 있다.

이하에서는, 본 발명의 기판 처리 장치의 변형 실시예에 대해 설명한다. 이하에서 설명하는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 장치는 추가적으로 설명하는 경우 외에는 상술한 기판 처리 장치와 대부분 동일 또는 유사한 구조로 제공되므로, 중복되는 구성에 대해서는 그 설명을 생략한다.

도 8은 도 3의 건조 챔버의 다른 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 8을 참조하면, 제1유체 공급 유닛(450)은 버퍼 라인(461), 감압 부재(462), 그리고 버퍼 밸브(463)를 더 포함할 수 있다.

버퍼 라인(461)은 제2공급 라인(457)에 연결될 수 있다. 버퍼 라인(461)은 제2공급 라인(457)을 유동하는 공정 유체의 일부를 회수할 수 있다. 버퍼 라인(461)은 제2공급 라인(457)을 흐르는 공정 유체의 유동을 우회시킬 수 있다. 버퍼 라인(461)은 제2공급 라인(457)의 상류에 연결될 수 있다. 예컨대, 버퍼 라인(461)은 제2공급 밸브(458)보다 제2공급 라인(457)의 상류에 연결될 수 있다. 일 예에 의하면, 버퍼 라인(461)의 일단은 제2공급 라인(457)에 연결되고, 타단은 감압 부재(462)에 연결될 수 있다.

감압 부재(462)는 버퍼 라인(461)에 음압을 제공한다. 감압 부재(462)는 버퍼 라인(461)에 음압을 제공하여 제2공급 라인(457)을 유동하는 공정 유체의 일부를 버퍼 라인(461)으로 흐르도록 유도할 수 있다. 감압 부재(462)는 음압을 제공하는 공지된 감압 장치로 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 감압 부재(462)로 이동된 공정 유체는 외부의 재생 시스템(미도시)으로 공급될 수 있다. 선택적으로, 감압 부재(462)로 이동된 공정 유체는 다시 저장원(미도시)으로 공급될 수 있다.

버퍼 밸브(463)는 버퍼 라인(461)에 설치될 수 있다. 버퍼 밸브(463)는 버퍼 라인(461)을 개방 또는 폐쇄하는 개폐 밸브로 제공될 수 있다. 일 예에 의하면, 버퍼 밸브(463)는 감압 부재(462)보다 버퍼 라인(461)의 상류에 위치할 수 있다.

이하에서는, 본 발명의 기판 처리 방법의 변형 실시예에 대해 설명한다. 이하에서 설명하는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법은 제1공급 단계(S10) 외에는 상술한 기판 처리 방법과 대부분 동일 또는 유사한 메커니즘으로 제공되므로, 중복되는 내용에 대해서는 그 설명을 생략한다.

도 9는 도 8의 일 실시예에 따른 건조 챔버에서 기판을 처리하는 방법에 대한 플로우 차트이다. 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 방법은 제1공급 단계(S10)와 제2공급 단계(S20)를 포함할 수 있다. 일 예에 의한, 제1공급 단계(S10)는 제1차 공급 단계(S12), 완충 단계(S14), 그리고 제2차 공급 단계(S16)를 포함할 수 있다.

도 10은 도 9의 일 실시예에 따른 제1차 공급 단계에서 기판을 처리하는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 10을 참조하면, 제1차 공급 단계(S12)에서는 제1라인(451)을 통해 처리 공간(401)으로 공정 유체를 공급한다. 제1차 공급 단계(S12)에서는 제1밸브(452), 제1공급 밸브(455), 그리고 제2공급 밸브(458)를 개방하고, 버퍼 밸브(463)와 제2밸브(472)를 폐쇄할 수 있다. 이에, 제1차 공급 단계(S12)에서는 제1라인(451)을 통해 제1공급 라인(454) 및 제2공급 라인(457)으로 각각 공정 유체가 공급될 수 있다. 제1공급 라인(454)을 흐르는 공정 유체는 공급 포트(414a)를 통해 처리 공간(401)으로 공급된다. 제2공급 라인(457)을 흐르는 공정 유체는 공급 포트(414a)를 통해 처리 공간(401)으로 공급된다.

제1차 공급 단계(S12)는 처리 공간(401)의 내부 압력이 설정 압력에 도달할 때까지 수행될 수 있다. 설정 압력은 제어기(30)에 미리 기억된 값일 수 있다. 제어기(30)에 기억된 설정 압력은 유량 계측 부재(453)에서 측정한 유량 데이터를 기반으로 산출될 수 있다. 예컨대, 제1밸브(452)를 개방한 이후, 제1라인(451)을 통해 유량 계측 부재(453)에 측정된 총 유량이 A에 도달한 경우, 제어기(30)는 처리 공간(401)의 내부 압력이 설정 압력에 도달한 것으로 판단할 수 있다. 처리 공간(401)의 내부 압력이 설정 압력에 도달된 경우, 제어기(30)는 제1차 공급 단계(S12)에서 완충 단계(S14)로 단계 변경을 수행하도록 제1공급 밸브(455), 제2공급 밸브(458), 그리고 버퍼 밸브(463)의 개폐를 제어한다.

또한, 제1차 공급 단계(S12)에서는 유량 계측 부재(453)에 의해 측정된 유량 데이터를 근거로 제1유량 조절 밸브(456)와 제2유량 조절 밸브(459)의 개방율을 변경시킬 수 있다. 이에, 제1차 공급 단계(S12)에서는 제1공급 라인(454)과 제2공급 라인(457)을 통해 흐르는 공정 유체의 단위 시간당 유량을 조절할 수 있다.

도 11은 도 9의 일 실시예에 따른 완충 단계에서 기판을 처리하는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 11을 참조하면, 완충 단계(S14)는 제1차 공급 단계(S12)와 제2차 공급 단계(S16) 사이에 수행될 수 있다. 완충 단계(S14)는 제1차 공급 단계(S12)에서 제2차 공급 단계(S16)로 전환될 때 수행될 수 있다. 완충 단계(S14)는 설정 시간동안 수행될 수 있다. 설정 시간은 제어기(30)에 기 저장된 시간 데이터일 수 있다. 일 예에 의하면, 완충 단계(S14)는 제1차 공급 단계(S12)에서 처리 공간(401)의 내부 압력이 설정 압력에 도달한 이후부터 설정 시간 동안 수행될 수 있다.

완충 단계(S14)에서는 제1라인(451)을 통해 처리 공간(401)으로 공정 유체를 공급할 수 있다. 완충 단계(S14)에서는 제1공급 밸브(455)를 폐쇄하고, 제2공급 밸브(458)와 버퍼 밸브(463)를 개방한다. 이에, 완충 단계(S14)에서는 제2공급 라인(457)을 통해 처리 공간(401)으로 공정 유체를 공급할 수 있다. 완충 단계(S14)에서는 버퍼 밸브(463)도 함께 개방되므로, 제2공급 라인(457)을 통해 흐르는 공정 유체의 일부가 버퍼 라인(461)으로 우회할 수 있다.

버퍼 라인(461)으로 공정 유체의 일부를 우회 시킴으로써, 처리 공간(401)으로 유입되는 공정 유체의 단위 시간당 유량이 변화되는 시점에서 처리 공간(401)에 발생될 수 있는 유량 헌팅 가능성을 낮출 수 있다.

도 12는 도 9의 일 실시예에 따른 제2차 공급 단계에서 기판을 처리하는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 12를 참조하면, 제2차 공급 단계(S16)에서는 제1라인(451)을 통해 처리 공간(401)으로 공정 유체를 공급한다. 제2차 공급 단계(S16)는 완충 단계(S14)에서의 제어기(30)에 기억된 설정 시간이 경과한 이후, 처리 공간(401)의 내부 압력이 임계 압력에 도달될 때까지 수행될 수 있다. 제2차 공급 단계(S16)에서는 제1밸브(452), 제1공급 밸브(455), 제2공급 밸브(458), 그리고 버퍼 밸브(463) 중 제1밸브(452)와 제2공급 밸브(458)는 개방하고, 제1공급 밸브(455)와 버퍼 밸브(463)는 폐쇄할 수 있다. 이에, 제1라인(451)을 통해 흐르는 공정 유체는 제1공급 라인(454), 제2공급 라인(457), 그리고 버퍼 라인(461) 중 제2공급 라인(457)을 통해서만 처리 공간(401)으로 공급될 수 있다.

또한, 제2차 공급 단계(S16)에서는 유량 계측 부재(453)에 의해 측정된 유량 데이터를 근거로 제2유량 조절 밸브(459)의 개방율을 변경시킬 수 있다. 이에, 제2차 공급 단계(S16)에서는 제2공급 라인(457)을 흐르는 공정 유체의 단위 시간당 유량을 조절할 수 있다.

상술한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 완충 단계(S14)에서 처리 공간(401)의 내부 압력이 설정 압력에 도달한 이후, 처리 공간(401)의 내부 압력의 변동성을 최소화할 수 있다. 제1차 공급 단계(S12)와 제2차 공급 단계(S16) 사이에서, 제2공급 라인(457)에 흐르는 공정 유체의 일부를 버퍼 라인(461)으로 우회시키므로, 제1차 공급 단계(S12)에서 처리 공간(401)으로 공급되는 단위 시간당 공정 유체의 양과 제2차 공급 단계(S16)에서 처리 공간(401)으로 공급되는 단위 시간당 공정 유체의 양의 차이로부터 발생될 수 있는 처리 공간(401) 내부의 압력 변동성을 최소화할 수 있다. 이에, 압력 변동성으로부터 야기될 수 있는 기판(W)의 손상 문제, 또는 처리 공간(401)에 발생되는 파티클 등의 오염원의 문제를 해결할 수 있다.

도 13은 도 9의 다른 실시예에 따른 제1차 공급 단계에서 기판을 처리하는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 13을 참조하면, 제1차 공급 단계(S12)에서는 제1라인(451)을 통해 처리 공간(401)으로 공정 유체를 공급한다. 제1차 공급 단계(S12)에서는 제1밸브(452) 및 제1공급 밸브(455)를 개방하고, 제2공급 밸브(458), 버퍼 밸브(463), 그리고 제2밸브(472)를 폐쇄할 수 있다. 이에, 제1차 공급 단계(S12)에서는 제1라인(451)을 통해 제1공급 라인(454)으로만 공정 유체가 공급될 수 있다. 제1공급 라인(454)을 흐르는 공정 유체는 공급 포트(414a)를 통해 처리 공간(401)으로 공급된다. 제1차 공급 단계(S12)는 처리 공간(401)의 내부 압력이 설정 압력에 도달할 때까지 수행될 수 있다. 처리 공간(401)의 내부 압력이 설정 압력에 도달된 경우, 제1차 공급 단계(S12)에서 완충 단계(S14)로 단계 변경을 수행한다.

또한, 제1차 공급 단계(S12)에서는 유량 계측 부재(453)에 의해 측정된 유량 데이터를 근거로 제1유량 조절 밸브(456)의 개방율을 변경시킬 수 있다. 이에, 제1차 공급 단계(S12)에서는 제1공급 라인(454)을 통해 흐르는 공정 유체의 단위 시간당 유량을 조절할 수 있다.

도 14는 도 9의 다른 실시예에 따른 완충 단계에서 기판을 처리하는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 14를 참조하면, 완충 단계(S14)는 제1차 공급 단계(S12)와 제2차 공급 단계(S16) 사이에 수행될 수 있다. 완충 단계(S14)는 제1차 공급 단계(S12)에서 제2차 공급 단계(S16)로 전환될 때 수행될 수 있다. 완충 단계(S14)는 설정 시간동안 수행될 수 있다. 설정 시간은 제어기(30)에 기 저장된 시간 데이터일 수 있다. 일 예에 의하면, 완충 단계(S14)는 제1차 공급 단계(S12)에서 처리 공간(401)의 내부 압력이 설정 압력에 도달한 이후부터 설정 시간 동안 수행될 수 있다.

완충 단계(S14)에서는 제1라인(451)을 통해 처리 공간(401)으로 공정 유체를 공급할 수 있다. 완충 단계(S14)에서는 제1공급 밸브(455)를 폐쇄하고, 제2공급 밸브(458)와 버퍼 밸브(463)를 개방한다. 이에, 완충 단계(S14)에서는 제2공급 라인(457)을 통해 처리 공간(401)으로 공정 유체를 공급할 수 있다. 완충 단계(S14)에서는 버퍼 밸브(463)도 함께 개방되므로, 제2공급 라인(457)을 통해 흐르는 공정 유체의 일부가 버퍼 라인(461)으로 우회할 수 있다. 버퍼 라인(461)으로 공정 유체의 일부를 우회 시킴으로써, 처리 공간(401)으로 유입되는 공정 유체의 단위 시간당 유량이 변화되는 시점에서 처리 공간(401)에 발생될 수 있는 유량 헌팅 가능성을 낮출 수 있다.

도 15는 도 9의 다른 실시예에 따른 제2차 공급 단계에서 기판을 처리하는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 15를 참조하면, 제2차 공급 단계(S16)에서는 제1라인(451)을 통해 처리 공간(401)으로 공정 유체를 공급한다. 제2차 공급 단계(S16)는 완충 단계(S14)에서의 제어기(30)에 기억된 설정 시간이 경과한 이후, 처리 공간(401)의 내부 압력이 임계 압력에 도달될 때까지 수행될 수 있다. 제2차 공급 단계(S16)에서는 제1밸브(452), 제1공급 밸브(455), 제2공급 밸브(458), 그리고 버퍼 밸브(463) 중 제1밸브(452)와 제2공급 밸브(458)는 개방하고, 제1공급 밸브(455)와 버퍼 밸브(463)는 폐쇄할 수 있다. 이에, 제1라인(451)을 통해 흐르는 공정 유체는 제1공급 라인(454), 제2공급 라인(457), 그리고 버퍼 라인(461) 중 제2공급 라인(457)을 통해서만 처리 공간(401)으로 공급될 수 있다.

또한, 제2차 공급 단계(S16)에서는 유량 계측 부재(453)에 의해 측정된 유량 데이터를 근거로 제2유량 조절 밸브(459)의 개방율을 변경시킬 수 있다. 이에, 제2차 공급 단계(S16)에서는 제2공급 라인(457)을 흐르는 공정 유체의 단위 시간당 유량을 조절할 수 있다.

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 (16)

1. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
   내부에 기판을 처리하는 처리 공간을 가지는 하우징;
   상기 처리 공간에서 기판을 지지하는 지지 유닛;
   상기 처리 공간에 공정 유체를 공급하는 제1유체 공급 유닛; 및
   상기 제1유체 공급 유닛을 제어하는 제어기를 포함하되,
   상기 제1유체 공급 유닛은,
   상기 공정 유체를 저장하는 저장원과 연결된 제1라인;
   제1공급 밸브가 설치되고, 상기 제1라인과 연결되어 상기 처리 공간에 상기 공정 유체를 공급하는 제1공급 라인; 및
   제2공급 밸브가 설치되고, 상기 제1공급 라인과 병렬 연결되어 상기 처리 공간에 상기 공정 유체를 공급하는 제2공급 라인을 포함하고,
   상기 제어기는,
   상기 제1공급 밸브와 상기 제2공급 밸브의 개폐 시기를 제어하여 상기 처리 공간에 공급되는 상기 공정 유체의 양을 조절하는 기판 처리 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1공급 라인으로부터 상기 처리 공간으로 공급되는 단위 시간당 상기 공정 유체의 유량은 상기 제2공급 라인으로부터 상기 처리 공간으로 공급되는 단위 시간당 상기 공정 유체의 유량보다 큰 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제어기는,
   상기 제1공급 밸브와 상기 제2공급 밸브를 모두 개방하여 상기 처리 공간으로 상기 공정 유체를 공급하고, 상기 처리 공간의 압력이 설정 압력에 도달되면 상기 제1공급 밸브와 상기 제2공급 밸브 중 상기 제1공급 밸브를 폐쇄하도록 상기 제1공급 밸브와 상기 제2공급 밸브를 제어하는 기판 처리 장치.
4. 제2항에 있어서,
   제1유체 공급 유닛은,
   상기 제2공급 라인으로부터 분기되고, 버퍼 밸브가 설치된 버퍼 라인을 더 포함하는 기판 처리 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제어기는,
   상기 제1공급 밸브와 상기 제2공급 밸브를 모두 개방하여 상기 처리 공간으로 상기 공정 유체를 공급하고, 상기 처리 공간의 압력이 설정 압력에 도달되면 상기 제1공급 밸브와 상기 제2공급 밸브 중 상기 제1공급 밸브를 폐쇄하고, 동시에 상기 버퍼 밸브가 설정 시간 동안 개방되도록 상기 제1공급 밸브, 상기 제2공급 밸브, 그리고 상기 버퍼 밸브를 제어하는 기판 처리 장치.
6. 제4항에 있어서,
   상기 제어기는,
   상기 제1공급 밸브를 개방하여 상기 처리 공간으로 상기 공정 유체를 공급하고, 상기 처리 공간의 압력이 설정 압력에 도달되면 상기 제1공급 밸브를 폐쇄하고 상기 제2공급 밸브와 상기 버퍼 밸브를 개방하되, 상기 버퍼 밸브는 설정 시간 동안만 개방되도록 상기 제1공급 밸브, 상기 제2공급 밸브, 그리고 상기 버퍼 밸브를 제어하는 기판 처리 장치.
7. 제3항, 제5항, 그리고 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1라인에는 상기 제1라인을 유동하는 상기 공정 유체의 유량을 측정하는 유량 계측 부재가 설치되고,
   상기 제1공급 라인과 상기 제2공급 라인 각각에는 단위 시간당 흐르는 상기 공정 유체의 양을 조절하는 유량 조절 밸브가 더 설치되고,
   상기 제어기는,
   상기 유량 계측 부재에서 측정된 상기 공정 유체의 총 유량으로부터 상기 처리 공간의 압력이 상기 설정 압력에 도달된 것을 판단하는 기판 처리 장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 장치는,
   상기 처리 공간에 공정 유체를 공급하는 제2유체 공급 유닛을 더 포함하고,
   상기 제2유체 공급 유닛은,
   상기 처리 공간의 영역 중 상기 제1유체 공급 유닛에 의해 공급되는 상기 공정 유체와 상이한 영역에 상기 공정 유체를 공급하는 기판 처리 장치.
9. 처리 공간에 공정 유체를 공급하여 기판을 처리하는 방법에 있어서,
   상기 처리 공간에 단위 시간당 제1유량으로 상기 공정 유체를 공급하는 제1차 공급 단계; 및
   상기 제1차 공급 단계 이후 상기 처리 공간에 단위 시간당 제2유량으로 상기 공정 유체를 공급하는 제2차 공급 단계를 포함하고,
   상기 공정 유체는 제1공급 밸브가 설치된 제1공급 라인 및 제2공급 밸브가 설치된 제2공급 라인 중 적어도 어느 하나를 통해 상기 처리 공간으로 공급되고,
   상기 제1차 공급 단계에서 상기 제2차 공급 단계로 전환될 때, 상기 제1공급 밸브와 상기 제2공급 밸브의 개폐 시기를 조절하여 상기 처리 공간으로 공급되는 상기 공정 유체의 양을 조절하는 기판 처리 방법
10. 제9항에 있어서,
    상기 제1차 공급 단계에서 상기 처리 공간으로 공급되는 단위 시간당 상기 공정 유체의 유량은 상기 제2차 공급 단계에서 상기 처리 공간으로 공급되는 단위 시간당 상기 공정 유체의 유량보다 크게 제공되는 기판 처리 방법.
11. 제10항에 있어서,
    상기 제1차 공급 단계에서는 상기 제1공급 밸브와 상기 제2공급 밸브를 모두 개방하여 상기 처리 공간으로 상기 공정 유체를 공급하고,
    상기 제2차 공급 단계에서는 상기 제1공급 밸브와 상기 제2공급 밸브 중 상기 제1공급 밸브를 폐쇄하는 기판 처리 방법.
12. 제10항에 있어서,
    상기 방법은 상기 제1차 공급 단계와 상기 제2차 공급 단계 사이에 완충 단계가 더 수행되고,
    상기 완충 단계에서는,
    상기 제1차 공급 단계에서 상기 제2차 공급 단계로 전환될 때, 상기 처리 공간으로 공급되는 상기 공정 유체의 일부를 설정 시간 동안 상기 제2공급 라인에 연결된 버퍼 라인으로 회수하는 기판 처리 방법.
13. 제12항에 있어서,
    상기 제1차 공급 단계에서는 상기 제1공급 밸브와 상기 제2공급 밸브를 모두 개방하여 상기 처리 공간으로 상기 공정 유체를 공급하고,
    상기 완충 단계에서는 상기 처리 공간이 설정 압력에 도달되면, 상기 제1공급 밸브와 상기 제2공급 밸브 중 상기 제1공급 밸브를 폐쇄하고, 동시에 상기 버퍼 라인에 설치된 버퍼 밸브를 상기 설정 시간 동안 개방하고,
    상기 제2차 공급 단계에서는 상기 설정 시간이 경과한 이후 상기 버퍼 밸브를 폐쇄하여 상기 제2공급 라인을 통해 상기 처리 공간으로 상기 공정 유체를 공급하는 기판 처리 방법.
14. 제12항에 있어서,
    상기 제1차 공급 단계에서는 상기 제1공급 밸브를 개방하여 상기 처리 공간으로 상기 공정 유체를 공급하고,
    상기 완충 단계에서는 상기 처리 공간이 설정 압력에 도달되면, 상기 제1공급 밸브와 상기 제2공급 밸브 중 상기 제1공급 밸브를 폐쇄하고, 동시에 상기 제2공급 밸브와 상기 버퍼 라인에 설치된 버퍼 밸브를 개방하되, 상기 버퍼 밸브는 상기 설정 시간 동안만 개방하고,
    상기 제2차 공급 단계에서는 상기 제2공급 밸브만을 개방하여 상기 처리 공간으로 상기 공정 유체를 공급하는 기판 처리 방법.
15. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    상기 처리 공간의 압력은,
    상기 처리 공간으로 기 공급된 상기 공정 유체의 총 유량으로부터 측정되는 기판 처리 방법.
16. 제9항에 있어서,
    상기 공정 유체는 초임계 유체인 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.

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