KR20230172370A - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20230172370A
KR20230172370A KR1020220090609A KR20220090609A KR20230172370A KR 20230172370 A KR20230172370 A KR 20230172370A KR 1020220090609 A KR1020220090609 A KR 1020220090609A KR 20220090609 A KR20220090609 A KR 20220090609A KR 20230172370 A KR20230172370 A KR 20230172370A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fluid
processing
sampling
exhaust
unit
Prior art date
Application number
KR1020220090609A
Other languages
English (en)
Inventor
최해원
Original Assignee
세메스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 세메스 주식회사 filed Critical 세메스 주식회사
Priority to JP2023084439A priority Critical patent/JP2023183383A/ja
Priority to US18/205,525 priority patent/US20230408194A1/en
Priority to CN202310670940.0A priority patent/CN117238797A/zh
Publication of KR20230172370A publication Critical patent/KR20230172370A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H01L21/67034—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for drying
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/02057—Cleaning during device manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041—Cleaning
    • H01L21/02101—Cleaning only involving supercritical fluids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67253—Process monitoring, e.g. flow or thickness monitoring
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/20—Sequence of activities consisting of a plurality of measurements, corrections, marking or sorting steps
    • H01L22/26—Acting in response to an ongoing measurement without interruption of processing, e.g. endpoint detection, in-situ thickness measurement

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)

Abstract

본 발명의 기술적 사상은 내부에 건조 처리 유체를 초임계 압력으로 가압하도록 구성된 처리 공간을 가지는 바디; 상기 처리 공간으로 건조 처리 유체를 공급하도록 구성된 유체 공급 유닛; 및 상기 처리 공간의 내부의 상기 건조 처리 유체를 배기하도록 구성된 배기 유닛;을 포함하고, 상기 배기 유닛은, 상기 바디에 결합되는 배기 라인, 및 상기 배기 라인의 후단 영역에서 분기되어 샘플링 유체를 추출하도록 구성된 샘플링 라인과, 상기 샘플링 라인에 배치되어 상기 샘플링 유체를 분석하도록 구성된 디텍터를 포함하는 샘플링 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치를 제공한다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD}
본 발명의 기술적 사상은 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초임계 건조 처리 유체(즉, 초임계 이산화탄소)를 이용한 기판 처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자는 웨이퍼와 같은 기판으로부터 제조된다. 구체적으로, 반도체 소자는 증착 공정, 포토 리소그래피 공정, 식각 공정 등을 수행하여 기판의 상부면에 미세한 회로 패턴을 형성하여 제조된다.
상기 회로 패턴이 형성된 기판의 상부면에 상기의 공정들을 수행하면서 각종 이물질이 오염될 수 있어, 이물질을 제거하기 위한 세정 공정과 세정 후 건조 공정이 요구될 수 있다.
최근에는 기판을 세정하는 공정에 초임계 건조 처리 유체가 사용된다. 일 예에 의하면, 세정 공정은 휘발성 유기 화합물(volatile organic compound)을 통해 기판의 상부면을 세정한 다음, 이산화탄소(CO2)를 초임계 상태로 기판의 상부면에 공급하여 기판에 남아 있는 휘발성 유기 화합물을 제거하는 방식으로 진행될 수 있다.
세정 및 현상(반도체 액 처리) 장치에서 세정 및 현상 유체를 사용한 후에 기판 위 유체를 제거하기 위한 건조 처리가 진행된다. 최근에 기판 위 패턴이 미세해 짐에 따라 패턴 도괴(Pattern Collapse)를 방지하기 위하여 초임계 이산화탄소(CO2)를 활용한 건조 처리가 진행될 수 있다. 이와 같이, 초임계 이산화탄소를 활용한 건조 처리가 진행되면, 공정이 종료되기 전까지는 초임계 이산화탄소 건조 처리 장치 내부를 직접 모니터링하여 건조 처리 상태를 알 수 없기 때문에 세정 및 현상 유체의 공급량, 배기량 및 공정 시간 등의 조건을 조절하는데 어려움이 따른다. 한편, 공정의 목적을 달성한 후에도 세정 및 현상 유체를 기판 위에서 제거하여 건조하기 위한 이산화탄소를 계속해서 공급하여 과도하게 공정 처리하면 생산비용과 공정 시간이 증가되어 생산량이 저하된다. 반면 공정 목적을 달성하기 전에 공정을 종료하면 불충분한 건조로 인한 세정 또는 현상(develop) 불량(defect)의 원인이 된다.
본 발명은 기판을 세정 및 현상한 후에 초임계 유체를 이용하여 공정 처리액(세정액 또는 현상액)을 제거하여 건조하는 초임계 건조 효율을 향상시킬 수 있는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명은 초임계 유체를 이용하여 기판을 초임계 건조 처리시 최적의 공정 조건을 검출하는 것을 일 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 기술적 사상은 내부에 건조 처리 유체를 초임계 압력으로 가압하도록 구성된 처리 공간을 가지는 바디; 상기 처리 공간으로 건조 처리 유체를 공급하도록 구성된 유체 공급 유닛; 및 상기 처리 공간의 내부의 상기 건조 처리 유체를 배기하도록 구성된 배기 유닛;을 포함하고, 상기 배기 유닛은, 상기 바디에 결합되는 배기 라인, 및 상기 배기 라인의 후단 영역에서 분기되어 샘플링 유체를 추출하도록 구성된 샘플링 라인과, 상기 샘플링 라인에 배치되어 상기 샘플링 유체를 분석하도록 구성된 디텍터를 포함하는 샘플링 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치를 제공한다.
상기 유체 공급 유닛의 작동 여부 및 상기 배기 유닛의 작동 여부를 제어하도록 구성된 제어부;를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 디텍터로부터 상기 샘플링 유체의 정보를 받아 상기 유체 공급 유닛 및 상기 배기 유닛 각각의 작동을 제어한다.
상기 제어부는, 상기 디텍터에서 검출한 검출 대상물의 농도가 설정 값 이하로 검출되는 경우, 상기 건조 처리 유체의 공급을 중단시키고, 상기 건조 처리 유체를 배기한다.
상기 제어부는, 상기 유체 공급 유닛이 설정 횟수 이상으로 상기 건조 처리 유체를 공급한 경우, 상기 건조 처리 유체의 공급을 중단시키고, 상기 건조 처리 유체를 배기한다.
상기 샘플링 유체는 상기 건조 처리 유체 및 검출 대상물을 포함하고, 상기 디텍터는 상기 샘플링 유체에서 상기 건조 처리 유체를 제거하고, 상기 검출 대상물을 검출한다.
상기 디텍터는 검출 대상물의 성분, 농도 및 파티클 수 중 적어도 하나를 검출한다.
검출 대상물은 휘발성 유기 화합물(volatile organic compound)을 포함한다.
상기 추출되는 샘플링 유체의 양은 상기 배기 라인을 통해 배출되는 배출 유체의 배출량의 0.0001% 이내이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 기술적 사상은 내부에 세정 처리 공정이 수행되는 처리 공간을 가지는 바디; 상기 처리 공간의 내부에서 기판을 지지하도록 구성된 지지 유닛; 상기 처리 공간으로 건조 처리 유체를 공급하도록 구성된 유체 공급 유닛; 상기 처리 공간의 내부의 상기 건조 처리 유체를 배기하도록 구성된 배기 유닛; 및 상기 유체 공급 유닛의 작동 여부 및 상기 배기 유닛의 작동 여부를 제어하도록 구성된 제어부;를 포함하고, 상기 배기 유닛은, 상기 바디에 결합되는 배기 라인, 및 상기 배기 라인의 후단 영역에서 분기되어 샘플링 유체를 추출하도록 구성된 샘플링 라인과, 상기 샘플링 라인에 배치되어 상기 샘플링 유체를 분석하도록 구성된 디텍터를 포함하는 샘플링 유닛을 포함하며, 상기 제어부는, 상기 처리 공간으로 상기 건조 처리 유체를 공급하도록 제어하고, 및 상기 처리 공간의 상기 건조 처리 유체를 배기하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치를 제공한다.
상기 제어부는 상기 디텍터로부터 상기 샘플링 유체의 정보를 받아 상기 유체 공급 유닛 및 상기 배기 유닛 각각의 작동을 제어한다.
상기 배기 라인의 전단에 배치되는 제1 밸브;를 더 포함하고, 상기 건조 처리 유체를 배기할 때, 상기 제어부는 상기 제1 밸브를 개방한다.
상기 샘플링 유닛의 내부에 배치되는 제2 밸브;를 더 포함하고, 상기 건조 처리 유체의 일부를 상기 샘플링 유닛으로 유입할 때, 상기 제어부는 상기 제2 밸브를 개방한다.
상기 처리 공간의 내부에 배치되는 상기 건조 처리 유체는 초임계 유체를 포함한다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 기술적 사상은 건조 처리 유체를 처리 공간의 내부로 공급하는 승압 단계; 상기 처리 공간의 내부에 대하여 상기 건조 처리 유체의 공급과 배기를 반복하는 공정 단계; 상기 처리 공간의 내부의 상기 건조 처리 유체를 배기하는 최종 배기 단계; 상기 공정 단계 중에 상기 처리 공간과 연결된 배기 라인의 후단 영역에서 분기된 샘플링 유닛이 배기되는 상기 건조 처리 유체의 일부를 추출하여 검출하는 샘플링 단계;를 포함하고, 상기 샘플링 유닛에서 검출된 정보에 근거하여 상기 공정 단계를 종료하고 상기 최종 배기 단계를 시작하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법을 제공한다.
검출 대상물의 농도가 설정 값 이하로 검출되거나, 또는 상기 건조 처리 유체의 공급 횟수가 설정 값 이상인 경우, 상기 공정 단계를 종료한다.
상기 샘플링 단계는 샘플링 유체의 정보를 검출하며, 상기 샘플링 유체는 상기 건조 처리 유체 및 검출 대상물을 포함하고, 상기 샘플링 유닛의 성분, 농도 및 양 중 적어도 하나가 검출된다.
본 발명의 기술적 사상은 건조 처리 유체를 이용하여 기판을 세정시 공정 조건을 검출함으로써, 공정의 종료 시점을 정밀하게 제어하여 세정 효율을 향상시킬 수 있는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 기술적 사상은 배기 유체의 일부를 샘플링함하여, 샘플링 유체를 검출함으로써, 공정의 종료 시점을 정밀하게 제어하여 세정 효율을 향상시킬 수 있는 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 시스템을 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액 처리 장치의 일 실시예를 개략적으로 보여주는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 세정 장치의 구성 요소들의 배치를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배기 유닛을 포함하는 세정 장치를 나타내는 배치도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 건조 처리 유체를 이용한 시간에 따른 압력 변화를 나타내는 그래프(A)와 시간에 따른 검출 대상물의 검출량 변화를 나타내는 그래프(B)이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 샘플링 유체를 분석하여 공정 단계의 종료 시점을 결정하는 방법을 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이 다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 처리 시스템을 개략적으로 보여주는 평면도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액 처리 장치의 일 실시예를 개략적으로 보여주는 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 기판 처리 시스템은 인덱스 모듈(10) 및 처리 모듈(20)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 의하며, 인덱스 모듈(10)과 처리 모듈(20)은 일 방향을 따라 배치될 수 있다. 이하, 인덱스 모듈(10)과 처리 모듈(20)이 배치된 방향을 제1 수평 방향(X 방향)이라 하고, 상부에서 바라볼 때 제1 수평 방향(X 방향)과 수직한 방향을 제2 수평 방향(Y 방향)이라 하고, 제1 수평 방향(X 방향) 및 제2 수평 방향(Y 방향)에 모두 수직한 방향을 수직 방향(Z 방향)이라 한다.
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. 예를 들어, 인덱스 모듈(10)의 길이 방향은 제2 수평 방향(Y 방향)으로 제공된다. 인덱스 모듈(10)은 로드 포트(12, loadport)와 인덱스 프레임(14)을 가진다. 인덱스 프레임(14)을 기준으로 로드 포트(12)는 처리 모듈(20)의 반대 측에 위치된다. 기판(W)들이 수납된 용기(80)는 로드 포트(12)에 놓인다. 로드 포트(12)는 복수 개가 제공될 수 있으며, 복수의 로드 포트(12)는 제2 수평 방향(Y 방향)을 따라 배치될 수 있다.
용기(80)는 예를 들어, 전면 개방 일체 식 포드(Front Open Unified Pod: FOUP)와 같은 밀폐용 용기일 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 로드 포트(12)에 놓일 수 있다.
인덱스 프레임(14)에는 인덱스 로봇(120)이 제공된다. 인덱스 프레임(14) 내에는 길이 방향이 제2 수평 방향(Y 방향)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, 수직 방향(Z 방향)을 축으로 한 회전, 그리고 수직 방향(Z 방향)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다. 핸드(122)는 복수 개가 수직 방향(Z 방향)으로 이격되게 제공되고, 핸드(122)들은 서로 독립적으로 전진 및 후진이동할 수 있다.
처리 모듈(20)은 버퍼 유닛(200), 반송 장치(300), 액 처리 장치(400), 그리고 세정 후 건조 처리 장치(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 장치(400)는 기판(W) 상에 액을 공급하여 기판(W)을 액 처리하는 액 처리 공정을 수행한다. 세정 후 건조 처리 장치(500)는 기판(W) 상에 잔류하는 액을 제거하는 건조 공정을 수행한다. 반송 장치(300)는 버퍼 유닛(200), 액 처리 장치(400), 그리고 세정 후 건조 처리 장치(500) 간에 기판(W)을 반송한다.
반송 장치(300)는 그 길이 방향이 제1 수평 방향(X 방향)으로 제공될 수 있다. 버퍼 유닛(200)은 인덱스 모듈(10)과 반송 장치(300) 사이에 배치될 수 있다. 액 처리 장치(400)와 세정 후 건조 처리 장치(500)는 반송 장치(300)의 측부에 배치될 수 있다. 반송 장치(300), 액 처리 장치(400) 및/또는 세정 후 건조 처리 장치(500)는 제1 수평 방향 및/또는 제2 수평 방향(X 방향 및/또는 Y 방향)을 따라 배치될 수 있다. 버퍼 유닛(200)은 반송 장치(300)의 일단에 위치될 수 있다.
일 예에 의하면, 액 처리 장치(400)들은 반송 장치(300)의 양측에 배치되고, 세정 후 건조 처리 장치(500)들은 반송 장치(300)의 양측에 배치되며, 액 처리 장치(400)들은 세정 후 건조 처리 장치(500)들보다 버퍼 유닛(200)에 더 가까운 위치에 배치될 수 있다. 반송 장치(300)의 일측에서 액 처리 장치(400)들은 제1 수평 방향(X 방향) 및 수직 방향(Z 방향)을 따라 하나 이상 배치될 수 있다. 또한, 반송 장치(300)의 일측에서 세정 후 건조 처리 장치(500)들은 제1 수평 방향(X 방향) 및 수직 방향(Z 방향)을 따라 하나 이상 배치될 수 있다. 상술한 바와 달리, 반송 장치(300)의 일측에는 액 처리 장치(400)들만 제공되고, 그 타측에는 세정 후 건조 처리 장치(500)들만 제공될 수 있다.
반송 장치(300)는 반송 로봇(320)을 가진다. 반송 장치(300) 내에는 길이 방향이 제1 수평 방향(X 방향)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, 수직 방향(Z 방향)을 축으로 한 회전, 그리고 수직 방향(Z 방향)을 따라 이동 가능하게 제공될 수 있다. 핸드(322)는 복수 개가 수직 방향(Z 방향)으로 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 수직 방향(Z 방향)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 장치(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.
액 처리 장치(400)는 하우징(410), 컵(420), 지지 유닛(440), 액 공급 유닛(460) 및 승강 유닛(480)을 포함할 수 있다. 하우징(410)은 대체로 직육면체 형상으로 제공된다. 컵(420), 지지 유닛(440) 및 액 공급 유닛(460)은 하우징(410) 내에 배치될 수 있다.
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 회수통들(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 전처리액은 각 회수통들(422, 424, 426)의 유입구(422a, 424a, 426a)를 통해 회수 공간으로 유입된다. 일 예에 의하면, 컵(420)은 제1 회수통(422), 제2 회수통(424), 그리고 제3 회수통(426)을 가진다. 제1 회수통(422)은 지지 유닛(440)을 감싸도록 배치되고, 제2 회수통(424)은 제1 회수통(422)을 감싸도록 배치되고, 제3 회수통(426)은 제2 회수통(424)을 감싸도록 배치된다. 제2 회수통(424)으로 액을 유입하는 제2 유입구(424a)는 제1 회수통(422)으로 액을 유입하는 제1 유입구(422a)보다 상부에 위치되고, 제3 회수통(426)으로 액을 유입하는 제3 유입구(426a)는 제2 유입구(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 지지판(442)의 중심축을 기준으로 회전시킨다.
일 예에 의하면, 액 공급 유닛(460)은 제1 노즐(462), 제2 노즐(464), 그리고 제3 노즐(466)을 가진다. 제1 노즐(462)은 제1 액을 기판(W) 상으로 공급한다. 제1 액은 기판(W) 상에 잔존하는 막이나 이물을 제거하는 액일 수 있다. 제2 노즐(464)은 제2 액을 기판(W) 상으로 공급한다. 제2 액은 제3 액에 잘 용해되는 액일 수 있다. 예컨대, 제2 액은 제1 액에 비해 제3 액에 더 잘 용해되는 액일 수 있다. 제2 액은 기판(W) 상에 공급된 제1 액을 중화시키는 액일 수 있다. 또한, 제2 액은 제1 액을 중화시키고 동시에 제1 액에 비해 제3 액에 잘 용해되는 액일 수 있다. 일 예에 의하면, 제2 액은 물일 수 있다. 제3 노즐(466)은 제3 액을 기판(W) 상으로 공급한다. 제3 액은 세정 후 건조 처리 장치(500)에서 사용되는 초임계 유체(즉, 건조 처리 유체)에 잘 용해되는 액일 수 있다. 예컨대, 제3 액은 제2 액에 비해 세정 후 건조 처리 장치(500)에서 사용되는 건조 처리 유체에 잘 용해되는 액일 수 있다. 일 예에 의하면, 제3 액은 유기 용제일 수 있다. 예를 들어. 유기 용제는 휘발성 유기 화합물(volatile organic compound)일 수 있다. 예를 들어, 유기 용제는 n-뷰틸 아세테이트(n-butyl acetate; n-BA), 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트(propylene glycol methyl ether acetate; PGMEA), n-헵테인(n-heptane), n-데케인(n-decane), 다이뷰틸 에테르(dibutyl ether; DBE), 이소아밀 에테르(isoamyl ether; IAE) 및/또는 이소프로필알코올(isopropyl alcohol; IPA)을 포함할 수 있다. 일 예에 의하면, 건조 처리 유체는 이산화탄소일 수 있다. 제1 노즐(462), 제2 노즐(464), 그리고 제3 노즐(466)은 서로 상이한 아암(461)에 지지되고, 이들 아암(461)들은 독립적으로 이동될 수 있다. 선택적으로 제1 노즐(462), 제2 노즐(464), 그리고 제3 노즐(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 전처리액을 회수하는 회수통들(422, 424, 426)이 변경되므로, 액들을 분리 회수할 수 있다. 상술한 바와 달리, 컵(420)은 고정 설치되고, 승강 유닛(480)은 지지 유닛(440)을 수직 방향(Z 방향)으로 이동시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 세정 장치의 구성 요소들의 배치를 나타내는 단면도이다.
도 3을 참조하면, 세정 후 건조 처리 장치(500)는 건조 처리 유체를 이용하여 기판(W) 상의 액을 제거한다. 세정 후 건조 처리 장치(500)는 바디(520), 지지체(미도시), 유체 공급 유닛(560), 그리고 차단 플레이트(미도시, blocking plate)를 가진다. 도 3에서, 설명의 편의를 위해 지지 유닛(도 2의 440)의 도시는 생략했다.
바디(520)는 세정 공정이 수행되는 처리 공간(502)을 제공한다. 처리 공간(502)의 내부의 건조 처리 유체는 초임계 압력으로 가압될 수 있다. 바디(520)는 상체(522, upper body)와 하체(524, lower body)를 가지며, 상체(522)와 하체(524)는 서로 조합되어 상술한 처리 공간(502)을 제공한다. 상체(522)는 하체(524)의 상부에 제공된다. 상체(522)는 그 위치가 고정되고, 하체(524)는 실린더와 같은 구동 부재(590)에 의해 승하강될 수 있다. 하체(524)가 상체(522)로부터 이격되면 처리 공간(502)이 개방되고, 이 때 기판(W)이 반입 또는 반출된다. 공정 진행시에는 하체(524)가 상체(522)에 밀착되어 처리 공간(502)이 외부로부터 밀폐된다. 세정 후 건조 처리 장치(500)는 히터(570)를 포함할 수 있다. 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 처리 공간(502)을 가열한다. 처리 공간(502)의 내부는 건조 처리 유체에 의한 분위기가 형성된다.
상기 지지체는 바디(520)의 처리 공간(502) 내에서 기판(W)을 지지한다. 상기 지지체는 고정 로드(미도시)와 거치대(미도시)를 가진다. 상기 고정 로드는 상체(522)의 저면으로부터 아래로 돌출되도록 상체(522)에 고정 설치된다. 상기 고정 로드는 그 길이 방향이 수직 방향(Z 방향)으로 제공된다. 상기 고정 로드는 복수 개 제공되며 서로 이격되게 위치된다. 상기 고정 로드들은 이들에 의해 둘러싸인 공간으로 기판(W)이 반입 또는 반출될 때, 기판(W)이 상기 고정 로드들에 의해 충돌하지 않도록 배치될 수 있다. 각각의 상기 고정 로드에는 상기 거치대가 결합된다. 상기 거치대는 상기 고정 로드의 하단으로부터 상기 고정 로드들에 의해 둘러싸인 공간을 향하는 방향으로 연장된다. 상술한 구조로 인해, 바디(520)의 처리 공간(502)으로 반입된 기판(W)은 그 가장자리 영역이 상기 거치대 상에 놓이고, 기판(W)의 상면 전체 영역, 기판(W)의 저면 중 중앙 영역, 그리고 기판(W)의 저면 중 가장자리 영역의 일부는 처리 공간(502)으로 공급된 건조 처리 유체에 노출된다.
유체 공급 유닛(560)은 바디(520)의 처리 공간(502)으로 건조 처리 유체를 공급한다. 일 예에 의하면, 건조 처리 유체는 초임계 상태로 처리 공간(502)으로 공급될 수 있다. 이와 달리 건조 처리 유체는 가스 상태로 처리 공간(502)으로 공급되고, 처리 공간(502) 내에서 초임계 상태로 상변화될 수 있다. 일 예에 의하면, 유체 공급 유닛(560)은 메인 공급 라인(562), 상부 분기 라인(564), 그리고 하부 분기 라인(566)을 가진다. 상부 분기 라인(564)과 하부 분기 라인(566)은 메인 공급 라인(562)으로부터 분기될 수 있다. 상부 분기 라인(564)은 상체(522)에 결합되어 상기 지지체에 놓인 기판(W)의 상부에서 건조 처리 유체를 공급한다. 일 예에 의하면, 상부 분기 라인(564)은 상체(522)의 중앙에 결합된다. 하부 분기 라인(566)은 하체(524)에 결합되어 상기 지지체에 놓인 기판(W)의 하부에서 건조 처리 유체를 공급한다. 일 예에 의하면, 하부 분기 라인(566)은 하체(524)의 중앙에 결합될 수 있다. 하체(524)에는 배기 유닛(550)이 결합될 수 있다. 하부 분기 라인(566)이 하체(524)의 중앙에 결합되는 경우, 배기 유닛(550)의 배기 포트는 하체(524)의 중앙으로부터 일 수평방향으로 편향되게 위치될 수 있다. 바디(520)의 처리 공간(502) 내의 건조 처리 유체는 배기 유닛(550)을 통해서 바디(520)의 외부로 배기될 수 있다.
바디(520)의 처리 공간(502) 내에는 상기 차단 플레이트가 배치될 수 있다. 상기 차단 플레이트는 원판 형상으로 제공될 수 있다. 상기 차단 플레이트는 바디(520)의 저면으로부터 상부로 이격되도록 지지대(미도시)에 의해 지지된다. 상기 지지대는 로드 형상으로 제공되고, 서로 간에 일정 거리 이격되도록 복수 개가 배치된다. 상부에서 바라볼 때 상기 차단 플레이트는 하부 분기 라인(566)의 공급 포트 및 배기 유닛(550)의 유입구와 중첩되도록 제공될 수 있다. 상기 차단 플레이트는 하부 분기 라인(566)을 통해서 공급된 건조 처리 유체가 기판(W)을 향해 직접 토출되어 기판(W)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배기 유닛을 포함하는 세정 장치를 나타내는 배치도이다. 도 4의 화살표는 배기되는 건조 처리 유체가 이동하는 경로를 나타낸다. 도 4에서, 설명의 편의를 위해 지지 유닛(도 2의 440)의 도시는 생략했다.
도 4를 참조하면, 배기 유닛(550)은 샘플링 유닛(553), 배기 라인(554) 및 감압 유닛(555)을 포함할 수 있다. 샘플링 유닛(553)은 샘플링 라인(551) 및 디텍터(552)를 포함할 수 있다. 샘플링 라인(551)은 배기 라인(554)의 후단 영역(554p)에서 분기될 수 있다. 배기 라인(554)에는 제1 밸브(554a)가 설치될 수 있고, 샘플링 라인(551)에는 제2 밸브(554b)가 설치될 수 있다. 제1 밸브(554a)는 처리 공간(502)의 내부의 건조 처리 유체의 배기가 필요할 때 제어부(600)에 의해 개방되도록 제어될 수 있다. 제2 밸브(554b)는 샘플링 유닛(553)으로 배기 유체의 유입이 필요할 때, 제어부(600)에 의해 개방되도록 제어될 수 있다.
디텍터(552)는 샘플링 라인(551)에 설치될 수 있다. 디텍터(552)는 배기되는 건조 처리 유체의 소량을 샘플링 유체의 정보를 수집할 수 있다. 샘플링 유체의 정보는 샘플링 유체의 농도, 성분 및/또는 파티클 수를 의미할 수 있다. 여기서, 배기되는 건조 처리 유체 중에서 샘플링 라인(551)을 통해 유입되는 건조 처리 유체를 샘플링 유체로 정의한다. 샘플링 유체의 양은 배기 유체 총량의 약 10% 이내일 수 있다. 예를 들어, 샘플링 유체의 양은 배기 유체 총량의 약 0.0001% 이내일 수 있다. 즉, 샘플링 유체의 양은 배기 유체 총량의 약 1ppm 이내일 수 있다. 디텍터(552)는 유입된 샘플링 유체의 농도, 성분 및/또는 파티클 수를 측정할 수 있다. 배기 유체는 건조 처리 유체와 검출 대상물을 포함할 수 있다. 디텍터(552)는 샘플링 유체에서 건조 처리 유체를 제외하고 나머지 검출 대상물에 대한 농도, 성분 및/또는 파티클 수를 측정할 수 있다. 디텍터(552)는 검출 대상물의 정보를 기초로 공정 단계의 종료 시점을 예측할 수 있다.
배기 라인(554)은 전단 영역(554f)과 후단 영역(554p)을 포함한다. 처리 공간(502)과 제1 밸브(554a)의 사이의 배기 라인(554)은 전단 영역(554f)로 호칭될 수 있고, 전단 영역(554f)을 제외한 배기 라인(554)은 후단 영역(554p)으로 호칭될 수 있다. 샘플링 유닛(553)은 후단 영역(554p)에서 분기되어 배치될 수 있다. 샘플링 유닛(553)이 후단 영역(554p)에서 분기되어 배치되는 경우, 배기 유체는 샘플링 유닛(553)으로 효율적으로 공급될 수 있다. 또한, 제2 밸브(554b)를 조절하여, 샘플링 유닛(553)으로 공급되는 배기 유체의 양이 조절될 수 있다.
샘플링 라인(551)으로 추출되지 않은 나머지 배기 유체는 후단 영역(554p)에 배치된 감압 유닛(555)으로 배기될 수 있다. 감압 유닛(555)은 감압 탱크(556)를 포함할 수 있다. 감압 탱크(556)는 배기 라인(554)을 통해 배출된 건조 처리 유체와 용해된 용해 대상물이 저장된다. 감압 탱크(556)에는 다량의 파티클이 혼합되어 있다. 또한, 감압 탱크(556)에는 건조 처리 유체가 기화되어 저장됨에 따라, 용해도가 낮아져 물질이 분리된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 유체 공급 유닛(560)은 상부 분기 라인(564)에 설치되는 제3 밸브(560a) 및 하부 분기 라인(566)에 설치되는 제4 밸브(566a)를 포함할 수 있다. 제3 밸브(560a)는 처리 공간(502)의 내부의 상부에 건조 처리 유체의 공급이 필요할 때, 제어부(600)에 의해 개방되도록 제어될 수 있다. 제4 밸브(566a)는 처리 공간(502)의 내부의 하부에 건조 처리 유체의 유입이 필요할 때, 제어부(600)에 의해 개방되도록 제어될 수 있다.
제어부(600)는 디텍터(552), 제1 밸브(554a), 제2 밸브(554b), 제3 밸브(560a) 및/또는 제4 밸브(566a)에 전기적으로 연결되어, 디텍터(552), 제1 밸브(554a), 제2 밸브(554b), 제3 밸브(560a) 및/또는 제4 밸브(566a) 각각의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(600)는 제1 밸브(554a)를 제어하여, 처리 공간(502)의 내부의 건조 처리 유체를 처리 공간(502)의 외부로 배기할 수 있다. 또한, 제어부(600)는 제2 밸브(554b)를 제어하여, 샘플링 유닛(553)으로 배기 유체의 일부를 유입시킬 수 있다. 제어부(600)는 제3 밸브(560a)를 제어하여, 처리 공간(502)의 내부의 상부에 건조 처리 유체를 공급할 수 있다. 또한, 제어부(600)는 제4 밸브(566a)를 제어하여, 처리 공간(502)의 내부의 하부에 건조 처리 유체를 공급할 수 있다. 제어부(600)는 디텍터(552)에서 측정된 검출 대상물의 정보를 바탕으로, 제1 밸브(554a)의 개폐 여부를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(600)는 건조 처리 유체 주입 횟수(또는 압력 펄스 인가 횟수)를 기준으로, 제1 밸브(554a)의 개폐 여부를 제어할 수 있다. 이는 도 6에 대한 설명에서 추후 서술하겠다.
상기 제어부(600)는 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 제어부(600)는 워크 스테이션 컴퓨터, 데스크탑 컴퓨터, 랩 탑 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터 등의 컴퓨팅 장치일 수 있다. 예를 들어, 제어부(600)는 ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory) 등의 메모리 장치와, 소정의 연산 및 알고리즘을 수행하도록 구성된 프로세서, 예를 들어 마이크로 프로세서, CPU(Central Processing Unit), GPU(Graphics Processing Unit) 등을 포함할 수 있다. 또한, 제어부(600)는 전기적 신호를 수신 및 송신하기 위한 수신기 및 전송기를 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 건조 처리 유체를 이용한 시간(임의 단위, a.u.)에 따른 압력(임의 단위, a.u.) 변화를 나타내는 그래프(A)와 시간(임의 단위, a.u.)에 따른 검출 대상물의 검출량 변화(임의 단위, a.u.)를 나타내는 그래프(B)이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 건조 처리 유체를 이용한 기판 처리 프로세스는, 먼저, 처리 공간(502)에 건조 처리 유체 공급을 통해 내부 압력을 상승시키는 승압 단계(도 6의 S100 참조)를 포함할 수 있다. 승압 단계(S100)에서 처리 공간(502)의 내부는 초임계 이상의 조건을 형성한 뒤, 처리 공간(502)으로 건조 처리 유체의 공급과 배출을 반복하는 공정 단계(도 6의 S200 참조)를 진행한다. 공정 단계(S200)에서 건조 처리 유체의 공급과 배출이 반복되다가, 검출 대상물의 검출량(m)이 검출량 설정 값(m*) 이하에 도달하는 종료 시점(t*)에 도달하면 건조 처리 유체의 공급은 멈추고 최종 배기가 진행된다(도 6의 S300 참조). 검출 대상물은 예컨대 건조 처리 유체에 용해되어 있던 유기 용매 또는 파티클일 수 있다.
좀 더 자세하게, 승압 단계(S100)에서, 처리 공간(502)의 내부의 압력은 제1 압력(CP1)으로 상승될 수 있다. 그 후, 공정 단계(S200)에서, 처리 공간(502)의 내부의 압력은 건조 처리 유체 공급을 통해 제1 압력(CP1)과 건조 처리 유체 배기를 통해 제1 압력(CP1)보다 낮은 제2 압력(CP2) 사이에서 반복하여 변화될 수 있다. 이 후, 최종 배기 단계(S300)에서, 처리 공간(502)의 내부의 압력은 하강될 수 있다. 예를 들어, 처리 공간(502)의 내부의 압력은 상압으로 변화할 수 있다. 공정 단계(S200)에서 처리 공간(502)의 내부의 압력을 반복하여 변화시킴으로써, 처리 공간(502)의 내부의 초임계 상태의 건조용 가스의 유동을 일으키고, 기판(W) 상에 초임계 상태의 건조용 가스가 전달될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 샘플링 유체를 분석하여 공정 단계의 종료 시점을 결정하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 승압 단계(S100)에서 처리 공간(502)의 내부의 압력을 상승시킬 수 있다. 이 후, 건조 처리 유체 주입 단계(S212)에서, 처리 공간(502)의 내부의 압력을 상승시킬 수 있다. 건조 처리 유체 주입 단계(S212)는 처리 공간(502)으로 건조 처리 유체 공급을 통해 달성될 수 있다. 이 후, 건조 처리 유체 및 검출 대상물을 배기시켜(S214), 처리 공간(502)의 내부의 압력을 하강시킬 수 있다. 상기 건조 처리 유체 및 검출 대상물이 포함된 유체를 배기 유체라 칭할 수 있다. 예를 들어, 처리 공간(502)의 내부의 압력은 제1 압력(CP1)과 제1 압력(CP1)보다 낮은 제2 압력(CP2) 사이에서 반복하여 변화될 수 있다. 그 후, 공정 단계(S200)의 종료 시점을 결정하기 위해서, 배기 라인(554)의 후단 영역(554p)에서 분기된 샘플링 라인(551)을 통해 샘플링 유체를 수집한다(S220). 디텍터(552)는 수집된 샘플링 유체를 분석한다(S230). 배기 유체에 포함된 건조 처리 유체를 제외한 유기용제 또는 파티클 등은 디텍터(552)에 의해 분석될 수 있다.
이 후, 제어부(600)는 검출 대상물의 검출량(m)과 검출량 설정 값(m*) 각각의 크기를 비교할 수 있다. 예를 들어, 디텍터(552)는 건조 처리 유체에 용해된 유기용제의 질량을 측정하거나, 유기용제를 에어로졸화 하여 에어로졸의 개수를 측정하는 것 외에, 건조 처리 유체와 유기용제를 모두 기화시키고 남은 파티클의 양과 크기를 측정할 수 있다. 검출 대상물의 검출량(m)이 검출량 설정 값(m*) 보다 같거나 작은 경우, 제어부(600)는 공정 단계(S200)를 종료하고, 최종 배기를 진행하도록 제어할 수 있다(S300).
검출 대상물의 검출량(m)이 검출량 설정 값(m*)보다 큰 경우, 제어부(600)는 건조 처리 유체 주입 횟수(N)를 건조 처리 유체 주입 설정 횟수(N*)와 비교할 수 있다(S250). 최초의 건조 처리 유체 주입 횟수(N)는 1회로 정해질 수 있다. 건조 처리 유체 주입 횟수(N)가 건조 처리 유체 주입 설정 횟수(N*)보다 같거나 큰 경우, 제어부(600)는 공정 단계(S200)를 종료하고, 최종 배기를 진행하도록 제어할 수 있다(S300). 건조 처리 유체 주입 설정 횟수(N*)는 예를 들어, 8회, 16회, 32회 등 일 수 있고, 다양하게 변형될 수 있다. 건조 처리 유체 주입 횟수(N)가 건조 처리 유체 주입 설정 횟수(N*)보다 작은 경우, 건조 처리 유체 주입 횟수(N)에 1을 더하고(S255), 압력 펄스 주입 단계(S210)로 돌아가 상기 공정을 반복할 수 있다.
건조 처리 유체는 고온, 고압 상태이므로, 직접적으로 측정할 수 있는 설비의 제작에 한계가 있다. 이에 본 발명의 실시 예에 따른 배기 라인(554)의 후단 영역(554p)에 샘플링 라인(551)을 분기하여 샘플링하는 방법을 취함으로써, 공정 단계 종료 시점의 정확한 설정 및 샘플링 유체의 파티클 분석이 가능하고, 편리하게 유지 보수가 가능하다. 또한, 공정 단계 중에 건조 처리 유체의 공급량 및 배출량에 따른 결과를 지속적으로 분석 가능함에 따라 최적의 조건(공급량, 펄스 사이클, 배기량, 배기 사이클 등)을 확립하는 데이터를 확보할 수 있다.
상세한 설명에는 실시예로서, 휘발성 유기 화합물을 포함하는 전처리액을 이용하여 기판을 액처리한 이후에 전처리액을 건조 처리 유체를 이용하여 기판을 건조하는 공정에 대하여 상세하게 설명하였지만, 본 발명은 설명된 공정에 한정되지 않고 건조 처리 유체를 이용한 공정에 모두 적용될 수 있다.
상세한 설명에는 공정 조건을 최적화하는 실시예로서 종료 시점을 판단하는 방법에 대하여 상세하게 설명하였지만, 본 발명은 설명된 방법에 한정되지 않고, 공정 진행 중인 유체를 분석하여 최적화가 가능한 방법에는 모두 적용될 수 있다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
400: 액 처리 장치 500: 세정 장치
502: 처리 공간 550: 배기 유닛
552: 디텍터 553: 샘플링 유닛
600: 제어부

Claims (20)

  1. 내부에 건조 처리 유체를 초임계 압력으로 가압이 가능하도록 구성된 처리 공간을 가지는 바디;
    상기 처리 공간으로 건조 처리 유체를 공급하도록 구성된 유체 공급 유닛; 및
    상기 처리 공간의 내부의 상기 건조 처리 유체를 배기하도록 구성된 배기 유닛;을 포함하고,
    상기 배기 유닛은,
    상기 바디에 결합되는 배기 라인, 및
    상기 배기 라인의 후단 영역에서 분기되어 샘플링 유체를 추출하도록 구성된 샘플링 라인과, 상기 샘플링 라인에 배치되어 상기 샘플링 유체를 분석하도록 구성된 디텍터를 포함하는 샘플링 유닛
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 유체 공급 유닛의 작동 여부 및 상기 배기 유닛의 작동 여부를 제어하도록 구성된 제어부;를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 디텍터로부터 상기 샘플링 유체의 정보를 받아 상기 유체 공급 유닛 및 상기 배기 유닛 각각의 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 디텍터에서 검출한 검출 대상물의 농도가 설정 값 이하로 검출되는 경우, 상기 건조 처리 유체의 공급을 중단시키고, 상기 건조 처리 유체를 배기하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 유체 공급 유닛이 설정 횟수 이상으로 상기 건조 처리 유체를 공급한 경우, 상기 건조 처리 유체의 공급을 중단시키고, 상기 건조 처리 유체를 배기하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 샘플링 유체는 상기 건조 처리 유체 및 검출 대상물을 포함하고,
    상기 디텍터는 상기 샘플링 유체에서 상기 건조 처리 유체를 제거하고, 상기 검출 대상물을 검출하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 디텍터는 검출 대상물의 성분, 농도 및 파티클 수 중 적어도 하나를 검출하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    검출 대상물은 휘발성 유기 화합물(volatile organic compound)을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 추출되는 샘플링 유체의 양은 상기 배기 라인을 통해 배출되는 배출 유체의 배출량의 0.0001% 이내인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  9. 내부에 세정 처리 공정이 수행되는 처리 공간을 가지는 바디;
    상기 처리 공간의 내부에서 기판을 지지하도록 구성된 지지 유닛;
    상기 처리 공간으로 건조 처리 유체를 공급하도록 구성된 유체 공급 유닛;
    상기 처리 공간의 내부의 상기 건조 처리 유체를 배기하도록 구성된 배기 유닛; 및
    상기 유체 공급 유닛의 작동 여부 및 상기 배기 유닛의 작동 여부를 제어하도록 구성된 제어부;를 포함하고,
    상기 배기 유닛은,
    상기 바디에 결합되는 배기 라인, 및
    상기 배기 라인의 후단 영역에서 분기되어 샘플링 유체를 추출하도록 구성된 샘플링 라인과, 상기 샘플링 라인에 배치되어 상기 샘플링 유체를 분석하도록 구성된 디텍터를 포함하는 샘플링 유닛을 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 처리 공간으로 상기 건조 처리 유체를 공급하도록 제어하고, 및
    상기 처리 공간의 상기 건조 처리 유체를 배기하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 디텍터로부터 상기 샘플링 유체의 정보를 받아 상기 유체 공급 유닛 및 상기 배기 유닛 각각의 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 디텍터에서 검출한 검출 대상물의 농도가 설정 값 이하로 검출되는 경우, 상기 건조 처리 유체의 공급을 중단시키고, 상기 건조 처리 유체를 배기하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  12. 제9 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 유체 공급 유닛이 설정 횟수 이상으로 상기 건조 처리 유체를 공급한 경우, 상기 건조 처리 유체의 공급을 중단시키고, 상기 건조 처리 유체를 배기하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  13. 제9 항에 있어서,
    상기 디텍터는 검출 대상물의 성분, 농도 및 파티클 수 중 적어도 하나를 검출하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  14. 제9 항에 있어서,
    상기 샘플링 유체는 상기 건조 처리 유체 및 검출 대상물을 포함하고,
    상기 디텍터는 상기 샘플링 유체에서 상기 건조 처리 유체를 제거하고, 상기 검출 대상물을 검출하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  15. 제9 항에 있어서,
    상기 배기 라인의 전단에 배치되는 제1 밸브;를 더 포함하고,
    상기 건조 처리 유체를 배기할 때, 상기 제어부는 상기 제1 밸브를 개방하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  16. 제9 항에 있어서,
    상기 샘플링 유닛의 내부에 배치되는 제2 밸브;를 더 포함하고,
    상기 건조 처리 유체의 일부를 상기 샘플링 유닛으로 유입할 때, 상기 제어부는 상기 제2 밸브를 개방하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  17. 제9 항에 있어서,
    상기 처리 공간의 내부에 배치되는 상기 건조 처리 유체는 초임계 유체를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  18. 건조 처리 유체를 처리 공간의 내부로 공급하는 승압 단계;
    상기 처리 공간의 내부에 대하여 상기 건조 처리 유체의 공급과 배기를 반복하는 공정 단계;
    상기 처리 공간의 내부의 상기 건조 처리 유체를 배기하는 최종 배기 단계;
    상기 공정 단계 중에 상기 처리 공간과 연결된 배기 라인의 후단 영역에서 분기된 샘플링 유닛이 배기되는 상기 건조 처리 유체의 일부를 추출하여 검출하는 샘플링 단계;를 포함하고,
    상기 샘플링 유닛에서 검출된 정보에 근거하여 상기 공정 단계를 종료하고 상기 최종 배기 단계를 시작하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  19. 제18 항에 있어서,
    검출 대상물의 농도가 설정 값 이하로 검출되거나, 또는 상기 건조 처리 유체의 공급 횟수가 설정 값 이상인 경우, 상기 공정 단계를 종료하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
  20. 제18 항에 있어서,
    상기 샘플링 단계는 샘플링 유체의 정보를 검출하며,
    상기 샘플링 유체는 상기 건조 처리 유체 및 검출 대상물을 포함하고,
    상기 샘플링 유닛의 성분, 농도 및 양 중 적어도 하나가 검출되는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
KR1020220090609A 2022-06-15 2022-07-21 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 KR20230172370A (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2023084439A JP2023183383A (ja) 2022-06-15 2023-05-23 基板処理装置及び基板処理方法
US18/205,525 US20230408194A1 (en) 2022-06-15 2023-06-03 Substrate processing apparatus and substrate processing method
CN202310670940.0A CN117238797A (zh) 2022-06-15 2023-06-07 基板处理装置和基板处理方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20220073063 2022-06-15
KR1020220073063 2022-06-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230172370A true KR20230172370A (ko) 2023-12-22

Family

ID=89309826

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220090609A KR20230172370A (ko) 2022-06-15 2022-07-21 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20230172370A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101710859B1 (ko) 웨이퍼 표면의 이온성 오염물 측정 장치 및 방법
KR20040010318A (ko) 현상방법 및 현상장치 및 액처리방법 및 액처리장치
KR101910796B1 (ko) 기판 처리 장치 및 방법
KR20210002196A (ko) 기판 처리 장치
KR20220006385A (ko) 기판 처리 장치 및 방법
KR20230172370A (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR102149485B1 (ko) 약액공급유닛, 이를 가지는 기판처리장치 및 방법
JP2021061399A (ja) 基板処理装置及び方法
KR102042789B1 (ko) 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치
KR102662724B1 (ko) 기판 처리 장치
JP2023183383A (ja) 基板処理装置及び基板処理方法
KR102250369B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
CN117238797A (zh) 基板处理装置和基板处理方法
KR20230011657A (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR102606809B1 (ko) 기판 처리 장치 및 농도 측정 장치
JP2021015971A (ja) 流体供給ユニット及びこれを有する基板処理装置
KR102596286B1 (ko) 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치
KR102606621B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
US20230081833A1 (en) Substrate treating method and substrate treating apparatus
KR102480392B1 (ko) 기판 처리 장치 및 방법
JP7202229B2 (ja) 基板処理装置および基板処理方法
KR102135941B1 (ko) 기판 처리 방법
US20230201865A1 (en) Home pot and an apparatus for treating a substrate
KR20230034458A (ko) 기판 처리 장치
US20230178387A1 (en) Apparatus and method of treating substrate

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal