KR101394456B1 - 기판처리장치 및 기판처리방법 - Google Patents

Abstract

본 명세서는 초임계공정을 수행하는 기판처리장치 및 기판처리방법을 개시한다. 본 발명에 따른 기판처리장치의 일 양상은, 공정이 수행되는 공간을 제공하는 하우징; 상기 하우징의 내부에 서로 상하방향으로 이격되어 배치되고, 각각 복수의 기판의 가장자리를 지지하는 복수의 지지부재;를 포함한다.

Description

기판처리장치 및 기판처리방법{APPARATUS AND METHOD FOR TREATING SUBSTRATE}

본 발명은 기판처리장치 및 기판처리방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 초임계공정을 수행하는 기판처리장치 및 기판처리방법에 관한 것이다.

반도체소자는 포토리소그래피공정(photolithography)을 비롯한 다양한 공정을 통해 기판 상에 회로패턴을 형성하여 제조된다. 이러한 제조과정 중에는 파티클(particle), 유기오염물, 금속불순물 등이 발생하는데, 이러한 이물질은 기판에 결함을 유발하여 반도체소자의 수율에 직접적인 영향을 미치는 요인으로 작용한다. 따라서, 반도체제조공정에는 기판으로부터 이물질을 제거하기 위한 세정공정이 필수적으로 수반된다.

일반적으로 세정공정은 세정제로 기판 상의 이물질을 제거하고, 순수(DI-water: deionized water)로 기판을 세척한 후, 표면장력이 작은 이소프로필알코올(IPA: isopropyl alcohol)과 같은 유기용제로 순수를 치환한 뒤 이를 증발시켜 기판을 건조시키는 순서로 진행된다. 그러나, 이와 같은 기존의 건조방식은 회로패턴이 미세한 반도체소자의 경우에 그 건조효율이 낮을 뿐 아니라 건조과정 중에 비교적 약한 유기용매의 표면장력에 의해서도 회로패턴을 손상되는 도괴현상(pattern collapse)이 빈번하게 발생하는 문제를 가지고 있다.

이에 따라 선폭 30nm 이하의 반도체소자에 대해서는 초임계유체를 이용하여 기판을 건조시키는 초임계건조공정(supercritical drying process)이 점차 기존의 건조공정을 대체해 나가고 있다. 초임계유체란 임계온도와 임계압력 이상에서 기체와 액체의 성질을 동시에 가지는 유체로서, 확산력과 침투력이 뛰어나고, 용해력이 높으며, 표면장력이 거의 없어 기판의 건조에 매우 유용하게 사용될 수 있다.

그런데 이와 같은 초임계공정을 수행하는 공정챔버는 고압의 초임계상태를 유지하기 위하여 그 풋프린트(foot print)가 증가하여 기판 처리율(substrate throughput)이 저하되는 문제점을 안고 있어, 최근에는 공간효율을 향상시키기 위한 공정챔버의 구조에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다.

본 발명의 일 과제는 동시에 복수의 기판을 처리할 수 있는 기판처리장치 및 기판처리방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 과제는 복수의 기판에 초임계유체를 효과적으로 분사하는 기판처리장치 및 기판처리방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명은 기판처리장치를 제공한다.

본 발명에 따른 기판처리장치의 일 양상은, 공정이 수행되는 공간을 제공하는 하우징; 상기 하우징의 내부에 서로 상하방향으로 이격되어 배치되고, 각각 복수의 기판의 가장자리를 지지하는 복수의 지지부재;를 포함한다.

측면에서 볼 때 공정유체를 분사하는 일단이 서로 인접한 기판 사이에 위치하는 노즐부재;를 더 포함할 수 있다.

상기 노즐부재는, 상부에서 볼 때 상기 일단이 상기 기판의 중앙부에 위치할 수 있다.

상기 노즐부재는, 상기 서로 인접한 기판 중 아래쪽 기판의 상면을 향해 상기 공정유체를 분사하도록 제공될 수 있다.

상기 노즐부재는, 상기 서로 인접한 기판 중 아래쪽 기판의 상면과 위쪽 기판의 하면을 향해 상기 공정유체를 동시에 분사하도록 제공될 수 있다.

상기 노즐부재는, 연직방향에 대하여 경사지게 방사형으로 상기 공정유체를 분사하도록 제공될 수 있다.

상기 노즐부재는, 상부에서 볼 때 상기 일단이 상기 기판의 가장자리 영역 또는 외측에 위치하고, 상기 기판에 평행한 방향으로 상기 공정유체를 분사하도록 제공될 수 있다.

상기 하우징의 하부벽에 형성되고, 상기 공정유체를 분사하는 하부공급포트;를 더 포함할 수 있다.

상기 하우징의 상부벽에 형성되고, 상기 공정유체를 분사하는 상부공급포트;를 더 포함할 수 있다.

상기 하부공급포트로 상기 공정유체를 공급한 뒤 상기 공정챔버의 내부압력이 기 설정된 압력에 도달하면, 상기 노즐부재로 상기 공정유체를 분사하기 시작하도록 제어하는 제어기;를 더 포함할 수 있다.

상기 하우징의 상부벽으로부터 아래방향으로 연장되는 지지바;를 더 포함하고, 상기 복수의 지지부재는, 상기 지지바에 일정한 간격으로 연설될 수 있다.

상기 하우징은, 상부하우징 및 상기 상부하우징의 하부에 배치되는 하부하우징을 포함하고, 상기 상부하우징 또는 상기 하부하우징 중 어느 하나를 승강시켜 상기 하우징을 개폐하는 승강부재;를 더 포함할 수 있다.

상기 공정유체는, 초임계유체일 수 있다.

본 발명에 따른 기판처리장치의 다른 양상은, 공정이 수행되는 공간을 제공하는 하우징; 제1기판의 가장자리를 지지하는 제1지지부재; 제2기판의 가장자리를 지지하는 제2지지부재; 및 상기 하우징의 상부벽에 형성되고, 상기 제2기판의 상면를 향해 초임계유체를 분사하는 상부공급포트;를 포함한다.

측면에서 볼 때 상기 초임계유체를 분사하는 일단이 상기 제1지지부재와 상기 제2지지부재의 사이에 위치하는 노즐부재;를 더 포함할 수 있다.

상기 노즐부재는, 상기 제1기판의 상면을 향해 상기 초임계유체를 분사할 수 있다.

상기 노즐부재는, 상기 제1기판과 상기 제2기판의 사이 공간으로 상기 초임계유체를 분사할 수 있다.

상기 하우징의 상부벽으로부터 아래로 연장되는 지지바;를 더 포함하고, 상기 제1지지부재는, 상기 지지바의 하단에서 수평방향으로 연장되고, 상기 제2지지부재는, 상기 지지바의 중간에서 수평방향으로 연장될 수 있다.

본 발명은 기판처리방법을 제공한다.

본 발명에 따른 기판처리방법의 일 양상은, 공정이 수행되는 공간을 제공하는 하우징의 내부에 서로 상하방향으로 이격되어 배치되는 복수의 지지부재가 복수의 기판의 가장자리를 지지하고, 측면에서 볼 때 서로 인접한 기판의 사이에 일단이 위치하는 노즐부재가 공정유체를 분사하여 동시에 상기 복수의 기판을 처리한다.

상기 노즐부재는, 상기 서로 인접한 기판 중 아래쪽 기판의 상면으로 상기 공정유체를 분사하여 상기 아래쪽 기판의 상면를 처리할 수 있다.

상기 노즐부재는, 상기 서로 인접한 기판의 사이공간으로 상기 초임계유체를 분사하여, 위쪽 기판의 하면과 아래쪽 기판의 상면을 함께 처리할 수 있다.

상기 하우징은, 상부하우징 및 상기 상부하우징의 하부에 배치되는 하부하우징을 포함하고, 상기 상부하우징 또는 상기 하부하우징을 중 어느 하나를 승강시켜 상기 하우징을 개폐하고, 상기 하우징이 개방된 상태에서 상기 기판의 반출 및 반입이 수행되고, 상기 하우징이 밀폐된 상태에서 상기 공정이 수행될 수 있다.

상기 공정유체는, 초임계유체일 수 있다.

본 발명에 의하면, 하나의 공정챔버에서 동시에 여러 장의 기판을 처리할 수 있다.

본 발명에 의하면, 노즐부재가 상하로 이격되어 지지되는 복수의 기판 사이사이에 배치되어 초임계유체를 분사하므로 복수의 기판에 초임계유체가 효과적으로 전달되고, 이에 따라 공정효율이 향상된다.

본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 이산화탄소의 상변화에 관한 그래프이다.
도 2는 기판처리장치의 일 실시예의 평면도이다.
도 3은 도 2의 제1공정챔버의 단면도이다.
도 4 및 도 5는 도 2의 제2공정챔버의 일 실시예의 단면도이다.
도 6은 도 2의 제2공정챔버의 다른 실시예의 단면도이다.
도 7 및 도 8은 도 4 및 도 5의 노즐부재의 일단의 형상을 나타낸 도면이다.
도 9는 도 7의 노즐부재가 초임계유체를 분사하는 것을 도시한 도면이다.
도 10은 도 4 및 도 5의 노즐부재의 변형예에 관한 도면이다.
도 11은 기판처리방법의 일 실시예의 순서도이다.
도 12는 기판처리방법의 다른 실시예의 순서도이다.
도 13 및 도 14는 도 12의 기판처리방법의 동작도이다.

본 명세서에서 사용되는 용어와 첨부된 도면은 본 발명을 용이하게 설명하기 위한 것이므로, 본 발명이 용어와 도면에 의해 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 이용되는 기술 중 본 발명의 사상과 밀접한 관련이 없는 공지의 기술에 관한 자세한 설명은 생략한다.

이하에서는 본 발명에 따른 기판처리장치(100)에 관하여 설명한다.

기판처리장치(100)는 초임계유체를 공정유체로 이용하여 기판(S)을 처리하는 초임계공정을 수행할 수 있다.

여기서, 기판(S)은 반도체소자나 평판디스플레이(FPD: flat panel display) 및 그 밖에 박막에 회로패턴이 형성된 물건의 제조에 이용되는 기판을 모두 포함하는 포괄적인 개념이다. 이러한 기판(S)의 예로는, 실리콘웨이퍼를 비롯한 다양한 웨이퍼, 유리기판, 유기기판 등이 있다.

초임계유체란 임계온도와 임계압력을 초과한 초임계상태에 도달하면 형성되는 기체와 액체의 성질을 동시에 가지는 상(phase)를 의미한다. 초임계유체는 분자밀도는 액체에 가깝고, 점성도는 기체에 가까운 성질을 가지며, 이에 따라 확산력, 침투력, 용해력이 매우 뛰어나 화학반응에 유리하고, 표면장력이 거의 없어 미세구조에 계면장력을 가하지 아니하는 특성을 가진다.

초임계공정은 이러한 초임계유체의 특성을 이용하여 수행되는데, 그 대표적인 예로는, 초임계건조공정과 초임계식각공정이 있다. 이하에서는 초임계공정에 관하여 초임계건조공정을 기준으로 설명하기로 한다. 다만, 이는 설명의 용이를 위한 것에 불과하므로, 기판처리장치(100)는 초임계건조공정 이외의 다른 초임계공정을 수행할 수 있다.

초임계건조공정은 초임계유체로 기판(S)의 회로패턴에 잔류하는 유기용제를 용해하여 기판(S)을 건조시키는 방식으로 수행될 수 있으며, 건조효율이 우수할 뿐 아니라 도괴현상을 방지할 수 있는 장점이 있다. 초임계건조공정에 이용되는 초임계유체로는 유기용제와 혼화성(混和性)이 있는 물질을 사용할 수 있다. 예를 들어, 초임계이산화탄소(scCO₂: supercritical carbon dioxide)가 초임계유체로 사용될 수 있다.

도 1은 이산화탄소의 상변화에 관한 그래프이다.

이산화탄소는 임계온도가 31.1℃이고, 임계압력이 7.38Mpa로 비교적 낮아 초임계상태로 만들기 쉽고, 온도와 압력을 조절하여 상변화를 제어하기 용이하며 가격이 저렴한 장점이 있다. 또한, 이산화탄소는 독성이 없어 인체에 무해하고, 불연성, 비활성의 특성을 지니며, 초임계이산화탄소는 물이나 기타 유기용제와 비교하여 10~100배 가량 확산계수(diffusion coefficient)가 높아 침투가 빨라 유기용제의 치환이 빠르고, 표면장력이 거의 없어 미세한 회로패턴을 가지는 기판(S)의 건조에 이용하기 유리한 물성을 가진다. 뿐만 아니라, 이산화탄소는 다양한 화학반응의 부산물로 생성되는 것을 재활용할 수 있는 동시에 초임계건조공정에 사용한 후 이를 기체로 전환시켜 유기용제를 분리하여 재사용하는 것이 가능해 환경오염의 측면에서도 부담이 적다.

이하에서는 본 발명에 따른 기판처리장치(100)의 일 실시예에 관하여 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 기판처리장치(100)는 초임계건조공정을 포함하여 세정공정을 수행할 수 있다.

도 2는 기판처리장치(100)의 일 실시예의 평면도이다.

도 2를 참조하면, 기판처리장치(100)는 인덱스모듈(1000) 및 공정모듈(2000)을 포함한다.

인덱스모듈(1000)은 외부로부터 기판(S)을 반송받아 공정모듈(2000)로 기판(S)을 반송하고, 공정모듈(2000)은 초임계건조공정을 수행할 수 있다.

인덱스모듈(1000)은 설비전방단부모듈(EFEM: equipment front end module)로서, 로드포트(1100) 및 이송프레임(1200)을 포함한다.

로드포트(1100)에는 기판(S)이 수용되는 용기(C)가 놓인다. 용기(C)로는 전면개방일체형포드(FOUP: front opening unified pod)가 사용될 수 있다. 용기(C)는 오버헤드트랜스퍼(OHT: overhead transfer)에 의해 외부로부터 로드포트(1100)로 반입되거나 로드포트(1100)로부터 외부로 반출될 수 있다.

이송프레임(1200)은 로드포트(1100)에 놓인 용기(C)와 공정모듈(2000) 간에 기판(S)을 반송한다. 이송프레임(1200)은 인덱스로봇(1210) 및 인덱스레일(1220)을 포함한다. 인덱스로봇(1210)은 인덱스레일(1220) 상에서 이동하며 기판(S)을 반송할 수 있다.

공정모듈(2000)은 실제로 공정을 수행하는 모듈로서, 버퍼챔버(2100), 이송챔버(2200), 제1공정챔버(3000) 및 제2공정챔버(4000)를 포함한다.

버퍼챔버(2100)는 인덱스모듈(1000)과 공정모듈(2000) 간에 반송되는 기판(S)이 임시로 머무르는 공간을 제공한다. 버퍼챔버(2100)에는 기판(S)이 놓이는 버퍼슬롯이 제공될 수 있다. 예를 들어, 인덱스로봇(1210)은 기판(S)을 용기(C)로부터 인출하여 버퍼슬롯에 놓을 수 있고, 이송챔버(2200)의 이송로봇(2210)은 버퍼슬롯에 놓인 기판(S)을 인출하여 이를 제1공정챔버(3000)나 제2공정챔버(4000)로 반송할 수 있다. 버퍼챔버(2100)에는 복수의 버퍼슬롯이 제공되어 복수의 기판(S)이 놓일 수 있다.

이송챔버(2200)는 그 둘레에 배치된 버퍼챔버(2100), 제1공정챔버(3000) 및 제2공정챔버(4000) 간에 기판(S)을 반송한다. 이송챔버(2200)는 이송로봇(2210) 및 이송레일(2220)을 포함할 수 있다. 이송로봇(2210)은 이송레일(2220) 상에서 이동하며 기판(S)을 반송할 수 있다.

제1공정챔버(3000)와 제2공정챔버(4000)는 세정공정을 수행할 수 있다. 이때, 세정공정은 제1공정챔버(3000)와 제2공정챔버(4000)에서 순차적으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 제1공정챔버(3000)에서는 세정공정 중 케미컬공정, 린스공정 및 유기용제공정이 수행되고, 뒤이어 제2공정챔버(4000)에서는 초임계건조공정이 수행될 수 있다.

이러한 제1공정챔버(3000)와 제2공정챔버(4000)는 이송챔버(2200)의 측면에 배치된다. 예를 들어, 제1공정챔버(3000)와 제2공정챔버(4000)는 이송챔버(2200)의 다른 측면에 서로 마주보도록 배치될 수 있다.

또한, 공정모듈(2000)에는 제1공정챔버(3000)와 제2공정챔버(4000)가 복수로 제공될 수 있다. 복수의 공정챔버들(3000, 4000)은 이송챔버(2200)의 측면에 일렬로 배치되거나 또는 연직방향으로 적층되어 배치되거나 또는 이들의 조합에 의해 배치될 수 있다.

물론, 제1공정챔버(3000)와 제2공정챔버(4000)의 배치는 상술한 예로 한정되지 않고, 기판처리장치(100)의 풋프린트나 공정효율 등과 같은 다양한 요소를 고려하여 적절히 변경될 수 있다.

이하에서는 제1공정챔버(3000)에 관하여 설명한다.

도 3은 도 2의 제1공정챔버(3000)의 단면도이다.

제1공정챔버(3000)는 케미컬공정, 린스공정 및 유기용제공정을 수행할 수 있다. 물론, 제1공정챔버(3000)는 이들 공정 중 일부의 공정만을 선택적으로 수행할 수도 있다. 여기서, 케미컬공정은 기판(S)에 세정제를 제공하여 기판(S) 상의 이물질을 제거하는 공정이고, 린스공정은 가판에 린스제를 제공하여 기판(S) 상에 잔류하는 세정제를 세척하는 공정이며, 유기용제공정은 기판(S)에 유기용제를 제공하여 기판(S)의 회로패턴 사이에 잔류하는 린스제를 표면장력이 낮은 유기용제로 치환하는 공정이다.

도 3을 참조하면, 제1공정챔버(3000)는 지지부재(3100), 노즐부재(3200) 및 회수부재(3300)를 포함한다.

지지부재(3100)는 기판(S)을 지지하고, 지지된 기판(S)을 회전시킬 수 있다. 지지부재(3100)는 지지플레이트(3110), 지지핀(3111), 처킹핀(3112), 회전축(3120) 및 회전구동기(3130)를 포함할 수 있다.

지지플레이트(3110)는 기판(S)과 동일 또는 유사한 형상의 상면을 가지며, 지지플레이트(3110)의 상면에는 지지핀(3111)과 처킹핀(3112)이 형성된다. 지지핀(3111)은 기판(S)을 지지하고, 처킹핀(3112)은 지지된 기판(S)을 고정할 수 있다.

지지플레이트(3110)의 하부에는 회전축(3120)이 연결된다. 회전축(3120)은 회전구동기(3130)로부터 회전력을 전달받아 지지플레이트(3110)를 회전시킨다. 이에 따라 지지플레이트(3110)에 안착된 기판(S)이 회전할 수 있다. 이때, 처킹핀(3112)은 기판(S)이 정위치를 이탈하는 것을 방지할 수 있다.

노즐부재(3200)는 기판(S)에 약제를 분사한다. 노즐부재(3200)는 노즐(3210), 노즐바(3220), 노즐축(3230) 및 노즐축구동기(3240)를 포함한다.

노즐(3210)은 지지플레이트(3110)에 안착된 기판(S)에 약제를 분사한다. 약제는 세정제, 린스제 또는 유기용제일 수 있다. 여기서, 세정제로는 과산화수소(H₂O₂)용액이나 과산화수소용액에 암모니아(NH₄OH), 염산(HCl) 또는 황산(H₂SO₄)를 혼합한 용액 또는 불산(HF)용액 등이 사용될 수 있다. 또, 린스제로는 순수가 사용될 수 있다. 또, 유기용제로는 이소프로필알코올을 비롯하여 에틸글리콜(ethyl glycol), 1-프로파놀(propanol), 테트라하이드로프랑(tetra hydraulic franc), 4-하이드록시(hydroxyl), 4-메틸(methyl), 2-펜타논(pentanone), 1-부타놀(butanol), 2-부타놀, 메탄올(methanol), 에탄올(ethanol), n-프로필알코올(n-propyl alcohol), 디메틸에틸(dimethylether)의 용액이나 가스가 사용될 수 있다.

이러한 노즐(3210)은 노즐바(3220)의 일단 저면에 형성된다. 노즐바(3220)는 노즐축(3230)에 결합되며, 노즐축(3230)은 승강 또는 회전할 수 있도록 제공된다. 노즐축구동기(3240)는 노즐축(3230)을 승강 또는 회전시켜 노즐(3210)의 위치를 조절할 수 있다.

회수부재(3300)는 기판(S)에 공급된 약제를 회수한다. 노즐부재(3200)에 의해 기판(S)에 약제가 공급되면, 지지부재(3100)는 기판(S)을 회전시켜 기판(S)의 전 영역에 약제가 균일하게 공급되도록 할 수 있다. 기판(S)이 회전하면 기판(S)으로부터 약제가 비산하는데, 비산하는 약제는 회수부재(3300)에 의해 회수될 수 있다.

회수부재(3300)는 회수통(3310), 회수라인(3320), 승강바(3330) 및 승강구동기(3340)를 포함할 수 있다.

회수통(3310)은 지지플레이트(3110)를 감싸는 환형 링 형상으로 제공된다. 회수통(3310)은 복수일 수 있는데, 복수의 회수통(3310)은 상부에서 볼 때 차례로 지지플레이트(3110)로부터 멀어지는 링 형상으로 제공되며, 지지플레이트(3110)로부터 먼 거리에 있는 회수통(3310)일수록 그 높이가 높도록 제공된다. 이에 따라 회수통(3310) 사이의 공간에 기판(S)으로부터 비산되는 약제가 유입되는 회수구(3311)가 형성된다.

회수통(3310)의 하면에는 회수라인(3320)이 형성된다. 회수라인(3320)은 회수통(3310)으로 회수된 약제를 재생하는 약제재생시스템(미도시)로 공급한다.

승강바(3330)는 회수통(3310)에 연결되어 승강구동기(3340)로부터 동력을 전달받아 회수통(3310)을 상하로 이동시킨다. 승강바(3330)는 회수통(3310)이 복수인 경우 최외곽에 배치된 회수통(3310)에 연결될 수 있다. 승강구동기(3340)는 승강바(3330)를 통해 회수통(3310)을 승강시켜 복수의 회수구(3311) 중 비산하는 약제가 유입되는 회수구(3311)를 조절할 수 있다.

이하에서는 제2공정챔버(4000)에 관하여 설명한다.

제2공정챔버(4000)는 초임계유체를 이용하여 초임계건조공정을 수행할 수 있다. 물론, 상술한 바와 같이, 제2공정챔버(4000)에서 수행되는 공정은 초임계건조공정 이외에 다른 초임계공정일 수도 있으며, 나아가, 제2공정챔버(4000)는 초임계유체 대신 다른 공정유체를 이용하여 공정을 수행할 수도 있을 것이다.

이러한 제2공정챔버(4000)는 상술한 바와 같이, 이송챔버(2200)의 일측면에 배치될 수 있다. 제2공정챔버(4000)가 복수인 경우에는 이송챔버(2200)의 일측면에 일렬로 배치되거나 상하로 적층되어 배치되거나 또는 이들의 조합에 의해 배치될 수 있다. 기판처리장치(100)에서는 로드포트(1100), 이송프레임(1200), 버퍼챔버(2100), 이송모듈(2200)이 순차적으로 배치될 수 있는데, 제2공정챔버(4000)는 이와 동일한 방향으로 이송챔버(2200)의 일측면에 일렬로 배치될 수 있다.

이하에서는 제2공정챔버(4000)의 일 실시예에 관하여 설명한다.

도 4 및 도 5는 도 2의 제2공정챔버의 일 실시예의 단면도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 제2공정챔버(4000)는 하우징(4100), 승강부재(4200), 지지유닛(4300), 가열부재(4400), 공급포트(4500) 및 배기포트(4600)를 포함할 수 있다.

하우징(4100)은 초임계건조공정이 수행되는 공간을 제공한다. 하우징(4100)은 임계압력 이상의 고압을 견딜 수 있는 재질로 제공된다.

하우징(4100)은 상부하우징(4110)과 상부하우징(4110)의 하부에 배치되는 하부하우징(4120)을 구비할 수 있다.

상부하우징(4110)은 고정되어 설치되며, 하부하우징(4120)은 승강할 수 있다. 하부하우징(4120)이 하강하여 상부하우징(4110)으로부터 이격되면 제2공정챔버(4000)의 내부공간이 개방되고, 기판(S)이 제2공정챔버(4000)의 내부공간으로 반입되거나 내부공간으로부터 반출될 수 있다. 여기서, 제2공정챔버(4000)로 반입되는 기판(S)은 제1공정챔버(3000)에서 유기용제공정을 거쳐 유기용제가 잔류하는 상태일 수 있다. 또 하부하우징(4120)이 상승하여 상부하우징(4110)에 밀착되면 제2공정챔버(4000)의 내부공간이 밀폐되고, 그 내부에서 초임계건조공정이 수행될 수 있다. 물론, 상술한 예와 달리 하우징(4100)에서 하부하우징(4120)이 고정되어 설치되고, 상부하우징(4110)이 승강되는 구조로 제공될 수도 있을 것이다.

승강부재(4200)는 하부하우징(4120)을 승강시킨다. 승강부재(4200)는 승강실린더(4210) 및 승강로드(4220)를 포함할 수 있다. 승강실린더(4210)는 하부하우징(4120)에 결합되어 상하방향의 구동력, 즉 승강력(乘降力)을 발생시킨다. 승강실린더(4210)는 초임계건조공정이 수행되는 동안 제2공정챔버(4000) 내부의 임계압력 이상의 고압을 이기고, 상부하우징(4110)과 하부하우징(4120)을 밀착시켜 제2공정챔버(4000)를 밀폐시킬 수 있는 정도의 구동력을 발생시킨다. 승강로드(4220)는 그 일단이 승강실린더(4210)에 삽입되어 수직상방으로 연장되어 타단이 상부하우징(4110)에 결합된다. 이러한 구조에 따라 승강실린더(4210)에서 구동력이 발생하면, 승강실린더(4210)와 승강로드(4220)가 상대적으로 승강되어 승강실린더(4210)에 결합된 하부하우징(4120)이 승강될 수 있다. 또한 승강실린더(4210)에 의해 하부하우징(4120)이 승강하는 동안 승강로드(4220)는 상부하우징(4110)과 하부하우징(4120)이 수평방향으로 움직이는 것을 방지하고, 승강방향을 안내하여, 상부하우징(4110)과 하부하우징(4120)이 서로 정위치에서 이탈하는 것을 방지할 수 있다.

지지유닛(4300)는 하우징(4100)의 내부에 복수의 기판(S)을 지지한다. 지지유닛(4300)은 지지바(4310) 및 복수의 지지부재(4320)을 포함할 수 있다.

지지바(4310)는 하우징(4100)의 상부벽, 즉 상부하우징(4110)의 하면으로부터 아래방향으로 연장될 수 잇다. 지지바(4310)는 수평방향으로 이격되는 한 쌍의 바(bar) 또는 두 쌍의 바로 제공될 수 있다.

지지부재(4320)는 지지바(4310)에 일정한 간격을 가지고 연설된다. 지지부재(4320)는 지지바(4310)로부터 수평방향으로 연장되도록 제공될 수 있다. 예를 들어, 제1지지부재(4320a)는 지지바(4310)의 중간에서 수평방향으로 연장되고, 제2지지부재(4320)는 지지바(4310b)의 하단에서 수평방향으로 연장될 수 있다. 지지바(4310)가 서로 이격된 두 쌍으로 제공되는 경우에는, 각 지지바(4310)에서 연장되는 지지부재(4320)는 서로를 향하여 연장된다.

다만, 지지부재(4310)의 수가 상술한 예로 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 가감될 수 있다.

지지부재(4310)는 기판(S)의 가장자리 영역을 지지할 수 있다. 한 쌍의 지지바(4310)의 간격은 기판(S)의 직경보다 크게 제공되고, 지지부재(4320)는 지지바(4310)로부터 지지바(4310)가 서로 마주보는 측으로 연장될 수 있다. 이에 따라 지지부재(4310)는 기판(S)의 가장자리 영역을 지지하고, 기판(S)의 상면 및 하면이 모두 하우징(4100)의 내부공간에 노출되어 초임계유체를 제공받아 건조될 수 있다. 여기서, 기판(S)은 그 상면이 패턴면이고, 하면이 비패턴면일 수 있다.

이와 같이, 지지유닛(4100)이 복수의 기판(S)을 하우징(4100) 내에서 지지하면, 제2공정챔버(4000)가 동시에 복수의 기판(S)에 대하여 초임계건조공정을 수행할 수 있다.

또, 지지유닛(4300)는 고정 설치되는 상부하우징(4110)에 설치되므로 하부하우징(4120)이 승강하는 동안 비교적 안정적으로 기판(S)을 지지할 수 있다.

지지유닛(4300)이 설치되는 상부하우징(4110)에는 수평조정부재(4111)가 설치될 수 있다. 수평조정부재(4111)는 상부하우징(4110)의 수평도(水平度)을 조정한다. 상부하우징(4110)의 수평도가 조정되면 그에 따라 상부하우징(4111)에 설치된 지지유닛(4300)에 안착된 기판(S)의 수평이 조절될 수 있다. 초임계건조공정에서 기판(S)이 기울면, 기판(S)에 잔류하는 유기용제가 경사면을 타고 흘러 기판(S)의 특정부분이 건조되지 않거나 과건조(過乾燥)되어 기판(S)이 손상될 수 있다. 수평조정부재(4111)는 기판(S)의 수평을 맞추어 이러한 문제점을 방지할 수 있다. 물론, 상부하우징(4110)이 승강되고 하부하우징(4120)이 고정되어 설치되거나 지지유닛(4300)가 하부하우징(4120)에 설치되는 경우에는 수평조정부재(4111)는 하부하우징(4120)에 설치될 수도 있다.

가열부재(4400)는 제2공정챔버(4000)의 내부를 가열한다. 가열부재(4400)는 제2공정챔버(4000) 내부에 공급된 초임계유체를 임계온도 이상으로 가열하여 초임계유체 상으로 유지하거나 또는 액화된 경우에 다시 초임계유체가 되도록 할 수 있다. 가열부재(4400)는 상부하우징(4110) 및 하부하우징(4120) 중 적어도 하나의 벽 내에 매설되어 설치될 수 있다. 가열부재(4400)는 예를 들어, 외부로부터 전원을 받아 열을 발생시키는 히터로 제공될 수 있다.

공급포트(4500)는 제2공정챔버(4000)로 초임계유체를 공급한다. 공급포트(4500)는 초임계유체를 공급하는 공급라인(4550)에 연결될 수 있다. 이때, 공급포트(4500)에는 공급라인(4550)으로부터 공급되는 초임계유체의 유량을 조절하는 밸브가 설치될 수 있다.

공급포트(4500)는 상부공급포트(4510), 하부공급포트(4520) 및 노즐부재(4530)를 포함할 수 있다.

상부공급포트(4510)는 상부하우징(4110)에 형성되어 지지유닛(4300)에 의해 지지되는 기판(S) 중 가장 위쪽의 기판(S)의 상면으로 초임계유체를 공급한다. 하부공급포트(4520)는 하부하우징(4120)에 형성되어 지지유닛(4300)에 의해 지지되는 기판(S) 중 가장 아래쪽의 기판(S)의 하면으로 초임계유체를 공급한다.

상부공급포트(4510)와 하부공급포트(4520)는 기판(S)의 중앙영역으로 초임계유체를 분사할 수 있다. 예를 들어, 상부공급포트(4510)는 지지유닛(4300)에 의해 지지되는 기판(S)의 중앙으로부터 연직상방에 위치할 수 있다. 또, 하부공급포트(4520)는 지지유닛(4300)에 의해 지지되는 기판(S)의 중앙으로부터 연직하방에 위치할 수 있다. 이에 따라 상부공급포트(4510) 및 하부공급포트(4520)로 분사되는 초임계유체가 기판(S)의 중앙영역으로 도달하여 가장자리 영역으로 퍼지면서 기판(S)을 건조시킬 수 있다.

노즐부재(4530)는 초임계유체를 분사하는 일단이 측면에서 볼 때 서로 인접한 지지부재(4320)의 사이, 즉 서로 인접한 기판(S)의 사이에 위치할 수 있다. 노즐부재(4530)는 복수의 지지부재(4320)의 사이마다 하나씩 제공될 수 있다. 노즐부재(4530)는 하우징(4100)의 상부벽, 즉 상부하우징(4110)으로부터 아래방향으로 연장되고, 그 하단이 지지바(4310)의 지지부재(4320)가 연설된 중간높이에서 수평방향으로 절곡되어 기판(S)의 중앙부까지 연장될 수 있다. 이에 따라 노즐부재(4530)의 일단은 측면에서는 볼 때는 서로 인접한 기판(S)의 사이에 위치하고, 상면에서 볼 때는 기판(S)의 중앙부에 위치하게 된다.

노즐부재(4530)는 그 일단이 서로 인접한 기판(S) 중 아래쪽 기판(S)의 상면으로 초임계유체를 분사할 수 있다. 기판(S)은 그 상면이 패턴면이 되도록 지지유닛(4300)에 안착되므로, 기판(S)의 상면의 건조가 중요한데, 제1지지부재(4320a)에 안착된 기판(S)의 상면은 상부공급포트(4510)에 의해 초임계유체를 제공받고, 제2지지부재(4320b)에 안착된 기판(S)의 상면은 노즐부재(4530)에 의해 초임계유체를 제공받아 동시에 복수의 기판(S)에 대한 초임계건조공정이 수행될 수 있다.

한편, 상부공급포트(4510), 하부공급포트(4520) 및 노즐부재(4530)에서 먼저 하부공급포트(4520)가 초임계유체를 공급하고, 나중에 상부공급포트(4510) 및 노즐부재(4530)가 초임계유체를 공급할 수 있다. 초임계건조공정은 초기에 제2공정챔버(4000)의 내부가 임계압력에 미달한 상태에서 진행될 수 있기 때문에 제2공정챔버(4000)의 내부로 공급되는 초임계유체는 액화될 수 있다. 따라서, 초임계건조공정의 초기에 상부공급포트(4510)나 노즐부재(4530)로 초임계유체가 공급되는 경우에는 초임계유체가 액화되어 중력에 의해 기판(S)으로 낙하하여 기판(S)을 손상시킬 수 있다. 따라서, 하부공급포트(4520)를 통해 제2공정챔버(4000)로 초임계유체가 공급되어 제2공정챔버(4000)의 내부압력이 임계압력에 도달한 경우, 상부공급포트(4510)과 노즐부재(4530)이 초임계유체의 공급을 시작하면, 공급되는 초임계유체가 액화되어 기판(S)으로 낙하하는 것을 방지할 수 있다.

배기포트(4600)는 제2공정챔버(4000)로부터 초임계유체를 배기한다. 배기포트(4600)는 초임계유체를 배기하는 배기라인(4650)에 연결될 수 있다. 이때, 배기포트(4600)에는 배기라인(4650)으로 배기하는 초임계유체의 유량을 조절하는 밸브가 설치될 수 있다. 배기라인(4650)을 통해 배기되는 초임계유체는 대기 중으로 방출되거나 또는 초임계유체재생시스템(미도시)로 공급될 수 있다.

배기포트(4600)는 하부하우징(4120)에 형성될 수 있다. 초임계건조공정의 후기에는 제2공정챔버(4000)로부터 초임계유체가 배기되어 그 내부압력이 임계압력 이하로 강압되어 초임계유체가 액화될 수 있다. 액화된 초임계유체는 중력에 의해 하부하우징(4120)에 형성된 배기포트(4600)를 통해 배출될 수 있다.

이상에서는 동시에 두 장의 기판(S)을 지지하고, 처리하는 제2공정챔버(4000)를 기준으로 설명하였으나, 제2공정챔버(4000)가 처리할 수 있는 기판(S)의 수가 상술한 예로 한정되는 것은 아니다.

또한, 상술한 제2공정챔버(4000)의 구성요소 중 상부공급포트(4510) 및 하부공급포트(4520)은 선택적인 구성요소이다. 예를 들어, 제2공정챔버(4000)에는 상부공급포트(4510) 및 하부공급포트(4520) 중 어느 하나 또는 모두가 제공되지 않을 수 있다. 제2공정챔버(4000)에 상부공급포트(4510)가 생략되는 경우에는, 최상부의 지지부재(4320)와 하우징(4100)의 상부벽 사이에 노즐부재(4530)이 추가로 제공될 수 있다. 이러한 노즐부재(4530)는 생략된 상부공급포트(4510) 대신 최상부의 지지부재(4320)에 안착된 기판의 상면에 초임계유체를 공급할 수 있다.

또한, 상술한 제2공정챔버(4000)에서는 지지유닛(4300)이 지지바(4310)와 지지부재(4320)를 구비하는 것으로 설명하였으나, 지지유닛(4300)은 이와 다른 형태로 제공될 수 있다. 예를 들어, 지지유닛(4300)은 버퍼챔버(2100)의 버퍼슬롯과 유사한 형태로 제공될 수 있다. 구체적으로 지지유닛(4300)은 하우징(4100)의 측벽으로부터 수평방향으로 연장되는 한 쌍의 플레이트로 제공될 수 있다. 한 쌍의 플레이트의 기판(S)의 양측 가장자리를 지지할 수 있다. 또한, 슬롯형태의 지지유닛(4300)은 하우징(4100)의 측벽에 상하방향으로 복수개 제공될 수 있다. 복수의 지지유닛(4300)은 복수의 기판(S)을 지지할 수 있다.

도 6은 도 2의 제2공정챔버(4000)의 다른 실시예의 단면도이다.

도 6을 참조하면, 지지바(4310)에는 상하방향으로 각각 기판(S)을 지지하는 세 개의 지지부재(4320a, 4320b, 4320c)가 제공될 수 있다. 또한, 노즐부재(4530)는, 제1지지부재(4320a)과 제2지지부재(4320b)의 사이에 배치되는 제1노즐부재(4530a), 그리고 제2지지부재(4320b)와 제3지지부재(4320c)의 사이에 배치되는 제2노즐부재(4530b)를 포함할 수 있다. 이에 따라 상부공급포트(4510), 제1지지부재(4530a), 제2지지부재(4530b)가 각각 기판(S)의 상면에 초임계유체를 분사할 수 있다. 이러한 제2공정챔버(4000)는 동시에 세 장의 기판을 처리할 수 있을 것이다.

한편, 이상에서는 노즐부재(4530)이 그 아래에 위치하는 기판(S)의 상면으로 초임계유체를 분사하는 것으로 설명하였으나, 노즐부재(4530)가 분사하는 방향 및 형태가 이에 한정되는 것은 아니다.

노즐부재(4530)는 그 아래에 위치하는 기판(S)의 상면에 수직한 방향으로 초임계유체를 분사하는 대신, 방사형으로 분사할 수 있다.

도 7 및 도 8은 도 4 및 도 5의 노즐부재(4530)의 일단의 형상을 나타낸 도면이고, 도 9는 도 7의 노즐부재(4530)가 초임계유체를 분사하는 것을 도시한 도면이다.

도 7을 참조하면, 노즐부재(4530)의 일단에는 노즐부재(4530)의 중앙을 관통하여 초임계유체가 이동하는 중공(4531)으로부터 노즐부재(4530)의 외곽쪽으로 안내되는 미세홀(4532a)이 형성될 수 있다. 초임계유체는 노즐부재(4530)에서 중공(4531)을 따라 이동하다, 일단에서 미세홀(4532a)을 통해 토출될 수 있다. 미세홀(4532a)는 노즐부재(4530)의 중앙부로부터 방사형으로 퍼지는 형상을 가지므로, 초임계유체는 연직하방으로 분사되는 대신 연직방향에 경사지게 분사될 수 있다. 따라서, 도 9에 도시된 바와 같이 초임계유체가 수평성분의 속도를 가지므로, 기판(S)의 중앙부로부터 빠르게 기판(S)의 가장자리 영역으로 퍼져, 기판(S)의 전 영역에 초임계유체가 고르게 제공될 수 있을 것이다.

도 8을 참조하면, 노즐부재(4530)의 일단에 방사형의 미세홀(4532a) 대신 스크류(screw) 타입으로 형성된 미세홀(4532b)가 형성될 수 있다. 이러한 미세홀(4532b)는 초임계유체에 회전력을 가하므로, 다시 도 9에 도시된 바와 같이, 초임계유체를 회전력을 가지고 분사되어 역시 기판(S)의 전 영역에 균일하게 제공될 수 있을 것이다.

또, 노즐부재(4530)가 반드시 그 아래에 있는 기판(S)의 상면으로 초임계유체를 분사해야 하는 것은 아니다. 예를 들어, 노즐부재(4530)는 그 위에 있는 기판(S)의 하면을 향해 초임계유체를 분사하거나 또는 아래쪽 기판(S)의 상면과 위쪽 기판(S)의 하면 양쪽으로 동시에 초임계유체를 분사할 수도 있을 것이다.

한편, 이러한 노즐부재(4530)는 그 일단이 기판(S)의 중앙부에 위치하지 않을 수도 있다.

도 10은 도 4 및 도 5의 노즐부재(4530)의 변형예에 관한 도면이다.

도 10을 참조하면, 노즐부재(4530)의 일단은 상부에서 볼 때, 기판(S)의 가장자리 또는 외측에 위치할 수 있다. 이러한 노즐부재(4530)는 서로 인접한 기판(S) 사이의 공간으로 초임계유체를 분사할 수 있다. 이때, 노즐부재(4530)는 초임계유체를 기판(S)의 상면과 하면에 나란하게 분사할 수 있다. 기판(S)의 가장자리나 외측에서 이와 같이 초임계유체를 분사하면, 그 초임계유체는 유체의 수평방향 속도 성분에 의해 기판(S)의 가장자리로부터 중앙을 거쳐 반대쪽 가장자리로 이동하면서 기판(S)의 전 영역에 제공된다. 또한, 노즐부재(4530)의 위쪽 기판(S)의 하면과 아래쪽 기판(S)의 상면에 동시에 초임계유체가 제공된다.

이상에서는 본 발명에 따른 기판처리장치(100)가 기판(S)에 초임계유체를 공급하여 기판을 처리하는 것으로 설명하였으나, 본 발명에 따른 기판처리장치(100)가 반드시 이러한 초임계공정을 수행하는 것으로 한정되는 것은 아니다. 따라서, 기판처리장치(100)의 제2공정챔버(4000)는 공급포트(4500)로 초임계유체를 대신 다른 공정유체를 공급하여 기판(S)을 처리할 수도 있을 것이다. 이러한 경우에는, 공정유체로 초임계유체 대신 유기용제나 그 밖의 다양한 성분의 가스, 플라즈마가스, 불활성가스 등이 사용될 수 있을 것이다.

또한, 기판처리장치(100)는 그 구성요소를 제어하는 제어기를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어기는 가열부재(4400)를 제어하여 하우징(4100)의 내부온도를 조절할 수 있다. 다른 예를 들어, 제어기는 공급라인(4550)이나 배기라인(4650)에 설치된 밸브를 제어하여 약제나 초임계유체의 유량을 조절할 수 있다. 또 다른 예를 들어, 제어기는 상부공급포트(4110)과 하부공급포트(4120) 중 어느 하나가 먼저 초임계유체를 공급하기 시작한 뒤 제2공정챔버(4000)의 내부압력이 미리 설정된 압력에 도달하면, 다른 하나가 초임계유체를 공급하기 시작하도록 제어할 수도 있다.

이러한 제어기는 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 구현될 수 있다.

하드웨어적으로 제어기는 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서(processors), 마이크로콘트롤러(micro-controllers), 마이크로프로세서(microprocessors)나 이들과 유사한 제어기능을 수행하는 전기적인 장치로 구현될 수 있다.

또 소프트웨어적으로 제어기는 하나 이상의 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어코드 또는 소프트웨어어플리케이션에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어는 하드웨어적으로 구현된 제어부에 의해 실행될 있다. 또 소프트웨어는 서버 등의 외부기기로부터 상술한 하드웨어적인 구성으로 송신됨으로써 설치될 수 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 기판처리방법에 관하여 상술한 기판처리장치(100)를 이용하여 설명한다. 다만, 이는 설명의 용이를 위한 것에 불과하므로, 기판처리방법은 상술한 기판처리장치(100) 이외에도 이와 동일 또는 유사한 다른 장치를 이용하여 수행될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 기판처리방법은 이를 수행하는 코드 또는 프로그램의 형태로 컴퓨터 판독 가능 기록매체에 저장될 수 있다.

이하에서는 기판처리방법의 일 실시예에 관하여 설명한다. 기판처리방법의 일 실시예는 세정공정 전반에 관한 것이다.

도 11은 기판처리방법의 일 실시예의 순서도이다.

도 11을 참조하면, 기판처리방법의 일 실시예는 제1공정챔버(3000)로 기판(S)을 반입하는 단계(S110), 케미컬공정을 수행하는 단계(S120), 린스공정을 수행하는 단계(S130), 유기용제공정을 수행하는 단계(S140), 제2공정챔버(4000)로 기판(S)을 반입하는 단계(S150), 초임계건조공정을 수행하는 단계(S160) 및 로드포트(1100)에 놓인 용기(C)에 기판(S)을 수납하는 단계(S170)를 포함한다. 한편, 상술한 단계는 반드시 설명된 순서로 실행되어야만 하는 것은 아니며, 나중에 설명된 단계가 먼저 설명된 단계에 앞서 수행될 수도 있다. 이는 후술할 기판처리방법의 다른 실시예에서도 마찬가지이다. 이하에서는 각 단계에 관하여 설명한다.

제1공정챔버(3000)로 기판(S)을 반입한다(S110). 먼저 오버헤드트랜스퍼 등의 반송장치 등이 기판(S)이 수납된 용기(C)를 로드포트(1100)에 놓는다. 용기(C)가 놓이면 인덱스로봇(1210)이 용기(C)로부터 기판(S)을 인출하여 이를 버퍼슬롯에 적재한다. 버퍼슬롯에 적재된 기판(S)은 이송로봇(2210)에 의해 인출되어 제1공정챔버(3000)로 반입되며, 지지플레이트(3110)에 안착된다.

제1공정챔버(3000)에 기판(S)이 반입되면, 케미컬공정을 수행한다(S120). 지지플레이트(3110)에 기판(S)이 놓이면, 노즐축구동기(3240)에 의해 노즐축(3230)이 이동 및 회전하여 노즐(3210)이 기판(S)의 상부에 위치하게 된다. 노즐(3210)은 기판(S)의 상면으로 세정제를 분사한다. 세정제가 분사되면 기판(S)으로부터 이물질이 제거된다. 이때, 회전구동기(3130)는 회전축(3120)을 회전시켜 기판(S)을 회전시킬 수 있다. 기판(S)이 회전되면, 세정제가 기판(S)에 균일하게 공급되고, 또한 기판(S)으로부터 비산된다. 비산되는 세정제는 회수통(3310)으로 유입되고, 회수라인(3320)을 통해 유체재생시스템(미도시)로 보내어진다. 이때, 승강구동기(3340)는 승강바(3330)를 통해 복수의 회수통(3310) 중 어느 하나로 비산되는 세정제가 유입되도록 회수통(3310)을 승강시킨다.

기판(S) 상의 이물질이 충분히 제거되면, 린스공정을 수행한다(S130). 케미컬공정이 종료되면, 기판(S)에는 이물질이 제거되고, 세정제가 잔류하게 된다. 복수의 노즐(3210) 중 세정제를 분사한 노즐(3210)은 기판(S)의 상부로부터 이탈하고, 다른 노즐(3210)이 기판(S)의 상부로 이동하여 기판(S)의 상면으로 린스제를 분사한다. 기판(S)에 린스제가 공급되면, 기판(S)에 잔류하는 세정제가 세척된다. 린스공정 중에도 기판(S)의 회전과 약제의 회수가 이루어질 수 있다. 승강구동기(3340)는 세정제를 회수한 회수통(3310)과 다른 회수통(3310)으로 린스제가 유입되도록 회수통(3310)의 높이를 조절한다.

기판(S)이 충분히 세척되면, 유기용제공정을 수행한다(S140). 린스공정이 종료되면, 또 다른 노즐(3210)이 기판(S)의 상부로 이동하여 유기용제를 분사한다. 유기용제가 공급되면, 기판(S) 상의 린스제가 유기용제로 치환된다. 한편, 유기용제공정 중에는 기판(S)을 회전시키지 않거나 저속으로 회전시킬 수 있다. 기판(S) 상에서 유기용제가 바로 증발하게 되면, 유기용제의 표면장력에 의해 회로패턴에 계면장력이 작용하여 회로패턴이 도괴될 수 있기 때문이다.

제1공정챔버(3000)에서 유기용제공정이 종료되면, 제2공정챔버(4000)로 기판(S)을 반입하고(S150), 제2공정챔버(4000)가 초임계건조공정을 수행한다(S160). 단계 S150과 단계 S160에 대해서는 후술할 기판처리방법의 다른 실시예에서 상세하게 설명하도록 한다.

초임계건조공정이 종료되면, 기판(S)을 로드포트(1100)에 놓인 용기(C)에 수납한다(S170). 제2공정챔버(4000)가 개방되면, 이송로봇(2210)이 기판(S)을 인출한다. 기판(S)은 버퍼챔버(2100)로 이동하고, 인덱스로봇(1110)에 의해 버퍼챔버(2100)로부터 인출되어 용기(C)에 수납될 수 있다.

이하에서는 기판처리방법의 다른 실시예에 관하여 설명한다. 기판처리방법의 다른 실시예는 제2공정챔버(4000)가 초임계건조공정을 수행하는 방법에 관한 것이다.

도 12는 기판처리방법의 다른 실시예의 순서도이다.

도 12를 참조하면, 기판처리방법의 일 실시예는, 제1지지부재(4320a)에 기판(S)이 안착되는 단계(S210), 제2지지부재(4320b)에 기판(S)이 안착되는 단계(S220), 하우징(4100)이 밀폐되는 단계(S230), 하부공급포트(4520)이 초임계유체를 공급하는 단계(S240), 상부공급포트(4510) 및 노즐부재(4530)이 초임계유체를 공급하는 단계(S250), 초임계유체를 배기하는 단계(S260) 및 기판(S)을 반출하는 단계(S270)를 포함할 수 있다. 이하에서는 각 단계에 관하여 설명한다.

도 13 및 도 14는 도 12의 기판처리방법의 동작도이다.

도 13을 참조하면, 기판(S)이 이송로봇(2210)에 의해 제2공정챔버(4000) 내부로 반입되어 제1지지부재(4320a)에 안착되고(S110), 또 기판(S)이 역시 이송로봇(2210)에 의해 제2공정챔버(4000) 내부로 반입되어 제2지지부재(4320b)에 안착된다. 여기서 기판(S)은 제1공정챔버(3000)에서 유기용제공정을 거친 기판(S)으로, 기판(S)은 유기용제가 잔류하는 상태로 반입될 수 있다.

여기서, 단계 S110과 단계 S120은 먼저 단계 S110이 수행되고 다음으로 단계 S120이 수행되거나 단계 S120이 수행된 뒤 단계 S110이 수행되어도 무방하며 또는 두 단계가 동시에 진행될 수도 있다. 또한, 하우징(4100)은 상부하우징(4110)과 하부하우징(4120)이 서로 이격되어 개방되어 있는 상태일 수 있다.

도 14를 참조하면, 기판들(S)이 안착되면, 승강부재(4200)가 하부하우징(4120)을 상승시켜 상부하우징(4110)과 결합되도록 한다. 이에 따라 하우징(4100) 또는 제2공정챔버(4000)가 밀폐된다(S130).

제2공정챔버(4000)가 밀폐되면, 하부공급포트(4520)이 초임계유체를 제2공정챔버(4000) 내부의 하부영역으로 분사한다(S140). 여기서, 초임계유체는 초임계이산화탄소일 수 있다. 이러한 과정에서 가열부재(4400)는 하우징(4100) 내부를 가열할 수 있다.

제2공정챔버(4000)의 내부에 초임계유체가 충분히 공급되면 온도와 압력이 임계치를 초과하여 제2공정챔버(4000)의 내부에 초임계분위기가 조성된다.

초임계분위기가 조성되면, 상부공급포트(4510) 및 노즐부재(4530)가 초임계유체를 분사한다(S160). 이에 따라 지지부재들(4320)에 안착된 기판(S)의 패턴면에 초임계유체가 제공되고, 회로패턴 사이에 잔류하는 유기용제가 용해되어 기판(S)이 건조된다.

이때, 각각 상부공급포트(4510)는 제1지지부재(4320a)에 안착된 기판(S)에, 노즐부재(4530)는 제2지지부재(4320b)에 안착된 기판(S)에 초임계유체를 각각 공급하므로, 두 기판(S)에 대하여 초임계건조공정이 효과적으로 수행된다.

기판(S)의 건조가 충분히 이루어지면, 제2공정챔버(4000)로부터 초임계유체 및 초임계건조공정에서 발생한 이물질을 배기한다(S160). 이에 따라 공정챔버(4000)의 내부압력이 상압이 될 수 있다. 압력이 충분히 낮아지면, 승강부재(4200)이 하부하우징(4120)을 하강시켜 제2공정챔버(4000)를 개방하고, 이송로봇(2210)에 의해 기판(S)이 반출된다(S170).

한편, 단계 S150에서, 초임계유체에 유기용제 등이 용해되는 과정에서 초임계유체가 포화되면, 건조효율이 낮아질 수 있다. 따라서, 건조효율을 향상시키기 위해 초임계건조공정이 이용된 초임계유체를 배기하고 새로운 초임계유체를 공급받을 수 있다. 즉 단계 S150과 단계 S160을 수회에 걸쳐 수행하며 초임계유체의 공급과 배기를 반복할 수 있다.

이상에서 언급된 본 발명의 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 기재된 것이므로, 본 발명이 상술한 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

따라서, 본 발명은 상술한 실시예 및 그 구성요소를 선택적으로 조합하거나 공지의 기술을 더해 구현될 수 있으며, 나아가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 수정, 치환 및 변경이 가해진 수정예, 변형예를 모두 포함한다.

또한, 본 발명의 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 발명은 모두 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 기판처리장치
1000: 인덱스모듈 1100: 로드포트 1200: 이송프레임
1210: 인덱스로봇 1220: 인덱스레일
2000: 공정모듈 2100: 버퍼챔버 2200: 이송챔버
2210: 이송로봇 2220: 이송레일
3000: 제1공정챔버 3100: 지지부재 3200: 노즐부재
3300: 회수부재
4000: 제2공정챔버 4100: 하우징 4110: 상부하우징
4120: 하부하우징 4200: 승강부재 4300: 지지유닛
4310: 지지바 4320: 지지부재 4400: 가열부재
4500: 공급포트 4510: 상부공급포트 4520: 하북공급포트
4530: 노즐부재 4600: 배기포트
C: 용기 S: 기판

Claims (23)

1. 공정이 수행되는 공간을 제공하는 하우징;
   상기 하우징의 내부에 서로 상하방향으로 이격되어 배치되고, 각각 복수의 기판의 가장자리를 지지하는 복수의 지지부재;
   상기 하우징의 상부벽에 형성되고, 공정유체를 분사하는 상부공급포트;및
   측면에서 볼 때 상기 공정유체를 분사하는 일단이 서로 인접한 기판 사이에 위치하는 노즐부재;를 포함하되,
   상기 노즐부재는 상기 하우징의 상부벽을 관통하여 상기 상부벽으로부터 수직하게 연장되고, 상기 복수의 기판 사이로 상기 기판과 평행하게 절곡되어, 상기 기판으로 상기 공정유체를 공급하는,
   기판처리장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 노즐부재는, 상부에서 볼 때 상기 일단이 상기 기판의 중앙부에 위치하는
   기판처리장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 노즐부재는, 상기 서로 인접한 기판 중 아래쪽 기판의 상면을 향해 상기 공정유체를 분사하도록 제공되는
   기판처리장치.
5. 제3항에 있어서,
   상기 노즐부재는, 상기 서로 인접한 기판 중 아래쪽 기판의 상면과 위쪽 기판의 하면을 향해 상기 공정유체를 동시에 분사하도록 제공되는
   기판처리장치.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
   상기 노즐부재는, 연직방향에 대하여 경사지게 방사형으로 상기 공정유체를 분사하도록 제공되는
   기판처리장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 노즐부재는, 상부에서 볼 때 상기 일단이 상기 기판의 가장자리 영역 또는 외측에 위치하고, 상기 기판에 평행한 방향으로 상기 공정유체를 분사하도록 제공되는
   기판처리장치.
8. 공정이 수행되는 공간을 제공하는 하우징;
   상기 하우징의 내부에 서로 상하방향으로 이격되어 배치되고, 각각 복수의 기판의 가장자리를 지지하는 복수의 지지부재;
   측면에서 볼 때 공정유체를 분사하는 일단이 서로 인접한 기판 사이에 위치하는 노즐부재; 및
   상기 하우징의 하부벽에 형성되고, 상기 공정유체를 분사하는 하부공급포트;를 포함하는
   기판처리장치.
9. 삭제
10. 제8항에 있어서,
    상기 하부공급포트로 상기 공정유체를 공급한 뒤 상기 하우징의 내부압력이 기 설정된 압력에 도달하면, 상기 노즐부재로 상기 공정유체를 분사하기 시작하도록 제어하는 제어기;를 더 포함하는
    기판처리장치.
11. 제1항 및 제3항 내지 제5항 및 제7항 내지 제8항 및 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하우징의 상부벽으로부터 아래방향으로 연장되는 지지바;를 더 포함하고,
    상기 복수의 지지부재는, 상기 지지바에 일정한 간격으로 연설되는
    기판처리장치.
12. 제1항 및 제3항 내지 제5항 및 제7항 내지 제8항 및 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하우징은, 상부하우징 및 상기 상부하우징의 하부에 배치되는 하부하우징을 포함하고,
    상기 상부하우징 또는 상기 하부하우징 중 어느 하나를 승강시켜 상기 하우징을 개폐하는 승강부재;를 더 포함하는
    기판처리장치.
13. 제1항 및 제3항 내지 제5항 및 제7항 내지 제8항 및 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공정유체는, 초임계유체인
    기판처리장치.
14. 공정이 수행되는 공간을 제공하는 하우징;
    제1기판의 가장자리를 지지하는 제1지지부재;
    제2기판의 가장자리를 지지하는 제2지지부재;
    상기 하우징의 상부벽에 형성되고, 상기 제2기판의 상면을 향해 초임계유체를 분사하는 상부공급포트; 및
    측면에서 볼 때 공정유체를 분사하는 일단이 서로 인접한 기판 사이에 위치하는 노즐부재;를 더 포함하되,
    상기 노즐부재는 상기 하우징의 상부벽을 관통하여 상기 상부벽으로부터 수직하게 연장되고, 상기 복수의 기판 사이로 상기 기판과 평행하게 절곡되어, 상기 기판으로 상기 공정유체를 공급하는,
    기판처리장치.
15. 제14항에 있어서,
    상기 노즐부재는 측면에서 볼 때 상기 일단이 상기 제1지지부재와 상기 제2지지부재의 사이에 위치하는
    기판처리장치.
16. 제15항에 있어서,
    상기 노즐부재는, 상기 제1기판의 상면을 향해 상기 초임계유체를 분사하는
    기판처리장치.
17. 제15항에 있어서,
    상기 노즐부재는, 상기 제1기판과 상기 제2기판의 사이 공간으로 상기 초임계유체를 분사하는
    기판처리장치.
18. 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하우징의 상부벽으로부터 아래로 연장되는 지지바;를 더 포함하고,
    상기 제1지지부재는, 상기 지지바의 하단에서 수평방향으로 연장되고,
    상기 제2지지부재는, 상기 지지바의 중간에서 수평방향으로 연장되는
    기판처리장치.
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