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KR102482206B1 - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

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KR102482206B1
KR102482206B1 KR1020180029764A KR20180029764A KR102482206B1 KR 102482206 B1 KR102482206 B1 KR 102482206B1 KR 1020180029764 A KR1020180029764 A KR 1020180029764A KR 20180029764 A KR20180029764 A KR 20180029764A KR 102482206 B1 KR102482206 B1 KR 102482206B1
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겐타로 고시
히로시 마루모토
겐토 츠카노
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 초임계 상태의 처리 유체를 이용한 건조 방법에 있어서, 건조 처리 전체에 요하는 시간을 짧게 하는 것을 목적으로 한다.
실시형태에 관련된 기판 처리 장치는, 초임계 상태의 처리 유체를 이용하여, 기판을 건조시키는 건조 처리가 행해지는 기판 처리 장치로서, 건조 처리가 행해지는 처리 용기와, 처리 용기 내로부터 처리 유체를 배출하는 배출 유로에 설치되는 배출 밸브와, 배출 밸브를 제어하는 제어부를 구비한다. 그리고, 제어부는, 처리 유체가 초임계 상태인 제1 압력으로부터, 제1 압력보다 낮은 제2 압력과, 제2 압력보다 낮은 제3 압력을 거쳐, 대기압까지 처리 용기 내를 감압하는 경우에 있어서, 제2 압력으로부터 제3 압력까지 동등한 감압 속도가 되도록 배출 밸브의 밸브 개방도를 제어한다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD}
개시의 실시형태는, 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
종래, 기판인 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼라고 호칭함) 등의 표면을 액체로 처리한 후의 건조 공정에 있어서, 액체에 의해 표면이 젖은 상태의 웨이퍼를 초임계 상태의 처리 유체와 접촉시킴으로써, 웨이퍼를 건조시키는 방법이 알려져 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조).
일본 특허공개 2013-12538호 공보
그러나, 종래의 초임계 상태의 처리 유체를 이용한 건조 방법에서는, 웨이퍼와 처리 유체를 접촉시킨 후의 처리 용기를, 밸브 개방도가 일정한 오리피스를 경유하여 감압하고 있는 점에서, 처리 용기를 고압 상태로부터 대기압까지 감압하는 데 많은 시간이 필요해진다. 따라서, 초임계 상태의 처리 유체를 이용한 건조 처리 전체에 요하는 시간이 길어진다는 과제가 있다.
실시형태의 일양태는, 상기를 감안하여 이루어진 것으로서, 초임계 상태의 처리 유체를 이용한 건조 방법에 있어서, 건조 처리 전체에 요하는 시간을 짧게 할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
실시형태의 일양태에 관련된 기판 처리 장치는, 초임계 상태의 처리 유체를 이용하여, 기판을 건조시키는 건조 처리가 행해지는 기판 처리 장치로서, 상기 건조 처리가 행해지는 처리 용기와, 상기 처리 용기 내로부터 상기 처리 유체를 배출하는 배출 유로에 설치되는 배출 밸브와, 상기 배출 밸브를 제어하는 제어부를 구비한다. 그리고, 상기 제어부는, 상기 처리 유체가 초임계 상태인 제1 압력으로부터, 상기 제1 압력보다 낮은 제2 압력과, 상기 제2 압력보다 낮은 제3 압력을 거쳐, 대기압까지 상기 처리 용기 내를 감압하는 경우에 있어서, 상기 제2 압력으로부터 상기 제3 압력까지 동등한 감압 속도가 되도록 상기 배출 밸브의 밸브 개방도를 제어한다.
실시형태의 일양태에 의하면, 초임계 상태의 처리 유체를 이용한 건조 방법에 있어서, 건조 처리 전체에 요하는 시간을 짧게 할 수 있다.
도 1은, 실시형태에 관련된 기판 처리 시스템의 개략 구성을 나타내는 모식도이다.
도 2는, 실시형태에 관련된 세정 처리 유닛의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 3은, 실시형태에 관련된 건조 처리 유닛의 구성을 나타내는 외관 사시도이다.
도 4는, 실시형태에 관련된 건조 처리 유닛의 시스템 전체의 구성예를 나타내는 도이다.
도 5는, 실시형태에 관련된 제어 장치의 기능 구성을 나타내는 블록도이다.
도 6은, 실시형태에 관련된 IPA의 건조 메카니즘을 설명하기 위한 도이고, 웨이퍼가 갖는 패턴을 간략적으로 나타내는 확대 단면도이다.
도 7a는, 실시형태에 관련된 건조 처리 전체에 있어서의 시간과 처리 용기 내의 압력과의 관계의 일례를 나타내는 도이다.
도 7b는, 실시형태에 관련된 제1 감압 처리, 제2 감압 처리 및 제3 감압 처리에서의 시간과 배출 밸브의 밸브 개방도와의 관계의 일례를 나타내는 도이다.
도 8은, 실시형태에 관련된 기판 처리 시스템의 건조 처리에 있어서의 처리 순서를 나타내는 플로우차트이다.
도 9a는, 실시형태의 변형예 1에 관련된 건조 처리 전체에 있어서의 시간과 처리 용기 내의 압력과의 관계의 일례를 나타내는 도이다.
도 9b는, 실시형태의 변형예 1에 관련된 제1 감압 처리 및 제2 감압 처리에서의 시간과 배출 밸브의 밸브 개방도와의 관계의 일례를 나타내는 도이다.
도 10은, 실시형태의 변형예 1에 관련된 기판 처리 시스템의 건조 처리에 있어서의 처리 순서를 나타내는 플로우차트이다.
도 11a는, 실시형태의 변형예 2에 관련된 건조 처리 유닛의 시스템의 구성예를 나타내는 도이다.
도 11b는, 실시형태의 변형예 2에 관련된 제1 감압 처리, 제2 감압 처리 및 제3 감압 처리에서의 시간과 배출 밸브의 밸브 개방도와의 관계의 일례를 나타내는 도이다.
도 12는, 실시형태의 변형예 3에 관련된 건조 처리 유닛의 시스템 전체의 구성예를 나타내는 도이다.
도 13은, 실시형태의 변형예 3에 관련된 제어 장치의 기능 구성을 나타내는 블록도이다.
도 14는, 실시형태의 변형예 3에 관련된 기판 처리 시스템의 건조 처리에 있어서의 처리 순서를 나타내는 플로우차트이다.
도 15a는, 실시형태의 변형예 3에 관련된 건조 처리 전체에 있어서의 시간과 처리 용기 내의 압력과의 관계의 일례를 나타내는 도이다.
도 15b는, 실시형태의 변형예 3에 관련된 제1 감압 처리 및 등속 감압 처리에서의 시간과 가변 밸브의 밸브 개방도와의 관계의 일례를 나타내는 도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 본원의 개시하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법의 실시형태를 상세히 설명한다. 또, 이하에 나타내는 실시형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
<기판 처리 시스템의 개요>
처음에, 도 1을 참조하면서, 실시형태에 관련된 기판 처리 시스템(1)의 개략 구성에 관해서 설명한다. 도 1은, 실시형태에 관련된 기판 처리 시스템(1)의 개략 구성을 나타내는 도이다. 이하에서는, 위치 관계를 명확히 하기 위해, 서로 직교하는 X축, Y축 및 Z축을 규정하고, Z축 정방향을 연직 상향 방향으로 한다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 기판 처리 시스템(1)은, 반입출 스테이션(2)과, 처리 스테이션(3)을 구비한다. 반입출 스테이션(2)과 처리 스테이션(3)은 인접하여 설치된다.
반입출 스테이션(2)은, 캐리어 재치부(11)와, 반송부(12)를 구비한다. 캐리어 재치부(11)에는, 복수매의 반도체 웨이퍼(W)(이하, 웨이퍼(W)라고 호칭함)를 수평 상태로 수용하는 복수의 캐리어(C)가 재치된다.
반송부(12)는, 캐리어 재치부(11)에 인접하여 설치되고, 내부에 기판 반송 장치(13)와, 전달부(14)를 구비한다. 기판 반송 장치(13)는, 웨이퍼(W)를 유지하는 웨이퍼 유지 기구를 구비한다. 또한, 기판 반송 장치(13)는, 수평 방향 및 연직 방향으로의 이동 및 연직축을 중심으로 하는 선회가 가능하고, 웨이퍼 유지 기구를 이용하여 캐리어(C)와 전달부(14)와의 사이에서 웨이퍼(W)의 반송을 행한다.
처리 스테이션(3)은, 반송부(12)에 인접하여 설치된다. 처리 스테이션(3)은, 반송부(15)와, 복수의 세정 처리 유닛(16)과, 복수의 건조 처리 유닛(17)을 구비한다. 복수의 세정 처리 유닛(16)과 복수의 건조 처리 유닛(17)은, 반송부(15)의 양측에 나란히 설치된다. 또, 도 1에 나타낸 세정 처리 유닛(16) 및 건조 처리 유닛(17)의 배치나 개수는 일례이고, 도시된 것에 한정되지 않는다.
반송부(15)는, 내부에 기판 반송 장치(18)를 구비한다. 기판 반송 장치(18)는, 웨이퍼(W)를 유지하는 웨이퍼 유지 기구를 구비한다. 또한, 기판 반송 장치(18)는, 수평 방향 및 연직　방향으로의 이동 및 연직축을 중심으로 하는 선회가 가능하고, 웨이퍼 유지 기구를 이용하여 전달부(14)와, 세정 처리 유닛(16)과, 건조 처리 유닛(17)과의 사이에서 웨이퍼(W)의 반송을 행한다.
세정 처리 유닛(16)은, 기판 반송 장치(18)에 의해 반송되는 웨이퍼(W)에 대하여 소정의 세정 처리를 행한다. 세정 처리 유닛(16)의 구성예에 관해서는 후술한다.
건조 처리 유닛(17)은, 세정 처리 유닛(16)에 의해 세정 처리된 웨이퍼(W)에 대하여, 전술한 건조 처리를 행한다. 건조 처리 유닛(17)의 구성예에 관해서는 후술한다.
또한, 기판 처리 시스템(1)은, 제어 장치(4)를 구비한다. 제어 장치(4)는, 예컨대 컴퓨터이고, 제어부(19)와 기억부(20)를 구비한다.
제어부(19)는, CPU(Central Processing Unit), ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 입출력 포트 등을 갖는 마이크로컴퓨터나 각종 회로를 포함한다. 이러한 마이크로컴퓨터의 CPU는, ROM에 기억되어 있는 프로그램을 독출하여 실행함으로써, 후술하는 제어를 실현한다.
또, 이러한 프로그램은, 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기록 매체에 기록되어 있던 것으로서, 그 기록 매체로부터 제어 장치(4)의 기억부(20)에 인스톨된 것이어도 좋다. 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기록 매체로서는, 예컨대 하드 디스크(HD), 플렉시블 디스크(FD), 컴팩트 디스크(CD), 마그넷 옵티컬 디스크(MO), 메모리 카드 등이 있다.
기억부(20)는, 예컨대, RAM, 플래시 메모리(Flash Memory) 등의 반도체 메모리 소자, 또는, 하드 디스크, 광 디스크 등의 기억 장치에 의해 실현된다.
상기한 바와 같이 구성된 기판 처리 시스템(1)에서는, 우선, 반입출 스테이션(2)의 기판 반송 장치(13)가, 캐리어 재치부(11)에 재치된 캐리어(C)로부터 웨이퍼(W)를 꺼내고, 꺼낸 웨이퍼(W)를 전달부(14)에 재치한다. 전달부(14)에 재치된 웨이퍼(W)는, 처리 스테이션(3)의 기판 반송 장치(18)에 의해 전달부(14)로부터 꺼내어져, 세정 처리 유닛(16)에 반입된다.
세정 처리 유닛(16)에 반입된 웨이퍼(W)는, 세정 처리 유닛(16)에 의해 세정 처리가 실시된 후, 기판 반송 장치(18)에 의해 세정 처리 유닛(16)으로부터 반출된다. 세정 처리 유닛(16)으로부터 반출된 웨이퍼(W)는, 기판 반송 장치(18)에 의해 건조 처리 유닛(17)에 반입되고, 건조 처리 유닛(17)에 의해 건조 처리가 실시된다.
건조 처리 유닛(17)에 의해 건조 처리된 웨이퍼(W)는, 기판 반송 장치(18)에 의해 건조 처리 유닛(17)으로부터 반출되고, 전달부(14)에 재치된다. 그리고, 전달부(14)에 재치된 처리 완료된 웨이퍼(W)는, 기판 반송 장치(13)에 의해 캐리어 재치부(11)의 캐리어(C)에 복귀된다.
<세정 처리 유닛의 개요>
다음으로, 도 2를 참조하면서, 세정 처리 유닛(16)의 개략 구성에 관해서 설명한다. 도 2는, 실시형태에 관련된 세정 처리 유닛(16)의 구성을 나타내는 단면도이다. 세정 처리 유닛(16)은, 예컨대, 스핀 세정에 의해 웨이퍼(W)를 1매씩 세정하는 매엽식의 세정 처리 유닛으로서 구성된다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 세정 처리 유닛(16)은, 처리 공간을 형성하는 아우터 챔버(23) 내에 배치된 웨이퍼 유지 기구(25)로 웨이퍼(W)를 거의 수평으로 유지하고, 이 웨이퍼 유지 기구(25)를 연직축 둘레에 회전시킴으로써 웨이퍼(W)를 회전시킨다. 그리고, 세정 처리 유닛(16)은, 회전하는 웨이퍼(W)의 상방에 노즐 아암(26)을 진입시키고, 이러한 노즐 아암(26)의 선단부에 설치된 약액 노즐(26a)로부터 약액이나 린스액을 미리 정해진 순서로 공급함으로써, 웨이퍼(W)의 표면의 세정 처리를 행한다.
또한, 세정 처리 유닛(16)에는, 웨이퍼 유지 기구(25)의 내부에도 약액 공급로(25a)가 형성되어 있다. 그리고, 이러한 약액 공급로(25a)로부터 공급된 약액이나 린스액에 의해, 웨이퍼(W)의 이면 세정이 행해진다.
전술한 웨이퍼(W)의 세정 처리는, 예컨대, 처음에 알칼리성의 약액인 SC1 액(암모니아와 과산화수소수의 혼합액)에 의한 파티클이나 유기성의 오염 물질의 제거가 행해지고, 다음으로, 린스액인 탈이온수(DeIonized Water: 이하, DIW라고 호칭함)에 의한 린스 세정이 행해진다. 다음으로, 산성 약액인 희불산 수용액(Diluted HydroFluoric acid: 이하, DHF라고 호칭함)에 의한 자연 산화막의 제거가 행해지고, 다음으로, DIW에 의한 린스 세정이 행해진다.
전술한 각종 약액은, 아우터 챔버(23)나, 아우터 챔버(23) 내에 배치되는 이너 컵(24)에 받아내어져, 아우터 챔버(23)의 바닥부에 설치되는 배액구(23a)나, 이너 컵(24)의 바닥부에 설치되는 배액구(24a)로부터 배출된다. 더욱, 아우터 챔버(23) 내의 분위기는, 아우터 챔버(23)의 바닥부에 설치되는 배기구(23b)로부터 배기된다.
전술한 웨이퍼(W)의 린스 처리의 후에는, 웨이퍼 유지 기구(25)를 회전시키면서, 웨이퍼(W)의 표면 및 이면에 액체 상태의 IPA(이하, 「IPA 액체」라고 호칭함)를 공급하고, 웨이퍼(W)의 양면에 잔존하고 있는 DIW와 치환한다. 그 후, 웨이퍼 유지 기구(25)의 회전을 완만하게 정지한다.
이렇게 하여 세정 처리를 끝낸 웨이퍼(W)는, 그 표면에 IPA 액체(71)(도 6 참조)가 액쌓기(液盛)된 상태(웨이퍼(W) 표면에 IPA 액체(71)의 액막이 형성된 상태)인 채로, 웨이퍼 유지 기구(25)에 설치된 도시되지 않은 교환 기구에 의해 기판 반송 장치(18)에 전달되고, 세정 처리 유닛(16)으로부터 반출된다.
여기서, 웨이퍼(W)의 표면에 액쌓기된 IPA 액체(71)는, 세정 처리 유닛(16)으로부터 건조 처리 유닛(17)으로의 웨이퍼(W)의 반송중이나, 건조 처리 유닛(17)으로의 반입 동작중에, 웨이퍼(W) 표면의 액체가 증발(기화)함으로써 패턴 붕괴를 발생하는 것을 막는, 건조 방지용의 액체로서 기능한다.
세정 처리 유닛(16)에서의 세정 처리를 끝내고, 표면에 IPA 액체(71)가 액쌓기된 웨이퍼(W)는, 건조 처리 유닛(17)에 반송된다. 그리고, 건조 처리 유닛(17) 내에서 웨이퍼(W) 표면의 IPA 액체(71)에 초임계 상태의 처리 유체(70)(도 6 참조)를 접촉시킴으로써, 이러한 IPA 액체(71)를 초임계 상태의 처리 유체(70)에 용해시켜 제거하고, 웨이퍼(W)를 건조하는 처리가 행해진다.
<건조 처리 유닛의 개요>
이하에 있어서는, 우선, 건조 처리 유닛(17)의 구성에 관해서 설명하고, 그 후, 건조 처리 유닛(17)에 있어서의 시스템 전체의 구성에 관해서 설명한다. 도 3은, 실시형태에 관련된 건조 처리 유닛(17)의 구성을 나타내는 외관 사시도이다. 또, 이후에서, 건조 처리가 행해지는 건조 처리 유닛(17)을 「처리 용기」라고도 호칭한다.
건조 처리 유닛(17)은, 본체(31)와, 유지판(32)과, 덮개 부재(33)를 갖는다. 케이스형의 본체(31)에는, 웨이퍼(W)를 반입출하기 위한 개구부(34)가 형성된다. 유지판(32)은, 처리 대상의 웨이퍼(W)를 수평 방향으로 유지한다. 덮개 부재(33)는, 이러한 유지판(32)을 지지함과 함께, 웨이퍼(W)를 본체(31) 내에 반입했을 때에, 개구부(34)를 밀폐한다.
본체(31)는, 예컨대 직경 300 mm의 웨이퍼(W)를 수용 가능한 처리 공간이 내부에 형성된 용기이고, 그 벽부에는, 공급 포트(35, 36)와 배출 포트(37)가 설치된다. 공급 포트(35, 36)와 배출 포트(37)는, 각각, 건조 처리 유닛(17)의 상류측과 하류측에 설치되는 처리 유체(70)(도 6 참조)를 유통시키기 위한 공급 유로(50a)(도 4 참조)와 배출 유로(50b)(도 4 참조)에 접속되어 있다. 이러한 공급 유로(50a) 및 배출 유로(50b)의 구성예에 관해서는 후술한다.
공급 포트(35)는, 케이스형의 본체(31)에 있어서, 개구부(34)와는 반대측의 측면에 접속되어 있다. 또한, 공급 포트(36)는, 본체(31)의 저면에 접속되어 있다. 더욱, 배출 포트(37)는, 개구부(34)의 하방측에 접속되어 있다. 또, 도 3에는 2개의 공급 포트(35, 36)와 1개의 배출 포트(37)가 도시되어 있지만, 공급 포트(35, 36)나 배출 포트(37)의 수는 특별히 한정되지 않는다.
또한, 본체(31)의 내부에는, 유체 공급 헤더(38, 39)와, 유체 배출 헤더(40)가 설치된다. 그리고, 유체 공급 헤더(38, 39)에는 복수의 공급구(38a, 39a)가 이러한 유체 공급 헤더(38, 39)의 길이 방향으로 나란히 형성되고, 유체 배출 헤더(40)에는 복수의 배출구(40a)가 이러한 유체 배출 헤더(40)의 길이 방향으로 나란히 형성된다.
유체 공급 헤더(38)는, 공급 포트(35)에 접속되고, 케이스형의 본체(31) 내부에 있어서, 개구부(34)와는 반대측의 측면에 인접하여 설치된다. 또한, 유체 공급 헤더(38)에 나란히 형성되는 복수의 공급구(38a)는, 개구부(34)측을 향하고 있다.
유체 공급 헤더(39)는, 공급 포트(36)에 접속되고, 케이스형의 본체(31) 내부에 있어서의 저면의 중앙부에 설치된다. 또한, 유체 공급 헤더(39)에 나란히 형성되는 복수의 공급구(39a)는, 상방을 향하고 있다.
유체 배출 헤더(40)는, 배출 포트(37)에 접속되고, 케이스형의 본체(31) 내부에 있어서, 개구부(34)측의 측면에 인접함과 함께, 개구부(34)보다 하방에 설치된다. 또한, 유체 배출 헤더(40)에 나란히 형성되는 복수의 배출구(40a)는, 상방을 향하고 있다.
유체 공급 헤더(38, 39)는, 처리 유체(70)를 본체(31) 내에 공급한다. 또한, 유체 배출 헤더(40)는, 본체(31) 내의 처리 유체(70)를 본체(31)의 외부로 유도하여 배출한다. 또, 유체 배출 헤더(40)를 통해 본체(31)의 외부에 배출되는 처리 유체(70)에는, 웨이퍼(W)의 표면으로부터 초임계 상태의 처리 유체(70)에 녹아든 IPA 액체(71)(도 6 참조)가 포함된다.
전술한 바와 같이 배치되는 유체 공급 헤더(38, 39)의 공급구(38a, 39a)로부터 본체(31) 내에 처리 유체(70)가 공급되고, 또한 유체 배출 헤더(40)의 배출구(40a)를 통해 처리 유체(70)가 본체(31) 내로부터 배출됨으로써, 본체(31)의 내부에는, 웨이퍼(W)의 주위에서 소정의 방향으로 유동하는 처리 유체(70)의 층류가 형성된다.
이러한 처리 유체(70)의 층류는, 예컨대, 유체 공급 헤더(38)로부터, 웨이퍼(W)의 상방을 웨이퍼(W)의 표면을 따라, 개구부(34)의 상부를 향하여 흐른다. 더욱, 처리 유체(70)의 층류는, 개구부(34)의 상방에서 하방측으로 방향을 바꿔, 개구부(34)의 근방을 지나, 유체 배출 헤더(40)를 향하여 흐른다.
이러한 층류의 예에서는, 건조 처리 유닛(17)의 내부에 있어서, 유지판(32)에 있어서의 웨이퍼(W)와 덮개 부재(33)와의 사이에 개공(32a)이 형성되고, 이러한 개공(32a)을 처리 유체(70)의 층류가 통과한다.
또, 본체(31) 내부에의 처리 유체(70)의 공급시와, 본체(31)로부터의 처리 유체(70)의 배출시에 웨이퍼(W)에 가해질 수 있는 부하를 경감하는 관점에서는, 유체 공급 헤더 및 유체 배출 헤더는, 각각 복수개 설치되는 것이 바람직하다.
건조 처리 유닛(17)은, 더욱, 도시되지 않은 압박 기구를 구비한다. 이러한 압박 기구는, 본체(31) 내부의 처리 공간 내에 공급된 초임계 상태의 처리 유체(70)에 의해 초래되는 내압에 대항하여, 본체(31)를 향하여 덮개 부재(33)를 압박하여, 처리 공간을 밀폐하는 기능을 갖는다. 또한, 이러한 처리 공간 내에 공급된 처리 유체(70)가 소정의 온도를 유지할 수 있도록, 본체(31)의 표면에는, 단열재나 테이프 히터 등이 설치되어 있어도 좋다.
다음으로, 도 4를 참조하면서, 건조 처리 유닛(17)의 시스템 전체의 구성에 관해서 설명한다. 도 4는, 실시형태에 관련된 건조 처리 유닛(17)의 시스템 전체의 구성예를 나타내는 도이다. 이러한 시스템 전체에는, 건조 처리 유닛(17)과, 건조 처리 유닛(17)에 처리 유체(70)(도 6 참조)를 공급하는 공급 유로(50a)와, 건조 처리 유닛(17) 내로부터 처리 유체(70)를 배출하는 배출 유로(50b)가 포함된다.
이러한 시스템 전체에 있어서, 건조 처리 유닛(17)보다 상류측에는 유체 공급원(51)이 설치되어 있고, 이러한 유체 공급원(51)으로부터 공급 유로(50a)를 경유하여 건조 처리 유닛(17)에 처리 유체(70)가 공급된다. 유체 공급원(51)에는, 예컨대, CO2의 처리 유체(70)를 발생시키기 위한 원료 CO2가 저장된다.
또한, 공급 유로(50a)에 있어서의 유체 공급원(51)과 건조 처리 유닛(17)과의 사이에는, 상류측으로부터 하류측을 향하여, 밸브(52a)와, 오리피스(55a)와, 필터(57)와, 밸브(52b)가 순차 설치된다. 또, 여기서 말하는 상류측 및 하류측의 용어는, 공급 유로(50a)(또는 배출 유로(50b))에 있어서의 처리 유체(70)의 흐름 방향을 기준으로 한다.
밸브(52a)는, 유체 공급원(51)으로부터의 처리 유체(70)의 공급의 온 및 오프를 조정하는 밸브이고, 열림 상태에서는 하류측의 공급 유로(50a)에 처리 유체(70)를 흘리고, 닫힘 상태에서는 하류측의 공급 유로(50a)에 처리 유체(70)를 흘리지 않는다. 예컨대, 밸브(52a)가 열림 상태에 있는 경우, 16∼20 MPa 정도의 고압의 처리 유체(70)가, 유체 공급원(51)으로부터 밸브(52a)를 통해 공급 유로(50a)에 공급된다.
오리피스(55a)는, 유체 공급원(51)으로부터 공급되는 처리 유체(70)의 압력을 조정하는 기능을 갖는다. 오리피스(55a)는, 예컨대, 이러한 오리피스(55a)보다 하류측의 공급 유로(50a)에, 16 MPa 정도로 압력이 조정된 처리 유체(70)를 유통시킬 수 있다.
필터(57)는, 오리피스(55a)로부터 보내져 오는 처리 유체(70)에 포함되는 이물을 제거하고, 클린한 처리 유체(70)를 하류측으로 흘린다.
밸브(52b)는, 건조 처리 유닛(17)에의 처리 유체(70)의 공급의 온 및 오프를 조정하는 밸브이다. 밸브(52b)로부터 건조 처리 유닛(17)에 접속되는 공급 유로(50a)는, 도 3에 나타낸 공급 포트(35)에 접속되고, 밸브(52b)를 흐르는 처리 유체(70)는, 공급 포트(35)와 유체 공급 헤더(38)를 통해, 본체(31) 내부에 공급된다.
또, 도 4에 나타내는 건조 처리 유닛(17)의 시스템 전체에서는, 필터(57)와 밸브(52b)와의 사이에서 공급 유로(50a)가 분기하고 있다. 구체적으로는, 필터(57)와 밸브(52b)와의 사이의 공급 유로(50a)로부터는, 밸브(52c)와 오리피스(55b)를 통해 건조 처리 유닛(17)에 접속되는 공급 유로(50a)와, 밸브(52d)와 체크 밸브(58a)를 통해 퍼지 장치(62)에 접속되는 공급 유로(50a)가 분기하여 연장된다.
밸브(52c)와 오리피스(55b)를 통해 건조 처리 유닛(17)에 접속되는 공급 유로(50a)는, 건조 처리 유닛(17)에의 처리 유체(70)의 공급을 위한 보조적인 유로이다. 이러한 공급 유로(50a)는, 도 3에 나타낸 공급 포트(36)에 접속되고, 밸브(52c)를 흐르는 처리 유체(70)는, 공급 포트(36)와 유체 공급 헤더(39)를 통해, 본체(31) 내부에 공급된다.
밸브(52d)와 체크 밸브(58a)를 통해 퍼지 장치(62)에 접속되는 공급 유로(50a)는, 질소 등의 불활성 가스를 건조 처리 유닛(17)에 공급하기 위한 유로이고, 예컨대, 유체 공급원(51)으로부터의 건조 처리 유닛(17)에 대한 처리 유체(70)의 공급이 정지하고 있는 동안에 활용된다.
예컨대, 건조 처리 유닛(17)을 불활성 가스로 채워 청정한 상태를 유지하는 경우에는, 밸브(52d)와 밸브(52b)가 열림 상태로 제어되고, 퍼지 장치(62)로부터 공급 유로(50a)에 보내진 불활성 가스는 체크 밸브(58a)와, 밸브(52d)와, 밸브(52b)를 통해 건조 처리 유닛(17)에 공급된다.
건조 처리 유닛(17)의 시스템 전체에 있어서, 건조 처리 유닛(17)보다 하류측의 배출 유로(50b)에는, 밸브(52e)와, 압력 조정 밸브(59)와, 밸브(52f)와, 배출 밸브(60)가, 상류측으로부터 하류측을 향하여 순차 설치된다.
밸브(52e)는, 건조 처리 유닛(17)으로부터의 처리 유체(70)의 배출의 온 및 오프를 조정하는 밸브이다. 건조 처리 유닛(17)으로부터 처리 유체(70)를 배출하는 경우에는 밸브(52e)가 열림 상태로 제어되고, 건조 처리 유닛(17)으로부터 처리 유체(70)를 배출하지 않는 경우에는 밸브(52e)가 닫힘 상태로 제어된다.
또, 건조 처리 유닛(17)과 밸브(52e)와의 사이에 연장되는 배출 유로(50b)는, 배출 포트(37)에 접속되고, 건조 처리 유닛(17)의 본체(31) 내부의 처리 유체(70)는, 도 3에 나타낸 유체 배출 헤더(40)와 배출 포트(37)를 통해, 밸브(52e)를 향하여 보내진다.
압력 조정 밸브(59)는, 건조 처리 유닛(17)에 있어서의 처리 유체(70)의 압력을 조정하는 밸브이고, 예컨대 배압 밸브에 의해 구성할 수 있다. 압력 조정 밸브(59)의 밸브 개방도는, 건조 처리 유닛(17) 내에서의 처리 유체(70)의 원하는 압력에 따라, 제어 장치(4)의 제어하에서 적응적으로 조정된다.
밸브(52f)는, 건조 처리 유닛(17)으로부터의 처리 유체(70)의 외부로의 배출의 온 및 오프를 조정하는 밸브이다. 처리 유체(70)를 외부에 배출하는 경우에는 밸브(52f)가 열림 상태로 제어되고, 처리 유체(70)를 배출하지 않는 경우에는 밸브(52f)가 닫힘 상태로 제어된다.
배출 밸브(60)는, 건조 처리 유닛(17)으로부터의 처리 유체(70)의 배출량을 조정하는 밸브이고, 예컨대 밸브 개방도가 조정 가능한 가변 밸브에 의해 구성할 수 있다. 배출 밸브(60)의 밸브 개방도는, 본체(31) 내부로부터의 처리 유체(70)의 원하는 배출량에 따라, 제어 장치(4)의 제어하에서 적응적으로 조정된다.
그리고, 건조 처리 유닛(17)으로부터 처리 유체(70)를 배출하는 경우, 밸브(52e)와, 밸브(52f)와, 압력 조정 밸브(59)와, 배출 밸브(60)가 열림 상태로 제어된다. 여기서, 건조 처리 유닛(17)의 시스템 전체에 있어서, 처리 유체(70)의 외부로의 배출을 가변 밸브인 배출 밸브(60)를 통해 행함으로써, 처리 유체(70)의 외부로의 배출량을 미세하게 제어할 수 있다.
또한, 전술한 공급 유로(50a) 및 배출 유로(50b)의 여러 개소에는, 처리 유체(70)의 압력을 검출하는 압력 센서와, 처리 유체(70)의 온도를 검출하는 온도 센서가 설치된다. 도 4에 나타내는 예에서는, 밸브(52a)와 오리피스(55a)와의 사이에는 압력 센서(53a)와 온도 센서(54a)가 설치되고, 오리피스(55a)와 필터(57)와의 사이에는 압력 센서(53b)와 온도 센서(54b)가 설치된다.
또한, 필터(57)와 밸브(52b)와의 사이에는 압력 센서(53c)가 설치되고, 밸브(52b)와 건조 처리 유닛(17)과의 사이에는 온도 센서(54c)가 설치되고, 오리피스(55b)와 건조 처리 유닛(17)과의 사이에는 온도 센서(54d)가 설치되고, 건조 처리 유닛(17)에는 압력 센서(53d)와 온도 센서(54e)가 설치된다.
더욱, 건조 처리 유닛(17)과 밸브(52e)와의 사이에는 압력 센서(53e)와 온도 센서(54f)가 설치되고, 압력 조정 밸브(59)와 밸브(52f)와의 사이에는 압력 센서(53f)와 온도 센서(54g)가 설치된다.
또한, 건조 처리 유닛(17)에 있어서 처리 유체(70)가 흐르는 임의의 개소에는, 히터(H)가 설치된다. 도 4에 나타내는 예에서는, 건조 처리 유닛(17)보다 상류측의 공급 유로(50a)에 있어서, 밸브(52a)와 오리피스(55a)와의 사이, 오리피스(55a)와 필터(57)와의 사이, 필터(57)와 밸브(52b)와의 사이, 및 밸브(52b)와 건조 처리 유닛(17)과의 사이에 히터(H)가 설치된다.
한편으로, 건조 처리 유닛(17)이나, 건조 처리 유닛(17)보다 하류측의 배출 유로(50b)를 포함하는 다른 개소에 히터(H)가 설치되어 있어도 좋다. 즉, 유체 공급원(51)으로부터 공급되는 처리 유체(70)가 외부에 배출되기까지의 전유로에 있어서 히터(H)가 설치되어 있어도 좋다.
실시형태에서는, 건조 처리 유닛(17)에 공급하는 처리 유체(70)의 온도를 조정하는 관점에서, 적어도 건조 처리 유닛(17)보다 상류측을 흐르는 처리 유체(70)의 온도를 조정할 수 있는 개소에 히터(H)가 설치되어 있는 것이 바람직하다.
도 5는, 실시형태에 관련된 제어 장치(4)의 기능 구성을 나타내는 블록도이다. 전술한 바와 같이, 제어 장치(4)는, 제어부(19)와 기억부(20)를 구비한다. 제어 장치(4)는, 도 4에 나타낸 각종 요소로부터 계측 신호를 수신함과 함께, 도 4에 나타낸 각종 요소에 제어 지시 신호를 송신한다.
제어 장치(4)는, 예컨대, 압력 센서(53a∼53f)와, 온도 센서(54a∼54g)의 계측 결과를 수신함과 함께, 밸브(52a∼52f)와, 압력 조정 밸브(59)와, 배출 밸브(60)에 제어 지시 신호를 송신한다. 또, 제어 장치(4)가 송수신 가능한 신호는 특별히 한정되지 않는다.
<초임계 상태의 처리 유체를 이용한 건조 처리의 개요>
다음으로, 처리 유체(70)를 이용한 IPA 액체(71)의 건조 처리의 개요에 관해서 설명한다. 도 6은, 실시형태에 관련된 IPA 액체(71)의 건조 메카니즘을 설명하기 위한 도이고, 웨이퍼(W)가 갖는 패턴(P)을 간략적으로 나타내는 확대 단면도이다.
건조 처리 유닛(17)에 있어서 CO2의 처리 유체(70)가 건조 처리 유닛(17)의 본체(31) 내부에 도입된 당초는, 도 6의 (a)에 나타내는 바와 같이, 패턴(P)의 사이에는 IPA 액체(71)만이 충전되어 있다.
이러한 패턴(P)의 사이의 IPA 액체(71)는, 고압 상태(예컨대, 16 MPa)인 초임계 상태의 처리 유체(70)와 접촉함으로써, 서서히 초임계 상태의 처리 유체(70)에 용해되고, 도 6의 (b)에 나타내는 바와 같이 서서히 처리 유체(70)와 치환된다. 이 때, 패턴(P)의 사이에는, IPA 액체(71)와 초임계 상태의 처리 유체(70) 외에, IPA 액체(71)와 초임계 상태의 처리 유체(70)가 혼합한 상태의 혼합 유체(70a)가 존재한다.
더욱, 패턴(P)의 사이에서 IPA 액체(71)로부터 초임계 상태의 처리 유체(70)로의 치환이 진행됨에 따라, 패턴(P)의 사이로부터는 IPA 액체(71)가 제거되고, 최종적으로는 도 6의 (c)에 나타내는 바와 같이, 초임계 상태의 처리 유체(70)만에 의해 패턴(P)의 사이가 채워진다.
패턴(P)의 사이로부터 IPA 액체(71)가 제거된 후에, 본체(31) 내의 압력을 고압 상태로부터 대기압까지 감압함으로써, 도 6의 (d)에 나타내는 바와 같이, CO2의 처리 유체(70)는 초임계 상태로부터 기체 상태로 변화되고, 패턴(P)의 사이는 기체만에 의해 차지된다. 이와 같이 하여 패턴(P)의 사이의 IPA 액체(71)는 제거되고, 웨이퍼(W)의 건조 처리가 완료된다.
또, 실시형태에서는, 건조 방지용의 액체로서 IPA 액체(71)를 이용하고, 처리 유체(70)로서 CO2를 이용하고 있지만, IPA 이외의 액체를 건조 방지용의 액체로서 이용해도 좋고, CO2 이외의 유체를 처리 유체(70)로서 이용해도 좋다.
여기서, 초임계 상태의 처리 유체(70)는, 액체(예컨대 IPA 액체(71))와 비교하여 점도가 작고, 또한 액체를 용해할 능력도 높은 것에 더하여, 초임계 상태의 처리 유체(70)와 평형 상태에 있는 액체나 기체와의 사이에서 계면이 존재하지 않는다. 이에 따라, 전술한 초임계 상태의 처리 유체(70)를 이용한 건조 처리에서는, 표면 장력의 영향을 받는 일 없이 액체를 건조시킬 수 있는 점에서, 패턴(P)의 패턴 붕괴를 억제할 수 있다.
한편으로, 도 6에서 설명한 초임계 상태의 처리 유체(70)를 이용한 건조 처리에 있어서, 건조 처리 유닛(17) 내의 압력을 고압 상태로부터 대기압까지 감압할 때에, 종래는 밸브 개방도가 일정한 오리피스를 경유하여 감압했었던 점에서, 건조 처리 유닛(17)을 대기압까지 감압하는 데 많은 시간이 필요해졌었다. 따라서, 초임계 상태의 처리 유체(70)를 이용한 건조 처리 전체에 요하는 시간이 길어졌었다.
그래서, 실시형태에 관련된 기판 처리 시스템(1)의 건조 처리에 의하면, 소정의 감압 처리를 행함으로써, 건조 처리 전체에 요하는 시간을 짧게 할 수 있다.
<건조 처리에 있어서의 감압 처리의 상세>
계속해서, 도 7a 및 도 7b를 참조하면서, 실시형태에 관련된 기판 처리 시스템(1)의 건조 처리에 있어서의 감압 처리의 상세에 관해서 설명한다. 도 7a는, 실시형태에 관련된 건조 처리 전체에 있어서의 시간과 처리 용기 내의 압력과의 관계의 일례를 나타내는 도이다.
건조 처리 유닛(17)에서는, 우선, 시간 T1까지 기판 반입 처리(스텝 S1)가 행해진다. 이 기판 반입 처리에서는, IPA 액체(71)가 액쌓기된 웨이퍼(W)를, 건조 처리 유닛(17)의 내부에 반입한다. 따라서, 도 7a에 나타내는 바와 같이, 기판 반입 처리에 있어서 건조 처리 유닛(17) 내의 압력은 대기압(∼0 MPa)이다.
기판 반입 처리에 계속해서, 건조 처리 유닛(17)에서는, 시간 T1로부터 시간 T2에 걸쳐서, 처리 유체(70)의 유체 도입 처리(스텝 S2)가 행해진다. 이러한 유체 도입 처리에 의해, 도 7a에 나타내는 바와 같이, 건조 처리 유닛(17) 내의 압력은 대기압으로부터 제1 압력(P1)까지 승압된다.
여기서, 제1 압력(P1)은, 처리 유체(70)인 CO2가 초임계 상태가 되는 임계 압력(PS)(약 7.2 MPa) 이상의 압력이고, 예컨대, 16 MPa 정도이다. 따라서, 이러한 유체 도입 처리에 의해, 건조 처리 유닛(17) 내의 처리 유체(70)는 초임계 상태로 상변화된다. 그리고, 이러한 초임계 상태의 처리 유체(70)에, 웨이퍼(W) 상의 IPA 액체(71)가 녹아들기 시작한다.
유체 도입 처리에 계속해서, 건조 처리 유닛(17)에서는, 시간 T2로부터 시간 T3에 걸쳐서, 처리 유체(70)의 유지 처리(스텝 S3)가 행해진다. 이러한 유지 처리에서는, 우선, 건조 처리 유닛(17)에의 처리 유체(70)의 도입 및 배출을 정지한다.
그리고, 웨이퍼(W)의 패턴(P)의 사이에 있어서의 혼합 유체(70a)의 IPA 농도 및 CO2 농도가 소정의 농도(예컨대, IPA 농도가 30% 이하, CO2 농도가 70% 이상)가 될 때까지, 건조 처리 유닛(17) 내의 상태(예컨대, 압력)를 일정하게 유지한다.
유지 처리에 계속해서, 건조 처리 유닛(17)에서는, 시간 T3으로부터 시간 T4에 걸쳐서, 처리 유체(70)의 유통 처리(스텝 S4)가 행해진다. 이러한 유통 처리에서는, 건조 처리 유닛(17) 내의 압력이 제1 압력(P1)으로 일정해지도록 압력 조정 밸브(59)를 제어하면서, 공급 유로(50a)와 배출 유로(50b)에 처리 유체(70)를 유통시킨다.
이러한 유통 처리에서는, 건조 처리 유닛(17) 내로부터는 IPA 액체(71)를 포함한 처리 유체(70)가 배출됨과 함께, 웨이퍼(W) 상에는 IPA 액체(71)를 포함하지 않는 프레시한 처리 유체(70)가 공급된다. 따라서, 이러한 유통 처리에 의해, 웨이퍼(W) 상으로부터의 IPA 액체(71)의 제거가 촉진된다.
유통 처리에 계속해서, 건조 처리 유닛(17)에서는, 시간 T4로부터 시간 T5에 걸쳐서, 건조 처리 유닛(17) 내의 압력을 제1 압력(P1)으로부터 제2 압력(P2)까지 감압하는 제1 감압 처리(스텝 S5)가 행해진다. 여기서, 제2 압력(P2)는, 제1 압력(P1)보다 낮고, CO2의 임계 압력(PS)보다 높은 압력이고, 예컨대, 8 MPa 정도이다. 따라서, 제1 감압 처리에 있어서, 건조 처리 유닛(17)의 내부는 초임계 상태로 유지된다.
도 7b는, 실시형태에 관련된 제1 감압 처리, 제2 감압 처리 및 제3 감압 처리에서의 시간과 배출 밸브(60)의 밸브 개방도와의 관계의 일례를 나타내는 도이다. 제1 감압 처리(스텝 S5)에 있어서, 도 7b에 나타내는 바와 같이, 배출 유로(50b)에 있어서의 배출 밸브(60)의 밸브 개방도는, 소정의 밸브 개방도 V1로 일정하다. 또, 제1 감압 처리 이후에서, 압력 조정 밸브(59)는 예컨대 전부 열림 상태로 제어되고, 유지된다.
여기서, 배출 밸브(60)의 밸브 개방도 V1은, 종래의 배출 유로에 이용되고 있었던 오리피스의 밸브 개방도보다 크다. 따라서, 실시형태에 의하면, 건조 처리 유닛(17)의 감압 시간을 단축할 수 있다.
제1 감압 처리에 계속해서, 도 7a에 나타내는 바와 같이, 건조 처리 유닛(17)에서는, 시간 T5로부터 시간 T6에 걸쳐서, 건조 처리 유닛(17) 내의 압력을 제2 압력(P2)로부터 제3 압력(P3)까지 감압하는 제2 감압 처리(스텝 S6)가 행해진다. 여기서, 제3 압력(P3)은, 제2 압력(P2) 및 처리 유체(70)의 임계 압력(PS)보다 낮고, 대기압보다 높은 압력이다. 따라서, 제2 감압 처리에 있어서, 건조 처리 유닛(17) 내의 처리 유체(70)는 초임계 상태로부터 기체 상태로 상변화된다(도 6의 (d) 참조).
여기서, 제2 감압 처리에서는, 배출 밸브(60)의 밸브 개방도를 제어함으로써, 도 7a에 나타내는 바와 같이, 제2 압력(P2)으로부터 제3 압력(P3)까지 동등한 감압 속도가 되도록, 건조 처리 유닛(17)의 내부를 감압한다. 구체적으로는, 건조 처리 유닛(17) 내의 압력을 압력 센서(53d)로 측정하면서, 가변 밸브인 배출 밸브(60)의 밸브 개방도를 밸브 개방도 V1로부터 밸브 개방도 V2로 서서히 감소시키고, 그 후, 밸브 개방도 V3까지 서서히 증가시키도록 제어부(19)로 제어함으로써(도 7b 참조), 동등한 감압 속도로 감압할 수 있다.
여기서 만일, 종래의 오리피스보다 밸브 개방도가 큰 일정한 밸브 개방도 V1인 채로, 제1 압력(P1)으로부터 임계 압력(PS) 이하가 될 때까지 감압한 경우, 건조 처리 유닛(17) 내의 온도가 내려가고, 건조 처리 유닛(17) 내의 처리 유체(70)가 초임계 상태로부터 기체 상태로 급격히 상변화된다. 이에 따라, 건조 처리 유닛(17) 내의 처리 유체(70)의 상태가 불안정해질 우려가 있다.
그리고, 건조 처리 유닛(17) 내에 있어서의 처리 유체(70)의 상태가 불안정해진 경우, 건조 처리 유닛(17)의 내부에 파티클이 발생하거나, 웨이퍼(W)의 패턴(P)이 붕괴되거나 하는 등의 문제점이 생길 우려가 있다.
그러나, 실시형태에서는, 제2 감압 처리에 있어서 동등한 감압 속도가 되도록 건조 처리 유닛(17)의 내부를 감압한다. 이에 따라, 건조 처리 유닛(17)이 임계 압력(PS) 이하가 될 때에, 건조 처리 유닛(17) 내의 처리 유체(70)의 상태를 안정적으로 유지할 수 있다. 따라서, 실시형태에 의하면, 건조 처리 유닛(17) 내부에서의 파티클의 발생이나, 웨이퍼(W)의 패턴(P) 붕괴 등을 억제할 수 있다.
즉, 실시형태에서는, 건조 처리 유닛(17) 내의 처리 유체(70)를 안정적으로 유지한 채로, 건조 처리 유닛(17)의 감압 시간을 단축할 수 있다. 따라서, 실시형태에 의하면, 초임계 상태의 처리 유체(70)를 이용한 건조 방법에 있어서, 건조 처리 전체에 요하는 시간을 짧게 할 수 있다.
또, 제2 감압 처리에 있어서의 감압 속도는, 건조 처리 유닛(17) 내의 처리 유체(70)의 상태를 안정적으로 유지할 수 있는 감압 속도이고, 예컨대, 0.6 MPa/s 정도이다.
제2 감압 처리에 계속해서, 건조 처리 유닛(17)에서는, 시간 T6으로부터 시간 T7에 걸쳐서, 건조 처리 유닛(17) 내의 압력을 제3 압력(P3)으로부터 대기압까지 감압하는 제3 감압 처리(스텝 S7)가 행해진다. 이러한 제3 감압 처리에서는, 도 7b에 나타내는 바와 같이, 배출 유로(50b)에 있어서의 배출 밸브(60)의 밸브 개방도가 소정의 밸브 개방도 V2로 유지된다.
그리고, 제3 감압 처리가 종료되는 시간 T7에 있어서, 건조 처리 유닛(17)의 내부가 대기압으로 복귀되고, 초임계 상태의 처리 유체(70)에 의한 웨이퍼(W)의 건조 처리가 완료된다.
여기까지 나타낸 바와 같이, 실시형태에 있어서의 건조 처리에서는, 건조 처리 유닛(17) 내의 감압 처리(제1 감압 처리∼제3 감압 처리)에 있어서, 배출 유로(50b)에 설치되는 배출 밸브(60)의 밸브 개방도를, 제1 압력(P1)으로부터 제2 압력(P2)까지는 크게 하고, 제2 압력(P2)으로부터 서서히 작게 하고, 그 후, 대기압이 될 때까지 서서히 크게 하도록 제어하고 있다(도 7b 참조). 이에 따라, 건조 처리 유닛(17) 내의 CO2를 안정적으로 유지한 채로, 건조 처리 유닛(17)의 감압 시간을 단축할 수 있다.
또한, 실시형태에서는, 가변 밸브인 배출 밸브(60)를 이용하여 제2 감압 처리를 실시하고 있다. 이에 따라, 밸브 개방도를 미세하게 제어하면서 감압할 수 있는 점에서, 동등한 감압 속도를 안정적으로 실현할 수 있다. 따라서, 실시형태에 의하면, 가변 밸브인 배출 밸브(60)를 이용함으로써, 건조 처리 유닛(17) 내부에서의 파티클의 발생이나, 웨이퍼(W)의 패턴(P) 붕괴 등을 효과적으로 억제할 수 있다.
또, 실시형태에서는, 도 7a에 나타낸 바와 같이, 유체 도입 처리(스텝 S2)에 있어서 건조 처리 유닛(17) 내의 압력을 일정한 비율로 상승시키고 있지만, 유체 도입 처리에서는 건조 처리 유닛(17) 내의 압력을 일정한 비율로 상승시키지 않아도 좋다.
또한, 실시형태에서는, 도 7b에 나타낸 바와 같이, 제2 감압 처리(스텝 S6)에 있어서 배출 밸브(60)의 밸브 개방도를 서서히 작게 하고, 그 후, 서서히 크게 하게 하고 있지만, 제2 감압 처리에서는 배출 밸브(60)의 밸브 개방도를 일정한 비율로 감소시켜도 좋고, 건조 처리 유닛(17) 내의 압력이 동등한 감압 속도가 되도록 제어하면 된다.
더욱, 실시형태에서는, 배출 유로(50b)에 이젝터를 별도 설치해도 좋다. 이젝터란, 배출 유로(50b)와는 상이한 유로에 액체나 기체 등의 유체를 통류시키고, 이러한 상이한 유로에 있어서의 유체의 흐름을 이용하여, 건조 처리 유닛(17) 내를 감압할 수 있는 기구이다. 이러한 이젝터에 의해, 건조 처리 유닛(17) 내의 처리 유체(70)를 강제 배기할 수 있다.
여기서, 실시형태에서는, 제3 감압 처리(스텝 S7)의 때에 이젝터를 동작시켜 건조 처리 유닛(17) 내를 감압함으로써, 처리 유체(70)를 강제 배기할 수 있는 점에서, 제3 감압 처리(스텝 S7)의 감압 시간을 더욱 단축할 수 있다.
이 경우, 예컨대, 제3 압력(P3)을 0.3 MPa 정도로 설정함으로써, 고가인 고압 사양의 이젝터가 아니라, 일반적인 이젝터를 이용하여 제3 감압 처리(스텝 S7)를 실시할 수 있는 점에서, 저비용으로 기판 처리 시스템(1)의 건조 처리를 실시할 수 있다.
도 8은, 실시형태에 관련된 기판 처리 시스템(1)의 건조 처리에 있어서의 처리 순서를 나타내는 플로우차트이다. 또, 도 8에 나타내는 기판 처리 시스템(1)의 건조 처리는, 제어 장치(4)의 기억부(20)에 저장되어 있는 프로그램을 제어부(19)가 독출함과 함께, 독출한 명령에 기초하여 제어부(19)가 세정 처리 유닛(16)이나 건조 처리 유닛(17) 등을 제어함으로써 실행된다.
우선, 기판 반송 장치(18)(도 1 참조)는, 세정 처리 유닛(16)에 웨이퍼(W)를 반입한다. 웨이퍼(W)는, 패턴(P)이 형성된 표면을 상방으로 향하게 한 상태에서 웨이퍼 유지 기구(25)(도 2 참조)에 유지된다. 그 후, 제어부(19)는, 세정 처리 유닛(16)을 제어하여, 웨이퍼(W)의 세정 처리를 행한다.
이러한 세정 처리는, 예컨대, 스핀 세정에 의해, 처음에 SC1 액에 의한 파티클이나 유기성의 오염 물질의 제거가 행해지고, 다음으로, DIW에 의한 린스 세정이 행해진다. 그 후, DHF에 의한 자연 산화막의 제거가 행해지고, 다음으로, DIW에 의한 린스 세정이 행해진다. 마지막으로, 웨이퍼 유지 기구(25)를 회전시키면서, 웨이퍼(W)의 표면 및 이면에 IPA 액체(71)를 소정의 양 공급하고, 웨이퍼(W)의 양면에 잔존하고 있는 DIW와 치환한다. 그 후, 웨이퍼 유지 기구(25)의 회전을 완만하게 정지한다.
세정 처리의 마지막에 공급되어 액쌓기되는 IPA 액체(71)의 양은, 예컨대, 세정 처리 유닛(16)으로부터 건조 처리 유닛(17)으로의 웨이퍼(W)의 반송중이나, 건조 처리 유닛(17)으로의 반입중에, 웨이퍼(W) 표면의 IPA 액체(71)가 증발함으로써 패턴(P)에 패턴 붕괴가 발생하는 것을 막는 데 충분한 양이다.
계속해서, 기판 반송 장치(18)는, 액쌓기된 웨이퍼(W)를 세정 처리 유닛(16)으로부터 반출하고, 건조 처리 유닛(17) 내에 반입하는 기판 반입 처리를 행한다(스텝 S1). 이러한 기판 반입 처리에서는, 우선, IPA 액체(71)가 액쌓기된 웨이퍼(W)가 유지판(32)(도 3 참조)에 유지된다. 그 후, 유지판(32)과 덮개 부재(33)가, 액쌓기된 웨이퍼(W)와 함께 본체(31)의 내부에 수용되고, 덮개 부재(33)에 의해 개구부(34)가 밀폐된다.
또, 기판 반입 처리의 때에는, 도 4에 나타낸 밸브(52a∼52f)와, 압력 조정 밸브(59)와, 배출 밸브(60)가, 전부 닫힘 상태로 제어된다.
계속해서, 건조 처리 유닛(17)에서는, 처리 유체(70)를 건조 처리 유닛(17) 내에 도입하는 유체 도입 처리가 행해진다(스텝 S2). 이러한 유체 도입 처리에서는, 제어부(19)가, 밸브(52a, 52b, 52c, 52e, 52f)와, 배출 밸브(60)를, 닫힘 상태로부터 열림 상태로 변경한다. 또한, 제어부(19)가 압력 조정 밸브(59)의 밸브 개방도를 제어하여, 건조 처리 유닛(17) 내의 처리 유체(70)의 압력이 소정의 제1 압력(P1)에 도달하도록 조정한다. 또, 밸브(52d)는 닫힘 상태가 유지된다.
유체 도입 처리에 있어서, 건조 처리 유닛(17) 내에서는, 웨이퍼(W) 상의 IPA 액체(71)가 초임계 상태의 처리 유체(70)에 녹아들기 시작한다. 그리고, 초임계 상태의 처리 유체(70)와 웨이퍼(W) 상의 IPA 액체(71)가 혼합되기 시작하면, 혼합 유체(70a)에서는 IPA와 CO2가 국소적으로 여러가지의 비율이 되고, CO2의 임계 압력도 국소적으로 여러가지의 값이 될 수 있다.
그러나, 실시형태에 관련된 유체 도입 처리에서는, 건조 처리 유닛(17) 내에의 처리 유체(70)의 공급 압력이, CO2의 모든 임계 압력보다 높은 압력(즉 임계 압력의 최대치보다 높은 압력)이 되도록 조정하고 있다. 이에 따라, 혼합 유체(70a)의 IPA 및 CO2의 비율에 상관없이, 건조 처리 유닛(17) 내의 처리 유체(70)는 초임계 상태 또는 액체 상태가 되고, 기체 상태로는 되지 않는다.
계속해서, 건조 처리 유닛(17)에서는, 처리 유체(70)를 건조 처리 유닛(17) 내에서 유지하는 유지 처리가 행해진다(스텝 S3). 이러한 유지 처리에서는, 제어부(19)가, 밸브(52b, 52c, 52e)를 열림 상태로부터 닫힘 상태로 변경하고, 건조 처리 유닛(17)에의 처리 유체(70)의 도입 및 배출을 정지한다. 또, 밸브(52a, 52f)와 배출 밸브(60)는 열림 상태가 유지되고, 밸브(52d)는 닫힘 상태가 유지된다. 또한, 압력 조정 밸브(59)는, 건조 처리 유닛(17) 내의 압력이 제1 압력(P1)이 되는 소정의 밸브 개방도로 유지된다.
이러한 유지 처리에서는, 처리 유체(70)가 초임계 상태를 유지할 수 있는 정도로 건조 처리 유닛(17) 내의 압력이 유지되고 있고, 실시형태에서는 제1 압력(P1)으로 유지된다. 그리고, 웨이퍼(W)의 패턴(P)의 사이의 혼합 유체(70a)의 IPA 농도 및 CO2 농도가 소정의 농도가 될 때까지, 건조 처리 유닛(17) 내의 상태가 일정하게 유지된다.
계속해서, 건조 처리 유닛(17)에서는, 처리 유체(70)를 건조 처리 유닛(17) 내에 유통시키는 유통 처리가 행해진다(스텝 S4). 이러한 유통 처리에서는, 제어부(19)가, 밸브(52b, 52c, 52e)를 닫힘 상태로부터 다시 열림 상태로 변경하고, 건조 처리 유닛(17)에의 처리 유체(70)의 도입 및 배출을 재개시킨다. 또한, 압력 조정 밸브(59)는, 건조 처리 유닛(17) 내의 처리 유체(70)의 압력이 제1 압력(P1)이 되는 밸브 개방도로 유지되고, 밸브(52d)는 닫힘 상태가 유지된다.
그리고, 이러한 유통 처리는, 패턴(P) 사이의 IPA 액체(71)가 처리 유체(70)에 치환되고, 건조 처리 유닛(17) 내에 잔류하는 IPA 액체(71)가 충분히 저감한 단계(예컨대, 건조 처리 유닛(17) 내의 IPA 농도가 0%∼수%에 달한 단계)까지 실시된다.
또, 실시형태에서는, 유통 처리를 소정의 압력(여기서는 제1 압력(P1))으로 일정해지도록 실시하고 있지만, 유통 처리에 있어서의 처리 유체(70)의 압력의 추이는 이러한 경우에 한정되지 않는다.
예컨대, 유통 처리에 있어서 처리 유체(70)의 승압 처리와 강압 처리를 반복함으로써, 패턴(P) 사이에서의 IPA 액체(71)로부터 처리 유체(70)로의 치환을 효과적으로 재촉할 수 있는 점에서, 건조 처리를 단시간에 행할 수 있다. 또, 이러한 처리 유체(70)의 승압 처리 및 강압 처리는, 압력 센서(53d)로 건조 처리 유닛(17) 내의 압력을 측정하면서, 압력 조정 밸브(59) 및 배출 밸브(60)의 밸브 개방도를 적절하게 제어함으로써 실시할 수 있다.
계속해서, 건조 처리 유닛(17)에서는, 처리 유체(70)를 건조 처리 유닛(17) 내로부터 배출하여, 건조 처리 유닛(17) 내를 감압하는 제1 감압 처리가 행해진다(스텝 S5). 이러한 제1 감압 처리에서는, 제어부(19)가, 밸브(52a∼52c)를 열림 상태로부터 닫힘 상태로 변경하고, 건조 처리 유닛(17)에의 처리 유체(70)의 공급을 정지한다.
또한, 제어부(19)가 압력 조정 밸브(59)를 전부 열림 상태로 변경함과 함께, 배출 밸브(60)의 밸브 개방도를 밸브 개방도 V1로 변경하여 유지한다. 이러한 밸브 개방도 V1은, 예컨대, 배출 밸브(60)가 전부 열림 상태가 되는 밸브 개방도이다. 또, 밸브(52d, 52f)는 열림 상태가 유지되고, 밸브(52d)는 닫힘 상태가 유지된다.
그리고, 제1 감압 처리는, 건조 처리 유닛(17) 내의 압력이 제1 압력(P1)으로부터 소정의 제2 압력(P2)이 될 때까지 실시된다.
계속해서, 건조 처리 유닛(17)에서는, 처리 유체(70)를 건조 처리 유닛(17) 내로부터 계속해서 배출하여, 건조 처리 유닛(17) 내를 더욱 감압하는 제2 감압 처리가 행해진다(스텝 S6). 이러한 제2 감압 처리에서는, 밸브(52a∼52f)와 압력 조정 밸브(59)의 개폐 상태가, 제1 감압 처리에 있어서의 개폐 상태인 채로 유지된다.
한편으로, 건조 처리 유닛(17) 내의 압력이 동등한 감압 속도가 되도록, 제어부(19)가 배출 밸브(60)의 밸브 개방도를 조정한다. 예컨대, 도 7b에 나타내는 바와 같이, 제어부(19)는, 배출 밸브(60)의 밸브 개방도가 밸브 개방도 V1로부터 밸브 개방도 V2까지 서서히 감소시키고, 그 후, 밸브 개방도 V3까지 서서히 증가하도록 변화시킨다.
그리고, 제2 감압 처리는, 건조 처리 유닛(17) 내의 압력이 제2 압력(P2)으로부터 소정의 제3 압력(P3)이 될 때까지 실시된다.
계속해서, 건조 처리 유닛(17)에서는, 처리 유체(70)를 건조 처리 유닛(17) 내로부터 계속해서 배출하여, 건조 처리 유닛(17) 내를 더욱 감압하는 제3 감압 처리가 행해진다(스텝 S7). 이러한 제3 감압 처리에서는, 밸브(52a∼52f)와 압력 조정 밸브(59)의 개폐 상태가, 제2 감압 처리에 있어서의 개폐 상태인 채로 유지된다. 또한, 제어부(19)가 배출 밸브(60)의 밸브 개방도를 밸브 개방도 V3인 채로 유지한다.
그리고, 제3 감압 처리는, 건조 처리 유닛(17) 내의 압력이 제3 압력(P3)으로부터 대기압이 될 때까지 실시된다. 또, 제3 감압 처리에서는, 전술한 바와 같이, 배출 유로(50b)에 이젝터를 별도 설치하고, 이러한 이젝터를 동작시켜 처리 유체(70)를 강제 배기해도 좋다. 이러한 제3 감압 처리가 종료되면, 건조 처리 유닛(17)에서의 건조 처리가 완료된다.
<변형예>
이후에서는, 실시형태에 관련된 기판 처리 시스템(1)에 있어서의 건조 처리의 각종 변형예에 관해서 설명한다. 우선은, 도 9a, 도 9b 및 도 10을 참조하면서, 건조 처리의 변형예 1에 관해서 설명한다.
도 9a는, 실시형태의 변형예 1에 관련된 건조 처리 전체에 있어서의 시간과 처리 용기 내의 압력과의 관계의 일례를 나타내는 도이다. 도 9a에 나타내는 바와 같이, 변형예 1에서는, 제2 감압 처리(스텝 S6)를 건조 처리 유닛(17) 내의 압력이 제2 압력(P2)으로부터 제3 압력(P3)이 될 때까지 행하는 것이 아니고, 건조 처리 유닛(17) 내의 압력이 제2 압력(P2)으로부터 대기압이 될 때까지 행한다.
즉, 변형예 1에서는, 시간 T5로부터 시간 T6a에 걸쳐서, 건조 처리 유닛(17) 내의 압력이 제2 압력(P2)으로부터 대기압이 될 때까지, 동등한 감압 속도로 건조 처리 유닛(17) 내를 감압한다. 바꿔 말하면, 실시형태에 있어서의 제3 압력(P3)은, 변형예 1에서는 대기압과 동등한 압력이다.
변형예 1에 의하면, 제2 압력(P2)으로부터 대기압이 될 때까지 동등한 감압 속도로 건조 처리 유닛(17) 내를 감압함으로써, 도 9a에 나타내는 바와 같이, 건조 처리 유닛(17) 내를 대기압까지 신속히 감압할 수 있다.
도 9b는, 실시형태의 변형예 1에 관련된 제1 감압 처리(스텝 S5) 및 제2 감압 처리(스텝 S6)에서의 시간과 배출 밸브(60)의 밸브 개방도와의 관계의 일례를 나타내는 도이다. 도 9b에 나타내는 바와 같이, 변형예 1에서는, 건조 처리 유닛(17) 내의 압력이 제2 압력(P2)이 되는 시간 T5로부터, 대기압이 되는 시간 T6a까지, 제어부(19)가 배출 밸브(60)의 밸브 개방도를 밸브 개방도 V1로부터 밸브 개방도 V2a까지 서서히 감소시키고, 그 후, 밸브 개방도 V1까지 서서히 증가시킨다. 이에 따라, 제2 감압 처리에 있어서, 대기압까지 동등한 감압 속도로 건조 처리 유닛(17) 내를 감압할 수 있다.
도 10은, 실시형태의 변형예 1에 관련된 기판 처리 시스템(1)의 건조 처리에 있어서의 처리 순서를 나타내는 플로우차트이다. 변형예 1에 관련된 기판 처리 시스템(1)의 건조 처리에서는, 실시형태와 마찬가지로, 기판 반입 처리(스텝 S1)와, 유체 도입 처리(스텝 S2)와, 유지 처리(스텝 S3)와, 유통 처리(스텝 S4)와, 제1 감압 처리(스텝 S5)가 순서대로 행해진다. 이들 처리에 관해서는 설명을 생략한다.
제1 감압 처리에 계속해서, 건조 처리 유닛(17)에서는, 처리 유체(70)를 건조 처리 유닛(17) 내로부터 계속해서 배출하여, 건조 처리 유닛(17) 내를 더욱 감압하는 제2 감압 처리가 행해진다(스텝 S6). 이러한 제2 감압 처리에서는, 밸브(52a∼52f)와 압력 조정 밸브(59)의 개폐 상태가, 제1 감압 처리에 있어서의 개폐 상태인 채로 유지된다.
한편으로, 건조 처리 유닛(17) 내의 압력이 동등한 감압 속도가 되도록, 제어부(19)가 배출 밸브(60)의 밸브 개방도를 조정한다. 예컨대, 도 9b에 나타내는 바와 같이, 제어부(19)는, 배출 밸브(60)의 밸브 개방도가 밸브 개방도 V1로부터 밸브 개방도 V2a까지 서서히 감소시키고, 그 후, 밸브 개방도 V1까지 서서히 증가하도록 변화시킨다.
그리고, 제2 감압 처리는, 건조 처리 유닛(17) 내의 압력이 제2 압력(P2)으로부터 대기압이 될 때까지 실시된다. 이러한 제2 감압 처리가 종료되면, 변형예 1에 있어서의 건조 처리 유닛(17)에서의 건조 처리가 완료된다.
즉, 변형예 1에서는, 실시형태에 있어서의 제3 감압 처리(스텝 S7)가 생략되고, 제1 감압 처리와 제2 감압 처리에 의해, 건조 처리 유닛(17) 내의 압력이 대기압이 될 때까지 감압된다.
계속해서, 도 11a 및 도 11b를 참조하면서, 건조 처리의 변형예 2에 관해서 설명한다. 도 11a는, 실시형태의 변형예 2에 관련된 건조 처리 유닛(17)의 시스템의 구성예를 나타내는 도이다. 또, 도 11에서는, 건조 처리 유닛(17)의 시스템 전체 중, 건조 처리 유닛(17) 및 하류측의 배출 유로(50b)만을 나타내고 있다.
도 11a에 나타내는 바와 같이, 변형예 2에 있어서, 건조 처리 유닛(17)으로부터 처리 유체(70)를 배출하는 배출 유로(50b)는, 밸브(52f)의 하류측에서 병렬이 되도록 설치된다. 예컨대, 도 11a에 나타내는 바와 같이, 밸브(52f)의 하류측에서 4병렬이 되도록 설치된다.
더욱, 이러한 4병렬로 설치되는 배출 유로(50b)에는, 4개의 밸브(60a∼60d)가 각각 설치된다. 즉 변형예 2에서는, 배출 밸브(60)가, 병렬로 설치되는 복수의 밸브(60a∼60d)에 의해 구성되어 있다.
도 11b는, 실시형태의 변형예 2에 관련된 제1 감압 처리, 제2 감압 처리 및 제3 감압 처리에서의 시간과 배출 밸브(60)의 밸브 개방도와의 관계의 일례를 나타내는 도이다. 도 11b에 나타내는 제1 감압 처리(스텝 S5)에 있어서의 배출 밸브(60)의 밸브 개방도 V1은, 4개의 밸브(60a∼60d)의 밸브 개방도의 합계치이다. 즉, 변형예 2에 있어서, 제1 감압 처리에서는, 4개의 밸브(60a∼60d)가 전부 열림 상태로 제어된다.
그리고, 제1 감압 처리에 계속해서 행해지는 제2 감압 처리(스텝 S6)에서는, 시간 T5로부터 시간 T6b에 걸쳐서, 제어부(19)가, 밸브(60a∼60d)를 소정의 조합으로 개폐함으로써, 배출 밸브(60)의 밸브 개방도를 계단형으로 V1로부터 감소시키고, 그 후, 밸브 개방도 V2b까지 단계적으로 증가시킨다. 이와 같이, 변형예 2에서는, 배출 밸브(60)의 밸브 개방도를 계단형으로 감소시키고, 그 후, 단계적으로 증가시킴으로써, 건조 처리 유닛(17) 내의 압력을 동등한 감압 속도로 감압할 수 있다.
더욱, 제2 감압 처리에 계속해서 행해지는 제3 감압 처리(스텝 S7)에서는, 시간 T6b로부터 시간 T7b에 걸쳐서, 제어부(19)가, 밸브(60a∼60d) 중 소정의 하나의 밸브를 열림 상태로 유지함으로써, 배출 밸브(60)의 밸브 개방도를 밸브 개방도 V2b로 유지한다.
변형예 2에서는, 여기까지 나타낸 바와 같이, 배출 밸브(60)가 복수의 밸브(60a∼60d)로 구성되어 있다. 이에 따라, 전부 열림 또는 전부 닫힘 상태만이 제어 가능한 저렴한 밸브(60a∼60d)를 이용하여 건조 처리를 실시할 수 있다. 따라서, 저비용으로 기판 처리 시스템(1)의 건조 처리를 실시할 수 있다.
또, 전술한 변형예 2에서는, 배출 유로(50b) 및 복수의 밸브(60a∼60d)가 4병렬로 구성되어 있지만, 4병렬에 한정되는 경우는 없고, 복수 병렬이면 된다.
더욱, 전술한 변형예 2에서는, 제2 감압 처리의 후에 제3 감압 처리를 실시하여 건조 처리 유닛(17) 내를 대기압까지 감압하고 있지만, 변형예 1에 나타낸 바와 같이, 건조 처리 유닛(17) 내가 대기압이 될 때까지 제2 감압 처리를 실시해도 좋다.
실시형태에 관련된 기판 처리 장치는, 초임계 상태의 처리 유체(70)를 이용하여, 기판(웨이퍼(W))을 건조시키는 건조 처리가 행해지는 기판 처리 장치(기판 처리 시스템(1))로서, 건조 처리가 행해지는 처리 용기(건조 처리 유닛(17))와, 처리 용기(건조 처리 유닛(17)) 내로부터 처리 유체(70)를 배출하는 배출 유로(50b)에 설치되는 배출 밸브(60)와, 배출 밸브(60)를 제어하는 제어부(19)를 구비한다. 그리고, 제어부(19)는, 처리 유체(70)가 초임계 상태인 제1 압력(P1)으로부터, 제1 압력(P1)보다 낮은 제2 압력(P2)과, 제2 압력(P2)보다 낮은 제3 압력(P3)을 거쳐, 대기압까지 처리 용기(건조 처리 유닛(17)) 내를 감압하는 경우에 있어서, 제2 압력(P2)으로부터 제3 압력(P3)까지 동등한 감압 속도가 되도록 배출 밸브(60)의 밸브 개방도를 제어한다. 이에 따라, 초임계 상태의 처리 유체(70)를 이용한 건조 방법에 있어서, 건조 처리 전체에 요하는 시간을 짧게 할 수 있다.
또한, 실시형태에 관련된 기판 처리 장치에 있어서, 처리 유체(70)는, 제2 압력(P2)에서는 초임계 상태이고, 제3 압력(P3)에서는 기체 상태이다. 이에 따라, 건조 처리 유닛(17) 내부에서의 파티클의 발생이나, 웨이퍼(W)의 패턴(P) 붕괴 등을 억제할 수 있다.
또한, 실시형태에 관련된 기판 처리 장치에 있어서, 제어부(19)는, 처리 용기(건조 처리 유닛(17))를 제1 압력(P1)으로부터 대기압까지 감압하는 경우에 있어서, 밸브 개방도를 서서히 작게 하고, 그 후, 밸브 개방도가 서서히 커지도록 배출 밸브(60)를 제어한다. 이에 따라, 건조 처리 유닛(17) 내의 CO2를 안정적으로 유지한 채로, 건조 처리 유닛(17)의 감압 시간을 단축할 수 있다.
또한, 실시형태에 관련된 기판 처리 장치에 있어서, 제3 압력(P3)은, 대기압과 동등한 압력이다. 이에 따라, 건조 처리 유닛(17) 내를 대기압까지 신속히 감압할 수 있다.
또한, 실시형태에 관련된 기판 처리 장치에 있어서, 배출 밸브(60)는, 밸브 개방도가 조정 가능한 가변 밸브이다. 이에 따라, 건조 처리 유닛(17) 내부에서의 파티클의 발생이나, 웨이퍼(W)의 패턴(P) 붕괴 등을 효과적으로 억제할 수 있다.
또한, 실시형태에 관련된 기판 처리 장치에 있어서, 배출 유로(50b)는, 적어도 일부가 병렬이 되도록 설치되고, 배출 밸브(60)는, 병렬로 설치되는 배출 유로(50b)에 각각 설치되는 복수의 밸브(60a∼60d)로 구성된다. 이에 따라, 저비용으로 기판 처리 시스템(1)의 건조 처리를 실시할 수 있다.
또한, 실시형태에 관련된 기판 처리 장치에 있어서, 배출 유로(50b)에는, 배출 유로(50b)와는 상이한 유로에 유체를 통류시키고, 이러한 상이한 유로의 유체의 흐름을 이용하여 처리 용기(건조 처리 유닛(17)) 내를 감압하는 이젝터가 추가로 설치되고, 제3 압력으로부터 대기압까지 이젝터를 동작시켜 처리 용기(건조 처리 유닛(17)) 내를 감압한다. 이에 따라, 제3 감압 처리(스텝 S7)의 감압 시간을 더욱 단축할 수 있다.
또한, 실시형태에 관련된 기판 처리 방법은, 초임계 상태의 처리 유체(70)를 이용하여, 기판(웨이퍼(W))을 건조시키는 건조 처리가 행해지는 기판 처리 방법으로서, 제1 감압 공정(스텝 S5)과, 제2 감압 공정(스텝 S6)과, 제3 감압 공정(스텝 S7)을 포함한다. 제1 감압 공정(스텝 S5)은, 처리 유체(70)가 초임계 상태인 제1 압력(P1)으로부터, 제1 압력(P1)보다 낮은 제2 압력(P2)까지 건조 처리가 행해지는 처리 용기(건조 처리 유닛(17)) 내를 감압한다. 제2 감압 공정(스텝 S6)은, 제2 압력(P2)으로부터, 제2 압력(P2)보다 낮은 제3 압력(P3)까지 처리 용기(건조 처리 유닛(17)) 내를 감압한다. 제3 감압 공정(스텝 S7)은, 제3 압력(P3)으로부터 대기압까지 처리 용기(건조 처리 유닛(17)) 내를 감압한다. 그리고, 제2 감압 공정(스텝 S6)은, 처리 용기(건조 처리 유닛(17)) 내의 압력이 동등한 감압 속도가 되도록 행한다. 이에 따라, 초임계 상태의 처리 유체를 이용한 건조 방법에 있어서, 건조 처리 전체에 요하는 시간을 짧게 할 수 있다.
계속해서, 도 12를 참조하면서, 건조 처리의 변형예 3에 관해서 설명한다. 도 12는, 실시형태의 변형예 3에 관련된 건조 처리 유닛(17)의 시스템의 구성예를 나타내는 도이다. 또, 도 12에서는, 건조 처리 유닛(17)의 시스템 전체 중, 밸브(52f)보다 상류측은, 이미 서술한 실시형태와 공통이기 때문에 설명을 생략한다.
밸브(52f)의 하류측에는, 가변 밸브(61a)와 체크 밸브(58b)가 설치된다. 가변 밸브(61a)는, 밸브(52f)를 통해 보내져 오는 처리 유체(70)의 외부로의 배출량을 조정하는 밸브이고, 가변 밸브(61a)의 밸브 개방도는 처리 유체(70)의 원하는 배출량에 따라 조정된다. 체크 밸브(58b)는, 배출되는 처리 유체(70)의 역류를 막는 밸브이고, 처리 유체(70)를 확실하게 외부에 배출하는 기능을 갖는다.
또, 도 12에 나타내는 건조 처리 유닛(17)에서는, 압력 조정 밸브(59)와 밸브(52f)와의 사이에서 배출 유로(50b)가 분기하고 있다. 구체적으로는, 압력 조정 밸브(59)와 밸브(52f)와의 사이의 배출 유로(50b)로부터는, 밸브(52g)를 통해 외부에 접속되는 배출 유로(50b)와, 밸브(52h)를 통해 외부에 접속되는 배출 유로(50b)가 분기하여 연장된다.
밸브(52g)와 밸브(52h)는, 밸브(52f)와 마찬가지로, 처리 유체(70)의 외부로의 배출의 온 및 오프를 조정하는 밸브이다. 밸브(52g)의 하류측에는, 가변 밸브(61b)와 체크 밸브(58c)가 설치되고, 처리 유체(70)의 배출량의 조정과 처리 유체(70)의 역류 방지가 행해진다.
여기서, 변형예 3에서는, 밸브(52h)의 하류측에 이젝터(63)가 설치된다. 또한, 이러한 이젝터(63)는, 배출 유로(50b)와는 상이한 유로(64)를 통해, 유체 공급원(65)에 접속되어 있다. 그리고, 이러한 유로(64)를 통해, 유체 공급원(65)으로부터 유체를 통류시키면, 이러한 유체의 흐름에 의해 감압 상태를 발생시킬 수 있다. 유체 공급원(65)으로부터 공급되는 유체는, 예컨대, 공기나 수증기 등이다.
그리고, 건조 처리 유닛(17)으로부터 처리 유체(70)를 배출하는 경우, 밸브(52f)와, 밸브(52g)와, 밸브(52h) 중의 1 이상의 밸브가 열림 상태로 제어된다. 여기서, 건조 처리 유닛(17)의 시스템 전체에 있어서, 처리 유체(70)의 외부로의 배출을 복수의 밸브(밸브(52f, 52g, 52h)를 통해 행함으로써, 처리 유체(70)의 외부로의 배출량을 미세하게 제어할 수 있다.
도 13은, 실시형태에 관련된 제어 장치(401)의 기능 구성을 나타내는 블록도이다. 전술한 바와 같이, 제어 장치(401)는, 제어부(19)와 기억부(20)를 구비한다. 제어 장치(4)는, 도 13에 나타낸 각종 요소로부터 계측 신호를 수신함과 함께, 도 13에 나타낸 각종 요소에 제어 지시 신호를 송신한다.
제어 장치(4)는, 예컨대, 압력 센서(53a∼53f)와, 온도 센서(54a∼54g)의 계측 결과를 수신함과 함께, 밸브(52a∼52f)와, 압력 조정 밸브(59)와, 가변 밸브(61a, 61b)와, 이젝터(63)에 제어 지시 신호를 송신한다. 또, 제어 장치(4)가 송수신 가능한 신호는 특별히 한정되지 않는다.
도 14는, 실시형태의 변형예 3에 관련된 기판 처리 시스템(1)의 건조 처리에 있어서의 처리 순서를 나타내는 플로우차트이다. 변형예 3에 관련된 기판 처리 시스템(1)의 건조 처리에서는, 실시형태와 마찬가지로, 기판 반입 처리(스텝 S101)와, 유체 도입 처리(스텝 S102)와, 유지 처리(스텝 S103)와, 유통 처리(스텝 S104)가 순서대로 행해진다. 이들 처리에 관해서는 설명을 생략한다.
제1 감압 처리(스텝 S105)는, 예컨대, 밸브(52f)를 열림 상태로 제어함과 함께, 압력 조정 밸브(59) 및 가변 밸브(61a)의 밸브 개방도를 전부 열림 상태로 제어함으로써 행해진다. 또한, 이 때, 밸브(52g, 52h)는 닫힘 상태로 제어된다.
제1 감압 처리에 계속해서, 도 15a에 나타내는 바와 같이, 건조 처리 유닛(17)에서는, 시간 T5로부터 시간 T6에 걸쳐서, 건조 처리 유닛(17) 내의 압력을 제2 압력(P2)으로부터 대기압까지 감압하는 제2 감압 처리(스텝 S106)가 행해진다.
여기서, 제2 감압 처리에서는, 밸브(52f)를 열림 상태로부터 닫힘 상태로 변경하고, 밸브(52h)를 닫힘 상태로부터 열림 상태로 변경함과 함께, 이젝터(63)를 동작시킨다. 이러한 이젝터(63)를 동작시킴으로써, 유체 공급원(65)으로부터의 유체의 흐름을 이용하여, 건조 처리 유닛(17) 내의 처리 유체(70)를 강제 배기할 수 있다.
즉, 내부 압력이 대기압에 근접한 건조 처리 유닛(17) 내로부터의 배기를 촉진할 수 있는 점에서, 감압 시간을 단축할 수 있다. 따라서, 실시형태에 의하면, 초임계 상태의 처리 유체(70)를 이용한 건조 방법에 있어서, 건조 처리 전체에 요하는 시간을 짧게 할 수 있다.
또한, 변형예 3에서는, 제2 압력(P2)이 0.1 MPa 이상이면 된다. 제2 압력(P2)을 0.1 MPa 이상으로 설정함으로써, 제2 감압 처리를 보다 빠르게 개시할 수 있다. 따라서, 전체의 감압 시간을 더욱 단축할 수 있다.
더욱, 변형예 3에서는, 제2 압력(P2)이 0.5 MPa 이하이면 된다. 제2 압력(P2)을 0.5 MPa 이하로 설정함으로써, 이젝터(63)에, 고가인 고압 사양의 이젝터가 아니라, 저렴한 통상 사양의 이젝터를 이용할 수 있다. 따라서, 저비용으로 기판 처리 시스템(1)의 건조 처리를 실시할 수 있다.
더욱, 전술한 실시형태에서는, 강제 배기 기구로서 이젝터(63)를 이용하고 있지만, 이젝터 이외의 강제 배기 기구를 이용하여 제2 감압 처리(스텝 S106)를 행해도 좋다. 예컨대, 저렴한 펌프 등을 강제 배출 기구로서 이용해도 좋다.
한편으로, 이젝터에는 운동하는 부분이 없기 때문에, 펌프에 비교하여 파괴되기 어려운 점에서, 강제 배기 기구로서 이젝터를 이용함으로써, 보다 안정적으로 제2 감압 처리(스텝 S106)를 실시할 수 있다.
또한, 전술한 실시형태에 있어서, 이젝터(63)를 배출 유로(50b)에 있어서의 분기된 배출 유로에 설치함으로써, 제1 감압 처리(스텝 S105) 등으로 이젝터(63)에 고온·고압의 처리 유체(70)를 통류시키는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 이젝터(63)가 고온·고압의 처리 유체(70)에 노출됨으로써 악영향을 받는 것을 억제할 수 있다.
계속해서, 도 15b를 참조하면서, 시간 T6에 있어서 대기압으로 복귀된 건조 처리 유닛(17)의 제2 감압 처리(스텝 S106)를 완료시키는 구체적인 처리에 관해서 설명한다. 도 15b는, 실시형태에 관련된 제2 감압 처리에 있어서의 시간과 처리 용기 내의 압력과의 관계의 일례를 나타내는 도이다.
제어부(19)는, 압력 센서(53d)로 건조 처리 유닛(17) 내의 압력을 모니터링하고, 건조 처리 유닛(17) 내의 압력이 대기압이 된 타이밍(시간 T6)에서 이젝터(63)의 동작을 정지시킨다. 그러나, 이젝터(63)의 동작이 완전히 정지할 때까지는 소정의 타임 래그가 있는 점에서, 시간 T7까지 건조 처리 유닛(17) 내의 감압이 계속되고, 건조 처리 유닛(17) 내의 압력이 대기압보다 낮은 부압 상태가 된다.
여기서, 실시형태에서는, 이젝터(63)와 직렬로 접속되는 밸브(52h)를, 이젝터(63)를 정지시킨 타이밍(시간 T6) 이후에도, 소정의 시간 열림 상태로 유지한다. 그렇게 하면, 지금까지 배기된 처리 유체(70) 등이, 밸브(52h) 및 이젝터(63)가 설치되는 배출 유로(50b)로부터 역류하여, 도 15b에 나타내는 바와 같이, 시간 T8에서 건조 처리 유닛(17) 내의 압력이 대기압으로 복귀된다.
그래서, 건조 처리 유닛(17) 내의 압력이 대기압으로 복귀된 시간 T8에서, 밸브(52h)를 닫힘 상태로 변경함으로써, 대기압으로 복귀된 건조 처리 유닛(17) 내를 개방할 수 있다.
즉, 실시형태에서는, 건조 처리 유닛(17) 내의 압력이 대기압까지 감압된 타이밍(시간 T6)에서 이젝터(63)의 동작을 정지시킴과 함께, 이젝터(63)의 동작을 정지시키고 나서 소정의 시간(시간 T6으로부터 시간 T8까지) 경과 후에 밸브(52h)를 닫는다. 이에 따라, 이젝터(63)를 동작시켜 건조 처리 유닛(17) 내를 강제 배기하는 경우에, 건조 처리 유닛(17)을 원활히 개방할 수 있다. 여기서, 이러한 소정의 시간은, 예컨대, 10초 정도이다.
실시형태에 관련된 기판 처리 장치는, 초임계 상태의 처리 유체(70)를 이용하여 기판(웨이퍼(W))을 건조시키는 건조 처리가 행해지는 기판 처리 장치로서, 건조 처리가 행해지는 처리 용기(건조 처리 유닛(17))와, 처리 용기(건조 처리 유닛(17)) 내로부터 처리 유체(70)를 배출하는 배출 유로(50b)에 설치되고, 처리 용기(건조 처리 유닛(17)) 내를 강제 배기하여 감압하는 강제 배기 기구(이젝터(63))와, 강제 배기 기구(이젝터(63))를 제어하는 제어부(19)를 구비한다. 그리고, 제어부(19)는, 처리 용기(건조 처리 유닛(17)) 내를 처리 유체(70)가 초임계 상태인 제1 압력(P1)으로부터, 제1 압력(P1)보다 낮은 제2 압력(P2)을 거쳐, 대기압까지 감압하는 경우에 있어서, 제1 압력(P1)으로부터 제2 압력(P2)까지는 강제 배기 기구(이젝터(63))를 동작시키지 않고, 제2 압력(P2)으로부터 대기압까지 강제 배기 기구(이젝터(63))를 동작시킨다. 이에 따라, 초임계 상태의 처리 유체(70)를 이용한 건조 방법에 있어서, 건조 처리 전체에 요하는 시간을 짧게 할 수 있다.
또한, 실시형태에 관련된 기판 처리 장치에 있어서, 강제 배기 기구는, 배출 유로(50b)에 설치되고, 배출 유로(50b)와는 상이한 유로(64)에 유체를 통류시키고, 상이한 유로(64)의 유체의 흐름을 이용하는 이젝터(63)이다. 이에 따라, 보다 안정적으로 제2 감압 처리를 실시할 수 있다.
또한, 실시형태에 관련된 기판 처리 장치에 있어서, 제2 압력(P2)은, 0.1 MPa 이상 0.5 MPa 이하이다. 이에 따라, 전체의 감압 시간을 더욱 단축할 수 있음과 함께, 저비용으로 기판 처리 시스템(1)의 건조 처리를 실시할 수 있다.
또한, 실시형태에 관련된 기판 처리 장치는, 배출 유로(50b)에 있어서 강제 배기 기구(이젝터(63))와 직렬로 설치되고, 제어부(19)에 의해 제어 가능한 밸브(52h)를 더욱 구비한다. 그리고, 제어부(19)는, 처리 용기(건조 처리 유닛(17)) 내가 대기압이 되는 타이밍에서 강제 배기 기구(이젝터(63))의 동작을 정지시키고, 강제 배기 기구(이젝터(63))의 동작을 정지시키고 나서 소정의 시간 경과 후, 밸브(52h)를 닫는다. 이에 따라, 건조 처리 유닛(17)을 원활히 개방할 수 있다.
또한, 실시형태에 관련된 기판 처리 장치는, 배출 유로(50b)에 설치되고, 제어부(19)에 의해 제어 가능한 가변 밸브(61a)를 더욱 구비한다. 그리고, 제어부(19)는, 제1 압력(P1)보다 낮고 제2 압력(P2)보다 높은 제3 압력(P3)으로부터, 제2 압력(P2)까지 동등한 감압 속도가 되도록 가변 밸브(61a)의 밸브 개방도를 제어한다. 이에 따라, 초임계 상태의 처리 유체(70)를 이용한 건조 방법에 있어서, 건조 처리 전체에 요하는 시간을 더욱 짧게 할 수 있다.
또한, 실시형태에 관련된 기판 처리 장치에 있어서, 처리 유체(70)는, 제3 압력(P3)에서는 초임계 상태이고, 제2 압력(P2)에서는 기체 상태이다. 이에 따라, 건조 처리 유닛(17) 내부에서의 파티클의 발생이나, 웨이퍼(W)의 패턴(P) 붕괴 등을 억제할 수 있다.
또한, 실시형태에 관련된 기판 처리 장치에 있어서, 강제 배기 기구(이젝터(63))는, 배출 유로(50b)로부터 분기된 배출 유로에 설치된다. 이에 따라, 이젝터(63)가 고온·고압의 처리 유체(70)에 노출됨으로써 악영향을 받는 것을 억제할 수 있다.
또한, 실시형태에 관련된 기판 처리 방법은, 초임계 상태의 처리 유체(70)를 이용하여 처리 용기(건조 처리 유닛(17)) 내에서 기판(웨이퍼(W))을 건조시키는 건조 처리가 행해지는 기판 처리 방법으로서, 처리 용기(건조 처리 유닛(17)) 내를 처리 유체(70)가 초임계 상태인 제1 압력(P1)으로부터, 제1 압력(P1)보다 낮은 제2 압력(P2)까지 감압하는 제1 감압 공정(S105)과, 제2 압력(P2)으로부터 대기압까지 처리 용기(건조 처리 유닛(17)) 내를 감압하는 제2 감압 공정(S106)을 포함하다. 그리고, 제2 감압 공정(S106)은, 처리 용기(건조 처리 유닛(17))의 배출 유로(50b)에 설치되고, 처리 용기(건조 처리 유닛(17)) 내를 강제 배기하여 감압하는 강제 배기 기구(이젝터(63))를 동작시켜 행한다. 이에 따라, 초임계 상태의 처리 유체(70)를 이용한 건조 방법에 있어서, 건조 처리 전체에 요하는 시간을 짧게 할 수 있다.
또한, 실시형태에 관련된 기판 처리 방법에 있어서, 강제 배기 기구는, 배출 유로(50b)에 설치되고, 배출 유로(50b)와는 상이한 유로(64)에 유체를 통류시키고, 상이한 유로(64)의 유체의 흐름을 이용하는 이젝터(63)이다. 이에 따라, 보다 안정적으로 제2 감압 처리를 실시할 수 있다.
실시형태에 관련된 기판 처리 장치에 있어서는, 강제 배출 기구로서, 저렴한 통상 사양의 이젝터를 이용했지만, 이것에 한정되는 경우는 없고, 저렴한 펌프 등의 강제 배출 기구를 이용해도 좋다.
추가적인 효과나 변형예는, 당업자에 의해 용이하게 도출할 수 있다. 이 때문에, 본 발명의 보다 광범위한 양태는, 이상과 같이 나타내며 또한 기술한 특정한 상세 및 대표적인 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 첨부의 특허 청구의 범위 및 그 균등물에 의해 정의되는 총괄적인 발명의 개념의 정신 또는 범위로부터 일탈하지 않고, 여러가지의 변경이 가능하다.
W 웨이퍼
1 기판 처리 시스템
4 제어 장치
16 세정 처리 유닛
17 건조 처리 유닛
19 제어부
50b 배출 유로
60 배출 밸브
60a∼60d 밸브
70 처리 유체
71 IPA 액체
P1 제1 압력
P2 제2 압력
P3 제3 압력

Claims (9)

  1. 초임계 상태의 처리 유체를 이용하여, 기판을 건조시키는 건조 처리가 행해지는 기판 처리 장치로서,
    상기 건조 처리가 행해지는 처리 용기와,
    상기 처리 용기 내로부터 상기 처리 유체를 배출하는 배출 유로에 설치되는 배출 밸브와,
    상기 배출 밸브를 제어하는 제어부
    를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 처리 유체가 초임계 상태인 제1 압력으로부터, 상기 제1 압력보다 낮은 제2 압력과, 상기 제2 압력보다 낮은 제3 압력을 거쳐, 대기압까지 상기 처리 용기 내를 감압하는 경우에 있어서, 상기 제2 압력으로부터 상기 제3 압력까지 동등한 감압 속도가 되도록 상기 배출 밸브의 밸브 개방도를 제어하고,
    상기 처리 유체는 상기 제2 압력에서는 초임계 상태이고, 상기 제3 압력에서는 기체 상태이며,
    상기 제어부는 상기 제3 압력으로부터 대기압까지 이젝터를 동작시켜 상기 처리 용기 내를 감압하는 것인 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 처리 용기를 상기 제1 압력으로부터 대기압까지 감압하는 경우에 있어서, 상기 밸브 개방도를 서서히 작게 하고, 그 후, 상기 밸브 개방도가 서서히 커지도록 상기 배출 밸브를 제어하는 것인 기판 처리 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 배출 밸브는, 상기 밸브 개방도가 조정 가능한 가변 밸브인 것인 기판 처리 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 배출 유로는, 적어도 일부가 병렬이 되도록 설치되고,
    상기 배출 밸브는, 병렬로 설치되는 상기 배출 유로에 각각 설치되는 복수의 밸브로 구성되는 것인 기판 처리 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 이젝터는 상기 배출 유로에 설치되되, 상기 배출 유로와는 상이한 유로에 유체를 통류시키고, 상기 상이한 유로의 상기 유체의 흐름을 이용하여 상기 처리 용기 내를 감압하는 것인 기판 처리 장치.
  6. 초임계 상태의 처리 유체를 이용하여 기판을 건조시키는 건조 처리가 행해지는 기판 처리 장치로서,
    상기 건조 처리가 행해지는 처리 용기와,
    상기 처리 용기 내로부터 상기 처리 유체를 배출하는 배출 유로에 설치되고, 상기 처리 용기 내를 강제 배기하여 감압하는 강제 배기 기구와,
    상기 강제 배기 기구를 제어하는 제어부
    를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 처리 용기 내를 상기 처리 유체가 초임계 상태인 제1 압력으로부터, 상기 제1 압력보다 낮은 제2 압력을 거쳐, 대기압까지 감압하는 경우에 있어서, 상기 제1 압력으로부터 상기 제2 압력까지는 상기 강제 배기 기구를 동작시키지 않고, 상기 제2 압력으로부터 대기압까지 상기 강제 배기 기구를 동작시키며,
    상기 제2 압력은 0.1 MPa 이상 0.5 MPa 이하인 것인 기판 처리 장치.
  7. 초임계 상태의 처리 유체를 이용하여, 기판을 건조시키는 건조 처리가 행해지는 기판 처리 방법으로서,
    상기 처리 유체가 초임계 상태인 제1 압력으로부터, 상기 제1 압력보다 낮은 제2 압력까지 상기 건조 처리가 행해지는 처리 용기 내를 감압하는 제1 감압 공정과,
    상기 제2 압력으로부터, 상기 제2 압력보다 낮은 제3 압력까지 상기 처리 용기 내를 감압하는 제2 감압 공정과,
    상기 제3 압력으로부터 대기압까지 상기 처리 용기 내를 감압하는 제3 감압 공정
    을 포함하고,
    상기 제2 감압 공정은, 상기 처리 용기 내의 압력이 동등한 감압 속도가 되도록 행하고,
    상기 처리 유체는 상기 제2 압력에서는 초임계 상태이고, 상기 제3 압력에서는 기체 상태이며,
    상기 제3 감압 공정은 상기 제3 압력으로부터 대기압까지 이젝터를 동작시켜 상기 처리 용기 내를 감압하는 것인 기판 처리 방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220090859A1 (en) * 2020-09-18 2022-03-24 Semes Co., Ltd. Apparatus and method for treating substrate

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10576493B2 (en) * 2017-03-14 2020-03-03 Tokyo Electron Limited Substrate processing apparatus and substrate processing method
KR102581895B1 (ko) * 2020-12-29 2023-09-22 세메스 주식회사 챔버 내 압력을 제어하기 위한 압력 조절 장치 및 이를 포함하는 기판 처리 장치
WO2023208338A1 (en) * 2022-04-27 2023-11-02 Quintus Technologies Ab Method performed in a press apparatus, press apparatus and relevant computer program
JP2024072488A (ja) * 2022-11-16 2024-05-28 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理方法
KR102780097B1 (ko) * 2022-12-26 2025-03-11 세메스 주식회사 기판 처리 장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005064269A (ja) * 2003-08-13 2005-03-10 Kobe Steel Ltd 高圧処理方法
KR100864643B1 (ko) 2007-08-24 2008-10-23 세메스 주식회사 기판 세정 방법 및 기판 세정 장치
US20110070341A1 (en) 2009-09-18 2011-03-24 Multivac Sepp Haggenmuller Gmbh & Co. Kg Device and method for the high-pressure treatment of products
JP2012049446A (ja) 2010-08-30 2012-03-08 Toshiba Corp 超臨界乾燥方法及び超臨界乾燥システム

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6067728A (en) * 1998-02-13 2000-05-30 G.T. Equipment Technologies, Inc. Supercritical phase wafer drying/cleaning system
US6286231B1 (en) * 2000-01-12 2001-09-11 Semitool, Inc. Method and apparatus for high-pressure wafer processing and drying
WO2001068279A2 (en) * 2000-03-13 2001-09-20 The Deflex Llc Dense fluid cleaning centrifugal phase shifting separation process and apparatus
KR100899609B1 (ko) * 2000-12-28 2009-05-27 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 기판처리장치 및 기판처리방법
JP3883929B2 (ja) * 2001-09-25 2007-02-21 大日本スクリーン製造株式会社 薄膜形成装置および薄膜形成方法
JP3965693B2 (ja) * 2003-05-07 2007-08-29 株式会社日立ハイテクサイエンスシステムズ 微細構造乾燥処理法とその装置及びその高圧容器
JP2005187879A (ja) * 2003-12-25 2005-07-14 Tokyo Electron Ltd 成膜装置および成膜方法
FR2927546B1 (fr) * 2008-02-20 2010-05-14 Jean Pierre Petitet Procede transcritique
JP5519492B2 (ja) * 2008-04-26 2014-06-11 森 竜平 酸化亜鉛単結晶基板の製造方法及びその方法により育成された単結晶基板並びにその基板上に成膜した半導体発光素子
JP5522124B2 (ja) 2011-06-28 2014-06-18 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置、基板処理方法および記憶媒体
JP5626249B2 (ja) * 2012-03-27 2014-11-19 東京エレクトロン株式会社 基板処理システム、基板処理方法及び記憶媒体
CN104380438B (zh) * 2012-04-17 2018-11-06 普莱克斯技术有限公司 用于将纯化多相二氧化碳输送至处理工具的系统
JP5986811B2 (ja) * 2012-06-08 2016-09-06 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置及び基板処理方法
JP2016025233A (ja) * 2014-07-22 2016-02-08 株式会社東芝 基板処理装置、及び基板処理方法
KR101681190B1 (ko) * 2015-05-15 2016-12-02 세메스 주식회사 기판 건조 장치 및 방법
KR102411946B1 (ko) * 2015-07-08 2022-06-22 삼성전자주식회사 초임계 유체를 이용한 기판 처리장치와 이를 포함하는 기판 처리 시스템 및 이를 이용한 기판처리 방법
KR20170133694A (ko) * 2016-05-26 2017-12-06 세메스 주식회사 유체 공급 유닛, 이를 가지는 기판 처리 장치 및 방법
US10576493B2 (en) * 2017-03-14 2020-03-03 Tokyo Electron Limited Substrate processing apparatus and substrate processing method
US11133176B2 (en) * 2017-08-09 2021-09-28 Tokyo Electron Limited Substrate processing method, recording medium and substrate processing system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005064269A (ja) * 2003-08-13 2005-03-10 Kobe Steel Ltd 高圧処理方法
KR100864643B1 (ko) 2007-08-24 2008-10-23 세메스 주식회사 기판 세정 방법 및 기판 세정 장치
US20110070341A1 (en) 2009-09-18 2011-03-24 Multivac Sepp Haggenmuller Gmbh & Co. Kg Device and method for the high-pressure treatment of products
JP2012049446A (ja) 2010-08-30 2012-03-08 Toshiba Corp 超臨界乾燥方法及び超臨界乾燥システム

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220090859A1 (en) * 2020-09-18 2022-03-24 Semes Co., Ltd. Apparatus and method for treating substrate
US12222159B2 (en) * 2020-09-18 2025-02-11 Semes Co., Ltd. Apparatus and method for treating substrate

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