(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022092597
(43)【公開日】2022-06-22
(54)【発明の名称】基板処理装置及び温度制御方法
(51)【国際特許分類】
H01L 21/304 20060101AFI20220615BHJP
【ＦＩ】
H01L21/304 648K
【審査請求】有
【請求項の数】20
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021198722
(22)【出願日】2021-12-07
(31)【優先権主張番号】10-2020-0172541
(32)【優先日】2020-12-10
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(71)【出願人】
【識別番号】518162784
【氏名又は名称】セメス カンパニー，リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100114775
【弁理士】
【氏名又は名称】高岡 亮一
(74)【代理人】
【識別番号】100121511
【弁理士】
【氏名又は名称】小田 直
(74)【代理人】
【識別番号】100202751
【弁理士】
【氏名又は名称】岩堀 明代
(74)【代理人】
【識別番号】100208580
【弁理士】
【氏名又は名称】三好 玲奈
(74)【代理人】
【識別番号】100191086
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 香元
(72)【発明者】
【氏名】リー，サン ミン
(72)【発明者】
【氏名】リー，ヨン フン
(72)【発明者】
【氏名】チャ，ミュン ソク
【テーマコード（参考）】
5F157
【Ｆターム（参考）】
5F157AC03
5F157BC34
5F157CB22
5F157CB27
5F157CE55
5F157CE59
5F157CE64
5F157CF34
5F157CF42
5F157DB32
(57)【要約】 （修正有）
【課題】チャンバに伝達される処理流体を貯蔵するタンク内の温度制御方法及び基板処理装置を提供する。
【解決手段】ガス供給ユニットにおいて、ガス供給ユニット１による温度制御方法は、タンク２が有する内部空間３に処理流体を供給し、内部空間で処理流体を加熱し、加熱された処理流体を超臨界チャンバ９に伝達する。内部空間の温度は、圧力センサー８で内部空間の圧力を測定し、測定された圧力に根拠して内部空間の温度を調節する。
【選択図】図１
【解決手段】ガス供給ユニットにおいて、ガス供給ユニット１による温度制御方法は、タンク２が有する内部空間３に処理流体を供給し、内部空間で処理流体を加熱し、加熱された処理流体を超臨界チャンバ９に伝達する。内部空間の温度は、圧力センサー８で内部空間の圧力を測定し、測定された圧力に根拠して内部空間の温度を調節する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
チャンバに伝達される処理流体を貯蔵するタンク内の温度制御方法において、
前記タンクが有する内部空間に前記処理流体を供給し、前記内部空間で前記処理流体を加熱し、加熱された前記処理流体を前記チャンバに伝達するが、
前記内部空間の温度は、
前記内部空間の圧力を測定し、測定された前記圧力に根拠して前記内部空間の温度を調節されることを特徴とする方法。
前記タンクが有する内部空間に前記処理流体を供給し、前記内部空間で前記処理流体を加熱し、加熱された前記処理流体を前記チャンバに伝達するが、
前記内部空間の温度は、
前記内部空間の圧力を測定し、測定された前記圧力に根拠して前記内部空間の温度を調節されることを特徴とする方法。
【請求項2】
前記内部空間の温度は、
前記内部空間の圧力が既設定された圧力に至るように調節されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記内部空間の圧力が既設定された圧力に至るように調節されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記内部空間の温度は、
前記内部空間の圧力が前記既設定された圧力より低い場合、前記内部空間の圧力が前記既設定された圧力に至るように前記内部空間の温度を上昇させることを特徴とする請求項２に記載の方法。
前記内部空間の圧力が前記既設定された圧力より低い場合、前記内部空間の圧力が前記既設定された圧力に至るように前記内部空間の温度を上昇させることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項4】
前記内部空間の温度は、
前記タンクの外部で熱を発生させて前記内部空間の温度を調節する第１温度調節部材、そして前記内部空間で熱を発生させて前記内部空間の温度を調節する第２温度調節部材のうちで少なくとも何れか一つによって調節されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちで何れか一つに記載の方法。
前記タンクの外部で熱を発生させて前記内部空間の温度を調節する第１温度調節部材、そして前記内部空間で熱を発生させて前記内部空間の温度を調節する第２温度調節部材のうちで少なくとも何れか一つによって調節されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちで何れか一つに記載の方法。
【請求項5】
前記タンクには、
前記タンクと接触されるように設置されるバイメタル(Bimetal)が前記第１温度調節部材または前記第２温度調節部材に電力を供給する電力供給ラインと連結され、前記タンクの温度が一定温度以上に高くなる場合前記電力の供給を遮断することを特徴とする請求項４に記載の方法。
前記タンクと接触されるように設置されるバイメタル(Bimetal)が前記第１温度調節部材または前記第２温度調節部材に電力を供給する電力供給ラインと連結され、前記タンクの温度が一定温度以上に高くなる場合前記電力の供給を遮断することを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項6】
前記内部空間の圧力は、
前記内部空間に設置されるか、または前記内部空間と連通して前記処理流体を前記内部空間に供給する供給ライン上に設置される圧力測定部材によって測定されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちで何れか一つに記載の方法。
前記内部空間に設置されるか、または前記内部空間と連通して前記処理流体を前記内部空間に供給する供給ライン上に設置される圧力測定部材によって測定されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちで何れか一つに記載の方法。
【請求項7】
前記処理流体は、
気体状態で前記内部空間に供給されるが、少なくとも一部が前記内部空間で超臨界状態で相変化して前記チャンバに伝達されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちで何れか一つに記載の方法。
気体状態で前記内部空間に供給されるが、少なくとも一部が前記内部空間で超臨界状態で相変化して前記チャンバに伝達されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちで何れか一つに記載の方法。
【請求項8】
基板を処理する装置において、
前記基板が処理される処理空間を有するチャンバと、
前記処理空間に処理流体を供給する流体供給ユニットと、及び
制御機を含み、
前記流体供給ユニットは、
内部空間を有するタンクと、
前記内部空間に前記処理流体を供給する第１供給ラインと、
前記内部空間から前記処理流体を前記処理空間に伝達する第２供給ラインと、
前記内部空間の温度を調節する温度調節部材と、及び
前記内部空間の圧力を測定する圧力測定部材を含み、
前記制御機は、
前記圧力測定部材が測定する前記内部空間の圧力に根拠し、前記温度調節部材が前記内部空間の温度を調節するように前記温度調節部材を制御する基板処理装置。
前記基板が処理される処理空間を有するチャンバと、
前記処理空間に処理流体を供給する流体供給ユニットと、及び
制御機を含み、
前記流体供給ユニットは、
内部空間を有するタンクと、
前記内部空間に前記処理流体を供給する第１供給ラインと、
前記内部空間から前記処理流体を前記処理空間に伝達する第２供給ラインと、
前記内部空間の温度を調節する温度調節部材と、及び
前記内部空間の圧力を測定する圧力測定部材を含み、
前記制御機は、
前記圧力測定部材が測定する前記内部空間の圧力に根拠し、前記温度調節部材が前記内部空間の温度を調節するように前記温度調節部材を制御する基板処理装置。
【請求項9】
前記制御機は、
前記温度調節部材が前記内部空間の温度を調節して前記内部空間の圧力が既設定された圧力に至るように前記温度調節部材を制御することを特徴とする請求項８に記載の基板処理装置。
前記温度調節部材が前記内部空間の温度を調節して前記内部空間の圧力が既設定された圧力に至るように前記温度調節部材を制御することを特徴とする請求項８に記載の基板処理装置。
【請求項10】
前記制御機は、
前記圧力測定部材が測定する前記内部空間の圧力が前記既設定された圧力より低い場合、前記温度調節部材が前記内部空間の温度を上昇させて前記内部空間の圧力が前記既設定された圧力に至るように前記温度調節部材を制御することを特徴とする請求項９に記載の基板処理装置。
前記圧力測定部材が測定する前記内部空間の圧力が前記既設定された圧力より低い場合、前記温度調節部材が前記内部空間の温度を上昇させて前記内部空間の圧力が前記既設定された圧力に至るように前記温度調節部材を制御することを特徴とする請求項９に記載の基板処理装置。
【請求項11】
前記温度調節部材は、
前記タンクを取り囲むように提供される第１温度調節部材、そして前記内部空間で熱を発生させて前記内部空間の温度を調節する第２温度調節部材のうちで少なくとも何れか一つを含むことを特徴とする請求項８乃至請求項１０のうちで何れか一つに記載の基板処理装置。
前記タンクを取り囲むように提供される第１温度調節部材、そして前記内部空間で熱を発生させて前記内部空間の温度を調節する第２温度調節部材のうちで少なくとも何れか一つを含むことを特徴とする請求項８乃至請求項１０のうちで何れか一つに記載の基板処理装置。
【請求項12】
前記第２温度調節部材は、
シャフトと、及び
前記シャフトに設置される少なくとも一つ以上の発熱板を含むことを特徴とする請求項１１に記載の基板処理装置。
シャフトと、及び
前記シャフトに設置される少なくとも一つ以上の発熱板を含むことを特徴とする請求項１１に記載の基板処理装置。
【請求項13】
前記流体供給ユニットは、
バイメタル(Bimetal)をさらに含み、
前記バイメタルは、
前記タンクと接触されるように設置されるが、前記温度調節部材に電力を供給する電力供給ラインと連結されることを特徴とする請求項８乃至請求項１０のうちで何れか一つに記載の基板処理装置。
バイメタル(Bimetal)をさらに含み、
前記バイメタルは、
前記タンクと接触されるように設置されるが、前記温度調節部材に電力を供給する電力供給ラインと連結されることを特徴とする請求項８乃至請求項１０のうちで何れか一つに記載の基板処理装置。
【請求項14】
前記流体供給ユニットは、
バイメタル(Bimetal)をさらに含み、
前記バイメタルは、
前記タンクと接触されるように設置されるが、前記制御機が発生させる信号を伝達する信号ラインと連結されることを特徴とする請求項８乃至請求項１０のうちで何れか一つに記載の基板処理装置。
バイメタル(Bimetal)をさらに含み、
前記バイメタルは、
前記タンクと接触されるように設置されるが、前記制御機が発生させる信号を伝達する信号ラインと連結されることを特徴とする請求項８乃至請求項１０のうちで何れか一つに記載の基板処理装置。
【請求項15】
前記第１供給ラインは、
気体状態の前記流体を前記内部空間に供給し、
前記温度調節部材は、
前記内部空間を加熱して前記内部空間に供給された気体状態の前記処理流体を超臨界状態で相変化させることを特徴とする請求項８乃至請求項１０のうちで何れか一つに記載の基板処理装置。
気体状態の前記流体を前記内部空間に供給し、
前記温度調節部材は、
前記内部空間を加熱して前記内部空間に供給された気体状態の前記処理流体を超臨界状態で相変化させることを特徴とする請求項８乃至請求項１０のうちで何れか一つに記載の基板処理装置。
【請求項16】
前記圧力測定部材は、
前記内部空間に配置されるか、または前記第１供給ライン上に設置されることを特徴とする請求項８乃至請求項１０のうちで何れか一つに記載の基板処理装置。
前記内部空間に配置されるか、または前記第１供給ライン上に設置されることを特徴とする請求項８乃至請求項１０のうちで何れか一つに記載の基板処理装置。
【請求項17】
基板を処理する装置において、
超臨界状態の処理流体を利用して基板を処理する処理空間を有するチャンバと、
前記処理空間で前記処理流体を供給する流体供給ユニットと、及び
前記流体供給ユニットを制御する制御機を含み、
前記流体供給ユニットは、
内部空間を有するタンクと、
前記内部空間で前記処理流体を供給する第１供給ラインと、
前記内部空間から前記処理流体を前記処理空間に伝達する第２供給ラインと、
前記内部空間の雰囲気に熱を伝達するヒーターと、及び
前記内部空間の圧力を測定する圧力測定部材を含み、
前記制御機は、
前記圧力測定部材が測定する前記内部空間に圧力が既設定された圧力に至るように前記ヒーターが前記内部空間の雰囲気に熱を伝達する前記ヒーターを制御する基板処理装置。
超臨界状態の処理流体を利用して基板を処理する処理空間を有するチャンバと、
前記処理空間で前記処理流体を供給する流体供給ユニットと、及び
前記流体供給ユニットを制御する制御機を含み、
前記流体供給ユニットは、
内部空間を有するタンクと、
前記内部空間で前記処理流体を供給する第１供給ラインと、
前記内部空間から前記処理流体を前記処理空間に伝達する第２供給ラインと、
前記内部空間の雰囲気に熱を伝達するヒーターと、及び
前記内部空間の圧力を測定する圧力測定部材を含み、
前記制御機は、
前記圧力測定部材が測定する前記内部空間に圧力が既設定された圧力に至るように前記ヒーターが前記内部空間の雰囲気に熱を伝達する前記ヒーターを制御する基板処理装置。
【請求項18】
前記制御機は、
前記圧力測定部材が測定する前記内部空間の圧力が前記既設定された圧力より低い場合、前記ヒーターが前記内部空間の温度を上昇させて前記内部空間の圧力が前記既設定された圧力に至るように前記ヒーターを制御することを特徴とする請求項１７に記載の基板処理装置。
前記圧力測定部材が測定する前記内部空間の圧力が前記既設定された圧力より低い場合、前記ヒーターが前記内部空間の温度を上昇させて前記内部空間の圧力が前記既設定された圧力に至るように前記ヒーターを制御することを特徴とする請求項１７に記載の基板処理装置。
【請求項19】
前記流体供給ユニットは、
前記第２供給ライン上に設置される第２バルブをさらに含み、
前記制御機は、
前記第２バルブを少なくとも１回以上オン(On)またはオフ(Off)させることを特徴とする請求項１７に記載の基板処理装置。
前記第２供給ライン上に設置される第２バルブをさらに含み、
前記制御機は、
前記第２バルブを少なくとも１回以上オン(On)またはオフ(Off)させることを特徴とする請求項１７に記載の基板処理装置。
【請求項20】
前記流体供給ユニットは、
バイメタル(Bimetal)をさらに含み、
前記バイメタルは、
前記タンクと接触されるように設置されるが、前記ヒーターに電力を供給する電力供給ラインと連結されることを特徴とする請求項１７乃至請求項１９のうちで何れか一つに記載の基板処理装置。
バイメタル(Bimetal)をさらに含み、
前記バイメタルは、
前記タンクと接触されるように設置されるが、前記ヒーターに電力を供給する電力供給ラインと連結されることを特徴とする請求項１７乃至請求項１９のうちで何れか一つに記載の基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、基板処理装置及び温度制御方法に関するものであり、より詳細には、高圧の処理流体を利用して基板を処理する基板処理装置及び前記基板処理装置が有するチャンバに伝達される処理流体を貯蔵するタンク内の温度制御方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
半導体素子を製造するために、基板に写真、蝕刻、アッシング、イオン注入、そして薄膜蒸着などの多様な工程らを通じて所望のパターンをウェハーなどの基板上に形成する。それぞれの工程には多様な処理液、処理ガスらが使われて、工程進行中にはパーティクル、そして、工程副産物が発生する。このようなパーティクル、そして、工程副産物を基板から除去するためにそれぞれの工程前後には洗浄工程が遂行される。
【0003】
一般な洗浄工程は、基板をケミカル及びリンス液で処理した後乾燥処理する。乾燥処理の一例で、基板を高速で回転させて基板上に残留するリンス液を除去する回転乾燥工程がある。しかし、このような回転乾燥方式は基板上に形成されたパターンを崩す恐れがある。
【0004】
これに、最近には基板上にイソプロピルアルコール(ＩＰＡ)のような有機溶剤を供給して基板上に残留するリンス液を表面張力が低い有機溶剤で切り替えて、以後基板上に超臨界状態の処理流体を供給して基板に残留する有機溶剤を除去する超臨界乾燥工程が利用されている。
【0005】
図１は、超臨界乾燥工程を遂行する一般的な基板処理装置を見せてくれる図面であり、図２は図１のタンクの内部空間の圧力及び温度変化、そして、超臨界チャンバの処理空間の圧力変化を見せてくれるグラフである。図１、そして、図２を参照すれば、超臨界乾燥工程を遂行する一般的な基板処理装置１はタンク２、ヒーター４、第１ガス供給管５、第２ガス供給管６、温度センサー７、圧力センサー８、そして、超臨界チャンバ９を含む。また、図２に示されたグラフで、Ｘ軸は時間(t)を示して、Ｙ軸らはそれぞれタンクの内部空間の圧力(ＰＴ)、タンクの内部空間の温度(ＦＴ)、超臨界チャンバの処理空間の圧力(ＰＣ)を示す。
【0006】
超臨界チャンバ９はウェハーなどの基板(Ｗ)を乾燥処理する処理空間を有する。タンク２は内部空間３を有する。タンク２の内部空間３では第１ガス供給管５によって処理流体が供給される。タンク２は内部空間３に供給された処理流体を貯蔵することができる。内部空間３に貯蔵された処理流体はヒーター４によって加熱され、加熱された状態で第２ガス供給管６を通じて超臨界チャンバ９の処理空間に供給される。超臨界チャンバ９に加熱された状態の処理流体が供給されれば、超臨界チャンバ９の処理空間の圧力はあらかじめ設定された圧力まで上昇される。以後、処理空間の圧力は一定時間維持される。以後、処理空間から処理流体が排出されて超臨界チャンバ９の処理空間の圧力は低くなる。
【0007】
また、タンク２の内部空間３の圧力は、設定圧力(ＳＰ)、そして設定温度(ＳＴ)で一定に維持されなければならない。これは超臨界チャンバ９に伝達される処理流体の温度が供給される時点によって偏差が発生することを抑制するためである。また、タンク２の内部空間３の圧力を比較的一定に維持して基板処理装置１の設備安全性を確保するためである。これに、タンク２の内部空間３には、タンク２の内部空間３の温度及び圧力を一定に維持するために内部空間３の圧力を測定する圧力センサー８と内部空間３の温度を測定する温度センサー７が配置される。
【0008】
例えば、図２に示されたように、第１時点(t０１)にタンク２から超臨界チャンバ９に処理流体が供給されれば、タンク２の内部空間３の圧力は低くなる。低くなった内部空間３の圧力を高めるために圧力センサー８が測定する内部空間３の圧力値に根拠し、タンク２の内部空間３では第１ガス供給管５を通じて新規処理流体が流入される。内部空間３に新規処理流体が流入されれば、内部空間３の温度は低くなる。低くなった内部空間３の温度を高めるために温度センサー７が測定する内部空間３の温度値に根拠し、ヒーター４は内部空間３の温度を上昇させる。
【0009】
しかし、タンク２の内部空間３に流入される新規処理流体の温度は少し低い。すなわち、タンク２の内部空間３で第１ガス供給管５と隣接したＡ領域の温度と、第２ガス供給管６と隣接したＢ領域の温度はお互いに相異であることがある。すなわち、温度センサー７が内部空間３に配置される位置によって温度センサー７が測定する内部空間３の温度値は変わることがある。言い換えれば、温度センサー７が測定する温度値の正確度は下がる。また、温度センサー７が測定する温度値に追従してヒーター４が内部空間３を加熱するのにヒーター４の反応速度は温度センサー７が測定する温度値の変化に影響を受ける。しかし、前述したように温度センサー７が測定する温度値は相対的に正確度が下がって、温度センサー７の測定反応速度も遅いから、ヒーター４の反応速度も遅い。
【0010】
また、超臨界チャンバ９で基板に対する超臨界処理工程が完了される第４時点(t０４)になれば、超臨界チャンバ９の処理空間に供給された処理流体らは超臨界チャンバ９から排出される。これに、超臨界チャンバ９の圧力は低くなる。また、第４時点(t０４)からはタンク２の内部空間３で超臨界チャンバ９の処理空間への処理流体の供給が中断される。また、第４時点(t０４)以前に低くなった内部空間３の圧力を高めるために内部空間３では処理流体が持続して供給される。第５時点(t０５)には内部空間３の圧力が設定圧力(ＳＰ)に至る。しかし、内部空間３の圧力は設定圧力(ＳＰ)に至った以後、それよりさらに高い圧力で高くなる。これは、内部空間３に新規処理流体が流入されて内部空間３の温度が低くなって、低くなった内部空間３の温度を高めるためにヒーター４がタンク２を加熱するためである。温度と圧力はお互いに比例関係にあるので、ヒーター４がタンク２を加熱して内部空間３の温度を高めれば、タンク２の内部空間３の圧力は設定圧力(ＳＰ)より高くなる。これに、設定圧力(ＳＰ)より高くなった内部空間３の圧力を再び低めるために内部空間３に供給された処理流体はタンク２の外部に図示されないベントラインを通じて排出される。処理流体がベントラインを通じて外部に排出されれば、内部空間３の圧力は再び低くなる。この場合、内部空間３の圧力は設定圧力(ＳＰ)よりさらに低い水準で落ちることがある。内部空間３の圧力が設定圧力(ＳＰ)よりさらに低い水準に落ちれば、内部空間３には新規処理流体が再び供給される。内部空間３に新規処理流体が再び供給されれば、内部空間３の温度は再び落ちる。内部空間３の温度が下がればヒーター４はタンク２を再び加熱する。すなわち、図２で第５時点(t０５)、そして第６時点(t０６)の間ではオーバーシューテング(Over-shooting)現象が発生される。すなわち、第５時点(t０５)、そして、第６時点(t０６)の間で内部空間３の圧力及び温度を設定圧力(ＳＰ)、そして、設定温度(ＳＴ)で維持する過程で、処理流体が不必要に消耗する問題が発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0011】
【特許文献1】韓国特許公開第10-2014-0144806号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
本発明は、処理流体の温度を効率的に調節することができる温度制御方法及び基板処理装置を提供することを一目的とする。
【0013】
また、本発明はオーバーシューテング現象が発生されることを最小化できる温度制御方法及び基板処理装置を提供することを一目的とする。
【0014】
また、本発明はタンクの内部空間の温度及び圧力を効果的に制御することができる温度制御方法及び基板処理装置を提供することを一目的とする。
【0015】
また、本発明はタンクの内部空間の温度を精密に制御することができる温度制御方法及び基板処理装置を提供することを一目的とする。
【0016】
本発明の目的はこれに制限されないし、言及されなかったまた他の目的らは下の記載らから通常の技術者が明確に理解されることができるであろう。
【課題を解決するための手段】
【0017】
本発明は、温度制御方法を提供する。チャンバに伝達される処理流体を貯蔵するタンク内の温度制御方法は、前記タンクが有する内部空間に前記処理流体を供給し、前記内部空間で前記処理流体を加熱し、加熱された前記処理流体を前記チャンバに伝達するが、前記内部空間の温度は、前記内部空間の圧力を測定し、測定された前記圧力に根拠して前記内部空間の温度が調節されることができる。
【0018】
一実施例によれば、前記内部空間の温度は、前記内部空間の圧力が既設定された圧力に至ることができるように調節されることができる。
【0019】
一実施例によれば、前記内部空間の温度は、前記内部空間の圧力が前記既設定された圧力より低い場合、前記内部空間の圧力が前記既設定された圧力に至るように前記内部空間の温度を上昇させることができる。
【0020】
一実施例によれば、前記内部空間の温度は、前記タンクの外部で熱を発生させて前記内部空間の温度を調節する第１温度調節部材、そして、前記内部空間で熱を発生させて前記内部空間の温度を調節する第２温度調節部材のうちで少なくとも何れか一つによって調節されることができる。
【0021】
一実施例によれば、前記タンクには、前記タンクと接触されるように設置されるバイメタル(Bimetal)が前記第１温度調節部材または前記第２温度調節部材に電力を供給する電力供給ラインと連結され、前記タンクの温度が一定温度以上に高くなる場合前記電力の供給を遮断することができる。
【0022】
一実施例によれば、前記内部空間の圧力は、前記内部空間に設置されるとか、前記内部空間と連通して前記処理流体を前記内部空間に供給する供給ライン上に設置される圧力測定部材によって測定されることができる。
【0023】
一実施例によれば、前記処理流体は、気体状態で前記内部空間に供給されるが、少なくとも一部が前記内部空間で超臨界状態で相変化して前記チャンバに伝達されることができる。
【0024】
また、本発明は基板を処理する装置を提供する。基板処理装置は、前記基板が処理される処理空間を有するチャンバと、前記処理空間に処理流体を供給する流体供給ユニットと、及び制御機を含み、前記流体供給ユニットは、内部空間を有するタンクと、前記内部空間で前記処理流体を供給する第１供給ラインと、前記内部空間から前記処理流体を前記処理空間に伝達する第２供給ラインと、前記内部空間の温度を調節する温度調節部材と、及び前記内部空間の圧力を測定する圧力測定部材を含み、前記制御機は、前記圧力測定部材が測定する前記内部空間の圧力に根拠し、前記温度調節部材が前記内部空間の温度を調節するように前記温度調節部材を制御することができる。
【0025】
一実施例によれば、前記制御機は、前記温度調節部材が前記内部空間の温度を調節して前記内部空間の圧力が既設定された圧力に至ることができるように前記温度調節部材を制御することができる。
【0026】
一実施例によれば、前記制御機は、前記圧力測定部材が測定する前記内部空間の圧力が前記既設定された圧力より低い場合、前記温度調節部材が前記内部空間の温度を上昇させて前記内部空間の圧力が前記既設定された圧力に至るように前記温度調節部材を制御することができる。
【0027】
一実施例によれば、前記温度調節部材は、前記タンクを取り囲むように提供される第１温度調節部材、そして、前記内部空間で熱を発生させて前記内部空間の温度を調節する第２温度調節部材のうちで少なくとも何れか一つを含むことができる。
【0028】
一実施例によれば、前記第２温度調節部材は、シャフトと、及び前記シャフトに設置される少なくとも一つ以上の発熱板を含むことができる。
【0029】
一実施例によれば、前記流体供給ユニットは、バイメタル(Bimetal)をさらに含み、前記バイメタルは、前記タンクと接触されるように設置されるが、前記温度調節部材に電力を供給する電力供給ラインと連結されることができる。
【0030】
一実施例によれば、前記流体供給ユニットは、バイメタル(Bimetal)をさらに含み、前記バイメタルは、前記タンクと接触されるように設置されるが、前記制御機が発生させる信号を伝達する信号ラインと連結されることができる。
【0031】
一実施例によれば、前記第１供給ラインは、気体状態の前記流体を前記内部空間に供給し、前記温度調節部材は、前記内部空間を加熱して前記内部空間に供給された気体状態の前記処理流体を超臨界状態で相変化させることができる。
【0032】
一実施例によれば、前記圧力測定部材は、前記内部空間に配置されるか、または前記第１供給ライン上に設置されることができる。
【0033】
また、本発明は基板を処理する装置を提供する。基板処理装置は、超臨界状態の処理流体を利用して基板を処理する処理空間を有するチャンバと、前記処理空間に前記処理流体を供給する流体供給ユニットと、及び前記流体供給ユニットを制御する制御機を含み、前記流体供給ユニットは、内部空間を有するタンクと、前記内部空間に前記処理流体を供給する第１供給ラインと、前記内部空間から前記処理流体を前記処理空間に伝達する第２供給ラインと、前記内部空間の雰囲気に熱を伝達するヒーターと、及び前記内部空間の圧力を測定する圧力測定部材を含み、前記制御機は、前記圧力測定部材が測定する前記内部空間に圧力が既設定された圧力に至るように前記ヒーターが前記内部空間の雰囲気に熱を伝達する前記ヒーターを制御することができる。
【0034】
一実施例によれば、前記制御機は、前記圧力測定部材が測定する前記内部空間の圧力が前記既設定された圧力より低い場合、前記ヒーターが前記内部空間の温度を上昇させて前記内部空間の圧力が前記既設定された圧力に至るように前記ヒーターを制御することができる。
【0035】
一実施例によれば、前記流体供給ユニットは、前記第２供給ライン上に設置される第２バルブをさらに含み、前記制御機は、前記第２バルブを少なくとも１回以上オン(On)またはオフ(Off)させることができる。
【0036】
一実施例によれば、前記流体供給ユニットは、バイメタル(Bimetal)をさらに含み、前記バイメタルは、前記タンクと接触されるように設置されるが、前記ヒーターに電力を供給する電力供給ラインと連結されることができる。
【発明の効果】
【0037】
本発明の一実施例によれば、処理流体の温度を効率的に調節することができる。
【0038】
また、本発明の一実施例によれば、オーバーシューテング現象が発生されることを最小化できる。
【0039】
また、本発明の一実施例によれば、タンクの内部空間の温度及び圧力を効果的に制御することができる。
【0040】
また、本発明の一実施例によれば、タンクの内部空間の温度を精密に制御することができる。
【0041】
本発明の効果が上述した効果らに限定されるものではなく、言及されない効果らは本明細書及び添付された図面らから本発明が属する技術分野で通常の知識を有した者に明確に理解されることができるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0042】
【図1】超臨界乾燥工程を遂行する一般的な基板処理装置を見せてくれる図面である。
【図3】本発明の一実施例による基板処理装置を見せてくれる図面である。
【図10】本発明の他の実施例による流体供給ユニットの姿を概略的に示した図面である。
【発明を実施するための形態】
【0043】
以下では添付した図面を参照にして本発明の実施例に対して本発明が属する技術分野で通常の知識を有した者が容易に実施できるように詳しく説明する。しかし、本発明はいろいろ相異な形態で具現されることができるし、ここで説明する実施例で限定されない。また、本発明の望ましい実施例を詳細に説明するにおいて、関連される公知機能または構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を不必要に曇ることがあると判断される場合にはその詳細な説明を略する。また、類似機能及び作用をする部分に対しては図面全体にかけて等しい符号を使用する。
【0044】
ある構成要素を‘包含'するということは、特別に反対される記載がない限り他の構成要素を除くことではなく、他の構成要素をさらに含むことができるということを意味する。具体的に，“含む”または“有する”などの用語は明細書上に記載した特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとすることであって、一つまたはその以上の他の特徴らや数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものなどの存在または付加可能性をあらかじめ排除しないものとして理解されなければならない。
【0045】
単数の表現は文脈上明白に異なるように志さない限り、複数表現を含む。また、図面で要素らの形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張されることがある。
【0046】
第１、第２などの用語は多様な構成要素らを説明するのに使用されることができるが、前記構成要素らは前記用語によって限定されてはいけない。前記用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的で使用されることができる。例えば、本発明の権利範囲から離脱されないまま第１構成要素は第２構成要素で命名されることができるし、類似第２構成要素も第１構成要素に命名されることができる。
【0047】
ある構成要素が異なる構成要素に“連結されて”いるか、または“接続されて”いると言及された時には、その他の構成要素に直接的に連結されているか、または接続されていることもあるが、中間に他の構成要素が存在することもあると理解されなければならないであろう。反面に、ある構成要素が異なる構成要素に“直接連結されて”いるか、または“直接接続されて”いると言及された時には、中間に他の構成要素が存在しないことで理解されなければならないであろう。構成要素らとの関係を説明する他の表現ら、すなわち“～間に”と“すぐ～間に”または“～に隣合う”と“～に直接隣合う”なども同じく解釈されなければならない。
【0048】
異なるように定義されない限り、技術的であるか科学的な用語を含んでここで使用されるすべての用語らは、本発明が属する技術分野で通常の知識を有した者によって一般的に理解されることと等しい意味である。一般に使用される前もって定義されているもののような用語は、関連技術の文脈上有する意味と一致する意味であることで解釈されなければならないし、本出願で明白に定義しない限り、理想的や過度に形式的な意味で解釈されない。
【0049】
【0050】
図３を参照すれば、基板処理装置はインデックスモジュール１０、処理モジュール２０、そして制御機３０を含む。上部から眺める時、インデックスモジュール１０と処理モジュール２０は一方向に沿って配置される。以下、インデックスモジュール１０と処理モジュール２０が配置された方向を第１方向(Ｘ)といって、上部から眺める時第１方向(Ｘ)と垂直した方向を第２方向(Ｙ)といって、第１方向(Ｘ)及び第２方向(Ｙ)にすべて垂直した方向を第３方向(Ｚ)という。
【0051】
インデックスモジュール１０は基板(Ｗ)が収納された容器(Ｃ)から基板(Ｗ)を処理モジュール２０に返送し、処理モジュール２０で処理が完了した基板(Ｗ)を容器(Ｃ)に収納する。インデックスモジュール１０の長さ方向は第２方向(Ｙ)に提供される。インデックスモジュール１０はロードポート１２とインデックスフレーム１４を有する。インデックスフレーム１４を基準でロードポート１２は処理モジュール２０の反対側に位置される。基板(Ｗ)らが収納された容器(Ｃ)はロードポート１２に置かれる。ロードポート１２は複数個が提供されることができるし、複数ロードポート１２は第２方向(Ｙ)に沿って配置されることができる。
【0052】
容器(Ｃ)としては前面開放一体式ポッド(Front Open Unified Pod:ＦＯＵＰ)のような密閉用容器が使われることができる。容器(Ｃ)はオーバーヘッドトランスファー(Overhead Transfer)、オーバーヘッドコンベヤー(Overhead Conveyor)、または自動案内車両(Automatic Guided Vehicle)のような移送手段(図示なさ)や作業者によってロードポート１２に置かれることができる。
【0053】
インデックスフレーム１４にはインデックスロボット１２０が提供される。インデックスフレーム１４内には長さ方向が第２方向(Ｙ)に提供されたガイドレール１２４が提供され、インデックスロボット１２０はガイドレール１２４上で移動可能に提供されることができる。インデックスロボット１２０は基板(Ｗ)が置かれるハンド１２２を含んで、ハンド１２２は前進及び後進移動、第３方向(Ｚ)を軸にした回転、そして、第３方向(Ｚ)に沿って移動可能に提供されることができる。ハンド１２２は複数個が上下方向に離隔されるように提供され、ハンド１２２らはお互いに独立的に前進及び後進移動することができる。
【0054】
制御機３０は基板処理装置を制御することができる。制御機３０は基板処理装置の制御を実行するマイクロプロセッサー(コンピューター)でなされるプロセスコントローラーと、オペレーターが基板処理装置を管理するためにコマンド入力操作などを行うキーボードや、基板処理装置の稼働状況を可視化して表示するディスプレイなどでなされるユーザーインターフェースと、基板処理装置で実行される処理をプロセスコントローラーの制御で行うための制御プログラムや、各種データ及び処理条件によって各構成部に処理を実行させるためのプログラム、すなわち、処理レシピが記憶された記憶部を具備することができる。また、ユーザーインターフェース及び記憶部はプロセスコントローラーに接続されてあり得る。処理レシピは記憶部のうちで記憶媒体に記憶されてあり得て、記憶媒体は、ハードディスクでも良いし、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤなどの可搬性ディスクや、フラッシュメモリーなどの半導体メモリーであることもある。
【0055】
また、制御機３０は後述する、流体供給ユニット６００を制御することができる。例えば、制御機３０は後述する第１バルブ６２１、第２バルブ６３１、上部バルブ６３４、下部バルブ６３６、そして、温度調節部材６５０のうちで少なくとも何れか一つを制御することができる。また、制御機３０は後述する圧力測定部材６４０が測定する圧力値に根拠して後述する温度調節部材６５０を制御することができる。
【0056】
処理モジュール２０はバッファーユニット２００、返送チャンバ３００、液処理チャンバ４００、そして、乾燥チャンバ５００を含む。バッファーユニット２００は処理モジュール２０に搬入される基板(Ｗ)と処理モジュール２０から搬出される基板(Ｗ)が一時的にとどまる空間を提供する。液処理チャンバ４００は基板(Ｗ)上に液を供給して基板(Ｗ)を液処理する液処理工程を遂行する。乾燥チャンバ５００は基板(Ｗ)上に残留する液を除去する乾燥工程を遂行する。返送チャンバ３００はバッファーユニット２００、液処理チャンバ４００、そして、乾燥チャンバ５００の間に基板(Ｗ)を返送する。
【0057】
返送チャンバ３００はその長さ方向が第１方向(Ｘ)に提供されることができる。バッファーユニット２００はインデックスモジュール１０と返送チャンバ３００との間に配置されることができる。液処理チャンバ４００と乾燥チャンバ５００は返送チャンバ３００の側部に配置されることができる。液処理チャンバ４００と返送チャンバ３００は第２方向(Ｙ)に沿って配置されることができる。乾燥チャンバ５００と返送チャンバ３００は第２方向(Ｙ)に沿って配置されることができる。バッファーユニット２００は返送チャンバ３００の一端に位置されることができる。
【0058】
一例によれば、液処理チャンバ４００らは返送チャンバ３００の両側に配置され、乾燥チャンバ５００らは返送チャンバ３００の両側に配置され、液処理チャンバ４００らは乾燥チャンバ５００らよりバッファーユニット２００にさらに近い位置に配置されることができる。返送チャンバ３００の一側で液処理チャンバ４００らは第１方向(Ｘ)及び第３方向(Ｚ)に沿ってそれぞれＡＸＢ(Ａ、Ｂはそれぞれ１または１より大きい自然数)配列で提供されることができる。また、返送チャンバ３００の一側で乾燥チャンバ５００らは第１方向(Ｘ)及び第３方向(Ｚ)に沿ってそれぞれＣＸＤ(Ｃ、Ｄはそれぞれ１または１より大きい自然数)個が提供されることができる。前述したところと異なり、返送チャンバ３００の一側には液処理チャンバ４００らだけ提供され、その他側には乾燥チャンバ５００らだけ提供されることができる。
【0059】
返送チャンバ３００は返送ロボット３２０を有する。返送チャンバ３００内には長さ方向が第１方向(Ｘ)に提供されたガイドレール３２４が提供され、返送ロボット３２０はガイドレール３２４上で移動可能に提供されることができる。返送ロボット３２０は基板(Ｗ)が置かれるハンド３２２を含んで、ハンド３２２は前進及び後進移動、第３方向(Ｚ)を軸にした回転、そして、第３方向(Ｚ)に沿って移動可能に提供されることができる。ハンド３２２は複数個が上下方向に離隔されるように提供され、ハンド３２２らはお互いに独立的に前進及び後進移動することができる。
【0060】
バッファーユニット２００は基板(Ｗ)が置かれるバッファー２２０を複数個具備する。バッファー２２０らは第３方向(Ｚ)に沿ってお互いの間に離隔されるように配置されることができる。バッファーユニット２００は前面(front face)と後面(rear face)が開放される。前面はインデックスモジュール１０と見合わせる面であり、後面は返送チャンバ３００と見合わせる面である。インデックスロボット１２０は前面を通じてバッファーユニット２００に近付いて、返送ロボット３２０は後面を通じてバッファーユニット２００に近付くことができる。
【0061】
図４は、図３の液処理チャンバに提供される基板処理装置を見せてくれる図面である。図４を参照すれば、液処理チャンバ４００に提供される基板処理装置はハウジング４１０、コップ４２０、支持ユニット４４０、液供給ユニット４６０、そして昇降ユニット４８０を有する。
【0062】
ハウジング４１０は基板(Ｗ)が処理される内部空間を有することができる。ハウジング４１０は概して六面体の形状を有することができる。例えば、ハウジング４１０は直方体の形状を有することができる。また、ハウジング４１０には基板(Ｗ)が搬入されるか、または搬出される開口(図示せず)が形成されることができる。また、ハウジング４１０には開口を選択的に開閉するドア(図示せず)が設置されることができる。
【0063】
コップ４２０は上部が開放された桶形状を有することができる。コップ４２０は処理空間を有して、基板(Ｗ)は処理空間内で液処理されることができる。支持ユニット４４０は処理空間で基板(Ｗ)を支持する。液供給ユニット４６０は支持ユニット４４０に支持された基板(Ｗ)上に処理液を供給する。処理液は複数種類で提供され、基板(Ｗ)上に順次に供給されることができる。昇降ユニット４８０はコップ４２０と支持ユニット４４０との間の相対高さを調節する。
【0064】
一例によれば、コップ４２０は複数の回収桶４２２、４２４、４２６を有する。回収桶ら４２２、４２４、４２６はそれぞれ基板処理に使われた液を回収する回収空間を有する。それぞれの回収桶ら４２２、４２４、４２６は支持ユニット４４０を囲むリング形状で提供される。液処理工程が進行時基板(Ｗ)の回転によって飛散される処理液は各回収桶４２２、４２４、４２６の流入口４２２a、４２４a、４２６aを通じて回収空間に流入される。一例によれば、コップ４２０は第１回収桶４２２、第２回収桶４２４、そして第３回収桶４２６を有する。第１回収桶４２２は支持ユニット４４０を囲むように配置され、第２回収桶４２４は第１回収桶４２２を囲むように配置され、第３回収桶４２６は第２回収桶４２４を囲むように配置される。第２回収桶４２４で液を流入する第２流入口４２４aは第１回収桶４２２に液を流入する第１流入口４２２aより上部に位置され、第３回収桶４２６に液を流入する第３流入口４２６aは第２流入口４２４aより上部に位置されることができる。
【0065】
支持ユニット４４０は支持板４４２と駆動軸４４４を有する。支持板４４２の上面は概して円形で提供されて基板(Ｗ)より大きい直径を有することができる。支持板４４２の中央部には基板(Ｗ)の後面を支持する支持ピン４４２aが提供され、支持ピン４４２aは基板(Ｗ)が支持板４４２から一定距離が離隔されるようにその上端が支持板４４２から突き出されるように提供される。支持板４４２の縁部にはチャックピン４４２bが提供される。チャックピン４４２bは支持板４４２から上部に突き出されるように提供され、基板(Ｗ)が回転される時基板(Ｗ)が支持ユニット４４０から離脱されないように基板(Ｗ)の側部を支持する。駆動軸４４４は駆動機４４６によって駆動され、基板(Ｗ)の底面中央と連結され、支持板４４２をその中心軸を基準で回転させる。
【0066】
一例によれば、液供給ユニット４６０はノズル４６２を含むことができる。ノズル４６２は基板(Ｗ)に処理液を供給することができる。処理液はケミカル、リンス液または有機溶剤であることができる。ケミカルは強酸または強塩基の性質を有するケミカルであることができる。また、リンス液は純水であることがある。また、有機溶剤はイソプロピルアルコール(ＩＰＡ)であることがある。また、液供給ユニット４６０は複数のノズル４６２らを含むことができるし、それぞれのノズル４６２らではお互いに相異な種類の処理液を供給することができる。例えば、ノズル４６２らのうちで何れか一つではケミカルを供給し、ノズル４６２らのうちで他の一つではリンス液を供給し、ノズル４６２らのうちでまた他の一つでは有機溶剤を供給することができる。また、制御機３０はノズル４６２らのうちで他の一つで基板(Ｗ)にリンス液を供給した以後、ノズル４６２らのうちでまた他の一つで有機溶剤を供給するように液供給ユニット４６０を制御することができる。これに、基板(Ｗ)上に供給されたリンス液は表面張力が小さな有機溶剤で置き換えされることができる。
【0067】
昇降ユニット４８０はコップ４２０を上下方向に移動させる。コップ４２０の上下移動によってコップ４２０と基板(Ｗ)との間の相対高さが変更される。これによって基板(Ｗ)に供給される液の種類によって処理液を回収する回収桶４２２、４２４、４２６が変更されるので、液らを分離回収することができる。前述したところと異なり、コップ４２０は固定設置され、昇降ユニット４８０は支持ユニット４４０を上下方向に移動させることができる。
【0068】
図５は、図３の乾燥チャンバに提供される基板処理装置を見せてくれる図面である。図５を参照すれば、乾燥チャンバ５００に提供される基板処理装置は、超臨界状態の処理流体を利用して基板(Ｗ)上に残留する処理液を除去することがある。例えば、乾燥チャンバ５００に提供される基板処理装置は、超臨界状態の二酸化炭素(CO２)を利用して基板(Ｗ)上に残留する有機溶剤を除去する乾燥工程を遂行することができる。
【0069】
乾燥チャンバ５００はチャンバ５１０、加熱部材５２０、流体供給ユニット６００、流体排気ライン５５０、そして昇降部材５６０を含むことができる。チャンバ５１０は基板(Ｗ)が処理される処理空間５１８を有することができる。チャンバ５１０は基板(Ｗ)が処理される処理空間５１８を提供することができる。チャンバ５１０は超臨界状態の処理流体によって基板(Ｗ)が乾燥処理される処理空間５１８を提供することができる。チャンバ５１０はベゼルと呼ばれることができる。
【0070】
チャンバ５１０は上部ボディー５１２、そして下部ボディー５１４を含むことができる。上部ボディー５１２、そして下部ボディー５１４はお互いに組合されて前記処理空間５１８を形成することができる。基板(Ｗ)は処理空間５１８で支持されることができる。例えば、基板(Ｗ)は処理空間５１８で支持部材(図示せず)によって支持されることができる。支持部材は基板(Ｗ)の縁領域の下面を支持するように構成されることができる。上部ボディー５１２、そして下部ボディー５１４のうちで何れか一つは昇降部材５６０と結合されて上下方向に移動されることができる。例えば、下部ボディー５１４は昇降部材５６０と結合され、昇降部材５６０によって上下方向に移動されることができる。これに、チャンバ５１０の処理空間５１８は選択的に密閉されることができる。前述した例では下部ボディー５１４が昇降部材５６０と結合されて上下方向に移動することを例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、上部ボディー５１２が昇降部材５６０と結合されて上下方向に移動することもできる。
【0071】
加熱部材５２０は処理空間５１８に供給される処理流体を加熱することができる。加熱部材５２０はチャンバ５１０の処理空間５１８温度を昇温させて処理空間５１８に供給される処理流体(例えば、CO２を含む高圧ガス)を超臨界状態に相変化させることができる。また、加熱部材５２０はチャンバ５１０の処理空間５１８温度を昇温させて処理空間５１８に供給される超臨界状態の処理流体が超臨界状態を維持するようにできる。
【0072】
また、加熱部材５２０はチャンバ５１０内に埋設されることができる。例えば、加熱部材５２０は上部ボディー５１２、そして下部ボディー５１４のうちで何れか一つに埋設されることができる。例えば、加熱部材５２０は下部ボディー５１４内に提供されることができる。しかし、これに限定されるものではなくて加熱部材５２０は処理空間５１８の温度を昇温させることができる多様な位置に提供されることができる。また、加熱部材５２０はヒーターであることがある。しかし、これに限定されるものではなく、加熱部材５２０は処理空間５１８の温度を昇温させることができる公知された装置で多様に変形されることができる。
【0073】
流体供給ユニット６００はチャンバ５１０の処理空間５１８に処理流体を供給することができる。流体供給ユニット６００はチャンバ５１０の処理空間５１８に加熱された状態の処理流体を供給することができる。流体供給ユニット６００はタンク６１０、第１供給ライン６２０、そして、第２供給ライン６３０を含むことができる。第１供給ライン６２０は流体供給源(図示せず)と連結されて新規処理流体をタンク６１０に伝達することができる。第１供給ライン６２０には第１バルブ６２１が設置されることができる。第１バルブ６２１はオン/オフバルブか、または流量調節バルブであることができる。タンク６１０に供給された処理流体は、タンク６１０で温度が調節されることができる。例えば、タンク６１０に供給された処理流体は、タンク６１０で加熱されることができる。タンク６１０で加熱された処理流体は気体状態で超臨界状態で相変化されることができる。タンク６１０で加熱された処理流体は第２供給ライン６３０を通じて処理空間５１８に供給されることができる。第２供給ライン６３０には第２バルブ６３１が設置されることができる。第２バルブ６３１はオン/オフバルブか、または流量調節バルブであることができる。
【0074】
また、第２供給ライン６３０は複数の供給ラインに分岐されることができる。例えば、第２供給ライン６３０が分岐された供給ラインのうちで何れか一つは上部供給ライン６３３であることがある。また、第２供給ライン６３０が分岐された供給ラインのうちで他の一つは下部供給ライン６３５であることがある。上部供給ライン６３３は処理空間５１８で処理流体を上から下に向ける方向に供給することができる。下部供給ライン６３５は処理空間５１８で処理流体を下から上に向ける方向に供給することができる。上部供給ライン６３３は上部ボディー５１２と連結されることができる。下部供給ライン６３５は下部ボディー５１４と連結されることができる。上部供給ライン６３３には上部バルブ６３４が設置されることができる。上部バルブ６３４はオン/オフバルブか、または流量調節バルブであることができる。また、下部供給ライン６３５には下部バルブ６３６が設置されることができる。下部バルブ６３６はオン/オフバルブか、または流量調節バルブであることができる。
【0075】
流体排気ライン５５０はチャンバ５１０の処理空間５１８から処理流体を排気することができる。流体排気ライン５５０はポンプのような減圧部材(図示せず)と連結されることができる。また、流体排気ライン５５０には排気バルブ(図示せず)が設置されることができる。排気バルブはオン/オフバルブか、または流量調節バルブであることができる。
【0076】
図６は、図５の流体供給ユニットの姿を概略的に示した図面である。図６を参照すれば、本発明の一実施例による流体供給ユニット６００はタンク６１０、前述した第１供給ライン６２０、前述した第１バルブ６２１、前述した第２供給ライン６３０、前述した第２バルブ６３１、圧力測定部材６４０、温度調節部材６５０、バイメタル(Bimetal)６６０、そして温度測定部材６７０を含むことができる。
【0077】
タンク６１０は内部空間６１２を有することができる。タンク６１０は高圧、そして、高温に耐えることができる耐圧性、そして耐熱性を有する素材で提供されることができる。タンク６１０が有する内部空間６１２では内部空間６１２に供給される処理流体を加熱することができる。内部空間６１２で加熱された処理流体のうちで少なくとも一部は気体状態で超臨界状態で相変化されることができる。
【0078】
第１供給ライン６２０は内部空間６１２で新規処理流体を供給することができる。第２供給ライン６２０は内部空間６１２から加熱された処理流体をチャンバ５１０の処理空間５１８に伝達することができる。
【0079】
圧力測定部材６４０は内部空間６１２の圧力を測定することができる。例えば、圧力測定部材６４０は内部空間６１２の雰囲気の圧力を測定することができる。圧力測定部材６４０は内部空間６１２に配置されることができる。圧力測定部材６４０は高圧、そして高温に耐えることができるスペックを有するコンポネントであることができる。圧力測定部材６４０が測定する内部空間６１２の圧力値は上述した制御機３０に伝達することができる。
【0080】
温度調節部材６５０は内部空間６１２の温度を調節することができる。例えば、温度調節部材６５０は内部空間６１２の温度を高めることができる。例えば、温度調節部材６５０は内部空間６１２の雰囲気に熱を伝達することができる。また、温度調節部材６５０は制御機３０によって制御されることができる。例えば、制御機３０は温度調節部材６５０をＰＩＤ方式で制御することができる。温度調節部材６５０は内部空間６１２を加熱し、内部空間６１２に供給された気体状態の処理流体を超臨界状態で相変化させることができる。温度調節部材６５０は第１温度調節部材６５１、そして第２温度調節部材６５６を含むことができる。温度調節部材６５０が発生させる熱は温熱であることができる。しかし、これに限定されるものではなくて温度調節部材６５０が発生させる熱は冷熱であることができる。
【0081】
第１温度調節部材６５１はタンク６１０の外部で熱を発生させて内部空間６１２の温度を調節することができる。第１温度調節部材６５１はタンク６１０の外壁を取り囲むように提供されることができる。第１温度調節部材６５１は胴体６５２、そして発熱部６５３を含むことができる。胴体６５２はタンク６１０の外壁を取り囲むように構成されることができる。胴体６５２には発熱部６５３が設置されることができる。発熱部６５３は発熱部６５３に駆動電力を伝達する第１電力供給ライン６５４と電気的に連結されることができる。第１温度調節部材６５１はジャケットヒーター(Jacket Heater)であることがある。
【0082】
第２温度調節部材６５６は内部空間６１２で熱を発生させて内部空間６１２の温度を調節することができる。第２温度調節部材６５６はシャフト６５７、そして発熱板６５８を含むことができる。図７では第２温度調節部材６５６をシャフト６５７の長さ方向に沿って眺めた第２温度調節部材６５６の断面図を見せてくれているが、図７に示されたように上述した発熱板６５８はシャフト６５７に少なくとも一つ以上が設置されることができる。例えば、発熱板６５８はシャフト６５７を中心に円周方向に沿ってお互いに等しい間隔で離隔されて複数個がシャフト６５７に設置されることができる。第２温度調節部材６５６は発熱板６５８及び/またはシャフト６５７に駆動電力を伝達する第２電力供給ライン６５９と電気的に連結されることができる。第２温度調節部材６５６はカートリッジヒーターであることができる。
【0083】
また、図６、そして、図７では第２温度調節部材６５６が一つで提供されることを例に挙げて図示したが、これに限定されるものではない。例えば、第２温度調節部材６５６は複数個で提供されることができる。例えば、第２温度調節部材６５６は複数個になってお互いに離隔されて提供されることができる。複数個で提供される第２温度調節部材６５６らはその間に配置される連結部材を媒介でブレイジングなどの方式でお互いに連結されることができる。
【0084】
再び図６を参照すれば、本発明の流体供給ユニット６００はバイメタル６６０をさらに含むことができる。バイメタル６６０は熱膨張係数が非常に異なる種類の薄い板金を重ねて付けて一枚で作った棒形態の部品であることができる。バイメタル６６０に熱を加えた時、バイメタル６６０は撓める性質を有する。これに、バイメタル６６０の温度が過度に高くなる場合、バイメタル６６０は図８に示されたようにスイッチと類似な機能を遂行することができるようになる。バイメタル６６０のこのような性質を利用してタンク６１０の温度が過度に高くなる場合、乾燥チャンバ５００に提供される基板処理装置に対するインターロック(Interlock)を遂行するか、または温度調節部材６５０が熱を発生させることを中断させることができる。
【0085】
例えば、図６に示されたようにバイメタル６６０は第１バイメタル６６１、第２バイメタル６６２、そして、第３バイメタル６６３を含むことができる。第１バイメタル６６１、第２バイメタル６６２、そして、第３バイメタル６６３はそれぞれタンク６１０と接触されるように設置されることができる。例えば、第１バイメタル６６１、第２バイメタル６６２、そして、第３バイメタル６６３はタンク６１０の外壁に設置されることができる。
【0086】
第１バイメタル６６１は第２温度調節部材６５６に電力を供給する電力供給ラインと連結されることができる。これに、タンク６１０の温度が過度に高くなれば(例えば、一定温度以上に高くなる場合)、第１バイメタル６６１の形状は変形され、第２温度調節部材６５６に伝達される電力を遮断することができる。
【0087】
第２バイメタル６６２は第１温度調節部材６５１に電力を供給する電力供給ラインと連結されることができる。これに、タンク６１０の温度が過度に高くなれば(例えば、一定温度以上に高くなる場合)、第２バイメタル６６２の形状は変形され、第１温度調節部材６５１に伝達する電力を遮断することができる。
【0088】
第３バイメタル６６３は制御機３０と信号連結されることができる。例えば、第３バイメタル６６３は信号ライン３１と連結されることができる。信号ライン３１は制御機３０が特定信号を一定周期で発生させれば、その信号を制御機３０が再びフィードバック方式で返してもらうことができるようにするラインであることができる。これに、タンク６１０の温度が過度に高くなれば(例えば、一定温度以上に高くなる場合)、第３バイメタル６６３の形状は変形される。この場合、制御機３０が発生させる特定信号は、制御機３０がまた返してもらうことができなくなる。この場合、制御機３０はタンク６１０の温度が過度に高くなったものとして判断し、乾燥チャンバ５００に提供される基板処理装置の駆動を中断するインターロック(Interlock)を発生させることができる。
【0089】
温度測定部材６７０は内部空間６１２の温度を測定する温度センサーであることができる。温度測定部材６７０は高圧、そして、高温状態である内部空間６１２から耐えるように、耐圧性及び耐熱性が優秀なスペックを有するセンサーに提供されることができる。温度測定部材６７０が測定する内部空間６１２の温度値は制御機３０に伝達することができる。
【0090】
以下では、本発明の一実施例によるチャンバ５１０に伝達する処理流体を貯蔵するタンク６１０の内部空間６１２の温度制御方法に対して詳しく説明する。以下で説明する温度制御方法を遂行するように制御機３０は流体供給ユニット６００、そして乾燥チャンバ５００に提供される基板処理装置が有するその外の構成らのうちで少なくとも一つ以上を制御することができる。
【0091】
図９は、図６のタンクの内部空間の圧力及び温度変化、そして、チャンバの処理空間の圧力変化を見せてくれるグラフである。以下では図９を参照して、本発明の一実施例による温度制御方法を説明する。図９に示されたグラフで、Ｘ軸は時間(t)を意味して、Ｙ軸らはそれぞれ内部空間６１２の圧力(ＰＴ)、内部空間６１２の温度(ＦＴ)、そして、処理空間５１８の圧力(ＰＣ)を意味することができる。
【0092】
タンク６１０が有する内部空間６１２で第１供給ライン６２０は新規処理流体を供給することができる。内部空間６１２に供給された処理流体は温度調節部材６５０が発生させる熱によって加熱されることができる。加熱された処理流体は第２供給ライン６３０を通じてチャンバ５１０の処理空間５１８に伝達することができる。例えば、処理空間５１８から基板(Ｗ)に対する超臨界処理工程を始める第１時点(t１１)から処理空間５１８の圧力は徐徐に高くなる。処理空間５１８の圧力が既設定された圧力に至る場合、処理空間５１８の圧力は一定時間の間一定に維持されることができる。これとは異なり、一定時間の間に昇圧または減圧が繰り返してなされることもできる。この場合、第２供給ライン６３０上に設置される第２バルブ６３１は少なくとも１回以上オン(On)またはオフ(Off)されることができる。また、前記一定時間が過ぎた以後には、処理空間５１８の圧力は低くなることができる。処理空間５１８の圧力が低くなることは排気ライン５５０を通じて処理空間５１８に供給された処理流体が排出されながらなされることができる。
【0093】
第１時点(t１１)になれば、内部空間６１２の圧力は低くなることができる。これは内部空間６１２から処理流体が流出されて処理空間５１８に伝達されるためである。内部空間６１２の圧力が低くなれば、第１供給ライン６２０は内部空間６１２で新規処理流体を供給することができる。新規処理流体の温度は内部空間６１２に残留する処理流体の温度より少し低いことがある。これに、内部空間６１２の温度は少し低くなることができる。この時、温度調節部材６５０は内部空間６１２の温度を調節することができる。例えば、温度調節部材６５０は内部空間６１２の温度を圧力測定部材６４０が測定する内部空間６１２の圧力に根拠して調節することができる。例えば、温度調節部材６５０は内部空間６１２の温度測定値ではない、圧力測定部材６４０が測定する内部空間６１２の圧力測定値に根拠して内部空間６１２の温度を上昇させることができる。例えば、温度調節部材６５０は内部空間６１２の圧力が既設定された圧力(ＳＰ)に至るように内部空間６１２に熱を伝達することができる。例えば、温度調節部材６５０は内部空間６１２の圧力が既設定された圧力(ＳＰ)より低い場合、内部空間６１２の圧力が既設定された圧力(ＳＰ)に至るように内部空間６１２の温度を上昇させることができる。すなわち、温度調節部材６５０による内部空間６１２の温度調節が圧力測定部材５４０が測定する内部空間６１２の圧力に根拠してなされるので、内部空間６１２の温度変化と内部空間６１２の圧力変化は似ている様相をたたえることができる。
【0094】
一般的な基板処理装置ではタンク６１０の内部空間６１２の温度制御を、タンク６１０の内部空間６１２の温度を測定する温度測定部材６７０が測定する温度値に根拠してなされた。この場合、温度測定部材６７０が内部空間６１２に配置される位置によって、温度測定部材６７０が測定する温度値は変わることができる。例えば、温度測定部材６７０が第１供給ライン６２０と接するように配置される場合温度測定部材６７０が測定する温度値は少し低いことがあって、これと反対に、温度測定部材６７０が第２供給ライン６３０と接するように配置される場合温度測定部材６７０が測定する温度値は少し高いことがある。すなわち、温度測定部材６７０が配置される位置によって測定される温度偏差が発生されるので、温度調節部材６５０による内部空間６１２の温度制御は精密になされることができなかった。また、温度測定部材６７０が測定する温度値に根拠して温度調節部材６５０が内部空間６１２の温度を調節するようになれば、温度調節部材６５０の反応性は温度測定部材６７０が測定する温度値の変化に従属するようになる。しかし、温度値の変化は熱伝導に根拠するようになるので、温度調節部材６５０が測定する温度値に対する変化は少し不敏感になされる。よって、温度調節部材６５０による温度制御の反応性も低い。
【0095】
しかし、本発明の一実施例による内部空間６１２の温度制御は、温度測定部材６７０が測定する温度値ではない、圧力測定部材６４０が測定する圧力値に根拠してなされる。お互いに連通される内部空間６１２のすべての領域は、お互いに同じ圧力を有するようになるので、圧力測定部材６４０の位置によって測定される圧力値に偏差が発生される問題がない。また、圧力測定部材６４０の圧力値変化は、超臨界状態であることができる処理流体の流動に根拠するようになるので、反応性が非常に高い。これは温度調節部材６５０による温度制御の反応性を高めることができる。
【0096】
また、温度調節部材６５０による内部空間６１２の温度制御は内部空間６１２の圧力測定値に根拠するようになるので、前述したオーバーシューティング(Over-shooting)の問題が発生されることを最小化できる。
【0097】
前述した例では圧力測定部材６４０が内部空間６１２に設置されることを例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、圧力測定部材６４０は図１０に示されたように内部空間６１２と流体連通する第１供給ライン６２０上に設置されることができる。
【0098】
以上の詳細な説明は本発明を例示するものである。また前述した内容は本発明の望ましい実施形態を示して説明するものであり、本発明は多様な他の組合、変更及び環境で使用することができる。すなわち、本明細書に開示された発明の概念の範囲、著わした開示内容と均等な範囲及び/または当業界の技術または知識の範囲内で変更または修正が可能である。著わした実施例は本発明の技術的思想を具現するための最善の状態を説明するものであり、本発明の具体的な適用分野及び用途で要求される多様な変更も可能である。したがって、以上の発明の詳細な説明は開示された実施状態で本発明を制限しようとする意図ではない。また、添付された請求範囲は他の実施状態も含むものとして解釈されなければならない。
【符号の説明】
【0099】
１ ガス供給ユニット
２ タンク
３ 内部空間
４ ヒーター
５ 第１ガス供給管
６ 第２ガス供給管
７ 温度センサー
８ 圧力センサー
９ 超臨界チャンバ
Ａ 第１領域
Ｂ 第２領域
５００ 乾燥チャンバ
５１０ チャンバ
５２０ 加熱部材
５５０ 排気ライン
５６０ 昇降部材
６００ 流体供給ユニット
６１０ タンク
６２０ 第１供給ライン
６２１ 第１バルブ
６３０ 第２供給ライン
６３１ 第２バルブ
６３３ 上部供給ライン
６３４ 上部バルブ
６３５ 下部供給ライン
６３６ 下部バルブ
６４０ 圧力測定部材
６５０ 温度調節部材
６５１ 第１温度調節部材
６５２ 胴体
６５３ 発熱部
６５４ 第１電力供給ライン
６５６ 第２温度調節部材
６５７ シャフト
６５８ 熱板
６５９ 第２電力供給ライン
６６０ バイメタル
６６１ 第１バイメタル
６６２ 第２バイメタル
６６３ 第３バイメタル
６７０ 温度測定部材
３０ 制御機
３１ 信号ライン
２ タンク
３ 内部空間
４ ヒーター
５ 第１ガス供給管
６ 第２ガス供給管
７ 温度センサー
８ 圧力センサー
９ 超臨界チャンバ
Ａ 第１領域
Ｂ 第２領域
５００ 乾燥チャンバ
５１０ チャンバ
５２０ 加熱部材
５５０ 排気ライン
５６０ 昇降部材
６００ 流体供給ユニット
６１０ タンク
６２０ 第１供給ライン
６２１ 第１バルブ
６３０ 第２供給ライン
６３１ 第２バルブ
６３３ 上部供給ライン
６３４ 上部バルブ
６３５ 下部供給ライン
６３６ 下部バルブ
６４０ 圧力測定部材
６５０ 温度調節部材
６５１ 第１温度調節部材
６５２ 胴体
６５３ 発熱部
６５４ 第１電力供給ライン
６５６ 第２温度調節部材
６５７ シャフト
６５８ 熱板
６５９ 第２電力供給ライン
６６０ バイメタル
６６１ 第１バイメタル
６６２ 第２バイメタル
６６３ 第３バイメタル
６７０ 温度測定部材
３０ 制御機
３１ 信号ライン
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】