特開 2024-64929 基板処理装置

(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】P2024064929

(43)【公開日】2024-05-14

(54)【発明の名称】基板処理装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20240507BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 651Z

H01L21/304 648K

H01L21/304 648L

H01L21/304 648G

【審査請求】有

【請求項の数】17

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023001501

(22)【出願日】2023-01-10

(31)【優先権主張番号】10-2022-0139802

(32)【優先日】2022-10-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(71)【出願人】

【識別番号】598123150

【氏名又は名称】セメス株式会社

【氏名又は名称原語表記】ＳＥＭＥＳ ＣＯ．， ＬＴＤ．

【住所又は居所原語表記】７７，４ｓａｎｄａｎ ５－ｇｉｌ，Ｊｉｋｓａｎ－ｅｕｐ，Ｓｅｏｂｕｋ－ｇｕ，Ｃｈｅｏｎａｎ－ｓｉ，Ｃｈｕｎｇｃｈｅｏｎｇｎａｍ－ｄｏ，３３１－８１４ Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ

(74)【代理人】

【識別番号】110000671

【氏名又は名称】ＩＢＣ一番町弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】オ，ソン フン

(72)【発明者】

【氏名】キム，キ ボン

(72)【発明者】

【氏名】イ，ジョン ド

(72)【発明者】

【氏名】イ，ヨン フン

(72)【発明者】

【氏名】パク，ミ ソ

(72)【発明者】

【氏名】パク，ジン セ

(72)【発明者】

【氏名】コ，ヨン スン

【テーマコード（参考）】

5F157

【Ｆターム（参考）】

5F157AA09

5F157AB02

5F157AB33

5F157CB27

5F157CE07

5F157CF14

5F157CF16

5F157CF34

5F157CF44

5F157CF60

5F157CF99

5F157DA21

5F157DB32

5F157DB45

5F157DC90

(57)【要約】      （修正有）

【課題】超臨界流体の排気時間を短縮させて工程時間を減らす基板処理装置を提供する。
【解決手段】基板処理装置１００は、処理流体が供給される供給ポート１１１Ｐ１、１１１Ｐ２と、処理流体が排気される排気ポート１１１Ｐ３を含むベッセル部１１０、処理流体を供給する流体供給ユニット及びベッセル部１１０から処理流体を排気する排気ユニットを含む。排気ユニットは、排気ポート１１１Ｐ３と連結されるメインライン１４２、メインライン１４２から分枝し、第１オリフィス１４３Ｆ又は第１チェック弁１４３Ｃのうちの少なくとも何れか一つを含んで排気速度が調節される延長ライン１４３及びメインライン１４２から分枝し、オリフィスとチェック弁が形成されない補助ライン１４５を含み、第１工程時間の間、延長ライン１４３を介して処理流体を排出し、第２工程時間の間、補助ライン１４５を介して処理流体を排出する。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板処理領域が形成され、前記基板処理領域に処理流体が供給される供給ポートと、前記基板処理領域から前記処理流体が排気する排気ポートとを含むベッセル部と、
前記基板処理領域に前記処理流体を供給する流体供給ユニットと、
前記ベッセル部から前記処理流体を排気する排気ユニットと、を含み、
前記排気ユニットは、
前記排気ポートと連結されるメインラインと、
前記メインラインの第１ノードと第２ノードのうちの少なくともいずれか一つから分枝し、第１オリフィスまたは第１チェック弁のうちの少なくともいずれか一つを含んで排気速度が調節される延長ラインと、
前記メインラインの第３ノードから分枝し、オリフィスとチェック弁が形成されない補助ラインと、を含み、
第１工程時間の間、前記延長ラインを介して前記処理流体を排出し、前記補助ラインを介して前記処理流体を排出せず、
第２工程時間の間、前記補助ラインを介して前記処理流体を排出する、基板処理装置。

【請求項2】

前記第２工程時間の間前記延長ラインを介して前記処理流体を排出しないことをさらに含む、請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項3】

前記延長ラインは前記ベッセル部が設けられたチャンバ部材と、前記チャンバ部材と隣接して配置されたコントロールボックス内に設けられ、
前記第１オリフィスまたは前記第１チェック弁は前記コントロールボックス内に設けられる、請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項4】

前記補助ラインは前記チャンバ部材と前記コントロールボックス内に設けられ、
前記チャンバ部材内の前記補助ラインに、電源がＯＮ状態で流路を閉鎖して電源がＯＦＦ状態で流路を開放する弁が提供される、請求項３に記載の基板処理装置。

【請求項5】

前記第１ノードと前記第２ノードおよび前記第３ノードは、前記チャンバ部材内に形成される、請求項３に記載の基板処理装置。

【請求項6】

前記延長ラインは、
前記第１ノードから分枝し、前記第１オリフィスまたは前記第１チェック弁を含んで排気速度が調節され、前記第１工程時間の第１サブ工程時間の間流路が開放される第１ラインと、
前記第２ノードから分枝し、第２オリフィスまたは第２チェック弁のうちの少なくともいずれか一つを含んで排気速度が調節され、前記第１工程時間の第２サブ工程時間の間流路が開放される第２ラインと、を含む、請求項３に記載の基板処理装置。

【請求項7】

前記第２オリフィスまたは前記第２チェック弁は前記コントロールボックス内に設けられる、請求項６に記載の基板処理装置。

【請求項8】

前記第１ラインは、前記基板処理領域の内圧が維持されるように、前記流体供給ユニットで供給する前記処理流体の量と同一範囲の前記処理流体の量を排気し、
前記第２ラインは、前記流体供給ユニットで供給する前記処理流体の供給が中断された状態で前記基板処理領域から前記処理流体を排気し、第１排気速度で前記処理流体を排気し、
前記補助ラインは、臨界圧力以下で開放され、前記第１排気速度より速く前記延長ラインの最大排気速度より速い第２排気速度で前記処理流体を排気する、請求項６に記載の基板処理装置。

【請求項9】

前記第２工程時間は前記第１工程時間に続く、請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項10】

前記延長ラインは第１タンクと連結され、
前記補助ラインは、前記第１タンクと物理的に分離された第２タンクに連結される、請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項11】

前記延長ラインに、電源がＯＦＦ状態で流路を閉鎖して電源がＯＮ状態で流路を開放する弁が提供される、請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項12】

前記処理流体は超臨界状態のＣＯ_２で提供され、
前記基板は、有機溶剤で液膜が処理された基板で提供され、前記基板処理領域で超臨界乾燥が行われる、請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項13】

基板処理領域が形成され、前記基板処理領域に処理流体が供給される供給ポートと、前記基板処理領域から前記処理流体が排気する排気ポートを含むベッセル部と、
前記基板処理領域に前記処理流体を供給する流体供給ユニットと、
前記ベッセル部から前記処理流体を排気し、前記排気ポートと連結されるメインラインと、前記メインラインの第１ノードと第２ノードのうちの少なくともいずれか一つから分枝する延長ラインと、前記メインラインの第３ノードから分枝する補助ラインとを含む排気ユニットと、
前記延長ラインが連結される第１タンクと、
前記第１タンクと物理的に分離され、前記補助ラインと連結される第２タンクとを含む、基板処理装置。

【請求項14】

前記延長ラインは、第１工程時間の間前記処理流体を排出する第１ラインと、第２工程時間の間前記処理流体を排出する第２ラインとを含み、
前記補助ラインは、第３工程時間の間前記処理流体を排出する、請求項１３に記載の基板処理装置。

【請求項15】

前記延長ラインは、オリフィスまたはチェック弁のうちの少なくともいずれか一つを含んで排気速度が調節され、
前記補助ラインは、前記オリフィスと前記チェック弁が形成されない、請求項１３に記載の基板処理装置。

【請求項16】

前記処理流体は超臨界状態のＣＯ_２で提供され、
前記基板は、有機溶剤で液膜が処理された基板で提供され、前記基板処理領域で超臨界乾燥が行われる、請求項１３に記載の基板処理装置。

【請求項17】

収容空間が形成されるチャンバ部材と、
前記チャンバ部材と隣り合って設けられるコントロールボックスと、
前記収容空間に設けられ、有機溶剤で液膜が処理された基板を処理する基板処理領域が形成され、前記基板処理領域に超臨界流体である超臨界状態のＣＯ_２が供給される供給ポートと、前記基板処理領域から前記超臨界流体が排気する排気ポートとを含むベッセル部と、
前記基板処理領域に前記超臨界流体を供給する流体供給ユニットと、
前記ベッセル部から前記超臨界流体を排気する排気ユニットと、を含み、
前記排気ユニットは、
前記排気ポートと連結されるメインラインと、
前記メインラインの第１ノードから分枝し、前記コントロールボックスの内部に位置する第１オリフィスまたは第１チェック弁のうちの少なくともいずれか一つを含んで排気速度が調節される第１ラインと、
前記メインラインの第２ノードから分枝し、前記コントロールボックスの内部に位置する第２オリフィスまたは第２チェック弁のうちの少なくともいずれか一つを含んで排気速度が調節される第２ラインと、
前記チャンバ部材の内部で前記メインラインの第３ノードから分枝し、オリフィスとチェック弁が形成されない補助ラインと、
前記第１ラインと前記第２ラインが連結される第１タンクと、
前記第１タンクと物理的に分離され、前記補助ラインと連結される第２タンクと、を含み、
前記第１ラインに設けられる第１弁と前記第２ラインに設けられる第２弁は、電源がＯＦＦ状態で流路を閉鎖して電源がＯＮ状態で流路を開放し、
前記補助ラインに設けられる第３弁は、電源がＯＮ状態で流路を閉鎖して電源がＯＦＦ状態で流路を開放し、
第１工程時間の間、前記第１ラインを介して前記超臨界流体を排出し、
第２工程時間の間、前記第２ラインを介して前記超臨界流体を排出し、
前記第１工程時間と前記第２工程時間の間、前記補助ラインを介して前記超臨界流体を排出せず、
第３工程時間の間、前記補助ラインを介して前記超臨界流体を排出し、前記補助ラインは臨界圧力以下で開放され、前記第１ラインおよび前記第２ラインの最大排気速度より速い排気速度で前記超臨界流体を排気する、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に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体素子を製造するためには蒸着、フォト、エッチング、洗浄などのような多様な工程が行われる。この中でフォト工程は塗布工程、露光工程、そして、現像工程を含む。塗布工程は基板上にフォトレジストのような感光液を塗布する工程である。露光工程は塗布されたフォトレジスト膜の上にフォトマスクにより光源の光を露出させて基板上に回路パターンを露光する工程である。そして、現像工程は基板の露光処理された領域を選択的に現像する工程である。

【0003】

現像工程は現像液供給段階、リンス液供給段階、そして乾燥段階を含む。乾燥段階には基板を支持するスピンチャックを回転させて、スピンチャックが基板に加える遠心力を用いて基板に残留する現像液またはリンス液を乾燥するスピン乾燥を行う。

【0004】

最近、基板に形成されたパターンとパターンとの距離（ＣＤ：Ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）が微細化されるにつれ、上述したスピン乾燥を行う場合、パターンが崩れたり歪むリーニング（Ｌｅａｎｉｎｇ）現象が発生する。そのため、超臨界流体を用いた乾燥装置が導入されている。

【発明の概要】

【0005】

［発明が解決しようとする課題］
一方、超臨界乾燥装置は、圧力および温度が常圧および常温に比べて高く形成されるように密閉空間を有し、密閉空間に超臨界流体を流出入させて基板を処理する。しかし、超臨界流体の排気時間を短縮させて工程時間を減らす必要がある。

【0006】

本発明が解決しようとする課題は、工程時間を短縮できる基板処理装置を提供することにある。

【0007】

本発明の課題は以上で言及した課題に制限されず、言及されていないまた他の課題は以下の記載から当業者に明確に理解されるものである。

【0008】

［課題を解決するための手段］
前記課題を達成するための本発明の基板処理装置の一態様（ａｓｐｅｃｔ）は、基板処理領域が形成され、前記基板処理領域に処理流体が供給される供給ポートと、前記基板処理領域から前記処理流体が排気する排気ポートを含むベッセル部；前記基板処理領域に前記処理流体を供給する流体供給ユニット；および前記ベッセル部から前記処理流体を排気する排気ユニットを含み、前記排気ユニットは、前記排気ポートと連結されるメインライン；前記メインラインの第１ノードと第２ノードのうちの少なくともいずれか一つから分枝し、第１オリフィスまたは第１チェック弁のうちの少なくともいずれか一つを含んで排気速度が調節される延長ライン；および前記メインラインの第３ノードから分枝し、オリフィスとチェック弁が形成されない補助ラインを含み、第１工程時間の間、前記延長ラインを介して前記処理流体を排出し、前記補助ラインを介して前記処理流体を排出せず、第２工程時間の間、前記補助ラインを介して前記処理流体を排出する。

【0009】

前記他の課題を達成するための本発明の基板処理装置の態様は、基板処理領域が形成され、前記基板処理領域に処理流体が供給される供給ポートと、前記基板処理領域から前記処理流体が排気する排気ポートを含むベッセル部；前記基板処理領域に前記処理流体を供給する流体供給ユニット；前記ベッセル部から前記処理流体を排気し、前記排気ポートと連結されるメインラインと、前記メインラインの第１ノードと第２ノードのうちの少なくともいずれか一つから分枝する延長ラインと、前記メインラインの第３ノードから分枝する補助ラインを含む排気ユニット；前記延長ラインが連結される第１タンク；および前記第１タンクと物理的に分離され、前記補助ラインと連結される第２タンクを含む。

【0010】

前記また他の課題を達成するための本発明の基板処理装置の態様は、収容空間が形成されるチャンバ部材；前記チャンバ部材と隣り合って設けられるコントロールボックス；前記収容空間に設けられ、有機溶剤で液膜が処理された基板を処理する基板処理領域が形成され、前記基板処理領域に超臨界流体である超臨界状態のＣＯ_２が供給される供給ポートと、前記基板処理領域から前記超臨界流体が排気する排気ポートを含むベッセル部；前記基板処理領域に前記超臨界流体を供給する流体供給ユニット；前記ベッセル部から前記超臨界流体を排気する排気ユニットを含み、前記排気ユニットは、前記排気ポートと連結されるメインライン；前記メインラインの第１ノードから分枝し、前記コントロールボックスの内部に位置する第１オリフィスまたは第１チェック弁のうちの少なくともいずれか一つを含んで排気速度が調節される第１ライン；前記メインラインの第２ノードから分枝し、前記コントロールボックスの内部に位置する第２オリフィスまたは第２チェック弁のうちの少なくともいずれか一つを含んで排気速度が調節される第２ライン；前記チャンバ部材の内部で前記メインラインの第３ノードから分枝し、オリフィスとチェック弁が形成されない補助ライン；前記第１ラインと前記第２ラインが連結される第１タンク；および前記第１タンクと物理的に分離され、前記補助ラインと連結される第２タンクを含み、前記第１ラインに設けられる第１弁と前記第２ラインに設けられる第２弁は、電源がＯＦＦ状態で流路を閉鎖して電源がＯＮ状態で流路を開放し、前記補助ラインに設けられる第３弁は、電源がＯＮ状態で流路を閉鎖して電源がＯＦＦ状態で流路を開放し、第１工程時間の間、前記第１ラインを介して前記超臨界流体を排出し、第２工程時間の間、前記第２ラインを介して前記超臨界流体を排出し、前記第１工程時間と前記第２工程時間の間、前記補助ラインを介して前記超臨界流体を排出せず、第３工程時間の間、前記補助ラインを介して前記超臨界流体を排出し、前記補助ラインは臨界圧力以下で開放され、前記第１ラインおよび前記第２ラインの最大排気速度より速い排気速度で前記超臨界流体を排気する。

【0011】

その他実施形態の具体的な内容は詳細な説明および図面に含まれている。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明のいくつかの実施形態による基板処理装置を示す図である。

【図2】本発明のいくつかの実施形態による基板処理装置の超臨界チャンバの内部を示す図である。

【図3】本発明の第１実施形態による基板処理装置を示す図である。

【図4】本発明の第２実施形態による基板処理装置での下部供給ラインを経由して処理流体が供給される様子を示す図である。

【図5】本発明の第２実施形態による基板処理装置での上部供給ラインを経由して処理流体が供給されて第１ラインを経由して処理流体が排気する様子を示す図である。

【図6】本発明の第２実施形態による基板処理装置での第２ラインを経由して処理流体が排気する様子を示す図である。

【図7】本発明の第２実施形態による基板処理装置での補助ラインを経由して処理流体が排気する様子を示す図である。

【図8】本発明のいくつかの実施形態による基板処理装置の時間による圧力変化を示す図である。

【図9】本発明のいくつかの実施形態による基板処理装置の時間による流路の開閉を示す図である。

【図10】比較例の基板処理装置の時間による圧力変化を示す図である。

【図11】本発明のいくつかの実施形態による基板処理装置の基板処理方法を説明するためのフローチャートである。

【図12】本発明のいくつかの実施形態による基板処理装置の基板処理方法で延長ラインの流路開放を説明するためのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、添付する図面を参照して本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。本発明の利点および特徴、並びにこれらを達成する方法は添付する図面と共に詳細に後述している実施形態を参照すると明確になる。しかし、本発明は以下に開示する実施形態に限定されるものではなく互いに異なる多様な形態で実現することができ、本実施形態は、単に本発明の開示を完全にし、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供するものであり、本発明は請求項の範疇によってのみ定義される。明細書全体にわたって同一参照符号は同一構成要素を指すものとする。

【0014】

本明細書で使用された用語は実施形態を説明するためのものであり、本発明を制限しようとするものではない。本明細書で、単数形は文面で特記しない限り、複数形も含む。明細書で使用される「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」および／または「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は言及された構成要素、段階、動作および／または素子は一つ以上の他の構成要素、段階、動作および／または素子の存在または追加を排除しない。

【0015】

図１は本発明のいくつかの実施形態による基板処理装置を示す図である。

【0016】

図２は本発明の第１実施形態による基板処理装置の超臨界チャンバの内部を示す図である。

【0017】

先に図１を参照すると、基板処理装置１は、簡略に言うと、インデックスモジュール２０（ｉｎｄｅｘ ｍｏｄｕｌｅ）、処理モジュール３０（ｔｒｅａｔｉｎｇ ｍｏｄｕｌｅ）を含むことができる。例示としてインデックスモジュール２０と処理モジュール３０はＸ軸方向に沿って一列に配置される。

【0018】

インデックスモジュール２０は基板Ｗが収納された容器（図示せず）から基板Ｗを処理モジュール３０に搬送し、処理が完了した基板Ｗを容器に収納する。例えば、インデックスモジュール２０はロードポート２２およびインデックスロボット２３を含み得る。ロードポート２２には基板Ｗが収納された容器が置かれ得る。インデックスロボット２３はＹ軸方向に提供されたガイドレール２４に沿って移動可能に提供される。

【0019】

処理モジュール３０はバッファチャンバ３１、搬送チャンバ３２、湿式処理チャンバ３３および超臨界チャンバ３４を含み得る。

【0020】

バッファチャンバ３１はインデックスモジュール２０と搬送チャンバ３２の間に設けられる。しかし、これに限定されない。バッファチャンバ３１は複数の基板Ｗを共に保管することができる。バッファチャンバ３１に保管された基板Ｗはインデックスロボット２３および搬送ロボット３２ＲＢにより搬入または搬出される。

【0021】

搬送チャンバ３２は湿式処理チャンバ３３および超臨界チャンバ３４の間に基板Ｗを搬送する。搬送チャンバ３２はその長手方向がＸ軸方向と平行なように提供される。搬送チャンバ３２には搬送ロボット３２ＲＢが提供される。搬送ロボット３２ＲＢは基板Ｗが置かれるハンドを有することができる。搬送チャンバ３２内にはその長手方向がＸ軸方向と平行なように提供されるガイドレール３２ＧＲが提供され、搬送ロボット３２ＲＢはガイドレール３２ＧＲ上で移動可能に提供されることができる。

【0022】

湿式処理チャンバ３３は基板Ｗに液膜を処理する。例示として湿式処理チャンバ３３は基板Ｗに対して洗浄工程を行い、基板Ｗのパターン面を洗浄する。湿式処理チャンバ３３から吐出される処理液は洗浄液であって、ケミカル（ｃｈｅｍｉｃａｌ）、純水（ＤＩＷ）、そして有機溶剤を含み得る。有機溶剤はイソプロピルアルコール（Ｉｓｏｐｒｏｐｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ：ＩＰＡ）を含み得る。

【0023】

超臨界チャンバ３４は湿式処理チャンバ３３と隣り合って設けられる。超臨界チャンバ３４は基板Ｗに超臨界流体を供給して基板Ｗを処理する。一例として、超臨界チャンバ３４は湿式処理チャンバ３３で処理された基板Ｗに超臨界流体を供給して基板Ｗを乾燥処理する。言い換えれば、超臨界チャンバ３４は基板Ｗに残留する有機溶剤を乾燥する。超臨界流体は、例示として超臨界状態のＣＯ_２であり得る。

【0024】

以下では図面を参照して超臨界チャンバ３４で超臨界乾燥を行う基板処理装置１００について説明する。

【0025】

図２を参照すると、第１実施形態による基板処理装置１００は、チャンバ部材３４Ｃ、コントロールボックス３４Ｐ、ベッセル部１１０、基板支持ユニット１２０、流体供給ユニット１３０、排気ユニット１４０、加熱部材１５０およびドレンタンク１６０を含み得る。

【0026】

チャンバ部材３４Ｃは超臨界乾燥空間が複数で設けられるように、水平方向に複数個が設けられるだけでなく、上下方向に複数で設けられることができる。しかし、これに限定されない。

【0027】

チャンバ部材３４Ｃにはベッセル部１１０が収容される収容空間が形成される。言い換えれば、チャンバ部材３４Ｃはバッファチャンバ３１および湿式処理チャンバ３３などと空間を画するために設けられる。チャンバ部材３４Ｃには基板Ｗが出入りする開口部（図示せず）が形成される。

【0028】

コントロールボックス３４Ｐはチャンバ部材３４Ｃと隣り合って設けられる。例えばコントロールボックス３４Ｐには流体供給ユニット１３０の貯蔵タンク（図示せず）および排気ユニット１４０が収容される。

【0029】

ベッセル部１１０は乾燥工程が行われる基板処理領域１１０Ｓ（超臨界処理空間であり得る）を提供する。ベッセル部１１０は上部に設けられる上体１１１と下部に設けられる下体１１２を有し、上体１１１と下体１１２は互いに結合されて基板処理領域１１０Ｓを提供する。

【0030】

上体１１１と下体１１２のうちのいずれか一つが他の一つに対して相手移動することができ、これは駆動部材１１０ＭＴにより行われる。例えば、上体１１１は位置が固定され、下体１１２は駆動部材１１０ＭＴにより昇下降し得る。ここで駆動部材１１０ＭＴは空圧または油圧を使用するアクチュエータ、電磁気的相互作用によって作動するリニアモータ、またはボールスクリュ機構で構成されるが、これは例示に過ぎない。

【0031】

下体１１２が上体１１１から離隔すると基板処理領域１１０Ｓが開放され、この時、基板Ｗが搬入または搬出される。工程進行時には下体１１２が上体１１１に密着して基板処理領域１１０Ｓが外部から密閉される。

【0032】

さらに、ベッセル部１１０は上部供給ポート１１１Ｐ１、下部供給ポート１１１Ｐ２および排気ポート１１１Ｐ３を含むことができる。ここで上部供給ポート１１１Ｐ１は上体１１１に設けられる処理流体の供給流路を形成し、下部供給ポート１１１Ｐ２は下体１１２に設けられる処理流体の供給流路を形成する。そして、排気ポート１１１Ｐ３は下体１１２に設けられる処理流体の排気流路を形成する。

【0033】

基板支持ユニット１２０はベッセル部１１０の基板処理領域１１０Ｓ内で基板Ｗを水平な状態で支持する。基板支持ユニット１２０は基板Ｗの処理面が上に向かうように支持する。基板支持ユニット１２０は第１支持部材１２１、第２支持部材１２２およびプレート１２３を含み得る。

【0034】

第１支持部材１２１と第２支持部材１２２は基板Ｗを支持する領域が異なってもよい。第１支持部材１２１は基板Ｗの縁領域を支持し、第２支持部材１２２は基板Ｗの中央領域を支持する。

【0035】

例えば第１支持部材１２１は上体１１１で下部方向に延びるが、基板Ｗに向かって折り曲げられ得る。第２支持部材１２２はプレート１２３に設けられる。例示としてプレート１２３は円形の板として提供されることができる。プレート１２３は下部供給ポート１１１Ｐ２と第１支持部材１２１の間に位置する。

【0036】

プレート１２３は下部供給ポート１１１Ｐ２および排気ポート１１１Ｐ３をすべて覆う直径を有する。そのため、下部供給ポート１１１Ｐ２から供給される処理流体の流れ経路はプレート１２３により迂回する。すなわち、プレート１２３は下部供給ポート１１１Ｐ２から供給される超臨界流体が基板Ｗの非処理面に直接供給されることを防止することができる。

【0037】

流体供給ユニット１３０はベッセル部１１０の基板処理領域１１０Ｓに乾燥用流体である処理流体を供給する。例示として処理流体は臨界温度および臨界圧力によって超臨界状態で基板処理領域１１０Ｓに供給される。ただし、これに限定されない。

【0038】

例えば流体供給ユニット１３０は流体が貯蔵される貯蔵タンク（図示せず）、上部供給ライン１３２および下部供給ライン１３４を含み得る。上部供給ライン１３２は上部供給ポート１１１Ｐ１に連結される。下部供給ライン１３４は上部供給ライン１３２から分岐して下部供給ポート１１１Ｐ２に連結される。

【0039】

貯蔵タンクに貯蔵される処理流体（超臨界状態のＣＯ_２であり得る）は、上部供給ライン１３２および下部供給ライン１３４を経由して基板処理領域１１０Ｓに供給される。上部供給ライン１３２および下部供給ライン１３４それぞれに弁（符号を図示せず）が設けられて処理流体の流量が調節されることができる。

【0040】

排気ユニット１４０は、メインライン１４２、延長ライン、補助ライン１４５およびポンプ（図示せず）を含み得る。実施形態の変形例によって延長ラインは第１ライン１４３および第２ライン１４４（図３を参照）を含み得る。すなわち、延長ラインは多数のラインで提供されることができ、第１ライン１４３および第２ライン１４４それぞれが一つ以上のラインで提供されることができる。

【0041】

以下では第１実施形態の延長ラインが第１ライン１４３として提供される場合を説明する。

【0042】

ポンプは強制排気のためにメインライン１４２、第１ライン１４３および補助ライン１４５のうちの少なくともいずれか一つ以上に設けられることができる。さらに、第２実施形態の場合、第２ライン１４４にもポンプが設けられることもできる。

【0043】

排気ユニット１４０の処理流体排気は第２実施形態と同一または類似し、すなわち、第１実施形態の第１ライン１４３の排気が第２実施形態の第１ライン１４３と第２ライン１４４に区分される点で差異があり、第２実施形態の第１ライン１４３および第２ライン１４４の排気を第１実施形態は一つに統合するものであるから、第２実施形態の説明では重複する説明は省略する。

【0044】

加熱部材１５０は基板処理領域１１０Ｓが工程で求められる温度を有するか、維持できるように、基板処理領域１１０Ｓを加熱する。加熱部材１５０は基板処理領域１１０Ｓに供給された超臨界流体を臨界温度以上に加熱して超臨界流体相を維持するようにすることができる。

【0045】

加熱部材１５０は下体１１２（または上体１１１）の壁内に埋設される。例えば、加熱部材１５０は外部から電源を受けて熱を発生させるヒータとして提供される。

【0046】

ドレンタンク１６０は、基板Ｗを乾燥処理した処理流体（反応物）がドレンされる構成であって、第１タンク１６１および第２タンク１６３を含み得る。ドレンタンク１６０には発癌物質のように大気中に任意に排出することが難しい有機溶剤ＩＰＡが含まれた処理流体が貯蔵され、外部と隔離される収容空間が形成される。

【0047】

第１タンク１６１と第２タンク１６３は物理的に分離されて空間が分離される。第１タンク１６１と第２タンク１６３それぞれは基板処理領域１１０Ｓから排気する超臨界流体が貯蔵される。

【0048】

第１タンク１６１は第１ライン１４３（第２実施形態の場合は第１ライン１４３と第２ライン１４４であり得る）が連結され、基板Ｗの超臨界処理過程で排気する超臨界流体が貯蔵される。第２タンク１６３は補助ライン１４５が連結されて超臨界処理が完了する過程で排気する超臨界流体が貯蔵される。このように、第１タンク１６１と第２タンク１６３に区分され、第１タンク１６１の空間不足を第２タンク１６３で解消することができる。

【0049】

さらに、第１タンク１６１と第２タンク１６３それぞれは排気マニホールド（図示せず）が設けられるが、排気過程で圧力が解消できず排気マニホールド（または第１タンク１６１）と延長ライン１４３の差圧が減少し得る。差圧減少により排気速度が遅くなると、延長ライン１４３を用いて排気するときに排気時間が徐々に長くなる（図１０を参照、Ｔ４以後にも排気が持続する）。

【0050】

本実施形態はスロー排気（ｓｌｏｗ ｖｅｎｔ）をなす延長ライン１４３とファスト排気（ｆａｓｔ ｖｅｎｔ）をなす補助ライン１４５が第１タンク１６１と第２タンク１６３に区分されるので、延長ライン１４３と第１タンク１６１の差圧減少により排気速度が遅くなることが防止され、速い排気を実行および持続することができる。

【0051】

すなわち、排気量の増加による差圧減少および／または第１タンク１６１の収容空間不足による逆圧が発生しても、補助ライン１４５の排気が第２タンク１６３で行われるので、工程中に差圧および／または逆圧によるパーティクルの再流入のような現象を防止して品質低下を防止することができる。

【0052】

さらに、基板処理装置１００で発生し得る多様な非常状況（例、停電によりベッセル部１１０内部に超臨界流体が閉じ込められること）が発生しても、補助ライン１４５を使用して直ちに対応することができる。これは補助ライン１４５に設けられる第３弁１４５Ｖが電源がＯＦＦされると流路を開放する弁として提供されることによって行われ、これは図３を参照して後述する。

【0053】

以下では図面を参照して本実施形態の変形例を説明し、同じ機能をする同じ構成の重複する説明は省略する。

【0054】

図３は本発明の第２実施形態による基板処理装置を示す図である。図４ないし図７は本発明の第２実施形態による基板処理装置を流出入する処理流体の流れを示す図である。図８は本発明のいくつかの実施形態による基板処理装置の時間による圧力変化を示す図である。図９は本発明のいくつかの実施形態による基板処理装置の時間による流路の開閉を示す図であり、図１０は比較例の基板処理装置の時間による圧力変化を示す図である。さらに、図１１および図１２は本発明のいくつかの実施形態による基板処理装置の基板処理方法を説明するためのフローチャートである。

【0055】

先に図３を参照すると、第２実施形態による基板処理装置１００は、第１実施形態と同一または類似にチャンバ部材３４Ｃ、コントロールボックス３４Ｐ、ベッセル部１１０、基板支持ユニット１２０、流体供給ユニット１３０、排気ユニット１４０、加熱部材１５０およびドレンタンク１６０を含み得る。

【0056】

ただし、第２実施形態の延長ラインは第１ライン１４３と第２ライン１４４を含む点で差異がある。言い換えれば、第２実施形態の延長ラインは多数のラインで形成されることができる。

【0057】

第２実施形態の排気ユニット１４０は、メインライン１４２、第１ライン１４３、第２ライン１４４および補助ライン１４５として提供され、下記のとおりである。

【0058】

メインライン１４２は、下体１１２に設けられる排気ポート１１１Ｐ３に連結されて基板処理領域１１０Ｓから外部に処理流体を排気する。メインライン１４２は第１ライン１４３、第２ライン１４４および補助ライン１４５がそれぞれ連結され、処理流体の排気が行われる上流領域をなす。

【0059】

例示として、メインライン１４２は第１ノードＮ１、第２ノードＮ２および第３ノードＮ３が備えられる。メインライン１４２はマニホールド構造をなすが、これに限定されない。

【0060】

第１ライン１４３はメインライン１４２の第１ノードＮ１から分枝する。第１ライン１４３はコントロールボックス３４Ｐの内部で第１メーターリング弁１４３Ｍ、第１オリフィス１４３Ｆおよび／または第１チェック弁１４３Ｃが設けられ、これらの制御により処理流体の排気速度が調節されることができる。

【0061】

第２ライン１４４はメインライン１４２の第２ノードＮ２から分枝する。第２ライン１４４はコントロールボックス３４Ｐの内部で第２メーターリング弁１４４Ｍ、第２オリフィス１４４Ｆおよび／または第２チェック弁１４４Ｃが設けられ、これらの制御により処理流体の排気速度が調節されることができる。

【0062】

第１メーターリング弁１４３Ｍ、第１オリフィス１４３Ｆ、第１チェック弁１４３Ｃと第２メーターリング弁１４４Ｍ、第２オリフィス１４４Ｆ、第２チェック弁１４４Ｃのサイズおよび直径などは互いに異なってもよい。

【0063】

例示として、第１オリフィス１４３Ｆと第２オリフィス１４４Ｆの直径が異なってもよいが、これは第１ライン１４３と第２ライン１４４それぞれの排気速度が最適化されるための直径を有して、第１ライン１４３と第２ライン１４４の最大排気速度が異なる形態をなすためであるが、これに限定されない。

【0064】

さらに、流体供給と中断のために、第１ライン１４３には第１弁Ｖ１が提供され、第２ライン１４４には第２弁Ｖ２が設けられる。例えば第１弁Ｖ１と第２弁Ｖ２は電源がＯＦＦ状態で流路を閉鎖して電源がＯＮ状態で流路を開放する弁として提供されることができる。電源がＯＮ状態で流路を開放する弁は、ばね力で閉鎖状態を維持する構造を有することができる。したがって、電源がＯＮ状態で流路を閉鎖する弁（流体駆動圧力で閉鎖状態を維持）に比べて寿命が長い。

【0065】

補助ライン１４５はメインライン１４２の第３ノードＮ３から分枝するが、コントロールボックス３４Ｐの前端に位置するチャンバ部材３４Ｃの内部で分岐し得る。言い換えれば、補助ライン１４５は、抵抗流路が形成される第１ライン１４３や第２ライン１４４から分岐しないので、第１ライン１４３と第２ライン１４４の排気速度に影響を受けずに排気することができる。

【0066】

補助ライン１４５には抵抗流路を形成するオリフィスとチェック弁が形成されないので、第３弁１４５Ｖの後端と第２タンク１６３の間の内径が一定に形成される。したがって、補助ライン１４５は第１ライン１４３と第２ライン１４４の最大排気速度より速い速度で排気が可能である。さらに、上記で言及したように、第１ライン１４３／第２ライン１４４と第１タンク１６１の間で発生する差圧減少とは別に、排気が可能であるため速い排気をなすことができる。

【0067】

上記で言及したように、第１ライン１４３や第２ライン１４４の排気が行われるとき、基板処理領域１１０Ｓの内部圧力と第１タンク１６１（または排気マニホールド）の間の差圧は減少し得る。差圧減少により第１ライン１４３や第２ライン１４４を用いた排気は排気時間が遅延される。

【0068】

しかし、本実施形態は第２タンク１６３と連結される補助ライン１４５を用いて排気するので、第１ライン１４３や第２ライン１４４で発生する排気の遅延なく、ファストベントを実行／持続することができる。

【0069】

補助ライン１４５は第３弁１４５Ｖが設けられる。補助ライン１４５の第３弁１４５Ｖは電源がＯＮされると流路を閉鎖し、電源がＯＦＦされると流路を開放する弁として提供される。補助ライン１４５は停電時に開放されてベッセル部１１０内の処理流体を排気する。

【0070】

他の例として第３弁１４５Ｖは、第１弁Ｖ１／第２弁Ｖ２と同一または類似に、電源がＯＦＦ状態で流路を閉鎖して電源がＯＮ状態で流路を開放する弁として提供されることができる。この時、メインライン１４２の第４ノード（図示せず）から分枝する別のラインがさらに設けられることができ、別のラインは電源がＯＦＦ状態で流路を開放する弁が提供され、停電のような非常時にベッセル部１１０の内部から流体を排気することができる。

【0071】

このような排気ユニット１４０と流体供給ユニット１３０により処理流体の流出入（供給および排気）が行われる。

【0072】

以下では図面を参照して基板処理方法について説明する。

【0073】

図４ないし図９、図１１および図１２を参照すると、チャンバ部材３４Ｃ、コントロールボックス３４Ｐ、ベッセル部１１０、基板支持ユニット１２０、流体供給ユニット１３０、排気ユニット１４０、加熱部材１５０およびドレンタンク１６０を含む基板処理装置１００が提供され、次に、基板処理領域１１０Ｓ内に基板Ｗを位置させて（Ｓ１１０）、次に、第１工程時間および第２工程時間の間流体供給ユニット１３０から処理流体が基板処理領域１１０Ｓに供給され（Ｓ１２０）、第２工程時間および第３工程時間（第２工程時間に続く工程時間）の間延長ラインの流路が開放され（Ｓ１３０）、次に、第４工程時間の間延長ラインの流路は閉鎖されて補助ライン１４５の流路は開放される（Ｓ１４０）。ここで第１、２、３、４工程時間は説明および理解の便宜のために区分するものであるから、用語に限定されないことを言及しておく。具体的に説明すると、下記のとおりである。

【0074】

先に、第１、２実施形態の基板処理装置１００が提供される。以下では第２実施形態の基板処理装置１００が提供される場合を説明する。

【0075】

次に、基板処理領域１１０Ｓ内に基板Ｗを位置させる（Ｓ１１０）。このために上体１１１と下体１１２は互いに離隔した状態をなして、基板処理領域１１０Ｓが開放される（図２を参照）。基板Ｗの搬入は、搬送ロボット３２ＲＢを用いて行う。

【0076】

次に、図４および図８を参照すると（Ｓ１２０）、処理流体がベッセル部１１０に供給される。例えば、第１工程時間である０時間とＴ１時間の間で下部供給ライン１３４を介して基板処理領域１１０Ｓに処理流体が供給される。ここで下部供給ライン１３４および下部供給ポート１１１Ｐ２を経由した処理流体はプレート１２３により基板Ｗの非処理面に直接供給されずに迂回する。

【0077】

ここで処理流体がベッセル部１１０に供給されるとき、下部で先に供給されるのは、リーニング（Ｌｅａｎｉｎｇ）現象を最小化するためである。例えば、基板Ｗの上部で処理流体が供給されると基板Ｗの上部で供給される処理流体の吐出圧による影響が発生し得る。すなわち、処理流体の吐出圧により、濡れた（ｗｅｔｔｉｎｇ）状態の基板Ｗの液膜がパターンの方に押され、パターンが崩れたり歪むリーニング（Ｌｅａｎｉｎｇ）現象が発生し得る。これを防止するために下部で先に処理流体を供給することができる。

【0078】

基板処理領域１１０Ｓに処理流体が満たされると、圧力が臨界圧力以上に維持され（図８を参照、Ｐ１からなる設定圧力以上に維持）、超臨界乾燥処理が行われる。ここで超臨界乾燥処理は上部供給ポート１１１Ｐ１を経由した処理流体によって行われる。この時、下部供給ライン１３４は閉鎖される。

【0079】

すなわち、図５、図８および図９を参照すると（Ｓ１３０，Ｓ１３１）、超臨界乾燥処理が行われる間（第２工程時間であるＴ１時間とＴ２時間の間）、基板処理領域１１０Ｓの圧力が維持されることができる。圧力維持は上部供給ポート１１１Ｐ１で供給される処理流体の供給と共に排気が行われることによってなされる。

【0080】

例えば超臨界乾燥過程で、処理流体と有機溶剤ＩＰＡが置換された反応物は排気して新しい処理流体が基板Ｗを乾燥させるように、Ｔ１時間とＴ２時間の間で上部供給ライン１３２および上部供給ポート１１１Ｐ１を経由して基板Ｗの上部に処理流体が継続して供給されることができる。この時、基板処理領域１１０Ｓの内圧が維持されるように排気動作が共に行われることができる。排気動作は排気ポート１１１Ｐ３を経由して処理流体（反応物）が排気することによって行われる。排気ポート１１１Ｐ３を経由した処理流体は第１ライン１４３を介して排気する。

【0081】

言い換えれば、第１ライン１４３は、基板Ｗが処理されて超臨界流体が供給される第１状態で基板処理領域１１０Ｓが超臨界状態を維持するように、臨界圧力以上で流路が開放されるが、Ｔ１時間とＴ２時間の間で設定された圧力であるＰ１以下に圧力が低くならないように（臨界圧力であるＰ２を超える圧力を維持）、流体供給ユニット１３０で供給する処理流体の量と同一範囲の処理流体の量を排気することができる。

【0082】

図６、図８および図９を参照すると（Ｓ１３０，Ｓ１３２）、超臨界乾燥処理の完了時点に近接する間、すなわちＴ３時間以前に、例えば、第３工程時間であるＴ２時間とＴ３時間の間で処理流体の供給は中断され、基板処理領域１１０Ｓから処理流体の排気は持続する。このために上部供給ライン１３２および下部供給ライン１３４はすべて閉鎖される。

【0083】

さらに、排気動作は第１ライン１４３または第２ライン１４４で行われる。先立って行われた第１ライン１４３の排気速度と第２ライン１４４の排気速度は異なってもよい。

【0084】

以下では第３工程時間であるＴ２時間とＴ３時間の間の排気動作は第２ライン１４４で行われる場合を説明する。基板処理領域１１０Ｓから処理流体を排気する時、基板Ｗの周辺で処理流体の超臨界状態が急速に解除されないように、Ｔ２時間とＴ３時間の間で行われる排気は第１排気速度で処理流体を排気する。ここで超臨界状態が急速に解除されない第１排気速度は、第２排気速度より遅いスローベントで行われる。これは基板Ｗの上部に残存する反応物が、超臨界状態の解除により再び基板Ｗに落下しないようにするためである。

【0085】

Ｔ３時間以後、基板Ｗの上部周辺は処理流体が排気した状態であり得る。したがって、工程時間短縮のために急速な排気を行う。この時、圧力は臨界圧力Ｐ２以下であり得る。

【0086】

図７、図８および図９を参照すると（Ｓ１４０）、第４工程時間であるＴ３時間とＴ４時間の間で基板処理領域１１０Ｓから補助ライン１４５を介して処理流体の排気が行われる。

【0087】

例えば補助ライン１４５は、Ｔ３時間とＴ４時間の間の時間に臨界圧力Ｐ２以下で開放されて排気作動を行う。補助ライン１４５は上記で言及したように流路抵抗をなすメーターリング弁、オリフィスおよびチェック弁が形成されないため第１排気速度より速い。すなわち、補助ライン１４５は、第１ライン１４３の最大排気速度より速い第２排気速度で処理流体を排気する。第２排気速度は第１速度より速いファストベントで行われることができる。

【0088】

反面、図１０を参照すると、比較例の基板処理装置は、超臨界乾燥が完了する時点で抵抗流路が形成される配管による処理流体の排気が行われ、排気過程で排気マニホールドとの差圧が減少して工程時間が長くなって遅延される。

【0089】

このように基板処理が完了すると、処理が完了した基板Ｗを搬出する。これは基板処理領域１１０Ｓ内で搬送ロボット３２ＲＢを用いて基板Ｗを搬出する。

【0090】

以上と添付する図面を参照して本発明の実施形態について説明したが、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者は、本発明がその技術的思想や必須の特徴を変更せず他の具体的な形態で実施できることを理解することができる。したがって、上記一実施形態はすべての面で例示的なものであり、限定的なものではないと理解しなければならない。

【符号の説明】

【0091】

１，１００ 基板処理装置
１１０ ベッセル部
１２０ 基板支持ユニット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】