特開 2024-87741 有機溶媒供給装置、基板処理方法及び基板処理装置

(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】P2024087741

(43)【公開日】2024-07-01

(54)【発明の名称】有機溶媒供給装置、基板処理方法及び基板処理装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20240624BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 648K

H01L21/304 648G

H01L21/304 643A

【審査請求】未請求

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023022495

(22)【出願日】2023-02-16

(31)【優先権主張番号】10-2022-0178389

(32)【優先日】2022-12-19

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(71)【出願人】

【識別番号】520236767

【氏名又は名称】サムス カンパニー リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】チャ、ミョン ソク

(72)【発明者】

【氏名】キム、キ ポン

(72)【発明者】

【氏名】チェ、ヨン ヒョン

(72)【発明者】

【氏名】ソン、チュ ヨン

【テーマコード（参考）】

5F157

【Ｆターム（参考）】

5F157AA73

5F157AB02

5F157AB14

5F157AB33

5F157AB48

5F157AB90

5F157AC03

5F157BF22

5F157CB14

5F157CB27

5F157CD33

5F157CF32

5F157CF36

5F157CF42

(57)【要約】

【課題】有機溶媒供給装置、基板処理方法及び基板処理装置を提供する。
【解決手段】本発明によれば、基板へ有機溶媒を供給する液処理チャンバと、有機溶媒が塗布された基板を超臨界乾燥処理する超臨界処理チャンバと、を含む基板処理装置において、前記液処理チャンバへ前記有機溶媒を供給する、有機溶媒供給装置が提供される。有機溶媒供給装置は、有機溶媒を保管する供給タンクと、前記供給タンクと前記液処理チャンバに連結された供給ラインと、前記供給ラインに設けられた冷却モジュールと、を含む。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板へ有機溶媒を供給する液処理チャンバと、有機溶媒が塗布された基板を超臨界乾燥処理する超臨界処理チャンバと、を含む基板処理装置において、前記液処理チャンバへ前記有機溶媒を供給する有機溶媒供給装置であって、
有機溶媒を保管する供給タンクと、
前記供給タンク及び前記液処理チャンバに連結された供給ラインと、
前記供給ラインに設けられた冷却モジュールと、を含む、有機溶媒供給装置。

【請求項2】

前記有機溶媒はイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）を含む、請求項１に記載の有機溶媒供給装置。

【請求項3】

前記ＩＰＡは－８９℃～０℃の温度で前記液処理チャンバへ供給される、請求項２に記載の有機溶媒供給装置。

【請求項4】

前記供給ラインは、前記供給タンクと前記液処理チャンバのノズルとを連結するように構成され、
前記冷却モジュールは、前記供給ラインにおける前記供給タンク側に設けられる、請求項１に記載の有機溶媒供給装置。

【請求項5】

前記冷却モジュールは、
冷媒を用いて前記有機溶媒の温度を所定の温度以下に冷却させる熱交換器と、
前記熱交換器へ前記冷媒を供給するチラーと、を含む、請求項４に記載の有機溶媒供給装置。

【請求項6】

前記冷却モジュールは、
前記熱交換器へ提供される前記冷媒の流量を制御する温度制御器をさらに含む、請求項５に記載の有機溶媒供給装置。

【請求項7】

前記温度制御器は、前記基板へ供給される前記有機溶媒の温度に基づいて前記冷媒の流量を制御する、請求項６に記載の有機溶媒供給装置。

【請求項8】

前記有機溶媒の温度は、前記ノズルに設けられた温度センサによって測定される、請求項７に記載の有機溶媒供給装置。

【請求項9】

前記冷却された状態で供給される前記有機溶媒は、前記超臨界処理チャンバで超臨界流体によって溶解される、請求項１に記載の有機溶媒供給装置。

【請求項10】

基板処理装置によって行われる基板処理方法であって、
液体処理チャンバから基板へ有機溶媒を供給するステップと、
前記有機溶媒が塗布された基板を超臨界処理チャンバへ移送するステップと、
前記超臨界処理チャンバから前記有機溶媒の乾燥処理のための超臨界流体を前記基板へ供給するステップと、を含み、
前記有機溶媒は、冷却モジュールによって冷却された状態で前記基板へ供給される、基板処理方法。

【請求項11】

前記有機溶媒はイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）を含む、請求項１０に記載の基板処理方法。

【請求項12】

前記ＩＰＡは－８９℃～０℃の温度で前記液処理チャンバへ供給される、請求項１１に記載の基板処理方法。

【請求項13】

前記冷却モジュールは、前記有機溶媒を保管する供給タンクと前記液処理チャンバに連結された供給ラインに設けられる、請求項１０に記載の基板処理方法。

【請求項14】

前記基板は、前記有機溶媒が塗布された状態で搬送ロボットによって前記液処理チャンバから前記超臨界処理チャンバへ移送される、請求項１０に記載の基板処理方法。

【請求項15】

基板処理装置であって、
基板の洗浄処理のための有機溶媒を基板へ供給する液処理チャンバと、
前記有機溶媒が塗布された基板を移送する搬送ロボットと、
前記有機溶媒が塗布された基板の乾燥処理のための超臨界流体を供給する超臨界処理チャンバと、
前記液処理チャンバへ前記有機溶媒を供給する有機溶媒供給装置と、を含み、
前記有機溶媒供給装置は、
有機溶媒を保管する供給タンクと、
前記供給タンクと前記液処理チャンバに連結された供給ラインと、
前記供給ラインに設けられた冷却モジュールと、を含む、基板処理装置。

【請求項16】

前記有機溶媒はイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）を含む、請求項１５に記載の基板処理装置。

【請求項17】

前記ＩＰＡは－８９℃～０℃の温度で前記液処理チャンバへ供給される、請求項１６に記載の基板処理装置。

【請求項18】

前記冷却モジュールは、
冷媒を用いて前記有機溶媒の温度を所定の温度以下に冷却させる熱交換器と、
前記熱交換器へ前記冷媒を供給するチラーと、を含む、請求項１５に記載の基板処理装置。

【請求項19】

前記冷却モジュールは、
前記熱交換器へ提供される前記冷媒の流量を制御する温度制御器をさらに含む、請求項１８に記載の基板処理装置。

【請求項20】

前記温度制御器は、前記基板へ供給される前記有機溶媒の温度に応じて前記冷媒の流量を調節し、
前記有機溶媒の温度は、前記液処理チャンバのノズルに設けられた温度センサによって測定される、請求項１９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、基板を処理するための有機溶媒を供給する有機溶媒供給装置、基板処理方法及び基板処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体製造工程は、基板（例えば、ウェーハ）上に半導体素子を製造するための工程であって、例えば、露光、蒸着、エッチング、イオン注入、洗浄などを含む。それぞれの製造工程を行うために、半導体製造工場のクリーンルーム内に、各工程を行う半導体製造設備が設けられ、半導体製造設備に投入された基板に対する工程処理が行われる。

【0003】

それぞれの工程には様々な処理液、処理ガスが用いられ、工程の進行中にはパーティクル及び工程副産物が発生する。これらのパーティクル及び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行われる。

【0004】

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に乾燥処理する。乾燥処理の一例として、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おそれがある。

【0005】

このため、最近は、基板上にイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）等の有機溶媒を供給して、基板上に残留するリンス液を表面張力の低い有機溶媒に置換し、その後、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媒を除去する超臨界乾燥工程が用いられている。超臨界乾燥工程では、内部が密閉された工程チャンバへ乾燥用ガスを供給し、乾燥用ガスを加熱及び加圧する。これにより、乾燥用ガスの温度及び圧力はいずれも、臨界点以上に上昇し、乾燥用ガスは超臨界状態に相変化する。

【0006】

一方、半導体製造工程の微細化に伴い、基板の処理工程から発生するパーティクルに対する要求レベルが高まっている。特に、超臨界処理を含む洗浄工程で使用されるケミカルによって、むしろ基板が汚染するおそれがあるため、基板の汚染防止に対する要求が高まっている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は、有機溶媒によって基板の汚染を防止することができる有機溶媒供給装置、基板処理方法及び基板処理装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明によれば、基板へ有機溶媒を供給する液処理チャンバと、有機溶媒の塗布された基板を超臨界乾燥処理する超臨界処理チャンバと、を含む基板処理装置において、前記液処理チャンバへ前記有機溶媒を供給する、有機溶媒供給装置が提供される。有機溶媒供給装置は、有機溶媒を保管する供給タンクと、前記供給タンク及び前記液処理チャンバに連結された供給ラインと、前記供給ラインに設けられた冷却モジュールと、を含む。

【0009】

また、前記有機溶媒はイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）を含む、有機溶媒供給装置が提供できる。

【0010】

また、前記ＩＰＡは－８９℃～０℃の温度で前記液処理チャンバへ供給される、有機溶媒供給装置が提供できる。

【0011】

また、前記供給ラインは前記供給タンクと前記液処理チャンバのノズルとを連結するように構成され、前記冷却モジュールは前記供給ラインにおける前記供給タンク側に設けられる、有機溶媒供給装置が提供できる。

【0012】

また、前記冷却モジュールは、冷媒を用いて前記有機溶媒の温度を所定の温度以下に冷却させる熱交換器と、前記熱交換器へ前記冷媒を供給するチラーと、を含む、有機溶媒供給装置が提供できる。

【0013】

また、前記冷却モジュールは、前記熱交換器へ提供される前記冷媒の流量を制御する温度制御器をさらに含む、有機溶媒供給装置が提供できる。

【0014】

また、前記温度制御器は、前記基板へ供給される前記有機溶媒の温度に基づいて前記冷媒の流量を制御する、有機溶媒供給装置が提供できる。

【0015】

また、前記有機溶媒の温度は、前記ノズルに設けられた温度センサによって測定される、有機溶媒供給装置が提供できる。

【0016】

また、前記冷却された状態で供給される前記有機溶媒は、前記超臨界処理チャンバで超臨界流体によって溶解される、有機溶媒供給装置が提供できる。

【0017】

一実施形態によれば、基板処理装置によって行われる基板処理方法が提供される。本発明による基板処理方法は、液体処理チャンバから基板へ有機溶媒を供給するステップと、前記有機溶媒が塗布された基板を超臨界処理チャンバへ移送するステップと、前記超臨界処理チャンバから前記有機溶媒の乾燥処理のための超臨界流体を前記基板へ供給するステップと、を含む。前記有機溶媒は、冷却モジュールによって冷却された状態で前記基板へ供給される。

【0018】

また、前記冷却モジュールは、前記有機溶媒を保管する供給タンクと前記液処理チャンバに連結された供給ラインに設けられる、基板処理方法が提供できる。

【0019】

また、前記基板は、前記有機溶媒が塗布された状態で搬送ロボットによって前記液処理チャンバから前記超臨界処理チャンバへ移送される、基板処理方法が提供できる。

【0020】

一実施形態によれば、基板の洗浄処理のための有機溶媒を基板へ供給する液処理チャンバと、前記有機溶媒が塗布された基板を移送する搬送ロボットと、前記有機溶媒が塗布された基板の乾燥処理のための超臨界流体を供給する超臨界処理チャンバと、前記液処理チャンバへ前記有機溶媒を供給する有機溶媒供給装置と、を含み、前記有機溶媒供給装置は、有機溶媒を保管する供給タンクと、前記供給タンクと前記液処理チャンバとを連結する供給ラインに設けられ、前記供給タンクから液処理チャンバへ供給される前記有機溶媒を冷却する冷却モジュールと、を含む、基板処理装置が提供できる。

【発明の効果】

【0021】

本発明の一実施形態による有機溶媒供給装置、基板処理方法及び基板処理装置は、有機溶媒を一定の温度以下に冷却させて供給するので、基板の汚染を防止することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明による基板処理装置のレイアウトを示す。

【図2】簡略化した基板処理装置の構成を示す。

【図3】本発明による基板処理装置における液処理チャンバの構成を概略的に示す。

【図4】本発明による基板処理装置における超臨界処理チャンバの構成を概略的に示す。

【図5】本発明による有機溶媒供給装置の構成を説明するための図である。

【図6】本発明による基板処理方法を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本発明の具体的な実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

【0024】

なお、本発明の説明において、関連する公知の構成又は機能についての具体的な説明が本発明の要旨を不明瞭にする可能性があると判断された場合、その詳細な説明を省略する。

【0025】

図１は、本発明による基板処理装置１のレイアウトを示す。図１を参照すると、基板処理装置１は、インデックスモジュール１０、処理モジュール２０及び制御器３０を含む。上方から見ると、インデックスモジュール１０と処理モジュール２０と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とし、上方から見ると、第１方向Ｘに対して垂直な方向を第２方向Ｙとし、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙの両方に対して垂直な方向を第３方向Ｚとする。

【0026】

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へ搬送し、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の長手方向は第２方向Ｙとして提供される。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を基準として、ロードポート１２は、処理モジュール２０の反対側に位置する。基板Ｗ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は複数個が設けられ、複数のロードポート１２は第２方向Ｙに沿って配置できる。

【0027】

容器Ｃとしては、前面開放一体型ポッド（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ：ＦＯＵＰ）などの密閉用容器が使用できる。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（Ｏｖｅｒｈｅａｄ Ｃｏｎｖｅｙｅｒ）、又は自動案内車両（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇｕｉｄｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）などの移送手段（図示せず）又は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。

【0028】

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、長手方向が第２方向Ｙとして提供されたガイドレール１２４が設けられ、インデックスロボット１２０は、ガイドレール１２４上で移動可能に設けられてもよい。インデックスロボット１２０は、基板Ｗが載置されるハンド１２２を含み、ハンド１２２は、前進及び後進移動、第３方向Ｚを軸とした回転、及び第３方向Ｚに沿った移動ができるように設けられてもよい。ハンド１２２は、複数個が上下方向に離間して設けられる。ハンド１２２は、互いに独立して前進及び後進移動可能である。

【0029】

制御器３０は、基板処理装置を制御することができる。制御器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（コンピュータ）からなるプロセスコントローラと、オペレータ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等からなるユーザ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の制御で実行するための制御プログラムや、各種データ及び処理条件に応じ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と、を備えることができる。また、ユーザインターフェース及び記憶部は、プロセスコントローラに接続されていてもよい。処理レシピは、記憶部の中で記憶媒体に記憶されていてもよく、記憶媒体は、ハードディスクであってもよく、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤなどの可搬性ディスクや、フラッシュメモリなどの半導体メモリであってもよい。

【0030】

処理モジュール２０は、バッファユニット２００、搬送チャンバ３００、液処理チャンバ４００、及び超臨界処理チャンバ５００を含む。バッファユニット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とが一時的に留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行う。超臨界処理チャンバ５００は、基板Ｗ上に残留する液を除去する乾燥工程を行う。搬送チャンバ３００は、バッファユニット２００、液処理チャンバ４００、及び超臨界処理チャンバ５００の間で基板Ｗを搬送する。一方、有機溶媒供給装置６００が供給ライン７００及び回収ライン８００を介して液処理チャンバ４００に連結される。有機溶媒供給装置６００は、供給ライン７００を介して基板Ｗのリンス処理のための有機溶媒を供給し、回収ライン８００を介して液処理チャンバ４００から有機溶媒を回収する。

【0031】

搬送チャンバ３００は、その長手方向が第１方向Ｘとして提供できる。バッファユニット２００はインデックスモジュール１０と搬送チャンバ３００との間に配置されてもよい。液処理チャンバ４００と超臨界処理チャンバ５００は搬送チャンバ３００の側部に配置されてもよい。液処理チャンバ４００と搬送チャンバ３００は第２方向Ｙに沿って配置されてもよい。超臨界処理チャンバ５００と搬送チャンバ３００は第２方向Ｙに沿って配置されてもよい。バッファユニット２００は搬送チャンバ３００の一端に位置してもよい。

【0032】

一例によれば、液処理チャンバ４００は搬送チャンバ３００の両側に配置され、超臨界処理チャンバ５００は搬送チャンバ３００の両側に配置され、液処理チャンバ４００は超臨界処理チャンバ５００よりもバッファユニット２００にさらに近い位置に配置されてもよい。搬送チャンバ３００の一側において、液処理チャンバ４００は、第１方向Ｘ及び第３方向Ｚに沿ってそれぞれＡ×Ｂ（Ａ、Ｂはそれぞれ１又は１より大きい自然数）配列で設けられてもよい。また、搬送チャンバ３００の一側において、超臨界処理チャンバ５００は、第１方向Ｘ及び第３方向Ｚに沿ってそれぞれＣ×Ｄ（Ｃ、Ｄはそれぞれ１又は１より大きい自然数）個が設けられてもよい。上述したのとは異なり、搬送チャンバ３００の一側には液処理チャンバ４００のみ設けられ、搬送チャンバの他側には超臨界処理チャンバ５００のみ設けられてもよい。一方、液処理チャンバ４００へ処理液（有機溶媒）を供給するための有機溶媒供給装置６００が基板処理装置１の一部として構成できる。有機溶媒供給装置６００は、供給ライン７００を介して有機溶媒を供給し、回収ライン８００を介して有機溶媒を回収することができる。

【0033】

搬送チャンバ３００は搬送ロボット３２０を有する。搬送チャンバ３００内には、長手方向が第１方向Ｘとして提供されたガイドレール３２４が設けられ、搬送ロボット３２０は、ガイドレール３２４上で移動可能に設けられてもよい。搬送ロボット３２０は、基板Ｗが載置されるハンド３２２を含み、ハンド３２２は、前進及び後進移動、第３方向Ｚを軸とした回転、及び第３方向Ｚに沿った移動が可能に設けられてもよい。ハンド３２２は、複数が上下方向に離間して設けられる。ハンド３２２は、互いに独立して前進及び後退移動することができる。

【0034】

バッファユニット２００は、基板Ｗが載置されるバッファ２２０を複数備える。バッファ２２０は、第３方向Ｚに沿って互いに離間するように配置されてもよい。バッファユニット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と対向する面であり、後面は搬送チャンバ３００と対向する面である。インデックスロボット１２０は前面を介してバッファユニット２００に接近し、搬送ロボット３２０は後面を介してバッファユニット２００に接近することができる。

【0035】

図２は、簡略化した基板処理装置１の構成を示す図である。本発明によれば、洗浄処理のための洗浄液、リンス液、及びリンス液を置換して基板Ｗ上の残留異物を除去する有機溶媒を基板Ｗへ供給する液処理チャンバ４００と、有機溶媒の塗布された基板Ｗを移送する搬送ロボット３２０と、有機溶媒の乾燥処理のための超臨界流体を供給する超臨界処理チャンバ５００と、液処理チャンバ４００へ有機溶媒を供給する有機溶媒供給装置６００と、を含む。有機溶媒供給装置６００は、供給ライン７００を介して有機溶媒を供給し、回収ライン８００を介して有機溶媒を回収することができる。液処理チャンバ４００で使用された有機溶媒は、排出ライン８５０を介して外部へ排出されてもよい。液処理チャンバ４００、超臨界処理チャンバ５００及び有機溶媒供給装置６００について、図３～図６を参照して説明する。

【0036】

図３は、本発明による液処理チャンバ４００の構造を示す。図３は、図１の液処理チャンバ４００の一実施形態を概略的に示す図である。図３を参照すると、液処理チャンバ４００は、ハウジング４１０、カップ４２０、支持ユニット４４０、液供給ユニット４６０及び昇降ユニット４８０を有する。

【0037】

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、略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が搬入されたり搬出されたりする開口（図示せず）が設けられてもよい。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）が設けられてもよい。

【0038】

カップ４２０は、上部が開いた筒形状を有することができる。カップ４２０は処理空間を有し、基板Ｗは処理空間内で液処理できる。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上へ処理液を供給する。処理液は、複数種類で提供され、基板Ｗ上へ順次供給できる。昇降ユニット４８０は、カップ４２０と支持ユニット４４０との相対高さを調節する。

【0039】

一例によれば、カップ４２０は、複数の回収筒４２２、４２４、４２６を有する。回収筒４２２、４２４、４２６は、それぞれ基板処理に使用された液を回収する回収空間を有する。それぞれの回収筒４２２、４２４、４２６は、支持ユニット４４０を包むリング状に設けられる。液処理工程の進行時に基板Ｗの回転によって飛散する処理液は、各回収筒４２２、４２４、４２６の流入口４２２ａ、４２４ａ、４２６ａを介して回収空間に流入する。一例によれば、カップ４２０は、第１回収筒４２２、第２回収筒４２４及び第３回収筒４２６を有する。第１回収筒４２２は支持ユニット４４０を包むように配置され、第２回収筒４２４は第１回収筒４２２を包むように配置され、第３回収筒４２６は第２回収筒４２４を包むように配置される。第２回収筒４２４に液を流入する第２流入口４２４ａは、第１回収筒４２２に液を流入する第１流入口４２２ａよりも上部に位置し、第３回収筒４２６に液を流入する第３流入口４２６ａは、第２流入口４２４ａよりも上部に位置することができる。

【0040】

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、略円形に設けられ、基板Ｗよりも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が設けられ、支持ピン４４２ａは、基板Ｗが支持板４４２から一定の距離離間するようにその上端が支持板４４２から突出して設けられる。支持板４４２の縁部にはチャックピン４４２ｂが設けられる。チャックピン４４２ｂは、支持板４４２から上方に突出して設けられ、基板Ｗが回転するとき、基板Ｗが支持ユニット４４０から離脱しないように基板Ｗの側部を支持する。駆動軸４４４は、駆動器４４６によって駆動され、基板Ｗの底面中央に連結され、支持板４４２をその中心軸を基準として回転させる。

【0041】

一例によれば、液供給ユニット４６０は、処理液を吐出するノズル４６２と、ノズル４６２を支持及び移動させるアーム４６１と、を含むことができる。ノズル４６２は、基板Ｗへ処理液を供給することができる。処理液はケミカル、リンス液又は有機溶媒であり得る。ケミカルは、強酸又は強塩基の性質を有するケミカルであり得る。また、リンス液は純水であり得る。また、有機溶媒はイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）であり得る。また、液供給ユニット４６０は複数のノズル４６２を含むことができ、それぞれのノズル４６２では、互いに異なる種類の処理液を供給することができる。例えば、ノズル４６２のうちのいずれか一つではケミカルを供給し、ノズル４６２のうちの他の一つではリンス液を供給し、ノズル４６２のうちの別の一つでは有機溶媒を供給することができる。また、制御器３０は、ノズル４６２のうちの他の一つから基板Ｗへリンス液を供給した後、ノズル４６２のうちの別の一つから有機溶媒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。このため、基板Ｗ上に供給されたリンス液は、表面張力の小さい有機溶媒に置換できる。一方、ノズル４６２には、基板Ｗへ供給される処理液（有機溶媒）の温度を測定するための温度センサ４９０が設けられてもよい。

【0042】

昇降ユニット４８０は、カップ４２０を上下方向に移動させる。カップ４２０の上下移動によって、カップ４２０と基板Ｗとの相対高さが変更される。これにより、基板Ｗに供給される液の種類に応じて、処理液を回収する回収筒４２２、４２４、４２６が変更されるので、液を分離回収することができる。上述したのとは異なり、カップ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。

【0043】

図４は、本発明による超臨界処理チャンバ５００の構造を示す。図４は、図１及び図２の基板処理装置１における超臨界処理チャンバ５００の一例を示す。

【0044】

図４を参照すると、本発明の一実施形態による超臨界処理チャンバ５００は、超臨界状態の乾燥用流体を用いて、基板Ｗ上に残留する処理液を除去することができる。例えば、超臨界処理チャンバ５００は、超臨界状態の二酸化炭素（ＣＯ_２）を用いて、基板Ｗ上に残留する有機溶媒を除去する乾燥工程を行うことができる。

【0045】

ベッセル部材５１０は、上部ボディ５１２（第１ボディの一例）、及び下部ボディ５１４（第２ボディの一例）を含むことができる。上部ボディ５１２と下部ボディ５１４とは、互いに組み合わせられることで、基板Ｗが処理される処理空間を形成することができる。基板Ｗは、処理空間で支持できる。例えば、基板Ｗは、処理空間で支持部材５１３によって支持できる。支持部材５１３は、基板Ｗの縁領域の下面を支持することができるように構成できる。上部ボディ５１２及び下部ボディ５１４のうちのいずれか１つは、移動部材５６０と結合されて上下方向（第３方向Ｚ）に移動することができる。例えば、下部ボディ５１４は、移動部材５６０と結合されることで、移動部材５６０によって駆動軸５９０に沿って上下方向に移動することができる。これにより、ベッセル部材５１０の処理空間は選択的に密閉できる。上述した例では、下部ボディ５１４が移動部材５６０と結合されて上下方向に移動することを例として説明したが、これに限定されない。例えば、上部ボディ５１２が移動部材５６０と結合されて上下方向に移動することもできる。

【0046】

加熱部材５２０は、処理空間へ供給される乾燥用流体を加熱することができる。加熱部材５２０は、ベッセル部材５１０の処理空間の温度を昇温させることにより、処理空間に供給される乾燥用流体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、ベッセル部材５１０の処理空間の温度を温温させることで、処理空間に供給される超臨界状態の乾燥用流体が超臨界状態を保つようにすることができる。

【0047】

また、加熱部材５２０は、ベッセル部材５１０内に埋め込まれることができる。例えば、加熱部材５２０は、上部ボディ５１２及び下部ボディ５１４のうちのいずれか一つに埋め込まれることができる。例えば、加熱部材５２０は、上部ボディ５１２及び下部ボディ５１４内に設けられてもよい。しかし、これに限定されず、加熱部材５２０は、処理空間の温度を昇温させることができる様々な位置に設けられてもよい。また、加熱部材５２０はヒーターであってもよい。しかし、これに限定されず、加熱部材５２０は、処理空間の温度を昇温させることができる公知の装置に様々に変形可能である。

【0048】

流体供給部材５３０は、ベッセル部材５１０の処理空間へ乾燥用流体（超臨界流体）を供給することができる。流体供給部材５３０が供給する乾燥用流体は、二酸化炭素（ＣＯ_２）を含むことができる。流体供給部材５３０は、流体供給源５３１、第１供給ライン５３３、第１供給バルブ５３５、第２供給ライン５３７、及び第２供給バルブ５３９を含むことができる。

【0049】

流体供給源５３１は、ベッセル部材５１０の処理空間へ供給される乾燥用流体を貯蔵及び／又は供給することができる。流体供給源５３１は、第１供給ライン５３３及び／又は第２供給ライン５３７へ乾燥用流体を供給することができる。例えば、第１供給ライン５３３には第１供給バルブ５３５が設置されてもよい。また、第２供給ライン５３７には第２供給バルブ５３９が設置されてもよい。第１供給バルブ５３５と第２供給バルブ５３９はオン／オフバルブであってもよい。第１供給バルブ５３５と第２供給バルブ５３９のオン／オフに応じて、第１供給ライン５３３又は第２供給ライン５３７に選択的に乾燥用流体が流れることができる。

【0050】

上述した例では、１つの流体供給源５３１に第１供給ライン５３３及び第２供給ライン５３７が連結されることを例として説明したが、これに限定されない。例えば、流体供給源５３１は複数設けられ、第１供給ライン５３３は複数の流体供給源５３１のうちのいずれか一つに連結され、第２供給ライン５３７は複数の流体供給源５３１のうちの他の一つに連結されることもできる。

【0051】

また、第１供給ライン５３３は、ベッセル部材５１０の処理空間の上部で乾燥用ガスを供給する上部供給ラインであってもよい。例えば、第１供給ライン５３３は、ベッセル部材５１０の処理空間に上から下への方向に乾燥用ガスを供給することができる。例えば、第１供給ライン５３３は上部ボディ５１２に連結されることができる。また、第２供給ライン５３７は、ベッセル部材５１０の処理空間の下部で乾燥用ガスを供給する下部供給ラインであってもよい。例えば、第２供給ライン５３７は、ベッセル部材５１０の処理空間に下から上への方向に乾燥用ガスを供給することができる。例えば、第２供給ライン５３７は下部ボディ５１４に連結されることができる。

【0052】

流体排気ライン５５０は、ベッセル部材５１０の処理空間から乾燥用流体を排気することができる。流体排気ライン５５０は、処理空間に減圧を提供する減圧部材（図示せず）に連結されることができる。減圧部材はポンプであってもよい。しかし、これに限定されず、減圧部材は、処理空間に減圧を提供することができる公知の装置に様々に変形可能である。

【0053】

上述した上部ボディ５１２と下部ボディ５１４とが互いに組み合わせられて形成する処理空間は、基板Ｗの処理中に高圧状態に維持できる。このため、上部ボディ５１２及び下部ボディ５１４が形成する処理空間の気密性を保つことができるように、超臨界処理チャンバ５００はシール部材５８０を含むことができる。シール部材５８０は、上部ボディ５１２と下部ボディ５１４との間に配置できる。シール部材５８０は、第１ベッセル部材５１０Ａに形成された溝５７０に挿入できる。例えば、シール部材５８０が挿入される溝５７０は下部ボディ５１４に形成できる。

【0054】

図５は、本発明による有機溶媒供給装置６００の構成を説明するための図である。有機溶媒供給装置６００は液処理チャンバ４００へ有機溶媒を供給し、有機溶媒は基板Ｗのリンス処理のために使用できる。

【0055】

有機溶媒供給装置６００は、有機溶媒を保管する供給タンク６１０と、供給タンク６１０及び液処理チャンバに連結された供給ライン７００と、供給ラインに備えられた冷却モジュール６２０と、を含む。冷却モジュール６２０は、供給タンク６１０から液処理チャンバ４００へ供給される有機溶媒を冷却する。供給タンク６１０は、有機溶媒を保管することが可能な筒で構成できる。有機溶媒は、補充ライン９００を介して供給タンク６１０へ流動することにより、供給タンク６１０に貯蔵される。供給タンク６１０は、密閉された筒で構成され、有機溶媒を保管することができ、循環ライン（図示せず）を介して有機溶媒を循環させて保管することができる。有機溶媒は、供給タンク６１０から供給ライン７００を介して液処理チャンバ４００へ供給できる。有機溶媒は、高い揮発性を有するＩＰＡ（イソプロピルアルコール）であり得る。供給ライン７００は、供給タンク６１０と液処理チャンバ４００のノズル４６２とを連結するように構成される。冷却モジュール６２０は、供給ライン７００における供給タンク６１０側に設けられる。

【0056】

一方、本出願人は、常温又はそれ以上の有機溶媒を基板Ｗに塗布した後、超臨界流体を介して乾燥させたが、高温であるほど、有機溶媒がむしろ基板Ｗのパーティクルソースとして作用することを確認した。すなわち、有機溶媒の温度が上昇するほど、基板Ｗ上のパーティクルが増加することが確認された。これは、高温の有機溶媒が高い反応性を示すため、供給ライン７００に沿って流れながら配管の異物と反応するか、或いは有機溶媒の温度が上昇しながら自体の変形が発生する可能性があると推測される。よって、有機溶媒の温度を下げて供給することが、基板Ｗのパーティクルを減少させることができる方法となる。そのため、本出願人は、液処理チャンバ４００へ供給される有機溶媒を冷却させて供給する方法を考案した。

【0057】

本発明の一実施形態に係る有機溶媒供給装置、基板処理方法及び基板処理装置は、有機溶媒を一定温度以下に冷却させて供給するので、有機溶媒分子間の引力が増加して慣性による流れ防止及び蒸発量の減少によって基板Ｗに有機溶媒が均一に塗布できる。

【0058】

本発明による有機溶媒供給装置６００は、供給タンク６１０から液処理チャンバ４００へ供給される有機溶媒を冷却させるための冷却モジュール６２０を含む。冷却モジュール６２０は、液処理チャンバ４００へ供給される有機溶媒を冷却させることにより、基板Ｗに発生するパーティクルを減少させることができる。有機溶媒は、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）を含むことができる。ＩＰＡは、－８９℃～０℃の間の温度で前記液処理チャンバへ供給できる。超臨界処理によって乾燥させる方式ではなく、スピンドライを介して乾燥させる方式の場合、ＩＰＡが高温で供給されるのが有利であるが、超臨界処理を介してＩＰＡが乾燥する場合、高温で供給される必要がなく、むしろ低温で供給することが、パーティクルを減らすのに有利である。ここで、－８９℃は、ＩＰＡの凍結点（ｆｒｅｅｚｉｎｇ ｐｏｉｎｔ）に該当する温度であり得る。

【0059】

冷却モジュール６２０は、供給タンク６１０と液処理チャンバ４００とを連結する供給ライン７００に設けられてもよい。冷却モジュール６２０は、供給ライン７００を介して液処理チャンバ４００へ流れる有機溶媒を一定の温度以下に冷却させることができる。

【0060】

冷却モジュール６２０は、冷媒を用いて有機溶媒の温度を所定の温度以下に冷却させる熱交換器６２２と、熱交換器６２２へ冷媒を供給するチラー６２４と、を含む。チラー６２４は、有機溶媒の冷却のための冷媒を熱交換器６２２へ提供し、熱交換器６２２は、有機溶媒の熱が冷媒に伝達されるようにすることにより、有機溶媒を冷却させることができる。チラー６２４は、有機溶媒供給装置６００の内部に設けられてもよく、有機溶媒供給装置６００の外部に設けられてもよい。

【0061】

また、冷却モジュール６２０は、熱交換器６２２へ提供される冷媒の流量を制御する温度制御器６３０を含む。温度制御器６３０は、基板Ｗへ供給される有機溶媒の温度に基づいて冷媒の流量を制御することができる。図５を参照すると、基板Ｗへ有機溶媒を供給するノズル４６２（又はアーム４６１の配管）に温度センサ４９０が設けられ、温度センサ４９０は、基板Ｗへ供給される有機溶媒の温度を測定する。有機溶媒は配管に沿って流れながら温度が変化することができるので、有機溶媒の温度変化をチェックしながら適正レベルに有機溶媒が冷却されるように、温度制御器６３０は有機溶媒の冷却程度を調節することができる。基板Ｗへ供給された有機溶媒は、回収筒４２６によって回収され、排出ライン８５０を介して外部へ排出されてもよく、回収ライン８００を介して供給タンク６１０へ回収されてもよい。図５において、ノズル４６２に設けられた温度センサ４９０によって、基板Ｗへ供給される有機溶媒の温度が測定され、温度制御器６３０へ提供される。温度制御器６３０は、受信した有機溶媒の温度に応じて、チラー６２４から熱交換器６２２へ供給される冷媒の流量を調節する流量調節バルブ６２５を制御する。

【0062】

このように冷却された状態で供給された有機溶媒が塗布された基板Ｗは、超臨界処理チャンバ５００へ移送され、超臨界処理チャンバ５００によって超臨界流体による乾燥処理が行われる。すなわち、冷却モジュール６２０によって冷却された状態で基板Ｗに供給された有機溶媒は、超臨界流体によって溶解することができる。

【0063】

図６は、本発明による基板処理方法を示すフローチャートである。本発明による基板処理装置１によって行われる基板処理方法は、液処理チャンバ４００から基板Ｗへ有機溶媒を供給するステップ（Ｓ６１０）と、有機溶媒が塗布された基板Ｗを超臨界処理チャンバ５００へ移送するステップ（Ｓ６２０）と、超臨界処理チャンバ５００から有機溶媒の乾燥処理のための超臨界流体を基板Ｗへ供給するステップ（Ｓ６３０）と、を含む。

【0064】

より具体的には、基板Ｗの洗浄処理過程は、基板Ｗの洗浄処理のための強酸又は強塩基の性質を有するケミカルを供給するステップ、ケミカルをリンスするためのリンス液（例えば、純水）を供給するステップ、有機溶媒を供給してリンス液を置換するステップ、及び有機溶媒の乾燥処理のための超臨界処理ステップを含む。

【0065】

有機溶媒は、冷却モジュール６２０によって一定の温度以下に冷却された状態で基板Ｗへ供給できる。有機溶媒は、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）を含むことができる。ＩＰＡは、－８９℃～０℃の間の温度で前記液処理チャンバへ供給できる。冷却モジュール６２０は、有機溶媒を保管する供給タンク６１０と液処理チャンバ４００に連結される。

【0066】

有機溶媒の供給は液処理チャンバ４００で行われ、超臨界流体の供給は超臨界処理チャンバ５００で行われる。すなわち、基板Ｗは、有機溶媒が塗布された状態で搬送ロボット３２０によって液処理チャンバ４００から超臨界処理チャンバ５００へ移送され、超臨界処理チャンバ５００で超臨界流体による乾燥処理が行われる。

【0067】

以上、本発明の実施形態による有機溶媒供給装置、基板処理方法及び基板処理装置を具体的な実施形態として説明したが、これは例示に過ぎず、本発明は、これに限定されるものではなく、本明細書に開示された基礎思想による最も広い範囲を持つと解釈されるべきである。当業者は、開示された実施形態を組み合わせ或いは置換して、摘示されていない実施形態を実施することができるが、それも本発明の権利範囲から外れないものである。この他にも、当業者は、本明細書に基づいて開示された実施形態を容易に変更又は変形させることができ、それらの変更又は変形も本発明の権利範囲に属するのは明らかである。

【符号の説明】

【0068】

１ 基板処理装置
１０ インデックスモジュール
２０ 処理モジュール
３０ 制御器
４００ 液処理チャンバ
５００ 超臨界処理チャンバ
６００ 有機溶媒供給装置
６１０ 供給タンク
６２０ 冷却モジュール
６２２ 熱交換器
６２４ チラー
６２５ 流量調節バルブ
６３０ 温度制御器
７００ 供給ライン
８００ 回収ライン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】