(57)【要約】【課題】パーティクルや汚染物の発生を実質的に抑制するか、或いは最小化できる超臨界流体を利用する基板処理装置、これを含む基板処理システムを提供する。【解決手段】本発明による基板処理システムは超臨界流体により基板を処理する処理装置と、前記超臨界流体を前記処理装置へ供給する供給装置とを含む。前記処理装置は前記超臨界流体によって前記基板を処理する超臨界工程領域と、前記超臨界流体が膨脹した後、前記超臨界工程領域に提供されて前記超臨界工程領域を超臨界状態に到達させる前超臨界工程領域とを含む。【選択図】図２
2014175669.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超臨界流体が提供される前超臨界工程領域と、
前記前超臨界工程領域と前記超臨界流体をやり取りし、前記超臨界流体を利用して基板を処理できる超臨界工程領域と、を含み、
前記前超臨界工程領域は前記超臨界流体が前記超臨界工程領域に提供される以前に膨脹するように構成され、
前記前超臨界工程領域と前記超臨界工程領域とは互いに区画されていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記超臨界流体に含有された不純物は前記超臨界流体が膨脹する間に凝縮するか、或いは蒸着して前記前超臨界工程領域内に限定されることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記超臨界流体に含有された不純物は前記前超臨界工程領域を定義する壁に付着されることを特徴とする請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記装置は工程チャンバーを含み、
前記工程チャンバーの底面が陥没して前記前超臨界工程領域が定義されることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記前超臨界工程領域と前記超臨界工程領域とはブロッキングプレートによって物理的に区画されることを特徴とする請求項４に記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記ブロッキングプレートは平面上円形であることを特徴とする請求項５に記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記ブロッキングプレートの外周面に沿って配置されて前記ブロッキングプレートを前記前超臨界工程領域の底面から離隔させて支持する互いに離隔された支持部をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記前超臨界工程領域と前記超臨界工程領域との間に階段領域が定義され、前記支持部は前記階段領域内に配置されることを特徴とする請求項７に記載の基板処理装置。
【請求項９】
１つ或いはそれ以上の通路が前記ブロッキングプレートと、前記前超臨界工程領域と、前記複数の支持部とによって定義されることを特徴とする請求項７に記載の基板処理装置。
【請求項１０】
超臨界流体が提供される前超臨界工程領域と、
前記前超臨界工程領域を介して前記超臨界流体が提供される超臨界工程領域と、を含み、
前記超臨界工程領域は基板を処理し、
前記前超臨界工程領域と前記超臨界工程領域とは互いに区画され、
前記前超臨界工程領域と前記超臨界工程領域との間に配置された１つ或いはそれ以上の通路  は、前記前超臨界工程領域と前記超臨界工程領域との間の流体伝達を提供することを特徴とする基板処理装置。
【請求項１１】
前記前超臨界工程領域と前記超臨界工程領域との間に配置されたブロッキングプレートをさらに含み、
前記ブロッキングプレートは前記前超臨界工程領域を覆うことを特徴とする請求項１０に記載の基板処理装置。
【請求項１２】
前記前超臨界工程領域は前記超臨界工程領域に比べて小さい体積を有する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】
前記前超臨界工程領域は前記超臨界工程領域の側壁を囲むリング形態を有する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１４】
基板を処理する装置と、
超臨界流体の前記処理装置への第１及び第２供給を提供する供給装置と、を含み、
前記処理装置は、
前記超臨界流体の第１供給を受ける前超臨界工程領域と、
前記超臨界流体の第２供給を受ける超臨界工程領域と、を含み、
前記超臨界工程領域は前記基板を処理し、
前記前超臨界工程領域と前記超臨界工程領域とは互いに区画され、
前記前超臨界工程領域と前記超臨界工程領域との間に配置された１つ或いはそれ以上の通路は、前記前超臨界工程領域と前記超臨界工程領域との間の流体伝達を提供することを特徴とする基板処理システム。
【請求項１５】
前記供給装置は前記超臨界流体の第１供給を実施した後、前記超臨界流体の第２供給を実施することを特徴とする請求項１４に記載の基板処理システム。
【請求項１６】
凝縮器とポンプとをさらに含み、
前記凝縮器は前記ポンプの前端に設備され、
前記超臨界流体は前記凝縮器と前記ポンプとを通過することを特徴とする請求項１４に記載の基板処理システム。
【請求項１７】
前記超臨界流体の第１供給は前記超臨界工程領域を超臨界状態に到達させ、
前記供給装置は前記超臨界状態に到達した前記超臨界工程領域へ前記超臨界流体の第２供給を実施することを特徴とする請求項１６に記載の基板処理システム。
【請求項１８】
前記超臨界流体の第１供給は第１供給管を通じて実施され、前記超臨界流体の第２供給は第２供給管を通じて実施されることを特徴とする請求項１４に記載の基板処理システム。
【請求項１９】
前記第１及び第２供給管の中の１つは前記処理装置から不純物やパーティクルを排出する排出管としてさらに使用されることを特徴とする請求項１８に記載の基板処理システム。
【請求項２０】
前記第１供給管は前記前超臨界工程領域に連結されたことを特徴とする請求項１８に記載の基板処理システム。
【請求項２１】
前記前超臨界工程領域に連結された排出管をさらに含むことを特徴とする請求項１８に記載の基板処理システム。
【請求項２２】
前記第２供給管は前記超臨界工程領域に連結されたことを特徴とする請求項１８に記載の基板処理システム。
【請求項２３】
前記供給装置は前記処理装置への前記超臨界流体の第１及び第２供給を別個に提供することを特徴とする請求項１４に記載の基板処理システム。
【請求項２４】
前記供給装置は前記処理装置への前記超臨界流体の第１及び第２供給を連続的に提供することを特徴とする請求項１４に記載の基板処理システム。
【請求項２５】
前記超臨界工程領域は、
対向する上面と下面と、
前記上面と前記下面の間を継ぐ側壁と、を含むことを特徴とする請求項１４に記載の基板処理システム。
【請求項２６】
前記超臨界工程領域の前記上面と前記下面、及び前記側壁の中の１つ或いはそれ以上の一部はリセスされて前記前超臨界工程領域を定義することを特徴とする請求項２５に記載の基板処理システム。
【請求項２７】
前記前超臨界工程領域と前記超臨界工程領域とを有する工程チャンバーと、
前記下面上に配置された複数個の支持部と、
前記支持部上に配置され、前記下面から離隔されたブロッキングプレートと、をさらに含み、
前記ブロッキングプレートは前記工程チャンバーの内部領域を前記前超臨界工程領域と前記超臨界工程領域とに区画することを特徴とする請求項２５に記載の基板処理システム。
【請求項２８】
前記超臨界工程領域の下面は下向きに傾いて前記前超臨界工程領域を形成することを特徴とする請求項２５に記載の基板処理システム。
【請求項２９】
前記前超臨界工程領域は前記下面から上へ伸張された側壁を含むことを特徴とする請求項２５に記載の基板処理システム。
【請求項３０】
前記前超臨界工程領域の上向きに伸張された側壁は傾いて前記超臨界工程領域を形成することを特徴とする請求項２９に記載の基板処理システム。
【請求項３１】
前記前超臨界工程領域は前記超臨界工程領域の側壁を囲むことを特徴とする請求項１４に記載の基板処理システム。
【請求項３２】
前記超臨界工程領域の下面の一部はリセスされて前記前超臨界工程領域を定義し、
前記前超臨界工程領域の幅は前記超臨界工程領域に向いて漸進的に縮み、
前記前超臨界工程領域は前記超臨界工程領域に開放された通路を含むことを特徴とする請求項１４に記載の基板処理システム。
【請求項３３】
前記処理装置は、
前記超臨界工程領域を有する工程チャンバーと、
前記前超臨界工程領域を有し前記工程チャンバーと離隔された膨脹チャンバーと、を含むことを特徴とする請求項１４に記載の基板処理システム。
【請求項３４】
前記膨脹チャンバーに連結されて前記供給装置から前記前超臨界工程領域へ前記超臨界流体を提供する第１供給管と、
前記工程チャンバーに連結されて前記供給装置から前記超臨界工程領域へ前記超臨界流体を提供する第２供給管と、
前記工程チャンバーと前記膨脹チャンバーとの間に配置されて前記超臨界流体の移動及び汚染された超臨界流体の移動を案内する中間管と、
前記膨脹チャンバーに連結されて前記処理装置から前記汚染された超臨界流体を排出させる排出管と、をさらに含むことを特徴とする請求項３３に記載の基板処理システム。
【請求項３５】
前記供給装置と前記処理装置との間に配置されたバッファタンクと、
前記供給装置と前記処理装置との間に配置された共溶媒貯藏タンクと、
前記処理装置から排出された超臨界流体を貯藏する回収タンクと、
前記処理装置から排出される汚染物が含有された超臨界流体を汚染物が除去された液相流体に再生する再生装置と、の中の少なくともいずれか１つをさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の基板処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は基板処理に係り、より詳しくは超臨界流体を利用する基板処理装置、及びこれを含む基板処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
超臨界流体とは明らかに区別される液体相及び気体相状態が存在しない臨界点より高い温度圧力の下にある任意の物質である。したがって、超臨界流体は液体と気体との特性を有している。このような超臨界流体を利用する超臨界工程を半導体産業における基板乾燥、洗浄、蝕刻等の工程に適用すれば、様々な長所があることが知られている。高圧の超臨界流体は工程チャンバーへ提供される時、急激に膨脹する。この時、温度と溶解度とが低下して超臨界流体に含有された微量の不純物が凝結するか、或いは蒸着されるという望ましくない事態をもたらす。このような凝結するか、或いは蒸着された不純物は基板を再汚染させる。したがって、超臨界工程の時、微量不純物のソースとなるパーティクルの管理が重要性になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許公開第２０１１／０１８６０８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上述した従来技術への要求に答えるためになされたものであって、その目的はパーティクルや汚染物の発生を実質的に抑制するか、或いは最小化できる超臨界流体を利用する基板処理装置、これを含む基板処理システムを提供することにある。
【０００５】
本発明の他の目的は超臨界工程能力を向上させる基板処理装置、及びこれを含む基板処理システムを提供することにある。
【０００６】
本発明のその他の目的は超臨界流体の特性低下を抑制した（ｒｅｄｕｃｅｄ）超臨界工程を実施できる基板処理装置、及びこれを含む基板処理システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するための本発明による基板処理装置、及びこれを含む基板処理システムは、超臨界工程を進行する以前にチャンバー環境を超臨界状態に到達させることを一特徴とする。本発明はチャンバーを、超臨界工程領域以外の領域に超臨界流体から発生したパーティクルが集まる構造に改善することを他の特徴とする。本発明は超臨界流体を超臨界工程以前に前膨脹（ｐｒｅ−ｅｘｐａｎｓｉｏｎ）させて温度低下にしたがい凝結する不純物を意図的に発生させることをその他の特徴とする。本発明は凝結した不純物を超臨界流体の排出の時に、共に排出するようにしてチャンバーを清潔な状態に維持できることをその他の特徴とする。
【０００８】
本発明の一実施形態による基板処理装置は、超臨界流体が提供される前超臨界工程領域と、前記前超臨界工程領域と前記超臨界流体をやり取りし、前記超臨界流体を利用して基板を処理できる超臨界工程領域と、を含み、前記前超臨界工程領域は前記超臨界流体が前記超臨界工程領域に提供される以前に膨脹するように構成され、前記前超臨界工程領域と前記超臨界工程領域とは互いに区画されている。
【０００９】
一実施形態の装置において、前記超臨界流体に含有された不純物は前記超臨界流体が膨脹する間に凝縮するか、或いは蒸着して前記前超臨界工程領域内に限定され得る。
【００１０】
実施形態の装置において、前記超臨界流体に含有された不純物は前記前超臨界工程領域を定義する壁に付着され得る。
【００１１】
一実施形態の装置において、前記装置は工程チャンバーを含み、前記工程チャンバーの底面が陥没して前記前超臨界工程領域が定義され得る。
【００１２】
一実施形態の装置において、前記前超臨界工程領域と前記超臨界工程領域とはブロッキングプレートによって物理的に区画されることができる。
【００１３】
一実施形態の装置において、前記ブロッキングプレートは平面上円形であり得る。
【００１４】
一実施形態の装置において、前記ブロッキングプレートの外周面に沿って配置されて前記ブロッキングプレートを前記前超臨界工程領域の底面から離隔させて支持する互いに離隔された支持部をさらに包含することができる。
【００１５】
一実施形態の装置において、前記前超臨界工程領域と前記超臨界工程領域との間に階段領域が定義され、前記支持部は前記階段領域内に配置され得る。
【００１６】
一実施形態の装置において、１つ或いはそれ以上の通路が前記ブロッキングプレートと、前記前超臨界工程領域と、前記支持部とによって定義され得る。
【００１７】
本発明の他の実施形態による基板処理装置は、超臨界流体が提供される前超臨界工程領域と、前記前超臨界工程領域を介して前記超臨界流体が提供される超臨界工程領域と、を含み、前記超臨界工程領域は基板を処理し、前記前超臨界工程領域と前記超臨界工程領域とは互いに区画され、前記前超臨界工程領域と前記超臨界工程領域との間に配置された１つ或いはそれ以上の通路は、前記通路は前記前超臨界工程領域と前記超臨界工程領域との間の流体伝達を提供する。
【００１８】
他の実施形態の装置において、前記前超臨界工程領域と前記超臨界工程領域との間に配置されたブロッキングプレートをさらに含み、前記ブロッキングプレートは前記前超臨界工程領域を覆うことができる。
【００１９】
他の実施形態の装置において、前記前超臨界工程領域は前記超臨界工程領域に比べて小さい体積を有することができる。
【００２０】
他の実施形態の装置において、前記前超臨界工程領域は前記超臨界工程領域の側壁を囲むリング形態を有することができる。
【００２１】
本発明の一実施形態による基板処理システムは、基板を処理する装置と、超臨界流体の前記処理装置への第１及び第２供給を提供する供給装置と、を含み、前記処理装置は、前記超臨界流体の第１供給を受ける前超臨界工程領域と、前記超臨界流体の第２供給を受ける超臨界工程領域と、を含み、前記超臨界工程領域は前記基板を処理し、前記前超臨界工程領域と前記超臨界工程領域とは互いに区画され、前記前超臨界工程領域と前記超臨界工程領域との間に配置された１つ或いはそれ以上の通路は、前記通路は前記前超臨界工程領域と前記超臨界工程領域との間の流体伝達を提供する。
【００２２】
一実施形態のシステムにおいて、前記供給装置は前記超臨界流体の第１供給を実施した後、前記超臨界流体の第２供給を実施することができる。
【００２３】
一実施形態のシステムにおいて、凝縮器とポンプとをさらに含み、前記凝縮器は前記ポンプの前端に配置され、前記超臨界流体は前記凝縮器と前記ポンプとを通過することができる。
【００２４】
一実施形態のシステムにおいて、前記超臨界流体の第１供給は前記超臨界工程領域を超臨界状態に到達させ、前記供給装置は前記超臨界状態に到達した前記超臨界工程領域へ前記超臨界流体の第２供給を実施することができる。
【００２５】
一実施形態のシステムにおいて、前記超臨界流体の第１供給は第１供給管を通じて実施され、前記超臨界流体の第２供給は第２供給管を通じて実施され得る。
【００２６】
一実施形態のシステムにおいて、前記第１及び第２供給管の中の１つは前記処理装置から不純物やパーティクルを排出する排出管としてさらに使用され得る。
【００２７】
一実施形態のシステムにおいて、前記第１供給管は前記前超臨界工程領域に連結され得る。
【００２８】
一実施形態のシステムにおいて、前記前超臨界工程領域に連結された排出管をさらに包含することができる。
【００２９】
一実施形態のシステムにおいて、前記第２供給管は前記超臨界工程領域に連結され得る。
【００３０】
一実施形態のシステムにおいて、前記供給装置は前記処理装置への前記超臨界流体の第１及び第２供給を別個に提供することができる。
【００３１】
一実施形態のシステムにおいて、前記供給装置は前記処理装置への前記超臨界流体の第１及び第２供給を連続的に提供することができる。
【００３２】
一実施形態のシステムにおいて、前記超臨界工程領域は、対向する上面と下面と、前記上面と前記下面の間を継ぐ側壁と、を包含することができる。
【００３３】
一実施形態のシステムにおいて、前記超臨界工程領域の前記上面と前記下面、及び前記側壁の中の１つ或いはそれ以上の一部はリセスされて前記前超臨界工程領域を定義することができる。
【００３４】
一実施形態のシステムにおいて、前記前超臨界工程領域と前記超臨界工程領域とを有する工程チャンバーと、前記下面上に配置された複数個の支持部と、前記支持部上に配置され、前記下面から離隔されたブロッキングプレートと、をさらに含み、前記ブロッキングプレートは前記工程チャンバーの内部領域を前記前超臨界工程領域と前記超臨界工程領域とに区画することができる。
【００３５】
一実施形態のシステムにおいて、前記超臨界工程領域の下面は下向きに傾いて前記前超臨界工程領域を形成することができる。
【００３６】
一実施形態のシステムにおいて、前記前超臨界工程領域は前記下面から上へ伸張された側壁を包含することができる。
【００３７】
一実施形態のシステムにおいて、前記前超臨界工程領域の上向きに伸張された側壁は傾いて前記超臨界工程領域を形成することができる。
【００３８】
一実施形態のシステムにおいて、前記前超臨界工程領域は前記超臨界工程領域の側壁を囲むことができる。
【００３９】
一実施形態のシステムにおいて、前記超臨界工程領域の下面の一部はリセスされて前記前超臨界工程領域を定義し、前記前超臨界工程領域の幅は前記超臨界工程領域に向かって漸進的に縮み、前記前超臨界工程領域は前記超臨界工程領域方に開放された通路を包含することができる。
【００４０】
一実施形態のシステムにおいて、前記処理装置は、前記超臨界工程領域を有する工程チャンバーと、前記前超臨界工程領域を有し前記工程チャンバーと離隔された膨脹チャンバーと、を包含することができる。
【００４１】
一実施形態のシステムにおいて、前記膨脹チャンバーに連結されて前記供給装置から前記前超臨界工程領域へ前記超臨界流体を提供する第１供給管と、前記工程チャンバーに連結されて前記供給装置から前記超臨界工程領域へ前記超臨界流体を提供する第２供給管と、前記工程チャンバーと前記膨脹チャンバーとの間に配置されて前記超臨界流体の移動及び汚染された超臨界流体の移動を案内する中間管と、前記膨脹チャンバーに連結されて前記処理装置から前記汚染された超臨界流体を排出させる排出管と、をさらに包含することができる。
【００４２】
一実施形態のシステムにおいて、前記供給装置と前記処理装置との間に配置されたバッファタンクと、前記供給装置と前記処理装置との間に配置された共溶媒貯藏タンクと、前記処理装置から排出された超臨界流体を貯藏する回収タンクと、前記処理装置から排出される汚染物が含有された超臨界流体を汚染物が除去された液相流体に再生する再生装置と、の中の少なくともいずれか１つをさらに包含することができる。
【発明の効果】
【００４３】
本発明によると、超臨界工程を進行する以前にチャンバーを超臨界状態に到達させ超臨界流体の固有特性をそのまま利用することによって基板処理能力を向上させる効果がある。さらに、基板の汚染を防止し、超臨界流体の処理能力の低下を防止できる。チャンバーを超臨界流体から発生したパーティクルを集める構造に改善することによってパーティクル管理能力と基板処理効率とが向上する効果を得られる。その上、凝結した不純物を超臨界流体の排出の時に共に排出されるようにしてチャンバーを清潔な状態に維持できるので、基板汚染防止はもちろん維持補修が容易になる効果を得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施形態による基板処理システムを示した構成図である。
【図２】本発明の一実施形態による基板処理システムにおいて、工程チャンバーを示した断面図である。
【図３】本発明の一実施形態による基板処理システムにおいて、工程チャンバーの内部を示した平面図である。
【図４】図２の変形例を示した断面図である。
【図５】図２の変形例を示した断面図である。
【図６】図２の変形例を示した断面図である。
【図７】図２の変形例を示した断面図である。
【図８】図２の変形例を示した断面図である。
【図９】図２の変形例を示した断面図である。
【図１０】図２の変形例を示した断面図である。
【図１１】本発明の他の実施形態による基板処理システムを示した構成図である。
【図１２】本発明のその他の実施形態による基板処理システムを示した構成図である。
【図１３】本発明のその他の実施形態による基板処理システムを示した構成図である。
【図１４】本発明のその他の実施形態による基板処理システムにおいて、工程チャンバーと膨脹チャンバーとを示した断面図である。
【図１５】本発明のその他の実施形態による基板処理システムを示した構成図である。
【図１６】本発明のその他の実施形態による基板処理システムにおいて、工程チャンバーと膨脹チャンバーとを示した断面図である。
【図１７】本発明のその他の実施形態による基板処理システムにおける工程チャンバーを示した断面図である。
【図１８】本発明のその他の実施形態による基板処理システムにおける工程チャンバーを示した断面図である。
【図１９】本発明のその他の実施形態による基板処理システムにおける工程チャンバーを示した断面図である。
【図２０】本発明の一実施形態による支持装置を拡大示した断面図である。
【図２１】本発明の一実施形態による超臨界流体を利用する基板処理方法を示すフローチャートである。
【図２２】本発明の一実施形態による基板処理方法を示す模式図である。
【図２３】本発明の一実施形態による基板処理方法の効果を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
以下、本発明による基板処理装置、これを含む基板処理システム、及び基板処理方法を添付した図面を参照して詳細に説明する。
本発明の従来技術と比較した長所は、添付した図面を参照した詳細な説明と特許請求の範囲とを通じて明確になる。特に、本発明は特許請求の範囲において明確になる。しかし、本発明は添付した図面を参照した次の詳細な説明によってより理解される。図面において、同一の参照符号は多様な図面を通じて同一の構成要素を示す。
【００４６】
＜基板処理システムの例＞
図１は本発明の一実施形態による基板処理システムを示した構成図である。
図１を参照すれば、基板処理システム１は超臨界流体を利用して基板を処理する超臨界工程が進行される装置を包含する。本明細書における超臨界工程は洗浄工程や他のウエハー加工工程の後にウエハーを乾燥する乾燥工程を意味する。超臨界工程は特定のウエハー加工工程の後に界面活性剤のような添加剤が含有された超臨界流体を利用してウエハーを洗浄する洗浄工程を意味することもある。上述したように、超臨界流体（ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ  ｆｌｕｉｄ）は気体のような拡散性と粘度及び表面張力とを有し、液体のような溶解性を有する臨界点以上の温度及び圧力を有する物質である。例えば、超臨界流体は二酸化炭素（ＣＯ２）、水（Ｈ２Ｏ）、メタン（ＣＨ４）、エタン（Ｃ２Ｈ６）、プロパン（Ｃ３Ｈ８）、エチレン（Ｃ２Ｈ４）、プロピレン（Ｃ２Ｈ２）、メタノール（Ｃ２Ｈ３ＯＨ）、エタノール（Ｃ２Ｈ５ＯＨ）、六フッ化硫黄（ＳＦ６）、アセトン（Ｃ３Ｈ８Ｏ）等を包含する。
【００４７】
一実施形態によれば、基板処理システム１は超臨界工程において基板を処理する工程チャンバー１０と、工程チャンバー１０へ提供される超臨界流体が貯藏された供給装置３０とを包含する。供給装置３０は流体をその臨界点以上に加圧及び加熱することによって、超臨界流体を作って貯藏する。基板処理システム１は超臨界流体の工程チャンバー１０への安定的な供給のためのバッファタンク４０をさらに包含する。基板処理システム１には供給装置３０からバッファタンク４０への超臨界流体の提供経路を提供するバルブ２１ａ、２１ｂが具備された第１供給管２１、バッファタンク４０から工程チャンバー１０への超臨界流体の経路を提供するバルブ２２ａが具備された第２供給管２２、第２供給管２２から分岐されて工程チャンバー１０に連結されたバルブ２３ａ、２４ａが各々具備された第３供給管２３及び第４供給管２４、及び超臨界流体を工程チャンバー１０から排出するためのバルブ２６ａが具備された排出管２６が配置される。
【００４８】
選択的に、基板処理システム１は第１供給管２１に配置されて超臨界流体に圧力を提供するポンプ８０、第１供給管２１及び／又は第２供給管２２に配置されて超臨界流体に熱を提供して超臨界状態を維持するようにするヒーティングジャケット９０、及び排出管２６を通じて排出される超臨界流体を貯藏する回収タンク６０をさらに包含する。
【００４９】
一例として、基板処理システム１はポンプ８０の前端に凝縮器７３をさらに包含でき、これによって超臨界流体が工程チャンバー１０へ提供される以前に超臨界流体は凝縮器７３によって凝縮される。凝縮器７３によって超臨界流体が凝縮されることによって、超臨界流体が工程チャンバー１０へ提供される以前に超臨界流体に含有された不純物が凝縮して除去できる。
【００５０】
本実施形態によれば、第３供給管２３及び第４供給管２４を通じて超臨界流体が工程チャンバー１０へ順に提供されて超臨界工程が進行される。例えば、第３供給管２３を通じて超臨界流体が工程チャンバー１０へ提供されて工程チャンバー１０の環境を超臨界状態に到達させた後、第４供給管２４を通じて超臨界流体が工程チャンバー１０へ提供されて超臨界工程が進行される。このように工程チャンバー１０を超臨界状態に到達した後、超臨界工程を進行すれば、超臨界流体の膨脹にしたがうパーティクルや不純物の発生が実質的に無くなるか、或いは最小になり得る。これについて、図２を参照してさらに明確に説明する。工程チャンバー１０から排出管２６を通じて排出される超臨界流体は大気中へ排出されるか、或いは回収タンク６０に貯藏される。
【００５１】
＜工程チャンバーの例＞
図２は本発明の一実施形態による基板処理システムにおいて、工程チャンバーを示した断面図である。図３は本発明の一実施形態による基板処理システムにおいて、工程チャンバーの内部を示した平面図である。
【００５２】
図２及び図３を参照すれば、工程チャンバー１０は前超臨界工程領域（ｐｒｅ−ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓ  ｚｏｎｅ）１３０と超臨界工程領域（ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓ  ｚｏｎｅ）１２０とを包含する。超臨界流体の１次供給を担当する第３供給管２３及び超臨界流体の排出を担当する排出管２６は前超臨界工程領域（ｐｒｅ−ｅｘｐａｎｓｉｏｎ  ｚｏｎｅ）１３０に連結される。超臨界流体の２次供給を担当する第４供給管２４は超臨界工程領域（ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓ  ｚｏｎｅ）１２０に連結される。基板１１０は超臨界工程領域１２０へ提供される。
【００５３】
工程チャンバー１０の底面或いは超臨界工程領域１２０の底面１２２ｆの一部が陥没して前超臨界工程領域１３０が定義される。前超臨界工程領域１３０を覆うブロッキングプレート１４０によって前超臨界工程領域１３０と超臨界工程領域１２０とが区画される。ブロッキングプレート１４０は底面１２２ｆに具備された複数個の支持部１４４によって支持されて底面１２２ｆから離隔される。ブロッキングプレート１４０は平面上において円形であり、支持部１４４はブロッキングプレート１４０の外周面に沿って離隔配置される。したがって、ブロッキングプレート１４０、底面１２２ｆ、及び隣接する支持部１４４によって囲まれて１つ或いはそれ以上の通路１４５が定義される。通路１４５は前超臨界工程領域１３０と超臨界工程領域１２０とを連結する。底面１２２ｆには基板１１０の外周面に沿って離隔配列された複数個の支持ピン１０２が提供されて基板１１０を支持する。
【００５４】
前超臨界工程領域１３０と超臨界工程領域１２０とは平面上円形断面を有する円柱形状を有する。前超臨界工程領域１３０は超臨界工程領域１２０に比べて小さい体積を有する。一例として、前超臨界工程領域１３０は超臨界工程領域１２０の約５乃至２０％の体積を有する。ブロッキングプレート１４０と底面１２２ｆとの間隔により定義される通路１４５の垂直距離は超臨界工程領域１２０の高さと前超臨界工程領域１３０の高さとの合計の約０．１乃至２０％、望ましくは１乃至１０％である。隣接する支持部１４４間の間隔によって定義される通路１４５の水平距離は通路１４５の垂直距離と同一又は類似である。通路１４５は膨脹ノズルとして作用する。前記形状及び数値は単なる一例であり、本発明をこれに限定しようとする意図ではない。
【００５５】
他の例として、前超臨界工程領域１３０は超臨界工程領域１２０の天井面１２２ｔから陥没して定義され得る。その他の例として、前超臨界工程領域１３０は超臨界工程領域１２０の側面１２２ｓから陥没して定義され得る。
【００５６】
＜基板処理の例＞
図１乃至図３を参照すれば、超臨界工程領域１２０に基板１１０をローディングし、超臨界流体を工程チャンバー１０へ１次提供して工程チャンバー１０を超臨界状態に到達させ、そして超臨界流体を工程チャンバー１０へ２次提供して超臨界工程（例：基板乾燥）を進行する。前記超臨界流体は供給装置３０から提供された同一の物質であり得る。又は１次に提供される超臨界流体と２次に提供される超臨界流体とは異なり得る。
【００５７】
基板１１０を超臨界工程領域１２０へ提供する。例えば、基板１１０は洗浄されて、残留する洗浄液を除去するために超臨界工程領域１２０へ提供される。基板１１０は金属基板、半導体基板、絶縁基板等であり得る。一例として、基板１１０はベア（ｂｅａｒ）ウエハー或いは集積回路が形成された半導体ウエハーである。
【００５８】
供給装置３０から提供された超臨界流体（例：ＣＯ２）を第３供給管２３を通じて工程チャンバー１０の前超臨界工程領域１３０へ提供する（Ｓ１）。超臨界流体は規定の流量に到達するまで連続的に前超臨界工程領域１３０へ提供される。超臨界流体の提供によって前超臨界工程領域１３０は真空や大気圧状態から超臨界圧力状態に加圧される。第３供給管２３の末端部、即ち第３供給管２３と前超臨界工程領域１３０の境界地点において超臨界流体の膨脹（１次膨脹）が発生する。一例によれば、超臨界流体は１次膨脹の時、断熱膨脹される。前記膨脹によって前超臨界工程領域１３０内の超臨界流体は圧力減少と温度低下とが発生する。前記温度低下は超臨界流体の溶解度の減少をもたらす。超臨界流体は高純度（例：９９．９９％以上）であっても微量の不純物やパーティクルが含有されていることがあり得る。不純物は超臨界流体の温度低下及び溶解度の減少にしたがって凝結する。凝結した不純物は前超臨界工程領域１３０の内面や内壁に吸着されるか、或いはブロッキングプレート１４０によって超臨界工程領域１２０へ移動することが妨害されて前超臨界工程領域１３０に蓄積される。
【００５９】
本明細書における供給装置は単なる明細書に記載された供給装置３０に限定されず、超臨界流体を超臨界工程チャンバーや装置等へ提供する多様な構造や構成要素を包含する。
【００６０】
前超臨界工程領域１３０において１次膨張した超臨界流体は通路１４５を通じて超臨界工程領域１２０へ移動する。通路１４５は膨脹ノズルとして作用できるので、超臨界工程領域１２０へ移動する超臨界流体は再膨脹（２次膨脹）する。本実施形態によれば、前超臨界工程領域１３０と超臨界工程領域１２０との限定された体積及び／又は超臨界流体の連続的な供給によって超臨界工程領域１２０は超臨界状態に到達する。超臨界流体の付加的な膨脹（２次膨脹）にしたがって不純物凝結現象があり得る。しかし、超臨界流体の１次膨脹によって不純物が既にトラップされるか、或いはフィルタリングされているので、２次膨脹による不純物凝結現象が実質的に減少する。
【００６１】
超臨界工程領域１２０が超臨界状態に到達した状態において、供給装置３０から提供された超臨界流体（例：ＣＯ２）が第４供給管２４を通じて超臨界工程領域１２０へ提供される（Ｓ２）。超臨界状態に到達した超臨界工程領域１２０へ提供された超臨界流体は超臨界流体の特有の性質をそのまま有することができる。基板１１０に残っている除去対象物１１２、例えばイソプロパノール（ＩＰＡ）等の洗浄液は超臨界流体に溶解されて基板１１０から除去できる。
【００６２】
本実施形態と異なり、前超臨界工程領域が無い工程チャンバーへ超臨界流体が提供されれば、前述したように超臨界流体の膨脹にしたがう温度の低下及び溶解度の減少が生じる。前記温度の低下は不純物凝結を誘導して基板を汚染させる。さらに、前記溶解度の低下は乾燥能力の低下をもたらすことがある。本実施形態によれば、超臨界流体を前超臨界工程領域１３０へ先ず提供して不純物をフィルタリングするので、超臨界工程領域１２０が清潔な超臨界状態に到達する。このように、超臨界流体の１次提供によって超臨界工程領域１２０が超臨界状態に到達するので、超臨界流体の２次提供の時に超臨界流体の急激な膨脹及び／又は溶解度の低下を実質的に減少させる。
【００６３】
前記乾燥工程が完了すれば、除去対象物１１２が含有された超臨界流体を排出管２６を通じて工程チャンバー１０から排出させる（Ｅ）。本実施形態によれば、排出管２６は前超臨界工程領域１３０に連結される。したがって、除去対象物１１２が含有された超臨界流体は超臨界工程領域１２０から前超臨界工程領域１３０を経由して排出管２６へ移動する。この時、前超臨界工程領域１３０にある汚染物、即ち凝結した不純物が超臨界流体と共に排出される。一例によれば、超臨界流体の前超臨界工程領域１３０への提供経路である第３供給管２３と汚染物が含有された超臨界流体の排出経路である排出管２６とを分離することによって、第３供給管２３を清潔に維持できる。
【００６４】
＜工程チャンバーの他の例＞
図４乃至図９は図２の変形例を示した断面図である。
図４を参照すれば、前超臨界工程領域１３０は第３供給管２３及び／又は排出管２６の方に行くほど、下向きに傾いた側壁１３２ｓを有する。このように前超臨界工程領域１３０が漏斗（ｆｕｎｎｅｌ）形状を有するので、超臨界流体の円滑な排出が可能になる。さらに、凝結された不純物の排出が円滑になる。
【００６５】
図５を参照すれば、前超臨界工程領域１３０は超臨界工程領域１２０の底面１２２ｆから陥没して延長された狭いダクト或いは通路形態を有する。第３供給管２３は前超臨界工程領域１３０の側面に連結され、排出管２６は前超臨界工程領域１３０の下面に連結される。これによって凝結した不純物の円滑な排出が可能になり、第３供給管２３への移動が実質的に抑制され得る。他の例として、前超臨界工程領域１３０は超臨界工程領域１２０の天井面１２２ｔ或いは１つ或いは両側の側面１２２ｓから陥没して延長されたダクト形態を有することができる。
【００６６】
図６を参照すれば、超臨界工程領域１２０の底面１２２ｆは前超臨界工程領域１３０の方に行くほど、下向きに傾く。下向きに傾いた底面１２２ｆは超臨界流体の超臨界工程領域１２０への円滑な提供と排出とを可能にする。
【００６７】
図７を参照すれば、超臨界工程領域１２０は前超臨界工程領域１３０の方に行くほど、下向きに傾いた底面１２２ｆを有し、前超臨界工程領域１３０は第３供給管２３及び／又は排出管２６の方に行くほど、下向きに傾いた側壁１３２ｓを有する。底面１２２ｆの傾斜と側壁１３２ｓの傾斜は互いに異なるか、或いは同一であり得る。このように、超臨界工程領域１２０と前超臨界工程領域１３０とが漏斗形状を有するので、超臨界流体の円滑な供給と排出とが可能になる。
【００６８】
図８を参照すれば、前超臨界工程領域１３０は超臨界工程領域１２０の側面１２２ｓを囲む環形態を有する。第３供給管２３と排出管２６とは超臨界工程領域１２０を介して互いに対向する位置に提供される。例えば、第３供給管２３は超臨界工程領域１２０の右側面に、排出管２６は左側面に提供される。他の例として、第３供給管２３と排出管２６とは超臨界工程領域１２０の左側面や右側面に提供される。
【００６９】
図９を参照すれば、前超臨界工程領域１３０は超臨界工程領域１２０の底面１２２ｆの下に形成された、例えば斜方形状を有する。前超臨界工程領域１３０は超臨界工程領域１２０に向かって開口された通路１３４を包含する。通路１３４は膨脹ノズル役割を果たすので、図２に図示されたブロッキングプレート１４０と支持部１４４とを設置する必要がない。他の例として、同様の形状をした前超臨界工程領域１３０は超臨界工程領域１２０の天井面１２２ｔや側面１２２ｓに形成され得る。前超臨界工程領域１３０は斜方形状以外に円形、楕円形、多角形等多様な形状にデザインできる。
【００７０】
図１０を参照すれば、工程チャンバー１０は前超臨界工程領域１３０に連結した１つの配管を包含する。前記配管は第３供給管２３及び排出管２６の役割を担当する。例えば、前記配管は超臨界状態の到達のための超臨界流体の供給管として提供され（Ｓ１）、そして超臨界工程が完了した以後、超臨界流体の排出管２６として提供される（Ｅ）。
【００７１】
＜基板処理システムの他の例＞
図１１は本発明の他の実施形態による基板処理システムを示した構成図である。
図１２は本発明のその他の実施形態による基板処理システムを示した構成図である。
【００７２】
図１１を参照すれば、基板処理システム２は図１の基板処理システム１の構成要素以外に共溶媒（ｃｏ−ｓｏｌｖｅｎｔ）が貯藏された貯藏タンク５０と、超臨界流体と共溶媒とが混合される混合装置５５とをさらに包含する。共溶媒は超臨界流体と混合される洗浄流体及び／又は蝕刻流体を包含できる。混合装置５５は第２供給管２２に配置され、貯藏タンク５０はバルブ２５ａが具備された第５供給管２５を通じて混合装置５５へ共溶媒を提供する。他の例として、混合装置５５は第１供給管２１又は第４供給管２４に配置され得る。基板処理システム２は複数個の貯藏タンク５０を包含できる。複数個の貯藏タンク５０の中のいずれか１つには洗浄流体が貯藏され、その他の１つには蝕刻流体が貯藏され得る。これによって、基板処理システム２は乾燥、洗浄、及び蝕刻工程のような多様な超臨界工程を処理できる。
【００７３】
一例として、共溶媒が洗浄流体である場合、超臨界流体（例：ＣＯ２）と洗浄流体（例：ＩＰＡ）とが混合された超臨界洗浄流体が工程チャンバー１０へ提供されて超臨界洗浄工程が進行される。例えば、図２を図１１と共に参照すれば、第３供給管２３を通じて超臨界流体を前超臨界工程領域１３０へ供給して超臨界工程領域１２０を超臨界状態に到達させる。第４供給管２４を通じて超臨界状態に到達した超臨界工程領域１２０へ超臨界洗浄流体を供給して基板１１０を洗浄する。超臨界洗浄工程以後に先に説明した超臨界乾燥工程をさらに進行する。
【００７４】
他の例として、共溶媒が蝕刻流体である場合、超臨界流体（例：ＣＯ２）と蝕刻流体（例：ＨＦ）とが混合された超臨界蝕刻流体が工程チャンバー１０へ提供されて超臨界蝕刻工程が進行される。例えば、図２を図１１と共に参照すれば、第３供給管２３を通じて超臨界流体を前超臨界工程領域１３０へ供給して超臨界工程領域１２０を超臨界状態に到達させる。第４供給管２４を通じて超臨界状態に到達した超臨界工程領域１２０へ超臨界蝕刻流体を供給して基板１１０上に形成された構造物を蝕刻する。超臨界蝕刻工程以後においては先に説明した超臨界洗浄工程及び超臨界乾燥工程をさらに進行する。
【００７５】
図１２を参照すれば、基板処理システム３は図１１の基板処理システム２の構成要素以外に再生装置７０をさらに包含する。再生装置７０はバルブ２７ａが具備された回収管２７に連結されて回収タンク６０から超臨界流体が提供され、バルブ２８ａが具備された再生管２８を通じて再生された液体状態の流体を供給装置３０へ提供する。一例として、再生装置７０は超臨界流体を気体状態にして汚染物を分離し、気体状態の流体を凝縮させて液体状態の流体にすることができる。
【００７６】
＜基板処理システムのその他の例＞
図１３は本発明のその他の実施形態による基板処理システムを示した構成図である。図１４は本発明のその他の実施形態による基板処理システムにおいて、工程チャンバーと膨脹チャンバーとを示した断面図である。
【００７７】
図１３を参照すれば、基板処理システム４は超臨界工程が進行される工程チャンバー１０と、超臨界流体を前膨脹させる膨脹チャンバー２０と、そして工程チャンバー１０と膨脹チャンバー２０との間に配置された中間管２９とを包含する。膨脹チャンバー２０において膨脹した超臨界流体は中間管２９を通じて工程チャンバー１０へ提供される。排出管２６は膨脹チャンバー２０と回収タンク６０との間に配置される。それ以外は先に説明した基板処理システム１乃至３の中のいずれか１つと同一又は類似に構成される。
【００７８】
図１４を参照すれば、工程チャンバー１０は超臨界工程領域１２０を含み、膨脹チャンバー２０は前超臨界工程領域１３０を形成する。膨脹チャンバー２０は工程チャンバー１０の下部壁１０ｆから離隔されて配置される。他の例として、膨脹チャンバー２０は工程チャンバー１０の上部壁１０ｔ或いは側壁１０ｓから離隔配置される。
【００７９】
第３供給管２３は膨脹チャンバー２０に連結されて前超臨界工程領域１３０へ超臨界流体を供給し（Ｓ１）、第４供給管２４は工程チャンバー１０に連結されて超臨界工程領域１２０へ超臨界流体を供給する（Ｓ２）。中間管２９は前超臨界工程領域１３０において膨脹した超臨界流体を超臨界工程領域１２０へ提供し、したがって超臨界工程領域１２０が超臨界状態に到達する。
【００８０】
超臨界工程以後に汚染物が含有された超臨界流体は中間管２９を通じて工程チャンバー１０から膨脹チャンバー２０へ移動され、前超臨界工程領域１３０にある凝結された不純物と共に排出管２６を通じて膨脹チャンバー２０から排出される（Ｅ）。
【００８１】
本実施形態によれば、前超臨界工程領域１３０が工程チャンバー１０から分離されるので、超臨界流体の膨脹にしたがって発生する凝結した不純物が前超臨界工程領域１３０から超臨界工程領域１２０へ移動される可能性が実質的に減少する。これによって、超臨界工程領域１２０の清潔状態は向上する。
【００８２】
＜基板処理システムのその他の例＞
図１５は本発明のその他の実施形態による基板処理システムを示した構成図である。図１６は本発明のその他の実施形態による基板処理システムにおいて、工程チャンバーと膨脹チャンバーとを示した断面図である。
【００８３】
図１５及び図１６を参照すれば、基板処理システム５は工程チャンバー１０の前超臨界工程領域１３０に連結されたバルブ２２ａ、２２ｂが具備された第２供給管２２を包含する。工程チャンバー１０に隣接するバルブ２２ｂを通じて第２供給管２２における超臨界流体の流れが制御される。本実施形態によれば、超臨界流体の１回供給によって超臨界工程を進行するか、或いは超臨界流体の２回供給によって超臨界工程を進行することができる。
【００８４】
一例として、第２供給管２２を通じて超臨界流体を前超臨界工程領域１３０へ提供し（Ｓ１）、前超臨界工程領域１３０において不純物がフィルターリングされた超臨界流体が超臨界工程領域１２０へ移動することによって超臨界工程領域１２０が超臨界状態に到達する。この場合、超臨界流体の２次供給無しでも超臨界工程が進行され得る。言い換えれば、超臨界工程は超臨界流体の１回供給のみで進行される。さらに、超臨界流体は１つの供給管を通じて１次及び２次供給される。
【００８５】
他の例として、超臨界流体の供給（１次供給）により超臨界工程領域１２０を超臨界状態に到達させ（Ｓ１）、前超臨界工程領域１３０へ超臨界流体を再供給（２次供給）して（Ｓ２）超臨界工程を進行することができる。
【００８６】
＜基板処理システムのその他の例＞
図１７乃至図１９は本発明のその他の実施形態による基板処理システムにおける工程チャンバーを示した断面図である。
【００８７】
図１７を参照すれば、基板処理システムは上述した超臨界工程が進行される装置乃至工程チャンバー２００を包含する。工程チャンバー２００は超臨界流体が提供される前超臨界工程領域２３０と、前超臨界工程領域２３０と流体をやり取りする超臨界工程領域２２０を包含する。既に上述した実施形態のように、超臨界工程領域２２０は超臨界流体を利用して基板乃至ウエハー２１０を処理できる。前超臨界工程領域２３０は超臨界流体が超臨界工程領域２２０へ提供される以前に超臨界流体を膨脹させるように構成される。前超臨界工程領域２３０と超臨界工程領域２２０とは、例えば物理的及び空間的に区画される。
【００８８】
一例によれば、前超臨界工程領域２３０と超臨界工程領域２２０とはこれらの間に配置された１つ或いはその以上の通路によって区画され、通路によって前超臨界工程領域２３０と超臨界工程領域２２０との間の流体伝達が行われる。通路は図３に図示された通路１４５であり得る。
【００８９】
図１８を参照すれば、超臨界流体に含有された不純物乃至パーティクル２７７は超臨界流体の膨脹の時に凝縮するか、或いは蒸着して、不純物の相当量が前超臨界工程領域２３０内に限定される。特に、超臨界流体内の不純物及びパーティクル２７７の相当量は前超臨界工程領域２３０を定義する壁に付着される。
【００９０】
一例によれば、工程チャンバー２００の下部２５０は陥没して前超臨界工程領域２３０が定義される。前超臨界工程領域２３０と超臨界工程領域２２０とはブロッキングプレート２４０によって物理的に区画される。ブロッキングプレート２４０は図３に図示されたブロッキングプレート１４０と類似に平面上円形であり得る。
【００９１】
一例によれば、工程チャンバー２００はブロッキングプレート２４０の外周面に沿って配置されてブロッキングプレート２４０を支持する支持部２４４を有し、図３等において前述したようにブロッキングプレート２４０は前超臨界工程領域２３０の底面２４２から離隔される。支持部２４４は互いに離隔される。支持部２４４は柱形態であり得る。
【００９２】
一例によれば、図１７乃至図１９に示したように、階段領域２４６が前超臨界工程領域２３０と超臨界工程領域２２０との間に定義される。支持部２４４は階段領域２４６内に配置されて工程チャンバー２００に安定的に固定される。
【００９３】
基板２１０は、支持ピンやリフトピンによって支持されるが、工程チャンバー２００の上部２４９から下に延長された支持装置ＳＵによって支持される。
【００９４】
＜ウエハー支持装置の例＞
図２０は本発明の一実施形態による支持装置を拡大示した断面図である。
図２０を参照すれば、支持装置ＳＵは支持体１１５と支持ピン１１３とを包含する。支持体１１５は延長部１１５ｂとレッジ（ｌｅｄｇｅ）１１５ａとを包含でき、レッジ１１５ａは延長部１１５ｂから伸張されて基板２１０を支持する。支持ピン１１３は支持体１１５の延長部１１５ｂを貫通して支持体１１５を工程チャンバー２００の上部２４９に固定する。例えば、支持ピン１１３は支持体１１５を貫通して工程チャンバー２００の上部２４９へ延長されるボルトでありうる。支持ピン１１３は工程チャンバー２００の上部２４９に溶接されることができる。ナット１１７が支持体１１５の下においてボルトの一端にネジ結合されて支持体１１５を固定させる。支持装置ＳＵの支持体１１５は一定の期間使用された後に代替できるので、支持装置ＳＵの全体を交換しなくとも良い。したがって、容易であり、効果的な設備維持が可能となる。
【００９５】
＜基板処理方法の例＞
図２１は本発明の一実施形態による超臨界流体を利用する基板処理方法を示すフローチャートである。図２２は本発明の一実施形態による基板処理方法を示す模式図である。図２３は本発明の一実施形態による基板処理方法の効果を示したグラフである。
【００９６】
図２１を参照すれば、基板処理方法は図１７に示したように超臨界流体を前超臨界工程領域へ提供するか、或いは注入することを含む（段階１）。超臨界流体は前超臨界工程領域２３０内において膨脹して不純物２７７が凝縮するか、或いは蒸着する。このような膨脹は図１８に図示したように実質的に前超臨界工程領域２３０内に制限される。
【００９７】
超臨界流体は第１供給管（例えば、図１７の２３２）を通じて前超臨界工程領域２３０へ提供されるか、或いは注入されて、超臨界工程領域２２０を超臨界状態に到達させる。超臨界流体は第１供給管や第２供給管（例えば、図１９の２２４）を通じて超臨界状態にある工程チャンバー２００の超臨界工程領域２２０へ供給される。この結果として、超臨界流体に含有された不純物の相当量は超臨界流体が超臨界工程領域２２０へ提供される以前に前超臨界工程領域２３０内の超臨界流体から除去される。これによって、偶発的に基板２１０に付着する不純物やパーティクルが顕著に減少する。
【００９８】
特に、超臨界流体に含有された不純物は超臨界流体の初期膨脹によって凝縮するか、或いは蒸着するので、前超臨界工程領域を定義する壁に付着される（図１８参照）。したがって、不純物の相当量は前超臨界工程領域においてトラップされる（段階２）。
【００９９】
超臨界工程領域２２０内にある基板２１０は超臨界流体によって処理（段階３）される（図１９参照）。特に、超臨界状態に到達した超臨界工程領域２２０へ提供されるか、或いは注入された超臨界流体は基板２１０を処理（例：乾燥或いは洗浄処理）する。さらに、前超臨界工程領域内において超臨界流体の膨脹によって凝縮された不純物は使用された超臨界流体に溶解されて排出管（Ｅ）を通じて排出される（図１９参照）。
【０１００】
他の例として前超臨界工程領域と超臨界工程領域とを有する処理装置を利用する方法は、前超臨界工程領域に超臨界流体を１次供給して超臨界流体が超臨界工程領域に提供される以前に超臨界流体の膨脹を許容することによって超臨界流体内の不純物をトラップし、前超臨界工程領域から超臨界工程領域に膨張した超臨界流体を供給して超臨界工程領域を超臨界状態に到達させ、そして超臨界工程領域において基板を超臨界流体により処理することを包含する。
【０１０１】
要約すれば、図２２に示したように、前超臨界工程領域に超臨界流体を注入し、超臨界流体が超臨界工程領域及びチャンバーに提供される以前に超臨界工程領域に限定された超臨界流体の膨脹を許容することによって、不純物やパーティクルの相当量を前超臨界工程領域において効果的にトラップして超臨界流体から除去する。その結果、仮に超臨界流体が超臨界工程領域において再び膨脹（２次膨脹）するとしても、上述したような凝縮問題が実質的に減少する。このような発明概念は上述した実施形態に必ず限定されなく実行される。例えば、上述したのと異なる構造及び形状を有する工程チャンバーが本発明の要旨と範囲内において使用され得る。
【０１０２】
このような新規な発明概念によって、本発明の出願人は超臨界工程における半導体ウエハーの単位面積当たりの不純物やパーティクルの数が図２３に示したように顕著に減少することを発見した。
【０１０３】
以上の発明の詳細な説明は開示された実施状態に本発明を制限しようとする意図ではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において多様な他の組合せ、変更及び環境が使用できる。添付された請求の範囲は他の実施状態も含むこととして理解しなければならない。
【符号の説明】
【０１０４】
１、２，３，４、５  基板処理システム
１０、２００  工程チャンバー
２０  膨脹チャンバー
３０  供給装置
４０  バッファタンク
５０  貯藏タンク
５５  混合装置
６０  回収タンク
７０  再生装置
７３  凝縮器
８０  ポンプ
９０  ヒーティングジャケット
１０２、１１３  支持ピン
１１０、２１０  基板
１１２  除去対象物
１１５  支持体
１２０、２２０  超臨界工程領域
１３０、２３０  前超臨界工程領域
１３４、１４５  通路
１４０、２４０  ブロッキングプレート
１４４、２４４  支持部
【図１】
2014175669.tif 000003
【図２】
2014175669.tif 000004
【図３】
2014175669.tif 000005
【図４】
2014175669.tif 000006
【図５】
2014175669.tif 000007
【図６】
2014175669.tif 000008
【図７】
2014175669.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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