CN102856162A - 处理基板的设备和排放超临界流体的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种处理基板的设备和排放超临界流体的方法，尤其提供一种使用超临界流体来处理基板的设备和使用所述设备排放超临界流体的方法。所述处理基板的设备包括：提供超临界流体的容器；排出管线，所述超临界流体通过所述排出管线从所述容器排放出；和防冻单元，所述防冻单元设置在所示排出管线中，用来防止所述超临界流体冻结。

Description

处理基板的设备和排放超临界流体的方法

技术领域

本发明涉及处理基板的设备和排放超临界流体的方法，尤其涉及使用超临界流体来处理基板的设备和使用所述设备排放超临界流体的方法。

背景技术

半导体器件通过包括光刻工艺的各种工艺制成，光刻工艺用于在诸如硅片等的基板上形成电路图案。当制造半导体器件时，可以产生各种外来物质，诸如微粒、有机污染物、金属杂质等等。外来物质可导致基板缺陷而对半导体器件的产量直接造成不良的影响。由此，在半导体制造工艺中可能必需包括用于移除杂质的清洗工艺。

一般来说，在典型的清洗工艺中，余留在基板上的外来物质用洗涤剂去除，然后使用去离子水（DI-水）清洗基板，使用异丙醇（IPA）干燥清洗后的基板。然而，在半导体器件具有精细的电路图案的情况中，干燥工艺可具有低效率。另外，由于电路图案的损伤，即在干燥工艺中经常发生的图案皱缩(collapse)，干燥工艺不适合于具有约30nm或更小的线宽的半导体器件。

由此，为解决上述的局限性，关于使用超临界流体来干燥基板的技术方面的研究正在积极地进行。

发明内容

本发明提供一种处理基板的设备和排放超临界流体的方法，在超临界流体被排放时，所述设备防止所述超临界流体冻结。

本发明还提供一种处理基板的设备和排放超临界流体的方法，在超临界流体被排放时，所述设备移除产生的噪声。

本发明的特征不限于前述内容，本领域技术人员根据本说明书和附图将清楚地理解本文未描述的其它特征。

本发明提供一种处理基板的设备和排放超临界流体的方法。

本发明实施例提供处理基板的设备，所述设备包括：容器，所述容器用于提供超临界流体；排出管线（vent line），所述超临界流体通过所述排出管线从所述容器排放；和防冻单元，所述防冻单元设置在所示排出管线中，以防止所述超临界流体被冻结。

在一些实施例中，所述防冻单元可包括缓冲构件，所述缓冲构件提供防止所述超临界流体的压力突然下将的缓冲空间。

在其它实施例中，所述缓冲构件可包括：壳体，所述壳体提供所述缓冲空间；流入管，所述超临界流体通过所述流入管引入到所述缓冲空间中；排放管（discharge tube），所述超临界流体通过所述排放管从所述缓冲空间排放；和至少一个隔离壁，所述至少一个隔离壁设置在所述壳体内，以具有垂直于长度方向的平面以将所述缓冲空间隔离成多个空间，在所述多个空间中所述超临界流体的压力逐步下降。

仍然在其它实施例中，在所述至少一个隔离壁中可限定排出孔，且当从壳体的长度方向查看时，被在彼此相邻的隔离壁中限定的的排出孔可被限定在彼此间不同的位置上。

还在其它实施例中，临近流入管的隔离壁的排出孔可被限定在一位置，当从壳体的长度方向查看时，该位置与流入管所处位置不同，且隔离壁的临近排放管的排出孔可被限定在一位置，当从壳体长度方向查看时，该位置与排放管所处位置不同。

在其它实施例中，防冻单元可进一步包括加热所述超临界流体的加热器。

在进一步实施例中，所述加热器可以设置在在所述壳体内。

在进一步实施例中，所述缓冲器构件可进一步包括声音吸收构件，所述声音吸收构件设置在所述壳体内用来吸收所述超临界流体所产生的噪声。

还在进一步实施例中，所述声音吸收构件可具有金属丝网结构，所述金属丝网结构中断超临界流体的流动以防止所述超临界流体的压力突然下降。

在进一步实施例中，所述流入管壳具有连接到排出管线的一端和沿壳体长度方向插入到壳体中的另一端，以及排放所述超临界流体的流入孔可限定在一个部分中，在该部分中，所述流入管以垂直于壳体长度方向的方向插入到壳体中。

在进一步实施例中，所述缓冲构件可包括反向压力调节器，所述反向压力调节器设置在所示排放管中以不断维持所述缓冲空间中的压力。

在进一步实施例中，所述防冻单元可包括设置在所示排出管线中的加热器。

还在更进一步的实施例中，所述容器可包括处理室，在所述处理室内使用超临界流体来执行干燥工艺。

仍在更进一步的实施例中，所述容器可包括用来供应所述超临界流体至处理室内的供水槽，在所述处理室内使用超临界流体来执行干燥工艺。

在进一步实施例中，可提供多个所述防冻单元，且所述多个防冻单元可彼此串联连接。

在本发明的其它实施例中，从容器内排放超临界流体的方法包括：在连接至所述容器以排放所述超临界流体的排出管线中提供缓冲空间，以防止所述超临界流体的压力突然下降，从而防止所述超临界流体冻结。

在一些实施例中，可在排放所述超临界流体期间加热所述超临界流体。

在其他实施例中，可对经过所述缓冲空间的所述超临界流体提供声音吸收构件以吸收所述超临界流体产生的噪声。

仍然在其它实施例中，所述超临界流体可从处理室排放，在所述处置室中使用超临界流体来执行干燥工艺。

还在其它实施例中，所述超临界流体可从供应超临界流体至处理室的供水槽排放出，在所述处理室内使用超临界流体来执行干燥工艺。

仍然在本发明的其它实施例中，处理基板的设备包括：处理室，在所述处理室内使用提供作为超临界流体的流体来执行干燥工艺；存储所述流体的存储槽；供水槽，所述供水槽接收来自于所述存储槽的所述流体以产生所述超临界流体，并将所述超临界流体提供至所述处理室内；排出管线，所述排出管线连接到至少一个所述处理室和所述供水槽以排放所述超临界流体；和防冻单元，防冻单元设置在所述排出管线中以防止所述超临界流体被冻结。

在一些实施例中，所述防冻单元可包括缓冲构件，所述缓冲构件提供用来防止所述超临界流体的压力突然下降的缓冲空间。

在其它实施例中，所述缓冲构件可包括声音吸收构件，所述声音吸收构件吸收所述超临界流体所产生的噪声的声音吸收构件。

仍然在其它实施例中，所述防冻单元可包括用来加热所述超临界流体的加热器。

附图说明

附图被包括以提供对于本发明的进一步理解，并且被包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。附图图示了本发明的示例性实施例并且与说明书一起用以说明本发明的原理。在附图中：

图1是根据本发明的实施例的处理基板的设备的平面图；

图2是图1的第一处理室的截面图；

图3是图示二氧化碳的相变的图；

图4是图1的第二处理室的截面图；

图5是图示图1的第二处理室中的超临界流体排放路径的图；

图6是图5的防冻单元的截面图；

图7是图示图6的缓冲空间中的超临界流体前进路径的图；

图8到10分别是图6中的第一隔离壁、第二隔离壁和第三隔离壁的图；

图11是图6的流入管的透视图；

图12是图6的声音吸收构件的图；

图13和14是图示图6的加热器的布置的图；

图15和16是图示图5的防冻单元的布置的图；

图17是图示超临界流体的循环路径的图；

图18是图示图17的供水槽中的超临界流体排放路径的图；

图19是根据本发明实施例的图17的再循环单元的图；

图20是根据本发明另一实施例的图17的再循环单元4000的图；

图21是图19的分离（separation）模块4100的截面图；

图22是图19的柱模块4200的图；

图23是图示根据本发明实施例的处理基板的工艺的流程图；

图24是图示根据本发明实施例的第一工艺的流程图；

图25是图示根据本发明实施例的第二工艺的流程图；

图26是图示超临界流体的供应和排放的图；

图27是图示根据本发明实施例的再循环超临界流体的工艺的流程图；

图28是图示分离单元的效率的图；

图29是图示分离单元的效率的表；以及

图30是图示根据本发明实施例的排放超临界流体的工艺的流程图。

具体实施方式

提供了本发明的优选实施方式，以使本公开透彻并且完整，并且充分地将本发明的范围传达给本领域的技术人员。然而，本发明可以不同的形式实施并且其构造不应局限于本文阐述的实施方式。由此，对于本领域技术人员显而易见的是，在不偏离本发明的精神或范围的前提下，可在本发明中进行各种修改和变化。

另外还将理解，尽管本文使用了专用名词并且附加了附图来方便地描述本发明的示例性实施方式，但本发明并不受这些术语和附图的限制。

此外，与公知功能或构造相关的详细说明将被排除以不会不必要地模糊本发明的主题。

根据本发明的处理基板的设备100可以是用于在基板S上执行清洗工艺的设备。

这里，应该理解成综合性构思的是，基板S可包括各种晶圆，所述晶圆包括有硅片、玻璃基板、有机基板等等，以及被用来制造半导体器件、显示器、包括薄膜、薄膜上面形成有电路的的产品的基板等等。

在下文中，将描述根据实施例的用于处理基板的设备100。

图1是根据本发明的实施例的用于处理基板的设备100的平面图。

处理基板的设备100包括索引（index）模块1000、处理模块2000、超临界流体供应单元3000、再循环单元4000和防冻单元5000。索引模块1000接收来自外部的基板S以将基板S提供至处理模块内。处理模块2000在基板S上执行清洗工艺。超临界流体供应单元3000供应用于清洗工艺的超临界流体，再循环单元4000使清洗过程中使用的超临界流体再循环。防冻单元5000防止从处理模块2000、超临界流体供应单元3000和再循环单元4000排放的超临界流体被冻结。

索引模块1000可以是设备前端模块（EFEM）。此外，索引模块1000包括装载场1100和传送框架1200。装载场1100、传送框架1200和处理模块2000可相继地布置在一条线上。这里，装载场1100、传送框架1200和处理模块2000的布置方向称为第一方向X。此外，当从上方看时，垂直于第一方向X的方向称为第二方向Y，垂直于第一方向X和第二方向Y的方向称为第三方向Z。

至少一个装载场1100可以提供在索引模块1000中。装载场1100可设置在传送框架1200的一侧上。当提供多个装载场1100时，装载场1100可以沿着第二方向Y布置在一条线上。装载场1100的数目和设置不局限于上述的示例。例如，装载场1100的数目和布置可鉴于用于处理基板的设备100的占地面积（foot print）、处理效率和相对于用于处理基板的其它设备100的相对布置而适当地选择。

接收基板C的载运器C被设置在装载场1100上。载运器C被从外部传送，然后被装载到装载场1100上，或者从装载场1100卸除，然后被传送到外部。例如，载运器C可以通过诸如高架升降传送设备（OHT）的传送单元在用于处理基板的设备100之间传递。这里，基板S可以被其他的传送单元诸如自动导向的车、轨道导向的车等传送，以代替OHT或工人。

基板S被接收到载运器C中。前端开口通用片盒（FOUP）可以用作载运器C。

至少一个用于支撑基板S的边缘的槽（slot）可以提供在载运器C内。当提供多个所述槽时，该槽可以沿着第三方向Z彼此隔开。由此，该基板S可以放置在载运器C内。例如，载运器C可接收25个基板S。

载运器C内部可以通过可打开的门与外部隔离并且由此被密封。由此，可以防止接收在载运器C中的基板S被污染。

传送框架1200在支撑在装载场1100上的载运器C和处理模块2000之间传送基板S。传送模块1200包括索引机械手1210和索引轨道1220。

索引轨道1220提供索引机械手1210的移动路径。索引轨道1220可以设置成在其长度方向上与第二方向Y平行。

索引机械手1210传送基板S。索引机械手1210可包括基底1211、本体1212和臂1213。

基底1211设置在索引轨道1220上。此外，基底1211可以沿着索引轨道1220移动。本体1212连接到基底1211。此外，本体1212可以在基底1211上沿着第三方向Z移动或者绕限定在第三方向Z上的轴线旋转。臂1213设置在本体1212上。此外，臂1213可以向前和向后移动。手柄可以设置在臂1213的末端以拾起或放置基板S。索引机械手1210可包括至少一个臂1213。当提供多个臂1213时，臂1213可以叠放在本体1212上并布置在第三方向Z上。这里，臂1213可独立地操作。

由此，索引机械手1210、基底1211可以在索引轨道1220上沿第二方向Y移动。此外，根据本体1212和臂1213的操作，索引机械手1210可将基板S从载运器C取出以将基板S传送到处理模块2000中或将基板S从处理模块2000取出以将基板S接收在载运器C中。

在传送框架1200中可略去索引轨道1220，并且索引机械手1210可以固定到传送框架1200。在本情况中，索引机械手1210可以设置在传送框架1200的中央部上。

处理模块2000从索引模块1000接收基板S以对基板S执行清洗工艺。处理模块2000包括缓冲室2100、传送室2200、第一处理室2300和第二处理室2500。缓冲室2100和传送室2200沿着第一方向X设置，传送室2200设置成在其长度方向上与第一方向X平行。处理室2300和2500可以沿着第二方向Y设置在传送室2200的侧表面上。处理模块2000从索引模块1000接收基板S以对基板S执行清洗工艺。处理模块2000包括缓冲室2100、传送室2200、第一处理室2300和第二处理室2500。缓冲室2100和传送室2200沿第一方向X设置，并且传送室2200设置成在其长度方向上与第一方向X平行。处理室2300和2500可以沿第二方向Y设置在传送室2200的侧表面上。

这里，第一处理室2300可以沿着第二方向Y设置在传送室2200的一侧上，第二处理室2500可以设置在与设置有第一处理室的一侧相对的另一侧上。可以提供一个或多个第一处理室2300。当提供多个第一处理室2300时，第一处理室2300可以沿着第一方向X设置在传送室2200的一侧上、在第三方向Z堆叠，或者以其组合方式设置。类似的，可以提供一个或多个第二处理室2500。当提供多个第二处理室时，第二处理室可以沿着第一方向X设置在传送室2500的另一侧上、沿着第三方向Z堆叠，或者以其组合方式设置。

然而，处理模块2000中的每一个室的布置不局限于上述示例。也就是说，所述室可以考虑到处理效率而适当地设置。例如，根据需要，第一处理室2300和第二处理室2500可以沿着第一方向X设置在与传送模块2200相同的侧表面上，或者彼此堆叠。

缓冲室2100设置在传送框架1200和传送室2200之间以提供缓冲空间，在索引模块1000和处理模块2000之间传送的基板S临时停留在该缓冲空间中。缓冲室2100内可提供至少一个放置基板S的缓冲槽。当提供多个缓冲槽时，缓冲槽可以沿着第三方向Z彼此分离隔开。

索引机械手1210从载运器C取出的基板可位于缓冲槽上，或由传送室2200的传送机械手2210从处理室2300和2500传送的基板C可位于缓冲槽上。另一方面，索引机械手1210或者传送机械手2210可从缓冲槽取出基板S以将基板S接收在载运器C中或将基板S传送到处理室2300和2500中。

传送室2200在设置在其周围的室2100、2300和2500之间传送基板S。缓冲室2100可以沿第一方向X设置在传送室2200的一侧上。处理室2300和2500可以沿第二方向Y设置在传送室2200的一侧上或两侧上。由此，传送室2200可在缓冲室2100、第一处理室2300和第二处理室2500之间传送基板S。

传送室2200包括传送轨道2220和传送机械手2210。传送轨道2220提供传送机械手2210的运动路径。传送轨道2220可以设置成与第一方向X平行。传送机械手2210传送基板S。传送机械手2210包括基底2211、本体2212和臂2213。由于传送机械手2210的每个部件类似于索引机械手1210的每个部件，将省略对它们的详细说明。在基底2211沿着传送轨道2220移动时，传送机械手2210通过本体2212和臂2213的操作而在缓冲室2100、第一处理室2300和第二处理室2500之间传送基板S。

第一处理室2300和第二处理室2500可在基板S上执行彼此不同的工艺。这里，第一处理室2300中执行的第一工艺和第二处理室2500中执行的第二工艺可以相继执行。例如，化学工艺、清洗工艺和第一干燥工艺可以在第一处理室2300中执行。此外，作为第一工艺的后续工艺的第二干燥工艺可以在第二处理室2500中执行。这里，第一干燥工艺可以是利用有机溶剂执行的湿式干燥工艺，而第二干燥工艺可以是利用超临界流体执行的超临界干燥工艺。根据需要，可有选择地执行第一和第二干燥工艺中的仅一个工艺。

下文中，将描述第一处理室2300。图2是图1的第二处理室2300的截面图。

第一工艺在第一处理室2300中执行。这里，第一工艺可包括化学工艺、清洗工艺和第一干燥工艺中的至少一个工艺。如上所述，可略去第一干燥工艺。

第一处理室2300包括壳体2310和处理单元2400。壳体2310限定第一处理室230的外壁，并且处理单元2400被设置在壳体2310内以执行第一处理。

处理单元2400包括旋转头（spin head）2410、流体供应构件2420、回收容器2430和提升构件2440。

基板S位于旋转头2410上。此外，旋转头2410在工艺前进期间旋转基板S。旋转头2410可包括支撑板2411、支撑销2412、夹紧销（chucking pin）2413、旋转轴2414和马达2415。

支撑板2411具有上部，该上部具有类似于基板S的形状的形状。也就是说，支撑板2411的上部可具有圆形形状。上面放置有基板S的多个支撑销2412以及用于固定基板S的多个夹紧销2413被设置在支撑板2411上。通过马达2415旋转的旋转轴2414被固定且连接到支撑板2411的底部表面。马达2415利用外部电源产生旋转力，以通过旋转轴2414使支撑板2411旋转。由此，基板S可以支撑在旋转头2410上，并且支撑板2411可以被旋转以在第一工艺的进行期间使基板旋转。

支撑销2412中的每一个从支撑板2411的顶部表面沿第三方向Z突出。多个支撑销2412设置成彼此隔开预定距离。当从上端看时，支撑销2412可以布置成圆环形状。基板S的背面可以放置在支撑销2412上。由此，基板S位于支撑销2412上，使得基板S通过支撑销2412而与支撑板2411的顶部表面隔开每个支撑销2412的突出距离。

在第三方向Z上，夹紧销2413中的每一个比支撑销2412中的每一个从支撑板2411的顶部表面上进一步地突出。由此，夹紧销2413可以设置成比支撑销2412更远地背离支撑板2411的中心。夹紧销2413可以沿着支撑板2411的径向在固定位置和拾取位置之间移动。这里固定位置表示从支撑板2411的中心隔开与基板S的半径相应的距离的位置，而拾取位置表示比固定位置更大程度地背离支撑板2411的中心的位置。当基板S通过传送机械手2210装载在旋转头2410上时，夹紧销2413被设置在拾取位置处。当基板S被装载，然后执行工艺时，夹紧销2413可以向固定位置移动以接触基板S的侧表面，因此将基板S固定在标准位置中。此外，当工艺结束并且然后传送机械手2210拾起基板S以卸载基板S时，夹紧销2413可以再次移动到拾取位置。由此，夹紧销2413可防止基板S由于旋转头2410旋转时的旋转力而从标准位置脱离。

流体供应构件2420将流体供应到基板S上。流体供应构件2420可包括喷嘴2421、支撑件2422、支撑轴2423和驱动器2424。支撑轴2423设置成使得其长度方向平行于第三方向Z。驱动器2424被连接到支撑轴2423的下端。驱动器2424使支撑轴2423旋转或者使支撑轴2423沿着第三方向Z垂直移动。支撑件2422垂直连接到支撑轴2423的上部。喷嘴2421被设置在支撑件2422的端部的底部表面上。借助于通过驱动器2424旋转和提升支撑轴2423，喷嘴2421可以在处理位置和等待(standby)位置之间移动。这里，处理位置表示喷嘴2421直接设置在支撑板2411上方的位置，而等待位置表示喷嘴2421偏移于支承板2411的直接上端设置的位置。

至少一个流体供应构件2420可以提供在处理单元2400中。当提供多个流体供应构件2420时，流体供应构件2420可分别供应彼此不同的流体。例如，多个流体供应构件2420中的每个可供应洗涤剂、清洗剂或者有机溶剂。这里，洗涤剂可包括过氧化氢（H2O2）溶液、其中氨溶液（NH4OH）、盐酸（HCl）和硫酸（H2SO4）与过氧化氢（H2O2）溶液的混合溶液、或者氢氟酸（HF）溶液。去离子水可以主要用作清洗剂。有机溶剂可包括异丙醇、乙基乙二醇、1-丙醇、四液压法郎（tetrahydraulic franc）、4-羟基、4-甲基、2-戊酮、1-丁醇、2-丁醇、甲醇、乙醇、n-丙醇，或者二甲醚。例如，第一流体供应构件2420a可喷射氨过氧化氢（ammonia hydrogen peroxide）溶液，第二流体供应构件可喷射去离子水，第三流体供应构件2420c可喷射异丙醇溶液。然而，有机溶剂可以不是液态，而是气态。如果有机溶剂提供为气态，则有机溶剂可以混合有惰性气体。

当基板S位于旋转头2410上时，流体供应构件2420可以从等待位置移动到处理位置以将上述流体供应到基板S上。例如，流体供应构件2420可供应洗涤剂、清洗剂和有机溶剂以分别执行化学工艺、清洗工艺和第一干燥工艺。如上所述，在进行所述工艺期间，旋转头2410可以被马达2415旋转以将流体均匀地供应到基板S的顶部表面上。

回收容器2430提供执行第一工艺的空间。此外，回收容器2430回收用于第一工艺的流体。当从上侧看时，回收容器2430布置在旋转头2410周围以环绕旋转头2410并且具有敞开的上端。至少一个回收容器2430可以提供在处理单元2400中。在下文中，将描述处理单元2400，处理单元2400包括三个回收容器2430，即第一回收容器2430a、第二回收容器2430b和第三回收容器2430c。然而，回收容器2430的数量可根据流体数量和第一工艺的条件不同地选择。

第一、第二和第三回收容器2430a、2430b和2430c中的每一个可具有圆环形状以围绕旋转头2410。此外，第一、第二和第三回收容器2430a、2430b和2430c可以设置成以第一回收容器2430a、第二回收容器2430b和第三回收容器2430c的顺序远离旋转头2410的中心。也就是说，第一回收容器2430a围绕旋转头2410，第二回收容器2430b围绕第一回收容器2430a，第三回收容器2430c围绕第二回收容器2430b。由此，流入孔2431可以布置在第三方向Z上。

第一回收容器2430a具有由第一回收容器的内部空间限定的第一流入孔2431a，第二回收容器2430b具有由第一回收容器2430a和第二回收容器2430b之间的空间限定的第二流入孔2431b。第三回收容器2430c具有由第二回收容器2430b和第三回收容器2430c之间的空间限定的第三回收容器2430c。沿着第三方向Z向下延伸的回收管线2432被连接到第一、第二和第三回收容器2430a、2430b和2430c中的每一个的底部表面。第一、第二和第三回收管线2432a、2432b和2432c中的每一者排出回收到第一、第二和第三回收容器2430a、2430b和2430c中的流体以将流体供应到外部流体再循环系统（未示出）。流体再循环系统（未示出）可再循环回收的流体以再利用流体。

提升构件2440在第三方向Z上移动回收容器2430。由此，回收容器2430可以改变相对于旋转头2410的相对高度。当提供多个回收容器2430时，一个回收容器2430的流入孔2431可有选择地调整高度使得流入孔2431被设置在位于旋转头2410上的基板S的水平面上。

提升构件2440包括托架(bracket)2441、提升轴2442和升降机2443。托架2441被固定到回收容器2430。托架2441具有固定且连接到提升轴2442的一端，该提升轴2442通过升降机2443而在第三方向Z上移动。当提供多个回收容器2430时，托架2441可以连接到最外侧的回收容器2430。

当基板S被装载到旋转头2410上或从旋转头2410卸除时，提升构件2440可向下移动回收容器2430以防止回收容器2430妨碍传送机械手2210传送基板S的路径。

此外，当流体供应构件2420供应流体和旋转头2410旋转以执行第一工艺时，提升构件2440可在第三方向Z上移动回收容器2430以将回收容器2430的流入孔2431定位在与基板S相同的水平面上，使得由于基板S的旋转形成的离心力而从基板S溅出的流体被回收。例如，在以使用洗涤剂进行化学工艺、使用清洗剂进行清洗工艺和使用有机溶剂进行第一干燥工艺的顺序执行的第一工艺的情况中，当分别供应洗涤剂、清洗剂和有机溶剂时，第一、第二和第三流入孔2431a、2431b和2431c可移动到与基板S相同的水平面以将流体分别回收到第一回收容器2430a、第二回收容器2430b和第三回收容器2430c中。如上所述，当使用的流体被回收时，可防止环境污染，并且此外可使昂贵的流体再循环利用以降低半导体制造成本。

提升构件2440可在第三方向Z上移动旋转头2410，代替移动回收容器2430。

在下文中，将描述第二处理室。

第二工艺在第二处理室2500中执行。这里，第二工艺可以是用于使用超临界流体干燥基板S的第二干燥工艺。

超临界流体表示其中的材料超过临界温度和临界压力的状态下的流体，即材料达到临界状态而不被分类成液体和气体。超临界流体具有类似于液体的分子密度和类似于气体的粘性。由于超临界流体具有很高的扩散、渗透和溶解作用，超临界流体具有化学反应的优点。此外，由于超临界流体因其很低的表面张力而不对精细结构施加界面张力，在半导体器件被干燥时干燥效率可以是优良的，并且可防止图案皱缩。

在下文中，将描述主要用于干燥基板S的二氧化碳（CO2）的超临界流体。然而，本发明不局限于所述超临界流体的成分和种类。

图3是图示了二氧化碳的相变的图示。当二氧化碳具有约31.1℃或以上的温度以及约7.38Mpa或以上的压力时，二氧化碳可变成超临界状态。二氧化碳可以是无毒性的、不易燃的并且惰性的特性。此外，超临界的二氧化碳具有比其它流体小的临界温度和压力。由此，可以调节超临界的二氧化碳的温度和压力以容易地控制其溶解作用。此外，当与水或其它溶剂比较时，超临界的二氧化碳可具有比水或者其它溶剂的扩散系数小约10倍至约100倍的扩散系数，以及具有非常低的表面张力。由此，超临界的二氧化碳可具有适于执行干燥工艺的物理性质。此外，可以从各个化学反应产生的副产品中再循环利用二氧化碳。另外，干燥工艺中使用的超临界二氧化碳可以循环和再利用以减小环境污染。

图4是图1的第二处理室2500的截面图。第二处理室2500包括壳体2510、加热构件2520、支撑构件2530、超临界流体供应管2540和排出管线2550。壳体2510的内部可提供空间，该空间相对于外部密封以干燥基板S。壳体2510可由足以耐受高压的材料形成。用于加热壳体2510的内部的加热构件2520可设置在壳体2510的内壁和外壁之间。当然，本发明不局限于加热构件2520的位置。例如，加热构件2520可以设置在与上面描述的位置不同的位置处。

支撑构件2530支撑基板S。支撑构件2530可以固定且安装在壳体2510内。可选地，支撑构件2530可不固定，而是旋转的以旋转位于支撑构件2530上的基板S。

超临界流体供应管2540将超临界流体供应到壳体2510中。超临界流体供应管2540包括上供应管2540a和下供应管2540b中的至少一个。上供应管2540a被连接到壳体2510的上部和超临界流体供应单元3000。下供应管2540b被连接到壳体2510的下部和超临界流体供应单元3000。上供应管2540a和下供应管2540b中的每一个可包括阀V，阀V用于调节超临界流体的流速。阀V可以是开关阀或者流量控制阀。由此，根据第二干燥工艺的进行，超临界流体可以通过上供应管2540a和下供应管2540b中的至少一者而被供应到壳体2510中。这里，下供应管2540b可以从上供应管2540b分支出来。由此，上供应管2540a和下供应管2540b可以连接到同一超临界流体供应单元3000。替代地，上供应管2540a和下供应管2540b可以分别连接到彼此不同地超临界流体供应单元3000。

壳体2510内的超临界流体可通过排出管线2550排放。通过排出管线2550排放的超临界流体可排放到外部，例如大气或再循环单元4000。可提供一或多个排出管线2550。例如，第一排出管线2550a可连接至再循环单元4000以排放超临界流体排放至再循环单元4000内，以及所述第二排出管线2550b可将超临界流体排放到大气中。当需要在壳体2510内快速减压时，可通过第二排出管线2550b而不是第一排出管线2550a将超临界流体直接排放到大气中。

阀V可设置在排出管线2550中。排出管线2550可设置在壳体2510之下。可选地，排出管线2550可设置在壳体2510之上。

第二处理室2500可进一步包括气体供应管2560。

供气管2560将惰性气体供应到壳体2510中。这里，惰性气体可包括N2、He、Ne和Ar。供气管2560被连接到壳体2510和供气源G。供气管2560可连接到壳体2510的上部。调节流动速度的阀V可设置在气体供应管2560中。

当供气管2560被提供到第二处理室2500时，惰性气体可通过排出管线2550排放。例如，惰性气体可通过第二排出管线2550b排放到大气中。可选地，惰性气体可通过独立的第三排出管线(未显示)排放到大气中。

在第二处理室2500中，超临界流体供应管2540、供气管2560和排出管线2550的数量和布置可以鉴于处理效率、占地面积等等而改变。例如，超临界流体供应管2540或者排出管线2550可以设置在壳体2510的侧表面上。例如，超临界流体供应管2540或排出管线2550可设置在壳体2510的侧面上。

由此，使用超临界流体的第二干燥工艺可以在第二处理室2500中执行。例如，在第二处理室2500中，使用超临界流体的第二干燥工艺可以在基板S上执行，其中在该基板S上相继执行了化学工艺、清洗工艺和使用有机溶剂的第一干燥工艺。当基板S通过传送机械手2210而位于支撑构件2530上时，加热构件2520加热壳体2510的内部，并且超临界流体通过超临界流体供应管2540被供应。因此，超临界流体可以形成在壳体2510内。当形成超临界气氛时，超临界流体可溶解余留在基板S上的有机溶剂，因为有机溶剂在上次在第一处理室2300中执行的第一干燥工艺中使用之后，有机溶剂并不是完全干燥的。当有机溶剂充分溶解并且基板S干燥时，超临界流体通过排出孔排出。然后，基板S通过传送机械手2210从支撑构件2530上卸除以被取出。

防冻单元5000被设置在排出管线2550中以防止排放的超临界流体被冻结。图5是图示图1的第二处理室2500中的超临界流体排放路径的图。如上所述，第二处理室2500可将在第二干燥工艺中使用的超临界流体排放至大气或再循环单元3000内。特别地，当超临界流体被快速排放到大气中时，所述排放的超临界流体的压力和温度可突然改变。因而，超临界流体本身、排出管线2550、或设置在排出管线2550中的阀V可被冻结。因此，为防止超临界流体、排出管线2550、或阀V被冻结，可在排出管线2550中提供防冻单元5000。当然，当超临界流体被排放到再循环单元4000时，可能出现冻结现象。因而，防冻单元5000可提供在第一排出管线2550a、第二排出管线2550b、或两个排出管线2550a和2550b中。在必要时，可在第二处理室内仅提供一个排出管线2550。这里，防冻单元5000可设置在排出管线2550中。

图6是图5的防冻单元5000的截面图。防冻单元5000可包括缓冲构件5100和加热器5200中的至少一者。缓冲构件5100提供用于防止超临界流体的压力突然下降的缓冲空间B，和用于加热所述超临界流体的加热器5200。

缓冲构件5100可包括壳体5110、流入管5120、排放管5130和隔离壁5140、声音吸收构件5150和压力调节器5160。壳体5110提供缓冲空间B。流入管5120具有连接到排出管线2550的一端和连接到壳体5110的一侧以将超临界流体供应到缓冲空间B的一侧的另一端。排放管5130具有连接到壳体5110另一侧的一端和向外开口或连接到再循环单元4000的另一端。超临界流体经由流入管5120而经过缓冲空间B且被排放到排放管5130中。当超临界流体被直接排放到大气中时，超临界流体的压力可突然下降，因而，超临界流体可被冻结。另一方面，当超临界流体经过缓冲空间B时，超临界流体的压力可缓慢下降以防止所述超临界流体冻结。

隔离壁5140可设置在壳体5110中。隔离壁5140可设置成具有垂直于壳体5110的长度方向的平面。隔离壁5140将缓冲空间B隔离成多个空间。至少一个隔离壁5140可设置在壳体5110中。例如，第一隔离壁5140a、第二隔离壁5140b和第三隔离壁5140c可设置在壳体5110中。因而，第一缓冲空间B1、第二缓冲空间B2、第三缓冲空间B 3和第四缓冲空间B5可从流入管5120朝向排放管5130被接连限定。

超临界流体所经过的排出孔5141被限定在隔离壁5140中。超临界流体通过排出孔5141流入下一缓冲空间B或排气管（exhaust tube）5130。限定在临近流入管5120的隔离壁5140中的临近流入管5120的排出孔5141可被限定在一位置，当从壳体5110的长度方向查看时，该位置与流入管5120所处位置不同。另外，限定在临近排放管5130的隔离壁5140中的临近排放管5130的排出孔5141可被限定在一位置，当从壳体5110的长度方向查看时，该位置与排放管5130所处位置不同。当多个隔离壁5140设置在壳体5110中时，从壳体5110的长度方向查看，彼此临近的排出孔5140可被限定在与彼此不同的位置上。

图7是图示图6的缓冲空间B的超临界流体前进路径的图。图8到10分别是图6中的第一隔离壁5140a、第二隔离壁5140b和第三隔离壁5140c的图。这里，在图7的缓冲构件5100中可省略声音吸收构件5150。由于声音吸收构件5150不是必要的组件，声音吸收构件5150可选择性地在缓冲构件5100中提供。

特别地，在壳体5110内提供三个隔离壁5140a、5140b和5140c的情况下，当从壳体5110的长度方向查看时，流入管5120设置在壳体5110的一表面的中心部分上，第一排出孔5141a被限定在第一隔离壁5140a的下部分，第二排出孔5141b被限定在第二隔离壁5140b的上部分，第三排出孔5141c被限定在第三隔离壁5140c的中心部分，且排放管5130被设置在壳体5110的下部分。因而，超临界流体并不直线地流入缓冲空间B，而是以“之”字形(zigzag shape)流入。因此，可降低超临界流体的流动速度且中断其流动。另外，当经过缓冲空间B1、B2、B3和B4时，所述超临界流体的压力可逐渐降低。

排出孔5141可被限定为一个开口或多个细孔。当排出孔5141被限定为所述多个细孔时，所述排出孔可充当超临界流体流动中的阻力，以降低超临界流体的流动速度。

流入管5120可被部分插入到壳体5110。图11是图6的流入管5120的透视图。流入孔5121可被限定在流入管5120插入到壳体5110的一部分，超临界流体通过所述流入孔5121排放到缓冲空间B中。流入孔5121被限定在垂直于壳体5110长度方向的方向，以在垂直于壳体5110的长度方向排放超临界流体。因而，超临界流体并不从流入管5120直线地排放到排气管5130。因而，超临界流体的流动速度可被降低以防止超临界流体的压力突然下降。如同排出孔5141，流入孔5121可被限定为多个细孔。

声音吸收构件5150被设置在壳体5110内以吸收超临界流体产生的噪声。图12是图6的声音吸收构件5150的图。当超临界流体的压力下降时，可出现噪声。这里，声音吸收构件5150可吸收噪声。

声音吸收构件5150可以以金属丝网结构设置在缓冲空间B中。具有金属丝网结构的声音吸收构件5150可中断缓冲空间B中的超临界流体的流动以缓慢降低超临界流体的压力。当超临界流体的压力突然下降时，可出现大的噪声。这里，声音吸收构件5150可防止出现大的噪声，从而降低超临界流体产生的噪声。然而，本发明不限于具有金属丝网结构的声音吸收构件5150。例如，声音吸收构件5150可具有蜂巢状结构、格子结构或羊毛结构。

声音吸收构件5150可由不锈钢构成。超临界流体在经过缓冲空间B时直接接触声音吸收构件5150。因而，由不锈钢构成的声音吸收构件5150可防止超临界流体由此受到污染。特别地，这在当从防冻单元5000排放的超临界流体再循环到再循环单元4000时具有优点。

压力调节器5160控制缓冲空间B的内压。压力调节器5160可以是设置在排放管5130中的反向压力调节器。

加热器5200可使用外部电源产生热量以加热超临界流体。当超临界流体被加热器5200加热时，可防止因超临界流体而产生的冻结现象的发生。

加热器5200可设置在各个位置。例如，加热器5200可设置在壳体5110的外壁之间以加热壳体5110。又例如，加热器5200可环绕壳体5110的外壁。

然而，加热器5200被设置在壳体5110内/上是不必要的。图13和14是图示图6的加热器520的布置的图。例如，加热器5200可设置在流入管5120或连接到流入管5120的排出管线2550上。可选地，除了缓冲构件5100外，防冻单元5000可只包括加热器5200。另一方面，除了加热器5200外，防冻单元5000可只包括缓冲构件5100。

在必要时可在排出管线2550内提供多个上面描述的防冻单元5000。第二处理室可使用以约100巴（bar）到约150巴压缩的超临界流体执行第二干燥工艺。这里，为增加排放的超临界流体的防冻效率，可在一个排出管线2550中串联设置多个防冻单元5000。另外，如上所述，防冻单元5000可设置在从第二处理室2500连接到再循环单元4000的排出管线2550。图15和16是图示图5的防冻单元5000的布置的图。

超临界流体供应单元3000将超临界流体供应到第二处理室2500中，再循环单元4000使第二处理室2500中使用的超临界流体再循环以将再循环的超临界流体供应到超临界流体供应单元3000中。超临界流体供应单元3000和再循环单元4000可以实现为独立的分离设备或者超临界流体供应单元3000和再循环单元4000的整体或一部分可以作为一个部件包括在用于处理基板的设备100中。

在下文中将描述二氧化碳的超临界流体。然而，这仅是为了方便描述的示例。超临界流体可具有不同的成分。

图17是图示了超临界流体的循环路径的图。参考图17，超临界流体可以在超临界流体供应单元3000、第二处理室2500和再循环单元4000中循环时再循环。在循环过程中，防冻单元5000可设置在排放超临界流体的管线中。防冻单元5000可设置在对应于图17的偏移折线（deviant crease lines）部分的预定位置。

超临界流体供应单元3000可包括存储槽（storage tank）3100、供水槽（water supply tank）3200、第一冷凝器3300、第二冷凝器3400和泵3500。

二氧化碳以液态被储存在存储槽3100中。二氧化碳可以从外部或再循环单元400供应，然后被储存存储槽3100中。这里，从外部或再循环单元4000供应的二氧化碳可以是气态。第一冷凝器3300将气态二氧化物转变成为液态二氧化碳以将液态二氧化碳储存在存储槽3100中。由于液态二氧化碳具有比气态二氧化碳更小的体积，大量的二氧化碳可以储存在存储槽3100中。

供水槽3200从存储槽3100接收二氧化碳以产生超临界流体状态。然后，超临界流体被供应到处理模块2000的第二处理室2500中。当将存储槽3100连接到供水槽3200的阀V开启时，储存在存储槽3100中的二氧化碳被移动到供水槽3200中同时被转变成为气态。这里，第二冷凝器3400和泵3500可以设置在将存储槽3100连接到供水槽3200的管线中。第二冷凝器3400将气态的二氧化碳转变成为液态的二氧化碳。泵3500将液态二氧化碳转变成为以超过临界压力被压缩的气态二氧化碳以将气态二氧化碳供应到供水槽3200中。供水槽3200可将供应的二氧化碳加热到超过临界温度的温度以产生超临界流体。

供水槽3200通过排出管线3210排放产生的超临界流体。这里，从供水槽3200排出的二氧化碳可处于被以约100巴至约150巴的压力压缩的状态。

排出管线3210可被提供到供水槽3200。例如，供水槽3200可通过排出管线3210供应超临界流体到第二处理室2500中。当根据处理的进行，在第二处理室2500中需要液态或气态二氧化碳时，供水槽3200可将液态或气态的二氧化碳供应到第二处理室2500中。

多个排出管线3210可被提供到供水槽3200。例如，第一排出管线3210a可连接到第二处理室2500，第二排出管线3210a可排放超临界流体到大气中。当需要检查供水槽3200或需要调整供水槽3200的内压时，超临界流体可通过第二排出管线3210b被直接排放到大气中。

如同第二处理室2500的排出管线2550，防冻单元500可提供在供水槽3200的排出管线3210中。图18是图示图17的供水槽中超临界流体排放路径的图。虽然在图18中，防冻单元5000被提供在供水槽3200的弯曲管线3210a和3210b两者中，供水槽3200包括连接到第二处理室2500的第一排出管线3210a和连接到大气的第二排出管线3210b，但是本发明不限于此。例如，防冻单元5000可以只提供在两个排出管线3210a和3210b的一者中。这里，当只提供一个排出管线3210到供水槽3200时，防冻单元5000可设置在排出管线3210中。

图19是根据本发明的实施例的图17的再循环单元的图，图20是根据本发明的另一实施例的图17的再循环单元4000的图。

再循环单元4000使在第二处理室2500中进行的第二干燥工艺中使用的包含有机溶剂的超临界流体再循环以将再循环的超临界流体供应到超临界流体供应单元3000中。再循环单元4000可包括分离模块4100和柱模块4200中的至少一者。

分离模块4100冷却二氧化碳以液化二氧化碳中包含的机溶剂，从而将有机溶剂从二氧化碳中分离。柱模块4200允许二氧化碳通过其中设置有用于吸收有机溶剂的吸收材料的空间以将有机溶剂从二氧化碳分离。

多个分离模块4100可以提供在再循环单元4000中。这里，分离模块4100可以彼此串联连接。例如，第一分离模块4100a被连接到第二处理室2500以首次将二氧化碳和有机溶剂彼此分离。这里，防冻单元500设置在第二处理室2500的排出管线2550中以允许超临界流体通过防冻单元5000而引入到分离模块4100中。然后，第二分离模块4100b被连接到第一分离模块4100a以再次将二氧化碳和有机溶剂彼此分离。由此，通过分离模块4100可以执行若干次二氧化碳和有机溶剂的分离以获得更纯的二氧化碳。

此外，多个柱模块4200可以提供在再循环单元4000中。这里，柱模块4200可以彼此串联连接。此外，通过柱模块4200可以执行若干次二氧化碳和有机溶剂的分离。例如，第一柱模块4200a被连接到分离模块4100以首次将有机溶剂从二氧化碳过滤出。然后，第二柱模块4200b被连接到第一柱模块4200a以再次将有机溶剂从二氧化碳过滤出。

替代地，柱模块4200可以彼此并联连接。这里，使用柱模块4200分离有机溶剂可能需要很长时间。此外，使用柱模块4200可能难以过滤大量的二氧化碳。然而，当多个柱模块被彼此平行设置时，可以过滤大量的二氧化碳。例如，第一柱模块4200a、第二柱模块4200b和第三柱模块4200c中的每一个被连接到分离模块4100，以将有机溶剂从二氧化碳中过滤出，从而将二氧化碳提供到超临界流体供应单元3000中。

图21是图19的分离模块4100的截面图。分离模块4100可包括分离槽4110、冷却构件4120、流入管4130、排气管4140、放出管（draintube）4150和压力调节器4160。

分离槽4110提供其中将二氧化碳和有机溶剂彼此分离的空间。冷却构件4120被设置在分离槽4110的内壁和外壁之间以冷却分离槽4110。冷却构件4120可以实现为允许冷却水流动通过的管路。

从第二处理室2500排出的二氧化碳被引入到流入管4130中。

当提供多个分离模块4100时，从在前的分离模块4100排出的二氧化碳可以被引入到流入管4130中。流入管4130具有一个端部，二氧化碳通过所述端部被供应到分离槽4110的下部中。供应到分离槽4110的下部中的二氧化碳被冷却构件4120冷却。由此，二氧化碳中包含的有机溶剂被液化以将有机溶剂从二氧化碳中分离。

分离的二氧化碳通过与分离槽4110的上部相连的排气管4140排出，液态有机溶剂通过与分离槽4110的下部相连的放出管4150排出。阀V可以设置在流入管4130、排气管4140和放出管4150中的每一者中以控制流入和排出。

至少一个排出管线4140可被提供到分离模块4100。例如，第一排气管4140a可连接到串联布置的其他分离模块4100，柱模块4200、或存储槽3100，以及第二排气管4140b可直接排放二氧化碳到大气中。这里，从排气管4140排放的二氧化碳可以以气态或超临界状态排放。在此情况下，防冻单元5000可以可选择地设置在分离模块4100的排气管4140中。虽然防冻单元5000在图21中被设置在第二排气管4140b中，但本发明不限于此。例如，防冻单元5000可设置在第一排气管4140a中或设置在第一和第二排放管4140a和4140b二者中。

压力调节器4160调节分离槽4110的内部压力。例如，压力调节器4160可以是设置在排气管4140中的反向压力调整器。

图22是图19的柱模块4200的图。柱模块4200可包括吸收柱4210、温度保持构件4220、流入管4230、排气管4240和浓度传感器4250。

吸收柱4210提供了其中有机溶剂被从二氧化碳中分离的空间。

吸收材料A被设置在吸收柱4210中。这里，吸收材料A可以是用于吸收有机溶剂的材料。例如，吸收材料A可以是沸石。二氧化碳通过流入管4230被引入吸收柱。流入管4230可以连接到分离模块4100。当以串联方式提供多个柱模块4200时，流入管4230可以连接到在前的柱模块4200。二氧化碳通过吸收柱4210并且排出到排气管4240中。

在二氧化碳中通过吸收柱4210时，向二氧化碳提供吸收材料A以从二氧化碳吸收有机溶剂。因此，二氧化碳中包含的有机溶剂被去除以再循环二氧化碳。当二氧化碳和有机溶剂彼此分离时，可产生热。由此，温度保持构件4220可将吸收柱4210的内部保持在预定温度下，使得有机溶剂易于从二氧化碳分离。

浓度传感器4250可检测从吸收柱4210排出的二氧化碳中包含的有机溶剂的浓度。浓度传感器4250设置在排气管4240中。当多个吸收柱4210被串联提供时，浓度传感器4250可以仅设置在最后的吸收柱4210中。当然，浓度传感器4250可以设置在每一个吸收柱4210中。由于能够被吸收材料A吸收的有机溶剂的量是有限的，当通过浓度传感器4250排出的二氧化碳中包含的有机溶剂具有大于预设浓度的浓度时，吸收材料A可以被更换。从柱模块4200排出的二氧化碳被供应到超临界流体供应单元3000中。

在本实施例中，虽然在再循环单元4000中柱模块4200被连接到分离模块4100，但本发明不局限于此。例如，当分离模块4100在再循环单元4000中被省略时，柱模块4200可以直接连接到第二处理室2500。

下文中将参照根据本发明的处理基板的设备100描述根据本发明的基板处理方法、超临界流体再循环方法和超临界流体排放方法。

这仅是为描述方便的示例，因此，除了根据本发明的用于处理基板的设备100之外，根据本发明的基板处理方法、超临界流体再循环方法和超临界流体排出方法可以使用能够执行与基板处理设备100的功能等同或类似的功能的其它基板处理设备来执行。

图23是图示根据本发明的实施例的基板处理方法的流程图。根据本发明的实施方式的基板处理方法可以是使用超临界流体的清洗工艺。

根据本发明的实施方式的基板处理方法包括：将基板S从位于装载场1100上的载运器C传送到缓冲室2100中（S110）、将基板S从缓冲室2100传送到第一处理室2300中（S120）、执行第一工艺（S130）、将第一处理室2300传送到第二处理室2500中（S140）、执行第二工艺（S150）、将基板S从第二处理室2500传送到缓冲室2100中（S160），以及将基板S从缓冲室2100传送到载运器C中（S170）。在下文中，将描述每一个工艺。

在操作S110中，索引机械手将基板S从载运器C传送到缓冲室2100中。

接收从外部传送来的基板S的载运器C被设置在装载场1100上。载运器开启机构（未示出）或者索引机械手1210打开载运器C的门，从而索引机械手1210将基板S从载运器C中取出。然后，索引机械手1210将从载运器C取出的基板传送到缓冲室2100中。

在操作S120中，传送机械手2210将基板S从缓冲室2100传送到第一处理室2300中。

当基板S通过被索引机械手1210放置在缓冲室2100的缓冲槽上时，传送机械手2210将基板S从缓冲槽取出。传送机械手2210将基板S传送到第一处理室2300中。

在操作S130中，第一处理室执行第一工艺。图24是图示根据本发明的实施例的第一工艺的流程图。

在操作S131中，基板S被传送机械手2210放置在支撑销2412上并且被装载到旋转头2410上。当基板S被放置在支撑销2412上时，夹紧销2413从拾取位置移动到固定位置以固定基板S。当基板S被支撑时，在操作S312中流体供应构件2420将流体供应到基板S上。这里，旋转头2410被供应到基板S上的情况下被旋转以使基板S旋转。由此，流体可均匀供应到基板S的整个表面上。此外，回收容器2430可以垂直移动，以在流体被供应到基板S上之后回收由于基板S的旋转而从基板S溅出的流体。

具体地，当基板S就位时，第一流体供应构件2420a从等待位置移动到处理位置，以在操作S132a（第一化学工艺）中，将第一洗涤剂喷射在基板S上。由此，余留在基板S上的微粒、有机污染物、金属杂质等等可以被去除。这里，第一回收容器2430a的第一流入孔2431a可以移动到与基板S的相同的水平面以回收第一洗涤剂。

接着，在操作S132b（第一清洗工艺）中，第一流体供应构件2420a被移动到等待位置，第二流体供应构件2420b被从等待位置移动到处理位置以喷射清洗剂。由此，余留在基板S上的第一洗涤剂的残余物可以被清洗。这里，第二回收容器2430b的第二流入孔2431b可以移动到与基板S的相同的水平面以回收清洗剂。

接着，在操作S132c（第一干燥工艺）中，第二流体供应构件2420b返回到等待位置，第三流体供应构件2420c从等待位置移动到处理位置以喷射有机溶剂。由此，余留在基板S上的洗涤剂可以用有机溶剂替代。这里，第三回收容器2430c的第三流入孔2431c可以移动到与基板S的相同的水平面以回收有机溶剂。此外，可以在有机溶剂处于以大于室温的温度被加热的状态下供应有机溶剂以易于干燥有机容器或以被加热的汽化状态供应有机溶剂。此外，在操作S132c中，旋转头2410可使基板S旋转以使在有机溶剂的喷射结束后有机溶剂易于干燥。

在操作S132b和操作S132c之间可另外执行第四流体供应构件2420d喷射第二洗涤剂的工艺（第二化学工艺）和第二流体供应构件2420b再次喷射清洗剂的工艺（第二清洗工艺）。这里，第一和第二洗涤剂可以被提供为彼此不同的成分以分别有效地去除彼此不同的外来物质。

此外，操作S132c可以根据需要省略。

当完成将流体喷射在基板S上时，旋转头2410的旋转可以结束，夹紧销2413可以从固定位置移动到拾取位置。在操作S133中，基板S可以由传送机械手2210拾起并从旋转头2410卸除。

在操作S140中，传送机械手2210将基板S从第一处理室2300传送到第二处理室2500中。

传送机械手2210拾取位于旋转头2140上的基板S以将基板从第一处理室2300取出。传送机械手2210将基板S传送到第二处理室2500中。传递到第二处理室2500中的基板S位于支撑构件2530上。

在操作S150中，第二处理室2500执行第二工艺。图25是根据本发明的实施方式的第二工艺的流程图。

在操作S151中，基板S被装载在第二处理室2500的支撑构件2530上。在操作S152中，在装载基板S之后和之前，在壳体2510内形成临界状态。这里，临界状态可表示温度与压力分别超过临界温度和临界压力的状态。

在操作S152a中，加热构件2520加热壳体2510的内部以形成临界状态。由此，壳体2510的内部可增大至大于临界温度的温度。接着，在操作S152b中，惰性气体通过供气管2560被引入壳体2510中。由此，壳体2510的内部可充满惰性气体，并且增大至大于临界压力的压力。

在操作S153中，当形成临界状态时，超临界流体通过超临界流体供应管2540被供应到壳体2510中。例如，操作S153可以如下执行。

首先，在操作S153a中，超临界流体可以通过下供应管2540b从壳体2510的下部供应。这里，在操作153b中，惰性气体可以通过排出管线2550排放到外部。

由于超临界流体被连续供应并且惰性气体被运走（charged），壳体2510的内部可仅充满超临界流体以形成超临界大气。

当形成超临界大气时，在操作S153c中停止通过下供应管2540b供应超临界流体，以在操作S153d中通过上供应管2540a供应超临界流体。由此，可以使用超临界流体快速执行对基板S的干燥。在此工艺中，由于壳体2510的内部处于临界状态，即使超临界流体直接高速喷射在基板S上，基板S可受较小损伤或者不受损伤。

当基板S被干燥时，在操作S154中排放超临界流体。这里，惰性气体可以供应到壳体2510中以排放超临界流体。

在一些情况中，由于在操作S153中基板S未充分干燥，操作S153和S154可以根据需要反复执行。图26是图示超临界流体的供应和排出的图。例如，在操作S153中可以供应超临界流体直到壳体2510的内部具有约150巴的压力，然后可以排出超临界流体直到壳体2510的内部具有约100巴的压力。

此外，根据试验，由于观察到，与基板S在超临界气氛下被干燥较长时间相比，余留在基板S的电路图案上的异丙醇的移除速率在基板S在超临界气氛和惰性气体气氛下被反复干燥的情况下显著增加，两个操作S153和S154可以反复执行以提高干燥效率。替代地，操作S153可以执行较长时间以干燥基板S。

当超临界流体的排出结束时，在操作S155中惰性气体被排出以减小壳体2510的内部压力。

虽然在本实施方式中使用惰性气体执行第二干燥工艺，但本发明不局限于此。例如，可以仅使用超临界流体而不使用惰性气体执行第二干燥工艺。具体地，可以首先供应液态二氧化碳，然后可以连续加热液态二氧化碳以将液态二氧化碳转变为气态二氧化碳。接着，气态二氧化碳可以被压缩以形成超临界气氛。

当使用超临界流体干燥基板S时，可以防止发生在使用异丙醇的第一干燥工艺或者在基板S被旋转的旋转干燥工艺中产生微粒、静电和图案皱缩，此外可防止在基板S的表面上产生水印以提高半导体器件的性能和产量。

在操作S160中，传送机械手2210将基板S从第二处理室2500传送到缓冲室2100中。当第二处理结束时，传送机械手2210将基板S从支撑构件2530卸除以将基板S从第二处理室2500取出，由此将基板S安装在缓冲室2100的缓冲槽上。

在操作S120、S140和S160中，基板S可以部分地或完全地由彼此不同的传送机械手2210的臂2213传送。例如，在操作S120、S140和S160中的每一个中，基板S可以由彼此不同的传送机械手2210的臂2213传送。替代地，在操作S120和140中，基板S可以由同一臂2213传送，而在操作S160中基板S可以由不同的臂2213传送。这么做是为了防止臂2213的手柄因基板S在操作S120、S140和S160中具有不同状态而被污染，从而二次污染由受污染的臂2213传送到下一个操作的基板S。特别地，在操作S120中，传送的基板S可以是执行清洗工艺前的基板S。此外，在操作S140中，基板S可以是不干燥的基板。也就是说，外来物质、洗涤剂、清洗剂或者有机溶剂可余留在基板S上，因此臂2213的手柄可被上述材料污染。由此，当在第二工艺中被上述材料染污的臂2213拾起基板S时，基板S可能被再次污染。

在操作S170中，索引机械手1210将基板S从缓冲室2100传送到载运器C中。索引机械手1210夹持安装在缓冲槽上的基板S以将基板安装在载运器C的槽上。这里，可以使用与操作S110中使用的臂1213不同的臂1213执行操作S190。由此，如上所述，可防止基板S被污染。当完全地接收全部基板S时，载运器C可以由高架升降传送设备（overhead hoist transfer,OHT）传送到外部。

图27是图示根据本发明的一实施例的超临界流体再循环方法。根据当前实施例的超临界流体再循环方法包括存储二氧化碳(S210)、将二氧化碳转变成为超临界流体(S220)、使用超临界流体执行干燥过程(S230)、再循环二氧化碳(S240)和存储再循环的二氧化碳(S250)。在下文中，将描述每个所述步骤。

在操作S210中，二氧化碳被储存存储槽3100中。二氧化碳从外部二氧化碳供应源F或者再循环单元4000接收并以液态储存。这里，二氧化碳可以以气态接收。由此，第一冷凝器3300可将气态的二氧化碳转变成为液态二氧化碳以将液态二氧化碳供应到存储槽3100中。

在操作S220中，供水槽3200将二氧化碳转变成为超临界流体。供水槽3200可从存储槽3100接收二氧化碳以将二氧化碳转变成为超临界流体。

特别地，二氧化碳从存储槽3100排出并且移动到供水槽3200中。这里，通过改变压力可以将二氧化碳变成气态的二氧化碳。第二冷凝器3400和泵3500被设置在连接存储槽3100和供水槽3200的管线中。第二冷凝器3400将气态的二氧化碳改变成为液态二氧化碳，泵3500将液态二氧化碳转变成为高压气态的二氧化碳，以将高压气态的二氧化碳供应到供水槽3200中。供水槽3200将高压气态的二氧化碳加热以产生超临界流体。供水槽3200将超临界流体提供到第二处理室2500中。

在操作S230中，第二处理室2500使用超临界流体执行干燥工艺。第二处理室2500从供水槽3200接收超临界流体以使用该超临界流体干燥基板S。这里，该干燥工艺可以是上述的第二干燥工艺。第二处理室2500在干燥工艺期间或在干燥工艺之后排出超临界流体。

在操作S240中，再循环单元4000再循环二氧化碳。

在操作S241中，分离模块4100冷却排出的超临界流体以从超临界流体分离出有机溶剂。当超临界流体被引入分离槽4110中时，冷却构件4120冷却超临界流体以液化溶解在超临界流体中的有机溶剂，从而分离有机溶剂。有机溶剂通过设置在分离槽4110的下部处的放出管4150排出，从有机溶剂分离的二氧化碳通过设置在分离槽4110的上部处的上排气管4140分离。在通过对超临界流体的冷却的分离中，分离槽4110的内部温度是重要的。

图28是图示分离单元4100的效率的曲线图，图29是图示分离单元4100的效率的数据表。图28和29图示了当分离槽4110具有约10℃、约20℃和约30℃的内部温度时放出的有机溶剂的量和效率。如上所述，当在约10℃的温度下执行操作S241时，与在约30℃的温度下执行操作S241时相比，观察到分离效率提高了约10%。

在操作S242中，柱模块4200再次从由分离模块4100初次分离出有机溶剂的二氧化碳中分离有机溶剂。超临界流体或者气态的二氧化碳通过流入管4230被引入以通过吸收柱4210，然后排出到排气管4240中。这里，二氧化碳通过吸收材料A。在此工艺中，溶解在二氧化碳中的有机溶剂被吸收到吸收材料A中。由此，有机溶剂被分离，并且纯的二氧化碳被通过排气管4240排出。因此，二氧化碳可以通过上述的处理再循环。

在操作S250中，再循环单元4000将再循环的二氧化碳提供到存储槽3100中。当再循环工艺结束时，二氧化碳被移动和储存到存储槽3100中。这里，从再循环单元4000排出的二氧化碳处于气态。由此，气态的二氧化碳通过第一冷凝器3300被转变成为液态二氧化碳并储存在存储槽3100中。

图30是图示根据本发明实施例的超临界流体排放方法的流程图。根据当前实施例的超临界流体排放方法包括：从容器排放超临界流体(S310)，将超临界流体引入至缓冲构件5100内(S320)，将超临界流体减压(S330)，加热超临界流体(S340)，吸收超临界流体产生的噪声(S350)，和从缓冲构件5100排放超临界流体。下文中将描述每一步骤。

在操作S310中,超临界流体通过排出管线从容器排放出。

这里，所述容器可表示供应超临界流体的室或槽。例如，所述容器可包括第二处理室2500、供水槽3200或分离模块4100的分离槽4110。

另外，排出管线可表示用于排放超临界流体的综合管。例如，排出管线可包括第二处理室2500的排出管线2550、供水槽3200的排出管线3210、或分离槽4110的排出管线4140。

在多个排出管线被提供到每个容器的情况下，当超临界流体通过所述多个排出管线的一部分或全部排出管线排放出时，可利用根据本发明当前实施例的超临界流体排放方法。例如，当用于供应超临界流体到再循环单元5000的第一排出管线2550a和用于将超临界流体排放到大气中的第二排出管线2550b被提供到第二处理室2500时，根据当前实施例的超临界流体排放方法可应用到如下情况：超临界流体通过第一排出管线2550a被排放出的情况，超临界流体通过第二排出管线2550b被排放出的情况，或超临界流体通过排出管线2550a和2550b二者被排放出的情况。这与供水槽3200或分离模块4110的情况相同。

如上所述，超临界流体可从容器中排放出。例如，排放工艺可以是根据一实施例的基板处理设备中的操作S154、在根据一实施例的超临界流体再循环方法中的操作S220和操作S2320之间执行的超临界流体排放工艺、在操作S230和操作S240之间执行的超临界流体排放工艺、在操作S241和操作S242之间执行的超临界流体排放工艺。超临界流体排放工艺不限于上面所述的工艺。例如，所述排放工艺可包括容器内侧被清洗的情况、需要快速排放存储在容器内的超临界流体的情况或超临界流体被排放到大气中的情况。

在操作S320中,超临界流体被引入到缓冲构件5100中。通过排出管线从容器排放的超临界流体通过流入管5120被引入到壳体5110中。流入孔5121可以沿垂直于壳体5110长度方向的方向形成在流入管5120中。这里，沿垂直于壳体5110长度方向的方向排放超临界流体。因而，这可防止超临界流体沿壳体5110长度方向流动，从而降低了流动速度且延迟了压力下降。

在操作S330,当经过缓冲空间B时，延迟压力下降被减压。缓冲空间B可被隔离壁5140划分为多个空间。超临界流体在经过多个空间时被逐渐减压。因而，可防止超临界流体的压力突然下降从而防止超临界流体冻结。这里，如上所述，由于细排出孔5141形成在在隔离壁5140中彼此不同的位置，超临界流体可以以“之”字形流动，而不是以直线形流动。因而，超临界流体的流动可被延迟，因而超临界流体的压力可缓慢下降。

在操作S340中，加热器5200加热超临界流体。因而，可防止超临界流体的温度突然下降，从而防止超临界流体冻结。加热器5200设置在壳体5110中以加热壳体5110。因而，经过壳体5110的超临界流体可被加热。可选地，加热器5220可设置在流入管5120内或排出管线内，以加热经过流入管5120或排出管线的超临界流体。

在操作S350，声音吸收构件5150吸收超临界流体产生的噪声。声音吸收构件5150设置在壳体5110中以提供超临界流体经过的路径。因而，在超临界流体压力下降时所产生的噪声可被吸收到声音吸收构件5150中。超临界流体的压力下降宽度（pressure drop width）增加的越多，噪声的强度增加的越多。因而，声音吸收构件5150具有一结构，该结构中断超临界流体的流动以降低超临界流体的流动速度，从而允许超临界流体的压力缓慢下降。因而，可降低超临界流体产生的噪声。

在操作S370，超临界流体通过排放管5130从缓冲构件排放出。经过壳体5110的缓冲空间B的超临界流体经过排放管5130从壳体5110被排放出。压力调节器5160可设置在排放管5130中以维持缓冲空间B中的压力恒定。

通过排放管5130排放的超临界流体可排放到大气或基板处理设备100的其他组件中。例如，从第二处理室2500排放的超临界流体可被供应至再循环单元400，或从供水槽3200排放的超临界流体可被供应到第二处理室2500。

根据超临界流体排放方法，它可防止当超临界流体被排放时超临界流体的压力突然下降，从而防止超临界流体冻结。另外，它可防止排出管线和设置在排出管线中的阀被超临界流体的冻结而冻结。

另外，可降低因超临界流体压力的突然下降而产生噪声。另外，产生的噪声可被吸收到声音吸收构件中，从而降低总噪声。

在上述根据本发明的基板处理方法、超临界流体再循环方法、超临界流体排放方法中，在每个实施例中执行的工艺并不是必需的。因此，每个实施例可有选择地包括上面描述工艺。此外，实施例可以通过彼此分离或组合来实现。此外，在每个实施例中执行的处理可以通过与在另一实施例中执行的工艺彼此分离或组合实现。

此外，连续地执行在每个实施例中根据所描述的顺序执行的工艺不是必需的。例如，后面描述的工艺可以在先前描述的工艺之前执行。

根据本发明，它可防止从处理室或供水槽排放的超临界流体被冻结。

根据本发明，它可通过缓冲构件防止超临界流体的压力突然下降。

根据本发明，在接连经过缓冲空间内的多个空间时超临界流体可被逐渐减压。

根据本发明，超临界流体可被缓冲空间内的隔离壁或声音吸收构件而中断流动。

根据本发明，排放的超临界流体可被加热器加热以防止所述超临界流体冻结。

根据本发明，排放超临界流体时产生的噪声可通过声音吸收构件而减小。

根据本发明，由于在超临界流体被排放时它防止超临界流体被冻结，半导体制造工艺可被平稳地执行以提高基板的产量。

本发明的特征不局限于上述特征，根据本说明书和附图，本领域技术人员将能够清楚理解这里未描述的其他特征。

虽然已经示出并描述了本发明的具体实施例，但应理解其它的修改、置换和替代对于本领域普通技术人员是显而易见的。这样的修改、置换和替代可在不偏离本发明的精神和范围的前提下作出并且不局限于上述实施例和附图。此外，上述实施例中的部分或全部能够有选择地组合和构造使得各种修改是可能的，而不会受限地应用上述实施例的构造和方案。

Claims (24)

1.一种处理基板的设备，所述设备包括：

容器，所述容器用于提供超临界流体；

排出管线，所述超临界流体通过所述排出管线从所述容器排放；和

防冻单元，所述防冻单元设置在所述排出管线中，以防止所述超临界流体冻结。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述防冻单元包括：缓冲构件，所述缓冲构件提供防止所述超临界流体的压力突然下降的缓冲空间。

3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述缓冲构件包括：

壳体，所述壳体提供所述缓冲空间；

流入管，所述超临界流体通过所述流入管引入到所述缓冲空间中；

排放管，所述超临界流体通过所述排放管从所述缓冲空间排放出；和

至少一个隔离壁，所述至少一个隔离壁设置在所述壳体内以具有垂直于长度方向的平面以将所述缓冲空间隔离成多个空间，在所述多个空间中所述超临界流体的压力逐步下降。

4.根据权利要求3所述的设备，其中，在所述至少一个隔离壁中限定排出孔，以及

当以壳体长度方向查看时，限定在彼此相邻的所述隔离壁中的排出孔被限定在彼此不同的位置上。

5.根据权利要求4所述的设备，其中，临近流入管的隔离壁的排出孔被限定在一位置，当从壳体长度方向查看时，该位置与流入管所处位置不同，以及

临近排放管的隔离壁的排出孔被限定在一位置，当从壳体长度方向查看时，该位置与排放管所处位置不同。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的设备，其中，所述防冻单元进一步包括加热所述超临界流体的加热器。

7.根据权利要求6所述的设备，其中，所述加热器设置在所述壳体内。

8.根据权利要求3至5中任一项所述的设备，其中，所述缓冲器构件进一步包括声音吸收构件，所述声音吸收构件设置在所述壳体内用来吸收所述超临界流体所产生的噪声。

9.根据权利要求8所述的设备，其中，所述声音吸收构件具有金属丝网结构，所述金属丝网结构中断所述超临界流体的流动以防止所述超临界流体的压力突然下降。

10.根据权利要求3至5中任一项所述的设备，其中，所述流入管具有连接到排出管线的一端和沿所述壳体长度方向插入到壳体中的另一端，以及

排放所述超临界流体的流入孔被限定在一部分中，在该部分中，所述流入管以垂直于壳体长度方向的方向插入到壳体中。

11.根据权利要求3至5中任一项所述的设备，其中，所述缓冲构件包括反向压力调节器，所述反向压力调节器设置在所示排放管中以不断维持所述缓冲空间中的压力。

12.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述防冻单元包括设置在所示排出管线中的加热器。

13.根据权利要求1至5中任一项所述的设备，其中，所述容器包括处理室，在所述处理室内使用超临界流体来执行干燥工艺。

14.根据权利要求1至5中任一项所述的设备，其中，所述容器包括供水槽，所述供水槽用来将所述超临界流体供应至处理室内，在所述处理室内使用超临界流体来执行干燥工艺。

15.根据权利要求1至5中任一项所述的设备，其中，提供多个所述防冻单元，以及

所述多个防冻单元被彼此串联连接。

16.一种从容器排放超临界流体的方法，所述方法包括：在连接至所述容器以排放所述超临界流体的排出管线中提供缓冲空间，以防止所述超临界流体的压力突然下降，从而防止所述超临界流体冻结。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，在所述超临界流体的排放期间加热所述超临界流体。

18.根据权利要求16所述的方法，其中，对经过所述缓冲空间的所述超临界流体提供声音吸收构件以吸收所述超临界流体所产生的噪声。

19.根据权利要求16-18中任一项所述的方法，其中，所述超临界流体从处理室排放，在所述处置室中使用超临界流体执行干燥工艺。

20.根据权利要求16-18中任一项所述的方法，其中，超临界流体从供应超临界流体至处理室的供水槽中排放出，在所述处理室内使用超临界流体执行干燥工艺。

21.一种处理基板的设备，所述设备包括：

处理室，在所述处理室内使用提供作为超临界流体的流体执行干燥工艺；

存储槽，所述存储槽存储所述流体；

供水槽，所述供水槽接收来自于所述存储槽的所述流体，以产生超临界流体并将所述超临界流体提供至所述处理室内；

排出管线，所述排出管线连接到至少一个所述处理室和所述供水槽以排放所述超临界流体；和

防冻单元，所述防冻单元设置在所述排出管线中以防止所述超临界流体冻结。

22.根据权利要求21所述的设备，其中，所述防冻单元包括缓冲构件，所述缓冲构件提供用来防止所述超临界流体的压力突然下降的缓冲空间。

23.根据权利要求22所述的设备，其中，所述缓冲构件包括声音吸收构件，所述声音吸收构件吸收所述超临界流体所产生的噪声。

24.根据权利要求21至23中任一项所述的设备，其中，所述防冻单元包括用来加热所述超临界流体的加热器。

Images