CN103456665B - 一种基板处理装置及基板处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种利用超临界流体的基板处理装置。所述基板处理装置包括：壳体；支撑构件，所述支撑构件设置在所述壳体内以支撑基板；超临界流体供应单元，所述超临界流体供应单元中存储有超临界流体；供应管，所述供应管用于将所述超临界流体供应单元连接到所述壳体；由所述供应管分支出来的排气管，以排放所述供应管中残留的超临界流体；用于调节从所述超临界流体供应单元供应到所述壳体内的超临界流体流量的供应阀设置在所述供应管中；用于打开或关闭所述排气管的开关阀设置在所述排气管中。

Description

一种基板处理装置及基板处理方法
技术领域
本发明涉及一种基板处理装置及基板处理方法，尤其涉及一种利用超临界流体的基板处理装置及方法。
背景技术
半导体器件可以通过包括光刻工艺的多种工艺来制造，其中在光刻工艺中，电路图案形成在诸如硅片的基板上。在制造半导体器件时，可能会产生多种外来物质，比如微粒、有机污染物、金属杂质物质等等。这些外来物质可能会导致基板缺陷进而直接对半导体器件的性能和产量造成不良的影响。由此，在半导体制造工艺中可能必需包括用于移除外来物质的清洗工艺。
清洗工艺包括用于移除基板上的外来物质的化学工艺，用去离子水冲洗化学物的冲洗工艺以及用于干燥基板的干燥工艺。通过利用异丙醇(IPA)等有机溶剂代替基板上的去离子水来执行典型的干燥工艺，以蒸发异丙醇(IPA)。
然而，即使使用了有机溶剂，这样的干燥工艺仍可能会导致半导体器件中的电路图案失真，其中该半导体器件具有线宽大约为30nm或小于30nm的良好电路图案。因此，目前的趋势是越来越多地使用超临界干燥工艺来代替现有的干燥工艺。
发明内容
本发明提供了一种基板处理装置，此装置能够利用超临界流体来高效率地实现干燥工艺。
本发明还提供了一种基板处理装置，此装置可以防止除超临界流体外的其他流体供应到壳体内。
本发明的实施例提供了使用超临界流体处理基板的基板处理装置，所述装置包括，壳体；设置在所述壳体中用来支撑基板的支撑构件；用于存储超临界流体的超临界流体供应单元；将所述超临界流体供应单元连接到所述壳体的供应管；从供应管分支出来的排气管，以排放所述供应管中残留的超临界流体；其中，用于调节从所述超临界流体供应单元供应到所述壳体内的超临界流体流量的供应阀设置在所述供应管中；其中，用于打开或者关闭所述排气管的开关阀设置在排气管中。
在一些实施例中，排气管中可以设置用于调节流入排气管的超临界流体流量的流量调节构件。
在另一些实施例中，流量调节构件可包括计量阀或节流孔。
在另一些实施例中，流量调节构件可设置在一侧的相对侧，在所述一侧处，所述排气管相对于所述开关阀连接到所述供应管。
在进一步的其他实施例中，供应管可包括：主管，所述主管的一端连接到所述超临界流体供应单元；上部供应管，所述上部供应管从设置在所述主管的另一端的分支部分支出来，所述上部供应管连接到所述壳体的上部；下部供应管，从所述分支部分支出来，所述下部供应管连接到所述壳体的下部。
在另一些实施例，排气管可能会从主管、上部供应管或者下部供应管的一点分支出来。
在进一步的实施例中，供应阀可包括被分别设置在主管、上部供应管和下部供应管中的主阀、上部阀和下部阀。
在进一步的实施例中，排气管可从分支部与主阀、上部阀或者下部阀之间分支出来。
在更进一步的实施例中，可在所述主管的分支部和主阀之间设置过滤器。
在更进一步的实施例中，所述供应阀可包括：临近所述超临界流体供应单元的前阀和临近所述壳体的后阀，排气管从所述前阀和所述后阀之间分支出来。
在更更进一步的实施例中，所述装置中可包括控制上述供应阀和上述开关阀的控制器，其中，当供应阀关闭时，所述控制器可打开所述开关阀，以通过排气管排放供应管中残留的超临界流体。
在本发明的其他实施例中，使用基板处理装置的基板处理的方法包括：当供应阀关闭时，打开开关阀，以通过排气管排放供应管里残留的超临界流体；关闭开关阀并打开供应阀，以将超临界流体供应到壳体内。
在一些实施例中，当超临界流体被排放到排气管内时，基板可从所述壳体卸载或者加载到所述壳体内。
本发明的其他实施例中，使用基板处理装置处理基板的方法包括：当基板完全干燥时，在超临界流体从超临界流体供应单元向供应管的引入堵塞时，在排放供应管中残留的超临界流体的时排放壳体内超临界流体。
在一些实施例中，当基板被加载进壳体内时，供应管中残留的超临界流体可排放到排气管，可开始由超临界流体供应单元通过供应管向壳体供应超临界流体。
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为根据本发明实施例的基板处理装置的主视图；
图2为图1中第一处理室的截面图；
图3图示了二氧化碳相变；
图4为图1中的第二处理室的管的示图；
图5为图4中的排放调节构件的示图；
图6为控制器的连接关系的示图；
图7至图9为根据本发明的另一实施例的排放调节构件的示图；
图10至图12为根据本发明的另一实施例的第二处理室的管的示图；
图13为根据本发明的另一实施例的第二处理室的管的示图。
具体实施方式
本发明的优选实施例将会结合附图在以下详细说明。然而，本发明可以以不同的方式实施，并且其构造不应局限于本文阐述的实施方式。恰恰相反，提供这些实施例是为了更彻底完全的阐释本发明的原理，并向本领域的技术人员传达本发明的完全适用范围。为了清楚起见，图中层和区域的厚度是被放大了的。
图1是根据本发明实施例的基板处理装置的主视图。
参见图1，基板处理装置100包括一个索引模块1000和一个处理模块2000。
索引模块1000可以是一个设备前端模块(EFEM)。此外，索引模块1000包括一个加载场1100和传送框架1200。索引模块1000把从外部接收到的基板S提供到处理模块2000内。
加载场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，加载场1100、传送框架1200和处理模块2000的布置方向被称作第一方向X。此外，当从上方看时，垂直于第一方向X的方向称作第二方向Y，垂直于第一方向X和第二方向Y的称作第三方向Z。
至少一个加载场1100可设置在索引模块1000中。加载场1100设置在传送框架1200的一侧。当提供多个加载场1100时，多个加载场1100可以沿着第二方向Y布置在一条线上。加载场1100的数量和布置不仅限于上述示例。例如，加载场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。用于接收基板C的载运器C设置在加载场1100上。载运器C从外部传送，然后加载到加载场1100上，或者从加载场1100卸载然后传送到外部。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的边缘的槽可以设置在载运器C中。当提供有多个槽时，多个插槽可以沿着第三方向Z彼此间隔开。这样，基板S可以放置在载运器C中。例如，载运器C可以接收25个基板S。载运器C的内部可以通过可打开的门与外界隔离并由此被密封。这样，可以防止载运器C内部接收的基板S被污染。
传送模块1200包括索引机械手1210和索引轨道1220。传送框架1200在位于加载场1100上的载运器C和处理模块2000之间传送基板S。
索引轨道1220提供了索引机械手121的移动轨道。索引轨道1220可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可包括基座1211、本体1212和臂1213。基座设置在索引轨道1220上。此外，基座可以沿着索引轨道1220移动。本体1212耦合到基座1211。此外，本体1212可以沿着基座1211的Z向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。在臂1213的一端可以设置手柄来拾起或者放置基板S。索引机械手1210可以包括一个或多个臂1213。当提供有多个臂1213时，多个臂1213可叠放在本体1212上并且布置在第三方向Z上。这里的多个臂1213可以独立地操作。因此，在索引机械手1210中，基座1211可以在索引轨道1220沿第二方向Y移动。此外，索引机械手1210可以将基板S从载运器C中取出以将基板S传送到处理模块2000中或者将基板S从处理模块2000取出以将基板S接收在载运器C中。
此外，在传送框架1200中可以略去索引轨道1220，索引机械手可被固定到传送框架1220上。这种情况下，索引机械手1210可以设置在传送框架1200的中心部位。
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。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。缓冲室2100和传送室2200沿着第一方向X布置，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可以沿第二方向Y设置在传送室2200的一侧上。这里，第一处理室2300可以沿第二方向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、沿第三方向Z堆叠，或者以其组合方式设置。同样的，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，第二处理室可沿第一方向X设置在传送室2500的另一侧上，沿第三方向Z堆叠，或者以其组合方式设置。
然而，处理模块2000中的每个室体2100、2200、2300和2500的设置方式不仅限于上述示例。也就是说，考虑到处理效率，可以设置足够的室2100、2200、2300和2500。例如，必要时第一处理室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设置在传送框架和传送室2200之间。缓冲室2100提供了一个缓冲空间，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内可设置至少一个缓冲槽，基板S放置于缓冲槽上。当提供多个缓冲槽时，多个缓冲槽可沿着第三方向Z彼此间隔设置。由索引机械手1210从载运器C中捡取出来的基板S可位于缓冲槽上，或者由传送室2200内的传送机械手2210从处理室2300和2500传送的基板S可以位于缓冲槽上。此外，索引机械手1210或者传送机械手2210可以将基板S拿出缓冲槽以将基板接收到载运器C中或者将基板S传送到处理室2300和2500中。
传送室2200在设置于其附近的室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的一侧或者两侧上。因此，传送室2200可以在缓冲室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的移动路径。传送轨道2220可以设置为平行于第一方向X。传送机械手2210传送基板S。传送机械手2210可包括基座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。
图2为图1中第一处理室的截面图。
参考图1和图2，第一处理室2300包括壳体2310和处理单元2400。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。
壳体2310限定第一处理室2300的外壁，并且处理单元2400设置在壳体2310上来执行第一工艺。处理单元2400包括旋转头2410、流体供应单元2420、回收容器2430和提升构件2440。
基板S位于旋转头2410上。此外，在工艺进行过程中，旋转头2410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。即支撑板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。由马达2415带动的旋转轴2414固定结合在支撑板2411的底面。通过马达2415旋转的旋转轴2414被固定且耦合到支撑板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可以位于旋转头2410上，并且支撑板2411可以被旋转以在执行第一工艺期间使基板旋转。
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，支撑梢可以布置成圆环形状。基板S的背面可以放置于支撑梢2412上。因此，基板S位于支撑梢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被加载在旋转头2410上时，夹紧销2413设置在拾取位置。当基板S被加载然后执行工艺时，夹紧销2413可向固定位置移动以与基板S的侧面接触，从而把基板S固定在此位置。并且，当工艺结束并且传送机械手拾起基板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。
流体供应单元2420包括喷嘴2421、支撑件2422、支撑轴2423和驱动器2424。所述流体供应单元2420向基板S上供应流体。
支撑轴2423设置在其长度方向上与第三方向Z平行。驱动器2424耦合到支撑轴2423的下端。驱动器2424可以旋转支撑轴2423或者沿着第三方向Z垂直地移动支撑轴2423。支撑件2422垂直地耦合至支撑轴2423的上部。喷嘴2421设置在支撑件2422末端的底部表面上。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。在此，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。
至少一个流体供应单元2420设置在处理单元2400中。当提供多个流体供应单元2420时，各个流体供应单元2420可分别供应彼此不同的流体。例如，每个流体供应单元2420可以供应洗涤剂、清洗剂或有机溶剂。这里，氢溶液(H2O2)，氨(NH4OH)、盐酸(HCl)或硫酸(H2SO4)与过氧化氢(H2O2)的溶液的混合溶液，或氢氟酸溶液(HF)可以用作洗涤剂。此外，去离子水(DI)可以用作洗涤剂，异丙醇可以用作有机溶剂。此外，异丙醇、乙基乙二醇、1-丙醇、四液压法郎(tetra hydraulic franc)、4-羟基、4-甲基、2-戊酮、1-丁醇、2-丁醇、甲醇、乙醇、n-丙醇或二甲醚可作为有机溶剂。例如，第一流体供应单元2420a可以喷射氨过氧化氢溶液，第二流体供应单元可以喷射去离子水，第三流体供应单元2420c可以喷射异丙醇溶液。
当基板S位于旋转头2410上时，流体供应单元2420可以从等待位置移动到处理位置来向基板S上供应流体。例如，流体供应部可以提供洗涤剂、清洗剂和有机溶剂来分别执行化学工艺、清洗工艺和第一干燥工艺。如上所述，在工艺进行过程中，旋转头2410可由马达2415旋转以均匀地向基板S的顶面上供应流体。
回收容器2430为第一工艺的执行提供了一个空间。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设置旋转头2410的周围以环绕旋转头2410并且具有开口的上端。处理单元2400中可设置有至少一个回收容器2430。在下文中，以一个包括3个回收容器2430的处理单元2400为例来说明，所述3个回收容器即第一回收容器2430a、第二回收容器2430b、第三回收容器2430c。然而，回收容器2430的数量可以根据流体的数量和第一工艺的条件来做出不同选择。
第一回收容器2430a、第二回收容器2430b、第三回收容器2430c中的每一个可以具有环绕旋转头2410的圆环形状。第一回收容器2430a、第二回收容器2430b、第三回收容器2430c依次设置于远离旋转头2410的中心。也即，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。第一回收容器2430a具有由其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流入孔2431c。沿着第三方向Z向下延伸的回收管2432被连接到第一、第二、第三回收容器2430a、2430b和2430c中的每一个的底面。第一、第二和第三回收管2432a、2432b和2432c中的每一个排出回收到第一、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包括托架(bracket)2441、提升轴2442和升降机2443。提升构件2440在第三方向Z上移动回收容器2430。任何一个回收容器2430的流入孔2421都具有相对于旋转头2410的可变高度，使得流入孔2421被设置在位于旋转头2410上的基板S的水平面上。支撑件2441固定到回收容器2430上。支撑件2441的一端固定和耦合到提升轴2442，该提升轴2442通过升降机2443在第三方向Z上移动。当提供多个回收容器2430时，支撑件2441将被耦合到最外面的回收容器2430上。当基板S加载至旋转头2410或者从旋转头2410上卸载时，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，当流体供应部件供应流体并且开始旋转旋转头2410来执行第一工艺时，提升构件2440可以沿着第三方向Z移动回收容器2430，以使回收容器2430上的流入孔2431定位于与基板S的相同的水平面上，使得通过基板S的旋转产生的离心力将基板S上残存的流体回收至回收容器2430。例如，在实施第一工艺，即顺序执行使用洗涤剂的化学工艺、使用漂洗剂的清洁工艺和使用有机溶剂的第一干燥工艺，并且洗涤剂、漂洗剂和有机溶剂分别供应时，所述第一、第二和第三流入孔2431a、2431b、2431c可以被移动到与基板S相同的水平面上，以将流体回收至第一、第二和第三回收容器2430a、2430b和2430c中。如上所述，所使用的流体被回收时，可以防止环境的污染，并且昂贵的流体还可以再循环利用，以减少半导体制造成本。
提升构件2440可以沿着第三方向Z移动旋转头2410，而不是移动回收容器2430。
图3图示了二氧化碳的相变。
超临界流体将参照图3进行说明。
超临界流体代表一种以超过其材料临界温度和临界压力的状态存在的流体。即，这种材料达到一种既非液态亦非气态的临界状态。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度。由于超临界流体具有非常强的扩散、渗透和溶解能力，使得其在化学反应方面具有一定优势。另外，由于其本身极低的表面张力而不对精细结构施加界面张力，从而半导体器件被干燥时的干燥效率将会很高，并且可以防止图案皱缩。在下文中，将描述一种主要用于干燥基板S的二氧化碳(CO2)超临界流体。然而，本发明并不局限于超临界流体的成分和种类。
当二氧化碳的温度为约31.1℃或以上，压力为7.38兆帕或以上时，二氧化碳可成为超临界状态。二氧化碳可以是无毒的、不可燃的并且是惰性的属性。此外，超临界二氧化碳具有比其他流体小的临界温度和压力。因此，调节超临界二氧化碳的温度和压力是可调节的，以容易地控制其溶解。此外，与水或其他溶剂相比，超临界二氧化碳可以具有比水或其它溶剂小约10倍至约100倍的扩散系数和非常低的表面张力。因此，超临界二氧化碳具有适合进行干燥处理的物理性能。此外，可以从各种化学反应所产生的副产物再循环利用二氧化碳。此外，在干燥过程中使用的超临界二氧化碳可以循环和再利用，以减少环境污染。
图4是图1中的第二处理室的管的截面图。
如图4所示，第二处理腔室2500包括壳体2510、加热构件2520和支承构件2530。第二工艺是在第二处理室2500中执行的。这里，第二工艺可以是使用超临界流体用于干燥基板S的第二干燥工艺。
在壳体2510的内部可以提供一个用于干燥基板S的由外部密封的空间。壳体2510可由一种足以承受高的压力的材料制成。用于对壳体2510内部加热的加热构件2520可以设置在壳体2510的内壁和外壁之间。当然，本发明并不限定加热构件2520的位置。例如，加热构件2520可以设置在不同于上述位置的位置。在支撑构件2530支撑基板S。支撑构件2530可以被固定安装在壳体2510内。另外，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。
超临界流体供应单元3000生成超临界流体。例如，超临界流体供应单元3000可应用高于二氧化碳临界温度的温度和高于临界压力的压力将二氧化碳转换为超临界流体。超临界流体供应单元3000中产生的超临界流体通过供应管3001被供应给壳体2510。
供应管3001包括主管3002、上部供应管3003和下部供应管3004。主管3002的一端连接到超临界流体供应单元3000。主管3002的另一端设置分支部3005，上部供应管3003和下部供应管3004从该分支部分支出来。上部供应管3003的一端连接到分支部3005，另一端连接到壳体2510的上部。下部供应管3004的一端连接到分支部3005，另一端连接到壳体2510的下部。供应阀3011、3012和3013设置于供应管3001中。主阀3011设置于主管3002。主阀3011可以调节主管3002的打开或关闭和流入主管3002的超临界流体的流量。上部阀3012和下部阀3013可以分别设置在上部供应管3003和下部供应管3004中。上部阀3012和下部阀3013的每一个可以调节每一个上部和下部供应管3003和3004的开启或关闭和每一个上部和下部供应管3003和3004中的超临界流体流量。分支部3005和主阀3011之间设置有过滤器3014。该过滤器3014过滤从超临界流体中流入到供应管3001的外来物质。
排放管4001将壳体2510内的超临界流体和气体排到外部。排放管4001的一端连接到壳体2510，另一端连接到回收单元4000。排放阀4002设置在排放管4001中。排放阀4002可以打开或关闭排放管4001。另外，排放阀4002可以调节流入排放管4001的超临界流体的流量。从壳体2510排放的超临界流体被回收单元4000所接收。回收单元4000移除包含在超临界流体中的外来物质。例如，超临界流体可被供应到超临界流体供应单元3000，或移动到存储已经从中移除外来物质的超临界流体的容器。
排气管5001从主管3002分支出来。排气管5001从主管3002和分支部3005之间分支出来。供应管3001中的超临界流体可通过排气管5001排放到外部。例如，排气管5001可以连接一个罐(未示出)。流入到排气管5001的超临界流体可被收集在罐中，然后消耗掉。用于开启或关闭管或调节超临界流体流量的排放调节构件5000设置在排气管5001中。
图5为图4中排放调节构件的示图。
参考图5，排放调节构件5000包括开关阀5011、止回阀5012以及流量调节构件5013。在下文中，相邻于供应管3001的排气管5001的一部分被称为前侧，暴露在外部的排气管5001的一部分被称为后侧。
排气管5001具有低于供应管3001的压力。例如，一台泵(未示出)可以设置在排气管5001中。该泵将排气管5001内的超临界流体或气体排至外部。开关阀5011设置在排气管5001的一点上。开关阀5011可以设置为临近于分支部3005。开关阀5011打开或关闭排气管5001。当开关阀5011被打开时，供应管3001中的超临界流体流入排气管5001，然后被排放到外部。此外，开关阀5011可以调节排气管5001的打开程度以调节流入排气管5001的超临界流体流量。
止回阀5012设置在排气管5001的一点上。止回阀5012可以设置在分支部3005和流量调节构件5013之间。此外，止回阀5012可相对于开关阀5011设置在与分支部3005的相对侧。止回阀5012可以使超临界流体只在排气管5001中的一个方向流动。该止回阀5012可以防止超临界流体从排气管5001向供应管3001流动。
流量调节构件5013设置在排气管5001中。例如，流量调节构件5013可以是一个计量阀。该计量阀调节排气管5001的打开程度以调节流入排气管5001的超临界流体流量。另外，流量调节构件5013可以是节流孔。节流孔的内径小于排气管5001的内径。因此，该节流孔在可以不执行单独的控制程序的情况下调节流入到排气管5001中的超临界流体流量。超临界流体通过节流孔时进行节流。节流的超临界流体在被蒸发时吸收周围的热量。排气管5001相对于节流孔的后侧可能会结冰。当设置有上开关阀5011或止回阀5012的排气管5001的一部分被冻结时，开关阀5011或者止回阀5012的动作可能会中断。因此，流量调节构件5013可以设置在开关阀5011和止回阀5012的后侧。
图6为控制器的连接关系示图。
参考图6，下面将描述一种控制器6000打开或关闭阀3011、3012、3013、4002、5011和5013的方法。阀3011、3012、3013、4002、5011和5013连接到控制器6000。当流量调节构件5013被提供作为计量阀时，流量调节构件5013连接到控制器6000。止回阀未连接到控制器6000。控制器6000控制阀3011、3012、3013、4002、5011和5013来打开或关闭供应管3001、排放管4001或排气管5001。
首先，描述一种执行第二干燥工艺的方法。加载入壳体2510中的基板S设置在支撑部件2530上。设置在壳体2510上的门(未示出)屏蔽壳体2510内部免受外部影响。然后，超临界流体被供应到壳体2510中。控制器6000关闭排放阀4002和开关阀5011，打开主阀3011、上部阀3012和下部阀3013。上部阀3012和下部阀3013可以与主阀3011同时打开。因此，超临界流体可被同时供应到壳体2510的上部和下部。另外，上部阀3012和下部阀3013中的一个可以首先被打开，然后另外一个可被打开。因此，超临界流体可以首先供应到壳体部2510的上部和下部。
供应到壳体2510内的超临界流体干燥基板S。在执行第二干燥工艺时，加热构件2520对内部空间进行加热。加热构件2520可以在高于超临界流体的临界温度下加热。因此，可以防止在第二干燥工艺中超临界流体的温度下降到低于其临界温度。执行第二干燥工艺时，控制器6000可打开排放阀4002。因此，在第二干燥工艺的过程中，壳体2510内的超临界流体的量可保持在预定范围。在这里，控制超临界流体的量，以使壳体2510的内部压力超过超临界流体的临界压力。
当第二干燥工艺完成后，可关闭主阀3011、上部阀3012和下部阀3013以阻止超临界流体的供应。然后，控制器6000打开排放阀4002以向外部排放壳体2510内的超临界流体。从壳体2510中卸载经第二干燥工艺处理的基板S。另外，一个新的将要被执行第二干燥工艺的基板S将被加载到壳体2510内。控制器6000再次将超临界流体供应到壳体2510以进行第二干燥工艺。在这里，残留在供应管3001中的超临界流体可以被提供到壳体2510内。供应管3001的温度可以小于的临界温度或压力低于临界压力。因此，残留在供应管的流体可从超临界流体状态变化为气态或液态。当气态或液态的流体供应到壳体2510内时，流体与基板S碰撞导致基板S损坏或变形。因此，排气管5001可以排放供应管3001中残留的超临界流体。
控制器6000关闭主阀3011、上部阀3012和下部阀3013，打开开关阀5011以排放供应管3001中残留的超临界流体。在壳体2510内的超临界流体排放完成后，供应管3001内残留的流体的排放相继执行。当第二干燥工艺完成后，控制器6000关闭主阀3011、上部阀3012和下部阀3013并打开排放阀4002，以排放壳体2510内的超临界流体。控制器6000打开开关阀5011，以排放流体供应管3001中残留的流体，同时卸载基板S和加载新的基板S。当基板S被完全加载时，控制器6000打开主阀3011、上部阀3012和下阀3013以向壳体2510内供应超临界流体。供应管3001内残留的流体的排放可以与壳体2510内的超临界流体的排放同时执行。控制器6000关闭主阀3011、上部阀3012和下部阀3013，并打开排放阀4002和开关阀5011。壳体2510内的超临界流体被排放到排放管4001内，残留在供应管3001中的流体被排放到排气管5001内。这里，上部阀3012和下部阀3013可被关闭，以防止超临界流体逆流到供应管3001内。
根据本发明的一个实施例中，残留在供应管中的超临界流体的排放和从超临界流体供应单元向壳体内的超临界流体的供应可被连续地执行。因此，供应管中残留的超临界流体不会被引入到壳体。因此，可以防止基板S的破损。
图7至图9为根据另一实施例的排放调节构件的示图。
参考图7至图9，在排放调节构件5000中的止回阀5012或流量调节构件5013可以省略。
图7所示的排放调节构件5100包括开关阀5101以及流量调节构件5102。图8所示的排放调节构件5200包括开关阀5201和止回阀5202。图9所示的排放调节构件5300为一个开关阀5301。开关阀5101、5201和5301，止回阀5202，流量调节构件5102与图5所示的开关阀5011、止回阀5012以及流量调节构件5013具有相同的操作。
图10至图12为根据另一实施例的第二处理室的管的示图。
参考图10，排放管5401可以从上部供应管3103分支出来。排放管5401从分支部3105和上部阀3111之间分支出来。超临界流体供应单元3100、壳体2540、主管3102、上部供应管3103、下部供应管3104、排放管4101和排放调节构件5400与图4至图9所示的相应构件具有相同的结构。
参考图11，排放管5501可以从下部供应管3204分支出来。排放管5501从分支部3205和下部阀3213之间分支出来。超临界流体供应单元3200、壳体2550、主管3202、上部供应管3203、下部供应管3204、排放管4201和排放调节构件5200与图4至图9所示的相应构件具有相同的结构。
参考图12，可提供多个排放管5601、5602和5603。排放管5601、5602和5603可分别从主管3302、上部供应管3303和下部供应管3304中分支出来。排放管5601、5602和5603可以分别从主管3311、上部供应管3312、下部供应管3313和分支部3305之间分支出来。此外，排放管5601，5602，5603可以选择性地设置在主管3302，上部供应管3303，下部供应管3304中的两处。超临界流体供应单元3300、壳体25460、主管3302、上部供应管3303、下部供应管3304、排放管4301和排放调节构件5600a、5600b和5600c与图4至图9所示的相应构件具有相同的结构。
图13为根据另一实施例的第二处理室的管的示图。
参考图13，超临界流体供应单元3400通过供应管3401被连接到壳体2570。供应阀3402和3403设置在供应管3401中。前阀3402设置在临近超临界流体供应单元3400的位置，后阀3403设置在临近壳体2570的位置。排放管5701从前阀3402和后阀3403之间分支出来。另外，可以提供多个供应管3401。在此，在排放管5701可以设置在每个供应管3401中。所述多个供应管3401可被连接到壳体2750的不同部分。例如，一个供应管3401可连接到壳体2570的上部，另一个供应管3401可以连接到壳体2570的下部。超临界流体供应单元3400、外壳2570、排放调节构件5500和排放管4401具有与图4至图9相应构件相同的结构。
根据本发明的实施例，可以防止超临界流体残留于供应管中。
此外，根据本发明的实施例，可以防止残留在供应管的超临界流体转换成气态或液态。
此外，根据本发明的实施例，可以防止除超临界流体外的流体被供应到壳体内。
此外，根据本发明的实施例，可以防止基板被进入壳体的气体或液体的损坏。
以上详细描述仅是本发明的一个示例。在所有描述的典型实施例中，本领域技术人员可以作出不脱离其体现于实施例中的核心概念的修改。另外，本申请的范围不仅限于这些具体的实施例、特定特征或效益。相反，本发明专利申请的保护范围仅限于所述权利要求部分或其等同物。

Claims (13)

1.一种利用超临界流体的基板处理装置，所述装置包括：
壳体；
支撑构件，所述支撑构件设置在所述壳体内以支撑基板；
超临界流体供应单元，所述超临界流体供应单元中存储有超临界流体；
供应管，所述供应管用于将所述超临界流体供应单元连接到所述壳体；
由所述供应管分支出来的排气管，以排放所述供应管中残留的超临界流体；
其中，用于调节从所述超临界流体供应单元供应到所述壳体内的超临界流体流量的供应阀设置在所述供应管中；
其中，用于打开或关闭所述排气管的开关阀设置在所述排气管中；
其中，所述供应阀包括主阀、上部阀和下部阀，所述排气管从所述主阀的下游、所述上部阀和所述下部阀的上游之间分支出来；或
所述供应阀包括临近所述超临界流体供应单元的前阀和临近所述壳体的后阀，所述排气管从所述前阀和后阀之间分支出来，
所述装置还包括控制器，所述控制器控制所述供应阀和所述开关阀，当所述供应阀关闭时，所述控制器打开所述开关阀，以在卸载基板和加载新的基板的同时，通过所述排气管排放残留在所述供应管中的超临界流体。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，调节流入到所述排气管内的超临界流体流量的流量调节构件设置在所述排气管中。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述流量调节构件包括计量阀或节流孔。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述流量调节构件设置在与所述排气管相对于所述开关阀连接到所述供应管的一侧相对的一侧。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述供应阀包括主阀、上部阀和下部阀时，所述供应管包括：
主管，所述主管的一端连接到所述超临界流体供应单元；
上部供应管，所述上部供应管从设置在所述主管的另一端的分支部分支 出来；
下部供应管，所述下部供应管从所述分支部分支出来，所述下部供应管连接到所述壳体的下部。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述排气管从所述主管、上部供应管或下部供应管的一点分支出来。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述供应阀中的主阀、上部阀和下部阀分别设置在所述主管、所述上部供应管和所述下部供应管中。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述排气管从所述分支部和所述主阀、所述上部阀或所述下部阀之间分支出来。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述主阀和所述主管的分支部之间设置过滤器。
10.一种利用权利要求1所述的基板处理装置的基板处理方法，所述方法包括：
当所述供应阀被关闭时，打开所述开关阀，以将所述供应管中残留的超临界流体排放到所述排气管中；
关闭所述开关阀并打开所述供应阀，以将超临界流体供应到所述壳体内。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，当超临界流体被排放到所述排气管时，基板从所述壳体卸载或加载到所述壳体内。
12.一种利用权利要求1所述的基板处理装置的基板处理方法，所述方法包括：
当基板完全干燥时，在从所述超临界流体供应单元到所述供应管的超临界流体的引入被堵塞时，在排放所述供应管中残留的超临界流体时排放所述壳体内的超临界流体。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，当基板被加载到所述壳体内时，所述供应管中残留的超临界流体排放到所述排气管内，开始通过所述供应管从所述超临界流体供应单元向所述壳体内供应超临界流体。
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