CN112242323A - 基板干燥装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基板干燥装置，包括：腔室；超临界流体产生和储存单元，其产生并储存待供给至腔室内的超临界流体；和超临界流体供给调节单元，其调节储存在超临界流体产生和储存单元中的、待供给至腔室的超临界流体，其中腔室包括：上壳体；下壳体；基板放置板，在其上布置上面形成了有机溶剂的基板；上供给口，其形成为在下壳体的中心区域中面对基板放置板并提供干燥用超临界流体的供给路径；和集成式供给和排放口，其从下壳体的侧表面延伸至中心区域，形成为在下壳体的中心区域中面对基板放置板，并提供初始加压用超临界流体的供给路径以及使用干燥用超临界流体执行干燥后的、其中干燥用超临界流体中溶解了有机溶剂的混合流体的排放路径。

Description

基板干燥装置
技术领域
本发明涉及一种基板干燥装置。更具体地，本发明涉及一种基板干燥装置，在该基板干燥装置中，通过对于每个过程在相同条件下以一定的加压速度将超临界流体供给至干燥腔室，可以提高使用超临界流体对基板的干燥效率；通过在供给管线的计量阀的前端安装节流孔(该节流孔在超临界流体被供给至干燥腔室时恒定地缓冲超临界流体的流动)，可以防止调节流速的计量阀的流量波动，从而对于每个过程在相同条件下提供超临界流体的加压速度；通过防止由于在快速加压期间在计量阀中产生的高差压而造成对计量阀的损坏，可以延长阀的使用寿命，从而防止由于停机等以进行设备维修而造成的损失；通过在超临界流体的供给和排放期间引导对称流以将超临界流体均匀地分散到腔室内从而进行供给和排放，可以改善基板的干燥效率；并且在干燥过程完成之后打开腔室时，可以防止颗粒被引入到腔室内部的基板上。
背景技术
制造半导体器件的工艺包括各种工序，例如光刻工序、蚀刻工序和离子注入工序。在完成每个工序之后，并且在执行后续工序之前，执行用于去除残留在晶片表面上的杂质和残留物的清洁工序和干燥工序，以清洁晶片的表面。
例如，在蚀刻工序之后的晶片清洁工序中，将用于清洁工序的化学液体供给到晶片的表面上，然后，供给去离子水(DIW)以执行漂洗工序。在漂洗工序之后，执行通过去除残留在晶片表面上的DIW来干燥晶片的干燥工序。
作为执行干燥工序的方法，例如，已知通过用异丙醇(IPA)替换晶片上的DIW来干燥晶片的技术。
然而，根据用于干燥晶片的传统技术，如图1所示，存在的问题在于，在干燥工序过程中，晶片上形成的图案由于液体即IPA的表面张力而塌陷。
为了解决该问题，已经提出了其中表面张力为零的超临界干燥技术。
根据超临界干燥技术，当在腔室中将超临界状态的二氧化碳(CO2)供给到表面被IPA润湿的晶片时，晶片上的IPA溶解在超临界CO2流体中。随后，可以将溶解有IPA的超临界CO2流体从腔室中逐渐排放，从而干燥晶片而不会使图案塌陷。
超临界干燥工序包括在工序开始时将超临界流体供给到腔室中的加压操作，通过在大于或等于临界点压力范围内反复增大和降低压力的冲洗过程使IPA溶解在超临界流体中以排出IPA的干燥操作，以及在完成干燥后进行的减压操作。
同时，将超临界流体供给到腔室中以进行超临界干燥工序的加压操作占总工序时间的约30％，并且需要快速的加压速度以减少工艺时间。
下面将参照图2描述在根据传统的超临界干燥技术进行快速加压的过程中出现的问题，图2示出了在韩国专利申请公开No.10-2016-0135035(公开日期：2016年11月24日，标题：用于干燥基板的装置和方法)中公开的相关技术。
参照图2，相关技术使用一种控制超临界流体的供给流速(加压速度)的方法，使用流量阀4810b和4820b通过开关阀4810a和4820a以及供给管线4800从供给罐4850供给所述超临界流体。在这种情况下，由于高的压差，即在快速加压期间在流量阀4810b和4820b处的压差而引起锤击(hammering)，从而引起流量波动(即，流量阀的阀调节手柄由于冲击而略微扭曲)，从而导致难以维持所需的加压速度。
另外，由于因流量阀4810b和4820b的损坏而导致的流量阀4810b和4820b的使用寿命缩短可能引起损失。
图3示出了在韩国专利公开No.10-2017-0137243中公开的用于处理基板的腔室，其是与使用超临界流体的基板处理装置有关的相关技术。
参照图3，在超临界干燥工序中去除有机溶剂的过程中，可能将有机溶剂引入构成高压腔室410并且彼此接触的上主体430和下主体420的联接表面之间。如上所述，引入到上主体430和下主体420的联接表面之间的有机溶剂变成颗粒并且在联接表面周围累积。
在完成超临界干燥工序之后，打开腔室以将处理过的基板卸载到外部，在这种情况下，由于腔室的内部压力和外部压力之间的差异，可能将上主体430和下主体420的联接表面周围的颗粒引入到腔室中。
根据韩国专利公开No.10-2017-0137243，由于在上主体430和下主体420的联接表面周围的颗粒被引入腔室中的过程中，基板被定位在比上主体430和下主体420的联接表面更低的水平处，由于重力，一些颗粒很可能被引入到基板上。
如上所述，由于引入到基板上的颗粒引起工艺缺陷，因此有必要在上主体430和下主体420的联接表面周围另外安装阻挡膜以防止颗粒流入。因此，存在的问题在于，装置的整体结构复杂。
另外，根据包括韩国专利公开No.10-2017-0137243的相关技术，由于未在下主体420的中心处放置用于供给初始加压用超临界流体的下部供给口422和用于在干燥后排放超临界流体的排放口426，所以当供给和排放流体时形成不对称流。因此，难以将超临界流体均匀地分散到腔室中以进行供给和排放，从而导致干燥效率降低。
[相关技术文献]
[专利文献]
韩国专利公开No.10-2016-0135035(公开日期：2016年11月24日，标题：用于干燥基板的装置和方法)
韩国专利公开No.10-2017-0137243(公开日期：2017年12月13日，标题：用于处理基板的装置和方法)。
发明内容
1.技术问题
本发明的技术目的是对于每个过程在相同条件下以一定的加压速度将超临界流体供给至干燥腔室，从而提高使用超临界流体对基板的干燥效率。
本发明的另一技术目的是在供给管线的计量阀的前端处安装节流孔，该节流孔在超临界流体被供给到基板干燥腔室时恒定地缓冲超临界流体的流动，从而防止了调节流速的计量阀的流量波动，以对于每个过程在相同条件下提供超临界流体的加压速度。
本发明的又一技术目的是防止由于在快速加压期间在计量阀中产生的高差压而造成对计量阀的损坏，从而延长了阀的使用寿命，以防止由于停机等以进行设备维修而造成的损失。
本发明的又一技术目的是通过使用一个集成式供给和排放口提供初始加压用超临界流体的供给路径和干燥后的其中干燥用超临界流体中溶解了形成在基板上的有机溶剂的混合溶液的排放路径，在超临界流体的供给和排放期间引导对称流，以将超临界流体均匀地分散到腔室中，从而进行供给和排放，从而提高了基板的干燥效率。
本发明的又一技术目的是使用一种布置基板所必需的基板放置板，以用于：在干燥工序完成后打开腔室时阻止颗粒被再次引入，通过在干燥工序开始时防止初始加压用超临界流体直接流向基板表面而防止在基板上形成的图案塌陷，防止初始加压用超临界流体中可包含的颗粒积聚在基板上或减少其积聚量，并通过减小腔室的工作体积(由于基板放置板占据的体积)缩短干燥工序的时间。
本发明的又一技术目的是将基板布置在基板放置板上，以使其位于比下壳体和上壳体的联接表面更高的水平处，从而当完成干燥工序并且打开下壳体和上壳体时，防止设置在下壳体和上壳体的联接表面之间的密封部周围的颗粒由于基板和联接表面之间的高度差而由于重力被引入到基板上。
2.技术方案
根据本发明的基板干燥装置包括腔室，所述腔室提供用于干燥基板的干燥空间；超临界流体产生和储存单元，所述超临界流体产生和储存单元产生并储存待供给至所述腔室内的所述干燥空间的超临界流体；和超临界流体供给调节单元，所述超临界流体供给调节单元被安装在位于所述超临界流体产生和储存单元与所述腔室之间的供给管线中，并且调节储存在所述超临界流体产生和储存单元中的、待供给至所述腔室的所述超临界流体，其中所述腔室包括：上壳体；下壳体，所述下壳体与所述上壳体联接从而能够打开或关闭；基板放置板，所述基板放置板与所述下壳体的底表面联接，并且在所述基板放置板上布置上面形成了有机溶剂的基板；上供给口，所述上供给口形成为在所述上壳体的中心区域中面对所述基板放置板并提供干燥用超临界流体的供给路径；和集成式供给和排放口，所述集成式供给和排放口从所述下壳体的侧表面延伸至所述下壳体的中心区域，形成为在所述下壳体的中心区域中面对所述基板放置板，并提供初始加压用超临界流体的供给路径、以及在使用通过上供给口供给的干燥用超临界流体执行干燥后的混合流体的排放路径，在所述混合流体中，干燥用超临界流体中溶解了有机溶剂。
根据本发明的基板干燥装置，其特征在于，所述超临界流体供给调节单元可以包括：主开关阀，所述主开关阀确定是否供给储存在所述超临界流体产生和储存单元中的所述超临界流体；计量阀，所述计量阀调节流经所述主开关阀的所述超临界流体的流速；和节流孔，所述节流孔被安装在所述主开关阀和所述计量阀之间，并减小由流经所述主开关阀的所述超临界流体施加至所述计量阀的压差。
根据本发明的基板干燥装置，其特征在于，当流经所述主开关阀的所述超临界流体流经所述节流孔时，所述超临界流体的流动被缓冲，使得流经所述计量阀的所述超临界流体的流量波动得以抑制。
根据本发明的基板干燥装置还可以包括：第一分支线，所述第一分支线从所述供给管线的位于所述超临界流体供给调节单元的后端的第一点分支出来，并提供使所述初始加压用超临界流体通过的路径，所述初始加压用超临界流体流经所述超临界流体供给调节单元并通过形成在所述腔室的侧表面中的所述集成式供给和排放口被供给到所述腔室内的所述干燥空间；第二分支线，所述第二分支线从所述第一点分支出来，并提供使所述干燥用超临界流体通过的路径，所述干燥用超临界流体流经超临界流体供给调节单元并通过形成在所述腔室的上表面中的所述上供给口被供给到所述腔室内的所述干燥空间；和排放线，所述排放线从位于所述第一点与所述腔室的所述集成式供给和排放口之间的第二点分支出来，并且提供了将所述混合流体排放到所述腔室外部的路径。
根据本发明的基板干燥装置还可以包括：外部加热单元，所述外部加热单元在所述计量阀和所述第一点之间被安装在所述供给管线中，并加热流经所述计量阀的所述超临界流体。
根据本发明的基板干燥装置还可以包括：初始加压开关阀，所述初始加压开关阀被安装在所述第一分支线中，并确定是否供给所述初始加压用超临界流体；干燥开关阀，所述干燥开关阀被安装在所述第二分支线中，并确定是否供给所述干燥用超临界流体；和排放开关阀，所述排放开关阀被安装在所述排放线中并确定是否排放所述混合流体。
根据本发明的基板干燥装置，其特征在于，所述集成式供给和排放口可以包括公共管线，所述公共管线形成为从所述下壳体的所述侧表面延伸至所述中心区域；和公共口，所述公共口形成为在所述下壳体的所述中心区域中与所述公共管线连通并面对所述基板放置板。
根据本发明的基板干燥装置，其特征在于，所述初始加压用超临界流体通过所述公共管线和所述公共口被供给到干燥空间，所述干燥空间由所述上壳体和所述下壳体密封以与外部隔绝，并且其中在所述干燥用超临界流体中溶解了所述有机溶剂的所述混合流体可以通过所述公共口和所述公共管线从所述干燥空间被排放到外部。
根据本发明的基板干燥装置，其特征在于，所述腔室还可以包括密封部，所述密封部设置在所述下壳体和所述上壳体的联接表面之间，其中，所述基板布置在所述基板放置板上以位于比所述下壳体和所述上壳体的所述联接表面更高的水平处，并且当完成干燥工序并且打开所述下壳体和所述上壳体时，防止了设置在所述联接表面之间的所述密封部周围的颗粒由于所述基板和所述联接表面之间的高度差而由于重力被引入到所述基板上。
根据本发明的基板干燥装置，其特征在于，通过所述公共管线和所述公共口供给的所述初始加压用超临界流体被所述基板放置板阻挡，以防止被直接喷射到所述基板上。
根据本发明的基板干燥装置，其特征在于，所述腔室还可以包括基板放置板支撑部，所述基板放置板支撑部的一端与所述下壳体的所述底表面联接且另一端与所述基板放置板连接，并支撑所述基板放置板以使所述基板放置板与所述下壳体的所述底表面分隔。
根据本发明的基板干燥装置，其特征在于，由于所述基板放置板支撑部而存在于所述下壳体的所述底表面与所述基板放置板之间的第一分隔空间可以引导通过所述集成式供给和排放口供给的所述初始加压用超临界流体沿着所述基板放置板的下表面移动并逐渐扩散到布置所述基板的处理区域内。
根据本发明的基板干燥装置，其特征在于，所述腔室还可以包括基板支撑部，所述基板支撑部的一端与所述基板放置板的上表面联接且另一端与所述基板联接，并且支撑所述基板以使所述基板与所述基板放置板的所述上表面分隔。
根据本发明的基板干燥装置，其特征在于，由于所述基板支撑部而存在于所述基板放置板的所述上表面与所述基板之间的第二分隔空间通过使所述基板的下表面暴露于通过所述集成式供给和排放口供给的所述初始加压用超临界流体和通过所述上供给口供给的所述干燥用超临界流体缩短干燥工序的时间。
3.有益效果
根据本发明，可以对于每个过程在相同条件下以一定的加压速度将超临界流体供给至干燥腔室，从而提高使用超临界流体对基板的干燥效率。
此外，在供给管线的计量阀的前端处安装节流孔，该节流孔在超临界流体被供给到基板干燥腔室时恒定地缓冲超临界流体的流动，从而防止了调节流速的计量阀的流量波动，以对于每个过程在相同条件下提供超临界流体的加压速度。
此外，可以防止由于在快速加压期间在计量阀中产生的高差压而造成对计量阀的损坏，从而延长了阀的使用寿命，以防止由于停机等以进行设备维修而造成的损失。
此外，由于使用一个集成式供给和排放口提供了初始加压用超临界流体的供给路径和干燥后的其中溶解了形成在基板上的有机溶剂的超临界流体的排放路径，在超临界流体的供给和排放过程中能够引导对称流，以将超临界流体均匀地分散到腔室内从而进行供给和排放，从而提高了基板的干燥效率。
此外，通过使用布置基板所必需的基板放置板，可以在干燥工序完成后打开腔室时阻止颗粒被再次引入，可以通过在干燥工序开始时防止初始加压用超临界流体直接流向基板表面而防止在基板上形成的图案塌陷，可以防止初始加压用超临界流体中可包含的颗粒积聚在基板上或减少其积聚量，并且可以通过减小腔室的工作体积(由于基板放置板占据的体积)来缩短干燥工序的时间。
此外，将基板放置在基板放置板上，以使其定位在比下壳体和上壳体的联接表面更高的水平处，从而当完成干燥工序并且打开下壳体和上壳体时，防止设置在下壳体和上壳体的联接表面之间的密封部周围的颗粒由于基板和联接表面之间的高度差而由于重力被引入到基板上。
附图说明
图1示出了说明根据相关技术的在干燥基板的过程中发生的图案塌陷现象的图。
图2图示出传统的基板干燥装置。
图3图示出传统的基板干燥腔室。
图4图示出根据本发明的一个实施方式的基板干燥装置。
图5图示出根据本发明的一个实施方式的构成基板干燥装置的阀的操作定时。
图6图示出根据本发明一个实施方式的构成基板干燥装置的腔室的示例性构造。
图7图示出根据本发明的一个实施方式的初始加压用超临界流体的扩散路径。
图8图示出根据本发明的一个实施方式的干燥用超临界流体的扩散路径。
图9图示出根据本发明的一个实施方式的其中干燥用超临界流体中溶解了有机溶剂的混合流体的排放路径。
图10是用于描述原理的视图，其中当完成干燥工序并且打开下壳体和上壳体时，防止存在于在上壳体和下壳体的联接表面之间设置的密封部周围以及密封部中的颗粒被引入到基板上。
具体实施方式
由于本文公开的根据本发明构思的实施方式的具体结构或功能描述仅是示例性的，以用于描述根据本发明构思的实施方式，因此可以以各种形式体现根据本发明构思的实施方式，但不限于本文所述的实施方式。
虽然本发明的实施方式易于进行各种修改和可替选形式，但是在附图中通过示例示出了其特定实施方式，并且在本文中将对其进行详细描述。然而，应当理解，无意将本发明限制为所公开的特定形式，而是相反，本发明将覆盖落入本发明的精神和范围内的所有修改、等同方案和可替选方案。
将理解的是，尽管在本文中可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件，但是这些元件不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件和另一个元件区分。例如，在不脱离本发明的范围的情况下，第一元件可以被称为第二元件，并且类似地，第二元件可以被称为第一元件。
将理解的是，当元件被称为“连接”或“联接”到另一元件时，其可以直接连接或联接到另一元件，或者可以存在中间元件。相反，当一个元件被称为“直接连接”或“直接联接”至另一元件时，则不存在中间元件。用于描述元件之间的关系的其他词语应以类似的方式解释(即，“在...之间”相对于“直接在...之间”、“相邻”与“直接相邻”等)。
本文所使用的术语仅出于描述特定实施方式的目的，并不旨在限制本发明。如本文所使用的，单数形式的“一”、“一个”和“所述”也意图包括复数形式，除非上下文另外明确指出。将进一步理解的是，当在本文中使用时，术语“包括”和/或“包含”指定存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组的存在或添加。
除非另有定义，否则本文中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的相同含义。还将理解的是，诸如在常用词典中定义的那些术语的术语应被解释为具有与它们在相关领域中的含义相一致的含义，并且将不被以理想化或过于正式的意义解释，除非在本文中明确如此定义。
在下文中，将参照附图详细描述本发明的示例性实施方式。
图4图示出根据本发明的一个实施方式的基板干燥装置，图6图示出根据本发明一个实施方式的构成基板干燥装置的腔室的示例性构造。
参照图4和图6，根据本发明的一个实施方式的基板干燥装置1包括腔室10、超临界流体产生和储存单元100、超临界流体供给调节单元200、初始加压开关阀240、干燥开关阀250、排放开关阀260、外部加热单元270、第一分支线DL1、第二分支线DL2和排放线EL。
腔室10是提供用于干燥基板的干燥空间的组成部分。下面将另外参照图6详细描述腔室10的具体和示例性构造。
超临界流体产生和储存单元100是产生并储存待供给至腔室10内部的干燥空间的超临界流体的组成部分。
超临界流体供给调节单元200是被安装在超临界流体产生和储存单元100与腔室10之间的供给管线PL中并且调节储存在超临界流体产生和储存单元100中的、待供给至腔室10的超临界流体的组成部分。
例如，超临界流体供给调节单元200可以包括主开关阀210、计量阀220和节流孔230。
在图4中，超临界流体供给调节单元200被示为包括一个主开关阀210、一个计量阀220和一个节流孔230，但这仅仅是示例。可以设置构成超临界流体供给调节单元200的多个主开关阀210、多个计量阀220和多个节流孔230。此外，例如，多个计量阀220的开度可以不同。作为具体示例，当设置四个计量阀220时，四个计量阀220的开度可以是90％、75％、50％和25％，但不限于此。
主开关阀210执行确定是否供给储存在超临界流体产生和储存单元100中的超临界流体的功能。
计量阀220执行调节流经主开关阀210的超临界流体的流速的功能。例如，操作者可以通过手动操作设置在计量阀220中的阀调节手柄来调节计量阀220的开度。
节流孔230安装在主开关阀210和计量阀220之间，以执行减小由流经主开关阀210的超临界流体施加至计量阀220的压差的功能。
例如，当流经主开关阀210的超临界流体流经节流孔230时，超临界流体的流动可以被缓冲，使得能够抑制流经计量阀220的超临界流体的流量波动。
下面将更详细地描述超临界流体供给调节单元200的构造。
如相关技术问题的描述中所述，根据在主开关阀210与计量阀220之间不存在节流孔230的传统结构，由于高压差，即，由于在快速加压期间在计量阀220处的压差而引起锤击，因此设置在计量阀220中的阀调节手柄由于锤击冲击而略微扭曲，引起流量波动，从而导致难以维持所需的加压速度。此外，由于因计量阀220的损坏所引起的计量阀220的使用寿命降低而可导致损失，即，由于针对包括更换损坏的计量阀220等的设备维修的停机等，可导致损失。
然而，根据本发明的一个实施方式，其中节流孔230安装在主开关阀210和计量阀220之间，当超临界流体流经节流孔230时，节流孔230减小了由流经主开关阀210的超临界流体施加至计量阀220的压差，并且流经主开关阀210的超临界流体的流动被缓冲。因此，流经计量阀220的超临界流体的流量波动能够得以抑制。
根据本发明的这种构造，因为在供给管线PL的计量阀220的前端处安装有当超临界流体被供给至腔室10时恒定地缓冲超临界流体的流动的节流孔230，可以防止调节流速的计量阀220的流量波动，从而对于每个过程在相同条件下恒定地提供超临界流体的加压速度。此外，可以防止由于在快速加压期间在计量阀220中产生的高差压而导致的对计量阀220的损坏，从而增加了阀的使用寿命，从而防止了由于停机等以进行设备维修而造成的损失。
第一分支线DL1从供给管线PL的位于超临界流体供给调节单元200的后端的第一点P1分支出来，并且提供使初始加压用超临界流体通过的路径，该初始加压用超临界流体流经超临界流体供给调节单元200并通过形成在腔室10的侧表面中的集成式供给和排放口50被供给到腔室10内的干燥空间。
第二分支线DL2从第一点P1分支出来，并提供使干燥用超临界流体通过的路径，该干燥用超临界流体流经超临界流体供给调节单元200并通过形成在腔室10的上表面中的上供给口60被供给到腔室10内的干燥空间。
排放线EL从第一点P1与腔室10的集成式供给和排放口50之间的第二点P2分支出来，并且提供了将混合流体排放到腔室10外部的路径。
外部加热单元270在计量阀220和第一点P1之间被安装在供给管线PL中，并且执行加热流经计量阀220的超临界流体的功能。在储存在超临界流体产生和储存单元100中的超临界流体流经供给管线PL、第一分支线DL1、第二分支线DL2以及设置在线中的诸如阀的部件的过程中，可能发生相变，其中由于因热损失引起的温度下降，超临界流体从超临界状态变为液相气相，而外部加热单元270可以执行加热超临界流体的功能以防止相变。
初始加压开关阀240在计量阀220与集成式供给和排放口50之间被安装在第一分支线DL1中，并且执行确定是否供给初始加压用超临界流体的功能。
干燥开关阀250在计量阀220和上供给口60之间被安装在第二分支线DL2中，并且执行确定是否供给干燥用超临界流体的功能。
排放开关阀260被安装在与集成式供给和排放口50连接的排放线EL中，并执行确定是否排放干燥后的其中干燥用超临界流体中溶解了基板上的有机溶剂的混合流体的功能。
如图6所示，腔室10可包括上壳体12，联接至上壳体12以可打开和关闭的下壳体14，以及联接至下壳体14的底表面的基板放置板40，在基板放置板40上布置上面形成了有机溶剂的基板。
例如，集成式供给和排放口50可以形成为从下壳体14的侧表面24延伸到下壳体14的中心区域28，可以形成为在下壳体14的中心区域28中面对基板放置板40，并且可以形成为提供将通过供给管线PL和第一分支线DL1供给的初始加压用超临界流体供给到腔室10中的路径并且提供将干燥后的其中干燥用超临界流体中溶解了有机溶剂的混合流体放的路径。
此外，例如，上供给口60可以形成为在上壳体12的中心区域中面对基板放置板40，并且可以形成为提供将通过供给管线PL和第二分支线DL2供给的干燥用超临界流体供给到腔室10中的路径。
将在下面更详细地描述腔室10的示例性构造。
在下文中，将另外参照图5具体地且示例性地描述根据本发明的一个实施方式的干燥工序。图5示出了根据本发明的一个实施方式的构成基板干燥装置1的阀的操作定时。
参照图5，可以按照初始加压、冲洗和最后排放的顺序执行干燥顺序。
首先，1)在初始加压过程中，通过构成集成式供给和排放口50的公共管线510和公共口520以被设置为临界点以上的工艺温度和工艺压力供给初始加压用超临界流体持续设定的初始加压时间。为此，将主开关阀210和初始加压开关阀240打开，并将干燥开关阀250和排放开关阀260开闭。
当完成初始加压过程时，执行在短时间内将初始加压过程中的其中超临界流体中溶解了有机溶剂的混合流体排放到腔室10外部的过程。为此，打开排放开关阀260，并且关闭主开关阀210、初始加压开关阀240以及干燥开关阀250。
接着，执行2)冲洗，其中将干燥用超临界流体的供给和混合流体的排放重复设定的次数。
即，阻断初始加压用超临界流体的供给，并且通过上供给口60将干燥用超临界流体供给到腔室10中持续单位干燥时间。为此，将主开关阀210和干燥开关阀250打开，并将初始加压开关阀240和排放开关阀260关闭。
随后，在单位干燥时间过去之后，执行如下过程：将单位时间内的其中超临界流体中溶解了有机溶剂的混合流体排放到腔室10的外部，持续单位排放时间。为此，将排放开关阀260打开，并且将主开关阀210、初始加压开关阀240以及干燥开关阀250关闭。
可以通过冲洗进行干燥过程，其中将单位干燥时间和单位排放时间重复设定的次数。
接着，3)在经过干燥时间之后，即，在完成冲洗之后，阻断干燥用超临界流体的供给，并且通过构成集成式供给和排放口50的公共管线510和公共口520将混合流体最后排放持续一排放时间。为此，将排放开关阀260打开，并将主开关阀210、初始加压开关阀240和干燥开关阀250关闭。
在图4中，附图标记280和290表示用于过滤在超临界流体中包括的异物的过滤器，附图标记P表示压力传感器，附图标记T表示温度传感器。
在下文中，将对根据本发明的一个实施方式的作为基板干燥装置1的组成部分的腔室10的构造进行描述。
图6是示出根据本发明的一个实施方式的构成基板干燥装置的腔室的示例性构造。图7图示出根据本发明的一个实施方式的初始加压用超临界流体的扩散路径。图8图示出根据本发明的一个实施方式的干燥用超临界流体的扩散路径。图9图示出根据本发明的一个实施方式的其中在干燥用超临界流体中溶解了有机溶剂的混合流体的排放路径。图10是用于描述原理的视图，其中当完成干燥工序并且打开下壳体和上壳体时，防止存在于在上壳体和下壳体的联接表面之间设置的密封部周围以及密封部中的颗粒被引入到基板上。
另外参照图6至图10，根据本发明的一个实施方式的构成基板干燥装置1的腔室10包括上壳体12、下壳体14、密封部30、基板放置板40、集成式供给和排放口50、上供给口60、基板放置板支撑部70、基板支撑部80和壳体驱动器90。
上壳体12和下壳体14彼此联接从而可打开或可关闭，并提供进行干燥工序的空间。例如，上壳体12和下壳体14可以形成为具有圆柱形状，但是本发明不限于此。如下所述，上供给口60形成在上壳体12中，而集成式供给和排放口50形成在下壳体14中。
密封部30设置在下壳体14和上壳体12的联接表面C之间，并保持下壳体14和上壳体12的联接表面C之间的气密性，以将腔室内部与外部隔绝。
例如，如图10所示，用于描述如下原理：其中在完成干燥工序并且打开下壳体14和上壳体12时防止存在于在上壳体12和下壳体14的联接表面C之间设置的密封部30中以及密封部30周围的颗粒被引入到基板W上，基板W被放置在基板放置板40上，从而使其比下壳体14和上壳体12的联接表面C位于更高的水平处。在这种情况下，当完成干燥工序并且打开下壳体14和上壳体12时，能够防止设置在联接表面C之间的密封部30周围的颗粒由于基板W和联接表面C之间的高度差而由于重力被引入到基板W上。
基板放置板40是与下壳体14的底表面22联接的部件，在其上布置基板W(其上形成了有机溶剂)。
例如，通过构成集成式供给和排放口50的公共管线510和公共口520供给的初始加压用超临界流体可以被基板放置板40阻挡，以防止被直接喷射到基板W上。
更具体地，如图7所示，图7示出了初始加压用超临界流体的扩散路径，并且如图9所示，图9示出了,其中在干燥用超临界流体中溶解了有机溶剂的混合流体的排放路径，通过使用布置作为干燥工序的对象的基板W所必需的基板放置板40，可以在完成干燥工序后打开腔室10时阻止再次引入颗粒，可以通过防止在干燥工序开始时初始加压用超临界流体直接流向基板W的表面从而防止在基板W上形成的图案塌陷，可以防止初始加压用超临界流体中可能包含的颗粒积聚在基板W上或者可以减少其积聚量，并且可以通过由于由基板放置板40占据的体积而减小腔室10的工作体积来缩短干燥工序的时间。
集成式供给和排放口50是如下部件：其形成为从下壳体14的侧表面24延伸至下壳体14的中心区域28以在下壳体14的中心区域28中面对基板放置板40，并用于提供初始加压用超临界流体的供给路径和使用通过上供给口60供给的干燥用超临界流体执行干燥后的、其中在干燥用超临界流体中溶解了形成在基板W上的有机溶剂的混合流体的排放路径。
如上所述，由于使用一个集成式供给和排放口50提供了初始加压用超临界流体的供给路径和干燥后的混合流体(在该混合流体中，干燥用超临界流体中溶解了形成在基板W上的有机溶剂)的排放路径，可以在供给和排放超临界流体期间引导对称流，从而将超临界流体均匀地分散到腔室中以进行供给和排放，因此能够提高基板的干燥效率。
例如，集成式供给和排放口50可包括形成为从下壳体14的侧表面24延伸到下壳体14的中心区域28的公共管线510，以及形成为在下壳体14的中心区域28中与公共管线510连通并面对基板放置板40的公共口520。根据这种构造，1)初始加压用超临界流体从腔室的外部被供给到腔室中，即，通过公共管线510和公共口520被供给到上壳体12和下壳体14之间的密封干燥空间，并且2)其中干燥用超临界流体中溶解了有机溶剂的混合流体通过公共口520和公共管线510被从腔室内的干燥空间排放到腔室之外。
上供给口60是形成为在上壳体12的中心区域中面对基板放置板40并提供干燥用超临界流体的供给路径的部件。
基板放置板支撑部70是如下部件：其一端与下壳体14的底表面22联接并且另一端与基板放置板40联接，并且支撑基板放置板40以使基板放置板40与下壳体14的底表面22分隔。
例如，由于基板放置板支撑部70而在下壳体14的底表面22和基板放置板40之间存在的第一分隔空间R1可以执行引导通过集成式供给和排放口50供给的初始加压用超临界流体沿着基板放置板40的下表面移动并逐渐扩散到布置基板W的处理区域内的功能。
基板支撑部80是如下部件：其一端与基板放置板40的上表面联接并且另一端与基板W联接，并且支撑基板W以使基板W与基板放置板40的上表面分隔。
例如，由于基板支撑部80而存在于基板放置板40的上表面与基板W之间的第二分隔空间R2通过使基板W的下表面暴露于通过集成式供给和排放口50供给的初始加压用超临界流体和通过上供给口60供给的干燥用超临界流体来执行缩短干燥工序的时间的功能。
壳体驱动器90是打开或关闭壳体的部件。壳体驱动器90可以执行以下功能：在干燥工序完成之后，驱动下壳体14以将下壳体14与上壳体12分离并打开腔室10；或者可以执行以下功能：在干燥工序开始时，驱动下壳体14将下壳体14联接到上壳体12并关闭腔室10。在附图中，壳体驱动器90被示为驱动下壳体14，但这仅是示例。壳体驱动器90可以被配置成驱动上壳体12。
例如，初始加压用超临界流体和干燥用超临界流体可以包括二氧化碳(CO2)，并且有机溶剂可以包括醇，但是本发明不限于此。作为具体示例，醇可包括甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇(IPA)和1-丁醇，但是本发明不限于此。
例如，根据在根据本发明的一个实施方式中执行的超临界干燥技术，当在腔室中将超临界状态的二氧化碳供给到表面被有机溶剂例如醇润湿的基板W时，基板上的醇溶解在超临界二氧化碳流体中。随后，可以将其中溶解有醇的超临界二氧化碳流体从腔室中逐渐排放，从而干燥基板W而不会导致图案塌陷。
(附图标记说明)
1：基板干燥装置
10：腔室
12：上壳体
14：下壳体
22：底表面
24：侧表面
28：中心区域
30：密封部
40：基板放置板
50：集成式供给和排放口
60：上供给口
70：基板放置板支撑部
80：基板支撑部
90：壳体驱动器
100：超临界流体产生和储存单元
200：超临界流体供给调节单元
210：主开关阀
220：计量阀
230：节流孔
240：初始加压开关阀
250：干燥开关阀
260：排放开关阀
270：外部加热单元
280、290：过滤器
510：公共管线
520：公共口
C：联接表面
R1：第一分隔空间
R2：第二分隔空间
PL：供给管线
DL1：第一分支线
DL2：第二分支线
EL：排放线
P1：第一点
P2：第二点
W：基板。

Claims (14)

1.一种基板干燥装置，包括：
腔室，所述腔室提供用于干燥基板的干燥空间；
超临界流体产生和储存单元，所述超临界流体产生和储存单元产生并储存待供给至所述腔室内的所述干燥空间的超临界流体；和
超临界流体供给调节单元，所述超临界流体供给调节单元被安装在位于所述超临界流体产生和储存单元与所述腔室之间的供给管线中，并且调节储存在所述超临界流体产生和储存单元中的、待供给至所述腔室的所述超临界流体，
其中所述腔室包括：
上壳体；
下壳体，所述下壳体与所述上壳体联接从而能够打开或关闭；
基板放置板，所述基板放置板与所述下壳体的底表面联接，并且在所述基板放置板上布置上面形成了有机溶剂的基板；
上供给口，所述上供给口形成为在所述上壳体的中心区域中面对所述基板放置板并提供干燥用超临界流体的供给路径；和
集成式供给和排放口，所述集成式供给和排放口从所述下壳体的侧表面延伸至所述下壳体的中心区域，形成为在所述下壳体的中心区域中面对所述基板放置板，并提供初始加压用超临界流体的供给路径、以及在使用通过所述上供给口供给的所述干燥用超临界流体执行干燥后的混合流体的排放路径，在所述混合流体中，干燥用超临界流体中溶解了所述有机溶剂。
2.根据权利要求1所述的基板干燥装置，其中，所述超临界流体供给调节单元包括：
主开关阀，所述主开关阀确定是否供给储存在所述超临界流体产生和储存单元中的所述超临界流体；
计量阀，所述计量阀调节流经所述主开关阀的所述超临界流体的流速；和
节流孔，所述节流孔被安装在所述主开关阀和所述计量阀之间，并减小由流经所述主开关阀的所述超临界流体施加至所述计量阀的压差。
3.根据权利要求2所述的基板干燥装置，其中，当流经所述主开关阀的所述超临界流体流经所述节流孔时，所述超临界流体的流动被缓冲，使得流经所述计量阀的所述超临界流体的流量波动得以抑制。
4.根据权利要求2所述的基板干燥装置，还包括：第一分支线，所述第一分支线从所述供给管线的位于所述超临界流体供给调节单元的后端的第一点分支出来，并提供使所述初始加压用超临界流体通过的路径，所述初始加压用超临界流体流经所述超临界流体供给调节单元并通过形成在所述腔室的侧表面中的所述集成式供给和排放口被供给到所述腔室内的所述干燥空间；
第二分支线，所述第二分支线从所述第一点分支出来，并提供使所述干燥用超临界流体通过的路径，所述干燥用超临界流体流经所述超临界流体供给调节单元并通过形成在所述腔室的上表面中的所述上供给口被供给到所述腔室内的所述干燥空间；和
排放线，所述排放线从位于所述第一点与所述腔室的所述集成式供给和排放口之间的第二点分支出来，并且提供了将所述混合流体排放到所述腔室外部的路径。
5.根据权利要求2所述的基板干燥装置，其特征在于，还包括外部加热单元，所述外部加热单元在所述计量阀和所述第一点之间被安装在所述供给管线中，并加热流经所述计量阀的所述超临界流体。
6.根据权利要求4所述的基板干燥装置，还包括：初始加压开关阀，所述初始加压开关阀被安装在所述第一分支线中，并确定是否供给所述初始加压用超临界流体；
干燥开关阀，所述干燥开关阀被安装在所述第二分支线中，并确定是否供给所述干燥用超临界流体；和
排放开关阀，所述排放开关阀被安装在所述排放线中并确定是否排放所述混合流体。
7.根据权利要求1所述的基板干燥装置，其中，所述集成式供给和排放口包括：
公共管线，所述公共管线形成为从所述下壳体的所述侧表面延伸至所述下壳体的所述中心区域，和
公共口，所述公共口形成为在所述下壳体的所述中心区域中与所述公共管线连通并面对所述基板放置板。
8.根据权利要求7所述的基板干燥装置，其中，所述初始加压用超临界流体通过所述公共管线和所述公共口被供给到干燥空间，所述干燥空间由所述上壳体和所述下壳体密封以与外部隔绝，并且
其中在所述干燥用超临界流体中溶解了所述有机溶剂的所述混合流体通过所述公共口和所述公共管线从所述干燥空间被排放到外部。
9.根据权利要求1所述的基板干燥装置，其中所述腔室还包括密封部，所述密封部设置在所述下壳体的联接表面和所述上壳体的联接表面之间，其中，所述基板布置在所述基板放置板上从而位于比所述下壳体的联接表面和所述上壳体的联接表面更高的水平处，
当完成干燥工序并且打开所述下壳体和所述上壳体时，防止设置在所述联接表面之间的所述密封部周围的颗粒由于所述基板和所述联接表面之间的高度差而由于重力被引入到所述基板上。
10.根据权利要求7所述的基板干燥装置，其中，通过所述公共管线和所述公共口供给的所述初始加压用超临界流体被所述基板放置板阻挡，以防止被直接喷射到所述基板上。
11.根据权利要求1所述的基板干燥装置，其中所述腔室还包括基板放置板支撑部，所述基板放置板支撑部的一端与所述下壳体的所述底表面联接且另一端与所述基板放置板连接，并支撑所述基板放置板以使所述基板放置板与所述下壳体的所述底表面分隔。
12.根据权利要求11所述的基板干燥装置，其中，由于所述基板放置板支撑部而存在于所述下壳体的所述底表面与所述基板放置板之间的第一分隔空间引导通过所述集成式供给和排放口供给的所述初始加压用超临界流体沿着所述基板放置板的下表面移动并逐渐扩散到布置所述基板的处理区域内。
13.根据权利要求1所述的基板干燥装置，其中所述腔室还包括基板支撑部，所述基板支撑部的一端与所述基板放置板的上表面联接且另一端与所述基板联接，并且支撑所述基板以使所述基板与所述基板放置板的所述上表面分隔。
14.根据权利要求13所述的基板干燥装置，其中，由于所述基板支撑部而存在于所述基板放置板的所述上表面与所述基板之间的第二分隔空间通过使所述基板的下表面暴露于通过所述集成式供给和排放口供给的所述初始加压用超临界流体和通过所述上供给口供给的所述干燥用超临界流体而缩短干燥工序的时间。
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