CN113272946A - 基板干燥室 - Google Patents

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CN113272946A CN202080007881.3A CN202080007881A CN113272946A CN 113272946 A CN113272946 A CN 113272946A CN 202080007881 A CN202080007881 A CN 202080007881A CN 113272946 A CN113272946 A CN 113272946A
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Abstract

本发明涉及一种基板干燥室。本发明包括：上部壳体；下部壳体，其联接到所述上部壳体以被打开或关闭；密封件，其设置在所述下部壳体和所述上部壳体的联接表面之间；基板安装板，其联接到所述下部壳体的所述底表面并且其上安装有基板，有机溶剂形成在基板上；集成的供应/排放端口，其从所述下部壳体中的一侧表面延伸至另一侧表面，并从所述一侧表面和所述另一侧表面之间的中间区域朝向所述基板安装板延伸以便提供用于初始压缩的超临界流体的供应路径和溶解有形成在所述干燥基板上的所述有机溶剂的超临界流体的排放路径；以及上部供应端口，其形成在所述上部壳体的所述中心区域处以面对所述基板安装板以便提供用于干燥的超临界流体的供应路径。

Description

基板干燥室
技术领域
本发明涉及基板干燥室。更具体地，本发明涉及一种技术，即通过在供应或排放超临界流体时引起对称流动并且通过在室中均匀分布和供应超临界流体并从室中排放超临界流体，能够在干燥过程结束并且室被打开时提高基板干燥效率并防止颗粒被引入室内部的基板上。
背景技术
半导体器件的制造过程包括各种过程，诸如光刻过程、蚀刻过程和离子注入过程等。在每个过程结束之后并且在进行后续过程之前，进行清洗过程和干燥过程，以去除残留在圆晶表面上的杂质和残留物，以清洁圆晶表面。
例如，在蚀刻过程之后的圆晶清洗过程中，将用于清洗过程的化学液体供应到圆晶表面上，并且然后供应去离子水(DIW)以使得进行漂洗处理。在漂洗处理之后，进行干燥处理以去除残留在圆晶表面上的DIW以干燥圆晶。
例如，作为执行干燥处理的方法，已知通过用异丙醇(IPA)替换晶圆上的DIW来干燥晶圆的技术。
然而，如图1所示，根据这种常规干燥技术，在干燥处理期间，出现由于作为液体的IPA的表面张力而在圆晶上形成的图案塌陷的问题。
为了解决上述问题，提出了其中表面张力为零的超临界干燥技术。
根据这种超临界干燥技术，将超临界状态的二氧化碳(CO2)提供到其表面在室内由IPA润湿的晶圆，使得晶圆上的IPA溶解在超临界CO2流体中。然后，逐渐从室中排出其中溶解有IPA的超临界CO2流体，使得可在不使图案塌陷的情况下干燥晶圆。
图2示出了韩国专利特开申请No.10-2017-0137243中公开的基板处理室，该申请是结合使用此种超临界流体的基板处理设备的现有技术。
参考图2，在超临界干燥过程中去除有机溶剂的过程中，可以将有机溶剂引入到联接表面中，构成高压室410的上部主体430和下部主体420在所述联接表面上彼此接触。引入到上部主体430和下部主体420的联接表面上的有机溶剂变为颗粒，所述颗粒聚集在联接表面周围。
在超临界干燥过程结束后，高压室410打开以使处理后的基板返回到外部。在这种情况下，由于高压室410的内部与其外部之间的压力差，上部主体430和下部主体420之间的联接表面周围的颗粒可能被引入高压室410的内部中。
根据韩国专利特开申请No.10-2017-0137243，由于基板位于上部主体430和下部主体420之间的联接表面下方，同时上部主体430和下部主体420之间的联接表面周围的颗粒被引入高压室410的内部中，因此一些颗粒很可能由于重力而被引入到基板上。
如上所述，由于引入到基板上的颗粒导致工艺缺陷，因此为了防止颗粒被引入，有必要在上部主体430和下部主体420之间的联接表面周围附加安装阻挡帘。因此，存在的问题是装置的整体结构复杂。
此外，根据包括韩国专利特开申请No.10-2017-0137243的相关技术，由于用于供应用于初始加压的超临界流体的下部供应端口422和用于排放干燥后的超临界流体的排放端口426不位于下部主体420的中心处，因此当供应和排放超临界流体时，形成超临界流体的不对称流动，使得难以在高压室410中均匀分布和供应超临界流体并从高压室410排放超临界流体。因此，出现干燥效率降低的问题。
(现有技术文献)
(专利文件)
(专利文献1)韩国专利特开申请No.10-2017-0137243(公开日：2017年12月13日，发明名称：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通过一个集成的供应/排放端口提供用于初始加压的超临界流体的供应路径和干燥后溶解有形成在基板上的有机溶剂的超临界流体的排放路径，从而通过在供应和排放超临界流体时引起对称流动以在室中均匀分布和供应超临界流体并且从室中排放超临界流体来提高基板干燥效率。
本发明的另一技术目的是通过使用基板放置必不可少所需的基板放置板阻止在干燥过程结束后打开室时重新引入的颗粒，阻止在干燥过程的初始阶段用于初始加压的超临界流体直接朝向基板表面流动以防止形成在基板上的图案塌陷，防止可能包含在用于初始加压的超临界流体中的颗粒沉积在基板上的问题或减少颗粒的沉积量，并且由于基板放置板占据的体积而减少室的工作体积来减少干燥过程的时间。
本发明的又一技术目的是防止以下问题，其中当干燥过程结束并且室打开时，通过将基板布置在基板放置板上以便定位成高于下部壳体和上部壳体之间的联接表面，设置在下部壳体和上部壳体之间的联接表面上的密封件周围的颗粒根据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.问题的解决方案
根据本发明的基板干燥室包括上部壳体；下部壳体，其可打开地联接到所述上部壳体；密封件，其设置在所述下部壳体和所述上部壳体之间的联接表面上；基板放置板，该基板放置板联接到所述下部壳体的底表面并且其上布置有有机溶剂的基板设置在基板放置板上；集成的供应/排放端口，其形成为从所述下部壳体的一侧表面延伸至另一侧表面，形成为在所述一侧表面和所述另一侧表面的中间区域中指向所述基板放置板，并且被配置为提供用于初始加压的超临界流体的供应路径和干燥后溶解有形成在所述基板上的有机溶剂的超临界流体的排放路径；以及上部供应端口，其形成为在所述上部壳体的中心区域中指向所述基板放置板并且被配置为提供所述用于干燥的超临界流体的所述供应路径。
在根据本发明的基板干燥室中，其特征在于，集成的供应/排放端口可以包括形成为从下部壳体的一侧表面到中间区域的第一管线、配置为在中间区域中与第一管线连通并形成为指向基板放置板的公共端口、以及被配置为在中间区域中与公共端口和第一管线连通并且朝向下部壳体的另一侧表面形成的第二管线。
在根据本发明的基板干燥室中，其特征在于，第一管线和公共端口可以提供用于初始加压的超临界流体的供应路径，并且公共端口和第二管线提供溶解有有机溶剂的超临界流体的排放路径。
在根据本发明的基板干燥室中，其特征在于，基板可以布置在基板放置板上以定位成高于下部壳体和上部壳体之间的联接表面，并且当干燥过程结束并且下部壳体和上部壳体打开时，防止设置在联接表面上的密封件周围的颗粒根据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。
在根据本发明的基板干燥室中，其特征在于，通过所述第一管线和所述公共端口供应的所述用于初始加压的超临界流体可以由所述基板放置板阻挡，使得防止所述用于初始加压的超临界流体被直接注入到所述基板上。
根据本发明的基板干燥室还可以包括基板放置板支撑件，所述基板放置板支撑件的一个端部联接到所述下部壳体的所述底表面并且所述另一个端部联接到所述基板放置板，并且所述基板放置板支撑件被配置为在支撑所述基板放置板的同时将所述基板放置板与所述下部壳体的所述底表面分离。
在根据本发明的基板干燥室中，其特征在于，由于所述基板放置板支撑件而存在于所述下部壳体的所述底表面和所述基板放置板之间的第一分离空间可以引起通过所述集成的供应/排放端口供应的所述用于初始加压的超临界流体沿着所述基板放置板的底表面移动，以逐渐扩散到布置有所述基板的处理区域中。
根据本发明的基板干燥室还可以包括基板支撑件，所述基板支撑件的一个端部联接到所述基板放置板的顶表面并且所述另一个端部联接到所述基板，并且所述基板支撑件被配置为在支撑所述基板的同时将所述基板与所述基板放置板的所述顶表面分离。
在根据本发明的基板干燥室中，由于所述基板支撑件而存在于所述基板放置板的所述顶表面和所述基板之间的第二分离空间将所述基板的所述底表面暴露于通过所述集成的供应/排放端口供应的所述用于初始加压的超临界流体和通过所述上部供应端口供应的所述用于干燥的超临界流体，从而减少所述干燥过程的时间。
3.有益效果
根据本发明，存在有利效果：可以通过一个集成的供应/排放端口提供用于初始加压的超临界流体的供应路径和干燥后溶解有形成在基板上的有机溶剂的超临界流体的排放路径，使得通过在供应和排放超临界流体时引起对称流动在室中均匀分布和供应超临界流体并且从室中排放超临界流体来提高基板干燥效率。
另外，存在有利效果，其中可以减少干燥过程的时间，使得可以通过使用布置基板必不可少所需的基板放置板阻止干燥过程结束后打开室时重新引入的颗粒并防止在干燥过程的初始阶段用于初始加压的超临界流体直接朝向基板表面流动，防止可能包含在用于初始加压的超临界流体中的颗粒沉积在基板上的问题，减少颗粒的沉积量，并且由于基板放置板占据的体积而减少室的工作体积来防止形成在基板上的图案塌陷。
另外，存在有利效果，其中通过将基板布置在基板放置板上以便定位成高于下部壳体和上部壳体之间的联接表面可以防止以下问题：当干燥过程结束并且室打开时，设置在下部壳体和上部壳体之间的联接表面上的密封件周围的颗粒根据基板和联接表面之间的高度差引起的重力而被引入到基板上。
附图说明
图1是示出根据现有技术在基板干燥过程中出现的图案塌陷现象的图；
图2是示出常规基板干燥室的图；
图3是示出根据本发明的一个实施例的基板干燥室的图；
图4是示出根据本发明的一个实施例的用于初始加压的超临界流体的扩散路径的图；
图5是示出根据本发明的一个实施例的用于干燥的超临界流体的扩散路径的图；
图6是示出根据本发明的一个实施例的其中溶解了有机溶剂的超临界流体的排放路径的图；并且
图7是用于描述当干燥过程结束并且下部壳体和上部壳体打开时防止颗粒流入到基板上的原理的图，其中颗粒存在于设置在上部壳体和下部壳体之间的联接表面上的密封件上并且存在于密封件周围。
具体实施方式
本文公开的本发明的实施例的具体结构和功能描述是说明性的，其仅用于描述根据本发明的概念的实施例，并且根据本发明的概念的这些实施例可以以各种形式实现并且不应被解释为限于本文所述的实施例。
可以以各种方式修改根据本发明的概念的实施例并且所述实施例可以具有各种形式，使得将在附图中示出这些实施例并且在本文中详细地描述这些实施例。然而，应该理解，这并不旨在将根据本发明的概念的实施例限制为特定的公开形式，而是包括落入本发明的精神和范围内的所有修改、等同形式和替代形式。
可以将术语“第一”和“第二”等用于描述各种组件，但是组件不应受这些术语的限制。这些术语仅可以用于将一个组件与另一个组件区分开的目的，例如，第一组件可以称为第二元件，并且类似地，第二组件也可以称为第一组件，而不脱离本发明的范围。
当一个组件被称为“连接”或“联接”到另一个组件时，它可以直接连接或联接到另一个组件，但是应该理解，组件和另一个组件之间可能存在又一个组件。相反，当组件被称为“直接连接”或“直接联接”到另一个组件时，应当理解，在组件与另一个组件之间可能不存在又一个组件。还应如上所述解释描述组件之间的关系的其他表达，也就是说，“在...之间”和“直接在...之间”、“与...相邻”和“与...直接相邻”。
本文所使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而不旨在限制本发明。除非上下文另外明确指出，否则单数形式包括复数形式。在本说明书中，术语“包含”、“包括”或“具有”等用来指明存在本文所述的特征、数字、步骤、操作、组件、元件或其组合，并且应当理解，其不预先排除存在或添加一个或多个其他特征、数字、步骤、操作、组件、元件或其组合的可能性。
除非另外定义，否则本文所用的所有术语(包括技术或科学术语)具有本公开所属领域的普通技术人员通常所理解的相同的含义。词典中定义的通用术语应解释为具有在相关技术的上下文中一致的含义，并且除非在本公开中明确定义，否则将不解释为具有理想的或过分形式化的含义。
在下文中，将参考附图详细描述本发明的示例性实施例。
图3是示出根据本发明的一个实施例的基板干燥室的图，图4是示出根据本发明的一个实施例的用于初始加压的超临界流体的扩散路径的图，图5是示出根据本发明的一个实施例的用于干燥的超临界流体的扩散路径的图，图6是示出根据本发明的一个实施例的其中溶解了有机溶剂的超临界流体的排放路径的图，并且图7是用于描述当干燥过程结束并且下部壳体和上部壳体打开时防止颗粒流入到基板上的原理的图，其中颗粒存在于设置在上部壳体和下部壳体之间的联接表面上的密封件上并且存在于密封件周围。
参考图3至图7，根据本发明的一个实施例的基板干燥室1包括上部壳体10、下部壳体20、密封件30、基板放置板40、集成的供应/排放端口50、上部供应端口60、基板放置板支撑件70、基板支撑件80和壳体驱动器90。
上部壳体10和下部壳体20可打开地彼此联接并提供其中执行干燥过程的空间。例如，上部壳体10和下部壳体20可以各自被构造成具有圆柱形形状，但是本发明不限于此。如下面描述的，上部供应端口60形成在上部壳体10中，以及集成的供应/排放端口50形成在下部壳体20中。
密封件30设置在下部壳体20和上部壳体10之间的联接表面C上并保持下部壳体20和上部壳体10之间的联接表面C的气密性，以从外部阻挡基板干燥室1的内部区域。
例如，如用于描述防止颗粒流入到基板W上的原理的图7所示，颗粒存在于设置在上部壳体10和下部壳体20之间的联接表面C上的密封件30上并且存在于密封件30周围，并且当干燥过程结束并且下部壳体20和上部壳体10打开时，基板W可以布置在基板放置板40上，以便位于高于下部壳体20和上部壳体10之间的联接表面C的位置，并且当干燥过程结束并且下部壳体20和上部壳体10打开时，基板干燥室1可以被配置为防止颗粒根据基板W和联接表面C之间的高度而由于重力流入到基板W上，其中颗粒存在于设置在联接表面C上的密封件30周围。
基板放置板40联接到下部壳体20的底表面22，并且是其上布置有基板W的组件，有机溶剂形成在基板W上。
例如，通过构成集成的供应/排放端口50的第一管线510和公共端口520供应的用于初始加压的超临界流体可以被基板放置板40阻挡，以防止直接注入到基板W上。
更具体地，如示出了用于初始加压的超临界流体的扩散路径的图4和示出了溶解有有机溶剂的超临界流体的排放路径的图6所示，可以减少干燥过程的时间，使得可以通过使用布置基板W(作为干燥过程的对象)必不可少所需的基板放置板40阻止干燥过程结束后打开基板干燥室1时重新引入颗粒并且从而阻挡在干燥过程的初始阶段用于初始加压的超临界流体直接朝向基板W的表面流动，防止可能包含在用于初始加压的超临界流体中的颗粒沉积在基板W上的问题，减少颗粒的沉积量，并且由于基板放置板40占据的体积而减少基板干燥室1的工作体积来防止形成在基板W上的图案塌陷。
集成的供应/排放端口50形成为从下部壳体20的一侧表面24延伸至另一侧表面26，并且形成为从一侧表面24和另一侧表面26的中间区域28指向基板放置板40。集成的供应/排放端口50是用于提供用于初始加压的超临界流体的供应路径和干燥后溶解有形成在基板W上的有机溶剂的超临界流体的排放路径的组件。
用于初始加压的超临界流体的供应路径和干燥后溶解有形成在基板W上的有机溶剂的超临界流体的排放路径通过一个集成的供应/排放端口50提供，使得存在通过在供应和排放超临界流体时引入对称流动以在基板干燥室1中均匀分布和供应超临界流体并且从基板干燥室1排放超临界流体来提高基板干燥效率的效果。
例如，集成的供应/排放端口50包括：第一管线510，该第一管线形成为从下部壳体20的一侧表面24到其中间区域28；公共端口520，该公共端口形成为在中间区域28中与第一管线510连通并指向基板放置板40；以及第二管线530，该第二管线被配置为在中间区域28中与公共端口520和第一管线510连通并且朝向下部壳体20的另一侧表面26形成。第一管线510和公共端口520可以被配置为提供用于初始加压的超临界流体的供应路径，并且公共端口520和第二管线530可以被配置为提供溶解有有机溶剂溶解的超临界流体的排放路径。
上部供应端口60是形成为在上部壳体10的中心区域中指向基板放置板40的组件，以提供用于干燥的超临界流体的供应路径。
基板放置板支撑件70是这样的组件，其中其一个端部联接到下部壳体20的底表面22并且其另一个端部联接到基板放置板40，并且其在支撑基板放置板40的同时将基板放置板40与下部壳体20的底表面22分离。
例如，由于基板放置板支撑件70而存在于下部壳体20的底表面22和基板放置板40之间的第一分离空间R1可以执行以下功能：通过允许通过集成的供应/排放端口50供应的用于初始加压的超临界流体沿着基板放置板40的底表面移动，引入用于初始加压的超临界流体以逐渐扩散到布置有基板W的处理区域中。
基板支撑件80是这样的组件，其中其一个端部联接到基板放置板40的顶表面并且其另一个端部联接到基板W，并且其在支撑基板W的同时将基板W与基板放置板40的顶表面分离。
例如，由于基板支撑件80而存在于基板放置板40的顶表面和基板W之间的第二分离空间R2执行以下功能：通过将基板W的底表面暴露于通过集成的供应/排放端口50供应的用于初始加压的超临界流体和通过上部供应端口60供应的用于干燥的超临界流体来减少干燥过程的时间。
壳体驱动器90是用于打开或关闭上部壳体10和下部壳体20的部件。在干燥过程结束后，驱动下部壳体20与上部壳体10分离以打开基板干燥室1，或者当干燥过程开始时，壳体驱动器90可以执行驱动下部壳体20并将下部壳体20联接到上部壳体10以关闭基板干燥室1的功能。尽管在附图中壳体驱动器90被示出为驱动下部壳体20，但这仅仅是一个示例，并且壳体驱动器90可以配置成驱动上部壳体10。
例如，用于初始加压的超临界流体和用于干燥的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，醇可以包括甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇(异丙醇(IPA))和1-丁醇，但是本发明不限于此。
例如，根据本发明的一个实施例，根据在基板干燥室1中执行的超临界干燥技术，将超临界状态下的CO2供应到其表面在基板干燥室1中由诸如醇等的有机溶剂润湿的基板W，使得基板W上的醇溶解在超临界CO2流体中。然后，溶解有醇的超临界CO2流体逐渐从基板干燥室1排放，使得可以干燥基板W而不会导致图案塌陷。
(附图标记说明)
1：基板干燥室
10：上部壳体
20：下部壳体
22：底表面
24：一侧表面
26：另一侧表面
28：中间区域
30：密封件
40：基板放置板
50：集成的供应/排放端口
60：上部供应端口
70：基板放置板支撑件
80：基板支撑件
90：壳体驱动器
510：第一管线
520：公共端口
530：第二管线
C：联接表面
R1：第一分离空间
R2：第二分离空间
W：基板。

Claims (9)

1.一种基板干燥室，包括：
上部壳体；
下部壳体，所述下部壳体可打开地联接到所述上部壳体；
密封件，所述密封件设置在所述下部壳体和所述上部壳体之间的联接表面上；
基板放置板，所述基板放置板联接到所述下部壳体的底表面并且在所述基板放置板上设置其上布置有有机溶剂的基板；
集成的供应/排放端口，所述集成的供应/排放端口形成为从所述下部壳体的一侧表面延伸至另一侧表面，形成为在所述一侧表面和所述另一侧表面的中间区域中指向所述基板放置板，并且被配置为提供用于初始加压的超临界流体的供应路径和干燥后溶解有形成在所述基板上的有机溶剂的超临界流体的排放路径；以及
上部供应端口，所述上部供应端口形成为在所述上部壳体的中心区域中指向所述基板放置板并且被配置为提供用于干燥的所述超临界流体的所述供应路径。
2.根据权利要求1所述的基板干燥室，其中所述集成的供应/排放端口包括：
第一管线，所述第一管线形成为从所述下部壳体的所述一侧表面到所述中间区域；
公共端口，所述公共端口被配置为在所述中间区域中与所述第一管线连通并且被形成为指向所述基板放置板；以及
第二管线，所述第二管线被配置为在所述中间区域中与所述公共端口和所述第一管线连通并且形成为朝向所述下部壳体的所述另一侧表面。
3.根据权利要求2所述的基板干燥室，其中：
所述第一管线和所述公共端口提供所述用于初始加压的超临界流体的所述供应路径；并且
所述公共端口和所述第二管线提供溶解有所述有机溶剂的所述超临界流体的所述排放路径。
4.根据权利要求1所述的基板干燥室，其中：
所述基板布置在所述基板放置板上以定位成高于所述下部壳体和所述上部壳体之间的所述联接表面；并且
当所述干燥过程结束并且所述下部壳体和所述上部壳体打开时，防止设置在所述联接表面上的所述密封件周围的颗粒根据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。
5.根据权利要求3所述的基板干燥室，其中通过所述第一管线和所述公共端口供应的所述用于初始加压的超临界流体由所述基板放置板阻挡，使得防止所述用于初始加压的超临界流体被直接注入到所述基板上。
6.根据权利要求1所述的基板干燥室，还包括基板放置板支撑件，所述基板放置板支撑件的一个端部联接到所述下部壳体的所述底表面并且另一个端部联接到所述基板放置板，并且被配置为在支撑所述基板放置板的同时将所述基板放置板与所述下部壳体的所述底表面分离。
7.根据权利要求6所述的基板干燥室，其中由于所述基板放置板支撑件而存在于所述下部壳体的所述底表面和所述基板放置板之间的第一分离空间引起通过所述集成的供应/排放端口供应的所述用于初始加压的超临界流体沿着所述基板放置板的底表面移动，以逐渐扩散到布置有所述基板的处理区域中。
8.根据权利要求1所述的基板干燥室，还包括基板支撑件，其一个端部联接到所述基板放置板的顶表面并且所述另一个端部联接到所述基板，并且被配置为在支撑所述基板的同时将所述基板与所述基板放置板的所述顶表面分离。
9.根据权利要求8所述的基板干燥室，其中由于所述基板支撑件而存在于所述基板放置板的所述顶表面和所述基板之间的第二分离空间使所述基板的所述底表面暴露于通过所述集成的供应/排放端口供应的所述用于初始加压的超临界流体和通过所述上部供应端口供应的所述用于干燥的超临界流体，从而减少所述干燥过程的时间。
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