CN113921420A - 基板处理装置和基板处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及基板处理装置和基板处理方法。本发明构思提供了一种基板处理装置。该基板处理装置包括：工艺腔室，在工艺腔室的内部提供处理空间，在处理空间中处理基板；将流体供应到工艺腔室中的流体供应单元；以及包括排放管线的排放单元，工艺腔室中的流体通过排放管线被排放。流体供应单元包括：供应罐，流体被储存在该供应罐中；连接供应罐和工艺腔室的供应管线；在供应管线的第一点处从供应管线分支的分支管线；以及控制流体供应单元的控制器，并且控制器控制流体供应单元，使得在流体被供应到工艺腔室中之前不久，流体通过分支管线从所述供应管线被排出。

Description

基板处理装置和基板处理方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年7月8日提交韩国知识产权局的、申请号为10-2020-0084279的韩国专利申请的优先权和权益，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本文中所描述的本发明构思的实施方式涉及一种用于处理基板的装置和方法，更具体地，涉及一种用于通过使用超临界流体处理基板的装置和方法。
背景技术
通常，半导体器件通过使用诸如晶片的基板来制造。详细地，通过执行沉积工艺、照相工艺(photographic process)、清洁工艺、干燥工艺、蚀刻工艺等以在基板的上表面上形成精细电路图案来制造半导体器件。
一般而言，清洁工艺包括通过将化学品供应至基板供来去除基板上的异物的化学处理、通过将纯水供应至基板来去除残留在基板上的化学品的冲洗处理、以及去除残留在基板上的纯水的干燥处理。
使用超临界流体以干燥基板。根据一实施方式，通过用有机溶剂替代基板上的纯水、在高压腔室中将超临界流体供应至基板的上表面并且将有机溶剂溶解在超临界流体中以去除留在基板上的有机溶剂。当异丙醇(以下简称IPA)用作有机溶剂时，具有相对低的阈值温度和相对低的阈值压力并且IPA容易溶解在其中的二氧化碳(CO2)用作超临界流体。
使用超临界流体对基板的处理如下。当基板被运送入高压腔室时，超临界状态的二氧化碳被供应到高压腔室中以使高压腔室的内部加压，然后在重复超临界流体的供应和高压腔室的排放的情况下用超临界流体处理基板。此外，当基板完全处理时，高压腔室的内部被排放并且高压腔室中的压力降低。
图1示出了使用超临界流体的常规基板处理装置5。参照图1，在使用超临界流体的常规干燥工艺中，流体供应单元56将超临界流体供应到处理空间50中，基板“W”被定位在处理空间50中。
流体供应单元56具有主供应管线58、以及从主供应管线58分支的上供应管线59和下供应管线57。上供应管线59连接至上腔室52，并且下供应管线57连接至下腔室54。
通常，在将超临界流体通过上供应管线59或下供应管线57供应到处理空间50中之后，将上供应管线59或下供应管线57被清空。此外，如果需要，超临界流体通过上供应管线59或下供应管线57中的任一者被供应到处理空间50中、并且另一个供应管线被清空。不供应高温的超临界流体的供应管线57、59自然冷却。
此后，当将超临界流体供应至空的供应管线57和59时，在超临界流体的温度没有达到工艺温度的情况下，超临界流体通过冷却的供应管线57和59供应到处理空间中。此外，在空的供应管线57和59中提供的管道中产生颗粒，并且颗粒被引入到处理空间50中。
发明内容
本发明构思的实施方式提供了一种基板处理装置和基板处理方法，该基板处理装置在通过使用超临界流体处理基板时，将超临界流体调节至合适的工艺温度并且供应超临界流体。
本发明构思的实施方式还提供了一种基板处理装置和基板处理方法，该基板处理装置在通过使用超临界流体处理基板时，使流体供应单元中产生的颗粒最小化。
本发明构思的方面不限于此，本领域技术人员可以通过以下描述清楚地理解本发明构思的其他未提及的方面。
本发明构思提供了一种基板处理装置。基板处理装置包括：工艺腔室，在工艺腔室的内部提供处理空间，在处理空间中处理基板；将流体供应到工艺腔室中的流体供应单元；以及包括排放管线的排放单元，工艺腔室中的流体通过排放管线被排放。流体供应单元包括：供应罐，流体被储存在供应罐中；连接供应罐和工艺腔室的供应管线；在供应管线第一点处从供应管线分支的分支管线；以及控制流体供应单元的控制器，并且控制器控制流体供应单元，使得在流体被供应到工艺腔室中之前不久，流体通过分支管线从供应管线被排出。
在一实施方式中，第一点可以被提供为与工艺腔室相邻。
在一实施方式中，分支管线可以被连接至排放管线。
在一实施方式中，控制器可以控制流体供应单元，使得在流体被供应至工艺腔室中之前不久，流体通过分支管线被排出直到供应管线中的流体进入稳定状态。
在一实施方式中，稳定状态可以为第一点周围的流体的温度达到工艺温度的状态，在工艺腔室中以所述工艺温度处理基板。
在一实施方式中，稳定状态可以为第一点周围存在预设量或更少的颗粒的状态。
在一实施方式中，流体供应单元可以包括连接至工艺腔室的上部的第一供应管线、和连接至工艺腔室的下部的第二供应管线，以及分支管线可以从第二供应管线分支。
在一实施方式中，流体供应单元还可以包括安装在第二供应管线中并且加热流体的第一加热器，以及分支管线可以在第一加热器的下游侧上从第二供应管线分支。
在一实施方式中，第二加热器可以被安装在第一供应管线中，并且第一加热器和第二加热器的加热温度可以被不同地设定。
在一实施方式中，流体供应单元还可以包括：安装在第一加热器与第一点之间的第二供应管线中的第一阀；安装在第一供应管线中、并且调节是否将流体供应到工艺腔室中以及供应的流体的流速的上供应阀；安装在第二供应管线中、并且调节是否将流体供应到工艺腔室中以及供应的流体的流速的下供应阀；安装在分支管线中、并且调节是否将流体从供应管线排出以及排出的流体的量的第二阀；以及安装在排放管线中、并且调节是否排放处理空间以及排放的流速的排放阀。
在一实施方式中，控制器可以控制下供应阀，使得在基板被运送到处理空间中之后，流体通过第二供应管线被供应到工艺腔室中直到处理空间的压力变为第一压力。
在一实施方式中，控制器可以控制第一加热器和下供应阀，使得供应到工艺腔室中的流体的温度变为第一温度。
在一实施方式中，控制器可以控制第一加热器、第一阀和第二阀，使得在流体通过第二供应管线被供应到工艺腔室中之前，第二供应管线中的流体通过分支管线被排出直到第一点周围的流体的温度变为第一温度。
在一实施方式中，控制器可以控制第一加热器、第一阀和第二阀，使得在流体通过第二供应管线被供应到工艺腔室中之前，第二供应管线中的流体通过分支管线被排出直到在第一点周围的流体中存在预设量或更少的颗粒。
在一实施方式中，工艺腔室可以是高压工艺腔室，在高压工艺腔室中通过使用超临界流体执行工艺。
在一实施方式中，一种基板处理装置可以包括：工艺腔室，在工艺腔室的内部提供处理空间，在处理空间中处理基板；将流体供应到工艺腔室中的流体供应单元；以及包括排放管线的排放单元，工艺腔室中的流体通过排放管线被排放。流体供应单元包括：供应罐，流体被储存在供应罐中；连接供应罐和工艺腔室的上部的第一供应管线，调节是否将流体供应到工艺腔室中以及供应的流体的量的上供应阀被安装在第一供应管线中；连接供应罐和工艺腔室的下部的第二供应管线，调节是否将流体供应到工艺腔室中以及供应的流体的量的下供应阀被安装在第二供应管线中；在第二供应管线的第一点处从供应管线分支的、连接至排放管线的分支管线，第二阀安装在分支管线中；以及控制流体供应单元的控制器。第二供应管线还包括加热流体的第一加热器；和安装在第一加热器与下供应阀之间的第一阀。控制器可以控制流体供应单元，使得在流体被供应到工艺腔室中之前不久，流体通过分支管线从第二供应管线被排出，以及第一点可以被提供为与第一阀与下供应阀之间的工艺腔室相邻。
在一实施方式中，控制器可以控制下供应阀、第一加热器、第一阀和第二阀，使得在流体通过第二供应管线被供应到工艺腔室中之前，第二供应管线中的流体通过分支管线被排出直到在第一点周围的流体的温度变为第一温度。
本发明构思提供了一种用于利用超临界流体处理基板的方法。该方法包括：排出供应管线，超临界流体通过供应管线被供应至工艺腔室中的处理空间；在供应管线的排出之后，通过将超临界流体供应至处理空间以将处理空间加压至第一压力；以及在处理空间中利用超临界流体处理基板。
在一实施方式中，在处理空间的加压中超临界流体可以以第一温度被供应，并且，在供应管线的排出中，供应管线可以被排出直到供应管线中的超临界流体的温度变为第一温度。
在一实施方式中，基板的处理可以为干燥基板的处理，在基板上残留有有机溶剂。
附图说明
参照以下附图，上述和其他目的及特征将从以下描述中变得显而易见，其中除非另有说明，否则贯穿各个附图，相同的附图标记指代相同的部件，且在附图中：
图1为示出了常规的基板处理装置的截面图；
图2为示意性地示出了根据本发明构思的实施方式的基板处理装置的平面图；
图3为示意性地示出了图2的液体处理装置的实施方式的视图；
图4为示意性示出了图2的超临界装置的实施方式的视图；
图5为示意性示出了根据本发明构思的实施方式的流体供应单元的视图；
图6为根据本发明构思的实施方式的基板处理方法的流程图；
图7为示出了在执行本发明构思的基板处理方法的情况下，腔室的内部中的压力随时间变化的曲线图；和
图8至图11为依次示出了根据本发明构思的实施方式的基板处理方法的视图。
具体实施方式
以下，将参照附图详细地描述本发明构思的实施方式。本发明构思的实施方式可以以不同的方式进行修改，并且本发明构思的范围不应该被解释为限于以下实施方式。提供本发明构思的实施方式是为了向本领域的技术人员更完整地描述本发明构思。因此，夸大了附图组件的形状以强调其更清楚的描述。
图2为示意性地示出了根据本发明构思的实施方式的基板处理装置的平面图。参照图2，基板处理系统包括索引模块10、处理模块20和控制器(未示出)。根据一实施方式，索引模块10和处理模块20沿着一个方向设置。下文中，索引模块10和处理模块20布置的方向将被称作第一方向92，当从上方观察时垂直于第一方向92的方向将被称作第二方向94，并且与第一方向92和第二方向94均垂直的方向将被称作第三方向96。
索引模块10将基板“W”从接收基板“W”的容器80传输至处理模块20，并且由处理模块20完全处理的基板“W”被接收在容器80中。索引模块10的纵向方向为第二方向94。索引模块10包括多个装载端口12和索引框架14。装载端口12相对于索引框架14位于处理模块20的相对侧上。在接收基板“W”的容器80被定位在装载端口12上。多个装载端口12可以被提供，并且多个装载端口12可以沿着第二方向94设置。
容器80可以为封闭的容器，诸如前启式晶圆传送盒(front open unified pod，FOUP)。容器80可以通过诸如高架传送、高架传送带或自动引导车的馈送单元(未示出)、或者操作者被定位在装载端口12上。
索引机器人120被提供在索引框架14中。导轨140可以被提供在索引框架14中，导轨140的纵向方向为第二方向94，以及索引机器人120可以在导轨140上为可移动的。索引机器人120可以包括手部122，基板“W”被定位在该手部上，以及手部122可以向前和向后移动、围绕第三方向96旋转、并且沿着第三方向96移动。多个手部122可以被提供为在向上/向下方向上彼此间隔开，并且手部122可以独立地向前和向后移动。
处理模块20包括缓冲单元200、传输装置300、液体处理装置400和超临界装置500。缓冲单元200提供运送到处理模块20中的基板“W”和从处理模块20运送出的基板“W”暂时停留的空间。液体处理装置400通过将液体供应到基板“W”上来执行液体处理基板“W”的液体处理工艺。超临界装置500执行去除残留在基板“W”上的液体的干燥工艺。传输装置300在缓冲单元200、液体处理装置400和超临界装置500中的任意两个之间传输基板“W”。
传输装置300被设置成使得其纵向方向为第一方向92。缓冲单元200设置在索引模块10与传输装置300之间。液体处理装置400和超临界装置500可以设置在传输装置300的侧面上。液体处理装置400和传输装置300可以沿着第二方向94设置。超临界装置500和传输装置300可以沿着第二方向94设置。缓冲单元200可以位于传输装置300的一端处。
根据一实施例，液体处理装置400可以设置在传输装置300的相对侧上，超临界装置500可以设置在传输装置300的相对侧上，并且液体处理装置400可以设置在比超临界装置500更接近缓冲单元200的位置处。在传输装置300的一侧上，液体处理装置400可以沿着第一方向92和第三方向96提供在A×B(A和B是1或大于1的整数)的阵列上。此外，在传输装置300的一侧上，超临界装置500可以沿着第一方向92和第三方向96提供在C×D(C和D是1或大于1的整数)的阵列上。与以上描述不同，可以在传输装置300的一侧上仅设置液体处理装置400，并且可以在该传输装置的相对侧上仅设置超临界装置500。
传输装置300具有传输机器人320。导轨340可以被提供在传输装置300中，该导轨的纵向方向为第一方向92，并且传输机器人320可以在导轨340上为可移动的。传输机器人320可以包括手部322，基板“W”被定位在该手部上，并且手部322可以向前和向后移动、围绕第三方向96旋转、以及沿着第三方向96移动。多个手部322可以被提供为在向上/向下方向上彼此间隔开，并且手部322可以独立地向前和向后移动。
缓冲单元200包括多个缓冲区220，基板“W”被定位在多个缓冲区上。缓冲区220可以被设置为沿着第三方向96彼此间隔开。缓冲单元200的正面和背面可以是敞开的。正面为面向索引模块10的表面，以及背面为面向传输装置300的表面。索引机器人120可以通过正面接近缓冲单元200，并且传输机器人320可以通过背面接近缓冲单元200。
图3是示意性地示出了图2的液体处理装置400的实施方式的视图。参照图3，液体处理装置400包括壳体410、杯420、支承单元440、液体供应单元460、升降单元480以及控制器40。控制器40控制液体供应单元460、支承单元440和升降单元480的操作。壳体410具有大致的矩形平行六面体的形状。杯420、支承单元440和液体供应单元460被设置在壳体410中。
杯420具有处理空间，该处理空间的上侧为敞开的，并且基板“W”在处理空间中被液体处理。支承单元440在处理空间中支承基板“W”。液体供应单元460将液体供应到由基板支承单元440支承的基板“W”上。多种液体可以被提供，并且可以依次被供应到基板“W”上。升降单元480调节杯420与支承单元440之间的相对高度。
根据一实施方式，杯420具有多个回收容器422、424和426。回收容器422、424和426具有用于回收用于处理基板的液体的回收空间。回收容器422、424和426提供为具有围绕支承单元440的环形形状。当执行液体处理工艺时，由于基板“W”的旋转而溅出的预处理液体通过回收容器422、424和426的入口422a、424a和426a被引入到回收空间中。根据一实施方式，杯420具有第一回收容器422、第二回收容器424和第三回收容器426。第一回收容器422设置为环绕支承单元440，第二回收容器424设置为环绕第一回收容器422，以及第三回收容器426设置为环绕第二回收容器424。液体通过第二入口424a被引入到第二回收容器424中，第二入口424a可以位于第一入口422a的上侧，通过该第一入口422a将液体引入到第一回收容器422中，以及通过第三入口426a液体被引入到第三回收容器426中，该第三入口426a可以位于第二入口424a的上侧。
支承单元440具有支承板442和驱动轴444。支承板442的上表面可以具有基本上圆形形状，并且可以具有大于基板“W”直径的直径。在支承板442的中央部分处提供支承基板“W”的后表面的支承销442a，并且支承销442a的上端从支承板442突出，使得基板“W”与支承板442以特定距离间隔开。卡盘销442b提供在支承板442的边缘部分处。
卡盘销442b从支承板442向上突出，并且支承基板“W”的侧部，使得当基板“W”旋转时基板“W”不会从支承单元440分离。驱动轴444由驱动构件446驱动并且被连接至基板“W”的底表面的中心，并且围绕其中心轴线旋转支承板442。
根据一实施方式，液体供应单元460具有第一喷嘴462、第二喷嘴464和第三喷嘴466。第一喷嘴462将第一液体供应到基板“W”上。第一液体可以是去除残留在基板“W”上的膜或异物的液体。第二喷嘴464将第二液体供应到基板“W”上。第二液体可以是容易溶解在第三液体中的液体。例如，第二液体可以为比第一液体更容易溶解在第三液体中的液体。第二液体可以为中和供应到基板“W”上的第一液体的液体。此外，第二液体可以为中和第一液体并且比第一液体更容易溶解在第三液体中的液体。
根据一实施方式，第二液体可以为水。第三喷嘴466将第三液体供应到基板“W”上。第三液体可以是容易溶解在超临界流体中的液体，该超临界流体在超临界装置500中使用。例如，第三液体可以为比第二液体更容易溶解在超临界流体中的液体，该超临界流体在超临界装置500中使用。根据一实施例，第三液体可以为有机溶剂。有机溶剂可以为异丙醇(IPA)。根据一实施例，超临界流体可以是二氧化碳。
第一喷嘴462、第二喷嘴464和第三喷嘴466可以由不同臂461支承，并且臂461可以独立地移动。可选地，第一喷嘴462、第二喷嘴464和第三喷嘴466可以被安装在相同的臂上以同时移动。
升降单元480向上和向下移动杯420。杯420与基板“W”之间的相对高度随着杯420向上和向下移动而改变。因此，由于用于回收预处理液体的回收容器422、424和426根据供应至基板“W”的液体种类而改变，液体可以被分离和回收。不像上面的描述，杯420可以固定地安装，并且升降单元480可以向上和向下移动支承单元440。
图4为示意性地示出了图2的超临界装置500的实施方式的视图。根据一实施方式，超临界装置500通过使用超临界流体去除基板“W”上的液体。根据一实施方式，在基板“W”上的液体是异丙醇(IPA)。超临界装置500通过将超临界流体供应到基板上并将IPA溶解在超临界流体中来从基板“W”去除在基板“W”上的IPA。
超临界装置500包括工艺腔室520、液体供应单元600、支承单元580、驱动构件590和排放单元550。
工艺腔室520提供了处理空间502，在该处理空间中执行超临界工艺。工艺腔室520具有第一主体522与第二主体524，以及第一主体522与第二主体524结合以提供处理空间502，这如上文所述。在一实施方式中，第一主体522提供在第二主体524的上侧上。当第一主体522与第二主体524间隔开时，处理空间502打开，然后基板“W”被运送入或运送出。
在一实施方式中，第一主体522可以具有第一排放孔525，第一供应管线542连接至该第一排放孔525。流体可以通过第一排放孔525供应至处理空间502。在一实施方式中，第二主体524可以具有第二排放孔526以及排放孔527，第二供应管线562连接至第二排放孔526，排放孔552连接至排放孔527。
在此工艺期间，第一主体522和第二主体524彼此粘合，并且处理空间502从外部关闭。加热器570提供在工艺腔室520的壁的内部中。加热器570加热工艺腔室520的处理空间502，使得供应到工艺腔室520的内部空间中的流体保持超临界状态。处理空间502的内部形成归因于超临界流体的气氛。
支承单元580在工艺腔室520的处理空间502中支承基板“W”。运送到工艺腔室520的处理空间502中的基板“W”被定位在支承单元580上。根据一实施方式，基板“W”由支承单元580支承，使得其图案表面面向上侧。在一实施例中，支承单元580在第二排放孔526的上侧上支承基板“W”。
驱动构件590提升第一主体522和第二主体524中的任一个，使得工艺腔室520被移动至打开位置或关闭位置。例如，驱动构件590可以是气缸。这里，打开位置为第一主体522和第二主体524彼此间隔开的位置，以及关闭位置为第一主体522的表面和第二主体524的表面彼此粘合的位置。即，处理空间502在打开位置处向外部打开，并且处理空间502在关闭位置处关闭。在一实施例中，驱动构件590升高或降低第一主体522或第二主体524中的任一个。
此外，排放单元550被耦接至第二主体524。工艺腔室520的处理空间502中的超临界流体通过排放单元550排放至工艺腔室520的外侧。排放单元550包括排放管线552和排放阀5521。排放阀5521安装在排放管线552中，并且调节处理空间502是否被排放以及排放的量。
流体供应单元600将用于处理基板的超临界流体供应至工艺腔室520的处理空间502。图5是示意性示出根据本发明构思的实施方式的流体供应单元600的视图。参照图5，流体供应单元600具有供应罐510、供应管线542和562、以及分支管线582。
供应罐510连接至流体供应源(未示出)以从流体供应源(未示出)接收二氧化碳并且储存二氧化碳。供应管线542和562连接供应罐510和工艺腔室520。供应管线542和562具有第一供应管线542和第二供应管线562。在一实施例中，第一供应管线542连接至工艺腔室520的上部，以及第二供应管线562连接至工艺腔室520的下部。根据一实施方式，第一供应管线542耦接至第二主体524的上中心部分，以及第二供应管线562耦接至第二主体524的下中心部分。
第二加热器5421、第一过滤器5423、上供应阀5427和第一传感器5425安装在第一供应管线542中。第二加热器5421加热二氧化碳，使得从供应罐510供应至工艺腔室520的流体进入超临界状态。第一过滤器5423过滤掉通过第二加热器5421的流体内部中的颗粒。上供应阀5427调节是否将流体从供应罐510供应至工艺腔室520以及供应的流体的流速。第一传感器5425测量供应至工艺腔室520的流体是否达到适合于基板的超临界处理的温度。
在一实施例中，第一供应管线542和第二供应管线562可以通过柔性管5621彼此连接。当第一主体522或第二主体524提升时，柔性管5621防止第一供应管线542与第二供应管线562分离。
第一加热器5622、第二传感器5623、第二过滤器5624、第一阀5625、下供应阀5628和第三传感器5627安装在第二供应管线562中。第一加热器5622加热二氧化碳，使得从供应罐510供应至工艺腔室520的流体进入超临界状态。第二传感器5623测量供应至第一加热器5622的流体是否达到适合于基板的超临界处理的温度。第二过滤器5624过滤掉通过第一加热器5622的流体内部中的颗粒。第一阀5625安装在第一加热器5622与第一点601之间的第二供应管线562中。下供应阀5628调节是否将流体从供应罐510供应至工艺腔室520以及供应的流体的流速。第三传感器5627测量供应至工艺腔室520的流体是否达到适合于基板的超临界处理的温度、或供应至工艺腔室520的流体内部中的颗粒量是否为预设量或更少。
分支管线582在第一点601处从供应管线542和562分支。在一实施方式中，分支管线582从第二供应管线562分支。分支管线582在第一加热器5622的下游侧上从第二供应管线562分支。因此，流过分支管线582的流体是由第一加热器5622加热的流体。在一实施例中，分支管线582在第二点602处连接至排放管线552。因此，通过分支管线582排出的流体可以通过排放管线552排放到外部。第一点601被提供为在第二供应管线562中与工艺腔室520相邻。因此，在加热与工艺腔室520相邻的管道之后，由第一加热器5622加热的流体可以通过分支管线582排出。分支管线582包括第二阀5821和止回阀5823。第二阀5821调节是否在分支管线582上供应流体以及供应的流体的量。止回阀5823可以允许分支管线582中的流体在反向流动的情况下流至排放管线552。
排放管线552还包括第一排放阀5521、第二排放阀5523和排放传感器5823。第一排放阀5521调节是否从处理空间502排放流体或排放的流体的量。第二排放阀5523被提供在第二点602的下游侧上，并且调节排放管线552或分支管线内的流体是否排出。排放传感器5823测量从处理空间502排放的流体的流速或温度。
在下文中，将参照图6和图11详细描述根据本发明构思的实施方式的基板处理方法。控制器控制基板处理装置以执行基板处理方法。
在下文中，将通过使用上述超临界装置500来描述根据本发明构思的基板干燥方法。以下描述涉及通过使用超临界流体去除在清洁工艺之后留下的诸如异丙醇的残留液体的基板干燥方法。同时，因为以上描述仅为了便于描述，除了前面提及的超临界装置500之外，通过相同或相似的装置来执行基板干燥方法。此外，根据本发明构思的基板干燥方法可以以用于执行该方法的代码或程序的形式存储在计算机可读记录介质中。
图6为根据本发明构思的实施方式的基板处理方法的流程图。图7是示出在执行本发明构思的基板处理方法时工艺腔室520内部中的压力随时间变化的曲线图。图8至图11为依次示出了根据本发明构思的实施方式的基板处理方法的视图。
参照图6，本发明构思的基板处理方法包括排出操作S10、加压操作S20、处理操作S30和减压操作S40。
参照图8，在排出操作S10之前处理专用基板，并且第一供应管线542和第二供应管线562被清空。因此，供应管线自然冷却。在供应管线自然冷却的情况下，在供应管线内部中产生颗粒。因此，当将流体供应至供应管线以处理随后的基板时，流体在尚未达到工艺温度的情况下被供应至处理空间502。此外，供应管线内部中的颗粒被引入到处理空间502中。因此，在排出操作S10中，在将流体供应到工艺腔室520中之前不久，将供应管线中的流体排出。在一实施例中，如图8所示，在排出操作S10中，第二供应管线562中的流体通过分支管线582排出。
在排出操作S10期间，在第二供应管线562中的流体通过分支管线582排出的情况下，提供在第一加热器5622与第一点601之间的管道被加热。排出操作S10继续直到第一点610周围的流体进入稳定状态。在一实施例中，稳定状态为第一点601周围的流体的温度达到用于在工艺腔室520中处理基板的工艺温度的状态。可选的，稳定状态为第一点601周围的流体中存在预设量或更少颗粒的状态。此外，稳定状态为第一点601周围的流体的温度达到工艺腔室520中用于处理基板的工艺温度并且在第一点601周围的流体中存在预设量或更少颗粒的状态。因此，通过第二供应管线562供应至处理空间502的流体处于流体达到工艺温度的状态，并且处于颗粒被去除的状态。
在执行排出操作S10的情况下，基板被运送到处理空间502中。可选地，在执行排出操作S10之前，可以将基板运送到处理空间502中。在一实施例中，在第一主体522和第二主体524彼此间隔开的状态下，基板“W”(其中IPA残留在该基板的上表面上)被运送到处理空间502中。基板“W”被定位在支承单元580上，使得该基板的图案表面面向上侧。当基板“W”被运送到处理空间502中时，随着第一主体522由驱动构件590降低，第一主体522和第二主体524彼此粘合以关闭工艺腔室520。当第一主体522和第二主体524处于关闭位置时，在加压操作S20中将超临界流体供应到处理空间502中以使处理空间502加压。
参照图9，在加压操作S20中，通过将处于超临界状态的二氧化碳供应到处理空间502中，将处理空间502加压至第一压力P1，该第一压力为预设压力。在一实施方式中，在加压操作S20中，通过第二供应管线562在处理空间502的下部处将流体供应到工艺腔室520中。由于流体供应单元600将超临界流体供应至基板“W”的底表面并且支承单元580在排放孔的上侧上支承基板“W”，因此在供应流体的过程中施加至基板“W”的图案表面的冲击可以被最小化。在一实施方式中，供应到工艺腔室520中的流体的温度可以设置为与排出操作S10中第一点601周围的流体的温度相同。
此后，在处理操作S30中，用供应到处理空间502中的超临界流体干燥基板。参照图10，在处理操作S30中，通过第一供应管线542在处理空间502上部处将流体供应到工艺腔室520中。由于流体在处理空间502的下部处被供应、并且随后在该处理空间的上部处被供应，超临界流体容易在处理空间502的内部混合。可以在处理空间502的内部提供用于防止超临界流体直接供应至基板的图案表面的挡板以减少对基板的图案的损坏。
处理操作S30包括供应工艺和排放工艺。在供应工艺中，流体通过第一供应管线542被供应至工艺腔室520的内部。在排放工艺中，处理空间502中的流体通过排放管线552排出。执行排放工艺直到处理空间502的压力变为第二压力P2。第二压力P2是低于第一压力P1的压力。第二压力P2维持在高于二氧化碳的阈值压力的压力。执行供应工艺直到处理空间502的压力变为第三压力P3。第三压力P3是高于第二压力P2的压力。在一实施方式中，第三压力P3可以与第一压力P1相似。在一实施方式中，在供应工艺中供应到处理空间502中的超临界流体的温度可以不同于在加压操作S20中供应至处理空间502的超临界流体的温度。
当执行供应工艺，使得特定量的IPA溶解在超临界状态的二氧化碳中时，IPA不再溶解在二氧化碳中。因此，通过执行从处理空间502排放溶解了特定量的IPA的二氧化碳的排放工艺，并且执行将处于新的超临界状态的二氧化碳供应到处理空间502中的供应工艺，使IPA继续溶解在二氧化碳中。重复上述的排放工艺和供应工艺。
参照图11，在减压操作S40中，在完全处理基板之后，排放处理空间502。根据一实施方式，降低压力直到处理空间502的内部变为常压或类似于常压的压力。当完成减压操作S40时，执行打开工艺腔室520的打开操作，并且当打开工艺腔室520时，基板从处理空间502被运送出。
在上面的实施例中已经描述了分支管线582是从第二供应管线562分支的。然而，在另一实施例中，分支管线582可以从第一供应管线542分支以在处理操作S30之前执行排出操作S10。可选地，分支管线582可以被提供至第一供应管线542和第二供应管线562。
在上述实施例中已经描述了在加压操作S20中将超临界流体供应至基板的下部、并且在处理操作S30中将超临界流体供应至基板的上部。然而，在加压操作S20和处理操作S30这二者中，可以将超临界流体供应至基板的上部。可替代地，在加压操作S20和处理操作S30这二者中，可以将超临界流体供应至基板的下部。可替代地，可以在加压操作S20中将超临界流体供应至基板的上部、并且在处理操作S30中将超临界流体供应至基板的下部
根据本发明构思，可以通过在将超临界流体供应到处理空间502中之前，排出供应超临界流体的供应管线来设定供应到处理空间502中的流体的温度。因此，可以改善流体温度的均匀性并且可以在工艺时间期间增加工艺的可靠性。
此外，根据本发明构思，可以通过在将超临界流体供应到处理空间502中之前，排出供应超临界流体的供应管线来去除供应到处理空间502中的流体内部中的颗粒。
根据本发明构思的实施方式，当通过使用超临界流体处理基板时，超临界流体可以被调节至合适的工艺温度并且被供应。
根据本发明构思的实施方式，当使用超临界流体处理基板时，可以最小化在流体供应单元中产生的颗粒。
本发明构思的效果不限于上述效果，并且本发明构思所属领域的技术人员能够从说明书和附图中清楚地理解未提及的效果。
以上详细的描述例证了本发明构思。此外，上述的内容描述了本发明构思的示例性实施方式，并且本发明构思可用于各种其他组合、变换、及环境。也就是说，本发明构思可以在不脱离说明书中公开的发明构思的范围、与书面公开的等同范围、和/或本领域技术人员的技术或知识范围的情况下进行修饰及改正。书面实施方式描述了用于实现本发明构思的技术精神的最佳状态，并且在本发明构思的具体应用领域和目的中可以做出必要的各种改变。因此，本发明构思的详细描述并非旨在将发明构思限制在所公开的实施方式状态中。此外，应理解的是所附权利要求包括其他实施方式。

Claims (20)

1.一种基板处理装置，所述基板处理装置包括：
工艺腔室，所述工艺腔室配置为在所述工艺腔室的内部提供处理空间，在所述处理空间中处理基板；
流体供应单元，所述流体供应单元配置为将流体供应到所述工艺腔室中；以及
排放单元，所述排放单元包括排放管线，所述工艺腔室中的流体通过所述排放管线被排放；
其中，所述流体供应单元包括：
供应罐，所述流体被储存在所述供应罐中；
供应管线，所述供应管线连接所述供应罐和所述工艺腔室；
分支管线，所述分支管线在所述供应管线的第一点处从所述供应管线分支；和
控制器，所述控制器配置为控制所述流体供应单元，并且
其中，所述控制器控制所述流体供应单元，使得在所述流体被供应到所述工艺腔室中之前不久，所述流体通过所述分支管线从所述供应管线被排出。
2.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中，所述第一点被提供为与所述工艺腔室相邻。
3.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中，所述分支管线被连接至所述排放管线。
4.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中，所述控制器控制所述流体供应单元，使得在所述流体被供应到所述工艺腔室中之前不久，所述流体通过所述分支管线被排出直到使在所述供应管线中的所述流体进入稳定状态。
5.根据权利要求4所述的基板处理装置，其中，所述稳定状态为所述第一点周围的所述流体的温度达到工艺温度的状态，在工艺腔室中以所述工艺温度处理所述基板。
6.根据权利要求4所述的基板处理装置，其中，所述稳定状态为在所述第一点周围存在预设量或更少的颗粒的状态。
7.根据权利要求3所述的基板处理装置，其中，所述流体供应单元包括：
第一供应管线，所述第一供应管线被连接至所述工艺腔室的上部；和
第二供应管线，所述第二供应管线被连接至所述工艺腔室的下部，以及
其中，所述分支管线从所述第二供应管线分支。
8.根据权利要求7所述的基板处理装置，其中，所述流体供应单元还包括：
第一加热器，所述第一加热器安装在所述第二供应管线中并且配置为加热所述流体，以及
其中，所述分支管线在所述第一加热器的下游侧上从所述第二供应管线分支。
9.根据权利要求8所述的基板处理装置，其中，第二加热器安装在所述第一供应管线中，并且所述第一加热器和所述第二加热器的加热温度被不同地设定。
10.根据权利要求8所述的基板处理装置，其中，所述流体供应单元还包括：
第一阀，所述第一阀安装在所述第一加热器与所述第一点之间的所述第二供应管线中；
上供应阀，所述上供应阀安装在所述第一供应管线中、并且配置为调节是否将所述流体供应到所述工艺腔室中以及供应的所述流体的流速；
下供应阀，所述下供应阀安装在所述第二供应管线中、并且配置为调节是否将所述流体供应到所述工艺腔室中以及供应的所述流体的流速；
第二阀，所述第二阀安装在所述分支管线中、并且配置为调节是否将所述流体从所述供应管线排出以及排出的所述流体的量；以及
排放阀，所述排放阀安装在所述排放管线中、并且配置为调节是否排放所述处理空间以及所述排放的流速。
11.根据权利要求10所述的基板处理装置，其中，所述控制器控制所述下供应阀，使得在所述基板被运送到所述处理空间中之后，所述流体通过所述第二供应管线被供应到所述工艺腔室中直到所述处理空间的压力变为第一压力。
12.根据权利要求11所述的基板处理装置，其中，所述控制器控制所述第一加热器和所述下供应阀，使得供应到所述工艺腔室中的所述流体的温度变为第一温度。
13.根据权利要求12所述的基板处理装置，其中，所述控制器控制所述第一加热器、所述第一阀和所述第二阀，使得在所述流体通过所述第二供应管线被供应到所述工艺腔室中之前，所述第二供应管线中的所述流体通过所述分支管线被排出直到所述第一点周围的所述流体的温度变为所述第一温度。
14.根据权利要求11所述的基板处理装置，其中，所述控制器控制所述第一加热器、所述第一阀和所述第二阀，使得在所述流体通过所述第二供应管线被供应到所述工艺腔室中之前，所述第二供应管线中的所述流体通过所述分支管线被排出直到在所述第一点周围的所述流体中存在预设量或更少的颗粒。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的基板处理装置，其中，所述工艺腔室为高压工艺腔室，在所述高压工艺腔室中通过使用超临界流体执行工艺。
16.一种基板处理装置，所述基板处理装置包括：
工艺腔室，所述工艺腔室配置为在所述工艺腔室的内部提供处理空间，在所述处理空间中处理基板；
流体供应单元，所述流体供应单元配置为将流体供应到所述工艺腔室中；以及
排放单元，所述排放单元包括排放管线，在所述工艺腔室中的流体通过所述排放管线被排放；
其中，所述流体供应单元包括：
供应罐，所述流体被储存在所述供应罐中；
第一供应管线，所述第一供应管线连接所述供应罐和所述工艺腔室的上部，并且调节是否将所述流体供应到所述工艺腔室中、以及供应的所述流体的量的上供应阀被安装在所述第一供应管线中；
第二供应管线，所述第二供应管线连接所述供应罐和所述工艺腔室的下部，并且调节是否将所述流体供应到所述工艺腔室中、以及供应的所述流体的量的下供应阀被安装在所述第二供应管线中；
分支管线，所述分支管线在所述第二供应管线的第一点处从所述供应管线分支，所述分支管线连接至所述排放管线，并且第二阀被安装在所述分支管线中；以及
控制器，所述控制器配置为控制所述流体供应单元，
其中，所述第二供应管线还包括：
第一加热器，所述第一加热器配置为加热所述流体；和
第一阀，所述第一阀安装在所述第一加热器与所述下供应阀之间，
其中，所述控制器控制所述流体供应单元，使得在所述流体被供应到所述工艺腔室中之前不久，所述流体通过所述分支管线从所述第二供应管线被排出，以及
其中，所述第一点被提供为与所述第一阀与所述下供应阀之间的所述工艺腔室相邻。
17.根据权利要求16所述的基板处理装置，其中，所述控制器控制所述下供应阀、所述第一加热器、所述第一阀和所述第二阀，使得在所述流体通过所述第二供应管线被供应到所述工艺腔室中之前，所述第二供应管线中的所述流体通过所述分支管线被排出直到在所述第一点周围的所述流体的温度变为第一温度。
18.一种用于利用超临界流体处理基板的方法，所述方法包括：
排出供应管线，所述超临界流体通过所述供应管线被供应至工艺腔室中的处理空间；
在所述供应管线的所述排出之后，通过将所述超临界流体供应至所述处理空间以将所述处理空间加压至第一压力；以及
在所述处理空间中利用所述超临界流体处理所述基板。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，在所述处理空间的加压中所述超临界流体以第一温度被供应，并且
其中，在所述供应管线的所述排出中，所述供应管线被排出直到所述供应管线中的所述超临界流体的温度变为所述第一温度。
20.根据权利要求18或19所述的方法，其中，所述基板的所述处理为干燥所述基板的处理，在所述基板上残留有有机溶剂。
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