CN117238797A - 基板处理装置和基板处理方法 - Google Patents

Abstract

一种基板处理装置及基板处理方法。所述基板处理装置包括主体，其具有被配置为在其中以超临界压力对干燥处理流体加压的处理空间；流体供应单元，其被配置为将所述干燥处理流体供应到所述处理空间；以及排放单元，其被配置为从所述处理空间内部排放所述干燥处理流体；其中所述排放单元包括耦接到所述主体的排放管线以及采样单元，所述采样单元包括采样管线和检测器，所述采样管线从所述排放管线的后端区域分支并且被配置为提取采样流体，所述检测器设置在所述采样管线中并且被配置为分析所述采样流体。

Description

基板处理装置和基板处理方法

相关申请

本申请基于在2022年6月15日和2022年7月21日在韩国知识产权局提交的第10-2022-0073063号和第10-2022-0090609号韩国专利申请，根据中国专利法第29条要求其优先权，其全部公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及一种基板处理装置及基板处理方法，尤其涉及一种使用超临界干燥处理流体(即超临界二氧化碳)的基板处理装置。

背景技术

通常，半导体器件由诸如晶圆的基板制造。具体地，通过执行沉积工艺、光刻工艺、蚀刻工艺等在基板的上表面上形成精细电路图案来制造半导体器件。

在执行上述工艺时，其上形成有电路图案的基板的上表面可能被各种异物污染，因此可能需要用于去除异物的清洗工艺和清洗后的干燥工艺。

近来，超临界干燥处理流体被用于清洗基板的工艺中。根据一个示例，可以这样的方式执行清洗工艺：通过挥发性有机化合物清洗基板的上表面，然后通过向基板的上表面供应处于超临界状态的二氧化碳(CO₂)以去除残留在基板上的挥发性有机化合物。

通过一个清洗显影(半导体液处理)装置在基板上使用清洗显影液后，进行干燥工艺，以去除基板上的液体。近来，随着基板上的图案变得更精细，可以执行使用超临界二氧化碳(CO₂)的干燥工艺以防止图案倒塌。因此，在执行使用超临界二氧化碳的干燥工艺时，在工艺结束之前无法通过直接监视超临界二氧化碳干燥处理装置的内部来获知干燥工艺的状态，因此难以控制条件，例如清洗显影液的供给量和排放量、处理时间等。当所述工艺通过连续供应二氧化碳以从基板上去除和干燥清洗和显影液，甚至在达到工艺的目的后还过度地进行，生产成本和处理时间会增加，导致产率降低。另一方面，当在达到工艺目的之前就结束工艺时，会由于干燥不足而导致清洗或显影缺陷。

发明内容

提供一种基板处理方法及基板处理装置，可提高基板清洗显影后使用超临界流体对工艺处理液(清洗液或显影液)进行去除及干燥的超临界干燥效率。

根据本公开的一个方面，检测当基板通过使用超临界流体被超临界干燥并处理时的最佳工艺条件。

附加方面将在以下描述中部分阐述，并且部分将从描述中显而易见，或者可以通过实践本公开的所呈现的实施例来获知。

根据本公开的一个方面，一种基板处理装置包括主体，其具有处理空间，所述处理空间被配置为在其中以超临界压力对干燥处理流体进行加压；流体供应单元，其被配置为将所述干燥处理流体供应到所述处理空间；以及排放单元，所述排放单元被配置为从所述处理空间内部排放所述干燥处理流体，其中所述排放单元包括耦接到所述主体的排放管线以及采样单元，所述采样单元包括采样管线以及检测器，所述采样管线从所述排放管线的后端区域分支并且被配置为提取采样流体，所述检测器设置在所述采样管线中并且被配置为分析所述采样流体。

所述基板处理装置还包括控制器，所述控制器被配置为控制所述流体供应单元是否运作以及所述排放单元是否运作，所述控制器还被配置为从所述检测器接收关于所述采样流体的信息，以控制流体供应单元和排放单元中的每一个的操作。

所述控制器还被配置为当所述检测器检测到待检测物的浓度等于或小于设定值时，停止供应所述干燥处理流体并且排放所述干燥处理流体。

所述控制器还被配置为当所述流体供应单元供应所述干燥处理流体的次数等于或大于设定次数时，停止供应所述干燥处理流体并且排放所述干燥处理流体。

所述采样流体包括所述干燥处理流体和待检测物，且所述检测器还被配置为从所述采样流体中去除所述干燥处理流体并且检测所述待检测物。

所述检测器还被配置为检测待检测物的成分、浓度和粒子数中的至少一项。

所述待检测物包括挥发性有机化合物。

所提取的采样流体的量是在通过所述排放管线排放的排放流体的排放量的0.0001％以内。

根据本公开的另一方面，一种基板处理装置包括主体，所述主体具有在其中执行清洗处理操作的处理空间；支撑单元，其被配置为在所述处理空间内支撑基板；流体供应单元，其被配置为提供干燥处理流体到所述处理空间；排放单元，其被配置为从所述处理空间内部排放所述干燥处理流体；以及控制器，其被配置为控制所述流体供应单元是否运作以及所述排放单元是否运作；其中所述排放单元包括耦接到所述主体的排放管线以及采样单元，所述采样单元包括采样管线以及检测器，所述采样管线从所述排放管线的后端区域分支并且被配置为提取采样流体，所述检测器设置在所述采样管线中并且被配置为分析所述采样流体，其中所述控制器还被配置成控制将所述干燥处理流体供应到所述处理空间，以及控制从所述处理空间内部排放所述干燥处理流体。

所述控制器还被配置为从所述检测器接收关于所述采样流体的信息，以控制流体供应单元和排放单元中的每一个的操作。

所述基板处理装置还包括位于所述排放管线的前端的第一阀，其中当所述干燥处理流体被排放时，所述控制器打开所述第一阀。

所述基板处理装置还包括位于所述采样单元内的第二阀，其中当所述干燥处理流体的一部分被引入所述采样单元时，所述控制器打开所述第二阀。

在所述处理空间内的所述干燥处理流体包括超临界流体。

根据本公开的另一方面，一种基板处理方法包括将干燥处理流体供应到处理空间中的升压操作、相对于所述处理空间内部重复供应和排放所述干燥处理流体的操作、从所述处理空间内部排放所述干燥处理流体的最终排放操作、以及提取和检测从连接到所述处理空间的排放管线的后端区域分支的采样单元排放的所述干燥处理流体的一部分的采样操作，其中基于由所述采样单元检测到的信息，来结束所述重复供应和排放所述干燥处理流体的操作和开始所述最终排放的操作。

当检测到待检测物的浓度等于或小于设定值时，或者当所述干燥处理流体被供应的次数等于或大于设定值时，结束所述重复供应和排放所述干燥处理流体的操作。

所述采样操作包括检测采样流体的信息，所述采样流体包括所述干燥处理流体和待检测物，且所述采样流体的成分、浓度和数量中的至少一项被检测。

附图说明

通过以下结合附图的描述，本公开的某些实施例的上述和其他方面、特征和优点将更加明显，其中：

图1根据实施例示出了一基板处理系统的平面图；

图2根据实施例示出了一液体处理装置的一实施例的截面图；

图3根据实施例示出了一清洗装置的部件设置的截面图；

图4根据实施例示出了包括排放单元的清洗装置的布局图；

图5根据实施例示出了使用干燥处理流体的压力随时间变化的曲线图(a)和待检测物的检测量随时间变化的曲线图(B)；和

图6根据实施例示出了通过分析采样流体来确定工艺终点的方法的流程图。

具体实施方式

现在将详细参考实施例，其示例在附图中示出，其中相同的附图标记自始至终指代相同的元件。在这一点上，本实施例可以具有不同的形式，并且不应被解释为限于本文所阐述的描述。因此，以下仅通过参考附图来描述实施例，以解释本说明书的各方面。如本文所用，术语“和/或”包括一个或多个相关列出项目的任何和所有组合。在元件列表前的词语(如“至少其中一个”)会修改整个元件列表，而不会修改列表中的单个元件。

现在将参考附图更全面地描述本公开，附图中显示了本公开的示例性实施例。参考下面将结合附图详细描述的实施例，本公开的优点和特征以及实现这些优点和特征的方法将变得清楚。然而，本公开可以以许多不同的形式体现，并且不应被解释为限于本文所阐述的示例性实施例。相反，提供这些实施例是为了使本公开彻底和完整，并将本公开的范围充分传达给本领域普通技术人员。本公开仅由权利要求的范围限定。附图中相同的附图标记表示相同的元件。

可以理解，当一个元件或层被称为在另一个元件或层“上”时，所述元件或层可以直接在另一个元件或层上，或者可以在其上存在中间组件。另一方面，当一个元件被称为“直接在”另一个元件上时，它们之间可能不存在任何中间组件。

空间上的相对术语“下方”、“下面”和“下部”、“上方”、“上部”等可用于轻松描述附图中一个元件或组件与另一元件或组件的相互关系。空间相对术语应被理解为除了附图中所示的方向之外，还包括在使用或操作中的元件的不同方向。例如，当附图中所示的元件被颠倒时，被描述为“下方”或“下面”的元件可以被放置在另一个元件的“上方”。因此，示例性术语“下方”可以包括下方和上方两者的方向。元件也可以在其他方向上定向，因此可以根据定向来解释空间上的相对术语。

虽然“第一”、“第二”等术语可用于描述各种元件、组件和/或部分，但这些元件、组件或部分不得限于上述术语。上述术语仅用于将一个元件、组件或部分与另一个元件、组件或部分区分开来。因此，在本公开的技术精神中，第一元件、第一组件或第一部分可以是第二元件、第二组件或第二部分。

公开中使用的术语仅用于描述特定实施例，并不旨在限制本公开。单数中使用的表达包括复数的表达，除非它在上下文中有明显不同的含义。在本说明书中，应理解的是，诸如“包含”、“具有”和“包括”之类的术语旨在指示说明书中公开的组件、步骤、操作和/或元件的存在，而不旨在排除可能存在或可能添加一个或多个其他组件、步骤、操作和/或元件的可能性。

除非另有定义，否则本说明书中使用的所有术语(包括技术和科学术语)可以按照本公开所属领域的普通技术人员通常理解的含义使用。此外，除非明确定义，否则常用词典中定义的术语不会被理想地或过度地解释。

在下文中，将通过参考附图解释本公开的实施例来详细描述本公开。附图中相同的附图标记表示相同的元件，因此将省略它们的描述。

图1根据实施例示出了一基板处理系统的平面图。图2根据实施例示出了一液体处理装置的一实施例的截面图。

参考图1和图2，所述基板处理系统可以包括索引模块(index module)10和处理模块20。根据实施例，索引模块10和处理模块20可以设置在一个方向上。在下文中，索引模块10和处理模块20的设置方向被称为第一水平方向(X方向)。当从上面看时，垂直于第一水平方向的方向被称为第二水平方向(Y方向)，垂直于第一水平方向(X方向)和第二水平方向(Y方位)的方向被称为竖直方向(Z方向)。

索引模块10将基板W从存储有基板W的容器80移送到处理模块20，并将已经由处理模块20处理的基板W存储到容器80中。例如，索引模块10的纵向方向被设置为第二水平方向(Y方向)。索引模块10包括装载端口12和索引框架(index frame)14。相对于索引框架14，装载端口12被定位在处理模块20的相对侧上。存储基板W的容器80被放置在装载端口12中。可以提供多个装载端口12，并且可以在第二水平方向(Y方向)上设置多个装载端口12。

容器80可以是，例如，如前开式晶圆传送盒(FOUP)的气密容器。容器80可以由操作员或运输单元(未示出)放置在装载端口12中，所述运输单元例如是高架传送机、高架输送机或自动引导车辆。

在索引框架14中设置有索引机器人(index robot)120。索引框架14中可以设置导轨140，其纵向设置为第二水平方向(Y方向)，且索引机器人120可以设置在导轨140上。索引机器人120可以包括放置基板W的机械手(hand)122，并且机械手122可以前后移动，可以相对于竖直方向(Z方向)旋转，且在竖直方向(Z方向)上移动。可以在竖直方向(Z方向)上设置多个彼此间隔开来的机械手122，并且多个机械手122可以彼此独立地前后移动。

处理模块20包括缓冲单元200、传送装置300、液体处理装置400和清洗后干燥处理装置500。缓冲单元200提供被运送到处理模块20中的基板W和被运送出处理模块20的基板W临时停留在其中的空间。液体处理装置400对基板W供给液体，进行对基板W进行液体处理的液体处理工艺。清洗后干燥处理装置500进行去除残留在基板W上的液体的干燥工艺。传送装置300在缓冲单元200、液体处理装置400和清洗后干燥处理装置500之间传送基板W。

传送装置300的纵向可以设置为第一水平方向(X方向)。缓冲单元200可以位于索引模块10和传送装置300之间。液体处理装置400和清洗后干燥处理装置500可以设置在传送装置300的侧部。传送装置300、液体处理装置400和/或清洗后干燥处理装置500可以沿第一水平方向和/或第二水平方向(X方向和/或Y方向)设置。缓冲单元200可以在传送装置300的一端。

根据一个实施例，多个液体处理装置400可以设置在传送装置300的两侧，多个清洗后干燥处理装置500可以设置在传送装置300的两侧，且多个液体处理装置400可以设置得比多个清洗后干燥处理装置500更靠近缓冲单元200。在传送装置300的一侧，可以在第一水平方向(X方向)和竖直方向(Z方向)上设置一个或多个液体处理装置400。此外，在传送装置300的一侧，可以在第一水平方向(X方向)和竖直方向(Z方向)上设置一个或多个清洗后干燥处理装置500。与上述不同，可以在传送装置300的一侧仅设置多个液体处理装置400，而在其另一侧仅设置多个清洗后干燥处理装置500。

传送装置300包括传送机器人320。在传送装置300中，可以设置导轨340，其纵向设置为第一水平方向(X方向)，并且传送机器人320可被设置为可在导轨340上移动。传送机器人320可包括放置基板W的机械手322，机械手322可以前后移动，可以相对于竖直方向(Z方向)旋转，且在竖直方向(Z方向)上移动。可以在竖直方向(Z方向)上设置多个彼此间隔开来的机械手322，并且多个机械手322可以彼此独立地前后移动。

缓冲单元200包括多个缓冲器220，每个基板W放置在所述多个缓冲器220上。所述多个缓冲器220可以设置成在竖直方向(Z方向)上彼此间隔开。缓冲单元200可具有敞开的正面和背面。所述缓冲单元200的正面是面向索引模块10的表面，其背面是面向传送装置300的表面。索引机器人120可以通过其正面接近缓冲单元200，且传送机器人320可以通过其背面接近缓冲单元200。

液体处理装置400可包括壳体410、杯状物420、支撑单元440、液体供应单元460和升降单元480。壳体410设置成基本上为矩形的平行六面体形状。杯状物420、支撑单元440和液体供应单元460可以设置在壳体410中。

杯状物420具有上部开口的处理空间，在所述处理空间中对基板W进行液体处理。支撑单元440在所述处理空间中支撑基板W。液体供应单元460将液体供应到由支撑单元440支撑的基板W上。可以提供多种类型的液体，并且可以依序将液体供应到基板W上。升降单元480调整杯状物420和支撑单元440之间的相对高度。

根据一个实施例，杯状物420包括多个再收集容器，其包括第一至第三再收集容器422、424和426。多个再收集容器中的每一个都具有用于再收集在基板处理中使用的液体的再收集空间。多个再收集容器中的每一个以围绕支撑单元440的环形设置。当执行液体处理工艺时，通过基板W的旋转而散落的前处理液，分别通过多个再收集容器的第一至第三入口422a、424a和426a流入再收集空间中。根据一个实施例，杯状物420包括第一再收集容器422、第二再收集容器424和第三再收集容器426。第一再收集容器422设置成围绕所述支撑单元440，第二再收集容器424设置成围绕第一再收集容器422，第三再收集容器426设置成围绕第二再收集容器424。将液体引入第二再收集容器424的第二入口424a可位于将液体引入第一再收集容器422的第一入口422a的上方，而将液体引入第三再收集容器426的第三入口426a可位于第二入口424a的上方。

支撑单元440包括支撑板442和驱动轴444。支撑板442可以具有设置成大致圆形的上表面，并且可以具有比基板W的直径更大的直径。支撑基板W背面的支撑销442a设置在支撑板442的中心部分，支撑销442a的上端从支撑板442突出，使得基板W与支撑板442间隔一定距离。卡盘销442b设置在支撑板442的边缘部分。卡盘销442b设置为从支撑板442向上突出，并支撑基板W的侧部，使得当基板W旋转时，基板W不会与支撑单元440分离。驱动轴444由驱动器446驱动，且连接到基板W的底面中心，并使支撑板442相对于支撑板442的中心轴旋转。

根据一个实施例，液体供应单元460包括第一喷嘴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。第二液体可以是很好地溶解在第三液体中的液体。例如，第二液体可以是比第一液体更好地溶解在第三液体中的液体。第二液体可以是中和供应到基板W上的第一液体的液体。此外，第二液体可以是中和第一液体且同时与第一液体相比更好地溶解在第三液体中的液体。根据一个实施例，第二液体可以是水。第三喷嘴466将第三液体供应到基板W上。第三液体可以是很好地溶解在清洗后干燥处理装置500中使用的超临界流体(即，干燥处理流体)中的液体。例如，第三液体可以是与第二液体相比更好地溶解在清洗后干燥处理装置500中使用的干燥处理流体中的液体。根据一个实施例，第三液体可以是有机溶剂。例如，所述有机溶剂可以是挥发性有机化合物。例如，所述有机溶剂可以包括乙酸正丁酯(n-BA)、丙二醇甲基醚乙酸酯(PGMEA)、正庚烷、正癸烷、二丁基醚(DBE)、异戊醚(IAE)和/或异丙醇(IPA)。根据一个实施例，干燥处理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可以由不同的臂461支撑，并且每个臂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可以安装在同一臂上并同时移动。

升降单元480在上下方向上移动杯状物420。杯状物420和基板W之间的相对高度通过杯状物420的上下移动而改变。因此，包括再收集前处理液的第一至第三再收集容器422、424和426的再收集容器根据供给到基板W的液体的种类而改变，因此液体可以分别再收集。不同于上面的描述，杯状物420可以被固定安装，并且升降单元480可以在竖直方向(Z方向)上移动支撑单元440。

图3根据实施例示出了一清洗装置的部件设置的截面图。

参考图3，清洗后干燥处理装置500使用干燥处理流体去除基板W上的液体。清洗后干燥处理装置500包括主体520、支撑体(未示出)、流体供应单元560和挡板(未示出)。在图3中，为了便于描述，省略了支撑单元440(参考图2)的图示。

主体520提供处理空间502，在处理空间502中执行清洗工艺。处理空间502内的干燥处理流体可被加压至超临界压力。主体520包括上主体522和下主体524，上主体522和下主体524相互结合以提供上述处理空间502。上主体522设置在下主体524的上部。上主体522的位置可以固定，下主体524可以通过诸如气缸的驱动构件590来升高和下降。当下主体524与上主体522间隔开时，处理空间502被打开，此时基板W被搬入或搬出。在处理过程中，下主体524与上本体522紧密接触，使得处理空间502与外界隔绝。清洗后干燥处理装置500可包括加热器570。根据一个实施例，加热器570在主体520的球内。加热器570加热主体520的处理空间502，使得供应到主体520内部空间的流体保持超临界状态。在处理空间502内，由干燥处理流体形成气压。

支撑体在主体520的处理空间502内支撑基板W。支撑体包括固定杆(未示出)和保持器(未示出)。固定杆固定安装到上主体522以从上主体522的底表面向下突出。固定杆的纵向设置为竖直方向(Z方向)。设置多个固定杆且且这些固定杆彼此间隔开。所述多个固定杆可以设置成使得当基板W被搬入或搬出由所述多个固定杆围绕的空间时，基板W不会与所述多个固定杆碰撞。保持器耦接到每个固定杆。保持器从固定杆的下端朝向由所述多个固定杆围绕的空间延伸。由于上述结构，被携带到主体520的处理空间502中的基板W的边缘区域被放置在保持器上，并且基板W上表面的整个区域、基板W底表面的中心区域、和基板W底表面的边缘区域的一部分暴露于供应到处理空间502的干燥处理流体。

流体供应单元560将干燥处理流体供应到主体520的处理空间502。根据一个实施例，所述干燥处理流体可以以超临界状态供应到处理空间502。相反地，所述干燥处理流体可以气态供应到处理空间502且在处理空间502内相变为超临界状态。根据一个实施例，流体供应单元560包括主供应管线562、上分支管线564和下分支管线566。上分支管线564和下分支管线566可以从主供应管线562分支。上分支管线564耦接到上主体522以供应干燥处理流体到放置在支撑体上的基板W的上部。根据一个实施例，上分支管线564耦接到上主体522的中心。下分支管线566耦接到下主体524以将干燥处理流体供应到放置在支撑体上的基板W的下部。根据一个实施例，下分支管线566可以耦接到下主体524的中心。排放单元550可以耦接到下主体524。当下分支管线566耦接到下主体的中心时，排放单元550的排放口可以在一个水平方向上从下主体524的中心偏置。主体520处理空间502中的干燥处理流体可以通过排放单元550被排放到主体520的外部。

挡板可以设置在主体520的处理空间502中。挡板可以设置成盘形。挡板由支撑件(未示出)支撑，以定位在主体520的上部，从而与主体520的底表面间隔开。所述支撑件呈杆状，且多个支撑件被设置为彼此间隔一定距离。当从顶部看时，挡板可以与下分支管线566的供应口和排放单元550的入口重叠。挡板可以防止通过下分支管线566供应的干燥处理流体朝向基板W排放，从而导致基板W的损坏。

图4根据实施例示出了包括排放单元的清洗装置的布局图。图4中的箭头表示排放的干燥过程流体沿着其移动的路径。在图4中，为了便于描述，省略了支撑单元440(参考图2)的图示。

参考图4，排放单元550可包括采样单元553、排放管线554和减压单元555。采样单元553可包括采样管线551和检测器552。采样管线551可从排放管线554的后端区域554p分支出来。第一阀554a可以安装在排放管线554中，并且第二阀554b可以安装在采样管线551中。当需要将处理空间502内的干燥处理流体排放时，第一阀554a可以被控制器600控制打开。当需要将排放流体引入采样单元553时，第二阀554b可以被控制器600控制打开。

检测器552可以安装在采样管路551中。检测器552可以从少量的干燥处理流体中收集采样流体的信息。采样流体的信息可以指采样流体的浓度、成分和/或粒子数。这里，将排放的干燥处理流体中通过采样管线551引入的干燥处理流体定义为采样流体。采样流体的量可以在排放流体总量的约10％以内。例如，采样流体的量可以在排放流体总量的约0.0001％以内。也就是说，采样流体的量可以在排放流体总量的约1ppm以内。检测器552可以测量引入的采样流体的浓度、成分和/或粒子数。排放流体可以包含干燥处理流体和待检测物。检测器552可以测量采样流体中除了干燥处理流体之外的剩余待检测物的浓度、成分和/或粒子数。检测器552可以基于待检测物的信息来预测工艺的终点。

排放管线554包括前端区域554f和后端区域554p。处理空间502和第一阀554a之间的排放管线554可以称为前端区域554f，排除前端区域554f的排放管线554可以称为后端区域554p。采样单元553可以设置成从后端区域554p分支出来。当采样单元553从后端区域554p分支出来时，排放流体可以有效地供应到采样单元553。此外，供应到采样单元553的排放流体的量可以通过调节第二阀554b来调节。

未通过采样管线551提取的剩余排放流体可排放至设置在后端区域554p中的减压单元555。减压单元555可包括减压罐556。减压罐556储存通过排放管线554排放的干燥处理流体和溶解的待溶解物。大量的粒子在减压罐556中混合。另外，由于干燥处理流体被汽化并储存在减压罐556中，因此干燥处理流体的溶解度降低，且其中的材料被分离。

根据一个实施例，流体供应单元560可包括安装在上分支管线564上的第三阀560a和安装在下分支管线566上的第四阀566a。当需要将干燥处理流体供应到处理空间502内的上部时，第三阀560a可由控制器600控制打开。当需要将干燥处理流体引入到处理空间502内的下部时，第四阀566a可由控制器600控制打开。

控制器600可以电连接到检测器552、第一阀554a、第二阀554b、第三阀560a和/或第四阀566a以控制每个检测器552、第一阀554a、第二阀554b、第三阀560a和/或第四阀566a的操作。例如，控制器600可以控制第一阀554a将处理空间502内的干燥处理流体排放到处理空间502的外部。而且，控制器600可以控制第二阀554b以允许排放流体的一部分流入采样单元553。控制器600可控制第三阀560a将干燥处理流体供应到处理空间502内的上部。此外，控制器600可控制第四阀566a将干燥处理流体供应到处理空间502内的下部。控制器600可以基于待检测物的信息来控制第一阀554a是打开还是关闭，所述信息由检测器552测量。此外，控制器600可以基于干燥处理流体的注入次数(或施加压力脉冲的次数)来控制第一阀554a是打开还是关闭。这将在下面对图6的描述中进行描述。

控制器600可以用硬件、固件、软件或其任何组合来实现。例如，控制器600可以是计算器件，例如工作站计算机、台式计算机、膝上型计算机、平板计算机等。例如，控制器600可以包括存储器器件，例如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)等，以及被配置为执行某些操作和算法的处理器，例如微处理器、中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)等。此外，控制器600可以包括分别用于接收和发送电信号的接收器和发送器。

图5根据实施例示出了使用干燥处理流体的压力(任意单位，a.u.)随时间变化的曲线图(a)和待检测物的检测量(a.u.)随时间变化的曲线图(B)。

参考图3至图5，使用干燥处理流体的基板处理工艺首先可以包括通过将干燥处理流体供应到处理空间502来增加处理空间502的内部压力的升压操作S100(参考图6)。在升压操作S100中，处理空间502的内部形成超临界或更高的条件，然后执行重复向处理空间502供应和从处理空间502排放干燥处理流体的操作S200(参考图6)。在操作S200中，当重复干燥处理流体的供应和排放时，且当达到检测量设定值m*或更小时，待检测物的检测量m达到终点t*，停止供应干燥处理流体并执行最终排放S300(参考图6)。待检测物可以是，例如，溶解在干燥处理流体中的有机溶剂或粒子。

更详细地，在升压操作S100中，处理空间502内的压力可以增加到第一压力CP1。然后，在操作S200中，处理空间502内的压力可以在通过供应干燥处理流体的第一压力CP1和通过排放干燥处理流体而低于第一压力CP1的第二压力CP2之间重复改变。此后，在最终排放操作S300中，处理空间502内的压力可降低。例如，处理空间502内的压力可以变为常压。在操作S200中，处理空间502内的压力重复改变，从而在处理空间502内产生超临界状态的干燥气体流，且可以将所述超临界状态的干燥气体转移到基板W上。

图6根据实施例示出了通过分析采样流体来确定工艺终点的方法的流程图。

参考图4至图6，在升压操作S100中，处理空间502内部的压力可以增加。然后，在注入干燥处理流体的操作S212中，处理空间502一侧的压力可以增加。注入干燥处理流体的操作S212可以通过将干燥处理流体供应到处理空间502来实现。然后，在操作S214中，干燥处理流体和待检测物可以被排放，而处理空间502内部的压力可以减少。包括干燥处理流体和待检测物的流体可以称为排放流体。例如，处理空间502内的压力可以在第一压力CP1和低于第一压力CP1的第二压力CP2之间反复变化。然后，为了确定操作S200的终点，在操作S220中，通过从排放管线554的后端区域554p分支的采样管线551收集采样流体。检测器552在操作S230中分析收集的采样流体。检测器552可以分析排放流体中所包含的不同于干燥处理流体的有机溶剂或粒子。

然后，控制器600可以将待检测物的检测量m的大小与检测量设定值m*的大小进行比较。例如，检测器552可以测量溶解在干燥处理流体中的有机溶剂的质量或者将有机溶剂转化为气溶胶以测量气溶胶的数量，并且还蒸发干燥处理流体和有机溶剂以测量剩余粒子的数量和大小。当待检测物的检测量m等于或小于检测量设定值m*时，控制器600可以控制结束操作S200并执行最终排放S300。

当待检测物的检测量m大于检测量设定值m*时，在操作S250中，控制器600可将注入干燥处理流体的次数N与注入干燥处理流体的设定次数N*进行比较。注入干燥处理流体的初始次数N可以设置为一次。当注入干燥处理流体的次数N等于或大于注入干燥处理流体的设定次数N*时，控制器600可以控制结束操作S200并执行最终排放S300。注入干燥处理流体的设定次数例如可以是8次、16次、32次等，且可以进行各种修改。当注入干燥处理流体的次数N小于注入干燥处理流体的设定次数N*时，在操作S225中将注入干燥处理流体的次数N加1，并且可以通过返回到注入干燥处理流体的操作S212来重复上述过程。

由于干燥处理流体处于高温高压状态，限制了可直接测量干燥处理流体的设备的制造。因此，根据一个实施例，通过使用通过在排放管线554的后端区域554p中分支的采样管线551来进行采样的方法，可以准确地设定操作的终点，可以对采样流体进行粒子分析。并且可以方便地进行维护。此外，由于可以在操作期间连续分析根据干燥处理流体的供应量和排放量的结果，因此可以获得用于建立最佳条件(供应量、脉冲周期、排放量、排放周期等)的数据。

作为详细描述中的一个实施例，已经详细描述了在通过使用包含挥发性有机化合物的前处理液对基板进行液体处理之后通过使用干燥处理流体来干燥基板以去除前处理液的工艺。但本公开不限于此，并且可以应用于使用干燥处理流体的所有工艺。

在详细描述中，确定终点的方法已经被详细描述为优化工艺条件的实施例，但是本公开不限于此，并且可以应用于在工艺中可以通过分析流体来执行优化的任何方法。

应该理解，本文所述的实施例应仅被认为是描述性意义，而不是出于限制的目的。每个实施例内的特征或方面的描述通常应被认为可用于其他实施例中的其他类似特征或方面。虽然已经参考附图描述了一个或多个实施例，但是本领域普通技术人员将理解，在不脱离由以下权利要求限定的本公开的精神和范围的情况下，可以在其中进行形式和细节的各种改变。

Claims (20)

1.一种基板处理装置，其特征在于，包括：

主体，其具有处理空间，所述处理空间被配置为在其中以超临界压力对干燥处理流体进行加压；

流体供应单元，其被配置为将所述干燥处理流体供应到所述处理空间；以及

排放单元，所述排放单元被配置为从所述处理空间内部排放所述干燥处理流体；

其中所述排放单元包括：

耦接到所述主体的排放管线；和

采样单元，所述采样单元包括采样管线以及检测器，所述采样管线从所述排放管线的后端区域分支并且被配置为提取采样流体，所述检测器设置在所述采样管线中并且被配置为分析所述采样流体。

2.如权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，还包括控制器，所述控制器被配置为控制所述流体供应单元是否运作以及所述排放单元是否运作，

所述控制器还被配置为从所述检测器接收关于所述采样流体的信息，以控制流体供应单元和排放单元中的每一个的操作。

3.如权利要求2所述的基板处理装置，其特征在于，所述控制器还被配置为当所述检测器检测到待检测物的浓度等于或小于设定值时，停止供应所述干燥处理流体并且排放所述干燥处理流体。

4.如权利要求2所述的基板处理装置，其特征在于，所述控制器还被配置为当所述流体供应单元供应所述干燥处理流体的次数等于或大于设定次数时，停止供应所述干燥处理流体并且排放所述干燥处理流体。

5.如权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，所述采样流体包括所述干燥处理流体和待检测物，

所述检测器还被配置为从所述采样流体中去除所述干燥处理流体并且检测所述待检测物。

6.如权利要求5所述的基板处理装置，其特征在于，所述检测器还被配置为检测所述待检测物的成分、浓度和粒子数中的至少一项。

7.如权利要求5所述的基板处理装置，其特征在于，所述待检测物包括挥发性有机化合物。

8.如权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，所提取的采样流体的量是在通过所述排放管线排放的排放流体的排放量的0.0001％以内。

9.一种基板处理装置，其特征在于，包括：

主体，所述主体具有在其中执行清洗处理操作的处理空间；

支撑单元，其被配置为在所述处理空间内支撑基板；

流体供应单元，其被配置为提供干燥处理流体到所述处理空间；

排放单元，其被配置为从所述处理空间内部排放所述干燥处理流体；和

控制器，其被配置为控制所述流体供应单元是否运作以及所述排放单元是否运作；

其中所述排放单元包括：

耦接到所述主体的排放管线；和

采样单元，所述采样单元包括采样管线以及检测器，所述采样管线从所述排放管线的后端区域分支并且被配置为提取采样流体，所述检测器设置在所述采样管线中并且被配置为分析所述采样流体，

其中所述控制器还被配置成：

控制将所述干燥处理流体供应到所述处理空间，以及

控制从所述处理空间内部排放所述干燥处理流体。

10.如权利要求9所述的基板处理装置，其特征在于，所述控制器还被配置为从所述检测器接收关于所述采样流体的信息，以控制流体供应单元和排放单元中的每一个的操作。

11.如权利要求9所述的基板处理装置，其特征在于，所述控制器还被配置为当所述检测器检测到待检测物的浓度等于或小于设定值时，停止供应所述干燥处理流体并且排放所述干燥处理流体。

12.如权利要求9所述的基板处理装置，其特征在于，所述控制器还被配置为当所述流体供应单元供应所述干燥处理流体的次数等于或大于设定次数时，停止供应所述干燥处理流体并且排放所述干燥处理流体。

13.如权利要求9所述的基板处理装置，其特征在于，所述检测器还被配置为检测待检测物的成分、浓度和粒子数中的至少一项。

14.如权利要求9所述的基板处理装置，其特征在于，所述采样流体包括所述干燥处理流体和待检测物，且

所述检测器还被配置为从所述采样流体中去除所述干燥处理流体并且检测所述待检测物。

15.如权利要求9所述的基板处理装置，其特征在于，所述基板处理装置还包括位于所述排放管线的前端的第一阀，

其中当所述干燥处理流体被排放时，所述控制器打开所述第一阀。

16.如权利要求9所述的基板处理装置，其特征在于，所述基板处理装置还包括位于所述采样单元内的第二阀，

其中当所述干燥处理流体的一部分被引入所述采样单元时，所述控制器打开所述第二阀。

17.如权利要求16所述的基板处理装置，其特征在于，在所述处理空间内的所述干燥处理流体包括超临界流体。

18.一种基板处理方法，包括：

将干燥处理流体供应到处理空间中的升压操作；

相对于所述处理空间内部重复供应和排放所述干燥处理流体的操作；

从所述处理空间内部排放所述干燥处理流体的最终排放操作；和

提取和检测从连接到所述处理空间的排放管线的后端区域分支的采样单元排放的所述干燥处理流体的一部分的采样操作，

其中基于由所述采样单元检测到的信息，来结束所述重复供应和排放所述干燥处理流体的操作和开始所述最终排放的操作。

19.如权利要求18所述的基板处理方法，其特征在于，当检测到待检测物的浓度等于或小于设定值时，或者当所述干燥处理流体被供应的次数等于或大于设定值时，结束所述重复供应和排放所述干燥处理流体的操作。

20.如权利要求18所述的基板处理方法，其特征在于，所述采样操作包括检测采样流体的信息，所述采样流体包括所述干燥处理流体和待检测物，且所述采样流体的成分、浓度和数量中的至少一项被检测。