[发明专利]用于处理基板的装置和方法

说明书

一种用于处理基板的装置，包括主体，其具有内部空间，在所述内部空间中通过处于超临界状态的干燥流体来干燥基板；流体供应单元，其将干燥流体供应到内部空间中；流体排放单元，其从内部空间释放干燥流体；和控制器。控制器控制流体供应单元和流体排放单元以执行：升压步骤：将内部空间中的压力升高至设定压力，和流动步骤：通过在流体供应单元将干燥流体供应到内部空间中的同时由流体排放单元从内部空间释放干燥流体，从而在内部空间中产生干燥气体的流动。

技术领域

本文描述的本发明构思的实施方式涉及用于处理基板的装置和方法。

背景技术

为了制造半导体元件，通过诸如光刻、蚀刻、灰化、离子注入、薄膜沉积等的各种工艺在诸如晶片的基板上形成期望的图案。在工艺中使用各种工艺液体和工艺气体，工艺过程中会产生颗粒和工艺副产物。为了从基板去除颗粒和工艺副产物，在工艺前后进行清洁工艺。

在一般的清洁工艺中，用化学品和冲洗溶液处理基板，然后对其进行干燥工艺。作为干燥工艺的示例，例示了通过高速旋转基板来去除残留在基板上的冲洗溶液的旋转干燥工艺。然而，在旋转干燥工艺的情况下，存在形成在基板上的图案坍塌的风险。

因此，使用如下一种超临界干燥工艺：用具有低表面张力的有机溶剂例如异丙醇(IPA)置换基板上残留的冲洗溶液，并用在超临界状态的工艺流体去除残留在基板上的有机溶剂。在超临界干燥工艺中，将干燥气体供应到密封的处理室中，并且对干燥气体进行加热和加压。干燥气体的温度和压力升高到临界点或更高，干燥气体经历相变成为超临界状态。

处于超临界状态的干燥气体具有高溶解性和渗透性。即，当向基板供应处于超临界状态的干燥气体时，干燥气体容易渗透到基板上的图案中，并且残留在基板上的有机溶剂容易溶解在干燥气体中。因此，可以容易地去除残留在形成在基板上的图案之间的有机溶剂。

然而，处理室中处于超临界状态的干燥气体具有低流动性。因此，处于超临界状态的干燥气体可能无法被适当地输送到基板。在这种情况下，残留在基板上的有机溶剂可能无法被适当地去除，或者在其中溶解了有机溶剂的处于超临界状态的干燥气体可能无法被适当地释放到处理室之外。

为了解决这个问题，通常使用一种改变处理室中的压力的方法，如图1所示。参考图1，在升压步骤S100中，将处理室中的压力升高至第一压力CP1，而在处理步骤S200中，使处理室中的压力在第一压力CP1和低于该第一压力CP1的第二压力CP2之间反复变化。此后，在排出步骤S300中，将处理室中的压力改变为大气压。通过在处理步骤S200中反复改变处理室中的压力，可以在处理室中产生处于超临界状态的干燥气体的流动，并且可以将处于超临界状态的干燥气体输送到基板。

在第一压力CP1和第二压力CP2之间反复改变处理室中的压力的方法通常通过反复打开/关闭安装在供应管线上的阀门和安装在排出管线上的阀门来执行，该供应管线将干燥气体供应到处理室中，该排出管线将处理室的内部空间抽空。当阀门反复打开/关闭时，阀门中可能会产生颗粒，并且颗粒可能会通过供应管线或排出管线输送到处理室。此外，在第一压力CP1和第二压力CP2之间反复改变处理室中的压力的方法增加了执行处理步骤S200所花费的时间。这是因为在处理步骤S200中升高或降低压力所花费的时间的减少存在物理限制。另外，当为了减少升压或降压所花费的时间而迅速打开/关闭阀门时，可能无法适当升压或降压，并且存在阻碍处于超临界状态的干燥气体的流动的风险。

发明内容

本发明构思的实施方式提供用于有效处理基板的基板处理装置和方法。

此外，本发明构思的实施方式提供用于提高干燥基板的效率的基板处理装置和方法。

此外，本发明构思的实施方式提供用于减少执行干燥基板的干燥工艺所花费的时间的基板处理装置和方法。

此外，本发明构思的实施方式提供用于在执行干燥基板的干燥工艺的同时最少化诸如颗粒的杂质的基板处理装置和方法。