基板处理设备和基板处理方法
【专利摘要】本发明提供了一种基板处理设备。该基板处理设备包括：提供了空间的容器，在该空间中超临界流体流动或被接收；回收管，其一端连接到容器以排出在容器内的超临界流体，该回收管包括阀；以及废液管，其连接到容器，以排出在容器内的超临界流体，该废液管包括安全阀。回收管的另一端连接到回收容器，在该回收容器中，从容器排出的超临界流体被接收以用于再利用。
【专利说明】基板处理设备和基板处理方法
【技术领域】
[0001]本文公开内容涉及一种用于处理基板的设备和方法，更具体地，涉及用于使用超临界流体来处理基板的设备和方法。
【背景技术】
[0002]半导体器件通过包括光刻处理的各种处理来制造，在该光刻处理中，电路图案被形成在诸如硅晶片之类的基板上。虽然半导体器件被制造，但是可能会产生各种异物(例如颗粒、有机污染物、金属杂质等)。这些异物可能导致基板缺陷以对半导体器件的性能和产量直接地施以不良影响。因此，用于除去异物的清洁处理本质上可被引入半导体器件制造处理中。
[0003]清洁处理包括:除去基板上的异物的化学处理，使用去离子(DI)水来洗涤化学物的洗涤处理，以及干燥基板的干燥处理。通过使用诸如异丙醇(IPA)之类的有机溶剂代替存在于基板上的DI水来执行典型的干燥处理，从而使该IPA蒸发。
[0004]然而，即使使用了有机溶剂，这样的干燥处理可能依旧会造成在具有带有约30nm或更少的线宽的精细电路图案的半导体器件中的图案塌陷。因此，目前的趋势在使用超临界干燥处理代替现有的干燥处理方面有所增加。
【发明内容】
[0005]本发明还提供一种基板处理设备，其能够通过使用超临界流体来有效地执行干燥处理。
[0006]本发明还提供一种基板处理设备，其已经改进了超临界流体的回收效率。
[0007]本发明的实施例提供了基板处理设备，其包括:提供了空间的容器，在该空间中超临界流体流动或被接收；回收管，其一端连接到容器以排出在容器内的超临界流体，该回收管包括阀；以及废液管，其连接到容器，以排出在容器内的超临界流体，该废液管包括安全阀，其中该回收管的另一端连接到回收容器，在该回收容器中，从容器排出的超临界流体被接收以用于再利用。
[0008]在一些实施例中，回收管的阀可以不同于废液管的安全阀。
[0009]在其它实施例中，安全阀可包括:连接到废液管的阀壳体，该阀壳体包括通过其引入超临界流体的入口以及通过其排出超临界流体的出口 ；布置在气缸中的弹性构件，该气缸被设置在阀壳体内；以及布置在弹性构件与入口之间的活塞，以用于在当由弹性构件或超临界流体压力而使该活塞移动时打开或关闭安全阀。
[0010]在又其它实施例中，防止超临界流体在活塞和阀壳体的内壁之间泄漏的填充物可以被布置在阀壳体的内壁上。
[0011 ] 在又其它实施例中，填充物可包括氟橡胶。
[0012]在另其它实施例中，布置在回收管中的阀可以以隔膜类型设置。
[0013]在进一步实施例中，回收容器可将异物与在该回收容器中接收的超临界流体分开。
[0014]在又进一步实施例中，回收容器可以连接到将超临界流体供应至壳体中的超临界流体供应单元，该壳体提供了在其中处理基板的空间。
[0015]在又进一步实施例中，回收管可包括:主回收管，其一端连接到回收容器；以及从主回收管的另一端平行分支的第一线路和第二线路，该第一线路和第二线路中的每个都被连接到容器上。
[0016]在又进一步实施例中，阀可包括布置在第一线路中的第一阀和布置在第二线路中的第二阀。
[0017]在又进一步实施例中，容器可以包括壳体，该壳体提供了在其中处理基板的空间。
[0018]在又进一步实施例中，容器可以包括将超临界流体供应至壳体中的超临界流体供应单元，该壳体提供了在其中处理基板的空间。
[0019]在又进一步实施例中，容器可以包括:将提供了在其中处理基板的空间的壳体连接到将超临界流体供应到壳体中的超临界流体供应单元的管。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]结合附图来提供对本发明的进一步理解，附图被并入本说明书中并构成其一部分。附图示出了本发明的示例性实施例，并连同说明书一起用以解释本发明的原理。在附图中:
[0021]图1是根据本发明实施例的基板处理设备的平面图；
[0022]图2是图1的第一处理室的剖视图；
[0023]图3是示出二氧化碳的相变的图示；
[0024]图4是示出图1的第二处理室的管的图示；
[0025]图5是示出超临界流体的循环的图示；
[0026]图6是示出根据本发明的另一个实施例的第二处理室的管的图示；
[0027]图7是示出根据本发明实施例的排放单元的图示；
[0028]图8是安全阀的剖视图；
[0029]图9是安全阀开通的状态的图示；
[0030]图10是安全阀和废液管彼此相连处的部分的剖视图；
[0031]图11是连接排放单元的状态的图示。
【具体实施方式】
[0032]以下将参照附图来更加详细地描述本发明的优选实施例。然而，本发明可以以不同形式体现，并且不应被解释为受限于本文所阐述的实施例。相反，提供这些实施例以使得本公开内容是彻底和完整的，并且将本发明的范围充分传达给本领域技术人员，在附图中，为了清楚起见，层和区域的厚度是夸大的。
[0033]图1是根据本发明实施例的基板处理设备的平面图。
[0034]参照图1，基板处理装置100包括分度器(index)模块1000和处理模块2000。
[0035]分度器模块1000可以为装置前端模块(EFEM)。此外，分度器模块1000还包括加载端口和转移框架1200。分度器模块1000从外部接收基板S以将基板S提供到处理模块2000 中。
[0036]加载端口 1100、转移框架1200、以及处理模块2000可以连续地布置成一线。这里，加载端口 1100、转移框架1200、以及处理模块2000被布置的方向被称为第一方向X。并且
当自上侧看去时，与第一方向X垂直的方向被称为第二方向Y，并且与第一方向X和第二方向Y垂直的方向被称为第三方向Z。
[0037]至少一个加载端口 1100被设置在分度器模块1000中。
[0038]加载端口 1100被布置在转移框架1200的一侧上。当加载端口 1100被设置为多个时，多个加载端口 1100可以沿第二方向Y被布置成一线。加载端口 1100的数目和布置不限于上述示例。例如，加载端口 1100的数量和布置可以根据针对于其它基板处理设备100的表面区域(foot print)、处理效率以及布置而进行改变。其中接收基板C的承载体C被布置在加载端口 1100上。承载体C从外部转移来然后在加载端口 1100上加载，或从加载端口 1100卸载然后被转移到外部。例如，承载体C可以在基板处理设备100之间由诸如高架传送(OHT)之类的转移单元转移。这里，可由其他转移单元，例如自动引导车辆、轨道引导车辆等，而非OHT或工人，来转移基板S。
[0039]基板S被接收到承载体C中，前开式统集盒(FOUP)可被用作承载体C。支撑基板S边缘的至少一个槽可以被设置在承载体C内，当设置了多个槽时，该多个槽可以沿第三方向Z彼此隔开。因此，基板S可被放置在承载体C内。例如，承载体C可以接收25个基板
S。承载体C的内部可以由可打开的门来与外部隔离并从而被密封。因此，可以防止承载体C中接收到的基板S被污染。
[0040]转移模块1200包括分度器机械手1210和分度器轨道1220。转移框架1200在位于加载端口 1100上的承载体C与处理模块2000之间转移基板S。
[0041]分度器轨道1220提供分度器机械手1210的移动路径。分度器轨道1220可以以平行于第二方向Y的其长度方向被布置。分度器机械手1210转移基板S。
[0042]分度器机械手1210可以包括基座1211、本体1212和臂1213。基座1211被布置在分度器轨道1220上。此外，基座1211还可以沿分度器轨道1220移动。本体1212被耦接到基座1211。此外，本体1212还可以沿第三方向Z在基座1211上移动，或绕由第三方向Z限定的轴线转动。此外，臂1213可以向前和向后移动。手可以被布置在臂1213的一端上，以拾取或放置基板S。分度器机械手1210可以包括一个或多个臂1213。当设置了多个臂1213时，多个臂1213可以被堆叠在本体1212上并布置在第三方向Z上，这里，多个臂1213可以独立地操作。因此，在分度器机械手1210中，基座1211可在第二方向Y在分度器轨道1220上移动。此外，分度器机械手1210可以从承载体C取出基板S以将该基板S转移到处理模块2000中，或者从处理模块2000取出基板S以将该基板S接收到承载体C中。
[0043]此外，分度器轨道1220可以在转移框架1200中被省略，并且分度器机械手1210可以被固定到转移框架1200。在这种情况下，分度器机械手1210可以被布置在转移框架1200的中央部分上。
[0044]处理模块2000包括:缓冲室2100、转移室2200、第一处理室2300，和第二处理室2500。处理模块2000从分度器模块1000接收基板S以执行对基板S的清洁处理。缓冲室2100和转移室2200沿第一方向X布置，并且转移室2200以平行于第一方向X的其长度方向被布置。处理室2300和2500可以在第二方向Y上被布置在转移室2200的侧表面上。这里，第一处理室2300可以在第二方向Y上被布置在转移室2200的一侧上，而第二处理室2500可以被布置在与第一处理室被布置的一侧相对的另一侧上。第一处理室2300也可以设置为一个或多个。当设置了多个第一处理室2300时，第一处理室2300可以沿第一方向X而被布置在转移室2200 —侧上，沿第三方向Z堆叠，或以它们的组合而布置。此外，第二处理室2500还可以设置为一个或多个。当设置了多个第二处理室时，第二处理室沿第一方向X而被布置在转移室2500的另一侧上，沿第三方向Z堆叠，或以它们的组合而布置。
[0045]然而，处理模块2000中的室2100、2200和2500中的每个的布置并不限于上述示例。即，室2100、2200、和2500可以出于对处理效率的考虑而恰当地布置。例如，在必要时，第一处理室2300和第二处理室2500可以沿第一方向X而被布置在与转移模块2200相同的侧表面上或互相堆叠。
[0046]缓冲室2100被布置在转移框架与转移室2200之间。缓冲室2100提供一个缓冲空间，在分度器模块1000和处理模块2000之间转移的基板S暂时保持在该缓冲空间中。其上布置基板S的至少一个缓冲槽可以被设置在缓冲室2100内。当设置了多个缓冲槽时，多个缓冲槽可以沿第三方向Z彼此隔开。由分度器机械手1210从承载体C取出的基板S可位于缓冲槽上，或由转移室2200的转移机械手2210从处理室2300和2500转移的基板C可位于缓冲槽上。此外，分度器机械手1210或转移机械手2210可从缓冲槽取出基板S，以将基板S接收到承载体C中或将基板S转移到处理室2300和2500中。
[0047]转移室2200在于其周围布置的室2100、2300和2500之间转移基板S。缓冲室2100可以在第一方向X上被布置在转移室2200的一侧。处理室2300和2500可以在第二方向Y上被布置在转移室2200的一侧或两侧。因此，转移室2200可以在缓冲室2100、第一处理室2300和第二处理室2500之间转移基板S。转移室2200包括转移轨道2220和转移机械手2210。
[0048]转移轨道2220提供转移机械手2210的移动路径。转移轨道2220平行于第一方向X被布置，转移机械手2210转移基板S。转移机械手2210可以包括基座2211、本体2212、和臂2213。由于转移机械手2210的每个组件类似于分度器机械手1210的组件，所以忽略对其的详细描述。当基座2211沿转移轨道2220移动时，通过操作本体2212和臂2213，转移机械手2210在缓冲室2100、第一处理室2300、和第二处理室2500之间转移基板S。
[0049]第一处理室2300和第二处理室2500可以对基板S执行彼此不同的处理。这里，在第一处理室2300中执行的第一处理和在第二处理室2500中执行的第二处理可以被相继地执行。例如，化学处理、清洁处理和第一干燥处理可以在第一处理室2300中被执行。此夕卜，作为第一处理的后续处理的第二干燥处理可以在第二处理室2500中被执行。这里，第一干燥处理可以是使用有机溶剂执行的湿法干燥处理，而第二干燥处理可以是使用超临界流体执行的超临界干燥处理。必要时，可以仅选择性地执行第一和第二干燥处理中的一个。
[0050]图2是图1的第一处理室的剖视图。
[0051]参考图1和图2，第一处理室2300包括壳体2310和处理单元2400。第一处理在第一处理室2300中被执行。这里，第一处理可以包括化学处理、清洁处理和第一干燥处理中的至少一个。如上所述，第一干燥处理可被省略。
[0052]壳体2310限定了第一处理室230的外壁，并且处理单元2400被布置在壳体2310内以执行第一处理。处理单元2400包括旋转头2410、流体供应构件2420、回收容器2430、以及升降构件2440。
[0053]基板S位于旋转头2410上。此外，当执行处理时旋转头2410转动基板S。旋转头2410可以包括支撑板2411、支撑销2412、卡盘销(chucking pin) 2413、转动轴2414、和电动机2415。
[0054]支撑板2411可以具有与基板S形状类似的形状的上部分。即，支撑板2411的上部分可以为圆形。基板S被布置在其上的多个支撑销2412以及用于固定基板S的多个卡盘销2413被布置在支撑板2411上。由电动机2415转动的转动轴2414被固定并耦接到支撑板2411的底表面。电动机2415通过使用外部电源来生成转动力，以通过转动轴2414而使支撑板2411转动。因而，基板S可以位于旋转头2410上，并且当执行第一处理时可以转动支撑板2411以使基板S转动。
[0055]每个支撑销2412在第三方向Z上从支撑板2411的顶表面凸出。多个支撑销2412被设置为彼此间隔预定距离。当自上侧看去时，支撑销2412可以以圆环形状布置。基板S的背面可以位于支撑销2412上。因此，基板S位于支撑销2412上，使得基板S通过支撑销2412被与支撑板2411的顶表面隔开被间隔开的每个支撑销2412的凸出距离。
[0056]每个卡盘销2413可以在第三方向Z上从支撑板2411的顶表面比每个支撑销2412凸出得更多。因此，卡盘销2413可以被布置为比支撑销2412更远离支撑板2411的中心。卡盘销2413可以沿支撑板2411的径向在固定位置与拾取位置之间移动。这里，固定位置表示与支撑板2411的中心间隔对应于基板S的半径的距离的位置，拾取位置表示比固定位置更远离支撑板2411的中心的位置。当基板S由转移机械手2210加载在旋转头2410上时，卡盘销2413被设置在拾取位置。当基板S被加载并且随后执行处理时，卡盘销2413可以被移动到固定位置以接触基板S的侧表面，从而将基板S固定在适当位置。此外，当处理结束并且转移机械手2210随后拾取基板S以卸载基板S时，卡盘销2413可被再次移动到拾取位置。因此，卡盘销2413可以在当转动旋转头2410时防止基板S由于转动力而从常规位置脱离。
[0057]流体供应构件2420可以包括喷嘴2421、支撑件2422、支撑轴2423和驱动器2424。流体供应构件2420将流体供应到基板S上。
[0058]支撑轴2423被布置为使得其长度方向平行于第三方向Z。驱动器2424被耦接到支撑轴2423的下端。驱动器2424转动支撑轴2423或沿第三方向Z竖直地移动支撑轴2423。支撑件2422被竖直地耦合到支撑轴2423的上部分。喷嘴2421被布置在支撑件2422的端部的底表面上。喷嘴2421可通过驱动器2424转动和升降支撑轴2423来在处理位置和备用位置之间移动。这里，处理位置表示喷嘴2421被直接布置在支撑板2411上面的位置，备用位置表示喷嘴2421被布置得与支撑板2411的直接上侧偏离的位置。
[0059]至少一个流体供应构件2420也可以设置在处理单元2400中。当流体供应构件2420被设置为多个时，多个流体供应构件2420可分别供应彼此不同的流体。例如，多个流体供应构件2420中的每个可以供应洗涤剂、清洗剂以及有机溶剂。这里，过氧化氢(H2O2)溶液、其中氨水(NH4OH)、盐酸(HCl)或硫酸(H2SO4)混合有过氧化氢(H2O2)溶液的溶液、或者氢氟酸溶液可以被用作洗涤剂。此外，去离子(DI)水可以被用作清洗剂，并且异丙醇可以被用作有机溶剂。此外，异丙醇，乙基乙二醇，1-丙醇，四氢呋喃(tetra hydraulic franc),4-羟基，4-甲基，2-戊酮，1- 丁醇，2- 丁醇，甲醇，乙醇，η-丙醇，或者二甲醚可以被用作有机溶剂。例如，第一流体供应构件2420a可喷射氨过氧化氢溶液，第二流体供应构件可喷射去离子水，而第三流体供应构件2420c可喷射异丙醇溶液。
[0060]当基板S位于旋转头2410上时，流体供应构件2420可以从备用位置移动到处理位置以将流体供应到基板S中。例如，流体供应部件可以供应洗涤剂，清洗剂以及有机溶剂以分别执行化学处理、清洁处理和第一干燥处理。如上所述，旋转头2410可以由电动机2415转动以在处理的进展期间将流体均匀地供应到基板S的顶表面。
[0061]回收容器2430提供了在其中执行第一处理的空间。此外，回收容器2430回收用于第一处理的流体。当自上侧看去时，回收容器2430被布置在旋转头2410的周围以环绕旋转头2410并具有开口的上侧。在处理单元2400中可以设置至少一个回收容器2430。在下文中，包括三个回收容器2430 (即第一回收容器2430a、第二回收容器2430b和第三回收容器2430c)的处理单元2400将被描述为示例。然而，回收容器2430的数量可以根据流体的数量和第一处理的状况而被不同地选择。
[0062]第一回收容器2430a、第二回收容器2430b和第三回收容器2430c中的每一个可以具有环绕旋转头2410的圆环状。第一回收容器2430a、第二回收容器2430b和第三回收容器2430c可相继远离旋转头2410的中心而布置。也就是说，第一回收容器2430a环绕旋转头2410，第二回收容器2430b环绕第一回收容器2430a，而第三回收容器2430c环绕第二回收容器2430b。第一回收容器2430a具有由其内部空间限定的第一流入孔2431a。第二回收容器2430b具有由在第一回收容器2430a和第二回收容器2430b之间的空间限定的第二流入孔2431b。第三回收容器2430c具有由第二回收容器2430b和第三回收容器2430c之间的空间限定的第三回收容器2430c。沿第三方向Z向下延伸的回收线路2432被连接到第一回收容器2430a、第二回收容器2430b和第三回收容器和2430c的每个的底表面。第一回收线路2432a、第二回收线路2432b和第三回收线路2432c的每个对回收到第一回收容器2430a、第二回收容器2430b和第三回收容器和2430C中的流体进行流通，以将流体供应到外部流体回收系统(图中未示出)。流体回收系统(图中未示出)可以将经回收的流体回收以重新使用流体。
[0063]升降构件2440包括支架2441、升降轴2442和升降机2443。升降构件2440在第三方向Z上移动回收容器2430。任何一个回收容器2430的流入孔2421可以具有相对于旋转头2410的可变的相对高度，以使得任何一个回收容器2430的流入孔2421被布置在位于旋转头2410上的基板S的水平表面上。支架2441固定到回收容器2430。支架2441的一端固定并耦接到由升降机2443在第三方向Z移动的升降轴2442。当设置有多个回收容器2430时，托架2441可以耦接到最外面的回收容器2430。当基板S在旋转头2410上加载或从旋转头2410卸载时，升降构件2440可以向下移动回收容器2430，以防止回收容器2430干扰用于转移基板S的转移机械手2210的路径。
[0064]此外，当流体供应部件供应流体并且转动旋转头2410以执行第一处理时，升降构件2440可以在第三方向Z移动回收容器2430以将回收容器2430的流入孔2431定位在与基板S相同的水平面上，使得由因基板S的转动造成的离心力而从基板S弹回的流体被回收。例如，在以顺序:由洗涤剂进行化学处理、由清洗剂进行清洁处理、以及由有机溶剂进行第一干燥处理来执行第一处理的情况下，第一流入孔2431a、第二流入孔2431b和第三流入孔2431c可以被移动到与基板S相同的水平面，以在当分别供应洗涤剂、清洗剂和有机溶剂时将流体回收到第一容器2430a、第二容器2430b和第三容器2430c中。如上所述，所使用的流体被回收时，对环境的污染可以被阻止，并且，可以再循环昂贵的流体，以减少半导体制造成本。
[0065]升降构件2440可在第三方向Z移动旋转头2410，而非移动回收容器2430。
[0066]图3是示出二氧化碳的相变的视图。
[0067]参照图3说明超临界流体。
[0068]超临界流体表示其中材料超过临界温度与临界压力的状态的流体，即材料通过达到临界状态而不被分类为气态或液态。超临界流体的分子密度类似于液体的分子密度，并且粘度类似于气体的粘度。由于超临界流体具有极高的扩散、渗透以及溶解，所以超临界流体对于化学反应来说是有利的。此外，因为超临界流体由于其极小的表面张力而不将界面张力施加到精细结构，所以当半导体器件被干燥时干燥效率可以是优秀的，并且可以防止图案塌陷。
[0069]在下文中，将描述主要用于对基板S进行干燥的二氧化碳(CO2)的超临界流体。然而，本发明并不限于超临界流体的组分和种类。
[0070]当二氧化碳具有约31.1° C或更高的温度以及约7.38Mpa或更高的压力时，二氧化碳可以处于超临界状态中。二氧化碳可以有无毒、不可燃以及惰性的属性。此外，超临界二氧化碳具有小于其它流体的临界温度和压力。因此，超临界二氧化碳可以调整温度和压力，以容易地控制其溶解。此外，当与水或其它溶剂相比时，超临界二氧化碳具有比水或其它有机溶剂低约10到100倍的扩散系数以及极低的表面张力。因此，超临界二氧化碳可以具有适于执行干燥处理的物理性能。此外，可以从各种化学反应所产生的副产物中再循环二氧化碳。此外，在干燥处理中使用的超临界二氧化碳可以循环并再利用，以减少对环境的污染。
[0071]图4是示出图1的第二处理室的管的视图。
[0072]参考图4，第二处理室2500包括壳体2510、加热构件2520和支撑构件2530。第二处理在第二处理室2500中执行。这里，第二处理可以是用于通过使用超临界流体来对基板S进行干燥的第二干燥处理。
[0073]壳体2510的内部可以提供从外部密封以干燥基板S的空间。壳体2510可以由足以承受高压的材料形成。用于对壳体2510的内部进行加热的加热构件2520可以被布置在壳体2510的内壁和外壁之间。当然，本发明并不限于加热构件2520的位置。例如，加热构件2520可以被布置在与上述位置不相同的位置处。支撑构件2530支撑基板S。支撑构件2530可以被固定及安装在壳体2510内。可替选地，支撑构件2530可以是不固定的，但可以被转动以使位于支撑构件2530上的基板S转动。
[0074]超临界流体供应单元3000生成超临界流体。例如，超临界流体供应单元3000可以将比临界温度更高的温度和比临界压力更大的压力施加给二氧化碳，以将二氧化碳转化为超临界流体。超临界流体供应单元300中产生的超临界流体通过供应管3001而被供应到壳体2510中。
[0075]供应管3001包括主管3002、上供应管3003、和下供应管3004。主管3002的一端连接到超临界流体供应单元3000。在主管3002的另一端上布置分支部件3005，从其分出上供应管3003和下供应管3004。上供应管3003的一端连接到分支部件3005而另一端连接到壳体2510的上部分。下供应管3004的一端连接到分支部件3005而另一端连接到壳体2510的下部分。供应阀3011、3012和3013被设置在供应管3001中。主阀3011被布置在主管3002中。主阀3011可以调节主管3002的打开和关闭以及超临界流体流入主管3002中的流速。上阀3012和下阀3013可以被分别布置在上供应管3003和下供应管3004中。上阀3012和下阀3013的每个可以调节上供应管3003和下供应管3004的每个的打开和关闭以及上供应管3003和下供应管3004的每个的超临界流体的流速。在分支部件3005和主阀3011之间布置过滤器3014。该过滤器3014从流入到供应管3001中的超临界流体中过滤异物。
[0076]根据另一个实施例，上供应管3003或下供应管3004可以被省略。此外，供应管3001的一端可以连接到超临界流体供应单元300而另一端可以连接到壳体2510的侧表面。
[0077]排出管4001将在壳体2510内的超临界流体和气体排出到外部。排出管4001的一端连接到壳体2510而另一端连接到回收单元4000。在排出管4001中布置排出阀4002。排出阀4002打开或关闭排出管4001。另外，排出阀4002可以调节超临界流体流入排出管4001中的流速。从壳体2510排出的超临界流体在回收单元4000中被接收。有机溶剂存在于被加载到壳体2510中的基板S的表面上。当执行第二干燥处理时，有机溶剂与超临界流体一起被排出到排出管4001中。回收单元4000除去在超临界流体中包含的有机溶剂。例如，超临界流体在从其除去了有机溶剂之后，可以被供应到超临界流体供应单元300中或被移至存储超临界流体的容器中。
[0078]气体供应源5000通过气体供应管5001而连接到壳体2510。在气体供应管5001中布置阀5002。该阀5002打开或关闭气体供应管5001。此外，阀5002可以调节供应到壳体2510中的惰性气体的流速。气体供应管5001将惰性气体供应到壳体2510中。气体供应源5000可以是存储惰性气体的储罐。惰性气体包括N2、He、Ne和Ar。在超临界流体供应到壳体2510中之前，惰性气体可以供应到壳体2510中。供应到壳体2510中的惰性气体增加了壳体2510的内部压力。例如,惰性气体可以被供应为使得壳体2510的内部压力达到临界压力或以上。
[0079]排气管5010可连接到壳体2510。惰性气体可以通过排气管5010而被排出。在排气管5010中布置排气阀5011。排气阀5011打开或关闭排气管5010。此外，排气阀5011可以调节被排出到排气管5010中的惰性气体的流速。在其中壳体2510的内部压力通过惰性气体增加的状态下，将超临界流体供应到壳体2510中。同时，在壳体2510内的惰性气体被排出到排气管5010中。排出到排气管5010中的惰性气体的量可以对应于供应到供应管3001中的超临界流体的量。因此，壳体2510的内部压力可以被保持在临界压力或以上。当超临界流体的供应和惰性气体的排出在预定时间内持续时，壳体2510的内部可以填充有超临界流体。
[0080]图5是示出超临界流体的循环的图示。
[0081]参考图5，超临界流体可以被循环到超临界流体供应单元3000、第二处理室2500和回收单元4000中。
[0082]超临界流体供应单元3000可包括存储罐3100、转换罐3200、第一冷凝器3300、第二冷凝器3400以及泵3500。
[0083]二氧化碳以液体状态存储在存储罐3100中。可以从外部或回收单元400供应二氧化碳，然后将其存储在存储罐3100中。这里，被供应到外部或回收单元400的二氧化碳可以处于局部气体状态。第一冷凝器3300将气态二氧化碳转换成液态二氧化碳以将该液态二氧化碳供应至存储罐3100中。由于液态二氧化碳的体积小于气态二氧化碳的体积，因此大量的二氧化碳可以被存储在存储罐3100中。可以省略第一冷凝器3300。
[0084]转换罐3200将从存储罐3100供应的二氧化碳转换为超临界流体以将该超临界流体供应到第二处理室2500中。此外，转换罐3200可以暂时存储二氧化碳。在当将存储罐3100连接至转换罐3200的阀(未示出)被打开时，在存储罐3100中存储的二氧化碳可以被移至转换罐3200，同时被转换成气体状态。这里，第二冷凝器3400和泵3500可以被布置在将存储罐3100与转换罐3200相连的线路中。第二冷凝器3400将气态二氧化碳转换成液态二氧化碳。泵3500将液态二氧化碳转换成在临界压力或以上压缩的气态二氧化碳，以将该气态二氧化碳供应到转换罐3200中。转换罐3200可以在临界温度或以上来加热所供应的二氧化碳，以将该二氧化碳转换为超临界流体，并然后将该超临界流体转移到第二处理室2500中。这里，从转换罐3200排出的二氧化碳可以处于在约100巴至约150巴的压力下压缩二氧化碳的状态。当根据处理的进展在第二处理室2500中需要液态或气态二氧化碳时，转换罐3200可以将液态或气态二氧化碳供应到第二处理室2500中。
[0085]回收单元4000可以包括分离模块4100和柱形模块(column module)4200。回收单元4000分离从壳体2510排出的超临界流体中含有的有机溶剂。
[0086]分离模块4100冷却从壳体2510排出的有机溶剂和二氧化碳。在冷却处理期间，有机溶剂被液化并从而与二氧化碳分离。在柱形模块4200中提供吸收有机溶剂的吸收剂(未示出)。通过分离模块4100输送的二氧化碳被引入到柱形模块4200中。二氧化碳中含有的有机溶剂被吸收到吸收剂中并随后分离。
[0087]图6是示出根据另一个实施例的第二处理室的管。
[0088]参照图6，在连接到第二处理室2501的管当中的图4的气体供应管5001和排气管5010可被省略。壳体2511、超临界流体供应单元3100以及回收单元4300可以具有与图4示出的第二处理室2500的相同的结构。另外，回收单元4300也可以省略。这里，排出到排出管4301中的超临界流体被浪费。
[0089]图7是根据本发明实施例的排放单元的图示。
[0090]参照图7，排放单元6000包括回收管6200和废液管6300。
[0091]超临界流体可以被存储在容器6100中。此外，超临界流体流入容器6100中。在图4和图5中的超临界流体供应单元3000中包含的第一冷凝器3300、存储罐3100、第二冷凝器3400、泵3500和转换罐3200以及将存储罐3100、第二冷凝器3400、泵3500和转换罐3200相互连接的管可以构建容器6100。此外，将超临界流体供应单元3000、壳体2510和回收单元4000相互连接的管可以构建容器6100。
[0092]回收管6200将容器6100连接到回收容器6500。主回收管6210的一端连接到回收容器6500。主回收管6210的另一端可以平行分支成第一线路6220和第二线路6230。第一线路6220和第二线路6230的端部连接到容器6100。第一线路6220和第二线路6230的端部可以彼此结合并随后连接到容器6100。此外，第一线路6220和第二线路6230的每个可以连接到容器6100。这里，第一线路6220和第二线路6230连接到容器6100的部分可以彼此相邻地布置。第一阀6410和第二阀6420可以被分别布置在第一线路6220和第二线路6230中。
[0093]第一阀6410可以被设置为打开以使得容器6100内的超临界流体达到预定温度或压力。当容器6100内的超临界流体的温度或压力大于预先设定的温度或压力时，超临界流体通过回收管6200被排出。因此，可以防止容器6100的温度或压力增加超过预先设定的温度或压力。而且，当供应到基板处理设备100中的电力被阻断时，第一阀6410可以被打开。当电力没有供应到基板处理设备100时，容器6100的温度或压力可能增加，这是因为在容器6100中接收的超临界流体的状态不受控制。状态不受控的超临界流体通过第一线路6220而被排出，以防止容器6100在电力供应被阻断的状态下增加压力或温度。出于第一阀6410的控制方便，第一阀6410可以通过使用气体而被打开或关闭。
[0094]第二阀6420打开或关闭第二线路6230。另外，第二阀6420可以调节流入第二线路6230中的超临界流体的量。第二阀6420可以由工人手动地打开或关闭。另外，第二阀6420可以连接到控制单元(未示出)。因此，第二阀6420的打开或关闭也可以由控制单元控制。在使用基板处理设备100的同时，容器6100可以被维护或修理。容器6100的维护或修理可以在容器6100中接收到的超临界流体通过第二线路6230被排出后执行。布置在回收管6200中的阀6410和6420也可以以隔膜类型设置。当阀6410和6420以隔膜类型设置时，可以防止或减小流入阀6410和6420中的超临界流体中引入异物。第一阀6410和第二阀6420可以以清洁配合的方式而分别连接到第一线路6220和第二线路6230。例如，第一阀6410和第二阀6420可以以金属密封配合的方式分别连接到第一线路6220和第二线路6230。因此，当超临界流体通过第一阀6410或第二阀6420时，异物不会通过阀的汇接部分而被引入到超临界流体中，或者引入超临界流体中的异物的量减小。在回收容器6500中收集的超临界流体可以被再利用。当在回收容器6500中收集的超临界流体所包含的异物的量小于预定的量时，超临界流体可以立即被再利用。例如，回收容器6500可以通过管(未示出)连接到超临界流体供应单元3000以将超临界流体供应到超临界流体供应单元3000中。此外，当在超临界流体中包含的异物的量大于预定的量时，可以在从超临界流体中过滤异物之后再利用超临界流体。例如，回收容器6500可以通过管而连接到异物分离装置(未示出)。此外，回收容器6500可以被设置为能够分离在回收容器6500中接收的超临界流体中包含的异物的装置。
[0095]废液管6300的一端连接到容器6100。例如，废液管6300可直接连接到容器6100。另外，废液管6300可以与第一线路6220或第二线路6230结合，并随后连接到容器6100。这里，废液管6300可以在主回收管6210关于第一阀6410或第二阀6420的相对一侧上与第一线路6220或第二线路6230结合。废液管6300的另一端可以被配置为将超临界流体排出到大气中，或连接到暂时存储要被废弃的超临界流体的水箱(未示出)。
[0096]图8是安全阀的剖视图。
[0097]参照图7和图8，安全阀6430包括阀壳体6431、弹性构件6434和活塞6435。安全阀6430被布置在废液管6300中。当容器6100的内部压力超过预定的压力时，安全阀6430可以自动地被打开。
[0098]阀壳体6431限定安全阀6430的外观。在阀壳体6431中设置入口 6431a和出口6431b。入口 6431a和出口 6431b的每个连接到废液管6300。在与阀壳体6431中的入口6431a相反的一侧布置气缸6431c。在气缸6431c中布置弹性构件6434。[0099]活塞6435包括压板6435a和杆6435b。压板6435a被布置在气缸6431c中在第一密封部分6432和弹性构件6434之间。防止超临界流体在活塞6435和阀壳体6431之间泄漏的密封部份6432和6433可以被布置在阀壳体6431中。例如，在气缸6431c的前侧上可以布置被形成为阶梯式的具有截面小于气缸6431c的截面的第一密封部分6432，并且在入口 6431a的前侧上可以布置进阶具有截面小于入口 6431a的截面的第二密封部分6433。杆6435b从压板6435a的一个表面延伸，并且被布置在第一密封部分6432和第二密封部分6433上。在阀壳体6431的内壁上可以布置防止超临界流体在阀壳体6431和活塞6435之间泄漏的填充物6432a和6433a。例如，第一填充物6432a和第二填充物6433a可以被分别布置在第一密封部分6432和第二密封部分6433上。第一填充物6432a或第二填充物6433a可以由橡胶制成。例如，第一填充物6432a或第二填充物6433a可以由含有氟橡胶的材料制成。第一填充物6432a和第二填充物6433a的每个可以防止超临界流体在第一密封部分6432和第二密封部分6433之间泄漏。
[0100]图9是安全阀打开的状态下的图示。
[0101]打开安全阀6430的处理将参照图9进行描述。
[0102]由超临界流体而造成的压力被施加到杆6435b的一端。当施加到杆6435b的压力超过由弹性构件6434施加到压板6435a的压力时，活塞6435可以朝着气缸6431c移动以打开安全阀6439。结果，超临界流体可以从入口 6431a流到出口 6431b。流动的超临界流体接触第二填充物6433a。当接触超临界流体时第二填充物6433a可能溶解而污染超临界流体。此外，当活塞6435往复运动时，可能在弹性构件6434、第一填充物6432a和第二填充物6433a上产生异物。此外，超临界流体中的一部分可以被引入到第一密封部分6432或气缸6431c中以溶解第一填充物6432a或弹性构件6434，从而产生异物。异物可能污染通过安全阀6430的超临界流体。因此，相比于通过回收管6200而被引入到回收容器6500的超临界流体，在通过安全阀6430的超临界流体中可能包含了相对大量的异物。
[0103]在容器6100和安全阀6430之间在废液管6300中布置过滤器6301。存在于入口侧的超临界流体可能朝容器6100被引入。存在于入口侧的超临界流体可能由于第一填充物6432a、第二填充物6433a或弹性构件6434而包含异物。因此，过滤器6301可以过滤从入口侧朝容器6100引入的超临界流体中包含的异物，以防止在容器6100内的超临界流体被污染。
[0104]图10是安全阀和水管在其处彼此连接的部分的剖视图。
[0105]参照图10，过滤器6301可以以衬垫类型设置。
[0106]过滤器6301包括衬垫部分6302和过滤部分6303。衬垫部分6302可具有与安全阀6430和废液管6300的端部的每个的管状对应的管状。例如，当安全阀6430和废液管6300的每个的端部具有圆形形状时，衬垫部分6302可以具有环形形状。过滤部分6303从衬垫部分6302的侧表面延伸。过滤部分6303可以被布置在衬垫部分6302的一个侧表面或两个侧表面上。过滤部分6303被插入到废液管6300或安全阀6430中，并随后被固定。
[0107]通过使用稱接构件6305来固定其中插入过滤器6301的安全阀6430和废液管6300。耦接构件6305包括第一耦接部分6306和第二耦接部分6307。第一耦接部分6306的环形形状可以对应于安全阀6430的外圆周表面的环形形状。第二耦接部分6307从第一耦接部分6306的侧表面延伸。在第二耦接部分6307内圆周表面上布置螺纹6308。在安全阀6430的外圆周表面和废液管6300的外圆周表面上布置在半径方向上凸出的第一凸起6436和第二凸起6305。在第二凸起6305的外圆周表面上布置螺纹6306。第一耦接部分6306被固定到第一凸起6436的侧表面。第二耦接部分6307和第二凸起6305与螺纹6305和6308 B齿合,并从而相对于彼此固定。根据另一个实施例，螺纹可以被布置在第一凸起6436上。第一耦接部分6306可以被固定到第二凸起6305的侧表面，并且布置在第二耦接部分6307上的螺纹6308可以与布置在第一凸起6436上的螺纹啮合，并且因此，第二耦接部分6307和第一凸起6436可彼此固定。
[0108]图11是连接排放单元的状态的图示。
[0109]参照图11，基板处理设备包括多个排放单元6000a和6000b。
[0110]第一排放单元6000a和第二排放单元6000b分别连接到第一容器6100a和第二容器6100b。第一容器6100a和第二容器6100b的每个可以是在超临界流体供应单元3000中包含的第一冷凝器3300、存储罐3100、第二冷凝器3400、泵3500和转换罐3200、以及将存储罐3100、第二冷凝器3400、泵3500、转换罐3200相互连接的管中的一个。此外，第一容器6100a和第二容器6100b的每个可以是将超临界流体供应单元3000、壳体6431和回收单元4000相互连接的管中的一个。在第一排放单元600a中包含的回收管6200a和废液管6300a的每个以及在第二排放单元6000b中包含的回收管6200b和废液管6300b的每个可以与图7的排放单元6000相同。此外，分别倾向于第一排放单元600a和第二排放单元600b的主回收管6210a和6210b、第一线路6220a和6220b、第二线路6230a和6230b、第一阀6410a和6410b、第二阀6420a和6420b和第三阀6430a和6430b可以具有与图7的排放单元6000相同的结构。
[0111]第一排放单元6000a的第一阀6410a和第二排放单元6000b的第一阀6410b可以在相同温度或不同温度下被打开。此外，第一排放单元6000a的安全阀6430a和第二排放单元6000b的安全阀6430b可以在相同温度或不同温度下被打开。
[0112]第一排放单元6000a的回收管6200a和第二排放单元6000b的回收管6200b中的每个可以连接到回收容器6501，或第一排放单元6000a的回收管6200a和第二排放单元6000b的回收管6200b可以彼此接合，并随后连接到回收容器6501。第一排放单元6000a的废液管6300a和第二排放单元6000b的废液管6300b可以彼此接合并随后将超临界气体排出到大气中或连接到废液罐。另外，第一排放单元6000a的废液管6300a和第二排放单元6000b的废液管6300b的每个可以将超临界气体排出到大气中或连接到废液罐。
[0113]上面的详细描述仅仅是本发明的示例。在说明的示例性实施例中，本领域技术人员将理解到在不脱离其体现的概念的精神的情况下可以对其做出修改。另外，本申请的范围并不意在限于这些具体实施例或他们的特定特征或利益。相反，本申请的范围意在限于所附权利要求以及其等同体。
[0114]根据本发明实施例，从容器排出的超临界流体可以根据污染程度而被分离并收集。
[0115]此外，根据本发明实施例，从容器排出的超临界流体可以具有改善的回收效率。
[0116]以上公开的主题内容应被认为是说明性的而非限制性的，并且所附权利要求意在覆盖落入本发明真正精神和范围的所有变型、改进和其它实施例。因此，在法律所允许的最大限度下，本发明的范围将由所附权利要求及其等同体的广义可允许的解释来确定，并且不应受限于或局限于受前述细节描述。
【权利要求】
1.一种基板处理设备，包括: 提供了空间的容器，在所述空间中超临界流体流动或被接收； 回收管，其一端连接到容器以排出在所述容器内的所述超临界流体，所述回收管包括阀；以及 废液管，其连接到所述容器，以排出在所述容器内的所述超临界流体，所述废液管包括安全阀， 其中，所述回收管的另一端连接到回收容器，在所述回收容器中，从容器排出的超临界流体被接收以用于再利用。
2.根据权利要求1所述的基板处理设备，其中，所述回收管的阀不同于所述废液管的安全阀。
3.根据权利要求1或2所述的基板处理设备，其中，所述安全阀包括: 连接到所述废液管的阀壳体，所述阀壳体包括通过其引入超临界流体的入口以及通过其排出超临界流体的出口； 布置在气缸中的弹性构件，所述气缸被设置在所述阀壳体内；以及 布置在所述弹性构件与所述入口之间的活塞，以用于在当由所述弹性构件或所述超临界流体压力而使所述活塞移动时打开或关闭所述安全阀。
4.根据权利要求3所述的基板处理设备，其中，防止所述超临界流体在所述活塞和所述阀壳体的内壁之间泄漏的填充物被布置在所述阀壳体的内壁上。
5.根据权利要求4所述的基板处理设备，其中，所述填充物包括氟橡胶。
6.根据权利要求1或2所述的基板处理设备，其中，布置在所述回收管中的所述阀以隔膜类型设置。
7.根据权利要求1所述的基板处理设备，其中，所述回收容器将异物与在所述回收容器中接收的所述超临界流体分离。
8.根据权利要求1所述的基板处理设备，其中，所述回收容器连接到将所述超临界流体供应至壳体中的超临界流体供应单元，所述壳体提供了在其中处理基板的空间。
9.根据权利要求1所述的基板处理设备，其中，所述回收管包括: 主回收管，其一端连接到所述回收容器；以及 从所述主回收管的另一端平行分支的第一线路和第二线路，所述第一线路和第二线路中的每个都连接到所述容器。
10.根据权利要求9所述的基板处理设备，其中，所述阀包括被布置在所述第一线路中的第一阀和被布置在所述第二线路中的第二阀。
11.根据权利要求1所述的基板处理设备，其中，所述容器包括壳体，所述壳体提供了在其中处理基板的空间。
12.根据权利要求1所述的基板处理设备，其中，所述容器包括将所述超临界流体供应至壳体中的超临界流体供应单元，所述壳体提供了在其中处理基板的空间。
13.根据权利要求1所述的基板处理设备，其中，所述容器包括将提供了在其中处理基板的空间的壳体连接到将所述超临界流体供应到所述壳体中的超临界流体供应单元的管。
【文档编号】H01L21/02GK103456663SQ201310214510
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年5月31日 优先权日:2012年5月31日
【发明者】崔龙贤, 朴正善, 许弼覠 申请人:细美事有限公司