基板干燥装置、制造半导体器件的设备及干燥基板的方法制造方法及图纸

公开了一种基板干燥装置、制造半导体器件的设备以及干燥基板的方法。基板干燥装置包括：腔室，其被配置为以第一温度干燥基板；第一贮存器，其被配置为储存处于小于第一温度的第二温度的第一超临界流体；第二贮存器，其被配置为储存处于大于第一温度的第三温度的第二超临界流体；以及供应单元，其连接在腔室与第一贮存器和/或第二贮存器之间。供应单元被配置为向腔室供应第一超临界流体和第二超临界流体。

Substrate drying devices, devices for manufacturing semiconductor devices and methods for drying substrates

The invention discloses a substrate drying device, a device for manufacturing semiconductor devices and a method for drying a substrate. The substrate drying device comprises a chamber configured to dry the substrate at a first temperature; a first memory configured to store the first supercritical fluid at a second temperature less than the first temperature; a second memory configured to store the second supercritical fluid at a third temperature greater than the first temperature; and a supply unit connected to the chamber and the first memory. Between and/or between the second memory. The supply unit is configured to supply the first supercritical fluid and the second supercritical fluid to the chamber.

【技术实现步骤摘要】
基板干燥装置、制造半导体器件的设备及干燥基板的方法
本专利技术构思涉及基板处理，更具体地，涉及基板干燥装置、制造半导体器件的设备和/或干燥基板的方法。
技术介绍
半导体器件通过各种工艺被制造，该各种工艺包括用于在诸如硅晶片等的基板上形成电路图案的光刻工艺。当制造半导体器件时，产生诸如颗粒、有机污染物和/或金属杂质的各种异物。这些异物可以导致基板缺陷而直接对半导体器件的产量造成不良影响。因此，在半导体制造工艺中会涉及用于去除异物的清洁工艺。通常，在典型的清洁工艺中，留在基板上的异物使用去污剂被去除，然后基板使用去离子水(DI水)被冲洗并使用异丙醇(IPA)干燥。然而，在具有精细电路图案的半导体基板的情况下，干燥工艺可能具有低效率。此外，因为在干燥工艺期间经常发生电路图案的损坏，即图案倒塌，所以干燥工艺不适合于具有小于约30nm的线宽的半导体器件。因此，为了解决上述限制，关于使用超临界流体干燥基板的技术已经有了积极的研究。
技术实现思路
本专利技术构思的一些实施方式提供了用于减少基板干燥时间的基板干燥装置。本专利技术构思的一些实施方式提供了用于减少颗粒产生的基板干燥装置。本专利技术构思的目的不限于上述那些，并且本领域技术人员将由前面的描述以及附图明显地理解以上未提及的其它效果。根据本专利技术构思的一些实施方式，一种基板干燥装置可以包括：腔室，其被配置为以第一温度干燥基板；第一贮存器，其被配置为储存具有小于第一温度的第二温度的第一超临界流体；第二贮存器，其被配置为储存具有大于第一温度的第三温度的第二超临界流体；以及供应单元，其连接在腔室与第一贮存器和/或第二贮存器之间，供应单元被配置为向腔室供应第一超临界流体和/或第二超临界流体。根据本专利技术构思的一些实施方式，一种制造半导体器件的设备可以包括配置为抛光基板的基板抛光装置、配置为清洁基板的基板清洁装置、以及配置为干燥基板的基板干燥装置。基板干燥装置可以包括：腔室，其被配置为以第一温度干燥基板；第一贮存器，其被配置为储存处于小于第一温度的第二温度的第一超临界流体；第二贮存器，其被配置为储存处于大于第一温度的第三温度的第二超临界流体；以及供应单元，其连接在腔室与第一贮存器和/或第二贮存器之间，并被配置为向腔室提供第一超临界流体和/或第二超临界流体。根据本专利技术构思的一些实施方式，一种干燥基板的方法可以包括将腔室中的基板加热到第一温度、在基板上提供处于小于第一温度的第二温度的第一超临界流体、以及在基板上提供处于大于第一温度的第三温度的第二超临界流体。附图说明图1示出了显示根据本专利技术构思的一些实施方式的基板干燥装置的示意图。图2示出了显示图1的工艺室的压力和温度变化的曲线图。图3和图4示出了显示图1的工艺室的示意图。图5示出了显示图1的超临界流体贮存器的示意图。图6至图8示出了显示根据本专利技术构思的一些实施方式的基板干燥装置的示意图。图9是显示了图6至图8的加热器件的示意图。图10A至图10C示出了显示图9的热交换构件的透视图。图11示出了显示图6至图8的加热器件的透视图。图12和图13示出了显示图11的加热器件的剖视图。图14是显示了根据本专利技术构思的一些实施方式的包括基板干燥装置的制造半导体器件的设备的示意图。图15示出了显示图14的基板清洁装置的剖视图。图16是显示了根据本专利技术构思的一些实施方式的干燥基板的方法的流程图。具体实施方式图1示出了显示根据本专利技术构思的一些实施方式的基板干燥装置1的示意图。参照图1，基板干燥装置1可以是超临界干燥装置。在一些实施方式中，基板干燥装置1可以使用超临界流体来干燥基板(见图3的S)上的清洁溶液。如这里所述，术语“超临界流体”可以包括处于超临界状态的工艺流体。术语“超临界状态”可以表示材料达到临界状态，在临界状态材料的温度和/或压力等于或大于临界点，因而气相与液相之间会没有区别。处于超临界状态的材料(在下文中被称为超临界材料)可以具有与液体的分子密度相似的分子密度并具有与气体的粘性相似的粘性。由于其极高的扩散性、渗透性和/或溶解性，超临界材料在化学反应期间会具有优势。此外，因为超临界材料可以具有不足以对精细结构施加界面张力的极低的表面张力，所以超临界材料可以防止图案倒塌和水印和/或具有优良的干燥效率，从而有利于干燥半导体器件。在一些实施方式中，基板干燥装置1可以包括工艺室100、超临界流体供应单元200和/或源流体供应单元300。工艺室100可以执行其中使用超临界流体的基板干燥工艺。例如，工艺室100可以提供在其中执行干燥工艺并且其刚性和气密性足以允许超临界流体进入超临界状态的内部空间。工艺室100可以是高压室。在工艺室100中执行的超临界工艺可以包括用于制造半导体器件的各种单元工艺。各种单元工艺可以包括例如其中使用超临界流体作为蚀刻剂的蚀刻工艺、其中使用超临界流体清洁已经历了蚀刻工艺的基板的清洁工艺和/或其中使用超临界流体干燥已经历了蚀刻工艺的基板的干燥工艺。因此，工艺室100可以提供有基于超临界工艺的类型而变得不同的超临界流体。超临界工艺将在下文中作为干燥工艺进行说明。工艺室100可以被加热至室温以上。当采用异丙醇(IPA)干燥基板时，工艺室100可以被加热至小于异丙醇的蒸发点(例如82.5℃)。例如，工艺室100可以将基板加热至约40℃至约80℃的第一温度T1。工艺室100的第一压力可以改变。例如，当工艺室100装载有在其上包括具有10到50的高的高宽比的精细图案结构、经历了其中使用诸如有机化学物质的清洁溶液的清洁工艺的基板S时，可以在工艺室100中执行使用超临界流体的干燥工艺。因此，超临界干燥工艺可以有效地去除清洁溶液，同时防止对图案结构的损坏。干燥工艺可以通过由包含添加物(诸如表面活性剂)的超临界流体代替溶剂来处理基板而不损坏高的高宽比的图案。超临界流体可以是处于或高于其临界温度和压力的流体，并且可以具有气体性质(例如扩散性、粘性和表面张力)和液体性质(例如溶解性)。因此，超临界状态下的溶剂替换可以从高的高宽比的图案容易地去除杂质。例如，清洁工艺中使用的有机化学物质可以包括乙基乙二醇、1-丙醇、四氢呋喃、4-羟基、4-甲基、2-戊酮、1-丁醇、2-丁醇、甲醇、乙醇、n-丙醇、二甲基乙醚或其组合。在超临界状态下去除有机化学物质的工艺流体可以包括二氧化碳(CO2)、水(H2O)、甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、丙烷(C3H8)、乙烯(C2H4)、丙烯(C2H2)、甲醇(C2H3OH)、乙醇(C2H5OH)、六氟化硫(SF6)、丙酮(C3H8O)或其组合。虽然在下文中描述的一些实施方式包括二氧化碳(CO2)作为用于干燥基板的超临界流体，但是超临界流体的成分和/或种类不限于此。超临界流体供应单元200可以接收来自源流体供应单元300的源流体，并且可以将源流体改变为引入到工艺室100中的超临界流体。例如，超临界流体供应单元200可以包括超临界流体贮存器210(211、213、215)和超临界流体供应构件230，超临界流体通过超临界流体贮存器210(211、213、215)从源流体改变并且超临界流体储存在其中，超临界流体经超临界流体供应构件230从超临界流体供应贮存器210流到工艺室100。源流体可以包括处于气态或液态的工艺流体。供应到超临界流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基板干燥装置，包括：腔室，其被配置为以第一温度干燥基板；第一贮存器，其被配置为储存具有小于所述第一温度的第二温度的第一超临界流体；第二贮存器，其被配置为储存具有大于所述第一温度的第三温度的第二超临界流体；以及供应单元，其连接在所述腔室与所述第一贮存器和/或所述第二贮存器之间，其中所述供应单元被配置为将所述第一超临界流体和/或所述第二超临界流体供应到所述腔室中。

【技术特征摘要】
2017.06.15 KR 10-2017-0076030;2017.10.23 KR 10-2011.一种基板干燥装置，包括：腔室，其被配置为以第一温度干燥基板；第一贮存器，其被配置为储存具有小于所述第一温度的第二温度的第一超临界流体；第二贮存器，其被配置为储存具有大于所述第一温度的第三温度的第二超临界流体；以及供应单元，其连接在所述腔室与所述第一贮存器和/或所述第二贮存器之间，其中所述供应单元被配置为将所述第一超临界流体和/或所述第二超临界流体供应到所述腔室中。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述供应单元被配置为顺序地供应所述第一超临界流体和所述第二超临界流体以增大所述腔室中的压力。3.根据权利要求2所述的装置，其中，当所述腔室的所述压力达到所述第一超临界流体的临界点时，所述供应单元配置为向所述腔室提供所述第二超临界流体。4.根据权利要求3所述的装置，其中，当所述第二温度为31.1℃时，所述临界点为72巴。5.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一温度在40℃到80℃之间的范围内。6.根据权利要求5所述的装置，还包括：第三贮存器，其被配置为以所述第一温度储存第三超临界流体。7.根据权利要求6所述的装置，其中，当所述第二超临界流体达到与饱和持续时间相关联的压力时，所述供应单元向所述腔室提供所述第三超临界流体。8.根据权利要求7所述的装置，其中与所述饱和持续时间相关联的所述压力为150巴。9.根据权利要求1所述的装置，其中所述供应单元包括：供应管线，其将所述腔室连接到所述第一贮存器和/或所述第二贮存器；阀，其与所述供应管线中的相应供应管线接合并且控制所述第一超临界流体和/或所述第二超临界流体的相应供应；以及过滤器，其与所述供应管线中的相应供应管线接合，其中所述过滤器被配置为过滤所述第一超临界流体和/或所述第二超临界流体中的污染...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵庸真，金伶厚，郑志薰，金荣俊，李根泽，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR