基板加工装置、控制基板加工装置的方法及其制造方法与流程

本发明涉及一种基板加工装置(substrate processing apparatus)、控制基板加工装置的方法及其制造方法。

背景技术：

1、为了制造半导体器件，通过诸如摄影术、蚀刻、灰化、离子注入和薄膜沉积等各种工艺来在基板(诸如晶圆)上形成所需的图案。在每个工艺中会使用各种加工溶液和加工气体，且在工艺期间会产生颗粒和工艺副产物。在每个工艺之前和之后执行清洁工艺，以从基板去除这些颗粒和工艺副产物。

2、在清洁工艺中，通过将清洁液供应到基板来清洁基板。然后烘干基板以去除基板上残留的清洁液。干燥处理的一个示例是旋转干燥工艺，在该工艺中高速旋转基板以去除基板上残留的清洁液。然而，旋转基板以去除清洁液的旋转干燥工艺存在破坏在基板上形成的图案的风险。此外，随着图案的纵横比的增加，因基板的旋转而引入图案之间的清洁液可能不能充分去除。

3、最近，采用了超临界干燥工艺，在超临界干燥工艺中，用具有低表面张力的有机溶剂(诸如异丙醇(isopropyl alcohol，ipa))来替换基板上的残留清洁液，然后基板被供应有超临界干燥气体(例如，二氧化碳)以从基板去除残留的有机溶剂。在超临界干燥工艺中，将干燥气体供应到密闭腔室中，并对干燥气体进行加热和加压。干燥气体的温度和压力两者都上升到临界点以上，并且干燥气体发生相变以达到超临界状态。

4、超临界状态下的干燥气体具有较高的溶解度和渗透性。换句话说，当将超临界干燥气体供应到基板时，干燥气体容易渗透到基板上的图案中，并且基板上残留的有机溶剂也容易在干燥气体中溶解。因此，可以容易地去除形成在基板上的图案和残留在图案之间的有机溶剂。

5、图1是示出典型的超临界干燥装置中闭合上腔室和下腔室的示意图，并且图2是示出夹持体夹持图1的腔室的示例的示意图。

6、参照图1和2，典型的超临界干燥装置包括上腔室1、下腔室2、o形环3和夹持体4。在基板加工期间，下腔室2与上腔室1紧密接触。上腔室1和下腔室2彼此结合以形成在其中加工基板的处理空间(treating space)。由于将干燥气体保持在超临界状态对超临界干燥工艺很重要，因此对上腔室1和下腔室2中的压力进行加压并保持高压。夹持体4在执行超临界干燥工艺的情况下防止上腔室1与下腔室2之间的间隙过度扩大，并且减少了施加到移动下腔室2的驱动器的负荷。

7、为了使夹持体4在夹持上腔室1和下腔室2时、与上腔室1和下腔室2无摩擦地移动，在夹持体4的内表面与上腔室1和下腔室2的表面之间需要存在一定的间隙。当上腔室1与下腔室2之间的间隙被扩大时，该间隙可以用作在其中上腔室1和下腔室2可移动的空间。如图3所示，当将高压干燥气体供应到上腔室1和下腔室2中时，上腔室1和下腔室2分别在向上方向和向下方向上移动，并且会与夹持体4碰撞。当上腔室1和下腔室2与夹持体4碰撞时，可以在上腔室1和下腔室2内产生颗粒，并且可使支承在上腔室1和下腔室2内的基板的位置失真，导致基板干燥不充分。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供了一种能够有效地加工基板的基板加工装置、控制该基板加工装置的方法及其制造方法。

2、此外，为了解决上述问题，本发明提供了一种能够使因腔室与夹持体之间的碰撞而在由腔室提供的处理空间中产生的颗粒最小化的基板加工装置、以及控制该基板加工装置的方法及制造基板的方法。

3、此外，为了解决上述问题，本发明提供了一种即使在将处理流体供应到腔室中、也能够使基板位置的失真最小化的基板加工装置、以及控制该基板加工装置的方法及其制造方法。

4、本发明的目的不限于此，并且本领域普通技术人员将从以下描述中清楚地理解未提及的其他目的。

5、本发明的示例性实施方案提供一种用于加工基板的装置，该装置包括：腔室，该腔室限定在其中加工基板的处理空间，其中，该腔室包括：第一腔体以及第二腔体，该第一腔体设置有用于支承所述基板的支承构件，该第二腔体与第一腔体联接以限定在其中加工基板的处理空间；移动单元，该移动单元用于移动第一腔体和第二腔体中的任一者；夹持体，该夹持体用于夹持腔室；移动模块，该移动模块用于在用于夹持腔室的夹持位置与用于松开腔室的松开位置之间移动夹持体；以及控制器，该控制器配置为控制移动单元和移动模块，其中，控制器配置为控制移动单元，使得当第一腔体和第二腔体处于用于密封处理空间的闭合位置时腔室与夹持体紧密接触，并且使得夹持体处于夹持位置。

6、根据示例性实施方案，该控制器可以控制移动单元，使得在第一腔体和第二腔体之间、第一腔体与夹持体紧密接触。

7、根据示例性实施方案，该装置还可以包括：流体供应单元，该流体供应单元用于将处理流体供应到处理空间，并且控制器还可以控制流体供应单元、并在第一腔体与夹持体紧密接触之后控制流体供应单元将处理流体供应到处理空间。

8、根据示例性实施方案，该装置还可以包括：壳体，该壳体具有在其中设置腔室的内部空间，其中，第一腔体可以固定至壳体；以及缓冲件，该缓冲件可以安装在第一腔体与壳体之间。

9、根据示例性实施方案，缓冲件可以配置为使得当第一腔体和第二腔体彼此紧密接触时不改变第一腔体的位置，并且当移动单元使第一腔体与夹持体接触时，在靠近壳体的方向上改变第一腔体的位置。

10、根据示例性实施方案，缓冲件可以包括弹簧。

11、根据示例性实施方案，缓冲件可以包括：第一磁性元件，该第一磁性元件安装在壳体中；以及第二磁性元件，该第二磁性元件安装在第一腔体中并面向第一磁性元件，并且第一磁性元件和第二磁性元件可以具有彼此相同的极性，以便在第一磁性元件与第二磁性元件之间产生排斥力。

12、根据示例性实施方案，缓冲件可以包括：第一磁性元件，该第一磁性元件安装在壳体中；第二磁性元件，该第二磁性元件安装在第一腔体中并面向第一磁性元件；第一电流源，该第一电流源用于将电流供应到第一磁性元件；以及第二电流源，该第二电流源用于将电流供应到第二磁性元件。

13、根据示例性实施方案，第二腔体可以位于第一腔体的下方，并且移动单元可以配置为在向上和向下的方向上移动第二腔体。

14、根据示例性实施方案，第二腔体可以位于第一腔体的下方，并且移动单元可以配置为在向上和向下的方向上移动第一腔体。

15、根据示例性实施方案，移动单元和移动模块中的至少一者可以配置为以磁悬浮方式移动腔室或夹持体。

16、根据示例性实施方案，移动单元和移动模块中的至少一者可以配置为包括选自以下项的任一者：气缸、液压缸和电机。

17、根据示例性实施方案，夹持体可以具有一个表面，该一个表面具有在背离腔室的方向凹陷的形状、使得在密封处理空间的状态下插入腔室的边缘部。

18、本发明的另一示例性实施方案提供一种控制基板加工装置的方法，该基板加工装置包括：腔室，该腔室限定在其中加工基板的处理空间，其中，该腔室包括：第一腔体以及第二腔体，该第一腔体设置有用于支承基板的支承构件，该第二腔体与第一腔体联接以限定在其中加工基板的处理空间；以及夹持体，该夹持体用于夹持腔室，该方法包括：闭合操作，该闭合操作移动第一腔体和第二腔体中的任一者以密封处理空间；夹持操作，该夹持操作移动夹持体以夹持腔室；紧密接触操作，该紧密接触操作使第一腔体和第二腔体中的至少一者与夹持体接触；以及基板加工操作，该基板加工操作在执行紧密接触操作之后、通过将处理流体供应到处理空间来加工基板。

19、根据示例性实施方案，紧密接触操作可以包括使第一腔体和第二腔体之间、第一腔体与夹持体接触。

20、根据示例性实施方案，当执行基板加工操作时，处理空间中的压力可以大于由移动单元提供的压力，该移动单元移动第一腔体和第二腔体中的任一者。

21、本发明的又一示例性实施方案提供了一种制造方法，该制造方法包括：闭合操作，该闭合操作将基板放置在腔体中设置的支承构件上、并且闭合腔室以密封由腔室提供的处理空间；夹持操作，该夹持操作在闭合操作之后、通过在面向腔室的方向上移动夹持体来夹持腔室；紧密接触操作，该紧密接触操作在夹持操作之后、使腔室与夹持体接触；以及基板加工操作，该基板加工操作通过将超临界流体供应到处理空间来干燥基板。

22、根据示例性实施方案，该腔室可以包括第一腔体以及第二腔体，该第一腔体设置有支承构件，该第二腔体与第一腔体联接以提供处理空间，并且紧密接触操作可以包括使第一腔体与夹持体接触。

23、根据示例性实施方案，向基板加工操作供应的超临界流体可以使第二腔体与夹持体接触。

24、根据示例性实施方案，第二腔体可以定位(positioned)在第一腔体的下方，并且紧密接触操作可以包括在向上的方向上移动第一腔体以使第一腔体与夹持体接触。

25、根据本发明的示例性实施方案，能够有效地加工基板。

26、进一步地，根据本发明的示例性实施方案，可以使因腔室与夹持体之间的碰撞而在由腔室提供的处理空间中产生的颗粒最小化。

27、进一步地，根据本发明的示例性实施方案，即使将处理流体供应到腔室中，也能够使基板的错位最小化。

28、本发明的效果不限于上述效果，并且本领域技术人员将从说明书和附图中清楚地理解未提及的效果。