基板处理设备和应用于基板处理设备的安全阀
技术领域
本文中所述的本发明构思的实施例涉及一种需要高清洁度水平的基板处理设备和一种应用于其的安全阀。
背景技术
在基板(例如半导体晶片)的表面上形成集成电路的层叠结构的半导体装置制造工艺中，执行液体处理，例如化学清洁或湿法刻蚀。近年来，使用超临界状态的工艺流体的清洁或干燥方法已用作液体处理后清洁或干燥基板的方法。高压设备用于施加超临界流体。
具有10巴或更大的操作压力的高压设备装备有安全阀(或减压阀)以能够当产生超过设计压力的压力时紧急排放。一般的安全阀具有以基于橡胶的O形环的形状的密封结构。然而，橡胶在超临界流体中膨胀以产生污染，因而发生泄漏，或者，安全阀中的润滑剂被引入设施中而导致由于油所致的工艺故障。
传统的安全阀主要用于普通工业高压设备中。然而，具有低清洁度水平的传统安全阀并不适合，这是因为，半导体设备需要高清洁度水平。
发明内容
本发明构思的实施例提供一种基板处理设备，用于高效处理基板。
另外，本发明构思的实施例提供一种基板处理设备，用于提高清洁效率。
此外，本发明构思的实施例提供一种安全阀，其具有高清洁度水平。
拟通过本发明构思解决的技术问题不限于上述问题，本发明构思所述领域的普通技术人员通过以下描述将清楚理解在本文中未提及的任何其它技术问题。
根据示例性实施例，一种用于处理基板的设备，包括：高压室；流体供应单元，其包括供应管，超临界流体通过所述供应管被供应到所述高压室中；至少一个分支管，其从所述流体供应单元的所述供应管分支出来，并将所述超临界流体排到外部；和安全阀，其设置在所述供应管与所述至少一个分支管之间，并且当所述供应管中的压力超过容许压力时将所述供应管中的压力释放至所述至少一个分支管。所述安全阀可以包括：主体，所述主体在其中形成有流动通路，所述流动通路包括连接到所述供应管的入口和连接到所述至少一个分支管的出口，其中围绕所述入口或所述出口形成有阀座；阀盘，其设置在所述主体中，其中所述阀盘的一侧接触所述阀座；弹性构件，其连接到所述阀盘的相反侧，并弹性支撑所述阀盘，且具有设定弹性；和由聚酰亚胺制成的密封构件，其设置在所述阀盘和所述阀座的接触表面上。
在一个实施例中，所述阀盘可相对与所述阀座的接触表面而竖直移动。
在一个实施例中，所述安全阀可包括：主联接部件，其联接到所述供应管；副联接部件，其联接到所述至少一个分支管；且所述主联接部件和所述副联接部件可镀有银。
在一个实施例中，所述安全阀可包括至少一个螺纹部；所述至少一个螺纹部的表面可镀有银。
在一个实施例中，所述安全阀的主体可包括：第一主体，在所述第一主体中形成有所述流动通路；和第二主体，在所述第二主体中具有所述弹性构件。所述第一主体可与所述第二主体螺旋联接，并且所述第一主体和所述第二主体的螺旋联接表面可镀有银。
在一个实施例中，在所述阀盘和所述主体的接触表面中，所述阀盘和所述主体中的至少一个可镀有银。
在一个实施例中，密封构件可设置为座形状。
在一个实施例中，密封构件可设置在阀座上。
在一个实施例中，密封构件可设置在阀盘上。
在一个实施例中，润滑剂可不被施加于安全阀。
根据示例性实施例，安全阀包括：主体，该主体在其中形成有流动通路，所述流动通路包括入口和出口，其中围绕所述入口或所述出口形成有阀座；阀盘，其设置在所述主体中，其中所述阀盘的一侧接触所述阀座；弹性构件，其连接到所述阀盘的相反侧，并弹性支撑所述阀盘，且具有设定弹性；和由聚酰亚胺制成密封构件，其设置在所述阀盘和所述阀座的接触表面上。
在一个实施例中，安全阀可被设置在供超临界流体(用于处理基板)流过的管中。
在一个实施例中，所述阀盘可相对于与所述阀座的接触表面而竖直移动。
在一个实施例中，所述安全阀可包括至少一个螺纹部；所述至少一个螺纹部的表面可镀有银。
在一个实施例中，所述主体可包括：第一主体，在该第一主体中形成有所述流动通路；和第二主体，在该第二主体中具有所述弹性构件。所述第一主体可与所述第二主体螺旋联接，并且所述第一主体和所述第二主体的螺旋联接表面可镀有银。
在一个实施例中，在所述阀盘和所述主体的接触表面中，所述阀盘和所述主体中的至少一者可镀有银。
在一个实施例中，润滑剂可不被施加于安全阀。
附图说明
通过参照附图的以下描述，以上和其它目的和特征将变得显见，其中相同的附图标记在各个图中自始至终表示相同的部件，除非另行指定，其中：
图1图示出超临界流体流被供应到高压室500中和从高压室500释放；
图2示意性图示出图1的高压室500的实施例；
图3是根据一个实施例的安全阀1000的示意性剖视图；
图4是根据另一实施例的安全阀2000的示意性剖视图；
图5是根据另一实施例的安全阀3000的示意性剖视图；
图6是根据另一实施例的安全阀4000的示意性剖视图。
具体实施方式
图1图示出超临界流体流被供应到高压室500中和从高压室500释放。
参考图1，超临界流体通过超临界流体供应单元300被供应到高压室500中，并通过排放单元400从高压室500释放。
超临界流体供应单元300可包括储存罐310、贮存罐320、第一冷凝器330和第二冷凝器340。
根据一个实施例，超临界流体是超临界二氧化碳。二氧化碳以液态被储存在储存罐310中。二氧化碳可以从外部被供应并被储存在储存罐310中。可替选地，通过排放单元400释放的二氧化碳可被再生并被供应到储存罐310中。从外部供应的或再生的二氧化碳可包含气体。第一冷凝器330将二氧化碳从气态变为液态并将液态的二氧化碳供应到储存罐310中。大量二氧化碳可被储存在储存罐310中，因为液态二氧化碳比气态二氧化碳体积小得多。第一冷凝器330可省去。
贮存罐320临时储存二氧化碳。另外，贮存罐320可将从储存罐310供应的二氧化碳变为超临界流体，并可将超临界流体供应到高压室500中。
当安装在第一供应管302(其连接储存罐310和第二冷凝器340)中的第一阀381开启时，储存在储存罐310中的二氧化碳在变为气态的同时移动到第二冷凝器340中。流动通过第一供应管302的流体可为高压流体，并且第一供应管302可通过高压管实现。在第二供应管303(其连接第二冷凝器340和贮存罐320)中可安装有泵391。第二冷凝器340将二氧化碳从气态变为液态，泵391将液态的二氧化碳压缩至临界压力或更大，并将压缩后的液态二氧化碳供应到贮存罐320中。可在第二供应管303(其连接第二冷凝器340和贮存罐320)中设置第二阀382、安全阀1000和第三阀383。流动通过第二供应管303的流体可为高压流体，并且第二供应管303可通过高压管实现。
贮存罐320通过将供应的二氧化碳加热至临界温度或更高而将供应的二氧化碳变为超临界流体，并将超临界流体供应到高压室500中。此时，从贮存罐320释放的二氧化碳可处于被压缩至100巴-150巴压力的状态。贮存罐320可设置有排放单元400，用于调节贮存罐320中的压力。可在排放单元400的排放管306中安装第四阀384、安全阀1000和排放泵385。
可在第三供应管304(其连接贮存罐320和高压室500)中设置第五阀385、安全阀1000、第六阀386。可在第五阀385的下游设置孔口。
高压室500使用超临界流体清洁或干燥基板W。高压室500将在下文参考图2详细描述。
排放单元400排空高压室500中的工艺流体。高压室500中的超临界流体通过排放管307被排空到高压室500外。可在排放管307中安装第七阀387、安全阀1000、排放泵392。
在一个实施例中，安全阀1000可分别设置在第三供应管304(其连接贮存罐320和高压室500)、第二供应管303(其连接第二冷凝器340和贮存罐320)、贮存罐320的排放单元400的排放管306、高压室500的排放单元400的排放管307中。安全阀1000可应用于被提供10巴或更高的高压的所有管、罐的泄放装置、排放部件。当管中压力超过设定压力时安全阀1000自动开启。另外，当经过管的流体的压力超过设定容许压力时，安全阀1000将流体压力降低到容许压力或更低。当管中压力过大时，安全阀1000将管连接到外部并将管中的流体紧急排放到外部。将在下文参考图3和附图详细描述安全阀1000。
图2示意性图示出图1所示的高压室500的实施例。根据一个实施例，高压室500使用超临界流体清洁或干燥基板W。高压室500具有：主体520、基板支撑单元(未示出)、流体供应单元300和阻挡板(未示出)。
主体520具有内部空间502(在其中执行处理工艺)。主体520具有上主体522和下主体524，上主体522和下主体524相互组合以形成内部空间502。上主体522位于下主体524上方。上主体522可固定就位，下主体524可通过致动器590(例如气缸)而被升高或降低。当下主体524与上主体522分开时，内部空间502开启。此时，基板W被载入或载出内部空间502。在工艺过程中，使下主体524与上主体522紧密接触以将内部空间502对外密封。高压室500具有加热器570。根据一个实施例，加热器570位于主体520的壁中。加热器570加热主体520的内部空间502以将主体520的内部空间502中的流体保持在超临界状态。
同时，虽然图中未示出，但可在内部空间502中设置支撑基板W的基板支撑单元(未示出)。基板支撑单元(未示出)在主体520的内部空间502中支撑基板W。基板支撑单元(未示出)可安装在下主体524中以支撑基板W。在此情况下，基板支撑单元(未示出)可以采取升高并支撑基板W的形式。可替选地，基板支撑单元(未示出)可安装在上主体522中以支撑基板W。在此情况下，基板支撑单元(未示出)可以采取如下形式：其中，基板W从基板支撑单元(未示出)悬置并由其支撑。
流体供应单元300将工艺流体供应到主体520的内部空间502中。根据一个实施例，工艺流体可以超临界状态被供应到内部空间502中。可替选地，工艺流体可以气态被供应到内部空间502中并可在内部空间502中进行相变成为超临界状态。
根据一个实施例，流体供应单元300的第三供应管304从安置在基板支撑单元(未示出)上的基板W上方供应工艺流体。根据一个实施例，第三供应管304联接到上主体522。此外，第三供应管304可联接到上主体522的中心。
可替选地，第三供应管304可分为上分支管(未示出)(其连接到上主体522)和下分支管(未示出)。下分支管(未示出)可联接到下主体524。上分支管(未示出)和下分支管(未示出)可均在其中安装有流量阀。
排放管307联接到下主体524。在主体520的内部空间502中的超临界流体通过排放管307被排空到主体520外。
在下分支管(未示出)联接到下主体524的情况下，可在主体520的内部空间502中设置阻挡板(未示出)。阻挡板(未示出)可具有圆形板形状。阻挡板(未示出)通过支撑部(未示出)支撑，以从主体520的底表面向上间隔开。支撑部(未示出)具有棒形并相互间隔开预定距离。下分支管(未示出)的出口和排放管307的入口可设置在不相互干扰的位置。阻挡板(未示出)可防止经下分支管(未示出)供应的工艺流体直接朝向基板W配发而损坏基板W。
图3是根据一个实施例的安全阀1000的示意性剖视图。
参考图3，安全阀1000包括：阀主体1100、阀盘1200、阀盘引导部1300和弹性构件1400。
阀主体1100形成安全阀1000的外部。阀主体1100包括主要主体(第一主体)1110、柱形主体(第二主体)1120、第一帽1130、第二帽1140。
主要主体1110包括主入口1111和副出口1112。围绕主入口1111形成用于连接于主管的螺纹部1110a。围绕副出口1112形成用于连接于副管的螺纹部1110b。在一个实施例中，主管是流体供应单元的供应管之一，副管是从所述管分支出来的分支管。
主要主体1110和柱形主体1120组合。主要主体1110和柱形主体1120可通过第一帽1130组合。第一帽1130可螺纹连接到主要主体1110上。主要主体1110在其上形成有螺纹部1110c。第一帽1130具有的螺纹部1130a对应于螺纹部1110c。
弹性构件1400安装到柱形主体1120中。弹性构件1400通过第一支撑部1420和第二支撑部1450支撑。第一支撑部1420支撑阀盘1200并将弹性构件1400的弹性力传递到阀盘1200。第二支撑部1450被支撑在第二帽1140上。第二帽1140可螺纹连接到柱形主体1120上。柱形主体1120在其外表面上形成有螺纹部1120a。第二帽1140具有的螺纹部1140a对应于螺纹部1120a。
安全阀1000的螺纹部1110a、1110b、1110c、1120a、1130a和1140a可以镀有银。可去除用于安全阀1000的润滑剂，这是因为联接部分和摩擦表面镀有银。在主入口1111和副出口1112之间形成腔1130。阀盘1200设置在腔1130中。
阀盘1200与主入口1111相对。阀盘1200开启或关闭主入口1111。阀盘1200具有棒形。在主要主体1110的主入口1111处设置有阀座1113。使阀盘1200的一侧与阀座1113接触以关闭主入口1111。阀盘1200相对于与阀座1113的接触表面而竖直移动。
第一密封构件1510联接到阀盘1200的一侧。第一密封构件1510通过圆板形的座实现。可替选地，第一密封构件1510通过环形的座实现。第一密封构件1510由聚酰亚胺制成。聚酰亚胺不会在超临界流体中膨胀。
阀盘1200的相反侧联接到第一支撑部1420。弹性构件1400将弹性力施加于与第一支撑部1420联接的阀盘1200上。根据一个实施例，弹性构件1400可为弹簧。第一支撑部1420通过弹性构件1400弹性支撑。第一支撑部1420可在柱形主体1120中往复运动。阀盘1200与第一支撑部1420一起移动。
阀盘引导部1300支撑阀盘1200并引导阀盘1200的移动方向。阀盘1200的表面可镀有银。阀盘引导部1300的与阀盘1200接触的表面可镀有银。可排除在安全阀1000中设置润滑剂，这是因为，在阀盘1200与阀盘引导部1300之间的摩擦表面镀有银。第二密封构件1520可设置在阀盘引导部1300上。第二密封构件1520可通过膜实现。第二密封构件1520由聚酰亚胺制成。聚酰亚胺不会在超临界流体中膨胀。
在与超临界流体接触的过程中，相关领域中的橡胶密封构件膨胀而污染超临界流体。然而，根据所述实施例的第一密封构件1510和第二密封构件1520不会在超临界流体中膨胀。因此，避免了由于密封构件自身分解所致的超临界流体污染。特别地，安全阀通过流体流(而非外力)而被自动操作，因而润滑剂用作必要组成部分。膨胀的密封构件无法执行密封功能，其中的润滑剂被引入设施中。被引入设施中的润滑剂导致由于油所致的工艺故障。然而，根据所述实施例的安全阀1000可防止由于润滑剂所致的工艺故障。
润滑剂可完全排除，这是因为，根据所述实施例的安全阀1000的螺纹部1110a、1110b、1110c、1120a、1130a、1140a和阀盘1200的摩擦表面镀有银。相应地，可以避免由于润滑剂所致的工艺故障。
图4是根据另一实施例的安全阀2000的示意性剖视图。阀座2113在安全阀2000的主要主体2110上以凹形形成。通过环形的座实现的第一密封构件2510安装在阀座2113上。第一密封构件2510由聚酰亚胺制成。除了所述部件之外的部件与图3的实施例中的部件相同。
图5是根据另一实施例的安全阀3000的示意性剖视图。
安全阀3000的主要主体3110中形成有主入口3111和副出口3112。阀盘3200包括阀盘主体3210和隔膜3220。主入口3111和副出口3112垂直于隔膜3220，二者之间具有分隔壁3115。
隔膜3220使得柱形主体3120的内部和主要主体3110的内部相互分离。第一密封构件3510联接到隔膜3220。第一密封构件3510通过环形的座(由聚酰亚胺制成)实现。
分隔壁3115的上部接触隔膜3220，并开启或关闭流动通路。阀盘主体3210接触隔膜3220并将弹性构件3400的弹性力传递到隔膜3220。隔膜3220优选地由聚酰亚胺制成。
隔膜3220通过流体压力而朝向柱形主体3120内部移动。可替选地，随着弹性构件3400通过其弹性回复力而推动阀盘主体3210，隔膜3220可紧密接近分隔壁3115的上表面3115a，并可沿关闭流动通路的方向移动。
图6是根据另一实施例的安全阀4000的示意性剖视图。不同于图5的实施例，安全阀4000的第一密封构件4510可设置在分隔壁3115的上表面3115a上。
根据本发明构思的实施例，可有效处理基板。
另外，根据本发明构思的实施例，可提高基板的清洁效率。
此外，根据本发明构思的实施例，可减少由于从安全阀的油泄漏所致的工艺故障。
本发明构思的效果不限于前述效果，本发明构思所述领域的普通技术人员根据本说明书和附图可清楚理解在本文中未提及的任何其它效果。
以上描述举例说明了本发明的构思。另外，上述内容描述了本发明构思的示例性实施例，并且本发明构思可用于各种其它组合、变化和环境中。也就是说，在不背离在本说明书中公开的本发明构思的范围、书面公开内容的等同范围和/或本领域技术人员的技术或知识范围的情况下，可对本发明的构思进行变化或修改。书面实施例描述了实现本发明构思的技术精神的最佳状态，而可以进行在本发明构思的特定应用和目的方面所需的各种改变。因此，本发明构思的详细描述并不意在将本发明构思限制于所公开实施例的状态。此外，应理解，所附权利要求书包括其它实施例。
虽然已参考示例性实施例描述了本发明构思，但对于本领域技术人员显见的是，在不背离本发明构思的精神和范围的情况下，可以进行各种变化和修改。因此，应理解，上述实施例不是限制性的，而是说明性的。
