CN118116838A - 工艺感测单元、基板处理装置以及基板工艺监测方法 - Google Patents

工艺感测单元、基板处理装置以及基板工艺监测方法 Download PDF

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CN118116838A CN202311576175.2A CN202311576175A CN118116838A CN 118116838 A CN118116838 A CN 118116838A CN 202311576175 A CN202311576175 A CN 202311576175A CN 118116838 A CN118116838 A CN 118116838A
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Abstract

本发明涉及一种工艺感测单元、基板处理装置以及基板工艺监测方法。更详细地涉及一种当利用超临界流体进行针对基板的干燥工艺等处理工艺时，能够感测针对基板的处理工艺的进行程度以及结束时间点的工艺感测单元、基板处理装置以及基板工艺监测方法。一种基板处理装置，其特征在于，具备：腔室，提供利用超临界状态的流体来执行针对涂布有处理液或者有机溶剂的基板的处理工艺的处理空间；以及工艺感测单元，计算从所述腔室排出的流体的至少一个参数而感测针对所述基板的工艺进行程度以及工艺结束时间点中的至少一个。

Description

工艺感测单元、基板处理装置以及基板工艺监测方法
技术领域
本发明涉及一种工艺感测单元、具备工艺感测单元的基板处理装置以及利用其的基板工艺监测方法，更详细地涉及一种当利用超临界流体进行针对基板的干燥工艺等处理工艺时，能够感测针对基板的处理工艺的进行程度以及结束时间点的工艺感测单元、具备工艺感测单元的基板处理装置。
背景技术
通常，当在半导体晶圆的表面制作如LSI(Large scale integration)那样大规模/高密度半导体设备时，需要在晶圆表面形成极细图案。
这种极细图案可以通过曝光、显影以及清洗涂布有光刻胶的晶圆的各种工艺，对光刻胶进行图案化，然后蚀刻所述晶圆，从而将光刻胶图案转印到晶圆上来形成。
另外，在这种蚀刻之后，为了去除晶圆表面的灰尘或自然氧化膜，将进行晶圆清洗处理。清洗处理是通过在表面形成有图案的晶圆浸入药液或者冲洗液等处理液中，或者在晶圆表面上供应处理液来执行。
但是，当随着半导体设备的高度集成，在进行清洗处理后干燥处理液时，发生抗蚀剂或晶圆表面的图案塌陷的图案塌陷。
这种图案塌陷相当于，如图10所示，当结束清洗处理并干燥残留在基板S表面的处理液10时，若图案11、12、13左右的处理液干燥不均匀，则将图案11、12、13向左右拉伸的毛细管力不均衡，导致图案11、12、13向大量残留处理液的方向塌陷的现象。
在图10中，表示完成在基板S的上面未形成图案的左右外侧区域的处理液的干燥的同时，在图案11、12、13的间隙中残留有处理液10的状态。其结果，由于从残留在图案11、12、13之间的处理液10接收的毛细管力，左右两侧的图案11、13向内侧塌陷。
前述的引起图案塌陷的毛细管力源于清洗处理后的围绕基板S的大气氛围和置于与残留在图案之间的处理液之间的液体/气体界面上作用的处理液的表面张力。
因此，近年来，利用在气体或液体之间不形成界面的超临界状态的流体(以下称为“超临界流体”)来干燥处理液的处理方法备受关注。
在图11的压力和温度的状态图中，在仅使用温度调节的现有技术的干燥方法中，必须通过气液平衡线，因此，此时在气液界面产生毛细管力。
相反，当全部利用流体的温度和压力调节而通过超临界状态进行干燥时，不会通过气液平衡线，因此本质上能够在无毛细管力的状态下干燥基板。
参照图11，观察利用超临界流体干燥情况，若使液体的压力从A升高到B，接着使温度从B升高到C时，不通过气液平衡线，而是转换为超临界状态C。另外，当干燥工艺结束时，通过降低超临界流体的压力而在不通过气液平衡线的情况下将其转换为气体D。
另一方面，如上所述，在利用超临界流体而进行针对基板的干燥工艺等处理工艺的情况下，在腔室内部中使用大约10MPa以上的高压的流体反复进行加压以及减压，因此很难准确感测工艺的进行程度或工艺的结束时间点。因此，很难准确测定位于腔室内部的基板上的IPA(Isopropyl alcohol)等之类有机溶剂的残留量。
在根据现有技术的设备中，将采样端口连接于流体的排气管线上，对混合流体进行采样，然后减压，利用浓度计或颗粒计数器(Particle Counter)测定IPA浓度或颗粒，或者在排气管线设置透射窗而利用光度计实时测定内部相变或IPA浓度。
但是，将采样端口连接到排气管线的技术在采样分析时，间隔一定时间进行，因此很难实时监测，在排气管线设置透射窗时，利用了蓝宝石或强化玻璃，因此存在反复加压/减压的耐久性限制，另外，光学***需要高投资和维持费用。
发明内容
本发明目的在于，为了解决上述问题，提供一种能够在使用超临界流体对基板进行干燥工艺等处理工艺时，实时监测工艺的进行程度，进而准确感测工艺的结束时间点的工艺感测单元、具备工艺感测单元的基板处理装置以及利用其的基板工艺监测方法。
如上述那样的本发明的目的通过一种基板处理装置达成，其特征在于，基板处理装置具备：腔室，提供利用超临界状态的流体来执行针对涂布有处理液或者有机溶剂的基板的处理工艺的处理空间；以及工艺感测单元，计算从所述腔室排出的流体的至少一个参数而感测针对所述基板的工艺进行程度以及工艺结束时间点中的至少一个。
在此，可以是，所述参数为所述流体的介电常数(dielectric constant)。
另外，可以是，当所述流体的介电常数的计算值达到预先确定的基准值以下时，所述工艺感测单元判断为针对所述基板的工艺结束。
另一方面，可以是，所述基准值在所述流体不包括处理液或者有机溶剂的状态下的介电常数留有预先确定的裕度值来确定。
进一步，可以是，所述工艺感测单元测定所述流体的静电容量、反射图、共振频率中的至少一个来计算所述流体的介电常数。
另一方面，可以是，所述腔室具备排出所述腔室内部的流体的至少一个流体排出线，所述工艺感测单元在所述流体排出线中设置于所述流体保持超临界状态的区间。
例如，可以是，所述腔室具备排出所述腔室内部的流体的至少一个流体排出线、设置在所述流体排出线的止回阀以及设置在所述止回阀的后端而调节所述腔室内部的压力的压力调节阀，所述工艺感测单元在所述流体排出线中设置在所述压力调节阀的前端。
另外，可以是，所述工艺感测单元在所述流体排出线中设置在所述止回阀和所述压力调节阀之间。
另一方面，可以是，所述工艺感测单元具备位于所述流体排出线的传感器部以及利用从所述传感器部传送的测定值来计算所述流体的介电常数的运算部，所述传感器部具备提供所述流体流动的流路的外部电极以及具备在所述流路的内侧的内部电极，测定沿着所述外部电极和内部电极之间流动的所述流体的静电容量(electric capacity)。
另一方面，可以是，如上述那样的本发明的目的通过一种基板工艺监测方法，利用超临界状态的流体而在腔室内感测针对涂布有处理液或者有机溶剂的基板的处理工艺的进行程度以及结束时间点中的至少一个来达成，其特征在于，所述基板工艺监测方法包括：计算从所述腔室排出的流体的至少一个参数的步骤；以及利用所述计算的参数来确定针对基板的处理工艺的进行程度以及结束时间点中的至少一个的步骤，在计算所述参数的步骤中，计算从所述腔室排出的流体的介电常数。
在此，可以是，在计算所述参数的步骤中，在从所述腔室排出的流体保持超临界状态的区间中测定所述流体的静电容量、反射图、共振频率中的至少一个来计算所述流体的介电常数。
进一步，可以是，在确定处理工艺的进行程度以及结束时间点中的至少一个的步骤中，当所述流体的介电常数的计算值达到预先确定的基准值以下时，判断为针对所述基板的工艺结束。
另一方面，可以是，如上述那样的本发明的目的通过一种工艺感测单元，利用超临界状态的流体而在腔室内感测针对涂布有处理液或者有机溶剂的基板的处理工艺的进行程度以及结束时间点中的至少一个来达成，其特征在于，所述工艺感测单元具备：提供使所述流体流动的流路的外部电极以及设置在所述流路的内侧的内部电极，在流体排出线中设置从所述腔室排出的所述流体保持超临界状态的区间，并且计算从所述腔室排出的流体的介电常数而根据所述流体的介电常数的计算值来判断针对所述基板的处理工艺的进行程度以及结束时间点中的至少一个。
另一方面，可以是，当所述流体的介电常数的计算值达到预先确定的基准值以下时，判断为针对所述基板的工艺结束。
进一步，可以是，测定所述流体的静电容量、反射图、共振频率中的至少一个来计算所述流体的介电常数。
根据具有前述的结构的本发明，测定从腔室排出的流体的介电常数而实时掌握对工艺的进行程度，从而实时确认工艺是否顺畅地进行。
进一步，根据本发明，当准确感测针对基板的工艺的结束时间点而针对基板的处理工艺结束时，可以迅速进行后续工艺而减少针对基板的工艺所需时间且提高处理效率。
附图说明
图1是示出根据本发明的一实施例的基板处理装置的结构的框图，
图2是示出根据本发明的一实施例的腔室的结构的侧截面图，
图3是示出根据压力以及温度的二氧化碳的介电常数(dielectric constant)的变化的曲线图，
图4是示出根据包括二氧化碳和极性溶剂的二氧化碳的压力的二氧化碳的介电常数(dielectric constant)的变化的曲线图，
图5是示出根据本发明的一实施例的工艺感测单元的图，
图6是示出根据基板处理工艺的压力变化而在工艺感测单元中感测的介电常数以及残留在流体的有机溶剂的变化的曲线图，
图7至图9是示出在根据基板处理工艺的基板处理装置中的阀的驱动的图，
图10是概略示出当根据现有技术干燥基板上部的图案时，图案塌陷的状态的图，
图11是示出在利用超临界流体的处理工艺中流体的压力以及温度变化的状态图。
(附图标记说明)
10：基板
100：流体储存部
200：压力调节部
300：温度调节部
400：腔室
412：处理空间
450：基板支承部
500：工艺感测单元
510：传感器部
530：运算部
540：第一阀
550：第二阀
600：流体供应部
1000：基板处理装置
具体实施方式
以下，参照附图，对根据本发明的实施例的基板处理装置的结构进行详细说明。
图1是示出根据本发明的一实施例的基板处理装置1000的结构的框图，图2是示出根据本发明的一实施例的腔室400的结构的侧截面图。
根据本发明的基板处理装置1000利用超临界状态的流体来执行针对基板S的处理工艺。在此，超临界状态的流体相当于物质为临界状态，即，在达到超过临界温度和临界压力的状态时形成的具有相的流体。这种超临界状态的流体具有分子密度接近液体的同时，黏性接近气体的性质。因此，超临界状态的流体具有非常强的扩散力、渗透力、溶解力，有利于化学反应，几乎没有表面张力，因此不会对微细结构施加表面张力，因此在半导体元件的干燥工艺时，不仅干燥效率优秀，还可以避免图案塌陷现象，从而非常有用。
在本发明中，作为超临界流体可以使用二氧化碳(CO2)。二氧化碳的临界温度为大约31.1℃且临界压力为7.38Mpa而较低，因此具有容易成为超临界状态，调节温度和压力而容易控制其状态且价格低廉的优点。
另外，二氧化碳无毒，对人体无害，具有不燃性、无活性的特点。进一步，超临界状态的二氧化碳与水或者其它有机溶剂相比，扩散系数(diffusion coefficient)大约高10倍至100倍程度，渗透性非常优秀，有机溶剂的置换迅速，几乎没有表面张力，因此具有有利于干燥工艺使用的物性。不仅如此，能够将用于干燥工艺的二氧化碳转换为气体状态而分离有机溶剂来进行再利用，从而在环境污染方面负担也小。
参照图1以及图2，所述基板处理装置1000可以具备提供利用超临界状态的流体来执行针对涂布有处理液或者有机溶剂10(以下，称为“有机溶剂”)的基板S的处理工艺的处理空间412的腔室400以及向所述腔室400内部供应流体的流体供应部600。
所述流体供应部600可以调节流体的温度以及压力中的至少一个而通过流体供应线140向所述腔室400供应流体。
例如，所述流体供应部600可以具备储存所述流体的流体储存部100以及将所述流体储存部100和所述流体供应线140连接的主供应线120。
在此情况下，沿着所述主供应线120可以配置压力调节部200和温度调节部300。此时，所述压力调节部200可以构成为例如，压力泵等，所述温度调节部300可以由加热所述流体的加热器或者热交换器等构成。
进一步，在所述主供应线120可以还具备感测所述流体的压力以及温度中的至少一个的感测部(未示出)。根据在所述感测部中感测的压力以及温度可以调节沿着所述主供应线120流动的流体的压力以及温度。为此，根据本发明的一实施例的基板处理装置1000可以包括控制所述压力调节部200和温度调节部300的控制部(未示出)。所述控制部可以基于在所述感测部中感测的压力以及温度，控制所述压力调节部200和温度调节部300。
另一方面，当执行针对所述基板S的处理工艺时，所述腔室400的处理空间412的内部环境，即，所述处理空间412的温度以及压力营造能够使供应到所述腔室400内部的流体转换为超临界状态的临界温度以及临界压力以上的环境且在工艺过程中能够保持。
为此，在所述流体沿着所述主供应线120移动的过程中，通过所述压力调节部200可以将所述流体加压为临界压力或者其以上的压力，另外，通过所述温度调节部300可以将所述流体加热为临界温度或者其以上的温度。
另一方面，所述流体供应线140可以由连接于所述腔室400的上方的上供应线142以及连接于所述腔室400的下方的下供应线144构成。
例如，前述的主供应线120可以被分支而分别连接于上供应线142和下供应线144。在此情况下，在所述主供应线120可以设置主供应阀122，进一步，在所述上供应线142和下供应线144可以分别具备上供应阀143和下供应阀145来调节流体的供应。
如果，若通过所述腔室400的上方从工艺初期供应流体，则高压的流体可以从所述腔室400的上方朝向基板S供应。在此情况下，形成在所述基板S的上部的图案(未示出)由于高压的流体可能受到损坏。
因此，在工艺初期，通过所述下供应线144从所述腔室400的下方供应流体而防止所述基板S上的图案的损坏。在所述腔室400的内侧收容有流体，例如，若所述基板S通过流体被沉浸，则之后可以通过所述上供应线142从所述腔室400的上方供应流体。
另一方面，在所述腔室400具备能够将处理空间412的流体排出到外部的至少一个流体排出线148。在针对所述基板S的处理工艺中或者处理工艺结束的情况下，可以从所述腔室400的内部通过所述流体排出线148向外部排出流体。
另外，所述基板处理装置1000可以还具备将所述下供应线144和所述流体排出线148连接的中间线149。在所述中间线149可以设置构成为止回阀的中间阀147。
在向所述腔室400内部供应流体而加压的步骤中，若通过所述流体排出线148未排出流体，则在所述腔室400内部和所述流体排出线148的压力差将变大。在这种状态下，在后续工艺中，在从所述腔室400通过所述流体排出线148排出流体的情况下，由于所述腔室400内部和所述流体排出线148的悬殊的压力差，流体的流动可能不顺畅且发生剧烈的变动。
因此，在加压所述腔室400的步骤中，通过所述中间线149以及中间阀147向所述流体排出线148排出流体，将所述流体排出线148的压力保持在一定水平以上。
另一方面，所述腔室400可以提供利用超临界状态的流体而执行针对所述基板S的干燥工艺等之类处理工艺的处理空间412。
所述腔室400可以在一侧形成开口部(未示出)，在内侧中可以制作为适合处理针对所述基板S的高压工艺的材质。
所述腔室400的处理空间412可以保持密闭状态而将供应到所述处理空间412的流体的压力保持为临界压力以上。
另外，在所述腔室400可以还具备加热部(未示出)以使得能够将所述处理空间412的温度保持为预定温度以上。通过所述加热部可以在针对所述基板S的工艺中，将所述处理空间412的温度或者收容在所述处理空间412的流体的温度保持为临界温度以上。
另一方面，在所述腔室400可以具备支承所述基板S的基板支承部450。
在此情况下，所述基板支承部450也可以构成为通过所述腔室400的开口部向所述腔室400的处理空间412引入或者在所述处理空间412中通过所述开口部向所述腔室400的外部引出的构造。
另一方面，在利用超临界流体而在进行针对基板的干燥工艺等处理工艺的情况下，在腔室内部中使用大约10MPa以上的高压的流体而反复加压以及减压，因此很难准确感测工艺的进行程度或者工艺的结束时间点。因为，很难准确测定位于所述腔室400内部的基板上的IPA(Isopropyl alcohol)等之类有机溶剂的残留量。
在根据现有技术的设备中，将采样端口连接于流体的排气管线上，对混合流体进行采样，然后减压，使用浓度计或颗粒计数器(Particle Counter)测定IPA浓度或颗粒，或者在排气管线设置透射窗而使用光度计实时测定内部相变或IPA浓度。
但是，将采样端口连接到排气管线的技术在采样分析时，间隔一定时间进行，因此很难实时监测，在排气管线上安装透射窗时，使用了蓝宝石或强化玻璃，因此存在反复加压/减压的耐久性限制，另外，光学***需要高投资和维持费用。
在本发明中为了解决前述的问题，可以具备计算从所述腔室400排出的流体的至少一个参数而感测针对所述基板S的工艺进行程度以及工艺结束时间点中的至少一个的工艺感测单元500。
在此情况下，所述工艺感测单元500可以计算从所述腔室400排出的流体的介电常数(dielectric constant)而根据所述流体的介电常数的计算值的变化判断所述处理工艺的进行程度，或者当所述流体的介电常数的计算值达到预先确定的基准值以下时，判断为针对所述基板S的工艺结束。
图3是示出根据压力以及温度的二氧化碳的介电常数(dielectric constant)的变化的曲线图。在图3中，横轴示出为压力，竖轴示出为介电常数。
如图3所示，观察二氧化碳的温度低于临界温度的①号或者②号曲线，随着压力上升，在临界点以下时，介电常数上升过快，超过临界点，根据压力的介电常数的变化幅度非常小，因此在这种温度带中很难感测二氧化碳的介电常数的变化。
相反，观察温度属于大约饱和温度范围的③号曲线，随着压力上升，超过临界点，根据压力的介电常数的变化幅度较大，因此容易感测二氧化碳的介电常数的变化。
另一方面，若温度过度高于饱和温度，则如④号曲线那样根据压力的介电常数的变化幅度重新变小，因此很难感测二氧化碳的介电常数的变化。
另一方面，图4是示出根据纯二氧化碳(①号曲线)以及包括有如IPA那样的极性有机溶剂的二氧化碳(②号曲线)的压力的二氧化碳的介电常数(dielectric constant)的变化的曲线图。
参照图4，可以知道相比纯二氧化碳(①号曲线)，在包括极性有机溶剂(②号曲线)的情况下，二氧化碳的介电常数的变化幅度更大。
结果，在图3的曲线图中，可以知道在二氧化碳加热到大约饱和温度范围或者饱和温度以上的情况下，可以感测根据压力的二氧化碳的介电常数的变化。进一步，在图4的曲线图中，可以知道在二氧化碳包括如IPA那样的极性有机溶剂的情况下，二氧化碳的介电常数的变化幅度变得更大而包括残留的有机溶剂的二氧化碳的量变化，即，根据包括在二氧化碳中的有机溶剂的浓度而介电常数的变化幅度变大。
因此，在针对涂布有IPA等之类极性有机溶剂的基板S利用二氧化碳之类超临界流体而进行干燥工艺的情况下，能够感测根据包括在二氧化碳中的有机溶剂的残留量而变化的二氧化碳的介电常数来判断针对基板S的干燥工艺结束时间点。
根据前述的图3以及图4的说明，前述的工艺感测单元500可以计算从所述腔室400排出的流体的介电常数而在针对利用超临界流体的基板S的干燥工艺中，判断工艺的进行程度以及工艺的结束时间点中的至少一个。
在此情况下，前述的基准值可以在所述流体不包括处理液或者有机溶剂的状态的介电常数中通过预先确定的裕度值来确定。
例如，参照图2，所述腔室400可以具备所述腔室400内部的流体排出的至少一个流体排出线148，通过所述流体排出线148排出所述腔室400内部的流体。
在所述流体排出线148可以具备第一阀540和第二阀550。在此情况下，所述第一阀540可以构成为开/关阀或者止回阀，所述第二阀550可以具备在所述第一阀540的后端而构成为调节所述腔室400内部的压力的压力调节阀。在此情况下，前述的中间线149可以连接于所述第一阀540的后端。
另一方面，前述的工艺感测单元500可以设置在所述流体在所述流体排出线148中保持超临界状态的区间。
即，可以监测具有与所述腔室400内部的超临界状态的流体的工艺温度和压力条件几乎类似的条件的所述流体排出线148的超临界状态的流体，从而更准确地感测工艺的进行程度以及工艺的结束时间点中的至少一个。
例如，所述工艺感测单元500可以在所述流体排出线148中具备在所述第二阀550，即，所述压力调节阀的前端。
在所述第二阀550的后端中进行压力下降而在所述第二阀550的后端的流体排出线148的内部中流体很难保持超临界状态。因此，优选地，所述工艺感测单元500在所述流体排出线148中位于所述第二阀550的前端。
进一步，通过所述工艺感测单元500，流体可以在所述流体排出线148中在逆方向而不是排出方向上逆流，因此，优选地，在所述工艺感测单元500的前端设置所述第一阀540，即，止回阀。
结果，所述工艺感测单元500可以在所述流体排出线148中位于前述的第一阀540和第二阀550之间，更具体地，可以位于所述止回阀和所述压力调节阀之间。
由此，通过所述工艺感测单元500可以实时监测所述流体排出线148上的超临界状态的流体，而且，可以还防止流体逆流的情况。
另一方面，所述工艺感测单元500测定所述流体的静电容量、反射图、共振频率中的至少一个来计算所述流体的介电常数。
为此，所述工艺感测单元500可以具备配置在所述流体排出线148的传感器部510以及通过从所述传感器部510传送的测定值来计算所述流体的介电常数的运算部530。在本实施例的情况下，传感器部510和运算部530示出为单独的结构，但不限于此。例如，所述传感器部510和运算部530能够具备为集成在一起，前述的控制部当然也能够起到所述运算部的作用。
所述传感器部510在所述流体排出线148中位于所述止回阀和所述压力调节阀之间来测定所述流体的静电容量、反射图、共振频率中的至少一个。
例如，在本实施例的情况下，所述传感器部510可以构成为测定所述流体的静电容量的传感器。
即，可以通过所述传感器部510测定经过所述流体排出线148的超临界状态的流体的静电容量，通过所述测定的静电容量值来计算所述流体的介电常数。
图5是示出前述的传感器部510的结构的图。图5的(A)是所述传感器部510的侧截面图，图5的(B)是在图5的(A)中沿着“B-B”线截取的截面图。
参照图5，所述传感器部510可以具备提供所述流体流动的流路516的外部电极512以及配置在所述流路516的内侧的内部电极522。
所述外部电极512示出为圆柱形，但不限于此，也可以是能够在内侧提供流体流动的流路的任何形状。
可以是，在所述外部电极512的一端部形成供所述流体流入的流入口514，在所述外部电极512的另一端部形成供所述流体排出的流出口518。
在此情况下，示出为所述流入口514形成在所述外部电极512的同心圆上，所述流出口518在所述外部电极512的圆周方向上形成的情况，但不限于此。即，若可以在所述流入口514和流出口518之间形成供所述流体流动的流路516，则所述流入口514和流出口518的位置不特别限制。
另一方面，在所述外部电极512的内侧，即，在所述流路516上可以配置内部电极522。因此，在所述内部电极522和外部电极512之间形成供所述流体流动的流路516。
在此情况下，所述传感器部510测定沿着所述外部电极512和内部电极522之间流动的所述流体的静电容量(electric capacity)。
通过这样测定的静电容量值来计算所述流体的介电常数来判断所述腔室400内部的工艺进行程度以及工艺结束时间点中的至少一个。以下，具体地进行观察。
图6是示出针对所述基板S的工艺中，所述腔室400内部的压力变化(A)、在所述工艺感测单元500中计算的所述流体的介电常数(B)以及残留在根据所述计算的介电常数值的所述流体的有机溶剂的残留量(C)的曲线图。在图6中横轴示出根据工艺的进行的时间。
参照图6，针对所述基板S的工艺开始，而进行所述腔室400内部的压力上升的加压步骤(P1：T0～T1)。
在所述加压步骤中，如图7所示，开放前述的主供应阀122而向所述腔室400内部供应流体。例如，关闭所述上供应阀143且开放所述下供应阀145而向所述腔室400的下方供应流体。在此情况下，所述第一阀(止回阀)540关闭为在所述腔室400内部中不排出流体。
另一方面，在所述加压步骤中，开放所述中间阀147而通过所述中间线149向所述流体排出线148供应流体来排出。因此，在所述加压步骤中可以也通过所述工艺感测单元500来计算流体的介电常数值。
但是，在所述加压步骤中，通过所述流体排出线148排出的流体相当于不包括通过所述下供应线144供应的有机溶剂的纯的流体，因此如图6的(C)所示，残留在流体的IPA量相当于“0”。
在所述加压步骤中，随着所述腔室400内部的压力上升，通过所述流体排出线148排出的流体的压力以及温度上升，因此，在所述工艺感测单元500中计算的介电常数值上升。
继所述加压步骤P1之后，当所述腔室400内部的压力达到预先确定的工艺压力时，紧接着压力保持步骤(或者，等压步骤)P2。在所述压力保持步骤P2中，向所述腔室400内部持续供应流体的同时，按照供应的流体的量向所述腔室400外部排出流体并一定地保持所述腔室400内部的压力。
例如，如图8所示，在开放前述的主供应阀122的状态下，开放所述上供应阀143且关闭所述下供应阀145而从所述腔室400的上方供应流体。
另外，开放所述第一阀(止回阀)540而从所述腔室400通过所述流体排出线148将流体排出。在此情况下，在前述的加压步骤中，通过所述流体排出线148持续排出流体而所述腔室400和所述流体排出线148的压力差为“0”或者最大地减小的状态，因此可以顺畅地从所述腔室400排出流体。
另一方面，在所述压力保持步骤P2中，前述的中间阀147关闭，因此通过所述中间线149而流体不流动。若通过所述中间线149向所述流体排出线148排出流体，则不包括IPA的纯的流体供应到所述流体排出线148而无法准确感测残留在从所述腔室400排出的流体的IPA量。
在本压力保持步骤P2中，包括IPA的流体开始通过所述流体排出线148排出，因此，在所述工艺感测单元500中计算的流体的介电常数值急剧地上升。另外，残留在根据所述流体的介电常数值来换算的所述流体的IPA量也急剧地上升。
残留在对应于所述流体的介电常数值的所述流体的IPA量可以储存在预先前述的控制部或者运算部530等。例如，残留在对应于所述流体的介电常数值的所述流体的IPA量可以以表格等数据形式存储。
接着，随着持续进行所述压力保持步骤P2，从所述腔室400持续排出包括IPA的流体。因此，在所述工艺感测单元500中计算的流体的介电常数值持续减小，同样，残留在所述流体的IPA量也持续减小。
在所述压力保持步骤P2的情况下，包括有机溶剂的流体从所述腔室400内部向所述腔室400外部排出，因此，在所述工艺感测单元500中计算的流体的介电常数值达到预先设定的基准值Dend或者下降到所述基准值Dend以下的情况下，可以判断为针对所述基板S的工艺结束。
在此情况下，所述基准值Dend可以在所述流体不包括处理液或者有机溶剂10的状态的介电常数通过预先确定的裕度值来确定。
续前述的压力保持步骤执行减压步骤P3。在所述减压步骤P3中，不向所述腔室400内部供应流体且向所述腔室400的外部排出流体而减小所述腔室400内部的压力。
例如，如图9所示，关闭前述的主供应阀122、上供应阀143、下供应阀145以及中间阀147，开放第一阀540来从所述腔室400排出流体。
在所述减压步骤P3的情况下，所述流体的压力以及/或者温度下降，因此在所述工艺感测单元500中计算的介电常数值持续减小。
另外，在所述减压步骤P3的情况下，相当于针对所述基板S的工艺结束的状态而残留在所述流体的IPA量相当于“0”。
根据针对如前面所观察那样的所述基板S的工艺的压力变化的所述流体的介电常数的变化值可以预先储存在前述的控制部或者运算部530等。另外，可以确定针对所述基板S的工艺是否结束的所述流体的介电常数基准值Dend也同样可以预先储存在控制部或者运算部530等。
因此，根据前述的基板处理装置1000，可以执行包括计算从所述腔室400排出的流体的至少一个参数的步骤以及利用所述计算的参数来确定针对所述基板S的处理工艺的进行程度及结束时间点中的至少一个的步骤的基板工艺监测方法。
前述的工艺感测单元500计算从所述腔室400排出的流体的至少一个参数，例如，介电常数，所述控制部可以在进行针对所述基板S的干燥工艺等而发生压力变化的情况下将计算的所述流体的介电常数值和预先储存的介电常数值进行比较来掌握工艺的进行程度。
进一步，所述控制部在计算的介电常数值达到介电常数基准值Dend的情况下，可以判断为工艺结束。
在上述中，虽然参照本发明的优选实施例进行了说明，但在本技术领域的技术人员可以在不脱离所附的权利要求书中记载的本发明的构思以及领域的范围内，对本发明实施各种修改以及变更。因此，若变形的实施例基本包括本发明的权利要求书的构成要件，则应视为均包括在本发明的技术范畴。

Claims (15)

1.一种基板处理装置，其特征在于，具备：
腔室，提供利用超临界状态的流体来执行针对涂布有处理液或者有机溶剂的基板的处理工艺的处理空间；以及
工艺感测单元，计算从所述腔室排出的流体的至少一个参数而感测针对所述基板的工艺进行程度以及工艺结束时间点中的至少一个。
2.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述参数为所述流体的介电常数。
3.根据权利要求2所述的基板处理装置，其特征在于，
当所述流体的介电常数的计算值达到预先确定的基准值以下时，所述工艺感测单元判断为针对所述基板的工艺结束。
4.根据权利要求3所述的基板处理装置，其特征在于，
所述基准值在所述流体不包括处理液或者有机溶剂状态下的介电常数留有预先确定的裕度值来确定。
5.根据权利要求2所述的基板处理装置，其特征在于，
所述工艺感测单元测定所述流体的静电容量、反射图、共振频率中的至少一个来计算所述流体的介电常数。
6.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述腔室具备排出所述腔室内部的流体的至少一个流体排出线，
所述工艺感测单元在所述流体排出线中设置于所述流体保持超临界状态的区间。
7.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述腔室具备排出所述腔室内部的流体的至少一个流体排出线、设置在所述流体排出线的止回阀以及设置在所述止回阀的后端而调节所述腔室内部的压力的压力调节阀，
所述工艺感测单元在所述流体排出线中设置在所述压力调节阀的前端。
8.根据权利要求7所述的基板处理装置，其特征在于，
所述工艺感测单元在所述流体排出线中设置在所述止回阀和所述压力调节阀之间。
9.根据权利要求6所述的基板处理装置，其特征在于，
所述工艺感测单元具备位于所述流体排出线的传感器部以及利用从所述传感器部传送的测定值来计算所述流体的介电常数的运算部，
所述传感器部具备提供使所述流体流动的流路的外部电极以及设置在所述流路的内侧的内部电极，
测定沿着所述外部电极和内部电极之间流动的所述流体的静电容量。
10.一种基板工艺监测方法，利用超临界状态的流体而在腔室内感测针对涂布有处理液或者有机溶剂的基板的处理工艺的进行程度以及结束时间点中的至少一个，其特征在于，所述基板工艺监测方法包括：
计算从所述腔室排出的流体的至少一个参数的步骤；以及
利用所述计算的参数来确定针对基板的处理工艺的进行程度以及结束时间点中的至少一个的步骤，
在计算所述参数的步骤中，计算从所述腔室排出的流体的介电常数。
11.根据权利要求10所述的基板工艺监测方法，其特征在于，
在计算所述参数的步骤中，在从所述腔室排出的流体保持超临界状态的区间中，测定所述流体的静电容量、反射图、共振频率中的至少一个来计算所述流体的介电常数。
12.根据权利要求10所述的基板工艺监测方法，其特征在于，
在确定处理工艺的进行程度以及结束时间点中的至少一个的步骤中，当所述流体的介电常数的计算值达到预先确定的基准值以下时，判断为针对所述基板的工艺结束。
13.一种工艺感测单元，利用超临界状态的流体而在腔室内感测针对涂布有处理液或者有机溶剂的基板的处理工艺的进行程度以及结束时间点中的至少一个，其特征在于，
所述工艺感测单元具备提供使所述流体流动的流路的外部电极以及设置在所述流路的内侧的内部电极，
在流体排出线中设置从所述腔室排出的所述流体保持超临界状态的区间，
计算从所述腔室排出的流体的介电常数而根据所述流体的介电常数的计算值来判断针对所述基板的处理工艺的进行程度以及结束时间点中的至少一个。
14.根据权利要求13所述的工艺感测单元，其特征在于，
当所述流体的介电常数的计算值达到预先确定的基准值以下时，判断为针对所述基板的工艺结束。
15.根据权利要求13所述的工艺感测单元，其特征在于，
测定所述流体的静电容量、反射图、共振频率中的至少一个来计算所述流体的介电常数。
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