KR101155612B1

KR101155612B1 - Apparatus and method of drying a substrate

Info

Publication number: KR101155612B1
Application number: KR1020100001267A
Authority: KR
Inventors: 최용현; 유재혁; 오래택
Original assignee: 세메스 주식회사
Priority date: 2010-01-07
Filing date: 2010-01-07
Publication date: 2012-06-13
Also published as: KR20110080849A

Abstract

기판 건조 장치는 챔버, 약액 공급 유닛, 건조 가스 공급 유닛 및 초임계 유체 공급 유닛을 포함한다. 챔버는 기판을 건조하기 위한 건조 공정을 진행하는 공간을 제공한다. 약액 공급 유닛은 기판의 젖음 상태를 유지하기 위해 기판 상에 약액을 공급한다. 건조 가스 공급 유닛은 챔버 내부를 건조 가스 분위기로 형성하기 위해 챔버 내부에 건조 가스를 공급한다. 초임계 유체 공급 유닛은 기판을 건조하기 위해 챔버에 건조 가스로부터 상변화된 초임계 유체를 공급한다.The substrate drying apparatus includes a chamber, a chemical liquid supply unit, a dry gas supply unit, and a supercritical fluid supply unit. The chamber provides a space for carrying out a drying process for drying the substrate. The chemical liquid supply unit supplies the chemical liquid onto the substrate to keep the substrate wet. The dry gas supply unit supplies a dry gas into the chamber to form the inside of the chamber in a dry gas atmosphere. The supercritical fluid supply unit supplies the supercritical fluid phase-changed from the dry gas to the chamber to dry the substrate.

Description

Apparatus and method of drying a substrate

본 발명은 기판 건조 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판 상에 잔류하는 약액을 제거하기 위하여 초임계 유체를 이용하여 기판을 건조시키는 기판 건조 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate drying apparatus and method, and more particularly to a substrate drying apparatus and method for drying the substrate using a supercritical fluid to remove the chemical liquid remaining on the substrate.

일반적으로 식각액을 이용하여 기판 상에 패턴을 형성하는 식각 공정, 세정액을 이용하여 기판 상에 잔류하는 불순물을 제거하는 세정 공정 등에서 사용된 식각액 및 세정액 등과 같은 약액으로 처리된 기판에 이소프로필알코올(IPA)과 질소(N2)와의 혼합가스를 제공하여 기판을 건조한다. 그러나, 기판 상에 형성된 패턴이 미세화됨에 따라, 상기 기판 건조시 상기 패턴 사이의 약액을 건조하기가 어렵다. 따라서, 상기 패턴 사이의 약액을 효과적으로 건조하기 위해 초임계 유체를 이용한 건조 기술이 제안된다. 상기 초임계 유체를 이용한 건조 기술은 약액 처리된 기판을 압력 용기 내에 반입하고, 액체 이산화탄소를 장치 내에 도입하여 기판 표면의 약액을 치환하고, 압력을 상승시켜 액체 이산화탄소를 초임계 상태로 상변화시켜서 초임계 건조 처리를 진행한 후 감압한다.In general, isopropyl alcohol (IPA) is applied to a substrate treated with a chemical solution such as an etchant and a cleaning solution used in an etching process of forming a pattern on a substrate using an etching solution, and a cleaning process of removing impurities remaining on the substrate using a cleaning solution. ) And a mixed gas of nitrogen (N2) to dry the substrate. However, as the pattern formed on the substrate becomes finer, it is difficult to dry the chemical liquid between the patterns when the substrate is dried. Therefore, a drying technique using a supercritical fluid for effectively drying the chemical liquid between the patterns is proposed. In the drying technique using the supercritical fluid, the chemically treated substrate is introduced into a pressure vessel, the liquid carbon dioxide is introduced into the device to replace the chemical liquid on the substrate surface, and the pressure is increased to change the liquid carbon dioxide into a supercritical state. After the critical drying process is performed, the pressure is reduced.

이때, 기판을 압력 용기 내에 이송하는 이송 도중 또는 상기 초임계 유체로 기판을 건조하기 전 상기 약액이 자연 건조될 경우 기판 상에 형성된 패턴이 기울어지는 리닝 현상이나, 기판 상에 얼룩이 발생할 수 있다. 따라서, 상기 건조 공정을 진행하기 직전까지 상기 기판을 젖음 상태로 유지할 필요가 있다.In this case, during the transfer of the substrate into the pressure vessel or when the chemical liquid is naturally dried before the substrate is dried with the supercritical fluid, a lining phenomenon in which the pattern formed on the substrate is inclined may be inclined, or stain may occur on the substrate. Therefore, it is necessary to keep the substrate in the wet state until just before the drying process.

또한, 상기 건조 공정을 수행하는 장치는 상기 초임계 상태의 이산화탄소로만 상기 기판을 건조하므로, 상기 장치를 이용하여 상기 기판을 다양한 방법으로 건조하기가 어렵다. In addition, since the apparatus for performing the drying process dries the substrate only with carbon dioxide in the supercritical state, it is difficult to dry the substrate in various ways using the apparatus.

본 발명은 기판 상에 잔류하는 약액을 효과적으로 제거할 수 있는 기판 건조 장치를 제공한다. The present invention provides a substrate drying apparatus capable of effectively removing the chemical liquid remaining on the substrate.

본 발명은 기판 상에 잔류하는 약액을 효과적으로 제거할 수 있는 기판 건조 방법 제공한다. The present invention provides a substrate drying method that can effectively remove the chemical liquid remaining on the substrate.

본 발명에 따른 기판 건조 장치는 기판을 건조하기 위한 건조 공정을 진행하는 챔버와, 상기 챔버 내부를 건조 가스 분위기로 형성하기 위해 상기 챔버 내부에 건조 가스를 공급하는 건조 가스 공급 유닛 및 상기 기판을 건조하기 위해 상기 챔버에 상기 건조 가스로부터 상변화된 초임계 유체를 공급하는 초임계 유체 공급 유닛을 포함할 수 있다 .A substrate drying apparatus according to the present invention includes a chamber for performing a drying process for drying a substrate, a drying gas supply unit for supplying a dry gas into the chamber to form a chamber inside a drying gas atmosphere, and drying the substrate. And a supercritical fluid supply unit for supplying a phase change supercritical fluid from the dry gas to the chamber.

본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 초임계 유체 공급 유닛은 상기 건조 가스를 공급하는 가스 공급부와, 상기 가스 공급부에 연결되어 상기 가스를 가압하는 가압부와, 상기 가압부에 연결되어 상기 가스를 액체로 상변화시키는 액체 변환부 및 상기 액체 변환부 및 상기 챔버를 상호 연결시키며 상기 액체를 상기 초임계 유체로 상변화시켜 상기 챔버에 공급하는 초임계 유체 변환부를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the supercritical fluid supply unit includes a gas supply unit for supplying the dry gas, a pressurization unit connected to the gas supply unit to pressurize the gas, and the pressurization unit connected to the gas And a superconducting fluid converting unit for converting the liquid into a liquid, and a superconducting fluid converting the liquid converting unit and the chamber and supplying the liquid to the supercritical fluid.

본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 초임계 유체 변환부는 상기 액체 변환부와 상기 챔버를 연결하는 제1 공급 라인과, 상기 제1 공급 라인 상에 배치되며, 상기 액체 변환부로부터 공급되는 액체를 가압하여 상기 초임계 유체로 상변화시키는 펌프와, 상기 펌프와 상기 챔버 사이의 제1 공급 라인 상에 배치되며, 상기 초임계 유체를 저장하는 탱크 및 상기 제1 공급 라인 상에 배치되며, 상기 탱크로부터 상기 챔버로 공급되는 초임계 유체의 흐름을 제어하는 제1 밸브를 포함할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the supercritical fluid converter includes a first supply line connecting the liquid converter and the chamber, and a liquid disposed on the first supply line and supplied from the liquid converter. A pump arranged to pressurize the phase into the supercritical fluid, a first supply line between the pump and the chamber, a tank storing the supercritical fluid, and a first supply line; It may include a first valve for controlling the flow of the supercritical fluid supplied from the tank to the chamber.

본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 건조 가스 공급 유닛은 상기 가압부와 상기 챔버를 연결하며, 상기 챔버 내부로 상기 건조 가스를 공급하는 제2 공급 라인 및 상기 제2 공급 라인 상에 배치되며 상기 가스의 흐름을 제어하는 제2 밸브를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the dry gas supply unit connects the pressurizing unit and the chamber and is disposed on the second supply line and the second supply line to supply the dry gas into the chamber. It may include a second valve for controlling the flow of the gas.

본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 기판 건조 장치는 상기 건조 가스로부터 상변화된 액체를 상기 챔버에 공급하여, 상기 기판의 약액을 상기 액체로 치환하는 건조 액체 공급 유닛을 더 포함할 수 있다. According to one embodiment of the invention, the substrate drying apparatus may further include a dry liquid supply unit for supplying the liquid phase changed from the dry gas to the chamber, to replace the chemical liquid of the substrate with the liquid.

본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 건조 액체 공급 유닛은 상기 액체 변환부와 상기 챔버를 연결하며, 상기 챔버 내부로 상기 액체를 공급하는 제3 공급 라인 및 상기 제3 공급 라인 상에 배치되며 상기 액체의 흐름을 제어하는 제3 밸브를 포함할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the dry liquid supply unit connects the liquid conversion unit and the chamber, and is disposed on the third supply line and the third supply line which supplies the liquid into the chamber. It may include a third valve for controlling the flow of the liquid.

본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 기판 건조 장치는 상기 챔버와 연통되며 상기 초임계 유체를 회수하기 위한 회수 유닛을 더 포함할 수 있다. According to one embodiment of the invention, the substrate drying apparatus may further include a recovery unit in communication with the chamber and for recovering the supercritical fluid.

본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 회수 유닛은 상기 챔버와 상기 초임계 유체 공급 유닛을 연결하는 회수 라인과, 상기 회수 라인 상에 배치되고, 상기 초임계 유체와 상기 약액의 혼합액을 상기 건조 가스와 상기 약액으로 분리하는 분리부 및 상기 회수 라인 상에 배치되고, 상기 건조 가스에 포함된 이물질을 여과하는 여과부를 포함할 수 있다. According to one embodiment of the invention, the recovery unit is a recovery line for connecting the chamber and the supercritical fluid supply unit, and disposed on the recovery line, the drying of the mixed liquid of the supercritical fluid and the chemical liquid A separation unit for separating the gas and the chemical liquid and may be disposed on the recovery line, and may include a filtration unit for filtering foreign matter contained in the dry gas.

본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 기판 건조 장치는 상기 기판의 젖음 상태를 유지하기 위해 상기 기판 상에 약액을 공급하는 약액 공급 유닛을 더 포함할 수 있다. According to one embodiment of the invention, the substrate drying apparatus may further include a chemical liquid supply unit for supplying a chemical liquid on the substrate to maintain the wet state of the substrate.

본 발명에 따른 기판 건조 방법은 챔버 내로 젖음 상태의 기판을 공급하는 단계와, 상기 기판을 건조시키기 위한 건조 가스를 상기 챔버로 공급하여 상기 챔버 내부를 건조 가스 분위기로 형성하는 단계와, 상기 기판을 건조시키기 위한 건조 가스를 액체로 상변화시키는 단계와, 상기 상변화된 액체를 초임계 유체로 상변화시키는 단계 및 상기 건조 가스 분위기의 챔버로 상기 초임계 유체를 공급하여 상기 기판을 건조시키는 단계를 포함할 수 있다. The substrate drying method according to the present invention comprises the steps of: supplying a substrate in a wet state into the chamber, supplying a drying gas for drying the substrate to the chamber to form the interior of the chamber in a dry gas atmosphere, and the substrate Phase changing a dry gas for drying into a liquid, phase changing the phase changed liquid into a supercritical fluid, and supplying the supercritical fluid to a chamber in the dry gas atmosphere to dry the substrate. can do.

본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 기판 건조 방법은 상기 건조 가스 분위기의 챔버로 상기 초임계 유체를 공급하여 상기 기판을 건조시키는 단계 이전에, 상기 상변화된 액체를 상기 건조 가스 분위기의 챔버로 공급하여 상기 챔버 내부의 상기 약액을 상기 액체로 치환시키는 단계를 더 포함할 수 있다. According to one embodiment of the invention, the substrate drying method, before the step of drying the substrate by supplying the supercritical fluid to the chamber of the dry gas atmosphere, the phase-change liquid to the chamber of the dry gas atmosphere The supply may further include replacing the chemical liquid in the chamber with the liquid.

본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 기판 건조 방법은 상기 챔버로부터 상기 초임계 유체를 회수하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to one embodiment of the invention, the substrate drying method may further comprise the step of recovering the supercritical fluid from the chamber.

본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 챔버로부터 상기 초임계 유체를 회수하는 단계는 상기 챔버로부터 배출되는 초임계 유체와 약액의 혼합액을 상기 건조 가스와 상기 약액으로 분리하는 단계 및 상기 건조 가스에 포함된 이물질을 여과하는 단계를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the step of recovering the supercritical fluid from the chamber may include separating the mixed liquid of the supercritical fluid and the chemical liquid discharged from the chamber into the dry gas and the chemical liquid and the dry gas. It may comprise the step of filtering the contained foreign matter.

본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 기판 건조 방법은 상기 기판을 건조시키기 위한 건조 가스를 상기 챔버로 공급하여 상기 챔버 내부를 건조 가스 분위기로 형성하는 단계 이전에, 상기 기판 상에 약액을 공급하여 상기 기판의 젖음 상태를 유지시키는 단계를 더 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the substrate drying method supplies a chemical liquid on the substrate before the step of supplying a drying gas for drying the substrate to the chamber to form the interior of the chamber in a dry gas atmosphere The method may further include maintaining a wet state of the substrate.

본 발명에 따른 기판 건조 장치 및 방법은 챔버를 건조 가스 분위기로 형성한 후 상기 초임계 유체를 상기 챔버 내로 공급하여 상기 기판을 건조한다. 상기 건조 가스 분위기에서 상기 초임계 유체와 상기 약액의 치환 반응이 활발하므로, 상기 기판의 건조 효과를 향상시킬 수 있다. The substrate drying apparatus and method according to the present invention forms the chamber in a dry gas atmosphere and then supplies the supercritical fluid into the chamber to dry the substrate. Since the substitution reaction of the supercritical fluid and the chemical liquid is active in the dry gas atmosphere, it is possible to improve the drying effect of the substrate.

또한, 상기 기판 건조 장치 및 방법은 상기 기판 건조 공정에 사용된 초임계 유체로부터 상기 건조 가스를 회수할 수 있으므로, 상기 건조 가스의 사용량을 감소시켜 상기 기판 건조 공정 비용을 줄일 수 있다.In addition, since the substrate drying apparatus and method may recover the dry gas from the supercritical fluid used in the substrate drying process, the substrate drying process cost may be reduced by reducing the usage amount of the dry gas.

그리고, 상기 기판 건조 장치 및 방법은 상기 초임계 유체를 챔버에 공급하기 전에 주입된 건조 방지용 약액을 건조 가스로부터 상변화된 액체로 치환하고 상기 상변화된 액체를 일정한 압력 및 온도 하의 상기 챔버 내에 유지함으로서 상기 액체를 초임계 유체로 상변화시킬 수 있다. 따라서, 상기 건조 방지용 약액이 감소됨으로써 세정액 또는 식각액이 상기 초임계 유체 내에 용해시켜서 상기 기판을 건조시키는 건조 공정을 수행하기 위한 공정 시간이 감소될 수 있다.In addition, the substrate drying apparatus and method may be performed by substituting a phase change liquid from a dry gas with a phase change liquid and maintaining the phase change liquid in the chamber under a constant pressure and temperature before supplying the supercritical fluid to the chamber. The liquid can be phase changed into a supercritical fluid. Therefore, by reducing the drying preventing chemical liquid, the process time for performing the drying process of dissolving the cleaning liquid or etching liquid in the supercritical fluid to dry the substrate.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 건조 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 건조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 건조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.1 is a block diagram illustrating a substrate drying apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a substrate drying method according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a substrate drying method according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 기판 건조 장치 및 방법에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a substrate drying apparatus and method according to an embodiment of the present invention. As the inventive concept allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are shown in an enlarged scale than actual for clarity of the invention.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a part or a combination thereof is described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art and shall not be construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. Do not.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 건조 장치를 설명하기 위한 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a substrate drying apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 건조 장치(100)는 챔버(110), 약액 공급 유닛(120), 초임계 유체 공급 유닛(130), 건조 가스 공급 유닛(140), 건조 약액 공급 유닛(150), 온도 조절 유닛(160), 회수 유닛(170) 및 드레인 유닛(180)을 포함한다. 상기 기판 건조 장치(100)는 챔버(110) 내에 로딩된 기판 상에 잔류하는 약액을 제거하여 기판을 건조시킨다. 상기 기판은 반도체 소자를 형성하기 위한 웨이퍼 또는 평판 표시 소자를 형성하기 위한 유리 기판일 수 있다.1, the substrate drying apparatus 100 according to an embodiment of the present invention is a chamber 110, a chemical liquid supply unit 120, a supercritical fluid supply unit 130, a dry gas supply unit 140, The dry chemical liquid supply unit 150, the temperature control unit 160, the recovery unit 170, and the drain unit 180 are included. The substrate drying apparatus 100 removes the chemical liquid remaining on the substrate loaded in the chamber 110 to dry the substrate. The substrate may be a wafer for forming a semiconductor device or a glass substrate for forming a flat panel display device.

상기 챔버(110)는 상기 기판을 건조하기 위한 건조 공정을 진행하기 위한 공간을 제공한다. 상기 챔버(110)는 하부 용기(미도시) 및 상부 용기(미도시)를 포함한다. The chamber 110 provides a space for performing a drying process for drying the substrate. The chamber 110 includes a lower container (not shown) and an upper container (not shown).

상기 약액 공급 유닛(120)은 챔버(110) 내에 약액을 공급함으로써, 상기 챔버(110) 내에 로딩된 기판의 젖음 상태를 유지시킨다. 상기 약액은 상대적으로 낮은 표면 장력을 갖는 물질, 예를 들면 이소프로필알코올을 포함할 수 있다. 상기 기판을 젖음 상태로 유지시킴에 따라 기판이 자연적으로 건조되어 기판 상에 얼룩, 반점 등이 발생하는 현상이 억제될 수 있다.The chemical liquid supply unit 120 maintains the wet state of the substrate loaded in the chamber 110 by supplying the chemical liquid into the chamber 110. The chemical liquid may comprise a material having a relatively low surface tension, for example isopropyl alcohol. As the substrate is kept in a wet state, the substrate may be naturally dried, and the phenomenon of spots, spots, and the like on the substrate may be suppressed.

상기 초임계 유체 공급 유닛(130)은 상기 건조 공정을 진행하기 위하여 상기 챔버(110) 내부에 초임계 유체를 공급한다. 상기 초임계 유체는 임계온도(Tc) 및 임계압력(Pc) 이상의 영역에 있는 유체로서 기체와 액체의 구별이 모호해져 임계압력 이상의 압력을 가하여도 액화가 되지 않는 비응축성 특성을 가진다. 즉, 초임계 유체의 물성은 액체적인 성질과 기체적인 성질을 모두 가지고 있어서, 기체와 같은 확산도와 점성, 액체와 같은 용해능력을 가지고 있다. 상기 초임계 유체의 예로는 초임계 이산화탄소, 초임계 산소, 초임계 아르곤, 초임계 크립톤, 초임계 제논, 초임계 암모니아 등을 들 수 있다. 참고적으로, 초임계 이산화탄소는 임계온도가 31℃ 이고, 임계압력이 72.8 기압(atm) 정도로서 임계영역(35℃, 75atm)에서의 점성은 0.03cP, 표면장력은 0 dyne(S)/cm, 밀도는 300kg/㎥의 물성을 가진다.The supercritical fluid supply unit 130 supplies a supercritical fluid into the chamber 110 to proceed with the drying process. The supercritical fluid has a non-condensing characteristic that does not liquefy even when a pressure above the critical pressure is applied because the distinction between the gas and the liquid is ambiguous as a fluid in a region above the critical temperature Tc and the critical pressure Pc. That is, the physical properties of the supercritical fluid have both liquid and gaseous properties, and thus have the same diffusivity and viscosity as gas and dissolution ability as liquid. Examples of the supercritical fluid include supercritical carbon dioxide, supercritical oxygen, supercritical argon, supercritical krypton, supercritical xenon, supercritical ammonia, and the like. For reference, the supercritical carbon dioxide has a critical temperature of 31 ° C., a critical pressure of 72.8 atm, and a viscosity of 0.03 cP and a surface tension of 0 dyne (S) / cm in the critical region (35 ° C., 75 atm). Density has physical properties of 300 kg / m 3.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 초임계 유체 공급 유닛(130)은 가스 공급부(131), 가압부(132), 액체 변환부(133) 및 초임계 유체 변환부(135)를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the supercritical fluid supply unit 130 may include a gas supply unit 131, a pressurizing unit 132, a liquid conversion unit 133 and a supercritical fluid conversion unit 135. have.

상기 가스 공급부(131)는 상기 초임계 유체를 형성하기 위한 건조 가스를 공급한다. 예를 들면, 상기 건조 가스는 이산화탄소 가스, 산소 가스, 아르곤 가스, 크립톤 가스, 제논 가스, 암모니아 가스 등을 포함할 수 있다. The gas supply unit 131 supplies a dry gas for forming the supercritical fluid. For example, the dry gas may include carbon dioxide gas, oxygen gas, argon gas, krypton gas, xenon gas, ammonia gas, and the like.

상기 가압부(132)는 상기 가스 공급부(131)와 연결되며, 상기 가스 공급부(131)로부터 상기 건조 가스를 공급받아 상기 건조 가스의 압력을 증가시킨다. 예를 들면, 상기 가압부(132)는 상기 건조 가스의 압력을 50 내지 60bar로 증가시킬 수 있다. 상기 가압부(132)의 예로는 가스 부스터(gas booster)를 들 수 있다. The pressurizing part 132 is connected to the gas supply part 131 and receives the dry gas from the gas supply part 131 to increase the pressure of the dry gas. For example, the pressurizing unit 132 may increase the pressure of the dry gas to 50 to 60 bar. An example of the pressurizing unit 132 may be a gas booster.

상기 액체 변환부(133)는 상기 가압부(132)와 연결된다. 상기 액체 변환부(133)는 상기 가압부(132)로부터 상기 가압된 가스를 공급받아 상기 가압된 가스를 액체 상태로 상변화시킨다. 예를 들면, 상기 액체 변환부(133)는 상기 증가된 압력을 갖는 건조 가스를 냉각하여 액체로 변환될 수 있다. 상기 액체 변환부(133)의 예로는 콘덴서를 들 수 있다. 따라서 상기 액체 변환부(133)로부터 유출되는 유체 상태는 액체일 수 있다. The liquid converter 133 is connected to the pressurizer 132. The liquid converting unit 133 receives the pressurized gas from the pressurizing unit 132 and changes the pressurized gas into a liquid state. For example, the liquid converter 133 may be converted into a liquid by cooling the dry gas having the increased pressure. An example of the liquid converter 133 may be a condenser. Therefore, the fluid state flowing out of the liquid converter 133 may be a liquid.

상기 초임계 유체 변환부(135)는 상기 액체 변환부(133)와 상기 챔버(110)를 상호 연결시킨다. 상기 초임계 유체 변환부(135)는 상기 액체 변환부(133)로부터 유출된 액체를 초임계 유체로 상변화시킨다. 상기 초임계 유체 변환부(135)는 상변화된 상기 초임계 유체를 상기 챔버(110)에 공급한다.The supercritical fluid converter 135 interconnects the liquid converter 133 and the chamber 110. The supercritical fluid converter 135 phase-changes the liquid flowing out of the liquid converter 133 into a supercritical fluid. The supercritical fluid converter 135 supplies the supercritical fluid that has been phase-changed to the chamber 110.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 초임계 유체 변환부(135)는 제1 공급 라인(135a), 펌프(135b), 탱크(135c) 및 제1 밸브(135d)를 포함할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the supercritical fluid converter 135 may include a first supply line 135a, a pump 135b, a tank 135c, and a first valve 135d.

상기 제1 공급 라인(135a)은 상기 액체 변환부(133) 및 상기 챔버(110)를 연결한다. 상기 펌프(135b)는 상기 제1 공급 라인(135a) 상에 배치된다. 상기 펌프(135b)는 상기 액체의 압력 및 온도를 제어함으로써 상기 액체를 상기 초임계 유체로 변환한다. 상기 탱크(135c)는 상기 펌프(135b)와 상기 챔버(110) 사이의 상기 제1 공급 라인(135a) 상에 배치된다. 상기 탱크(135c)는 상기 펌프(135b)에 의하여 변환된 상기 초임계 유체를 저장한다. 상기 탱크(135c)는 상기 초임계 유체의 상태를 유지하기 위하여 그 내부의 압력 및 온도가 제어될 수 있다. 예를 들면, 상기 초임계 유체가 이산화탄소일 경우, 상기 탱크(135c)는 300bar 의 압력 및 60℃의 온도로 조절될 수 있다. 상기 제1 밸브(135d)는 상기 탱크(135c)와 상기 챔버(110) 사이의 상기 제1 공급 라인(135a) 상에 배치된다. 상기 제1 밸브(135d)는 상기 탱크(135c)로부터 상기 챔버(110)로 공급되는 상기 초임계 유체의 흐름을 제어한다. The first supply line 135a connects the liquid converter 133 and the chamber 110. The pump 135b is disposed on the first supply line 135a. The pump 135b converts the liquid into the supercritical fluid by controlling the pressure and temperature of the liquid. The tank 135c is disposed on the first supply line 135a between the pump 135b and the chamber 110. The tank 135c stores the supercritical fluid converted by the pump 135b. The tank 135c may be controlled to a pressure and a temperature therein to maintain the state of the supercritical fluid. For example, when the supercritical fluid is carbon dioxide, the tank 135c may be adjusted to a pressure of 300 bar and a temperature of 60 ° C. The first valve 135d is disposed on the first supply line 135a between the tank 135c and the chamber 110. The first valve 135d controls the flow of the supercritical fluid supplied from the tank 135c to the chamber 110.

상기 건조 가스 공급 유닛(140)은 상기 건조 가스를 상기 챔버(110) 내부로 공급한다. 따라서, 상기 건조 가스 공급 유닛(150)은 상기 챔버(110) 내부를 상기 건조 가스 분위기로 형성한다.The dry gas supply unit 140 supplies the dry gas into the chamber 110. Thus, the dry gas supply unit 150 forms the inside of the chamber 110 in the dry gas atmosphere.

상기 건조 가스 공급 유닛(140)은 제2 공급 라인(141) 및 제2 밸브(142)를 포함한다. The dry gas supply unit 140 includes a second supply line 141 and a second valve 142.

상기 제2 공급 라인(141)은 상기 가압부(132)로부터 상기 챔버(110)를 연결한다. 다른 예로, 도시되지는 않았지만 상기 제2 공급 라인(141)은 상기 가스 공급부(131)와 상기 챔버(110)를 연결할 수도 있다. 상기 가압부(132)에서 가압된 건조 가스가 상기 제2 공급 라인(141)을 통해 상기 챔버(110) 내부로 공급된다. 상기 건조 가스는 상기 챔버(110) 내부를 상기 건조 가스 분위기로 형성한다. 상기 건조 가스 분위기는 후술하는 초임계 유체와 상기 약액의 치환 반응을 향상시켜 상기 기판의 건조 효과를 향상시킬 수 있다. The second supply line 141 connects the chamber 110 from the pressing unit 132. As another example, although not shown, the second supply line 141 may connect the gas supply unit 131 and the chamber 110. The dry gas pressurized by the pressurizing unit 132 is supplied into the chamber 110 through the second supply line 141. The dry gas forms the inside of the chamber 110 in the dry gas atmosphere. The dry gas atmosphere may improve the substitution reaction of the supercritical fluid and the chemical liquid, which will be described later, to improve the drying effect of the substrate.

상기 제2 밸브(142)는 상기 제2 공급 라인(141) 상에 배치되며, 상기 건조 가스의 흐름을 제어한다. 상기 챔버(110) 내부에 상기 약액이 공급된 후, 상기 제2 밸브(142)는 개방되어 상기 건조 가스를 상기 챔버(110)에 공급한다. 상기 챔버(110)에 상기 건조 가스 분위기가 형성되면, 상기 제2 밸브(142)는 폐쇄될 수 있다.The second valve 142 is disposed on the second supply line 141 and controls the flow of the dry gas. After the chemical liquid is supplied into the chamber 110, the second valve 142 is opened to supply the dry gas to the chamber 110. When the dry gas atmosphere is formed in the chamber 110, the second valve 142 may be closed.

상기 건조 약액 공급 유닛(150)은 상기 건조 가스로부터 상변화된 액체를 상기 챔버(110) 내부에 공급한다. 따라서, 상기 건조 약액 공급 유닛(150)은 상기 챔버 내부의 상기 약액을 상기 상변화된 액체로 치환시킨다. The dry chemical liquid supply unit 150 supplies the liquid phase-changed from the dry gas into the chamber 110. Thus, the dry chemical liquid supply unit 150 replaces the chemical liquid in the chamber with the phase-changed liquid.

상기 건조 약액 공급 유닛(150)은 제3 공급 라인(151) 및 제3 밸브(152)를 포함한다.The dry chemical supply unit 150 includes a third supply line 151 and a third valve 152.

상기 제3 공급 라인(151)은 상기 액체 변환부(133)와 상기 챔버(110)를 연결하며, 상기 챔버(110) 내부에 상기 상변화된 액체를 공급한다. 챔버(110)로 공급된 상기 상변화된 액체는 상기 챔버(110) 내부에 장착된 상기 기판의 건조를 방지한다.The third supply line 151 connects the liquid converter 133 and the chamber 110, and supplies the phase-changed liquid into the chamber 110. The phase change liquid supplied to the chamber 110 prevents drying of the substrate mounted inside the chamber 110.

상기 제3 밸브(152)는 상기 제3 공급 라인(151) 상에 배치되며, 상기 액체의 흐름을 제어한다. 상기 챔버(110) 내부에 상기 약액이 공급된 후 또는 상기 챔버(110) 내부에 상기 약액이 공급되고 상기 챔버(110) 내부가 상기 건조 가스 분위기가 형성된 후, 상기 제3 밸브(152)가 개방되어 상기 액체 변환부(133)로 상기 상변화된 액체를 상기 챔버(110)에 공급한다. 상기 챔버(110)가 상기 상변화된 액체로 채워질 경우, 상기 제3 밸브(152)는 폐쇄될 수 있다.The third valve 152 is disposed on the third supply line 151 and controls the flow of the liquid. After the chemical liquid is supplied into the chamber 110 or the chemical liquid is supplied into the chamber 110 and the drying gas atmosphere is formed in the chamber 110, the third valve 152 is opened. And supplies the phase-change liquid to the chamber 110 to the liquid converter 133. When the chamber 110 is filled with the phase change liquid, the third valve 152 may be closed.

상기 온도 조절 유닛(160)은 상기 기판 건조 공정이 수행되는 동안 상기 챔버(110)의 온도를 일정하게 유지한다.The temperature control unit 160 maintains a constant temperature of the chamber 110 while the substrate drying process is performed.

상기 온도 조절 유닛(160)은 상기 챔버(110)를 가열하는 가열부(161) 및 상기 챔버(110)를 냉각하는 냉각부(165)를 포함한다.The temperature control unit 160 includes a heating unit 161 for heating the chamber 110 and a cooling unit 165 for cooling the chamber 110.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 가열부(161)는 히터(162) 및 제1 순환 라인(163)을 포함한다. 상기 히터(162)는 항온수를 가열한다. 상기 제1 순환 라인(163)은 상기 히터(162)와 연결되고, 상기 챔버(110)의 주위 또는 내부를 순환하여 상기 챔버(110)를 일정한 온도로 가열한다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 가열부(161)는 상기 챔버(110)읜 주위 또는 내부에 직접 배치되는 열선일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the heating unit 161 includes a heater 162 and a first circulation line 163. The heater 162 heats constant temperature water. The first circulation line 163 is connected to the heater 162 and circulates around or inside the chamber 110 to heat the chamber 110 to a constant temperature. According to another embodiment of the present invention, the heating unit 161 may be a heating wire disposed directly around or inside the chamber 110.

상기 냉각부(165)는 칠러(166) 및 제2 순환 라인(167)을 포함한다. 상기 칠러(166)는 냉매를 냉각한다. 상기 냉매로는 물, 액체 이산화탄소, 액체 산소, 액체 아르곤, 액체 크립톤, 액체 제논, 액체 암모니아 등이 사용될 수 있다. 상기 제2 순환 라인(167)은 상기 칠러(166)와 연결되고, 상기 챔버(110)의 주위 또는 내부를 순환하여 상기 챔버(110)를 일정한 온도로 냉각한다. The cooling unit 165 includes a chiller 166 and a second circulation line 167. The chiller 166 cools the refrigerant. As the refrigerant, water, liquid carbon dioxide, liquid oxygen, liquid argon, liquid krypton, liquid xenon, liquid ammonia, and the like may be used. The second circulation line 167 is connected to the chiller 166 and circulates around or inside the chamber 110 to cool the chamber 110 to a constant temperature.

상기 냉매로 액체 이산화탄소, 액체 산소, 액체 아르곤, 액체 크립톤, 액체 제논, 액체 암모니아 등이 사용되는 경우, 상기 냉각부(165)는 상기 칠러(166)와 상기 액체 변환부(133)를 연결하는 액체 공급 라인(168)을 더 포함할 수 있다. 상기 액체 공급 라인(168)을 통해 상기 액체 변환부(133)로부터 상변화된 액체가 상기 칠러(166)로 공급될 수 있다. 따라서, 상기 상변화된 액체를 상기 챔버(110)를 냉각하기 위한 냉매로 사용할 수 있다. When liquid carbon dioxide, liquid oxygen, liquid argon, liquid krypton, liquid xenon, liquid ammonia, or the like is used as the refrigerant, the cooling unit 165 is a liquid connecting the chiller 166 and the liquid conversion unit 133. It may further include a supply line 168. The liquid phase-changed from the liquid converter 133 may be supplied to the chiller 166 through the liquid supply line 168. Therefore, the phase change liquid may be used as a refrigerant for cooling the chamber 110.

상기 회수 유닛(170)은 상기 기판을 건조시킨 후 약액과 함께 배출되는 상기 초임계 유체를 회수하기 위한 것으로, 회수 라인(171), 제4 밸브(172), 분리부(173) 및 여과부(174)를 포함한다.The recovery unit 170 is for recovering the supercritical fluid discharged together with the chemical liquid after drying the substrate, the recovery line 171, the fourth valve 172, the separation unit 173 and the filtration unit ( 174).

상기 회수 라인(171)은 상기 챔버(110)와 상기 초임계 유체 공급 유닛(130)을 연결한다. 일 예로, 도 1과 같이 상기 회수 라인(171)은 상기 초임계 유체 공급 유닛(130)의 액체 변환부(133)와 연결될 수 있다. 다른 예로, 상기 회수 라인(171)은 상기 초임계 유체 공급 유닛(130)의 가압부(132) 또는 가스 공급부(131)와 연결될 수도 있다.The recovery line 171 connects the chamber 110 and the supercritical fluid supply unit 130. For example, as illustrated in FIG. 1, the recovery line 171 may be connected to the liquid converter 133 of the supercritical fluid supply unit 130. As another example, the recovery line 171 may be connected to the pressurization unit 132 or the gas supply unit 131 of the supercritical fluid supply unit 130.

상기 제4 밸브(172)는 상기 회수 라인(171) 상에 배치되며, 상기 약액과 상기 초임계 유체의 혼합액의 배출을 제어한다. 일 예로, 상기 제4 밸브(172)는 상기 제1 밸브(135d)와 동시에 개폐될 수 있다. 다른 예로, 상기 제4 밸브(172)는 상기 제1 밸브(135d)와 순차적으로 개폐될 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 밸브(135d)가 개방된 후 상기 제4 밸브가(172)가 개방되고, 상기 제1 밸브(135d)가 차단된 후 상기 제4 밸브(172)가 차단될 수 있다.The fourth valve 172 is disposed on the recovery line 171 and controls the discharge of the mixed liquid of the chemical liquid and the supercritical fluid. For example, the fourth valve 172 may be opened and closed at the same time as the first valve 135d. As another example, the fourth valve 172 may be opened and closed sequentially with the first valve 135d. In detail, the fourth valve 172 may be opened after the first valve 135d is opened, and the fourth valve 172 may be blocked after the first valve 135d is blocked.

상기 분리부(173)는 상기 회수 라인(171) 상에 배치되며, 상기 초임계 유체와 상기 약액의 혼압액으로부터 상기 약액을 분리한다. 또한, 상기 분리부(173)는 상기 약액이 분리된 상기 초임계 유체의 압력과 온도를 조절하여 상기 초임계 유체를 상기 건조 가스 상태로 상변화시킨다. 이때, 상기 분리된 약액은 외부로 배출된다. 상기 배출된 약액은 여과 과정을 거쳐 재사용되거나 폐기될 수 있다. The separator 173 is disposed on the recovery line 171 and separates the chemical liquid from the mixed pressure of the supercritical fluid and the chemical liquid. In addition, the separation unit 173 changes the supercritical fluid into the dry gas state by adjusting the pressure and temperature of the supercritical fluid from which the chemical liquid is separated. At this time, the separated chemical liquid is discharged to the outside. The discharged chemical liquid may be reused or discarded through a filtration process.

상기 여과부(174)는 상기 회수 라인(171) 상에 배치되고, 상기 분리부(173)로부터 공급되는 상기 건조 가스에 포함된 이물질을 여과한다.The filtration unit 174 is disposed on the recovery line 171 and filters foreign matter contained in the dry gas supplied from the separation unit 173.

상기 여과부(174)를 통과한 상기 건조 가스는 상기 초임계 유체 공급 유닛(130)으로 공급되어 재사용될 수 있다. 따라서, 상기 건조 가스의 사용량을 줄일 수 있다. The dry gas passing through the filtration unit 174 may be supplied to the supercritical fluid supply unit 130 and reused. Therefore, the usage amount of the dry gas can be reduced.

상기 드레인 유닛(180)은 상기 챔버(110)와 연결되며, 상기 약액을 상기 상변화된 액체로 치환하기 위하여 상기 약액을 상기 챔버(110) 외부로 드레인 시킨다. 상기 드레인 유닛(180)은 드레인 라인(181) 및 인젝터(182)를 포함할 수 있다. 상기 드레인 라인(181)은 상기 챔버(110)와 연결된다. 상기 인젝터(182)는 상기 챔버(110) 내부의 상기 약액을 드레인 시킬 수 있다.The drain unit 180 is connected to the chamber 110 and drains the chemical liquid to the outside of the chamber 110 to replace the chemical liquid with the phase-changed liquid. The drain unit 180 may include a drain line 181 and an injector 182. The drain line 181 is connected to the chamber 110. The injector 182 may drain the chemical liquid in the chamber 110.

본 발명의 실시예들에 따른 기판 건조 장치(100)는 초임계 유체를 챔버(110)에 공급하기 전에 상기 챔버(110) 내부를 건조 가스 분위기로 형성하므로, 상기 초임계 유체를 이용한 보다 효과적으로 상기 세정액 또는 식각액을 기판으로부터 제거할 수 있다.The substrate drying apparatus 100 according to the embodiments of the present invention forms the inside of the chamber 110 in a dry gas atmosphere before supplying the supercritical fluid to the chamber 110, thereby more effectively using the supercritical fluid. The cleaning liquid or etching liquid can be removed from the substrate.

또한, 상기 기판 건조 공정에 사용된 초임계 유체를 회수하여 재사용하므로, 상기 기판 건조 공정에 따른 건조 가스의 사용량을 감소시킬 수 있다.
In addition, since the supercritical fluid used in the substrate drying process is recovered and reused, the amount of dry gas used in the substrate drying process may be reduced.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 건조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.2 is a flowchart illustrating a substrate drying method according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 건조 방법에 있어서, 먼저 젖음 상태가 유지된 기판을 챔버(110) 내부로 공급한다(S110). 상기 기판은 예를 들면 이소프로필알코올을 도포한 습식 이송 방식으로 이송될 수 있다. 따라서 기판 이송중 상기 기판에 형성된 패턴이 기울어지는 것이 억제될 수 있다. 1 and 2, in the substrate drying method according to an embodiment of the present invention, first, the substrate in which the wet state is maintained is supplied into the chamber 110 (S110). The substrate may be transferred, for example, by a wet transfer method coated with isopropyl alcohol. Therefore, the inclination of the pattern formed on the substrate during substrate transfer can be suppressed.

상기 기판에 대한 건조 공정이 수행되는 동안 상기 챔버(110)는 온도 조절 유닛(160)에 의해 일정한 온도로 유지될 수 있다. The chamber 110 may be maintained at a constant temperature by the temperature control unit 160 while the drying process for the substrate is performed.

이어서, 상기 챔버(110) 내에 장착된 기판 상에 약액을 공급하여 기판의 젖음 상태를 유지시킨다(S120). 상기 약액은 예를 들면, 이소프로필알코올과 같은 상대적으로 낮은 표면 장력을 갖는 물질을 포함할 수 있다.Subsequently, the chemical liquid is supplied onto the substrate mounted in the chamber 110 to maintain the wet state of the substrate (S120). The chemical liquid may include a material having a relatively low surface tension such as, for example, isopropyl alcohol.

다른 예로, 상기 챔버(110) 내에 장착된 기판 상에 약액을 공급하여 기판의 젖음 상태를 유지시키는 공정은 생략하고 상기 기판에 대한 건조 공정이 수행될 수 있다. As another example, a process of maintaining a wet state of the substrate by supplying a chemical liquid on the substrate mounted in the chamber 110 may be omitted and a drying process may be performed on the substrate.

이후, 상기 기판을 건조하기 위한 건조 가스를 준비한다(S130). 상기 건조 가스는 이산화탄소 가스, 산소 가스, 아르곤 가스, 크립톤 가스, 제논 가스, 암모니아 가스 등을 포함할 수 있다. Thereafter, a dry gas for drying the substrate is prepared (S130). The dry gas may include carbon dioxide gas, oxygen gas, argon gas, krypton gas, xenon gas, ammonia gas, and the like.

상기 건조 가스를 상기 챔버(110) 내부로 공급하여 상기 챔버(110) 내부를 건조 가스 분위기로 형성한다(S140). 상기 건조 가스는 가압되어 상기 챔버(110)로 공급될 수 있다. 이때, 상기 건조 가스의 압력은 50 내지 60bar일 수 있다. The dry gas is supplied into the chamber 110 to form the inside of the chamber 110 in a dry gas atmosphere (S140). The dry gas may be pressurized and supplied to the chamber 110. In this case, the pressure of the dry gas may be 50 to 60 bar.

상기 기판을 건조하기 위한 건조 가스를 액체를 상변화시킨다(S150). 상변화된 상기 액체는 예를 들면, 액체 이산화탄소, 액체 산소, 액체 아르곤, 액체 크립톤, 액체 제논, 액체 암모니아일 수 있다. 상기 증가된 압력을 갖는 건조 가스를 냉각하여 액체로 변환할 수 있다. Phase change of the liquid to dry gas for drying the substrate (S150). The phase change liquid may be, for example, liquid carbon dioxide, liquid oxygen, liquid argon, liquid krypton, liquid xenon, liquid ammonia. The dry gas having the increased pressure can be cooled and converted to a liquid.

이어서 상기 상변화된 액체를 초임계 유체로 상변화시킨다.(S160) 상기 상변화된 액체를 초임계 유체로 상변화시키기 위하여 펌프(135b)가 이용될 수 있다.Then, the phase-change liquid is phase-changed into a supercritical fluid (S160). The pump 135b may be used to phase-change the phase-changed liquid into a supercritical fluid.

이어서, 상기 상변화된 초임계 유체를 상기 챔버(110) 내부로 공급하여 상기 기판을 건조시킬 수 있다(S170). 상기 챔버(110)가 상기 건조 가스 분위기 상태에서 상기 초임계 유체가 공급되므로, 상기 초임계 유체와 상기 약액의 치환 반응을 향상시켜 상기 기판의 건조 효과를 향상시킬 수 있다.Subsequently, the substrate may be dried by supplying the phase change supercritical fluid into the chamber 110 (S170). Since the chamber 110 is supplied with the supercritical fluid in the dry gas atmosphere, it is possible to improve the substitution reaction of the supercritical fluid and the chemical liquid to improve the drying effect of the substrate.

다음으로, 상기 챔버로부터 배출되는 상기 초임계 유체와 상기 약액의 혼합액으로부터 상기 초임계 유체를 회수한다(S180). 상기 초임계 유체의 회수를 구체적으로 설명하면, 먼저 상기 혼합액을 상기 초임계 유체와 상기 약액으로 분리한다. 상기 약액이 분리된 상기 초임계 유체의 압력과 온도를 조절하여 상기 초임계 유체를 상기 건조 가스 상태로 상변화시킨다. 이때, 상기 분리된 약액은 외부로 배출된다. 상기 배출된 약액은 여과 과정을 거쳐 재사용되거나 폐기될 수 있다. 따라서, 상기 혼합액이 상기 건조 가스와 상기 약액으로 분리된다. 이후, 상기 건조 가스에 포함된 이물질을 여과한다. 상기 이물질이 제거된 건조 가스는 상기 기판 건조 공정에 재사용될 수 있다. 따라서, 상기 건조 가스의 사용량을 줄일 수 있다. Next, the supercritical fluid is recovered from the mixed solution of the supercritical fluid and the chemical liquid discharged from the chamber (S180). Referring to the recovery of the supercritical fluid in detail, first, the mixed solution is separated into the supercritical fluid and the chemical liquid. The supercritical fluid is changed into the dry gas state by adjusting the pressure and temperature of the supercritical fluid from which the chemical liquid is separated. At this time, the separated chemical liquid is discharged to the outside. The discharged chemical liquid may be reused or discarded through a filtration process. Thus, the mixed liquid is separated into the dry gas and the chemical liquid. Then, the foreign matter contained in the dry gas is filtered. The dry gas from which the foreign matter has been removed may be reused in the substrate drying process. Therefore, the usage amount of the dry gas can be reduced.

상기와 같은 기판 건조 방법은 상기 챔버를 건조 가스 분위기로 형성한 후 상기 초임계 유체를 상기 챔버 내로 공급하여 상기 기판을 건조한다. 상기 건조 가스 분위기에서 상기 초임계 유체와 상기 약액의 치환 반응이 활발하므로, 상기 기판의 건조 효과를 향상시킬 수 있다. The substrate drying method as described above forms the chamber in a dry gas atmosphere and then supplies the supercritical fluid into the chamber to dry the substrate. Since the substitution reaction of the supercritical fluid and the chemical liquid is active in the dry gas atmosphere, it is possible to improve the drying effect of the substrate.

또한, 상기 기판 건조 공정에 사용된 초임계 유체로부터 상기 건조 가스를 회수할 수 있으므로, 상기 건조 가스의 사용량을 감소시켜 상기 기판 건조 공정 비용을 줄일 수 있다.
In addition, since the drying gas can be recovered from the supercritical fluid used in the substrate drying process, the substrate drying process cost can be reduced by reducing the usage amount of the drying gas.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 건조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a substrate drying method according to another embodiment of the present invention.

도 1 및 도 3을 참조하면, 젖음 상태가 유지된 기판을 챔버(110) 내부로 공급하는 공정(S210), 상기 챔버(110) 내에 장착된 기판 상에 약액을 공급하여 기판의 젖음 상태를 유지시키는 공정(S220), 상기 기판을 건조하기 위한 건조 가스를 준비하는 공정(S230), 상기 건조 가스를 상기 챔버(110) 내부로 공급하여 상기 챔버(110) 내부를 건조 가스 분위기로 형성하는 공정(S240), 상기 기판을 건조하기 위한 건조 가스를 액체를 상변화시키는 공정(S250)에 대한 구체적인 설명은 도 1 및 도 2를 참조한 기판 건조 방법의 기판을 챔버(110) 내부로 공급하는 공정(S110), 상기 챔버(110) 내에 장착된 기판 상에 약액을 공급하여 기판의 젖음 상태를 유지시키는 공정(S120), 상기 기판을 건조하기 위한 건조 가스를 준비하는 공정(S130), 상기 건조 가스를 상기 챔버(110) 내부로 공급하여 상기 챔버(110) 내부를 건조 가스 분위기로 형성하는 공정(S140), 상기 기판을 건조하기 위한 건조 가스를 액체를 상변화시키는 공정(S150)에 대한 설명과 실질적으로 동일하므로 생략한다. 1 and 3, a process of supplying a substrate having a wet state to the chamber 110 (S210), and supplying a chemical solution to a substrate mounted in the chamber 110 to maintain a wet state of the substrate. Process (S220), preparing a dry gas for drying the substrate (S230), and supplying the dry gas into the chamber 110 to form the inside of the chamber 110 in a dry gas atmosphere ( S240), a detailed description of the step (S250) of changing the liquid phase of the drying gas for drying the substrate (S250) is a step of supplying the substrate of the substrate drying method with reference to FIGS. 1 and 2 into the chamber 110 (S110). ), Supplying a chemical solution to the substrate mounted in the chamber 110 to maintain the wet state of the substrate (S120), preparing a dry gas for drying the substrate (S130), the dry gas to the Phase into the chamber 110 Since the process of forming the inside of the chamber 110 in a dry gas atmosphere (S140) and the process of changing the liquid of the dry gas for drying the substrate (S150) are substantially the same as those described above, they will be omitted.

상기 상변화된 액체를 상기 건조 가스 분위기의 챔버(110)로 공급하여 상기 챔버 내부를 상기 약액으로부터 상기 액체로 치환시킨다(S260). 따라서, 상기 약액이 후속하여 챔버(110) 내부에 공급되는 초임계 유체에 용해되는 용해도가 제한되어 있으므로 상기 약액을 상기 초임계 유체에 용해시키기 위한 공정 시간이 연장되는 것이 억제될 수 있다. 또한, 상기 약액이 상기 상변화된 액체로 치환됨과 동시에 상기 약액은 드레인 유닛(180)에 의해 배출될 수 있다. 따라서, 상기 챔버(110) 내부에 잔류하는 약액이 감소된다. 또한, 상기 상변화된 액체는 상기 챔버 내부의 온도 및 압력을 제어함에 따라 초임계 유체로 상변화될 수 있다. 따라서, 후속하여 초임계 유체가 챔버 내부로 공급됨과 더불어 상기 상변화된 액체가 챔버(110) 내에서 초임계 유체로 변환되어 상기 챔버 내에서 기판 상에 잔류하는 세정액 또는 식각액이 보다 효과적으로 제거될 수 있다.The phase-changed liquid is supplied to the chamber 110 in the dry gas atmosphere to replace the inside of the chamber with the liquid from the chemical liquid (S260). Therefore, since the solubility in which the chemical liquid is subsequently dissolved in the supercritical fluid supplied into the chamber 110 is limited, the process time for dissolving the chemical liquid in the supercritical fluid can be suppressed. In addition, the chemical liquid may be discharged by the drain unit 180 while the chemical liquid is replaced with the phase-changed liquid. Therefore, the chemical liquid remaining in the chamber 110 is reduced. In addition, the phase change liquid may be phase change into a supercritical fluid by controlling the temperature and pressure inside the chamber. Accordingly, as the supercritical fluid is subsequently supplied into the chamber, the phase-changed liquid is converted into the supercritical fluid in the chamber 110 so that the cleaning or etching liquid remaining on the substrate in the chamber can be more effectively removed. .

후속하는 상기 상변화된 액체를 초임계 유체로 상변화시키는 공정(S270), 상기 상변화된 초임계 유체를 상기 챔버(110) 내부로 공급하여 상기 기판을 건조시키는 공정(S280), 상기 챔버로부터 배출되는 상기 초임계 유체와 상기 약액의 혼합액으로부터 상기 초임계 유체를 회수하는 공정(S290)에 대한 구체적인 설명은 도 1 및 도 2를 참조한 상변화된 액체를 초임계 유체로 상변화시키는 공정(S160), 상기 상변화된 초임계 유체를 상기 챔버(110) 내부로 공급하여 상기 기판을 건조시키는 공정(S170), 상기 챔버로부터 배출되는 상기 초임계 유체와 상기 약액의 혼합액으로부터 상기 초임계 유체를 회수하는 공정(S180)에 대한 설명과 실질적으로 동일하므로 생략한다. Subsequently, the step of changing the phase-change liquid into a supercritical fluid (S270), the step of supplying the phase-change supercritical fluid into the chamber 110 to dry the substrate (S280), discharged from the chamber Detailed description of the step (S290) of recovering the supercritical fluid from the mixed solution of the supercritical fluid and the chemical liquid is a step (S160) of changing the phase-changed liquid into a supercritical fluid with reference to FIGS. Supplying a phase-change supercritical fluid into the chamber 110 to dry the substrate (S170), and recovering the supercritical fluid from the mixed solution of the supercritical fluid and the chemical liquid discharged from the chamber (S180). ) Are substantially the same as the description for the description).

또한, 상기 기판 건조 공정에 사용된 초임계 유체로부터 상기 건조 가스를 회수할 수 있으므로, 상기 건조 가스의 사용량을 감소시켜 상기 기판 건조 공정 비용을 줄일 수 있다.In addition, since the drying gas can be recovered from the supercritical fluid used in the substrate drying process, the substrate drying process cost can be reduced by reducing the usage amount of the drying gas.

또한, 상기 기판 건조 방법은 상기 초임계 유체를 챔버에 공급하기 전에 주입된 건조 방지용 약액을 건조 가스로부터 상변화된 액체로 치환하고 상기 상변화된 액체를 일정한 압력 및 온도 하의 상기 챔버 내에 유지함으로서 상기 액체를 초임계 유체로 상변화시킬 수 있다. 따라서, 상기 건조 방지용 약액이 감소됨으로써 세정액 또는 식각액이 상기 초임계 유체 내에 용해시켜서 상기 기판을 건조시키는 건조 공정을 수행하기 위한 공정 시간이 감소될 수 있다.In addition, the substrate drying method may be performed by substituting a phase change liquid from a dry gas into a phase change liquid and maintaining the phase change liquid in the chamber under a constant pressure and temperature before supplying the supercritical fluid to the chamber. Phase change with supercritical fluid. Therefore, by reducing the drying preventing chemical liquid, the process time for performing the drying process of dissolving the cleaning liquid or etching liquid in the supercritical fluid to dry the substrate.

본 발명에 따른 기판 건조 장치 및 방법은 기판의 건조 효과를 향상시키고, 상기 건조 가스의 사용량을 감소시켜 상기 기판 건조 공정 비용을 줄일 수 있다. 또한, 기판 건조 장치 및 방법은 상기 기판 건조 공정을 수행하기 위한 공정 시간을 줄일 수 있다. 그러므로, 상기 기판 건조 장치 및 방법을 이용한 기판 건조 공정의 효율을 향상시킬 수 있다. The substrate drying apparatus and method according to the present invention can improve the drying effect of the substrate, reduce the amount of the drying gas used to reduce the substrate drying process cost. In addition, the substrate drying apparatus and method may reduce the process time for performing the substrate drying process. Therefore, the efficiency of the board | substrate drying process using the said board | substrate drying apparatus and method can be improved.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.While the foregoing has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will be able to variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. It will be appreciated.

100 : 기판 건조 장치 110 : 챔버
120 : 약액 공급 유닛 130 : 초임계 유체 공급 유닛
131 : 가스 공급부 133 : 액체 변환부
135 : 초임계 유체 변환부 135a : 제1 공급 라인
135b : 펌프 135c : 탱크
135d : 제1 밸브 140 : 건조 가스 공급 유닛
141 : 제2 공급 라인 142 : 제2 밸브
150 : 건조 액체 공급 유닛 151 : 제3 공급 라인
152 : 제3 밸브 160 : 온도 조절 유닛
170 : 회수 유닛 180 : 드레인 유닛100 substrate drying apparatus 110 chamber
120: chemical liquid supply unit 130: supercritical fluid supply unit
131: gas supply unit 133: liquid conversion unit
135: supercritical fluid converter 135a: first supply line
135b: Pump 135c: Tank
135d: first valve 140: dry gas supply unit
141: second supply line 142: second valve
150: dry liquid supply unit 151: third supply line
152: third valve 160: temperature control unit
170: recovery unit 180: drain unit

Claims

A chamber for performing a drying process for drying the substrate supplied with the chemical liquid;
A dry gas supply unit supplying a dry gas into the chamber to form the inside of the chamber in a dry gas atmosphere;
A supercritical fluid supply unit for supplying a phase change supercritical fluid from the dry gas to the chamber to dry the substrate; And
A dry liquid supply unit for supplying a phase change liquid from the dry gas to the chamber to replace the chemical liquid supplied to the substrate with the phase change liquid,
The supercritical fluid supply unit,
A gas supply unit supplying the dry gas;
A pressurizing unit connected to the gas supply unit to pressurize the gas;
A liquid converter connected to the pressurizing unit to change the gas into a liquid; And
And a supercritical fluid converting unit interconnecting the liquid changing unit and the chamber and supplying the liquid to the supercritical fluid.

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2. The substrate drying apparatus of claim 1, further comprising a recovery unit in communication with the chamber and for recovering the supercritical fluid.

The method of claim 4, wherein the recovery unit
A recovery line connecting the chamber and the supercritical fluid supply unit;
A separation unit disposed on the recovery line and separating the mixed liquid of the supercritical fluid and the chemical liquid into the dry gas and the chemical liquid; And
It is disposed on the recovery line, substrate drying apparatus comprising a filtration unit for filtering the foreign matter contained in the drying gas.

The substrate drying apparatus according to claim 1, further comprising a chemical liquid supply unit for supplying a chemical liquid on the substrate to maintain the wet state of the substrate.

Supplying the wet substrate to the chamber;
Supplying a chemical liquid on the substrate to maintain the wet state of the substrate;
Supplying a drying gas for drying the substrate to the chamber to form an interior of the chamber in a dry gas atmosphere;
Phase changing a drying gas to a liquid to dry the substrate;
Phase changing the phase changed liquid into a supercritical fluid;
Supplying the phase changed liquid to a chamber of the dry gas atmosphere to replace the chemical liquid supplied to the substrate with the phase changed liquid to maintain the wet state of the substrate; And
And supplying the supercritical fluid to the chamber in the dry gas atmosphere to dry the substrate.

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8. The method of claim 7, further comprising recovering the supercritical fluid from the chamber.

The method of claim 9, wherein recovering the supercritical fluid from the chamber comprises:
Separating the mixed liquid of the supercritical fluid and the chemical liquid discharged from the chamber into the dry gas and the chemical liquid; And
Substrate drying method comprising the step of filtering the foreign matter contained in the drying gas.

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