KR100774093B1 - 초임계이산화탄소 건조에서 패턴붕괴 방지에 유용한 방법 - Google Patents

초임계이산화탄소 건조에서 패턴붕괴 방지에 유용한 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 초 임계이산화탄소(scCO2, SCF)를 이용한 패턴 건조 시스템에 있어서, 알칼리 수용성 감광제(photoresists)로부터 패턴붕괴 없이 물을 제거하는 것이 가능한 계면활성제에 관한 것이다. 이것은 기존의 수계 또는 유기용매로서 처리하기 어려운 극미세 패턴 구조를 초 임계 또는 액체 이산화탄소로서 세정과 건조하는 기술로서, 계면활성제 및 흡착체의 화학 기술을 특징으로 한다.
Figure 112006056812619-pat00001
초 임계이산화탄소, 패턴붕괴, 패턴건조, 계면활성제, 감광제

Description

초임계이산화탄소 건조에서 패턴붕괴 방지에 유용한 방법 {Method to Prevent Pattern Collapse in Supercritical Carbon Dioxide Drying}
도 1 은 본 발명의 패턴건조장치의 개략적인 구성을 나타내는 단면도.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1: 이산화탄소 공급수단, 2: 밸브, 3: 압력 공급수단, 4: 계면활성제/이산화탄소 린스액 제조 용기, 5: 이산화탄소 공급선, 6: 마그네틱 교반기, 7: 마그네틱 바, 8: 감광 패턴 건조 용기, 9: 온도제어수단
본 발명은 반도체장치 제조 시 이용되는 미세패턴의 패턴붕괴 현상을 방지하는 것에 관한 것으로서, 특히 상기 미세패턴을 리소그라피 기술(lithography)을 사용하여 형성할 때 현상 및 건조하는 방법에 관한 것이다.
최근, 금속 산화 막 반도체 고밀도 직접회로(MOSLSI)의 대규모화에 따라, 칩의 대형화와 고밀도집적회로(LSI) 제조 패턴의 미세화가 촉진되고 있고, 현재 100nm 이 하의 선 폭을 갖는 패턴이 형성되고 있는 실정이다. 그리고 상기의 선 폭이 좁아진다는 것은 결과적으로 종횡비(높이/폭)가 큰 패턴을 형성한다는 것을 의미한다. 상기의 감광제 패턴은, 유기재료로 만들어진 감광제 막을 상기 리소그라피 기술로 가공함으로써 형성 가능하다. 즉, 감광제 막이 빛에 의해서 노출되었을 때, 상기 노출된 영역의 분자량 또는 분자구조가 변화되어 노출된 영역과 노출되지 않은 영역 간의 현상액에 대한 용해성의 차이를 발생시킨다.
따라서, 이 차이를 이용한 현상 처리에 의해 감광제 막에 패턴을 형성하는 것이 가능하다. 여기서, 상기 현상처리를 계속하면 결국에는 노출되지 않은 영역까지 현상액에 용해하기 시작하여 패턴이 소멸하기 때문에 린스 액으로 처리하여 현상을 중지하고, 최종적으로 건조해서 린스 액을 제거하므로 감광제 패턴이 형성된다.
이와 같은 미세패턴 형성에 있어서, 건조시의 가장 큰 문제점은 패턴붕괴나 뒤틀리는 현상이다. 이 패턴붕괴 현상은 패턴이 고 종횡비가 될수록 현저해지며, 이 현상은 감광제 또는 기판의 건조 시에 패턴 사이에 남아 있는 린스 액과 외부 공기와의 압력차에 의해 발생한 모세관 힘에 의해 발생한다. 그리고 상기 모세관 힘은 린스 액과 패턴 사이의 기체/액체 계면에서 발생하는 표면장력에 의존한다는 것이 1995년 Applied physics letters (66)의 2655 쪽에 보고되고 있다. 상기 모세관 힘은 유기재료로 만들어진 감광제 패턴을 붕괴시키는 것만이 아니라, 무기재료인 실리콘 등과 같은 한결 강한 패턴도 뒤틀리게 할 수 있는 힘을 갖고 있기 때문에, 상술한 린스 액에 의한 표면장력은 중요한 문제가 되고 있다.
이 모세관 힘에 의한 문제는 표면장력이 작은 린스 액을 사용하여 처리하면 해결 가능하다. 예를 들면, 린스 액을 물로 사용한 경우, 물의 표면장력은 약 72mN/m 이지만, 에탄올의 표면장력은 약 22mN/m 이기 때문에 물을 직접 건조하는 것보다는 상기 물을 에탄올로 치환한 후에 에탄올을 건조하는 것이, 패턴의 굽힘 또는 붕괴 정도가 억제된다. 더욱이, 표면장력이 15mN/m 인 퍼플루오르카본(perfluorocarbon)을 이용하면 패턴붕괴 억제는 더 효과적이었다.
그러나 이러한 액체도 어느 정도 표면장력이 있기 때문에 패턴 붕괴 발생을 줄일 수는 있지만 완전하게 없앨 수는 없다.
이와 같은 패턴붕괴의 문제를 해결하기 위해서는 표면 장력이 0인 린스 액이 요구되며, 표면장력이 0에 가까운 이산화탄소가 최근 전자산업의 적합한 세정용매로서 각광을 받고 있다.
이것은 이산화탄소의 청정성과 높은 확산으로, 마이크론 이하의 깊이로 용매의 침투가 가능하고 건조 시 모세관 힘이 없으므로 패턴붕괴 현상이 일어나지 않는다.
이러한 장점은 실리콘 기판 위에 입체적인 미세구조와 회로, 센서와 액추에이터 등을 집적화시키는 미소전자기계시스템 기술에서도 핵심적으로 이용된다.
따라서 습식 공정에서 초 임계이산화탄소로의 전환은 불가피하고 초 임계이산화탄소 유체 기술이 현재로선 제일 유력한 차세대 기술이다. 그러나 기존 초 임계이산화탄소 내에서의 감광제 건조 방식은 감광제 박막 내에 다량의 수분이 포함되어 패턴이 부풀어 오르는 현상이 발생하여 정밀한 미세패턴의 형성이 불가능하였다.
이에 대한민국 공개특허 2000-0023033에서는 1230psi 이하 압력의 이산화탄소를 이용하여 건조하므로 어떠한 패턴 붕괴와 팽창 현상도 나타내지 않았다.
그러나 이산화탄소 용매는 물에 대한 용해성이 아주 낮기 때문에 물을 완전히 제거하는데 까지 걸리는 시간이 많이 소요되고, 이산화탄소량이 많이 요구되는 단점이 있다.
물은 이산화탄소에 녹기 어렵기 때문에 물 대신 상대적으로 이산화탄소에 쉽게 혼합될 수 있는 에탄올을 이용하여 초 임계이산화탄소 건조가 수행되기도 하지만, 이것의 용해도 역시 불충분하여 장시간이 소요되고, 몇몇 감광제는 알코올에 녹기 때문에 이용하기 어렵다.
대한민국 공개특허 2001-0062139 (출원번호: 2000-0073467)에서는 린스 후 감광제가 알코올에 녹을 경우 알코올 대신에 소정의 액체(계면활성제-첨가된 무극성 지방족 탄화수소)를 이용하여 물을 제거시키고, 이 액체를 이산화탄소로 처리하여 제거시키는 방법을 제시하였다. 이러한 방법은 물을 이산화탄소 내에서 에멀전화시켜 제거하기 어렵기 때문에 무극성 지방족 탄화수소와 계면활성제를 이용하여 에멀젼화시켜 먼저 물을 제거시킨 후 남아 있는 무극성 지방족 탄화수소를 이산화탄소를 이용하여 제거시켜야 하므로 처리 과정이 복잡하고, 시간이 많이 소요되는 단점이 있다.
반도체 제조 산업과 미소전자기계시스템 기술은 다양한 극미세 구조의 제조 과정으로 이루어지는데, 이들 과정에서 많은 양의 유독성 화학약품과 고가의 초 순수가 사용된다. 환경적인 필요성뿐만 아니라, 기존 기술로서는 초미세 구조의 제어가 어렵기 때문에 초 임계이산화탄소 용매기술이 활발하게 연구되고 있다.
이산화탄소는 무독성이고 난연성이며 가격이 싸고 환경친화적이다. 이산화탄소는 여러 화학 공정의 부산물로 얻어지거나 대기로부터 채집될 수 있다. 그리고 사용된 이산화탄소는 99% 이상 재순환된다. 따라서, 이산화탄소 용매를 이용한 초미세 가공 공정 기술은 독성 화학물질의 사용을 최소화하고, 고가의 초순수의 소비를 없애고, 공정 단계의 감축 효과가 있다.
또한, 이산화탄소는 비교적 낮은 임계온도와 임계압력(31.1℃, 1070psi)을 가지고 있어 쉽게 초 임계 상태에 도달할 수 있는 장점이 있으며, 초 임계 상태가 되면 낮은 점도와 0에 가까운 표면장력이 있어 기체와 같은 확산성과 침투력과 용매의 세기를 보여주는 액체와 같은 밀도 때문 미세패턴을 가진 복잡한 구조의 세정에 효과적이다.
특히, 초 임계이산화탄소를 용매로 사용한 새로운 기술은 기존 습식 세정공정에서 다량의 초 순수, 즉 물을 사용함으로써 표면장력에 의한 패턴붕괴 현상이 발생하고 있으나, 표면장력이 거의 없는 초 임계이산화탄소 세정을 사용할 경우 패턴 붕괴 없이 유기오염물질을 제거할 수 있다. 
그러나 이러한 많은 장점에도 실제 응용에 있어 초 임계이산화탄소가 세정을 포함한 산업 전반에 널리 이용되지 못하는 것은 용매로서 가장 큰 단점인 극성인 분자와 대부분의 고분자에 대한 불용성 때문이며, 이것은 이산화탄소용 계면활성제를 도입함으로 이 문제를 극복할 수 있다.
이에, 본 발명은 환경 친화적인 이산화탄소에 좋은 용해도를 나타내고 물을 효과적으로 제거할 수 있는 계면활성제의 선택 및 이를 액체 또는 초 임계이산화탄소와 함께 사용하여 짧은 시간에 적은 이산화탄소량으로 붕괴와 팽창이 없는 양호한 미 세 패턴을 형성하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 연구진은 여러 가지 계면활성제를 가지고 CFCl3 용매 내에서 혼합형 KrF 감광제(동진쎄미컴)에 대한 적합성을 테스트하였으며, 그 결과 F-AOT, F-P-AOT, zonyl UR, zonyl URNa, poly(DMAEMA-b-FOMA)가 좋은 적합성을 보이는 것을 확인하였다.
또한, 이들 계면활성제들을 액체 또는 초 임계이산화탄소에 이용하여 붕괴 현상과 팽창 현상 없이 짧은 시간에 적은 이산화탄소량을 이용하여 패턴을 건조할 수 있음을 발견하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 이산화탄소에 용해성이 우수하고 물과의 마이크로 에멀전을 잘 형성시키는 계면활성제를 제공한다. 바람직한 구체 예로서, 본 발명은 화학식 1 내지 화학식 4로 표시되는 계면활성제를 제공한다.
화학식 1
Figure 112006056812619-pat00002
상기 식에서, Rf는 F(CF2CF2)n이다. n은 3 내지 10이며, 바람직하게는 6이다.
화학식 2
Figure 112006056812619-pat00003
상기 식에서, Rf는 F(CF2CF2)n이다. n은 3 내지 10이고, 바람직하게는 6이며, x가 1일 때 y는 2이고, x가 2일 때 y는 1이다.
화학식 3
Figure 112006056812619-pat00004
상기 식에서, Rf는 F(CF2CF2)n이고, n은 3 내지 10이고, 바람직하게는 6이며, x가 1일 때 y는 2이고, x가 2일 때 y는 1이다.
화학식 4
Figure 112006056812619-pat00005
상기 식에서, x는 10 내지 50이고, y는 3 내지 20이며, 바람직하게는 x는 33이고, y는 11로, xy의 몰 비는 3:1이고 중량비는 1:1이다.
상기 화학식과 같은 계면활성제는 이산화탄소에 대한 용해성이 좋을 뿐만 아니라 물을 보유할 수 있는 능력이 뛰어나므로, 건조 시간을 단축하고, 이산화탄소량을 절감해서 붕괴현상 없는 미세한 패턴을 형성할 수 있다.
본 발명의 패턴 건조에 있어서, 패턴 위에 남아 있는 물을 제거하기 위하여 사용되는 계면활성제의 W0([물의 몰 농도]/[계면활성제의 몰 농도])는 10 이상으로, 물의 양이 0.50±0.02g일 때, 계면활성제의 양은 0.2X10-3mole 정도를 사용할 수 있다.
바람직하게는 계면활성제를 과포화시켜 이산화탄소에 노출됨으로, 건조되는 시간 동안은 같은 양의 계면활성제가 공급될 수 있다.
본 발명의 패턴 건조에 있어서, 패턴에 적합한 계면활성제 중 W0가 높은 것을 사용하면 건조 시간과 건조시에 이용되는 이산화탄소의 양을 절감할 수 있다.
본 발명의 패턴 건조에 있어서, 기판 위에 형성된 유기재료로 만들어진 감광제 막으로부터 소정의 패턴을 갖는 감광제 패턴을 형성한 후, 상기 패턴을 현상하고, 린스 액으로 처리한 후 린스 액이 건조되기 전에 이산화탄소 용기에 넣는다.
먼저 온도는 25 내지 28℃이고, 압력은 1000 내지 3000psi인 액체 이산화탄소로 물이 건조될 때까지 처리한다. 이때, 가장 바람직한 조건은 28℃, 3000psi이다.
그 후 온도를 높여 초 임계이산화탄소 상태로서 분당 5ml의 속도로 이산화탄소를 제거시켜 건조한다. 초 임계이산화탄소 온도는 31℃ 내지 100℃이고, 압력은 1070psi 내지 7250psi 범위가 적당하며, 가장 바람직한 조건은 40℃, 3000psi이다.
본 발명은 처리대상 감광제가 내부에 놓일 수 있는 고압 용기(8)와, 계면활성제가 이산화탄소에 용해되어 린스 액이 제조될 수 있는 용기(4)와 상기 반응 실내에 이산화탄소를 공급하는 공급수단(1)과, 반응 실내의 압력을 제어하는 압력제어수 단(3)과, 반응 실내의 온도를 제어하는 온도제어수단(9)을 구비한 것을 특징으로 하는 감광제 패턴 형성 장치가 제공된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
실시 예 1
혼합형( Hybrid type ) 감광제 제작
세정 실험을 위한 시편제작은 전자빔(E-beam)을 이용하였다. 전자빔 노광 방법은 마스크 없이 직접 기판 위에 원하는 패턴을 그릴 수 있으며, 짧은 전자의 파장 덕분에 회절 현상이 줄어들어, 초미세 패턴 제작에 많은 장점이 있다.
기존 습식 세정공정과 초 임계이산화탄소를 용매로 사용한 새로운 기술을 비교하기 위한 시편제작기술로서, 전자빔 노광 기술을 이용한 시편 제작 과정의 기본 순서는 먼저 불산 으로 세정 된 실리콘 웨이퍼에 헥사메틸디실라잔(HMDS, hexametyl disilazane)을 4000rpm으로 30초 동안 도포한다. 그 후 화학 증폭형인 아크릴(acryl)과 t-부톡시카보닐(t-BOC) 혼합형 KrF 감광제(동진쎄미컴)를 4,000rpm으로 코팅하여 500nm의 두께를 만들고, SOB(soft-bake)를 130℃에서 90초간 실행한다. 일반적으로 감광제는 온도와 코팅 속도에 따라 그 두께가 달라질 수 있기 때문에 일정한 조건을 유지해야한다.
그 다음 전자빔 패턴 발생기를 이용하여, 선 폭이 130nm이고, 간격이 140nm이며, 종횡비가 3.8로 디자인한 테스트 패턴을 그린다. PEB(post expose bake)를 130 ℃에서 90초간 실행하고, PEB가 끝난 시료는 테트라 메틸 암모늄 하이드로옥사이 드(TMAH, tetra methyl ammonium hydroxide) 용액에 60초간 현상하고, 증류수에서 30초 정도 세정한 후 자연 건조시켜 전자현미경으로 패턴을 관찰한다. 이때 80% 이상의 패턴 붕괴 현상이 나타났다.
실시 예 2
계면활성제에 따른 혼합형 감광제의 적합성 테스트
잘 건조된 50ml 비커에 CFCl3 용액을 10ml 넣고 각각의 계면활성제를 10중량%로 녹인 후 혼합형 KrF 감광제(동진쎄미컴)가 도포 된 1X1cm의 웨이퍼 조각을 넣고 1시간 동안 방치한다. 이때 시료-2의 경우는 CFCl3 용액에 녹지 않으므로 물에서 테스트하였다.
그 결과 시료-2, 시료-7, 시료-8, 시료-9 및 시료-11 계면활성제는 감광제가 웨이퍼로부터 벗겨지는 현상을 나타내므로 적당하지 못하였다. 그러나 시료-1, 시료-3, 시료-4, 시료-5, 시료-6 및 시료-10 계면활성제는 감광제에 좋지않은 영향을 미치지 않고, 양호한 상태를 나타내었다.
각각의 계면활성제를 이용한 감광제 테스트 결과를 표 1에 나타내었다.
표 1. 계면활성제에 따른 혼합형 KrF 감광제(동진쎄미컴)의 적합성 테스트
Figure 112006056812619-pat00006
실시 예 3
이산화탄소 내에서 계면활성제의 유 무에 따른 세정 시간 비교
고압 실린지 펌프로 연결된 2개의 스테인리스 스틸 반응기는 4ml의 계면활성제와 이산화탄소를 혼합하여 린스 액을 만드는 용기와 3ml의 감광제를 건조하는 용기로 구성된다. 감광제 건조 용기는 고압 용기로서 투명한 사파이어 유리가 부착되어 외부에서 관찰 되도록 하였고, 계면활성제와 이산화탄소 혼합 용기에는 테플론으로 코팅된 마그네틱 바를 넣어 혼합이 잘 될 수 있도록 하였다. 계면활성제를 처리하지 않는 경우에는 계면활성제와 이산화탄소를 혼합하는 용기에 이산화탄소만을 채워 실험을 진행하였고, 계면활성제를 처리할 경우 상기 계면활성제와 이산화탄소를 혼합하는 용기에 계면활성제를 넣어 이산화탄소/계면활성제 린스 액을 만들어 실험 을 진행하였다. 조건은 3000psi 압력에서 분당 5ml 속도로 물이 없어질 때까지 플로우(flow)시켰으며, 28℃의 액체이산화탄소 내에서 계면활성제의 유 무에 따른 실험과 40℃의 초 임계이산화탄소 내에서 계면활성제의 유 무에 따른 실험으로 진행하였다. 시편에 묻어 있는 물의 양은 0.15g으로 맞추고, 1x1cm 감광제 조각을 초 임계세정 장치에 넣어 건조하는 동안 물방울이 사라지는 시간을 기준으로 측정하였다.
초 임계 조건인 온도 40℃와 압력 3000psi에서 물이 없어질 때까지 요구되는 이산화탄소의 양은 85g (100ml)이 요구되었다.
더구나 초 임계이산화탄소 대신에 액체 이산화탄소를 사용하게 되면 170g (200ml)의 이산화탄소 및 40분의 건조시간이 요구되었다. 이때 패턴은 어떠한 붕괴와 무너짐도 없었지만 건조 시간과 이산화탄소의 양이 많이 소요되었다.
이에 계면활성제를 사용하면 시간이 10분으로 시간이 단축되고, 이산화탄소량도 42g (50ml)으로 절감되는 효과를 가져왔다. 이것은 물과 이산화탄소의 계면장력 20mN/m으로부터 계면활성제를 첨가하여 1mN/m으로 계면장력을 낮추어 물을 제거할 수 있는 능력을 향상시킨 것이다.
표 2. 계면활성제의 유 무에 따른 액체/초 임계이산화탄소 내의 건조 비교
Figure 112006056812619-pat00007
실시 예 4
F- AOT 계면활성제를 이용한 초 임계이산화탄소에서의 세정
고압 실린지 펌프로 연결된 2개의 스테인리스 스틸 반응기는 4ml의 계면활성제와 이산화탄소를 혼합하는 용기와 3ml의 감광제를 건조하는 용기로 구성된다. 감광제 건조 용기는 고압 용기로서 투명한 사파이어 유리가 부착되어 외부에서 관찰 되도록 하였고, 계면활성제와 이산화탄소 혼합 용기에는 테플론으로 코팅된 마그네틱 바를 넣어 혼합이 잘 될 수 있도록 하였다. 이산화탄소 온도와 압력을 각각 28℃와 3000psi로 맞추고, 계면활성제는 이산화탄소에 대한 용해도보다 과량을 첨가하였다. 혼합형 KrF 감광제(동진쎄미컴)에 패턴화된 반도체 웨이퍼 시편은 알칼리 수용액으로 60초간 현상하고, 린스 후 수분이 건조되기 전에 1x1cm 감광제 조각을 건조 용기에 넣고 담그는 식으로 세정 반응을 진행하였다. 그 후 이산화탄소/계면활성제 린스용액을 3000psi 압력에서 분당 5ml 속도로 물이 없어질 때까지 처리했으며, 용기 내부에 관찰되던 물이 10분 후 사라지는 것을 확인할 수 있었다. 2 내지 3분 정도 더 유지한 후 이산화탄소/계면활성제 린스 액 공급을 중단하고, 이산화탄 소 용액을 주입하여 내부 용액을 방출하고 순수한 이산화탄소 용액으로 대체시킨 다음 온도를 40℃로 올려 초 임계이산화탄소로 처리하였다. 마지막으로 용기 출구밸브를 열어 분당 5ml의 속도로 건조하고, SEM으로 관찰하였다. 그 결과 팽창과 무너짐 없는 깨끗한 패턴을 얻을 수 있었다.
실시 예 5
실시 예 4와 같은 방법으로 F-P-AOT, Zonyl UR, Zonyl UR-Na+, poly(DMAEMA-b-FOMA) 계면활성제를 이용하여 실험하였으며, 결과는 모두 팽창과 무너짐 없는 깨끗한 패턴을 얻을 수 있었다.
이와 같이 본 발명은 친환경적인 초 임계이산화탄소 유체 내에서, 패턴을 건조할 때 건조 과정에서 생기는 팽창 및 붕괴현상을 막아 보다 더 좁은 이미지 노드를 추구할 수 있다. 따라서, 본 발명은 습식 처리 단계 후에 계면활성제를 이용하여 액체 이산화탄소에서 처리하여 패턴의 팽창현상을 방지하고, 감광제로부터 물을 완전히 제거한 후 초 임계조건으로 변환하여 잔류물을 제거하는 방식을 택함으로 붕괴 없고, 단시간 내에 건조되는 세정 시스템 및 이산화탄소량을 절감할 수 있는데 그 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 기판 위에 형성된 유기재료로 만들어진 감광제 막에 일정한 패턴을 형성하기 위해 상기 패턴을 물로 린스 후 계면활성제를 포함한 이산화탄소로 처리하여 미세 패턴을 건조하는 방법에 있어서,
    (a) 기판 위에 형성된 패턴을 갖는 패턴 층을 린스(물에 처리)하는 첫번째 단계;
    (b) 상기 첫번째 단계 후 물이 상기 패턴 층에 부착되어 있는 동안 고압 건조 용기에 넣어 액체 이산화탄소/ 이산화탄소용 계면활성제 혼합액을 이용하여 물을 완전히 제거하는 두번째 단계; 및
    (c) 상기 두번째 단계 후 고압 건조 용기 내부의 온도를 높여 초 임계이산화탄소 상태로 처리하여 잔유물을 제거시키는 세번째 단계를 적어도 포함하는 패턴붕괴 방지와 건조시간 단축을 특징으로 하는 패턴 건조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 계면활성제는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴건조방법.
    화학식 1
    Figure 112007056842983-pat00008
    (상기 식에서, Rf는 F(CF2CF2)n이고, n은 3 내지 10이다)
  3. 제1항에 있어서, 상기 계면활성제는 하기 화학식 2 내지 3으로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴건조방법.
    화학식 2
    Figure 112007056842983-pat00009
    화학식 3
    Figure 112007056842983-pat00010
    (상기 식에서, Rf는 F(CF2CF2)n이고, n은 3 내지 10이며, x가 1일 때 y는 2이고, x가 2일 때 y는 1이다)
  4. 제1항에 있어서, 상기 계면활성제는 하기 화학식 4로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴건조방법.
    화학식 4
    Figure 112007056842983-pat00011
    (상기 식에서, x는 10 내지 50이고, y는 3 내지 20이며, xy의 몰 비는 3:1이고 중량비는 1:1이다)
  5. 삭제
  6. 제1항의 액체 이산화탄소/계면활성제 혼합액을 이용하여 물을 완전히 제거한 후 온도를 높여 초 임계이산화탄소 상태로 처리하여 잔유물을 제거시키는 공정에 있어서, 액체 이산화탄소 조건은 온도가 25℃ 내지 28℃이고, 압력이 1070psi 내지 3000psi이며, 초 임계이산화탄소 조건은 온도가 31℃ 내지 40℃이고, 압력이 1070psi 내지 3000 psi인 것을 특징으로 하는 패턴건조방법.
  7. 제1항에 있어서, 계면활성제는 이산화탄소에 포화시켜 계속 흘려주는 방식으로 물을 제거하고 건조시간 동안 계면활성제를 일정량 공급하도록 하는 것을 특징으로 하는 패턴건조방법.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010062139A (ko) * 1999-12-06 2001-07-07 타카시 사와이 임계 초과 건조 방법 및 임계 초과 건조 장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101116644B1 (ko) 2010-01-07 2012-03-08 세메스 주식회사 기판 건조 방법 및 장치

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