KR20180101850A - Fluid mixing tank - Google Patents

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KR20180101850A
KR20180101850A KR1020170028317A KR20170028317A KR20180101850A KR 20180101850 A KR20180101850 A KR 20180101850A KR 1020170028317 A KR1020170028317 A KR 1020170028317A KR 20170028317 A KR20170028317 A KR 20170028317A KR 20180101850 A KR20180101850 A KR 20180101850A
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신인철
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주식회사 케이씨텍
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Abstract

The present invention is to provide a fluid mixing tank which can reduce a substrate processing time by quickly mixing a co-solvent and a supercritical fluid. To this end, the fluid mixing tank is connected to a vaporizer changing a state of the co-solvent into a gas state, and a gaseous co-solvent and a gaseous supercritical fluid passing through the vaporizer are introduced and mixed.

Description

유체 혼합 탱크{Fluid mixing tank}Fluid mixing tank

본 발명은 유체 혼합 탱크에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공용매와 초임계유체가 신속하게 혼합되어 기판 처리에 사용될 수 있도록 하는 유체 혼합 탱크에 관한 것이다.The present invention relates to a fluid mixing tank, and more particularly, to a fluid mixing tank that allows a co-solvent and a supercritical fluid to be rapidly mixed and used for substrate processing.

일반적으로 세정은 습식세정과 건식세정으로 분류되며, 그 중에서도 습식세정은 반도체 제조분야에서 널리 이용되고 있다. 습식세정은 각각의 단계마다 오염물질에 맞는 화학물질을 사용하여 연속적으로 오염물질을 제거하는 방식으로서, 산과 알칼리 용액을 다량 사용하여 기판에 잔류하는 오염물질을 제거하게 된다.In general, cleaning is classified into wet cleaning and dry cleaning, among which wet cleaning is widely used in the field of semiconductor manufacturing. Wet scrubbing is a continuous method of removing contaminants using chemicals that are compatible with the contaminants at each stage, and a large amount of acid and alkali solutions are used to remove contaminants that remain on the substrate.

그러나, 이러한 습식세정에 이용되는 화학물질은 환경에 악영향을 끼치고 있는 것은 물론이고 공정이 복잡하여 제품의 생산 단가를 크게 상승시키는 요인일 뿐만 아니라 고집적 회로와 같이 정밀한 부분의 세정에 이용되는 경우, 계면장력으로 인해 미세구조의 패턴이 협착되어 무너짐에 따라서 오염물 제거가 효과적으로 이루어지지 못한다는 문제점이 있었다.However, the chemicals used for the wet cleaning not only adversely affect the environment but also cause a significant increase in the production cost of the product due to complicated processes, and when used for cleaning a precise part such as a highly integrated circuit, There is a problem in that the contaminant removal can not be effectively performed due to the collapse of the microstructured pattern due to the tensile force.

이러한 문제를 해결하기 위한 방안으로, 최근에는 무독성이고, 불연성 물질이며, 값싸고 환경 친화적인 물질인 이산화탄소를 용매로 사용하는 건식 세정 방법이 개발되고 있다. 이산화탄소는 낮은 임계온도와 임계압력을 가지고 있어 초임계 상태에 쉽게 도달할 수 있으며, 계면장력이 제로(0)에 가깝고, 초임계 상태에서 높은 압축성으로 인하여 압력 변화에 따라 밀도 또는 용매세기를 변화시키기 용이하며, 감압에 의하여 기체 상태로 바뀌기 때문에 용질로부터 용매를 간단히 분리할 수 있는 장점이 있다.Recently, a dry cleaning method using carbon dioxide, which is a non-toxic, non-combustible material and a cheap and environmentally friendly substance, as a solvent has been developed as a solution to solve such a problem. Since carbon dioxide has a low critical temperature and a critical pressure, it can easily reach the supercritical state, the interfacial tension is close to zero, and the density or the solvent strength is changed according to the pressure change due to the high compressibility in the supercritical state And it is easy to separate the solvent from the solute because the gas state is changed by the decompression.

이와 같이 초임계유체를 사용한 기판세정장치와 관련된 선행기술의 일례로서, 도 1은 공개특허 제10-2010-0054455호에서 종래기술로 기재되어 있는 초임계 유체 공급장치의 구성도를 나타낸 것이다.As an example of the prior art relating to a substrate cleaning apparatus using such supercritical fluid, FIG. 1 shows a configuration diagram of a supercritical fluid supply apparatus described in the prior art in Japanese Patent Laid-Open No. 10-2010-0054455.

종래 초임계 유체 공급장치는, 약액이 저장되는 저장탱크(50)와, 상기 저장탱크(50)에서 약액을 일정압으로 인출하도록 설치된 약액펌프(51)와, 이산화탄소 봄베(52)에서 이산화탄소를 인출하는 이산화탄소 펌프(53)와, 상기 약액펌프(51) 및 이산화탄소 펌프(53)에서 약액과 이산화탄소를 일정압으로 공급받고 이를 혼합하는 믹서(54)와, 상기 믹서(54)에서 공급된 이산화탄소와 약액의 혼합물이 공급되어 웨이퍼(W)를 세정하는 베젤(55)로 이루어져 있다. The conventional supercritical fluid supply device includes a reservoir tank 50 in which a chemical liquid is stored, a chemical liquid pump 51 installed in the reservoir tank 50 for discharging the chemical liquid to a predetermined pressure and a carbon dioxide bomb 52 for discharging carbon dioxide A mixer 54 for supplying the chemical liquid and the carbon dioxide at a predetermined pressure and mixing the chemical liquid and the carbon dioxide at the chemical liquid pump 51 and the carbon dioxide pump 53 and a mixer 54 for mixing the carbon dioxide and the chemical liquid supplied from the mixer 54 And a bezel 55 for cleaning the wafer W.

상기 믹서(54)에는 교반기(56)가 설치되어 이산화탄소와 약액을 균일하게 혼합하게 되고, 베젤(55)은 웨이퍼(W)를 안착시켜 회전시킬 수 있게 구성되어 있으며, 믹서(54)와 베젤(55)의 사이에는 밸브(57)가 설치되어 있다. 즉, 상기 이산화탄소 봄베(52)와 약액이 저장되는 저장탱크(50)로부터 이산화탄소와 약액이 믹서(54)로 공급되어 균일하게 혼합되고, 이는 다시 베젤(55)로 공급되면서 웨이퍼(W)를 세정하게 되는 것이다.The mixer 54 is provided with a stirrer 56 to uniformly mix the carbon dioxide and the chemical liquid and the bezel 55 is configured to seat and rotate the wafer W. The mixer 54 and the bezel And a valve 57 is provided between the two valves 55 and 55. That is, the carbon dioxide and the chemical liquid are supplied to the mixer 54 from the storage tank 50 in which the carbon dioxide bomb 52 and the chemical liquid are stored, and are uniformly mixed. Then, the carbon dioxide and the chemical liquid are supplied to the bezel 55, It will be done.

이와 같은 종래의 초임계 유체 공급장치는, 약액이 액체 상태에서 믹서(54)의 내부로 공급된 후에 초임계유체와 혼합되도록 구성되어 있어, 약액과 초임계유체가 균일하게 혼합되기까지 많은 시간이 소요되고, 이에 따라 기판 처리 시간이 지연되는 문제점이 있었다.Such a conventional supercritical fluid supply device is configured to be mixed with the supercritical fluid after the chemical liquid is supplied into the mixer 54 from the liquid state, and it takes a long time until the chemical solution and the supercritical fluid are uniformly mixed There is a problem that the substrate processing time is delayed.

또한 종래의 약액과 초임계유체의 혼합장치의 구성에 의하면, 모터에 의해 구동되는 교반기(56)가 믹서(54)를 관통하여 설치됨에 따라, 침투성이 뛰어난 초임계유체가 교반기(56)의 회전축과 믹서(54) 간에 기밀유지를 위해 설치되는 실링부재의 내부에까지 침투 및 복귀됨에 따라서 혼합장치의 믹서(54) 내부에 금속 파티클과 유분 성분이 혼입되어 오염을 초래하게 되는 문제점이 있었다.According to the configuration of the conventional mixing device of the chemical liquid and the supercritical fluid, the stirrer 56 driven by the motor is installed through the mixer 54, so that the supercritical fluid having excellent permeability is supplied to the rotating shaft There is a problem that metal particles and oil components are mixed into the mixer 54 of the mixing device and contaminated due to penetration into and return of the inside of the sealing member provided for airtightness between the mixer 54 and the mixer 54.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 공용매와 초임계유체의 혼합이 신속하게 이루어져 기판 처리 시간을 단축할 수 있는 유체 혼합 탱크를 제공함에 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a fluid mixing tank capable of rapidly mixing a co-solvent and a supercritical fluid to shorten a substrate processing time.

본 발명의 다른 목적은, 공용매와 초임계유체가 혼합되는 유체 혼합 탱크 내부의 오염을 방지하면서 공용매와 초임계유체의 혼합이 원활하게 이루어져 기판 처리 성능을 향상시킬 수 있는 유체 혼합 탱크를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a fluid mixing tank capable of smoothly mixing a co-solvent and a supercritical fluid while preventing contamination of a fluid mixing tank in which a co-solvent and a supercritical fluid are mixed, .

상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 유체 혼합 탱크는, 공용매를 기체 상태로 상변화시키는 기화기가 연결되고, 상기 기화기를 통과한 기체 상태의 공용매 및 초임계유체가 유입되어 혼합되는 것을 특징으로 한다.The fluid mixing tank of the present invention for realizing the above object is characterized in that a vaporizer in which a co-solvent is phase-changed to a gaseous state is connected, and a gaseous co-solvent and a supercritical fluid passing through the vaporizer are mixed .

상기 공용매 및 초임계유체가 공급되어 혼합이 이루어지는 탱크몸체, 상기 탱크몸체의 일측부에 연결된 공용매 유입관과 초임계유체 유입관, 및 상기 탱크몸체의 타측부에 연결되어 상기 기체 상태의 공용매와 초임계유체가 혼합된 혼합유체가 기판의 세정 또는 건조가 이루어지는 베젤 측으로 공급되는 혼합유체 공급관을 포함하여 구성될 수 있다.A supercritical fluid inflow pipe connected to one side of the tank body and a supercritical fluid inflow pipe connected to one side of the tank body and connected to the other side of the tank body, And a mixed fluid supply pipe in which a mixed fluid obtained by mixing the supercritical fluid and the supercritical fluid is supplied to the bezel side where the substrate is cleaned or dried.

상기 공용매 유입관과 초임계유체 유입관 및 혼합유체 공급관에는 각각의 관로를 개폐하기 위한 밸브가 구비될 수 있다.The common inflow pipe, the supercritical fluid inflow pipe and the mixed fluid supply pipe may be provided with valves for opening and closing the respective channels.

상기 기체 상태의 공용매 및 초임계유체가 공급되어 혼합이 이루어지는 탱크몸체, 및 상기 탱크몸체의 외부에 구비되어 상기 탱크몸체 내부의 공용매와 초임계유체에 진동을 일으켜 혼합이 이루어지도록 하는 진동 발생부를 포함할 수 있다.A tank body which is supplied with the gaseous co-solvent and the supercritical fluid to be mixed, and a vibration generating unit which is provided outside the tank body to cause vibration in the co-solvent and the supercritical fluid inside the tank body, Section.

상기 진동 발생부는, 주파수를 발생시키는 발진기와, 상기 발진기에 전기적으로 연결되며 상기 탱크몸체의 외벽에 장착되어 상기 탱크몸체 내부의 공용매와 초임계유체에 진동을 인가하는 진동자를 포함하여 구성될 수 있다.The vibration generating unit may include an oscillator generating a frequency and a vibrator electrically connected to the oscillator and mounted on an outer wall of the tank body to apply vibration to the co-solvent and the supercritical fluid in the tank body have.

상기 발진기는 20 ~ 100kHz의 초음파를 발생시키는 것일 수 있다.The oscillator may generate ultrasonic waves of 20 to 100 kHz.

상기 발진기는 100kHz 이상의 고주파를 발생시키는 것일 수 있다.The oscillator may generate a high frequency of 100 kHz or more.

상기 진동자는 상기 챔버의 외벽 둘레에 상하 간격을 두고 복수로 구비될 수 있다.The vibrator may be provided on the outer wall of the chamber at a plurality of intervals.

상기 공용매는, 메탄올(methanol), 에탄올(ethanol), 이소프로판올(isopropanol), 수산화암모늄(ammonium hydroxide), 하이드라진(hydrazine), 피리딘(pyridine), 니트로메탄(nitro methane), 테트라히드로푸란(tetrahydrofuran), 디메틸아세트아미드(dimethylacetamide), 디메틸술폭시드(dimethyl sulfoxide), 질산(nitric acid), 프로필렌카보네이트(propylene carbonate), 모노에탄올아민(monoethanolamine), 디에탄올아민(diethanolamine), 트리에탄올아민(triethanolamine), 아세톤(acetone) , 메틸에틸케톤(methylethylketone), 불산(hydrofluoric acid) 중에서 어느 1종 또는 2종 이상의 혼합물로 이루어질 수 있다.The co-solvent is selected from the group consisting of methanol, ethanol, isopropanol, ammonium hydroxide, hydrazine, pyridine, nitro methane, tetrahydrofuran, It is also possible to use organic solvents such as dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, nitric acid, propylene carbonate, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, acetone acetone, methylethylketone, hydrofluoric acid, and mixtures of two or more thereof.

상기 초임계유체는 초임계 이산화탄소(SCCO2)일 수 있다.The supercritical fluid may be supercritical carbon dioxide (SCCO 2 ).

본 발명에 따른 유체 혼합 탱크에 의하면, 공용매가 기화기를 통과하여 기체 상태로 상변화 된 후에 유체 혼합 탱크로 유입되도록 구성함으로써, 기체 상태의 공용매가 유체 혼합 탱크의 내부 공간 전체에 단시간 내에 확산되어 초임계유체와 균일하게 혼합될 수 있으므로, 공용매와 초임계유체의 혼합이 신속하게 이루어져 기판 처리 시간을 단축할 수 있다.According to the fluid mixing tank of the present invention, since the coalescer is configured to flow into the fluid mixing tank after passing through the vaporizer and phase-changed to the gaseous phase, the gaseous co- Since it can be uniformly mixed with the critical fluid, the mixing of the co-solvent and the supercritical fluid can be performed quickly, and the substrate processing time can be shortened.

또한 탱크몸체의 외부에 진동 발생부를 구비하여 탱크몸체의 내부로 유입된 공용매와 초임계유체에 진동을 발생시켜 공용매와 초임계유체 간의 혼합을 촉진시킴으로써, 탱크몸체 내부의 오염을 방지하면서 기체 상태의 공용매와 초임계유체의 혼합이 더욱 원활하게 이루어져 기판 처리 성능을 향상시킬 수 있다.In addition, a vibration generating unit is provided on the outside of the tank body to generate vibration in the co-solvent and the supercritical fluid introduced into the tank body to promote mixing between the co-solvent and the supercritical fluid, It is possible to smoothly mix the supercritical fluid with the co-solvent in the state and to improve the substrate processing performance.

도 1은 종래기술에 따른 초임계 유체 공급 장치의 구성도,
도 2는 이산화탄소의 온도와 압력에 따른 상 다이어그램(phase diagram),
도 3은 본 발명이 적용되는 기판처리장치의 계통도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 유체 혼합 탱크와 그 주변부의 구성도,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유체 혼합 탱크와 그 주변부의 구성도.1 is a configuration diagram of a supercritical fluid supply device according to the prior art,
2 is a phase diagram according to the temperature and pressure of carbon dioxide,
3 is a block diagram of a substrate processing apparatus to which the present invention is applied,
FIG. 4 is a configuration diagram of a fluid mixing tank and its periphery according to an embodiment of the present invention,
5 is a schematic view of a fluid mixing tank and a peripheral portion thereof according to another embodiment of the present invention.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 도 2를 참조하여 본 발명에 적용되는 초임계유체인 이산화탄소(CO2)의 온도와 압력에 따른 상 다이어그램을 설명한다. First, referring to FIG. 2, a phase diagram according to temperature and pressure of carbon dioxide (CO 2 ), which is a supercritical fluid applied to the present invention, will be described.

일반적으로 물질은 기상(기체), 액상(액체) 및 고상(고체)의 세가지의 상태(3상)가 있다. 도 2에 도시된 바와 같이 상기 3상은 기상과 액상 사이의 경계를 나타내는 증기압 곡선, 기상과 고상 사이의 경계를 나타내는 승화 곡선, 및 고상과 액상 사이의 경계를 나타내는 용해 곡선으로 구획된다. 이들 3상이 서로 겹친 점이 삼중점(triple point)이며, 상기 삼중점으로부터 증기압 곡선이 고온측으로 연장되면, 기상과 액상이 공존하는 임계점에 도달한다. 이러한 임계점에서는 기상과 액상의 밀도가 동일하고, 기체와 액체 공존 상태의 상 계면이 소실된다. 이산화탄소(CO2)의 경우 임계 온도는 31.3℃이고, 임계 압력은 7.38MPa이다.In general, materials have three states (three phases): gas (gas), liquid (liquid) and solid (solid). As shown in FIG. 2, the three phases are divided into a vapor pressure curve representing the boundary between the gas phase and the liquid phase, a sublimation curve representing the boundary between the gas phase and the solid phase, and a dissolution curve representing the boundary between the solid phase and the liquid phase. The point where these three phases overlap each other is a triple point. When the vapor pressure curve extends from the triple point to the high temperature side, the vapor reaches the critical point where the liquid phase coexists. At such a critical point, the gas and liquid phases have the same density, and the phase boundary between the gas and the liquid is lost. For carbon dioxide (CO 2 ), the critical temperature is 31.3 ° C and the critical pressure is 7.38 MPa.

상기 임계점보다 고온 및 고압의 상태에서는 기체 상태와 액체 상태 사이의 구별이 없어지고, 물질은 단일상인 초임계유체가 된다. 초임계유체는 임계 온도 이상에서 고밀도로 압축된 유체이다. 초임계유체는 용매 분자의 확산력이 지배적이라는 점에서 기체와 유사하고, 분자의 응집력의 영향을 무시할 수 없는 점에서 액체와 유사한 성질을 가지며, 이에 따라 초임계유체는 여러 가지 물질을 용해하는 특성이 있다. 또한, 초임계유체는 액체보다 매우 높은 침윤성을 갖고, 미세 구조체를 용이하게 침투할 수 있는 특성이 있다. 또한, 초임계유체는 초임계 상태로부터 직접 기체 상태로 전이하고 표면장력이 없으므로, 기판의 미세 패턴을 파괴시키기 않고 미세 패턴 사이의 약액 등 이물질을 세정 및 건조시킬 수 있는 특성이 있다.In the state of higher temperature and higher pressure than the critical point, there is no distinction between the gas state and the liquid state, and the material becomes supercritical fluid which is a single phase. Supercritical fluids are fluids that are compressed at high density above critical temperature. Supercritical fluids are similar to gases in that the diffusing power of solvent molecules is dominant and have similar properties to liquids in that they can not ignore the influence of the cohesion of molecules. Supercritical fluids therefore have the property of dissolving various materials have. In addition, supercritical fluids have a much higher invasiveness than liquids and are capable of easily penetrating microstructures. Further, since the supercritical fluid transits from the supercritical state to the direct gas state and has no surface tension, there is a characteristic that it is possible to clean and dry foreign matter such as chemical solution between fine patterns without destroying the fine pattern of the substrate.

도 3을 참조하면, 본 발명이 적용되는 기판처리장치(1)는, 액상의 초임계유체가 저장되는 초임계유체 실린더(101), 액상의 초임계유체를 기화시키는 기화기(102), 기화된 초임계유체가 저장되는 초임계유체 탱크(103), 기상의 초임계유체 내에 이물질을 여과하는 정화기(104), 초임계유체를 고압으로 압송하는 고압펌프(105), 초임계유체를 승온시키는 히터(106), 기판 처리에 사용되는 공용매를 공급하는 공용매 공급부(107), 액상의 공용매를 기체 상태로 상변화시키는 기화기(201), 상기 기체 상태의 공용매와 초임계유체가 혼합되는 유체 혼합 탱크(200), 기체 상태의 공용매와 혼합된 초임계유체에 의해 기판의 세정 또는 건조 처리 공정이 수행되는 베젤(300), 기판의 처리 공정이 완료된 후에 초임계유체를 분리하여 회수하는 분리기(108), 분리기(108)를 통과한 초임계유체에 포함된 이물질을 여과시켜 초임계유체를 재활용하기 위한 재생기(109)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 3, the substrate processing apparatus 1 to which the present invention is applied includes a supercritical fluid cylinder 101 in which liquid supercritical fluid is stored, a vaporizer 102 to vaporize the liquid supercritical fluid, A supercritical fluid tank 103 in which the supercritical fluid is stored, a purifier 104 for filtering the foreign matter in the supercritical fluid in the vapor phase, a high pressure pump 105 for feeding the supercritical fluid at high pressure, (105), a common supply part (107) for supplying a co-solvent to be used for the substrate treatment, a vaporizer (201) for phase-changing the liquid co-solvent to a gaseous state, and a supercritical fluid A bezel 300 in which a cleaning or drying treatment process of a substrate is performed by a supercritical fluid mixed with a fluid mixture tank 200 and a co-solvent in a gaseous state, a separator 300 for separating and recovering the supercritical fluid after the process of the substrate is completed Separator 108, separator 108, Filtering the foreign objects contained in the fluid system to be configured to include a second player (109) for recycling the supercritical fluid.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 유체 혼합 탱크(200-1;200)는, 기판(W)을 처리하기 위해 사용되는 공용매와 초임계유체를 혼합하기 위한 장치로서, 상기 기체 상태의 공용매와 초임계유체가 공급되어 혼합이 이루어지는 탱크몸체(210)를 포함하고, 상기 탱크몸체(210)의 상부 일측에는 공용매 유입관(220)과, 상기 공용매 유입관(220)의 관로를 개폐하는 제1밸브(221)가 구비되고, 상기 탱크몸체(210)의 상부 타측에는 초임계유체 유입관(230)과, 상기 초임계유체 유입관(230)의 관로를 개폐하는 제2밸브(231)가 구비된다.Referring to FIG. 4, a fluid mixing tank 200-1 200 according to an embodiment of the present invention is an apparatus for mixing a supercritical fluid and a cosolvent used for processing a substrate W, And a tank body 210 in which a gaseous co-solvent and a supercritical fluid are supplied and mixed. The tank body 210 has a common water inlet pipe 220 and a common water inlet pipe 220 A supercritical fluid inflow pipe 230 and a supercritical fluid inflow pipe 230 for opening and closing the channel of the supercritical fluid inflow pipe 230 are provided on the other side of the tank body 210, A second valve 231 is provided.

상기 탱크몸체(210)의 하부에는 공용매와 초임계유체가 혼합된 혼합유체가 기판(W)의 세정 또는 건조가 이루어지는 베젤(300) 측으로 공급되는 유로인 혼합유체 공급관(240)과, 상기 혼합유체 공급관(240)의 유로를 개폐하는 공급밸브(241)가 구비된다.A mixed fluid supply pipe 240 in which a mixed fluid obtained by mixing a co-solvent and a supercritical fluid is supplied to the bezel 300 side where the substrate W is cleaned or dried is provided in the lower part of the tank body 210, And a supply valve 241 for opening and closing the flow path of the fluid supply pipe 240 is provided.

상기 베젤(300)의 내부에는 처리대상 기판(W)이 안착되는 스테이지(310)가 구비되고, 베젤(300)의 하부에는 세정 또는 건조 처리 공정을 마친 공용매와 초임계유체 및 기판(W)으로부터 제거된 이물질이 배출되는 배출관(320)과, 배출관(320)의 유로를 개폐하는 배출밸브(321)가 구비된다.The bezel 300 is provided with a stage 310 on which a substrate W to be processed is placed and a lower portion of the bezel 300 is provided with a co-solvent, a supercritical fluid and a substrate W, And a discharge valve 321 for opening and closing the flow path of the discharge pipe 320. The discharge pipe 320 is provided with a discharge pipe 320 for discharging the foreign substances removed from the discharge pipe 320,

상기와 같이 본 발명에서는 공용매가 기화기(201)에서 기체 상태로 상변화 된 후에 탱크몸체(210)로 유입되어 초임계유체와 혼합되도록 구성함으로써, 종래 공용매(약액)가 액체 상태에서 탱크몸체(챔버)로 유입되는 경우와 비교하여, 기체 상태의 공용매가 탱크몸체(210)의 내부 공간 전체에 단시간 내에 확산되어 초임계유체와 균일하게 혼합될 수 있으므로, 공용매와 초임계유체의 혼합이 신속하게 이루어지게 되며, 이로써 기판 처리 시간을 대폭 단축할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, since the co-solvent is phase-changed from the vaporizer 201 to the gaseous phase and then flows into the tank body 210 to be mixed with the supercritical fluid, the conventional coalescer (chemical solution) The coalescer in the gaseous state can be uniformly mixed with the supercritical fluid in a short time in the entire inner space of the tank body 210, so that the mixing of the co-solvent and the supercritical fluid can be performed quickly Thus, the substrate processing time can be significantly shortened.

이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 유체 혼합 탱크(200-2;200)의 구성 및 작용을 설명한다. Hereinafter, the configuration and operation of the fluid mixing tank 200-2 (200) according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

본 실시예에 따른 유체 혼합 탱크(200-2;200)는 전술한 실시예의 구성을 모두 포함하고, 추가적으로 탱크몸체(210)의 외부에는 탱크몸체(210) 내부의 공용매와 초임계유체에 진동을 일으켜 혼합이 더욱 원활하게 이루어지도록 하는 진동 발생부(250)를 포함하여 구성된다.The fluid mixing tanks 200-2 and 200 according to the present embodiment include all the configurations of the embodiment described above and are additionally provided on the outside of the tank body 210 with a cosolvent inside the tank body 210, And a vibration generating unit 250 that causes mixing to be performed more smoothly.

상기 진동 발생부(250)는, 주파수를 발생시키는 발진기(251)와, 상기 발진기(251)에 전기적으로 연결되며 상기 탱크몸체(210)의 외벽에 장착되어 탱크몸체(210) 내부의 공용매와 초임계유체에 진동을 인가하는 진동자(252)를 포함하여 구성된다.The oscillation generating unit 250 includes an oscillator 251 generating a frequency and a resonator 251 electrically connected to the oscillator 251 and mounted on an outer wall of the tank body 210 to generate a co- And a vibrator 252 for applying vibration to the supercritical fluid.

상기 발진기(251)는 20 ~ 100kHz의 초음파를 발생시키는 것이거나, 100kHz 이상의 고주파를 발생시키는 것일 수 있다.The oscillator 251 may generate ultrasonic waves of 20 to 100 kHz or may generate a high frequency of 100 kHz or more.

상기 진동자(252)는 탱크몸체(210)의 외벽 둘레에 상하 간격을 두고 복수로 구비될 수 있다. 본 실시예에서는, 상기 진동자(252)가 탱크몸체(210)의 외벽 둘레에 상하 간격을 두고 3개의 층으로 구비된 경우를 예시하였으나, 그 설치 개수는 이에 제한되지 않는다.The vibrator 252 may be provided on the outer wall of the tank body 210 at a plurality of intervals. In the present embodiment, the vibrator 252 is provided on the outer wall of the tank body 210 as three layers with a vertical gap therebetween. However, the number of the vibrators 252 is not limited thereto.

상기와 같이 구성된 본 실시예에 따른 유체 혼합 탱크(200-1;200)의 작용을 설명하면, 공용매 유입관(220)과 초임계유체 유입관(230)을 통하여 각각 탱크몸체(210)의 내부로 유입된 기체 상태의 공용매와 초임계 상태의 초임계유체는, 진동 발생부(250)의 발진기(251)와 진동자(252)에서 가진된 초음파 또는 고주파에 의한 진동 에너지를 전달받게 되고, 이러한 물리적 진동에 의해 공용매와 초임계유체는 단시간 내에 신속하게 혼합될 수 있게 된다. The operation of the fluid mixing tanks 200-1 and 200 according to the present embodiment will now be described with reference to the operation of the tank body 210 through the common inflow pipe 220 and the supercritical fluid inflow pipe 230, The supercritical fluid in the gaseous state and the supercritical fluid introduced into the supersonic fluid are received by the oscillation energy generated by the ultrasonic wave or the high frequency excited by the oscillator 251 and the vibrator 252 of the vibration generator 250, This physical vibration enables the co-solvent and the supercritical fluid to be quickly mixed in a short time.

따라서, 이와 같이 신속하게 혼합된 공용매와 초임계유체의 혼합유체를 혼합유체 공급관(240)을 통하여 베젤(300)로 공급할 수 있게 됨에 따라, 기판(W)의 패턴 사이에 잔류하는 이물질을 신속하게 용해 및 제거할 수 있게 되므로, 기판 처리 시간을 단축할 수 있으며, 이물질의 세정 및 건조 성능을 향상시킬 수 있다.Accordingly, since the mixed fluid of the rapidly mixed solvent and the supercritical fluid can be supplied to the bezel 300 through the mixed fluid supply pipe 240, the foreign matter remaining between the patterns of the substrate W can be quickly So that the substrate processing time can be shortened, and the cleaning and drying performance of the foreign matter can be improved.

상기 실시예들에서 공용매는, 메탄올(methanol), 에탄올(ethanol), 이소프로판올(isopropanol), 수산화암모늄(ammonium hydroxide), 하이드라진(hydrazine), 피리딘(pyridine), 니트로메탄(nitro methane), 테트라히드로푸란(tetrahydrofuran), 디메틸아세트아미드(dimethylacetamide), 디메틸술폭시드(dimethyl sulfoxide), 질산(nitric acid), 프로필렌카보네이트(propylene carbonate), 모노에탄올아민(monoethanolamine), 디에탄올아민(diethanolamine), 트리에탄올아민(triethanolamine), 아세톤(acetone) , 메틸에틸케톤(methylethylketone), 불산(hydrofluoric acid) 중에서 어느 1종 또는 2종 이상의 혼합물로 이루어질 수 있고, 상기 초임계유체는 초임계 이산화탄소(SCCO2)일 수 있다. 다만, 공용매와 초임계유체의 종류는 이에 제한되는 것은 아니며, 기타 유체로 대체될 수 있음은 물론이다.In the above embodiments, the cosolvent is selected from the group consisting of methanol, ethanol, isopropanol, ammonium hydroxide, hydrazine, pyridine, nitro methane, tetrahydrofuran and examples thereof include tetrahydrofuran, dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, nitric acid, propylene carbonate, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, ), Acetone, methylethylketone, hydrofluoric acid, and the like. The supercritical fluid may be supercritical carbon dioxide (SCCO 2 ). However, the types of co-solvent and supercritical fluid are not limited thereto and may be replaced by other fluids.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구되는 본 발명의 기술적 사상에 벗어남 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 자명한 변형실시가 가능하며, 이러한 변형실시는 본 발명의 범위에 속한다.As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes and modifications may be made without departing from the scope of the present invention as defined in the appended claims. And such modifications are within the scope of the present invention.

1 : 기판처리장치 101 : 초임계유체 실린더
102 : 기화기 103 : 초임계유체 탱크
104 : 정화기 105 : 고압펌프
106 : 히터 107 : 공용매 공급부
108 : 분리기 109 : 재생기
200,200-1,200-2 : 유체 혼합 탱크 210 : 탱크몸체
220 : 공용매 유입관 221 : 제1밸브
230 : 초임계유체 유입관 231 : 제2밸브
240 : 혼합유체 공급관 241 : 공급밸브
250 : 진동 발생부 251 : 발진기
252 : 진동자 300 : 베젤
310 : 스테이지 320 : 배출관
321 : 배출밸브 W : 기판1: substrate processing apparatus 101: supercritical fluid cylinder
102: vaporizer 103: supercritical fluid tank
104: Purifier 105: High pressure pump
106: Heater 107: Common supplier
108: separator 109: regenerator
200, 200-1, 200-2: fluid mixing tank 210: tank body
220: common inlet pipe 221: first valve
230: supercritical fluid inflow pipe 231: second valve
240: Mixed fluid supply pipe 241: Supply valve
250: Vibration generator 251: Oscillator
252: Oscillator 300: Bezel
310: stage 320: discharge pipe
321: discharge valve W: substrate

Claims (10)

공용매를 기체 상태로 상변화시키는 기화기가 연결되고,
상기 기화기를 통과한 기체 상태의 공용매 및 초임계유체가 유입되어 혼합되는 유체 혼합 탱크.A vaporizer is connected which phase-shifts the cosolvent into a gaseous state,
And a gaseous co-solvent and a supercritical fluid having passed through the vaporizer are introduced and mixed. 제1항에 있어서,
상기 공용매 및 초임계유체가 공급되어 혼합이 이루어지는 탱크몸체,
상기 탱크몸체의 일측부에 연결된 공용매 유입관과 초임계유체 유입관, 및
상기 탱크몸체의 타측부에 연결되어 상기 기체 상태의 공용매와 초임계유체가 혼합된 혼합유체가 기판의 세정 또는 건조가 이루어지는 베젤 측으로 공급되는 혼합유체 공급관을 포함하는 유체 혼합 탱크.The method according to claim 1,
A tank body to which the co-solvent and the supercritical fluid are supplied to perform mixing,
And a supercritical fluid inlet pipe connected to one side of the tank body,
And a mixed fluid supply pipe connected to the other side of the tank body to supply a mixed fluid in which the gaseous co-solvent and the supercritical fluid are mixed to a bezel side where the substrate is cleaned or dried. 제2항에 있어서,
상기 공용매 유입관과 초임계유체 유입관 및 혼합유체 공급관에는 각각의 관로를 개폐하기 위한 밸브가 구비된 것을 특징으로 하는 유체 혼합 탱크.3. The method of claim 2,
Wherein the common inflow pipe, the supercritical fluid inflow pipe, and the mixed fluid supply pipe are each provided with a valve for opening and closing a respective channel. 제1항에 있어서,
상기 기체 상태의 공용매 및 초임계유체가 공급되어 혼합이 이루어지는 탱크몸체, 및 상기 탱크몸체의 외부에 구비되어 상기 탱크몸체 내부의 공용매와 초임계유체에 진동을 일으켜 혼합이 이루어지도록 하는 진동 발생부를 포함하는 유체 혼합 탱크.The method according to claim 1,
A tank body which is supplied with the gaseous co-solvent and the supercritical fluid to be mixed, and a vibration generating unit which is provided outside the tank body to cause vibration in the co-solvent and the supercritical fluid inside the tank body, / RTI > 제4항에 있어서,
상기 진동 발생부는, 주파수를 발생시키는 발진기와, 상기 발진기에 전기적으로 연결되며 상기 탱크몸체의 외벽에 장착되어 상기 탱크몸체 내부의 공용매와 초임계유체에 진동을 인가하는 진동자를 포함하는 유체 혼합 탱크.5. The method of claim 4,
Wherein the vibration generating unit includes a vibrator for generating a frequency and a vibrator electrically connected to the oscillator and mounted on an outer wall of the tank body for applying vibration to the co-solvent inside the tank body and the supercritical fluid, . 제5항에 있어서,
상기 발진기는 20 ~ 100kHz의 초음파를 발생시키는 것을 특징으로 하는 유체 혼합 탱크.6. The method of claim 5,
Wherein the oscillator generates ultrasonic waves of 20 to 100 kHz. 제5항에 있어서,
상기 발진기는 100kHz 이상의 고주파를 발생시키는 것을 특징으로 하는 유체 혼합 탱크.6. The method of claim 5,
Wherein the oscillator generates a high frequency of 100 kHz or more. 제5항에 있어서,
상기 진동자는 상기 챔버의 외벽 둘레에 상하 간격을 두고 복수로 구비된 것을 특징으로 하는 유체 혼합 탱크.6. The method of claim 5,
Wherein the vibrator is provided on the outer wall of the chamber in a plurality of upper and lower intervals. 제1항에 있어서,
상기 공용매는, 메탄올(methanol), 에탄올(ethanol), 이소프로판올(isopropanol), 수산화암모늄(ammonium hydroxide), 하이드라진(hydrazine), 피리딘(pyridine), 니트로메탄(nitro methane), 테트라히드로푸란(tetrahydrofuran), 디메틸아세트아미드(dimethylacetamide), 디메틸술폭시드(dimethyl sulfoxide), 질산(nitric acid), 프로필렌카보네이트(propylene carbonate), 모노에탄올아민(monoethanolamine), 디에탄올아민(diethanolamine), 트리에탄올아민(triethanolamine), 아세톤(acetone) , 메틸에틸케톤(methylethylketone), 불산(hydrofluoric acid) 중에서 어느 1종 또는 2종 이상의 혼합물로 이루어진 것을 특징으로 하는 유체 혼합 탱크.The method according to claim 1,
The co-solvent is selected from the group consisting of methanol, ethanol, isopropanol, ammonium hydroxide, hydrazine, pyridine, nitro methane, tetrahydrofuran, It is also possible to use organic solvents such as dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, nitric acid, propylene carbonate, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, acetone acetone, methylethylketone, hydrofluoric acid, or a mixture of two or more thereof. 제1항에 있어서,
상기 초임계유체는 초임계 이산화탄소(SCCO2)인 것을 특징으로 하는 유체 혼합 탱크.The method according to claim 1,
The supercritical fluid is a fluid mixing tank, characterized in that supercritical carbon dioxide (SCCO 2).
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