KR20220021491A - Substrate drying apparatus - Google Patents

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KR20220021491A
KR20220021491A KR1020200102107A KR20200102107A KR20220021491A KR 20220021491 A KR20220021491 A KR 20220021491A KR 1020200102107 A KR1020200102107 A KR 1020200102107A KR 20200102107 A KR20200102107 A KR 20200102107A KR 20220021491 A KR20220021491 A KR 20220021491A
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신희용
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무진전자 주식회사
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Abstract

An objective of the present invention prevents collapse of a pattern formed on a substrate and increases a supercritical dry efficiency during a drying process which melts organic solvent getting wet on the pattern in a supercritical fluid to exhaust the above by adjusting an inside of a substrate dry chamber becoming greater than a critical point of the supercritical fluid when supplying the supercritical fluid to the substrate dry chamber by using a heater installed in at least one of an upper housing and a lower housing. A substrate drying apparatus comprises: a substrate dry chamber to provide a dry space for drying a substrate; a supercritical fluid generation/storage part to generate and store supercritical fluid to be supplied into a dry space inside the substrate dry chamber; and a supercritical fluid supply controller installed at a supply line between the supercritical fluid generation/storage part and the substrate dry chamber to control supply of the supercritical fluid stored in the supercritical fluid generation/storage part to the substrate dry chamber. The substrate dray chamber comprises: an upper housing; a lower housing openably coupled with the upper housing; a heater installed in at least one of the upper housing or the lower housing; a substrate arrangement plate coupled with a bottom surface of the lower housing and arranged therein with a substrate having organic solvent; and an upper supply port formed at a center region of the upper housing toward the substrate arrangement plate to provide a supply path of supercritical fluid for dry; and an integral supply/exhaust extending from a side of the lower housing to the center region of the lower housing, and formed at the center region of the lower housing toward the substrate arrangement plate, to provide an exhaust path of mixing fluid including the organic solvent melted in the supercritical fluid for dry after dry by supercritical fluid for dry supplied through a supply path of supercritical fluid for initial pressure and the upper supply port.

Description

기판 건조 장치{SUBSTRATE DRYING APPARATUS}Substrate drying apparatus {SUBSTRATE DRYING APPARATUS}

본 발명은 기판 건조 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 기판 건조 챔버를 구성하는 상부 하우징과 하부 하우징 중에서 적어도 하나에 내장된 히터를 이용하여 기판 건조 챔버에 초임계유체가 공급될 때 기판 건조 챔버 내부가 초임계유체의 임계점 이상이 되도록 조절함으로써 기판에 형성된 패턴에 습윤되어 있는 유기용제를 초임계유체에 용해시켜 외부로 배출시키는 건조 과정에서 기판에 형성된 패턴의 도괴를 방지하고 초임계 건조 효율을 증대시킬 수 있으며, 기판 건조 챔버에 초임계유체를 일정한 가압 속도로 매 공정마다 동일한 조건으로 공급하여 초임계유체를 이용한 기판의 건조 효율을 향상시킬 수 있고, 기판 건조 챔버에 초임계유체를 공급할 때 공급라인의 미터링 밸브의 전단에 초임계유체의 흐름을 일정하게 버퍼링하는 오리피스(orifice)를 설치하여 유량을 조절하는 미터링 밸브의 유량 변동을 방지함으로써 초임계유체의 가압 속도를 매 공정마다 동일한 조건으로 공급할 수 있고, 빠른 가압 시 미터링 밸브에서 발생하는 높은 차압에 의한 미터링 밸브의 손상을 방지하여 밸브 수명을 연장함으로써 장비의 유지보수를 위한 셧다운(shutdown) 등의 손실을 방지할 수 있고, 초임계유체의 공급 및 배출 시 대칭적인 흐름을 유도하여 초임계유체를 기판 건조 챔버 내부에 균일하게 분산시켜 공급 및 배출함으로써 기판 건조효율을 증대시킬 수 있고, 건조공정 종료 후 기판 건조 챔버 개방 시 파티클이 기판 건조 챔버 내부의 기판으로 유입되는 문제를 방지할 수 있는 기판 건조 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate drying apparatus. More specifically, according to the present invention, when the supercritical fluid is supplied to the substrate drying chamber using a heater built into at least one of the upper housing and the lower housing constituting the substrate drying chamber, the inside of the substrate drying chamber is above the critical point of the supercritical fluid. It is possible to prevent the collapse of the pattern formed on the substrate and increase the supercritical drying efficiency in the drying process of dissolving the organic solvent wetted on the pattern formed on the substrate in the supercritical fluid and discharging it to the outside by controlling it to be By supplying the supercritical fluid at a constant pressurization rate and under the same conditions in every process, the drying efficiency of the substrate using the supercritical fluid can be improved, and when the supercritical fluid is supplied to the substrate drying chamber, the By installing an orifice that constantly buffers the flow of the supercritical fluid to prevent the flow rate fluctuation of the metering valve that controls the flow rate, the pressurization rate of the supercritical fluid can be supplied under the same conditions for every process, and metering at fast pressurization By preventing damage to the metering valve due to the high differential pressure generated by the valve and extending the valve life, it is possible to prevent losses such as shutdown for equipment maintenance and symmetrical flow when supplying and discharging supercritical fluid. The substrate drying efficiency can be increased by uniformly dispersing the supercritical fluid into the substrate drying chamber and supplying and discharging it, and when the substrate drying chamber is opened after the drying process, particles are introduced into the substrate inside the substrate drying chamber It relates to a substrate drying apparatus capable of preventing

반도체 장치의 제조 공정에는 리소그래피 공정, 에칭 공정, 이온 주입 공정 등의 다양한 공정이 포함되어 있으며, 각 공정의 종료 후, 다음 공정으로 이행하기 전에 웨이퍼 표면에 잔존하는 불순물이나 잔사를 제거해서 웨이퍼 표면을 청정하게 하기 위한 세정 공정 및 건조 공정이 수행되고 있다.The semiconductor device manufacturing process includes various processes such as a lithography process, an etching process, and an ion implantation process. After each process, the wafer surface is cleaned by removing impurities and residues remaining on the wafer surface before moving to the next process. A cleaning process and a drying process for cleaning are being performed.

예를 들어, 에칭 공정 후의 웨이퍼의 세정 처리에서는 웨이퍼의 표면에 세정 처리를 위한 약액이 공급되고, 그 후에 탈이온수(deionized water, DIW)가 공급되어서 린스(rinse) 처리가 행해진다. 린스 처리 후에는 웨이퍼 표면에 남아있는 탈이온수를 제거해서 웨이퍼를 건조하는 건조 처리가 행해진다.For example, in the cleaning treatment of the wafer after the etching process, a chemical solution for the cleaning treatment is supplied to the surface of the wafer, and thereafter, deionized water (DIW) is supplied to perform a rinse treatment. After the rinse treatment, a drying treatment of drying the wafer by removing the deionized water remaining on the wafer surface is performed.

건조 처리를 수행하는 방법으로는, 예를 들어, 웨이퍼 상의 탈이온수를 이소프로필 알코올(IPA)로 치환해서 웨이퍼를 건조하는 기술이 알려져 있다.As a method of performing the drying treatment, for example, a technique of drying the wafer by replacing deionized water on the wafer with isopropyl alcohol (IPA) is known.

그러나 종래의 이러한 건조 기술에 따르면, 도 1에 개시된 바와 같이, 건조 처리 시에, 액체인 IPA의 표면 장력에 의해 웨이퍼 상에 형성된 패턴이 도괴하는 문제가 발생한다.However, according to this conventional drying technique, as shown in FIG. 1 , during the drying process, a problem occurs in that the pattern formed on the wafer collapses due to the surface tension of the liquid IPA.

이러한 문제를 해결하기 위해서, 표면 장력이 제로가 되는 초임계 건조 기술이 제안되고 있다.In order to solve this problem, a supercritical drying technique in which the surface tension becomes zero has been proposed.

초임계 건조 기술에 따르면, 챔버 내에서 표면이 이소프로필 알코올(IPA)로 습윤되어 있는 웨이퍼에 초임계 상태의 이산화탄소를 공급함으로써 웨이퍼 상의 IPA가 초임계 이산화탄소(CO2) 유체에 용해된다. 그리고 IPA를 용해하고 있는 초임계 이산화탄소(CO2) 유체를 서서히 챔버에서 배출함으로써 패턴의 도괴 없이 웨이퍼를 건조할 수 있다.According to the supercritical drying technique, IPA on the wafer is dissolved in the supercritical carbon dioxide (CO 2 ) fluid by supplying carbon dioxide in a supercritical state to the wafer whose surface is wetted with isopropyl alcohol (IPA) in a chamber. In addition, the supercritical carbon dioxide (CO 2 ) fluid dissolving the IPA is gradually discharged from the chamber, thereby drying the wafer without destroying the pattern.

초임계 건조 공정은 공정 초기에 초임계유체를 챔버 내부로 공급하는 가압 단계, 임계점 이상의 압력 범위에서 승압 및 감압을 반복하는 플러싱(flushing) 과정을 통해 IPA를 초임계유체에 용해시켜 배출하는 건조 단계 및 건조가 완료된 이후 수행되는 감압 단계로 구성된다.The supercritical drying process is a drying step in which IPA is dissolved in the supercritical fluid and discharged through a pressurization step of supplying the supercritical fluid into the chamber at the beginning of the process, and a flushing process that repeats the pressure increase and pressure in the pressure range above the critical point. and a decompression step performed after drying is completed.

한편, 초임계 건조 공정을 위해 챔버 내부로 초임계유체를 공급하는 가압 단계는 전체 공정시간의 약 30%를 차지하며, 공정시간을 단축하기 위해서는 빠른 가압 속도가 요구된다.On the other hand, the pressurization step of supplying the supercritical fluid into the chamber for the supercritical drying process occupies about 30% of the total process time, and a fast pressurization speed is required to shorten the process time.

종래의 초임계 건조 기술에 따라 빠른 가압을 수행하는 과정에서 발생하는 문제점을 종래기술인 대한민국 공개특허공보 제10-2016-0135035호(공개일자: 2016년 11월 24일, 명칭: 기판 건조 장치 및 방법)을 나타낸 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2016-0135035 (published date: November 24, 2016, title: Apparatus and method for drying substrates), which is a problem that occurs in the process of performing rapid pressurization according to the conventional supercritical drying technology ) is described with reference to FIG. 2 as follows.

도 2를 참조하면, 종래 기술은 공급 탱크(4850)에서 개폐 밸브(4810a, 4820a)와 공급라인(4800)을 통해 공급되는 초임계유체를 유량 밸브(4810b, 4820b)로 공급유량(가압 속도)을 제어하는 방식으로, 빠른 가압 시 유량 밸브(4810b, 4820b)에서의 높은 차압, 즉, 압력차에 의한 해머링(hammering)이 발생하여 유량 변동(충격에 의해 유량 밸브의 밸브조절 핸들이 미세하게 틀어짐)을 초래하여 원하는 가압 속도를 유지하기에 어려움이 있다는 문제점이 있다.Referring to FIG. 2 , in the prior art, the supercritical fluid supplied through the on-off valves 4810a and 4820a and the supply line 4800 in the supply tank 4850 is supplied to the flow valves 4810b and 4820b at the supply flow rate (pressurization rate). In the case of rapid pressurization, a high differential pressure in the flow valves 4810b and 4820b, that is, hammering due to the pressure difference occurs, and the flow rate fluctuates (the valve control handle of the flow valve is slightly twisted due to impact) ), there is a problem that it is difficult to maintain a desired pressurization speed.

또한, 유량 밸브(4810b, 4820b) 손상에 의한 수명 단축으로 인해 손실을 초래할 수 있다는 문제점이 있다.In addition, there is a problem in that the flow valves 4810b and 4820b may cause loss due to shortened lifespan due to damage.

도 3은 초임계유체를 사용한 기판 처리 장치와 관련된 종래 기술인 대한민국 공개특허공보 제10-2017-0137243호에 개시된 기판 처리용 챔버를 나타낸 것이다.3 illustrates a substrate processing chamber disclosed in Korean Patent Laid-Open No. 10-2017-0137243, which is a prior art related to a substrate processing apparatus using a supercritical fluid.

도 3을 참조하면, 초임계 건조공정에서 유기용제를 제거하는 과정에서 고압 챔버(410)를 구성하는 상부 바디(430)과 하부 바디(420)의 접촉하는 결합면으로 유기용제가 유입될 수 있다. 이렇게 상부 바디(430)과 하부 바디(420)의 결합면으로 유입된 유기용제는 파티클이 되어 주변에 쌓이게 된다.Referring to FIG. 3 , in the process of removing the organic solvent in the supercritical drying process, the organic solvent may be introduced into the contact bonding surface of the upper body 430 and the lower body 420 constituting the high-pressure chamber 410 . . In this way, the organic solvent introduced into the bonding surface of the upper body 430 and the lower body 420 becomes particles and accumulates around them.

초임계 건조공정이 끝난 후 처리된 기판을 외부로 반송하기 위해 챔버는 개방되며, 이 때, 챔버 내부와 외부의 압력차이로 인해 상부 바디(430)과 하부 바디(420)의 결합면 주위의 파티클이 챔버 내부로 유입될 수 있다.After the supercritical drying process is finished, the chamber is opened to transport the treated substrate to the outside, and at this time, due to the pressure difference between the inside and outside of the chamber, particles around the bonding surface of the upper body 430 and the lower body 420 . may be introduced into the chamber.

대한민국 공개특허공보 제10-2017-0137243호에 따르면, 기판이 상부 바디(430)과 하부 바디(420)의 결합면보다 아래쪽에 위치하기 때문에, 상부 바디(430)과 하부 바디(420)의 결합면 주위의 파티클이 챔버 내부로 유입되는 과정에서 중력에 의하여 파티클의 일부는 기판으로 유입될 가능성이 높다.According to Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2017-0137243, since the substrate is located below the coupling surface of the upper body 430 and the lower body 420, the coupling surface of the upper body 430 and the lower body 420 is provided. There is a high possibility that some of the particles are introduced into the substrate due to gravity while the surrounding particles are introduced into the chamber.

이와 같이, 기판으로 유입되는 파티클은 공정의 불량을 초래하기 때문에, 파티클 유입을 방지하기 위하여 상부 바디(430)과 하부 바디(420)의 결합면 주위에 차단막을 추가로 설치해야 할 필요성이 있으며, 이에 따라 장치의 전체적인 구조가 복잡해지는 문제점이 있다.In this way, since the particles flowing into the substrate cause process defects, there is a need to additionally install a blocking film around the coupling surface of the upper body 430 and the lower body 420 to prevent the inflow of particles, Accordingly, there is a problem in that the overall structure of the device becomes complicated.

또한, 대한민국 공개특허공보 제10-2017-0137243호를 포함하는 종래 기술에 따르면, 초기가압을 위한 초임계유체를 공급하는 하부 공급 포트(422), 건조 이후의 초임계유체를 배기하는 배기포트(426)가 하부 바디(420)의 정중앙에 위치하지 아니함으로써 유체의 공급 및 배출 시 비대칭적인 흐름을 형성하여 초임계유체를 챔버 내부에 균일하게 분산시켜 공급 및 배출시키기 어려우며, 이로 인해 건조효율이 저하되는 문제점이 발생한다.In addition, according to the prior art including the Republic of Korea Patent Publication No. 10-2017-0137243 No., the lower supply port 422 for supplying the supercritical fluid for initial pressurization, the exhaust port for exhausting the supercritical fluid after drying ( 426) is not located in the exact center of the lower body 420, thereby forming an asymmetric flow when supplying and discharging the fluid, so that it is difficult to uniformly disperse the supercritical fluid in the chamber to supply and discharge it, and this reduces the drying efficiency problems arise.

또한, 대한민국 공개특허공보 제10-2017-0137243호를 포함하는 종래 기술에 따르면, 건조를 위한 초임계유체 공급 과정에서 챔버 내부 온도가 초임계상태 유지를 위한 임계점 미만이 되는 경우, 기판에 형성된 패턴에 습윤되어 있는 유기용제를 초임계유체에 용해시켜 외부로 배출시키는 건조 과정에서 기판에 형성된 패턴이 도괴될 수 있고 초임계 건조 효율이 저하되는 문제점이 있다.In addition, according to the prior art including Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2017-0137243, when the temperature inside the chamber becomes less than the critical point for maintaining the supercritical state in the process of supplying the supercritical fluid for drying, the pattern formed on the substrate In the drying process of dissolving the organic solvent wetted in the supercritical fluid and discharging to the outside, the pattern formed on the substrate may be destroyed, and there is a problem in that the supercritical drying efficiency is lowered.

대한민국 공개특허공보 제10-2016-0135035호(공개일자: 2016년 11월 24일, 명칭: 기판 건조 장치 및 방법)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2016-0135035 (published date: November 24, 2016, title: substrate drying apparatus and method) 대한민국 공개특허공보 제10-2017-0137243호(공개일자: 2017년 12월 13일, 명칭: 기판 처리 장치 및 방법)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2017-0137243 (published date: December 13, 2017, title: substrate processing apparatus and method)

본 발명의 기술적 과제는 상부 하우징과 하부 하우징 중에서 적어도 하나에 내장된 히터를 이용하여 기판 건조 챔버에 초임계유체가 공급될 때 기판 건조 챔버 내부가 초임계유체의 임계점 이상이 되도록 조절함으로써 기판에 형성된 패턴에 습윤되어 있는 유기용제를 초임계유체에 용해시켜 외부로 배출시키는 건조 과정에서 기판에 형성된 패턴의 도괴를 방지하고 초임계 건조 효율을 증대시키는 것이다.The technical problem of the present invention is to control the inside of the substrate drying chamber to be above the critical point of the supercritical fluid when the supercritical fluid is supplied to the substrate drying chamber by using a heater built into at least one of the upper housing and the lower housing. In the drying process of dissolving the organic solvent wetted on the pattern in the supercritical fluid and discharging it to the outside, the pattern formed on the substrate is prevented from collapsing and the supercritical drying efficiency is increased.

또한, 본 발명의 기술적 과제는 건조 챔버에 초임계유체를 일정한 가압 속도로 매 공정마다 동일한 조건으로 공급하여 초임계유체를 이용한 기판의 건조 효율을 향상시키는 것이다.In addition, the technical problem of the present invention is to improve the drying efficiency of the substrate using the supercritical fluid by supplying the supercritical fluid to the drying chamber under the same conditions for every process at a constant pressurization rate.

또한, 본 발명의 기술적 과제는 기판 건조 챔버에 초임계유체를 공급할 때 공급라인의 미터링 밸브의 전단에 초임계유체의 흐름을 일정하게 버퍼링하는 오리피스(orifice)를 설치하여 유량을 조절하는 미터링 밸브의 유량 변동을 방지함으로써 초임계유체의 가압 속도를 매 공정마다 동일한 조건으로 공급하도록 하는 것이다.In addition, the technical problem of the present invention is to control the flow rate by installing an orifice that constantly buffers the flow of the supercritical fluid at the front end of the metering valve of the supply line when the supercritical fluid is supplied to the substrate drying chamber. By preventing the flow rate fluctuation, the supercritical fluid pressurization rate is supplied under the same conditions for every process.

또한, 본 발명의 기술적 과제는 빠른 가압 시 미터링 밸브에서 발생하는 높은 차압에 의한 미터링 밸브의 손상을 방지하여 밸브 수명을 연장함으로써 장비의 유지보수를 위한 셧다운(shutdown) 등의 손실을 방지하는 것이다.In addition, the technical problem of the present invention is to prevent damage to the metering valve due to high differential pressure generated in the metering valve during rapid pressurization, thereby extending the valve life, thereby preventing losses such as shutdown for equipment maintenance.

또한, 본 발명의 기술적 과제는 하나의 일체형 공급/배출포트를 통하여 초기 가압용 초임계유체의 공급경로 및 건조 후 기판에 형성된 유기용제가 건조용 초임계유체에 용해된 혼합유체의 배출경로를 제공함으로써, 초임계유체의 공급 및 배출 시 대칭적인 흐름을 유도하여 초임계유체를 챔버 내부에 균일하게 분산시켜 공급 및 배출함으로써 기판 건조효율을 증대시키는 것이다.In addition, the technical problem of the present invention is to provide a supply path of the supercritical fluid for initial pressurization through one integrated supply/discharge port and a discharge path of the mixed fluid in which the organic solvent formed on the substrate after drying is dissolved in the supercritical fluid for drying By doing so, the substrate drying efficiency is increased by inducing a symmetrical flow when supplying and discharging the supercritical fluid, uniformly dispersing the supercritical fluid in the chamber, and supplying and discharging the supercritical fluid.

또한, 본 발명의 기술적 과제는 기판을 배치하기 위하여 필수적으로 요구되는 기판 배치판을 이용하여 건조공정 완료 후 챔버 개방 시 재유입되는 파티클을 차단하고, 건조 공정의 초기에 기판 표면으로 직접 향하는 초기 가압용 초임계유체의 흐름을 방지하여 기판에 형성된 패턴의 도괴를 방지하고, 초기 가압용 초임계유체에 함유될 수 있는 파티클이 기판에 퇴적되는 문제를 방지하거나 퇴적량을 감소시키고, 기판 배치판이 차지하는 부피로 인한 챔버의 내부용적(working volume)을 감소시켜 건조 공정시간을 단축하는 것이다.In addition, the technical problem of the present invention is to block the particles re-introduced when the chamber is opened after completion of the drying process by using the substrate placement plate, which is essential for arranging the substrate, and the initial pressure directed directly to the substrate surface at the beginning of the drying process Prevents the collapse of the pattern formed on the substrate by preventing the flow of the supercritical fluid for initial pressurization, prevents the problem of particles that may be contained in the supercritical fluid for initial pressurization, or reduces the deposition amount on the substrate, It is to shorten the drying process time by reducing the working volume of the chamber due to the volume.

또한, 본 발명의 기술적 과제는 기판을 하부 하우징과 상부 하우징의 결합면보다 높게 위치하도록 기판 배치판 상에 배치함으로써, 건조공정이 완료되어 챔버가 개방되는 경우, 하부 하우징과 상부 하우징의 결합면에 구비된 실링부 주변의 파티클이 기판과 결합면의 높이차에 따른 중력에 의해 기판으로 유입되는 문제를 방지하는 것이다.In addition, the technical problem of the present invention is to place the substrate on the substrate mounting plate so as to be positioned higher than the coupling surface of the lower housing and the upper housing, so that when the drying process is completed and the chamber is opened, it is provided on the coupling surface of the lower housing and the upper housing This is to prevent the problem that particles around the sealed portion are introduced into the substrate by gravity according to the height difference between the substrate and the bonding surface.

이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 기판 건조 장치는 기판을 건조하기 위한 건조공간을 제공하는 기판 건조 챔버, 상기 기판 건조 챔버 내부의 건조공간으로 공급되는 초임계유체를 생성하고 저장하는 초임계유체 생성/저장부 및 상기 초임계유체 생성/저장부와 상기 기판 건조 챔버 사이의 공급라인에 설치되어 상기 초임계유체 생성/저장부에 저장된 초임계유체가 상기 기판 건조 챔버로 공급되도록 조절하는 초임계유체 공급 조절부를 포함하고, 상기 기판 건조 챔버는 상부 하우징, 상기 상부 하우징에 개폐 가능하게 결합되는 하부 하우징, 상기 상부 하우징과 상기 하부 하우징 중에서 적어도 하나에 내장된 히터부, 상기 하부 하우징의 바닥면에 결합되어 있으며 유기용제가 형성되어 있는 기판이 배치되는 기판 배치판, 상기 상부 하우징의 중앙영역에서 상기 기판 배치판을 향하도록 형성되어 건조용 초임계유체의 공급경로를 제공하는 상부 공급포트 및 상기 하부 하우징의 측면에서 시작하여 상기 하부 하우징의 중간영역까지 연장되고 상기 하부 하우징의 중간영역에서 상기 기판 배치판을 향하도록 형성되어, 초기 가압용 초임계유체의 공급경로 및 상기 상부 공급포트를 통해 공급되는 건조용 초임계유체에 의한 건조 후 상기 건조용 초임계유체에 상기 유기용제가 용해된 혼합유체의 배출경로를 제공하는 일체형 공급/배출포트를 포함한다.A substrate drying apparatus according to the present invention for solving these technical problems is a substrate drying chamber providing a drying space for drying a substrate, and a supercritical fluid for generating and storing a supercritical fluid supplied to a drying space inside the substrate drying chamber It is installed in the fluid generating/storing unit and the supply line between the supercritical fluid generating/storing unit and the substrate drying chamber and controlling the supercritical fluid stored in the supercritical fluid generating/storing unit to be supplied to the substrate drying chamber. and a critical fluid supply control unit, wherein the substrate drying chamber includes an upper housing, a lower housing openly and openably coupled to the upper housing, a heater unit built in at least one of the upper housing and the lower housing, and a bottom surface of the lower housing A substrate arrangement plate coupled to a substrate on which a substrate on which an organic solvent is formed is disposed, an upper supply port formed to face the substrate arrangement plate in the central region of the upper housing to provide a supply path of the supercritical fluid for drying, and the It starts from the side of the lower housing and extends to the middle region of the lower housing and is formed to face the substrate arrangement plate in the middle region of the lower housing, and is supplied through the supply path and the upper supply port of the supercritical fluid for initial pressurization. and an integrated supply/discharge port that provides a discharge path of the mixed fluid in which the organic solvent is dissolved in the drying supercritical fluid after drying by the drying supercritical fluid.

본 발명에 따른 기판 건조 장치에 있어서, 상기 히터부는 상기 상부 하우징과 상기 하부 하우징 중에서 적어도 하나의 내부에 동심원 형상으로 대칭적으로 배치된 복수의 발열체를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the substrate drying apparatus according to the present invention, the heater unit includes a plurality of heating elements symmetrically arranged in a concentric circle shape inside at least one of the upper housing and the lower housing.

본 발명에 따른 기판 건조 장치에 있어서, 상기 히터부는 상기 일체형 공급/배출포트를 통해 공급되는 초기 가압용 초임계유체와 상기 상부 공급포트를 통해 공급되는 건조용 초임계유체가 임계점 이상의 온도를 유지하도록 동작하는 것을 특징으로 한다.In the substrate drying apparatus according to the present invention, the heater unit maintains the temperature above the critical point of the supercritical fluid for initial pressurization supplied through the integrated supply/discharge port and the supercritical fluid for drying supplied through the upper supply port. It is characterized in that it operates.

본 발명에 따른 기판 건조 장치에 있어서, 상기 히터부를 구성하는 복수의 발열체는 상기 상부 하우징과 상기 하부 하우징 중에서 적어도 하나의 측벽에 형성된 개구(aperture)까지 연장되어 외부 전원에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.In the substrate drying apparatus according to the present invention, the plurality of heating elements constituting the heater unit extends to an opening formed in at least one sidewall of the upper housing and the lower housing and is electrically connected to an external power source. do.

본 발명에 따른 기판 건조 장치에 있어서, 상기 초임계유체 공급 조절부는 상기 초임계유체 생성/저장부에 저장된 초임계유체의 공급 여부를 결정하는 메인 개폐 밸브, 상기 메인 개폐 밸브를 통과한 초임계유체의 유량을 조절하는 미터링 밸브(metering valve) 및 상기 메인 개폐 밸브와 상기 미터링 밸브 사이에 설치되어 상기 메인 개폐 밸브를 통과한 초임계유체에 의해 상기 미터링 밸브에 가해지는 차압을 감소시키는 오리피스(orifice)를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the substrate drying apparatus according to the present invention, the supercritical fluid supply control unit is a main opening/closing valve that determines whether to supply the supercritical fluid stored in the supercritical fluid generating/storing unit, and the supercritical fluid passing through the main opening/closing valve a metering valve for controlling the flow rate of and an orifice installed between the main on/off valve and the metering valve to reduce the differential pressure applied to the metering valve by the supercritical fluid passing through the main on/off valve It is characterized in that it includes.

본 발명에 따른 기판 건조 장치에 있어서, 상기 메인 개폐 밸브를 통과한 초임계유체는 상기 오리피스를 통과하면서 흐름이 완충되어 상기 미터링 밸브를 통과한 초임계유체의 유량 변동이 억제되는 것을 특징으로 한다.In the substrate drying apparatus according to the present invention, the flow of the supercritical fluid passing through the main opening/closing valve is buffered while passing through the orifice, so that fluctuations in the flow rate of the supercritical fluid passing through the metering valve are suppressed.

본 발명에 따른 기판 건조 장치는 상기 초임계유체 공급 조절부의 후단에 위치하는 공급라인의 제1 지점에서 분기되어 상기 초임계유체 공급 조절부를 통과한 초기 가압용 초임계유체가 상기 기판 건조 챔버의 측면에 형성된 일체형 공급/배출포트를 통해 상기 기판 건조 챔버 내부의 건조공간으로 공급되는 경로를 제공하는 제1 분기라인, 상기 제1 지점에서 분기되어 상기 초임계유체 공급 조절부를 통과한 건조용 초임계유체가 상기 기판 건조 챔버의 상면에 형성된 상부 공급포트를 통해 상기 기판 건조 챔버 내부의 건조공간으로 공급되는 경로를 제공하는 제2 분기라인 및 상기 제1 지점과 상기 기판 건조 챔버의 일체형 공급/배출포트 사이의 제2 지점에서 분기되어 상기 혼합유체가 상기 기판 건조 챔버 외부로 배출되는 경로를 제공하는 배출라인을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In the substrate drying apparatus according to the present invention, the supercritical fluid for initial pressurization branched from the first point of the supply line located at the rear end of the supercritical fluid supply control unit and passed through the supercritical fluid supply control unit is a side surface of the substrate drying chamber A first branch line providing a path to be supplied to the drying space inside the substrate drying chamber through an integrated supply/discharge port formed in A second branch line that provides a path for supplying to the drying space inside the substrate drying chamber through an upper supply port formed on the upper surface of the substrate drying chamber, and between the first point and the integrated supply/discharge port of the substrate drying chamber It is characterized in that it further comprises a discharge line branched at the second point of to provide a path through which the mixed fluid is discharged to the outside of the substrate drying chamber.

본 발명에 따른 기판 건조 장치는 상기 미터링 밸브와 상기 제1 지점 사이의 공급라인에 설치되어 상기 미터링 밸브를 통과한 초임계유체를 가열하는 외부 히터부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The substrate drying apparatus according to the present invention is installed in the supply line between the metering valve and the first point, characterized in that it further comprises an external heater for heating the supercritical fluid passing through the metering valve.

본 발명에 따른 기판 건조 장치는 상기 제1 분기라인에 설치되어 상기 초기 가압용 초임계 유체의 공급 여부를 결정하는 초기가압 개폐 밸브, 상기 제2 분기라인에 설치되어 상기 건조용 초임계 유체의 공급 여부를 결정하는 건조 개폐 밸브 및 상기 배출라인에 설치되어 상기 혼합유체의 배출 여부를 결정하는 배출 개폐 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The substrate drying apparatus according to the present invention is installed in the first branch line, an initial pressure on/off valve for determining whether to supply the supercritical fluid for initial pressurization, and is installed in the second branch line to supply the supercritical fluid for drying It characterized in that it further comprises a dry opening/closing valve for determining whether or not and a discharge opening/closing valve installed on the discharge line to determine whether to discharge the mixed fluid.

본 발명에 따른 기판 건조 장치에 있어서, 상기 일체형 공급/배출포트는 상기 하부 하우징의 측면에서 상기 하부 하우징의 중간영역까지 형성된 공통관로부 및 상기 하부 하우징의 중간영역에서 상기 공통관로부와 연통되어 상기 기판 배치판을 향하도록 형성된 공통포트부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the substrate drying apparatus according to the present invention, the integrated supply/discharge port includes a common conduit formed from a side surface of the lower housing to an intermediate area of the lower housing and communicated with the common conduit in the intermediate area of the lower housing. It is characterized in that it comprises a common port portion formed to face the substrate arrangement plate.

본 발명에 따른 기판 건조 장치에 있어서, 상기 초기 가압용 초임계유체는 외부로부터 상기 공통관로부와 상기 공통포트부를 통해 상기 상부 하우징과 상기 하부 하우징으로 밀폐된 건조 공간으로 공급되고, 상기 건조용 초임계유체에 상기 유기용제가 용해된 혼합유체는 상기 건조 공간으로부터 상기 공통포트부와 상기 공통관로부를 통해 외부로 배출되는 것을 특징으로 한다.In the substrate drying apparatus according to the present invention, the supercritical fluid for initial pressurization is supplied from the outside to the drying space sealed to the upper housing and the lower housing through the common pipe part and the common port part, and the drying candle The mixed fluid in which the organic solvent is dissolved in the critical fluid is discharged from the drying space to the outside through the common port part and the common conduit part.

본 발명에 따른 기판 건조 장치에 있어서, 상기 기판 건조 챔버는 상기 하부 하우징과 상기 상부 하우징의 결합면에 구비된 실링부를 더 포함하고, 상기 기판은 상기 하부 하우징과 상기 상부 하우징의 결합면보다 높게 위치하도록 상기 기판 배치판 상에 배치되어 있고, 건조공정이 완료되어 상기 하부 하우징과 상기 상부 하우징이 개방되는 경우, 상기 결합면에 구비된 실링부 주변의 파티클이 상기 기판과 상기 결합면의 높이차에 따른 중력에 의해 상기 기판으로의 유입이 방지되는 것을 특징으로 한다.In the substrate drying apparatus according to the present invention, the substrate drying chamber further includes a sealing part provided on a coupling surface of the lower housing and the upper housing, and the substrate is positioned higher than the coupling surface of the lower housing and the upper housing. It is disposed on the substrate arrangement plate, and when the drying process is completed and the lower housing and the upper housing are opened, particles around the sealing part provided on the bonding surface are generated according to the difference in height between the substrate and the bonding surface. It is characterized in that the inflow into the substrate is prevented by gravity.

본 발명에 따른 기판 건조 장치에 있어서, 상기 공통관로부와 상기 공통포트부를 통해 공급되는 초기 가압용 초임계유체는 상기 기판 배치판에 막혀 상기 기판으로의 직접적인 분사가 방지되는 것을 특징으로 한다.In the substrate drying apparatus according to the present invention, the supercritical fluid for initial pressurization supplied through the common pipe part and the common port part is blocked by the substrate arrangement plate, and direct injection to the substrate is prevented.

본 발명에 따른 기판 건조 장치에 있어서, 상기 기판 건조 챔버는 일단이 상기 하부 하우징의 바닥면에 결합되고 타단이 상기 기판 배치판에 결합되어, 상기 기판 배치판을 지지하면서 상기 기판 배치판을 상기 하부 하우징의 바닥면으로부터 이격시키는 기판배치판 지지부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In the substrate drying apparatus according to the present invention, one end of the substrate drying chamber is coupled to the bottom surface of the lower housing and the other end is coupled to the substrate arrangement plate, and the substrate arrangement plate is moved to the lower part while supporting the substrate arrangement plate. It characterized in that it further comprises a substrate arrangement plate support portion spaced apart from the bottom surface of the housing.

본 발명에 따른 기판 건조 장치에 있어서, 상기 기판배치판 지지부에 의해 상기 하부 하우징의 바닥면과 상기 기판 배치판 사이에 존재하는 제1 이격공간은 상기 일체형 공급/배출포트를 통해 공급되는 초기 가압용 초임계유체가 상기 기판 배치판의 하면을 따라 이동하여 상기 기판이 배치된 처리영역으로 점진적으로 확산하도록 유도하는 것을 특징으로 한다.In the substrate drying apparatus according to the present invention, the first separation space existing between the bottom surface of the lower housing and the substrate arrangement plate by the substrate arrangement plate support part is for initial pressurization supplied through the integrated supply/discharge port. It is characterized in that the supercritical fluid moves along the lower surface of the substrate arrangement plate to induce it to gradually diffuse into the processing area on which the substrate is disposed.

본 발명에 따른 기판 건조 장치에 있어서, 상기 기판 건조 챔버는 일단이 상기 기판 배치판의 상면에 결합되고 타단이 상기 기판에 결합되어, 상기 기판을 지지하면서 상기 기판을 상기 기판 배치판의 상면으로부터 이격시키는 기판 지지부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In the substrate drying apparatus according to the present invention, one end of the substrate drying chamber is coupled to the upper surface of the substrate arrangement plate and the other end is coupled to the substrate, and the substrate is spaced apart from the upper surface of the substrate arrangement plate while supporting the substrate It is characterized in that it further comprises a substrate support.

본 발명에 따른 기판 건조 장치에 있어서, 상기 기판 지지부에 의해 상기 기판 배치판의 상면과 상기 기판 사이에 존재하는 제2 이격공간은 상기 기판의 하면을 상기 일체형 공급/배출포트를 통해 공급되는 초기 가압용 초임계유체와 상기 상부 공급포트를 통해 공급되는 건조용 초임계유체에 노출시켜 건조공정의 시간을 단축시키는 것을 특징으로 한다.In the substrate drying apparatus according to the present invention, the second separation space existing between the upper surface of the substrate arrangement plate and the substrate by the substrate support part is the initial pressure supplied to the lower surface of the substrate through the integrated supply/discharge port. It is characterized in that it shortens the drying process time by exposing it to the supercritical fluid for drying and the supercritical fluid for drying supplied through the upper supply port.

본 발명에 따르면, 상부 하우징과 하부 하우징 중에서 적어도 하나에 내장된 히터를 이용하여 기판 건조 챔버에 초임계유체가 공급될 때 기판 건조 챔버 내부가 초임계유체의 임계점 이상이 되도록 조절함으로써 기판에 형성된 패턴에 습윤되어 있는 유기용제를 초임계유체에 용해시켜 외부로 배출시키는 건조 과정에서 기판에 형성된 패턴의 도괴를 방지하고 초임계 건조 효율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, a pattern formed on a substrate by controlling the inside of the substrate drying chamber to be above the critical point of the supercritical fluid when the supercritical fluid is supplied to the substrate drying chamber using a heater built into at least one of the upper housing and the lower housing. In the drying process of dissolving the organic solvent wetted in the supercritical fluid and discharging it to the outside, it is possible to prevent the collapse of the pattern formed on the substrate and increase the supercritical drying efficiency.

또한, 기판 건조 챔버에 초임계유체를 일정한 가압 속도로 매 공정마다 동일한 조건으로 공급하여 초임계유체를 이용한 기판의 건조 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, by supplying the supercritical fluid to the substrate drying chamber under the same conditions for every process at a constant pressurization rate, there is an effect of improving the drying efficiency of the substrate using the supercritical fluid.

또한, 기판 건조 챔버에 초임계유체를 공급할 때 공급라인의 미터링 밸브의 전단에 초임계유체의 흐름을 일정하게 버퍼링하는 오리피스(orifice)를 설치하여 유량을 조절하는 미터링 밸브의 유량 변동을 방지함으로써 초임계유체의 가압 속도를 매 공정마다 동일한 조건으로 공급할 수 있는 효과가 있다.In addition, when supplying the supercritical fluid to the substrate drying chamber, an orifice that constantly buffers the flow of the supercritical fluid is installed at the front end of the metering valve of the supply line to prevent the flow rate fluctuation of the metering valve that controls the flow rate. There is an effect that the pressurization rate of the critical fluid can be supplied under the same conditions for every process.

또한, 빠른 가압 시 미터링 밸브에서 발생하는 높은 차압에 의한 미터링 밸브의 손상을 방지하여 밸브 수명을 연장함으로써 장비의 유지보수를 위한 셧다운(shutdown) 등의 손실을 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, there is an effect of preventing damage to the metering valve due to the high differential pressure generated in the metering valve during rapid pressurization, thereby extending the valve life, thereby preventing losses such as shutdown for equipment maintenance.

또한, 하나의 일체형 공급/배출포트를 통하여 초기 가압용 초임계유체의 공급경로 및 건조 후 기판에 형성된 유기용제가 건조용 초임계유체에 용해된 혼합유체의 배출경로를 제공함으로써, 초임계유체의 공급 및 배출 시 대칭적인 흐름을 유도하여 초임계유체를 기판 건조 챔버 내부에 균일하게 분산시켜 공급 및 배출함으로써 기판 건조효율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, by providing a supply path of the supercritical fluid for initial pressurization and a discharge path of the mixed fluid in which the organic solvent formed on the substrate after drying is dissolved in the drying supercritical fluid through one integrated supply/discharge port, the supercritical fluid By inducing a symmetrical flow during supply and discharge, the supercritical fluid is uniformly distributed in the substrate drying chamber to supply and discharge, thereby increasing substrate drying efficiency.

또한, 기판을 배치하기 위하여 필수적으로 요구되는 기판 배치판을 이용하여 건조공정 완료 후 기판 건조 챔버 개방 시 재유입되는 파티클을 차단하고, 건조 공정의 초기에 기판 표면으로 직접 향하는 초기 가압용 초임계유체의 흐름을 방지하여 기판에 형성된 패턴의 도괴를 방지하고, 초기 가압용 초임계유체에 함유될 수 있는 파티클이 기판에 퇴적되는 문제를 방지하거나 퇴적량을 감소시키고, 기판 배치판이 차지하는 부피로 인한 기판 건조 챔버의 내부용적(working volume)을 감소시켜 건조 공정시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, a supercritical fluid for initial pressurization directed directly to the substrate surface at the beginning of the drying process by blocking particles re-introduced when the substrate drying chamber is opened after completion of the drying process by using the substrate placement plate, which is essential for arranging the substrate. prevents the collapse of the pattern formed on the substrate by preventing the flow of There is an effect that can shorten the drying process time by reducing the internal volume (working volume) of the drying chamber.

또한, 기판을 하부 하우징과 상부 하우징의 결합면보다 높게 위치하도록 기판 배치판 상에 배치함으로써, 건조공정이 완료되어 기판 건조 챔버가 개방되는 경우, 하부 하우징과 상부 하우징의 결합면에 구비된 실링부 주변의 파티클이 기판과 결합면의 높이차에 따른 중력에 의해 기판으로 유입되는 문제를 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, by disposing the substrate on the substrate mounting plate so as to be positioned higher than the bonding surface of the lower housing and the upper housing, when the drying process is completed and the substrate drying chamber is opened, around the sealing part provided on the bonding surface of the lower housing and the upper housing There is an effect that can prevent the problem of particles from flowing into the substrate due to gravity according to the height difference between the substrate and the bonding surface.

도 1은 종래기술에 따른 기판 건조 과정에서 발생하는 패턴 도괴(pattern collapse) 현상을 나타낸 도면이고,
도 2는 종래의 기판 건조 장치를 나타낸 도면이고,
도 3은 종래의 기판 건조 챔버를 나타낸 도면이고,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 건조 장치를 나타낸 도면이고,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 건조 장치를 구성하는 밸브들의 동작 타이밍을 나타낸 도면이고,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 건조 장치를 구성하는 기판 건조 챔버의 예시적인 구성을 나타낸 도면이고,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 하부 하우징의 예시적인 외관 형상을 나타낸 도면이고,
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 하부 하우징의 예시적인 단면 형상을 나타낸 도면이고,
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 초기 가압용 초임계유체의 확산 경로를 나타낸 도면이고,
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 건조용 초임계유체의 확산 경로를 나타낸 도면이고,
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 건조용 초임계유체에 유기용제가 용해된 혼합유체의 배출 경로를 나타낸 도면이고,
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 건조공정이 완료되어 하부 하우징과 상부 하우징이 개방되는 경우, 상부 하우징과 하부 하우징의 결합면에 구비된 실링부 및 그 주변에 존재하는 파티클의 기판으로의 유입이 방지되는 원리를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view showing a pattern collapse phenomenon that occurs in the drying process of a substrate according to the prior art,
2 is a view showing a conventional substrate drying apparatus,
3 is a view showing a conventional substrate drying chamber,
4 is a view showing a substrate drying apparatus according to an embodiment of the present invention,
5 is a view showing the operation timing of valves constituting the substrate drying apparatus according to an embodiment of the present invention,
6 is a view showing an exemplary configuration of a substrate drying chamber constituting a substrate drying apparatus according to an embodiment of the present invention;
7 is a view showing an exemplary external shape of a lower housing according to an embodiment of the present invention;
8 is a view showing an exemplary cross-sectional shape of a lower housing according to an embodiment of the present invention;
9 is a view showing a diffusion path of a supercritical fluid for initial pressurization in an embodiment of the present invention;
10 is a view showing a diffusion path of a supercritical fluid for drying according to an embodiment of the present invention;
11 is a view showing a discharge path of a mixed fluid in which an organic solvent is dissolved in a drying supercritical fluid according to an embodiment of the present invention;
12 is a diagram showing a sealing portion provided on a coupling surface of an upper housing and a lower housing and a substrate of particles present in the vicinity thereof when the drying process is completed and the lower housing and the upper housing are opened according to an embodiment of the present invention; It is a diagram for explaining the principle of preventing the inflow of.

본 명세서에 개시된 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.Specific structural or functional descriptions of the embodiments according to the concept of the present invention disclosed in this specification are only exemplified for the purpose of explaining the embodiments according to the concept of the present invention, and the embodiments according to the concept of the present invention may take various forms. It can be implemented with the above and is not limited to the embodiments described herein.

본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.Since the embodiments according to the concept of the present invention may have various changes and may have various forms, the embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail herein. However, this is not intended to limit the embodiments according to the concept of the present invention to specific disclosed forms, and includes all modifications, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않은 채, 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고 유사하게 제2 구성 요소는 제1 구성 요소로도 명명될 수 있다.Terms such as first or second may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another, for example without departing from the scope of the inventive concept, a first component may be termed a second component and similarly a second component A component may also be referred to as a first component.

어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접 연결되어 있거나 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에" 와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.When a component is referred to as being “connected” or “connected” to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but it should be understood that other components may exist in between. will be. On the other hand, when it is said that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle. Other expressions describing the relationship between elements, such as "between" and "immediately between" or "neighboring to" and "directly adjacent to", should be interpreted similarly.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used herein are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described herein exists, but one or more other features It should be understood that it does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 나타낸다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 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 to which this invention belongs. Terms such as those defined in the dictionary should be interpreted as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art, and are not to be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present specification. .

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 건조 장치를 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 건조 장치를 구성하는 기판 건조 챔버의 예시적인 구성을 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating a substrate drying apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a diagram illustrating an exemplary configuration of a substrate drying chamber constituting the substrate drying apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 4 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 건조 장치(2)는 기판 건조 챔버(1), 초임계유체 생성/저장부(1000), 초임계유체 공급 조절부(2000), 초기가압 개폐 밸브(2400), 건조 개폐 밸브(2500), 배출 개폐 밸브(2600), 외부 히터부(2700), 제1 분기라인(DL1), 제2 분기라인(DL2) 및 배출라인(EL)을 포함한다.4 and 6 , the substrate drying apparatus 2 according to an embodiment of the present invention includes a substrate drying chamber 1 , a supercritical fluid generation/storage unit 1000 , and a supercritical fluid supply control unit 2000 . ), initial pressure on-off valve 2400, dry on-off valve 2500, discharge on-off valve 2600, external heater 2700, first branch line (DL1), second branch line (DL2) and discharge line ( EL).

기판 건조 챔버(1)는 기판을 건조하기 위한 건조공간을 제공하는 구성요소이다. 기판 건조 챔버(1)의 구체적이고 예시적인 구성은 도 6을 추가로 참조하여 이후 상세히 설명한다.The substrate drying chamber 1 is a component that provides a drying space for drying the substrate. A specific and exemplary configuration of the substrate drying chamber 1 will be described in detail hereinafter with further reference to FIG. 6 .

초임계유체 생성/저장부(1000)는 기판 건조 챔버(1) 내부의 건조공간으로 공급되는 초임계유체를 생성하고 저장하는 구성요소이다.The supercritical fluid generating/storing unit 1000 is a component that generates and stores the supercritical fluid supplied to the drying space inside the substrate drying chamber 1 .

초임계유체 공급 조절부(2000)는 초임계유체 생성/저장부(1000)와 기판 건조 챔버(1) 사이의 공급라인(PL)에 설치되어 초임계유체 생성/저장부(1000)에 저장된 초임계유체가 기판 건조 챔버(1)로 공급되도록 조절하는 구성요소이다.The supercritical fluid supply control unit 2000 is installed in the supply line PL between the supercritical fluid generation/storage unit 1000 and the substrate drying chamber 1 and is stored in the supercritical fluid generation/storage unit 1000 . It is a component that controls so that the critical fluid is supplied to the substrate drying chamber (1).

예를 들어, 이러한 초임계유체 공급 조절부(2000)는, 메인 개폐 밸브(2100), 미터링 밸브(metering valve, 2200) 및 오리피스(orifice, 2300)를 포함하여 구성될 수 있다.For example, the supercritical fluid supply control unit 2000 may include a main on/off valve 2100 , a metering valve 2200 , and an orifice 2300 .

도 4에는 초임계유체 공급 조절부(2000)가 각각 1개의 메인 개폐 밸브(2100), 미터링 밸브(2200) 및 오리피스(2300)로 구성된 것으로 도시되어 있으나, 이는 하나의 예시일 뿐이며, 초임계유체 공급 조절부(2000)를 구성하는 메인 개폐 밸브(2100), 미터링 밸브(2200) 및 오리피스(2300)는 복수개로 구비될 수 있다. 또한, 예를 들어, 복수개로 구비된 미터링 밸브(2200)의 개방 정도는 서로 상이할 수 있다. 구체적인 예로, 미터링 밸브(2200)가 4개인 경우, 4개의 미터링 밸브(2200)의 개방률은 각각 90%, 75%, 50%, 25%일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.4, the supercritical fluid supply control unit 2000 is illustrated as being composed of one main on/off valve 2100, a metering valve 2200, and an orifice 2300, respectively, but this is only an example, and the supercritical fluid A plurality of main opening/closing valves 2100 , metering valves 2200 , and orifices 2300 constituting the supply control unit 2000 may be provided. Also, for example, opening degrees of a plurality of metering valves 2200 may be different from each other. As a specific example, when there are four metering valves 2200 , the opening rates of the four metering valves 2200 may be 90%, 75%, 50%, and 25%, respectively, but is not limited thereto.

메인 개폐 밸브(2100)는 초임계유체 생성/저장부(1000)에 저장된 초임계유체의 공급 여부를 결정하는 기능을 수행한다.The main on/off valve 2100 performs a function of determining whether to supply the supercritical fluid stored in the supercritical fluid generating/storing unit 1000 .

미터링 밸브(2200)는 메인 개폐 밸브(2100)를 통과한 초임계유체의 유량을 조절하는 기능을 수행한다. 예를 들어, 작업자가 미터링 밸브(2200)에 구비된 밸브조절 핸들을 수동 조작하는 방식으로 미터링 밸브(2200)의 개방률을 조절할 수 있다.The metering valve 2200 performs a function of adjusting the flow rate of the supercritical fluid passing through the main opening/closing valve 2100 . For example, the opening rate of the metering valve 2200 may be adjusted by an operator manually operating the valve control handle provided in the metering valve 2200 .

오리피스(2300)는 메인 개폐 밸브(2100)와 미터링 밸브(2200) 사이에 설치되어 메인 개폐 밸브(2100)를 통과한 초임계유체에 의해 미터링 밸브(2200)에 가해지는 차압을 감소시키는 기능을 수행한다.The orifice 2300 is installed between the main on/off valve 2100 and the metering valve 2200 to reduce the differential pressure applied to the metering valve 2200 by the supercritical fluid passing through the main on/off valve 2100. do.

예를 들어, 메인 개폐 밸브(2100)를 통과한 초임계유체는 오리피스(2300)를 통과하면서 흐름이 완충되어 미터링 밸브(2200)를 통과한 초임계유체의 유량 변동이 억제되도록 구성될 수 있다.For example, the supercritical fluid passing through the main opening/closing valve 2100 is buffered while passing through the orifice 2300, so that the flow rate fluctuation of the supercritical fluid passing through the metering valve 2200 can be suppressed.

이러한 초임계유체 공급 조절부(2000)의 구성을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The configuration of the supercritical fluid supply control unit 2000 will be described in more detail as follows.

앞서 종래 기술의 문제점을 설명하는 과정에서 설명한 바 있지만, 메인 개폐 밸브(2100)와 미터링 밸브(2200) 사이에 오리피스(2300)가 없는 종래 구조에 따르면, 빠른 가압 시 미터링 밸브(2200)에서의 높은 차압, 즉, 압력차에 의한 해머링(hammering)이 발생하여 미터링 밸브(2200)에 구비된 밸브조절 핸들이 해머링 충격에 의해 미세하게 틀어짐으로써 유량 변동이 초래되고, 이에 따라 원하는 가압 속도를 유지하기에 어려움이 있다는 문제점이 있다. 또한, 미터링 밸브(2200) 손상에 의한 수명 단축으로 인해 손실, 즉, 손상된 미터링 밸브(2200) 교체 등을 포함하는 장비의 유지보수를 위한 셧다운(shutdown) 등의 손실이 발생한다는 문제점이 있다.Although previously described in the process of explaining the problems of the prior art, according to the conventional structure in which there is no orifice 2300 between the main on-off valve 2100 and the metering valve 2200, the high in the metering valve 2200 during rapid pressurization. Differential pressure, that is, hammering due to the pressure difference occurs, and the valve control handle provided in the metering valve 2200 is slightly twisted by the hammering impact, thereby causing flow rate fluctuations, and thus to maintain the desired pressurization speed. There is a problem that there are difficulties. In addition, there is a problem in that loss due to the shortened lifespan due to damage to the metering valve 2200, that is, a loss such as shutdown for maintenance of equipment including replacement of the damaged metering valve 2200, etc. occurs.

그러나, 오리피스(2300)가 메인 개폐 밸브(2100)와 미터링 밸브(2200) 사이에 설치된 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 오리피스(2300)가 메인 개폐 밸브(2100)를 통과한 초임계유체에 의해 미터링 밸브(2200)에 가해지는 차압을 감소시키며, 메인 개폐 밸브(2100)를 통과한 초임계유체는 오리피스(2300)를 통과하면서 흐름이 완충되어 미터링 밸브(2200)를 통과한 초임계유체의 유량 변동이 억제된다.However, according to an embodiment of the present invention in which the orifice 2300 is installed between the main on-off valve 2100 and the metering valve 2200, the orifice 2300 is caused by the supercritical fluid passing through the main on-off valve 2100. Reduces the differential pressure applied to the metering valve 2200, the supercritical fluid passing through the main on/off valve 2100 passes through the orifice 2300, the flow is buffered, and the flow rate of the supercritical fluid passing through the metering valve 2200 fluctuations are suppressed.

본 발명의 이러한 구성에 따르면, 기판 건조 챔버(1)에 초임계유체를 공급할 때 공급라인(PL)의 미터링 밸브(2200)의 전단에 초임계유체의 흐름을 일정하게 버퍼링하는 오리피스(2300)가 설치되어 있기 때문에 유량을 조절하는 미터링 밸브(2200)의 유량 변동을 방지함으로써 초임계유체의 가압 속도를 매 공정마다 동일한 조건으로 일정하게 공급할 수 있고, 빠른 가압 시 미터링 밸브(2200)에서 발생하는 높은 차압에 의한 미터링 밸브(2200)의 손상을 방지하여 밸브 수명을 연장함으로써 장비의 유지보수를 위한 셧다운(shutdown) 등의 손실을 방지할 수 있다.According to this configuration of the present invention, when the supercritical fluid is supplied to the substrate drying chamber 1, an orifice 2300 for constantly buffering the flow of the supercritical fluid at the front end of the metering valve 2200 of the supply line PL is provided. Because it is installed, by preventing the flow rate fluctuation of the metering valve 2200 for controlling the flow rate, the pressurization rate of the supercritical fluid can be constantly supplied under the same conditions in every process, and the high pressure generated by the metering valve 2200 during rapid pressurization By preventing damage to the metering valve 2200 due to differential pressure and extending the life of the valve, it is possible to prevent losses such as shutdown for equipment maintenance.

제1 분기라인(DL1)은 초임계유체 공급 조절부(2000)의 후단에 위치하는 공급라인(PL)의 제1 지점(P1)에서 분기되어 초임계유체 공급 조절부(2000)를 통과한 초기 가압용 초임계유체가 기판 건조 챔버(1)의 측면에 형성된 일체형 공급/배출포트(50)를 통해 기판 건조 챔버(1) 내부의 건조공간으로 공급되는 경로를 제공한다.The first branch line DL1 is branched from the first point P1 of the supply line PL located at the rear end of the supercritical fluid supply control unit 2000 and passes through the supercritical fluid supply control unit 2000 at the initial stage. A path through which the supercritical fluid for pressurization is supplied to the drying space inside the substrate drying chamber 1 through the integrated supply/discharge port 50 formed on the side surface of the substrate drying chamber 1 is provided.

제2 분기라인(DL2)은 제1 지점(P1)에서 분기되어 초임계유체 공급 조절부(2000)를 통과한 건조용 초임계유체가 기판 건조 챔버(1)의 상면에 형성된 상부 공급포트(60)를 통해 기판 건조 챔버(1) 내부의 건조공간으로 공급되는 경로를 제공한다.The second branch line DL2 is branched at the first point P1 and the supercritical fluid for drying that has passed through the supercritical fluid supply control unit 2000 is formed on the upper surface of the substrate drying chamber 1 by the upper supply port 60 ) to provide a path to be supplied to the drying space inside the substrate drying chamber (1).

배출라인(EL)은 제1 지점(P1)과 기판 건조 챔버(1)의 일체형 공급/배출포트(50) 사이의 제2 지점(P2)에서 분기되어 혼합유체가 기판 건조 챔버(1) 외부로 배출되는 경로를 제공한다.The discharge line EL is branched at a second point P2 between the first point P1 and the integrated supply/discharge port 50 of the substrate drying chamber 1 to allow the mixed fluid to flow out of the substrate drying chamber 1 . It provides an exit route.

외부 히터부(2700)는 미터링 밸브(2200)와 제1 지점(P1) 사이의 공급라인(PL)에 설치되어 미터링 밸브(2200)를 통과한 초임계유체를 가열하는 기능을 수행한다. 초임계유체 생성/저장부(1000)에 저장되어 있던 초임계유체가 공급라인(PL), 제1 분기라인(DL1), 제2 분기라인(DL2) 및 이들 라인에 구비된 밸브 등의 구성요소를 통과하는 과정에서 열손실로 인한 온도 저하로 초임계상태에서 액상, 기상 등으로 변화하는 상변화(phase change)가 발생할 수 있으며, 외부 히터부(2700)는 초임계유체를 가열하여 이러한 상변화를 방지하는 기능을 수행한다.The external heater 2700 is installed in the supply line PL between the metering valve 2200 and the first point P1 to heat the supercritical fluid passing through the metering valve 2200 . Components such as the supply line PL, the first branch line DL1, the second branch line DL2, and valves provided in these lines, the supercritical fluid stored in the supercritical fluid generating/storing unit 1000 is In the process of passing through, a phase change may occur from a supercritical state to a liquid phase, a gas phase, etc. due to a decrease in temperature due to heat loss, and the external heater unit 2700 heats the supercritical fluid to cause such a phase change. function to prevent

초기가압 개폐 밸브(2400)는 미터링 밸브(2200)와 일체형 공급/배출포트(50) 사이의 제1 분기라인(DL1)에 설치되어 초기 가압용 초임계 유체의 공급 여부를 결정하는 기능을 수행한다.The initial pressurization on-off valve 2400 is installed in the first branch line DL1 between the metering valve 2200 and the integrated supply/discharge port 50 to determine whether to supply the supercritical fluid for initial pressurization. .

건조 개폐 밸브(2500)는 미터링 밸브(2200)와 상부 공급포트(60) 사이의 제2 분기라인(DL2)에 설치되어 건조용 초임계 유체의 공급 여부를 결정하는 기능을 수행한다.The drying on-off valve 2500 is installed on the second branch line DL2 between the metering valve 2200 and the upper supply port 60 to determine whether to supply the supercritical fluid for drying.

배출 개폐 밸브(2600)는 일체형 공급/배출포트(50)에 연결된 배출라인(EL)에 설치되어 건조후 건조용 초임계유체에 기판 상의 유기용제가 용해된 혼합유체의 배출 여부를 결정하는 기능을 수행한다.The discharge opening/closing valve 2600 is installed in the discharge line (EL) connected to the integrated supply/discharge port 50 and determines whether to discharge the mixed fluid in which the organic solvent on the substrate is dissolved in the drying supercritical fluid after drying. carry out

도 6에 예시된 바와 같이, 기판 건조 챔버(1)는 상부 하우징(10), 상부 하우징(10)에 개폐 가능하게 결합되는 하부 하우징(20) 및 하부 하우징(20)의 바닥면에 결합되어 있으며 유기용제가 형성되어 있는 기판이 배치되는 기판 배치판(40)을 포함할 수 있다.As illustrated in FIG. 6 , the substrate drying chamber 1 is coupled to the bottom surface of the upper housing 10 , the lower housing 20 operably coupled to the upper housing 10 , and the lower housing 20 , It may include a substrate arrangement plate 40 on which the substrate on which the organic solvent is formed is disposed.

예를 들어, 일체형 공급/배출포트(50)는 하부 하우징(20)의 측면(24)에서 시작하여 하부 하우징(20)의 중간영역(28)까지 연장되고, 하부 하우징(20)의 중간영역(28)에서 기판 배치판(40)을 향하도록 형성되어, 공급라인(PL)과 제1 분기라인(DL1)을 통해 공급되는 초기 가압용 초임계유체를 기판 건조 챔버(1) 내부로 공급하는 경로를 제공하고, 건조후 건조용 초임계유체에 유기용제가 용해된 혼합유체를 배출하는 경로를 제공하도록 구성될 수 있다.For example, the integral supply/discharge port 50 starts at the side surface 24 of the lower housing 20 and extends to the middle region 28 of the lower housing 20, and the middle region ( 28), a path for supplying the supercritical fluid for initial pressurization formed to face the substrate arrangement plate 40 and supplied through the supply line PL and the first branch line DL1 into the substrate drying chamber 1 . It may be configured to provide a path for discharging the mixed fluid in which the organic solvent is dissolved in the supercritical fluid for drying after drying.

또한, 예를 들어, 상부 공급포트(60)는, 상부 하우징(10)의 중앙영역에서 기판 배치판(40)을 향하도록 형성되어, 공급라인(PL)과 제2 분기라인(DL2)을 통해 공급되는 건조용 초임계유체를 기판 건조 챔버(1) 내부로 공급하는 경로를 제공하도록 구성될 수 있다.In addition, for example, the upper supply port 60 is formed to face the substrate arrangement plate 40 in the central region of the upper housing 10 , through the supply line PL and the second branch line DL2 . It may be configured to provide a path for supplying the supplied supercritical fluid for drying into the substrate drying chamber 1 .

이러한 기판 건조 챔버(1)의 예시적인 구성은 이후 보다 상세히 설명한다.An exemplary configuration of such a substrate drying chamber 1 will be described later in more detail.

이하에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 건조 장치(2)를 구성하는 밸브들의 동작 타이밍을 나타낸 도 5를 추가로 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 있어서의 건조 과정을 구체적이고 예시적으로 설명한다.Hereinafter, a drying process according to an embodiment of the present invention will be described in detail and exemplarily with reference to FIG. 5 showing the operation timing of the valves constituting the substrate drying apparatus 2 according to an embodiment of the present invention. do.

도 5를 추가로 참조하면, 건조 시퀀스는 초기 가압, 플러싱(flushing), 최종 배출의 순서로 수행될 수 있다.Referring further to FIG. 5 , the drying sequence may be performed in the order of initial pressurization, flushing, and final discharge.

먼저, 1) 초기 가압 과정에서, 일체형 공급/배출포트(50)를 구성하는 공통 관로부(510)와 공통포트부(520)를 통해 초기 가압용 초임계유체가 임계점 이상의 설정된 공정 온도, 압력으로 설정된 초기가압시간 동안 공급된다. 이를 위해, 메인 개폐 밸브(2100)와 초기가압 개폐 밸브(2400)가 개방되고, 건조 개폐 밸브(2500)와 배출 개폐 밸브(2600)는 폐쇄된다.First, 1) in the initial pressurization process, the supercritical fluid for initial pressurization through the common pipe part 510 and the common port part 520 constituting the integrated supply/discharge port 50 is set at a set process temperature and pressure above the critical point. It is supplied during the set initial pressurization time. To this end, the main on-off valve 2100 and the initial pressure on-off valve 2400 are opened, and the dry on-off valve 2500 and the discharge on-off valve 2600 are closed.

초기 가압 과정이 완료되면, 초기 가압 과정에서 초임계유체에 유기용제가 용해된 혼합유체를 짧은 시간 내에 기판 건조 챔버(1) 외부로 배출하는 과정이 수행된다. 이를 위해, 배출 개폐 밸브(2600)가 개방되고, 메인 개폐 밸브(2100), 초기가압 개폐 밸브(2400), 건조 개폐 밸브(2500)는 폐쇄된다.When the initial pressurization process is completed, the process of discharging the mixed fluid in which the organic solvent is dissolved in the supercritical fluid in the initial pressurization process to the outside of the substrate drying chamber 1 within a short time is performed. To this end, the discharge on-off valve 2600 is opened, and the main on-off valve 2100 , the initial pressure on-off valve 2400 , and the dry on-off valve 2500 are closed.

다음으로, 2) 건조용 초임계유체의 공급과 혼합유체의 배출이 설정된 횟수만큼 반복되는 플러싱(flushing)이 수행된다.Next, 2) the supply of the supercritical fluid for drying and the discharge of the mixed fluid are repeated for a set number of times, flushing is performed.

즉, 초기 가압용 초임계유체의 공급이 차단되고 상부 공급포트(60)를 통해 건조용 초임계유체가 단위건조시간 동안 기판 건조 챔버(1)로 공급되고, 이를 위해, 메인 개폐 밸브(2100)와 건조 개폐 밸브(2500)가 개방되고, 초기가압 개폐 밸브(2400)와 배출 개폐 밸브(2600)는 폐쇄된다.That is, the supply of the supercritical fluid for initial pressurization is cut off and the supercritical fluid for drying is supplied to the substrate drying chamber 1 for a unit drying time through the upper supply port 60, and for this, the main on/off valve 2100 and the dry on-off valve 2500 is opened, and the initial pressure on-off valve 2400 and the discharge on-off valve 2600 are closed.

다음으로, 단위건조시간이 경과한 후 단위배출시간 동안 단위건조시간 동안 초임계유체에 유기용제가 용해된 혼합유체를 기판 건조 챔버(1) 외부로 배출하는 과정이 수행된다. 이를 위해, 배출 개폐 밸브(2600)가 개방되고, 메인 개폐 밸브(2100), 초기가압 개폐 밸브(2400), 건조 개폐 밸브(2500)는 폐쇄된다.Next, the process of discharging the mixed fluid in which the organic solvent is dissolved in the supercritical fluid for the unit drying time to the outside of the substrate drying chamber 1 is performed after the unit drying time has elapsed. To this end, the discharge on-off valve 2600 is opened, and the main on-off valve 2100 , the initial pressure on-off valve 2400 , and the dry on-off valve 2500 are closed.

이러한 단위건조시간과 단위배출시간이 설정된 횟수만큼 반복되는 플러싱을 통해 건조 공정이 수행될 수 있다.The drying process may be performed through flushing in which the unit drying time and unit discharge time are repeated as many times as set.

다음으로, 3) 건조 시간이 경과, 즉, 플러싱이 종료된 후 건조용 초임계유체의 공급이 차단되고 일체형 공급/배출포트(50)를 구성하는 공통포트부(520)와 공통 관로부(510)를 통해 혼합유체가 배출시간 동안 최종 배출된다. 이를 위해, 배출 개폐 밸브(2600)가 개방되고, 메인 개폐 밸브(2100), 초기가압 개폐 밸브(2400), 건조 개폐 밸브(2500)는 폐쇄된다.Next, 3) the drying time elapses, that is, after the flushing is finished, the supply of the supercritical fluid for drying is cut off, and the common port part 520 and the common pipe part 510 constituting the integrated supply/discharge port 50 are ), the mixed fluid is finally discharged during the discharge time. To this end, the discharge on-off valve 2600 is opened, and the main on-off valve 2100 , the initial pressure on-off valve 2400 , and the dry on-off valve 2500 are closed.

도 4의 도면부호 2800, 2900은 초임계유체에 포함된 이물질을 필터링하는 필터들을 지시하고, P는 압력센서, T는 온도센서를 지시한다.Reference numerals 2800 and 2900 of FIG. 4 indicate filters for filtering foreign substances included in the supercritical fluid, P indicates a pressure sensor, and T indicates a temperature sensor.

이하에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 건조 장치(2)의 구성요소인 기판 건조 챔버(1)의 구성을 설명한다.Hereinafter, the configuration of the substrate drying chamber 1 which is a component of the substrate drying apparatus 2 according to an embodiment of the present invention will be described.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 건조 장치를 구성하는 기판 건조 챔버의 예시적인 구성을 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 하부 하우징의 예시적인 외관 형상을 나타낸 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 하부 하우징의 예시적인 단면 형상을 나타낸 도면이고, 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 초기 가압용 초임계유체의 확산 경로를 나타낸 도면이고, 도 10은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 건조용 초임계유체의 확산 경로를 나타낸 도면이고, 도 11은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 건조용 초임계유체에 유기용제가 용해된 혼합유체의 배출 경로를 나타낸 도면이고, 도 12는 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 건조공정이 완료되어 하부 하우징과 상부 하우징이 개방되는 경우, 상부 하우징과 하부 하우징의 결합면에 구비된 실링부 및 그 주변에 존재하는 파티클의 기판으로의 유입이 방지되는 원리를 설명하기 위한 도면이다.6 is a diagram illustrating an exemplary configuration of a substrate drying chamber constituting a substrate drying apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is an exemplary external shape of a lower housing according to an embodiment of the present invention. 8 is a view showing an exemplary cross-sectional shape of the lower housing according to an embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a diagram showing a diffusion path of the supercritical fluid for initial pressurization in an embodiment of the present invention 10 is a diagram showing a diffusion path of the supercritical fluid for drying in an embodiment of the present invention, and FIG. 11 is an organic solvent dissolved in the supercritical fluid for drying according to an embodiment of the present invention. 12 is a view showing a discharge path of the mixed fluid, and FIG. 12 is a sealing provided on the coupling surface of the upper housing and the lower housing when the drying process is completed and the lower housing and the upper housing are opened. It is a view for explaining the principle of preventing the inflow of particles existing in the unit and its surroundings into the substrate.

도 6 내지 도 12를 추가로 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 건조 장치(2)를 구성하는 기판 건조 챔버(1)는 상부 하우징(10), 하부 하우징(20), 실링부(30), 기판 배치판(40), 일체형 공급/배출포트(50), 상부 공급포트(60), 기판배치판 지지부(70), 기판 지지부(80), 하우징 구동부(90) 및 히터부를 포함하여 구성될 수 있다.6 to 12 , the substrate drying chamber 1 constituting the substrate drying apparatus 2 according to an embodiment of the present invention includes an upper housing 10 , a lower housing 20 , and a sealing part ( 30), a substrate placement plate 40, an integrated supply/discharge port 50, an upper supply port 60, a substrate placement plate support part 70, a substrate support part 80, a housing driving part 90, and a heater part. can be configured.

상부 하우징(10)과 하부 하우징(20)은 서로 개폐 가능하게 결합되어 있으며, 건조 공정이 수행되는 공간을 제공한다. 예를 들어, 상부 하우징(10)과 하부 하우징(20)은 원통 형상을 갖도록 구성될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 후술하겠지만, 상부 하우징(10)에는 상부 공급포트(60)가 형성되어 있고, 하부 하우징(20)에는 일체형 공급/배출포트(50)가 형성되어 있다.The upper housing 10 and the lower housing 20 are connected to each other so as to open and close, and provide a space in which the drying process is performed. For example, the upper housing 10 and the lower housing 20 may be configured to have a cylindrical shape, but is not limited thereto. As will be described later, an upper supply port 60 is formed in the upper housing 10 , and an integrated supply/discharge port 50 is formed in the lower housing 20 .

히터부는 상부 하우징(10)과 하부 하우징(20) 중에서 적어도 하나에 내장되어 있다.The heater unit is built in at least one of the upper housing 10 and the lower housing 20 .

이하에서는, 히터부가 상부 하우징(10)에 내장된 상부 히터부(110)와 하부 하우징(20)에 내장된 하부 히터부(210)로 이루어진 경우를 예를 들어 설명하지만, 이는 하나의 예시일 뿐이며, 히터부는 상부 히터부(110)만으로 이루어지거나 하부 히터부(210)만으로 이루어질 수도 있다.Hereinafter, a case in which the heater unit includes the upper heater unit 110 built in the upper housing 10 and the lower heater unit 210 built in the lower housing 20 will be described as an example, but this is only an example. , the heater unit may be formed of only the upper heater unit 110 or only the lower heater unit 210 .

또한, 상부 히터부(110)와 하부 히터부(210)는 실질적으로 동일한 형상을 가질 수 있으며, 설명의 중복을 피하기 위하여 하부 히터부(210)를 기준으로 히터부를 설명하지만 동일한 설명이 상부 히터부(110)에도 적용될 수 있다.In addition, the upper heater unit 110 and the lower heater unit 210 may have substantially the same shape, and the heater unit will be described with reference to the lower heater unit 210 in order to avoid duplication of description, but the same description will be applied to the upper heater unit. (110) can also be applied.

하부 하우징(20)의 예시적인 외관 형상을 나타낸 도 7 및 하부 하우징(20)의 예시적인 단면 형상을 나타낸 도 8에 예시된 바와 같이, 하부 히터부(210)는 하부 하우징(20)의 내부에 동심원 형상으로 대칭적으로 배치된 복수의 발열체(201, 202, 203, 204)를 포함하도록 구성될 수 있다. 구체적인 예로, 하부 하우징(20)의 내부에는 하부 히터부(210)를 배치하기 위한 홈이 구비되고, 하부 히터부(210)는 이 홈에 배치될 수 있다.As illustrated in FIG. 7 showing an exemplary external shape of the lower housing 20 and FIG. 8 showing an exemplary cross-sectional shape of the lower housing 20 , the lower heater unit 210 is disposed inside the lower housing 20 . It may be configured to include a plurality of heating elements (201, 202, 203, 204) symmetrically arranged in a concentric circle shape. As a specific example, a groove for arranging the lower heater unit 210 may be provided inside the lower housing 20 , and the lower heater unit 210 may be arranged in this groove.

예를 들어, 하부 히터부(210)를 구성하는 복수의 발열체(201, 202, 203, 204)는 하부 하우징(20)의 측벽에 형성된 개구(aperture, 220)까지 연장되어 외부 전원(도시하지 않음)에 전기적으로 연결되고, 외부 전원이 인가되는 경우 저항열에 의해 발열하는 방식으로 기판 건조 챔버(1) 내부에 열을 공급하도록 구성될 수 있다.For example, the plurality of heating elements 201 , 202 , 203 , and 204 constituting the lower heater unit 210 extend to an opening 220 formed in the sidewall of the lower housing 20 and extend to an external power source (not shown). ) and may be configured to supply heat to the inside of the substrate drying chamber 1 in a manner that generates heat by resistance heat when external power is applied.

예를 들어, 하부 히터부(210)는 일체형 공급/배출포트(50)를 통해 공급되는 초기 가압용 초임계유체와 상부 공급포트(60)를 통해 공급되는 건조용 초임계유체가 임계점 이상의 온도를 유지하도록 동작할 수 있다. 이를 위한 수단으로, 도면에 도시하지는 않았으나 일체형 공급/배출포트(50)를 통해 공급되는 초기 가압용 초임계유체의 공급을 제어하는 밸브의 제어 동작, 상부 공급포트(60)를 통한 건조용 초임계유체의 공급을 제어하는 밸브의 제어 동작 및 하부 히터부(210)에 전원을 공급하는 외부 전원의 제어 동작을 연동시킬 수 있다.For example, in the lower heater unit 210, the initial pressurization supercritical fluid supplied through the integrated supply/discharge port 50 and the drying supercritical fluid supplied through the upper supply port 60 have a temperature above the critical point. can operate to maintain. As a means for this, although not shown in the drawings, the control operation of the valve for controlling the supply of the supercritical fluid for initial pressurization supplied through the integrated supply/discharge port 50, the drying supercritical through the upper supply port 60 The control operation of the valve for controlling the supply of the fluid and the control operation of the external power supplying power to the lower heater unit 210 may be interlocked.

이와 같이, 일체형 공급/배출포트(50)를 통해 공급되는 초기 가압용 초임계유체와 상부 공급포트(60)를 통해 공급되는 건조용 초임계유체가 임계점 이상의 온도를 유지하도록 하부 히터부(210)를 동작시킴으로써, 기판(W)에 형성된 패턴에 습윤되어 있는 이소프로필 알코올(IPA) 등과 같은 유기용제를 이산화탄소(CO2) 등과 같은 초임계유체에 용해시켜 외부로 배출시킴으로써 건조 과정에서 기판에 형성된 패턴의 도괴를 방지할 수 있다.In this way, the lower heater unit 210 so that the initial pressurization supercritical fluid supplied through the integrated supply/discharge port 50 and the drying supercritical fluid supplied through the upper supply port 60 maintain a temperature above the critical point. By operating the pattern formed on the substrate in the drying process by dissolving an organic solvent such as isopropyl alcohol (IPA) wetted on the pattern formed on the substrate W in a supercritical fluid such as carbon dioxide (CO 2 ) and discharging to the outside can be prevented from collapsing.

실링부(30)는 하부 하우징(20)과 상부 하우징(10)의 결합면(C)에 구비되어 있으며, 하부 하우징(20)과 상부 하우징(10)의 결합면(C)의 기밀을 유지하여 기판 건조 챔버(1) 내부영역을 외부와 차단시킨다.The sealing part 30 is provided on the coupling surface C of the lower housing 20 and the upper housing 10, and maintains the airtightness of the coupling surface C of the lower housing 20 and the upper housing 10. The inner region of the substrate drying chamber 1 is blocked from the outside.

예를 들어, 건조공정이 완료되어 하부 하우징(20)과 상부 하우징(10)이 개방되는 경우, 상부 하우징(10)과 하부 하우징(20)의 결합면(C)에 구비된 실링부(30) 및 그 주변에 존재하는 파티클의 기판(W)으로의 유입이 방지되는 원리를 설명하기 위한 도 12에 예시된 바와 같이, 기판(W)은 하부 하우징(20)과 상부 하우징(10)의 결합면(C)보다 높게 위치하도록 기판 배치판(40) 상에 배치되어 있고, 건조공정이 완료되어 하부 하우징(20)과 상부 하우징(10)이 개방되는 경우, 결합면(C)에 구비된 실링부(30) 주변의 파티클이 기판(W)과 결합면(C)의 높이차에 따른 중력에 의해 기판(W)으로의 유입이 방지되도록 구성될 수 있다.For example, when the drying process is completed and the lower housing 20 and the upper housing 10 are opened, the sealing part 30 provided on the coupling surface C of the upper housing 10 and the lower housing 20 . And as illustrated in FIG. 12 for explaining the principle of preventing the inflow of particles existing around the substrate W into the substrate W, the substrate W is a coupling surface between the lower housing 20 and the upper housing 10 . When the lower housing 20 and the upper housing 10 are opened after the drying process is completed and the lower housing 20 and the upper housing 10 are opened, the sealing part is provided on the coupling surface (C). (30) The surrounding particles may be configured to prevent inflow into the substrate (W) by gravity according to the height difference between the substrate (W) and the coupling surface (C).

기판 배치판(40)은 하부 하우징(20)의 바닥면(22)에 결합되어 있으며 유기용제가 형성되어 있는 기판(W)이 배치되는 구성요소이다.The substrate arrangement plate 40 is coupled to the bottom surface 22 of the lower housing 20 and is a component on which the substrate W on which the organic solvent is formed is disposed.

예를 들어, 일체형 공급/배출포트(50)를 구성하는 공통관로부(510)와 공통포트부(520)를 통해 공급되는 초기 가압용 초임계유체는 기판 배치판(40)에 막혀 기판(W)으로의 직접적인 분사가 방지되도록 구성될 수 있다.For example, the supercritical fluid for initial pressurization supplied through the common pipe part 510 and the common port part 520 constituting the integrated supply/discharge port 50 is blocked by the substrate arrangement plate 40 and the substrate W ) can be configured to prevent direct injection into it.

보다 구체적으로, 초기 가압용 초임계유체의 확산 경로를 나타낸 도 9 및 건조용 초임계유체에 유기용제가 용해된 혼합유체의 배출 경로를 나타낸 도 11에 예시된 바와 같이, 건조 공정의 대상인 기판(W)을 배치하기 위하여 필수적으로 요구되는 기판 배치판(40)을 이용하여 건조공정 완료 후 기판 건조 챔버(1) 개방 시 재유입되는 파티클을 차단하고, 건조 공정의 초기에 기판(W) 표면으로 직접 향하는 초기 가압용 초임계유체의 흐름을 방지하여 기판(W)에 형성된 패턴의 도괴를 방지할 수 있고, 초기 가압용 초임계유체에 함유될 수 있는 파티클이 기판(W)에 퇴적되는 문제를 방지하거나 퇴적량을 감소시킬 수 있고, 기판 배치판(40)이 차지하는 부피로 인한 기판 건조 챔버(1)의 내부용적(working volume)을 감소시켜 건조 공정시간을 단축할 수 있다.More specifically, as illustrated in FIG. 9 showing the diffusion path of the supercritical fluid for initial pressurization and FIG. 11 showing the discharge path of the mixed fluid in which the organic solvent is dissolved in the drying supercritical fluid, the substrate ( After the drying process is completed by using the substrate placement plate 40, which is essential to place W), particles re-introduced when the substrate drying chamber 1 is opened, and to the surface of the substrate W at the beginning of the drying process. It is possible to prevent the collapse of the pattern formed on the substrate (W) by preventing the flow of the supercritical fluid for initial pressurization directed directly to it, and particles that may be contained in the supercritical fluid for initial pressurization are deposited on the substrate (W). It is possible to prevent or reduce the deposition amount, and to reduce the working volume of the substrate drying chamber 1 due to the volume occupied by the substrate arrangement plate 40 , thereby shortening the drying process time.

일체형 공급/배출포트(50)는 하부 하우징(20)의 측면(24)에서 시작하여 하부 하우징(20)의 중간영역(28)까지 연장되고, 하부 하우징(20)의 중간영역(28)에서 기판 배치판(40)을 향하도록 형성되어, 초기 가압용 초임계유체의 공급경로 및 상부 공급포트(60)를 통해 공급되는 건조용 초임계유체에 의한 건조 후 건조용 초임계유체에 기판(W)에 형성된 유기용제가 용해된 혼합유체의 배출경로를 제공하는 구성요소이다.The integral supply/discharge port 50 starts at the side surface 24 of the lower housing 20 and extends to the middle area 28 of the lower housing 20 , and at the intermediate area 28 of the lower housing 20 , the substrate Formed to face the arrangement plate 40, the substrate (W) in the supercritical fluid for drying after drying by the supercritical fluid for drying supplied through the supply path of the supercritical fluid for initial pressurization and the upper supply port 60 It is a component that provides a discharge path for the mixed fluid in which the organic solvent formed in the is dissolved.

이러한 하나의 일체형 공급/배출포트(50)를 통하여 초기 가압용 초임계유체의 공급경로 및 건조 후 기판(W)에 형성된 유기용제가 건조용 초임계유체에 용해된 혼합유체의 배출경로를 제공함으로써, 초임계유체의 공급 및 배출 시 대칭적인 흐름을 유도하여 초임계유체를 기판 건조 챔버(1) 내부에 균일하게 분산시켜 공급 및 배출함으로써 기판 건조효율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.By providing a supply path of the supercritical fluid for initial pressurization and a discharge path of the mixed fluid in which the organic solvent formed on the substrate W after drying is dissolved in the supercritical fluid for drying through this one integrated supply/discharge port 50 , by inducing a symmetrical flow when supplying and discharging the supercritical fluid, uniformly dispersing the supercritical fluid in the substrate drying chamber 1, supplying and discharging the supercritical fluid, thereby increasing the substrate drying efficiency.

예를 들어, 이러한 일체형 공급/배출포트(50)는, 하부 하우징(20)의 측면(24)에서 중간영역(28)까지 형성된 공통관로부(510) 및 하부 하우징(20)의 중간영역(28)에서 공통관로부(510)와 연통되어 기판 배치판(40)을 향하도록 형성된 공통포트부(520)를 포함하도록 구성될 수 있다. 이러한 구성에 따르면, 1) 초기 가압용 초임계유체는 기판 건조 챔버(1) 외부로부터 공통관로부(510)와 공통포트부(520)를 통해 기판 건조 챔버(1) 내부, 즉, 상부 하우징(10)과 하부 하우징(20)으로 밀폐된 건조 공간으로 공급되고, 2) 건조용 초임계유체에 유기용제가 용해된 혼합유체는 기판 건조 챔버(1) 내부의 건조 공간으로부터 공통포트부(520)와 공통관로부(510)를 통해 기판 건조 챔버(1) 외부로 배출된다.For example, this integrated supply/discharge port 50 includes a common conduit portion 510 formed from the side surface 24 of the lower housing 20 to the intermediate area 28 and the intermediate area 28 of the lower housing 20 . ) in communication with the common conduit portion 510 and may be configured to include a common port portion 520 formed to face the substrate arrangement plate 40 . According to this configuration, 1) the supercritical fluid for initial pressurization is transferred from the outside of the substrate drying chamber 1 through the common pipe part 510 and the common port part 520 to the inside of the substrate drying chamber 1, that is, the upper housing ( 10) and the lower housing 20 are supplied to the sealed drying space, and 2) the mixed fluid in which the organic solvent is dissolved in the supercritical fluid for drying is a common port part 520 from the drying space inside the substrate drying chamber (1). and is discharged to the outside of the substrate drying chamber 1 through the common conduit 510 .

상부 공급포트(60)는 상부 하우징(10)의 중앙영역에서 기판 배치판(40)을 향하도록 형성되어 건조용 초임계유체의 공급경로를 제공하는 구성요소이다.The upper supply port 60 is a component that is formed to face the substrate arrangement plate 40 in the central region of the upper housing 10 to provide a supply path of the supercritical fluid for drying.

기판배치판 지지부(70)는 일단이 하부 하우징(20)의 바닥면(22)에 결합되고 타단이 기판 배치판(40)에 결합되어 있으며, 기판 배치판(40)을 지지하면서 기판 배치판(40)을 하부 하우징(20)의 바닥면(22)으로부터 이격시키는 구성요소이다.The substrate placement plate support part 70 has one end coupled to the bottom surface 22 of the lower housing 20 and the other end coupled to the substrate placement plate 40, while supporting the substrate placement plate 40, the substrate placement plate ( 40) from the bottom surface 22 of the lower housing 20.

예를 들어, 기판배치판 지지부(70)에 의해 하부 하우징(20)의 바닥면(22)과 기판 배치판(40) 사이에 존재하는 제1 이격공간(R1)은 일체형 공급/배출포트(50)를 통해 공급되는 초기 가압용 초임계유체가 기판 배치판(40)의 하면을 따라 이동하여 기판(W)이 배치된 처리영역으로 점진적으로 확산하도록 유도하는 기능을 수행할 수 있다.For example, the first separation space R1 existing between the bottom surface 22 of the lower housing 20 and the substrate arrangement plate 40 by the substrate arrangement plate support part 70 is the integrated supply/discharge port 50 ) may perform a function of inducing that the supercritical fluid for initial pressurization supplied through the substrate moves along the lower surface of the substrate placement plate 40 and gradually diffuses into the processing area on which the substrate W is disposed.

기판 지지부(80)는 일단이 기판 배치판(40)의 상면에 결합되고 타단이 기판(W)에 결합되어 있으며, 기판(W)을 지지하면서 기판(W)을 기판 배치판(40)의 상면으로부터 이격시키는 구성요소이다.The substrate support part 80 has one end coupled to the upper surface of the substrate placement plate 40 and the other end coupled to the substrate W, and supports the substrate W while supporting the substrate W on the upper surface of the substrate placement plate 40 . It is a component that separates it from

예를 들어, 기판 지지부(80)에 의해 기판 배치판(40)의 상면과 기판(W) 사이에 존재하는 제2 이격공간(R2)은 기판(W)의 하면을 상기 일체형 공급/배출포트(50)를 통해 공급되는 초기 가압용 초임계유체와 상부 공급포트(60)를 통해 공급되는 건조용 초임계유체에 노출시켜 건조공정의 시간을 단축시키는 기능을 수행한다.For example, the second separation space (R2) existing between the upper surface of the substrate placement plate 40 and the substrate (W) by the substrate support part (80) forms the lower surface of the substrate (W) through the integrated supply/discharge port ( 50) performs a function of shortening the drying process time by exposing it to the supercritical fluid for initial pressurization supplied through and the supercritical fluid for drying supplied through the upper supply port 60 .

하우징 구동부(90)는 하우징을 개폐하는 수단으로서, 건조 공정이 종료된 이후 하부 하우징(20)을 구동하여 하부 하우징(20)을 상부 하우징(10)으로부터 분리시켜 기판 건조 챔버(1)를 개방하거나, 건조 공정을 개시하는 경우 하부 하우징(20)을 구동하여 하부 하우징(20)을 상부 하우징(10)에 결합시켜 기판 건조 챔버(1)를 폐쇄하는 기능을 수행할 수 있다. 도면상, 하우징 구동부(90)가 하부 하우징(20)을 구동하는 것으로 표현되어 있으나, 이는 하나의 예시일 뿐이며, 하우징 구동부(90)는 상부 하우징(10)을 구동하도록 구성될 수도 있다.The housing driving unit 90 is a means for opening and closing the housing, and after the drying process is completed, the lower housing 20 is driven to separate the lower housing 20 from the upper housing 10 to open the substrate drying chamber 1 or , when the drying process is started, the lower housing 20 is driven to couple the lower housing 20 to the upper housing 10 to close the substrate drying chamber 1 . In the drawings, the housing driving unit 90 is expressed as driving the lower housing 20 , but this is only an example, and the housing driving unit 90 may be configured to drive the upper housing 10 .

예를 들어, 초기 가압용 초임계유체와 건조용 초임계유체는 이산화탄소(CO2)를 포함할 수 있고, 유기용제는 알코올(alcohol)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 구체적인 예로, 알코올은 메탄올(methanol), 에탄올(ethanol), 1-프로판올(1-propanol), 2-프로판올(2-propanol, IPA), 1-부탄올(1-butanol)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.For example, the initial pressurization supercritical fluid and drying supercritical fluid may include carbon dioxide (CO 2 ), and the organic solvent may include alcohol (alcohol), but is not limited thereto. As a specific example, the alcohol may include methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, IPA, and 1-butanol. not limited

예를 들어, 본 발명의 일 실시 예에서 수행되는 초임계 건조 기술에 따르면, 기판 건조 챔버(1) 내에서 표면이 알코올 등과 같은 유기용제로 습윤되어 있는 기판(W)에 초임계 상태의 이산화탄소를 공급함으로써 웨이퍼 상의 알코올이 초임계 이산화탄소 유체에 용해된다. 그리고 알코올을 용해하고 있는 초임계 이산화탄소 유체를 서서히 기판 건조 챔버(1)에서 배출함으로써 패턴의 도괴 없이 기판(W)을 건조할 수 있다.For example, according to the supercritical drying technique performed in an embodiment of the present invention, carbon dioxide in a supercritical state is applied to the substrate W whose surface is wetted with an organic solvent such as alcohol in the substrate drying chamber 1 . By feeding the alcohol on the wafer is dissolved in the supercritical carbon dioxide fluid. In addition, by gradually discharging the supercritical carbon dioxide fluid in which the alcohol is dissolved from the substrate drying chamber 1 , the substrate W can be dried without destroying the pattern.

1: 기판 건조 챔버
2: 기판 건조 장치
10: 상부 하우징
20: 하부 하우징
22: 바닥면
24: 하부 하우징의 측면
28: 중간영역
30: 실링부
40: 기판 배치판
50: 일체형 공급/배출포트
60: 상부 공급포트
70: 기판배치판 지지부
80: 기판 지지부
90: 하우징 구동부
110: 상부 히터부
201, 202, 203, 204: 발열체
210: 하부 히터부
220: 개구(aperture)
1000: 초임계유체 생성/저장부
2000: 초임계유체 공급 조절부
2100: 메인 개폐 밸브
2200: 미터링 밸브(metering valve)
2300: 오리피스(orifice)
2400: 초기가압 개폐 밸브
2500: 건조 개폐 밸브
2600: 배출 개폐 밸브
2700: 외부 히터부
2800, 2900: 필터
510: 공통관로부
520: 공통포트부
C: 결합면
R1: 제1 이격공간
R2: 제2 이격공간
PL: 공급라인
DL1: 제1 분기라인
DL2: 제2 분기라인
EL: 배출라인
P1: 제1 지점
P2: 제2 지점
W: 기판1: substrate drying chamber
2: substrate drying device
10: upper housing
20: lower housing
22: bottom surface
24: the side of the lower housing
28: middle area
30: sealing part
40: substrate arrangement plate
50: integrated supply/discharge port
60: upper supply port
70: substrate arrangement plate support part
80: substrate support
90: housing drive unit
110: upper heater unit
201, 202, 203, 204: heating element
210: lower heater unit
220: aperture (aperture)
1000: supercritical fluid generation/storage unit
2000: Supercritical fluid supply control unit
2100: main on-off valve
2200: metering valve (metering valve)
2300: orifice
2400: pre-pressurized on-off valve
2500: dry on-off valve
2600: exhaust on-off valve
2700: external heater unit
2800, 2900: filter
510: common pipeline
520: common port unit
C: mating surface
R1: first separation space
R2: second separation space
PL: supply line
DL1: first branch line
DL2: 2nd branch line
EL: discharge line
P1: first point
P2: second point
W: substrate

Claims (17)

기판을 건조하기 위한 건조공간을 제공하는 기판 건조 챔버;
상기 기판 건조 챔버 내부의 건조공간으로 공급되는 초임계유체를 생성하고 저장하는 초임계유체 생성/저장부; 및
상기 초임계유체 생성/저장부와 상기 기판 건조 챔버 사이의 공급라인에 설치되어 상기 초임계유체 생성/저장부에 저장된 초임계유체가 상기 기판 건조 챔버로 공급되도록 조절하는 초임계유체 공급 조절부를 포함하고,
상기 기판 건조 챔버는,
상부 하우징, 상기 상부 하우징에 개폐 가능하게 결합되는 하부 하우징, 상기 상부 하우징과 상기 하부 하우징 중에서 적어도 하나에 내장된 히터부, 상기 하부 하우징의 바닥면에 결합되어 있으며 유기용제가 형성되어 있는 기판이 배치되는 기판 배치판, 상기 상부 하우징의 중앙영역에서 상기 기판 배치판을 향하도록 형성되어 건조용 초임계유체의 공급경로를 제공하는 상부 공급포트 및 상기 하부 하우징의 측면에서 시작하여 상기 하부 하우징의 중간영역까지 연장되고 상기 하부 하우징의 중간영역에서 상기 기판 배치판을 향하도록 형성되어, 초기 가압용 초임계유체의 공급경로 및 상기 상부 공급포트를 통해 공급되는 건조용 초임계유체에 의한 건조 후 상기 건조용 초임계유체에 상기 유기용제가 용해된 혼합유체의 배출경로를 제공하는 일체형 공급/배출포트를 포함하는, 기판 건조 장치.
a substrate drying chamber providing a drying space for drying the substrate;
a supercritical fluid generating/storing unit for generating and storing the supercritical fluid supplied to the drying space inside the substrate drying chamber; and
A supercritical fluid supply control unit installed in a supply line between the supercritical fluid generation/storage unit and the substrate drying chamber to control the supercritical fluid stored in the supercritical fluid generation/storage unit to be supplied to the substrate drying chamber and,
The substrate drying chamber,
An upper housing, a lower housing coupled to the upper housing to be opened and closed, a heater unit built in at least one of the upper housing and the lower housing, and a substrate coupled to a bottom surface of the lower housing and having an organic solvent formed therein are disposed a substrate arrangement plate to be used, an upper supply port formed to face the substrate arrangement plate from the central region of the upper housing to provide a supply path of the supercritical fluid for drying, and an intermediate region of the lower housing starting from the side of the lower housing is formed to face the substrate arrangement plate in the middle region of the lower housing, and after drying by the supercritical fluid for drying supplied through the supply path and the upper supply port of the supercritical fluid for initial pressurization, the drying A substrate drying apparatus comprising an integrated supply/discharge port providing a discharge path of the mixed fluid in which the organic solvent is dissolved in the supercritical fluid.
 제1항에 있어서,
상기 히터부는 상기 상부 하우징과 상기 하부 하우징 중에서 적어도 하나의 내부에 동심원 형상으로 대칭적으로 배치된 복수의 발열체를 포함하는 것을 특징으로 하는, 기판 건조 장치.
According to claim 1,
The heater unit comprises a plurality of heating elements symmetrically arranged concentrically in at least one of the upper housing and the lower housing, the substrate drying apparatus.
 제2항에 있어서,
상기 히터부는 상기 일체형 공급/배출포트를 통해 공급되는 초기 가압용 초임계유체와 상기 상부 공급포트를 통해 공급되는 건조용 초임계유체가 임계점 이상의 온도를 유지하도록 동작하는 것을 특징으로 하는, 기판 건조 장치.
3. The method of claim 2,
The heater unit is characterized in that the supercritical fluid for initial pressurization supplied through the integrated supply/discharge port and the supercritical fluid for drying supplied through the upper supply port operate to maintain a temperature above a critical point, substrate drying apparatus .
 제2항에 있어서,
상기 히터부를 구성하는 복수의 발열체는 상기 상부 하우징과 상기 하부 하우징 중에서 적어도 하나의 측벽에 형성된 개구(aperture)까지 연장되어 외부 전원에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는, 기판 건조 장치.
3. The method of claim 2,
The plurality of heating elements constituting the heater unit extends to an opening formed in at least one sidewall of the upper housing and the lower housing and is electrically connected to an external power source.
 제1항에 있어서,
상기 초임계유체 공급 조절부는,
상기 초임계유체 생성/저장부에 저장된 초임계유체의 공급 여부를 결정하는 메인 개폐 밸브;
상기 메인 개폐 밸브를 통과한 초임계유체의 유량을 조절하는 미터링 밸브(metering valve); 및
상기 메인 개폐 밸브와 상기 미터링 밸브 사이에 설치되어 상기 메인 개폐 밸브를 통과한 초임계유체에 의해 상기 미터링 밸브에 가해지는 차압을 감소시키는 오리피스(orifice)를 포함하는, 기판 건조 장치.
According to claim 1,
The supercritical fluid supply control unit,
a main opening/closing valve for determining whether to supply the supercritical fluid stored in the supercritical fluid generation/storage unit;
a metering valve for controlling the flow rate of the supercritical fluid passing through the main opening/closing valve; and
and an orifice installed between the main on-off valve and the metering valve to reduce the differential pressure applied to the metering valve by the supercritical fluid passing through the main on-off valve.
 제5항에 있어서,
상기 메인 개폐 밸브를 통과한 초임계유체는 상기 오리피스를 통과하면서 흐름이 완충되어 상기 미터링 밸브를 통과한 초임계유체의 유량 변동이 억제되는 것을 특징으로 하는, 기판 건조 장치.
6. The method of claim 5,
The supercritical fluid passing through the main opening/closing valve is buffered in flow while passing through the orifice, so that the flow rate fluctuation of the supercritical fluid passing through the metering valve is suppressed.
 제5항에 있어서,
상기 초임계유체 공급 조절부의 후단에 위치하는 공급라인의 제1 지점에서 분기되어 상기 초임계유체 공급 조절부를 통과한 초기 가압용 초임계유체가 상기 기판 건조 챔버의 측면에 형성된 일체형 공급/배출포트를 통해 상기 기판 건조 챔버 내부의 건조공간으로 공급되는 경로를 제공하는 제1 분기라인;
상기 제1 지점에서 분기되어 상기 초임계유체 공급 조절부를 통과한 건조용 초임계유체가 상기 기판 건조 챔버의 상면에 형성된 상부 공급포트를 통해 상기 기판 건조 챔버 내부의 건조공간으로 공급되는 경로를 제공하는 제2 분기라인; 및
상기 제1 지점과 상기 기판 건조 챔버의 일체형 공급/배출포트 사이의 제2 지점에서 분기되어 상기 혼합유체가 상기 기판 건조 챔버 외부로 배출되는 경로를 제공하는 배출라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 기판 건조 장치.
6. The method of claim 5,
The supercritical fluid for initial pressurization branched from the first point of the supply line located at the rear end of the supercritical fluid supply control unit and passed through the supercritical fluid supply control unit is an integrated supply/discharge port formed on the side of the substrate drying chamber. a first branch line providing a path through which the substrate is supplied to the drying space inside the drying chamber;
Providing a path through which the supercritical fluid for drying branched from the first point and passed through the supercritical fluid supply control unit is supplied to the drying space inside the substrate drying chamber through the upper supply port formed on the upper surface of the substrate drying chamber a second branch line; and
and a discharge line branching at a second point between the first point and the integrated supply/discharge port of the substrate drying chamber to provide a path through which the mixed fluid is discharged to the outside of the substrate drying chamber, substrate drying device.
 제7항에 있어서,
상기 미터링 밸브와 상기 제1 지점 사이의 공급라인에 설치되어 상기 미터링 밸브를 통과한 초임계유체를 가열하는 외부 히터부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 기판 건조 장치.
8. The method of claim 7,
The substrate drying apparatus, characterized in that it further comprises an external heater installed in the supply line between the metering valve and the first point to heat the supercritical fluid passing through the metering valve.
 제7항에 있어서,
상기 제1 분기라인에 설치되어 상기 초기 가압용 초임계 유체의 공급 여부를 결정하는 초기가압 개폐 밸브;
상기 제2 분기라인에 설치되어 상기 건조용 초임계 유체의 공급 여부를 결정하는 건조 개폐 밸브; 및
상기 배출라인에 설치되어 상기 혼합유체의 배출 여부를 결정하는 배출 개폐 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 기판 건조 장치.
8. The method of claim 7,
an initial pressurization opening/closing valve installed in the first branch line to determine whether to supply the initial pressurized supercritical fluid;
a drying opening/closing valve installed in the second branch line to determine whether to supply the drying supercritical fluid; and
The substrate drying apparatus, characterized in that it further comprises a discharge opening/closing valve installed in the discharge line to determine whether to discharge the mixed fluid.
 제1항에 있어서,
상기 일체형 공급/배출포트는,
상기 하부 하우징의 측면에서 상기 하부 하우징의 중간영역까지 형성된 공통관로부; 및
상기 하부 하우징의 중간영역에서 상기 공통관로부와 연통되어 상기 기판 배치판을 향하도록 형성된 공통포트부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 기판 건조 장치.
According to claim 1,
The integrated supply/discharge port is
a common conduit portion formed from a side surface of the lower housing to a middle region of the lower housing; and
and a common port portion communicating with the common conduit portion in an intermediate region of the lower housing to face the substrate arrangement plate.
 제10항에 있어서,
상기 초기 가압용 초임계유체는 외부로부터 상기 공통관로부와 상기 공통포트부를 통해 상기 상부 하우징과 상기 하부 하우징으로 밀폐된 건조 공간으로 공급되고,
상기 건조용 초임계유체에 상기 유기용제가 용해된 혼합유체는 상기 건조 공간으로부터 상기 공통포트부와 상기 공통관로부를 통해 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는, 기판 건조 장치.
11. The method of claim 10,
The initial pressurization supercritical fluid is supplied from the outside to the dry space sealed to the upper housing and the lower housing through the common pipe part and the common port part,
The substrate drying apparatus, characterized in that the mixed fluid in which the organic solvent is dissolved in the drying supercritical fluid is discharged from the drying space to the outside through the common port part and the common pipe part.
 제1항에 있어서,
상기 기판 건조 챔버는,
상기 하부 하우징과 상기 상부 하우징의 결합면에 구비된 실링부를 더 포함하고,
상기 기판은 상기 하부 하우징과 상기 상부 하우징의 결합면보다 높게 위치하도록 상기 기판 배치판 상에 배치되어 있고, 건조공정이 완료되어 상기 하부 하우징과 상기 상부 하우징이 개방되는 경우, 상기 결합면에 구비된 실링부 주변의 파티클이 상기 기판과 상기 결합면의 높이차에 따른 중력에 의해 상기 기판으로의 유입이 방지되는 것을 특징으로 하는, 기판 건조 장치.
According to claim 1,
The substrate drying chamber,
Further comprising a sealing portion provided on the coupling surface of the lower housing and the upper housing,
The substrate is disposed on the substrate mounting plate to be positioned higher than the coupling surface of the lower housing and the upper housing, and when the drying process is completed and the lower housing and the upper housing are opened, a sealing provided on the coupling surface Substrate drying apparatus, characterized in that the inflow of particles around the substrate to the substrate is prevented by gravity according to the height difference between the substrate and the bonding surface.
 제10항에 있어서,
상기 공통관로부와 상기 공통포트부를 통해 공급되는 초기 가압용 초임계유체는 상기 기판 배치판에 막혀 상기 기판으로의 직접적인 분사가 방지되는 것을 특징으로 하는, 기판 건조 장치.
11. The method of claim 10,
The substrate drying apparatus, characterized in that the supercritical fluid for initial pressurization supplied through the common conduit portion and the common port portion is blocked by the substrate arrangement plate to prevent direct injection to the substrate.
 제1항에 있어서,
상기 기판 건조 챔버는,
일단이 상기 하부 하우징의 바닥면에 결합되고 타단이 상기 기판 배치판에 결합되어, 상기 기판 배치판을 지지하면서 상기 기판 배치판을 상기 하부 하우징의 바닥면으로부터 이격시키는 기판배치판 지지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 기판 건조 장치.
According to claim 1,
The substrate drying chamber,
One end is coupled to the bottom surface of the lower housing and the other end is coupled to the substrate placement plate, and further comprising a substrate placement plate support part to space the substrate placement plate from the bottom surface of the lower housing while supporting the substrate placement plate A substrate drying apparatus, characterized in that.
 제14항에 있어서,
상기 기판배치판 지지부에 의해 상기 하부 하우징의 바닥면과 상기 기판 배치판 사이에 존재하는 제1 이격공간은 상기 일체형 공급/배출포트를 통해 공급되는 초기 가압용 초임계유체가 상기 기판 배치판의 하면을 따라 이동하여 상기 기판이 배치된 처리영역으로 점진적으로 확산하도록 유도하는 것을 특징으로 하는, 기판 건조 장치.
15. The method of claim 14,
The first separation space existing between the bottom surface of the lower housing and the substrate arrangement plate by the substrate arrangement plate support part is a supercritical fluid for initial pressurization supplied through the integrated supply/discharge port is the lower surface of the substrate arrangement plate A substrate drying apparatus, characterized in that it moves along and induces a gradual diffusion into the processing area on which the substrate is disposed.
 제1항에 있어서,
상기 기판 건조 챔버는,
일단이 상기 기판 배치판의 상면에 결합되고 타단이 상기 기판에 결합되어, 상기 기판을 지지하면서 상기 기판을 상기 기판 배치판의 상면으로부터 이격시키는 기판 지지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 기판 건조 장치.
According to claim 1,
The substrate drying chamber,
The substrate drying apparatus further comprising: a substrate support part having one end coupled to the upper surface of the substrate arrangement plate and the other end coupled to the substrate to space the substrate apart from the upper surface of the substrate arrangement plate while supporting the substrate .
 제16항에 있어서,
상기 기판 지지부에 의해 상기 기판 배치판의 상면과 상기 기판 사이에 존재하는 제2 이격공간은 상기 기판의 하면을 상기 일체형 공급/배출포트를 통해 공급되는 초기 가압용 초임계유체와 상기 상부 공급포트를 통해 공급되는 건조용 초임계유체에 노출시켜 건조공정의 시간을 단축시키는 것을 특징으로 하는, 기판 건조 장치.
17. The method of claim 16,
The second separation space existing between the upper surface of the substrate arrangement plate and the substrate by the substrate support part is a supercritical fluid for initial pressurization supplied through the integrated supply/discharge port to the lower surface of the substrate and the upper supply port. A substrate drying apparatus, characterized in that it shortens the drying process time by exposing it to a drying supercritical fluid supplied through it.
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