KR100372896B1 - 기판 세정 장치 - Google Patents

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    • B08B1/32—

Abstract

유압을 이용하여 세정 브러시를 상하 이동시키는 기판 세정 장치가 개시되어 있다. 상기 기판 세정 장치는 기판을 세정하기 위한 세정 브러시, 일단에 상기 세정 브러시가 부착되는 아암, 상기 아암을 지지하기 위한 아암 지지대, 유압을 이용하여 상기 아암 지지대를 상하 이동시키기 위한 상하 이동 구동 장치, 그리고 상기 상하 이동 구동 장치에 유체를 공급하여 작동시키기 위한 유체 흐름 제어 장치를 구비한다. 아암의 회전축 상에는 세정 브러시를 회전 구동하기 위한 구동 모터가 제공된다. 아암의 일단에는 세정 브러시가 설치되는 브러시 지지축이 제공되며, 구동 모터의 작동시 브러시 지지축이 회전 구동되므로써 세정 브러시가 회전 구동된다. 상기 기판 세정 장치는 세정 브러시를 상하 이동시켜 기판 위에 위치시키기 위하여 공압을 비롯한 유압을 이용하므로 구조가 간단하고 정밀하게 세정 브러시를 상하 이동시킬 수 있다.

Description

기판 세정 장치 {Apparatus For Cleaning A Substrate}
본 발명은 기판을 세정하는 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유압을이용하여 세정 브러시를 상하 이동시키는 기판 세정 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 웨이퍼, LCD, 포토 마스크용 글라스 등의 기판은 제조 과정 중에 또는 제조 후에 세정할 필요가 있으며, 기판을 세정하기 위하여 기판 세정 장치가 사용된다.
기판 세정 장치에는 회전 방식과 직선 방식이 있으며, 회전 방식을 이용한 기판 세정 장치의 예가 "콘택 버퍼 장치를 이용한 세정 장치"라는 명칭으로 오타니(Ohtani) 등에게 특허허여된 미합중국 특허 제4,935,981호에 개시되어 있다.
상기 세정 장치는 기판을 세정하는 세정부, 상기 세정부를 지지하는 지지부, 및 상기 세정부가 상기 기판에 일정 정도 이상의 힘으로 접촉하는 것을 방지하는 버퍼 장치를 구비한다.
상기 세정부는 기판을 세정하는 세정 브러시, 상기 세정 브러시가 부착되며 회전이 가능한 회전 아암, 및 상기 세정 브러시를 회전시키기 위한 구동 모터를 구비한다. 상기 구동 모터와 상기 세정 브러시 사이에는 동력을 전달하기 위한 동력 전달 벨트가 제공되어 있다.
상기 지지부는 상기 세정부를 회전 가능하게 지지하는 아암 지지대, 상기 아암 지지대를 회전시키기 위한 회전 구동 장치, 상기 아암 지지대를 상하 이동시키기 위하여 상기 아암 지지대의 아래에 제공되는 상하 구동 장치를 구비한다. 상기 회전 구동 장치는 상기 아암 지지대를 회전시키므로써 상기 회전 아암의 회전 위치를 제어한다. 한편, 상기 상하 구동 장치는 에어 실린더를 구비한다.
상기 버퍼 장치는 상기 세정부가 상기 기판에 일정 정도 이상의 힘으로 접촉하는 것을 방지하기 위하여 무게추와 레버를 이용한다.
기판을 세정하기 위하여, 먼저 상기 에어 실린더가 상기 아암 지지대를 상방향으로 이동시킨 후, 상기 구동 모터가 상기 아암 지지대를 회전시킨다. 따라서, 상기 세정 브러시는 기판의 중앙 부분으로 이동한다. 다음으로, 상기 에어 실린더는 상기 아암 지지대를 하방향으로 이동시킨다. 상기 세정 브러시가 소정 위치 아래로 내려 오면 세정 브러시가 회전하여 세정을 수행한다.
그러나, 상기 기판 세정 장치에 따르면, 상기 아암 지지대를 서서히 하강시키기 위하여 무게추와 레버를 포함하는 버퍼 장치를 이용한다. 따라서, 상기 기판 세정 장치는 구조가 복잡하고 부품수가 증가하는 단점을 가지고 있다.
또한, 세정 브러시의 하강시 다단 제어가 안되는 단점이 있다.
따라서, 본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 구조가 간단한 기판 세정 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 아암 지지대를 유압에 의하여 용이하게 상하 이동시킬 수 있는 직선 운동 방식 기판 세정 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 아암 지지대를 유압에 의하여 용이하게 상하 이동시킬 수 있는 회전 방식 기판 세정 장치를 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 기판 세정 장치를 보여주는 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 기판 세정 장치를 보여주는 정면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 기판 세정 장치를 보여주는 측면도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 기판 세정 장치를 보여주는 평면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 기판 세정 장치를 보여주는 정면도이다.
도 6은 도 4에 도시된 기판 세정 장치를 보여주는 측면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
102, 202 : 세정 브러시 104, 204 : 아암
106, 206 : 아암 지지대 108, 208 : 상하 이동 구동 장치
110, 210 : 유체 흐름 제어 장치 112, 212 : 구동 모터
114, 214 : 브러시 지지축 116, 216 : 동력 전달 벨트
118, 218 : 커버
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 기판을 세정하기 위한 세정 브러시; 일단에 상기 세정 브러시가 부착되는 아암; 상기 아암을 지지하기 위한 아암 지지대; 유압을 이용하여 상기 아암 지지대, 상기 아암, 및 상기 세정 브러시를 상하 이동시키기 위한 상하 이동 구동 장치; 그리고 상기 상하 이동 구동 장치에 유체를 공급하여 작동시키기 위한 유체 흐름 제어 장치를 구비하는 기판 세정 장치를 제공한다.
바람직하게, 상기 기판 세정 장치는 상기 세정 브러시를 회전 구동하기 위한 구동 모터를 추가로 구비한다.
바람직하게, 상기 기판 세정 장치는 일단에 상기 세정 브러시가 설치되는 브러시 지지축을 추가로 구비하며, 상기 구동 모터의 작동시 상기 브러시 지지축이 회전 구동되므로써 상기 세정 브러시가 회전 구동된다.
바람직하게, 상기 기판 세정 장치는 상기 브러시 지지축과 상기 구동 모터 사이에 제공되어, 상기 구동 모터의 구동력을 상기 브러시 지지축과 상기 세정 브러시에 전달하기 위한 동력 전달 벨트를 추가로 구비한다.
바람직하게, 상기 기판 세정 장치는 상기 구동 모터를 보호하기 위하여 상기 구동 모터의 상부에 설치되는 커버를 추가로 구비한다.
바람직하게, 상기 기판 세정 장치는 상기 세정 브러시가 상기 기판에 근접한 경우에 상기 세정 브러시의 상하 높이를 미세하게 조절할 수 있는 상하 높이 조절 장치를 추가로 구비한다.
바람직하게, 상기 유체는 공기이고, 상기 유압은 공압이며, 상기 상하 이동 구동 장치에는 공압 실린더가 내장되어 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 직선 운동 방식의 기판 세정 장치를 보여 준다.
도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 제1실시예에 따른 기판 세정 장치는 기판을 세정하기 위한 세정 브러시(102), 일단에 세정 브러시(102)가 부착되는 아암(104), 상기 아암(104)을 지지하기 위한 아암 지지대(106), 유압을 이용하여 아암 지지대(106), 상기 아암(104), 및 상기 세정 브러시(102)를 상하 이동시키기 위한 상하 이동 구동 장치(108), 그리고 상하 이동 구동 장치(108)에 유체를 공급하여 작동시키기 위한 유체 흐름 제어 장치(110)를 구비한다.
아암(104)의 회전축 상에는 세정 브러시(102)를 회전 구동하기 위한 구동 모터(112)가 제공된다.
아암(104)의 일단에는 세정 브러시(102)가 설치되는 브러시 지지축(114)이 제공되며, 구동 모터(112)의 작동시 브러시 지지축(114)이 회전 구동되므로써 세정 브러시(102)가 회전 구동된다.
브러시 지지축(114)과 구동 모터(112) 사이에는 동력 전달 벨트(116)가 제공되어, 상기 구동 모터(112)의 구동력을 상기 브러시 지지축(114)과 상기 세정 브러시(102)에 전달한다. 구동 모터(112)를 보호하기 위하여 상기 구동 모터(112)의 상부에는 커버(118)가 설치된다. 커버(118)는 구동 모터(112)와 회전부에서 발생 가능한 파티클(particle)의 비산을 방지한다.
또한, 본 실시예에 따른 기판 세정 장치는 세정 브러시(102)가 기판에 근접한 경우에 세정 브러시(102)의 하강시 높이를 미세하게 조절할 수 있는 상하 높이 조절 장치(120)를 추가로 구비한다.
바람직하게, 본 실시예에서는 상기 유압으로서 공압을 이용하며, 상하 이동 구동 장치(108)에는 공압 실린더가 내장되어 있다. 그러나, 기름을 이용한 유압도 가능하다.
아암 지지대(106)의 하부에는 아암 지지대 지지 몸체(122)가 설치되어, 아암 지지대(106)를 지지한다.
본 실시예에 따른 기판 세정 장치는 아암 지지대 지지 몸체(122)를 수평으로 이송하기 위한 수평 이송 장치(124)를 추가로 구비한다. 수평 이송 장치(124)를 구동하기 위한 이송 장치 구동 모터(126)가 제공되며, 이송 장치 구동 모터(126)의 구동력은 수평 이송 동력 전달부(128)에 의하여 수평 이송 장치(124)에 전달된다.
또한, 본 실시예에서는 수평 이송 장치(124)에 의하여 수평 이송되는 아암 지지대 지지 몸체(122)의 수평 이송 거리를 감지하기 위한 수평 이송 거리 감지부(130)가 제공된다.
이하, 제1실시예에 따른 기판 세정 장치의 작동을 설명하면 다음과 같다.
세정 브러시(102)를 기판 위에 위치시키기 위하여 먼저 이송 장치 구동 모터(126)가 작동하여 이에 따라 수평 이송 장치(124)가 작동하게 된다. 수평 이송 장치(124)가 작동되면, 아암 지지대 지지 몸체(122)와 함께 아암 지지대(106), 그리고 세정 브러시(102)가 수평으로 이송된다.
수평 이송에 의하여 세정 브러시(102)가 기판의 위쪽에 위치하게 되면, 다음으로 유체 흐름 제어 장치(110)가 작동되어 상하 이동 구동 장치(108)가 작동하게 된다. 상하 이동 구동 장치(108)의 작동에 의하여 세정 브러시(102)는 아래 방향으로 이동하게 된다.
세정 브러시(102)가 하강하고, 하강 중 일정 높이에서 실린더의 속도를 유체 흐름 제어 장치(110)가 작동하여 감속하게 된다. 이 감속된 속도로 하강 중 미세 높이가 조절되어 있는 미세 조절 장치에 닿게 되고, 이때, 세정 브러시(102)는 하강 종료 상태가 된다. 그 후, 실린더는 미소량의 잔여 하강을 종료하게 된다.
상기 서술된 부위에서 세정 브러시(102)가 하강 중 감속이 되면 그때 세정 브러시(102)는 구동 모터(112)에 의하여 회전하게 된다.
기판을 반복하여 2회 이상 세정한 후에는, 구동 모터(112)는 작동이 중지되고, 유체 흐름 제어 장치(110)의 작동에 의하여 상하 이동 구동 장치(108)가 작동하게 되어 세정 브러시(102)는 상방향으로 이동하게 된다.
이후, 이송 장치 구동 모터(126)의 작동에 의하여 수평 이송 장치(124)가 작동하게 되어 아암 지지대(106)와 세정 브러시(102)가 원위치로 회귀하게 된다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 회전 방식의 기판 세정 장치를 보여 준다.
도 4 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 제2실시예에 따른 기판 세정 장치는 기판을 세정하기 위한 세정 브러시(202), 일단에 세정 브러시(202)가 부착되는 아암(204), 상기 아암(204)을 지지하기 위한 아암 지지대(206), 유압을 이용하여 아암 지지대(206), 상기 아암(204), 및 상기 세정 브러시(202)를 상하 이동시키기 위한 상하 이동 구동 장치(208), 그리고 상하 이동 구동 장치(208)에 유체를 공급하여 작동시키기 위한 유체 흐름 제어 장치(210)를 구비한다.
아암(204)의 회전축 상에는 세정 브러시(202)를 회전 구동하기 위한 구동 모터(212)가 제공된다.
아암(204)의 일단에는 세정 브러시(202)가 설치되는 브러시 지지축(214)이 제공되며, 구동 모터(212)의 작동시 브러시 지지축(214)이 회전 구동되므로써 세정 브러시(202)가 회전 구동된다.
브러시 지지축(214)과 상기 구동 모터(212) 사이에는 동력 전달 벨트(216)가 제공되어, 상기 구동 모터(212)의 구동력을 상기 브러시 지지축(214)과 상기 세정 브러시(202)에 전달한다. 구동 모터(212)를 보호하기 위하여 구동 모터(212)의 상부에는 커버(218)가 설치된다. 커버(218)는 구동 모터(212)와 회전부에서 발생 가능한 파티클(particle)의 비산을 방지한다.
또한, 본 실시예에 따른 기판 세정 장치는 세정 브러시(202)가 기판에 근접한 경우에 세정 브러시(202)의 하강시 높이를 미세하게 조절할 수 있는 상하 높이 조절 장치(220)를 추가로 구비한다.
바람직하게, 본 실시예에서는 상기 유압으로서 공압을 이용하며, 상하 이동 구동 장치(108)에는 공압 실린더가 내장되어 있다.
본 실시예에 따른 기판 세정 장치는 아암 지지대(206)와 아암(204)를 회전시키기 위한 회전 장치(224)를 추가로 구비한다. 회전 장치(224)는 회전 장치 구동 모터(226)에 의하여 구동된다. 회전 장치(224)는 구동력 전달 벨트(228)에 의하여회전 장치 구동 모터(226)에 연결되어 있다.
이하, 제2실시예에 따른 기판 세정 장치의 작동을 설명하면 다음과 같다.
세정 브러시(202)를 기판 위에 위치시키기 위하여 먼저 회전 장치 구동 모터(226)가 작동하여 이에 따라 회전 장치(224)가 작동하게 된다. 회전 장치(224)가 작동되면, 아암(204)과 세정 브러시(202)가 회전 방향으로 이동된다.
회전 장치에 의하여 세정 브러시(202)가 기판의 위쪽에 위치하게 되면, 다음으로 유체 흐름 제어 장치(210)가 작동되어 상하 이동 구동 장치(208)가 작동하게 된다. 상하 이동 구동 장치(208)의 작동에 의하여 세정 브러시(202)는 아래 방향으로 이동하게 된다.
세정 브러시(202)가 하강하고, 하강 중 일정 높이에서 실린더의 속도를 유체 흐름 제어 장치(210)가 작동하여 감속하게 된다. 이 감속된 속도로 하강 중 미세 높이가 조절되어 있는 미세 조절 장치에 닿게 되고, 이때, 세정 브러시(202)는 하강 종료 상태가 된다. 그 후, 실린더는 미소량의 잔여 하강을 종료하게 된다.
상기 서술된 부위에서 세정 브러시(202)가 하강 중 감속이 되면 그때 세정 브러시(202)는 구동 모터(212)에 의하여 회전하게 된다.
기판을 반복하여 2회 이상 세정한 후에는, 구동 모터(212)는 작동이 중지되고, 유체 흐름 제어 장치(210)의 작동에 의하여 상하 이동 구동 장치(208)가 작동하게 되어 세정 브러시(202)는 상방향으로 이동하게 된다.
이후, 회전 장치 구동 모터(226)의 작동에 의하여 회전 장치(224)가 작동하게 되어 아암(204)과 세정 브러시(202)가 원위치로 회귀하게 된다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 세정부를 지지하는 아암 지지대가 유압에 의하여 상하 이동하므로 기판 세정 장치의 구조가 간단한 장점을 갖는다. 또한, 아암 지지대가 유압에 의하여 정밀하게 상하 이동될 수 있어 세정 시에 세정 브러시가 기판을 손상시키는 것을 방지할 수 있다. 또한, 세정 브러시의 하강시 다단으로 감속 또는 증속하여 속도 제어가 가능하다.

Claims (14)

  1. 기판을 세정하기 위한 세정 브러시;
    일단에 상기 세정 브러시가 부착되는 아암;
    상기 아암을 지지하기 위한 아암 지지대;
    유압을 이용하여 상기 아암 지지대, 상기 아암 및 상기 세정 브러시를 상하 이동시키기 위한 상하 이동 구동 장치;
    상기 상하 이동 구동 장치에 유체를 공급하여 작동시키기 위한 유체 흐름 제어 장치; 및
    상기 세정 브러시가 상기 기판에 근접한 경우 상기 세정 브러시의 상하 높이를 미세하게 조절하기 위한 상하 높이 조절 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 세정 브러시를 회전 구동하기 위한 구동 모터를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 기판 세정 장치는 일단에 상기 세정 브러시가 설치되는 브러시 지지축을 추가로 구비하며, 상기 구동 모터의 작동시 상기 브러시 지지축이 회전 구동되므로써 상기 세정 브러시가 회전 구동되는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 브러시 지지축과 상기 구동 모터 사이에 제공되어, 상기 구동 모터의 구동력을 상기 브러시 지지축과 상기 세정 브러시에 전달하기 위한동력 전달 벨트를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치
  5. 제2항에 있어서, 상기 구동 모터를 보호하기 위하여 상기 구동 모터의 상부에 설치되는 커버를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서, 상기 아암 지지대의 하부에 설치되어 상기 아암 지지대를 지지하는 아암 지지대 지지 몸체를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 아암 지지대 지지 몸체를 수평으로 이송하기 위한 수평 이송 장치를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 수평 이송 장치를 구동하기 위한 이송 장치 구동 모터를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 이송 장치 구동 모터의 구동력을 수평 이송 장치에 전달하기 위한 수평 이송 동력 전달부를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  11. 제8항에 있어서, 상기 수평 이송 장치에 의하여 수평 이송되는 아암 지지대 지지 몸체의 수평 이송 거리를 감지하기 위한 수평 이송 거리 감지부를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 아암 지지대와 상기 아암을 회전시키기 위한 회전 장치를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 회전 장치를 구동하기 위한 회전 장치 구동 모터를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  14. 제1항에 있어서, 상기 유압는 공압이고, 상기 유체는 공기이며, 상기 상하 이동 구동 장치에는 공압 실린더가 내장되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
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