KR100523934B1 - 초음파 세정장치 및 초음파 세정 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 초음파 세정장치 및 초음파 세정 시스템에 관한 것으로, 2개의 진동로드 중 하나의 단부가 초음파의 진폭 대비 응력의 절대값이 최대 또는 최소가 되는 길이조건을 갖도록 구성하고, 상기 단부에 다른 진동로드를 수직/조합하여 종파모드 대비 횡파모드로 진동하는 구조인 것이 특징이다. 또한 이러한 진동로드의 조합구조를 반도체 웨이퍼 또는 LCD 패널의 초음파 세정에 적용하기 위해 거치대 및 구동수단을 구비하고, 대응하는 진동로드가 반도체 웨이퍼 또는 LCD 패널의 상면 전반에 걸쳐 초음파 진동을 공급하도록 구동수단은 거치대를 회전 또는 이송할 수 있는 구조를 갖는다. 따라서 진동로드의 조합구조인 진동자는 보다 확장된 진동구간을 갖게 되어 안정적인 초음파 세정율을 획득할 수 있다.
Description
본 발명은 초음파를 이용한 반도체 웨이퍼, LCD 패널에 대한 세정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 종파모드로 초음파 진동하는 진동로드에 또다른 진동로드를 횡파모드로 조합/배치하여 초음파 진동구간을 확장하고 보다 안정적인 출력세기를 구현할 수 있는 구조와, 상기 구조와 반도체 웨이퍼 또는 LCD 패널의 거치구조 및 구동수단의 조합구조를 포함하는 초음파 세정장치 및 초음파 세정 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 초음파를 이용하여 가공하는 방법이 산업계 전반에 걸쳐 널리 이용되고 있다. 이러한 초음파가 반도체 웨이퍼의 표면을 정밀 세정하는 분야에도 이용되고 있는데, 도 1에 초음파를 이용한 세정장치의 구조가 도시되어 있다.
종래의 상기 세정장치는 초음파와 세정수(또는 세정액)를 이용하여 반도체 웨이퍼의 표면을 세정하는 구조로서, 압전소자(11)가 발진에너지의 소스로서 채택되고, 노즐의 구조를 갖는 세정수 분출기(12)를 사용하고 있다. 세정수 분출기(12)는 하단이 노즐 구조로 형상화되어 있고, 측부의 공급관(13)을 통해 세정수가 공급되는 구조이다.
그리고 압전소자(11)가 세정수 분출기(12)의 상부에 내장되고, 공급관(13)으로부터 세정수가 유입되면, 세정수의 액적(14)에 대해 초음파를 송출하게 됨으로써, 세정수 분출기(12)의 하부에 위치한 세정 대상으로 초음파가 실린 세정수가 분출되어 해당 표면을 세정할 수 있는 구조가 마련된다.
그런데 종래 세정장치는, 하나의 세정수 분출기(12) 내에서 초음파와 세정수가 미리 조합된 상태에서 방출되는 구조가 채택되고 있기 때문에, 그 세정효과에 비해 지나치게 많은 세정수가 소비되는 문제점이 있어왔다.
또한, 세정작업의 진행과정에서 작동 주파수, 세정수의 조건, 소요전력, 냉각조건 등과 같은 세정조건의 순간적인 변동에 의해 초음파 세기의 변동폭이 크고 노즐 구조로서 고압의 세정수가 분출됨에 따라 반도체 웨이퍼의 표면에 국부 또는 전반적인 손상을 입히게 되는 치명적인 문제점이 있어왔다.
이를 극복하고자 도 2와 같이 세정수와 초음파가 분리 방출되는 구조의 세정장치가 개발되었다. 상기 세정장치는, 전방을 향해 돌출되고 하부에 배치된 반도체 웨이퍼(24a)와 일정한 간극을 갖도록 배치되는 진동로드(21)와, 진동로드(21)에 초음파 발진에너지를 제공하도록 진동로드(21)에 결합된 진동부(22)와, 상기 간극으로 세정수를 방출하는 세정수 방출기(23)로 구성된다.
그리고 반도체 웨이퍼(24a)가 회전될 수 있도록 회전판(24)과 회전축(25)이 부설되어 회전판(24) 위에 반도체 웨이퍼(24a)가 안치되고, 그 위에 진동로드(21)가 배치되기 때문에, 회전축(25)과 회전판(24)이 반도체 웨이퍼(24a)를 회전시키면서 진동로드(21)가 종파 형태의 초음파를 방출하고, 세정수가 뿌려지면 반도체 웨이퍼(24a)의 상면 전반에 걸쳐 초음파 세정이 가능한 구조를 이루게 된다. 또한 회전축(25)과 진동부(22)를 동시 지지하기 위한 구조로서 절곡 형성된 브라켓(26)이 구비되어 있다.
그런데 종래의 세정장치에서는, 외팔보 구조의 진동로드(21)가 채택되어 있기 때문에, 진동로드(21)의 축선방향 하부에서만 세정작용이 진행되는 바, 구조적으로 그 이상의 세정작용을 기대할 수 없고, 긴 세정시간이 소요되는 문제점이 있다.
또한, 상기의 외팔보 진동로드 구조는 진동로드(21)의 길이가 제한되므로 반도체 웨이퍼(24a) 이외에 LCD 패널과 같이 보다 큰 면적을 갖는 소자에 대한 초음파 세정이 불가능하고, 세정작업 중에 작동 주파수, 세정수 방출기(23)의 방출조건, 냉각조건 등과 같은 세정조건의 순간적인 변동에 따라 초음파 세기의 변동폭이 있으므로, 우수한 세정효과를 기대하기 어렵다.
그리고 반드시 진동로드(21)가 반도체 웨이퍼(24a)의 상면에 대해 수평이 되도록 설치해야 하는 까다로운 설치기준을 포함하는 문제점이 있기 때문에, 산업분야 전반에 걸쳐 범용적으로 사용하기에는 제약이 따른다.
아울러 앞서 언급된 세정수와 초음파의 조합구조를 극복하기 위한 또다른 세정장치의 구조로서 도 3에 도시된 바와 같은 세정장치가 개발되었다. 상기 세정장치는, 초음파 발진기(32)와 세정수 방출기(33)를 분리하여 두고, 세정대상인 반도체 웨이퍼(34a)를 초음파 방출기(31)와 대면시키는 배치구조를 갖고 있다. 초음파 방출기(31)는 여러개의 커넥터(31a)로 초음파 발진기(32)와 연결되어 있기 때문에, 초음파 발진기(32)로부터 전력을 수급받아 세정수 방출기(33)의 세정수와 더불어 반도체 웨이퍼(34a)를 세정할 수 있는 구조를 이루고 있다.
그리고 세정수 방출기(33)는, 세정수 수용 탱크(33a)에 배관되고 반도체 웨이퍼(34a)에 대해 일정높이로 설치되어 있고, 반도체 웨이퍼(34a)는 회전판(34)의 상면에 안치되어 있으며, 웨이퍼(34a)를 회전시키기 위해 회전판(34)은 회전축(35)과 축결합되어 있다.
이러한 구조는, 기존의 세정수-초음파의 조합구조를 분리시킨 것에 불과하며, 초음파의 세기를 균일하게 분산시켜줄 수 있는 자체의 진동자(예를 들어 앞서 언급된 진동로드 등)가 없이 압전소자인 초음파 방출기(31) 자체의 진동모드에 의해 초음파를 방출하는 구조이다.
따라서 이러한 구조에서는 초음파 세기의 변동폭이 매우 클 뿐만 아니라 초음파 방출기(31)로서 채택된 압전소자를 약 100mm 이상의 것으로 사용해야만 하는 문제점을 안고 있다. 이에 따라 상기 압전소자의 길이방향으로 공명이 발생되고, 스파이크 펄스 형태의 초음파가 국부적으로 압전소자의 여러지점에 발생되기 때문에, 반도체 웨이퍼(34a) 또는 LCD 패널의 세정에 사용할 경우 그 표면을 손상시키는 치명적인 결과를 야기한다.
이러한 세정구조는, 세정수-초음파 조합구조를 분리한 구조이기 때문에, 세정수의 소비량을 절감할 수 있는 장점은 있지만, 그 이외에 상술한 문제점을 안고 있어 산업계 전반에 걸쳐 사용하기에는 큰 무리가 따른다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 본 발명의 제 1목적은, 2개의 진동로드를 수직 배치하여 진동구간을 연장함으로써, 초음파 세기의 변동폭을 최소화하고 초음파 세정의 안정성을 대폭 향상시킬 수 있는 초음파 세정장치 및 초음파 세정 시스템를 제공하는 것이다.
그리고 본 발명의 제 2목적은, 단부에서 진폭 대비 응력의 절대값이 최대 또는 최소가 되는 종파 모드의 진동로드가 채택되고, 그 단부에 별도의 진동로드를 수직 배치하고 결합시켜 횡파모드로 초음파 진동하는 구조를 채용함으로써, 종파 대비 횡파 모드로의 변환구조를 구현하여 안정적인 초음파 진동을 구현할 수 있는 초음파 세정장치 및 초음파 세정 시스템를 제공하는 것이다.
이와 같은 본 발명의 목적들은, 초음파 발진하는 진동부;
고순도로 정제된 유리질 고체물질 또는 금속물질로 이루어지고, 세정 대상물과의 간극으로 세정액이 도포/형성되는 세정액층에 대해 상기 진동부의 초음파 발진에너지를 전달하여 이물질을 유리시키기 위한 제 1진동로드;
상기 제 1진동로드가 상기 진동부에 대해 횡파모드로 대응하는 지향성을 갖고 배치되도록 상기 진동부와 결합되어 상기 횡파모드 대비 종파모드로 진동하고, 일단에서 상기 종파의 진폭 대비 응력의 절대값이 최대 또는 최소가 되는 길이를 갖으며, 상기 일단에 상기 제 1진동로드의 측부 중앙이 수직 조합되는 제 2진동로드; 및
초음파 발진에너지를 상기 제 2진동로드에 전달하고 진동부를 냉각시키도록 진동부에 포함되고, 초음파 발진의 전달기점에 배치되어 제 2진동로드의 타단에 연결되는 냉각모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 세정장치에 의하여 달성된다.
여기서 진동부는, 포함된 냉각모듈의 타측에 결합되는 압전소자와, 냉각모듈 및 압전소자가 수용되고 제 2진동로드가 내부로 인입될 수 있도록 일측이 개방된 케이스와, 개방된 일측에 결합되고 제 2진동로드가 통과될 수 있도록 중앙이 개방된 덮개와, 제 2진동로드의 외주연을 지지하도록 덮개의 개방된 내주연에 배치되는 오링을 포함하는 것이 바람직하다.
그리고 냉각모듈이 수냉될 수 있도록 케이스의 측부에는 냉각모듈의 배치위치에 대응하여 냉각수의 유입/유출을 위한 제 1관로 및 제 2관로가 각각 관통 형성되고, 각 관로로 유입되는 냉각수를 수용하고 순환시키도록 각 관로와 연결되고 냉각모듈의 주변으로 케이스의 내벽에 형성되는 환형 순환로가 더 포함되는 것이 바람직하다.
또한 순환로에 수용된 냉각수의 유출을 방지하도록 순환로를 중심으로 내벽과 냉각모듈 사이에는 대향 배치되는 한 쌍의 수밀패킹이 더 포함되는 것이 바람직하다.
그리고 각 진동로드는 일체형 구조인 것이 바람직하며 이 때 제 2진동로드는 냉각모듈과 일체형 구조 또는 제 2진동로드의 타단이 냉각모듈과 접합 결합되는 구조인 것이 바람직하다.
또한 각 진동로드는 대접하는 부위가 서로 접합 결합되는 구조인 것이 바람직하며, 이 때 제 2진동로드는 냉각모듈과 일체형 구조 또는 냉각모듈과 접합 결합되는 것이 바람직하다.
아울러 상기 각 진동로드 및 냉각모듈은, 석영, 유리질 카본을 포함하는 유리질 고체물질군으로부터 선택되는 어느 하나인 것이 바람직하다.
또는 상기 각 진동로드 및 냉각모듈은, 스테인레스, 티타늄, 알루미늄을 포함하는 금속물질군으로부터 선택되는 어느 하나인 것이 바람직하다.
아울러 본 발명의 상기와 같은 목적들은, 초음파 발진하는 진동부와,
정제된 유리질 고체물질 또는 금속물질로 이루어지고, 반도체 웨이퍼와 소정 간극을 갖도록 배치되는 제 1진동로드와,
상기 제 1진동로드가 상기 진동부에 대해 횡파모드로 대응하는 지향성을 갖고 배치되도록 상기 진동부와 결합되어 상기 횡파모드 대비 종파모드로 진동하고, 일단에서 상기 종파의 진폭 대비 응력의 절대값이 최대 또는 최소가 되는 길이를 갖으며, 상기 일단에 상기 제 1진동로드의 측부 중앙이 수직 조합되는 제 2진동로드와,
상기 초음파 발진에너지를 상기 제 2진동로드에 전달하고 상기 진동부를 냉각시키도록 상기 진동부에 포함되고, 상기 초음파 발진의 전달기점에 배치되어 상기 제 2진동로드의 타단에 연결되는 냉각모듈을 포함하는 초음파 세정장치;
상기 반도체 웨이퍼가 안치되고, 상기 반도체 웨이퍼가 하면과 일정간극을 갖고 이격/배치되도록 내측 테두리에 돌출 형성되는 이격부재를 포함하며, 상기 하면으로 상기 반도체 웨이퍼가 노출되도록 관통구가 형성되는 거치대;
상기 반도체 웨이퍼의 상부 및 하부로 세정액이 분사/도포되도록 대응하는 위치로 상기 거치대의 상부에 배치되는 제 1세정액 분사기 및 상기 관통구를 향해 조준/배치되는 제 2세정액 분사기;
상기 제 1진동로드에 대해 상기 거치대를 회전 또는 이송시키도록 상기 거치대의 하부에 장착되는 구동수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 세정 시스템에 의하여 달성된다.
여기서 상기 진동부는, 포함된 냉각모듈의 타측에 결합되는 압전소자와, 냉각모듈 및 압전소자가 수용되고 제 2진동로드가 내부로 인입될 수 있도록 일측이 개방된 케이스와, 개방된 일측에 결합되고 제 2진동로드가 통과될 수 있도록 중앙이 개방된 덮개와, 제 2진동로드의 외주연을 지지하도록 덮개의 개방된 내주연에 배치되는 오링을 포함하는 것이 바람직하다.
그리고 냉각모듈이 수냉될 수 있도록 케이스의 측부에는 냉각모듈의 배치위치에 대응하여 냉각수의 유입/유출을 위한 제 1관로 및 제 2관로가 각각 관통 형성되고, 각 관로로 유입되는 냉각수를 수용하고 순환시키도록 각 관로와 연결되고 냉각모듈의 주변으로 케이스의 내벽에 형성되는 환형 순환로가 더 포함되는 것이 바람직하다.
또한 순환로에 수용된 냉각수의 유출을 방지하도록 순환로를 중심으로 내벽과 냉각모듈 사이에는 대향 배치되는 한 쌍의 수밀패킹이 더 포함되는 것이 바람직하다.
그리고 각 진동로드는 일체형 구조인 것이 바람직하며 이 때 제 2진동로드는 냉각모듈과 일체형 구조 또는 제 2진동로드의 타단이 냉각모듈과 접합 결합되는 구조인 것이 바람직하다.
또한 각 진동로드는 대접하는 부위가 서로 접합 결합되는 구조인 것이 바람직하며, 이 때 제 2진동로드는 냉각모듈과 일체형 구조 또는 냉각모듈과 접합 결합되는 것이 바람직하다.
아울러 상기 각 진동로드 및 냉각모듈은, 석영, 유리질 카본을 포함하는 유리질 고체물질군으로부터 선택되는 어느 하나인 것이 바람직하다.
또는 상기 각 진동로드 및 냉각모듈은, 스테인레스, 티타늄, 알루미늄을 포함하는 금속물질군으로부터 선택되는 어느 하나인 것이 바람직하다.
아울러 상기 구동수단은, 상기 거치대 및 반도체 웨이퍼를 회전시키도록 상기 거치대의 하부 중앙에 연직하게 결합되는 회전축과 상기 회전축에 축결합되는 전기모터를 포함하는 것이 바람직하다.
또한 이와 같은 본 발명의 상기 목적들은, 초음파 발진하는 진동부와,
정제된 유리질 고체물질 및 금속물질로 이루어지고, LCD 패널과 소정 간극을 갖도록 배치되는 제 1진동로드와,
상기 제 1진동로드가 상기 진동부에 대해 횡파모드로 대응하는 지향성을 갖고 배치되도록 상기 진동부와 결합되어 상기 횡파모드 대비 종파모드로 진동하고, 일단에서 상기 종파의 진폭 대비 응력의 절대값이 최대 또는 최소가 되는 길이를 갖으며, 상기 일단에 상기 제 1진동로드의 측부 중앙이 수직 조합되는 제 2진동로드와,
상기 초음파 발진에너지를 상기 제 2진동로드에 전달하고 상기 진동부를 냉각시키도록 상기 진동부에 포함되고, 상기 초음파 발진의 전달기점에 배치되어 상기 제 2진동로드의 타단에 연결되는 냉각모듈을 포함하는 초음파 세정장치;
상부에 상기 LCD 패널이 안치되고, 상기 소정 간극을 유지시키면서 상기 제 1진동로드에 대해 상기 LCD 패널을 이송시키는 구동수단;
상기 LCD 패널의 상부 및 하부로 세정액이 분사/도포되도록 대응하는 위치로 상기 구동수단의 상부 및 하부에 각각 배치되는 제 1세정액 분사기 및 제 2세정액 분사기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 세정 시스템에 의하여 달성된다.
여기서 상기 진동부는, 포함된 냉각모듈의 타측에 결합되는 압전소자와, 냉각모듈 및 압전소자가 수용되고 제 2진동로드가 내부로 인입될 수 있도록 일측이 개방된 케이스와, 개방된 일측에 결합되고 제 2진동로드가 통과될 수 있도록 중앙이 개방된 덮개와, 제 2진동로드의 외주연을 지지하도록 덮개의 개방된 내주연에 배치되는 오링을 포함하는 것이 바람직하다.
그리고 냉각모듈이 수냉될 수 있도록 케이스의 측부에는 냉각모듈의 배치위치에 대응하여 냉각수의 유입/유출을 위한 제 1관로 및 제 2관로가 각각 관통 형성되고, 각 관로로 유입되는 냉각수를 수용하고 순환시키도록 각 관로와 연결되고 냉각모듈의 주변으로 케이스의 내벽에 형성되는 환형 순환로가 더 포함되는 것이 바람직하다.
또한 순환로에 수용된 냉각수의 유출을 방지하도록 순환로를 중심으로 내벽과 냉각모듈 사이에는 대향 배치되는 한 쌍의 수밀패킹이 더 포함되는 것이 바람직하다.
그리고 각 진동로드는 일체형 구조인 것이 바람직하며 이 때 제 2진동로드는 냉각모듈과 일체형 구조 또는 제 2진동로드의 타단이 냉각모듈과 접합 결합되는 구조인 것이 바람직하다.
또한 각 진동로드는 대접하는 부위가 서로 접합 결합되는 구조인 것이 바람직하며, 이 때 제 2진동로드는 냉각모듈과 일체형 구조 또는 냉각모듈과 접합 결합되는 것이 바람직하다.
아울러 상기 각 진동로드 및 냉각모듈은, 석영, 유리질 카본을 포함하는 유리질 고체물질군으로부터 선택되는 어느 하나인 것이 바람직하다.
또는 상기 각 진동로드 및 냉각모듈은, 스테인레스, 티타늄, 알루미늄을 포함하는 금속물질군으로부터 선택되는 어느 하나인 것이 바람직하다.
여기서 상기 구동수단은, 상부에 안치되는 상기 LCD 패널을 이송시키는 다수의 회전롤러와, 상기 각 회전롤러의 양측에서 배치되고 상기 각 회전롤러를 지지하도록 축결합되는 한쌍의 프레임을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시 예들로부터 더욱 분명해질 것이다.
이하 본 발명에 따른 초음파 세정장치 및 초음파 세정 시스템에 관하여 첨부된 도면과 더불어 상세히 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명에 따른 초음파 세정장치(100)의 구성도이고, 도 5는 도 4에 도시된 각 진동로드(111,112)의 배치원리를 나타낸 개념도이고, 도 6은 도 4에 도시된 세정장치의 단면 구성도이다. 도 4, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 세정장치(100)는, 초음파 발진에너지 소스인 진동부(120)에 2개의 진동로드(111,112)가 서로 다른 진동모드로 진동되도록 조합/배치한 장치이다. 이 중 제 2진동로드(112)는 진동부(120)에 직접 연결되어 종파모드로 진동하고, 제 1진동로드(111)는 제 2진동로드(112)의 단부에 조합되어 상기 종파모드 대비 횡파모드로 진동하면서 세정 대상물(예를 들어 반도체 웨이퍼, LCD 패널 등)의 표면을 초음파 세정하는 용도로 사용된다.
제 1진동로드(111)와 제 2진동로드(112)는, 세정율의 극대화를 위해 제 2진동로드(112)의 진동력을 제 1진동로드(111)가 그대로 전달받아야 하는 조건을 충족시켜야 하고, 이러한 조건 충족을 위해 초음파의 진폭과 응력을 대비시켜 제 2진동로드(112)를 설계해야 한다. 이를 위해 본 발명에 따른 세정장치(100)는, 진동부(120)에 타단이 연결된 제 2진동로드(112)가 진폭 대비 응력의 절대값이 일단부에서 최대 또는 최소가 되는 길이조건을 갖도록 구성된다.
진폭과 응력의 상관관계는, 도 5에서와 같이, 종파모드로 진동하는 제 2진동로드(112)의 축선을 중심으로 진폭의 그래프와 응력의 그래프가 서로 교차하며 상기 축선방향을 따라 진행하는 모습을 통해 알 수 있다. 초음파의 진폭과 응력과의 관계에서는, 일반적으로 진폭이 최대일 때 응력은 최소이고, 진폭이 최소일 때 응력은 최대가 된다.
본 발명에서는, 제 2진동로드(112)의 종파 모드 대비 제 1진동로드(111)의 횡파 모드의 구현을 위해, 일단부에서 진폭 대비 응력의 절대값이 최대 또는 최소가 되는 지점을 갖는 길이조건 즉 각 응력 및 진폭의 그래프에서, 1/4파장의 정수배의 길이조건을 갖는 제 2진동로드(112)가 구비된다. 그리고 제 2진동로드(112)의 일단부에 제 1진동로드(111)의 측부 중앙이 결합되는 구조를 갖는다.
본 발명에서는 제 2진동로드(112)의 중심축선과 제 1진동로드(111)의 중심축선이 교차하는 지점에서 종파가 횡파로 변환되는 경우가 예시되고 있다. 상기 각 중심축선의 교차지점에서는, 진폭이 최소가 되고 응력은 최대가 되도록 결합함으로써 제 2진동로드(112)의 종파 대비 제 1진동로드(111)의 횡파 모드의 진동이 구현될 수 있는 조건을 갖는다.
이러한 세정장치(100)는, 초음파가 발진하는 진동부(120)와, 서로 수직 조합되어 진동부(120)에 연결되는 각 진동로드(111,112)를 포함하여 구성된다. 진동부(120)의 일측 전방에는 조합된 2개의 진동로드(111,112)가 배치되어 연결되고, 이중 제 2진동로드(112)가 진동부(120) 내의 압전소자(140)로부터 초음파 발진에너지를 제공받는 구조를 이루고 있기 때문에, 각 진동로드(111,112)가 초음파 진동하는 구조가 마련된다.
진동부(120)는, 일측이 개방된 원통형의 케이스(150)와, 케이스(150)의 일측에 볼트(160b)로 체결되고 케이스(150)와 함께 일측이 개방된 덮개(160)와, 케이스(150)의 축선방향을 따라 수용/배치된 냉각모듈(130) 및 압전소자(140)를 포함하여 구성된다.
케이스(150)는 제 2진동로드(112)의 축선방향에 대응하여 배치되고 제 2진동로드(112)가 내부에 수용된 냉각모듈(130)에 연결되도록 앞서 언급된 바와 같이, 일측이 개방되어 있다. 케이스(150)에 결합된 덮개(160) 또한 일측이 개방되어 이를 통해 제 2진동로드(112)가 인입된다. 인입된 제 2진동로드(112)에서 덮개(160)의 내주연 위치에 해당되는 외주연은 상기 내주연에 구비된 오링(160a)에 의해 지지된다. 따라서 제 2진동로드(112)의 안정적인 초음파 진동을 지지할 수 있는 구조가 마련될 수 있다.
압전소자(140)는 냉각모듈(130)의 타측에 부착되어 있고, 케이스(150)의 타측에 마련된 전력포트(154)로부터 전력을 공급받아 작동하는 구조이다. 전력포트(154)로부터는 2가닥의 전선(141)이 인입되어 압전소자에 전기적으로 연결된다.
냉각모듈(130)은, 케이스(150)의 일측에 보다 근접하여 배치되어 있고, 타측에는 압전소자(140)가 배치/결합되어 있다. 그리고 케이스(150)의 개방된 일측을 통해 제 2진동로드(112)가 연결되어 있어 압전소자(140)가 초음파 발진에너지를 생성할 경우 이를 제 2진동로드(112)에 전달하는 구조로서 기능하게 된다.
또한 케이스(150)의 측부에는 냉각모듈(130)의 위치에 대응하여 제 1관로(150a)와 제 2관로(150b)가 대향/배치되게 관통되어 있다. 그리고 각 관로(150a,150b)에는 케이스(150)의 외벽에 설치된 제 1연결포트(152) 및 제 2연결포트(153)가 연결되어 있다. 따라서 제 1연결포트(152) 및 제 1관로(150a)를 통해 냉각모듈(130)에 냉각수가 공급되고 제 2관로(150b) 및 제 2연결포트(153)를 통해 배출되는 구조가 마련된다. 또한 각 관로(150a,150b)의 주변으로 케이스(150)의 내벽에는 냉각모듈(130)을 중심으로 요홈이 연속되어 형성되는 환형 순환로(150c)가 배치되어 있다.
따라서 제 1관로(150a)로 제공된 냉각수는 순환로(150c) 내에 유입/수용된다. 그리고 냉각모듈(130)을 중심으로 순환된 뒤, 제 2관로(150b)를 통해 배출되는 구조가 마련된다.
그리고 이러한 냉각수가 순환로(150c) 밖으로 유출되는 것을 방지하기 위해서 2개의 수밀패킹(151)이 순환로(150c)의 양측에 배치되어 냉각모듈(130)과 케이스(150)의 내벽 사이에 끼워져 있다.
이에 따라 냉각수는 순환로(150c)를 따라 순환하면서 냉각모듈(130)의 열을 온도차에 의해 흡수하는 구조가 마련된다. 냉각모듈(130)은 압전소자(140)가 부착되어 있으므로, 결국 압전소자(140)의 작동에 따라 발생되는 열은, 냉각모듈(130)에 전도되고, 냉각수의 순환을 통해 제거되기 때문에, 압전소자(140)의 원활한 작동이 가능한 냉각구조가 마련된다.
그리고 각 진동로드(111,112)는, 원형단면의 봉 구조를 갖고 있으며, 진동부(120) 내에 수용된 냉각모듈(130)을 통해 압전소자(140)의 초음파 발진에너지를 제공받게 되는 조합구조를 갖고 있다.
냉각모듈(130)의 일측에는 제 2진동로드(112)의 타단이 연결된다. 이에 따라 제 2진동로드(112)가 냉각모듈(130)의 일측 전방으로 제 2진동로드(112)가 길게 배치되는 구조를 이루게 된다. 이 때 제 2진동로드(112)는 냉각모듈(130)에 일체형으로 성형하는 구조 또는 조립하면서 제 2진동로드(112)의 타단을 냉각모듈(130)의 일측에 밀착 결합시키는 구조로 냉각모듈(130)과 조합된다. 이러한 조합/연결 관계에 따라 압전소자(140)의 초음파 발진에너지는 냉각모듈(130)을 통해 제 2진동로드(112)에 전달될 수 있다.
또한 제 2진동로드(112)의 일단에는 제 1진동로드(111)가 수직/배치되어 있다. 이러한 각 진동로드(111,112)의 조합관계와, 앞서 언급된 제 2진동로드(112)에서의 초음파 진폭 대비 응력의 관계는, 도 5에서와 같이, 제 2진동로드(112)의 중심축선방향(Y축으로 표시됨)과 이에 수직한 방향(X축으로 표시됨)을 가상의 그래프축으로 설정하였을 때, 진폭을 나타내는 그래프와 응력을 나타내는 그래프의 조합으로 나타낼 수 있다.
Y축을 따라 제 2진동로드(112)의 종파모드 진폭에 관한 그래프와 응력에 관한 그래프가 교차하며, 상반된 궤적을 그리고 있는 것을 알 수 있다. 즉, 진폭이 최대가 되는 지점에서는 응력이 최소가 되고, 진폭이 최소가 되는 지점에서는 응력이 최대가 된다.
본 발명에서는, 제 2진동로드(112)의 종파모드 대비 제 1진동로드(111)의 횡파모드를 구현하고 제 2진동로드(112)의 진동력이 그대로 제 1진동로드(111)로 전달되도록 제 2진동로드(112)의 일단부에서 진폭 대비 응력의 절대값이 최대 또는 최소가 되도록 구성하고, 상기 일단부에 제 1진동로드(111)의 측부 중앙을 연결시킨다. 이에 따라 제 2진동로드(112)의 종파모드 초음파 진동이 제 1진동로드(111)에서 횡파모드의 초음파 진동으로 변환됨이 가능하고, 그 진동력이 그대로 전달됨이 가능한 구조를 이룰 수 있다.
또한 각 진동로드(111,112)의 조합구조의 결과로서, 전체 진동자의 길이가 연장되기 때문에, 초음파 세기의 변동폭이 감축되는 등 안정적인 초음파의 출력이 가능한 구조가 마련된다. 특히 이러한 안정적인 초음파 출력은, 세정대상물인 반도체 웨이퍼(2100)나 LCD 패널(2200)에 대해 세정 이외에 가해지는 영향(예를 들어 충격파 등)을 최소화하는데 기능하는 주요인자이므로, 정밀 세정 대상물의 세정구조로서 기능할 수 있다.
그리고 각 진동로드(111,112) 및 냉각모듈(130)은, 초음파의 세기변화에 있어 안정성을 보이고, 냉각모듈(130) 및 제 2진동로드(112)에 가해지는 압전소자(140)의 진동력이 그대로 제 1진동로드(111)에 전달되도록 고순도로 정제된 유리질 고체물질 또는 금속물질로 이루어지는 것이 바람직하다. 유리질 고체물질 중에서는 초음파 진동소자로서 널리 이용되고 있는 석영 또는 유리질 카본(vitreous carbon)이 바람직하며, 금속물질 중에서는 스테인레스, 티타늄, 알루미늄 등이 재질로서 이용되는 것이 바람직하다.
그리고 각 진동로드(111,112) 연결구조는, 각 진동로드(111,112)를 일체형으로 제작하는 구조 또는 각 진동로드(111,112)가 만나는 상기 일단부에서 접합 결합되는 구조를 통해 이루어진다.
도 7은 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼(2100)를 초음파 세정하기 위한 초음파 세정 시스템(1100)의 구성도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 세정 시스템(1100)은, 종파모드의 초음파 진동을 횡파모드로 전환하여 반도체 웨이퍼(2100)에 대해 보다 확장된 대응길이를 갖고 세정할 수 있도록 반도체 웨이퍼(2100)에 대해 연직하게 배치된 제 2진동로드(112)에 반도체 웨이퍼(2100)와 수평하도록 제 1진동로드(111)를 조합한 세정 시스템(1100)이다.
이러한 세정 시스템(1100)은, 초음파 세정장치(100)와, 세정장치(100)의 하부에 배치되는 거치대(200)와, 거치대(200)의 하부에 장착되어 거치대(200)를 회전시키는 구동수단을 포함한다. 그리고 거치대(200)에 안치된 반도체 웨이퍼(2100)의 양면에 세정액을 분사하기 위한 제 1세정액 분사기(410) 및 제 2세정액 분사기(420)가 거치대(200)의 상부 및 하부에 배치되어 있다.
세정장치(100)는, 초음파 진동부(120) 내에 수용된 압전소자(140) 및 냉각모듈(130)을 포함하고, 냉각모듈(130)에는 제 2진동로드(112)가 연결되어 있다. 제 2진동로드(112)는 그 일단부가 진폭 대비 응력의 절대값이 최대 또는 최소가 되는 길이조건을 갖고 있으며, 상기 일단부에 수직하게 제 1진동로드(111)의 측부 중앙이 조합되어 있다. 이에 따라 제 2진동로드(112)의 종파모드 진동이 제 1진동로드(111)에 전달되면서 횡파모드로 변환될 수 있는 구조가 마련된다.
반도체 웨이퍼(2100)는 거치대(200)의 상면에 안치되어 있고, 따라서 제 1진동로드(111)의 외주연 하부와 소정 간극을 갖고 대응하는 배치관계를 갖게 된다.
상기 구동수단은, 이러한 배치관계에서, 제 1진동로드(111)의 외주연이 반도체 웨이퍼(2100)의 상면 전반에 걸쳐 진동학적으로 대응관계를 갖도록 하기 위해 구비되어 있다. 상기 구동수단은 거치대(200)를 회전시킴으로써 상기 대응관계를 관철시키도록 거치대(200)의 하부 중앙에 결합된 회전축(310a)과 회전축(310a)에 축결합된 전기모터(310b) 및 전기모터(310b)를 고정시키기 위한 베이스(330)를 포함한다.
전기모터(310b)가 작동하고 회전축(310a)이 회전하면, 거치대(200)는 반도체 웨이퍼(2100)를 회전시키게 되므로, 반도체 웨이퍼(2100)의 양측까지에 걸쳐 길게 배치되는 제 1진동로드(111)의 외주연 하부가, 반도체 웨이퍼(2100)의 상면 전반에 걸쳐 초음파 진동을 방출하게 되는 구조가 마련된다.
이 때 거치대(200)의 회전속도는, 반도체 웨이퍼(2100)의 크기, 제 1진동로드(111)의 초음파 출력세기 등에 기초하여 달리할 수 있다.
아울러 거치대(200)의 상부 및 하부에는 제 1세정액 분사기(410) 및 제 2세정액 분사기(420)가 각각 배치되어 있다. 각 세정액 분사기(410,420)는 세정액(또는 세정수)을 반도체 웨이퍼(2100)의 상면 및 하면에 분사하기 위한 것으로, 이에 따라 제 1진동로드(111)의 외주연 하부와 당해 위치에서 대응하는 반도체 웨이퍼(2100) 사이에는 세정액의 도포로 이루어진 세정액층이 형성될 수 있다. 그리고 이러한 제 1세정액 분사기(410)의 구비로 제 1진동로드(111)의 초음파가 방출될 경우 세정액층을 통해 초음파가 반도체 웨이퍼(2100)에 전달되고, 반도체 웨이퍼(2100)에 부착되었던 이물질이 유리됨이 가능한 구조가 마련된다.
또한 제 2세정액 분사기(420)의 세정액이 거치대(200)를 통과하여 반도체 웨이퍼(2100)의 하면에 분사되도록 거치대(200)의 하면에는 관통구(220)가 형성되어 있다. 거치대(200)는 원판 구조이므로 제 2세정액 분사기(420)의 세정액이 충분히 반도체 웨이퍼(2100)의 하면에 분사되도록 관통구(220)는 거치대(200)의 하면에 일정간격을 두고 다수개가 배치/형성되어 있다.
그리고 상기 세정액이 반도체 웨이퍼(2100)의 하면에 도포되고 상기 하면 전반에 걸쳐 분포될 수 있도록 거치대(200)의 하면과 반도체 웨이퍼(2100)가 이격되도록 거치대(200)의 내측 테두리에는 반도체 웨이퍼(2100)의 양단을 일정간격으로 들어올리도록 이격부재(210)가 돌출되어 있다. 이러한 이격부재(210)의 형성으로 거치대(200)에 반도체 웨이퍼(2100)가 올려지면 거치대(200)의 하면과 반도체 웨이퍼(2100) 사이가 이격됨이 가능한 구조가 마련된다. 그리고 상기 이격된 간극으로 제 2세정액 분사기(420)가 세정액을 분사하도록 거치대(200)의 하면에는 다수의 관통구(220)가 형성되어 반도체 웨이퍼(2100)의 하면이 노출된다.
따라서 반도체 웨이퍼(2100)의 상면을 통해 초음파가 제공되고 반도체 웨이퍼(2100)를 매질로 하면까지 전달되고, 제 2세정액 분사기(420)에서 세정액을 분사하므로, 반도체 웨이퍼(2100) 하면의 이물질이 유리됨이 가능한 구조가 마련된다.
도 8은 본 발명에 따른 LCD 패널(2200)에 대한 초음파 세정 시스템(1200)의 구성도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 세정 시스템(1200)은, LCD 패널(2200)을 세정하기 위한 것으로, 이를 위해 세정장치(100)와, 세정장치(100)의 하부에 배치되고 상면에 LCD 패널(2200)이 안치되고 안치된 LCD 패널(2200)을 이송시키는 구동수단 및 LCD 패널(2200)의 양면에 세정액을 분사하기 위한 제 1세정액 분사기(410) 및 제 2세정액 분사기(420)를 포함하여 구성된다.
LCD 패널(2200)은 직사각이므로, 세정장치(100)의 제 1진동로드(111)를 LCD 패널(2200)의 폭방향을 따라 길게 가로질러 배치한 구조가 바람직하며, 그러면 제 1진동로드(111)의 외주연 하부가 LCD 패널(2200)에 초음파를 방출할 수 있는 구조가 마련된다.
그리고 LCD 패널(2200)을 안치 및 이송시키면서 이러한 초음파 방출이 LCD 패널(2200)의 상면 전반에 걸쳐 구현되도록 하기 위해 상기 구동수단은, 회전롤러(320b)를 이용한 이송 컨베이어의 구조를 채택하고 있다.
상기 구동수단은, 일방향으로 LCD 패널(2200)을 이송시키기 위해 상부에 LCD 패널(2200)이 안치되고 동일방향으로 회전하는 다수의 회전롤러(320b)와 각 회전롤러(320b)의 측부에 배치되고 각 회전롤러(320b)의 회전을 지지하는 한쌍의 프레임(320a)을 포함하여 구성된다.
이에 따라 회전롤러(320b)가 회전하면 LCD 패널(2200)이 일방향으로 이송되면서 상부에 위치한 제 1진동로드(111)로부터 LCD 패널(2200)이 초음파를 제공받을 수 있는 구조가 마련된다.
아울러 LCD 패널(2200)의 상부와 하부에는 제 1세정액 분사기(410) 및 제 2세정액 분사기(420)가 각각 배치되어 있다. 각 세정액 분사기(410,420)는 세정액을 LCD 패널(2200)의 상면과 하면에 분사하기 위한 것으로, 이에 따라 제 1진동로드(111)의 외주연 하부와 당해 위치에서 대응하는 LCD 패널(2200)의 사이에는 세정액의 도포로 이루어진 세정액층이 형성될 수 있다.
그리고 제 1세정액 분사기(410)의 구비로 인해 제 1진동로드(111)의 초음파가 방출될 경우 세정액층을 통해 초음파 진동이 LCD 패널(2200)의 상면에 전달되고, LCD 패널(2200)의 상면에 부착되었던 이물질의 유리됨이 가능한 구조가 마련된다.
또한 제 2세정액 분사기(420)의 구비로 LCD 패널(2200)의 하면에도 세정액을 도포하는 구조가 마련되어 있는데, 상기 초음파는 LCD 패널(2200)의 상면에 제공되고 LCD 패널(2200)을 매질로 하여 그 하면에도 전달됨이 가능하고 각 회전롤러(320b)의 사이로 LCD 패널(2200)의 하면이 노출되기 때문에, 제 2세정액 분사기(420)가 세정액을 LCD 패널(2200)의 하면에 도포하면서 상기 초음파가 전달되는 등 상기 하면에 부착되었던 이물질의 유리됨이 가능한 구조가 마련된다.
상술한 본 발명에 따른 초음파 세정장치 및 초음파 세정 시스템에서, 각 진동로드(111의 조합구조에서의 결합방법은 각 진동로드(111,112)의 중심축의 교차점에서 종파의 진폭이 최소가 되고, 응력이 최대가 되도록 하여야 하며, 이를 위해서 제 1진동로드(111)와 제 2진동로드(112)의 결함지점은 도 5에 도시된 바와 같이 제 2진동로드(112)의 중심축선상에서 진폭 대비 응력의 절대값이 최대 또는 최소가 되는 지점 중에서 임의로 선택할 수 있다.
또한 제 2진동로드(112)의 직경이 일정한 모습으로 예시되고 있지만 이외에, 발현되는 초음파 진폭의 조절을 위해 다양한 모습의 제 2진동로드(112) 구조가 채택됨이 가능할 것이다.
특히 제 2진동로드(112)의 타단과 냉각모듈(130)이 만나는 부분에서, 제 2진동로드(112)는, 상기 만나는 부분에서 일단부를 향해 단계적으로 직경이 급격하게 변화(확대 또는 축소)하는 원통 형상 또는 직경이 완만하게 변화(확대 또는 축소)하는 원뿔 형상, 상기와 같은 원뿔 형상 중 그 직경이 지수적으로 변화하는 예를 들어 블록하거나 오목한 형상 중에서 선택할 수 있다.
여기서 각 진동로드(111,112)의 단면은 원형 이외에, 삼각형, 사각형을 포함하는 다각형상 또는 타원형상 중에서 선택하여 사용할 수 있다.
아울러 본 발명에서 세정 대상물로 반도체 웨이퍼(2100) 또는 LCD 패널(2200)이 예시되고 있지만 이외에, 의료용 세정 및 살균, 일반세정 및 살균, 폐수처리, 유화, 추출, 건조, 피부미용 등 일반적으로 초음파를 응용하는 분야 또는 대상물에 적용하여 사용됨이 가능할 것이다. 또한 정보통신분야, 나노기술분야, 생명공학분야, 환경공학분야, 항공우주분야 및 이들의 융합분야 등에도 사용됨이 가능할 것이다.
이상과 같은 본 발명에 따른 초음파 세정장치 및 초음파 세정 시스템에 따르면, 초음파 세기의 변동폭이 최소화되고, 보다 안정적인 초음파의 구현이 가능하기 때문에, 우수한 세정력을 발현할 수 있는 특징이 있다.
그리고 각 진동로드를 따라 균일한 초음파가 발생될 수 있기 때문에, 세정작업 중 세정대상(반도체 웨이퍼, LCD 패널 등)에 손상을 입히는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다. 또한 세정장치의 설치작업이 매우 편리해지는 실익이 있기 때문에, 산업계 전반에 걸쳐 범용적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.
도 1은 종래 세정수-초음파 조합구조의 세정장치에 관한 구성도,
도 2는 종래 초음파 진동로드를 이용한 세정장치의 구성도,
도 3은 종래 세정수-초음파 분리구조의 세정장치에 관한 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 초음파 세정장치의 구성도,
도 5는 도 4에 도시된 각 진동로드의 배치원리를 나타낸 개념도,
도 6은 도 4에 도시된 세정장치의 단면 구성도,
도 7은 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼에 대한 초음파 세정 시스템의 구성도,
도 8은 본 발명에 따른 LCD 패널에 대한 초음파 세정 시스템의 구성도이다.
< 도면의 주요부분에 관한 부호의 설명 >
100: 초음파 세정장치, 111: 제 1진동로드,
112: 제 2진동로드, 120: 진동부,
130: 냉각모듈, 140: 압전소자,
141: 전선, 150: 케이스,
150a: 제 1관로, 150b: 제 2관로,
150c: 순환로, 151: 수밀패킹,
152: 제 1연결포트, 153: 제 2연결포트,
154: 전력포트, 160: 덮개,
160a: 오링, 160b: 볼트,
200: 거치대, 210: 이격부재
220: 관통구 310a: 회전축,
310b: 전기모터, 320a: 프레임
320b: 롤러, 330: 베이스,
410: 제 1세정액 분사기, 420: 제 2세정액 분사기,
1100: 웨이퍼 세정 시스템, 1200: LCD 패널 세정 시스템,
2100: 반도체 웨이퍼, 2200: LCD 패널.
Claims (38)
- 초음파 발진하는 진동부(120);정제된 유리질 고체물질 또는 금속물질로 이루어지고, 세정 대상물과의 간극으로 세정액이 도포/형성되는 세정액층에 대해 상기 진동부(120)의 초음파 발진에너지를 전달하여 이물질을 유리시키기 위한 제 1진동로드(111);상기 제 1진동로드(111)가 상기 진동부(120)에 대해 횡파모드로 대응하는 지향성을 갖고 배치되도록 상기 진동부(120)와 결합되어 상기 횡파모드 대비 종파모드로 진동하고, 일단에서 상기 종파의 진폭 대비 응력의 절대값이 최대 또는 최소가 되는 길이를 갖으며, 상기 일단에 상기 제 1진동로드(111)의 측부 중앙이 수직 조합되는 제 2진동로드(112); 및상기 초음파 발진에너지를 상기 제 2진동로드(112)에 전달하고 상기 진동부(120)를 냉각시키도록 상기 진동부(120)에 포함되고, 상기 초음파 발진의 전달기점에 배치되어 상기 제 2진동로드(112)의 타단에 연결되는 냉각모듈(130);을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 세정장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 진동부(120)는,포함된 상기 냉각모듈(130)의 타측에 결합되는 압전소자(140);상기 냉각모듈(130) 및 압전소자(140)가 수용되고 상기 제 2진동로드(112)가 내부로 인입될 수 있도록 일측이 개방된 케이스(150);상기 개방된 일측에 결합되고 상기 제 2진동로드(112)가 통과될 수 있도록 중앙이 개방된 덮개(160); 및상기 제 2진동로드(112)의 외주연을 지지하도록 상기 덮개(160)의 개방된 내주연에 배치되는 오링(160a);을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 세정장치.
- 제 2항에 있어서, 상기 냉각모듈(130)이 수냉될 수 있도록 상기 케이스(150)의 측부에는 상기 냉각모듈(130)의 배치위치에 대응하여 냉각수의 유입/유출을 위한 제 1관로(150a) 및 제 2관로(150b)가 각각 관통 형성되고,상기 각 관로(150a,150b)로 유입되는 냉각수를 수용하고 순환시키도록 상기 각 관로(150a,150b)와 연결되고 상기 냉각모듈(130)의 주변으로 상기 케이스(150)의 내벽에 형성되는 환형 순환로(150c)가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 초음파 세정장치.
- 제 3항에 있어서, 상기 순환로(150c)에 수용된 냉각수의 유출을 방지하도록 상기 순환로(150c)를 중심으로 상기 내벽과 냉각모듈(130) 사이에는 대향 배치되는 한 쌍의 수밀패킹(151)이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 초음파 세정장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 각 진동로드(111,112)는 일체형 구조인 것을 특징으로 하는 초음파 세정장치.
- 제 5항에 있어서, 상기 제 2진동로드(112)는 상기 냉각모듈(130)과 일체형 구조인 것을 특징으로 하는 초음파 세정장치.
- 제 5항에 있어서, 상기 제 2진동로드(112)의 타단은 상기 냉각모듈(130)과 접합 결합되는 것을 특징으로 하는 초음파 세정장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 각 진동로드(111,112)는 대접하는 부위가 서로 접합 결합되는 구조인 것을 특징으로 하는 초음파 세정장치.
- 제 8항에 있어서, 상기 제 2진동로드(112)는 상기 냉각모듈(130)과 일체형 구조인 것을 특징으로 하는 초음파 세정장치.
- 제 8항에 있어서, 상기 제 2진동로드(112)는 상기 냉각모듈(130)과 접합 결합되는 것을 특징으로 하는 초음파 세정장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 각 진동로드(111,112) 및 냉각모듈(130)은, 석영, 유리질 카본을 포함하는 유리질 고체물질군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 초음파 세정장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 각 진동로드(111,112) 및 냉각모듈(130)은, 스테인레스, 티타늄, 알루미늄을 포함하는 금속물질군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 초음파 세정장치.
- 초음파 발진하는 진동부(120)와,정제된 유리질 고체물질 또는 금속물질로 이루어지고, 반도체 웨이퍼(2100)와 소정 간극을 갖도록 배치되는 제 1진동로드(111)와,상기 제 1진동로드(111)가 상기 진동부(120)에 대해 횡파모드로 대응하는 지향성을 갖고 배치되도록 상기 진동부(120)와 결합되어 상기 횡파모드 대비 종파모드로 진동하고, 일단에서 상기 종파의 진폭 대비 응력의 절대값이 최대 또는 최소가 되는 길이를 갖으며, 상기 일단에 상기 제 1진동로드(111)의 측부 중앙이 수직 조합되는 제 2진동로드(112)와,상기 초음파 발진에너지를 상기 제 2진동로드(112)에 전달하고 상기 진동부(120)를 냉각시키도록 상기 진동부(120)에 포함되고, 상기 초음파 발진의 전달기점에 배치되어 상기 제 2진동로드(112)의 타단에 연결되는 냉각모듈(130)을 포함하는 초음파 세정장치(100);상기 반도체 웨이퍼(2100)가 안치되고, 상기 반도체 웨이퍼(2100)가 하면과 일정간극을 갖고 이격/배치되도록 내측 테두리에 돌출 형성되는 이격부재(210)를 포함하며, 상기 하면으로 상기 반도체 웨이퍼(2100)가 노출되도록 관통구(220)가 형성되는 거치대(200);상기 반도체 웨이퍼(2100)의 상부 및 하부로 세정액이 분사/도포되도록 대응하는 위치로 상기 거치대(200)의 상부에 배치되는 제 1세정액 분사기(410) 및 상기 관통구(220)를 향해 조준/배치되는 제 2세정액 분사기(420);상기 제 1진동로드(111)에 대해 상기 거치대(200)를 회전 또는 이송시키도록 상기 거치대(200)의 하부에 장착되는 구동수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 세정 시스템.
- 제 13항에 있어서, 상기 진동부(120)는,상기 냉각모듈(130)의 타측에 결합되는 압전소자(140)와,상기 냉각모듈(130) 및 압전소자(140)가 수용되고 상기 제 2진동로드(112)가 내부로 인입될 수 있도록 일측이 개방된 케이스(150)와,상기 개방된 일측에 결합되고 상기 제 2진동로드(112)가 통과될 수 있도록 중앙이 개방된 덮개(160) 및상기 제 2진동로드(112)의 외주연을 지지하도록 상기 덮개(160)의 개방된 내주연에 배치되는 오링(160a)을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 세정 시스템.
- 제 14항에 있어서, 상기 냉각모듈(130)이 수냉될 수 있도록 상기 케이스(150)의 측부에는 상기 냉각모듈(130)의 배치위치에 대응하여 냉각수의 유입/유출을 위한 제 1관로(150a) 및 제 2관로(150b)가 각각 관통 형성되고,상기 각 관로(150a,150b)로 유입되는 냉각수를 수용하고 순환시키도록 상기 각 관로(150a,150b)와 연결되고 상기 냉각모듈(130)의 주변으로 상기 케이스(150)의 내벽에 형성되는 환형 순환로(150c)가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 초음파 세정 시스템.
- 제 15항에 있어서, 상기 순환로(150c)에 수용된 냉각수의 유출을 방지하도록 상기 순환로(150c)를 중심으로 상기 내벽과 냉각모듈(130) 사이에는 대향 배치되는 한 쌍의 수밀패킹(151)이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 초음파 세정 시스템.
- 제 13항에 있어서, 상기 각 진동로드(111,112)는 일체형 구조인 것을 특징으로 하는 초음파 세정 시스템.
- 제 17항에 있어서, 상기 제 2진동로드(112)는 상기 냉각모듈(130)과 일체형 구조인 것을 특징으로 하는 초음파 세정 시스템.
- 제 17항에 있어서, 상기 제 2진동로드(112)의 타단은 상기 냉각모듈(130)과 접합 결합되는 것을 특징으로 하는 초음파 세정 시스템.
- 제 13항에 있어서, 상기 각 진동로드(111,112)는 대접하는 부위가 서로 접합 결합되는 구조인 것을 특징으로 하는 초음파 세정 시스템.
- 제 20항에 있어서, 상기 제 2진동로드(112)는 상기 냉각모듈(130)과 일체형 구조인 것을 특징으로 하는 초음파 세정 시스템.
- 제 20항에 있어서, 상기 제 2진동로드(112)는 상기 냉각모듈(130)과 접합 결합되는 것을 특징으로 하는 초음파 세정 시스템.
- 제 14항에 있어서, 상기 각 진동로드(111,112) 및 냉각모듈(130)은, 석영, 유리질 카본을 포함하는 유리질 고체물질군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 초음파 세정 시스템.
- 제 14항에 있어서, 상기 각 진동로드(111,112) 및 냉각모듈(130)은, 스테인레스, 티타늄, 알루미늄을 포함하는 금속물질군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 초음파 세정 시스템.
- 제 13항에 있어서, 상기 구동수단은, 상기 거치대(200) 및 반도체 웨이퍼(2100)를 회전시키도록 상기 거치대(200)의 하부 중앙에 연직하게 결합되는 회전축(310a)과 상기 회전축(310a)에 축결합되는 전기모터(310b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 세정 시스템.
- 초음파 발진하는 진동부(120)와,정제된 유리질 고체물질 및 금속물질로 이루어지고, LCD 패널(2200)과 소정 간극을 갖도록 배치되는 제 1진동로드(111)와,상기 제 1진동로드(111)가 상기 진동부(120)에 대해 횡파모드로 대응하는 지향성을 갖고 배치되도록 상기 진동부(120)와 결합되어 상기 횡파모드 대비 종파모드로 진동하고, 일단에서 상기 종파의 진폭 대비 응력의 절대값이 최대 또는 최소가 되는 길이를 갖으며, 상기 일단에 상기 제 1진동로드(111)의 측부 중앙이 수직 조합되는 제 2진동로드(112)와,상기 초음파 발진에너지를 상기 제 2진동로드(112)에 전달하고 상기 진동부(120)를 냉각시키도록 상기 진동부(120)에 포함되고, 상기 초음파 발진의 전달기점에 배치되어 상기 제 2진동로드(112)의 타단에 연결되는 냉각모듈(130)을 포함하는 초음파 세정장치(100);상부에 상기 LCD 패널(2200)이 안치되고, 상기 소정 간극을 유지시키면서 상기 제 1진동로드(111)에 대해 상기 LCD 패널(2200)을 이송시키는 구동수단;상기 LCD 패널(2200)의 상부 및 하부로 세정액이 분사/도포되도록 대응하는 위치로 상기 구동수단의 상부 및 하부에 각각 배치되는 제 1세정액 분사기(410) 및 제 2세정액 분사기(420);를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 세정 시스템.
- 제 26항에 있어서, 상기 진동부(120)는,상기 냉각모듈(130)의 타측에 결합되는 압전소자(140)와,상기 냉각모듈(130) 및 압전소자(140)가 수용되고 상기 제 2진동로드(112)가 내부로 인입될 수 있도록 일측이 개방된 케이스(150)와,상기 개방된 일측에 결합되고 상기 제 2진동로드(112)가 통과될 수 있도록 중앙이 개방된 덮개(160) 및상기 제 2진동로드(112)의 외주연을 지지하도록 상기 덮개(160)의 개방된 내주연에 배치되는 오링(160a)을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 세정 시스템.
- 제 27항에 있어서, 상기 냉각모듈(130)이 수냉될 수 있도록 상기 케이스(150)의 측부에는 상기 냉각모듈(130)의 배치위치에 대응하여 냉각수의 유입/유출을 위한 제 1관로(150a) 및 제 2관로(150b)가 각각 관통 형성되고,상기 각 관로(150a,150b)로 유입되는 냉각수를 수용하고 순환시키도록 상기 각 관로(150a,150b)와 연결되고 상기 냉각모듈(130)의 주변으로 상기 케이스(150)의 내벽에 형성되는 환형 순환로(150c)가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 초음파 세정 시스템.
- 제 28항에 있어서, 상기 순환로(150c)에 수용된 냉각수의 유출을 방지하도록 상기 순환로(150c)를 중심으로 상기 내벽과 냉각모듈(130) 사이에는 대향 배치되는 한 쌍의 수밀패킹(151)이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 초음파 세정 시스템.
- 제 26항에 있어서, 상기 각 진동로드(111,112)는 일체형 구조인 것을 특징으로 하는 초음파 세정 시스템.
- 제 30항에 있어서, 상기 제 2진동로드(112)는 상기 냉각모듈(130)과 일체형 구조인 것을 특징으로 하는 초음파 세정 시스템.
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- 제 26항에 있어서, 상기 각 진동로드(111,112)는 대접하는 부위가 서로 접합 결합되는 구조인 것을 특징으로 하는 초음파 세정 시스템.
- 제 33항에 있어서, 상기 제 2진동로드(112)는 상기 냉각모듈(130)과 일체형 구조인 것을 특징으로 하는 초음파 세정 시스템.
- 제 33항에 있어서, 상기 제 2진동로드(112)는 상기 냉각모듈(130)과 접합 결합되는 것을 특징으로 하는 초음파 세정 시스템.
- 제 26항에 있어서, 상기 각 진동로드(111,112) 및 냉각모듈(130)은, 석영, 유리질 카본을 포함하는 유리질 고체물질군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 초음파 세정 시스템.
- 제 26항에 있어서, 상기 각 진동로드(111,112) 및 냉각모듈(130)은, 스테인레스, 티타늄, 알루미늄을 포함하는 금속물질군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 초음파 세정 시스템.
- 제 26항에 있어서, 상기 구동수단은, 상부에 안치되는 상기 LCD 패널(2200)을 이송시키는 다수의 회전롤러(320b)와, 상기 각 회전롤러(320b)의 양측에서 배치되고 상기 각 회전롤러(320b)를 지지하도록 축결합되는 한쌍의 프레임(320a)을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 세정 시스템.
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