KR100776314B1 - 기판 세정 장치 - Google Patents

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KR100776314B1
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오이카와후미토시
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가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼
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Abstract

본 발명은 기판의 끝 단면 및/또는 베벨면을 간단하고 효과적인 방법으로 스크럽-세정하는 기판 세정 장치를 제공한다. 이 장치는 기판의 외주를 잡고 기판을 회전시키기 위한 복수의 회전 가능한 기판 회전 롤러(12, 14), 기판의 끝 단면 및/또는 베벨면과 접촉하여 끝 단면 및/또는 베벨면을 스크럽-세정하는 세정 부재(52)를 가진 회전 가능한 세정 롤러(48), 및 상기 세정 롤러(48)를 회전시키기 위해 기판 회전 롤러(14)의 회전력을 세정 롤러(48)에 전달하기 위한 동력 전달 기구(64)을 포함한다.

Description

기판 세정 장치{SUBSTRATE CLEANING APPARATUS}
도 1은 본 발명에 따른 제 1실시예의 기판 세정 장치를 나타내는 평면도이고;
도 2는 도 1의 A-A선에 따라 취해진 단면도이고;
도 3은 도 1의 B-B선에 따라 취해진 단면도이고;
도 4는 도 1의 화살표 C로 표시된 방향에서 본 단편도이고;
도 5는 도 1의 화살표 D로 표시된 방향에서 본 단편도이고;
도 6은 기판 세정 장치의 부분 평면도인데, 각각의 6(a) 및 6(b)는 기판에 대한 세정 부재의 미는 힘의 양이 힘 조정 기구를 통해 다르게 조정된 상이한 상태를 나타내는 기판 세정 장치의 부분 평면도이고;
도 7은 본 발명에 따른 제 2실시예의 기판 세정 장치를 나타내는 평면도이고;
도 8은 본 발명에 따른 제 3실시예의 기판 세정 장치의 주요 구성요소를 나타내는 평면도이고;
도 9는 도 8의 동력 전달 기구를 설명하기 위해 제공된 도이고;
도 10은 각각의 10(a) 및 10(b)가 서로 다른 실시형태를 나타내는 세정 부재의 접촉 위치 조정 기구를 나타내는 단면도이고;
도 11은 본 발명에 따른 제 4실시예의 기판 세정 장치를 나타내는 평면도이고;
도 12는 도 11의 기판 세정 장치의 세정액 노즐을 나타내는 측면도이다.
본 발명은 기판 세정 장치에 관한 것으로, 특히, 고도의 청정도가 필요한 반도체 기판, 유리 기판 또는 액정 패널과 같은 기판의 끝 단면 및/또는 베벨면에 부착되는 입자들을 간단하고 효과적으로 닦아 제거하는 기판 세정 장치에 관한 것이다.
최근, 반도체 장치가 더 조밀하게 채워짐에 따라, 반도체 기판상의 회로 내 배선은 더 고도로 집적되고, 와이어들 사이의 거리는 줄어들고 있다. 특히, 와이어 간의 거리가 0.5㎛ 이하인 광학 리소그래피에서는, 초점 심도가 얕아 스텝퍼의 이미지 형성면 상에 고도의 편평도가 요구된다. 또한, 만약 기판상의 와이어들 간의 거리보다 더 큰 직경의 입자가 존재하면, 그것이 와이어 등의 사이에서 단락 등의 문제를 야기할 수 있으므로, 기판 공정에서는 편평화 뿐만 아니라 청정도를 얻는 것도 중요하다. 마스크 등에 사용되는 유리 기판이나 액정 패널 등에 사용되는 기판을 가공하기 위한 공정에서 이러한 상황은 일반적일 수 있다. 이들 요구사항이 반도체 기판 등으로부터 서브-미크론 입자를 제거하기 위한 세정 기술의 필요를 증가시키고 있다.
예를 들어, 폴리싱된 반도체 기판에 대해 고도의 청정도를 얻기 위한 방법으로서, 브러시, 스폰지 등으로 구성된 세정 본체가 기판을 문지르는 스크럽-세정; 및 기판을 세정하기 위하여 캐비테이션(cavitation)에 의한 공기방울을 발생시키도록 고압 액체(고속 제트 흐름)가 기판 쪽으로 분사되는 캐비테이션-제트 세정을 포함한 다양한 방법들이 제안되어 왔다.
그러나, 상술한 종래 기술과 관련된 문제점은, 기판의 표면은 고도의 청정도로 세정될 수 있더라도, 기판의 끝 단면 및/또는 베벨면은 효과적으로 세정될 수 없어, 결과적으로 기판의 끝 단면 및/또는 베벨면에 제거되지 않고 남아있는 입자들이 기판의 표면에 들러붙을 수 있다는 것이다.
상술한 상황을 고려하여, 본 발명은 기판의 끝 단면 및/또는 베벨면을 간단하고도 효과적인 방법으로 스크럽-세정하는 기판 세정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제 1실시형태는 기판의 외주를 잡고 기판을 회전시키기 위한 복수의 기판 회전 롤러; 기판의 끝 단면 및/또는 베벨면과 접촉하여 그 끝 단면 및/또는 베벨면을 스크럽-세정하는 세정 부재를 가진 회전 가능한 세정 롤러; 및 상기 세정 롤러를 회전시키기 위해 기판 회전 롤러 중 하나 이상의 롤러의 회전력을 세정 롤러에 전달하기 위한 동력 전달 기구를 포함하는 기판 세정 장치를 제공한다.
이로써 세정 롤러는 기판을 회전시키기 위한 기판 세정 롤러의 회전과 관련하여 회전되어, 세정 롤러를 위해 따로 제공되는 임의의 별도 구동 동력 공급원 없이도, 기판의 끝 단면 및/또는 베벨면을 세정한다. 또한, 기판의 끝 단면 및/또는 베벨면을 세정하기 위한 기능이 독립적으로 수행되도록 설계되었기 때문에, 또한 이 기능은 통상적으로 사용되어온 롤러-스폰지형 등의 세정 장치에 쉽게 추가될 수 있고, 고속으로 회전시켜 기판을 세정할 때에도 장애가 되지 않는다.
본 발명의 제 2실시형태는 동력 전달 기구가 세정 부재의 회전 주변 속도와 기판의 회전 주변 속도 사이에 상대적인 속도 차가 있도록 회전 전달비가 설정되는, 본 발명의 제 1실시형태에 따른 기판 세정 장치를 제공한다. 이러한 방식으로, 세정 부재의 회전 주변 속도와 기판의 회전 주변 속도 사이에 속도 상대차를 발생시킴으로써 효과적인 방법으로 기판의 끝 단면 및/또는 베벨면으로부터 입자들이 세정된다.
본 발명의 제 3실시형태는 기판 세정 장치가 기판과 접촉하게 되는 세정 부재의 표면에 대해 세정액을 분사하기 위한 세정 노즐을 더 포함하는, 본 발명의 제 1 또는 제 2 실시형태 중 어느 하나에 따른 기판 세정 장치를 제공한다. 이 구성에 의해, 입자를 제거하기에 적합한 초순수 또는 화학약품과 같은 세정액이 세정 노즐로부터 세정 부재 및 기판의 끝 단면 및/또는 베벨면에 공급될 수 있다.
본 발명의 제 4실시형태는 기판 세정 장치가 기판의 끝 단면 및/또는 베벨면에 대한 세정 부재의 힘을 조정하기 위한 힘 조정 기구를 더 포함하는, 본 발명의 제 1 내지 제 3실시형태 중의 어떤 하나에 따른 기판 세정 장치를 제공한다. 이로써, 세정 롤러는 임의의 위치로 쉽게 조정될 수 있어, 세정 부재의 세정 능력 및 마모의 견지에서 힘을 최적화할 수 있다.
본 발명의 제 5실시형태는 세정 롤러가 스윙 가능한 스윙 암의 자유단에서 회전 가능하게 지지되며, 스윙 암이 세정 부재를 기판의 끝 단면 및/또는 베벨면과 접촉하게 하는 방향으로 편향되는 본 발명의 제 1 내지 제 3실시형태 중의 어느 하나에 따른 기판 세정 장치를 제공한다. 이로써, 편평한 배향부를 가진 기판의 편평한 배향부의 끝 단면 및/또는 베벨면은 기판의 회전 속도에 대응하는 적당한 편향력을 스윙 암에 가함으로써 세정될 수 있다.
본 발명의 제 6실시형태는 기판 세정 장치가 세정 부재의 수직 방향에서 기판과의 세정 부재의 접촉-위치를 조정하기 위한 접촉-위치 조정 기구를 더 포함하는, 본 발명의 제 1 내지 제 5실시형태 중의 어느 하나에 따른 기판 세정 장치를 제공한다. 이로써, 세정 부재를 마모량에 따라 적당한 거리로 높이 방향으로 이동시킴으로써, 세정 부재를 그것의 수직 방향에서 전체 폭에 걸쳐 효과적으로 활용되도록 하여 세정 부재를 경제적인 방법으로 사용할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태는 이제 첨부된 도면을 참조로 설명될 것이다.
도 1 내지 도 6은 본 발명에 따른 제 1실시예의 기판 세정 장치(1)를 나타내고, 여기서 이 기판 세정 장치는 서로 근접하거나 멀어지기 위해 수평적으로 이동할 수 있도록, 각각 앞쪽 또는 뒤쪽 (또는 왼쪽 또는 오른쪽)에 위치한 한 쌍의 지지 기부(10, 10)를 포함하고, 각각의 지지 기부(10, 10)는 자유롭게 회전하도록 한 쌍의 회전 롤러(12 및 14)를 작동적으로 지지하고, 각각의 회전 롤러(12 및 14)는 웨이퍼(W)의 외주와 외접하는 소정 위치 내에 배치되는 것을 특징으로 한다. 또한, 각각의 지지 기부(10, 10)에는 기판 회전 기구(16)가 장착되어, 기판(W)을 회전시키기 위해 동기되어 서로 동일한 방향으로 그 위에 배열된 한 쌍의 기판 회전 롤러(12 및 14)를 회전시킨다.
이 기판 회전 기구(16)(도 2)는 서보-모터(18)를 가지며, 제 1 타이밍 벨트(26)는 서보-모터(18)의 출력 축에 고정적으로 부착된 제 1 구동 풀리(20)와 일 기판 회전 롤러(12)의 회전축의 하단에 고정적으로 부착된 제 1 피동 풀리(24)를 연결시키기 위해 그 사이로 연장된다. 또한, 제 2 타이밍 벨트(34)는 일 기판 회전 롤러(12)의 회전축(22)의 길이 방향을 따라 중간 위치에 고정적으로 부착된 제 2 구동 풀리(28)와 다른 기판 회전 롤러(14)의 회전축(30)의 하단에 고정적으로 부착된 제 2 피동 풀리(32)를 연결시키기 위해 그 사이로 연장된다. 상기 제 2 타이밍 벨트(34)에, 제 2 타이밍 벨트(34)의 인장력을 조정하는 장력 풀리(36)가 적용된다.
상기 기구에서, 일 기판 회전 롤러(12)는 자유롭게 회전하도록 베어링 (38 및 40)(도 3 참조)에 의해 지지된 회전축(22)의 상단에 연결된 반면, 다른 기판 회전 롤러(14)는 자유롭게 회전하도록 베어링(40)(도 3 참조)에 의해 지지된 회전축(30)의 상단에 일체로 연결된다.
이 구성에서, 서보-모터(18)가 구동되기 시작하면, 일 기판 회전 롤러(12)는 제 1 타이밍 벨트(26)를 통해 회전축(22)과 함께 회전되고, 따라서, 회전축(22)의 회전과 연관되어 다른 기판 회전 롤러(14)가 제 2 타이밍 벨트(34)를 통해 동일한 방향으로 일 기판 회전 롤러(12)와 동기화되도록 회전축(30)과 함께 회전한다.
기판 회전 롤러(12 및 14) 각각의 상부에는, 기판을 잡기 위해 형성된 그리핑(gripping) 홈(12a 및 14a)이 있고, 그 안에 기판(W)의 외주가 삽입되고, 여기서 기판(W)은 기판 회전 롤러(12 및 14)에 의해 둘러싸인 소정 위치에 놓이고; 한 쌍의 지지 기부(10, 10)가 각각 서로 근접하는 방향으로 이동함으로써 기판(W)의 외주가 그리핑 홈(12a 및 14a)에 잡히고; 이 상태에서, 서로 동시에 같은 방향으로 기판 회전 롤러(12 및 14)를 회전시킴으로써 기판이 회전하는 반면; 한 쌍의 지지 기부(10, 10)가 각각 서로 멀어지는 방향으로 이동함으로써 기판(W)이 잡힌 상태에서 풀려난다.
또한, 스크럽-세정을 위한 한 쌍의 세정 부재(42)는 기판 회전 롤러(12 및 14)에 의해 잡힌 기판(W)의 상부 및 하부에 작동적으로 배치되어, 위아래로 이동하고, 자유롭게 회전하며, 각각의 세정 부재는 예를 들어, 기판(W)의 직경을 따라 전장으로 연장되는 신장된 원통형 롤 스폰지 등으로 구성된다. 세정액은 노즐 "N"에 의해 각각 상부 및 하부로부터 세정 부재(42, 42)의 근처에 공급된다. 따라서, 기판(W)이 상기 방법에서 예를 들어, 100 r.p.m.의 회전 속도로 회전하는 상태에서, 기판(W)은 세정 부재(42, 42)를 그들 각각의 축 상에서 회전시키면서, 세정 부재(42, 42)를 기판의 각각의 표면과 접촉시킴으로써 윗면 및 아랫면의 모든 영역에 걸쳐 스크럽-세정될 수 있다.
본 실시예에 따른 기판 세정 장치에는 상기한 바와 같은 기판의 윗면 및 아랫면에 스크럽-세정을 적용하는 기능에 추가하여, 기판(W)의 끝 단면 및/또는 베벨면에 스크럽-세정을 적용하는 하기의 기구가 더 제공된다.
즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 세정 롤러 이송 기부(44)는 하나의 지지 기부(10) 상에 배열되고, 세정 롤러(48)는 이송 기부(44)에 수직으로 설치된 지지봉(46) 상의 베어링(50)을 통해 회전 가능하게 지지된다. 또한, 예를 들어, 스폰지 등으로 만들어진 링 형상의 세정 부재(52)는, 기판(W)이 기판 회전 롤러(12 및 14)에 의해 잡힐 때, 기판(W)의 끝 단면 및/또는 베벨면이 접촉하게 되는 위치인 그것의 상부에서 소정 위치에서 세정 롤러(48)에 고정적으로 부착된다. 세정 부재(52)는 기판(W)의 끝 단면 및/또는 베벨면과 접촉하여 그것에 붙어있는 입자들을 제거하도록 스크럽-세정을 수행한다.
지지 기부(10)에는 기판의 직경 방향을 따라 연장된 안내 슬롯(10a)이 제공되고, 이 안내 슬롯(10a)과 짝을 이루도록 볼록부(44a)는 세정 롤러 이송 기부(44)의 저면에 배열된다. 또한, 세정 롤러 이송 기부(44) 옆에는 너트(56)가 부착된 브래킷(57)이 수직으로 설치되어, 안내 슬롯(10a)과 평행으로 연장하는 힘 조정 볼트(54)를 가진 나사에 의해 맞물리게 되고, 힘 조정 볼트(54)의 선단부와 맞물리는 암 나사부를 포함하는 가압구(58)는 세정 롤러 이송 기부(44)에 수직으로 설치된다. 여기서, 힘 조정 볼트(54)는 다양한 피치로 가압구(58) 내에 배치된 암 나사부 및 너트(56)와 맞물리게 조정되어, 기판(W)에 대한 세정 부재(52)의 힘을 조정하기 위한 힘 조정 기구를 구성한다.
이 실시예에서, 힘 조정 볼트(54)가 도 3에 도시된 상황(세정 부재(52)와 기판(W)과의 오버랩이 1mm임)에서 조이는 방향으로 회전함에 따라, 가압구(58)에 배열된 암 나사부와 너트(56) 사이의 피치 차이로 인해, 세정 롤러 이송 기부(44)는 안내 슬롯(10a) 및 볼록부(44a)에 의해 기판(W)으로부터 멀리 이동되어, 도 6(a)에 나타난 바와 같은 상황(세정 부재(52)와 기판(W)과의 오버랩이 0mm임)이 되는 반면, 힘 조정 볼트(54)가 풀리는 방향으로 회전함에 따라, 가압구(58)에 배열된 암 나사부와 너트(56) 사이의 피치 차이로 인해, 세정 롤러 이송 기부(44)는 안내 슬롯(10a) 및 볼록부(44a)에 의해 기판(W)에 근접하게 이동되어, 도 6(b)에 나타난 상황(세정 부재(52)와 기판(W)과의 오버랩이 3mm임)이 된다.
여기서, 세정 롤러 이송 기부(44)는 두 개의 멈춤 볼트(62)에 의해 지지 기부(10)에 설치되고, 안내 슬롯(10a)과 평행으로 연장된 늘임 구멍(44b)은 각각의 멈춤 볼트(62)가 관통하는 각 위치에서 세정 롤러 이송 기부(44)에 형성된다. 따라서, 세정 롤러 이송 기부(44)의 위치를 상술한 바와 같이 힘 조정 볼트(54)를 회전시킴으로써 조정하면, 멈춤 볼트는 처음에는 풀리고 조정된 후에는 조여져, 이 작업이 방해되지 않고, 세정 롤러 이송 기부(44)가 지지 기부(10) 상에 고정된다.
세정 롤러(48)는 기판 회전 롤러(14)의 회전과 연관되어 동력 전달 기구(64)를 통해 회전하도록 조정된다. 즉, 이 실시예에서, 기판 회전 롤러(14)의 외주면은 우레탄 등과 같이 마찰 계수가 큰 재료로 만들어진 구동 마찰 링(66)과 알맞게 부착되고, 세정 롤러(48)의 외주면도 구동 마찰 링(66)에 대응하는 높이에서 우레탄 등과 같이 마찰 계수가 큰 재료로 만들어진 피동 마찰 링(68)과 알맞게 부착된다. 또한, 중간 롤러(70)가 기판 회전 롤러(14)와 세정 롤러(48) 사이에 회전 가능하게 지지 및 배치되고, 우레탄 등과 같이 마찰계수가 큰 재료로 만들어진 중간 마찰 링(69)이 구동 마찰 링(66) 및 피동 마찰 링(68) 모두와 압착되도록 구동 마찰 링(66)에 대응하는 높이의 위치에서 중간 롤러(70)의 외주면에 부착된다. 이들 구성요소는 구성요소들 사이의 마찰력을 이용하는 동력 전달 기구(64)를 구성하고, 세정 롤러(48)는 기판 회전 롤러(14)가 회전할 때 중간 롤러(70)를 통해 기판 회전 롤러(14)와 같은 방향으로 회전하도록 구동된다.
여기서, 세정 부재(52)의 회전 주변 속도와 기판(W)의 회전 주변 속도 사이의 상대적인 속도 차를 발생시키기 위해, 기판 회전 롤러(14)의 그리핑 홈(14a)의 직경(d1) 및 세정 부재(52)의 직경(d2)은 그들 사이의 비율이 1이 아닌 값(d1/d2 ≠1)을 가지도록 결정된다. 이와 같은 방식으로, 세정 부재(52)의 회전 주변 속도와 기판(W)의 회전 주변 속도 사이의 상대적인 속도 차가 생기면, 기판(W)의 끝 단면 및/또는 베벨면이 세정 부재(52)에 의해 효과적으로 스크럽-세정되어 그 위에 붙은 입자들이 제거된다.
또한, 중간 롤러(70)는 중간 롤러 이송 기부(72)에 수직으로 설치된 지지봉(74) 상의 베어링(76)을 통해 회전 가능하게 지지된다. 또한, 위치 조정 볼트(78)가 관통하는 브래킷(80)은 중간 롤러 이송 기부(72)의 외부의 위치에 수직으로 설치되는 반면, 위치 조정 볼트(78)와 나사를 통해 맞물리는 암나사가 형성된 가압구(82)는 중간 롤러 이송 기부(72)에 수직으로 설치된다. 이 구성에 의해, 위치 조정 볼트(78)가 조이는 방향으로 회전함에 따라 중간 롤러 이송 기부(72)가 바깥쪽으로 이동될 수 있고, 이와 반대로, 위치 조정 볼트(78)가 풀리는 방향으로 회전함에 따라 중간 롤러 이송 기부(72)는 안쪽으로 이동될 수 있어, 구동 마찰 링(66) 및 피동 마찰 링(68)에 대한 중간 마찰 링(69)의 미는 힘(마찰력)이 조정될 수 있다.
따라서, 기판(W)에 대한 세정 부재(52)의 힘이 상술한 바와 같이 힘 조정 기구(60)에 의해 조정되는 경우에도, 구동 마찰 링(66) 및 피동 마찰 링(68)에 대한 중간 마찰 링(69)의 마찰력은 구동 마찰 링(66) 및 피동 마찰 링(68)에 대한 중간 마찰 링(69)의 미는 힘을 조정함으로써 과부족을 방지할 수 있다.
여기서, 중간 롤러 이송 기부(72)는 두 개의 멈춤 볼트(84)로 지지 기부(10)에 설치되고, 각각의 멈춤 볼트(72)가 관통하는 각각의 위치에서 위치 조정 볼트(78)와 평행으로 신장된 늘임 구멍(72a)은 중간 롤러 이송 기부(84)에 형성된다. 그것에 의하여, 상술한 바와 같이 위치 조정 볼트(78)를 회전시킴으로써 중간 롤러 이송 기부(72)의 위치를 조정하려면, 처음에는 멈춤 볼트(84)를 풀어 주어야 하고 조정이 완료된 후에는 조여야 하며, 그리하여 이 작업이 방해되지 않고, 중간 롤러 이송 기부(72)가 지지 기부(10) 상에 고정되어진다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 기판 세정 장치에 따르면, 우선 그리핑 홈(12a 및 14a)으로 기판(W)의 외주 부분을 잡기 위해 한 쌍의 지지 기부(10, 10)가 서로 근접한 다음; 이 상태에서, 기판 회전 롤러(12 및 14)가 기판(W)을 회전시키기 위하여 서로 동시에 같은 방향으로 회전할 때, 세정 롤러(48)가 동력 전달 기구(64)를 통해 회전하고; 이것에 의해, 세정 부재(52)의 회전 주변 속도와 기판(W)의 회전 주변 속도 사이에 발생한 상대적인 속도 차가 기판(W)의 끝 단면 및/또는 베벨면이 효과적인 방법으로 이들 면과 접촉한 세정 부재에 의해 스크럽-세정되는 것을 도와주는 방식으로, 기판의 끝 단면 및/또는 베벨면이 세정 부재(52)에 의해 효과적으로 스크럽-세정될 수 있다. 이런 조건 하에서, 세정 부재(42)를 각 축 상에서 회전시키고 세정 부재(42)를 기판(W)에 접촉시킴으로써, 스크럽-세정은 기판(W)의 윗면 및 아랫면의 모든 영역에 걸쳐 이루어질 수 있으며, 끝 단면 및/또는 베벨면이 간단하고 효과적으로 스크럽-세정되도록 한다.
세정 작업이 완료된 후에는, 기판(W)의 회전을 정지시키기 위해 기판 회전 롤러(12 및 14)의 회전이 정지되고, 지지 기부(10, 10) 쌍의 각각은 서로 멀어지게 이동되어, 기판(W)은 잡힌 상태에서 벗어나고, 여기서, 기판 회전 롤러(12 및 14)의 회전이 정지되면, 세정 롤러(48)의 회전도 자동으로 정지된다.
도 7은 본 발명의 제 2실시예에 따른 기판 세정 장치를 나타내며, 세정 노즐(86)은 기판(W)에 접촉되는 세정 부재(52) 면 쪽으로 세정액을 분사하기 위하여 세정 롤러(48) 옆에 배열된다. 제 2실시예의 나머지 구성은 제 1실시예에서와 동일하다. 이 실시예에 따르면, 세정 부재(52)와 기판(W)의 끝 단면 및/또는 베벨면 사이의 노즐(86)로부터 초순수 또는 화학약품과 같은 세정액을 공급하여 기판에 붙은 입자들을 효과적으로 제거할 수 있다. 초음파가 가해진 순수가 세정 노즐(86)로부터 공급될 수도 있다는 것도 주목된다.
도 8 및 9는 본 발명의 제 3실시예의 기판 세정 장치를 나타내며, 여기에는 스윙 암(90)이 제공되고, 세정 롤러(48)는 스윙 암(90)의 자유단에 회전 가능하게 지지되고, 스윙 암(90)은 스프링(92)에 의해 기판(W) 쪽으로 편향되고, 마찰력 및 벨트가 동력 전달 기구(94)로 사용된다.
즉, 회전 부품(96)은 자유롭게 회전하도록 기판 회전 롤러(14) 옆에 동작하도록 배열되고, 회전 요소가 기판 회전 롤러(14)의 회전과 연관되어 회전되도록 기판 회전 롤러(14)의 외주면에 압착되고, 스윙 암(90)의 기부 단부는 아래위로 움직이지 않도록 회전 부품(96)의 회전축(98)에 의해 약간의 틈을 갖고 알맞게 지지되는 반면, 세정 롤러(48)는 스윙 암(90)의 자유단에 회전 가능하게 지지된다. 스윙 암(90)은 하나의 단위체로 회전 부품(96)과 함께 회전하는 구동 회전 디스크(100)와 압착되는 피동 회전 디스크(102)를 회전 가능하게 지지하여, 구동 회전 디스크(100)가 회전함에 따라 회전하고, 타이밍 벨트(108)는 하나의 단위체로 피동 회전 디스크(102)와 함께 회전하는 구동 풀리(104)와 세정 롤러(48)의 외주면에 부착된 피동 풀리(106) 사이로 연장하여 이들을 연결하고, 이로써, 동력 전달 기구(94)가 구성된다.
즉, 기판 회전 롤러(14)가 회전함에 따라, 회전 부품(96)이 회전하고, 회전 부품(96)의 회전은 한 쌍의 회전 디스크(100 및 102)에 전달되어, 구동 풀리(104)를 회전시킨 후, 타이밍 벨트(108)를 통해 세정 롤러(48)에 부착된 피동 풀리(106)에 전달되어, 결국 세정 롤러(48)가 회전한다. 이와 반대로, 스윙 암(90)은 스프링(92)의 탄성력에 의해 기판(W) 쪽으로 편향되고, 그것의 외주면에 부착된 세정 부재(52)(도 3 참조)는 기판(W)의 끝 단면 및/또는 베벨면과 접촉하게 된다.
본 실시예에 따르면, 기판(W)의 회전 속도에 대해 적당한 편향력을 스프링(92)으로 스윙 암(90)에 적용함으로써, 편평한 배향부(O)를 가진 기판(W)의 편평한 배향부(O)의 끝 단면 및/또는 베벨면도 세정될 수 있다.
다음에, 세정 작업이 완료된 후, 기판(W) 및 세정 롤러(48)의 회전을 정지시키기 위해 기판 회전 롤러(12 및 14)의 회전은 정지되고, 지지 기부(10, 10) 쌍의 각각은 서로 멀어지게 이동되어, 기판(W)을 잡힌 상태에서 벗어나게 하고, 동시에 하나의 집합 단위체로서 회전 부품 이송 기부(72'), 지지봉(74') 및 베어링(76')과 함께 스윙 암(90)을 바깥쪽으로 이동시켜, 세정 부재(52)(도 3 참조)와 기판(W)의 끝 단면 및/또는 베벨면과의 접촉 맞물림을 풀 수 있다.
여기서, 도 10(a) 및 10(b)에 나타낸 바와 같이, 접촉 위치 조정 기구(112)는 외주면에 세정 부재(52)가 갖춰진 세정 롤러(48)와 세정 롤러(48)를 지지하기 위한 세정 롤러 지지체(110) 사이에 배치되어, 기판(W)에 대한 세정 부재(52)의 접촉 위치를 수직으로 조정할 수 있다.
즉, 도 10(a)에 나타낸 구성에서, 막대형 부분(114)은 세정 롤러(48)의 하부에 제공되고, 막대형 부분(114)의 수직 방향으로 특정 피치로 횡방향으로 관통하여 형성된 다수의 관통-구멍(114a)을 포함하고, 막대형 부분(114)은 세정 롤러 지지체(110)에 형성된 중심 구멍(110a)으로 삽입되고, 볼트(116)가 나사에 의해 세정 롤러 지지체(110)와 알맞게 결합되도록 막대형 부분(114)의 원하는 관통-구멍(114a)을 통해 삽입되어, 접촉 위치 조정 기구(112)를 구성한다. 또한, 도 10(b)는 다른 구성을 보여주는데, 여기서 수나사가 세정 롤러(48)의 하부에 제공된 막대형 부분(114) 상에 형성되고, 수나사와 맞물리는 암나사는 세정 롤러 지지체(110)에 형성된 중심 구멍(110a)에 각각 형성되고, 또한 이중 너트(118)가 세정 롤러(48)의 하부에 제공된 막대형 부분(114)의 수나사와 맞물려, 접촉 위치 조정 기구(112)를 구성한다.
따라서, 기판(W)과의 세정 부재(52)의 접촉 위치를 이의 수직 방향에서 조정하기 위한 접촉 위치 조정 기구(112)를 제공하고, 이의 마모에 따라 수직으로 변위되는 세정 부재(52)를 사용함으로써, 세정 부재(52)의 모든 폭이 그것의 수직 방향을 따라 효과적으로 활용될 수 있으므로, 세정 부재(52)는 경제적인 방법으로 사용될 수 있다.
도 11 및 12는 각각 본 발명의 제 4실시예에 따른 기판 세정 장치(1) 및 초음파 세정액 노즐(96)을 나타낸다. 도 11 및 12에 나타낸 장치에서, 도 1 내지 10에 대응하는 각각의 구성요소들은 동일한 참조 번호로 표시하며, 따라서 중복 설명은 생략한다. 도 11의 기판 세정 장치(1)는 스크럽 세정 및 초음파 세정을 동시에 수행하며, 스크럽 세정에서는, 세정 롤러(48)의 세정 부재(52)가 기판(W)의 끝 단면(8) 및/또는 베벨면과 접촉하여 스크럽-세정을 수행하는 반면, 초음파 세정에서는, 세정액(88)이 초음파 세정액 노즐(96)로부터 분사되어 기판(W)의 끝 단면(8)에 부딪친다. JP-A-2001-53047(일본 미심사 특허 출원)에 개시된 바와 같이, 초음파 노즐(96)은 오목부를 가진 기판 표면을 세정하는데 유용하다. 도 11에 나타낸, 초음파 세정과 스크럽 세정을 동시에 수행하는 기판 세정 장치(1)는 기판을 단시간에 완전히 세정한다.
도 11 및 12에 나타낸 바와 같이, 초음파 세정액 노즐(96)은 노즐 중심축 라인(제트 흐름축 라인)(87)이 중심점(P)을 통해 지나가도록 기판(W)의 끝 단면(8)에 수직 방향으로 연장될 수 있도록 위치되고, 윗면 및 아랫면 모두에 대해 초음파로 진동되는 세정액을 동시에 공급한다. 기판(W)의 윗면 및 아랫면은 기판의 중심 라인을 따라 배치된 롤러 브러시(42)(도 1 및 2 참조)의 스크러빙 작용 및 기판(W)의 윗면 및 아랫면에 공급되는 초음파 세정액(88)에 의해 세정될 수 있다.
기판의 베벨부 세정은 세정 롤러(48)의 스폰지(52)의 스크러빙 작용 및 초음파 세정액(88)의 세정 작용에 의한 세정 효과에 있어서 명백히 개선될 수 있다. 도 11의 단일 세정액 노즐(96) 대신하여, 기판(W)의 윗면 및 아랫면에 각각 배치된 도 2의 두 개의 초음파 세정액 노즐(N)을 통해 기판의 윗면 및 아랫면에 세정액을 공급할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 세정 롤러는 기판을 회전시키기 위한 기판 회전 롤러가 회전함에 따라 회전할 수 있으므로, 세정 롤러에 별도로 요구되는 분리된 구동원 없이도 기판의 끝 단면 및/또는 베벨면이 세정될 수 있다. 또한, 끝 단면 및/또는 베벨면을 독립적으로 세정하는 기능을 제공함으로써, 이 기능은 산업상 전통적 그리고 통상적으로 사용되는 롤러 스폰지 세정 장치 등에 쉽게 추가될 수 있으며, 그리하여 맞춤 규격 또는 개조대로 기능이 추가되는 경우에 대처하기 위하여 간단한 리모델링만으로 수행될 수 있으며, 또한 이 기능은 고속으로 기판을 회전시켜 기판을 세정할 때에도 장애가 되지 않는다.

Claims (19)

  1. 삭제
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  3. 삭제
  4. 기판의 외주를 잡고 상기 기판을 회전시키기 위한 복수의 기판 회전 롤러;
    상기 기판의 끝 단면 또는 베벨면과 접촉하여 상기 끝 단면 또는 상기 베벨면을 스크럽-세정하도록 하는 세정 부재를 가진 회전 가능한 세정 롤러;
    상기 세정 롤러를 회전시키기 위해 상기 기판 회전 롤러 중 하나 이상의 롤러의 회전력을 상기 세정 롤러에 전달하기 위한 동력 전달 기구; 및
    상기 기판의 상기 끝 단면 또는 상기 베벨면에 대해 상기 세정 부재를 미는 양을 조정하기 위한 힘 조정 기구;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  5. 기판의 외주를 잡고 상기 기판을 회전시키기 위한 복수의 기판 회전 롤러;
    상기 기판의 끝 단면 또는 베벨면과 접촉하여 상기 끝 단면 또는 상기 베벨면을 스크럽-세정하도록 하는 세정 부재를 가진 회전 가능한 세정 롤러; 및
    상기 세정 롤러를 회전시키기 위해 상기 기판 회전 롤러 중 하나 이상의 롤러의 회전력을 상기 세정 롤러에 전달하기 위한 동력 전달 기구를 포함하고,
    상기 세정 롤러는 스윙 가능한 스윙 암의 자유단 상에 회전 가능하게 지지되고,
    상기 스윙 암은 상기 세정 부재를 상기 기판의 상기 끝 단면 또는 상기 베벨면과 접촉하게 하는 방향으로 편향되는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  6. 기판의 외주를 잡고 상기 기판을 회전시키기 위한 복수의 기판 회전 롤러;
    상기 기판의 끝 단면 또는 베벨면과 접촉하여 상기 끝 단면 또는 상기 베벨면을 스크럽-세정하도록 하는 세정 부재를 가진 회전 가능한 세정 롤러;
    상기 세정 롤러를 회전시키기 위해 상기 기판 회전 롤러 중 하나 이상의 롤러의 회전력을 상기 세정 롤러에 전달하기 위한 동력 전달 기구; 및
    상기 세정 부재의 높이 방향에서 상기 기판과 상기 세정 부재의 접촉 위치를 수직으로 조정하기 위한 접촉 위치 조정 기구;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  7. 삭제
  8. 제 4항에 있어서,
    상기 동력 전달 기구가 상기 세정 부재의 회전 주변 속도와 상기 기판의 회전 주변 속도 사이에 상대적인 속도 차가 있도록 설정된 회전 전달비를 갖는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  9. 제 5항에 있어서,
    상기 동력 전달 기구가 상기 세정 부재의 회전 주변 속도와 상기 기판의 회전 주변 속도 사이에 상대적인 속도 차가 있도록 설정된 회전 전달비를 갖는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 동력 전달 기구가 상기 세정 부재의 회전 주변 속도와 상기 기판의 회전 주변 속도 사이에 상대적인 속도 차가 있도록 설정된 회전 전달비를 갖는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  11. 제 4항에 있어서,
    상기 기판과 접촉하게 되는 상기 세정 부재의 표면에 대해 세정액을 분사하기 위한 세정 노즐을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  12. 제 5항에 있어서,
    상기 기판과 접촉하게 되는 상기 세정 부재의 표면에 대해 세정액을 분사하기 위한 세정 노즐을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  13. 제 6항에 있어서,
    상기 기판과 접촉하게 되는 상기 세정 부재의 표면에 대해 세정액을 분사하기 위한 세정 노즐을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  14. 제 4항에 있어서,
    상기 세정 롤러는 스윙 가능한 스윙 암의 자유단 상에 회전 가능하게 지지되고,
    상기 스윙 암은 상기 세정 부재를 상기 기판의 상기 끝 단면 및/또는 상기 베벨면과 접촉하게 하는 방향으로 편향되는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  15. 제 4항에 있어서,
    상기 세정 부재의 높이 방향에서 상기 기판과 상기 세정 부재의 접촉 위치를 수직으로 조정하기 위한 접촉 위치 조정 기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  16. 제 5항에 있어서,
    상기 세정 부재의 높이 방향에서 상기 기판과 상기 세정 부재의 접촉 위치를 수직으로 조정하기 위한 접촉 위치 조정 기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  17. 서로 접촉 이탈하는 방향으로 수평 이동이 자유로운 한 쌍의 지지 베이스(10, 10)와,
    상기 각 지지 베이스에 회전 자유롭게 지지되고, 상기 지지 베이스가 서로 근접하는 방향으로 이동하였을 때에 둘레 가장자리부를 파지홈(12a, 14a) 내에 삽입시켜 기판(W)을 파지하는 복수의 기판 회전용 롤러(12, 14)와,
    상기 기판 회전용 롤러를 동기하여 동일방향으로 회전시키고, 상기 기판 회전용 롤러로 파지한 기판을 회전시키는 기판 회전 기구(16)와,
    상기 지지 베이스의 한쪽에 회전 자유롭게 지지되고, 상기 기판 회전용 롤러로 기판을 파지하였을 때에 기판의 끝면 또는 베벨면에 접촉하여 기판의 회전에 따라 기판의 끝면 또는 베벨면을 스크럽세정하는 세정 부재(52)를 가지는 세정 롤러(48)를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 기판 회전용 롤러 중 적어도 하나의 롤러의 동력을, 중간 롤러(70)를 거쳐 상기 세정 롤러에 전달하고, 상기 세정 롤러를 기판 회전용 롤러와 동일방향으로 회전시키는 동력 전달 기구(64)를 가지는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 기판 회전용 롤러의 파지홈(12a, 14a)의 직경과 상기 세정 부재의 직경과의 비는, 1 이외로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
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