KR100930825B1 - 윈도우를 구비하는 세정장치 - Google Patents

Abstract

윈도우를 통한 약액 누설 및 윈도우에 세정액의 결로 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있는 세정장치가 개시된다. 세정장치의 윈도우는 챔버 벽을 기준으로 내측에 구비되는 제1 투명판, 상기 제1 투명판과의 사이에 캐비티가 형성되도록 상기 챔버 벽을 기준으로 외측으로 구비되는 제2 투명판, 상기 캐비티 내로 퍼지가스를 분사하는 제1 퍼지부 및 상기 챔버 내에 구비되고 상기 제1 투명판으로 퍼지가스를 분사하는 제2 퍼지부를 포함한다. 따라서, 윈도우에 이중으로 투명판을 구비하고, 투명판 내부 공간으로 퍼지가스를 제공함으로써 윈도우의 투명판 결합부를 통해 세정액이 누설되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 퍼지가스가 투명판에서의 세정액의 결로 현상을 방지함으로써 시야를 선명하게 확보할 수 있다.

세정장치, 윈도, 약액 누설

Description

윈도우를 구비하는 세정장치{APPARATUS FOR CLEANING SUBSTRATE HAVING WINDOW}

본 발명은 기판의 세정장치에 관한 것으로서, 세정공정을 육안으로 관찰이 가능하도록 하는 윈도우를 실링하는 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 소자는 기판, 예를 들어, 실리콘 웨이퍼를 이용하여 증착, 사진 및 식각 공정 등을 반복 수행함으로써 제조될 수 있다. 공정들을 거치는 동안 기판 상에는 각종 파티클, 금속 불순물, 유기 불순물 등과 같은 오염 물질이 잔존할 수 있다. 오염 물질은 반도체 소자의 수율 및 신뢰성에 악영향을 미치기 때문에, 반도체 제조시에는 기판에 잔존하는 오염 물질을 제거하는 세정공정이 수행된다.

상기 세정공정을 위한 세정 방식은 크게 건식 세정 방식 및 습식(Wet) 세정 방식으로 구분될 수 있으며, 이 중에서 습식 세정 방식은 여러 가지 약액을 이용한 세정 방식으로서, 복수의 기판을 동시에 세정하는 배치타입(batch type) 세정장치와 낱장 단위로 기판을 세정하는 매엽식(single wafer type) 세정장치로 구분된다.

배치타입 세정장치는 세정액이 수용된 세정조에 복수의 기판을 한꺼번에 침 지시켜서 오염원을 제거한다. 그러나, 기존의 배치타입 세정장치는 기판의 대형화 추세에 대한 대응이 용이하지 않고, 세정액의 사용이 많다는 단점이 있다. 또한 배치타입 세정장치에서 세정공정 중에 기판이 파손될 경우 세정조 내에 있는 기판 전체에 영향을 미치게 되므로 다량의 기판 불량이 발생할 수 있는 위험이 있다.

한편, 기존의 세정장치 일측에는 사용자가 세정공정을 육안으로 관찰할 수 있도록 윈도우가 구비된다. 기존의 윈도우는 챔버 벽에 소정의 개구부가 형성되고, 개구부에 투명한 재질의 글래스가 체결되어, 챔버 외부에서 사용자가 육안으로 챔버 내부를 관찰할 수 있도록 한다.

그런데 기존의 세정장치의 윈도우는 글래스를 고정시킨 부분을 통해 세정액이 누설될 수 있다. 특히, 윈도우에서는 액체 상태의 세정액의 유출뿐만 아니라 기화된 세정액이 글래스의 고정부를 통해 챔버 외부로 누설될 수 있다. 그리고, 이와 같이 누설되는 세정액으로 인해 챔버 및 주변 장치가 손상되거나, 작업자에게 위험할 수 있다. 또한, 세정액의 누설로 인해 글래스의 결합부의 고정력이 약화되고, 점차 세정액의 누설이 악화된다는 문제점이 있다.

또한, 세정액이 글래스에서 온도 차이로 인해 결로 현상이 발생할 수 있으며, 이로 인해 사용자의 시야 확보가 어려운 문제점이 있다. 또는, 세정공정에서 세정액이 튐 현상으로 인해 세정액이 글래스 표면에 묻어서 시야를 흐리게 하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 세정장치에서 윈도우를 통한 약액의 누설을 방지할 수 있는 세정장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 세정액이 온도 차이로 인한 윈도우에 결로 현상 또는 세정액이 윈도우에 튐으로 인해 시야가 흐려지는 것을 방지하는 세정장치를 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예들에 따르면, 기판을 수용하여 세정공정이 수행되는 챔버 일측에 구비되어 상기 챔버 내부를 관찰 가능하도록 하는 윈도우를 구비하는 세정장치가 구비된다. 그리고, 윈도우의 기밀성을 향상시키고 윈도우를 통해 세정액이 누설되는 것을 방지할 수 있는 구조가 개시된다. 세정장치의 윈도우는 챔버 벽을 기준으로 내측에 구비되는 제1 투명판, 상기 제1 투명판과 마주하며, 상기 제1 투명판과 마주하는 사이에 캐비티가 형성되도록 상기 챔버 벽을 기준으로 외측으로 구비되는 제2 투명판, 상기 캐비티 내로 퍼지가스를 분사하는 제1 퍼지부 및 상기 챔버 내에 구비되어 상기 제1 투명판으로 퍼지가스를 분사하는 제2 퍼지부를 포함한다.

실시예에서, 상기 제1 퍼지부는 상기 캐비티 내에서 상기 제1 투명판 표면으로 퍼지가스를 분사하도록 구비된다. 그리고, 상기 제1 퍼지부는 상기 캐비티 내 부의 기체 상태의 세정액이 액화시키고, 액화된 세정액을 상기 제1 투명판 표면에서 효과적으로 제거할 수 있도록, 상기 제1 퍼지부는 상기 제1 투명판의 상부에서 하부 방향으로 퍼지가스를 분사하도록 구비된다.

실시예에서, 상기 제2 퍼지부는 상기 제1 투명판의 상부에서 하부 방향으로 퍼지가스를 분사하도록 구비된다. 여기서, 상기 제2 퍼지부는 챔버 내부에 구비되어 챔버 내부에서 상기 제1 투명판으로 튀는 세정액을 상기 제1 투명판 표면에서 강제로 유동시켜 제거시키는 역할을 한다.

실시예에서, 상기 캐비티 일측에는 상기 캐비티 내의 액화된 세정액을 상기 챔버 내로 유입시키기 위한 드레인 홀이 형성된다. 예를 들어, 상기 제1 투명판과 상기 챔버 벽 사이 그리고 상기 제2 투명판과 상기 챔버 벽 사이에는 각각 실링부재가 개재되어 결합되고, 상기 드레인 홀은 상기 제1 투명판과 상기 챔버 벽 사이에 개재된 실링부재에 형성된다.

본 발명에 따르면, 첫째, 챔버 벽을 기준으로 내측과 외측에 투명판을 이중으로 구비함으로써 투명판 결합부를 통해 세정액이 누설되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 투명판 사이에 일정 간격 이격 시켜 캐비티를 형성함으로써, 세정액 누설되는 것을 방지하는 효과를 향상시킬 수 있다.

둘째, 캐비티 사이로 퍼지가스를 분사함으로써, 캐비티 내로 유입된 세정액을 액화시키고 드레인 홀을 통해 다시 챔버 내로 배출시키므로, 기화된 세정액이 제2 투명판을 통해 챔버 외부로 누설되는 것을 방지하고, 세정액의 누설을 효과적 으로 차단시킬 수 있다.

셋째, 제1 투명판 내측면으로 퍼지가스를 분사함으로써 제1 투명판 표면에서의 온도차에 의한 결로 현상이나 세정액의 튐 현상으로 인해 시야가 흐려지는 것을 방지할 수 있다.

또한, 캐비티 내로 퍼지가스를 분사함으로써 제1 투명판 또는 제2 투명판에서의 결로 현상을 방지하여 시야를 확보할 수 있다.

첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 윈도우 실링 구조를 설명하기 위한 도면으로서, 배치타입 매엽식 세정장치의 일 예를 보여주는 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 윈도우 실링 구조를 설명하기 위한 도면으로서, 평판형 디스플레이 장치용 기판 세정장치를 보여주는 사시도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 윈도우 실링 구조를 설명하기 위한 단면도이다.

이하에서는, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 세정장치의 윈도우 실링 구조에 대해 상세히 설명한다.

우선, 도 1을 참조하면, 세정장치(10)는 복수의 기판(1)을 동시에 세정하는 배치타입 세정장치이다.

여기서, 상기 기판(1)은 반도체 기판이 되는 실리콘 웨이퍼일 수 있다. 한편, 상기 기판(1)의 형상 및 크기가 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 원형 및 사각형 플레이트 등 실질적으로 다양한 형상과 크기를 가질 수 있다.

상기 세정장치(10)는 소정의 세정액이 수용된 챔버(11)와 상기 기판(1)을 지지하는 리프트(12)가 구비된다.

상기 세정장치(10)는 상기 리프트(12)에 복수의 기판(1)을 배치하고, 상기 리프트(12)가 이동하여 상기 세정액에 상기 기판(1)을 소정 시간 침지시킴으로써 세정공정이 수행된다.

상기 세정장치(10)에서 상기 챔버(11)의 일측에는 사용자가 세정공정을 육안으로 관찰할 수 있도록 윈도우(100)가 구비된다. 상기 윈도우(100)는 사용자가 상기 챔버(11) 내부를 관찰 가능하도록 투명한 재질로 형성된다. 여기서, 상기 윈도우(100)에 대해서는 도 3을 참조하여 하기에서 상술하게 설명하기로 한다.

도 2를 참조하면, 세정장치(20)는 평판형 디스플레이 장치용 기판을 세정하는 세정장치(20)이다.

상기 기판(2)은 LCD, PDP와 같은 평판 디스플레이 장치용 유리기판(glass substrate)일 수 있다. 한편, 상기 기판(2)의 형상 및 크기가 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 원형 및 사각형 플레이트 등 실질적으로 다양한 형상과 크기를 가질 수 있다.

상기 세정장치(20)는 기판(2)을 수용하여 세정공정이 수행되는 챔버(21)와 상기 기판(2)의 로딩 및 이동을 위한 이송부(22) 및 상기 챔버(21) 일측에 구비된 윈도우(100)를 포함한다.

여기서, 상기 세정장치(20)는 상기 이송부(22)에 안착된 기판(2)이 상기 챔버(21)로 이송되고, 상기 챔버(21) 내부를 이동하면서 상기 기판(2) 표면으로 세정액이 제공됨에 따라 세정공정이 수행된다.

상기 챔버(21) 일측에서 상기 챔버(21) 내부 및 세정공정을 육안으로 관찰할 수 있는 윈도우(100)가 구비된다. 여기서, 상기 세정공정 동안 비산되는 세정액에 의해 상기 윈도우(100)에는 세정액이 지속적으로 접촉된다. 상기 윈도우(100)에는 상기 세정액이 상기 윈도우(100) 및 상기 윈도우(100)와 상기 챔버(21)의 결합부를 통해 챔버(21) 외부로 유출되는 것을 방지하기 위한 실링구조가 구비된다.

상기 윈도우(100)는 약액 또는 순수와 같이 액상의 세정액을 사용하는 습식 세정장치에서 세정공정을 관찰 가능하도록 한다. 도 1 및 도 2에서 설명한 바와 같이, 반도체 기판의 배치타입 세정장치(10) 또는 평판형 디스플레이 장치용 기판용 세정장치(20)에 모두 적용이 가능할 것이다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 세정장치는 반도체 기판의 배치타입 세정장치 및 평판형 디스플레이 장치용 기판용 세정장치뿐만 아니라, 반도체 기판의 매엽식 세정장치일 수 있으며, 습식으로 약액을 사용하여 피처리물을 처리하는 모든 장치에 적용이 가능할 것이다.

이하에서는, 도 3을 참조하여 상기 윈도우(100)의 실링구조에 대해 상세하게 설명한다.

상기 윈도우(100)는 챔버 벽(110)의 일부가 개구되고, 상기 챔버 벽(110)의 개구부에 구비된 투명판(120)과 상기 투명판(120)으로 퍼지가스를 분사하는 퍼지부(140)를 포함한다. 그리고, 상기 투명판(120)을 상기 챔버 벽(110)에 결합시키는 결합부(130)가 구비된다.

상기 투명판(120)은 사용자가 육안으로 챔버(112) 내부를 관찰할 수 있도록 투명한 재질로 형성된다. 예를 들어, 상기 투명판(120)은 광 투과성이 좋은 유리나 수정(quartz), 사파이어(sapphire), 실리카(silica) 등으로 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 투명판(120)은 상기 윈도우(100)를 통해 세정액이 누설되는 것을 방지할 수 있도록 이중으로 구비된다. 즉, 상기 투명판(120)은 상기 챔버 벽(110)을 기준으로 내측과 외측에 이중으로 투명판(120)이 구비되어, 제1 투명판(121)과 제2 투명판(122) 사이에 캐비티(cavity)(111)가 형성된다.

상기 결합부(130)는 상기 투명판(120)과 상기 챔버 벽(110)을 결합시킨다. 예를 들어, 상기 결합부(130)는 상기 투명판(120)를 관통하여 상기 챔버 벽(110)의 일부에 체결되는 체결부재(131)를 포함한다. 또한, 상기 결합부(130)는 상기 체결부재(131)와 상기 투명판(120) 사이에 개재되는 제1 및 제2 실링부재(132, 133)를 포함한다. 예를 들어, 상기 투명판(120)과 상기 체결부재(131) 사이에 제1 실링부재(132)가 개재되고, 상기 투명판(120)과 상기 챔버 벽(110) 사이에는 제2 실링부재(133)가 개재된다. 또한, 상기 체결부재(131) 및 상기 제1 및 제2 실링부재(132, 133)는 상기 세정액에 의해 화학적으로 반응하지 않는 안정한 재질로 형성된다.

여기서, 상기 제1 및 제2실링부재(132, 133)를 구비함으로써, 상기 결합 부(130)는 상기 체결부재(131)가 상기 투명판(120)을 고정시킬 때 결합력 및 기밀성을 향상시킨다. 더불어, 상기 체결부재(131)가 체결될 때의 국부적인 하중으로 인해 상기 투명판(120)이 상기 결합부(130)에서 국부적으로 파손되는 것을 방지할 수 있다.

상기 퍼지부(140)는 상기 캐비티(111) 내부로 퍼지가스를 분사하는 제1 퍼지부(141)와 상기 챔버(112) 내에 구비되어 상기 제1 투명판(121) 표면으로 퍼지가스를 분사하는 제2 퍼지부(142)를 포함한다.

상기 제1 퍼지부(141)는 상기 캐비티(111) 내부에서 상기 제1 투명판(121) 표면으로 퍼지가스를 분사한다. 또한, 상기 제1 퍼지부(141)는 상기 제1 투명판(121)의 상부에서 하부 방향으로 퍼지가스를 분사하도록 구비된다.

여기서, 상기 제1 퍼지부(141)는 상기 캐비티(111) 내로 유입된 기체 상태의 세정액을 냉각시켜서 액화시킨다. 더불어, 상기 제1 퍼지부(141)는 상기 캐비티(111) 내에서 상기 제1 투명판(121) 표면에서 냉각에 의해 액화된 세정액을 하부로 밀어내는 역할을 한다.

한편, 도 3에서 도면부호 ‘P’는 퍼지가스를 나타내고, 상기 퍼지가스(P)의 유동은 실선 화살표로 나타내었다. 그리고, 도면부호 ‘C’는 액상의 세정액으로서, 상기 세정액(C)의 유동은 점선 화살표로 나타냈었다.

상기 캐비티(111) 하부에는 상기 캐비티(111) 내에서 액화된 세정액을 상기 챔버(112) 내로 유입시키기 위한 드레인 홀(143)이 형성된다. 예를 들어, 상기 드레인 홀(143)은 상기 제1 투명판(121)과 상기 챔버 벽(110) 사이에 개재된 상기 제 2 실링부재(133)에 형성되며, 상기 액상의 세정액이 상기 챔버(112) 내로 용이하게 유입될 수 있도록 하부에 구비된 제2 실링부재(133)에 형성된다.

상기 제2 퍼지부(142)는 상기 챔버(112) 내에 구비되고, 상기 제1 투명판(121)의 표면으로 퍼지가스를 분사하되, 상기 제1 투명판 (121) 표면의 세정액을 효과적으로 제거할 수 있도록, 상기 제1 투명판 (121)의 상부에서 하부 방향으로 퍼지가스를 분사하도록 구비된다.

본 실시예에 따르면, 상기 윈도우(100)는 이중으로 투명판이 결합되므로 세정액의 유출을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 상기 윈도우(100)는 기체 상태의 세정액이 상기 결합부(130)를 통해 상기 캐비티(111) 내로 유입되더라도, 상기 캐비티(111) 내에서 상기 투명판(120) 및 상기 제1 퍼지부(141)에 의해 제공되는 퍼지가스에 의해 상기 세정액이 액화되므로, 상기 제2 투명판(122)을 통해 상기 챔버(112) 외부로 유출되는 것이 어렵다.

또한, 상기 제1 퍼지부(141)를 통해 상기 제1 투명판(121) 표면으로 퍼지가스를 분사함으로써, 세정액의 결로 및 튐 현상에 의해 상기 제1 투명판 (121)의 시야가 흐려지는 것을 방지할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배치타입 세정장치를 설명하기 위한 사시도;

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 평판형 디스플레이 장치용 기판 세정장치를 설명하기 위한 사시도;

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 윈도우 실링 구조를 설명하기 위한 요부 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1, 2: 기판 10, 20: 세정장치

11, 21: 세정 챔버 12: 리프트

22: 이송부 100: 윈도우

110: 챔버 벽 111: 캐비티

112: 챔버 120, 121, 122: 투명판

130: 결합부 131: 체결부재

132, 133: 실링부재 140, 141, 142: 퍼지부

143: 드레인 홀

C: 세정액 P: 퍼지가스

Claims (6)

1. 기판을 수용하여 세정공정이 수행되는 챔버 일측에 구비되어 상기 챔버 내부를 관찰 가능하도록 하는 윈도우를 구비하는 세정장치에 있어서,

   챔버 벽을 기준으로 내측에 구비되는 제1 투명판;

   상기 제1 투명판과 마주하며, 상기 제1 투명판과 마주하는 사이에 캐비티가 형성되도록 상기 챔버 벽을 기준으로 외측으로 구비되는 제2 투명판;

   상기 캐비티 내로 퍼지가스를 분사하는 제1 퍼지부; 및

   상기 챔버 내에 구비되어 상기 제1 투명판으로 퍼지가스를 분사하는 제2 퍼지부;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 윈도우를 구비하는 세정장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1 퍼지부는 상기 캐비티 내에서 상기 제1 투명판 표면으로 퍼지가스를 분사하도록 구비된 것을 특징으로 하는 윈도우를 구비하는 세정장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 제1 퍼지부는 상기 제1 투명판의 상부에서 하부 방향으로 퍼지가스를 분사하도록 구비된 것을 특징으로 하는 윈도우를 구비하는 세정장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 제2 퍼지부는 상기 제1 투명판의 상부에서 하부 방향으로 퍼지가스를 분사하도록 구비된 것을 특징으로 하는 윈도우를 구비하는 세정장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 캐비티 일측에는 상기 캐비티 내의 액화된 세정액을 상기 챔버 내로 유입시키기 위한 드레인 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 윈도우를 구비하는 세정장치.
6. 제5항에 있어서,

   상기 제1 투명판과 상기 챔버 벽 사이 그리고 상기 제2 투명판과 상기 챔버 벽 사이에는 각각 실링부재가 개재되어 결합되고,

   상기 드레인 홀은 상기 제1 투명판과 상기 챔버 벽 사이에 개재된 실링부재에 형성된 것을 특징으로 하는 윈도우를 구비하는 세정장치.

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