KR101060686B1

KR101060686B1 - 세척 효율이 향상된 기판 세정 장치

Info

Publication number: KR101060686B1
Application number: KR1020090129104A
Authority: KR
Inventors: 전찬운; 반준호
Original assignee: 주식회사 케이씨텍
Priority date: 2009-12-22
Filing date: 2009-12-22
Publication date: 2011-08-30
Also published as: KR20110072249A

Abstract

본 발명은 세정 시간을 단축할 수 있는 노즐 기구를 구비하는 기판 세정장치에 관한 것으로, 고압 가스를 공급하는 가스 공급부와; 세정액을 공급하는 세정액 공급부와; 상기 가스 공급부로부터 고압 가스를 공급받는 가스 포트 및 상기 세정액 공급부로부터 세정액을 공급받는 유체 포트에 연통하는 혼합 챔버를 구비하고, 상기 혼합 챔버 내에서 고압 가스와 세정액이 혼합되어 고압 세정액을 토출구를 통해 라인(線) 형태로 토출하는 라인 노즐과; 상기 라인 노즐이 상기 기판의 표면에 세정액을 분사하도록 회전 또는 이동시키는 노즐 구동부를; 포함하여 구성되어, 기판의 표면에 고압의 세정액을 하나 또는 다수의 점 형태로 분사하는 종래의 기판 세정 장치용 노즐기구와 달리, 기판의 표면에 고압의 세정액을 라인(線) 형태로 토출함에 따라, 전체의 영역에 대하여 골고루 고압의 세정액이 분사됨으로써, 점 형태의 다수의 노즐을 사용하는 경우에 노즐 사이의 세정액 분사 방향이 서로 간섭되어 세척이 원활하게 이루어지지 않는 영역(dead zone)을 없앨 수 있을 뿐만 아니라, 기판 전체를 고압의 세정액으로 훑는데 소요되는 시간을 단축시켜 기판 세척의 효율을 증대시킬 수 있는 노즐 기구 및 이를 구비한 기판 세정 장치를 제공한다.

기판 세정장치, 노즐 기구, 세정, 라인 노즐, 혼합 챔버

Description

세척 효율이 향상된 기판 세정 장치 {WAFER CLEANING APPARATUS WITH IMPROVED EFFICIENCY}

본 발명은 기판 세정 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 웨이퍼 등의 기판을 짧은 시간 내에 세정할 수 있도록 한 노즐 기구를 구비한 기판 세정 장치에 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 세정 공정이 수행된다.

세정 공정을 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 배치식(batch type) 세정장치와 낱장 단위로 기판을 세정하는 매엽식(single wafer type) 세정장치로 구분된다.

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

상기와 같은 이유들로 인해 최근에는 기판 세정장치가 선호되고 있다.

기판 세정장치는 낱장의 기판 단위로 처리하는 방식으로서, 고속으로 회전시킨 기판 표면에 세정액을 제공함으로써, 기판의 회전에 의한 원심력과 세정액의 분사에 따른 압력을 이용하여 오염원을 제거하는 스핀 방식(spinning method)으로 세정이 진행된다.

통상적으로 기판 세정장치는 기판이 수용되어 세정 공정이 수행되는 세정액 회수부와 기판을 고정시킨 상태로 회전하는 스핀척 및 기판에 약액과 린스액 및 건조가스 등을 포함하는 세정액을 공급하기 위한 노즐 기구를 포함한다.

기판 세정장치는 세정액 회수부 내에서 스핀척에 고정된 상태로 고속으로 회전하는 기판 표면에 세정액을 제공하고 기판의 회전에 의한 원심력을 이용하여 세정액을 고르게 제공하고 세정할 수 있다.

기존의 노즐 기구는 세정액 회수부에서 기판 상부에 고정된 형태 또는 기판의 중앙에서 외측까지 스윙 중앙에서 세정액 회수부 외측까지 스윙 또는 직선 이동하는 형태를 갖는다. 여기서, 기존의 기판 세정장치는 기판 중앙에 세정액을 제공하고 기판의 원심력에 의해 세정액이 기판 전체에 제공되는 방식으로 세정 공정이 진행되므로 시간이 오래 걸린다는 단점이 있다. 특히, 최근에는 반도체 기판의 대형화 추세에 따라 기판의 크기가 대형화되고 있으므로 기판 중앙에 세정액을 제공하여 세정하는 기존의 세정 방식은 세정 시간이 더 증가하게 된다. 그리고 세정액이 기판에 제공되는 동안 증발이나 다른 원인에 의해 기판 전체에 균일하게 세정액이 제공되기 어렵다는 문제점이 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 웨이퍼 등의 기판을 짧은 시간 내에 세정할 수 있도록 하는 노즐 기구를 구비한 기판 세정 장치 및 이에 사용되는 노즐 기구를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 고압의 세정액이 토출되는 토출구가 라인 형태로 형성됨에 따라, 점 형태로 세정액이 토출되어 기판을 훑으는 데 스윕 타임(sweep time)이 소요되는 종래의 구성과 달리, 기판을 세정하는 시간을 크게 단축하는 것을 다른 목적으로 한다.

그리고, 본 발명은 종래에 다수의 점 형태의 토출구에서 토출되는 과정에서 노즐과 노즐 사이에 간섭되는 영역이 발생되어 원활하게 세척이 되지 않고, 다수의 노즐에 걸쳐 일정하게 분사되지 못하는 문제점을 해소하여, 전체가 균일하게 고압의 세척액이 토출될 수 있도록 하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 고압 가스를 공급하는 가스 공급부와; 세정액을 공급하는 세정액 공급부와; 상기 가스 공급부로부터 고압 가스를 공급받는 가스 포트 및 상기 세정액 공급부로부터 세정액을 공급받는 유체 포트에 연통하는 혼합 챔버를 구비하고, 상기 혼합 챔버 내에서 고압 가스와 세정액이 혼합되어 고압 세정액을 토출구를 통해 라인(線) 형태로 토출하는 라인 노즐과; 상기 라인 노즐이 상기 기판의 표면에 세정액을 분사하도록 회전 또는 이동시키는 노즐 구동부를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 기판 세정장치용 노즐 기구를 제공한다.

이는, 기판의 표면에 고압의 세정액을 하나 또는 다수의 점 형태로 분사하는 종래의 기판 세정 장치용 노즐기구와 달리, 기판의 표면에 고압의 세정액을 라인(線) 형태로 토출함에 따라, 전체의 영역에 대하여 골고루 고압의 세정액이 분사됨으로써, 점 형태의 다수의 노즐을 사용하는 경우에 노즐 사이의 세정액 분사 방향이 서로 간섭되어 세척이 원활하게 이루어지지 않는 영역(dead zone)을 없앨 수 있을 뿐만 아니라, 기판 전체를 고압의 세정액으로 훑는데 소요되는 시간을 단축시켜 기판 세척의 효율을 증대시키기 위함이다.

특히, 본 발명에 따른 기판 세정용 노즐 기구는 종래와 달리 라인 형태로 고압의 세정액(보다 정확하게는 고압 가스와 세정액이 혼합된 '혼합 가스'이지만, 본 명세서 및 특허청구범위에서는 이를 '고압의 세정액'이라고 명명하기로 한다)을 분사하기 위해서는, 가스 포트를 통해 고압 가스와 세정액이 균일하게 혼합되는 혼합 챔버가 마련된다.

이를 통해, 가스 포트를 통해 혼합 챔버로 유입된 고압 가스와 유체 포트를 통해 혼합 챔버로 유입된 세정액은 혼합 챔버 내부에서 난류 형태로 서로 섞이고, 고압의 가스가 혼합 챔버에 가득채워지게 됨에 따라, 라인 형태의 토출구를 통해 균일하게 혼합된 고압의 세정액이 분사된다. 이에 따라, 라인 노즐의 토출구를 통해 토출되는 라인 형태의 고압의 세정액은 라인에 걸쳐 균일한 양의 세정액을 분사 하게 되므로, 세정 효율이 보다 향상되는 유리한 효과가 얻어진다.

이 때, 상기 토출구는 직선 형태로 형성될 수도 있고, 곡선 형태로 형성될 수도 있다. 기판의 형태나 라인 노즐 또는 기판의 회전, 이동 형태에 따라 자유 자재로 정해진다. 여기서, 상기 토출구가 곡선 형태로 형성되는 것은 복수 개의 곡선 형태로 배치(예컨대, 물결무늬)되는 것을 포함한다. 그리고, 상기 토출구가 곡선 형태로 형성되는 것은 복수 개의 직선 형태로 배치(예컨대, 지그재그무늬)되는 것을 포함한다.

여기서, 본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 "상기 토출구가 라인 형태"로 형성된다는 기재의 의미는 토출구가 하나의 라인으로 형성되는 것을 포함할 뿐만 아니라, 다수의 라인으로 형성되는 것을 포함한다. 이 때, 혼합 챔버는 라인 형태의 토출구 별로 형성될 수도 있고, 다수의 토출구가 하나의 혼합 챔버와 연결된 형태일 수도 있다.

그리고, 상기 가스 포트는 상기 유체 포트는 서로 대략 직각 방향으로 상기 혼합 챔버와 연통되어, 혼합 챔버 내에서의 가스 유동과 혼합 챔버 내에서의 유체 유동이 뱅글뱅글 도는 와류를 형성하여, 고압 가스와 세척액이 보다 잘 섞일 수 있게 된다.

또한, 상기 가스 포트는 상기 유체 포트는 서로 마주보는 방향으로 연통될 수도 있다. 이 경우에는 혼합 챔버로 유입되는 고압 가스와 세정액이 유입되는 힘을 받아 혼합 챔버 내에서 만나므로 이들 사이에 섞이는 효율이 매우 높아진다.

상기 가스 포트를 통해 질소, 산소, 공기 중 어느 하나의 압축 가스를 사용 할 수 있다.

기판에 분사되는 고압의 세척액의 세기를 조절하기 위하여, 상기 가스 포트를 통해 유입되는 가스의 압력을 조절하는 가스압력 조절부를 더 포함한다.

기판에 분사되는 고압의 세척액의 세척액 농도를 조절하기 위하여, 상기 세정액 공급부에서 상기 각 토출구로 공급되는 세정액의 양을 조절하는 세정액 조절부를 추가적으로 포함한다.

그리고, 상기 유체 포트는 상기 혼합 챔버의 둘레에 다수로 형성되고, 상기 가스 포트는 상기 혼합 챔버의 둘레에 다수로 형성되어, 혼합 챔버 내에서 세정액과 고압의 가스가 짧은 시간 내에 균일하게 혼합되도록 하는 것이 좋다.

한편, 본 발명은, 세정액 회수부와; 상기 세정액 회수부 내부에 구비되어 기판을 파지하여 회전하는 스핀척과; 상기 세정액 회수부의 외측에 구비된 전술한 라인 타입의 토출구를 구비하는 노즐 기구를; 포함하여 구성된 기판 세정장치를 제공한다.

이 때, 상기 토출구는 상기 기판의 반지름에 해당하는 길이로 형성됨에 따라, 상기 기판을 상기 토출구에 대하여 1바퀴 상대 회전시키면 기판의 전체 표면을 세정할 수 있게 되므로 세정 공정이 신속하게 이루어질 수 있다.

상기 토출구는 상기 기판의 반지름에 해당하는 길이가 2개 이상 부착될 수도 있으며, 이를 통해, 상기 기판을 상기 토출구에 대하여 1바퀴 상대 회전시키면 기판의 전체 표면을 2번 이상 세정할 수 있으며, 이와 달리, 기판을 토출구에 대하여 1바퀴보다 적게 상대회전 시키더라도 기판의 전체 표면을 세정할 수 있게 된다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명은, 고압 가스를 공급하는 가스 공급부와; 세정액을 공급하는 세정액 공급부와; 상기 가스 공급부로부터 고압 가스를 공급받는 가스 포트 및 상기 세정액 공급부로부터 세정액을 공급받는 유체 포트에 연통하는 혼합 챔버를 구비하고, 상기 혼합 챔버 내에서 고압 가스와 세정액이 혼합되어 고압 세정액을 토출구를 통해 라인(線) 형태로 토출하는 라인 노즐과; 상기 라인 노즐이 상기 기판의 표면에 세정액을 분사하도록 회전 또는 이동시키는 노즐 구동부를; 포함하여 구성되어, 기판의 표면에 고압의 세정액을 하나 또는 다수의 점 형태로 분사하는 종래의 기판 세정 장치용 노즐기구와 달리, 기판의 표면에 고압의 세정액을 라인(線) 형태로 토출함에 따라, 전체의 영역에 대하여 골고루 고압의 세정액이 분사됨으로써, 점 형태의 다수의 노즐을 사용하는 경우에 노즐 사이의 세정액 분사 방향이 서로 간섭되어 세척이 원활하게 이루어지지 않는 영역(dead zone)을 없앨 수 있을 뿐만 아니라, 기판 전체를 고압의 세정액으로 훑는데 소요되는 시간을 단축시켜 기판 세척의 효율을 증대시킬 수 있는 노즐 기구 및 이를 구비한 기판 세정 장치를 제공한다.

그리고, 본 발명은 가스 포트를 통해 고압 가스와 세정액이 균일하게 혼합되는 혼합 챔버가 마련되어, 가스 포트를 통해 혼합 챔버로 유입된 고압 가스와 유체 포트를 통해 혼합 챔버로 유입된 세정액이 혼합 챔버 내부에서 난류 형태로 서로 균일하게 섞인 상태로 토출구를 통해 분사됨에 따라, 라인 노즐의 토출구를 통해 토출되는 라인 형태의 고압의 세정액은 라인에 걸쳐 균일한 양의 세정액을 분사하게 되므로, 세정 효율이 보다 향상되는 유리한 효과가 얻어진다.

또한, 본 발명은 고압의 세정액이 토출되는 토출구가 라인 형태로 형성됨에 따라, 점 형태로 세정액이 토출되어 기판을 훑으는 데 스윕 타임(sweep time)이 소요되는 종래의 구성과 달리, 기판을 세정하는 시간을 크게 단축할 수 있게 되어, 웨이퍼와 같은 기판의 세정을 짧은 시간에 행할 수 있을 뿐만 아니라 세정의 정도가 종래에 비하여 크게 향상되는 효과를 얻는다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정장치(100) 및 노즐 기구(130)를 상술한다. 다만, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정장치의 단면도, 도2는 도1의 사시도, 도3a은 도1의 라인 노즐의 종단면도, 도3b는 도3a의 절단선 A-A에 따른 단면도, 도4는 도1을 이용하여 원형 기판에 고압의 세정액을 분사하는 구성을 도시한 도면이다.

도면에 도시된 바와 같이, 기판 세정장치(100)는 세정액 회수부(cleaning chamber)(110), 스핀척(spin chuck)(120) 및 노즐 기구(130)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 세정액 회수부(110)는 기판(10)을 수용하여 세정 공정이 진행되는 공간을 제공하며, 세정 공정이 진행되는 동안 기판(10)에서 비산되는 세정액을 회수하는 역할을 한다. 예를 들어, 세정액 회수부(110)는 기판(10)에서 비산되는 세정액을 효과적으로 회수할 수 있도록 스핀척(120) 둘레를 둘러싸는 보울(bowl) 형태를 갖고, 기판(10)의 출입이 가능하도록 상부가 개방된 형태를 가질 수 있다.

본 실시예에서 세정 대상이 기판(10)은 실리콘 웨이퍼(silicon wafer)일 수 있다. 그러나 본 발명의 대상이 실리콘 웨이퍼에 한정되는 것은 아니며, 기판(10)은 LCD(liquid crystal display), PDP(plasma display panel)와 같은 평판 디스플레이 장치용으로 사용하는 글라스를 포함하는 투명 기판일 수도 있다. 또한, 기판(10)의 형상 및 크기가 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 원형 및 사각형 등 실질적으로 다양한 형상과 크기를 가질 수 있으며, 기판(10)에 형상 및 크기에 따라 세정액 회수부(110)와 스핀척(120)의 크기와 형상 역시 변경될 수 있다. 또한, 세정액은 기판(10)의 종류와 제거하고자 하는 물질의 종류에 따라 결정되는 약액과 순수 또는 순수와 약액들이 일정 비율로 혼합된 혼합액을 포함한다. 그리고 액체 상태는 아니지만 기판(10)의 세정 공정에서 사용되는 퍼지가스를 포함할 수 있다

상기 스핀척(120)은 세정액 회수부(110)에서 기판(10)을 고정시킨 상태에서 고속회전 가능하도록 구비되며, 세정액 회수부(110)에 기판(10)을 로딩 및 언로딩 가능하도록 승강 이동 가능하게 구비되며, 스핀척(120)의 회전 및 승강 이동을 위한 구동축(125)이 구비된다. 또한, 스핀척(120)은 기판(10)에 대응되는 형태 및 크기를 갖고, 스핀척(120) 상면에는 기판(10)이 안착되어 파지되는 복수의 기판 지지핀(121)이 구비된다. 기판 지지핀(121)은 기판(10)을 스핀척(120) 표면과 소정 간격 이격 지지할 수 있도록 스핀척(120) 상면에서 소정 높이 돌출 구비되며 기판(10)을 안정적으로 파지할 수 있도록 복수 개가 일정 간격으로 구비될 수 있다.

상기 노즐 기구(130)는 기판(10) 상부에 구비되어 기판(10) 표면에 대해 고압의 세정액을 라인 형태로 분사하며, 기판(10)의 일정 길이에 걸쳐 고압의 세정액을 분사할 수 있도록 라인 형태의 토출구(131a)가 구비된다.

보다 구체적으로 살펴보면, 노즐 기구(130)는 라인 형태의 토출구(131a)가 하측에 형성되고 내부에 혼합 챔버(X)가 마련된 라인 노즐(131)과, 라인 노즐(131)를 지지하는 힌지 로드(hinge rod)(133)와, 라인 노즐(131)의 이동과 회전을 위한 노즐 구동부(135)와, 라인 노즐(131)의 혼합 챔버(X)에 세정액을 공급하는 세정액 공급부(136)와, 라인 노즐(131)의 혼합 챔버(X)에 고압 가스를 공급하는 가스 공급부(138)로 구성된다.

도3a 및 도3b에 도시된 바와 같이, 라인 노즐(131)은 내부에 혼합 챔버(X)가 마련되고, 챔버(X)에는 다수의 유체 포트(136p)와 다수의 가스 포트(138p)가 형성되어, 세정액 공급부(136)로부터 세정액이 유체 포트(136p)를 통해 혼합 챔버(X)로 유입되며, 고압 가스 공급부(138)로부터 질소, 산소, 공기 등의 고압 가스가 가스 포트(138p)를 통해 혼합 챔버(X)로 유입된다. 이 때, 혼합 챔버(X)로 유입되는 세정액은 세정액 공급조절밸브(136a)에 의해 그 양이 조절되어, 라인 노즐(131)의 토출구(131a)를 통해 분사되는 세정액의 양이 조절되며, 혼합 챔버(X)로 유입되는 고 압 가스는 고압 가스 공급조절밸브(138a)에 의해 고압 가스의 유입량이 조절되어, 라인 노즐(131)의 토출구(131a)를 통해 분사되는 세정액의 압력을 조절한다. 이 때, 세정액 공급부(136)와 고압 가스 공급부(138)는 힌지 로드(133)를 따라 설치될 수도 있고, 라인 노즐(131)에 연결되어 라인 노즐(131)에 따라 함께 이동할 수 있게 설치된 가요성 호스 형태로 설치될 수도 있다.

도3a에 도시된 바와 같이, 다수의 유체 포트(136p)와 다수의 가스 포트(138p)는 서로 대략 직각을 이루도록 배치되어, 이와 같이 배치된 포트(136p, 138p)를 통해 유입된 고압 가스와 세정액은 혼합 챔버(X) 내에서 뱅글뱅글 도는 와류에 의해 균일하게 상호 혼합되고, 혼합된 고압의 세정액은 토출구(131a)를 통해 전체 라인에 걸쳐 균일한 양과 압력으로 도4에 도시된 바와 같이 토출된다.

상기 힌지 로드(133)는 일 단부에 라인 노즐(131)가 구비되고 타단부는 노즐 구동부(135)에 구비되어 라인 노즐(131)를 기판(10) 상부에 위치시키고 선택적으로 라인 노즐(131)를 기판(10) 상부에서 세정액 회수부(110) 외측 사이에서 이동시킨다. 또한, 힌지 로드(133)는 라인 노즐(131)가 기판(10) 상부에 위치할 수 있도록 세정액 회수부(110) 외측에 구비된 노즐 구동부(135)에서 일정 길이로 연장 구비된다.

라인 노즐(131)는 라인 형태의 토출구(131a)가 형성되며 기판(10)의 반경에 대응되는 크기를 갖는 라인 노즐(131)를 포함하고, 세정액을 분사할 때에 토출구(131a)가 기판(10)의 중심(c)에서 에지(e, edge)까지 위치하여 기판(10) 표면에 라인 형태로 고압의 세정액을 분사한다. 예를 들어, 도4에 도시한 바와 같이 소정 의 곡률 반경을 갖는 호 형태의 라인으로 형성될 수 있으며, 직선형태의 라인으로 형성될 수도 있다. 여기서, 라인 노즐(131)의 곡률 반경 및 휘어진 방향은 기판(10)의 회전 속도와 세정액의 점성/온도 등의 조건에 따라 기판(10)에 라인 노즐(131)에서 세정액이 균일하게 제공될 수 있도록 결정될 수 있다.

여기서, 도면부호 315는 라인 노즐(131)에서 토출구(131a)의 위치를 투영한 궤적이다. 그러나 본 발명이 도면에 의해 한정되는 것은 아니며 토출구(131a)의 라인 형상은 실질적으로 다양하게 변경될 수 있다.

이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 기판 세정장치를 상술한다.

다만, 본 발명의 제2실시예를 설명함에 있어서, 본 제2실시예의 요지를 명료하게 하기 위하여 이미 설명한 제1실시예에 의해 공지된 기능 혹은 구성에 대해서는 동일 또는 유사한 도면 부호를 부여하고 이에 대한 설명을 생략하기로 한다.

제1실시예에 따른 기판 세정 장치의 노즐 기구(130)는 다수의 유체 포트(136p)와 다수의 가스 포트(138p)는 서로 대략 직각을 이루도록 배치되는 것을 예로 들어 설명하였지만, 본 발명의 제2실시예에 따르면, 도5a 및 도5b에 도시된 바와 같이, 노즐 기구(230)는 세정액 공급부(236)가 연장된 다수의 유체 포트(236p)와 고압 가스 공급부(238)가 연장된 다수의 가스 포트(238p)가 서로 마주보는 방향으로 대향되게 혼합 챔버(X)에 형성될 수도 있다. 이를 통해, 혼합 챔버(X)로 유입되는 고압 가스와 세정액은 유입되는 힘에 의해 혼합 챔버(X) 내에서 서로 마주치게 만나므로 고압 가스와 세정액이 혼합되는 효율이 매우 높아지는 장 점이 얻어진다.

이하, 본 발명의 제3실시예에 따른 기판 세정장치를 상술한다.

다만, 본 발명의 제3실시예를 설명함에 있어서, 본 제3실시예의 요지를 명료하게 하기 위하여 이미 설명한 제1실시예에 의해 공지된 기능 혹은 구성에 대해서는 동일 또는 유사한 도면 부호를 부여하고 이에 대한 설명을 생략하기로 한다.

전술한 제1실시예에서는 기판 세정장치(100)의 노즐 기구(130)는 라인 형태의 토출구(131a)가 구비되되 기판(10)의 반경에 대응되는 크기를 갖는 라인 노즐(131)에 대해 설명하지만, 본 발명의 제3실시예에 따른 기판 세정 장치의 노즐 기구(330)는 제1실시예의 라인 노즐(131)에 비하여 보다 긴 라인 형태의 토출구(331a)가 구비되는 노즐 기구(330)를 구비한다는 점에서 차이가 있다. 예를 들어, 라인 노즐(231)의 크기가 기판(10)의 직경에 대응되는 길이의 토출구(330a)를구비할 수 있으며, 도6에 도시한 바와 같이, 기판(10)의 직경에 대응되는 크기의 라인 노즐(331)이 2개가 서로 교차하는 형태를 갖는 것도 가능하다.

즉, 도6를 참조하면, 노즐 기구(330)의 라인 노즐(331)는 라인 형태의 토출구(331a)가 형성된 라인 노즐(331)이 대략적으로 '+' 형태, 즉, 기판(10)의 직경에 대응되는 2개의 라인 노즐(331) 또는 기판(10)의 반경에 대응되는 4개의 라인 노즐(331)가 기판(10)의 중심에서 교차하는 형태를 가질 수 있다.

그리고 라인 노즐(231) 일측에는 세정액 회수부(110) 외측에 구비된 노즐 구동부(235)와 연결하는 힌지 로드(233)가 구비되어 라인 노즐(231)를 기판(10) 상부 에 위치시키고 필요에 따라 라인 노즐(331)를 기판(10) 외측 또는 세정액 회수부(110) 외측으로 이동시킬 수 있다.

본 실시예에 따르면, 이와 같이 라인 노즐(331)의 길이를 증가시켜 기판(10)에 세정액이 제공되는 면적을 증가시킴으로써 세정 시간을 효과적으로 단축시키고 더불어 다수의 점에 노즐이 설치된 종래의 장치에서 노즐과 노즐 사이의 간섭되는 영역이 발생되어 기판(10) 표면에 세정액이 균일하게 제공되지 못하였던 문제점을해소할 수 있다.

이 때, 토출구(331a)는 서로 연결된 하나로 형성될 수도 있고, 기판(10)의 반경에 대응하는 길이로 서로 분리된 4개로 형성될 수도 있다. 그리고, 라인 형태의 토출구(331a)가 복수로 분할된 경우에는, 혼합 챔버(X)가 1개만 형성되어 복수의 분할된 토출구(331a)에 연통되는 형태로 구성될 수도 있고, 분할된 복수의 라인 형태의 토출구(331a)에 대하여 각각의 혼합 챔버(X)가 구비될 수도 있다.

그러나 본 발명이 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 라인 노즐(331)의 형태와 수는 실질적으로 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들어, 노즐 기구(330)는 상술한 실시예와 유사하게 각 라인 노즐이 소정의 곡률 반경을 갖는 호 형태로 형성되는 것도 가능하다. 또한, 각 토출구 사이의 거리가 일정하게 형성되거나 또는 기판(10)의 에지 부분으로 갈수록 토출구 사이의 거리가 멀어지거나 또는 좁아지는 형태로 형성되는 것도 가능하다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한 정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상술한 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 상술한 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정장치의 단면도

도2는 도1의 사시도.

도3a은 도1의 라인 노즐의 종단면도

도3b는 도3a의 절단선 A-A에 따른 단면도

도4는 도1을 이용하여 원형 기판에 고압의 세정액을 분사하는 구성을 도시한 도면

도5a는 본 발명의 제2실시예에 따른 라인 노즐의 형상을 도시한 종단면도

도5b는 도5a의 절단선 B-B에 따른 단면도

도6은 본 발명의 제3실시예에 따른 기판 세정장치의 사시도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 기판 100: 세정장치

110: 세정액 회수부 120: 스핀척

121: 기판 지지핀 125: 구동축

126: 스핀척 구동부 130, 230, 330 노즐 기구

131, 231, 331: 라인 노즐 131a, 231a: 토출구

133, 333: 힌지 로드 135, 335: 노즐 구동부

136, 236: 세정액 공급부 136a, 236a: 세정액 공급조절밸브

136p, 236p: 유체 포트 138, 238: 가스 공급부

138, 238a: 가스공급조절밸브 138p, 238p: 가스 포트

315 : 토출구 궤적

Claims

고압 가스를 공급하는 가스 공급부와;

세정액을 공급하는 세정액 공급부와;

상기 가스 공급부로부터 고압 가스를 공급받는 가스 포트 및 상기 세정액 공급부로부터 세정액을 공급받는 유체 포트에 연통하는 혼합 챔버를 구비하고, 상기 혼합 챔버 내에서 고압 가스와 세정액이 혼합되어 고압 세정액을 연속하는 라인 형태의 토출구를 통해 연속하는 라인(線) 형태로 기판에 토출하되, 상기 토출구는 세정하고자 하는 상기 기판의 반지름의 길이 이상으로 길게 형성되어 상기 기판을 세정하는 라인 노즐과;

상기 라인 노즐로부터 토출되는 상기 고압 세정액이 상기 기판의 표면 전체에 도달하도록 상기 라인 노즐을 회전 또는 이동시키는 노즐 구동부를;

포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 기판 세정장치용 노즐 기구.
제1항에 있어서,

상기 토출구는 직선 형태, 곡선 형태, 직선과 곡선의 조합 형태 중 어느 하나의 형태로 형성된 기판 세정장치용 노즐 기구.
제1항에 있어서,

상기 가스 포트와 상기 유체 포트는 서로 직각 방향으로 상기 혼합 챔버와 연통된 것을 특징으로 하는 기판 세정장치용 노즐 기구.
제1항에 있어서,

상기 가스 포트와 상기 유체 포트는 서로 마주보는 방향으로 상기 혼합 챔버와 연통되는 것을 특징으로 하는 기판 세정장치용 노즐 기구.
제1항에 있어서,

상기 가스 포트를 통해 질소, 산소, 공기 중 어느 하나의 압축 가스가 상기 혼합 챔버로 유입되는 것을 특징으로 하는 기판 세정장치용 노즐 기구.
제1항에 있어서,

상기 가스 포트를 통해 유입되는 가스의 압력을 조절하는 가스압력 조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 세정장치용 노즐 기구.
제1항에 있어서,

상기 세정액 공급부에서 상기 각 토출구로 공급되는 세정액의 양을 조절하는 세정액 조절부를 추가적으로 포함하는 기판 세정장치용 노즐 기구.
제1항에 있어서,

상기 유체 포트는 상기 혼합 챔버의 서로 이격된 위치에 다수로 형성되고, 상기 가스 포트는 상기 혼합 챔버의 서로 이격된 위치에 다수로 형성된 기판 세정 장치용 노즐 기구.
세정액 회수부와;

상기 세정액 회수부 내부에 구비되어 기판을 파지하여 회전하는 스핀척과;

상기 세정액 회수부의 외측에 구비된 제 1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 라인 타입의 토출구를 구비하는 노즐 기구를;

포함하여 구성된 기판 세정장치.
제9항에 있어서,

상기 토출구는 상기 기판의 반지름에 해당하는 길이로 형성된 것을 특징으로 하는 기판 세정장치.
제9항에 있어서,

상기 토출구는 상기 기판의 반지름에 해당하는 길이가 2개 이상 부착되어 형성된 것을 특징으로 하는 기판 세정장치.
제11항에 있어서,

상기 2개 이상의 토출구는 상기 기판의 중심으로부터 분기되어 형성된 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
제11항에 있어서,

상기 토출구는 라인 형태로 다수 형성된 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
제13항에 있어서,

상기 다수의 라인 형태의 토출구는 하나의 혼합 챔버와 연통되는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
제13항에 있어서,

상기 다수의 라인 형태의 토출구는 각각 하나씩의 혼합 챔버와 연통되는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.