KR101304484B1 - 기판 세정 장치 - Google Patents

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KR101304484B1
KR101304484B1 KR1020130056122A KR20130056122A KR101304484B1 KR 101304484 B1 KR101304484 B1 KR 101304484B1 KR 1020130056122 A KR1020130056122 A KR 1020130056122A KR 20130056122 A KR20130056122 A KR 20130056122A KR 101304484 B1 KR101304484 B1 KR 101304484B1
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윤형규
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주식회사 에프원테크
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Abstract

본 발명은 기판 세정 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 장치는, 기판을 로딩(Loading)하는 기판 로딩부와, 기판 로딩부와 인접하게 위치하며, 기판의 표면에 잔존하는 고착성 이물질을 향해 고온의 순수를 분사하는 전세정부(Pre-shower)와, 전세정부와 인접하게 위치하며, 기판의 표면에 잔존하는 고착성 이물질을 제거하기 위한 적어도 하나의 제1 브러시 유닛을 포함하는 제1 기판 세정부와, 제1 기판 세정부와 인접하게 위치하며, 기판의 표면에 잔존하는 부유성 이물질을 제거하기 위한 적어도 하나의 제2 브러시 유닛과 적어도 하나의 순수 분사 유닛을 포함하는 제2 기판 세정부와, 제2 기판 세정부와 인접하게 위치하며, 기판의 표면에 잔존하는 순수를 건조하기 위한 기판 건조부와, 기판 건조부와 인접하게 위치하며, 기판을 외부로 언로딩(Unloading)하는 기판 언로딩부 및 기판 로딩부에 의해 로딩된 기판을 전세정부, 제1 기판 세정부, 제2 세정부, 기판 건조부 및 기판 언로딩부로 순차적으로 이송하는 기판 이송부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

기판 세정 장치{Substrate cleaning apparatus}
본 발명은 기판 세정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판 세정 공정의 정확성과 생산성을 향상시킬 수 있는 기판 세정 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 제조 공정, LCD(Liquid crystal display), OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등과 같은 평판표시장치(Flat panel display, FPD), 터치 패널(Touch Panel) 등을 제조하기 위해서는 기판(Substrate) 상에 소정의 패턴들을 형성하고 모듈을 제작하는 등 다양한 공정을 수행해야 한다. 여기서 기판(Substrate)은 특정 형상의 패턴(Pattern)이 형성된 ITO(Indium Tin Oxide) 필름 등의 투명 전도막과 이에 연결되는 배선이 형성된 PET(Polyethylene Terephthalate) 필름 또는 글래스(Glass) 등을 의미한다.
한편, 위와 같은 여러 가지 패널을 제조하기 위해 수행되는 공정 중에는 다양한 약액이 사용되는데, 제조 공정 중에 사용된 약액 등이 기판의 표면에 남게 되는 경우 해당 패널은 불량으로 사용할 수 없게 되는 경우가 많다. 특히, 기판의 상부면 또는 하부면에 잔존하는 보강액 등과 같은 고착성 이물질을 제거하기 위해서는 작업자가 일일이 IPA(Isopropyl Alcohol, 이소프로필 알코올) 또는 아세톤 등의 약액을 이용하여 직접 고착성 이물질을 닦아 내었으므로 작업의 효율성이 현저히 떨어져 전체 기판 제조 공정 속도도 늦어질 수 밖에 없다는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위해서 기판의 표면에 잔존하는 고착성 이물질을 제거하기 위해 벨트 연마 방식의 세정 장치를 사용하고 있으나, 기판의 표면에 스크래치와 같은 손상이 발생한다는 문제점이 있었다. 또한, 종래의 벨트 연마 방식의 세정 장치는 그 구조가 복잡하여 노후된 벨트를 교체하는 데에 있어 많은 시간이 소요되고 이로 인해 기판의 생산 수율이 감소한다는 문제점이 있었다.
따라서, 기판 세정 공정의 정확성과 생산성을 향상시킬 수 있는 기판 세정 장치가 요구된다.
본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위해 발명된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 1차적으로 기판의 표면에 잔존하는 고착성 이물질을 제거하고 2차적으로 기판의 표면에 잔존하는 부유성 이물질을 제거하는 2 단계의 기판 세정 공정을 수행함으로써, 기판 세정 공정의 정확성과 생산성을 향상시킬 수 있는 기판 세정 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 장치는, 기판을 로딩(Loading)하는 기판 로딩부와, 상기 기판 로딩부와 인접하게 위치하며, 상기 기판의 표면에 잔존하는 고착성 이물질을 향해 고온의 순수를 분사하는 전세정부(Pre-shower)와, 상기 전세정부와 인접하게 위치하며, 상기 기판의 표면에 잔존하는 고착성 이물질을 제거하기 위한 적어도 하나의 제1 브러시 유닛을 포함하는 제1 기판 세정부와, 상기 제1 기판 세정부와 인접하게 위치하며, 상기 기판의 표면에 잔존하는 부유성 이물질을 제거하기 위한 적어도 하나의 제2 브러시 유닛과 적어도 하나의 순수 분사 유닛을 포함하는 제2 기판 세정부와, 상기 제2 기판 세정부와 인접하게 위치하며, 상기 기판의 표면에 잔존하는 순수를 건조하기 위한 기판 건조부와, 상기 기판 건조부와 인접하게 위치하며, 상기 기판을 외부로 언로딩(Unloading)하는 기판 언로딩부 및 상기 기판 로딩부에 의해 로딩된 상기 기판을 상기 전세정부, 상기 제1 기판 세정부, 상기 제2 세정부, 상기 기판 건조부 및 상기 기판 언로딩부로 순차적으로 이송하는 기판 이송부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 장치에 따르면, 1차적으로 기판의 표면에 잔존하는 고착성 이물질을 제거하고 2차적으로 기판의 표면에 잔존하는 부유성 이물질을 제거하는 2 단계의 기판 세정 공정을 수행함으로써, 기판 세정 공정의 정확성과 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 장치에 따르면, 고온의 순수와 극세사 천을 구비하는 브러시 롤러를 이용하여 기판의 표면에 잔존하는 고착성 이물질을 제거함으로써, 기판 세정 공정의 불량률을 낮추고 기판 세정 공정의 효율성을 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 장치에 따르면, 극세사 천을 구비하는 브러시 롤러의 교체가 용이하도록 브러시 롤러 하우징을 구성함으로써, 기판 세정 장치의 유지 보수 효율을 높이고 기판 세정 공정의 생산성을 높일 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 장치의 구조를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 장치의 구조를 개략적으로 나타내는 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 장치에서 전세정부의 구조를 나타내는 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 장치에서 제1 기판 세정부를 구성하는 제1 브러시 유닛의 구조를 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 장치에서 제1 기판 세정부를 구성하는 제1 브러시 유닛 중 브러시 롤러의 구조를 나타내는 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 장치에서 제1 기판 세정부를 구성하는 제1 브러시 유닛 중 브러시 롤러 하우징의 구조를 나타내는 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 장치에서 제2 기판 세정부의 구조를 나타내는 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 장치에서 제2 기판 세정부의 제2 브러시 유닛과 순수 분사 유닛의 구조를 나타내는 정면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 장치에서 기판 건조부로서 에어 나이프를 사용하는 일 예를 나타내는 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 장치에서 기판 이송부를 구성하는 제1 기판 이송부 및 제2 기판 이송부의 구조를 나타내는 정면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 장치에서 기판 이송부를 구성하는 제2 기판 이송부의 구조를 나타내는 사시도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 장치에서 기판 이송부를 구성하는 제3 기판 이송부의 구조를 나타내는 평면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 장치에서 기판 이송부를 구성하는 제3 기판 이송부에 구비된 이송 롤러의 형상을 나타내는 사시도이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 기판 세정 장치를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 장치의 구조를 개략적으로 나타내는 평면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 장치의 구조를 개략적으로 나타내는 정면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 장치(1)는 기판 로딩부(100), 전세정부(200), 제1 기판 세정부(300), 제2 기판 세정부(400), 기판 건조부(500), 기판 언로딩부(600) 및 기판 이송부(700)를 포함하여 구성될 수 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 장치(1)의 경우, 1차적으로 기판의 표면에 잔존하는 고착성 이물질을 제거하고 2차적으로 기판의 표면에 잔존하는 부유성 이물질을 제거하는 2 단계의 기판 세정 공정을 수행함으로써, 기판 세정 공정의 정확성과 생산성을 향상시킬 수 있다. 본 명세서에서 기판(Substrate)이란, 반도체 제조 공정, LCD(Liquid crystal display), OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등과 같은 평판표시장치(Flat panel display, FPD), 터치 패널(Touch Panel) 등을 제조하기 위해 특정 형상의 패턴(Pattern)이 형성된 ITO(Indium Tin Oxide) 필름 등의 투명 전도막과 이에 연결되는 배선이 형성된 PET(Polyethylene Terephthalate) 필름 또는 글래스(Glass) 등을 의미한다.
먼저, 기판 로딩부(100)는 기판 세정 장치(1)의 일 측에 구비될 수 있으며, 기판을 로딩(Loading)할 수 있다. 기판 로딩부(100)는 하나의 기판을 로딩할 수도 있으나, 복수의 기판을 동시에 또는 순차적으로 로딩할 수도 있으며, 복수의 기판을 로딩하는 경우에는 복수의 기판을 수용하기 위한 카세트(Cassette), 트레이(Tray) 등을 구비할 수도 있다. 비록 도시되지는 않았으나, 기판 로딩부(100)는 그리퍼(Gripper) 또는 진공 흡착(Vacuum)을 이용한 픽앤플레이스(Pick & place) 형태 또는 벨트 컨베이어 형태로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 당업자에 의해 얼마든지 변형 가능하다.
전세정부(Pre-shower)(200)는 기판 로딩부(100)와 인접하게 위치하며, 기판의 표면에 잔존하는 고착성 이물질을 향해 고온의 순수를 분사할 수 있다. 이와 같이, 기판의 표면에 고온의 순수를 분사하게 되면 보강액과 같이 딱딱하게 굳은 고착성 이물질을 연한 상태로 만들 수 있으며, 이로 인해 후술할 브러시 롤러(310)를 이용하여 기판 세정 공정의 효율성을 높일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 장치에서 전세정부의 구조를 나타내는 정면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 전세정부(200)는 기판 세정 장치(1)의 길이 방향을 따라 길게 형성된 노즐 몸체(210)와, 노즐 몸체(210)의 하단에 형성되어 기판의 상부면을 향해 고온의 순수를 분사하는 복수의 노즐 분사구(220)를 구비할 수 있다. 노즐 몸체(210)의 일 측에는 기판 세정 장치(1)의 내부에 구비된 순수 공급부(도시되지 않음)와 연결되어 복수의 노즐 분사구(220)로 고온의 순수를 공급하는 순수 공급관(230)이 연결될 수 있다. 이러한 전세정부(200)는 노즐 몸체(210)의 양 단에 연결된 노즐 몸체 체결부(240)를 통해 기판의 상부에 위치하도록 기판 세정 장치(1)에 설치될 수 있다.
다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 제1 기판 세정부(300)는 전세정부(200)와 인접하게 위치하며, 기판의 표면에 잔존하는 고착성 이물질을 제거하기 위한 적어도 하나의 제1 브러시 유닛(300)을 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 장치에서 제1 기판 세정부를 구성하는 제1 브러시 유닛의 구조를 나타내는 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 장치에서 제1 기판 세정부를 구성하는 제1 브러시 유닛 중 브러시 롤러의 구조를 나타내는 분해 사시도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 장치에서 제1 기판 세정부를 구성하는 제1 브러시 유닛 중 브러시 롤러 하우징의 구조를 나타내는 분해 사시도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제1 브러시 유닛(300)은 브러시 롤러(310), 브러시 롤러 하우징(320), 브러시 롤러 회전 구동부(330) 및 브러시 롤러 상하 구동부(340)를 포함하여 구성될 수 있다.
먼저, 브러시 롤러(310)는 외주면에 기판의 표면에 잔존하는 고착성 이물질을 제거하기 위한 극세사 천(311)이 구비될 수 있다. 이러한 브러시 롤러(310)는 극세사 천(311), 롤러 몸체(312), 고정 몸체(313), 고정 바(314) 및 한 쌍의 고정 샤프트(315, 316)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 롤러 몸체(312)는 대략 원통 형상으로 길이 방향을 따라 내부가 관통된 중공부(312a)가 형성되고, 외주면에 길이 방향을 따라 고정 홈(312b)이 형성될 수 있다. 또한, 고정 몸체(313)는 롤러 몸체(312)의 외주면을 감싸도록 구비되며, 고정 홈(312b)에 대응하는 위치는 관통되도록 형성될 수 있으며, 극세사 천(311)은 고정 몸체(313)의 외주면을 감싸도록 결합될 수 있다. 이 때, 롤러 몸체(312)는 금속 재질로 형성될 수 있으나, 고정 몸체(313)는 브러시 롤러(310)가 회전하여 극세사 천(311)이 기판의 상부면에 맞닿을 때에 기판의 상부면에 전달되는 충격을 완화시키기 위해 실리콘 등과 같이 탄성을 가지는 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 고정 바(314)는 롤러 몸체(312)에 형성된 고정 홈(312b)에 대응하는 형상을 가지며, 고정 홈(312b)에 결합될 때에 고정 몸체(313)의 외주면을 감싸는 극세사 천(311)을 고정 몸체(313)에 고정시킬 수 있다. 또한, 한 쌍의 고정 샤프트(315, 316)는 중공부(312a)를 통해 롤러 몸체(312)의 양 단에 결합되며, 롤러 몸체(312)를 브러시 롤러 하우징(320)에 회전 가능하게 결합시킬 수 있다.
브러시 롤러 하우징(320)은 브러시 롤러(310)의 양 측을 회전 가능하게 지지할 수 있으며, 브러시 롤러 회전 구동부(330)는 브러시 롤러 하우징(320)의 일 측에 설치되며, 브러시 롤러(310)의 일단에 연결되어 브러시 롤러(310)를 회전 구동시킬 수 있다. 보다 자세하게는, 도 6에 도시된 바와 같이, 브러시 롤러 회전 구동부(330)는 구동 모터를 사용할 수 있으며, 브러시 롤러(310)의 롤러 몸체(312)에 결합된 한 쌍의 고정 샤프트(315, 316) 중 어느 하나에 커플링(Coupling)과 같은 동력 전달 부재를 통해 연결될 수 있다.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 브러시 롤러 하우징(320)은, 브러시 롤러(310)를 사이에 두고, 브러시 롤러(310)의 양 측에 서로 대향하도록 설치되는 한 쌍의 측면 플레이트(321), 한 쌍의 측면 플레이트(321)의 상부면에 결합되는 상부 플레이트(322), 한 쌍의 측면 플레이트(321)의 일단에 결합되며, 브러시 롤러 회전 구동부(330)가 설치되는 고정 브라켓(323), 한 쌍의 측면 플레이트(321)의 내부에 결합되며, 브러시 롤러(310)의 일단을 회전 가능하게 지지하는 제1 회전 지지 브라켓(324), 한 쌍의 측면 플레이트(321)의 타단에 결합되며, 브러시 롤러(310)의 타단을 회전 가능하게 지지하는 제2 회전 지지 브라켓(325)을 포함하여 구성될 수 있다. 이 때, 제2 회전 지지 브라켓(325)은 고정 핀 및 고정 노브(327)을 이용하여 한 쌍의 측면 플레이트(321)에 결합하거나 분해할 수 있다. 한편, 자세히 도시되지는 않았으나, 브러시 롤러(310)의 양 단은 제1 회전 지지 브라켓(324) 및 제2 회전 지지 브라켓(325)의 내부에 삽입되는 베어링(326)에 의해 회전 가능하게 지지될 수 있다.
특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 장치(1)의 제1 브러시 유닛(300)에 포함된 브러시 롤러 하우징(320)은 상부 플레이트(322)의 일 단에 회전 가능하게 결합되며, 회전에 의해 제2 회전 지지 브라켓(325)과 맞닿거나 떨어질 때에 한 쌍의 측면 플레이트(321)의 타단을 개폐하는 회전 커버(328)를 포함할 수 있다. 즉, 극세사 천(311)의 교체 등을 이유로 제1 브러시 유닛(300)으로부터 브러시 롤러(310)를 분해하기 위해서는 제1 브러시 유닛(300)의 전체를 기판 세정 장치(1)로부터 분해하는 것이 아니라 고정 핀 및 고정 노브(327)을 이용하여 제2 회전 지지 브라켓(325)을 분해하고 회전 커버(328)를 열어 브러시 롤러(310)를 브러시 롤러 하우징(320)으로부터 용이하게 분해할 수 있다. 이와 같이 브러시 롤러 하우징(320)을 구성함으로써 기판 세정 장치(1)의 유지 보수 효율을 높이고 기판 세정 공정의 생산성을 높일 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 장치(1)의 제1 브러시 유닛(300)은 브러시 롤러 하우징(320)에 연결되며, 브러시 롤러 하우징(320)을 상하로 구동시키는 브러시 롤러 상하 구동부(340)를 포함할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 브러시 롤러 상하 구동부(340)는 브러시 롤러 하우징(320)을 상하 방향으로 정밀하게 구동시키기 위해 구동 모터와 리니어 가이드(Linear guide)를 사용할 수 있다.
한편, 도 1 및 도 2에서는 제1 기판 세정부(300)가 2 개의 제1 브러시 유닛(300)을 구비한 것을 예로 들어 설명하고 있으나, 제1 브러시 유닛(300)의 개수 및 배치 형태는 당업자에 의해 얼마든지 변경 가능하다.
다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 제2 기판 세정부(400)는 제1 기판 세정부(300)와 인접하게 위치하며, 기판의 표면에 잔존하는 부유성 이물질을 제거하기 위한 적어도 하나의 제2 브러시 유닛(410)과 적어도 하나의 순수 분사 유닛(420)을 포함할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 장치에서 제2 기판 세정부의 구조를 나타내는 사시도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 장치에서 제2 기판 세정부의 제2 브러시 유닛과 순수 분사 유닛의 구조를 나타내는 정면도이다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 제2 브러시 유닛(410)은 상부 브러시 롤러(411), 하부 브러시 롤러(412), 복수의 가이드 롤러(413), 롤러 구동부(414) 및 브러시 롤러 조절부(415)를 포함하여 구성될 수 있다.
상부 브러시 롤러(411)는 기판의 상부면에 잔존하는 부유성 물질을 제거하는 것이고, 하부 브러시 롤러(412)는 기판의 하부면에 잔존하는 부유성 물질을 제거하기 위한 것이며, 상부 브러시 롤러(411)와 하부 브러시 롤러(412)는 상하로 나란히 배치될 수도 있고 기판의 이송 방향을 따라 일정한 거리를 두고 배치될 수도 있다. 도 7 및 도 8에서는 상부 브러시 롤러(411)와 하부 브러시 롤러(412)가 기판의 이송 방향을 따라 일정한 거리를 두고 배치된 예를 도시하고 있다. 복수의 가이드 롤러(413)는 상부 브러시 롤러(411)와 하부 브러시 롤러(412) 사이에 위치하며, 기판의 상부면에 맞닿아 기판을 안내할 수 있다. 이 때, 기판의 하부면은 후술할 제3 기판 이송부(730)에 구비된 복수의 이송 롤러(731)에 의해 안내될 수 있다.
롤러 구동부(414)는 상부 브러시 롤러(411), 하부 브러시 롤러(412) 또는 복수의 가이드 롤러(413)의 일단에 연결되며, 상부 브러시 롤러(411), 하부 브러시 롤러(412) 및 복수의 가이드 롤러(413)를 회전 구동시킬 수 있다. 도 7 및 도 8에서는 롤러 구동부(414)로 2 개의 구동 모터를 상부 브러시 롤러(411)와 하부 브러시 롤러(412)에 각각 연결한 예를 도시하고 있으나, 하나의 구동 모터와 타이밍 벨트(Timing belt), 기어(Gear) 등의 동력 전달 부재를 이용하여 상부 브러시 롤러(411)와 하부 브러시 롤러(412)를 회전 구동시킬 수도 있다.
한편, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 제2 브러시 유닛(410)은 상부 브러시 롤러(411)와 하부 브러시 롤러(412)의 위치를 조절하기 위한 브러시 롤러 조절부(415)를 포함할 수 있다. 도 7 및 도 8에서는 회전 노브에 설치된 워엄 기어(Worm gear)와 연결된 피니언의 회전에 의해 구동 모터와 같은 롤러 구동부(414)의 상하 위치(높이)를 조절하는 예를 나타내고 있으나, 이에 한정되지 않으며, 당업자에 의해 얼마든지 변경 가능하다.
다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 기판 건조부(500)는 제2 기판 세정부(400)와 인접하게 위치하며, 기판의 표면에 잔존하는 순수를 건조할 수 있다. 이러한 기판 건조부(500)로는 기판의 상부면 및 하부면을 향해 공기를 분사하는 적어도 하나의 에어 나이프(Air Knife)를 사용할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 장치에서 기판 건조부로서 에어 나이프를 사용하는 일 예를 나타내는 사시도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 에어 나이프 형태의 기판 건조부(500)는 기판의 폭 방향(즉, 기판 세정 장치(1)의 폭 방향)으로 길게 형성된 몸체(510)의 하단(또는, 상단)에 구비된 분사부(520)를 통해 아래 방향으로(또는, 윗 방향으로) 건조를 위한 공기를 분사하며, 분사부(520)의 각도를 조절하기 위한 분사 각도 조절부(530)을 가질 수 있다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 기판 건조부(500)는 복수의 에어 나이프를 구비하는 것이 바람직하며, 기판을 기준으로 기판의 상부면과 하부면에 각각 적절한 개수의 에어 나이프를 배치할 수 있다. 이 때, 각각의 에어 나이프는 몸체 체결부(540)를 통해 기판 이송부(700)의 상단 또는 하단에 결합될 수 있다. 도 2에서는 상단 및 하단에 배치된 한 쌍의 에어 나이프가 4 열로 배치된 예(총 8개)를 나타내고 있으나, 에어 나이프의 개수 및 배치 형태는 당업자에 의해 얼마든지 변경될 수 있다.
한편, 비록 도시되지는 않았으나, 기판 건조부(500)는 기판의 건조 효율을 높이기 위해 에어 나이프 이외에도 적외선 히터(IR Heater)를 사용할 수도 있으며, 에어 나이프와 적외선 히터를 적절히 조합하여 함께 사용할 수도 있다.
다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 기판 언로딩부(600)는 기판 건조부(500)와 인접하게 위치하며, 세정 및 건조를 마친 기판을 기판 세정 장치(1)의 외부로 언로딩(Unloading)할 수 있다. 기판 언로딩부(600)의 구조 및 동작은 전술한 기판 로딩부(100)의 구조 및 동작과 실질적으로 동일하게 구현될 수 있으며, 그리퍼(Gripper) 또는 진공 흡착(Vacuum)을 이용한 픽앤플레이스(Pick & place) 형태 또는 벨트 컨베이어 형태로 구성될 수 있으며, 하나의 기판 또는 복수의 기판을 동시에 또는 순차적으로 언로딩할 수 있다. 그러나, 이러한 기판 언로딩부(600)의 구조는 이에 한정되지 않으며 당업자에 의해 얼마든지 변경될 수 있다.
마지막으로, 기판 이송부(700)는 기판 로딩부(100)에 의해 로딩된 기판을 전세정부(200), 제1 기판 세정부(300), 제2 세정부, 기판 건조부(500) 및 기판 언로딩부(600)로 순차적으로 이송할 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 장치(1)의 기판 이송부(700)는 크게 제1 기판 이송부(710), 제2 기판 이송부(720) 및 제3 기판 이송부(730)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 장치에서 기판 이송부를 구성하는 제1 기판 이송부 및 제2 기판 이송부의 구조를 나타내는 정면도이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 장치에서 기판 이송부를 구성하는 제2 기판 이송부의 구조를 나타내는 사시도이며, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 장치에서 기판 이송부를 구성하는 제3 기판 이송부의 구조를 나타내는 평면도이고, 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 장치에서 기판 이송부를 구성하는 제3 기판 이송부에 구비된 이송 롤러의 형상을 나타내는 사시도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 제1 기판 이송부(710)는 기판 로딩부(100)에 의해 로딩된 기판의 하부면을 지지하는 기판 수용체(711)를 구비하며, 기판 수용체(711)를 전세정부(200) 및 제1 기판 세정부(300)를 통과하도록 이송시킬 수 있다. 기판 수용체(711)는 내부에 기판을 수용할 수 있는 공간을 가지는 판상 형태의 단단한 재질로 형성될 수 있는데, 이는 제1 기판 세정부(300)에서 제1 브러시 유닛(300)으로 기판의 표면에 잔존하는 고착성 이물질을 제거하기 위한 세정 공정을 수행할 때에 기판에 작용하는 손상을 최소화하기 위한 것이다.
또한, 도 10에 도시된 바와 같이, 제2 기판 이송부(720)는 제1 기판 이송부(710)와 인접하게 위치하며, 제1 기판 세정부(300)를 통과한 기판 수용체(711)로부터 기판을 진공 흡착하여 이송시킬 수 있다. 이러한 제2 기판 이송부(720)는 진공 흡착(Vacuum)을 이용한 픽앤플레이스(Pick & place) 형태로 구성되는 것이 바람직하다. 도 11에 도시된 바와 같이, 제2 기판 이송부(720)는 기판 복수의 진공 흡착 노즐을 포함하는 기판 흡착 헤드(721) 및 흡착 헤드를 X축, Y축 및 Z축 방향으로 구동시키는 흡착 헤드 구동부(722, 723)를 포함하여 구성될 수 있다. 도 11에서는 흡착 헤드 구동부(722, 723)가 업다운 실린더(Updown cylinder)(722)를 이용하여 기판 흡착 헤드(721)를 상하 방향으로 구동하고, 구동 모터 및 리디어 가이드(Linear guide)(723)를 이용하여 기판 흡착 헤드(721)를 좌우 방향(기판 세정 장치(1)의 길이 방향)으로 구동하는 것을 예로 들고 있으나, 필요에 따라 기판 흡착 헤드(721)를 전후 방향(기판 세정 장치(1)의 폭 방향)으로 구동시킬 수도 있다.
제3 기판 이송부(730)는 제2 기판 이송부(720)와 인접하게 위치하며, 제2 기판 이송부(720)에 의해 이송된 기판의 하부면을 지지하는 복수의 이송 롤러(731)를 구비하며, 기판을 제2 기판 세정부(400) 및 기판 건조부(500)를 통과하여 기판 언로딩부(600)로 이송시킬 수 있다. 기판의 표면에 잔존하는 고착성 이물질을 제거하기 위한 제1 기판 이송부(710)의 기판 수용체(711)와는 달리, 제3 기판 이송부(730)는 기판의 표면에 잔존하는 부유성 이물질을 제거하기 위한 것이므로, 상대적으로 적은 충격이 기판에 전달되므로 단단한 재질의 기판 수용체(711) 대신 복수의 이송 롤러(731)를 사용할 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, 제3 기판 이송부(730)는 기판의 폭 방향(즉, 기판 세정 장치(1)의 폭 방향)으로 길게 배열되는 복수의 이송 롤러(731), 복수의 이송 롤러(731)를 회전 구동시키기 위한 이송 롤러 회전 구동부(732), 및 복수의 이송 롤러(731)의 일 단 또는 양 단에 연결되어 이송 롤러 회전 구동부(732)로터 전달되는 회전력을 복수의 이송 롤러(731)로 전달하기 위한 이송 롤러 동력 전달부(733)를 포함하여 구성될 수 있다. 도 12에서는 이송 롤러 회전 구동부(732)로 제3 기판 이송부(730)의 양 끝에 설치된 2 개의 구동 모터를 사용하는 것을 예로 들어 나타내고, 이송 롤러 동력 전달부(733)로 제1 축 방향의 회전을 이에 수직한 제2 축 방향의 회전으로 변환하기 위해 마그네틱 기어(Magnetic gear)를 사용하는 것을 예로 들어 나타내고 있으나, 이송 롤러 회전 구동부(732) 또는 이송 롤러 동력 전달부(733)의 종류, 개수, 배치 형태는 당업자에 의해 얼마든지 변경 가능하다.
한편, 도 13에 도시된 바와 같이, 복수의 이송 롤러(731) 중 기판 건조부(500)를 통과하는 구간에 있는 이송 롤러(731)는 외주면(731a)에 복수의 이송 홈(731b)이 구비될 수 있다. 이는 기판 건조부(500)에서의 건조 과정에서 기판의 표면에 잔존하는 순수가 쉽게 아래 방향으로 배출됨과 동시에 기판의 이송을 보다 원할하게 하기 위함이다.
한편, 본 발명에서는 기판 이송부(700)가 기판 세정 장치(1)의 길이 방향(공정 방향)을 따라 일 자로 길게 배치된 예를 기재하고 있으나, 기판 로딩부(100), 전세정부(200), 제1 기판 세정부(300), 제2 기판 세정부(400), 기판 건조부(500) 및 기판 언로딩부(600)의 크기, 배치 형태 등에 따라 'ㄷ' 자형 또는 원형으로 구성될 수도 있다. 예를 들어, 기판 로딩부(100), 전세정부(200) 및 제1 기판 세정부(300)가 순서대로 일렬로 배치되고, 이들과 각각 마주보도록 기판 언로딩부(600), 기판 건조부(500) 및 제2 세정부가 순서대로 일렬로 배치되는 경우, 기판 로딩부(100), 전세정부(200) 및 제1 기판 세정부(300)는 일 자로 배치되어 기판을 이송하는 제1 기판 이송부(710)를 가지고, 기판 언로딩부(600), 기판 건조부(500) 및 제2 세정부는 일 자로 배치되어 기판을 이송하는 제3 기판 이송부(730)를 가지며, 제1 기판 세정부(300)와 제2 기판 세정부(400) 사이에 제2 기판 이송부(720)가 배치되어 전체적으로 'ㄷ' 자형의 기판 이송부(700)를 가질 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 장치에 따르면, 1차적으로 기판의 표면에 잔존하는 고착성 이물질을 제거하고 2차적으로 기판의 표면에 잔존하는 부유성 이물질을 제거하는 2 단계의 기판 세정 공정을 수행함으로써, 기판 세정 공정의 정확성과 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 고온의 순수와 극세사 천을 구비하는 브러시 롤러를 이용하여 기판의 표면에 잔존하는 고착성 이물질을 제거함으로써, 기판 세정 공정의 불량률을 낮추고 기판 세정 공정의 효율성을 높일 수 있다. 또한, 극세사 천을 구비하는 브러시 롤러의 교체가 용이하도록 브러시 롤러 하우징을 구성함으로써, 기판 세정 장치의 유지 보수 효율을 높이고 기판 세정 공정의 생산성을 높일 수 있다.
한편, 본 발명에서는 기판의 종류로서 반도체 제조 공정, LCD(Liquid crystal display), OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등과 같은 평판표시장치(Flat panel display, FPD), 터치 패널(Touch Panel) 등을 예로 들어 설명하고 있으나, 본 발명의 적용 범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명은 표면의 이물질을 제거하기 위해 세정 공정이 필요한 부분이라면 얼마든지 다양한 기술 분야에 적용될 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 기판 세정 장치
100: 기판 로딩부 200: 전세정부
300: 제1 기판 세정부 400: 제2 기판 세정부
500: 기판 건조부 600: 기판 언로딩부
700: 기판 이송부

Claims (8)

  1. 기판을 로딩(Loading)하는 기판 로딩부;
    상기 기판 로딩부와 인접하게 위치하며, 상기 기판의 표면에 잔존하는 고착성 이물질을 향해 고온의 순수를 분사하는 전세정부(Pre-shower);
    상기 전세정부와 인접하게 위치하며, 상기 기판의 표면에 잔존하는 고착성 이물질을 제거하기 위한 적어도 하나의 제1 브러시 유닛을 포함하는 제1 기판 세정부;
    상기 제1 기판 세정부와 인접하게 위치하며, 상기 기판의 표면에 잔존하는 부유성 이물질을 제거하기 위한 적어도 하나의 제2 브러시 유닛과 적어도 하나의 순수 분사 유닛을 포함하는 제2 기판 세정부;
    상기 제2 기판 세정부와 인접하게 위치하며, 상기 기판의 표면에 잔존하는 순수를 건조하기 위한 기판 건조부;
    상기 기판 건조부와 인접하게 위치하며, 상기 기판을 외부로 언로딩(Unloading)하는 기판 언로딩부; 및
    상기 기판 로딩부에 의해 로딩된 상기 기판을 상기 전세정부, 상기 제1 기판 세정부, 상기 제2 세정부, 상기 기판 건조부 및 상기 기판 언로딩부로 순차적으로 이송하는 기판 이송부를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 제1 브러시 유닛은,
    외주면에 상기 기판의 표면에 잔존하는 고착성 이물질을 제거하기 위한 극세사 천이 구비된 브러시 롤러;
    상기 브러시 롤러의 양 측을 회전 가능하게 지지하는 브러시 롤러 하우징;
    상기 브러시 롤러 하우징의 일 측에 설치되며, 상기 브러시 롤러의 일단에 연결되어 상기 브러시 롤러를 회전 구동시키는 브러시 롤러 회전 구동부; 및
    상기 브러시 롤러 하우징에 연결되며, 상기 브러시 롤러 하우징을 상하로 구동시키는 브로시 롤러 상하 구동부를 포함하며,
    상기 브러시 롤러 하우징은,
    상기 브러시 롤러를 사이에 두고, 상기 브러시 롤러의 양 측에 서로 대향하도록 설치되는 한 쌍의 측면 플레이트;
    상기 한 쌍의 측면 플레이트의 상부면에 결합되는 상부 플레이트;
    상기 한 쌍의 측면 플레이트의 일단에 결합되며, 상기 브러시 롤러 회전 구동부가 설치되는 고정 브라켓;
    상기 한 쌍의 측면 플레이트의 내부에 결합되며, 상기 브러시 롤러의 일단을 회전 가능하게 지지하는 제1 회전 지지 브라켓;
    상기 한 쌍의 측면 플레이트의 타단에 결합되며, 상기 브러시 롤러의 타단을 회전 가능하게 지지하는 제2 회전 지지 브라켓; 및
    상기 상부 플레이트의 일 단에 회전 가능하게 결합되며, 회전에 의해 상기 제2 회전 지지 브라켓과 맞닿거나 떨어질 때에 상기 한 쌍의 측면 플레이트의 타단을 개폐하는 회전 커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 브러시 롤러는,
    길이 방향을 따라 내부가 관통된 중공부가 형성되고, 외주면에 길이 방향을 따라 고정 홈이 형성된 롤러 몸체;
    상기 롤러 몸체의 외주면을 감싸도록 구비되며, 상기 고정 홈에 대응하는 위치는 관통되도록 형성된 고정 몸체;
    상기 고정 홈에 대응하는 형상을 가지며, 상기 고정 홈에 결합될 때에 상기 고정 몸체의 외주면을 감싸는 상기 극세사 천을 상기 고정 몸체에 고정시키는 고정 바; 및
    상기 중공부를 통해 상기 롤러 몸체의 양 단에 결합되며, 상기 롤러 몸체를 상기 브러시 롤러 하우징에 회전 가능하게 결합시키는 한 쌍의 고정 샤프트를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제2 브러시 유닛은,
    상기 기판의 상부면에 잔존하는 부유성 물질을 제거하기 위한 상부 브러시 롤러;
    상기 기판의 하부면에 잔존하는 부유성 물질을 제거하기 위한 하부 브러시 롤러;
    상기 상부 브러시 롤러와 상기 하부 브러시 롤러 사이에 위치하며, 상기 기판의 상부면에 맞닿아 상기 기판을 안내하는 복수의 가이드 롤러;
    상기 상부 브러시 롤러, 상기 하부 브러시 롤러 또는 상기 복수의 가이드 롤러의 일단에 연결되며, 상기 상부 브러시 롤러, 상기 하부 브러시 롤러 및 상기 복수의 가이드 롤러를 회전 구동시키는 롤러 구동부; 및
    상기 상부 브러시 롤러와 상기 하부 브러시 롤러의 위치를 조절하기 위한 브러시 롤러 조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 건조부는 상기 기판의 상부면 및 하부면을 향해 공기를 분사하는 적어도 하나의 에어 나이프(Air Knife)를 사용하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 이송부는,
    상기 기판 로딩부에 의해 로딩된 상기 기판의 하부면을 지지하는 기판 수용체를 구비하며, 상기 기판 수용체를 상기 전세정부 및 상기 제1 기판 세정부를 통과하도록 이송시키는 제1 기판 이송부;
    상기 제1 기판 이송부와 인접하게 위치하며, 상기 제1 기판 세정부를 통과한 상기 기판 수용체로부터 상기 기판을 진공 흡착하여 이송시키는 제2 기판 이송부; 및
    상기 제2 기판 이송부와 인접하게 위치하며, 상기 제2 기판 이송부에 의해 이송된 상기 기판의 하부면을 지지하는 복수의 이송 롤러를 구비하며, 상기 기판을 상기 제2 기판 세정부 및 상기 기판 건조부를 통과하여 상기 기판 언로딩부로 이송시키는 제3 기판 이송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 복수의 이송 롤러 중 상기 기판 건조부를 통과하는 구간에 있는 이송 롤러는 외주면에 복수의 이송 홈이 구비되는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
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