KR101459270B1 - 기판 세정 장치 및 이를 이용한 기판 세정 방법 - Google Patents

기판 세정 장치 및 이를 이용한 기판 세정 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101459270B1
KR101459270B1 KR1020130067545A KR20130067545A KR101459270B1 KR 101459270 B1 KR101459270 B1 KR 101459270B1 KR 1020130067545 A KR1020130067545 A KR 1020130067545A KR 20130067545 A KR20130067545 A KR 20130067545A KR 101459270 B1 KR101459270 B1 KR 101459270B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
cleaning
cleaning brush
foreign matter
brush
Prior art date
Application number
KR1020130067545A
Other languages
English (en)
Inventor
조문기
손준호
Original Assignee
주식회사 케이씨텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 케이씨텍 filed Critical 주식회사 케이씨텍
Priority to KR1020130067545A priority Critical patent/KR101459270B1/ko
Priority to US14/301,669 priority patent/US9704729B2/en
Priority to CN201410260488.1A priority patent/CN104241167B/zh
Priority to TW103120408A priority patent/TWI532540B/zh
Application granted granted Critical
Publication of KR101459270B1 publication Critical patent/KR101459270B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H01L21/6704—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing
    • H01L21/67046—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing using mainly scrubbing means, e.g. brushes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/10—Measuring as part of the manufacturing process
    • H01L22/12—Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)

Abstract

본 발명은 기판 세정 장치 및 이를 이용한 기판 세정 방법에 관한 것으로, 회전하는 세정 브러쉬와 접촉하면서 기판의 표면을 세정하는 방법으로서, 상기 세정 브러쉬의 일부 영역이 돌출되어, 상기 세정 브러쉬의 돌출 영역에서만 상기 기판과 접촉하여, 상기 기판의 표면에 잔류하는 이물질을 제거하는 기판세정단계를; 포함하여 구성되어, 세정 브러쉬의 일부 영역이 반경 방향으로 돌출된 상태로 기판의 표면과 접촉하여 세정하도록 구성됨에 따라, 돌출된 영역의 세정 브러쉬가 보다 높은 마찰력으로 이물질을 닦아내는 것에 의하여, 기판에 잔류하는 이물질을 완전히 제거할 수 있는 기판 세정 장치 및 방법을 제공한다.

Description

기판 세정 장치 및 이를 이용한 기판 세정 방법{SUBSTRATE CLEANING APPARATUS AND METHOD USING SAME}
본 발명은 기판 세정 장치 및 이를 이용한 기판 세정 방법에 관한 것으로, 상세하게는 한 쌍의 세정 브러쉬 사이에서 기판을 세정하는 과정에서 세정 브러쉬의 처짐에 의하여 기판의 일부분이 제대로 세정되지 않는 문제점을 해소하는 기판 세정 장치 및 이를 이용한 기판 세정 방법에 관한 것이다.
디스플레이 장치에 사용되는 기판이나 반도체 소자의 제작에 사용되는 웨이퍼(이하, 이들을 '기판'이라고 통칭함)를 처리한 이후에, 처리 공정 중에 표면에 묻은 이물질을 제거하는 세정 공정이 이루어진다.
도1 및 도2는 종래의 기판 세정 장치(9)를 도시한 것이다. 종래의 기판 세정 장치(9)는 기판 이송부에 의하여 기판(66)을 한 쌍의 세정 브러쉬(10)의 사이로 이송하면, 한 쌍의 세정 브러쉬(10) 중 어느 하나가 상하로 이동(10d)하여 기판(66)을 사이에 낀 상태로 세정 브러쉬(10)가 회전하면서 기판(66)의 표면을 세정한다.
이 때, 세정 브러쉬(10)는 구동부(40)에 의해 각각 서로 다른 방향으로 회전 구동되며, 기판(66)이나 세정 브러쉬(10) 중 어느 하나에 탈염수와 순수가 공급되면서 기판(66)을 세정한다. 도면에 도시되지 않았지만, 기판(66)에는 세정액(세정용 케미컬)과 탈염수가 노즐을 통해 공급된다.
그러나, 상기와 같이 구성된 종래의 기판 세정 장치(9)는 세정 브러쉬(20)를 회전 지지하는 지지대(20)가 일측에만 위치하여, 세정 브러쉬의 자중에 의한 처짐이 발생되어, 세정 브러쉬(20)와 기판(66) 사이의 들뜸 현상(E)이 발생되어, 기판(66)의 표면에 균일한 세정 마찰력이 작용하지 않아 세정이 불균일하게 이루어질 수 밖에 없는 문제점이 있었다.
또한, 세정 브러쉬(20)를 회전 지지하는 지지대(20)가 양단에 위치하여 세정 브러쉬(20)를 양단 지지한다고 하더라도, 세정 브러쉬(20)를 상하로 이동 구동하면서 이동 거리에 약간의 오차가 발생되면, 마찬가지로 세정 브러쉬(20)와 기판(66) 사이에 들뜸 현상(E)이 발생되는 위치가 생기는 동일한 문제가 야기된다. 설령, 세정 브러쉬(20)의 표면을 탄력성있는 재질로 형성하여 들뜸 현상이 외형상 없어지더라도, 세정 브러쉬(20)와 기판(66) 사이의 접촉 가압력에 차이가 생기므로, 결국 기판(66)의 표면에 균일한 세정 마찰력이 작용하지 않아 세정이 불균일해지는 문제가 여전히 발생된다.
따라서, 기판(66)의 표면에 잔류하는 이물질이 없이 깨끗하게 기판(66)을 세정할 수 있도록 하는 브러쉬 타입의 세정 장치의 필요성이 날로 대두되고 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 한 쌍의 세정 브러쉬 사이에서 기판을 세정하는 과정에서 세정 브러쉬의 처짐에 따른 영향에도 불구하고 기판의 표면에 이물질이 잔류하는 것을 없애고 깨끗하게 세정할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
상술한 바와 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은, 세정 브러쉬가 회전하면서 기판을 접촉 세정하는 기판 세정 장치로서, 상기 기판을 사이에 두고 상기 기판과 접촉하면서 회전 가능하게 설치되며, 부분적으로 반경 방향으로의 돌출되는 세정 브러쉬를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치를 제공한다.
이는, 세정 브러쉬의 일부 영역을 반경 방향으로 돌출되도록 한 상태로 기판의 표면을 세정함으로써, 세정 브러쉬가 기판에 균일하지 않은 편차를 갖는 마찰력으로 세정하는 동안에 발생될 수 있는 이물질이 잔류하는 영역에 대하여, 돌출된 영역의 세정 브러쉬가 보다 높은 마찰력으로 이물질을 닦아내는 것에 의하여 기판에 잔류하는 이물질을 완전히 제거할 수 있도록 하기 위함이다. 이를 통해, 기판에 잔류하는 이물질 없는 상태로 깨끗하게 세정할 수 있게 된다.
이 때, 상기 기판에 잔류하는 이물질의 분포를 검사하는 이물질 검사부를; 더 포함하여 구성되어, 상기 이물질 검사부에서 검사된 이물질 분포를 기초로 하여, 상기 세정 브러쉬는 상기 기판과의 접촉 위치에 따라 상기 세정 브러쉬의 일부분이 반경 방향으로 돌출될 수 있게 구성되는 것이 바람직하다. 이를 통해, 이물질이 잔류하는 기판의 특정 영역에 대해서도 세정 브러쉬로 이물질을 완전히 제거할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
이 때, 세정 브러쉬의 돌출 영역은 2개 이상의 영역으로 형성되어, 이들 영역들 중 1개 이상이 동시에 반경 방향으로 돌출되도록 구성될 수 있다. 이를 통해, 기판 상의 여러 구역에서 이물질이 집중적으로 잔류하는 경우에도, 다수의 영역에서 세정 브러쉬가 돌출되도록 하여, 기판 상의 이물질을 여러 구역에서의 이물질에 높은 마찰력으로 닦아내는 세정을 할 수 있게 된다.
이를 위하여, 세정 브러쉬는 내부에 공압에 의하여 팽창되는 다수의 압력 챔버가 구비되고, 상기 압력 챔버의 팽창에 의하여 상기 세정 브러쉬의 일부분이 돌출되도록 구성될 수 있다.
그리고, 상기 다수의 압력 챔버는 상기 세정 브러쉬의 길이 방향(세정 브러쉬의 회전축과 평행한 방향)을 따라 분포되어, 기판의 표면에 접촉하는 돌출 영역이 길이 방향으로 다수 분포되는 것이 좋다.
한편, 상기 이물질 검사부는 상기 기판을 촬영하는 비젼을 포함하여, 상기 비젼에 의한 촬영 영상으로부터 상기 기판 상의 이물질 분포를 감지할 수 있다.
그리고, 상기 기판은 화학 기계적 연마(CMP) 공정이 완료된 웨이퍼이거나 도포 등의 처리 공정에 유입되기 이전의 유리 기판일 수 있다.
한편, 발명의 다른 분야에 따르면, 본 발명은, 회전하는 세정 브러쉬와 접촉하면서 기판의 표면을 세정하는 방법으로서, 상기 세정 브러쉬의 일부 영역이 돌출되어, 상기 세정 브러쉬의 돌출 영역에서만 상기 기판과 접촉하여, 상기 기판의 표면에 잔류하는 이물질을 제거하는 기판세정단계를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 기판 세정 방법을 제공한다.
이를 통하여, 기판의 특정 영역에 고착되었거나 제거되지 않고 잔류하는 이물질에 대하여 세정 브러쉬의 돌출 영역에서 높은 마찰력으로 기판의 표면을 닦아 내어, 이물질을 확실하게 제거할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
이 때, 상기 기판 세정 단계는, 상기 세정 브러쉬의 돌출 영역이 순차적으로 이동하면서 상기 기판의 표면에 잔류하는 이물질을 제거할 수 있다. 이는, 한꺼번에 세정 브러쉬의 표면과 기판이 맞닿은 상태에서 기판의 표면을 세정할 수도 있지만, 이 경우에는 세정 브러쉬의 약간의 기울임 경사에 의하여 기판에 잔류하는 이물질이 발생될 수 있으므로, 세정 브러쉬의 일부 영역이 순차적으로 돌출되게 제어하면서 기판을 세정하여 잔류하는 이물질을 완전히 제거할 수 있다.
한편, 기판에 잔류하는 이물질의 분포를 검사하는 이물질 검사단계를; 더 포함하여 구성되어, 상기 기판 세정 단계는, 상기 기판을 상기 세정 브러쉬와 접촉하여 세정하되, 상기 이물질 검사단계에서 획득된 이물질 분포에 따라 상기 세정 브러쉬의 일부분이 돌출되면서 돌출된 일부분이 상기 기판 상의 이물질과 접촉하면서 세정하도록 구성될 수 있다. 이와 같이, 기판 상에 잔류하는 이물질의 분포를 먼저 검사하여, 이물질의 분포에 따라 세정 브러쉬의 돌출 영역을 조절하면서 기판의 표면을 세정함으로써, 기판 상에 잔류하는 이물질을 완전히 제거할 수 있다.
상기 이물질 검사단계는 기판의 세정 공정을 시작하는 단계에서 행해질 수 있지만, 회전하는 세정 브러쉬에 돌출 영역없이 상기 기판을 세정하는 1차세정단계를 행하여, 기판의 표면에 잔류하는 이물질의 양을 충분히 줄인 이후에 이물질 검사 단계를 행하고 이물질의 분포에 따라 세정 브러쉬의 돌출 영역을 조절하면서 기판의 표면을 세정함으로써, 기판 상에 잔류하는 이물질을 보다 짧은 시간에 완전히 제거할 수 있다
본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 세정 브러쉬는 솔 형태로 형성된 구성에 국한되지 않으며, 스폰지, 천 등의 다양한 형태의 외피로 이루어져 기판의 표면과 접촉하여 세정하는 형태의 세정 수단을 모두 포함하는 것으로 정의하기로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은, 세정 브러쉬의 일부 영역이 반경 방향으로 돌출된 상태로 기판의 표면과 접촉하여 세정하도록 구성됨에 따라, 돌출된 영역의 세정 브러쉬가 보다 높은 마찰력으로 이물질을 닦아내는 것에 의하여, 기판에 잔류하는 이물질을 완전히 제거할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 기판에 잔류하는 이물질의 분포를 검사하는 이물질 검사부를 통하여, 이물질 검사부에서 검사된 이물질 분포를 기초로 하여, 상기 세정 브러쉬는 상기 기판과의 접촉 위치에 따라 상기 세정 브러쉬의 일부분이 반경 방향으로 돌출되도록 구성되어, 기판을 세정하는 동안에 잔류하는 이물질을 보다 완전하면서도 짧은 시간 내에 제거할 수 있는 잇점이 얻어진다.
그리고, 본 발명은, 회전하는 세정 브러쉬에 돌출 영역없이 상기 기판을 세정하는 1차세정단계를 행한 이후에, 기판 상에 잔류하는 이물질의 분포를 검사하여, 검사된 이물질의 분포에 따라 기판 상에 남아 있는 이물질을 세정 브러쉬의 돌출 영역을 조절하면서 세정함으로써, 기판 상에 잔류하는 이물질을 보다 짧은 시간에 완전히 제거할 수 있는 효과를 얻을 수 있다
도1은 종래의 기판 세정 장치의 구성을 도시한 정면도,
도2는 도1의 세정 브러쉬 및 중공 회전축의 구성의 단면도,
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 장치의 구성을 도시한 사시도,
도4는 도3의 평면도,
도5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 방법을 도시한 순서도,
도5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 세정 방법을 도시한 순서도,
도6a 내지 도6e는 본 발명의 제1실시예에 따른 기판 세정 방법에 따른 구성을 순차적으로 도시한 도면,
도7a 내지 도7b는 본 발명의 제2실시예에 따른 기판 세정 방법에 따른 구성을 순차적으로 도시한 도면,
도8은 도3의 세정 브러쉬 조립체의 구성을 도시한 횡단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 장치(1)에 대하여 구체적으로 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해서는 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하며, 동일하거나 유사한 기능 혹은 구성에 대해서는 동일하거나 유사한 도면 부호를 부여하기로 한다.
도3 및 도4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 장치(1)는 한 쌍의 지지대(90, 92)에서 회전 가능하게 설치된 세정 브러쉬 조립체(100)와, 기판(W)의 표면에 잔류하는 이물질의 분포를 검사하는 이물질 검사부(200)와, 이물질 검사부(200)에서 감지된 기판(W) 상의 이물질의 분포에 따라 기판(W)을 이동 또는 회전시키면서 세정 브러쉬(110)의 회전 및 돌출량을 제어하는 제어부(300)로 구성된다.
상기 브러쉬 조립체(100)는, 탄력성있는 수지 재질로 이루어지고 2mm 내지 30mm정도의 두께로 형성되는 세정 브러쉬(110)와, 세정 브러쉬(110)를 회전 구동하는 회전축(130)과, 팽창 가능한 소재로 형성되고 세정 브러쉬(110)의 외면 아래에 회전축(130)의 길이 방향을 따라 다수 배열된 압력 챔버(C)와, 회전축(130)을 회전시켜 세정 브러쉬(110)를 회전 구동하는 회전 구동부(140)와, 압력 챔버(C)에 정압 또는 부압 형태의 공압을 인가하여 압력 챔버(C)를 선택적으로 팽창하거나 수축시키는 공압 공급부(150)와, 회전하는 압력 챔버(C)에 공압을 공급하기 위하여 회전축(130) 끝단부에 위치 고정되는 고정 몸체(160)로 구성된다.
여기서, 세정 브러쉬(110)는 다공성 형태의 스폰지나 물을 머금은 상태에서 외력에 의해 부드럽게 변형되는 수지 재질로 형성되며, 대략 10mm정도의 두께로 형성될 수 있다. 즉, 세정 브러쉬(110)는 마찰에 의하여 닦아내는 세정에 사용되는 것들 중 하나로 사용될 수 있다. 도3에 도시된 바와 같이 세정 브러쉬(110)는 한 쌍으로 형성되어, 그 사이 공간에 기판(W)을 위치시키고 회전 구동되는 것에 의하여 기판(W)의 표면에 묻어있는 이물질을 제거한다.
세정 브러쉬(110)에는 외주면에 홈(110a)이 원주면을 따라 형성될 수 있다. 홈(110a)의 위치는 압력 챔버(C)의 경계와 정렬된다. 이에 따라, 압력 챔버(C)가 팽창하여 세정 브러쉬(110)를 반경 방향으로 돌출되게 변형시킬 때에, 홈(110a)에 의하여 세정 브러쉬(110)가 돌출되는 것이 인접 영역에 의하여 방해받지 않도록 한다. 다만, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면 세정 브러쉬(110)의 돌출에 홈(110a)이 영향을 미치지 않으면, 홈(110a)이 형성되지 않을 수 있다.
회전축(130)은 세정 브러쉬(110)의 중심부를 관통하는 형태로 배열되며, 세정 브러쉬(110)가 입혀진 영역의 바깥으로 연장 형성된다. 이에 의하여, 고정 몸체(160)의 중공부가 회전축(130)과 미세한 간극을 두고 회전축(130)의 끝단부에 배열되어, 회전축(130) 내에 공압을 공급할 수 있게 된다.
압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5; C)는 회전축(130)과 세정 브러쉬(110)의 사이에 배치되며, 각각이 중공 형태의 실린더 형태로 형성된다. 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 압력 챔버는 회전축(130) 주변에 호(弧) 형태로 배열될 수도 있다. 압력 챔버(C)가 팽창하면, 팽창하는 압력 챔버(C)를 감싸는 세정 브러쉬(110)가 압력 챔버(C)의 팽창 만큼 반경 방향으로 돌출된다.
회전 구동부(140)는 회전축(130)을 회전 구동하며, 회전축(130)을 직접 회전 구동할 수도 있고, 감속기를 경유하여 회전축(130)을 회전 구동할 수도 있다.
고정 몸체(160)는 외부에 위치하는 공압 공급부(150)로부터 회전하는 압력 챔버(C) 내에 정압이나 부압을 공급하기 위하여 마련된다. 고정 몸체(160)의 중앙부에는 회전축(130)의 외경과 미세한 간극을 둔 치수의 중공부가 형성되어, 회전축(130)이 고정 몸체(160)의 중공부를 관통한다. 여기서, 간극의 치수는 후술하는 연결 챔버(Rc)의 압력이 공압 통로(156)를 통해 대부분 전달되고, 간극을 통해 인접한 다른 연결 챔버(Rc)로 전달되는 양이 무시할만한 수준이 되도록 정해진다.
그리고, 공압 공급부(150)로부터의 연결쇠(154)가 고정되는 위치에는 고정 몸체(160)에 반경 방향의 공압 공급공이 형성되고, 고정 몸체(160)와 회전축(130) 사이에 링 형태의 연결 챔버(Rc)가 형성된다. 도8에는 연결 챔버(Rc)가 고정 몸체(160)의 내벽에 링형 홈을 형성하는 것에 의해 형성된 구성이 도시되어 있지만, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 회전축(130)의 외주면에 링형 홈이 형성될 수도 있고, 회전축(130)의 외주면과 고정 몸체(160)의 내주면에 함께 링형 홈이 형성되어 연결 챔버(Rc)를 형성할 수도 있다. 이와 같이, 링형 연결 챔버(Rc)가 회전축(130)을 감싸는 링 형태로 형성되고, 고정 몸체(160)와 회전축(130)에는 연결 챔버(Rc)와 연결되는 통로가 반경 방향으로 형성됨에 따라, 고정된 연결쇠(154)에 공압을 공급하면, 공압이 연결 챔버(Rc)에 채워진 상태로 회전축(130)의 구멍으로부터 연장되는 공압 통로(156)를 통하여 압력 챔버(C)로 전달된다.
본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 상기와 같이 회전축(130) 내의 압력 챔버(C)에 외부로부터 공압을 공급하는 구성을 로터리 유니온의 구성을 채용하여 이루어질 수도 있다.
즉, 공압 공급부(150)는, 부압 또는 정압과 같은 공압을 발생시키는 펌프 등으로 형성되는 공압 발생부(151)와, 공압 발생부(151)로부터 연장되어 공압을 고정 몸체(160)까지 공급하는 외부 튜브(152)와, 외부 튜브(152)의 끝단에 위치하여 고정 몸체(160)에 고정되어 고정 몸체(160) 내부에 위치하는 연결 챔버(Rc)에 공압을 공급하는 연결쇠(154)와, 연결 챔버(Rc)와 연통되는 회전축(130)의 구멍으로부터 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5; C)까지 공압을 공급하는 공압 통로(156)로 구성된다. 이를 통해, 공압 발생부(151)로부터 고정 몸체(160)의 내부로 공압이 전달되면, 고정 몸체(160)와 회전체(130)의 사이에 형성된 링 형태의 연결 챔버(Rc)에 공압이 채워지면서, 연결 챔버(Rc) 내의 공압이 공압 통로(156)를 통해 각각 제1압력 챔버(C1) 내지 제5압력 챔버(C5)로 공압이 전달된다.
도면에 도시되지 않았지만, 한 쌍의 세정 브러쉬 조립체(100) 중 어느 하나 이상의 조립체의 세정 브러쉬(110), 회전축(130) 및 압력 챔버(C)는 별도의 구동 수단에 의하여 도면부호 100d로 표시된 방향으로 상하 이동할 수 있게 구성된다. 이에 따라, 기판(W)이 세정 브러쉬(110) 사이에 위치하면, 세정 브러쉬 조립체 중 하나 이상이 서로 근접하게 위치 이동하여 세정 공정을 진행한다.
상기 이물질 감지부(200)는 기판(W)의 판면을 마주보는 위치에서 촬영하여, 촬영 이미지로부터 기판(W) 상에 잔류하는 이물질의 편중 상태를 파악할 수 있다. 즉, 웨이퍼(W)와 같은 기판은 고유의 표면 색깔과 이물질의 색깔의 차이가 확연하고 이물질에 의하여 반사되는 광량에 차이가 생기므로, 기판(W) 판면의 촬영 사진을 화소별로 분석하여 기판(W) 상의 이물질의 잔류 상태 및 편중 위치를 파악할 수 있다.
상기 제어부(300)는 이물질 감지부(200)에서 감지된 기판(W) 상의 이물질 분포를 토대로, 기판(W)의 회전 또는 이동 거리에 따라 세정 브러쉬(110)의 돌출 영역을 조정하여, 기판(W) 상에 잔류하는 이물질을 완전히 제거하도록 한다.
상기 기판(W)은 웨이퍼와 같은 원형 기판(W, 도4의 실선)으로 형성되어 한 쌍의 세정 브러쉬(110)의 사이에서 회전(r1)하면서 접촉 세정될 수도 있고, 유리 기판과 같은 직사각형 기판(S, 도4의 점선)으로 형성되어 한 쌍의 세정 브러쉬(110)의 사이에서 직선 이동(d)하면서 접촉 세정될 수 있다.
이하, 도5a를 참조하여, 상기와 같이 구성된 기판 세정 장치(1)를 이용한 본 발명의 제1실시예에 따른 기판 세정 방법(S1)을 설명한다.
단계 1: 먼저, 도4에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 세정 브러쉬(110)의 사이에 기판(W)을 위치시키고, 한 쌍의 세정 브러쉬(110) 중 하나를 이동시켜, 기판(W)의 양 판면이 세정 브러쉬(110)에 접촉하도록 한다. 도4에 도시된 바와 같이, 기판(W)은 세정 브러쉬(110)에 접촉한 상태로 기판 회전부(80)에 의하여 도면부호 r1으로 표시된 방향으로 회전 구동된다. 이에 의하여, 기판(W)의 판면은 1차 세정이 이루어지며, 1차 세정에 의하여 어느정도 세정된다(S110).
단계 2: 그리고 나서, 이물질 감지부(200)로 기판(W)의 판면을 촬영하여, 촬영 이미지로부터 기판(W)에 잔류하는 이물질의 분포를 검사한다(S120). 1차 세정에 의해서는 세정 브러쉬(110)의 기울어짐이 발생되어, 기판(W)의 전체 표면에 균일한 마찰력으로 이물질을 닦아내지 못할 수 있고, 상대적으로 높은 마찰력으로 기판(W)의 표면을 닦아내는 영역에 비하여 낮은 마찰력으로 표면을 닦는 영역에는 이물질이 몰려 잔류하게 된다. 예를 들어, 도6a에 도시된 바와 같이, 기판(W)의 판면의 일부에 D1, D2로 표시된 이물질이 제1분포영역(A1)과 제2분포영역(A2)의 일부에 잔류하는 경우에는, 5개의 압력 챔버(C1, C2, C3, C4, C5; C)가 차지하는 영역 중 어디에 이물질(D1, D2)이 위치하는 지를 이물질 감지부(200)에 의하여 파악된다. 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 압력 챔버의 수는 4개 이하 또는 6개 이상으로 형성될 수 있다.
즉, 원형 기판(W)의 중심(O)이 포함되는 제0분포영역(A0)은 3번째 압력 챔버(C3)에 의하여 돌출하는 세정 브러쉬(110)의 제3돌출영역(1103)에 대응하고, 이로부터 반경 바깥쪽에 위치하는 제1분포영역(A1)은 2번째 및 4번째 압력 챔버(C2, C4)에 의하여 돌출하는 세정 브러쉬(110)의 제2돌출영역(1102) 및 제4돌출영역(1104)에 대응하고, 이로부터 반경 바깥에 위치하는 제2분포영역(A2)은 1번째 및 5번째 압력 챔버(C1, C5)에 의하여 돌출하는 세정 브러쉬(110)의 제1돌출영역(1101) 및 제5돌출영역(1105)에 대응한다.
이 때, 각각의 이물질(D1, D2)이 회전 기준선(RL)으로부터 위치한 각도(a1, a2) 데이터도 이물질 감지부(200)에 의하여 파악될 수 있다.
단계 3: 그리고 나서, 도6b에 도시된 바와 같이 기판(W)을 회전(r1)시키면서 세정 브러쉬(110)로 기판(W)을 접촉 세정한다. 즉, 도6c에 도시된 바와 같이 공압 발생부(150)로부터 정압(P1)을 공급하여 제1공압통로(1561)와 제5공압통로(1565)를 통하여 세정 브러쉬(110)의 제1돌출영역(1101)과 제5돌출영역(1105)을 반경 방향으로 돌출시킨 상태로 세정 브러쉬(110)를 회전 구동하면서 기판(W)을 회전(r1)시켜, 도6d에 도시된 바와 같이 제1돌출영역(1101)과 제5돌출영역(1105)에서만 기판(W)의 판면과 접촉(CC)함에 따라, 기판(W)의 제2분포영역(A2)에 잔류하던 이물질(D2)을 깨끗하게 제거한다. 이와 같이, 세정 브러쉬(110)의 전체 표면이 기판(W)의 판면에 접촉하지 않고, 세정 브러쉬(110)의 일부분인 제1돌출영역(1101)과 제5돌출영역(1105)이 돌출되어 보다 높은 마찰력으로 기판(W)의 판면을 닦아 내므로, 잔존하는 이물질(D2)을 완전히 제거할 수 있다.
마찬가지로, 제1분포영역(A1)에 있는 이물질(D1)을 제거하기 위하여, 도6e에 도시된 바와 같이 제2돌출영역(1102)과 제4돌출영역(1104)만을 돌출시킨 상태로 제1돌출영역(1101)과 제5돌출영역(1105)에서만 기판(W)의 판면과 접촉(CC)하면서 회전 구동됨에 따라, 잔존하는 이물질(D1)을 완전히 제거할 수 있다.
한편, 상기와 같이 세정 브러쉬(110)가 일부 돌출 영역에서만 돌출된 상태로 회전 구동함에 있어서, 기판(W)의 회전(r1) 속도가 압력 챔버(C)로의 공압의 전달 속도에 비하여 충분히 빠른 경우에는, 세정 브러쉬(110)의 일부 영역(1101, 1105)이 돌출된 상태로 기판(W)을 1바퀴 이상 회전시켜 이물질(D2)을 제거하고, 돌출되었던 일부 영역(1101, 1105)에 부압을 작용시켜 돌출되지 않은 원 상태로 회복시킨 후, 또는 돌출되었던 일부 영역(1101, 1105)에 부압을 작용시켜 돌출되지 않은 원 상태로 회복시킴과 동시에, 다른 일부 영역(1102, 1104)에 정압을 작용시켜 돌출시킨 상태로 기판(W)을 1바퀴 이상 회전시켜 이물질(D1)을 제거하도록 구성될 수 있다.
다만, 상기와 같이 세정 브러쉬(110)가 일부 돌출 영역에서만 돌출된 상태로 회전 구동함에 있어서, 기판(W)의 회전(r1) 속도가 압력 챔버(C)로의 공압의 전달 속도에 비하여 충분히 느린 경우에는, 세정 브러쉬(110)의 일부 영역(1101, 1105)이 돌출된 상태로 이물질(D2)이 세정 브러쉬(110)에 접촉하여 닦여지도록 기판(W)을 회전(r1)시킨 후에, 곧바로 돌출되었던 일부 영역(1101, 1105)에 부압을 작용시켜 돌출되지 않은 원 상태로 회복시킴과 동시에, 다른 일부 영역(1102, 1104)에 정압을 공급하여 돌출시킨 상태로 기판(W)을 회전시켜 이물질(D1)이 접촉 세정되도록 작동할 수 있다. 즉, 기판(W)이 1바퀴 도는 동안에 서로 다른 분포 영역(A1, A2)에 위치한 이물질(D1, D2)을 한번씩 닦는 세정이 행해진다. 이와 같은 공정을 기판(W)의 여러 회전에 걸쳐 행함으로써, 기판(W)의 판면에 잔류하고 있던 이물질(D1,D2)을 완전히 제거할 수 있다.
그리고 나서, 최종적으로 이물질 검사부(200)에 의하여 기판(W)에 잔류하는 이물질이 기준치 이하가 되면, 기판 세정 공정(S1)을 종료한다.
이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 기판 세정 방법을 상술한다.
전술한 제1실시예와 유사하게, 도7a에 도시된 사각형 형태의 기판(S)을 세정하는 경우에도, 도5a에 도시된 바와 같이, S110단계를 행한 이후에, 이물질 검사부(200)에 의하여 도7a에 도시된 바와 같이 이물질(D1, D2, D3)이 분포한 것으로 검사된 경우에는, 도7b에 도시된 바와 같이 기판(S)을 이동(d)시키면서 이물질(D1, D2, D3)이 위치하는 분포 영역(A0~A4)에 해당하는 세정 브러쉬(110)의 돌출 영역(1101~1105) 중 어느 하나 이상을 돌출시켜, 돌출된 세정 브러쉬(110)에 의하여 높은 마찰력으로 이물질(D1, D2, D3)을 닦아내는 것에 의하여, 기판(S)에 잔류하는 이물질(D1, D2, D3)을 깨끗하게 제거할 수 있다.
도6a 내지 도6e를 통해 전술한 바와 마찬가지로, 기판(S)을 직선 이동(d) 시키면서, 기판(S) 상의 이물질(D1, D2, D3)이 세정 브러쉬(110)에 접촉 세정되기 직전 거리(S1, S2, S3)까지 기판(S)이 이동(d)하면, S1까지 이동한 상태에서 제1돌출영역(1101)과 제2돌출영역(1102)이 동시에 돌출되어 기판(S)의 이동(d)에 따라 이물질(D1)을 제거하고, S2까지 이동한 상태에서 제4돌출영역(1104)과 제5돌출영역(1105)이 동시에 돌출되어 기판(S)의 이동(d)에 따라 이물질(D2)을 제거하며, S3까지 이동한 상태에서 제3돌출영역(1103)과 제4돌출영역(1104)이 동시에 돌출되어 기판(S)의 이동(d)에 따라 이물질(D3)을 제거한다.
그리고 나서, 최종적으로 이물질 검사부(200)에 의하여 기판(S)에 잔류하는 이물질이 기준치 이하가 되면, 기판 세정 공정을 종료한다.
한편, 본 발명의 제3실시예에 따른 기판 세정 방법(S2)은 도5b에 도시된 바와 같이, 세정 브러쉬(110)에 돌출 영역없이 세정한다는 점에서는 제1실시예와 동일하지만, 기판(W) 상의 이물질(D1, D2,..)의 분포를 검사하지 않고, 획일적으로 세정 브러쉬(110)의 돌출 영역(1101~1105)을 번갈아가면서 기판(S)의 표면을 1스트로크(즉, 원형인 경우에는 1바퀴, 사각형인 경우에는 일단부터 끝단까지의 거리) 이상 이동시키거나 회전시키면서 기판을 세정할 수 있다.
예를 들어, 제1돌출영역(1101)과 제3돌출영역(1103)이 돌출된 상태로 1스트로크 이상 기판(W)을 세정하고, 제2돌출영역(1102)과 제4돌출영역(1104)이 돌출된 상태로 1스트로크 이상 기판(W)을 세정하고, 제5돌출영역(1105)이 돌출된 상태로 1스트로크 이상 기판(W)을 세정하는 것에 의하여, 기판(W)의 표면을 세정할 수도 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 기판 세정 방법은 돌출 영역없이 세정하는 S110단계, S210단계의 1차세정단계 없이, 기판 세정 단계(S120, S130; S220)를 직접 행할 수도 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 기판 세정 방법(S1, S2,..)은 세정 브러쉬(110)의 일부 영역이 반경 방향으로 돌출된 상태로 기판(S, W)의 표면과 접촉하여 세정하도록 구성됨에 따라, 돌출된 영역의 세정 브러쉬가 보다 높은 마찰력으로 이물질을 닦아내는 것에 의하여, 기판에 잔류하는 이물질을 완전히 제거할 수 있으는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 상기와 같은 특정 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 본 발명의 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.
100: 세정 브러쉬 조립체 110: 세정 브러쉬
130: 회전축 140: 회전 구동부
150: 공압 공급부 151: 공압 발생부
154: 연결쇠 200: 이물질 검사부
300: 제어부 C1, C2, C3, C4, C5, C: 압력 챔버
Rc: 연결 챔버 D1, D2, D3: 이물질
W, S: 기판

Claims (12)

  1. 세정 브러쉬가 회전하면서 기판을 접촉 세정하는 기판 세정 장치로서,
    원통 형상으로 형성되어 회전 가능하게 설치되고, 외주면이 상기 기판과 접촉하면서 상기 기판을 세정하되, 유체 압력에 의하여 팽창하는 다수의 압력 챔버가 중심부에서 회전하는 회전축의 길이 방향을 따라 다수 배치되어 각각 개별적으로 팽창 가능하게 형성되어, 팽창에 따라 상기 외주면의 일부를 반경 방향으로 돌출되어, 반경 방향으로 돌출된 일부분으로 상기 기판의 일부분과 접촉하여 세정하는 세정브러쉬를;
    포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 기판에 잔류하는 이물질의 분포를 검사하는 이물질 검사부를;
    더 포함하여 구성되어, 상기 이물질 검사부에서 검사된 이물질 분포를 기초로 하여, 상기 세정 브러쉬는 상기 기판과의 접촉 위치에 따라 상기 세정 브러쉬의 일부분이 반경 방향으로 돌출될 수 있게 구성된 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 세정 브러쉬는 2개 이상의 영역이 반경 방향으로 동시에 돌출되는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 유체는 공압인 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 이물질 검사부는 상기 기판을 촬영하는 비젼을 포함하여, 상기 비젼에 의한 촬영 이미지로부터 상기 기판 상의 이물질 분포를 감지하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  6. 삭제
  7. 제 1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세정 브러쉬는 한 쌍으로 이루어져, 상기 기판이 상기 한 쌍의 세정 브러쉬의 사이를 통과하는 이동과 함께 상기 기판의 표면이 세정되는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  8. 제 1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세정 브러쉬는 양단 지지된 상태로 설치되는 것을 특징으로 하는 기판 세정 장치.
  9. 회전하는 세정 브러쉬와 접촉하면서 기판의 표면을 세정하는 방법으로서,
    원통 형상으로 형성되어 회전 가능하게 설치되고, 외주면이 상기 기판과 접촉하는 세정 브러쉬로 상기 기판을 세정하되, 유체 압력에 의하여 팽창하는 다수의 압력 챔버가 중심부에서 회전하는 회전축의 길이 방향을 따라 다수 배치되어 각각 개별적으로 팽창 가능하게 형성되어, 팽창에 따라 상기 외주면의 일부를 반경 방향으로 돌출되어, 반경 방향으로 돌출된 일부분으로 상기 기판의 일부분과 접촉하여 상기 기판의 표면에 잔류하는 이물질을 제거하는 기판세정단계를;
    포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 기판 세정 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 기판 세정 단계는, 상기 세정 브러쉬의 돌출 영역이 순차적으로 이동하면서 상기 기판의 표면에 잔류하는 이물질을 제거하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 방법.
  11. 제 9항에 있어서,
    기판에 잔류하는 이물질의 분포를 검사하는 이물질 검사단계를;
    더 포함하여 구성되어, 상기 기판 세정 단계는, 상기 기판을 상기 세정 브러쉬와 접촉하여 세정하되, 상기 이물질 검사단계에서 획득된 이물질 분포에 따라 상기 세정 브러쉬의 일부분이 돌출되면서 돌출된 일부분이 상기 기판 상의 이물질과 접촉하면서 세정을 행하는 기판세정단계를;
    포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 기판 세정 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    회전하는 세정 브러쉬에 돌출 영역없이 상기 기판을 세정하는 1차세정단계를;
    상기 이물질 검사단계 이전에 행하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 방법.

KR1020130067545A 2013-06-13 2013-06-13 기판 세정 장치 및 이를 이용한 기판 세정 방법 KR101459270B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130067545A KR101459270B1 (ko) 2013-06-13 2013-06-13 기판 세정 장치 및 이를 이용한 기판 세정 방법
US14/301,669 US9704729B2 (en) 2013-06-13 2014-06-11 Substrate cleaning apparatus and method and brush assembly used therein
CN201410260488.1A CN104241167B (zh) 2013-06-13 2014-06-12 基板清洗装置及方法与基板清洗用清洗刷组件
TW103120408A TWI532540B (zh) 2013-06-13 2014-06-13 基板清洗裝置及方法與用於基板清洗裝置及方法的清洗刷組件

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130067545A KR101459270B1 (ko) 2013-06-13 2013-06-13 기판 세정 장치 및 이를 이용한 기판 세정 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101459270B1 true KR101459270B1 (ko) 2014-11-07

Family

ID=52287356

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130067545A KR101459270B1 (ko) 2013-06-13 2013-06-13 기판 세정 장치 및 이를 이용한 기판 세정 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101459270B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR940022798A (ko) * 1993-03-22 1994-10-21 김주용 웨이퍼와 브러쉬 간격을 자동 조절하는 웨이퍼 스크러버 장치
KR100639402B1 (ko) * 2004-10-29 2006-10-26 주식회사 아이엠티 레이저를 이용한 이미지센서의 건식 세정방법 및 세정장치
KR101078512B1 (ko) * 2009-11-02 2011-10-31 주식회사 케이씨텍 브러시 어셈블리
KR101080859B1 (ko) * 2004-12-17 2011-11-07 주식회사 케이씨텍 세정장비의 브러쉬 제어장치 및 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR940022798A (ko) * 1993-03-22 1994-10-21 김주용 웨이퍼와 브러쉬 간격을 자동 조절하는 웨이퍼 스크러버 장치
KR100639402B1 (ko) * 2004-10-29 2006-10-26 주식회사 아이엠티 레이저를 이용한 이미지센서의 건식 세정방법 및 세정장치
KR101080859B1 (ko) * 2004-12-17 2011-11-07 주식회사 케이씨텍 세정장비의 브러쉬 제어장치 및 방법
KR101078512B1 (ko) * 2009-11-02 2011-10-31 주식회사 케이씨텍 브러시 어셈블리

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI532540B (zh) 基板清洗裝置及方法與用於基板清洗裝置及方法的清洗刷組件
US9566616B2 (en) Substrate processing apparatus
US20210308828A1 (en) Dressing apparatus and dressing method for substrate rear surface polishing member
TWI669158B (zh) 基板洗淨滾筒、基板洗淨裝置及基板洗淨方法
JP5645752B2 (ja) 基板洗浄方法及びロール洗浄部材
JP2000349060A (ja) ウエハ洗浄装置
KR101438359B1 (ko) 기판 세정 장치용 세정 브러쉬 조립체
KR101459270B1 (ko) 기판 세정 장치 및 이를 이용한 기판 세정 방법
KR20130007467A (ko) 기판 세정 방법
CN104516232A (zh) 充电单元、图像形成设备以及充电单元支撑部件
CN113130371A (zh) 一种晶圆支撑装置和晶圆清洗装置
JP3656667B2 (ja) 電子写真方式の像担持体及びこれを用いた画像形成装置
JP4682236B2 (ja) 軸動作検出機構およびコンディショナーヘッド
KR20210095046A (ko) 웨이퍼 세정 장치용 웨이퍼 회전 유닛 및 이를 포함하는 씨엠피 장치
JP3219375B2 (ja) スクラブ洗浄部材およびそれを用いた基板処理装置、ならびに洗浄用ブラシ
US20210129522A1 (en) Cleaning elements for print apparatus
KR20210038339A (ko) 기판 처리 장치
JP4733401B2 (ja) 液体画像形成装置
EP3676669B1 (en) Cleaning a liquid electrophotographic printer
JP6213051B2 (ja) 帯電装置および画像形成装置
KR100814422B1 (ko) 화상형성장치
KR101600766B1 (ko) 브러쉬 세정 장치 및 이에 사용되는 세정 브러쉬 조립체
JP5902000B2 (ja) 研磨装置
KR100577688B1 (ko) 화상형성기기의 현상장치
KR20080024579A (ko) 반도체 소자 제조장비에서의 패드 컨디셔닝 장치

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191007

Year of fee payment: 6