KR101600766B1 - Substrate cleaning apparatus and brush assembly used therein - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 브러쉬 세정 장치 및 이에 사용되는 세정 브러쉬 조립체에 관한 것으로, 세정 브러쉬를 회전시키면서 기판을 접촉 세정하는 과정에서 세정 브러쉬의 처짐에 의하여 기판의 일부분이 제대로 세정되지 않는 문제점을 해소하면서, 보다 높은 접촉력으로 기판의 표면을 세정하는 브러쉬 세정 장치 및 이에 사용되는 세정 브러쉬 조립체에 관한 것이다.
The present invention relates to a brush cleaning apparatus and a cleaning brush assembly used therein, and more particularly, to a brush cleaning apparatus and a cleaning brush assembly therefor, which solve the problem that a part of a substrate is not properly cleaned by deflection of a cleaning brush during a contact cleaning process, To a brush cleaning apparatus for cleaning a surface of a substrate by a contact force and a cleaning brush assembly used therefor.
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. After a substrate used for a display device or a wafer used for fabricating a semiconductor device (hereinafter, referred to as a " substrate ") is treated, a cleaning process for removing foreign matters on the surface is performed during the process.
도1 및 도2는 종래의 브러쉬 세정 장치(9)를 도시한 것이다. 종래의 브러쉬 세정 장치(9)는, 미리 정해진 높이(H)에서 회전하는 기판 거치부(50a)에 기판(W)을 위치시켜 기판(W)이 자전(r1)하는 상태에서, 한 쌍의 브러쉬(10)가 회전하면서 기판(W)의 상면과 저면과 접촉하면서 기판(W)의 표면을 세정한다. Fig. 1 and Fig. 2 show a
이 때, 세정 브러쉬(10)는 지지대(90)를 따라 상하 방향(10d)으로 이동하는 회전축(30)의 둘레에 액체를 머금는 재질로 설치되고, 구동부(20)에 의하여 회전 구동되는 회전축(30)과 함께 회전하면서 기판(W)의 표면을 접촉 세정한다. 도2에 도시된 바와 같이 기판 세정 중에는 기판(W)에는 세정액(세정용 케미컬, 80a)과 탈염수가 노즐을 통해 공급된다.At this time, the
이 때, 기판(W)은 회전하는 기판 지지부(50)에 의하여 회전 지지된다.
At this time, the substrate W is rotatably supported by the rotating
그러나, 상기와 같이 구성된 종래의 브러쉬 세정 장치(9)는 기판(W)을 세정하는 세정 브러쉬(10)가 액체를 머금는 재질로 형성되어, 세정액과 탈염수를 머금는 정도에 따라 기판(W)과 접촉할 때의 변형량(18)이 매번 상이하게 변형되므로, 회전축(30)의 위치를 일정하게 위치시키더라도 기판(W)을 세정하는 접촉 마찰력이 매번 달라지는 문제가 있었다. 이에 따라, 기판(W)을 세정하는 접촉 세정력이 일정하지 않게 되고, 세정 브러쉬(10)에 수분이 많이 함유한 상태에서는 기판(W)과 접촉할 때의 접촉 마찰력이 저하되어 세정 효율이 낮아지는 문제가 있었다.However, in the conventional
한편, 도1 내지 도3에 도시된 바와 같이 세정 브러쉬(10)의 표면에는 세정 효율을 높이기 위하여 다수의 돌기(10a)가 규칙적으로 배열되어 있는데, 다수의 돌기(10a)는 회전축(30) 상의 제자리에서 회전(r1)하고 기판(W)도 제자리에서 자전(r1)하므로, 돌기(10a) 사이의 영역는 기판(W)의 정해진 영역만을 계속하여 통과하게 된다. 이에 따라, 도4에 도시된 바와 같이, 돌기(10a)가 지나간 기판(W)의 일부 영역(66)은 깨끗하게 세정되지만, 돌기(10a)가 지나가지 않은 기판(W)의 다른 영역(88)에서는 이물질이 기판(W) 상에 잔류하는 문제점이 야기되었다. 1 to 3, a plurality of
따라서, 브러쉬 세정 장치(9)를 이용하여 기판(W)을 세정하는 동안에 기판과의 마찰 세정력을 높이면서, 돌기(10a)의 배열에 의하여 기판(W)의 표면에 이물질이 잔류하지 않게 하는 방안의 필요성이 절실히 요구되고 있다.
Accordingly, it is possible to increase the friction detergency against the substrate while cleaning the substrate W using the
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 세정 브러쉬를 회전시키면서 기판을 접촉 세정하는 과정에서 세정 브러쉬의 젖음 상태가 변동되더라도 일정하게 세정할 수 있는 브러쉬 세정 장치 및 이에 사용되는 브러쉬 조립체를 제공하는 것을 목적으로 한다.Disclosure of the Invention The present invention provides a brush cleaning device and a brush assembly for use therein, which can clean uniformly even if the cleaning state of the cleaning brush is changed during a contact cleaning process of rotating the cleaning brush while rotating the cleaning brush .
그리고, 본 발명은 세정 브러쉬가 기판을 세정할 때에 높은 마찰력으로 세정하여 세정 효율을 향상시키는 것을 목적으로 한다.It is another object of the present invention to improve the cleaning efficiency by cleaning the substrate with a high frictional force when the cleaning brush cleans the substrate.
또한, 본 발명은 기판의 전체 표면에 걸쳐 균일하게 세정되어 이물질이 잔류하지 않게 하는 것을 목적으로 한다.
Further, the present invention aims to uniformly clean the entire surface of the substrate so that foreign matter does not remain.
상술한 바와 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은, 기판의 표면을 접촉 세정하는 브러쉬 세정 장치용 브러쉬 조립체로서, 회전축과; 상기 회전축의 외주측에 고정되어 상기 회전축과 함께 회전하고 액체를 머금는 재질로 형성된 세정 브러쉬와; 상기 세정 브러쉬의 내주면을 향하여 반경 바깥 방향으로 뻗어 상기 세정 브러쉬의 내주면을 지지하는 탄성 돌기가 다수 형성된 탄성 지지체를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 브러쉬 세정 장치용 브러쉬 조립체를 제공한다According to an aspect of the present invention, there is provided a brush assembly for a brush cleaning apparatus, comprising: a rotary shaft; A cleaning brush which is fixed to the outer circumference side of the rotation shaft and rotates together with the rotation axis and is made of a material for misting up the liquid; An elastic support body having a plurality of elastic protrusions extending in a radially outward direction toward an inner peripheral surface of the cleaning brush and supporting an inner peripheral surface of the cleaning brush; And a brush assembly for a brush cleaning apparatus,
이는, 회전축과 세정 브러쉬의 내주면의 사이에 탄성 돌기가 구비된 탄성 지지체를 구비함으로써, 세정 브러쉬의 두께를 종래에 비하여 줄여 세정액 등의 액체를 머금는 양에 따라 눌리는 양이 변동되는 현상을 방지하여 신뢰성있는 접촉 세정을 가능하게 하며, 동시에 탄성 지지체에 의하여 세정 브러쉬의 내주면이 지지됨에 따라 세정 브러쉬가 기판의 표면과 접촉할 때에 탄성 돌기의 탄성 변형에 의하여 보다 높은 마찰력으로 기판의 표면을 씻어낼 수 있도록 하기 위함이다.This is because the resilient supporter provided with the elastic projection between the rotation axis and the inner circumferential surface of the cleaning brush reduces the thickness of the cleaning brush compared with the prior art and prevents the phenomenon that the amount of pressurization varies depending on the amount of liquid such as the cleaning liquid, So that the surface of the substrate can be washed away with higher frictional force due to the elastic deformation of the elastic projection when the cleaning brush contacts the surface of the substrate as the inner circumferential surface of the cleaning brush is supported by the elastic support .
이를 통해, 본 발명은 세정 브러쉬의 젖음 상태에 따라 세정력이 민감하게 변화되었던 종래의 문제점을 해소하고 일정한 세정 품질을 확보할 수 있으며, 동시에 세정 브러쉬의 두께가 얇아지면서 탄성 돌기에 의하여 지지됨에 따라, 세정 브러쉬가 기판과 접촉할 때에 탄성 돌기의 휨 변형으로 인하여 기판의 표면을 닦는 전단력이 증가하면서 세정 마찰력을 향상되어, 보다 짧은 시간에 기판의 표면에 묻어있는 이물질을 깨끗하게 제거할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to solve the conventional problem that the cleaning force is sensitively changed according to the wetting state of the cleaning brush and to secure a constant cleaning quality, and at the same time, the thickness of the cleaning brush is supported by the elastic protrusions, The shearing force for wiping the surface of the substrate is increased due to the bending deformation of the elastic protrusion when the cleaning brush comes into contact with the substrate and the cleaning friction force is improved so that the foreign substances on the surface of the substrate can be removed in a shorter time Can be obtained.
이 때, 상기 탄성 돌기는 탄성 재질로 형성되어 상기 기판의 세정 중에 원주 방향으로의 휨 변형이 허용되는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that the elastic protrusions are made of an elastic material, and warp deformation in the circumferential direction is allowed during cleaning of the substrate.
그리고, 상기 탄성 돌기는 세정 브러쉬에 형성된 세정 돌기와 정렬되게 배치되는 것이 바람직하다. 이에 의하여, 세정 브러쉬에 돌출되는 세정 돌기가 기판의 표면을 닦아낼 때에 탄성 돌기에 의하여 지지되면서, 보다 높은 마찰력으로 세정 브러쉬의 세정 돌기에 의한 세정이 가능해진다. The elastic protrusions are preferably aligned with the cleaning protrusions formed on the cleaning brush. As a result, the cleaning protrusions protruding from the cleaning brush are supported by the elastic protrusions when wiping the surface of the substrate, and can be cleaned by the cleaning protrusions of the cleaning brush with higher frictional force.
이 때, 상기 탄성 돌기는 상기 브러쉬의 축선 방향으로의 길이(W)가 원주 방향으로의 폭(w)에 비하여 10배 이상 긴 형태로 형성될 수도 있다. 이와 같이, 탄성 돌기가 길게 형성되어 단면이 큰 경우에는 보다 큰 휨 강성을 가지므로, 기판의 표면에 높은 가압력으로 세정하는 경우에 적합하다. In this case, the elastic projection may be formed in a shape that the length W in the axial direction of the brush is 10 times longer than the width w in the circumferential direction. As described above, when the elastic protrusions are elongated and have a large cross section, they have greater flexural rigidity and are therefore suitable for cleaning with a high pressing force on the surface of the substrate.
한편, 상기 탄성 돌기는 단면이 다각형, 원형, 타원형 중 어느 하나 이상으로 단면이 작은 형태로 형성될 수도 있다. 이와 같이, 탄성 돌기의 단면이 원형이나 타원형, 정사각형 등의 형태로 형성되어 단면이 작은 경우에는 보다 작은 휨 강성을 가지므로, 기판의 표면에 낮은 가압력으로 세정하는 경우에 적합하다.
Meanwhile, the elastic protrusions may be formed in a shape having a cross section of at least one of polygonal, circular, and elliptical in cross section. As described above, when the cross section of the elastic projection is formed in the shape of a circle, an ellipse, a square, or the like and has a smaller flexural rigidity, it is suitable for cleaning the surface of the substrate with a low pressing force.
한편, 상기 세정 브러쉬의 외주면에는 세정 돌기가 형성되고, 상기 세정 돌기는 상기 세정 브러쉬의 중앙부를 중심으로 서로 다른 패턴으로 형성될 수 있다. 이를 통해, 자전하고 있는 기판의 표면에 세정 돌기가 형성된 세정 브러쉬를 이용하여 세정하더라도, 자전하는 기판의 표면이 중앙부의 일측에 형성된 세정 돌기와 접촉하는 위치와 중앙부의 타측에 형성된 세정돌기와 접촉하는 위치가 차이가 생겨, 기판 전체 표면에 걸쳐 균일하고 깨끗한 세정을 할 수 있게 된다. On the other hand, a cleaning protrusion is formed on the outer circumferential surface of the cleaning brush, and the cleaning protrusions may be formed in different patterns around the central portion of the cleaning brush. Thus, even if cleaning is performed using a cleaning brush having a cleaning protrusion formed on the surface of a rotating substrate, the position of the substrate contacting the cleaning protrusion formed on one side of the center portion and the cleaning protrusion formed on the other side of the center portion So that uniform and clean cleaning can be performed over the entire surface of the substrate.
예를 들어, 상기 세정 돌기는 상기 세정 브러쉬의 중앙부를 중심으로 배열 위치가 비대칭으로 형성될 수 있다. 이와 동시에, 또는 이와 별개로, 상기 세정 돌기는 상기 세정 브러쉬의 중앙부를 중심으로 서로 다른 크기로 배열될 수도 있다.
For example, the cleaning protrusions may be arranged asymmetrically with respect to the central portion of the cleaning brush. At the same time, or separately, the cleaning protrusions may be arranged at different sizes around the central portion of the cleaning brush.
한편, 본 발명은, 기판의 표면을 접촉 세정하는 브러쉬 세정 장치용 브러쉬 조립체로서, 회전축과; 상기 회전축의 외주측에 고정되어 상기 회전축과 함께 회전하되, 중앙부를 기준으로 양측이 서로 다르게 형성된 세정 브러쉬를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 브러쉬 세정 장치용 브러쉬 조립체를 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a brush assembly for a brush cleaning apparatus for cleaning a surface of a substrate by contact, comprising: a rotating shaft; A cleaning brush fixed to the outer circumferential side of the rotary shaft and rotating together with the rotary shaft, the both sides of the cleaning brush being different from each other with respect to the center; The brush assembly for a brush cleaning apparatus according to
이 때, 상기 세정 돌기는 상기 세정 브러쉬의 중앙부를 중심으로 배열 위치가 비대칭으로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 세정 돌기는 상기 세정 브러쉬의 중앙부를 중심으로 서로 다른 크기로 배열될 수도 있다. 즉, 세정 돌기는 세정 브러쉬의 중앙부를 중심으로 서로 다른 패턴으로 배열될 수 있다. At this time, the cleaning protrusions may be arranged asymmetrically with respect to the central portion of the cleaning brush. The cleaning protrusions may be arranged at different sizes around the central portion of the cleaning brush. That is, the cleaning protrusions may be arranged in different patterns around the central portion of the cleaning brush.
이와 별개로 또는 이에 부가하여, 상기 세정 돌기는 상기 세정 브러쉬의 중앙부를 중심으로 서로 다른 강성을 갖도록 형성될 수 있다. 이를 통해, 세정 대상물인 기판의 회전 방향에 따라 기판과의 접촉 세정력의 편차를 상쇄시켜 기판의 전체 표면에 걸쳐 균일한 세정을 할 수 있게 된다.
Alternatively or additionally, the cleaning protrusions may be formed to have different stiffnesses about the central portion of the cleaning brush. This makes it possible to uniformly clean the entire surface of the substrate by canceling the deviation of the contact cleaning force with the substrate in accordance with the rotation direction of the substrate, which is the object to be cleaned.
본 발명은, 기판을 거치시키는 기판 지지대와; 전술한 구성의 브러쉬 세정 장치용 브러쉬 조립체를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 브러쉬 세정 장치를 제공한다. The present invention provides a substrate processing apparatus comprising: a substrate support table for mounting a substrate; A brush assembly for a brush cleaner having the above-described configuration; The brush cleaning apparatus according to
상기 기판 지지대는 상기 기판을 자전시키면서 지지할 수 있다.The substrate support can support the substrate while rotating.
이 때 상기 세정 돌기는 상기 세정 브러쉬의 중앙부를 중심으로 서로 다른 강성을 갖도록 형성되어, 상기 기판의 자전 방향과 상기 세정 브러쉬의 회전 방향이 서로 반대인 측에 위치한 세정 돌기의 강성은 상기 기판의 자전 방향과 상기 세정 브러쉬의 회전 방향이 동일한 측에 위치한 세정 돌기의 강성에 비하여 더 작게 배치함으로써, 세정 대상물인 기판의 회전 방향에 따라 기판과의 접촉 세정력의 편차를 기판과 접촉하는 세정 돌기의 강성에 의해 상쇄시켜 기판의 전체 표면에 걸쳐 균일한 세정을 할 수 있게 된다.
Wherein the cleaning protrusions are formed to have different stiffnesses about the central portion of the cleaning brush, and the rigidity of the cleaning protrusions located on the side opposite to the rotation direction of the substrate and the cleaning brush rotation direction is determined by the rotation And the rotation direction of the cleaning brush are arranged to be smaller than the rigidity of the cleaning projection located on the same side so that the deviation of the contact cleaning force with the substrate in accordance with the rotation direction of the substrate being the object to be cleaned is set to the rigidity of the cleaning projection So that uniform cleaning can be performed over the entire surface of the substrate.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 회전축과 세정 브러쉬의 내주면의 사이에 탄성 돌기가 구비된 탄성 지지체를 구비하여, 세정 브러쉬의 두께를 종래에 비하여 줄이는 것에 의하여 세정액 등의 액체를 머금는 양에 따라 눌리는 양이 변동되는 현상을 방지하여 일정한 세정 효율을 구현할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.As described above, according to the present invention, there is provided an elastic support having elastic protrusions between the rotary shaft and the inner circumferential surface of the cleaning brush, and by reducing the thickness of the cleaning brush compared to the conventional one, It is possible to obtain an advantageous effect that a constant cleaning efficiency can be realized by preventing the phenomenon that the amount of pressing is varied.
또한, 본 발명에 따르면, 세정 브러쉬의 두께가 종래에 비하여 더 얇아지더라도, 탄성 돌기에 의하여 세정 브러쉬가 반경 방향으로 탄성 지지됨에 따라, 액체를 머금는 것에 의하여 두께가 얇아진 세정 브러쉬의 세정 마찰력을 보완할 수 있을 뿐만 아니라, 머금은 액체의 함량에 관계없이 거의 일정한 세정 마찰력을 확보하므로 일관된 세정 품질을 신뢰성있게 확보하는 효과를 얻을 수 있다.Further, according to the present invention, even if the thickness of the cleaning brush becomes thinner than the conventional one, the cleaning brush is elastically supported in the radial direction by the elastic protrusion, so that the cleaning brush of the thinner cleaning brush In addition, since a substantially constant cleaning friction force is secured irrespective of the amount of the liquid contained, consistent cleaning quality can be reliably obtained.
그리고, 본 발명은 세정 브러쉬가 탄성 지지체의 휨 변형에 의하여 보다 높은 높은 마찰력으로 기판의 표면을 씻어낼 수 있으므로, 보다 깨끗한 기판의 세정을 보다 짧은 시간 내에 행할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다. In addition, the cleaning brush can rub the surface of the substrate with a higher high frictional force owing to the bending deformation of the elastic supporter, thereby achieving an advantageous effect that cleaning of the cleaner substrate can be performed in a shorter time.
이 뿐만 아니라, 본 발명은 세정 브러쉬가 중앙부를 기준으로 양측의 세정 돌기의 패턴이나 강성을 서로 다르게 형성함으로써, 자전하고 있는 기판의 표면에 세정 돌기가 형성된 세정 브러쉬를 이용하여 세정하더라도, 자전하는 기판의 표면이 중앙부의 일측에 형성된 세정 돌기와 접촉하는 위치와 중앙부의 타측에 형성된 세정돌기와 접촉하는 위치가 서로 다르므로, 일측과 타측에 배치된 세정 돌기에 의해 기판 전체 표면에 이물질이 남지 않는 균일하고 깨끗하게 한 세정을 할 수 있는 효과가 있다. In addition, in the present invention, even if the cleaning brush is cleaned by using a cleaning brush having a cleaning protrusion formed on the surface of a rotating substrate, the cleaning brush has a pattern or rigidity different from that of the cleaning protrusions on both sides with respect to the center, And the cleaning protrusions formed on the other side of the center portion are different from each other. Therefore, the cleaning protrusions disposed on one side and the other side can uniformly and cleanly remove foreign matter from the entire surface of the substrate There is an effect that one can be cleaned.
도1은 기판 지지대를 제외한 종래의 브러쉬 세정 장치의 구성을 도시한 정면도,
도2는 도1의 브러쉬 세정 장치를 이용한 세정 상태를 도시한 도면,
도3은 도1의 평면도,
도4는 도1의 브러쉬 세정 장치로 기판 세정을 행한 상태를 도시한 도면,
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 브러쉬 세정 장치의 구성을 도시한 사시도,
도6은 도5의 절단선 Ⅵ-Ⅵ에 따른 단면도,
도7a는 도5의 탄성 지지체의 사시도,
도7b는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 탄성 지지체의 일부 구성을 도시한 사시도,
도8은 도5의 브러쉬 세정 장치로 기판 세정을 행한 상태를 도시한 도면,
도9는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 브러쉬 세정 장치의 평면도이다.
1 is a front view showing a configuration of a conventional brush cleaning apparatus except for a substrate support,
Fig. 2 is a view showing a cleaning state using the brush cleaning apparatus of Fig. 1,
Fig. 3 is a plan view of Fig. 1,
Fig. 4 is a view showing a state in which the substrate is cleaned by the brush cleaning apparatus of Fig. 1,
FIG. 5 is a perspective view showing a configuration of a brush cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention,
6 is a cross-sectional view taken along the section line VI-VI in Fig. 5,
7A is a perspective view of the elastic support of FIG. 5,
FIG. 7B is a perspective view showing a part of the configuration of the elastic supporter according to another embodiment of the present invention,
Fig. 8 is a view showing a state in which the substrate is cleaned by the brush cleaning apparatus of Fig. 5,
9 is a plan view of a brush cleaning apparatus according to another embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 브러쉬 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.Hereinafter, a
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 브러쉬 세정 장치(1)는, 기판(W)의 가장자리와 접촉하여 기판(W)을 정해진 높이(도2의 H)에 회전 지지하는 기판 지지대(50)와, 기판(W)의 표면에 접촉한 상태로 회전하여 기판의 표면을 세정하는 세정 브러쉬(110)를 구비한 상, 하측의 브러쉬 조립체(100)와, 브러쉬 조립체(100)를 동시에 서로 반대 방향으로 상하 이동시키는 이동 유닛(90)으로 구성된다.
As shown in the drawings, a
상기 기판 지지대(50)는 도2에 도시된 바와 같이 원형 기판(W)의 가장자리를 지지하며 다수로 형성된다. 각각의 기판 지지대(50)는 정해진 높이(H)에 기판(W)이 위치하도록 접촉 요홈부(50a)가 형성되며, 다수의 기판 지지대(50) 중 일부가 회전(50d) 구동하는 것에 의하여 기판(W)을 회전 지지한다.
The
상기 세정 브러쉬 조립체(100)는, 구동 모터(20)에 의하여 회전 구동되는 회전축(130)과, 회전축(130)의 둘레에 탄성 변형이 가능한 다수의 탄성 돌기(121)가 반경 방향으로 연장 형성된 탄성 지지체(120)와, 탄성 지지체(120)의 탄성 돌기(121)에 지지되어 액체를 머금는 재질로 형성된 세정 브러쉬(110)로 구성된다. The
즉, 본 발명에 따른 세정 브러쉬 조립체(100)는 세정 브러쉬(110)와 회전축(130)의 사이에 탄성 지지체(120)가 개재되어 설치된다는 점과, 이에 따라 세정 브러쉬(110)의 두께(118)가 종래의 세정 브러쉬(10)의 두께(18)에 비하여 더 얇게 형성된다는 점에 특징이 있다.
That is, the
상기 세정 브러쉬(110)는 스폰지나 폴리비닐알코올(PVA)과 같이 액체를 머금을 수 있는 재질의 중공 원통 형태로 형성되며, 외주면에 다수의 세정 돌기(111)가 돌출 형성되어, 회전하면서 외주면이 세정 대상물인 기판(W)의 표면과 마찰 접촉하는 것에 의하여 기판(W)의 표면에 잔류하는 이물질을 제거한다. The cleaning
여기서, 세정 브러쉬(110)의 외주면에 돌출 형성된 세정 돌기(111a, 111b)는 중앙선(C1)을 기준으로 서로 다른 패턴이나 서로 다른 강성을 갖도록 형성된다. Here, the cleaning
즉, 도5에 도시된 바와 같이, 중앙선(C1)을 중심으로 좌측에 배치된 세정 돌기(111a)에 비하여 우측에 배치된 세정 돌기(111b)는 서로 위치가 비대칭으로 형성된다. 이에 따라, 한 쌍의 세정 브러쉬(100)의 사이에서 자전하는 기판(W)의 표면은, 중심선(C1)의 좌측 영역을 통과하면서 자전하는 동안에는 세정 브러쉬(110)의 좌측 영역에 배치된 세정 돌기(111a)에 의하여 주로 세정되고, 중심선(C1)의 우측 영역을 통과하면서 자전하는 동안에는 세정 브러쉬(100)의 우측 영역에 배치된 세정돌기(111b)에 의하여 주로 세정된다. 그런데, 세정 브러쉬(110)의 좌측 영역의 세정 돌기(111a)와 우측 영역의 세정 돌기(111b)의 위치가 서로 다르게 배치되므로, 도4에 도시된 바와 같이, 기판(W)의 반경 길이에서 세정 돌기(111)가 통과하지 않는 영역을 없앨 수 있게 되어, 세정 이후에 세정 돌기(111)가 통과하지 않아 이물질이 기판(W) 상에 잔류하는 문제점을 해소할 수 있다. That is, as shown in FIG. 5, the cleaning
또한, 도9에 도시된 바와 같이 세정 돌기(111a, 111b)의 강성이 중앙부를 중심으로 서로 다르게 형성될 수 있다. 예를 들어, 세정 브러쉬(110)의 중앙부(C1)를 기준으로 세정 돌기(111)의 형상이 동일하지만 서로 다른 재질로 형성되거나, 세정 돌기(111)의 단면 차이를 두는 것에 의해 세정 돌기(111a, 111b)의 강성이 서로 다르게 형성된다. 그리고, 기판(W)이 자전(r1)하는 방향을 고려하여, 기판(W)의 자전 방향(r1)과 세정 브러쉬(110)의 회전 방향(110r)이 서로 반대인 영역(A1)에서는 세정 돌기(111a)의 강성이 더 낮고, 기판(W)의 자전 방향(r1)과 세정 브러쉬(110)의 회전 방향(110r)이 서로 동일한 영역(A2)에서는 세정 돌기(111b)의 강성이 더 높게 세정 브러쉬(110)를 배치함으로써, 세정 브러쉬(110)와 기판(W)의 접촉면의 상대 속도 편차에 따른 세정 효율의 차이를 세정 돌기(111)의 강성에 의해 상쇄시킬 수 있다.Further, as shown in FIG. 9, the rigidity of the
이를 통해, 세정 대상물인 기판(W)의 회전 방향(r1)과 세정 브러쉬(110)의 회전 방향(110r)의 차이에 따라 기판(W)의 접촉 세정력의 편차를 기판과 보상하여 기판(W)의 전체 표면에 걸쳐 균일한 세정을 할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
This makes it possible to compensate the deviation of the contact cleaning force of the substrate W with the substrate in accordance with the difference between the rotation direction r1 of the substrate W to be cleaned and the rotation direction 110r of the cleaning
여기서, '주로' 세정된다는 것은 세정 돌기(111a, 111b)의 사잇 영역에서도 기판(W)의 표면과 접촉하여 세정되는 것을 의미한다. 그러나, 세정 돌기(111)가 세정 브러쉬(110)의 표면으로부터 돌출되어 있으므로, 세정 돌기(111)에 의한 기판(W)의 세정력이 훨씬 높으므로, 중심선(C1)을 기준으로 세정 돌기(111)가 비대칭으로 배치되어 기판(W)의 전체 표면에 걸쳐 접촉하여 완전한 세정이 이루어진다. Here, 'mainly' means to be cleaned in contact with the surface of the substrate W in the sidewall of the
그리고, 중앙선(C1)을 중심으로 좌측에 배치된 세정 돌기(111a)에 비하여 우측에 배치된 세정 돌기(111b)는 보다 크게 형성되거나, 단면 형상이 다르게 형성되는 것에 의해, 원형 기판(W)이 자전(r1)하면서 세정 돌기(111)가 기판(W) 전체 표면에 걸쳐 통과하도록 구성될 수도 있다. The cleaning
여기서, 중앙선(C1)은 세정 브러쉬(110)의 길이 방향으로의 정중앙에 위치할 수도 있지만, 기판(W)과 세정 브러쉬(110)와의 접촉 위치를 고려하여 정중앙으로부터 다소 치우친 위치에 있더라도 무방하다.
The center line C1 may be located in the center of the cleaning
상기 회전축(130)은 구동 모터(20)에 의하여 회전 구동되며, 이에 따라 세정 브러쉬(110)와 탄성 지지체(120)도 함께 회전한다. The
상기 탄성 지지체(120)는 회전축(130)의 외주면에 고정되며, 반경 바깥 방향으로 다수의 탄성 돌기(121)가 돌출 형성된다. 바람직하게는 도5에 도시된 바와 같이 탄성 돌기(121)는 세정 브러쉬(110)의 세정 돌기(111)의 저면에 정렬되게 위치하여, 세정 돌기(111)에 의한 기판(W)의 마찰 세정력을 향상시킨다. 그러나, 탄성 돌기(121)가 세정 돌기(111)와 정렬되지 않더라도, 세정 브러쉬의 원통형 부분(120a)에 의하여 탄성력이 세정 돌기(111)에 전달되므로, 탄성 돌기(121)와 세정 돌기(111)가 반드시 정렬되어야 하는 것은 아니다. The
도8에 도시된 바와 같이, 탄성 지지체(120)는 세정 브러쉬(110)가 기판(W)의 표면과 접촉 세정하는 동안에 탄성 돌기(121)의 휨 변형(120k)에 의하여 세정 브러쉬(110)의 회전 방향(100r)으로 세정 돌기(111)에 기판 표면으로의 원주 방향 성분을 갖는 탄성 가압력(120F)을 보태주게 된다. 8, the
이에 따라, 세정 브러쉬(110)의 두께(118)가 종래에 비하여 보다 얇아져 세정 브러쉬(110)에 머금는 액체의 최대 함량을 줄임으로써, 머금는 액체의 함량에 따라 세정 브러쉬(110)의 세정 마찰력이 변동되어 세정력이 번번히 상이해지는 문제점을 해결하고 일정한 세정 상태를 신뢰성있게 구현할 수 있는 효과를 얻을 수 있을 뿐 아니라, 탄성 지지체(120)의 탄성 돌기(121)의 탄력있는 휨 변위에 의하여 세정 브러쉬(110)가 기판(W)과 마찰 접촉하는 마찰 세정력을 보다 높임으로써, 짧은 시간 내에 기판(W)의 표면에 묻어있는 이물질을 제거할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다. The
이를 위하여, 탄성 지지체(120)는 탄성 돌기(121)가 휨 변형이 가능하면서도 내충격성이 높은 수지나 플라스틱 계열의 소재로 성형되는 것이 바람직하며, 탄성 돌기(121)의 단면이 작은 경우에는 알루미늄 등의 소재로 사용될 수도 있다. 도면에 도시되지 않았지만, 탄성 돌기(121)의 단면이 작게 형성된 경우에는 세정 브러쉬(110)를 더 큰 면적으로 가압하기 위하여, 탄성 돌기(121)의 선단부에 탄성 돌기의 중앙부 단면에 비하여 보다 넓은 단면의 접촉면을 형성할 수도 있다. For this purpose, it is preferable that the
한편, 탄성 지지체(120)의 소재가 휨 강성이 작은 소재로 제작된 경우에는 도7a에 도시된 바와 같이 탄성 돌기(121)가 길이 방향을 따라 길게 형성될 수 있다. 그러나, 탄성 지지체(120)의 소재가 휨 강성이 더 큰 소재이거나, 세정 브러쉬(110)의 접촉면적이 보다 더 큰 경우에는, 도7b에 도시된 바와 같이 탄성 돌기(121')의 길이(L)를 보다 짧게 다수로 형성할 수 있다. 이를 통해, 탄성 돌기(121')의 휨 변형(120k)을 더 용이하게 발생시켜 세정 브러쉬(110)의 세정 능력을 보다 향상시킬 수 있다.When the material of the
도면에는 탄성 돌기(121, 121')의 길이(L)가 폭(w)에 비하여 대략 10배 이상 길게 형성된 구성을 예시하였지만, 탄성 돌기(121, 121')의 길이(L)를 폭(w)과 동등한 수준으로 줄여, 탄성 돌기(121, 121')가 하나의 점 형태로 형성될 수 있다. 이 때, 탄성 돌기(121, 121')의 단면은 원형이거나 직사각형, 정사각형, 타원, 다각형 등 다양한 형태로 형성될 수 있다. 이에 의하여, 세정 브러쉬(110)가 기판(W)과 낮은 가압력으로 접촉하는 경우에도, 탄성 돌기의 휨 강성을 이용하여 보다 높은 세정 능력을 발휘하게 할 수 있다.
The length L of the
상기 이동 유닛(90)은 지지대의 내부에 리드 스크류나 리니어 모터 등에 의하여 각각의 세정 브러쉬 조립체(100)를 상하 방향으로 이동시킨다. 이에 따라, 기판(W)이 기판 지지대(50) 상에 공급되면, 세정 브러쉬 조립체(100)를 상하 방향으로 이동시켜, 세정 브러쉬(110)의 외주면이 기판(W)의 양면에 접촉하도록 이동시킨다.
The moving
상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 세정 브러쉬 조립체(100) 및 이를 구비한 브러쉬 세정 장치(1)는, 회전축(130)과 세정 브러쉬(110)의 사이에 탄성 돌기(121)가 구비된 탄성 지지체(120)를 구비하여, 세정 브러쉬(110)의 두께(118)를 줄여 세정액을 머금는 양의 변동폭을 줄여 기판과의 세정 중에 일정한 가압력 및 마찰 세정력으로 접촉 세정할 수 있도록 할 뿐만 아니라, 탄성 돌기(121)에 의하여 세정 브러쉬(110)를 원주 방향으로 탄성 지지함에 따라, 향상된 접촉 세정력을 발휘하여 기판을 짧은 시간 내에 깨끗하게 세정할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다. The cleaning
또한, 본 발명은 세정 브러쉬(110)에 형성된 세정 돌기(111)가 중앙부(C1)를 기준으로 서로 다른 패턴으로 형성됨에 따라, 자전하는 기판(W)의 표면 전체에 세정 돌기(111)가 모두 접촉할 수 있게 되어, 기판 전체 표면에 이물질이 남지 않는 균일하고 깨끗하게 한 세정을 할 수 있는 효과가 있다.
Since the cleaning
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. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, And can be appropriately changed within the scope of the claims.
즉, 도면에 도시된 실시예에서는 웨이퍼와 같은 원형 기판을 회전 구동하면서 여러 쌍의 세정 브러쉬가 상하로 배열되어 원형 기판의 표면을 접촉 세정하는 구성을 예로 들었지만, 원형 기판이 아닌 경우에 기판을 회전시키지 않고 세정 브러쉬만 회전시키면서 접촉 세정하는 구성도 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 본 발명에 속하는 것이다.
That is, in the embodiment shown in the drawings, a configuration in which a plurality of pairs of cleaning brushes are vertically arranged while rotationally driving a circular substrate such as a wafer to clean the surface of the circular substrate is exemplified. However, And the cleaning of the contact brush while rotating only the cleaning brush is also within the scope of the claims.
1: 브러쉬 세정 장치 90: 이동 장치
100: 세정 브러쉬 조립체 110: 세정 브러쉬
111: 세정 돌기 120: 탄성 지지체
121, 121': 탄성 돌기 130: 회전축
W: 기판 120k: 휨 변형
120F: 탄성 가압력1: Brush cleaning device 90: Moving device
100: Cleaning brush assembly 110: Cleaning brush
111: cleansing protrusion 120: elastic supporter
121, 121 ': Elastic projection 130:
W:
120F: Elastic pressing force
Claims (14)
회전축과;
상기 회전축의 외주측에 고정되어 상기 회전축과 함께 회전하는 세정 브러쉬와;
상기 세정 브러쉬의 내주면을 향하여 반경 바깥 방향으로 뻗어 상기 세정 브러쉬의 내주면을 지지하는 탄성 돌기가 다수 형성된 탄성 지지체를;
포함하고, 상기 탄성 돌기는 탄성 재질로 형성되어 상기 기판의 세정 중에 원주 방향으로의 휨 변형이 허용되는 것을 특징으로 하는 브러쉬 세정 장치용 브러쉬 조립체.
A brush assembly for a brush cleaning apparatus for cleaning a surface of a substrate by contact,
A rotary shaft;
A cleaning brush fixed to the outer circumferential side of the rotary shaft and rotating together with the rotary shaft;
An elastic support body having a plurality of elastic protrusions extending in a radially outward direction toward an inner peripheral surface of the cleaning brush and supporting an inner peripheral surface of the cleaning brush;
Wherein the elastic protrusions are formed of an elastic material to allow flexure deformation in the circumferential direction during cleaning of the substrate.
회전축과;
상기 회전축의 외주측에 고정되어 상기 회전축과 함께 회전하는 세정 브러쉬와;
상기 세정 브러쉬의 내주면을 향하여 반경 바깥 방향으로 뻗어 상기 세정 브러쉬의 내주면을 지지하는 탄성 돌기가 다수 형성된 탄성 지지체를;
포함하고, 상기 탄성 돌기는 상기 브러쉬의 축선 방향으로의 길이(W)가 원주 방향으로의 폭(w)에 비하여 10배 이상 길게 형성된 것을 특징으로 하는 브러쉬 세정 장치용 브러쉬 조립체.
A brush assembly for a brush cleaning apparatus for cleaning a surface of a substrate by contact,
A rotary shaft;
A cleaning brush fixed to the outer circumferential side of the rotary shaft and rotating together with the rotary shaft;
An elastic support body having a plurality of elastic protrusions extending in a radially outward direction toward an inner peripheral surface of the cleaning brush and supporting an inner peripheral surface of the cleaning brush;
Wherein the elastic projection has a length (W) in the axial direction of the brush longer than a width (w) in the circumferential direction by at least 10 times.
회전축과;
상기 회전축의 외주측에 고정되어 상기 회전축과 함께 회전하고, 표면에 세정 돌기가 돌출 형성된 세정 브러쉬와;
상기 세정 브러쉬의 내주면을 향하여 반경 바깥 방향으로 뻗어 상기 세정 브러쉬의 내주면을 지지하는 탄성 돌기가 다수 형성된 탄성 지지체를;
포함하고, 상기 탄성 돌기는 상기 세정 돌기와 정렬되게 배치되는 것을 특징으로 하는 브러쉬 세정 장치용 브러쉬 조립체.
A brush assembly for a brush cleaning apparatus for cleaning a surface of a substrate by contact,
A rotary shaft;
A cleaning brush fixed to the outer circumferential side of the rotary shaft and rotating together with the rotary shaft, the cleaning brush having protrusions protruding from the surface;
An elastic support body having a plurality of elastic protrusions extending in a radially outward direction toward an inner peripheral surface of the cleaning brush and supporting an inner peripheral surface of the cleaning brush;
Wherein the elastic protrusions are disposed in alignment with the cleansing protrusions.
상기 세정 돌기는 상기 세정 브러쉬의 중앙부를 중심으로 서로 다른 패턴으로 형성된 것을 특징으로 하는 브러쉬 세정 장치용 브러쉬 조립체.
The method of claim 3,
Wherein the cleaning protrusions are formed in different patterns with respect to a central portion of the cleaning brush.
상기 세정 돌기는 상기 세정 브러쉬의 중앙부를 중심으로 배열 위치가 비대칭인 것을 특징으로 하는 브러쉬 세정 장치용 브러쉬 조립체.
The method of claim 3,
Wherein the cleaning projection has an asymmetrical arrangement position about a central portion of the cleaning brush.
상기 세정 돌기는 상기 세정 브러쉬의 중앙부를 중심으로 서로 다른 크기로 배열된 것을 특징으로 하는 브러쉬 세정 장치용 브러쉬 조립체.
The method of claim 3,
Wherein the cleaning protrusions are arranged at different sizes around a central portion of the cleaning brush.
상기 세정 돌기는 상기 세정 브러쉬의 중앙부를 중심으로 서로 다른 강성을 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 브러쉬 세정 장치용 브러쉬 조립체.
The method of claim 3,
Wherein the cleaning protrusions are formed to have different stiffnesses about the central portion of the cleaning brush.
상기 탄성 돌기는 탄성 재질로 형성되어 상기 기판의 세정 중에 원주 방향으로의 휨 변형이 허용되는 것을 특징으로 하는 브러쉬 세정 장치용 브러쉬 조립체.
8. The method according to any one of claims 3 to 7,
Wherein the elastic protrusions are made of an elastic material and are allowed to flex in a circumferential direction during cleaning of the substrate.
회전축과;
상기 회전축의 외주측에 고정되어 상기 회전축과 함께 회전하되, 중앙부를 기준으로 양측이 서로 다르게 세정 돌기가 돌출 배열된 세정 브러쉬를;
포함하고, 상기 세정 돌기는 상기 세정 브러쉬의 중앙부를 중심으로 서로 다른 강성을 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 브러쉬 세정 장치용 브러쉬 조립체.
A brush assembly for a brush cleaning apparatus for cleaning a surface of a substrate by contact,
A rotary shaft;
A cleaning brush fixed to the outer circumferential side of the rotary shaft and rotating together with the rotary shaft, the cleaning protrusions being protruded and arranged on the opposite sides of the central portion;
Wherein the cleaning protrusions are formed to have different stiffnesses about the central portion of the cleaning brush.
회전축과;
상기 회전축의 외주측에 고정되어 상기 회전축과 함께 회전하되, 중앙부를 기준으로 양측이 서로 다르게 세정 돌기가 돌출 배열된 세정 브러쉬를;
포함하고, 상기 세정 돌기는 상기 세정 브러쉬의 중앙부를 중심으로 서로 다른 크기로 배열된 것을 특징으로 하는 브러쉬 세정 장치용 브러쉬 조립체.
A brush assembly for a brush cleaning apparatus for cleaning a surface of a substrate by contact,
A rotary shaft;
A cleaning brush fixed to the outer circumferential side of the rotary shaft and rotating together with the rotary shaft, the cleaning protrusions being protruded and arranged on the opposite sides of the central portion;
Wherein the cleaning protrusions are arranged at different sizes around a central portion of the cleaning brush.
상기 세정 돌기는 상기 세정 브러쉬의 중앙부를 중심으로 배열 위치가 비대칭인 것을 특징으로 하는 브러쉬 세정 장치용 브러쉬 조립체.
11. The method according to claim 9 or 10,
Wherein the cleaning projection has an asymmetrical arrangement position about a central portion of the cleaning brush.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항 또는 제9항 또는 제10항 중 어느 한 항에 따른 브러쉬 세정 장치용 브러쉬 조립체를;
포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 브러쉬 세정 장치.
A substrate support for supporting the substrate;
A brush assembly for a brush cleaning apparatus according to any one of claims 1 to 7 or 9 or 10, comprising:
The brush cleaning device comprising:
상기 기판 지지대는 상기 기판을 자전시키면서 지지하는 것을 특징으로 하는 브러쉬 세정 장치.
13. The method of claim 12,
Wherein the substrate support rotatably supports the substrate.
제3항 내지 제7항 중 어느 한 항 또는 제9항 또는 제10항 중 어느 한 항에 따른 브러쉬 세정 장치용 브러쉬 조립체를;
포함하고, 상기 기판의 자전 방향과 상기 세정 브러쉬의 회전 방향이 서로 반대인 측에 위치한 세정 돌기의 강성은 상기 기판의 자전 방향과 상기 세정 브러쉬의 회전 방향이 동일한 측에 위치한 세정 돌기의 강성에 비하여 더 작은 것을 특징으로 하는 브러쉬 세정 장치.
A substrate support for supporting the substrate while rotating;
A brush assembly for a brush cleaning apparatus according to any one of claims 3 to 7 or 9 or 10, comprising:
The rigidity of the cleaning projection located on the side opposite to the rotation direction of the substrate and the rotation direction of the cleaning brush is higher than the rigidity of the cleaning projection located on the same side of the rotation direction of the substrate and the rotation direction of the cleaning brush Wherein the brush cleaning device is smaller than the brush cleaning device.
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2014
- 2014-11-03 KR KR1020140150806A patent/KR101600766B1/en active IP Right Grant
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