KR101934518B1 - 기판 세정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판 세정 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 세정 장치는 내측 영역에 상부가 개방되고 하단에 토출구를 갖는 공간이 충진부가 형성되고 설정 길이를 갖는 바디; 상기 충진부의 상단을 덮는 차폐 부재; 및 상기 차폐 부재를 통해 상기 충진부에 수용된 세정 유체에 진동을 인가하는 진동자를 포함하되, 상기 바디에는, 길이 방향에 수직한 폭 방향을 기준으로 상기 충진부의 일측에 위치되고 설정 길이를 갖는 제1 유로; 상기 충진부를 기준으로 상기 제1 유로의 반대쪽에 위치되는 제2 유로; 상기 제1 유로와 상기 충진부를 연결하는 제1 연결 유로; 및상기 제2 유로와 상기 충진부를 연결하고, 상기 충진부에 수용된 상기 세정 유체가 배출되는 경로를 제공하는 제2 연결 유로가 형성된다.

Description

기판 세정 장치{Substrate cleaning apparatus}

본 발명은 기판 세정 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 액정표시장치, 평판디스플레이 및 반도체 웨이퍼 등의 기판은 증착, 포토리소그래피, 식각, 세정 및 건조 등의 여러 단위 공정들의 반복적인 수행을 통해 제조된다. 이와 같은 단위 공정들 중에서, 세정 공정은 단위 공정들을 수행하는 도중에, 액정표시장치, 평판디스플레이 및 웨이퍼의 표면에 부착되는 이물질, 오염물질을 제거하는 공정이다.

이와 같은 세정 공정은 통상적으로 순수(DI; DeIonized water)와 같은 세정 유체를 기판의 표면 공급하여 기판 상에 존재할 수 있는 이물질이나 화학물질을 제거하는 것으로 이루어진다. 이물질은 기판과의 사이에 어느 정도 인력이 작용하는 상태로 부착되어, 세정 유체를 기판에 공급 하는 형태 만으로는 충분히 세정되지 않을 수 있다. 따라서, 세정 효율 향상을 위해 기판에 공급되는 세정 유체에 진동을 인가할 수 있다.

본 발명은 기판을 효율적으로 처리하는 기판 세정 장치를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 기포가 효과적으로 배출되는 기판 세정 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 내측 영역에 상부가 개방되고 하단에 토출구를 갖는 공간이 충진부가 형성되고 설정 길이를 갖는 바디; 상기 충진부의 상단을 덮는 차폐 부재; 및 상기 차폐 부재를 통해 상기 충진부에 수용된 세정 유체에 진동을 인가하는 진동자를 포함하되, 상기 바디에는, 길이 방향에 수직한 폭 방향을 기준으로 상기 충진부의 일측에 위치되고 설정 길이를 갖는 제1 유로; 상기 충진부를 기준으로 상기 제1 유로의 반대쪽에 위치되는 제2 유로; 상기 제1 유로와 상기 충진부를 연결하는 제1 연결 유로; 및 상기 제2 유로와 상기 충진부를 연결하고, 상기 충진부에 수용된 상기 세정 유체가 배출되는 경로를 제공하는 제2 연결 유로가 형성되는 기판 세정 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 충진부와 연결된 상기 제2 연결 유로의 상단은 상기 충진부와 연결된 상기 제1 연결 유로의 상단보다 설정 높이만큼 위쪽에 위치될 수 있다.

또한, 상기 충진부와 연결된 제1 연결 유로의 상단과 상기 충진부에 위치된 상기 제2 연결 유로의 상단을 연결하는 직선은 수평 방향에 대해 2°내지 6°경사져, 상기 충진부에 연결된 상기 제2 연결 유로의 상단은 상기 충진부에 위치된 상기 제1 연결 유로의 상단보다 높게 위치될 수 있다.

또한, 상기 세정 유체는 상기 제1 유로의 양단으로 공급되고, 상기 제2 유로의 양단에서 배출될 수 있다.

또한, 상기 세정 유체는 상기 바디의 일측에서 상기 제1 유로 및 상기 제2 유로를 통해 공급되고, 상기 바디의 타측에서 상기 제2 유로를 통해 배출될 수 있다.

또한, 상기 바디에는 상기 제2 유로와 상기 바디의 외부를 연결하는 드레인 유로가 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기판을 효율적으로 처리할 수 있는 기판 세정 장치가 제공될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기포가 효과적으로 배출되는 기판 세정 장치가 제공될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 세정 장치의 분해 사시도이다.
도 2는 일측 단부에서의 바디의 단면도이다.
도 3은 세정 유체의 이동 관계를 나타내는 단면도이다.
도 4는 기판 세정 장치에서 세정 유체의 이동 방향을 나타내는 도면이다.
도 5는 다른 실시 예에 따른 세정 유체의 이동 방향을 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 세정 장치의 분해 사시도이고, 도 2는 일측 단부에서의 바디의 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 기판 세정 장치(10)는 바디(100) 및 커버(300)를 포함한다.

바디(100)는 기판 세정 장치(10)의 골격을 제공한다. 바디(100)는 설정 단면적 및 설정 길이를 갖는 막대 형상으로 제공될 수 있다. 일 예로, 바디(100)의 단면의 개략적 형상은 사각형 등으로 제공될 수 있다. 바디(100)의 길이는 기판의 폭에 대응되게 제공되어, 기판 세정 장치(10)는 아래쪽에서 설정 거리 이격 된 상태로 상대적으로 이동되는 기판의 전체 영역에 대해 세정을 수행할 수 있다. 또한, 바디(100)의 길이는 기판의 폭의 수배에 대응되게 제공되어, 기판 세정 장치(10)는 여러 장의 기판에 대해 세정을 수행할 수 있다.

바디(100)의 폭 방향 내측 영역에는 빈 공간으로 제공되는 충진부(1000)가 형성된다. 충진부(1000)의 폭 방향 측벽은 상하 방향으로 선형일 수 있다. 충진부(1000)는 바디(100)의 길이 방향을 따라 설정 길이를 갖도록 형성된다. 충진부(1000)의 상부는 개방되고, 충진부(1000)의 하단에는 토출구(1310)가 위치된다. 일 예로, 충진부(1000)는 상하로 개방된 홀 형상으로 제공될 수 있다. 그리고 충진부(1000)의 아래쪽을 차폐 하도록, 바디(100)의 하부에는 토출구(1310)가 형성된 토출 부재(1300)가 결합될 수 있다. 또 다른 예로, 토출 부재(1300)는 바디(100)와 일체로 제공될 수 도 있다.

바디(100)의 하면에는 하부홈(1030)이 형성될 수 있다. 하부홈(1030)은 바디(100)의 폭 방향으로 토출구(1310)의 양측에 형성될 수 있다. 하부홈(1030)은 바디(100)의 폭 방향 중심에서 외측으로 갈수록 상향 경사지게 형성될 수 있다.

바디(100)에는 제1 유로(1100) 및 제2 유로(1200)가 형성된다. 제1 유로(1100) 및 제2 유로(1200)는 바디(100)의 길이 방향을 따라 형성된다. 제1 유로(1100)와 제2 유로(1200)는 바디(100)의 폭 방향으로 서로 설정 거리 이격 되게 위치된다. 제1 유로(1100)와 제2 유로(1200)는 충진부(1000)를 사이에 두고 폭 방향 양측에 각각 위치될 수 있다.

제1 유로(1100)는 제1 연결 유로(1110)를 통해 충진부(1000)와 연결된다. 제1 연결 유로(1110)는 제1 유로(1100)와 충진부(1000) 사이를 연결하는 홀 형태로 제공되고, 제1 연결 유로(1110)는 바디(100)의 길이 방향을 따라 복수가 형성될 수 있다. 또한, 제1 연결 유로(1110)는 바디(100)의 길이 방향을 따라 슬릿 형상으로 제공될 수 있다. 제1 연결 유로(1110)는 충진부(1000) 방향으로 상향 경사지게 형성되어, 제1 연결 유로(1110)의 일단은 충진부(1000)의 상부에 연결될 수 있다. 충진부(1000)의 상단에는 외측 방향으로 경사진 형상으로 제1 연결부(1010)가 형성되고, 제1 연결 유로(1110)의 일단은 제1 연결부(1010)에 연결되는 형태로 제공될 수 있다.

제2 유로(1200)는 제2 연결 유로(1210)를 통해 충진부(1000)와 연결된다. 제2 연결 유로(1210)는 제2 유로(1200)와 충진부(1000) 사이를 연결하는 홀 형태로 제공되고, 제2 연결 유로(1210)는 바디(100)의 길이 방향을 따라 복수가 형성될 수 있다. 또한, 제2 연결 유로(1210)는 바디(100)의 길이 방향을 따라 슬릿 형상으로 제공될 수 있다. 제2 연결 유로(1210)는 충진부(1000) 방향으로 상향 경사지게 형성되어, 제2 연결 유로(1210)의 일단은 충진부(1000)의 상부에 연결될 수 있다. 충진부(1000)의 상단에는 외측 방향으로 경사진 형상으로 제2 연결부(1020)가 형성되고, 제2 연결 유로(1210)의 일단은 제2 연결부(1020)에 연결되는 형태로 제공될 수 있다.

충진부(1000)에서 제2 연결 유로(1210)의 일단은 제1 연결 유로(1110)의 일단보다 설정 높이만큼 위쪽에 위치된다. 일 예로, 제2 연결 유로(1210)의 상단과 제1 연결 유로(1110)의 상단을 연결하는 직선은 수평 방향에 대해 2°내지 6°경사(도 3의 θ)지게 형성될 수 있다. 또한, 보다 바람직하게 제2 연결 유로(1210)의 상단과 제1 연결 유로(1110)의 상단을 연결하는 직선은 수평 방향에 대해 3°내지 5°경사지게 형성될 수 있다.

제2 연결 유로(1210)에는 바디(100)의 외부와 연결되는 드레인 유로(1220)가 연결될 수 있다. 드레인 유로(1220)는 바디(100)의 길이방향 외측 단부에 형성될 수 있다. 드레인 유로(1220)는 직경이 0.5mm 내지 2mm로 형성될 수 있다. 제2 연결 유로(1210)에는 설정 체적을 갖는 완충부(1230)가 형성되고, 드레인 유로(1220)는 완충부(1230)에 연결되는 형태로 제공될 수 있다. 완충부(1230)는 지름이 3mm 내지 5mm로 형성될 수 있다.

커버(300)는 바디(100)의 상부를 차폐한다. 커버(300)와 바디(100) 사이에는 차폐 부재(400)가 위치된다. 차폐 부재(400)는 플레이트 형상을 가지고, 충진부(1000)의 폭 및 길이보다 설정 치수만큼 큰 폭 및 길이를 갖도록 제공될 수 있다.

차폐 부재(400)는 충진부(1000)의 상단에 위치되어, 충진부(1000)의 상부를 차폐하여, 충진부(1000) 내측의 세정 유체가 바디(100)의 상부로 빠져 나오는 것을 방지한다. 차폐 부재(400)의 상면에는 진동자(500)가 위치된다. 진동자(500)는 바디(100)의 길이 방향을 따라 복수가 위치될 수 있다. 커버(300)에는 진동자(500)에 연결되는 도선이 인출되는 홀(310)이 형성될 수 있다. 홀(310)은 지름이 8mm 내지 10mm로 제공될 수 있다.

도 3은 세정 유체의 이동 관계를 나타내는 단면도이고, 도 4는 기판 세정 장치에서 세정 유체의 이동 방향을 나타내는 도면이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 세정 유체는 제1 유로(1100)의 양단으로 공급되는 형태로, 기판 세정 장치(10)로 공급될 수 있다. 제1 유로(1100)에 공급된 세정 유체는 제1 연결 유로(1110)를 통해 충진부(1000)에 공급된다. 충진부(1000)에 공급되는 세정 유체는 토출구(1310)를 통해 토출되는 세정 유체 이상으로 제공되어, 세정 유체는 충진부(1000)에 채워진 상태에서 토출구(1310)를 통해 토출 될 수 있다. 충진부(1000)에 채워진 세정 유체는 제2 연결 유로(1210)를 통해 제2 유로(1200)로 유동한다. 그리고 유로의 세정 유체는 제2 유로(1200)의 단부에서 직접 드레인 되거나, 제2 유로(1200)의 단부에 형성된 드레인 유로(1220)를 통해 드레인 되는 형태로, 제2 유로(1200)의 양단에서 드레인 된다. 세정 유체는 단위 시간 당 설정량이 제1 유로(1100)를 통해 공급되도록 조절되어, 세정 유체는 충진부(1000)에 가득 채워진 상태로 토출구(1310)를 통해 배출되면서 제2 유로(1200)를 통해 배출된다. 그리고 진동자(500)는 충진부(1000)에 가득 채워진 상태의 세정 유체에 초음파 형태의 진동을 인가하여, 세정 유체는 진동이 인가된 상태로 토출구(1310)를 통해 토출될 수 있다.

토출구(1310)는 지름이 0.5mm 내지 1mm로 제공될 수 있다. 따라서, 세정 유체는 충진부(1000)에 충분히 채워진 상태로, 진동이 인가되어 토출구(1310)로 토출 될 수 있다.

기판은 토출구(1310)와 설정 간격만큼 이격된 상태에서 바디(100)의 길이 방향에 대해 경사진 방향으로 상대적으로 이동될 수 있다. 따라서 기판과 토출구(1310) 사이에는 세정 유체에 의해 막이 형성되어, 기판을 세정할 수 있다. 또한, 세정 유체는 진동이 인가된 상태로 제공됨에 따라 세정 효율이 향상된다. 또한, 기판 세정 장치(10)의 하면에는 하부홈(1030)이 형성되어, 기판과 기판 세정 장치(10) 사이에 세정 유체가 효과적으로 위치된 상태에서 세정이 수행될 수 있다.

진동자(500)는, 충진부(1000)에 세정 유체가 가득 차서 차폐부재 하면이 세정 유체와 접한 상태에서 작동되어, 발생된 진동이 세정 유체로 직접 전달 되는 형태로 작동 되어야 한다. 충진부(1000)에 세정 유체가 채워 지지 않은 상태에서 진동자(500)가 동작되면, 진동자(500)의 파손이 발생된다.

세정 유체는 기체가 녹아 있는 상태 일 수 있다. 이와 같은 기체는 세정 유체에 진동이 인가되는 과정에서 뭉쳐 기포를 형성하고, 충진부(1000)의 상부로 이동할 수 있다. 그리고 이와 같은 기포로 인해 차폐부재의 하면이 세정 유체와 접하지 않는 상태가 되면, 진동자(500)의 파손이 발생될 수 있다. 반면, 본 발명에 따른 기판 세정 장치(10)는 충진부(1000)의 상부에 연결된 제2 연결유로를 통해 충진부(1000)의 세정 유체가 배출되고, 이 때 충진부(1000)의 상부에 위치된 기포가 함께 배출되어, 기포가 충진부(1000)의 상부에 쌓이는 것이 방지된다. 또한, 본 발명에 따른 기판 세정 장치(10)는 제2 연결 유로(1210)의 상단이 제1 연결 유로(1110)의 상단보다 높게 위치된다. 따라서, 충진부(1000)에 형성된 기포는 제2 연결 유로(1210) 방향으로 모이게 되어, 제2 연결 유로(1210)를 통해 효과적으로 배출된다. 충진부(1000)에 위치된 제1 연결 유로(1110)의 단부는 지름이 1mm 내지 2mm로 제공되고, 충진부(1000)에 위치된 제2 연결 유로(1210)의 단부는 지름이 2mm 내지 3mm로 제공될 수 있다. 따라서, 세정 유체는 충진부(1000)에 충분히 채워진 상태로, 기포는 효율적으로 제2 연결 유로(1210)를 통해 배출될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 기판 세정 장치(10)는 제2 연결 유로(1210)의 일단에 연결되는 위치에 제2 연결부(1020)가 충진부(1000)의 상부에 외측으로 경사지게 형성된다. 따라서, 제2 연결부(1020)에 모이게 되는 기포는 진동자(500)와 토출구(1310)를 연결하는 진동의 이동 방향 외측에 위치되어, 진동자(500)의 파손이 방지되고, 진동이 토출구(1310) 방향으로 효과적으로 전달 된다. 제1 유로(1100)는 지름이 7mm 내지 10mm로 제공되고, 제2 유로(1200)는 지름이 5mm 내지 8mm로 제공될 수 있다. 따라서, 기판 세정 장치(10)로 공급된 세정 유체는 충진부(1000)에 충분히 채워진 상태가 유지될 수 있다.

도 5는 다른 실시 예에 따른 세정 유체의 이동 방향을 나타내는 도면이다.

도 5를 참조하면, 세정 유체는 기판 세정 장치(10)의 일측의 제1 유로(1100)와 제2 유로(1200)를 통해 공급되고, 기판 세정 장치(10)의 타측의 제2 유로(1200)의 단부에서 직접 드레인 되거나, 제2 유로(1200)의 단부에 형성된 드레인 유로(1220)를 통해 드레인 되는 형태로 배출된다. 이 때, 기판 세정 장치(10)는 세정 유체가 공급되는 방향이 세정 유체가 배출되는 방향보다 설정 높이만큼 낮도록 경사 지게 위치된다. 따라서, 충진부(1000)에 발생된 기초는 위쪽 방향으로 이동하여 기판 세정 장치(10)에서 세정 유체가 배출되는 방향으로 이동된다. 그리고 도 3과 유사한 방식으로 기포는 제2 연결 유로(1210)를 통해 제2 유로(1200)로 이동된 후 외부로 배출된다.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

100: 바디 300: 커버
400: 커버 500: 진동자

Claims (6)

1. 내측 영역에 상부가 개방되고 하단에 토출구를 갖는 공간이 충진부가 형성되고 설정 길이를 갖는 바디;
   상기 충진부의 상단을 덮는 차폐 부재; 및
   상기 차폐 부재를 통해 상기 충진부에 수용된 세정 유체에 진동을 인가하는 진동자를 포함하되,
   상기 바디에는,
   길이 방향에 수직한 폭 방향을 기준으로 상기 충진부의 일측에 위치되고 설정 길이를 갖는 제1 유로;
   상기 충진부를 기준으로 상기 제1 유로의 반대쪽에 위치되는 제2 유로;
   상기 제1 유로와 상기 충진부를 연결하는 제1 연결 유로; 및
   상기 제2 유로와 상기 충진부를 연결하고, 상기 충진부에 수용된 상기 세정 유체가 배출되는 경로를 제공하는 제2 연결 유로가 형성되는 기판 세정 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 충진부와 연결된 상기 제2 연결 유로의 상단은 상기 충진부와 연결된 상기 제1 연결 유로의 상단보다 설정 높이만큼 위쪽에 위치되는 기판 세정 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 충진부와 연결된 제1 연결 유로의 상단과 상기 충진부에 위치된 상기 제2 연결 유로의 상단을 연결하는 직선은 수평 방향에 대해 2° 내지 6°경사져, 상기 충진부에 연결된 상기 제2 연결 유로의 상단은 상기 충진부에 위치된 상기 제1 연결 유로의 상단보다 높게 위치되는 기판 세정 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 세정 유체는 상기 제1 유로의 양단으로 공급되고, 상기 제2 유로의 양단에서 배출되는 기판 세정 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 세정 유체는 상기 바디의 일측에서 상기 제1 유로 및 상기 제2 유로를 통해 공급되고, 상기 바디의 타측에서 상기 제2 유로를 통해 배출되는 기판 세정 장치.
6. 제1 항에 있어서,
   상기 바디에는 상기 제2 유로와 상기 바디의 외부를 연결하는 드레인 유로가 형성되는 기판 세정 장치.

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