KR101987705B1 - Uv 램프를 이용한 기판 세정 노즐 - Google Patents

Uv 램프를 이용한 기판 세정 노즐 Download PDF

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Abstract

본 발명은 UV 램프가 자외선을 발광 하고, 산소기체가 상기 자외선으로부터 에너지를 받아 오존을 생성하고 이 오존을 순수에 녹여서 기판세정을 위한 노즐에 공급하는 방법이다. 파장의 길이가 1 ~ 400 nm의 구간에 해당하는 전자기파를 포함한 빛을 출력하는 UV 램프, 순수를 유입하는 제1유입부, 세정기체를 유입하는 제2유입부, 상기 제1유입부와 상기 제2유입부로부터 전달되는 상기 순수와 상기 세정기체를 수용하여 혼합하는 몸체 및 상기 몸체 내부에 수용된 상기 순수와 상기 세정기체로 이루어진 유체를 세정하고자 하는 대상으로 분사하는 분사구를 포함하는 것을 특징으로 하는 UV 램프를 이용한 기판 세정 노즐이다.

Description

UV 램프를 이용한 기판 세정 노즐 { SUBSTRATE CLEANING NOZZLE USING UV LIGHT LAMP }
본 발명은 반도체 제조설비 및 이를 이용한 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체 기판의 세정장치에 관한 것이다.
반도체 장치가 고집적화 되면서 웨이퍼 상에 구현해야 하는 회로의 패턴 역시 점차 미세화 되고 있다. 그래서 웨이퍼 상의 패턴은 아주 미세한 파티클에 의해서도 반도체 소자의 불량을 발생하게 할 수 있으며, 이에 따라 세정 공정의 중요성이 더욱 더 부각되고 있다. 일반적으로, 이러한 세정 공정에서 초음파 발진기를 거친 순수를 분사하거나, 고압 노즐을 사용하여 순수를 분사한다. 그러나 이러한 초음파가 인가되거나 또는 고압의 순수 등 만을 이용해서 웨이퍼를 세정하면, 웨이퍼의 표면에 단순 부착되어 있는 파티클은 제거할 수 있으나, 포토레지스트 같은 웨이퍼의 표면에 강하게 결합되어 있거나 패턴에 강하게 부착되어 있는 오염물의 경우에는 이를 단시간 내에 효과적으로 제거할 수 없다. 따라서 제거되지 않은 오염물에 의해서 후속 공정에서 막질의 균일도를 저하시키거나 웨이퍼의 결함을 초래할 수 있다.
종래에 이러한 오염물을 제거하기 위한 방법으로 RCA사의 세정법으로 알려진 RCA 세정법이나, 알칼리 세정 등의 세정액을 사용한 세정방법이 실시되어 왔다. RCA 세정법은 미국의 RCA사에서 개발한 실리콘 세정법으로, 화학적방법을 이용하여 유기물과 금속 불순물을 제거한다. 세정액은, NH4OH+H2O2+H2O와 HCl+H2O2+H2O 및 HF를 조합한 것이 있다. 예를들어, RCA 세정법에서는 과산화수소, 황산, 불산 염산, 암모니아 등의 비환경친화적인 세정액을 사용하여, 기판 표면의 오염물을 제거한다. 환경보전의 관점에서, 이러한 세정액을 가능한 사용하지 않는 세정방법이 요구되고 있었다.
또한 최근 유리 기판의 대형화가 현저하다. 이와 같은 대형의 유리기판의 세정에서는, 세정액의 사용량이나, 이들을 린스하는 순수의 사용량이 증가한다. 그 때문에 배수처리 부하의 증가에 의한 환경부하의 증가 등의 문제가 발생하고 있다.
이러한 RCA 세정법이나 세정액을 이용하는 세정방법에는 세정에 브러시 세정, 자외선 조사, 초음파 세정 등을 조합시키는 방법도 실시되고 있다. 이 자외선 조사의 단계를 조합하여 실시하는 경우에는 자외선 조사 단계의 후에 추가세정을 한다거나 분사된 스팀 위에 자외선을 조사하는 방법 들이 있어 왔다.
이와 같은 종래 기술은 제조 라인이 길어져야 하는 단점을 가지고 있다. 또한 여러 공정을 거치므로 세정 시간이 증가되어 생산 효율을 저하시키는 원인이 되며, 공정과 공정 사이의 이동시 기판이 재오염될 소지가 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 포토레지스트 같은 웨이퍼의 표면에 강하게 결합되어 있거나 패턴에 강하게 부착되어 있는 오염물의 제거를 위하여 실시되어 온, 종래의 농후 약품이나 세정액을 사용한 세정방법에 비하여, 황산과 불산의 사용을 최소화하여 배수처리 부하나 환경 부하를 경감시킬 수 있는 세정장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 세정과정의 단위 기판당 필요한 제조라인과 세정시간의 단축을 제공함에 있다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시 예에 따른 UV 램프를 이용한 기판 세정 노즐은 자외선(ultraviolet rays)을 방출하는 UV(ultraviolet) 램프, 순수를 유입하는 제1유입관, 스팀 및 산소를 구비하는 제1기체 중 적어도 하나 이상을 포함하는 제2기체를 유입하는 제2유입관, 상기 제1유입부와 상기 제2유입부로부터 전달되는 상기 순수와 상기 제2기체를 수용하여 혼합하는 몸체, 상기 자외선 및 상기 산소를 통하여 생성되는 오존이 상기 순수에 용해된 오존수 및 스팀 중 적어도 하나 이상을 세정하고자 하는 대상으로 분사하는 분사관을 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 순수는 탈이온수(DIW, deionized water) 및 초순수(UPW, ultrapure water) 중 적어도 하나 이상을 포함하고, 상기 제1기체는 청정공기(CDA, clean dry air)를 더 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 UV 램프는, 상기 몸체 내부에 위치할 수 있고, 상기 자외선을 상기 제1기체로 반사시키는 반사판을 상기 몸체 내부에 더 포함할 수 있고, 상기 반사판은, 금속물질로 이루어질 수 있고, 상기 금속물질은, 알루미늄일 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 몸체는 상기 자외선을 투과시키는 창(window)을 구비하고, 상기 UV 램프는 상기 창을 통하여, 상기 자외선을 상기 몸체 내부로 조사시키고, 상기 창을 바라보는 방향과 반대 방향에 위치하고, 상기 창을 바라보는 반사면을 구비하는 반사판을 더 포함할 수 있고, 상기 반사판은, 금속물질을 포함할 수 있고, 상기 금속물질은 알루미늄이고, 상기 반사면을 감싸고, 세라믹 및 석영 중의 하나 이상을 포함하여 이루어진 반사면보호층을 더 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 UV 램프는 상기 제1유입관, 상기 제2유입관, 상기 몸체 및 상기 분사관과는 독립적으로 동작 하거나, 이중 적어도 하나 이상과 연동되어 동작할 수 있다.
실시 예에 있어서, 세정기체를 상기 몸체내부로 유입하는 추가유입관을 더 포함할 수 있고, 상기 세정기체는 질소, 산소 및 청정공기 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
오존수를 포함한 스팀분사의 단계는 하드닝된 포토리지스트를 유화시키거나 패턴에 강하게 부착되어 있는 오염물들을 제거하는데 효과가 있으므로, 환경적 문제가 있는 세정액사용의 세정방법을 대체하여 환경 부하를 경감시킬 수 있다.
스팀 및 고농도의 오존수 분사를 하나의 세정장치에서 동시에 제공하거나 또는 개별적으로 제공함으로써, 세정과정의 단위 기판 당 필요한 제조라인과 세정시간을 단축함으로써 생산효율을 증대시키고, 공정과 공정 사이 이동시의 기판 오염을 줄일 수 있다.
도 1은 UV 램프가 몸체의 안쪽에 위치한, UV 램프를 이용한 기판 세정 노즐의 일 실시 예를 나타낸 단면도이다.
도 2은 UV 램프가 몸체의 안쪽에 위치하고, 추가유입관을 가진, UV 램프를 이용한 기판 세정 노즐의 일 실시 예를 나타낸 단면도이다.
도 3은 UV 램프가 몸체의 바깥쪽에 위치한, UV 램프를 이용한 기판 세정 노즐의 일 실시 예를 나타낸 단면도이다.
도 4는 UV 램프가 몸체의 바깥쪽에 위치하고, 추가유입관을 가진, UV 램프를 이용한 기판 세정 노즐의 일 실시 예를 나타낸 단면도이다.
도 5은 UV 램프가 몸체의 바깥쪽에 위치한, UV 램프를 이용한 기판 세정 노즐의, 창과 하부제2몸체의 체결부분을 나타낸 단면도이다.
도 6는 UV 램프가 몸체의 안쪽에 위치하고, 선형으로 세정할 수 있는 슬릿 형태의 UV 램프를 이용한 기판 세정 노즐을 나타낸 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명하기로 한다. 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
도 1은 UV 램프(302)가 몸체(100)의 안쪽에 위치한, UV 램프를 이용한 기판 세정 노즐의 일 실시 예를 나타낸 단면도이다.
도 1을 참조하면, UV 램프를 이용한 기판 세정 노즐은 UV 램프(302), 제1유입관(202), 제2유입관(204), 분사관(220), 상부몸체(102), 하부제1몸체(104) 및 하부제2몸체(106)를 포함할 수 있다.
UV 램프(200)는 Ultraviolet rays(자외선) 램프로서, 자외선을 방출하는 램프이다. 여기서 자외선은, 눈으로 볼 수 있는 가시광선 중 가장 짧은 파장을 가지는 보라색(자색)보다 더 짧은 파장을 가지는, 전자기파의 한 종류 중의 하나로서, 파장의 길이가 약 1 ~ 400 nm 사이에 있는 빛을 지칭한다.
약 250㎚-260㎚ 파장대의 자외선은 살균력이 있어, 이 파장대의 자외선은 살균 및 소독장치에 이용 될 수 있다. 또한, 산이나 바다와 같이 공기가 맑고 투명한 장소에서는 약 290㎚- 380㎚ 파장대의 자외선(태양광선 중의 자외선)이 피부에 작용하여 피부에 홍반 작용을 일으킬 수 있다. 자외선은 음이온 발생작용, 살균작용, 피부홍반작용 이외에 산소와 결합하여 오존(O3)을 발생하는 오존생성작용과 광화학 작용이 있을 수 있다.
또한, 램프는,“발출하는 빛의 파장이 단일 파장이 아닌, 스펙트럼 형태의 구간을 가지고 있는 발광 기기”를 지칭하나, 본 발명에서는 이에 한정하지 않고, 통상적 의미의 “발광하는 모든 기기”를 지칭한다. 예들 들어, 본발명에서는, 단일 파장만을 내는 레이져 또한 램프의 범주에 귀속시킨다. 통상적으로 185 nm와 254 nm 파장의 자외선을 방출하는 빛을 방출하는 UV 램프를 많이 사용한다. 이때는 알루미늄(원소기호:Al, 영문명: alumin(i)um)을 램프의 매질로 쓸 수 있다. 또한 172 nm 의 파장을 가지는 자외선을 방출하는 엑시머 레이저(excimer laser)도 사용 될 수 있다. 여기서 엑시머(excimer ; excited dimer)란 여기상태에서만 안정하게 존재하는 분자를 뜻하며, 엑시머 레이저란 엑시머 분자들을 매질로 이용한 고출력의 레이져를 말한다. 제논(xenon, Xe2)을 매질로 사용한 엑시머 레이져를 172 nm 파장의 자외선을 방출하는 UV 램프로 사용할 수 있다.
보다 더 짧은 파장의 자외선을 사용하는 UV 램프는, 보다 더 강한 에너지를 발생시켜 더 많은 오존을 생성할 수 있다. 그러나 더 짧은 파장의 자외선은 더 큰 산란율을 가지고, 이로 인해 직진하는 투과길이 또한 짧기 때문에, 오존을 생성하려는 공간에 가까워야 한다. 더욱 바람직하게는 더 짧은 파장의 자외선을 사용하는 UV램프는 오존을 생성하려는 공간들에 둘려 쌓여 위치하는 것이 좋다.
오존의 특징을 살펴보면 오존은 태양광에 의해 자연적으로 발생하지만 인위적으로 오존을 발생시킬 경우에는 불소에 물을 작용시킬 때, 아연을 산화시킬 때, 산소를 가열할 때, 황산의 전해 시, 또는 자외선이나 엑스선 또는 음극선에 공기나 산소를 가할 때 인위적으로 오존을 생성할 수 있다.
오존은 산소와 동위 원소로 분자기호 O3로 표기되며, 상온에서 분해되어 발생기 산소로 되며, 발생기 산소는 산화분해작용이 염소보다 6배 이상의 강한 효능을 가지며, 취기 및 다른 냄새를 남기지 않으며, 화학적 성질을 남기지 않는 특징을 갖는다.
오존이 갖는 강한 산화분해작용은 산업 전반에 이용되고 있다. 즉, 오존은 상수도의 살균 및 소독, 하수도의 탈취 및 정화, 산업폐수의 정화, 분해 및 물속에 포함된 각종 유기물 및 무기물의 분해 등의 수처리 분야에 사용되며, 섬유, 금속, 화학공업에 있어 표백, 탈색, 탈취 산화의용도로 활용되고 있으며, 농업용수의 용존산소를 높이려는 용도로 농업용수에 첨가하고 있는 것을 볼 수 있다.
오존은 산소보다 약 13배 물에서 빨리 용해되어 물속의 미생물을 살균함과 동시에 용존산소량을 증가시키며, 오존은 공기 중에서는 약 2-12시간 정도의 반감기를 가지나 물에 용해된 오존의 반감기는 1시간 미만의 짧은 시간을 갖는 것이 일반적이다.
실시 예1
도 1은 UV 램프(302)가 몸체(100)의 안쪽에 위치한, UV 램프를 이용한 기판 세정 노즐의 일 실시 예를 나타낸 단면도이다. 본 실시 예1에서는 172 nm 파장을 내는 제논 엑시머 레이져가 구성으로 포함되었다.
실시 예(a)로써, 제1유입관(202)에서는 순수(10)를 유입하고, 제2유입관(204)에서는 스팀(20)과 산소(O2)을 유입한다. 여기서 순수(10)는 이온을 포함하지 않는 탈이온수(DIW, deionized water)나, 이온과 이온이외의 불순물들을 포함하지 않는 초순수(UPW, ultrapure water)중 어느 하나 이상을 포함한다. 제2유입관(204)에서 유입된 산소는 몸체내부(101)에 위치하는 UV 램프(302)로부터 방출되는 자외선을 조사받는다. 몸체내부(101)는 반사판를 포함할 수 있고, 만약 몸체(100)내벽이 금속재질로 이루어져 있다면, 이 몸체(100)의 내벽 역시 반사판(304)의 역할을 할 수 있다. 이때 반사판(304)은 타 물성에 대비하여, 굴절률이 3이상으로 높은 금속재질로 이루어짐이 바람직하다. 구체적으로는 저렴하고, 가볍고, 자연산화막을 형성함으로써 부식에 강한 알루미늄을 예로 들 수 있다. 추가적으로, 몸체내부(101)의 고온에 의해 금속재질로부터 원자들뭉치인 파티클이 탈락되어 분출 될 수 있기 때문에, 이를 막기 위해, 세라믹 및 석영 중의 적어도 하나 이상을 포함하여 이루어진 반사막보호층을 더 포함할 수 있다.
반사판은, UV 램프(302)로부터 방출 되었으나 산소분자와 만나지 못해 에너지를 전해주지 못한 자외선들을 다시 산소분자 쪽으로 반사시켜주는 역할을 한다. 결과로써 자외선을 조사받은 산소분자는, 약 5 eV의 산소의 결합에너지 보다 큰 약 7 eV의 자외선의 에너지를 받아서 순간적으로 산소분자내 산소원자간의 결합이 깨지고, 각각의 산소 라디칼로(O·) 존재하다가, 다른 산소분자와 결합하여 오존이 된다. 라디칼이란, 이온과 다르게 비공유 전자쌍을 가지며 전기적으로 중성인 화학종이다. 따라서 라디칼은 다른 곳에서 전자를 얻어 비공유 전자쌍을 채우거나, 가진 전자를 버려 비공유 전자쌍의 상태를 탈피 하려 하기 때문에 화학적 반응성이 풍부하다.
산소가 자외선 방사에 노출되도록 하여, 오존이 생성되는 과정은 간단하게 화학식 1과 화학식 2로 나타낼 수 있다. 제논 엑시머레이져의 출력인 172 nm 파장의 자외선은 7.2 eV의 에너지를 가짐으로써 산소분자내 산소원자간의 결합에너지를 끊어내기 충분하다.
화학식 1 : 3O2 + 7.2 eV -> 2O2 +2O·
화학식 2 : 2O2 + 2 O· -> 2O3
화학식 2 의 결과물인 오존은 불안정한 상태의 기체로서 다시 산소 라디칼 하나를 쉽게 내어준다. 산소 라디칼은 제1유입관(202)로부터 유입되는 순수(10) 또는 제2유입관(204)로부터 들어온 스팀(20)의 물분자를 만나서, 다음의 화학식 3 과 같이 히드록시라디칼 (OH·)을 만든다.
화학식 3: O· + H2O -> 2OH·
산소라디칼이나 히드록시라디칼을 포함한, 오존수(12), 스팀(20) 그리고 산소는 분사관(220)을 통하여 분출되고, 세정 하고자 하는 대상의 표면에 도달한다. 이때 산소라디칼이나 히드록시라디칼은 세정하고자 하는 대상의 표면상에 존재하는 유기오염물, 무기오염물과 만나서 결합하는 화학적 반응을 하고, 이로 인해 유기오염물과 무기오염물은 세정하고자 하는 대상의 표면으로부터 분리된다.
화학적 반응으로 오염물을 세정하고자 하는 대상으로부터 분리해내는 화학적 세정을 시행하기 위해, 종래에는 과산화수소, 황산, 불산 염산, 암모니아 등을 포함한 세정액을 사용하였으나, 이러한 세정액을 사용하지 않음으로 해당 세정액에 포함된 농후약품으로 인한 환경부하의 문제를 해결할 수 있다.
또한 실시 예1의 구조적인 특징을 보면 노즐의 형태가 제1유입관(202)에서 분사관(220)끝 쪽으로 갈수록 가늘어 지는 것을 볼 수 있다. 제1유입관(202)과 제2유입관(204)를 통해서 일정한 유량의 유체들(순수(10), 스팀(20) 그리고 세정기체(22))이 같은 시간비율로 지속적으로 들어올 때, 이 일정한 총합의 유량을, 보다 좁아진 통로를 통과하여 같은 시간비율로 배출되기 위해서 유속이 증가한다.
강한 압력으로의 세정이 필요할 시에, 유입하는 유체의 유속을 증가시키는 방법 이외에, 추가적으로 이를 이용하여 분사관(220)으로부터 분출되는 유속을 더 증가시킬 수 있다. 그 결과, 증가된 유속으로 더 높아진 세정효과를 얻을 수 있다.
다른 실시예(b)로써,
UV 램프(302)에 전원을 제거하고, 제1유입관(202)를 통하여 유입하는 순수 없이, 제2유입관(204)를 통하여 스팀만을 유입하면, 분사관(220)으로 스팀만이 분출된다.
이온의 12승에서 13승의 도즈(dose) 레벨을 가지는 미디움 도즈 임플란트(implant)와 15승의 도즈 레벨을 가지는 하이 도즈 임플란트 공정을 거친 기판에는, 이온에 의하여 하드닝 된 포토레지스트가 존재한다. 본 실시 예(a)에서는 오존수와 스팀 이용하여 하드닝 된 포토레지스트를 산화(브레이크트루, Breakthrough)시킨 후, 실시예(b)를 이용하여, 스팀을 이용해 브레이크투루된 포토레지스트 아래의 오염물을 효율적으로 제거할 수 있다.
결국, 본 발명에 따르면, 기판의 세정을 위해 오존수와 스팀을 분사하는 단계와 스팀만을 분사하는 단계를 위하여 각각의 기구를 설비할 필요가 없이, 하나의 기구에서 오존수와 스팀을 분사하는 단계와 스팀만을 분사하는 단계를 모두 처리할 수 있고, 그로 인해서, 공정라인을 줄일 수 있고, 공정라인을 줄임으로써 기구 설비비용감소와 기구간 이동으로 인한 재오염의 확률 또한 줄일 수 있다.
실시 예2
도 2은 UV 램프(302)가 몸체(100)의 안쪽에 위치하고, 추가유입관(206)을 가진, UV 램프를 이용한 기판 세정 노즐의 일 실시 예를 나타낸 단면도이다. 추가유입관(206)을 포함함으로써, 추가로 다른 세정기체(22)를 더 유입할 수 있고, 이외의 제1유입관(202)및 제2유입관(204)로부터 유입되는 순수(10), 스팀(20) 및 세정기체(22)의 조건이 동일할 시에, 추가유입관(206)으로부터 유입되는 다른 세정기체(22)로 인해 늘어난 유량을, 일정한 부피를 같은 시간비율로 배출시키기 위해서 분사관(220)으로부터 분출되는 유속이 더욱 증가한다. 증가된 유속으로 더 높아진 세정효과를 얻을 수 있다.
실시 예3
도 3은 UV 램프(302)가 몸체(100)의 바깥쪽에 위치한, UV 램프를 이용한 기판 세정 노즐의 일 실시 예를 나타낸 단면도이다.
UV 램프(302)가 몸체(100)의 바깥쪽, 상세하게는 분사관(220)의 바깥쪽에 인접하여 위치하고, UV 램프(302)가 몸체(100)의 바깥쪽에 있으므로서, UV 램프(302)로부터 방출된 자외선이 노즐의 분사관(220)안으로 투과할 수 있도록, 자외선을 투과시키는 창(window)(306)과, 노즐의 몸체(100)의 반대방향으로 방출되는 자외선을 몸체(100)쪽으로 반사시키기 위한 반사판(304) 를 추가로 더 포함한다. UV 램프(304)에서 방출된 자외선은 창(306)을 바로 지나거나, 반사판(304)을 통해 반사 된 후 창(306)을 지나서, 분사관(220)안으로 투과한다.
도 4에 앞서 도 5를 설명하면, 도 5는 UV 램프(302)가 몸체(100)의 바깥쪽에 위치한, UV 램프를 이용한 기판 세정 노즐의, 창(306)과 하부제2몸체(106)의 체결부분을 나타낸 단면도이다. 창(306)을 하부제2몸체(106)과 체결하기 위하여, 하부제2몸체(106)의 홈에 창(306)을 삽입한 후 체결부분의 가장자리에 창고정틀(307)을 덫 대어 고정시킬 수 있다.
또한, 실시 예3은 실시 예1 및 실시 예2와 달리, UV 램프(304)가 노즐의 양 옆에 각각 하나씩 총 두 개 구비되어 있다. 이로 인해, 창(306)의 자외선 투과율이 90% 이고, 반사판(304)의 자외선 반사율이 90% 라고 하였을 때, 실시 예1과 같이 노즐의 몸체내부(101)에 한 개의 UV 렘프(302)만을 구비한 것에 비하여, 1.62( =2*(0.9*0.9)/1 )배의 효율을 낼 수 있다.
또 다른 실시 예로서, UV 램프(304), 창(306) 그리고 반사판(304)은, 도 3 및 도 4와 달리 노즐의 상부몸체(102)의 외부에 가깝게 구비 될 수도 있다. 이 실시예의 경우, 몸체내부(101)의 산소가 체류하는 시간이 도 3 및 도 4의 분사관(220)에서 산소가 체류하는 시간보다 더 길어서 더 높은 농도의 오존수(12)를 생성할 수 있다.
UV 램프(304), 오존형성, 오존수(12)형성 및 반사판(304)에 대한 구체적인 설명은 중복되므로 생략한다.
실시 예4
다시 도 4로 돌아가면, 도 4는 UV 램프(302)가 몸체(100)의 바깥쪽에 위치하고, 추가유입관(206)을 가진, UV 램프를 이용한 기판 세정 노즐의 일 실시 예를 나타낸 단면도이다. 실시 예3에 추가유입관(206)을 더하여서 증가된 유속으로 더 높아진 세정효과를 얻는다. 증가된 유속에 대한 설명은 앞서 설명된 실시 예2와 중복되므로 생략한다.
실시 예5
도 6는 UV 램프(302)가 몸체(100)의 안쪽에 위치하고, 선형으로 세정할 수 있는 UV 램프를 이용한 슬릿(slit) 형태의 기판 세정 노즐을 나타낸 사시도이다. 슬릿 형태의 UV 램프를 이용한 기판 세정 노즐을 사용할 경우, 일순간에, 선형의 세정이 가능하기 때문에, 시간의 흐름에 따라 노즐의 장축과 수직한 방향으로, 세정대상에 대해 상대속도를 가지고 이동한다면, 일순간에 한 스팟을 세정하는 노즐과 비교하여 같은 시간 동안, 비교적 세정 대상의 넓은 면을 세정할 수 있다.
여기까지 설명된 본 발명의 실시 예 들은 본 발명의 기술적 특징을 보다 명확히 설명하기 위한 예들이며, 본 발명의 범위가 위와 같은 실시 예들로 한정되는 것은 아니다. 그리고, 위와 같은 실시 예 들에 포함되는 구성요소들은 각각의 실시 예에 한정되지 않고, 변형된 다른 실시 예의 구성요소가 될 수 있다.
따라서, 이상의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
10: 순수
12: 오존수
20: 스팀
22: 세정기체
100: 몸체
101: 몸체 내부
102: 상부몸체
104: 하부제1몸체
106: 하부제2몸체
200: 유입부
202: 제1유입관
204: 제2유입관
206: 추가유입관
220: 분사관
302: UV 램프
304: 반사판
306: 창

Claims (16)

  1. 자외선(ultraviolet rays)을 방출하는 UV(ultraviolet) 램프;
    순수를 유입하는 제1유입관;
    스팀 및 산소를 구비하는 제1기체 중 적어도 하나 이상을 포함하는 제2기체를 유입하는 제2유입관;
    상기 제1유입관과 상기 제2유입관으로부터 전달되는 상기 순수와 상기 제2기체를 수용하여 혼합하기 위한 내부공간이 구비되는 몸체; 및
    상기 자외선 및 상기 산소를 통하여 상기 내부공간에서 생성되는 오존이 상기 순수에 용해된 오존수 및 스팀 중 적어도 하나 이상을 세정하고자 하는 대상으로 분사하는 분사관을 포함하되,
    상기 몸체는,
    상기 몸체의 위쪽 부분인 상부몸체와, 상기 몸체의 아래쪽 부분으로서 일측의 제1하부몸체 및 타측의 제2하부몸체로 구성되는 하부몸체를 포함하고,
    상기 내부공간은, 상기 상부몸체의 내벽, 상기 제1하부몸체의 내벽 및 상기 제2하부몸체의 내벽에 의해 정의되며,
    상기 UV 램프는 상기 상부몸체의 내부, 상기 상부몸체의 외부 및 상기 하부몸체의 외부 중 어느 하나에 위치하고, 상기 제1 유입관은 상기 하부몸체에 연결되고, 상기 제2 유입관은 상기 상부몸체에 연결되고,
    상기 하부몸체는,
    상기 제1유입관에서 상기 분사관 끝 쪽으로 갈수록 설정된 길이만큼 폭이 좁아지는 것을 특징으로 하는 UV 램프를 이용한 기판 세정 노즐.
  2. 제 1 항에 있어서
    상기 순수는,
    탈이온수(DIW, deionized water) 및 초순수(UPW, ultrapure water) 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 UV 램프를 이용한 기판 세정 노즐.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1기체는,
    청정공기(CDA, clean dry air)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 UV 램프를 이용한 기판 세정 노즐.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 UV 램프가 상기 상부몸체의 내부에 구비되는 경우, 상기 자외선을 상기 제1기체로 반사시키는 반사판을 상기 상부몸체 내부 및 상기 하부몸체 내부에 더 포함하는 것을 특징으로 하는 UV 램프를 이용한 기판 세정 노즐.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 반사판은,
    금속물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 UV 램프를 이용한 기판 세정 노즐.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 금속물질은,
    알루미늄인 것을 특징으로 하는 UV 램프를 이용한 기판 세정 노즐.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 UV 램프가 상기 상부몸체의 외부 및 상기 하부몸체의 외부 중 어느 하나에 위치하는 경우,
    상기 상부몸체 및 상기 하부몸체 중 어느 하나는,
    상기 자외선을 투과시키는 창(window)을 구비하고,
    상기 UV 램프는,
    상기 창을 통하여, 상기 자외선을 상기 몸체 내부로 조사시키는 것을 특징으로 하는 UV 램프를 이용한 기판 세정 노즐.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 창을 바라보는 방향과 반대 방향에 위치하고, 상기 창을 바라보는 반사면을 구비하는 반사판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 UV 램프를 이용한 기판 세정 노즐.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 반사판은,
    금속물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 UV 램프를 이용한 기판 세정 노즐.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 금속물질은,
    알루미늄인 것을 특징으로 하는 UV 램프를 이용한 기판 세정 노즐.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 반사면을 감싸고, 세라믹 및 석영 중의 하나 이상을 포함하여 이루어진 반사면보호층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 UV 램프를 이용한 기판 세정 노즐.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 UV 램프는,
    상기 제1유입관, 상기 제2유입관, 상기 몸체 및 상기 분사관과는 독립적으로 동작하는 것을 특징으로 하는 UV 램프를 이용한 기판 세정 노즐.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 UV 램프는,
    상기 제1유입관, 상기 제2유입관, 상기 몸체 및 상기 분사관 중에 적어도 하나 이상과 연동되어 동작하는 것을 특징으로 하는 UV 램프를 이용한 기판 세정 노즐.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부몸체에 연결되고, 세정기체를 상기 몸체 내부로 유입하는 추가유입관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 UV 램프를 이용한 기판 세정 노즐.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 세정기체는,
    질소, 산소 및 청정공기 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 UV 램프를 이용한 기판 세정 노즐.
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