KR102099267B1 - 기판 세정 및 건조 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 선택가능한 포트를 갖는 기판 세정 및 건조 장치에 관한 것으로, 하나의 예에 따라, 상측이 개방되며 세정액을 수용하는 배쓰; 배쓰의 적어도 일부 둘레에 형성되며 배쓰의 설정수위를 넘어 흘러넘치는 넘침액을 수용하는 넘침액 수용조; 배쓰의 상측으로 개구를 형성하고 넘침액 수용조의 상측을 커버하며 외부와 배쓰 상부 사이에서 넘침액 수용조를 통한 기체 흐름을 차단 및 허용하는 커버부; 기판들을 안착시키고 안착된 기판들을 개구를 통해 세정액에 침지시켜 세정시키는 지지 슬롯; 및 커버부 상에 분리가능하게 밀폐 결합되고 분위기 가스와 건조용 유체를 내부로 배출하는 건조 챔버를 포함하는 기판 세정 및 건조 장치가 제안된다.

Description

기판 세정 및 건조 장치{APPARATUS FOR CLEANING AND DRYING SUBSTRATE}
본 발명은 기판 세정 및 건조 장치에 관한 것이다. 구체적으로는 외부와 배쓰의 프로세스 공간 사이의 기체의 흐름을 차단할 수 있는 기판 세정 및 건조 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 제조나 LCD 등에 사용되는 유리기판 제조나 반도체 제조 시 사용되는 포토마스크 등의 제조 과정에서 기판의 표면에 패턴 형성을 위한 식각 등의 공정을 진행한다. 이러한 공정의 과정에서 불순물이나 오염물이 발생하여 기판의 표면에 부착되는 현상이 발생하고 이로 인해 웨이퍼 등의 기판에 결함(defect)이 발생될 수 있다. 이러한 결함을 제거하지 않으면 제품의 수율과 신뢰성에 큰 영향을 미치게 되므로, 불순물이나 오염물을 제거하는 세정 공정이 중요하다.
일반적으로 웨이퍼 기판이나 패턴 형성된 유기기판 내지 포토 마스크의 세정 공정은 화학 용액 처리 공정, 세정 공정 및 건조 공정 등으로 나눌 수 있다. 여기서 세정 공정은 기판을 약액을 이용하여 세정하는 공정, 초순수(DIW; De-ionized water) 등으로 약액을 제거하는 공정의 어느 하나 이상을 포함하는 의미로 사용된다. 본 발명에서는 약액을 제거하는 린스 공정을 포함하는 의미로 사용될 것이다. 화학용액을 제거한 후에는 초순수 등의 린스액을 제거하는 단계가 건조 공정이다.
종래의 이러한 기판 세정 공정에서 외부의 오염원이 가스 배출구 등이나 기타 오픈된 부위를 통해 세정 및 건조 장치의 내부로 유입될 우려도 있고, 특히 건조용 유체를 사용하는 경우 건조 과정에서 건조용 유체가 밀폐되지 않는 부위를 통해 상당량 유출되어 주변 공기를 오염시키는 원인이 되고 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1325365호(2013. 11. 8. 공고) 대한민국 공개특허공보 제10-2008-0040452호(2008. 5. 8. 공개) 대한민국 공개특허공보 제10-2004-0045198호(2004. 6. 1. 공개) 대한민국 공개특허공보 제10-2008-0096065호(2008. 10. 30. 공개) 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0039769호(2011. 4. 20. 공개)
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 외부와 배쓰의 프로세스 공간 사이의 기체의 흐름을 실질적으로 차단 내지 억제할 수 있도록 하여, 외부로부터 오염원의 유입으로 인한 내부 오염이나 건조용 유체의 외부 유출을 통한 주변 대기 오염을 감소 내지 억제할 수 있는 기판 세정 및 건조 장치를 제안하고자 한다.
전술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 하나의 모습에 따라, 상측이 개방되며 세정액을 수용하는 배쓰; 배쓰의 적어도 일부 둘레에 형성되며 배쓰의 설정수위를 넘어 흘러넘치는 넘침액을 수용하는 넘침액 수용조; 배쓰의 상측으로 개구를 형성하고 넘침액 수용조의 상측을 커버하며 외부와 배쓰 상부 사이에서 넘침액 수용조를 통한 기체 흐름을 차단 및 허용하는 커버부; 기판들을 안착시키고 안착된 기판들을 개구를 통해 세정액에 침지시켜 세정시키는 지지 슬롯; 및 커버부 상에 분리가능하게 밀폐 결합되고 분위기 가스와 건조용 유체를 내부로 배출하는 건조 챔버를 포함하는 기판 세정 및 건조 장치가 제안된다.
하나의 예에서, 커버부는 넘침액 수용조 내부로 돌출 형성되어 넘침액의 수위에 따라 하단부가 잠기며 넘침액 유입측과 반대측 사이의 기체 흐름을 차단하는 차단 플레이트를 구비할 수 있다.
이때, 하나의 예에서, 지지 슬롯은 기판들을 안착시키는 다수의 슬롯홈이 구비된 슬롯 지지대, 슬롯 지지대 중간에 형성된 공간을 통해 상승하며 슬롯홈에 안착된 기판들을 들어올리는 센터 나이프 및 슬롯 지지대를 승강시키는 승강로봇 암을 구비하고, 차단 플레이트는 넘침액 수용조 내부로 돌출 형성되어 넘침액 수위에 따라 하단부가 잠기는 제1 돌출영역과 배쓰 내의 세정액에 잠기며 배쓰의 평면상 승강로봇 암의 승강 영역과 나머지 건조 프로세싱 영역을 구분짓는 제2 돌출영역을 포함하여 이루어질 수 있다.
또 하나의 예에서, 건조 챔버는 분위기 가스 및 건조용 유체를 내부로 공급하는 건조유체 공급부 및 지지 슬롯에 의해 리프팅되는 건조 기판들을 고정시키는 다수의 고정 척을 구비하고, 건조유체 공급부는 기판들의 침지 후 분위기 가스인 N2 가스를 내부로 공급하며 기존의 내부 기체를 교체시키고 차단 플레이트에 의한 기체 흐름 차단 후 건조용 유체인 이소프로필알콜(IPA) 유체를 공급하고, 건조 챔버는 커버부와 분리 후 다수의 고정 척에 의해 내부에 고정된 건조 기판들로 분위기 가스를 배출하며 건조 기판들을 이송할 수 있다.
또한, 하나의 예에서, 기판 세정 및 건조 장치는 넘침액 수용조 내의 넘침액 수위를 감지하는 레벨센서를 구비하고, 레벨센서에서 감지되는 넘침액 수위에 따라 배쓰로부터 흘러넘치는 넘침액의 양이 조절될 수 있다.
삭제
또 하나의 예에 따르면, 기판 세정 및 건조 장치는 배쓰 내에서 양측에 마주하게 설치되고 지지 슬롯에 의한 기판들 각각의 승강을 가이드하는 다수의 가이드홈이 구비된 기판 가이드를 더 포함하고, 기판 가이드는 세정 후 세정액의 표면장력에 의한 인접 기판끼리의 부착을 방지할 수 있다.
또한, 하나의 예에서, 지지 슬롯은 세정액 속에서 전후, 좌우, 상하 중 어느 하나 이상의 방향으로 움직이며 기판들을 세정시키고, 세정된 기판들을 지지 슬롯의 리프팅에 따라 또는 배쓰 내의 세정액의 배출에 따라 세정액으로부터 건조용 유체의 분위기 공간으로 노출되며 건조될 수 있다.
게다가, 하나의 예에서, 기판은 웨이퍼 기판, 미세패턴이 형성된 유리기판, 미세패턴이 형성된 포토마스크 중 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 하나의 실시예에 따라, 기판 세정 및 건조 장치에서 외부와 배쓰의 프로세스 공간 사이의 기체의 흐름을 실질적으로 차단 내지 억제할 수 있도록 하여, 외부로부터 오염원의 유입으로 인한 내부 오염이나 건조용 유체의 외부 유출을 통한 주변 대기 오염을 감소 내지 억제할 수 있다.
본 발명의 명세서에서 직접적으로 언급되지 않은 효과라도, 본 발명의 다양한 실시 예 및 변형 예들에 포함되는 구성 내지 다양한 구성들의 특징으로부터 당해 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자의 이해 범위 내에서 다양한 특징적 효과가 도출될 수 있음은 자명하다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 기판 세정 및 건조 장치에서 세정을 위해 기판을 지지 슬롯에 안착시킨 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 기판 세정 및 건조 장치에서 기판 침지 후 분위기 가스를 내부로 공급하는 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 기판 세정 및 건조 장치에서 외부와 배쓰 사이의 기체 흐름을 차단 후 건조 분위기를 형성하기 위해 분위기 가스와 건조용 가스를 공급하는 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 기판 세정 및 건조 장치에서 기판 세정 후 건조 분위기 공간으로 기판을 들어올리는 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 기판 세정 및 건조 장치에서 건조 분위기 공간에서 기판이 건조되는 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6a는 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 기판 세정 및 건조 장치의 배쓰 상부에서의 건조용 유체의 배기 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6b는 도 6a의 기판 가이드 부분을 확대한 도면이다.
도 6c는 도 6a의 A-A 방향 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
전술한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명될 것이다. 본 설명에 있어서, 동일부호는 동일한 구성을 의미하고, 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 이해를 도모하기 위하여 부차적인 설명은 생략될 수도 있다.
본 명세서에서 하나의 구성요소가 다른 구성요소와의 관계에서 연결 내지 결합 등의 결합관계, 또는 전송 내지 이송 등의 전달관계 등을 형성하는 경우 '직접'이라는 한정이 없는 이상, '직접적인' 결합관계 내지 전달관계 등의 형태뿐만 아니라 그들 사이에 또 다른 구성요소가 관계됨으로써 매개체에 의한 결합관계 내지 경유되는 전달관계 등의 형태로도 존재할 수 있다. 또한, '상에', '위에', '하부에', '아래에' 등의 '접촉'의 의미를 내포할 수 있는 용어들이 포함된 경우도 마찬가지이다. 게다가, 방향을 나타내는 용어들은 기준이 되는 요소에 대한 상대적 개념으로 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서에서 비록 단수로 표현된 구성일지라도, 발명의 개념에 반하거나 모순되게 해석되지 않는 이상 복수의 구성들 전체를 대표하는 개념으로 사용될 수 있다는 점에 유의하여야 한다.
게다가, 본 명세서에서 '포함하다', '포함하여 이루어진다' 등의 단어 및 그들로부터 파생된 용어의 기재는 본래의 요소 내지 요소들에 하나 또는 그 이상의 다른 구성요소의 부가, 조합 내지 결합의 가능성을 배제하지 않으며, 나아가, '구비하다', '구성되다' 등의 의미를 갖는 단어 및 그들로부터 파생된 용어의 기재도 본래의 요소 내지 요소들에 하나 또는 그 이상의 다른 구성요소의 부가, 조합 내지 결합에 의하여 본래의 요소 내지 요소들이 자신의 특징, 기능 및/또는 성질이 상실되지 않는 경우라면 그러한 하나 또는 그 이상의 다른 구성요소의 부가 내지 결합 가능성이 배제되지 않아야 한다.
본 명세서에서 참조되는 도면들은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 예시로써, 모양, 크기, 두께 등은 기술적 특징의 효과적인 설명을 위해 과장되게 표현된 것일 수 있다.
본 발명의 하나의 모습에 따른 기판 세정 및 건조 장치를 도면을 참조하여 구체적으로 살펴본다. 이때, 참조되는 도면에 기재되지 않은 도면부호는 동일한 구성을 나타내는 다른 도면에서의 도면부호일 수 있다. 이때, 각 도면에 개시된 구성들은 실시예의 변형에 따라 일부 생략되거나 변형되어 실시될 수 있음에 유의해야 한다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 기판 세정 및 건조 장치에서 세정을 위해 기판을 지지 슬롯에 안착시킨 모습을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 기판 세정 및 건조 장치에서 기판 침지 후 분위기 가스를 내부로 공급하는 모습을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 기판 세정 및 건조 장치에서 외부와 배쓰 사이의 기체 흐름을 차단 후 건조 분위기를 형성하기 위해 분위기 가스와 건조용 가스를 공급하는 모습을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 기판 세정 및 건조 장치에서 기판 세정 후 건조 분위기 공간으로 기판을 들어올리는 모습을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 기판 세정 및 건조 장치에서 건조 분위기 공간에서 기판이 건조되는 모습을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 6a는 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 기판 세정 및 건조 장치의 배쓰 상부에서의 건조용 유체의 배기 모습을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 6b는 도 6a의 기판 가이드 부분을 확대한 도면이고, 도 6c는 도 6a의 A-A 방향 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1 내지 5를 참조하면, 본 발명의 하나의 예에 따른 기판 세정 및 건조 장치는 배쓰(11), 넘침액 수용조(13), 커버부(15), 지지 슬롯(20) 및 건조 챔버(30)를 포함한다. 또 하나의 예에서, 기판 세정 및 건조 장치는 기판 가이드(17)를 더 포함할 수 있다.
예컨대, 배쓰(11), 넘침액 수용조(13), 커버부(15)는 세정조(10)를 형성시킬 수 있다. 또한, 하나의 예에서 기판 가이드(17)를 포함하는 경우 기판 가이드(17)도 함께 세정조(10)를 형성시킬 수 있다.
배쓰(11)는 상측이 개방되며 세정액, 예컨대 초순수(DIW)를 수용한다. 넘침액 수용조(13)는 배쓰(11)의 적어도 일부 둘레에 형성되며 배쓰(11)의 설정수위를 넘어 흘러넘치는 넘침액을 수용한다. 커버부(15)는 배쓰(11)의 상측으로 개구를 형성하고 넘침액 수용조(13)의 상측을 커버한다. 이때, 커버부(15)는 외부와 배쓰(11) 상부 사이에서 넘침액 수용조(13)를 통한 기체 흐름을 차단 및 허용한다. 지지 슬롯(20)은 기판들(1)을 안착시키고 안착된 기판들(1)을 개구를 통해 세정액에 침지시켜 세정시킨다. 건조 챔버(30)는 커버부(15) 상에 분리가능하게 밀폐 결합되고 분위기 가스, 예컨대 질소가스와 건조용 유체, 예컨대 IPA 유체를 내부로 배출한다.
예컨대 하나의 예에서, 기판(1)은 웨이퍼 기판, 미세패턴이 형성된 유리기판, 미세패턴이 형성된 포토마스크 중 어느 하나일 수 있다.
도면을 참조하여, 각 구성들을 보다 구체적으로 살펴본다.
배쓰(11)
도 1 내지 5를 참조하면, 배쓰(11)는 세정액을 수용한다. 세정액은 기판(1)에 처리된 약액을 세척하기 위한 것으로, 예컨대, 초순수(DIW)일 수 있다. 배쓰(11)의 상측은 개방되어 있다. 개방된 상측을 통해 처리대상물인 기판(1)이 세정액 속으로 침지될 수 있다. 도 1 내지 5, 6c에서 배쓰(11)에 수용되거나 넘침액 수용조(13)로 넘친 세정액을 초순수(DIW)로 도시하고 있으나, 이는 발명의 예시일뿐 이에 한정되지 않는다.
배쓰(11)에 수용된 세정액은 기판(1)에 부착된 오염물이나 세척과정에서 묻은 약액을 세정하거나 린스할 수 있다. 이때, 기판(1)에 남아있던 물질이 세정액으로 떨어져 나가 부유물이 되고, 이러한 부유물은 세정액의 흘러넘침을 통해 함께 배쓰(11) 밖으로 제거될 수 있다.
예컨대, 도 1 내지 5를 참조하면, 하나의 예에서, 배쓰(11)는 하단부에 세정액 공급부(11a)를 구비할 수 있다. 이때, 세정액 공급부(11a)는 세정액으로 예컨대 초순수(DIW)를 공급한다. 세정액 공급부(11a)는 기판들(1)의 침지 후 세정으로 인한 부유물이 배쓰(11) 밖으로 함께 제거되게 세정액, 예컨대 초순수를 넘치도록 공급할 수 있다.
또한, 도 1 내지 5를 참조하면, 하나의 예에서, 배쓰(11)는 하단부에 세정액 배출구(11b, 11c)를 구비할 수 있다. 세정액 배출구(11b, 11c)는 기판 세정 후 배쓰(11)에 남은 세정액을 배출시키기 위한 것이다. 예컨대, 세정액 배출구(11b, 11c)는 패스트 배출구(11b)와 슬로우 배출구(11c)로 이루어질 수 있고, 이때, 패스트 배출구(11b)는 배쓰(11)의 처리공간 직하부에 형성되어 세정액의 빠른 배출을 도모하고 슬로우 배출구(11c)는 세정액의 느린 배출을 도모할 수 있다. 예컨대, 슬로우 배출구(11c)는 지지 슬롯(20)의 슬롯홈 또는/및 기판 가이드(17)의 가이드홈(17a) 등에 세정액이 남지않고 건조될 수 있도록 세정액의 느린 배출을 도모할 수 있다.
예컨대, 도 6a 및/또는 6c를 참조하면, 배쓰(11)의 세정액 수용공간은 평면상으로 후술되는 차단 플레이트(15a)의 제2 돌출영역(153a)에 의해 건조 프로세싱 영역(111)과 승강 영역(113)으로 구분될 수 있다. 건조 프로세싱 영역(111)은 건조용 유체에 의한 건조 프로세스가 수행되는 영역이고 승강 영역(113)은 후술되는 지지 슬롯(20)의 승강로봇 암(25)이 승강하는 영역이다. 건조 프로세싱 영역(111)은 후술되는 건조 챔버(30)에 의해 실질적으로 밀폐가 이루어지고 승강 영역(113)은 건조 챔버(30)의 외측에 위치되어 오픈되며 오픈된 공간을 통해 승강로봇 암(25)이 승강하게 된다. 이때, 도 6c를 참조하면, 차단 플레이트(15a)의 제2 돌출영역(153a)의 하단부는 세정액 내로 잠기며 건조 프로세싱 영역(111)과 승강 영역을 평면상 물리적으로 구분될 수 있다. 건조 프로세싱 영역(111)과 승강 영역(113)은 세정액을 통해 연통된다. 세정액 상부의 건조 프로세싱 영역(111)은 건조 챔버(30)에 의한 내부 공간에 속하고, 승강 영역(113)은 건조 챔버(30)의 외부에 배치될 수 있다. 이때, 건조 챔버(30)의 외부에 배치되는 승강 영역(113)은 차단 플레이트(15a)의 제2 돌출영역(153a)에 의해 구분 및 차단되어 세정액을 통해서만 건조 프로세싱 영역(111)과 연통되므로, 예컨대 세정액에 용해된 후 승강 영역(113)에서 기화되며 누출되는 경우를 제외한 건조용 유체의 직접 유출을 방지할 수 있다. 도 6a를 참조하면, 건조 챔버(30)의 외부에 배치되는 승강 영역(113)은 예컨대 넘침액 수용조(13)가 형성되지 않는 돌출된 부분으로 승강 영역(113)의 양측이 넘침액 수용조(13)의 측면과 맞닿도록 형성될 수 있다. 예컨대, 도 6c를 참조하면 승강 영역(113)의 양측과 넘침액 수용조(13)의 측면이 맞닿는 배쓰(11) 벽체의 상단이 커버부(15)와 이격되어 있어, 도 6a에 도시된 경로와 같이 승강 영역(113)에서 기화되는 건조용 유체 가스가 이 간격을 통해 넘침액 수용조(13)로 넘어와 가스 배출구(13b)를 통해 배출될 수 있다.
예컨대, 도 6b를 참조하면, 배쓰(11)의 둘레를 형성하는 둘레의 상단은 세정액이 흘러넘치도록 다수의 넘침홈(11d)이 형성될 수 있다.
넘침액 수용조(13)
도 1 내지 5, 6a 및 6c를 참조하면, 넘침액 수용조(13)는 배쓰(11)의 적어도 일부 둘레에 형성되며 배쓰(11)의 설정수위를 넘어 흘러넘치는 넘침액을 수용한다. 넘침액 수용조(13)는 배쓰(11) 둘레의 일부 구간에만 형성될 수 있고, 실시예에 따라 배쓰(11)의 둘레 전부를 돌아가면 형성될 수도 있다. 예컨대, 넘침액 수용조(13)는 지지 슬롯(20)의 승강로봇 암(25)이 승강하는 영역, 예컨대 승강 영역(113)을 제외한 나머지 배쓰(11) 둘레 구간에만 형성되거나 승강로봇 암(25)이 승강하는 영역을 제외한 나머지 배쓰(11) 둘레 구간 중 일부 구간에만 형성될 수도 있다. 만일 둘레 일부구간에만 넘침액 수용조(13)가 형성되는 경우, 도시되지 않았으나, 다른 구간에 비해 배쓰(11)의 높이가 낮게 형성되거나 배쓰(11) 상단보다 낮은 부위에 세정액 넘침 배출구(도시되지 않음)를 구비할 수 있다.
예컨대, 하나의 예에서, 기판 세정 및 건조 장치는 넘침액 수용조(13) 내의 넘침액 수위를 감지하는 레벨센서(14)를 구비할 수 있다. 이때, 레벨센서(14)에서 감지되는 넘침액 수위에 따라 넘침액 배출구(13a)의 개폐가 조절되어 배쓰(11)로부터 흘러넘치는 넘침액의 수위가 조절될 수 있다. 실시예의 변형에 따라, 레벨센서(14)에서 감지되는 넘침액 수위에 따라 세정액 공급이 부가적으로 또는 독자적으로 조절되어 넘침액 수위가 조절될 수도 있다.
예컨대, 하나의 예에서, 넘침액 수용조(13)는 넘침액 배출구(13a) 및 가스 배출구(13b)를 구비할 수 있다. 넘침액 배출구(13a)는 넘침액 수용조(13)의 하측에 설치되어 넘침액을 배출할 수 있다. 가스 배출구(13b)는 넘침액 수용조(13)의 상측 둘레 일측에 설치되어 기체를 배출할 수 있다. 예컨대, 가스 배출구(13b)를 통해 배출되는 기체는 분위기 가스에 의해 치환되는 프로세싱 공간의 기체 및 세정액을 통해 연통된 배쓰(11)의 건조 프로세싱 영역(111)과 승강 영역(113) 사이에서 세정액에 일부 녹아 있다가 기화된 건조용 유체일 수 있다. 예컨대, 도 2를 참조하면, 가스 배출구(13b)는 기판들(1)의 세정 시작부터 세정 완료 전까지 배쓰(11) 상부의 건조 프로세싱 영역(111)의 기존 기체들을 분위기 가스, 예컨대 N2 가스로 치환시킴에 따라 기존 기체들을 배출시킨다. 또한, 도 6a 및 6c를 참조하면 건조용 분위기 형성 기간 내지 건조 기간 동안 건조용 유체, 예컨대 IPA 유체가 건조 프로세싱 영역(111)에서 하부의 세정액에 녹아 차단 플레이트(15a)의 제2 돌출영역(153a)을 넘어 승강 영역(113) 하부로 흘러가 승강 영역(113)에서 기화되어 가스 배출구(13b)로 빨려들어가며 배출될 수 있다. 승강 영역(113)에서 기화된 건조용 유체 가스가 배쓰(11) 상단을 넘어 넘침액 수용조(13)를 거쳐 가스 배출구(13b)를 통해 배출되는 경로가 도 6a에 도시되고 있다. 도 6c에서 승강 영역(113)의 개방부위와 승강로봇 암(25) 사이이 간격이 크게 도시되고 있으나, 이는 발명의 이해를 돕기 위해 확대된 것으로 실질적으로 승강로봇 암(25)의 승강이 가능할 정도의 미세한 간격을 이루고 있고, 이에 따라 승강 영역(113)에서 기화된 건조용 유체 가스는 예컨대 가스 배출구(13b)의 흡입력에 의해 커버부(15)와 승강 영역(113) 둘레의 배쓰(11) 상단의 상대적으로 큰 간격을 통해 가스 배출구(13b)로 흡입될 수 있다.
커버부(15)
다음으로, 도 1 내지 5, 6a, 6c를 참조하면, 커버부(15)는 배쓰(11)의 상측으로 개구(15c)를 형성하고 넘침액 수용조(13)의 상측을 커버한다. 이때, 커버부(15)는 외부와 배쓰(11) 상부 사이에서 넘침액 수용조(13)를 통한 기체 흐름을 차단 및 허용한다. 예컨대, 커버부(15)는 후술되는 차단 플레이트(15a)를 구비하여 외부와 배쓰(11) 상부의 건조 프로세싱 영역(111) 사이에서 넘침액 수용조(13)를 통한 기체 흐름을 실질적으로 차단 내지 억제하거나 허용할 수 있다. 예컨대, 커버부(15)는 넘침액 수용조(13)와 별도로 형성되거나 넘침액 수용조(13)의 일부로서 형성될 수도 있다. 또는, 커버부(15)는 넘침액 수용조(13)와 아울러 세정조(10)의 일부를 형성할 수 있다. 예컨대, 커버부(15)는 배쓰(11)의 중간 영역 상측에 개구(15c)를 형성하고 배쓰(11)의 승강 영역(113) 상부는 개방상태를 유지시킬 수 있다. 예컨대, 커버부(15)에 의한 승강 영역(113) 상부의 개방은 실질적으로 승강로봇 암(25)의 승강이 가능할 정도의 공간이면 족하므로, 승강 영역(113) 상부의 개방영역과 승강로봇 암(25) 사이의 틈새는 미세하게 형성될 수 있다.
예컨대, 하나의 예에서, 커버부(15)는 차단 플레이트(15a)를 구비할 수 있다. 차단 플레이트(15a)는 넘침액 수용조(13) 내부로 돌출 형성된다. 예컨대, 차단 플레이트(15a)의 제1 돌출영역(151a)이 넘침액 수용조(13) 내부로 돌출 형성된다. 이때, 도 3 내지 5, 6c를 참조하면, 차단 플레이트(15a), 예컨대 제1 돌출영역(151a)은 넘침액의 수위에 따라 하단부가 잠기며 넘침액 유입측과 반대측 사이의 기체 흐름을 차단할 수 있다. 이때, 넘침액 유입측은 배쓰(11)의 상부 공간인 건조 프로세싱 공간, 예컨대 건조 프로세싱 영역(111)과 연통된다. 차단 플레이트(15a), 예컨대 제1 돌출영역(151a)에 의해 외부와 배쓰(11) 상부측, 예컨대 건조 프로세싱 영역(111) 사이의 기체 흐름이 차단되어 외부로부터 배쓰(11) 상부 공간으로 오염원이 유입되는 것이 방지됨은 물론 건조용 유체가 건조과정에서 외부로 유출되는 것을 방지하여 주변 대기 오염을 감소 내지 억제할 수 있다.
또한, 하나의 예에서, 차단 플레이트(15a)는 제1 돌출영역(151a)과 제2 돌출영역(153a)을 포함하여 이루어질 수 있다. 도 1 내지 5를 참조하면, 차단 플레이트(15a)의 제1 돌출영역(151a)은 넘침액 수용조(13) 내부로 돌출 형성되어 넘침액 수위에 따라 하단부가 잠긴다. 도 6c를 참조하면, 차단 플레이트(15a)의 제2 돌출영역(153a)은 배쓰(11) 내의 세정액에 잠기며 배쓰(11)의 평면상 승강로봇 암(25)이 승강하는 승강 영역(113)과 배쓰(11)의 평면상 나머지 건조 프로세싱 영역(111)을 구분짓는다. 즉, 제2 돌출영역(153a)에 의해 구분된 배쓰(11)의 승강 영역(113)에서 승강로봇 암(25)이 승강한다. 또한, 제2 돌출영역(153a)에 의해 구분된 배쓰(11)의 건조 프로세싱 영역(111)에서 건조 챔버(30)에 의해 밀폐공간이 형성되고 건조용 유체가 분출되어 형성된 건조 분위기 공간, 예컨대 건조 프로세싱 공간에서 세정된 기판들(1)의 건조가 이루어지게 된다. 이때, 밀폐공간은 하부가 세정액에 의해 막히고 나머지 상부가 밀폐된 공간을 의미한다. 다만, 밀폐공간에 분출된 건조용 유체가 세정액에 녹아들어 밀폐되지 않은 승강 영역(113)에서 기화되며 넘침액 수용조(13)로 넘어와 가스 배출구(13b)를 통해 배출되거나 승강 영역(113) 상부의 개방영역과 승강로봇 암(25) 사이의 미세틈새를 통해 누출되는 것이 배제되지 않는다. 차단 플레이트(15a)의 제1 돌출영역(151a) 및 제2 돌출영역(153a)에 따라, 세정액에 용해 후 기화에 의한 누출을 제외하고 실질적으로 건조용 유체가 누출되는 것을 차단 내지 억제할 수 있다. 게다가, 외부로부터 건조 프로세스 공간으로의 오염원의 유입을 차단할 수 있다. 예컨대, 차단 플레이트(15a)의 제2 돌출영역(153a)은 건조 프로세스가 완료될 때까지 하단부가 배쓰(11) 내의 세정액에 잠긴다.
예컨대, 하나의 예에서, 커버부(15)와 건조 챔버(30)의 하단과의 결합부위에 밀폐를 위한 가스켓(15b)이 구비될 수 있다. 본 실시예에서 가스켓(15b)을 예로 들고 있으나 가스켓(15b) 외에 밀폐가 가능한 다른 밀폐링 등이 사용될 수 있고, 이에 한정되지 않는다. 도 6c를 참조하면, 배쓰(11)의 승강영역(113) 상부는 개방되고 내측, 즉 건조 프로세싱 영역(111) 측 상부에 형성된 커버부(15)의 상측에 가스켓(15b)이 배치되며 건조 프로세싱 영역(111)은 기밀을 유지하고 승강 영역(113)은 개방될 수 있다.
지지 슬롯(20)
도 1 내지 5를 참조하면, 지지 슬롯(20)은 기판들(1)을 안착시키고 안착된 기판들(1)을 커버부(15)의 개구(15c)를 통해 세정액에 침지시켜 세정시킨다.
예컨대, 지지 슬롯(20)은 세정액 속에서 전후, 좌우, 상하 중 어느 하나 이상의 방향으로 움직이며 기판들(1)을 세정시킬 수 있다.
예컨대, 도 1 내지 5, 6c를 참조하면, 하나의 예에서, 지지 슬롯(20)은 슬롯 지지대(21), 센터 나이프(23) 및 승강로봇 암(25)을 구비하여 이루어질 수 있다. 슬롯 지지대(21)는 기판들(1)을 안착시키는 다수의 슬롯홈이 구비된다. 예컨대, 슬롯홈은 기판(1)과의 접촉면적은 줄이면서 안정적으로 안착시킬 수 있도록 각 슬롯홈의 길이를 최소화하는 대신에 예컨대 2열 또는 그 이상으로 배치될 수 있고, 이에 한정되지 않는다. 도 1을 참조하면, 슬롯 지지대(21)는 도시되지 않았으나 승강로봇 암(25)의 상승에 따라 세정액 외부로 노출되거나 빠져나와 예컨대 이송장비의 로봇 암(도시되지 않음)으로부터 전달받은 기판들(1)을 다수의 슬롯홈에 안착시킨다. 도 2를 참조하면, 슬롯 지지대(21)는 도시되지 않았으나 승강로봇 암(25)의 하강에 따라 다수의 슬롯홈에 안착된 기판들(1)을 커버부(15)의 개구(15c)를 통과하며 세정액 속으로 침지시킨다. 센터 나이프(23)는 슬롯 지지대(21) 중간에 형성된 공간을 통해 상승하며 슬롯 지지대(21)의 다수 슬롯홈에 안착된 기판들(1)을 들어올린다. 예컨대, 센터 나이프(23)는 다수 슬롯홈의 간격과 대응하는 다수 홈을 구비하여 슬롯 지지대(21)의 슬롯홈에 안착된 기판들(1)을 직하부에서 떠받치며 들어올릴 수 있다. 이에 따라, 각 기판(1)의 슬롯홈 안착부위에 건조되지 않고 남아있는 세정액을 제거하며 건조시킬 수 있다. 하나의 예에서, 센터 나이프(23)는 건조 중인 기판들(1)을 리프팅시켜 예컨대 건조 챔버(30)에 구비된 고정 척(33)에 기판(1)이 고정될 수 있도록 할 수 있다. 도 6c를 참조하면, 승강로봇 암(25)은 슬롯 지지대(21)를 승강시킨다. 예컨대, 승강로봇 암(25)의 구동에 따라 슬롯 지지대(21)와 센터 나이프(23)가 승강하고 나아가 센터 나이프(23)가 슬롯 지지대(21) 중간의 공간을 통한 상승이 이루어질 수 있다.
예컨대, 하나의 예에서, 지지 슬롯(20)은 세정액 속에서 전후, 좌우, 상하 중 어느 하나 이상의 방향으로 움직이며 기판들을 세정시키고, 세정된 기판들(1)을 지지 슬롯(20)의 리프팅에 따라 또는 배쓰(11) 내의 세정액의 배출에 따라 세정액으로부터 건조용 유체의 분위기 공간으로 노출되며 건조될 수 있다. 도 4 및 5는 지지 슬롯(20)의 리프팅에 따라 세정된 기판들(1)이 건조 분위기 공간으로 리프팅되어 건조되는 것을 나타내고 있다. 도시되지 않았으나, 배쓰(11)의 세정액 배출구(11b, 11c)를 통해 세정액을 배출시킴으로써 건조 분위기 공간으로 기판들(1)을 노출시킬 수도 있다.
건조 챔버(30)
도 1 내지 5를 참조하면, 건조 챔버(30)는 커버부(15) 상에 분리가능하게 밀폐 결합되고 분위기 가스와 건조용 유체를 내부로 배출한다.
예컨대, 건조 챔버(30)의 하단(30a)은 커버부(15)에 설치된 가스켓(15b)에 의해 기밀이 유지되며 밀폐 결합될 수 있다.
예컨대, 하나의 예에서, 건조 챔버(30)는 건조유체 공급부(31)를 구비할 수 있다. 예컨대, 건조 챔버(30)는 다수의 고정 척(33)을 더 구비할 수 있다.
건조유체 공급부(31)는 분위기 가스, 예컨대 N2 가스, 및 건조용 유체, 예컨대 이소프로필알콜(IPA) 유체를 내부로 공급한다. 건조용 유체는 세정액보다 표면장력이 작은 유체로 예컨대 이소프로필알콜(IPA)일 수 있고 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 실시예에 따라, 건조용 유체로 IPA 외에 추가 건조유체가 공급될 수 있다. 건조유체 공급부(31)는 기판들(1)의 침지 후 분위기 가스인 N2 가스를 내부로 공급하며 기존의 내부 기체를 교체시켜 가스 배출구(13b)를 통해 배출되게 할 수 있다. 또한, 건조유체 공급부(31)는 차단 플레이트(15a)에 의한 기체 흐름 차단 후 건조용 유체인 이소프로필알콜(IPA) 유체를 공급한다. 이소프로필알콜(IPA) 유체에 의해 세정된 기판들(1)의 건조가 이루어질 수 있다. 예컨대, 건조용 유체인 이소프로필알콜(IPA) 유체는 액상분말 형태로 또는 기체 형태로 배출될 수 있다. 이때, 세정액의 표면에 세정액과 IPA 유체의 혼합층이 형성되고 혼합층 위에 IPA 층이 형성될 수 있다. 기판(1)이 세정액으로부터 빠져나옴에 따라 기판(1)의 상부부터 혼합층 및 IPA 층 순으로 노출되며 기판(1)의 패턴 사이에 남은 초순수를 제거할 수 있다. 예컨대, 기판(1)을 세정액으로부터 빠져 나오도록 하며 혼합층 및 IPA 층 순으로 노출시키는 방식은 기판(1)을 지지 슬롯(20)을 통해 들어올리는 방식과 배쓰(11) 내의 세정액을 세정액 배출구(11a)를 통해 배출시키는 방식이 있을 수 있다.
예컨대, 도 5를 참조하면, 건조 챔버(30)에 구비되는 다수의 고정 척(33)은 지지 슬롯(20), 예컨대 지지 슬롯(20)의 센터 나이프(23)에 의해 리프팅되는 건조 기판들(1)을 고정시킨다. 예컨대, 건조 기판들(1)이 고정 척(33)에 고정된 후, 건조 챔버(30)는 커버부(15)와 분리 후 다수의 고정 척(33)에 의해 내부에 고정된 건조 기판들(1)로 분위기 가스를 배출하며 건조 기판들(1)을 이송할 수 있다.
예컨대, 실시예에 따라, 도 5와 달리 센터 나이프(23)에 의해 리프팅되는 건조 기판들(1)은 다른 이송장비의 고정 척들에 고정될 수도 있다.
기판 가이드(17)
다음으로, 본 발명의 또 하나의 예에 따른 기판 세정 및 건조 장치를 살펴본다. 도 1 내지 5, 6a, 6b를 참조하면, 하나의 예에서, 기판 세정 및 건조 장치는 기판 가이드(17)를 더 포함할 수 있다.
이때, 기판 가이드(17)는 배쓰(11) 내에서 양측에 마주하게 설치될 수 있다. 도 6a 및/또는 6b를 참조하면, 기판 가이드(17)는 다수의 가이드홈(17a)을 구비할 수 있다. 가이드홈(17a) 각각은 지지 슬롯(20)에 의한 기판들(1) 각각의 승강을 가이드할 수 있다. 예컨대, 가이드홈(17a)은 입구측이 장변인 사다리꼴 형상 내지 삼각형 형상이거나 그와 유사한 구조를 가질 수 있다. 가이드홈(17a)을 구비함에 따라, 기판 가이드(17)는 세정 후 세정액의 표면장력에 의한 인접 기판끼리, 예컨대 인접 웨이퍼끼리의 부착을 방지할 수 있다.
이상에서, 전술한 실시 예들 및 첨부된 도면들은 본 발명의 범주를 제한하는 것이 아니라 본 발명에 대한 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자의 이해를 돕기 위해 예시적으로 설명된 것이다. 즉, 본 발명의 다양한 실시 예는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 전술한 구성요소들의 다양한 조합에 따라 다양한 변형된 형태로도 구현될 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 특허청구범위에 기재된 발명에 따라 해석되어야 하며 전술된 실시 예들뿐만 아니라 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변경, 대안, 균등 실시 예들을 포함하고 있다.
1: 기판 10: 세정조
11: 배쓰 11a: 세정액 공급부
11b,11c: 세정액 배출구 111: 건조 프로세싱 영역
113: 승강 영역 13: 넘침액 수용조
13a: 넘침액 배출구 13b: 가스 배출구
14: 레벨센서 15: 커버부
15a: 차단 플레이트 151a: 제1 돌출영역
153a: 제2 돌출영역 15b: 가스켓
15c: 개구 17: 기판 가이드
17a: 가이드홈 20: 지지 슬롯
21: 슬롯 지지대 23: 센터 나이프
25: 승강로봇 암 30: 건조 챔버
31: 건조유체 공급부 33: 고정척

Claims (8)

  1. 상측이 개방되며 세정액을 수용하는 배쓰;
    상기 배쓰의 적어도 일부 둘레에 형성되며 상기 배쓰의 설정수위를 넘어 흘러넘치는 넘침액을 수용하는 넘침액 수용조;
    상기 배쓰의 상측으로 개구를 형성하고 상기 넘침액 수용조의 상측을 커버하며 외부와 상기 배쓰 상부 사이에서 상기 넘침액 수용조를 통한 기체 흐름을 차단 및 허용하는 커버부;
    기판들을 안착시키고 안착된 상기 기판들을 상기 개구를 통해 상기 세정액에 침지시켜 세정시키는 지지 슬롯; 및
    상기 커버부 상에 분리가능하게 밀폐 결합되고 분위기 가스와 건조용 유체를 내부로 배출하는 건조 챔버를 포함하고,
    상기 커버부는 상기 넘침액 수용조 내부로 돌출 형성되어 상기 넘침액의 수위에 따라 하단부가 잠기며 넘침액 유입측과 반대측 사이의 기체 흐름을 차단하는 차단 플레이트를 구비하고,
    상기 지지 슬롯은 상기 기판들을 안착시키는 다수의 슬롯홈이 구비된 슬롯 지지대, 상기 슬롯 지지대 중간에 형성된 공간을 통해 상승하며 상기 슬롯홈에 안착된 상기 기판들을 들어올리는 센터 나이프 및 상기 슬롯 지지대를 승강시키는 승강로봇 암을 구비하고,
    상기 차단 플레이트는 상기 넘침액 수용조 내부로 돌출 형성되어 상기 넘침액 수위에 따라 하단부가 잠기는 제1 돌출영역과 상기 배쓰 내의 상기 세정액에 잠기며 상기 배쓰의 평면상 상기 승강로봇 암의 승강 영역과 나머지 건조 프로세싱 영역을 구분짓는 제2 돌출영역을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 세정 및 건조 장치.
  2. 상측이 개방되며 세정액을 수용하는 배쓰;
    상기 배쓰의 적어도 일부 둘레에 형성되며 상기 배쓰의 설정수위를 넘어 흘러넘치는 넘침액을 수용하는 넘침액 수용조;
    상기 배쓰의 상측으로 개구를 형성하고 상기 넘침액 수용조의 상측을 커버하며 외부와 상기 배쓰 상부 사이에서 상기 넘침액 수용조를 통한 기체 흐름을 차단 및 허용하는 커버부;
    기판들을 안착시키고 안착된 상기 기판들을 상기 개구를 통해 상기 세정액에 침지시켜 세정시키는 지지 슬롯; 및
    상기 커버부 상에 분리가능하게 밀폐 결합되고 분위기 가스와 건조용 유체를 내부로 배출하는 건조 챔버를 포함하고,
    상기 커버부는 상기 넘침액 수용조 내부로 돌출 형성되어 상기 넘침액의 수위에 따라 하단부가 잠기며 넘침액 유입측과 반대측 사이의 기체 흐름을 차단하는 차단 플레이트를 구비하고,
    상기 건조 챔버는 상기 분위기 가스 및 상기 건조용 유체를 내부로 공급하는 건조유체 공급부 및 상기 지지 슬롯에 의해 리프팅되는 건조 기판들을 고정시키는 다수의 고정 척을 구비하고,
    상기 건조유체 공급부는 상기 기판들의 침지 후 상기 분위기 가스인 N2 가스를 내부로 공급하며 기존의 내부 기체를 교체시키고 상기 차단 플레이트에 의한 기체 흐름 차단 후 상기 건조용 유체인 이소프로필알콜(IPA) 유체를 공급하고,
    상기 건조 챔버는 상기 커버부와 분리 후 다수의 상기 고정 척에 의해 내부에 고정된 상기 건조 기판들로 상기 분위기 가스를 배출하며 상기 건조 기판들을 이송하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 및 건조 장치.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에서,
    상기 건조 챔버는 상기 분위기 가스 및 상기 건조용 유체를 내부로 공급하는 건조유체 공급부 및 상기 지지 슬롯에 의해 리프팅되는 건조 기판들을 고정시키는 다수의 고정 척을 구비하고,
    상기 건조유체 공급부는 상기 기판들의 침지 후 상기 분위기 가스인 N2 가스를 내부로 공급하며 기존의 내부 기체를 교체시키고 상기 차단 플레이트에 의한 기체 흐름 차단 후 상기 건조용 유체인 이소프로필알콜(IPA) 유체를 공급하고,
    상기 건조 챔버는 상기 커버부와 분리 후 다수의 상기 고정 척에 의해 내부에 고정된 상기 건조 기판들로 상기 분위기 가스를 배출하며 상기 건조 기판들을 이송하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 및 건조 장치.
  5. 청구항 1, 2, 4 중 어느 하나에서,
    상기 넘침액 수용조 내의 넘침액 수위를 감지하는 레벨센서를 구비하고,
    상기 레벨센서에서 감지되는 상기 넘침액 수위에 따라 상기 배쓰로부터 흘러넘치는 상기 넘침액의 양이 조절되는 것을 특징으로 하는 기판 세정 및 건조 장치.
  6. 청구항 1, 2, 4 중 어느 하나에서,
    상기 배쓰 내에서 양측에 마주하게 설치되고 상기 지지 슬롯에 의한 상기 기판들 각각의 승강을 가이드하는 다수의 가이드홈이 구비된 기판 가이드를 더 포함하고,
    상기 기판 가이드는 세정 후 상기 세정액의 표면장력에 의한 인접 기판끼리의 부착을 방지하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 및 건조 장치.
  7. 청구항 1, 2, 4 중 어느 하나에서,
    상기 지지 슬롯은 상기 세정액 속에서 전후, 좌우, 상하 중 어느 하나 이상의 방향으로 움직이며 상기 기판들을 세정시키고,
    세정된 상기 기판들을 상기 지지 슬롯의 리프팅에 따라 또는 상기 배쓰 내의 상기 세정액의 배출에 따라 상기 세정액으로부터 상기 건조용 유체의 분위기 공간으로 노출되며 건조되는 것을 특징으로 하는 기판 세정 및 건조 장치.
  8. 청구항 1, 2, 4 중 어느 하나에서,
    상기 기판은 웨이퍼 기판, 미세패턴이 형성된 유리기판, 미세패턴이 형성된 포토마스크 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 기판 세정 및 건조 장치.
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