KR102325360B1 - 기판과 브러쉬 사이의 간격 조정 방법 및 이를 수행하기 위한 장치 - Google Patents

기판과 브러쉬 사이의 간격 조정 방법 및 이를 수행하기 위한 장치 Download PDF

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Abstract

기판과 브러쉬 사이의 간격 조정 방법에 따르면, 기판 세정용 브러쉬와 접촉하는 상기 기판의 전체 부위에 상기 브러쉬가 인가하는 접촉 면압들을 측정할 수 있다. 상기 측정된 접촉 면압들을 근거로 상기 브러쉬와 상기 기판 사이의 간격이 균일하도록 상기 브러쉬와 상기 기판 사이의 간격을 조정할 수 있다. 또한, 브러쉬가 정상적으로 제작이 되었을 경우에는 기판과 브러쉬 간격 조정이 정상적으로 진행되지만, 브러쉬 제작 불량에 의해 간격 조정 작업이 실패시 브러쉬 가공 불량 문제 또한 발견이 가능하게 된다.

Description

기판과 브러쉬 사이의 간격 조정 방법 및 이를 수행하기 위한 장치{METHOD OF ADJUSTING A GAP BETWEEN A SUBSTRATE AND A BRUSH AND APPARATUS FOR PERFORMING THE SAME}
본 발명은 기판과 브러쉬 사이의 간격 조정 방법 및 이를 수행하기 위한 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 기판을 세정하는 브러쉬와 기판 사이의 간격을 매우 정밀하고 일정하게 조정하는 방법, 및 이러한 방법을 수행하기 위한 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 기판을 세정하는데 브러쉬가 사용될 수 있다. 브러쉬는 회전하면서 기판의 양면을 동시에 세정할 수 있다. 기판 세정력을 향상시키기 위해서는, 브러쉬가 기판에 인가하는 접촉 면압이 균일한 것이 요구될 수 있다. 만일 기판에 대한 브러쉬의 접촉 면압이 균일하지 않으면, 낮은 접촉 면압이 인가된 기판 부분에 오염 물질이 잔류될 수 있다. 반면에, 높은 접촉 면압은 기판을 손상시킬 수 있다. 균일한 접촉 면압은 기판과 브러쉬 사이의 균일한 간격에 의해 유지될 수 있다.
관련 기술들에 따르면, 브러쉬가 기판에 인가하는 토크를 측정하여, 측정된 토크를 이용해서 기판과 브러쉬 사이의 간격을 조정할 수 있다. 그러나, 토크는 브러쉬가 접촉하는 기판의 전체 면적에 대해서 산출된 평균값일 수 있다. 이로 인하여, 브러쉬가 기판의 각 영역들과 접촉하는 개별 접촉 면압들을 획득할 수 없을 수 있다. 결과적으로, 토크를 이용한 기판과 브러쉬 사이의 간격 조정은 정밀하게 이루어질 수 없을 것이다.
본 발명은 기판과 브러쉬 사이의 간격을 정밀하게 조정할 수 있으면서 브러쉬 가공 불량으로 인한 간격 조정 불가시 양불 판정을 내릴 수 있는 기판과 브러쉬 사이의 간격 조정 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기된 방법을 수행하기 위한 장치도 제공한다.
본 발명의 일 견지에 따른 기판과 브러쉬 사이의 간격 조정 방법에 따르면, 기판 세정용 브러쉬와 접촉하는 상기 기판의 전체 부위에 상기 브러쉬가 인가하는 접촉 면압들을 측정할 수 있다. 상기 측정된 접촉 면압들을 근거로 상기 브러쉬와 상기 기판 사이의 간격이 균일하도록 상기 브러쉬와 상기 기판 사이의 간격을 조정할 수 있다.
본 발명의 다른 견지에 따른 기판과 브러쉬 사이의 간격 조정 장치는 센서 어레이 및 컨트롤러를 포함할 수 있다. 상기 센서 어레이는 상기 기판을 세정하기 위한 브러쉬와 접촉하는 상기 기판의 전체 부위에 상기 브러쉬가 인가하는 접촉 면압들을 측정할 수 있다. 상기 컨트롤러는 상기 센서 어레이에 의해 측정된 상기 접촉 면압들을 근거로 상기 기판과 상기 브러쉬 사이의 간격을 조정하여, 상기 기판과 상기 브러쉬 사이에 균일한 간격을 부여할 수 있다.
상기된 본 발명에 따르면, 브러쉬와 접촉하는 기판의 전체 부위에 인가된 브러쉬의 모든 접촉 면압들을 측정하고, 측정된 접촉 면압들을 근거로 기판과 브러쉬 사이의 간격을 조정할 수 있다. 그러므로, 기판과 브러쉬 사이의 간격이 균일해지도록 조정하는 것이 가능하게 되어, 브러쉬를 이용한 기판 세정 효과가 향상될 수 있다. 또한, 브러쉬가 정상적으로 제작이 되었을 경우에는 기판과 브러쉬 간격 조정이 정상적으로 진행되지만, 브러쉬 제작 불량에 의해 간격 조정 작업이 실패시 브러쉬 가공 불량 문제 또한 발견이 가능하게 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판과 브러쉬 사이의 간격 조정 장치를 나타낸 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 간격 조정 장치를 나타낸 측면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 센서를 확대해서 나타낸 단면도이다.
도 4 내지 도 7은 도 1에 도시된 장치를 이용해서 기판과 브러쉬 사이의 간격을 조정하는 방법을 순차적으로 나타낸 도면들이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.
기판과 브러쉬 사이의 간격 조정 장치
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기판과 브러쉬 사이의 간격 조정 장치를 나타낸 평면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 간격 조정 장치를 나타낸 측면도이며, 도 3은 도 2에 도시된 센서를 확대해서 나타낸 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 기판과 브러쉬 사이의 간격 조정 장치는 센서 어레이(110), 증폭기(130) 및 컨트롤러(140)를 포함할 수 있다.
기판(S)은 제 1 및 제 2 브러쉬(B1, B2)들에 의해 세정될 수 있다. 기판(S)은 반도체 기판, 유리 기판 등을 포함할 수 있다. 제 1 및 제 2 브러쉬(B1, B2)들은 소프트한 재질을 포함할 수 있다. 구체적으로, 제 1 브러쉬(B1)는 기판(S)의 제 1 면(F1)의 상부에 배치되어, 기판(S)의 제 1 면(F1)을 세정할 수 있다. 제 2 브러쉬(B2)는 제 1 면(F1)과 반대되는 기판(S)의 제 2 면(F2)의 상부에 배치되어, 기판(S)의 제 2 면(F2)을 세정할 수 있다. 제 1 브러쉬(B1)와 제 2 브러쉬(B2)는 브래킷(A)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 제 1 및 제 2 브러쉬(B1, B2)들은 롤러형, 팬-케익형 등을 포함할 수 있다.
센서 어레이(110)는 기판(S)의 양면, 즉 제 1 면(F1)과 제 2 면(F2)에 배치되어, 제 1 브러쉬(B1)가 제 1 면(F1)에 인가하는 접촉 면압 및 제 2 브러쉬(B2)가 제 2 면(F2)에 인가하는 접촉 면압을 측정할 수 있다. 센서 어레이(110)는 제 1 및 제 2 브러쉬(B1, B2)들과 접촉하는 기판(S)의 전체 부위들에 제 1 및 제 2 브러쉬(B1, B2)들이 인가하는 접촉 면압들을 측정할 수 있다. 본 실시예에서, 센서 어레이(110)는 기판(S)의 지름선 방향을 따라 길게 배치되어, 제 1 및 제 2 브러쉬(B1, B2)들과 접촉하는 기판(S)의 부위들을 덮는 형상을 가질 수 있다. 기판(S)과 센서 어레이(110)는 고정된 상태에서, 제 1 및 제 2 브러쉬(B1, B2)들이 회전될 수 있다.
센서 어레이(110)는 복수개의 센서(120)들을 포함할 수 있다. 센서(120)들은 종횡 방향을 따라 일정하면서 조밀한 간격을 두고 배열될 수 있다. 따라서, 센서(120)들은 제 1 브러쉬(B1)와 접촉하는 기판(S)의 제 1 면(F1)의 전체 영역, 및 제 2 브러쉬(B2)와 접촉하는 기판(S)의 제 2 면(F2)의 전체 영역에 인가된 접촉 면압들을 측정할 수 있다. 센서(120)는 촉각(tactile) 센서, 피에조(piezo) 센서 등을 포함할 수 있다.
본 실시예에서, 센서(120)는 스티프너(122), 제 1 센싱부(123), 제 1 보호층(124), 제 2 센싱부(125) 및 제 2 보호층(126)을 포함할 수 있다. 스티프너(122)는 기판(S) 내에 배치될 수 있다. 스티프너(122)의 양면들은 기판(S)의 제 1 및 제 2 면(F1, F2)들을 통해 노출될 수 있다. 제 1 센싱부(123)는 제 1 면(F1)을 통해 노출된 스티프너(122)의 일면 상에 배치될 수 있다. 제 2 센싱부(125)는 제 2 면(F2)을 통해 노출된 스티프너(122)의 타면 상에 배치될 수 있다. 제 1 보호층(124)은 제 1 센싱부(123)를 덮을 수 있다. 제 2 보호층(126)은 제 2 센싱부(125)를 덮을 수 있다. 제 1 및 제 2 보호층(124, 126)들은 신축성 재질, 예를 들면 테프론을 포함할 수 있다.
증폭기(130)은 센서 어레이(110)가 측정된 접촉 면압들을 증폭시킬 수 있다. 증폭된 접촉 면압들은 컨트롤러(140)로 전송될 수 있다.
컨트롤러(140)는 전송된 접촉 면압들을 근거로 기판(S)과 제 1 및 제 2 브러쉬(B1, B2)들 사이의 간격을 조정할 수 있다. 컨트롤러(140)는 접촉 면압들의 평균치를 전체 접촉 면압들과 비교하여, 평균치보다 상대적으로 낮거나 높은 접촉 면압을 탐지할 수 있다. 이러한 접촉 면압이 인가된 기판(S) 부위는 제 1 브러쉬(B1) 또는 제 2 브러쉬(B2)와의 간격이 평균 간격보다 넓거나 좁은 상태를 의미할 수 있다. 따라서, 컨트롤러(140)는 브래킷(A)을 이동시켜서, 상기 기판(S) 부위와 제 1 브러쉬(B1) 또는 제 2 브러쉬(B2) 사이의 간격이 평균 간격이 되도록 조정할 수 있다.
기판과 브러쉬 사이의 간격 조정 방법
도 4 내지 도 7은 도 1에 도시된 장치를 이용해서 기판과 브러쉬 사이의 간격을 조정하는 방법을 순차적으로 나타낸 도면들이다.
도 4를 참조하면, 제 1 브러쉬(B1)는 기판(S)의 제 1 면(F1)에 인접하게 배치될 수 있다. 제 2 브러쉬(B2)는 기판(S)의 제 2 면(F2)에 인접하게 배치될 수 있다. 제 1 브러쉬(B1)와 제 1 면(F1) 사이의 간격은 일정할 수 있다. 반면에, 제 2 브러쉬(B2)와 제 2 면(F2) 사이의 간격은 일정하지 않을 수 있다. 예를 들어서, 제 2 브러쉬(B2)는 우측으로 약간 기울어질 수 있다. 이러한 경우, 제 2 브러쉬(B2)와 제 2 면(F2)의 사이의 간격은 아래부터 위로 갈수록 점진적으로 넓어질 수 있다.
이러한 상태에서, 제 1 및 제 2 브러쉬(B1, B2)들이 회전하면서 기판(S)의 제 1 면(F1)과 제 2 면(F2)과 접촉하여, 제 1 면(F1)과 제 2 면(F2)에 접촉 면압들을 인가할 수 있다. 센서 어레이(110)가 제 1 브러쉬(B1)가 제 1 면(F1)에 인가한 접촉 면압들, 및 제 2 브러쉬(B2)가 제 2 면(F2)에 인가한 접촉 면압들을 측정할 수 있다. 센서 어레이(110)는 기판(S)의 지름선 방향을 따라 길게 연장되어 있으므로, 제 1 및 제 2 면(F1, F2)들에 인가된 전체의 접촉 면압들을 측정할 수 있다.
증폭기(130)는 센서 어레이(110)가 측정한 접촉 면압들을 증폭시킬 수 있다. 컨트롤러(140)는 증폭기(130)에 의해 증폭된 접촉 면압들을 수신할 수 있다.
도 5를 참조하면, 컨트롤러(140)는 측정된 접촉 면압들을 서로 비교할 수 있다. 전술한 바와 같이, 제 1 브러쉬(B1)와 제 1 면(F1) 사이의 간격은 일정하므로, 제 1 브러쉬(B1)가 제 1 면(F1) 전체에 인가한 접촉 면압은 균일할 수 있다. 반면에, 제 2 브러쉬(B2)와 제 2 면(F2) 사이의 간격은 아래로부터 위로 갈수록 점진적으로 넓어지므로, 제 2 브러쉬(B2)가 제 2 면(F2)에 인가한 접촉 면압들은 아래로부터 위로 갈수록 점진적으로 감소할 수 있다. 특히, 제 2 브러쉬(B2)가 제 2 면(F2)의 하부에 인가한 접촉 면압은 제 1 브러쉬(B1)가 제 1 면(F1)에 인가한 접촉 면압보다 높을 수 있다. 반면에, 제 2 브러쉬(B2)가 제 2 면(F2)의 상부에 인가한 접촉 면압은 제 1 브러쉬(B1)가 제 1 면(F1)에 인가한 접촉 면압보다 낮을 수 있다.
도 6을 참조하면, 컨트롤러(140)는 제 1 브러쉬(B1)가 제 1 면(F1)에 인가한 접촉 면압을 기준으로 제 2 브러쉬(B2)가 제 2 면(F2)에 인가한 접촉 면압들의 보정값들을 산출할 수 있다. 산출된 보정값들을 제 2 브러쉬(B2)가 제 2 면(F2)에 인가한 접촉 면압들에 적용할 수 있다.
도 7을 참조하면, 컨트롤러(140)는 산출된 보정값을 근거로 브래킷(A)을 적절하게 이동시켜서, 제 2 브러쉬(B2)가 기판(S)의 제 2 면(F2)과 평행이 되도록 할 수 있다. 따라서, 기판(S)의 제 2 면(F2)과 제 2 브러쉬(B2) 사이의 간격이 일정하게 될 수 있다.
상기된 본 실시예들에 따르면, 기판의 전면에 인가된 브러쉬의 모든 접촉 면압들을 측정하고, 측정된 접촉 면압들을 근거로 기판과 브러쉬 사이의 간격을 조정할 수 있다. 그러므로, 기판과 브러쉬 사이의 간격이 균일해지도록 조정하는 것이 가능하게 되어, 브러쉬를 이용한 기판 세정 효과가 향상될 수 있다. 또한, 브러쉬가 정상적으로 제작이 되었을 경우에는 기판과 브러쉬 간격 조정이 정상적으로 진행되지만, 브러쉬 제작 불량에 의해 간격 조정 작업이 실패시 브러쉬 가공 불량 문제 또한 발견이 가능하게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 챔버로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
A ; 브래킷 B1 ; 제 1 브러쉬
B2 ; 제 2 브러쉬 S ; 기판
F1 ; 제 1 면 F2 ; 제 2 면
110 ; 센서 어레이 120 ; 센서
122 ; 스티프너 123 ; 제 1 센싱부
124 ; 제 1 보호층 125 ; 제 2 센싱부
126 ; 제 2 보호층 130 ; 증폭기
140 ; 컨트롤러

Claims (10)

  1. 기판 세정용 브러쉬와 접촉하는 상기 기판의 전체 부위에 상기 브러쉬가 인가하는 접촉 면압들을 측정하고; 그리고
    상기 측정된 접촉 면압들을 근거로 상기 브러쉬와 상기 기판 사이의 간격이 균일하도록 상기 브러쉬와 상기 기판 사이의 간격을 조정하는 것을 포함하고,
    상기 브러쉬와 상기 기판 사이의 상기 간격을 조정하는 것은 상기 측정된 접촉 면압들의 평균값으로부터 산출된 상기 기판의 각 영역별 상기 접촉 면압의 보정치를 이용하는 것을 포함하는 기판과 브러쉬 사이의 간격 조정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 접촉 면압들을 측정하는 것은 상기 기판의 전면을 일정하면서 조밀한 종횡 간격으로 구획한 영역들에 대해서 수행하는 것을 포함하는 기판과 브러쉬 사이의 간격 조정 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 접촉 면압들을 측정하는 것은 상기 기판의 양면들에 대해서 수행하는 것을 포함하는 기판과 브러쉬 사이의 간격 조정 방법.
  4. 삭제
  5. 기판을 세정하기 위한 브러쉬와 접촉하는 상기 기판의 전체 부위에 상기 브러쉬가 인가하는 접촉 면압들을 측정하는 센서 어레이; 및
    상기 센서 어레이에 의해 측정된 상기 접촉 면압들을 근거로 상기 기판과 상기 브러쉬 사이의 간격을 조정하여 상기 기판과 상기 브러쉬 사이에 균일한 간격을 부여하는 컨트롤러를 포함하고,
    상기 센서 어레이는 일정하면서 조밀한 종횡 간격으로 배열된 복수개의 센서들을 포함하며,
    상기 센서들 각각은
    상기 기판에 배치된 스티프너;
    상기 스티프너에 배치되어 상기 접촉 면압들을 측정하는 센싱부; 및
    상기 센싱부를 덮는 보호층을 포함하는 기판과 브러쉬 사이의 간격 조정 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 센서 어레이는 상기 기판의 지름선 방향을 따라 배열된 기판과 브러쉬 사이의 간격 조정 장치.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 브러쉬는 상기 기판의 양면들과 접촉하는 한 쌍으로 이루어지고, 상기 센서 어레이는 상기 한 쌍의 브러쉬들이 상기 기판의 양면들에 인가하는 상기 접촉 면압들을 측정하는 기판과 브러쉬 사이의 간격 조정 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제 5 항에 있어서, 상기 센서들은 촉각(tactile) 센서 또는 피에조(piezo) 센서를 포함하는 기판과 브러쉬 사이의 간격 조정 장치.
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