KR20080056376A - 화학적 물리적 세정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 화학적 물리적 세정장치에 관한 것으로, 세정대상물을 로딩하고, 그 로딩 방향의 역방향으로 언로딩하는 로딩 및 언로딩부와, 상기 로딩 및 언로딩부에 의해 로딩 및 언로딩 되는 세정대상물의 표면에서 유기물 및 정전기와 파티클을 제거하는 회전세정모듈을 포함한다. 상기 회전세정모듈은, 상기 세정대상물의 표면에서 유기물 및 정전기를 제거하는 제1표면처리부와, 상기 세정대상물의 표면에서 파티클을 제거하는 제2표면처리부와, 상기 제1표면처리부와 제2표면처리부가 외주면에 결합되며, 회전에 의해 상기 제1표면처리부 또는 제2표면처리부를 세정대상물의 표면측으로 향하게 하는 회전부를 포함할 수 있다. 이와 같은 구성의 본 발명 화학적 물리적 세정장치는 화학적 세정과 물리적 세정을 순차적으로 수행하여 세정대상물의 표면에 유기물에 의해 강한 부착 상태를 보이는 파티클을 용이하게 제거할 수 있는 효과가 있다. 또한, 상기 유기물과 파티클의 세정에 필요한 공간을 단일한 세정모듈과 로딩 및 언로딩부를 사용하여 최소한의 사용공간으로 함으로써, 세정장치의 크기를 대폭 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

화학적 물리적 세정장치{Chemical and physical cleaning apparatus}

도 1은 본 발명 화학적 물리적 세정장치의 바람직한 실시예에 따른 구성도이다.

도 2a 내지 도 2c는 본 발명 화학적 물리적 세정장치의 바람직한 실시예의 작용에 의한 세정대상물의 표면변화를 나타낸 모식도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10:세정대상물 20:로딩 및 언로딩부

21:이동부 22:고정부

30:회전세정모듈 31:플라즈마 발생부

32:승화성 고체입자 분사부 33:회전부

본 발명은 화학적 물리적 세정장치에 관한 것으로, 특히 반도체 기판 및 평판 디스플레이 제조용 기판에 존재하는 유기물과 파티클을 함께 제거할 수 있는 화학적 물리적 세정장치에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 제조공정 또는 평판 디스플레이 제조공정에서는 각 공정 이후에 세정공정을 수행하고 있다. 이와 같은 세정공정은 기판에 존재하는 파티클과 유기물을 각각 제거하는 공정이다.

이와 같은 세정공정은 세정액을 사용하는 습식세정공정과 플라즈마 등을 이용한 건식 세정공정으로 크게 분류할 수 있으며, 종래 건식 세정공정에서는 플라즈마를 이용하여 유기물을 산화시켜 제거하는 방식이 개발되었다.

또한, 파티클의 제거를 위한 건식 세정공정으로는 드라이 아이스 등의 승화성 고체입자를 기판의 표면으로 분사하여, 그 드라이 아이스와의 물리적인 충돌 및 승화시 발생하는 부피의 증가를 이용하여 파티클을 기판으로부터 제거하였다.

그러나, 기판상에 파티클이 유기물에 의해 견고하게 부착된 상태에서는 상기한 플라즈마 또는 승화성 고체입자를 이용한 건식세정으로는 완전하게 파티클 및 유기물을 제거할 수 없어 반도체 또는 평판 디스플레이 제조의 신뢰성과 수율이 저하되는 문제점이 있었다.

이와 아울러 상기 승화성 고체입자를 이용한 건식세정시 세정대상물의 표면에 정전기가 발생할 수 있으며, 이와 같이 정전기가 발생한 세정대상물은 주변의 이물을 쉽게 흡착함으로써 세정된 세정대상물이 재오염되는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 세정 대상물의 표면에 유기물과 파티클이 공존하는 경우에도 그 유기물과 파티클을 모두 세정할 수 있는 화학적 물리적 세정장치를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 세정대상물의 표면에서 유기물과 파티클을 제거하되, 단일 모듈을 사용하여 제거할 수 있는 화학적 물리적 세정장치를 제공함에 다른 목적이 있다.

그리고 본 발명은 그 세정대상물의 세정 후 정전기에 의해 이물이 흡착되는 것을 방지할 수 있는 화학적 물리적 세정장치를 제공함에 또 다른 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 화학적 물리적 세정장치는 세정대상물을 로딩하고, 그 로딩 방향의 역방향으로 언로딩하는 로딩 및 언로딩부와, 상기 로딩 및 언로딩부에 의해 로딩 및 언로딩 되는 세정대상물의 표면에서 유기물 및 정전기와 파티클을 제거하는 회전세정모듈을 포함한다.

상기 회전세정모듈은, 상기 세정대상물의 표면에서 유기물 및 정전기를 제거하는 제1표면처리부와, 상기 세정대상물의 표면에서 파티클을 제거하는 제2표면처리부와, 상기 제1표면처리부와 제2표면처리부가 외주면에 결합되며, 회전에 의해 상기 제1표면처리부 또는 제2표면처리부를 세정대상물의 표면측으로 향하게 하는 회전부를 포함할 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명 화학적 물리적 세정장치의 바람직한 실시예에 따른 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명 화학적 물리적 세정장치의 바람직한 실시예는 세정대상물(10)을 로딩 및 언로딩하는 로딩 및 언로딩부(20)와, 단일한 모듈로 구성되어 상기 로딩 및 언로딩부(20)에 의해 로딩되는 세정대상물(10)의 표면에 존재하는 유기물을 제거하고, 유기물이 제거된 세정대상물(10)이 언로딩될 때 그 세정대상물(10)의 표면에서 파티클을 제거하는 회전세정모듈(30)을 포함하여 구성된다.

상기 회전세정모듈(30)은 플라즈마를 발생시켜 상기 로딩되는 세정대상물(10)의 표면에 존재하는 유기물을 제거하는 플라즈마 발생부(31)와, 상기 플라즈마 발생부(31)와는 소정각도 이격되어 위치하며, 언로딩되는 세정대상물(10)의 표면에서 파티클을 제거하는 승화성 고체입자 분사부(32)와, 상기 승화성 고체입자 분사부(32)와 플라즈마 발생부(31)의 승화성 고체입자 분사방향과 플라즈마의 공급방향을 조절하는 회전부(33)를 포함하여 구성된다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명 화학적 물리적 세정장치의 구성과 작용 을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 로딩 및 언로딩부(20)는 세정대상물(10)을 상기 회전세정모듈(30)의 하부에서, 그 세정대상물(10)의 전체가 직선왕복운동을 할 수 있는 구조로 한다.

즉, 세정대상물(10)이 상부에 실장되며, 실장된 세정대상물(10)의 상면 전체가 회전세정모듈(30)의 하부를 지나도록 직선 왕복운동하는 이동부(21)와, 상기 이동부(21)의 이동을 지지 및 가이드 하는 고정부(22)를 포함하는 구조일 수 있으며, 그 이동부(21)와 고정부(22)의 사이에는 구동롤러 등의 동력 전달 수단이 마련될 수 있다.

이와 같은 로딩 및 언로딩부(20)의 구성은 일실시예이며, 이송롤러의 회전 및 역방향 회전을 이용하는 구성 등 다양한 실시예를 가질 수 있다.

설명의 편의를 위하여 상기 세정대상물(10)이 회전세정모듈(30) 측으로 이송되는 동작을 로딩, 이송 후 다시 회전세정모듈(30)을 지나 외측으로 나오는 동작을 언로딩으로 정의하여 설명한다.

도 2a 내지 도 2c는 본 발명 화학적 물리적 세정장치의 바람직한 실시예의 작용에 의한 세정대상물의 표면변화를 나타낸 모식도이다.

도 2a에 도시한 바와 같이 세정대상물(10)의 표면에는 유기물과 파티클이 함께 존재하며, 그 파티클은 유기물에 의해 세정대상물(10)의 표면에 견고하게 부착 되어 있다.

이와 같은 상태에서 파티클을 제거하기는 대단히 용이하지 않게 된다.

그 다음, 상기 설명한 로딩 및 언로딩부(20)에 의해 도 2a에 도시한 바와 같이 유기물에 의해 견고한 부착 상태를 나타내는 파티클이 표면에 부착된 세정대상물(10)을 상기 회전세정모듈(30)의 하부측으로 로딩한다.

이때, 상기 회전세정모듈(30)은 회전부(33)를 이용하여 플라즈마 발생부(31)가 로딩되는 세정대상물(10)의 표면과 인접하도록 한 상태이며, 그 플라즈마 발생부(31)가 동작하여 상기 세정대상물(10)의 표면에 플라즈마를 공급한다.

이때, 플라즈마 발생부(31)는 상압플라즈마 발생기를 사용함이 바람직하며, 그 플라즈마의 공급에 의해 상기 세정대상물(10) 표면의 유기물은 산화되어 제거된다.

도면에는 도시하지 않았지만, 도 1에 도시한 본 발명의 바람직한 실시예는 밀폐된 공간에 설치되는 것이 바람직하며, 그 밀폐 공간부에는 적어도 하나 이상의 배기구가 마련됨이 바람직하다.

이는 유기물 및 파티클을 세정대상물(10)로부터 분리한 후, 외부로 배기하여 제거함으로써, 세정대상물(10)의 재오염을 방지하기 위한 것이다.

도 2b에 도시한 바와 같이 상기 플라즈마 처리에 의하여 유기물은 제거되며, 세정대상물(10)의 표면에는 파티클만이 존재하게 된다. 이때의 파티클은 유기물이 제거되었기 때문에 이전의 견고한 부착 상태를 나타내지 못하게 된다.

상기 로딩 및 언로딩부(20)에 의해 로딩되면서 유기물이 제거된 세정대상물(10)은 다시 로딩 및 언로딩부(20)의 동작에 의해 언로딩된다. 이때의 언로딩 방향은 로딩 방향의 역방향이며, 상기 세정대상물(10)의 상면은 다시 상기 회전세정모듈(30)의 하부를 지나게 된다.

이와 같은 언로딩 동작에서 상기 회전세정모듈(30)은 회전부(33)의 회전에 의해 승화성 고체입자 분사부(32)가 세정대상물(10)의 상면방향으로 위치하게 된다.

이때, 승화성 고체입자 분사부(32)와 세정대상물(10)의 상면은 상호 수직인 방향이 되거나, 파티클의 제거를 보다 용이하게 하기 위하여 언로딩 방향에 대하여 그 승화성 고체입자 분사부(32)가 예각인 상태로 위치하도록 할 수 있다.

상기 로딩 및 언로딩부(20)에 의해 언로딩되는 세정대상물(10)의 표면에는 상기 승화성 고체입자 분사부(32)에서 분사되는 승화성 고체입자가 충돌하게 된다. 이와 같이 승화성 고체입자의 분사에 의해 세정대상물(10) 표면에 약하게 부착된 파티클은 쉽게 제거되며, 배기구(도면 미도시)를 통해 배기된다.

따라서, 상기 세정대상물(10) 표면의 파티클이 제거되어, 도 2c에 도시한 바 와 같이 세정대상물(10)의 표면은 완전히 세정되어 유기물과 파티클이 존재하지 않는 상태가 된다.

이와 같이 본 발명은 단일한 모듈인 회전세정모듈(30)에서 유기물의 제거와 파티클의 제거가 가능하며, 로딩 및 언로딩부(20)를 두어 세정대상물(10)의 이송방향을 제어하여 상기 단일 모듈인 회전세정모듈(30)을 사용하여 그 세정대상물(10)에서 유기물과 파티클의 제거가 가능하도록 한다.

또한, 상기의 세정과정이 단일 모듈인 회전세정모듈(30)을 고정한 상태로, 로딩 및 언로딩부(20)에 의한 세정대상물(10)의 이동에 의해 이루어지기 때문에 세정장치의 크기를 줄일 수 있게 된다.

상기의 실시예에서는 로딩 및 언로딩부(20)에 의해 로딩되는 세정대상물(10)로부터 유기물을 제거한 후, 다시 언로딩 될 때 파티클을 제거하는 것으로 설명하였다.

그러나, 필요에 따라서 상기 로딩 및 언로딩부(20)에 의해 로딩되는 세정대상물(10)의 표면에 상기 승화성 고체입자 분사부(32)를 이용하여 파티클을 제거하고, 그 파티클의 제거에 따라 정전기로 대전되는 세정대상물이 언로딩될 때 상기 플라즈마 발생부(31)를 이용하여 그 세정대상물(10)의 표면으로부터 정전기를 제거할 수 있게 된다.

상기 세정대상물(10)은 상기 승화성 고체입자 분사부(32)에서 분사되는 승화성 고체입자와의 충돌에 의해 양전하로 대전되고, 그 양전하로 대전된 세정대상물(10)은 상기 플라즈마 발생부(31)에서 발생된 플라즈마 중 음전하인 전자를 흡착하여 정전기가 제거된다.

또한, 플라즈마를 이용하여 세정대상물(10)의 표면에 잔존하는 유기물을 제거할 수 있게 된다. 이는 플라즈마의 자외선을 이용하여 유기물의 결합을 끊고, 산소이온을 이용하여 유기물을 산화 분해하여 제거함으로써 세정대상물(10)의 표면에 존재하는 유기물을 제거하는 것이다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예들을 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예들에 한정되지 않으며 본 발명의 개념을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능하다.

상기한 바와 같이 본 발명 화학적 물리적 세정장치는 화학적 세정과 물리적 세정을 순차적으로 수행하여 세정대상물의 표면에 유기물에 의해 강한 부착 상태를 보이는 파티클을 용이하게 제거할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 유기물과 파티클의 세정에 필요한 공간을 단일한 세정모듈과 로딩 및 언로딩부를 사용하여 최소한의 사용공간으로 함으로써, 세정장치의 크기를 대폭 줄일 수 있는 효과가 있다.

아울러, 본 발명은 승화성 고체입자를 사용하여 건식세정한 후, 플라즈마를 이용하여 건식세정과정에서 정전기로 대전된 세정대상물을 플라즈마 처리하여 정전기를 제거함으로써, 정전기에 의해 세정된 세정대상물이 재오염되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 세정대상물을 로딩하고, 그 로딩 방향의 역방향으로 언로딩하는 로딩 및 언로딩부; 및

   상기 로딩 및 언로딩부에 의해 로딩 및 언로딩 되는 세정대상물의 표면에서 유기물 및 정전기와 파티클을 제거하는 회전세정모듈을 포함하는 화학적 물리적 세정장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 회전세정모듈은,

   상기 세정대상물의 표면에서 유기물 및 정전기를 제거하는 제1표면처리부;

   상기 세정대상물의 표면에서 파티클을 제거하는 제2표면처리부; 및

   상기 제1표면처리부와 제2표면처리부가 외주면에 결합되며, 회전에 의해 상기 제1표면처리부 또는 제2표면처리부를 세정대상물의 표면측으로 향하게 하는 회전부를 포함하는 화학적 물리적 세정장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 제1표면처리부는,

   플라즈마를 발생시켜 상기 세정대상물의 표면에서 유기물을 제거하는 것을 특징으로 하는 화학적 물리적 세정장치.
4. 제2항에 있어서,

   상기 제2표면처리부는,

   승화성 고체입자를 상기 세정대상물의 표면에 분사하여 파티클을 제거하는 것을 특징으로 하는 화학적 물리적 세정장치.
5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 회전부는,

   상기 로딩 및 언로딩부를 통해 로딩되는 세정대상물의 표면에서 유기물을 먼저 제거하고, 언로딩되는 세정대상물의 표면에서 파티클을 제거할 수 있도록 상기 제1표면처리부와 상기 제2표면처리부를 회전시키는 것을 특징으로 하는 화학적 물리적 세정장치.
6. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 회전부는,

   상기 로딩 및 언로딩부를 통해 로딩되는 세정대상물의 표면에서 파티클을 제거하고, 언로딩되는 세정대상물의 표면에서 유기물을 제거함과 아울러 정전기를 제거할 수 있도록 상기 제1표면처리부와 제2표면처리부를 회전시키는 것을 특징으로 하는 화학적 물리적 세정장치.

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