KR20090131209A

KR20090131209A - 매엽식 세정장치

Info

Publication number: KR20090131209A
Application number: KR1020080057076A
Authority: KR
Inventors: 정일용
Original assignee: 주식회사 케이씨텍
Priority date: 2008-06-17
Filing date: 2008-06-17
Publication date: 2009-12-28
Also published as: KR100998849B1

Abstract

배기가스의 배출과 세정액의 드레인을 동시에 수행할 수 있는 배출유닛을 구비하는 매엽식 세정장치가 개시된다. 배기가스와 세정액의 배출이 동시에 가능한 매엽식 세정장치는 기판을 수용하여 세정공정이 수행되는 챔버, 상기 챔버 내에 회전 가능하게 구비되어 상기 기판을 지지하는 스핀척, 상기 스핀척에서 일정 간격 이격되어 상기 기판을 둘러싸도록 구비되고, 상기 기판에서 비산되는 세정액을 포집하는 다단의 회수챔버 및 상기 회수챔버와 연결되어 상기 회수챔버에 포집된 세정액을 배출시하는 드레인라인과 상기 챔버 내의 배기가스의 배출시키는 배기라인을 구비하는 배출유닛을 포함한다. 여기서, 상기 배출유닛은 상기 드레인라인에서 발생하는 배기가스를 상기 배기라인으로 배출시키고 상기 배기라인에서 액화된 세정액이 상기 드레인라인을 통해 회수될 수 있도록 상기 드레인라인과 상기 배기라인을 연통되게 형성한다. 따라서, 배기라인과 드레인라인을 연통시켜 드레인라인에서 발생하는 배기가스를 배출시키고 배기가스에서 세정액 성분을 액화시켜 회수할 수 있으므로, 배기효율 및 배기량을 향상시키고 세정액 회수율을 향상시킬 수 있다.

세정장치, 챔버, 회수컵, 배기, 드레인

Description

매엽식 세정장치{SINGLE TYPE CLEANING APPARATUS FOR SUBSTRATE}

본 발명은 매엽식 세정장치에 관한 것으로서, 세정공정에서 발생하는 배기가스와 세정액을 동시에 배출할 수 있는 매엽식 세정장치에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 소자는 기판, 예를 들어, 실리콘 웨이퍼를 이용하여 증착, 사진 및 식각 공정 등을 반복 수행함으로써 제조될 수 있다. 공정들을 거치는 동안 기판 상에는 각종 파티클, 금속 불순물, 유기 불순물 등과 같은 오염 물질이 잔존할 수 있다. 오염 물질은 반도체 소자의 수율 및 신뢰성에 악영향을 미치기 때문에, 반도체 제조시에는 기판에 잔존하는 오염 물질을 제거하는 세정공정이 수행된다.

상기 세정공정을 위한 세정 방식은 크게 건식 세정 방식 및 습식(Wet) 세정 방식으로 구분될 수 있으며, 이 중에서 습식 세정 방식은 여러 가지 약액을 이용한 세정 방식으로서, 복수의 기판을 동시에 세정하는 배치식(batch type) 세정장치와 낱장 단위로 기판을 세정하는 매엽식(single wafer type) 세정장치로 구분된다.

배치식 세정장치는 세정액이 수용된 세정조에 복수의 기판을 한꺼번에 침지시켜서 오염원을 제거한다. 그러나, 기존의 배치식 세정장치는 기판의 대형화 추 세에 대한 대응이 용이하지 않고, 세정액의 사용이 많다는 단점이 있다. 또한 배치식 세정장치에서 세정공정 중에 기판이 파손될 경우 세정조 내에 있는 기판 전체에 영향을 미치게 되므로 다량의 기판 불량이 발생할 수 있는 위험이 있다.

상기와 같은 이유들로 인해 최근에는 매엽식 세정장치가 선호되고 있다.

매엽식 세정장치는 낱장의 기판 단위로 처리하는 방식으로서, 고속으로 회전시킨 기판 표면에 세정액을 분사함으로써, 기판의 회전에 의한 원심력과 세정액의 분사에 따른 압력을 이용하여 오염원을 제거하는 스핀 방식(spinning method)으로 세정이 진행된다.

통상적으로 매엽식 세정장치는 기판이 수용되어 세정공정이 수행되는 챔버와 기판을 고정시킨 상태로 회전하는 스핀척 및 기판에 약액과 린스액 및 건조가스 등을 포함하는 세정액을 공급하기 위한 노즐 어셈블리를 포함한다.

기존의 매엽식 세정장치는 챔버 내에 기판이 수용되고, 스핀척에 고정된 상태로 소정 속도로 회전하는 기판 표면으로 세정액을 분사함으로써 기판을 세정한다. 여기서, 세정공정 동안 기판으로 분사되어, 기판 표면에서 비산하는 세정액은 챔버 측부로 포집되어 회수되고, 세정공정 동안 발생하는 흄(fume)을 포함하는 배기가스는 배기부를 통해 챔버 외부로 배출된다.

그런데, 기존에는 배기부와 드레인라인이 서로 독립적으로 구비되어 있으므로 세정액이 드레인되는 동안 세정액에서 발생하는 배기가스를 배출시키기가 어려운 문제점이 있다. 또한, 배기부에서 배기가스가 냉각되면서 액화되는 세정액 역시 회수하기 어려우며, 이로 인해 배기효율이 저하되고 세정액 회수율이 저하되는 문제점이 있었다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해서는, 기존의 드레인라인에서 배기가스를 배출시키기 위한 별도의 장치를 설치해야 하고, 배기부에서 액화된 세정액을 회수하기 위한 별도의 장치를 설치할 수 있다. 그러나, 별도의 장치를 더 설치하는 것은 배기부와 드레인라인의 크기를 증가시키며, 더불어, 세정장치의 전체 크기를 증가시키고 구조를 복잡하게 하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 배기가스 내에 포함된 세정액을 액화시켜 회수하여 세정액의 회수율을 향상시키고, 세정액에서 발생하는 배기가스를 배출시킴으로써 배기가스의 배기효율을 향상시킬 수 있는 매엽식 세정장치를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 세정액 및 배기가스를 동시에 배출시킬 수 있는 매엽식 세정장치를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 세정장치의 구조를 단순화하고, 전체 세정장치의 크기를 줄인 매엽식 세정장치를 제공하기 위한 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예들에 따르면, 배기가스와 세정액의 배출이 동시에 가능한 매엽식 세정장치는 기판을 수용하여 세정공정이 수행되는 챔버, 상기 챔버 내에 회전 가능하게 구비되어 상기 기판을 지지하는 스핀척, 상기 스핀척에서 일정 간격 이격되어 상기 기판을 둘러싸도록 구비되고, 상기 기판에서 비산되는 세정액을 포집하는 다단의 회수챔버 및 상기 회수챔버와 연결되어 상기 회수챔버에 포집된 세정액을 배출시키는 드레인라인과 상기 챔버 내의 배기가스의 배출시키는 배기라인을 구비하는 배출유닛을 포함한다. 여기서, 상기 배출유닛은 상기 드레인라인에서 발생하는 배기가스를 상기 배기라인으로 배 출시키고 상기 배기라인에서 액화된 세정액이 상기 드레인라인을 통해 회수될 수 있도록 상기 드레인라인과 상기 배기라인을 연통되게 형성한다.

실시예에서, 상기 배출유닛은 상기 드레인라인과 상기 배기라인 사이에 구비되는 분리라인을 더 포함하고, 상기 분리라인은 상기 드레인라인에서 발생하는 배기가스를 상기 배기라인으로 유동시키는 유로를 제공하며, 상기 분리라인 내에서 유동하는 배기가스가 냉각됨에 따라 액화된 세정액을 상기 드레인라인으로 유입시킨다.

실시예에서, 상기 배출유닛은 상기 분리라인에 구비되어 상기 분리라인 내에서 유동하는 배기가스를 냉각시키는 냉각부를 포함한다.

실시예에서, 상기 분리라인에는, 상기 드레인라인과 상기 분리라인을 연통시키는 제1 배기홀, 상기 분리라인과 상기 배기라인을 연통시키는 제2 배기홀 및 상기 분리라인과 상기 드레인라인을 연통시키는 드레인홀이 형성된다. 그리고, 상기 제1 배기홀에서 상기 제2 배기홀로 유동되는 상기 배기가스의 유동거리를 최대화할 수 있도록, 상기 제1 배기홀은 상기 분리라인 상부에 형성되고 상기 제2 배기홀은 상기 분리라인 하부에 형성된다. 또한, 상기 드레인홀은 상기 분리라인 내의 세정액을 중력에 의해 상기 드레인라인으로 유입시킬 수 있도록 상기 분리라인의 하부에 형성된다.

실시예에서, 상기 드레인라인은 상기 회수챔버의 각 단에서 회수되는 세정액이 서로 혼합되지 않도록 독립되게 형성된다.

한편, 상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예들에 따르면, 배기가스와 세정액의 배출이 동시에 가능한 매엽식 세정장치는 기판을 수용하여 세정공정이 수행되는 챔버, 상기 챔버 내에 회전 가능하게 구비되어 상기 기판을 지지하는 스핀척, 상기 스핀척에서 일정 간격 이격되어 상기 기판을 둘러싸도록 구비되고, 상기 기판에서 비산되는 세정액을 포집하는 다단의 회수챔버를 포함하여 이루어진다. 여기서, 상기 챔버 내측에는 상기 회수챔버와 연결되어 상기 회수챔버에 포집된 세정액을 배출시키는 드레인배관과 상기 회수챔버와 연결되어 상기 챔버 내의 배기가스의 배출시키는 배기배관이 형성된다. 그리고 상기 챔버 외측에는 상기 드레인배관 및 상기 배기배관과 연결되어 세정액과 배기가스를 동시에 배출시키는 배출유닛이 구비된다.

실시예에서, 상기 배출유닛은 상기 드레인배관과 연결된 드레인라인, 상기 배기배관과 연결된 배기라인 및 상기 드레인라인과 상기 배기라인 사이에 구비되어 상기 드레인라인과 상기 배기라인을 연통시키는 분리라인을 포함하여 이루어진다. 여기서, 상기 분리라인은 상기 드레인라인에서 발생하는 배기가스를 상기 배기라인으로 배출시키고 상기 분리라인에서 액화된 세정액을 상기 드레인라인으로 유입시킨다. 또한, 상기 배출유닛은 상기 분리라인에 구비되어 상기 분리라인 내에서 유동하는 배기가스를 냉각시키는 냉각부를 포함한다.

실시예에서, 상기 드레인배관 및 상기 배기배관은 상기 챔버의 길이 방향을 따라 길게 형성된 파이프 형태를 갖는다. 그리고 상기 챔버의 둘레를 따라 복수의 드레인배관과 상기 복수의 배기배관이 구비되며, 상기 복수의 드레인배관과 상기 복수의 배기배관이 교대로 배치된다.

본 발명에 따르면, 첫째, 배기가스의 배기라인과 세정액의 드레인라인을 동일한 위치에서 수행될 수 있도록 형성함으로써 챔버의 크기를 줄이고 세정장치의 크기와 구조를 단순화시킬 수 있다.

둘째, 드레인라인과 배기라인을 서로 연통된 이중관으로 형성함으로써, 회수되는 세정액에서 발생하는 배기가스를 배기라인으로 배출시킬 수 있으며, 배기가스가 냉각되면서 발생하는 수분 및 세정액을 드레인라인에서 회수할 수 있어서 배기 효율과 세정액 회수율을 향상시킬 수 있다.

첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

이하에서는, 도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 매엽식 세정장치에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 매엽식 세정장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 세정장치의 단면도이다

도 1과 도 2를 참조하면, 세정장치(100)는 챔버(110), 스핀척(120), 노즐부(130) 및 배출유닛(160)을 포함하여 이루어진다.

상기 챔버(110)는 기판(W)을 수용하여 세정공정이 수행되는 공간을 제공한 다. 예를 들어, 상기 챔버(110)는 상기 기판(W) 둘레를 둘러싸는 보울(bowl) 형태를 갖고 상기 기판(W)의 출입이 가능하도록 상부 또는 하부가 개방되게 형성된다.

여기서, 상기 기판(W)은 반도체 기판이 되는 실리콘 웨이퍼일 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 기판(W)은 LCD(liquid crystal display), PDP(plasma display panel)와 같은 평판 디스플레이 장치용으로 사용하는 유리 따위의 투명 기판일 수 있다. 또한, 상기 기판(W)은 형상 및 크기가 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 원형 및 사각형 플레이트 등 실질적으로 다양한 형상과 크기를 가질 수 있다. 상기 기판(W)에 형상 및 크기에 따라 상기 챔버(110) 및 상기 스핀척(120)의 크기와 형상 역시 변경될 수 있다.

상기 챔버(110) 내부에는 상기 기판(W)에서 비산되는 세정액을 포집하는 회수챔버(140)와 상기 회수챔버(110)에서 포집되는 세정액을 회수하기 위한 드레인라인(161)과 상기 챔버(110) 내에서 발생하는 배기가스를 배출시키기 위한 배기라인(162)을 포함하는 배출유닛(160)이 구비된다.

여기서, 세정액은 상기 기판(W)의 종류와 제거하고자 하는 물질의 종류에 따라 결정되는 약액과 순수 또는 순수와 약액들이 일정 비율로 혼합된 혼합액을 포함한다.

도 2에 도시한 바와 같이, 상기 회수챔버(110)는 상기 기판(W)으로 제공되는 세정액에서 서로 다른 종류의 약액이 서로 혼합되는 것을 방지하여 회수할 수 있도록 복수의 회수컵(141, 142, 143; 도 4 내지 도 7 참조)으로 이루어진다. 이러한 상기 회수챔버(110)는 서로 다른 2종류의 약액을 포집하기 위한 제1 회수컵(141) 및 제2 회수컵(142)과 순수를 포집하기 위한 제3 회수컵(143)으로 이루어지고, 상기 제1 내지 제3 회수컵(141, 142, 143)이 다단으로 적층되어 형성될 수 있다.

상기 배출유닛(160)은 상기 제1 내지 제3 회수컵(141, 142, 143)과 각각 연통되어 상기 회수챔버(110)에 포집된 세정액을 세정액 회수부(615)로 회수하고 상기 챔버(110) 내의 배기가스를 외부로 배출시킨다. 특히, 상기 배출유닛(160)은 세정액의 회수 및 배기가스의 배출이 동시에 수행될 수 있도록 상기 드레인라인(161)과 상기 배기라인(162)이 동일 위치에 구비되어 서로 연통되도록 형성된다.

상기 회수챔버(110) 및 상기 배출유닛(160)에 대해서는 도 3 내지 도 7을 참조하여 후술한다.

상기 스핀척(120)은 상기 챔버(110) 내에 구비되어 상기 기판(W)을 고정시킨 상태에서 회전 가능하게 구비된다. 또한, 상기 제1 내지 제3 회수컵(141, 142, 143)은 상기 챔버(110) 내부에서 상하 방향으로 소정 간격 이격되어 배치되고, 상기 스핀척(120)은 세정공정이 수행됨에 따라 상기 기판(W)에 분사되는 세정액의 종류에 따라 상기 제1 내지 제3 회수컵(141, 142, 143)에 대응되는 위치로 승강 이동한다.

상기 스핀척(120)은 상기 기판(W)에 대응되는 원형 플레이트 형태를 갖고, 상기 스핀척(120) 상면에는 상기 기판(W)이 안착됨은 물론 상기 기판(W)을 선택적으로 고정시키는 척핀(121) 및 상기 스핀척(120) 하부에는 상기 스핀척(120)의 회전 및 승강 이동을 위한 회전축(125)이 구비된다.

상기 척핀(121)은 상기 기판(W)을 상기 스핀척(120) 표면과 소정 간격 이격 되게 지지할 수 있도록 상기 스핀척(120) 상면에서 소정 높이 돌출 형성되고, 상기 기판(W)을 안정적으로 지지할 수 있도록 복수의 척핀(121)이 일정한 규칙에 따라 배치된다.

상기 노즐부(130)는 상기 기판(W) 상부에 구비되어 상기 기판(W) 표면으로 세정액을 분사하는 분사노즐(131)과 상기 분사노즐(131)을 지지하고 상기 분사노즐(131)로 세정액을 공급하는 세정액 공급부(135)를 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 노즐부(130)는 상기 기판(W)에 세정액을 분사할 때 상기 기판(W) 상부에 위치하도록 상기 기판(W) 상부에서 직선 이동 또는 회전이동 가능하게 구비된다. 그리고, 상기 챔버(110) 상부에는 상기 기판(W)에 세정액을 분사할 때를 제외한 경우에 상기 노즐부(130)가 위치하는 노즐 스테이션(113)이 구비된다.

상기 노즐부(130)는 상기 기판(W)의 일 지점으로 세정액을 분사하도록 구비된다. 또는, 상기 노즐부(130)는 상기 기판(W) 표면에서 일정 궤적을 따라 선형으로 세정액을 분사하도록 구비될 수 있다. 여기서, 상기 노즐부(130)에서 세정액을 점 또는 선형으로 분사하더라도, 상기 기판(W)의 회전에 의한 원심력에 의해 상기 기판(W)으로 분사된 세정액이 상기 기판(W) 전체에 고르게 도포된다.

이하, 도 3 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 배출유닛(160)에 대해 상세하게 설명한다.

도 3은 상기 배출유닛(160)을 설명하기 위한 요부 단면도이다.

도 4 내지 도 7은 도 2의 배출유닛(160)을 구조를 설명하기 위한 도면들로서, 도 4는 상기 배출유닛(160)이 상기 제1 회수컵(141)과 연결된 상태를 도시하였 고, 도 5는 상기 배출유닛(160)이 상기 제2 회수컵(142)과 연결된 상태를 도시하였고, 도 6은 상기 배출유닛(160)이 상기 제3 회수컵(143)과 연결된 상태를 도시하였다. 그리고 도 7은 상기 배출유닛(160)이 상기 노즐 스테이션(113)에 연결된 상태를 도시한 요부 단면도이다.

도 3을 참조하면, 상기 배출유닛(160)은 드레인라인(161)과 배기라인(162), 분리라인(163) 및 세정액 회수부(615)를 포함하여 이루어진다.

상기 배출유닛(160)은 상기 배기라인(162)이 상기 드레인라인(161)을 둘러싸도록 형성되며, 상기 분리라인(163)은 상기 드레인라인(161)과 상기 배기라인(162) 사이에 개재된다.

상기 드레인라인(161)은 상기 회수챔버(110)와 연통되어 상기 회수챔버(110)에 포집된 세정액을 상기 세정액 회수부(615; 도 2 참조)로 회수한다.

상기 배기라인(162)은 상기 챔버(110) 내부와 연통되어 상기 챔버(110) 내의 배기가스를 외부로 배출시키고, 더불어, 상기 드레인라인(161)과 연통되어 상기 드레인라인(161)에서 발생하는 배기가스를 배출시킨다.

상기 세정액 회수부(615)는 상기 드레인라인(161)의 일단부에 구비되어 상기 드레인라인(161)을 통해 회수된 세정액을 저장한다. 또한, 상기 드레인라인(161)은 세정액 중 서로 다른 종류의 약액이 서로 혼합되지 않도록 상기 세정액 회수부(615)로 유동시키고, 상기 세정액 회수부(615)에서는 회수된 약액을 정제하여 재사용할 수 있도록 한다.

상기 분리라인(163)은 상기 드레인라인(161)을 통해 유동하는 세정액에서 발 생하는 배기가스를 상기 배기라인(162)으로 유입시키고, 상기 분리라인(163)을 따라 유동하는 동안 배기가스를 냉각시켜 배기가스로부터 세정액 성분을 액화시켜 상기 드레인라인(161)으로 유입시키는 역할을 한다.

상세하게는, 상기 분리라인(163)은 상기 드레인라인(161) 외측을 둘러싸도록 구비되고 상기 분리라인(163)의 외측을 상기 배기라인(162)이 둘러싸도록 형성되고, 상기 드레인라인(161)에서 발생하는 배기가스를 상기 배기라인(162)으로 유동시키기 위한 복수의 배기홀(622, 623)이 형성되고, 상기 분리라인(163)을 따라 유동하는 배기가스가 냉각되어 액화된 세정액을 상기 드레인라인(161)으로 유입시키기 위한 복수의 드레인홀(621)이 형성된다.

예를 들어, 상기 분리라인(163)은 상기 드레인라인(161)과 연통되는 복수의 제1 배기홀(622)과 상기 배기라인(162)과 연통되는 복수의 제2 배기홀(623)이 형성되고, 배기가스는 상기 제1 배기홀(622)을 통해 상기 분리라인(163)으로 유입되어 상기 제2 배기홀(623)을 통해 유출된다.

여기서, 상기 분리라인(163)에서 배기가스로부터 세정액 성분을 액화시켜 제거하는 효율을 향상시키기 위해서는 배기가스의 유동 거리를 증가시키는 것이 바람직하며, 상기 제1 배기홀(622)은 상기 분리라인(163)의 상부에 형성되고 상기 제2 배기홀(623)은 하부에 형성된다.

또한, 상기 드레인홀(621)은 중력에 의해 액화된 세정액이 상기 분리라인(163)의 하부에 수렴하게 되므로, 상기 분리라인(163)의 하부에서 상기 드레인라인(161)과 연통되도록 형성된다.

상기 분리라인(163)에는 배기가스의 냉각 효율을 향상시키기 위한 냉각부(165)가 구비되어 상기 분리라인(163) 외측에 구비되어 상기 분리라인(163)을 따라 유동하는 배기가스를 냉각시킨다. 이러한 상기 냉각부(165)는 냉각효율을 향상시키기 위해서 상기 분리라인(163)의 외측 전체를 둘러싸도록 형성될 수 있으며, 상기 제2 배기홀(623)은 상기 분리라인(163) 및 상기 냉각부(165) 역시 관통하여 형성될 수 있다.

본 실시예에 따르면, 상기 배출유닛(160)은 세정액을 회수하는 동안 세정액으로부터 발생하는 흄(fume)을 포함하는 배기가스를 안전하게 배출시킬 수 있으며, 상기 챔버(110)의 배기량을 충분하게 확보할 수 있다. 또한, 배기가스에서 세정액 성분을 액화시켜 회수하므로 세정액의 회수율을 향상시킨다. 또한, 상기 배출유닛(160)은 상기 배기라인(162)과 상기 드레인라인(161)이 동일 위치에 구비되므로 챔버(110) 및 세정장치의 주변 구조를 단순화시키고 크기를 줄일 수 있다.

이하에서는 도 4 내지 도 7을 참조하여 상기 배출유닛(160)과 세정장치(100)의 구성요소들 사이의 관계 및 구조에 대해 설명한다.

도 4 내지 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 회수챔버(140)는 세정액을 포집할 수 있도록 상기 챔버(110) 내측 둘레를 따라 중앙을 향해 상향 돌출된 플랜지 형태를 갖는다. 이러한 상기 회수챔버(140)는 상기 챔버(110)의 중앙을 향해 상향으로 경사지게 형성되어 있어 세정액을 상기 회수챔버(140) 내측으로 수렴할 수 있다.

이하에서는, 상기 회수챔버(140)에서 상기 챔버(110)에 결합된 부분을 내측이라 하고 상기 기판(W)을 향한 단부를 외측이라 한다.

상기 회수챔버(110)의 내측에는 상기 챔버(110)를 관통하여 상기 회수챔버(110)에 포집된 세정액을 상기 드레인라인(161)으로 유입시키는 복수의 세정액 회수구(651)가 형성된다. 또한, 상기 회수챔버(110) 내측에는 상기 챔버(110)를 관통하여 상기 챔버(110) 내의 배기가스를 상기 배기라인(162)으로 유입시키는 복수의 챔버 배기구(652)가 형성된다.

상기 세정액 회수구(651)는 상기 제1 내지 제3 회수컵(141, 142, 143)의 내측으로 포집된 세정액이 중력에 의해 상기 드레인라인(161)으로 유입될 수 있도록 상기 제1 내지 제3 회수컵(141, 142, 143)의 하부에 각각 형성된다. 또한, 상기 세정액 회수구(651)는 상기 회수챔버(110)에서 포집된 세정액이 원활하게 상기 드레인라인(161)으로 유입시킬 수 있도록 상기 챔버(110) 둘레를 따라 소정 간격으로 형성된다.

상기 챔버 배기구(652)는 세정액이 배기가스와 동시에 유입되는 것을 방지함과 더불어 배기가스의 배기량을 충분히 확보할 수 있도록 상기 세정액 회수구(651)와 동일하지 않은 위치에 형성된다. 예를 들어, 상기 챔버 배기구(652)는 상기 제1 내지 제3 회수컵(141, 142, 143) 내측에서 상기 세정액 회수구(651)보다 상부에 형성된다. 그리고, 상기 챔버 배기구(652) 역시 상기 챔버(110) 내의 배기량을 균일하게 유지시키고 배기량을 충분히 확보할 수 있도록 복수개가 소정 간격으로 형성된다.

상기 드레인라인(161)은 회수되는 세정액이 서로 혼합되어 발생할 수 있는 오염을 방지하고 회수된 세정액 중 약액을 재사용할 수 있도록 독립된 유로를 형성 할 수 있도록 복수의 드레인 배관(611, 612, 613, 614)으로 이루어진다.

도 4 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 드레인라인(161)은 상기 제1 내지 제3 회수컵(141, 142, 143)에 각각 연결된 제1 내지 제3 드레인 배관(611, 612, 613)을 포함한다.

또한, 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 노즐 스테이션(113)에서도 상기 분사노즐(131)에서 잔류 세정액이 상기 챔버(110)로 떨어질 수 있으므로, 상기 노즐 스테이션(113)에 포집된 세정액을 회수하기 위한 노즐 회수구(653) 및 제4 드레인 배관(614)이 구비된다. 여기서, 상기 제4 드레인 배관(614) 역시 상기 노즐 스테이션(113)에서 떨어지는 세정액의 종류에 따라 서로 다른 유로를 통해 세정액이 회수될 수 있도록 복수의 제4 드레인 배관(614)이 구비될 수 있을 것이다.

상기 제1 내지 제4 드레인 배관(611, 612, 613, 614)에서 회수된 세정액은 서로 다른 성분들이 서로 혼합되지 않도록 각각 소정의 세정액 회수부(615)로 수렴하게 된다. 여기서, 상기 드레인라인(161)은 각각 복수개의 제1 내지 제4 드레인 배관(611, 612, 613, 614)이 구비되지만, 상기 드레인라인(161)을 통해 회수되는 세정액의 종류가 같은 경우에는 하나의 세정액 회수부(615)로 수렴하게 된다.

그러나, 상기 드레인라인(161)은 상기 제1 내지 제4 드레인 배관(611, 612, 613, 614)에 한정되는 것은 아니며, 상기 드레인라인(161)의 수와 형상 및 위치는 실질적으로 다양하게 변경 가능하다.

상기 제1 내지 제4 드레인 배관(611, 612, 613, 614)은 서로 독립적인 유로를 형성하고 있으나, 상기 제1 내지 제4 드레인 배관(611, 612, 613, 614)은 상기 배기라인(162)과 연통된다.

여기서, 세정액이 순수인 경우에는 흄이 발생하지 않으므로 순수를 회수하는 드레인라인은 상기 배출유닛(160)을 거치지 않도록 하는 것도 가능하다.

본 실시예에서는, 상기 배기라인(162)은 상기 챔버(110)의 외측 둘레 전체를 둘러싸도록 형성되고 상기 배기라인(162) 내에 파이프 형태의 복수의 드레인라인(161)이 서로 소정 간격 이격되어 수용되는 구조로 형성된다. 그리고, 상기 분리라인(163)은 상기 각 드레인라인(161) 외측을 둘러싸도록 형성될 수 있다. 그러나, 본 발명이 본 실시예에 의해 한정되는 것은 아니며, 상기 배출유닛(160)은 드레인라인(161)과 배기라인(162)이 서로 연통되어 배기와 드레인이 동시에 수행될 수 있는 실질적으로 다양한 구조를 가질 수 있을 것이다.

또한, 상술한 실시예와는 달리, 배출유닛에서 배기라인이 하나로 연통되게 형성되지 않고 상기 각 드레인라인마다 각각 연통되도록 형성되는 것도 가능하다. 또는, 드레인라인에서 회수되는 세정액의 종류에 따라 각각 서로 다른 배기라인과 연통되도록 형성되는 것도 가능하다.

한편, 상술한 제1 실시예에서는 상기 배출유닛(160)이 상기 챔버(110)의 벽 내측에 구비되는데, 상기 배출유닛(160)의 크기로 인해 상기 챔버(110) 자체 및 세정장치(100)의 크기가 증가하게 된다.

이하에서 설명하는 제2 실시예에서는 상기 배출유닛(160)으로 인해 상기 챔버(110)의 크기가 증가하는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다. 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 매엽식 세정장치를 설명하기 위한 단면도이다. 제2 실시예에 따른 매엽식 세정장치는 제1 실시예에 비해 배출유닛의 위치를 제외한 나머지 구성요소가 실질적으로 동일하며, 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 명칭 및 도면부호를 부여하고 중복되는 설명은 생략한다.

제2 실시예에 따르면 배출유닛(160)이 챔버(110) 외측에 구비된다. 따라서, 상기 챔버(110) 벽 내측에서 상기 배출유닛(160)이 구비되지 않는 만큼 상기 챔버(110) 및 세정장치(100)의 크기를 줄일 수 있으며 상기 챔버(110)의 구조가 간략하고 단순화되는 장점이 있다.

도 8을 참조하면, 상기 세정장치(100)는 챔버(110), 스핀척(120), 노즐부(130) 및 배출유닛(160)을 포함하여 이루어진다.

상기 챔버(110)는 기판(W)을 수용하여 고속으로 회전시키면서 상기 기판(W)에 대한 세정공정을 수행한다. 상기 챔버(110) 내부에는 상기 기판(W)에서 비산되는 세정액을 포집하는 다단의 회수컵(141, 142, 143)으로 이루어진 회수챔버(140)가 구비된다. 예를 들어, 상기 회수챔버(140)는 세정액을 효과적으로 포집할 수 있도록 상기 챔버(110) 내측면에서 상기 기판(W)을 향해 소정 길이 연장된 플랜지 형태를 갖고, 상기 챔버(110)와 상기 회수챔버(140)의 결합부를 향해 하향 경사지게 형성된다.

상기 회수챔버(140)의 내측, 즉, 상기 챔버(110)의 내측면 상에는 상기 회수챔버(140)에 포집된 세정액을 배출시키기 위한 복수의 세정액 회수구(651; 도 4 내지 도 6 참조)와 상기 챔버(110) 내의 배기가스를 배출시키기 위한 복수의 챔버 배기구(652; 도 7 참조)가 형성된다.

상기 챔버(110) 벽 내측에는 상기 복수의 세정액 회수구(651)와 연통되어 세정액을 상기 배출유닛(160)으로 배출시키는 드레인배관(101)이 구비된다.

상기 배기배관(102)은 상기 챔버(110)의 벽 내측에 구비되고 상기 복수의 챔버 배기구(652)와 연통되어 배기가스를 상기 배출유닛(160)으로 배출시킨다.

여기서, 상기 드레인배관(101)과 상기 배기배관(102)은 상기 챔버(110)의 벽 내측이라는 한정된 공간에 구비되므로 상호간에 겹쳐지거나 간섭이 발생하지 않도록 배치된다. 예를 들어, 상기 배기배관(102)과 상기 드레인배관(101)은 상기 챔버(110)의 길이 방향을 따라 길게 형성된 파이프 형태를 갖고, 상기 챔버(110) 둘레를 따라 소정 간격으로 복수의 드레인배관(101) 및 복수의 배기배관(102)이 구비된다. 그리고 상기 복수의 드레인배관(101)과 상기 복수의 배기배관(102)은 상기 챔버(110)의 둘레를 따라 소정 간격으로 서로 교대로 배치된다.

한편, 상기 드레인배관(101)은 세정액의 종류별로 독립적인 유로를 통해 배출시킬 수 있도록 복수의 드레인배관(101)이 구비되어 상기 제1 내지 제3 회수컵(141, 142, 143) 내측과 각각 연통된다. 상기 배기배관(102)의 경우 상기 챔버(110) 내에서 발생하는 배기가스를 모두 배출시키는 하나의 배관일 수 있다. 또는 상기 드레인배관(101)과 마찬가지로 상기 제1 내지 제3 회수컵(141, 142, 143)에 각각 연결되어 복수의 독립된 유로를 형성하는 복수의 배기배관(102)이 구비될 수 있다. 여기서, 상기 배출유닛(160) 역시 상기 배기배관(102)과 상기 드레인배관(101)의 수에 따라 복수의 배출유닛(160)이 구비되거나, 상기 복수의 배기배관(102) 및 상기 복수의 드레인배관(101)이 모두 하나의 배출유닛(160)에 수렴되도 록 형성하는 것도 가능하다.

상기 배출유닛(160)은 상기 챔버(110) 외측에 구비되며 상기 드레인배관(101) 및 상기 배기배관(102)은 상기 배출유닛(160)에 연결되어 세정액과 배기가스가 모두 상기 배출유닛(160)을 통해 배출된다.

상세하게는, 상기 배출유닛(160)은 드레인라인(161)과 배기라인(162), 분리라인(163) 및 세정액 회수부(615)를 포함하여 이루어진다.

상기 드레인라인(161)은 상기 드레인배관(101)과 연결되어 세정액을 상기 세정액 회수부(615)로 유입시킨다.

상기 배기라인(162)은 상기 배기배관(102)과 연결되어 배기가스를 배출시킨다.

상기 배출유닛(160)은 상기 드레인라인(161)에서 발생하는 배기가스를 배출시키고 상기 배기라인(162)에서 발생하는 세정액을 회수할 수 있도록 상기 드레인라인(161)과 상기 배기라인(162)이 연통된다.

상기 분리라인(163)은 상기 드레인라인(161)과 상기 배기라인(162) 사이에 구비되어 상기 드레인라인(161)에서 발생한 배기가스를 상기 배기라인(162)으로 배출시키는 유로를 형성한다. 상기 분리라인(163)에서 유동하는 동안 배기가스가 냉각되면서 배기가스에 포함된 세정액 성분이 액화되고 액화된 세정액은 중력에 의해 상기 분리라인(163)의 하부로 포집되어 상기 드레인라인(161)으로 회수된다.

상세하게는, 상기 분리라인(163)은 상기 드레인라인(161) 외측을 둘러싸도록 구비되고 상기 분리라인(163)의 외측을 상기 배기라인(162)이 둘러싸도록 형성된 다. 그리고, 상기 분리라인(163)과 상기 배기라인(162) 사이에는 상기 분리라인(163)에서의 배기가스의 냉각 효율을 향상시키기 위한 냉각부(165)가 구비된다. 예를 들어, 상기 냉각부(165)는 상기 분리라인(163) 외측 또는 내측에 구비되고, 냉각효율을 향상시키기 위해서 상기 분리라인(163) 전체를 둘러싸도록 형성될 수 있다.

상기 세정액 회수부(615)는 상기 드레인라인(161)의 일단부에 구비되어 상기 드레인라인(161)을 통해 회수된 세정액을 저장한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 매엽식 세정장치를 설명하기 위한 사시도;

도 2는 도 1의 세정장치의 단면도;

도 3은 도 2의 배출유닛의 요부를 도시한 단면도;

도 4는 도 2의 배출유닛이 제1 회수컵과 연결된 상태를 설명하기 위한 요부 단면도;

도 5는 도 2의 배출유닛이 제2 회수컵과 연결된 상태를 설명하기 위한 요부 단면도;

도 6은 도 2의 배출유닛이 제3 회수컵과 연결된 상태를 설명하기 위한 요부 단면도;

도 7은 도 2의 배출유닛이 노즐 스테이션과 연결된 상태를 설명하기 위한 요부 단면도;

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 매엽식 세정장치를 설명하기 위한 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100: 세정장치 101: 드레인배관

102: 배기배관 110: 챔버

113: 노즐 스테이션 120: 스핀척

121: 척핀 125: 회전축

130: 노즐부 131: 분사노즐

135: 세정액 공급부 140: 회수챔버

141, 142, 143: 회수컵 160: 배출유닛

161: 드레인라인 162: 배기라인

163: 분리라인 165: 냉각부

611, 612, 613, 614: 드레인 배관 615: 세정액 회수부

621: 드레인홀 622, 623: 배기홀

651: 세정액 회수구 652: 챔버 배기구

653: 노즐 회수구 W: 기판

Claims

기판을 수용하여 세정공정이 수행되는 챔버;

상기 챔버 내에 회전 가능하게 구비되어 상기 기판을 지지하는 스핀척;

상기 스핀척에서 일정 간격 이격되어 상기 기판을 둘러싸도록 구비되고, 상기 기판에서 비산되는 세정액을 포집하는 다단의 회수챔버; 및

상기 회수챔버와 연결되어 상기 회수챔버에 포집된 세정액을 배출시키는 드레인라인과 상기 챔버 내의 배기가스의 배출시키는 배기라인을 구비하는 배출유닛;

을 포함하고,

상기 배출유닛은 상기 드레인라인에서 발생하는 배기가스를 상기 배기라인으로 배출시키고 상기 배기라인에서 액화된 세정액이 상기 드레인라인을 통해 회수될 수 있도록 상기 드레인라인과 상기 배기라인을 연통되게 형성한 것을 특징으로 하는 매엽식 세정장치.
제1항에 있어서,

상기 배출유닛은 상기 드레인라인과 상기 배기라인 사이에 구비되는 분리라인을 더 포함하고,

상기 분리라인은 상기 드레인라인에서 발생하는 배기가스를 상기 배기라인으로 유동시키는 유로를 제공하며, 상기 분리라인 내에서 유동하는 배기가스가 냉각됨에 따라 액화된 세정액을 상기 드레인라인으로 유입시키는 것을 특징으로 하는 매엽식 세정장치.
제2항에 있어서,

상기 배출유닛은 상기 분리라인에 구비되어 상기 분리라인 내에서 유동하는 배기가스를 냉각시키는 냉각부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 매엽식 세정장치.
제2항에 있어서,

상기 분리라인에는,

상기 드레인라인과 상기 분리라인을 연통시키는 제1 배기홀;

상기 분리라인과 상기 배기라인을 연통시키는 제2 배기홀; 및

상기 분리라인과 상기 드레인라인을 연통시키는 드레인홀;

이 형성된 것을 특징으로 하는 매엽식 세정장치.
제4항에 있어서,

상기 제1 배기홀은 상기 분리라인 상부에 형성되고 상기 제2 배기홀은 상기 분리라인 하부에 형성된 것을 특징으로 하는 매엽식 세정장치.
제4항에 있어서,

상기 드레인홀은 상기 분리라인의 하부에 형성된 것을 특징으로 하는 매엽식 세정장치.
제2항에 있어서,

상기 드레인라인은 상기 회수챔버의 각 단에서 회수되는 세정액이 서로 혼합되지 않도록 독립되게 형성된 것을 특징으로 하는 매엽식 세정장치.
기판을 수용하여 세정공정이 수행되는 챔버;

상기 챔버 내에 회전 가능하게 구비되어 상기 기판을 지지하는 스핀척;

상기 스핀척에서 일정 간격 이격되어 상기 기판을 둘러싸도록 구비되고, 상기 기판에서 비산되는 세정액을 포집하는 다단의 회수챔버;

상기 회수챔버와 연결되어 상기 회수챔버에 포집된 세정액을 배출시키는 드레인배관;

상기 회수챔버와 연결되어 상기 챔버 내의 배기가스의 배출시키는 배기배관; 및

상기 챔버 외측에 구비되어 상기 드레인배관 및 상기 배기배관과 연결되어 세정액과 배기가스를 동시에 배출시키는 배출유닛;

을 포함하는 매엽식 세정장치.
제8항에 있어서,

상기 배출유닛은,

상기 드레인배관과 연결된 드레인라인;

상기 배기배관과 연결된 배기라인; 및

상기 드레인라인과 상기 배기라인 사이에 구비되어 상기 드레인라인과 상기 배기라인을 연통시키는 분리라인;

을 포함하고,

상기 분리라인은 상기 드레인라인에서 발생하는 배기가스를 상기 배기라인으로 배출시키고 상기 분리라인에서 액화된 세정액을 상기 드레인라인으로 유입시키는 것을 특징으로 하는 매엽식 세정장치.
제9항에 있어서,

상기 배출유닛은 상기 분리라인에 구비되어 상기 분리라인 내에서 유동하는 배기가스를 냉각시키는 냉각부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 매엽식 세정장치.
제8항에 있어서,

상기 드레인배관 및 상기 배기배관은 상기 챔버의 길이 방향을 따라 길게 형성된 파이프 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 매엽식 세정장치.
제11항에 있어서,

상기 챔버의 둘레를 따라 복수의 드레인배관과 상기 복수의 배기배관이 구비 되며, 상기 복수의 드레인배관과 상기 복수의 배기배관이 교대로 배치된 것을 특징으로 하는 매엽식 세정장치.