KR20100015049A - 건식 기판 세정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건식 기판 세정장치에 관한 것으로, 가압공기를 공급하는 블로워와, 상기 블로워의 하부에서 상기 가압공기에 진동을 가하는 진동발생부와, 상기 진동발생부의 하부측에서 진동하는 가압공기를 기판에 분사하는 분사구를 구비하되, 그 가압공기를 보다 더 가압함과 아울러 온도를 낮추어 분사하는 분사부와, 상기 분사부의 양측면에서 상기 분사부를 통해 분사된 가압공기와 이물을 흡입하는 한 쌍의 흡입구를 구비하는 흡입부와, 상기 흡입부의 양측면에 위치하여 상기 기판이 정전기로 대전되는 것을 방지하는 이오나이저를 포함한다. 이와 같은 구성의 본 발명은, 기판에 분사되는 공기의 압력과 분사속도를 공급압력에 비하여 더 상승시키며, 가압된 공기를 저온 고압의 세정조건을 갖춤으로써, 세정 효율을 보다 높일 수 있는 효과가 있다.

건식, 세정, 벤투리

Description

건식 기판 세정장치{Dry cleaner for substrate}

본 발명은 건식 기판 세정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 또는 평판 디스플레이 기판에 고압의 에어를 분사하되, 그 고압의 에어에 초음파를 부가하여 기판을 세정하는 건식 기판 세정장치에 관한 것이다.

일반적으로 종래 초음파를 이용한 건식 기판 세정장치는 고압의 공기를 기판에 분사하는 노즐의 내측 또는 외측에 초음파 발생장치를 부가하거나, 노즐의 내부에 주름을 만들어 고압의 공기가 분사되면서 그 주름에 의해 진동이 발생되도록 하는 구조를 가지고 있다.

그러나 이와 같은 종래 건식 기판 세정장치들은 공급된 고압공기의 압력 이상의 압력을 발생시킬 수 없으며, 초음파 발생에 따라 상승되는 고압공기의 온도에 의해 세정력이 저하되는 문제점이 있었으며, 이와 같은 종래 건식 기판 세정장치의 실시 예를 등록특허 10-0754152호를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 건식 기판 세정장치의 구성도이다.

도 1을 참조하면 종래 건식 기판 세정장치는, 상단에 블로워(100)를 형성하여 기판에 에어를 분사할 수 있도록 하며, 상기 블로워(100)를 통해 분사되는 에어는 이오나이저(200)를 통해 이온화하여 상기 기판과 무기성 이물질 사이의 정전기력을 최소화하여 상기 이물질이 쉽게 제거될 수 있도록 한다.

상기 이오나이저(200)의 하단에는 상기 블로워(100)를 통해 기판에 분사되는 에어와 상기 에어에 의해 제거된 무기성 이물질을 흡입하여 배출하도록 하는 이그저스트(300)를 형성하고, 상기 이그저스트(300)의 하단에는 울트라소닉(400)을 형성하여 상기 블로워(100)를 통해 분사되는 에어와, 상기 이그저스트(300)에 의해 흡입되는 에어에 전기적 진동을 전달한다.

상기 울트라소닉(400)의 하단에는 다수의 에어분사구(110)와 다수의 에어 흡입구(310)를 형성하여 상기 에어분사구(110)는 블로워(100)를 통해 공급되는 에어를 상기 기판에 분사하며, 상기 에어 흡입구(310)는 상기 에어 분사구(110)를 통해 분사된 에어와 상기 분사된 에어에 의해 제거된 무기성 이물질을 이그저스트(300)로 흡입하도록 구성하고, 상기 에어분사구(110)에 의해 분사되는 에어와 에어흡입구(310)를 통해 흡입되는 에어는 상단에 형성된 울트라소닉(400)에 의한 진동을 전달 받는다.

또한 상기 울트라소닉(400)은 진동 발생 시 발생하는 열을 세정유닛 내부에 형성하는 블로워(100)와 에어분사구(110)에 연결된 에어라인과 이그저스트(300)와 에어 흡입구(310)에 연결된 에어 라인에 의해 빠르게 흡수하여 상기 진동 시 발생하는 열에 의한 울트라소닉(400)의 파손 및 고장을 방지할 수 있게 된다.

그러나, 이와 같은 종래 건식 기판 세정장치는 그 블로워(100)로부터 공급되는 공기의 압력 이상으로 그 에어분사구(110)를 통해 분사할 수 없으며, 발생된 진동에 의해 분사되는 공기가 가열되기 때문에 세정력이 상대적으로 저하되는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 건식 세정장치의 헤드부분에서 분사되는 공기를 가압함과 아울러 온도를 보다 낮추어 세정력을 향상시킬 수 있는 건식 기판 세정장치를 제공함에 있다.

또한 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 낮은 온도의 공기를 사용하면서 발생할 수 있는 정전기를 제거할 수 있으며, 분사된 공기와 흡입되는 이물을 보다 효과적으로 흡입 제거할 수 있는 건식 기판 세정장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명 건식 기판 세정장치는, 가압공기를 공급하는 블로워와, 상기 블로워의 하부에서 상기 가압공기에 진동을 가하는 진동발생부와, 상기 진동발생부의 하부측에서 진동하는 가압공기를 기판에 분사하는 분사구를 구비하되, 이때 진동하는 가압공기를 보다 더 가압함과 아울러 가압공기의 온도를 낮추어 분사하는 분사부와, 상기 분사부의 양측면에서 상기 분사부를 통해 분사된 가압공기와 이물을 흡입하는 구배를 가진 한 쌍의 흡입구를 구비하는 흡입부와, 상기 흡입부의 양측면에 위치하여 상기 기판이 정전기로 대전되는 것을 방지하는 이오나이저를 포함한다.

본 발명은 기판에 분사되는 공기의 압력을 공급압력에 비하여 더 상승시키며, 유속을 증가시키고 분사되는 가압공기의 온도는 낮추어 보다 저온 고압의 공기를 이용한 건식 세정조건을 갖춤으로써, 세정 효율을 보다 높일 수 있는 효과가 있다.

이는 이상기체 상태방정식 PV=nRT에 의거해서 설명된다

또한 본 발명은 세정에 사용된 공기 및 이물질을 흡입하는 흡입구의 구조를 변경하여 이물의 배출효율을 높임으로써, 이물의 재오염을 방지할 수 있는 효과가 있다.

이하, 상기와 같은 본 발명 건식 기판 세정장치의 실시예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명 건식 기판 세정장치 제1실시예의 단면 구성도이다.

도 2를 참조하면 본 발명 건식 기판 세정장치 제1실시예는, 가압된 공기를 공급하는 블로워(blower, 10)와, 상기 블로워(10)의 하부에서 그 가압공기에 의해 진동을 발생시키는 맴돌이판(21)을 구비하는 진동발생부(20)와, 상기 진동발생부(20)의 하부측에서 진동하는 가압공기를 기판(1)에 분사하되, 그 가압공기를 보다 더 가압함과 아울러 온도를 낮추어 분사하는 분사부(30)와, 상기 분사부(30)의 양측면에서 그 분사부(30)를 통해 분사된 가압공기와 이물을 흡입하는 흡입 구(41,42)를 구비하되, 각 흡입구(41,42)가 바닥면으로 갈수록 그 분사부(30)의 중앙과 가까워지는 방향으로 경사지게 마련된 흡입부(40)와, 상기 흡입부(40)의 양측면에 위치하여 기판(1)이 정전기로 대전되는 것을 방지하는 이오나이저(50)를 포함하여 구성된다.

상기 분사부(30)는 중앙에 분사구(31)가 마련되며, 그 분사구(31)에는 적어도 하나 이상의 벤투리부(32)가 마련되어 그 벤투리부(32)를 지나는 가압공기를 더욱 가압하고, 분사되는 가압공기의 온도를 낮추게 된다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명 건식 기판 세정장치의 제1실시예의 구성과 작용을 보다 상세히 설명한다.

먼저, 블로워(10)는 외부로부터 정화된 공기를 공급받아 압축하여 공급하며, 이 가압공기는 진동발생부(20)의 내측에 마련된 맴돌이판(21)을 지나면서 그 진동발생부(20)를 진동시켜 그 울트라소닉을 발생시킨다.

이와 같은 울트라소닉의 발생은 기판(1)에 분사되는 가압공기에 영향을 주어 기판(1)에 존재하는 무기물 이물질을 기판(1)으로부터 분리하는 역할을 한다. 이때 기판(1)을 세정하는 세정력은 그 울트라소닉의 진동수와도 관계하지만, 가압공기의 분사압력도 중요한 요소가 된다.

상기와 같은 구조에서 블로워(10)를 통해 공급되는 가압공기는 상기 맴돌 이판(21)과 충돌하면서 그 압력이 낮아지게 되며, 그 압력이 낮아진 가압공기를 기판(1)에 분사하더라도 건식 세정이 원활하게 일어나지 않을 수 있다.

이와 같은 세정력의 저하를 감안하여 본 발명의 제1실시예는 분사부(30)의 중앙부에 마련된 분사구(31) 내에 분사압력을 향상시킬 수 있는 벤투리부(32)를 마련하였다.

이 벤투리부를 통과하는 가압공기는 벤투리의 목단에서 공기의 압력이 커지고 목단을 통과하면서 가압공기가 압축팽창하면서 가압공기의 온도는 상대적으로 낮아지게 된다 이는 PV=nRT공식에 의해 설명될 수 있는데 벤투리부의 목단을 가압공기가 통과 할 때 이런 현상이 유도되므로 효과를 얻을 수 있다. 또한 벤투리부를 통과한 가압공기는 온도강하뿐 만 아니라 및 분사되는 유속 증가를 통해 세정력도 더욱 증가시킬 수 있다

도 3과 도 4는 상기 벤투리부(32)의 다른 실시 구성도이다.

도 3과 도 4에 도시한 바와 같이 벤투리부(32)는 하나 또는 둘 이상으로 형성할 수 있으며, 벤투리부(32)를 통과하면서 그 가압공기의 부피가 줄고 압력은 증가하며, 그 부피의 감소에 따라 온도 또한 줄어들게 된다.

이와 같이 압력이 증가하고 온도가 낮춰진 가압공기에 의해 기판(1)에 존재하는 이물질은 약간의 수축 및 기판(1)과의 점착력이 약화되면서 기판(1)에서 더 잘 분리 제거될 수 있다.

이와 같이 분리된 이물질과 세정에 사용된 가압공기는 흡입부(40)를 통해 흡입되어 제거된다. 상기 흡입부(40)는 바닥에 가까울수록 상기 분사구(31)측에 더 가깝도록 경사진 흡입구(41,42)가 그 분사구(31)의 양측에 위치한다.

도 5는 상기 기판(1)에서 이탈되는 이물을 흡입하는 상태의 모식도이다.

도 5를 참조하면, 상기 분사구(31)를 통해 분사된 가압공기에 의해 기판(1)으로부터 이탈되는 이물질은 기판(1)의 상면에 대하여 수직방향으로 이탈되지 않으며, 기판(1)과 충돌하여 비산되는 가압공기와 함께 예각을 이루며 기판(1)의 외측으로 이동된다.

따라서 상기와 같이 경사진 흡입구(41,42)가 직접 이물질을 흡입 배출하기가 용이하며, 미흡입 이물질의 부착에 의한 재오염을 방지할 수 있게 된다.

도 6은 상기 흡입부(40)의 다른 실시예의 구성도이다.

도 6을 참조하면 이때 상기 흡입구(41,42)와 기판(1)이 이루는 각도 a는 30 내지 80도가 되는 것이 바람직하며, 이는 가압공기의 분사압력 및 그 분사구(31)와 흡입구(41,42) 사이의 거리에 따라 변경하여 적용할 수 있다.

도 6을 참조하면 본 발명에 따른 흡입부(40)는, 상기 분사구(31)와 더 가까운 영역에 바닥으로 갈수록 그 분사구(31)에 더 가깝도록 경사진 한 쌍의 흡입구(43)를 구비하며, 그 한 쌍의 흡입구(43)를 기준으로 상기 분사구(31)와의 사이 에 위치하는 내측바닥면(44)은 그 한 쌍의 흡입구(43) 외측에 위치하는 외측바닥면(45)에 대하여 0에서 5mm 더 높게 단차를 주는 것으로 한다.

즉, 내측바닥면(44)의 높이는 적어도 외측바닥면(45)과 같은 높이에서부터 최대 5mm 사이의 위치에서 설치할 수 있도록 한다.

이와 같은 구조는 상기 외측바닥면(45)이 더 낮게 형성되어 기판(1)과의 틈을 최소화하여 이물이 그 외측바닥면(45)의 외측으로 비산되는 것을 방지하여, 미흡입 이물질의 부착에 의한 재오염을 방지할 수 있다.

도 7은 본 발명 건식 기판 세정장치의 제2실시예에 따른 구성도이다.

도 7을 참조하면 본 발명 건식 기판 세정장치의 제2실시예는, 상기 제1실시예에서 맴돌이판(21)을 사용하지 않고, 압전소자(22)를 이용하여 진동을 발생시키는 구조이다.

상기 압전소자(22)에 전원이 공급되면 진동이 발생하며, 그 진동은 진동발생부(20) 등에 영향을 주어 울트라소닉을 발생시킬 수 있다.

이와 같은 제2실시예의 구성에서도 상기 제1실시예의 설명에서 자세히 언급한 분사구(31)의 벤투리부(32) 구조 및 흡입구(41,42)의 다양한 구조의 적용이 가능하며, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상기와 같이 구성된 본 발명 건식 기판 세정장치는 기판의 단순세정, 에칭전, 도포전 등의 유기성과 무기성 이물이 포함되면 안되는 공정에서, 기판 인입 후 상압플라즈마 등의 유기물 제거장치와 함께 사용하여 상압플라즈마의 조사를 통해 유기성 이물의 결합각을 제거하고, 그 유기성 이물을 휘발성 물질로 만들어 제거한다.

이와 같이 유기성 이물을 제거한 상태에서 본 발명의 건식 기판 세정장치가 적용되어 무기성 이물질의 제거 효율을 높일 수 있다.

또한 본 발명은 이오나이저를 이용하여 흡입구와 토출구 사이의 공기마찰에 의해 발생할 수 있는 정전기를 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 정전기에 의해 부착된 정전기적 이물을 제거할 수 있기 때문에 세정 효과를 극대화 할 수 있다.

도 1은 종래 건식 기판 세정장치의 구성도이다.

도 2는 본 발명 건식 기판 세정장치 제1실시예의 구성도이다.

도 3과 도 4는 각각 도 2에서 벤투리부의 다른 실시 구성도이다.

도 5는 본 발명을 사용하여 기판에서 이탈되는 이물을 흡입하는 상태의 모식도이다.

도 6은 도 2에서 흡입부의 다른 실시예의 구성도이다.

도 7은 본 발명 건식 기판 세정장치의 제2실시예에 따른 구성도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1:기판 10:블로워

20:진동발생부 21:맴돌이판

22:압전소자 30:분사부

31:분사구 32:벤투리부

40:흡입부 41,42,43:흡입구

44:내측바닥면 45:외측바닥면

50:이오나이저

Claims (6)

1. 가압공기를 공급하는 블로워;

   상기 블로워의 하부에서 상기 가압공기에 진동을 가하는 진동발생부;

   상기 진동발생부의 하부측에서 진동하는 가압공기를 기판에 분사하는 분사구를 구비하되, 그 가압공기를 보다 더 가압함과 아울러 온도를 낮추어 분사하는 분사부;

   상기 분사부의 양측면에서 상기 분사부를 통해 분사된 가압공기와 이물을 흡입하는 구배를 가진 한 쌍의 흡입구를 구비하는 흡입부;

   상기 흡입부의 양측면에 위치하여 상기 기판이 정전기로 대전되는 것을 방지하는 이오나이저를 포함하는 건식 기판 세정장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 분사부의 상기 분사구에는 적어도 하나 이상의 벤투리부가 마련되어 상기 벤투리부를 지나는 가압공기가, 벤투리부의 목단을 통과하면서 공기의 압축팽창에 의해 분사되는 가압공기의 온도를 낮추는 것을 특징으로 하는 건식 기판 세정장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 흡입부의 한 쌍의 흡입구는,

   바닥에 가까울수록 상기 분사구측에 더 가깝게 되도록 각각 30에서 80도까지 경사진 것을 특징으로 하는 건식 기판 세정장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 한 쌍의 흡입구와 상기 분사구 사이의 바닥면은, 그 한쌍의 흡입구 외측의 바닥면과 동일한 높이에서부터 최대 5mm 사이의 위치에 설치할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 건식 기판 세정장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 건식 기판 세정장치는,

   상압 플라즈마 처리된 기판을 상기 가압공기의 마찰에 의해 진동을 발생시키는 맴돌이판 또는 전원의 공급에 의해 진동을 발생시키는 압전소자를 포함하는 건식 기판 세정장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 기판은,

   단순세정, 에칭전, 도포전 등의 유기성과 무기성 이물이 포함되면 안되는 공정에서, 상압 플라즈마 발생장치에 의해 유기물이 제거된 것을 특징으로 하는 건식 기판 세정장치.

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