KR20110006374U - 기판세정모듈 - Google Patents

Abstract

기판에 세정액을 고르게 분사할 수 있는 기판세정모듈이 개시된다. 개시된 본 고안에 의한 기판세정모듈은 세정액이 공급되는 노즐, 그리고 상기 노즐과 연결되어 상기 세정액을 분사하는 복수개의 분사홀이 형성된 복수개의 분사관을 포함한다. 이와 같은 구성에 의하면, 세정액이 복수의 분사홀을 통하여 기판의 전체에 고르게 분사됨으로써, 기판을 고르게 세정하여 기판의 오염률을 낮추는 효과가 있다.

노즐, 세정, 분사관, 분사홀, 순환

Description

기판세정모듈{MODULE FOR CLEANING SUBSTRATE}

본 고안은 노즐모듈에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 복수개의 분사홀이 형성된 복수개의 분사관을 통하여 기판을 보다 효율적으로 세정하기 위한 기판세정모듈에 관한 것이다.

일반적으로 반도체는 리소그래피, 증착 및 에칭 등과 같은 일련의 공정들이 반복되어 제조된다. 이때, 반도체를 만드는데 사용되는 기판의 표면에는 반복적인 공정에 의해 각종 파티클, 금속 불순물 및 유기물 등과 같은 오염물질들이 잔존하게 된다. 상기 기판 상에 잔존하는 오염물질은 제조되는 반도체의 신뢰성을 저하시키므로, 이를 개선하기 위해 세정장치가 반도체 제조공정 중에 채용된다.

상기 기판세정장치는 건식(Dry) 또는 습식(Wet)세정방식 중 어느 하나의 방식으로 기판 표면의 오염물질을 처리한다. 상기 습식세정방식은 세정장치는 일반적으로 배치식 세정방식과 매엽식 세정방식으로 대별할 수 있는데, 상기 배치식 세정방식은 한번에 여러 장의 기판을 세정하기 때문에 생산효율이 큰 반면에 세정 효율이 떨어진다. 이에 반하여, 상기 매엽식 세정방식은 생산효율이 낮은 대신 세정효율이 큰 장점이 있다. 고집적화 되어가는 반도체 소자에 있어서는 세정효율이 중요하기 때문에 매엽식 세정방식에 대한 관심이 고조되고 있다.

일반적인 매엽식 세정장치는 기판을 처리할 수 있는 척(Chuck)으로 기판을 고정시킨 후 모터에 의해 기판을 회전시키면서, 기판의 상부에서 분사노즐을 통해 세정액을 흘려주어 기판의 회전력에 의해 세정액이 기판의 전면으로 퍼지게 하여 공정이 이루어지도록 하고 있다. 이러한 기판의 세정에 있어서, 일정위치에 존재하는 분사노즐로부터 분사된 세정액을 기판의 회전에 의한 원심력에만 의존하여 기판에 퍼지게 할 경우 세정이 고르게 이루어 지지 못하는 문제점이 발생한다.

또한, 상기 공정에는 기판을 고정시키는 척, 기판이 처킹되는 서셉터, 그리고, 서셉터의 회전을 가능하게 하는 축이 필요하다. 따라서 상기 매엽식 세정창치는 하부구조가 복잡해지는 단점을 피할 수 없으며, 이로 인해 공간적인 손실도 발생한다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로써, 노즐과 연결되는 복수의 분사관에 복수의 분사홀을 형성하여, 기판을 고르게 세정할 수 있는 기판세정모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 고안의 다른 목적은 기판을 지지하기 위한 독립된 구조를 제거함으로써, 기판의 세정장치의 하부구조를 간소화할 수 있는 기판세정모듈을 제공하는데 있다.

본 고안의 다른 목적은 기판을 세정한 세정액을 효과적으로 재공급할 수 있는 기판세정모듈을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안에 의한 기판세정모듈은, 세정액이 공급되는 노즐 및 상기 노즐과 연결되어 상기 세정액을 분사하는 복수개의 분사홀이 형성된 복수개의 분사관을 포함한다.

본 고안의 바람직한 일 실시예에 의하면, 상기 기판세정모듈은 상기 분사관과 분사관 사이를 연결하는 덮개부를 포함한다. 또한, 상기 분사홀은 상기 분사관의 길이방향으로 불규칙한 간격으로 형성된다.

실시예에 의하면, 상기 기판세정모듈의 상기 분사관은 방사상 모양으로 배치된다. 이로 인해, 기판을 고르게 세정하는 것이 가능해진다.

실시예에 의하면, 상기 기판세정모듈은 상기 노즐로부터 분사된 세정액을 재 공급할 수 있도록 상기 세정액을 저장하여 순환시키는 순환챔버를 포함한다.

본 고안의 다른 측면에 의한 기판세정모듈은, 세정액이 공급되는 노즐, 상기 노즐과 방사상으로 연결된 분사관, 상기 분사관에 그 길이방향으로 형성된 복수의 분사홀, 그리고, 상기 분사관의 일단에 기판을 지지할 수 있는 지지부를 포함한다.

한편, 상기 지지부에는 세정액이 통과하는 홀이 형성된다. 이로 인해, 분사홀에서 분사되지 못한 세정액은 상기 홀을 통하여 방출된다. 방출된 세정액은 상기 순환챔버에 모인다.

상기와 같은 본 고안에 따른 기판세정모듈은, 첫째 기판을 세정하는 세정액을 분사하는 노즐에 복수의 분사홀이 형성된 분사관을 연결함으로써, 노즐로부터 분사되는 세정액이 복수의 분사홀을 통하여 기판의 전체에 고르게 분사된다. 그로 인해, 기판을 고르게 세정하여 기판의 오염률을 낮출 수 있다.

둘째, 노즐에 연결된 분사관의 일단에 기판을 지지할 수 있는 지지부를 구비하여 상기 분사관이 기판을 직접 지지함으로써, 기판을 지지하는 별도의 구조를 제거하여 세정장치의 하부구조를 간소화할 수 있다.

마지막으로, 상기 기판을 세정한 세정액이 별도의 순환챔버로 회수됨으로써, 세정효율을 향상시킬 수 있다.

이하, 첨부된 도면들을 참고하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 고안의 바람직한 일 실시예에 의한 기판세정모듈(100)은, 노즐(110), 분사관(120), 및 순환챔버(130)를 포함한다.

상기 노즐(110)은 공급부(40)로부터 공급받은 세정액을 분사한다. 하지만, 상기 세정액은 기판(W)에 직접적으로 분사되지 않으며, 상기 분사관(120)을 통하여 상기 기판(W)에 분사된다. 한편, 기판(W)은 척(10)에 지지되어 서셉터(20) 위에 고정되어 있으며, 상기 서셉터(20)는 축1(30)에 의하여 지지된다.

참고로, 상기 기판(W)은 반도체 기판이 되는 실리콘 웨이퍼로 예시하나, 꼭 이를 한정하는 것은 아니다. 즉, 상기 기판(W)은 LCD(Liquid Crystal Display) 또는 PDP(Plasma Display Panel)와 같은 평판 디스플레이 장치용 유리기판이 채용될 수 있다.

상기 노즐(110)의 상단에는 회전부(111)가 위치한다. 상기 회전부(111)는 상기 노즐(110)을 회전시키는 것으로써, 그 안에 모터를 구비하여 모터에 연결된 노즐(110)이 회전하는 것으로 예시한다. 상기 회전부(111)로 인한 노즐(110)의 회전으로 인해, 상기 축1(30)이 회전운동을 하지 않아도, 기판(W)과 상기 노즐(110)이 상대적 원운동을 하게 된다. 이때, 상기 노즐(110)이 회전하지 않고, 상기 축1(30)에 의해 기판(W)이 회전하는 변형예는 도시되지 않았으나 당연히 가능하다.

상기 분사관(120)은 노즐(110)과 연결되어 상기 노즐(110)로부터 유입된 세정액을 기판(W)에 분사하는 역할을 한다. 상기 분사관(120)은 원통형으로, 원모양의 단면적보다 길이가 상대적으로 긴 형상을 가지는 것으로 예시하나, 꼭 이를 한정하는 것은 아니다. 즉, 상기 분사관(120)은 길이방향으로 긴 형상으로, 회전시 세정의 대상이 되는 기판(W)의 끝부분까지 세정액이 도달할 수 있는 다양한 형상을 포함한다. 또한, 관의 형상이 아닌 원판의 형상을 하여 그 중심에 상기 노즐(110)의 끝이 연결되는 변형예도 가능할 것이다.

상기 분사관(120)은, 도 3a 및 도 3b의 도시와 같이, 복수개의 분사홀(121)이 형성된다. 상기 분사홀(121)은 상기 분사관(120)과 상기 노즐(110)이 이어지는 부분을 시작점으로 하여 상기 노즐(110)과 멀어지는 부분까지 일정 또는 불규칙한 간격으로 형성된다. 상기 분사홀(121)이 일정한 간격으로 형성된 경우에는, 도 3a의 도시와 같이, 상기 분사홀(121)의 크기가 상기 노즐(110)에서 멀어질수록 커진다. 반면에, 상기 분사홀(121)이 불규칙한 간격으로 형성된 경우에는, 도 3b의 도시와 같이, 상기 분사홀(121)의 크기는 일정한 대신에 그 간격이 상기 노즐(110)에서 멀어질수록 촘촘해진다. 이러한 이유는 상기 노즐(110)의 회전으로 인하여 상기 분사관(120)이 회전할 경우, 상기 노즐(110)과 가까운 부분보다 먼 부분의 각속도가 더 크기 때문에, 기판(W) 전체에 세정액을 최대한 비슷한 양으로 분사하기 위함이다.

상기 분사관(120)은 복수개 구비되는 것이 바람직하다. 이로 인해, 작은 회전수로도 기판(W)에 세정액을 고르게 분사할 수 있으며, 각각의 분사관(120)에서 다양한 세정액이 분사되도록 할 수도 있어 세정효율을 좋게 할 수 있다. 한편, 상기 분사관(120)은 방사상 모양으로 배치된 것을 포함한다. 다만, 그 개수는 도 3a 및 도 3b의 도시에 한정되지 않는다.

한편, 상기 분사관(120)이 복수개 구비된 경우, 각 분사관과 분사관 사이를 연결하는 덮개부(122)가 설치된다. 상기 덮개부(122)는 상기 분사관(120)이 회전을 하면서 기판(W)을 세정하는 경우, 상기 분사홀(121)로부터 분사되는 세정액이 상기 기판세정모듈(100) 밖으로 유실되지 않도록 상기 복수의 분사관(120)을 감싸는 형상으로 위치한다. 참고로, 본 실시예에서는 상기 덮개부(122)가 회전부(111)의 바깥면에 위치하여, 회전하지 않는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않으며, 상기 덮개부(122)가 상기 노즐(110)과 같이 회전하는 것도 가능하다. 또한, 축1(30)이 회전하고, 상기 덮개부(122)는 고정되어 있는 경우도 당연히 가능하다.

순환챔버(130)는 기판(W)을 감싸는 형상으로, 상기 기판(W)의 하단부에 위치한다. 상기 순환챔버(130)는 상기 기판(W)의 세정 후에, 남은 세정액을 필터(50)를 통해 다시 공급부(40)로 순환시키기 위해, 상기 세정액을 모으는 역할을 한다. 구체적으로, 도 2의 도시와 같이, 복수의 분사홀(121)로부터 세정액이 분사되어 기판(W) 의 세정이 이루어지는 경우, 분사된 세정액은 덮개부(122)로 인해 모두 상기 순환챔버(130)에 모이게 된다. 이러한 순환챔버(130)는 상부가 개방된 보울(bowl)과 같은 형상을 가진다.

한편 상기 순환챔버(130)는 회수로(131)를 포함한다. 상기 회수로(131)는 상기 순환챔버(130)에 모인 세정액을 필터(50)로 보내기 위한 통로의 역할을 한다. 이러한 회수로(131)는 상기 순환챔버(130)의 하단부, 일측에 구비됨이 바람직하다. 구체적으로, 상기 분사홀(121)로부터 분사된 세정액은 기판(W)의 세정 후에 상기 순환챔버(130)에 모이게 되고, 상기 회수로(131)를 통해 필터(50)로 이동하게 된다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 고안의 일 실시예에 의한 기판세정모듈(100)의 작동관계를 도 1 내지 도 3b를 참고하여 설명한다.

도 1을 참고하면, 공급부(40)를 통하여 기판(W)의 세정을 위한 세정액이 공급된다. 여기서, 상기 기판(W)은 척(10)에 의해 서셉터(20)의 상단에 고정된 상태이고, 상기 서셉터(20)는 축1(30)에 의해 지지된 상태이다. 한편, 도 2의 도시와 같이, 구동부(60)에 연결된 축2(61)에 의해 노즐(110)의 상하 이동이 가능한바, 상기 축1(30)은 승, 하강운동이 필요하지 않으며, 세정이 이루어지는 경우에는 상기 노즐(110)이 기판(W)을 향해 움직이게 된다. 다만, 축1(30)이 승, 하강운동을 하는 변형된 예 또한 당연히 가능하다.

상기 구동부(60)에 의해 상기 노즐(110)이 기판(W)을 향해 이동한 상태에서, 상기 공급부(40)로부터 공급된 세정액은 상기 노즐(110)을 통과하게 되고, 상기 노즐에는 분사관(120)이 연결된다. 따라서, 세정액은 상기 노즐(110)과 이어진 상기 분사관(120)으로 흐르게 된다. 상기 분사관(120)에는 복수개의 분사홀(121)이 형성되고, 결국, 상기 세정액은 복수의 분사홀(121)을 통하여 기판(W)으로 분사된다. 이때 상기 분사관(120)은 복수개 구비됨이 바람직하다. 즉, 상기 분사관(120)이 방사상 모양으로 배치된 것으로 예시한다.

한편, 상기 노즐(110)은 회전부(111)에 의해 회전되고, 이로 인해, 상기 노즐(110)에 연결된 복수개의 분사관(120)이 상기 노즐(110)을 중심으로 원운동 하게 된다. 이때, 상기 노즐(110)은 기판(W)의 중심에 위치하고, 상기 분사홀(121)로부터 세정액이 기판(W)의 모든 부분에 분사될 수 있도록, 상기 분사관(120)은 상기 기판(W)을 덮는 형상을 취함이 바람직하다. 이러한 원운동으로 인해, 기판(W)이 회전하지 않음에도 불구하고 상기 분사홀(121)로부터 세정액은 상기 기판(W)에 고르게 분사되며 세정이 이루어진다.

상기 세정이 완료되면, 세정에 사용되고 남은 세정액은 모두 순환챔버(130)에 모이게 된다. 이때 덮개부(122)가 분사관(120)을 감싸고 있어서 상기 분사홀(121)로부터 분사되는 세정액이 상기 기판세정모듈(100) 밖으로 유실되는 것을 막는다. 이로써, 분사된 세정액 중 세정 후 남은 세정액이 상기 순환챔버(130)에 모이고, 구동부(60)에 연결된 축2(61)에 의해 도 1의 도시와 같이, 상기 노즐(110)은 다시 기판(W)으로부터 멀어진다.

그 후, 상기 순환챔버(130)에 모인 세정액은 회수로(131)를 통하여 배출되며, 배출된 세정액은 필터(50)를 거쳐 다시 공급부(40)로 향해 세정에 다시 사용할 수 있게 된다. 이로 인해, 세정에 사용되는 세정액의 낭비를 최소한으로 줄일 수 있다.

한편, 본 고안의 다른 측면에서의 실시형태가 가능하며, 이에 대하여 후술한다. 보다 자세한 설명을 위해 도 4 및 도 5를 참고하여 설명한다.

도 4를 참고하면, 본 고안의 다른 측면에서의 기판세정모듈(200)은 노즐(210), 분사관(220), 순환챔버(230), 및 지지부(240)을 포함한다.

보다 구체적으로, 상기 노즐(210)의 일측에는 회전부(211)가 위치하고, 상기 분사관(220)은 복수개의 분사홀(221)이 형성된다. 또한, 상기 분사관(220)은 복수개 구비되는 것이 바람직하며, 복수개의 분사관(220)사이에는 덮개부(222)가 설치 된다. 상기 순환챔버(230)는 회수로(231)를 포함한다. 상기 언급한 구성들은 이하 특별한 언급이 없는 한, 상기 실시예와 동일한 역할을 한다.

도 4의 도시와 같이, 분사관(220)은 기판(W)을 지지할 수 있는 지지부(240)를 포함한다. 즉, 상기 지지부(240)는 상기 분사관(220)의 일단에 구비되어, 상기 분사관(220)에 형성된 복수의 분사홀(221)을 통하여 기판(W)을 세정하는 경우에 기판을 고정한다. 이로 인해, 일반적인 기판세정장치에서 기판(W)을 고정시키기 위해 필요한 별도의 척(10), 서셉터(20), 축1(30)이 필요 없어지고, 그 하부구조의 단순화가 이루어진다. 결국 공간의 활용이 가능해진다.

상기 지지부(240)는 상기 분사관(220)에 유입된 세정액 중에 복수의 분사홀(221)을 통하여 분사되지 못한 세정액이 분출될 수 있는 홀(241)이 형성된다. 구체적으로, 상기 노즐(210)에 연결된 복수의 분사관(220)으로 세정액이 유입되고, 유입된 세정액이 복수의 분사홀(221)을 통해 분사됨으로써, 기판(W)이 세정되는데, 상기 분사홀(221)을 통하여 분사되지 못한 세정액은 상기 분사관(220)에 잔류하게 되고, 이러한 세정액이 상기 홀(241)을 통하여 상기 분사관(220)을 빠져나간다.

이때, 상기 분사관(220)은 도 4의 도시와 같이, 일자가 아닌 일단이 약간 휘어진 것으로 예시하며, 휘어진 부분은 힌지(70)에 의해 연결됨이 바람직하나, 그 형상은 이에 한정하지 않는다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 고안의 일 실시예에 의한 기판세정모듈(200)의 작동관계를 도 4 및 도 5을 참고하여 설명한다.

도 4를 참고하면, 상기 구동부(60)에는 회전과 승, 하강이 가능한 축2(61)가 연결되고, 상기 분사관(220)에는 기판을 지지할 수 있는 지지부(240)가 있어, 기판(W)은 외부에서 로딩되어 상기 순환챔버(230)의 상단에 위치된다. 그 후, 도 5의 도시와 같이, 상기 기판(W)이 로딩된 상태에서 축2(61)의 하강으로 인해, 상기 노즐(210)은 상기 순환챔버(230)의 내부로 하강한다. 상기 노즐(210)은 회전부(211)에 의해 회전하고, 상기 노즐(210)에 이어진 복수의 분사관(220)을 통하여 세정액이 유입된 후, 복수의 분사홀(221)을 통하여 세정액이 분사되어 상기 지지부(240)에 지지된 기판(W)이 세정된다. 이 경우, 상기 기판(W)과, 상기 분사홀(221)사이에 상대적인 원운동이 발생하지 않지만, 상기 분사홀(221)의 형성방향을 조절하여 세정액이 분사되는 방향을 조정함으로써, 세정 효율을 높일 수 있다. 도시하지는 않았지만, 이러한 상기 분사홀(221)의 형성방향은 상기 분사홀(221)이 기판을 마주보지 않는 다양한 방향을 포함한다. 또한, 상기 노즐(210)이 회전하지 않고, 상기 분사홀(221)의 방향만을 조정하는 변형된 예도 가능하다.

상기 세정이 완료되면, 세정에 사용되고 남은 세정액은 모두 순환챔버(230)에 모이게 된다. 이때, 분사홀(221)로부터 분사되어 상기 기판세정모듈(200)의 밖으로 유실될 수 있는 세정액은, 덮개부(222)가 상기 분사관(220)을 감싸고 있어, 순환챔버(230) 안으로 모이게 되고, 분사되지 않고 상기 분사관(220) 내부에 잔류하는 세정액은 상기 지지부(240)에 형성된 홀(241)을 통하여 상기 순환챔버(230)에 모이게 된다. 그 후에는 도 4의 도시와 같이, 상기 기판(W)은 순환챔버(230)의 상단으로 이동하고, 교체를 위해 구동부(60)에 연결된 축2(61)의 회전을 통하여 옮겨진다.

한편, 상기 순환챔버(230)에 모인 세정액은 회수로(231)를 통하여 배출되며, 배출된 세정액은 필터(50)를 거쳐 다시 공급부(40)로 향해 세정에 다시 사용할 수 있게 된다. 이로 인해, 세정액의 낭비를 최소한으로 줄일 수 있다.

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

도 1은 본 고안의 일 실시예에 의한 기판세정모듈을 개략적으로 도시한 구성도,

도 2는 기판의 세정단계를 설명하기 위해 기판세정모듈을 개략적으로 도시한 구성도,

도 3a 및 도 3b는 분사홀의 형성모양을 설명하기 위해 분사관을 개략적으로 도시한 이면도,

도 4 및 도 5는 본 고안의 다른 실시예에 의한 기판의 세정단계를 설명하기 위해 기판세정모듈을 개략적으로 도시한 구성도, 그리고,

도 6은 도 4 및 도 5에 도시된 기판이 지지된 모습을 개략적으로 도시한 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

100, 200: 기판세정모듈 110, 210: 노즐

111, 211: 회전부 120, 220: 분사관

121, 221: 분사홀 122, 222: 덮개부

130, 230: 순환챔버 131, 231: 회수로

240: 지지부 241: 홀

Claims (9)

1. 세정액이 공급되는 노즐; 및

   상기 노즐과 연결되어 상기 세정액을 분사하는 복수개의 분사홀이 형성된 복수개의 분사관;

   을 포함하는 기판세정모듈.
2. 제1항에 있어서,

   상기 분사관과 분사관 사이를 연결하는 덮개부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판세정모듈.
3. 제1항에 있어서,

   상기 분사홀은 상기 분사관의 길이방향으로 불규칙한 간격으로 형성된 것을 특징으로 하는 기판세정모듈.
4. 제1항에 있어서,

   상기 분사관은 방사상 모양으로 배치된 것을 특징으로 하는 기판세정모듈.
5. 제1항에 있어서,

   상기 노즐로부터 분사된 상기 세정액을 재공급할 수 있도록, 상기 세정액을 저장하여 순환시키는 순환챔버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판세정모듈.
6. 세정액이 공급되는 노즐;

   상기 노즐과 방사상으로 연결된 분사관;

   상기 분사관에 그 길이방향으로 형성된 복수의 분사홀; 및

   상기 분사관의 일단에 기판을 지지할 수 있는 지지부;

   를 포함하는 기판세정모듈.
7. 제6항에 있어서,

   상기 분사관과 분사관 사이를 연결하는 덮개부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판세정모듈.
8. 제6항에 있어서,

   상기 지지부는 세정액이 통과하는 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 기판세정모듈.
9. 제6항에 있어서,

   상기 노즐로 분사된 상기 세정액을 재공급할 수 있도록, 상기 세정액을 저장하여 순환시키는 순환챔버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판세정모듈.

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