KR20110054939A - A dry cleansing apparatus - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A dry cleaning device is provided to reduce working time by simultaneously two kinds of cleaning operations through one process. CONSTITUTION: A substrate chuck(110) fixes a substrate for a cleaning operation. A cleaning head(120) includes an ultrasonic head and an atmospheric pressure plasma head. The cleaning head scans and cleans the upper side of the substrate fixed to the substrate chuck. A head horizontal moving unit(130) horizontally moves the cleaning head from one side to another side of the substrate chuck. The atmospheric pressure plasma head is installed in the front of the atmospheric pressure plasma head and the ultrasonic head is installed on the rear of the atmospheric pressure plasma head. The ultrasonic head includes an ultrasonic spray slit and first and second suction slits.

Description

건식 세정장치{A DRY CLEANSING APPARATUS}Dry Cleaner {A DRY CLEANSING APPARATUS}

본 발명은 건식 세정장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 초음파 헤드와 상압 플라즈마 헤드가 동시에 구비되어 기판척에 고정된 기판 상면을 스캐닝하면서 효과적으로 세정하는 건식 세정장치에 관한 것이다. The present invention relates to a dry cleaning apparatus, and more particularly, to a dry cleaning apparatus which is equipped with an ultrasonic head and an atmospheric pressure plasma head at the same time to effectively clean the substrate surface fixed to the substrate chuck.

반도체 및 액정 표시소자 등 정밀한 제조 공정이 요구되는 기술 분야에서는 공정 진행 중 또는 공정 진행 전에 공정이 진행되는 웨이퍼 또는 유리 기판에 대한 철저한 세정작업이 필수적으로 요구된다. In a technical field requiring precise manufacturing processes such as semiconductors and liquid crystal display devices, thorough cleaning of wafers or glass substrates in which processes are performed during or before processing is indispensable.

이러한 세정작업에는 일반적으로 기판 표면에 부착되어 있는 먼지 등을 제거하는 물리적인 세정 뿐만아니라, 기판 표면에 형성되어 있는 유기물이나 매우 미세한 무기물 등 다양한 파티클을 제거하는 작업이 포함된다. These cleaning operations generally include not only physical cleaning that removes dust and the like adhering to the substrate surface, but also removing various particles such as organic matter and very fine inorganic substances formed on the substrate surface.

종래에 이러한 기판 세정 작업에는 기판을 물 또는 화학 약품이 채워져 있는 통에 담그는 방식으로 물 또는 화학 약품을 사용하여 제거하는 습식 세정방식이 주를 이루고 있다. 그런데 습식 세정 방식은 많은 양의 폐수를 발생시키므로 폐수로 처리에 많은 비용이 소요되고 환경을 오염시키는 문제점이 발생하고 있다. Conventionally, the substrate cleaning operation is mainly a wet cleaning method in which the substrate is removed by using water or chemical by dipping the substrate into a container filled with water or chemical. However, the wet scrubbing method generates a large amount of wastewater, which causes a high cost of treating the wastewater and contaminates the environment.

따라서 환경적인 문제를 발생시키지 않고 기판 표면에 존재하는 유기물 및 무기물을 효과적으로 제거할 수 있는 건식 세정 기술의 개발이 절실하게 요구되고 있다. Therefore, there is an urgent need to develop a dry cleaning technology capable of effectively removing organic and inorganic substances present on the surface of the substrate without causing environmental problems.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 초음파 헤드와 상압 플라즈마 헤드가 동시에 구비되어 기판척에 고정된 기판 상면을 스캐닝하면서 효과적으로 세정하는 건식 세정장치를 제공하는 것이다. The technical problem to be solved by the present invention is to provide a dry cleaning apparatus for cleaning effectively while scanning the upper surface of the substrate fixed to the substrate chuck is equipped with an ultrasonic head and an atmospheric pressure plasma head at the same time.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 건식 세정장치는 세정 작업이 진행될 기판을 고정하는 기판척; 초음파 헤드와 상압 플라즈마 헤드가 동시에 구비되며, 상기 기판척에 고정된 기판 상면을 스캐닝하면서 세정하는 세정헤드; 상기 세정헤드를 상기 기판척의 일단에서 타단 방향으로 수평 이동시키는 헤드 수평 이동부;를 포함한다. Dry cleaning apparatus of the present invention for achieving the above-described technical problem is a substrate chuck for fixing a substrate to be cleaned; A cleaning head having an ultrasonic head and an atmospheric pressure plasma head at the same time, for cleaning while scanning the upper surface of the substrate fixed to the substrate chuck; And a head horizontal moving unit configured to horizontally move the cleaning head in one direction of the other end of the substrate chuck.

본 발명에서 상기 세정헤드는, 상기 상압 플라즈마 헤드가 전방에 설치되고, 상기 초음파 헤드가 후방에 설치되는 것이 유기물과 무기 파티클을 모두 효과적으로 제거할 수 있어서 바람직하다.In the present invention, it is preferable that the cleaning head is installed at the atmospheric pressure plasma head in front and the ultrasonic head is installed at the rear side in order to effectively remove both organic matter and inorganic particles.

한편 상기 초음파 헤드는, 상기 세정 헤드의 수평 이동방향과 수직되는 방향으로 배치되어 긴 슬릇을 가지며, 상기 슬릿을 통하여 초음파 고압 에어를 분사하는 초음파 분사 슬릿과, 상기 초음파 분사 슬릿의 전후부에 각각 상기 초음파 분사 슬릿과 나란하게 배치되어 기체를 흡입하는 제1, 2 흡입 슬릿을 포함하여 구성되는 것이 바람직하다. On the other hand, the ultrasonic head is disposed in a direction perpendicular to the horizontal moving direction of the cleaning head has an elongated slits, the ultrasonic jet slit for injecting ultrasonic high-pressure air through the slit, and the front and rear portions of the ultrasonic jet slit, respectively It is preferably configured to include first and second suction slit disposed side by side with the ultrasonic injection slit to suck the gas.

또한 상기 상압 플라즈마 헤드 전방에는 상기 기판에 자외선을 조사하는 자 외선 세정헤드가 더 구비될 수도 있으며, 상기 자외선 세정헤드는 상기 기판에 172nm의 파장을 가지는 자외선을 조사하는 것이 바람직하다. In addition, an ultraviolet ray cleaning head for irradiating ultraviolet rays to the substrate may be further provided in front of the atmospheric pressure plasma head, and the ultraviolet ray cleaning head preferably irradiates ultraviolet rays having a wavelength of 172 nm to the substrate.

본 발명에 따르면 한번의 공정으로 서로다른 세정 효과를 가지는 두 종류의 세정 작업을 동시에 진행할 수 있으며, 이로 인하여 클린룸 사용 공간 축소 및 작업 시간 단축의 효과가 있다. According to the present invention, two types of cleaning operations having different cleaning effects can be simultaneously performed in one process, thereby reducing the cleanroom space and reducing the working time.

또한 종래에 롤러 또는 벨트 컨베이어로 기판을 이송시키면서 세정하는 방법과 달리, 이송 과정에서 진동이 발생하지 않고, 이송 속도가 균일하여 우수한 세정력 확보다 가능한 장점도 있다. In addition, unlike the conventional method of cleaning while transporting the substrate by a roller or belt conveyor, there is also an advantage that it is possible to ensure excellent cleaning power without uniform vibration in the conveying process, uniform feeding speed.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a specific embodiment of the present invention.

본 실시예에 따른 건식 세정장치(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 베이스(140), 기판척(110), 세정헤드(120) 및 수평 이동부(130)를 포함하여 구성된다. As shown in FIG. 1, the dry cleaning apparatus 100 according to the present exemplary embodiment includes a base 140, a substrate chuck 110, a cleaning head 120, and a horizontal moving part 130.

먼저 베이스(140)는 본 실시예에 따른 건식 세정장치의 기초를 이루는 것으로서, 일정한 프레임 및 판넬로 이루어지며, 상기 기판척(110) 및 세정헤드(120) 등이 설치될 수 있는 공간을 제공한다. 이 베이스(140)는 세정 과정에서 기판(S) 및 세정헤드(120) 등이 흔들리지 않도록 안정적으로 견고하게 바닥면에 고정된다. First, the base 140 forms the basis of the dry cleaning apparatus according to the present embodiment. The base 140 includes a predetermined frame and a panel, and provides a space in which the substrate chuck 110 and the cleaning head 120 may be installed. . The base 140 is fixed to the bottom surface stably and firmly so that the substrate S and the cleaning head 120 do not shake during the cleaning process.

다음으로 기판척(110)은 세정 과정이 진행되는 동안 기판(S)을 지지하는 구성요소이다. 본 실시예에 따른 건식 세정장치(100)에서는 세정 작업이 진행되는 동안 기판(S)이 고정된 상태에서 상기 세정헤드(120)가 수평 이동하게 된다. 이때, 상기 기판척(110)은 기판(S)이 지지된 상태에서 기판이 움직이지 않도록 그 하면을 안정적으로 지지하며, 기판(S)이 휘어지지 않고 평평한 상태를 유지하도록 한다. 한편 상기 기판척(110)의 표면은 기판(S)과의 접촉 면적을 최소화하기 위하여 앰보싱 구조를 가질 수도 있다. Next, the substrate chuck 110 is a component that supports the substrate S during the cleaning process. In the dry cleaning apparatus 100 according to the present embodiment, the cleaning head 120 is horizontally moved while the substrate S is fixed while the cleaning operation is in progress. In this case, the substrate chuck 110 stably supports the lower surface of the substrate chuck 110 so that the substrate does not move while the substrate S is supported, and maintains the flat state of the substrate S without being bent. On the other hand, the surface of the substrate chuck 110 may have an embossing structure in order to minimize the contact area with the substrate (S).

또한 상기 기판척(110)의 하부에는 도 1에 도시된 바와 같이, 기판척 승강부(112)가 더 구비되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서 상기 세정헤드(120)는 후술하는 바와 같이, 일정한 높이에 설치된 상태로 수평 이동만 한다. 따라서 세정 과정에서 상기 기판(S)을 상기 수평 헤드(120)와 밀착된 상태를 유지하기 위해서는, 상기 기판(S)을 지지하고 있는 기판척(110)의 높이가 미세하게 조정될 수 있어야 한다. 따라서 상기 기판척 승강부(112)가 상기 기판척(110)을 세정 작업에 가장 적합한 높이로 승강시켜 상기 세정헤드(120)의 하부와 상기 기판(S) 사이의 간격을 정밀하게 조정하게 된다. In addition, as shown in Figure 1, the lower portion of the substrate chuck 110, the substrate chuck lifting unit 112 is preferably further provided. In this embodiment, the cleaning head 120 is only horizontally moved in a state of being installed at a constant height, as will be described later. Therefore, in order to maintain the substrate S in close contact with the horizontal head 120 in the cleaning process, the height of the substrate chuck 110 supporting the substrate S should be finely adjusted. Therefore, the substrate chuck lifting unit 112 raises and lowers the substrate chuck 110 to a height most suitable for a cleaning operation to precisely adjust the gap between the lower portion of the cleaning head 120 and the substrate S.

다음으로 세정헤드(120)는 상기 기판척(110)에 고정된 기판 상면을 스캐닝하면서 세정하는 구성요소이며, 본 실시예에서는 이 세정헤드(120)가 도 1에 도시된 바와 같이, 초음파 헤드(124)와 상압 플라즈마 헤드(122)가 동시에 구비되는 구조를 가진다. Next, the cleaning head 120 is a component for cleaning while scanning the upper surface of the substrate fixed to the substrate chuck 110. In this embodiment, the cleaning head 120 is shown in Figure 1, the ultrasonic head ( 124 and the atmospheric pressure plasma head 122 is provided at the same time.

이때 상기 초음파 헤드(124)와 상압 플라즈마 헤드(122)가 설치되는 순서는 달라질 수 있지만, 상기 상압 플라즈마 헤드(122)가 전방에 설치되고, 상기 초음파 헤드(124)가 후방에 설치되는 것이 바람직하다. 상기 상압 플라즈마 헤드(122)가 전방에 설치되면, 먼저 기판(S) 표면을 스캐닝하면서 유기물과 반응하여 세정 및 제거하고, 상기 초음파 헤드(124)가 뒤따라 가면서 유기물 세정에 의하여 생긴 파티클까지 흡입하여 제거하는 것이 더욱 효과적으로 기판 표면을 세정할 수 있기 때문이다. In this case, the order in which the ultrasonic head 124 and the atmospheric pressure plasma head 122 are installed may vary, but it is preferable that the atmospheric pressure plasma head 122 is installed in the front and the ultrasonic head 124 is installed in the rear. . When the atmospheric plasma head 122 is installed in front, the surface of the substrate S is first scanned and cleaned and removed by reacting with the organic matter, and the ultrasonic head 124 follows and sucks and removes particles generated by cleaning the organic matter. This is because the surface of the substrate can be cleaned more effectively.

본 실시예에서 상기 상압 플라즈마 헤드(122)는 일반적으로 사용되는 상압 플라즈마 장치를 사용할 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. In the present embodiment, the atmospheric pressure plasma head 122 may use a generally used atmospheric pressure plasma apparatus, and a detailed description thereof will be omitted.

한편 본 실시예에 따른 초음파 헤드(124)는 도 2에 도시된 바와 같이, 초음파 분사 슬릿(124a)과, 제1, 2 흡입 슬릿(124b, 124c)을 포함하여 구성될 수 있다. 먼저 초음파 분사 슬릿(124a)은 상기 세정 헤드(120)의 수평 이동방향과 수직되는 방향으로 배치되어 긴 슬릇을 가지며, 상기 슬릿을 통하여 초음파 고압 에어를 분사하는 구성요소이다. 그리고 제1, 2 흡입 슬릿(124b, 124c)은 상기 초음파 분사 슬릿(124a)의 전후부에 각각 상기 초음파 분사 슬릿과 나란하게 배치되어 기체를 흡입하는 구성요소이다. 이 제1, 2 흡입 슬릿(124b, 124c)에 의하여 상기 초음파 분사 슬릿(124a)에 의하여 분사된 초음파에 의하여 기판(S) 표면에서 제거된 파티클을 즉각 흡입 제거할 수 있는 것이다. 따라서 기판 표면으로부터 분리된 파티클이 다시 기판에 부착되는 문제를 방지할 수 있다. Meanwhile, as illustrated in FIG. 2, the ultrasonic head 124 according to the present exemplary embodiment may include an ultrasonic jet slit 124a and first and second suction slits 124b and 124c. First, the ultrasonic spraying slit 124a is disposed in a direction perpendicular to the horizontal moving direction of the cleaning head 120 to have a long slit, and is a component for spraying ultrasonic high pressure air through the slit. The first and second suction slits 124b and 124c are disposed in parallel with the ultrasonic jet slits before and after the ultrasonic jet slits 124a, respectively, to suck the gas. By the first and second suction slit 124b and 124c, the particles removed from the surface of the substrate S by the ultrasonic wave injected by the ultrasonic injection slit 124a can be immediately removed. Therefore, it is possible to prevent a problem that particles separated from the substrate surface adhere to the substrate again.

그리고 본 실시예에 따른 세정헤드(120)에는 도 1에 도시된 바와 같이, 자외선 세정헤드(126)가 더 구비될 수 있다. 이 자외선 세정헤드(126)는 상기 상압 플 라즈마 헤드(122) 전방에 설치될 수 있으며, 상기 상압 플라즈마 헤드(122) 및 초음파 헤드(124)와 함께 수평 이동하면서 기판 표면을 세정한다. 이 자외선 세정헤드(126)에는 172nm 파장을 가지는 자외선을 조사하는 램프 1개 또는 다수개가, 상기 세정헤드가 이송되는 방향과 직교하도록 배치된다.In addition, the cleaning head 120 according to the present embodiment may further include an ultraviolet cleaning head 126, as shown in FIG. 1. The ultraviolet cleaning head 126 may be installed in front of the atmospheric pressure plasma head 122 and cleans the substrate surface while moving horizontally together with the atmospheric pressure plasma head 122 and the ultrasonic head 124. One or a plurality of lamps for irradiating ultraviolet rays having a 172 nm wavelength are disposed in the ultraviolet cleaning head 126 so as to be orthogonal to the direction in which the cleaning head is conveyed.

본 실시예에 따른 자외선 세정헤드(126)는 전술한 바와 같이, 유기물 제거에 가장 효과적으로 작용하는 172nm 파장의 자외선을 조사하는 것이 바람직하다. As described above, the ultraviolet cleaning head 126 according to the present embodiment preferably irradiates ultraviolet rays having a wavelength of 172 nm that most effectively acts to remove organic matter.

다음으로 헤드 수평 이동부(130)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 세정헤드(120)를 지지한채로, 상기 세정헤드(120)를 상기 기판척(110)의 일단에서 타단 방향으로 수평 이동시키는 구성요소이다. 본 실시예에서는 전술한 바와 같이, 상기 기판(S)을 기판척(110)에 고정된 상태를 유지하고, 상기 세정헤드(120)가 상기 헤드 수평 이동부(130)에 의하여 기판 표면을 수평 이동하면서 세정과정이 진행된다. 따라서 이 헤드 수평 이동부(130)가 상기 세정헤드(120)를 수평 이동시키는 속도는 세정 효과와 밀접한 관계가 있으므로 그 속도를 각 세정 작업에 맞도록 적절하게 조정하게 된다. Next, as shown in FIG. 1, the head horizontal moving unit 130 horizontally moves the cleaning head 120 from one end of the substrate chuck 110 to the other end while supporting the cleaning head 120. Component. In the present embodiment, as described above, the substrate S is fixed to the substrate chuck 110, and the cleaning head 120 horizontally moves the substrate surface by the head horizontal moving part 130. The cleaning process proceeds. Therefore, the speed at which the head horizontal moving unit 130 horizontally moves the cleaning head 120 is closely related to the cleaning effect, so that the speed is appropriately adjusted for each cleaning operation.

또한 상기 세정헤드(120)가 수평이동하면서 그 높이가 변화하지 않아야 하며, 진동이 발생하지 않아야 한다. 이를 위하여 상기 헤드 수평 이동부(130)는 다양한 구조를 가질 수 있으며, 예를 들어 도 1에 도시된 바와 같이, 리니어 가이드(134) 및 이 리니어 가이드를 타고 이동하는 리니어 블럭(132)으로 구성될 수 있다. In addition, while the cleaning head 120 is moved horizontally, its height should not change, and vibration should not occur. To this end, the head horizontal moving unit 130 may have various structures. For example, as shown in FIG. 1, the head horizontal moving unit 130 may include a linear guide 134 and a linear block 132 moving along the linear guide. Can be.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건식 세정장치의 구조를 도시하는 측면도이다. 1 is a side view showing the structure of a dry cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 헤드의 구조를 도시하는 부분 단면도이다. 2 is a partial cross-sectional view showing the structure of an ultrasonic head according to an embodiment of the present invention.

Claims (5)

세정 작업이 진행될 기판을 고정하는 기판척;A substrate chuck fixing the substrate on which the cleaning operation is to be performed; 초음파 헤드와 상압 플라즈마 헤드가 동시에 구비되며, 상기 기판척에 고정된 기판 상면을 스캐닝하면서 세정하는 세정헤드;A cleaning head having an ultrasonic head and an atmospheric pressure plasma head at the same time, for cleaning while scanning the upper surface of the substrate fixed to the substrate chuck; 상기 세정헤드를 상기 기판척의 일단에서 타단 방향으로 수평 이동시키는 헤드 수평 이동부;를 포함하는 건식 세정장치.And a head horizontal moving part for horizontally moving the cleaning head in one direction of the other end of the substrate chuck. 제1항에 있어서, 상기 세정헤드는, The method of claim 1, wherein the cleaning head, 상기 상압 플라즈마 헤드가 전방에 설치되고, 상기 초음파 헤드가 후방에 설치되는 것을 특징으로 하는 건식 세정장치.Drying apparatus characterized in that the atmospheric pressure plasma head is installed in the front, the ultrasonic head is installed in the rear. 제2항에 있어서, 상기 초음파 헤드는, The method of claim 2, wherein the ultrasonic head, 상기 세정 헤드의 수평 이동방향과 수직되는 방향으로 배치되어 긴 슬릇을 가지며, 상기 슬릿을 통하여 초음파 고압 에어를 분사하는 초음파 분사 슬릿과, An ultrasonic jet slit disposed in a direction perpendicular to a horizontal moving direction of the cleaning head and having a long slit, for injecting ultrasonic high pressure air through the slit; 상기 초음파 분사 슬릿의 전후부에 각각 상기 초음파 분사 슬릿과 나란하게 배치되어 기체를 흡입하는 제1, 2 흡입 슬릿을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 건식 세정장치.And first and second suction slits arranged in parallel with the ultrasonic jet slits before and after the ultrasonic jet slits, respectively, to suck gas. 제3항에 있어서, The method of claim 3, 상기 상압 플라즈마 헤드 전방에는 상기 기판에 자외선을 조사하는 자외선 세정헤드가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 건식 세정장치.And a ultraviolet cleaning head for irradiating ultraviolet rays to the substrate in front of the atmospheric pressure plasma head. 제4항에 있어서, 상기 자외선 세정헤드는, The method of claim 4, wherein the ultraviolet cleaning head, 상기 기판에 172nm의 파장을 가지는 자외선을 조사하는 것을 특징으로 하는 건식 세정장치.And irradiating ultraviolet rays having a wavelength of 172 nm to the substrate.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019110533A1 (en) * 2017-12-04 2019-06-13 Suss Microtec Photomask Equipment Gmbh & Co. Kg Treatment head, treatment system and method for treating a local surface area of a substrate

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WO2019110533A1 (en) * 2017-12-04 2019-06-13 Suss Microtec Photomask Equipment Gmbh & Co. Kg Treatment head, treatment system and method for treating a local surface area of a substrate

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