KR20110071840A

KR20110071840A - 세정장치의 노즐유닛

Info

Publication number: KR20110071840A
Application number: KR1020090128508A
Authority: KR
Inventors: 정일용
Original assignee: 주식회사 케이씨텍
Priority date: 2009-12-21
Filing date: 2009-12-21
Publication date: 2011-06-29
Also published as: KR101061614B1

Abstract

흡입(Suck Back)의 효율을 향상시킬 수 있는 세정장치의 노즐유닛이 제공된다. 제공된 본 발명에 의한 세정장치의 노즐유닛은, 세정액이 공급되는 가이드 유로(path)가 형성되는 노즐몸체, 그리고, 상기 유로상에 위치하여, 상기 유로상의 압력의 차이에 따라 변위 또는 변형을 일으켜 상기 유로를 개폐하는 가이드를 포함한다. 이와 같은 구성에 의하면, 가이드를 기준으로 가이드 유로 안쪽과 출구쪽의 압력차이에 의해 가이드가 가이드 유로의 출구를 막음으로써, 잔류 세정액의 유출을 최소화 할 수 있다.

노즐, 세정장치, 가이드, 유로, 압력, 대기홀, 자력.

Description

세정장치의 노즐유닛{NOZZLE UNIT FOR CLEANING APPARATUS}

본 발명은 세정장치의 노즐유닛에 관한 것으로, 보다 자세하게는 노즐내 가이드 유로에 가이드가 위치되어 흡입(Suck Back)시 가이드 변형에 따른 가이드유로가 개폐되어, 노즐내의 잔류 세정액이 흘러나오는 것을 방지할 수 있는 세정장치의 노즐유닛에 관한 것이다.

일반적으로 반도체는 리소그래피, 증착 및 에칭 등과 같은 일련의 공정들이 반복되어 제조된다. 이때, 반도체를 만드는데 사용되는 기판의 표면에는 여러 공정을 거치면서 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.

세정장치는 건식(Dry) 또는 습식(Wet) 중 어느 하나의 방식으로 기판 표면의 오염물질을 처리한다. 여기서, 상기 습식세정방식은 액체의 세정액을 이용한 세정방식으로써, 이러한 세정액은 노즐을 통하여 회전되는 웨이퍼 상에 분사된다. 분사가 완료되면 노즐의 배출구에서 내측 방향으로 세정액이 흡입되어 더 이상의 분사를 방지하게 되는데, 이를 흡입(Suck Back)이라 한다.

그런데, 흡입시에 대부분의 세정액이 흡입되어 분사가 되지 않는다 하여도, 노즐의 유로(path)상에서 출구와 가까운 곳에 잔류하고 있는 세정액이 흘러나오는 경우가 발생한다. 따라서, 필요이상의 세정액은 기판을 오염, 손상 시키게 되고, 이러한 과정이 반복적으로 계속되다 보면, 결국 사용자가 원하는 품질을 갖는 기판을 생산하지 못하게 된다. 뿐만 아니라, 복수개의 노즐을 사용하여 기판을 세정하는 경우에 있어서, 원하지 않는 이종의 세정액이 떨어지는 경우, 역시 기판이 오염되고 세정효율이 저하되는 문제가 발생한다. 최종적으로 기판의 생산성 악화라는 문제점이 야기된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명은 노즐내 가이드 유로상에 가이드를 위치시킴으로써, 흡입시 세정액의 누수를 방지하는 것의 효율을 향상시키는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 상기 가이드를 통하여 잔류 세정액이 기판으로 떨어지는 것을 방지하여, 기판의 오염을 방지하는 것을 목적으로 한다.

상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 의한 노즐유닛은, 세정액이 공급되는 가이드 유로가 형성되는 노즐몸체, 그리고, 상기 가이드 유로상에 위치하여, 상기 가이드 유로상의 압력의 차이에 따라 변위 또는 변형하여 상기 유로를 개폐하는 가이드를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 노즐몸체는 지지부를 포함하며, 상기 지지부는 지지단(support step)이 형성되어 상기 가이드를 지지한다. 즉, 상기 지지부에 의해 상기 가이드는 상기 노즐몸체내의 유로상에만 존재하게 된다.

그리고, 상기 지지부에는 외부로 소통되는 대기홀이 형성되며, 상기 대기홀은 상기 가이드에 의하여 분할되는 상기 유로의 한 쪽을 대기압으로 형성한다. 이는 흡입시 상기 가이드를 기준으로 상기 노즐몸체 안쪽에는 음압이 형성되고, 상기 유로의 출구 쪽에는 대기압이 형성되는바, 이때 발생하는 압력차이에 의해 상기 가이드가 상기 노즐몸체에 접촉하여 잔류 세정액의 유출을 막는다.

한편, 상기 가이드는 속이 비어있는 반구의 형태로, 오목한 부분이 상기 가이드 유로의 출구를 바라보도록 배치된다. 구체적으로 상기 가이드는 탄성재질로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 측면에 의한 실시예에 따르면, 상기 가이드는 자력에 의하여, 상기 노즐몸체의 일부와 상기 유로상의 압력의 차이에 따라 선택적으로 접촉하여 상기 유로를 개폐한다. 즉, 상기 유로상의 세정액 분사압이 상기 가이드와 상기 노즐몸체의 일부 사이에 존재하는 자력보다 작아질 경우에는 상기 가이드가 상기 노즐몸체에 접촉하여 잔류 세정액의 유출을 막는다. 여기서, 상기 가이드는 도체를 포함하며, 이 경우 상기 노즐몸체에 자석이 구비된다.

상기와 같은 본 발명에 따른 노즐모듈은, 첫째, 노즐내 가이드 유로상에 가이드가 위치함으로 인하여, 가이드를 기준으로 가이드 유로 안쪽과 출구쪽의 압력차이가 발생하게 되고, 이로 인하여 가이드의 변형으로 인하여 가이드가 가이드 유로를 막아 잔류 세정액의 유출을 최소화할 수 있다.

둘째, 상기 가이드에 의해 흡입의 효율을 향상시키고 잔류 세정액이 기판으로 떨어지는 것을 방지함으로써, 기판의 오염을 방지할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 설명한다.

도 1은 본 발명이 포함된 세정장치(1)를 도시한 것이다. 세정장치(1)는 서셉터(2)에 기판(W)이 척킹되며, 상기 서셉터(2)는 회전 가능한 축(3)에 의하여 지 지된다. 기판(W) 위에는 본 발명에 따른 노즐유닛(100)이 구비되어, 공급부(40)로부터 공급되는 세정액을 분사하게 된다.

주지하다시피, 축(3)에 의하여 기판(W)이 척킹된 서섭터(2)가 회전하면서, 기판(W) 위로 노즐유닛(100)에 의하여 세정액이 분사되면서 기판(W)이 세정되게 된다.

이하, 본 발명과 관련된 노즐모듈에 관하여 상세히 설명하기로 한다.

도 2를 참고하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 노즐유닛(100)은, 노즐몸체(10)및 가이드(20)를 포함한다.

전술한 바와 같이, 상기 노즐몸체(10)를 통하여 기판(W)의 세정을 위한 세정액이 분사된다. 세정액이 분사되는 통로인 가이드 유로(11)가 상기 노즐몸체(10) 내부에 형성된다. 즉, 상기 가이드 유로(11)는 세정액이 상기 노즐몸체(10) 내부에서 이동하는 통로로써, 원통형 모양으로 상기 노즐몸체(10)의 길이방향과 평행한 방향으로 내부에 형성된다. 이로 인해, 세정액은 상기 가이드 유로(11)를 통하여 이동한 후 분사된다.

상기 노즐몸체(10)의 일단, 즉 상기 가이드 유로(11)가 출구와 맞닿은 부분에 지지부(12)가 구비된다. 상기 지지부(12)는 가이드(20)를 지지하기 위한 것으로, 구체적으로 세정액이 상기 가이드 유로(11)를 통하여 분사될 때 그 분사압으로 인해 상기 가이드(20)가 상기 노즐몸체(10) 밖으로 튀어나가지 않도록 상기 가이드(20)를 지지하는 역할을 하게 된다.

상기 지지부(12)는 상기 가이드(20)가 손상되었을 경우 그 교환 등을 위해 상기 노즐몸체(10)와 탈부착이 가능하도록 형성됨이 바람직하나, 꼭 이에 한정하는 것은 아니고, 상기 노즐몸체(10)와 일체가 되어 형성될 수 있다.

상기 가이드(20)는 상기 가이드 유로(11)상에 위치하여, 압력의 차이에 따라 변형하여 상기 가이드 유로(11)를 개폐하는 역할을 하는데, 자세한 내용은 뒤에서 서술한다.

한편, 상기 지지부(12)는 지지단(support step)(13)과 대기홀(14)을 포함한다.

상기 지지단(13)은 상기 가이드(20)를 지지하는 역할을 함과 동시에, 흡입(suck back)시 상기 가이드(20)가 상기 지지부(12)에 밀착할 수 있도록 하는 역할을 수행한다. 구체적으로, 상기 지지단(13)은 도 2 및 도 3의 도시와 같이, 계단형으로 상기 지지부(12)의 일측에 형성된다. 상기 지지단(13)에서 상기 가이드 유로(11)의 길이방향과 수직한 방향으로 형성된 면은 상기 가이드(20)를 지지하는 역할을 한다. 반면에, 길이방향과 나란하게 형성된 다른 면은 도 3의 도시와 같이, 흡입부(30)의 작동에 의한 흡입시 상기 가이드(20)가 압력의 차이에 의해 상기 가이드 유로(11)의 안쪽으로 빨려 들어가면서 형태의 변형을 일으킬 때, 상기 가이드(20)가 상기 지지부(12)에 밀착할 수 있는 공간을 제공하게 된다. 본 실시예에서는 상기 지지단(13)의 형상이 계단형인 것으로 예시하였으나, 꼭 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 노즐몸체(10) 또는 상기 가이드(20)의 형상에 따라 다양한 형태가 가능하다.

상기 대기홀(14)은 흡입시 상기 가이드(20)를 기준으로 출구 쪽의 압력이 대 기압과 같아지도록 하여 상기 가이드(20)와 상기 지지부(12)의 밀착력을 향상시키는 역할을 한다. 구체적으로, 상기 대기홀(14)은 도 2 및 도 3의 도시와 같이, 상기 가이드(20)에 의하여 분할되는 상기 가이드 유로(11)의 한 쪽을 대기압으로 형성할 수 있도록, 상기 지지부(12)의 일측에 형성된다. 상기 대기홀(14)은 세정액이 분사되고 있는 도중에는 특별한 역할을 하지 않는다. 하지만, 흡입부(30)가 작동하여 흡입하는 경우에는 세정액의 분사가 중단되고 상기 가이드(20)를 기준으로 상기 가이드 유로(11)안쪽에는 음압이 형성되는데, 이 경우, 상기 가이드(20)를 기준으로 세정액은 빨려 들어가는 것과 밖으로 떨어지는 것으로 양분된다. 따라서, 흡입되지 못하고 떨어지는 세정액이 상기 가이드 유로(11)상의 출구를 막게 되는데, 상기 가이드(20)를 기준으로 출구 쪽을 대기압과 같게 하여 흡입시 상기 가이드(20)의 밀착력을 높이기 위하여 대기홀(14)이 필요하게 된다. 결국, 가이드(20)를 기준으로 상하부의 공간을 세정액이 모두 막고 있는 상태에서, 상기 대기홀(14)이 가이드(20)를 기준으로 출구 쪽을 대기압과 같게 만들어, 상기 가이드(20) 상부에 잔류한 세정액이 흘러나오는 것을 방지하게 된다.

상기 가이드(20)는 상기 노즐몸체(10)내 상기 가이드 유로(11)상에, 상기 대기홀(14)보다 안쪽에 위치한다. 상기 가이드(20)는 세정액이 분사되는 경우에는 상기 지지부(12)와 밀착하지 않은 상태에서 세정액이 이동할 수 있는 공간을 제공한다. 즉, 세정액이 흐르는 동안에는 상기 가이드(20)와 세정액사이의 부력에 의해 상기 가이드가(20) 세정액에 떠있게 되어, 결국 세정액은 분사된다.

반면에, 일정량의 세정액이 분사되고, 흡입부(30)의 작동에 의한 흡입 시에 는 상기 노즐몸체(10) 내부의 흡입력에 의해 전체적인 음압이 형성된다. 이로 인해 상기 가이드(20)는 상기 가이드 유로(11) 안쪽으로 빨려 들어가면서, 상기 지지부(12)의 상기 지지단(13)과 상기 노즐몸체(10)에 밀착하게 된다. 한편, 도 3의 도시와 같이, 상기 노즐몸체(10)와 상기 가이드(20)가 맞닿은 상기 노즐몸체(10)의 일 면은 상기 가이드(20)의 형상과 유사함이 바람직하다. 이때에, 상기 대기홀(14)에 의해 상기 가이드(20)를 기준으로 출구 쪽은 대기압이 형성되는바, 밀착력은 더욱 향상하게 된다.

가이드(20)는 속이 비어있는 반구의 형태로, 오목한 부분이 상기 가이드 유로(11)의 출구 쪽을 바라보도록 배치된다. 다만, 꼭 이러한 형상으로 한정하는 것은 아니며, 압력차이에 의해 개폐가 가능한 다양한 형태로 대체할 수 있음은 당연하다. 일예로, 가이드는 원뿔 형상, 다각뿔 형상 등으로 형성되는 것도 가능하다.

상기 가이드(20)는 탄성재질로 이루어져 있으며, 외력으로 인해 모양을 변형시킬 수 있는 모든 재질을 포함한다. 이로 인해, 흡입시 상기 가이드(20)는 압력의 차이로 인해 형태가 변하면서 상기 지지부(12)와 상기 노즐몸체(10)에 밀착하게 된다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 일 실시예에 의한 세정장치의 노즐유닛(100)의 작동관계를 도 2 및 도 3을 참고하여 설명한다.

도 2를 참고하면, 공급부(40)에서 공급된 세정액이 상기 노즐몸체(10)를 통하여 분사되면, 상기 가이드 유로(11)를 통하여 세정액이 이동하게 되고, 세정액은 상기 가이드(20) 사이로 통과하면서 분사된다. 여기서, 상기 가이드(20)는 지지부(12)의 지지단(13)에 의해 상기 지지부(12) 내부에서 머물게 된다.

이를 좀더 구체적으로 살펴보면, 세정액이 분사되는 경우에는, 상기 지지단(13)에 의해 지지되고 있던 상기 가이드(20)가 상기 세정액으로부터 부력에 의해 뜨게 되고, 이때, 상기 지지부(12)와 밀착하지 않음으로 인해 세정액이 분사될 수 있는 공간이 형성되는바 상기 세정액은 분사된다.

이 후, 일정량의 세정액이 분사되고 나면, 도 3의 도시와 같이, 흡입부(30)의 작동에 의해 흡입이 일어나 세정액의 분사가 멈춘다. 반면, 흡입시에는 상기 가이드 유로(11)상에 음압이 형성되는바, 상기 가이드(20)는 순간적으로 상기 가이드 유로(11)의 내부를 향하여 빨려 들어가게 된다. 그러면 탄성재질로 이루어진 상기 가이드(20)는 형태가 변형하고, 상기 가이드(20)의 바깥면이 상기 지지단(13)과 노즐몸체(10)에 밀착한다. 이때, 상기 가이드(20)와 상기 노즐몸체(10)가 맞닿는 상기 노즐몸체(10)의 일면의 형상이 상기 가이드(20)와 유사함이 바람직하며, 이로 인해 더 넓은 면이 밀착하게 된다. 또한, 상기 가이드(20)를 기준으로 상기 가이드 유로(11)의 출구에는 상기 대기홀(14)로 인해 대기압이 형성되는바, 상기 가이드(20)의 밀착력은 더욱 향상하게 된다. 그로 인해, 상기 가이드 유로(11)의 출구는 완전하게 봉쇄되고, 상기 가이드 유로(11)내에 잔류하는 세정액이 흘러나오는 것을 방지할 수 있다. 결과적으로는, 상기 노즐유닛(100)의 흡입효율이 개선된다.

한편, 상기 실시예 이외에도, 변형된 실시 형태가 가능하며, 이에 대하여 후술한다. 보다 자세한 설명을 위해 도 4 및 도 5 를 제시한다. 이에 따르면, 상기 가이드(20)는 자성을 구비할 수 있다. 지지부(12)의 일측에는 자성부(15)가 형성되고, 가이드(20)는 도체로 이루어져 있어, 상기 가이드(20)의 일면과, 상기 자성부(15) 사이에는 인력이 작용하게 된다. 여기서, 상기 가이드(20)는 도체에 한정되지 않으며, 상기 가이드(20)의 일부분이 자석으로 이루어져 있는 경우를 포함한다. 또한, 상기 자성부(15)는 전자석으로 이루어져, 상기 흡입부(30)의 흡입 시에 전류가 흐름으로 인해 상기 가이드(20)를 끌어들이는 경우를 포함한다. 즉, 상기 자성부(15)와 상기 가이드(20)가 자력에 의해 선택적으로 접촉하는 다양한 구성이 가능하다.

도 4의 도시와 같이, 공급부(40)로부터 공급된 세정액이 분사되는 경우에는 그 분사압력이 상기 인력보다 커서 상기 가이드(20)와 상기 자성부(15)는 접촉하지 않는다. 즉, 세정액이 이동할 수 있는 통로가 형성된다. 하지만, 흡입부(30)의 작동으로 인한 흡입 시에는 상기 가이드(20)와 상기 자성부(15) 사이에 발생하는 인력이 상기 가이드(20)의 무게보다 큰바, 도 5의 도시와 같이, 상기 가이드(20)는 상기 자성부(15)에 붙게 된다. 결과적으로, 상기 가이드 유로(11)상에 잔류하는 세정액이 흘러나오는 현상을 방지할 수 있고, 상기 노즐유닛(100)의 흡입효율을 향상시킬 수 있다.

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 세정장치의 노즐모듈을 장치한 세정장치를 개략적으로 도시한 정면도,

도 2 및 도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 가이드의 동작원리를 설명하기 위해 세정장치의 노즐모듈을 개략적으로 도시한 단면도, 그리고,

도 4 및 도 5는 다른 실시예에 의한 가이드의 동작원리를 설명하기 위해 세정장치의 노즐모듈을 개략적으로 도시한 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

100: 세정장치의 노즐유닛 10: 노즐몸체

11: 가이드 유로 12: 지지부

13: 지지단 14: 대기홀

15: 자성부 20: 가이드

Claims

세정액이 공급되는 가이드 유로(guide path)가 형성되는 노즐몸체; 및

상기 가이드 유로상에 위치하여, 상기 가이드 유로상의 압력의 차이에 따라 변위 또는 변형을 일으켜 상기 유로를 개폐하는 가이드;

를 포함하는 노즐유닛.
제1항에 있어서,

상기 노즐몸체는 지지부를 포함하며, 상기 지지부는 지지단(support step)이 형성되어 상기 가이드를 지지하는 것을 특징으로 하는 노즐유닛.
제1항에 있어서,

상기 지지부에는 외부로 소통되는 대기홀이 형성되며, 상기 대기홀은 상기 가이드에 의하여 분할되는 상기 유로의 한 쪽을 대기압으로 형성하는 것을 특징으로 하는 노즐유닛.
제1항에 있어서,

상기 가이드는 속이 비어있는 반구의 형태로, 오목한 부분이 상기 가이드 유로의 출구를 바라보도록 배치된 것을 특징으로 하는 노즐유닛.
제4항에 있어서,

상기 가이드는 탄성재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 노즐유닛.
제1항에 있어서,

상기 가이드는 자력에 의하여 상기 노즐몸체의 일부와 선택적으로 접촉하여 상기 유로를 개폐하는 것을 특징으로 하는 노즐유닛.
제6항에 있어서,

상기 가이드는 도체이며, 상기 노즐몸체에 자석이 구비된 것을 특징으로 하는 노즐유닛.