KR20170041525A - 기판 세정 장치 - Google Patents

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KR20170041525A
KR20170041525A KR1020150141065A KR20150141065A KR20170041525A KR 20170041525 A KR20170041525 A KR 20170041525A KR 1020150141065 A KR1020150141065 A KR 1020150141065A KR 20150141065 A KR20150141065 A KR 20150141065A KR 20170041525 A KR20170041525 A KR 20170041525A
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suction
line
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이제윤
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주식회사 케이씨텍
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 기판 세정 장치는, 세정 대상물인 기판을 세정하기 위한 세정 공간이 형성된 세정 챔버 내에서 회전 가능하게 장착되며, 상면에는 상기 기판이 로딩되는 로딩척; 상기 기판을 세정하기 위하여 상기 기판 상에 세정액을 공급하는 세정액 공급 노즐; 및 상기 세정액 공급 노즐에 결합되며, 상기 세정액이 상기 기판 상으로 제공될 때 발생 가능한 흄(fume)이 상기 세정액 공급 노즐과 상기 기판 사이로 이탈되기 전에 상기 흄에 흡입력을 제공하여 상기 흄을 제거하는 흄 제거부;를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 세정액 공급 노즐로부터 기판으로 세정액이 분사될 때 발생 가능한 흄을 흄 제거부에 의해 실시간으로 제거할 수 있으며, 이를 통해 세정 챔버 내의 부품의 부식을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 오염 역시 방지할 수 있어 신뢰성 있는 세정 공정을 수행할 수 있다.

Description

기판 세정 장치{Apparatus for cleaning substrate}
기판 세정 장치가 개시된다. 보다 상세하게는, 기판으로 세정액이 분사될 때 발생 가능한 흄을 제거함으로써 세정 챔버 내의 부품이 부식되거나 오염되는 것을 방지할 수 있는 기판 세정 장치가 개시된다.
일반적으로 반도체 소자를 제조하기 위해서는, 리소그래피(lithography), 증착 및 에칭(etching) 등의 여러 공정을 반복적으로 수행한다. 이러한 공정들을 거치는 동안 기판, 예를 들면 웨이퍼 상에는 파티클(particle), 금속 불순물, 유기물뿐만 아니라 고농도의 이온이 주입된 포토레지스트가 잔존하게 된다.
이와 같은 물질들은 제품의 수율 및 신뢰성에 악영향을 미치기 때문에 반도체 제조 공정에서는 웨이퍼에 잔존된 오염 물질을 제거하기 위한 세정 공정이 수행되고, 이어서 웨이퍼에 대한 건조 공정이 수행된다.
종래의 일 실시예에 따른 기판 세정 장치는, 대한민국특허 출원번호 제2007-0131681호에 개시된 바와 같이, 기판의 세정 공간을 형성하는 세정 챔버와, 세정 챔버 내에 회전 가능하게 장착되어 기판이 로딩되는 스핀척과, 스핀척에 로딩된 기판으로 세정액을 분사하는 노즐을 포함할 수 있다.
여기서 노즐을 통해 분사되는 세정액은, 미스트와 같은 케미컬로서 황산 및 과산화수소가 함께 분사되어 케미컬의 분사가 강한 압력으로 이루어질 수 있다.
그런데 종래의 기판 세정 장치에 있어서는 고온의 세정액을 이용하여 기판에 대한 세정 공정 시 실제로 많은 흄(fume)이 발생하여 장비 및 부품을 부식시키거나 오염시키는 한계가 있었다.
본 발명의 실시예에 따른 목적은, 세정액 공급 노즐로부터 기판으로 세정액이 분사될 때 발생 가능한 흄을 흄 제거부에 의해 실시간으로 제거할 수 있으며, 이를 통해 세정 챔버 내의 부품의 부식을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 오염 역시 방지할 수 있어 신뢰성 있는 세정 공정을 수행할 수 있는 기판 세정 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 기판 세정 장치는, 세정 대상물인 기판을 세정하기 위한 세정 공간이 형성된 세정 챔버 내에서 회전 가능하게 장착되며, 상면에는 상기 기판이 로딩되는 로딩척; 상기 기판을 세정하기 위하여 상기 기판 상에 세정액을 공급하는 세정액 공급 노즐; 및 상기 세정액 공급 노즐에 결합되며, 상기 세정액이 상기 기판 상으로 제공될 때 발생 가능한 흄(fume)이 상기 세정액 공급 노즐과 상기 기판 사이로 이탈되기 전에 상기 흄에 흡입력을 제공하여 상기 흄을 제거하는 흄 제거부;를 포함할 수 있으며, 이러한 구성에 의해서, 세정액 공급 노즐로부터 기판으로 세정액이 분사될 때 발생 가능한 흄을 흄 제거부에 의해 실시간으로 제거할 수 있으며, 이를 통해 세정 챔버 내의 부품의 부식을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 오염 역시 방지할 수 있어 신뢰성 있는 세정 공정을 수행할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 세정액 공급 노즐은 상기 기판으로 세정액을 공급하기 위해 길이 방향으로 관통된 분사 라인을 갖는 분사몸체를 포함하며, 상기 흄 제거부는, 상기 분사몸체의 외면과 이격되도록 상기 분사몸체를 감싸며, 상기 분사몸체와의 이격 공간을 흡입 라인으로 형성하여 상기 흄을 흡입하기 위한 흡입력이 제공되는 경로가 제공되는 흡입몸체; 및 상기 흡입몸체에 연결되어, 상기 흡입몸체의 상기 흡입 라인을 통해 흡입된 상기 흄을 배출시키는 배출 라인을 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 흡입 라인 및 상기 분사 라인을 수평 방향으로 자른 단면은 상기 분사 라인을 중심에 두고 상기 흡입 라인이 이격된 상태에서 감싸는 원형의 루프 형상으로 가지며, 상기 흡입몸체의 상단부에는 상기 흡입 라인과 연통되는 내부 공간이 구비되고 상기 배출 라인이 상기 내부 공간과 연통되도록 상기 흡입몸체의 측벽에 관통 결합될 수 있다.
일측에 따르면, 상기 흡입몸체는 상기 분사몸체를 이격된 상태에서 감싸는 중공의 원기둥 형상으로 마련되되 상기 흡입몸체의 하단부의 내경은 상기 기판 방향으로 갈수록 커지는 형상으로 마련됨으로써 상기 흄이 상기 흡입 라인의 입구 방향으로 모이도록 할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 분사몸체의 하단부는 상기 기판 방향으로 갈수록 폭이 점차적으로 작아지는 형상으로 마련됨으로써 상기 흡입몸체의 하단부 및 상기 분사몸체의 하단부는 상기 흡입 라인의 입구 방향으로 좁아지는 깔때기 형상을 가질 수 있다.
일측에 따르면, 상기 분사몸체의 하단에 비해 상기 흡입몸체의 하단이 상기 기판 방향으로 더 길게 형성될 수 있다. 이를 통해 세정 공정 시 발생 가능한 흄이 세정 챔버 내로 퍼지는 것을 방지할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 세정액 공급 노즐은, 상기 기판을 세정하기 위하여 상기 기판 상에 적어도 2개의 세정물질이 믹싱된 세정액을 공급하기 위해 상기 적어도 2개의 세정물질을 믹싱하는 믹싱몸체를 더 포함하며, 상기 믹싱몸체에서 믹싱된 상기 세정액이 상기 분사몸체의 분사 라인을 통해 상기 기판으로 제공될 수 있다.
일측에 따르면, 상기 세정액 공급 노즐은, 상기 믹싱몸체에 연결되어 상기 믹싱몸체로 상기 적어도 2개의 세정물질 중 제1 세정물질을 공급하는 제1 세정물질 공급부재; 상기 믹싱몸체에 연결되어 상기 믹싱몸체로 상기 적어도 2개의 세정물질 중 제2 세정물질을 공급하는 제2 세정물질 공급부재; 및 상기 믹싱몸체의 믹싱 공간으로 적어도 일부분이 노출되도록 장착되어 상기 제1 세정물질 및 상기 제2 세정물질로 믹싱된 상기 세정액의 온도를 측정하는 온도 측정 센서를 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 믹싱몸체는 조립 타입으로 마련되며, 상기 믹싱몸체에는 상기 온도 측정 센서가 내장된 센서 하우징이 부분적으로 장착되는 관통홀이 구비되며, 상기 온도 측정 센서의 측정 부분은 상기 센서 하우징의 내벽과 이격되어 상기 측정 부분은 상기 믹싱몸체의 내부 공간에서 상기 세정액과 접촉 가능하다.
본 발명의 실시예에 따르면, 세정액 공급 노즐로부터 기판으로 세정액이 분사될 때 발생 가능한 흄을 흄 제거부에 의해 실시간으로 제거할 수 있으며, 이를 통해 세정 챔버 내의 부품의 부식을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 오염 역시 방지할 수 있어 신뢰성 있는 세정 공정을 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 부분 확대도로서 세정 공급 노즐의 내부 구성을 투영한 도면이다.
도 3은 도2의 세정 공급 노즐 및 흄 제거부를 다른 방향에서 바라본 투영 도면이다.
도 4는 도 2에 도시된 세정 공급 노즐 및 흄 제거부의 하단부를 도시한 도면이다.
도 5는 도 2에 도시된 세정 공급 노즐 및 흄 제거부의 부분적인 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 시스템의 전체적인 개략 도면이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 적용에 관하여 상세히 설명한다. 이하의 설명은 특허 청구 가능한 본 발명의 여러 태양(aspects) 중 하나이며, 하기의 기술(description)은 본 발명에 대한 상세한 기술(detailed description)의 일부를 이룬다.
다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 부분 확대도로서 세정 공급 노즐의 내부 구성을 투영한 도면이고, 도 3은 도2의 세정 공급 노즐 및 흄 제거부를 다른 방향에서 바라본 투영 도면이며, 도 4는 도 2에 도시된 세정 공급 노즐 및 흄 제거부의 하단부를 도시한 도면이고, 도 5는 도 2에 도시된 세정 공급 노즐 및 흄 제거부의 부분적인 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 장치(100)는, 기판(W)의 세정 공간(110S)을 형성하는 세정 챔버(110)와, 세정 챔버(110) 내에 회전 가능하게 마련되며 세정 대상물인 기판(W)이 로딩되는 로딩척(120)과, 로딩척(120)에 로딩된 기판(W)으로 세정액(103)을 공급하는 세정액 공급 노즐(130)과, 세정액 공급 노즐(130)이 고정되어 세정액 공급 노즐(130)을 하강시키는 세정 고정부(150)와, 세정액 공급 노즐(130)에 구비되어 세정액(103)이 기판(W) 상으로 제공될 때 발생 가능한 흄(fume)이 세정액 공급 노즐(130)과 기판(W) 사이로 이탈되기 전에 흄에 흡입력을 제공하여 상기 흄을 흡입하는 흄 제거부(160)를 포함할 수 있다.
아울러, 세정액 공급 노즐(130)에서 세정액(103)으로 믹싱되는 세정물질들의 온도를 실시간 측정하는 온도 측정 센서(145)와, 온도 측정 센서(145)의 측정 정보에 기초하여 세정액 공급 노즐(130)의 내부 공간에 제공되는 세정물질의 각각의 공급량을 선택적으로 조절하는 제어부(미도시)를 포함할 수 있다.
각각의 구성에 대해 설명하면, 먼저 본 실시예의 세정 챔버(110)는, 도 1에 개략적으로 도시된 바와 같이, 세정 공정이 진행되는 세정 공간(110S)을 제공한다. 이러한 세정 챔버(110)는 로딩척(120)을 둘러싸도록 원통 형상을 가지며, 기판(W)의 출입이 가능하도록 출입구를 구비할 수 있다. 아울러 도시하지는 않았지만, 세정 챔버(110)에는 세정액(103)을 회수하기 위한 회수부 및 배기가스를 배출시키기 위한 배기구가 구비될 수 있다.
본 실시예의 로딩척(120)은 기판(W)을 상면에 고정시킨 상태에서 회전 가능하도록 세정 챔버(110) 내에 장착될 수 있다. 로딩척(120)의 회전에 의해 기판(W)이 동시 회전될 수 있으며 이에 따라 세정액(103)이 기판(W) 상에 분사될 때 기판(W)의 회전에 의해 발생되는 원심력에 의해 기판(W)이 깨끗하게 세정될 수 있다.
이러한 로딩척(120)에는, 도시하지는 않았지만, 기판(W)의 저면을 부분적으로 지지하는 척핀(chuck pin)이 원주 방향을 따라 복수 개 마련될 수 있다. 복수 개의 척핀은 기판(W)의 저면을 부분적으로 지지함으로써 기판(W)의 저면이 손상되는 것을 저지할 수 있을 뿐만 아니라 기판(W)을 안정적으로 지지하는 역할을 한다.
한편 본 실시예의 세정액 공급 노즐(130)은 기판(W)으로 세정액(103)을 분사하는 것으로, 세정액(103)으로는 황산(H2SO4)과 과산화수소(H2O2)가 적절히 혼합된 황산혼합액일 수 있다. 고온의 황산혼합액인 세정액(103)이 기판(W)에 분사됨으로써 기판(W)에 대한 세정 작업을 할 수 있는 것이다. 이하에서는, 세정액(103)을 이루는 황산을 제1 세정물질이라 지칭하고 과산화수소를 제2 세정물질이라 지칭하여 설명하기로 한다.
본 실시예의 세정액 공급 노즐(130)은, 도 2 및 도 3에 도시된 것처럼, 제1 세정물질 및 제2 세정물질이 세정액(103)으로 믹싱되는 믹싱 공간(131S)이 형성된 믹싱몸체(131)와, 믹싱몸체(131)의 믹싱 공간(131S)과 연통되도록 믹싱몸체(131)에 결합되며 믹싱된 세정액(103)을 기판(W)으로 이동시키기 위한 분사 라인(136)이 길이 방향을 따라 관통 형성된 분사몸체(135)를 포함할 수 있다.
믹싱몸체(131)는, 도 2 및 도 3에 개략적으로 도시된 바와 같이, 제1 세정물질이 저장된 저장 탱크(171, 도 6 참조)와 연결되어 믹싱몸체(131)로 제1 세정물질을 공급하는 제1 세정물질 연결부재(141)와, 제2 세정물질이 저장된 저장 탱크(175, 도 6 참조)와 연결되어 믹싱몸체(131)로 제2 세정물질을 공급하는 제2 세정물질 연결부재(143)와 연결된다.
도 3을 참조하면, 제1 세정물질 연결부재(141) 및 제2 세정물질 연결부재(143)는 믹싱몸체(131)의 상단부에서 좌우 대칭되게 결합되어 믹싱몸체(131)에 세정액 연결부재(141, 143)들이 결합된 모양은 전체적으로 Y자 형상을 갖는다.
이러한 구조에 의해서, 제1 세정물질 연결부재(141) 및 제2 세정물질 연결부재(143)가 믹싱몸체(131) 내에서 향하는 방향이 중앙을 향하게 됨으로써 제1 세정물질 연결부재(141)를 통해 믹싱몸체(131) 내로 제공되는 제1 세정물질 및 제2 세정물질 연결부재(143)를 통해서 믹싱몸체(131) 내로 제공되는 제2 세정물질이 믹싱몸체(131)의 믹싱 공간(131S)에서 균일하게 믹싱될 수 있다.
여기서 제1 세정물질 및 제2 세정물질이 믹싱될 때 자연 발화가 이루어져 고온의 세정액(103)을 기판(W)으로 제공할 수 있으며, 이를 통해 기판(W)에 대한 신뢰성 있는 세정 작업을 수행할 수 있는 것이다.
믹싱몸체(131)에 형성된 믹싱 공간(131S)은 기판(W)으로 믹싱된 세정액(103)을 분사할 수 있도록 하방으로 갈수록 직경이 감소되는 형상을 가지며, 분사몸체(135)의 분사 라인(136)의 상단부와 연결된다.
한편, 믹싱몸체(131)에는 믹싱되는 세정물질들의 온도를 실시간 측정하기 위한 온도 측정 센서(145, 도 2 참조)가 장착되며, 전술한 제어부는 온도 측정 센서(145)에 의해 측정된 측정 정보를 토대로 믹싱 공간(131S)에 제공되는 세정물질의 각각의 공급량을 선택적으로 조절할 수 있다.
온도 측정 센서(145)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 단부가 제1 세정물질 및 제2 세정물질이 믹싱되는 부분에 위치되도록 믹싱몸체(131)에 결합될 수 있다.
도 2의 부분 확대도를 보면, 온도 측정 센서(145)는 센서 하우징(148)에 내장되고 센서 하우징(148)의 선단부는 상부몸체(135)에 형성된 관통홀(137)에 삽입되는 구조를 갖는다. 센서 하우징(148)의 내부 구조를 보면, 앞 부분(148a)의 직경은 온도 측정 센서(145)의 측정 부분(146)의 직경에 비해 상대적으로 다소 크게 형성되고, 그의 뒷 부분(148b)은 온도 측정 센서(145)의 후미 부분(147)과 대응되는 직경을 갖는다.
이러한 구성을 통해, 온도 측정 센서(145)의 측정 부분(146)과 센서 하우징(148)의 내벽 사이에 갭(G)이 발생됨으로써 온도 측정 센서(145)의 측정 부분(146)은 믹싱몸체(131)의 내부 공간(135S)으로 유입되어 믹싱된 세정액(103)과의 접촉 면적을 증대시킬 수 있고 이를 통해 세정액(103)의 온도를 정확하게 측정할 수 있다.
온도 측정 센서(145)에 의해 측정된 세정액(103)의 온도 정보는 제어부로 전송되고 제어부는 이 정보에 기초하여 제1 세정물질 및 제2 세정물질의 공급 정도를 조절할 수 있다. 전술한 것처럼, 제1 세정물질 및 제2 세정물질이 믹싱될 때 자연 발화되어 고온의 세정액(103)을 형성하는데, 이 때 온도 측정 센서(145)가 세정액(103)의 온도를 측정함으로써 제1 세정물질 및 제2 세정물질의 공급 정도를 추정할 수 있고 따라서 어느 하나의 세정물질이 부족하다고 판단되는 경우 제어부가 명령 신호를 내려 부족한 세정물질을 더 공급하도록 하는 것이고, 반대로 다른 어느 하나의 세정물질이 과하다고 판단되는 경우 제어부가 명령 신호를 내려 과한 세정물질의 공급 정도를 줄이도록 하는 것이다.
한편, 본 실시예의 분사몸체(135)는, 믹싱몸체(131)의 하단부에 조립 가능하게 결합되는 구조를 갖는다. 분사몸체(135)는 전체적으로 분사 라인(136)이 길이 방향을 따라 형성되는 기둥 형상, 예를 들면 원기둥 형상으로 마련될 수 있다. 믹싱 공간(131S)에서 믹싱된 세정액(103)은 분사 라인(136)을 따라 이동하여 기판(W)으로 제공될 수 있으며 이를 통해 기판(W)을 세정할 수 있다.
그런데, 분사 라인(136)의 분사구를 통해 세정액(103)이 분사될 때 실제적으로 많은 흄(fume)이 발생할 수 있고 이 흄이 세정 챔버(110) 공간 내에 퍼져 세정 챔버(110) 공간 내에 위치된 부품들을 부식시키거나 오염시킬 우려가 있다. 따라서 흄의 제거가 필수적으로 이루어져야 한다.
이에 본 실시예에서는 흄 제거를 위한 흄 제거부(160)를 포함한다. 본 실시예의 흄 제거부(160)는, 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 세정액 공급 노즐(130)의 분사구를 기판(W)에 근접시킨 후 기판(W)으로 세정액(103)을 분사할 때 발생 가능한 흄이 세정액 공급 노즐(130)의 분사구와 기판(W) 사이로 이탈하기 전에 흄에 흡입력을 제공하여 흄을 제거할 수 있다.
이러한 흄 제거부(160)는, 도 2 및 도 3에 도시된 것처럼, 원통 형상을 갖는 분사몸체(135)의 외면과 이격되도록 분사몸체(135)를 감싸며 분사몸체(135)와의 이격 공간을 흡입 라인(163)으로 형성하여 흄을 흡입하기 위한 흡입력이 제공되는 경로가 제공되는 흡입몸체(161)와, 흡입몸체(161)에 연결되어 흡입몸체(161)의 흡입 라인(163)을 통해 흡입된 흄을 배출시키는 배출 라인(165)을 포함할 수 있다.
흡입몸체(161)의 흡입 라인(163)은 전술한 분사몸체(135)의 분사 라인(136)과 평행을 이루되 흡입 라인(163)이 분사 라인(136)을 감싸는 구조를 갖는다. 다시 말해, 도 5에 도시된 것처럼, 흡입 라인(163) 및 분사 라인(136)을 수평 방향으로 자른 단면은 분사 라인(136)을 중심에 두고 흡입 라인(163)이 이격된 상태에서 감싸는 원형의 루프 형상으로 마련되는 것이다.
따라서, 분사 라인(136)을 통해 세정액(103)이 기판(W)으로 분사될 때 세정액(103)으로부터 발생 가능한 흄이 분사 라인(136)을 감싸는 흡입 라인(163)으로 바로 흡입되어 제거될 수 있는 것이다.
흡입몸체(161)의 상단부에는 배출 라인(165)이 연결되는데, 이 배출 라인(165)에 흡입력을 제공하는 흡입력 제공부(미도시)가 연결될 수 있으며, 이에 따라 흡입력 제공부가 배출 라인(165)으로 흡입력을 제공하는 경우 배출 라인(165)과 연통된 흡입 라인(163)으로까지 강한 흡입력이 제공되어 분사 라인(136)의 분사구를 통해 분사된 세정액(103)으로부터 발생 가능한 흄이 세정 챔버(110) 내에서 퍼지기 전에 흄을 빨아들여 제거할 수 있다.
흡입몸체(161)는, 도 2 및 도 3에 단면도로 도시된 것을 통해 유추할 수 있듯이, 분사몸체(135)를 이격되게 감싸는 전체적으로 중공의 원통 형상을 갖는다. 이러한 흡입몸체(161)의 상단부는 전술한 믹싱몸체(131)에 조립 구조에 의해 결합되거나 분리될 수 있다. 따라서, 흡입몸체(161)의 내부 또는 분사몸체(135)의 외면 등에 대한 세정 작업이 필요한 경우 믹싱몸체(131) 및 분사몸체(135)에 대한 흡입몸체(161)의 결합을 해제함으로써 실행할 수 있다.
이러한 흡입몸체(161)의 상단부에는 흡입 라인(163)과 배출 라인(165)을 연통시키는 내부 공간(164, 도 3 참조)이 형성되어 있다. 흡입몸체(161)의 내부 공간(164)은 흡입 라인(163)과 마찬가지로 분사몸체(135)를 둘러싸도록 마련되되 흡입 라인(163)에 비해 상대적으로 큰 공간을 구비함으로써 흡입 라인(163)을 통해 흡입된 흄이 수집될 수 있으며, 내부 공간(164)에 연결된 배출 라인(165)으로부터의 흡입력에 의해 배출 라인(165)으로 배출되어 소정의 장소에서 배출될 수 있다.
한편, 흡입몸체(161)의 하단부(161a)는 흄이 흡입몸체(161)의 하단부 및 기판(W) 사이로 이탈되는 것을 저지할 뿐만 아니라 흡입 라인(163)으로 흄의 이동이 원활하게 이루어지도록 하는 구조를 갖는다.
도 4를 참조하면, 흡입몸체(161)의 하단부(161a)의 내경은 기판(W) 방향으로 갈수록 선형적으로 커지는 형상으로 마련됨으로써 흄이 흡입 라인(163)의 입구 방향으로 모이도록 한다. 아울러, 분사몸체(135)의 하단부(135a) 역시 기판(W) 방향으로 갈수록 폭이 점차적으로 작아지는 형상으로 마련됨으로써, 흄이 흡입 라인(163)의 입구 방향으로 향하도록 한다.
다시 말해, 흡입몸체(161)의 하단부 및 분사몸체(135)의 하단부가 흡입 라인(163) 방향으로 흄이 수집되도록 개략적으로 깔때기 형상을 가짐으로써 흡입 라인(163)으로의 흄의 이동이 잘 이루어질 수 있다.
한편, 도 4를 통해 알 수 있듯이, 분사몸체(135)의 하단에 비해 흡입몸체(161)의 하단이 기판(W) 방향으로 더 길게 형성될 수 있다. 이러한 구성으로 인해, 세정액(103)이 기판(W)으로 분사되어 흄이 발생하는 경우 전술한 흡입 라인(163)에 의해 흄을 흡입하게 되는데, 이 때 흡입 라인(163)으로 흡입되지 않고 흡입 라인(163)을 지나 이탈되려는 흄이 흡입몸체(161)의 하단에 막히게 된다. 그리고 전술한 바와 같이 흡입 라인(163)을 통한 흡입력이 흡입몸체(161)의 하단에까지 미치게 됨으로써 흄의 제거 효율을 향상시킬 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 세정액 공급 노즐(130)로부터 기판(W)으로 세정액(103)이 분사될 때 발생 가능한 흄을 흄 제거부(160)에 의해 실시간으로 제거할 수 있으며, 이를 통해 세정 챔버(110) 내의 부품의 부식을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 오염 역시 방지할 수 있어 신뢰성 있는 세정 공정을 수행할 수 있는 장점이 있다.
한편, 이하에서는 전술한 구성을 갖는 기판 세정 장치(100)를 구비한 기판 세정 시스템에 대해서 도면을 참조하여 개략적으로 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 시스템의 전체적인 개략 도면이다.
이에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 시스템은, 전술한 기판 세정 장치와, 기판 세정 장치(100)로 기판(W) 세정을 위한 세정액(103), 예를 들면 전술한 제1 세정물질 및 제2 세정물질을 각각 저장하는 저장탱크(171, 175)들과, 기판 세정 장치(100)가 장착되는 장착 프레임(200)과, 저장 탱크(171, 175)들이 장착되는 보조 프레임(300)을 포함할 수 있다.
보조 프레임(300)에는 복수 개의 저장 탱크(171, 175)들 중 장착될 필요가 있는 저장 탱크(171, 175)를 선택적으로 도킹하기 위한 도킹부재(미도시)가 구비될 수 있다. 즉, 보조 프레임(300)에 저장 탱크(171, 175)가 도킹이라는 동작에 의해 간단히 결합되고 또한 분리할 필요가 있는 경우 분리 역시 용이하게 이루어질 수 있다는 것이다. 따라서 전술한 저장 탱크(171, 175)들뿐만 아니라 다른 세정액(103)이 저장된 탱크를 보조 프레임(300)에 쉽게 장착할 수 있다.
전술한 장착 프레임(200)과 보조 프레임(300)은 착탈 가능한 구조를 가짐으로써 기판 세정 시스템(1)은 일체 구조를 가질 수 있다.
아울러 장착 프레임(200)에는 냉각 탱크(250) 등이 장착될 수 있다. 냉각 탱크(250)로부터 제공되는 냉각 물질에 의해 고온의 세정액(103)을 드레인할 때 세정액(103)을 식힐 수 있다.
이처럼, 기판 세정 장치(100)를 비롯한 세정액(103)이 저장된 저장 탱크(171, 175)들이 조립형 프레임(200, 300)에 장착됨으로써 장치의 슬림화를 구축할 수 있으며, 아울러 저장 탱크(171, 175)들이 선택적으로 보조 프레임(300)에 도킹되는 구조를 가짐으로써 저장 탱크(171, 175)의 설치 및 분리가 용이하게 이루어질 수 있는 장점이 있다.
다만, 전술한 실시예에서는 제1 세정물질 연결부재(141)를 통해 황산이라는 제1 세정물질이 공급되고 제2 세정물질 연결부재(143)를 통해 과산화수소라는 제2 세정물질 공급되는 것으로 상술하였으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 제1 세정물질 연결부재(141)로부터 믹싱몸체(131)에 황산 및 과산화수소가 믹싱된 물질이 공급될 수 있고 이 물질에 다시 제2 세정물질 연결부재(143)로부터 공급된 과산화수소가 믹싱되어 세정액(103)을 형성할 수도 있다. 세정액(103)의 형성 원리 및 세정액(103)을 이루는 물질이 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100 : 기판 세정 장치
110 : 세정 챔버
120 : 로딩척
130 : 세정액 공급 노즐
131 : 믹싱몸체
135 : 분사몸체
145 : 온도 측정 센서
150 : 세정 고정브
160 : 흄 제거부
161 : 흡입몸체
163 : 흡입 라인
165 : 배출 라인

Claims (9)

  1. 세정 대상물인 기판을 세정하기 위한 세정 공간이 형성된 세정 챔버 내에서 회전 가능하게 장착되며, 상면에는 상기 기판이 로딩되는 로딩척;
    상기 기판을 세정하기 위하여 상기 기판 상에 세정액을 공급하는 세정액 공급 노즐; 및
    상기 세정액 공급 노즐에 결합되며, 상기 세정액이 상기 기판 상으로 제공될 때 발생 가능한 흄(fume)이 상기 세정액 공급 노즐과 상기 기판 사이로 이탈되기 전에 상기 흄에 흡입력을 제공하여 상기 흄을 제거하는 흄 제거부;
    를 포함하는 기판 세정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 세정액 공급 노즐은 상기 기판으로 세정액을 공급하기 위해 길이 방향으로 관통된 분사 라인을 갖는 분사몸체를 포함하며,
    상기 흄 제거부는,
    상기 분사몸체의 외면과 이격되도록 상기 분사몸체를 감싸며, 상기 분사몸체와의 이격 공간을 흡입 라인으로 형성하여 상기 흄을 흡입하기 위한 흡입력이 제공되는 경로가 제공되는 흡입몸체; 및
    상기 흡입몸체에 연결되어, 상기 흡입몸체의 상기 흡입 라인을 통해 흡입된 상기 흄을 배출시키는 배출 라인을 포함하는 기판 세정 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 흡입 라인 및 상기 분사 라인을 수평 방향으로 자른 단면은 상기 분사 라인을 중심에 두고 상기 흡입 라인이 이격된 상태에서 감싸는 원형의 루프 형상으로 가지며,
    상기 흡입몸체의 상단부에는 상기 흡입 라인과 연통되는 내부 공간이 구비되고 상기 배출 라인이 상기 내부 공간과 연통되도록 상기 흡입몸체의 측벽에 관통 결합되는 기판 세정 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 흡입몸체는 상기 분사몸체를 이격된 상태에서 감싸는 중공의 원기둥 형상으로 마련되되 상기 흡입몸체의 하단부의 내경은 상기 기판 방향으로 갈수록 커지는 형상으로 마련됨으로써 상기 흄이 상기 흡입 라인의 입구 방향으로 모이도록 하는 기판 세정 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 분사몸체의 하단부는 상기 기판 방향으로 갈수록 폭이 점차적으로 작아지는 형상으로 마련됨으로써 상기 흡입몸체의 하단부 및 상기 분사몸체의 하단부는 상기 흡입 라인의 입구 방향으로 좁아지는 깔때기 형상을 갖는 기판 세정 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 분사몸체의 하단에 비해 상기 흡입몸체의 하단이 상기 기판 방향으로 더 길게 형성되는 기판 세정 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 세정액 공급 노즐은,
    상기 기판을 세정하기 위하여 상기 기판 상에 적어도 2개의 세정물질이 믹싱된 세정액을 공급하기 위해 상기 적어도 2개의 세정물질을 믹싱하는 믹싱몸체를 더 포함하며,
    상기 믹싱몸체에서 믹싱된 상기 세정액이 상기 분사몸체의 분사 라인을 통해 상기 기판으로 제공되는 기판 세정 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 세정액 공급 노즐은,
    상기 믹싱몸체에 연결되어 상기 믹싱몸체로 상기 적어도 2개의 세정물질 중 제1 세정물질을 공급하는 제1 세정물질 공급부재;
    상기 믹싱몸체에 연결되어 상기 믹싱몸체로 상기 적어도 2개의 세정물질 중 제2 세정물질을 공급하는 제2 세정물질 공급부재; 및
    상기 믹싱몸체의 믹싱 공간으로 적어도 일부분이 노출되도록 장착되어 상기 제1 세정물질 및 상기 제2 세정물질로 믹싱된 상기 세정액의 온도를 측정하는 온도 측정 센서를 포함하는 기판 세정 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 믹싱몸체는 조립 타입으로 마련되며,
    상기 믹싱몸체에는 상기 온도 측정 센서가 내장된 센서 하우징이 부분적으로 장착되는 관통홀이 구비되며,
    상기 온도 측정 센서의 측정 부분은 상기 센서 하우징의 내벽과 이격되어 상기 측정 부분은 상기 믹싱몸체의 내부 공간에서 상기 세정액과 접촉 가능한 기판 세정 장치.
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KR20200036283A (ko) * 2018-09-28 2020-04-07 무진전자 주식회사 일체형 국소 노즐을 이용한 케미컬 퓸 제거장치
KR20200048987A (ko) * 2018-10-31 2020-05-08 주식회사 뉴파워 프라즈마 분사 장치 및 방법

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