KR20220135808A - 포켓형 노즐 세척장치 - Google Patents

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KR20220135808A
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Abstract

본 발명은 포켓형 노즐 세척장치에 관한 것이다.
본 발명은 디스펜서를 구성하는 노즐의 바디가 수용되는 바디 수용공간과 상기 노즐의 바디에 결합된 팁이 수용되는 팁 수용공간으로 이루어진 포켓 공간이 형성되어 있는 포켓 하우징, 상기 바디 수용공간에 수용된 노즐의 바디를 세척하는 바디 세척모듈 및 상기 팁 수용공간에 수용된 노즐의 팁을 세척하는 팁 세척모듈을 포함한다.
본 발명에 따르면, 디스펜서를 구성하는 노즐의 팁과 바디를 포켓 공간에 수용한 상태에서 세척 및 건조 공정을 실시하여, 세척 및 건조에 소요되는 시간을 크게 줄이고, 반도체 공정 중에 노즐의 팁뿐만 아니라 바디에 부착될 수 있는 오염원을 모두 완벽히 제거하여 반도체 공정 불량 요인을 해소할 수 있다.

Description

포켓형 노즐 세척장치{POCKET TYPE NOZZLE CLEANING APPARATUS}
본 발명은 포켓형 노즐 세척장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 디스펜서(dispenser)를 구성하는 노즐(nozzle)의 팁(tip)과 바디(body)를 포켓(pocket) 공간에 수용한 상태에서 세척 및 건조 공정을 실시하여, 세척 및 건조에 소요되는 시간을 크게 줄이고, 반도체 공정 중에 노즐의 팁뿐만 아니라 바디에 부착될 수 있는 오염원을 모두 완벽히 제거하여 반도체 공정 불량 요인을 해소할 수 있는 포켓형 노즐 세척장치에 관한 것이다.
일반적으로, 기판 처리 장치에 의해 반도체 공정이 수행되는 프로세스 공간에는 기판을 파지하고 회전시키는 척(chuck), 기판에 특정 화학약품(chemical), 세정액 등의 유체를 공급하는 디스펜서 및 반도체 공정에 사용된 유체를 처리하는 처리 용기(bowl)가 배치된다. 또한 프로세스 공간에는 먼지 및 오염요소를 최소화하기 위해 여과된 공기를 주입하는 장치와 반도체 공정 중 발생한 기체 및 미스트(mist)를 배출하기 위한 배기장치가 배치된다.
기판을 처리하기 위해 사용하는 화학약품은 화학약품의 성질이나 반도체 공정의 조건에 따라 미스트 등 미세입자를 발생시켜 챔버의 내부 공기를 오염시키거나 주변 구조물 및 기타 부품에 흡착되어 시간 경과에 따라 장치를 손상시킨다는 문제점이 있다. 또한 연속 공정 진행 시 주변 구조물 및 기타 부품에 흡착된 오염원에 의해 기판이 재오염되는 문제점이 발생하게 된다.
한편 디스펜서는 약품을 기판에 공급하는 노즐을 포함하는 장치로서, 기판의 중앙영역부터 가장자리영역까지 필요에 따라 이동하면서 화학약품을 도포하면서 공정을 진행하므로, 화학약품의 성질이나 공정의 조건에 따라 발생하는 미스트 등 미세분자로부터 가장 가까운 곳에 위치한다.
이와 같이 디스펜서는 오염원이 부착될 확률이 가장 높은 요소이며, 자신에게 부착된 오염원에 의해 기판을 재오염시킬 가능성이 가장 높은 요소이기도 하다.
따라서 주기적으로 디스펜서에 대한 세정을 실시해야 하며, 오염원을 완벽히 제거하고 공정사고 예방을 위해 디스펜서 노즐에 대한 전용 세척장치가 필요하다.
이와 관련한 종래 기술로는 스프레이(spray) 방식과 디핑(dipping) 방식이 있으며, 스프레이 방식은 노즐 종단에 세척액을 분사하여 세척한 후 건조하는 방식이고, 디핑 방식은 특정 공간에 세척액을 담아두고 노즐을 세척액에 담아 세척한 후 건조하는 방식이다.
도 1은 종래의 스프레이 방식의 노즐 세척 기술을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 스프레이 방식의 노즐 세척 기술에 따르면, 디스펜서의 노즐이 세척 장치에 구비된 세척 영역에 진입된 상태에서 세척 장치에 구비된 세척 노즐이 디스펜서의 노즐로 세척액을 분사하여 오염원을 세척한다. 디스펜서의 노즐에 존재하는 오염원이 세척된 후 디스펜서의 노즐은 건조 영역으로 이동되며 세척 장치에 구비된 건조 노즐이 디스펜서의 노즐로 건조 기체를 분사함으로써 물방울을 떨어트려 건조한다. 이때, 세척 장치에는 배수구가 구비되며, 사용된 세척액은 배수구를 통해 즉시 배출된다.
도 2는 종래의 디핑 방식의 노즐 세척 기술을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 종래의 디핑 방식의 노즐 세척 기술은 세척 장치에 세척액을 특정 수위까지 채운 상태에서 디스펜서의 노즐을 세척액에 담궈서 세척을 진행한다. 세척하는 과정에서 세척액의 오염을 최소화하기 위해 지속적으로 깨끗한 세척액을 공급하면서 세척액을 상단에 위치하는 배출구로 오버플로우(overflow)시킨다. 세척 과정이 완료되면, 세척 장치에 채워진 세척액을 배수시킨 후 디스펜서의 노즐을 건조 영역으로 이동시킨 상태에서 건조 기체를 이용하여 디스펜서의 노즐에 묻어있는 물방울을 떨어트려 건조한다.
이러한 종래 기술들의 문제점을 설명하면 다음과 같다.
종래 기술들에 따르면, 세척을 완벽히 실시하기 위해 디스펜서의 노즐을 세척 영역으로 이동시키거나 세척액에 담구는 동작을 여러번 수행해야 한다. 또한, 세척을 완료한 후 건조 진행 시, 노즐의 바디에 묻어있는 물방울이 완전히 제거되지 않으면, 후속 공정에서 물방울에 의한 기판 처리 불량이 발생할 수 있으므로, 건조도 디스펜서의 노즐을 상하로 이동시키면서 반복적으로 수행되어야 한다. 즉, 종래 기술들에 따르며, 세척 및 건조를 위해 디스펜서의 노즐을 상하 방향으로 이동시키는 동작을 반복해야 하기 때문에 전체 세척 및 건조 시간이 길어지는 문제점이 있다.
또한, 도 1 및 도 2에 예시된 종래 기술들은 디스펜서의 노즐의 종단 부분만을 세척할 수 있으며, 기판 처리시에 오염원에 노출되는 디스펜서의 노즐의 나머지 부분에 대한 세척은 불가능하다는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 도 3을 추가로 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 3을 참조하면, 기판 처리 공정 진행 시 디스펜서의 노즐은 기판의 한쪽 끝에서 반대쪽 끝까지 왕복 운동하면서 화학약품을 기판에 공급하게 되고, 이때 디스펜서를 구성하는 노즐의 B 영역은 화학약품이 처리되는 영역에 지속적으로 노출되게 된다. 이 같은 현상이 반복되면 화학약품 공급 과정 및 공정 처리 과정에서 발생한 미스트나 오염원이 디스펜서를 구성하는 노즐의 B 영역에 부착되게 되고, 이로 인해 직접 오염 및 간접 오염을 유발하는 요인이 된다.
도 1 및 도 2에 예시된 종래 기술들에 따르면, 디스펜서를 구성하는 노즐의 A 영역, 즉, 디스펜서를 구성하는 노즐의 팁과 그 인근의 바디 부분만을 세척할 수 있을 뿐이고 노즐의 전체 오염부분을 세척할 수 없다는 문제점이 있다.
공개특허공보 제10-2006-0077668호(공개일자: 2006년 07월 05일, 명칭: 포토레지스트 분사노즐 세척장치 및 이를 이용한 세척방법) 공개특허공보 제10-2009-0070735호(공개일자: 2009년 07월 01일, 명칭: 유체 분사 장치 및 그 세척 방법)
본 발명의 기술적 과제는 디스펜서를 구성하는 노즐의 팁과 바디를 포켓 공간에 수용한 상태에서 세척 및 건조 공정을 실시하여 세척 및 건조에 소요되는 시간을 크게 줄일 수 있는 포켓형 노즐 세척장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 기술적 과제는 디스펜서를 구성하는 노즐의 팁과 바디를 포켓 공간에 수용한 상태에서 세척 공정을 실시하여 반도체 공정 중에 노즐의 팁뿐만 아니라 바디에 부착될 수 있는 오염원을 모두 완벽히 제거하여 반도체 공정 불량 요인을 해소할 수 있는 포켓형 노즐 세척장치를 제공하는 것이다.
이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 포켓형 노즐 세척장치는 디스펜서를 구성하는 노즐의 바디(body)가 수용되는 바디 수용공간과 상기 노즐의 바디에 결합된 팁(tip)이 수용되는 팁 수용공간으로 이루어진 포켓 공간이 형성되어 있는 포켓 하우징, 상기 바디 수용공간에 수용된 노즐의 바디를 세척하는 바디 세척모듈 및 상기 팁 수용공간에 수용된 노즐의 팁을 세척하는 팁 세척모듈을 포함한다.
본 발명에 따른 포켓형 노즐 세척장치에 있어서, 상기 포켓 공간은 상기 노즐을 수용할 수 있도록 상기 노즐의 형상에 대응하는 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 포켓형 노즐 세척장치에 있어서, 상기 노즐의 바디는 상기 바디 수용공간에 수용되고 상기 노즐의 팁은 상기 팁 수용공간에 수용된 상태에서 상기 바디와 팁 중에서 적어도 하나가 세척되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 포켓형 노즐 세척장치에 있어서, 상기 노즐의 바디와 팁이 상기 포켓 공간으로 출입하는 출입 영역은 상기 바디 수용공간과 상기 팁 수용공간보다 좁게 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 포켓형 노즐 세척장치에 있어서, 상기 바디 세척모듈은 상기 바디 수용공간을 향하도록 상기 포켓 하우징에 형성된 복수의 바디 세척 분사홀과 복수의 바디 건조 분사홀을 포함하고, 상기 팁 세척모듈은 상기 팁 수용공간을 향하도록 상기 포켓 하우징에 형성된 복수의 팁 세척 분사홀과 복수의 팁 건조 분사홀을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 포켓형 노즐 세척장치에 있어서, 상기 바디 세척 분사홀과 상기 바디 건조 분사홀은 상기 노즐의 바디를 향하여 비스듬하게 경사진 방향으로 상기 포켓 하우징의 상기 바디 수용공간에 대응하는 위치에 형성되어 있고, 상기 팁 세척 분사홀과 상기 팁 건조 분사홀은 상기 노즐의 팁을 향하여 비스듬하게 경사진 방향으로 상기 포켓 하우징의 상기 팁 수용공간에 대응하는 위치에 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 포켓형 노즐 세척장치에 있어서, 상기 포켓 공간의 하부영역에 대응하는 위치의 포켓 하우징에는 하부 배기포트가 형성되어 있고, 상기 포켓 공간의 상부영역에 대응하는 위치의 포켓 하우징에는 상부 배기포트가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 포켓형 노즐 세척장치에 있어서, 상기 팁 세척모듈을 통한 팁 세척은 상기 바디 세척모듈을 통한 바디 세척없이 단독으로 수행되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 포켓형 노즐 세척장치에 있어서, 상기 바디 세척모듈을 통한 바디 세척과 상기 팁 세척모듈을 통한 팁 세척은 순차적으로 수행되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 포켓형 노즐 세척장치에 있어서, 상기 바디 세척모듈을 통한 바디 세척과 상기 팁 세척모듈을 통한 팁 세척은 동시에 수행되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 디스펜서를 구성하는 노즐의 팁과 바디를 포켓 공간에 수용한 상태에서 세척 및 건조 공정을 실시하여 세척 및 건조에 소요되는 시간을 크게 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 디스펜서를 구성하는 노즐의 팁과 바디를 포켓 공간에 수용한 상태에서 세척 및 건조 공정을 실시하여 반도체 공정 중에 노즐의 팁뿐만 아니라 바디에 부착될 수 있는 오염원을 모두 완벽히 제거하여 반도체 공정 불량 요인을 안정적으로 해소할 수 있다.
도 1은 종래의 스프레이(spray) 방식의 노즐 세척 기술을 설명하기 위한 도면이고,
도 2는 종래의 디핑(dipping) 방식의 노즐 세척 기술을 설명하기 위한 도면이고,
도 3은 도 1 및 도 2에 예시된 종래 기술들에 따라 디스펜서의 종단 부분만 세척되는 문제점을 설명하기 위한 도면이고,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 포켓형 노즐 세척장치가 적용된 전체적인 세척 시스템을 나타낸 도면이고,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 디스펜서를 구성하는 노즐이 포켓형 노즐 세척장치를 구성하는 포켓 하우징에 형성되어 있는 포켓 공간의 외부에 위치하는 상태를 나타낸 도면이고,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 디스펜서를 구성하는 노즐이 포켓형 노즐 세척장치를 구성하는 포켓 하우징에 형성되어 있는 포켓 공간에 수용된 상태를 나타낸 도면이고,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 디스펜서를 구성하는 노즐의 바디와 팁이 포켓형 노즐 세척장치를 구성하는 포켓 하우징에 형성되어 있는 포켓 공간에 수용된 상태에서 세척 및 건조되는 원리를 개념적으로 설명하기 위한 도면이고,
도 8은 도 7의 A1-A2 단면을 기준으로 노즐의 바디가 바디 수용공간에 수용된 상태에서 세척액에 의해 세척되고 건조 기체에 의해 건조되는 원리를 개념적으로 설명하기 위한 도면이고,
도 9는 도 7의 B1-B2 단면을 기준으로 노즐의 팁이 팁 수용공간에 수용된 상태에서 세척액에 의해 세척되고 건조 기체에 의해 건조되는 원리를 개념적으로 설명하기 위한 도면이다.
본 명세서에 개시된 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않은 채, 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고 유사하게 제2 구성 요소는 제1 구성 요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접 연결되어 있거나 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에" 와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 나타낸다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 포켓형 노즐 세척장치(2)가 적용된 전체적인 세척 시스템을 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 디스펜서(1)를 구성하는 노즐(10)이 포켓형 노즐 세척장치(2)를 구성하는 포켓 하우징(20)에 형성되어 있는 포켓 공간(PR)의 외부에 위치하는 상태를 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 디스펜서(1)를 구성하는 노즐(10)이 포켓형 노즐 세척장치(2)를 구성하는 포켓 하우징(20)에 형성되어 있는 포켓 공간(PR)에 수용된 상태를 나타낸 도면이다.
본 발명의 일 실시 예는 디스펜서(1)를 구성하는 노즐(10)의 세척영역을 넓히면서 동시에 세척력을 향상시키는 기술이며, 조건에 따라 세척 단계를 여러 방식으로 구분하여 공정 단위에 적합하게 프로세스 타임을 최적화하는 효과를 가질 수 있다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 포켓형 노즐 세척장치(2)는 포켓 하우징(20), 바디 세척모듈(30), 팁 세척모듈(40), 하부 배기포트(50), 상부 배기포트(60), 바디 세척용 유체 주입구(300) 및 팁 세척용 유체 주입구(400)를 포함한다.
포켓 하우징(20)에는 디스펜서(1)를 구성하는 노즐(10)의 바디(12)가 수용되는 바디 수용공간(BR)과 노즐(10)의 바디(12)에 결합된 팁(14)이 수용되는 팁 수용공간(TR)으로 이루어진 포켓 공간(PR)이 형성되어 있다.
예를 들어, 포켓 하우징(20)에 형성되어 있는 포켓 공간(PR)은 바디(12)와 팁(14)으로 이루어진 노즐(10)을 수용할 수 있도록 노즐(10)의 형상에 대응하는 형상을 갖도록 구성될 수 있다.
구체적인 예로, 디스펜서(1)를 구성하는 노즐(10)이 'ㄱ' 형상을 갖는 경우, 포켓 공간(PR)도 이에 대응하여 'ㄱ' 형상을 갖도록 구성될 수 있으나, 포켓 공간(PR)의 형상은 이에 한정되지는 않으며, 포켓 공간(PR)은 세척하고자 하는 구조물에 대응하는 다양한 형상을 갖도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 디스펜서(1)를 구성하는 노즐(10)의 바디(12)는 포켓 하우징(20)에 형성된 바디 수용공간(BR)에 수용되고, 노즐(10)의 팁(14)은 포켓 하우징(20)에 형성된 팁 수용공간(TR)에 수용된 상태에서, 노즐(10)의 바디(12)와 팁(14) 중에서 적어도 하나가 세척되도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 노즐(10)의 바디(12)와 팁(14)이 포켓 공간(PR)으로 출입하는 출입 영역(ER)은 바디 수용공간(BR)과 팁 수용공간(TR)보다 좁게 형성되도록 구성될 수 있다.
이러한 구성의 이유 및 효과는 다음과 같다.
즉, 포켓 공간(PR)은 회전 또는 직선운동을 하는 디스펜서(1)의 움직임에 영향이 없도록 구성되어야 하며, 디스펜서(1)가 포켓 공간(PR)으로 진출입하는 입구, 즉, 출입 영역(ER)은 그 공간을 최소화하고 내부의 세척 영역인 바디 수용공간(BR)과 팁 수용공간(TR)은 세척 및 건조가 원활하도록 충분한 공간 확보가 필요하다.
이러한 조건을 충족시키도록 노즐(10)의 바디(12)와 팁(14)이 포켓 공간(PR)으로 출입하는 출입 영역(ER)이 바디 수용공간(BR)과 팁 수용공간(TR)보다 좁게 형성되도록 구성함으로써, 출입 영역(ER)이 디스펜서(1)의 움직임을 방해하지 않으면서 세척 과정에서 발생하는 이물질이 출입 영역(ER)을 통해 포켓 공간(PR)의 외부로 확산되는 것을 최소화할 수 있다. 또한, 바디 수용공간(BR)과 팁 수용공간(TR)은 출입 영역(ER)보다 넓기 때문에 세척 및 건조가 원활하도록 충분한 공간 확보가 가능해진다.
바디 세척모듈(30)은 바디 수용공간(BR)에 수용된 노즐(10)의 바디(12)를 세척하는 구성요소이다.
팁 세척모듈(40)은 팁 수용공간(TR)에 수용된 노즐(10)의 팁(14)을 세척하는 구성요소이다.
예를 들어, 바디 세척모듈(30)은 바디 수용공간(BR)을 향하도록 포켓 하우징(20)에 형성된 복수의 바디 세척 분사홀(32)과 복수의 바디 건조 분사홀(34)을 포함하고, 팁 세척모듈(40)은 팁 수용공간(TR)을 향하도록 포켓 하우징(20)에 형성된 복수의 팁 세척 분사홀(42)과 복수의 팁 건조 분사홀(44)을 포함하도록 구성될 수 있다.
또한, 예를 들어, 바디 세척 분사홀(32)과 바디 건조 분사홀(34)은 노즐(10)의 바디(12)를 향하여 비스듬하게 경사진 방향으로 포켓 하우징(20)의 바디 수용공간(BR)에 대응하는 위치에 형성되고, 팁 세척 분사홀(42)과 팁 건조 분사홀(44)은 노즐(10)의 팁(14)을 향하여 비스듬하게 경사진 방향으로 포켓 하우징(20)의 팁 수용공간(TR)에 대응하는 위치에 형성되도록 구성될 수 있다.
이하에서는 바디 세척 분사홀(32)과 바디 건조 분사홀(34)의 구체적인 구성을 설명하며, 이 설명은 팁 세척 분사홀(42)과 팁 건조 분사홀(44)에도 동일하게 적용될 수 있다.
예를 들어, 바디 세척 분사홀(32)과 바디 건조 분사홀(34)은 서로 마주보는 형태 또는 일자 배열 형태 또는 교차 배열 형태를 갖도록 구성될 수 있으며, 세척 방향에 따라 상하 배열 형태 또는 1열 이상의 복수 배열 형태를 갖도록 구성될 수도 있다. 이외에도 세척 및 건조 효율을 높일 수 있는 임의의 구성이 가능하다.
예를 들어, 바디 세척 분사홀(32)과 바디 건조 분사홀(34)은 노즐(10)의 바디(12)에 대하여 특정 각도를 갖도록 구성될 수 있다. 이러한 구성은 세척액이 세척 대상에 묻어있는 오염원을 떨어트리는데 더 효과적이며 세척액이 세척 대상에 부딪힐 때 발생하는 물방울이 수직일 때보다 적게 발생하여 주변부 또는 세척 영역 외부로의 세척액 이탈을 최소화할 수 있고 세척에 사용된 유체를 배출구(500)를 통해 빠르게 배출할 수 있게 된다.
하부 배기포트(50)는 포켓 공간(PR)의 하부영역에 대응하는 위치의 포켓 하우징(20)에 형성되어 있고, 상부 배기포트(60)는 포켓 공간(PR)의 상부영역에 대응하는 위치의 포켓 하우징(20)에 형성되어 있다.
이러한 하부 배기포트(50)와 상부 배기포트(60)는 세척 영역 내에서 디스펜서(1)의 노즐(10)을 통해 화학약품을 사전 공급(pre-suppl)하거나 액치환을 실시할 때 발생하는 퓸(fume)을 배출시키는 역할을 수행하며, 더불어 건조 진행 시 세척 영역 내에 발생하는 건조 기체를 원활하게 배출해 주는 역할을 수행한다.
바디 세척용 유체는 바디 세척용 유체 주입구(300)를 통해 바디 세척모듈(30)로 공급되고, 팁 세척용 유체는 팁 세척용 유체 주입구(400)를 통해 팁 세척모듈(40)로 공급된다.
예를 들어, 바디 세척용 유체와 팁 세척용 유체는 세척액과 건조 기체를 포함할 수 있으며, 세척액은 탈이온수(Deionized Water, DIW)이고 건조 기체는 질소 가스일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 조건에 따라 세척 단계를 여러 방식으로 구분하여 공정 단위에 맞게 프로세스 타임을 최적화할 수 있으며, 이를 위해 각 유체의 공급 및 제어장치에는 세척액 및 건조 기체의 공급 및 차단을 실시하는 밸브와 세척액과 건조 기체의 공급량을 결정하는 유량계가 기본적으로 구비된다. 예를 들어, 유량제어장치는 수동 또는 자동으로 구성할 수 있으며, 이를 활용하여 공정에 따라 세척에 필요한 유량 및 세척시간 그리고, 건조유량 및 건조시간을 각기 다르게 구성할 수 있다.
이를 위한 예시적인 장치 구성을 설명하면 다음과 같다.
제1 밸브(310)는 바디(12) 세척을 위한 세척액의 공급 여부를 결정하고, 제1 유량계(320)는 바디(12) 세척을 위한 세척액의 유량을 조절하고, 제2 밸브(330)는 바디(12) 건조를 위한 건조 기체의 공급 여부를 결정하고, 제2 유량계(340)는 바디(12) 건조를 위한 건조 기체의 유량을 조절한다.
제3 밸브(410)는 팁(14) 세척을 위한 세척액의 공급 여부를 결정하고, 제3 유량계(420)는 팁(14) 세척을 위한 세척액의 유량을 조절하고, 제4 밸브(430)는 팁(14) 건조를 위한 건조 기체의 공급 여부를 결정하고, 제4 유량계(440)는 팁(14) 건조를 위한 건조 기체의 유량을 조절한다.
하나의 예로, 팁 세척모듈(40)을 통한 팁(14) 세척은 바디 세척모듈(30)을 통한 바디(12) 세척없이 단독으로 수행되도록 구성될 수 있다.
다른 예로, 바디 세척모듈(30)을 통한 바디(12) 세척과 팁 세척모듈(40)을 통한 팁(14) 세척은 순차적으로 수행되도록 구성될 수 있다.
또 다른 예로, 바디 세척모듈(30)을 통한 바디(12) 세척과 팁 세척모듈(40)을 통한 팁(14) 세척은 동시에 수행되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 각 세척 영역별로 개별의 세척액과 건조기체의 공급 여부 및 유량을 제어하는 장치가 구비되어 있기 때문에, 사용자가 공정조건에 따라 세척 단계를 다르게 구성하여 사용하는 것이 가능하게 된다.
첫번째 예는 사용되는 화학약품으로 인한 퓸(fume) 또는 파우더(powder) 발생 현상이 적은 경우에 적용되어, 노즐(10)의 팁(14) 부분만 집중적으로 세척함으로써, 세척시간을 줄이면서 사용주기를 빈번하게 사용할 때 적합하다.
두번째 예는 사용되는 화학약품으로 인한 퓸(fume) 또는 파우더(powder) 발생 현상이 많고, 세척시간은 길게하고 사용주기를 길게 쓸 경우에 적합하다.
세번째 예는 사용되는 화학약품으로 인한 퓸(fume) 또는 파우더(powder) 발생 현상이 많고, 세척시간을 짧고 집중적으로 구성이 필요할 때 사용하기 적합하다.
예를 들어, 이러한 예시에서, 사용 유량 및 반복횟수는 각 공정 조건에 맞게 설정이 가능하다.
이와 같이 세척 스텝 관리를 통해 사용 약품이나 공정 조건에 따라 또는 장비 사용환경에 적합하게 세척 시퀀스 구성이 가능하므로, 최적화를 통해 오염원으로부터 기판 불량을 최소화하고, 공정 효율을 높이는데 기여할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 디스펜서(1)를 구성하는 노즐(10)의 바디(12)와 팁(14)이 포켓형 노즐 세척장치(2)를 구성하는 포켓 하우징(20)에 형성되어 있는 포켓 공간(PR)에 수용된 상태에서 세척 및 건조되는 원리를 개념적으로 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 도 7의 A1-A2 단면을 기준으로 노즐(10)의 바디(12)가 바디 수용공간(BR)에 수용된 상태에서 세척액에 의해 세척되고 건조 기체에 의해 건조되는 원리를 개념적으로 설명하기 위한 도면이고, 도 9는 도 7의 B1-B2 단면을 기준으로 노즐(10)의 팁(14)이 팁 수용공간(TR)에 수용된 상태에서 세척액에 의해 세척되고 건조 기체에 의해 건조되는 원리를 개념적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 노즐(10)의 바디(12)와 팁(14)이 포켓 공간(PR)으로 출입하는 출입 영역(ER)은 바디 수용공간(BR)과 팁 수용공간(TR)보다 좁게 형성될 수 있다.
바디 세척모듈(30)은 바디 수용공간(BR)을 향하도록 포켓 하우징(20)에 형성된 복수의 바디 세척 분사홀(32)과 복수의 바디 건조 분사홀(34)을 포함하고, 바디 세척 분사홀(32)과 바디 건조 분사홀(34)은 노즐(10)의 바디(12)를 향하여 비스듬하게 경사진 방향으로 포켓 하우징(20)의 바디 수용공간(BR)에 대응하는 위치에 형성되도록 구성될 수 있다.
또한, 팁 세척모듈(40)은 팁 수용공간(TR)을 향하도록 포켓 하우징(20)에 형성된 복수의 팁 세척 분사홀(42)과 복수의 팁 건조 분사홀(44)을 포함하고, 팁 세척 분사홀(42)과 팁 건조 분사홀(44)은 노즐(10)의 팁(14)을 향하여 비스듬하게 경사진 방향으로 포켓 하우징(20)의 팁 수용공간(TR)에 대응하는 위치에 형성되도록 구성될 수 있다.
도 8을 참조하면, 도 7의 A1-A2 단면을 기준으로 노즐(10)의 바디(12)가 바디 수용공간(BR)에 수용된 상태에서 세척액에 의해 세척되고 건조 기체에 의해 건조되는 원리가 예시되어 있다. 이하의 설명에서 분사 노즐은 분사홀을 지칭한다.
바디(12) 세척을 위한 도 8의 예시에 따르면, 상부 측면방향에서 노즐(10)의 바디(12)를 바라보는 2열의 세척액 분사 노즐이 구비되고, 그 맞은편에 이와 동일하게 2열의 건조기체 분사 노즐이 구비된다. 세척액은 화살표 방향에 따라 세척대상의 표면을 세척하게 되고, 세척이 완료되면 같은 원리로 건조기체가 분사되어 세척대상의 표면에 붙은 물방울을 떨어뜨리면서 건조를 실시하게 된다. 이때 디스펜서(1)를 구성하는 노즐(10)의 바디(12) 하부영역에 건조 기체가 미치지 못해 일부 물방울이 남아 있을 수 있으므로, 하부에도 건조기체 분사 노즐을 1열 배치하여 세척대상 표면에 남아있는 물방울을 완전히 제거하도록 구성될 수 있다.
팁(14) 세척을 위한 도 9의 예시도 도 8의 예시와 동일한 원리로 각 위치에 세척액 및 건조기체의 분사 노즐을 1열 또는 그 이상 배치하여 세척대상의 세척 및 건조의 효과를 극대화할 수 있다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 디스펜서를 구성하는 노즐의 팁과 바디를 포켓 공간에 수용한 상태에서 세척 및 건조 공정을 실시하여 세척 및 건조에 소요되는 시간을 크게 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 디스펜서를 구성하는 노즐의 팁과 바디를 포켓 공간에 수용한 상태에서 세척 및 건조 공정을 실시하여 반도체 공정 중에 노즐의 팁뿐만 아니라 바디에 부착될 수 있는 오염원을 모두 완벽히 제거하여 반도체 공정 불량 요인을 안정적으로 해소할 수 있다.
1: 디스펜서(dispenser)
2: 포켓형 노즐 세척장치
10: 노즐(nozzle)
12: 바디(body)
14: 팁(tip)
20: 포켓 하우징(pocket housing)
30: 바디 세척모듈
40: 팁 세척모듈
50: 하부 배기포트
60: 상부 배기포트
32: 바디 세척 분사홀
34: 바디 건조 분사홀
42: 팁 세척 분사홀
44: 팁 건조 분사홀
300: 바디 세척용 유체 주입구
310: 제1 밸브
320: 제1 유량계
330: 제2 밸브
340: 제2 유량계
400: 팁 세척용 유체 주입구
410: 제3 밸브
420: 제3 유량계
430: 제4 밸브
440: 제4 유량계
500: 배출구
BR: 바디 수용공간
TR: 팁 수용공간
PR: 포켓 공간
ER: 출입 영역

Claims (10)

  1. 포켓형 노즐 세척장치로서,
    디스펜서를 구성하는 노즐의 바디(body)가 수용되는 바디 수용공간과 상기 노즐의 바디에 결합된 팁(tip)이 수용되는 팁 수용공간으로 이루어진 포켓 공간이 형성되어 있는 포켓 하우징;
    상기 바디 수용공간에 수용된 노즐의 바디를 세척하는 바디 세척모듈; 및
    상기 팁 수용공간에 수용된 노즐의 팁을 세척하는 팁 세척모듈을 포함하는, 포켓형 노즐 세척장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 포켓 공간은 상기 노즐을 수용할 수 있도록 상기 노즐의 형상에 대응하는 형상을 갖는 것을 특징으로 하는, 포켓형 노즐 세척장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 노즐의 바디는 상기 바디 수용공간에 수용되고 상기 노즐의 팁은 상기 팁 수용공간에 수용된 상태에서 상기 바디와 팁 중에서 적어도 하나가 세척되는 것을 특징으로 하는, 포켓형 노즐 세척장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 노즐의 바디와 팁이 상기 포켓 공간으로 출입하는 출입 영역은 상기 바디 수용공간과 상기 팁 수용공간보다 좁게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 포켓형 노즐 세척장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 바디 세척모듈은 상기 바디 수용공간을 향하도록 상기 포켓 하우징에 형성된 복수의 바디 세척 분사홀과 복수의 바디 건조 분사홀을 포함하고,
    상기 팁 세척모듈은 상기 팁 수용공간을 향하도록 상기 포켓 하우징에 형성된 복수의 팁 세척 분사홀과 복수의 팁 건조 분사홀을 포함하는 것을 특징으로 하는, 포켓형 노즐 세척장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 바디 세척 분사홀과 상기 바디 건조 분사홀은 상기 노즐의 바디를 향하여 비스듬하게 경사진 방향으로 상기 포켓 하우징의 상기 바디 수용공간에 대응하는 위치에 형성되어 있고,
    상기 팁 세척 분사홀과 상기 팁 건조 분사홀은 상기 노즐의 팁을 향하여 비스듬하게 경사진 방향으로 상기 포켓 하우징의 상기 팁 수용공간에 대응하는 위치에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 포켓형 노즐 세척장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 포켓 공간의 하부영역에 대응하는 위치의 포켓 하우징에는 하부 배기포트가 형성되어 있고,
    상기 포켓 공간의 상부영역에 대응하는 위치의 포켓 하우징에는 상부 배기포트가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 포켓형 노즐 세척장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 팁 세척모듈을 통한 팁 세척은 상기 바디 세척모듈을 통한 바디 세척없이 단독으로 수행되는 것을 특징으로 하는, 포켓형 노즐 세척장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 바디 세척모듈을 통한 바디 세척과 상기 팁 세척모듈을 통한 팁 세척은 순차적으로 수행되는 것을 특징으로 하는, 포켓형 노즐 세척장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 바디 세척모듈을 통한 바디 세척과 상기 팁 세척모듈을 통한 팁 세척은 동시에 수행되는 것을 특징으로 하는, 포켓형 노즐 세척장치.
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