KR100276766B1 - 기판세정장치및기판세정방법 - Google Patents

기판세정장치및기판세정방법 Download PDF

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Abstract

전해이온수를 사용하여 기판의 세정을 효율적으로 행하고, 또한 운영비용을 작게 억제할 수 있다.
사이드핀(41)에 유지된 기판(S)의 상면에 노즐(N1)로부터 음이온수가 적하(滴下)되어 액이 가득찬다. 이 상태가 소정의 시간만큼 유지됨으로써 음이온수의 작용에 의해 기판(S)의 표면의 이물이 효율적으로 제거된다.
기판 1매당 전해이온수의 사용량이 적기 때문에, 장치의 운영비용을 작게 억제할 수 있다.

Description

기판세정장치 및 기판세정방법
본 발명은 반도체 웨이퍼, 액정표시장치용 유리기판, PDP(플라즈마 디스플레이 패널)용 유리기판 등의 각종 피처리기판에 대하여 세정처리를 실시하기 위한 기판세정장치 및 기판세정방법에 관한 것이다.
반도체 장치나 액정표시장치의 제조공정에 있어서는 반도체 웨이퍼나 유리기판의 세정공정이 불가결하게 되어 있다. 예컨대, 액정표시장치용 유리기판을 세정하기 위한 장치는 자외선세정처리부, 약액세정처리부, 순수세정처리부, 및 건조처리부를 구비하고 있다. 자외선세정처리부는 기판표면에 자외선을 조사하는 것에 의해, 표면에 존재하고 있는 유기물을 분해하여 제거하고, 기판의 표면의 접촉각을 작게하여 기판표면을 친수성으로 하기 위한 처리이다. 이 처리에 의해, 약액세정처리부에서의 웨트세정의 효과를 높일 수 있다. 약액세정처리부에서는 알카리성 또는 산성의 약액에 의해 기판의 표면의 세정이 행하여지고, 유지성분이 제거되어 기판의 친수성이 높아진다. 순수세정처리부는 약액세정처리후의 기판을 린스하기 위한 것이고, 건조처리부는 순수세정후의 기판을 건조시키기 위한 것이다.
상기 구성중, 자외선세정처리부는 자외선조사램프를 구비하고 있고 이 램프의 운영비용이 비싸다는 문제가 있다. 또한, 자외선조사에는 알루미늄막이 형성된 기판을 처리하는 경우에는 알루미늄막이 산화되기 쉽다는 문제도 있다.
또한, 알카리성 또는 산성의 약액에 의한 세정에 있어서는 폐액처리에 비용이 들고, 또 환경에 대한 악영향도 고려된다.
이들의 문제를 해결하기 위한 다른 세정방법으로서, 전해이온수를 사용하는 세정기술을 적용하는 것이 고려된다. 즉, 물이나 미량의 산 또는 알카리를 첨가한 수용액으로 이루어지는 전해액에 직류전압을 인가하면, 이온의 이동에 의해 pH가 편중된 양이온수 및 음이온수가 얻어진다. 이들의 전해이온수는 고체표면에 부착된 금속이나 미립자 등의 오염물질을 효율적으로 제거하는 작용이 있는 것이 알려져있다.
이와 같은 전해이온수를 이용한 기판세정장치의 전형예는 전해이온수조에 복수매의 기판을 침지시키는 구성을 가지고 있다.
하지만, 이와 같은 구성에서는 전해이온수조에 전해이온수를 채우지 않으면 안된다. 또한, 기판표면에서 제거된 오염물질의 조중에서의 농도가 높으면, 조내의 전해이온수를 폐기하여 새로운 전해이온수로 조를 채울 필요가 있다. 그 때문에, 대량의 전해이온수를 작성할 필요가 있고, 전해이온수의 생성을 위해 사용되는 전력량이 크게 되는 등, 장치의 운영비용이 많이 든다는 문제가 있다.
따라서, 본발명의 목적은 상기한 기술적과제를 해결하고, 운영비용이 저렴하고, 또한 세정효율이 높은 기판세정장치 및 기판세정방법을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시형태의 기판세정장치의 구성을 나타내는 사시도,
도 2는 상기 기판처리장치의 간략화된 평면도,
도 3은 전해이온수 세정부에 관련하는 구성을 나타내는 계통도,
도 4는 전해이온수 세정부에 의한 처리의 흐름을 설명하기 위한 도면,
도 5는 브러쉬모듈의 구성을 나타내는 도해도이다.
** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **
21… 브러쉬 모듈, 23… 전해이온수 세정부,
41… 사이드핀(기판유지수단), 42… 롤러,
43… 푸셔핀(Pusher Pin), 47, 48… 3방 밸브,
46… 전해조, 57… 알카리성 수조,
58… 산성 수조, 53… 음극조,
54… 양극조, 59, 60… 펌프,
82… 양면 브러쉬장치(스크러브(scrub) 세정부),
83… 고압 스프레이 노즐(고압세정부),
84… D소닉세정노즐(초음파세정부),
86… 롤러, 100… 콘트롤러,
S… 기판, N1, N2… 노즐.
상기의 목적을 달성하기 위한 청구항 1에 기재된 발명은 기판을 거의 수평으로 유지하는 기판유지수단과, 전해액을 전기분해하여 양이온수와 음이온수를 생성하는 전해이온수 생성수단과, 상기 기판유지수단에 유지된 기판의 상면에 상기 양이온수 및 음이온수중 적어도 어느 한쪽의 전해이온수를 공급하는 전해이온수 공급수단과, 상기 기판유지수단에 유지된 기판의 상면에 상기 전해이온수를 가득차게 하고, 이 전해이온수가 기판의 상면에 가득찬 상태를 소정의 시간만큼 유지함으로써, 기판의 세정처리를 행하는 전해이온수 세정처리부를 구비한 것을 특징으로 하는 기판세정장치이다.
상기 구성에 의하면, 기판의 상면에 전해이온수를 가득차게 하고, 그 상태를 소정 시간만큼 유지함으로써, 전해이온수의 작용에 의해 기판의 세정처리가 달성된다. 따라서, 기판을 전해 이온수중에 침지하는 종래의 세정장치에 비교하여 전해이온수의 사용액량을 저감할 수 있고, 그 결과, 전해이온수 생성부에서의 사용전력량을 저감할 수 있다. 또한, 큰 침지조가 불필요하므로 장치의 구성이 간단하게 또한, 소형으로 된다.
게다가, 암모니아과수(過水) 등의 알카리성 세정액이나 유산과수(硫酸過水) 등의 산성세정액을 사용하는 경우에 비교하여 순수 등에 의한 유수(流水)치환에 의해, 전해이온수를 용이하게 씻어낼 수 있다. 또한, 자연환경으로 폐액된 경우에 자연에 중화되기 때문에, 자연이나 인체에 주는 영향이 작다. 또, 알카리성 세정액이나 산성세정액보다도 산화환원전위가 높고 산화환원력이 크기 때문에, 이물의 제거나 실리콘막의 에칭의 능력이 높다. 또한, 전해이온수의 비용은 저렴하므로 장치의 운영비용을 작게 억제할 수 있다.
또한, 순수만으로 유수세정하는 경우에 비교하면, 전해이온수의 분자가 이루는 집단(클러스터)이 순수의 클러스터보다 작기 때문에, 표면장력이 작고, 미세한 홀에 진입하기 쉽다. 그 때문에, 미세부의 세정능력이 높다는 이점이 있다.
게다가, 자외선을 조사함으로써 기판상의 유기물을 분해하고 기판의 접촉각을 저하시키는 종래 기술에 비교하여 장치의 구성이 간단하게 되고, 자외선 조사램프 등의 고가 부품도 필요하지 않으므로, 장치코스트 및 그 운영비용의 저감을 도모할 수 있다. 또한, 자외선에 의한 인체로의 영향을 억제할 수 있다.
청구항 2에 기재된 발명은 기판을 거의 수평으로 유지하는 기판유지수단과, 전해액을 전기분해하여 양이온수와 음이온수를 생성하는 전해이온수 생성수단과, 상기 기판유지수단에 유지된 기판의 상면에 상기 양이온수 및 음이온수중 적어도 어느 한쪽의 전해이온수를 공급하는 전해이온수 공급수단과, 상기 기판유지수단에 유지된 기판의 상면에 이 기판의 상면이 전해이온수에 의해 덮여진 상태가 유지되는데 필요하고 또한 충분한 유량으로 전해이온수를 상기 전해이온수 공급수단으로부터 공급함으로써, 기판의 세정처리를 행하는 전해이온수 세정처리부를 구비한 것을 특징으로 하는 기판세정장치이다.
이 구성에서는 기판의 상면에 전해이온수에 의해 기판의 상면이 덮여진 상태가 유지되는데 필요하고 또한 충분한 유량으로 전해이온수가 공급된다. 이것에 의해, 적은 유량으로 전해이온수를 공급하면서, 기판의 세정을 행한다. 따라서, 전해이온수중에 기판을 침지하는 종래기술에 비교하여 전해이온수의 사용량을 매우 적게 할 수 있다. 그 외, 청구항 1에 기재된 발명과 동일한 효과를 달성할 수 있다.
청구항 3에 기재된 발명은 상기 전해이온수 공급수단이 양이온수와 음이온수를 선택적으로 전환하여 기판에 공급하는 것인 것을 특징으로 하는 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 기판세정장치이다.
이 구성에 의해, 기판표면에서 제거해야할 이물의 종류에 따라서 양이온수 또는 음이온수를 선택할 수 있으므로, 각각의 전해이온수의 작용에 따라서 효율적으로 기판을 세정할 수 있다.
청구항 4에 기재된 발명은 상기 전해이온수 공급수단은 양이온수 또는 음이온수중 어느 한쪽을 기판에 공급한 후에, 다른쪽을 기판에 공급하는 것인 것을 특징으로 하는 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 기판세정장치이다.
이 구성에 의하면, 양이온수 또는 음이온수의 어느 한쪽의 전해이온수에 의해 기판의 세정을 행한 후에, 다른쪽의 전해이온수를 기판에 공급하는 것에 의해 전해이온수가 신속하게 중화된다. 이것에 의해 다음 공정의 처리로 신속하게 이행할 수 있기 때문에, 전체 처리시간을 단축할 수 있다.
청구항 5에 기재된 발명은 소정 압력으로 가압된 세정액을 기판에 공급하고, 그 압력의 작용에 의해 기판을 세정하는 고압세정부와, 초음파진동이 부여된 순수를 기판에 공급하고, 그 진동의 작용에 의해 기판을 세정하는 초음파세정부를 더 구비한 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 청구항 4의 어느 하나에 기재된 기판처리장치이다.
이 구성에 의하면, 고압세정액에 의한 기판의 세정과, 초음파 진동이 부여된 순수에 의한 기판의 세정을 행할 수 있기 때문에, 기판상의 미세한 이물을 효과적으로 제거할 수 있다.
청구항 6에 기재된 발명은 기판의 표면을 스크러브하여 세정하는 스크러브세정부를 더 구비한 것을 특징으로 하는 청구항 5에 기재된 기판처리장치이다.
이 구성에 의하면, 기판을 스크러브세정함으로써, 기판상의 비교적 큰 이물을 효과적으로 제거할 수 있다.
청구항 7에 기재된 발명은 상기 기판유지수단에서 기판을 이송하여 상기 스크러브세정부, 상기 고압세정부, 및 상기 초음파세정부의 순서로 기판을 반송하는 기판반송수단을 구비한 것을 특징으로 하는 청구항 6에 기재된 기판세정장치이다.
이 구성에 의하면, 복수종류의 세정처리의 순서가 적절하게 정해져 있기 때문에, 효율적으로 기판을 세정할 수 있다.
청구항 8에 기재된 발명은 전해액을 전기 분해하여 양이온수와 음이온수를 생성하는 전해이온수 생성공정과, 거의 수평으로 유지된 기판의 상면에 상기 양이온수 및 음이온수중 적어도 어느 한쪽의 전해이온수를 공급하는 전해이온수 공급공정과, 상기 기판유지수단에 유지된 기판의 상면에 전해이온수를 가득차게 하고, 이 기판의 상면에 전해이온수가 가득찬 상태를 소정시간만큼 유지함으로써, 기판의 세정처리를 행하는 전해이온수 세정처리공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판세정장치이다.
이 방법에 의해, 청구항 1의 발명과 동일한 효과가 달성된다.
청구항 9에 기재된 발명은 전해액을 전기 분해하여 양이온수와 음이온수를 생성하는 전해이온수 생성공정과, 상기 기판유지수단에 유지된 기판의 상면에 이 기판의 상면이 상기 양이온수 및 음이온수중 적어도 어느 한쪽의 전해이온수에 의해 덮여진 상태를 유지하는데 필요하고 또한 충분한 유량으로 전해이온수를 공급함으로써, 기판의 세정처리를 행하는 전해이온수 세정처리공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판세정방법이다.
이 방법에 의해, 청구항 2의 발명과 동일한 효과가 달성된다.
청구항 10에 기재된 발명은 상기 전해이온수 공급공정이 양이온수와 음이온수를 선택적으로 전환하여 기판에 공급하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 청구항 8 또는 청구항 9에 기재된 기판세정장치이다.
이 방법에 의해, 청구항 3의 발명과 동일한 효과가 달성된다.
청구항 11에 기재된 발명은 상기 전해이온수 공급공정이 양이온수 또는 음이온수중 어느 한쪽을 기판에 공급한 후에, 다른쪽을 기판에 공급하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 청구항 8 또는 청구항 9에 기재된 기판세정방법이다.
이 방법에 의해 청구항 4의 발명과 동일한 효과가 달성된다.
청구항 12에 기재된 발명은 소정압력으로 가압된 세정액을 기판에 공급하고, 그 압력의 작용에 의해 기판을 세정하는 고압세정공정과, 초음파진동이 부여된 순수를 기판에 공급하고, 그 진동의 작용에 의해 기판을 세정하는 초음파세정공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 청구항 8 내지 청구항 11의 어느 하나에 기재된 기판세정방법이다.
이 방법에 의해, 청구항 5의 발명과 동일한 효과가 달성된다.
청구항 13에 기재된 발명은 기판의 표면을 스크러브하여 세정하는 스크러브 세정공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 청구항 12에 기재된 기판세정방법이다.
이 방법에 의해 청구항 6의 발명과 동일한 효과가 달성된다.
청구항 14에 기재된 발명은 상기 전해이온수 세정처리공정 후에, 상기 스크러브세정공정, 상기 고압세정공정, 및 상기 초음파세정공정이 이 순서로 행하여지는 것을 특징으로 하는 청구항 13에 기재된 기판세정방법이다.
이 방법에 의해, 청구항 7의 발명과 동일한 효과가 달성된다.
이하에서는, 본 발명의 실시형태를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시형태에 관한 기판세정장치의 전체구성을 나타내는 사시도이다. 또한, 도 2는 도 1의 구성의 간략화된 평면도이다. 이 기판세정장치는 장치의 앞쪽에 인덱서부(1)를 가지고, 장치의 뒷쪽에 세정처리부(2)를 가지고, 인덱서부(1)와 세정처리부(2)의 사이에 반송부(3)를 가지고 있다.
인덱서부(1)는 기판을 복수매, 예컨대 25매 수납가능한 카세트(4)를 각각 올려놓을 수 있는 복수의 카세트재치부(11)를 가지고 있다. 이 복수의 카세트재치부(11)는 장치의 좌우방향을 따라서 일직선모양으로 배열되어 있다.
세정처리부(2)는 기판의 양면을 세정하는 브러쉬모듈(21)과, 기판을 회전시키면서 기판표면을 세정하는 스핀부(22)가 인덱서부(1)에서 일정한 간격만큼 떨어진 상태로 카세트(4)의 배열방향과 거의 평행하게 대향하여 배열되어 있다. 또한, 브러쉬모듈(21)의 상방에는 기판의 표면을 전해이온수에 의해 세정하기 위한 전해이온수 세정부(23)가 배치되어 있다.
전해이온수 세정부(23)와 브러쉬모듈(21)과의 사이에는 푸셔핀 등으로 구성된 후술하는 엘레베이터기구가 설치되어 있고, 전해이온수에 의한 세정처리를 받은 후의 기판은 이 엘레베이터기구에 의해 브러쉬모듈(21)로 하강하도록 되어 있다. 브러쉬모듈(21)은 기판을 스핀부(22)를 향해 롤러반송하면서, 기판의 양면 또는 이면만을 브러쉬세정하는 것이다. 롤러반송의 종점부근에는 기판을 들어올리기 위한 브러쉬핀이 설치되어 있고, 이 브러쉬핀에서 셔틀반송핸드(5)로 기판이 이송되도록 되어 있다. 셔틀반송핸드(5)는 브러쉬모듈(21)의 배출부(21b)에서 수취된 기판을 스핀부(22)로 반입하기 위한 것이다.
스핀부(22)는 자전공전브러쉬(22a)에 의한 기판의 브러쉬세정처리, 초음파노즐(22b)에서 초음파진동이 부여된 순수를 기판표면에 샤워 모양으로 토출하는 초음파 샤워 세정처리, 및 순수노즐(22c)에 의한 순수린스처리를 이 순서로 행하고, 기판표면을 세정한다. 이것에 이어서, 스핀부(22)내에서 기판을 고속회전시킴으로써, 수분을 뿌리쳐서 기판을 건조시킨다.
반송부(3)는 카세트재치부(11)의 배열방향을 따라서 형성된 직선모양의 반송로(6)를 가지고 있다. 이 반송로(6)를 따라서 왕복직선주행이 가능하도록 반송로봇(33)이 배치되어 있다. 반송로봇(33)은 연직축 둘레로 회전동작이 자유로운 제1 암(36)과, 이 제1 암(36)의 선단에 연직축 둘레로 회전동작이 자유롭도록 설치된 제2 암(37)과, 이 제2 암(37)의 선단에 연직축 둘레로 회전동작이 자유롭도록 설치된 핸드(38)를 가지고 있다. 핸드(38)의 선단부근에는 복수의 흡착구멍(도시생략)이 설치되어 있고, 기판의 하면을 흡착하여 유지할 수 있도록 되어 있다. 제1 암(36)은 승강기구(도시생략)에 의해 승강가능하게 되어 있고, 이것에 의해, 제1 암(36), 제2 암(37) 및 핸드(38)는 일체적으로 승강할 수 있다.
이 구성에 의해 반송부(3)는 인덱서부(1)의 임의의 카세트(4)에 억세스하여 1매의 기판을 그 카세트(4)로부터 반출하거나 1매의 기판을 그 카세트(4)에 반입하거나 할 수 있다. 또한, 반송부(3)는 전해이온수 세정부(23)에 그 입구(23a)로부터 미처리 기판을 반입하거나 스핀부(22)에서 처리가 종료된 기판을 그 스핀부(22)로부터 반출할 수 있다.
도 3은 전해이온수 세정부(23)에 관련하는 구성을 설명하기 위한 계통도이다. 전해이온수 세정부(23)는 기판(S)을 처리높이에서 유지하기 위한 복수의 사이드핀(41)을 구비하고 있다. 이 사이드핀(41)보다 하방에는 이온수 세정처리가 행해진후의 기판을 롤러 반송하기 위한 복수의 롤러(42)가 브러쉬모듈(21)내에 설치되어 있다. 이 롤러(42)와 사이드핀(41) 사이에서 기판을 승강하기 위한 엘레베이터기구를 구성하는 복수의 푸셔핀(43)이 구비되어 있다. 사이드핀(41)은 기판(S)에 대하여 근접/이반(離反)하는 방향으로 변위가능하고, 기판(S)의 둘레부를 지지할 수 있는 것이고, 사이드핀 구동기구(44)에 의해 구동된다. 푸셔핀(43)은 복수의 롤러(42)의 사이에 설치되어 있고, 푸셔핀 구동기구(45)에 의해 상하방향으로 승강된다.
사이드핀(41)의 상방에는 기판(S)의 상면의 중앙을 향해 전해이온수를 공급하기 위한 노즐(N1 및 N2)이 배치되어 있다. 노즐(N1)은 음이온(OH-)수를 공급하기 위한 것이고, 노즐(N2)은 양이온(H+)수를 공급하기 위한 것이다. 이들의 노즐(N1 및 N2)에는 각각 3방밸브(47, 48)를 통하여 전해조(46)에서 음이온수 및 양이온수가 공급되도록 되어 있다.
전해조(46)는 음전극(51) 및 양전극(52)과, 음전극(51)이 침지되는 음극조부(53)와, 양전극(52)이 침지되는 양극조부(54)와, 음극조부(53) 및 양극조부(54)를 구획하고 있는 이온 격막(55)을 가지고 있다. 음전극(51)과 양전극(52)의 사이에는 양전극(52)측의 전위가 높게 되도록 전위차가 부여된다. 음극조부(53)에는 알카리성 수조(57)에서 펌프(59), 오토댐퍼(61) 및 필터(75)를 통해 알카리성 물이 공급되고 있다. 또한 양극조부(54)에는 산성 수조(58)에서 펌프(60), 오토댐퍼(62) 및 필터(76)를 통해 산성수가 공급되고 있다. 오토댐퍼(61, 62)는 예컨대 막 펌프(diaphragm pump)로 이루어지는 펌프(59, 60)에 의해 발생하는 맥동을 완화한다.
이와 같은 구성에 의해 전해조(46)에 있어서는 전해액의 전기분해가 일어나고, H2가스가 발생하는 음극조부(53)에서는 음이온(OH-)이 생성되고, O2가스가 발생하는 양극조부(54)에서는 양이온(H+)이 생성된다. 이것에 의해, 음극조부(53)에서 음이온을 다량으로 포함한 음이온수가 생성되고, 양극조부(54)에서는 양이온을 다량으로 포함한 양이온수가 생성된다.
음극조부(53)내의 음이온수는 펌프(59)의 작용에 의해, 3방밸브(47)로 압송된다. 3방밸브(47)는 노즐(N1) 또는 알카리성 수조(57)에 결합된 순환로(63)의 어느 하나에 음이온수를 공급한다. 따라서, 3방밸브(47)의 전환에 의해, 기판(S)의 표면에 필요한 시간만큼 음이온수를 공급할 수 있다.
양극조부(54)내의 양이온수도 마찬가지로, 펌프(60)의 작용에 의해, 3방밸브(48)로 압송된다. 이 3방밸브(48)는 노즐(N2) 또는 산성 수조(58)에 결합된 순환로(64)의 어느 하나에 양이온수를 공급한다. 이것에 의해 3방밸브(48)의 전환에 의해 기판(S) 표면에 필요한 시간만큼 양이온수를 공급할 수 있다.
3방밸브(47, 48)는 콘트롤러(100)에 의해 제어되도록 되어 있고, 음이온수 및 양이온수 중 어느 한쪽만이 선택적으로 기판(S)에 공급되도록 전환 제어된다.
또한, 순환로(63, 64)를 통해 음이온수 및 양이온수를 순환시킴으로써, 각 전해이온수의 이온농도를 기판(S)의 세정처리에 필요한 값까지 높힐 수 있다.
음이온수 및 양이온수를 생성하는 기초로 되는 전해액은 순수에 전해질로서의 염화암모늄을 혼합하는 것에 의해 얻어진다. 즉, 염화암모늄 공급유닛(65)에서 밸브(66) 및 유량계(67)를 통해 조합유닛(69)에 염화암모늄이 공급된다. 그리고, 조합유닛(69)에 있어서, 순수에 염화암모늄이 혼합된다. 이렇게 얻어진 전해액은 펌프(70)의 작용에 의해 유량조정밸브(71) 및 유량계(73)를 통해 알카리성 수조(57)에 공급됨과 동시에, 밸브(72) 및 유량계(74)를 통해 산성 수조(58)에 공급된다.
도 4는 전해이온수 세정부(23)에서의 세정처리의 흐름을 설명하기 위한 도면이다. 반송로봇(33)(도1 참조)은 기판(S)을 입구(23a)로부터 반입하고, 사이드핀(41)에 올린 후, 퇴피한다. 그 후, 콘트롤러(100)의 제어상태, 예컨대 3방밸브(47)가 노즐(N1)측에 개방된다. 이것에 의해, 도 4의 (a)에 나타낸 바와 같이, 노즐(N1)에서 음이온수가 적하(滴下)되어 기판(S)의 표면에 음이온수가 고이게 된다. 콘트롤러(100)는 기판(S)의 표면의 전체 영역이 구석구석까지 음이온수에 의해 덮이는데 필요충분한 소정시간의 경과후에, 3방밸브(47)를 순환로(63)측으로 전환한다. 이것에 의해 음이온수가 불어나게 된다.
기판(S)에 음이온수가 불어난 상태에서 이 음이온수에 의한 기판의 세정이 완료되는데 필요한 소정시간(예컨대, 60초)이 대기된다(도 4의 (b)). 그 후, 3방밸브(48)가 소정시간만큼 노즐(N2)측에 개방되고, 이 노즐(N2)로부터 양이온수가 기판(S)에 공급된다(도 4의 (c)). 이것에 의해, 기판(S)의 세정에 사용된 음이온수가 빠르게 중화된다.
그 후, 도 4의 (d)에 나타낸 바와 같이, 푸셔핀(43)이 상승하고, 기판(S)을 사이드핀(41)보다 상방으로 밀어올린다. 다음에, 도 4의 (e)에 나타낸 바와 같이, 사이드핀(41)이 기판(S)에서 퇴피하고, 그 후, 푸셔핀(43)이 하강한다. 푸셔핀(43)의 하강의 과정에서, 도 4의 (f)에 나타낸 바와 같이, 음이온수에 의한 세정이 완료된 기판(S)은 롤러(42)로 이송된다. 이 때, 반송로봇(33)은 사이드핀(41)에 다음에 처리해야할 기판(S1)을 옮겨 싣는다.
이렇게하여, 전해이온수 세정부(23)에 있어서는, 기판(S)이 1매씩 음이온수에 의해 세정되고, 이 세정에 사용되는 음이온수의 양은 필요충분한 양으로 제한된다.
또한, 기판(S)상의 음이온수를 양이온수로 중화할 필요는 없다. 따라서, 도 4의 (b)의 상태에서, 예컨대 40초만큼 대기한 후, 푸셔핀(43)에 기판(S)을 이송하도록 해도 된다. 이 경우, 도 4의 (d)의 상태에서 도 4의 (f)의 상태로 이행할때까지 예컨대, 20초의 시간을 필요로 한다면, 기판(S)의 상면은 합계 60초 동안에 걸쳐 음이온수에 의한 세정작용을 받게 된다. 이 경우에는 도 3 및 도 4에 있어서, 노즐(N2), 3방밸브(48)는 불필요하게 되고, 양이온수는 순환로(64)에만 공급된다.
도 5는 브러쉬모듈(21)의 구성을 개략적으로 설명하기 위한 개념도이다. 롤러(42)에 의해 롤러반송되어 오는 기판(S)은 기판(S)의 반송로의 상방 및 하방에 배치된 복수의 세정노즐(80) 및 복수의 스크러브 브러쉬(81)로 이루어지는 양면 브러쉬장치(82)에 의해 스크러브 세정을 받아 비교적 큰 이물이 제거된다. 이 스크러브 세정 후의 기판(S)의 상면에는 고압 스프레이 노즐(83)에서 소정 압력으로 가압된 세정액, 예컨대, 순수가 스프레이되고, 게다가, D소닉세정노즐(84)에서는 초음파진동이 부여된 순수가 공급된다. 이것에 의해 전해이온수가 세정액, 예컨대 순수로 치환됨과 동시에 고압 스프레이에 의해 이물이 제거된다. 또한, 초음파세정에 의한 물리적 세정이 행하여진다. 이렇게 하여 기판(S)상의 미세한 이물이 제거된다.
그 후, 배출부(21b)에 도달된 기판(S)은 복수의 푸셔핀(85)에 의해 들어올려지고, 셔틀반송핸드(5)(도 1 및 도 2 참조)로 이송된다. 양면 브러쉬장치(82)에 의한 스크러브 세정을 받은 기판(S)에 대하여 고압 스프레이 노즐(83) 및 D소닉 세정노즐(84)에 의한 각 처리를 차례로 실시하기 위해, 브러쉬 모듈(21)에는 배출부(21b)를 향해 기판을 반송하기 위한 복수의 롤러(86)가 설치되어 있다. 배출부(21b)에 설치된 푸셔핀(85)은 롤러(86)의 사이의 위치에서 승강하도록 되어 있다.
이상과 같이 본 실시형태의 기판세정장치에 의하면, 전해이온수 세정부(23)는 기판(S)에 음이온수를 가득차게 함으로써 이 음이온수에 의한 세정을 달성하고 있다. 그 때문에, 소량의 음이온수로 충분한 처리를 효율적으로 행할 수 있기 때문에, 전해이온수의 공급량을 적게할 수 있다. 이것에 의해, 장치의 운영비용을 저감할 수 있다.
전해이온수의 소비량에 대한 본건 발명자에 의한 시산예(試算例)를 다음에 나타낸다.
예컨대, 액정표시장치용 유리기판을 롤러반송하면서, 기판의 상면에 전해이온수를 연속으로 스프레이하여 세정을 행하는 연속낱장방식을 채용하는 것이 고려된다. 이 경우, 전해이온수는 예컨대, 약 27리터/분으로 된다. 유리기판을 60초/매의 빠르기로 처리하도록 반송하면, 기판 1매당 전해이온수 소비량은 약 27리터/매이다.
이것에 대하여, 동일한 유리기판을 본 실시형태의 장치로 처리할 경우에는 전해이온수의 공급량은 예컨대, 약 0.3리터/분으로 된다. 따라서, 마찬가지로, 60초로 1매의 유리기판을 처리한다고 하면, 기판 1매당 전해이온수 소비량은 약 0.3리터/매로 된다.
따라서, 연속낱장방식의 경우에 비교하여 전해이온수의 사용량을 약 1/90으로 저감할 수 있다. 침지식의 경우에 비교하여 전해이온수의 사용량이 현저하게 저감되는 점에 대해서는 설명필요도 없다.
본 발명의 하나의 실시형태에 대해서 설명했지만, 본 발명은 상기의 실시형태에 한정되지 않는다. 예컨대, 상기의 실시형태에서는 소정시간만큼 음이온수를 공급하고, 기판표면에 음이온수가 고루 퍼진 시점에서 음이온수의 공급을 정지하고 있지만, 전해이온수를 기판표면을 전해이온수로 도포하는데 필요충분한 적은 유량으로 연속적으로 기판의 표면에 공급하도록 해도 전해이온수의 사용량을 효과적으로 저감할 수 있다.
또한, 상기의 실시형태에서는 음이온수를 기판의 세정을 위해 사용하고 있지만, 기판상의 이물의 종류에 따라서는 양이온수가 사용되어도 된다. 일반적으로 양이온수에는 금속제거, 유기물제거, 표면산화 및 살균의 각 작용이 있고, 음이온수에는 미립자제거 및 표면산화방지의 각작용이 있기 때문에, 이들을 고려하여 어느 하나의 전해이온수를 사용할 것인가를 결정하면 된다.
또한, 상기의 실시형태에서는 전해액으로서 순수에 염화 암모늄을 첨가한 수용액을 사용하고 있지만, 순수를 사용해도 된다. 다만, 전해질의 첨가에 의해, 전해이온수의 산화환원전위를 높일 수 있기 때문에, 상기한 각 작용을 강하게 발휘할 수 있다. 예컨대, 순수에서 얻어진 양이온수에서는 금속이 기판에 부착하는 것을 방지할 수 있을 뿐인 것에 대하여, 전해질을 순수에 첨가한 수용액에서 얻어진 양이온수에서는 기판에 부착된 금속을 제거할 수 있다. 마찬가지로, 순수에서 얻어진 음이온수에서는 미립자가 기판에 부착하는 것을 방지할 뿐인 것에 대하여, 전해질을 순수에 첨가한 수용액에서 얻어진 음이온수는 기판에 부착된 미립자를 제거하는 작용을 가질 수 있다.
또한, 상기의 실시형태에서는 액정표시장치용 유리기판을 세정하는 장치를 예로서 설명했지만, 본 발명은 PDP표시장치용 유리기판이나 반도체 웨이퍼 등의 다른 종류의 피처리기판에 대해서도 널리 적용할 수 있는 것이다.
그 외, 특허청구의 범위에 기재된 기술적 사항의 범위에서 여러 가지의 설계변경을 실시하는 것이 가능하다.

Claims (18)

  1. 기판을 거의 수평으로 유지하는 기판유지수단과,
    전해액을 전기분해하여 양이온수와 음이온수를 생성하는 전해이온수 생성수단과,
    상기 기판유지수단에 의해 정지상태에서 수평으로 유지된 기판의 상면에 상기 양이온수 및 음이온수중 적어도 어느 한쪽의 전해이온수를 공급하는 전해이온수 공급수단과,
    상기 기판유지수단에 의해 정지상태에서 수평으로 유지된 기판의 상면에 상기 전해이온수를 가득차게 하고, 이 전해이온수가 기판의 상면에 가득찬 상태를 소정시간만큼 유지함으로써, 기판의 세정처리를 행하는 전해이온수 세정처리부를 구비한 것을 특징으로 하는 기판세정장치.
  2. 기판을 거의 수평으로 유지하는 기판유지수단과,
    전해액을 전기분해하여 양이온수와 음이온수를 생성하는 전해이온수 생성수단과,
    상기 기판유지수단에 의해 정지상태에서 거의 수평으로 유지된 기판의 상면에 상기 양이온수 및 음이온수중 적어도 어느 한쪽의 전해이온수를 공급하는 전해이온수 공급수단과,
    상기 기판유지수단에 의해 정지상태에서 거의 수평으로 유지된 기판의 상면에 이 기판의 상면이 전해이온수에 의해 덮여진 상태가 유지되는데 필요하고 또한 충분한 유량으로 전해이온수를 상기 전해이온수 공급수단에서 공급함으로써, 기판의 세정처리를 행하는 전해이온수 세정처리부를 구비한 것을 특징으로 하는 기판세정장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 전해이온수 공급수단은 양이온수와 음이온수를 선택적으로 전환하여 기판에 공급하는 것인 것을 특징으로 하는 기판세정장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 전해이온수 공급수단은 양이온수 또는 음이온수중 어느 한쪽을 기판에 공급한 후에, 다른쪽을 기판에 공급하는 것인 것을 특징으로 하는 기판세정장치.
  5. 제 1 항 또는 제2 항에 있어서,
    소정 압력으로 가압된 세정액을 기판에 공급하고, 그 압력의 작용에 의해 기판을 세정하는 고압세정부와,
    초음파진동이 부여된 순수를 기판에 공급하고, 그 진동의 작용에 의해 기판을 세정하는 초음파세정부를 더 구비한 것을 특징으로 하는 기판세정장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    기판의 표면을 스크러브하여 세정하는 스크러브세정부를 더 구비한 것을 특징으로 하는 기판세정장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 기판유지수단에서 기판을 이송하고, 상기 스크러브세정부, 상기 고압세정부, 및 상기 초음파 세정부의 순서로 기판을 반송하는 기판반송수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 기판세정장치.
  8. 전해액을 전기분해하여 양이온수와 음이온수를 생성하는 전해이온수 생성공정과,
    기판유지수단에 의해 정지상태에서 거의 수평으로 유지된 기판의 상면에 상기 양이온수 및 음이온수중 적어도 어느 한쪽의 전해이온수를 공급하는 전해이온수 공급공정과,
    상기 기판유지수단에 의해 정지상태에서 거의 수평으로 유지된 기판의 상면에 전해이온수를 가득차게 하고, 이 기판의 상면에 전해이온수가 가득찬 상태를 소정 시간만큼 유지함으로써, 기판의 세정처리를 행하는 전해이온수 세정처리공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판세정방법.
  9. 전해액을 전기 분해하여 양이온수와 음이온수를 생성하는 전해이온수 생성공정과,
    상기 기판유지수단에 의해 정지상태에서 거의 수평으로 유지된 기판의 상면에 이 기판의 상면이 상기 양이온수 및 음이온수중 적어도 어느 한쪽의 전해이온수에 의해 덮여진 상태를 유지하는데 필요하고 또한 충분한 유량으로 전해이온수를 공급함으로써, 기판의 세정처리를 행하는 전해이온수 세정처리공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판세정방법.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 전해이온수 공급공정은 양이온수와 음이온수를 선택적으로 전환하여 기판에 공급하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판세정방법.
  11. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 전해이온수 공급공정은 양이온수 또는 음이온수중 어느 한쪽을 기판에 공급한 후에 다른쪽을 기판에 공급하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판세정방법.
  12. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    소정 압력으로 가압된 세정액을 기판에 공급하고, 그 압력의 작용에 의해 기판을 세정하는 고압세정공정과,
    초음파 진동이 부여된 순수를 기판에 공급하고, 그 진동의 작용에 의해 기판을 세정하는 초음파세정공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판세정방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    기판의 표면을 스크러브하여 세정하는 스크러브 세정공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판세정방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 전해이온수 세정처리공정 후에 상기 스크러브세정공정, 상기 고압세정공정, 및 상기 초음파세정공정이 이 순서로 행하여지는 것을 특징으로 하는 기판세정방법.
  15. 제 3 항에 있어서,
    소정 압력으로 가압된 세정액을 기판에 공급하고, 그 압력의 작용에 의해 기판을 세정하는 고압세정부와,
    초음파진동이 부여된 순수를 기판에 공급하고, 그 진동의 작용에 의해 기판을 세정하는 초음파 세정부를 더 구비한 것을 특징으로 하는 기판세정장치.
  16. 제 4항에 있어서,
    소정 압력으로 가압된 세정판을을 기판에 공급하고, 그 압력의 작용에 의해 기판을 세정하는 고압세정부와,
    초음파진동이 부여된 순수를 기판에 공급하고, 그 진동의 작용에 의해 기판을 세정하는 초음파세정부를 더 구비한 것을 특징으로 하는 기판세정장치.
  17. 제 10 항에 있어서,
    소정 압력으로 가압된 세정액을 기판에 공급하고, 그 압력의 작용에 의해 기판을 세정하는 고압세정공정과,
    초음파 진동이 부여된 순수를 기판에 공급하고, 그 진동의 작용에 의해 기판을 세정하는 초음파세정공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판세정방법.
  18. 제 10 항에 있어서,
    소정 압력으로 가압된 세정액을 기판에 공급하고, 그 압력의 작용에 의해 기판을 세정하는 고압세정공정과,
    초음파 진동이 부여된 순수를 기판에 공급하고, 그 진동의 작용에 의해 기판을 세정하는 초음파세정공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판세정방법.
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