KR100728882B1 - 기판세정용 이류체 분사모듈 및 이를 이용한 기판세정장치 - Google Patents

기판세정용 이류체 분사모듈 및 이를 이용한 기판세정장치 Download PDF

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KR100728882B1
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윤근식
채희성
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Abstract

본 발명은 기판세정용 이류체 분사모듈 및 이를 이용한 기판세정장치에 관한 것으로, 몸체 내부의 건조공기를 공급받는 제1수용부와, 상기 몸체 내부의 세정액을 공급받는 제2수용부와, 일단부는 상기 제1수용부와 소통되고 타단부는 상기 몸체 외부로 노출되며 측부에는 상기 제2수용부의 세정액이 유입되는 혼입구가 형성되는 분사통로를 포함하는 기판세정용 이류체 분사모듈를 제공한다. 본 발명에 의하면, 균질한 이류체를 혼합생성하여 기판 표면에 분사하므로 기판 세정효율을 월등히 향상시키는 효과가 있다. 또한 본 발명은, 다양한 방식으로 최대한 단순한 구조로 제작되므로 제작편의성 및 유지보수가 용이하다는 효과가 있다.
기판, 세정, 분사모듈, 몸체, 노즐팁

Description

기판세정용 이류체 분사모듈 및 이를 이용한 기판세정장치{Two-fluid jet module for cleaning substrate and cleaning device using thereof}
도 1은 종래 기판세정용 이류체 분사모듈의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 이류체 분사모듈의 A-A'선단면도이다.
도 3은 본 발명 기판세정용 이류체 분사모듈의 제1실시 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 기판세정용 이류체 분사모듈의 B-B'선 단면도이다.
도 5는 본 발명 기판세정용 이류체 분사모듈의 제2실시 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 기판세정용 이류체 분사모듈의 C-C선 단면도이다.
도 7은 도 5에 도시된 기판세정용 이류체 분사모듈의 D-D'선 단면도이다.
도 8은 본 발명 기판세정용 이류체 분사모듈의 제3실시 사시도이다.
도 9는 도 8에 도시된 기판세정용 이류체 분사모듈의 E-E'선 단면도이다.
도 10은 도 8에 도시된 기판세정용 이류체 분사모듈의 F-F'선 단면도이다.
도 11은 본 발명 기판세정용 이류체 분사모듈을 이용한 기판세정장치의 일실시 단면도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
100 : 몸체 110, 210 : 제1수용부
120 : 310 : 제2수용부 130, 330 : 분사통로
131, 132, 331, 332 : 혼입구 140, 340 : 노즐팁
150, 220 : 제1공급관 160 : 320 : 제2공급관
200 : 제1몸체 300 : 제2몸체
400 : 이송부 500 : 이류체 분사모듈
600 : 세정액공급부 700 : 에어공급부
본 발명은 기판세정용 이류체 분사모듈 및 이를 이용한 기판세정장치에 관한 것으로, 특히 2가지 유체를 혼합 및 증폭시켜 기판 표면에 분사하는 기판세정용 이류체 분사모듈 및 이를 이용한 기판세정장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 웨이퍼 또는 평판 디스플레이(FPD; flat panel display) 기판 등은 다양한 제조공정을 거쳐 제조되고, 이러한 제조공정 중 표면처리공정은 기판의 표면에 대하여 세정액, 에칭액 또는 현상액 등의 처리액을 처리하여 기판을 세정(cleaning), 에칭(etching), 현상(developing) 또는 스트립핑(stripping)하는 공정이다.
즉, 상기 표면처리공정에서는 콘베이어 등의 이송수단에 의하여 일정한 속도로 수평이송되는 기판의 상면, 하면 또는 상하 양면에 상기 처리액을 처리하는 것으로 기판을 세정, 에칭, 현상 또는 스트립핑한다.
그리고, 기판이 상기 표면처리공정을 포함하여 다양한 제조공정을 거치다 보 면 그 표면이 파티클 및 오염물질에 의해 오염되므로 이를 제거하기 위하여 일부 제조공정의 전/후로 상기 세정공정이 수행된다.
이와 같이, 세정공정은 기판 표면의 청정화를 위한 공정으로 일례로 약액처리공정과 린스공정과 건조공정으로 이루어지고, 특히 약액처리공정은 기판 표면의 파티클 및 오염물질의 제거를 위하여 기판 표면에 탈이온수(deionized water)나 케미칼(chemical) 등의 세정액을 처리하는 공정이다.
또한, 세정공정에서는 파티클 및 오염물질 제거를 위하여 세정액을 기판에 처리하되 세정력이 향상되도록 세정액에 건조공기(Clean Dry Air)를 혼합하여 이류체(二流體)를 생성하고, 생성된 이류체를 증폭하여 버블(buble) 형태로 기판 표면에 충돌시키는 기판세정용 이류체 분사모듈(이하 이류체 분사모듈)이 구비된 기판세정장치가 제시된 바 있다.
도 1은 종래 이류체 분사모듈의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 이류체 분사모듈의 A-A'선단면도이다.
도 1 및 도 2에 따르면, 종래 이류체 분사모듈은, 몸체(10) 내부의 혼합공간부(11)에 건조공기와 탈이온수를 공급하는 공급관(30, 40)이 각각 설치되고, 상기 혼합공간부(11)로 건조공기와 탈이온수가 각각 공급 및 혼합되어 이류체를 생성한다.
이와 같이, 몸체(10) 내부의 혼합공간부(11)에서 생성된 이류체는 몸체(10) 일단에 기판의 너비방향을 따라 설치되는 복수의 노즐팁(20)을 따라 증폭되어 버블 형태로 기판 표면에 분사된다.
이러한, 이류체 분사모듈은 기판세정효율이 향상되도록 미세하면서도 균질한 이류체를 생성하고, 생성된 이류체를 기판 표면에 대하여 균일하게 분사하는 것이 매우 중요하다.
그러나, 종래 이류체 분사모듈은 세정액과 건조공기를 개별공급 후 몸체 내부에서 단순 혼합하는 방식이므로, 각 이류체 액적의 크기가 상호 균질하게 생성되지 못하여 세정효율을 저하시켰고, 각 이류체 액적의 크기가 충분하게 미립화되지 못하여 미세세정공정에 사용되기에는 부족하다는 단점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명은, 이류체를 초미립상태로 균질하게 생성하여 분사하는 기판세정용 이류체 분사모듈 및 이를 이용한 기판세정장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 몸체 내부의 건조공기를 공급받는 제1수용부와, 상기 몸체 내부의 세정액을 공급받는 제2수용부와, 일단부는 상기 제1수용부와 소통되고 타단부는 상기 몸체 외부로 노출되며 측부에는 상기 제2수용부의 세정액이 유입되는 혼입구가 형성되는 분사통로를 포함하는 기판세정용 이류체 분사모듈을 제공한다.
상기에 있어서, 상기 분사통로는 양측부에 상기 혼입구가 상호 편심형성되어 세정액이 건조공기와 와류생성하며 유입되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은, 기판을 이송하는 이송부와, 이송되는 기판의 상측, 하측 또 는 상하 양측에 설치되는 상기 이류체 분사모듈과, 상기 이류체 분사모듈에 세정액을 공급하는 세정액공급부와, 상기 이류체 분사모듈에 건조공기를 공급하는 에어공급부를 포함하는 기판세정장치를 제공한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
<실시예 1>
도 3은 본 발명 기판세정용 이류체 분사모듈의 제1실시 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 기판세정용 이류체 분사모듈의 B-B'선 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 기판세정용 이류체 분사모듈의 제1실시예는, 건조공기를 공급받는 제1수용부(110)와, 세정액을 공급받는 제2수용부(120)와, 일단부는 상기 제1수용부(110)와 소통되고 타단부는 노즐팁(140)이 결합되며 측부에는 상기 제2수용부(120)와 소통되는 혼입구(131)가 형성되는 분사통로(130)를 포함한다.
특히, 상기 제1수용부(110)와 상기 제2수용부(120)와 상기 분사통로(130) 및 상기 혼입구(131)는 동일 몸체(100) 내에 홀가공하여 형성된다.
구체적으로, 제1수용부(110)는 몸체(100)의 상면에서 저면측을 향하여 소정깊이로 홀가공된 것이고, 분사통로(130)는 제1수용부(110)의 저단부에서 상기 몸체(100)의 저면까지 홀가공된 것이며, 제2수용부(120)는 몸체(100)의 외측면에서 분사통로(130)의 측부를 향하여 소정깊이로 홀가공된 것이고, 혼입구(131)는 제2수용 부(120)의 단부에서 분사통로(130)와 소통되도록 홀가공된 것이다.
즉, 제1수용부(110)와 분사통로(130)는 가공방향을 따라 직경이 축소되므로 홀가공이 용이하고, 마찬가지로 제2수용부(120)와 혼입구(131)도 가공방향을 따라 직경이 축소되므로 홀가공이 용이하다는 장점이 있다.
이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 기판세정용 이류체 분사모듈의 제1실시예는 제1수용부(110)로 건조공기를 공급하는 제1공급관(150)이 연결되고, 상기 제2수용부(120)로 세정액을 공급하는 제2공급관(160)이 연결된다.
따라서, 제1수용부(110)로 공급된 건조공기는 분사통로(130)를 따라 수직하방향으로 이동되고, 제2수용부(120)로 공급된 세정액은 벤츄리작용에 의해 혼입구(131)를 통하여 분사통로(130)로 고속으로 유입된다.
이에, 분사통로(130)로 고속으로 유입되는 세정액은 분사통로(130) 내부의 건조공기와 고속충돌되어 혼합되므로 종래 단순 혼합방식에 비해 더 미세하고 균질한 이류체 미스트로 생성된다.
이와 같이 혼합생성된 이류체는 분사통로(130)를 따라 이동되면서 더 미세하게 증폭되어 그 단부의 노즐팁(140)을 통하여 기판상에 분사된다.
또한, 분사통로(130)에서 혼합생성 및 증폭된 이류체는 그 단부의 노즐팁(140) 형상에 의해 특정 액적상태로 기판 표면에 분사된다.
이상과 같이 본 발명에 따른 제1실시예에서는 벤츄리작용에 의해 건조공기와 세정액이 균질한 이류체 미스트를 생성하고, 동일 몸체(100) 내부에 각 수용부(110, 120)와 분사통로(130) 및 혼입구(131)가 기계가공에 의해 형성되므로 제작편 의성이 향상된다는 효과가 있다.
<실시예 2>
도 5는 본 발명 기판세정용 이류체 분사모듈의 제2실시 사시도이고, 도 6은 도 5에 도시된 기판세정용 이류체 분사모듈의 C-C'선 단면도이며, 도 7은 도 5에 도시된 기판세정용 이류체 분사모듈의 D-D'선 단면도이다. 여기서 앞서 도시된 도면에서와 동일한 도면부호는 동일한 기능을 하는 부재를 가리킨다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 기판세정용 이류체 분사모듈의 제1실시예는, 건조공기를 공급받는 제1수용부(110)와, 세정액을 공급받는 제2수용부(120)와, 일단부는 상기 제1수용부(110)와 소통되고 타단부는 노즐팁(140)이 결합되며 측부에는 상기 제2수용부(120)와 소통되는 혼입구(131)가 형성되는 분사통로(130)를 포함하며, 특히 상기 제2수용부(120)는 몸체(100)의 외측면에서 상호 대칭되게 한쌍이 형성되고 상기 혼입구(131, 132)는 도 7에 도시된 바와 같이 분사통로(130)의 양측부에 상호 편심형성된 것이다.
따라서, 제1수용부(110)로 공급된 건조공기는 분사통로(130)를 따라 수직하방향으로 이동되고, 제2수용부(120)로 공급된 세정액은 벤츄리작용에 의해 혼입구(131, 132)를 통하여 분사통로(130)로 고속으로 유입된다.
이에, 분사통로(130)로 고속으로 유입되는 세정액은 분사통로(130) 내부의 건조공기와 회오리형상의 와류를 생성하며 고속충돌되므로 더 미세하게 증폭될 뿐만 아니라 더 균질한 이류체 미스트로 생성된다.
이와 같이 혼합생성된 이류체는 분사통로(130)를 따라 이동되면서 재차 증폭되어 그 단부의 노즐팁(140)을 통하여 기판상에 분사된다.
이상과 같이 본 발명에 따른 제2실시예에서는 건조공기와 세정액의 분사통로(130) 내에서의 유동성이 대폭 증가하도록 벤츄리구조 및 편심형성된 혼입구(131, 132)를 통하여 세정액을 분사통로(130)로 유입시키므로 건조공기와 세정액이 와류생성하며 고속충돌되어 균질하면서도 초미립상태의 이류체 미스트를 생성하는 효과가 있다.
<실시예 3>
도 8은 본 발명 기판세정용 이류체 분사모듈의 제3실시 사시도이고, 도 9는 도 8에 도시된 기판세정용 이류체 분사모듈의 E-E'선 단면도이며, 도 10은 도 8에 도시된 기판세정용 이류체 분사모듈의 F-F'선 단면도이다. 여기서 앞서 도시된 도면에서와 동일한 도면부호는 동일한 기능을 하는 부재를 가리킨다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 기판세정용 이류체 분사모듈의 제3실시예는, 건조공기를 공급받는 제1수용부(210)와, 세정액을 공급받는 제2수용부(310)와, 일단부는 상기 제1수용부(210)와 소통되고 타단부는 노즐팁(340)이 결합되며 측부에는 상기 제2수용부(310)와 소통되는 혼입구(331, 332)가 형성되는 분사통로(333)를 포함한다.
특히, 상기 제1수용부(210)와 상기 제2수용부(310)는 서로 다른 몸체(200, 300) 내부에 각각 형성되어 상하구조로 설치된다.
이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 기판세정용 이류체 분사모듈의 제3실시예는 제1수용부(210)를 형성하는 제1몸체(200)에 건조공기를 공급하는 제1공급관(220)이 연결되고, 제2수용부(310)를 형성하는 제2몸체(300)에 세정액을 공급하는 제2공급관(320)이 연결된다.
한편, 상기 <실시예 2>에서는 몸체(100)의 양측으로 형성되는 제2수용부(120)와 각 제2수용부(120)에 세정액공급하는 제2공급관(160)이 각각 구비되었으나, 본 제3실시예에서는 제2몸체(300) 일측으로만 제2공급관(320)이 연결되어도 상기 혼입구(331, 332)로 각각 세정액이 공급된다는 장점이 있다.
따라서, 제1수용부(210)로 공급된 건조공기는 분사통로(330)를 따라 수직하방향으로 이동되고, 제2수용부(320)로 공급된 세정액은 벤츄리작용에 의해 혼입구(331, 332)를 통하여 분사통로(330)로 고속으로 유입된다.
이에 분사통로(330)로 고속으로 유입된 세정액은 분사통로(330) 내부의 건조공기와 회오리형상의 와류를 생성하며 고속충돌되므로 더 미세하게 증폭될 뿐만 아니라 더 균질한 이류체 미스트로 생성된다.
이와 같이 혼합생성된 이류체는 분사통로(330)를 따라 이동되면서 재차 증폭되어 그 단부의 노즐팁(340)을 통하여 기판상에 분사된다.
이상과 같이 본 발명에 따른 제3실시예에서는 균질하면서도 초미립상태의 이류체 미스트를 생성하는 것은 물론 제2수용부(320)를 형성하는 제2몸체(300)가 구비되어 제2몸체(300) 일측으로만 제2공급관(320)이 연결되어도 와류생성을 위한 혼입구(331, 332)에 각각 세정액이 공급되고 이로 인해 기기가 간소해진다는 효과가 있다.
<실시예 4>
도 11은 본 발명 기판세정용 이류체 분사모듈을 이용한 기판세정장치의 일실시 단면도이다. 여기서 앞서 도시된 도면에서와 동일한 도면부호는 동일한 기능을 하는 부재를 가리킨다.
도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 기판세정용 이류체 분사모듈을 이용한 기판세정장치의 일실시예는 기판(S)을 이송하는 이송부(400)와, 이송되는 기판(S)의 상측, 하측 또는 상하 양측에 설치되는 상기 <실시예 1> 내지 <실시예 3> 중 어느 하나의 이류체 분사모듈(500)과, 상기 이류체 분사모듈(500)에 세정액을 공급하는 세정액공급부(600)와, 상기 이류체 분사모듈(500)에 건조공기를 공급하는 에어공급부(700)를 포함한다.
여기서, 상기 이류체 분사모듈(500)은 상기 <실시예 2>의 이류체 분사모듈(500)이 적용된 것으로 예시하였으나, 상기 <실시예1> 또는 상기 <실시예 2>의 기판세정용 이류체 분사모듈을 적용할 수 있음은 물론이다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예들을 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예들에 한정되지 않으며 본 발명의 개념을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능하다.
상기한 바와같이 본 발명은, 균질하면서도 초미립상태로 생성된 이류체 미스트를 기판 표면에 분사하므로 기판 세정효율을 월등히 향상시킬 뿐만 아니라 미세세정할 수 있다는 효과가 있다.
또한 본 발명은, 다양한 방식으로 최대한 단순한 구조로 제작되므로 제작편의성 및 유지보수가 용이하다는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 몸체에 형성되어 건조공기를 공급받는 제1수용부;
    상기 몸체에 형성되어 세정액을 공급받는 제2수용부; 및
    일단부는 상기 제1수용부와 소통되고, 타단부는 상기 몸체 외부로 노출되며, 양측부에는 상기 제2수용부의 세정액이 유입되는 혼입구가 상호 편심형성되어 세정액이 상기 건조공기와 와류생성하며 유입되도록 하는 분사통로를 포함하는 기판세정용 이류체 분사모듈.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 기판을 이송하는 이송부;
    몸체에 형성되어 건조공기를 공급받는 제1수용부와, 상기 몸체에 형성되어 세정액을 공급받는 제2수용부와, 일단부는 상기 제1수용부와 소통되고, 타단부는 상기 몸체 외부로 노출되며, 양측부에는 상기 제2수용부의 세정액이 유입되는 혼입구가 상호 편심형성되어 세정액이 상기 건조공기와 와류생성하며 유입되도록 하는 분사통로를 포함하여, 이송되는 기판의 상측, 하측 또는 상하 양측에 설치되는 이류체 분사모듈;
    상기 이류체 분사모듈에 세정액을 공급하는 세정액공급부; 및
    상기 이류체 분사모듈에 건조공기를 공급하는 에어공급부를 포함하는 기판세정장치.
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