KR20110062026A - 기판 세정 장치 - Google Patents

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KR20110062026A
KR20110062026A KR1020090118594A KR20090118594A KR20110062026A KR 20110062026 A KR20110062026 A KR 20110062026A KR 1020090118594 A KR1020090118594 A KR 1020090118594A KR 20090118594 A KR20090118594 A KR 20090118594A KR 20110062026 A KR20110062026 A KR 20110062026A
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cleaning
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이주동
김붕
송길훈
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세메스 주식회사
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Abstract

기판 세정 장치가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 장치는, 기판을 지지하는 기판 지지부, 상기 기판의 상면에 세정액을 분사하는 프론트노즐, 상기 기판 지지부의 상부면에 설치되며, 공정시 상기 기판의 이면으로 상기 세정액을 분사하는 백노즐부, 및 발생된 초음파를 상기 세정액에 인가하는 초음파 발생기를 포함하되, 상기 백노즐부는 상기 기판의 이면에 대하여 수직방향으로 상기 세정액을 분사하는 제1 분사구가 형성된 제1 노즐, 및 상기 기판의 이면에 대하여 사선방향으로 상기 세정액을 분사하는 제2 분사구가 형성된 제2 노즐을 포함한다.
세정, 노즐, 초음파

Description

기판 세정 장치{Substrate Cleaning Apparatus}
본 발명은 기판 세정 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 초음파를 이용한 기판 세정시 기판의 상면 및 이면을 동시에 세정함으로써 공정시간을 단축시키며, 기판의 이면의 에지부까지 고른 세정이 가능하고, 세정력을 향상시킬 수 있는 기판 세정 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 기판에는 증착, 리소그래피, 식각, 화학적/기계적 연마, 세정, 건조 등과 같은 단위 공정들이 반복적으로 수행된다. 상기 단위 공정들 중에서 세정 공정은 각각의 단위 공정을 수행하는 동안, 반도체 기판의 표면에 부착되는 이물질이나 불필요한 막을 제거하는 공정이다.
반도체 기판 상에 형성되는 패턴이 미세화되고, 패턴의 종횡비(aspect ratio)가 커짐에 따라 점차 세정 공정의 중요도가 커지고 있다. 그리고, 완벽한 세정을 위하여 기판 세정 장치가 지속적으로 개발되었다. 최근에는 세정액에 수백 kHz 이상의 초음파 진동을 인가하는 기판 세정 장치가 주로 사용되고 있다.
초음파를 이용한 세정은 주로 입자 가속도와 초음파의 캐비테이션 현상에 의해 이루어진다. 캐비테이션 현상은 초음파의 에너지가 용액 중에 전파될 때 초음파 의 압력에 의해 미세기포가 생성되고 소멸되는 현상으로 매우 큰 압력과 고온을 동반한다. 이 충격파에 의해 용액 중에 담겨 있는 피세척물의 내부 깊숙히 보이지 않는 곳까지 단 시간내에 세척이 가능해진다.
종래 초음파를 이용한 세정 장치에서 초음파 발생기는 기판의 상면에 배치되는데, 이 경우, 기판의 상면에서 시작된 초음파 진동이 기판의 이면까지 전달되지 못하여 기판의 상면 및 이면을 동시에 세정하지 못한다. 그렇기 때문에, 기판의 이면을 세정하기 위해서는 기판을 뒤집는 별도의 장치가 필요하며, 기판의 이면을 세정하기 위해서 공정 시간이 늘어나는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 초음파를 이용한 기판 세정시 기판의 상면 및 이면을 동시에 세정함으로써 공정시간을 단축시키며, 기판의 이면의 에지부까지 고른 세정이 가능하고, 세정력을 향상시킬 수 있는 기판 세정 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 기판 세정 장치의 일 태양은, 기판을 지지하는 기판 지지부, 상기 기판의 상면에 세정액을 분사하는 프론트노즐, 상기 기판 지지부의 상부면에 설치되며, 공정시 상기 기판의 이면으로 상기 세정액을 분사하는 백노즐부, 및 발생된 초음파를 상기 세정액에 인가하는 초음파 발생기를 포함하되, 상기 백노즐부는 상기 기판의 이면에 대하여 수직방향으로 상 기 세정액을 분사하는 제1 분사구가 형성된 제1 노즐, 및 상기 기판의 이면에 대하여 사선방향으로 상기 세정액을 분사하는 제2 분사구가 형성된 제2 노즐을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 초음파를 이용한 기판 세정시 기판의 상면 및 이면을 동시에 세정함으로써 공정시간을 단축시킬 수 있으며, 기판의 이면의 에지부까지 고른 세정이 가능하고, 세정력을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
하나의 소자(elements)가 다른 소자와 "접속된(connected to)" 또는 "커플링 된(coupled to)" 이라고 지칭되는 것은, 다른 소자와 직접 연결 또는 커플링된 경우 또는 중간에 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 하나의 소자가 다른 소자와 "직접 접속된(directly connected to)" 또는 "직접 커플링된(directly coupled to)"으로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자를 개재하지 않은 것을 나타낸다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
본 명세서에서 사용되는 용어 중 기판의 상면은 기판의 양면 중 패턴이 형성된 면을 지칭하고, 기판의 이면은 그 반대면을 지칭한다.
이하, 본 발명의 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다. 도 2는 도 1에 도시된 초음파 발생기를 설명하기 위한 상세도이다.
도 1을 참조하면, 기판 세정 장치(100)는 바울(110), 기판 지지부(120), 백노즐부(130), 프론트노즐(150), 초음파 발생기(290)를 포함한다.
바울(bowl)(110)은 기판 지지부(120)를 둘러싸며, 기판(10)의 세정 공정이 진행되는 공간을 제공한다. 바울(110)은 기판(10)으로부터 비산되는 세정액을 차단할 수 있으며, 기판(10)의 로딩 및 언로딩을 위해 상하 이동 가능하도록 설치될 수 있다.
바울(110)의 하부에는 세정액을 배출시키는 배출관(140)이 형성될 수 있으며, 배출관(140)을 통해 바울(110)에 의해 차단된 세정액을 다시 수거하여 세정액으로 재사용할 수도 있다.
기판 지지부(120)는 바울(110) 내측에 설치된다. 기판 지지부(120)는 세정 공정시 기판(10)을 지지한다. 기판 지지부(120)는 구동부(125)에 의해 회전될 수 있다. 기판 지지부(120)는 원형의 상부면을 갖는 스핀 헤드(121)를 포함한다. 스핀 헤드(121)의 상부면에는 기판(10)을 지지하는 핀 부재(122, 123)가 설치된다. 핀 부재(122, 123)는 지지핀(122)과 척킹핀(123)을 포함한다. 지지핀(122)은 스핀 헤드(121)의 상부면 가장자리부에 설치되고, 스핀 헤드(121)의 상부면으로부터 수직방향으로 돌출된다. 지지핀(122)은 기판(10)의 이면(11)을 지지한다. 따라서 기판(10)은 스핀 헤드(121)의 상부면으로부터 수직 방향으로 일정 간격 이격된 상태에서 지지된다.
지지핀(122)의 외측에는 척킹핀(123)이 설치되며, 척킹핀(123)은 스핀 헤드(121)의 상부면으로부터 수직방향으로 돌출된다. 척킹핀(123)은 지지핀(122)에 의해 지지된 기판(10)이 스핀 헤드(121) 상의 정해진 위치에 놓이도록 정렬한다. 척킹핀(123)은 기판(10)의 측부와 접하여 기판(10)이 정해진 위치로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
스핀 헤드(121)의 하부에는 스핀 헤드(121)를 지지하는 지지축(124)이 연결되며, 지지축(124)은 그 하단에 연결된 구동부(125)에 의해 회전한다. 구동부(125)는 모터 등을 포함할 수 있다. 지지축(124)이 회전함에 따라 스핀 헤드(121) 및 기판(10)이 회전한다. 또한, 구동부(125)는 스핀 헤드(121) 상에 기판(10)을 로딩하거나 언로딩하는 경우, 스핀 헤드(121)는 상하로 이동시킬 수 있다.
백노즐부(130)는 스핀 헤드(121) 상에 기판(10)이 로딩되는 경우, 기판(10)의 이면(11)으로 세정액을 공급한다. 백노즐부(130)는 스핀 헤드(121)의 상부면에 돌출되도록 설치된 몸체(131)를 포함한다. 몸체(131)에는 세정액을 분사하는 제1 노즐(132) 및 제2 노즐(133)이 설치된다. 백노즐부(130)에 대한 상세한 설명은 후 술한다.
여기서, 세정액으로는 탈이온수(de-ionized water, H2O), 불산(HF)과 탈이온수의 혼합액, 수산화암모늄(NH4OH)과 과산화수소(H2O2) 및 탈이온수의 혼합액, 불화암모늄(NH4F)과 불산(HF) 및 탈이온수의 혼합액 및 인산(H3PO4) 및 탈이온수를 포함하는 혼합액 등이 사용될 수 있다.
일반적으로, 탈이온수는 기판(10)에 부착된 이물질 제거 및 린스의 목적으로 사용될 수 있다. 불산과 탈이온수의 혼합액(DHF)은 기판(10) 상에 형성된 자연 산화막(SiO2) 제거 및 금속 이온 제거를 위해 사용될수 있다. 이때, 불산과 탈이온수의 혼합 비율은 1:100 내지 1:500 정도일 수 있으며, 세정 공정의 조건에 따라 적절하게 변경될 수 있다.
일반적으로, SC1(standard clean 1) 용액이라 불리는 수산화암모늄과 과산화수소 및 탈이온수의 혼합액은 기판(10) 상에 형성된 산화막 또는 기판(10) 상에 부착된 유기물을 제거할 수 있으며, 혼합 비율은 1:4:20 내지 1:4:100 정도일 수 있으며, 세정 공정에 따라 적절하게 변경될 수 있다.
그리고, Lal 용액이라 불리는 불화암모늄과 불산 및 탈이온수의 혼합액은 기판(10) 상에 형성된 산화막을 제거할 수 있으며, 인산과 탈이온수를 포함하는 혼합액은 상기 Lal 용액으로 처리가 불가능한 나이트라이드(nitride) 계열의 이물질을 제거할 수 있다.
프론트노즐(150)은 스핀 헤드(121) 상에 기판(10)이 로딩되는 경우, 기 판(10)의 상면(12)으로 세정액을 공급한다. 프론트노즐(150)은 초음파 발생기(290)에 설치될 수 있다. 한편, 도 1에 도시된 바와 달리, 프론트노즐(150)은 초음파 발생기(290)와 분리되어 기판(10)의 상면(12) 상에 설치될 수도 있다.
초음파 발생기(290)는 기판(10)의 상면(12) 상에 설치되며, 기판(10)의 상면(12) 및 이면(11)에 공급된 세정액에 초음파 진동을 인가한다.
도 2를 참조하면, 초음파 발생기(290)는 복수의 주파수를 가지는 진동 에너지를 제공하는 초음파 진동부(232, 234, 238)와, 초음파 진동부(232, 234, 238)를 수납하는 하우징(240)을 포함하여 구성될 수 있다.
초음파 진동부(232, 234, 238)는 전기 에너지를 진동 에너지로 변환하는 트랜스듀서(transducer, 238)와 트랜스듀서(238)에 의해 진동하는 트랜스미터(transmitter, 232)를 포함하여 구성될 수 있다. 트랜스미터(232)는 진동자라고도 불리는데, 이하 설명에 있어서는 트랜스미터라고 칭하기로 한다.
트랜스미터(232)는 기판 지지부(120)에 지지된 기판(10)의 상면(12) 상에 배치될 수 있다. 트랜스미터(232)는 백노즐부(130) 및 프론트노즐(150)을 통해 기판(10)의 상면(12) 및 이면(11)에 공급된 세정액에 초음파 진동을 인가할 수 있다.
도시된 바와 같이 트랜스미터(232)는 기판(10)을 향하여 갈수록 점차 증가하는 단면적을 가지도록 형성될 수 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 트랜스미터(232)는 원형 단면을 가지며, 기판(10)의 상면(12)에 공급된 세정액과 접촉되는 트랜스미터(232)의 하부면의 직경이, 트랜스미터(232)의 상부면의 직경보다 크다. 여기서, 트랜스미터(232)의 단면 형상은 이에 한정되지 아니하며, 원형이 아닌 다른 단면 형상을 가질 수도 있다.
트랜스미터(232)의 단면적이 트랜스미터(232)의 상부면으로부터 트랜스미터(232)의 하부면을 향하여 점차 증가하면, 초음파 진동 에너지가 넓게 분산될 수 있다. 이에 따라, 기판(10) 상에 형성된 미세 패턴이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
트랜스미터(232)의 하부면 직경은 이에 한정되는 것은 아니나 바람직하게는 기판(10) 반경의 0.2 내지 1배일 수 있다. 트랜스미터(232)의 하부면 직경이 기판(10) 반경의 0.2배보다 작은 경우, 세정 공정의 시간이 너무 길어질 수 있기 때문이다. 그리고, 트랜스미터(232)의 하부면 직경이 기판(10) 반경보다 큰 경우, 기판(10)과 트랜스미터(232) 사이로 세정액이 원활하게 공금되지 않을 수 있기 때문이다.
트랜스미터(232)는 초음파 에너지를 효과적으로 전달하는 물질, 예를 들어 석영으로 제조될 수 있다. 석영으로 제조된 트랜스미터(232)는 대부분의 세정액에 만족스럽게 사용될 수 있지만, 불산을 포함하는 세정액은 석영을 식각할 수 있다. 따라서, 불산을 포함하는 세정액이 사용되는 경우, 사파이어(sappahire), 탄화규소(silicon carbide), 질화붕소(boron nitride) 등이 석영 대신에 사용될 수 있다. 또는 석영으로 제조된 트랜스미터(232)에 불산에 견딜 수 있는 탄화규소나 탄소유리(vitreous carbon)를 코팅하여 사용할 수 있다.
트랜스듀서(238)는 전기적인 에너지를 물리적인 진동 에너지로 변환시켜 초음파 진동을 최초 발생시키는 역할을 한다. 트랜스듀서(238)에 의해 발생하는 진동 에너지의 주파수는 압전 소자의 두께에 따라서 다르게 나타날 수가 있다.
초음파 세정은 초음파의 입자 가속도와 캐비테이션을 이용한다. 입자 가속도는 특히 초음파의 주파수가 1MHz 이상인 메가소닉 세정에서 주된 세정 원리가 된다. 그리고, 캐비테이션은 초음파가 세정액으로 전달될 때 발생하는 압력의 변화에 의해서 캐비티가 붕괴되면서 발생하는 충격 현상이다.
초음파가 가진 주파수가 낮을수록 입자 가속도가 느려지고, 충격력이 강해진다. 그리고, 주파수가 낮아질수록, 캐비티의 크기가 커지고, 캐비테이션의 강도가 강해진다. 이렇게 초음파의 주파수가 낮아지면, 기판(10)상의 큰 입자를 제거할 수 있다.
반면, 초음파의 주파수가 높을수록 입자 가속도가 빨라지고, 충격력이 약해진다. 그리고, 주파수가 높아질수록, 캐비티의 크기가 작아지고, 캐비테이션의 강도가 약해진다. 이렇게 초음파의 주파수가 커지면, 큰 입자를 제거할 수 있는 능력이 떨어질 수 있다. 그러나 캐비테이션의 밀도가 높아지므로, 침투력이 향상되어서, 정밀 세척이 가능해진다.
압전 소자의 두께가 두꺼우면 낮은 주파수의 초음파 진동 에너지가 발생하고, 압전 소자의 두께가 얇으면 상대적으로 높은 주파수의 초음파 진동 에너지가 발생한다. 따라서, 세정 목적에 다라서 압전 소자의 두께를 달리 형성하여 목적에 맞는 초음파 진동 에너지를 발생시킬 수 있다.
트랜스듀서(238)에 인가되는 전기 에너지는 발진기와 같은 초음파 에너지 소스(미도시)로부터 제공될 수 있다. 다수의 전기 커넥터(254)와 제2 회전축(264)을 관통하는 전선(256)에 의해서, 트랜스듀서(238)와 초음파 에너지 소스(미도시)가 연결될 수 있다.
초음파 진동부(232, 234, 238)는 버퍼(234)를 포함할 수 있다.
버퍼(234)는 트랜스듀서(238)와 트랜스미터(232) 사이에 배치되며, 트랜스듀서(238)에서 발생되는 초음파 진동 에너지를 손실없이 트랜스미터(232) 상면에 제공하는 역할을 할 수 있다.
버퍼(234)는 트랜스미터(232)의 상부면에 음향적으로 결합될 수 있고, 트랜스듀서(238)는 버퍼(234)의 상부면에 음향적으로 결합될 수 있다. 여기서, 트랜스미터(232)와 버퍼(234)는 접착 물질에 의해 접착될 수 있다. 또한, 트랜스미터(232)와 버퍼(234) 사이에 다수의 홀이 형성되어 있는 얇은 금속 스크린이 개재될 수 있다.
버퍼(234)는 원기둥 형상을 가질 수 있으며, 트랜스미터(232)의 열전도도보다 높은 열전도도를 갖는 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 버퍼(234)는 동, 알루미늄 등과 같이 열전도도가 높은 물질로 이루어질 수 있다.
하우징(240)은 원통 형상을 가질 수 있고, 트랜스미터(232)와 버퍼(234)를 수납할 수 있다. 하우징(240)은 원형의 컵(242)과 커버(244)를 포함할 수 있다. 컵(242)과 커버(244)는 복수의 볼트(246)에 의해 결합될 수 있다.
초음파 노즐(290)은 초음파 노즐(290)을 회전 운동시키는 제2 모터(262)와 제2 회전축(264)를 더 포함할 수 있다.
제2 모터(262)는 수평 암(250)의 상부면에 설치될 수 있으며 제2 회전 축(264)에 연결될 수 있다. 제2 모터(262)는 회전력을 발생시키고, 제2 회전축(264)에 회전력을 전달할 수 있다. 제2 회전축(264)은 하우징(240)의 상부와 연결되는데, 따라서 제2 회전축(264)이 회전함에 따라서 하우징(240) 및 하우징(240)에 결합되는 트랜스미터(232) 등을 일체로 회전시킬 수가 있다.
초음파 노즐(290)은 초음파 진동부(232, 234, 238)의 온/오프를 제어하는 제어부(270)를 더 포함할 수 있는데, 초암파 제어부(270)는 트랜스듀서(238)에 인가되는 전기 에너지를 온/오프하여, 초음파 진동부(232, 234, 238)의 온/오프를 제어할 수 있다.
바울(110)의 일측에는 트랜스미터(232)의 높이를 조절하기 위한 공압 실린더(278)가 배치될 수 있고, 공압 실린더(278)는 트랜스미터(232)를 수평 방향으로 이동시키기 위한 제3 모터(272)와 연결될 수 있다.
제3 모터(272)의 회전력을 전달하는 제3 회전축(274)은 수평 암(250)과 연결될 수 있다. 공압 실린더(278)는 제3 모터(272)를 수직 방향으로 이동시키며, 제3 모터(272)는 수평 암(250)을 회전시킨다. 트랜스미터(232)가 바울(110) 내에서 수평 방향으로 이동하도록, 수평 암(250)은 일정한 각도 내에서 회전할 수 있다. 기판(10)이 회전하고, 트랜스미터(232)가 수평 방향으로 이동함으로써, 기판(10)의 상면(12) 및 이면(11)에 공급된 세정액에 초음파 진동이 균일하게 인가될 수 있다.
도 1에 도시된 바에 의하면, 트랜스미터(232)의 수평 방향 이동은 수평 암(250)과 제3 모터(272)에 의해 수행되며, 트랜스미터(232)의 수직 방향 이동은 공압 실린더(278)에 의해 수행된다. 그러나, 트랜스미터(232)의 수평 방향 이동 및 수직 방향 이동은 모터와 볼 스크루 타입의 구동 장치에 의해 각각 수행될 수도 있다.
도 3 및 도 4를 참조하여 백노즐부에 대하여 상세히 설명한다. 도 3은 도 1에 도시된 스핀 헤드의 평면도이다. 도 4는 백노즐부의 노즐의 구성과 노즐과 기판과의 관계를 설명하기 위한 도면으로, 도 3에 도시된 I-I' 선을 따라 절단한 백노즐부의 몸체의 단면 및 기판을 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 백노즐부(130)의 몸체(131)는 원형의 평면 구조를 가질 수 있다. 몸체(131)에는 다수개의 제1 노즐(132) 및 다수개의 제2 노즐(133)이 형성될 수 있다.
도 4를 참조하면, 몸체(131)의 내부에는 세정액 공급 라인(134, 135)이 형성되어 있으며, 세정액 공급 라인(134, 135)의 일단에는 각각 제1 노즐 및 제2 노즐(132, 133)이 설치되어 있다. 제1 노즐(132)은 튜브 형상으로 형성될 수 있으며, 제1 노즐(132)의 끝단에는 기판(10)의 이면(11)에 대하여 수직방향으로 세정액을 분사하는 제1 분사구(136)가 형성된다.
제2 노즐(133)은 상부가 덮힌 튜브 형상으로 형성될 수 있으며, 제2 노즐(133)의 상단부에는 기판(10)의 이면(11)에 대하여 사선방향으로 세정액을 분사하는 제2 분사구(137)이 형성된다. 제2 분사구(137)는 기판(10)의 이면(11)에 대하여 사선방향으로 세정액을 분사하므로, 제2 분사구(137)의 중심축(a)과 기판(10)의 이면(11)이 이루는 각(θ)은 0°보다 크고 90°보다 작다. 또한 제2 분사구(137)는 중심축(a)이 기판(10)의 이면(11)의 중심(c)을 향하도록 형성될 수 있다. 제2 분사 구(137)를 통하여 분사되는 세정액은 기판(10)과의 반발력이 최소화됨으로써, 원심력에 의해 기판(10)의 이면(11)의 에지부까지 도달할 수 있게 된다. 따라서 기판(10)의 이면(11) 세정시 기판(10)의 에지부까지 고른 세정이 가능하며, 세정력을 향상시킬 수 있다.
제1 노즐(132) 및 제2 노즐(133)은 스핀 헤드(121)의 상부면과 수직한 방향으로 설치된다. 제1 분사구(136) 및 제2 분사구(137)를 통하여 세정액은 동시에 분사되며, 제1 분사구(136) 및 제2 분사구(137)는 홀 형상 또는 슬릿 형상 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
기판 지지부(120)의 상부면, 즉 스핀 헤드(121)의 상부면으로부터 제2 분사구(137)까지의 높이(h2)가 스핀 헤드(121)의 상부면으로부터 제1 분사구(136)까지의 높이(h1)보다 크도록 형성할 수 있다. 즉, 제2 분사구(137)를 기판(10)의 이면(11)에 보다 가까이 형성할 수 있다. 이렇게 함으로써, 제2 분사구(137)를 통하여 분사되는 세정액이 기판(10)의 에지부까지 고르게 분사될 수 있으며, 제1 분사구(136)를 통하여 분사되는 세정액과 제2 분사구(137)를 통하여 분사되는 세정액 사이에 간섭이 발생하지 않을 수 있다.
한편, 제2 노즐(133)의 폭이 제1 노즐(132)의 폭보다 크도록 형성할 수도 있다.
도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 장치를 이용하여 기판의 상면 및 이면을 동시에 세정하는 공정을 설명한다.
프론트노즐(150) 및 백노즐부(130)로부터 기판(10)의 상면(12) 및 이면(11) 으로 세정액을 분사시켜 기판(10)의 상면(12) 및 이면(11)에 동시에 수막을 형성한다. 이때, 기판(10)의 회전을 최소화하여 상면(12)의 세정액이 이면(11)의 일정 부분까지 흘러가게 하는 동시에, 백노즐부(130), 특히 기판(10)의 이면(11)에 대하여 사선방향으로 세정액을 분사하는 제2 분사구(137)가 형성된 제2 노즐(133)을 이용하여 세정액을 분사하여 세정액의 흐름이 이면(11)의 에지부를 향하도록 함으로써, 상면(12)으로부터 흘러들어온 세정액과 연결되도록 할 수 있다. 이렇게 함으로써, 기판(10)의 상면(12) 및 이면(11)에 동시에 수막을 형성할 수 있다.
기판(10)의 상면(12) 및 이면(11)에 수막이 형성될 때 초음파 발생기(290)를 이용하여 초음파를 발생시킴으로써, 기판(10)의 상면(12) 및 이면(11)을 동시에 세정할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 초음파 발생기를 설명하기 위한 상세도이다.
도 3은 도 1에 도시된 스핀 헤드의 평면도이다.
도 4는 백노즐부의 노즐의 구성과 노즐과 기판과의 관계를 설명하기 위한 도면으로, 도 3에 도시된 I-I' 선을 따라 절단한 백노즐부의 몸체의 단면 및 기판을 도시한 것이다.
*도면의 주요 부분에 대한 설명*
110: 바울 120: 기판 지지부
130: 백노즐부 131: 몸체
132: 제1 노즐 133: 제2 노즐
136: 제1 분사구 137: 제2 분사구
150: 프론트노즐 290: 초음파 발생기

Claims (5)

  1. 기판을 지지하는 기판 지지부;
    상기 기판의 상면에 세정액을 분사하는 프론트노즐;
    상기 기판 지지부의 상부면에 설치되며, 공정시 상기 기판의 이면으로 상기 세정액을 분사하는 백노즐부; 및
    발생된 초음파를 상기 세정액에 인가하는 초음파 발생기를 포함하되,
    상기 백노즐부는 상기 기판의 이면에 대하여 수직방향으로 상기 세정액을 분사하는 제1 분사구가 형성된 제1 노즐, 및 상기 기판의 이면에 대하여 사선방향으로 상기 세정액을 분사하는 제2 분사구가 형성된 제2 노즐을 포함하는 기판 세정 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 분사구의 중심축과 상기 기판의 이면이 이루는 각은 0°보다 크고 90°보다 작은 기판 세정 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제2 분사구의 중심축은 상기 기판의 이면의 중심을 향하는 기판 세정 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 기판 지지부의 상부면으로부터 상기 제2 분사구까지의 높이는 상기 기판 지지부의 상부면으로부터 상기 제1 분사구까지의 높이보다 큰 기판 세정 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 프론트노즐 및 상기 백노즐부의 상기 제1 분사구와 상기 제2 분사구는 동시에 상기 세정액을 분사하는 기판 세정 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20200078128A (ko) * 2018-12-21 2020-07-01 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 방법

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