KR102279523B1

KR102279523B1 - 브러쉬 세정 장치

Info

Publication number: KR102279523B1
Application number: KR1020180011670A
Authority: KR
Inventors: 조문기
Original assignee: 주식회사 케이씨텍
Priority date: 2018-01-30
Filing date: 2018-01-30
Publication date: 2021-07-20
Anticipated expiration: 2038-01-30
Also published as: CN208390501U; KR20190092189A; CN110090824A; CN110090824B

Abstract

본 발명은 브러쉬 세정 장치에 관한 것으로, 브러쉬 세정 장치는, 기판의 표면에 회전 접촉하는 세정브러쉬와, 세정브러쉬의 회전 토크를 감지하는 토크감지부와, 토크감지부에서 감지된 세정브러쉬의 회전 토크가 기설정된 설정범위를 벗어나면 세정브러쉬의 회전 속도를 변동시키는 속도제어부를 포함하는 것에 의하여, 기판의 세정 효율을 높이고, 세정 효과를 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

Description

브러쉬 세정 장치{BRUSH CLEANING APPARATUS}

본 발명은 브러쉬 세정 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 기판의 세정 효율을 높이고, 세정 효과를 향상시킬 수 있는 브러쉬 세정 장치에 관한 것이다.

디스플레이 장치에 사용되는 기판이나 반도체 소자의 제작에 사용되는 웨이퍼(이하, 이들을 '기판'이라고 통칭함)를 처리한 이후에, 처리 공정 중에 표면에 묻은 이물질을 제거하는 세정 공정이 이루어진다.

도 1 및 도 2는 종래의 브러쉬 세정 장치(9)를 도시한 것이다. 종래의 브러쉬 세정 장치(9)는, 기판 이송부에 의하여 기판(W)을 한 쌍의 세정브러쉬(10,10')의 사이로 이송하면, 한 쌍의 세정브러쉬(10,10') 중 어느 하나가 상하로 이동(10d)하여 기판(W)을 사이에 낀 상태로 세정브러쉬(10,10')가 회전하면서 기판(W)의 표면을 세정한다.

기판(W)은 회전하는 기판 지지부(50)에 의하여 회전 지지되고, 세정브러쉬(10)는 구동부(40,40')에 의해 각각 서로 다른 방향으로 회전 구동되며, 기판(W)이나 세정브러쉬(10,10') 중 어느 하나에 탈염수와 순수가 공급되면서 기판(W)을 세정한다. 도면에 도시되지 않았지만, 기판(W)에는 세정액(세정용 케미컬)과 탈염수가 노즐을 통해 공급된다.

한편, 브러쉬 세정 장치(9)에서는, 세정브러쉬(10,10')가 기판(W)의 표면에 접촉된 상태로 회전해야 하기 때문에, 세정브러쉬(10,10')의 회전이 원활하게 이루어지기 위해서는, 기판(W)에 대한 세정브러쉬(10,10')의 하중(접촉 압력)이 일정한 범위로 유지될 수 있어야 한다.

그런데, 세정 공정 중에, 세정브러쉬(10,10')가 과도한 접촉 압력으로 기판(W)에 접촉하게 되면, 세정브러쉬(10,10')의 회전 오류가 발생되는 문제점이 있다. 즉, 세정브러쉬(10,10')가 미리 설정된 설정값보다 큰 접촉 압력으로 기판(W)에 접촉되거나, 설정값보다 작은 접촉 압력으로 기판(W)에 접촉하게 되면, 기판(W)에 대한 세정브러쉬(10,10')의 회전을 정확하게 제어하기 어렵고, 세정브러쉬(10,10')에 의한 기판(W)의 세정량을 정확하게 산출하기 어려운 문제점이 있다.

또한, 기판(W)에 대해 세정브러쉬(10,10')를 접근 또는 이격되는 방향(10d)으로 이동시켜 세정브러쉬(10,10')에 의해 기판(W)에 가해지는 하중을 제어하는 방식의 경우는, 세정브러쉬(10,10')에 의해 기판(W)에 가해지는 하중을 미세하게 조절하기 어려운 문제점이 있다.

더욱이, 세정브러쉬(10,10')에 의해 기판(W)에 가해지는 하중을 제어하는 방식의 경우, 세정브러쉬(10,10')에 의해 기판(W)에 가해지는 하중 제어가 잘못(접촉 압력이 커지면)되면, 기판(W) 표면의 패턴이 손상되거나 기판(W)이 파손되는 문제점이 있으며, 기판 지지부(50)에 지지된 기판(W)이 기판 지지부로부터 이탈되는 문제점이 있다.

이에 따라, 최근에는 기판에 대한 세정브러쉬의 세정 조건을 효과적으로 제어하여 기판의 세정 효율을 높이고, 세정 효과를 향상시키기 위한 다양한 검토가 이루어지고 있으나, 아직 미흡하여 이에 대한 개발이 요구되고 있다.

본 발명은 세정 공정 중에 기판에 대한 세정브러쉬의 세정 조건을 효과적으로 제어할 수 있는 브러쉬 세정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

특히, 본 발명은 세정브러쉬의 회전 토크에 따라 세정브러쉬의 회전 속도를 제어할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 세정브러쉬의 정확한 회전 제어를 통해, 과도하지도 않고 부족하지도 않은 적절한 세정량으로 세정 공정을 제어하여 세정의 신뢰성을 확보할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 기판의 세정 효율을 높이고, 세정 효과를 향상시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 안정성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명은, 기판의 표면에 회전 접촉하는 세정브러쉬와, 세정브러쉬의 회전 토크를 감지하는 토크감지부와, 토크감지부에서 감지된 세정브러쉬의 회전 토크가 기설정된 설정범위를 벗어나면 세정브러쉬의 회전 속도를 변동시키는 속도제어부를 포함하는 브러쉬 세정 장치를 제공한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 세정 공정 중에 기판에 대한 세정브러쉬의 세정 조건을 효과적으로 제어하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

특히, 본 발명에 따르면, 세정브러쉬의 회전 토크에 기초하여 세정브러쉬의 회전 속도를 제어하는 것에 의하여, 기판의 표면 상태, 기판에 대한 세정브러쉬의 배치 거리, 기판에 대한 세정브러쉬의 마찰력 등에 따라 최적화된 조건으로 기판을 세정할 수 있으며, 기판의 세정 효율을 높이고, 세정 효과를 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 기판의 손상없이 기판 표면 상태 또는 세정 조건에 따라 세정브러쉬의 세정 조건을 보다 정확하게 제어하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 세정브러쉬의 정확한 회전 제어를 통해, 과도하지도 않고 부족하지도 않은 적절한 세정량으로 세정 공정을 제어하여 세정의 안정성 및 신뢰성을 확보하고, 기판의 세정 상태를 균일하고 일관되게 제어하는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 기판 지지대를 제외한 종래의 브러쉬 세정 장치의 구성을 도시한 정면도,
도 2는 도 1의 평면도,
도 3은 본 발명에 따른 브러쉬 세정 장치를 설명하기 위한 도면,
도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 브러쉬 세정 장치로서, 토크감지부와 속도제어부를 설명하기 위한 도면,
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 브러쉬 세정 장치로서, 세정제어부를 설명하기 위한 도면,
도 9 및 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 브러쉬 세정 장치를 설명하기 위한 도면이다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 브러쉬 세정 장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 브러쉬 세정 장치로서, 토크감지부와 속도제어부를 설명하기 위한 도면이며, 도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 브러쉬 세정 장치로서, 세정제어부를 설명하기 위한 도면이다.

도 3 내지 도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 브러쉬 세정 장치(10)는, 롤 형태로 형성되어 기판(W)의 표면에 회전 접촉하는 세정브러쉬(100)와, 세정브러쉬(100)의 회전 토크를 감지하는 토크감지부(200)와, 토크감지부(200)에서 감지된 세정브러쉬(100)의 회전 토크가 기설정된 설정범위를 벗어나면 세정브러쉬(100)의 회전 속도를 변동시키는 속도제어부(300)를 포함한다.

이는, 기판(W)의 손상없이 기판(W) 표면 상태 또는 세정 조건에 따라 세정브러쉬(100)의 세정 조건을 효과적으로 제어하기 위함이다.

기존에는 세정브러쉬가 기판에 회전 접촉함에 따른 세정브러쉬의 회전 토크를 감지하고, 회전 토크에 따라 기판에 대해 세정브러쉬를 접근 또는 이격시켜 세정브러쉬에 의해 기판에 가해지는 하중(접촉 압력)을 제어하는 방식이 제시된 바 있지만, 기판에 대해 세정브러쉬를 접근 또는 이격시켜 세정브러쉬에 의해 기판에 가해지는 하중을 제어하는 방식의 경우는, 세정브러쉬에 의해 기판에 가해지는 하중을 미세하게 조절하기 어려운 문제점이 있다.

더욱이, 세정브러쉬에 의해 기판에 가해지는 하중을 제어하는 방식의 경우, 세정브러쉬에 의해 기판에 가해지는 접촉 압력이 커지면, 기판의 표면에 형성된 패턴이 손상되거나 기판 자체가 파손되는 문제점이 있으며, 기판 스피닝 유닛(110)에 지지된 기판이 기판 스피닝 유닛으로부터 이탈되는 문제점이 있다.

하지만, 본 발명은 세정브러쉬(100)의 세정브러쉬(100)의 회전 토크를 기초하여 세정브러쉬(100)의 회전 속도를 변동시키는 것에 의하여, 기판(W)의 손상없이 기판(W)의 세정 효율을 높이고 세정 효과을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

세정브러쉬(100)는 기판(W)의 일면(예를 들어, 연마면)을 세정하도록 구성되거나, 기판(W)의 일면(예를 들어, 상면)과 타면(예를 들어, 저면)을 모두 세정하도록 구성될 수 있다. 이하에서는 세정브러쉬(100)가 기판(W)의 상면 및 저면을 동시에 세정하도록 구성된 예를 들어 설명하기로 한다.

보다 구체적으로, 세정브러쉬(100)는 기판(W)의 전면에 회전 접촉되는 제1브러쉬(102)와, 기판(W)의 후면에 회전 접촉되는 제2브러쉬(104)를 포함한다. 도7에 도시된 바와 같이, 세정브러쉬(100)는 롤 형태로 형성되어 회전하는 외주면이 기판의 표면의 중심부를 가로지르는 위치에 배치된다.

제1브러쉬(102)와 제2브러쉬(104)로서는 기판(W)의 후면과 전면에 마찰 접촉 가능한 통상의 소재(예를 들어, 다공성 소재의 폴리 비닐 알코올)로 이루어진 브러쉬가 사용될 수 있다. 아울러, 제1브러쉬(102)와 제2브러쉬(104)의 표면에는 브러쉬의 접촉 특성을 향상시키기 위한 복수개의 세정 돌기가 형성될 수 있다. 경우에 따라서는 세정 돌기가 없는 브러쉬를 사용하는 것도 가능하다.

세정브러쉬(100)는 브러쉬지지대(101)에 의해 회전 가능하게 지지된다.

브러쉬지지대(101)는 세정브러쉬(100)를 회전 가능하게 지지할 수 있는 다양한 구조로 형성될 수 있으며, 브러쉬지지대(101)의 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

일 예로, 브러쉬지지대(101)는 세정브러쉬(100)의 일단을 지지하도록 마련된다. 보다 구체적으로, 세정브러쉬(100)는 그 일단이 고정단으로 브러쉬지지대(101)에 지지되고, 타단은 자유단으로 배치되는 캔틸레버(cantilever) 구조로 브러쉬지지대(101)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 이때, 브러쉬지지대(101)에는 세정브러쉬(100)를 회전시키기 위한 구동력을 제공하는 구동 모터가 구비되며, 세정브러쉬(100)는 선택적으로 브러쉬지지대(101)를 따라 상하 방향으로 이동할 수 있다.

다른 일 예로, 브러쉬지지대는 양단 지지보 방식으로 세정브러쉬(100)의 일단 및 타단을 모두 지지하도록 구성되는 것도 가능하다.(미도시)

기판(W)은 기판 스피닝 유닛(110)(405)에 의해 회전하는 상태에서 회전하는 제1브러쉬(102)와 제2브러쉬(104)에 의해 세정된다.

기판 스피닝 유닛(110)(405)은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 기판(W)을 지지하면서 회전시킬 수 있는 다양한 구조로 제공될 수 있다.

일 예로, 기판 스피닝 유닛(110)는 기판(W)의 가장자리 일측을 지지하도록 고정 설치되는 고정지지부(미도시)와, 고정지지부를 마주하는 기판(W)의 가장자리 다른 일측을 지지하며 기판(W)에 접근 및 이격되는 방향으로 이동 가능하게 제공되는 가동지지부(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다.

보다 구체적으로, 고정지지부는 기판(W)의 가장자리를 지지하는 제1고정지지체와, 제1고정지지체로부터 이격되게 배치되어 기판(W)의 다른 가장자리를 지지하는 제2고정지지체를 포함한다. 또한, 가동지지부는 기판(W)의 가장자리를 지지하는 제1가동지지체와, 제1가동지지체로부터 이격되게 배치되어 기판(W)의 다른 가장자리를 지지하는 제2가동지지체를 포함한다. 경우에 따라서는 고정지지부(또는 가동지지부)가 단 하나의 고정지지체(또는 가동지지체)로 구성되거나 3개 이상의 고정지지체(또는 가동지지체)를 포함하여 구성되는 것도 가능하다.

또한, 브러쉬 세정 장치는 기판(W)에 세정 유체를 분사하는 세정 유체 분사부(120)를 포함한다.

세정 유체 분사부(120)는 세정브러쉬(100)에 의한 세정이 수행되는 동안, 세정브러쉬(100)와 기판(W)의 마찰 접촉에 의한 세정 효과를 높일 수 있도록, 세정브러쉬(100)과 기판(W)의 접촉 부위에 세정 유체를 분사한다.

세정 유체 분사부(120)는 요구되는 조건 및 세정 환경에 따라 다양한 세정 유체를 분사할 수 있으며, 세정 유체의 종류에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 세정 유체 분사부(120)는, SC1(Standard Clean-1, APM), 불산(HF) 등과 같은 케미컬을 분사하거나 순수(DIW)를 분사할 수 있다. 참고로, SC1은 NH4OH/H2O2/H₂O 가 1:1:5 ~ 1:4:20의 비율로 혼합되어 사용될 수 있으며, SC1의 비율은 요구되는 조건 및 처리 환경에 따라 변경될 수 있다.

또한, 세정 유체 분사부(120)는 기판(W)의 표면에 대해 오실레이션(oscillation) 가능하게 제공되어, 세정 유체를 기판(W)의 표면에 오실레이션 분사(oscillation spray)하도록 구성될 수 있다. 일 예로, 세정 유체 분사부(120)는 소정 각도 범위로 스윙(swing) 회전 가능하게 구비될 수 있다.

이와 같이, 세정 유체를 기판(W)의 표면에 오실레이션 분사하는 것에 의하여, 세정 유체에 의한 세정 효율을 극대화하고, 세정 유체의 사용량을 보다 낮추는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 기판(W)으로부터 분리된 이물질을 쓸어내 기판(W)의 바깥으로 배출시키는 효과도 함께 얻을 수 있다.

토크감지부(200)는 세정브러쉬(100)의 회전 토크를 감지하도록 마련된다.

일 예로, 세정브러쉬(100)의 회전 토크는 세정브러쉬(100)가 기판(W)에 접촉될 시 구동 모터에 인가되는 전기 신호(순간 전압 및 전류)를 이용하여 측정될 수 있다.

참고로, 세정브러쉬(100)의 회전 토크는 기판(W)의 표면 상태, 기판(W)에 대한 세정브러쉬(100)의 배치 거리, 기판(W)에 대한 세정브러쉬(100)의 마찰력 등에 따라 변동될 수 있다. 따라서, 세정브러쉬(100)의 회전 토크를 알면 기판(W)의 표면 상태, 기판(W)에 대한 세정브러쉬(100)의 배치 거리, 기판(W)에 대한 세정브러쉬(100)의 마찰력 등을 알 수 있다.

일 예로, 기판(W)의 표면에 이물질이 고착되거나 이물질 잔류량이 증가하면 이물질에 의한 마찰력 증가에 따라 세정브러쉬(100)의 회전시 구동 모터의 부하가 증가하고, 반대로, 기판(W)의 표면에 고착된 이물질의 고착 정도가 감소하거나 이물질 잔류량이 감소하면 세정브러쉬(100)의 회전시 구동 모터의 부하가 감소된다. 또한, 세정브러쉬(100)가 기판(W)에 인접하게 배치되면 기판(W)에 대한 세정브러쉬(100)의 접촉 압력(마찰력)이 커지므로 세정브러쉬(100)의 회전시 구동 모터의 부하가 증가하고, 반대로 세정브러쉬(100)가 기판(W)에 이격되게 배치되면 세정브러쉬(100)의 회전시 구동 모터의 부하가 감소하게 된다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 속도제어부(300)는 토크감지부(200)에서 감지된 세정브러쉬(100)의 회전 토크가 기설정된 설정범위를 벗어나면, 세정브러쉬(100)의 회전 속도를 변동시키도록 마련된다.

바람직하게, 속도제어부(300)는 세정브러쉬(100)가 기판(W)에 회전 접촉하는 중에 실시간으로 세정브러쉬(100)의 회전 속도를 피드백 제어한다. 이와 같이, 세정브러쉬(100)의 회전 토크의 변동에 대응하여 세정브러쉬(100)의 회전 속도를 피드백 제어하는 것에 의하여, 기판(W)의 세정 효율을 향상시키고 세정 균일도를 높이는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

여기서, 세정브러쉬(100)의 회전 토크를 기초하여 세정브러쉬(100)의 회전 속도를 변동시킨다 함은, 세정브러쉬(100)의 회전 토크에 따라 세정브러쉬(100)의 회전 속도를 증가시키거나 감속시키는 것을 모두 포함하는 것으로 정의된다.

일 예로, 속도제어부(300)는 토크감지부(200)에서 감지된 신호에 따라 세정브러쉬(100)의 회전 속도를 증가시킬 수 있다.

가령, 세정브러쉬(100)의 회전 토크가 기설정된 설정범위보다 낮으면 세정브러쉬(100)의 회전 속도를 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 이물질이 고착되거나 이물질 잔류량이 증가하면(또는 세정브러쉬(100)가 기판(W)에 근접하게 배치되거나, 세정 유체의 분사량이 부족하면), 이물질에 의한 마찰력 증가에 따라 세정브러쉬(100)의 회전시 구동 모터의 부하가 증가하여 세정브러쉬(100)의 회전 토크가 기설정된 설정범위보다 낮아질 수 있으며, 속도제어부(300)는 세정브러쉬(100)의 회전 토크 저하에 대응하여 세정브러쉬(100)의 회전 속도를 증가시킬 수 있다. 다르게는, 세정브러쉬(100)의 회전 토크가 기설정된 설정범위보다 높으면 세정브러쉬(100)의 회전 속도를 증가시키는 것도 가능하다.

다른 일 예로, 속도제어부(300)는 토크감지부(200)에서 감지된 신호에 따라 세정브러쉬(100)의 회전 속도를 감속시킬 수 있다.

가령, 세정브러쉬(100)의 회전 토크가 기설정된 설정범위보다 높으면 세정브러쉬(100)의 회전 속도를 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 이물질이 고착되거나 이물질 잔류량이 감소하면(또는 세정브러쉬(100)가 기판(W)에 이격되게 배치되거나, 세정 유체의 분사량이 과도하면), 마찰력 감소에 따라 세정브러쉬(100)의 회전시 구동 모터의 부하가 감소하여 세정브러쉬(100)의 회전 토크가 기설정된 설정범위보다 높아질 수 있으며, 속도제어부(300)는 세정브러쉬(100)의 회전 토크 증가에 대응하여 세정브러쉬(100)의 회전 속도를 감속시킬 수 있다. 다르게는, 세정브러쉬(100)의 회전 토크가 기설정된 설정범위보다 낮으면 세정브러쉬(100)의 회전 속도를 감속시키는 것도 가능하다.

한편, 브러쉬 세정 장치는, 토크감지부(200)에서 감지된 신호에 따라 세정브러쉬(100)의 회전 속도를 제어하는 속도제어부(300)와 함께, 토크감지부(200)에서 감지된 신호에 따라 기판(W)의 다른 세정 조건을 제어하는 세정제어부(400)를 포함할 수 있다.

여기서, 기판(W)의 세정 조건이라 함은, 세정브러쉬(100)에 의한 기판(W)의 세정에 영향을 미치는 세정브러쉬(100)의 회전 속도 조건 외에, 세정브러쉬(100)에 의한 기판(W)의 세정에 영향을 미치는 다른 조건을 포함하는 것으로 정의된다.

일 예로, 도 7을 참조하면, 세정제어부(400)는 토크감지부(200)에서 감지된 신호에 따라 기판 스피닝 유닛(110)에 의한 기판(W)의 회전 속도를 제어한다. 가령, 세정제어부(400)는 토크감지부(200)에서 감지된 세정브러쉬(100)의 회전 토크가 기설정된 설정범위보다 높거나 낮음에 대응하여, 기판 스피닝 유닛(110)에 의한 기판(W)의 회전 속도(VR)를 증가 또는 감속시킬 수 있다.

다른 일 예로, 도 8을 참조하면, 세정제어부(400)는 세정 유체 분사부(120)에 의한 세정 유체의 분사량 및 분사 압력 중 어느 하나 이상을 제어한다. 가령, 세정제어부(400)는 토크감지부(200)에서 감지된 세정브러쉬(100)의 회전 토크가 기설정된 설정범위보다 높거나 낮음에 대응하여, 세정 유체 분사부(120)에 의한 세정 유체의 분사량(IA) 및 분사 압력(IP)을 높이거나 낮출 수 있다.

또 다른 일 예로, 다시 도 8을 참조하면, 세정제어부(400)는 세정 유체 분사부(120)의 오실레이션 각도 및 오실레이션 속도 중 어느 하나 이상을 제어한다. 가령, 세정제어부(400)는 토크감지부(200)에서 감지된 세정브러쉬(100)의 회전 토크가 기설정된 설정범위보다 높거나 낮음에 대응하여, 세정 유체 분사부(120)의 오실레이션 각도(OA) 및 오실레이션 속도(OV)를 높이거나 낮출 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 브러쉬 세정 장치는, 토크감지부(200)에서 감지된 세정브러쉬(100)의 회전 토크가 기설정된 설정범위를 벗어나면 경보신호를 발생시키는 경보발생부(미도시)를 포함할 수 있다.

여기서, 경보신호라 함은 통상의 음향수단에 의한 청각적 경보신호, 및 통상의 경고등에 의한 시각적 경보신호 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이외에도 작업자에게 세정브러쉬(100)의 회전 토크의 변동 상황을 인지시킬 수 있는 여타 다른 다양한 경보신호가 이용될 수 있다.

참고로, 전술 및 도시한 본 발명의 실시예에서는 토크감지부에서 감지된 세정브러쉬의 회전 토크에 따라 속도제어부가 세정브러쉬의 회전 속도를 변동시키는 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 토크감지부에서 감지된 세정브러쉬의 회전 토크에 따라 속도제어부가 기판의 회전 속도를 변동(증가 또는 감속)시키는 것도 가능하다.

또한, 세정브러쉬의 회전 토크에 따라 속도제어부가 기판의 회전 속도를 제어하는 브러쉬 세정 장치에서도, 세정제어부는 세정 유체 분사부에 의한 세정 유체의 분사량 및 분사 압력 중 어느 하나 이상을 제어하거나, 세정 유체 분사부의 오실레이션 각도 및 오실레이션 속도 중 어느 하나 이상을 제어하도록 구성될 수 있다.

한편, 도 9 및 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 브러쉬 세정 장치를 설명하기 위한 도면이다. 아울러, 전술한 구성과 동일 및 동일 상당 부분에 대해서는 동일 또는 동일 상당한 참조 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 브러쉬 세정 장치(10)는, 기판(W)의 표면에 회전 접촉하는 세정브러쉬(100)와, 기판(W)의 표면 상태를 검출하는 표면검출부(500)와, 표면검출부(500)에서 감지된 기판(W)의 표면 상태에 따라 세정브러쉬(100)에 의한 기판(W)의 세정 조건을 제어하는 세정제어부(400')를 포함한다.

바람직하게, 표면검출부(500)는 상기 기판(W)에 잔류하는 이물질을 검출하고, 세정제어부(400')는 기판(W)에 잔류하는 이물질에 대응하여 기판(W)의 세정 조건을 제어한다.

여기서, 기판(W)에 잔류하는 이물질을 검출한다 함은, 기판(W)의 표면에 잔류하는 이물질의 분포 밀도, 분포량, 분포 부위 중 어느 하나 이상을 검출하는 것으로 정의된다.

이와 같이, 본 발명은 기판(W)의 표면 상태에 따라 세정브러쉬(100)에 의한 기판(W)의 세정에 영향을 미치는 세정 조건을 제어하는 것에 의하여, 기판(W)의 표면 상태에 따라 최적화된 세정 효과를 구현할 수 있으며, 기판(W)의 세정 효율을 높이는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

표면검출부(500)로서는 기판(W)의 표면에서 이물질을 검출할 수 있는 비젼카메라 또는 센서와 같은 비접촉식 센싱 수단이 사용될 수 있으며, 표면검출부(500)의 종류 및 검출 방식에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 경우에 따라서는 접촉식 센싱 수단을 이용하여 기판의 표면에서 이물질을 검출하는 것도 가능하다.

세정제어부(400')는 표면검출부(500)에서 감지된 기판(W)의 표면 상태에 따라 세정브러쉬(100)에 의한 기판(W)의 세정 조건을 제어하도록 마련된다.

여기서, 기판(W)의 세정 조건이라 함은, 세정브러쉬(100)에 의한 기판(W)의 세정에 영향을 미치는, 세정브러쉬(100)의 회전 속도 또는 회전 토크, 기판(W)의 회전 속도, 세정 유체의 분사량 또는 분사압력, 세정 유체의 오실레이션 각도 또는 속도 중 어느 하나 이상을 포함하는 것으로 정의된다.

바람직하게, 세정제어부(400')는 기판(W)의 표면 상태에 따라 기판(W)의 세정 조건을 피드백 제어한다. 이와 같이, 기판(W)의 표면 상태 변화에 대응하여 기판(W)의 세정 조건을 피드백 제어하는 것에 의하여, 기판(W)의 세정 효율을 향상시키고 세정 균일도를 높이는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

일 예로, 도 10을 참조하면 세정제어부(400')는 표면검출부(500)에서 감지된 기판(W)의 표면 상태에 따라 세정브러쉬(100)의 회전 속도(V1,V2)를 변동시키도록 마련된다.

여기서, 기판(W)의 표면 상태에 따라 세정브러쉬(100)의 회전 속도를 변동시킨다 함은, 기판(W)의 표면 상태에 따라 세정브러쉬(100)의 회전 속도를 증가시키거나 감속시키는 것을 모두 포함하는 것으로 정의된다.

일 예로, 세정제어부(400')는 기판(W)의 표면 상태에 따라 세정브러쉬(100)의 회전 속도를 증가시킬 수 있다. 가령, 기판(W)의 표면에 잔류하는 이물질(D)의 분포 밀도 및 분포량이 기설정된 설정범위보다 높으면 세정브러쉬(100)의 회전 속도를 증가(V2 〉V1)시킬 수 있다. 다르게는, 기판(W)의 표면에 잔류하는 이물질의 분포 밀도 및 분포량이 낮으면 세정브러쉬(100)의 회전 속도를 증가시키는 것도 가능하다.

다른 일 예로, 세정제어부(400')는 기판(W)의 표면 상태에 따라 세정브러쉬(100)의 회전 속도를 감속시킬 수 있다. 가령, 기판(W)의 표면에 잔류하는 이물질(D)의 분포 밀도 및 분포량이 기설정된 설정범위보다 낮으면 세정브러쉬(100)의 회전 속도를 감속시킬 수 있다. 다르게는, 기판(W)의 표면에 잔류하는 이물질의 분포 밀도 및 분포량이 낮으면 세정브러쉬(100)의 회전 속도를 감속시키는 것도 가능하다.

또한, 세정제어부(400')는 표면검출부(500)에서 감지된 기판(W)의 표면 상태에 따라 세정브러쉬(100)의 회전 토크를 변동시키는 것도 가능하다.

여기서, 기판(W)의 표면 상태에 따라 세정브러쉬(100)의 회전 토크를 변동시킨다 함은, 기판(W)의 표면 상태에 따라 세정브러쉬(100)의 회전 토크를 증가시키거나 낮추는 것을 모두 포함하는 것으로 정의된다. 가령, 기판(W)의 표면에 이물질이 강하게 고착된 것으로 확인되면, 세정브러쉬(100)의 회전 토크를 증가시킬 수 있다. 반면, 기판(W)의 표면에서 이물질이 분리된 것으로 확인되면, 세정브러쉬(100)의 회전 토크를 감소시킬 수 있다.

한편, 세정제어부(400')는 기판(W)의 표면 상태에 따라 세정브러쉬(100)의 회전 속도 또는 회전 토크를 변동시킴과 아울러, 기판(W)의 세정에 영향을 미치는 기판(W)의 다른 세정 조건을 제어하는 것도 가능하다.

일 예로, 세정제어부(400')는 표면검출부(500)에서 검출된 기판(W)의 표면 상태에 따라 기판 스피닝 유닛(110)에 의한 기판(W)의 회전 속도(VR)를 제어한다. 가령, 세정제어부(400')는 기판(W)의 표면에 잔류하는 이물질의 분포 밀도 및 분포량에 대응하여, 기판 스피닝 유닛(110)에 의한 기판(W)의 회전 속도(VR)를 증가 또는 감속시킬 수 있다.(도 7 참조)

다른 일 예로, 세정제어부(400')는 표면검출부(500)에서 검출된 기판(W)의 표면 상태에 따라 세정 유체 분사부(120)에 의한 세정 유체의 분사량(IA) 및 분사 압력(IP) 중 어느 하나 이상을 제어한다. 가령, 세정제어부(400')는 기판(W)의 표면에 잔류하는 이물질의 분포 밀도 및 분포량이 기설정된 설정범위보다 높거나 낮음에 대응하여, 세정 유체 분사부(120)에 의한 세정 유체의 분사량(IA) 및 분사 압력(IP)을 높이거나 낮출 수 있다.(도 8 참조)

또 다른 일 예로, 세정제어부(400')는 표면검출부(500)에서 검출된 기판(W)의 표면 상태에 따라 세정 유체 분사부(120)의 오실레이션 각도(OA) 및 오실레이션 속도(OV) 중 어느 하나 이상을 제어한다. 가령, 세정제어부(400')는 기판(W)의 표면에 잔류하는 이물질의 분포 밀도 및 분포량이 기설정된 설정범위보다 높거나 낮음에 대응하여, 세정 유체 분사부(120)의 오실레이션 각도(OA) 및 오실레이션 속도(OV)를 높이거나 낮출 수 있다.(도 8 참조)

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100 : 세정브러쉬 101 : 브러쉬지지대
102 : 제1브러쉬 104 : 제2브러쉬
110 : 기판 스피닝 유닛 120 : 세정 유체 분사부
200 : 토크감지부 300 : 속도제어부
400,400' : 세정제어부 500 : 표면검출부

Claims

브러쉬 세정 장치에 있어서,
롤 형태로 형성되어 회전하는 외주면이 기판의 표면의 중심부를 가로지르는 위치에서 회전 접촉하는 세정브러쉬와;
상기 세정 브러쉬에 의해 접촉 세정되는 상기 기판에 대하여, 상기 기판과의 마찰에 따른 상기 세정 브러쉬의 회전 토크를 세정 공정의 시간 경과에 따라 감지하는 토크감지부와;
상기 기판에 세정 유체를 분사하는 세정 유체 분사부와;
상기 토크감지부에서 감지된 신호에 따라 상기 기판의 세정 조건을 제어하되, 상기 세정 유체 분사부에 의한 상기 세정 유체의 분사량 및 분사 압력 중 어느 하나 이상을 제어하는 세정 제어부를;
포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 브러쉬 세정 장치.
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제1항에 있어서,
상기 세정브러쉬의 일단을 지지하는 브러쉬지지대를 포함하는 것을 특징으로 하는 브러쉬 세정 장치.
제1항에 있어서,
상기 세정브러쉬의 일단 및 타단을 지지하는 브러쉬지지대를 포함하는 것을 특징으로 하는 브러쉬 세정 장치.
제1항에 있어서,
상기 기판을 지지하면서 회전시키는 기판 스피닝 유닛을; 더 포함하고,
상기 세정제어부는, 상기 기판 스피닝 유닛에 의한 상기 기판의 회전 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 브러쉬 세정 장치.
제1항에 있어서,
상기 세정 유체 분사부는 기판의 표면에 대해 오실레이션(oscillation) 가능하게 제공되며,
상기 세정제어부는, 상기 세정 유체 분사부의 오실레이션 각도 및 오실레이션 속도 중 어느 하나 이상을 제어하는 것을 특징으로 하는 브러쉬 세정 장치.
브러쉬 세정 장치에 있어서,
롤 형태로 형성되어 회전하는 외주면이 기판의 표면의 중심부를 가로지르는 위치에서 회전 접촉하는 세정브러쉬와;상기 세정 브러쉬에 의해 접촉 세정되는 상기 기판에 대하여, 상기 기판과의 마찰에 따른 상기 세정 브러쉬의 회전 토크를 세정 공정의 시간 경과에 따라 감지하는 토크감지부와;
상기 기판의 표면에 대해 오실레이션(oscillation) 가능하게 제공되며,상기 기판에 세정 유체를 분사하는 세정 유체 분사부와;
상기 토크감지부에서 감지된 신호에 따라 상기 기판의 세정 조건을 제어하되, 상기 세정 유체 분사부의 오실레이션 각도 및 오실레이션 속도 중 어느 하나 이상을 제어하는 세정제어부를;
포함하는 것을 특징으로 하는 브러쉬 세정 장치.
제 1항 또는 제5항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 세정 공정의 시간 경과에 따라, 상기 토크감지부에서 감지된 상기 세정브러쉬의 회전 토크가 기설정된 설정범위를 벗어나면, 상기 세정브러쉬의 회전 속도를 상기 세정 공정 중에 실시간으로 변동시키는 속도제어부를;
더 포함하고, 상기 세정브러쉬가 상기 기판에 회전 접촉하는 상기 세정 공정의 시간 경과 중에 상기 토크 감지부에 의해 감지된 회전토크값에 따라 상기 세정브러쉬의 회전 속도를 증감시키는 피드백 제어하는 것을 특징으로 하는 브러쉬 세정 장치.
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제 1항 또는 제5항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 세정 공정의 시간 경과에 따라, 상기 토크감지부에서 감지된 상기 세정브러쉬의 회전 토크가 기설정된 설정범위를 벗어나면, 기판 스피닝 유닛의 상기 기판의 회전 속도를 상기 세정 공정 중에 실시간으로 변동시키는 속도제어부를;
더 포함하고, 상기 세정브러쉬가 상기 기판에 회전 접촉하는 상기 세정 공정의 시간 경과 중에 상기 토크 감지부에 의해 감지된 회전토크값에 따라 상기 기판의 회전 속도를 증감시키는 피드백 제어하는 것을 특징으로 하는 브러쉬 세정 장치.
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