(57)【要約】【課題】本発明は基板を処理する装置に関する。【解決手段】本発明によると、基板に高温及び高圧のスチームを噴射して基板の洗浄が行われる。スチーム発生器は基板にスチームを継続的に供給するように構成される。スチームによる洗浄後にはブラッシュによる洗浄を継続的に行うことができる。【選択図】図１
2007273974.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理する装置において、
工程が行われ、内部に基板を収容する空間が提供されるチャンバと、
前記チャンバ内に位置した基板にスチームを供給して洗浄するスチーム洗浄部材とを含み、
前記スチーム洗浄部材は、
洗浄液からスチームを発生するスチーム発生器と、
前記チャンバに提供され、前記スチーム発生器から発生されたスチームを前記基板に向かって直接噴射するスチームノズルとを含むことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記基板は長方形の形状を有し、前記スチームノズルは前記基板の第１辺に相応する幅のスチームを噴射することができる長さで提供され、
前記装置は前記スチームノズルまたは前記基板を、前記第１辺と垂直で第２辺と平行な方向に直線移動させる移動ユニットをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記装置は、
前記チャンバ内に提供され、前記基板を直線移動する移動ユニットをさらに含み、
前記移動ユニットは、
基板が移動する方向に沿って並んで配置され、回転可能なシャフトと、
それぞれの前記シャフトの外周面に前記シャフトとともに回転するように設置され、前記基板と接触されるローラとを含み、
前記スチームノズルは前記基板の移動方向と垂直な方向に設置されることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記基板はディスク形状を有し、前記スチームノズルは前記基板の直径に相応する幅のスチームを噴射することができる長さで提供され、
前記装置は前記スチームノズルまたは前記基板を直線移動させる移動ユニットをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記スチームノズルはロッド形状を有し、前記スチームノズルには長さ方向に沿ってスリットまたは複数の円形ホールが形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちのいずれか１項に記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記スチーム発生器は、
洗浄液が供給される空間を提供するハウジングと、
前記ハウジングに洗浄液を供給する液供給管と、
前記ハウジングの空間内に提供された洗浄液を加熱する加熱器と、
前記ハウジングの空間内で発生されたスチームを前記スチームノズルに供給するスチーム供給管とを含むことを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちのいずれか１項に記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記スチーム発生器は、
前記ハウジング内で発生されたスチームに圧力を提供するように前記ハウジングの空間内に加圧ガスを供給するガス供給管をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記スチーム発生器は、
前記スチーム供給管内の圧力を測定する圧力計と、
工程進行の時、前記スチーム供給管内の圧力が設定範囲内で維持されるように、前記圧力計から測定された信号が印加されて前記ガス供給管に設置された流量調節器を制御する制御器とをさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記スチーム発生器は、
前記液供給管に設置されて、前記ハウジングに供給される洗浄液に圧力をかけるポンプと、
前記ハウジングの空間内に満たされた洗浄液の水面高さを検出する水位検出器と、
工程進行の時、前記ハウジングの空間内での水面が設定範囲内で維持されるように、前記水位検出器から検出された信号が印加されて、前記液供給管に設置されたバルブ及び前記ポンプを制御する制御器とをさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の基板処理装置。
【請求項１０】
前記スチーム発生器は前記液供給管に設置され、前記ハウジング内のスチームが前記液供給管に逆流することを防止する逆流防止部材をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の基板処理装置。
【請求項１１】
基板を処理する装置において、
基板を直線移動させる移動ユニットと、
前記移動ユニットによって移動中の基板を洗浄する洗浄ユニットとを含み、
前記洗浄ユニットは、
前記基板にスチームを供給するスチームノズルを具備し、スチームによって基板を洗浄するスチーム洗浄部材と、
スチーム洗浄が行われた前記基板上の領域を洗浄するブラッシュを具備するブラッシュ洗浄部材と含むことを特徴とする基板処理装置。
【請求項１２】
前記装置は、
洗浄工程が行われ、前記スチームノズル及び前記ブラッシュが位置するチャンバをさらに含み、
前記移動ユニットは、
前記チャンバ内に配置され、基板が移動される方向に沿って並んで配置され回転可能なシャフトと、
それぞれの前記シャフトの外周面に前記シャフトとともに回転するように設置され、前記基板と接触されるローラとを含み、
前記スチームノズルは前記基板の移動方向と垂直な前記基板の一辺に相応する幅のスチームを噴射することができる長さを有し、前記基板の移動方向と垂直な方向に設置されることを特徴とする請求項１１に記載の基板処理装置。
【請求項１３】
前記スチーム発生器は、
洗浄液が供給される空間を提供するハウジングと、
前記ハウジングに洗浄液が供給される液供給管と、
前記ハウジングの空間内に提供された洗浄液を加熱する加熱器と、
前記ハウジングの空間内で発生されたスチームを前記スチームノズルに供給するスチーム供給管とを含むことを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載の基板処理装置。
【請求項１４】
前記スチーム発生器は、
前記ハウジング内で発生されたスチームに圧力を提供するように、前記ハウジングの空間内に加圧ガスを供給するガス供給管をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の基板処理装置。
【請求項１５】
前記スチーム発生器は、
前記スチーム供給管内の圧力を測定する圧力計と、
工程進行の時、前記スチーム供給管内の圧力が設定範囲内で維持されるように、前記圧力計から測定された信号が印加されて、前記ガス供給管に設置された流量調節器を制御する制御器をさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の基板処理装置。
【請求項１６】
前記スチーム発生器は、
前記液供給管に設置されて、前記ハウジングに供給される洗浄液に圧力をかけるポンプと、
前記ハウジングの空間内に満たされた洗浄液の水面高さを検出する水位検出器と、
工程進行の時、前記ハウジングの空間内での水面が設定範囲内で維持されるように、前記水位検出器から検出された信号が印加されて、前記液供給管に設置されたバルブ及び前記ポンプを制御する制御器とをさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の基板処理装置。
【請求項１７】
前記スチーム発生器は前記液供給管に設置され、前記ハウジング内のスチームが前記液供給管に逆流することを防止する逆流防止部材をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の基板処理装置。
【請求項１８】
基板の一辺に相応する幅で前記基板に直接スチームを噴射するスチームノズルを前記基板の上部または下部に提供し、前記基板の一端から他端まで順に前記スチームによって洗浄が行われるように前記基板または前記スチームノズルを直線移動させることを特徴とする基板処理方法。
【請求項１９】
ハウジング内に水を供給し、前記ハウジングを加熱してスチームを発生させて前記スチームノズルに供給し、
前記ハウジングに供給される加圧ガスの量を調節して前記スチームが噴射される噴射圧力を調節することを特徴とする請求項１８に記載の基板処理方法。
【請求項２０】
前記スチームによる洗浄が行われた直後に前記基板に対してブラッシュによる洗浄が行われることを特徴とする請求項１８または請求項１９に記載の基板処理方法。
【請求項２１】
前記スチームによる洗浄が行われた直後に前記基板に対して乾燥が行われることを特徴とする請求項１８または請求項１９に記載の基板処理方法。
【請求項２２】
基板にスチームを噴射して前記基板上に付着した汚染物質の付着力を弱化させ、以後、ブラッシュを用いて前記基板に付着した汚染物質を前記基板から除去することを特徴とする基板処理方法。
【請求項２３】
前記基板にスチームを噴射するスチームノズルは前記基板の一辺に相応する幅のスチームを噴射することができる長さを有し、前記ブラッシュは前記基板の一辺に相応する長さを有し、
前記基板は直線移動され、前記スチームノズルと前記ブラッシュとを前記基板の移動方向と垂直な方向に並べて配置することを特徴とする請求項２２に記載の基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は基板を処理する装置及び方法に係り、さらに詳細にはウェーハまたは平板表示素子製造に用いられる基板などを洗浄する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、情報処理機器は多様な形態の機能と、さらに速くなった情報処理速度を有するように急速に発展している。このような情報処理装置は、運用された情報を表示する表示パネル（ｄｉｓｐｌａｙ  ｐａｎｅｌ）を有する。現在まで、表示パネルでは主にブラウン管（ｃａｔｈｏｄｅ  ｒａｙ  ｔｕｂｅ）モニタが用いられたが、最近では技術の急速な発展によって、軽く、かつ小空間を占める液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のような平板表示パネルの使用が急激に増大している。
【０００３】
平板表示パネルの製造のために多様な工程が要求される。これら工程のうち洗浄工程は基板上に付着したパーティクルなどのような汚染物質を除去する工程として、薄膜トランジスタなどの素子損失を最小化し、収率を向上させるために実行されている。一般的に、洗浄工程は基板に水を供給して、基板から汚染物質を除去するか、ブラッシュを用いて物理的に基板から汚染物質を除去することである。ブラッシュを用いて工程を進行する場合、数十マイクロメートル以上の比較的大きいパーティクルは基板から容易に除去されるが、数ナノメートル以下の比較的微細なパーティクルは基板から容易に除去されない。
【０００４】
また、水を供給して基板を洗浄する場合、基板が大型化されることによって洗浄に多量の水が消費される。水を高温及び高圧で基板に直接噴射する時、基板の洗浄効率を向上させることができる。しかし、水を基板に噴射して洗浄工程を進行する場合、大型基板洗浄の時に要求される多量の水を高温で加熱することができるヒータを提供しにくい。また、水を供給して基板を洗浄する場合でも数マイクロメートル以下の微細なパーティクルは上述したブラッシュを利用した洗浄のように基板から容易に除去されない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、基板の洗浄効率を向上させることができる基板処理装置及び方法を提供することにする。
【０００６】
また、本発明の目的は、基板洗浄の時に消費される水の使用量を減らすことができる基板処理装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は基板を処理する装置を提供する。前記装置は、工程が行われ、内部に基板を収容する空間が提供されたチャンバと、前記チャンバ内に位置した基板にスチームを供給して洗浄するスチーム洗浄部材とを含む。前記スチーム洗浄部材は洗浄液からスチームを発生するスチーム発生器と、前記チャンバに提供され、前記スチーム発生器から発生されたスチームを前記基板に向かって直接噴射するスチームノズルとを含む。
【０００８】
一例によると、前記基板は長方形の形状を有し、前記スチームノズルは前記基板の第１辺に相応する幅のスチームを噴射することができる長さで提供される。前記装置には、前記スチームノズルまたは前記基板を、前記第１辺と垂直で第２辺と平行な方向に直線移動させる移動ユニットが提供される。
【０００９】
他の例によると、前記装置は、前記チャンバ内に提供され、前記基板を直線移動する移動ユニットをさらに含み、前記移動ユニットは基板が移動する方向に沿って並んで配置され、回転可能なシャフトと、それぞれの前記シャフトの外周面に前記シャフトとともに回転されるように設置され、前記基板と接触されるローラとを含む。前記スチームノズルは前記基板の移動方向と垂直な方向に設置される。
【００１０】
さらに他の例によると、前記基板はディスク形状を有し、前記スチームノズルは前記基板の直径に相応する幅のスチームを噴射することができる長さで提供される。前記装置には前記スチームノズルまたは前記基板を直線移動させる移動ユニットが提供される。
【００１１】
前記スチームノズルはロッド形状を有し、前記スチームノズルには長さ方向に沿ってスリットまたは複数の円形ホールを形成することができる。
【００１２】
一例によると、前記スチーム発生器は洗浄液が供給される空間を提供するハウジングと、前記ハウジングに洗浄液が供給される液供給管と、前記ハウジングの空間内に提供された洗浄液を加熱する加熱器と、前記ハウジングの空間内で発生されたスチームを前記スチームノズルに供給するスチーム供給管とを含む。
【００１３】
前記スチーム発生器には、前記ハウジング内で発生されたスチームに圧力を提供するように前記ハウジングの空間内に加圧ガスを供給するガス供給管を提供することができる。
【００１４】
前記スチーム発生器には、前記スチーム供給管内の圧力を測定する圧力計と、工程進行の時、前記スチーム供給管内の圧力が設定範囲内に維持されるように、前記圧力計から測定された信号が印加されて前記ガス供給管に設置された流量調節器を制御する制御器を提供することができる。
【００１５】
また、前記スチーム発生器には、前記液供給管に設置されて、前記ハウジングに供給される洗浄液に圧力をかけるポンプと、前記ハウジングの空間内に満たされた洗浄液の水面高さを検出する水位検出器と、工程進行の時、前記ハウジングの空間内に水面が設定範囲内で維持されるように、前記水位検出器から検出された信号が印加されて前記液供給管で設置されたバルブ及び前記ポンプを制御する制御器を提供することができる。
【００１６】
また、前記スチーム発生器には、前記液供給管に設置され、前記ハウジング内のスチームが前記液供給管に逆流することを防止する逆流防止部材を提供することができる。
【００１７】
また、本発明の他の特徴によると、基板処理装置は基板を直線移動させる移動ユニットと、前記移動ユニットによって移動中の基板を洗浄する洗浄ユニットとを含む。前記洗浄ユニットは、前記基板にスチームを供給するスチームノズルを具備し、スチームによって基板を洗浄するスチーム洗浄部材と、スチーム洗浄が行われた前記基板上の領域を洗浄するブラッシュを具備するブラッシュ洗浄部材とを有する。
【００１８】
前記装置には、洗浄工程を行い、前記スチームノズル及び前記ブラッシュが位置するチャンバをさらに提供することができる。一例によると、前記移動ユニットは、前記チャンバ内に配置され、基板が移動する方向に沿って並んで配置され回転可能なシャフトと、それぞれの前記シャフトの外周面に前記シャフトとともに回転するように設置され、前記基板と接触されるローラとを含む。前記ノズルは前記基板の移動方向と垂直な前記基板の一辺に相応する幅のスチームを噴射することができる長さを有し、前記基板の移動方向と垂直な方向で設置される。
【００１９】
一例によると、前記スチーム発生器は、洗浄液が供給される空間を提供するハウジングと、前記ハウジングに洗浄液が供給される液供給管と、前記ハウジングの空間内に提供された洗浄液を加熱する加熱器と、前記ハウジングの空間内で発生されたスチームを前記スチームノズルに供給するスチーム供給管とを含む。
【００２０】
前記スチーム発生器には、前記ハウジング内で発生されたスチームに圧力を提供するように前記ハウジングの空間内に加圧ガスを供給するガス供給管を提供することができる。
【００２１】
また、前記スチーム発生器には、前記スチーム供給管内の圧力を測定する圧力計と、工程進行の時、前記スチーム供給管内の圧力が設定範囲内で維持されるように、前記圧力計から測定された信号が印加されて前記ガス供給管に設置された流量調節器を制御する制御器を提供することができる。
【００２２】
また、前記スチーム発生器には、前記液供給管に設置されて、前記ハウジングに供給される洗浄液に圧力をかけるポンプと、前記ハウジングの空間内に満たされた洗浄液の水面高さを検出する水位検出器と、工程進行の時、前記ハウジングの空間内に水面が設定範囲内で維持されるように、前記水位検出器から検出された信号が印加されて、前記液供給管で設置されたバルブ及び前記ポンプを制御する制御器を提供することができる。
【００２３】
また、前記スチーム発生器には、前記液供給管に設置され、前記ハウジング内のスチームが前記液供給管に逆流することを防止する逆流防止部材を提供することができる。
【００２４】
また、本発明は基板を処理する方法を提供する。本発明の基板処理方法によると、基板の一辺に相応する幅で前記基板に直接スチームを噴射するスチームノズルを前記基板の上部または下部に提供し、前記基板の一端から他端まで順に前記スチームによって洗浄が行われるように前記基板または前記スチームノズルを直線移動させつつ工程を実行する。
【００２５】
また、ハウジング内に水を供給して、前記ハウジングを加熱してスチームを発生させて前記スチームノズルに供給し、前記ハウジングに供給される加圧ガスの量を調節して、前記スチームが噴射される噴射圧力を調節することができる。
【００２６】
また、前記スチームによる洗浄が行われた直後に、前記基板に対してブラッシュによる洗浄を行うことができる。これと異なり、前記スチームによる洗浄が行われた直後に、前記基板に対して乾燥を行うことができる。
【００２７】
本発明の基板処理方法によると、基板にスチームを噴射して前記基板上に付着した汚染物質の付着力を弱化させ、以後、ブラッシュを用いて前記基板に付着した汚染物質を前記基板から除去する。
【００２８】
前記基板にスチームを噴射するスチームノズルは前記基板の一辺に相応する幅のスチームを噴射することができる長さを有し、前記ブラッシュは前記基板の一辺に相応する長さを有し、前記基板は直線移動され、前記スチームノズルと前記ブラッシュを前記基板の移動方向と垂直な方向に並べて配置することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によると、基板の洗浄を効率的に行うことができる。また、脱イオン水がスチーム状態で基板に供給されるので、脱イオン水を高温及び高圧で基板に向かって噴射することができる。
また、本発明によると、基板から微細な大きさの汚染物質を除去することができ、基板の洗浄に用いられる脱イオン水の量を減らすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態を添付の図１乃至図９を参照しながら詳細に説明する。本発明の実施形態はさまざまな形態に変形可能であり、本発明の範囲が下述する実施形態によって限定されると解釈されてはならない。本実施形態は当業界で平均的な知識を持った者における本発明をさらに完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面での要素の形状はより明確な説明を強調するために誇張されたものである。
【００３１】
本実施形態において、基板Ｓは平板表示パネル製造に用いられる基板Ｓを例としてあげて説明する。しかし、これと異なり、基板Ｓは半導体チップ製造に用いられるウェーハであり得る。
【００３２】
図１は本発明の好ましい一実施形態による基板処理装置１を示す図面であり、図２は図１のチャンバ１０、２２、２４、３０のうち洗浄チャンバ２２の内部を上方から見た平面図である。図１及び図２を参照すると、基板処理装置１は複数のチャンバ１０、２２、２４、３０、洗浄ユニット１００、２００、及び移動ユニット３００を有する。それぞれのチャンバ１０、２２、２４、３０は工程が実行される空間を提供する。移動ユニット３００はチャンバ１０、２２、２４、３０の間に、そしてチャンバ１０、２２、２４、３０内で基板Ｓを一方向に移動させる。洗浄ユニット１００、２００はチャンバ内で移動ユニット３００によって移動中の基板Ｓを洗浄する。次に、上述した構成要素に対して詳細に説明する。
【００３３】
それぞれのチャンバ１０、２２、２４、３０は内部が空いているほぼ長方体形状を有する。チャンバ１０、２２、２４、３０は一列に並んで配置される。それぞれのチャンバ１０、２２、２４、３０の一側辺にはチャンバ１０、２２、２４、３０に基板Ｓが流入される流入口１２が提供され、これと向き合う他側辺にはチャンバ１０、２２、２４、３０から基板Ｓが流出される流出口１４が提供される。基板Ｓは一番前方に位置したチャンバから順に一番後方に位置したチャンバまで移動される。各チャンバ１０、２２、２４、３０内では基板Ｓに対して所定の工程が行われる。チャンバ１０、２２、２４、３０のうち少なくとも１つのチャンバ２２、２４では洗浄工程が実行される。洗浄工程を実行するチャンバ２０の前方に位置するチャンバ１０ではエッチング工程が行われ、洗浄工程を行うチャンバ２０の後方に位置するチャンバ３０では乾燥工程を行うことができる。
【００３４】
それぞれのチャンバ１０、２２、２４、３０内には移動ユニット３００が配置される。移動ユニット３００は複数のシャフト３２０、ローラ３４０、及び駆動部３６０を有する。シャフト３２０はそれぞれのチャンバ１０、２２、２４、３０内に互いに平行に並んで配置される。シャフト３２０は流入口１２と隣接した位置から流出口１４と隣接した位置まで提供される。それぞれのシャフト３２０にはその長さ方向に沿って複数のローラ３４０が固定結合される。シャフト３２０はその中心軸を基準に駆動部３６０によって回転される。駆動部３６０はプーリー３６２、ベルト３６４、及びモータ３６６を有する。プーリー３６２はそれぞれのシャフト３２０の両端にそれぞれ結合される。互いに異なるシャフト３２０に結合され、互いに隣接して配置されたプーリー３６２はベルト３６４によって互いに連結される。プーリー３６２のうちのいずれか１つにはこれを回転させるモータ３６６が結合される。上述したプーリー３６２、ベルト３６４、及びモータ３６６の組み立て体によってシャフト３２０とローラ３４０が回転され、基板Ｓはその下面がローラに接触された状態でシャフト３２０に沿って直線移動される。それぞれのシャフト３２０は水平に配置されて、基板Ｓを水平状態で移送することができる。選択的にそれぞれのシャフト３２０の一端と他端が異なる高さで提供されて、基板Ｓを傾いた状態で移送することができる。
【００３５】
一例によると、第１洗浄チャンバ２２、第２洗浄チャンバ２４、及び乾燥チャンバ３０は順に一列に配置される。第１洗浄チャンバ２２と第２洗浄チャンバ２４には洗浄ユニットが設置される。第１洗浄チャンバ２２に提供された洗浄ユニットはスチーム洗浄部材１００とブラッシュ洗浄部材２００とを有する。第２洗浄チャンバ２４に提供された洗浄ユニットは２流体供給ノズル（ｔｗｏ  ｆｌｕｉｄ  ｓｕｐｐｌｙ  ｎｏｚｚｌｅ）２４ａを有する。
【００３６】
基板Ｓは第１洗浄チャンバ２２と第２洗浄チャンバ２４とを移動しつつ洗浄され、以後乾燥チャンバ３０に移動して乾燥される。スチーム洗浄部材１００は基板Ｓに高温及び高圧のスチームを噴射して、基板Ｓを一次的に洗浄する。スチームによって基板Ｓに付着したパーティクルなどのような汚染物質は基板Ｓから除去されるか、基板Ｓに対しての付着力が低下する。ブラッシュ洗浄部材２００はスチームによって洗浄が行われた基板Ｓ上の領域をブラッシュ２２０の物理的接触力を用いて二次的に洗浄する。ブラッシュ２２０によって基板Ｓに残留する汚染物質が基板Ｓから除去される。数マイクロメートル以下の大きさのパーティクルはスチームによる洗浄によって基板Ｓに対して付着力が低下し、以後ブラッシュ２２０による洗浄によって基板Ｓから除去される。
【００３７】
２流体供給ノズル３０ａは、第１洗浄チャンバ２２で除去されないパーティクルとブラッシュ２２０によって基板Ｓから除去されたが、基板Ｓ上にまたは基板Ｓの上部に依然として残留するパーティクルを基板Ｓから除去する。２流体供給ノズル３０ａは脱イオン水に高圧のガスを供給して、脱イオン水を噴霧状態にした後、噴霧状態の脱イオン水を基板Ｓに噴射することのできる構造を有する。２流体供給ノズル３０ａでは一方向に長い長さを有するスリットノズルを用いることができる。
【００３８】
乾燥チャンバ３０には基板Ｓに乾燥ガスを供給する乾燥ノズル３０ａが設置される。乾燥ノズル３０ａは加熱された空気、加熱された窒素ガス、または加熱された非活性ガスなどを供給して基板Ｓを乾燥することができる。選択的に、乾燥ノズル３０ａはイソプロピルアルコールのような有機溶剤を基板Ｓに供給した後、以後に上述した加熱された空気などを基板Ｓに供給して基板Ｓを乾燥することができる。乾燥ノズル３０ａでは一方向に長い長さを有するスリットノズルを用いることができる。
【００３９】
スチーム洗浄部材１００はスチームノズル１２０ａとスチーム発生器１２０ｂとを有する。スチームノズル１２０ａは第１洗浄チャンバ２２内に提供され、スチーム発生器１２０ｂからスチームが供給されて基板Ｓに直接噴射する。一例によると、スチームノズル１２０ａは長いロッド形状を有する。基板Ｓがほぼ長方形の場合、基板Ｓは第１辺Ｓ１及びこれと垂直な第２辺Ｓ２を有する。第１辺Ｓ１は基板Ｓが移動される方向と垂直な方向（すなわち、シャフトの長さ方向）であり、第２辺Ｓ２は基板Ｓが移動される方向と平行な方向（すなわち、シャフト３２０の配列方向）である。スチームノズル１２０ａは基板Ｓの第１辺Ｓ１に相応する幅のスチームを噴射することができる長さを有する。また、基板Ｓがディスク形状の場合、スチームノズル１２０ａは基板Ｓの直径に相応する幅のスチームを噴射することができる長さを有する。スチームノズル１２０ａはシャフト３２０の長さ方向と平行に基板Ｓの上部に配置される。スチーム発生器１２０ｂの具体的な構造に対しては後述する。
【００４０】
ブラッシュ洗浄部材２００はブラッシュ２２０、回転軸２４０、及びモータ２６０を有する。ブラッシュ２２０は基板Ｓと接触して物理的に基板Ｓから汚染物質を除去する。回転軸２４０はブラッシュ２２０に固定結合される。回転軸２４０はモータ２６０と結合してブラッシュ２２０を回転させる。ブラッシュ２２０は基板Ｓの第１辺Ｓ１に相応する幅を有する。ブラッシュ２２０はシャフト３２０の長さ方向と平行に第１洗浄チャンバ２２内の基板Ｓの上部及び下部にそれぞれ配置される。
【００４１】
スチームによって一次的に洗浄が行われた後、ブラッシュ２２０によって二次的に洗浄が行われるようにスチームノズル１２０ａはブラッシュ２２０の前方に位置する。工程進行の時、基板Ｓは一方向に継続的に移動される。基板Ｓの第１辺Ｓ１と平行な基板Ｓの一端領域から他端領域まで順にスチームによって洗浄が行われる。また、スチームによって洗浄が行われた基板Ｓの領域はブラッシュ２２０によって洗浄される。
【００４２】
上述した例において、スチームノズル１２０ａは基板Ｓの上部に提供されると説明した。しかし、これと異なり、スチームノズル１２０ａを基板Ｓの下部に提供するか、基板Ｓの上部及び下部のいずれにも提供することができる。また、上述した例において、ブラッシュ２２０は基板Ｓの上部及び下部のいずれにも提供されると説明した。しかし、これと異なり、ブラッシュ２２０をスチームノズル１２０ａが提供される位置と同一に基板Ｓの上部または下部だけに提供することができる。
【００４３】
図３Ａと図３Ｂはそれぞれスチームノズル１２０ａに提供された噴射ホール１２２、１２４の多様な例を示す。スチームノズル１２０ａに提供された噴射ホール１２２は図３Ａに示したように、複数の円形ホールとして提供することができる。スチームノズル１２０ａの長さ方向に沿ってほぼ均一量のスチームが噴射されるように円形ホールの大きさ及び隣接する円形ホール間の間隔は異なるように提供することができる。図３Ｂに示したように、選択的にスチームノズル１２０ａに提供された噴射ホール１２４は長いスリット形状で提供することができる。また、図４Ａに示したように、噴射ホール１２６はスチームが噴射される方向に沿って同一の幅、または漸進的に狭くなる幅で提供することができる。選択的に、図４Ｂに示したように、噴射ホール１２８はスチームが噴射される方向に沿って漸進的に幅が広くなるように提供することができる。図４Ａのようなスチームノズル１２０ａが用いられる場合、基板Ｓにスチームを高圧で噴射することができ、図４Ｂのようなスチームノズル１２０ａが用いられる場合、比較的広い幅にスチームを噴射することができる。
【００４４】
図５はスチーム発生器１２０ｂの一例を示す。図５を参照すると、スチーム発生器１２０ｂはハウジング１３０、液供給管１４０、スチーム供給管１５０、ガス供給管１６０、加熱器１７０、及び制御器１９０を有する。ハウジング１３０は外部から密閉され、スチームが生成される空間を提供するボックス形状を有する。ハウジング１３０にはその内部に満たされた洗浄液の水位が一定の位置に到逹したか否かを検出する水位検出器１８０が設置される。スチームが連続的に発生されるように洗浄液はハウジング１３０内に一定の水位（以下、下部設定水位という）以上で満たされることが好ましい。また、生成されたスチームが収容される空間を提供するために洗浄液はハウジング１３０内に一定の水位（以下、上部設定水位という）以下で満たされることが好ましい。水位検出器１８０はハウジング１３０の空間内に満たされた洗浄液の水面高さを検出する。一例によると、水位検出器１８０は洗浄液が下部設定水位に到逹したか否かを検出する第１検出器１８２と上部設定水位に到逹したか否かを検出する第２検出器１８４とを具備する。
【００４５】
加熱器１７０はハウジング１３０内の洗浄液を加熱して、洗浄液からスチームを発生する。加熱器１７０は燃料または電気を利用して洗浄液を加熱することができる。燃料を利用して加熱が行われる場合、加熱効率が優れている。電気を利用して加熱が行われる場合、燃料の補充なしに継続的に加熱を行うことができる。加熱器１７０はハウジング１３０の底面に設置されることが好ましい。電気を利用して加熱が行われる場合、加熱器１７０は熱線１７２と、ここにエネルギーを印加する電力供給源１７４とを有する。
【００４６】
液供給管１４０は外部に配置された液貯蔵部１４９からハウジング１３０に洗浄液を供給する。液供給管１４０はハウジング１３０の上面に結合することができる。洗浄液では脱イオン水や純水などのような水を用いることができる。液供給管１４０には内部通路を開閉するか、流量を調節するバルブ１４４が設置される。バルブ１４４は電気的信号によって調節可能なバルブが用いられることが好ましい。液供給管１４０にはポンプ１４６が設置されて、その内部を流れる洗浄液に圧力を提供する。液貯蔵部１４９とポンプ１４６との間には洗浄液を一時的に貯蔵するバッファタンク１４２を設置することができる。また、液供給管１４０にはチェックバルブのような逆流防止部材１４８を提供して、スチームが液供給管１４０に逆流することを防止する。
【００４７】
スチーム供給管１５０はハウジング１３０で生成されたスチームをスチームノズル１２０ａに供給する。スチーム供給管１５０はハウジング１３０の上面に結合される。スチーム供給管１５０にはその内部通路を開閉する開閉バルブ１５２、その内部を流れるスチームの流量を測定する流量計１５４、及びその内部圧力を測定する圧力計１５６が設置される。また、スチーム供給管１５０には流量調節バルブ（図示しない）を設置することができる。ハウジング１３０内でのスチーム生成によって、ハウジング１３０内の圧力は非常に高い。スチームはハウジング１３０内の圧力によってスチームノズル１２０ａに供給することができる。選択的にハウジング１３０にはガス供給管１６０が結合することができる。ガス供給管１６０はハウジング１３０にガスを供給して、液供給管１４０を通じて供給されるスチームの圧力を増加させる。ガスとしては窒素ガスや非活性ガスなどのように化学的に安定したガスが用いられる。ガス供給管１６０を通じて供給されるガスの量はスチーム供給管１５０を通じて供給されるスチームの圧力または流量に応じて調節することができる。
【００４８】
制御器１９０はスチーム発生器１２０ｂの動作を制御する。制御器１９０には水位検出器１８０、圧力計１５６、及び流量計１５４から測定された信号が伝送され、これによって、ポンプ１４６、液供給管１４０に設置されたバルブ１４４、加熱器１７０の電力供給源１７４、スチーム供給管１５０に設置されたバルブ１５２、及びガス供給管１６０に設置されたバルブ１６２を制御する。
【００４９】
例えば、第１検出器１８２がハウジング１３０内の洗浄液の水位が下部設定水位に到逹したことを検出すれば、制御器１９０は液供給管１４０に設置されたバルブを開放して、脱イオン水が液供給管１４０に供給されるようにする。この時、制御器１９０はハウジング１３０内の圧力より高い圧力で洗浄液がハウジング１３０に供給されるようにポンプ１４６の出力を制御する。また、第２検出器１８４がハウジング１３０内の水位が上部設定水位に到逹したことを検出すれば、制御器１９０は液供給管１４０に設置されたバルブ１４４を遮断して、脱イオン水が液供給管１４０に供給されることを中断させる。上述した制御器１９０の動作によって、ハウジング１３０内で洗浄液は設定範囲以内で保たれ、スチームを工程進行の際に継続的にスチームノズル１２０ａに供給することができる。
【００５０】
また、流量計１５４または圧力計１５６がスチーム供給管１５０を通じて供給されるスチームの流量または圧力が設定範囲を逸脱することを検出すれば、制御器１９０は熱線１７２に印加される電力の大きさまたはハウジング１３０に供給されるガス量を調節するために電力供給源１７４またはガス供給管１６０に設置されたバルブ１６２を制御する。例えば、スチームの流量が少ない場合、ハウジング１３０で生成されるスチーム量の増加のために熱線に印加される電力の大きさを増加させることができる。例えば、スチームの圧力が低い場合、ハウジング１３０に供給されるガス量を増大させることができる。
【００５１】
次に、図６を参照して、基板Ｓを処理する方法を順に説明する。最初に基板Ｓは第１洗浄チャンバ２２に移送される。基板Ｓが移動される途中に基板Ｓに高温及び高圧のスチーム状態の脱イオン水が噴射される（Ｓ２０）。図７は基板Ｓにスチームが噴射される状態を概略的に示す。スチームによって洗浄が行われた基板Ｓ上の領域はブラッシュ２２０によって再度洗浄される（Ｓ４０）。基板Ｓは第２洗浄チャンバ２４に移送される。２流体供給ノズル２４ａから基板Ｓに噴霧状態の脱イオン水が噴射されて、基板Ｓが再び洗浄される（Ｓ６０）。洗浄が完了すると、基板Ｓは乾燥チャンバ３０に移送される。乾燥チャンバ３０でイソプロピルアルコールまたは乾燥ガスによって基板Ｓ上に残留する脱イオン水が基板Ｓから除去される（Ｓ８０）。
【００５２】
一般的に、液状態の脱イオン水を基板Ｓに直接供給して基板Ｓを洗浄する場合、基板Ｓが大型基板の場合、脱イオン水の消費量が非常に多い。例えば、基板Ｓが７世代平板表示素子製造に用いられる基板Ｓの場合、基板Ｓの大きさは約１、８７０×２、２００ｍｍであり、この場合、消費される脱イオン水の量は分当たり約１００〜１５０リットルである。しかし、スチーム状態の脱イオン水を基板Ｓに直接供給して基板Ｓを洗浄する場合、消費される脱イオン水量は分当たり約０．６乃至３リットルである。したがって、本発明によると、工程に消費される洗浄液量を減らすことができる。
【００５３】
また、液状態の脱イオン水を基板Ｓに直接供給して基板Ｓを洗浄する場合、加熱器及びポンプの容量の限界などによって脱イオン水の温度及び脱イオン水の供給圧力を高めるのに限界がある。しかし、スチーム状態の脱イオン水を基板Ｓに供給して基板Ｓを洗浄する場合、高温及び高圧でスチームを噴射することが可能である。これは基板Ｓからパーティクルの除去効率を向上させるだけでなく、基板Ｓの洗浄にかかる時間を大きく減らすことができる。実質的にスチームを利用して洗浄工程を行う場合、スチームは約１００℃〜２００℃の温度及び約１〜１５ｋｇ／ｃｍ２の圧力で供給されることが好ましい。しかし、基板Ｓに影響を与えない範囲内でさらに高い温度及びさらに高い圧力でスチームを供給することができる。
【００５４】
また、液状態の脱イオン水を基板Ｓに直接供給して基板Ｓを洗浄する場合、微細な大きさのパーティクルが基板Ｓから容易に除去されない。しかし、図１のように、スチーム洗浄部材１００とブラッシュ洗浄部材２００とを順に配置して洗浄工程を行う場合、約０．３μｍ以下の微細なパーティクルはスチーム洗浄によって基板Ｓに対して付着力が弱くなり、以後ブラッシュ２２０によって基板Ｓから容易に除去される。
【００５５】
図１の基板処理装置１ではスチーム洗浄部材１００とブラッシュ洗浄部材２００は１つの洗浄チャンバ２２内に提供されると説明した。しかし、これと異なり、図８に示したように、スチーム洗浄部材１００とブラッシュ洗浄部材２００を互いに異なる洗浄チャンバ２２、２３内に提供することができる。基板Ｓに対してスチーム洗浄が行われた直後、ブラッシュ２２０による洗浄が行われるように、スチーム洗浄部材１００が提供された洗浄チャンバ２２ａはブラッシュ洗浄部材２００ｂが設置された洗浄チャンバ２３の前方に位置する。
【００５６】
また、上述した例では基板Ｓに対するスチーム洗浄がブラッシュ洗浄直前に行われるようにスチーム洗浄部材１００が配置されると説明した。しかし、これと異なり、スチーム洗浄が行われる時期を異なるようにすることができる。例えば、図９に示したように、スチーム洗浄部材１００が提供された洗浄チャンバ２２ａは、他の洗浄部材によって洗浄が完了して、乾燥が行われる前に基板Ｓに対するスチーム洗浄が行われるように配置することができる。これはスチーム洗浄が高温状態で行われるため、スチーム洗浄の時、基板Ｓの乾燥を多少行うことができるためである。
【００５７】
また、上述した例ではスチーム洗浄部材１００が一連の工程が継続的に行われる装置内に提供されると説明した。しかし、これと異なり、基板Ｓに対してスチーム洗浄だけが行われるように、スチーム洗浄部材１００が設置された洗浄チャンバだけを独立的に提供することができる。この場合、工程進行の時、基板Ｓは固定され、スチームを噴射するノズルを前後方向に移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の好ましい一実施形態による基板処理装置の断面図である。
【図２】図１の基板処理装置の平面図である。
【図３Ａ】図１のノズルの一例を示す正面図である。
【図３Ｂ】図１のノズルの一例を示す正面図である。
【図４Ａ】図１のノズルの一例を示す断面図である。
【図４Ｂ】図１のノズルの一例を示す断面図である。
【図５】スチーム発生部材を概略的に示す図面である。
【図６】図１の装置を用いて基板を洗浄する方法を順に示すフローチャートである。
【図７】図１の装置においてスチームを用いて基板を洗浄する状態を概略的に示す図面である。
【図８】図１の装置の他の例を示す図面である。
【図９】図１の装置の他の例を示す図面である。
【符号の説明】
【００５９】
２２，２４  洗浄チャンバ
３０  乾燥チャンバ
１００  スチーム洗浄部材
１２０ａ  スチームノズル
１２０ｂ  スチーム発生器
１３０  ハウジング
１４０  液供給管
１４８  チェックバルブ
１５０  スチーム供給管
１５４  流量計
１５６  圧力計
１６０  ガス供給管
１７０  加熱器
１８０  水位検出器
１９０  制御器
２００  ブラッシュ洗浄部材
３００  移動ユニット
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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