CN101441987A - 基板清洗装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供基板清洗装置和方法，其特征在于，刷子相对于与基板移动方向垂直的方向倾斜配置，对基板进行清洗处理。按照所述的特征，可以提高基板的清洗效率，提高基板移动的安全性，并抑制清洗液向室外漏出。

Description

基板清洗装置和方法
技术领域
本发明涉及基板处理装置和方法，特别涉及对制造平板显示元件所使用的基板进行清洗的基板清洗装置和方法。
背景技术
最近，信息处理设备正在向功能多样化和信息处理速度高速化快速发展。这种信息处理装置具有显示运转信息的显示面板。以往在显示面板中主要使用阴极射线管(Cathode Ray Tube)显示器，但最近随着技术的快速发展，使用轻而且占用空间小的液晶显示(LCD)的平板显示面板急剧增加。
为了制造平板显示面板需要各种工序。这些工序中的清洗工序是去除附着在基板上的微粒等污染物质的工序，用于使薄膜晶体管等的元件损失变得最小，提高成品率。一般清洗工序是向基板供水，去除基板上的污染物质，或用刷子物理地去除基板上的污染物质。
在利用刷子清洗基板的刷式清洗装置中，在基板通过基板传送单元在工序室内向一个方向移动期间，利用刷式清洗单元对基板进行清洗处理。刷式清洗单元具有刷子、向刷子提供转动力的刷轴和驱动构件，刷轴的两端用轴承构件等支撑。
发明内容
鉴于所述现有的基板处理装置和方法中存在的问题，本发明的目的在于提供一种在利用刷子对基板进行清洗的工序中，可以提高基板的清洗效率的基板清洗装置和方法。
本发明的另一个目的在于提供一种在利用刷子对基板进行清洗的工序中，可以提高基板移动的安全性的基板清洗装置和方法。
为了达到所述目的，本发明提供一种对基板进行清洗的基板清洗装置，其特征在于包括：工序室，提供进行清洗工序的空间；基板传送单元，设置在所述工序室内，使基板移动；以及刷式清洗单元，相对于与所述基板移动方向垂直的方向倾斜设置，并包括清洗所述基板的刷子。
优选的是，所述基板传送单元包括传送轴，它们相互并排配置，并分别设有多个与基板接触的传送辊，所述传送轴倾斜配置，相对水平方向具有一定的倾斜角度。
优选的是，所述刷子与在相对水平方向倾斜的方向上移动的所述基板的距离，沿长度方向相同。
优选的是，所述刷子相对于所述基板的移动方向，向逆时针(CCW)方向倾斜配置。
优选的是，所述刷子相对于所述基板的移动方向，向顺时针(CW)方向倾斜配置。
优选的是，所述刷子相对于所述基板移动方向的垂直方向倾斜5°～10°配置。
优选的是，所述刷式清洗单元包括：上部刷式清洗单元，配置在利用所述传送轴进行移动的基板的上部；下部刷式清洗单元，配置在利用所述传送轴进行移动的基板的下部。
此外，为了达到所述目的，本发明还提供一种对基板进行清洗的基板清洗方法，其特征在于，使刷子的清洗力作用在相对于垂直所述基板移动方向倾斜的方向上，对所述基板进行清洗处理。
优选的是，所述基板清洗方法使所述基板以相对于水平方向倾斜规定角度的状态移动。
优选的是，所述基板清洗方法使所述刷子的清洗力向下倾斜作用在与所述基板移动方向相反的方向上。
本发明具有可以防止从基板上去除的污染物质重新附着在刷子上的效果。
此外，采用本发明，可以减少在刷子和刷轴上流动并漏到室外部的清洗液的量。
此外，采用本发明，可以防止从基板上去除的污染物质重新附着到在基板上形成的电极或配线等台阶部位上。
此外，采用本发明，可以提高基板移动的安全性。
附图说明
图1是表示本发明实施方式的基板清洗装置一个例子的剖视图。
图2是图1进行清洗工序的工序室的俯视图。
图3是图2的基板传送单元的侧视图。
图4是图2的刷式清洗单元的侧视图。
图5A是表示利用现有技术的刷式清洗单元进行基板清洗工序时，从基板上去除的微粒的移动路径的图。
图5B是表示利用本发明的刷式清洗单元进行基板清洗工序时，从基板上去除的微粒的移动路径的图。
图6A是表示利用现有技术的刷式清洗单元进行基板清洗工序时，刷子造成的清洗液泄漏的状态的图。
图6B是表示利用本发明的刷式清洗单元进行基板清洗工序时，刷子造成的清洗液泄漏的状态的图。
图7A是表示利用现有技术的刷式清洗单元进行基板清洗工序时，微粒是否重新附着到在基板上形成的台阶部位的图。
图7B是表示利用本发明的刷式清洗单元进行基板清洗工序时，微粒是否重新附着到在基板上形成的台阶部位的图。
图8A是表示利用现有技术的刷式清洗单元进行基板清洗工序时，刷子支撑基板的状态的图。
图8B是表示利用本发明的刷式清洗单元进行基板清洗工序时，刷子支撑基板的状态的图。
附图标记说明
100  工序室
200  基板传送单元
240  导向构件
400  刷式清洗单元
420a 上部刷式清洗单元
420b 下部刷式清洗单元
422、422’ 刷子
424、424’ 刷轴
具体实施方式
下面参照附图对用于实施本发明的基板清洗装置和方法的最佳实施方式的具体例子进行说明。
对于相同的构成要素，各图的附图标记尽可能相同。此外，在本发明的说明中，省略对与本发明的要点无影响的相关的公知结构或功能的具体说明。
实施方式
在本实施方式中，基板S以在制造平板显示面板中使用的基板S为例进行说明。不过基板S也可以是在制造半导体芯片中使用的晶片。
图1是表示本发明的基板处理装置的一个实施方式的剖视图。
参照图1，本实施方式的基板处理装置10包括工序室100、100’、100”和基板传送单元200、200’、200”。
工序室100、100’、100”提供进行基板S处理工序的空间。在工序室100、100’、100”内分别设置基板传送单元200、200’、200”，基板传送单元200、200’、200”在工序室100、100’、100”之间或在工序室100、100’、100”内使基板S向一个方向移动。
工序室100、100’、100”大体为长方形，相互邻接配置。在工序室100、100’、100”的一个侧壁上，设有把基板S送入工序室100、100’、100”的送入口110a、110a”，在与其相对的另一个侧壁上，设有把基板S从工序室100、100’、100”送出的送出口110b、110b’。
在各工序室100、100’、100”内对基板S进行规定的工序。在工序室100、100’、100”中的工序室100中进行清洗工序。在位于进行清洗工序的工序室100前方的工序室100’中进行蚀刻工序，在位于进行清洗工序的工序室100后方的工序室100”中进行干燥工序。
在进行清洗工序的工序室100内设置清洗构件300、400，清洗构件300、400对利用基板传送单元200移动中的基板S进行清洗。
图2是表示图1中进行清洗工序的工序室的俯视图，图3是图2的基板传送单元的侧视图，图4是图2的刷式清洗单元的侧视图。
参照图1、图2至图4，基板传送单元200包括传送轴210、动力传递构件220、驱动构件230以及导向构件240。
传送轴210在对应于在工序室100侧壁上形成的送入口110a和送出口110b的高度上并排配置。如图3所示，传送轴210以θ2的倾斜角度倾斜配置，使一端位于比另一端高的位置上。此时在配置于低的位置上的传送轴210的另一端一侧，配置后面叙述的导向构件240，支撑以倾斜状态移动的基板的侧面。喷射药液或去离子水等对基板处理的工序，通常是边传送基板边进行，此时为了从基板上容易去除对基板进行处理的处理液，所以把基板以一定的角度倾斜的状态进行传送。
传送轴210的两端用轴承等转动支撑构件(图中没有表示)支撑。在传送轴210长度方向的多个部位上设置传送辊212。传送辊212设置成与插入它的传送轴210一起转动。
动力传递构件220连接在传送轴210上。动力传递构件220把驱动构件230的转动力传递给传送轴210。动力传递构件220包括带轮222和带224。带轮222分别设置在传送轴210的两端上，或设置在传送轴210的两端中的某一端上。多个带轮222用带224相互连接。设置在相邻的传送轴210上的带轮222用带224相互连接成对。
动力传递构件220可以使用齿轮。使齿轮连接在传送轴210的两端或某一端上来配置传送轴210，并使多个齿轮相互啮合。为了防止因有选择的机械摩擦导致产生微粒，动力传递构件220可以使用磁铁构件(图中没有表示)，它利用自身的力传动转动力。
驱动构件230连接在多个带轮222中的某一个上，把转动力至少提供给动力传递构件220中的一个。驱动构件230使用电动机。驱动构件230的转动力由动力传递构件220传递给传送轴210后，放置在传送轴210的传送辊212上侧的基板S通过传送辊212的转动向一个方向移动。
导向构件240包括导向轴242、轴承构件244以及导向辊246。导向轴242沿传送轴210的排列方向，在传送轴210的一端附近配置成一列。在导向轴242上设置有轴承构件244，在轴承构件244上设置有包围轴承构件244的导向辊246。具体地说，导向辊246由中空型的圆筒构件制成，轴承构件244插入到导向辊246的内侧。导向辊246由聚醚醚酮(PEEK)等合成树脂材质等制成。
此外参照图1，基板S在工序室100内通过基板传送单元200被移动期间，用清洗构件300、400进行清洗。清洗构件300、400为蒸汽清洗单元300和刷式清洗单元400。
蒸汽清洗单元300向基板S喷射高温和高压的蒸汽，对基板S进行第一次清洗。利用蒸汽把附着在基板S上的微粒等污染物质从基板S上去除，或降低污染物质对基板S的附着力。
刷式清洗单元400利用刷子的物理接触力对由蒸汽清洗单元300清洗后的基板S，进行第二次清洗。用刷子把残留在基板S上的污染物质从基板S上去除。利用蒸汽清洗可以降低数微米以下尺寸的微粒对基板S的附着力，之后通过用刷子进行清洗将其从基板S上去除。
参照图2和图4，刷式清洗单元400包括第一刷式清洗单元420和第二刷式清洗单元440。第一和第二刷式清洗单元420、440并排配置在工序室100内。第一和第二刷式清洗单元420、440具有相同的结构，所以下面以第一刷式清洗单元420为例进行说明，省略了对第二刷式清洗单元440的详细说明。
如图4所示，第一刷式清洗单元420包括清洗基板S上面的上部刷式清洗单元420a和清洗基板S下面的下部刷式清洗单元420b。上部和下部刷式清洗单元420a、420b分别具有：刷子422、422’；刷轴424、424’以及电动机426、426’。刷子422、422’与基板S接触，以物理的方式把污染物质从基板S去除。刷子422、422’具有与基板S的宽度对应的长度，分别配置在工序室100内的基板S的上部和下部。刷轴424、424’连接在配置于基板S上部和下部的刷子422、422’的两端上，由轴承构件425a、425b、425’a、425’b支撑两端。电动机426、426’分别连接在由轴承构件425a、425b、425’a、425’b支撑的刷轴424、424’的一端上。
如图3所示，由于以θ2的倾斜角度倾斜配置成使传送轴210的一端位于比另一端高的位置上，由传送轴210移动的基板S也以倾斜角度θ2的倾斜状态被移动。因此如图4所示，上部刷式清洗单元420a的刷子422和下部刷式清洗单元420b的刷子422’也以θ2的倾斜角度倾斜配置。并且为了均匀保持刷子422、422’和基板S之间的接触面积，优选刷子422、422’与移动基板S的距离沿长度方向相同。
此外参照图2，清洗基板S的刷子422设置在与基板S的移动方向倾斜的方向上。即，刷子422设置成刷子422的长度方向和基板S的移动方向交叉。例如刷子422配置成刷子422的长度方向相对于基板S的移动方向，向逆时针(CCW)方向倾斜。与此相反，刷子422也可以配置成刷子422的长度方向相对于基板S的移动方向，向顺时针(CW)方向倾斜。此时，刷子422倾斜配置成刷子422的长度方向与基板移动方向的垂直方向成5°～10°的倾斜角θ1。
这样，如果把刷子422配置在与基板S的移动方向倾斜的方向上，使刷子422的清洗力作用在基板S上，则与把刷子422配置在与基板S的移动方向垂直的方向上的现有技术相比，可以更有效地对基板进行清洗处理。下面参照图5A至图8B对此进行说明。
图5A和图5B是分别表示利用现有技术和本发明的刷式清洗单元进行基板清洗工序时，从基板上去除的微粒的移动路径的图。
如前所述，基板S以相对于水平方向成倾斜角度θ2的倾斜状态被移动。因此在进行清洗工序时，向基板S上提供的清洗液(例如去离子水(DIW)等。)向相对水平方向向下倾斜的方向流动。在这种状态下使刷子422的清洗力作用在基板S上，去除残留在基板S上的污染物质。
在现有技术的刷子422配置于与基板S的移动方向垂直的方向上时，如图5A所示，用刷子422从基板S上去除的污染物质沿清洗液的流动方向，边移动边重新附着在刷子422上。所述现象是由于刷子422的长度方向与清洗液的流动方向相同所造成的。但如图5B所示，本发明的刷子422由于设置成刷子422的长度方向与基板S的移动方向倾斜的状态，所以从基板S上去除的污染物质不会沿清洗液的流动方向移动，不会重新附着在刷子422上。
图6A和图6B是分别表示利用现有技术和本发明的刷式清洗单元进行基板清洗工序时，刷子造成的清洗液泄漏状态的图。
现有技术如图6A所示，清洗液在刷子422和刷轴424上流动，漏到工序室(参照图1的附图标记100)的外部。本发明的情况也与现有技术相同，清洗液在刷子422和刷轴424上流动，漏到工序室100的外部。但如图6B所示，在本发明的情况下，在刷子422上流动的清洗液因重力造成本身的自重和沿基板S向下移动的清洗液施加的力，其一部分脱离刷子422。通过这种作用，可以减少在刷子422和刷轴424上流动并漏到室外部的清洗液的量。
图7A和图7B是分别表示利用现有技术和本发明的刷式清洗单元进行基板清洗工序时，微粒是否重新附着到在基板上形成的台阶部位的图。
在基板S上层叠各种电极和配线，层叠的电极和配线在基板S上形成台阶部位P。现有技术如图7A所示，台阶部位P的长度方向和刷子422的长度方向平行，所以刷子422的清洗力作用在台阶部位P的垂直方向上。因此导致从基板S上去除的污染物质中附着在刷子422上的污染物质，重新附着在台阶部位P的下部边缘上。但如图7B所示，本发明的刷子422由于配置在刷子422的长度方向与台阶部位P的长度方向倾斜的方向上，所以刷子422的清洗力可以向下倾斜作用到台阶部位P上。这样，如果刷子422的清洗力作用到台阶部位P上，则即使污染物质流入台阶部位P的下部，利用向下倾斜作用的刷子422的清洗力，也可以去除污染物质。因此，本发明可以防止从基板S上去除的污染物质中附着在刷子422上的污染物质，重新附着到台阶部位P的下部。
图8A和图8B是分别表示利用现有技术和本发明的刷式清洗单元进行基板清洗工序时，刷子支撑基板的状态的图。
现有技术如图8A所示，由于刷子422配置在与基板S的移动方向垂直的方向上，所以与刷子422接触的移动基板S的区域非常有限。即，与基板S的移动方向平行的一边的长度之中，只有相当于长度比刷子422的直径短的基板区域与刷子422接触。但如图8B所示，在本发明的情况下，与基板S的移动方向平行的一边的长度之中，相当于刷子422两端的正相反的点之间的基板移动方向的距离的基板区域与刷子422接触。这样，由于本发明的刷子与现有技术相比，与刷子422接触的基板S的区域更宽，所以可以更稳定地支撑移动的基板S。从而可以提高利用传送轴210进行移动的基板S的移动安全性。
本发明不限于所述的实施方式。在不脱离本发明技术范围的情况下可以进行各种变化。

Claims (10)

1.一种对基板进行清洗的基板清洗装置，其特征在于包括：
工序室，提供进行清洗工序的空间；
基板传送单元，设置在所述工序室内，使基板移动；以及
刷式清洗单元，相对于与所述基板移动方向垂直的方向倾斜设置，并包括清洗所述基板的刷子。
2.根据权利要求1所述的基板清洗装置，其特征在于，
所述基板传送单元包括传送轴，它们相互并排配置，并分别设有多个与基板接触的传送辊，
所述传送轴倾斜配置，相对水平方向具有一定的倾斜角度。
3.根据权利要求2所述的基板清洗装置，其特征在于，所述刷子与在相对水平方向倾斜的方向上移动的所述基板的距离，沿长度方向相同。
4.根据权利要求3所述的基板清洗装置，其特征在于，所述刷子相对于所述基板的移动方向，向逆时针(CCW)方向倾斜配置。
5.根据权利要求3所述的基板清洗装置，其特征在于，所述刷子相对于所述基板的移动方向，向顺时针(CW)方向倾斜配置。
6.根据权利要求4或5所述的基板清洗装置，其特征在于，所述刷子相对于所述基板移动方向的垂直方向，倾斜5°～10°配置。
7.根据权利要求6所述的基板清洗装置，其特征在于，
所述刷式清洗单元包括：
上部刷式清洗单元，配置在利用所述传送轴进行移动的基板的上部；
下部刷式清洗单元，配置在利用所述传送轴进行移动的基板的下部。
8.一种对基板进行清洗的基板清洗方法，其特征在于，使刷子的清洗力作用在相对于垂直所述基板移动方向倾斜的方向上，对所述基板进行清洗处理。
9.根据权利要求8所述的基板清洗方法，其特征在于，使所述基板以相对于水平方向倾斜规定角度的状态移动。
10.根据权利要求9所述的基板清洗方法，其特征在于，使所述刷子的清洗力向下倾斜作用在与所述基板移动方向相反的方向上。
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