CN102463237B - 基底清洁系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基底清洁系统和方法，所述基底清洁系统包括：运送单元，具有用于运送基底的多个辊，其中，所述多个辊中的每个辊包括辊轴和结合到辊轴的多个分隔辊，多个辊轴中相邻的辊轴之间的间隙大于所述多个分隔辊中的每个分隔辊的半径；第一冲洗单元，沿所述运送单元设置，并被构造成将第一清洁液施加到所述基底上；清洁单元，包括狭缝喷嘴并被构造成在基底与所述第一冲洗单元相遇之后将第二清洁液涂覆到所述基底上。

Description

基底清洁系统和方法
技术领域
描述的技术总体涉及用于清洁基底的系统和方法。
背景技术
平板显示器是具有平坦的面板并相对于其它显示装置相对薄的薄显示装置。平板显示器的典型示例包括液晶显示器(LCD)、等离子体显示装置、有机发光二极管(OLED)显示器等。
平板显示器包括用于显示图像的显示面板，并且为了制造这种显示面板，执行例如蚀刻工艺和清洁工艺的各种工艺。
具体地讲，当清洁形成在OLED显示器中的非晶硅层上的氧化硅膜或多晶硅层上的氧化硅膜时，利用旋转清洁法或轨道清洁法，其中，轨道清洁法利用喷射法将氢氟酸(HF)清洁液喷射到产线上的基底上或者利用流动法使氢氟酸清洁液流动。
然而，当以相对较大的尺寸形成OLED显示器时，在旋转清洁法中，难以使基底高速旋转，而在轨道清洁法中，由于基底的中间部分和边缘部分之间的蚀刻差异而难以实现均匀蚀刻，因此，蚀刻之后非晶硅层的晶化工艺及多晶硅层和栅极绝缘层之间的界面受到影响，从而出现诸如晶斑(crystallization stain)和元件失效的问题。
该背景部分中公开的上述信息仅用于加强对描述的技术的背景的理解，因此，上述信息可包含不构成在本国对本领域普通技术人员来说公知的现有技术的信息。
发明内容
描述的技术致力于提供一种用于清洁基底的系统和方法，所述系统和方法具有改善蚀刻均匀性和显著减少清洁液的使用量的特性。
示例性实施例包括一种基底清洁系统，所述基底清洁系统包括：运送单元，包括用于运送基底的多个辊，其中，所述多个辊中的每个辊包括辊轴和结合到辊轴的多个分隔辊，多个辊轴中相邻的辊轴之间的间隙大于所述多个分隔辊中的每个分隔辊的半径；第一冲洗单元，沿所述运送单元设置，并被构造成将第一清洁液施加到所述基底上；清洁单元，包括狭缝喷嘴并被构造成在基底与所述第一冲洗单元相遇之后将第二清洁液涂覆到所述基底上。
相邻辊的分隔辊可被交替地布置。
硅层和氧化硅膜可顺序地形成在所述基底上。
所述第一清洁液可为超纯水或去离子水，所述第二清洁液可为包含氟化铵或氢氟酸的水溶液。
所述第二清洁液中的氢氟酸的浓度可为大约0.2wt％至大约2.0wt％。
所述狭缝喷嘴的喷射口的宽度可为大约0.1mm至大约2mm。
所述狭缝喷嘴可包含耐氢氟酸的材料。
所述狭缝喷嘴和所述基底的上表面之间的第二间隙可为1.5mm至5mm。
所述清洁单元还可包括：气刀，被构造成去除所述基底上的所述第一清洁液；水刀，去除所述基底上的所述第二清洁液。
所述基底清洁系统还可包括第二冲洗单元，所述第二冲洗单元将第三清洁液喷射到经过所述清洁单元的所述基底。
所述第三清洁液可为超纯水或去离子水。
在另一实施例中，提供了一种清洁基底的方法，所述方法包括：将基底装载在运送单元上；使所述基底与所述运送单元一起在第一冲洗单元下方移动，并且利用所述第一冲洗单元将第一清洁液涂覆到所述基底；使所述基底与所述运送单元一起在清洁单元下方移动，并利用所述清洁单元的狭缝喷嘴将第二清洁液涂覆到所述基底；在使涂覆有所述第二清洁液的所述基底维持在水平状态的同时执行所述第二清洁液的反应工序。
执行所述反应工序的反应时间段可为5秒至100秒。
硅层和氧化硅膜可顺序地形成在所述基底上，可在所述反应工序中利用所述第二清洁液蚀刻所述氧化硅膜。
将第二清洁液涂覆到所述基底的步骤可包括在所述基底上将所述第二清洁液形成为预定厚度。
在使所述基底维持在水平状态的同时可执行将第二清洁液涂覆到所述基底的步骤。
在将第二清洁液涂覆到所述基底之后，所述缝隙喷嘴和所述基底的上表面之间的间隙可为1.5mm至5mm。
所述方法还可包括在将第一清洁液喷射到所述基底上之后，利用气刀从残留第一清洁液的所述基底去除所述第一清洁液。
所述方法还可包括在执行完所述第二清洁液的反应工序之后，利用水刀从所述基底去除执行反应工序的所述第二清洁液的反应材料。
所述第一清洁液可为超纯水或去离子水，所述第二清洁液可为包含氟化铵或氢氟酸的水溶液。
所述第二清洁液中的氢氟酸的浓度可为大约0.2wt％至大约2.0wt％。
所述方法还可包括利用第二冲洗单元将第三清洁液喷射到去除了第二清洁液的反应材料的所述基底上。
根据示例性实施例，与传统的旋转清洁法、喷射法或流动法相比，通过利用狭缝喷嘴将第二清洁液以均匀的厚度仅涂覆到氧化硅膜，可显著地减少第二清洁液的使用量。
此外，通过将狭缝喷嘴的喷射口的宽度及狭缝喷嘴和基底之间的间隙最小化，第二清洁液以均匀的厚度被涂覆到氧化硅膜上，并且运送单元的相邻辊中的一个辊的分隔辊与另一分隔辊交替地布置，相邻的辊轴之间的第一间隙大于分隔辊的半径的大小并且为20mm或更小，因此，通过减小分隔辊和基底不接触的部分的面积，提高了基底的平直度，因而可提高氧化硅膜的蚀刻均匀性。
此外，在改善氧化硅膜的蚀刻均匀性的同时，清洗基底的方法可应用于大尺寸基底。
此外，由于改善了蚀刻均匀性，所以防止出现晶斑和元件失效。
此外，由于利用狭缝喷嘴将第二清洁液以均匀的厚度仅涂覆到氧化硅膜上，并且在反应时间段内基底停止在清洁单元下方，所以与传统的喷射方法相比可以减少制造空间，并且由于与传统的流动法相比单独的倾斜时间不是必须的，所以可减少生产时间(tact time)。
附图说明
图1是根据示例性实施例的基底清洁系统的示意图。
图2是示出了图1中的基底清洁系统的运送单元的俯视图。
图3至图7是顺序示出了根据示例性实施例的利用基底清洁系统来清洁基底的方法的图。
<标号的描述>
10：基底 20：第一清洁液
30：第二清洁液 40：第三清洁液
100：运送单元 200：第一冲洗单元
300：清洁单元 400：第二冲洗单元
具体实施方式
在下文中将参照附图更充分地描述本发明，在附图中示出了本发明的示例性实施例。
附图和说明书被认为在本质上是示出性的，而不是限制性的。在整个说明书中相同的标号表示相同的元件。
图1是根据示例性实施例的基底清洁系统的示意图，图2是示出了图1中的基底清洁系统的运送单元的俯视图。
如图1所示，根据示例性实施例的基底清洁系统包括：运送单元100，运送基底10；第一冲洗单元200，位于运送单元100上方并将第一清洁液20(见图3)喷射到基底10上；清洁单元300，将第二清洁液30(见图4)涂覆到经过第一冲洗单元200的基底10上。
非晶硅层或多晶硅层的硅层11形成在基底10上，氧化硅膜12形成在硅层11上。氧化硅膜12是在制造工艺中形成在硅层11上的氧化物膜，并且可利用根据示例性实施例的基底清洁系统来去除氧化硅膜12。
运送单元100包括以预定间隙设置的多个辊110，辊110包括辊轴111和结合到辊轴111的多个分隔辊(division rollers)112。
如图2所示，多个辊轴111被定位成相互平行，并且多个分隔辊112随着辊轴111的转动而转动并且使接触分隔辊112的基底10移动。分隔辊112可由具有大摩擦力或摩擦系数的材料(诸如橡胶)制成。
相邻的辊110中的一个辊110的分隔辊112与另一辊110的分隔辊112沿基底行进方向交替地布置。因此，由于可减小基底10的与分隔辊112不接触的部分的面积，所以可改善基底10的水平度(flatness)。
此外，相邻的辊轴111之间的第一间隙d1大于分隔辊112的半径的大小，例如，第一间隙d1可为大约20mm或更小。如果第一间隙d1小于分隔辊112的半径的大小，则相邻的辊110中的第一辊110的分隔辊112与相邻的辊110中的第二辊110的辊轴111接触，因此产生摩擦力。如果第一间隙d1大于20mm，则辊轴111难以适当地转动，并且基底10的不被分隔辊112支撑的面积增大，这会导致清洗液汇聚在所述面积中，因此基底10会由于清洁液的重量而弯曲，从而会影响基底10的水平度。
第一冲洗单元200与运送单元100分隔开并位于运送单元100的上部。第一冲洗单元200包括：第一支撑件210，附于第一固定框架1；多个第一喷射部220，连接到第一支撑件210并将第一清洁液20喷射到基底10上。第一清洁液20可使用超纯水(ultrapure water)或去离子水(DI水)。从第一冲洗单元200喷射的第一清洁液20去除氧化硅膜12上的污染物。
清洁单元300包括：气刀310，附于第一固定框架1；狭缝喷嘴320，附于第一固定框架1并在基底10的行进方向上位于气刀310的后面；水刀330，附于第二固定框架2，第二固定框架2与第一固定框架1分隔开一定的间隙。
气刀310利用高气压去除在清洁单元300下方运送的基底10上的第一清洁液20的残留物。
由于狭缝喷嘴320的喷射口321的宽度t为大约0.1mm至2mm的小宽度，所以第二清洁液30以基本均匀的厚度喷射到基底10上。此外，由于狭缝喷嘴320的喷射口321与基底10的上表面(即，氧化硅膜12)之间的第二间隙d2为1.5mm至5mm的小尺寸，所以从狭缝喷嘴320喷射的第二清洁液30以基本均匀的厚度涂覆到氧化硅膜12上。第二清洁液30是包括氟化铵(NH4F)或氢氟酸(HF)的水溶液，并且水溶液中氢氟酸的浓度可为0.2wt％至2.0wt％。由于第二清洁液30为包括氟化铵(NH4F)或氢氟酸(HF)的水溶液，所以狭缝喷嘴320由耐氢氟酸的材料制成。以基本均匀的厚度涂覆的第二清洁液30通过与第二清洁液30下方的氧化硅膜12反应而变成与硅层11分隔开的反应材料31。
水刀330利用高水压的DI水去除基底10上的第二清洁液30的反应材料31。
第二冲洗单元400在基底10的行进方向上设置在清洁单元300的后面。第二冲洗单元400与运送单元100分隔开并位于运送单元100的上部，并且第二冲洗单元400包括：第二支撑件410，附于第二固定框架2；多个第二喷射部420，连接到第二支撑件410并将第三清洁液40喷射到基底10上。第三清洁液40可使用超纯水或DI水。
从第二冲洗单元400喷射的第三清洁液40去除硅层11上的反应材料31的残留物或污染物。
按照这种方式，由于根据示例性实施例的基底清洁系统利用狭缝喷嘴320将第二清洁液30以基本均匀的厚度仅涂覆到氧化硅膜12上，所以与传统的旋转清洁法、喷射法或流动法相比，可显著地减少第二清洁液30的使用量。
此外，通过将狭缝喷嘴320的喷射口321的宽度t以及狭缝喷嘴320和基底10之间的第二间隙d2最小化，第二清洁液30以基本均匀的厚度被涂覆到氧化硅膜12上，运送单元100的相邻的辊110中的一个辊110的分隔辊112与相邻的辊110中的另一辊110的分隔辊112交替布置，并且由于相邻的辊轴111之间的第一间隙d1大于分隔辊112的半径的大小且为20mm或更小，所以基底10的不与分隔辊112接触的部分的面积被最小化，因此基底10的平直度被最大化，从而可改善氧化硅膜12的蚀刻均匀性。换言之，当所述多个辊轴中的第一辊轴与所述多个辊轴中的第二辊轴彼此相邻时，所述第一辊轴上的分隔辊不与所述第二辊轴上的分隔辊对齐。
在下文中，将参照图3至图7来详细描述根据示例性实施例的利用基底清洁系统的清洁基底的方法。
图3至图7是顺序示出了根据示例性实施例的利用基底清洁系统来清洁基底的方法的示图。
首先，如图3所示，在根据示例性实施例的清洁基底的方法中，利用第一冲洗单元200将第一清洁液20喷射到装载在运送单元100上的基底10上。从第一冲洗单元200喷射的第一清洁液20去除形成在基底10上的氧化硅膜12上的污染物。在这种情况下，当第一冲洗单元200的第一喷射部220的喷射角过小或过大时，第一清洁液20会被集中地喷射在窄范围内或广泛地喷射到宽范围内，因而不能执行均匀的清洗，因此，在一个实施例中，第一喷射部220的喷射角α1设置在与垂直于基底10的行进方向的方向成大约30°至大约75°角的范围内。
接下来，如图4所示，通过使辊轴111转动，运送单元100使运送单元100上的基底10在清洁单元300下方移动。在这种情况下，由于气刀310位于清洁单元300的前部(即，气刀310首先与运送单元100上的物体相遇)，所以利用高气压来去除基底10上的第一清洁液20的残留物。
这时，利用清洁单元300的狭缝喷嘴320将第二清洁液30涂覆到基底10的氧化硅膜12上。在这种情况下，由于狭缝喷嘴320的喷射口321的宽度t小(例如，为大约0.1mm至2mm)，所以第二清洁液30被以均匀的厚度喷射到基底10上。由于狭缝喷嘴320的喷射口321与基底10的氧化硅膜12之间的第二间隙d2为1.5mm至5mm的小尺寸，所以从狭缝喷嘴320喷射的第二清洁液30被以基本均匀的厚度涂覆到氧化硅膜12上。通过将第二清洁液30连续地涂覆到移动的基底10上，第二清洁液30被以基本均匀的厚度涂覆到氧化硅膜12上。
接下来，如图5所示，涂覆有第二清洁液30的基底10维持水平状态并执行第二清洁液30的反应工序。以基本均匀的厚度涂覆的第二清洁液30通过与第二清洁液30下方的氧化硅膜12反应而变为与硅层11分开的反应材料31。在这种情况下，执行反应工序的反应时间段可为大约5秒至100秒。如果反应时间段小于大约5秒，则第二清洁液30与氧化硅膜12反应的时间段会太短，因而难以完全去除氧化硅膜12，如果反应时间段长于大约100秒，则完成整个工艺的时间会太长。
此外，运送单元100的相邻的辊110的第一辊110的分隔辊112与第二辊110的第二分隔辊112交替地布置，并且通过调整相邻的辊轴111之间的第一间隙d1，基底10的不与分隔辊112接触的部分的面积减小，因此基底10的平直度被最大化，从而可以改善氧化硅膜12的蚀刻均匀性。
此外，辊110分为与基底10接触的接触辊和不与基底10接触的非接触辊，并且非接触辊和基底10之间的间隙可为大约5mm或更小，非接触辊和接触辊之间的间隙可在大约30mm至大约100mm之间。
接下来，如图6所示，利用水刀330使用高水压的DI水从基底10去除第二清洁液30的反应材料31。
接下来，如图7所示，利用第二冲洗单元400将第三清洁液40喷射到去除了第二清洁液30的反应材料31的基底10上。第三清洁液40可使用超纯水或DI水，并且从第二冲洗单元400喷射的第三清洁液40去除硅层11上的反应材料31的残留物或污染物。
在这种情况下，为了从第二冲洗单元400喷射的第三清洁液40不被喷射到清洁单元300中，可将第二喷射部420的喷射角α2设置为与垂直于基底10的行进方向的方向成达大约30°的角。
因此，在根据示例性实施例的清洁基底的方法中，由于利用狭缝喷嘴320将第二清洁液30以基本均匀的厚度仅涂覆到氧化硅膜12上，所以与传统旋转清洁法、喷射法或流动法相比，可将第二清洁液30的使用量显著地减少到大约1/10。此外，在改善了氧化硅膜12的蚀刻均匀性的同时，该方法可应用于大尺寸基底10。此外，由于蚀刻均匀性提高，所以防止出现晶斑和元件失效。
在传统的喷射法中，由于基底10被连续运送，所以清洁单元300的长度延长，因此会占据大量的生产空间；在传统的流动法中，由于使第二清洁液30流动需要基底10的倾斜时间段，所有工艺时间相对长。然而，在根据示例性实施例的清洁基底的系统和方法中，由于利用狭缝喷嘴320将第二清洁液30以基本均匀的厚度仅涂覆到氧化硅膜12上并且在反应时间段内基底10停止在清洁单元300的下方，因此与传统的喷射法相比，生产空间可被最小化，并且与传统的流动法相比，单独的倾斜时间段也不是必须的，因此可将工艺时间最少化。
如上所述，根据示例性实施例的用于清洁基底的系统和方法被应用于平板显示器的基底10，并且可应用于将用于液晶显示器(LCD)和有机发光二极管(OLED)显示器的基底10。
尽管已经结合目前被认为是实际示例性实施例描述了本公开，但是应该理解，本发明不限于公开的实施例，而是相反，本发明意图覆盖包括在权利要求的精神和范围内的各种变型和等同布置。

Claims (21)

1.一种基底清洁系统，所述基底清洁系统包括：
运送单元，包括用于运送基底的多个辊，其中，所述多个辊中的每个辊包括辊轴和结合到辊轴的多个分隔辊，多个辊轴中相邻的辊轴之间的间隙大于所述多个分隔辊中的每个分隔辊的半径；
第一冲洗单元，沿所述运送单元设置，并被构造成将第一清洁液施加到所述基底上；
清洁单元，包括狭缝喷嘴并被构造成在基底与所述第一冲洗单元相遇之后将第二清洁液涂覆到所述基底上，
其中，所述狭缝喷嘴的喷射口的宽度在0.1mm和2mm之间，所述辊轴中的相邻的辊轴之间的间隙为20mm或更小。
2.根据权利要求1所述的基底清洁系统，其中，当所述多个辊轴中的第一辊轴与所述多个辊轴中的第二辊轴彼此相邻时，所述第一辊轴上的分隔辊不与所述第二辊轴上的分隔辊对齐。
3.根据权利要求1所述的基底清洁系统，其中，硅层和氧化硅膜位于所述基底上。
4.根据权利要求1所述的基底清洁系统，其中，所述第一清洁液为超纯水或去离子水，所述第二清洁液为包含氟化铵或氢氟酸的水溶液。
5.根据权利要求4所述的基底清洁系统，其中，所述第二清洁液中的氢氟酸的浓度在0.2wt％和2.0wt％之间。
6.根据权利要求1所述的基底清洁系统，其中，所述狭缝喷嘴包含耐氢氟酸的材料。
7.根据权利要求1所述的基底清洁系统，其中，所述狭缝喷嘴和所述基底的上表面之间的间隙在1.5mm和5mm之间。
8.根据权利要求1所述的基底清洁系统，其中，所述清洁单元还包括：
气刀，被构造成从所述基底去除所述第一清洁液；
水刀，被构造成从所述基底去除所述第二清洁液。
9.根据权利要求1所述的基底清洁系统，其中，所述基底清洁系统还包括第二冲洗单元，所述第二冲洗单元被构造成将第三清洁液施加到与所述清洁单元相遇过的所述基底。
10.根据权利要求9所述的基底清洁系统，其中，所述第三清洁液为超纯水或去离子水。
11.一种清洁基底的方法，所述方法包括：
将基底装载在运送单元上，其中，所述运送单元包括用于运送基底的多个辊，所述多个辊中的每个辊包括辊轴和结合到辊轴的多个分隔辊，多个辊轴中相邻的辊轴之间的间隙大于所述多个分隔辊中的每个分隔辊的半径，所述辊轴中的相邻的辊轴之间的间隙为20mm或更小；
使所述基底与所述运送单元一起在第一冲洗单元下方移动，并且利用所述第一冲洗单元将第一清洁液施加到所述基底；
使所述基底与所述运送单元一起在清洁单元下方移动，并利用所述清洁单元的狭缝喷嘴将第二清洁液涂覆到所述基底，其中，所述狭缝喷嘴的喷射口的宽度在0.1mm和2mm之间；
在使涂覆有所述第二清洁液的所述基底维持在水平状态的同时执行所述第二清洁液的反应工序。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述反应工序的反应时间段在5秒和100秒之间。
13.根据权利要求11所述的方法，所述方法还包括在所述基底上形成硅层和氧化硅膜，其中，在所述反应工序中利用所述第二清洁液蚀刻所述氧化硅膜。
14.根据权利要求11所述的方法，其中，将第二清洁液涂覆到所述基底的步骤包括在所述基底上将所述第二清洁液形成为预定厚度。
15.根据权利要求11所述的方法，其中，在使所述基底维持在水平状态的同时执行将第二清洁液涂覆到所述基底的步骤。
16.根据权利要求11所述的方法，其中，在第二清洁液涂覆到所述基底的过程中，所述缝隙喷嘴和所述基底的上表面之间的间隙在1.5mm和5mm之间。
17.根据权利要求11所述的方法，所述方法还包括：在将所述第一清洁液喷射到所述基底之后，利用气刀从所述基底去除所述第一清洁液。
18.根据权利要求11所述的方法，所述方法还包括：在执行完所述第二清洁液的反应工序之后，利用水刀从所述基底去除所述第二清洁液的反应材料。
19.根据权利要求11所述的方法，其中，所述第一清洁液为超纯水或去离子水，所述第二清洁液为包含氟化铵或氢氟酸的水溶液。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述第二清洁液中的氢氟酸的浓度在0.2wt％和2.0wt％之间。
21.根据权利要求11所述的方法，所述方法还包括利用第二冲洗单元将第三清洁液施加到所述基底上，从而去除所述第二清洁液的反应材料。
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