KR100598912B1 - 평판 디스플레이 제조에 사용되는 기판 처리 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명인 평판 디스플레이 제조에 사용되는 장치로, 장치는 기판을 지지하는 기판 이송부와 상기 기판 이송부 상부에 배치되며 건조가스를 분사하는 가스 분사 노즐, 그리고 상기 가스 분사 노즐의 전방 위치에서 상기 기판 이송부 상부에 배치되는 혼합액 공급 노즐을 포함한다. 상기 혼합액 공급 노즐은 탈이온수와 건조용 알코올의 혼합액을 상기 기판으로 분사하여 상기 기판 상에 잔존하는 세정액이 기판 상에서 마르는 것을 방지하고 상기 기판 상에서 탈이온수의 부착력을 약화시킨다.

평판 디스플레이, 건조, IPA, 혼합액, 탈이온수

Description

평판 디스플레이 제조에 사용되는 기판 처리 방법{METHOD FOR TREATING SUBSTRATES USED IN MANUFACTURING FLAT PANAL DISPLAY DEVICES}

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 기판 처리 장치의 단면도;

도 2는 도 1의 기판 이송부의 평면도;

도 3은 혼합액 공급 노즐의 일 예를 보여주는 도면;

도 4는 혼합액 공급 노즐의 다른 예를 보여주는 도면;

도 5는 도 4의 혼합액 공급부가 개략적으로 도시된 기판 처리 장치를 보여주는 도면;

도 6은 도 1의 기판 처리 장치의 다른 실시예를 보여주는 단면도;

도 7은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 기판 처리 방법을 순차적으로 보여주는 플로우차트이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 세정모듈 200 : 건조모듈

300 : 기판 이송부 400 : 혼합액 공급 노즐

500 : 가스 분사 노즐 600 : 혼합액 공급부

본 발명은 평판 디스플레이 제조에 사용되는 기판을 처리하는 방법에 관한 것이다.

최근 들어, 정보 처리 기기는 다양한 형태의 기능과 더욱 빨라진 정보 처리 속도를 갖도록 급속하게 발전하고 있다. 이러한 정보 처리 장치는 가동된 정보를 표시하기 위해 디스플레이 장치를 가진다. 지금까지 디스플레이 장치로는 주로 브라운관(cathode ray tube) 모니터가 사용되었으나, 최근에는 반도체 기술의 급속한 발전에 따라 가볍고 공간을 작게 차지하는 평판 디스플레이 사용이 급격히 증대하고 있다. 평판 디스플레이는 다양한 종류가 있으며, 이들 중 전력 소모와 부피가 적고 저전압 구동형인 액정 디스플레이(liquid crystal display)가 널리 사용되고 있다.

평판 디스플레이 제조를 위해 기판의 세정 공정이 요구된다. 세정공정은 기판 위의 이물질 및 입자들을 제거하는 공정으로서 박막 트랜지스터 등의 소자 손실을 최소화하여 수율을 향상시키기 위한 것이다. 세정 공정에는 탈이온수와 같은 세정액을 기판의 표면에 공급하는 수세공정과, 수세 후에 기판의 표면으로부터 탈이온수를 제거하는 건조공정으로 이루어진다. 건조공정은 기판 상에 건조가스를 공급함으로써 이루어지고, 건조가스의 공급 전에 기판이 마르는 것을 방지하기 위해 탈이온수가 기판 상으로 공급된다. 이 때 탈이온수와 기판 간 부착력이 강해 건조가 효율적으로 이루어지지 않는다.

본 발명은 평판 디스플레이 제조에 사용되는 기판을 효과적으로 건조시킬 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명인 기판 처리 장치는 기판을 지지하는 기판 이송부와 상기 기판 이송부 상부에 배치되며 건조가스를 분사하는 가스 분사 노즐, 그리고 상기 가스 분사 노즐의 전방 위치에서 상기 기판 이송부 상부에 배치되는 혼합액 공급 노즐을 포함한다. 상기 혼합액 공급 노즐은 탈이온수와 건조용 알코올의 혼합액을 상기 기판으로 분사하여 상기 기판 상에 잔존하는 세정액이 기판 상에서 마르는 것을 방지하고 상기 기판 상에서 탈이온수의 부착력을 약화시킨다.

상기 가스 분사 노즐은 분사구가 슬릿으로 이루어진 에어나이프이고, 상기 혼합액 공급 노즐은 혼합액이 토출되는 공급구가 슬릿으로 이루어진 액나이프일 수 있다. 선택적으로 상기 혼합액 공급 노즐은 혼합액이 토출되는 공급구가 복수의 분사홀로 이루어질 수 있다. 상기 기판 이송부는 구동부와 이에 의해 회전되는 샤프트들을 가지며, 상기 샤프트를 삽입하며, 상기 기판과 접촉되어 상기 기판을 이동시키는 롤러들을 포함한다.

일 예에 의하면, 상기 장치는 건조공정이 수행되는 건조모듈을 포함하고, 상기 기판 이송부, 상기 가스 분사 노즐, 그리고 상기 혼합액 공급 노즐은 상기 건조 모듈 내에 배치될 수 있다.

다른 예에 의하면, 상기 장치는 기판을 세정하는 공정이 수행되는 세정모듈과 상기 세정모듈과 인접하여 위치되며 상기 기판을 건조하는 공정이 수행되는 건조모듈을 포함하며, 상기 가스 분사 노즐은 상기 건조모듈에 배치되고 상기 혼합액 공급 노즐은 상기 세정모듈에 배치될 수 있다.

또한, 본 발명의 기판 처리 방법은 기판 이송부에 의해 기판이 이송되는 단계, 상기 기판으로 탈이온수와 건조용 알코올이 혼합된 혼합액을 분사하여 여 상기 기판이 마르는 것을 방지하고 탈이온수가 상기 기판에 부착되는 것을 방지하는 단계, 그리고 상기 기판으로 건조가스를 분사하는 단계를 포함한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 1 내지 도 7을 참조하면서 보다 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예로 인해 한정되어 지는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.

본 실시예에서 기판은 평판 디스플레이(Flat Panel Display)를 제조에 사용되는 기판으로, 평판 디스플레이는 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panal), 진공 형광 디스플레이(Vacuum Fluorescent Display), 전계 방출 디스플레이(Field Emission Display)일 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 기판 처리 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 1을 참조하면, 기판 처리 장치(1)는 세정모듈(100), 건조모듈(200), 기판 이송부(300), 혼합액 공급 노즐(400), 혼합액 공급부(600), 그리고 가스 분사 노즐(500)을 가진다. 세정모듈(100)은 세정액을 사용하여 기판(10)에 부착된 이물질을 제거하는 수세공정이 수행되는 공간을 제공하고, 건조모듈(200)은 건조가스를 사용하여 기판(10)에 부착된 탈이온수를 제거하는 건조공정이 수행되는 공간을 제공한다. 세정모듈(100)과 건조모듈(200)은 서로 인접하여 배치되며, 세정모듈(100)의 내부에는 기판(10)을 일방향으로 이송시키는 기판 이송부(300)가 배치되고, 세정모듈(100)의 일측벽에는 기판의 유입 통로인 입구(도시되지 않음)가 형성되고, 이와 마주보는 측벽(140)에는 기판(10)의 유출 통로인 출구(142)가 형성된다. 건조모듈(200)은 세정모듈(100)과 나란히 인접하여 배치되고, 건조모듈(200) 내에는 세정모듈(100)로부터 이송되는 기판(10)을 인계 받고 이를 일방향으로 계속 이송시키는 기판 이송부(300)가 배치된다. 건조모듈의 일측벽(220)에는 기판(10)이 유입되는 통로인 입구(222)가 형성되고 타측벽(240)에는 기판(10)이 유출되는 통로인 출구(242)가 형성된다. 건조모듈(200)의 측벽 상부와 하부에는 각각 배기구(282)가 형성되고, 하부벽(260)에는 배출구(262)가 형성된다. 배기구(282)는 기판(10)의 표면으로부터 이탈된 미세한 물입자를 외부로 배기하는 통로이고, 배출구(262)는 공기에 의해 기판(10)으로부터 건조모듈(200) 바닥으로 떨어진 탈이온수가 외부로 배출되는 통로이다.

도 2는 세정모듈(100) 또는 건조모듈(200)에 설치된 기판 이송부(300)를 개략적으로 보여주는 평면도이다. 도 2를 참조하면, 기판 이송부(300)는 복수의 샤프 트들(320), 롤러들(340), 그리고 구동부(366)를 가진다. 복수의 샤프트들(320)은 모듈(100, 200) 내에 나란히 배치되며 샤프트(320)들은 구동부(366)에 의해 회전된다. 구동부(366)는 각각의 샤프트(320)의 양단에 결합된 풀리(362)를 가진다. 인접하는 풀리(362)들은 벨트(364)에 의해 연결되고, 벨트(364)와 풀리(362)는 모터(366)에 의해 회전된다. 각각의 샤프트(320)에는 길이방향으로 샤프트(320)를 삽입하는 롤러들(340)이 결합된다. 기판(10)은 롤러(340)들의 상부에 놓여지고, 샤프트(320)와 롤러(340)가 회전됨에 따라 일방향으로 이송된다. 샤프트(320)들은 일측이 타측에 비해 높게 위치되도록 경사진 상태로 배치되어 기판(10)이 경사진 상태로 이송될 수 있다. 이로 인해 기판(10) 상의 탈이온수들은 아래로 용이하게 흐른다.

가스 분사 노즐(500)은 기판(10) 상에 건조가스를 공급하여 기판(10)을 건조시킨다. 가스 분사 노즐(500)은 건조모듈(200) 내 기판 이송부(300)의 상부에 배치된다. 비록 도시되지는 않았으나 기판(10)의 하부면을 건조하기 위해 가스 분사 노즐(500)은 기판 이송부(300)의 하부에도 배치될 수 있다. 가스 분사 노즐(500)로는 분사구가 슬릿으로 형성되고 기판(10)의 폭과 유사한 길이를 가지는 에어 나이프가 사용되는 것이 바람직하다. 건조가스는 가스 저장부(도 5의 520)로부터 가스 공급관(도 5의 522)을 통해 가스 분사 노즐(500)로 공급되고, 가스 공급관(522)에는 그 통로를 개폐하는 밸브 또는 유량을 조절하는 밸브(도 5의 524)가 설치될 수 있다.

혼합액 공급 노즐(400)은 가스 분사 노즐(500)보다 전방에 배치되어 기판(10)으로 탈이온수와 건조용 알코올의 혼합액을 공급한다. 수세공정 진행시 기 판 상에는 탈이온수와 같은 세정액이 공급된다. 따라서 건조모듈(200)로 이송되는 기판(10) 상에는 탈이온수가 잔존하며, 이들이 기판(10) 상에서 마르면 기판(10)에 물반점이 생기는 등 공정불량이 발생된다. 혼합액 내의 탈이온수는 기판(10)으로 건조가스가 공급되기 전에 기판(10)이 마르는 것을 방지한다. 혼합액 내의 건조용 알코올은 탈이온수와 기판(10) 간에 부착력을 약화시켜 건조공정 진행시 기판(10)으로부터 탈이온수가 용이하게 제거되도록 한다. 본 실시예에 의하면 혼합액 공급 노즐(400)은 세정모듈(100) 내에 배치되며, 바람직하게는 세정모듈의 출구(142)와 인접하는 부분에 배치된다.

도 3과 도 4는 각각 혼합액 공급 노즐(400)의 일 예를 보여주는 사시도이다. 도 3에 도시된 바와 같이 혼합액 공급 노즐(400)은 액나이프로 혼합액이 토출되는 공급구가 슬릿(slit)(420)으로 형성되고 기판(10)의 폭과 유사한 길이를 가질 수 있다. 선택적으로 도 4에 도시된 바와 같이 혼합액 공급 노즐(400′)은 분배관(440)과 복수의 분사관들(460)을 가질 수 있다. 분배관(440)은 기판 이송부(300)의 상부에 샤프트(320)와 평행하도록 배치되며 내부에 공급로가 형성된다. 분사관들(460)은 분배관의 하부로부터 아래로 연장되며, 혼합액이 토출되는 공급구인 분사홀들을 가진다.

상술한 혼합액은 혼합액 공급부(600)를 통해서 혼합액 공급 노즐(400)로 공급된다. 도 5는 혼합액 공급부(600)가 개략적으로 도시된 기판 처리 장치(1)를 보여주는 도면이다. 혼합액 공급부(600)는 액혼합기(620), 혼합액 공급관(622), 알코올 공급관(662), 탈이온수 공급관(642)을 가진다. 알코올 공급관(662)은 알코올 저 장부(660)와 액혼합기(620)를 연결하며, 알코올 공급관(662)에는 내부 통로를 개폐하는 밸브나 내부를 흐르는 알코올의 량을 조절하는 밸브(666), 내부를 흐르는 알코올의 유량을 측정하는 유량계(668), 그리고 체크밸브(664)가 설치될 수 있다. 탈이온수 공급관(642)은 탈이온수 저장부(640)와 액혼합기(620)를 연결하며, 탈이온수 공급관(642)에는 내부 통로를 개폐하는 밸브나 내부를 흐르는 탈이온수의 량을 조절하는 밸브(644)가 설치될 수 있다. 알코올 액은 알코올 공급관(662)을 통해 액혼합기(620)로 공급되고, 탈이온수는 탈이온수 공급관(642)을 통해 액혼합기(620)로 공급된다. 액혼합기(620)에서 혼합된 탈이온수와 이소프로필 알코올 액의 혼합액은 혼합액 공급관(622)을 통해 혼합액 공급 노즐(400)로 공급되며, 혼합액 공급관(622)에는 내부 통로를 개폐하는 밸브나 내부를 흐르는 혼합액의 유량을 조절하는 밸브(624)가 설치될 수 있다.

건조가스로는 공기, 질소 또는 비활성 가스가 사용될 수 있으며, 건조용 알코올로는 이소프로필 알콜(isoprophyl alcohol, 이하 IPA)이 사용될 수 있다. 이외에도 건조용 알코올로는 에틸글리콜(ethylglycol), 일 프로판올(1-propanol), 이 프로판올(2-propanol), 테트라 하이드로 퓨레인(tetrahydrofurane), 사 하이드록시 사 메틸 이 펜탄올(4-hydroxy-4-methyl-2-pentanol), 일 부탄올(1-butanol), 이 부탄올(2-butanol), 메탄올(methanol), 에탄올(ehtanol), 아세톤(acetone), n-프로필 알코올(n-propl alcohol) 또는 디메틸에테르(dimethylether) 등이 사용될 수 있다

본 발명에 의하면, 건조가스를 공급하는 가스 분사 노즐(500)의 전방에 혼합액 공급 노즐(400)로부터 탈이온수와 이소프로필 알코올 액의 혼합액이 공급되므로 건조가스가 공급되기 전에 기판(10) 상에 잔존하는 탈이온수가 기판(10) 상에서 마르는 것을 방지하고, 기판(10) 상에서 탈이온수의 부착력을 약화시킨다. 따라서 기판 상에 물반점이 형성되는 것을 방지하고 건조가스로 기판(10) 건조시 기판(10) 상에서 탈이온수를 효과적으로 제거할 수 있다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예를 보여주는 기판 처리 장치의 단면도이다. 도 6을 참조하면, 기판 처리 장치에서 혼합액 공급 노즐(400)은 이전의 실시예에 달리 건조모듈(200) 내 가스 분사 노즐(500)의 전방에 배치된다. 이는 가스 분사 노즐(500)이 건조모듈(200)의 입구로부터 상당거리 떨어져 배치되는 경우에 유용하다. 도 6에서 가스 분사 노즐(500)은 도 4에 도시된 형상을 가지는 것으로 도시되었으나 선택적으로 도 3에 도시된 형상을 가질 수 있다.

도 7은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따라 기판(10)을 처리하는 방법을 순차적으로 보여주는 플로우차트이다. 도 7을 참조하면, 처음에 기판(10)은 기판 이송부(300)에 의해 세정모듈(100)로 유입된다(스텝 S20). 세정모듈(100) 내에서 세정액에 의해 수세공정이 수행되며, 세정모듈(100)의 출구와 인접한 세정모듈(100) 내에서 기판으로 탈이온수와 이소프로필 알코올의 혼합액이 공급된다(스텝 S40). 이후 기판은 건조모듈(200)로 이송되며(스텝 60), 가스 분사 노즐(500)로부터 분사되는 건조가스에 의해 건조된다(스텝 S80).

본 발명에 의하면, 기판이 건조가스에 의해 건조되기 이전에 탈이온수와 이소프로필 알코올의 혼합액이 기판 상으로 공급되므로, 탈이온수에 의해 기판 상에 잔존하는 탈이온수가 마르지 않고, 이소프로필 알코올에 의해 기판 상에서 탈이온수의 부착력이 약화된다. 따라서 건조가스에 의해 건조공정 진행시 건조 효율을 향상시킬 수 있다.

Claims (7)

1. 평판 디스플레이 제조에 사용되는 기판을 처리하는 방법에 있어서,

   기판에 세정액을 공급하여 수세공정을 수행하고, 이후에 상기 기판으로 건조가스를 공급하여 기판을 건조하는 건조공정을 수행하되, 상기 기판이 계속적으로 이송되면서 상기 수세공정과 상기 건조공정이 수행되고, 상기 수세공정 후 상기 건조공정이 수행되기 전에 상기 기판으로 탈이온수와 건조용 알코올이 혼합된 혼합액을 분사하여 상기 기판이 마르는 것을 방지하고 상기 기판과 탈이온수 간에 부착력을 약화시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 기판은 상기 수세 공정이 수행되는 세정 모듈로부터 이와 인접하여 위치되며 상기 건조 공정이 수행되는 건조 모듈로 샤프트들의 회전에 의해 이동되며, 상기 혼합액의 분사는 상기 세정 모듈 내에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 기판은 상기 수세 공정이 수행되는 세정 모듈로부터 이와 인접하여 위치되며 상기 건조 공정이 수행되는 건조 모듈로 샤프트들의 회전에 의해 이동되며, 상기 혼합액의 분사는 상기 건조 모듈 내에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 방법.
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제

Images