KR100608477B1

KR100608477B1 - Method of Display and Semiconductor Panel-Surface Cleaning by Making use of Peroxide-Ozone Electrolysis Water

Info

Publication number: KR100608477B1
Application number: KR1020040048601A
Authority: KR
Inventors: 이한용; 엄환섭
Original assignee: 엄환섭
Priority date: 2004-06-25
Filing date: 2004-06-25
Publication date: 2006-08-03
Also published as: KR20050122924A

Abstract

The present invention relates to a method of cleaning a display and a semiconductor substrate, and more particularly, to a method of cleaning a display and a semiconductor substrate using ionized peroxide ozone water and ultrasonic waves.

In the method of cleaning a display and a semiconductor substrate according to the present invention, ionized water is generated using an ionized water generating device, and hydrogen peroxide is diluted with distilled water to make hydrogen peroxide. In addition, ozone water is generated using an ozone water generating device, and ionized peroxide water is generated by mixing and stirring the ionized water, hydrogen peroxide water and ozone water. An ultrasonic generator is used to activate the ionizing peroxide ozone water and the activated ionizing peroxide ozone water is used to clean the display and the semiconductor substrate. Display and semiconductor substrate cleaning is performed, including hydrogen peroxide water recovery / filtration process to recover the ionized peroxide ozone water used in the cleaning process, and to filter and reuse the ozone peroxide water.

Hydrogen peroxide, ozone water, ionized water, display substrate cleaning, semiconductor substrate cleaning, ultrasonic

Description

Method of Display and Semiconductor Panel-Surface Cleaning by Making use of Peroxide-Ozone Electrolysis Water}

도 1은 본 발명에 따른 전리과산화오존수 발생장치를 설명하기 위한 블록도이고,1 is a block diagram for explaining an ionizing peroxide ozone water generator according to the present invention,

도 2는 본 발명에 따른 전리과산화오존수를 이용한 디스플레이 및 반도체 기판 세정공정을 설명하기 위한 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a display and semiconductor substrate cleaning process using ionized peroxide ozone water according to the present invention.

본 발명은 디스플레이 및 반도체 제조공정 중 기판의 세정에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전리과산화오존수를 사용하여 기판을 세정하는 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to cleaning substrates during display and semiconductor manufacturing processes, and more particularly, to a method for cleaning substrates using ionized peroxide ozone water.

최근에는 디스플레이의 수요가 증가되면서 디스플레이의 기능을 향상시키는 연구가 진행되고 있다. 따라서 90년대 이후 디스플레이에 대한 연구는 대면적화, 광 시야각화 등에 중점을 두고 진행되고 있으며, 이런 경향은 향후에도 지속될 것이다.Recently, as the demand of the display increases, researches to improve the function of the display have been conducted. Therefore, since the 1990s, research on display has been focused on large area and wide viewing angle, and this trend will continue in the future.

디스플레이 생산 공정은 크게 디스플레이 패널 자체를 생산하는 Cell 공정과 완성된 패널을 완제품으로 조립하는 Module 공정으로 분류된다. Cell 공정에서는 원 기판 상에 세정, 증착, 식각 과정의 반복을 통해 패턴을 생성하여 기판을 제조한다. 패턴이 디스플레이 의 핵심을 이루는 미세 공정의 결과물이기 때문에 상기 Cell 공정의 각 세부 공정의 단계마다 이물질 입자를 배제하기 위한 세정공정이 필요하다. Module 공정은 완성된 디스플레이 패널을 하나의 모듈로 생산하는 공정이다. 각종 드라이버 IC등을 부착하는 마지막 공정이다.The display production process is largely classified into a cell process that produces the display panel itself and a module process that assembles the finished panel into a finished product. In the cell process, a substrate is manufactured by generating a pattern through repeated cleaning, deposition, and etching processes on the original substrate. Since the pattern is the result of the micro process that forms the core of the display, a cleaning process for removing foreign matter particles is required at each step of the detailed process of the cell process. Module process is the process of producing the completed display panel as a module. This is the last step to attach various driver ICs.

디스플레이의 제조공정 중 각 세부 공정들 사이에 필요한 상기 세정공정은 디스플레이 생산수율의 향상을 좌우하는 중요한 공정이다. 현재 사용되는 세정공정은 상기와 같이 디스플레이 기판 제작 각 단계마다 사용되고 있으며, 전체적으로 7∼8회정도 반복해서 수행된다.The cleaning process required between the detailed processes of the display manufacturing process is an important process that influences the improvement of the display production yield. The cleaning process currently used is used for each step of manufacturing the display substrate as described above, and is repeatedly performed 7 to 8 times as a whole.

상기 세정공정에서 사용되는 세정액은 일반적으로 DIW(Deionized Water) 혹은 계면활성제 등의 화학약품이 사용된다. 화학약품의 주된 세정대상은, 디스플레이에서 단선이나 단락(Short Circuit) Leak의 원인이 되는 커렛이나 입자, 박막의 부착력 저하를 가져오는 유지 등과 같은 유기물, Contact성을 손상시키는 자연 산화막 등이다. 이 오염물질들의 세정제거가 충분히 이루어지지 않으면 Array 기판상의 Pattern 결함이나 Transistor 소자의 동작 불량이 자주 발생하여 Array 기판의 수율을 저하시킨다. 따라서 각각의 세정 목적에 맞는 세정방법, 세정 설비나 세정 공정을 선정하는 것이 매우 중요하다.As the cleaning liquid used in the cleaning process, chemicals such as DIW (Deionized Water) or a surfactant are generally used. The main targets for cleaning chemicals are organic matters such as oils and fats, which cause deterioration of adhesion force of the thin film, curettes and particles that cause disconnection and short circuit leakage in the display, and natural oxide films that impair contact properties. If the contaminants are not sufficiently removed, the pattern defects on the array substrate or the malfunction of the transistor elements frequently occur, thereby lowering the yield of the array substrate. Therefore, it is very important to select a cleaning method, a cleaning facility or a cleaning process suitable for each cleaning purpose.

현재 디스플레이 제조공정에서 사용되는 세정공정은 반도체 세정과 비교할 경우 초 순수만을 사용하여 수차례 세정하는 간단한 세정 법에만 의존하고 있다. 따라서 디스플레이 제조에 사용되는 각 막질에 적합한 세정 기술의 개발 및 디스플레이의 성능을 극대화할 수 있는 세정기술의 개발이 시급한 상황이다.Currently, the cleaning process used in the display manufacturing process relies only on a simple cleaning method using several times using only ultra pure water when compared with semiconductor cleaning. Therefore, there is an urgent need to develop a cleaning technology suitable for each film used in the display manufacturing and to develop a cleaning technology that can maximize the performance of the display.

또한 최근 국내 일부 반도체 생산 업체들이 세계적인 기업으로 성장하여 국내 산업에서 반도체가 차지하는 비중이 점차 커지고 있다. 게다가 국내 뿐 만 아니라 전 세계적으로 반도체의 수요량은 해마다 증가 하고 있으며 그에 따른 반도체 생산의 대량화, 양질화 및 반도체의 고 집적도가 요구되고 있다. 이에 따라, 반도체 제조 공정이 나날이 복잡/다양해지고 있으며 세부 공정에서 발생하는 불량률을 줄이기 위해 각 공정마다 여러 차례에 걸친 기판 세정 공정이 요구되고 있다.In addition, some domestic semiconductor producers have grown into global companies, and the share of semiconductors in the domestic industry is increasing. In addition, the demand for semiconductors is increasing year by year as well as domestically, and accordingly, mass production, quality improvement and high integration of semiconductors are required. As a result, the semiconductor manufacturing process is becoming more complex and diversified, and several substrate cleaning processes are required for each process in order to reduce the defect rate occurring in the detailed processes.

반도체기판의 제조 일련 과정을 간단히 요약하면 산화공정, 확산공정, 패턴공정, 식각 및 패턴 증착 공정으로 나뉜다. 상기 각 공정마다 기판 표면의 오염물 제거를 위하여 반드시 세정 공정을 거쳐야만 한다. 반도체기판 세정에서 널리 이용되고 있는 화학약품으로는 암모니아, 황산 등이 있으며 물리적 방법으로 메가소닉을 사용한다.A brief summary of the manufacturing process of semiconductor substrate is divided into oxidation process, diffusion process, pattern process, etching and pattern deposition process. Each of these processes must go through a cleaning process to remove contaminants from the substrate surface. Chemicals widely used in semiconductor substrate cleaning include ammonia and sulfuric acid, and megasonic is used as a physical method.

종래 디스플레이 세정공정은 크게 나누어 1차로 Chemical을 이용하여 Particle 및 금속불순물을 제거하고, 2차로 잔류 Chemical를 제거하기 위해 DIW를 이용한 Rinse공정을 거쳐서, 3차로 유기물을 제거하기 위한 UV 공정으로 이루어진다. 그러나 상기 각 공정에서 소요되는 비용이 막대한 것이 문제이며, 특히 저온 Poly-Si TFT를 이용하는 LCD 디스플레이의 경우는 반도체 수준의 세정이 요구되므로 개선된 세정 기술의 개발이 절실히 필요하다. 반도체기판 세정공정 역시 디스플 레이 세정공정과 비슷하나 약간의 차이점이 있다. 반도체기판 세정 공정은 보통 3회에 걸친 chemical 세정과 chemical 세정 후 추가적으로 메가소닉에 의한 물리적인 세정 공정을 거쳐 다음 공정으로 넘어간다.The conventional display cleaning process is largely divided into a UV process for firstly removing particles and metal impurities using a chemical, and a second process using a DIW to remove residual chemicals. However, the cost of each process is enormous. In particular, in the case of LCD displays using low-temperature Poly-Si TFTs, since semiconductor-level cleaning is required, development of an improved cleaning technology is urgently needed. The semiconductor substrate cleaning process is similar to the display cleaning process, but there are some differences. The semiconductor substrate cleaning process usually proceeds to the next process through three times chemical cleaning and chemical cleaning followed by additional physical cleaning by megasonic.

또한 실제 공정에서 디스플레이나 반도체 기판 위에 각 공정마다 발생하는 Radical은 박막간의 물리, 화학적 결합을 방해하며, 생산수율을 감소시키는 요인이 된다. 이를 제거하기 위해서 사용되고 있는 화학적, 물리적 세정은 박막의 결정학적 결합과 잔류 이온들을 생성시켜 성능을 저하시키고 이에 또 다른 생산수율 감소의 원인이 된다. 따라서 환경친화적이면서도 이온을 생성시키지 않는 새로운 세정법인 전리과산화오존수를 이용한 습식세정법의 도입이 요구된다.In addition, in each process, radical generated on each display or semiconductor substrate interferes with the physical and chemical bonding between the thin films and reduces the production yield. The chemical and physical cleaning used to remove this creates crystallographic bonds and residual ions in the thin film, which degrades the performance and causes another production yield reduction. Therefore, it is necessary to introduce a wet cleaning method using ionizing peroxide water, a new cleaning method that is environmentally friendly and does not generate ions.

최근 환경보호와 낮은 제조비용의 요구에 따라 화학물질 소비의 감소는 점점 중요한 문제로 거론되고 있다. 이러한 환경의 변화에 따라 종전의 액체 세정 과정에서 오염물질 제거능력을 유지하면서 화학물질 농도의 감소와 새로운 세정용매의 개발이 요구되고 있다.Recently, due to the demand for environmental protection and low manufacturing costs, the reduction of chemical consumption is becoming an important issue. As the environment changes, it is required to reduce the concentration of chemicals and to develop new cleaning solvents while maintaining the ability to remove contaminants in the previous liquid cleaning process.

따라서 1990년경부터 새로운 기능을 추가하고 세정공정 저 비용을 목적으로 하는 여러 가지 물리적인 세정[초음파세정(Ultrasonic cleaning)], 습식세정 및 건식세정이 제시되고 있다.Therefore, several physical cleanings (Ultrasonic cleaning), wet cleaning and dry cleaning have been proposed since 1990, aiming to add new functions and lower the cost of the cleaning process.

상기 습식세정 방법은 그 세정기능이 점점 향상되고 있는 반면, 세정방법을 디스플레이 양산 제조공정 전체에 적용하는데 있어서는 매우 방대한 양의 초순수가 사용되는 문제 때문에 세정기능, 세정 공정의 Running Cost나 세정 후 발생하는 폐수처리 등의 문제점이 남아 있다. 또한 현재 사용되고 있는 디스플레이 및 반도체 표면처리에서는 많은 종류의 화학약품이 대량으로 사용되고 있어서 화학약품의 비용, 후처리 비용, 작업자의 안전, 환경공해 유발 등 문제점을 항상 내포하고 있다. 즉, 세정 공정에서 사용되는 수많은 종류의 화학 약품 및 다량의 용수로 인하여 폐수 및 폐기물이 다량 발생되므로 상기 문제점인 비용 증가, 작업자의 안전 문제, 공해 유발 등의 문제가 발생한다. 따라서 발생된 오염 물질의 처리보다도 오염물질을 아예 발생시키지 않도록 하여야 하는 관점에서 오염물질이 발생하지 않는 새로운 공정의 개발이 강력히 요구되고 있다.In the wet cleaning method, the cleaning function is gradually being improved, while the cleaning function, the running cost of the cleaning process, or the cost generated after the cleaning process are used due to the problem that a very large amount of ultrapure water is used to apply the cleaning method to the entire display manufacturing process. Problems such as wastewater treatment remain. In addition, many kinds of chemicals are used in large quantities in display and semiconductor surface treatments, which are currently used, and always include problems such as chemical costs, post-treatment costs, worker safety, and environmental pollution. That is, since a large amount of wastewater and wastes are generated due to a large number of chemicals and a large amount of water used in the cleaning process, problems such as cost increase, worker safety problems, and pollution generation occur. Therefore, there is a strong demand for the development of a new process that does not generate pollutants in view of not generating pollutants at all, rather than treating the generated pollutants.

본 발명의 목적은 화학약품을 거의 사용하지 않는 친환경적인 세정방법을 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide an environmentally friendly cleaning method using little chemicals.

본 발명의 또 다른 목적은 친 환경적으로 만들어진 전리과산화오존수를 이용한 세정 비용절감과 공정의 단순화로 인한 비용절감으로 경제성이 높은 세정방법을 제공하는데 있다.Still another object of the present invention is to provide a cleaning method having high economical efficiency by reducing the cleaning cost by using environmentally friendly ionized peroxide ozone water and reducing the cost due to the simplification of the process.

본 발명의 또 다른 목적은 한번 세정에 사용된 물을 재사용함으로써 초순수의 사용량을 현저히 줄일 수 있는 세정방법의 제공에 있다.Still another object of the present invention is to provide a cleaning method that can significantly reduce the amount of ultrapure water by reusing water once used for cleaning.

본 발명은 디스플레이 및 반도체 기판의 세정 방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 전리과산화오존수와 초음파를 이용하여 활성화시킨 전리과산화오존수로 디스플레이 및 반도체 기판을 세정하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for cleaning a display and a semiconductor substrate, and more particularly, to a method for cleaning a display and a semiconductor substrate with ionized peroxide water and ionized peroxide activated by ultrasonic waves.

본 발명에 의한 디스플레이 및 반도체 기판 세정방법은 전리수 생성장치를 이용하여 전리수가 생성되도록 하는 전리수 생성공정; 오존수 생성장치를 이용하여 오존수가 생성되도록 하는 오존수 생성공정; 상기 전리수와 오존수, 과산화수소수를 혼합 교반하여 전리과산화오존수가 생성되도록 하는 교반공정; 초음파발생장치를 이용하여 상기 전리과산화오존수를 활성화시키는 전리과산화오존수 활성화 공정; 상기 활성화된 전리과산화오존수를 이용하여 디스플레이 및 반도체 기판을 세정하는 세정공정; 및 상기 세정공정에서 사용된 상기 전리과산화오존수를 회수하고, 여과하여 재사용되도록 하는 회수 공정; 을 포함하여 이루어진다.A display and semiconductor substrate cleaning method according to the present invention comprises an ionized water generation process for generating ionized water using an ionized water generating device; An ozone water generating step of generating ozone water using an ozone water generating device; A stirring step of mixing and stirring the ionized water, ozone water and hydrogen peroxide water to generate ionized peroxide ozone water; Ionizing peroxide ozone water activation process for activating the ionizing peroxide ozone water using an ultrasonic generator; A cleaning process for cleaning the display and the semiconductor substrate using the activated ionized peroxide ozone water; And a recovery step of recovering the ionized peroxide ozone water used in the washing step, filtration and reuse. It is made, including.

상기 전리과산화오존수는 전리 과산화수소수, 전리 오존수 단독으로 세정 하였을 때에도 좋은 세정 효과를 거둘 수 있지만 두 세정제를 혼합하였기 때문에 더욱 우수한 세정 효과가 있다.The ionized peroxide ozone water can achieve a good cleaning effect even when washed with ionized hydrogen peroxide water and ionized ozone water alone, but because the two cleaning agents are mixed, there is a more excellent cleaning effect.

이하에서 도면을 참조하면서 각 공정별로 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail for each process with reference to the drawings.

도 1은 본 발명에 따른 전리과산화오존수 발생장치를 설명하기 위한 블록도이며 도 2는 본 발명에 따른 전리과산화오존수를 이용한 디스플레이 및 반도체 기판 세정을 설명하기 위한 흐름도이다.1 is a block diagram illustrating an ionizing peroxide ozone water generator according to the present invention, and FIG. 2 is a flowchart illustrating a display and semiconductor substrate cleaning using ionizing peroxide ozone water according to the present invention.

전리수, 오존수, 과산화수소 생성 공정(S100)Ionized Water, Ozone Water, Hydrogen Peroxide Generation Process (S100)

본 공정은 기존의 전리수 생성장치(10)를 이용하여 전리수를 생성한다. 전리수는 초순수를 이온교환막을 이용하여 전기 분해한 후 H⁺ 및 산화능력을 갖거나 OH^- 및 환원능력을 갖는 종류의 이온화된 물로 분리시킨 것이다. 따라서 전리수는 미량 의 화학 약품을 첨가하거나, 화학약품의 첨가 없이도 매우 넓은 범위의 pH 및 Oxidation Reduction Potential(ORP)을 갖는다. 본 발명은 상기 전리수를 이용하여 세정 도를 최적화하므로 디스플레이기판 및 반도체 제조의 생산성을 향상시키는 환경 친화적인 기술인 것이다. 또한 전리수는 기판 세정 시 각 공정에 요구되는 pH 및 산화환원력이 있으므로 강력한 세정력을 갖게 된다. 또한 전리수의 분자가 만든 H⁺ 및 OH^-가 통상의 물에 비해 적기 때문에 표면장력이 작다. 따라서 작은 미세 홀 등에도 침입이 쉬워 기존방법 보다 미세 부분까지 세정시킬 수 있다. 그러므로 기판의 생산 효율을 높일 수 있고, 세정효과도 향상시킬 수 있는 것이다.This process generates the ionized water using the existing ionized water generating device (10). Ionized water is electrolyzed using an ion exchange membrane, and then separated into ionized water of a kind having H ⁺ and oxidizing ability or OH ⁻ and reducing ability. Thus, ionized water has a very wide range of pH and Oxidation Reduction Potential (ORP) without adding trace chemicals or adding chemicals. The present invention is an environmentally friendly technology that improves the productivity of the display substrate and semiconductor manufacturing by optimizing the degree of cleaning using the ionized water. In addition, the ionized water has a strong cleaning power because the pH and redox power required for each process during substrate cleaning. In addition, the surface tension is small because H ⁺ and OH ^- made by the ionizing water molecules are smaller than those of ordinary water. Therefore, it is easy to penetrate even small fine holes, and can be cleaned to finer parts than the existing method. Therefore, the production efficiency of the substrate can be increased, and the cleaning effect can be improved.

한편, 오존은 통상 산소 속에서 전기방전에 의하여 생성된다. 오존생성장치는 이미 잘 개발이 되어 시중에서 쉽게 구할 수 있으며, 상기와 같이 전기 방전에 의하여 만들어진 오존을 물에 투입하면 물속에 녹아 들어가는데, 이처럼 오존이 녹아들어간 물을 오존수라고 한다. 오존이 자연에서 분해 되며, 오존이 분해 되면 산소가 된다. 따라서 환경에 큰 피해를 끼치지 않는다.On the other hand, ozone is usually produced by electric discharge in oxygen. Ozone fresh growth value is already well developed and can be easily obtained on the market. When the ozone produced by the electric discharge is put into water as described above, it is dissolved in water. Thus, the water in which ozone is dissolved is called ozone water. Ozone is decomposed in nature, and when ozone is decomposed, it becomes oxygen. Therefore, it does not cause much damage to the environment.

그리고 과산화수소는 나프타(Naphtha)에서 수소를 추출하고 추출된 수소를 과 산화하여 대량으로 만든다. 그래서 과산화수소는 정유공장에 의해 값싸게 대량 생산된다. 상기 나프타는 석유화학의 기초 유분인 에틸렌과 프로필렌의 주원료로 조제 휘발유라고도 한다. 수소가 제거된 나프타의 남은 물질은 탄소, 탄화수소, 일산화탄소, 이산화탄소, 물 등으로 연소할 수 있는 연료이거나, 연소의 마지막 단계의 환경 친화적인 물질로서 정유공장에서 연료로 쓰인다. 과산화수소가 분해하면 물과 산소가 된다. 따라서 과산화수소는 제조과정이 환경친화적이며 그 자체도 또한 친환경적이다. 과산화수소는 녹는점이 섭씨 마이너스 0.89도이며 끓는점이 섭씨 151도이기 때문에 상온에서 안전하다.Hydrogen peroxide extracts hydrogen from Naphtha and over-oxidizes the extracted hydrogen to make a large amount. Hydrogen peroxide is therefore cheaply mass produced by refineries. The naphtha is also called crude gasoline as a main raw material of ethylene and propylene, which are basic oils of petrochemical. Hydrogen-free naphtha residues are fuels that can be burned with carbon, hydrocarbons, carbon monoxide, carbon dioxide, water, etc., or are used as fuel in refineries as environmentally friendly materials in the final stages of combustion. Hydrogen peroxide breaks down into water and oxygen. Hydrogen peroxide is therefore environmentally friendly in its manufacture and environmentally friendly in itself. Hydrogen peroxide is safe at room temperature because its melting point is minus 0.89 degrees Celsius and its boiling point is 151 degrees Celsius.

또한 과산화수소의 비중은 1.46이고, 섭씨 100도에서 물과 산소로 분해된다. 즉 과산화수소는 물에 대단히 잘 녹기 때문에 일반적으로 50%의 과산화수소 수용액으로 만들어서 취급된다. 그리고 고순도 DIW (Deionized Water)에 50%의 과산화수소를 섞은 수용액을 쉽게 구할 수 있다.Hydrogen peroxide has a specific gravity of 1.46 and decomposes into water and oxygen at 100 degrees Celsius. In other words, since hydrogen peroxide is very soluble in water, it is generally handled with 50% aqueous hydrogen peroxide solution. In addition, an aqueous solution containing 50% hydrogen peroxide in high purity DIW (Deionized Water) can be easily obtained.

첨부 도면 도 1의 고농도 과산화수소 공급 장치(20)와 오존수 공급 장치(21)는 공업적으로 만들어진 고농도 과산화수소 수용액을 저장하고 있는 용기와 오존수 생성장치이다.The high concentration hydrogen peroxide supply apparatus 20 and the ozone water supply apparatus 21 of FIG. 1 are the container and ozone water generator which store the industrially produced high concentration hydrogen peroxide aqueous solution.

교반 공정(S200)Stirring Process (S200)

본 공정은 교반장치(30)를 이용하여 상기 전리수 발생장치(10)와 과산화수소수 공급 장치, 오존수 발생장치(21)에 의하여 발생된 전리수와 과산화수소수, 오존수를 혼합하는 공정이다.This process is a process of mixing the ionizing water, the hydrogen peroxide water, ozone water generated by the ionizing water generator 10, the hydrogen peroxide water supply device, the ozone water generator 21 using the stirring device (30).

즉, 상기 전리수 발생장치(10)의 Cathode cell(11)에서 발생한 알카리수와 과산화수소수, 오존수를 혼합하고, 상기 전리수 발생장치(10)의 Anode cell(12)에서 발생한 산성수를 혼합한다. 그리고 각 혼합액을 제1, 제2 교반장치(30)(31)를 이용하여 교반시켜서 각 전리수별로 전리과산화오존수를 생성시킨다.That is, alkaline water, hydrogen peroxide, and ozone water generated in the cathode cell 11 of the ionizing water generator 10 are mixed, and acidic water generated in the Anode cell 12 of the ionizing water generator 10 is mixed. Each mixed solution is stirred using the first and second stirring devices 30 and 31 to generate ionized peroxide ozone water for each ionized water.

활성화 공정(S300)Activation process (S300)

본 공정은 상기 전리과산화오존수를 초음파를 이용하여 활성화하는 공정이 다.This step is to activate the ionized peroxide ozone water using ultrasonic waves.

즉, 상기 전리과산화오존수에 제1, 제2 초음파 발생장치(40)(41)인 mega sonic에 의하여 발생된 초음파를 조사하여 전리과산화오존수에 인가하여 진동을 부여하는 것이다. 진동이 인가된 전리과산화오존수는 강력한 cavitation이나 진동가속도를 가지게 되어 오염물질을 제거할 수 있는 것이다.That is, the ultrasonic waves generated by the mega sonic, which are the first and second ultrasonic generators 40 and 41, are irradiated to the ionizing peroxide ozone water and applied to the ionizing peroxide ozone water to impart vibration. The ionized peroxide ozone water applied with vibration has strong cavitation or vibration acceleration to remove contaminants.

이때, 기판에 붙어 있는 미세한 유기물 또는 무기물과 오존수의 합성을 활성화시키기 위하여 조사되는 초음파의 진동수는 20 내지 100kHz 로 조절된다. 그러나 진동의 파장이 길어 정지파에 의한 세정얼룩이 발생할 수 있고 강력한 Cavitation에 의해 박막 Pattern에 Damage를 줄 우려가 있으므로 주의할 필요가 있다.At this time, the frequency of the ultrasonic wave to be irradiated to activate the synthesis of the fine organic or inorganic and ozone water attached to the substrate is adjusted to 20 to 100kHz. However, it is necessary to be careful because the wave length of vibration may cause cleaning stains due to stationary waves and damage to thin film pattern by strong cavitation.

세척 공정(S400)Cleaning process (S400)

본 공정은 상기 활성화된 전리과산화오존수를 세정작업이 필요한 기판에 분사하여 기판 위에 존재하는 오염물질을 세정하는 공정이다.This process is a step of cleaning the contaminants present on the substrate by spraying the activated ionized peroxide ozone water to the substrate that needs to be cleaned.

즉, 상기 활성화된 전리과산화오존수를 전리과산화오존수 제1, 제2 분사장치(50)(51)를 이용하여 기판 표면에 분사하여 오염물을 세정하는 공정이다.That is, the activated ionizing peroxide ozone water is sprayed onto the surface of the substrate by using the first and second injection devices 50 and 51 of the ionizing peroxide ozone water to clean the contaminants.

전리과산화오존수중 알카리성을 띠는 전리과산화오존수는 Particle 및 금속 불순물 제거공정에서 화학약품(Chemical)을 대체하는 역할을 수행한다. 또한 산성을 띠는 전리과산화오존수는 세정공정 중 기판표면에 흡착되어 디스플레이나 반도체의 성능을 저해하는 유기물질을 제거하기 위한 UV공정을 대체하는 역할을 수행한다.The alkaline ionizing ozone water in ionizing ozone water plays a role of replacing chemical in the particle and metal impurities removal process. In addition, the acidic ionizing peroxide ozone water is adsorbed on the surface of the substrate during the cleaning process and replaces the UV process to remove organic substances that hinder the performance of the display or semiconductor.

회수 여과 공정(S500)Recovery Filtration Process (S500)

본 공정은 상기 세정공정에서 기판의 세정에 사용된 전리과산화오존수를 회수하여 여과하고, 다시 상기 전리수 생성공정과 과산화수소수, 오존수 생성공정에서 재사용하도록 하는 공정이다.This process is to recover and filter the ionized peroxide ozone water used for cleaning the substrate in the cleaning step, and to reuse it in the ionizing water generation step, hydrogen peroxide water, ozone water generation step.

회수된 전리과산화오존수에는 세정과정에서 발생한 오염물질과 각종 이물질이 포함되어 있어서 그대로 재사용할 수는 없다. 따라서 상기 회수된 전리과산화오존수는 여과장치(60)를 이용하여 여과한 다음 다시 사용할 수 있도록 하는 것이다. 이때 상기 전리수와 과산화수소수, 오존수 생성 공정에서는 순도가 매우 높은 초순수를 사용하므로 상기 여과과정은 미세한 particle을 제거할 수 있는 필터와 이온들을 제거할 수 있는 탈 이온화 과정도 수행되는 여과장치(60)를 이용한다.The recovered ionized ozone water contains contaminants and various foreign substances generated during the cleaning process and cannot be reused as it is. Therefore, the recovered ionized peroxide ozone water is to be filtered and then used again by using the filtration device (60). At this time, since the ionized water, hydrogen peroxide water and ozone water generating process uses ultrapure water having a very high purity, the filtration process includes a filter that can remove fine particles and a deionization process that can remove ions. Use

다만, 재사용하지 않는 경우에도 본 발명의 경우 세정 후 발생되는 폐수(산성수 및 알카리수)를 혼합하여도 염이 발생하지 않아서, 혼합 시 중성의 용수가 되므로 별도의 처리 없이 자연배수가 가능하다. 따라서 본 발명은 매우 환경친화적인 기술이다.However, even if not reused in the case of the present invention does not generate salt even when mixing the waste water (acidic water and alkaline water) generated after washing, since it becomes neutral water during mixing, natural drainage is possible without additional treatment. Therefore, the present invention is a very environmentally friendly technology.

또한 본 발명의 상기 공정에서 전리수 발생장치를 이용한 전리수의 사용 없이 오존수와 과산화수소수를 초음파 발생기로 활성화시키는 것만으로도 소정의 세정효과는 얻을 수 있다. 한 예로서 증류수에 3% 과산화수소가 섞인 세정액을 만들어 지문이 있는 유리판 표면에 10초 동안 흘렸더니, 지문이 완전히 사라지는 것을 관찰하였다. 3%의 과산화수소 수용액은 살균 소독제로 쓰이며 시중에서 쉽게 구할 수 있다.In addition, a predetermined cleaning effect can be obtained by simply activating ozone water and hydrogen peroxide water with an ultrasonic generator without using ionizing water using the ionizing water generator in the process of the present invention. As an example, a cleaning solution containing 3% hydrogen peroxide in distilled water was made to flow on the surface of the glass plate with fingerprints for 10 seconds, and the fingerprints were completely disappeared. 3% aqueous hydrogen peroxide solution is used as a disinfectant disinfectant and is readily available on the market.

＜최상의 실시 예＞<Best embodiment>

이하에서는 본 발명의 최상의 실시 예를 제시한다.The following presents the best embodiment of the present invention.

먼저 초순수를 전리수 발생장치(10)를 통하여 전기 분해한다. 이때 얻어지는 알카리수와 산성수는 반투막을 통하여 분리하여 Cathode cell(11)과 Anode cell(12)을 통하여 각각 제1, 제2 교반장치(30)(31)로 이송된다.First, ultrapure water is electrolyzed through the ionizing water generator 10. At this time, the alkaline water and the acidic water are separated through the semipermeable membrane and are transferred to the first and second stirring devices 30 and 31 through the cathode cell 11 and the anode cell 12, respectively.

이때 과산화수소 수용액 공급 장치(20)에서는 과산화수소 수용액을 제1, 제2 교반장치(30)(31)로 이송하고 오존수 발생장치(20)에서는 공급된 오존수를 상기 오존수를 제1, 제2 교반장치(30)(31)로 이송한다.At this time, the hydrogen peroxide aqueous solution supply device 20 transfers the hydrogen peroxide aqueous solution to the first and second stirring devices 30 and 31, and the ozone water generator 20 supplies the ozone water to the first and second stirring devices ( 30) (31).

제1, 제2 교반장치(30)(31)로 이송된 상기 전리수와 과산화수소수, 오존수는 제1, 제2 교반장치(30)(31)에 의하여 혼합 교반된다. 혼합 교반된 전리과산화오존수는 제1, 제2 초음파 발생장치(40)(41)로 이송된다.The ionized water, the hydrogen peroxide water, and the ozone water transferred to the first and second stirring devices 30 and 31 are mixed and stirred by the first and second stirring devices 30 and 31. The mixed stirred ionized ozone peroxide water is transferred to the first and second ultrasonic wave generators 40 and 41.

제1, 제2 초음파 발생장치(40)(41)에서는 초음파의 진동수를 20 내지 100kHz 로 조절한다. 상기 초음파에 의하여 전리과산화오존수를 활성화 시킨다. 활성화된 전리과산화오존수는 전리과산화오존수 제1, 제2 분사 장치(50)(51)로 보내진다.In the first and second ultrasonic wave generators 40 and 41, the frequency of ultrasonic waves is adjusted to 20 to 100 kHz. The ultrasonic waves activate ionized peroxide ozone water. The activated ionoperoxide ozone water is sent to the first and second injection devices 50 and 51.

제1, 제2 분사 장치(50)(51)로 보내진 상기 활성화된 전리과산화오존수는 상기 분사장치에 의하여 세정이 필요한 디스플레이나 반도체 기판위로 분사된다.The activated ionized peroxide ozone water sent to the first and second spray devices 50 and 51 is sprayed onto the display or semiconductor substrate to be cleaned by the spray device.

세정공정에서 사용된 전리과산화오존수는 회수되고, 이를 여과장치(60)를 이용하여 여과한 다음 전리수 발생장치(10)와 과산화수소수 발생장치(20), 오존수 발생장치(21)에 공급되어서 재사용된다.The ionized peroxide ozone water used in the washing process is recovered and filtered using a filtration device 60, and then supplied to the ionizing water generator 10, the hydrogen peroxide generator 20, and the ozone water generator 21 for reuse. do.

본 발명에 의한 전리과산화오존수는 초 순수(DIW, Deionized Water)를 전기 분해 시켜 생성된 세정수로서 화학약품을 거의 사용하지 않을 뿐만 아니라 초 순수 역시도 종래의 방법보다 적게 사용한다.The ionized peroxide ozone water according to the present invention is a washing water produced by electrolyzing ultra pure water (DIW, Deionized Water), and almost no chemical is used.

따라서 본 발명은 화학약품의 첨가 없이도 매우 넓은 범위의 pH 및 Oxidation Reduction Potential(ORP)을 가지는 세정수를 사용하므로 세정 도를 최적화하여 생산성을 향상시킬 수 있고, 환경친화적 세정을 수행할 수 있는 효과가 있다.Therefore, since the present invention uses the washing water having a very wide range of pH and Oxidation Reduction Potential (ORP) without adding chemicals, it is possible to improve the productivity by optimizing the cleaning degree and to perform environmentally friendly cleaning. have.

또한 본 발명에 의하면 전리수의 사용으로 인하여 화학약품의 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 제품의 불량 도를 현저히 감소시킴으로써 경제적인 비용의 절감 효과도 얻을 수 있다.In addition, according to the present invention can not only reduce the cost of the chemical due to the use of ionized water, but also can significantly reduce the cost of the product to obtain an economic cost reduction effect.

또한 본 발명에 의한 세정방법은 디스플레이 및 반도체세정 시 각 공정에서 요구되는 pH 및 산화환원력을 세정 수에 부여하여 세정력을 갖게 할 수 있다. 특히, 전리수(EW)의 분자가 만든 H⁺ 및 OH^- 를 통상의 물에 비해 작기 때문에 표면장력이 작은 미세 홀에도 침입이 쉽다. 따라서 종래의 기술보다 미세 부분까지 세정시킬 수 있고, 디스플레이 및 반도체 기판의 집적 도를 높일 수 있다.In addition, the cleaning method according to the present invention may have a cleaning power by imparting the pH and redox power required for each process in the display and semiconductor cleaning to the washing water. In particular, since H ⁺ and OH ^- made by molecules of ionized water (EW) are smaller than ordinary water, it is easy to penetrate even small holes having a small surface tension. Therefore, it is possible to clean the finer portion than the conventional technology, and to increase the integration degree of the display and the semiconductor substrate.

또한 본 발명에 의한 세정방법은 수차례 반복되는 세정공정의 수를 감소시킴으로서 공정의 단순화 및 초순수의 사용량도 억제할 수 있다.In addition, the washing method according to the present invention can reduce the number of washing steps repeated several times, thereby simplifying the process and suppressing the amount of ultrapure water used.

또한, 본 발명에 적용되는 오존의 경우 분해하면 산소분자가 만들어지고 과산화수소는 자연에 노출되면 무해한 물이나 산소분자로 분해 되므로 환경에 전혀 영향을 미치지 않게 된다.In addition, in the case of ozone applied to the present invention, oxygen molecules are made when decomposed, and hydrogen peroxide is decomposed into harmless water or oxygen molecules when exposed to nature, thereby not affecting the environment at all.

Claims

A stirring step of generating ionized hydrogen peroxide water by mixing and stirring ionized water generated by electrolyzing water using an ionized water generating device, a high concentration of hydrogen peroxide solution of more than 50%, and ozone water;

Ionizing peroxide ozone water activation process for activating the ionizing peroxide ozone water using an ultrasonic generator;

A cleaning step of cleaning the display substrate and the semiconductor by spraying the activated ionized peroxide ozone water onto a display and a semiconductor substrate by using an ionizing peroxide ozone water injector;

Ionizing peroxide ozone water recovery / filtration process for recovering the ionizing peroxide ozone water used in the washing process, filtering and reusing the ionizing peroxide ozone water production process;

Display and semiconductor substrate cleaning method using ionized peroxide ozone water, characterized in that it comprises a.

The method of claim 1, wherein the ionization water of the stirring step,

OH ^- an alkaline number containing ions,

The ionized peroxide ozone water has a pH of 7 to 13

A method for cleaning displays and semiconductor substrates using alkaline ionized peroxide water.

The method of claim 1, wherein the ionization water of the stirring step,

Acidic water containing H ⁺ ions,

The ionized peroxide ozone water has a pH of 2-7

A method of cleaning a display and a semiconductor substrate using ionized peroxide ozone water, characterized in that acidic ionized peroxide peroxide water.

The method of claim 2,

The alkaline ionizing peroxide ozone water is a display and semiconductor substrate cleaning method using alkaline ionizing peroxide ozone water, characterized in that to remove particles or metal impurities present in the display and the semiconductor substrate.

The method of claim 3,

The acidic ionizing peroxide ozone water is adsorbed on the surface of the display and the semiconductor substrate to replace the UV process for removing the organic material that inhibits the performance of the substrate.