KR100783763B1 - 기판 세정장치 - Google Patents

Abstract

2종의 유체(기체 및 액체)가 혼합된 세정용 유체로 평판표시패널용 기판을 세정할 때에 기판을 향하여 세정용 유체를 균일하게 분사하면서 세정 작업을 진행할 수 있는 기판 세정장치를 개시한다.

그러한 기판 세정장치는, 작업 공간을 제공하는 세정조와, 상기 세정조 내부에 위치되며 세정용 기체가 공급되기 위한 기체공급부와, 상기 기체공급부와 마주하는 자세로 결합되며 세정용 액체가 공급되기 위한 액체공급부와, 상기 기체공급부와 상기 액체공급부 사이에서 장방형의 유체 분사 구간을 형성하고 이 유체 분사 구간을 따라 일정 간격으로 이격되어 세정용 기체와 세정용 액체가 혼합 분사되기 위한 유로를 가지는 제1 노즐구들을 형성하는 제1 분사수단 그리고, 상기 제1 분사수단의 제1 노즐구들 사이사이에서 세정용 기체와 세정용 액체가 혼합 분사되기 위한 유로를 가지는 제2 노즐구들을 형성하는 제2 분사수단을 포함한다.

평판표시패널용 기판, 세정 작업, 세정용 유체, 2종의 혼합 유체, 세정용 기체, 세정용 액체, 제1 분사수단, 제2 분사수단, 세정 품질 향상

Description

기판 세정장치{substrate cleaning apparatus}

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기판 세정장치의 전체 구조를 나타내는 도면이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 기판 세정장치의 내부 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 기판 세정장치의 제1 분사수단 구조를 설명하기 위한 단면도이다.

도 4는 도 3의 분해 사시도이다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 기판 세정장치의 제1 기체 유로홈 및 제2 기체 유로홈 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 기판 세정장치의 제1 노즐구와 제2 노즐구의 배열 상태를 설명하기 위한 도면이다

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 기판 세정장치의 제2 분사수단 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 기판 세정장치의 제2 분사수단 구조를 설명하기 위한 단면도이다.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 기판 세정장치의 제1 분사수단과 제2 분 사수단의 작용을 설명하기 위한 도면이다.

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

2: 세정조 4: 이송수단 6: 기체공급부

8: 액체공급부 10: 제1 유로부 12: 제2 유로부

14: 제3 유로부 16: 제4 유로부 G: 기판

J1: 제1 분사수단 J2: 제2 분사수단 N1: 제1 노즐구

N2: 제2 노즐구 L1, L2, L3: 박판들 W: 세정용 유체

본 발명은 기판 세정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 평판표시패널용 기판의 세정 작업에 사용되며, 특히 기판을 향하여 2종의 유체가 혼합된 상태로 세정용 유체를 균일하게 분사하면서 세정 작업을 진행할 수 있는 기판 세정장치에 관한 것이다.

일반적으로 평판표시패널용 기판의 제조시 각종 이물질이나 약액 등을 기판으로부터 제거하기 위하여 세정 작업을 진행한다.

이 세정 작업에는 세정용 유체를 분사하는 방식으로 기판에 달라붙어 있는 각종 이물질이나 약액 등을 제거할 수 있는 기판 세정장치가 사용된다.

이러한 기판 세정장치로는 본 출원인에 의해 2004년 3월 23일 자로 특허 출원되어 등록된 특허 등록 제591475호의 기판 세정장치가 있다.

그러나, 상기 특허 등록 제591475호의 기판 세정장치는, 장방형(長方形)의 유체 분사 구간을 가지는 분사수단 배출 측에 여러 개의 분사구들이 일정 간격을 두고 이격 형성된다.

그러므로, 각 분사구들 사이사이에 유휴(遊休) 분사 구간이 존재하여 세정 작업을 진행할 때에 다음과 같은 문제를 유발할 수 있다.

먼저, 장방형의 유체 분사 구간 내에서 유휴 분사 구간으로는 유체가 분사되지 않으므로 유체의 끊김 현상이 발생될 수 있으며, 이러한 유체의 끊김 현상은 기판의 세정력을 저하시키는 한 요인이 될 수 있다.

예를들어, 기판을 향하여 세정용 유체를 분사할 때에 유체가 분사되지 않는 기판 표면에는 물결 무늬와 같은 자국이 남는다.

더욱이, 이러한 물결 무늬 자국은 소면적의 기판보다 대면적의 기판을 세정할 때에 더욱 심각하게 발생될 수 있으므로 점차 대면적화되는 기판 제조 추세에 적극적으로 대응하기 어렵다.

이와 같은 문제점을 개선하기 위하여 기판 진행 방향을 따라 복수 개의 분사수단을 배치하고, 이 수단들의 분사구 간격만큼 서로 엇갈리게 배열한 상태로 세정 작업을 진행하고 있지만, 장치의 전체 구조가 복잡해 질 뿐만 아니라, 세정액이 과다하게 소요되는 또 다른 문제를 야기할 수 있다.

따라서, 장방형의 분사 구간 내에서 세정용 유체가 분사되기 위한 분사구 사이사이에 유휴 분사 구간이 존재하는 상태로는 상기와 같이 기판 세정 작업시에 발생되는 문제점들을 근본적으로 개선하기 어렵다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 기판을 향하여 세정용 유체를 분사할 때에 장방형의 유체 분사 구간 내에서 유휴 분사 구간이 발생하지 않는 상태로 세정 작업을 진행할 수 있는 기판 세정장치를 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 실현하기 위하여,

작업 공간을 제공하는 세정조;

상기 세정조 내부에 위치되며 세정용 기체가 공급되기 위한 기체공급부;

상기 기체공급부와 마주하는 자세로 결합되며 세정용 액체가 공급되기 위한 액체공급부;

상기 기체공급부와 상기 액체공급부 사이에서 장방형의 유체 분사 구간을 형성하고 이 유체 분사 구간을 따라 일정 간격으로 이격되어 세정용 기체와 세정용 액체가 혼합 분사되기 위한 유로를 가지는 제1 노즐구들을 형성하는 제1 분사수단;

상기 제1 분사수단의 제1 노즐구들 사이사이에서 세정용 기체와 세정용 액체가 혼합 분사되기 위한 유로를 가지는 제2 노즐구들을 형성하는 제2 분사수단;

을 포함하는 기판 세정장치를 제공한다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 본 발명의 실시예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자들이 본 발명의 실시가 가능한 범위 내에서 설명된다.

따라서, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있는 것이므로 본 발명의 특허청구범위는 아래에서 설명하는 실시예들로 인하여 한정되는 것은 아니다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 기판 세정장치의 전체 및 내부 구조를 나타내는 도면으로서, 도면 부호 2는 세정조를 지칭한다.

상기 세정조(2)는, 내부에 작업 공간(S)이 마련되어 평판표시패널용 기판(G, 이하 "기판"이라고 함.)의 제조를 위한 세정 작업을 진행할 수 있는 통상의 박스 구조로 이루어진다.

상기 세정조(2) 내부에는 기판(G)을 이송시키기 위한 이송수단(4)이 위치된다. 이 이송수단(4)은 복수 개의 이송로울러(R)들로 구성된 통상의 로울러 콘베이러 구조로 이루어진다.

상기 이송로울러(R)들은 모터(미 도시)로부터 통상의 방법으로 동력을 전달받아 회전되면서 도 2를 기준으로 할 때에 기판(G)의 어느 한쪽 면이 위쪽을 향하도록 얹혀진 상태로 상기 작업 공간(S)을 따라 좌측에서 우측으로 이송시킬 수 있다.

상기 세정조(2) 내부에는 기체공급부(6)가 위치된다. 이 기체공급부(6)는 세정용 기체(W1)가 경유하기 위한 내부 공간(S1)을 가지며 도 1에서와 같이 장방형의 박스 형태로 이루어진다.

상기 기체공급부(6)는 도 2에서와 같이 관체(P1)와 연결되어 이 관체(P1)로부터 세정용 기체(W1)를 공급받는다.

그리고, 상기 세정용 기체(W1)는 통상의 CDA(Clean Dry Air)가 사용되며 도 2에서와 같이 저장탱크(T1)에 담겨진 상태에서 상기 관체(P1)를 통해 일정 압력으로 상기 기체공급부(6)에 공급된다.

상기 기체공급부(6)의 일측에는 도 3에서와 같이 기체 배출구(H1)가 형성되며, 이 기체 배출구(H1)는 세정용 기체(W1)가 상기 내부 공간(S1)을 경유하면서 외부로 배출되도록 하는 통로 역할을 한다.

상기 세정조(2) 내부에는 도 1에서와 같이 상기 기체공급부(6)와 마주하는 상태로 액체공급부(8)가 위치된다.

상기 액체공급부(8)는 세정용 액체(W2)가 경유하기 위한 내부 공간(S2)을 가지며 상기 기체공급부(6)와 같이 장방형의 박스 형태로 이루어진다.

상기 액체공급부(8)는 도 2에서와 같이 액체 저장탱크(T2)와 관체(P2)로 연결되며 도면에는 나타내지 않았지만 통상의 유체 펌프의 펌핑에 의해 상기 관체(P2)를 통해 세정용 액체(W1)를 공급받는다.

상기 세정용 액체(W2)는 상기 세정용 기체(W1)와 혼합되어 기판(G)을 세정하는 작업에 이용되는 통상의 DI 워터(Deionized Water)와 같은 순수(純水)가 사용된다.

그리고, 상기 액체공급부(8)의 일측에는 도 3에서와 같이 액체 배출구(H2)가 형성된다.

상기 액체 배출구(H2)는 상기 액체 저장탱크(T2)로부터 공급되는 세정용 액체(W2)가 상기 내부 공간(S2)을 경유하면서 외부로 배출되도록 하는 통로 역할을 한다.

그리고, 상기 기체공급부(6)와 상기 액체공급부(8)의 내부 공간(S1, S2)은 도 3에서와 같이 별도의 커버(C)에 의해 외부로부터 개방 가능하게 형성할 수 있다.

상기 본 발명의 일실시예에 따른 기판 세정장치는 제1 분사수단(J1)을 포함한다.

상기 제1 분사수단(J1)은 세정용 기체(W1)가 분사될 때 이 기체(W1) 중에 세정용 액체(W2)가 혼합 분사될 수 있도록 하는 제1 유로부(10)와 제2 유로부(12)로 구성된다.

상기 제1 유로부(10)는 도 4에서와 같이 복수 개의 제1 박판(L1)들로 구성되며, 이 제1 박판(L1)에는 제1 기체 유로홈(V1)들이 이격 형성된다.

상기 제1 기체 유로홈(V1)들은 상기 복수 개의 제1 박판(L1)들이 서로 마주하는 상태로 결합될 때에 서로 겹쳐지면서 도 3에서와 같이 상기 기체 공급부(6)로부터 세정용 기체(W1)가 분사되기 위한 제1 기체 유로(K1)를 각각 형성한다.

즉, 상기 제1 기체 유로(K1)는 상기 제1 기체 유로홈(V1)들에 의해 일정 구간으로 나뉘어져서 분할 형성된다.

그리고, 상기 제1 기체 유로(K1)는 도 3을 기준으로 할 때에 상기 기체공급부(6)의 세정용 기체(W1)가 기체 배출홀(H1)을 통해 외부로 배출된 후 점차 아래쪽을 향하여 분사되도록 이루어진다.

예를들어, 도 4에서와 같이 상기 제1 기체 유로홈(V1)들은 상기 기체공급 부(6)와 인접된 어느 하나의 제1 박판(L1)에는 원형으로 뚫려지고, 나머지 제1 박판(L1)에는 아래쪽으로 개방된 "∩"자 모양으로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 "∩"자 모양으로 뚫려진 상기 제1 기체 유로홈(V1)들은 도 5를 기준으로 할 때에 상기 제1 박판(L1)의 아래쪽에서 위쪽을 향하여 안쪽으로 점차 좁아지다가 다시 바깥쪽으로 점차 넓어지는 통상의 병목(bottle-neck) 지점을 가지도록 형성된다.

이와 같은 구조는 상기 제1 기체 유로(K1)들을 통하여 세정용 기체(W1)가 일정 압력으로 분사될 때에 상기 제1 기체 유로홈(V1)들의 병목 지점에서 이른바 베르누이 원리에 의해 유속은 증가하고 압력은 대기압 보다 낮아지면서 흡인력을 유발할 수 있다.

상기 제2 유로부(12)는 제1 액체 유로홈(V2)을 가지는 제2 박판(L2)들로 구성된다.

상기 제1 액체 유로홈(V2)들에 상기 제2 박판(L2)들이 도 4에서와 같이 서로 마주하는 상태로 결합될 때에 서로 겹쳐지면서 세정용 액체(W2)가 분사되기 위한 제1 액체 유로(K2)를 형성한다.(도 3참조)

상기 제1 액체 유로홈(V2)들은 상기 제2 박판(L2)에서 원형으로 뚫려질 수 있으며, 도 5에서와 같이 상기 제1 박판(L1)측에 형성된 제1 기체 유로홈(V1)들의 병목 지점 안쪽에 위치되도록 형성된다.

그리고, 상기 제1 기체 유로(K1)와 상기 제 1액체 유로(K2)는 배출측 끝단이 서로 연통되면서 도 6에서와 같이 상기 제1 유로부(10)와 제2 유로부(12)에 의해 형성되는 장방형의 유체 분사 구간(D)을 따라 복수 개의 제1 노즐구(N1)를 형성한다.

상기 제1 노즐구(N1)는 세정용 기체(W1)가 상기 제1 기체 유로(K1)의 병목 지점을 통과할 때에 압력이 낮아지는 현상에 의해 상기 제1 액체 유로(K2)를 통하여 세정용 액체(W2)가 빨려들면서 2종의 유체(W1, W2)가 혼합된 상태로 분사된다.

그러므로, 상기 세정용 기체(W1)와 세정용 액체(W2)가 혼합된 상태의 세정용 유체(W)를 도 3에서와 같이 기판(G)을 향하여 분사할 수 있다.

그리고, 상기 기체공급부(6)와 액체공급부(8)의 기체 및 액체 배출홀(H1, H2)들은 상기 제1 기체 유로홈(V1)과 상기 제1 액체 유로홈(V2)측에 세정용 기체(W1)와 세정용 액체(W2)가 원활하게 공급될 수 있도록 관통 형성된다.

상기 제1 유로부(10)와 상기 제2 유로부(12)의 제1 및 제2 박판(L1, L2)들은 박막의 금속판을 사용할 수 있으며, 상기 제1 기체 유로홈(V1)과 제1 액체 유로홈(V2)들은 예를들어, 통상의 에칭 작업을 거치면서 형성될 수 있다.

상기와 같이 상기 제1 유로부(10)와 제2 유로부(12)를 복수개의 박판(L1, L2)들로 형성하면, 세정용 기체(W1)나 세정용 액체(W2)가 흐르기 위한 미세한 크기의 유로(K1, K2) 구간을 분할 형성하는 방식으로 간편하게 제작할 수 있고, 전체 또는 부분적인 유지 보수성이 향상된다.

한편, 상기 본 발명의 일실시예에 따른 기판 세정장치는 제2 분사수단(J2)을 포함하며, 이 제2 분사수단(J2)은 도 4에서와 같이 제3 유로부(14)와 제4 유로부(16)로 구성된다.

상기 제3 유로부(14)는 세정용 기체(W1)가 분사되기 위한 제2 기체 유로홈(V3)을 갖는다.

상기 제2 기체 유로홈(V3)은 제3 박판(L3)에 형성되며, 이 제3 박판(L3)의 아래쪽을 향하여 개구된 "∩"자 모양으로 형성된다.

상기 제3 박판(L3)은 상기 제1 박판(L1)과 마주하는 상태로 설치될 때에 상기 제2 기체 유로홈(V3)이 도 7에서와 같이 상기 제1 박판(L1)의 제1 기체 유로홈(V1)들 사이사이에 위치되도록 셋팅된다.

즉, 상기 제1 기체 유로홈(V1)들 사이사이에는 도 5에서와 같이 상기 제2 기체 유로홈(V3)들이 위치된 상태로 결합된다.

이때, 상기 제2 기체 유로홈(V3)과 상기 제1 기체 유로홈(V1)의 윗부분은 도 5에서와 같이 일정 부분이 서로 연통되어 상기 기체공급부(6)의 기체 배출구(H1)로부터 세정용 기체(W1)를 함께 공급받을 수 있다.

상기 제3 박판(L3)들은 상기 제1 박판(L1) 및 제2 박판(L2)들과 마주하는 상태로 결합될 때에 상기 제2 기체 유로홈(V3)에 의해 도 8에서와 같이 제2 기체 유로(K3)를 형성한다.

그리고, 상기 제4 유로부(16)는 세정용 액체(W2)가 분사되기 위한 제2 액체 유로홈(V4)을 갖는다.

상기 제2 액체 유로홈(V4)은 도 4 및 도 7에서와 같이 상기 제2 유로부(12)를 형성하는 제2 박판(L2)들에서 상기 제1 액체 유로홈(V2)들 사이사이에 뚫려진 상태로 형성된다.

상기 제2 액체 유로홈(V4)들은 상기 제2 박판(L2)들의 결합에 의해 도 8에서와 같이 상기 액체공급부(8)로부터 세정용 액체(W2)가 공급될 수 있는 제2 액체 유로(K4)를 형성한다.

상기 제2 기체 유로(K3)와 상기 제2 액체 유로(K4)는 배출측 끝단이 서로 연통되어 도 6에서와 같이 상기 제1 노즐구(N1) 사이사이에 제2 노즐구(N2)를 각각 형성한다.

상기 제2 노즐구(N2)는 상기 제1 노즐구(N1)와 동일하게 작동하면서 세정용 유체(W)가 분사된다.

즉, 상기 제2 기체 유로(K3)를 통해 세정용 기체(W1)가 분사될 때에 이 기체(W1)의 흐름 압력에 의해 상기 제2 액체 유로(K4)를 통해 세정용 액체(W2)가 빨려들면서 혼합 분사된다.

따라서, 상기 제1 노즐구(N1)들과 상기 제2 노즐구(N2)들을 통하여 도 9에서와 같이 장방형의 전체 유체 분사 구간(D) 내에서 세정용 기체(W1)와 세정용 액체(W2)가 서로 혼합된 상태의 세정용 유체(W)를 도면에서와 같이 균일하게 분사할 수 있다.

이와 같은 구조는 종래의 장방형의 노즐로 세정 작업을 진행할 때에 분사구 사이사이의 유휴(遊休) 분사 구간에 의해 유체의 끊김 현상이 발생되는 현상을 방지할 수 있다.

그리고, 상기 제1 유로부(10)와 상기 제2 유로부(12) 그리고 상기 제3 유로부(14)와 상기 제4 유로부(16)는 상기 기체공급부(6)와 상기 액체공급부(8) 사이에 서 나사와 같은 체결부재를 이용하여 통상의 방법으로 결합 고정된다.

상기 본 발명의 일실시예에 따른 기판 세정장치는, 고정용 핀(B)을 더 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 고정용 핀(B)은 도 3 및 도 4에서와 같이 상기 박판(L1, L2, L3)들에 형성된 가이드홀(B1)을 관통하는 방향으로 끼워져서 상기 기체 및 액체공급부(6, 8)의 일측면에 걸려지도록 셋팅될 수 있다.

상기 고정용 핀(B)은 상기 박판(L1, L2, L3)들을 결합할 때에 위치를 가이드함과 아울러 세정용 유체(W)의 압력이나 외력에 의해 결합 위치가 변화되는 것을 방지할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은, 기체 및 액체와 같은 2종의 유체를 혼합 분사하기 위한 복수 개의 노즐구가 구비된 장방형의 분사수단들을 이용하여 기판에 달라붙은 각종 이물질이나 약액 등을 간편하게 제거할 수 있다.

특히, 상기 분사수단들은 어느 하나의 분사수단 노즐구들 사이사이에 다른 하나의 분사수단 노즐구들이 각각 위치되므로 장방형의 유체 분사 구간 내에서 유체의 끊김 현상이 발생하지 않는 상태로 세정용 유체를 균일하게 분사할 수 있다. 이와 같은 구조는 종래와 같이 유휴 분사 구간이 존재하는 장방형의 분사수단으로 작업을 진행할 때에 전체 분사 구간 내에서 유체의 끊김 구간이 발생되어 기판 표면에 물결 무늬와 같은 자국이 남는 현상을 해결할 수 있다.

따라서, 기판을 세정하는 작업을 진행할 때에 한층 향상된 작업 능률과 세정 품질을 얻을 수 있다.

Claims (6)

1. 작업 공간을 제공하는 세정조;

   상기 세정조 내부에 위치되며 세정용 기체가 공급되기 위한 기체공급부;

   상기 기체공급부와 마주하는 자세로 결합되며 세정용 액체가 공급되기 위한 액체공급부;

   상기 기체공급부와 상기 액체공급부 사이에서 장방형의 유체 분사 구간을 형성하고 이 유체 분사 구간을 따라 일정 간격으로 이격되어 세정용 기체와 세정용 액체가 혼합 분사되기 위한 유로를 가지는 제1 노즐구들을 형성하는 제1 분사수단;

   상기 제1 분사수단의 제1 노즐구들 사이사이에서 세정용 기체와 세정용 액체가 혼합 분사되기 위한 유로를 가지는 제2 노즐구들을 형성하는 제2 분사수단;

   을 포함하는 기판 세정장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 기체공급부 및 액체공급부는, 세정용 기체 또는 세정용 액체가 경유하기 위한 공간을 구비하고 장방형의 박스 형태로 이루어지는 기판 세정장치.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 제1 분사수단은, 세정용 기체가 분사되기 위한 유로를 형성하는 제1 유로부와, 이 제1 유로부를 통해 분사되는 세정용 기체의 분사 압력에 의해 세정용 액체가 빨려들면서 혼합 분사되도록 유로를 형성하는 제2 유로부를 포함하는 기판 세정장치.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 제1 유로부 및 제2 유로부는, 유로홈들이 형성된 복수 개의 박판들로 구성되며,

   상기 박판들이 마주하는 상태로 결합될 때에 상기 유로홈들에 의해 2개의 유로 구간 배출측이 연통된 상태로 연결되면서 세정용 기체와 세정용 액체가 혼합 분사되기 위한 제1 노즐구를 형성하는 것을 특징으로 하는 기판 세정장치.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 제2 분사수단은, 세정용 기체가 분사되기 위한 유로를 형성하는 제3 유로부와, 이 제3 유로부를 통해 분사되는 세정용 기체의 분사 압력에 의해 세정용 액체가 빨려들면서 혼합 분사되도록 유로를 형성하는 제4 유로부를 포함하는 기판 세정장치.
6. 청구항 5에 있어서,

   상기 제3 유로부 및 제4 유로부는, 유로홈들이 형성된 복수 개의 박판들로 구성되며,

   상기 박판들이 마주하는 상태로 결합될 때에 상기 유로홈들에 의해 2개의 유 로 구간 배출측이 연통된 상태로 연결되면서 세정용 기체와 세정용 액체가 혼합 분사되기 위한 제2 노즐구를 형성하는 것을 특징으로 하는 기판 세정장치.

Images