KR101008679B1 - 기판 세정 방법 - Google Patents

Abstract

기판 세정 방법은 기판에 40℃ 내지 70℃의 온도 차이가 나는 탈이온수를 순차적으로 제공하여 기판 상에 부착된 오염 물질의 부착력을 약화시키고나서, 기판 상의 오염 물질을 브러시를 사용하여 기판으로부터 제거하는 것을 포함한다.

온도차, 세정, 브러시, 이물, 부착력

Description

기판 세정 방법{METHOD FOR CLEANING SUBSTRATE}

본 발명은 기판 세정 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 온도 차이가 나는 탈이온수를 이용하여 기판 상에 부착된 이물질을 용이하게 제거하는 세정 방법에 관한것이다.

최근 들어, 정보 처리 기기는 다양한 형태의 기능과 더욱 빨라진 정보 처리 속도를 갖도록 급속하게 발전하고 있다. 이러한 정보 처리 기기는 가동된 정보를 표시하는 표시장치(Display)를 가진다. 종래에는 표시장치로서 주로 브라운관(Cathode Ray Tube) 모니터가 사용되었으나, 최근에는 가볍고 공간을 작게 차지하는 박막 트랜지스터 - 액정 표시장치 (Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display Panel), 유기 발광 표시장치(Organic Light Emitting Display), 전기 영동 표시장치(Electrophoretic Display)와 같은 평판 표시장치의 사용이 크게 증대하고 있다.

일반적으로, 평판 표시장치 등에 사용되는 패널은 보통 취성 기판을 이용하여 제작되며, 패널은 한 장으로 구성된 단판 기판이나 2장의 기판이 접합된 접합 기판으로 대별된다.

접합 기판은 휴대 전화의 액정 표시기용의 패널과 같이 소형인 것부터 TV나 표시장치 등의 패널과 같은 대형의 다양한 크기로 가공되어 사용되기 때문에, 대형의 모 기판으로부터 소정 크기의 단위 기판으로 절단되어 각각의 패널로 이용된다.

상기한 단위 기판으로의 절단 단계는 스크라이빙 장치를 이용하여 수행된다. 스크라이빙 장치는 기판 상에 스크라이빙 휠을 이용하여 스크라이브 라인을 형성하며, 이후 스크라이브 라인이 형성된 기판에 힘을 가함으로써 브레이킹한다. 기판이 브레이킹된 후 세정 과정을 거쳐 후속 공정으로 기판이 이동된다.

그런데, 상기 기판을 스크라이빙하는 과정과 브레이킹하는 과정을 거치고 나면 상기 기판에서 떨어져 나온 작은 조각, 즉 이물들이 기판에 존재하게 된다. 이러한 조각들은 이후 세정을 거치더라도 기판 상에 부착되어 있어 후속 공정에서 이물로 작용하게 된다.

본 발명은 기판 상의 이물을 효과적으로 제거할 수 있는 세정 방법을 제공하고자 한다. 상기 세정 방법을 제공함으로써 고품질의 표시 패널 등을 제조할 수 있다.

본 발명에 따른 기판 세정 방법은 기판에 40℃ 내지 70℃의 온도 차이가 나는 탈이온수를 순차적으로 제공하여 상기 기판 상에 부착된 오염 물질의 부착력을 약화시키고나서, 상기 기판 상의 오염 물질을 브러시를 사용하여 상기 기판으로부 터 제거하는 것을 포함한다.

탈이온수를 순차적으로 제공할 때는 상기 기판에 60℃ 내지 80℃의 온수를 제공하고 나서 상기 기판에 10℃ 내지 20℃의 냉수를 제공할 수 있다. 또는 이와 반대로, 10℃ 내지 20℃의 냉수를 제공하고 나서 상기 기판에 상기 기판에 60℃ 내지 80℃의 온수를 제공할 수 있다.

상기 탈이온수는 노즐을 통해 분사되어 상기 기판에 제공될 수 있다. 이때, 상기 기판의 일변에 상응하는 폭으로 탈이온수를 분사하는 노즐이 상기 기판의 상부 또는 하부에 제공되고, 상기 온도 차이가 나는 탈이온수가 순차적으로 상기 노즐을 통해 상기 기판의 일단부터 타단까지 제공된다.

상기 탈이온수가 제공된 후에는 상기 기판의 일단부터 타단까지 브러시에 의한 세정이 수행될 수 있다. 상기 브러시에 의한 세정이 수행된 후에는 상기 기판의 일단부터 타단까지 이류체 세정이 수행될 수 있다.

상기한 이류체의 분사가 수행된 후에는 상기 기판을 건조하는 단계를 더 포함될 수 있다.

상기 탈이온수는 노즐을 통해 제공될 수도 있으나 세정 용기에 내에 구비되어, 상기 기판이 상기 탈이온수 내로 담가지도록 제공될 수 있다.

본 발명에 따른 기판 처리 장치에 의하면, 스크라이빙 이후 기판에 존재하는 이물들을 효과적으로 제거할 수 있는 기판 세정 방법을 제공한다.

이하, 본 발명에 따른 기판 처리 장치를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

종래 기술과 비교한 본 발명의 이점은 첨부된 도면을 참조한 상세한 설명과 특허청구범위를 통하여 명백하게 될 것이다. 특히, 본 발명은 특허청구범위에서 잘 지적되고 명백하게 청구된다. 그러나, 본 발명은 첨부된 도면과 관련해서 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 가장 잘 이해될 수 있다. 도면에 있어서 동일한 참조부호는 다양한 도면을 통해서 동일한 구성요소를 나타낸다.

(실시예)

도 1은 모기판(100m)의 일 예를 나타낸 사시도이며, 도 2는 모기판(100m)을 복수 개의 단위 기판(100)으로 절단하는 장치를 개략적으로 나타낸 모식도이다. 도 3은 기판 절단 장치를 이용하여 절단한 단위 기판(100)의 모습을 나타낸 사시도이다.

표시 패널 기판을 제조하기 위해서는, 복수 개의 단위 기판을 동시에 형성할 수 있도록 여러 개의 단위 기판이 모여있는 모기판(100m)으로 일부 공정을 진행한 다음, 상기 모기판(100m)을 절단하여 복수의 단위 기판(100)으로 제조하는 방법이 이용된다.

도 1을 참조하면, 모기판(100m)은 대체로 직사각의 판 형상을 가지며, 복수의 단위 기판(100)들이 형성되어 있으며, 아직 절단되지 않은 상태이다.

도 2를 참조하면, 상기 모기판(100m)은 도 2의 기판 절단 장치(1)를 이용하여 복수의 단위 기판(100)들로 분리된다. 이때, 상기 기판 절단(1) 장치는 도시한 바와 같이 절단부(20)와, 분배부(30)와, 면취부(40) 및 세정부(50)를 포함한다.

절단부(20)는 모기판(100m)을 복수의 단위 기판(100)으로 절단(scribing)한다. 절단된 단위 기판(100)은 도 3에 도시되어 있다.

도 3을 참조하면 절단된 단위 기판(이하, 기판, 100)은 화상을 표시하는 표시 패널에 해당하며, 상기 기판(100)은 화소가 형성되어 화상을 표시하는 액티브 영역(ACT)과, 상기 액티브 영역(ACT)을 둘러싼 주변 영역(N_ACT)으로 이루어진다.

본 실시예에서는 상기 액티브 영역(ACT)에 액정층(미도시)이 형성되어 화상을 표시하는 액정 표시 장치의 기판을 일 실시예로서 설명하기로 한다. 다른 실시예에서는 상기 기판(100)으로서 평판 표시장치용 패널의 일종인 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display)용 패널, 또는 전기 영동 표시 장치(Electrophoretic Display) 등일 수 있다.

도시된 바와 같이, 기판(100)은 서로 대향하는 하부 기판(110)과 상부 기판(130) 및 상기 하부 기판(110)과 상부 기판(130) 사이에 형성된 액정층(미도시)으로 구성된다. 상기 액정층은 실(seal)재로 봉입되어 있으며 상기 하부 기판(110)과 상부 기판(130)에 비해 두께가 얇으므로 생략하고 도시하였다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 하부 기판(110)과 상부 기판(130)에는 상기 액정층에 전계를 인가하여 액정층을 투과하는 광을 제어하기 위한 전극이 각각 형성될 수 있으며, 하부 기판(110)에는 화상 신호에 따라 하부 기판(110) 상에 형성된 전극에 전압을 인가하기 위한 박막트랜지스터가 구비될 수 있다. 상기 상부 기판(130)에는 상기 액정층을 투과한 빛이 색깔을 띠도록 하는 컬러필터가 형성될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서는 상기 전극 및 박막트랜지스터와 컬러필터는 필요에 따라 상기한 바와 다르게 형성될 수 있으며, 동일한 기판에 형성될 수 있음은 물론이다.

상기 상부 기판은 하부 기판(110)에 비해 면적이 작게 형성된다. 따라서 상면에는 상부 기판(130)이 중첩되지 않은 부분인 패드(P) 부분이 존재한다. 패드(P) 부분에는 상기 액티브 영역(ACT)에 화상 정보를 제공하는 IC 드라이버(미도시)와, IC 드라이버를 인쇄회로기판(Printed Circuit Board)에 연결하는 연성회로기판(Flexible Printed Circuit, 미도시) 등이 후속공정에서 결합된다.

본 발명의 실시예에서는 절단부(20)를 거친 기판(100)을 분배부(30)에 이송된다.

분배부에서 후속 공정에 따라 분배된 기판(100)은 면취부(40)로 이송되어 기판 가장자리가 연마된다. 절단하고 난 후, 상기 기판 가장자리가 매우 날카롭고 작은 균열이 생길 수 있다. 이에 따라 후속 공정에서 전체적인 균열로 전파될 수 있으므로 기판(100)의 가장자리를 연마해 준다. 기판 가장자리의 날카로운 부분이나 기판 뜯김 현상 등은 연마 공정을 통해 많은 부분 치유된다.

면취부(40)에서 연마가 끝나면 기판(100)은 절단이나 연마와 같은 공정에서 발생한 이물질이나 기타 필요없는 물질들을 제거하기 위해서 세정부(50)에서 세정된다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 방법을 순차적으로 나타낸 순서도이다.

먼저 기판을 세정 챔버에 투입한다(S10).

본 실시예에서는 스크라이빙 후 스크라이빙 공정을 거친 기판을 세정 챔버에 투입한다. 그러나, 상기 기판의 종류가 특별히 한정되는 것은 아니며, 다른 실시예에 있어서, 세정이 필요한 기판이라면 다른 기판을 세정할 수도 있다.

상기 세정 챔버는 개방된 챔버일 수도 있고 밀폐된 챔버일 수도 있으며, 스크라이빙 공정 및 그 이후 분배 등의 공정과 연속될 수 있도록 서로 연결되어 있을 수 있다. 또한, 후술할 각 공정이 별도의 챔버 내에서 이루어질 수 있으며 하나의 챔버 내에서 이루어질 수 있다.

상기 투입된 기판에는 온도 차이가 나는 탈이온수(DI, deionized water)가 순차적으로 제공된다. 이때, 상기 기판에 60℃ 내지 80℃의 온수를 제공한 후(S20), 상기 기판에 10℃ 내지 20℃의 냉수를 제공한다(S30).

상기한 바와 같이 기판에 40℃ 내지 70℃의 온도 차이가 나는 탈이온수를 순차적으로 제공하는 이유는 열전도율을 이용하여 이물질의 부착력을 약화시키기 위함이다.

기판 상에 이물질이 부착된 경우 상기 이물질은 기판의 크기와 비교하면 매우 작은 크기를 갖는다. 이에 따라 단시간 동안 온도 변화가 발생하는 경우에는 동일한 열전도율을 가지더라도 크기가 작은 이물질의 온도변화가 더 크다. 즉, 상대적으로 크기가 큰 기판은 온도 변화가 완만하며, 상대적으로 크기가 매우 작은 이물질은 온도 변화가 급격하다. 따라서, 기판 상에 온도가 높은 탈이온수가 제공될 경우 이물질이 열을 받아 팽창하게 되며 온도가 낮은 탈이온수가 제공될 경우 이물 질이 열을 급히 뺏기면서 수축작용을 일으킨다. 결국, 상기 이물질 자체의 팽창과 수축 작용에 의해 기판과의 사이에서 고착력이 약화된다. 고착력이 약화된 이물질은 이후 공정에서 용이하게 떨어진다.

여기서, 후속 단계에서 용이하게 세정이 가능하도록 고착력을 약화시키기 위해서는 충분한 온도차를 두고 탈이온수를 공급할 필요가 있으며, 40℃ 내지 70℃ 온도 차이가 가장 적절하다. 상기 40℃보다 작은 경우에는 팽창과 수축의 정도가 낮아 이물질이 그대로 부착되어 있을 확률이 높으며, 70℃ 이상의 경우 온도차가 극심하여 기판 내에 구조물 등에 나쁜 영향을 미친다.

이때, 상기 기판에 60℃ 내지 80℃의 온수를 제공하는 바, 80℃ 이상의 온수의 경우에는 여러 구조물이 형성되어 있는 기판 자체에 영향을 줄 수 있으며, 상기 온수를 이송시키는 배관을 변형시키거나 팽창시키는 등 부작용이 발생할 수 있다. 예를 들어, 기판 자체의 구조물이 온도에 취약한 경우에는 80℃ 이상의 온도에서 파괴될 가능성이 있으며, 기판의 온도가 유지된 상태에서 후속 공정이 진행되는 경우 기판에 제공되는 물질 등의 반응 온도가 달라질 수 있어 후속 공정에 영향을 미칠 수 있다.

또한 10℃ 이하로 냉각하는 경우에는 탈이온수를 냉각하기 위한 별도의 배관이 필요하게 된다. 실질적으로 표시 기판을 제조하는 공정에서 사용되는 탈이온수는 주로 10~20℃ 사이의 온도를 유지하는 경우가 많은 바, 이보다 낮은 온도는 별도의 냉각 장치와 배관을 필요로 하는 문제점이 있으며 이로 인해 비용이 상승한다. 그 뿐만 아니라 실질적인 효과 또한 10℃ 이상일 경우와 큰 차이가 없다.

상기 실시예에서는 온수를 먼저 제공하고 이후에 냉수를 제공하였으나 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 실시예에서는 이와 반대로 냉수를 제거하고 온수를 제공할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는 상기 탈이온수는 노즐을 통해 분사되어 상기 기판에 제공될 수 있다. 즉, 상기 기판의 일변에 상응하는 폭으로 탈이온수를 분사하는 노즐이 상기 기판의 상부 또는 하부에 제공되고, 상기 온도 차이가 나는 탈이온수가 순차적으로 상기 노즐을 통해 상기 기판의 일단부터 타단까지 제공될 수 있다. 이와 달리, 본 발명의 다른 실시예에서는 상기 탈이온수가 세정 용기에 내에 구비되며, 상기 기판이 상기 온수 및 냉수의 탈이온수 내로 담가지는 방식으로 세정될 수도 있다.

상기 고착력이 약화된 이물질은 추후 브러시를 사용하여 상기 기판으로부터 제거된다(S40). 상기 브러시는 상기 온도차가 나는 탈이온수에 의해 이물질의 고착력이 약화된 이후 이차적으로 세정이 이루어지도록 상기 탈이온수 노즐의 후방에 위치한다. 상기 브러시는 상기 기판의 상부 및 하부, 또는 상부와 하부 중 어느 한측에 배치되어 탈이온수가 제공된 상기 기판의 일단부터 타단까지 세정할 수 있으며, 필요에 따라 다른 방식으로 브러시를 이용하여 세정할 수 있다.

상기 브러시에 의한 세정이 수행된 다음에는 상기 기판의 일단부터 타단까지 이류체를 노즐을 통해 분사하는 방식으로 세정이 수행될 수 있다(S50). 상기 이류체는 탈이온수 및 공기가 섞인 것으로 분무 상태의 탈이온수를 뜻하며, 상기 분무 상태의 탈이온수에 의한 세정을 이류체 세정이라고도 한다. 상기 이류체 세정은 노 즐을 통해 수행될 수 있으며 브러시 세정 공정에서 남은 이물질을 추가 세정하는 역할을 한다. 상기 이류체 세정은 기판의 일단부터 타단까지 수행될 수 있다. 이때, 상기 공기는 질소 기체를 포함하여 다양한 기체가 사용될 수 있다.

상기 기판은 상기 이류체에 의한 세정이 끝난 후 건조 과정을 거친다(S60). 상기 건조 과정은 기체를 노즐을 통해 분사함으로써 건조시킬 수 있다.

건조된 기판은 세정 챔버에서 반출되어 후속 공정으로 이송된다(S70).

상술한 세정 공정이 끝난 기판은 후속 공정, 예를 들어 결국 모듈공정에서 기판의 패드(P) 부분에 IC 드라이버등을 실장하고 조립하는 공정 등을 거쳐 완제품으로 출시된다.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 그리고, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예들은 본 발명을 실시하는데 있어 최선의 상태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는데 당업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

도 1은 모기판(10)의 일 예를 나타낸 사시도이다.

도 2는 모기판을 복수 개의 기판으로 절단하는 장치를 개략적으로 나타낸 모식도이다.

도 3은 기판 절단 장치를 이용하여 절단한 기판의 모습을 나타낸 사시도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 방법을 나타낸 순서도이다.

<　도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

100 : 기판 110 : 하부 기판

130 : 상부 기판 200 : 스테이지

210 : 카메라 230 : 제어 시스템

235 : 표시부 ACT : 액티브 영역

N_ACT : 주변 영역

Claims (9)

1. 기판에 제 1 온도의 탈이온수를 제공하고, 이후에 상기 기판에 제 2 온도의 탈이온수를 순차적으로 제공하여 상기 기판에 부착된 오염 물질의 부착력을 약화시키는 단계; 및

   상기 부착력이 약화된 오염 물질을 브러시를 사용하여 상기 기판으로부터 제거하는 단계를 포함하되,

   상기 제 1 온도와 제 2 온도는 40℃ 내지 70℃의 온도 차이가 나는 것을 특징으로 하는 기판 세정 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 탈이온수를 순차적으로 제공하는 것은

   상기 기판에 60℃ 내지 80℃의 온수를 제공하는 단계와, 상기 기판에 10℃ 내지 20℃의 냉수를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 방법.
3. 제1항에 있어서,

   10℃ 내지 20℃의 냉수를 제공하는 단계와, 상기 기판에 상기 기판에 60℃ 내지 80℃의 온수를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로하는 기판 세정 방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 탈이온수는 노즐을 통해 분사되어 상기 기판에 제공되는 것을 특징으로 하는 기판 세정 방법.
5. 제4항에 있어서,

   상기 기판의 일변에 상응하는 폭으로 탈이온수를 분사하는 노즐이 상기 기판의 상부 또는 하부에 제공되고, 상기 온도 차이가 나는 탈이온수가 순차적으로 상기 노즐을 통해 상기 기판의 일단부터 타단까지 제공되는 것을 특징으로 하는 기판 세정 방법.
6. 제5항에 있어서,

   상기 탈이온수가 제공된 후 상기 기판의 일단부터 타단까지 브러시에 의한 세정이 수행되는 것을 특징으로 하는 기판 세정 방법.
7. 제6항에 있어서,

   상기 브러시에 의한 세정이 수행된 후 상기 기판의 일단부터 타단까지 이류체 분사에 의한 세정이 수행되는 것을 특징으로 하는 기판 세정 방법
8. 제1항에 있어서,

   상기 탈이온수는 세정 용기에 내에 구비되며, 상기 기판이 상기 탈이온수 내로 담가지는 것을 특징으로 하는 기판 세정 방법.
9. 세정하고자 하는 기판을 챔버에 투입하는 단계;

   상기 기판에 60℃ 내지 80℃의 온수를 제공하는 단계;

   상기 기판에 10℃ 내지 20℃의 냉수를 제공하는 단계;

   상기 기판의 일단부터 타단까지 브러시를 이용하여 세정하는 단계;

   상기 기판을 이류체를 분사하여 세정하는 단계;

   상기 기판을 건조하는 단계; 및

   상기 건조된 기판을 상기 챔버로부터 반출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 세정 방법.

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