KR101040706B1 - 기판용 건식 초음파 세정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판용 건식 초음파 세정장치에 관한 것으로, 기판에 초음파 공기를 분사하는 압축공기분사부로 상기 기판에서 이물을 분리하고 진공흡입부로 분리된 이물을 흡입제거하는 기판용 건식 초음파 세정장치에 있어서, 상기 압축공기분사부는 상기 기판과는 수직이 아닌 소정의 각도로 상기 압축공기를 분사하는 복수의 노즐을 포함한다. 이와 같이 구성되는 본 발명은 복수의 진공흡입구를 사용하며, 그 진공흡입구측으로 경사지게 압축공기를 분사하는 복수의 분사노즐을 포함하는 압축공기 분사부를 사용하여, 그 방향성을 가지는 분사노즐에 의해 1마이크로 미터 이하의 이물까지도 세정이 가능한 효과가 있다.

초음파, 세정, 흡착방지

Description

기판용 건식 초음파 세정장치{Dry type ultrasonic wave cleaner for substrate}

본 발명은 건식 초음파로 기판을 세정하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압축 공기의 분사에 방향성을 두어 세정효율을 높일 수 있는 기판용 건식 초음파 세정장치에 관한 것이다.

일반적으로 평판디스플레이를 제조하기 위한 기판은 갈수록 대면적화 되고 있으며, 이러한 기판의 대면적화에 따라 기판의 면취 후 유리이물의 양 또한 증가하게 된다.

종래에는 기판의 이물을 초음파로 진동시켜 기판으로부터 이탈 시킨 후 진공흡입에 의해 이물을 제거하는 건식 초음파 세정이 사용되고 있으나, 기판의 이송 과정에서 이물을 흡입하는 진공흡입부의 진공도를 낮추면, 즉 흡입압력을 높이면 이물의 흡입제거가 보다 용이하게 되지만, 기판이 그 진공흡입부에 흡착되어 세정공정이 진행되지 않을 수 있다.

이와 반대로 기판의 이송이 원활하도록 진공도를 높이면, 즉 흡입압력을 낮 추면 공기압축 분사부의 압력도 낮아져서 이물의 세정이 잘 이루어지지 않는 문제점이 있었으며, 이와 같은 종래 기판용 건식 초음파 세정장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 기판용 건식 초음파 세정장치의 구성도이다.

도 1을 참조하면 종래 기판용 건식 초음파 세정장치는, 이송부(5)를 통해 이송되는 기판(1)으로부터 초음파를 발생시켜 이물(2)을 분리하는 초음파헤드(3)의 압축공기 분사구(5)와, 상기 초음파헤드(3)의 압축공기분사부(5)의 양측에서 진공에 의해 상기 이물(2)을 흡입 제거하는 진공흡입부(4)로 구성된다.

상기 기판(1)은 초기세정이 요구되는 것이거나, 면취 후 세정이 요구되는 것이거나, 도금 전 전처리 및 필름 도포 전의 연성기판 또는 경성기판이 될 수 있다.

상기와 같은 구조에서 세정이 요구되는 기판(1)은 이송부(5)에 의해 일측방향으로 이송되며, 상기 압축공기분사부(5)에서는 초음파 진동을 하는 공기를 분사하여 기판(1)으로부터 이물(2)을 이탈시킨다.

상기 압축공기분사부(5)의 양측에 마련된 진공흡입부(4)는 외부의 진공펌프로부터 일정한 낮은 압력이 공급되어, 상대적으로 압력이 높은 영역에 위치하는 이물(2)을 흡입하여 제거하는 역할을 한다.

이때 상기 진공흡입부(4)의 흡입력은 진공도에 반비례하며, 흡입력을 약하게 설정하면 이물(2)을 완전히 흡입할 수 없으며, 이물(2)의 제거 효율을 높이고자 진공도를 낮게 설정하면 흡입력이 강해져 이송되는 기판(1)이 진공흡입부(4)에 흡착되어 공정의 진행이 불가능하며, 기판(1)이 손상될 수 있는 문제점이 있었다.

또한 압축공기의 분사에 의해 기판으로부터 분리된 이물이 진공흡입부(4)로 흡입되지 않고, 외측으로 이동하여 세정된 기판(1)에 다시 부착될 수 있어, 세정공정의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 높은 흡입력으로 이물을 제거하더라도 기판이 진공흡입부에 부착되는 것을 방지하며, 압축공기의 분사에 방향성을 두어 보다 작은 이물까지도 제거할 수 있는 기판용 건식 초음파 세정장치를 제공함에 있다.

또한 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 기판에 정전기력으로 부착된 이물까지도 용이하게 제거할 수 있으며, 기판으로부터 이탈된 이물이 다시 기판에 재부착되는 것을 방지할 수 있는 기판용 건식 초음파 세정장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 기판에 초음파 공기를 분사하는 압축공기분사부로 상기 기판에서 이물을 분리하고 진공흡입부로 분리된 이물을 흡입제거하는 기판용 건식 초음파 세정장치에 있어서, 상기 압축공기분사부는 상기 기판과는 수직이 아닌 소정의 각도로 상기 압축공기를 분사하는 복수의 노즐을 포함한다.

본 발명은 복수의 진공흡입구를 사용하며, 그 진공흡입구측으로 경사지게 압축공기를 분사하는 복수의 분사노즐을 포함하는 압축공기 분사부를 사용하여, 그 방향성을 가지는 분사노즐에 의해 1마이크로 미터 이하의 이물까지도 세정이 가능한 효과가 있다.

또한 본 발명은 이물의 제거 효율이 향상되도록 강한 흡입력의 진공흡입부를 사용하며, 그 진공흡입부의 흡입력에 비례하여 기판이 진공흡입부에 흡착되는 것을 방지하는 흡착방지부를 더 포함하여, 압축공기 분사부의 압력을 더 높일 수 있고, 공정의 중단 없이 강한 압축공기 분사와 진공흡입부의 강한 흡입력으로 이물의 제거효율을 높일 수 있고 압축공기 분사부와 진공흡입부의 압력을 용이하게 제어 가능하도록 하는 효과가 있다.

아울러 본 발명은 진공흡입부와 압축공기 분사부의 외측에 에어커튼을 형성하여 그 에어커튼의 작용에 의하여 기판에서 이탈된 이물이 진공흡입부에 흡입되지 않고, 세정된 기판에 재부착되는 것을 방지하여 세정의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 상기 에어커튼을 통해 이온을 분사하여 정전기로 기판에 부착된 이물이 용이하게 제거될 수 있도록 하는 효과가 있다.

상기와 같은 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명 기판용 건식 초음파 세정장치의 바람직한 실시예의 구성도이다.

도 2를 참조하면 본 발명 기판용 건식 초음파 세정장치의 바람직한 실시예는, 이송부(11)에 의해 일방향으로 이송되는 기판(10)과, 상기 기판(10)에 초음파 진동을 하는 공기를 외측으로 경사지게 분사하여 그 기판(10)으로부터 이물(12)을 분리하는 초음파헤드(20)의 압축공기분사부(30)와, 상기 압축공기분사부(30)의 양측에서 상기 분리된 이물(12)을 흡입 제거하는 진공흡입부(40)와, 상기 이송부(11)를 사이에 두고 진공흡입부(40)의 하부측에 마주하여 위치하는 흡착방지부(50)와, 상기 압축공기분사부(30)의 초음파 분사압력 및 진공흡입부(40)와 흡착방지부(50)의 진공도를 조절하는 압력제어부(60)와, 분사압력 및 진공압을 발생시켜 상기 압력제어부(60)에 공급하는 링블로워(ring blower, 70)와, 상기 진공흡입부(40)의 양 측에서 기판(10) 측으로 에어커튼을 형성하는 에어커튼 발생부(80)를 포함한다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명 기판용 건식 초음파 세정장치의 바람직한 실시예의 구성과 작용을 보다 상세히 설명한다.

먼저, 링블로워(70)는 일측에서 고압, 타측에서 저압의 분위기를 생성하여, 압력제어부(60)로 공급한다. 이때 상기 고압의 압력이 증가할 수로 타측의 저압 분위기는 낮아지게 된다.

상기 압력제어부(60)는 링블로워(70)로부터 공급된 고압의 공기를 상기 초음파헤드(20)의 압축공기분사부(30)로 공급하여 이송부(11)를 통해 이송되는 기판(10)에 분사되도록 한다.

상기 압축공기분사부(30)는 상기 기판(10)과 이루는 각도가 5 내지 50도가 되도록 상기 진공흡입부(40)로 각각 압축공기를 분사하는 제1노즐(31)과 제2노즐(32)을 구비하고 있으며, 이와 같이 방향성이 있는 초음파 진동을 포함하는 공기의 분사로 인하여 기판(10)에 부착된 이물(12)은 기판(10)으로 부터 보다 잘 제거되며, 상기 압력제어부(60)로부터 공급된 낮은 압력에 의해 진공분위기를 유지하는 진공흡입부(40)는 상기 기판(10)에서 이탈된 이물(12)을 흡입 제거한다.

상기 제1노즐(31)과 제2노즐(32)은 각각 w형태 또는 s형태의 노즐이 바람직 하나, 직선형의 구조를 사용하여도 무방하다.

만약 상기 이물(12)이 진공흡입부(40)에 의해 흡입 제거되지 못한 것이어도 상기 에어커튼 발생부(80)에서 분사되는 에어커튼에 의해 세정영역이 정의되어 있으며, 그 이물(12)은 그 에어커튼부의 외측으로 이동될 수 없어 결국 다시 진공흡입부(40)에 흡입된다.

이처럼 본 발명은 에어커튼 발생부(80)를 구비하여 세정영역을 정의하고, 그 세정영역으로 외부의 이물이 유입되는 것을 막고, 세정영역에서 세정되는 이물이 세정된 기판(10)에 다시 부착되는 것을 방지하여, 세정공정의 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다.

상기 에어커튼 발생부(80)에서 발생되는 에어커튼에는 정전기를 포함할 수 있다. 이는 그 에어커튼 발생부(80) 내에 이오나이저(81)를 구비하여 그 이오나이저(81)의 이온이 에어커튼에 포함되도록 함으로써 가능하게 된다.

이와 같이 에어커튼에 정전기를 부여함으로써, 그 기판(10)에 정전기력으로 부착된 이물을 쉽게 제거할 수 있으며, 따라서 압축공기분사에의해 쉽게 제거되지 않는 정전기력에 의해 부착된 이물까지도 제거할 수 있게 된다.

상기 압력제어부(60)는 진공흡입부(40) 뿐만 아니라 이송되는 기판(10)의 저면측에 설치되어 있는 흡착방지부(50)에도 진공의 분위기를 전달한다.

이에 따라 흡착방지부(50) 또한 기판(10)을 아래쪽으로 흡착하는 흡착력이 발생하며, 기판(10)의 상부에서 이물제거를 위한 진공흡입부(40)와의 흡착력에 균형을 이루어 기판(10)이 진공흡입부(40)에 흡착되는 것을 방지하게 된다.

이때, 압축공기분사부(30)의 중앙 하측에 일대일로 마주보게 흡착방지부(7)를 설치하여 기판이 없을 때도 압축공기분사부(30)에서 분사되는 공기를 흡입할 수 있어서 유리한 점이 많다. 그러나, 흡착만 방지를 목적으로는 도면2처럼 위치를 달리하든지, 또는 2개 이상을 설치해도 무방하다. 기판(10)과 흡착방지부(50) 간격은 0.5~5mm 정도가 좋으며, 0.5mm 이하일 때는 역으로 흡착방지부(50)에 기판이 흡착될 수 있고, 5mm이상일 때는 기판과 너무 멀어서 흡착방지부(50)에서 기판(10)을 흡착방지하기 위해 강한 흡입력이 필요하고 제 기능을 발휘할 수 없게 된다.

상기 압력제어부(60)는 진공흡입부(40)에 공급되는 압력에 따라 그 흡착방지부(50)에 공급되는 압력도 변화되도록 한다. 즉, 진공흡입부(40)의 흡입력이 더 강해지면 이와 비례하여 흡착방지부(50)의 흡착력도 상승시킨다.

상기 진공흡입부(40)와 흡착방지부(50)의 압력이 반드시 동일해야 하는 것은 아니며, 기판(10)에 작용하고 있는 중력을 감안하여, 중력과 흡착방지부(50)의 흡착력이 상기 진공흡입부(40)의 흡입력과 균형을 이루도록 압력차를 가질 수 있다.

단 진공흡입부(40)의 압력 변화와 비례하여 상기 흡착방지부(50)의 압력도 변화되어야 하며, 이는 압력제어부(60)에 마련된 밸브를 이용하여 상기 흡착방지부(50)와 진공흡입부(40)에 각각 공급되는 진공압의 개폐정도를 조절할 수 있다.

이와 같이 본 발명은 초음파헤드(20)의 압축공기분사부(30)에서 분사되는 압력을 높이고 이에 따라 증가되는 진공흡입부(40)의 흡입력에 의해 이물(12)을 기판(10)에서 제거하는 효율을 높일 수 있으며, 이때 발생할 수 있는 기판(10)의 흡착 문제를 그 기판(10)의 저면측에서 기판(10)을 아래쪽으로 당기는 힘을 발생시키는 흡착방지부(50)를 두어 해결할 수 있게 된다. 또한 초음파헤드(20)의 압축공기분사부(30)와 진공흡입부(40)의 압력을 보다 광범위하고 용이하게 제어할 수 있게 되며, 이와 같은 압력의 조절은 별도의 개폐밸브를 사용하여 조절할 수 있다.

이와 같이 본 발명은 압축공기의 분사에 방향성을 주어 이물을 보다 효과적으로 제거할 수 있으며, 그 이물을 흡입하는 압력과 균형을 이루는 압력이 기판의 하부측에서 일어나도록 하여 기판의 흡착을 방지하고, 에어커튼을 사용하여 세정영역을 지정하여 그 세정영역과 외부영역간에 이물의 유동을 방지할 수 있게 된다.

또한 그 에어커튼에 정전기를 부여하여 압축공기의 분사만으로는 쉽게 제거되지 않는 정전기력으로 부착된 이물까지도 용이하게 제거할 수 있게 된다.

도 1은 종래 기판용 건식 초음파 세정기의 구성도이다.

도 2는 본 발명 기판용 건식 초음파 세정기의 바람직한 실시예에 따른 구성도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10:기판 11:이송부

12:이물 20:초음파헤드

30:압축공기분사부 40:진공흡입부

50:흡착방지부 60:압력제어부

70:링블로워 80:에어커튼 발생부

Claims (5)

1. 기판에 초음파 공기를 분사하는 압축공기분사부로 상기 기판에서 이물을 분리하고 진공흡입부로 분리된 이물을 흡입제거하는 기판용 건식 초음파 세정장치에 있어서,

   상기 압축공기분사부는 상기 기판과는 수직이 아닌 소정의 각도로 압축공기를 분사하는 복수의 노즐을 구비하며,

   상기 기판의 저면에 위치하여, 상기 진공흡입부의 흡입력에 비례하여 흡입력이 변화되는 흡착방지부; 및

   상기 진공흡입부의 양측면에서 상기 기판측으로 에어커튼을 발생시키는 에어커튼 발생부를 포함하는 기판용 건식 초음파 세정장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 복수의 노즐은 상기 기판과 이루는 각도가 5 내지 50도가 되도록 경사진 것을 특징으로 하는 기판용 건식 초음파 세정장치.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,

   상기 에어커튼 발생부는 내측에 이오나이저를 더 포함하여, 상기 에어커튼에 정전기를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판용 건식 초음파 세정장치.

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