KR101058188B1 - 기판 세정장치 - Google Patents

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KR101058188B1
KR101058188B1 KR1020090038396A KR20090038396A KR101058188B1 KR 101058188 B1 KR101058188 B1 KR 101058188B1 KR 1020090038396 A KR1020090038396 A KR 1020090038396A KR 20090038396 A KR20090038396 A KR 20090038396A KR 101058188 B1 KR101058188 B1 KR 101058188B1
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이강희
함민수
송선재
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주식회사 에스에프에이
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Abstract

기판 세정장치가 개시된다. 본 발명의 기판 세정장치는, 절단 공정이 진행된 기판이 세정되기 전에 기판의 표면에 잔존되는 이물질을 제거(polishing)하는 적어도 하나의 폴리싱 유닛; 및 폴리싱 유닛의 공정 후방에 배치되어 폴리싱 공정이 완료된 기판을 세정하는 세정 유닛을 포함하며, 폴리싱 유닛은, 기판의 표면에 고착된 이물질 제거를 위해 기판에 접근 또는 이격 가능하게 배치되는 폴리싱 패드; 및 폴리싱 패드와 연결되며, 폴리싱 패드를 기판에 접촉시키고 회전 구동시키는 패드 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 기판의 절단 시 발생되는 이물질을 기판으로부터 용이하게 제거할 수 있음은 물론 특히, 절단 라인에 인접된 위치에서 기판의 표면으로 낙하되어 고착된 이물질을 보다 용이하게 기판으로부터 제거할 수 있어 이물질로 인한 불량률을 감소시킬 수 있다.

Description

기판 세정장치{Apparatus for cleaning glass}
본 발명은, 기판 세정장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 기판의 절단 시 발생되는 이물질을 기판으로부터 용이하게 제거할 수 있음은 물론 특히, 절단 라인에 인접된 위치에서 기판의 표면으로 낙하되어 고착된 이물질을 보다 용이하게 기판으로부터 제거할 수 있어 이물질로 인한 불량률을 감소시킬 수 있는 기판 세정장치에 관한 것이다.
TV나 컴퓨터의 모니터, 혹은 휴대폰(mobile phone), PDA(Personal Digital Assistants), 디지털 카메라 등과 같은 전자기기의 표시장치로 사용되는 평면디스플레이의 종류에는 LCD(Liquid Crystal Display) 기판, PDP(Plasma Display Panel) 기판 및 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 기판 등이 있다.
대표적인 평면디스플레이로서의 LCD 기판은 면적이 거대한, 예컨대 가로/세로의 길이가 2 내지 3 미터(m) 내외에 이르는 대면적 원기판을 절단 공정을 통해 수 내지 수십 등분으로 절단하여 단위기판으로 제작한 후, 여러 공정을 거쳐 완제품으로 출시된다.
원기판을 다수의 단위기판으로 절단하는 절단 공정은 소위 스크라이 버(Scriber) 혹은 스크라이브 장치(Scribe Apparatus)라고도 불리는 기판 절단시스템을 통해 수행된다.
기판 절단시스템에 의해 기판이 절단된 후에는 절단 시 발생된 유리 입자나 가루를 기판으로부터 제거하기 위한 세정 공정이 진행된다. 즉 기판의 절단 시에는 절단 라인 영역에서 미세한 유리 입자나 가루가 발생되어 비산될 수 있고, 비산된 후에는 기판의 표면으로 낙하되어 잔존되기 때문에 이들을 기판으로 제거하기 위해 세정 공정이 진행된다.
세정 공정 시에는 세정기의 브러시가 기판의 표면에 접촉된 상태에서 회전되거나 일방향 이동됨으로써 절단 공정 시 기판의 표면으로 낙하되어 잔존하는 이물질을 제거하게 된다.
한편, 기판의 절단 공정 시 기판은 일정한 온도로 미리 가열된 상태에서 기판 절단시스템을 통해 절단되는데, 기판 절단 시 발생되어 비산되는 유리 입자나 가루 등의 이물질이 절단 라인으로부터 멀리 떨어진 위치에 떨어질 때는 이동 도중에 식기 때문에 기판의 표면에 단순히 올려지는 형태가 되므로 이러한 이물질은 전술한 세정기의 브러시에 의해 비교적 용이하게 제거될 수 있다.
하지만, 절단 라인에 인접된 위치에서 기판의 표면으로 낙하된 이물질은 열에 의해 기판에 눌러 붙거나 고착될 수 있기 때문에 세정기의 브러시만으로는 제거될 수 없어 기판에 고착된 이물질로 인한 불량률이 높아지는 문제점이 야기된다.
본 발명의 목적은, 기판의 절단 시 발생되는 이물질을 기판으로부터 용이하게 제거할 수 있음은 물론 특히, 절단 라인에 인접된 위치에서 기판의 표면으로 낙하되어 고착된 이물질을 보다 용이하게 기판으로부터 제거할 수 있어 이물질로 인한 불량률을 감소시킬 수 있는 기판 세정장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 절단 공정이 진행된 기판이 세정되기 전에 상기 기판의 표면에 잔존되는 이물질을 제거(polishing)하는 적어도 하나의 폴리싱 유닛; 및 상기 폴리싱 유닛의 공정 후방에 배치되어 폴리싱 공정이 완료된 기판을 세정하는 세정 유닛을 포함하며, 상기 폴리싱 유닛은, 상기 기판의 표면에 고착된 이물질 제거를 위해 상기 기판에 접근 또는 이격 가능하게 배치되는 폴리싱 패드; 및 상기 폴리싱 패드와 연결되며, 상기 폴리싱 패드를 상기 기판에 접촉시키고 회전 구동시키는 패드 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 세정장치에 의해 달성된다.
여기서, 상기 패드 구동부는, 상기 기판에 대해 상기 폴리싱 패드가 접근 또는 이격되도록 상기 폴리싱 패드를 상기 기판에 대해 선형 구동시키는 선형 구동부; 및 상기 선형 구동부와 연결되며, 상기 기판 상에서 상기 폴리싱 패드를 상대 회전 구동시키는 회전 구동부를 포함할 수 있다.
상기 회전 구동부는, 회전 모터; 상기 회전 모터의 회전축에 연결되는 회전 헤드; 및 상기 회전 헤드와 상기 폴리싱 패드를 연결하는 연결부를 포함할 수 있다.
상기 회전 구동부는 상기 회전 모터와 연결되어 상기 회전 모터의 회전력을 감속하는 감속기를 더 포함할 수 있다.
상기 패드 구동부는 상기 기판의 표면에 접촉 가압되는 상기 폴리싱 패드의 정압 유지를 위한 정압 유지부를 더 포함할 수 있다.
상기 정압 유지부는, 상기 회전 구동부에 연결되며, 상기 회전 구동부와 상기 폴리싱 패드를 상기 기판의 표면으로 가압하는 에어 실린더; 및 상기 에어 실린더와 연결되고 상기 에어 실린더로 제공되는 에어의 정압 유지를 위한 레귤레이터를 포함할 수 있다.
상기 패드 구동부는 상기 폴리싱 패드와 연결되며, 상기 기판에 대하여 상기 폴리싱 패드를 탄성적으로 가압하는 탄성가압부를 더 포함할 수 있다.
상기 탄성가압부는 양단이 상기 폴리싱 패드와 상기 회전 헤드에 각각 접촉되도록 상기 폴리싱 패드와 상기 회전 헤드 사이에 배치되는 쿠션 스프링일 수 있다.
상기 폴리싱 패드는 원반 형상의 디스크(disk)로 제작될 수 있으며, 상기 기판에 접촉되는 상기 폴리싱 패드의 표면에는 원주 방향을 따라 다수의 접촉리브가 형성될 수 있다.
상기 다수의 접촉리브 사이사이에는 상기 폴리싱 공정 시 상기 기판으로 제거되는 이물질이 임시로 저장되는 홈부가 형성될 수 있으며, 상기 다수의 접촉리브는 등각도 간격을 가지고 상기 폴리싱 패드의 원주 방향을 따라 배열될 수 있다.
상기 다수의 접촉리브 각각은 상기 폴리싱 패드의 둘레 영역에서 반경 방향 내측으로 갈수록 그 폭이 점진적으로 작아지는 형상을 가질 수 있다.
상기 폴리싱 패드는 폴리우레탄과 세라믹계의 지르코니움 옥사이드를 혼합하여 발포 성형될 수 있다.
상기 세정 유닛은, 회전 가능한 한 쌍의 롤 브러시(roll brush)를 가지며, 상기 한 쌍의 롤 브러시 사이에서 상기 폴리싱 공정이 완료된 기판의 표면을 1차로 세정하는 1차 세정기; 및 상기 1차 세정기의 공정 후방에 배치되어 1차 세정이 완료된 기판에 에어(air) 또는 워터(water)를 분사하여 기판의 표면을 2차로 세정하는 2차 세정기를 포함할 수 있다.
상기 세정 유닛은, 회전 가능한 한 쌍의 연마 브러시(brush)를 가지며, 상기 폴리싱 유닛과 상기 1차 세정기 사이에 배치되어 상기 폴리싱 공정이 완료된 기판의 표면을 연마하는 연마기를 더 포함할 수 있다.
상기 세정 유닛의 공정 후방에 배치되어 세정 공정이 완료된 기판을 건조시키는 건조 유닛을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 기판의 절단 시 발생되는 이물질을 기판으로부터 용이하게 제거할 수 있음은 물론 특히, 절단 라인에 인접된 위치에서 기판의 표면으로 낙하되어 고착된 이물질을 보다 용이하게 기판으로부터 제거할 수 있어 이물질로 인한 불량률을 감소시킬 수 있다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정장치의 공정도이고, 도 2는 도 1에 도시된 폴리싱 유닛과 세정 유닛의 1차 세정기의 개략적인 사시도이며, 도 3은 폴리싱 유닛의 부분 확대 사시도이고, 도 4는 폴리싱 패드의 배면 사시도이며, 도 5는 폴리싱 유닛의 개략적인 구조도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 기판 세정장치는, 절단 공정이 진행된 기판이 세정 공정에 진입되어 세정되기 전에 기판의 표면에 잔존되는 이물질을 제거하는, 즉 폴리싱(polishing)하는 폴리싱 유닛(100)과, 폴리싱 유닛(100)의 공정 후방에 배치되어 폴리싱 공정이 완료된 기판을 세정하는 세정 유닛(200)과, 세정 유닛(200)의 공정 후방에 배치되어 세정 공정이 완료된 기판을 건조시키는 건조 유닛(300)을 구비한다.
폴리싱 공정, 세정 공정 및 건조 공정에 대한 공정 흐름도가 도 1에 도시되어 있는데, 기판은 원하는 규격 사이즈(size)로 절단된 후에 폴리싱 공정, 세정 공정 및 건조 공정을 차례로 거치면서 완제품으로 출시된다.
앞서도 기술한 바와 같이, 소위 스크라이버(Scriber) 혹은 스크라이브 장치(Scribe Apparatus)라고도 불리는 기판 절단시스템을 통해 도 1의 절단 공정이 진행될 때 기판은 일정한 온도로 미리 가열된 상태에서 절단 공정이 진행된다.
이처럼 가열된 기판을 절단하는 경우, 절단 라인(L, 도 2 및 도 3 참조)의 영역에서 발생되어 비산되는 유리 입자나 가루 등의 이물질이 절단 라인으로부터 멀리 떨어진 위치에 떨어질 때는 이동 도중에 식기 때문에 기판의 표면에 단순히 올려지는 형태가 되나, 절단 라인(L)에 가까운 위치에 떨어질 때는 열에 의해 기판에 눌러 붙거나 고착될 수 있다.
이와 같이 절단 공정이 진행되고 나면 유리 입자나 가루 등의 이물질이 기판의 표면에 떨어져 잔존하게 되는데, 만약 모든 이물질이 쉽게 털어낼 수 있는 수준으로 기판의 표면에 잔존된다면 세정 유닛(200)만으로도 세정이 가능하다.
하지만, 절단 라인(L)에 가까운 위치에 떨어져 눌러 붙거나 고착된 이물질은 세정 유닛(200)만으로 세정되기 어렵기 때문에 본 실시예에서는 폴리싱 유닛(100)을 이용하여 세정 공정 전에 폴리싱 공정을 진행하고 있는 것이다.
폴리싱 유닛(100)의 설명에 앞서 세정 유닛(200) 및 건조 유닛(300)에 대해 먼저 설명한다.
우선 세정 유닛(200)은, 폴리싱 공정까지 완료된 기판을 전반적으로 세정하는 역할을 한다. 이러한 세정 유닛(200)은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 폴리싱 공정이 완료된 기판의 표면을 1차로 세정하는 1차 세정기(210)와, 1차 세정이 완료된 기판을 다시 2차로 세정하는 2차 세정기(220)를 구비한다.
1차 세정기(210)는 도 2에 도시된 바와 같이, 세정기 본체(211)와, 세정기 본체(211)에 회전 가능하게 설치되되 그 사이에서 기판이 통과되도록 상호간 이격 배치되는 한 쌍의 롤 브러시(212, roll brush)와, 한 쌍의 롤 브러시(212)를 회전 구동시키는 브러시 모터(213)를 구비한다. 본 실시예의 경우, 브러시 모터(213)는 한 쌍의 롤 브러시(212)에 각각 하나씩 결합된다.
2차 세정기(220)에 대해서는 도 1에 단순히 박스(box) 형태로 도시하고 있는데, 이러한 2차 세정기(220)는 1차 세정이 완료된 기판에 에어(air) 또는 워터(water)를 분사하여 기판의 표면을 닦아내는 역할을 한다. 따라서 2차 세정기(220)는 에어 분사 노즐이나 워터 분사 노즐이 결합되는 컴프레서 정도로 쉽게 구현이 가능하다.
이처럼 세정 유닛(200)이 1차 세정기(210)와 2차 세정기(220)로 나누어지고, 기판에 대해 1차 세정 공정 및 2차 세정 공정이 순차적으로 진행됨에 따라 기판은 더욱 깨끗한 상태로 세정될 수 있다.
2차 세정기(220)가 1차 세정이 완료된 기판에 에어 또는 워터를 분사하여 기판의 표면을 닦아내는 역할을 하기 때문에 후공정 이송을 위해서는, 혹은 기판에 얼룩이 생기는 것을 방지하기 위해서는 기판의 표면으로 분사된 에어 또는 워터를 건조시켜야 한다. 이를 위해 건조 유닛(300)이 마련된다.
건조 유닛(300) 역시 2차 세정기(220)와 마찬가지로 도 1에 단순히 박스(box) 형태로 도시되어 있는데 이러한 건조 유닛(300)은 모터에 의해 회전 가능한 송풍팬 정도의 구성으로 쉽게 적용될 수 있으므로 자세한 도시 및 설명은 생략하기로 한다.
한편, 폴리싱 유닛(100)은 기판에 대한 절단 공정 후에 기판의 절단 라인(L) 에 가까운 위치에 떨어져 눌러 붙거나 고착된 이물질을 제거하는, 즉 폴리싱하는 역할을 한다.
도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 폴리싱 유닛(100)은, 기판의 표면에 고착된 이물질 제거를 위해 기판에 접근 또는 이격 가능하게 배치되는 폴리싱 패드(110)와, 폴리싱 패드(110)와 연결되며 폴리싱 패드(110)를 기판에 접촉시키고 접촉시킨 상태에서 회전 구동시키는 패드 구동부(130)를 포함한다.
도면에 보면, 4개의 폴리싱 유닛(100)이 도 2의 A 방향으로 이동되는 기판의 표면에 고착된 이물질을 제거하고 있지만, 폴리싱 유닛(100)의 개수는 적절하게 선택 변경될 수 있다. 즉 하나의 거대한 폴리싱 유닛(100)이 기판의 표면에 고착된 이물질을 제거하도록 구성할 수도 있고, 혹은 4개 이상의 폴리싱 유닛(100)으로 하여금 기판의 표면에 고착된 이물질을 제거하도록 구성할 수도 있다.
폴리싱 패드(110)는, 실질적으로 기판의 표면에 접촉, 또는 접촉 가압되어 기판의 표면에 고착된 이물질을 제거하는 부분이다.
이러한 폴리싱 패드(110)가 접촉 가압되는 대상은 유리(glass)로 된 기판이기 때문에 폴리싱 패드(110)의 경도가 기판보다 높을 경우에는 기판에 스크래치(scratch)가 발생될 수 있다.
이에, 이러한 문제가 발생되지 않도록, 본 실시예의 경우에는 폴리싱 패드(110)를 폴리우레탄과 세라믹계의 지르코니움 옥사이드를 혼합하여 발포 성형하거나 아니면, 폴리우레탄 및 에폭시 및 산화알루미늄의 재질 또는 폴리우레탄 및 에폭시 및 알루미나 재질로 제작하고 있다.
이와 같은 방법으로 폴리싱 패드(110)가 제작되면, 폴리싱 패드(110)의 연마 재질 경도가 기판보다 낮아질 수 있기 때문에 기판의 표면에 고착된 이물질 제거를 위한 폴리싱 공정 진행 시 기판의 표면에 스크래치 불량이 발생되는 것을 저지할 수 있게 된다.
참고로, 폴리싱 패드(110)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 3개의 패드부분(110a~110c)으로 나뉠 수 있는데, 만약 폴리싱 패드(110)가 이러한 구조를 가질 경우에는 실질적으로 기판의 표면에 접촉 가압되는 제1 패드부분(110a)만을 전술한 재질로 제작할 수도 있다. 제2 패드부분(110b)은 제1 패드부분(110a)에 완충을 부여하는 역할을 할 수 있고, 제3 패드부분(110c)은 외관을 형성하는 고정 부분으로 이용될 수 있다. 물론, 이러한 구조는 하나의 예일 뿐 본 발명의 권리범위가 이에 제한될 필요는 없다.
폴리싱 패드(110)의 형상은 삼각 및 사각 형상을 비롯하여 다양할 수 있으나, 본 실시예에서는 폴리싱 패드(110)를 원반 형상의 디스크(disk)로 제작하고 있다.
폴리싱 패드(110)의 하면, 즉 기판에 접촉되는 폴리싱 패드(110)의 표면에는 원주 방향을 따라 다수의 접촉리브(111)가 형성되어 있다.
접촉리브(111)들은 등각도 간격을 가지고 폴리싱 패드(110)의 원주 방향을 따라 배열된다. 이러한 접촉리브(111)들로 인해 접촉리브(111)들 사이사이에는 홈부(112)가 형성되는데, 이러한 홈부(112)는 폴리싱 공정 시 기판으로 제거되는 이물질이 임시로 저장되는 부분으로 활용된다.
이처럼 폴리싱 패드(110)의 하면에 폴리싱 공정 시 기판으로 제거되는 이물질이 임시로 저장되는 홈부(112)가 형성되면, 기판으로부터 떨어진 이물질이 접촉리브(111)들의 표면과 기판 사이에 끼어 오히려 기판에 스크래치를 발생시키는 폐단을 예방할 수 있다. 다시 말해, 기판의 표면으로부터 제거된 이물질의 확산에 의한 오염을 예방할 수 있다.
접촉리브(111)들 각각은 폴리싱 패드(110)의 둘레 영역에서 반경 방향 내측으로 갈수록 그 폭이 점진적으로 작아지는 형상을 갖기 때문에 홈부(112) 역시 반경 방향 내측으로 좁아지는 형상을 갖는데, 이러한 형상에 기인하여 이물질들은 반경 방향 내측의 좁은 공간으로 밀집되면서 임시로 저장될 수 있다.
한편, 폴리싱 패드(110)를 구동시키기 위한 패드 구동부(130)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 기판에 대해 폴리싱 패드(110)가 접근 또는 이격되도록 폴리싱 패드(110)를 기판에 대해 선형 구동시키는 선형 구동부(135)와, 선형 구동부와 연결되며 기판 상에서 폴리싱 패드(110)를 상대 회전 구동시키는 회전 구동부(140)를 포함한다.
이러한 패드 구동부(130)는 도 1 및 도 2에 도시된 4개의 폴리싱 패드(110)를 개별적으로 제어할 수도 있고, 혹은 집단 제어할 수도 있다.
선형 구동부(135)는 회전 구동부(140)와 연결되어 폴리싱 패드(110)를 비롯하여 회전 구동부(140) 전체를 기판에 대해 업(up)/다운(down) 구동시키는 구성일 수 있다.
본 실시예에서는 편의를 위해 선형 구동부(135)를 개략적으로 도시하고 있지 만, 선형 구동부(135)는 볼 스크루(ball screw)와 모터(motor)의 조합에 의해 마련될 수도 있고, 리니어 모터(linear motor)로 마련될 수도 있으며, 실린더(cylinder) 장치에 의해 마련될 수도 있다.
회전 구동부(140)는 회전 모터(141)와, 회전 모터(141)의 회전축에 연결되는 회전 헤드(142)와, 회전 헤드(142)와 폴리싱 패드(110)를 연결하는 연결부(143)를 구비한다. 또한 회전 구동부(140)는 회전 모터(141)와 연결되어 회전 모터(141)의 회전력을 감속하는 감속기(144)를 더 포함한다.
이에, 회전 모터(141)가 회전되어 감속기(144)에 의해 회전력이 감소된 후 회전 헤드(142)로 전달되면, 연결부(143)가 회전 헤드(142)와 동회전하면서 폴리싱 패드(110)를 회전시키게 됨으로써 폴리싱 패드(110)에 의해 기판의 표면에 고착된 이물질이 제거될 수(폴리싱될 수) 있게 된다.
한편, 선형 구동부(135) 및 회전 구동부(140)의 구성 외에도 패드 구동부(130)는 기판의 표면에 접촉 가압되는 폴리싱 패드(110)의 정압 유지를 위한 정압 유지부(150)를 더 구비한다. 만약, 폴리싱 패드(110)가 기판에 일정하지 않은 압력으로 접촉 가압되면, 기판의 어느 부분은 이물질이 제거되고 어느 부분은 제거되지 않는 등 작업의 효율이 저하될 수 있으므로 이러한 현상을 예방하기 위해 정압 유지부(150)가 마련된다.
이러한 정압 유지부(150)는, 회전 구동부(140)에 연결되며 회전 구동부(140)와 폴리싱 패드(110)를 기판의 표면으로 가압하는 에어 실린더(151)와, 에어 실린더(151)와 연결되고 에어 실린더(151)로 제공되는 에어의 정압 유지를 위한 레귤레 이터(152)를 구비한다.
이처럼 정압 유지부(150)가 마련되면, 즉 레귤레이터(152)에 의해 실린더(151)로 제공되는 에어의 정압이 유지되면, 폴리싱 패드(110)가 항상 일정한 압력을 가지고 기판의 표면에 접촉된 상태에서 이물질 제거를 위한 폴리싱 공정을 진행할 수 있기 때문에 작업의 효율이 높아지는 이점이 있다.
한편, 선형 구동부(135)에 의해 폴리싱 패드(110)가 기판에 접촉되고, 회전 구동부(140)에 의해 폴리싱 패드(110)가 기판의 표면에서 상대 회전하면서 기판에 고착된 이물질을 제거할 때, 순간적으로 기판에 대하여 폴리싱 패드(110)가 너무 과도한 압력으로 가압되면 기판에 충격이 가해질 수 있고, 반대로 순간적으로 충분하지 않은 압력으로 가압되면 이물질 제거의 효과가 떨어질 수 있다.
이러한 현상을 예방하기 위해 패드 구동부(130)는 폴리싱 패드(110)와 연결되며, 기판에 대하여 폴리싱 패드(110)를 탄성적으로 가압하는 탄성가압부(160)를 더 구비하고 있다.
탄성가압부(160)는 그 양단이 폴리싱 패드(110)와 회전 헤드(142)에 각각 접촉되도록 폴리싱 패드(110)와 회전 헤드(142) 사이에 배치되는 쿠션 스프링(160)일 수 있다. 쿠션 스프링(160)은 통상의 압축 스프링이다.
이러한 구성을 갖는 기판 세정장치의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시된 바와 같이, 스크라이버 또는 스크라이브 장치를 통해 절단 공정이 진행 완료된 기판은 폴리싱 공정 진행을 위해 폴리싱 유닛(100)으로 이동된다. 여기서, 폴리싱 공정이나 세정 공정은 해당 위치에 배치된 폴리싱 유닛(100) 및 세정 유닛(200)에 대해 기판이 이동되면서 진행될 수도 있고, 반대로 고정된 기판에 대해 폴리싱 유닛(100) 및 세정 유닛(200)이 이동되면서 진행될 수도 있다. 본 실시예의 경우 전자의 방법을 채택하고 있다.
기판이 폴리싱 유닛(100)의 하부로 이송되어 일단 멈춰서면, 선형 구동부(135)가 회전 구동부(140) 및 폴리싱 패드(110)를 다운(down)시켜 폴리싱 패드(110)의 하면에 형성된 접촉리브(111)들의 표면이 세정 대상의 기판의 표면, 특히 절단 라인(L, 도 2 및 도 3 참조)에 인접된 기판의 표면 단부 영역에 접촉되도록 한다. 이때, 탄성가압부(160)는 기판에 대해 폴리싱 패드(110)를 탄성적으로 가압하고 있는 상태이다.
이어, 회전 모터(141)가 작동하게 되면 회전 모터(141)로부터의 회전력은 감속기(144)를 통해 회전 헤드(142) 및 연결부(143)로 제공된 후에 폴리싱 패드(110)로 전달되며, 이에 따라 폴리싱 패드(110)는 기판의 표면에서 회전된다. 또한 레귤레이터(152)에 의해 실린더(151)로 제공되는 에어의 정압이 유지됨에 따라 폴리싱 패드(110)가 항상 일정한 압력을 가지고 기판의 표면에 접촉된 상태를 가지게 된다.
이러한 상태에서 기판을 폴리싱 패드(110)에 대해 상대 이동시키면 기판에 접촉 가압되면서 회전하는 폴리싱 패드(110)에 의해 기판의 표면에 고착된 이물질은 간단하게 제거될 수 있게 된다. 이물질 제거 중에 기판으로부터 제거된 이물질은 폴리싱 패드(110)의 홈부(112)에 일시 저장된다.
이와 같이, 본 실시예에 따르면, 기판의 절단 시 발생되는 이물질을 기판으 로부터 용이하게 제거할 수 있음은 물론 특히, 절단 라인(L)에 인접된 위치에서 기판의 표면으로 낙하되어 고착된 이물질을 보다 용이하게 기판으로부터 제거할 수 있어 이물질로 인한 불량률을 감소시킬 수 있게 된다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 세정장치의 공정도이다.
이 도면을 참조하면, 본 실시예의 기판 세정장치의 경우, 세정 유닛(200a)에 연마기(230)가 더 구비된다. 연마기(230)는 폴리싱 유닛(100)과 1차 세정기(210) 사이에 배치되어 폴리싱 공정이 완료된 기판의 표면을 연마하는 역할을 한다.
기판의 표면 연마를 위해 연마기(230)는 회전 가능한 한 쌍의 연마 브러시(231, brush)를 구비할 수 있는데, 연마기(230)의 구조는 도 2에 도시된 1차 세정기(210)의 구조와 대략 유사할 수 있으므로 연마기(230)의 구조에 대한 설명은 생략한다. 본 실시예에서 연마기(230)는 연마 브러시(231)이나 연마 롤러(roller)일 수도 있다.
본 실시예와 같을 경우, 절단 공정이 완료된 기판은, 폴리싱 공정, 연마 공정, 1차 세정 공정, 2차 세정 공정 및 건조 공정을 지나 완제품으로 출시될 수 있으며, 연마 공정이 추가됨에 따라 혹시 기판의 표면에 잔존 가능한 이물질 제거 효율을 높일 수 있는 이점이 있다.
전술한 실시예에서는 그 설명을 생략하였으나, 전술한 기판은 TV나 컴퓨터의 모니터, 혹은 휴대폰(mobile phone), PDA(Personal Digital Assistants), 디지털 카메라 등과 같은 전자기기의 표시장치로 사용되는 평면디스플레이의 기판들, 예컨대 LCD(Liquid Crystal Display) 기판, PDP(Plasma Display Panel) 기판 및 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 기판이 될 수 있다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정장치의 공정도이다.
도 2는 도 1에 도시된 폴리싱 유닛과 세정 유닛의 1차 세정기의 개략적인 사시도이다.
도 3은 폴리싱 유닛의 부분 확대 사시도이다.
도 4는 폴리싱 패드의 배면 사시도이다.
도 5는 폴리싱 유닛의 개략적인 구조도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 세정장치의 공정도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
100 : 폴리싱 유닛 110 : 폴리싱 패드
111 : 접촉리브 112 : 홈부
130 : 패드 구동부 135 : 선형 구동부
140 : 회전 구동부 141 : 회전 모터
142 : 회전 헤드 143 : 연결부
144 : 감속기 150 : 정압 유지부
160 : 탄성가압부 200 : 세정 유닛
210 : 1차 세정기 220 : 2차 세정기
230 : 연마기 300 : 건조 유닛

Claims (15)

  1. 절단 공정이 진행된 기판이 세정되기 전에 상기 기판의 표면에 잔존되는 이물질을 제거(polishing)하는 적어도 하나의 폴리싱 유닛; 및
    상기 폴리싱 유닛의 공정 후방에 배치되어 폴리싱 공정이 완료된 기판을 세정하는 세정 유닛을 포함하며,
    상기 폴리싱 유닛은,
    상기 기판의 표면에 고착된 이물질 제거를 위해 상기 기판에 접근 또는 이격 가능하게 배치되며, 상기 기판에 접촉되는 표면에 원주 방향을 따라 다수의 접촉리브가 형성되는 원반 형상의 폴리싱 패드; 및
    상기 폴리싱 패드와 연결되며, 상기 폴리싱 패드를 상기 기판에 접촉시키고 회전 구동시키는 패드 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 세정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 패드 구동부는,
    상기 기판에 대해 상기 폴리싱 패드가 접근 또는 이격되도록 상기 폴리싱 패드를 상기 기판에 대해 선형 구동시키는 선형 구동부; 및
    상기 선형 구동부와 연결되며, 상기 기판 상에서 상기 폴리싱 패드를 상대 회전 구동시키는 회전 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 세정장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 회전 구동부는,
    회전 모터;
    상기 회전 모터의 회전축에 연결되는 회전 헤드; 및
    상기 회전 헤드와 상기 폴리싱 패드를 연결하는 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 세정장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 회전 구동부는 상기 회전 모터와 연결되어 상기 회전 모터의 회전력을 감속하는 감속기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 세정장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 패드 구동부는 상기 기판의 표면에 접촉 가압되는 상기 폴리싱 패드의 정압 유지를 위한 정압 유지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 세정장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 정압 유지부는,
    상기 회전 구동부에 연결되며, 상기 회전 구동부와 상기 폴리싱 패드를 상기 기판의 표면으로 가압하는 에어 실린더; 및
    상기 에어 실린더와 연결되고 상기 에어 실린더로 제공되는 에어의 정압 유지를 위한 레귤레이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 세정장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 패드 구동부는 상기 폴리싱 패드와 연결되며, 상기 기판에 대하여 상기 폴리싱 패드를 탄성적으로 가압하는 탄성가압부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 세정장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 탄성가압부는 양단이 상기 폴리싱 패드와 상기 회전 헤드에 각각 접촉되도록 상기 폴리싱 패드와 상기 회전 헤드 사이에 배치되는 쿠션 스프링인 것을 특징으로 하는 기판 세정장치.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 접촉리브 사이사이에는 상기 폴리싱 공정 시 상기 기판으로 제거되는 이물질이 임시로 저장되는 홈부가 형성되며,
    상기 다수의 접촉리브는 등각도 간격을 가지고 상기 폴리싱 패드의 원주 방향을 따라 배열되는 것을 특징으로 하는 기판 세정장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 다수의 접촉리브 각각은 상기 폴리싱 패드의 둘레 영역에서 반경 방향 내측으로 갈수록 그 폭이 점진적으로 작아지는 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 기판 세정장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 폴리싱 패드는 폴리우레탄과 세라믹계의 지르코니움 옥사이드를 혼합하여 발포 성형되는 것을 특징으로 하는 기판 세정장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 세정 유닛은,
    회전 가능한 한 쌍의 롤 브러시(roll brush)를 가지며, 상기 한 쌍의 롤 브러시 사이에서 상기 폴리싱 공정이 완료된 기판의 표면을 1차로 세정하는 1차 세정기; 및
    상기 1차 세정기의 공정 후방에 배치되어 1차 세정이 완료된 기판에 에어(air) 또는 워터(water)를 분사하여 기판의 표면을 2차로 세정하는 2차 세정기를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 세정장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 세정 유닛은, 회전 가능한 한 쌍의 연마 브러시(brush)를 가지며, 상기 폴리싱 유닛과 상기 1차 세정기 사이에 배치되어 상기 폴리싱 공정이 완료된 기판의 표면을 연마하는 연마기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 세정장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 세정 유닛의 공정 후방에 배치되어 세정 공정이 완료된 기판을 건조시키는 건조 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 세정장치.
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