KR20030083129A - 플라즈마를 이용한 ｔｆｔ－ｌｃｄ 세정방법 및 이를이용한 ｔｆｔ－ｌｃｄ제조장비 - Google Patents

플라즈마를 이용한 ｔｆｔ－ｌｃｄ 세정방법 및 이를이용한 ｔｆｔ－ｌｃｄ제조장비 Download PDF

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Abstract

플라즈마를 이용한 TFT-LCD 세정방법 및 이를 이용한 TFT-LCD 제조장비를 개시한다. 본 발명에 따른 TFT-LCD 제조장비는, TFT-LCD 제조를 위해 세정액, 식각액, 박리액 또는 현상액을 분사하는 고유속 샤워기의 전단이나 전단과 후단에 플라즈마 처리장치를 포함한 기체 구성을 갖는다. 본 발명에 따르면, 하나의 TFT-LCD에 여러 세정기능이 동시에 적용되므로, 작업공간을 효율적으로 활용할 수 있고 세정 효율을 극대화할 수 있다.

Description

플라즈마를 이용한 ＴＦＴ－ＬＣＤ 세정방법 및 이를 이용한 ＴＦＴ－ＬＣＤ제조장비{Cleaning method using plasma for manufacturing TFT-LCD and apparatus thereof}
본 발명은 TFT-LCD 제조방법 및 제조장비에 관한 것으로, 특히 세정 효율이 향상된 TFT-LCD 세정방법 및 이를 이용한 TFT-LCD 제조장비에 관한 것이다.
엘씨디(LCD)로 대표되는 평판 디스플레이의 고집적화가 진행될수록 제조 공정 중에서 발생하는 오염 및 환경성 오염을 제어하는 일이 제조 수율 및 제품의 품질 관리를 위해서 매우 중요하다. 따라서, 평판 디스플레이의 제조에 있어서, 평판 디스플레이 위의 이물질 및 입자들을 제거하는 세정 공정은 필수적이다.
도 1은 일반적인 평판 디스플레이 세정을 위한 장치 구성을 나타내는 블록 다이아그램이다. 도시하는 바와 같이 종래에는 유기 세정기(10), 반송수단(20), 및 습식 세정기(30)와 같은 장치들을 순차적으로 사용하도록 되어 있다. 유기 세정기(10)는 EUV, IR 등의 에너지 소스 또는 오존(O3)을 이용하여 평판 디스플레이 위의 이물질을 제거하거나 적어도 제거하기 쉬운 상태로 변화시킨다. 반송수단(20)은 유기 세정기(10)에서 1차 세정이 완료된 평판 디스플레이를 습식 세정기(30)로 운반한다. 습식 세정기(30)에서는 유기 세정기(10)에서 완전히 제거되지 못한 이물질을 제거한다.
이처럼, 종래에는 유기 세정기(10)와 습식 세정기(30)를 개별적인 장치로서 운영한다. 이에 따라, 다른 장비들과 연계하여 적용되는 점을 고려하면 이들의 설치 면적이 크다는 단점을 갖는다. 즉, 설치 면적이 큼에 따라 다른 공정과 연계하여 연속 공정이 가능하게 설치하는 데 어려움이 있다. 설치 위치가 연계 공정과 다름에 따라 물류 이동이 증가한다. 그리고, 세정 시간을 증가시켜 생산 효율을 저하시키는 원인이 된다. 뿐만 아니라, 세정 공정과 공정 사이에 평판 디스플레이가 이물질로 오염될 소지가 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 세정 효율이 더욱 향상된 TFT-LCD 세정방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기와 같은 방법을 적용함으로써 세정 효율을 향상시킬 뿐만 아니라, 설치 면적을 최소화하여 제조 공간을 효율적으로 활용할 수 있도록 하는 TFT-LCD 제조장비를 제공하는 것이다.
도 1은 일반적인 평판 디스플레이 세정을 위한 장치 구성을 나타내는 블록 다이아그램이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 세정방법을 나타내는 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 TFT-LCD 제조장비를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 TFT-LCD 제조장비를 개략적으로 나타낸 도면이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
110 : 반송수단,120, 120a, 120b : 플라즈마 처리장치,
130a, 130b : 고유속 샤워기,140 : 에어 나이프,
145 : 에어커튼
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 TFT-LCD 세정방법에서는 TFT-LCD를 반송수단에 로딩한 다음, 상기 반송수단에 의해 상기 TFT-LCD를 일방향으로 진행시키면서, 상기 TFT-LCD 표면에 오염된 유기물을 제거 또는 적어도 활성 상태로 여기할 수 있도록, 상기 TFT-LCD의 표면을 플라즈마 처리한다. 상기 TFT-LCD를 계속 진행시키면서, 상기 TFT-LCD에 액체를 분사함으로써, 상기 플라즈마 처리에 의하여 여기된 유기물을 제거한다. 상기 TFT-LCD를 계속 진행시키면서, 상기 TFT-LCD 상에 잔류하는 액체를 건조시킨다.
이 때, 상기 액체를 건조시키는 단계 이후, 상기 TFT-LCD를 계속 진행시키면서, 상기 TFT-LCD 표면에 여전히 남아 있는 오염된 유기물을 제거 또는 적어도 활성 상태로 여기할 수 있도록, 상기 TFT-LCD의 표면을 플라즈마 처리하는 단계를 더 수행할 수 있다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 TFT-LCD 제조장비는 본 발명에 따른 상기 세정방법을 구현한다. 즉, TFT-LCD를 로딩하여 일방향으로 진행시키는 반송수단, 상기 TFT-LCD 표면에 오염된 유기물을 제거 또는 적어도 활성 상태로 여기할 수 있도록, 상기 반송수단 상부에 설치되어 상기 반송수단에 의해 진행되는 상기 TFT-LCD의 표면을 플라즈마 처리하는 플라즈마 처리장치, 상기 반송수단에 의해 진행되는 상기 TFT-LCD에 액체를 분사함으로써 상기 플라즈마 처리에 의하여 여기된 유기물을 제거할 수 있도록, 상기 반송수단 상부에 상기 플라즈마 처리장치 후단으로 설치된 하나 이상의 고유속 샤워기, 및 상기 반송수단에 의해 진행되는 상기 TFT-LCD 상의 잔류하는 액체를 건조시킬 수 있도록, 상기 반송수단 상부에 상기 고유속 샤워기 후단으로 설치된 에어 나이프를 포함하여 하나의 TFT-LCD에 여러 세정기능이 동시에 적용되도록 한다.
여기서, 상기 반송수단 상부에 상기 에어 나이프 후단으로, 상기 반송수단에 의해 진행되는 상기 TFT-LCD의 표면에 여전히 남아 있는 오염된 유기물을 제거 또는 적어도 활성 상태로 여기할 수 있도록, 상기 TFT-LCD의 표면을 플라즈마 처리하는 다른 플라즈마 처리장치를 더 포함시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 플라즈마를 이용하므로 세정 효율이 증가된다. 그리고, TFT-LCD의 장축 또는 단축 길이 이내에서 유기 세정과 습식 세정이 동시에 이루어진다. 이처럼 여러 세정 기능이 하나의 TFT-LCD에 동시에 적용될 수 있도록 장비를 구성함으로써, 작업공간을 효율적으로 활용할 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 그러나, 다음에 예시하는 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예들에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다. 도면에서 각 요소는 설명 및 도시의 편의를 위하여 과장되어진 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 세정방법을 나타내는 순서도이다. 이 세정방법에서는 유기물 세정 효과를 향상시키기 위하여 TFT-LCD의 표면을 플라즈마 처리하는 것이 특징이다.
도 2를 참조하면, 먼저 단계 50에서 TFT-LCD를 반송수단에 로딩한다.
이어서, 단계 55에서와 같이, 상기 반송수단에 의해 상기 TFT-LCD를 일방향으로 진행시키면서, 상기 TFT-LCD의 표면을 플라즈마, 예컨대 상압 플라즈마 처리한다. TFT-LCD 표면 상의 유기물은 화학적 물리적으로 안정된 상태이므로 일반적으로 제거하기가 용이하지 않다. 플라즈마 처리를 실시하면, 플라즈마의 이온화 에너지에 의하여 상기의 안정된 상태의 유기물을 물리적 화학적으로 불안정한 상태로 여기시킬 수 있다. 이에 따라 후속의 습식 세정에서 액체를 이용한 세정 효과를 극대화할 수 있다.
다음에, 단계 60에서 상기 TFT-LCD를 계속 진행시키면서 상기 TFT-LCD에 액체를 분사한다. 분사된 액체에 의하여 상기 플라즈마 처리에 의하여 여기된 유기물이 제거된다. 상기 액체로는 순수와 같은 세정액, 식각을 위한 식각액, 박리를 위한 박리액 또는 현상을 위한 현상액을 분사할 수 있다.
계속하여 단계 65에서와 같이, 상기 TFT-LCD를 계속 진행시키면서, 상기TFT-LCD 상에 잔류하는 액체를 건조시킨다.
이 때, 상기 액체를 건조시키는 단계(65) 이후, 상기 TFT-LCD를 계속 진행시키면서 상기 TFT-LCD의 표면을 플라즈마 처리하는 단계를 한번 더 수행할 수 있다. 이러한 처리에 의하여, 상기 TFT-LCD 표면에 여전히 남아 있는 오염된 유기물이 제거되거나 적어도 활성 상태로 여기된다. 여기된 유기물은 후속 공정에서 마저 제거될 것이다.
본 실시예에 따르면, TFT-LCD의 표면을 플라즈마 처리하여 유기물을 물리적 화학적으로 불안정한 상태로 여기시킴으로써, 후속의 습식 세정에서 액체를 이용한 세정 효과를 극대화할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 TFT-LCD 제조장비를 개략적으로 나타낸 도면이다. 본 실시예에서는 도 2를 참조하여 설명한 상기 세정방법을 구현한다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 따른 TFT-LCD 제조장비(100)는 반송수단(110)을 포함하고, 반송수단(110) 상부에 플라즈마 처리장치(120), 고유속 샤워기(130a, 130b) 및 에어 나이프(140)가 연속적으로 배열된 구조를 취한다.
반송수단(110)은 TFT-LCD(미도시)를 로딩하여 일방향, 예컨대 A 방향으로 진행시킨다. 즉, TFT-LCD를 반입/반출하는 역할을 한다. 이 때, 반송수단(110)은 다양한 것을 이용할 수 있는데, 예를 들어 롤 방식이나 비접촉 방식인 에어 베어링 방식의 구동부를 가진 것을 이용할 수 있다. 이처럼 TFT-LCD 제조장비(100)는 반송수단(110)에 의하여 TFT-LCD가 연속적으로 투입되어 연속적인 처리가 가능하도록 구성된다.
플라즈마 처리장치(120)는 반송수단(110) 상부에 설치되어, 반송수단(110)에 의해 진행되는 TFT-LCD의 표면을 플라즈마 처리한다. 플라즈마 처리장치의 개수는 필요에 따라 가감할 수 있다. 예컨대, 2 개 이상을 설치할 수 있다. 플라즈마 처리에 의하여, TFT-LCD 표면에 오염된 유기물이 제거되거나 적어도 물리적 화학적 활성 상태로 여기된다. 플라즈마 처리장치(120)로는 공지의 플라즈마 발생 방법을 이용한 장치를 이용할 수 있다. 예컨대, 상압에서 낮은 온도의 플라즈마를 발생시키기 위하여 코로나 방전 또는 유전체 방전을 이용하는 플라즈마 처리장치를 이용할 수 있다. 대신에 상압보다 저압에서 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 처리장치를 이용할 수 있다. 소스로서는 RF 13.56MHz 또는 마그네트론을 이용한 2.45GHz의 주파수 대역의 것을 이용할 수 있다.
고유속 샤워기(130a, 130b)는 반송수단(110) 상부에 플라즈마 처리장치(120) 후단으로 설치되어, 반송수단(110)에 의해 진행되는 TFT-LCD에 액체를 분사함으로써 상기 플라즈마 처리에 의하여 여기된 유기물을 제거한다. 고유속 샤워기의 개수는 필요에 따라 가감할 수 있다. 그리고, 상기 액체로는 순수와 같은 세정액, 식각을 위한 식각액, 박리를 위한 박리액 또는 현상을 위한 현상액을 분사하도록 하여 각각 세정 장비, 식각 장비 또는 현상 장비로 활용할 수 있다. 즉, 고유속 샤워기(130a, 130b)의 기능 변경에 따라 세정 이외의 식각 공정이나 현상 공정 등의 다른 공정에도 응용이 가능하다. 플라즈마 처리장치(120)와 고유속 샤워기(130a) 사이에 간섭 배제용 에어커튼(미도시)을 더 포함시킬 수도 있다.
반송수단(110) 상부에 고유속 샤워기(130b) 후단으로 설치된 에어나이프(140)는 반송수단(110)에 의해 진행되는 TFT-LCD 상에 잔류하는 액체를 건조시킨다. TFT-LCD는 에어 나이프(140)에 의해 건조된 후 후속 공정으로 진입한다. 에어 나이프(140)는 통상의 것으로, 비록 도면으로 도시하지는 않았으나 본체의 일측에 형성되어 에어가 흡입되는 흡입구와, 상기 흡입구를 통한 에어를 배출하는 배출구 및 상기 배출구의 크기를 조절하기 위한 슬릿조정부 등을 포함하여 이루어진다.
도 3에서는 석션(suction) 장치(125a, 125b, 125c)를 각각의 유닛 사이에 설치하는 것으로 도시하였으나 이것은 예에 지나지 않으며, 필요에 따라 각각의 유닛 사이에 간섭 배제용 에어커튼(미도시)을 설치할 수도 있다. 또, 본 실시예에서는 고유속 샤워기(130a, 130b)에서 세정액을 분사하게 하여 세정 장비로 이용하는 경우를 예로 들기 위하여, 고유속 샤워기(130a) 전단에 브러쉬(127)를 설치하는 것을 도 3에 표현하였다.
그리고, 도면으로 제시하지는 않았으나 용도에 따라서는 TFT-LCD를 사이에 두고 브러쉬, 고유속 샤워기, 에어 나이프 등을 상하 대칭이 되도록 설치할 수 있다.
이상과 같은 제조장비(100)를 이용하면, 반송수단(110) 상부에 로딩되어 진행하는 TFT-LCD의 일부 표면이 플라즈마 처리장치(120)에 의하여 처리된다. TFT-LCD가 진행함에 따라, 플라즈마 처리된 표면은 고유속 샤워기(130a, 130b)에서 분사되는 액체로 세정된 후, 에어 나이프(140)에 의해 건조된다. 고유속 샤워기(130a, 130b)와 에어 나이프(140)에 의한 세정, 건조 작업이 진행되는 동안플라즈마 처리장치(120)도 플라즈마 처리를 계속적으로 수행하므로 공정의 연속성을 꾀할 수 있다. 즉, 하나의 TFT-LCD에 대하여 전단에서 세정, 건조 작업이 진행되는 동안 후단에서 플라즈마 처리를 수행할 수 있다. 다시 말해, TFT-LCD의 장축 또는 단축 길이 이내에서 유기 세정과 습식 세정이 동시에 이루어진다. 따라서, 하나의 TFT-LCD에 여러 세정기능이 동시에 적용되므로, 최소 면적에서 TFT-LCD의 세정이 가능하다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 TFT-LCD 제조장비를 개략적으로 나타낸 도면이다. 본 실시예는 도 3을 참조하여 설명한 실시예와 크게 다르지 않으며, 에어 나이프(140) 건조 후 플라즈마 처리를 한번 더 수행할 수 있는 구조를 취한다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 TFT-LCD 제조장비(200)는 반송수단(110)을 포함하고, 반송수단(110) 상부에 제1 플라즈마 처리장치(120a), 고유속 샤워기(130a, 130b), 에어 나이프(140) 및 제2 플라즈마 처리장치(120b)가 연속적으로 배열된 구조를 취한다.
도 3을 참조하여 설명한 실시예와 다른 점만을 설명하면, 에어 나이프(140) 후단으로 제2 플라즈마 처리장치(120b)를 설치하여 TFT-LCD의 표면을 플라즈마 처리함으로써, 반송수단(110)에 의해 진행되는 TFT-LCD의 표면에 여전히 남아 있는 오염된 유기물을 제거 또는 적어도 활성 상태로 여기시킨다. 도 4에서와 같이, 에어 나이프(140)와 제2 플라즈마 처리장치(120b) 사이에 에어커튼(145)을 설치하여 상호 간섭을 배제하는 것이 바람직하다.
이상의 실시예들에 의할 경우, 하나의 라인에서 유기 세정 및 습식 세정이 수행되므로 각 공정 사이의 이동 작업을 단축시킬 수 있어 그에 따른 물류 비용의 절감이 기대된다. 공정과 공정 사이에 이물질이 오염의 소지가 감소한다. 유기 세정 및 습식 세정을 위한 개별 장치가 하나의 장비에 집약되어 있으므로 공간 활용을 효율적으로 할 수 있으며, 플라즈마 처리에 의하여 세정 효율을 극대화할 수 있다. TFT-LCD의 연속적인 투입 및 연속적인 처리가 가능하게 된다. 고유속 샤워기의 기능 변경에 따라 세정 이외의 식각 공정이나 현상 공정 등의 다른 공정에도 응용이 가능하다.
본 발명에 의한 TFT-LCD 세정방법에 따르면, 습식 세정 전에 플라즈마 처리를 실시함으로써, 플라즈마의 이온화 에너지에 의하여 유기물을 물리적 화학적으로 불안정한 상태로 여기시킨다. 이에 따라 후속의 습식 세정에서 액체를 이용한 세정 효과를 극대화한다. 따라서, 제품의 수율을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 의한 TFT-LCD 제조장비에 따르면, 유기 세정을 위한 플라즈마를 제조장비 내에 설치하므로 공간상의 이점이 있다. 유기 세정부와 습식 세정부를 분리하지 않고 연속하여 사용하게 함으로써 물류 이동을 최소화할 수 있다. 따라서, 좁은 면적에 세정 효율은 극대화된 장비를 구성하여 장비의 설치면적은 최소화할 수 있다. 하나의 TFT-LCD에 여러 세정기능이 동시에 적용되므로 효율적이다.
해당 공정과 연속 공정간 장비 연계 배치가 용이함으로써 다양한 공정 기능을 통해 공정 능력을 향상시켜 제품의 수율 향상을 도모하는 동시에 기존장비에 비하여 대형 기판을 비롯한 기판 크기 변화에 대한 대응이 용이하다. 세정 공정을 일원화하여 TFT-LCD의 생산 단가를 감소시키는 효과가 있다.

Claims (11)

  1. TFT-LCD를 반송수단에 로딩하는 단계;
    상기 반송수단에 의해 상기 TFT-LCD를 일방향으로 진행시키면서, 상기 TFT-LCD 표면에 오염된 유기물을 제거 또는 적어도 활성 상태로 여기할 수 있도록, 상기 TFT-LCD의 표면을 플라즈마 처리하는 단계;
    상기 TFT-LCD를 계속 진행시키면서, 상기 TFT-LCD에 액체를 분사함으로써, 상기 플라즈마 처리에 의하여 여기된 유기물을 제거하는 단계; 및
    상기 TFT-LCD를 계속 진행시키면서, 상기 TFT-LCD 상의 잔류하는 액체를 건조시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 TFT-LCD 세정방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 액체를 건조시키는 단계 이후,
    상기 TFT-LCD를 계속 진행시키면서, 상기 TFT-LCD 표면에 여전히 남아 있는 오염된 유기물을 제거 또는 적어도 활성 상태로 여기할 수 있도록, 상기 TFT-LCD의 표면을 플라즈마 처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 TFT-LCD 세정방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 액체로는 세정액, 식각액, 박리액 또는 현상액을 분사하는 것을 특징으로 하는 TFT-LCD 세정방법.
  4. TFT-LCD를 로딩하여 일방향으로 진행시키는 반송수단;
    상기 TFT-LCD 표면에 오염된 유기물을 제거 또는 적어도 활성 상태로 여기할 수 있도록, 상기 반송수단 상부에 설치되어 상기 반송수단에 의해 진행되는 상기 TFT-LCD의 표면을 플라즈마 처리하는 플라즈마 처리장치;
    상기 반송수단에 의해 진행되는 상기 TFT-LCD에 액체를 분사함으로써 상기 플라즈마 처리에 의하여 여기된 유기물을 제거할 수 있도록, 상기 반송수단 상부에 상기 플라즈마 처리장치 후단으로 설치된 하나 이상의 고유속 샤워기; 및
    상기 반송수단에 의해 진행되는 상기 TFT-LCD 상의 잔류하는 액체를 건조시킬 수 있도록, 상기 반송수단 상부에 상기 고유속 샤워기 후단으로 설치된 에어 나이프를 포함하여 하나의 TFT-LCD에 여러 세정기능이 동시에 적용되도록 하는 것을 특징으로 하는 TFT-LCD 제조장비.
  5. 제4항에 있어서, 상기 반송수단 상부에 상기 에어 나이프 후단으로,
    상기 반송수단에 의해 진행되는 상기 TFT-LCD의 표면에 여전히 남아 있는 오염된 유기물을 제거 또는 적어도 활성 상태로 여기할 수 있도록, 상기 TFT-LCD의 표면을 플라즈마 처리하는 다른 플라즈마 처리장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 TFT-LCD 제조장비.
  6. 제5항에 있어서, 상기 에어 나이프와 상기 다른 플라즈마 처리장치 사이에 간섭 배제용 에어커튼을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 TFT-LCD 제조장비.
  7. 제4항에 있어서, 상기 플라즈마 처리장치와 고유속 샤워기 사이에 간섭 배제용 에어커튼을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 TFT-LCD 제조장비.
  8. 제4항에 있어서, 상기 플라즈마 처리장치는 2개 이상 설치된 것을 특징으로 하는 TFT-LCD 제조장비.
  9. 제4항에 있어서, 상기 플라즈마 처리장치는 상압 또는 상압보다 저압에서 플라즈마를 발생시키는 장치인 것을 특징으로 하는 TFT-LCD 제조장비.
  10. 제4항 내지 제9항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 고유속 샤워기 및/또는 에어 나이프를 상기 TFT-LCD에 대하여 상하 대칭으로 설치한 것을 특징으로 하는 TFT-LCD 제조장비.
  11. 제10항에 있어서, 상기 액체로는 세정액, 식각액, 박리액 또는 현상액을 사용하는 것을 특징으로 하는 TFT-LCD 제조장비.
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