KR20080109495A - 이온 에어 나이프 및 그를 이용한 기판 세정 시스템 - Google Patents

이온 에어 나이프 및 그를 이용한 기판 세정 시스템 Download PDF

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KR20080109495A
KR20080109495A KR1020070057887A KR20070057887A KR20080109495A KR 20080109495 A KR20080109495 A KR 20080109495A KR 1020070057887 A KR1020070057887 A KR 1020070057887A KR 20070057887 A KR20070057887 A KR 20070057887A KR 20080109495 A KR20080109495 A KR 20080109495A
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Abstract

기판에 흡착된 이물 및 대전 물질을 효율적으로 제거하여 생산성을 높일 수 있는 이온 에어 나이프 및 기판 세정 시스템이 제공된다. 이온 에어 나이프는 컨베이어의 상부에 위치하고, 컨베이어를 따라 이송되는 기판을 향하여 압축 공기를 분사하여 기판을 건조시키는 에어 나이프 모듈, 에어 나이프 모듈의 측면에 위치하여 에어 나이프 모듈로 압축 공기를 유입시키는 복수의 에어 인입구, 에어 나이프 모듈의 내부 공간에 위치하며, 기판을 향하여 이온화 가스를 분사하여 기판 상의 정전기 발생을 억제하는 전극 팁, 에어 나이프 모듈의 하부에 위치하여 압축 공기 및 이온화 가스를 배출시키는 슬릿 노즐을 포함한다. 기판 세정 시스템은 이러한 이온 에어 나이프를 구비한 세정 유닛, 기판을 로딩하여 투입하는 로더 포트, 기판을 언로딩하여 배출하는 언로더 포트를 포함한다.
에어 나이프, 이온화, 기판

Description

이온 에어 나이프 및 그를 이용한 기판 세정 시스템{Ion air knife and cleaning system of glass using the same}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 시스템의 구성도이다.
도 2는 도 1에 나타난 이온 에어 나이프의 평면도이다.
도 3은 도 1에 나타난 이온 에어 나이프의 정면도이다.
도 4는 도 1에 나타난 이온 에어 나이프의 측면도이다.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
100: 로더 포트(Loader port) 200: 세정 유닛
210: 이온 에어 나이프(Ion air knife)
211: 에어 나이프 모듈(Air knife module)
213: 에어 인입구 214: 전극 팁(Electrode tip)
215: 슬릿 노즐(Slit nozzle) 220: 기판(Glass)
300: 언로더 포트(Unloader port)
본 발명은 이온 에어 나이프 및 그를 이용한 기판 세정 시스템에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 투명 절연 기판인 상부 기판과 하부 기판 사이에 이방성 유전율을 갖는 액정층을 형성한 후, 액정층에 형성되는 전계의 세기를 조정하여 액정 물질의 분자 배열을 변경시키고, 이를 통하여 표시면인 상부 기판에 투과되는 빛의 양을 조절함으로써 원하는 화상을 표현하는 장치이다.
액정 표시 장치에서 화상을 표시하는 부분인 액정 패널과 액정 패널을 이루는 기판은 제조 시 세정 공정을 필수로 한다. 세정 공정은 기판 위의 이물질 및 입자들을 제거하는 공정으로서, 전극이나 박막 트랜지스터 등의 소자 손실이나 불량을 최소화하여 수율을 향상시키는 데 그 목적이 있다.
세정 공정을 수행하는 기판 세정 시스템은 이물질 제거를 위한 습식 세정을 실행한 이후 기판을 건조시키기 위한 건조 구간과, 기판에 발생하는 정전기를 제거하기 위한 이온화 구간을 포함하는 것이 일반적이다.
그런데, 종래의 기판 세정 시스템은 건조 구간의 에어 나이프(Air Knife)와 이온화 구간의 이온화 모듈이 별도의 공간으로 배치되어 있어, 세정 시간이 지연되어 생산성이 떨어지는 문제점이 있다.
또한, 종래의 에어 나이프 및 이온화 모듈은 세정 시간을 단축시켜 생산성을 높이고, 기판에 흡착된 이물 및 대전 물질을 제거하기에 미흡한 구조를 가진다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 기판에 흡착된 이물 및 대전 물질을 효율적으로 제거할 수 있는 이온 에어 나이프 및 그를 이용한 기판 세정 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 세정 공정의 안정성과 생산성을 최대화할 수 있는 이온 에어 나이프 및 그를 이용한 기판 세정 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 이온 에어 나이프는 컨베이어의 상부에 위치하고, 상기 컨베이어를 따라 이송되는 기판을 향하여 압축 공기를 분사하여 상기 기판을 건조시키는 에어 나이프 모듈, 상기 에어 나이프 모듈의 측면에 위치하여 상기 에어 나이프 모듈로 상기 압축 공기를 유입시키는 복수의 에어 인입구, 상기 에어 나이프 모듈의 내부 공간에 위치하며, 상기 기판을 향하여 이온화 가스를 분사하여 상기 기판 상의 정전기 발생을 억제하는 전극 팁, 상기 에어 나이프 모듈의 하부에 위치하여 상기 압축 공기 및 상기 이온화 가스를 배출시 키는 슬릿 노즐을 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 기판 세정 시스템은 기판을 로딩(loding)하여 투입하는 로더 포트(loader port), 상기 투입된 기판을 향해 압축 공기를 분사하는 에어 나이프 모듈과, 상기 에어 나이프 모듈의 내부 공간에 형성되어 상기 기판을 향해 이온화 가스를 분사하는 전극 팁이 일체화되어 있는 이온 에어 나이프를 포함하는 세정 유닛, 상기 건조된 기판을 언로딩(Unloading)하여 배출하는 언로더 포트(unloader port)를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 실시예들에 따른 이온 에어 나이프 및 그를 이용한 기판 세정 시스템에 대하여 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 시스템의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 시스템은 액정 표시 장치에 사용되는 기판(220)을 로딩(Loading)하여 투입하는 로더 포트(Loader Port)(100), 로더 포트(100)로 투입된 기판(220)을 이송시키면서 세척 및 건조하는 세정 유닛(200), 세정 유닛(200)을 통과한 기판(220)을 언로딩(Unloading)하여 후속 공정으로 이송시키기 위한 언로더 포트(Unloader Port)(300)를 포함한다.
이러한 기판 세정 시스템은 기판 반송 방향을 따라 기판(220)을 이송시키기 위하여 컨베이어(Conveyor)(230)의 형태로 설치된다.
컨베이어(230)는 양측에 좌측 프레임(231)과 우측 프레임(232)이 설치되어 있으며, 좌측 프레임(231)과 우측 프레임(232)의 사이에는 회전축(233)이 기판 반송 방향으로 향하여 일정 간격을 두고 나란히 배열되어 있다. 그리고, 각 회전축(233)의 양단에는 기판의 측부 가장자리를 가이드하는 롤러(234)가 설치되어 회전축(233)과 함께 회전 운동하도록 구성되어 있다.
또한, 각 회전축(233)의 중앙부에는 기판(220)의 하부를 받쳐 지지하는 복수의 중앙 롤러(235)가 설치되어 있으며, 회전축(233)을 회전시키기 위한 구동 유닛(미도시)이 좌측 프레임(231) 또는 우측 프레임(232)의 내부에 내장되어 있다.
로더 포트(100)는 세정 공정을 위해 기판(220)을 기판 세정 시스템에 투입하는 부위이다. 어느 하나의 단위 공정을 마친 후 일정한 개수만큼 카세트(Cassette)에 탑재된 기판(220)들은 하나씩 로더 포트(100)로 투입된다.
언로더 포트(300)는 세정 유닛(200)을 거치면서 세정 및 건조된 기판(220)을 컨베이어(230)로부터 언로딩하여 배출한다.
액정 표시 장치를 구성하는 기판(220)은 여러 개의 기판(220)을 수납할 수 있는 카세트에 저장되어 반송되므로, 한 번에 여러 장의 기판(220)이 반송된다.
로더 포트(100) 및 언로더 포트(300)에는 로봇(Robot)이 대기하고 있어, 카세트에 탑재된 일정 개수의 기판(220)들을 카세트로부터 순차적으로 분리하여 로더 포트(100)로 정렬시키거나 언로더 포트(300)로부터 이후의 후속 공정으로 이송시킨 다.
로봇은 카세트 내에 수납되어 있는 기판(220)을 로더 포트(100)나 언로더 포트(300) 부근에서 이동시키며, 로더 포트(100) 및 언로더 포트(300)의 높이에 따라 상승이나 하강 동작을 하고, 그 위치에 따라 전/후진 동작을 한다.
로봇에 의해 로더 포트(100)로 투입된 기판(220)들은 로더 포트(100)의 구동에 따라 세정 유닛(200)에 순차적으로 투입되고, 세정 유닛(200)을 통과하면서 세척 및 건조된다.
그 후, 건조된 기판(220)이 언로더 포트(300)에 도달하여 배출되면, 후속 공정을 위하여 로봇에 의해 카세트에 인계된다.
세정 유닛(200)은 물리적 세정(physical cleaning), 화학적 세정(chemical cleaning), 건식 세정(dry cleaning) 등의 방법을 이용해 기판(220)을 세정한다.
도시되지는 않았으나, 세정 유닛(200)은 세정 용액을 이용하여 기판(220)을 세정하는 세제부, 탈이온수(DI: Deionized water)를 이용해 세정된 기판(220)을 헹구어내는 린스부, 브러시(Brush)를 이용해 헹구어진 기판(220)을 물리적으로 닦아내는 브러시 세정부, 닦아진 기판(220)에 초음파를 가하여 남은 수분이나 이물질을 제거하는 초음파 세정부 등을 포함할 수 있다.
이러한 세정 유닛(200)은 기판(220)의 건조 및 이물 제거를 위한 이온 에어 나이프(210)를 포함한다.
도 1과 같은 기판 세정 시스템을 통해 기판(220)을 세정함으로써, 수율이 향상될 수 있다.
예를 들어, 기판(220) 상에 전극 및 배향막이 형성되고, 러빙 처리된 후 세정 공정을 실행하면, 러빙 시에 부착된 기판 표면의 이물질이나 오염을 제거하고, 배향의 흐트러짐이나 얼룩을 방지하여 표시 품위가 높은 액정 패널을 제조할 수 있다.
기판 세정 시스템의 각 구송 요소는 계속적으로 이동하는 기판(220)에 대한 세정 작업을 연속하여 수행할 수 있도록 일체화된 인라인(In-line) 구조로 배치되는 것이 효율적이다.
이러한 인라인 구조에서는 각종 케미컬을 이용한 세정 과정이나 이후의 린스 과정 및 건조 과정을 한 곳에서 진행하므로, 기판(220)이 대기 중에 노출되는 시간을 최소화하여 대기 중 노출로 인한 얼룩이나 오염을 줄일 수 있고, 이물질 제거율을 균일하게 맞추기 쉽다.
도 2는 도 1에 나타난 이온 에어 나이프의 평면도이고, 도 3은 도 1에 나타난 이온 에어 나이프의 정면도이며, 도 4는 도 1에 나타난 이온 에어 나이프의 측면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 이온 에어 나이프(210)는 에어 나이프 모듈(211), 복수의 에어 인입구(213), 전극 팁(214), 슬릿 노즐(215)을 포함한다.
이온 에어 나이프(Ion air knife)(210)는 도 2에 도시된 것처럼, 컨베이어(230)의 상부에 위치하고, 컨베이어(230)를 따라 이송되는 기판을 향하여 압축 공기를 분사하여 기판(220)을 건조시키는 기능을 수행한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 이온 에어 나이프(210)의 몸체를 이루는 전면 프 레임(211a) 또는 후면 프레임(211b)의 측면에는 압축 공기가 제공되는 복수의 에어 인입구(213)가 형성된다. 에어 인입구(213)와 슬릿 노즐(215)은 도시되지 않은 배기 통로를 통해 서로 연결되며, 압축 공기는 배기 통로에 일시적으로 머무르다가 이온화 가스와 함께 슬릿 노즐(215)을 통해 빠른 속도로 흘러 내리게 된다.
에어 인입구(213)는 에어 나이프 모듈(211)의 측면에 위치하도록 설치되어 에어 나이프 모듈(211)로 압축 공기를 분사한다.
전극 팁(214)은 에어 나이프 모듈(211)과 일체화되도록 에어 나이프 모듈(211)의 내부 공간에 위치하며, 컨베이어(230) 상의 기판(220)을 향하여 이온화 가스를 분사하여 기판(220) 상의 정전기 발생을 억제한다.
전극 팁(214)은 에어 나이프 모듈(211)의 내부 공간에 삽입되어 고압 이온 발생부(216) 및 컨트롤러부(217)와 연결되며, 주위의 기판(220) 상에 있는 대전 물질의 정전기를 중화하기 위한 양이온과 음이온을 발생시킨다.
고압 이온 발생부(216)는 전극 팁(214)의 방전에 필요한 고전압을 공급한다.
도시되지 않은 전압 발생부는 50/60Hz, 100V~240V의 교류 전원을 제공받아 고압 이온 발생부(216)의 동작에 필요한 24V의 전압을 발생시킨다. 사용자가 고압 이온 발생부(216)를 동작 또는 정지시키기 위한 제어 신호를 입력하면, 컨트롤러부(217)는 발생된 24V의 전압을 고압 이온 발생부(216)에 공급하거나 차단함으로써 이들을 동작시키거나 정지시키게 된다.
이온 에어 나이프(210)의 하부에는 기판(220)을 향해 압축 공기를 분사하는 슬릿 노즐(215)이 형성된다. 슬릿 노즐(Slit nozzle)(215)은 에어 나이프 모 듈(211)의 하부에 위치하여 기판(220) 방향으로 압축 공기 및 이온화 가스를 배출시킨다.
에어 나이프 모듈(Air knife module)(211)은 도 4에 도시된 것처럼, 내부 공간을 갖도록 나란히 체결되는 전면 프레임(211a)과 후면 프레임(211b)을 포함한다.
에어 나이프 모듈(211)의 내부에는 이온화 가스를 생성하는 전극 팁(214)이 배치되어서, 이온화 가스가 압축 공기와 함께 슬릿 노즐(215)을 통해 기판(220)으로 분사된다. 압축 공기는 기판(220)에 묻은 미립자를 들뜨게 하고, 이온화 가스는 기판(220)에 대전된 정전기를 제전시키게 된다.
이때, 기판(220)은 롤러의 회전에 의해 동작되는 컨베이어(230)를 통해 기판 반송 방향을 따라 연속적으로 이동된다.
에어 나이프 공정이 진행된 후, 별도의 컨베이어를 설치하여 이온화 공정이 진행되면, 인라인 공정의 길이 및 필요 면적이 증가하게 되어 생산성이 떨어진다.
에어 나이프 공정 및 이온화 공정을 통합적으로 수행하는 이온 에어 나이프(210)가 적용되면, 생산성이 향상될 수 있다.
상술한 바와 같이, 이온 에어 나이프(210)의 구조를 살펴보면, 내부 공간을 형성하는 전면 프레임(211a)과 후면 프레임(211b)이 체결되고, 전면 프레임(211a)과 후면 프레임(211b) 사이의 내부 공간에 이온화 가스를 발생시키는 전극 팁(214)이 배치된다.
복수의 에어 인입구(213)를 통해 에어 나이프 모듈(211)로 유입된 압축 공기는 전극 팁(214)을 통해 발생된 이온화 가스와 함께 슬릿 노즐(215)을 통해 흘러 내려(Flow down), 기판(220)의 건조 및 이물 제거를 수행한다.
이때, 에어 나이프 모듈(211)이 한 위치에만 고정되면, 슬릿 노즐(215)을 통해 나오는 압축 공기 및 이온화 가스의 배출 방향이 한 방향으로만 제한된다. 그러므로, 에어 나이프 모듈(211)은 슬릿 노즐(215)이 기판(220)과 어느 정도 수직하게 배치되는 범위 내에서 유동 가능하게 설치된다.
예를 들면, 에어 나이프 모듈(211)의 양 끝단에는 이온화 가스 및 압축 공기의 배출 방향을 소정 범위 내에서 조절하기 위한 한 쌍의 볼트(Bolt)(240)가 체결된다. 에어 나이프 모듈(211)은 양 끝단에 배치된 한 쌍의 볼트(240)에 의해 정위치에서 회전 가능하게 지지된다.
에어 나이프 모듈(211)의 양 끝단에 체결된 볼트(240)를 조이거나 느슨하게 조절하면, 일정 범위 내에서 슬릿 노즐(215)의 방향을 가변할 수 있다. 컨베이어(230)를 따라 이동하는 기판(220)의 건조 및 세정 효과를 최대화하기 위하여, 슬릿 노즐(215)을 통해 분사되는 가스의 배출 방향이 가변될 수 있는 각도의 범위는 15˚이상 60˚이하인 것이 효율적이다.
이러한 구조에서, 이온 에어 나이프(210)는 정위치에서 회전 가능하게 설치되고, 기판(220)에 묻은 미립자를 들뜨게 하는 압축 공기와 기판(220)에 대전된 정전기를 제전시키는 이온화 가스를 동시에 빠르게 배출한다.
이때, 양단을 고정하는 볼트(240)의 조임 정도에 따라 슬릿 노즐(215)의 방향이 바뀌면, 압축 공기 및 이온화 가스가 분사되는 영역은 보다 넓어질 수 있고, 전체 영역에 걸쳐서 기판(220)을 보다 균일하고 완전하게 세정할 수 있다. 또한, 압축 공기와 이온화 가스가 동시에 같은 방향에서 기판(220)으로 배출되므로, 종래에 비해 세정 효과를 월등하게 높일 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따른 이온 에어 나이프 및 그를 이용한 기판 세정 시스템은 기판에 흡착된 이물 및 대전 물질을 효율적으로 제거할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 이온 에어 나이프 및 그를 이용한 기판 세정 시스템은 세정 공정의 안정성과 생산성을 최대화할 수 있다.

Claims (7)

  1. 컨베이어의 상부에 위치하고, 상기 컨베이어를 따라 이송되는 기판을 향하여 압축 공기를 분사하여 상기 기판을 건조시키는 에어 나이프 모듈;
    상기 에어 나이프 모듈의 측면에 위치하여 상기 에어 나이프 모듈로 상기 압축 공기를 유입시키는 복수의 에어 인입구;
    상기 에어 나이프 모듈의 내부 공간에 위치하며, 상기 기판을 향하여 이온화 가스를 분사하여 상기 기판 상의 정전기 발생을 억제하는 전극 팁; 및
    상기 에어 나이프 모듈의 하부에 위치하여 상기 압축 공기 및 상기 이온화 가스를 배출시키는 슬릿 노즐
    을 포함하는 이온 에어 나이프.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전극 팁의 방전에 필요한 고전압을 공급하는 고압 이온 발생부; 및
    상기 고압 이온 발생부의 구동 및 정지를 제어하는 컨트롤러부
    를 더 포함하는 이온 에어 나이프.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 에어 나이프 모듈은,
    내부 공간을 갖도록 나란히 체결되는 전면 프레임과 후면 프레임을 포함하는 이온 에어 나이프.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 에어 나이프 모듈은,
    양 끝단에 체결된 볼트를 조절하여 소정 범위의 각도 내에서 상기 슬릿 노즐을 통해 분사되는 상기 이온화 가스 및 상기 압축 공기의 배출 방향을 가변할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 이온 에어 나이프.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 소정 범위의 각도는 15˚이상 60˚이하인 것을 특징으로 하는 이온 에어 나이프.
  6. 기판을 로딩(loding)하여 투입하는 로더 포트(Loader port);
    상기 투입된 기판을 향해 압축 공기를 분사하는 에어 나이프 모듈과, 상기 에어 나이프 모듈의 내부 공간에 형성되어 상기 기판을 향해 이온화 가스를 분사하는 전극 팁이 일체화되어 있는 이온 에어 나이프를 포함하는 세정 유닛; 및
    상기 건조된 기판을 언로딩(Unloading)하여 배출하는 언로더 포트(Unloader port)
    를 포함하는 기판 세정 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 전극 팁의 방전에 필요한 고전압을 공급하는 고압 이온 발생부; 및
    상기 고압 이온 발생부의 구동 및 정지를 제어하는 컨트롤러부
    를 더 포함하는 기판 세정 시스템.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101121192B1 (ko) * 2009-11-12 2012-03-22 세메스 주식회사 하이브리드 나이퍼를 구비한 기판 세정 장치
CN103529632A (zh) * 2012-07-02 2014-01-22 迪斯尼实业公司 用于佩珀尔幻象的反射表面张紧和清洁系统
CN116113507A (zh) * 2021-09-10 2023-05-12 爱玻索立克公司 已清洁的封装基板及已清洁的封装基板制造方法

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