KR20120028079A - 기판의 세정 장치 및 세정 방법 - Google Patents

기판의 세정 장치 및 세정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기판의 식각 공정 후 발생하는 부산물을 세정하기 위한 기판의 세정 장치 및 세정 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 기판의 세정 장치는, 식각된 기판에 제1 세정액을 제공하는 제1 공급부를 포함하는 제1 세정 장치, 상기 제1 세정액으로 세정된 상기 기판에 제2 세정액을 제공하는 제2 공급부를 포함하는 제2 세정 장치 및 상기 제2 세정액으로 세정된 상기 기판에 제3 세정액을 제공하는 제3 공급부를 포함하는 제3 세정 장치를 포함한다. 상기 제1 세정액 및 상기 제3 세정액은 순수(DI water)이고, 상기 제2 세정액은 알칼리 용액이다.

Description

기판의 세정 장치 및 세정 방법 {CLEANING DEVICE FOR SUBSTRATE AND CLENING METHOD FOR THE SAME}
본 발명은 기판의 세정 장치 및 세정 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판의 식각 공정 후 발생하는 부산물을 세정하기 위한 기판의 세정 장치 및 세정 방법에 관한 것이다.
평판 표시 장치(Flat Panel Display)는 표시 장치 중 편평하고 두께가 얇은 박형의 표시 장치로서, 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display), 플라즈마 표시 장치(Plasma Display Device), 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Diode Display) 등이 있다.
평판 표시 장치는 영상을 표시하기 위한 표시 패널을 포함하는데, 이러한 표시 패널을 제조하기 위하여는 여러 가지 공정, 예를 들면 식각 공정, 세정 공정 등이 수행된다.
액정 표시 장치를 예로 들면, 액정 표시 패널은 두 개의 절연 기판을 합착하여 형성하고, 합착된 기판의 두께를 줄이기 위하여 식각 공정이 수행된다. 이러한 식각 공정이 수행된 후에 식각 공정에 사용한 식각액 또는 식각액과 기판의 화학적 반응에 의해 생성되는 슬러지(sludge) 등의 부산물이 기판 상에 잔류할 수 있다.
이러한 식각 공정에 따른 부산물이 기판의 표면에 장시간 잔류하게 되면, 기판에 얼룩 등이 발생할 수 있고, 이에 의해 기판이 손상되는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 식각 공정 이후 슬러지 등의 부산물을 제거하기 위한 세정 공정이 수행된다.
한편, 이러한 세정 공정이 브러쉬(brush) 또는 와이퍼(wiper) 등을 이용하여 수작업으로 진행되는 경우에는 부산물의 제거 효율이 매우 저하된다. 또한, 식각 공정을 거치는 과정에서 기판의 두께가 얇아짐에 따라 세정 공정의 수작업 처리가 어려워진다. 이와 같은 수작업에 의한 세정 공정에 따르면 기판의 제조 수율이 저하되어 생산 시간 및 비용이 증가하는 문제가 발생한다.
이에 따라, 평판 표시 장치를 제조함에 있어서 기판의 식각 공정 이후 슬러지 등의 부산물을 효과적으로 제거할 수 있는 세정 공정이 요구된다.
본 발명은 상술한 배경기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 슬러지 등의 기판 오염 물질을 효율적으로 제거할 수 있는 기판의 세정 장치 및 이를 통한 기판의 세정 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판의 세정 장치는, 식각된 기판에 제1 세정액을 제공하는 제1 공급부를 포함하는 제1 세정 장치, 상기 제1 세정액으로 세정된 상기 기판에 제2 세정액을 제공하는 제2 공급부를 포함하는 제2 세정 장치 및 상기 제2 세정액으로 세정된 상기 기판에 제3 세정액을 제공하는 제3 공급부를 포함하는 제3 세정 장치를 포함한다. 상기 제1 세정액 및 상기 제3 세정액은 순수(DI water)이고, 상기 제2 세정액은 알칼리 용액이다.
상기 제2 세정액은 수산화 나트륨과 순수를 혼합하여 형성될 수 있다.
상기 제2 세정액의 산성도는 pH 7 이상 pH 14 이하일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판의 세정 장치는, 상기 제2 세정액을 저장하는 공급 챔버 및 상기 공급 챔버 및 상기 제2 세정 장치 사이에 배치되어 상기 제2 세정 장치의 상기 제2 공급부에 상기 제2 세정액을 공급하는 펌프를 더 포함할 수 있다.
상기 공급 챔버는 수산화물이 저장된 제1 공급 챔버, 순수가 저장된 제2 공급 챔버 및 상기 제1 공급 챔버 및 상기 제2 공급 챔버에서 각각 공급된 상기 수산화물 및 상기 순수가 혼합된 상기 제2 세정액이 저장된 혼합 챔버를 포함할 수 있다.
상기 제1 공급부는 상기 제1 세정액이 공급되는 제1 공급관 및 상기 제1 공급관에 연통되어 상기 기판에 제1 세정액을 분사하는 제1 노즐을 포함할 수 있고, 상기 제2 공급부는 상기 제2 세정액이 공급되는 제2 공급관 및 상기 제2 공급관에 연통되어 상기 기판에 상기 제2 세정액을 분사하는 제2 노즐을 포함할 수 있고, 상기 제3 공급부는 제3 세정액이 공급되는 제3 공급관 및 상기 제3 공급관에 연통되어 상기 기판에 제3 세정액을 분사하는 제3 노즐을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판의 세정 장치는, 상기 기판을 고정하는 고정 프레임 및 상기 고정 프레임을 상기 제1 세정 장치, 상기 제2 세정 장치 및 상기 제3 세정 장치로 순차적으로 이송하는 이송부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판의 세정 장치는 상기 제3 세정 장치에서 상기 제3 세정액으로 세정된 상기 기판을 건조시키기 위해 가스를 제공하는 건조 장치를 더 포함할 수 있다.
상기 기판은 각각 글라스로 형성되고 서로 접착된 제1 기판 및 제2 기판을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판의 세정 방법은, 식각 공정을 거친 기판에 제1 공급부를 통해 제1 세정액을 제공하는 제1 세정 단계, 상기 제1 세정액으로 세정된 상기 기판에 제2 공급부를 통해 제2 세정액을 제공하는 제2 세정 단계 및 상기 제2 세정액으로 세정된 상기 기판에 제3 공급부를 통해 제3 세정액을 제공하는 제3 세정 단계를 포함한다. 상기 제1 세정액 및 상기 제3 세정액은 순수이고, 상기 제2 세정액은 알칼리 용액이다.
상기 제2 세정액은 수산화 나트륨과 순수를 혼합하여 형성할 수 있다.
상기 제2 세정액의 산성도는 pH 7 이상 pH 14 이하일 수 있다.
상기 제2 세정액은 혼합 챔버에서 수산화물과 순수를 공급받아 형성할 수 있고, 상기 혼합 챔버 및 상기 제2 공급부와 연결된 펌프를 통해 상기 제2 세정액을 상기 제2 공급부에 공급할 수 있다.
상기 제1 공급부, 상기 제2 공급부 및 상기 제3 공급부는 각각 공급관 및 노즐을 포함할 수 있고, 상기 제1 세정액, 상기 제2 세정액 및 상기 제3 세정액은 상기 노즐을 통해 상기 기판에 분사될 수 있다.
상기 기판을 고정 프레임에 고정하고 이송부를 통해 이송하여, 상기 제1 공급부, 상기 제2 공급부 및 상기 제3 공급부에 순차적으로 통과시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판의 세정 방법은 상기 기판을 건조시키기 위해 상기 기판에 가스를 제공하는 건조 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 기판은 각각 글라스로 형성된 제1 기판 및 제2 기판을 접착하여 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 알칼리 세정을 통해 식각 공정에서 발생하는 슬러지 등의 기판 오염 물질을 효과적으로 제거할 수 있다.
또한, 세정 효과를 극대화함과 동시에 자동화 공정에 따라 공정 시간 및 비용을 절감시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세정 장치를 포함하는 기판 처리 장치를 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 세정 장치를 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 세정 장치를 일측에서 바라본 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 세정 과정을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 세정 과정을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제3 세정 과정을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 식각 후 슬러지가 형성된 기판을 나타낸 사진이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시예 및 비교예에 따른 세정 과정을 거친 기판을 나타낸 사진이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상을 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명한다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세정 장치를 포함하는 기판 처리 장치를 나타내는 개략도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 기판 장착 장치(100), 식각 장치(200), 세정 장치(300, 400, 500), 건조 장치(600) 및 기판 탈착 장치(700)를 포함한다. 기판은 기판 장착 장치(100)에서 고정 프레임에 장착, 고정되어 식각 장치(200), 세정 장치(300, 400, 500) 및 건조 장치(600)를 순차적으로 거치면서 표면 처리된 후 기판 탈착 장치(700)에서 고정 프레임으로부터 분리된다.
식각 장치(200)에서는 고정 프레임에 장착되어 이송되는 기판에 식각액이 제공된다. 식각액은 기판의 표면에 접촉하여 화학 반응을 일으키며, 기판의 두께를 감소시킨다. 본 실시예에서는 액정 표시 장치 등에 사용되는 투명 글라스(glass)를 식각하기 위하여, 규소와 반응하는 불화수소산(HF)을 포함하는 식각액을 사용한다.
이와 같이, 불화수소산을 포함한 식각액을 사용하여 기판을 식각하는 과정에서 불소(fluorine) 이온과 기판 표면의 화학 반응에 의하여 슬러지(sludge)가 생성될 수 있고, 또한 식각액 일부가 화학 반응없이 잔류할 수 있는데, 이러한 슬러지 및 잔류 식각액은 기판 표면, 특히 기판의 에지(edge)부에 존재하게 된다.
이러한 슬러지 등의 부산물을 제거하기 위하여 기판의 세정 과정을 수행한다. 본 실시예에서는 기판의 세정을 위하여 고정 프레임에 장착되어 식각 장치(200)를 통과한 기판을 제1 세정 장치(300), 제2 세정 장치(400) 및 제3 세정 장치(500)를 순차적으로 통과시킨다. 제1 세정 장치(300), 제2 세정 장치(400) 및 제3 세정 장치(500)에서는 기판에 각각 제1 세정액, 제2 세정액, 제3 세정액을 제공하는데, 본 실시예에서는 제1 세정액으로 순수(DI water)를 사용하고, 제2 세정액으로는 알칼리(alkali) 용액을 사용하며, 제3 세정액으로 다시 순수를 사용한다. 각 세정 장치(300, 400, 500)의 구체적인 구성은 뒤에서 자세히 설명하기로 한다.
상기와 같이 세정 과정을 거친 기판을 건조시키기 위하여 기판을 건조 장치(600)로 이송할 수 있다. 건조 장치(600)에서는 가스를 기판 표면에 제공하여 수분을 증발시키는데, 건조를 위한 가스로는 공기 또는 불활성의 질소 등을 사용할 수 있다.
한편, 식각 장치(200) 및 건조 장치(600)는 후술하는 세정 장치(300, 400, 500)와 유사한 구조를 가지므로, 이들의 구성에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 세정 장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3은 도 2의 세정 장치를 일측에서 바라본 개략도로서, 이하에서는 이들을 참조하여 본 실시예에 따른 세정 장치(300, 400, 500)에 대하여 구체적으로 설명한다. 한편, 도 3에서는 편의상 연결관(450) 등을 생략하여 도시하였다.
도 2 및 도 3에서는 제2 세정 장치(400)만을 도시하고 있으나, 제1 세정 장치(300) 및 제3 세정 장치(500)의 구조는 제2 세정 장치(400)의 구조와 유사하므로, 이에 대한 도시 및 설명은 생략하기로 한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 제2 세정 장치(400)는 세정액을 공급하는 공급부(430) 및 기판(10)이 장착된 고정 프레임(410)을 이송시키기 위한 이송부(440)를 포함한다.
공급부(430)는 고정 프레임(410)에 고정된 기판(10)을 사이에 두고 양측에 한 쌍이 대칭되도록 배치된다. 한 쌍의 공급부(430)는 각각 공급관(431) 및 노즐(432)을 포함한다. 공급관(431)은 기판(10)의 가로 방향(x축 방향)을 따라 복수로 형성되고, 각각의 공급관(431)은 기판(10)의 세로 방향(z축 방향)으로 연장되어 형성된다. 노즐(432)은 공급관(431)과 연통되도록 형성되어, 공급관(431)으로부터 제2 세정액을 공급받아 이를 기판(10)의 양면으로 분사시킨다. 노즐(432)은 일정한 간격을 두고 복수로 배치될 수 있으며, 노즐(432)의 분사각이 지나치게 작거나 지나치게 큰 경우에는 세정액이 좁은 범위에 집중되어 분사되거나 넓은 범위에 퍼져서 분사되어 균일한 세정이 이루어지지 않을 수 있으므로, 노즐(432)의 분사각은 약 30° 내지 약 75° 범위 내에서 설정되는 것이 바람직하다.
한편, 본 실시예에서 노즐(432)은 점 분사 방식의 분사 노즐을 예시하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고, 노즐은 소정 방향의 라인을 따라 균일하게 유체를 분사하는 라인 토출 방식의 슬릿 노즐로 형성될 수도 있다.
한편, 공급부(430)는 연결관(450)을 통해 외부의 공급 챔버와 연결된다. 도 1을 다시 참조하면, 제2 세정 장치(400)는 외부의 공급 챔버와 연결되고, 공급 챔버 및 제2 세정 장치(400)에 연결되고 이들 사이에 배치되는 펌프(844)를 통해 제2 세정액이 제2 세정 장치(400)에 공급된다. 본 실시예에서는 제2 세정액으로 알칼리 용액을 사용하는데, 이를 위하여 공급 챔버는 수산화 나트륨(NaOH) 등의 수산화물을 공급하는 제1 공급 챔버(841), 순수를 제공하는 제2 공급 챔버(842) 및 수산화물 및 순수를 공급받아 이들을 혼합하는 혼합 챔버(843)를 구비한다. 즉, 혼합 챔버(843)에서 수산화물 및 순수를 혼합하여 제2 세정액으로 사용하는 알칼리 용액을 형성하고, 이러한 알칼리 용액은 펌프(844)를 통해 제2 세정 장치(400)의 연결관(450)을 거쳐 공급부(430)로 공급된다.
한편, 제1 세정 장치(300) 및 제3 세정 장치(500)에서는 세정액을 형성하기 위한 혼합 챔버가 필요하지 않고, 순수가 펌프를 통해 공급 챔버에서 각 세정 장치(300, 500)로 공급될 수 있다.
다시 도 2 및 도 3을 참조하면, 이송부(440)는 구동축(441) 및 롤러(442)를 포함한다. 구동축(441)은 고정 프레임(410)에 장착되어 이송되는 기판(10)의 상부 및 하부(z축 방향)에 대칭되도록 형성되고, 기판(10)의 이송 방향(x축 방향)을 따라 복수로 배치될 수 있다. 롤러(442)는 구동축(441)에 연결되어 설치되고, 고정 프레임(410)의 일면이 안착될 수 있도록 중앙부에 홈부(443)가 형성된다. 이 때, 롤러(442)의 홈부(443)는 이와 접촉하는 고정 프레임(410)의 폭에 대응하여 형성될 수 있다.
이러한 구성에 의하여 구동축(441)의 도 2의 화살표 방향으로 회전할 때 롤러(442) 역시 동일한 방향으로 회전하게 되고, 롤러(442)가 회전함에 따라 고정 프레임(410)이 홈부(443)에 안착된 상태로 x축 방향으로 이송된다.
본 실시예에서는 고정 프레임(410)의 이송 과정에서 진동 및 충격에 의해 기판(10)이 흔들리거나 기울어지는 등의 문제를 방지하기 위하여, 고정 프레임(410)이 지지대(420)에 의해 지지, 고정된다. 지지대(420)는 x축 방향을 따라 길게 연장되고 고정 프레임(410)을 사이에 두고 대칭되게 배치되어, 고정 프레임(410)을 양쪽에서 지지한다.
한편, 도 2 및 도 3에서는 기판(10)의 상부 및 하부(z축 방향)가 고정 프레임(410)에 고정되는 경우를 도시하고 있으나, 고정 프레임(410)은 기판(10)의 좌측부 및 우측부(x축 방향)에 결합되어 기판(10)을 고정시킬 수도 있다. 즉, 고정 프레임(410)은 기판(10)을 안정적으로 고정시키고 이를 이송하기 위한 것으로, 이의 구체적인 구성은 당업자에 의하여 다양하게 변형이 가능할 것이다.
이상과 같이, 기판(10)은 고정 프레임(410)에 고정되어 이송부(440)에 의해 x축 방향을 따라 이송되면서 공급부(430)의 노즐(432)에서 분사되는 제2 세정액에 의해 세정된다. 본 실시예에 따르면, 기판(10)의 세정 공정을 수작업이 아닌 자동 공정에 의해 진행할 수 있어, 얇은 두께의 기판(10)에 대한 세정 효율을 높이고, 작업의 오류를 줄여 불량의 발생을 억제할 수 있다. 이에 따라 공정의 수율이 향상되어 기판(10)의 생산 시간 및 비용을 절감시킬 수 있다.
한편, 기판(10)의 크기 및 식각에 따른 부산물의 발생 정도를 고려하여 세정 시간 및 사용되는 세정액의 양 등을 조절할 필요가 있는데, 이는 이송부(440)의 구동축(441)의 회전 속도 및 공급부(430)의 노즐(432)의 분사 속도를 제어하여 간단하게 조절할 수 있다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 내지 제3 세정 과정을 개략적으로 나타낸 도면으로, 이하에서는 이들을 참조하여 본 실시예에 따른 세정 공정에 대하여 자세하게 설명한다. 한편, 도 4 내지 도 6에서는 설명의 편의를 위하여 기판의 고정 프레임, 이송부 등의 구성을 생략하여 도시하였다.
전술한 바와 같이, 본 실시예에서는 글라스로 형성된 기판(10)을 식각하기 위해 불화수소산을 포함하는 식각액을 사용하고, 이에 따라 식각 공정 중에 슬러지가 생성되며 식각액 일부가 화학 반응이 일어나지 않은 채 잔류하게 된다. 이러한 슬러지 및 일부 식각액은 주로 기판의 에지(edge)부에 존재하는데, 이와 같은 슬러지 등은 겔(gell) 형태로 존재하다가 건조되어 수분이 제거되면 고체 형태로 존재하게 되어, 기판의 표면을 손상시키고 얼룩을 발생시킬 수 있다. 또한, 잔류한 식각액에 의하여 원하지 않는 과도한 식각이 진행될 수 있는 문제가 있다.
이에 따라 본 실시예에서는 슬러지 등의 부산물을 효과적으로 제거하기 위하여 제 1 내지 제3 세정 단계의 3단계를 거쳐 기판을 세정한다.
도 4를 참조하면, 식각 공정을 거친 기판(10)이 제1 세정 장치(300)로 이송되어 제1 세정 단계가 진행된다. 제1 세정 장치(300)는 공급부(330)를 포함하는데, 공급부(330)는 연결관을 통해 제1 세정액이 공급되는 공급관(331) 및 공급관(331)과 연통되는 노즐(332)을 포함한다. 노즐(332)은 공급관(331)으로부터 제1 세정액을 공급받아 이를 기판(10)의 양쪽에서 분사시켜 기판(10) 표면을 세정하게 된다.
본 실시예에서는 제1 세정액으로 순수를 이용하는데, 순수를 이용한 제1 세정 단계를 통해 슬러지가 완전히 제거되지 않고 AlF3, MgF2, CaF2, BaF2 등의 슬러지가 수분과 혼합된 부산물(50)이 존재하게 된다. 또한, 잔류한 식각액은 H+, NH4 +, F- 형태의 희석된 식각액(60)으로 존재하게 된다.
도 5를 참조하면, 제1 세정 단계를 거친 기판(10)이 제2 세정 장치(400)로 이송되어 제2 세정 단계가 진행된다. 제2 세정 장치(400)는, 전술한 바와 같이, 연결관을 통해 제2 세정액을 공급되는 공급관(431) 및 공급관(431)과 연통되는 노즐(432)을 포함하는 공급부(430)를 포함한다. 노즐(432)은 공급관(431)으로부터 제2 세정액을 공급받아 이를 기판(10)의 양쪽에서 분사시켜 기판(10) 표면을 세정하게 된다.
본 실시예에서는 제2 세정액으로 알칼리 용액을 사용한다. 알칼리 용액은 pH 7 이상, pH 14 이하의 산성도를 갖도록 형성하고, 이를 위하여 본 실시예에서는 수산화 나트륨을 순수와 혼합하여 알칼리 용액을 형성한다. 하지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고, 수산화 나트륨 이외의 수산화물과 물을 혼합하여 다양한 형태의 알칼리 용액을 형성할 수 있다.
이와 같은 알칼리 용액을 기판(10)에 제공함으로써, 희석된 식각액(60)에 포함되는 산성 성분이 중화된다. 구체적으로, H+, NH4 +, F- 등을 포함하는 희석된 식각액(60)과 Na+ 및 OH-를 포함하는 제2 세정액의 화학 반응을 통해 H2O, NH4OH, NaF 등을 포함하는 중화액(60')이 형성된다. 이와 같이 중화 과정에서 염이 발생하게 되고, 이 때 슬러지(50') 역시 부피가 커져, 부산물이 제거가 용이한 상태로 된다.
도 6을 참조하면, 제2 세정 단계를 거친 기판(10)이 제3 세정 장치(500)로 이송되어 제3 세정 단계가 진행된다. 제3 세정 장치(500)는 공급부(530)를 포함하고, 공급부(530)는 연결관을 통해 제3 세정액을 공급되는 공급관(531) 및 공급관(531)과 연통되는 노즐(532)을 포함한다. 노즐(532)은 공급관(531)으로부터 제3 세정액을 공급받아 이를 기판(10)의 양쪽에서 분사시켜 기판(10) 표면을 세정하게 된다.
본 실시예에서는 제3 세정액으로 순수를 이용하는데, 이와 같은 순수 세정을 통해 제2 세정 단계에서 형성된 염을 포함하는 중화액(60') 및 슬러지(50')를 제거할 수 있게 된다.
이와 같이, 순수 세정, 알칼리 세정 및 순수 세정의 3단계 세정을 통하여 식각 공정에서 발생하는 슬러지 등의 부산물을 효과적으로 제거할 수 있게 된다. 또한, 이러한 세정 공정이 수작업으로 이루어지지 않고 자동화 공정으로 구현되므로, 작업의 효율을 향상시킬 수 있고 수작업에 따른 기판의 손상을 방지할 수 있다.
한편, 본 실시예에서 기판(10)은 각각 글라스로 형성되고 서로 접착된 제1 기판 및 제2 기판을 포함할 수 있다. 액정 표시 장치를 예로 들면, 제1 기판은 박막 트랜지스터 어레이 기판이 되고, 제2 기판은 컬러 필터 기판이 될 수 있다. 유기 발광 표시 장치를 예로 들면, 제1 기판은 표시 기판이 되고, 제2 기판은 봉지 기판이 될 수 있다. 이와 같이 본 실시예에서는 제1 기판 및 제2 기판이 합착된 상태로 식각 및 세정 공정이 이루어질 수 있어, 공정 효율을 향상시킬 수 있다.
도 7은 식각 후 슬러지가 형성된 기판을 나타낸 사진이고, 도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시예 및 비교예에 따른 세정 과정을 거친 기판을 나타낸 사진으로, 이하에서는 이들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 효과를 설명한다.
도 7을 참조하면, 기판의 에지부에 흰색으로 형성된 부분이 슬러지를 나타내는 것으로, 기판의 식각 이후 세정을 거치지 않아 에지부에 슬러지 등의 부산물이 형성된 것을 볼 수 있다.
도 8a는 식각 공정 이후에 조건을 달리하여 세정을 거친 기판을 나타낸 것으로서, 좌측의 기판은 알칼리 세정없이 순수 세정만을 거친 기판을 나타내고, 중앙 및 우측의 기판은 각각 알칼리 세정을 거친 기판을 나타낸다. 도 8a를 참조하면, 식각 공정 이후 순수 세정만을 수행한 기판은 약 30%의 슬러지 제거율을 보인 반면에, 알칼리 세정을 추가로 수행한 기판은 약 90%의 슬러지 제거율을 보였다. 이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따라 순수 세정 및 알칼리 세정을 포함하는 3단계 세정으로 슬러지 등의 부산물을 효과적으로 제거할 수 있음을 확인할 수 있다.
도 8b는 세정 공정에 있어서 알칼리 세정 시간을 조절하여 그 결과를 비교한 것으로서, 좌측의 기판은 약 22초간의 알칼리 세정을 거쳤고, 우측의 기판은 약 30초간의 알칼리 세정을 거쳤다. 도 8b를 참조하면, 좌측 기판 및 우측 기판 모두 99% 이상의 높은 슬러지 제거율을 보였다. 이를 통해, 세정 공정에서 일정 시간 이상의 알칼리 세정을 수행함으로써 대부분의 슬러지를 제거할 수 있음을 확인할 수 있다. 한편, 알칼리 세정 시간은 사용하는 알칼리 용액의 농도에 따라 조절되는 것으로, 알칼리 용액의 농도가 클수록, 즉 pH 값이 높을수록 알칼리 세정 시간을 짧게 설정할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판의 세정 장치 및 세정 방법에 의할 때 식각 공정에서 발생하는 슬러지 등의 부산물을 효과적으로 제거할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판의 세정 장치 및 세정 방법은, 전술한 바와 같이, 평판 표시 장치의 기판에 적용되는 것으로, 액정 표시 장치 및 유기 발광 표시 장치에 사용되는 기판에 모두 적용이 가능하다.
이상과 같이, 본 발명을 바람직한 실시예를 통하여 설명하였지만, 본 발명이 이 실시예에 한정되지는 않는다. 본 발명의 범위는 다음에 기재하는 특허청구범위의 기재에 의하여 결정되는 것으로, 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.
10: 기판 100: 기판 장착 장치
200: 식각 장치 300: 제1 세정 장치
330, 430, 530: 공급부 331, 431, 531: 공급관
332, 432, 532: 노즐 400: 제2 세정 장치
410: 고정 프레임 420: 지지대
440: 이송부 441: 구동축
442: 홈부 443: 롤러
450: 연결관 500: 제3 세정 장치
600: 건조 장치 700: 기판 탈착 장치
841: 제1 공급 챔버 842: 제2 공급 챔버
843: 혼합 챔버 844: 펌프

Claims (17)

  1. 식각된 기판에 제1 세정액을 제공하는 제1 공급부를 포함하는 제1 세정 장치;
    상기 제1 세정액으로 세정된 상기 기판에 제2 세정액을 제공하는 제2 공급부를 포함하는 제2 세정 장치; 및
    상기 제2 세정액으로 세정된 상기 기판에 제3 세정액을 제공하는 제3 공급부를 포함하는 제3 세정 장치;
    를 포함하고,
    상기 제1 세정액 및 상기 제3 세정액은 순수(DI water)이고, 상기 제2 세정액은 알칼리 용액인, 기판의 세정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 세정액은 수산화 나트륨과 순수를 혼합하여 형성되는, 기판의 세정 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 세정액의 산성도는 pH 7 이상 pH 14 이하인, 기판의 세정 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 세정액을 저장하는 공급 챔버; 및
    상기 공급 챔버 및 상기 제2 세정 장치 사이에 배치되어 상기 제2 세정 장치의 상기 제2 공급부에 상기 제2 세정액을 공급하는 펌프;
    를 더 포함하는 기판의 세정 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 공급 챔버는,
    수산화물이 저장된 제1 공급 챔버;
    순수가 저장된 제2 공급 챔버; 및
    상기 제1 공급 챔버 및 상기 제2 공급 챔버에서 각각 공급된 상기 수산화물 및 상기 순수가 혼합된 상기 제2 세정액이 저장된 혼합 챔버;
    를 포함하는, 기판의 세정 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 공급부는 상기 제1 세정액이 공급되는 제1 공급관 및 상기 제1 공급관에 연통되어 상기 기판에 제1 세정액을 분사하는 제1 노즐을 포함하고,
    상기 제2 공급부는 상기 제2 세정액이 공급되는 제2 공급관 및 상기 제2 공급관에 연통되어 상기 기판에 상기 제2 세정액을 분사하는 제2 노즐을 포함하고,
    상기 제3 공급부는 제3 세정액이 공급되는 제3 공급관 및 상기 제3 공급관에 연통되어 상기 기판에 제3 세정액을 분사하는 제3 노즐을 포함하는, 기판의 세정 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판을 고정하는 고정 프레임; 및
    상기 고정 프레임을 상기 제1 세정 장치, 상기 제2 세정 장치 및 상기 제3 세정 장치로 순차적으로 이송하는 이송부;
    를 더 포함하는 기판의 세정 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제3 세정 장치에서 상기 제3 세정액으로 세정된 상기 기판을 건조시키기 위해 가스를 제공하는 건조 장치를 더 포함하는 기판의 세정 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 각각 글라스로 형성되고 서로 접착된 제1 기판 및 제2 기판을 포함하는, 기판의 세정 장치.
  10. 식각 공정을 거친 기판에 제1 공급부를 통해 제1 세정액을 제공하는 제1 세정 단계;
    상기 제1 세정액으로 세정된 상기 기판에 제2 공급부를 통해 제2 세정액을 제공하는 제2 세정 단계; 및
    상기 제2 세정액으로 세정된 상기 기판에 제3 공급부를 통해 제3 세정액을 제공하는 제3 세정 단계;
    를 포함하고,
    상기 제1 세정액 및 상기 제3 세정액은 순수이고, 상기 제2 세정액은 알칼리 용액인, 기판의 세정 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제2 세정액은 수산화 나트륨과 순수를 혼합하여 형성하는, 기판의 세정 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제2 세정액의 산성도는 pH 7 이상 pH 14 이하인, 기판의 세정 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제2 세정액은 혼합 챔버에서 수산화물과 순수를 공급받아 형성하고, 상기 혼합 챔버 및 상기 제2 공급부와 연결된 펌프를 통해 상기 제2 세정액을 상기 제2 공급부에 공급하는, 기판의 세정 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 제1 공급부, 상기 제2 공급부 및 상기 제3 공급부는 각각 공급관 및 노즐을 포함하고, 상기 제1 세정액, 상기 제2 세정액 및 상기 제3 세정액은 상기 노즐을 통해 상기 기판에 분사되는, 기판의 세정 방법.
  15. 제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판을 고정 프레임에 고정하고 이송부를 통해 이송하여, 상기 제1 공급부, 상기 제2 공급부 및 상기 제3 공급부에 순차적으로 통과시키는, 기판의 세정 방법.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 기판을 건조시키기 위해 상기 기판에 가스를 제공하는 건조 단계를 더 포함하는 기판의 세정 방법.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 기판은 각각 글라스로 형성된 제1 기판 및 제2 기판을 접착하여 형성된, 기판의 세정 방법.
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