KR101775886B1 - 패널용 반건식 세정방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 패널용 반건식 세정시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 평판의 미세이물입자를 효과적으로 세정하고 세정액 후처리과정을 간소화 하기 위한 패널용 반건식 세정시스템에 관한 것이다.
본 발명은 다음과 같은 효과를 발휘한다.
즉, 초음파 건식세정 기술에서 미세이물입자(수 마이크로미터 이하)를 세정하지 못하는 한계를 극복하고, 습식세정 기술에서 수반되는 세정액 후처리 과정을 간소화할 수 있다. 또한 세정시 세정대상물의 손상을 최소화할 수 있다.

Description

패널용 반건식 세정방법 {omitted}
본 발명은 패널용 반건식 세정방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 평판의 미세이물입자를 효과적으로 세정하고 세정액 후처리과정을 간소화 하기 위한 패널용 반건식 세정방법에 관한 것이다.
평판 세정에 사용되는 기술에는 초음파 건식세정, 습식세정, 드라이아이스 건식세정, 플라즈마 복합세정 등이 있다. 각 세정법에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.
초음파 건식세정은 먼저 초음파 주파수로 진동하는 기류를 세정대상물(주로 평판)의 표면에 분사하여 이물질을 부유시켜 제거하는 방법으로, 일정수준 이하의 미세이물입자(수 마이크로미터 이하)를 제거하지 못하는 단점이 있다.
습식세정은 세정대상물을 세정액에 담그거나 대상물 표면에 세정액을 흘려준 뒤 다시 건조시키는 방법으로, 오염된 세정액을 재처리하는 과정에서 환경 오염물질 배출을 막기 위한 설비비, 운전비 등 많은 비용이 발생한다.
드라이아이스 건식세정은 드라이아이스(CO2) 펠릿을 고속기류에 섞어 대상물에 분사하고, 대상물의 표면이 극저온으로 냉각되면서 표면에 고착된 이물질에 크랙(Crack)이 발생하면, 드라이아이스가 고체에서 이산화탄소(CO2) 가스로 기화되면서 급격히 팽창하는 힘이 발생하여 부서진 이물질 입자를 불어내는 과정을 거친다. 금형에 고착된 이형제(기름) 또는 차량 등의 단단한 도색을 벗겨내는 등의 거친 분야에서 효과적이나, 반도체나 디스플레이패널 등의 미세표면을 대상물의 손상 없이 세정하는 방법으로는 부적합하다.
플라즈마 복합세정은 세정 대상물의 표면을 플라즈마개질(전처리)하여 세정효율을 높이는 방법에 종래의 세정방법을 접목시킨 것으로, 제작비용을 낮추기 위해 주로 대기압(상압) 플라즈마 발생기술에 집중되어 있으나, 대기압 플라즈마 기술의 최대 단점으로 아크에 의한 대상물 손상 위험이 상존하며, 등록된 특허는 많으나 실제 효과가 떨어지고 응용이 제한적이어서 상용화 성공사례가 거의 없는 실정이다.
대한민국등록특허공보 제10-1387395호 (등록일:2014년04월15일)
본 발명에서 해결하려는 과제는 다음과 같다.
초음파 건식세정 기술에서 미세이물입자(수 마이크로미터 이하)를 세정하지 못하는 한계를 극복하고, 습식세정 기술에서 수반되는 세정액 후처리 과정을 간소화하고자 한다. 또한 세정시 세정대상물의 손상을 최소화하고자 한다.
본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여,
세정액보관부(210)에 보관된 세정액(211)을 세정액제공펌프(220)에서 흡입하여 세정액분사노즐(230)로 공급하는 단계(s200-1); s200-1 단계에서 세정액제공펌프(220) 작동으로 공급받은 세정액(211)을 세정액분사노즐(230)을 통해 표면이 세정액(211)의 끓는점보다 높은 온도로 가열된 고온세정대상물(300)로 분사하는 단계(s200-2); s200-2 단계에서 고온세정대상물(300)로 분사된 액적상태의 세정액(211)은 고온세정대상물(300) 표면에 충돌함으로써 세정액증기(320)로 빠르게 기화되면서 팽창하는 단계(s300-1); s300-1 단계에서 세정액증기(320)로 기화 및 팽창하는 증기압력의 힘에 의해 고온세정대상물(300)의 표면에 고착된 미세이물입자(310)가 표면에서 떨어져 나와 부유상태가 되는 단계(s300-2); s300-2 단계에서 부유상태가 된 미세이물입자(310)와 세정액증기(320)가 혼합된 혼합증기가 세정액분사노즐(230)에 인접하게 위치한 혼합증기흡입부(110)로 흡입됨으로써 미세이물입자(310)가 제거되는 단계(s300-3) 세정액증기(320)와 미세이물입자(310)가 혼합된 혼합증기를 혼합증기흡입부(110)로 흡입하는 단계(s100-1); s100-1 단계에서 흡입된 혼합증기가 미세이물입자제거부(120)를 거치면서 미세이물입자(310)가 걸러져 세정액증기(320)만 통과하는 단계(s100-2); s100-2 단계에서 미세이물입자(310)가 제거된 세정액증기(320)가 저온(0~40℃)의 세정액응축부(130)에서 냉각되어 응축세정액(131)으로 응축되고, 남은 공기는 잔류공기배출부(140)로 배출되는 단계(s100-3); s100-3 단계에서의 응축세정액(131)은 응축세정액통로(132)를 통해 세정액보관부(210)로 수거되는 단계(s100-4);를 포함하며, 상기 세정액분사노즐(230)은, 수력직경이 0.1 mm 이하이고, 세정액(211)이 노즐 내부에 빠른 속도로 흐르는 공기와 충돌하여 액적을 발생시켜 분사함을 특징으로 하고, 상기 세정액(211)은 함불소에테르(hydrofluoroether)이며, s100-4 단계에서 수거된 세정액(211)은 다시 s200-1 단계의 세정액(211)으로 사용되는 것을 특징으로 하는 패널용 반건식 세정방법을 제시한다.
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본 발명은 다음과 같은 효과를 발휘한다.
즉, 평판의 미세이물입자(수 마이크로미터 이하)를 효과적으로 세정하고, 세정액 후처리 과정을 간소화할 수 있다. 또한 세정시 세정대상물의 손상을 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 패널용 반건식 세정시스템의 전체적인 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 패널용 반건식 세정시스템에서 세정액의 흐름을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 3은 혼합증기처리부에서 세정액이 분사되는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 4는 세정대상물의 표면에서 세정 과정을 나타낸 순서도이다.
도 5는 혼합증기처리부에서 일어나는 처리과정을 나타낸 순서도이다.
이하, 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 발명의 실시를 위한 구체적인 내용에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의하여야 한다.
본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
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이하 설명하는 바와 같이 세정액을 분사하여 패널 등을 세정함에 있어 세정작용을 마친 세정액이 패널 표면에서 곧바로 증발,건조되도록 함으로써 세정액의 후처리가 필요없는 본 발명을 습식과 건식의 중간형태로 "반건식"이라 명명한다.
도 2에서 도시된 바와 같이, 패널용 반건식 세정시스템은 혼합증기처리부(100), 세정액수거및공급부(200), 고온세정대상물(300)을 포함하여 구성된다.
도 1을 기준으로 본 발명의 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
세정액수거및공급부(200)는 응축세정액(131)을 수거하여 보관된 세정액(211)을 분사하는 것으로서, 세정액보관부(210), 세정액제공펌프(220), 세정액분사노즐(230)을 포함하여 형성된다.
세정액보관부(210)에는 세정액(211)이 보관되는데, 이 세정액(211)은 아래와 같은 물성을 지니는 것이 바람직하다.
1. 끓는점이 40 ~ 80 ℃ 이내인 것 : 세정대상물을 지나치게 고온으로 가열할 경우 세정대상물의 열에 의한 손상우려가 있으므로 고온세정대상물(300)의 고온 한계점을 고려하여 80 ℃ 이하, 또한 끓는점이 너무 낮으면 상온에서 쉽게 증발할 뿐만 아니라 세정액응축부(130)에서 냉각시켜 응축세정액(131)을 회수하기에 어려움이 있으므로 40 ℃ 이상.
2. 가연성, 폭발성이 없고, 오존층파괴효과(ODP)가 없으며, 지구온난화지수(GWP)가 없거나 500 이하로 매우 낮은 것.
3. 표면장력이 15 dynes/cm 이하 : 고온세정대상물(300)의 매우 좁은 틈새에도 잘 스며들 수 있도록 하기 위함.
4. 증잠열 50 cal/g 이하 : 적은 양의 열교환(가열,냉각)으로 쉽게 증발,팽창하고 응축시키기 위함.
5. 어는점 영하 100 ℃ 이하 : 겨울철 장기보관시 얼지 않도록 하기 위함.
6. 절연내력(dielectric strength)이 0.1 인치 거리에서 30 kV/inch 이상 : 전기전도도가 매우 낮아서 부도체의 성격을 갖는 것.
위와 같은 요구조건을 동시에 만족하는 물질의 예로는 화학식 C4F9OCH3 C4F9OC2H5 의 함불소에테르(hydrofluoroether)를 들 수 있다.
도 3에서 도시된 세정액(211)이 분사되는 과정(s200)은 다음과 같다.
s200-1 : 세정액제공펌프(220)는 세정액보관부(210)에 보관된 세정액(211)을 흡입하여 세정액분사노즐(230)로 공급한다.
s200-2 : 상기 세정액제공펌프(220) 작동으로 공급받은 세정액(211)은 세정액분사노즐(230)을 통해 고온세정대상물(300)로 분사된다.
이 때 세정액분사노즐(230)에서 분사되는 액적의 크기가 고르고 일정하여야하므로, 아래와 같은 실시예가 바람직하다.
즉, 고압의 세정액제공펌프(220)로 가압된 세정액을 수력직경이 0.1 mm 이하의 미세노즐을 통해 분사하여 자연적으로 액적이 발생되도록 한다. 또한 빠른 속도의 공기 유동을 형성하는 노즐 내부로 세정액(211)을 주입하여 공기 흐름과 세정액(211)이 충돌하여 액적이 발생되도록 한다.
세정액(211)의 끓는점보다 높은 온도로 가열된 고온세정대상물(300)의 표면에서 세정액(211)이 세정액증기(320)로 기화됨과 동시에 미세이물입자(310)와 혼합되어 제거되는데, 상술한 물성을 지닌 세정액(211)이 고른 크기의 액적으로 분사된 이후 고온세정대상물(300)의 표면에서 세정과정(s300)을 도 4를 참고하여 설명하면 다음과 같다.
s300-1 : 고온세정대상물(300)로 분사된 액적상태의 세정액(211)은 세정액(211)의 끓는점보다 높은 온도(50~80℃)로 가열된 고온세정대상물(300) 표면에 충돌함으로써 세정액증기(320)로 빠르게 기화되면서 팽창한다. 세정액(211)은 다양하게 선택 가능하나, 가열된세정대상물(300)의 표면 온도는 세정액(211)이 끓을 수 있을 정도로 가열되어야 한다.
s300-2 : 이 때 기화 및 팽창하는 증기압력의 힘에 의해 고온세정대상물(300), 즉 패널 표면에 고착된 미세이물입자(310)가 표면에서 떨어져 나와 부유상태가 된다.
s300-3 : 상기 미세이물입자(310)와 세정액증기(320)이 혼합된 혼합증기는 세정액분사노즐(230)에 인접하게 위치한 혼합증기흡입부(110)로 흡입됨으로써 미세이물입자(310)가 제거된다.
특히 상기 s300-3 단계에서 혼합증기가 비산됨과 동시에 외부이탈 없이 모두 혼합증기흡입부(110)로 흡입될 수 있도록하기 위해 혼합증기흡입부(110)를 세정액분사노즐(230)과 인접하게 위치시키는 것이 중요하다.
혼합증기처리부(100)는 세정액증기(320)와 미세이물입자(310)가 혼합된 혼합증기를 응축세정액(131)으로 처리하는 것으로, 혼합증기흡입부(110), 미세이물입자제거부(120), 세정액응축부(130), 잔류공기배출부(140)를 포함하여 구성된다.
도 5에서 도시된 혼합증기처리부(100)에서 일어나는 처리과정(s100)은 다음과 같다.
s100-1 : 상술한 바와 같이 세정액증기(320)와 미세이물입자(310)가 혼합된 혼합증기가 혼합증기흡입부(110)로 흡입된다.
s100-2 : 상기 흡입된 혼합증기는 미세이물입자제거부(120)를 거치면서 미세이물입자(310)가 걸러져 세정액증기(320)만 통과된다. 즉, 미세이물입자제거부(120)는 미세이물입자(310)를 걸러낼 수 있는 필터 등으로 구성된다.
s100-3 : 상기 혼합증기에서 미세이물입자(310)가 제거된 세정액증기(320)가 저온(40℃이하)의 세정액응축부(130)에서 냉각되어 응축세정액(131)으로 응축되고 이 때 남은 공기는 잔류공기배출부(140)로 배출된다.
s100-4 : 상기 응축세정액(131)은 응축세정액통로(132)를 통해 세정액보관부(210)로 수거된다.
상기 수거된 세정액(211)은 다시 s200-1 단계의 세정액(211)으로 사용되어 재순환된다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.
100 : 혼합증기처리부
110 : 혼합증기흡입부
120 : 미세이물입자제거부
130 : 세정액응축부
131 : 응축세정액
132 : 응축세정액통로
140 : 잔류공기배출부
200 : 세정액수거및공급부
210 : 세정액보관부
211 : 세정액
220 : 세정액제공펌프
230 : 세정액분사노즐
300 : 고온세정대상물
310 : 미세이물입자
320 : 세정액증기

Claims (3)

  1. 세정액보관부(210)에 보관된 세정액(211)을 세정액제공펌프(220)에서 흡입하여 세정액분사노즐(230)로 공급하는 단계(s200-1);
    s200-1 단계에서 세정액제공펌프(220) 작동으로 공급받은 세정액(211)을 세정액분사노즐(230)을 통해 표면이 세정액(211)의 끓는점보다 높은 온도로 가열된 고온세정대상물(300)로 분사하는 단계(s200-2);

    s200-2 단계에서 고온세정대상물(300)로 분사된 액적상태의 세정액(211)은 고온세정대상물(300) 표면에 충돌함으로써 세정액증기(320)로 빠르게 기화되면서 팽창하는 단계(s300-1);
    s300-1 단계에서 세정액증기(320)로 기화 및 팽창하는 증기압력의 힘에 의해 고온세정대상물(300)의 표면에 고착된 미세이물입자(310)가 표면에서 떨어져 나와 부유상태가 되는 단계(s300-2);
    s300-2 단계에서 부유상태가 된 미세이물입자(310)와 세정액증기(320)가 혼합된 혼합증기가 세정액분사노즐(230)에 인접하게 위치한 혼합증기흡입부(110)로 흡입됨으로써 미세이물입자(310)가 제거되는 단계(s300-3)

    세정액증기(320)와 미세이물입자(310)가 혼합된 혼합증기를 혼합증기흡입부(110)로 흡입하는 단계(s100-1);
    s100-1 단계에서 흡입된 혼합증기가 미세이물입자제거부(120)를 거치면서 미세이물입자(310)가 걸러져 세정액증기(320)만 통과하는 단계(s100-2);
    s100-2 단계에서 미세이물입자(310)가 제거된 세정액증기(320)가 저온(0~40℃)의 세정액응축부(130)에서 냉각되어 응축세정액(131)으로 응축되고, 남은 공기는 잔류공기배출부(140)로 배출되는 단계(s100-3);
    s100-3 단계에서의 응축세정액(131)은 응축세정액통로(132)를 통해 세정액보관부(210)로 수거되는 단계(s100-4);를 포함하며,

    상기 세정액분사노즐(230)은,
    수력직경이 0.1 mm 이하이고, 세정액(211)이 노즐 내부에 빠른 속도로 흐르는 공기와 충돌하여 액적을 발생시켜 분사함을 특징으로 하고,

    상기 세정액(211)은 함불소에테르(hydrofluoroether)이며,
    s100-4 단계에서 수거된 세정액(211)은 다시 s200-1 단계의 세정액(211)으로 사용되는 것을 특징으로 하는
    패널용 반건식 세정방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012030173A (ja) * 2010-07-30 2012-02-16 Denso Corp 洗浄乾燥方法及び洗浄乾燥装置
JP2012222254A (ja) * 2011-04-12 2012-11-12 Tokyo Electron Ltd 基板洗浄ノズル及び基板洗浄装置並びに基板洗浄方法

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