KR20020000205A - Method cleaning Field Emittor Display using Laser and Remote Plasma - Google Patents

Abstract

PURPOSE: An FED cleaning method using a laser and a remote plasma is provided to be capable of simplifying cleaning equipment, reducing cleaning costs and shortening cleaning time as well as of decreasing the failure rate of the FED by generating a remote plasma based on a cleaning fluid source to remove metal contaminant using a surface reaction, an etching, a laser and nitrogen gas. CONSTITUTION: First, an FED is automatically conveyed to a cleaning space. Then, metal contaminants are removed by a surface reaction and an etching process through generating a remote plasma based on a cleaning fluid source against the conveyed FED. Next, contaminants absorbed to the FED are separated by radiating a laser. Finally, the FED is completely cleaned by injecting inert gas to the separated contaminants and then discharging the inert gas including the contaminants.

Description

레이저와 리모트 플라스마를 이용한 에프이디 세정 방법{Method cleaning Field Emittor Display using Laser and Remote Plasma}Method cleaning Field Emitter Display using Laser and Remote Plasma}

본 발명은 평판디스플레이의 한 종류인 FED의 세정 방법에 관한 것으로서, 특히 FED 제조 공정 중 FED 처리 공정에서 각 공정을 수행한 후 FED의 불량률을 줄이기 위하여 FED에 흡착된 오염물질을 제거하게 되는 데, 이 공정을 세정액 소스를 기초로 한 리모트 플라스마를 발생시켜 금속 오염 물질을 표면반응과 에칭으로 세정하는 공정 및 레이저와 질소가스를 이용하여 세정함으로써, 세정 장비의 단순화와 세정 비용의 감소 및 세정 소요시간의 단축 등을 이룰 수 있는 레이저와 리모트 플라스마를 이용한 FED 세정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of cleaning a FED, which is a type of flat panel display. In particular, after performing each process in the FED processing process of the FED manufacturing process to remove the contaminants adsorbed on the FED to reduce the defective rate of the FED, This process generates a remote plasma based on the cleaning liquid source to clean metal contaminants by surface reaction and etching, and cleans using laser and nitrogen gas, simplifying the cleaning equipment, reducing the cleaning cost, and the time required for cleaning. The present invention relates to a FED cleaning method using a laser and a remote plasma, which can achieve a shortening.

FED 제조 공정 중 FED를 처리하는 각 공정에서 입자, 유기물, 중금속 및 이온성 불순물, 산화막, 금속 등의 오염물질이 FED 표면에 흡착되고, 이 오염물질로 인하여 FED 칩의 불량이 발생되므로 각 공정 후 오염물질을 제거해야 한다.During the FED manufacturing process, contaminants such as particles, organic matter, heavy metals and ionic impurities, oxide film, and metal are adsorbed on the surface of the FED, and the contaminants cause defects of the FED chip. Contaminants should be removed.

FED 표면상에 흡착된 오염물질을 세정하는 방법으로는 크게 습식과 건식으로 분류할 수 있는데, 현재 건식 세정은 오염물질을 충분히 제거할 수 없기 때문에 액체 및 기체 세정제의 화학작용으로 오염물질을 제거하는 습식 세정이 주류를 이루고 있다.The method of cleaning contaminants adsorbed on FED surface can be classified into wet and dry. Currently, dry cleaning cannot remove contaminants sufficiently. Wet cleaning is the mainstream.

상기 습식 세정은 FED를 반송 로봇이 순차적으로 이동해서 FED를 약액(산 또는 암모니아)조나 수세조에 담구어 세척한 후 FED를 회전시켜 건조한다.In the wet cleaning, the FED is sequentially moved by a transfer robot, soaked in the chemical liquid (acid or ammonia) tank or the washing tank, and then rotated and dried.

개략적으로 상기와 같이 세정하는 장비는 까다로운 조건하에서 작동되며, 로봇의 저발진성, 반송신뢰성, 고속성, 내약품성 등이 필요하며, 반송의 신뢰성이나 고속 반송을 위하여 고기능의 모터를 사용하고 있고, 내약품성에 대해서도 특수한 재질을 선택하여 불소수지에 의한 이중의 봉인(Seal) 등을 하고 있다.In general, the cleaning equipment as described above is operated under demanding conditions, and the robot needs low oscillation, transfer reliability, high speed, and chemical resistance, and a high-performance motor is used for the reliability of the transfer or the high-speed transfer. Special chemical materials are also selected for double sealing with fluorine resin.

FED를 세정하는 장비로는 통상, 습식장치(Wet Station)이라고 불리는 장비를 사용하는 데, FED를 회전시키며 그 표면에 순수한 세정액을 분출하여 입자를 브러시로 세척하는 방식을 사용하기도 하며, 고압에서 순수를 분사하여 입자를 제거하는 방식을 사용하기도 하며, 고주파의 초음파를 발진시켜 그 진동력으로 입자를 떨어뜨리는 방식을 사용하기도 한다.The equipment used to clean the FED is generally called a wet station, which uses a method of rotating the FED, spraying pure cleaning liquid on its surface, and then cleaning the particles with a brush. Particles may be sprayed to remove particles, and a method of oscillating high frequency ultrasonic waves may be used to drop particles by vibrating force.

따라서, 상기와 같은 종래의 FED 세정 장비는, FED에 있는 오염물질을 제거하기 위하여 순수나 화학물질을 사용하고 있는 바, 그 공정에 있어서 비효율적인 순수의 사용(1,000 gallon/100㎟)이나 화학물질을 사용함으로써, 다량의 VOC류(IPA, Aceton), 산류(불산, 황산), 솔벤트 류가 발생 및 폐수 처리 등의 문제를 야기할 수 있고, 공정의 복잡함에 따른 부수적인 비용이 많이 발생하는 문제점이 있었다.Therefore, the conventional FED cleaning equipment as described above uses pure water or chemicals to remove contaminants in the FED, and thus inefficient use of water (1,000 gallon / 100 mm 2) or chemicals in the process. By using, a large amount of VOCs (IPA, Aceton), acids (fluoric acid, sulfuric acid), solvents can cause problems such as generation and wastewater treatment, and additionally expensive due to the complexity of the process There was this.

따라서, 본 발명의 목적은 FED 제조 공정 중 FED 처리공정에서 각 공정을 수행 한 후 FED의 불량율을 줄이기 위하여 FED에 흡착된 오염물질을 제거하게 되는데, 이 공정을 세정액 소스를 기초로 한 리모트 플라스마를 발생시켜 금속 오염 물질을 표면반응 및 에칭과 레이저와 질소 가스를 이용하여 세정함으로써, 세정장비의 단순화와 세정 비용의 감소 및 세정 소요시간의 단축 등을 이룰 수 있는 레이저와 리모트 플라스마를 이용한 FED 세정방법을 제공하는데 있다.Therefore, an object of the present invention is to remove the contaminants adsorbed on the FED in order to reduce the failure rate of the FED after performing each step in the FED processing process of the FED manufacturing process, the remote plasma based on the cleaning solution source FED cleaning method using laser and remote plasma that can generate metal contaminants by surface reaction and etching and laser and nitrogen gas, which can simplify cleaning equipment, reduce cleaning cost and shorten cleaning time. To provide.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 방법은, FED 제조 공정 중 FED를 세정하는 공정에 있어서, 상기 FED를 세정공간으로 자동 이송시키는 단계와; 상기 이송된 FED에 세정액 소스를 기초로 한 리모트 플라스마를 발생시켜 금속 오염 물질을 표면반응 및 에칭함으로써 제거하는 단계와; 레이저를 방사하여 FED에 흡착된 오염물질을 분리시키는 단계; 및 상기 분리된 오염물질에 불활성 가스를 분사하여 외부로 토출시켜 세정하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.Technical method of the present invention for achieving the above object, in the process of cleaning the FED of the FED manufacturing process, the step of automatically transferring the FED to the cleaning space; Generating a remote plasma based on a cleaning liquid source in the transferred FED to remove and remove metal contaminants by surface reaction and etching; Radiating a laser to separate contaminants adsorbed on the FED; And injecting an inert gas into the separated contaminants and discharging them to the outside for cleaning.

본 발명은 습식 세정 공정을 완전히 대체할 수 있는 건식 공정으로서, 종래 기술에 언급한 화학물질의 발생 및 폐수처리 등의 사용량을 획기적으로 줄일 수 있을 뿐만 아니라 기존의 오염물질 제거를 위한 다단계 처리공정을 한 단계 공정으로 줄일 수 있고, 화학물질을 제거하는 공정에서 발생하는 물질을 통한 오염을 최소화 할 수 있는 것이다.The present invention is a dry process that can completely replace the wet cleaning process, it is possible to drastically reduce the use of the generation of chemicals and waste water treatment mentioned in the prior art, as well as to implement a multi-stage treatment process for removing contaminants. It can be reduced to a one-step process, minimizing contamination through materials generated in the process of removing chemicals.

FED에 포토레지스트를 도포하거나 현상, 식각 및 전극을 형성하는 각 공정을 실시한 후에 FED를 세정하는 공정을 실행하게 되는데, 상술한 바와 같이 종래에는 순수나 화학물질 및 브러시를 이용하여 FED에 흡착된 오염물질을 제거하는데 반해, 본 발명은 FED에 세정액 소스를 기초로 한 리모트 플라스마를 발생시켜 금속 오염 물질을 표면반응 및 에칭함으로써 제거하는 1차 세정과 레이저를 방사하여 정전기로 인해 결합된 오염물질을 FED 상에서 분리시킨 후 강한 질소 가스등의 불활성 가스를 노즐을 통하여 분출하여 세정하는 2차 세정을 한 공정에서 하게 되므로서 FED의 제조 공정 상에서 발생되는 모든 오염물질을 제거하게 된다.After the photoresist is applied to the FED or each step of developing, etching, and forming the electrode is performed, the FED is washed. As described above, the contamination adsorbed on the FED using pure water, chemicals, and brushes is conventionally performed. In contrast to the removal of materials, the present invention generates a remote plasma based cleaning solution source in the FED, which discharges the first cleaning and laser emission to remove the contaminants contaminated by static electricity by surface reaction and etching. After separation of the phases, a second cleaning process is performed in which a strong inert gas such as nitrogen gas is ejected through the nozzle and cleaned, thereby removing all contaminants generated in the manufacturing process of the FED.

아울러, 레이저의 다양한 파장과 주파수를 이용하면 특정 오염물질에 대해 선택적으로 제거할 수 있어 한 가지 공정으로도 모든 오염물질을 제거할 수 있는 것이다.In addition, various wavelengths and frequencies of the laser can be used to selectively remove specific contaminants, eliminating all contaminants in one process.

FED에 흡착된 입자(Paticle), 유기물(Organic) 및 이온성 불순물 등은 레이저를 이용하여 세정되며, 중금속류(Metals)와 산화막(Natrium/Chemical Oxide)은 HCl과 H₂의 소스를 기초로 한 리모트 플라스마를 발생시켜 금속 오염물질을 표면반응과 에칭함으로써 FED 표면에서 제거되어 세정되는 것이다.Particles, organics and ionic impurities adsorbed on the FED are cleaned using a laser, and heavy metals and oxides (Natrium / Chemical Oxide) are remote plasma based on HCl and H₂ sources. By removing and cleaning the metal contaminants from the FED surface by surface reaction and etching.

이러한 세정을 통하여 오염물질을 제거할 때 FED상의 전자회로에 손상이 없어야 하고, FED 공정에 적합한 세정액과 레이저 파장을 이용해야 한다.In order to remove contaminants through this cleaning, the electronic circuit on the FED must be free of damage, and a cleaning solution and a laser wavelength suitable for the FED process should be used.

또한, 세정액 소스를 기초로 한 리모트 플라스마는 FED의 특정부분에만 접촉되는 것이 아니고 FED 전체 면에 접촉되어 FED 표면의 산화막과 금속류의 원자 결합 부분을 표면반응과 엣칭함으로써 제거시키고, 레이저는 FED의 전체 면으로 방사하여 정전기에 의해 결합된 이물질을 FED로부터 분리시킨 후 강한 질소가스를 FED 전면에 분출하여 이물질을 외부로 토출 시킨다.In addition, the remote plasma based cleaning liquid source is not only in contact with the specific part of the FED but in contact with the entire surface of the FED to remove the oxide film on the surface of the FED and the atomic bonding portions of metals by surface reaction and etching, and the laser is used as a whole. After spinning to the surface, the foreign matter combined by static electricity is separated from the FED, and strong nitrogen gas is ejected to the front of the FED to discharge the foreign matter to the outside.

이물질에 레이저를 방사하면 레이저 어블레이션(Laser Ablation)효과에 의해 FED와 이물질간의 정전기 현상이 제거되어, 이물질이 FED에서 분리되는 것이다.When the laser is radiated to the foreign material, the electrostatic phenomenon between the FED and the foreign material is removed by the laser ablation effect, and the foreign material is separated from the FED.

상기와 같이 세정액 리모트 플라스마와 레이저를 이용하면 제거할 수 있는 최소 입자의 크기가 0.09㎛까지 가능하고, 세정시간은 200㎟당 25초(25sec/200㎟)이내에 가능하여 분당 FED의 세척량을 늘릴 수 있고, 레이저의 파장은 248nm를 사용하는 것이 가장 바람직하며, 세정 대상 오염물질에 따라 세정 소스로는 HCl, H₂를, 레이저로는 불화 크립톤 엑사이머(KrF Excimer)레이저를 이용하거나 불화 아르곤 엑사이머(ArF Excimer)레이저를 이용할 수 있다.Using the cleaning liquid remote plasma and laser as described above, the minimum particle size that can be removed can be up to 0.09㎛, and the cleaning time can be within 25 seconds per 200mm2 (25sec / 200mm2) to increase the amount of FED cleaning per minute. The wavelength of the laser is preferably 248 nm, and depending on the contaminants to be cleaned, HCl and H2 are used as the cleaning source, and a fluorine krypton excimer laser or argon fluoride is used as the laser. ArF Excimer lasers can be used.

상기와 같은 방법으로 FED를 세정하면, 화학공정을 위한 저장조 및 배관설비의 규모를 획기적으로 줄일 수가 있어 세정공간의 50% 정도나 감소하는 것이 가능하고, 기본 작업 공간의 50% 정도나 줄일 수 있어 작업공간을 혁신적으로 축소시킬 수 있다.When FED is cleaned in the same way as above, the size of the storage tank and piping facilities for the chemical process can be drastically reduced, and it is possible to reduce about 50% of the cleaning space and to reduce about 50% of the basic working space. Innovate to reduce your workspace.

또한, 기존 세정에 필요한 순수와 화학물질의 최소량 사용으로 인해 생산원가뿐만 아니라 폐수처리 등의 환경 정화 비용을 절감하여 가격에 있어 경쟁력 있는 FED를 생산할 수 있는 것이다.In addition, due to the use of the minimum amount of pure water and chemicals required for the existing cleaning, it is possible to produce a competitive FED at a price by reducing not only the production cost but also the cost of environmental purification such as wastewater treatment.

따라서, 본 발명에서는 기존과 다르게 FED 제조 공정중 세정공정에서 순수와화학약품을 최소량을 사용하여, 화학약품의 구매비용과 폐수처리비용의 절감에 따른 원가를 절감할 수 있을 뿐만 아니라 유해물질의 최소배출로 환경오염에 드는 비용을 최소화 할 수 있는 효과가 있다.Therefore, in the present invention, unlike the conventional, by using a minimum amount of pure water and chemicals in the cleaning process of the FED manufacturing process, it is possible to reduce the cost of reducing the purchase cost of chemicals and the waste water treatment cost as well as the minimum of harmful substances Emissions have the effect of minimizing the cost of environmental pollution.

또한, 화학공정을 위한 저장조 및 배관설비가 축소되어 작업 공간을 혁신적으로 축소 시킬 수 있어 일정 공간내 작업 생산량을 늘릴 수 있는 효과가 있다.In addition, the storage tank and plumbing equipment for the chemical process can be reduced to innovatively reduce the work space has the effect of increasing the work output in a certain space.

또한 FED 제조 공정내의 세정부문의 건식화에 성공함으로서 FED 제조공정의 건식공정화를 100% 이룰 수 있다.In addition, the success of the dry cleaning of the FED manufacturing process can achieve 100% of the dry process of the FED manufacturing process.

Claims (4)

FED 제조 공정 중 FED를 세정하는 공정에 있어서,In the process of cleaning the FED during the FED manufacturing process, 상기 FED를 세정 공간으로 자동 이송시키는 단계;Automatically transferring the FED to a cleaning space; 상기 이송된 FED에 중금속류와 산화막은 HCl, H₂소스를 기초로한 리모트 플라스마로 FED의 금속오염물질을 표면반응 및 에칭함으로써 오염물질을 제거시키는 단계;Removing heavy contaminants by oxidizing the heavy metals and the oxide film on the transferred FED by surface reaction and etching the metal contaminants of the FED with a remote plasma based on HCl and H 2 sources; 및 레이저를 방사하여 FED에 흡착된 입자(Paticle), 유기물(Organic) 및 이온성 불순물 등의 마이크로 콘테미네이션(Micro-contamination)과 같은 오염물질을 분리시키는 단계;And emitting a laser to separate contaminants such as micro-contamination such as particles, organics, and ionic impurities adsorbed on the FED; 및 상기 분리된 오염물질에 불활성 가스를 분사하여 외부로 토출 시켜 세정하는 단계를 구비한 레이저와 리모트 플라스마를 이용한 FED 세정방법.And injecting an inert gas into the separated contaminants and discharging them to the outside to clean the FED. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 레이저가 동작하는 진공 챔버와 HCl, H₂소스를 기초로한 리모트 플라스마가 가능한 진공 챔버를 공용으로 이용하는 것을 특징으로 하는 레이저와 리모트 플라스마를 이용한 FED 세정방법.And a vacuum chamber in which the laser is operated and a vacuum chamber capable of remote plasma based on HCl and H2 sources are used in common. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 레이저는 불화 크립톤 엑사이머(KrF Excimer)레이저를 이용하는 것을 특징으로 하는 레이저와 리모트 플라스마를 이용한 FED 세정방법.The laser is a FED cleaning method using a laser and a remote plasma, characterized in that using a fluoride krypton Excimer (KrF Excimer) laser. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 레이저는 불화 아르곤 엑사이머(ArF Excimer)레이저를 이용하는 것을 특징으로 하는 레이저와 리모트 플라스마를 이용한 FED 세정방법.The laser is an FED cleaning method using a laser and a remote plasma, characterized in that using an argon fluoride (ArF Excimer) laser.