KR20180042525A - Cleaning apparatus and method using co2 - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 이산화탄소를 이용한 세정장치 및 세정방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이산화탄소의 분사를 이용하여 세정대상물을 세정하는 경우 세정 대상물의 손상을 방지하고, 세정 효율을 향상시킬 수 있는 세정장치 및 세정방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cleaning apparatus and a cleaning method using carbon dioxide, and more particularly, to a cleaning apparatus and a cleaning method that can prevent damage to a cleaning object when cleaning an object to be cleaned using injection of carbon dioxide, ≪ / RTI >
디스플레이 장치들 중 OLED와 같은 유기 발광 디스플레이 장치(유기발광다이오드)는 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답속도가 빠르다는 장점을 가지므로, 차세대 디스플레이 장치로서 주목을 받고 있다.Of the display devices, an organic light emitting display device (organic light emitting diode) such as an OLED has a wide viewing angle, an excellent contrast and a fast response speed, and is receiving attention as a next generation display device.
일반적으로 유기발광다이오드는 고효율의 발광을 위해 각각의 발광층 사이에 전자 주입층, 전자 수송층, 정공 수송층 및 정공 주입층 등의 중간층이 추가 삽입된다. 여기에서, 발광층 및 중간층 등의 유기박막의 미세 패턴은 증착공정으로 형성될 수 있다. 증착공정으로 유기발광다이오드를 제작하기 위해서는, 유기 박막 등이 형성될 기판 면에, 형성될 박막 등의 패턴과 동일한 패턴을 가지는 마스크를 밀착시키고 박막 등의 재료를 증착하여 소정 패턴의 박막을 형성한다.In general, an organic light emitting diode is further inserted with an intermediate layer such as an electron injection layer, an electron transport layer, a hole transport layer, and a hole injection layer between each light emitting layer for high efficiency light emission. Here, the fine pattern of the organic thin film such as the light emitting layer and the intermediate layer can be formed by a vapor deposition process. In order to manufacture an organic light emitting diode by a deposition process, a mask having the same pattern as a pattern of a thin film to be formed is closely adhered to a substrate surface on which an organic thin film or the like is to be formed, and a thin film or the like is deposited to form a thin film of a predetermined pattern .
유기물 증착 장치는, 진공 챔버의 하부에 적색(R), 녹색(G)과 청색(B)의 발광 유기물질과 이를 저장하는 증착물질 용기 및 가열장치 등을 갖는 증착 소스가 마련되고, 그 위에 증착 대상인 기판이 위치한다.The organic material deposition apparatus is provided with an evaporation source having a luminous organic material of red (R), green (G) and blue (B), a deposition material container for storing the material and a heating device, The target substrate is located.
상기 기판의 하부에는 증착 패턴을 가지는 금속재질의 마스크(mask)가 위치한다. A mask of a metal material having a deposition pattern is disposed under the substrate.
증착 소스들에는 적색, 녹색 및 청색의 발광 유기물질이 저장된다. 증착 소스는 증착시 소정의 온도로 가열되어 유기물질을 증발시킨다. 마스크는 기판 상에 일정한 패턴으로 유기물질이 증착되도록 하는 역할을 하게 된다. 이를 위하여 마스크에는 일정한 패턴으로 다수의 구멍이 형성되어 있다. 이 같은 구멍들은 증착 소스로부터 증기상태로 공급되는 유기물질을 선택적으로 통과시켜 기판에 증착되도록 한다. Deposition sources store red, green and blue light emitting organic materials. The deposition source is heated to a predetermined temperature during evaporation to evaporate the organic material. The mask serves to deposit an organic material on the substrate in a predetermined pattern. For this purpose, a plurality of holes are formed in the mask in a predetermined pattern. Such holes are selectively passed through the organic material supplied in a vapor state from the deposition source to be deposited on the substrate.
최근에는 고해상도를 구현하기 위하여 구멍이 매우 촘촘하게 뚫린 메탈 마스크를 사용하여 유기물질을 증착하는 공법인 파인 메탈 마스크(FMM; FINE METAL MASK) 증착공법이 알려져 있다. Recently, there has been known a fine metal mask (FMM) deposition method for depositing an organic material by using a metal mask having very fine holes to realize a high resolution.
상기한 증착 공정에서는 유기물질이 마스크의 구멍을 통과하여 기판에 증착될 뿐만 아니라, 마스크의 표면에도 일부가 증착된다. 마스크 표면에 잔존하는 유기물은 제품의 수율 및 신뢰성에 악영향을 미칠 수 있으므로, 상기 유기물질을 제거하기 위하여 증착 공정이 완료된 후 마스크를 세정하는 공정이 수행된다.In the deposition process described above, not only the organic material is deposited on the substrate through the hole of the mask, but a part of the organic material is also deposited on the surface of the mask. Organic matter remaining on the mask surface adversely affects the yield and reliability of the product. Therefore, a process of cleaning the mask after the deposition process is completed to remove the organic material is performed.
이러한 마스크를 세정하는 방법으로는, 처리 방식에 따라 크게 건식(Dry) 세정방식과 습식(Wet) 세정방식 및 이들을 혼합하여 세정하는 방식이 알려져 있다.As a method of cleaning such a mask, a dry cleaning method, a wet (wet) cleaning method, and a method of cleaning them by mixing them are known.
상기한 건식 세정방식의 하나인 이산화탄소를 이용한 세정방식은, 노즐을 통해 공급된 액체 이산화탄소를 단열 팽창시켜 고체 이산화탄소인 드라이아이스로 상변화시키고, 그 고체 이산화탄소를 세정대상물의 표면에 분사하여 그 고체 이산화탄소와 이물질의 충돌 및 고체 이산화탄소가 기체로 상변화되면서 발생하는 부피의 증가에 의해 이물질을 세정하는 방식이다. In the cleaning method using carbon dioxide, which is one of the dry cleaning methods, the liquid carbon dioxide supplied through the nozzles is adiabatically expanded to be phase-changed into dry ice, which is solid carbon dioxide, and the solid carbon dioxide is sprayed onto the surface of the object to be cleaned, And the foreign matter is collided with and the foreign substance is cleaned by the increase of the volume caused by the phase change of the solid carbon dioxide to the gas.
상기한 건식 세정장치를 이용하여 마스크를 세정하게 되면 노즐에서 분사된 이산화탄소가 고체로 상변화하면서 마스크 표면에 충돌되므로, 분사에 의한 타력에 의해 마스크 표면에 자국이 생기는 문제점이 있다.When the mask is cleaned using the above-described dry cleaning apparatus, the carbon dioxide injected from the nozzles collides with the surface of the mask with a phase change to a solid. Thus, there is a problem that a mark is formed on the surface of the mask due to impact caused by injection.
따라서 마스크에 분사되는 이산화탄소의 고체 입자를 매우 미세하게 할 필요가 있는데, 분사노즐에 복수의 미세 구멍을 형성하고, 그 미세 구멍을 통해 이산화탄소를 미립화시켜 분사하는 것으로 구성할 수 있다. 그러나 미세 구멍 간에 피치(pitch)를 줄이지 못할 경우 균일도에 문제가 발생할 수 있고, 미세 구멍을 가공하는 작업이 매우 어려운 문제점이 있다.Therefore, it is necessary to make the solid particles of carbon dioxide injected into the mask very fine. It is possible to form a plurality of fine holes in the injection nozzle, atomize carbon dioxide through the fine holes and inject the fine particles. However, if the pitch can not be reduced between the fine holes, a problem may occur in the uniformity, and it is very difficult to process the fine holes.
또한, 극저온의 이산화탄소가 분사노즐의 토출구를 통해 토출될 때 상온의 분위기에 직접 토출되면 이산화탄소 고체 입자의 생성이 원활하지 못해 세정효율이 떨어지는 문제점이 있다.Further, when carbon dioxide at a very low temperature is discharged through the discharge port of the injection nozzle and directly discharged into an atmosphere at room temperature, the generation of carbon dioxide solid particles is not smooth and the cleaning efficiency is low.
상술한 세정장치가 나타난 종래기술로서 대한민국 공개특허 제10-2003-0037170호 "세정용 이산화탄소 노즐"이 공개되어 있다.Korean Patent Laid-Open No. 10-2003-0037170 entitled "Carbon dioxide nozzle for cleaning" is disclosed as a conventional technique in which the above-described cleaning apparatus is shown.
본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 이산화탄소를 세정대상물에 분사하기 전에 분사노즐의 토출구 주변을 포화시킴으로써 세정효율을 향상시킬 수 있는 이산화탄소를 이용한 세정장치 및 세정방법을 제공하고자 함에 그 목적이 있다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a cleaning apparatus and a cleaning method using carbon dioxide which can improve the cleaning efficiency by saturating the vicinity of the discharge port of the spray nozzle before spraying carbon dioxide on the object to be cleaned It has its purpose.
본 발명의 다른 목적은, 이산화탄소를 세정대상물에 분사하기 전에 이산화탄소에 의한 충격량을 미리 감지함으로써 분사균일도를 향상시킬 수 있는 이산화탄소를 이용한 세정장치 및 세정방법을 제공하고자 함에 있다.Another object of the present invention is to provide a cleaning device and a cleaning method using carbon dioxide which can improve the uniformity of spraying by sensing the amount of impact caused by carbon dioxide before the carbon dioxide is sprayed onto the object to be cleaned.
본 발명의 다른 목적은, 이산화탄소의 분사에 의한 충격량이 적절한지 미리 확인함으로써 세정대상물에 과도한 타력이 작용하여 세정대상물에 손상이 발생하는 것을 방지할 수 있는 이산화탄소를 이용한 세정장치를 제공하고자 함에 있다.Another object of the present invention is to provide a cleaning apparatus using carbon dioxide which can prevent damage to the object to be cleaned by exerting excessive force on the object to be cleaned by confirming beforehand whether the amount of impact caused by the injection of carbon dioxide is appropriate.
본 발명의 다른 목적은, 분사노즐에서 분사되는 이산화탄소의 고체 입자를 미립화시켜 세정대상물에 가해지는 손상을 최소화하고, 이산화탄소 분사시 압력차를 최대로 구현할 수 있으며, 분사노즐에서 이산화탄소가 분사되는 위치에 따른 편차를 최소화시켜 이산화탄소의 분사 균일도를 향상시킬 수 있는 이산화탄소를 이용한 세정장치를 제공하고자 함에 그 목적이 있다.It is another object of the present invention to minimize the damage to the object to be cleaned by atomizing the solid particles of carbon dioxide injected from the injection nozzle and maximize the pressure difference during the injection of carbon dioxide, And to provide a cleaning apparatus using carbon dioxide which can improve the uniformity of spraying of carbon dioxide.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이산화탄소를 이용한 세정장치는, 세정대상물 상에 고체입자를 포함하는 이산화탄소를 분사하기 위한 토출구가 구비된 분사노즐; 상기 세정대상물이 상부에 안착되는 세정스테이지; 상기 세정스테이지에 안착된 세정대상물에 이산화탄소를 분사하기 전에 상기 분사노즐에서 미리 이산화탄소를 분사하기 위한 더미영역; 상기 세정스테이지와 더미영역 중 어느 하나의 상부에 상기 분사노즐이 위치하도록 하기 위해, 상기 세정스테이지와 더미영역을 이동시키거나 상기 분사노즐을 이동시키는 이송부;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for cleaning carbon dioxide, comprising: an injection nozzle having a discharge port for spraying carbon dioxide containing solid particles on an object to be cleaned; A cleaning stage on which the object to be cleaned is seated; A dummy region for spraying carbon dioxide in advance in the injection nozzle before the carbon dioxide is injected onto the object to be cleaned mounted on the cleaning stage; And a transfer unit for moving the cleaning stage and the dummy area or moving the injection nozzle so that the injection nozzle is positioned above any one of the cleaning stage and the dummy area.
상기 더미영역은 상기 세정스테이지의 일측에 동일한 높이로 구비된 더미스테이지일 수 있다.The dummy area may be a dummy stage having the same height on one side of the cleaning stage.
상기 더미영역에는 분사되는 이산화탄소에 의한 충격량을 감지하기 위한 충격량감지센서가 구비될 수 있다.The dummy area may be provided with an impact amount detecting sensor for detecting the amount of impact due to the carbon dioxide injected.
상기 토출구는 슬릿 형상으로 이루어지고, 상기 토출구에서 분사되는 이산화탄소는 미세 고체입자를 포함하는 스노우 상태로 분사되는 것일 수 있다.The discharge port may have a slit shape, and the carbon dioxide injected from the discharge port may be injected into a snow state including fine solid particles.
상기 분사노즐의 내부에는 상기 토출구에 연결되도록 미세관 형상으로 이루어진 연결유로가 복수 개 형성된 것일 수 있다.The injection nozzles may have a plurality of micro-tubular connection channels connected to the discharge ports.
상기 연결유로와 토출구 사이에는 상기 연결유로를 통과한 이산화탄소의 고체 입자가 생성되는 공간인 유도부가 형성될 수 있다.An induction part, which is a space in which solid particles of carbon dioxide passing through the connection passage are generated, may be formed between the connection passage and the discharge port.
상기 연결유로의 내경은 100 내지 300㎛일 수 있다.The inner diameter of the connection passage may be 100 to 300 mu m.
상기 토출구에서 분사된 후 고체로 상변화된 이산화탄소의 입자크기는 0.1 내지 100㎛일 수 있다.The particle size of the carbon dioxide phase-changed into solid after spraying from the discharge port may be 0.1 to 100 탆.
본 발명의 이산화탄소를 이용한 세정방법은, a) 고체입자를 포함하는 이산화탄소를 분사노즐의 토출구를 통해 더미영역에 분사하는 단계; b) 상기 분사노즐에서 세정스테이지에 안착된 세정대상물에 이산화탄소를 분사하기 위해, 상기 분사노즐 또는 세정스테이지를 이동시키는 단계; c) 상기 분사노즐의 토출구를 통해 고체입자를 포함하는 이산화탄소를 상기 세정대상물 상에 분사하여 세정하는 단계;를 포함한다.The cleaning method using carbon dioxide according to the present invention comprises the steps of: a) injecting carbon dioxide containing solid particles into a dummy region through a discharge port of an injection nozzle; b) moving the injection nozzle or the cleaning stage to inject carbon dioxide into the object to be cleaned which is seated on the cleaning stage at the injection nozzle; and c) injecting carbon dioxide containing solid particles onto the object to be cleaned through the discharge port of the injection nozzle to clean the object.
상기 a)단계에서 설정시간 동안 상기 더미영역에 이산화탄소를 분사하는 것일 수 있다.In the step a), carbon dioxide may be injected into the dummy region for a set time.
상기 a)단계에서 상기 토출구의 주변 온도가 설정된 온도가 될 때까지 분사하는 것일 수 있다.In the step a), it is possible to spray until the ambient temperature of the discharge port reaches the set temperature.
상기 a)단계에서 상기 더미영역에 분사되는 이산화탄소에 의한 충격량을 충격량감지센서를 이용하여 감지하고, 제어부에서는 상기 감지된 충격량이 적절한지 여부를 판단하는 것일 수 있다.In the step a), the amount of impact due to carbon dioxide injected into the dummy area may be sensed using an impact amount detecting sensor, and the controller may determine whether the detected amount of impact is appropriate.
상기 충격량감지센서는 상기 분사노즐의 폭방향 위치에 따라 이산화탄소에 의한 복수의 충격량을 감지하는 것일 수 있다.The impact amount detection sensor may detect a plurality of impact amounts due to carbon dioxide according to the width direction position of the injection nozzle.
본 발명에 의하면, 이산화탄소를 세정대상물에 분사하기 전에 더미영역에서 미리 이산화탄소를 분사시킴으로써 분사노즐의 토출구 주변을 포화시킨 상태에서 세정대상물의 세정이 이루어지도록 하여 세정효율을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, carbon dioxide is injected in advance in the dummy region before the carbon dioxide is injected into the object to be cleaned, thereby cleaning the object to be cleaned in a state in which the vicinity of the ejection port of the injection nozzle is saturated.
또한, 세정대상물에 이산화탄소를 분사하기 전에 분사노즐에서 분사되는 이산화탄소의 충격량을 미리 측정하여 이산화탄소의 분사에 의한 충격량이 적절한지 여부를 미리 확인함으로써 세정대상물에 과도한 타력이 작용하여 세정대상물에 손상이 발생하는 것을 방지할 수 있고, 세정노즐의 폭방향을 따라 이산화탄소의 충격량이 균일한지 여부를 확인할 수 있어 분사균일도를 향상시킬 수 있다.Further, before the carbon dioxide is injected into the object to be cleaned, the amount of the impact of the carbon dioxide injected from the injection nozzle is measured in advance, and it is checked in advance whether the impact amount due to the injection of carbon dioxide is appropriate. Thus, excessive impact force acts on the object to be cleaned, It is possible to check whether or not the amount of the impact of the carbon dioxide is uniform along the width direction of the cleaning nozzle, thereby improving the spray uniformity.
또한, 분사노즐에 의해 분사되는 이산화탄소의 고체 입자를 미립화시켜 이산화탄소가 분사되는 세정대상물의 표면에 타력에 의한 기판 손상이 발생되는 것을 방지할 수 있다.In addition, it is possible to atomize the solid particles of carbon dioxide injected by the injection nozzle, thereby preventing the substrate from being damaged by the impact force on the surface of the object to be cleaned, to which the carbon dioxide is injected.
또한, 슬릿(slit) 타입의 분사노즐을 사용함으로써 이산화탄소의 분사 균일도를 향상시킬 수 있다.Further, by using a slit type injection nozzle, the uniformity of injection of carbon dioxide can be improved.
또한, 토출구의 전단에 복수의 튜브로 이루어진 연결유로를 구비하고, 상기 복수의 튜브 사이의 거리를 최소화하고, 토출 전후의 압력 차이를 크게 하여 다량의 이산화탄소 고체 입자를 미립화시켜 세정효율을 향상시킬 수 있다.In addition, it is possible to improve the cleaning efficiency by providing a connection flow path made up of a plurality of tubes at the front end of the discharge port, minimizing the distance between the plurality of tubes, and increasing the pressure difference between before and after discharge to atomize a large amount of carbon dioxide solid particles have.
또한, 이산화탄소가 분사되는 분사부 주위에 결빙방지용 기체를 공급함으로써 토출구 주위와 이산화탄소가 분사되는 세정대상물 상에 스노우(snow)가 쌓이는 것을 방지할 수 있다.In addition, by supplying the freezing preventing gas around the jetting portion to which the carbon dioxide is injected, it is possible to prevent snow from accumulating around the jetting port and the object to be cleaned which is sprayed with carbon dioxide.
또한, 분사노즐의 토출구 외측 표면에는 소수성 표면 처리를 함으로써 분사노즐의 토출구에서 이산화탄소가 토출될 때 결빙된 입자가 토출구의 표면에 착빙되는 것을 방지할 수 있다.In addition, by performing hydrophobic surface treatment on the outer surface of the discharge port of the spray nozzle, frozen particles can be prevented from icing on the surface of the discharge port when carbon dioxide is discharged from the discharge port of the spray nozzle.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 분사노즐이 적용된 세정장치를 보여주는 사시도
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 분사노즐이 적용된 세정장치를 보여주는 단면도
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 분사노즐을 보여주는 단면도
도 4는 도 3의 A-A 단면도
도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 세정방법을 보여주는 흐름도1 is a perspective view showing a cleaning apparatus to which an injection nozzle according to an embodiment of the present invention is applied;
2 is a cross-sectional view showing a cleaning apparatus to which an injection nozzle according to an embodiment of the present invention is applied
3 is a cross-sectional view showing an injection nozzle according to an embodiment of the present invention
FIG. 4 is a cross-
5 is a flow chart showing a cleaning method according to an embodiment of the present invention.
이하 본 발명 이산화탄소를 이용한 세정장치 및 세정방법에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, a cleaning apparatus and a cleaning method using carbon dioxide according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 분사노즐이 적용된 세정장치를 보여주는 사시도, 도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 분사노즐이 적용된 세정장치를 보여주는 단면도이다.FIG. 1 is a perspective view showing a cleaning apparatus to which an injection nozzle according to an embodiment of the present invention is applied, and FIG. 2 is a sectional view showing a cleaning apparatus to which an injection nozzle according to an embodiment of the present invention is applied.
본 발명의 분사노즐을 이용하여 세정이 이루어지는 세정 대상물은 OLED 증착용 마스크가 될 수도 있고, 대면적 기판이 될 수도 있다.The object to be cleaned using the injection nozzle of the present invention may be an OLED deposition mask or a large-area substrate.
대면적 기판의 경우 하나의 공정을 완료하고, 다음 공정으로 이동하는 도중에 이물질이 기판에 묻을 수 있는데, 이 경우 다음 공정을 수행하기 전에 세정공정이 필요하다. In the case of a large-area substrate, a process may be completed, and a foreign substance may adhere to the substrate while moving to the next process. In this case, a cleaning process is required before performing the next process.
OLED 증착용 마스크나 대면적 기판의 경우 넓이에 비해 두께가 매우 얇아, 이산화탄소를 분사할 경우 기판 또는 마스크 표면에 손상이 발생할 수 있다. 특히 OLED 증착용 마스크 중 파인메탈마스크(FMM; FINE METAL MASK)는 기판에 Red, Green, Blue 유기물 재료를 증착시키기 위한 서브픽셀에 대응하는 미세 구멍이 마스크에 구성되어야 한다. 고해상도를 구현하기 위해서는 이러한 미세 구멍의 크기는 작아지고, 구멍 간의 간격은 좁아지게 된다. In the case of an OLED deposition mask or a large-area substrate, the thickness is very thin compared to the area, and when the carbon dioxide is sprayed, the substrate or the mask surface may be damaged. Particularly, the fine metal mask (FMM) of the OLED deposition mask must have a micro-hole corresponding to the sub-pixel for depositing red, green, and blue organic materials on the substrate. In order to realize high resolution, the size of such fine holes becomes small, and the interval between the holes becomes narrow.
따라서 이러한 미세 구멍을 갖는 마스크에 잔존하는 유기물질을 세정하기 위해서는 세정대상물에 분사되는 CO2의 입자를 미세하게 하는 것이 필요하다. Therefore, in order to clean the organic material remaining in the mask having such a fine hole, it is necessary to finely particleize the CO 2 injected to the object to be cleaned.
본 발명에 의한 이산화탄소 분사노즐이 적용된 세정장치는, 세정대상물(M) 상에 고체입자를 포함하는 스노우(snow) 상태의 이산화탄소(CO2)를 분사하기 위한 분사노즐(100), 상기 세정대상물(M)이 상부에 안착되는 세정스테이지(200), 상기 세정스테이지(200)의 일측에 구비되어 세정대상물(M)에 이산화탄소를 분사하기 전에 미리 이산화탄소를 분사하기 위한 더미스테이지(220), 상기 분사노즐(100)과 세정스테이지(200) 및 더미스테이지(220)가 내부에 구비되는 챔버(300), 상기 분사노즐(100)을 통해 상기 이산화탄소의 분사를 제어하여 상기 세정대상물의 표면에 잔존하는 이물질을 세정하는 제어부(미도시)로 이루어진다.The cleaning apparatus to which the carbon dioxide spray nozzle according to the present invention is applied includes a
상기 분사노즐(100)의 하단부에는 이산화탄소가 배출되는 토출구(110)가 형성되어 있다. A
세정대상물(M)이 OLED 증착용 마스크인 경우 유기물질의 증착을 위한 미세 구멍 주변에 잔존하는 유기물을 포함하는 이물질을 고체입자를 포함하는 스노우(snow) 상태의 이산화탄소를 이용하여 세정하게 된다. In the case where the object to be cleaned M is an OLED deposition mask, a foreign substance including organic matter remaining around the fine holes for deposition of the organic material is cleaned using snow carbon dioxide containing solid particles.
상기 미세 구멍은 고해상도를 구현하기 위해 크기가 매우 작게 되어 있어, 토출구(110)를 통해 분사되는 이산화탄소 입자도 상기 미세 구멍의 세정이 이루어질 수 있도록 미세 구멍보다 크기가 작은 미세 크기로 분사되어야 한다. The size of the fine holes is very small in order to realize a high resolution, so that the carbon dioxide particles injected through the
세정대상물(M)이 OLED 증착용 마스크 또는 대면적 기판인 경우에는 이산화탄소가 분사되는 기판의 표면에 분사되는 힘(타력)에 의한 자국이 생기지 않도록 하는 것이 필요하다. 따라서 토출구(110)를 통해 분사되는 이산화탄소의 입자가 작을수록 기판 손상을 줄일 수 있다.In the case where the object to be cleaned M is an OLED deposition mask or a large area substrate, it is necessary to prevent a mark caused by a force (a biasing force) sprayed on the surface of the substrate on which carbon dioxide is injected. Therefore, as the particles of carbon dioxide injected through the
OLED 증착용 마스크나 대면적 기판은 두께가 매우 얇은 박판으로 이루어져 있어, 분사노즐(100)에서 토출 압력, 토출되는 드라이아이스의 입자 크기에 따라 손상(damage)이 발생할 수 있고, 패턴이 미세화됨에 따라 그 두께는 계속 얇아지는 추세이다. Since the mask or the large area substrate of the OLED is made of a very thin thin plate, damage may occur depending on the ejection pressure and the particle size of the ejected dry ice in the
이러한 세정대상물(M)을 효과적으로 세정하기 위해서는 분사노즐(100)의 토출구(110)가 분사노즐(100)의 폭방향(Y)으로 길게 형성된 슬릿(slit) 타입인 것이 바람직하다. In order to effectively clean the object M to be cleaned, it is preferable that the
즉, 서로 대향하는 두 블록(101,102) 사이에 갭(gap)이 형성되고, 상기 갭의 하단부에 형성된 토출구(110)는 분사노즐(100)의 길이방향(Y)을 따라 길게 형성된 슬릿(slit) 형상으로 되어 있다. 이와 같이 슬릿(slit) 타입의 분사노즐(100)을 사용하게 되면 분사 균일도를 향상시킬 수 있다. That is, a gap is formed between two opposing
이산화탄소는 이산화탄소공급부(미도시)에서 분사노즐(100) 내부로 고압 액체 상태로 공급된다. 고압 액체 상태의 이산화탄소는 토출구(110)에서 대기압 또는 진공 상태인 챔버(300) 내부공간의 세정대상물(M) 상면에 분사된다. The carbon dioxide is supplied from the carbon dioxide supply unit (not shown) into the
액체 상태의 이산화탄소가 분사되면 단열팽창에 의해 온도가 매우 낮아져 드라이아이스 입자가 생성되고, 드라이아이스 입자는 세정대상물(M)의 표면에 충돌하여 이물질을 제거하게 된다. 세정대상물(M)의 표면에 충돌하여 이물질을 제거한 이산화탄소는 기체로 승화되어 세정대상물(M)의 표면에 잔존하지 않게 된다.When the liquid state carbon dioxide is injected, the temperature is extremely lowered by the thermal expansion to generate dry ice particles, and the dry ice particles collide with the surface of the object to be cleaned M to remove foreign matter. The carbon dioxide that has collided with the surface of the object M to remove the foreign substance is sublimated into the gas and does not remain on the surface of the object M to be cleaned.
세정대상물(M)의 세정공정은 분사노즐(100)을 이송시키면서 세정할 수도 있고, 세정대상물(M)을 이송시키면서 세정할 수도 있다. 도 1에서는 세정대상물(M)을 세정스테이지(200) 상부에 고정시킨 상태에서 분사노즐(100)을 이송시키면서 세정하는 경우를 예시하였다. The cleaning process of the object M to be cleaned may be performed while the
상기 분사노즐(100)을 이송방향(X)으로 이송시키기 위해 이송부(400)가 분사노즐(100)의 양측부에 구비될 수 있다. 상기 이송부(400)는 일례로 가이드레일(미도시)을 따라 이송되는 구조일 수 있다. A
상기 더미스테이지(220)는 세정스테이지(200)의 일측에 연결되도록 구성될 수 있다. 상기 더미스테이지(220)와 세정스테이지(200)는 동일한 높이로 구비될 수 있다. 상기 더미스테이지(220)의 상부에 이산화탄소가 분사되는 영역을 더미영역으로 정의한다. 상기 더미스테이지(220)는 세정스테이지(200)의 일측에 연결되도록 구성하였으나, 연결되지 않은 분리된 구조로 구성할 수도 있다.The
상기 분사노즐(100)은 상기 이송부(400)에 의해 더미스테이지(220)와 세정스테이지(200) 사이를 이동할 수 있도록 구성될 수 있다.The
상기 분사노즐(100)에서 이산화탄소를 분사하는 경우 토출구(110) 주변의 온도가 포화(saturation) 상태가 되도록 온도를 하강시킨 후 토출구(110)를 통해 이산화탄소를 분사하게 되면 이산화탄소 고체 입자의 생성이 원활해져 세정 효율을 향상시킬 수 있다. When carbon dioxide is injected from the
따라서 세정대상물(M)에서 분사하기 전에 미리 저온의 이산화탄소를 더미영역에 분사함으로써 토출구(110) 주변의 온도를 하강시킨다. Therefore, the temperature around the
상기 더미영역(220)에는 분사되는 이산화탄소에 의한 충격량을 감지하기 위한 충격량감지센서(230)가 구비될 수 있다. 상기 충격량감지센서(230)는 로드셀(load cell)로 이루어질 수 있고, 상기 로드셀이 분사노즐(100)의 폭방향(Y)을 따라 복수 개 구비될 수 있다. 제어부에서는 상기 충격량감지센서(230)에서 감지된 충격량이 적절한지 여부를 판단한다. The
상기 토출구(110)를 통해 분사되는 이산화탄소의 토출압력은 50-60bar 정도이다. 또한, 상기 분사노즐(100)에서 분사된 이산화탄소의 입자 크기는 0.1 내지 100㎛의 크기로 미립화되도록 하는 것이 바람직하다. 이 경우 분사노즐(100) 내부에서는 밀폐성이 확보된 상태로 토출구(110)로 공급되어야 하고, 다량의 이산화탄소 고체 입자를 생성하기 위해서는 토출 전후의 압력 차이를 크게 해야 한다. The discharge pressure of the carbon dioxide injected through the
상기 토출구(110)를 통한 토출 전후의 압력차이를 크게 하기 위해서는 분사노즐(100) 내부에서 이산화탄소가 통과하는 통로를 매우 좁게 형성해야 하는데, 상기 토출구(110)의 간격만을 좁히는 것은 한계가 있다. 따라서 토출 전후의 압력 차이를 크게 하기 위한 일례로서 도 3에 도시된 실시예에 대해 설명한다.In order to increase the pressure difference between the
도 3과 도 4를 참조하면, 배출공간부(120)와 토출구(110) 사이에 미세관 형상으로 이루어진 연결유로(130)가 구비되어 있다. Referring to FIGS. 3 and 4, a connecting
상기 배출공간부(120)는 이산화탄소 유입구(140)를 통해 유입된 액체 이산화탄소가 일시 저장되는 공간으로서 분사노즐(100)의 길이방향(Y)으로 형성되어 있다. The
상기 연결유로(130)는 미세 드라이아이스 입자를 생성하기 위해 매우 작은 직경으로 이루어진 관 형상으로 이루어진 것으로서, 복수 개가 일정 간격 이격되어 구비된다. 상기 연결유로(130)의 상부는 배출공간부(120)에 연통하고, 하부는 토출구(110)에 연통한다. The
상기 연결유로(130)는 스테인레스 또는 수지 재질의 튜브로 이루어질 수 있고, 그 내경은 100 내지 300㎛로 이루어질 수 있다. 상기 복수의 연결유로(130)를 통과한 이산화탄소는 취합된 후 토출구(110)에서 배출된다.The
이와 같이 미세관 형상의 연결유로(130)를 구비하면, 액체의 이산화탄소가 연결유로(130)를 통과하는 과정에서 고압이 형성되고, 고압이 형성된 액체 이산화탄소가 토출구(110)를 통해 토출되면 큰 압력차이로 인해 스노우(snow) 상태의 미세 드라이아이스 입자가 다량 생성된다.When the
상기 연결유로(130)와 토출구(110) 사이에는 유도부(115)가 형성되어 있다. 상기 유도부(115)는 연결유로(130)의 하단부에서 토출구(110) 사이의 공간이다. 상기 유로홀(131)을 통과한 이산화탄소의 고체 입자 크기는 상기 유도부(115)의 길이에 의존한다. An
즉, 유도부(115)의 길이가 너무 짧으면 이산화탄소의 고체화가 어렵고, 유도부(115)의 길이가 너무 길면 유도부(115) 내부에서 이산화탄소 고체 입자의 크기가 너무 커지므로, 이산화탄소의 입자 크기가 0.1 내지 100㎛의 범위 이내가 되도록 유도부(115)의 길이를 설정할 수 있다.That is, if the length of the
한편, 토출구(110) 주변에 있는 공기 중의 수분이 응결되면, 그 응결된 수분은 분사노즐(100)의 토출구(110) 표면에도 착빙이 될 수 있다. 이를 방지하기 위하여 분사노즐(100)의 토출구(110) 외측 표면은 소수성 표면 처리가 이루어질 수 있다.On the other hand, if moisture in the air around the
소수성 표면처리는, 불소기, 메틸기 및 염소기 중 적어도 어느 하나를 포함한 가스를 진공 챔버 내부에 유입시키고, 플라즈마를 발생시켜 피처리물의 표면에 소수성 처리를 하는 것으로 구성할 수 있다. 이와 같이 소수성 표면 처리를 하게 되면, 분사노즐(100)의 토출구(110)에서 이산화탄소가 토출될 때 결빙된 입자가 토출구(110)의 표면에 착빙되는 것을 방지할 수 있다.In the hydrophobic surface treatment, a gas containing at least one of a fluorine group, a methyl group and a chlorine group may be introduced into a vacuum chamber, and plasma may be generated to subject the surface of the object to be treated to a hydrophobic treatment. This hydrophobic surface treatment can prevent frozen particles from icing on the surface of the
상기 분사노즐(100)에는 이산화탄소가 분사되는 분사부 주위(즉, 토출구 주위)에 스노우(snow)가 쌓이는 것을 방지하기 위한 기체공급부(150)가 형성되어 있다. The
상기 기체공급부(150)는 기체공급원(미도시)으로부터 공급된 결빙방지용 기체가 분사노즐(100)의 내부로 유입되는 기체유입구(151), 상기 기체유입구(151)를 통해 유입된 기체가 유동하는 기체유로(152,152), 상기 기체유로(153)의 단부에 형성되어 상기 토출구(110) 주위에 상기 기체를 배출하기 위한 기체배출구(154)로 이루어진다.The
이 경우 상기 기체유로(152)는 토출구(110)를 사이에 두고 서로 대향하는 2개의 블록(101,102) 내부에 각각 형성될 수 있고, 각각의 제2기체유로(153)의 단부에 기체배출구(154)가 형성되어 있다.In this case, the
상기 결빙방지용 기체로는 CDA(Clean Dry Air)가 사용될 수 있고, 상온 상태로 공급될 수 있다.CDA (Clean Dry Air) can be used as the anti-icing gas and can be supplied at a normal temperature.
이와 같이 이산화탄소가 분사되는 분사부 주위에 결빙방지용 기체를 공급함으로써 토출구(110) 주위와 이산화탄소가 분사되는 세정대상물 상에 스노우(snow)가 쌓이는 것을 방지할 수 있다.By supplying the freezing prevention gas around the spraying portion in which the carbon dioxide is sprayed, snow can be prevented from accumulating around the
상기와 같은 구성으로 이루어진 세정장치를 이용하여 세정하는 방법을 도 5를 참조하여 설명한다. A method of cleaning using a cleaning device having the above-described structure will be described with reference to Fig.
도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 세정방법을 보여주는 흐름도이다. 5 is a flowchart illustrating a cleaning method according to an embodiment of the present invention.
초기 상태에서 분사노즐(100)은 더미스테이지(220)의 상부에 위치한다.In the initial state, the
그 다음 단계 S1에서 분사노즐(100)의 토출구(110)를 통해 이산화탄소가 분사되고, 고체입자로 상변화된 이산화탄소는 더미스테이지(220) 상부의 더미영역에 분사된다.In step S1, carbon dioxide is injected through the
이 경우 충격량감지센서(230)에서 더미영역에 분사되는 이산화탄소에 의한 충격량을 감지한다. 제어부에는 기준되는 충격량이 미리 입력되어 있고, 상기 감지된 충격량과 미리 입력된 기준 충격량을 비교한다. 비교결과 감지된 충격량이 적절한 충격량인지 판단한다.In this case, the impact
또한, 복수의 충격량감지센서(230)에 의해 감지된 충격량은 분사노즐(100)의 폭방향(Y) 위치에 따라 서로 다른 값이 감지될 수 있다. 이와 같이 분사노즐(100)의 폭방향(Y) 위치에 따라 충격량이 상이하게 되면, 분사 균일도가 떨어지게 된다. In addition, the amount of the impact detected by the plurality of impact
따라서 적절한 충격량이 아니거나 위치에 따른 충격량이 서로 상이한 경우, 그 감지된 충격량을 토대로 토출구(110)의 갭 조절 등의 조절작업을 통해 분사노즐(100)에서의 분사가 적절한 충격량이 되도록 하거나, 분사노즐(100)의 폭방향(Y)을 따라 균일하게 이루어지도록 조절할 수 있다.Therefore, when the amount of impact is not appropriate or the amount of the impact is different according to the position, the injection from the
단계 S2에서 더미영역에 이산화탄소를 분사하는 시간이 설정시간을 경과하거나 이산화탄소 분사에 의해 토출구(110) 주변의 온도가 설정온도에 도달했는지 여부를 판단한다.It is determined whether or not the time for injecting carbon dioxide into the dummy region elapses from the set time in step S2 or the temperature around the
세정대상물(M)에서 분사하기 전에 미리 저온의 이산화탄소를 더미영역에 분사하게 되면 토출구(110) 주변의 온도가 하강한다. 이 경우 토출구(110) 주변의 온도가 설정된 온도까지 하강하도록 이산화탄소를 분사하거나, 설정된 시간 동안 이산화탄소를 분사하도록 구성할 수 있다. 토출구(110) 주변의 온도가 영하 60℃인 경우 세정효율이 좋고, 영하 60℃까지 온도가 떨어지는데 대략 30초 정도가 소요된다. 따라서 토출구(110) 주변에 온도센서(미도시)를 구비하여 온도를 측정하거나, 타이머(미도시)를 구비하여 이산화탄소 분사 시간을 측정하는 것으로 구성할 수 있다.When the low temperature carbon dioxide is injected in advance into the dummy area before spraying in the object M to be cleaned, the temperature around the
그 다음 단계 S3에서 분사노즐(100)이 더미영역에 인접한 세정스테이지(200)의 상부에 위치하도록 한다. Next, in step S3, the
이 경우 분사노즐(100)을 이동시키도록 구성할 수도 있고, 분사노즐(100)을 고정한 상태에서 더미스테이지(220)와 세정스테이지(200)를 이동시켜 세정스테이지(200)가 분사노즐(100)의 하부에 위치하도록 구성할 수도 있다.The
그 후 단계 S4에서 분사노즐(100)의 토출구(110)를 통해 고체입자를 포함하는 이산화탄소를 세정스테이지(200)에 안착된 세정대상물(M) 상에 분사하여 세정공정을 수행한다.Thereafter, in step S4, carbon dioxide containing solid particles is injected onto the object M to be cleaned, which is placed on the
이와 같이 이산화탄소를 세정대상물(M)에 분사하기 전에 더미영역에서 미리 이산화탄소를 분사시킴으로써 분사노즐(100)의 토출구(110) 주변을 포화시킨 상태에서 세정대상물(M)의 세정이 이루어지도록 하여 세정효율을 향상시킬 수 있다.In this way, before the carbon dioxide is sprayed onto the object M to be cleaned, carbon dioxide is injected in advance in the dummy area, so that the object M to be cleaned is cleaned in the state in which the vicinity of the
전술한 바와 같이 본 발명에 대하여 바람직한 실시예를 들어 상세히 설명하였지만, 본 발명은 전술한 실시예들에 한정되는 것이 아니고, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, And this also belongs to the present invention.
100 : 분사노즐
101 : 제1블록
102 : 제2블록
110 : 토출구
115 : 유도부
120 : 배출공간부
130 : 연결유로
140 : 이산화탄소 유입구
150 : 기체공급부
151 : 기체유입구
152 : 제1기체유로
153 : 제2기체유로
154 : 기체배출구
200 : 세정스테이지
220 : 더미스테이지
230 : 충격량감지센서
300 : 챔버
400 : 이송부100: injection nozzle 101: first block
102: second block 110: discharge port
115: guide part 120: discharge space part
130: Connection channel 140: Carbon dioxide inlet
150: gas supply part 151: gas inlet
152: first gas passage 153: second gas passage
154: gas outlet 200: cleaning stage
220: Dummy stage 230: Impact sensor
300: chamber 400:
Claims (13)
상기 세정대상물이 상부에 안착되는 세정스테이지;
상기 세정스테이지에 안착된 세정대상물에 이산화탄소를 분사하기 전에 상기 분사노즐에서 미리 이산화탄소를 분사하기 위한 더미영역;
상기 세정스테이지와 더미영역 중 어느 하나의 상부에 상기 분사노즐이 위치하도록 하기 위해, 상기 세정스테이지와 더미영역을 이동시키거나 상기 분사노즐을 이동시키는 이송부;
를 포함하는 이산화탄소를 이용한 세정장치An injection nozzle provided with a discharge port for spraying carbon dioxide containing solid particles on the object to be cleaned;
A cleaning stage on which the object to be cleaned is seated;
A dummy region for spraying carbon dioxide in advance in the injection nozzle before the carbon dioxide is injected onto the object to be cleaned mounted on the cleaning stage;
A transfer unit for moving the cleaning stage and the dummy area or moving the injection nozzle so that the injection nozzle is positioned above any one of the cleaning stage and the dummy area;
A cleaning apparatus using carbon dioxide
상기 더미영역은 상기 세정스테이지의 일측에 동일한 높이로 구비된 더미스테이지인 것을 특징으로 하는 이산화탄소를 이용한 세정장치The method according to claim 1,
Wherein the dummy area is a dummy stage having the same height at one side of the cleaning stage.
상기 더미영역에는 분사되는 이산화탄소에 의한 충격량을 감지하기 위한 충격량감지센서가 구비된 것을 특징으로 하는 이산화탄소를 이용한 세정장치The method according to claim 1,
Wherein the dummy area is provided with an impact amount detecting sensor for detecting the amount of impact due to the carbon dioxide being injected.
상기 토출구는 슬릿 형상으로 이루어지고, 상기 토출구에서 분사되는 이산화탄소는 미세 고체입자를 포함하는 스노우 상태로 분사되는 것을 특징으로 하는 이산화탄소를 이용한 세정장치The method according to claim 1,
Wherein the discharge port is formed in a slit shape and the carbon dioxide injected from the discharge port is injected into a snow state including fine solid particles.
상기 분사노즐의 내부에는 상기 토출구에 연결되도록 미세관 형상으로 이루어진 연결유로가 복수 개 형성된 것을 특징으로 하는 이산화탄소를 이용한 세정장치5. The method of claim 4,
Wherein a plurality of micro-tubular connection channels are formed in the injection nozzle so as to be connected to the discharge port.
상기 연결유로와 토출구 사이에는 상기 연결유로를 통과한 이산화탄소의 고체 입자가 생성되는 공간인 유도부가 형성된 것을 특징으로 하는 이산화탄소를 이용한 세정장치6. The method of claim 5,
And an induction portion is formed between the connection passage and the discharge port. The induction portion is a space in which solid particles of carbon dioxide passing through the connection passage are generated.
상기 연결유로의 내경은 100 내지 300㎛인 것을 특징으로 하는 이산화탄소를 이용한 세정장치6. The method of claim 5,
Wherein the inner diameter of the connecting passage is 100 to 300 mu m.
상기 토출구에서 분사된 후 고체로 상변화된 이산화탄소의 입자크기는 0.1 내지 100㎛인 것을 특징으로 하는 이산화탄소를 이용한 세정장치5. The method of claim 4,
Characterized in that the particle size of the carbon dioxide phase-changed into solid after spraying from the discharge port is 0.1 to 100 탆.
b) 상기 분사노즐에서 세정스테이지에 안착된 세정대상물에 이산화탄소를 분사하기 위해, 상기 분사노즐 또는 세정스테이지를 이동시키는 단계;
c) 상기 분사노즐의 토출구를 통해 고체입자를 포함하는 이산화탄소를 상기 세정대상물 상에 분사하여 세정하는 단계;
를 포함하는 이산화탄소를 이용한 세정방법a) injecting carbon dioxide containing solid particles into a dummy region through a discharge port of an injection nozzle;
b) moving the injection nozzle or the cleaning stage to inject carbon dioxide into the object to be cleaned which is seated in the cleaning stage at the injection nozzle;
c) spraying carbon dioxide containing solid particles onto the object to be cleaned through a discharge port of the spray nozzle to clean the object;
≪ / RTI >
상기 a)단계에서 설정시간 동안 상기 더미영역에 이산화탄소를 분사하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소를 이용한 세정방법10. The method of claim 9,
Wherein the carbon dioxide is injected into the dummy region during the set time in the step a)
상기 a)단계에서 상기 토출구의 주변 온도가 설정된 온도가 될 때까지 분사하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소를 이용한 세정방법10. The method of claim 9,
Wherein the spraying is performed until the ambient temperature of the discharge port reaches a predetermined temperature in the step a)
상기 a)단계에서 상기 더미영역에 분사되는 이산화탄소에 의한 충격량을 충격량감지센서를 이용하여 감지하고, 제어부에서는 상기 감지된 충격량이 적절한지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소를 이용한 세정방법10. The method of claim 9,
Wherein the control unit senses an amount of an impact caused by carbon dioxide injected into the dummy area in the step a) using an impact amount detecting sensor, and determines whether the detected amount of impact is appropriate or not
상기 충격량감지센서는 상기 분사노즐의 폭방향 위치에 따라 이산화탄소에 의한 복수의 충격량을 감지하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소를 이용한 세정방법13. The method of claim 12,
Wherein the impact amount detecting sensor senses a plurality of impact amounts due to carbon dioxide according to a position in the width direction of the injection nozzle.
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