A New Cleaning Concept for Display Manufacturing Process with Electrolyzed Anode Water

전해 양극수를 이용한 새로운 디스플레이 세정

  • 류근걸 (순천향대학교 신소재공학과)
  • Published : 2005.02.01

Abstract

Display manufacturing process has adopted RCA cleaning, applying to larger area and coping with environmental issue for last ten years. However, the approaching concept of ozonized, hydrogenised, or electrolyzed water cleaning technologies is within RCA clean paradigm. In this work, only electrolyzed anode water was applied to clean particles and organics as well as metals based on Pourbaix concept, and as a test vehicle, MgO particles were introduced to prove the new concept. The electrolyzed anode water is very oxidative with high oxidation reduction potential (ORP) and low in pH of more than 900 mV and 3.1, respectively. MgO particles were immersed in the anode water and its weight losses due to dissolution were measured with time. Weight losses were in the ranges of 100 to 500 micrograms in 250 ml anode water depending on their ORP and pH. Therefore it was concluded that the cleaning radicals in the anode water was at least in the range of 1 to $5{\times}10^{20}$ ea per 250 ml anode water equivalent to $1{\times}10^{18} ea/cm^2$. Hence it can be assumed that the anode water applied to display cleaning from now on $1{\times}10^{10}$ to $1{\times}10^{15} ea/cm^2$ ranges of contaminants are being treated. In addition, it was observed that anode water did not develop micro-roughness on hydrophobic surface while it did on the native silicon oxide.

디스플레이 세정의 개념은 기존의 반도체 세정인 RCA 세정을 근간으로 하고 있으며, 대면적화와 환경친화적인 관점으로 발전하여 왔다. 본 연구에서는 프베이 도표에 근거하여 전리수를 이용하여 입자를 제거할 수 있음을 예측하고 이를 확인하였다. 이 때 연구 대상으로 MgO 분말을 사용하였다. 사용된 전리수는 산화전위가 800 mV 이상이고 pH가 3.1으로 산화상이 강하였다 전리수에 용해되는 MgO 분말의 무게를 pH에 조사하였으며, 250 ml 전리수에 100-500 microgram 범위로 용해됨을 알 수 있었다. 이는 $1E18 ea/cm^3$정도의 용해 물질을 내포하고 있음을 의미하며, 따라서 $1E15 ea/cm^3$ 정도 수준의 불순물을 다루는 디스플레이 세정에 적용할 수 있음을 알 수 있었다. 특기할 것은 전리수는 반도체의 기판인 실리콘 웨이퍼의 자연산화막을 식각하여 표면거칠기를 증가시킴을 처음으로 관찰하였다.

Keywords