一種基于紫外光的干式清洗方法技術(shù)

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種基于紫外光的干式清洗方法，特別涉及一種用于清洗TFT-LCD玻璃基板表面上有機(jī)污染物的紫外光清洗方法。將該干式清洗方法與濕式清洗方法這兩種技術(shù)有效結(jié)合起來(lái),TFT-LCD玻璃基板表面經(jīng)過(guò)超聲波清洗、高壓水噴淋兩種不同類(lèi)型的濕式清洗后再對(duì)其表面進(jìn)行基于紫外光的干式清洗，使其表面的附著粒子、有機(jī)污染物均被除去,潔凈度達(dá)到原子級(jí)。該方法具有清洗效果好、速率快、綠色環(huán)保、無(wú)二次污染和均勻性好等特點(diǎn)。經(jīng)過(guò)本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)清洗的TFT-LCD玻璃基板，成品率高和產(chǎn)品質(zhì)量好，為玻璃基板的后續(xù)加工工藝流程奠定良好的基礎(chǔ)。?

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專(zhuān)利技術(shù)涉及TFT-1XD薄膜晶體管液晶顯示器(Thin Film Transistor-LiquidCrystal Display)領(lǐng)域，特別涉及一種用于清洗TFT-1XD玻璃基板表面上有機(jī)污染物的紫外光清洗方法。
技術(shù)介紹
眾所周知，隨著光電子產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，清洗工藝在光電產(chǎn)品中是必不可少的工藝，清洗對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量、精度、外觀等方面的影響也越來(lái)越重要。在液晶顯示器的生產(chǎn)過(guò)程中多次涉及清洗工藝，整個(gè)制備工藝中清洗工藝的工作量占總工作量的30%—40%，而且隨著液晶顯示技術(shù)的不斷進(jìn)步，對(duì)工件的表面潔凈度要求極高。目前，精細(xì)洗凈技術(shù)中主要有兩種，一種是干式洗凈技術(shù)，一種是濕式洗凈技術(shù)。濕式洗凈中又分為化學(xué)式洗凈和物理式洗凈。傳統(tǒng)工藝中的化學(xué)清洗已經(jīng)不能滿(mǎn)足要求，濕式洗凈技術(shù)的不足之處是在清洗過(guò)程中需要用到大量的純水和有毒化學(xué)溶劑，易造成作業(yè)人員危害及環(huán)境污染的問(wèn)題，所需要的高純度化學(xué)藥品及去離子水費(fèi)用昂貴，也形成廢水處理及安全問(wèn)題。細(xì)微部的清洗困難，清洗效率降低。此外，濕式清洗的超純水用量約占TFT-LCD玻璃基板加工廠超純水用量的60%，利用干式清洗技術(shù)代替濕式清洗，則可節(jié)省許多經(jīng)費(fèi)。紫外光表面清洗技術(shù)是非接觸式高清潔干法表面處理技術(shù)。其特點(diǎn)是清洗后的潔凈度能夠達(dá)到原子級(jí)，它借助光和氣的作用把玻璃表面粘附的各類(lèi)有機(jī)物徹底清除干凈，由于它不直接觸及表面就不會(huì)造成玻璃基板表面的損傷，以此同時(shí)也不污染環(huán)境。紫外光清洗的基本原理UV (Ultraviolet)光源發(fā)射波長(zhǎng)為185nm和254nm的光波，具有很高的能量，當(dāng)這些光子作用到被清洗物體表面時(shí)，由于大多數(shù)碳?xì)浠衔飳?duì)185nm波長(zhǎng)的紫外光具有較強(qiáng)的吸收能力，并在吸收185nm波長(zhǎng)的紫外光的能量后分解成離子、游離態(tài)原子、受激分子和中子，這就是所謂光敏作用?？諝庵械难鯕夥肿釉谖樟?85nm波長(zhǎng)的紫外光后也會(huì)產(chǎn)生臭氧和原子氧。臭氧對(duì)254nm波長(zhǎng)的紫外光同樣具有強(qiáng)烈的吸收作用，臭氧又分解為原子氧和氧氣。其中原子氧是極活潑的，在它作用下，物體表面上的有機(jī)化合物的分解物可化合成可揮發(fā)的氣體，二氧化碳和水蒸氣等逸出表面，從而徹底清除了黏附在物體表面上的碳和有機(jī)污染物?，F(xiàn)有的TFT-LCD行業(yè)采用洗凈玻璃基板的工藝流程為首先刷洗，其次浸泡式低頻超聲波清洗或超高壓MICRO JET清洗，再次DI水(去離子水)噴淋或高壓水噴淋、DI水噴淋或高壓水噴淋、流動(dòng)式高頻超聲波清洗、DI水噴淋，最后氣刀吹干、紅外烘干、涂膠。其中刷洗、超聲波清洗和高壓水噴淋這些濕式清洗方法主要用于清除附著粒子，洗凈效果比較好，當(dāng)清洗液是化學(xué)溶劑時(shí)，洗掉附著粒子的同時(shí)也將有機(jī)污染物去除，但是整個(gè)過(guò)程都是利用濕式清洗方法，一方面清洗時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，能源、人力消耗量非常大，玻璃基板還易被化學(xué)試劑腐蝕，影響液晶顯示屏的質(zhì)量，從而降低成品率；另一方面需要進(jìn)行廢液處理，環(huán)境負(fù)荷大，不符合加速構(gòu)建資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的要求。本專(zhuān)利技術(shù)方法就是針對(duì)濕式清洗方法的缺陷，將干式紫外光清洗技術(shù)運(yùn)用到TFT-LCD玻璃基板清洗的工藝中，經(jīng)過(guò)干式清洗的復(fù)合處理后，在很大程度上提高了TFT-LCD玻璃基板的清洗效果，同時(shí)洗凈后不需烘干，避免烘干過(guò)程中的二度污染，提高了產(chǎn)品的合格率。目前，國(guó)內(nèi)外在制造液晶顯示屏的工藝過(guò)程中，所采用的主流方法是刷洗除去有機(jī)物，原理是在加化學(xué)藥液的同時(shí)，利用刷子和基板的相對(duì)運(yùn)動(dòng)和摩擦將污染物分離。刷子和基板之間的力會(huì)破壞表面的各種膜層、電路的中斷，從而影響顯示屏的驅(qū)動(dòng)效果和合格率。隨著科技不斷的進(jìn)步，LCD產(chǎn)品趨于高像素化、高精細(xì)化，高輕型化，新型干式UV清洗是洗凈無(wú)機(jī)污染物的最佳手段，滿(mǎn)足加工精度的新要求，它是非接觸的，從根本上解決了上述問(wèn)題，是其他清洗方法遙不可及的。該方法不僅不會(huì)損壞表面的膜層，而且紫外光還具有表面改質(zhì)的特點(diǎn)，能夠改善TFT-LCD玻璃基板膜與膜之間的密接性，保證電路連接的穩(wěn)固性，一舉兩得。這種新型的清洗方法還能擴(kuò)展到半導(dǎo)體器件、液晶器件印刷電路板等高密度基片類(lèi)部件的加工領(lǐng)域，因此，本專(zhuān)利技術(shù)方法具有廣泛的實(shí)用性和影響力。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)的目的是將濕式清洗方法與基于紫外光的干式清洗方法有效結(jié)合起來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)TFT-LCD玻璃基板的清洗，除去表面的有機(jī)污染物(主要是油性薄膜)，其清洗范圍廣，且清洗能力強(qiáng)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專(zhuān)利技術(shù)所采取的技術(shù)方案是對(duì)TFT-LCD玻璃基板先后利用濕式清洗方法超聲波清洗、高壓水噴淋，基本除去了玻璃基板表面的附著粒子；再對(duì)其進(jìn)行氣刀吹干、紅外烘干，達(dá)到玻璃基板干燥的效果；最后對(duì)其進(jìn)行基于紫外光的干式清洗。整個(gè)清洗過(guò)程結(jié)合了濕式清洗技術(shù)和干式清洗技術(shù)，其中基于紫外光的干式清洗方法在清洗工藝流程占有極其重要的地位，改善基板表面的親和性，降低表面的接觸角(本專(zhuān)利技術(shù)的判定標(biāo)準(zhǔn)是接觸角不超過(guò)2° )，提高玻璃表面的潔凈度，提高涂膜效果。具體方法如下1.超聲波清洗將待清洗的TFT-LCD玻璃基板經(jīng)輸入傳送機(jī)傳送到超聲波清洗裝置內(nèi)，當(dāng)玻璃基板從清洗槽中通過(guò)并在清洗液(純水)中浸泡時(shí)，玻璃基板上下表面就可以同時(shí)被清洗。這是由于清洗槽的底部裝有超聲波振板，超聲波頻率控制在28KHz-40KHz范圍內(nèi)，利用該頻率范圍內(nèi)的超聲波在水中產(chǎn)生的空穴的空化作用對(duì)玻璃基板上的污垢進(jìn)行清除，在空穴破裂的瞬間會(huì)放出巨大能量對(duì)空穴周?chē)纬蓻_擊，把玻璃基板表面的污垢薄膜擊破而達(dá)到去污的效果。實(shí)踐證明用這種方法清除大中尺寸附著粒子很有效。2.高壓水噴淋為了進(jìn)一步洗去玻璃基板表面的中小尺寸附著粒子，使玻璃基板通過(guò)高壓水噴淋裝置，利用高壓水泵把清洗用水(純水)加壓到O. 5MPa-l. 5MPa，再通過(guò)噴嘴把高壓低流速的水轉(zhuǎn)化成低壓高流速的水噴射到玻璃基板表面進(jìn)行清洗，在清洗過(guò)程中，為了有效去除污染物的同時(shí)又不損害玻璃基板表面形成的各種薄膜，要嚴(yán)格控制高壓水的噴射壓力和噴射距離。3.氣刀吹干濕式清洗以后，必須對(duì)TFT-1XD玻璃基板進(jìn)行干燥處理。利用從夾縫中吹出的高速氣體將玻璃基板表面的水分清除掉，干燥效果主要受到氣刀與玻璃基板表面的距離、氣刀吐出壓力、吐出氣體溫度、氣刀角度等因素的影響。氣刀吹干的不足之處在于玻璃基板接觸了高速氣流，使玻璃基板表面二次污染的概率大大增加，較低潔凈度。這也是濕式清洗方法存在的弊端，因此在干燥冷卻以后，加入了基于紫外光的干式清洗方法。4.紅外烘干氣刀干燥以后，采用紅外干燥法對(duì)TFT-1XD玻璃基板進(jìn)行二次干燥，它作為氣刀干燥技術(shù)的輔助干燥手段，目的是將氣刀干燥時(shí)沒(méi)有完全除去、可能殘留的水分進(jìn)行徹底清除。該技術(shù)是利用紅外線加熱原理，被照射物質(zhì)吸收紅外線的能量，被吸收的能量會(huì)使物質(zhì)的分子或原子發(fā)生振動(dòng)，從而可以對(duì)物質(zhì)內(nèi)部進(jìn)行較徹底的干燥。為了避免玻璃基板表面薄膜的過(guò)燒現(xiàn)象，必須對(duì)玻璃基板表面溫度進(jìn)行精確控制。5.冷卻用氣刀烘干和紅外烘干處理過(guò)的玻璃基板，溫度會(huì)高于常溫，在進(jìn)行下一道工序之前玻璃基板必須經(jīng)過(guò)冷卻，采用緩沖收納裝置對(duì)玻璃基板進(jìn)行冷卻。若緩沖收納裝置的排氣和灰塵管理效果不好，也可能造成玻璃基板的再次污染。6.基于紫外光干式清洗清洗時(shí)使基板位于低壓水銀燈的下方，低壓水銀燈產(chǎn)生253.7nm和184. 9nm波長(zhǎng)的紫外線同時(shí)照射玻璃基板。這兩種波長(zhǎng)的紫外線所攜帶本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種基于紫外光的干式清洗方法，其特征在于：先利用超聲波清洗、高壓水噴淋濕式洗凈方法除去玻璃基板表面的附著粒子；再對(duì)其進(jìn)行基于紫外光的干式清洗；具體包括以下步驟：（A）超聲波清洗，將待清洗的TFT?LCD玻璃基板經(jīng)輸入傳送機(jī)傳送到超聲波清洗裝置內(nèi)，當(dāng)玻璃基板從清洗槽中通過(guò)并在清洗液中浸泡時(shí)，玻璃基板上下表面同時(shí)被清洗；（B）高壓水噴淋，使玻璃基板通過(guò)高壓水噴淋裝置，利用高壓水泵把清洗用水加壓到0.5MPa?1.5MPa，再通過(guò)噴嘴把高壓低流速的水轉(zhuǎn)化成低壓高流速的水噴射到玻璃基板表面進(jìn)行清洗；（C）氣刀吹干，利用從夾縫中吹出的高速氣體將玻璃基板表面的水分清除掉；?（D）紅外烘干，采用紅外干燥法對(duì)TFT?LCD玻璃基板進(jìn)行二次干燥，紅外線照射玻璃基板，將氣刀干燥時(shí)沒(méi)有完全除去的殘留水分徹底清除；（E）冷卻，采用緩沖收納裝置對(duì)玻璃基板進(jìn)行冷卻；（F）基于紫外光干式清洗，清洗時(shí)使基板位于低壓水銀燈的下方，低壓水銀燈產(chǎn)生253.7nm和184.9nm波長(zhǎng)的紫外線同時(shí)照射玻璃基板；首先，在184.9nm的紫外線作用下將空氣中的游離氧元素生成臭氧；然后，在253.7nm的紫外線作用下將空氣中的臭氧分解生成游離的氧原子，與此同時(shí)，有機(jī)污染物在紫外線的作用下分解，分解的游離態(tài)原子與紫外線照射生成的氧原子結(jié)合，形成易揮發(fā)的CO2、H2O、O2小分子化合物。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于紫外光的干式清洗方法，其特征在于先利用超聲波清洗、高壓水噴淋濕式洗凈方法除去玻璃基板表面的附著粒子；再對(duì)其進(jìn)行基于紫外光的干式清洗；具體包括以下步驟(A)超聲波清洗，將待清洗的TFT-LCD玻璃基板經(jīng)輸入傳送機(jī)傳送到超聲波清洗裝置內(nèi)，當(dāng)玻璃基板從清洗槽中通過(guò)并在清洗液中浸泡時(shí)，玻璃基板上下表面同時(shí)被清洗；(B)高壓水噴淋，使玻璃基板通過(guò)高壓水噴淋裝置，利用高壓水泵把清洗用水加壓到O.5MPa-l. 5MPa，再通過(guò)噴嘴把高壓低流速的水轉(zhuǎn)化成低壓高流速的水噴射到玻璃基板表面進(jìn)行清洗；(C)氣刀吹干，利用從夾縫中吹出的高速氣體將玻璃基板表面的水分清除掉；(D)紅外烘干，采用紅外干燥法對(duì)TFT-1XD玻璃基板進(jìn)行二次干燥，紅外線照射玻璃基板，將氣刀干燥時(shí)沒(méi)有完全除去的殘留水分徹底清除；(E)冷卻，采用緩沖收納裝置對(duì)玻璃基板進(jìn)行冷卻； (F)基于紫外光干式清洗，清洗時(shí)使基板位于低壓水銀燈的下方，低壓水銀燈產(chǎn)生 253. 7nm和184. 9nm波長(zhǎng)的紫外線同時(shí)照射玻璃基板；首先，在184. 9nm的紫外線作用下將空氣中的游離氧元素生成臭氧；然后，在253. 7nm的紫外線作用下將空氣中的臭氧分...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：任乃飛，劉丹，吳迪富，任旭東，葛小兵，孫玉娟，孫兵，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：江蘇宇迪光學(xué)股份有限公司，江蘇大學(xué)，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：