具体实施方式
下面将参照附图更详细地说明本发明的示例性实施例。然而,本发明的范围不限于这些示例性实施例并且本发明能够以各种方式实施。另外,为清晰说明起见,图中所示的层和区域的大小可简化或放大。另外,相同的附图标记在图中始终表示相同的元件。
图1是示意图,示出了根据本发明示例性实施例的用于基板的蚀刻设备的构造。
参照图1,该蚀刻设备包括蚀刻单元100、供给管线200和供给源300。在蚀刻单元100中,使用蚀刻溶液蚀刻至少一个基板。当基板在蚀刻单元100中蚀刻时,气体供给到蚀刻单元100,由此向基板提供气泡(bubble)。气体通过供给源300和供给管线200送到蚀刻单元100。供给管线200包括连接到蚀刻单元100的第一管线210和连接到供给源300的第二管线220。
图2是剖视图,示出了图1的蚀刻单元的结构。
参照图2,蚀刻单元100包括蚀刻箱(etching tank)110、基板130、盒(cassette)120、以及多孔板140。基板130利用蚀刻单元100来蚀刻。蚀刻箱110包括其中含有蚀刻溶液190的容器。蚀刻箱110具有各种形状,诸如具有开放顶表面的圆筒形或六面体形,从而使蚀刻溶液190容纳于其中。将被蚀刻的基板130通过蚀刻箱110的开放顶表面加载或卸载。
基板130用于显示装置。如果该显示装置是液晶显示器,则每个基板130包括例如透明玻璃或塑料。这里,成对的基板130被附着,使得上基板与下基板相对且蚀刻基板130的对。当蚀刻时,与成对的基板130的内表面相反的外表面通过蚀刻溶液被蚀刻。
多个基板130同时加载和蚀刻。为此,使用盒120。同时蚀刻的基板130的数目通常为例如从约10片到约20片,但如果必要可以为约10片或更少、或者20片或更多。盒120具有开放的上表面,且多个基板130与盒120的相对侧面平行地安置在盒120中。基板130通过盒120的开放上表面放入并安置。
多孔板140安装到盒120的下表面,并规则地设置有多个排出口150。多孔板140可以例如整体地形成到盒120、或者与盒120分开地形成之后安装到盒120的下表面。为了将多孔板140安装到盒120,例如,盒120的下表面开放,留下其边缘,然后多孔板140装到盒120的下表面的边缘上。
同时,为了在盒120中安置基板130,例如,安装具有与盒120的相对侧面平行的沟槽的导向器(guide),然后基板130插入到沟槽中。另外,具有沟槽的另一导向器安装到多孔板140,然后基板130插入到该沟槽中。
蚀刻溶液190填充在蚀刻箱110中至比盒120的高度高的水平。蚀刻溶液190可以利用单独的供给装置从底部到顶部顺序填充。蚀刻溶液190与安置在盒120中的基板130反应。例如,在待蚀刻的基板130是LCD中使用的玻璃基板的情况下,蚀刻溶液190含有氢氟酸。每个基板130通过氢氟酸与玻璃成分的化学反应来蚀刻,因而每个基板130经历厚度的减小。
每个基板130的相对表面通过设置在多孔板140中的排出口150被提供有气泡。提供所述气泡从而去除积累在每个基板130的表面上的副产品。副产品通过基板130与蚀刻溶液190的化学反应产生。当副产品积累在每个基板130的表面上时,基板130与蚀刻溶液190的化学反应受到阻碍。
为了产生气泡,主要使用并通过供给管线200输送空气或不活泼气体(inert gas)例如氮气。连接供给管线200和多孔板140的气泡板180可以设置在蚀刻箱110的底部与多孔板140之间。气泡板180用作连接供给管线200的第一管线210和多孔板140的排出口150的中间媒介。气泡板180可以与多孔板140整体形成。
图3是剖视图,示出了图1的供给管线的结构。
参照图3,供给管线200包括分别连接到排出口150的第一管线210。另外,供给管线200包括第二管线220,其每个将第一管线210部分地汇束(bundle)。第二管线220将第一管线210汇束,且将全部第一管线210分成多个组,每个组包括一些第一管线210。第二管线220从主管线(main line)310分支,主管线310直接连接到供给源300。
第二管线220分别设置有调压器225。每个调压器225可包括例如流量计和压力计。流量计调节通过每个第二管线220输送的气体的压力。例如,操作者通过例如加宽或窄化每个第二管线220的通道可以调节气体的流速和压力。调压器指示正在输送的当前气体的压力(pressure)。
如图3所示,当两个第一管线210从每个第二管线220分支时,相同的气体压力传送到从每个第二管线220分支的两个第一管线210。另外,传送到从不同的第二管线220分支的不同第一管线210的气体的压力可以不同地调节。
第一管线210分别对应于多孔板140的排出口150。因此,当第一管线210分成组时,分别与第一管线210对应的排出口150也以相同方式分成组。当第一管线210的每个分组具有不同气体压力时,去除副产品的效率通过从排出口150的每个分组供给的气泡而改变。换言之,通过具有较高压力的气体的输送而产生的气泡可以更有效地去除积累在每个基板130的表面上的副产品。
积累在基板130上的副产品的量可以根据例如基板130在盒120中的安置位置、或基板130的区域而变化。例如,考虑到该差异,较高压力的气体输送到与积累了大量副产品的区域对应的第一管线210,较低压力的气体输送到与积累了较少量的副产品的区域对应的第一管线210。在此情况下,副产品被均匀去除,因而基板130能够以均匀厚度蚀刻。
以此方式,当第一管线210分成组时,应该考虑积累在基板130上的副产品的量。基于该考虑,第一管线210和排出口150可以按如下各种方法分组。
图4A至4E是平面图,示出了将图2的多孔板的排出口分组的实施例。
参照图4A,设置在多孔板140中的多个排出口150沿彼此垂直的第一和第二方向D1和D2规则地形成。假设沿第一方向D1形成的排出口150定义为排出部件170,则多孔板140具有沿第二方向D2形成的多个排出部件170。每个排出部件170对应于待蚀刻的每个基板130。例如,假设沿第二方向D2顺序布置的排出部件170分成第一至第十排出部件151至160,则第n排出部件(n是1到10范围内的任意自然数)向特定基板130提供气泡,该特定基板130与第n排出部件相邻地安置。
在该实施例中,排出口150以排出部件为单元分组。例如,属于相邻排出部件(例如第一和第二排出部件151和152)的所有排出口150属于相同组。连接到属于相同组的排出部件150的第一管线210提供有相同的气体压力。该构造应用于副产品根据基板130在盒120中的安装位置而不同地产生且因此基板130以不同厚度蚀刻的情况。例如,当10个基板130同时蚀刻时,蚀刻厚度在单个基板130的区域之间显示出小的差异,但根据基板130在盒120中的安置位置而在不同基板130之间显示出大的差异。在此情况下,排出口150可以例如以排出部件为单元来划分。
为此,不同地确定属于相同组的排出部件170的数目。当同时蚀刻10个基板130时,蚀刻厚度在与第一和第二排出部件151和152对应的基板130之间显示出小的差异,但蚀刻厚度在与第二和第三排出部件152和153对应的基板130之间显示出大的差异。在此情况下,排出口150和连接到排出口150的第一管线210可以基于两个相邻的排出部件170分组。
如果蚀刻厚度在对应于第一、第二和第三排出部件151、152和153的基板130之间显示出小的差异,而蚀刻厚度在对应于第三和第四排出部件153和154的基板130之间显示出大的差异,则排出口150和连接到排出口150的第一管线210可以基于三个相邻的排出部件170分组。另外,如果蚀刻厚度在对应于第一和第二排出部件151和152的基板130之间显示出大的差异,则排出口150和连接到排出口150的第一管线210可以基于任一个排出部件170分组。
参照图4B,属于相同组的一些排出部件170置于属于另一组的排出部件的之间。例如,蚀刻厚度在安置于盒120的中心的基板130与安置于盒120的相对边缘的基板130之间显示出大的差异。属于与盒120的中心相邻的第五和第六排出部件155和156的排出口150可包括在相同组中,属于关于盒120的中心对称设置的排出部件170例如第三和第八排出部件153和158的排出口150可包括在相同组中。
这里,不要求所有的组具有相同数目的排出部件170。例如,与盒120的中心相邻的第四至第七排出部件154至157可包括在一个组中。关于盒120的中心彼此对称的第三和第八排出部件153和158可包括在另一组中。位于盒120的相对边缘的第一、第二、第九和第十排出部件151、152、159和160可包括在又一组中。
参照图4C,多孔板140设置有沿第二方向D2延伸的多个排出部件170。每个排出部件170包括沿第一方向D1形成的多个排出口150。与上述实施例类似,第n排出部件(n是1到10范围内的任意自然数)向特定基板130提供气泡,该特定基板130与第n排出部件相邻地安置。
排出口150分组为排出部件170。这应用于根据基板130在盒120中的安置位置在基板130之间表现出不同蚀刻厚度的情况,并且在每个基板130内的区域之间表现出大的蚀刻厚度差异。
例如,如图4C所示,当一个排出部件170包括十个排出口150时,属于相同排出部件170的这些排出口150分成两个相等的部分,因而相邻五个排出口150可以形成为一个组。属于一个组的排出口150的数目根据例如基板130被蚀刻之后蚀刻厚度差异的分布来确定。换言之,如果蚀刻厚度在每个基板130内的区域之间显示出大的差异,则属于一个组的排出口150的数目应该减少。在最大程度减少排出口150的数目的情况下,一个组可包括仅一个排出口150。
参照图4D,属于一个排出部件170的仅一些排出口150形成为一个组,且设置在属于另一组的其它排出口150之间。例如,当蚀刻厚度在每个基板130的中心区域和边缘区域之间表现出大的差异时,位于排出部件170的中心处的排出口150可以形成为一个组,关于排出部件170的中心对称设置的排出口150可以形成为另一组。
不要求所有的组具有相同数目的排出口150。例如,当一个排出部件170包括十个排出口150时,与一个排出部件170的中心相邻的仅四个排出口150可形成为一个组。与排出部件170的中心相邻并关于该中心彼此对称的一对排出口150可构成为另一组。位于排出部件170的相对边缘的最后四个排出口150可构成为又一组。
参照图4E,多孔板140设置有沿第二方向D2形成的多个排出部件170。每个排出部件170包括沿第一方向D1形成的多个排出口150。第n排出部件(n是1到10范围内的任意自然数)向特定基板130提供气泡,该特定基板130与第n排出部件相邻地安置。
排出口150通过将属于每个排出部件170的一些排出口150汇束来分组。这应用于蚀刻厚度不论基板130在盒120中的安置位置而在每个基板130内的区域之间显示出差异的情况中。例如,该构造可以应用于这样的情况,即其中蚀刻厚度在对应于第一排出部件151的基板130与对应于第五排出部件155的基板130之间没有显示出差异,但两个基板130的中心和相对边缘显示出相同或类似的蚀刻厚度差异分布。
例如,第一至第十排出部件151至160中位于中心、相对边缘、以及中心和相对边缘之间的排出口150分成不同的组。
在图4A至4D所示的实施例中,属于相同组的第一管线210连接到属于相同排出部件170的至少一个排出口150。相反,在图4E所示的实施例中,属于相同组的第一管线210连接到属于不同排出部件170的至少两个排出口150。以此方式,第一管线210可以分成各种组,且因此可以向每个组提供适当的气体压力。
同时,在图4A至4E所示的实施例中,基板130和排出部件170具有一对一的对应关系。然而,基板130和排出部件170通过在相邻的排出部件170之间插入基板130而可具有二对一的对应关系。在该情况中,属于每个排出部件的排出口150分成组。
图5A是曲线图,示出利用根据本发明比较例的蚀刻设备蚀刻基板之后该基板上的厚度分布。根据该比较例的用于基板的蚀刻设备为基板(为方便描述,称为“第一基板”)提供由相同的气体压力引起的气泡。
参照图5A,蚀刻工艺之后,第一基板具有非常不规则的厚度分布。具体地,第一基板具有厚度在约810微米(μm)和约820μm之间的区域、厚度在约820μm和约830μm之间的区域、以及厚度在约830μm和约840μm之间的区域。
图5B是曲线图,示出利用根据本发明另一比较例的蚀刻设备蚀刻基板之后该基板上的厚度分布。根据另一比较例的用于基板的蚀刻设备为基板(为方便描述,称为“第二基板”)的区域提供不同的气泡。具体地,设置在多孔板中的排出口是不规则设置的。排出口以高密度形成在特定区域,因而提供大量气泡到该特定区域。排出口以低密度形成在另一区域,因而较少量的气泡提供到该另一区域。该结构基于与应用于本发明实施例的原理类似的原理。
参照图5B,第二基板具有较均匀的厚度分布,其中除了一部分以外整个区域的大部分区域具有在约810μm和约820μm之间的厚度。因此,第二基板比第一基板具有更均匀的厚度分布。根据本发明的示例性实施例,基板可以被蚀刻得具有均匀的厚度分布。
图6A和6B是平面图,示出了各种实施例,其中排出口设置在图2的多孔板中。
参照图6A和6B,多孔板140设置有沿第二方向D2形成的多个排出部件170。每个排出部件170包括沿第一方向D1形成的多个排出口150。这里,第一方向D1指的是当基板130安置在盒120中时对应于基板130的每个底部表面的长度方向的方向。第二方向D2垂直于第一方向D1,指的是基板130的安置方向。假设虚线175在对应于每个基板130的底表面的区域上平行于第一方向D1,属于一个排出部件170的排出口150均匀地设置在虚线175的两侧。
以此方式,当属于一个排出部件170的排出口150均匀设置在虚线175两侧时,气泡可以均匀地提供到对应于排出部件170的每个基板130的相对表面。因而,每个基板130的相对表面可以均匀蚀刻。
具体地,如图6A所示,排出口150可以例如按锯齿方式逐个交替设置在虚线175的两侧。另外,如图6B所示,包括至少一个排出口150的排出口组可以例如按锯齿方式交替设置在虚线175的两侧。
如果排出口150以锯齿方式交替设置,则连接到排出口150的第一管线210可以分成组。结果,所提供的气泡根据基板130在盒120中的安置位置或基板130中的区域而调整,因而基板130可以更均匀地蚀刻。
图7是示意图,示出了根据本发明另一示例性实施例的用于基板的蚀刻设备的构造。
参照图7,该蚀刻设备包括蚀刻单元100、供给管线200和供给源300。在蚀刻单元100中,使用蚀刻溶液蚀刻至少一个基板。当基板在蚀刻单元100中蚀刻时,气体供给到蚀刻单元100,由此向基板提供气泡。气体通过供给源300和供给管线200送到蚀刻单元100。
图8是剖视图,示出图7的蚀刻单元的结构。
参照图8,蚀刻单元100包括蚀刻箱110、基板130、具有隔离部(partition)125的盒120、以及多孔板140。基板130利用蚀刻单元100来蚀刻。蚀刻箱110包括其中包含蚀刻溶液190的容器,并具有开放的顶表面。多个基板130同时加载和蚀刻。盒120具有开放的上表面,从而允许基板130加载到蚀刻箱110中。
盒120具有开放的上表面,并且多个基板130与盒120的相对侧面平行地安置在盒120中。盒120的隔离部125将基板130彼此分隔开。隔离部125与基板130一一对应地安装。供选地,一个隔离部125可对应于数个基板130。另外,盒120可以在其中设置有多个子盒,子盒可分别用作隔离部125。
多孔板140安装在盒120的下表面上,并提供有规则排列的多个排出口150。多孔板140可以与盒120整体地形成、或者可以在多孔板140与盒120分开地制造之后安装到盒120的下表面上。为了使蚀刻每个基板130时每个基板130的相对表面均匀蚀刻,可以不同地设置排出口150。为此,可以不加修改地应用参照图6A和6B描述的实施例的构造。
图9是剖视图,示出图7的供给管线的结构。
参照图9,供给管线200包括分别连接到排出口150的第一管线210、连接到供给源300的第二管线220。通过将至少一个第一管线210形成组,第二管线220将第一管线210分成多个组。图9中,第一管线210与第二管线220一一对应。
第二管线220分别另外设置有调压器225。每个调压器225调节从供给源300输送的气体的压力。相同的气体压力传送到从特定一个第二管线220分支的所有第一管线210。另外,传送到从不同的第二管线220分支的不同第一管线210的气体压力可以不同地调节。
如上所述,第一管线210和连接到第一管线210的排出口150通过每个第二管线220分组。为此,可以不加改变地应用参照图4A指4E描述的实施例的构造。
再参照图8,在蚀刻过程中,基板130通过与蚀刻箱110中容纳的蚀刻溶液190的化学反应而被蚀刻。在化学反应期间,产生诸如沉淀物的副产品。该副产品不积累在每个基板130的表面上,而是借助于从供给管线220输送的气体形成的气泡从每个基板130的表面去除。在其中积累了大量副产品的部分的情况中,对于连接到与该部分对应的排出口150的第二管线220,调压器225的压力被高地调节,由此快速地去除副产品。在该情况中,副产品可以均匀地去除,从而基板130能够以均匀的厚度蚀刻。
在进行化学反应时,一些基板130经历蚀刻厚度的过度减小,因而遭受对基板130造成损坏的破裂。当损坏的基板130的碎片在蚀刻箱110中自由移动时,其它基板130在蚀刻过程中也被碎片损坏。根据该实施例,当一些基板130受到损坏时,碎片的移动受到隔离部125的限制。因此,尽管一些基板130受到损坏,但安置在盒120中的其它基板130可被蚀刻而没有损坏。
由上述可见,根据本发明的示例性实施例,基板可以同时以均匀厚度蚀刻。另外,尽管一些基板在蚀刻过程中会受到损坏,但其它基板没有被损坏。
已经描述了本发明的示例性实施例,还要注意的是,对本领域技术人员显然的是,在不偏离权利要求的界限所定义的本发明的精神盒范围的情况下,可以进行各种改变。