KR100699011B1 - 순환식 에칭 노즐 - Google Patents

Abstract

순환식 에칭 노즐을 개시한다. 본 발명은 LCD 제조 공정에 사용되는 에칭 노즐에 관한 것으로서, 종래에는 에칭액을 스프레이 노즐 분사 방식으로 하여 에칭 작업시 언더컷 현상이 발생하는 문제점이 있지만, 본 발명은 에칭액이 분사되는 분사 노즐과 분사된 에칭액을 U자 형태로 흡입하는 회수 노즐을 이용하여 적정량의 에칭액이 에칭 작업에 쓰이도록 하여 언더컷 현상을 줄인다. 본 발명은 에어 나이프 노즐과 같은 원리로 외측면의 하단부가 내측으로 기울어져 있고 내측면 내부의 일정 공간이 비어있는 홈을 형성하며, 내측면의 기울어져 있는 하단 부위를 제외한 각 끝단 부위에 볼트를 결합할 수 있는 관통된 다수의 구멍이 있고, 외측면의 중심부에는 에칭액을 공급 및 회수하는 관을 연결하는 부위가 있는 분사 측편과 회수 측편이 있으며 소정의 두께를 갖고, 상기 분사 측편과 회수 측편에서 분사, 회수되는 에칭액이 섞이는 것을 방지하는 지지판을 포함하고, 상기 분리 측편과 회수측편의 타측면에 결합하여 슬릿을 형성하는 분리 플레이트를 포함한다. 상기 순환식 에칭 노즐을 사용함으로써 에칭 작업을 할 때 에칭액을 조절하여 일정 방향을 갖고 에칭을 함으로써 언더컷 현상을 현격히 줄일 수 있는 효과가 있다.

분사 측편, 회수 측편, 분사 슬릿, 회수 슬릿, 분리 플레이트

Description

순환식 에칭 노즐{CIRCUIT ETHING NOZZLE}

도 1은 종래의 에칭 노즐의 도면.

도 2는 본 발명에 따른 순환식 에칭 노즐의 각 부를 설명하기 위한 도면.

도 3은 본 발명에 따른 순환식 에칭 노즐의 전체를 설명하기 위한 도면.

도 4는 본 발명에 따른 순환식 에칭 노즐의 원리를 설명하기 위한 도면.

도 5는 LCD 제조 과정에 있어서, 본 발명에 따른 순환식 에칭 노즐의 에칭 과정을 설명하기 위한 순서도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 분사 측편 20 : 회수 측편

30 : 분리 플레이트 40 : 분사 슬릿

50 : 회수 슬릿 60 : 볼트

70 : PR 80 : 박막

90 : GLASS 100 : 에칭액

본 발명은 순환식 에칭 노즐에 관한 것으로, 보다 상세하게는 에어 나이프 노즐의 원리로 두 개의 노즐을 일정 간격으로 조합하여 에칭액의 흐름을 U자 형태로 순환시켜 공급과 회수 작용을 동시에 하여 언더컷 현상을 방지하는 순환식 에칭 노즐에 관한 것이다.

에칭 공정은 크게 습식 식각(Wet Etching), 건식 식각(Dry etching)으로 구분된다. 이들 중 습식 식각은 통상적으로 이용되는 공정이며 경제적이고 생산성 있는 에칭 방법으로서, GLASS 상에 DEVELOPER에 의해 형성된 PATTERN에 분사 노즐로 에칭액을 분사하여 박막을 선택적으로 제거함으로써 PATTERN이 형성된 부분은 박막이 남게 되고, PR이 없는 부분의 박막은 제거된다. 그러나 종래의 습식 식각은 스프레이 타입의 노즐을 이용하여 에칭액을 분사하는데 에칭액이 일정 방향을 갖지 않고 분사되기 때문에 정확한 에칭을 할 수가 없는 문제점이 있다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이 종래에는 스프레이 타입의 분사 노즐(50)에서 분사되는 에칭액(100)은 제어하기가 어려워 GLASS(90) 상에 PR(70)에 의해 형성된 PATTERN의 부분까지 에칭액이 흘러 PATTERN이 형성된 부분의 박막(80)까지 일부가 손상되는 문제가 발생하고, 이로 인해 회로선폭의 정밀도가 떨어지며, 에칭액의 분사되는 양 역시 조절하기가 쉽지 않아 에칭 작업할 때 언더컷 현상이 발생한다. 이러한 문제점으로 인해 정밀한 회로선폭을 만드는데 어려움이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 두 개의 노즐을 사용하여 에칭액의 흐름을 U자 형태로 순환시켜 분사와 회수를 동시에 하여 에칭 작업시 GLASS에 에칭액의 분포를 일정하게 하고 또한 에칭액의 양을 조절가능케 하여 이로 인해 종래의 에칭 공정에서 발생하는 언더컷 현상을 현저하게 줄이고 회로선폭의 정밀도를 높이며, 분사와 동시에 회수 작용을 함으로써 회수된 에칭액이 바로바로 재활용이 가능한 순환식 에칭 노즐을 제공함을 목적으로 한다.

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LCD 제조에 사용되는 평판 GLASS에 에칭액을 분산하는 노즐에 있어서,
상기 노즐은 에어 나이프 노즐과 같은 원리로 소정의 크기와 길이를 갖는 판의 형상이며 외측면의 하단부가 내측으로 기울어져 있고 내측면 내부의 일정 공간이 비어있는 홈을 형성하며 상기 외측면의 기울어져 있는 하단 부위를 제외한 각 끝단 부위에 볼트를 결합할 수 있는 관통된 다수의 구멍과, 상기 외측면의 중심부에는 홈에 에칭액을 공급하는 관을 연결하는 부위를 포함하며, 분리 플레이트에 내측면이 결합하는 분사 측편; 상기 분사 측편과 동일한 형상을 하며, 외측면의 중심부에는 홈에 에칭액이 유출하는 관을 연결하는 부위를 포함하고, 분리 플레이트에 내측면이 결합하는 회수 측편; 및 소정의 두께를 갖으며, 상기 분사 측편과 회수 측편에서 분사, 회수되는 에칭액이 섞이는 것을 방지하는 지지판을 포함하고, 상기 분사 측편 및 회수 측편에 동일한 높이로 상기 분사 측편과 회수 측편의 타측면에 결합하여 상기 분사 측면과 회수 측편에 형성된 홈이 슬릿이 되며 하단 부위를 제외한 각 끝단의 부위에 볼트를 결합할 수 있는 다수의 구멍이 있는 분리 플레이트;를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 슬릿은 하단 부위가 상기 슬릿의 폭보다 볼록하며 볼록함이 끝나는 분사구 부위의 폭이 좁아지는 것;을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명인 순환식 에칭 노즐에 대해 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 순환식 에칭 노즐의 각 부를 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 순환식 에칭 노즐의 각 부가 서로 결합한 도면이다.

도 2(a)는 순환식 에칭 노즐의 분사 측편 및 상기 분사 측편과 동일한 형상을 가진 회수 측편을 도시한 도면이고, 도 2(b)는 순환식 에칭 노즐에서 분리 플레이트의 도면을 도시한 것이다. 도 3은 도 2에서 도시된 분사 측편과 분리 플레이트 그리고 분사 측편이 결합한 형상을 도시한 것이다.

상기 도 2(a)에서 도시한 바와 같이 분사 측편과 회수 측편은 동일한 구성으로 중앙부에 에칭액을 공급하느냐 배출되느냐에 따라 분사 측편 혹은 회수 측편으로 구분한다. 따라서 분사 측편과 회수 측편과는 동일한 구성으로 차이가 없으므로 본 설명에서는 분사 측편을 기본으로 설명한다.

상기 분사 측편은 소정의 크기와 길이를 갖는 판형상을 띠며, 상기 본체의 외측면의 하단부가 내측으로 기울어져 있고, 하단 부위를 제외한 각 끝단 부위에는 다수의 볼트를 결합할 수 있는 다수의 관통된 구멍이 있다. 또한, 중앙부 부위에는 에칭액을 공급하는 관을 연결하는 부위가 있다. 상기 도 2(a)의 단면도에서는, 내측면 내부에 일정 공간이 비어 있는 홈이 형성되어 있다. 상기 홈은 분리 플레이트의 외측면과 결합하여 슬릿이 되며 상기 슬릿은 중앙부 부위에 에칭액을 공급하는 관과 연결되어 상기 슬릿에 에칭액이 공급된다. 또한, 상기 슬릿은 하단 부위가 다른 부위에 비해 볼록하게 돌출되어 있으며, 볼록함이 끝나는 분사구 부위에서는 폭이 좁아진다. 하단 부위가 볼록 돌출되고 분사구 부위에서는 폭이 좁아짐에 의해 분사구 부위에서는 압력이 낮아져 에칭액이 분사되는 속도가 증가한다.

도 2(a)를 정리하면, 상기 분사 측편은 에어 나이프 노즐과 같은 원리로 소정의 크기와 길이를 갖는 판형상을 띠며 외측면의 하단부가 내측으로 기울어져 있고, 내측면 내부의 일정 공간에는 비어있는 홈이 형성된다. 상기 홈은 분리 플레이트의 외측면과 분사 측편의 내측면이 결합하여 슬릿이 되며 상기 슬릿은 하단 부위가 상기 슬릿의 폭보다 볼록하게 돌출되어 하단 부위의 폭이 넓어지나 볼록함이 끝나는 분사구 부위는 폭이 좁아진다. 이로 인해 에칭액이 분사되는 분사구 부위에는 상대적으로 압력이 낮아져서 에칭액이 분사되는 속도가 증가되며, 또한 회수 측편에서의 회수구 부위도 입구가 좁은 관계로 역시 압력이 낮아져 분사된 에칭액이 빨려 올라가 회수 슬릿에 흡입된다. 또한, 상기 외측면의 기울어져 있는 하단 부위를 제외한 각 끝단 부위에 볼트를 결합할 수 있는 관통된 다수의 구멍이 있어 분사 측편과 회수 측편 그리고 분리 플레이트를 볼트로 고정한다. 상기 외측면의 중심부에는 상기 슬릿에 에칭액을 공급 혹은 회수하는 관을 연결하는 부위를 포함하며, 상 기 분사 측편과 회수 측편의 내측면은 분리 플레이트에 외측면과 결합한다.

도 2(b)은 분리 플레이트의 다양한 형태를 보여주는 도면으로서, 소정의 두께를 갖으며, 상기 분사 측편 및 회수 측편과 동일한 높이와 길이로 외측면이 상기 분사 측편과 회수 측편의 타측면에 결합하며, 상기 분사 측편과 회수 측편에 형성된 홈은 슬릿이 된다. 또한, 상기 분사 측편과 회수 측편에서 분사, 회수되는 에칭액이 섞이는 것을 방지하는 지지판을 포함하여 에칭 작업을 할 때 분사 슬릿을 통해 분사되는 에칭액과 회수 슬릿을 통해 다시 회수되는 에칭액이 혼합되지 않고 원활하게 순환될 수 있도록 하며, 하단 부위를 제외한 각 끝단의 부위에 분사 측편과 회수 측편에 동일하게 볼트를 결합할 수 있는 다수의 구멍이 있다.

도 3은 도 2에서 설명한 분사 측편(10)과 회수 측편(20) 그리고 분리 플레이트(30)를 결합한 도면으로서, 분리 플레이트(30)를 주축으로 분리 플레이트(30)의 각 외측면에 회수 측편(20)과 분사 측편(10)의 내측면이 각각 결합하며, 분사 측편과 회수 측편에 형성된 홈은 결합된 분리 플레이트의 외측면에 의해 슬릿이 되며 상기 슬릿은 분사 측편과 회수 측편에서 에칭액이 공급, 회수하는 통로 역할을 한다. 또한, 분사 측편과 회수 측편의 내측면과 분리 플레이트의 외측면이 결합될 때 이격이나 미세한 틈새가 발생하지 않도록 하단 부위를 제외한 모든 각 끝단 부위에 일정 간격으로 동일한 부위에 다수의 볼트 구멍이 형성되어 다수의 구멍에 볼트를 결합하여 미세한 이격이나 틈새를 방지한다. 또한, 분사 측편에서 분사 슬릿을 통해 에칭액이 분사되어, 분사된 에칭액을 다시 흡인, 회수하는 회수 측편을 걸친 에 칭액은 다시 공급 탱크로 이동하여 에칭 작업에 계속적으로 재활용되게 순환을 반복한다.

도 4는 본 발명에 따른 순환식 에칭 노즐의 원리를 설명하기 위한 도면이다.

상기 도면에서는 에어 나이프 노즐과 같은 원리인 순환식 에칭 노즐에서 에칭액(100)이 분사되고 회수되는 원리를 보여주는 것으로서, 상기 에어 나이프 노즐은 압력과 유량을 조절하여 에칭 작업시 작업 효율을 높인다. 상기 순환식 에칭 노즐은 GLASS(90) 상에 PR(70)에 의하여 형성된 PATTERN대로 분사 노즐에서 에칭액을 분사하여 박막(80)을 선택적으로 제거함에 있어서, 분사 측편(10)에서는 에칭액을 분사하고 회수 측편(20)에서는 분사된 에칭액(100)을 회수하는 방식을 이용하며 분사된 에칭액(100)에 의해 노출된 박막(80) 부위는 반응을 일으켜 제거가 된다.

또한, 상기 순환식 에칭 노즐은 분사 측편(10), 회수 측편(20) 그리고 분리 플레이트(30)가 결합시 미세한 이격과 틈새를 없애려고 다수의 관통된 구멍에 하나의 볼트(60)를 이용하여 미세한 이격 없이 완벽하게 결합한다.

상기 순환식 에칭 노즐의 에칭액(100)은 분사 측편(10)의 중심부에 연결된 관을 통해 분사 측편(10)의 내측면과 분리 플레이트(30)의 외측면과 결합하여 형성된 분사 슬릿(10)으로 공급되며 분사 슬릿(40)에 공급된 에칭액(100)은 분사 슬릿(40)의 하단 부위로 흘러내리게 되는데, 분사 슬릿(40)의 하단 부위는 상기 슬릿의 폭보다 볼록하게 돌출되어 있으며, 볼록한 부위가 끝나는 분사구 부위에서는 폭이 좁아져 결과적으로 분사구는 작아진다. 이로 인하여 분사 슬릿(40)에 공급되어 볼 록해진 하단 부위로 흘러내리던 에칭액(100)은 갑자기 분사구 부위에서 폭이 좁아져 서로 먼저 분출하려고 하는 성질을 띠게 된다. 이러한 성질 때문에 분사구 부위의 압력은 감소하며 이에 따라 분사 속도가 빨라진다. 또한, 분사된 에칭액(100)은 회수 측편(50)으로 다시 회수되는데 이것 역시 분사된 에칭액(100)이 압력이 낮은 곳으로 빨려 올라가는 원리를 이용하여 회수 슬릿(50)으로 흡입한다. 이때 분사구에서 분사된 에칭액(100)은 회수구로 흡인될 때 U자 형태를 띠며, 회수 슬릿(50)으로 흡입된 에칭액(100)은 회수 측편 중심부에 연결된 관을 통해 회수 탱크로 이동하고, 회수 탱크에서 다시 공급 탱크를 걸쳐 다시 에칭 작업을 할 때 에칭 노즐에 의해 재분사가 된다.

상기 분사 측편과 회수 측편에서 U자 형태로 분사와 회수가 이루어짐에 따라 GLASS에 분사되는 에칭액을 조절할 수 있으며, 또한 일정 방향으로 정확한 분사가 이루어져 언더컷 발생을 최소화하여 불량률을 없애며, 이로 의해 에칭 작업시 에칭을 균등하게 하여 정밀 회로를 얻고 미세한 회로선폭을 구현하여 고집적 회로를 구현한다.

도 5는 LCD 제조 과정에 있어서, 본 발명에 따른 순환식 에칭 노즐의 에칭 과정을 설명하기 위한 순서도이다.

LCD 제조 과정은 일반적으로 세정, 박막 증착, 사진, 식각 그리고 검사의 공정을 거친다.

상기 순서도에서의 세정은 초기 투입이나 공정 중에 기판이나 막 표면의 오 염등을 사전에 제거하여 불량이 발생하지 않도록 하며, 또한, 증착될 박막의 접착력 강화를 목적으로 한다.

박막 증착은 기계 가공이 실현 불가능한 ㎛이하의 엷은 막을 증착시키는 것으로서 ITO 같은 투명 전극을 이용한다. ITO는 매트릭스 구동 디스플레이에 사용되는 투명 전극의 재료로서 전극 패턴 가공성이 우수하고, 화학적 열적 안전성이 뛰어나다.

사진 기술은 MASK에 그려진 PATTERN을 박막이 증착된 GLASS 위에 전사시켜 형성하는 공정으로 일반 사진 현상의 공정과 같다. 사진 기술에는 감광액 도포 즉, PR 등이 주요 공정으로 이루어진다.

식각 기술은 물리적, 화학적인 반응을 이용하여 GLASS 상에 PR에 의하여 형성된 PATTERN을 구현하는 방법으로 에칭 작업에 의해 PATTERN이 형성된 부분의 박막은 남게 되고 PR이 없는 부분의 박막은 제거된다. 본 발명에서는 공급 탱크에서 에칭액은 마그넷 펌프에 의해 분사 측편에 연결되어 있는 관을 통해 상기 분사 측편 내측면과 분리 플레이트 외측면이 결합하여 형성된 분사 슬릿으로 에칭액을 공급되어 분사된다. 분사된 에칭액은 진공 터보 펌프에 의해 압력이 감압 상태인 회수 슬릿으로 U자 형태로 흡입되어 회수하게 된다. 회수된 에칭액은 분사 슬릿에 연결된 관을 통해 회수 탱크로 이동하게 되고, 역시 회수 탱크에서도 진공 터보 펌프에 의해 감압을 하여 회수 탱크에 관으로 연결된 공급 탱크로 공급되며 에칭 작업시 공급 탱크로 공급된 에칭액은 재활용이 된다.

검사 기술에서는 LCD의 제조 공정에서 단위 공정의 완성도를 확인하는 검사 나, 제품의 전기적, 광학적 특성을 측정하는 작업과 불량 여부의 원인 규명과 품질 향상의 기회를 제공한다. 검사 공정에서는 크게 박막의 증착 두께 및 식각 두께의 평가 등이 있다.

상기 기술한 바와 같이 본 발명에 따른 순환식 에칭 노즐은 GLASS에 에칭액이 분사될 때, 분사 측편과 회수 측편에서 에칭액을 조절함으로써 에칭 작업시 에칭의 효율을 높이며, 이에 따라 균일하게 에칭이 되는 효과가 있다.

또한, 균일하게 에칭됨에 따라 PR에 의해 형성된 PATTERN의 박막과 GLASS 내부에 내장된 회로가 파손되는 것을 방지하여 정밀 회로를 얻으며, 에칭액이 과하게 분사되는 것을 막아 에칭액이 GLASS에 흐르는 것을 방지한다.

또한, 에칭액이 U자 형태로 균일하게 분사됨에 따라 일정한 방향을 가져 정확한 에칭을 하여 언더컷 현상을 없애고 미세한 회로선폭을 구현하여 불량률을 최소화하고 아울러 신뢰성까지 확보하는 효과가 있다.

또한, 상기 순환식 에칭 노즐을 사용함으로써 에칭액이 고여 있지 않고, 순환하여 다시 재활용이 가능하여 자원 절감 효과를 가지는 특징이 있고, 또한, 주변 환경이 에칭액에 의해 오염되는 것을 방지하는 효과가 있다.

이상에서는 본 발명은 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하 청구 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없어 당해 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능함은 물론이며, 그와 같은 변형은 특허청구범위의 기재 범위 내에 있게 된다.

Claims (2)

1. 삭제
2. LCD 제조에 사용되는 평판 GLASS에 에칭액을 분산하는 노즐에 있어서,

   상기 노즐은 에어 나이프 노즐과 같은 원리로 소정의 크기와 길이를 갖는 판의 형상이며 외측면의 하단부가 내측으로 기울어져 있고 내측면 내부의 일정 공간이 비어있는 홈을 형성하며 상기 외측면의 기울어져 있는 하단 부위를 제외한 각 끝단 부위에 볼트를 결합할 수 있는 관통된 다수의 구멍과, 상기 외측면의 중심부에는 홈에 에칭액을 공급하는 관을 연결하는 부위를 포함하며, 분리 플레이트에 내측면이 결합하는 분사 측편;

   상기 분사 측편과 동일한 형상을 하며, 외측면의 중심부에는 홈에 에칭액이 유출하는 관을 연결하는 부위를 포함하고, 분리 플레이트에 내측면이 결합하는 회수 측편; 및

   소정의 두께를 갖으며, 상기 분사 측편과 회수 측편에서 분사, 회수되는 에칭액이 섞이는 것을 방지하는 지지판을 포함하고, 상기 분사 측편 및 회수 측편에 동일한 높이로 상기 분사 측편과 회수 측편의 타측면에 결합하여 상기 분사 측면과 회수 측편에 형성된 홈이 슬릿이 되며 하단 부위를 제외한 각 끝단의 부위에 볼트를 결합할 수 있는 다수의 구멍이 있는 분리 플레이트;를 포함하는 것을 특징으로 하며,

   상기 슬릿은 하단 부위가 상기 슬릿의 폭보다 볼록하며 볼록함이 끝나는 분사구 부위의 폭이 좁아지는 것;을 특징으로 하는 순환식 에칭 노즐.

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