KR101567731B1 - 미세 패턴을 형성하기 위한 글라스 에칭 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 미세 패턴을 형성하기 위한 글라스 에칭 방법에 관한 것이다. 상기 글라스 에칭 방법은, 글라스 위에 포지티브 감광액을 스핀 코팅하는 단계; 상기 글라스를 가열하는 단계; 미세 패턴이 인쇄된 포토마스크 필름을 상기 글라스 위에 위치시키는 단계; 상기 포토마스크 필름에 자외선을 조사하는 단계; 상기 포토마스크 필름을 제거하고 상기 글라스를 현상액에 침지시키는 단계; 상기 글라스를 가열하는 단계; 50 중량%의 불화암모늄 수용액과 2 중량%의 불화수소 수용액의 혼합액이 채워진 배스 내에 상기 글라스를 침지시켜 상기 미세 패턴 부분을 에칭하는 단계; 세정액으로 상기 글라스 위의 상기 감광액을 제거하는 단계; 세정액으로 상기 글라스를 세척하는 단계; 를 포함한다.
이러한 구성에 따르면, 글라스를 에칭하기 위한 에칭액의 농도 비율을 최적화하고, 배스 내의 온도를 최적화하여 에칭된 면이 낮은 표면 거칠기를 갖도록 미세 패턴을 정밀하게 에칭할 수 있는 미세 패턴을 형성하기 위한 글라스 에칭 방법을 제공할 수 있다.

Description

미세 패턴을 형성하기 위한 글라스 에칭 방법 {Method for forming micro pattern on glass by etching}
본 발명은 미세 패턴을 형성하기 위한 글라스 에칭 방법에 관한 것이다.
글라스 에칭은 15세기부터 다이아몬드 컷팅기를 사용하여 부유층의 거울을 장식하는데 사용되어졌다. 1860년부터 불화수소를 이용한 화학적 에칭법으로 제작하였지만 정교한 패턴이 불가능하고 자극성 화학 물질을 사용하게 되어 환경적 문제 때문에 사용을 하지 않았다. 1980년대의 반도체 기술의 에칭기법의 발전으로 제작이 활성화되었고, 글라스와 실리콘 웨이퍼를 사용한 마이크로 바이오칩 제작에서 가장 중요한 방법으로 부각되었다.
글라스 에칭 방법으로는 건식에칭(dry etching)과 습식에칭(wet etching)이 있다.
건식에칭은 물리적, 화학적 플라즈마를 이용하여 선택적으로 패턴을 에칭하는 방법이며, 글라스 표면에 이온들의 충격에 의한 물리적 작용과 반응 물질들의 화학작용이 동시에 일어나 에칭하는 기술이다. 패턴의 선폭이 수십 μm이하의 초미세 패턴을 제작하는데 사용되어진다. 장점으로는 플라즈마를 이용하기 때문에 미세 에칭이 가능하고 유지비가 적게 소비되지만, 상대적으로 민감도가 낮고, 장비가 고가이고, 설정 조건이 복잡하다는 단점이 있다. 건식에칭 방식으로 이온빔(ion beam), 스퍼터(sputter), RF(radio frequency) 방식이 있다.
건식에칭은 습식에칭에 비하여 반응속도가 빠르고 미세형상을 제작할 수 있으며 진공공간에서 반응이 이루어지므로 안전하다. 제작 비용측면에서 저비용인 습식에칭이 많이 사용되고 있지만 앞으로 정밀 에칭이 중요하게 되므로 건식에칭 방법으로 사용 비중을 확대할 것으로 예상한다.
습식 에칭은 염기성 화학 물질을 사용하여 글라스를 선택적으로 부식시켜 에칭하는 방법이며, 최소 선폭이 5μm 이상인 패턴을 에칭하는 방법이다. 장점으로는 상대적으로 민감도가 높고, 장비가 저가이고, 설정 조건이 간단하다. 단점으로는 액상의 화학 물질을 사용해야 하므로 취급상 어려움, 폐액처리 비용의 증가, 인체에 유해한 측면이 있다.
이러한 글라스 에칭은 현재는 Bio-MEMS 공정 기술의 발전으로 마이크로 바이오칩 등을 제작하는데 사용되어지고 있다.
MEMS(Micro Electro Mechanical System)는 반도체 공정기술을 기반으로 한 마이크로 정밀기계 패턴 제작 기술을 일컫는다. 이러한 패턴 에칭으로 마이크로 정밀기계 분야의 소형화, 경량화, 다기능화, 고속화, 지능화 등이 구현되었으며 첨단 기술 산업으로서 제품경쟁력과 고부가가치화의 핵심이 되고 있다.
Bio-MEMS는 바이오 기술과 MEMS 기술의 합성어로서 체내와 체외의 생체적인 신호를 분석할 수 있는 소자 제작 기술을 일컫는다. Bio-MEMS는 생체를 중심으로 하는 연구개발분야에서 고부가가치를 창조할 수 있는 가장 확실한 유망 분야이다. 특히 Bio-MEMS 기술은 미세 유체 공학과 바이오칩을 융합하여 새로운 진단 및 치료, 생체 반응 공간의 미세검출 시스템, 채널 패턴 등의 초미세 패턴 제작을 가능하게 한다.
Bio-MEMS 기술을 위한 글라스 에칭 방법에서는 글라스에 원하는 미세 패턴을 정밀하게 형성하면서 에칭된 면이 낮은 표면 거칠기를 갖도록 매끈하게 형성하는 것이 중요한데, 이러한 낮은 표면 거칠기를 갖는 정밀 패턴을 형성하기 위한 공정 조건 등에 대한 연구가 필요한 실정이다.
대한민국 등록특허 제10-1228094호
따라서, 본 발명은 상기 사정을 감안하여 발명한 것으로, 글라스 위에 낮은 표면 거칠기의 미세 패턴을 정밀하게 에칭하여 Bio-MEMS 기술에 이용할 수 있는 미세 패턴을 형성하기 위한 글라스 에칭 방법을 제공하고자 함에 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 의하면, 미세 패턴을 형성하기 위한 글라스 에칭 방법은, 글라스 위에 포지티브 감광액을 스핀 코팅하는 단계; 상기 글라스를 가열하는 단계; 미세 패턴이 인쇄된 포토마스크 필름을 상기 글라스 위에 위치시키는 단계; 상기 포토마스크 필름에 자외선을 조사하는 단계; 상기 포토마스크 필름을 제거하고 상기 글라스를 현상액에 침지시키는 단계; 상기 글라스를 가열하는 단계; 50 중량%의 불화암모늄 수용액과 2 중량%의 불화수소 수용액의 혼합액이 채워진 배스 내에 상기 글라스를 침지시켜 상기 미세 패턴 부분을 에칭하는 단계; 세정액으로 상기 글라스 위의 상기 감광액을 제거하는 단계; 세정액으로 상기 글라스를 세척하는 단계; 를 포함한다.
또한, 상기 불화암모늄 수용액과 상기 불화수소 수용액의 중량비는 5.9~6.1 : 1 이다.
또한, 상기 배스 내의 온도는 90℃ 이다.
또한, 상기 배스의 하부에는 질소 기체를 발산할 수 있는 질소 발생부가 위치되고, 상기 질소 발생부의 위에는 다수의 개구가 형성된 천공판이 위치되고, 상기 천공판에는 상기 천공판을 진동시키기 위한 바이브레이터가 연결된다.
또한, 상기 천공판의 양측 단부 위에는 상기 천공판을 통해 발생되는 질소 기체를 중앙으로 집중시키도록 상향으로 경사지는 가이드 벽부가 위치한다.
본 발명에 따르면, 글라스를 에칭하기 위한 에칭액의 농도 비율을 최적화하고, 배스 내의 온도를 최적화하여 에칭된 면이 낮은 표면 거칠기를 갖도록 미세 패턴을 정밀하게 에칭할 수 있는 미세 패턴을 형성하기 위한 글라스 에칭 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 포토마스크를 도시하는 도면이다.
도 2a 내지 도 2h는 본 발명의 실시예에 따른 미세 패턴을 형성하기 위한 글라스 에칭 방법을 순차적으로 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배스 내의 구성을 도시하는 도면이다.
도 4는 도 3의 천공판의 평면도이다.
도 5는 도 4의 A-A' 라인을 따라 취한 개략적인 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에서 산화완충식각 혼합액 비율 변화에 따른 글라스 에칭 깊이와 에칭 평균 시간을 비교한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시예에서 산화완충식각 혼합액 비율 변화에 따른 최고 표면 거칠기, 평균 표면 거칠기, 최대 표면 거칠기에서 평균 표면 거칠기의 간격 데이터를 나타낸 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실시예에서 산화완충식각 혼합액 비율 변화에 따른 표면 거칠기의 표준편차 데이터를 그래프로 비교한 것이다.
도 9는 본 발명의 실시예에서 배스 내의 온도 변화에 따른 글라스 에칭 깊이와 에칭 평균 시간을 비교한 그래프이다.
도 10은 본 발명의 실시예에서 배스 내의 온도 변화에 따른 최고 표면 거칠기, 평균 표면 거칠기, 최대 표면 거칠기에서 평균 표면 거칠기의 간격 데이터를 나타낸 그래프이다.
도 11은 본 발명의 실시예에서 배스 내의 온도 변화에 따른 표면 거칠기의 표준편차 데이터를 그래프로 비교한 것이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.
본 발명에서는 글라스에 미세 패턴을 에칭하기 위해 포토리소그래피 공정을 이용한다.
포토리소그래피 공정에서는 감광액이 도포된 글라스 위에 패턴이 인쇄된 마스크를 놓고, 노광, 현상, 에칭 과정을 거치게 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 포토마스크를 도시한다. 이러한 포토마스크의 패턴은 적혈구의 이동 제어와 적혈구의 산란빔을 각도에 따라 광학적 측정을 할 수 있도록 설계되었다. 마스크는 글라스의 크기와 동일하게 가로 15 mm, 세로 20 mm의 포지티브 감광액용으로 제작될 수 있다.
도 2a 내지 도 2h는 본 발명의 실시예에 따른 미세 패턴을 형성하기 위한 글라스 에칭 방법을 순차적으로 도시하는 도면이다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 먼저 자외선의 노광에 반응하는 감광액(120)을 글라스(110) 위에 원심력의 원리로 스핀 코팅한다. 패턴의 깊이나 폭에 따라 원판으로 된 코팅기를 회전시켜 원하는 두께로 코팅한다. 감광액은 액체이기 때문에 두꺼운 코팅일 경우에는 점성이 큰 감광액을 사용해야 한다. 글라스(110)는 가로 15 mm, 세로 20 mm, 두께 1 mm 일 수 있다.
다음으로, 도 2b에 도시된 바와 같이, 글라스(110)와 감광액(120)의 접착력을 높이기 위한 경화 공정으로 글라스(110)에 온도를 가하여 감광액(120) 성분 중의 솔벤트(solvent)를 제거하게 된다(soft baking). 이를 위해, 글라스(110)를 오븐에 넣어 가열할 수 있다.
다음으로, 도 2c에 도시된 바와 같이, 미세 패턴이 인쇄된 포토마스크 필름(130)을 글라스(110) 위에 위치시킨다.
다음으로, 도 2d에 도시된 바와 같이, 포토마스크 필름(130)에 자외선을 조사한다. 이는 스핀 코팅된 감광액(120) 부분이 포토마스크 필름(130)의 패턴과 동일하게 현상되도록 하는 공정으로, 자외선에 노출된 감광액(120)이 화학적 반응을 일으켜 약한 성질로 바뀌게 된다.
다음으로, 도 2e에 도시된 바와 같이, 포토마스크 필름(130)을 제거하고 글라스(110)를 현상액(140)에 침지시킨다.
이는 자외선에 노광을 통해 상대적으로 결합이 약해져 있는 부분의 감광액(120)이 특수한 현상액(140)에 에칭되도록 하는 공정이며, 이러한 과정을 통해 형성된 패턴을 감광액 패턴이라 한다. 현상액(140)을 사용하여 자외선으로 노출된 감광액(120)을 제거하여 포토마스크 필름(130)의 패턴과 동일한 감광액 패턴이 만들어진다.
다음으로, 도 2f에 도시된 바와 같이, 글라스(110)를 가열하여 감광액(120)의 접합력과 점성을 더욱더 향상시킨다(hard baking). 이를 위해, 글라스(110)를 오븐에 넣어 가열할 수 있다. 이는 글라스(110) 에칭시 감광액(120)이 파손되지 않게 하기 위한 공정이다.
다음으로, 도 2g에 도시된 바와 같이, 불화암모늄 수용액과 불화수소 수용액의 혼합액, 즉 에칭액(160)이 채워진 배스(150) 내에 글라스(110)를 침지시켜 감광액 패턴 부분을 에칭한다. 불화암모늄 수용액은 물에 50 중량%의 불화암모늄을 용해시킨 것이다. 불화수소 수용액은 물에 2 중량%의 불화수소를 용해시킨 것이다.
다음으로, 세정액으로 글라스(110) 위의 감광액(120)을 제거하는 공정으로, 염화수소(HCl), 수산화칼륨(KOH), 탈이온(deionize, DI)의 증류수를 사용하여 감광액을 제거한다.
다음으로, 글라스 에칭 공정의 마지막 단계로 세정액을 사용하여 에칭된 글라스에 남아있는 오염 물질을 황산(H2SO4), 과산화수소(H2O2), 탈이온의 증류수를 사용하여 깨끗하게 제거한다. 감광액(120)과 오염 물질이 제거되고 패턴이 형성된 글라스(110)가 도 2h에 도시되고 있다.
본 실시예에서는 에칭액(160)이 채워진 배스(150) 내에 글라스(110)를 침지시켜 감광액 패턴 부분을 에칭하는 공정에서, 불화암모늄 수용액과 불화수소 수용액의 농도 비율을 다르게 하여 글라스(110)를 에칭한 후, 평균 표면 거칠기(glass average surface roughness, GRZave)와, 표면 거칠기의 표준편차(glass standard deviations, GSTDE) 값의 데이터를 도출하였다. 배스(150)는 초음파(ultrasonic) 배스를 사용하였다.
먼저, 불화암모늄 수용액과 불화수소 수용액의 비율을 중량비로 1 : 1, 2 : 1, 4 : 1, 6 : 1, 8 : 1로 농도 비율을 다르게 하여 깊이 50 μm를 에칭하였다.
같은 농도 비율 조건에서 각각 10회 반복 실험을 하였다. 실험 결과에서, 글라스 에칭은 불화암모늄(NH4F) 수용액과 불화수소(HF) 수용액의 혼합 비율에서 불화암모늄 수용액의 농도가 낮을수록 에칭 시간은 짧아졌으며 불화암모늄 수용액의 농도가 높을수록 에칭 시간은 길어진다는 것을 확인하였다.
도 6은 산화완충식각 혼합액 비율 변화에 따른 글라스 에칭 깊이와 에칭 평균 시간을 비교한 그래프이다. 도 7은 산화완충식각 혼합액 비율 변화에 따른 최고 표면 거칠기, 평균 표면 거칠기, 최대 표면 거칠기에서 평균 표면 거칠기의 간격 데이터를 나타낸 그래프이다. 도 8은 산화완충식각 혼합액 비율 변화에 따른 표면 거칠기의 표준편차 데이터를 그래프로 비교한 것이다.
산화완충식각 혼합액의 농도 비율에 따라 각각 10회 반복 실험하여 거칠기가 가장 큰 최대 표면 거칠기(glass maximum surface roughness, GRZmax)를 측정하고, 평균 표면 거칠기(glass average surface roughness, GRZave)와 표면 거칠기의 표준편차(glass standard deviations, GSTDE) 값의 데이터를 도출하여 에칭의 신뢰성을 검정하였다.
도 7을 참조하면, 최대 표면 거칠기는 불화암모늄 수용액의 농도가 높을수록 최대 표면 거칠기가 작게 측정되었고, 평균 표면 거칠기는 불화암모늄 수용액의 농도가 높을수록 표면 거칠기의 평균값이 작게 나타났다.
불화암모늄 수용액과 불화수소 수용액의 혼합 비율이 6 : 1에서 상대적으로 표면 거칠기가 작고, 표면 거칠기 변화율이 가장 작아 안정된 깨끗한 에칭이 가능하였다.
더욱더 안정한 상태에서 정밀하게 글라스를 에칭하기 위하여 표준편차를 도출하여 최적의 글라스 에칭 비율을 확인하였다. 도 8을 참조하면, 산화완충식각 혼합액 비율이 낮을수록 에칭 시간은 줄어들었지만 에칭의 표면 상태는 좋지 않음을 확인하였다. 불화암모늄 수용액과 불화수소 수용액의 비율이 6 : 1에서 표면 거칠기의 표준편차 값이 0.29로 표면 거칠기의 상태가 최적 비율인 것을 알 수 있었고 안정되고 깨끗한 에칭이 가능하였다. 이러한 표면 거칠기의 표준편차 값은 불화암모늄 수용액과 불화수소 수용액의 비율이 6 : 1 까지 지속적으로 감소하다가, 불화암모늄 수용액의 비율이 더 증가되면 표면 거칠기의 표준편차 값이 다시 증가됨을 확인할 수 있다.
이러한 결과로부터, 불화암모늄 수용액과 불화수소 수용액의 중량비가 6 : 1일 때 에칭된 면의 표면 거칠기 값과 표면 거칠기의 표준편차 값이 가장 낮아서 매끈하고 깨끗한 에칭이 이루어짐을 알 수 있었다. 또한, 이러한 결과는 불화암모늄 수용액과 불화수소 수용액의 중량비가 5.9~6.1 : 1에서는 동일하게 유지됨을 확인할 수 있었다. 따라서, 불화암모늄 수용액과 불화수소 수용액의 중량비가5.9~6.1 : 1에서 에칭된 면의 품질이 가장 우수함을 확인하였다.
다음으로, 불화암모늄 수용액과 불화수소 수용액의 중량비를 6 : 1로 고정시킨 상태에서 배스(150) 내의 온도를 50℃, 60℃, 70℃, 80℃, 90℃로 변화하면서 글라스(110)를 50 μm 깊이로 에칭하였다. 배스(150)는 초음파(ultrasonic) 배스를 사용하였다. 온도 변화 조건에서 각각 10회 반복 실험을 하였다.
도 9는 배스(150) 내의 온도 변화에 따른 글라스 에칭 깊이와 에칭 평균 시간을 비교한 그래프이다. 도 10은 배스(150) 내의 온도 변화에 따른 최고 표면 거칠기, 평균 표면 거칠기, 최대 표면 거칠기에서 평균 표면 거칠기의 간격 데이터를 나타낸 그래프이다. 도 11은 배스(150) 내의 온도 변화에 따른 표면 거칠기의 표준편차 데이터를 그래프로 비교한 것이다.
글라스 에칭은 온도의 영향으로 에칭되는 비율이 다르기 때문에 온도 변화를 주어 실험하였다. 도 9를 참조하면, 배스(150) 내의 온도가 낮을수록 글라스 에칭 시간은 길어졌고 온도가 높을수록 글라스 에칭 시간은 짧아진다는 것을 확인하였다.
도 10을 참조하면, 최대 표면 거칠기는 배스(150) 내의 온도가 높을수록 최대 표면 거칠기가 작게 측정되었고, 평균 표면 거칠기는 배스(150) 내의 온도가 높을수록 표면 거칠기의 평균값이 작게 나타났다.
따라서, 배스(150) 내의 온도가 90℃에서 상대적으로 에칭 시간은 길어졌지만 표면 거칠기가 작고 표면 거칠기 변화율이 가장 작아 안정된 깨끗한 에칭이 가능하다는 것을 알 수 있었다. 또한 표면 거칠기에서 평균 표면 거칠기의 간격 데이터에서 간격의 값이 크다는 것은 에칭의 깊이가 균일하지 않게 되었다는 것이며 간격의 값이 작다는 것은 에칭의 깊이가 균일하게 되었다는 것이다.
도 11을 참조하면, 배스(150) 내의 온도가 낮을수록 글라스 에칭 시간은 길어졌으며 표준편차 값은 증가하였다. 반면, 배스(150) 내의 온도가 높을수록 글라스 에칭 시간은 짧아졌으며 표준편차 값도 작아졌다.
따라서, 배스(150) 내의 온도가 90℃에서 표면 거칠기의 표준편차 값이 0.16으로 가장 작아 안정된 깨끗한 에칭이 가능하며 미세 패턴의 글라스 채널을 형성할 수 있는 에칭의 최적 온도임을 확인하였다. 배스(150) 내의 온도가 90℃를 넘게 되면, 수분의 증발이 일어나서 글라스 에칭에 바람직하지 않음을 확인하였다.
다음으로, 배스(150) 내의 환경 조건을 변화시켜 글라스(110)를 에칭하는 실험을 하였다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배스 내의 구성을 도시하는 도면이다. 도 4는 도 3의 천공판의 평면도이다. 도 5는 도 4의 A-A' 라인을 따라 취한 개략적인 단면도이다.
도 3을 참조하면, 배스(150)의 하부에는 질소 기체를 발산할 수 있는 질소 발생부(170)가 위치된다. 질소 발생부(170)에는 질소를 발산할 수 있는 다수의 방출 개구(171)가 위치된다.
질소 발생부(170)의 위에는 다수의 개구(181)가 형성된 천공판(180)이 위치된다. 천공판(180)은 질소 발생부(170)를 통해 배출되는 질소가 천공판(180)의 다수의 개구(181)를 통해 전체 면적에서 균일하게 배출되게 한다.
천공판(180)에는 바이브레이터(185)가 연결되어, 천공판(180)에 진동을 줄 수 있다. 바이브레이터(185)는 천공판(180)에 진동을 줘서 천공판(180)을 통해 배출되는 질소가 속도를 가지면서 더욱 균일하게 분포되도록 한다.
천공판(180)에 형성된 다수의 개구(181)는 이러한 개구가 향하는 각도를 조절할 수 있도록 구성된다. 이를 위해, 각각의 개구(181)를 형성하기 위한 개구 형성부(182)는 천공판(180)의 면보다 상하로 약간 돌출되도록 형성되고, 돌출된 개구 형성부(182)는 외력에 의해 수직 또는 경사지게 개구 방향이 조절될 수 있다. 작업자가 개구 형성부(182)의 돌출된 부분을 손으로 잡고 약간 힘을 주면 개구의 방향이 경사지게 바뀔 수 있고, 다시 외력이 없으면 그 상태를 유지하게 된다. 천공판(180)에서 하나의 열의 개구 형성부(182)들끼리는 하나로 연결되어, 하나의 열의 개구 형성부(182) 전체가 동일하게 움직이도록 구성된다.
이는 개구 형성부(182)의 개구 방향을 중앙 또는 원하는 방향으로 경사지게 바꿈으로써 천공판(180)을 통해 발산하는 질소의 방향을 글라스(110)가 위치하는 쪽으로 변화시켜 에칭 품질을 향상시킬 수 있도록 한다.
천공판(180)의 양측 단부 위에는 천공판(180)을 통해 발산되는 질소 기체를 천공판(180)의 중앙을 향해 집중시키도록 상향으로 경사지는 가이드 벽부(190)가 위치할 수 있다. 가이드 벽부(190)는 지지부(191)에 의해 배스(150)의 벽에 고정될 수 있다. 가이드 벽부(190)는 상향으로 경사지는 각도를 조절할 수 있도록 구성된다.
이러한 구성에 따르면, 질소 발생부(170)에서 발생되는 질소는 천공판(180)을 통해 배스(150) 내에서 균일하게 분포될 수 있다. 천공판(180)을 통해 배출되는 질소는 글라스(110)에 에칭액(160)의 미세한 유동을 유발하여 글라스(110)가 더 빨리 에칭되면서 낮은 표면 거칠기를 갖도록 한다.
또한, 가이드 벽부(190)는 천공판(180)을 통해 배출되는 질소를 글라스(110)가 위치하고 있는 중앙으로 유동시켜 글라스(110)에 에칭액(160)의 유동을 충분히 전달한다. 그에 따라, 글라스(110)의 에칭 품질을 향상시킨다.
불화암모늄 수용액과 불화수소 수용액의 중량비를 6 : 1로 고정시키고 배스(150) 내의 온도를 90℃로 한 상태에서, 일반적인 배스(150)와 도 3에 도시된 구성을 갖는 배스(150)에서 글라스(110)를 50 μm 깊이로 에칭하는 비교 실험을 5회 실시하였다.
일반적인 배스(150)에서 에칭된 면의 평균 표면 거칠기는 0.5μm 정도였다. 도 3에 도시된 구성을 갖는 배스(150)에서 에칭된 면의 평균 표면 거칠기는 0.4μm 정도로 에칭 품질이 더 향상된 것을 확인할 수 있었다.
또한, 일반적인 배스(150)에서 에칭된 면의 표면 거칠기의 표준편차 값이 0.16인 반면, 도 3에 도시된 구성을 갖는 배스(150)에서 에칭된 면의 표면 거칠기의 표준편차 값은 0.14 정도로 향상되었다.
이러한 결과로부터, 도 3에 도시된 배스(150)의 구성에 의해 글라스(110)의 에칭 품질을 향상시킬 수 있음을 알 수 있었다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.
110 : 글라스
120 : 감광액
130 : 포토마스크 필름
140 : 현상액
150 : 배스
160 : 에칭액
170 : 질소 발생부
180 : 천공판
190 : 가이드 벽부

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 미세 패턴을 형성하기 위한 글라스 에칭 방법에 있어서,
    글라스 위에 포지티브 감광액을 스핀 코팅하는 단계;
    상기 글라스를 가열하는 단계;
    미세 패턴이 인쇄된 포토마스크 필름을 상기 글라스 위에 위치시키는 단계;
    상기 포토마스크 필름에 자외선을 조사하는 단계;
    상기 포토마스크 필름을 제거하고 상기 글라스를 현상액에 침지시키는 단계;
    상기 글라스를 가열하는 단계;
    50 중량%의 불화암모늄 수용액과 2 중량%의 불화수소 수용액의 혼합액이 채워진 배스 내에 상기 글라스를 침지시켜 상기 미세 패턴 부분을 에칭하는 단계;
    세정액으로 상기 글라스 위의 상기 감광액을 제거하는 단계;
    세정액으로 상기 글라스를 세척하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 불화암모늄 수용액과 상기 불화수소 수용액의 중량비는 5.9~6.1 : 1 인 글라스 에칭 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 배스 내의 온도는 90℃인 글라스 에칭 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 배스의 하부에는 질소 기체를 발산할 수 있는 질소 발생부가 위치되고, 상기 질소 발생부의 위에는 다수의 개구가 형성된 천공판이 위치하고, 상기 천공판에는 상기 천공판을 진동시키기 위한 바이브레이터가 연결되는 글라스 에칭 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 천공판의 양측 단부 위에는 상기 천공판을 통해 발생되는 질소 기체를 중앙으로 집중시키도록 상향으로 경사지는 가이드 벽부가 위치하는 글라스 에칭 방법.
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