KR20070019550A - 유리 기판의 식각 장치 - Google Patents

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KR20070019550A
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    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/1303—Apparatus specially adapted to the manufacture of LCDs

Abstract

평판 디스플레이에 사용되는 유리 기판을 식각하기 위한 장치에 관한 것으로서, 상기 식각 장치는 식각액을 수용하는 용기 및 상기 용기 내에 설치되는 롤러들을 포함한다. 특히, 상기 롤러에는 상기 롤러가 회전함에 의해 상기 식각액에 수류를 발생시키는 부재가 부착된 패드를 설치한다. 그리고, 상기 용기의 식각액 내에 유리 기판을 위치시키고 상기 롤러의 회전에 의해 수류가 발생한 식각액을 상기 유리 기판으로 제공하여 상기 유리 기판을 보다 균일하게 식각한다.

Description

유리 기판의 식각 장치{Apparatus of etching a glass substrate}
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 유리 기판의 식각 장치를 나타내는 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1의 롤러들 각각에 설치되는 스폰지 패드를 나타내는 개략적인 구성도이다.
도 3은 도 1의 롤러들 각각에 설치되는 브러시를 나타내는 개략적인 구성도이다.
도 4는 도 1의 롤러들 각각에 설치되는 수류 발생용 부재가 부착된 패드를 나타내는 개략적인 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시예 2에 따른 유리 기판의 식각 장치를 나타내는 개략적인 구성도이다.
도 6은 본 발명의 식각 장치에 적용하기 위한 식각액을 사용한 식각에서 반응 부산물의 생성량을 평가한 결과를 나타내는 사진이다.
도 7a는 도 6의 시료 1에 해당하는 반응 부산물의 상태를 나타내는 사진이다.
도 7b는 도 6의 시료 2에 해당하는 반응 부산물의 상태를 나타내는 사진이다.
도 8은 식각을 수행하기 이전의 유리 기판의 표면 균일도를 나타내는 그래프이다.
도 9는 종래의 방법에 따라 식각을 수행한 유리 기판의 표면 균일도를 나타내는 그래프이다.
도 10 내지 도 13은 도 1의 식각 장치를 사용하여 식각을 수행한 유리 기판의 표면 균일도를 나타내는 그래프이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 용기 10a : 내조
10b : 외조 12 : 유리 기판
14, 50 : 롤러 16 : 순환 라인
18 : 필터 20 : 버퍼 탱크
22 : 펌프 24 : 스프레이 노즐
52 : 제1 이동부 54 : 제2 이동부
200 : 스폰지 패드 203 : 브러시
205 : 수류 발생용 부재가 부착된 패드
본 발명은 유리 기판의 식각 장치에 관한 것으로서, 평판 디스플레이에 사용되는 유리 기판을 균일하게 식각하기 위한 장치에 관한 것이다.
엘씨디(LCD : liquid crystal dispaly), 피디피(PDP : palsma display panel), 이엘디(ELD : electro luminescent display), 브에프디(VFD : vacuum fluorescent display) 등과 같은 평판 디스플레이는 그 구성 요소로서 실리콘 산화물로 이루어지는 유리 기판을 포함한다. 상기 유리 기판의 경우에는 상기 평판 디스플레이에서 차지하는 중량이 가장 크기 때문에 상기 평판 디스플레이의 집적화를 위한 일환으로서 상기 유리 기판의 중량을 줄이는 연구가 활발하게 진행 중에 있다. 상기 유리 기판의 중량을 줄이는 방법의 예로서는 상기 유리 기판의 두께를 얇게 만드는 박판화를 들 수 있다. 특히, 상기 유리 기판 중에서 상기 엘씨디에 포함되는 유리 기판의 경우에는 그 두께가 종래에는 약 1.2mm로 관리되고 있었지만, 최근에는 약 0.8mm로 관리되고 있고, 보다 집적도를 요구하는 유기 기판의 경우에는 약 0.6mm 이하까지로 관리되고 있는 실정이다.
상기 유리 기판의 박판화를 위하여 종래에는 주로 식각액을 수용하는 용기 내에 상기 유리 기판을 침적하여 상기 유리 기판의 표면을 식각하는 방법을 선택하고 있다. 특히, 상기 유리 기판의 박판화를 위한 식각 공정을 수행할 때, 상기 유리 기판의 표면이 매끄럽지 못하면 상기 유리 기판을 포함하는 평판 디스플레이의 화질에 중대한 결함을 제공하기 때문에 상기 유리 기판을 얇게 형성해야 할 뿐만 아니라 균일하게 형성해야 한다.
이를 위하여, 상기 용기 저면에 버블러, 스프레이 노즐 등을 설치하고, 상기 식각 공정을 수행할 때 상기 용기 저면으로부터 상기 용기 내에 수직으로 위치시킨 상기 유리 기판으로 상기 식각액을 버블링시키거나 분무시키는 방법을 적용하고 있 다. 즉, 상기 버블러, 스프레이 노즐 등을 사용하여 상기 유리 기판에 상기 식각액을 균일하게 제공하는 것이다. 특히, 상기 유리 기판을 식각할 때, 상기 식각액을 버블링시키는 방법에 대한 예는 대한민국 특허출원 1998-37000호에 개시되어 있고, 상기 식각액을 분무시키는 방법에 대한 예는 대한민국 특허출원 1996-23779호에 개시되어 있다. 그러나, 상기 버블러 또는 스프레이 노즐 등을 사용하여 상기 유리 기판을 식각하여도 만족할 만한 정도의 균일한 표면을 갖는 유리 기판을 획득하는 것이 용이하지 않다.
이에 따라, 최근에는 상기 유리 기판의 박판화 뿐만 아니라 균일화를 위하여 상기 식각 공정을 수행한 후, 상기 유리 기판을 폴리싱하는 공정을 수행하기도 한다. 그러나, 상기 유리 기판을 폴리싱할 경우에는 상기 유리 기판에 압력이 가해지기 때문에 상기 유리 기판 자체가 손상될 가능성이 높다.
또한, 상기 유리 기판의 식각 공정에서는 상기 식각액으로서 주로 불산 수용액을 사용하고 있다. 특히, 상기 불산 수용액을 사용하여 상기 유리 기판을 식각하는 방법에 대한 예는 대한민국 특허출원 1998-41514호에 개시되어 있다. 그러나, 상기 불산 수용액을 사용하는 상기 유리 기판의 식각에서는 상기 불산 수용액이 상기 유리 기판과 반응하고, 그 결과 규불화수소산 등과 같은 반응 부산물이 생성되는 상황이 빈번하게 발생한다. 특히, 상기 반응 부산물로서 상기 규불화수소산이 생성될 경우에는 상기 규불화수소산이 상기 유리 기판에 흡착하여 상기 유리 기판의 균일도를 저하시킨다. 아울러, 상기 반응 부산물이 상기 식각액에 계속적으로 잔류할 경우에는 상기 스프레이 노즐 등의 사용에 영향을 끼치는 상황이 발생하기 도 한다. 또한, 상기 불산 수용액은 휘발성이 강하고 맹독성이기 때문에 그 사용이 매우 제한적이고, 위험하다.
본 발명의 목적은 얇은 두께 뿐만 아니라 보다 균일한 표면을 갖는 유리 기판을 획득하기 위한 식각 장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 유리 기판의 식각 장치는, 식각액을 수용하는 용기 및 상기 용기 내에 서로 마주하면서 이격되게 적어도 두 개가 설치되는 롤러들을 포함한다. 이에 따라, 상기 롤러들이 이격된 사이에 유리 기판을 삽입하여 상기 식각액과 상기 롤러들의 회전에 의해 상기 유리 기판의 식각을 수행한다.
여기서, 상기 롤러들 각각에는 스폰지 패드, 브러시, 수류 발생용 부재가 부착된 패드 등이 설치될 수 있다. 특히, 상기 롤러들 각각에 상기 스폰지 패드 또는 브러시가 설치될 경우에는 상기 스폰지 패드 또는 브러시가 상기 유리 기판과 접촉하게 설치되고, 상기 롤러들 각각에 상기 수류 발생용 부재가 부착된 패드가 설치될 경우에는 상기 수류 발생용 부재가 부착된 패드가 상기 유리 기판과 접촉하지 않게 설치된다.
또한, 상기 용기는 상기 식각액을 수용하는 내조와 상기 내조로부터 오버 플로우되는 식각액을 수용하는 외조를 포함할 수 있다. 이와 같이, 상기 용기가 상기 내조와 외조를 포함할 경우 상기 외조부터 상기 내조로 상기 식각액을 순환시키는 순환 라인을 포함하고, 상기 순환 라인에는 상기 식각액을 필터링하는 필터, 상기 식각액을 임시 저장하는 버퍼 탱크 및 상기 식각액을 순환시키기 위한 펌핑을 수행하는 펌프가 설치된다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 유리 기판의 식각 장치는 식각액을 수용하는 용기와, 상기 용기 내에 설치되고, 회전 가능한 롤러 및 상기 롤러에 설치되고, 상기 롤러가 회전함에 의해 상기 식각액에 수류를 발생시키는 부재가 부착된 패드를 포함한다. 이에 따라, 상기 용기의 식각액 내에 유리 기판을 위치시키고 상기 롤러의 회전에 의해 수류가 발생한 식각액을 상기 유리 기판으로 제공하여 상기 유리 기판을 균일하게 식각한다.
여기서, 상기 패드가 설치된 롤러는 상기 용기에 대하여 실질적으로 수평하게 설치되거나 또는 수직하게 설치될 수 있다.
또한, 상기 패드가 설치된 롤러와 연결되고, 상기 롤러를 상,하 또는 좌,우로 이동시키는 제1 이동부와, 상기 용기의 식각액 내에 유리 기판을 위치시킬 때, 상기 유리 기판의 일측을 파지하여 상기 유리 기판을 상,하 또는 좌,우로 이동시키는 제2 이동부를 더 포함할 수도 있다.
그리고, 언급한 식각 장치들을 이용한 식각에 사용되는 상기 식각액은 불화물염(NH4HF2), 불산(HF), 이들의 혼합물을 예로 들 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 의하면 상기 유리 기판을 식각할 때 상기 식각액과 상기 롤러들의 회전을 이용한다. 특히, 상기 롤러들을 회전시킴으로써 상기 유리 기 판에는 보다 균일하게 식각액이 제공될 수 있다. 아울러, 상기 식각액에 수류를 발생시키는 부재가 부착된 패드를 사용하여 수류가 발생한 식각액을 제공할 경우에도 상기 유리 기판으로 상기 식각액이 보다 균일하게 제공될 수 있다.
그러므로, 본 발명의 상기 식각 장치를 사용하여 상기 유리 기판을 식각할 경우에는 보다 균일한 표면의 획득이 가능하다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 아울러, 도면들에 있어서, 각 구성 요소들은 그 명확성을 기하기 위하여 다소 과장되어진 것이다.
실시예 1
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 유리 기판의 식각 장치를 나타내는 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 실시예 1에 따른 식각 장치(100)는 유리 기판(12)을 식각하기 위한 식각액을 수용하는 용기(10)를 포함한다. 특히, 상기 유리 기판은 평판 디스플레이에 사용하기 때문에 실리콘 산화물로 이루어지는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 식각 장치(100)를 사용한 유리 기판(12)의 식각에서는 상기 식각액을 오 버 플로우시키는 방식으로 선택한다. 이는, 상기 식각액의 원할한 순환을 도모하기 위함이다. 그러므로, 상기 용기(10)는 상기 식각액을 수용하는 내조(10a)와 상기 내조(10a)의 상측을 둘러싸도록 형성되고, 상기 내조(10a)로부터 오버 플로우되는 식각액을 수용하는 외조(10b)를 포함하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 용기(10) 내에는 서로 마주하면서 이격되게 적어도 두 개의 롤러(14)들이 설치된다. 특히, 상기 롤러(14)들은 하나의 라인에 적어도 두 개가 연속적으로 설치되고, 연속적으로 설치되는 상기 롤러(14)들이 서로 마주하면서 이격되게 설치된다.
이에 따라, 상기 식각 장치(100)를 사용한 식각 공정을 수행할 때, 상기 유리 기판(12)이 상기 롤러(14)들이 서로 이격된 사이에 삽입되는 구성을 갖는다. 따라서, 상기 식각 장치(100)를 사용한 유리 기판(12)의 식각은 상기 식각액과 상기 롤러(14)들의 회전에 의해 달성된다. 이와 같이, 상기 유리 기판(12)을 식각할 때 상기 롤러(14)들 각각을 회전시킴으로써 상기 유리 기판(12)에 상기 식각액을 보다 균일하게 제공할 수 있다. 아울러, 상기 롤러(14)들 각각을 회전시킬 경우에는 상기 유리 기판(12) 표면에 생성되어 재흡착되는 반응 부산물을 용이하게 제거할 수 있다.
그러므로, 상기 식각 장치(100)를 사용할 경우에는 보다 균일한 표면을 갖는 유리 기판(12)의 획득이 가능하다.
그리고, 상기 롤러(14)들 각각에는 패드가 설치되는 것이 바람직하다. 그 이유는, 상기 롤러(14)들에 의하여 상기 유리 기판(12)에 가해지는 압력의 영향을 충분하게 줄이기 위함이다. 상기 패드의 예로서는 도 2에 도시된 스폰지 패드(200), 도 3에 도시된 브러시(203), 도 4에 도시된 수류 발생용 부재(205a)가 부착된 패드(205) 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 설치되거나 둘 이상을 혼합하여 설치된다.
특히, 상기 롤러(14)들 각각에 상기 스폰지 패드(200) 또는 상기 브러시(203)가 설치될 경우에는 상기 스폰지 패드(200) 또는 상기 브러시(203)가 상기 유리 기판(12)과 접촉하게 설치되는 것이 바람직하다. 이는, 상기 스펀지 패드(200) 또는 상기 브러시(203)에 의해 상기 유리 기판(12)에 가해지는 압력이 미미하기 때문이다. 아울러, 상기 롤러(14)들 각각에 수류 발생용 부재(205a)가 부착된 패드(205)가 설치될 경우에는 상기 수류 발생용 부재(205a)가 부착된 패드(205)가 상기 유리 기판(12)에 직접적으로 접촉하지 않는 것이 바람직하다. 이는, 상기 수류 발생용 부재(205a) 자체가 상기 유리 기판(12)에 접촉할 경우 상기 유리 기판에 영향을 끼칠 수 있기 때문이다. 따라서, 상기 수류 발생용 부재(205a)가 부착된 패드(205)를 사용할 경우에는 상기 유리 기판(12)에 근접한 상태에서 상기 수류 발생용 부재(205a)가 부착된 패드(205)를 회전시켜 상기 식각액에 강력한 수류를 유도하여 상기 수류에 의해 상기 유리 기판(12)에 균일하게 식각액을 제공하면서 상기 유리 기판(12)에서 생성되어 다시 흡착될 수 있는 반응 부산물을 제거한다.
또한, 상기 식각 장치(100)를 사용한 유리 기판(12)의 식각에서 상기 롤러(14)들에 의해 상기 유리 기판(12)이 지지되는 구성을 갖기 때문에 상기 유리 기판(12)이 휘어지거나 깨지는 상황을 충분하게 감소시킬 수 있다. 그러므로, 상기 식각 장치(100)를 사용할 경우에는 보다 얇은 두께를 갖는 유리 기판(12)의 획득이 가능하다.
그리고, 상기 식각 장치(100)에는 상기 식각액을 상기 용기(10)의 외조(10b)로부터 상기 용기(10)의 내조(10a)로 순환시키는 순환 라인(16)을 포함하는 것이 바람직하다. 그 이유는, 상기 식각액의 재사용을 도모하기 위함이고, 이를 통하여 상기 식각 장치(100)를 사용한 상기 유리 기판(12)의 식각에서의 가격 경쟁력을 확보하기 위함이다. 언급한 바와 같이, 상기 식각 장치(100)에 상기 순환 라인(16)이 설치될 경우, 상기 순환 라인(16)에는 상기 식각액을 필터링하는 필터(18), 상기 식각액을 임시 저장하는 버퍼 탱크(20) 및 상기 식각액을 순환시키기 위한 펌핑을 수행하는 펌프(22)가 설치되는 것이 바람직하다. 상기 필터(18)의 경우에는 순환이 이루어지는 식각액에 잔류하는 반응 부산물을 제거하기 위하여 설치되고, 상기 버퍼 탱크(20)의 경우에는 순환이 이루어지는 식각액의 유량을 적절하게 조절하기 위하여 설치되고, 상기 펌프(22)의 경우에는 상기 식각액의 원활한 제공을 도모하기 위하여 설치된다. 특히, 상기 필터(18), 버퍼 탱크(20) 및 펌프(22) 각각은 상기 식각액의 순환을 기준으로 차례로 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 식각 장치(100)에는 상기 용기(10)의 내조(10a) 내에 수용된 식각액을 분무하는 스프레이 노즐(24)이 설치되는 것이 바람직하다. 그 이유는, 상기 스프레이 노즐(24)을 사용함으로써 상기 식각액을 보다 균일하게 유리 기판(12)으로 제공하기 위함이다. 아울러, 상기 식각 장치(100)를 사용한 유리 기판(12)의 식각 공정에서는 상기 식각액으로서 불화물염을 사용하는 것이 바람직하다. 특히, 상기 불화물염의 경우에는 불산 수용액에 비해 그 취급이 용이할 뿐만 아니라 상기 불화물염을 사용할 경우에는 종래의 불산 수용액을 사용할 경우에 비해 반응 부산물의 계속적인 생성과 잔류로 인하여 상기 스프레이 노즐(24) 등의 사용에 끼치는 영향을 충분하게 줄일 수 있다.
실제로, 상기 유리 기판을 식각하기 위한 식각액으로서 불화물염을 사용할 때 화학 반응식과 불산 수용액을 사용할 때 화학 반응식을 살펴보면 다음과 같다. 여기서, 상기 유리 기판은 실리콘 산화물을 포함한다.
먼저, 불산(HF) 수용액을 사용한 상기 유리 기판(SiO2)의 식각에서의 화학 반응식은
4HF + SiO2 = SiF4(가스) + 2H2O 또는
2HF + SiF4 = H2SiF6(침전물)로 나타나고,
상기 불화물염(NH4HF2)을 사용한 상기 유리 기판(SiO2)의 식각에서의 화학 반응식은
2NH4HF2 + SiO2+H2O = (NH4)2SiF6(침전물) + NH4OH+2H2O로 나타난다.
상기 화학 반응식들에서, 상기 불산 수용액을 사용할 때 반응 생성물로서의 침전물인 H2SiF6와 상기 불화물염을 사용할 때 반응 생성물로서의 침전물인 (NH4)2SiF6의 성상은 현저히 다른 것을 확인할 수 있다.
특히, 상기 H2SiF6의 경우에는 매우 끈적거리는 성질이 있기 때문에 상기 유리 기판과 상기 식각 장치의 부재들에 용이하게 부착된다. 아울러, 상기 H2SiF6의 경우에는 오랜 시간 방치하면 딱딱하게 굳으면서 잘 용해되지 않는 성질이 있다. 반면에, 상기 (NH4)2SiF6의 경우에는 부착성이 상기 H2SiF6에 비해 현저하게 낮기 때문에 그 제거가 용이하다. 아울러, 오랜 시간 방치하여도 딱딱하게 굳지 않으므로 상기 H2SiF6에 비해 쉽게 용해시켜 제거할 수 있다.
그러므로, 실시예 1에서는 상기 불화물염을 식각액으로서 사용함으로서 상기 스프레이 노즐(24)을 보다 용이하게 사용할 수 있는 이점이 있다. 또한, 다른 예로서 상기 스프레이 노즐(24) 대신에 상기 식각액을 버블링하는 버블러(도시되지 않음)를 사용할 수 있다.
아울러, 실시예 1에서는 상기 롤러(14)들이 상기 용기(10)에 대하여 실질적으로 수직하게 설치되는 경우에 대하여 설명하고 있다. 그러므로, 실시예 1에서의 상기 스프레이 노즐(24)은 상기 용기(10)의 내조(10a) 저면에 설치되는 것이 바람직하다. 마찬가지로, 다른 예인 버블러의 경우에도 상기 용기(10)의 내조(10a) 저면에 설치되는 것이 바람직하다.
다만, 상기 롤러(14)들이 상기 용기(10)에 대하여 실질적으로 수평하게 설치되는 다른 실시예의 경우에는 상기 스프레이 노즐(24) 또는 상기 버블러가 상기 용기(10)의 내조(10a) 일측에 설치되는 것이 바람직하다.
언급한 바와 같이, 상기 식각 장치(100)를 사용한 유리 기판(12)의 식각에서는 보다 균일한 표면과 얇은 두께를 갖는 유리 기판의 획득이 가능하다.
실시예 2
이하에서는 언급한 수루 발생용 부재가 부착된 패드가 롤러에 설치된 유리 기판의 식각 장치에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 실시예 2에 따른 유리 기판의 식각 장치를 나타내는 개략적인 구성도이다. 그리고, 실시예 2에서의 유리 기판의 식각 장치는 실시예 1에서의 유리 기판의 식각 장치와 거의 유사한 구성을 갖는다. 그러므로, 이하에서는 실시예 1과 중복되는 구성에 대해서는 그 설명을 생략하고, 동일 부호를 사용하기로 한다.
도 5를 참조하면, 실시예 2의 식각 장치(200)도 식각액을 수용하는 용기(10)를 포함한다. 그리고, 상기 용기(10) 내에는 롤러(50)가 설치된다. 특히, 상기 롤러(50)에는 언급한 도 4에 도시된 패드(205)가 설치된다. 즉, 실시예 2의 경우에는 상기 롤러(50)에 설치되고, 수류를 발생시키는 부재(205a)가 부착된 패드(205)가 설치되는 것이다.
그러므로, 실시예 2에서의 식각 장치(200)는 상기 롤러(50)를 회전시킴에 따라 상기 패드(205)에 부착된 부재(205a)에 의해 상기 식각액에 수류를 발생시키는 구조를 갖는다.
여기서, 상기 롤러(50)는 상기 용기(10)에 대하여 실질적으로 수평하게 설치될 수도 있고, 실질적으로 수직하게 설치될 수도 있다. 아울러, 상기 롤러(50)는 단독으로 설치될 수도 있고, 다수개가 설치될 수도 있다. 다만, 식각 대상물인 유리 기판(12)의 크기에 따라 상기 롤러(50)의 개수를 적절하게 조절할 수 있다. 또 한, 상기 유리 기판(12)을 상기 용기(10)의 식각액 내에 다수매로 위치시킬 경우에는 상기 롤러(50)는 상기 유리 기판을 서로 마주보게 설치된다. 특히, 도 4에서 언급한 바와 같이 실시예 2는 수류 발생용 부재(205a)가 부착된 패드(205)를 사용하기 때문에 상기 패드(205)가 부착된 롤러(50)는 상기 유리 기판(12)과 다소 이격되게 설치한다. 이는, 상기 패드(205)가 부착된 롤러(50)를 상기 유리 기판(12)과 다소 이격되게 설치해야만 상기 식각액에 강력한 수류를 발생시켜 상기 수류가 발생된 식각액을 유리 기판(12)으로 제공할 수 있기 때문이다.
그리고, 상기 패드(205)가 설치된 롤러(50)에는 상기 롤러를 상,하 또는 좌,우로 이동시킬 수 있는 제1 이동부(52)가 설치된다. 이와 같이, 상기 제1 이동부(52)를 설치함으로써 상기 유리 기판(12)을 식각시킬 때 상기 제1 이동부(52)를 사용하여 상기 롤러(50)를 언급한 방향으로 왕복 운동시킴으로써 상기 식각액을 상기 유리 기판(12)으로 보다 균일하게 제공할 수 있다. 또한, 상기 식각 장치(200)에는 상기 용기(10)의 식각액 내에 상기 유리 기판(12)을 위치시킬 때 상기 유리 기판(12)의 일측을 파지하고, 상기 유리 기판(12)을 파지한 상태에서 상기 유리 기판(12)을 상,하 또는 좌,우로 이동시킬 수 있는 제2 이동부(54)가 설치된다. 이와 같이, 상기 제2 이동부(54)를 설치함으로써 상기 유리 기판(12)을 식각시킬 때 상기 제2 이동부(54)를 사용하여 상기 유리 기판(12)을 언급한 방향으로 왕복 운동시킴으로써 상기 식각액을 상기 유리 기판(12)으로 보다 균일하게 제공할 수 있다.
특히, 상기 패드(205)가 설치된 롤러(50)가 상기 용기(10)에 대하여 실질적으로 수평하게 설치될 경우, 상기 제1 이동부(52)는 상기 롤러(50)를 상,하로 왕복 운동하도록 설치되는 것이 보다 유리하고, 상기 패드(205)가 설치된 롤러(50)가 상기 용기(10)에 대하여 실질적으로 수직하게 설치될 경우, 상기 제1 이동부(52)는 상기 롤러(50)를 좌,우로 왕복 운동하도록 설치되는 것이 보다 유리하다. 또한, 상기 패드(205)가 설치된 롤러(50)가 상기 용기(10)에 대하여 실질적으로 수평하게 설치될 경우, 상기 제2 이동부(54)는 상기 유리 기판(12)을 상,하로 왕복 운동하도록 설치되는 것이 보다 유리하고, 상기 패드(205)가 설치된 롤러(50)가 상기 용기(10)에 대하여 실질적으로 수직하게 설치될 경우, 상기 제2 이동부(54)는 상기 유리 기판(12)을 좌,우로 왕복 운동하도록 설치되는 것이 보다 유리하다. 그 이유는, 언급한 바와 같은 방향으로 상기 롤러(50)와 유리 기판(12) 각각을 왕복 운동시키면 상기 식각액이 상기 유리 기판(12)으로 보다 균일하게 제공되기 때문이다.
그러나, 상기 제1 이동부(52)와 제2 이동부(54) 각각을 이용한 상기 롤러(50)와 유리 기판의(12) 이동 방향은 제한적이지 않고, 경우에 따라 임의로 변경시킬 수도 있다.
아울러, 실시예 2의 식각 장치(200)를 사용한 유리 기판(12)의 식각 공정에서도 상기 식각액으로서 불화물염을 사용하는 것이 바람직하다.
언급한 바와 같이, 상기 식각 장치(200)를 사용한 유리 기판(12)의 식각에서는 상기 식각액에 수류를 발생시키고, 상기 제1 이동부(52)와 제2 이동부(54) 각각을 이용하여 상기 롤러(50)와 유리 기판(12) 각각을 왕복 운동시킴으로써 상기 식각액을 유리 기판(12)으로 보다 균일하게 제공할 수 있다.
그러므로, 상기 식각 장치를 사용하면 보다 균일한 표면과 얇은 두께를 갖는 유리 기판의 획득이 가능하다.
식각액의 종류에 따른 반응 부산물의 생성량에 대한 평가
반응 부산물을 생성하기 위하여, 시료 1로서 불화물염 200ml를 사용하여 유리 기판과 동일한 재질인 실리콘 산화물 약 5g을 식각한 식각액을 마련하였고, 시료 2로서 약 18% 불산 수용액 200ml를 사용하여 유리 기판과 동일한 재질인 실리콘 산화물 약 5g을 식각한 식각액을 마련하였다. 그리고, 상기 시료 1의 식각액과 시료 2의 식각액 모두를 약 2시간 동안 대기 중에 방치하였다.
상기 반응 부산물의 생성량을 확인한 결과, 도 6에 나타난 바와 같이 상기 시료 1의 경우에는 반응 생성물의 생성량이 약 50ml인 것을 확인할 수 있었고, 상기 시료 2의 경우에는 반응 생성물의 생성량이 약 150ml인 것을 확인할 수 있었다.
따라서, 본 발명의 식각 장치에 식각액으로서 상기 불화물염을 사용할 경우에는 상대적으로 반응 부산물이 적게 생성됨으로서 상기 유리 기판에 흡착되는 반응 부산물을 보다 용이하게 제거할 수 있고, 또한 상기 반응 부산물로 인한 식각 장치의 가동에 따른 단점을 회피할 수 있다.
반응 부산물의 상태에 대한 평가
반응 부산물의 상태를 평가하기 위하여, 상기 시료 1의 식각액과 시료 2의 식각액 각각을 거름 종이를 사용하여 걸러서 반응 부산물들 각각을 수득하였다. 그리고, 약 24시간 동안 대기 상태에서 건조시켰다.
상기 반응 부산물의 상태를 평가한 결과, 상기 시료 1로부터 수득한 반응 부산물의 경우에는 도 7a에서와 같이 분말 형태로 존재하고, 상기 시료 2로부터 수득한 반응 부산물의 경우에는 도 7b에서와 같이 덩어리 형태로 존재하는 것을 확인할 수 있었다.
따라서, 본 발명의 식각 장치에 식각액으로서 상기 불화물염을 사용할 경우에는 상기 반응 부산물이 분말 형태로 존재할 가능성이 높기 때문에 상기 반응 부산물의 후처리가 보다 용이하다. 그러므로, 상기 식각 장치를 사용한 유리 기판의 식각을 보다 효율적으로 수행할 수 있다.
유리 기판의 균일도에 대한 평가
유리 기판의 식각에 따른 균일도를 평가하기 위하여, 기준 시료로서 식각을 수행하기 이전의 유리 기판을 마련하였다. 그리고, 상기 기준 시료로서의 유리 기판의 표면 균일도를 측정하였다. 상기 측정 결과, 도 8에 도시된 바와 같이 유리 기판의 표면 균일도(표면 거칠기의 평균값)가 약 0.01㎛인 것을 확인할 수 있었다.
종래의 방법인 버블링이 이루어지는 약 18% 불산 수용액에 약 30분 동안 침적시키는 방법으로 상기 기준 시료인 유리 기판을 식각하였다. 그리고, 상기 종래의 방법에 따라 식각한 유리 기판의 표면 균일도를 측정하였다. 상기 측정 결과, 도 9에 도시된 바와 같이 유리 기판의 표면 균일도가 약 0.04㎛인 것을 확인할 수 있었다.
본 발명의 제1 방법으로서 버블링이 이루어지는 불화물염에 약 30분 동안 침 적시키는 방법으로 상기 기준 시료인 유리 기판을 식각하였다. 그리고, 상기 본 발명의 제1 방법에 따라 식각한 유리 기판의 표면 균일도를 측정하였다. 상기 측정 결과, 도 10에 도시된 바와 같이 유리 기판의 표면 균일도가 약 0.01㎛인 것을 확인할 수 있었다.
본 발명의 제2 방법으로서 불화물염에 약 30분 동안 침적시키고, 스폰지 패드를 사용하는 방법으로 상기 기준 시료인 유리 기판을 식각하였다. 그리고, 상기 본 발명의 제2 방법에 따라 식각한 유리 기판의 표면 균일도를 측정하였다. 상기 측정 결과, 도 11에 도시된 바와 같이 유리 기판의 표면 균일도가 약 0.01㎛인 것을 확인할 수 있었다.
본 발명의 제3 방법으로서 불화물염에 약 30분 동안 침적시키고, 브러시를 사용하는 방법으로 상기 기준 시료인 유리 기판을 식각하였다. 그리고, 상기 본 발명의 제3 방법에 따라 식각한 유리 기판의 표면 균일도를 측정하였다. 상기 측정 결과, 도 12에 도시된 바와 같이 유리 기판의 표면 균일도가 약 0.01㎛인 것을 확인할 수 있었다.
본 발명의 제4 방법으로서 불화물염에 약 30분 동안 침적시키고, 수류 발생용 부재가 부착된 패드를 사용하는 방법으로 상기 기준 시료인 유리 기판을 식각하였다. 그리고, 상기 본 발명의 제4 방법에 따라 식각한 유리 기판의 표면 균일도를 측정하였다. 상기 측정 결과, 도 13에 도시된 바와 같이 유리 기판의 표면 균일도가 약 0.01㎛인 것을 확인할 수 있었다.
이와 같이, 본 발명의 식각 장치를 사용하여 유리 기판을 식각할 경우에는 보다 양호한 표면 균일도를 구현할 수 있다.
언급한 바와 같이 본 발명에 의하면, 보다 얇은 두께를 가지면서도 보다 양호한 표면 균일도를 갖는 유리 기판의 획득이 가능하다. 아울러, 상기 유리 기판을 식각할 때 상기 롤러가 상기 유리 기판을 지지하는 구조를 갖기 때문에 상기 유리 기판의 식각 공정을 보다 안정적으로 수행할 수 있다. 그리고, 수류가 발생된 식각액을 유리 기판으로 제공할 경우에 보다 균일한 표면을 갖는 유리 기판의 식각이 가능하다. 또한, 식각액으로서 불화물염을 사용함으로써 상기 식각액의 취급에 대한 부담감을 충분하게 감소시킬 수 있다.
그러므로, 본 발명의 식각 장치를 사용하여 유리 기판을 식각할 경우에는 신뢰도가 우수하고, 생산성이 양호한 결과를 얻을 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (14)

  1. 식각액을 수용하는 용기; 및
    상기 용기 내에 서로 마주하면서 이격되게 적어도 두 개가 설치되는 롤러들을 포함하고,
    상기 롤러들이 이격된 사이에 유리 기판을 삽입하여 상기 식각액과 상기 롤러들의 회전에 의해 식각을 수행하는 유리 기판의 식각 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 롤러들 각각에는 스폰지 패드, 브러시 또는 수류 발생용 부재가 부착된 패드가 설치되는 것을 특징으로 하는 유리 기판의 식각 장치.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 롤러들 각각에 상기 스폰지 패드 또는 브러시가 설치될 경우에는 상기 스폰지 패드 또는 브러시는 상기 유리 기판과 접촉하게 설치되는 것을 특징으로 하는 유리 기판의 식각 장치.
  4. 제2 항에 있어서, 상기 롤러들 각각에 상기 수류 발생용 부재가 부착된 패드가 설치될 경우에는 상기 수류 발생용 부재가 부착된 패드는 상기 유리 기판과 접촉하지 않게 설치되는 것을 특징으로 하는 유리 기판의 식각 장치.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 용기는 상기 식각액을 수용하는 내조와 상기 내조로 부터 오버 플로우되는 식각액을 수용하는 외조를 포함하고,
    상기 용기가 상기 내조와 외조를 포함할 경우 상기 외조부터 상기 내조로 상기 식각액을 순환시키는 순환 라인을 포함하고, 상기 순환 라인에는 상기 식각액을 필터링하는 필터, 상기 식각액을 임시 저장하는 버퍼 탱크 및 상기 식각액을 순환시키기 위한 펌핑을 수행하는 펌프가 설치되는 것을 특징으로 하는 유리 기판의 식각 장치.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 롤러들이 상기 용기에 대하여 실질적으로 수직하게 설치될 경우, 상기 용기의 저면에 상기 용기 저면으로부터 상기 롤러들 사이에 삽입된 상기 유리 기판으로 상기 식각액을 분무하는 스프레이 노즐이 설치되고, 상기 롤러들이 상기 용기에 대하여 실질적으로 수평하게 설치될 경우, 상기 용기의 일측에 상기 용기 일측으로부터 상기 롤러들 사이에 삽입된 상기 유리 기판으로 상기 식각액을 분무하는 스프레이 노즐이 설치되는 것을 특징으로 하는 유리 기판의 식각 장치.
  7. 제1 항에 있어서, 상기 롤러들이 상기 용기에 대하여 실질적으로 수직하게 설치될 경우, 상기 용기의 저면에 상기 용기 저면으로부터 상기 롤러들 사이에 삽입된 상기 유리 기판으로 상기 식각액을 버블링하는 버블러가 설치되고, 상기 롤러들이 상기 용기에 대하여 실질적으로 수평하게 설치될 경우, 상기 용기의 일측에 상기 용기 일측으로부터 상기 롤러들 사이에 삽입된 상기 유리 기판으로 상기 식각 액을 버블링하는 버블러가 설치되는 것을 특징으로 하는 유리 기판의 식각 장치.
  8. 제1 항에 있어서, 상기 식각액은 불화물염(NH4HF2), 불산(HF) 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 기판의 식각 장치.
  9. 식각액을 수용하는 용기;
    상기 용기 내에 설치되고, 회전 가능한 롤러; 및
    상기 롤러에 설치되고, 상기 롤러가 회전함에 의해 상기 식각액에 수류를 발생시키는 부재가 부착된 패드를 포함하고,
    상기 용기의 식각액 내에 유리 기판을 위치시키고 상기 롤러의 회전에 의해 수류가 발생한 식각액을 상기 유리 기판으로 제공하여 상기 유리 기판을 균일하게 식각하고, 상기 식각을 수행할 때 생성되는 부산물을 상기 유리기판으로부터 박리시키기 위한 식각 장치.
  10. 제9 항에 있어서, 상기 패드가 설치된 롤러는 상기 용기에 대하여 실질적으로 수평하게 설치되거나 또는 수직하게 설치되는 것을 특징으로 하는 유리 기판의 식각 장치.
  11. 제9 항에 있어서, 상기 패드가 설치된 롤러와 연결되고, 상기 롤러를 상,하 또는 좌,우로 이동시키는 제1 이동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 기판의 식각 장치.
  12. 제9 항에 있어서, 상기 용기의 식각액 내에 유리 기판을 위치시킬 때, 상기 유리 기판의 일측을 파지하여 상기 유리 기판을 상,하 또는 좌,우로 이동시키는 제2 이동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 기판의 식각 장치.
  13. 제9 항에 있어서, 상기 용기는 상기 식각액을 수용하는 내조와 상기 내조로부터 오버 플로우되는 식각액을 수용하는 외조를 포함하고,
    상기 용기가 상기 내조와 외조를 포함할 경우 상기 외조부터 상기 내조로 상기 식각액을 순환시키는 순환 라인을 포함하고, 상기 순환 라인에는 상기 식각액을 필터링하는 필터, 상기 식각액을 임시 저장하는 버퍼 탱크 및 상기 식각액을 순환시키기 위한 펌핑을 수행하는 펌프가 설치되는 것을 특징으로 하는 유리 기판의 식각 장치.
  14. 제9 항에 있어서, 상기 식각액은 불화물염(NH4HF2), 불산(HF) 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 기판의 식각 장치.
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