KR20080022917A - 식각액 공급장치, 식각장치 및 식각방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 식각액 공급장치, 식각장치 및 식각방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 식각액 공급장치는 식각배스에서 유리기판을 식각하는 식각장치에 물, 불산 및 무기산을 포함하는 복수의 구성성분으로 이루어진 식각액을 공급하며, 상기 식각배스에서 사용된 식각액을 피드백 받는 식각액 탱크와; 상기 식각액 탱크의 식각액을 상기 식각배스에 공급하는 식각액 이송부와; 상기 식각액 탱크의 식각액에서 상기 구성성분의 적어도 일부인 제어 구성성분의 농도를 측정하는 농도측정수단과; 상기 제어 구성성분을 각 제어 구성성분 별로 상기 식각액 탱크에 공급하는 구성성분 공급부와; 상기 농도측정수단의 측정결과에 기초하여 상기 제어 구성성분이 공급되도록 상기 구성성분 공급부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해 유리기판을 균일하게 식각할 수 있는 식각액 공급장치가 제공된다.

Description

식각액 공급장치, 식각장치 및 식각방법{ETCHANT SUPPLYING UNIT, ETCHING APPARATUS AND METHOD OF ETCHING}
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 식각장치의 블록도이고,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 식각장치의 구성도이고,
도 3 및 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 식각장치에서 식각되는 액정패널의 단면도이고,
도 5a 내지 도 5d는 종래 식각장치에서 식각액의 각 구성성분의 농도변화를 나타낸 그래프이고,
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 식각장치를 이용한 식각방법을 설명한 순서도이고,
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 식각장치의 구성도이고,
도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 식각장치의 블록도이고,
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 식각장치의 구성도이고,
도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 식각장치에서 식각배스의 사이도이고,
도 11은 본 발명의 제4실시예에 따른 식각장치에서 유리기판의 식각을 설명하기 위한 도면이다.
* 도면의 주요부분의 부호에 대한 설명 *
100 : 식각 배스 110 : 배스 본체
120 : 버블판 200 : 식각액 공급장치
210 : 식각액 탱크 220 : 농도측정수단
230 : 구성성분 공급부 231 : 구성성분 탱크
232 : 구성성분 이송부 240 : 식각원액공급부
241 : 식각원액 탱크 242 : 식각원액이송부
261 : 식각액이송부 300 : 슬러지 처리부
310 : 침전탱크 320 : 산 공급부
321 : 산탱크 322 : 산 이송부
본 발명은 식각액 공급장치, 식각장치 및 식각방법에 관한 것이다.
액정표시장치는 액정패널을 포함하며, 액정패널은 박막트랜지스터가 형성되어 있는 제1 기판과 제1기판에 대향배치되어 있는 제2기판, 그리고 이들 사이에 액정층을 포함한다. 액정패널은 비발광소자이기 때문에 박막트랜지스터 기판의 후면에는 빛을 조사하기 위한 백라이트 유닛이 위치할 수 있다. 백라이트 유닛에서 조사된 빛은 액정층의 배열상태에 따라 투과량이 조절된다.
최근 휴대폰과 같은 모바일 제품에서 액정패널의 박형화 요구가 커지고 있 다. 액정패널 두께의 대부분은 유리 기판이 차지하고 있는데 유리 기판의 두께를 작게 할 경우 취급이 어려운 문제가 있다. 이 때문에 액정패널을 완성한 후 유리 기판을 식각하여 두께를 줄이는 방법이 적용되고 있다.
유리 기판을 식각하기 위해서는 불산을 포함하는 식각액을 사용한다. 그런데 여러 장의 유리 기판을 식각함에 따라 식각액의 조성이 변하여 유리기판의 식각이 균일하게 이루어지지 않는 문제가 있다.
따라서 본 발명의 목적은 유리기판을 균일하게 식각할 수 있는 식각액 공급장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 유리기판을 균일하게 식각할 수 있는 식각장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 유리기판을 균일하게 식각할 수 있는 식각방법을 제공하는 것이다.
상기의 목적은 식각배스에서 유리기판을 식각하는 식각장치에 물, 불산 및 무기산을 포함하는 복수의 구성성분으로 이루어진 식각액을 공급하는 식각액 공급장치에 있어서, 상기 식각배스에서 사용된 식각액을 피드백 받는 식각액 탱크와; 상기 식각액 탱크의 식각액을 상기 식각배스에 공급하는 식각액 이송부와; 상기 식각액 탱크의 식각액에서 상기 구성성분의 적어도 일부인 제어 구성성분의 농도를 측정하는 농도측정수단과; 상기 제어 구성성분을 각 제어 구성성분 별로 상기 식각 액 탱크에 공급하는 구성성분 공급부와; 상기 농도측정수단의 측정결과에 기초하여 상기 제어 구성성분이 공급되도록 상기 구성성분 공급부를 제어하는 제어부를 포함하는 것에 의해 달성될 수 있다.
상기 제어 구성성분은 불산을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 무기산은 질산 및 인산을 포함하며, 상기 제어 구성성분은 질산, 인산 및 물을 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 식각 배스 및 상기 식각액 탱크 중 적어도 어느 하나에 연결되어 있으며, 상기 복수의 구성성분을 모두 포함하는 식각원액을 공급하는 식각원액 공급부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 식각액 탱크에서 상기 식각 배스로 공급되는 식각액은 불산 6 내지 25중량%, 질산 25 내지 43중량%, 인산 12 내지 32중량%, 물 25 내지 37.5중량%인 것이 바람직하다.
상기 본 발명의 다른 목적은 물, 불산 및 무기산을 포함하는 복수의 구성성분으로 이루어진 식각액을 사용하여 유리기판을 식각하는 유리기판 식각장치에 있어서, 상기 유리기판을 수용하며, 수용된 상기 유리기판에 식각액을 공급하는 식각 배스와; 상기 식각배스에서 사용된 식각액을 피드백 받는 식각액 탱크와; 상기 식각액 탱크의 식각액을 상기 식각배스에 공급하는 식각액 이송부와; 상기 식각액 탱크의 식각액에서 상기 구성성분의 적어도 일부인 제어 구성성분의 농도를 측정하는 농도측정수단과; 상기 제어 구성성분을 각 제어 구성성분 별로 상기 식각액 탱크에 공급하는 구성성분 공급부와; 상기 농도측정수단의 측정결과에 기초하여 상기 제어 구성성분이 공급되도록 상기 구성성분 공급부를 제어하는 제어부를 포함하는 것에 의해 달성된다.
상기 제어 구성성분은 불산을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 무기산은 질산 및 인산을 포함하며, 상기 제어 구성성분은 질산, 인산 및 물을 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 식각 배스 및 상기 식각액 탱크 중 적어도 어느 하나에 연결되어 있으며, 상기 복수의 구성성분을 모두 포함하는 식각원액을 공급하는 식각원액 공급부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 식각액 탱크에서 상기 식각 배스로 공급되는 식각액은 불산 6 내지 25중량%, 질산 25 내지 43중량%, 인산 12 내지 32중량%, 물 25 내지 37.5중량%인 것이 바람직하다.
상기 식각 배스는 하부에 위치하는 버블생성판을 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 식각 배스와 상기 식각액 탱크 사이에 위치하는 슬러지 처리부를 더 포함하며, 상기 슬러지 처리부는, 상기 식각 배스에서 피드백된 식각액을 침전시키는 침전탱크와; 상기 침전탱크에 슬러지 처리용 산을 공급하는 산공급부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 슬러지 처리용 산은 질산과 염산 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 식각 배스는 공급받은 식각액을 상기 유리기판에 스프레이하는 스프레 이부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 식각 배스와 상기 식각액 탱크 사이에 위치하는 슬러지 처리부를 더 포함하며, 상기 슬러지 처리부는, 상기 식각 배스에서 피드백되는 식각액 중의 슬러지를 걸러내는 필터를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 목적은 물, 불산 및 질산을 포함하는 복수의 구성성분으로 이루어진 식각액을 사용하여 유리기판을 식각하는 유리기판 식각방법에 있어서, 상기 유리기판을 식각 배스에 도입하고, 상기 유리기판에 식각액을 공급하는 단계와; 상기 식각 배스에 사용된 식각액을 식각액 탱크에 피드백하는 단계와; 상기 식각액 탱크의 식각액을 상기 식각 배스에 공급하는 단계와; 상기 식각액 탱크의 식각액에서 상기 구성성분의 적어도 일부인 제어 구성성분의 농도를 측정하는 단계와; 상기 농도측정수단의 측정결과에 기초하여 상기 각 제어 구성성분 별로 상기 식각액 탱크에 공급하는 단계를 포함하는 식각방법에 의하여 달성된다.
상기 제어 구성성분은 불산을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 무기산은 질산 및 인산을 포함하며, 상기 제어 구성성분은 질산, 인산 및 물을 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 식각 배스 및 상기 식각액 탱크 중 적어도 어느 하나에 상기 복수의 구성요소를 모두 포함하는 식각원액을 공급하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 식각액 탱크에서 상기 식각 배스로 공급되는 식각액은 불산 6 내지 25중량%, 질산 25 내지 43중량%, 인산 12 내지 32중량%, 물 25 내지 37.5중량%인 것 이 바람직하다.
상기 피드백은, 상기 식각 배스의 식각액을 침전탱크에 이송하는 단계와; 상기 침전탱크에서 상기 식각액의 슬러지를 침전시키는 단계와; 상기 침전탱크에서 상기 슬러지를 제외한 식각액을 상기 식각액 탱크에 이송하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 침전 탱크의 슬러지에 슬러지 처리용 산을 가하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본발명을 더욱 상세히 설명하겠다.
이하의 실시예에서 동일한 구성요소를 가리키는 참조번호는 동일한 번호를 사용하였다. 동일한 구성요소에 대하여는 제1실시예에서 대표적으로 설명되고 다른 실시예에서는 생략될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 식각장치의 블록도이다.
식각장치(1)는 식각배스(100), 식각액 공급장치(200) 및 슬러지 처리부(300)를 포함한다.
식각배스(100)에서는 유리기판의 식각이 이루어지며, 식각배스(100)에서 사용된 식각액은 슬러지 처리부(300)를 통해 식각액 공급장치(200)로 피드백된다. 식각액 공급장치(200)는 피드백된 식각액의 조성을 변화시켜 다시 식각배스(100)에 공급한다.
식각액은 여러 구성성분으로 이루어져 있으며, 구성성분은 물, 불산 및 무기산을 포함한다. 이하의 실시예에서는 무기산으로, 이에 한정되지는 않으나, 질산 및 인산을 예로 들어 설명한다.
식각액 공급장치(200)는 식각액 탱크(210), 농도측정수단(220), 구성성분 공급부(230), 식각원액 공급부(240) 및 제어부(250)를 포함한다.
식각액 탱크(210)는 슬러지 처리부(300)를 통해 식각배스(100)의 식각액을 피드백 받는다. 농도측정수단(220)은 식각액 탱크(210) 내의 식각액의 불산 농도를 측정하며, 구성성분공급부(230)는 식각배스(100)에 불산을 공급한다. 제어부(250)는 농도측정수단(220)에서 측정한 불산 농도를 기초로 구성성분 공급부(230)에서 공급하는 불산 양을 제어한다. 식각액 탱크(210)의 식각액은 다시 식각 배스(100)로 공급된다.
한편, 식각원액공급부(240)에서는 소정의 농도로 조제되어 있으며 구성성분을 모두 포함하는 식각원액을 식각배스(100)에 공급한다. 공급되는 식각원액의 량은 제어부(250)에 의해 제어된다.
이하 도 2를 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 식각장치를 상세히 설명한다.
식각 배스(100)는 배스 본체(110)와 버블판(120)을 포함한다. 제1실시예에서 액정패널(400)은 배스 본체(110) 내에 디핑(dipping)되어 식각된다. 버블 판(120)은 외부로부터 공급되는 가스(공기 또는 질소)를 이용하여 식각액 내에서 버블을 생성시켜 식각이 균일하게 이루어지도록 한다.
제1실시예에서는 액정패널(400)의 식각은 배치형식으로 이루어진다. 식각 배스(100)에 수용된 액정패널(400)의 식각이 완료되면, 식각 배스(100)에서 액정패널(400)을 제거하고 식각배스(100)의 식각액을 슬러지 처리부(300)로 이송한다. 이후 새로운 식각액을 식각 배스(100)에 넣고 새로운 액정패널(400)에 대하여 식각을 진행한다.
식각 대상인 액정패널(400)을 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다. 도 3은 식각 전의 액정패널(400)을 나타낸 것이고, 도 4는 식각 후의 액정패널(400)을 나타낸 것이다.
식각 대상인 액정패널(400)은 박막트랜지스터(도시하지 않음)가 형성되어 있는 제1유리기판(410), 제1유리기판(410)에 대향 배치되어 있는 제2유리기판(420), 양 유리기판(410, 420)을 접합시키고 있는 패널접합 실런트(430), 양 유리기판(110, 120)과 패널접합 실런트(430)가 형성하는 공간에 마련되어 있는 액정층(440)을 포함한다. 양 유리기판(410, 420)의 둘레에는 외곽실런트(450)가 마련되어 있다.
도시한 액정패널(400)은 마더기판 상태를 나타낸 것으로 이후 일정단위(A)별로 커팅하여 복수의 액정패널(400)을 제조하게 된다. 커팅에는 레이저 커팅기 또는 다이아몬드 커팅기를 이용할 수 있다.
외곽 실런트(450)는 아크릴 수지와 같은 자외선 경화 수지를 포함할 수 있다. 또한 열경화성 수지인 에폭시 수지, 아민계의 경화제, 알루미나 파우더와 같은 충진제(filler), 스페이서를 더 포함할 수 있다. 외곽실런트(450)는 식각과정에서 식각액이 외곽실런트9450) 내부로 유입되는 것을 방지한다.
식각을 통해 유리기판(410, 420)의 두께가 감소하는데, 식각전 유리기판(410, 420)의 두께(d1)가 약 0.5mm인 경우 식각 후 유리기판(410, 420)의 두께(d2)는 약 0.2mm정도일 수 있다.
다시 도 2로 돌아오면, 액정패널(400)에 대한 식각이 완료된 후 식각배스(110)의 식각액은 슬러지 처리부(300)로 이송된다.
슬러지 처리부(300)는 침전 탱크(310)와 산 공급부(320)를 포함한다. 식각과정에서 유리기판(410, 420)에서 분리된 실리콘과 불산이 결합하여 슬러지(H2SiF6)가 발생한다. 슬러지는 유리기판(410, 420)의 균일한 식각을 방해하기 때문에 제거되어야 한다. 한편 식각액 중의 질산은 슬러지 발생량을 줄이는 역할도 한다.
침전 탱크(310)에서 식각액은 슬러지가 하부로 침전되고, 침전물이 제거된 식각액만이 식각액 탱크(210)로 공급된다. 침전 탱크(310)로 공급된 식각액 중 약 55 내지 90중량%의 식각액이 식각액 탱크(210)로 공급된다.
침전 탱크(310)에 남은 슬러지에는 산 공급부(320)에서 슬러지 처리용 산이 가해진다. 산 공급부(320)는 산용액이 저장되어 있는 산탱크(321)과 산탱크(321)의 산용액을 침전 탱크(310)로 이송하는 산 이송부(322)를 포함한다. 산 이송부(322)는 펌프를 포함할 수 있다.
슬러지 처리용 산은 이에 한정되지 않으나, 염산 그리고/또는 질산을 포함한다. 슬러지에 염산을 가하면 다음과 같은 반응이 일어난다.
H2SiF6 + HCl → SiF4(g) + 2HF(l) + HCL(l)
즉 슬러지 처리용 산에 의해 슬러지는 가스 상태의 SiF4와 액체상태의 HF 및 HCl로 변화하는 것이다. 이 중 SiF4는 배기를 통해 제거하고 HF와 HCl은 드레인시켜 폐수처리한다.
산처리하지 않을 경우에는 고상의 슬러지를 처리하는데 비용이 많이 소요되지만, 산처리 후의 발생하는 HF와 HCl의 폐수처리에는 비용이 많이 소요되지 않는다.
식각액 탱크(210)는 침전 탱크(310)로부터 슬러지가 제거된 식각액을 공급받는다. 식각액 탱크(210)에 공급되는 식각액은 식각 초기의 식각배스(100)의 식각액과는 조성이 다르다. 이는 식각과정에서 구성성분의 일부가 유리기판(410, 420)을 식각하면서 손실되었기 때문이다. 특히 구성성분 중 불산의 농도 변화가 크며, 실시예서는 농도측정수단(220)과 구성성분공급부(230)를 통해 불산의 농도 변화를 보상한다.
도시하지는 않았지만 식각액 탱크(210)는 식각액을 혼합하기 위한 교반장치 를 더 포함할 수 있다.
도 5a 내지 도 5d는 농도측정수단(220)과 구성성분공급부(230)를 마련하지 않은 종래의 경우, 식각 회수(배치 회수)에 따른 각 구성성분의 농도변화를 나타낸 것이다.
5회의 배치가 진행된 경우을 보면, 도 4a에 나타낸 불산은 약 5중량%에서 약 3중량%로 약 40%감소하였다. 도 4b에 나타낸 질산은 약 28.5중량%에서 약 26.5중량%로 약 7%감소하였다. 도 4c에 나타낸 물은 약 1중량%에서 약 0.975중량%로 약 1.25%감소하였다. 도 4d에 나타낸 인산은 약 34중량%에서 약 34.25중량%로 약 0.7%증가하였다.
이와 같이 식각에서 가장 중요한 성분인 불산의 농도가 식각 회수에 따라 크게 변화한다. 따라서 식각의 균일성을 확보하기 위해서는 불산의 농도를 보상해 주는 것이 중요하다.
농도측정수단(220)은 식각탱크(210)의 식각액 중 불산의 농도를 측정하여 이를 제어부(250)에 전달한다. 제어부(250)는 측정된 농도에 기초하여 구성성분공급부(230)에서 식각탱크(210)로 공급될 불산의 양을 제어한다. 구성성분공급부(230)는 불산을 저장하고 있는 불산 탱크(231)와, 불산 탱크(231)의 불산을 식각탱크(210)로 이송하는 불산 이송부(232)를 포함한다. 불산 이송부(232)는 펌프를 포함할 수 있다.
불산의 농도가 보상된 식각탱크(210)의 식각액은 식각액 이송부(261)를 통해 식각 배스(100)로 공급된다. 식각 배스(100)로 공급되는 식각액의 조성은 불산 6 내지 25중량%, 질산 25 내지 43중량%, 인산 12 내지 32중량%, 물 25 내지 37.5중량%일 수 있다. 식각액의 조성은 식각조건, 원하는 식각 정도 등에 따라 조절될 수 있다.
한편, 식각원액공급부(240)에서는 식각 배스(100)에 직접 식각원액을 공급한다. 식각원액공급부(240)는 식각원액이 저장되어 있는 식각원액탱크(241)와, 식각원액탱크(241)의 식각원액을 식각 배스(100)로 이송하는 식각원액 이송부(242)를 포함한다.
식각원액에는 물, 불산, 인산, 질산 등 식각액의 구성성분이 소정의 조성비로 혼합되어 있다. 식각원액의 조성은 불산 6 내지 25중량%, 질산 25 내지 43중량%, 인산 12 내지 32중량%, 물 25 내지 37.5중량%일 수 있다.
제어부(250)는 식각원액의 조성과 공급량, 식각액 탱크(210)의 식각액 조성과 공급량을 조절하여, 식각 배스(100) 내의 식각액이 일정한 조정을 유지하도록 한다. 특히 불산의 농도가 일정하도록 공급량을 조절한다.
다른 실시예에서 제어부(250)는 식각 배스(100)의 식각이 진행되는 도중에 식각 배스(100)에 식각 원액을 공급할 수도 있다. 또 다른 실시예에서 구성성분공급부(230)의 불산은 식각액 탱크(210)를 거치지 않고 식각 배스(100)에 공급될 수 있다.
도 6을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 식각장치를 이용한 식각방법을 설명한다.
먼저 유리기판(410, 420)을 포함하는 액정패널(400)을 식각 배스(100)에 도입하고, 식각 배스(100)에 식각액을 공급하여 식각을 진행한다(S100). 식각액의 공급과 액정패널(400)의 도입 순서는 한정되지 않는다.
액정패널(400)은 식각액에 디핑(dipping)되며, 유리기판(410, 420)의 식각이 진행된다. 진행 과정에서 식각액의 조성이 변화하는데, 특히 불산의 농도가 크게 감소한다. 식각 과정에서 유리기판(410, 420)에서 분리된 실리콘과 불산이 반응하여 슬러지도 발생한다.
식각이 완료되면 식각 배스(100)의 식각액을 슬러지 처리부(300)로 이송하고, 슬러지를 분리한다(S200).
이후 슬러지를 제외한 식각액을 식각액 탱크(210)으로 이송하고, 슬러지를 산처리한다(S300). 실시예와 달리 슬러지의 산처리는 매 배치마다 처리되지 않을 수 있다.
이후 식각액 탱크(210)로 이송된 식각액의 불산 농도를 측정하고, 측정 결과에 기초하여 불산 농도를 보상해 준다(S400).
불산 농도의 보상의 방법으로는 불산 농도가 소정범위를 갖도록 할 수 있다. 예를 들어 불산 농도가 12중량% 내지 15중량%이 되도록 하는 것이다. 다른 예로 식각액 탱크(210)의 식각액의 불산 농도가 식각원액의 불산 농도의 90% 내지 110%를 가지도록 제어할 수 있다.
다음으로 불산 농도가 보상된 식각액과 식각원액을 식각 배스(100)에 공급한다(S500). 이후 다시 새로운 액정패널(400)에 대한 식각을 진행한다. 새로운 액정패널(400)의 식각에 사용되는 식각액은 불산 농도가 보상되었기 때문에 액정패널(400)간의 식각 품질은 일정하게 유지될 수 있다.
이상 설명한 각 단계의 순서는 한정되지 않으며, 동시에 여러 단계의 작업이 수행될 수도 있다.
이상의 제1실시예에 따른 식각장치를 이용한 식각의 효과는 다음과 같다.
첫째, 배치마다 식각배스(100)에 공급되는 식각액의 불산농도가 일정하여 식각품질이 안정된다.
둘째, 질산은 슬러지의 발생량을 감소시킨다. 식각배스(100)에서 생성된 슬러지는 유리기판(410, 420)에 불량을 유발하는데, 질산에 의해 이러한 문제가 감소한다.
셋째, 식각품질이 안정되고 슬러지에 의한 불량이 감소되어 유리기판(410, 420)을 폴리싱하는 과정을 생략할 수 있다. 식각품질이 불안정하면 유리기판(410, 420) 표면이 거칠게 되어 표시품질이 저하되고 커팅작업에서 불량이 야기된다. 따라서 유리기판(410, 420)의 표면을 매끄럽게 하는 폴리싱 과정이 필요하다. 그러나 본 발명에 따르면 유리기판(410, 420)은 표면이 매끄럽게 식각되므로 폴리싱 과정을 생략할 수 있다.
넷째, 슬러지를 산처리하여 처리비용이 절감된다. 즉, 처리비용이 높은 고상의 슬러지를 처리하지 않고 처리비용이 낮은 액상의 염산 및 불산을 처리하는 것이다.
제1실시예에서는 식각액 탱크(210)에서 농도를 보상해주는 구성성분(제어구성성분)은 불산이었다. 제어 구성성분에는 불산 외에 다른 구성성분이 추가될 수 있으며 이를 제2실시예에서 설명한다.
도 7에 도시한 제2실시예를 보면 구성성분공급부(230)는 4개의 탱크(231)과 4개의 이송부(232)를 포함한다.
4개의 탱크(231)는 불산탱크(231a), 질산 탱크(231b), 인산 탱크(231c) 및 물 탱크(231d)를 포함한다. 4개의 이송부(232)는 불산 이송부(232a), 질산 이송부(232b), 인산 이송부(232c) 및 물 이송부(232d)를 포함한다.
농도측정수단(220)은 식각액 탱크(210) 내의 식각액에서 불산 농도, 질산 농도, 인산 농도 및 물 농도를 각각 측정한다. 제어부(250)는 측정된 결과에 따라 불산, 질산, 인산 및 물의 농도를 보상해준다.
제2실시예에 따르면 불산 뿐 아니라 질산, 인산, 물의 농도까지 보상되어 식각 품질을 더욱 균일하게 할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 식각장치의 블록도이다.
제3실시예에 따르면 식각원액공급부(240)는 식각액 탱크(210)에 식각원액을 공급한다.
식각액 탱크(210)는 식각배스(100)에서 피드백된 식각액과 식각액 탱크(210)에서 공급된 식각원액을 혼합하여 식각배스(100)에 공급한다. 이 과정에서 농도측정수단(220), 구성성분공급부(230) 및 제어부(250)에 의하여 구성성분의 농도 보상이 이루어진다.
이하 도 9를 참조하여 본 발명의 제3실시예에 따른 식각장치를 상세히 설명한다.
식각 배스(100)는 배스 본체(110), 식각액 공급 파이프(130) 및 노즐(140)을 포함한다.
도 9를 보면 식각액 공급 파이프(130)는 액정패널(400)의 상부와 하부에 마련되어 있다. 노즐(140)은 식각액 공급 파이프(130)에 연결되어 있으며 액정패널(400)의 상면과 배면 전체에 걸쳐 형성되어 있다.
식각액은 노즐(140)을 통해 액정패널(400)에 스프레이되어, 유리기판(410, 420)을 식각한다. 식각이 완료되면 액정패널(400)은 이송수단(도시하지 않음)을 통해 다른 식각 배스(100) 또는 세정 배스(도시하지 않음)으로 이송한다. 이 후 다른 액정패널(400)이 식각 배스(100) 내로 도입되어 식각이 진행된다. 다른 실시예에서는 액정패널(400)이 이송되면서 식각이 진행될 수 있다.
식각 배스(100)에서 스프레이 된 식각액은 슬러지 처리부(300)로 드레인 되어 이송된다. 슬러지 처리부(300)는 슬러지를 거를 수 있는 필터를 포함한다. 슬러지 처리부(300)에서 슬러지가 제거된 식각액은 식각액 탱크(210)로 이송된다.
슬러지 처리부(300)는 슬러지 처리 능력이 저하되면 새로운 슬러지 처리부(300)로 교환된다. 슬러지 처리부(300)의 교환에 따른 공정 중단을 방지하기 위해 슬러지 처리부(300)는 복수개가 병렬로 마련될 수 있다.
식각액 탱크(210)는 슬러지 처리부(300)로부터 슬러지가 제거된 식각액을 공급받는다. 식각액 탱크(210)에 공급되는 식각액은 식각 초기 식각배스(100)의 식각액과는 조성이 다르다. 이는 식각배스(100)에서의 식각과정에서 구성성분의 일부가 유리기판(410, 420)을 식각하면서 손실되었기 때문이다.
식각액 탱크(210)의 식각액은 농도측정수단(220), 구성성분 공급부(230), 식각원액 공급부(240) 및 제어부(250)에 의해 각 구성성분의 농도가 보상된다. 구성성분의 농도 보상 방법은 앞서 설명한 제1실시예 및 제2실시예와 동일하며 반복된 설명은 생략한다.
도시하지는 않았지만 식각액 탱크(210)는 식각액을 혼합하기 위한 교반장치를 더 포함할 수 있다.
도 11은 본 발명의 제4실시예에 따른 식각장치에서 유리기판의 식각을 설명하기 위한 도면이다.
제4실시예에 따르면 액정패널(400)은 식각 배스(100)에서 기립상태로 위치한다. 기립상태의 액정패널(400)의 양 측에서 식각액이 스프레이된다. 제4실시예에 따르면 액정패널(400)의 양 유리기판(410, 420)의 식각은 더욱 균일해질 수 있다.
비록 본발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 본발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 유리기판을 균일하게 식각할 수 있는 식각액 공급장치와 이를 포함하는 식각장치가 제공된다.
또한 유리기판을 균일하게 식각할 수 있는 식각방법이 제공된다.

Claims (22)

  1. 식각배스에서 유리기판을 식각하는 식각장치에 물, 불산 및 무기산을 포함하는 복수의 구성성분으로 이루어진 식각액을 공급하는 식각액 공급장치에 있어서,
    상기 식각배스에서 사용된 식각액을 피드백 받는 식각액 탱크와;
    상기 식각액 탱크의 식각액을 상기 식각배스에 공급하는 식각액 이송부와;
    상기 식각액 탱크의 식각액에서 상기 구성성분의 적어도 일부인 제어 구성성분의 농도를 측정하는 농도측정수단과;
    상기 제어 구성성분을 각 제어 구성성분 별로 상기 식각액 탱크에 공급하는 구성성분 공급부와;
    상기 농도측정수단의 측정결과에 기초하여 상기 제어 구성성분이 공급되도록 상기 구성성분 공급부를 제어하는 제어부를 포함하는 식각액 공급장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어 구성성분은 불산을 포함하는 것을 특징으로 하는 식각액 공급장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 무기산은 질산 및 인산을 포함하며,
    상기 제어 구성성분은 질산, 인산 및 물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 식각액 공급장치.
  4. 제1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 식각 배스 및 상기 식각액 탱크 중 적어도 어느 하나에 연결되어 있으며,
    상기 복수의 구성성분을 모두 포함하는 식각원액을 공급하는 식각원액 공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 식각액 공급장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 식각액 탱크에서 상기 식각 배스로 공급되는 식각액은 불산 6 내지 25중량%, 질산 25 내지 43중량%, 인산 12 내지 32중량%, 물 25 내지 37.5중량%인 것을 특징으로 하는 식각액 공급장치.
  6. 물, 불산 및 무기산을 포함하는 복수의 구성성분으로 이루어진 식각액을 사용하여 유리기판을 식각하는 유리기판 식각장치에 있어서,
    상기 유리기판을 수용하며, 수용된 상기 유리기판에 식각액을 공급하는 식각 배스와;
    상기 식각배스에서 사용된 식각액을 피드백 받는 식각액 탱크와;
    상기 식각액 탱크의 식각액을 상기 식각배스에 공급하는 식각액 이송부와;
    상기 식각액 탱크의 식각액에서 상기 구성성분의 적어도 일부인 제어 구성성 분의 농도를 측정하는 농도측정수단과;
    상기 제어 구성성분을 각 제어 구성성분 별로 상기 식각액 탱크에 공급하는 구성성분 공급부와;
    상기 농도측정수단의 측정결과에 기초하여 상기 제어 구성성분이 공급되도록 상기 구성성분 공급부를 제어하는 제어부를 포함하는 식각장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어 구성성분은 불산을 포함하는 것을 특징으로 하는 식각장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 무기산은 질산 및 인산을 포함하며,
    상기 제어 구성성분은 질산, 인산 및 물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 식각장치.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 식각 배스 및 상기 식각액 탱크 중 적어도 어느 하나에 연결되어 있으며,
    상기 복수의 구성성분을 모두 포함하는 식각원액을 공급하는 식각원액 공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 식각장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 식각액 탱크에서 상기 식각 배스로 공급되는 식각액은 불산 6 내지 25중량%, 질산 25 내지 43중량%, 인산 12 내지 32중량%, 물 25 내지 37.5중량%인 것을 특징으로 하는 식각장치.
  11. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 식각 배스는 하부에 위치하는 버블생성판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 식각장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 식각 배스와 상기 식각액 탱크 사이에 위치하는 슬러지 처리부를 더 포함하며,
    상기 슬러지 처리부는,
    상기 식각 배스에서 피드백된 식각액을 침전시키는 침전탱크와;
    상기 침전탱크에 슬러지 처리용 산을 공급하는 산공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 식각장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 슬러지 처리용 산은 질산과 염산 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 식각장치.
  14. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 식각 배스는 공급받은 식각액을 상기 유리기판에 스프레이하는 스프레이부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 식각 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 식각 배스와 상기 식각액 탱크 사이에 위치하는 슬러지 처리부를 더 포함하며,
    상기 슬러지 처리부는,
    상기 식각 배스에서 피드백되는 식각액 중의 슬러지를 걸러내는 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 식각장치.
  16. 물, 불산 및 질산을 포함하는 복수의 구성성분으로 이루어진 식각액을 사용하여 유리기판을 식각하는 유리기판 식각방법에 있어서,
    상기 유리기판을 식각 배스에 도입하고, 상기 유리기판에 식각액을 공급하는 단계와;
    상기 식각 배스에 사용된 식각액을 식각액 탱크에 피드백하는 단계와;
    상기 식각액 탱크의 식각액을 상기 식각 배스에 공급하는 단계와;
    상기 식각액 탱크의 식각액에서 상기 구성성분의 적어도 일부인 제어 구성성분의 농도를 측정하는 단계와;
    상기 농도측정수단의 측정결과에 기초하여 상기 각 제어 구성성분 별로 상기 식각액 탱크에 공급하는 단계를 포함하는 식각방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제어 구성성분은 불산을 포함하는 것을 특징으로 하는 식각방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 무기산은 질산 및 인산을 포함하며,
    상기 제어 구성성분은 질산, 인산 및 물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 식각방법.
  19. 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 식각 배스 및 상기 식각액 탱크 중 적어도 어느 하나에 상기 복수의 구성요소를 모두 포함하는 식각원액을 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 식각방법.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 식각액 탱크에서 상기 식각 배스로 공급되는 식각액은 불산 6 내지 25중량%, 질산 25 내지 43중량%, 인산 12 내지 32중량%, 물 25 내지 37.5중량%인 것을 특징으로 하는 식각방법.
  21. 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피드백은,
    상기 식각 배스의 식각액을 침전탱크에 이송하는 단계와;
    상기 침전탱크에서 상기 식각액의 슬러지를 침전시키는 단계와;
    상기 침전탱크에서 상기 슬러지를 제외한 식각액을 상기 식각액 탱크에 이송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 식각방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 침전 탱크의 슬러지에 슬러지 처리용 산을 가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 식각방법.
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