KR20220129048A - 기판 표면 처리 방법, 그 장치, 및 처리된 유리 제품 - Google Patents

기판 표면 처리 방법, 그 장치, 및 처리된 유리 제품 Download PDF

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KR20220129048A
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가브리엘 피어스 아그넬로
조이 바네르지
아이제 리
로버트 조지 맨리
후안-헝 쉥
시바 벤카타찰람
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Abstract

유리 기판을 처리하는, 예를 들어 기판을 텍스처링하는 장치 및 방법. 일부 실시예들에서, 마스킹 재료가 미리 결정된 패턴으로 상기 기판의 표면에 적용되며, 그 이후 상기 표면은 상기 마스킹 재료를 제거하는 에칭제와 접촉된다. 상기 표면을 상기 에칭제와 접촉하는 것은 다수의 공존하는 텍스처들을 생성한다. 다른 실시예들에서, 마스킹 단계가 제거될 수 있으며, 상기 에칭제가 미리 결정된 패턴으로 적용되어 다수의 공존하는 텍스처들을 생성한다. 또 다른 실시예들에서, 상기 기판은 화학 조성을 가지며, 상기 기판은 상기 화학 조성 중의 적어도 하나의 성분을 침출하는 침출제에 노출되어 상기 기판 표면에 변하는 화학 조성을 갖는 기판을 생성한다.

Description

기판 표면 처리 방법, 그 장치, 및 처리된 유리 제품
< 관련 출원들에 대한 상호-참조 >
본 출원은 2020년 1월 17일 출원된 미국 예비출원 일련번호 제62/962,529호의 35 U.S.C.§119 하의 우선권의 이익을 주장하며, 그 내용은 전체로서 참조로 본 명세서에 통합된다.
본 개시는 이방성 표면 텍스처로 기판 표면을 형성하는 방법들을 포함하는 기판 표면 처리 방법들, 이방성 표면 텍스처를 형성하기 위한 장치, 및 이방성 표면 텍스처를 포함하는 제품들에 관한 것이다.
광 산란 및/또는 광 포획(예를 들어, 태양 전지 패널 산업에서), 의료 분야에서의 생체 활성 강화, 평판 디스플레이 산업에 특수한 접촉 대전 현상의 감소, 및 소나(sonar) 탐지와 같은 다양한 응용을 위한 기판들, 예를 들어 유리 기판들의 표면들을 텍스처링하는 것이 알려져 있다. 텍스처링 방법들은 에칭제를 사용한 습식 에칭, 예를 들어 플라즈마 방전을 사용한 건식 에칭, 및 레이저 절제(ablation)를 포함할 수 있다. 레이저는 기판을 물리적으로 절제하여 균열들 및/또는 피트들(pits) 형태의 작은 결함들을 유도하거나 가열 및/또는 상 변화를 통해 국부적으로 기판 구조를 변경하는 데 사용할 수 있으며, 다양한 형태의 습식 또는 건식 화학적 에칭은 다양한 산업에 걸쳐서 기판 표면을 제어 가능하게 엔지니어링하고 필요에 따라 무작위 또는 주기적 피쳐들(features)을 생성하기 위해 광범위하게 활용된다. 그러나, 이러한 방법들은 기판의 전체 표면에 균일하게 적용되고 등방성 표면 특성(예: 거칠기)을 생성한다는 점에서 일반적으로 균질하다. 성형 또는 이완 후 열 사이클링 동안 유리 열 이력은 미시적 또는 거시적 규모에서 텍스처된 표면을 변경할 수 있다. 사용 가능한 방법들의 양을 고려할 때 기판 표면을 텍스처링하는 것은 어렵지 않지만, 단일 단계 프로세스를 사용하여 기판 표면에 여러 유형의 피쳐들을 의도적으로 패턴화하는 것은 명확하게 입증되지 않았다.
하나 이상의 이방성 텍스처들을 나타내는 기판 표면은 동일한 제품에 대해 다수의 기능성들을 가능하게 할 수 있다. 제조 가능성의 관점에서 볼 때, 그러한 제품은 값비싼 자본 엔지니어링 업그레이드를 추가하지 않고도 훨씬 더 매력적인 기술 경로를 제공할 수 있다.
본 개시에 따라, 기판, 예를 들어 유리 기판이 개시되며, 유리 기판은 주기적인 제1 텍스처를 포함하는 제1 주 표면을 포함하며, 상기 제1 텍스처는 제1 축을 따라 제1 방향으로 제1 크기(magnitude) 및 제1 공간 주기(spatial period)를 포함하며, 상기 제1 텍스처는 상기 제1 축을 따라 상기 제1 공간 주기의 2배 이상의 길이로 연장된다. 상기 제1 크기는, 예를 들어, 약 2 나노미터 내지 약 500 나노미터 범위에 있을 수 있다. 상기 제1 공간 주기는 약 0.1 밀리미터 내지 약 100 밀리미터 범위에 있을 수 있다.
상기 제1 주 표면은 상기 제1 텍스처와 공존하는(co-located) 등방성의 제2 텍스처 더 포함할 수 있으며, 상기 제2 텍스처는 약 1 나노미터 이하의 평균 표면 거칠기(Sa)를 포함한다.
상기 제1 주 표면은 상기 제1 텍스처와 공존하는, 예를 들어 상기 제1 텍스처 및 상기 제2 텍스처와 함께 배치된 주기적인 제3 텍스처를 더 포함할 수 있으며, 상기 제3 텍스처는 상기 제1 축과 상이한 제2 축을 따라 제2 크기 및 제2 공간 주기를 포함한다. 상기 제2 텍스처는 제2 축을 따라 상기 제2 공간 주기의 2배 이상의 길이로 연장된다.
상기 제2 축은 상기 제1 축에 직교할 수 있다. 상기 제2 크기는 약 2 nm 내지 약 500 nm의 범위에 있을 수 있다. 상기 제2 공간 주기는 약 0.1 mm 내지 약 25 mm 범위에 있을 수 있다.
다른 실시예에서, 기판, 예를 들어 유리 기판이 설명되며, 상기 기판은 제1 축을 따라 제1 방향으로 제1 크기 및 제1 공간 주기를 포함하는 주기적인 제1 텍스처 및 상기 제1 텍스처와 공존하는 제2 텍스처를 포함하는 제1 주 표면을 포함하며, 상기 제1 텍스처는 상기 제1 축을 따라 상기 제1 공간 주기의 2배 이상의 길이로 연장된다. 상기 제1 크기는 약 2 나노미터 내지 약 100 나노미터의 범위에 있을 수 있다. 상기 제1 공간 주기는 약 0.1 밀리미터 내지 약 100 밀리미터의 범위일 수 있다. 상기 제2 텍스처의 평균 표면 거칠기(Sa)는 약 1 나노미터 이하일 수 있다.
상기 유리 기판은 제1 텍스처와 공존하는, 예를 들어 제1 텍스처 및 제2 텍스처와 공존하는 주기적 제3 텍스처를 추가로 포함할 수 있으며, 제3 텍스처는 상기 제2 축을 따라 상기 제2 공간 주기의 2배 이상인 길이로 연장된다. 상기 제2 축은 상기 제1 축에 직교할 수 있다. 상기 제2 크기는 약 2 nm 내지 약 50 mm의 범위에 있을 수 있다. 상기 제2 공간 주기는 약 0.1 mm 내지 약 25 mm 범위일 수 있다.
상기 기판은 제 1 텍스처와 공존하는, 예를 들어 제1 텍스처, 제2 텍스처 및 제3 텍스처와 공존하는 주기적인 제4 텍스처를 더 포함할 수 있으며, 상기 제4 텍스처는 제2 축을 따라 제3 크기 및 제3 공간 주기를 포함하며, 상기 제4 텍스처는 상기 제2 축을 따라 상기 제3 공간 주기보다 2배 이상의 길이로 연장된다. 제3 크기는 약 2 나노미터 내지 약 500 나노미터의 범위에 있을 수 있다. 제3 공간 주기는 약 0.1 밀리미터 내지 약 25 밀리미터의 범위일 수 있다.
또 다른 실시예에서, 기판, 예를 들어 유리 기판을 텍스처링하는 방법이 개시되며, 이 방법은 기판을 이송 방향으로 이송 경로를 따라 이송하는 단계, 및 기판이 이송될 때 미리 결정된 패턴으로 기판의 제1 주 표면에 마스킹 재료를 적용하는 단계를 포함한다. 기판이 이송됨에 따라 마스킹 재료를 적용한 후 제1 주 표면의 제1 영역 위에 에칭제가 적용되고, 에칭제는 제1 주 표면을 에칭하고, 마스킹 재료를 제거하고, 제1 영역에서 제1 축을 따라 제1 크기 및 제1 공간 주기를 갖는 제1 텍스처를 형성한다. 상기 에칭은 예를 들어 제1 텍스처와 공존하는, 제1 주 표면 상의 제2 텍스처를 추가로 형성할 수 있고, 제2 텍스처는 약 1 나노미터 미만의 평균 표면 거칠기(Sa)를 포함한다. 제1 텍스처는 이방성일 수 있다. 제2 텍스처는 등방성일 수 있다. 제1 크기는 약 2 nm 내지 약 100 nm의 범위에 있을 수 있다. 제1 주기는 약 0.1 밀리미터 내지 약 100 밀리미터의 범위일 수 있다.
상기 에칭은 제1 텍스처와 공존하는, 예를 들어 제1 텍스처 및 제2 텍스처와 공존하는 제3 텍스처를 더 형성할 수 있으며, 제3 텍스처는 제1 축과 상이한 제2 축을 따라 제2 크기 및 제2 공간 주기를 포함한다. 제3 텍스처는 이방성일 수 있다.
상기 에칭은 제1 텍스처와 공존하는, 예를 들어 제1 텍스처, 제2 텍스처 및 제3 텍스처와 공존하는 제4 텍스처를 추가로 형성할 수 있으며, 제4 텍스처는 제2 축을 따라 제3 크기 및 제3 공간 주기를 포함한다. 제2 축은 제1 축에 직교할 수 있다.
일부 실시예들에서, 제1 패턴은 교번하는 피크들 및 밸리들의 평행한, 이격된 로우들을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 마스킹 재료는 에칭제가 적용되는 동안 큐어링되지 않을 수 있다. 마스킹 재료는 폴리우레탄, 폴리올레핀, 아크릴레이트, 노볼락, 또는 실리콘과 같은 폴리머를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 마스킹 재료는 스티렌 말레산을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에서, 에칭제에 의한 마스킹 재료의 제거 속도는 기판 표면의 용해 속도보다 낮을 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 마스킹 재료는 에칭 동안 제1 주 표면으로부터 완전히 제거될 수 있다.
마스킹 재료를 적용하는 단계는 복수의 릿지들을 포함하는 롤러로 마스킹 재료를 적용하는 단계를 포함할 수 있다. 복수의 릿지들은, 예를 들어 롤러의 샤프트와 동심적(concentric)일 수 있다. 복수의 릿지들은 이송 방향에 직교하는 회전 축을 따라 배열된 복수의 휠들에 의해 형성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 복수의 릿지들은 롤러의 샤프트와 평행할 수 있다.
다양한 실시예들에서, 마스킹 재료를 적용하는 단계는 복수의 롤러 어셈블리들로 마스킹 재료를 적용하는 단계를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에서, 에칭제는 HF, H3PO4, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
또 다른 실시예들에서, 기판, 예를 들어 유리 기판을 텍스처링하는 방법이 개시되며, 이 방법은 기판을 이송 방향으로 이송 경로를 따라 이송하는 단계, 및 기판이 이송될 때 미리 결정된 패턴으로 기판의 제1 주 표면 상에 에칭제를 적용하는 단계를 포함한다. 에칭제는 제1 주 표면을 에칭하고 제1 축을 따라 제1 크기 및 제1 공간 주기를 갖는 제1 텍스처를 형성한다.
에칭은 제1 텍스처와 공존하는 제2 텍스처를 제1 주 표면 상에 형성하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 제2 텍스처는 약 1 나노미터 미만의 표면 거칠기(Sa)를 포함한다. 제1 텍스처는 이방성일 수 있다. 제2 텍스처는 등방성일 수 있다. 제1 크기는 약 2 나노미터 내지 약 100 나노미터의 범위에 있을 수 있다. 제1 주기는 약 0.1 밀리미터 내지 약 100 밀리미터의 범위일 수 있다.
일부 실시예들에서, 에칭은 제1 텍스처와 공존하는, 예를 들어 제1 텍스처 및 제2 텍스처와 공존하는 제3 텍스처를 형성할 수 있으며, 제3 텍스처는 제1 축과 상이한 제2 축을 따라 제2 크기 및 제2 공간 주기를 포함한다. 제3 텍스처는 이방성일 수 있다.
일부 실시예들에서, 에칭은 제1 텍스처와 공존하는, 예를 들어 제1 텍스처, 제2 텍스처 및 제3 텍스처와 공존하는 제4 텍스처를 형성할 수 있으며, 제4 텍스처는 제2 축을 따라 제3 크기 및 제3 공간 주기를 포함할 수 있다. 제2 축은 제1 축에 직교할 수 있다.
다양한 실시예들에서, 제1 패턴은 교번하는 피크들 및 밸리들의 평행한, 이격된 로우들을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 에칭제를 적용하는 것은 제1 주 표면을 복수의 릿지를 포함하는 롤러와 접촉시키는 단계를 포함할 수 있다. 복수의 릿지들은, 예를 들어, 이송 방향에 직교하는 회전 축을 따라 정렬된 복수의 휠들에 의해 형성될 수 있다.
에칭제를 적용하는 단계는 제1 주 표면을 복수의 롤러 어셈블리들과 접촉시키는 단계를 포함할 수 있다.
에칭제는 HF, H3PO4, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
다른 실시예들에서, 제1 화학 조성을 포함하는 제1 표면을 포함하는 기판, 예를 들어 유리 기판이 설명되며, 제1 화학 조성 중의 적어도 하나의 성분의 농도는 제1 축을 따라 제1 공간 주기를 가지면서 주기적으로 변한다.
적어도 하나의 성분의 농도는 제1 축과 상이한 제2 축을 따라 제2 공간 주기로 주기적으로 변할 수 있다. 제1 축과 제2 축 사이의 각도는 0도 초과 및 90도 이하일 수 있다.
또 다른 실시예들에서, 이방성 표면 화학 조성을 갖는 기판, 예를 들어 유리 기판을 제조하는 방법이 개시되며, 이 방법은 유리 시트를 이송 방향으로 이송 경로를 따라 이송하는 단계, 기판이 이송될 때 미리 결정된 제1 패턴으로 기판의 제1 주 표면의 제1 영역에 마스킹 재료를 적용하는 단계를 포함하며, 그리고 제1 주 표면은 제1 화학 조성을 포함하고, 기판이 이송될 때 제1 주 표면에 침출제를 적용하는 단계를 포함하며, 침출제는 제1 주 표면으로부터 제1 화학 조성 중의 적어도 하나의 성분을 침출하고, 마스킹 물질을 제거할 수 있으며, 제1 화학 조성 중의 적어도 하나의 성분의 농도는 침출 후 제1 공간 주기로 제1 축을 따라 주기적으로 변한다.
제1 공간 주기는 약 0.1 mm 내지 약 100 mm의 범위에 있을 수 있다.
일부 실시예들에서, 제1 축과 상이한 제2 축을 따른 적어도 하나의 성분의 농도는 제2 공간 주기에 따라 주기적으로 변할 수 있다. 제2 축을 따라 농도는 이방성일 수 있다. 제2 축은 제1 축에 직교할 수 있다.
일부 실시예들에서, 마스킹 재료는 침출제가 적용되는 동안 큐어링되지 않을 수 있다.
마스킹 재료는 폴리우레탄, 폴리올레핀, 아크릴레이트, 노볼락, 또는 실리콘과 같은 폴리머를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 마스킹 재료는 스티렌 말레산을 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 마스킹 재료는 에칭 동안 제1 주 표면으로부터 완전히 제거될 수 있다.
일부 실시예들에서, 마스킹 재료를 적용하는 단계는 제1 주 표면을 복수의 릿지를 포함하는 롤러와 접촉시키는 단계를 포함할 수 있다. 복수의 릿지는 이송 방향에 직교하는 회전 축을 따라 정렬된 복수의 휠에 의해 형성될 수 있다. 마스킹 재료를 적용하는 단계는 복수의 롤러 어셈블리로 마스킹 재료를 적용하는 단계를 포함할 수 있다.
침출제는 예를 들어 HCl, H2SO4, H3PO4, 또는 HNO3 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
적어도 하나의 성분은 Mg, Ca, Sr, Al, 또는 B 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또 다른 실시예들에서, 기판, 예를 들어 유리 기판을 텍스처링하는 방법이 설명되며, 이 방법은 기판을 이송 방향으로 이송 경로를 따라 이송하는 단계, 기판이 이송될 때 기판의 주 표면에 마스킹 재료를 적용하는 단계, 및 기판이 이송될 때 미리 결정된 제1 패턴으로 주 표면 위에 침출제를 적용하는 단계를 포함하며, 주 표면은 제1 화학 조성을 포함하고, 침출제는 제1 주 표면으로부터 제1 화학 조성 중의 적어도 하나의 성분을 침출하고, 제1 화학 조성의 적어도 하나의 성분의 농도는 침출 후 제1 공간 주기로 제1 축을 따라 주기적으로 변한다. 제1 텍스처는 이방성일 수 있다. 제1 크기는 약 2 nm 내지 약 500 nm의 범위에 있을 수 있다.
본 명세서에 개시된 실시예들의 추가적인 특징 및 이점은 다음의 상세한 설명에서 설명될 것이며, 부분적으로는 이어지는 상세한 설명, 청구범위, 및 첨부 도면을 포함하여 본 명세서에 기재된 실시예들을 실시함으로써 또는 그 설명으로부터 당업자에게 명백할 것이다.
전술한 일반적인 설명 및 다음의 상세한 설명 모두는 본 명세서에 개시된 실시예의 본질 및 특성을 이해하기 위한 개요 또는 뼈대를 제공하도록 의도된 실시예를 제시한다는 것을 이해해야 한다. 첨부된 도면들은 추가 이해를 제공하기 위해 포함되며 본 명세서에 통합되고 본 명세서의 일부를 구성한다. 도면들은 본 개시의 다양한 실시예를 예시하고, 설명과 함께 그 원리 및 동작을 설명한다.
도 1은 본 개시의 실시예들에 따른 기판을 처리하기 위한 예시적인 처리 장치의 측단면도이다.
도 2는 도 1의 처리 장치의 평면도이다.
도 3a는 도 1 및 도 2의 처리 장치에서 마스킹 재료를 적용하기 위해 사용될 수 있는 예시적인 롤러들의 측면도이다.
도 3b는 마스킹 재료에 적어도 부분적으로 침지된 도 3a의 롤러를 나타내는 측단면도이다.
도 3c는 도 3a 및 도 3b의 롤러들에 대한 다양한 예시적인 구성들을 도시한다.
도 4a는 도 1 및 도 2의 처리 장치로 에칭제를 적용하기 위한 예시적인 롤러의 측면도이다.
도 4b는 균질한 본체 및 이를 통해 연장되는 샤프트를 포함하는 도 4a에 따른 롤러의 단면도이다.
도 4c는 본체 및 이를 통해 연장되는 샤프트를 포함하고, 상기 본체는 그의 주변 둘레에 위치된 외부 층을 포함하는 도 4a에 따른 롤러의 단면도이다.
도 5는 본 개시의 실시예들에 따른 기판을 처리하기 위한 다른 예시적인 처리 장치의 측단면도이다.
도 6은 도 5의 처리 장치의 평면도이다.
도 7a는 도 5 및 도 6의 처리 장치에 에칭제를 적용하기 위해 사용될 수 있는 예시적인 롤러의 측면도이다.
도 7b는 에칭제에 적어도 부분적으로 침지된 도 7a의 롤러를 나타내는 단면도이다.
도 7c는 도 7a 및 도 7b의 롤러의 릿지(ridge) 표면에 대한 다양한 예시적인 구성들을 도시한다.
도 8a는 균질한 본체 및 이를 통해 연장되는 샤프트를 포함하는 롤러의 단면도이다.
도 8b는 본체 및 이를 통해 연장되는 샤프트를 포함하는 롤러의 단면도이며, 본체는 주변 둘레에 위치된 외부 층을 포함한다.
도 9는 마스킹 재료로 코팅되고 코팅되지 않은 교번하는 영역들(예를 들어, 스트라이프들)을 도시한 도 1의 장치로 처리된 기판의 표면의 개략도이다.
도 10a 내지 도 10d는 마스킹 재료로 코팅된 후 에칭제에 노출된 기판으로부터의 기판 재료 및 마스킹 재료의 점진적인 용해를 보여주는 일련의 개략도이다.
도 11은 에칭제로 코팅되고 에칭제에 의해 코팅되지 않은 기판의 교번하는 영역들(예를 들어, 스트라이프들)을 도시한 도 5의 장치로 처리된 기판의 표면의 개략도이다.
도 12a 내지 도 12d는 패턴이 적용된 에칭제에 노출된 코팅된 기판으로부터 기판 재료 및 마스킹 재료의 점진적인 용해를 보여주는 일련의 개략도이다.
도 13은 3개의 공존(co-located) 텍스처들을 포함하는 기판 표면의 컴퓨터-생성 광학 팩시밀리이다.
도 14는 도 13의 텍스처들 중의 하나에 대한 표면 텍스처 라인 프로파일을 보여주는 플롯이다.
도 15는 도 13의 텍스처들 중의 2개에 대한 표면 텍스처 라인 프로파일을 나타내는 플롯이다.
도 16은 도 13의 광학 이미지의 고속 푸리에 변환을 나타내는 플롯이다.
도 17은 마스킹 재료 또는 에칭제가 기판에 적용될 수 있는 예시적인 배열의 개략도이다.
도 18은 마스킹 재료 또는 에칭제가 기판에 적용될 수 있는 다른 예시적인 배열의 개략도이다.
도 19는 마스킹 재료 또는 에칭제가 기판에 적용될 수 있는 또 다른 예시적인 배열의 개략도이다.
도 20은 다른 예시적인 처리 장치의 측단면도이다.
도 21은 도 20의 처리 장치의 평면도이다.
도 22는 마스킹 재료(또는 에칭제)로 코팅된 기판 표면의 이산(discrete) 영역들을 보여주는 기판의 평면도이다.
도 23은 마스크가 없는 샘플과 비교하여 마스크된 기판 샘플들에 대한 횡단 속도의 함수로서 나노미터 단위의 표면 높이 데이터를 보여주는 일련의 플롯들이다.
도 24는 리프트 테스트(Lift Test) 후 평균 표면 거칠기(Ra)의 함수로서 평균 전압을 보여주는 플롯이다.
이제 본 개시의 바람직한 실시예들에 대한 참조가 상세하게 이루어질 것이며, 그 예시들이 첨부 도면들에 예시된다. 가능하면, 도면들 전체에 걸쳐 동일한 참조 번호들이 동일하거나 유사한 부분을 지칭하기 위해 사용된다. 그러나, 본 개시는 많은 상이한 형태들로 구현될 수 있으며, 본 명세서에서 설명한 실시예들로 제한되는 것으로 간주되서는 안된다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "약"은 양, 크기, 제형, 매개변수, 및 기타 양 및 특성이 정확하지 않고 정확할 필요도 없지만, 근사치일 수 있거나 및/또는 필요에 따라 공차, 변환 인자, 반올림, 측정 오차 등, 및 당업자에게 공지된 기타 인자를 반영하는 더 큰 또는 더 작을 수 있다.
범위들은 본 명세서에서 "약" 하나의 값, 및/또는 "약" 다른 값으로 표현될 수 있다. 그러한 범위가 표현될 때, 다른 실시예는 하나의 값으로부터 다른 값을 포함한다. 유사하게, 값들이, 예를 들어 선행사 "약"을 사용하여 근사치들로 표현될 때, 상기 값이 다른 실시예를 형성함을 이해할 것이다. 각각의 범위들의 종점들은 다른 종점과 관련하여 그리고 다른 종점과는 독립적으로 모두 중요하다는 것이 추가로 이해될 것이다.
본 명세서에서 사용되는 방향 용어들- 예를 들어, 위로, 아래로, 오른쪽, 왼쪽, 앞, 뒤, 상부, 바닥-은 단지 도시된 대로의 도면들을 참조하여 만들어지며, 절대적인 방향을 의미하는 것으로 의도되지는 않는다.
달리 명시적으로 언급되지 않는 한, 본 명세서에 설명된 임의의 방법은 그 단계들이 특정 순서로 수행될 필요가 있는 것으로 해석되는 것이라고 의도되지 않으며, 임의의 장치에서 특정 배향들이 요구되는 것으로도 해석되지 않는다. 따라서, 방법 청구항은 실제로 그 단계들에 뒤따르는 순서를 실제로 언급하지 않거나, 또는 임의의 장치 청구항이 개별 구성 요소들에 대한 순서 또는 배향을 실제로 언급하지 않는 경우, 또는 단계들이 특정 순서로 제한되거나 또는 장치의 구성 요소들에 대하여 특정 순서 또는 배향이 언급되지 않는 것을 청구항들 또는 설명에서 특별히 언급되지 않는 경우, 어떤 점에서도 순서 또는 배향이 추론되는 것을 결코 의도한 것은 아니다. 이는 다음을 포함하여 해석에 대한 임의의 가능한 비-표현적 기초를 유지한다: 단계들의 배열, 작동 흐름, 구성 요소들의 순서 또는 구성 요소들의 방향과 관련된 논리 문제들; 문법적 구성 또는 구두점에서 파생된 평범한 의미; 및 명세서에 기술된 실시 예들의 수 또는 유형.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 단수 형태들 "a", "an", 및 "the"는 문맥이 명시적으로 달리 지시하지 않는 한 복수의 기준들을 포함한다. 따라서, 예를 들어, "a" 구성 요소에 대한 언급은 문맥이 달리 명시적으로 지시하지 않는 2 개 이상의 그러한 구성 요소들을 갖는 양태들을 포함한다.
"예시적인(exemplary)", "예시(example)"라는 단어 또는 이들의 다양한 형태는 예, 예 또는 예시로서 제공되는 것을 의미하기 위해 본 명세서에서 사용된다. 본 명세서에서 "예시적인" 또는 "예시"로 설명된 임의의 양태 또는 디자인은 다른 양태들 또는 디자인들에 비해 선호되거나 유리한 것으로 해석되어서는 안된다. 또한, 예시들은 명확성과 이해의 목적으로만 제공되며, 개시된 주제 또는 본 개시의 관련 부분을 어떤 방식으로든 제한하거나 한정하려는 것이 아니다. 다양한 범위의 무수한 추가들 또는 대안적인 예시들이 제시될 수 있었지만, 간결함을 위해 생략되었음을 이해할 수 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, "포함하는(comprising)" 및 "포함하는(including)"이라는 용어들, 및 이들의 변형들은 달리 표시되지 않는 한 동의어로 해석되고 제한이 없는 것으로 해석되어야 한다. 포함하거나 포함하는 과도기 구절들 뒤에 오는 요소들의 목록은 비배타적 목록이므로 목록에 구체적으로 언급된 요소들 외의 요소들도 존재할 수 있다.
본 명세서에 사용된 용어 "실질적인", "실질적으로" 및 이들의 변형들은 설명된 피쳐가 값 또는 설명과 동일하거나 대략 동일하다는 것을 나타내도록 의도된다. 예를 들어, "실질적으로 평면인" 표면은 평면 또는 거의 평면인 표면을 나타내기 위한 것이다. 더욱이, "실질적으로"는 두 값이 동일하거나 거의 동일함을 나타내기 위한 것이다. 일부 실시예들에서, "실질적으로"는 서로 약 10% 이내, 예를 들어 서로 약 5% 이내, 또는 서로 약 2% 이내의 값을 나타낼 수 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 이방성 표면 텍스처(texture)는 기판의 주 표면을 가로지르는 제1 방향과 상이한 제2 방향에서보다 기판의 주 표면을 가로지르는 제1 방향에서 상이한 속성을 포함하는 표면 텍스트이지만, 그 차이는 실질적으로 변하지 않는다. 예를 들어, 제1 배향으로 기판의 주 표면을 가로질러 취한 제1 라인 프로파일, 및 예를 들어 제1 라인 프로파일에 직교하는 다른 배향으로 주 표면을 가로질러 취한 제2 라인 프로파일의 경우, 제1 라인 프로파일의 평균 거칠기(Ra1) 및 제2 라인 프로파일의 평균 거칠기(Ra2)가 결정될 수 있다. 그러나 제1 라인 프로파일과 제2 라인 프로파일이 얻어지는 주 표면 상의 위치에 관계없이, 제1 라인 프로파일과 제2 라인 프로파일의 절대 방향 및 제2 라인 프로파일에 대한 제1 라인 프로파일의 상대 방향이 동일하게 유지되면, 제1 라인 프로파일과 제2 라인 프로파일의 선택된 특성 간의 차이는 동일하다. 즉, 제1 라인 프로파일 평균 거칠기의 크기는 주 표면 상의 위치에 관계없이 동일하게 유지되고, 제2 라인 프로파일 평균 거칠기의 크기는 주 표면 상의 위치에 관계없이 동일하게 유지된다. 따라서, 미리 결정된 제1 길이(여기서 미리 결정된 길이는 주 표면 상의 가장 큰 표면 특성의 2개의 주기 길이(즉, 반복)보다 클 수 있음)의 제1 라인 프로파일의 평균 거칠기 및 주 표면 상의 임의의 위치에서 취한 주 표면 상의 제1 배향은, 미리 결정된 제1 길이를 갖는 다른 라인 프로파일의 평균 거칠기 및 주 표면 상의 임의의 다른 위치에서 취한 주 표면에 대한 제1 배향과, 측정 능력 내에서, 실질적으로 동일하다. 유사하게, 주 표면 상의 임의의 위치에서 취한, 제1 방향과 상이한 제2 방향을 갖는 미리 결정된 제2 길이(여기서 미리 결정된 길이는 주 표면 상의 최대 표면 특성의 2개의 주기 길이(즉, 반복)보다 클 수 있음)의 제2 라인 프로파일의 평균 거칠기는, 주 표면의 임의의 다른 위치에서 취한 미리 결정된 제2 길이의 다른 라인 프로파일의 평균 거칠기 및 제2 방향과 실질적으로 동일하며, 임의의 제1 라인 프로파일의 평균 거칠기와 임의의 제2 라인 프로파일의 평균 거칠기 사이의 차이는 실질적으로 일정하다.
도 1 및 2에 도시된 것은 각각 기판(12)의 주 표면을 처리하기 위한 예시적인 처리 장치(10)의 측단면도 및 평면도이다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "기판"은 재료의 시트들, 플레이트들, 리본들, 또는 판유리들을 포함한다. 기판은 동일하거나 상이한 재료의 복수의 층을 포함하는 적층 기판일 수 있다. 기판(12)은 유리-기반 재료를 포함할 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, "유리-기반(glass-based)"은 유리들 및 유리-세라믹들 모두를 포함하며, 여기서 유리-세라믹은 하나 이상의 결정상 및 비정질 잔류 유리 상을 갖는다. 유리-기반 재료(예: 유리-기반 기판)는 비정질 재료(예: 유리) 및 선택적으로 하나 이상의 결정질 재료(예: 세라믹)를 포함할 수 있다. 예시적인 유리는 알루미노실리케이트 유리, 보로실리케이트 유리, 소다-라임 유리 등을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 기판(12)은 실리콘 웨이퍼 또는 실리콘 시트를 포함할 수 있다. 추가 실시예들에서, 기판(12)은 불화리튬(LiF), 불화마그네슘(MgF2), 불화칼슘(CaF2), 불화바륨(BaF2), 사파이어(Al2O3), 셀렌화아연(ZnSe), 게르마늄(Ge) 또는 기타 재료를 포함할 수 있다. 기판(12)은 액정 디스플레이(LCD), 전기영동 디스플레이(EPD), 유기 발광 다이오드 디스플레이(OLED), 또는 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)과 같은 다양한 디스플레이 응용에 사용될 수 있다.
기판(12)은 제1 주 표면(14) 및 제1 주 표면(14) 반대편에 있는 제2 주 표면(16)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 제1 주 표면(14)은 제2 주 표면(16)에 평행할 수 있지만, 다른 실시예들에서, 제1 주 표면(14)은 제2 주 표면(16)에 평행하지 않을 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서 길이 방향 또는 길이 방향에 직교하는 폭 방향으로 기판의 두께를 통해 취한 기판(12)의 단면 형상은 쐐기형(wedge-shaped) 일 수 있으며, 여기서 제1 또는 제2 주 표면 중 하나는 제1 또는 제2 주 표면 중 다른 하나에 대해, 예를 들어 0도(평행) 초과지만 약 10도 미만의 각도로 각을 이루고 있다. 기판(12)은 제1 주표면(14)과 제2 주표면(16) 사이에 정의된 약 50 마이크로미터(㎛) 내지 약 0.7 mm 범위, 예를 들어 약 50 ㎛ 내지 약 0.5 mm 범위의 두께 "T"를 포함할 수 있으며, 여기서 두께는 T는 하나 또는 두 개의 주 표면에 직각으로 측정된다. 다른 두께들 및/또는 비가요성 구성들이 추가 실시예에서 제공될 수 있다. 예를 들어, 다른 실시예들에서, 기판(12)은 약 0.5 mm내지 약 3 mm 범위와 같이 약 50 ㎛ 내지 약 3 mm 범위의 두께를 포함할 수 있다.
기판(12)은 제1 또는 제2 주 표면의 평면에서 사변형 둘레 형상을 가질 수 있고 기판(12)의 이송 방향(20)에 대한 선단(leading) 에지(18), 선단 에지(18) 반대편의 후단(trailing) 에지(22), 및 대향하는 측면 에지들(24, 26)을 포함할 수 있다. 이송 방향(20)은 기판의 길이 방향일 수 있다. 다양한 실시예들에서, 선단 에지(18) 및 후단 에지(22)는 평행한 에지들일 수 있다. 실시예들에서, 측면 에지들(24, 26)은 평행 에지일 수 있다. 일부 실시예들, 선단 에지(18)는 측면 에지(24) 또는 측면 에지(26) 중 하나 또는 둘 모두에 직교할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 기판(12)은 제1 또는 제2 주 표면들(14 또는 16) 중 하나 또는 둘 모두의 평면에서 직사각형 형상을 가질 수 있으며, 여기서 측면 에지(24, 26)는 이송 방향(20)에 평행하고 선단 및 후단 에지(18, 22)는 이송 방향(20)에 수직이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 처리 장치(10)는 이송 경로(30)를 따라 이송 방향(20)으로 기판(12)을 이송하도록 구성된 복수의 이송 롤러(28)들, 마스킹 롤러(32), 마스킹 재료 저장소(35)를 형성하는 제1 용기(34), 에칭제 롤러(36), 및 에칭제 저장소(39)를 형성하는 제2 용기(38)를 포함할 수 있다. 처리 장치(10)는 저장소(39)와 유체 연통하고 펌프(42) 및 배관(44)을 통해 제2 용기(38)를 통해 에칭제를 순환시키도록 구성된 에칭제 순환 시스템(40)을 더 포함할 수 있다.
이송 롤러(28)는 회전 가능하게 장착되고 회전 축(64)을 중심으로 회전하도록 구성된 전장(full-length) 롤러일 수 있으며, 여기서 이송 방향(20)에 직교하는 방향으로 이송 롤러의 길이(88)는 제1 및 제2 측면 에지들(24, 26) 사이에 정의된 기판(12)의 폭(90) 이상일 수 있다(도 2a 참조). 이송 롤러들(28)은 종동 롤러일 수 있다. 예를 들어, 이송 롤러(28)들은 이송 경로(30)를 따라 이송 방향(20)으로 기판(12)을 이송하기 위해 이송 롤러들을 그들의 각각의 회전축을 중심으로 회전시키는 모터 또는 모터들(도시되지 않음)에 결합될 수 있다. 다른 실시예들에서, 이송 롤러(28)들은 구동되지 않고 그들 각각의 회전축을 중심으로 개별적으로 자유롭게 회전할 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 처리 장치(10)는 구동 및 비구동 이송 롤러(28)들의 조합을 포함할 수 있다. 이송 롤러(28)들은 기판(12) 아래에 위치되어, 제1 주 표면(14) 상에서 기판(12)을 지지하는 것으로 도시되지만, 추가의 실시예들에서, 추가의 이송 롤러(28)들이 기판(12)에 위치되어 제2 주 표면(16)과 접촉될 수 있다. 예를 들어, 제2 주 표면(16)과 접촉하는 상부 이송 롤러들은 구동되지 않는 하부 이송 롤러 위로 이송 방향(20)으로 기판(12)을 추진하는 구동 롤러일 수 있다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 쌍의 이송 롤러들은 이송 방향(20)에 직교하는 방향으로 부분적으로 연장되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 이송 롤러들, 예를 들어 제2 주 표면(16)과 접촉하는 상부 이송 롤러들(미도시)은 기판(12)의 에지 부분들과 접촉할 수 있고 제1 및/또는 제2 주 표면의 중앙 부분들과 접촉하지 않을 수 있다..
여전히 도 1 및 도 2를 참조하면, 마스킹 롤러(32)들은 이송 롤러(28)들과 유사한 방식으로 이송 경로(30)를 따라 위치될 수 있다. 따라서, 마스킹 롤러(32)들은 이송 방향(20)에 직교하는 방향으로 기판의 폭(90)을 가로질러 연장될 수 있으며, 마스킹 롤러(32)들의 길이(92)는 기판(12)의 폭(90) 이상일 수 있다. 그러나, 마스킹 롤러(32)들의 길이(92)는 기판의 전체 표면적 미만이 처리되는 경우 기판(12)의 폭(90)보다 작을 수 있다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 마스킹 롤러(32)는 종축(예를 들어, 회전축)(48)을 갖는 샤프트(46) 및 홈(54)들에 의해 분리된 복수의 릿지(52)들을 포함하는 롤러 본체(50)를 포함할 수 있다. 즉, 릿지(52)들 및 홈(54)들은 종축(48)에 평행한 마스킹 롤러의 길이 방향으로 교번한다. 회전축인 종축(48)은 이송 방향(20)에 직교하도록 배열될 수 있다. 일부 실시예들에서, 마스킹 롤러(32)는 일원화된 구성일 수 있으며, 여기서 롤러 본체(50)는 원래부터 형성된, 또는 도 3a에 도시된 바와 같이 견고하게 결합된 다수의 부품들을 포함하는 단일 롤러 본체이다. 따라서, 일부 실시예들에서, 롤러 본체(50)는 샤프트(46)와 결합될 수 있으며, 여기서 샤프트(46) 및 롤러 본체(50)는 회전축(48)을 중심으로 함께 회전 가능하다. 다른 실시예들에서, 도 3b에 도시된 바와 같이, 마스킹 롤러(32)는 샤프트(46) 상에 위치되고, 휠(56)들 상의 돌출부(미도시)에 의해 또는 휠(56) 사이에 교번으로 배치된 스페이서(58)들에 의해 이격된 복수의 휠(56)들을 포함할 수 있으며, 여기서 회전축(48)에 직교하는 방향으로의 스페이서들의 직경은 휠들의 직경보다 작다. 이러한 실시예들에서, 휠(56)들은 릿지(52)를 형성하고 스페이서(58)들은 홈(54)들을 형성한다. 일부 실시예들에서, 휠(56)들은 회전축(48)을 중심으로 샤프트(46) 상에서 독립적으로 회전할 수 있으며, 여기서 휠(56)들은 다른 휠(56)과 독립적으로 회전할 수 있다. 그러한 실시예들에서, 샤프트(46)는 고정되어 있을 수 있고, 반면에 휠들, 및 선택적으로 스페이서들은 회전하지만, 다른 실시예들에서 샤프트(46) 및 휠(56)들은 회전축(48)을 중심으로 개별적으로 자유롭게 회전할 수 있다.
일부 실시예들에서, 마스킹 롤러(32)는 종동 롤러일 수 있으며, 여기서 마스킹 롤러, 예를 들어 샤프트(46)는 회전축(48)을 중심으로 마스킹 롤러를 회전시키는 모터(도시되지 않음)에 결합되지만, 다른 실시예들에서는 , 마스킹 롤러(32)는 종동되지 않고 자유롭게 회전할 수 있다. 일부 실시예들에서, 마스킹 롤러(32)들은 이송 롤러(28)들에 결합될 수 있다. 예를 들어, 처리 장치(10)는 이송 롤러(28) 및 마스킹 롤러(32)를 동시에 회전시키도록 구성된 구동 메카니즘을 포함할 수 있다. 즉, 일부 실시예들에서, 마스킹 롤러(32)의 회전은 이송 롤러(28)의 회전과 동기화되어, 마스킹 롤러(32)가 이송 롤러(28)들과 동일한 회전 속도로 회전할 수 있으며, 이는 이송 방향(20)으로 기판(12)의 이동을 도울 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서 이송 롤러(28)들 및 마스킹 롤러(32)는 체인에 의해, 예컨대 각각의 샤프트에 결합된 기어들을 통해 구동될 수 있으며, 체인을 구동하는 모터에 결합된 체인은 이송 롤러(28)들 및 마스킹 롤러(32)를 회전시키는 반면, 다른 실시예에서는 이송 롤러(28)들 및/또는 마스킹 롤러(32)는 기어들에 의해 완전히 구동될 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 이송 롤러(28)들 및/또는 마스킹 롤러(32)는 모터 또는 모터들에 결합된 하나 이상의 벨트에 의해 회전될 수 있다. 당업계에 공지된 다른 이송 방법들이 추가로 또는 대안으로 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 처리 장치(10)는 단일 마스킹 롤러(32)를 포함할 수 있지만, 다른 실시예들에서 처리 장치(10)는 복수의 마스킹 롤러(32)들을 포함할 수 있다.
롤러 본체(50)(또는 휠(56))는 복수의 층, 예를 들어 동심원적 층들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 롤러 본체(50)는 폴리비닐 클로라이드(PVC)로 형성된 외부 층을 포함할 수 있지만, 용이한 기계가공성, 내식각성 폴리머와 접촉할 때 용이한 습윤성 및 강성을 제공하는 다른 재료가 사용될 수 있다.
비록 마스킹 롤러(32)가 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 대향하는 원형 에지들 사이에 정의된 주변 표면(84)을 포함하는 정확하게(right) 원통형 섹션들에 의해 형성된 복수의 릿지들을 포함하지만, 릿지(52)들은 다른 주변 표면 형상들을 가질 수 있다. 예를 들어, 릿지(52)들은 물결 모양의 에지들을 갖는 주변 표면들, 평행한 에지들을 갖는 주변 표면들(즉, 평행 평면들에 놓인 동일한 직경을 갖는 2개의 원의 주변들 사이에 정의되고, 각각의 중심이 평행 평면들에 직교하는 동일한 라인 상에 놓임), 지그재그 또는 톱니 에지들을 갖는 주변 표면들, 또는 기타 규칙적, 또는 불규칙적 곡선 에지 디자인을 포함할 수 있다. 이러한 표면 형상들의 대향하는 에지들은 대칭일 필요는 없다. 도 3c는 릿지의 측면 에지들(60, 62) 사이에 정의된 4개의 예시적인 주변 표면 에지 패턴들을 예시한다: (a) 원형 에지들, (b) 물결 모양 에지들, (c) 방형파형(square-wave-like) 에지들, 및 (d) 지그재그(톱니) 에지들. 다른 주변 표면 패턴들이 가능하고 고려된다.
마스킹 롤러(32)는 회전축(48)을 중심으로 회전할 수 있고 제1 용기(34) 위의 샤프트(46)를 통해 장착될 수 있으므로, 릿지(52)들의 적어도 주변 표면(84)들이 제1 용기(34)에 포함된 마스킹 재료(66)와 접촉하고, 예를 들어 그 안에 침지된다. 마스킹 재료(66)는 액체로서 쉽게 적용되고 선택된 에칭제에 의해 제거되는 임의의 적절한 마스킹 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 마스킹 재료(66)는 스티렌 말레산(styrene maleic acid ; SMA)을 포함할 수 있지만, 추가 실시예들에서 다른 마스킹 재료들, 예를 들어 아크릴레이트들, 노볼락(1 미만의 포름알데히드-대-페놀 몰비(molar ratio)를 갖는 페놀-포름알데히드 수지), 또는 실리콘들(silicones)이 사용될 수 있다.
처리 장치(10)는 이송 경로(30)를 따라 위치된 에칭제 롤러(36)를 더 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 처리 장치(10)는 단일 에칭제 롤러(36)를 포함할 수 있지만, 다른 실시예들에서 처리 장치(10)는 복수의 에칭제 롤러(36)를 포함할 수 있다. 에칭제 롤러(36)는 회전축(64)을 중심으로 회전 가능하게 장착되고 회전할 수 있다. 에칭제 롤러(36)는 이송 방향(20)에 대하여 마스킹 롤러(32)의 하류에 위치되며, 여기서 이송 방향(20)으로 이송 경로(30)를 따라 이동되는 기판(12)는 마스킹 롤러(32)와 조우한 후에 에칭제 롤러(36)와 조우한다.
일부 실시예들에서, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 에칭제 롤러(36)는 샤프트(72) 상에 장착된 연속적인(예를 들어, 균질한) 조성의 모놀리식 롤러 본체(70)를 포함할 수 있다. 그러나, 추가 실시예들에서, 롤러 본체(70)는 비균질일 수 있다. 일부 실시예들에서, 롤러 본체(70)는, 예컨대 동심적 층들과 같은 복수의 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 4c에 도시된 바와 같이, 롤러 본체(70)는 샤프트(72)에 결합된 코어(74), 및 코어(74) 상에 위치되고 코어(74)에 결합된 에칭제 롤러(36)의 외부 표면(86)을 정의하는 외부 층(76)을 포함할 수 있다. 에칭제 롤러(36)는 코어(74)외 외부 층(76) 사이에 하나 이상의 중간 층들을 더 포함할 수 있다. 코어(74)는 중실 코어(solid core)를 포함할 수 있지만, 중공(hollow) 또는 부분적으로 중공의 내부 코어가 추가 실시예들에서 제공될 수 있다. 코어(74)는 회전축(64)을 중심으로 에칭제 롤러(36)를 회전시키기 위해 샤프트(72)에 결합된 모터로부터 외부 층(76)으로 토크의 전달을 용이하게 할 수 있는 반면, 외부 층(76)은 제2 용기(38)로부터 에칭제(78)의 원하는 리프팅 및 기판(12)이 에칭제 롤러(36)를 위로 횡단함에 따라 기판(12)의 제1 주 표면(14) 상의 에칭제의 코팅을 제공하도록 설계된 재료로 제조될 수 있다. 예를 들어, 에칭제 롤러(36)는 발포 재료를 포함하는 외부 층(76)을 포함할 수 있다. 외부 층(76)은, 예를 들어, 예컨대 폴리우레탄 또는 폴리올레핀 재료와 같은 내식각성 재료의 개방형 다공성 네트워크를 포함할 수 있다.
마스킹 롤러(32)와 같이, 에칭제 롤러(36)는 이송 방향(20)에 직교하는 방향으로 기판(12)의 폭(90)의 전부 또는 일부를 가로질러 연장될 수 있다. 즉, 에칭제 롤러(36)의 회전 축(64)은 이송 방향에 직각일 수 있다. 실시예들에서, 에칭제 롤러(36)는 제2 용기(38) 위에 회전가능하게 장착되어, 에칭제 롤러(36)의 주변 표면(86)이 제2 용기(38)에 포함된 에칭제(78)와 접촉하고, 예를 들어 그 안에 침지될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 에칭제(78)는 불화수소산(HF)을 포함할 수 있지만, 추가 실시예들에서 기판(12)의 재료에 따라 다른 적절한 에칭제가 사용될 수 있다. 본 명세서에서 설명된 예시들에서, 에칭제(78)는 40℃에서 1몰(M) 농도의 H3PO4 + 0.35M NaF를 포함한다. 그러나, 기판 재료에 따라 다른 적절한 에칭제가 사용될 수 있다. 예를 들어, 유리의 HF-기반 에칭은 초기에 시간 의존적이며, 달성 가능한 평균 거칠기(Ra) 값들은 결국 약 0.5 nm에서 포화된다. 처리된 기판(12)의 결과적인 표면 텍스처는 높이 뿐만 아니라 측면 모두에서, 나노미터 정도의 상관 길이들을 갖는 나노미터 스케일일 수 있다.
도 5 및 도 6은 이송 경로(130)를 따라 이송 방향(120)으로 기판(12)을 이송하도록 구성된 복수의 이송 롤러(128), 에칭제 롤러(136), 및 에칭제 저장소(139)를 형성하는 용기(138)를 포함하는 다른 예시적인 처리 장치(100)의 실시예를 도시한다. 처리 장치(100)는 에칭제 저장소(139)와 유체 연통하고 펌프(142) 및 배관(144)을 통해 컨테이너(138)를 통해 에칭제를 순환시키도록 구성된 에칭제 순환 시스템(140)을 더 포함할 수 있다.
이송 롤러(128)들은 전장 롤러들일 수 있으며, 여기서 이송 방향(120)에 직교하는 방향으로의 이송 롤러들의 길이(94)는 기판(16)의 제1 및 제2 측면 에지들(24, 26) 사이에 정의된 폭(90) 이상일 수 있다(도 6 참조). 이송 롤러(128)들은 종동 롤러들일 수 있다. 예를 들어, 이송 롤러(128)들은 이송 경로(130)를 따라 이송 방향(120)으로 기판(12)을 이송하기 위해 각각의 회전 축들을 중심으로 이송 롤러(128)들을 회전시키는 모터(도시되지 않음)에 결합될 수 있다. 다른 실시예들에서, 이송 롤러들(128)은 비구동 및 개별적으로 자유롭게 회전할 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 처리 장치(100)는 구동 및 비구동 이송 롤러(128)들의 조합을 포함할 수 있다. 이송 롤러(128)들이 기판(12) 아래에 위치되어 제1 주 표면(14) 상에서 기판(12)을 지지하는 것으로 도시되지만, 추가의 실시예들에서 추가의 이송 롤러들(128)이 기판(12) 위에 위치되어 제2 주 표면(16)과 접촉할 수 있다. 예를 들어, 제2 주 표면(16)과 접촉하는 상부 이송 롤러들은 기판(12)을 이송 방향(120)으로 추진하는 구동 롤러들일 수 있다. 일부 실시예들에서, 이송 롤러들의 하나 이상의 쌍은 이송 방향(20)에 직교하는 방향으로 부분적으로 연장되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 이송 롤러들은 제2 주 표면(16)의 에지 부분들과 접촉할 수 있지만 제2 주 표면(16)의 중앙 부분들과 접촉하지 않을 수 있다.
실시예들에서, 처리 장치(100)는 회전축(132)을 중심으로 회전하도록 구성된 에칭제 롤러(136)를 더 포함할 수 있지만, 추가의 실시예들에서 처리 장치(100)는 복수의 에칭제 롤러(136)를 포함할 수 있다. 에칭제 롤러(136)는 이송 방향(120)에 직교하는 방향으로(예를 들어, 회전 축(132)은 이송 방향(120)에 직교한다) 기판(12)의 폭(90)을 가로질러 연장될 수 있으며, 여기서 에칭제 롤러(136)의 길이(96)는 기판(12)의 폭(90) 이상일 수 있다. 그러나, 추가 실시예들에서, 길이(96)는 기판(12)의 전체 폭 미만이 처리되는 경우 폭(90)보다 작을 수 있다. 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 에칭제 롤러(136)는 샤프트(172), 및 홈(154)에 의해 분리된 복수의 릿지(152)를 포함하는 롤러 본체(170)를 포함할 수 있다. 즉, 릿지들(152) 및 홈들(154)은 회전 축(132)을 따라 에칭제 롤러(136)의 길이 방향으로 교번한다.
비록 도 7a 및 도 7b에는 대향하는 원형 에지들 사이에 정의된 주변 표면(156)들을 포함하는 정확하게 원통형 섹션들에 의해 형성된 복수의 릿지들을 포함하는 에칭제 롤러(136)가 도시되지만, 릿지(152)들은 다른 주변 표면 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 릿지(152)들은 물결 모양의 에지들을 갖는 주변 표면들, 평행한 에지들을 갖는 주변 표면들(즉, 평행하는 평면들에 놓인 동일한 직경을 갖는 2개의 원의 주변들 사이에서 정의되고, 각각의 중심이 평행 평면들에 직교하는 동일한 라인 상에 놓임), 지그재그 또는 톱니 에지들을 갖는 주변 표면들 또는 기타 곡선형 주변 표면 형상들 포함할 수 있다. 이러한 표면 형성들의 대향하는 에지들은 대칭인 것을 요하지 않는다. 도 7c는 릿지의 측면 에지들(160, 162) 사이에 정의된 4개의 예시적인 주변 표면 패턴들 도시한다: (a) 원형 에지들, (b) 물결 모양 에지들, (c) 방형파형 에지들, 및 (d) 지그재그(톱니) 에지들. 다른 주변 표면 패턴들이 가능하고 고려된다.
일부 실시예에서, 도 8a에 도시된 바와 같이, 에칭제 롤러(136)는 샤프트(172) 상에 장착된 연속적인(예를 들어, 균질한) 조성의 모놀리식 롤러 본체(170)를 포함할 수 있다. 그러나, 추가 실시예들에서, 에칭제 롤러 본체(170)는 복수의 층들, 예를 들어, 도 8b에 도시된 바와 같은, 동심 층들을 포함할 수 있다. 따라서, 에칭제 롤러 본체(170)는 샤프트(172)에 결합된 코어(174), 및 코어(174) 상에 위치된 에칭제 롤러(136)의 외부 주변(예를 들어, 릿지(152)의 외부 주변)를 정의하는 외부 층(176)을 포함할 수 있다. 도시되지 않았지만, 에칭제 롤러(136)는 코어(174)와 외부 층(176) 사이에 위치한 하나 이상의 중간 층을 더 포함할 수 있다. 코어(174)는 중실 코어를 포함할 수 있지만, 중공 또는 부분적으로 중공 내부 코어가 추가 실시예에서 제공될 수 있다. 코어(174)는 샤프트(172)에 결합된 모터로부터 외부 층(176)으로 토크를 전달하여 에칭제 롤러(136)를 회전시키는 것을 용이하게 할 수 있는 반면, 외부 층(176)은 용기(138)로부터 에칭제(178)의 원하는 리프팅 및 기판(12)의 제1 주 표면(14) 상에 에칭제의 코팅을 제공하도록 설계된 재료로 제조될 수 있다. 예를 들어, 에칭제 롤러(136)는 발포 재료를 포함하는 외부 층(176)을 포함할 수 있다. 외부 층(176)은, 예를 들어 폴리우레탄 또는 폴리올레핀 재료와 같은 내식각성 폴리머 재료의 개방형 다공성 네트워크를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 에칭제 롤러(136)는 종동 롤러일 수 있으며, 여기서 에칭제 롤러(136)는 회전축(132)을 중심으로 에칭제 롤러를 회전시키는 모터(도시되지 않음)에 결합될 수 있는 반면, 추가의 실시예들에서, 에칭제 롤러(136)는 비구동이며 회전 축(132)를 중심으로 자유롭게 회전할 수 있다. 일부 실시예들에서, 에칭제 롤러(136)는 이송 롤러(128)들에 결합될 수 있다. 예를 들어, 처리 장치(100)는 이송 롤러(128)들과 에칭제 롤러(136)를 동시에 회전시키도록 구성된 구동 메카니즘을 포함할 수 있다. 즉, 일부 실시예들에서, 회전축(132)을 중심으로 에칭제 롤러(136)의 회전은 에칭제 롤러(136)가 이송 롤러(128)와 동일한 회전 속도로 회전하도록 이송 롤러(128)의 회전과 동기화될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 이송 롤러(128)들 및 에칭제 롤러(136)는 체인에 의해 구동될 수 있으며, 체인은 체인을 구동하여 이송 롤러(128)들 및 에칭제 롤러(136)를 회전시키는 모터에 결합된다.
일부 실시예들에서, 릿지(152)들은 에칭제 롤러(136)를 따라 균일하게 이격될 수 있다. 예를 들어, 이격 패턴은 처리 후 기판(12)의 원하는 성능 속성에 의해 지시될 수 있다. 따라서, 일부 실시예들에서, 릿지들은 균일하게 이격되지 않을 수 있거나, 복수의 릿지들의 개별 릿지들은 이송 방향에 직교하는 방향으로 서로 다른 주변 표면 폭들을 가질 수 있다.
에칭제 롤러(136)는 릿지(152)들의 적어도 주변 표면(156)들이 용기(138) 내에 포함된 에칭제(78)와 접촉하도록, 예를 들어 침지되도록 용기(138) 위의 샤프트(172)를 통해 회전 가능하게 장착될 수 있다.
처리 장치(10)와 달리, 마스킹 롤러는 처리 장치(100)의 실시예에 필요하지 않으며, 처리 장치(10)에서 마스킹 롤러(32)에 의해 제공되는 기능적 이점은 처리 장치(100)에서 에칭제 롤러(136)에 의해 수행된다. 즉, 에칭제(78)에 의한 기판 표면의 즉각적인 공격을 방지하기 위해 마스킹 재료를 사용하는 대신에, 에칭제는 패턴화된 에칭제 롤러(136)에 의해 미리 결정된 패턴으로 기판의 제1 주 표면(14)에 적용된다. 기판 주 표면의 에칭은 에칭제가 에칭제 롤러(136)에 의해 즉시 적용되는 표면 부분들에서 가장 쉽게 발생하고, 기판 표면 상에서 에칭제의 후속적인 퍼짐으로 인해 에칭제 롤러에 의해 에칭제가 직접 적용되지 않는 기판 표면의 부분들을 공격한다. 그 결과, 에칭제 롤러(136)에 의해 에칭제가 직접 적용되는 기판 주 표면의 부분들은 에칭제 퍼짐으로 인해 에칭된 표면 부분들보다 더 많이 에칭된다.
본 개시의 방법들에 따르면, 기판(12)은, 예를 들어 이송 롤러(28)들에 의해 에칭제 롤러(36)에 인접하여, 예를 들어 에칭제 롤러(36) 위로 인접하여 이송될 수 있다. 처리 장치(10)의 실시예에서, 기판(12)의 제1 주 표면(14)은 마스킹 재료(66)의 자유 표면 위에 이격되어 있고 자유 표면을 향하고 있다. 상기 방법은 기판(12)이 이송 경로(30)를 따라 이송 방향(20)으로 운반됨에 따라 마스킹 재료(66)를 제1 용기(34)로부터 기판(12)의 제1 주 표면(14)으로 전달하기 위해 회전 축(48)을 중심으로 마스킹 롤러(32)를 회전시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 마스킹 롤러(32)는 제1 용기(34)로부터 마스킹 재료(66)를 들어올려 기판(14)의 제1 주 표면(14)을 마스킹 재료(66)의 층으로 접촉하여 코팅하는 동안 이송 방향(20)으로 기판(12)의 병진이동을 촉진하기에 적합한 방향으로 회전할 수 있다.
마스킹 롤러(32)가 회전함에 따라, 마스킹 재료(66)는 기판(12)이 이송 경로(30)를 따라 이송 방향(20)으로 이송될 때 릿지(52)에 의해 정의된 미리 결정된 패턴으로 기판(12)의 제1 주 표면(14)에 적용된다. 예를 들어, 릿지 표면들이 2개의 평행한 원형 에지들 사이에서 정의된 실시예들에서(예를 들어, 도 3c(a) 참조), 마스킹 롤러(32)는 제1 주 표면(14)이 교번하는 평행한 마스킹 재료(66)의 로우(row)들, 예를 들어 마스킹 재료(66)로 코팅된 로우들 및 코팅되지 않은 로우(68)들을 포함하도록 제1 주 표면(14) 상에 마스킹 재료(66)의 평행한 로우들을 증착하도록 구성된다.
기판(12)이 이송 방향(20)으로 이송 경로(30)를 따라 전방으로 이송됨에 따라, 미리 결정된 패턴으로 마스킹 재료(66)로 이제 코팅된 제1 주 표면(14)은 에칭제 롤러(36)를 통과한다. 에칭제 롤러(36)가 회전함에 따라, 에칭제(78)가 기판(12)의 제1 주 표면(14)에, 예를 들어, 마스킹 재료(66)의 로우들 및 마스킹 재료(66)로 코팅되지 않은 로우들(68), 예를 들어 전체 제1 주 표면(14)에 적용된다.
이제 도 10a 내지 도 10d를 참조하면, 폭(90)을 가로지르는 단면에서 본 기판(12)의 단면 프로파일의 시퀀스가 제공되며, 이는 마스킹 재료로 코팅되지 않은 로우(68)들에서 제1 주 표면(14)으로부터 기판 재료의 제거 및 마스킹 재료(66)의 로우들의 제거를 예시한다. 상기 시퀀스가 보여주듯이, 기판(12)의 코팅되지 않은 부분들 위의 재료의 제거는 에칭제(78)로 코팅한 후 빠르게 시작되는 반면, 마스킹 재료(66)로 코팅된 기판의 부분들은 처음에 마스킹 재료에 의해 보호된다. 도 10a에서, 마스킹 재료(66)의 로우들이 제1 주 표면(14)에 적용되었다. 도 10b 내지 도 10c에서, 마스킹 재료는 에칭제(78)에 의해 제거되어 에칭제(78)가 제1 주 표면(14)의 점점 더 큰 표면적을 공격하도록 한다. 그러나, 마스킹 재료(66) 아래 영역의 재료 제거가 마스킹 재료의 존재에 의해 지연되었기 때문에, 기판 재료 제거는 마스킹 재료로 코팅되지 않은 초기 위치들, 예를 들어 마스킹 재료로 코팅되지 않은 로우들(표면들)(68)에서보다 마스킹 재료가 제1 주 표면(14)에 증착된 곳에서 적다. 결국, 도 10d에 도시된 바와 같이, 마스킹 재료(66)는 제1 주 표면(14)으로부터 완전히 제거될 수 있고, 에칭제(78)는 마스킹 재료(66)로 이전에 코팅된 제1 주 표면(14)의 영역들로부터 재료를 공격하고 제거하기 시작한다. 일부 경우에, 마스킹 재료(66)의 제거는 신속할 수 있으며, 마스킹 재료가 제거되는 데 몇 초 밖에 걸리지 않는다. 그럼에도 불구하고, 결과는 제1 주 표면(14)을 가로질러 교번하는 복수의 융기된 영역(80)들 및 복수의 함몰 또는 골 영역(82)들을 포함하는 표면을 포함하는 기판이다. 즉, 에칭제(78)로 에칭한 후, 제1 주 표면(14)은 기판의 두께 변화를 나타내는 피크들 및 밸리들의 저주파 기복을 포함할 수 있으며, 여기서 밸리 영역들의 두께는 피크 영역들의 두께보다 작다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "두께"는 (예를 들어, 에칭 전) 제1 또는 제2 주 표면들 중의 적어도 하나에 명목상 직교하는 방향으로 기판(12)의 주 표면들 사이의 거리를 지칭한다. 또한, 융기된 영역들 및 함몰된 영역들 모두는 제1 주 표면(14)에 대한 에칭제의 전체 에칭 작용으로 인한 미세하고 일반적으로 등방성의 텍스처를 더 포함할 수 있다. 따라서, 본 개시에 따른 에칭 후에, 제1 주 표면(14)은 에칭된 기판 표면의 마스킹된 영역과 마스킹되지 않은 영역의 조합으로 인해 발생하는 제1의 저주파 매크로-스케일 이방성 텍스처를 포함할 수 있다. 기판은 초기 마스킹된 영역과 마스킹되지 않은 영역들 모두에 부여된 미세한 고주파 등방성 표면 텍스처를 추가로 포함할 수 있으며, 이방성 텍스처는 피크-대-피크 주기 및 크기를 포함하는 반면 등방성 텍스처는 평균 표면 거칠기(Sa)는 약 1 나노미터 이하이고 텍스처가 에칭제가 적용된 기판의 전체 표면에 걸쳐 연장되고 표면을 가로지르는 방향에 관계없이 균일하다는 것에 가장 잘 특성화된다.
다른 실시예에서, 처리 장치(10)의 실시예를 참조하여 설명된 바와 같이 에칭제(78)가 기판의 표면에 걸쳐 균일하게 적용되고 마스킹 재료가 기판의 미리 결정된 영역들에서 표면의 즉각적인 에칭을 지연시키는 것을 제외하고, 유사한 방법이 처리 장치(100)의 실시예에 대해 사용될 수 있으며, 처리 장치(100)의 실시예에 따르면, 에칭제(78)는 기판(12)의 제1 주 표면(14)에 선택적으로 적용될 수 있고, 이에 의해 에칭제(78)가 직접 적용되는 기판의 특정 영역들이 에칭제가 직접 적용되지 않은 기판의 다른 영역들보다 더 빠르게 에칭된다. 즉, 제1 주 표면(14)의 에칭제로 코팅된 부분들의 로우는 코팅되지 않은 표면 부분들의 로우(98)들에 의해 분리된다(도 11 참조). 도 12a에 도시된 바와 같이, 에칭제(78)는 평행한 로우들로 제1 주 표면(14)에 적용되고 기판(12)의 제1 주 표면(14)으로부터 재료를 제거하기 시작한다. 도 12b에서, 에칭제가 퍼지기 시작하고 재료 제거가 원래 에칭제 적용 영역들을 넘어 확장된다. 점진적으로 더 많은 재료 제거가 도 12c에 도시되어 있으며, 이는 에칭제가 나중에 퍼진 영역들에서보다 에칭제가 원래 적용된 영역들에서 더 많은 재료 제거를 예시한다. 도 12d에서, 에칭제는 융기된 영역(80)들, 및 원래 에칭제가 적용된 위치들과 관련된 함몰 영역들인 밸리 영역(82)들을 생성했다. 따라서, 본 개시에 따른 에칭 후, 제1 주 표면(14)은 제1 저주파 매크로-스케일 이방성 텍스처를 포함할 수 있다. 기판은 에칭제와 접촉하고 있던 기판의 전체 주 표면에 부여된 미세한 고주파 등방성 표면 텍스처를 더 포함할 수 있다. 이방성 텍스처는 피크-대-피크 주기 및 크기(magnitude)를 포함하는, 반면 등방성 텍스처는 약 1 nm 이하의 평균 표면 거칠기(Sa)로 가장 잘 특성화되고 등방성 텍스처는 에칭제가 적용되었던 기판의 전체 표면에 걸쳐 확장되며, 특성이 발생하는 방향에 관계없이 균일하다.
처리 장치(10) 또는 처리 장치(100)에 의해 적용된 방법들로부터 생성된 처리된 기판은 제1 텍스처를 포함할 수 있다. 예로서, 도 13은 처리 장치(10) 또는 처리 장치(100)로부터 얻어진 제1 텍스처를 포함하는 (예를 들어, 광학 기기, 예를 들어 현미경을 통해 이미지화될 수 있는 바와 같은) 텍스처된 기판 표면의 컴퓨터 시뮬레이션된 광학 뷰를 예시한다. 제1 텍스처는 큰 흰색 화살표(164)로 표시된 바와 같이, 방향(여기서, 상기 방향은 릿지, 예를 들어 파면과 유사한 릿지의 라인에 직교하는 축을 따른다)을 포함하는 이방성 텍스처일 수 있으며, 상기 방향은 기판(12)의 이송 방향(20)에 직교하는, 따라서 여기서 -45°로 표시된 마스킹 롤러(32)(또는 에칭제 롤러(136))로 연장된다. 따라서, 제1 텍스처의 방향은 표시된 +45°방향으로 연장되고, 처리 장치(10)의 실시예에서 마스킹 롤러(32)의 회전 축(48), 또는 처리 장치(100)의 실시예에서 에칭제 롤러(136)의 회전 축(132)과 평행한 축을 따라 연속적이다. 제 1 텍스처, 예를 들어 이격된 복수의 릿지와 직접 관련된 텍스처(102)가 도 14의 플롯에 예시되어 있으며, 여기서 제1 텍스처는, 본 예에서, 사인파(sinusoidal) 패턴을 포함한다. 그러나, 제1 텍스처는 사인파 패턴을 나타낼 필요는 없고, 마스킹 또는 에칭 롤러 릿지들(예를 들어, 처리 장치(10) 또는 처리 장치(100))의 구성에 따라 다른 패턴들을 나타낼 수 있다. 도 14를 참조하면, 제1 텍스처는 약 0.1 밀리미터 내지 약 100 밀리미터 범위, 예를 들어 약 1 밀리미터 내지 약 75 밀리미터 범위의 피크-대-피크(peak-to-peak) 주기(104)을 가질 수 있다. 제1 텍스처(102)는 약 2 나노미터 내지 약 100 나노미터 범위의 피크-대-밸리(peak-to-valley) 크기(106)를 가질 수 있다.
기판(12)은 기판(12)의 노출된 제1 주 표면(14) 상에 에칭제의 전체 작용으로 인해 발생하는 제2 등방성 텍스처를 포함할 수 있고, 전술한 바와 같이 방향에 관계없이 균일한 특성, 즉 등방성 텍스처를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 텍스처는 원자간력 현미경(AFM)에 의해 측정된 바와 같이 약 1 nm 이하의 평균 표면 거칠기(Sa)를 나타낼 수 있다.
일부 실시예들에서, 제1 주 표면(14)은 제1 텍스처(102)와 함께 위치하는 제3 텍스처(108)를 포함할 수 있다. 제1 텍스처(102)와 같이 제3 텍스처(108)가 사인파일 필요는 없지만, 제3 텍스처(108)는 도 15에 사인파 텍스처로서 도시된 저주파 텍스처일 수 있다. 제3 텍스처(108)는 약 0.1 마이크로미터 내지 약 25 마이크로미터 범위의 피크-대-피크 파장(110)을 가질 수 있다. 제3 텍스처(108)는 약 2 나노미터 내지 약 50 마이크로미터 범위의 피크-투-밸리 크기(112)를 가질 수 있다. 제3 텍스처(108)는, 예를 들어, 이송 방향(20)(120)으로의 기판의 선형 운동과 직접적으로 관련되지 않은 기판(12)의 운동으로부터 야기될 수 있다. 즉, 이송 롤러들 위의 이송 방향으로 기판의 횡단은 제3 텍스처(108)를 생성할 수 있는 요동 운동과 같은 기판의 후속 보조 운동을 유발할 수 있다. 따라서, 제3 텍스처(108)는 제3 텍스처(108)의 연속적인 파면들에 수직으로 연장하는 라인이 이송 방향(20)(120)과 평행하도록 -45°방향으로 연장될 수 있다.
일부 실시예들에서, 제1 주 표면(14)은 도 15의 제3 텍스처(108)와 함께 위치하는 고주파 텍스처로서 도시된 제4 텍스처(118)를 포함할 수 있다. 에칭제 저장소로부터 에칭제 롤러들로, 및/또는 에칭제 롤러들에서 기판(12)의 제1 주 표면(14)으로의 에칭제 전달과 관련된 유체 역학은 추가의 제4 텍스처(118)를 생성할 수 있는 것으로 믿어진다. 제4 텍스처(118)는 약 0.1 나노미터 내지 약 2 나노미터의 피크-대-피크 주기(122)을 가질 수 있다.
도 16은 도 13에 의해 표현된 시뮬레이션된 텍스처의 고속 푸리에 변환을 나타내며, 이는 변환의 고주파수 성분을 도시한다. 상기 주기는 X(미터) = 2π/X*(미터-1) 방정식으로 주파수와 관련이 있으며, 여기서 X는 피크-대-피크 주기이고 X*는 각각의 주파수이다. 따라서, 텍스처 주기들(104, 110 및 122)(도 13 참조)은 각각 300m-1, 600m-1 및 6000m-1의 주파수 104*, 110* 및 122*를 갖는다.
처리된 주 표면, 예를 들어, 제1 주 표면(14) 상의 이방성 텍스처들을 특성화하는 방법들은, 예를 들어 저배율 대물렌즈를 사용하여 기판의 미리 결정된 영역을 스캔하기 위한 광학 간섭계(예: Zygo NexView)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 인접한 스캔들은 원하는 전체 시야를 얻기 위해 함께 스티칭될 수 있는 다중 영역을 스캔하는 것이 필요할 수 있다. 결과 이미지는 개방 소스 이미지 분석 패키지, 예를 들어 Gwyddion Ver.2.51을 사용하여 처리될 수 있다. 예를 들어, 이미지 인공물들 및 누락된 데이터를 처리하기 위해 이미지의 외측 에지들을 잘라낼 수 있다. 그런 다음, 4차 평면 맞춤을 사용하여 Z축(높이) 스케일을, 예를 들어 +/-10 nm로 제한하여 이미지를 평준화하여 미세한 지형 변화를 감지할 수 있다. 원하는 경우, 이미지를 회전하여 처리 장치를 통한 유리 이동에 대응하도록 이미지를 정렬할 수 있다. 그런 다음 공간 주파수 특징들을 분석할 수 있도록 고속 푸리에 변환을 사용하여 이미지를 변환할 수 있다.
도 17 내지 도 19는 기판(12) 상에 (이방성) 텍스처 로우들을 생성할 수 있는 예시적인 마스크 및 에칭 패턴을 도시한다. 즉, 크로스-해칭된 영역들은 처리 장치(10)로 마스킹 재료(66)의 적용 영역들 또는 처리 장치(100)로 에칭제의 패턴화된 적용 영역들을 나타낸다. 더 복잡한 에칭 패턴들을 얻기 위해 추가 단계들이 수행될 수 있다는 것이 선행하는 논의로부터 명백해야 한다. 예를 들어, 기판(12)은 미리 결정된 각도를 통해 회전되고 다시 마스킹된 다음, 에칭되거나 다시 에칭될 수 있다. 예를 들어, 처리 장치(10)와 관련하여, 기판(12)은 평행한 로우들의 마스킹 재료(66)의 로우들을 제1 방향으로 적용하고, 이어서 기판을 회전시키고, 마스킹 재료의 로우들의 제2 세트를 미리 결정된 각도 β까지 회전된 제2 방향으로 적용함으로써 마스킹될 수 있다. 각도 β는 약 1°내지 90° 범위에 있을 수 있다. 도 17은 90도로서의 각도 β를 예시한다(여기서 두 패턴들은 직교하는 로우들이다). 도 18은 평행한 로우들이 기판의 에지들과 평행하지 않도록, 예를 들어 기판의 장축(180)과 평행하지 않도록 마스킹 재료의 평행한 로우들이 증착되는 다른 실시예를 도시한다. 즉, 마스킹 재료의 로우들은 각도 β만큼 축(180)에서 회전적으로 오프셋되어 증착된다.
도 19는 마스킹 재료(66)(및 이에 따른 후속 에칭된 영역의 위치) 또는 처리 장치(100)의 경우 에칭제(78)가 균일하게 이격된 로우들로 적용되지 않는 또 다른 실시예를 도시한다. 이것은, 예를 들어 마스킹 롤러(32)(또는 처리 장치(100)의 경우 에칭제 롤러(136))의 릿지들을 불균일하게 이격함으로써 달성될 수 있다. 처리 장치(10)와 관련하여 위에서 설명된 바와 같이, 결과는 마스킹 재료(66)가 증착되는 융기 영역들, 및 마스킹 재료가 적용되지 않은 함몰 영역들을 포함하는 기판이라는 것이 명백해야 한다. 처리 장치(100)와 관련하여, 에칭제 롤러(136)에 의해 에칭제(78)가 먼저 적용되지 않은 곳에 융기 영역들이 생성되고, 에칭제 롤러에 의해 에칭제(78)가 처음 적용되는 곳에 함몰 영역이 생성된다. 두 경우 모두, 처리 장치(10) 또는 처리 장치(100)와 관련하여, 전술한 제1 내지 제4 텍스처 중 임의의 하나 이상이 생성될 수 있다.
도 20 내지 도 21에 도시된 대안적인 프로세스에서, 스프레이 노즐들을 사용하여 이산(discrete) 위치들에 마스킹 재료(66)를 증착할 수 있다. 도 22에 따르면, 처리 장치(200)는 기판(12)이 이송 경로(230)를 따라 이송 방향(220)으로 이송될 때 기판(12)의 폭 방향으로 연장되도록 배열된 복수의 스프레이 노즐(202)을 포함할 수 있다. 스프레이 노즐(202)은 공통 플레넘(204)과 유체 연통할 수 있으며, 이것은 차례로 마스킹 재료(66)를 위한 저장소(207)를 형성하는 용기(206)와 유체 연통한다. 마스킹 재료(66)는, 예를 들어 스티렌 말레산(SMA)을 포함하지만, 추가 실시예들에서는 다른 마스킹 재료들, 예를 들어 아크릴레이트, 노볼락(포름알데히드 대 페놀 몰비가 1 미만인 페놀-포름알데히드 수지) 또는 실리콘이 사용될 수 있다. 도시되지 않았지만, 스프레이 노즐(202)들은 추가 실시예들에서 이송 방향(220)으로 연장될 수 있다. 예를 들어, 스프레이 노즐(202)들은 스프레이 노즐들의 직교하는 로우들 및 컬럼들의 어레이로 배열될 수 있다. 스프레이 노즐(202)들은 매우 미세한 고해상도 패턴들이 기판 상에 "인쇄"될 수 있는 잉크젯 노즐의 형태일 수 있다. 이산 위치들은 규칙적이고 주기적으로 미리 결정된 패턴들, 또는 도 22에 도시된 무작위 패턴과 같은 무작위 또는 의사 무작위 패턴을 생성할 수 있다.
처리 장치(200)는 이송 경로(230)를 따라 이송 방향(220)으로 기판(12)을 이송하도록 구성된 복수의 이송 롤러(228)들, 및 에칭제(78)를 위한 에칭제 저장소(239)를 형성하는 용기(238)를 더 포함할 수 있다. 이송 롤러(228)들은 각 회전축을 중심으로 회전하도록 구성된 전장 롤러들일 수 있으며, 여기서 이송 방향(220)에 직교하는 방향으로의 이송 롤러들의 길이(288)는 제1 및 제2 측면 에지들(24,26) 사이에 정의된 기판(12)의 폭(90) 이상일 수 있다. 이송 롤러(228)들은 종동 롤러들일 수 있다. 예를 들어, 이송 롤러(228)들은 이송 경로(230)를 따라 이송 방향(220)으로 기판(12)을 이송하기 위해 이송 롤러들의 각각의 회전축들을 중심으로 이송 롤러들을 회전시키는 모터 또는 모터들(미도시)에 결합될 수 있다. 다른 실시예들에서, 이송 롤러(228)들은 구동되지 않고 각각의 회전축을 중심으로 개별적으로 자유롭게 회전할 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 처리 장치(200)는 구동 및 비구동 이송 롤러(228)들의 조합을 포함할 수 있다. 이송 롤러(228)들은 기판(12) 아래에 위치되어 제1 주 표면(14) 상에서 기판(12)을 지지하는 것으로 도시되어 있지만, 추가의 실시예들에서, 추가적인 이송 롤러(228)들이 기판(12) 위에 위치되고 제2 주 표면(16)과 접촉할 수 있다. 예를 들어, 제2 주 표면(16)과 접촉하는 상부 이송 롤러들은 구동되지 않는 하부 이송 롤러들 위로 이송 방향(220)으로 기판(12)을 추진하는 구동 롤러들일 수 있다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 쌍의 이송 롤러들은 이송 방향(20)에 직교하는 방향으로 부분적으로만 연장되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서 이송 롤러들, 예컨대 제2 주 표면(16)과 접촉하는상부 이송 롤러들(미도시)은, 기판(12)의 에지 부분들과 접촉할 수 있고 제2 주 표면(16)의 중앙 부분들과 접촉하지 않을 수 있다.
처리 장치(200)는 이송 경로(230)를 따라 위치된 에칭제 롤러(236)를 더 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 처리 장치(200)는 단일 에칭제 롤러(236)를 포함할 수 있지만, 추가의 실시예들에서 처리 장치(10)는 복수의 에칭제 롤러(236)들을 포함할 수 있다. 에칭제 롤러(236)는 회전 가능하게 장착되고 이송 방향(20)에 대해 스프레이 노즐(202)의 하류에 위치될 수 있으며, 여기서 이송 방향(20)으로 이송 경로(30)를 따라 이동하는 기판(12)은, 스프레이 노즐(202)들이 제1 주 표면(14) 상에 마스킹 재료(66)를 증착한 후 에칭제 롤러(236)와 조우한다. 다양한 실시예들에서, 에칭제 롤러(236)는 처리 장치(10)의 에칭제 롤러(36)와 유사하거나 동일하게 구성될 수 있다.
에칭제 롤러(236)는 이송 방향(220)에 직교하는 방향으로 기판(12)의 폭(90)의 전부 또는 일부를 가로질러 연장될 수 있다. 즉, 에칭제 롤러(36)의 회전 축(264)은 이송 방향(220)에 직교할 수 있다. 처리 장치(200)는 저장소(239)와 유체 연통하고 펌프(242) 및 배관(244)을 통해 용기(238)를 통해 에칭제(78)를 순환시키도록 구성된 에칭제 순환 시스템(240)을 더 포함할 수 있다. 실시예들에서, 에칭제 롤러(36)는 에칭제 롤러(36)의 주변 표면이 용기(238) 내에 함유된 에칭제(78)와 접촉하도록, 예를 들어 침지되도록 용기(238) 위에 회전 가능하게 장착될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 에칭제(78)는 불화수소산(HF)을 포함할 수 있지만, 다른 실시예들에서는 기판(12)의 재료에 따라 다른 적절한 에칭제가 사용될 수 있다. 본 명세서에서 설명된 예들에서, 에칭제(78)는 40℃에서 1몰(M) 농도의 H3PO4 + 0.35M NaF를 포함한다. 그러나, 다른 적절한 에칭제가 사용될 수 있다. 예를 들어, 유리의 HF-기반 에칭은 초기에 시간 의존적이며, 달성 가능한 평균 거칠기 Sa 값들은 결국 약 0.5 nm에서 포화된다. 처리된 기판(12)의 결과적인 표면 텍스처는 높이 및 측면 모두에서 또한 나노미터 정도의 상관 길이를 갖는 나노미터 스케일일 수 있다.
전술한 실시예들은 기판(12)의 주 표면을 에칭하는 것을 설명하지만, 에칭제(78)를 침출제(leachant)로 대체함으로써, 처리 장치(10, 100, 200)가 에칭제로 보여진 표면 텍스처에서의 변화를 어느 정도 모방하는 기판의 표면에서 화학적 조성의 변화를 생성하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 예시적인 실시예는 이송 방향으로 이송 경로를 따라 기판(12)을 이송하는 단계, 기판이 이송될 때 기판(12)의 제1 주 표면(14)의 제1 영역에 마스킹 재료를 적용하는 단계, 제1 주 표면(14)의 제1 영역 위에 침출제를 적용하는 단계를 포함할 수 있으며, 상기 제1 주 표면(14)은 제1 화학 조성을 포함하고, 침출제는 제1 주 표면(14)으로부터 제1 화학 조성 중의 적어도 하나의 성분을 침출하고, 결과적으로 제1 화학 조성 중의 상기 적어도 하나의 성분의 농도는 침출 후 제1 공간 주기를 가지면서 제1 축을 따라 주기적으로 변할 수 있다. 적합한 침출제는 HCl, H2SO4, HNO3 또는 이들의 조합을 포함할 수 있지만 이에 국한되지 않는다. 침출될 수 있는 유리 성분에는 Mg(마그네슘), Ca(칼슘), Sr(스트론튬), Al(알루미늄) 및/또는 B(붕소)가 포함되지만 이에 국한되지 않는다.
예시들
0.5 mm의 두께 및 150 mm2의 표면적(주 표면 당)을 갖는 Corning Lotus NXT 샘플들을 본 명세서에 기재된 마스킹 기술에 따라 에칭하였다. 에칭제 노출 시간은 40초에서 160초까지 40초 단위로 4번의 에칭 시간이 수행되었다. 샘플들은 25 mm/초, 65 mm/초 및 100 mm/초의 세 가지 다른 속도로 에칭되었다. 결과 표면들은 6x6 이미지 매트릭스를 스캔하고 프레임들을 함께 연결하여 약 32 mm2의 총 시계 범위를 제공하기 위해 가장 낮은 배율 대물렌즈를 사용하는 광학 간섭계(Zygo NexView)를 사용하여 분석되었다. 결과 이미지들(예로서 도 13 참조)은 아래 개요한 절차를 따라 Gwyddion Ver. 2.51을 사용하여 처리되었다.
가장 긴 에칭 시간(160초)이 가장 눈에 띄는 텍스처 특징을 생성했다. 비교 목적을 위해, 처리되지 않은 Lotus NXT와, 40℃에서 1M H3PO4 + 0.35M NaF로 일반적인 표면 에칭을 거친 기판 샘플에서도 데이터를 수집했다. 나노-텍스처를 평가하기 위해 각 조건에서 AFM을 수행하였다. 모든 에칭 조건은 AFM 이미징을 통해 유사한 기판 표면 특성을 보여주었다. 4개의 모든 표면에 대한 라인 프로파일이 도 23에 도시되어 있다. 마스킹이 적용되지 않은 일반적인 에칭된 표면(1M H3PO4 + 0.35M NaF)은 롤러 운동에 평행하는 및 직교하는 라인들을 따라 연장되는 프린지들을 갖는 해시(hash) 패턴을 나타내었다. 이러한 프린지 구조들은 각각 대략 +0.4 나노미터 및 -0.25 나노미터의 최대 관찰 값들을 가지고, 표면을 가로질러 실질적으로 동일한 피크-대-밸리 크기를 가졌다(도 23(a)). 느린 속도(예: 25 mm/초)의 마스킹 적용은 전체 라인 프로파일을 크게 변경하지 않았다(도 23(b)). 더 높은 마스킹 적용 속도(65 mm/초 및 100 mm/초)들에서, 텍스처 밴드들은 시각적으로 그리고 라인 프로파일 추출을 통해 더 뚜렷해졌다. 롤러 축 방향의 주파수는 씻겨나갔고 제대로 정의되지 않았다. 마스킹된 영역들의 높이 차이는 도 23(c) 및 도 23(d)에 도시된 라인 프로파일들에서도 명확하게 관찰할 수 있다. 일부 텍스처 밴드들은 다른 텍스처 밴드들에 비해 약간 벗어난 각도로 적용된 것처럼 보였고, 이로 인해 증가된 피크-대-밸리 크기(약 +1.1 나노미터 내지 약 -0.8 나노미터)는 이러한 영역들이 라인 프로파일에서 함께 병합되었음을 나타낸다. 다른 밴드들은 마스크 패터닝 롤러에서 볼 수 있는 릿지-밸리 반경 범위 내에서 몇 mm 정도의 거리만큼 유지되고 분리되어 더 뚜렷했다. 이러한 텍스처된 표면은 예비 리프트 테스트 측정을 통해 마스킹 적용 및 에칭 속도에 따라 약 12%까지 ESC 성능을 향상시키는 것으로 나타났다. 리프트 테스트는 10cm x 10cm 스테이지 플레이트가 장착된 평평한 진공 표면(예: 진공 플레이트), 스테이지 플레이트를 둘러싸는 절연 리프트 핀들, 및 유리 플레이트 표면 위에 매달린 정전기 장 측정기 어레이를 포함한다. 측정 시퀀스는 테스트할 샘플을 진공 플레이트에 위치한 리프트 핀들 상에 에칭된 표면을 아래로 하여 시작한다. 고유량 코로나 방전형 이오나이저가 샘플의 임의의 잔류 전하를 제거하는 데 사용된다. 벤츄리 방법을 통해 진공을 생성하고, 리프트 핀들을 사용하여 샘플을 진공 플레이트 위로 내려서 일정하고 제어된 압력 하에서 유리 플레이트와 진공 표면 사이에 접촉을 생성한다. 이 상태를 몇 초 동안 유지한 후 진공을 해제하고 리프트 핀을 통해 진공 표면으로부터 유리 샘플 플레이트를 약 80 cm(필드 미터 어레이 아래 약 10 mm) 높이까지 올린다. 유리 표면 전압은 진공 프로세스에서 생성된 최대 전압과 후속 감쇠율에 대한 데이터를 얻기에 충분히 긴 기간 동안 필드 미터에 의해 모니터링되고 기록되었다.
도 24는 특성 간격의 함수로서 평균 % 전압 개선을 보여주는 플롯이며, 여기서 특성 간격은 이방성 텍스처들에 대한 파형의 주기와 유사하다. 신뢰 구간과 함께 도시된 데이터는 처리되지 않은, 에칭되지 않은 샘플들에 비해 에칭된 샘플들에서 얻은 최대 리프트 테스트 전압 V(V@ 80cm 리프트 핀 높이)의 백분율 변화(감소 또는 증가)를 나타내며, 테스트된 샘플들의 정전기 대전(ESC) 내로의 이해를 제공한다. 예를 들어, 0% 변화는 대조군 샘플과 동일한 전압 생성을 나타내며; 100%는 표면 전압 생성의 가상 제거를 나타내며; 그리고 -100%는 대조군 샘플에 비해 표면 전압 생성이 2배 증가함을 나타낸다. 테스트는 클래스 1000 클린룸 및 40% 상대 습도에서 수행되며, 장치 자체는 전용 HEPA 공기 여과 장치가 장착된 정전기 방지 아크릴 하우징에 들어 있다. 데이터는 이방성 텍스처 또는 텍스처들의 특성 간격이, 예를 들어 약 0 mm 내지 약 75 mm 범위를 통해 증가함에 따라 ESC 개선(Vssavg)이 증가함을 보여준다.
본 개시의 정신 및 범위를 벗어나지 않고 본 개시의 실시예들에 대한 다양한 수정들 및 변형들이 이루어질 수 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 개시는 첨부된 청구범위 및 그 균등물들의 범위 내에 있는 한 그러한 수정들 및 변형들을 포함하도록 의도된다.

Claims (66)

  1. 유리 기판으로서,
    주기적인 제1 텍스처, 및 상기 제1 텍스처와 공존하는 등방성의 제2 텍스처를 포함하는 제1 주 표면;을 포함하며,
    상기 제1 텍스처는 제1 축을 따라 제1 방향으로 제1 크기(magnitude) 및 제1 공간 주기(spatial period)를 포함하며, 상기 제1 텍스처는 상기 제1 축을 따라 상기 제1 공간 주기의 2배 이상의 길이로 연장되며,
    상기 제2 텍스처는 약 1 나노미터 이하의 평균 표면 거칠기 Sa를 포함하는, 유리 기판.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 크기는 약 2 나노미터 내지 약 500 나노미터 범위에 있는 것을 특징으로 하는 유리 기판.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 공간 주기는 약 0.1 밀리미터 내지 약 100 밀리미터 범위에 있는 것을 특징으로 하는 유리 기판.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 주 표면은 상기 제1 텍스처와 공존하는 주기적인 제3 텍스처를 더 포함하며, 상기 제3 텍스처는 상기 제1 축과 상이한 제2 축을 따라 제2 크기 및 제2 공간 주기를 포함하며, 상기 제2 텍스처는 상기 제2 축을 따라 상기 제2 공간 주기의 2배 이상의 길이로 연장되는 것을 특징으로 하는 유리 기판.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제2 축은 상기 제1 축에 직교하는 것을 특징으로 하는 유리 기판.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 제2 크기는 약 2 나노미터 내지 약 500 나노미터 범위에 있는 것을 특징으로 하는 유리 기판.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제2 공간 주기는 약 0.1 밀리미터 내지 약 25 밀리미터 범위에 있는 것을 특징으로 하는 유리 기판.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제1 주 표면은 상기 제3 텍스처와 공존하는 주기적인 제4 텍스처를 더 포함하며, 상기 제4 텍스처는 상기 제2 축을 따라 제3 크기 및 제3 공간 주기를 포함하며, 상기 제4 텍스처는 상기 제2 축을 따라 상기 제3 공간 주기의 2배 이상의 길이로 연장되는 것을 특징으로 하는 유리 기판.
  9. 유리 기판을 텍스처링하는 방법으로서,
    이송 방향으로 이송 경로를 따라 상기 유리 기판을 이송하는 단계;
    상기 유리 기판이 이송될 때 미리 결정된 제1 패턴으로 상기 유리 기판의 제1 주 표면에 마스킹 재료를 적용하는 단계;
    상기 유리 기판이 이송될 때 상기 마스킹 재료를 적용한 후에 상기 제1 주 표면의 상기 제1 영역 위에 에칭제를 적용하는 단계;를 포함하며,
    상기 에칭제는 상기 제1 주 표면을 에칭하고, 상기 마스킹 재료를 제거하고, 그리고 상기 제1 영역에서 제1 축을 따라 제1 크기 및 제1 공간 주기를 갖는 제1 텍스처를 형성하는, 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제1 크기는 약 2 나노미터 내지 약 100 나노미터 범위에 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제1 주기는 약 0.1 밀리미터 내지 약 100 밀리미터 범위에 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 제1 텍스처는 이방성인 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 청구항 9에 있어서,
    상기 에칭하는 것은 약 1 나노미터 미만의 평균 표면 거칠기 Sa로 상기 제1 주 표면 상에 제2 텍스처를 형성하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 제2 텍스처는 등방성인 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 에칭하는 것은 상기 제1 텍스처와 공존하는 제3 텍스처를 형성하며, 상기 제3 텍스처는 상기 제1 축과 상이한 제2 축을 따라 제2 크기 및 제2 공간 주기를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 제3 텍스처는 이방성인 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 청구항 15에 있어서,
    상기 제2 축은 상기 제1 축에 직교하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 청구항 15에 있어서,
    상기 에칭하는 것은 상기 제1 텍스처와 공존하는 제4 텍스처를 형성하며, 상기 제4 텍스처는 상기 제2 축을 따라 제3 크기 및 제3 공간 주기를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 청구항 9에 있어서,
    상기 제1 패턴은 교번하는 피크들 및 밸리들의 평행한, 이격된 로우(row)들을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 청구항 9에 있어서,
    상기 마스킹 재료는 상기 에칭제가 적용되는 동안에 큐어링되지 않는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 청구항 9에 있어서,
    상기 마스킹 재료는 폴리머를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 청구항 21에 있어서,
    상기 마스킹 재료는 폴리우레탄, 폴리올레핀, 아크릴레이트, 노볼락, 또는 실리콘(silicone)을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 청구항 9에 있어서,
    상기 마스킹 재료는 스티렌 말레산을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 청구항 9에 있어서,
    상기 에칭제에 의한 상기 마스킹 재료의 제거 속도는 상기 유리 표면의 용해 속도보다 작은 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 청구항 9에 있어서,
    상기 마스킹 재료는 상기 에칭하는 동안 상기 제1 주 표면으로부터 완전히 제거되는 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 청구항 9에 있어서,
    상기 마스킹 재료를 적용하는 단계는 복수의 릿지들을 포함하는 롤러로 상기 마스킹 재료를 적용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 청구항 26에 있어서,
    상기 복수의 릿지들은 상기 롤러의 샤프트에 동심적(concentric)인 것을 특징으로 하는 방법.
  28. 청구항 26에 있어서,
    상기 복수의 릿지들은 상기 이송 방향에 직교하는 회전 축을 따라 배열된 복수의 휠들에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  29. 청구항 26에 있어서,
    상기 복수의 릿지들은 상기 롤러의 샤프트와 평형인 것을 특징으로 하는 방법.
  30. 청구항 26에 있어서,
    상기 마스킹 재료를 적용하는 단계는 복수의 롤러 어셈블리들로 상기 마스킹 재료를 적용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  31. 청구항 9에 있어서,
    상기 에칭제는 HF를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  32. 청구항 9에 있어서,
    상기 에칭제는 H3PO4를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  33. 유리 기판을 텍스처링하는 방법으로서,
    이송 방향으로 이송 경로를 따라 상기 유리 기판을 이송하는 단계;
    상기 유리 기판이 이송될 대 패턴화된 롤러로 미리 결정된 패턴으로 상기 유리 기판의 제1 주 표면에 에칭제를 적용하는 단계;를 포함하며,
    상기 에칭제는 상기 제1 주 표면을 에칭하고, 제1 축을 따라 제1 크기 및 제1 공간 주기를 갖는 제1 텍스처를 형성하는, 방법.
  34. 청구항 33에 있어서,
    상기 에칭하는 것은 상기 제1 주 표면 상에 상기 제1 텍스처와 공존하는 제2 텍스처를 형성하며, 상기 제2 텍스처는 약 1 나노미터 미만의 표면 거칠기 Sa를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  35. 청구항 33에 있어서,
    상기 제1 텍스처는 이방성인 것을 특징으로 하는 방법.
  36. 청구항 34에 있어서,
    상기 제2 텍스처는 등방성인 것을 특징으로 하는 방법.
  37. 청구항 33에 있어서,
    상기 제1 크기는 약 2 나노미터 내지 약 100 나노미터 범위에 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  38. 청구항 33에 있어서,
    상기 제1 주기는 약 0.1 밀리미터 내지 약 100 밀리미터 범위에 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  39. 청구항 34에 있어서,
    상기 에칭하는 것은 상기 제1 영역에서 상기 제1 텍스처와 공존하는 제3 텍스처를 형성하며, 상기 제3 텍스처는 상기 제1 축과 상이한 제2 축을 따라 제2 크기 및 제2 공간 주기를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  40. 청구항 39에 있어서,
    상기 제3 텍스처는 이방성인 것을 특징으로 하는 방법.
  41. 청구항 40에 있어서,
    상기 에칭하는 것은 상기 제1 텍스처와 공존하는 제4 텍스처를 형성하며, 상기 제4 텍스처는 상기 제2 축을 따라 제3 크기 및 제3 공간 주기를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  42. 청구항 39에 있어서,
    상기 제2 축은 상기 제1 축에 직교하는 것을 특징으로 하는 방법.
  43. 청구항 33에 있어서,
    상기 제1 패턴은 교번하는 피크들 및 밸리들의 평행한, 이격된 로우들을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  44. 청구항 33에 있어서,
    상기 롤러는 복수의 릿지들을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  45. 청구항 44에 있어서,
    상기 복수의 릿지들은 상기 이송 방향에 직교하는 회전 축을 따라 정렬된 복수의 휠들에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  46. 청구항 33에 있어서,
    상기 에칭제를 적용하는 단계는 상기 제1 주 표면을 복수의 롤러 어셈블리들과 접촉시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  47. 청구항 33에 있어서,
    상기 에칭제는 HF를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  48. 청구항 33에 있어서,
    상기 에칭제는 H3PO4를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  49. 제1 화학 조성을 포함하는 제1 표면을 포함하는 유리 기판으로서, 상기 제1 화학 조성 중의 적어도 하나의 성분의 농도는 제1 축을 따라 제1 공간 주기를 가지면서 주기적으로 변하는, 유리 기판.
  50. 청구항 49에 있어서,
    상기 적어도 하나의 성분의 상기 농도는 상기 제1 축과 상이한 제2 축을 따라 제2 공간 주기를 가지면서 주기적으로 변하는 것을 특징으로 하는 유리 기판.
  51. 청구항 50에 있어서,
    상기 제1 축과 상기 제2 축 사이의 각은 0도 초과 및 90도 이하인 것을 특징으로 하는 유리 기판.
  52. 이방성 표면 화학 조성을 갖는 유리 기판을 제조하는 방법으로서,
    이송 방향으로 이송 경로를 따라 상기 유리 시트를 이송하는 단계;
    상기 유리 기판이 이송될 때 미리 결정된 제1 패턴으로 상기 유리 기판의 제1 주 표면의 제1 영역에 마스킹 재료를 적용하는 단계;
    상기 유리 기판이 이송될 때 상기 제1 주 표면 상에 침출제(leachant)를 적용하는 단계;를 포함하며,
    상기 침출제는 상기 제1 주 표면으로부터 상기 제1 화학 조성 중의 적어도 하나의 성분을 침출하고 그리고 상기 마스킹 재료를 제거하며, 상기 제1 화학 조성 중의 적어도 하나의 성분의 농도는 상기 침출하는 것 이후에 제1 공간 주기를 가지면서 제1 축을 따라 주기적으로 변하는, 방법.
  53. 청구항 52에 있어서,
    상기 제1 공간 주기는 약 0.1 밀리미터 내지 약 100 밀리미터 범위에 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  54. 청구항 52에 있어서,
    상기 제1 축과 상이한 제2 축을 따라 상기 적어도 하나의 성분의 상기 농도는 제2 공간 주기를 가지면서 주기적으로 변하는 것을 특징으로 하는 방법.
  55. 청구항 54에 있어서,
    상기 제2 축을 따라 상기 농도는 이방성인 것을 특징으로 하는 방법.
  56. 청구항 54에 있어서,
    상기 제2 축은 상기 제1 축에 직교하는 것을 특징으로 하는 방법.
  57. 청구항 52에 있어서,
    상기 마스킹 재료는 상기 침출제가 적용되는 동안에 큐어링되지 않는 것을 특징으로 하는 방법.
  58. 청구항 52에 있어서,
    상기 마스킹 재료는 폴리머를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  59. 청구항 58에 있어서,
    상기 마스킹 재료는 폴리우레탄 또는 폴리올레핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  60. 청구항 52에 있어서,
    상기 마스킹 재료는 스티렌 말레산을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  61. 청구항 52에 있어서,
    상기 마스킹 재료는 상기 에칭하는 동안 상기 제1 주 표면으로부터 완전히 제거되는 것을 특징으로 하는 방법.
  62. 청구항 52에 있어서,
    상기 마스킹 재료를 적용하는 단계는 상기 제1 주 표면을 복수의 릿지들을 포함하는 롤러와 접촉시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  63. 청구항 62에 있어서,
    상기 복수의 릿지들은 상기 이송 방향에 직교하는 회전 축을 따라 정렬된 복수의 휠들에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  64. 청구항 62에 있어서,
    상기 마스킹 재료를 적용하는 단계는 복수의 롤러 어셈블리들로 상기 마스킹 재료를 적용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  65. 청구항 52에 있어서,
    상기 침출제는 HCl, H2SO4, H3PO4, 또는 HNO3 중의 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  66. 청구항 52에 있어서,
    상기 적어도 하나의 성분은 Mg, Ca, Sr, Al, 또는 B 중의 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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