TWI391349B - 基板薄型化裝置，基板薄型化方法以及基板薄型化組件 - Google Patents

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Description

基板薄型化裝置，基板薄型化方法以及基板薄型化組件
本發明是關於用於使基板薄型化之裝置以及方法，且更特定言之，是關於藉由將大的基板浸漬於蝕刻腔室中且向蝕刻腔室中噴射蝕刻劑以同時蝕刻大的基板之兩個表面而使基板薄型化之裝置以及方法。
一般而言，要求用於顯示器之背光或玻璃基板較薄以實現輕型且較薄之顯示器。在開發包括玻璃基板之行動電話的最初階段中，行動電話具有約45毫米之厚度以及約1.3千克之重量，然而現在，行動電話具有約6.9毫米之厚度以及約63公克之重量。最近已開發出具有0.82毫米厚度之玻璃基板的液晶顯示器(LCD)(為最薄之顯示器)，且已進行研究以藉由將防撞薄片直接附著至LCD玻璃上而製作較薄且輕型之LCD。
可藉由使用各種方法來蝕刻/薄型化玻璃基板。此等方法之實例包括：浸漬方法，其中藉由將玻璃基板豎直地浸漬於浴槽中而蝕刻玻璃基板；噴霧方法，其中藉由使用多個射出噴嘴以預定的噴霧壓力而在豎立之玻璃基板之兩個表面上噴上蝕刻劑來蝕刻豎立的玻璃基板；以及向下變薄分離方法(downward thin-separation method)，其中藉由使蝕刻劑在豎立的玻璃基板之兩個表面上自豎立的玻璃基板之上部部分流動而蝕刻豎立的玻璃基板。
圖1為用於藉由使用浸漬方法而蝕刻玻璃基板之習知 裝置的側視橫截面圖。
在浸漬方法中，將濃度由昂貴的混合系統所控制之氫氟酸(HF)溶液用作蝕刻玻璃基板之蝕刻劑。將噴射氮之泡罩板(bubble plate)50以及穿孔板(punching plate)60安裝於HF蝕刻浴槽(etching bath)1之下部部分中，將蓋子30安裝於HF蝕刻浴槽1之上部端上，且使用水穴(water pocket)40來藉由移除HF蝕刻浴槽1與蓋子30之間的間隙而密封該HF蝕刻浴槽1。超純水41收集於水穴40中以防止有毒的HF氣體洩漏至HF蝕刻浴槽1之外部。
亦於快速傾卸沖洗(QDR)浴槽(未圖示)之下部端上安裝泡罩板50以及穿孔板60，以在清洗玻璃基板之清洗過程中噴射氮。不僅使用超純水而亦使用氮來在QDR浴槽中執行清洗過程。藉由將來自HF溶液供應槽之濃度受控的HF溶液收納於HF蝕刻浴槽1中，將裝載著玻璃基板之匣浸漬至填充有HF溶液的HF蝕刻浴槽1中且自位於HF蝕刻浴槽1之下部部分中的泡罩板50以及穿孔板60噴射氮而執行對於玻璃基板之蝕刻過程。
藉由經由安裝於QDR浴槽中之簇射(shower)設備來噴射超純水以清洗HF溶液及附著至玻璃基板之表面的蝕刻材料，且輔助地自安裝於QDR浴槽之下部端上之泡罩板50以及穿孔板60來噴射氮而在QDR浴槽中執行清洗過程。
然而，浸漬方法具有以下劣勢，即，難以精確地控制所蝕刻之玻璃基板的厚度。亦即，蝕刻過程為不精確的。 又，在蝕刻期間產生的難以移除之殘渣以及白色粉末附著至玻璃基板，此導致較差品質之產品。又，由於需要大量超純水，因此蝕刻劑之再用率較低，且氣泡產生器為必需的。另外，若在蝕刻期間或蝕刻之後向極薄之玻璃基板施加應力，則所蝕刻之玻璃基板的品質在蝕刻之後降級。
在噴霧方法之情況下，由於將蝕刻劑噴至玻璃基板上，因此向玻璃基板施加大的應力。又，由於豎直地橫越之噴嘴的強運動性造成蝕刻劑與氧化反應之副產物的各種鹽之攪動，因此蝕刻劑之再用率非常低。
本發明提供用於使基板薄型化之裝置以及方法，其中基板之兩個表面可同時受到蝕刻。
本發明亦提供用於使基板薄型化之裝置以及方法，其中基板可受到精確蝕刻。
本發明亦提供用於使基板薄型化之裝置以及方法，其中蝕刻劑之再用率可增加。
本發明亦提供用於使基板薄型化之緊密裝置。
本發明亦提供用於使基板薄型化之組件，所述組件包括單面蝕刻型基板薄化裝置以及雙面蝕刻型基板薄化裝置。
根據本發明之實施例，提供用於使基板薄型化之裝置，所述裝置包含：可容納待蝕刻之基板的腔室；在腔室中的彼此間隔開之蝕刻劑入口與蝕刻劑出口；以及與蝕刻劑入口以及蝕刻劑出口連通之蝕刻劑儲存槽，其中待蝕刻 之基板經浸漬於供應至腔室之蝕刻劑中且由蝕刻劑蝕刻。
可同時蝕刻基板之兩個表面。
基板可豎直地安裝於腔室中。
裝置可更包含支撐並移動基板之移動單元。
裝置可更包含環繞基板之邊緣的框架。
蝕刻劑入口可形成於腔室之上部部分中，且蝕刻劑出口可形成於腔室之下部部分中。
蝕刻劑可在腔室中向下游流動。
蝕刻劑入口可形成於腔室之下部部分中，且蝕刻劑出口可形成於腔室之上部部分中。
蝕刻劑可在腔室中向上游流動。
蝕刻劑可在腔室中以穩定狀態流動。
根據本發明之另一態樣，提供使基板薄型化之方法，所述方法包含：將待蝕刻之基板浸漬於供應至腔室之蝕刻劑中；以及使蝕刻劑在腔室中流動。
腔室可包括入口以及出口，蝕刻劑經由入口以及出口而在腔室中向下游流動。
腔室可包括入口以及出口，蝕刻劑經由入口以及出口而在腔室中向上游流動。
根據本發明之另一態樣，提供用於使基板薄型化之組件，所述組件包含：雙面蝕刻型基板薄型化裝置，其包含可容納待蝕刻之第一基板的第一腔室、在腔室中的彼此間隔開之蝕刻劑入口與蝕刻劑出口，以及與蝕刻劑入口以及蝕刻劑出口連通之蝕刻劑儲存槽，其中將待蝕刻之第一基 板浸漬於供應至腔室之蝕刻劑中以使得第一基板之兩個表面均被蝕刻；以及單面蝕刻型基板薄型化裝置，其包含支撐待蝕刻之第二基板的支撐板，可容納該支撐板之第二腔室以及將蝕刻劑噴射至第二基板之射出噴嘴，其中該支撐板為傾斜的，且由支撐板支撐之第二基板亦為傾斜的，使得第二基板之單一表面由供應至腔室之蝕刻劑所蝕刻。
現將參看隨附的圖式較為詳細地描述本發明，在該等圖式中展示本發明之例示性實施例。
圖2說明根據本發明之實施例，用於使基板薄型化之裝置100的側視橫截面圖。
裝置100包括：支撐件118，其支撐著包括環繞待蝕刻之基板114之框架的基板單元115，其中將基板114置放於基板單元115上；以及腔室單元110，其包括容納該支撐件118以及基板單元115之腔室112以及蝕刻劑入口126與蝕刻劑出口122，分別經由蝕刻劑入口126與蝕刻劑出口122而引入以及排出用以蝕刻基板114之蝕刻劑。
基板薄化裝置(substrate slimming apparatus)100包括向腔室單元110供應蝕刻劑且收集來自腔室單元110的蝕刻劑之蝕刻劑儲存槽140。蝕刻劑儲存槽140由第一流徑150以及第二流徑160連接至形成於腔室112中的多個蝕刻劑入口126以及蝕刻劑出口122。
在蝕刻劑需要被強制地循環時，可分別在第一流徑150以及第二流徑160中於蝕刻劑儲存槽140與腔室單元 110之間安裝第一泵152以及第二泵162。
將噴嘴單元124安置於腔室單元110之腔室112之上，且多個蝕刻劑入口126形成於噴嘴單元124中。可使蝕刻劑入口126排列為兩列以對應於基板114之兩個表面。
將用於支撐且移動基板單元115之移動單元120安置於腔室單元110中。具有機器人臂結構(robot arm structure)之移動單元120支撐該基板單元115之框架116。
將基板單元115浸漬於供應至腔室112之蝕刻劑中。至少使基板單元115之基板114完全浸沒於蝕刻劑中。在腔室112中豎直地豎立該基板單元115。將基板單元115安置於支撐件118上，且可將用於豎直地豎立基板單元115之各種固定裝置安置於支撐件118上。舉例而言，V形凹槽(未圖示)可形成於支撐件118中以便可將基板單元115固定地插入V形凹槽中。
噴嘴單元124由第一流徑150連接至蝕刻劑儲存槽140。噴嘴單元124足夠大以在其中儲存預定量之蝕刻劑。經由形成於噴嘴單元124之下部部分中的蝕刻劑入口126將儲存於噴嘴單元124中之蝕刻劑引入至腔室112中。
將蝕刻劑入口126引導至腔室112之內部。因此，蝕刻劑入口126可形成於噴嘴單元124之下部部分中或腔室112之內壁中。使蝕刻劑入口126與蝕刻劑出口122彼此間隔開，使得腔室112中之蝕刻劑可流過蝕刻劑入口126以及蝕刻劑出口122。
多個蝕刻劑出口122由蝕刻劑收集管128連接至第二 流徑160。
圖3為圖2之裝置之腔室單元110的放大分解透視圖。
參看圖3，腔室112可具有各種形狀，只要腔室可將基板單元115容納於其中即可。將具有中央孔之罩蓋130安置於腔室112之上，噴嘴單元124安裝於中央孔中。
噴嘴單元124具有倒轉的稜柱形狀，且為空的以儲存預定量之蝕刻劑。如上文所述，引入蝕刻劑所經由之多個蝕刻劑入口126形成於噴嘴單元124之下部部分中。圖3中雖然蝕刻劑入口126形成於噴嘴單元124之下部部分的頂點中，但本發明之實施例不限於此，且蝕刻劑入口126可形成於可經由蝕刻劑入口126將蝕刻劑引入至腔室112的任何位置。
在罩蓋130之側面中形成開口，移動單元120之延伸部分可通過所述開口。移動單元120支撐基板單元115之上部部分且由位於腔室單元110外部之移動單元控制裝置170所控制。
將基板114以及環繞基板114之框架116安置於支撐件118上，且可將輪119安置於支撐件118上以促進基板單元115之移動。
圖4為連接至蝕刻劑儲存槽140之腔室單元110的側視橫截面圖。
參看圖4，藉由第一泵152經由第一流徑150而將儲存於蝕刻劑儲存槽140中的蝕刻劑泵送至噴嘴單元124。經由形成於腔室112之上部部分中的蝕刻劑入口126而將 供應至噴嘴單元124之蝕刻劑供應至腔室112。
將基板單元115浸漬於填充於腔室112中之蝕刻劑中。由位於腔室112外部之移動單元控制裝置170來控制該支撐且移動上述基板單元115用之移動單元120的操作。
將經引入至腔室112中之蝕刻劑自腔室112排出所經由的蝕刻劑出口122形成於腔室112之下部部分中。蝕刻劑出口122由第二流徑160連接至蝕刻劑儲存槽140，藉此使蝕刻劑循環。
圖5為說明在圖4之裝置之腔室單元110中向下游流動的蝕刻劑之側視橫截面圖。
參看圖5，以蝕刻劑180填充腔室112且將基板單元115浸漬於蝕刻劑180中。在此狀態中，經由噴嘴單元124以及形成於腔室112之上部部分中的蝕刻劑入口126而將蝕刻劑引入至腔室112中，且接著經由形成於腔室112之下部部分中的蝕刻劑出口122而將蝕刻劑自腔室112排出。因此，蝕刻劑在腔室112中向下游流動。
圖6為說明本發明之另一實施例的基板薄化裝置之腔室單元中蝕刻劑向上游流動的側視橫截面圖。
參看圖6，蝕刻劑入口222形成於基板薄化裝置200之腔室的下部部分中，且蝕刻劑出口290形成於腔室之上部部分中。因此，經由形成於腔室之下部部分中的蝕刻劑入口222而引入蝕刻劑，且接著經由形成於腔室之上部部分中之蝕刻劑出口290而將蝕刻劑自腔室排放至外部。蝕刻劑出口290形成於蝕刻劑之表面以下。亦即，蝕刻劑在 腔室中向上游流動。
在圖5以及圖6中，蝕刻劑以穩定狀態流動。因此，流至腔室中的蝕刻劑之量等於流出腔室的蝕刻劑之量。
藉由使用如上文所述而建構之基板薄型化裝置來蝕刻基板之方法包含將待蝕刻之基板浸漬於供應至腔室之蝕刻劑中以及使蝕刻劑在腔室中流動。蝕刻劑可如圖5所示在腔室中向下游流動或如圖6所示向上游流動。
圖7以及圖8為分別說明包括多個雙面蝕刻型基板薄型化裝置之基板薄型化組件以及包括單面蝕刻型基板薄型化裝置與雙面蝕刻型基板薄型化裝置之基板薄型化組件的側視橫截面圖。
參看圖7，基板薄型化組件300包括並行排列的多個雙面蝕刻型基板薄型化裝置。組件300之多個基板薄型化裝置中之每一者包括在腔室中彼此間隔開的蝕刻劑入口390以及蝕刻劑出口322，以及安置於腔室中的待蝕刻之基板315。
在圖8中，基板薄型化組件400包括平行排列的雙面蝕刻型基板薄型化裝置以及單面蝕刻型基板薄型化裝置。
參看圖8，組件400之雙面蝕刻型基板薄型化裝置包括可容納待蝕刻之第一基板415的第一腔室412、在第一腔室412中的彼此間隔開之蝕刻劑入口490與蝕刻劑出口422，以及與蝕刻劑入口490以及蝕刻劑出口422連通之蝕刻劑儲存槽(未圖示)，其中將第一基板415浸漬於供應至第一腔室412之蝕刻劑中以使得第一基板415之兩個表面 均被蝕刻。基板薄化裝置組件400之單面蝕刻型基板薄化裝置包括支撐著待蝕刻之第二基板420的支撐板410，可容納該支撐板410之第二腔室432以及將蝕刻劑噴射至第二基板420之射出噴嘴440，其中該支撐板410為傾斜的，且由該支撐板410所支撐之第二基板420亦為傾斜的，使得第二基板420之單一表面由供應至第二腔室432之蝕刻劑所蝕刻。
因此，圖8之組件400可同時執行雙面蝕刻以及單面蝕刻。
如上文所描述，基板薄型化裝置與方法以及基板薄型化組件具有以下優勢。
第一，基板薄型化裝置與方法可同時蝕刻基板之兩個表面。
第二，基板薄型化裝置與方法可精確地蝕刻基板。
第三，基板薄型化裝置可增加蝕刻劑之再用率。
第四，可使基板薄型化裝置為緊密的(compact)。
第五，基板薄型化組件可包括單面蝕刻型基板薄型化裝置以及雙面蝕刻型基板薄型化裝置。
本發明可用於基板蝕刻以及薄型化之領域中。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
1‧‧‧HF蝕刻浴槽
30‧‧‧蓋子
40‧‧‧水穴
41‧‧‧超純水
50‧‧‧泡罩板
60‧‧‧穿孔板
100‧‧‧基板薄化裝置
110‧‧‧腔室單元
112‧‧‧腔室
114‧‧‧基板
115‧‧‧基板單元
116‧‧‧框架
118‧‧‧支撐件
119‧‧‧輪
120‧‧‧移動單元
122‧‧‧蝕刻劑出口
124‧‧‧噴嘴單元
126‧‧‧蝕刻劑入口
128‧‧‧蝕刻劑收集管
130‧‧‧罩蓋
140‧‧‧蝕刻劑儲存槽
150‧‧‧第一流徑
152‧‧‧第一泵
160‧‧‧第二流徑
162‧‧‧第二泵
170‧‧‧移動單元控制裝置
180‧‧‧蝕刻劑
200‧‧‧基板薄化裝置
222‧‧‧蝕刻劑入口
290‧‧‧蝕刻劑出口
300‧‧‧基板薄型化組件
315‧‧‧基板
322‧‧‧蝕刻劑出口
390‧‧‧蝕刻劑入口
400‧‧‧基板薄型化組件
410‧‧‧支撐板
412‧‧‧第一腔室
415‧‧‧第一基板
420‧‧‧第二基板
422‧‧‧蝕刻劑出口
432‧‧‧第二腔室
440‧‧‧射出噴嘴
490‧‧‧蝕刻劑入口
本發明之以上以及其他特徵與優勢將藉由參看所附圖式來詳細描述本發明之例示性實施例而變得較為顯而易見，在圖式中：
圖1為用於蝕刻玻璃基板之習知裝置的側視橫截面圖。
圖2為根據本發明之實施例，用於使基板薄型化之裝置的側視橫截面圖。
圖3為圖2之裝置之蝕刻腔室的放大分解透視圖。
圖4為圖3之蝕刻腔室之側視橫截面圖。
圖5為用於闡述本發明之實施例，用於使基板薄型化之裝置之蝕刻過程的側視橫截面圖。
圖6為用於闡述本發明之另一實施例，用於使基板薄型化之裝置之蝕刻過程的側視橫截面圖。
圖7為用於使基板薄型化之組件之側視橫截面圖，組件包括根據本發明之實施例的雙面蝕刻型基板薄型化裝置。
圖8為用於使基板薄型化之組件之側視橫截面圖，組件包括習知單面蝕刻型基板薄型化裝置以及根據本發明之另一實施例的雙面蝕刻型基板薄型化裝置。
100‧‧‧基板薄化裝置
110‧‧‧腔室單元
112‧‧‧腔室
114‧‧‧基板
115‧‧‧基板單元
116‧‧‧框架
118‧‧‧支撐件
120‧‧‧移動單元
122‧‧‧蝕刻劑出口
124‧‧‧噴嘴單元
126‧‧‧蝕刻劑入口
128‧‧‧蝕刻劑收集管
140‧‧‧蝕刻劑儲存槽
150‧‧‧第一流徑
152‧‧‧第一泵
160‧‧‧第二流徑
162‧‧‧第二泵

Claims (12)

  1. 一種用於使基板薄型化之裝置，所述裝置包含：可容納待蝕刻之基板的腔室；在所述腔室中的彼此間隔開之蝕刻劑入口與蝕刻劑出口；以及與所述蝕刻劑入口以及所述蝕刻劑出口連通之蝕刻劑儲存槽，其中待蝕刻之所述基板浸漬於供應至所述腔室之蝕刻劑中且由所述蝕刻劑所蝕刻，其中所述基板之兩個表面同時受到蝕刻，以及其中所述蝕刻劑在所述腔室中以穩定狀態流動。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之用於使基板薄型化之裝置，其中所述基板經豎直地豎立於所述腔室中。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之用於使基板薄型化之裝置，更包含可支撐並移動所述基板之移動單元。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之用於使基板薄型化之裝置，更包含環繞所述基板之邊緣的框架。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之用於使基板薄型化之裝置，其中所述蝕刻劑入口形成於所述腔室之上部部分中，且所述蝕刻劑出口形成於所述腔室之下部部分中。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之用於使基板薄型化之裝置，其中所述蝕刻劑在所述腔室中向下游流動。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之用於使基板薄型化之裝置，其中所述蝕刻劑入口形成於所述腔室之下部部分 中，且所述蝕刻劑出口形成於所述腔室之上部部分中。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之用於使基板薄型化之裝置，其中所述蝕刻劑在所述腔室中向上游流動。
  9. 一種使基板薄型化之方法，所述方法包含：將待蝕刻之基板浸漬於供應至腔室之蝕刻劑中；以及使所述蝕刻劑在所述腔室中以穩定狀態流動，其中所述基板之兩個表面同時受到蝕刻。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之使基板薄型化之方法，其中所述腔室包括入口以及出口，所述蝕刻劑經由所述入口以及出口而在所述腔室中向下游流動。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之使基板薄型化之方法，其中所述腔室包括入口以及出口，所述蝕刻劑經由所述入口以及出口而在所述腔室中向上游流動。
  12. 一種基板薄型化組件，其包含：雙面蝕刻型基板薄型化裝置，其包含可容納待蝕刻之第一基板的第一腔室、在所述腔室中的彼此間隔開之蝕刻劑入口與蝕刻劑出口，以及與所述蝕刻劑入口以及所述蝕刻劑出口連通之蝕刻劑儲存槽，其中將待蝕刻之所述第一基板浸漬於供應至所述腔室之蝕刻劑中以使得所述第一基板之兩個表面均被蝕刻；以及單面蝕刻型基板薄型化裝置，其包含支撐著待蝕刻之第二基板的支撐板，可容納所述支撐板之第二腔室以及將蝕刻劑噴射至所述第二基板之射出噴嘴，其中所述支撐板為傾斜的，且由所述支撐板所支撐之所述第二基板亦為傾 斜的，使得所述第二基板之單一表面由供應至所述腔室之所述蝕刻劑所蝕刻。
TW096141584A 2007-10-15 2007-11-02 基板薄型化裝置，基板薄型化方法以及基板薄型化組件 TWI391349B (zh)

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