KR100773786B1 - Apparatus of etching a glass substrate - Google Patents
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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.An apparatus for etching a glass substrate used in a flat panel display, the etching apparatus comprising a container for containing an etchant and rollers disposed in the container. Particularly, the roller is provided with a pad having a member for generating a water flow in the etchant by rotating the roller. Then, the glass substrate is placed in the etchant of the container, and the etchant generating the water flow by the rotation of the roller is provided to the glass substrate to more uniformly etch the glass substrate.
Description
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 유리 기판의 식각 장치를 나타내는 개략적인 구성도이다.BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a schematic diagram showing an etching apparatus for a glass substrate according to a first embodiment of the present invention; FIG.
도 2는 도 1의 롤러들 각각에 설치되는 스폰지 패드를 나타내는 개략적인 구성도이다.FIG. 2 is a schematic diagram showing a sponge pad installed in each of the rollers of FIG. 1. FIG.
도 3은 도 1의 롤러들 각각에 설치되는 브러시를 나타내는 개략적인 구성도이다.FIG. 3 is a schematic diagram showing a brush installed in each of the rollers of FIG. 1. FIG.
도 4는 도 1의 롤러들 각각에 설치되는 수류 발생용 부재가 부착된 패드를 나타내는 개략적인 구성도이다.Fig. 4 is a schematic diagram showing a pad to which a water-current generating member provided on each of the rollers shown in Fig. 1 is attached.
도 5는 본 발명의 실시예 2에 따른 유리 기판의 식각 장치를 나타내는 개략적인 구성도이다.5 is a schematic structural view showing an etching apparatus for a glass substrate according to a second embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 식각 장치에 적용하기 위한 식각액을 사용한 식각에서 반응 부산물의 생성량을 평가한 결과를 나타내는 사진이다.6 is a photograph showing the result of evaluation of the amount of reaction by-products produced in the etching using the etching solution for application to the etching apparatus of the present invention.
도 7a는 도 6의 시료 1에 해당하는 반응 부산물의 상태를 나타내는 사진이다.7A is a photograph showing the state of reaction by-products corresponding to the sample 1 of FIG.
도 7b는 도 6의 시료 2에 해당하는 반응 부산물의 상태를 나타내는 사진이다.7B is a photograph showing the state of the reaction by-product corresponding to the sample 2 of FIG.
도 8은 식각을 수행하기 이전의 유리 기판의 표면 균일도를 나타내는 그래프이다.8 is a graph showing the surface uniformity of the glass substrate before performing the etching.
도 9는 종래의 방법에 따라 식각을 수행한 유리 기판의 표면 균일도를 나타내는 그래프이다.9 is a graph showing the surface uniformity of the glass substrate on which the etching is performed according to the conventional method.
도 10 내지 도 13은 도 1의 식각 장치를 사용하여 식각을 수행한 유리 기판의 표면 균일도를 나타내는 그래프이다.10 to 13 are graphs showing the surface uniformity of the glass substrate on which the etching is performed using the etching apparatus of FIG.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>Description of the Related Art
10 : 용기 10a : 내조10:
10b : 외조 12 : 유리 기판10b: outer tank 12: glass substrate
14, 50 : 롤러 16 : 순환 라인14, 50: roller 16: circulation line
18 : 필터 20 : 버퍼 탱크18: filter 20: buffer tank
22 : 펌프 24 : 스프레이 노즐22: Pump 24: Spray nozzle
52 : 제1 이동부 54 : 제2 이동부52: first moving part 54: second moving part
200 : 스폰지 패드 203 : 브러시200: sponge pad 203: brush
205 : 수류 발생용 부재가 부착된 패드205: pad with a water current generating member
본 발명은 유리 기판의 식각 장치에 관한 것으로서, 평판 디스플레이에 사용되는 유리 기판을 균일하게 식각하기 위한 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an etching apparatus for a glass substrate, and more particularly, to an apparatus for uniformly etching a glass substrate used in a flat panel display.
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.Flat panel displays such as liquid crystal display (LCD), palsma display panel (PDP), electro luminescent display (ELD), and vacuum fluorescent display (VFD) And a glass substrate. In the case of the above glass substrate, the weight of the flat panel display is the largest, so that research for reducing the weight of the glass substrate as a part for integration of the flat panel display is actively underway. An example of a method of reducing the weight of the glass substrate is a thinning process for reducing the thickness of the glass substrate. In particular, in the case of a glass substrate included in the LCD, the thickness of the glass substrate has been conventionally controlled to be about 1.2 mm, but recently it is managed to be about 0.8 mm. In the case of an organic substrate requiring a higher degree of integration, And is managed to 0.6 mm or less.
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.In order to reduce the thickness of the glass substrate, a method of etching the surface of the glass substrate by depositing the glass substrate in a container for accommodating an etchant has been conventionally selected. Particularly, when performing the etching process for thinning the glass substrate, if the surface of the glass substrate is not smooth, it provides a serious defect to the image quality of the flat panel display including the glass substrate. Therefore, But should form uniformly.
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.To this end, a bubbler, a spray nozzle, or the like is provided on the bottom of the container, and a method of bubbling or spraying the etchant onto the glass substrate positioned vertically in the container from the bottom of the container when performing the etching process . That is, the etchant is uniformly supplied to the glass substrate using the bubbler, spray nozzle, or the like. Particularly, an example of a method of bubbling the etchant when the glass substrate is etched is disclosed in Korean Patent Application No. 1998-37000, and an example of a method of spraying the etchant is Korean Patent Application No. 1996-23779 . However, it is not easy to obtain a glass substrate having a uniform surface to a satisfactory extent even if the glass substrate is etched using the bubbler, spray nozzle or the like.
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.Accordingly, in recent years, a process of polishing the glass substrate after performing the etching process to uniformize the glass substrate as well as thinning the glass substrate may be performed. However, when the glass substrate is polished, there is a high possibility that the glass substrate itself is damaged because pressure is applied to the glass substrate.
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.Further, in the etching process of the glass substrate, an aqueous solution of hydrofluoric acid is mainly used as the etching solution. In particular, an example of a method of etching the glass substrate using the aqueous solution of hydrofluoric acid is disclosed in Korean Patent Application No. 1998-41514. However, in the etching of the glass substrate using the hydrofluoric acid aqueous solution, the aqueous HFO 3 reacts with the glass substrate, and as a result, reaction by-products such as hydrofluoric acid and the like are generated frequently. Particularly, when the hydrous silicic acid is generated as the reaction by-product, the hydrous silicic acid is adsorbed on the glass substrate to lower the uniformity of the glass substrate. In addition, when the reaction byproduct is continuously remained in the etchant, a situation may occur that affects the use of the spray nozzle or the like. In addition, since the aqueous solution of HF is volatile and highly toxic, its use is very limited and dangerous.
본 발명의 목적은 얇은 두께 뿐만 아니라 보다 균일한 표면을 갖는 유리 기판을 획득하기 위한 식각 장치를 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to provide an etching apparatus for obtaining a glass substrate having a thinner thickness as well as a more uniform surface.
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.According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for etching a glass substrate, comprising: a container for containing an etchant; and a plurality of rollers disposed in the container so as to be spaced apart from each other. Accordingly, the glass substrate is inserted between the rollers, and etching of the glass substrate is performed by rotation of the etchant and the rollers.
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.Here, each of the rollers may be provided with a sponge pad, a brush, a pad having a member for generating water, and the like. In particular, when the sponge pad or the brush is installed on each of the rollers, the sponge pad or the brush is installed to be in contact with the glass substrate, and a pad to which the water flow generating member is attached is installed on each of the rollers A pad to which the water flow generating member is attached is installed so as not to be in contact with the glass substrate.
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.In addition, the container may include an inner tank for containing the etching liquid and an outer tank for receiving the etching liquid overflowed from the inner tank. If the container includes the inner tank and the outer tank, the circulation line circulates the etching liquid from the outer tank to the inner tank. The circulation line includes a filter for filtering the etchant, a buffer tank for temporarily storing the etchant, And a pump for performing pumping for circulating the etchant.
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.According to another aspect of the present invention, there is provided an etching apparatus for a glass substrate, comprising: a container for containing an etchant; a rotatable roller installed in the container and installed in the roller, And a pad to which a member for generating water flow is attached to the etchant. Accordingly, the glass substrate is placed in the etchant of the container, and the etchant generated by the rotation of the roller is supplied to the glass substrate to uniformly etch the glass substrate.
여기서, 상기 패드가 설치된 롤러는 상기 용기에 대하여 실질적으로 수평하게 설치되거나 또는 수직하게 설치될 수 있다.Here, the roller provided with the pad may be installed substantially horizontally or vertically with respect to the container.
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.The first moving part is connected to the roller provided with the pad and moves the roller up, down, left, and right. When the glass substrate is placed in the etchant of the container, And a second moving unit for moving the glass substrate up, down, left, and right.
그리고, 언급한 식각 장치들을 이용한 식각에 사용되는 상기 식각액은 불화물염(NH4HF2), 불산(HF), 이들의 혼합물을 예로 들 수 있다.The etchant used for etching using the above-mentioned etching apparatuses is exemplified by fluoride salts (NH 4 HF 2 ), hydrofluoric acid (HF), and mixtures thereof.
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.As described above, according to the present invention, when the glass substrate is etched, the rotation of the etchant and the rollers is used. In particular, by rotating the rollers, the etchant can be provided more uniformly to the glass substrate. In addition, even when the etchant generating the water current is provided using the pad having the member for generating the water flow in the etchant, the etchant can be more uniformly provided to the glass substrate.
그러므로, 본 발명의 상기 식각 장치를 사용하여 상기 유리 기판을 식각할 경우에는 보다 균일한 표면의 획득이 가능하다.Therefore, when the glass substrate is etched using the etching apparatus of the present invention, it is possible to obtain a more uniform surface.
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.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments disclosed herein are being provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. In addition, in the drawings, each component is somewhat exaggerated for clarity.
실시예 1Example 1
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 유리 기판의 식각 장치를 나타내는 개략적인 구성도이다.BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a schematic diagram showing an etching apparatus for a glass substrate according to a first embodiment of the present invention; FIG.
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.Referring to FIG. 1, the
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.Accordingly, when performing the etching process using the
그러므로, 상기 식각 장치(100)를 사용할 경우에는 보다 균일한 표면을 갖는 유리 기판(12)의 획득이 가능하다.Therefore, when the
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.The
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.Particularly, when the
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.In addition, since the
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.The
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. It is preferable that the
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.Actually, when a fluoride salt is used as an etchant for etching the glass substrate, a chemical reaction formula when using a chemical reaction formula and an aqueous solution of hydrofluoric acid is as follows. Here, the glass substrate includes silicon oxide.
먼저, 불산(HF) 수용액을 사용한 상기 유리 기판(SiO2)의 식각에서의 화학 반응식은First, the chemical reaction formula in the etching of the glass substrate (SiO2) using a hydrofluoric acid (HF)
4HF + SiO2 = SiF4(가스) + 2H2O 또는4HF + SiO 2 = SiF 4 (Gas) + 2H 2 O or
2HF + SiF4 = H2SiF6(침전물)로 나타나고,2HF + SiF 4 = H 2 SiF 6 (precipitate)
상기 불화물염(NH4HF2)을 사용한 상기 유리 기판(SiO2)의 식각에서의 화학 반응식은The chemical reaction formula in the etching of the glass substrate (SiO 2 ) using the fluoride salt (NH 4 HF 2 )
2NH4HF2 + SiO2+H2O = (NH4)2SiF6(침전물) + NH4OH+2H2O로 나타난다.2 NH 4 HF 2 + SiO 2 + H 2 O = (NH 4 ) 2 SiF 6 (precipitate) + NH 4 OH + 2H 2 O.
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.In the above chemical reaction formula, the aqueous phase of the hydrofluoric acid aqueous solution reaction of the precipitate as a reaction product when the H 2 SiF 6 to use the fluoride salts precipitate as product (NH 4) 2 SiF 6 When using the silver can be seen that significantly different.
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.In particular, in the case of the H 2 SiF 6 , since it is very sticky, it is easily attached to the glass substrate and the members of the etching apparatus. In addition, in the case of the H 2 SiF 6 , there is a property that when it is left to stand for a long time, it hardens and hardly dissolves. On the other hand, in the case of (NH 4 ) 2 SiF 6 , the adhesion is remarkably lower than that of H 2 SiF 6 , so that the removal is easy. In addition, it can be easily dissolved and removed as compared with H 2 SiF 6 because it does not harden even when left for a long time.
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.Therefore, in Embodiment 1, there is an advantage that the
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.In the first embodiment, the
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.However, in another embodiment in which the
언급한 바와 같이, 상기 식각 장치(100)를 사용한 유리 기판(12)의 식각에서는 보다 균일한 표면과 얇은 두께를 갖는 유리 기판의 획득이 가능하다.As mentioned above, in etching the
실시예 2Example 2
이하에서는 언급한 수루 발생용 부재가 부착된 패드가 롤러에 설치된 유리 기판의 식각 장치에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, the etching apparatus of the glass substrate provided with the pad having the above-mentioned water repellent member attached thereto will be described in detail.
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.5 is a schematic structural view showing an etching apparatus for a glass substrate according to a second embodiment of the present invention. The etching apparatus of the glass substrate in the second embodiment has substantially the same structure as the etching apparatus of the glass substrate in the first embodiment. Therefore, in the following description, the same elements as those in the first embodiment will not be described, and the same reference numerals will be used.
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.Referring to FIG. 5, the
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.Therefore, the
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.Here, the
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.The
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. Particularly, when the
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.However, the direction of movement of the
아울러, 실시예 2의 식각 장치(200)를 사용한 유리 기판(12)의 식각 공정에서도 상기 식각액으로서 불화물염을 사용하는 것이 바람직하다.It is also preferable to use a fluoride salt as the etchant in the etching process of the
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.As described above, in the etching of the
그러므로, 상기 식각 장치를 사용하면 보다 균일한 표면과 얇은 두께를 갖는 유리 기판의 획득이 가능하다.Therefore, by using the above etching apparatus, it is possible to obtain a glass substrate having a more uniform surface and a thin thickness.
식각액의 종류에 따른 반응 부산물의 생성량에 대한 평가Evaluation of the amount of reaction byproducts generated by the type of etchant
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.In order to produce a reaction by-product, 200 ml of fluoride salt was used as sample 1 to prepare an etching solution in which about 5 g of silicon oxide, which is the same material as the glass substrate, was etched, and 200 ml of a 18% An etching solution was prepared by etching about 5 g of silicon oxide as a material. Both the etching solution of Sample 1 and the etching solution of Sample 2 were left in the air for about 2 hours.
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.As shown in FIG. 6, it was confirmed that the amount of the reaction product was about 50 ml in the case of the sample 1, and the amount of the reaction product was about 150 ml in the case of the sample 2. I could.
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.Therefore, when the fluoride salt is used as the etchant in the etching apparatus of the present invention, the reaction byproduct adsorbed on the glass substrate can be more easily removed by relatively less by-products of reaction, It is possible to avoid the drawbacks associated with the operation of the apparatus.
반응 부산물의 상태에 대한 평가Evaluation of the state of reaction byproducts
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.To evaluate the state of reaction byproducts, the etching solution of Sample 1 and the etching solution of Sample 2 were each filtered using filter paper to obtain reaction by-products. Then, it was dried in a waiting state for about 24 hours.
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.As a result of the evaluation of the state of the reaction by-products, the reaction by-products obtained from the sample 1 existed in powder form as shown in FIG. 7A, and in the case of reaction by-products obtained from the sample 2, As shown in Fig.
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.Therefore, when the fluoride salt is used as the etchant in the etching apparatus of the present invention, the reaction by-product is likely to exist in the form of powder, so that post-treatment of the reaction by-product is easier. Therefore, the etching of the glass substrate using the etching apparatus can be performed more efficiently.
유리 기판의 균일도에 대한 평가Evaluation of uniformity of glass substrate
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.In order to evaluate the uniformity of the glass substrate with respect to the etching, a glass substrate before the etching as the reference sample was prepared. Then, the surface uniformity of the glass substrate as the reference sample was measured. As a result of the measurement, it was confirmed that the surface uniformity (average value of surface roughness) of the glass substrate was about 0.01 μm as shown in FIG.
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.The glass substrate, which is the reference sample, was etched by a method of immersing the substrate in a solution of about 18% hydrofluoric acid in which bubbling was performed as a conventional method for about 30 minutes. Then, the surface uniformity of the glass substrate etched according to the conventional method was measured. As a result of the measurement, it was confirmed that the surface uniformity of the glass substrate was about 0.04 mu m as shown in Fig.
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.As a first method of the present invention, the glass substrate as the reference sample was etched by immersing the fluoride salt in which bubbling was performed for about 30 minutes. Then, the surface uniformity of the glass substrate etched according to the first method of the present invention was measured. As a result of the measurement, it was confirmed that the surface uniformity of the glass substrate was about 0.01 占 퐉 as shown in Fig.
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.As a second method of the present invention, the glass substrate, which is the reference sample, was etched by immersing it in the fluoride salt for about 30 minutes and using a sponge pad. Then, the surface uniformity of the glass substrate etched according to the second method of the present invention was measured. As a result of the measurement, it was confirmed that the surface uniformity of the glass substrate was about 0.01 μm as shown in FIG.
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.As a third method of the present invention, the glass substrate, which is the reference sample, was etched by immersing it in the fluoride salt for about 30 minutes and using a brush. Then, the surface uniformity of the glass substrate etched according to the third method of the present invention was measured. As a result of the measurement, it was confirmed that the surface uniformity of the glass substrate was about 0.01 占 퐉 as shown in Fig.
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.As a fourth method of the present invention, the glass substrate, which is the reference sample, was etched by immersing the fluoride salt in the fluoride salt for about 30 minutes and using a pad having a water generating member attached thereto. Then, the surface uniformity of the glass substrate etched according to the fourth method of the present invention was measured. As a result of the measurement, it was confirmed that the surface uniformity of the glass substrate was about 0.01 μm as shown in FIG.
이와 같이, 본 발명의 식각 장치를 사용하여 유리 기판을 식각할 경우에는 보다 양호한 표면 균일도를 구현할 수 있다.As described above, when the glass substrate is etched using the etching apparatus of the present invention, better surface uniformity can be realized.
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.As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a glass substrate having a thinner thickness and a better surface uniformity. In addition, since the roller supports the glass substrate when the glass substrate is etched, the etching process of the glass substrate can be performed more stably. In addition, when the etchant in which water is generated is provided as a glass substrate, it is possible to etch the glass substrate having a more uniform surface. Further, by using a fluoride salt as an etchant, the burden of handling the etchant can be sufficiently reduced.
그러므로, 본 발명의 식각 장치를 사용하여 유리 기판을 식각할 경우에는 신뢰도가 우수하고, 생산성이 양호한 결과를 얻을 수 있다.Therefore, when the glass substrate is etched using the etching apparatus of the present invention, the reliability is excellent and the productivity is good.
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. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. And changes may be made without departing from the spirit and scope of the invention.
Claims (14)
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