KR100794919B1 - 글라스 식각장치 및 식각방법 - Google Patents

글라스 식각장치 및 식각방법 Download PDF

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김재웅
임병석
유대일
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Abstract

본 발명의 목적은 세정과 건조공정을 모두 수행할 수 있는 린스 및 드라이 배스를 별도로 구비함으로써 보다 효과적인 글라스 세정 및 글라스 표면의 액상물질의 제거를 수행할 수 있는 글라스 식각장치 및 식각방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 카세트의 이송 과정에서 로봇암에 유착되는 불산등에 의한 식각장치의 오염을 방지하고 세정 배스내로의 불산 유입을 최소화할 수 있는 글라스 식각장치 및 식각방법을 제공하는 것이다.
이를 위해 본 발명은 글라스가 적층된 카세트가 에칭 배스 내부로 이송되면 불산을 이용해 글라스의 표면을 식각하는 단계; 상기 카세트가 에칭 배스에서 세정 배스 내부로 이송되면 초순수를 이용해 식각된 글라스의 표면을 세정하는 단계; 상기 카세트가 세정 배스에서 린스 및 드라이 배스 내부로 이송되면 초순수를 이용해 글라스의 표면을 재차 세정하고 건조 공기를 이용해 예비 건조시키는 단계; 그리고, 상기 카세트가 린스 및 드라이 배스에서 건조 배스 내부로 이송되면 건조 공기를 이용해 상기 글라스의 표면을 완전히 건조시키는 단계를 포함하여 이루어지는 글라스 식각방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 카세트에 적층된 글라스의 표면을 불산을 이용해 식각하는 에칭 배스; 상기 에칭 배스에서 식각된 글라스의 표면을 초순수를 이용해 세정하는 세정 배스; 상기 세정 배스에서 세정된 글라스의 표면을 초순수를 이용해 재차 세정한 후 건조 공기를 이용해 예비 건조시키는 린스 및 드라이 배스; 그리고, 상기 린스 및 드라이 배스에서 세정 및 건조 과정을 거친 글라스의 표면을 건조 공기를 이용해 완전히 건조시키는 건조 배스를 포함하여 이루어지는 글라스 식각장치를 제공한다.
식각장치, 린스 및 드라이 배스, 로봇 암

Description

글라스 식각장치 및 식각방법{APPARATUS AND METHOD FOR GLASS ETCHING}
도 1은 본 발명에 따른 글라스 식각장치의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 보조 배스를 나타내는 도면이다.
도 3은 보조 배스 내부에서 로봇 암의 표면 세척공정이 진행되는 모습을 나타내는 도면이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
100: 에칭 배스 200: 세정 배스
210, 310, 710: 노즐 300: 린스 및 드라이 배스
400: 건조 배스 500: 카세트
600: 로딩부 700: 로봇 암
710: 고정부 800: 언로딩부
900: 보조 배스
본 발명은 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display Device)용 글라스를 식각하기 위한 글라스 식각장치 및 식각방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 Wet 에칭 방법에 의한 보다 효과적인 글라스 식각을 가능하게 하는 글라스 식각장치 및 식각방법에 관한 것이다.
일반적으로 액정표시장치용 글라스를 식각(에칭: etching)하기 위한 식각장치는 식각 배스, 세정(QDR: Quick Dump Rinse) 배스, 건조 배스로 이루어지며, 식각 배스의 하부에는 질소기체 버블(bubble)을 균일하게 생성할 수 있는 다공성의 버블판이 설치된다.
이러한 식각장치를 통해 이루어지는 종래의 글라스 식각방법은 불산(HF)을 이용한 식각 배스에서의 식각 공정, 세정 배스에서의 초순수를 이용한 세정공정, 건조 배스에서의 건조 공기(CDA: Clean Dry Air)를 이용한 건조 공정으로 이루어진다.
이때, 상기 글라스는 카세트에 다수개가 적층되어 각 배스 사이로 이송된다. 즉, 다수의 글라스는 카세트에 수직방향으로 일정한 간격을 유지하도록 적층되고, 글라스가 적층된 카세트가 로봇 암 등의 이송수단에 의해 각 배스 내부로 이송됨으로써 상기 각 공정이 진행된다.
하지만, 이러한 종래의 식각방법은 하나의 세정 배스내에서 세정공정이 완료됨으로써 에칭 배스에서 글라스에 유착된 불산의 완벽한 세정이 이루어지지 않는 문제점이 있었다.
또한, 하나의 건조 배스내에서 건조공정이 완료됨으로써 글라스 표면의 액상물질을 완벽한 제거하지 못하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 세정과 건조공정을 모두 수행할 수 있는 린스 및 드라이 배스를 별도로 구비함으로써 보다 효과적인 글라스 세정 및 글라스 표면의 액상물질의 제거를 수행할 수 있는 글라스 식각장치 및 식각방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 카세트의 이송 과정에서 로봇암에 유착되는 불산등에 의한 식각장치의 오염을 방지하고 세정 배스내로의 불산 유입을 최소화할 수 있는 글라스 식각장치 및 식각방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 글라스가 적층된 카세트가 에칭 배스 내부로 이송되면 불산을 이용해 글라스의 표면을 식각하는 단계; 상기 카세트가 에칭 배스에서 세정 배스 내부로 이송되면 초순수를 이용해 식각된 글라스의 표면을 세정하는 단계; 상기 카세트가 세정 배스에서 린스 및 드라이 배스 내부로 이송되면 초순수를 이용해 글라스의 표면을 재차 세정하고 건조 공기를 이용해 예비 건조시키는 단계; 그리고, 상기 카세트가 린스 및 드라이 배스에서 건조 배스 내부로 이송되면 건조 공기를 이용해 상기 글라스의 표면을 완전히 건조시키는 단계를 포함하여 이루어지는 글라스 식각방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 카세트에 적층된 글라스의 표면을 불산을 이용해 식각하는 에칭 배스; 상기 에칭 배스에서 식각된 글라스의 표면을 초순수를 이용해 세정하는 세정 배스; 상기 세정 배스에서 세정된 글라스의 표면을 초순수를 이용해 재차 세 정한 후 건조 공기를 이용해 예비 건조시키는 린스 및 드라이 배스; 그리고, 상기 린스 및 드라이 배스에서 세정 및 건조 과정을 거친 글라스의 표면을 건조 공기를 이용해 완전히 건조시키는 건조 배스를 포함하여 이루어지는 글라스 식각장치를 제공한다.
이하, 상기 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 글라스 식각장치의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 글라스 식각장치는 에칭 배스(100), 세정 배스(200), 린스(rinse) 및 드라이(dry) 배스(300), 건조 배스(400)를 포함하여 이루어진다.
상기 에칭 배스(100)내에서는 불산에 의해 카세트(500)에 적층된 글라스(미도시)의 표면 식각이 이루어진다. 이를 위해 에칭 배스(100)에는 불산이 공급되어 지며, 하부에는 불산에 의한 글라스의 균일한 식각이 이루어지도록 하는 버블 생성장치(미도시)가 구비된다. 상기 버블 생성장치는 일반적으로 질소기체 버블을 생성시키며, 상기 질소기체 버블은 불산의 온도를 상승시켜 글라스의 표면이 식각되도록 함과 동시에 불산의 균일한 유동을 가능하게 하여 글라스의 표면이 고르게 식각되도록 하는 기능을 수행한다.
그리고, 상기 카세트(500)는 다수개의 글라스를 적층하고 있는 상태로 외부에서 로더부(600)로 진입된 후 로봇 암(700)과 같은 이송수단에 의해 에칭 배 스(100)로 이송된다.
상기 세정 배스(200)내에서는 초순수에 의해 식각된 글라스의 표면 세정이 이루어진다. 좀더 상세히 설명하면, 상기 에칭 배스(100)내에서 일정 두께로 식각된 글라스는 카세트(500)에 적층된 상태로 로봇 암(700)에 의해 세정 배스(200) 내부로 이송되며, 이와 같이 세정 배스(200) 내부로 카세트(500)가 이송되면 내부에 설치된 노즐(210)을 통해 초순수가 분사되어 식각 공정을 통해 글라스에 유착된 불산과 식각물질을 세정한다. 여기서, 상기 노즐(210)은 초순수가 글라스의 표면에 균일하게 분사될 수 있도록 세정 배스(200) 내부에 다수개가 설치된다.
그리고, 상기 노즐(210)을 통해 분사된 초순수는 글라스의 표면을 세정한 후 세정 배스(200) 하부에 고이게 되는데 이러한 초순수는 불산과 식각물질을 함유하기 때문에 세정 공정이 완료됨과 동시에 외부로 배수된다.
한편, 상기 세정 배스(200) 하부에도 에칭 배스(100)와 동일하게 질소기체 버블을 생성시키는 버블 생성장치가 설치되어 세정 효율을 증진시킨다.
상기 린스 및 드라이 배스(300)내에서는 세정 배스(200)에서 이송되는 카세트(500)에 적재된 글라스를 초순수를 이용해 세정하고 건조 공기를 이용해 예비 건조 시키는 공정이 이루어진다.
좀더 상세히 설명하면, 상기 로봇 암(700)에 의해 린스 및 드라이 배스(300) 내부로 카세트(500)가 이송되어 지면 초순수가 분사되어 카세트(500)에 적재된 글라스 표면이 재차 세정되고 이후 건조 공기가 공급되어 글라스의 표면이 예비 건조된다. 이를 위해 상기 린스 및 드라이 배스(300) 내부에는 초순수를 분사하기 위한 노즐(310)과 건조 공기를 공급하기 위한 배관(320)이 설치된다.
상기 린스 및 드라이 배스(300)에는 초순수를 공급하기 위한 별도의 배관이 설치될 수 있지만 건조 공기가 공급되는 배관(320)을 통해 초순수 역시 공급되도록 구성됨이 바람직하다. 즉, 배관에 자동제어밸브 등을 설치하면 하나의 배관을 통한 건조 공기와 초순수의 선택적 공급이 가능해진다.
그리고, 상기 노즐(310)을 통해 분사된 초순수는 글라스의 표면을 세정하며 불산과 식각물질을 함유하게 되기 때문에 건조 공기를 이용한 예비 건조가 진행되기 전에 외부로 배수됨이 바람직하다.
상기 건조 배스(400)내에서는 로봇 암(700)에 의해 린스 및 드라이 배스(300)에서 이송되는 카세트(500)에 적층된 글라스의 표면을 건조 공기를 이용해 완전 건조시키는 공정이 진행된다. 이러한 건조 배스(400)에서 진행되는 글라스의 완전한 표면건조 과정이 완료되면 다시 로봇 암(700)에 의해 카세트(500)가 언로딩부(800)로 이송된다.
이와 같이 린스 및 드라이 배스(300)가 별도로 구비되면, 세정 배스(200)를 통해 1차 세정된 글라스의 표면을 재차 세정할 수 있어 글라스의 완벽한 세정이 가능해지며, 또한 글라스를 미리 예비 건조시킴으로써 글라스 표면에 유착된 액상물질의 완벽한 제거가 이루어질 수 있다.
한편, 카세트(500)를 각 배스로 이송시키는 로봇 암(700)은 상하 방향으로 1회 이상 왕복운동 가능하게 구성됨이 바람직하다. 이 경우, 상기 세정 배스(200)에서 글라스의 세정 공정이 완료되면 로봇 암(700)이 카세트(500)를 집어 상하 방향 으로 1회 이상 왕복운동함으로써 글라스의 세척효율을 증대시킬 수 있다. 이러한 로봇 암(700)의 기능은 린스 및 드라이 배스(300)에서의 세정공정이 완료된 후에도 동일하게 적용될 수 있다.
그리고, 카세트(500)의 이송과정에서 로봇 암(700)의 표면에는 불산 또는 식각물질등이 유착될 가능성이 높다. 로봇 암(700)의 표면에 불산등이 유착되면 식각장치 내부가 오염될 가능성이 있으며 특히, 로봇 암(700)이 세정 배스(200)로 카세트(500)를 이송시키는 과정에서 세정 배스(200) 내부로 불산이 유입될 가능성이 있다. 따라서, 식각장치 내부 오염 및 세정 배스(200) 내부로 불산이 유입되는 것을 막기 위해 상기 로봇 암(700)의 표면은 세척될 필요가 있다.
도 2는 본 발명에 따른 보조 배스를 나타내는 도면이며, 도 3은 보조 배스 내부에서 로봇 암의 표면 세척공정이 진행되는 모습을 나타내는 도면이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 글라스 식각장치는 로봇 암(700)의 표면을 세척하기 위한 보조 배스(900)를 포함하여 이루어진다.
상기 보조 배스(900)는 로봇 암(700)의 세척을 위해 별도로 구비되는 장치로 에칭 배스(100)등에 비해 소형으로 구성되며 내부에 초순수를 분사하기 위한 노즐(910)을 구비한다. 상기 노즐(910)은 카세트(500)와 직접 접촉하는 로봇 암(700)의 고정부(710)가 보조 배스(900) 내부로 진입하면 상기 고정부(710)에 초순수를 균일하게 분사하여 불산등과 같은 이물질을 제거한다.
이러한 보조 배스(900)는 에칭 배스(100)와 세정 배스(200) 사이에 설치됨이 바람직하다. 에칭 배스(100)와 세정 배스(200) 사이에 보조 배스(900)가 설치되면 로봇 암(700)이 에칭 배스(100) 내부로 카세트(500)를 이송시킨 직후 또는 에칭 배스(100)에서 세정 배스(200)로 카세트(500)를 이송시킨 직후 신속하게 보조 배스(900)로 이동할 수 있는 장점이 있다. 물론, 상기 보조 배스(900)는 세정 배스(200) 내부에 설치되는 등 설치 위치는 다양한 변형이 가능하다.
이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 글라스 식각장치를 이용한 글라스 식각방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 다수개의 글라스가 적재된 카세트(500)가 외부에서 로딩부(600)로 들어오면 로봇 암(700)이 상부에서 이동하여 카세트(700)를 들어올린 후 에칭 배스(100) 내부로 이송시킨다. 이때, 로봇 암(700)의 표면에는 에칭 배스(100) 내부에 공급되는 불산이 유착될 수 있기 때문에 로봇 암(700)은 보조 배스(900)로 이동하여 표면을 초순수로 세정하는 과정을 거치는 것이 바람직하다.
그리고, 카세트(500)가 에칭 배스(100) 내부로 이송되면 불산을 이용한 글라스의 표면 식각공정이 진행된다. 상기 에칭 배스(100)의 하부에는 버블 생성장치가 설치되어 불산에 의한 글라스의 균일한 식각이 이루어지도록 한다.
상기 식각 공정이 완료되면 로봇 암(700)에 의해 카세트(500)가 세정 배스(200) 내부로 이송되어 초순수를 이용한 글라스의 표면 세정공정이 진행된다. 상기 세정 배스(200) 하부에는 에칭 배스(100)와 마찬가지로 버블 생성장치가 구비되어 초순수에 의한 세정공정이 원활히 진행되는 것을 돕는다.
그리고, 상기 로봇 암(700)의 표면은 에칭 배스(100)에서 세정 배스(200)로 카세트(500)를 이송시키는 과정에서 에칭 배스(100) 내부의 불산등에 의해 오염될 가능성이 있기 때문에 보조 배스(900)로 이동하여 세척하는 과정을 거치는 것이 바람직하다. 한편, 세정 효과 증대를 위해 세정 배스(200)내에서 초순수에 의한 글라스의 세정이 완료되면 로봇 암(700)이 카세트(500)를 집어 1회 이상 상하 왕복운동시키는 공정이 진행될 수 있다.
이러한 글라스 세정공정이 완료되면 카세트(500)는 로봇 암(700)에 의해 세정 배스(200)에서 린스 및 드라이 배스(300)로 이송된다. 카세트(500)가 린스 및 드라이 배스(300)로 이송되면 카세트(500)에 적재된 글라스는 표면이 초순수에 의해 세정된 후 건조 공기에 의해 예비 건조된다.
상기 린스 및 드라이 배스(300)에서의 공정이 완료되면 상기 카세트(500)는 로봇 암(700)에 의해 건조 배스(400) 내부로 이송되고, 상기 카세트(500)에 적층된 글라스는 건조 공기에 의해 표면이 완전히 건조된다. 그리고, 건조 배스(400) 내에서 건조공정이 모두 완료되면 카세트는 로봇 암(700)에 의해 언로딩부(800)로 이송된다.
이러한 본 발명에 따른 글라스 식각장치 및 식각방법은 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 본 발명은 린스 및 드라이 배스를 별도로 구비하여 세정 배스를 통해 1차 세정된 글라스의 표면을 재차 세정함으로써 글라스의 완벽한 세정을 가능하게 하며, 또한 글라스를 미리 예비 건조시킴으로써 글라스 표면에 유착된 액상물질의 완벽한 제거를 가능하게 하는 효과가 있다.
둘째, 본 발명은 보조 배스를 구비하여 로봇 암의 표면에 유착되는 불산 또는 식각물질등을 제거해준다. 따라서, 불산에 의한 식각장치 내부 오염 및 세정 배스 내부로 불산이 유입되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (14)

  1. 글라스가 적층된 카세트가 하부에 버블생성장치가 구비된 에칭 배스 내부로 이송되면 불산을 이용해 글라스의 표면을 식각하는 단계;
    상기 카세트가 에칭 배스에서 하부에 버블생성장치가 구비된 세정 배스 내부로 이송되면 초순수를 이용해 식각된 글라스의 표면을 세정하는 단계;
    상기 카세트가 세정 배스에서 린스 및 드라이 배스 내부로 이송되면 초순수를 이용해 글라스의 표면을 재차 세정하고 건조 공기를 이용해 예비 건조시키는 단계; 그리고,
    상기 카세트가 린스 및 드라이 배스에서 건조 배스 내부로 이송되면 건조 공기를 이용해 상기 글라스의 표면을 완전히 건조시키는 단계를 포함하여 이루어지는 글라스 식각방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 카세트가 로봇 암에 의해 에칭 배스로 이송되면 로봇 암을 초순수가 분사되는 보조 배스로 이동시킨 후 표면을 세정하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 글라스 식각방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 카세트가 로봇 암에 의해 에칭 배스에서 세정 배스로 이송되면 로봇 암 을 초순수가 분사되는 보조 배스로 이동시킨 후 표면을 세정하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 글라스 식각방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 카세트가 로봇 암에 의해 에칭 배스로 이송되면 로봇 암을 초순수가 분사되는 보조 배스로 이동시킨 후 표면을 세정하는 단계; 그리고,
    상기 카세트가 로봇 암에 의해 에칭 배스에서 세정 배스로 이송되면 로봇 암을 초순수가 분사되는 보조 배스로 이동시킨 후 표면을 세정하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 글라스 식각방법.
  5. 글라스가 적층된 카세트가 에칭 배스 내부로 이송되면 불산을 이용해 글라스의 표면을 식각하는 단계;
    상기 카세트가 에칭 배스에서 세정 배스 내부로 이송되면 초순수를 이용해 식각된 글라스의 표면을 세정하는 단계;
    상기 세정 배스 내부에서 초순수에 의한 글라스의 세정이 완료되면 로봇 암이 카세트를 집어 1회 이상 상하 왕복 운동시키는 단계;
    상기 카세트가 세정 배스에서 린스 및 드라이 배스 내부로 이송되면 초순수를 이용해 글라스의 표면을 재차 세정하고 건조 공기를 이용해 예비 건조시키는 단계; 그리고,
    상기 카세트가 린스 및 드라이 배스에서 건조 배스 내부로 이송되면 건조 공기를 이용해 상기 글라스의 표면을 완전히 건조시키는 단계를 포함하여 이루어지는 글라스 식각방법.
  6. 삭제
  7. 카세트에 적층된 글라스의 표면을 불산을 이용해 식각하며, 하부에 버블생성장치가 구비되는 에칭 배스;
    상기 에칭 배스에서 식각된 글라스의 표면을 초순수를 이용해 세정하며, 하부에 버블생성장치가 구비되는 세정 배스;
    상기 세정 배스에서 세정된 글라스의 표면을 초순수를 이용해 재차 세정한 후 건조 공기를 이용해 예비 건조시키는 린스 및 드라이 배스; 그리고,
    상기 린스 및 드라이 배스에서 세정 및 건조 과정을 거친 글라스의 표면을 건조 공기를 이용해 완전히 건조시키는 건조 배스를 포함하여 이루어지는 글라스 식각장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 카세트를 각 배스 내부로 이송시키는 로봇 암의 표면을 초순수를 이용해 세척하는 보조 배스를 더 포함하여 이루어지는 특징으로 하는 글라스 식각장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 보조 배스는 에칭 배스와 세정 배스 사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 글라스 식각장치.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 로봇 암은 상하 방향으로 1회 이상 왕복운동 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 글라스 식각장치.
  11. 삭제
  12. 카세트에 적층된 글라스의 표면을 불산을 이용해 식각하며, 하부에 버블생성장치가 구비되는 에칭 배스;
    상기 에칭 배스에서 식각된 글라스의 표면을 초순수를 이용해 세정하며, 하부에 버블생성장치가 구비되는 세정 배스;
    상기 세정 배스에서 세정된 글라스의 표면을 초순수를 이용해 재차 세정한 후 건조 공기를 이용해 예비 건조시키며, 상기 초순수와 건조공기는 자동제어밸브를 이용해 하나의 공급관을 통해 공급되는 린스 및 드라이 배스; 그리고,
    상기 린스 및 드라이 배스에서 세정 및 건조 과정을 거친 글라스의 표면을 건조 공기를 이용해 완전히 건조시키는 건조 배스를 포함하여 이루어지는 글라스 식각장치.
  13. 카세트에 적층된 글라스의 표면을 불산을 이용해 식각하며, 하부에 버블생성장치가 구비되는 에칭 배스;
    상기 에칭 배스에서 식각된 글라스의 표면을 초순수를 이용해 세정하며, 하부에 버블생성장치가 구비되는 세정 배스;
    상기 세정 배스에서 세정된 글라스의 표면을 건조 공기를 이용해 완전히 건조시키는 건조 배스; 그리고,
    상기 카세트를 각 배스 내부로 이송시키는 로봇 암의 표면을 초순수를 이용해 세척하는 보조 배스를 포함하여 이루어지는 특징으로 하는 글라스 식각장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 보조 배스는 에칭 배스와 세정 배스 사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 글라스 식각장치.
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