(57)【要約】【課題】  ガラス基板エッチング方法及びその装置を開示する。【解決手段】  ガラス基板エッチング方法が開示される。まず、エッチング領域と洗浄領域を含むベースに収容されたエッチング液にガラス基板を沈積して、前記ガラス基板をエッチングする。前記ガラス基板を前記ベースの洗浄領域へ移送し、前記エッチング領域と前記洗浄領域を分離する。前記洗浄領域のエッチング液を排出する。前記ガラス基板に洗浄液を加える。従って、ガラス基板エッチング工程の効率を改善し、ガラス基板の品質低下を防止することができる。【選択図】図１
2009055037.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エッチング領域と洗浄領域を含むベースに収容されたエッチング液にガラス基板を沈積して前記ガラス基板をエッチングする段階と、
前記ガラス基板をエッチング液に沈積した状態で前記ベースの洗浄領域へ移送し、前記エッチング領域と前記洗浄領域を分離する段階と、
前記洗浄領域のエッチング液を排出する段階と、
前記ガラス基板に洗浄液を加える段階と、を含むガラス基板エッチング方法。
【請求項２】
前記エッチング液は、フッ化物塩、硫酸塩、窒酸塩、スルホン酸塩、フッ化水素酸、硫酸、及び窒酸からなるグループから選択された少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１記載のガラス基板エッチング方法。
【請求項３】
前記エッチング液の水流を発生させる段階をさらに含むことを特徴とする請求項１記載のガラス基板エッチング方法。
【請求項４】
前記洗浄領域のエッチング液を排出した後、温度が１０〜３０℃のエッチング液を加える段階をさらに含むことを特徴とする請求項１記載のガラス基板エッチング方法。
【請求項５】
前記洗浄液は除イオン水を含むことを特徴とする請求項１記載のガラス基板エッチング方法。
【請求項６】
エッチング液を収容し、エッチング領域と洗浄領域を含むベースと、
前記ベース内部に位置して基板を固定し、エッチング液に沈積された状態で前記基板を移送するための基板移送部と、
前記洗浄領域のエッチング液を排出するための排出口と、
前記エッチング領域と洗浄領域を分離する分離部材と、
前記洗浄領域で、前記基板に洗浄液を供給する洗浄部材と、を含むガラス基板エッチング装置。
【請求項７】
前記基板移送部は前記基板を固定するジグ及び前記ジグを移送するレールを含むことを特徴とする請求項６記載のガラス基板エッチング装置。
【請求項８】
前記エッチング液の水流を発生させるための水流発生部をさらに含むことを特徴とする請求項６記載のガラス基板エッチング装置。
【請求項９】
前記水流発生部は回転部材及び前記回転部材に接続され、往復運動が可能な支持部材を含むことを特徴とする請求項８記載のガラス基板エッチング装置。
【請求項１０】
前記洗浄領域のエッチング液を排出するための排出バルブをさらに含むことを特徴とする請求項６記載のガラス基板エッチング装置。
【請求項１１】
前記ベースの底面は、前記洗浄領域に向かって低くなることを特徴とする請求項６記載のガラス基板エッチング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエッチング方法及びその装置に係り、より詳しくはガラス基板エッチング方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＣＤ（ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｄｉｓｐｌａｙ）、ＰＤＰ（ｐｌａｓｍａ  ｄｉｓｐｌａｙ  ｐａｎｅｌ）、ＥＬＤ（ｅｌｅｃｔｒｏ  ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ  ｄｉｓｐｌａｙ）、ＶＦＤ（ｖａｃｕｕｍ  ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  ｄｉｓｐｌａｙ）などのような平板ディスプレーはその構成要素としてシリコン酸化物からなるガラス基板またはガラスを含む。前記ガラス基板の場合には前記平板ディスプレーにおいて占める重量が最も大きいため、前記平板ディスプレーの集積化のための一環として前記ガラス基板の重量を減らす研究が活発に行われている。前記ガラス基板の重量を減らす方法の例としては、前記ガラス基板の厚さを薄くする薄板化を取り上げることができる。特に、前記ガラス基板のうち、前記ＬＣＤに含まれるガラス基板の場合にはその厚さが従来は約１．２ｍｍであったが、最近は約０．８ｍｍで管理されており、より集積度を要求するガラス基板の場合には約０．６ｍｍ以下まで管理されているのが現状である。
【０００３】
前記ガラス基板の薄板化のために従来には主にエッチング液を収容する容器内に、前記ガラス基板を沈積して前記ガラス基板の表面をエッチングする方法を選択している。特に、前記ガラス基板の薄板化のためのエッチング工程を遂行する際、前記ガラス基板の表面が滑らかではないと、前記ガラス基板を含む平板ディスプレーの画質に深刻な欠陥を提供するため、前記ガラス基板を薄く形成するのみでなく、均一に形成しなければならない。
【０００４】
このため、前記容器の底面にバブラー、スプレーノズルなどを設置し、前記エッチング工程を遂行する際、前記容器底面から前記容器内に垂直に位置させた前記ガラス基板に、前記エッチング液をバブリングさせるか、またはスプレーさせる方法を適用している。即ち、前記バブラー、スプレーノズルなどを使って前記ガラス基板に前記エッチング液を均一に提供することである。特に、前記ガラス基板をエッチングする際、前記エッチング液をバブリングさせる方法に対する例は特許文献１に開示されていて、前記エッチング液をスプレーさせる方法に対する例は特許文献２に開始されている。しかし、前記バブラーまたはスプレーノズルなどを使って前記ガラス基板をエッチングしても満足できるほどの均一な表面を有するガラス基板を得ることは容易ではない。
【０００５】
これによって、最近には前記ガラス基板の薄板化のみでなく、均一化のために前記エッチング工程を遂行した後、前記ガラス基板をポリシングする工程も遂行する。しかし、前記ガラス基板をポリシングする場合には、前記ガラス基板に圧力が加わるため、前記ガラス基板自体が損傷を受ける可能性が高い。
【０００６】
【特許文献１】韓国特許出願１９９８−３７０００号
【特許文献２】韓国特許出願１９９６−２３７７９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、本発明の目的は、効率的にガラス基板がエッチングできるガラス基板エッチング方法を提供することである。
【０００８】
本発明の他の目的は前記ガラス基板エッチング方法を達成するためのガラス基板エッチング装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述の本発明の目的を達成するための一実施例によるガラス基板エッチング方法によると、まず、エッチング領域と洗浄領域を含むベースに収容されたエッチング液にガラス基板を沈積して前記ガラス基板をエッチングする。前記ガラス基板を前記ベースの洗浄領域へ移送し、前記エッチング領域と前記洗浄領域を分離する。前記洗浄領域のエッチング液を排出する。前記ガラス基板に洗浄液を加える。
【００１０】
例えば、前記エッチング液は、フッ化物塩、硫酸塩、窒酸塩、スルホン酸塩、フッ化水素酸、硫酸、及び窒酸などを含むことができ、前記洗浄液は除イオン水などを含むことができる。
【００１１】
また、エッチング効率を増加させるために前記ガラス基板がエッチングされる間、エッチング液の水流を発生させることができる。
【００１２】
例えば、前記洗浄領域のエッチング液を排出した後、ガラス基板の不純物などを除去するために、温度が１０〜３０℃のエッチング液を加えることができる。
【００１３】
前述の本発明の目的を達成するための一実施例によるガラス基板エッチング装置はエッチング液を収容し、エッチング領域と洗浄領域を含むベース、前記ベース内部に位置して基板を固定し、移送するための基板移送部、前記エッチング領域と洗浄領域を分離する分離部材、及び前記洗浄領域で前記基板に洗浄液を供給する洗浄部材を含む。
【００１４】
例えば、前記基板移送部は前記基板を固定するジグ及び前記ジグを移送するレールを含むことができる。
【００１５】
前記エッチング装置は前記エッチング液の水流を発生させるための水流発生部をさらに含むことができ、前記水流発生部は回転部材及び前記回転部材に接続され、往復運動が可能な支持部材を含むことができる。
【００１６】
また、前記洗浄装置は、前記洗浄領域のエッチング液を排出するための排出口及び排出バルブをさらに含むことができ、前記ベースの底面は、前記洗浄領域に向かって低くなることができる。
【発明の効果】
【００１７】
前述の本発明の一実施例によると、エッチングと洗浄が連続的に遂行でき、複数個の基板を投入して、洗浄工程とエッチング工程を同時に進行させることができる。従って、エッチング工程の効率を高めることができる。それだけでなく、エッチング工程から洗浄工程へ移送される間、不純物が基板の表面に付着して品質を低下させることが防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
ガラス基板エッチング方法
図１は本発明の一実施例によるガラス基板エッチング方法を示すフローチャートである。
【００１９】
図１を参照すると、エッチング領域と洗浄領域を含むベースに収容されたエッチング液にガラス基板を沈積して前記ガラス基板をエッチングする（Ｓ１０）。前記ガラス基板のエッチング効率を増加させるために前記エッチング液の水流を発生させることができる。前記エッチング液はフッ化物塩、硫酸塩、窒酸塩、スルホン酸塩、フッ化水素酸、硫酸、窒酸などを含むことができ、これらをそれぞれ単独または組合せで使用することができる。具体的に、塩としての酸性フッ化アンモニウム、硫酸アンモニウム、窒酸アンモニウムなどが使用できる。特に、エッチング液がフッ化物塩を含む場合、フッ化水素酸を含む場合に比べてその取扱が容易であるだけでなく、反応副産物の継続的な生成と残留により基板の品質が低下されることを防止することができる。前記エッチング液の温度は、例えば、約１０〜６０℃であり得る。前記エッチング液の温度が高いほどエッチング速度は増加するが、基板の表面品質を均一に維持することは難しい。
【００２０】
次に、前記ガラス基板をベースの洗浄領域へ移動させ、前記洗浄領域と前記エッチング領域を分離する（Ｓ２０）。前記エッチング領域のエッチング液が前記洗浄領域に流入されないように隔壁などを利用して完全に分離することが望ましい。
【００２１】
次に、前記洗浄領域のエッチング液を排出する（Ｓ３０）。前記エッチング液はバルブの開閉などを利用して排出口に迅速に排出することが望ましい。
【００２２】
前記ガラス基板に洗浄液を加える（Ｓ４０）。前記洗浄液としては徐イオン水などが使用でき、その他の公知された他のガラス基板用洗浄物質が使用されることもできる。前記洗浄液を加える前に常温、例えば、約１０〜３０℃のエッチング液を前記ガラス基板に加えて不純物を除去することが望ましい。ガラス基板の品質低下を防止するために前記エッチング液の排出と洗浄液または常温のエッチング液を加える段階は実質的に時間的間隔無しに連続的遂行をすることが望ましい。
【００２３】
前記洗浄領域において基板の洗浄が進行される間、エッチング領域では他の基板をエッチングすることができる。従って、複数のガラス基板エッチングを連続的に遂行することができる。
【００２４】
ガラス基板エッチング装置
図２は本発明の一実施例によるガラス基板エッチング装置を示す断面図である。図３は本発明の一実施例によるガラス基板エッチング装置を示す平面図である。図４及び図５は本発明の一実施例によるガラス基板エッチング装置の回転部材を示す拡大斜視図である。
【００２５】
図２及び図３を参照すると、ガラス基板エッチング装置１００はエッチング液２０を収容するベース１０、基板３０を移送するための基板移送部４０、エッチング液の水流を発生させるための水流発生部５０、前記ベース１０をエッチング領域ＥＡと洗浄領域ＣＡに分離させるための分離部材６０、及び前記基板３０を洗浄するための洗浄部材７０を含む。望ましくは、エッチング過程で生成された副産物と使用されたエッチング液が洗浄領域の排出口に向かって容易に移動できるように、前記ベース１０の底面は前記洗浄領域ＣＡに向かって低くなるように設計されることができる。
【００２６】
また、前記ガラス基板エッチング装置１００は前記ベース１０の洗浄領域ＣＡのエッチング液を排出するためのバルブ７２、前記排出されたエッチング液の不純物を除去するためのフィルター８０、前記不純物が除去されたエッチング液を保管するためのバッファータンク９０、及び前記エッチング液を前記ベース１０に供給するためのポンプ９５をさらに含む。
【００２７】
前記基板移送部４０は前記ベース１０内に位置して基板３０を固定する。基板のエッチングと洗浄が連続的に遂行できるように、前記ガラス基板エッチング装置１００は複数の基板移送部４０を含むことが望ましい。前記基板移送部４０は前記ベース１０の一端から前記洗浄領域ＣＡに向かって移動する。具体的に、洗浄領域ＣＡで基板の洗浄が遂行される間、前記基板移送部４０は移動しない。洗浄領域ＣＡで基板の洗浄が終わり、次の基板を固定する基板移送部４０が洗浄領域ＣＡに移動する際、他の基板移送部も一緒に次の位置へ移動する。
【００２８】
望ましくは、前記基板移送部４０は前記基板３０を固定するためのジグ及び前記ジグを移動させるためのレールを含むことができ、前記ジグ及び前記レールは前記ベース１０内に位置できる。他の方法として、前記基板移送部４０は前記ベース１０の上に位置して前記基板３０を上部に固定させることができる。前記ベース１０から排出されたエッチング液を収容するための外部ベース（図示せず）をさらに含む。
【００２９】
前記水流発生部５０は前記エッチング液の水流を発生させて前記基板３０が均一で効率的にエッチングされるようにする。また、前記基板３０の表面でエッチングによって生成された副産物が基板に再び吸着されることを防止することができる。具体的に、前記水流発生部５０は回転部材５２及び支持部材５４を含む。
【００３０】
前記回転部材５２が回転してエッチング液の水流を発生させてこれを基板３０に供給する。これを通じて、基板３０のエッチング速度及びエッチングの均一性が増加することができる。具体的に、前記回転部材５２を回転させるために前記水流発生部５０は上下または左右に往復移動することができる。前記水流発生部５０の移動により前記回転部材５２とエッチング液との間に摩擦力が作用して前記回転部材５２が回転できる。他の方法としては、前記回転部材５２はモーターを含んでおり、水流発生部５０の移動無しに自体的に回転することもできる。
【００３１】
図４を参照すると、前記回転部材５２はローラー５２ａ及び前記ローラー５２ａの表面に形成されたブラッシュ５２ｂを含む。望ましくは、前記ブラッシュ５２ｂと前記基板３０との間の摩擦によって前記基板３０が損傷されないように、前記ブラッシュ５２ｂは柔軟性の高い合成樹脂からなり得る。他の方法として、図５を参照すると、前記回転部材５２はローラー１５２ａ及び前記ローラー１５２ａの表面より突出された複数のパッド１５２ｂを含むことができる。前記パッド１５２ｂは前記回転部材５２とエッチング液の摩擦を増加させてさらに強い水流を発生させることができる。他の方法として、前記回転部材５２は流線型のスクリューであり得る。
【００３２】
望ましくは、前記基板に水流を均一に供給するために、前記水流発生部５０は複数の回転部材５２を含むことができ、前記水流発生部５０は基板３０の間に位置できる。前記水流発生部５０は前記基板３０と基板移送部４０の移動を妨げないように支持部材５４によって移送される。
【００３３】
例えば、図３を参照すると、前記支持部材５４は前記水流発生部５０が前記基板３０の移動経路から外れるように並行に移動することができる。前記基板３０の移動が終了された後、前記支持部材５４は前記水流発生部５０が基板の間に再び位置するように移動する。前記支持部材５４の移動方向は任意的なことであり、別の方法として、垂直方向に移動することができる。
【００３４】
前記エッチング液２０はフッ化物塩、硫酸塩、窒酸塩、スルホン酸塩、フッ化水素酸、硫酸、窒酸などを含むことができ、前述の説明のようにガラス基板エッチング方法のエッチング液と実質的に同一である。
【００３５】
前記基板３０が前記洗浄領域ＣＡへ移動された後、前記エッチング領域ＥＡと前記洗浄領域ＣＡは分離部材６０により分離される。前記洗浄領域ＣＡでは基板３０の洗浄が行われる。例えば、前記分離部材６０によってエッチング領域ＥＡと前記洗浄領域ＣＡが分離された後、前記洗浄領域ＣＡの排出口に接続された排出バルブの開閉を通じて洗浄領域ＣＡのエッチング液を迅速に排出することができる。前記基板の表面にはエッチング液と反応副産物が残留するが、迅速にこれを除去することが望ましい。従って、迅速に前記基板３０に洗浄液を供給することが望ましい。前記洗浄液は前記洗浄部材７０を通じて前記基板３０に供給される。前記洗浄液としては除イオン水などが使用できる。
【００３６】
前記洗浄液を供給する前に、前記基板３０の表面の不純物を除去するために、エッチング液を供給することができる。前記不純物を除去するためのエッチング液は常温、例えば、約１０〜３０℃であることが望ましく、前記洗浄部材７０を通じて供給できる。前記エッチング液と洗浄液はノズルを通じて噴射されることができ、各々異なるノズルを通じて、または同一ノズルを通じて噴射されることができる。前記エッチング液と洗浄液が前記基板３０に均一に噴射できるように前記洗浄部材７０は複数のノズルを含む。
【００３７】
他の方法として、前記エッチング液が前記洗浄領域ＣＡから排出された後、常温の新しいエッチング液を前記洗浄領域ＣＡに再び供給して所定の時間の間、エッチング及び洗浄を行った後、再びエッチング液を排出し、洗浄液を基板に供給することができる。
【００３８】
前記洗浄領域ＣＡから排出口を通じて排出されたエッチング液は前記フィルター８０に供給されて不純物が除去される。前記フィルター８０から不純物が除去されたエッチング液は臨時保存のためのバッファータンク９０に供給される。前記バッファータンク９０には前記エッチング液を前記ベース１０に供給するためのポンプ９５が接続される。これを通じて、エッチング液の再利用が可能になり、エッチング工程の費用を減少させることができる。
【００３９】
前記洗浄領域ＣＡにおいて、基板３０の洗浄が進行される間、エッチング領域ＥＡでは別の基板がエッチングできる。従って、複数のガラス基板のエッチングを連続的に行うことができる。
【００４０】
本発明の一実施例によるガラス基板エッチング装置によると、エッチングと洗浄を連続的に行うことができ、複数個の基板を投入して洗浄工程とエッチング工程を同時に進行させることができる。従って、エッチング工程の効率を高めることができる。それだけでなく、エッチング工程において洗浄工程へ移動される間に不純物が基板の表面と付着して品質を低下させることを防ぐことができる。
【００４１】
以下においては、具体的な実施例及び実験例を通じて本発明の一実施例によるガラス基板エッチング方法及びその装置について説明する。
【実施例１】
【００４２】
エッチング液を収容するためのベース、前記ベース内部に設置されてガラス基板を固定するためのジグ、前記ジグを移動するためのレール、前記ベースの内部をエッチング領域と洗浄領域に分離するための隔壁、水流を発生させるためのスクリュー、前記スクリューと接続されて上下／左右の往復運動が可能なアーム（ａｒｍ）及び洗浄液とエッチング液が噴射できる噴射ノズルを含むガラス基板エッチング装置を備える。前記ジグに約６００ｍｍ×７００ｍｍ×０．６３ｍｍのガラス基板を固定し、前記ベースにエッチング液としてＧＬＥＴ−１００（製品名、ＪＩＷＯＮＴＥＣＨ、韓国）を供給して約４５℃で約１２０分間、エッチングを行った。次に、前記ジグを洗浄領域へ移動させ、隔壁でエッチング領域と分離させた。前記洗浄領域のエッチング液をクイックドレーンした後、前記ガラス基板に除イオン水を噴射してガラス基板を洗浄した。
【実施例２】
【００４３】
洗浄領域のエッチング液をクイックドレーンした後、ガラス基板に除イオン水を噴射する前に、約２０℃のエッチング液をガラス基板に噴射する段階をさらに含むことを除いては実施例１と実質的に同一方法をもってエッチングと洗浄を行った。
【実施例３】
【００４４】
エッチング液の温度が約２０℃であることを除いては実施例１と実質的に同一方法をもってエッチングと洗浄を行った。
【比較例１】
【００４５】
エッチングを行った後、ガラス基板をベースから取り出して、別のガラス基板を洗浄したことを除いては実施例１と実質的に同一方法をもってエッチングと洗浄を行った。
【００４６】
実施例１、実施例２、及び比較例１のガラス基板の表面に白い点（ｗｈｉｔｅ  ｓｐｏｔ）の発生及び角部のスラッジ状態を観察し、エッチングされた厚さを測定して下記の表１にそれを示した。具体的に、ガラス基板の表面に発生した白い点の個数を観察してその数を記載し、スラッジ状態は３段階評価法（○：良好、△：普通、×：不良）をもって示した。
【００４７】
【表１】
2009055037.tif 000003
【００４８】
表１を参照すると、エッチング工程と洗浄工程を他のベースで行った比較例１のガラス基板の場合、多くの白い点が発生し、角のスラッジ状態がよくなっかたことに反し、実施例１及び実施例２によってエッチング工程と洗浄工程が同一ベースで行われたガラス基板は白い点が少ないのみでなく、角のスラッジ状態が良好であった。特に、実施例２の結果を参照すると、ガラス基板に洗浄液を加える前に常温のエッチング液を加えることが、品質の改善ができることがわかる。
【００４９】
実施例３によってエッチング／洗浄されたガラス基板のエッチングの厚さは約１５０μｍで、面粗度（Ｒａ）は約０．０１μｍであった。反面、実施例１によってエッチング／洗浄されたガラス基板の  面粗度（Ｒａ）は約０．０３μｍであった。従って、エッチング液の温度が高い場合、エッチング速度は増加するが、表面の均一性が低下される可能性があることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
前述の本発明の一実施例によると、エッチング工程の効率を高めることができる。ガラス基板の品質が低下されることを防止することができる。
【００５１】
以上、本発明を実施例によって詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の属する技術分野において通常の知識を有するものであれば本発明の思想と精神を離れることなく、本発明を修正または変更できる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施例によるガラス基板エッチング方法を示すフローチャートである。
【図２】本発明の一実施例によるガラス基板エッチング装置を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施例によるガラス基板エッチング装置を示す平面図である。
【図４】本発明の一実施例によるガラス基板エッチング装置の回転部材を示す拡大斜視図である。
【図５】本発明の一実施例によるガラス基板エッチング装置の回転部材を示す拡大斜視図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０      ベース
２０      エッチング液
３０      基板
４０      基板移送部
５０      水流発生部
６０      分離部材
７０      洗浄部材
ＥＡ      エッチング領域
ＣＡ      洗浄領域
【図１】
2009055037.tif 000004
【図２】
2009055037.tif 000005
【図３】
2009055037.tif 000006
【図４】
2009055037.tif 000007
【図５】
2009055037.tif 000008