エッチング液供給装置、エッチング装置及びエッチング方法
【課題】ガラス基板を均一にエッチングすることができるエッチング液供給装置、エッチング装置及びエッチング方法を提供する。
【解決手段】本発明によるエッチング液供給装置は、エッチング槽でガラス基板をエッチングするエッチング装置に、水、フッ酸、及び無機酸を含む複数の構成成分からなるエッチング液を供給し、エッチング槽で用いられたエッチング液のフィードバックを受けるエッチング液タンクと、エッチング液タンクのエッチング液をエッチング槽に供給するエッチング液移送部と、エッチング液タンクのエッチング液における構成成分の少なくとも一部である制御構成成分の濃度を測定する濃度測定手段と、制御構成成分を各制御構成成分別にエッチング液タンクに供給する構成成分供給部と、濃度測定手段の測定結果に基づいて制御構成成分が供給されるように構成成分供給部を制御する制御部と、を備える。
【解決手段】本発明によるエッチング液供給装置は、エッチング槽でガラス基板をエッチングするエッチング装置に、水、フッ酸、及び無機酸を含む複数の構成成分からなるエッチング液を供給し、エッチング槽で用いられたエッチング液のフィードバックを受けるエッチング液タンクと、エッチング液タンクのエッチング液をエッチング槽に供給するエッチング液移送部と、エッチング液タンクのエッチング液における構成成分の少なくとも一部である制御構成成分の濃度を測定する濃度測定手段と、制御構成成分を各制御構成成分別にエッチング液タンクに供給する構成成分供給部と、濃度測定手段の測定結果に基づいて制御構成成分が供給されるように構成成分供給部を制御する制御部と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エッチング液供給装置、エッチング装置及びエッチング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は液晶パネルを含み、液晶パネルは、薄膜トランジスタが形成されている第１基板と、第１基板に対向配置されている第２基板と、これらの間の液晶層とを含む。液晶パネルは非発光素子であるため、薄膜トランジスタ基板の後面には光を照射するためのバックライトユニットが配置される。バックライトユニットから照射した光は液晶層の配列状態によって透過量が調節される。
【０００３】
最近、携帯電話のようなモバイル製品において、液晶パネルの薄形化に対する要求が大きくなっている。液晶パネルの厚さの大部分はガラス基板が占めており、ガラス基板の厚さを薄くする場合に取り扱いが難しいという問題がある。そのために、液晶パネルを完成した後にガラス基板をエッチングすることで厚さを減らす方法が適用されている。
ガラス基板をエッチングするためにはフッ酸を含むエッチング液を用いる。ところが、複数枚のガラス基板をエッチングすることによってエッチング液の組成が変化し、ガラス基板のエッチングが均一に行われないという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、ガラス基板を均一にエッチングすることができるエッチング液供給装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、ガラス基板を均一にエッチングすることができるエッチング装置を提供することにある。
さらに、本発明の他の目的は、ガラス基板を均一にエッチングすることができるエッチング方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するためになされた本発明によるエッチング液供給装置は、エッチング槽でガラス基板をエッチングするエッチング装置に、水、フッ酸、及び無機酸を含む複数の構成成分からなるエッチング液を供給するエッチング液供給装置において、前記エッチング槽で用いられたエッチング液のフィードバックを受けるエッチング液タンクと、前記エッチング液タンクのエッチング液を前記エッチング槽に供給するエッチング液移送部と、前記エッチング液タンクのエッチング液における前記構成成分の少なくとも一部である制御構成成分の濃度を測定する濃度測定手段と、前記制御構成成分を各制御構成成分別に前記エッチング液タンクに供給する構成成分供給部と、前記濃度測定手段の測定結果に基づいて前記制御構成成分が供給されるように前記構成成分供給部を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
前記制御構成成分はフッ酸を含むことが好ましい。
前記無機酸は硝酸及びリン酸を含み、前記制御構成成分は、硝酸、リン酸、及び水をさらに含むことが好ましい。
前記エッチング槽及び前記エッチング液タンクのうちの少なくともいずれか一つに連結されており、前記複数の構成成分をすべて含むエッチング原液を供給するエッチング原液供給部をさらに含むのが好ましい。
前記エッチング液タンクから前記エッチング槽に供給されるエッチング液は、フッ酸６〜２５重量％、硝酸２５〜４３重量％、リン酸１２〜３２重量％、水２５〜３７．５重量％であることが好ましい。
【０００６】
また、上記目的を達成するためになされた本発明によるエッチング装置は、水、フッ酸、及び無機酸を含む複数の構成成分からなるエッチング液を用いてガラス基板をエッチングするガラス基板エッチング装置において、前記ガラス基板を収容し、収容された前記ガラス基板にエッチング液を供給するエッチング槽と、前記エッチング槽で用いられたエッチング液のフィードバックを受けるエッチング液タンクと、前記エッチング液タンクのエッチング液を前記エッチング槽に供給するエッチング液移送部と、前記エッチング液タンクのエッチング液における前記構成成分の少なくとも一部である制御構成成分の濃度を測定する濃度測定手段と、前記制御構成成分を各制御構成成分別に前記エッチング液タンクに供給する構成成分供給部と、前記濃度測定手段の測定結果に基づいて前記制御構成成分が供給されるように前記構成成分供給部を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
前記制御構成成分はフッ酸を含むことが好ましい。
前記無機酸は硝酸及びリン酸を含み、前記制御構成成分は、硝酸、リン酸、及び水をさらに含むことが好ましい。
前記エッチング槽及び前記エッチング液タンクのうちの少なくともいずれか一つに連結されており、前記複数の構成成分をすべて含むエッチング原液を供給するエッチング原液供給部をさらに含むことが好ましい。
前記エッチング液タンクから前記エッチング槽に供給されるエッチング液は、フッ酸６〜２５重量％、硝酸２５〜４３重量％、リン酸１２〜３２重量％、水２５〜３７．５重量％であることが好ましい。
前記エッチング槽は、下部に位置するバブル生成板をさらに含むことが好ましい。
前記エッチング槽と前記エッチング液タンクとの間に位置するスラッジ処理部をさらに含み、前記スラッジ処理部は、前記エッチング槽からフィードバックされるエッチング液を沈澱させる沈澱タンクと、前記沈澱タンクにスラッジ処理用酸を供給する酸供給部と、を含むことが好ましい。
前記スラッジ処理用酸は、硝酸と塩酸のうちの少なくともいずれか一つを含むことが好ましい。
前記エッチング槽は、供給を受けたエッチング液を前記ガラス基板にスプレーするスプレー部をさらに含むことが好ましい。
前記エッチング槽と前記エッチング液タンクとの間に位置するスラッジ処理部をさらに含み、前記スラッジ処理部は、前記エッチング槽からフィードバックされるエッチング液のうちのスラッジをろ過するフィルタを含むことが好ましい。
【０００７】
また、上記目的を達成するためになされた本発明によるエッチング方法は、水、フッ酸、及び硝酸を含む複数の構成成分からなるエッチング液を用いてガラス基板をエッチングするガラス基板エッチング方法において、前記ガラス基板をエッチング槽に取り入れ、前記ガラス基板にエッチング液を供給する段階と、前記エッチング槽で用いられたエッチング液をエッチング液タンクにフィードバックする段階と、前記エッチング液タンクのエッチング液を前記エッチング槽に供給する段階と、前記エッチング液タンクのエッチング液における前記構成成分の少なくとも一部である制御構成成分の濃度を測定する段階と、前記濃度測定手段の測定結果に基づいて前記各制御構成成分別に前記エッチング液タンクに供給する段階と、を有することを特徴とする。
前記制御構成成分はフッ酸を含むことが好ましい。
前記無機酸は硝酸及びリン酸を含み、前記制御構成成分は、硝酸、リン酸、及び水をさらに含むことが好ましい。
前記エッチング槽及び前記エッチング液タンクのうちの少なくともいずれか一つに、前記複数の構成要素をすべて含むエッチング原液を供給する段階をさらに有することが好ましい。
前記エッチング液タンクから前記エッチング槽に供給されるエッチング液は、フッ酸６〜２５重量％、硝酸２５〜４３重量％、リン酸１２〜３２重量％、水２５〜３７．５重量％であることが好ましい。
前記フィードバックする段階は、前記エッチング槽のエッチング液を沈澱タンクに移送する段階と、前記沈澱タンクで前記エッチング液のスラッジを沈澱させる段階と、前記沈澱タンクから前記スラッジを除いたエッチング液を前記エッチング液タンクに移送する段階と、を、含むことが好ましい。
前記フィードバックする段階は、前記沈澱タンクのスラッジにスラッジ処理用酸を加える段階をさらに含むことが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のエッチング液供給装置と、これを含むエッチング装置及びエッチング方法によれば、ガラス基板を均一にエッチングすることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明のエッチング液供給装置、エッチング装置及びエッチング方法を実施するための最良の形態の具体例を、添付した図面を参照しながら、詳細に説明する。
以下の実施形態において、同一の構成要素を示す参照番号は同一の番号を付けた。また、同一の構成要素については第１実施形態で代表的に説明し、他の実施形態では省略する。
【００１０】
図１は、本発明の第１実施形態によるエッチング装置のブロック図である。
エッチング装置は、エッチング槽１００、エッチング液供給装置２００、及びスラッジ処理部３００を含む。
【００１１】
エッチング槽１００ではガラス基板のエッチングが行われ、エッチング槽１００で用いられたエッチング液は、スラッジ処理部３００を通じてエッチング液供給装置２００にフィードバックされる。エッチング液供給装置２００は、フィードバックされたエッチング液の組成を変化させ、再びエッチング槽１００に供給する。
【００１２】
エッチング液は多くの構成成分からなっており、構成成分は、水、フッ酸、及び無機酸を含む。以下の実施形態においては、無機酸として、これに限定されないが、硝酸及びリン酸を例に挙げて説明する。
【００１３】
エッチング液供給装置２００は、エッチング液タンク２１０、濃度測定手段２２０、構成成分供給部２３０、エッチング原液供給部２４０、及び制御部２５０を含む。
【００１４】
エッチング液タンク２１０は、スラッジ処理部３００を通じてエッチング槽１００のエッチング液のフィードバックを受ける。濃度測定手段２２０はエッチング液タンク２１０内のエッチング液のフッ酸の濃度を測定し、構成成分供給部２３０はエッチング槽１００にフッ酸を供給する。制御部２５０は、濃度測定手段２２０で測定したフッ酸の濃度に基づいて構成成分供給部２３０で供給するフッ酸の量を制御する。エッチング液タンク２１０のエッチング液は、再びエッチング槽１００に供給される。
【００１５】
一方、エッチング原液供給部２４０では、所定の濃度に調剤されており、構成成分をすべて含むエッチング原液をエッチング槽１００に供給する。供給されるエッチング原液の量は制御部２５０によって制御される。
【００１６】
以下、図２を参照して本発明の第１実施形態によるエッチング装置を詳細に説明する。
エッチング槽１００は、槽本体１１０とバブル板１２０とを含む。第１実施形態においては、液晶パネル４００は槽本体１１０内に浸漬（ｄｉｐｐｉｎｇ）されてエッチングされる。バブル板１２０は、外部から供給されるガス（空気または窒素）を利用してエッチング液内でバブルを生成させて、エッチングが均一に行われるようにする。
【００１７】
第１実施形態においては、液晶パネル４００のエッチングはバッチ処理形式で行われる。エッチング槽１００に収容された液晶パネル４００のエッチングが完了すれば、エッチング槽１００から液晶パネル４００を除去し、エッチング槽１００のエッチング液をスラッジ処理部３００に移送する。その後、新しいエッチング液をエッチング槽１００に入れ、新しい液晶パネル４００に対してエッチングを進める。
【００１８】
エッチングの対象である液晶パネル４００について図３及び図４を参照して説明する。図３は、エッチング前の液晶パネル４００を示したものであり、図４は、エッチング後の液晶パネル４００を示したものである。
【００１９】
エッチングの対象である液晶パネル４００は、薄膜トランジスタ（図示せず）が形成されている第１ガラス基板４１０、第１ガラス基板４１０に対向配置されている第２ガラス基板４２０、第１ガラス基板４１０及び第２ガラス基板４２０の両ガラス基板を接合させているパネル接合シーラント４３０、及び両ガラス基板４１０、４２０とパネル接合シーラント４３０が形成する空間に備えられている液晶層４４０を含む。両ガラス基板４１０、４２０の周縁には外郭シーラント４５０が備えられている。
【００２０】
図示した液晶パネル４００はマザー基板の状態を示したものであって、後に、一定の単位Ａ別にカッティングして複数の液晶パネル４００を製造することになる。カッティングにはレーザーカッティング機またはダイヤモンドカッティング機を利用することができる。
【００２１】
外郭シーラント４５０は、アクリル樹脂のような紫外線硬化樹脂を含むことができる。また、熱硬化性樹脂のエポキシ樹脂、アミン系硬化剤、アルミニウムパウダーのような充填材（ｆｉｌｌｅｒ）、スペーサをさらに含むことができる。外郭シーラント４５０は、エッチング過程でエッチング液が外郭シーラント４５０の内部に流入することを防止する。
【００２２】
エッチングによって両ガラス基板４１０、４２０の厚さが減少し、エッチング前のそれぞれのガラス基板４１０、４２０の厚さｄ１が約０．５ｍｍの場合に、例えば、エッチング後のそれぞれのガラス基板４１０、４２０の厚さｄ２は約０．２ｍｍ程度となり得る。
【００２３】
また、図２に示すように、液晶パネル４００に対するエッチングが完了した後、エッチング槽１１０のエッチング液はスラッジ処理部３００に移送される。
【００２４】
スラッジ処理部３００は、沈澱タンク３１０と酸供給部３２０とを含む。エッチング過程で両ガラス基板４１０、４２０から分離されたシリコンとフッ酸が結合してスラッジ（Ｈ２ＳｉＦ６）が発生する。スラッジは、両ガラス基板４１０、４２０の均一なエッチングを邪魔するため、除去されなければならない。一方、エッチング液のうちの硝酸は、スラッジ発生量を減らす役割も果たす。
【００２５】
沈澱タンク３１０でエッチング液はスラッジが下部に沈澱され、沈殿物が除去されたエッチング液だけがエッチング液タンク２１０に供給される。沈澱タンク３１０に供給されたエッチング液のうちの約５５〜９０重量％のエッチング液がエッチング液タンク２１０に供給される。
【００２６】
沈澱タンク３１０に残ったスラッジには、酸供給部３２０からスラッジ処理用酸が加えられる。酸供給部３２０は、酸溶液が保存されている酸タンク３２１と、酸タンク３２１の酸溶液を沈澱タンク３１０に移送する酸移送部３２２とを含む。酸移送部３２２はポンプを含むことができる。
【００２７】
スラッジ処理用酸はこれに限定されないが、塩酸、及び／又は硝酸を含む。スラッジに塩酸を加えれば、次のような反応が起こる。
Ｈ２ＳｉＦ６＋ＨＣｌ―＞ＳｉＦ４（ｇ）＋２ＨＦ（ｌ）＋ＨＣｌ（ｌ）
つまり、スラッジ処理用酸によって、スラッジはガス状態のＳｉＦ４と液体状態のＨＦ及びＨＣｌに変化する。このうちのＳｉＦ４は排気を通じて除去し、ＨＦとＨＣｌはドレンさせて廃水処理をする。
【００２８】
酸処理をしない場合には固体状のスラッジを処理することに費用が多く必要となるが、酸処理後に発生するＨＦとＨＣｌの廃水処理には多くの費用を必要としない。
【００２９】
エッチング液タンク２１０は、沈澱タンク３１０からスラッジが除去されたエッチング液の供給を受ける。エッチング液タンク２１０に供給されるエッチング液は、エッチング初期のエッチング槽１００のエッチング液とは組成が異なる。これは、エッチング過程で構成成分の一部が両ガラス基板４１０、４２０をエッチングしながら損失したからである。特に、構成成分のうちのフッ酸の濃度変化が大きく、本実施形態においては濃度測定手段２２０と構成成分供給部２３０を通じてフッ酸の濃度変化を補償する。
【００３０】
図示していないが、エッチング液タンク２１０はエッチング液を混合するための撹拌装置をさらに含むことができる。
【００３１】
図５〜図８は濃度測定手段２２０と構成成分供給部２３０を備えていない従来の場合に、エッチングの処理回数（バッチ処理の回数）による各構成成分の濃度変化を示したものである。
５回の処理が進められた場合を見れば、図５に示したフッ酸は、約５重量％から約３重量％に約４０％減少した。図６に示した硝酸は、約２８．５重量％から約２６．５重量％に約７％減少した。図７に示したリン酸は、約３４重量％から約３４．２５重量％に約０．７％増加した。図８に示した水は、約１重量％から約０．９７５重量％に約１．２５％減少した。
【００３２】
このように、エッチングにおいて最も重要な成分であるフッ酸の濃度が、エッチングの回数によって大きく変化する。したがって、エッチングの均一性を確保するためにはフッ酸の濃度を補償することが重要である。
【００３３】
濃度測定手段２２０は、エッチングタンク２１０のエッチング液のうちのフッ酸の濃度を測定し、これを制御部２５０に伝達する。制御部２５０は、測定された濃度に基づいて構成成分供給部２３０からエッチングタンク２１０に供給されるフッ酸の量を制御する。構成成分供給部２３０は、フッ酸を保存している構成成分タンク２３１と、構成成分タンク２３１のフッ酸をエッチング液タンク２１０に移送する構成成分移送部２３２とを含む。構成成分移送部２３２はポンプを含むことができる。
【００３４】
フッ酸の濃度が補償されたエッチング液タンク２１０のエッチング液は、エッチング液移送部２６１を通じてエッチング槽１００に供給される。エッチング槽１００に供給されるエッチング液の組成は、フッ酸６〜２５重量％、硝酸２５〜４３重量％、リン酸１２〜３２重量％、水２５〜３７．５重量％であり得る。エッチング液の組成は、エッチングの条件、所望のエッチング程度などによって調節できる。
【００３５】
一方、エッチング原液供給部２４０はエッチング槽１００にエッチング原液を直接供給する。エッチング原液供給部２４０は、エッチング原液が保存されているエッチング原液タンク２４１と、エッチング原液タンク２４１のエッチング原液をエッチング槽１００に移送するエッチング原液移送部２４２とを含む。
【００３６】
エッチング原液には、水、フッ酸、リン酸、硝酸などエッチング液の構成成分が所定の組成比で混合されている。エッチング原液の組成は、フッ酸６〜２５重量％、硝酸２５〜４３重量％、リン酸１２〜３２重量％、水２５〜３７．５重量％であり得る。
【００３７】
制御部２５０は、エッチング原液の組成と供給量、エッチング液タンク２１０のエッチング液組成と供給量を調節することで、エッチング槽１００内のエッチング液が一定の組成を維持するようにする。特に、フッ酸の濃度が一定になるように供給量を調節する。
【００３８】
他の実施形態において、制御部２５０は、エッチング槽１００のエッチングが進められる途中にエッチング槽１００にエッチング原液を供給することもできる。また、他の実施形態における構成成分供給部２３０のフッ酸は、エッチング液タンク２１０を経ずにエッチング槽１００に供給できる。
【００３９】
図９を参照して本発明の第１実施形態によるエッチング装置を利用したエッチング方法について説明する。
先に、両ガラス基板４１０、４２０を含む液晶パネル４００をエッチング槽１００に取り入れ、エッチング槽１００にエッチング液を供給してエッチングを進行する（Ｓ１００）。エッチング液の供給と液晶パネル４００の導入順序は限定されない。
【００４０】
液晶パネル４００は、エッチング液に浸漬（ｄｉｐｐｉｎｇ）され、両ガラス基板４１０、４２０のエッチングが進行する。進行過程でエッチング液の組成が変化し、特に、フッ酸の濃度が大きく減少する。エッチング過程で両ガラス基板４１０、４２０から分離されたシリコンとフッ酸が反応してスラッジも発生する。
【００４１】
エッチングが完了すれば、エッチング槽１００のエッチング液をスラッジ処理部３００に移送し、スラッジを分離する（Ｓ２００）。
【００４２】
次に、スラッジを除いたエッチング液をエッチング液タンク２１０に移送し、スラッジを酸処理する（Ｓ３００）。本実施形態とは異なって、スラッジの酸処理はバッチ処理ごとに処理されないようにすることもできる。
【００４３】
次に、エッチング液タンク２１０に移送されたエッチング液のフッ酸の濃度を測定し、測定結果に基づいてフッ酸の濃度を補償する（Ｓ４００）。
【００４４】
フッ酸の濃度を補償する方法としては、フッ酸の濃度が所定範囲を有するようにすることができる。例えば、フッ酸の濃度が１２重量％〜１５重量％となるようにすることである。他の例として、エッチング液タンク２１０のエッチング液のフッ酸の濃度が、エッチング原液のフッ酸の濃度の９０％〜１１０％を有するように制御することもできる。
【００４５】
次に、フッ酸の濃度が補償されたエッチング液とエッチング原液をエッチング槽１００に供給する（Ｓ５００）。以後、また、新しい液晶パネル４００に対するエッチングを進める。新しい液晶パネル４００のエッチングに用いられるエッチング液はフッ酸の濃度が補償されたので、液晶パネル４００間のエッチングの品質は一定に維持できる。
【００４６】
以上で説明した各段階の順序は限定されず、同時にいくつかの段階の作業を遂行することも可能である。
【００４７】
上述した第１実施形態によるエッチング装置を利用したエッチングの効果は、次の通りである。
第一、バッチ処理ごとにエッチング槽１００に供給されるエッチング液のフッ酸の濃度が一定であるので、エッチングの品質が安定する。
第二、硝酸はスラッジの発生量を減少させる。エッチング槽１００で生成したスラッジは両ガラス基板４１０、４２０に不良を誘発するが、硝酸によってこのような問題が減少する。
第三、エッチングの品質が安定し、スラッジによる不良が減少して、両ガラス基板４１０、４２０をポリッシングする過程を省略することができる。エッチングの品質が不安定であれば両ガラス基板４１０、４２０の表面が粗くなって表示品質が低下し、カッティング作業で不良を招く。したがって、両ガラス基板４１０、４２０の表面を滑らかにするポリッシング過程が必要である。しかし、本発明によれば、両ガラス基板４１０、４２０は表面が滑らかにエッチングされるので、ポリッシング過程を省略することができる。
第四、スラッジを酸処理することで処理費用が節減される。つまり、処理費用が高い固体状のスラッジを処理することでなく、処理費用の安い液状の塩酸及びフッ酸を処理することである。
【００４８】
第１実施形態においては、エッチング液タンク２１０における濃度を補償する構成成分（制御構成成分）はフッ酸であった。制御構成成分にはフッ酸以外に他の構成成分を加えることができ、これを第２実施形態で説明する。
【００４９】
図１０に示した第２実施形態を見れば、構成成分供給部２３０は４個の構成成分タンク２３１と４個の構成成分移送部２３２とを含む。
４個の構成成分タンク２３１は、フッ酸タンク２３１ａ、硝酸タンク２３１ｂ、リン酸タンク２３１ｃ、及び水タンク２３１ｄを含む。４個の構成成分移送部２３２は、フッ酸移送部２３２ａ、硝酸移送部２３２ｂ、リン酸移送部２３２ｃ、及び水移送部２３２ｄを含む。
【００５０】
濃度測定手段２２０は、エッチング液タンク２１０内のエッチング液でフッ酸濃度、硝酸濃度、リン酸濃度、及び水濃度をそれぞれ測定する。制御部２５０は測定された結果によって、フッ酸、硝酸、リン酸、及び水の濃度を補償する。
【００５１】
第２実施形態によれば、フッ酸だけでなく、硝酸、リン酸、水の濃度まで補償されることで、エッチングの品質をさらに均一にすることができる。
【００５２】
図１１は、本発明の第３実施形態によるエッチング装置のブロック図である。
第３実施形態によれば、エッチング原液供給部２４０はエッチング液タンク２１０にエッチング原液を供給する。
【００５３】
エッチング液タンク２１０は、エッチング槽１００からフィードバックされたエッチング液と、エッチング原液供給部２４０から供給されたエッチング原液とを混合してエッチング槽１００に供給する。この過程で、濃度測定手段２２０、構成成分供給部２３０、及び制御部２５０によって構成成分の濃度補償が行われる。
【００５４】
以下、図１２、１３を参照して本発明の第３実施形態によるエッチング装置について詳細に説明する。
エッチング槽１００は、槽本体１１０、エッチング液供給パイプ１３０及びノズル１４０を含む。
【００５５】
図１２、１３に示すように、エッチング液供給パイプ１３０は液晶パネル４００の上部と下部に備えられている。ノズル１４０はエッチング液供給パイプ１３０に連結されており、液晶パネル４００の上面と背面の全体にわたって形成されている。
【００５６】
エッチング液はノズル１４０を通じて液晶パネル４００にスプレーされ、両ガラス基板４１０、４２０をエッチングする。エッチングが完了すれば、液晶パネル４００は移送手段（図示せず）によって他のエッチング槽１００または洗浄槽（図示せず）に移送される。次に、他の液晶パネル４００がエッチング槽１００内に導入されてエッチングが進められる。他の実施形態においては、液晶パネル４００が移送されながらエッチングが進められるようにすることができる。
【００５７】
エッチング槽１００でスプレーされたエッチング液は、スラッジ処理部３００にドレンされて移送される。スラッジ処理部３００はスラッジをろ過することができるフィルタを含む。スラッジ処理部３００でスラッジが除去されたエッチング液は、エッチング液タンク２１０に移送される。
【００５８】
スラッジ処理部３００は、スラッジ処理能力が低下すれば、新しいスラッジ処理部３００に交換される。スラッジ処理部３００の交換による工程中断を防止するために、スラッジ処理部３００は複数個が並列に備えられるようにすることができる。
【００５９】
エッチング液タンク２１０は、スラッジ処理部３００からスラッジが除去されたエッチング液の供給を受ける。エッチング液タンク２１０に供給されるエッチング液は、エッチング初期のエッチング槽１００のエッチング液とは組成が異なる。これは、エッチング槽１００でのエッチング過程で構成成分の一部が両ガラス基板４１０、４２０をエッチングしながら損失したからである。
【００６０】
エッチング液タンク２１０のエッチング液は、濃度測定手段２２０、構成成分供給部２３０、エッチング原液供給部２４０、及び制御部２５０によって各構成成分の濃度が補償される。構成成分の濃度補償方法は、上述した第１実施形態及び第２実施形態と同一であり、繰り返される説明は省略する。
【００６１】
図示していないが、エッチング液タンク２１０はエッチング液を混合するための撹拌装置をさらに含むことができる。
【００６２】
図１４は、本発明の第４実施形態によるエッチング装置におけるガラス基板のエッチングを説明するための図面である。
第４実施形態によれば、液晶パネル４００はエッチング槽１００で、起立状態で位置する。起立状態の液晶パネル４００の両側からエッチング液がスプレーされる。第４実施形態によれば、液晶パネル４００の両ガラス基板４１０、４２０のエッチングは、さらに均一になりうる。
【００６３】
以上、本発明のいくつかの実施形態を図示して説明したが、本発明が属する技術分野の通常の知識を有する当業者であれば、本発明の原則や精神から逸脱せずに本実施形態を変形できることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の第１実施形態によるエッチング装置のブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態によるエッチング装置の構成図である。
【図３】本発明の第１実施形態によるエッチング装置によってエッチングされる前の液晶パネルの断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態によるエッチング装置によってエッチングされた後の液晶パネルの断面図である。
【図５】従来のエッチング装置におけるエッチング液のフッ酸の濃度変化を示したグラフである。
【図６】従来のエッチング装置におけるエッチング液の硝酸の濃度変化を示したグラフである。
【図７】従来のエッチング装置におけるエッチング液のリン酸の濃度変化を示したグラフである。
【図８】従来のエッチング装置におけるエッチング液の水の濃度変化を示したグラフである。
【図９】本発明の第１実施形態によるエッチング装置を利用したエッチング方法を説明した手順図である。
【図１０】本発明の第２実施形態によるエッチング装置の構成図である。
【図１１】本発明の第３実施形態によるエッチング装置のブロック図である。
【図１２】本発明の第３実施形態によるエッチング装置の構成図である。
【図１３】本発明の第３実施形態によるエッチング装置におけるエッチング槽の斜視図である。
【図１４】本発明の第４実施形態によるエッチング装置におけるガラス基板のエッチングを説明するための図面である。
【符号の説明】
【００６５】
１００ エッチング槽
１１０ 槽本体
１２０ バブル板
１３０ エッチング液供給パイプ
１４０ ノズル
２００ エッチング液供給装置
２１０ エッチング液タンク
２２０ 濃度測定手段
２３０ 構成成分供給部
２３１ 構成成分タンク
２３２ 構成成分移送部
２４０ エッチング原液供給部
２４１ エッチング原液タンク
２４２ エッチング原液移送部
２５０ 制御部
２６１ エッチング液移送部
３００ スラッジ処理部
３１０ 沈澱タンク
３２０ 酸供給部
３２１ 酸タンク
３２２ 酸移送部
４００ 液晶パネル
４１０ 第１ガラス基板
４２０ 第２ガラス基板
４３０ パネル接合シーラント
４４０ 液晶層
４５０ 外郭シーラント
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エッチング液供給装置、エッチング装置及びエッチング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は液晶パネルを含み、液晶パネルは、薄膜トランジスタが形成されている第１基板と、第１基板に対向配置されている第２基板と、これらの間の液晶層とを含む。液晶パネルは非発光素子であるため、薄膜トランジスタ基板の後面には光を照射するためのバックライトユニットが配置される。バックライトユニットから照射した光は液晶層の配列状態によって透過量が調節される。
【０００３】
最近、携帯電話のようなモバイル製品において、液晶パネルの薄形化に対する要求が大きくなっている。液晶パネルの厚さの大部分はガラス基板が占めており、ガラス基板の厚さを薄くする場合に取り扱いが難しいという問題がある。そのために、液晶パネルを完成した後にガラス基板をエッチングすることで厚さを減らす方法が適用されている。
ガラス基板をエッチングするためにはフッ酸を含むエッチング液を用いる。ところが、複数枚のガラス基板をエッチングすることによってエッチング液の組成が変化し、ガラス基板のエッチングが均一に行われないという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、ガラス基板を均一にエッチングすることができるエッチング液供給装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、ガラス基板を均一にエッチングすることができるエッチング装置を提供することにある。
さらに、本発明の他の目的は、ガラス基板を均一にエッチングすることができるエッチング方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するためになされた本発明によるエッチング液供給装置は、エッチング槽でガラス基板をエッチングするエッチング装置に、水、フッ酸、及び無機酸を含む複数の構成成分からなるエッチング液を供給するエッチング液供給装置において、前記エッチング槽で用いられたエッチング液のフィードバックを受けるエッチング液タンクと、前記エッチング液タンクのエッチング液を前記エッチング槽に供給するエッチング液移送部と、前記エッチング液タンクのエッチング液における前記構成成分の少なくとも一部である制御構成成分の濃度を測定する濃度測定手段と、前記制御構成成分を各制御構成成分別に前記エッチング液タンクに供給する構成成分供給部と、前記濃度測定手段の測定結果に基づいて前記制御構成成分が供給されるように前記構成成分供給部を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
前記制御構成成分はフッ酸を含むことが好ましい。
前記無機酸は硝酸及びリン酸を含み、前記制御構成成分は、硝酸、リン酸、及び水をさらに含むことが好ましい。
前記エッチング槽及び前記エッチング液タンクのうちの少なくともいずれか一つに連結されており、前記複数の構成成分をすべて含むエッチング原液を供給するエッチング原液供給部をさらに含むのが好ましい。
前記エッチング液タンクから前記エッチング槽に供給されるエッチング液は、フッ酸６〜２５重量％、硝酸２５〜４３重量％、リン酸１２〜３２重量％、水２５〜３７．５重量％であることが好ましい。
【０００６】
また、上記目的を達成するためになされた本発明によるエッチング装置は、水、フッ酸、及び無機酸を含む複数の構成成分からなるエッチング液を用いてガラス基板をエッチングするガラス基板エッチング装置において、前記ガラス基板を収容し、収容された前記ガラス基板にエッチング液を供給するエッチング槽と、前記エッチング槽で用いられたエッチング液のフィードバックを受けるエッチング液タンクと、前記エッチング液タンクのエッチング液を前記エッチング槽に供給するエッチング液移送部と、前記エッチング液タンクのエッチング液における前記構成成分の少なくとも一部である制御構成成分の濃度を測定する濃度測定手段と、前記制御構成成分を各制御構成成分別に前記エッチング液タンクに供給する構成成分供給部と、前記濃度測定手段の測定結果に基づいて前記制御構成成分が供給されるように前記構成成分供給部を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
前記制御構成成分はフッ酸を含むことが好ましい。
前記無機酸は硝酸及びリン酸を含み、前記制御構成成分は、硝酸、リン酸、及び水をさらに含むことが好ましい。
前記エッチング槽及び前記エッチング液タンクのうちの少なくともいずれか一つに連結されており、前記複数の構成成分をすべて含むエッチング原液を供給するエッチング原液供給部をさらに含むことが好ましい。
前記エッチング液タンクから前記エッチング槽に供給されるエッチング液は、フッ酸６〜２５重量％、硝酸２５〜４３重量％、リン酸１２〜３２重量％、水２５〜３７．５重量％であることが好ましい。
前記エッチング槽は、下部に位置するバブル生成板をさらに含むことが好ましい。
前記エッチング槽と前記エッチング液タンクとの間に位置するスラッジ処理部をさらに含み、前記スラッジ処理部は、前記エッチング槽からフィードバックされるエッチング液を沈澱させる沈澱タンクと、前記沈澱タンクにスラッジ処理用酸を供給する酸供給部と、を含むことが好ましい。
前記スラッジ処理用酸は、硝酸と塩酸のうちの少なくともいずれか一つを含むことが好ましい。
前記エッチング槽は、供給を受けたエッチング液を前記ガラス基板にスプレーするスプレー部をさらに含むことが好ましい。
前記エッチング槽と前記エッチング液タンクとの間に位置するスラッジ処理部をさらに含み、前記スラッジ処理部は、前記エッチング槽からフィードバックされるエッチング液のうちのスラッジをろ過するフィルタを含むことが好ましい。
【０００７】
また、上記目的を達成するためになされた本発明によるエッチング方法は、水、フッ酸、及び硝酸を含む複数の構成成分からなるエッチング液を用いてガラス基板をエッチングするガラス基板エッチング方法において、前記ガラス基板をエッチング槽に取り入れ、前記ガラス基板にエッチング液を供給する段階と、前記エッチング槽で用いられたエッチング液をエッチング液タンクにフィードバックする段階と、前記エッチング液タンクのエッチング液を前記エッチング槽に供給する段階と、前記エッチング液タンクのエッチング液における前記構成成分の少なくとも一部である制御構成成分の濃度を測定する段階と、前記濃度測定手段の測定結果に基づいて前記各制御構成成分別に前記エッチング液タンクに供給する段階と、を有することを特徴とする。
前記制御構成成分はフッ酸を含むことが好ましい。
前記無機酸は硝酸及びリン酸を含み、前記制御構成成分は、硝酸、リン酸、及び水をさらに含むことが好ましい。
前記エッチング槽及び前記エッチング液タンクのうちの少なくともいずれか一つに、前記複数の構成要素をすべて含むエッチング原液を供給する段階をさらに有することが好ましい。
前記エッチング液タンクから前記エッチング槽に供給されるエッチング液は、フッ酸６〜２５重量％、硝酸２５〜４３重量％、リン酸１２〜３２重量％、水２５〜３７．５重量％であることが好ましい。
前記フィードバックする段階は、前記エッチング槽のエッチング液を沈澱タンクに移送する段階と、前記沈澱タンクで前記エッチング液のスラッジを沈澱させる段階と、前記沈澱タンクから前記スラッジを除いたエッチング液を前記エッチング液タンクに移送する段階と、を、含むことが好ましい。
前記フィードバックする段階は、前記沈澱タンクのスラッジにスラッジ処理用酸を加える段階をさらに含むことが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のエッチング液供給装置と、これを含むエッチング装置及びエッチング方法によれば、ガラス基板を均一にエッチングすることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明のエッチング液供給装置、エッチング装置及びエッチング方法を実施するための最良の形態の具体例を、添付した図面を参照しながら、詳細に説明する。
以下の実施形態において、同一の構成要素を示す参照番号は同一の番号を付けた。また、同一の構成要素については第１実施形態で代表的に説明し、他の実施形態では省略する。
【００１０】
図１は、本発明の第１実施形態によるエッチング装置のブロック図である。
エッチング装置は、エッチング槽１００、エッチング液供給装置２００、及びスラッジ処理部３００を含む。
【００１１】
エッチング槽１００ではガラス基板のエッチングが行われ、エッチング槽１００で用いられたエッチング液は、スラッジ処理部３００を通じてエッチング液供給装置２００にフィードバックされる。エッチング液供給装置２００は、フィードバックされたエッチング液の組成を変化させ、再びエッチング槽１００に供給する。
【００１２】
エッチング液は多くの構成成分からなっており、構成成分は、水、フッ酸、及び無機酸を含む。以下の実施形態においては、無機酸として、これに限定されないが、硝酸及びリン酸を例に挙げて説明する。
【００１３】
エッチング液供給装置２００は、エッチング液タンク２１０、濃度測定手段２２０、構成成分供給部２３０、エッチング原液供給部２４０、及び制御部２５０を含む。
【００１４】
エッチング液タンク２１０は、スラッジ処理部３００を通じてエッチング槽１００のエッチング液のフィードバックを受ける。濃度測定手段２２０はエッチング液タンク２１０内のエッチング液のフッ酸の濃度を測定し、構成成分供給部２３０はエッチング槽１００にフッ酸を供給する。制御部２５０は、濃度測定手段２２０で測定したフッ酸の濃度に基づいて構成成分供給部２３０で供給するフッ酸の量を制御する。エッチング液タンク２１０のエッチング液は、再びエッチング槽１００に供給される。
【００１５】
一方、エッチング原液供給部２４０では、所定の濃度に調剤されており、構成成分をすべて含むエッチング原液をエッチング槽１００に供給する。供給されるエッチング原液の量は制御部２５０によって制御される。
【００１６】
以下、図２を参照して本発明の第１実施形態によるエッチング装置を詳細に説明する。
エッチング槽１００は、槽本体１１０とバブル板１２０とを含む。第１実施形態においては、液晶パネル４００は槽本体１１０内に浸漬（ｄｉｐｐｉｎｇ）されてエッチングされる。バブル板１２０は、外部から供給されるガス（空気または窒素）を利用してエッチング液内でバブルを生成させて、エッチングが均一に行われるようにする。
【００１７】
第１実施形態においては、液晶パネル４００のエッチングはバッチ処理形式で行われる。エッチング槽１００に収容された液晶パネル４００のエッチングが完了すれば、エッチング槽１００から液晶パネル４００を除去し、エッチング槽１００のエッチング液をスラッジ処理部３００に移送する。その後、新しいエッチング液をエッチング槽１００に入れ、新しい液晶パネル４００に対してエッチングを進める。
【００１８】
エッチングの対象である液晶パネル４００について図３及び図４を参照して説明する。図３は、エッチング前の液晶パネル４００を示したものであり、図４は、エッチング後の液晶パネル４００を示したものである。
【００１９】
エッチングの対象である液晶パネル４００は、薄膜トランジスタ（図示せず）が形成されている第１ガラス基板４１０、第１ガラス基板４１０に対向配置されている第２ガラス基板４２０、第１ガラス基板４１０及び第２ガラス基板４２０の両ガラス基板を接合させているパネル接合シーラント４３０、及び両ガラス基板４１０、４２０とパネル接合シーラント４３０が形成する空間に備えられている液晶層４４０を含む。両ガラス基板４１０、４２０の周縁には外郭シーラント４５０が備えられている。
【００２０】
図示した液晶パネル４００はマザー基板の状態を示したものであって、後に、一定の単位Ａ別にカッティングして複数の液晶パネル４００を製造することになる。カッティングにはレーザーカッティング機またはダイヤモンドカッティング機を利用することができる。
【００２１】
外郭シーラント４５０は、アクリル樹脂のような紫外線硬化樹脂を含むことができる。また、熱硬化性樹脂のエポキシ樹脂、アミン系硬化剤、アルミニウムパウダーのような充填材（ｆｉｌｌｅｒ）、スペーサをさらに含むことができる。外郭シーラント４５０は、エッチング過程でエッチング液が外郭シーラント４５０の内部に流入することを防止する。
【００２２】
エッチングによって両ガラス基板４１０、４２０の厚さが減少し、エッチング前のそれぞれのガラス基板４１０、４２０の厚さｄ１が約０．５ｍｍの場合に、例えば、エッチング後のそれぞれのガラス基板４１０、４２０の厚さｄ２は約０．２ｍｍ程度となり得る。
【００２３】
また、図２に示すように、液晶パネル４００に対するエッチングが完了した後、エッチング槽１１０のエッチング液はスラッジ処理部３００に移送される。
【００２４】
スラッジ処理部３００は、沈澱タンク３１０と酸供給部３２０とを含む。エッチング過程で両ガラス基板４１０、４２０から分離されたシリコンとフッ酸が結合してスラッジ（Ｈ２ＳｉＦ６）が発生する。スラッジは、両ガラス基板４１０、４２０の均一なエッチングを邪魔するため、除去されなければならない。一方、エッチング液のうちの硝酸は、スラッジ発生量を減らす役割も果たす。
【００２５】
沈澱タンク３１０でエッチング液はスラッジが下部に沈澱され、沈殿物が除去されたエッチング液だけがエッチング液タンク２１０に供給される。沈澱タンク３１０に供給されたエッチング液のうちの約５５〜９０重量％のエッチング液がエッチング液タンク２１０に供給される。
【００２６】
沈澱タンク３１０に残ったスラッジには、酸供給部３２０からスラッジ処理用酸が加えられる。酸供給部３２０は、酸溶液が保存されている酸タンク３２１と、酸タンク３２１の酸溶液を沈澱タンク３１０に移送する酸移送部３２２とを含む。酸移送部３２２はポンプを含むことができる。
【００２７】
スラッジ処理用酸はこれに限定されないが、塩酸、及び／又は硝酸を含む。スラッジに塩酸を加えれば、次のような反応が起こる。
Ｈ２ＳｉＦ６＋ＨＣｌ―＞ＳｉＦ４（ｇ）＋２ＨＦ（ｌ）＋ＨＣｌ（ｌ）
つまり、スラッジ処理用酸によって、スラッジはガス状態のＳｉＦ４と液体状態のＨＦ及びＨＣｌに変化する。このうちのＳｉＦ４は排気を通じて除去し、ＨＦとＨＣｌはドレンさせて廃水処理をする。
【００２８】
酸処理をしない場合には固体状のスラッジを処理することに費用が多く必要となるが、酸処理後に発生するＨＦとＨＣｌの廃水処理には多くの費用を必要としない。
【００２９】
エッチング液タンク２１０は、沈澱タンク３１０からスラッジが除去されたエッチング液の供給を受ける。エッチング液タンク２１０に供給されるエッチング液は、エッチング初期のエッチング槽１００のエッチング液とは組成が異なる。これは、エッチング過程で構成成分の一部が両ガラス基板４１０、４２０をエッチングしながら損失したからである。特に、構成成分のうちのフッ酸の濃度変化が大きく、本実施形態においては濃度測定手段２２０と構成成分供給部２３０を通じてフッ酸の濃度変化を補償する。
【００３０】
図示していないが、エッチング液タンク２１０はエッチング液を混合するための撹拌装置をさらに含むことができる。
【００３１】
図５〜図８は濃度測定手段２２０と構成成分供給部２３０を備えていない従来の場合に、エッチングの処理回数（バッチ処理の回数）による各構成成分の濃度変化を示したものである。
５回の処理が進められた場合を見れば、図５に示したフッ酸は、約５重量％から約３重量％に約４０％減少した。図６に示した硝酸は、約２８．５重量％から約２６．５重量％に約７％減少した。図７に示したリン酸は、約３４重量％から約３４．２５重量％に約０．７％増加した。図８に示した水は、約１重量％から約０．９７５重量％に約１．２５％減少した。
【００３２】
このように、エッチングにおいて最も重要な成分であるフッ酸の濃度が、エッチングの回数によって大きく変化する。したがって、エッチングの均一性を確保するためにはフッ酸の濃度を補償することが重要である。
【００３３】
濃度測定手段２２０は、エッチングタンク２１０のエッチング液のうちのフッ酸の濃度を測定し、これを制御部２５０に伝達する。制御部２５０は、測定された濃度に基づいて構成成分供給部２３０からエッチングタンク２１０に供給されるフッ酸の量を制御する。構成成分供給部２３０は、フッ酸を保存している構成成分タンク２３１と、構成成分タンク２３１のフッ酸をエッチング液タンク２１０に移送する構成成分移送部２３２とを含む。構成成分移送部２３２はポンプを含むことができる。
【００３４】
フッ酸の濃度が補償されたエッチング液タンク２１０のエッチング液は、エッチング液移送部２６１を通じてエッチング槽１００に供給される。エッチング槽１００に供給されるエッチング液の組成は、フッ酸６〜２５重量％、硝酸２５〜４３重量％、リン酸１２〜３２重量％、水２５〜３７．５重量％であり得る。エッチング液の組成は、エッチングの条件、所望のエッチング程度などによって調節できる。
【００３５】
一方、エッチング原液供給部２４０はエッチング槽１００にエッチング原液を直接供給する。エッチング原液供給部２４０は、エッチング原液が保存されているエッチング原液タンク２４１と、エッチング原液タンク２４１のエッチング原液をエッチング槽１００に移送するエッチング原液移送部２４２とを含む。
【００３６】
エッチング原液には、水、フッ酸、リン酸、硝酸などエッチング液の構成成分が所定の組成比で混合されている。エッチング原液の組成は、フッ酸６〜２５重量％、硝酸２５〜４３重量％、リン酸１２〜３２重量％、水２５〜３７．５重量％であり得る。
【００３７】
制御部２５０は、エッチング原液の組成と供給量、エッチング液タンク２１０のエッチング液組成と供給量を調節することで、エッチング槽１００内のエッチング液が一定の組成を維持するようにする。特に、フッ酸の濃度が一定になるように供給量を調節する。
【００３８】
他の実施形態において、制御部２５０は、エッチング槽１００のエッチングが進められる途中にエッチング槽１００にエッチング原液を供給することもできる。また、他の実施形態における構成成分供給部２３０のフッ酸は、エッチング液タンク２１０を経ずにエッチング槽１００に供給できる。
【００３９】
図９を参照して本発明の第１実施形態によるエッチング装置を利用したエッチング方法について説明する。
先に、両ガラス基板４１０、４２０を含む液晶パネル４００をエッチング槽１００に取り入れ、エッチング槽１００にエッチング液を供給してエッチングを進行する（Ｓ１００）。エッチング液の供給と液晶パネル４００の導入順序は限定されない。
【００４０】
液晶パネル４００は、エッチング液に浸漬（ｄｉｐｐｉｎｇ）され、両ガラス基板４１０、４２０のエッチングが進行する。進行過程でエッチング液の組成が変化し、特に、フッ酸の濃度が大きく減少する。エッチング過程で両ガラス基板４１０、４２０から分離されたシリコンとフッ酸が反応してスラッジも発生する。
【００４１】
エッチングが完了すれば、エッチング槽１００のエッチング液をスラッジ処理部３００に移送し、スラッジを分離する（Ｓ２００）。
【００４２】
次に、スラッジを除いたエッチング液をエッチング液タンク２１０に移送し、スラッジを酸処理する（Ｓ３００）。本実施形態とは異なって、スラッジの酸処理はバッチ処理ごとに処理されないようにすることもできる。
【００４３】
次に、エッチング液タンク２１０に移送されたエッチング液のフッ酸の濃度を測定し、測定結果に基づいてフッ酸の濃度を補償する（Ｓ４００）。
【００４４】
フッ酸の濃度を補償する方法としては、フッ酸の濃度が所定範囲を有するようにすることができる。例えば、フッ酸の濃度が１２重量％〜１５重量％となるようにすることである。他の例として、エッチング液タンク２１０のエッチング液のフッ酸の濃度が、エッチング原液のフッ酸の濃度の９０％〜１１０％を有するように制御することもできる。
【００４５】
次に、フッ酸の濃度が補償されたエッチング液とエッチング原液をエッチング槽１００に供給する（Ｓ５００）。以後、また、新しい液晶パネル４００に対するエッチングを進める。新しい液晶パネル４００のエッチングに用いられるエッチング液はフッ酸の濃度が補償されたので、液晶パネル４００間のエッチングの品質は一定に維持できる。
【００４６】
以上で説明した各段階の順序は限定されず、同時にいくつかの段階の作業を遂行することも可能である。
【００４７】
上述した第１実施形態によるエッチング装置を利用したエッチングの効果は、次の通りである。
第一、バッチ処理ごとにエッチング槽１００に供給されるエッチング液のフッ酸の濃度が一定であるので、エッチングの品質が安定する。
第二、硝酸はスラッジの発生量を減少させる。エッチング槽１００で生成したスラッジは両ガラス基板４１０、４２０に不良を誘発するが、硝酸によってこのような問題が減少する。
第三、エッチングの品質が安定し、スラッジによる不良が減少して、両ガラス基板４１０、４２０をポリッシングする過程を省略することができる。エッチングの品質が不安定であれば両ガラス基板４１０、４２０の表面が粗くなって表示品質が低下し、カッティング作業で不良を招く。したがって、両ガラス基板４１０、４２０の表面を滑らかにするポリッシング過程が必要である。しかし、本発明によれば、両ガラス基板４１０、４２０は表面が滑らかにエッチングされるので、ポリッシング過程を省略することができる。
第四、スラッジを酸処理することで処理費用が節減される。つまり、処理費用が高い固体状のスラッジを処理することでなく、処理費用の安い液状の塩酸及びフッ酸を処理することである。
【００４８】
第１実施形態においては、エッチング液タンク２１０における濃度を補償する構成成分（制御構成成分）はフッ酸であった。制御構成成分にはフッ酸以外に他の構成成分を加えることができ、これを第２実施形態で説明する。
【００４９】
図１０に示した第２実施形態を見れば、構成成分供給部２３０は４個の構成成分タンク２３１と４個の構成成分移送部２３２とを含む。
４個の構成成分タンク２３１は、フッ酸タンク２３１ａ、硝酸タンク２３１ｂ、リン酸タンク２３１ｃ、及び水タンク２３１ｄを含む。４個の構成成分移送部２３２は、フッ酸移送部２３２ａ、硝酸移送部２３２ｂ、リン酸移送部２３２ｃ、及び水移送部２３２ｄを含む。
【００５０】
濃度測定手段２２０は、エッチング液タンク２１０内のエッチング液でフッ酸濃度、硝酸濃度、リン酸濃度、及び水濃度をそれぞれ測定する。制御部２５０は測定された結果によって、フッ酸、硝酸、リン酸、及び水の濃度を補償する。
【００５１】
第２実施形態によれば、フッ酸だけでなく、硝酸、リン酸、水の濃度まで補償されることで、エッチングの品質をさらに均一にすることができる。
【００５２】
図１１は、本発明の第３実施形態によるエッチング装置のブロック図である。
第３実施形態によれば、エッチング原液供給部２４０はエッチング液タンク２１０にエッチング原液を供給する。
【００５３】
エッチング液タンク２１０は、エッチング槽１００からフィードバックされたエッチング液と、エッチング原液供給部２４０から供給されたエッチング原液とを混合してエッチング槽１００に供給する。この過程で、濃度測定手段２２０、構成成分供給部２３０、及び制御部２５０によって構成成分の濃度補償が行われる。
【００５４】
以下、図１２、１３を参照して本発明の第３実施形態によるエッチング装置について詳細に説明する。
エッチング槽１００は、槽本体１１０、エッチング液供給パイプ１３０及びノズル１４０を含む。
【００５５】
図１２、１３に示すように、エッチング液供給パイプ１３０は液晶パネル４００の上部と下部に備えられている。ノズル１４０はエッチング液供給パイプ１３０に連結されており、液晶パネル４００の上面と背面の全体にわたって形成されている。
【００５６】
エッチング液はノズル１４０を通じて液晶パネル４００にスプレーされ、両ガラス基板４１０、４２０をエッチングする。エッチングが完了すれば、液晶パネル４００は移送手段（図示せず）によって他のエッチング槽１００または洗浄槽（図示せず）に移送される。次に、他の液晶パネル４００がエッチング槽１００内に導入されてエッチングが進められる。他の実施形態においては、液晶パネル４００が移送されながらエッチングが進められるようにすることができる。
【００５７】
エッチング槽１００でスプレーされたエッチング液は、スラッジ処理部３００にドレンされて移送される。スラッジ処理部３００はスラッジをろ過することができるフィルタを含む。スラッジ処理部３００でスラッジが除去されたエッチング液は、エッチング液タンク２１０に移送される。
【００５８】
スラッジ処理部３００は、スラッジ処理能力が低下すれば、新しいスラッジ処理部３００に交換される。スラッジ処理部３００の交換による工程中断を防止するために、スラッジ処理部３００は複数個が並列に備えられるようにすることができる。
【００５９】
エッチング液タンク２１０は、スラッジ処理部３００からスラッジが除去されたエッチング液の供給を受ける。エッチング液タンク２１０に供給されるエッチング液は、エッチング初期のエッチング槽１００のエッチング液とは組成が異なる。これは、エッチング槽１００でのエッチング過程で構成成分の一部が両ガラス基板４１０、４２０をエッチングしながら損失したからである。
【００６０】
エッチング液タンク２１０のエッチング液は、濃度測定手段２２０、構成成分供給部２３０、エッチング原液供給部２４０、及び制御部２５０によって各構成成分の濃度が補償される。構成成分の濃度補償方法は、上述した第１実施形態及び第２実施形態と同一であり、繰り返される説明は省略する。
【００６１】
図示していないが、エッチング液タンク２１０はエッチング液を混合するための撹拌装置をさらに含むことができる。
【００６２】
図１４は、本発明の第４実施形態によるエッチング装置におけるガラス基板のエッチングを説明するための図面である。
第４実施形態によれば、液晶パネル４００はエッチング槽１００で、起立状態で位置する。起立状態の液晶パネル４００の両側からエッチング液がスプレーされる。第４実施形態によれば、液晶パネル４００の両ガラス基板４１０、４２０のエッチングは、さらに均一になりうる。
【００６３】
以上、本発明のいくつかの実施形態を図示して説明したが、本発明が属する技術分野の通常の知識を有する当業者であれば、本発明の原則や精神から逸脱せずに本実施形態を変形できることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の第１実施形態によるエッチング装置のブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態によるエッチング装置の構成図である。
【図３】本発明の第１実施形態によるエッチング装置によってエッチングされる前の液晶パネルの断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態によるエッチング装置によってエッチングされた後の液晶パネルの断面図である。
【図５】従来のエッチング装置におけるエッチング液のフッ酸の濃度変化を示したグラフである。
【図６】従来のエッチング装置におけるエッチング液の硝酸の濃度変化を示したグラフである。
【図７】従来のエッチング装置におけるエッチング液のリン酸の濃度変化を示したグラフである。
【図８】従来のエッチング装置におけるエッチング液の水の濃度変化を示したグラフである。
【図９】本発明の第１実施形態によるエッチング装置を利用したエッチング方法を説明した手順図である。
【図１０】本発明の第２実施形態によるエッチング装置の構成図である。
【図１１】本発明の第３実施形態によるエッチング装置のブロック図である。
【図１２】本発明の第３実施形態によるエッチング装置の構成図である。
【図１３】本発明の第３実施形態によるエッチング装置におけるエッチング槽の斜視図である。
【図１４】本発明の第４実施形態によるエッチング装置におけるガラス基板のエッチングを説明するための図面である。
【符号の説明】
【００６５】
１００ エッチング槽
１１０ 槽本体
１２０ バブル板
１３０ エッチング液供給パイプ
１４０ ノズル
２００ エッチング液供給装置
２１０ エッチング液タンク
２２０ 濃度測定手段
２３０ 構成成分供給部
２３１ 構成成分タンク
２３２ 構成成分移送部
２４０ エッチング原液供給部
２４１ エッチング原液タンク
２４２ エッチング原液移送部
２５０ 制御部
２６１ エッチング液移送部
３００ スラッジ処理部
３１０ 沈澱タンク
３２０ 酸供給部
３２１ 酸タンク
３２２ 酸移送部
４００ 液晶パネル
４１０ 第１ガラス基板
４２０ 第２ガラス基板
４３０ パネル接合シーラント
４４０ 液晶層
４５０ 外郭シーラント
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エッチング槽でガラス基板をエッチングするエッチング装置に、水、フッ酸、及び無機酸を含む複数の構成成分からなるエッチング液を供給するエッチング液供給装置において、
前記エッチング槽で用いられたエッチング液のフィードバックを受けるエッチング液タンクと、
前記エッチング液タンクのエッチング液を前記エッチング槽に供給するエッチング液移送部と、
前記エッチング液タンクのエッチング液における前記構成成分の少なくとも一部である制御構成成分の濃度を測定する濃度測定手段と、
前記制御構成成分を各制御構成成分別に前記エッチング液タンクに供給する構成成分供給部と、
前記濃度測定手段の測定結果に基づいて前記制御構成成分が供給されるように前記構成成分供給部を制御する制御部と、を備えることを特徴とするエッチング液供給装置。
【請求項２】
前記制御構成成分はフッ酸を含むことを特徴とする請求項１に記載のエッチング液供給装置。
【請求項３】
前記無機酸は硝酸及びリン酸を含み、
前記制御構成成分は、硝酸、リン酸、及び水をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載のエッチング液供給装置。
【請求項４】
前記エッチング槽及び前記エッチング液タンクのうちの少なくともいずれか一つに連結されており、
前記複数の構成成分をすべて含むエッチング原液を供給するエッチング原液供給部をさらに含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のエッチング液供給装置。
【請求項５】
前記エッチング液タンクから前記エッチング槽に供給されるエッチング液は、フッ酸６〜２５重量％、硝酸２５〜４３重量％、リン酸１２〜３２重量％、水２５〜３７．５重量％であることを特徴とする請求項３に記載のエッチング液供給装置。
【請求項６】
水、フッ酸、及び無機酸を含む複数の構成成分からなるエッチング液を用いてガラス基板をエッチングするガラス基板エッチング装置において、
前記ガラス基板を収容し、収容された前記ガラス基板にエッチング液を供給するエッチング槽と、
前記エッチング槽で用いられたエッチング液のフィードバックを受けるエッチング液タンクと、
前記エッチング液タンクのエッチング液を前記エッチング槽に供給するエッチング液移送部と、
前記エッチング液タンクのエッチング液における前記構成成分の少なくとも一部である制御構成成分の濃度を測定する濃度測定手段と、
前記制御構成成分を各制御構成成分別に前記エッチング液タンクに供給する構成成分供給部と、
前記濃度測定手段の測定結果に基づいて前記制御構成成分が供給されるように前記構成成分供給部を制御する制御部と、を備えることを特徴とするエッチング装置。
【請求項７】
前記制御構成成分はフッ酸を含むことを特徴とする請求項６に記載のエッチング装置。
【請求項８】
前記無機酸は硝酸及びリン酸を含み、
前記制御構成成分は、硝酸、リン酸、及び水をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載のエッチング装置。
【請求項９】
前記エッチング槽及び前記エッチング液タンクのうちの少なくともいずれか一つに連結されており、
前記複数の構成成分をすべて含むエッチング原液を供給するエッチング原液供給部をさらに含むことを特徴とする請求項６乃至８のいずれか一項に記載のエッチング装置。
【請求項１０】
前記エッチング液タンクから前記エッチング槽に供給されるエッチング液は、フッ酸６〜２５重量％、硝酸２５〜４３重量％、リン酸１２〜３２重量％、水２５〜３７．５重量％であることを特徴とする請求項８に記載のエッチング装置。
【請求項１１】
前記エッチング槽は、下部に位置するバブル生成板をさらに含むことを特徴とする請求項６乃至８のいずれか一項に記載のエッチング装置。
【請求項１２】
前記エッチング槽と前記エッチング液タンクとの間に位置するスラッジ処理部をさらに含み、
前記スラッジ処理部は、
前記エッチング槽からフィードバックされるエッチング液を沈澱させる沈澱タンクと、
前記沈澱タンクにスラッジ処理用酸を供給する酸供給部と、を含むことを特徴とする請求項１１に記載のエッチング装置。
【請求項１３】
前記スラッジ処理用酸は硝酸と塩酸のうちの少なくともいずれか一つを含むことを特徴とする請求項１２に記載のエッチング装置。
【請求項１４】
前記エッチング槽は、供給を受けたエッチング液を前記ガラス基板にスプレーするスプレー部をさらに含むことを特徴とする請求項６乃至８のいずれか一項に記載のエッチング装置。
【請求項１５】
前記エッチング槽と前記エッチング液タンクとの間に位置するスラッジ処理部をさらに含み、
前記スラッジ処理部は、
前記エッチング槽からフィードバックされるエッチング液のうちのスラッジをろ過するフィルタを含むことを特徴とする請求項１４に記載のエッチング装置。
【請求項１６】
水、フッ酸、及び硝酸を含む複数の構成成分からなるエッチング液を用いてガラス基板をエッチングするガラス基板エッチング方法において、
前記ガラス基板をエッチング槽に取り入れ、前記ガラス基板にエッチング液を供給する段階と、
前記エッチング槽で用いられたエッチング液をエッチング液タンクにフィードバックする段階と、
前記エッチング液タンクのエッチング液を前記エッチング槽に供給する段階と、
前記エッチング液タンクのエッチング液における前記構成成分の少なくとも一部である制御構成成分の濃度を測定する段階と、
前記濃度測定手段の測定結果に基づいて前記各制御構成成分別に前記エッチング液タンクに供給する段階と、を有することを特徴とするエッチング方法。
【請求項１７】
前記制御構成成分はフッ酸を含むことを特徴とする請求項１６に記載のエッチング方法。
【請求項１８】
前記無機酸は硝酸及びリン酸を含み、
前記制御構成成分は、硝酸、リン酸、及び水をさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載のエッチング方法。
【請求項１９】
前記エッチング槽及び前記エッチング液タンクのうちの少なくともいずれか一つに、前記複数の構成要素をすべて含むエッチング原液を供給する段階をさらに有することを特徴とする請求項１６乃至１８のいずれか一項に記載のエッチング方法。
【請求項２０】
前記エッチング液タンクから前記エッチング槽に供給されるエッチング液は、フッ酸６〜２５重量％、硝酸２５〜４３重量％、リン酸１２〜３２重量％、水２５〜３７．５重量％であることを特徴とする請求項１７に記載のエッチング方法。
【請求項２１】
前記フィードバックする段階は、
前記エッチング槽のエッチング液を沈澱タンクに移送する段階と、
前記沈澱タンクで前記エッチング液のスラッジを沈澱させる段階と、
前記沈澱タンクから前記スラッジを除いたエッチング液を前記エッチング液タンクに移送する段階と、を含むことを特徴とする請求項１６乃至１８のいずれか一項に記載のエッチング方法。
【請求項２２】
前記フィードバックする段階は、前記沈澱タンクのスラッジにスラッジ処理用酸を加える段階をさらに含むことを特徴とする請求項２１に記載のエッチング方法。
【請求項１】
エッチング槽でガラス基板をエッチングするエッチング装置に、水、フッ酸、及び無機酸を含む複数の構成成分からなるエッチング液を供給するエッチング液供給装置において、
前記エッチング槽で用いられたエッチング液のフィードバックを受けるエッチング液タンクと、
前記エッチング液タンクのエッチング液を前記エッチング槽に供給するエッチング液移送部と、
前記エッチング液タンクのエッチング液における前記構成成分の少なくとも一部である制御構成成分の濃度を測定する濃度測定手段と、
前記制御構成成分を各制御構成成分別に前記エッチング液タンクに供給する構成成分供給部と、
前記濃度測定手段の測定結果に基づいて前記制御構成成分が供給されるように前記構成成分供給部を制御する制御部と、を備えることを特徴とするエッチング液供給装置。
【請求項２】
前記制御構成成分はフッ酸を含むことを特徴とする請求項１に記載のエッチング液供給装置。
【請求項３】
前記無機酸は硝酸及びリン酸を含み、
前記制御構成成分は、硝酸、リン酸、及び水をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載のエッチング液供給装置。
【請求項４】
前記エッチング槽及び前記エッチング液タンクのうちの少なくともいずれか一つに連結されており、
前記複数の構成成分をすべて含むエッチング原液を供給するエッチング原液供給部をさらに含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のエッチング液供給装置。
【請求項５】
前記エッチング液タンクから前記エッチング槽に供給されるエッチング液は、フッ酸６〜２５重量％、硝酸２５〜４３重量％、リン酸１２〜３２重量％、水２５〜３７．５重量％であることを特徴とする請求項３に記載のエッチング液供給装置。
【請求項６】
水、フッ酸、及び無機酸を含む複数の構成成分からなるエッチング液を用いてガラス基板をエッチングするガラス基板エッチング装置において、
前記ガラス基板を収容し、収容された前記ガラス基板にエッチング液を供給するエッチング槽と、
前記エッチング槽で用いられたエッチング液のフィードバックを受けるエッチング液タンクと、
前記エッチング液タンクのエッチング液を前記エッチング槽に供給するエッチング液移送部と、
前記エッチング液タンクのエッチング液における前記構成成分の少なくとも一部である制御構成成分の濃度を測定する濃度測定手段と、
前記制御構成成分を各制御構成成分別に前記エッチング液タンクに供給する構成成分供給部と、
前記濃度測定手段の測定結果に基づいて前記制御構成成分が供給されるように前記構成成分供給部を制御する制御部と、を備えることを特徴とするエッチング装置。
【請求項７】
前記制御構成成分はフッ酸を含むことを特徴とする請求項６に記載のエッチング装置。
【請求項８】
前記無機酸は硝酸及びリン酸を含み、
前記制御構成成分は、硝酸、リン酸、及び水をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載のエッチング装置。
【請求項９】
前記エッチング槽及び前記エッチング液タンクのうちの少なくともいずれか一つに連結されており、
前記複数の構成成分をすべて含むエッチング原液を供給するエッチング原液供給部をさらに含むことを特徴とする請求項６乃至８のいずれか一項に記載のエッチング装置。
【請求項１０】
前記エッチング液タンクから前記エッチング槽に供給されるエッチング液は、フッ酸６〜２５重量％、硝酸２５〜４３重量％、リン酸１２〜３２重量％、水２５〜３７．５重量％であることを特徴とする請求項８に記載のエッチング装置。
【請求項１１】
前記エッチング槽は、下部に位置するバブル生成板をさらに含むことを特徴とする請求項６乃至８のいずれか一項に記載のエッチング装置。
【請求項１２】
前記エッチング槽と前記エッチング液タンクとの間に位置するスラッジ処理部をさらに含み、
前記スラッジ処理部は、
前記エッチング槽からフィードバックされるエッチング液を沈澱させる沈澱タンクと、
前記沈澱タンクにスラッジ処理用酸を供給する酸供給部と、を含むことを特徴とする請求項１１に記載のエッチング装置。
【請求項１３】
前記スラッジ処理用酸は硝酸と塩酸のうちの少なくともいずれか一つを含むことを特徴とする請求項１２に記載のエッチング装置。
【請求項１４】
前記エッチング槽は、供給を受けたエッチング液を前記ガラス基板にスプレーするスプレー部をさらに含むことを特徴とする請求項６乃至８のいずれか一項に記載のエッチング装置。
【請求項１５】
前記エッチング槽と前記エッチング液タンクとの間に位置するスラッジ処理部をさらに含み、
前記スラッジ処理部は、
前記エッチング槽からフィードバックされるエッチング液のうちのスラッジをろ過するフィルタを含むことを特徴とする請求項１４に記載のエッチング装置。
【請求項１６】
水、フッ酸、及び硝酸を含む複数の構成成分からなるエッチング液を用いてガラス基板をエッチングするガラス基板エッチング方法において、
前記ガラス基板をエッチング槽に取り入れ、前記ガラス基板にエッチング液を供給する段階と、
前記エッチング槽で用いられたエッチング液をエッチング液タンクにフィードバックする段階と、
前記エッチング液タンクのエッチング液を前記エッチング槽に供給する段階と、
前記エッチング液タンクのエッチング液における前記構成成分の少なくとも一部である制御構成成分の濃度を測定する段階と、
前記濃度測定手段の測定結果に基づいて前記各制御構成成分別に前記エッチング液タンクに供給する段階と、を有することを特徴とするエッチング方法。
【請求項１７】
前記制御構成成分はフッ酸を含むことを特徴とする請求項１６に記載のエッチング方法。
【請求項１８】
前記無機酸は硝酸及びリン酸を含み、
前記制御構成成分は、硝酸、リン酸、及び水をさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載のエッチング方法。
【請求項１９】
前記エッチング槽及び前記エッチング液タンクのうちの少なくともいずれか一つに、前記複数の構成要素をすべて含むエッチング原液を供給する段階をさらに有することを特徴とする請求項１６乃至１８のいずれか一項に記載のエッチング方法。
【請求項２０】
前記エッチング液タンクから前記エッチング槽に供給されるエッチング液は、フッ酸６〜２５重量％、硝酸２５〜４３重量％、リン酸１２〜３２重量％、水２５〜３７．５重量％であることを特徴とする請求項１７に記載のエッチング方法。
【請求項２１】
前記フィードバックする段階は、
前記エッチング槽のエッチング液を沈澱タンクに移送する段階と、
前記沈澱タンクで前記エッチング液のスラッジを沈澱させる段階と、
前記沈澱タンクから前記スラッジを除いたエッチング液を前記エッチング液タンクに移送する段階と、を含むことを特徴とする請求項１６乃至１８のいずれか一項に記載のエッチング方法。
【請求項２２】
前記フィードバックする段階は、前記沈澱タンクのスラッジにスラッジ処理用酸を加える段階をさらに含むことを特徴とする請求項２１に記載のエッチング方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００８−６６７０６（Ｐ２００８−６６７０６Ａ）
【公開日】平成２０年３月２１日（２００８．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１５２５８８（Ｐ２００７−１５２５８８）
【出願日】平成１９年６月８日（２００７．６．８）
【出願人】（３９００１９８３９）三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月２１日（２００８．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月８日（２００７．６．８）
【出願人】（３９００１９８３９）三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
【Ｆターム（参考）】
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