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KR100675628B1 - 절연막 식각장치 및 식각방법 - Google Patents

절연막 식각장치 및 식각방법 Download PDF

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KR100675628B1
KR100675628B1 KR1020020063214A KR20020063214A KR100675628B1 KR 100675628 B1 KR100675628 B1 KR 100675628B1 KR 1020020063214 A KR1020020063214 A KR 1020020063214A KR 20020063214 A KR20020063214 A KR 20020063214A KR 100675628 B1 KR100675628 B1 KR 100675628B1
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insulating film
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etching
etchant
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김상규
장상민
이석원
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엘지.필립스 엘시디 주식회사
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Abstract

본 발명은 절연막 식각장치 및 그 식각방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 절연막 식각장치는 절연막이 형성된 기판을 지지하는 지지바와, 상기 지지바에 구비되어 상기 기판을 일측방향으로 이동시키는 회전롤러와, 상기 기판의 상면에 노즐구를 통해 식각액을 분사하는 상면 스프레이 노즐과, 상기 기판의 하면에 노즐구를 통해 식각액을 분사하는 하면 스프레이 노즐을 구비하여 구성되며, 본 발명에 따른 절연막 식각방법은 절연막이 형성된 기판을 로딩하는 단계와; 상기 기판을 일측방향으로 이동시키면서 기판의 상면과 하면에 식각액을 분사하는 단계를 포함하여 구성되는 것으로, 기판의 상면에 형성된 절연막을 식각하는 경우에 기판의 상면 뿐만 아니라 하면에도 식각액을 분사함으로써, 절연막의 식각 부산물이 기판의 하면에 부착되어 얼룩이 발생하거나 기판이 균일하지 않게 식각되어 얼룩이 발생하는 것을 방지할 수 있는 것이다.

Description

절연막 식각장치 및 식각방법{APPARATUS AND METHOD FOR ETCHING ISOLATING FILM}
도1은 일반적인 액정 표시장치의 단위 화소에 대한 평면도.
도2는 도1의 I-I'선을 따라 절단한 단위 화소의 단면을 도시한 예시도.
도3은 종래기술에 따른 절연막 식각장치의 단면구성을 도시한 예시도.
도4는 종래기술에 따른 절연막 식각장치의 평면구성을 도시한 예시도.
도5는 본 발명의 제1실시예에 따른 절연막 식각장치의 단면을 도시한 예시도.
도6은 본 발명의 제1실시예에 따른 절연막 식각장치의 평면을 도시한 예시도.
도7은 본 발명의 제2실시예에 따른 절연막 식각장치의 평면을 도시한 예시도.
도8은 본 발명의 제3실시예에 따른 절연막 식각장치를 도시한 예시도.
도9는 본 발명의 제4실시예에 따른 절연막 식각장치를 도시한 예시도
***도면의 주요부분에 대한 부호의 설명***
201:기판 202:지지바
203A∼203D:회전롤러 204A∼204C:노즐구
205:상면 스프레이 노즐 206A∼206C:노즐구
207:하면 스프레이 노즐
본 발명은 절연막 식각장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액정 표시패널(liquid crystal display panel)의 박막 트랜지스터 어레이(thin film transistor array) 기판상에 형성된 절연막을 식각하기에 적당하도록 한 절연막 식각장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 액정 표시장치는 매트릭스(matrix) 형태로 배열된 액정 셀들에 화상정보에 따른 데이터신호를 개별적으로 공급하여 그 액정 셀들의 광투과율을 조절함으로써, 원하는 화상을 표시할 수 있도록 한 표시장치이다.
이러한 액정 표시장치는 화소 단위의 액정 셀들이 매트릭스 형태로 배열되는 액정 표시패널과 상기 액정 셀들을 구동하기 위한 드라이버 집적회로 (integrated circuit : IC)로 구성되어 있다.
여기서, 상기 액정 표시패널은 서로 대향하는 컬러필터(color filter) 기판 및 박막 트랜지스터 어레이 기판과, 그 컬러필터 기판 및 박막 트랜지스터 어레이 기판의 이격 간격에 충진된 액정층으로 구성되어 있다.
또한, 상기 액정 표시패널의 박막 트랜지스터 어레이 기판상에는 데이터 드라이버 집적회로로부터 공급되는 데이터 신호를 액정 셀들에 전송하기 위한 다수의 데이터 라인들과, 게이트 드라이버 집적회로로부터 공급되는 주사신호를 액정 셀들에 전송하기 위한 다수의 게이트 라인들이 서로 직교하며, 이들 데이터 라인들과 게이트 라인들의 교차부마다 액정 셀들이 정의된다.
상기 게이트 드라이버 집적회로는 다수의 게이트 라인들에 순차적으로 주사신호를 공급함으로써, 매트릭스 형태로 배열된 액정 셀들이 1개 라인씩 순차적으로 선택되도록 하고, 그 선택된 1개 라인의 액정 셀들에 상기 데이터 드라이버 집적회로로부터 화상정보에 따른 데이터 신호가 개별적으로 공급된다.
한편, 상기 컬러필터 기판 및 박막 트랜지스터 어레이 기판의 대향하는 내측 면에는 각각 공통전극과 화소전극이 형성되어 상기 액정층에 전계를 인가한다. 이때, 화소전극은 박막 트랜지스터 어레이 기판 상에 액정 셀 별로 형성되는 반면에 공통전극은 컬러필터 기판의 전면에 일체화되어 형성된다.
따라서, 공통전극에 전압을 인가한 상태에서 화소전극에 인가되는 전압을 제어함으로써, 액정 셀들의 광투과율을 개별적으로 조절할 수 있게 된다.
이와같이 화소전극에 인가되는 전압을 액정 셀 별로 제어하기 위하여 각각의 액정 셀에는 스위칭 소자로 사용되는 박막 트랜지스터가 형성된다.
상기 구성으로 이루어진 액정 표시장치의 구성요소들에 대해 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도1은 일반적인 액정 표시장치의 단위 화소에 대한 평면도이다.
도1을 참조하면, 게이트 라인(4-1,4)들이 기판상에 일정하게 이격되어 행으로 배열되고, 데이터 라인(2,2+1)들이 일정하게 이격되어 열로 배열되어, 상기 게이트 라인(4)들과 데이터 라인(2)들은 매트릭스 형태로 배열된다.
여기서, 단위 액정 셀은 데이터 라인(2)과 게이트 라인(4)의 교차부마다 정의되며, 단위 액정 셀은 박막 트랜지스터(TFT)와 화소전극(14)으로 구성된다.
또한, 상기 박막 트랜지스터(TFT)는 상기 게이트 라인(4)의 소정의 위치에서 연장되는 게이트 전극(10)과, 상기 데이터 라인(2)의 소정의 위치에서 연장되어 상기 게이트 전극(10)과 소정의 영역이 오버-랩(overlap)되는 소스 전극(8)과, 상기 게이트 전극(10)을 기준으로 소스 전극(8)과 대응되도록 형성된 드레인 전극(12)으로 구성되어 있다.
여기서, 상기 소스 전극(8)과 드레인 전극(12)은 상기 게이트 전극(10)상에서 일정하게 이격되도록 형성되고, 상기 드레인 전극(12)은 드레인 콘택홀(16)을 통해 화소전극(14)과 전기적으로 접촉된다. 또한, 상기 화소전극(14)은 광투과율이 높은 투명 ITO(indium tin oxide) 물질로 형성되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 박막 트랜지스터(TFT)는 상기 게이트 전극(10)에 공급되는 주사신호에 의해 소스 전극(8)과 드레인 전극(12) 사이에 도전 채널이 형성될 수 있도록 반도체층(도면상에 도시되지 않음)이 형성되어 있다.
따라서, 상기 주사신호가 게이트 라인(4)들을 통해 상기 게이트 전극(10)에 공급되면, 박막 트랜지스터(TFT)의 소스 전극(8)과 드레인 전극(12)사이에는 도전 채널이 형성되고, 상기 데이터 라인(2)들을 통해 소스 전극(8)에 공급되는 데이터 신호가 도전 채널에 의해 드레인 전극(12)으로 전송된다.
그리고, 상기 드레인 전극(12)은 드레인 콘택홀(16)을 통해 화소전극(14)과 접속되어 있기 때문에 드레인 전극(12)에 공급된 데이터 신호가 화소전극(14)에 인가된다.
따라서, 데이터 신호가 인가된 화소전극(14)은 컬러필터 기판에 형성되는 공 통 투명전극(도면상에 도시되지 않음)과 함께 액정층에 전계를 발생시킨다.
이렇게 액정층에 전계가 인가되면, 액정은 유전 이방성에 의해 회전하여 빛을 투과시키며, 그 투과되는 빛의 양은 데이터 신호의 전압값에 의해 조절된다.
한편, 상기 화소전극(14)은 스토리지 콘택홀(22)을 통해 스토리지 전극(20)과 접속되고, 그 스토리지 전극(20)은 전단(前段, preceding) 게이트 라인(4-1)과 게이트 절연막(도면상에 도시되지 않음)을 사이에 두고 오버-랩되어 스토리지 커패시터(18)로서의 기능을 담당한다.
따라서, 상기 스토리지 커패시터(18)는 게이트 라인(4)에 주사신호가 인가되는 박막 트랜지스터(TFT)의 턴-온(turn-on) 기간동안 주사신호의 전압값을 충전시킨 후, 박막 트랜지스터(TFT)의 턴-오프(turn-off) 기간동안 그 충전된 전압을 상기 화소전극(14)에 공급함으로써, 액정의 구동이 유지되도록 한다.
상기 구성으로 이루어지는 기존의 액정표시장치의 제조방법에 대해 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도2는 도1의 I-I'선을 따라 절단한 단위 화소의 단면을 보인 예시도로서, 액정표시장치의 단면도이다.
도 2를 참조하면, 기존의 박막 트랜지스터(TFT)의 제조방법은, 먼저 상기 박막 트랜지스터 어레이기판(50)상에 Mo, Al 또는 Cr과 같은 금속물질을 형성한 다음 패터닝하여 게이트 전극(10)을 형성한다.
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그다음, 상기 게이트전극(10)이 형성된 박막 트랜지스터 어레이 기판(50) 상에 절연물질을 전면 증착하여 게이트 절연막(30)을 형성한다.
이어서, 상기 게이트 절연막(30) 상에는 비정질 실리콘(amorphous silicon)으로 이루어진 반도체층(32)과, 인(P)이 고농도로 도핑된 n+ 비정질 실리콘으로 이루어진 오믹접촉층(Ohmic contact layer, 34)을 연속 증착한 다음 이들을 선택적으로 패터닝하여 박막 트랜지스터(TFT)의 액티브층(36)을 형성한다.
그다음, 상기 게이트절연막(30)과 오믹접촉층(34)상에 금속물질을 증착한 다음 패터닝하여 박막 트랜지스터(TFT)의 소스 전극(8)과 드레인 전극(12)을 형성한다. 이때, 상기 소스 전극(8)과 드레인 전극(12)은 액티브층(36)의 상부에서 서로 대응하여 이격되도록 패터닝된다.
따라서, 상기 액티브층(36) 상부의 오믹접촉층(34)이 노출되는데, 상기 소스 전극(8)과 드레인 전극(12)의 패터닝 과정에서 노출된 오믹접촉층(34)이 제거된다.
또한, 상기 오믹접촉층(34)이 제거됨에 따라 반도체층(32)이 노출되는데, 그 노출된 반도체층(32)은 박막 트랜지스터(TFT)의 채널영역으로 정의된다.
이어서, 상기 노출된 반도체층(32)을 포함하여 소스 전극(8)과 드레인 전극 (12)등이 형성된 게이트 절연막(30)상에 절연물질을 전면 증착하여 보호막 (passivation film, 38)을 형성한다.
그다음, 상기 드레인 전극(12) 상의 보호막(38) 일부를 선택적으로 식각하여 드레인 전극(12)의 일부를 노출시키는 드레인 콘택홀(16)을 형성한다.
이어서, 상기 보호막(38)상에 투명 전극물질을 형성한 다음 이를 패터닝하여, 상기 드레인 콘택홀(16)을 통해 드레인 전극(12)에 접속되도록 화소전극(14)을 형성한다.
그다음, 상기 결과물의 전면에 배향막(51)을 형성한 다음 러빙(rubbing)을 실시한다. 이때, 상기 러빙공정은 천을 균일한 압력과 속도로 배향막(51)표면과 마찰시킴으로써, 배향막(51) 표면의 고분자 사슬이 일정한 방향으로 정렬되도록 하여 액정의 초기 배향방향을 결정하는 공정을 말한다.
한편, 상기 도2의 예시도를 참조하여 스토리지 커패시터 영역의 제조과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2를 참조하면, 먼저 상기 박막 트랜지스터 어레이 기판(50)상에 게이트 라인(4-1)을 패터닝하고, 그 상부에 게이트 절연막(30)을 형성한다. 이때, 상기 게이트 라인(4-1)은 상기 박막 트랜지스터(TFT)의 게이트 전극(10)을 형성하는 과정에서 형성되고, 상기 게이트 절연막(30)은 상기 박막 트랜지스터(TFT)의 게이트 절연막(30)과 동일한 막이다.
그다음, 상기 게이트 절연막(30)의 상부에 스토리지 전극(20)을 패터닝한다. 이때, 상기 스토리지 전극(20)은 상기 박막 트랜지스터(TFT)의 소스 전극(8)과 드레인 전극(12)을 형성하는 과정에서 형성되며, 상기 게이트 절연막(30)을 사이에 두고 게이트 라인(4-1)의 일부영역과 오버-랩되어 스토리지 커패시터(18)로서의 기능을 담당한다.
이어서, 상기 스토리지 전극(20)이 형성된 게이트 절연막(30) 상부에 보호막 (38)을 형성한 다음 그 보호막(38)의 일부를 식각하여 스토리지 전극(20)의 일부를 노출시키는 스토리지 콘택홀(22)을 형성한다. 이때, 상기 보호막(38)은 상기 박막 트랜지스터(TFT) 영역의 보호막(38)과 동일한 막이고, 상기 스토리지 콘택홀(22)은 상기 박막 트랜지스터(TFT)의 드레인 콘택홀(16)을 형성하는 과정에서 형성된다.
그다음, 상기 보호막(38)상에 화소전극(14)을 패터닝하며, 그 화소전극(14)이 상기 스토리지 콘택홀(22)을 통해 스토리지 전극(20)에 접속된다. 이때, 상기 화소전극(14)은 상기 박막 트랜지스터(TFT) 영역에 형성되는 화소전극(14)과 동일한 전극이다.
한편, 상기 도2의 예시도를 참조하여 컬러필터 기판(60)의 제조과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2를 참조하면, 먼저 컬러필터 기판(60)상에 블랙 매트릭스(black matrix, 62)를 일정한 간격으로 이격 도포한다.
그다음, 상기 블랙 매트릭스(62)가 형성된 컬러필터 기판(60)의 상부에 적(R), 녹(G), 청(B) 색상의 컬러필터(63)를 형성한다.
이어서, 상기 블랙 매트릭스(62)를 포함한 컬러필터(63)의 상부전면에 금속물질을 형성한 다음 패터닝하여 공통전극(64)을 형성한다.
그다음, 상기 결과물의 상부전면에 배향막(65)을 형성한 다음 러빙을 실시한다.
이렇게 박막 트랜지스터 어레이 기판(50)과 컬러필터 기판(60)의 제작이 완료되면, 그 박막 트랜지스터 어레이 기판(50) 상에 실링재(도면상에 도시되지 않음)를 인쇄함과 아울러 상기 컬러필터 기판(60)상에는 스페이서(70)를 형성한다. 이때, 제작자의 의도에 따라 박막 트랜지스터 어레이 기판(50) 상에 스페이서(70)를 형성하고, 컬러필터 기판(60) 상에 실링재를 인쇄할 수 있다.
또한, 상기 스페이서(70)는 소정의 직경을 갖는 글래스 비드, 플라스틱 비드 등을 균일한 밀도로 산포하는 산포방식을 적용하여 형성한다.
그다음, 상기 실링재 인쇄 및 스페이서(70) 형성이 완료된 박막 트랜지스터 어레이 기판(50)과 컬러필터 기판(60)을 합착한다.
이어서, 상기 합착된 박막 트랜지스터 어레이 기판(50)과 컬러필터 기판(60)을 단위 액정 표시패널로 절단한다. 이때, 단위 액정 표시패널로 절단하는 공정은 대면적의 유리기판에 다수개의 액정 표시패널을 동시에 형성하여 액정 표시장치의 수율 향상을 도모하고 있기 때문에 요구된다.
상술한 바와같이, 액정 표시장치를 제작하기 위해서는 크게 박막 트랜지스터 어레이 기판(50) 및 컬러필터 기판(60)을 개별적으로 제작하고, 그 박막 트랜지스터 어레이 기판(50)과 컬러필터 기판(60)을 균일한 셀-갭이 유지되도록 합착한 다음 단위 액정 표시패널로 절단하는 공정들이 요구된다.
특히, 상기 박막 트랜지스터 어레이 기판(50) 상에 박막 트랜지스터(TFT)와 스토리지 커패시터(18)와 같은 개별 소자들을 형성하기 위해서는 절연막들을 형성하고, 선택적 식각을 통해 콘택홀을 형성하는 공정 및 금속막들을 형성하고, 패터닝하는 공정들이 요구되는데, 본 발명자들에 의해 착안된 본 발명의 기술분야는 상기 절연막들의 선택적 식각에 관한 것이다.
이하, 종래의 절연막 식각장치 및 방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도3은 종래 절연막 식각장치의 단면구성을 간략히 보인 예시도이다.
도4는 종래 절연막 식각장치의 평면구성을 간략히 보인 예시도이다.
도3을 참조하면, 종래의 절연막 식각장치는 절연막이 형성된 기판(101)을 지지하는 지지바(102)와 상기 지지바(102)에 구비되어 상기 기판(101)을 일측방향으로 이동시키는 회전롤러(103A∼103D)와 상기 일측방향으로 이동하는 기판(101)의 상면에 노즐구(104A∼104C)를 통해 식각액을 분사하는 스프레이 노즐(105)을 구비한다.
또한, 도4를 참조하면, 종래의 절연막 식각장치는 상기 절연막이 형성된 기판(101)을 지지하는 지지바(102A∼102C)가 중앙 및 양측면에 각각 구비되고, 상기 각각의 지지바(102A∼102C) 일측에는 회전롤러(103A∼103D)가 구비되어 상기 기판(101)을 일측방향으로 이동시킨다.
삭제
따라서, 종래의 절연막 식각장치 및 방법은 절연막이 형성된 기판(101)이 로딩되면, 상기 지지바(102A∼102C)가 기판(101)을 지지하면서, 상기 회전롤러(103A∼103D)가 기판(101)을 일측방향으로 이동시키고, 상기 스프레이 노즐(105)의 노즐구(104A∼104C)로부터 식각액이 분사되어 상기 기판(101) 상면에 형성된 절연막을 식각한다.
그러나, 상기한 바와 같은 종래의 절연막 식각장치 및 방법에 의하면, 기판의 상면에 형성된 절연막을 식각하는 경우에 식각 부산물이 기판의 하면에 부착되어 얼룩을 발생시킬 수 있다.
또한, 상기 절연막 식각액이 기판의 하면을 식각할 수 있다. 예를 들어, HF 계열의 절연막 식각액은 기판이 유리 재질인 경우에 기판의 하면을 불균일하게 식각함에 따라 얼룩을 발생시킬 수 있다.
그리고, 상기 회전롤러가 상기 지지바의 일측에 구비되므로, 지지바의 타측과 균형이 맞지 않아 기판이 처지는 현상이 발생하고, 따라서 기판의 처진영역에 식각액이 고임으로써, 기판의 불균일 식각이 더욱 심화된다.
또한, 상기 회전롤러가 상기 지지바의 일측에 구비되므로, 기판과 회전롤러의 접촉면이 증대되어 롤러자국과 같은 얼룩이 발생한다.
따라서, 종래의 절연막 식각장치 및 방법에 의하면, 기판의 얼룩발생으로 인해 액정 표시장치의 화질을 저하시키는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 절연막의 식각에 따른 기판의 얼룩발생을 억제할 수 있는 절연막 식각장치 및 방법을 제공하는데 있다.
삭제
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 절연막 식각장치의 제1실시예는, 절연막이 형성된 기판을 지지하는 지지바와, 상기 지지바에 구비되어 상기 기판을 일측방향으로 이동시키는 회전롤러와, 상기 기판의 상면에 노즐구를 통해 식각액을 분사하는 상면 스프레이 노즐과, 상기 기판의 하면에 노즐구를 통해 식각액을 분사하는 하면 스프레이 노즐을 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 절연막 식각방법은, 절연막이 형성된 기판을 로딩하는 단계와; 상기 기판을 일측방향으로 이동시키면서 기판의 상면과 하면에 식각액을 분사하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 절연막 식각방법은 절연막이 형성된 기판을 로딩하여 지지바를 통해 지지하는 단계 및, 상기 기판을 회전롤러를 이용하여 일측방향으로 이동시키면서 상면 스프레이 노즐과 하면 스프레이 노즐 및 롤러 접촉면 스프레이 노즐을 통해 기판의 상면과 하면 및 회전롤러와의 접촉면에 식각액을 분사하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
삭제
이하, 본 발명에 따른 절연막 식각장치 및 방법에 대해 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도5는 본 발명의 제1실시예에 따른 절연막 식각장치의 단면구성을 보인 예시도이다.
도5를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 절연막 식각장치는 절연막이 형성된 기판(201)을 지지하는 지지바(202)와, 상기 지지바(202)에 구비되어 상기 기판(201)을 일측방향으로 이동시키는 회전롤러(203A∼203D)와, 상기 기판(201)의 상면에 노즐구(204A∼204C)를 통해 식각액을 분사하는 상면 스프레이 노즐(205)과, 상기 기판(201)의 하면에 노즐구(206A∼206C)를 통해 식각액을 분사하는 하면 스프레이 노즐(207)로 구성되어 있다.
상기 구성으로 이루어진 본 발명의 제1실시예에 따른 절연막 식각장치는, 기판(201)의 상면에 형성된 절연막을 식각하는 경우에 기판(201)의 상면 뿐만 아니라 하면에도 식각액을 분사함으로써, 절연막의 식각 부산물이 기판(201)의 하면에 부착되어 얼룩이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.
또한, 상기 절연막으로 예를 들어, 실리콘 산화막이 형성된 경우에 이를 식각하기 위하여 HF 또는 NH4F가 함유된 HF 계열의 식각액이 적용되는데, 이 HF 계열의 식각액이 기판(201)의 하면을 식각할 수는 있으나, 본 발명의 제1실시예에 따른 절연막 식각장치는 기판(201)의 상면 뿐만 아니라 하면에도 HF 계열의 식각액을 분사함으로써, 기판(201)의 하면을 균일하게 식각하여 얼룩이 발생하는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 실리콘 산화막의 식각 부산물이 기판(201)의 하면에 부착되어 얼룩이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.
도6은 본 발명의 제1실시예에 따른 절연막 식각장치의 평면구성을 보인 예시도이다.
도6을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 절연막 식각장치는 상기 절연막이 형성된 기판(201)을 지지하는 지지바(202A∼202C)가 중앙 및 양측면에 각각 구비되고, 상기 기판(201)을 일측방향으로 이동시키는 회전롤러(203A∼203D)가 상기 각각의 지지바(202A∼202C) 양측면에 교번하여 구비된다.
또한, 상기 기판(201)의 하면 전체에 노즐구(206)를 통해 식각액을 분사하는 하면, 스프레이 노즐(207)이 구비된다. 이때, 상기 기판(201)의 상면 전체에 노즐구 (204)를 통해 식각액을 분사하는 상면 스프레이 노즐(205)은 상기 하면 스프레이 노즐(207) 및 그 노즐구(206)와 중첩되어 있다.
상기한 바와같은 본 발명의 제1실시예에 따른 절연막 식각장치는, 상기 회전롤러(203A∼203D)가 상기 각각의 지지바(202A∼202C) 양측면에 교번하여 구비되므로, 상기 기판(201)이 지지바(202A∼202C)의 양측에서 균형이 맞게 되어 기판(201)의 처지는 현상을 방지할 수 있게 된다.
따라서, 종래와 같이 기판(201)의 처진영역에 식각액이 고이는 것을 방지하 여 기판(201)의 불균일 식각을 방지할 수 있게 된다.
또한, 상기 회전롤러(203A∼203D)가 상기 지지바(202A∼202C)의 양측면에 교번하여 구비되므로, 기판(201)과 회전롤러(203A∼203D)의 접촉면을 분산시켜 롤러자국과 같은 얼룩 발생을 억제할 수 있게 된다.
한편, 상기 회전롤러(203A∼203D)를 발수성(water-repellent) 재질이나 또는 소수성(hydrophobic) 재질을 적용할 경우에는 롤러자국과 같은 얼룩 발생이 더욱 줄어들게 된다. 예를 들어, 상기 회전롤러(203A∼203D)를 실리콘 수지나 실리콘 고무 재질로 제작할 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 제1실시예에 따른 절연막 식각장치를 통해 절연막을 식각하는 방법에 대해 설명하면 다음과 같다.
먼저, 절연막이 형성된 기판(201)을 로딩하여 지지바(202A∼202C)를 통해 지지한다.
그다음, 상기 기판(201)을 회전롤러(203A∼203D)를 이용하여 일측방향으로 이동시키면서 상면 스프레이 노즐(205)과 하면 스프레이 노즐(207)을 통해 기판 (201)의 상면과 하면에 식각액을 분사시킨다.
한편, 도7은 본 발명의 제2실시예에 따른 절연막 식각장치의 평면구성을 보인 예시도이다.
도7을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 절연막 식각장치는 상기 도5의 단면구성 및 도6의 평면구성을 도시한 본 발명의 제1실시예에 따른 절연막 식각장치와 동일하게 구성되며, 다만 상기 회전롤러(203A∼203D)와 접촉하는 기판(201)의 접촉면에 노즐구(208)를 통해 식각액을 분사하는 롤러 접촉면 스프레이 노즐(209)을 추가로 구비한다.
상기한 바와 같은 본 발명의 제2실시예에 따른 절연막 식각장치는, 상기 회전롤러(203A∼203D)와 접촉하는 기판(201)의 접촉면에 노즐구(208)를 통해 식각액을 분사하는 롤러 접촉면 스프레이 노즐(209)을 추가로 구비함에 따라 본 발명의 제1실시예에 덧붙여 회전롤러(203A∼203D)와 접촉하는 기판(201)의 접촉면에 롤러자국과 같은 얼룩 발생을 최소화할 수 있게 된다.
상기한 바와같은 본 발명의 제2실시예에 따른 절연막 식각장치를 통해 절연막을 식각하는 방법에 대해 설명하면 다음과 같다.
먼저, 절연막이 형성된 기판(201)을 로딩하여 지지바(202A∼202C)를 통해 지지한다.
그다음, 상기 기판(201)을 회전롤러(203A∼203D)를 이용하여 일측방향으로 이동시키면서 상면 스프레이 노즐(205), 하면 스프레이 노즐(207) 및 롤러 접촉면 스프레이 노즐(209)을 통해 기판(201)의 상면, 하면 및 회전롤러(203A∼203D)와의 접촉면에 식각액을 분사시킨다.
한편, 도8은 본 발명의 제3실시예에 따른 절연막 식각장치를 보인 예시도이다.
도8을 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 절연막 식각장치는 상기 도5의 단면구성 및 도6의 평면구성을 보인 본 발명의 제1실시예에 따른 절연막 식각장치와 동일하게 구성되며, 다만 상기 상면 스프레이 노즐(205) 및 하면 스프레이 노즐(207)을 통해 식각액이 분사되어 절연막이 식각된 기판(201)을 식각액에 담그기 위한 침액(浸液, dipping)부(210)를 추가로 구비한다.
상기한 바와같은 본 발명의 제3실시예에 따른 절연막 식각장치는 상기 상면 스프레이 노즐(205) 및 하면 스프레이 노즐(207)을 통해 식각액이 분사되어 절연막 이 식각된 기판(201)을 식각액에 담그기 위한 침액부(210)를 추가로 구비함에 따라 본 발명의 제1실시예에 따른 절연막 식각장치에 의해서 미처 제거되지 않은 얼룩을 완전히 제거할 수 있게 된다.
상기한 바와 같은 본 발명의 제3실시예에 따른 절연막 식각장치를 통해 절연막을 식각하는 방법에 대해 설명하면 다음과 같다.
먼저, 절연막이 형성된 기판(201)을 로딩하여 지지바(202A∼202C)를 통해 지지한다.
그다음, 상기 기판(201)을 회전롤러(203A∼203D)를 이용하여 일측방향으로 이동시키면서 상면 스프레이 노즐(205)과 하면 스프레이 노즐(207)을 통해 기판(201)의 상면과 하면에 식각액을 분사시킨다.
이어서, 상기 상기 식각액이 분사되어 절연막이 식각된 기판(201)을 침액부 (210)의 식각액에 담근다.
한편, 도9는 본 발명의 제4실시예에 따른 절연막 식각장치를 보인 예시도이다.
도9를 참조하면, 본 발명의 제4실시예에 따른 절연막 식각장치는 상기 도7의 평면구성을 보인 본 발명의 제2실시예에 따른 절연막 식각장치와 동일하게 구성되며, 다만 상기 상면 스프레이 노즐(205), 하면 스프레이 노즐(207) 및 롤러 접촉면 스프레이 노즐(209)을 통해 식각액이 분사되어 절연막이 식각된 기판(201)을 식각액에 담그기 위한 침액부(211)를 추가로 구비한다.
상기한 바와같은 본 발명의 제4실시예에 따른 절연막 식각장치는 상기 상면 스프레이 노즐(205), 하면 스프레이 노즐(207) 및 롤러 접촉면 스프레이 노즐(209)을 통해 식각액이 분사되어 절연막이 식각된 기판(201)을 식각액에 담그기 위한 침 액부(211)를 추가로 구비함에 따라 본 발명의 제2실시예에 따른 절연막 식각장치에 의해서 미처 제거되지 않은 얼룩을 완전히 제거할 수 있게 된다.
상기한 바와같은 본 발명의 제4실시예에 따른 절연막 식각장치를 통해 절연막을 식각하는 방법에 대해 설명하면 다음과 같다.
먼저, 절연막이 형성된 기판(201)을 로딩하여 지지바(202A∼202C)를 통해 지지한다.
그다음, 상기 기판(201)을 회전롤러(203A∼203D)를 이용하여 일측방향으로 이동시키면서 상면 스프레이 노즐(205), 하면 스프레이 노즐(207) 및 롤러 접촉면 스프레이 노즐(209)을 통해 기판(201)의 상면, 하면 및 회전롤러(203A∼203D)와의 접촉면에 식각액을 분사시킨다.
이어서, 상기 식각액이 분사되어 절연막이 식각된 기판(201)을 침액부(211)의 식각액에 담근다.
실제로, 본 발명의 제4실시예를 적용하여 액정 표시장치의 박막 트랜지스터 어레이 기판 상에 형성된 절연막을 식각할 경우, 종래 얼룩 발생 가능성이 가장 높은 조건인 16분 정도의 식각 시간에서 박막 트랜지스터 어레이 기판의 하면에 얼룩이 전혀 발생하지 않는 것이 본 발명의 발명자들에 의해 확인되었다.
상기에서 설명한 바와같이, 본 발명에 따른 절연막 식각장치 및 방법은 절연막의 식각에 따른 기판 하면의 얼룩발생을 억제하여 액정 표시장치의 화질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (18)

  1. 절연막이 형성된 기판을 지지하는 지지바;
    상기 지지바에 구비되어 상기 기판을 일측방향으로 이동시키는 회전롤러;
    상기 기판의 상면에 노즐구를 통해 식각액을 분사하는 상면 스프레이 노즐; 상기 기판의 하면에 노즐구를 통해 식각액을 분사하는 하면 스프레이 노즐; 및
    상기 회전롤러와 접촉하는 기판의 접촉면에 식각액을 분사하는 롤러 접촉면 스프레이 노즐;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 절연막 식각장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 기판은 액정 표시장치의 박막 트랜지스터 어레이 기판인 것을 특징으로 하는 절연막 식각장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 절연막은 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막인 것을 특징으로 하는 절연막 식각장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 식각액은 HF 계열의 식각액인 것을 특징으로 하는 절연막 식각장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 식각액은 HF 또는 NH4F가 함유된 것을 특징으로 하는 절연막 식각장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 회전롤러는 상기 지지바의 양측면에 교번하여 구비된 것을 특징으로 하는 절연막 식각장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 회전롤러는 발수성 또는 소수성 재질인 것을 특징으로 하는 절연막 식각장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 상면 스프레이 노즐 및 하면 스프레이 노즐을 통해 식각액이 분사되어 절연막이 식각된 기판을 식각액에 담그기 위한 침액(浸液, dipping)부를 더 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 절연막 식각장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 절연막이 형성된 기판을 로딩하는 단계;
    상기 기판을 일측방향으로 이동시키면서 스프레이 노즐을 통해 기판의 상면과 하면에 식각액을 분사하는 단계; 및
    상기 상면과 하면에 식각액이 분사된 기판을 식각액에 담그는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 절연막 식각방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 절연막은 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막인 것을 특징으로 하는 절연막 식각방법.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 식각액은 HF 계열의 식각액인 것을 특징으로 하는 절연막 식각방법.
  14. 제 11 항에 있어서, 상기 기판은 회전롤러에 의해 일측방향으로 이동되는 것을 특징으로 하는 절연막 식각방법.
  15. 제 11 항에 있어서, 상기 스프레이 노즐은 상면 스프레이 노즐과 하면 스프레이 노즐로 이루어져 상기 기판의 상면과 하면에 식각액을 분사하는 것을 특징으로 하는 절연막 식각방법.
  16. 삭제
  17. 절연막이 형성된 기판을 로딩하여 지지바를 통해 지지하는 단계; 및
    상기 기판을 회전롤러를 이용하여 일측방향으로 이동시키면서 상면 스프레이 노즐과 하면 스프레이 노즐 및 롤러 접촉면 스프레이 노즐을 통해 기판의 상면과 하면 및 회전롤러와의 접촉면에 식각액을 분사하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 절연막 식각방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 기판의 상면과 하면 및 회전롤러와의 접촉면에 식각액을 분사한후 이 기판을 식각액에 담그는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 절연막 식각방법.
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