专利名称：衬底薄化设备、方法和组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种衬底薄化设备和方法，尤其涉及一种衬底薄化设备和 方法，更具体地，涉及通过将大的衬底浸渍在蚀刻室中，并且将蚀刻剂喷 入蚀刻室中，以同时对大衬底的两个表面进行蚀刻。
背景技术：
通常，用于显示器的背光源或玻璃衬底需要足够薄以实现轻、薄的显 示器。在包含玻璃衬底的移动电话发展的初始阶段，移动电话的厚度大约 45mm，重量大约1.3kg，然而今天移动电话的厚度大约6.9mm，重量大约 63g。最近已经开发出了玻璃衬底的厚度为0.82mm的液晶显示器(LCDs)， 其为最薄的显示器，并且研究表明，通过将防护板直接附着到LCD的玻璃 上可以制成又轻又薄的LCD。
玻璃衬底可以通过多种方法被蚀刻或薄化。这些方法的示例包括浸渍 法，在所述浸渍法中，是通过将玻璃衬底垂直地浸渍在浴槽中完成浸渍的； 喷涂法，在所述喷涂法中，通过在预先设定的喷射压力下使用很多的喷嘴 将蚀刻剂喷涂到竖直放置的玻璃衬底的两侧上，对竖直放置的玻璃衬底进 行蚀刻；向下薄化分离法，在所述方法中，通过使蚀刻剂从竖直放置的玻 璃衬底的上部流动到竖直放置的玻璃衬底的两个表面上，来对竖直放置的 玻璃衬底进行蚀刻。
图l是采用浸渍法蚀刻玻璃衬底的传统设备的侧面剖视图。
在浸渍法中，浓度由昂贵的混合系统控制的氢氟酸(HF)溶液作为 蚀刻剂来蚀刻玻璃衬底。可以喷出氮的起泡板50和冲压板60被安装在HF蚀刻浴槽的下部中，盖子30被安装在HF蚀刻浴槽1的上部，水窝40用于通 过消除HF蚀刻浴槽1和盖子30之间的缝隙来密封HF蚀刻浴槽1。高纯度的 水41收集在水窝40中来阻止有毒的HF气体泄漏到蚀刻浴槽1的外部。
起泡板50和冲压板60被也被安装在快速倾卸冲洗(QDR)浴槽(未示 出)的下端上，用来在清洗玻璃衬底的清洗过程中喷出氮。在QDR浴槽中 冲洗过程不仅可以采用高纯度的水而且也可以采用氮完成。玻璃衬底的蚀 刻过程通过接收来自在HF蚀刻室1中的HF溶液提供箱的浓度受控的HF溶 液、浸渍盒子、以及从位于HF蚀刻室1下部的起泡盘50和冲压板60喷出氮 来实现，在所述盒子中，玻璃衬底被装载入装满HF溶液的HF浴槽中。
冲洗过程由通过安装在QDR浴槽中的淋浴装置喷出高纯度的水在 QDR浴槽中实现，以清洗HF溶液和附着在玻璃衬底表面上的蚀刻材料， 并从安装在QDR浴槽下部上的起泡板50和冲压板60辅助性地喷出氮。
然而，浸渍法的缺点在于很难精确的控制所蚀刻的玻璃衬底的厚度。 也就是说，蚀刻过程不精确。并且，在蚀刻的过程中生成的残渣和白色粉 末附着在玻璃衬底上，很难去除，导致产品质量的低劣。并且，由于需要 大量的高纯度的水，蚀刻剂的重复利用率很低，而起泡产生器是必需的。 另外，如果在蚀刻过程中或蚀刻后对极薄的玻璃衬底施加应力，所蚀刻的 玻璃衬底的质量在蚀刻后会下降。
在喷涂方法的情况下，因为蚀刻剂被喷涂到玻璃衬底上，所以玻璃衬 底会被施加很大的应力。另外，由于垂直交叉的喷嘴的强流动性造成具有 作为氧化产物的各种盐的蚀刻剂的搅动，所以蚀刻剂的重复利用率很低。
发明内容
本发明提供一种用于衬底薄化的设备和方法，其中所述衬底的两个表 面同时被蚀刻。
本发明也提供一种用于衬底薄化的设备和方法，其中所述衬底可以被 精确地蚀刻。
本发明也提供一种用于衬底薄化的设备和方法，其中蚀刻剂的重复利 用率被提高。
本发明也提供一种用于衬底薄化的小型设备。本发明也提供一种用于衬底薄化的组件，该组件包括单面蚀刻型衬底 薄化设备和双面蚀刻型衬底薄化设备。
根据本发明的实施例，提供一种用于衬底薄化的设备，所述设备包括: 室，所述室将待蚀刻的衬底容纳在其中；蚀刻剂入口和蚀刻剂出口，所述 蚀刻剂入口和蚀刻剂出口相互分离放置于该所述室中；以及蚀刻剂存储 箱，所述蚀刻剂存储箱与蚀刻剂入口和蚀刻剂出口相通，其中，待蚀刻的 衬底被浸渍，并被供给到所述室中的蚀刻剂蚀刻。
衬底的两个表面可以被同时蚀刻。
衬底可以在所述室中竖直放置。
该设备可以进一步包含用于支撑和移动衬底的移动单元。 该设备可以进一步包含围绕衬底边缘的框架。
蚀刻剂入口可以形成于所述室的上部，蚀刻剂出口可以形成于所述室 的下部。
蚀刻剂在所述室中可以向下流动。
蚀刻剂入口可以形成于所述室的下部，蚀刻剂出口可以形成于所述室 的上部。
蚀刻剂可以在所述室中向上流动。 蚀刻剂在所述室中可以以稳态流动。
根据本发明的另一方面，提供一种衬底薄化的方法，该方法包括将 待蚀刻的衬底浸渍在供给到所述室的蚀刻剂中；并使蚀刻剂在所述室中流 动。
所述室包括入口和出口 ，蚀刻剂通过该入口和出口在所述室中向下流动。
所述室包括入口和出口 ，蚀刻剂通过该入口和出口在所述室中向上流动。
依据本发明的另一个方面，提供一种衬底薄化组件，所述组件包括 双面蚀刻型衬底薄化设备，所述双面蚀刻型衬底薄化设备包括第一室， 所述第一室将待蚀刻的第一衬底容纳在其中；蚀刻剂的入口和出口，所述 蚀刻剂的入口和出口相互分离，放置在所述室中；以及蚀刻剂的存储箱， 所述蚀刻剂的存储箱与蚀刻剂的入口和蚀刻剂的出口相通，其中待蚀刻的第一衬底被浸渍在供给到所述室中的蚀刻剂中，以使得第一衬底的两个表 面都能被蚀刻；而单面的蚀刻型衬底薄化设备包括支撑板，所述支撑板 用来支撑待蚀刻的第二衬底；第二室，所述第二室将所述支撑板容纳在其 中；以及喷嘴，所述喷嘴将蚀刻剂喷到第二衬底上，其中所述支撑板被倾 斜且由所述支撑版支撑的第二衬底也被倾斜，以使得第二衬底的单个表面 被供给到所述室中的蚀刻剂蚀刻。
通过本发明的典型的实施例的详细描述并结合附图，本发明的上述目 的、其他特征和优势是显见的。
图l是用于蚀刻玻璃衬底的传统设备的侧面剖视图； 图2是根据本发明的实施例的衬底薄化设备的侧面剖视图； 图3是图2的设备的蚀刻室的局部放大分解透视图； 图4是图3的蚀刻室的侧面剖视图5是用于解释依据本发明实施例的衬底薄化设备的蚀刻过程的侧面 剖视图6是用于解释依据本发明另一实施例的衬底薄化设备中的蚀刻过程 的侧面剖视图7是依据本发明的实施例的衬底薄化组件的侧面剖视图，该组件包 括双面蚀刻型衬底薄化设备；并且
图8是依据本发明的另一实施例的衬底薄化组件的侧面剖视图，该组 件包括传统的单面蚀刻型衬底薄化设备和双面蚀刻型衬底薄化设备。
具体实施例方式
本发明在此将参照示出本发明的典型的实施例的附图进行更充分地 描述。
图2是依据本发明实施例的衬底薄化设备100的侧面剖视图。 设备100包括支撑部件118，所述支撑部件118用于支撑衬底单元115， 所述衬底单元115包括围绕待蚀刻的衬底114的框架，其中衬底114被放置 在衬底单元115上；以及室单元IIO，所述室单元110包括室112以及蚀刻剂入口126和蚀刻剂出口122，在所述室中容纳有支撑部件118和衬底单元 115，通过蚀刻剂入口126和蚀刻剂出口122，用于蚀刻衬底114的蚀刻剂分 别被引入和排出。
衬底薄化设备100包括蚀刻剂存储箱140，该存储箱提供蚀刻剂给室单 元110并收集来自室单元110的蚀刻剂。蚀刻剂存储箱140通过第一和第二 流动通道150和160连接到在所述室112中形成的多个蚀刻剂入口126和蚀 刻剂出口122上。
当蚀刻剂需要强制循环时，第一泵152和第二泵162可以分别被安装在 介于蚀刻剂存储箱140和室单元110之间的第一流动通道150和第二流动通 道160中。
喷嘴单元124被置于室单元110的室112上，并且多个蚀刻剂入口126 形成在喷嘴单元124中。蚀刻剂入口126可以被设置成两排，以对应于衬底 114的两个表面。
用于支撑和移动衬底单元115的移动单元120被设置在所述室单元110 中，具有机械手结构的移动单元120支撑衬底单元115的框架116。
衬底单元115被浸渍在供给到所述室112中的蚀刻剂中。至少衬底单元 115的衬底114完全浸没到蚀刻剂中。衬底单元115竖直放置在室112中。衬 底单元115被设置在支撑部件118上，并且用于竖直放置衬底单元115的各 种固定装置可以放置在支撑部件118上。例如，可以在支撑部件118上形成 V形槽(未示出)，以使得衬底单元115可以被固定地插入到V形槽中。
喷嘴单元124由第一流动通道150连接到蚀刻剂存储箱140中，喷嘴单 元124足够大以能在其中存储预先设定的量的蚀刻剂。存储在喷嘴单元124 中的蚀刻剂通过蚀刻剂入口126被引入到所述室112中，所述蚀刻剂入口 126设置于喷嘴单元124的下部。
蚀刻剂入口126直通所述室112的内部。相应地，蚀刻剂入口126可以 在喷嘴单元124的下部中或者在所述室112的内壁上形成。蚀刻剂入口126 和蚀刻剂出口122互相分离放置，以使得在所述室112中的蚀刻剂可以通过 蚀刻剂入口 126和蚀刻剂出口 122流动。
多个蚀刻剂出口122由蚀刻剂收集管128连接到第二流动通道160。
图3是图2所示设备的室单元110的局部放大的分解透视图。参照图3，室112可以有多种形状，只要所述室能在其中容纳衬底单元 115。具有中心孔的盖子130放置到室112中，喷嘴单元124被安装在所述孔 中。
喷嘴单元124呈倒置的棱镜形状，且为中空的，以便存储预先设定的 量的蚀刻剂。如上文所述，多个蚀刻剂入口126在喷嘴单元124的下部中形 成，蚀刻剂通过这些入口被引入。虽然蚀刻剂入口126形成于图3中的喷嘴 单元124的下部的顶部中，但是本实施例并不局限于此，且所述蚀刻剂入 口126可以形成于可以通过蚀刻剂入口126被引入到室112的蚀刻剂所在的 任意位置上。
可以使移动单元120的延伸部分通过的幵口形成于盖子130的侧面。移 动单元120支撑衬底单元115的上部，并且由移动单元控制装置170控制， 所述移动单元控制装置170位于室单元110的外部。
衬底114和围绕衬底114的框架116被置于支撑部件118上，并且轮子 119可以被放置在支撑部件118上以协助衬底单元115的运动。
图4是连接到蚀刻剂存储箱140的室单元110的侧面剖视图。
参照图4，存储在蚀刻剂存储箱140中的蚀刻剂被第一泵152通过第一 流动通道150输送到喷嘴单元124。供给到喷嘴单元124的蚀刻剂通过在室 112上部形成的蚀刻剂入口126供给到室112中。
衬底单元115被浸渍在充满所述室112的蚀刻剂中。用于支撑和移动衬 底单元115的移动单元120的操作由位于室112外部的移动单元控制装置 170控制。
蚀刻剂出口122形成于室112的下部中，被引入室112中的蚀刻剂通过 所述蚀刻剂出口122从室112中排出。蚀刻剂出口122由第二流动通道160 连接到蚀刻剂存储箱140，由此实现蚀刻剂的循环。
图5是示出蚀刻剂在图4所示设备中的室单元110中向下流动的侧面剖视图。
参照图5，室112中充满了蚀刻剂180，并且衬底单元U5浸渍在蚀刻剂 180中。在这种状态下，蚀刻剂通过喷嘴单元124和形成于室112的上部的 蚀刻剂入口126被引入室112中。然后，通过形成于室112下部的蚀刻剂出 口122从室112排出。相应地，蚀刻剂在室中向下流动。图6是示出依据本发明另一实施例的衬底薄化设备中的蚀刻剂在室单 元中向上流动的侧面剖视图。
参照图6，蚀刻剂入口222形成于衬底薄化设备200的室的下部，并且 蚀刻剂出口290形成于所述室的上部。相应地，蚀刻剂通过形成于所述室 下部的蚀刻剂入口222被引入，然后通过形成于所述室上部的蚀刻剂出口 290从所述室排出到外部。蚀刻剂出口290形成于蚀刻剂表面的下面。艮P， 蚀刻剂在所述室中向上流动。
在图5和图6中，蚀刻剂以稳态流动。相应地，流入到所述室中的蚀刻 剂的量与从所述室流出的蚀刻剂的量相等。
一种采用如上所述构建的衬底薄化设备蚀刻衬底的方法，包括将待 蚀刻的衬底浸渍在供给到室中的蚀刻剂中，并且使蚀刻剂在所述室中流 动。蚀刻剂可以如图5所示在室中向下流动或如图6所示在室中向上流动。
图7和图8分别是包括多个双面蚀刻型衬底薄化设备的衬底薄化组件 以及包括单面蚀刻型衬底薄化设备与双面蚀刻型的衬底薄化设备的衬底 薄化组件的侧面剖视图。
参照图7，衬底薄化组件300包括多个平行设置的双面蚀刻型衬底薄化 设备。组件300中的多个衬底薄化设备中的每一个包括分别在所述室中 分离放置的蚀刻剂入口390和蚀刻剂出口322;以及放置在所述室中的待蚀 刻的衬底315。
在图8中，衬底薄化组件400包含平行设置的双面蚀刻型衬底薄化设备 和单面蚀刻型的衬底薄化设备。
参照图8，组件400的双面蚀刻型的衬底薄化设备包括第一室412， 所述第一室412将待蚀刻的第一衬底415容纳在其中；蚀刻剂入口490和蚀 刻剂出口422，所述蚀刻剂入口490和蚀刻剂出口422分别相互分离地放置 在室412中；以及蚀刻剂存储箱(未示出)，所述蚀刻剂存储箱与蚀刻剂入 口490和蚀刻剂出口422相通，其中第一衬底412被浸渍在供给到第一室412 中的蚀刻剂中，以使得第一衬底412的两个表面都被蚀刻。衬底薄化设备 组件400的单面型衬底薄化设备包括支撑板410，所述支撑板410用于支 撑待蚀刻的第二衬底420;第二室432，所述第二室432将支撑板410容纳在 其中；以及喷嘴440,所述喷嘴440将蚀刻剂喷到第二衬底420上，其中支撑板410被倾斜，并且由410支持的第二衬底420也被倾斜，从而使得第二
衬底420被供给到第二室432中的蚀刻剂蚀刻。
相应地，图8中的组件400可以同时进行双面蚀刻和单面蚀刻。 如上所述，衬底薄化设备、方法和衬底薄化组件有下列优点 第一，衬底薄化设备和方法可以同时对衬底的两个表面进行蚀刻。 第二，衬底薄化设备和方法可以对衬底进行精确地蚀刻。 第三，衬底薄化设备可以提高蚀刻剂的重复使用率。 第四，衬底薄化设备可以进行小型化制作。
第五，衬底薄化组件可以包括单面蚀刻型衬底薄化设备和双面蚀刻型
衬底薄化设备两者。
本发明可应用于衬底蚀刻和薄化领域。
尽管本发明已经参照其典型的实施例被特定地示出和描述，但是，本 领域中的普通技术人员应当理解，在不脱离由所附权利要求限定的本发明 精神和范围的情况下，可以对本发明中的形式和细节进行各种改变。
权利要求
1. 一种衬底薄化设备，包括室，所述室将待蚀刻的衬底容纳于其中；蚀刻剂入口和蚀刻剂出口，所述蚀刻剂入口和蚀刻剂出口相互分离，且设置于所述室中；蚀刻剂存储箱，所述蚀刻剂存储箱与蚀刻剂入口和蚀刻剂出口相通，其中，所述待蚀刻的衬底被浸渍在供给到所述室的蚀刻剂中，并且被供给到所述室中的蚀刻剂蚀刻。
2. 根据权利要求l所述的设备，其中所述衬底的两个表面同时都 被蚀刻。
3. 根据权利要求l所述的设备，其中所述衬底垂直地置于所述室 中。
4. 根据权利要求l所述的设备，还包括移动单元，所述移动单元 用于支撑和移动衬底。
5. 根据权利要求4所述的设备，还包括围绕衬底边缘的框架。
6. 根据权利要求l所述的设备，其中所述蚀刻剂入口形成于所述 室的上部，而所述蚀刻剂出口形成于所述室的下部。
7. 根据权利要求6所述的设备，其中所述蚀刻剂在所述室中向下 流动。
8. 根据权利要求l所述的设备，其中所述蚀刻剂入口形成于所述 室的下部，而所述蚀刻剂出口形成于所述室的上部。
9. 根据权利要求8所述的设备，其中所述蚀刻剂在所述室中向上 流动。
10. 根据权利要求l所述的设备，其中所述蚀刻剂在所述室中以稳 态流动。
11. 一种衬底薄化方法，该方法包括 将待蚀刻的衬底浸渍在供给到所述室中的蚀刻剂中；以及使蚀刻剂在所述室中流动。
12. 根据权利要求ll所述的方法，其中所述室包括入口和出口， 蚀刻剂通过所述入口和出口在所述室中向下流动。
13. 根据权利要求ll所述的方法，其中所述室包括入口和出口， 蚀刻剂通过所述入口和出口在所述室中向上流动。
14. 一种衬底薄化组件，包括 双面蚀刻型衬底薄化设备，该设备包括第一室，所述第一室 将待蚀刻的第一衬底容纳在其中；蚀刻剂入口和蚀刻剂出口 ， 所述蚀刻剂入口和蚀刻剂出口相互分离，且设置在所述室中； 以及蚀刻剂存储箱，所述蚀刻剂存储箱与蚀刻剂入口和蚀刻剂 出口相通，其中所述待蚀刻的第一衬底浸渍在供给到所述室中 的蚀刻剂中，以使得第一衬底的两个表面都能被蚀刻；以及 单面蚀刻型衬底薄化设备，该设备包括用于支撑待蚀刻的第 二衬底的支撑板；第二室，所述第二室将所述支撑板容纳在其 中；以及喷嘴，所述喷嘴将蚀刻剂喷到第二衬底上，其中所述 支撑板被倾斜，且由所述支撑板支撑的第二衬底也被倾斜，使 得第二衬底的单个表面被供给到所述室中的蚀刻剂蚀刻。
全文摘要
提供了一种衬底薄化设备和方法，所述设备包括室，将待蚀刻的衬底容纳在其中；蚀刻剂入口和蚀刻剂出口，相互分离，设置在所述室中；蚀刻剂存储箱，所述蚀刻剂存储箱与蚀刻剂入口和蚀刻剂出口相通，其中所述待蚀刻的衬底被浸渍，并且被供给到所述室中的蚀刻剂蚀刻。
文档编号C03C15/00GK101412587SQ200810008769
公开日2009年4月22日 申请日期2008年1月29日 优先权日2007年10月15日
发明者李义玉, 李承郁 申请人:宇进先行技术株式会社