지원테크

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TFT-LCD는 RGB 3원색이 인쇄된 Color Filter 상판글라스와 Pixel On/Off 기능 회로가 직접화된 TFT 상판 사이에 액정(Crystal Liquid)을 주입하여 제작하게 되며 휴대폰, 노트북, TV 등의 Display 창으로 사용된다. 그런데 휴대폰, 노트북 및 PDA 등 휴대성이 강조되는 제품은 두께와 무게를 줄이기 위하여 가공 완성된 TFT-LCD 글라스 상.하판을 불산(HF) 용액을 이용하여 Chemical 에칭을 하게 된다. 하지만 현재 사용하는 HF 용액은 작업자 안전 위험도가 매우 높으며, HF 분자의 작은 크기와 높은 활성화 에너지로 인해 글라스 표면을 심하게 손상 시키며 에칭이 이루어지고, 반응 시 불 균일한 발열 반응으로 인해 글라스 두께 TTV(Total Thickness Variance) 악화 및 국부적인 얼룩을 유발한다. 그러나 GLET 신 용액을 적용할 경우 피부 접촉 시에도 큰 위험성이 없으며 글라스 표면의 품질을 악화 시키지 않고 원하는 두께로 에칭이 가능하다. 또한 에칭 시 반응에 따른 발열 반응이 없어 Target 두께 및 TTV Control이 정확하며 용이해 진다. GLET 용액은 NH4HF2(산성불화암모늄)염이 주성분으로 Chemical 공급을 용액이 아닌 Powder 형태로 가능하게 하며, 용액의 F-Ion 농도에 따라 연속적으로 Powder를 공급하여 줌으로써 항상 신액 상태를 유지하게 되고 Chemical Drain 없이 연속 Recycle 사용 할 수 있어 에칭 폐수가 발생하지 않는다.

Glass(SiO2 60% 이상 포함)를 에칭하기 위해 현재 적용중인 Chemical은 주로 HF 15~20%이며, 최근 품질 개선을 위해 HF+HNO3+CH3COOH 등 혼산이 시도되고 있다. 주 반응식은 SiO2(glass) + 6HF -→H2(SIF6) + 2H2O + E(발열반응) 이며, 글라스의 에칭량 및 두께 Control을 위해서는 에칭 Time과 발열 반응 관리가 필요하다. 혼산에 포함되는 HNO3, CH3COOH 등은 글라스 표면에 부착되는 Sludge 개선 및 Pit(글라스결함) 등을 억제하는 역할로 사용되나 효과는 제한적이다.
지원테크에서는 TFT-LCD 합본 글라스를 1.26mm 두께에서 0.2mm 까지 표면 품질 저하 없이 에칭 할 수 있는 양산 기술을 확보하였다. 그림 1, 2는 TFT-LCD 글라스를 1.26mm → 0.4mm까지 에칭 후 PIT(글라스결함) Size와 TTV(Total Thickness Variance)를 측정한 값이다.



	상기와 같은 기존 불산 적용 기술의 단점을 보완하기 위하여 지원테크에서는 NH4HF2(산성불화암모늄) Base의 새로운 에칭액을 개발하였다. 신규 개발된 GLET 용액의 특징은 다음과 같다.



	HF와 비교하여 GLET 용액의 주성분인 NH4HF2의 분자 크기가 1:27로 매우 커서, 에칭 시 글라스 표면을 HF와 같이 깊이 강하게 침투하지 못하고 에칭하는 영역이 넓어져 상대적으로 작은 Pit(글라스 결함)와 에칭 전.후 동일한 Roughness(조도)를 유지한다.







	- GLET 용액의 경우 에칭을 진행하면서 연속적으로 변화하는 액의 농도를 F-Ion density control을 통하여 관리할 수 있다. 즉 F-Ion Density 변화량을 Feedback 받아 Tank내에 연속적으로 Chemical 주 원료를 공급하여 줌으로써 항상 신액 상태를 유지할 수 있으며 일정한 E/R 관리가 가능하다.



	주) 그림5, F-Ion density를 185,000ppm까지 증가 시키면서 E/R의 변화량을 측정한 결과 선형적인 비례 관계를 확인할 수 있었다. (185,000ppm 이상에서 추가적인 E/R 증가는 발생하지 않고 Saturation됨.) 측정 계측기 : KRK社 F-1F 주) 그림6, 에칭 원료를 주기적으로 5~6매에 에칭 후 1회 보충하면서 연속적으로 40매를 에칭 후 E/R 변화를 관찰한 결과 E/R가 지속적으로 유지됨을 확인할 수 있음



	GLET와 글라스 주성분 반응 시 HF의 경우와 같이 발열 반응이 전혀 발생하지 않아 Glass to Glass, Batch to Batch Uniformity 관리가 용이하다. 반응식 : 3 NH4HF2 + SiO2 → (NH4)2SIF6 + NH4OH + H2O


	Chemical main tank에 Chemical 주성분 Powder 원료와 DI를 지속 공급하여 용액을 recycling 함으로써 폐수가 발생하지 않는다. GLET Chemical 주원료인 NH4HF2 및 첨가물들은 모두 분말 상태로 공급이 가능함으로 원료를 Mixing하여 Tank에 연속적으로 공급함으로써 에칭 시 발생하는 용액의 농도 저하를 막고 일정하게 유지할 수 있다. 즉, 불산의 경우와 같이 일정한 매수를 에칭한 후 용액을 폐기할 필요 없이 연속 사용이 가능해 진다.


	- 상온 에칭 시 대기 규제 물질인 ‘F’ Gas가 발생하지 않는다. 주)산업시험기술원 검증 완료. 2006. 9. 29 성적서 발급 - GLET 용액 피부 접촉 시 간헐적으로 빨개지는 정도이며, 장비 Operation 및 Maintenance 시 별도의 안전 장구를 요구하지 않는다. - 반응 생성물 발생량이 적으며, Sludge 점도가 낮아 노즐, Filter 및 배관 막힘 현상이 거의 발생하지 않는다. 그림8 참조. - Chemical 취급에 대한 위험도가 낮아 장치 Down 시 즉시 Maintenance 가능.