CN105513998A - 基板处理设备和基板处理方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种基板处理设备和基板处理方法。在对基板实施蚀刻处理的设备和方法中，防止蚀刻液(S)成为高温。将基板(33)浸渍到贮存于处理槽(2)的蚀刻液(S)中来对该基板(33)的端面(33a)进行蚀刻。当打开循环阀(11)来对循环泵(10)进行驱动时，该蚀刻液(S)依次经由循环槽(3)、贮存槽(7)、冷却槽(15)以及均衡槽(23)进行循环。在进行该循环时，向贮存于冷却槽(15)的蚀刻液(S)送入冷却空气(A)来对蚀刻液(S)进行冷却。

Description

基板处理设备和基板处理方法
技术领域
本发明涉及一种适合在对包含各种材质(玻璃、合成树脂、金属等)的基板的端面进行蚀刻时应用的基板处理设备和基板处理方法。
背景技术
在这种基板处理设备中，进行以下基板处理：通过将基板(被处理物)浸渍到贮存于处理槽的蚀刻液(处理药液)中，来利用蚀刻液对该基板的端面进行蚀刻。当持续进行这样的基板处理时，伴随着蚀刻的化学反应，处理槽内的蚀刻液升温而成为高温(例如约50℃)，有可能产生对基板造成不良影响的问题(例如导致基板被过度地蚀刻)。因而，为了事先避免这种问题，需要在蚀刻处理中对蚀刻液进行冷却来将蚀刻液保持在规定的温度范围内。
作为其方法，以往，一般利用以下技术：在冷却水所流经的冷却装置内配置蚀刻液循环管路，通过使蚀刻液在该蚀刻液循环管路内通过，来使蚀刻液与冷却水之间进行热交换，从而对该蚀刻液进行冷却(例如参照日本特开2000-96264号公报(第〔0035〕段～〔0037〕段、图1、图3)。
然而，在以往的这种利用热交换的方法中，蚀刻液在蚀刻液循环管路内流动，因此，在蚀刻液是强酸性调合液的情况下，仅能够将具备耐化学品性(耐酸性)的材料(耐酸合金等)用作蚀刻液循环管路的材料。另外，由于经由蚀刻液循环管路进行热交换，因此，期望的是，尽量将热传导率大的材料用作蚀刻液循环管路的材料，以提高热交换的效率。因而，需要一种具备耐化学品性并且热传导率大的材料，但现状是这种材料实际上非常少。
发明内容
本发明的目的在于提供如下一种基板处理设备和基板处理方法：通过在蚀刻处理中对蚀刻液进行冷却，能够在避免由于蚀刻液成为高温而对基板产生不良影响的同时继续进行基板处理。
为了实现上述目的，本发明所涉及的基板处理设备具有用于贮存蚀刻液的处理槽，该基板处理设备构成为：通过将基板浸渍到贮存于该处理槽的蚀刻液中，来利用该蚀刻液对该基板进行蚀刻，该基板处理设备的特征在于，设置有蚀刻冷却单元，该蚀刻冷却单元向用于蚀刻上述基板的蚀刻液送入冷却空气来对该蚀刻液进行冷却。
优选的是，本发明的基板处理设备还设置有蚀刻循环供给机构，该蚀刻循环供给机构具备贮存槽和冷却槽，使上述处理槽内的蚀刻液经由上述贮存槽和上述冷却槽返回到上述处理槽，其中，该贮存槽用于从上述处理槽回收蚀刻液并暂时贮存所回收的蚀刻液，该冷却槽用于取入该贮存槽内贮存的蚀刻液并对所取入的蚀刻液进行冷却，上述蚀刻冷却单元包括冷却空气管和冷却空气供给装置，其中，该冷却空气管具有将内外连通的喷出口，以浸渍于蚀刻液的状态配置于上述冷却槽的内部，该冷却空气供给装置向该冷却空气管的内部供给冷却空气。
优选的是，在本发明的基板处理设备中，上述冷却空气管大致水平地配置于上述冷却槽的内部，以从上述喷出口朝向下方喷出冷却空气的方式构成。
优选的是，在本发明的基板处理设备中构成为：贮存于上述贮存槽的内部的蚀刻液的上清液被供给到上述冷却槽。
优选的是，在本发明的基板处理设备中，并排地设置有多个上述处理槽，且设置有向这些处理槽大致均等地分配并供给蚀刻液的均衡槽。
优选的是，本发明的基板处理设备还设置有蚀刻加热单元，该蚀刻加热单元对用于蚀刻上述基板的蚀刻液进行加热。
优选的是，本发明的基板处理设备构成为：通过适当地使用上述蚀刻冷却单元和上述蚀刻加热单元中的至少一方，来将用于蚀刻上述基板的蚀刻液保持在规定的温度范围内。
本发明所涉及的基板处理方法通过将基板浸渍到贮存于处理槽的蚀刻液中，来利用该蚀刻液对该基板进行蚀刻，该基板处理方法的特征在于，向用于蚀刻上述基板的蚀刻液送入冷却空气来对该蚀刻液进行冷却。
根据本发明，通过利用蚀刻冷却单元向蚀刻液送入冷却空气，能够对蚀刻液进行冷却。因而，能够在避免由于蚀刻液成为高温而对基板产生不良影响的同时继续进行基板处理。
在本发明中，即使在强酸性调合液的蚀刻液内使用冷却空气管的情况下，只要使用针对该蚀刻液具备耐化学品性的配管即可，也能够使用不具备热传导率大这一特性的配管。其结果，冷却空气管的材料的选择范围扩大，能够低成本地构建基板处理设备。
在本发明中，通过使冷却空气以从冷却空气管的喷出口朝向下方喷出后朝向上方的方式进行对流，能够搅拌(Stirring)该蚀刻液来均匀地进行冷却。因而，能够将从冷却槽返回到处理槽的蚀刻液调整为均匀的温度。
在本发明中，通过将贮存于贮存槽的内部的蚀刻液的上清液供给到冷却槽，能够使腐蚀生成物沉淀到贮存槽的底部，从而能够将几乎不含有腐蚀生成物的蚀刻液供给到冷却槽进而供给到处理槽。其结果，能够保持蚀刻液对基板的腐蚀能力，能够贯穿对多个基板进行蚀刻的所有工序而维持蚀刻的成品品质。
在本发明中，通过使用均衡槽，能够向多个处理槽大致均等地分配蚀刻液并均衡性良好地供给蚀刻液。其结果，能够事先避免在这些处理槽之间产生蚀刻液过量或不足的情形，能够利用多个处理槽顺利地进行高效的基板处理。
在本发明中，通过设置蚀刻加热单元，能够事先避免蚀刻液的温度过度降低的情形。因而，能够消除因蚀刻液的温度过度降低导致的不良影响。
在本发明中，通过适当地使用蚀刻冷却单元和蚀刻加热单元来将蚀刻液保持在规定的温度范围内，能够最大限度地发挥蚀刻液的腐蚀能力，从而能够迅速且可靠地执行基板处理。
附图说明
参照以下的附图来说明本发明的其它目的和优点。
图1是表示本发明的实施方式1所涉及的基板处理设备的主视图。
图2是表示该实施方式1所涉及的基板处理设备的控制装置的控制框图。
图3A、图3B、图3C以及图3D分别是表示蚀刻液的温度推移的例子的曲线图。
具体实施方式
下面，说明本发明的实施方式。
图1至图3表示本发明的实施方式1。
如图1所示，实施方式1所涉及的基板处理设备1具有并排地设置在一条直线上的三个六面体箱形的处理槽2。形成为能够在各处理槽2的内部分别贮存蚀刻液S。在这三个处理槽2的附近(图1中右方)设置有六面体箱形的循环槽3，形成为能够在循环槽3的内部贮存蚀刻液S。在此，各处理槽2分别通过单独(共计三根)的连通管5而与循环槽3在底部的附近连结。因此，根据帕斯卡原理，贮存于三个处理槽2和循环槽3这些槽的内部的蚀刻液S的液面始终为相同高度。并且，在循环槽3处安装有对贮存于其内部的蚀刻液S的液面进行检测的液面传感器(浮动开关)6。
另外，如图1所示，在循环槽3的附近(图1中右方)设置有六面体箱形的贮存槽7，形成为能够在贮存槽7的内部贮存蚀刻液S。在循环槽3与贮存槽7之间配置有蚀刻液供给管9，在蚀刻液供给管9的途中设置有循环泵10和循环阀11。而且，构成为：通过在打开了循环阀11的状态下驱动循环泵10，能够经由蚀刻液供给管9将循环槽3内的蚀刻液S供给到贮存槽7的内部。此外，在贮存槽7的内部的上部附近安装有挡板12，只有越过该挡板12的蚀刻液S被引导至出口7a。
另外，如图1所示，在贮存槽7的附近(图1中左方)设置有六面体箱形的冷却槽15，形成为能够在冷却槽15的内部贮存蚀刻液S。在该冷却槽15处安装有对贮存于其内部的蚀刻液S的温度进行检测的热敏电阻器等测温电阻器16，并且设置有对该蚀刻液S进行加热的电加热器17。并且，在冷却槽15的内部，上下两层地水平配置有包含具备耐化学品性的合成树脂的两个冷却空气管19。各冷却空气管19分别具有以下构造：在圆筒状的管主体19a的下部，以朝向下方的方式等间隔地形成有多个喷出口19b，管主体19a的一端(图1中左侧的端部)被封闭，并且在管主体19a的另一端(图1中右侧的端部)形成有吸气口19c。此外，各喷出口19b分别形成为规定的直径(例如5mm～12mm)的圆形。另外，在贮存槽7的出口7a与冷却槽15的入口15a之间，以相对于水平面倾斜的形式配置有蚀刻液供给管29，构成为：从贮存槽7的出口7a排出的蚀刻液S由于其自重而在蚀刻液供给管29内流下，从而从冷却槽15的入口15a被供给到冷却槽15的内部。
另外，如图1所示，在冷却槽15的附近(图1中右方)设置有冷却空气供给装置20，在冷却空气供给装置20与冷却槽15之间配置有冷却空气供给管21。该冷却空气供给管21在从冷却空气供给装置20朝向冷却槽15的途中分支为两个冷却空气供给管之后，与两个冷却空气管19的吸气口19c分别连接，在其分支后的部位分别设置有冷却阀22。而且，构成为：通过在打开了两个冷却阀22的状态下将冷却空气供给装置20的电源接通，能够将规定的温度范围(例如-5℃～-30℃)的冷却空气A从冷却空气供给装置20经由冷却空气供给管21供给到两个冷却空气管19。
并且，如图1所示，在冷却槽15的附近(图1中左方)设置有均衡槽23，该均衡槽23用于将蚀刻液S大致均等地(即、各1/3)分配并供给到三个处理槽2。另外，在冷却槽15的出口15b与均衡槽23的入口23a之间，以相对于水平面倾斜的形式配置有蚀刻液供给管30，构成为：从冷却槽15的出口15b排出的蚀刻液S由于其自重而在蚀刻液供给管30内流下，从而从均衡槽23的入口23a被供给到均衡槽23的内部。
另外，如图1所示，基板处理设备1具有控制盘25，在控制盘25中组装有控制装置26。如图2所示，该控制装置26具有主控制部27，主控制部27上连接有循环控制部31和温度控制部32。在此，在循环控制部31的输入侧连接有上述液面传感器6，并且在输出侧连接有上述循环泵10和上述循环阀11。另一方面，在温度控制部32的输入侧连接有上测述温电阻器16，并且在输出侧连接有上述冷却空气供给装置20、上述冷却阀22以及上述电加热器17。
基板处理设备1具有如上所述的结构，因此，在该基板处理设备1中，在对长方形板状的含有玻璃的多个基板33的端面33a连续地进行蚀刻时，在将第一个基板33分别在贮存于各处理槽2的蚀刻液S中浸渍规定时间之后，从处理槽2取出这三个基板33。接着，在将第二个基板33分别在贮存于各处理槽2的蚀刻液S中浸渍规定时间之后，从处理槽2取出这三个基板33。在之后同样地从处理槽2取出最后的基板33后，多个基板33的端面33a的蚀刻结束。
当通过这样来利用三个处理槽2对多个基板33的端面33a连续地进行蚀刻时，在贮存于各处理槽2的蚀刻液S中分散并存在有腐蚀生成物，因此，该蚀刻液S逐渐被污染，对基板33的腐蚀能力下降。
因此，控制装置26的主控制部27对循环控制部31发出用于进行蚀刻液S的循环控制的指令。循环控制部31接收该指令来打开循环阀11，并且对循环泵10进行驱动。于是，在三个处理槽2内的蚀刻液S经由连通管5、循环槽3以及蚀刻液供给管9被供给到贮存槽7的内部之后，只有越过贮存槽7的挡板12的蚀刻液S、即贮存于贮存槽7的内部的蚀刻液S的上清液经由蚀刻液供给管29被供给到冷却槽15。并且，该蚀刻液S在经由蚀刻液供给管30被供给到均衡槽23之后，以被大致均等地分配并供给的形式返回到三个处理槽2。
这样，三个处理槽2内的蚀刻液S依次经由循环槽3、贮存槽7、冷却槽15以及均衡槽23进行循环，而且，在此期间，在贮存槽7中，只有蚀刻液S的上清液(即、几乎不含有由于蚀刻而产生的腐蚀生成物的蚀刻液S)被送入循环路径中。因而，在进行基板33的端面33a的蚀刻处理时，能够事先避免因蚀刻液S的污染导致基板33的腐蚀能力下降的情形。
另外，如上所述，从冷却槽15被供给到三个处理槽2的蚀刻液S通过设置于冷却槽15与处理槽2这两者之间的均衡槽23被大致均等地分配且被均衡性良好地供给到三个处理槽2。其结果，能够事先避免在这些处理槽2之间产生蚀刻液S过量或不足的情形，能够利用三个处理槽2顺利地进行高效的基板处理。
此外，控制装置26的主控制部27在根据来自液面传感器6的输出信号识别为处理槽2内的蚀刻液S的液面由于某些原因而低于规定的水平的情况下，向操作员发出将该意思的警告。由此，能够事先避免由于处理槽2内的蚀刻液S的液面过度降低而无法充分地执行基板33的端面33a的蚀刻处理的情形。
另外，当对多个基板33的端面33a连续地进行蚀刻时，伴随着蚀刻的化学反应，处理槽2内的蚀刻液S升温而成为高温，有可能发生对基板33造成不良影响的问题。
因此，控制装置26的主控制部27对温度控制部32发出用于进行蚀刻液S的温度控制的指令。温度控制部32接收该指令来打开两个冷却阀22，并且将冷却空气供给装置20的电源接通。于是，冷却空气A在从冷却空气供给装置20经由冷却空气供给管21被供给到两个冷却空气管19之后，如图1所示，在贮存于冷却槽15的蚀刻液S中，以从各冷却空气管19的喷出口19b朝向下方被喷出之后朝向上方流动的方式进行对流，之后被释放到大气中。此时，在该冷却空气A与冷却槽15内的蚀刻液S之间进行热交换，该蚀刻液S被吸取热而被冷却。
其结果，从贮存槽7被供给到冷却槽15的蚀刻液S在该冷却槽15中被冷却之后被供给到均衡槽23。因而，在进行基板33的端面33a的蚀刻处理时，能够在避免由于蚀刻液S成为高温而对基板33产生不良影响的同时继续进行基板处理。
而且，如上所述，从两个冷却空气管19喷出的冷却空气A以从喷出口19b朝向下方被喷出之后朝向上方流动的方式进行对流，因此能够对冷却槽15内的蚀刻液S进行搅拌来使蚀刻液S均匀地冷却。因而，能够将从冷却槽15经由均衡槽23返回到处理槽2的蚀刻液S调整为均匀的温度。
此外，如果蚀刻液S的温度过度降低，也可能产生其它不良影响(例如进行蚀刻所需的时间变长)。因此，温度控制部32基于来自测温电阻器16的输出信号进行如下调整：、变更冷却空气供给装置20的电源接通/断开的占空比来使冷却空气A的每单位时间的供给量增加或减少、或者使电加热器17通电来对蚀刻液S进行加热，由此使蚀刻液S的温度不低于下限值。
如果像这样适当地使用包括冷却空气管19、冷却空气供给装置20以及冷却空气供给管21等的蚀刻冷却单元和电加热器17中的至少一方，则能够将蚀刻液S保持在规定的温度范围内。其结果，能够最大限度地发挥蚀刻液S的腐蚀能力，从而能够迅速且可靠地执行基板33的端面33a的蚀刻处理。
另外，如上所述，两个冷却空气管19具备耐化学品性，因此，即使蚀刻液S是强酸性调合液，也能够长期使用。而且，采用向蚀刻液S送入冷却空气来对蚀刻液S进行冷却的方式，因此，与以往的热交换方式(经由蚀刻液循环管路进行热交换的方式)不同，即使冷却空气管19的热传导率变大也能够提高热交换的效率。其结果，冷却空气管19的材料的选择范围扩大，能够低成本地构建基板处理设备1。
为了确认上述温度控制(利用冷却空气A对蚀刻液S进行的冷却控制)的效果，在执行该温度控制的情况下和没有执行该温度控制的情况下调查了处理槽内的蚀刻液S的温度随着时间的经过如何变化。在图3A-图3D中汇总地示出其结果。
在图3A-图3D的各曲线图中，横轴表示测量时刻，纵轴表示蚀刻液S的温度(单位：℃)。另外，在图3A-图3D的各曲线图中，(a)的曲线表示执行了上述温度控制的情况下的冷却槽内的蚀刻液S的温度，(b)的曲线表示执行了上述温度控制的情况下的处理槽内的蚀刻液S的温度，(c)的曲线表示没有执行上述温度控制的情况下的处理槽内的蚀刻液S的温度。此外，图3A-图3D是在分别不同的月日测量出的温度的曲线图，因而，外界空气的温度、湿度等环境条件互不相同。
根据图3A-图3D可知，在没有执行上述温度控制的情况下，存在处理槽内的蚀刻液S的温度随着时间的经过而上升的倾向(参照各曲线图的(c)的曲线)。与此相对，在执行了上述温度控制的情况下，即使经过了时间，处理槽内的蚀刻液S的温度也几乎不会增加或减少(参照各曲线图的(b)的曲线)。认为该结果证实了上述温度控制的效果。
此外，在上述实施方式1中，对使用变更冷却空气供给装置20的电源接通/断开的占空比的方法来使冷却空气A的每单位时间的供给量增加或减少的情况进行了说明。但是，使冷却空气A的每单位时间的供给量增加或减少的方法并不限于这样的方法。例如，也能够通过调整用于打开和关闭冷却空气管19的冷却阀22的开度来使冷却空气A的每单位时间的供给量增加或减少。
另外，在上述实施方式1中，对为了事先避免因蚀刻液S的污染导致基板33的腐蚀能力降低的情形而进行蚀刻液S的循环控制的情况进行了说明。但是，在不必避免这样的情形的情况下或能够通过其它方法避免这样的情形的情况下，无需进行蚀刻液S的循环控制。在该情况下，只要在处理槽2的内部设置冷却空气管19和电加热器17即可，能够同样地执行贮存于处理槽2的蚀刻液S的温度控制。
另外，在上述实施方式1中，将包括冷却空气管19、冷却空气供给装置20以及冷却空气供给管21等的单元用作蚀刻冷却单元，但只要是具备耐化学品性的单元即可，也能够借用除此以外的单元或者与除此以外的单元组合起来使用。
另外，在上述实施方式1中，将电加热器17用作蚀刻加热单元，但只要是具备耐化学品性的单元即可，也可以借用除此以外的单元或者与除此以外的单元组合起来使用。
另外，在上述实施方式1中，对上下两层地水平配置有两个冷却空气管19的情况进行了说明，但该冷却空气管19的个数、配置方向不限于该情况。
并且，在上述实施方式1中，对具备三个处理槽2的基板处理设备1进行了说明，但处理槽2的个数并没有特别地限定，也可以是一个、两个或者四个以上。
本发明能够广泛地应用在对包含多种材质(玻璃、合成树脂、金属等)的基板的端面进行蚀刻时。

Claims (8)

1.一种基板处理设备，具有用于贮存蚀刻液的处理槽，该基板处理设备构成为：通过将基板浸渍到贮存于该处理槽的蚀刻液中，来利用该蚀刻液对该基板进行蚀刻，该基板处理设备的特征在于，
设置有蚀刻冷却单元，该蚀刻冷却单元向用于蚀刻上述基板的蚀刻液送入冷却空气来对该蚀刻液进行冷却。
2.根据权利要求1所述的基板处理设备，其特征在于，
还设置有蚀刻循环供给机构，该蚀刻循环供给机构具备贮存槽和冷却槽，使上述处理槽内的蚀刻液经由上述贮存槽和上述冷却槽返回到上述处理槽，其中，该贮存槽用于从上述处理槽回收蚀刻液并暂时贮存所回收的蚀刻液，该冷却槽用于取入该贮存槽内贮存的蚀刻液并对所取入的蚀刻液进行冷却，
上述蚀刻冷却单元包括冷却空气管和冷却空气供给装置，其中，该冷却空气管具有将内外连通的喷出口，以浸渍于蚀刻液的状态配置于上述冷却槽的内部，该冷却空气供给装置向该冷却空气管的内部供给冷却空气。
3.根据权利要求2所述的基板处理设备，其特征在于，
上述冷却空气管大致水平地配置于上述冷却槽的内部，以从上述喷出口朝向下方喷出冷却空气的方式构成。
4.根据权利要求2或3所述的基板处理设备，其特征在于，
该基板处理设备构成为：贮存于上述贮存槽的内部的蚀刻液的上清液被供给到上述冷却槽。
5.根据权利要求1所述的基板处理设备，其特征在于，
并排地设置有多个上述处理槽，且设置有向这些处理槽大致均等地分配并供给蚀刻液的均衡槽。
6.根据权利要求1所述的基板处理设备，其特征在于，
还设置有蚀刻加热单元，该蚀刻加热单元对用于蚀刻上述基板的蚀刻液进行加热。
7.根据权利要求6所述的基板处理设备，其特征在于，
该基板处理设备构成为：通过适当地使用上述蚀刻冷却单元和上述蚀刻加热单元中的至少一方，来将用于蚀刻上述基板的蚀刻液保持在规定的温度范围内。
8.一种基板处理方法，通过将基板浸渍到贮存于处理槽的蚀刻液中，来利用该蚀刻液对该基板进行蚀刻，该基板处理方法的特征在于，
向用于蚀刻上述基板的蚀刻液送入冷却空气来对该蚀刻液进行冷却。
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