JP2006310529A - エッチング処理方法及びエッチングシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】 エッチング反応によって生じた不純物を効果的に処理することを特徴とする湿式エッチング処理方法、及びそれを実施するエッチングシステムを提供すること
【解決手段】 LCDガラス基板40をエッチングするシステムを、エッチング槽11、エッチング反応で生じた不純物3を含むエッチング排液2を取り出すエッチング液排出管12、一次反応沈澱槽14、二次反応沈澱槽16、不純物3が一部除去された上澄み液7と、新しく追加される未使用のエッチング液8とからエッチング液9を調製するための調合槽18などで構成する。そして、エッチング槽11、エッチング液排出管12、一次反応沈澱槽14、および二次反応沈澱槽16の全部または一部に噴射手段32〜35を設け、不純物除去流体31をエッチング液1またはエッチング排液2に噴射して、これらから不純物3が沈殿する反応を誘起する。
【選択図】 図1
【解決手段】 LCDガラス基板40をエッチングするシステムを、エッチング槽11、エッチング反応で生じた不純物3を含むエッチング排液2を取り出すエッチング液排出管12、一次反応沈澱槽14、二次反応沈澱槽16、不純物3が一部除去された上澄み液7と、新しく追加される未使用のエッチング液8とからエッチング液9を調製するための調合槽18などで構成する。そして、エッチング槽11、エッチング液排出管12、一次反応沈澱槽14、および二次反応沈澱槽16の全部または一部に噴射手段32〜35を設け、不純物除去流体31をエッチング液1またはエッチング排液2に噴射して、これらから不純物3が沈殿する反応を誘起する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、エッチング反応によって生じた不純物を効果的に処理することを特徴とする湿式エッチング処理方法、及びそれを実施するエッチングシステムに関するものである。
例えば、近年の液晶ディスプレイ(LCD)などの表示パネルの薄型化および軽量化に対応するためには、ガラス基板の薄型化が必要である。これは、表示パネルの厚さと重さにおいて、ガラス基板の厚さと重さが、それぞれ、大きな割合を占めているからである。
通常、表示パネルは、複数個分が一枚の大きなガラス基板に形成され、その後、各表示パネルに切り分けられて、製造される。
このとき用いられるガラス基板は、縦と横の大きさが550mm×650mm以上ある場合、厚さが0.6mm以下になると半導体プロセス等を適用することが困難となる。このため、従来、薄型化の目標として考えられている、厚さが0.4〜0.5mmのガラス基板を用いることができなかった。
そこで、縦と横の大きさが400mm×500mm以下のガラス基板を用いて薄型化を実現する方法が実施されたが、この方法には、ガラス基板1枚から得られる表示パネルの個数(理論個数)が少なくなるため、生産性が低くなるという問題点がある。
これらの問題を解決するために、後述の特許文献1では、縦と横の大きさが550mm×650mm以上あり、0.6mmを超える厚さをもつガラス基板を用い、1方のガラス基板に半導体プロセスなどを適用して画素アレイを形成し、もう一方のガラス基板にカラーフィルタなどを形成し、両者を貼り合わせてLCDパネルの大部分の構造を形成した後に、湿式エッチングによってガラス基板の表面をエッチングし、ガラス基板を薄型化する方法が提案され、実施されている。この方法によれば、大きなサイズの厚いガラス基板に対して半導体プロセスによる加工を行うことができるので、現状の表示パネル製造プロセスにガラス基板エッチングプロセスを加えるだけで、薄型かつ軽量のLCDパネルを生産性よく製造することができる。
図12は、上記のLCDガラス基板などのエッチングに用いられる、従来のエッチングシステムの構成を示す概略図である。
図12に示すエッチングシステムにおいて、被エッチング物であるLCDガラス基板40はエッチング槽11内でエッチング液1に浸漬され、エッチングされる。エッチング槽11には、バブリング気泡発生装置101が設けられている。被エッチング物がLCDガラス基板40である場合には、エッチング液1として、例えば20質量%程度のフッ酸が用いられる。
エッチング終了後、エッチング反応で生じた不純物3を含むエッチング排液2は、エッチング槽11からエッチング液排出管12に取り出され、沈殿槽102へ導かれる。エッチング排液2は沈澱槽102に所定の時間滞留し、この間に不純物3の一部が不溶物(スラッジ)4として沈降する。沈降した不溶物4を多く含む懸濁液は、沈澱槽102の下部から取り出され、廃液処理システム24へ送られる。不溶物4が一部除去されたエッチング排液2の上澄み液103は、送液ポンプ104によって調合槽18へ送られる。
調合槽18には、リサイクルされたエッチング液である上澄み液103のほかに、新しく追加される未使用のエッチング液8が供給され、撹拌ポンプ19によって混合され、エッチング液105が形成される。この際、エッチング液8の供給量は、濃度計20によって検知されたエッチング液105のエッチャント濃度に基づいて(図示省略した)バルブによって調節され、所定のエッチャント濃度をもつエッチング液105が形成される。このエッチング液105は送り出しポンプ21によってエッチング槽11に送られ、エッチング液1として用いられる。
図13は、バブリング気泡発生装置101が設けられたエッチング槽11内のLCDガラス基板40の状態を示す概略説明図であり、図14は、エッチングの進行によって変化する、エッチング槽11内のLCDガラス基板40とエッチング液1の状態を示す概略説明図である。
ガラス基板40は、縦と横の大きさが600mm×720mm程度であり、材質は、例えばコーニング社製の7059(商品名)などである。図14(a)に示すように、ガラス基板40は、2枚のガラス基板40aと40bとが、シール剤41によって接着されて形成されている。ガラス基板40aの内側の面には薄膜トランジスタ(TFT)が形成され、ガラス基板40bの内側の面にはカラーフィルタ(CR)が形成されている。
シール剤41は、ガラス基板40aと40bの周囲に被着されるほか、貼り合わされる各ガラス基板の内側の面にも格子状に被着される。この格子によって囲まれた個々の領域が、1個のLCDパネルの表示領域となる。貼り合わされたガラス基板40は、エッチング処理によって所定の厚さまで薄型化された後、シール剤41が格子状に被着された領域で切断され、複数のLCDパネルに切り分けられる。
シール剤41の塗布はディスペンサなどによって行われる。シール剤41には、エポキシ樹脂など熱硬化性樹脂が用いられる。エポキシ樹脂は、フッ酸への耐エッチング性があるので、ガラス基板40をフッ酸系エッチング液に浸漬した場合でも、貼り合わせた2枚のガラス基板40aと40bとの内面に形成された画素アレイなど、ガラス基板40内部をエッチング液1から保護することができる。
図13に示すように、エッチングの際には上記のLCDガラス基板40が多数、平行に並べてエッチング液1に浸漬され、下部に設けられたバブリング気泡発生装置101から空気や窒素の気泡が導入される。この気泡には、エッチング液1を撹拌し、ガラス基板40のエッチングで生じた不純物3がゲル状になるのを防ぎ、溶けだした不純物がガラス基板40に再付着するのを防止する働きがある。
図14に示すように、初め、例えば厚さ1.4mmのLCDガラス基板40を上記のようにエッチングして、所定の厚さ、例えば1.0mmまで薄型化するには、30分間〜120分間エッチングを続けることが必要である。この間、エッチング液1には、エッチングの進行によって生じた不純物3が、イオン、コロイド粒子、ゾル状またはゲル状の状態で蓄積される。不純物3は、主として、ケイ素、アルミニウム、ホウ素、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、またはバリウムなどのフッ化物や水酸化物である。
これらの不純物3は、図14(b)に示すように、不純物濃度が小さい間はイオンやコロイド粒子やゾルの状態でエッチング液1中に溶解または分散していることが多いが、図14(c)に示すように、不純物濃度が大きくなり、飽和状態になると、微粒子状の浮遊物3aあるいはゲル状の浮遊物3bになって、沈殿したりガラス基板40に付着したりしやすくなる。
図12に示した従来のエッチングシステムでは、エッチング排液2をリサイクルする時、これらの不純物3のうち、自発的に沈殿するものだけを沈殿槽102で沈殿させ、分離した後、上澄み液103を再利用してきた。しかしこのような方法では、何回も再利用を繰り返すと、もはや自発的な沈殿形成では除去できない不純物3が大量にエッチング液1内に蓄積され、これがエッチング工程中に微粒子状の浮遊物3aあるいはゲル状の浮遊物3bを形成し、ガラス基板40の表面などに付着し、ガラス表面の面荒れの最大の原因となる。そして、ついには不良品の大量発生を招き、製造歩留まりが著しく低下する。
図15は、特許文献1に示されている、上記のエッチングで作製されたガラス基板40における不純物の付着の状態を示す概略説明図である。図15(a)は純水で洗浄した直後の状態を示し、図15(b)は加熱乾燥後の状態を示している。ガラス基板40とシール剤41との間に浸透したエッチング液からは、温風による乾燥によって、ケイ素やアルミニウムのフッ化物、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、およびバリウムのフッ化物や水酸化物、あるいは水酸化物が空気中の二酸化炭素と反応して生じた炭酸塩などが白粉となって析出する。特許文献1にはこのような不純物を除去する方法が開示されているが、これはエッチング後に行う付着不純物の処理であって、エッチング中に起こる面荒れを解決するものではない。
以上に述べたように、LCDガラス基板の製造において、2枚のガラス基板を貼り合わせた後、エッチングによって薄型化し、LCDガラス基板を均一かつ所定の厚さに形成することは重要である。これに際し、ガラス基板のエッチングによって生じた不純物が微粒子状またはゲル状の浮遊物となってエッチング液に混在し、良好なエッチングを妨げる原因となる。
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、エッチング反応によって生じた不純物を効果的に処理することを特徴とする湿式エッチング処理方法、及びそれを実施するエッチングシステムを提供することにある。
即ち、本発明は、湿式エッチング法によって被処理体をエッチングするエッチング処理方法において、
流体噴射手段によって、エッチング液中、又は/及び、エッチング反応によって生じ た不純物を含むエッチング排液中に、前記生成物を除去するための除去剤を噴射する
ことを特徴とする、エッチング処理方法に係わり、また、このエッチング処理方法を実施するのに用いられるエッチングシステムであって、少なくとも
前記被処理体をエッチングするエッチング槽と、
前記被処理体のエッチング反応によって生じた不純物を含むエッチング排液から不要 物を沈殿させる沈殿槽と、
エッチング液中又は/及び前記エッチング排液中に、前記不純物を除去するための除 去剤を噴射する流体噴射手段と
を備えることを特徴とする、エッチングシステムに係わるものである。
流体噴射手段によって、エッチング液中、又は/及び、エッチング反応によって生じ た不純物を含むエッチング排液中に、前記生成物を除去するための除去剤を噴射する
ことを特徴とする、エッチング処理方法に係わり、また、このエッチング処理方法を実施するのに用いられるエッチングシステムであって、少なくとも
前記被処理体をエッチングするエッチング槽と、
前記被処理体のエッチング反応によって生じた不純物を含むエッチング排液から不要 物を沈殿させる沈殿槽と、
エッチング液中又は/及び前記エッチング排液中に、前記不純物を除去するための除 去剤を噴射する流体噴射手段と
を備えることを特徴とする、エッチングシステムに係わるものである。
本発明のエッチング処理方法は、流体噴射手段によって、エッチング液中、又は/及び、エッチング反応によって生じた不純物を含むエッチング排液中に、前記不純物を除去するための除去剤を噴射するので、流体の噴射による物理的衝撃や、前記除去剤の化学的反応性によって、前記不純物の沈殿形成が誘起され、沈殿の沈降が促進される。従って、前記不純物が自発的に沈殿を形成して沈降するのを待つ従来の方法に比べて、前記エッチング液又は/及び前記エッチング排液から前記不純物を効果的に除去又は減量させることができる。その結果、前記エッチング液が清澄になり、エッチングの均一性など、エッチング品質を向上させ、エッチング不良の発生を減少させることができる。
また、本発明のエッチングシステムは、前記被処理体をエッチングするエッチング槽と、前記被処理体のエッチング反応によって生じた不純物を含むエッチング排液から不要物を沈殿させる沈殿槽に加えて、エッチング液中又は/及び前記エッチング排液中に、前記不純物を除去するための除去剤を噴射する流体噴射手段を備えているので、効果的に本発明のエッチング処理方法を実施することができ、エッチングの均一性など、エッチング品質を向上させ、エッチング不良の発生を減少させることができる。また、配菅のつまりなどのトラブルが減少し、保守に要する時間が短縮され、部品の交換時期などが延びるため、安定した効率的な運転が可能になり、設備の稼働率が向上する。
また、前記エッチング排液をリサイクルする場合には、リサイクル率が向上するので、前記エッチング液の使用量が減少し、製品のコスト低下と省資源化に寄与できる。また、廃液が減量化されるので、廃液処理のための機構を簡素化することができる。
本発明において、エッチング槽内の前記エッチング液中、エッチング液排出菅内の前記エッチング排液中、又は前記エッチング液排出菅に後続する反応沈殿槽内の前記エッチング排液中に、前記除去剤を噴射するのがよい。前記除去剤を噴射する位置は特に限定されることはないが、前記被処理体がエッチングされている前記エッチング槽、沈殿形成が行われる前記反応沈殿槽、及び前記反応沈殿槽の上流側に位置する前記エッチング液排出菅に噴射されるのが特に効果的である。
また、前記除去剤をノズルから噴射するのがよい。このようにすれば物理的な衝撃で沈殿の形成を誘起できるとともに、前記エッチング液中、又は前記エッチング排液中の広い範囲に前記除去剤を均一に混合させることができる。
また、前記ノズルとして二流体ノズル又は三流体ノズルを用いるのがよい。例えば、二流体ノズルは、液体の水とともに、二酸化炭素(CO2)、窒素(N2)又は空気などのガスを混合噴射可能である。二流体ノズルによれば、液体とガスの二流体を混合噴射可能とすることで、前記除去剤を記エッチング液又は前記エッチング排液の中に均一に混合させ、化学反応における未反応分をなくし、効率のよい反応効果を得ることができる。
また、前記除去剤としてガス状又は液体状の除去剤を用いるのがよい。具体的には、前記除去剤として、二酸化炭素ガス又は二酸化炭素水溶液の一流体からなる除去剤、若しくは水と、二酸化炭素ガス、窒素ガス或いは空気との混合二流体からなる除去剤、若しくは二酸化炭素ガスと、水と、窒素ガス或いは空気との混合三流体からなる除去剤を用いるのがよい。また、これらの除去剤を、単独で又は組み合わせて用いるのがよい。前記除去剤が噴射される箇所によって前記エッチング液又は前記エッチング排液の状態は異なるから、それに応じて前記除去剤を使い分け、組み合わせて用いるのが好ましい場合がある。
また、前記除去剤によって前記不純物の化学反応を誘起して、この反応生成物を沈殿させるのがよい。特に、前記不純物と難溶性の化合物を生成する前記除去剤を用いることができれば、極めて有効に前記不純物を沈殿として除去することができる。
また、前記被処理体としてガラス基板をエッチングして、その厚さを減少させるのがよい。これは、既述したように、LCDガラス基板を薄型化する際の、重要な方法である。この例のように、ガラス基板をエッチングする場合には、前記エッチング液としてフッ酸又はフッ化水素を含有するフッ酸系エッチング液を用いるのがよい。例えば、緩衝剤が添加されたフッ化水素水溶液を用いるのがよい。
また、前記不純物が除去又は減量された前記エッチング排液を前記エッチング槽へリサイクルするのがよい。このためには、エッチングシステムは、前記エッチング排液から前記不要物が除去された後の上澄み液と、新しく追加する未使用のエッチング液とを混合して、エッチャント濃度を調整する調合槽を有し、この濃度調整されたエッチング液が前記エッチング槽へリサイクルされるように構成されているのがよい。
次に、本発明の好ましい実施の形態を図面参照下に具体的かつ詳細に説明する。
実施の形態1
実施の形態1では、本発明に基づくエッチング方法およびエッチングシステムを、前記被処理体としての液晶表示装置(LCD)ガラス基板のエッチングに適用して、その厚さを所定の厚さまで減少させる例について説明する。このLCDガラス基板は、図14を用いて説明したように、2枚のガラス基板を貼り合わせて作製したガラス基板である。
実施の形態1では、本発明に基づくエッチング方法およびエッチングシステムを、前記被処理体としての液晶表示装置(LCD)ガラス基板のエッチングに適用して、その厚さを所定の厚さまで減少させる例について説明する。このLCDガラス基板は、図14を用いて説明したように、2枚のガラス基板を貼り合わせて作製したガラス基板である。
図1は、実施の形態1に基づくエッチングシステムの構成を示す概略説明図である。
図1において、LCDガラス基板40は、エッチング槽11内でエッチング液1に浸漬され、エッチングされる。エッチング槽11には、従来のバブリング装置101(図12参照。)に代えて、前記除去剤である不純物除去流体31をエッチング液1に噴射する噴射手段32が設けられている。噴射手段32は、例えばノズルの形状を有している(以下、同様。)。被エッチング物がLCDガラス基板40である場合には、エッチング液1として、例えば20質量%程度のフッ酸が用いられる。
エッチング終了後、エッチング反応で生じた不純物3を含むエッチング排液2は、エッチング槽11からエッチング液排出管12へ取り出される。エッチング液排出管12の一部の領域には、不純物除去流体31をエッチング排液2に噴射する噴射手段33が設けられており、この領域は不純物除去装置13を形成している。不純物除去装置13では、噴射された不純物除去流体31によって不純物3の化学反応が誘起され、不純物3の一部が沈殿しやすい反応生成物5に変換される。不純物除去装置13を通過した後、エッチング排液2は一次反応沈澱槽14に導かれる。
一次反応沈澱槽14にも、不純物除去流体31をエッチング排液2に噴射する噴射手段34が設けられており、噴射された不純物除去流体31によって不純物3の化学反応が誘起され、不純物3の一部が沈殿しやすい反応生成物5に変換される。エッチング排液2は一次反応沈澱槽14に所定の時間滞留し、この間に不純物3や反応生成物5の一部が沈殿6として沈降する。沈降した沈殿6を多く含む懸濁液は一次反応沈澱槽14下部から取り出され、廃液処理システム24へ送られる。このようにして不純物3が一部除去されたエッチング排液2は、送液ポンプ15によって二次反応沈澱槽16へ送られる。
二次反応沈澱槽16にも、不純物除去流体31をエッチング排液2に噴射する噴射手段35が設けられており、噴射された不純物除去流体31によって不純物3の化学反応が誘起され、不純物3の一部が沈殿しやすい反応生成物5に変換される。エッチング排液2は二次反応沈澱槽16にも所定の時間滞留し、この間に不純物3や反応生成物5の一部が沈殿6として沈降する。沈降した沈殿6を多く含む懸濁液は二次反応沈澱槽16下部から取り出され、廃液処理システム24へ送られる。
このようにして一次反応沈澱槽14および二次反応沈澱槽16で不純物3が除去または減量されたエッチング排液2の上澄み液7は、送液ポンプ17によって調合槽18へ送られる。ここでは2つの反応沈殿槽を設ける例を示したが、1つで十分であるような場合などでは、二次反応沈殿槽16を省略して、一次反応沈殿槽14の上澄み液を調合槽18に導くようにすることもできる。
調合槽18には、リサイクルされたエッチング液である上澄み液7のほかに、新しく追加される未使用のエッチング液8が供給され、撹拌ポンプ19によって混合され、エッチング液9が形成される。この際、エッチング液8の供給量は、濃度計20によって検知されたエッチング液9中のエッチャント濃度に基づいて(図示省略した)バルブによって調節され、所定のエッチャント濃度をもつエッチング液9が調製される。このエッチング液9は送り出しポンプ21によってエッチング槽11に送られ、エッチング液1として用いられる。
図2は、不純物除去流体31を噴射手段32〜35へ供給するシステムの構成を示す概略説明図である。不純物除去流体供給装置36から送り出される不純物除去流体31は、ガス冷却装置37で冷却された後、供給管38および制御バルブ39を通って、流量などを調節されて各噴射手段32〜35へ供給される。例えば、不純物除去流体31が二酸化炭素ガスである場合には、ガス状の二酸化炭素の供給システムが設けられる。また、不純物除去流体31が二酸化炭素ガスと水との二流体である場合には、ガス状二酸化炭素の供給システムと水の供給システムとが併設され、噴射手段32〜35として二流体ノズルが用いられ、二酸化炭素ガスと水とが混合噴射される。
図3は、流体ノズルの構造を説明する斜視図(a)、上面図(b)、および上面図に3C−3C線で示した位置における断面図(c)である。図3に示されているのは三流体ノズルであり、不純物除去流体31を構成する第1の流体〜第3の流体を独立して供給する3本の供給管38、第2および第3の流体の流量を調節するバルブ53および54、そして、これらの流体が混合され、ノズル51から四方八方へ噴射されるノズルヘッド52などで構成されている。なお、上記のうち、第1および第2の流体の供給手段のみを設けたものが二流体ノズルであり、第1の流体の供給手段のみを設けたものが一流体ノズルである。
不純物除去流体31を噴射する位置は特に限定されることはないが、LCDガラス基板40のエッチングが行われるエッチング槽11、沈殿形成が行われる一次反応沈殿槽14又は二次反応沈殿槽16、および一次反応沈殿槽14の上流側に位置するエッチング液排出菅12に噴射されるのが特に効果的である。図1及び図2に示したようにこれらの全部に噴射手段を設けてもよいし、あるいは一部にのみ設けてもよい。また、次に述べるように、噴射手段を設ける位置によってエッチング液1またはエッチング排液2の状態や不純物除去流体31を噴射する目的なども異なるので、これらに合わせて不純物除去流体31として用いる材料を使い分け、複数種を組み合わせて用いるのが好ましい場合がある。
図4〜図7は、噴射手段32〜35が設けられる各位置における、不純物除去流体31の噴射の効果を説明する概略図である。
図4(a)および(b)は、それぞれ、エッチング槽1に噴射手段32がない場合に起こる面荒れの機構と、不純物除去流体31の噴射によるゲル状の浮遊物3bの分解過程を示す概略図である。
図4(a)に示すように、不純物除去流体31の噴射が行われない場合には、不純物3がゲル状になって浮遊している浮遊物3bがLCDガラス基板40の表面に付着して、エッチングの進行が不均一になり、エッチングむらが発生し、面荒れが生じる。これは、面荒れの最大の原因である。なお、図5の上段に、LCDガラス基板40のエッチングにおいて生じる反応の一部を示す。
一方、噴射手段32から不純物除去流体31として二酸化炭素ガスや二酸化炭素水溶液が噴射されると、図5の下段に示す反応が生じるものと思われる。この結果、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、およびバリウムなどの酸化物から生じた水酸化物は、二酸化炭素と反応して一部が炭酸塩になる。前記反応生成物であるこれらの炭酸塩は、水酸化物より溶解度が小さく、沈殿しやすい。これらの化学反応と流体圧との相乗効果で、ゲル状浮遊物3bが分解され、沈殿形成が促進される。
図6は、エッチング液排出菅12に噴射手段33が設けられた不純物除去装置13の断面図である。この装置では、上流側のエッチング槽11からケイ素やアルミニウムのフッ化物、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、およびバリウムのフッ化物や水酸化物を含んだエッチング排液2が流れてくる。従って、噴射手段33からエッチング排液2へ、不純物除去流体31として、冷却された二酸化炭素ガスまたは二酸化炭素水溶液などの一流体からなる不純物除去流体や、冷却された二酸化炭素ガスと水と窒素ガス(あるいは空気)との混合三流体からなる不純物除去流体などが噴射されると、エッチング槽1と同様に、図6の下部に示した反応が誘起され、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、およびバリウムの水酸化物が、前記反応生成物である炭酸塩に変換され、一次反応沈澱槽14へ送られる。
図7は、一次反応沈殿槽14または二次反応沈殿槽16に不純物除去流体31の噴射が行われる場合の効果を示す概略説明図である。ここでは二流体ノズルを有するジェット撹拌装置である噴射手段34または35から、二酸化炭素ガスと水との二流体ジェット流がエッチング排液2へ噴射される。この結果、放射状に噴出されたジェット流によって反応沈殿槽内のエッチング排液2と二酸化炭素ガスとが均一に攪拌、混合され、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、およびバリウムの水酸化物が、上述した反応で前記反応生成物である炭酸塩に変換され、沈殿の析出が促進される。
図8は、図7の変形例であって、二流体ノズルを有するジェット撹拌装置34または35から、窒素ガスと水との二流体ジェット流がエッチング排液2へ噴射される例を示している。この場合、不純物3と窒素ガスとの化学反応は期待できないが、放射状に噴出されたジェット流による攪拌効果や、物理的な衝撃によって誘起される沈殿生成によって、不純物3の析出が促進される。図9は、別の変形例であって、ジェット撹拌装置34または35から、空気と水との二流体ジェット流が噴射される例を示している。空気噴射の作用効果は、図8に示した窒素ガス噴射の作用効果とほぼ同じである。
図10は、実施の形態1におけるエッチングシステムの動作を示すタイムチャートである。エッチング液1またはエッチング排液2は、エッチング槽11、不純物除去装置13、一次反応沈殿槽14および二次反応沈殿槽16を順次移動しながら、各所に設けられた流体噴射手段32〜35による不純物除去流体31(図では、CO2)の噴射を繰り返し受けるため、不純物3が効果的に除去され、エッチング液が清澄化される。
実施の形態2
図10から、実施の形態1では、エッチング終了後、エッチング排液2がリサイクルされて次のエッチングの準備が整うまで、かなり長い時間を要し、この間エッチング槽11が利用されずに休止していることがわかる。実施の形態2では、この無駄をなくす一つの方法として、1つのエッチング槽11を複数のエッチング液リサイクルシステムで共用して、1つのリサイクルシステムがエッチング槽11を使用している間に、他のシステムではエッチング排液2のリサイクル工程を行うようにし、複数のエッチング液リサイクルシステムが順次交代しながらエッチング槽11を使用するシステムの例を説明する。
図10から、実施の形態1では、エッチング終了後、エッチング排液2がリサイクルされて次のエッチングの準備が整うまで、かなり長い時間を要し、この間エッチング槽11が利用されずに休止していることがわかる。実施の形態2では、この無駄をなくす一つの方法として、1つのエッチング槽11を複数のエッチング液リサイクルシステムで共用して、1つのリサイクルシステムがエッチング槽11を使用している間に、他のシステムではエッチング排液2のリサイクル工程を行うようにし、複数のエッチング液リサイクルシステムが順次交代しながらエッチング槽11を使用するシステムの例を説明する。
図11は、実施の形態2に基づくエッチングシステムの一例を示す概略説明図である。上記の共用システムには、エッチング槽11以外にどの部分を共用するかによっていくつかの形態が考えられる。図11の例では、一次および二次反応沈殿槽として、それぞれ、14Aおよび16Aを有するリサイクルシステムAと、14Bおよび16Bを有するリサイクルシステムBとを、エッチング槽11、不純物除去装置13および調合層18に対し並列に接続し、2つのシステムAおよびBの間でこれらを共用するように構成されている。
図11のエッチングシステムの動作時には、例えば、エッチング槽11においてLCDガラス基板40のエッチングが行われ、リサイクルシステムAがエッチング槽11から排出されるエッチング排液2を待ち受ける状態にあるとき、これに並行して、リサイクルシステムBで前回のエッチング排液2のリサイクル処理が行われる。エッチングが終了すると、エッチング排液2のリサイクル処理が開始され、不純物除去装置13で処理されたエッチング排液2は流路切り換えバルブ60によってリサイクルシステムAへ送られる。一方、エッチング槽11が空になると、リサイクルシステムBで処理の終わった上澄み液7が調合槽18へ送られ、未使用のエッチング液8と混合され、エッチング液9が調製される。このエッチング液9は直ちにエッチング槽11へ送られ、次のLCDガラス基板40のエッチングが開始される。エッチングが終了すると、前回と同様にエッチング排液2のリサイクル処理が開始されるが、今回は不純物除去装置13で処理されたエッチング排液2は流路切り換えバルブ60によってリサイクルシステムBへ送られる。この間、リサイクルシステムAではエッチング排液2のリサイクル処理が行われ、エッチング槽11が空になると、リサイクルシステムAで処理の終わった上澄み液7が調合槽18へ送られ、未使用のエッチング液8と混合され、エッチング液9が調製される。このエッチング液9は直ちにエッチング槽11へ送られ、次のLCDガラス基板40のエッチングが開始される。
上記の工程を1サイクルとして、このサイクルを繰り返すことによって、図11のエッチングシステムでは、リサイクルシステムAとリサイクルシステムBとで、エッチング槽11、不純物除去装置13および調合層18を共用し、設備を効率的に利用することができる。
図1に示した実施の形態1に基づくエッチングシステムでも、同時並行的に複数の処理を行うことは不可能ではないが、複数のリサイクルシステムを備えた、実施の形態2に基づくエッチングシステムの方がタイミング調整などが容易であり、安全性に優れている。
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれらの例に何ら限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることは言うまでもない。
本発明のエッチング処理方法及びエッチングシステムは、液晶ディスプレイなどの表示パネルの製造などに応用され、その薄型化および軽量化、表示画面の高品質化、および低コスト化に寄与できる。
1…エッチング液、2…エッチング排液、3…不純物、3a…微細な粒子状の浮遊物、
3b…ゲル状の浮遊物、4…不溶物(スラッジ)、5…反応生成物、6…沈殿、
7…上澄み液、8…新しく追加される未使用のエッチング液、9…エッチング液、
11…エッチング槽、12…エッチング液排出管、13…不純物除去装置、
14、14A、14B…一次反応沈殿槽、15、15A、15B…送液ポンプ、
16、16A、16B…二次反応沈殿槽、17、17A、17B…送液ポンプ、
18…調合槽、19…撹拌ポンプ、20…濃度計、21…送り出しポンプ、
22…エッチング液供給装置、23…流量計、24…廃液処理システム、
31…不純物除去流体、32〜35…噴射手段、36…不純物除去流体供給装置、
37…ガス冷却装置、38…供給管、39…制御バルブ、40…LCDガラス基板、
40a、40b…ガラス基板、41…シール剤、51…ノズル、52…ノズルヘッド、
53、54…バルブ、61…流路切り換えバルブ、101…バブリング気泡発生装置、
102…沈殿槽、103…上澄み液、104…送液ポンプ、105…エッチング液
3b…ゲル状の浮遊物、4…不溶物(スラッジ)、5…反応生成物、6…沈殿、
7…上澄み液、8…新しく追加される未使用のエッチング液、9…エッチング液、
11…エッチング槽、12…エッチング液排出管、13…不純物除去装置、
14、14A、14B…一次反応沈殿槽、15、15A、15B…送液ポンプ、
16、16A、16B…二次反応沈殿槽、17、17A、17B…送液ポンプ、
18…調合槽、19…撹拌ポンプ、20…濃度計、21…送り出しポンプ、
22…エッチング液供給装置、23…流量計、24…廃液処理システム、
31…不純物除去流体、32〜35…噴射手段、36…不純物除去流体供給装置、
37…ガス冷却装置、38…供給管、39…制御バルブ、40…LCDガラス基板、
40a、40b…ガラス基板、41…シール剤、51…ノズル、52…ノズルヘッド、
53、54…バルブ、61…流路切り換えバルブ、101…バブリング気泡発生装置、
102…沈殿槽、103…上澄み液、104…送液ポンプ、105…エッチング液
Claims (15)
- 湿式エッチング法によって被処理体をエッチングするエッチング処理方法において、
流体噴射手段によって、エッチング液中、又は/及び、エッチング反応によって生じ た不純物を含むエッチング排液中に、前記不純物を除去するための除去剤を噴射する
ことを特徴とする、エッチング処理方法。 - エッチング槽内の前記エッチング液中、エッチング液排出菅内の前記エッチング排液中、又は前記エッチング液排出菅に後続する反応沈殿槽内の前記エッチング排液中に、前記除去剤を噴射する、請求項1に記載したエッチング処理方法。
- 前記除去剤をノズルから噴射する、請求項1に記載したエッチング処理方法。
- 前記ノズルとして二流体ノズル又は三流体ノズルを用いる、請求項3に記載したエッチング処理方法。
- 前記除去剤としてガス状又は液体状の除去剤を用いる、請求項1に記載したエッチング処理方法。
- 前記除去剤として、二酸化炭素ガス又は二酸化炭素水溶液の一流体、若しくは水と、二酸化炭素ガス、窒素ガス或いは空気との混合二流体、若しくは二酸化炭素ガスと、水と、窒素ガス或いは空気との混合三流体を用いる、請求項5に記載したエッチング処理方法。
- 前記除去剤を、単独で又は組み合わせて用いる、請求項6に記載したエッチング処理方法。
- 前記除去剤によって前記不純物の化学反応を誘起して、この反応生成物を沈殿させる、請求項1に記載したエッチング処理方法。
- 前記エッチング液としてフッ酸又はフッ化水素を含有するエッチング液を用いる、請求項1に記載したエッチング処理方法。
- 前記エッチング液として、緩衝剤が添加されたフッ化水素水溶液を用いる、請求項9に記載したエッチング処理方法。
- 前記被処理体としてガラス基板をエッチングして、その厚さを減少させる、請求項9に記載したエッチング処理方法。
- 前記不純物が除去又は減量された前記エッチング排液を前記エッチング槽へリサイクルする、請求項1に記載したエッチング処理方法。
- 請求項1に記載したエッチング処理方法を実施するのに用いられるエッチングシステムであって、少なくとも
前記被処理体をエッチングするエッチング槽と、
前記被処理体のエッチング反応によって生じた不純物を含むエッチング排液から不要 物を沈殿させる沈殿槽と、
エッチング液中又は/及び前記エッチング排液中に、前記不純物を除去するための除 去剤を噴射する流体噴射手段と
を備えることを特徴とする、エッチングシステム。 - 請求項2〜11のいずれか1項に記載したエッチング処理方法を実施する、請求項13に記載したエッチングシステム。
- 前記エッチング排液から前記不要物が除去された後の上澄み液と、新しく追加するエッチング液とを混合して、エッチャント濃度を調整する調合槽を有し、この濃度調整されたエッチング液が前記エッチング槽へリサイクルされる、請求項13に記載したエッチングシステム。
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---|---|---|---|
JP2005131099A JP2006310529A (ja) | 2005-04-28 | 2005-04-28 | エッチング処理方法及びエッチングシステム |
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Family
ID=37477085
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2005131099A Pending JP2006310529A (ja) | 2005-04-28 | 2005-04-28 | エッチング処理方法及びエッチングシステム |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007201329A (ja) * | 2006-01-30 | 2007-08-09 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 基板処理装置 |
JP2009188116A (ja) * | 2008-02-05 | 2009-08-20 | Shibaura Mechatronics Corp | 基板の処理装置及び処理方法 |
-
2005
- 2005-04-28 JP JP2005131099A patent/JP2006310529A/ja active Pending
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