JP2008192766A - ウェットエッチング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来に比べて、エッチング槽内の反応生成物の除去率を向上し得るウェットエッチング装置を提供する。
【解決手段】エッチング液１１が貯留されるエッチング槽１と、エッチング槽１１内に配置され、且つ、エッチング液１１を攪拌する攪拌部材２と、攪拌部材２に回転動力を付与する動力部３とを備えたウェットエッチング装置を用いる。攪拌部材２として、磁性体を備えたものを用いることができる。この場合、攪拌部材２を、エッチング槽１１の底面１ａに配置する。駆動部３として、エッチング槽１の底面の下方に複数の電磁石４を備えたものを用いる。そして、複数の電磁石４それぞれの磁力を変化させることによって、攪拌部材２に、それを底面１ａの法線を軸として回転させる回転動力が付与される。
【選択図】図１

Description

本発明は、浸漬式のウェットエッチング装置に関する。

近年、液晶表示パネルやプラズマ表示パネルといった表示パネルの製造工程においては、基板をエッチング槽の中に浸漬させてエッチングを行う浸漬式のウェットエッチングの採用が増加している。これは、大画面化が求められている表示パネルの分野においては、それに伴い、製造装置も大型化する必要があるが、ウェットエッチングによればドライエッチングに比べて安いコストで製造装置の大型化が図れるからである。

また、ウェットエッチングにおいては、エッチング液中のエッチャントと処理対象物との反応によって生成された反応生成物をエッチング槽から除去するため、従来から、エッチング液の濾過及び循環が行われている（例えば、特許文献１参照。）。

具体的には、特許文献１には、エッチング槽と、そこから溢れ出たエッチング液を貯留するオーバーフロー槽と、フィルターが配置された循環路とを備えたウェットエッチング装置が開示されている。このウェットエッチング装置では、使用後のエッチング液は、オーバーフロー層に一旦貯留された後、循環路に送られ、そこでフィルターによって濾過される。その後、濾過されたエッチング液は、再びエッチング槽に戻される。
特開平６−２３６８６９号公報

しかしながら、上述の従来のウェットエッチング装置には、反応生成物の除去が不十分であるという問題がある。これは、反応生成物の多くがエッチング槽の底に堆積しやすく、全ての反応生成物がエッチング液と共にオーバーフロー槽に溢れ出る訳ではないからである。

このため、従来のウェットエッチング装置においては、一定期間稼動させた後に装置の運転を停止して、エッチング槽の底を清掃する必要がある。このことは、装置の稼働率の低下を引き起こし、ひいては表示パネルのコスト上昇の要因となる。

本発明の目的は、上記問題を解消し、従来に比べて、エッチング槽内の反応生成物の除去率を向上し得るウェットエッチング装置を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明におけるウェットエッチング装置は、エッチング液が貯留されるエッチング槽と、前記エッチング槽内に配置され、且つ、前記エッチング液を攪拌する攪拌部材と、前記攪拌部材に回転動力を付与する動力部とを備えることを特徴とする。

本発明のウェットエッチング装置では、エッチング槽内のエッチング液が攪拌部材の回転によって攪拌されるため、反応生成物はエッチング槽の底に堆積し難く、エッチング液中に分散し易くなっている。よって、本発明のウェットエッチング装置では、従来例に比べて、反応生成物はエッチング槽の外に排出され易くなっており、反応生成物の除去率が向上する。

本発明におけるウェットエッチング装置は、エッチング液が貯留されるエッチング槽と、前記エッチング槽内に配置され、且つ、前記エッチング液を攪拌する攪拌部材と、前記攪拌部材に回転動力を付与する動力部とを備えることを特徴とする。

上記本発明におけるウェットエッチング装置は、前記動力部が、電動機と、前記電動機の回転動力を伝達する軸部材とを備え、前記電動機は、貯留されている前記エッチング液の水面の上方に配置され、前記軸部材は、その先端側の部分が電動機側の部分よりも下方に位置するように配置され、前記攪拌部材が、前記軸部材の前記先端側の部分に取り付けられている態様（第１の態様）であるのが好ましい。

上記第１の態様によれば、回転軸がエッチング槽の側壁や底面を貫通しないため、回転軸をシールする必要がない。このため、シール劣化による漏洩を回避できる。又、複雑な構成は必要ないため、コストの増加を抑制できる。

また、上記本発明におけるウェットエッチング装置は、前記攪拌部材が、磁性体を備え、且つ、前記エッチング槽の底面に配置され、前記駆動部が、前記エッチング槽の底面の下方に複数の電磁石を備え、且つ、前記複数の電磁石それぞれの磁力を変化させることによって、前記攪拌部材に、それを前記底面の法線を軸として回転させる回転動力を付与する態様（第２の態様）であるのも好ましい。

上記第２の態様によれば、動力部に回転する部材が存在しないため、動力部の信頼性及び耐久性の向上を図ることができる。また、上記第２の態様によれば、攪拌部材はエッチング槽の底を擦りながら動くことができるため、反応生成物のエッチング液中への拡散をいっそう促進できる。

上記本発明におけるウェットエッチング装置は、前記エッチング槽から排出された前記エッチング液を濾過し、濾過した前記エッチング液を前記エッチング槽に送る循環路を更に備えているのが好ましい。この場合、エッチング液の再利用を図ることができ、運用コストの低減化を図ることができる。更に、この場合においては、上記本発明におけるウェットエッチング装置は、前記エッチング液を固形分と液状分とに分離する固液分離部を更に備え、前記固液分離部は、前記循環路に設けられているのがより好ましい。これにより、エッチング液中の反応生成物の除去率が更に向上することとなる。

上記本発明におけるウェットエッチング装置においては、前記攪拌部材は、棒状の形状であっても良いし、プロペラ状の形状であっても良い。

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１におけるウェットエッチング装置について、図１〜図５を参照しながら説明する。最初に図１を用いて本実施の形態１におけるウェットエッチング装置の全体構成について説明する。図１は、本発明の実施の形態１におけるウェットエッチング装置の全体構成を示す構成図である。なお、図１において、エッチング槽１の側壁及び底、及び動力部３の筐体５は断面で示している。

図１に示すように、本実施の形態１におけるウェットエッチング装置は、エッチング液１１が貯留されるエッチング槽１と、エッチング槽１内に配置された攪拌部材２と、攪拌部材２に回転動力を与える動力部３とを備えている。攪拌部材２は、動力部３による回転動力の付与によって回転し、エッチング槽１内に貯留されているエッチング液１１を攪拌する。本実施の形態１では、攪拌部材２は棒状の形状を有しており、長手軸に垂直な軸を中心に回転する。動力部３の構成については後述する。

エッチング槽１には、エッチング対象物１０のエッチングにより、反応生成物１２が発生する。本実施の形態１において、エッチング対象物１０は、液晶表示パネルを構成するアクティブマトリクス基板である。この場合の反応生成物１２は、エッチング液より密度が高いため、エッチング槽１の底面１ａに堆積する傾向にある。しかし、上述のように攪拌部材２によるエッチング液１１の攪拌が行われるため、反応生成物１２は、底面１ａに堆積し難く、エッチング液１１中に分散する。

本実施の形態１においては、ウェットエッチング装置は、更に、循環路６と、固液分離槽７と、フィルター８とを備えている。固液分離槽７及びフィルター８は、循環路６に設けられており、循環路６の一部を構成している。エッチング槽１内のエッチング液１１は、常時、循環路６へと排出されている。排出されたエッチング液１１は、先ず、固液分離槽７に導入される。

固液分離槽７は、エッチング液１１を液状分（上澄液）７ａと固形分（汚泥）７ｂとに分離する。エッチング液１１中に分散している反応生成物１２の大部分は、固形分７ｂとして固液分離槽７の底に堆積し、外部へと排出される。一方、上澄液７ａは、フィルター８に送られる。固液分離槽７によって除去できなかった反応生成物１２は、フィルター８による濾過によって除去される。そして、濾過が終了したエッチング液１１は、再びエッチング槽１に送られ、再利用される。９は、ノズルを示している。

このように、本実施の形態１におけるウェットエッチング装置では、従来例と異なり、エッチング槽１の底面１ａに反応生成物１２が堆積し難くなっている。反応生成物１２の大部分は、エッチング液１１中に分散し、エッチング液１１と共にエッチング槽１の外に排出される。このため、本実施の形態１におけるウェットエッチング装置によれば、従来例に比べて、反応生成物１２の除去率を向上させることができる。

なお、本実施の形態１においては、エッチング液１１を液状分７ａと固形分７ｂとの分離は、固液分離槽７によって行われているが、これに限定されるものではない。本実施の形態１では、固液分離槽７の代わりに、遠心力等を利用して強制的にエッチング液１１を液状分７ａと固形分７ｂとに分離する装置を用いることもできる。

次に、図１に示した攪拌部材２及び動力部３の構成について図２及び図３を用いて説明する。図２は、図１に示した攪拌部材及び動力部の構成を示す斜視図である。図３は、攪拌部材の内部構造を示す断面図であり、図３（ａ）は縦断面を示し、図３（ｂ）は横断面を示している。

図１及び図２に示すように、本実施の形態１においては、駆動部３は、複数個の電磁石４とそれを収容する筐体５とを備えている。電磁石４は、エッチング槽１の底面１ａの下方に配置されている。図２の例では、電磁石４の数は４個である。

各電磁石４は、鉄心４ａと、その周囲に電導線を巻き付けて形成したコイル４ｂとで構成されている。４個の電磁石４は、それぞれの鉄心４ａの中心軸が、上から見たときに同心円上に位置するように配置されている。

また、図２に示すように、本実施の形態１では、攪拌部材２は、エッチング槽１の底面１ａに配置されている。更に、攪拌部材２は、磁性体で形成された芯部材２ａと、それを被覆する保護膜２ｂとで形成されている。保護膜２ｂは、芯部材２ａがエッチング液に侵されるのを防止するために形成されている。攪拌部材２は、エッチング槽１の底を介して電磁石４から磁力を受けることになる。

よって、４個の電磁石４それぞれの磁力を変化させれば、攪拌部材２に、それを底面１ａの法線（図１参照）を軸として回転させる回転動力が付与される。具体的には、４個の電磁石４に、正弦波の電圧が印加される。そして、このとき、各電磁石４に印加される電圧は、位相が時計周り（又は反時計回り）の順で９０度遅れるように設定される。この結果、４個の電磁石４によって、時計周り（又は反時計回り）に強さ及び方向が変化する磁界が形成され、攪拌部材２は上述したように回転する。

このように、本実施の形態１によれば、回転軸等の機械的な動力伝達手段を用いることなく、４個の電磁石４の磁力によって攪拌部材２を回転させることができる。動力部３内に回転する部材が存在しないことから、動力部３の信頼性や耐久性は高いものとなる。また、攪拌部材２は、底面１ａを擦りながら動くため、反応生成物１２が底１ａに堆積してしまっても、これをエッチング液１１に簡単に分散させることができる。

本実施の形態１において、芯部材２ａの形成材料は、磁性体であれば良く、特に限定されるものではない。具体的には、芯部材２ａの形成材料としては、酸化鉄、酸化クロム、コバルト、フェライト、アルニコ磁石等が挙げられる。また、保護膜２ｂの形成材料は、エッチング液に対する耐性に優れた材料であれば良く、特に限定されるものではない。保護膜２ｂの形成材料としては、ポリテトラフロオロエチレン、等が挙げられる。

また、図２に示した例では、電磁石４の数は４個であるが、これに限定されるものではない。電磁石４の数は、攪拌部材２に回転動力を与えることができる数であれば良い。なお、攪拌部材２の回転を滑らかにする点からは、電磁石４の数は４個以上であるのが好ましい。

また、本実施の形態１において、攪拌部材２の数は特に限定されるものではない。攪拌部材２の数は、エッチング槽の形状や大きさを適宜考慮して決定すれば良い。図４は、複数個の攪拌部材が設置された本実施の形態１におけるウェットエッチング装置を示す斜視図である。図４の例では、攪拌部材２は、３個設置されている。この場合、攪拌部材２毎に、動力部３も複数個設置される。なお、図４の例において、攪拌部材２及び動力部３の構成は、図２及び図３に示した例と同様である。

また、本実施の形態１においては、攪拌部材２の形状も特に限定されるものではない。攪拌部材２の形状は、図１〜図４に示した例では棒状であるが、これとは別の形状であっても良い。図５は、攪拌部材の他の例を示す斜視図である。

図６に示す攪拌部材１１は、プロペラ状の形状を有している。このような形状とした場合は、図１〜図５に示した棒状の攪拌部材２を用いる場合よりも、よりいっそう攪拌効率を高めることができる。

また、図６の例では、プロペラのブレード１２の数は４枚であるが、これに限定されるものではない。各ブレード１２は、図３に示した例と同様に、磁性体で形成された芯部材を保護膜で被覆することによって形成されている。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２におけるウェットエッチング装置について、図６及び図７を参照しながら説明する。図６は、本発明の実施の形態２におけるウェットエッチング装置の第１例の構成を示す斜視図である。図７は、本発明の実施の形態２におけるウェットエッチング装置の第２例の構成を示す斜視図である。なお、図６及び図７では、図２の場合と同様に、攪拌部材及び動力部の構成が主に示されている。図６及び図７においては、図１に示した循環路、固液分離槽、フィルターについては図示を省略している。

図６に示す本実施の形態２におけるウェットエッチング装置は、動力部１３及び攪拌部材１６の構成の点で、実施の形態１におけるウェットエッチング装置と異なっている。それ以外の点では、本実施の形態２におけるウェットエッチング装置は、実施の形態１におけるウェットエッチング装置と同様である。以下、相違点について具体的に説明する。

図６に示すように、本実施の形態２においては、動力部１３は、電動機（図示せず）が収められた動力ボックス１４と、電動機の回転動力を伝達する軸部材１５とを備えている。電動機を収める動力ボックス１４は、エッチング槽１に貯留されているエッチング液の水面の上方に配置されている。

また、図６に示すように、軸部材１５は、その先端側の部分が電動機側の部分よりも下方に位置するように、言い換えると、軸部材１５の先端側の部分を上方からエッチング液中に挿しいれるようにして、配置されている。更に、攪拌部材１６は、軸部材１５の先端側の部分に取り付けられている。具体的には、攪拌部材１６は、実施の形態１と同様に棒状の形状を有しており、軸部材１５に形成された貫通孔に挿入されている。

よって、電動機を稼動させ、軸部材１５を回転させれば、これに伴い攪拌部材１６も回転し、エッチング液の攪拌が行われる。本実施の形態２においても、実施の形態１と同様に、エッチング槽１の底面への反応生成物の堆積を抑制でき、反応生成物１２の大部分をエッチング液１１と共にエッチング槽１の外に排出できる。このため、本実施の形態２におけるウェットエッチング装置を用いることによっても、従来例に比べて、反応生成物の除去率を向上させることができる。

また、本実施の形態２においては、軸部材１５はエッチング槽１の側壁や底を貫通しないため、軸部材１５をシールする必要がない。このため、シール劣化による漏洩が生じることもない。更に、複雑な構成は必要ないため、ウェットエッチング装置のコストの増加を最小限に抑えることもできる。また、動力部１３及び攪拌部材１６は、既存のウェットエッチング装置のエッチング槽に簡単に取り付けることができ、これによって、本実施の形態２におけるウェットエッチング装置を得ることもできる。

なお、攪拌部材１６への回転動力の伝達が軸部材１５によって行われることから、本実施の形態２においては、攪拌部材１６は磁性体を備えていない態様であっても良い。攪拌部材１６の形成材料は、エッチング液に対して耐性を有する材料であれば良い。

本実施の形態２において、攪拌部材１６は、軸部材１５の先端近くに取り付けられている。これは、攪拌部材１６をエッチング槽１の底面１ａ近くに位置させて、底面１ａへの反応生成物の堆積を効率良く抑制するためである。なお、攪拌部材１６の取付位置は特に限定されず、エッチング槽１の形状や大きさを考慮して適宜設定される。

また、本実施の形態２は、図７に示すように、軸部材１５に複数の攪拌部材１６が取り付けられた態様とすることもできる。図７に示す態様とすれば、エッチング槽１内全体を効率良く攪拌できるため、反応生成物の攪拌をいっそう促進することができる。

以上のように、本発明のウェットエッチング装置によれば、エッチング液中に発生する反応生成物の除去率を向上させることができる。よって、従来に比べて、装置の運転を停止させてエッチング槽を清掃する回数が少なくなり、装置の稼働率の低下が抑制される。このため、本発明のウェットエッチング装置は、これを用いて製造される製品のコスト削減に貢献でき、産業上の利用可能性を有する。

図１は、本発明の実施の形態１におけるウェットエッチング装置の全体構成を示す構成図である。 図２は、図１に示した攪拌部材及び動力部の構成を示す斜視図である。 図３は、攪拌部材の内部構造を示す断面図であり、図３（ａ）は縦断面を示し、図３（ｂ）は横断面を示している。 図４は、複数個の攪拌部材が設置された本実施の形態１におけるウェットエッチング装置を示す斜視図である。 図５は、攪拌部材の他の例を示す斜視図である。 図６は、本発明の実施の形態２におけるウェットエッチング装置の第１例の構成を示す斜視図である。 図７は、本発明の実施の形態２におけるウェットエッチング装置の第２例の構成を示す斜視図である。

符号の説明

１ エッチング槽
１ａ エッチング槽の底面
２ 攪拌部材
３ 動力部
４ 電磁石
４ａ 鉄心
４ｂ コイル
５ 筐体
６ 循環路
７ 固液分離槽
７ａ 液状分（上澄液）
７ｂ 固形分（汚泥）
８ フィルター
９ ノズル
１０ エッチング対象物（アクティブマトリクス基板）
１１ エッチング液
１２ 反応生成物
１３ 動力部
１４ 動力ボックス
１５ 軸部材
１６ 攪拌部材

Claims (7)

1. エッチング液が貯留されるエッチング槽と、
   前記エッチング槽内に配置され、且つ、前記エッチング液を攪拌する攪拌部材と、
   前記攪拌部材に回転動力を付与する動力部とを備えることを特徴とするウェットエッチング装置。
2. 前記動力部が、電動機と、前記電動機の回転動力を伝達する軸部材とを備え、
   前記電動機は、貯留されている前記エッチング液の水面の上方に配置され、
   前記軸部材は、その先端側の部分が電動機側の部分よりも下方に位置するように配置され、
   前記攪拌部材が、前記軸部材の前記先端側の部分に取り付けられている請求項１に記載のウェットエッチング装置。
3. 前記攪拌部材が、磁性体を備え、且つ、前記エッチング槽の底面に配置され、
   前記駆動部が、前記エッチング槽の底面の下方に複数の電磁石を備え、且つ、前記複数の電磁石それぞれの磁力を変化させることによって、前記攪拌部材に、それを前記底面の法線を軸として回転させる回転動力を付与する請求項１に記載のウェットエッチング装置。
4. 前記エッチング槽から排出された前記エッチング液を濾過し、濾過した前記エッチング液を前記エッチング槽に送る循環路を更に備えている請求項１に記載のウェットエッチング装置。
5. 前記エッチング液を固形分と液状分とに分離する固液分離部を更に備え、
   前記固液分離部は、前記循環路に設けられている請求項４に記載のウェットエッチング装置。
6. 前記攪拌部材が、棒状の形状を有している請求項１に記載のウェットエッチング装置。
7. 前記攪拌部材が、プロペラ状の形状を有している請求項１に記載のウェットエッチング装置。

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