JP2011077064A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板にエッチング処理を施す基板処理装置においてエッチング液の交換頻度を低減する。
【解決手段】基板処理装置１は、ガラス基板上に銀の薄膜が形成された基板９にエッチング処理を施す装置であり、エッチング液が貯溜される処理槽１１、処理槽１１内にて水平に配置された基板９を支持する基板支持部１２、および、処理槽１１内にて基板９の上面９１に対向する吸着材カートリッジ１３を備える。吸着材カートリッジ１３は、シート状の吸着材１３１を備え、基板９と共にエッチング液に浸漬されることにより、基板９の上面９１に対するエッチング処理により発生する銀イオンが吸着材１３１に吸着される。これにより、エッチング液中における金属イオンの濃度増加が抑制され、エッチング液中の金属イオンが還元されて基板９上に析出してしまうことを防止することができるとともに、比較的高価なエッチング液の交換頻度を低減することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、平面表示装置の表示部の部品となる基板にエッチング処理を施す基板処理装置に関する。

従来より、平面表示装置用のガラス基板のような大型基板にエッチング処理を施す装置の１つとして、処理槽内に貯溜されたエッチング液に基板を水平姿勢にて浸漬する装置が用いられている。例えば、特許文献１の基板処理装置では、複数の搬送ローラを有するローラコンベアにより基板が水平方向に（すなわち、基板の主面に平行に）搬送され、アルミニウム（Ａｌ）エッチング液が貯溜されたディップ槽に水平姿勢にて搬入される。平面表示装置用のガラス基板に対するエッチング処理では、例えば、ガラス基板上の金属薄膜の一部を溶解させて金属配線等が形成され、溶解した金属は金属イオンとしてエッチング液中に含まれる。

特開２００６−２７８６０６号公報

ところで、金属配線の材料としてイオン化傾向が小さい金属が利用された場合等では、エッチング液中の金属イオンが還元され、ガラス基板上の当該金属よりもイオン化傾向が大きい金属上に析出してしまうおそれがある。析出した金属は粒状や突起状となり、当該析出した金属により後続の処理においてガラス基板上に形成される他の薄膜が破損されると、歩留まりが低下してしまう。また、後続の処理において、析出した金属がガラス基板から剥離して処理チャンバを汚染してしまうおそれもある。

金属の析出が生じる状態となったエッチング液は、以後のガラス基板の処理に使用することはできないため交換する必要があり、平面表示装置の生産効率が低下してしまう。また、比較的高価なエッチング液の交換頻度が増大することにより、エッチング処理に要するコストが増大してしまう。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、エッチング液の交換頻度を低減することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、平面表示装置の表示部の部品となる基板にエッチング処理を施す基板処理装置であって、エッチング液が貯溜される処理槽と、前記処理槽内にて水平に配置された基板の下面に当接して前記基板を支持する基板支持部と、前記処理槽内にて前記基板と共に前記エッチング液に浸漬され、前記基板の上面に対するエッチング処理により発生する金属イオンを吸着する吸着材とを備える。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の基板処理装置であって、前記吸着材が前記基板の前記上面に対向する。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の基板処理装置であって、前記吸着材を保持する保持部材をさらに備え、前記保持部材が、前記処理槽に対して着脱自在とされる。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記金属イオンが銀イオンである。

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記吸着材に吸着された金属イオンを除去する再生液を前記処理槽内に注入し、前記吸着材を前記再生液に浸漬した後、前記再生液を前記処理槽から排出する注排液機構をさらに備える。

本発明では、エッチング液の交換頻度を低減することができる。

第１の実施の形態に係る基板処理装置の縦断面図である。 基板処理装置の縦断面図である。 第２の実施の形態に係る基板処理装置の縦断面図である。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る基板処理装置１の構成を示す縦断面図である。基板処理装置１は、平面表示装置の表示部の部品となる大型の基板９（以下、単に「基板９」という。）にエッチング処理を施す装置である。本実施の形態では、基板９は、有機ＥＬ表示装置の反射膜となる予定のガラス基板であり、ガラス基板の上側の主面にはエッチング処理が施されて金属配線となる予定の金属（本実施の形態では、銀（Ａｇ））の薄膜が形成されている。

基板処理装置１の左側には、複数の搬送ローラ５５を備えるローラコンベア５１が設けられ、水平姿勢の基板９（すなわち、上面９１を上下方向に対して垂直とした姿勢の基板９）を搬送ローラ５５により下側から支持しつつ、図１中の右側へと搬送して基板処理装置１に搬入する。また、基板処理装置１の右側には、複数の搬送ローラ５６を備えるローラコンベア５２が設けられ、基板処理装置１から搬出された水平姿勢の基板９を搬送ローラ５６により下側から支持しつつ図１中の右側へと搬送する。

図１に示すように、基板処理装置１は、エッチング液が貯溜される処理槽１１、処理槽１１内に配置されて基板９を支持する基板支持部１２、処理槽１１内において基板支持部１２の上方に配置される複数の吸着材カートリッジ１３、処理槽１１を内部に収容するチャンバ１４、処理槽１１にエッチング液を供給する液供給部１５、および、処理槽１１からチャンバ１４内にこぼれたエッチング液を回収する液回収部１６を備える。図１では、図の理解を容易にするために、処理槽１１に貯溜されるエッチング液に平行斜線を付している（図２においても同様）。本実施の形態では、エッチング液としてリン酸、硝酸および酢酸を含む混酸が用いられる。

処理槽１１は、平面視において略矩形の底部とその周囲を囲む側壁部とを有する処理槽本体１１１、処理槽本体１１１の左側の側壁部に取り付けられる搬入シャッタ１１２、および、処理槽本体１１１の右側の側壁部に取り付けられる搬出シャッタ１１３を備える。処理槽本体１１１では、図示されていない手前側および奥側の側壁部の高さは、左右両側の側壁部の高さよりも高くなっており、搬入シャッタ１１２および搬出シャッタ１１３は、左右の側壁部から上方に突出する。図１では、搬入シャッタ１１２および搬出シャッタ１１３の上端は、処理槽本体１１１の手前側および奥側の側壁部の上端と上下方向においておよそ同じ位置とされる。搬入シャッタ１１２および搬出シャッタ１１３は、図示省略の昇降機構により上下方向に移動可能とされる。

基板支持部１２は、図１の奥行き方向を向く軸（すなわち、紙面に垂直な軸）を中心に回転する複数の搬送ローラ１２１を備えるローラコンベアであり、処理槽１１内にて水平に配置された基板９の下面に複数の搬送ローラ１２１が当接することにより基板９が支持される。複数の搬送ローラ１２１は、基板処理装置１の左右両側に配置されたローラコンベア５１，５２の搬送ローラ５５，５６とは個別に駆動可能である。

吸着材カートリッジ１３は、それぞれが繊維状の樹脂である吸着材料により形成されたシート状の吸着材１３１、および、吸着材１３１を保持する保持部材１３２を備え、吸着材１３１はエッチング液中の金属イオンを吸着する。本実施の形態では、吸着材１３１は平面視において略矩形であり、保持部材１３２は、吸着材１３１の周縁部を保持する略矩形枠状の枠部、および、吸着材１３１の上側および下側に当接して吸着材１３１の脱落を防止する格子部を備える。基板処理装置１では、処理槽本体１１１の手前側および奥側の側壁部に上下方向に伸びる溝が設けられており、吸着材カートリッジ１３の保持部材１３２が処理槽本体１１１の上端から当該溝に挿入され、エッチング液中にて浮き上がらないように嵌め込まれることにより、保持部材１３２が処理槽１１に対して着脱自在に取り付けられる。なお、保持部材１３２は、例えば、処理槽１１の側壁部にねじ止めされることにより、処理槽１１に対して着脱自在に取り付けられてもよい。

基板処理装置１にて基板９が処理される際には、搬入シャッタ１１２が、図１に示す位置（以下、「閉鎖位置」という。）から図２中において実線にて示す位置（以下、「開放位置」という。）まで下降した状態で、ローラコンベア５１により基板９が基板処理装置１に搬入され、基板支持部１２の複数の搬送ローラ１２１により、搬入シャッタ１１２の上方を通過して処理槽１１内へと搬送される。このとき、処理槽１１内のエッチング液の液面は、開放位置に位置する搬入シャッタ１１２の上端に位置する。処理槽１１内では、複数の吸着材カートリッジ１３の吸着材１３１が基板９の上面９１に対向する。基板９の上面９１と吸着材カートリッジ１３の吸着材１３１の下面との間の上下方向の距離（すなわち、間隙の大きさ）は、好ましくは、２ｍｍ以上１０ｍｍ以下とされ、吸着材カートリッジ１３および基板９はエッチング液の液面の上方に位置している。

続いて、搬入シャッタ１１２が開放位置から二点鎖線にて示す閉鎖位置へと移動し、処理槽本体１１１の底部に接続された液供給部１５により、処理槽１１内へのエッチング液の供給が開始される。エッチング液の液面が閉鎖位置の搬入シャッタ１１２の上端近傍まで達すると、エッチング液の供給が停止される。図１に示すように、閉鎖位置における搬入シャッタ１１２の上端は、吸着材カートリッジ１３よりも上方に位置しており、処理槽１１内では、吸着材カートリッジ１３が基板９と共にエッチング液に浸漬される。

次に、基板支持部１２の搬送ローラ１２１が、図１中の時計回りに所定の角度だけ回転した後、反時計回りに当該所定の角度だけ回転する。基板処理装置１では、搬送ローラ１２１の時計回りおよび反時計回りの回転が繰り返されることにより、処理槽１１に貯溜されたエッチング液内において基板９が図１中の左右方向に揺動し、基板９の上面９１に対するエッチング処理（すなわち、ガラス基板の上面に形成された金属薄膜に対するエッチング処理）が行われる。

エッチング処理が終了すると、基板支持部１２による基板９の揺動が停止され、処理槽１１の搬出シャッタ１１３が、図１中において実線にて示す閉鎖位置から二点鎖線にて示す開放位置へと下降する。処理槽１１内のエッチング液の一部は、搬出シャッタ１１３の上方から流出し、チャンバ１４の下部から液回収部１６により回収されて液供給部１５へと送られる。また、処理槽１１内のエッチング液の液面は、開放位置における搬出シャッタ１１３の上端に位置する。その後、基板９は、基板支持部１２により図１中の右側へと搬送され、基板処理装置１から搬出されてローラコンベア５２により受け取られる。

基板処理装置１では、基板９の上面９１に対するエッチング処理により発生する金属イオン（本実施の形態では、銀イオン）が、エッチング液内において基板９の上面９１の上方に位置する吸着材カートリッジ１３の吸着材１３１により吸着されることにより、エッチング液中における金属イオンの濃度増加が抑制される。その結果、エッチング液中の金属イオンが還元されて基板９上に析出して基板９が不良品となることが防止され、有機ＥＬ表示装置の反射膜の製造における歩留まりを向上することができる。

また、基板処理装置１では、エッチング液中の金属イオンの濃度が所定の濃度以上となるとエッチング液の交換が行われるが、上述のように金属イオンの濃度増加が抑制されるため、比較的高価なエッチング液の交換頻度を低減することができる。その結果、有機ＥＬ表示装置の反射膜の製造に係るコストを低減することができるとともに生産効率を向上することもできる。

エッチング液中の金属イオンの濃度増加を抑制することができる基板処理装置１の構造は、イオン化傾向が小さいためエッチング液中の濃度が低くても比較的還元されやすい銀イオンがエッチング処理により発生する（すなわち、銀に対するエッチング処理を行う）基板処理装置に特に適している。

基板処理装置１では、エッチング処理の対象である基板９の上面９１に吸着材１３１が対向することにより、吸着材１３１による金属イオンの吸着効率を向上することができる。また、基板９の上面９１と吸着材カートリッジ１３の吸着材１３１の下面との間の上下方向の距離が２ｍｍ以上とされることにより、基板９上のエッチング液の温度変動を抑制して均一なエッチング処理を実現することができ、上記距離が１０ｍｍ以下とされることにより、エッチング液の過剰な使用が防止され、有機ＥＬ表示装置の反射膜の製造に係るコストが増大することを防止することができる。

基板処理装置１では、吸着材１３１を保持する保持部材１３２が処理槽１１に対して着脱自在とされることにより、吸着材１３１の金属イオンの吸着能力が低下した場合等に、吸着材カートリッジ１３を交換することにより、吸着材１３１を容易に交換することができる。処理槽１１から取り外された吸着材カートリッジ１３は、基板処理装置１とは別に設けられた薬液槽内の再生液（例えば、水酸化ナトリウム溶液等のアルカリ溶液）に浸漬される。これにより、吸着材１３１に吸着された金属イオンが除去され、吸着材１３１の金属イオンの吸着能力が元の状態まで回復する（すなわち、吸着材１３１が再生される）。

次に、本発明の第２の実施の形態に係る基板処理装置について説明する。図３は、第２の実施の形態に係る基板処理装置１ａの構成を示す縦断面図である。基板処理装置１ａは、図１に示す基板処理装置１の構成に加えて、処理槽１１に接続される注廃液機構１７をさらに備える。注廃液機構１７は、吸着材１３１に吸着された金属イオンを除去する再生液を処理槽１１内に注入し、また、処理槽１１から再生液を排出する。以下の説明では、基板処理装置１ａの基板処理装置１と対応する構造に同符号を付す。図３では、処理槽１１に貯溜される再生液に平行斜線を付す。

基板処理装置１ａでは、吸着材１３１の金属イオンの吸着能力が低下した場合、吸着材カートリッジ１３が処理槽１１から取り外されることなく、処理槽１１からエッチング液が全て排出され、処理槽１１に接続された注廃液機構１７から処理槽１１内に再生液（例えば、水酸化ナトリウム溶液等のアルカリ溶液）が注入される。搬入シャッタ１１２および搬出シャッタ１１３は閉鎖位置に位置しており、再生液の液面が図３に示す位置まで上昇することにより吸着材１３１が再生液に浸漬され、吸着材１３１から金属イオンが除去されて吸着材１３１の吸着能力が回復する。その後、注廃液機構１７により処理槽１１から再生液が全て排出され、液供給部１５により処理槽１１にエッチング液が供給されてエッチング処理が再開される。

基板処理装置１ａでは、吸着材カートリッジ１３を処理槽１１から取り外すことなく、装置内において吸着材１３１の再生を行うことができる。したがって、吸着材１３１は、容易に取り外すことができないように処理槽１１に固定されてもよい。また、基板処理装置１ａとは別に再生液を貯溜する薬液槽を設ける必要がないため、エッチング処理に係る装置類を配置するスペースを小さくすることができる。

一方、第１の実施の形態に係る基板処理装置１（図１参照）では、吸着材カートリッジ１３を取り外して吸着材１３１の再生を行う際に、他の吸着材カートリッジ１３を処理槽１１に取り付けてエッチング処理を再開することにより、エッチング処理の中断時間を短縮することができる。その結果、有機ＥＬ表示装置の反射膜の生産効率を向上することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

例えば、上述の基板処理装置では、基板９は実質的に水平に配置されていれば多少傾いていてもよい。吸着材１３１は、必ずしもシート状には限定されず、例えば、多数の繊維状の吸着材料を透液性の不織布等により包むことにより形成されてもよい。

基板処理装置では、処理槽１１に向けてエッチング液を噴出するスプレー機構が処理槽１１の上方に設けられてもよい。基板９に対するエッチング処理が行われる際には、基板９が浸漬された処理槽１１内のエッチング液の液面に向けて、スプレー機構からエッチング液が噴出されることにより、基板９上のエッチング液を揺らしてエッチング処理が効率良く行われる。この場合、基板９上のエッチング液を効率良く揺動させるために、吸着材カートリッジ１３は、基板９の下方（すなわち、基板９の下面と対向する位置）にてエッチング液に浸漬されることが好ましい。

基板処理装置は、基板９上に設けられた銀以外の金属のエッチングに利用されてもよい。また、基板処理装置によりエッチング処理が施される基板は、平面表示装置の表示部の部品となる基板であれば、有機ＥＬ表示装置の反射膜となる基板以外のものであってもよい。

１，１ａ 基板処理装置
９ 基板
１１ 処理槽
１２ 基板支持部
１７ 注廃液機構
９１ 上面
１３１ 吸着材
１３２ 保持部材

Claims (5)

1. 平面表示装置の表示部の部品となる基板にエッチング処理を施す基板処理装置であって、
   エッチング液が貯溜される処理槽と、
   前記処理槽内にて水平に配置された基板の下面に当接して前記基板を支持する基板支持部と、
   前記処理槽内にて前記基板と共に前記エッチング液に浸漬され、前記基板の上面に対するエッチング処理により発生する金属イオンを吸着する吸着材と、
   を備えることを特徴とする基板処理装置。
2. 請求項１に記載の基板処理装置であって、
   前記吸着材が前記基板の前記上面に対向することを特徴とする基板処理装置。
3. 請求項１または２に記載の基板処理装置であって、
   前記吸着材を保持する保持部材をさらに備え、
   前記保持部材が、前記処理槽に対して着脱自在とされることを特徴とする基板処理装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置であって、
   前記金属イオンが銀イオンであることを特徴とする基板処理装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理装置であって、
   前記吸着材に吸着された金属イオンを除去する再生液を前記処理槽内に注入し、前記吸着材を前記再生液に浸漬した後、前記再生液を前記処理槽から排出する注排液機構をさらに備えることを特徴とする基板処理装置。

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