JP2019009364A - 基板キャリア - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、ディップ式のエッチング装置に適用することが可能な基板キャリアを提供する。【解決手段】キャリア１６は、底部から上方に向けてエアを噴射するための散気孔を有する散気管１４を備えたエッチング槽１２で用いられる。キャリア１６は、垂直状態の複数のガラス基板５０を所定方向に沿って配列している。キャリア１６は、少なくともスリット部２４および整流板２８を備えている。スリット部２４は、複数のガラス基板５０の側端部を支持するように構成される。整流板２８は、スリット部２４の下部において、複数のガラス基板５０の配列方向に沿って配置されたおり、複数のガラス基板５０の端部領域まで延出している。【選択図】図３

Description

本発明は、エッチング液を収容したエッチング槽に複数の基板を保持した状態で浸漬される基板キャリアに関する。

液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等のフラットパネルディスプレイは、小型化や薄型化が求められている。薄型化を行うための手段としては、表示パネルに使用されるガラス基板をフッ酸等の薬液を使用したエッチング液に接触させるエッチング処理が挙げられる。エッチング処理は、ガラス基板に対してエッチング液を噴射するスプレイ式のエッチング方式とエッチング液中にガラス基板を浸漬するディップ式のエッチング方式とに大別することができる。

ディップ式のエッチング装置は、エッチング液が収容されたエッチング槽に複数のガラス基板を保持したキャリアを浸漬する方式が主流である（例えば、特許文献１参照。）。エッチング槽では、ガラス基板の板厚のばらつきを抑制するため、エッチング槽の底部に散気管等のエアを噴出させることで気泡を発生させる装置が配置されている。散気管は、気泡を上方に向かって噴出することでエッチング槽内に液流を発生させ、エッチング液を撹拌するように構成される。エッチング液を撹拌させることにより、ガラス基板の板厚をより均一にすることができるエッチング処理を行うことが可能になるとされていた。

特開２００４-２８４９２２号公報

しかしながら、エッチング処理におけるガラス基板の板厚のばらつきを完全に抑制することは難しい。散気管の配置位置から近いガラス基板の下端部は、液流が速くなるため、上部領域よりもエッチングが進行することがある。さらに、キャリアによって支持されているガラス基板の周縁部は、キャリアの構造によって、ガラス基板の中央部よりも液流が速くなる傾向がある。このように、エッチング槽内に散気管を配置したとしてもエッチング槽内で液の流速にばらつきが生じるため、ガラス基板を均一にエッチングすることは難しく、エッチングのばらつきを抑制する機構が求められていた。

本発明の目的は、エッチング槽内に浸漬される基板キャリアにおいて、板厚のばらつきを抑制することが可能な基板キャリアを提供することにある。

本発明に係る基板キャリアは、エッチング液が収容されたエッチング槽であって、底部から上方に向けてエアを噴射するための散気孔を有する散気管を備えたエッチング槽で用いられる。基板キャリアは、垂直状態の複数の基板を所定方向に沿って配列して保持可能なキャリア本体を有している。キャリア本体は、保持手段および整流板を備えている。保持手段は、複数の基板の側端部を支持するように構成される。整流板は、保持手段の下部において、複数の基板の配列方向に沿って配置されており、複数の基板の端部領域まで延出するように構成される。

基板キャリアに整流板を配置することにより、散気管側から基板に向かう液流を遮ることができる。整流板に当たった液は、整流板を沿うように流れるため、ガラス基板の端部を上昇する液の流速がガラス基板の中央部を上昇する液の流速と同程度となり、均一なエッチングを行うことが可能になる。

また、整流板の上面が基端から先端に向かって傾斜するように構成されることが好ましい。整流板の形状を上述のように傾斜させることにより、エッチング液が整流板に沿って流れやすくなり、端部のエッチング量が過度に抑制される不都合が発生しにくくなる。また、エッチング槽内での液流の乱れも防止することができるので、より高品質なエッチング処理を行うことができる。

また、保持手段の側部から下方に向かって延出する下部整流板をさらに備えることが好ましい。エッチング槽内で上昇したエッチング液は、エッチング槽の壁面に沿って下降することによってエッチング槽内を循環している。その際、壁面側から下降してきたエッチング液により散気管から上方に向かう液流が乱れることがある。下部整流板を配置することにより、下降してきたエッチング液が散気管側へ流れるのを防止し、エッチング槽内の液の循環を安定させることが可能になる。

また、整流板は、基板の配列方向に直交する幅方向に沿ってスライド自在に支持されることが好ましい。基板側への整流板の延出距離は、基板の材質やサイズ、エッチング液の組成等の影響により、エッチング処理ごとに最適な配置位置に調整する必要がある。スライド自在に配置されることにより、整流板の延出距離の調整が容易になる。また、固定手段の一例としては、基板側に向かって延びる長孔部に固定部材が挿入することによって、整流板を基板キャリアに固定する方法が挙げられる。長孔部への挿入位置を調整することにより、整流板の延出距離を容易に調整することが可能になる。

本発明によれば、ディップ式のエッチング装置に使用される基板キャリアにおいて、基板の板厚を均一にすることが可能なエッチング処理を行うことができる。

エッチング装置の構成を示す図である。 キャリアの概要を示す図である。 保持部およびエッチング槽内の液流を示す図である。 整流板の構成を示す図である。 キャリアの他の実施形態を示す図である。 エッチング槽内の液流を示す図である。

以下、図面を用いて本発明の一実施形態に係るエッチング装置１０を説明する。エッチング装置１０は、少なくともエッチング槽１２、散気管１４およびキャリア１６を備えている。エッチング装置１０は、キャリア１６に収容したガラス基板５０をエッチング槽１２に浸漬することで、エッチング処理を行うように構成される。エッチング槽１２は、エッチング液を収容するように構成される槽である。エッチング液は、少なくともフッ酸を含んでおり、必要に応じて塩酸等の無機酸や界面活性剤等のエッチング補助剤が添加される。

散気管１４は、エッチング槽１２の底面に配置されている。散気管１４は、エッチング槽１２の外部に配置されている不図示のエア供給部からエアが供給されることで、上方に向かって微小な気泡を噴出するように構成される。散気管１４は、所望の間隔で配管に散気孔が設けられている。散気管１４の配置や数は、ガラス基板５０の全域に均一に気泡が接触するように適宜調整することが好ましい。

エッチング液とガラス基板が反応すると、不溶性生成物（以下、スラッジともいう）が発生する。スラッジがエッチング槽１２内で増加すると、ガラス基板５０に付着するおそれが高くなり、スラッジが付着した領域は、局所的にエッチング処理が行われずに、凸状の突起部がガラス基板５０上に形成されてしまう。また、エッチング槽１２内でエッチング液が滞留すると、エッチングの反応速度が低下してしまうことがある。散気管１４は、上述のような不具合を抑制するために、気泡を噴射することでエッチング槽１２内で液流を発生させ、エッチング液を循環させている。

キャリア１６は、複数のガラス基板を垂直方向に保持するように構成された治具であり、エッチング槽１２内に浸漬されるように構成される。キャリア１６は、不図示の昇降装置によってエッチング槽１２への投入や引き揚げが行われる。キャリア１６は、エッチング液に耐性のある素材で構成されており、例えば、ポリ塩化ビニルやフッ素系樹脂等の樹脂を使用することが好ましい。

キャリア１６は、筐体２０の内側にガラス基板５０を保持する保持部２２が固定されている（図２（Ａ）および図２（Ｂ）参照。）。保持部２２は、スリット部２４、支持バー２６を有している。スリット部２４は、保持部２２の側面部において、ガラス基板５０の端部を支持するように凹状の溝が形成された領域である。ガラス基板５０は、スリット部２４に支持されることによって、垂直状態に保持されるように構成される。なお、本発明における垂直とは、水平面に対して９０±５度の範囲を含んだ意味に解釈するものとする。スリット部２４の長さや幅は、ガラス基板５０の板厚やエッチング量によって適宜調整される。

支持バー２６は、保持部２２の下部において、ガラス基板５０の下端を支持するように構成される。本実施形態では、３本の支持バー２６によってガラス基板５０を支持しているが、ガラス基板の大きさや板厚によって支持バーの数や配置は適宜変更することが可能である。支持バー２６は、ガラス基板５０との接触面積を低減するために、概略円形を呈している。

整流板２８は、スリット部２４の下部において、ガラス基板５０の配列方向に沿って保持部２２の一端から他端まで配置されている板状部材である。整流板２８は、保持部２２の下端部にボルト３４によって固定されており、その一部がガラス基板５０の配列領域まで延出するように構成される。

整流板２８は、ボルト３４が挿入される複数の固定孔３６が形成されている。また、保持部２２には、図４に示すように固定孔３６と同数の接続孔３８が形成されている。接続孔３８は、ガラス基板５０の配列方向と直交する方向に延びるような長孔形状に形成されており、接続孔３８の長さとしては、５０〜２００ｍｍ程度であることが好ましい。

整流板２８は、傾斜部３２を有している。傾斜部３２は、散気管１４側の主面は平面になっており、ガラス基板５０側の主面が、先端側に向かって先細りするように傾斜している領域である。傾斜部３２の傾斜角度は、エッチング液の組成や液の性質等によって調整することが好ましい。このような傾斜形状に形成することによって、散気管１４によって発生した液流が整流板２８に当たった際に、整流板２８に沿って流れやすくなる。

散気管１４から噴出される気泡によって、エッチング槽１２内では下方から上方に向かう液流が発生する。液面まで上昇した液流は、キャリア１６の外部において、エッチング槽１２の壁面に沿って下降し、散気管１４の周辺部まで流れる（図３（Ｂ）参照。）。このとき、スリット部２４によって支持されているガラス基板５０の周縁部を上昇する液流は、キャリア１６の形状や構成により中央部よりも流速が速くなる傾向があることが確認されている。特に散気管１４に近い位置に配置されるガラス基板５０の下端部は、最も流速が速くなるため、その他の領域よりもエッチングが進行してしまうことがある。

エッチング装置１０では、ガラス基板５０の端部領域に延出するように傾斜部３２が配置されているため、散気管１４から発生した液流は、整流板２８によって遮られる。整流板２８に当たったエッチング液は、コアンダ効果や表面張力の影響等により整流板２８の表面を沿うように上昇する。整流板２８に遮られた液流は、流速が低下することによってガラス基板５０の中央領域の流速と同程度の速度となる。このため、ガラス基板５０の下端部が過剰にエッチングされることが抑制され、ガラス基板５０の主面の板厚を均一にエッチングすることが可能になる。

また、整流板２８は接続孔３８の長手方向に沿ってスライドさせることで、傾斜部３２の延出距離を調整することも可能である。延出距離を調整することにより、ガラス基板のサイズや板厚、エッチング液の組成等が異なる条件でのエッチング処理においても、板厚のばらつきを抑制したエッチング処理を行うことが可能なる。

ここから本発明の他の実施形態を図５および図６を用いて説明する。図５は、本実施形態におけるキャリア１６１の下部を示す図である。キャリア１６１は、保持部２２の下端よりも下方に延出する筐体２０１を有している。また、保持部２２の側部にも下部整流板４０を備えている。

下部整流板４０は、保持部２２の側部にボルト等の固定具によって固定されている板状部材である。下部整流板４０は、固定具が挿入される固定孔４２を有している。保持部２２の側面には、下部整流板４０を固定するための接続孔４４が形成されている。接続孔４４は垂直方向に沿って延びる長孔形状を呈している。下部整流板４０は、少なくとも散気管１４と同じかそれよりも下部まで延出するように構成されている。

上述のように散気管１４に発生した液流は、エッチング槽１２の底部まで下降するようにエッチング槽１２内を循環している。この際、エッチング槽１２の底部では、壁面部から中央部に向かう液流が発生している。この横方向からの液流により、散気管１４から上方に向かう液流が乱れることがある。本実施形態では、下部整流板４０および筐体２０１をエッチング槽１２の下方向に延出させることにより、壁面部に沿って下降してきた液流が、散気管１４から発生する液流を乱すことを防止している。下部整流板４０が配置されることによってエッチング液は、散気管１４よりも下方向まで下降した後に上昇するため、エッチング槽１２内の循環がより安定し、高品質なエッチング処理を行うことが可能になる。また、接続孔４４の長手方向に沿って下部整流板４０の延出距離を調整することができるので、散気管１４とキャリア１６の距離やエッチング液の組成等によって、下部整流板４０の延出距離を簡易に変更することも可能である。また、本実施形態では、筐体２０１の下端を延出させたが、筐体２０１の下端部に下部整流板を別途配置することも可能である。

なお、本実施形態ではガラス基板を用いて説明したが、本発明はこれには限定されず、板状を呈する基板のエッチングに適用することができ、例えば半導体に用いられるシリコンウェハのエッチング処理等に使用することが可能である。また、エッチング処理は薄型化処理には限定されず、基板の凹凸加工等のその他の表面処理にも本発明は適用することができる。

上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０‐エッチング装置
１２‐エッチング槽
１４‐散気管
１６‐キャリア
２０‐筐体
２２‐保持部
２４‐スリット部
２６‐下部支持バー
２８‐整流板
３２‐傾斜部
３８‐接続孔
４０‐下部整流板
４２‐固定孔
４４‐接続孔
５０‐ガラス基板

Claims (5)

1. エッチング液が収容されたエッチング槽であって、底部から上方に向けてエアを噴射するための散気孔を有する散気管を備えたエッチング槽で用いられる基板キャリアにおいて、
   垂直状態の複数の基板を所定方向に沿って配列して保持可能なキャリア本体を有し、
   前記キャリア本体は、前記複数の基板の側端部を支持する保持手段と、
   前記保持手段の下部において、前記複数の基板の配列方向に沿って配置された整流板であって、前記複数の基板の端部領域まで延出するように配置された整流板と、
   を備えることを特徴とする基板キャリア。
2. 前記整流板の上面が基端から先端に向かって傾斜するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の基板キャリア。
3. 前記保持手段の側部から下方に向かって延出する下部整流板をさらに備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の基板キャリア。
4. 前記整流板は、基板の配列方向に直交する幅方向に沿ってスライド自在に支持されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の基板キャリア。
5. 前記整流板は、基板側に向かって延びる長孔部に固定部材が挿入されることで前記キャリア本体に固定されることを特徴とする請求項４に記載の基板キャリア。

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