JP2019021692A - 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ことである。【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複数の散気管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、ガラス基板５０に対して平行に配置されるとともに、キャリア１６本体内の空間を区画するように構成されている。また、整流板２８は、ガラス基板５０の下端部よりもエッチング槽１２の下方に向かって延出するように配置されている。【選択図】図２

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、複数のガラス基板を保持したキャリアをエッチング液が収容されたエッチング槽に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ってガラス基板の板厚をより均一にすることができ、エッチング品質を向上させる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。散気管は、エッチング槽の底部からエアを噴出するが、散気管から噴出された気泡が放射状に拡散してしまうため、隣接する散気管から噴出する気泡による干渉等の影響によりエッチング槽内の液流が乱れてしまっていた。このため、エッチング槽内において、エッチング液の流速にばらつきが生じたり、エッチング液が滞留してしまったりすることがあった。このように液流が乱れた状態でエッチング処理を行うと、エッチングが進行しやすい領域とエッチングが進行しにくい領域が発生してしまい、板厚にばらつきが生じることがあった。

また、ディップ式のエッチング装置は、大型ガラス基板への対応が難しいとされている。大型のガラス基板になると、エッチング槽内の液流の乱れによってガラス基板の揺れや撓みが発生しやすくなり、エッチング処理中にガラス基板が破損してしまうおそれが高くなる。大型基板に対応できるようにガラス基板の支持箇所や支持領域を増加させると、支持領域がエッチングされずに、板厚のばらつきが発生してしまう。ガラス基板が薄型化されると、液流の影響をさらに受けやすくなるので、ガラス基板の揺れや撓みがますます大きくなる。

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、エッチング槽内の液流を安定させ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複数の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、基板に対して平行に少なくとも１つ配置されており、キャリア本体内の空間を区画するように構成されている。さらに、整流板は、基板の下端部よりもエッチング槽の下方に向かって延出するように配置されている。

基板キャリアに整流板を配置することにより、散気管から噴出される気泡が拡散することなく、エッチング槽の底部から上部に向かう垂直方向の液流が発生する。このため、エッチング槽内の液流が安定し、基板のエッチング量のばらつきが抑制される。さらに、液流が安定することにより、従来では対応の難しかった大型基板も揺れを抑制しながら、エッチング処理することが可能になる。

また、整流板は少なくとも一方の主面に複数の凸状の直線部（例：リブ）を有していることが好ましい。エッチング処理によって基板が薄くなるにつれて、基板の揺れが大きくなるが、直線部によって基板を支持することができるので、エッチング中に基板が破損するといったおそれが軽減される。直線部の突出距離は、エッチング処理前の基板に接触しない程度の長さに調整され、エッチング処理中に液流の影響を受けて撓んだ基板を軽く保持するように構成される。また、直線部は、先端に向かうにつれて先細りするテーパ形状であることが好ましい。テーパ形状を呈することにより、基板との接触面積を低減させることができ、エッチング液が基板に均一に当たるように構成される。

また、複数の基板は、複数の散気管の配列方向と同じ方向に配列されていることが好ましい。このように基板を配置することにより延出した整流板を散気管と散気管の間に配置させることが可能になる。整流板により散気管が区画されることによって、気泡の流れをさらに制御しやすくなる。このため、エッチング槽内でのエッチング液の流れも安定し、エッチングの品質を向上させることが可能になる。

本発明によれば、エッチング槽内の液流を安定させることが可能になる。

エッチング装置の構成を示す図である。 キャリアの概要およびエッチング槽内の液流の様子を示す図である。 キャリアと整流板の構成を示した図である。 整流板の他の実施形態を示す図である。 整流板の他の実施形態を示す図である。

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中空配管である。散気管１４は、所望の間隔で散気孔が設けられており、散気孔から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よってエッチング槽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を保持する保持板２２が固定されている（図２（Ａ）参照。）。保持板２２は、一対の板状部材であり、その間にガラス基板５０を保持するように構成される。保持板２２は、所望の間隔でスリット部２４が形成されている。スリット部２４は、保持板２２の対向する主面において、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。なお、スリット部２４の形状は、適宜変更することも可能である。

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。エッチング処理中において、ガラス基板５０はスリット部２４と非接触の状態で支持されており、ガラス基板５０の端面のエッチングが不均一になるといった不具合は起こりにくい。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、キャリア１６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。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。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。

整流板２８は、ガラス基板５０と平行方向に配置された板状部材である。整流板２８は、耐エッチング性を有する樹脂で構成されているが、必要に応じて金属製の芯材を樹脂で被覆するように構成しても良い。整流板２８は、ガラス基板５０の配列方向において等間隔になるように複数配置されている。整流板２８の配置間隔は被処理基板の大きさやエッチング量に応じて適宜変更することが可能である。なお、ここでの等間隔とは、２枚の整流板の間に配置されるガラス基板５０の枚数が同一であるという意味に解釈される。

整流板２８は、スリット部２４内に挿入することで固定されている。スリット部２４で整流板２８を固定することにより、固定具等を使用することなくキャリア１６に整流板２８を配置することが可能になるだけでなく、整流板２８の配置間隔を容易に調整することも可能になる。整流板２８の端部は、スリット部２４にぴったり嵌るように構成される。

整流板２８の下端部は、エッチング槽１２の底部まで延在するように構成される。なお、支持バー２６が通過する領域には、貫通孔が設けられている（図３参照。）。整流板２８の配置は、散気管と散気管の間に整流板２８の延出領域が配置されるように調整されている。また、整流板２８の下端部は、散気管１４の散気孔よりも下側に位置することが好ましい。散気管１４は整流板２８によって区画された領域に１つずつ配置されるように構成される。

ガラス基板５０の薄型化等のエッチング処理時に散気管１４から気泡を噴出すると、整流板２８と保持板２２によって区画された領域内でエッチング液の流れを安定させることが可能となる。図２（Ｂ）に示すように散気管１４からキャリア１６の下端部までの空間において、散気管１４の左右に整流板２８が配置されているため、散気管１４から噴出される気泡は左右に拡散することなく底面に対して垂直方向に上昇する。液面付近まで上昇した液流は、エッチング槽１２の壁面付近を沿って下降する。

散気管１４からの気泡がエッチング槽１２の底面に対して垂直方向に上昇することによって、エッチング液の流れや流速を一定にすることが可能になる。このため、エッチング処理において、ガラス基板５０へのエッチング液の接触が均一になり、板厚のばらつきが生じることが抑制される。また、エッチング液が垂直方向に上昇することにより、エッチング処理中にガラス基板５０が揺れたり撓んだりすることも防止できる。このため、従来のエッチング装置では対応が困難であった大型のガラス基板を処理したり、ガラス基板を従来以上に薄型化したりすることが可能になる。また、整流板２８を底部まで延出させることにより、エッチング槽１２の壁面を下降してきたエッチング液が横方向からエッチング液の液流を乱すことも防止することができる。なお、本実施形態では、複数枚の整流板を配置しているが、整流板は少なくとも１つ配置されていれば、液流を安定させることが可能である。

また、本実施形態では整流板２８の板厚が一定であったが、図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示すように、ガラス基板５０に対応する領域の板厚をスリット部２４に挿入する端部領域よりも薄くしても良い。整流板２８に薄肉領域を設けることにより、ガラス基板５０と整流板２８の間をエッチング液がよりスムーズに流れるようになり、さらに均一なエッチング処理を行うことが可能になる。整流板２８の薄肉部の板厚は、エッチング処理中に撓んだり揺れたりしない程度に調整すれば良い。

ここから本発明の他の実施形態を図５（Ａ）および図５（Ｂ）を用いて説明する。図５（Ａ）は、本実施形態に係るキャリア１６１を上部から見た平面図である。キャリア１６１の構成は、キャリア１６と実質的に同一であり、ガラス基板５０を保持した状態でエッチング槽１２に浸漬されるように構成される。キャリア１６１は、ガラス基板５０の間に、整流板２８１が配置されている。整流板２８１は、ガラス基板５０と交互に配置される。整流板２８１のガラス基板５０と対向する主面に凸部４０が形成されている。

凸部４０は、図５（B）に示すようにエッチング槽１２の深さ方向に沿って形成された凸状の直線領域であり、整流板２８１の上端部から下端部まで形成されている。整流板２８１には、複数の凸部４０が形成されており、凸部４０は、エッチング処理中にガラス基板５０が撓んだり、揺れたりした場合に、ガラス基板５０を支持するように構成される。凸部４０の突出距離は、少なくともエッチング処理前のガラス基板５０に当接しないように調整される。また、凸部４０は、先端に向かうにつれて先細りするテーパ形状を呈している。テーパ形状にすることによって、エッチング処理中に凸部４０に接触するガラス基板５０の面積を最小限することが可能になる。

ガラス基板５０がエッチング処理により薄型化されると、ガラス基板５０の剛性が低下し、撓みや揺れも大きくなる。凸部４０によって揺れたり撓んだりしたガラス基板５０を支持することにより、大型のガラス基板であっても０．３ｍｍ以下程度まで薄型化することも可能である。また、凸部４０をテーパ形状にすることによって、ガラス基板５０への接触面積を低減させるだけでなく、エッチング液の流れを阻害することも抑制できるので、好適にエッチング処理を行うことができる。また、整流板２８１の下端部まで凸部４０が形成されることにより、液流が凸部４０の形状による液流の乱れが軽減される。

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‐保持板
２４‐スリット部
２６‐支持バー
２８‐整流板
４０‐凸部
５０‐ガラス基板

Claims (3)

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複数の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、
   前記複数の基板に対して平行に配置されるとともに、前記キャリア本体内の空間を区画するように構成された少なくとも１つの整流板であって、前記複数の基板の下端部よりも前記エッチング槽の下方に向かって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. 前記整流板は少なくとも一方の主面に複数の凸状の直線部を有していることを特徴とする請求項１に記載の基板キャリア。
3. 前記複数の基板は、前記複数の散気管の配列方向と同じ方向に配列されていることを特徴とする請求項１または２に記載の基板キャリア。

Images