JP2020001959A - エッチング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ガラス基板等に貫通孔を有する微細構造体を形成する場合において、貫通孔の口径は深さ方向の全体に亘って均一であることが望まれる。【解決手段】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、エッチング液が流れる配管と、配管の一端に接続されたノズルと、エッチング槽の中で平板状の加工対象物を固定する固定治具とを含む。ノズルは、固定治具で固定される平板状の加工対象物に接触又は近接するように配置されている。エッチング装置は、ノズルと平板状の加工対象物とで囲まれた閉空間にエッチング液を充満させ、液圧を作用させまがらエッチングを行う。【選択図】図１

Description

本開示の一実施形態は、ウエットエッチングを行うエッチング装置の構造及びエッチング方法に関する。

ガラス基板に微小な貫通孔を形成する方法として、パルスレーザ光をガラス基板に照射することで変質部を部分的に形成し、その後ガラス基板に対するエッチングレートよりも変質部に対するエッチングレートが大きいエッチング液を用いて変質部をエッチングすることによりガラス基板に貫通孔を形成する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１に開示された加工方法によれば、ガラス基板に形成される貫通孔の口径は深さ方向の分布において均一ではなく、中央部付近の口径に対し両端の口径が大きく形成されている。これを断面形状でみると、中央部が細く、ガラス基板の表裏両面に向けて口径が大きくなる、所謂砂時計型の形状になっている。

特開２０１１−３７７０７号公報

ガラス基板に貫通孔を有する微細構造体を形成する場合において、貫通孔の口径は深さ方向の全体に亘って均一であることが望まれる。例えば、ガラス基板に貫通電極と配線パターンを作製する場合、製造工程において作製可能な貫通孔の最大径を基準に配線の配置を設計する必要がある。したがって、貫通孔の口径が大きくなってしまうと、配線密度を高めることが出来ず、高集積化を阻害する要因となることが問題となる。

本開示の一実施形態に係るエッチング装置は、エッチング液が貯留されるエッチング槽と、エッチング液が流れる配管と、配管の一端に接続されたノズルと、エッチング槽の中で平板状の加工対象物を固定する固定治具と、を含む。ノズルは、固定治具で固定される平板状の加工対象物に接触又は近接するように配置されている。

本開示の一実施形態に係るエッチング装置は、一方向に伸長されエッチング液が吐出されるスリットを有するスリット型ノズルと、スリット型ノズルにエッチング液を圧送する送液管と、平板状の加工対象物を固定する固定治具と、を含む。スリット型ノズルは、平板状の加工対象物の表面と接触又は近接して配置され、スリット型ノズルと平板状の加工対象物とは、相対的に一方向と交差する方向に移動する。

本開示の一実施形態に係るエッチング装置は、平板状の加工対象物を固定する固定治具と、平板状の加工対象物にエッチング液を散布するシャワーヘッドと、一方向に伸長するスキージと、を含む。スキージは、平板状の加工対象物の表面を、一方向と交差する方向に摺動する。

本開示の一実施形態に係るエッチング装置は、回転軸を中心に旋回する回転型エッチング槽と、回転型エッチング槽の内部に設けられ、回転型エッチング槽と共に旋回し、平板状の加工対象物を固定する固定治具と、を含む。回転型エッチング槽は、エッチング液を貯留した状態で旋回する。

本開示の一実施形態に係るエッチング装置の構成を示す断面図である。 本開示の一実施形態に係るエッチング装置のノズルの構成を示す断面図である。 本開示の一実施形態に係るエッチング装置で加工される平板状の加工対象物の形態を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）はＡ１−Ｂ１線に対応する断面図を示す。 本開示の一実施形態に係るエッチング方法を説明する図であり、（Ａ）及び（Ｂ）は平板状の加工対象物の断面構造を示す。 本開示の一実施形態に係るエッチング方法を説明する図であり、（Ａ）及び（Ｂ）は平板状の加工対象物の断面構造を示す。 本開示の一実施形態に係るエッチング装置の構成を示す断面図である。 従来のエッチング方法で平板状の加工対象物に形成される貫通孔の形態を例示する図である。 本開示の一実施形態に係るエッチング装置の構成を示す断面図である。 本開示の一実施形態に係るエッチング装置の構成を示す断面図である。 本開示の一実施形態に係るエッチング装置の構成を示す斜視図である。 本開示の一実施形態に係るエッチング装置に用いられるスリット型ノズルの断面構造を示す図である。 本開示の一実施形態に係るエッチング装置の構成を示す斜視図である。 本開示の一実施形態に係るエッチング装置に用いられるシャワーヘッドとスキージの構成を示す断面図である。 本開示の一実施形態に係るエッチング装置に用いられるスキージと平板状の加工対象物の関係を説明する図である。 本開示の一実施形態に係るエッチング装置の構成を示す断面図である。 本開示の一実施形態に係るエッチング装置の構成を示す平面図である。

以下、本開示の内容を、図面等を参照しながら説明する。但し、本開示は多くの異なる態様を含み、以下に例示する開示の内容に限定して解釈されるものではない。図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、それはあくまで一例であって、本開示の内容を必ずしも限定するものではない。また、本開示において、ある図面に記載されたある要素と、他の図面に記載されたある要素とが同一又は対応する関係にあるときは、同一の符号（又は符号として記載された数字の後にａ、ｂなどを付した符号）を付して、繰り返しの説明を適宜省略することがある。さらに各要素に対する「第１」、「第２」と付記された文字は、各要素を区別するために用いられる便宜的な標識であり、特段の説明がない限りそれ以上の意味を有さない。

第１の開示：
１−１．エッチング装置の構成
図１は、本開示の一実施形態に係るエッチング装置３０１の断面構造を模式的に示す。エッチング装置３０１は、エッチング液１１８が貯留されるエッチング槽１０２と、エッチング槽１０２にエッチング液１１８を送る配管の一つである送液管１０４と、エッチング液１１８が吐出されるノズル１０６と、エッチング槽１０２内で加工対象物を固定する固定治具１１０とを含む。ノズル１０６は、送液管１０４の一端に接続され、固定治具１１０で固定される加工対象物２００に接触又は近接するように配置される。なお、加工対象物２００は任意の構成であり、エッチング装置３０１に付属する構成する部材ではない。

エッチング液１１８は送液管１０４を流れ、ノズル１０６からエッチング槽１０２に流出する。エッチング槽１０２は所定量のエッチング液１１８を貯留する容積を有する。エッチング槽１０２の容積は、加工対象物２００をエッチング液１１８の中に沈設できる大きさを有する。エッチング槽１０２において、エッチング液１１８の液面の高さは適宜設定される。本開示の一実施形態において、エッチング液１１８の液面の高さは、加工対象物２００の被加工面を沈設できる高さに設定されることが好ましい。

固定治具１１０は、エッチング槽１０２の中に配置される。固定治具１１０は、エッチング槽１０２の中で加工対象物２００を固定する。図１は、加工対象物２００が平板状である態様を示す。平板状の加工対象物２００は、例えば、ガラス基板である。図１には詳細に図示されないが、固定治具１１０は、メカニカルチャック（エアチャック）等の機械的手段によって平板状の加工対象物２００を固定する。図１は、固定治具１１０が平板状の加工対象物２００を水平に保持しているが、このような態様に代えて平板状の加工対象物２００を垂直又は斜めに保持するように構成されていてもよい。

固定治具１１０はステージの上面に平板状の加工対象物２００を載置する構造を有していても良い。この場合、ステージの載置面は、平板状の加工対象物２００の被エッチング領域が露出するように開口部１１２が設けられていることが好ましい。また固定治具１１０は、平板状の加工対象物２００の周端をチャック等で挟み、固定する構造であってもよい。固定治具１１０は、平板状の加工対象物２００の被エッチング領域が、エッチング槽１０２の中でエッチング液１１８に晒される構造を有していることが好ましい。

ノズル１０６は送液管１０４の一端に接続される。ノズル１０６の口径は、送液管１０４の接続部とノズル１０６の先端とで異なっている。例えば、ノズル１０６の口径は、送液管１０４の接続部から離れるに従い大きくなる形状を有する。別言すれば、ノズル１０６において、流体が流れる断面積は、送液管１０４と接続される一端の断面積に対し、平板状の加工対象物２００に近接又は接触する他端の断面積の方が大きくなっている。ノズル１０６の口径は、送液管１０４との接続部から、連続的に増加するように変化してもよいし、階段状に多段階に変化してもよい。

図１は、送液管１０４と接続される天板部と、天板部の周端から立ち上がる側板部とで構成されるノズル１０６の一形態を示す。このような構造において、ノズル１０６は、天板部と側板部とが明確な境界によって区別されていなくてもよく、例えば、送液管１０４の一端から連続するように流線形状の曲面部材で形成されていてもよい。また、ノズル１０６は、送液管１０４の接続部から徐々に口径が増加するドーム型又は傘型の形状を有していてもよい。

平板状の加工対象物２００は、エッチング槽１０２の中で被エッチング領域がエッチング液１１８の液面より低くなるように固定治具１１０で保持される。ノズル１０６は平板状の加工対象物２００と接触又は近接して配置されるので、ノズル１０６の先端部分又は全体はエッチング液１１８に浸漬される。ノズル１０６が平板状の加工対象物２００と接触又は近接して配置されることにより、ノズル１０６と平板状の加工対象物２００とに囲まれた閉空間１２０が形成される。ノズル１０６には送液管１０４からエッチング液１１８が供給されるので、閉空間１２０はエッチング液１１８で満たされる。

図１に示すように、ノズル１０６の先端部分にはシール部材１０８が設けられていてもよい。シール部材１０８は、シリコーン等の弾性材で形成されていることが好ましい。シール部材１０８を弾性材で設けることで、ノズル１０６を平板状の加工対象物２００に接触させても、接触部にキズ等の損傷を与えないようにすることができる。ノズル１０６がシール部材１０８を介して平板状の加工対象物２００と接触することにより、ノズル１０６と平板状の加工対象物２００で囲まれた閉空間１２０の密閉性を高めることができる。

一方、ノズル１０６は、平板状の加工対象物２００と接触し、間隙を持って配置されてもよい。間隙は、閉空間１２０に充満するエッチング液１１８が流出しにくくなるように、流体抵抗が生じ得る程度の間隔を有していることが好ましい。このように、本開示においていう閉空間１２０とは、完全に密閉された空間を指すことの他、ある程度の間隙や開孔が存在する場合であっても、エッチング液１１８の流動を制御できる空間を含むものとする。

エッチング液１１８は送液管１０４をノズル１０６の方向に向かって流れる。送液管１０４を流れるエッチング液１１８は、ノズル１０６から吐出されてエッチング槽１０２に流入する。その際に、ノズル１０６と平板状の加工対象物２００で囲まれた閉空間１２０にはエッチング液１１８が充填される。ノズル１０６の先端はエッチング槽１０２の液面より低い位置にあり、送液管１０４からは所定の液圧でノズル１０６にエッチング液１１８が流入するので、この閉空間１２０は液圧に応じて加圧された状態となる。すなわち、閉空間１２０は、エッチング槽１０２の他の領域と比べて陽圧状態となる。具体的には、閉空間１２０に充満するエッチング液１１８の液圧は、大気圧より高いことが好ましい。

ノズル１０６を平板状の加工対象物２００と接触させ、または近接して配置することにより、被エッチング領域にエッチング液１１８の液圧を作用させることができる。閉空間１２０に間隙がある場合、ノズル１０６に供給されたエッチング液１１８の一部は、間隙から流出しエッチング槽１０２の中へ流動する。また、エッチング液１１８は、平板状の加工対象物２００の形状に依存して、例えば、平板状の加工対象物２００に形成された貫通孔を経由してエッチング槽１０２に流動する。ノズル１０６は、エッチング液１１８の流動性を確保しつつ、液圧を平板状の加工対象物２００に作用させることができる。

図２（Ａ）に示すように、ノズル１０６にはシャワー板１０５が設けられていてもよい。シャワー板１０５が設けられることで、エッチング液１１８の液圧を平板状の加工対象物２００に均一に作用させることができる。また、図２（Ｂ）に示すように、ノズル１０６には整流板１０７が設けられていてもよい。整流板１０７を設けることで、エッチング液１１８の液流の方向を制御して、液圧を平板状の加工対象物２００に均一に作用させることができる。

エッチング装置３０１は、配管にエッチング液１１８を流す送液ポンプ１１６が備えられていてもよい。送液ポンプ１１６の吐出口に送液管１０４が接続されることで、送液ポンプ１１６から吐出されたエッチング液１１８をエッチング槽１０２に流すことができる。エッチング装置３０１は、また、エッチング槽１０２に溜められたエッチング液１１８を吸引する吸液管１１４が設けられていてもよい。吸液管１１４は送液ポンプ１１６の吸引口と接続されることで、エッチング槽１０２からエッチング液１１８を吸引することができる。このような接続構造により、送液ポンプ１１６は、エッチング槽１０２からエッチング液１１８を吸引し、吸引したエッチング液１１８をエッチング槽１０２に流入させるので、エッチング液１１８を循環させることができる。エッチング装置３０１は、エッチング槽１０２に溜められるエッチング液１１８を循環させることにより、平板状の加工対象物２００の被加工面にエッチング液１１８を連続的に供給することができるので、エッチング速度を一定に保つことができる。

エッチング槽１０２には、送液ポンプ１１６により、エッチング液１１８が循環する配管の経路とは別の経路からエッチング液の新液が供給されてもよい。例えば、図１に示すように、エッチング液が充填された容器１２２からエッチング液の新液が供給される経路が備えられていてもよい。エッチング槽１０２には、エッチング液１１８の液質を管理するセンサ１２４が設けられていてもよい。センサ１２４としては、エッチング液１１８の液面の高さを検知する液面センサ、エッチング液１１８のペーハー（ｐＨ）を検知するペーハーセンサ、エッチング液１１８の濁度を検知する光学センサ等の一種又は複数種を設けることができる。

なお、図１では示されないが、エッチング装置３０１はエッチング液１１８を加熱する加熱部を備えていてもよい。例えば、エッチング槽１０２に貯留されるエッチング液１１８を室温以上の温度に加熱するために、ヒータが備えられていてもよい。

平板状の加工対象物２００のエッチングに使用されたエッチング液は、反応生成物が液中に残留する場合がある。反応生成物は、エッチング槽１０２の中に沈殿し、またノズル１０６内に堆積することでエッチング液１１８の流動化を妨げる要因となる。図１には示されていないが、エッチング液１１８が循環する経路に反応生成物を除去するフィルタ又はトラップが設けられていてもよい。例えば、吸液管１１４と送液ポンプ１１６との間に反応生成物を除去するフィルタ又はトラップが設けられていてもよい。このように、エッチング装置３０１に反応生成物を除去するフィルタ又はトラップを設けることで、エッチング液１１８の流動性を確保しつつ繰り返し使用することができる。

本開示に係るエッチング装置３０１によれば，平板状の加工対象物２００を固定治具１１０によりエッチング槽１０２内で保持しつつ、エッチング液１１８が吐出されるノズル１０６を近接して配置することで、被エッチング領域にエッチング液１１８の液圧を作用させつつエッチングを行うことができる。別言すれば、ノズル１０６と平板状の加工対象物２００とで囲まれた閉空間１２０に、エッチング液１１８の液圧を作用させることで、エッチング液１１８を流動化させ、均一なエッチングを行うことができる。

１−２．加工対象物について
エッチング装置３０１で加工される加工対象物の種類と、加工対象物を加工（エッチング）に用いるエッチング液１１８の種類に限定はない。本開示では、平板状の加工対象物２００としてガラス基板を例示するが、この場合、エッチング液１１８としてフッ酸水溶液が用いられる。

エッチング装置３０１で加工される加工対象物の形態に限定はない。エッチング装置３０１は、例えば、平板状の加工対象物２００としてガラス基板のような板状又は平板状の部材のエッチングに好適に用いることができる。特に、エッチング装置３０１は、このような板状又は平板状の基板に、貫通孔（スルーホール）を形成するときに好適に用いることができる。図１に示すように、平板状の加工対象物２００はノズル１０６と接触又は近接して配置されノズル１０６から供給されるエッチング液１１８に晒されると共に、エッチング液１１８の液圧が作用する。平板状の加工対象物２００に貫通孔が形成される段階で、被エッチング領域にエッチング液１１８の液圧が作用すると、エッチング液１１８は貫通孔を通って流れるため流動化を促進することができる。加圧されたエッチング液１１８が、平板状の加工対象物２００に形成される貫通孔に流動することにより、貫通孔にエッチング液が滞留せず、新しいエッチング液が供給され続けるので、均一なエッチングを行うことができる。

本開示に係るエッチング装置３０１は、平板状の加工対象物２００がエッチング液１１８に接する領域において、エッチング液１１８の流動化を促進することができるので、エッチングの均一性と、エッチングにより加工される形状を精密に制御することができる。

１−３．エッチング方法
本開示に係るエッチング装置３０１を用いたガラス基板への貫通孔の形成方法について図面を参照して説明する。以下に例示するガラス基板への貫通孔の形成方法は、ガラス基板にレーザ光を照射するレーザ照射段階と、レーザ照射後にガラス基板にエッチング処理を施して貫通孔を形成するエッチング段階とを含む。

図３（Ａ）は、ガラス基板２００の平面図を示し、変質部２０２が形成された状態を示す。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示すＡ１−Ｂ１線に沿った断面構造を示す。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、変質部２０２は、パルスレーザ光を照射することにより、ガラス基板２００の面内に離散的に形成される。レーザ光源には、例えば、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ、Ｎｄ：ＹＶＯ₄レーザ等の固体レーザが用いられる。ガラス基板２００を加工するために、照射されるパルスレーザ光はこのような固体レーザの第２高調波、第３高調波が使用される。レーザパルスのエネルギーを、例えば、５μＪ／パルス〜１００μＪ／パルスとし、光学系で集光してガラス基板２００に照射することで、照射領域が瞬間的に高温に加熱され、変質部２０２が形成される。変質部２０２はガラス基板の材質が変化した領域であり、所定のエッチング液に対するエッチングレートが、レーザ光が照射されない他の部分（以下、「非変質部」ともいう）よりも高くなるという特性を有する。

レーザ光のパルス幅、波長、パルスエネルギー等は、ガラス基板２００に用いられるガラスの材質に応じて適宜設定される。また、レーザ光のビーム径は、ガラス基板２００に形成しようとする貫通孔２０６の口径や板厚等に応じて適宜変更することができ、例えば、直径１μｍ〜１０μｍとすることができる。

ガラス基板２００としては、例えば、アルミノシリケートガラス等の無アルカリガラスを使用することができるが、これに限定されるものではなく、変質部２０２を形成できるもの（すなわち、レーザ照射によって所定のエッチング液１１８に対するエッチングレートを高くできるもの）であればよい。例えば、石英ガラス基板、アルミナ基板等を用いることできる。

ガラス基板２００に変質部２０２を形成した後、エッチングが行われる。エッチングは、図１に示すエッチング装置３０１が用いられる。ガラス基板２００は、エッチング槽１０２の中で固定治具１１０に固定され、ノズル１０６と対向するように配置される。エッチング液１１８としては、例えば、フッ化水素水が用いられるが、エッチング液の種類はこれに限定されず上述のように、変質部２０２に対するエッチングレートが非変質部よりも高くなるものであれば、他のエッチング液を用いることもできる。

エッチング液１１８は送液管１０４を流れ、ノズル１０６から吐出される。エッチング液１１８は、ノズル１０６とガラス基板２００とので囲まれた閉空間１２０に充満される。エッチング液１１８は送液ポンプ１１６から連続的に供給されるので、閉空間１２０に充満したエッチング液１１８によりガラス基板２００の表面に液圧が作用する。

エッチング槽１０２の中では、ノズル１０６とガラス基板２００で囲まれた閉空間１２０の液圧と、その外側の領域での液圧に差圧が生じている。すなわち、ガラス基板２００はエッチング液１１８に浸漬された状態にあるものの、ガラス基板２００のノズル１０６と対向する面（以下、「第１面」とする）と、その反対側の面（以下、「第２面」とする）とでエッチング液の液圧に差が生じている。具体的には、ノズル１０６とガラス基板２００とで囲まれた領域に充填されたエッチング液１１８の液圧が、それ以外のエッチング槽１０２内の液圧より高くなっている。この液圧の差は、ガラス基板２００に形成される変質部２０２の口径等に応じて、適宜設定され得る。

ガラス基板２００は、第１面と第２面との両方の面がエッチング液に浸漬されている。ガラス基板２００の変質部２０２は、それ以外の領域（非変質部）と比べて、エッチング液１１８に対するエッチング速度が高くなっている（例えば、１００倍程度高くなっている）。その結果、図４（Ａ）に示すように、ガラス基板２００の面内で、変質部２０２が表面側からエッチングされることで窪みＴ１が形成されるとともに、この変質部２０２が裏面側からエッチングされることで窪みＴ２が形成される。そして、これらの窪みＴ１，Ｔ２がそれぞれガラス基板Ｓの厚さ方向中央部分まで延びて貫通することにより、変質部２０２が除去される。その結果、図４（Ｂ）に示すような細孔２０４が形成される。

図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すように、ガラス基板２００がエッチング液１１８に浸漬された後に、最初にエッチングが進むのは変質部２０２となる。このとき、変質部２０２の口径が、例えば１μｍである場合、エッチングの初期段階でガラス基板２００に形成される細孔２０４の口径も約１μｍとなる。この段階で形成される細孔２０４はガラス基板２００の第１面から第２面にかけて直線状に伸び、断面形状でみると矩形であり、口径は全域に亘って概ね均一なものとなっている。

図５に示すように、ガラス基板２００の第１面及び第２面はエッチング液に晒されているので、エッチングはガラス基板２００の全面で進行する。本開示のエッチング装置３０１を用いた場合、ガラス基板２００の第１面側の方が第２面側に対してエッチング液１１８の液圧か高くなるため、この液圧の差によって細孔２０４を通ってエッチング液１１８が流動する。細孔２０４の中へ流動したエッチング液１１８により、この細孔２０４の内壁面がエッチングされる。その結果、細孔２０４の内径が徐々に拡がる。細孔２０４の内壁面は、レーザ照射による変質が発生しなかった部分であるため、ガラス基板２００の表面と同等のエッチング速度となる。エッチング液１１８は、細孔２０４内を流動するので、細孔２０４の内壁全体はほぼ同じ割合でエッチングされる。すなわち、ガラス基板２００をエッチングして変質部２０２がエッチングされて細孔２０４が形成された後も、エッチング液１１８として、新液及びフィルタ又はトラップにより浄化されたエッチング液の一方又は双方を細孔２０４内に送り込むことにより、細孔２０４の中央部のエッチングレートが低下することを防止し、ガラス基板２００に形成される貫通孔２０６の断面形状が砂時計型になってしまうことを防止することができる。これにより、ガラス基板２００は、細孔２０４の断面形状が維持されたまま、口径が広がるようにエッチングされる。

なお、ガラス基板２００の板厚は１００μｍ〜１００００μｍ程度であるのに対し、細孔２０４の初期状態の口径は１０μｍ程度であるので、エッチングによるガラス基板２００の板厚の目減り分は殆ど無視することができる。したがって、エッチングにより細孔２０４の口径を拡大させることができる。細孔２０４の口径は、エッチング液の温度、濃度、エッチング時間によって制御することが可能である。そして、細孔２０４の内径が拡がって所望の口径に達すると、ガラス基板２００はエッチング槽１０２から搬出され、純水等を用いてエッチング液はすすぎ落とされる。こうして、エッチング処理は終了する。

なお、図６に示すように、エッチング液１１８の液面の高さは、固定治具１１０により固定されるガラス基板２００よりも低い高さに設定されていてもよい。この場合、閉空間１２０の液圧が、エッチング槽１０２内の気圧よりも高ければ、エッチング液１１８を細孔に流動させることができる。このような構成によれば、平板状の加工対象物２００の第２面側はエッチング液１１８に晒されないので、平板状の加工対象物２００の第１面側と細孔２０４がエッチングされ、第２面側のエッチングは抑制される。これにより、平板状の加工対象物２００の板厚の減少を抑制することができる。

このように、本開示によれば、貫通孔を形成するガラス基板２００の第１面側と、第１面側の反対側である第２面側との間で、エッチング液の液圧に差が出るようにし、例えば、第１面側の液圧が第２面側に対して高くなるようにすることで、エッチング液を流動化させ、細孔内を均一にエッチングすることができる。

これに対し、ガラス基板の第１面側と第２面側との間に液圧差が無い場合、エッチング液が細孔に十分に流動しないので、ガラス基板２００に形成される貫通孔２０８は中央部付近の口径と比較して、開口端の口径が大きくなってしまう。その結果、図７に示したように、このような液圧差がない条件で形成される貫通孔２０８は、その形状が略砂時計形状となる。

この原因としては、以下の理由が考えられる。ウエットエッチングでは、エッチング処理で生成される反応生成物がエッチング液に拡散することで、そのエッチングレートが低下する。このため、ガラス基板２００の細孔２０４内にエッチング液が滞留すると、その滞留部分のエッチングレートが低下することになる。例えば、図７に示すように、細孔２０４の中央部付近Ｔ４は、エッチング液が滞留しやすく、そのためエッチングレートの低下が顕著となる。その一方で、細孔２０４の開口端Ｔ５，Ｔ６の付近では、エッチング液が滞留し難いので、エッチングレートが高い状態に維持される。このため、従来のエッチング処理は、細孔２０４の中央部付近Ｔ４と開口端Ｔ５、Ｔ６付近とでエッチングレートの差が生じ、略砂時計形状の貫通孔Ｈ０が形成され易いと考えられる。

これに対し、本開示に係るエッチング装置３０１は、エッチング液１１８が吐出されるノズル１０６を設け、ノズル１０６をガラス基板２００と近接又は接して設けることで閉空間１２０を形成し、ガラス基板２００がエッチング液１１８に浸漬された状態で、閉空間１２０に充填されたエッチング液の液圧を高めている。これにより、ガラス基板２００に形成された細孔２０４の中にエッチング液１１８を流入させることができ、ガラス基板２００の表面と、細孔２０４におけるエッチング速度が等しくなるようにすることが可能となる。すなわち、本開示に係るエッチング装置３０１は、図５に示すように、ガラス基板２００の第１面側からエッチング液の液圧を作用させ、ガラス基板２００の第１面側から第２面側へのエッチング液１１８の液流２１０を発生させることで、エッチング速度の均一化を図っている。

なお、エッチング槽１０２において、ノズル１０６とガラス基板２００とによって形成される閉空間１２０とそれ以外のエッチング槽１０２内の領域における液圧の差は、細孔２０４内でエッチング液１１８の液流２１０を十分な流量に設定でき、貫通孔２０６の断面が第１面から第２面にかけて直線状となるように設定すればよい。

このように、第１の開示に係るエッチング装置３０１によれば、ガラス基板２００に形成する貫通孔２０６の形状を従来よりも垂直形状に近づけることができ、従って、貫通孔２０６の表裏開口端の径を小さくし易くなるので、ガラス基板２００に多数の貫通電極を狭ピッチで形成することが容易になる。加えて、かかる貫通孔２０６の形状を垂直形状に近づけることで、貫通孔２０６を狭ピッチに形成した場合でも、それら貫通孔２０６に形成した貫通電極の中央部付近での径を十分に大きくできるので、配線の信頼性を確保し易くなる。

第２の開示：
２．エッチング装置の構成
図８は、本開示の一実施形態に係るエッチング装置３０２の断面構造を模式的に示す。エッチング装置３０２は、エッチング液が溜められるエッチング槽１０２と、エッチング槽１０２にエッチング液を送る配管の一つである送液管１０４と、エッチング液が吐出されるノズル１０６と、エッチング槽１０２内で平板状の加工対象物２００を固定する固定治具１１０とを含む。ノズル１０６は、エッチング槽１０２の内部に配置され、エッチング液１１８が流れる配管の一つである吸液管１１４の一端（吸込口）と接続される。固定治具１１０は、エッチング槽１０２の内部に配置される平板状の加工対象物２００を固定する。固定治具１１０に平板状の加工対象物２００が固定されたとき、ノズル１０６の先端が平板状の加工対象物２００と接触又は近接するように、固定治具１１０とノズル１０６との相対的な位置が設定される。なお、第１の開示と同様に、平板状の加工対象物２００は任意の構成であり、エッチング装置３０１に付属する構成する部材ではない。

送液管１０４はエッチング槽１０２にエッチング液を流入させ、吸液管１１４はエッチング槽１０２に貯留されたエッチング液１１８を吸引する管として用いられる。このような機能を実現するために、送液管１０４と吸液管１１４は送液ポンプ１１６と接続される。エッチング槽１０２には、送液管１０４から吐出されるエッチング液１１８が貯留される。エッチング槽１０２において、エッチング液１１８の液面の高さは宜調整されるが、少なくともノズル１０６がエッチング液１１８の中に沈設される程度の高さに設定される。送液ポンプ１１６によりエッチング液１１８を循環させるとき、送液管１０４から供給される液量と、吸液管１１４から吸引される液量とのバランスをとることにより、エッチング液１１８の高さは一定水準に保たれる。

図８は、第１に開示と同様に平坦状の加工対象物２００がガラス基板である場合を示す。ノズル１０６は、平板状の加工対象物２００の第２面側と接触又は近接して配置される。固定治具１１０は、メカニカルチャック（エアチャック）等の機械的手段によって平板状の加工対象物２００を固定する。固定治具１１０は、平板状の加工対象物２００の外周部で固定する構造を有し、ノズル１０６が平板状の加工対象物２００に接触又は近接して配置されるときに干渉しない構造を有している。

第２の開示においても、図８に示すように、ノズル１０６の先端部分にはシール部材１０８が設けられていてもよい。ノズル１０６がシール部材１０８を介して平板状の加工対象物２００と接触することにより、ノズル１０６と平板状の加工対象物２００で囲まれた閉空間１２０の密閉性を高めることができる。また、ノズル１０６が平板状の加工対象物２００と間隙を持って配置されるとき、間隙の間隔は閉空間１２０に充満するエッチング液１１８が流出しにくくなるように、流体抵抗が生じ得る程度の間隔を有していることが好ましい。

図８で示されるように、エッチング槽１０２にエッチング液１１８が充填されるとき、閉空間１２０はエッチング液１１８の液中に配置される。閉空間１２０の液圧は、吸液管１１４からエッチング液１１８が吸引されることで、エッチング槽１０２の他の領域の液圧と比べて相対的に低くなる。すなわち、ノズル１０６と平板状の加工対象物２００で囲まれた閉空間１２０は、エッチング槽１０２の多の領域と比べ陰圧状態となる。

このように、平板状の加工対象物２００をエッチング液１１８の中に沈設させ、ノズル１０６と平板状の加工対象物２００とで形成される閉空間１２０の液圧を陰圧にすることで、エッチング液１１８の液圧を平板状の加工対象物に作用させることができる。閉空間１２０に間隙がある場合、ノズル１０６に供給されたエッチング液１１８の一部は、間隙から閉空間に流入する。また、エッチング液１１８は、平板状の加工対象物２００の形状に依存して、例えば、平板状の加工対象物２００に形成された細孔を通して閉空間１２０に流入する。

第２の開示に係るエッチング装置３０２によれば，平板状の加工対象物をエッチング液の中に沈設し、エッチング液を吸引するノズル１０６を平板状の加工対象物に近接して配置することで、被加工面にエッチング液の液圧を作用させつつエッチングを行うことができる。

エッチング装置３０２は、ガラス基板２００に貫通孔を形成するためのエッチングを行うことができる。この場合、ガラス基板２００の第１面と第２面とでは液圧差が生じるので、この液圧差を利用してガラス基板２００の細孔２０４を通してエッチング液１１８を流動化させることができる。それにより、ガラス基板２００に形成される貫通孔２０６の断面形状が矩形となるように制御することができる。

なお、エッチング装置３０２においても、エッチング液１１８を加熱する加熱部を備えていてもよい。また、エッチング槽１０２には、エッチング液１１８の液質を管理するセンサ１２４が設けられていてもよい。さらに、エッチング液１１８が循環する経路に反応生成物を除去するフィルタ又はトラップが設けられていてもよい。

第２の開示に係るエッチング装置３０２によれば、平板状の加工対象物２００を固定治具１１０によりエッチング槽１０２内で保持しつつ、エッチング液１１８が吐出されるノズル１０６を平板状の加工対象物２００に近接して配置し、ノズル１０６からエッチング液を吸引することで、エッチング液１１８の流動化を促進し、板状部材に貫通孔を形成する場合にあっても、均一性の高いエッチングを行うことができる。

第３の開示：
３−１．エッチング装置の構成
図９は、第３の開示に係るエッチング装置３０３の要部の構成を示す斜視図である。以下の説明においては、第１の開示及び第２の開示に係るエッチング装置と相違する部分について説明する。

エッチング装置３０３は、エッチング液が流れる配管の一つである送液管１０４と接続される第１のノズル１０６ａと、吸液管１１４と接続される第２のノズル１０６ｂとを有する。第１のノズル１０６ａは、平板状の加工対象物２００と接触又は近接して配置されることで第１の閉空間１２０ａを形成し、第２のノズル１０６ｂは、平板状の加工対象物２００と接触又は近接して配置されることで第２の閉空間１２０ｂを形成する。

第３の開示において、第１のノズル１０６ａが奏する作用効果は、第１の開示と同様であり、第２のノズル１０６ｂが奏する作用効果は第２の開示と同様である。第１の閉空間１２０ａは、送液管１０４から流れ込むエッチング液１１８によりエッチング槽１０２の他の領域と比べて陽圧となり、第２の閉空間１２０ｂはエッチング液１１８が吸液管１１４に吸引されることにより陰圧となる。これにより、平板状の加工対象物２００の第１面側と第２面側の液圧の差が大きくなり、エッチング液１１８の流動をより促進することができる。

第３の開示に係るエッチング装置３０３によれば、第１の開示における場合と同様にガラス基板２００に貫通孔２０６を形成することができ、第１の開示及び第２の開示と同様の作用効果を得ることができる。

第４の開示：
４−１．エッチング装置の構成
図１０は、本開示に係るエッチング装置３０４の要部の構成を示す斜視図である。図１０は、エッチング装置３０４の要部の構成として、エッチング液１１８が吐出されるスリット型ノズル１２６、エッチング液が流れる配管の一つである送液管１０４、及び送液ポンプ１１６を示す。図１１は、スリット型ノズル１２６の断面図を示す。スリット型ノズル１２６は、平板状の加工対象物２００に近接して配置される。送液管１０４はスリット型ノズル１２６と接続される。送液ポンプ１１６は送液管１０４にエッチング液を圧送し、送液管１０４を流れたエッチング液は、スリット型ノズル１２６から吐出される。

スリット型ノズル１２６は、長辺及び短辺を有する矩形状のノズル本体１２８を有する。ノズル本体１２８は、平板状の加工対象物２００の表面にエッチング液１１８を供給する。ノズル本体１２８は、送液管１０４からエッチング液１１８が流入する供給路１３２、供給路１３２と接続され、長辺方向に沿ったスリット１３４を有する。このようなノズル本体１２８は、例えば、左右対称に形成されたダイ１３０ａとダイ１３０ｂを貼り合わせて形成されていてもよい。供給路１３２は、ノズル本体１２８の内部で、スリット１３４と共に長辺方向に沿って配設された円筒状の中空空間である。供給路１３２には送液管１０４からエッチング液１１８が供給される。

接触面１３６はノズル本体１２８の下面に位置し、平板状の加工対象物２００の表面に当接する部分である。接触面１３６の略中央部分にはノズル本体１２８の長辺方向に延びるスリット１３４が設けられる。接触面１３６は、スリット１３４により２つの領域に分割されているともいえる。図１１に示すように、スリット１３４はノズル本体１２８の内部で供給路１３２と繋がっている。供給路１３２にエッチング液１１８が供給されると、エッチング液１１８はスリット１３４に流出する。

ノズル本体１２８は接触面１３６が、平板状の加工対象物２００と接触又は近接して配置されるので、エッチング液１１８はスリット１３４の部分で平板状の加工対象物２００の被加工面と接触又は近接する。ノズル本体１２８が平板状の加工対象物２００の表面に当接した状態で、送液ポンプ１１６から所定の液圧でエッチング液１１８が圧送されると、エッチング液１１８は供給路１３２及びスリット１３４に充填され、エッチング液１１８の液圧は被加工面に作用する。この状態でスリット型ノズル１２６の短辺方向に、スリット型ノズルと平板状の加工対象物２００を相対的に移動させることで、平板状の加工対象物２００の略全面をエッチング処理することができる。

なお、図１０には示されないが、平板状の加工対象物２００は固定治具により保持される。固定治具は、メカニカルチャック、真空チャック等で平板状の加工対象物２００を固定する機能を有する。このような固定治具において、平板状の加工対象物２００がエッチング液に晒される被エッチング領域の背面は、開放されていることが好ましい。このような構成を有することで、エッチング液に晒される平板状の加工対象物２００の第１面と、その背面に相当する第２面との間に圧力差を設けることができる。

第４の開示に係るエッチング装置３０４によれば、エッチング液の液圧を作用させながら、平板状の加工対象物のエッチングを行うことができる。第４の開示に係る構成によれば、エッチング液はスリット型ノズル１２６から供給されるので、エッチング液の消費量を低減することができる。また、エッチング液はスリットを通して供給されるので、エッチング液の液圧を精密に制御することができる。

４−２．エッチング方法
エッチング装置３０４を用いたガラス基板への貫通孔の形成方法について例示する。以下に例示するガラス基板への貫通孔の形成方法は、第１の開示と同様に、ガラス基板にレーザ光を照射するレーザ照射段階と、レーザ照射段階の後にガラス基板にエッチング処理を施して貫通孔を形成するエッチング段階とを含む。なお、レーザ照射段階は、第１の開示と同様である。以下の説明では、エッチング段階を中心に説明する。

第１の開示と同様に、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、ガラス基板２００にレーザ光を照射し変質部２０２を形成する。変質部２０２は、エッチング液１１８に対するエッチングレートが、他の部分（すなわち非変質部）よりも高くなっている。エッチング液としては、例えば、フッ化水素水が用いられるが、これに限定されず、変質部２０２に対するエッチングレートが非変質部よりも高くなるものであれば他の溶液を用いることもできる。

エッチング段階では、ガラス基板２００を所定の固定治具で固定した後、スリット型ノズル１２６の接触面１３６をガラス基板２００の表面に接触又は近接させる。そして、送液ポンプ１１６を用いてエッチング液１１８をスリット型ノズル１２６に供給しながら、スリット型ノズル１２６と加工対象物２００とを相対的に移動させる（図１０の矢印参照。）。このとき、送液ポンプ１１６から供給されるエッチング液１１８の液圧を制御することにより、スリット１３４に充満するエッチング液の液圧を制御することができる。これにより、ガラス基板２００は、所定の液圧を受けながらエッチングされることとなる。スリット型ノズル１２６は、ガラス基板２００の表面を、複数回に渡って往復移動させてもよい。

スリット型ノズル１２６をガラス基板２００の表面に接触又は近接させた状態で、エッチング液の液圧を被加工面に作用させながらエッチングすることで、図４（Ａ）に示すようにガラス基板２００の変質部２０２のエッチングが最初に進む。そして、変質部２０２のエッチングは非変質部と比較して優先的に進み、変質部２０２が貫通することにより図４（Ｂ）に示すような細孔２０４が形成される。この場合、ガラス基板２００がスリット型ノズル１２６と接触又は近接する面（第１面）と反対側の面（第２面）はエッチング液に晒されないので、実質的にエッチングされない。

図５に示す状態で、スリット型ノズル１２６からエッチング液が供給されると、エッチング液は液圧により細孔２０４の中へ流入し、細孔２０４の内壁面がエッチングされる。この場合、エッチング液は、スリット型ノズル１２６から常に液圧がかけられた状態にあるので、細孔２０４内に滞留せず、ガラス基板２００の第１面側から第２面側へ液流が発生する。ガラス基板２００がエッチング液に晒される被加工面は、スリット型ノズル１２６によりエッチング液の液圧が作用する状態が形成されるので、細孔２０４内のエッチングは均一に進む。細孔２０４の内壁面にはレーザ照射による変質が発生していないため、このエッチングは緩やかに行われる。また、これと同時に、ガラス基板２００の表面も、緩やかにエッチングされる。エッチングが終了すると、ガラス基板２００は固定治具から外されて、純水等で洗浄される。

エッチング段階において、エッチング速度はエッチング液の温度、濃度で制御することができる。また、エッチング時間はスリット型ノズルとガラス基板との相対的な移動速度、スリット型ノズルを通す回数によって制御することができる。

このようなエッチングにより、ガラス基板２００に所定の口径を有する貫通孔を形成することができる。貫通孔２０６の内壁は、エッチング液が流動した状態でエッチングされることにより、ガラス基板２００の表面に対して略垂直に立った形状となる。

なお、第４の開示において、平板状の加工対象物２００（ガラス基板２００）をエッチング液に浸漬させた状態でスリット型ノズルを用いてエッチングを行うようにしてもよい。例えば、貫通孔２０６の形成と同時にガラス基板２００をエッチングして、板厚を薄くしたい場合には、ガラス基板２００をエッチング液に浸漬した状態で上述のエッチング処理を行うことが望ましい。

第４の開示に係るエッチング装置３０４によれば、平板状の加工対象物２００の深さ方向に亘って口径の均一な貫通孔を形成することができる。エッチング装置３０４は、スリット型ノズル１２６によってエッチング液１１８の液圧を被加工面に作用させることで、エッチング液の消費量を削減することができる。

第５の開示：
５−１．エッチング装置の構成
図１２は、第５の開示に係るエッチング装置３０５の要部の構成を示す斜視図である。図１２は、エッチング装置３０５の要部の構成として、エッチング液を散布するシャワーヘッド１３８、固定治具１１０、及びスキージ１４２を示す。図１３は、シャワーヘッド１３８、スキージ１４２の断面図を示す。エッチング装置３０５において、シャワーヘッド１３８の形状及び数に限定はない。図１２は棒状のシャワーヘッド１３８を示す。シャワーヘッド１３８には、平板状の加工対象物２００にエッチング液が均一に散布されるように複数のシャワーノズル１４０が設けられている。これにより、シャワーヘッド１３８に供給したエッチング液を、シャワーノズル１４０から噴射して、平板状の加工対象物２００の表面に吹き付けることができる。固定治具１１０には、平板状の加工対象物２００を固定するメカニカルチャック、真空チャック等の固定手段が備えられている。

スキージ１４２の幅は、平板状の加工対象物２００の大きさに対応して適宜設定される。スキージ１４２は平板状の加工対象物２００の表面を押圧しながら、その表面を移動する。スキージ１４２の移動は相対的な動作であり、エッチング装置３０５はスキージ１４２及び平板状の加工対象物２００を固定する固定治具１１０の一方又は双方を相対的に動かすことで実現される。したがって、図１２では示されないが、エッチング装置３０４は、スキージ１４２及び固定治具１１０の一方又は双方を移動させる移動機構が備えられている。図１２に示すように、スキージ１４２は長手方向と略直交する方向に、平板状の加工対象物２００の表面を摺動しながら移動する。このとき、スキージ１４２は、平板状の加工対象物２００の表面を所定の圧力で押圧しながら摺動することが好ましい。この場合、スキージ１４２が加工対象物２００を押圧する圧力は、スキージ１４２の長手方向に亘って均一であることが好ましい。それにより、加工対象物２００の面内に形成された変質部２０２及びその後エッチングが進んで形成される細孔２０４の孔内を均一にエッチングすることができる。

スキージ１４２は、金属製であってもよいし、ゴム（例えば、シリコーンゴム）のような弾性材料で形成されていてもよい。いずれにしても、スキージ１４２は被加工面を摺動するので、平板状の加工対象物２００の表面にキズを付けないような材料で形成されることが好ましい。

また、スキージ１４２は、平板状の加工対象物２００との接触面１４４が平坦に形成されていてもよい。図１２及び図１３に示すように、接触面１４４は、スキージ１４２の移動方向と平行な方向に、所定の幅Ｗを有していてもよい。

エッチング装置３０５は、このような構成を有することにより、シャワーヘッド１３８から平板状の加工対象物２００の表面に供給されたエッチング液を、被加工面に押圧することができる。例えば、ガラス基板２００に貫通孔を形成するエッチングにおいては、図１３で示す細孔２０４の中にエッチング液を押し込むことができる。スキージ１４２は、面状の接触面１４４を有することにより、エッチング液を細孔に確実に押し込むことができる。

５−２．エッチング方法
エッチング装置３０５を用いたガラス基板への貫通孔の形成方法について例示する。以下に例示するガラス基板への貫通孔の形成方法は、第１の開示と同様に、ガラス基板にレーザ光を照射するレーザ照射段階と、レーザ照射段階後にガラス基板にエッチング処理を施して貫通孔を形成するエッチング段階とを含む。なお、レーザ照射段階は、第１の開示と同様である。以下の説明では、エッチング段階を中心に説明する。

第１の開示と同様に、ガラス基板２００にレーザ光を照射し変質部２０２が形成される。変質部２０２は、エッチング液１１８に対するエッチングレートが、他の部分（すなわち非変質部）よりも高くなっている。エッチング液としては、例えば、フッ化水素水が用いられるが、これに限定されず、変質部２０２に対するエッチングレートが非変質部よりも高くなるものであれば他の溶液を用いることもできる。

エッチングの段階では、まず、ガラス基板２００を固定治具１１０により固定する。そして、シャワーヘッド１３８からエッチング液をガラス基板２００の表面に散布する。シャワーヘッド１３８は複数のシャワーノズル１４０が備えられているため、ガラス基板２００の表面へは均一にエッチング液が散布される。エッチング液としては、例えばフッ化水素水を使用できるが、これに限定されず、変質部２０２に対するエッチングレートが非変質部よりも高くなるものであれば他のエッチャントを用いることもできる。

変質部２０２が形成されたガラス基板２００の表面にエッチング液が散布されると、変質部２０２が優先的にエッチングされる（図４（Ａ）参照。）。そして、図４（Ｂ）に示すように、ガラス基板２００には細孔２０４が形成される。この状態で、シャワーヘッド１３８からエッチング液を散布し続けても、表面張力の影響、また細孔２０４の内部に反応生成物が残留する影響により、細孔２０４内でのエッチングが進まないことが懸念される。

図１４に示すように、この段階でスキージ１４２をガラス基板２００の表面に当接させ、一方向に移動させる（移動は、スキージ１４２とガラス基板２００との相対的な移動であればよい）。これにより、ガラス基板２００の表面に供給されたエッチング液１１８が、スキージ１４２により細孔２０４の中へ押し込まれて、細孔２０４の中に流動する。ガラス基板２００の表面より流入したエッチング液１１８は、細孔２０４の中の古いエッチング液や反応生成物を押し流すので、内壁面のエッチングが進行する。内壁面はレーザ照射による変質が発生していないため、このエッチングは緩やかに行われる。また、これと同時に、ガラス基板Ｓの表面も、緩やかにエッチングされる。エッチングが終了すると、ガラス基板２００は固定治具から外されて、純水等で洗浄される。

スキージ１４２は複数回掃引することが好ましい。スキージ１４２を複数回掃引することにより、ガラス基板２００の細孔２０４の中へ繰り返しエッチング液の液流を発生させることが出来るので、細孔２０４内を均一にエッチングすることができる。また、図示はされないが、スキージ１４２は多段化されていてもよい。多段化されたスキージ１４２を用いることで、ガラス基板２００の面内に形成された複数の細孔２０４に対し、１回の掃引でスキージ１４２の段数に応じた回数分エッチング液を送り込むことができる。それにより、細孔１０４内のエッチング液の流動化が促進され、より均一なエッチングを行うことができる。

エッチング工程において、エッチング速度はエッチング液の温度、濃度で制御することができる。また、エッチング時間はスキージとガラス基板との相対的な移動速度、スキージを掃引する回数によって制御することができる。

このようなエッチング工程により、ガラス基板２００に所定の口径を有する貫通孔を形成することができる。貫通孔の内壁は、エッチング液が流動した状態でエッチングされることにより、ガラス基板２００の表面に対して略垂直に立った形状となる。

なお、第５の開示において、平板状の加工対象物（ガラス基板）をエッチング液に浸漬させた状態でスキージを用いてエッチングを行ってもよい。例えば、貫通孔の形成と同時にガラス基板をエッチングして、板厚を薄くしたい場合には、ガラス基板をエッチング液に浸漬した状態で上述のエッチング処理を行うことが望ましい。

第５の開示に係るエッチング装置３０５によれば、ガラス基板等の板状部材に深さ方向に亘って口径の均一な貫通孔を形成することができる。エッチング装置３０５は、スキージによってエッチング液の液圧を被加工面に作用させることで、エッチング液の消費量を削減することができる。

第６の開示：
６−１．エッチング装置の構成
図１５は、第６の開示に係るエッチング装置３０６の要部の構成を示す断面図であり、図１６は同構成の平面図を示す。エッチング装置３０６は、平板状の加工対象物を固定する固定治具１５０を備えた回転型エッチング槽１４６を有する。回転型エッチング槽１４６は、円柱状、角柱状、又は多角柱状（五角柱、六角柱、八角柱等）の中空容器であり、内部にエッチング液が貯留される。回転型エッチング槽１４６は回転機構１５２に接続され、それ自体が水平面上で回転するように構成されている。

固定治具１５０は、回転型エッチング槽１４６の内部に設置される。固定治具１１０は、回転型エッチング槽１４６の側壁１４８と対向するように固定するように構成される。例えば、固定治具１１０は、側壁１４８から離れた位置で、メカニカルチャック等により平板状の加工対象物２００の周縁部を挟み、被加工面が回転型エッチング槽１４６のなかで露出するように平板状の加工対象物２００を固定する。図１５及び図１６では、説明のため一つの固定治具１１０を示すが、回転型エッチング槽１４６が中心線を回転軸として回転するため、回転重心を保つように固定治具１１０を複数個配置することが好ましい。

エッチング装置３０６は、槽内に平板状の加工対象物２００が設置され、回転型エッチング槽１４６にエッチング液を貯留した状態で回転させることで、遠心力の作用によりエッチング液の液圧を被加工面に作用させつつエッチングを行うことができる。

６−２．エッチング方法
エッチング装置３０６を用いたエッチング方法の一例として、ガラス基板へ貫通孔を形成するときのエッチング方法について説明する。以下に例示するガラス基板への貫通孔の形成方法は、第１の開示と同様に、ガラス基板にレーザ光を照射するレーザ照射段階と、レーザ照射段階後にガラス基板にエッチング処理を施して貫通孔を形成するエッチング段階とを含む。なお、レーザ照射段階は、第１の開示と同様である。以下の説明では、エッチング段階を中心に説明する。

このエッチング段階では、まず、レーザ照射により変質部２０２が形成されたガラス基板２００を、回転型エッチング槽１４６の中に保持する。ガラス基板２００は固定治具１１０により回転型エッチング槽１４６に中に保持される。回転型エッチング槽１４６には、予めエッチング液１１８が貯留されていてもよいし、ガラス基板２００を保持した後にエッチング液１１８を注入してもよい。エッチング液１１８としては、例えばフッ化水素水を使用できるが、これに限定されず、変質部２０２に対するエッチングレートが非変質部よりも高くなるエッチャントであればよい。

その後、回転機構１５２を駆動して、回転型エッチング槽１４６を回転させる。これにより、ガラス基板２００は、回転型エッチング槽１４６の回転軸を中心に旋回する。ガラス基板２００は、エッチング液１１８により変質部２０２が優先的にエッチングされる（図４（Ａ）参照。）。そして、図４（Ｂ）に示したように、ガラス基板２００には細孔２０４が形成される。ガラス基板２００の細孔２０４が形成された面には、遠心力によりエッチング液１１８の液圧が作用する。遠心力の作用により、エッチング液１１８は細孔２０４にも流れ込み、細孔２０４内で液流が発生する回転型エッチング槽１４６が回転している間、細孔２０４にはエッチング液が連続的に供給されるので、細孔２０４の中では均一にエッチングが進行する。内壁面はレーザ照射による変質が発生していないため、このエッチングは緩やかに行われる。また、これと同時に、ガラス基板２００の表面も、緩やかにエッチングされる。エッチングが終了すると、ガラス基板２００は固定治具から外されて、純水等で洗浄される。

回転型エッチング槽１４６を回転する時間、単位時間当たりの回転数は適宜設定される。また、ガラス基板２００のエッチング速度はエッチング液の温度、濃度で制御することができる。

このようなエッチング工程により、ガラス基板２００に所定の口径を有する貫通孔を形成することができる。貫通孔の内壁は、エッチング液が流動した状態でエッチングされることにより、ガラス基板２００の表面に対して略垂直に立った形状となる。このように、第６の開示に係るエッチング装置３０６によれば、ガラス基板等の板状部材に深さ方向に亘って口径の均一な貫通孔を形成することができる。

なお、エッチング装置３０６は、回転型エッチング槽１４６の中にエッチング液１１８を貯留するのではなく、ガラス基板２００を保持した状態で回転型エッチング槽１４６を回転させ、かつ槽内でエッチング液をガラス基板２００に噴霧するようにしてもよい。これによっても、ガラス基板２００の表面に噴霧されたエッチング液１１８に遠心力が作用するので、細孔２０４内に液流を生じさせることができる。

１０２・・・エッチング槽、１０４・・・送液管、１０５・・・シャワー板、１０６・・・ノズル、１０７・・・整流板、１０８・・・シール部材、１１０・・・固定治具、１１２・・・開口部、１１４・・・吸液管、１１６・・・送液ポンプ、１１８・・・エッチング液、１２０・・・閉空間、１２２・・・容器、１２４・・・センサ、１２６・・・スリット型ノズル、１２８・・・ノズル本体、１３０・・・ダイ、１３２・・・供給路、１３４・・・スリット、１３６・・・接触面、１３８・・・シャワーヘッド、１４０・・・シャワーノズル、１４２・・・スキージ、１４４・・・接触面、１４６・・・回転型エッチング槽、１４８・・・側壁、１５０・・・固定治具、１５２・・・回転機構、２００・・・加工対象物（ガラス基板）、２０２・・・変質部、２０４・・・細孔、２０６・・・貫通孔、２０８・・・貫通孔、２１０・・・液流、３０１・・・エッチング装置、３０２・・・エッチング装置、３０３・・・エッチング装置、３０４・・・エッチング装置、３０５・・・エッチング装、３０６・・・エッチング装置

Claims (23)

1. エッチング液が貯留されるエッチング槽と、
   前記エッチング液が流れる配管と、
   前記配管の一端に接続されたノズルと、
   前記エッチング槽の中で平板状の加工対象物を固定する固定治具と、
   を含み、
   前記ノズルは、前記固定治具で固定される平板状の加工対象物に接触又は近接するように配置される、ことを特徴とするエッチング装置。
2. 前記配管は、前記エッチング槽にエッチング液を流す送液管と、前記エッチング槽からエッチング液が流れ込む吸液管と、を含む請求項１に記載のエッチング装置。
3. 前記ノズルは、前記送液管と接続される、請求項２に記載のエッチング装置。
4. 前記ノズルは、前記吸液管と接続される、請求項２に記載のエッチング装置。
5. 前記ノズルは、前記固定治具で固定される平板状の加工対象物に接触又は近接するように配置されることで、前記送液管から送り出されるエッチング液が充満する閉空間を形成する、請求項２乃至４のいずれか一項に記載のエッチング装置。
6. 前記閉空間に充満するエッチング液の液圧が大気圧より高い、請求項５に記載のエッチング装置。
7. 前記ノズルは、前記配管と接続される一端の断面積に対し、前記平板状の加工対象物に接触又は接近する他端の断面積が大きい、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のエッチング装置。
8. 前記ノズルは、前記配管と接続される一端から幅方向に広がる天板部と、前記天板部の他端から立ち上がる側板と、を有する請求項１乃至６のいずれか一項に記載のエッチング装置。
9. 前記ノズルは、前記固定治具で固定される平板状の加工対象物に接触又は近接する一端にシール材を有する、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のエッチング装置。
10. 前記ノズルはシャワー板又は整流板を有する、請求項１乃至９のいずれか一項に記載のエッチング装置。
11. 前記ノズルは、前記送液管に接続される第１のノズルと、前記吸液管に接続される第２のノズルと、を含み、
    前記第１のノズルは、前記固定治具で固定される平板状の加工対象物の第１面と接触又は近接して配置され、前記第２のノズルは、前記固定治具で固定される平板状の加工対象物の前記第１面とは反対の第２面と接触又は近接して配置される、請求項２に記載のエッチング装置。
12. 前記配管と接続された送液ポンプを有する、請求項１に記載のエッチング装置。
13. 前記送液管と前記吸液管とに接続された送液ポンプを有する、請求項２に記載のエッチング装置。
14. 前記配管の経路に、前記エッチング液を濾過するフィルタを有する、請求項１に記載のエッチング装置。
15. 一方向に伸長されエッチング液が吐出されるスリットを有するスリット型ノズルと、
    前記スリット型ノズルにエッチング液を圧送する送液管と、
    平板状の加工対象物を固定する固定治具と、
    を含み、
    前記スリット型ノズルは、前記平板状の加工対象物の表面と接触又は近接して配置され、
    前記スリット型ノズルと前記平板状の加工対象物とは、相対的に前記一方向と交差する方向に移動する、ことを特徴とするエッチング装置。
16. 前記送液管と接続される送液ポンプを有する、請求項１５に記載のエッチング装置。
17. エッチング液が貯留されるエッチング槽をさらに有し、
    前記固定治具が前記エッチング槽内に配置される、請求項１５に記載のエッチング装置。
18. 前記固定治具は、前記平板状の加工対象物を、前記エッチング槽内でエッチング液に浸漬した状態で保持し、
    前記スリット型ノズルの少なくとも一部は、エッチング液に浸漬される、請求項１７に記載のエッチング装置。
19. 平板状の加工対象物を固定する固定治具と、
    前記平板状の加工対象物にエッチング液を散布するシャワーヘッドと、
    一方向に伸長するスキージと、
    を含み、
    前記スキージは、前記平板状の加工対象物の表面を、前記一方向と交差する方向に摺動する、ことを特徴とするエッチング装置。
20. エッチング液が貯留されるエッチング槽をさらに有し、
    前記固定治具が前記エッチング槽内に配置される、請求項１９に記載のエッチング装置。
21. 前記固定治具は、前記平板状の加工対象物を、前記エッチング槽内でエッチング液に浸漬した状態で保持し、
    前記スキージの少なくとも一部は、エッチング液に浸漬される、請求項２０に記載のエッチング装置。
22. 回転軸を中心に旋回する回転型エッチング槽と、
    回転型エッチング槽の内部に設けられ、前記回転型エッチング槽と共に旋回し、平板状の加工対象物を固定する固定治具と、
    を含み、
    前記回転型エッチング槽は、エッチング液を貯留した状態で旋回する、ことを特徴とするエッチング装置。
23. 前記回転型エッチング槽は、円柱状、角柱状、又は多角柱状の中空容器であり、
    前記固定治具は、前記平板状の加工対象物を前記中空容器の壁面に対向させて保持する、請求項２２に記載のエッチング装置。

Images