JP2858367B2 - 湿式エッチング装置 - Google Patents
湿式エッチング装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、液晶デバイスや半導体デバイス等の基板を
エッチングする際に用いられる湿式エッチング装置に関
するものである。
エッチングする際に用いられる湿式エッチング装置に関
するものである。
従来の技術 従来の湿式エッチング装置のうち、枚葉エッチング装
置の代表的な例を第４図に示す。同図において、エッチ
ング液槽101内にはエッチング液102が入っており、被エ
ッチング基板103は基板搬送装置104により移動し、一枚
づつエッチングが行われる。この装置における問題点
は、エッチング液102内を被エッチング基板103が移動す
ると、第５図に示したように被エッチング基板103上の
エッチング面に速度境界層105が発生する。この速度境
界層105は、第５図の矢印で示す被エッチング基板103の
進行方向の前縁から後縁に向かって成長して厚くなる。
ここで、この速度境界層105の中では、エッチング液102
が殆ど流動しないために、エッチング液102の濃度勾配
が存在し、その勾配が速度境界層105の厚みにほぼ比例
する。それゆえ、被エッチング基板103の前縁から後縁
にかけて、エッチング速度が一定でなく、エッチングの
不均一が発生した。また、速度境界層105の発生を防止
するために、被エッチング基板103をエッチング液中で
停止させてエッチングを行なうと、エッチング液の循環
が行なわれないためエッチング速度が遅くなるという問
題がある。
置の代表的な例を第４図に示す。同図において、エッチ
ング液槽101内にはエッチング液102が入っており、被エ
ッチング基板103は基板搬送装置104により移動し、一枚
づつエッチングが行われる。この装置における問題点
は、エッチング液102内を被エッチング基板103が移動す
ると、第５図に示したように被エッチング基板103上の
エッチング面に速度境界層105が発生する。この速度境
界層105は、第５図の矢印で示す被エッチング基板103の
進行方向の前縁から後縁に向かって成長して厚くなる。
ここで、この速度境界層105の中では、エッチング液102
が殆ど流動しないために、エッチング液102の濃度勾配
が存在し、その勾配が速度境界層105の厚みにほぼ比例
する。それゆえ、被エッチング基板103の前縁から後縁
にかけて、エッチング速度が一定でなく、エッチングの
不均一が発生した。また、速度境界層105の発生を防止
するために、被エッチング基板103をエッチング液中で
停止させてエッチングを行なうと、エッチング液の循環
が行なわれないためエッチング速度が遅くなるという問
題がある。
次に、他の従来の湿式エッチング装置の例を第６図に
示す。同図において、エッチング液槽201内のエッチン
グ液202はエッチング液槽201の底面に設けられたエッチ
ング液回収管208から回収され、循環ポンプ209でエッチ
ング液供給管210を経てシャワーノズル206へ供給され、
シャワー流207となる。このシャワー流207は、基板搬送
装置204によって搬送されている被エッチング基板203の
エッチング面へと衝突し、エッチングが行われる。この
方式は、被エッチング基板203に常に新鮮なエッチング
液202をシャワー状に供給してエッチング速度を向上さ
せることを狙ったものである。
示す。同図において、エッチング液槽201内のエッチン
グ液202はエッチング液槽201の底面に設けられたエッチ
ング液回収管208から回収され、循環ポンプ209でエッチ
ング液供給管210を経てシャワーノズル206へ供給され、
シャワー流207となる。このシャワー流207は、基板搬送
装置204によって搬送されている被エッチング基板203の
エッチング面へと衝突し、エッチングが行われる。この
方式は、被エッチング基板203に常に新鮮なエッチング
液202をシャワー状に供給してエッチング速度を向上さ
せることを狙ったものである。
発明が解決しようとする課題 ここで、このようなエッチング方法において、被エッ
チング基板203にシャワー流207が衝突する状態を模式的
に示したものが第７図である。シャワー流207は同図
（ａ）に示した液滴状または同図（ｂ）に示した噴流状
の２つの形態の混じりあった流れを形成する。これらの
流れが被エッチング基板203に衝突する際、エッチング
液は基板上に沿って流れる流れ成分214以外には基板上
を流動せず停留する（成分213）。被エッチング基板203
のエッチング液が流れている部分と停留している部分で
はエッチング速度が異なり、この方式でも基板面内での
エッチングの不均一が発生する。
チング基板203にシャワー流207が衝突する状態を模式的
に示したものが第７図である。シャワー流207は同図
（ａ）に示した液滴状または同図（ｂ）に示した噴流状
の２つの形態の混じりあった流れを形成する。これらの
流れが被エッチング基板203に衝突する際、エッチング
液は基板上に沿って流れる流れ成分214以外には基板上
を流動せず停留する（成分213）。被エッチング基板203
のエッチング液が流れている部分と停留している部分で
はエッチング速度が異なり、この方式でも基板面内での
エッチングの不均一が発生する。
また、停留している部分では停留液内で水撃作用によ
ってＰ＝ρCV（ρ：エッチング液の密度、C:エッチング
液中の音速、V:エッチング液の衝突速度）に比例する衝
撃圧力が発生し、これがエッチング液の気液界面215の
部分に作用する、この衝撃圧力は、エッチング液の衝突
速度Ｖが10m/s場合のでも106Pa以上の値になり、被エッ
チング基板203に機械滴損傷を与え、被エッチング基板2
03上に形成するデバイスの破壊を発生させる一因になっ
ていた。
ってＰ＝ρCV（ρ：エッチング液の密度、C:エッチング
液中の音速、V:エッチング液の衝突速度）に比例する衝
撃圧力が発生し、これがエッチング液の気液界面215の
部分に作用する、この衝撃圧力は、エッチング液の衝突
速度Ｖが10m/s場合のでも106Pa以上の値になり、被エッ
チング基板203に機械滴損傷を与え、被エッチング基板2
03上に形成するデバイスの破壊を発生させる一因になっ
ていた。
上記の様なエッチングの不均一性は、特に被エッチン
グ基板が大きい場合に大きな問題であり、大きな基板前
面にわたって特性バラツキがないデバイスを作製するに
は、コストを一部犠牲にして選択比の大きな材料を下地
として成膜し、基板端部ではオーバーエッチングになる
ような条件でエッチングを行っているのが現状である。
また、形成するデバイスの破壊を防ぐために、エッチン
グ速度の遅いプロセスの選択せざるをえないことによ
り、エッチングのスループットを下げる一因になってい
た。
グ基板が大きい場合に大きな問題であり、大きな基板前
面にわたって特性バラツキがないデバイスを作製するに
は、コストを一部犠牲にして選択比の大きな材料を下地
として成膜し、基板端部ではオーバーエッチングになる
ような条件でエッチングを行っているのが現状である。
また、形成するデバイスの破壊を防ぐために、エッチン
グ速度の遅いプロセスの選択せざるをえないことによ
り、エッチングのスループットを下げる一因になってい
た。
本発明は上記の課題を鑑み、湿式エッチングにおける
エッチングの不均一性をなくし、デバイス構成上、本来
不必要な膜をエッチングのために形成することを排除す
ると共に、デバイス破壊を起こさず高速でのエッチング
を可能にすることで、作成するデバイスの低コスト化を
目的とする。
エッチングの不均一性をなくし、デバイス構成上、本来
不必要な膜をエッチングのために形成することを排除す
ると共に、デバイス破壊を起こさず高速でのエッチング
を可能にすることで、作成するデバイスの低コスト化を
目的とする。
課題を解決するための手段 本発明の湿式エッチング装置は、均一流形成ノズルを
有するエッチング液出口をエッチング液中に配し、この
エッチング液出口とエッチング液中の被処理基板との間
に乱流発生手段を設けるものである。
有するエッチング液出口をエッチング液中に配し、この
エッチング液出口とエッチング液中の被処理基板との間
に乱流発生手段を設けるものである。
作用 本発明の湿式エッチング装置は、エッチング液中に配
置した乱流発生手段にエッチング液が衝突し、この乱流
発生手段の後流部に発生する渦作用により、被エッチン
グ基板上でのエッチング液の停留を防止することができ
る。
置した乱流発生手段にエッチング液が衝突し、この乱流
発生手段の後流部に発生する渦作用により、被エッチン
グ基板上でのエッチング液の停留を防止することができ
る。
実施例 以下、本発明の湿式エッチング装置の実施例を図面を
参照しながら説明する。
参照しながら説明する。
第１図は、本発明の湿式エッチング装置の一実施例に
おける概略構成を示す。エッチング液２が入れられたエ
ッチング液槽１には被エッチング基板３を搬送する搬送
装置４が取り付けられており、被エッチング基板３がエ
ッチング液２内を通過するようになっている。エッチン
グ液槽１の底面にはエッチング液回収管８が設置されて
おり、これから回収されたエッチング液２は循環ポンプ
９を介してエッチング液供給管10へ送られる。エッチン
グ液供給管10のエッチング液出口にはエッチング液の整
流化を行うパンチングメタル板17を内蔵した均一流形成
ノズル16が設置されている。また、このエッチング液出
口はエッチング液槽１内のエッチング液２の液面下に設
置されており、このエッチング液出口と基板搬送装置４
上の被エッチング基板３との間には乱流発生手段19が設
けられている。この乱流発生手段19は、第２図に示した
ように、等間隔d2で並べられた複数個の球体20または複
数本の円柱21で形成されている。
おける概略構成を示す。エッチング液２が入れられたエ
ッチング液槽１には被エッチング基板３を搬送する搬送
装置４が取り付けられており、被エッチング基板３がエ
ッチング液２内を通過するようになっている。エッチン
グ液槽１の底面にはエッチング液回収管８が設置されて
おり、これから回収されたエッチング液２は循環ポンプ
９を介してエッチング液供給管10へ送られる。エッチン
グ液供給管10のエッチング液出口にはエッチング液の整
流化を行うパンチングメタル板17を内蔵した均一流形成
ノズル16が設置されている。また、このエッチング液出
口はエッチング液槽１内のエッチング液２の液面下に設
置されており、このエッチング液出口と基板搬送装置４
上の被エッチング基板３との間には乱流発生手段19が設
けられている。この乱流発生手段19は、第２図に示した
ように、等間隔d2で並べられた複数個の球体20または複
数本の円柱21で形成されている。
次に、その動作を説明する。被エッチング基板３をエ
ッチングするため、エッチング液２を循環ポンプ９によ
ってエッチング液回収管８から回収し、エッチング液供
給管10、ノズル16を介し、パンチングメタル17を通し
て、再びエッチング液２の中へ戻して均一流18を形成す
る。このエッチング液の均一流18は、乱流発生手段19に
衝突しながら、その間をくぐり抜けて、搬送装置４によ
って移動している被エッチング基板３に当り、エッチン
グを行うことになる。このとき均一流18の速度は、乱流
発生手段19の球体20または円柱21に衝突して、エッチン
グ液流が乱流を形成する速度である。すなわち、乱流発
生手段19の球体20または円柱21の直径d1、均一流18の速
度およびエッチング液２の粘性で定義されているレイノ
ルズ数が2320以上になるように設定されている。なお、
球体20の設置幅Ｗまたは円柱21の長さＷは、被エッチン
グ基板３の幅より大であるようにしてある。そして、球
体20または円柱21と被エッチング基板３の距離Ｌを球体
20または円柱21の直径d1の1.5〜3.0倍程度に設定してあ
る。
ッチングするため、エッチング液２を循環ポンプ９によ
ってエッチング液回収管８から回収し、エッチング液供
給管10、ノズル16を介し、パンチングメタル17を通し
て、再びエッチング液２の中へ戻して均一流18を形成す
る。このエッチング液の均一流18は、乱流発生手段19に
衝突しながら、その間をくぐり抜けて、搬送装置４によ
って移動している被エッチング基板３に当り、エッチン
グを行うことになる。このとき均一流18の速度は、乱流
発生手段19の球体20または円柱21に衝突して、エッチン
グ液流が乱流を形成する速度である。すなわち、乱流発
生手段19の球体20または円柱21の直径d1、均一流18の速
度およびエッチング液２の粘性で定義されているレイノ
ルズ数が2320以上になるように設定されている。なお、
球体20の設置幅Ｗまたは円柱21の長さＷは、被エッチン
グ基板３の幅より大であるようにしてある。そして、球
体20または円柱21と被エッチング基板３の距離Ｌを球体
20または円柱21の直径d1の1.5〜3.0倍程度に設定してあ
る。
第３図は、エッチング液流が上記の乱流発生手段によ
り乱流形成をおこなう概念を示す。
り乱流形成をおこなう概念を示す。
パンチングメタル17で整流され、均一流18になったエ
ッチング液が乱流発生手段19の球体20または円柱21に衝
突すると、球体20または円柱21の後流部には乱流剥離域
で形成された多数の渦22が発生する。これらの渦22は、
さまざまな速度成分が持っているので、被エッチング基
板３にエッチング液がさまざまな角度から衝突し、エッ
チングの均一性が達成される。また、さまざまな角度か
らエッチング液が衝突するので、従来例で機械的損傷を
発生させた液の停留部も発生しない。
ッチング液が乱流発生手段19の球体20または円柱21に衝
突すると、球体20または円柱21の後流部には乱流剥離域
で形成された多数の渦22が発生する。これらの渦22は、
さまざまな速度成分が持っているので、被エッチング基
板３にエッチング液がさまざまな角度から衝突し、エッ
チングの均一性が達成される。また、さまざまな角度か
らエッチング液が衝突するので、従来例で機械的損傷を
発生させた液の停留部も発生しない。
以上のように、本発明の湿式エッチング装置は、エッ
チング液の供給ノズルと被エッチング基板の間に設置し
た乱流発生手段で多くの速度成分を有する渦を発生さ
せ、これを有効活用することでエッチングの均一性を飛
躍的に高めたものであり、また従来のエッチング装置よ
りエッチング速度が向上されていると共にシャワーエッ
チング方式での機械的損傷も解決しているので、製品の
高品質化およびスループット、歩留り向上による低コス
ト化を実現することができる。
チング液の供給ノズルと被エッチング基板の間に設置し
た乱流発生手段で多くの速度成分を有する渦を発生さ
せ、これを有効活用することでエッチングの均一性を飛
躍的に高めたものであり、また従来のエッチング装置よ
りエッチング速度が向上されていると共にシャワーエッ
チング方式での機械的損傷も解決しているので、製品の
高品質化およびスループット、歩留り向上による低コス
ト化を実現することができる。
なお、球体20または円柱21と被エッチング基板３との
距離をd1の1.5〜3.0倍程度に設定しているが、この範囲
以外での場合に関しては、まず1.5倍以下の場合、球体2
0または円柱21の後流死水域に被エッチング基板３が入
るので、その部分でエッチング速度が遅くなる。次に、
3.0倍以上の場合は、死水域は消滅するが多くの渦22が
干渉して、さまざまな速度成分が殺され、球体20または
円柱21の間を流れてきた噴流の集合が被エッチング基板
３に衝突するので、噴流の衝突した部分と衝突しない部
分でのエッチング分布が発生し、乱流発生手段19の効果
は減少する。
距離をd1の1.5〜3.0倍程度に設定しているが、この範囲
以外での場合に関しては、まず1.5倍以下の場合、球体2
0または円柱21の後流死水域に被エッチング基板３が入
るので、その部分でエッチング速度が遅くなる。次に、
3.0倍以上の場合は、死水域は消滅するが多くの渦22が
干渉して、さまざまな速度成分が殺され、球体20または
円柱21の間を流れてきた噴流の集合が被エッチング基板
３に衝突するので、噴流の衝突した部分と衝突しない部
分でのエッチング分布が発生し、乱流発生手段19の効果
は減少する。
また、本実施例では基板搬送装置を用いて被エッチン
グ基板を移動させながらエッチングを行なっているが、
これに限るわけではなく、被エッチング基板を停止させ
てエッチングを行なってもよい。
グ基板を移動させながらエッチングを行なっているが、
これに限るわけではなく、被エッチング基板を停止させ
てエッチングを行なってもよい。
発明の効果 本発明の湿式エッチング装置は、エッチング液の供給
ノズルと被エッチング基板の間に乱流発生手段を設置す
ることにより、多くの速度成分を有する渦を発生させ、
エッチングの均一性を飛躍的に高め、被エッチング基板
の機械的損傷も防止するので、製品の高品質化およびス
ループット、歩留り向上による低コスト化を実現でき
る。
ノズルと被エッチング基板の間に乱流発生手段を設置す
ることにより、多くの速度成分を有する渦を発生させ、
エッチングの均一性を飛躍的に高め、被エッチング基板
の機械的損傷も防止するので、製品の高品質化およびス
ループット、歩留り向上による低コスト化を実現でき
る。
第１図は本発明の一実施例における湿式エッチング装置
の概略構成図、第２図は同実施例における乱流発生手段
の構成図、第３図は同実施例における乱流発生の概念
図、第４図は従来の湿式エッチング装置の概略構成図、
第５図は同従来の湿式エッチング装置によるエッチング
の作用説明図、第６図は他の従来の湿式エッチング装置
の概略構成図、第７図は第６図の湿式エッチング装置に
よるエッチングの作用説明図である。 １……エッチング液槽、２……エッチング液、３……被
エッチング基板、４……搬送装置、８……エッチング液
回収管、９……循環ポンプ、10……エッチング液供給
管、16……均一流形成ノズル、17……パンチングメタ
ル、19……乱流発生手段。
の概略構成図、第２図は同実施例における乱流発生手段
の構成図、第３図は同実施例における乱流発生の概念
図、第４図は従来の湿式エッチング装置の概略構成図、
第５図は同従来の湿式エッチング装置によるエッチング
の作用説明図、第６図は他の従来の湿式エッチング装置
の概略構成図、第７図は第６図の湿式エッチング装置に
よるエッチングの作用説明図である。 １……エッチング液槽、２……エッチング液、３……被
エッチング基板、４……搬送装置、８……エッチング液
回収管、９……循環ポンプ、10……エッチング液供給
管、16……均一流形成ノズル、17……パンチングメタ
ル、19……乱流発生手段。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安井 秀明 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−290226（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−101232（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C23F 1/08 H01L 21/306
Claims (4)
- 【請求項１】エッチング液槽と、エッチング液回収管
と、エッチング液供給管から構成され、前記エッチング
液供給管のエッチング液出口を均一流形成ノズルとし、
前記エッチング液出口を前記エッチング液槽内のエッチ
ング液の液面下に配置すると共に、前記エッチング液中
の被エッチング基板と前記エッチング液出口との間に乱
流発生手段を設けたことを特徴とする湿式エッチング装
置。 - 【請求項２】乱流発生手段は、等間隔に並べた複数本の
円柱または複数個の球体で形成することを特徴とする請
求項１記載の湿式エッチング装置。 - 【請求項３】乱流発生手段を構成する円柱または球体と
被エッチング基板の距離を前記円柱または球体の直径の
1.5〜3.0倍に設定することを特徴とする請求項２記載の
湿式エッチング装置。 - 【請求項４】均一流形成ノズルから流出し乱流発生手段
に衝突するエッチング液の速度と粘性で定義されるレイ
ノルズ数を2320以上に設定することを特徴とする請求項
１〜３のいずれかに記載の湿式エッチング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22581490A JP2858367B2 (ja) | 1990-08-27 | 1990-08-27 | 湿式エッチング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22581490A JP2858367B2 (ja) | 1990-08-27 | 1990-08-27 | 湿式エッチング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04107278A JPH04107278A (ja) | 1992-04-08 |
| JP2858367B2 true JP2858367B2 (ja) | 1999-02-17 |
Family
ID=16835216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22581490A Expired - Fee Related JP2858367B2 (ja) | 1990-08-27 | 1990-08-27 | 湿式エッチング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2858367B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3120073B2 (ja) * | 1999-02-22 | 2000-12-25 | 東京化工機株式会社 | 薬液処理装置 |
| JP2002277962A (ja) | 2001-01-09 | 2002-09-25 | Denso Corp | ホログラムスクリーン |
| JP6662130B2 (ja) * | 2016-03-16 | 2020-03-11 | 株式会社リコー | ウエットエッチング装置 |
| CN117116756B (zh) * | 2023-10-25 | 2024-01-02 | 合肥聚跃检测技术有限公司 | 一种基于蚀刻技术的芯片去层方法 |
-
1990
- 1990-08-27 JP JP22581490A patent/JP2858367B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04107278A (ja) | 1992-04-08 |
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