JP6520928B2 - エッチング装置、エッチング方法、基板の製造方法、および基板 - Google Patents

Description

本発明は、エッチング装置、エッチング方法、基板の製造方法、および基板に関するものである。

フラットパネルディスプレイ等の製造プロセスにおいては、基板がステージ等と接触した際に発生する静電気によって、基板が帯電することが知られている。そのため、このような帯電を抑制するために、基板がステージ等に載置される側の面（以下、「裏面」という。）を、ＨＦ系ガスを含有するプラズマによりエッチングを行い、基板の裏面を粗面化することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、フッ素含有ガスと水蒸気とプラズマとを反応させてＨＦ系ガスを含む反応ガスを発生させ、この反応ガスを基板に吹き付けて基板をエッチングする方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。

エッチング装置としては、ガラス基板の化学処理が行われる槽（以下、「エッチング槽」という。）に、基板搬入口および基板搬出口が設けられた構成が知られている（例えば、特許文献３参照）。基板の搬入から基板の搬出までの工程を連続的に行うために、基板搬入口と基板搬出口を開放し、基板搬入口から基板搬出口まで基板を搬送しつつ、基板搬送経路上に設置したノズルから基板の一面に反応ガスを吹き付けている。

国際公開第２０１０／１２８６７３号 日本国特開２００７−２０１０６７号公報 日本国特開２０１２−２１６５８１号公報

基板裏面内の各箇所における粗度は、その箇所が曝される反応ガスの濃度、およびその箇所が反応ガスに曝される累積時間の、２つの要因によって決まる。これらの要因は、基板搬入口および基板搬出口から流入した外気によって引き起こされる気流の外乱によって大きく変動する。しかしながら、従来のエッチング装置では、気流の外乱による影響を十分に抑制することができなかったため、エッチング槽内部への外気の流入に伴い、粗度の不均一性が生じていた。その結果、基板裏面における静電気の帯電量を低減させることが困難となっていた。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであって、エッチング槽の内部への外気の流入に伴う粗度の不均一性を抑制することが可能なエッチング装置およびエッチング方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係るエッチング装置は、基板搬入口および基板搬出口を有するエッチング槽と、前記基板搬入口から前記基板搬出口に向けて基板を搬送する搬送装置と、前記エッチング槽の内部に設けられ、前記搬送装置によって搬送される前記基板の一面に反応ガスを吹き付けるノズルと、前記エッチング槽の内部に設けられ、前記基板搬入口および前記基板搬出口から前記エッチング槽の内部に流入した外気が、前記基板の一面と前記ノズルとの間の隙間に流入することを抑制する気流制御装置と、を含む。

本発明の一態様に係るエッチング装置においては、前記気流制御装置は、前記基板搬入口から前記隙間に向けて前記エッチング槽の内部に流入した外気を、前記基板搬入口と前記ノズルとの間に設けられた第一の通気口から流入させる第一の通気路と、前記基板搬出口から前記隙間に向けて前記エッチング槽の内部に流入した外気を、前記基板搬出口と前記ノズルとの間に設けられた第二の通気口から流入させる第二の通気路と、を含むことができる。

本発明の一態様に係るエッチング装置は、前記第一の通気路と前記第二の通気路とを接続する接続路を含むことができる。

本発明の一態様に係るエッチング装置は、前記第一の通気路および前記第二の通気路から前記接続路に流入した外気を吸引する吸引装置を含むことができる。

本発明の一態様に係るエッチング装置においては、前記第一の通気路は、前記基板搬入口から見て、前記ノズルの前方を塞ぐように設けられ、前記第二の通気路は、前記基板搬出口から見て、前記ノズルの前方を塞ぐように設けられることができる。

本発明の一態様に係るエッチング方法は、基板搬入口および基板搬出口を有するエッチング槽の前記基板搬入口から前記基板搬出口に向けて基板を搬送し、前記基板搬入口および前記基板搬出口から前記エッチング槽の内部に流入した外気が前記基板の一面とノズルとの間の隙間に流入することを抑制しながら、前記基板の一面に前記ノズルから反応ガスを吹き付ける。

本発明の一態様に係るエッチング方法においては、前記基板搬入口から前記隙間に向けて前記エッチング槽の内部に流入した外気を、前記基板搬入口と前記ノズルとの間に設けられた第一の通気口から第一の通気路に流入させることにより、前記基板搬入口から前記エッチング槽の内部に流入した外気が前記隙間に流入することを抑制し、且つ、前記基板搬出口から前記隙間に向けて前記エッチング槽の内部に流入した外気を、前記基板搬出口と前記ノズルとの間に設けられた第二の通気口から第二の通気路に流入させることにより、前記基板搬出口から前記エッチング槽の内部に流入した外気が前記隙間に流入することを抑制することができる。

本発明の一態様に係るエッチング方法においては、前記第一の通気路と前記第二の通気路とを接続する接続路に流入した外気を吸引することができる。

本発明の一態様に係る基板の製造方法は、前記エッチング方法により基板をエッチングする工程を有する基板の製造方法である。

本発明の一態様に係る基板は、第一の面と、前記第一の面と反対側の第二の面とを有する基板であって、
前記第一の面全体の算術平均表面粗さの平均値は０．３〜１．５ｎｍであり、前記第一の面の周縁部の算術平均表面粗さの平均値と前記第一の面の中央部の算術平均表面粗さとが異なっており、前記第一の面全体の算術平均表面粗さの標準偏差が０．０６以下である。

本発明の一態様に係る基板においては、前記基板のサイズは、１５００ｍｍ×１５００ｍｍ以上であってよい。

本発明の一態様に係る基板においては、前記第一の面の中央部の算術平均表面粗さと、前記第一の面全体の算術平均表面粗さの平均値との差が−０．１３以上０．１３以下であってよい。

本発明によれば、エッチング槽の内部への外気の流入に伴う粗度の不均一性を抑制することができる。

図１は、本発明の第一の実施形態に係るエッチング装置を模式的に示した側面図である。 図２は、本発明の第一の実施形態に係るエッチング装置のノズルの断面図である。 図３は、基板搬入口側から見たノズルおよび気流制御装置の正面図である。 図４は、エッチング槽内における外気の流れを示す模式図であり、（ａ）はノズルの近傍に第一の通気路と第二の通気路を設けた場合の外気の流れを示す図であり、（ｂ）はノズルの近傍にこのような通気路を設けない場合の外気の流れを示す図である。 図５は、本発明の第一の実施形態に係るエッチング装置を含む基板製造システムの一部を示した側面図である。 図６は、エッチング槽が気流制御装置を含まない場合の、ノズル周辺の気圧変動分布を示した図であり、（ａ）は基板の先端部がノズルの近傍まで到達した状態の図であり、（ｂ）は基板が基板搬入口から基板搬出口へ搬送される途中の段階の状態の図であり、（ｃ）は基板の後端部がノズルの近傍まで搬送された状態の図である。 図７は、反応ガスの濃度分布に関する数値シミュレーションの計算モデルを示す図であり、（ａ）はエッチング槽内の基板より下の空間の計算モデルを示し、（ｂ）はシミュレーション空間中のノズルと基板との隙間を拡大した図である。 図８は、反応ガスの濃度分布に関する数値シミュレーション結果の吸引圧力依存性を示す図であり、（ａ）は気流制御装置が導入される前の比較例において、隙間における反応ガスの濃度分布を計算した結果の例を示す図であり、（ｂ）、（ｃ）、および（ｄ）は、順にＰ_ＢＢ＝−０．５Ｐａ、−１Ｐａ、−１．５Ｐａのときの実施例に対する計算結果を示す図である。 図９は、反応ガスの濃度分布に関する数値シミュレーション結果の吸引圧力依存性を示す図であり、（ａ）は比較例の計算結果を示す図であり、（ｂ）、（ｃ）、および（ｄ）は、順にＰ_ＢＢ＝−０．５Ｐａ、−１Ｐａ、−１．５Ｐａの場合の実施例の計算結果を示す図である。

本発明の実施形態について、図１ないし図４を用いて説明する。図１は、エッチング装置１００を模式的に示した側面図である。図２は、ノズル１３０の断面図である。図３は、基板搬入口側から見たノズルおよび気流制御装置の正面図である。図４は、エッチング槽内における外気の流れを示す模式図である。図４（ａ）は、ノズル１３０の近傍に第一の通気路１４１と第二の通気路１４２を設けた場合の外気の流れを示す図であり、図４（ｂ）は、ノズル１３０の近傍にこのような通気路を設けない場合の外気の流れを示す図である。図４（ａ）および図４（ｂ）では、外気の流れを太い矢印で示している。

以下、本実施形態に係るエッチング装置１００について、図１を用いて説明する。

図１に示すように、エッチング装置１００は、エッチング槽１１０と、搬送装置１２０と、ノズル１３０と、気流制御装置１４０と、を含む。エッチング装置１００は、基板５００の一面（例えば、裏面５１０）に大気圧プラズマを用いた化学処理を施す。これにより、基板５００の一面を粗面化する。

基板５００は、例えば液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイといったフラットパネルディスプレイ、有機ＥＬ照明、太陽電池、蓄電池等の電子デバイスに用いられるガラス基板である。基板５００は後述する基板５００の製造プロセスで矩形に切り出される。基板５００のサイズは、例えば、幅方向（図１の紙面と直交する方向）に２８８０ｍｍ、搬送方向（図１の紙面内左右方向）に３１３０ｍｍである。また、基板５００の厚さは、例えば、０．６ｍｍである。なお、基板５００のサイズおよび厚さは、これらの値に限られるものではない。基板５００の形状も矩形状に限られず、円形状または帯状であってもよい。

エッチング槽１１０は、基板搬入口１１１および基板搬出口１１２を有する。基板搬入口１１１および基板搬出口１１２は、図１に示すように、同じ高さに位置している。基板搬入口１１１および基板搬出口１１２は、基板５００の幅方向に伸びるスリットの形状を有する。基板搬入口１１１および基板搬出口１１２の幅（図１の紙面と直交する方向の長さ）は、基板５００が通過できるように、基板５００の幅より若干大きい値とする。また、基板搬入口１１１および基板搬出口１１２の高さ（図１の紙面内上下方向の長さ）は、基板５００の厚さより十分大きい値とする。例えば、基板搬入口１１１および基板搬出口１１２の高さは、５〜２０ｍｍである。基板搬入口１１１および基板搬出口１１２は、例えば、基板５００を基板搬入口１１１から基板搬出口１１２まで搬送する間、常時開放されている。

搬送装置１２０は、基板搬入口１１１から基板搬出口１１２に向けて基板５００を搬送する。搬送装置１２０は、例えば、複数のローラー１２１からなるローラーコンベアである。複数のローラー１２１は、基板５００の搬送方向に適宜間隔を空けて互いに平行に、かつ、基板搬入口１１１および基板搬出口１１２の高さに合うように設けられている。複数のローラー１２１により、基板５００の搬送方向の上流から、基板搬入口１１１を通ってエッチング槽１１０の内部に入り、基板搬出口１１２を通ってエッチング槽１１０の外部に出て、基板５００の搬送方向の下流に向かう搬送経路が形成される。複数のローラー１２１は、裏面５１０を支持しながら基板５００を搬送している。このため、後述するおもて面５２０はローラー１２１に接触せず、ローラー１２１起因の傷がおもて面５２０に付かない。

複数のローラー１２１は、駆動制御機構（図示略）によって、同期して回転する。複数のローラー１２１が同期して同じ向き（図１では時計回り）に回転することにより、基板５００は、基板搬入口１１１から基板搬出口に向けて水平に搬送される。なお、搬送装置１２０はローラーコンベアに限られず、例えばベルトコンベアや、ロボットアームといった手段によっても実現可能である。

ノズル１３０は、搬送装置１２０によって搬送される基板５００の一面（例えば、裏面５１０）に反応ガスを吹き付ける。ノズル１３０は、エッチング槽１１０の内部に設けられる。

以下、図１ないし図３を用いて、ノズル１３０の構造の詳細について説明する。

ノズル１３０は、例えば、図２に示すように、ガス供給路１３２と、第一ガス吸引路１３３および第二ガス吸引路１３４と、を含む。ノズル１３０の上端は平面状になっている。ノズル１３０の上端には、ガス供給路１３２の吹き出し口１３２ａと、第一ガス吸引路１３３の第一吸引口１３３ａと、第二ガス吸引路１３４の第二吸引口１３４ａと、が設けられている。第一吸引口１３３ａは吹き出し口１３２ａと基板搬入口１１１との間に設けられ、第二吸引口１３４ａは吹き出し口１３２ａと基板搬出口１１２との間に設けられている。ガス供給路１３２、第一ガス吸引路１３３および第二ガス吸引路１３４は、図２の紙面と直交する方向に一様な断面を有する。吹き出し口１３２ａ、第一吸引口１３３ａおよび第二吸引口１３４ａは、図２の紙面と直交する方向に延びるスリット状になっている。吹き出し口１３２ａ、第一吸引口１３３ａおよび第二吸引口１３４ａの幅（図２の紙面と直交する方向の長さ）は、基板５００の裏面５１０全面にわたって粗面化が行えるよう、基板５００の幅より若干大きくなっている。

ガス供給路１３２は、エッチング槽１１０の外部に設けられた反応ガス生成装置（図示略）に接続される。反応ガス生成装置は、原料ガスから反応ガスを生成し、ガス供給路１３２に反応ガスを供給する。また、反応ガス生成装置には、原料ガス供給部（図示略）が設けられる。原料ガス供給部は、反応ガスの原料である、原料ガスを供給する。原料ガスは、例えば、フッ素系原料ガスと、キャリアガスとを含む。

フッ素系原料ガスは、基板５００の表面と反応するフッ素系反応成分を生成するために用いられる。フッ素系反応成分は、フッ素系原料ガスと水分子とをプラズマ中に導入して反応させることにより生成できる。キャリアガスは、フッ素系原料ガスの搬送および希釈や、プラズマ放電を行うために用いられる。本実施形態では、フッ素系原料ガスとしてＣＦ_４が、キャリアガスとしてアルゴンが、用いられる。また、以下ではフッ素系反応成分の例としてフッ化水素（ＨＦ）を用いて説明する。なお、フッ素系原料ガスはこれに限られず、Ｃ_２Ｆ_６、Ｃ_３Ｆ_８といったその他のパーフルオロカーボン、ＣＨＦ_３、ＣＨ_２Ｆ_２、ＣＨ_３Ｆといったハイドロフルオロカーボン、ＳＦ_６、ＮＦ_３、ＸｅＦ_２といったその他のフッ素含有化合物を用いてもよい。また、キャリアガスはこれに限られず、ヘリウム、ネオン、キセノンといったその他の不活性ガスを用いてもよい。

原料ガスは、例えば、水蒸気を含む。原料ガス供給部は、本実施形態では、ＣＦ_４およびアルゴンに水を添加する水添加部を含む。水添加部は、例えば、液体の水を飽和水蒸気として供給する加湿器である。水の添加量は、加湿器の温度調節によって調節可能である。水の添加量を調節することによって、原料ガス内の水蒸気分圧を設定できる。これにより、プラズマ中で生成されるフッ素系反応成分および水蒸気の凝縮温度（すなわち、基板と反応を起こすフッ化水素酸が生成される温度）を変えることができる。

反応ガス生成装置には、原料ガス供給部と接続されるプラズマ生成部（図示略）が設けられる。プラズマ生成部は、一対の電極を含む。一対の電極は、原料ガスが供給される通路を挟んで配置される。一対の電極の一方は電源に接続され、他方は接地される。電源から高電圧が印加されることにより、一対の電極間で電場が発生し放電が行われる。これにより、一対の電極間でプラズマが生成し、原料ガスがプラズマ中に導入されることによりＣＦ_４と水分子とが反応して、基板５００の表面と反応するフッ化水素が生成される。すなわち、原料ガスはプラズマ中に導入されることで反応ガスとなる。反応ガスは、吹き出し口１３２ａから基板５００の裏面５１０に吹き付けられる。

天板１３５は、図１ないし図３に示すように、ノズル１３０の上端に対向して、ノズル１３０の上方に水平に設けられている。基板５００は、基板搬入口１１１から搬入された後、ノズル１３０の上端と天板１３５の下面との間を通過し、基板搬出口１１２から搬出される。ノズル１３０の上端と天板１３５の下面との間の距離は、基板５００が通過できるよう、基板搬入口１１１および基板搬出口１１２の厚さ（図１の紙面内上下方向の長さ）と概ね等しくする。

基板５００がノズル１３０の上端と天板１３５の下面との間を通過する間、吹き出し口１３２ａから吹き出された反応ガスは、基板５００の裏面５１０とノズル１３０との間の隙間１３１（図２参照）に充満する。裏面５１０が反応ガスに曝される間、裏面５１０は粗面化される。

裏面５１０の算術平均表面粗さは、０．３〜１．５ｎｍであることが好ましい。算術平均表面粗さが０．３ｎｍ以上であれば、基板５００をステージから剥離する際に剥離帯電が発生しにくい。算術平均表面粗さが１．５ｎｍ以下であれば、粗面化処理に時間がかかることもなく、基板５００の面内強度が不十分となるおそれもない。

天板１３５の下面には、温度調節自在なプレート状のヒーター（図示略）が設けられている。このヒーターにより、基板５００の裏面５１０と反対側の面（以下、「おもて面５２０」という。）中の天板１３５の直下に位置する領域を加温することができる。ヒーターの幅（図２の紙面と直交する方向の長さ）は、基板５００のおもて面５２０全面を加温できるよう、基板５００の幅より若干大きくなっている。裏面５１０を第一の面と定義した場合、第一の面の反対側のおもて面５２０は第二の面として定義される。

フッ化水素と水蒸気の前記凝縮温度に合わせて、基板５００がエッチング槽１１０に搬入されるときの温度、および天板１３５のヒーターの温度を適切に設定する。これにより、基板５００がノズル１３０の上を通過する間、裏面５１０の温度は前記凝縮温度以下、おもて面５２０の温度は前記凝縮温度以上にすることができる。このため、フッ化水素と水蒸気は裏面５１０のみで凝縮し、フッ化水素酸を形成する。これにより、吹き出し口１３２ａから吹き出された反応ガスの一部が、天板１３５とおもて面５２０との隙間に入り込んだとしても、基板５００のエッチングを裏面５１０のみに対して選択的に行うことができる。したがって、電子部材や配線が形成されるおもて面５２０は、粗面化せずに平滑に保つことができる。

第一ガス吸引路１３３および第二ガス吸引路１３４は、エッチング槽１１０の外部で、ガス回収装置６００に接続される（図１参照）。ガス回収装置６００は、通常の吸引手段、例えばロータリーポンプを含む。隙間１３１に供給された反応ガスは、第一吸引口１３３ａおよび第二吸引口１３４ａから吸引され、第一ガス吸引路１３３および第二ガス吸引路１３４を通って、ガス回収装置６００で回収される。

以下、図１、図３および図４を用いて、気流制御装置１４０について説明する。

気流制御装置１４０は、図１に示すように、エッチング槽１１０の内部に設けられる。気流制御装置１４０は、基板搬入口１１１および基板搬出口１１２からエッチング槽１１０の内部に流入した外気が、基板５００の一面（本実施形態では、裏面５１０）とノズル１３０との間の隙間１３１（図２参照）に流入することを抑制する。図１に示すように、気流制御装置１４０は、例えば、第一の通気路１４１と、第二の通気路１４２と、を含む。

第一の通気路１４１は、基板搬入口１１１とノズル１３０との間に第一の通気口１４１ｃを有する。第一の通気路１４１は、図４（ａ）に示すように、基板搬入口１１１から隙間１３１に向けてエッチング槽１１０の内部に流入した外気を第一の通気口１４１ｃから流入させる。これにより、第一の通気路１４１は、基板搬入口１１１からエッチング槽１１０の内部に流入した外気が隙間１３１に流入することを抑制する。

図１に示すように、第一の通気路１４１は、例えば、ノズル１３０に近い側から順に、第一の背面板１４１ａと、第一の前面板１４１ｂと、を含む。第一の背面板１４１ａと第一の前面板１４１ｂは、例えば、５０〜１００ｍｍの間隔を空けて設置される。第一の背面板１４１ａと第一の前面板１４１ｂは、図示略の第一の側面板によって接続される。第一の背面板１４１ａおよび第一の前面板１４１ｂの幅は、基板５００の幅より若干長い。第一の背面板１４１ａ、第一の前面板１４１ｂおよび第一の側面板によって囲まれた空間の上部は開放されており、この開放された上部空間が第一の通気口１４１ｃとなっている。

図３に示すように、第一の背面板１４１ａ、第一の前面板１４１ｂおよび第一の側面板は、基板搬入口１１１から見て、ノズル１３０の前方を塞ぐように、エッチング槽１１０の床面からローラー１２１に近接する高さまで設けられる。これにより、第一の通気路１４１は、基板搬入口１１１から隙間１３１に流入する外気を遮蔽する遮蔽手段として機能する。第一の前面板１４１ｂは第一の背面板１４１ａよりも高さが低くなっている。これにより、第一の通気路１４１は、第一の通気口１４１ｃが基板搬入口１１１側に向けて開口した幅方向に長い箱型の形状を有する。このため、基板搬入口１１１から流入した外気は、第一の通気口１４１ｃに流入しやすくなっている。

図１に示すように、第一の背面板１４１ａの上端部は、例えば、隣接した２組のローラー１２１の間に入り込むように設置される。第一の背面板１４１ａの上端部は、搬送装置１２０により搬送される基板５００と干渉しない範囲で、できるだけ高い位置に設置する。これにより、基板搬入口１１１からエッチング槽１１０の内部に流入した外気が隙間１３１に流入することを抑制することができる。例えば、基板５００の裏面５１０と第一の背面板１４１ａの上端部との距離は１〜１０ｍｍになるように設定される。第一の前面板１４１ｂの上端部の位置は、例えば、第一の背面板１４１ａの上端部の位置よりも５０〜１００ｍｍ低い位置に設定される。

第一の通気路１４１が設置された部分のエッチング槽１１０の床面には、第一の排気口１４３が開口している。第一の排気口１４３は、例えば、第一の通気路１４１の幅方向にスリット状に設けられるが、第一の排気口１４３の形状はこれに限定されない。

第二の通気路１４２は、基板搬出口１１２とノズル１３０との間に第二の通気口１４２ｃを有する。第二の通気路１４２は、図４（ａ）に示すように、基板搬出口１１２から隙間１３１に向けてエッチング槽１１０の内部に流入した外気を第二の通気口１４２ｃから流入させる。これにより、第二の通気路１４２は、基板搬出口１１２からエッチング槽１１０の内部に流入した外気が隙間１３１に流入することを抑制する。

図１に示すように、第二の通気路１４２は、例えば、ノズル１３０に近い側から順に、第二の背面板１４２ａと、第二の前面板１４２ｂと、を含む。第二の背面板１４２ａと第二の前面板１４２ｂは、例えば、５０〜１００ｍｍの間隔を空けて設置される。第二の背面板１４２ａと第二の前面板１４２ｂは、図示略の第二の側面板によって接続される。第二の背面板１４２ａおよび第二の前面板１４２ｂの幅は、基板５００の幅より若干長い。第二の背面板１４２ａ、第二の前面板１４２ｂおよび第二の側面板によって囲まれた空間の上部は開放されており、この開放された上部空間が第二の通気口１４２ｃとなっている。

図３に示すのと同様に、第二の背面板１４２ａ、第二の前面板１４２ｂおよび第二の側面板は、基板搬出口１１２から見て、ノズル１３０の前方を塞ぐように、エッチング槽１１０の床面からローラー１２１に近接する高さまで設けられる。これにより、第二の通気路１４２は、基板搬出口１１２から隙間１３１に流入する外気を遮蔽する遮蔽手段として機能する。第二の前面板１４２ｂは第二の背面板１４２ａよりも高さが低くなっている。これにより、第二の通気路１４２は、第二の通気口１４２ｃが基板搬出口１１２側に向けて開口した幅方向に長い箱型の形状を有する。このため、基板搬出口１１２から流入した外気は、第二の通気口１４２ｃに流入しやすくなっている。

図１に示すように、第二の背面板１４２ａの上端部は、例えば、隣接した２組のローラー１２１の間に入り込むように設置される。第二の背面板１４２ａの上端部は、搬送装置１２０により搬送される基板５００と干渉しない範囲で、できるだけ高い位置に設置する。これにより、基板搬出口１１２からエッチング槽１１０の内部に流入した外気が隙間１３１に流入することを抑制することができる。例えば、基板５００の裏面５１０と第二の背面板１４２ａの上端部との距離は１〜１０ｍｍになるように設定される。第二の前面板１４２ｂの上端部の位置は、例えば、第二の背面板１４２ａの上端部の位置よりも５０〜１００ｍｍ低い位置に設定される。

第二の通気路１４２が設置された部分のエッチング槽１１０の床面には、第二の排気口１４４が開口している。第二の排気口１４４は、例えば、第二の通気路１４２の幅方向にスリット状に設けられるが、第二の排気口１４４の形状はこれに限定されない。

第一の通気路１４１と第二の通気路１４２は、図１に示すように、例えば、エッチング槽１１０の外部で、接続路１５０によって接続される。接続路１５０は、第一の通気路１４１の底部に設けられた第一の排気口１４３、および第二の通気路１４２の底部に設けられた第二の排気口１４４を介して、第一の通気路１４１の内部の空間および第二の通気路１４２の内部の空間に通じている。

第一の通気路１４１、接続路１５０および第二の通気路１４２は、隙間１３１に向かう外気を迂回させるための迂回路を形成する。基板搬入口１１１または基板搬出口１１２からエッチング槽１１０の内部に流入した外気は、この迂回路を通って基板搬出口１１２側または基板搬入口１１１側に流出する。そのため、エッチング槽１１０の内部に流入した外気が直接隙間１３１に流入することが抑制される。

接続路１５０には、吸引装置１６０が接続されている。吸引装置１６０は、通常の吸引手段、例えばロータリーポンプを含む。吸引装置１６０を稼働させることによって、接続路１５０の内部の気体、さらに、第一の通気路１４１および第二の通気路１４２の内部の気体を排気することができる。吸引装置１６０は常時稼働させる必要はなく、エッチング槽１１０に流入する外気が多くなる場合など、必要に応じて稼働させればよい。

以下、図５を用いて、エッチング装置１００を含む基板製造システム１０００の構成を説明する。図５は、基板製造システム１０００の一部を示した側面図である。図５において、符号１０３０は、図１に示したエッチング槽１１０に対応する。図５では、エッチング槽１０３０を構成する各構成要素の符号の横に、図１に示した符号を併記して記載する。

基板製造システム１０００は、第一洗浄槽１０１０と、第一バッファ槽１０２０と、エッチング槽１０３０と、第二バッファ槽１０４０と、第二洗浄槽１０５０と、搬送装置１０７０と、を含む。

搬送装置１０７０は、基板５００を図示左側から図示右側に向けて搬送する。搬送装置１０７０は、例えば、複数のローラー１０７１からなるローラーコンベアである。複数のローラー１０７１により、第一洗浄槽１０１０の上流側から、第一洗浄槽１０１０、第一バッファ槽１０２０、エッチング槽１０３０、第二バッファ槽１０４０、および第二洗浄槽１０５０を順次通過し、第二洗浄槽１０５０の下流側に向かう搬送経路が形成される。

図示は省略したが、第一洗浄槽１０１０の上流側には、例えば基板５００の成形や研磨が行われる装置が設けられる。第二洗浄槽１０５０の下流側には、例えば基板５００の乾燥や検査が行われる装置が設けられる。

第一洗浄槽１０１０、第一バッファ槽１０２０、第二バッファ槽１０４０、および第二洗浄槽１０５０は、それぞれ基板搬入口および基板搬出口を含む。各槽の基板搬入口および基板搬出口は、エッチング槽１０３０の基板搬入口１０３１および基板搬出口１０３２と同じ高さに、同じ大きさで設けられている。各槽の基板搬出口は、搬送方向の下流側に隣接する槽の基板搬入口に、順次接続されている。

以下、図５を用いて、基板５００の製造プロセスを説明する。

基板５００は、例えば、フロート法によりリボン状に成形された後、所望サイズの基板５００に切断する切断工程、基板５００の端面を面取りする面取り工程、および基板５００の表面（おもて面５２０）を研磨する研磨工程を経て、第一洗浄槽１０１０に搬送される。研磨方法としては、例えばスラリーを基板に供給して研磨する方法が用いられる。スラリーは、研磨砥粒を、水や有機溶媒といった液体に分散させた分散液である。研磨砥粒としては、例えば酸化セリウムが用いられる。

研磨された基板５００は搬送装置１０７０によって第一洗浄槽１０１０に搬送される。第一洗浄槽１０１０では、基板５００表面から研磨砥粒を除去する。第一洗浄槽１０１０では、例えば、まず基板５００をシャワー洗浄し、水で基板５００表面の研磨砥粒を洗い流す。その後に、基板５００をスラリー洗浄する。スラリー洗浄は、シャワー洗浄で除去できなかった研磨砥粒を、洗浄用のスラリーをノズルから基板に吹き付けながらディスクブラシ等の洗浄手段を用いて除去する洗浄方法である。洗浄用のスラリーとしては、例えば、酸化セリウム、炭酸カルシウム、または炭酸マグネシウムを、水や有機溶媒といった液体に分散させた分散液が用いられる。

基板５００は、搬送装置１０７０によって第一洗浄槽１０１０から搬出され、第一バッファ槽１０２０に搬入される。第一バッファ槽１０２０は、基板搬入口１０３１から反応ガスが第一洗浄槽１０１０に漏れてしまうことを防止するために設けられる。これにより、第一洗浄槽１０１０で行われる洗浄ステップは、反応ガスで汚染されなくなる。

第一バッファ槽１０２０は、例えば、天井にファンフィルターユニットＦＦＵ１を有し、床面に排気口ＥＸＨ１を有する。ファンフィルターユニットＦＦＵ１は、外気を濾過して第一バッファ槽１０２０の内部に導入して、第一バッファ槽１０２０の内部を正圧の状態にする。ファンフィルターユニットＦＦＵ１で導入された外気は、第一バッファ槽１０２０の内部の塵埃やガスとともに、排気口ＥＸＨ１から相対的に圧力の低い第一バッファ槽１０２０の外部へ排出される。

基板５００は、搬送装置１０７０によって第一バッファ槽１０２０から搬出され、エッチング槽１０３０に搬入される。エッチング槽１０３０では、基板５００の裏面５１０に、ノズル１０８０（図１の１３０）から反応ガスが吹き付けられ、基板５００の裏面５１０が粗面化される。

粗面化された基板５００は、搬送装置１０７０によってエッチング槽１０３０から搬出され、第二バッファ槽１０４０に搬入される。第二バッファ槽１０４０は、基板搬出口１０３２から反応ガスが第二洗浄槽１０５０に漏れてしまうことを防止するために設けられる。これにより、第二洗浄槽１０５０で行われる洗浄ステップは、反応ガスで汚染されなくなる。

第二バッファ槽１０４０は、例えば、天井にファンフィルターユニットＦＦＵ２を有し、床面に排気口ＥＸＨ２を有する。ファンフィルターユニットＦＦＵ２は、外気を濾過して第二バッファ槽１０４０の内部に導入して、第二バッファ槽１０４０の内部を正圧の状態にする。ファンフィルターユニットＦＦＵ２で導入された外気は、第二バッファ槽１０４０の内部の塵埃やガスとともに、排気口ＥＸＨ２から相対的に圧力の低い第二バッファ槽１０４０の外部へ排出される。

基板５００は、搬送装置１０７０によって第二バッファ槽１０４０から搬出され、第二洗浄槽１０５０に搬入される。第二洗浄槽１０５０は、高圧シャワー１０５１を含む。第二洗浄槽１０５０では、基板５００の両面を洗浄して、粗面化によって発生したガラスカレットやエッチング副生成物等を除去する。洗浄方法は特に限定されず、例えば、高圧シャワー洗浄、ブラッシング洗浄、超音波洗浄、またはそれらを組み合わせたもの等が挙げられる。洗浄の終わった基板５００は、第二洗浄槽１０５０から搬送装置１０７０によって搬出され、乾燥工程や検査工程に供される。

以下、図４ないし図６を用いて、気流制御装置１４０の機能を説明する。図６は、エッチング槽１０３０が気流制御装置１４０を含まない場合の、ノズル１０８０周辺の気圧変動分布を示した図である。

図４（ａ）に示すように、ノズル１３０から吹き出される反応ガスにより、基板５００の裏面５１０が粗面化される。基板５００の裏面５１０内の各箇所における粗度は、その箇所が曝される反応ガスの濃度、およびその箇所が反応ガスに曝される累積時間の、２つの要因によって決まる。これらの要因は、基板５００とノズル１３０との間の隙間１３１に生じる気流の外乱によって大きく変動する。気流の外乱は、基板搬入口１１１および基板搬出口１１２を介してエッチング槽１１０の内部に流入した外気によって引き起こされる。

外気の流入は、図５に示した第一バッファ槽１０２０と第二バッファ槽１０４０との間に、圧力差が生じることに起因する。特に、基板５００のサイズが複数の槽の長さに及ぶほど大きい場合に、この圧力差が顕著に生じることが、発明者の検討により明らかにされてきた。また、外気の流入の程度が基板５００の搬送に伴って時間変動することも、発明者の検討により明らかにされてきた。

第一バッファ槽１０２０と第二バッファ槽１０４０との間に圧力差が生じる原因は、様々考えられる。例えば、第一洗浄槽１０１０と第二洗浄槽１０５０で作動する装置が異なることは、ひとつの原因になりうる。

第一洗浄槽１０１０では、基板５００が搬出されるまで、例えば、シャワー洗浄およびスラリー洗浄が行われる。しかし、これらの装置が作動しても、第一洗浄槽１０１０内部の大域的な気圧の分布に大きな変動は生じない。他方、第二洗浄槽１０５０に基板５００が搬入されると、高圧シャワー１０５１による高圧シャワー洗浄が行われる。高圧シャワー１０５１が作動すると、第二洗浄槽１０５０の内部の大域的な気圧の分布は、大きく変動する。この変動が、第二洗浄槽１０５０の基板搬入口を介して、隣接する第二バッファ槽１０４０の内部の圧力を変動させる。特に、基板５００のサイズが大きい場合には、基板５００がエッチング槽１０３０から第二洗浄槽１０５０までを跨いだ状態が生じる。この場合、基板５００の一部分がエッチング槽１０３０で粗面化されている間、基板５００の別の部分が第二洗浄槽１０５０で高圧シャワー洗浄を施されるため、粗面化の間に圧力変動が生じ、外気の流入が生じる。このような状況は、基板５００が、基板５００の搬送方向において、ノズル１０８０の吹き出し口から第二洗浄槽１０５０の基板搬入口までの長さ以上である場合に生じる。

第一バッファ槽１０２０と第二バッファ槽１０４０との間に圧力差が生じる原因は他にも考えられる。

例えば、図６に示すように、基板５００のサイズが大きい場合、基板５００とエッチング槽１０３０との相対位置に応じて、第一バッファ槽１０２０と第二バッファ槽１０４０の気圧に違いが生ずる。その結果、エッチング槽１０３０内部に圧力分布が生じ、ノズル１０８０の前後に気流を生じさせる。サイズが大きい基板５００とは、基板５００の搬送方向において、ノズル１０８０の吹き出し口１３２ａから第一バッファ槽１０２０の基板搬入口までの長さ以上、または、ノズル１０８０の吹き出し口１３２ａから第二バッファ槽１０４０の基板搬出口までの長さ以上である基板を意味する。

例えば、図６（ａ）に示すように、基板５００の先端部がノズル１０８０の近傍まで到達すると、第一バッファ槽１０２０は、基板５００によって、上下の空間に分断される。このとき、ファンフィルターユニットＦＦＵ１が外気を導入することによって、第一バッファ槽１０２０の上側の空間は正圧となる。導入された外気は、基板５００によって遮断されるため、第一バッファ槽１０２０の下側の空間は相対的に負圧となる。他方、第二バッファ槽１０４０は、ファンフィルターユニットＦＦＵ２が外気を導入することによって、全空間が正圧となる。エッチング槽１０３０は、基板搬入口１０３１とノズル１０８０との間の空間が、基板５００で区切られる。基板５００の下側の空間は、第一バッファ槽１０２０の下側の空間と基板搬入口１０３１を介して繋がっているため、負圧になる。他方、ノズル１０８０と基板搬出口１０３２と間の空間は、第二バッファ槽１０４０の全空間と基板搬出口１０３２を介して繋がっているため、正圧になる。この結果、エッチング槽１０３０内部に、基板搬出口１０３２から基板搬入口１０３１に向かう気流が生じる。

図６（ｃ）に示すように、基板５００の後端部がノズル１０８０の近傍まで搬送されると、第一バッファ槽１０２０には、基板５００が存在しないため、ファンフィルターユニットＦＦＵ１が外気を導入することによって、第一バッファ槽１０２０の全空間が正圧となる。他方、第二バッファ槽１０４０は、基板５００によって、上下の空間に分断される。このとき、ファンフィルターユニットＦＦＵ２が外気を導入することによって、第二バッファ槽１０４０の上側の空間は正圧となる。導入された外気は、基板５００によって遮断されるため、第二バッファ槽１０４０の下側の空間は相対的に負圧となる。エッチング槽１０３０は、ノズル１０８０と基板搬出口１０３２との間の空間が、基板５００で区切られる。基板５００の下側の空間は、第二バッファ槽１０４０の下側の空間と基板搬出口１０３２を介して繋がっているため、負圧になる。他方、ノズル１０８０と基板搬入口１０３１との間の空間は、第一バッファ槽１０２０の全空間と基板搬入口１０３１を介して繋がっているため、正圧になる。この結果、エッチング槽１０３０内部に、基板搬入口１０３１から基板搬出口１０３２に向かう気流が生じる。

なお、図６（ｂ）に示すように、基板５００が基板搬入口１０３１から基板搬出口１０３２へ搬送される途中の段階では、第一バッファ槽１０２０および第二バッファ槽１０４０の空間を基板５００が分断するか否かに応じて、様々な気圧の分布が実現される。

以上説明したように、特に大きいサイズの基板を用いた場合、基板５００とエッチング槽１０３０との相対位置に応じて、エッチング槽１０３０内のノズル１０８０の前後で異なる圧力分布が生じる。基板搬入口１０３１および基板搬出口１０３２を通って、複数の基板５００が順次連続的に搬送されるため、ノズル１０８０の前後での圧力差は時間とともに変動する。

図４（ｂ）に示すように、エッチング槽１１０内に気流制御装置１４０が設けられていない場合には、基板搬入口１１１および基板搬出口１１２から流入した外気は、ほぼ遮られることなく、基板５００の裏面５１０とノズル１３０との間の隙間１３１へと到達する。このため、隙間１３１に充満する反応ガスの濃度分布は、気流の外乱の影響を直接被る。その結果、基板５００の裏面５１０の粗度には不均一性が生じる。

一方、図４（ａ）に示すように、エッチング槽１１０内に気流制御装置１４０が設けられている場合には、基板搬入口１１１および基板搬出口１１２から流入した外気は、第一の通気路１４１、接続路１５０および第二の通気路１４２によって形成される迂回路に流入し、隙間１３１に直接到達することが抑制される。また、接続路１５０によって、第一の通気路１４１と第二の通気路１４２の内部の圧力は常に等圧になろうとするため、第一バッファ槽１０２０と第二バッファ槽１０４０との間の圧力差の時間変動による影響も緩和される。これにより、隙間１３１に充満する反応ガスの濃度分布は、気流の外乱の影響を受けにくくなり、基板５００の裏面５１０の粗度の均一性が向上する。

また、吸引装置１６０を稼働させる場合には、接続路１５０の内圧は、常時負圧（例えば−１〜−２Ｐａ）に維持される。これにより、第一バッファ槽１０２０と第二バッファ槽１０４０との間に圧力差（例えば、最大±３Ｐａ程度）が生じていても、外気の流れは殆ど、基板搬入口１１１と第一の通気口１４１ｃとの間、および、基板搬出口１１２と第二の通気口１４２ｃとの間で発生する。したがって、基板５００の裏面５１０とノズル１３０との間の隙間１３１において、外気の流入の影響は低減する。なお、第一の通気口１４１ｃと第二の通気口１４２ｃは、ノズル１３０とは反対の側に向けて開口しているため、吸引装置１６０を稼働させることによって、隙間１３１の気流が大きく乱されることはない。

以上説明したように、本実施形態のエッチング装置では、図４（ａ）に示すように、基板搬入口１１１および基板搬出口１１２を有するエッチング槽１１０の基板搬入口１１１から基板搬出口１１２に向けて基板５００を搬送し、基板５００の裏面５１０にノズル１３０から反応ガスを吹き付ける。反応ガスの吹き付けは、基板搬入口１１１および基板搬出口１１２からエッチング槽１１０の内部に流入した外気が基板５００の裏面５１０とノズル１３０との間の隙間１３１に流入することを抑制しながら行う。

例えば、基板搬入口１１１からエッチング槽１１０の内部に流入した外気が隙間１３１に流入することを抑制するために、図４（ａ）に示すように、基板搬入口１１１から隙間１３１に向けてエッチング槽１１０の内部に流入した外気を、基板搬入口１１１とノズル１３０との間に設けられた第一の通気口１４１ｃから第一の通気路１４１に流入させる。

基板搬出口１１２からエッチング槽１１０の内部に流入した外気が隙間１３１に流入することを抑制するために、図４（ａ）に示すように、基板搬出口１１２から隙間１３１に向けてエッチング槽１１０の内部に流入した外気を、基板搬出口１１２とノズル１３０との間に設けられた第二の通気口１４２ｃから第二の通気路１４２に流入させる。

そのため、エッチング槽１１０内部への外気の流入に伴って発生していた、基板５００の裏面５１０における粗度の不均一性を抑制することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記の実施形態では、第一の通気路１４１と第二の通気路１４２とを共通の吸引装置１６０に接続したが、第一の通気路１４１と第二の通気路１４２をそれぞれ異なる吸引装置に接続してもよい。この場合、基板搬入口１１１からエッチング槽１１０の内部に流入した外気と、基板搬出口１１２からエッチング槽１１０の内部に流入した外気は、それぞれ独立に排気される。この場合も、エッチング槽１１０の内部に流入した外気が、基板５００の裏面５１０とノズル１３０との間の隙間１３１に流入することを抑制できる。その結果、基板５００の裏面５１０における粗度の不均一性を抑制することができる。

また、本発明の一実施態様の基板の製造方法においては、フロート法やフュージョン法によりリボン状に成形された後、所望サイズの基板５００に切断する切断工程、基板５００の端面を面取りする面取り工程、および基板５００の表面（おもて面５２０）を研磨する研磨工程を経た基板５００に対して、上記実施態様で説明したエッチング方法より裏面５１０をエッチングする工程が含まれる。その結果、裏面５１０における粗度の不均一性を抑制された基板５００のを得ることができる。

また、本発明の一実施態様の基板においては、裏面５１０全体の算術平均表面粗さの平均値は０．３〜１．５ｎｍであり、裏面５１０を周縁部の算術平均表面粗さの平均値と裏面５１０の中央部の算術平均表面粗さとが異なっており、裏面５１０全体の算術平均表面粗さの標準偏差が０．０６以下である。

基板５００を縦横３つずつ、９つの領域に区切ったとき、その中央の領域を中央部とし、それ以外の中央部の周囲の領域を周縁部とする。周縁部は辺から５００ｍｍの範囲にある領域である。周縁部の算術平均表面粗さの平均値とは、中央部を除く８つの領域の算術平均表面粗さの平均値である。中央部と周縁部の算術平均表面粗さは同一にはならないが、裏面５１０全体の算術平均表面粗さのばらつきを、標準偏差で表すと０．０６以下とすることにより、剥離帯電料を効果的に抑制することができ、剥離帯電に起因する基板の損傷を抑制できる。なお、中央部の算術平均表面粗さは周縁部の算術平均表面粗さより高くてもよい。

なお、基板のサイズが大きい程、真空吸着ステージに一定時間載置されたときの剥離帯電によって基板が損傷する可能性が高くなる。そのため、本発明の一実施態様の基板では、基板のサイズが１５００ｍｍ×１５００ｍｍ以上であることが剥離帯電量の抑制がより効果的になるため好ましい。さらには、基板のサイズが２０００ｍｍ×２０００ｍｍ以上であることがより効果的である。

また、裏面５１０の中央部の算術平均表面粗さから裏面５１０全体の算術平均表面粗さの平均値を引いた時の値が−０．１３以上０．１３以下であると、剥離帯電量をより効果的に抑制できる。

以下、図７ないし図９を用いて、本発明の実施例を説明する。図７は、反応ガスの濃度分布に関する数値シミュレーションの計算モデルおよび計算結果例を示す図である。図８および図９は、反応ガスの濃度分布に関する数値シミュレーション結果の吸圧依存性を示す図である。

図７は、反応ガスの濃度分布に関する数値シミュレーションの計算モデルを示す。ここでは、ノズルと基板との隙間における反応ガスの流れのシミュレーションを行った。計算ソフトとしてＡＮＳＹＳ（登録商標）（製品名：ＡＮＳＹＳ ＦＬＵＥＮＴ、バージョン：１４．５、ＡＮＳＹＳ，Ｉｎｃ．社製）を用い、直接法によって流体計算を行った。

図７（ａ）は、エッチング槽内の基板７５０より下の空間７００の計算モデルを示す。実施例の計算では、ノズル７３０に対し、基板７５０の搬送方向上流側（図の左側）に第一の通気路（気流制御装置）７４１が設けられ、下流側（右側）に第二の通気路（気流制御装置）７４２が設けられる。比較例の計算では、第一の通気路７４１および第二の通気路７４２は設けられていない。

圧力に関する境界条件として、以下を設定する。基板搬入口７１１での圧力は、第一バッファ槽の気圧Ｐ_ＬＤに等しい。基板搬出口７１２での圧力は、第二バッファ槽の気圧Ｐ_ＮＴに等しい。第一の通気路７４１および第二の通気路７４２の内部の圧力は、接続路の気圧（吸引装置の吸引圧力）Ｐ_ＢＢに等しい。

図７（ｂ）は、シミュレーション空間中の、ノズル７３０と基板７５０との隙間を拡大したものである。本シミュレーションにおいては、吹き出し口７３２ａの大きさｄ_Ａを２ｍｍ、第一吸引口７３３ａの大きさｄ_Ｂを７〜１０ｍｍ、第二吸引口７３４ａの大きさｄ_Ｃを７〜１０ｍｍとした。また、隙間７３１の間隔ｄ_Ｄを２〜５ｍｍとした。また、吹き出し口７３２ａの中央から第一吸引口７３３ａの中央までの距離ｌ_１を７０ｍｍ、吹き出し口７３２ａの中央から第二吸引口７３４ａの中央までの距離ｌ_２を７０ｍｍとした。メッシュサイズは、０．１〜４ｍｍの範囲内で、シミュレーション空間内の場所ごとに適切な値を選んだ。

パラメーターｄ_Ｂ、ｄ_Ｃ、ｄ_Ｄに関しては、上記の範囲内で値をいくつか選択し、それぞれの値について計算を行った。しかし、気流制御装置を用いて粗度の均一性を高められるという結論、および、吸引装置を稼働させることで粗度の均一性をより高めやすくできるという結論に変わりはない。図８および図９では、ｄ_Ｂ＝７ｍｍ、ｄ_Ｃ＝１０ｍｍ、ｄ_Ｄ＝４ｍｍと設定したときの計算結果を示す。

反応ガスは、ガス供給路７３２を通って吹き出し口７３２ａから隙間７３１に吹き出される。反応ガスは、第一吸引口７３３ａから第一ガス吸引路７３３へと吸引される。また、反応ガスは、第二吸引口７３４ａから第二ガス吸引路７３４へと吸引される。このことを表現するために、ガス供給路７３２における反応ガスの流入速度が一定の値をとるという境界条件をおいた。また、第一ガス吸引路７３３および第二ガス吸引路７３４の、それぞれの内部の圧力が一定の負の値をとるという境界条件をおいた。本シミュレーションにおいては、ガス供給路７３２の反応ガス流入速度を０．０７ｍ／ｓとした。また、第一ガス吸引路７３３の内部の圧力を−１．９Ｐａ、第二ガス吸引路７３４の内部の圧力を−１．９Ｐａとした。

隙間７３１では、基板７５０が左から右に（図７（ｂ）に示す矢印の方向に）搬送されている。このことを表現するために、基板７５０の裏面７５１が右向きに一定の速さを有するとの移動境界条件をおく。本シミュレーションにおいては、基板７５０の裏面７５１の移動の速さを１６７ｍｍ／ｓとする。

隙間７３１における反応ガスの濃度分布を、条件を変えて計算した。変える条件は、第一バッファ槽の気圧Ｐ_ＬＤ、第二バッファ槽の気圧Ｐ_ＮＴ、および接続路の気圧（吸引装置の吸引圧力）Ｐ_ＢＢである。

与えられたＰ_ＢＢに対し、Ｐ_ＬＤとＰ_ＮＴの組み合わせをいくつか変えてみて、隙間７３１における反応ガスの濃度分布、特にその最大値がどのように変わるかを調べた。Ｐ_ＬＤとＰ_ＮＴの差は、エッチング槽に流入する外気の流れの大きさに対応すると考えられる。よって、本シミュレーションから、隙間７３１における反応ガスの濃度分布が、外気の流入にどれだけ鋭敏に反応するかを把握することができる。

基板７５０の裏面７５１における粗度は、基板７５０の裏面７５１が曝される反応ガスの濃度、および反応ガスに曝される累積時間の、２つの要因によって決まる。累積時間は主に、基板７５０の搬送される速さで決まる。本シミュレーションにおいては、上に述べたように、基板７５０の搬送される速さは、一定の値１６７ｍｍ／ｓとしている。したがって、基板７５０の裏面７５１における粗度は主に、濃度分布の最大値で決まる（最大値が大きくなるにつれ、粗度が大きくなる）。よって、本シミュレーションから、基板７５０の裏面７５１における粗度が、外気の流入にどれだけ強く影響されるかを把握することができる。

図８（ａ）は、気流制御装置が導入される前の比較例において、隙間７３１における反応ガスの濃度分布を計算した結果の例を示す。横軸（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ（ｍ））はノズル７３０内の位置、縦軸（［ＨＦ］（ｐｐｍ））は反応ガスの濃度である。ノズル７３０内の位置は、吹き出し口７３２ａを原点として、第一吸引口７３３ａ側を負、第二吸引口７３４ａ側を正とする座標で示される。基板７５０が図の左から右に搬送されていることを反映して、反応ガスも基板７５０に引きずられ、吹き出し口７３２ａの右側（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ＞０）に濃度分布を有する。

上で述べたＰ_ＬＤ、Ｐ_ＮＴの各組み合わせに対応して、複数の濃度分布曲線が得られる。凡例の意味は、以下のとおりである。
ｐｍ：Ｐ_ＬＤ＝Ｐ_ＮＴ＝０Ｐａ、
ｐｍ＿ＬＤ＿０ｐａ＿ＮＴ＿−１ｐａ：Ｐ_ＬＤ＝０Ｐａ、Ｐ_ＮＴ＝−１Ｐａ、
ｐｍ＿ＬＤ＿１ｐａ＿ＮＴ＿０ｐａ：Ｐ_ＬＤ＝１Ｐａ、Ｐ_ＮＴ＝０Ｐａ、
ｐｍ＿ＬＤ＿１ｐａ＿ＮＴ＿１ｐａ：Ｐ_ＬＤ＝１Ｐａ、Ｐ_ＮＴ＝１Ｐａ、
ｐｍ＿ＬＤ＿−１ｐａ＿ＮＴ＿−１ｐａ：Ｐ_ＬＤ＝−１Ｐａ、Ｐ_ＮＴ＝−１Ｐａ、
ｐｍ＿ＮＴ＿０ｐａ＿ＬＤ＿−１ｐａ：Ｐ_ＬＤ＝−１Ｐａ、Ｐ_ＮＴ＝０Ｐａ、
ｐｍ＿ＮＴ＿１ｐａ＿ＬＤ＿０ｐａ：Ｐ_ＬＤ＝０Ｐａ、Ｐ_ＮＴ＝１Ｐａ。
図８（ａ）から見て取れるように、Ｐ_ＬＤ＜Ｐ_ＮＴのときはピークが高くなり、Ｐ_ＬＤ＞Ｐ_ＮＴのときはピークが低くなる傾向にある。他方、ピークの位置はほぼ変わらず、第二吸引口７３４ａ付近に存在する。

気流制御装置が導入された後の実施例において、与えられたＰ_ＢＢの下でＰ_ＬＤとＰ_ＮＴの組み合わせを変えたときに、ピークの高さが変動する範囲の大きさ（以下、「ピーク変動幅」という。）に着目する。ピーク変動幅の大きさは、基板７５０の粗面化に対する外気の流入の影響の大きさに対応する。発明者は、Ｐ_ＢＢとピーク変動幅との関係について、本シミュレーションに基づき検討を行った。

図８（ｂ）、（ｃ）、および（ｄ）は、順にＰ_ＢＢ＝−０．５Ｐａ、−１Ｐａ、−１．５Ｐａのときの実施例（本発明の気流制御装置を設けたエッチング装置）に対する計算結果を示す。横軸と縦軸、および凡例は、図８（ａ）と同じである。図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、および（ｄ）において、ピーク変動幅の大きさは、それぞれ２７２ｐｐｍ、１１４ｐｐｍ、７５ｐｐｍ、２３ｐｐｍである。

Ｐ_ＢＢの絶対値をゼロから順次大きくしていくと、ピーク変動幅は次第に小さくなる。このことは、エッチング槽内に流入した外気を吸引装置で吸引することにより、基板の粗面化に対する外気の流入の影響を低減できることを示唆する。

図９は、与えられたＰ_ＢＢの下で、Ｐ_ＬＤとＰ_ＮＴの組み合わせを変えて得られる、複数の濃度分布曲線のピーク値を示す。横軸（ΔＰ（Ｐａ））は、Ｐ_ＬＤとＰ_ＮＴの差を示す（ΔＰ＝Ｐ_ＬＤ−Ｐ_ＮＴ）。縦軸は各濃度分布のピーク値（［ＨＦ］_ｍａｘ（ｐｐｍ）））である。（Ｐ_ＬＤ、Ｐ_ＮＴ）＝（−１Ｐａ、０Ｐａ）と（Ｐ_ＬＤ、Ｐ_ＮＴ）＝（０Ｐａ、＋１Ｐａ）のように、Ｐ_ＬＤとＰ_ＮＴの異なる組み合わせに対しΔＰが等しくなる場合がある。このため、図９では、同じΔＰの値に対し、複数（図９では３点）のデータ点がプロットされている。図９（ａ）は比較例の計算結果を示す。図９（ｂ）、（ｃ）、および（ｄ）は、順にＰ_ＢＢ＝−０．５Ｐａ、−１Ｐａ、−１．５Ｐａの場合の実施例の計算結果を示す。図中のデータ点に付された番号は、それぞれ以下に対応する。
＃１：（Ｐ_ＬＤ、Ｐ_ＮＴ）＝（０Ｐａ、０Ｐａ）、
＃２：（Ｐ_ＬＤ、Ｐ_ＮＴ）＝（０Ｐａ、‐１Ｐａ）、
＃３：（Ｐ_ＬＤ、Ｐ_ＮＴ）＝（０Ｐａ、‐０．５Ｐａ）、
＃４：（Ｐ_ＬＤ、Ｐ_ＮＴ）＝（１Ｐａ、０Ｐａ）、
＃５：（Ｐ_ＬＤ、Ｐ_ＮＴ））＝（１Ｐａ、１Ｐａ）、
＃６：（Ｐ_ＬＤ、Ｐ_ＮＴ））＝（１Ｐａ、０．５Ｐａ）、
＃７：（Ｐ_ＬＤ、Ｐ_ＮＴ）＝（０．５Ｐａ、０Ｐａ）、
＃８：（Ｐ_ＬＤ、Ｐ_ＮＴ）＝（０．５Ｐａ、０．５Ｐａ）、
＃９：（Ｐ_ＬＤ、Ｐ_ＮＴ）＝（０．５Ｐａ、‐０．５Ｐａ）、
＃１０：（Ｐ_ＬＤ、Ｐ_ＮＴ）＝（‐１Ｐａ、‐１Ｐａ）、
＃１１：（Ｐ_ＬＤ、Ｐ_ＮＴ）＝（‐０．５Ｐａ、‐０．５Ｐａ）、
＃１２：（Ｐ_ＬＤ、Ｐ_ＮＴ）＝（‐１Ｐａ、０Ｐａ）、
＃１３：（Ｐ_ＬＤ、Ｐ_ＮＴ）＝（‐０．５Ｐａ、０Ｐａ）、
＃１４：（Ｐ_ＬＤ、Ｐ_ＮＴ）＝（０Ｐａ、１Ｐａ）、
＃１５：（Ｐ_ＬＤ、Ｐ_ＮＴ）＝（０．５Ｐａ、１Ｐａ）、
＃１６：（Ｐ_ＬＤ、Ｐ_ＮＴ）＝（０Ｐａ、０．５Ｐａ）、
＃１７：（Ｐ_ＬＤ、Ｐ_ＮＴ）＝（‐０．５Ｐａ、０．５Ｐａ）、
＃１８：（Ｐ_ＬＤ、Ｐ_ＮＴ）＝（０Ｐａ、０Ｐａ）。

図９で示されるように、Ｐ_ＢＢの絶対値をゼロから順次大きくしていくと、ピーク値は次第にほぼ等しくなる。したがって、本発明に係る気流制御装置の吸引装置を用いれば、前記隙間での反応ガスの濃度分布を、第一バッファ槽と第二バッファ槽の圧力の時間変動によらない定常的な分布にすることができる。このことは、吸引装置を稼働させることで、粗度の均一性を高めやすくなることを示唆する。

表１および表２は、粗面化された基板の粗度（算術平均表面粗さＲａ（ＪＩＳ Ｂ０６０１−２０１３））の面内分布を、原子間力顕微鏡で測定した結果を示す。表１は、エッチング槽に本発明の気流制御装置を導入しない場合の測定結果を示す。表２は、エッチング槽に本発明の気流制御装置を導入した場合の測定結果を示す。作製条件は、以下のとおりである。エッチング槽サイズ：８５０ｍｍ、基板：無アルカリガラス（製品名：ＡＮ１００、旭硝子社製）、基板サイズ：幅２８８０ｍｍ×搬送方向長さ３１３０ｍｍ、基板搬送速度：１０ｍ／ｍｉｎ、反応ガスの組成：ＣＦ_４、Ｎ_２、水蒸気、ノズル部の反応ガス吐出流速：０．０７ｍ／ｓｅｃ。

測定点は、基板の幅方向に３行、基板の搬送方向に３列の、合計９点である。測定点の列は、基板の幅方向に沿って、最左端から５００ｍｍ、中央部、最右端から５００ｍｍの位置に、順に並んでいる（以下、「第１列」、「第２列」、「第３列」という。）。測定点の行は、基板の搬送方向に沿って、最前端から５００ｍｍ、中央部、最後端から５００ｍｍの位置に、順に並んでいる（以下、「第１行」、「第２行」、「第３行」という。）。

測定は、以下の方法で行った。まず、粗面化された基板から各測定点を含む幅５ｍｍ×長さ５ｍｍの試料を切り出した。次に、各試料の粗面化された表面を、原子間力顕微鏡（製品名：ＳＰＩ−３８００Ｎ、セイコーインスツル社製）を用いて観察した。カンチレバーは、ＳＩ−ＤＦ４０Ｐ２を用いた。観察は、スキャンエリア５μｍ×５μｍに対し、ダイナミック・フォース・モードを用いて、スキャンレート１Ｈｚで行った（エリア内データ数：２５６×２５６）。この観察に基づき、各測定点での算術平均表面粗さＲａを算出した。計算ソフトは、原子間力顕微鏡に付属のソフト（ソフト名：ＳＰＡ−４００）を用いた。

表１および表２では、各測定点での算術平均表面粗さＲａ（単位：ｎｍ）を、行列形式で示している。表１および表２の各列は、左から順に、測定点の第１列、第２列、第３列に対応する。表１および表２の各行は、上から順に、測定点の第１行、第２行、第３行に対応する。

表１に示すように、気流制御装置を導入しない場合は、粗度は均一性が低く、また基板中央部での粗度は平均値に比べて小さかった。具体的には、Ｒａの平均値は０．４３、標準偏差は０．０７３であり、基板中央部でのＲａと平均値との差は−０．１４４であった。他方、表２に示すように、気流制御装置を導入した場合は、粗度の均一性、基板中央部での粗度の両方を改善することができた。具体的には、Ｒａの平均値は０．４５、標準偏差は０．０５７であり、基板中央部でのＲａと平均値との差は＋０．１１となった。

剥離帯電量の測定は、以下の方法で行った。まず、粗面化された基板から、幅４１０ｍｍ×長さ５１０ｍｍの試料を切り出す。次に、試料を真空吸着ステージに一定時間載置する。前記真空吸着ステージから、リフトピンを用いて、試料を剥離する。剥離した直後の試料の帯電量を、表面電位計（製品名：ＭＯＤＥＬ ３４１Ｂ、トレック・ジャパン社製）で測定した。

測定は、実施例、比較例１、および比較例２について行った。実施例は、本発明の気流制御装置を備えたエッチング装置を用いて、粗面化を行ったガラス基板である。比較例１は、本発明の気流制御装置を備えないエッチング装置を用いて、粗面化を行ったガラス基板である。比較例２は、市販のガラス基板である。実施例および比較例１につき、作製条件は、以下のとおりである。エッチング槽サイズ：８５０ｍｍ、基板：無アルカリガラス（製品名：ＡＮ１００、旭硝子社製）、基板サイズ：幅２８８０ｍｍ×搬送方向長さ３１３０ｍｍ、基板搬送速度：１０ｍ／ｍｉｎ、反応ガスの組成：ＣＦ_４、Ｎ_２、水蒸気、ノズル部の反応ガス吐出流速：０．０７ｍ／ｓｅｃ。

測定された剥離帯電量は、相対比較値で、実施例：比較例１：比較例２＝０．８４：１：０．９１となった。実施例の帯電量は、比較例１、比較例２に比べて低減されている。これは、表１および表２で示したように、本発明に係るエッチング装置で粗面化を行うことにより、粗面化の均一性が向上したことによるものである。

以上の実施例で示されるとおり、本発明によって、基板の粗面化される一面とノズルとの間の隙間における反応ガスの濃度分布を、第一バッファ槽および第二バッファ槽の圧力変動によらず、ほぼ定常的な分布にすることができる。これにより、基板の裏面における粗度の不均一性を抑制することができる。その結果、基板の剥離帯電の量を低減することができる。

本出願は、２０１４年４月１６日出願の日本特許出願、特願２０１４−０８４７３２に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

１００…エッチング装置、１１０…エッチング槽、１１１…基板搬入口、１１２…基板搬出口、１２０…搬送装置、１３０…ノズル、１４０…気流制御装置、１４１…第一の通気路、１４１ｃ…第一の通気口、１４２…第二の通気路、１４２ｃ…第二の通気口、１５０…接続路、１６０…吸引装置、５００…基板

Claims (6)

1. 基板搬入口および基板搬出口を有するエッチング槽と、
   前記基板搬入口から前記基板搬出口に向けて基板を搬送する搬送装置と、
   前記エッチング槽の内部に設けられ、前記搬送装置によって搬送される前記基板の一面
   に反応ガスを吹き付けるノズルと、
   前記エッチング槽の内部に設けられ、前記基板搬入口および前記基板搬出口から前記エ
   ッチング槽の内部に流入した外気が、前記基板の一面と前記ノズルとの間の隙間に流入す
   ることを抑制する気流制御装置と、
   を含み、
   前記搬送装置は、複数のローラからなるローラコンベアであり、
   前記気流制御装置は、
   前記基板搬入口から前記隙間に向けて前記エッチング槽の内部に流入した外気を、前記
   基板搬入口と前記ノズルとの間に設けられた第一の通気口から流入させる第一の通気路と
   、
   前記基板搬出口から前記隙間に向けて前記エッチング槽の内部に流入した外気を、前記
   基板搬出口と前記ノズルとの間に設けられた第二の通気口から流入させる第二の通気路と
   、
   を含み、
   前記第一の通気路は、前記基板搬入口から見て、前記ノズルの前方を塞ぐように前記エッチング槽の床面から前記搬送装置に向けて延びるように設けられた第一の背面板と、当該第一の背面板より前記ノズルから遠く、かつ当該第一の背面板より低い第一の前面板とを含み、
   前記第二の通気路は、前記基板搬入口から見て、前記ノズルの前方を塞ぐように前記エッチング槽の床面から前記搬送装置に向けて延びるように設けられた第二の背面板と、当該第二の背面板より前記ノズルから遠く、かつ当該第二の背面板より低い第二の前面板とを含み、
   前記第一及び第二の背面板の上端部は、隣接した一対のローラの間に入り込むように設置され、
   前記ノズルは前記反応ガスを吸引するガス吸引口を含むエッチング装置。
2. 前記第一の通気路と前記第二の通気路とを接続する接続路を含む
   請求項１に記載のエッチング装置。
3. 前記第一の通気路および前記第二の通気路から前記接続路に流入した外気を吸引する吸
   引装置を含む
   請求項２に記載のエッチング装置。
4. 基板搬入口および基板搬出口を有するエッチング槽の前記基板搬入口から前記基板搬出
   口に向けて基板を、複数のローラからなるローラコンベアによって搬送し、前記基板搬入口および前記基板搬出口から前記エッチング槽の内部に流入した外気が前記基板の一面とノズルとの間の隙間に流入することを抑制しながら、前記基板の一面に前記ノズルから反応ガスを吹き付け、
   前記基板搬入口から前記隙間に向けて前記エッチング槽の内部に流入した外気を、前記基板搬入口と前記ノズルとの間に設けられた第一の通気口から第一の通気路に流入させることにより、前記基板搬入口から前記エッチング槽の内部に流入した外気が前記隙間に流入することを抑制し、且つ、前記基板搬出口から前記隙間に向けて前記エッチング槽の内部に流入した外気を、前記基板搬出口と前記ノズルとの間に設けられた第二の通気口から第二の通気路に流入させることにより、前記基板搬出口から前記エッチング槽の内部に流入した外気が前記隙間に流入することを抑制し、
   前記第一の通気路は、前記基板搬入口から見て、前記ノズルの前方を塞ぐように前記エッチング槽の床面から前記搬送装置に向けて延びるように設けられた第一の背面板と、当該第一の背面板より前記ノズルから遠く、かつ当該第一の背面板より低い第一の前面板とを含み、
   前記第二の通気路は、前記基板搬入口から見て、前記ノズルの前方を塞ぐように前記エッチング槽の床面から前記搬送装置に向けて延びるように設けられた第二の背面板と、当該第二の背面板より前記ノズルから遠く、かつ当該第二の背面板より低い第二の前面板とを含み、
   前記第一及び第二の背面板の上端部は、隣接した一対のローラの間に入り込むように設置され、
   前記ノズルは前記反応ガスを吸引するガス吸引口を含むエッチング方法。
5. 前記第一の通気路と前記第二の通気路とを接続する接続路に流入した外気を吸引する請
   求項４に記載のエッチング方法。
6. 請求項４又は５に記載のエッチング方法により、基板をエッチングする工程を有する基
   板の製造方法。

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