JP6661200B2 - エッチング装置 - Google Patents

Description

本発明は、ガラス基板等の被処理基板のエッチング装置に関し、特に被処理基板に対してエッチング液を噴射する枚葉式のエッチング装置に関する。

液晶ディスプレイ等のフラットパネルディスプレイは、近年、薄型化の要請がますます強くなっている。フラットパネルディスプレイパネルの製造プロセスでは、２枚のガラス基板で液晶層等の画像表示に必要な機能層を封止することによって製造される。薄型ディスプレイを提供するためには、エッチングプロセスによってガラス基板を薄型化することが有効である。

エッチングプロセスは、ガラス基板をエッチング液と接触させるウェットエッチング処理が一般的に採用されている。ウェットエッチング処理は、枚葉式エッチングと浸漬式エッチングに大別される。枚葉式エッチングは、搬送されているガラス基板に対してスプレイ等を用いてエッチング液を噴射する方式である。浸漬式エッチングは、複数のガラス基板が保持された治具を、エッチング液が収容されたエッチング槽に浸漬することによって処理される。特に、枚葉式エッチングは、浸漬式エッチングよりもガラス基板の薄型化に有利とされており、近年では枚葉式エッチングの需要が増大している。

また、枚葉式エッチング装置は、処理チャンバ内で被処理基板を処理するため、装置外にエッチング液が飛散したり、フッ酸等の酸性ガスが装置外に漏えいしたりするおそれが少ない（例えば、特許文献１参照）。このため、作業員の安全面や作業環境においても、枚葉式エッチング装置は優れているとされていた。

特開２００５−０１５９１３号公報

しかし、処理チャンバ内では、噴射されたエッチング液が飛散して内壁に付着したり、処理チャンバ内でエッチング液が気化したガスが充満したりしている。また、エッチング液は、ガラス基板と反応することで、不溶性生成物であるスラッジが生成される。このため、内壁に付着したエッチング液や酸性ガスが乾燥することにより、スラッジが処理チャンバ内に固着し、配管や排気口の詰まりが発生するという問題があった。

また、天井部に付着したエッチング液が重力の影響により落下することで、被処理基板に付着するという場合があった。この場合、エッチング液中のスラッジがガラス基板の表面に付着してしまい、エッチングムラが生じることがあった。このようなエッチングムラは、ガラス基板の板厚が薄くなればなるほど、品質面で問題になるおそれが高くなる。

本発明の目的は、処理チャンバ内のエッチング液や酸性ガスに起因する処理チャンバの汚損を防止することが可能な枚葉式のエッチング装置を提供することである。

本発明に係るエッチング装置は、所定方向に搬送されている被処理基板に対してエッチング液を噴射するように構成されたエッチング装置であり、搬送路、スプレイユニットおよび処理チャンバを備えている。

搬送路は、被処理基板を所定の搬送方向に向かって搬送するように構成される。スプレイユニットは、搬送路上の被処理基板に対してエッチング液を噴射するように構成される。処理チャンバは、搬送路およびスプレイユニットを少なくとも内部に収容するように構成され、断面視円弧状でかつ透明性を備えた天井部を少なくとも有する。ここで断面視円弧状とは、搬送方向に直交する断面の形状が円弧状を呈することを意味している。

本発明によると、処理チャンバ内で飛散したエッチング液が断面視円弧状の天井部を滑り落ちるため、処理チャンバ内にエッチング液が付着して、スラッジとして固着したり、内壁に付着したエッチング液が被処理基板に落下したりするといった不具合を防止することが可能になる。さらに、天井部が透明性を備えることによって、エッチング処理が行われている被処理基板を視認し易くなる。これにより、エッチング処理中に不具合が生じた場合などにおいても、被処理基板の確認作業が容易になる。

また、天井部は、透明樹脂で形成されており、透明樹脂材の内壁にポリメチルペンテンフィルムが貼り付けられていることが好ましい。透明樹脂を用いることで、天井部の曲面形状の形成が容易になる。また、天井部を断面視円弧状にすることにより、天井部に加わる荷重を分散させることができるので、天井部に使用する補強材を削減することができる。天井部の構造物を削減することにより、天井部にエッチング液が溜まることを抑制できる。また、ポリメチルペンフィルムを内壁に貼り付けることにより、透明性を維持しつつ、天井部の耐薬品性をさらに向上させることができる。さらに、ポリメチルペンテンは、低表面張力であるため、エッチング液が天井部に沿って流れ落ちやすくなる。

また、スプレイユニットが、被処理基板の搬送方向と直交する方向に沿ってスライドすることが好ましい。スプレイユニットをスライドさせることによって、被処理基板へエッチング液を均一に噴射することが可能になり、エッチングムラが生じるおそれを軽減することが可能になる。さらに、天井部が断面視円弧状を呈しているため、スプレイユニットの可動領域を確保することが可能になる。

本発明によれば、処理チャンバ内で飛散したエッチング液や酸性ガスによる処理チャンバの汚損を防止することが可能な枚葉式エッチング装置を提供することが可能になる。

本発明の一実施形態に係るエッチング装置の概略図である。 本発明の一実施形態に係るエッチング装置の概略側面図である。 本発明の一実施形態に係るエッチングチャンバの構成を示す図である。

ここから、図面を用いて本発明の一実施形態について説明する。図１（Ａ）および図１（Ｂ）は、本実施形態に係るガラス基板のエッチング装置１０の概略図ある。エッチング装置１０は、搬入部１２、前水洗チャンバ１４、第１のエッチングチャンバ１６１、第２のエッチングチャンバ１６２、後水洗チャンバ１８、搬出部２０および搬送ローラ３０を備えている。

搬送ローラ３０は、図２に示すように、エッチング装置１０の長さ方向に沿って配置されており、ガラス基板２４を水平方向に搬送するように構成される。搬送ローラ３０は、図２に示すように、ガラス基板２４の搬送方向に沿って一定間隔で配置され、ガラス基板２４を下方から支持することによって搬送するように構成される。搬送ローラ３０は、特許請求の範囲に記載の搬送路に相当する。ガラス基板２４の搬送速度は、ガラス基板２４の大きさや板厚、エッチング液の噴射圧力、エッチング液の組成等を考慮して、適宜設定することが好ましい。エッチング装置１０は、搬送ローラ３０によって搬送されているガラス基板２４に対して、エッチング液を噴射することによって薄型化等のエッチング処理を行うように構成される。

搬入部１２は、ガラス基板２４を搬送ローラ３０に載置することによってガラス基板２４をエッチング装置１０に導入するように構成される。ガラス基板２４は、搬送ローラ３０に水平方向に搬送されながら各チャンバを通過することによってエッチング処理が行われ、所望の板厚になるまでエッチング処理される。ガラス基板２４は、所定間隔を設けて順次エッチング装置１０に投入される。

前水洗チャンバ１４は、搬入部１２の後段に配置されている。前水洗チャンバ１４は、搬送ローラ３０によって搬送されているガラス基板２４に対して、搬送ローラ３０の上下に配置されたスプレイユニット３２より洗浄液を噴射するように構成される。乾燥したガラス基板に対してエッチング液を接触させてしまうと、ガラス基板が白濁してしまうおそれがある。このため、エッチング装置１０では、エッチングチャンバの前段にて洗浄液を噴射するように構成される。本実施形態では、洗浄液として市水を使用している。

第１のエッチングチャンバ１６１および第２のエッチングチャンバ１６２は、実質的に同一の構成であり、搬送されているガラス基板２４にエッチング液を噴射するように構成される。各エッチングチャンバ１６１,１６２においては、搬送ローラ３０の上下にスプレイユニット３２が配置されており、スプレイユニット３２より搬送ローラ３０上のガラス基板２４にエッチング液が噴射される。

スプレイユニット３２は、送液配管３４に複数の噴射ノズル３６が配置されており、ガラス基板２４に均一にエッチング液が噴射されるように構成される。エッチング液は、組成が調整されたエッチング液が収容されたタンク等から供給されるように構成される。スプレイユニット３２が往復移動することによって、ガラス基板２４により均一にエッチング液を噴射するとともに、ガラス基板２４の上面にエッチング液が滞留するのを防止することができる。なお、スプレイユニット３２の配置や噴射ノズル３６の数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できる。

各エッチングチャンバで噴射されたエッチング液は、図３に示すように、エッチングチャンバの下部に配置された排出口３８より排出される。排出口３８から排出されたエッチング液は、不図示のタンクに回収され、タンクから再びスプレイユニット３２に供給されるように構成される。

本実施形態におけるエッチング液は、少なくともフッ酸が含まれており、塩酸や硫酸等の無機酸や界面活性剤が含まれていてもよい。エッチング液の組成や液温はエッチング量や被処理基板の種類に応じて適宜変更することが可能である。また、エッチング装置１０は、２つのエッチングチャンバを有しているが、エッチングチャンバの数は被処理基板や設置場所等を考慮して変更することが可能である。

各エッチングチャンバ１６１,１６２は、図１（Ｂ）および図３に示すように、断面視円弧状の天井部４０により覆われている。天井部４０は、透明部材４２、枠体４４および保護フィルム４６を備えている。透明部材４２は、エッチング液に耐性のある樹脂部材で構成されており、断面視円弧状を呈する。透明部材４２として使用する樹脂部材の一例としては、ポリエチレン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリプロピレン系樹脂等が挙げられる。透明部材４２は、熱加工により所望の曲面形状に加工することが可能である。

枠体４４は、処理チャンバの強度を保つために、透明部材４２の外壁側に取り付けられている。枠体４４は、鉄等の金属部材で構成されており、格子状に配置されている。透明部材４２の外壁側に枠体４４が取り付けられているため、透明部材４２の内壁側には余計な構造物を配置する必要がなくなる。このため、飛散したエッチング液が内壁側の凹凸状の箇所に溜まるといった不具合が解消され、天井部４０の壁面に沿ってエッチング液を排出することが可能になる。さらに、天井部４０に構造物が少ないことにより、エッチングチャンバ内の視認性を向上させることもできる。

保護フィルム４６は、透明部材４２の内面側に貼り付けられている透明フィルムである。保護フィルム４６としては、ポリメチルペンテンフィルムを使用することができる。ポリメチルペンテンフィルムは、透明フィルムであり、耐薬品性も有しているため、エッチングチャンバの内壁に貼り付けられても劣化することがない。また、表面張力も低いため、内壁に飛散したエッチング液が壁面に沿って流れやすくなるため、天井部４０の内壁にスラッジが付着することを抑制することができる。

また、透明部材４２には、開閉可能な窓部５０が設けられている（図１（Ｂ）参照）。窓部５０は、パッキン５２が周縁部に配置されており、酸性ガスがエッチングチャンバから流出しないように構成される。窓部５０も透明部材４２と同じ素材で形成されているため、視認性が低下することもない。窓部５０を配置することにより、エッチングチャンバの上部に配置されたスプレイユニット３２のメンテナンスが容易になる。

前水洗チャンバ１４および第１のエッチングチャンバ１６１等の隣接する２つの処理チャンバは、図２に示すように隔壁によって分離されている。なお、隔壁を含むエッチングチャンバの筐体（天井部４０は除く）は、ポリ塩化ビニル等の耐フッ酸性を有する樹脂によって形成される。隔壁にはガラス基板２４が通過するために、２つの処理チャンバを連通するスリット部２８が形成されている。スリット部２８は、ガラス基板２４が通過できる程度の高さに形成されており、４〜１０ｍｍの高さで形成されていることが好ましい。

後水洗チャンバ１８は、第３のエッチングチャンバ１６３の後段に配置されている。後水洗チャンバ１８は、前水洗チャンバ１４と同様にガラス基板２４に対して上下方向から洗浄液を噴射することによって、エッチング液を洗い流すように構成される。洗浄液は、前水洗チャンバ１４と同様に市水が使用されている。

後洗浄チャンバ１８の最下流部には、エアナイフ２６が配置されている。エアナイフ２６は、ガラス基板２４に対してエアを噴射して、表面に付着した洗浄液を除去するように構成される。エアナイフ２６により乾燥した状態となったガラス基板２４は、搬出部２０において回収される。

エッチング装置１０は、ガラス基板２４が前水洗チャンバ１４、第１のエッチングチャンバ１６１、第２のエッチングチャンバ１６２および後水洗チャンバ１８を通過することによって、エッチング処理を行うことが可能になる。エッチング装置１０に１回または複数回投入することで、例えば、０．０５〜０．３ｍｍ程度までガラス基板２４を薄型化することが可能である。また、各エッチングチャンバの天井部４０が透明部材４２で構成されるため、エッチング処理中のガラス基板２４の様子を確認し易くなるため、薄型化処理の際に不具合が生じているか否かの確認が容易である。

また、天井部４０を断面視円弧状にすることによって、天井部４０に加わる荷重を分散することができるので、補強部材をほとんど配置することなく、透明樹脂材４２を用いて天井部４０を形成することができる。透明樹脂４２を用いることにより、エッチングチャンバ内の視認性を向上させつつ、エッチング液の飛散によるエッチングチャンバの壁面の汚損を抑制することができる。

なお、本実施形態はガラス基板を例に説明したが、本発明に係るエッチング装置は、ガラス基板のエッチングに限定されるものではない。例えば、半導体基板やガラス基板と樹脂基板が積層された積層基板を処理することも可能である。これらの基板を処理する場合は、被処理基板に応じたエッチング液を調合すれば良い。

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‐搬入部
１４-前水洗チャンバ
１６１‐第１のエッチングチャンバ
１８-後水洗チャンバ
２０‐搬出部
２４‐ガラス基板
３０-搬送ローラ
３２‐スプレイユニット
３４-送液配管
３６-噴射ノズル
３８-排出口
４０-天井部
４２‐透明部材
４４-枠体
４６-保護フィルム

Claims (3)

1. 所定方向に搬送されている被処理基板に対してエッチング液を噴射するように構成されたエッチング装置であって、
   前記被処理基板を所定の搬送方向に向かって搬送するように構成された搬送路と、
   前記搬送路上の前記被処理基板に対してエッチング液を噴射するスプレイユニットと、
   前記搬送路および前記スプレイユニットを少なくとも内部に収容するように構成された処理チャンバと、
   を備え、
   前記処理チャンバが、断面視円弧状でかつ透明性を備えた天井部であって前記搬送路の基板搬送面よりも上側のみを覆うように設けられた天井部を有することを特徴とするエッチング装置。
2. 前記天井部は、断面視円弧状に形成された透明樹脂と、
   前記透明樹脂の外壁側において格子状に取り付けられた枠体部と、
   前記透明樹脂材の内壁に貼り付けられたポリメチルペンテンフィルムと、
   を有することを特徴とする請求項１に記載のエッチング装置。
3. 前記スプレイユニットが、前記被処理基板の搬送方向と直交する方向に沿ってスライドすることを特徴とする請求項１または２に記載のエッチング装置。

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