KR20160138119A - 에칭 장치, 에칭 방법, 기판의 제조 방법, 및 기판 - Google Patents

에칭 장치, 에칭 방법, 기판의 제조 방법, 및 기판 Download PDF

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요시타카 나카타니
사에 와카바야시
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Abstract

기판 반입구 (111) 및 기판 반출구 (112) 를 갖는 에칭조 (110) 와, 기판 반입구 (111) 로부터 기판 반출구 (112) 를 향하여 기판 (500) 을 반송하는 반송 장치 (120) 와, 에칭조 (110) 의 내부에 형성되고, 반송 장치 (120) 에 의해 반송되는 기판 (500) 의 이면 (510) 에 반응 가스를 분사하는 노즐 (130) 과, 에칭조 (110) 의 내부에 형성되고, 기판 반입구 (111) 및 기판 반출구 (112) 로부터 에칭조 (110) 의 내부로 유입된 외기가, 기판 (500) 의 이면 (510) 과 노즐 (130) 사이의 간극 (131) 으로 유입되는 것을 억제하는 기류 제어 장치 (140) 를 포함하는 에칭 장치 (100).

Description

에칭 장치, 에칭 방법, 기판의 제조 방법, 및 기판{ETCHING APPARATUS, ETCHING METHOD, SUBSTRATE MANUFACTURING METHOD, AND SUBSTRATE}
본 발명은, 에칭 장치, 에칭 방법, 기판의 제조 방법, 및 기판에 관한 것이다.
플랫 패널 디스플레이 등의 제조 프로세스에 있어서는, 기판이 스테이지 등과 접촉했을 때에 발생하는 정전기에 의해, 기판이 대전되는 것이 알려져 있다. 그 때문에, 이와 같은 대전을 억제하기 위하여, 기판이 스테이지 등에 재치 (載置) 되는 측의 면 (이하,「이면」이라고 한다) 을, HF 계 가스를 함유하는 플라즈마에 의해 에칭을 실시하여, 기판의 이면을 조면화하는 것이 제안되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조). 또, 불소 함유 가스와 수증기와 플라즈마를 반응시켜 HF 계 가스를 함유하는 반응 가스를 발생시키고, 이 반응 가스를 기판에 분사하여 기판을 에칭하는 방법이 알려져 있다 (예를 들어, 특허문헌 2 참조).
에칭 장치로는, 유리 기판의 화학 처리가 실시되는 조 (槽) (이하,「에칭조」라고 한다) 에, 기판 반입구 및 기판 반출구가 형성된 구성이 알려져 있다 (예를 들어, 특허문헌 3 참조). 기판의 반입에서 기판의 반출까지의 공정을 연속적으로 실시하기 위하여, 기판 반입구와 기판 반출구를 개방하고, 기판 반입구에서 기판 반출구까지 기판을 반송하면서, 기판 반송 경로 상에 설치한 노즐로부터 기판의 일면에 반응 가스를 분사하고 있다.
국제 공개 제2010/128673호 일본 공개특허공보 2007-201067호 일본 공개특허공보 2012-216581호
기판 이면 내의 각 지점에 있어서의 조도는, 그 지점이 노출되는 반응 가스의 농도, 및 그 지점이 반응 가스에 노출되는 누적 시간의 2 개의 요인에 의해 결정된다. 이들의 요인은, 기판 반입구 및 기판 반출구로부터 유입된 외기에 의해 야기되는 기류의 외란에 의해 크게 변동된다. 그러나, 종래의 에칭 장치에서는, 기류의 외란에 의한 영향을 충분히 억제할 수 없었기 때문에, 에칭조 내부로의 외기의 유입에 수반하여, 조도의 불균일성이 발생하였다. 그 결과, 기판 이면에 있어서의 정전기의 대전량을 저감시키는 것이 곤란해졌다.
본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 에칭조의 내부로의 외기의 유입에 수반되는 조도의 불균일성을 억제하는 것이 가능한 에칭 장치 및 에칭 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 양태에 관련된 에칭 장치는, 기판 반입구 및 기판 반출구를 갖는 에칭조와, 상기 기판 반입구로부터 상기 기판 반출구를 향하여 기판을 반송하는 반송 장치와, 상기 에칭조의 내부에 형성되고, 상기 반송 장치에 의해 반송되는 상기 기판의 일면에 반응 가스를 분사하는 노즐과, 상기 에칭조의 내부에 형성되고, 상기 기판 반입구 및 상기 기판 반출구로부터 상기 에칭조의 내부로 유입된 외기가, 상기 기판의 일면과 상기 노즐 사이의 간극으로 유입되는 것을 억제하는 기류 제어 장치를 포함한다.
본 발명의 일 양태에 관련된 에칭 장치에 있어서는, 상기 기류 제어 장치는, 상기 기판 반입구로부터 상기 간극을 향하여 상기 에칭조의 내부로 유입된 외기를, 상기 기판 반입구와 상기 노즐 사이에 형성된 제 1 통기구로부터 유입시키는 제 1 통기로와, 상기 기판 반출구로부터 상기 간극을 향하여 상기 에칭조의 내부로 유입된 외기를, 상기 기판 반출구와 상기 노즐 사이에 형성된 제 2 통기구로부터 유입시키는 제 2 통기로를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 관련된 에칭 장치는, 상기 제 1 통기로와 상기 제 2 통기로를 접속하는 접속로를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 관련된 에칭 장치는, 상기 제 1 통기로 및 상기 제 2 통기로로부터 상기 접속로로 유입된 외기를 흡인하는 흡인 장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 관련된 에칭 장치에 있어서는, 상기 제 1 통기로는, 상기 기판 반입구에서 보아, 상기 노즐의 전방을 막도록 형성되고, 상기 제 2 통기로는, 상기 기판 반출구에서 보아, 상기 노즐의 전방을 막도록 형성될 수 있다.
본 발명의 일 양태에 관련된 에칭 방법은, 기판 반입구 및 기판 반출구를 갖는 에칭조의 상기 기판 반입구로부터 상기 기판 반출구를 향하여 기판을 반송하고, 상기 기판 반입구 및 상기 기판 반출구로부터 상기 에칭조의 내부로 유입된 외기가 상기 기판의 일면과 노즐 사이의 간극으로 유입되는 것을 억제하면서, 상기 기판의 일면에 상기 노즐로부터 반응 가스를 분사한다.
본 발명의 일 양태에 관련된 에칭 방법에 있어서는, 상기 기판 반입구로부터 상기 간극을 향하여 상기 에칭조의 내부로 유입된 외기를, 상기 기판 반입구와 상기 노즐 사이에 형성된 제 1 통기구로부터 제 1 통기로에 유입시킴으로써, 상기 기판 반입구로부터 상기 에칭조의 내부로 유입된 외기가 상기 간극으로 유입되는 것을 억제하고, 또한 상기 기판 반출구로부터 상기 간극을 향하여 상기 에칭조의 내부로 유입된 외기를, 상기 기판 반출구와 상기 노즐 사이에 형성된 제 2 통기구로부터 제 2 통기로에 유입시킴으로써, 상기 기판 반출구로부터 상기 에칭조의 내부로 유입된 외기가 상기 간극으로 유입되는 것을 억제할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 관련된 에칭 방법에 있어서는, 상기 제 1 통기로와 상기 제 2 통기로를 접속하는 접속로로 유입된 외기를 흡인할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 관련된 기판의 제조 방법은, 상기 에칭 방법에 의해 기판을 에칭하는 공정을 갖는 기판의 제조 방법이다.
본 발명의 일 양태에 관련된 기판은, 제 1 면과, 상기 제 1 면과 반대측의 제 2 면을 갖는 기판으로서,
상기 제 1 면 전체의 산술 평균 표면 조도의 평균치는 0.3 ∼ 1.5 ㎚ 이고, 상기 제 1 면의 둘레 가장자리부의 산술 평균 표면 조도의 평균치와 상기 제 1 면의 중앙부의 산술 평균 표면 조도가 상이하고, 상기 제 1 면 전체의 산술 평균 표면 조도의 표준 편차가 0.06 이하이다.
본 발명의 일 양태에 관련된 기판에 있어서는, 상기 기판의 사이즈는, 1500 ㎜ × 1500 ㎜ 이상이어도 된다.
본 발명의 일 양태에 관련된 기판에 있어서는, 상기 제 1 면의 중앙부의 산술 평균 표면 조도와, 상기 제 1 면 전체의 산술 평균 표면 조도의 평균치의 차가 －0.13 이상 0.13 이하여도 된다.
본 발명에 의하면, 에칭조의 내부로의 외기의 유입에 수반되는 조도의 불균일성을 억제할 수 있다.
도 1 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 에칭 장치를 모식적으로 나타낸 측면도이다.
도 2 는, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 에칭 장치의 노즐의 단면도이다.
도 3 은, 기판 반입구측에서 본 노즐 및 기류 제어 장치의 정면도이다.
도 4 는, 에칭조 내에 있어서의 외기의 흐름을 나타내는 모식도로서, 도 4(a) 는 노즐의 근방에 제 1 통기로와 제 2 통기로를 형성한 경우의 외기의 흐름을 나타내는 도면이고, 도 4(b) 는 노즐의 근방에 이와 같은 통기로를 형성하지 않은 경우의 외기의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 5 는, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 에칭 장치를 포함하는 기판 제조 시스템의 일부를 나타낸 측면도이다.
도 6 은, 에칭조가 기류 제어 장치를 포함하지 않는 경우의 노즐 주변의 기압 변동 분포를 나타낸 도면으로서, 도 6(a) 는 기판의 선단부가 노즐의 근방까지 도달한 상태의 도면이고, 도 6(b) 는 기판이 기판 반입구로부터 기판 반출구에 반송되는 도중 단계의 상태의 도면이고, 도 6(c) 는 기판의 후단부가 노즐의 근방까지 반송된 상태의 도면이다.
도 7 은, 반응 가스의 농도 분포에 관한 수치 시뮬레이션의 계산 모델을 나타내는 도면으로서, 도 7(a) 는 에칭조 내의 기판보다 아래의 공간의 계산 모델을 나타내고, 도 7(b) 는 시뮬레이션 공간 중의 노즐과 기판의 간극을 확대한 도면이다.
도 8 은, 반응 가스의 농도 분포에 관한 수치 시뮬레이션 결과의 흡인 압력 의존성을 나타내는 도면으로서, 도 8(a) 는 기류 제어 장치가 도입되기 전의 비교예에 있어서, 간극에 있어서의 반응 가스의 농도 분포를 계산한 결과의 예를 나타내는 도면이고, 도 8(b), 도 8(c), 및 도 8(d) 는, 순서대로 PBB ＝ －0.5 ㎩, －1 ㎩, －1.5 ㎩ 일 때의 실시예에 대한 계산 결과를 나타내는 도면이다.
도 9 는, 반응 가스의 농도 분포에 관한 수치 시뮬레이션 결과의 흡인 압력 의존성을 나타내는 도면으로서, 도 9(a) 는 비교예의 계산 결과를 나타내는 도면이고, 도 9(b), 도 9(c), 및 도 9(d) 는, 순서대로 PBB ＝ －0.5 ㎩, －1 ㎩, －1.5 ㎩ 인 경우의 실시예의 계산 결과를 나타내는 도면이다.
본 발명의 실시형태에 대해, 도 1 내지 도 4 를 사용하여 설명한다. 도 1 은, 에칭 장치 (100) 를 모식적으로 나타낸 측면도이다. 도 2 는, 노즐 (130) 의 단면도이다. 도 3 은, 기판 반입구측에서 본 노즐 및 기류 제어 장치의 정면도이다. 도 4 는, 에칭조 내에 있어서의 외기의 흐름을 나타내는 모식도이다. 도 4(a) 는, 노즐 (130) 의 근방에 제 1 통기로 (141) 와 제 2 통기로 (142) 를 형성한 경우의 외기의 흐름을 나타내는 도면이고, 도 4(b) 는, 노즐 (130) 의 근방에 이와 같은 통기로를 형성하지 않은 경우의 외기의 흐름을 나타내는 도면이다. 도 4(a) 및 도 4(b) 에서는, 외기의 흐름을 굵은 화살표로 나타내고 있다.
이하, 본 실시형태에 관련된 에칭 장치 (100) 에 대해, 도 1 을 사용하여 설명한다.
도 1 에 나타내는 바와 같이, 에칭 장치 (100) 는, 에칭조 (110) 와, 반송 장치 (120) 와, 노즐 (130) 과, 기류 제어 장치 (140) 를 포함한다. 에칭 장치 (100) 는, 기판 (500) 의 일면 (예를 들어, 이면 (510)) 에 대기압 플라즈마를 사용한 화학 처리를 실시한다. 이로써, 기판 (500) 의 일면을 조면화한다.
기판 (500) 은, 예를 들어 액정 디스플레이나 유기 EL 디스플레이와 같은 플랫 패널 디스플레이, 유기 EL 조명, 태양 전지, 축전지 등의 전자 디바이스에 사용되는 유리 기판이다. 기판 (500) 은 후술하는 기판 (500) 의 제조 프로세스로 사각형으로 잘라내어진다. 기판 (500) 의 사이즈는, 예를 들어, 폭 방향 (도 1 의 지면 (紙面) 과 직교하는 방향) 으로 2880 ㎜, 반송 방향 (도 1 의 지면 내 좌우 방향) 으로 3130 ㎜ 이다. 또, 기판 (500) 의 두께는, 예를 들어, 0.6 ㎜ 이다. 또한, 기판 (500) 의 사이즈 및 두께는, 이들의 값에 한정되는 것이 아니다. 기판 (500) 의 형상도 사각 형상에 한정되지 않고, 원 형상 또는 띠상이어도 된다.
에칭조 (110) 는, 기판 반입구 (111) 및 기판 반출구 (112) 를 갖는다. 기판 반입구 (111) 및 기판 반출구 (112) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 동일한 높이에 위치하고 있다. 기판 반입구 (111) 및 기판 반출구 (112) 는, 기판 (500) 의 폭 방향으로 연장되는 슬릿의 형상을 갖는다. 기판 반입구 (111) 및 기판 반출구 (112) 의 폭 (도 1 의 지면과 직교하는 방향의 길이) 은, 기판 (500) 을 통과할 수 있도록, 기판 (500) 의 폭보다 약간 큰 값으로 한다. 또, 기판 반입구 (111) 및 기판 반출구 (112) 의 높이 (도 1 의 지면 내 상하 방향의 길이) 는, 기판 (500) 의 두께보다 충분히 큰 값으로 한다. 예를 들어, 기판 반입구 (111) 및 기판 반출구 (112) 의 높이는 5 ∼ 20 ㎜ 이다. 기판 반입구 (111) 및 기판 반출구 (112) 는, 예를 들어, 기판 (500) 을 기판 반입구 (111) 로부터 기판 반출구 (112) 까지 반송하는 동안, 항상 개방되어 있다.
반송 장치 (120) 는, 기판 반입구 (111) 로부터 기판 반출구 (112) 를 향하여 기판 (500) 을 반송한다. 반송 장치 (120) 는, 예를 들어, 복수의 롤러 (121) 로 이루어지는 롤러 컨베이어이다. 복수의 롤러 (121) 는, 기판 (500) 의 반송 방향으로 적절히 간격을 두고 서로 평행하게, 또한 기판 반입구 (111) 및 기판 반출구 (112) 의 높이에 맞도록 형성되어 있다. 복수의 롤러 (121) 에 의해 기판 (500) 의 반송 방향의 상류로부터, 기판 반입구 (111) 를 통과하여 에칭조 (110) 의 내부로 들어가고, 기판 반출구 (112) 를 통과하여 에칭조 (110) 의 외부로 나와, 기판 (500) 의 반송 방향의 하류를 향하는 반송 경로가 형성된다. 복수의 롤러 (121) 는, 이면 (510) 을 지지하면서 기판 (500) 을 반송하고 있다. 이 때문에, 후술하는 표면 (520) 은 롤러 (121) 에 접촉되지 않고, 롤러 (121) 기인의 흠집이 표면 (520) 에 나지 않는다.
복수의 롤러 (121) 는, 구동 제어 기구 (도시 생략) 에 의해 동기하여 회전한다. 복수의 롤러 (121) 가 동기하여 동일한 방향 (도 1 에서는 시계 방향) 으로 회전함으로써, 기판 (500) 은, 기판 반입구 (111) 로부터 기판 반출구를 향하여 수평으로 반송된다. 또한, 반송 장치 (120) 는 롤러 컨베이어에 한정되지 않고, 예를 들어 벨트 컨베이어나, 로봇 아암과 같은 수단에 의해서도 실현 가능하다.
노즐 (130) 은, 반송 장치 (120) 에 의해 반송되는 기판 (500) 의 일면 (예를 들어, 이면 (510)) 에 반응 가스를 분사한다. 노즐 (130) 은, 에칭조 (110) 의 내부에 형성된다.
이하, 도 1 내지 도 3 을 사용하여, 노즐 (130) 의 구조의 상세에 대하여 설명한다.
노즐 (130) 은, 예를 들어, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 가스 공급로 (132) 와, 제 1 가스 흡인로 (133) 및 제 2 가스 흡인로 (134) 를 포함한다. 노즐 (130) 의 상단은 평면상으로 되어 있다. 노즐 (130) 의 상단에는, 가스 공급로 (132) 의 분출구 (132a) 와, 제 1 가스 흡인로 (133) 의 제 1 흡인구 (133a) 와, 제 2 가스 흡인로 (134) 의 제 2 흡인구 (134a) 가 형성되어 있다. 제 1 흡인구 (133a) 는 분출구 (132a) 와 기판 반입구 (111) 사이에 형성되고, 제 2 흡인구 (134a) 는 분출구 (132a) 와 기판 반출구 (112) 사이에 형성되어 있다. 가스 공급로 (132), 제 1 가스 흡인로 (133) 및 제 2 가스 흡인로 (134) 는, 도 2 의 지면과 직교하는 방향으로 일정한 단면을 갖는다. 분출구 (132a), 제 1 흡인구 (133a) 및 제 2 흡인구 (134a) 는, 도 2 의 지면과 직교하는 방향으로 연장되는 슬릿상으로 되어 있다. 분출구 (132a), 제 1 흡인구 (133a) 및 제 2 흡인구 (134a) 의 폭 (도 2 의 지면과 직교하는 방향의 길이) 은, 기판 (500) 의 이면 (510) 전체면에 걸쳐서 조면화를 실시할 수 있도록, 기판 (500) 의 폭보다 약간 크게 되어 있다.
가스 공급로 (132) 는, 에칭조 (110) 의 외부에 형성된 반응 가스 생성 장치 (도시 생략) 에 접속된다. 반응 가스 생성 장치는, 원료 가스로부터 반응 가스를 생성하고, 가스 공급로 (132) 에 반응 가스를 공급한다. 또, 반응 가스 생성 장치에는, 원료 가스 공급부 (도시 생략) 가 형성된다. 원료 가스 공급부는, 반응 가스의 원료인 원료 가스를 공급한다. 원료 가스는, 예를 들어, 불소계 원료 가스와 캐리어 가스를 포함한다.
불소계 원료 가스는, 기판 (500) 의 표면과 반응하는 불소계 반응 성분을 생성하기 위하여 사용된다. 불소계 반응 성분은, 불소계 원료 가스와 수 (水) 분자를 플라즈마 중에 도입하여 반응시킴으로써 생성할 수 있다. 캐리어 가스는, 불소계 원료 가스의 반송 및 희석이나, 플라즈마 방전을 실시하기 위하여 사용된다. 본 실시형태에서는, 불소계 원료 가스로서 CF4 가, 캐리어 가스로서 아르곤이 사용된다. 또, 이하에서는 불소계 반응 성분의 예로서 불화수소 (HF) 를 사용하여 설명한다. 또한, 불소계 원료 가스는 이것에 한정되지 않고, C2F6, C3F8 과 같은 그 밖의 퍼플루오로카본, CHF3, CH2F2, CH3F 와 같은 하이드로플루오로카본, SF6, NF3, XeF2 와 같은 그 밖의 불소 함유 화합물을 사용해도 된다. 또, 캐리어 가스는 이것에 한정되지 않고, 헬륨, 네온, 크세논과 같은 그 밖의 불활성 가스를 사용해도 된다.
원료 가스는, 예를 들어, 수증기를 함유한다. 원료 가스 공급부는, 본 실시형태에서는, CF4 및 아르곤에 물을 첨가하는 물 첨가부를 포함한다. 물 첨가부는, 예를 들어, 액체의 물을 포화 수증기로서 공급하는 가습기이다. 물의 첨가량은, 가습기의 온도 조절에 의해 조절 가능하다. 물의 첨가량을 조절함으로써, 원료 가스 내의 수증기 분압을 설정할 수 있다. 이로써, 플라즈마 중에서 생성되는 불소계 반응 성분 및 수증기의 응축 온도 (즉, 기판과 반응을 일으키는 불화수소산이 생성되는 온도) 를 바꿀 수 있다.
반응 가스 생성 장치에는, 원료 가스 공급부와 접속되는 플라즈마 생성부 (도시 생략) 가 형성된다. 플라즈마 생성부는 1 쌍의 전극을 포함한다. 1 쌍의 전극은, 원료 가스가 공급되는 통로를 사이에 두고 배치된다. 1 쌍의 전극의 일방은 전원에 접속되고, 타방은 접지된다. 전원으로부터 고전압이 인가됨으로써, 1 쌍의 전극 간에서 전기장이 발생하여 방전이 실시된다. 이로써, 1 쌍의 전극 간에서 플라즈마가 생성되고, 원료 가스가 플라즈마 중에 도입됨으로써 CF4 와 수분자가 반응하여, 기판 (500) 의 표면과 반응하는 불화수소가 생성된다. 즉, 원료 가스는 플라즈마 중에 도입됨으로써 반응 가스가 된다. 반응 가스는, 분출구 (132a) 로부터 기판 (500) 의 이면 (510) 에 분사된다.
천판 (135) 은, 도 1 내지 도 3 에 나타내는 바와 같이, 노즐 (130) 의 상단에 대향하여, 노즐 (130) 의 상방에 수평으로 형성되어 있다. 기판 (500) 은, 기판 반입구 (111) 로부터 반입된 후, 노즐 (130) 의 상단과 천판 (135) 의 하면 사이를 통과하여, 기판 반출구 (112) 로부터 반출된다. 노즐 (130) 의 상단과 천판 (135) 의 하면 사이의 거리는, 기판 (500) 이 통과할 수 있도록, 기판 반입구 (111) 및 기판 반출구 (112) 의 두께 (도 1 의 지면 내 상하 방향의 길이) 와 대체로 동등하게 한다.
기판 (500) 이 노즐 (130) 의 상단과 천판 (135) 의 하면 사이를 통과하는 동안, 분출구 (132a) 로부터 분출된 반응 가스는, 기판 (500) 의 이면 (510) 과 노즐 (130) 사이의 간극 (131) (도 2 참조) 에 충만한다. 이면 (510) 이 반응 가스에 노출되는 동안, 이면 (510) 은 조면화된다.
이면 (510) 의 산술 평균 표면 조도는, 0.3 ∼ 1.5 ㎚ 인 것이 바람직하다. 산술 평균 표면 조도가 0.3 ㎚ 이상이면, 기판 (500) 을 스테이지로부터 박리할 때에 박리 대전이 잘 발생하지 않는다. 산술 평균 표면 조도가 1.5 ㎚ 이하이면, 조면화 처리에 시간이 걸리는 경우도 없고, 기판 (500) 의 면내 강도가 불충분해질 우려도 없다.
천판 (135) 의 하면에는, 자유롭게 온도 조절할 수 있는 플레이트상의 히터 (도시 생략) 가 형성되어 있다. 이 히터에 의해, 기판 (500) 의 이면 (510) 과 반대측의 면 (이하,「표면」이라고 한다) (520) 의 천판 (135) 의 바로 아래에 위치하는 영역을 가온할 수 있다. 히터의 폭 (도 2 의 지면과 직교하는 방향의 길이) 은, 기판 (500) 의 표면 (520) 전체면을 가온할 수 있도록, 기판 (500) 의 폭보다 약간 크게 되어 있다. 이면 (510) 을 제 1 면으로 정의한 경우, 제 1 면의 반대측의 표면 (520) 은 제 2 면으로서 정의된다.
불화수소와 수증기의 상기 응축 온도에 맞추어, 기판 (500) 이 에칭조 (110) 에 반입될 때의 온도, 및 천판 (135) 의 히터의 온도를 적절히 설정한다. 이로써, 기판 (500) 이 노즐 (130) 위를 통과하는 동안, 이면 (510) 의 온도는 상기 응축 온도 이하, 표면 (520) 의 온도는 상기 응축 온도 이상으로 할 수 있다. 이 때문에, 불화수소와 수증기는 이면 (510) 에서만 응축되어, 불화수소산을 형성한다. 이로써, 분출구 (132a) 로부터 분출된 반응 가스의 일부가, 천판 (135) 과 표면 (520) 의 간극에 들어갔다고 하더라도, 기판 (500) 의 에칭을 이면 (510) 만에 대해 선택적으로 실시할 수 있다. 따라서, 전자 부재나 배선이 형성되는 표면 (520) 은, 조면화하지 않고 평활하게 유지할 수 있다.
제 1 가스 흡인로 (133) 및 제 2 가스 흡인로 (134) 는, 에칭조 (110) 의 외부에서, 가스 회수 장치 (600) 에 접속된다 (도 1 참조). 가스 회수 장치 (600) 는, 통상적인 흡인 수단, 예를 들어 로터리 펌프를 포함한다. 간극 (131) 에 공급된 반응 가스는, 제 1 흡인구 (133a) 및 제 2 흡인구 (134a) 로부터 흡인되고, 제 1 가스 흡인로 (133) 및 제 2 가스 흡인로 (134) 를 통과하여, 가스 회수 장치 (600) 로 회수된다.
이하, 도 1, 도 3 및 도 4 를 사용하여, 기류 제어 장치 (140) 에 대해 설명한다.
기류 제어 장치 (140) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 에칭조 (110) 의 내부에 형성된다. 기류 제어 장치 (140) 는, 기판 반입구 (111) 및 기판 반출구 (112) 로부터 에칭조 (110) 의 내부로 유입된 외기가, 기판 (500) 의 일면 (본 실시형태에서는, 이면 (510)) 과 노즐 (130) 사이의 간극 (131) (도 2 참조) 으로 유입되는 것을 억제한다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 기류 제어 장치 (140) 는, 예를 들어, 제 1 통기로 (141) 와 제 2 통기로 (142) 를 포함한다.
제 1 통기로 (141) 는, 기판 반입구 (111) 과 노즐 (130) 사이에 제 1 통기구 (141c) 를 갖는다. 제 1 통기로 (141) 는, 도 4(a) 에 나타내는 바와 같이, 기판 반입구 (111) 로부터 간극 (131) 을 향하여 에칭조 (110) 의 내부로 유입된 외기를 제 1 통기구 (141c) 로부터 유입시킨다. 이로써, 제 1 통기로 (141) 는, 기판 반입구 (111) 로부터 에칭조 (110) 의 내부로 유입된 외기가 간극 (131) 으로 유입되는 것을 억제한다.
도 1 에 나타내는 바와 같이, 제 1 통기로 (141) 는, 예를 들어, 노즐 (130) 에 가까운 측에서부터 순서대로, 제 1 배면판 (141a) 과, 제 1 전면판 (141b) 을 포함한다. 제 1 배면판 (141a) 과 제 1 전면판 (141b) 은, 예를 들어, 50 ∼ 100 ㎜ 의 간격을 두고 설치된다. 제 1 배면판 (141a) 과 제 1 전면판 (141b) 은, 도시를 생략한 제 1 측면판에 의해 접속된다. 제 1 배면판 (141a) 및 제 1 전면판 (141b) 의 폭은 기판 (500) 의 폭보다 약간 길다. 제 1 배면판 (141a), 제 1 전면판 (141b) 및 제 1 측면판에 의해 둘러싸인 공간의 상부는 개방되어 있고, 이 개방된 상부 공간이 제 1 통기구 (141c) 로 되어 있다.
도 3 에 나타내는 바와 같이, 제 1 배면판 (141a), 제 1 전면판 (141b) 및 제 1 측면판은, 기판 반입구 (111) 에서 보아, 노즐 (130) 의 전방을 막도록, 에칭조 (110) 의 바닥면에서 롤러 (121) 에 근접하는 높이까지 형성된다. 이로써, 제 1 통기로 (141) 는, 기판 반입구 (111) 로부터 간극 (131) 으로 유입되는 외기를 차폐하는 차폐 수단으로서 기능한다. 제 1 전면판 (141b) 은 제 1 배면판 (141a) 보다 높이가 낮게 되어 있다. 이로써, 제 1 통기로 (141) 는, 제 1 통기구 (141c) 가 기판 반입구 (111) 측을 향하여 개구된 폭 방향으로 긴 박스형의 형상을 갖는다. 이 때문에, 기판 반입구 (111) 로부터 유입된 외기는, 제 1 통기구 (141c) 로 유입되기 쉽게 되어 있다.
도 1 에 나타내는 바와 같이, 제 1 배면판 (141a) 의 상단부는, 예를 들어, 인접한 2 세트의 롤러 (121) 사이에 들어가도록 설치된다. 제 1 배면판 (141a) 의 상단부는, 반송 장치 (120) 에 의해 반송되는 기판 (500) 과 간섭하지 않는 범위에서, 가능한 한 높은 위치에 설치한다. 이로써, 기판 반입구 (111) 로부터 에칭조 (110) 의 내부로 유입된 외기가 간극 (131) 으로 유입되는 것을 억제할 수 있다. 예를 들어, 기판 (500) 의 이면 (510) 과 제 1 배면판 (141a) 의 상단부의 거리는 1 ∼ 10 ㎜ 가 되도록 설정된다. 제 1 전면판 (141b) 의 상단부의 위치는, 예를 들어, 제 1 배면판 (141a) 의 상단부의 위치보다 50 ∼ 100 ㎜ 낮은 위치로 설정된다.
제 1 통기로 (141) 가 설치된 부분의 에칭조 (110) 의 바닥면에는, 제 1 배기구 (143) 가 개구되어 있다. 제 1 배기구 (143) 는, 예를 들어, 제 1 통기로 (141) 의 폭 방향으로 슬릿상으로 형성되지만, 제 1 배기구 (143) 의 형상은 이것에 한정되지 않는다.
제 2 통기로 (142) 는, 기판 반출구 (112) 와 노즐 (130) 사이에 제 2 통기구 (142c) 를 갖는다. 제 2 통기로 (142) 는, 도 4(a) 에 나타내는 바와 같이, 기판 반출구 (112) 로부터 간극 (131) 을 향하여 에칭조 (110) 의 내부로 유입된 외기를 제 2 통기구 (142c) 로부터 유입시킨다. 이로써, 제 2 통기로 (142) 는, 기판 반출구 (112) 로부터 에칭조 (110) 의 내부로 유입된 외기가 간극 (131) 으로 유입되는 것을 억제한다.
도 1 에 나타내는 바와 같이, 제 2 통기로 (142) 는, 예를 들어, 노즐 (130) 에 가까운 측에서부터 순서대로, 제 2 배면판 (142a) 과 제 2 전면판 (142b) 을 포함한다. 제 2 배면판 (142a) 과 제 2 전면판 (142b) 은, 예를 들어, 50 ∼ 100 ㎜ 의 간격을 두고 설치된다. 제 2 배면판 (142a) 과 제 2 전면판 (142b) 은, 도시를 생략한 제 2 측면판에 의해 접속된다. 제 2 배면판 (142a) 및 제 2 전면판 (142b) 의 폭은, 기판 (500) 의 폭보다 약간 길다. 제 2 배면판 (142a), 제 2 전면판 (142b) 및 제 2 측면판에 의해 둘러싸인 공간의 상부는 개방되어 있고, 이 개방된 상부 공간이 제 2 통기구 (142c) 로 되어 있다.
도 3 에 나타내는 것과 마찬가지로, 제 2 배면판 (142a), 제 2 전면판 (142b) 및 제 2 측면판은, 기판 반출구 (112) 에서 보아, 노즐 (130) 의 전방을 막도록, 에칭조 (110) 의 바닥면에서 롤러 (121) 에 근접하는 높이까지 형성된다. 이로써, 제 2 통기로 (142) 는, 기판 반출구 (112) 로부터 간극 (131) 으로 유입되는 외기를 차폐하는 차폐 수단으로서 기능한다. 제 2 전면판 (142b) 은 제 2 배면판 (142a) 보다 높이가 낮게 되어 있다. 이로써, 제 2 통기로 (142) 는, 제 2 통기구 (142c) 가 기판 반출구 (112) 측을 향하여 개구된 폭 방향으로 긴 박스형의 형상을 갖는다. 이 때문에, 기판 반출구 (112) 로부터 유입된 외기는, 제 2 통기구 (142c) 로 유입되기 쉽게 되어 있다.
도 1 에 나타내는 바와 같이, 제 2 배면판 (142a) 의 상단부는, 예를 들어, 인접한 2 세트의 롤러 (121) 사이에 들어가도록 설치된다. 제 2 배면판 (142a) 의 상단부는, 반송 장치 (120) 에 의해 반송되는 기판 (500) 과 간섭하지 않는 범위에서, 가능한 한 높은 위치에 설치한다. 이로써, 기판 반출구 (112) 로부터 에칭조 (110) 의 내부로 유입된 외기가 간극 (131) 으로 유입되는 것을 억제할 수 있다. 예를 들어, 기판 (500) 의 이면 (510) 과 제 2 배면판 (142a) 의 상단부의 거리는 1 ∼ 10 ㎜ 가 되도록 설정된다. 제 2 전면판 (142b) 의 상단부의 위치는, 예를 들어, 제 2 배면판 (142a) 의 상단부의 위치보다 50 ∼ 100 ㎜ 낮은 위치로 설정된다.
제 2 통기로 (142) 가 설치된 부분의 에칭조 (110) 의 바닥면에는, 제 2 배기구 (144) 가 개구되어 있다. 제 2 배기구 (144) 는, 예를 들어, 제 2 통기로 (142) 의 폭 방향으로 슬릿상으로 형성되지만, 제 2 배기구 (144) 의 형상은 이것에 한정되지 않는다.
제 1 통기로 (141) 와 제 2 통기로 (142) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 예를 들어, 에칭조 (110) 의 외부에서, 접속로 (150) 에 의해 접속된다. 접속로 (150) 는, 제 1 통기로 (141) 의 바닥부에 형성된 제 1 배기구 (143), 및 제 2 통기로 (142) 의 바닥부에 형성된 제 2 배기구 (144) 를 통하여, 제 1 통기로 (141) 의 내부의 공간 및 제 2 통기로 (142) 의 내부의 공간에 통하고 있다.
제 1 통기로 (141), 접속로 (150) 및 제 2 통기로 (142) 는, 간극 (131) 을 향하는 외기를 우회시키기 위한 우회로를 형성한다. 기판 반입구 (111) 또는 기판 반출구 (112) 로부터 에칭조 (110) 의 내부로 유입된 외기는, 이 우회로를 통과하여 기판 반출구 (112) 측 또는 기판 반입구 (111) 측으로 유출된다. 그 때문에, 에칭조 (110) 의 내부로 유입된 외기가 직접 간극 (131) 으로 유입되는 것이 억제된다.
접속로 (150) 에는, 흡인 장치 (160) 가 접속되어 있다. 흡인 장치 (160) 는, 통상적인 흡인 수단, 예를 들어 로터리 펌프를 포함한다. 흡인 장치 (160) 를 가동시킴으로써, 접속로 (150) 의 내부의 기체, 또한 제 1 통기로 (141) 및 제 2 통기로 (142) 의 내부의 기체를 배기할 수 있다. 흡인 장치 (160) 는 항상 가동시킬 필요는 없고, 에칭조 (110) 로 유입되는 외기가 많아지는 경우 등, 필요에 따라 가동시키면 된다.
이하, 도 5 를 사용하여, 에칭 장치 (100) 를 포함하는 기판 제조 시스템 (1000) 의 구성을 설명한다. 도 5 는, 기판 제조 시스템 (1000) 의 일부를 나타낸 측면도이다. 도 5 에 있어서, 부호 1030 은, 도 1 에 나타낸 에칭조 (110) 에 대응한다. 도 5 에서는, 에칭조 (1030) 를 구성하는 각 구성 요소의 부호의 옆에, 도 1 에 나타낸 부호를 병기하여 기재한다.
기판 제조 시스템 (1000) 은, 제 1 세정조 (1010) 와, 제 1 버퍼조 (1020) 와, 에칭조 (1030) 와, 제 2 버퍼조 (1040) 와, 제 2 세정조 (1050) 와, 반송 장치 (1070) 를 포함한다.
반송 장치 (1070) 는, 기판 (500) 을 도시 좌측으로부터 도시 우측을 향하여 반송한다. 반송 장치 (1070) 는, 예를 들어, 복수의 롤러 (1071) 로 이루어지는 롤러 컨베이어이다. 복수의 롤러 (1071) 에 의해, 제 1 세정조 (1010) 의 상류측에서부터, 제 1 세정조 (1010), 제 1 버퍼조 (1020), 에칭조 (1030), 제 2 버퍼조 (1040), 및 제 2 세정조 (1050) 을 순차적으로 통과하고, 제 2 세정조 (1050) 의 하류측을 향하는 반송 경로가 형성된다.
도시는 생략했지만, 제 1 세정조 (1010) 의 상류측에는, 예를 들어 기판 (500) 의 성형이나 연마가 실시되는 장치가 형성된다. 제 2 세정조 (1050) 의 하류측에는, 예를 들어 기판 (500) 의 건조나 검사가 실시되는 장치가 형성된다.
제 1 세정조 (1010), 제 1 버퍼조 (1020), 제 2 버퍼조 (1040), 및 제 2 세정조 (1050) 는, 각각 기판 반입구 및 기판 반출구를 포함한다. 각 조의 기판 반입구 및 기판 반출구는, 에칭조 (1030) 의 기판 반입구 (1031) 및 기판 반출구 (1032) 와 동일한 높이에, 동일한 크기로 형성되어 있다. 각 조의 기판 반출구는, 반송 방향의 하류측에 인접하는 조의 기판 반입구에 순차적으로 접속되어 있다.
이하, 도 5 를 사용하여, 기판 (500) 의 제조 프로세스를 설명한다.
기판 (500) 은, 예를 들어, 플로트법에 의해 리본상으로 성형된 후, 원하는 사이즈의 기판 (500) 으로 절단하는 절단 공정, 기판 (500) 의 단면을 모따기하는 모따기 공정, 및 기판 (500) 의 표면 (표면 (520)) 을 연마하는 연마 공정을 거쳐, 제 1 세정조 (1010) 로 반송된다. 연마 방법으로는, 예를 들어 슬러리를 기판에 공급하여 연마하는 방법이 사용된다. 슬러리는, 연마 지립을, 물이나 유기 용매와 같은 액체에 분산시킨 분산액이다. 연마 지립으로는, 예를 들어 산화세륨이 사용된다.
연마된 기판 (500) 은 반송 장치 (1070) 에 의해 제 1 세정조 (1010) 로 반송된다. 제 1 세정조 (1010) 에서는, 기판 (500) 표면으로부터 연마 지립을 제거한다. 제 1 세정조 (1010) 에서는, 예를 들어, 먼저 기판 (500) 을 샤워 세정하고, 물로 기판 (500) 표면의 연마 지립을 씻어낸다. 그 후에, 기판 (500) 을 슬러리 세정한다. 슬러리 세정은, 샤워 세정으로 제거할 수 없었던 연마 지립을, 세정용 슬러리를 노즐로부터 기판에 분사하면서 디스크 브러시 등의 세정 수단을 사용하여 제거하는 세정 방법이다. 세정용 슬러리로는, 예를 들어, 산화세륨, 탄산칼슘, 또는 탄산마그네슘을, 물이나 유기 용매와 같은 액체에 분산시킨 분산액이 사용된다.
기판 (500) 은, 반송 장치 (1070) 에 의해 제 1 세정조 (1010) 로부터 반출되어, 제 1 버퍼조 (1020) 로 반입된다. 제 1 버퍼조 (1020) 는, 기판 반입구 (1031) 로부터 반응 가스가 제 1 세정조 (1010) 로 누설되는 것을 방지하기 위하여 형성된다. 이로써, 제 1 세정조 (1010) 에서 실시되는 세정 스텝은, 반응 가스에 의해 오염되지 않게 된다.
제 1 버퍼조 (1020) 는, 예를 들어, 천정에 팬 필터 유닛 (FFU1) 을 갖고, 바닥면에 배기구 (EXH1) 를 갖는다. 팬 필터 유닛 (FFU1) 은, 외기를 여과하여 제 1 버퍼조 (1020) 의 내부에 도입하고, 제 1 버퍼조 (1020) 의 내부를 정압 (正壓) 상태로 한다. 팬 필터 유닛 (FFU1) 에서 도입된 외기는, 제 1 버퍼조 (1020) 의 내부의 진애 (塵埃) 나 가스와 함께, 배기구 (EXH1) 로부터 상대적으로 압력이 낮은 제 1 버퍼조 (1020) 의 외부로 배출된다.
기판 (500) 은, 반송 장치 (1070) 에 의해 제 1 버퍼조 (1020) 로부터 반출되고, 에칭조 (1030) 로 반입된다. 에칭조 (1030) 에서는, 기판 (500) 의 이면 (510) 에, 노즐 (1080) (도 1 의 130) 로부터 반응 가스가 분사되어, 기판 (500) 의 이면 (510) 이 조면화된다.
조면화된 기판 (500) 은, 반송 장치 (1070) 에 의해 에칭조 (1030) 로부터 반출되고, 제 2 버퍼조 (1040) 로 반입된다. 제 2 버퍼조 (1040) 는, 기판 반출구 (1032) 로부터 반응 가스가 제 2 세정조 (1050) 로 누설되는 것을 방지하기 위하여 형성된다. 이로써, 제 2 세정조 (1050) 에서 실시되는 세정 스텝은, 반응 가스에 의해 오염되지 않게 된다.
제 2 버퍼조 (1040) 는, 예를 들어, 천정에 팬 필터 유닛 (FFU2) 을 갖고, 바닥면에 배기구 (EXH2) 를 갖는다. 팬 필터 유닛 (FFU2) 은, 외기를 여과하여 제 2 버퍼조 (1040) 의 내부에 도입하고, 제 2 버퍼조 (1040) 의 내부를 정압의 상태로 한다. 팬 필터 유닛 (FFU2) 에서 도입된 외기는, 제 2 버퍼조 (1040) 의 내부의 진애나 가스와 함께, 배기구 (EXH2) 로부터 상대적으로 압력이 낮은 제 2 버퍼조 (1040) 의 외부로 배출된다.
기판 (500) 은, 반송 장치 (1070) 에 의해 제 2 버퍼조 (1040) 로부터 반출되고, 제 2 세정조 (1050) 로 반입된다. 제 2 세정조 (1050) 는, 고압 샤워 (1051) 를 포함한다. 제 2 세정조 (1050) 에서는, 기판 (500) 의 양면을 세정하여, 조면화에 의해 발생한 유리 컬릿이나 에칭 부생성물 등을 제거한다. 세정 방법은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 고압 샤워 세정, 브러싱 세정, 초음파 세정, 또는 그것들을 조합한 것 등을 들 수 있다. 세정이 끝난 기판 (500) 은, 제 2 세정조 (1050) 로부터 반송 장치 (1070) 에 의해 반출되고, 건조 공정이나 검사 공정에 제공된다.
이하, 도 4 내지 도 6 을 사용하여, 기류 제어 장치 (140) 의 기능을 설명한다. 도 6 은, 에칭조 (1030) 가 기류 제어 장치 (140) 를 포함하지 않는 경우의 노즐 (1080) 주변의 기압 변동 분포를 나타낸 도면이다.
도 4(a) 에 나타내는 바와 같이, 노즐 (130) 로부터 분출되는 반응 가스에 의해, 기판 (500) 의 이면 (510) 이 조면화된다. 기판 (500) 의 이면 (510) 내의 각 지점에 있어서의 조도는, 그 지점이 노출되는 반응 가스의 농도, 및 그 지점이 반응 가스에 노출되는 누적 시간의 2 개의 요인에 의해 결정된다. 이들의 요인은, 기판 (500) 과 노즐 (130) 사이의 간극 (131) 에 발생하는 기류의 외란에 의해 크게 변동된다. 기류의 외란은, 기판 반입구 (111) 및 기판 반출구 (112) 를 통하여 에칭조 (110) 의 내부로 유입된 외기에 의해 야기된다.
외기의 유입은, 도 5 에 나타낸 제 1 버퍼조 (1020) 와 제 2 버퍼조 (1040) 사이에 압력차가 발생하는 것에서 기인한다. 특히, 기판 (500) 의 사이즈가 복수 조의 길이에 미칠 정도로 큰 경우에 이 압력차가 현저하게 발생하는 것이, 발명자의 검토에 의해 명확해졌다. 또, 외기의 유입 정도가 기판 (500) 의 반송에 수반하여 시간 변동하는 것도, 발명자의 검토에 의해 명확해졌다.
제 1 버퍼조 (1020) 와 제 2 버퍼조 (1040) 사이에 압력차가 발생하는 원인은, 여러 가지로 생각할 수 있다. 예를 들어, 제 1 세정조 (1010) 와 제 2 세정조 (1050) 에서 작동하는 장치가 상이한 것은 하나의 원인이 될 수 있다.
제 1 세정조 (1010) 에서는, 기판 (500) 이 반출될 때까지, 예를 들어, 샤워 세정 및 슬러리 세정이 실시된다. 그러나, 이들의 장치가 작동해도, 제 1 세정조 (1010) 내부의 대역적인 기압의 분포에 큰 변동은 발생하지 않는다. 한편, 제 2 세정조 (1050) 에 기판 (500) 이 반입되면, 고압 샤워 (1051) 에 의한 고압 샤워 세정이 실시된다. 고압 샤워 (1051) 가 작동되면, 제 2 세정조 (1050) 의 내부의 대역적인 기압의 분포는 크게 변동된다. 이 변동이, 제 2 세정조 (1050) 의 기판 반입구를 통하여, 인접하는 제 2 버퍼조 (1040) 의 내부의 압력을 변동시킨다. 특히, 기판 (500) 의 사이즈가 큰 경우에는, 기판 (500) 이 에칭조 (1030) 에서 제 2 세정조 (1050) 까지에 걸친 상태가 발생한다. 이 경우, 기판 (500) 의 일부분이 에칭조 (1030) 에서 조면화되고 있는 동안, 기판 (500) 의 다른 부분이 제 2 세정조 (1050) 에서 고압 샤워 세정이 실시되기 때문에, 조면화 동안에 압력 변동이 발생하여 외기의 유입이 발생한다. 이와 같은 상황은, 기판 (500) 이, 기판 (500) 의 반송 방향에 있어서, 노즐 (1080) 의 분출구에서 제 2 세정조 (1050) 의 기판 반입구까지의 길이 이상인 경우에 발생한다.
제 1 버퍼조 (1020) 와 제 2 버퍼조 (1040) 사이에 압력차가 발생하는 원인은 그 밖에도 생각할 수 있다.
예를 들어, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 기판 (500) 의 사이즈가 큰 경우, 기판 (500) 과 에칭조 (1030) 의 상대 위치에 따라, 제 1 버퍼조 (1020) 와 제 2 버퍼조 (1040) 의 기압에 차이가 발생한다. 그 결과, 에칭조 (1030) 내부에 압력 분포가 발생하여 노즐 (1080) 의 전후에 기류를 발생시킨다. 사이즈가 큰 기판 (500) 이란, 기판 (500) 의 반송 방향에 있어서, 노즐 (1080) 의 분출구 (132a) 에서 제 1 버퍼조 (1020) 의 기판 반입구까지의 길이 이상, 또는 노즐 (1080) 의 분출구 (132a) 에서 제 2 버퍼조 (1040) 의 기판 반출구까지의 길이 이상인 기판을 의미한다.
예를 들어, 도 6(a) 에 나타내는 바와 같이, 기판 (500) 의 선단부가 노즐 (1080) 의 근방까지 도달하면, 제 1 버퍼조 (1020) 는, 기판 (500) 에 의해 상하의 공간으로 분단된다. 이 때, 팬 필터 유닛 (FFU1) 이 외기를 도입함으로써, 제 1 버퍼조 (1020) 의 상측의 공간은 정압이 된다. 도입된 외기는, 기판 (500) 에 의해 차단되기 때문에, 제 1 버퍼조 (1020) 의 하측의 공간은 상대적으로 부압 (負壓) 이 된다. 한편, 제 2 버퍼조 (1040) 는, 팬 필터 유닛 (FFU2) 이 외기를 도입함으로써, 전체 공간이 정압이 된다. 에칭조 (1030) 는, 기판 반입구 (1031) 와 노즐 (1080) 사이의 공간이, 기판 (500) 으로 구획된다. 기판 (500) 의 하측의 공간은, 제 1 버퍼조 (1020) 의 하측의 공간과 기판 반입구 (1031) 를 통하여 연결되어 있기 때문에, 부압이 된다. 한편, 노즐 (1080) 과 기판 반출구 (1032) 사이의 공간은, 제 2 버퍼조 (1040) 의 전체 공간과 기판 반출구 (1032) 를 통하여 연결되어 있기 때문에, 정압이 된다. 이 결과, 에칭조 (1030) 내부에 기판 반출구 (1032) 로부터 기판 반입구 (1031) 를 향하는 기류가 발생한다.
도 6(c) 에 나타내는 바와 같이, 기판 (500) 의 후단부가 노즐 (1080) 의 근방까지 반송되면, 제 1 버퍼조 (1020) 에는, 기판 (500) 이 존재하지 않기 때문에, 팬 필터 유닛 (FFU1) 이 외기를 도입함으로써, 제 1 버퍼조 (1020) 의 전체 공간이 정압이 된다. 한편, 제 2 버퍼조 (1040) 는, 기판 (500) 에 의해, 상하의 공간으로 분단된다. 이 때, 팬 필터 유닛 (FFU2) 이 외기를 도입함으로써, 제 2 버퍼조 (1040) 의 상측의 공간은 정압이 된다. 도입된 외기는, 기판 (500) 에 의해 차단되기 때문에, 제 2 버퍼조 (1040) 의 하측의 공간은 상대적으로 부압이 된다. 에칭조 (1030) 는, 노즐 (1080) 과 기판 반출구 (1032) 사이의 공간이, 기판 (500) 으로 구획된다. 기판 (500) 의 하측의 공간은, 제 2 버퍼조 (1040) 의 하측의 공간과 기판 반출구 (1032) 를 통하여 연결되어 있기 때문에, 부압이 된다. 한편, 노즐 (1080) 과 기판 반입구 (1031) 사이의 공간은, 제 1 버퍼조 (1020) 의 전체 공간과 기판 반입구 (1031) 를 통하여 연결되어 있기 때문에, 정압이 된다. 이 결과, 에칭조 (1030) 내부에, 기판 반입구 (1031) 로부터 기판 반출구 (1032) 를 향하는 기류가 발생한다.
또한, 도 6(b) 에 나타내는 바와 같이, 기판 (500) 이 기판 반입구 (1031) 로부터 기판 반출구 (1032) 로 반송되는 도중의 단계에서는, 제 1 버퍼조 (1020) 및 제 2 버퍼조 (1040) 의 공간을 기판 (500) 이 분단하는지 여부에 따라, 여러 가지 기압의 분포가 실현된다.
이상 설명한 바와 같이, 특히 큰 사이즈의 기판을 사용한 경우, 기판 (500) 과 에칭조 (1030) 의 상대 위치에 따라, 에칭조 (1030) 내의 노즐 (1080) 의 전후에서 상이한 압력 분포가 발생한다. 기판 반입구 (1031) 및 기판 반출구 (1032) 를 통과하여, 복수의 기판 (500) 이 순차적으로 연속적으로 반송되기 때문에, 노즐 (1080) 의 전후에서의 압력차는 시간과 함께 변동된다.
도 4(b) 에 나타내는 바와 같이, 에칭조 (110) 내에 기류 제어 장치 (140) 가 형성되어 있지 않은 경우에는, 기판 반입구 (111) 및 기판 반출구 (112) 로부터 유입된 외기는, 거의 차단되지 않고, 기판 (500) 의 이면 (510) 과 노즐 (130) 사이의 간극 (131) 에 도달한다. 이 때문에, 간극 (131) 에 충만한 반응 가스의 농도 분포는, 기류의 외란의 영향을 직접 받는다. 그 결과, 기판 (500) 의 이면 (510) 의 조도에는 불균일성이 발생한다.
한편, 도 4(a) 에 나타내는 바와 같이, 에칭조 (110) 내에 기류 제어 장치 (140) 가 형성되어 있는 경우에는, 기판 반입구 (111) 및 기판 반출구 (112) 로부터 유입된 외기는, 제 1 통기로 (141), 접속로 (150) 및 제 2 통기로 (142) 에 의해 형성되는 우회로로 유입되어, 간극 (131) 에 직접 도달하는 것이 억제된다. 또, 접속로 (150) 에 의해, 제 1 통기로 (141) 와 제 2 통기로 (142) 의 내부의 압력은 항상 등압이 되려고 하기 때문에, 제 1 버퍼조 (1020) 와 제 2 버퍼조 (1040) 사이의 압력차의 시간 변동에 따른 영향도 완화된다. 이로써, 간극 (131) 에 충만한 반응 가스의 농도 분포는, 기류의 외란의 영향을 잘 받지 않게 되어, 기판 (500) 의 이면 (510) 의 조도의 균일성이 향상된다.
또, 흡인 장치 (160) 를 가동시키는 경우에는, 접속로 (150) 의 내압은, 항상 부압 (예를 들어 －1 ∼ －2 ㎩) 으로 유지된다. 이로써, 제 1 버퍼조 (1020) 와 제 2 버퍼조 (1040) 사이에 압력차 (예를 들어, 최대 ± 3 ㎩ 정도) 가 발생하고 있어도, 외기의 흐름은 대부분 기판 반입구 (111) 과 제 1 통기구 (141c) 사이, 및 기판 반출구 (112) 와 제 2 통기구 (142c) 사이에서 발생한다. 따라서, 기판 (500) 의 이면 (510) 과 노즐 (130) 사이의 간극 (131) 에 있어서, 외기의 유입의 영향은 저감된다. 또한, 제 1 통기구 (141c) 와 제 2 통기구 (142c) 는, 노즐 (130) 과는 반대의 측을 향하여 개구되어 있기 때문에, 흡인 장치 (160) 를 가동시킴으로써, 간극 (131) 의 기류가 크게 흐트러지는 경우는 없다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 에칭 장치에서는, 도 4(a) 에 나타내는 바와 같이, 기판 반입구 (111) 및 기판 반출구 (112) 를 갖는 에칭조 (110) 의 기판 반입구 (111) 로부터 기판 반출구 (112) 를 향하여 기판 (500) 을 반송하고, 기판 (500) 의 이면 (510) 에 노즐 (130) 로부터 반응 가스를 분사한다. 반응 가스의 분사는, 기판 반입구 (111) 및 기판 반출구 (112) 로부터 에칭조 (110) 의 내부로 유입된 외기가 기판 (500) 의 이면 (510) 과 노즐 (130) 사이의 간극 (131) 으로 유입되는 것을 억제하면서 실시한다.
예를 들어, 기판 반입구 (111) 로부터 에칭조 (110) 의 내부로 유입된 외기가 간극 (131) 으로 유입되는 것을 억제하기 위하여, 도 4(a) 에 나타내는 바와 같이, 기판 반입구 (111) 로부터 간극 (131) 을 향하여 에칭조 (110) 의 내부로 유입된 외기를, 기판 반입구 (111) 와 노즐 (130) 사이에 형성된 제 1 통기구 (141c) 로부터 제 1 통기로 (141) 에 유입시킨다.
기판 반출구 (112) 로부터 에칭조 (110) 의 내부로 유입된 외기가 간극 (131) 으로 유입되는 것을 억제하기 위하여, 도 4(a) 에 나타내는 바와 같이, 기판 반출구 (112) 로부터 간극 (131) 을 향하여 에칭조 (110) 의 내부로 유입된 외기를, 기판 반출구 (112) 와 노즐 (130) 사이에 형성된 제 2 통기구 (142c) 로부터 제 2 통기로 (142) 에 유입시킨다.
그 때문에, 에칭조 (110) 내부로의 외기의 유입에 수반하여 발생하였던, 기판 (500) 의 이면 (510) 에 있어서의 조도의 불균일성을 억제할 수 있다.
이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명에 관련된 바람직한 실시형태예에 대해 설명했지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는 것은 말할 필요도 없다. 상기 서술한 예에 있어서 나타낸 각 구성 부재의 여러 형상이나 조합 등은 일례로서, 본 발명의 주지로부터 일탈하지 않는 범위에 있어서 설계 요구 등에 기초하여 여러 가지 변경 가능하다.
예를 들어, 상기의 실시형태에서는, 제 1 통기로 (141) 와 제 2 통기로 (142) 를 공통의 흡인 장치 (160) 에 접속했지만, 제 1 통기로 (141) 와 제 2 통기로 (142) 를 각각 상이한 흡인 장치에 접속해도 된다. 이 경우, 기판 반입구 (111) 로부터 에칭조 (110) 의 내부로 유입된 외기와, 기판 반출구 (112) 로부터 에칭조 (110) 의 내부로 유입된 외기는, 각각 독립적으로 배기된다. 이 경우에도, 에칭조 (110) 의 내부로 유입된 외기가, 기판 (500) 의 이면 (510) 과 노즐 (130) 사이의 간극 (131) 으로 유입되는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 기판 (500) 의 이면 (510) 에 있어서의 조도의 불균일성을 억제할 수 있다.
또, 본 발명의 일 실시양태의 기판의 제조 방법에 있어서는, 플로트법이나 퓨전법에 의해 리본상으로 성형된 후, 원하는 사이즈의 기판 (500) 으로 절단하는 절단 공정, 기판 (500) 의 단면을 모따기하는 모따기 공정, 및 기판 (500) 의 표면 (표면 (520)) 을 연마하는 연마 공정을 거친 기판 (500) 에 대해, 상기 실시양태에서 설명한 에칭 방법으로 이면 (510) 을 에칭하는 공정이 포함된다. 그 결과, 이면 (510) 에 있어서의 조도의 불균일성이 억제된 기판 (500) 을 얻을 수 있다.
또, 본 발명의 일 실시양태의 기판에 있어서는, 이면 (510) 전체의 산술 평균 표면 조도의 평균치는 0.3 ∼ 1.5 ㎚ 이고, 이면 (510) 을 둘레 가장자리부의 산술 평균 표면 조도의 평균치와 이면 (510) 의 중앙부의 산술 평균 표면 조도가 상이하고, 이면 (510) 전체의 산술 평균 표면 조도의 표준 편차가 0.06 이하이다.
기판 (500) 을 종횡 3 개씩, 9 개의 영역으로 구획하였을 때, 그 중앙의 영역을 중앙부로 하고, 그 이외의 중앙부 주위의 영역을 둘레 가장자리부로 한다. 둘레 가장자리부는 변으로부터 500 ㎜ 의 범위에 있는 영역이다. 둘레 가장자리부의 산술 평균 표면 조도의 평균치란, 중앙부를 제외한 8 개의 영역의 산술 평균 표면 조도의 평균치이다. 중앙부와 둘레 가장자리부의 산술 평균 표면 조도는 동일하게는 되지 않지만, 이면 (510) 전체의 산술 평균 표면 조도의 편차를, 표준 편차로 나타내면 0.06 이하로 함으로써, 박리 대전량을 효과적으로 억제할 수 있고, 박리 대전에서 기인되는 기판의 손상을 억제할 수 있다. 또한, 중앙부의 산술 평균 표면 조도는 둘레 가장자리부의 산술 평균 표면 조도보다 높아도 된다.
또한, 기판의 사이즈가 클수록, 진공 흡착 스테이지에 일정 시간 재치되었을 때의 박리 대전에 의해 기판이 손상될 가능성이 높아진다. 그 때문에, 본 발명의 일 실시양태의 기판에서는, 기판의 사이즈가 1500 ㎜ × 1500 ㎜ 이상인 것이 박리 대전량의 억제가 보다 효과적이 되기 때문에 바람직하다. 나아가서는, 기판의 사이즈가 2000 ㎜ × 2000 ㎜ 이상인 것이 보다 효과적이다.
또, 이면 (510) 의 중앙부의 산술 평균 표면 조도로부터 이면 (510) 전체의 산술 평균 표면 조도의 평균치를 뺐을 때의 값이 －0.13 이상 0.13 이하이면, 박리 대전량을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.
실시예
이하, 도 7 내지 도 9 를 사용하여, 본 발명의 실시예를 설명한다. 도 7 은, 반응 가스의 농도 분포에 관한 수치 시뮬레이션의 계산 모델 및 계산 결과예를 나타내는 도면이다. 도 8 및 도 9 는, 반응 가스의 농도 분포에 관한 수치 시뮬레이션 결과의 흡압 의존성을 나타내는 도면이다.
도 7 은, 반응 가스의 농도 분포에 관한 수치 시뮬레이션의 계산 모델을 나타낸다. 여기서는, 노즐과 기판의 간극에 있어서의 반응 가스의 흐름의 시뮬레이션을 실시하였다. 계산 소프트로서 ANSYS (등록상표) (제품명 : ANSYS FLUENT, 버젼 : 14.5, ANSYS, Inc. 사 제조) 를 사용하여, 직접법에 의해 유체 계산을 실시하였다.
도 7(a) 는, 에칭조 내의 기판 (750) 보다 아래의 공간 (700) 의 계산 모델을 나타낸다. 실시예의 계산에서는, 노즐 (730) 에 대해, 기판 (750) 의 반송 방향 상류측 (도면의 좌측) 에 제 1 통기로 (기류 제어 장치) (741) 가 형성되고, 하류측 (우측) 에 제 2 통기로 (기류 제어 장치) (742) 가 형성된다. 비교예의 계산에서는, 제 1 통기로 (741) 및 제 2 통기로 (742) 는 형성되어 있지 않다.
압력에 관한 경계 조건으로서 이하를 설정한다. 기판 반입구 (711) 에서의 압력은, 제 1 버퍼조의 기압 PLD 에 동등하다. 기판 반출구 (712) 에서의 압력은, 제 2 버퍼조의 기압 PNT 에 동등하다. 제 1 통기로 (741) 및 제 2 통기로 (742) 의 내부의 압력은, 접속로의 기압 (흡인 장치의 흡인 압력) PBB 에 동등하다.
도 7(b) 는, 시뮬레이션 공간 중의 노즐 (730) 과 기판 (750) 의 간극을 확대한 것이다. 본 시뮬레이션에 있어서는, 분출구 (732a) 의 크기 (dA) 를 2 ㎜, 제 1 흡인구 (733a) 의 크기 (dB) 를 7 ∼ 10 ㎜, 제 2 흡인구 (734a) 의 크기 (dC) 를 7 ∼ 10 ㎜ 로 하였다. 또, 간극 (731) 의 간격 (dD) 을 2 ∼ 5 ㎜ 로 하였다. 또, 분출구 (732a) 의 중앙에서 제 1 흡인구 (733a) 의 중앙까지의 거리 (l1) 를 70 ㎜, 분출구 (732a) 의 중앙에서 제 2 흡인구 (734a) 의 중앙까지의 거리 (l2) 를 70 ㎜ 로 하였다. 메시 사이즈는, 0.1 ∼ 4 ㎜ 의 범위 내에서 시뮬레이션 공간 내의 장소마다 적절한 값을 선택하였다.
파라미터 dB, dC, dD 에 관해서는, 상기의 범위 내에서 값을 몇 개인가 선택하여, 각각의 값에 대해 계산을 실시하였다. 그러나, 기류 제어 장치를 사용하여 조도의 균일성을 높일 수 있다는 결론, 및 흡인 장치를 가동시킴으로써 조도의 균일성을 보다 높이기 쉽게 할 수 있다는 결론에 변함은 없다. 도 8 및 도 9 에서는, dB ＝ 7 ㎜, dC ＝ 10 ㎜, dD ＝ 4 ㎜ 로 설정했을 때의 계산 결과를 나타낸다.
반응 가스는, 가스 공급로 (732) 를 통과하여 분출구 (732a) 로부터 간극 (731) 으로 분출된다. 반응 가스는, 제 1 흡인구 (733a) 로부터 제 1 가스 흡인로 (733) 로 흡인된다. 또, 반응 가스는, 제 2 흡인구 (734a) 로부터 제 2 가스 흡인로 (734) 로 흡인된다. 이것을 표현하기 위하여, 가스 공급로 (732) 에 있어서의 반응 가스의 유입 속도가 일정한 값을 취한다는 경계 조건을 두었다. 또, 제 1 가스 흡인로 (733) 및 제 2 가스 흡인로 (734) 의 각각의 내부의 압력이 일정한 부의 값을 취한다는 경계 조건을 두었다. 본 시뮬레이션에 있어서는, 가스 공급로 (732) 의 반응 가스 유입 속도를 0.07 m/s 로 하였다. 또, 제 1 가스 흡인로 (733) 의 내부의 압력을 －1.9 ㎩, 제 2 가스 흡인로 (734) 의 내부의 압력을 －1.9 ㎩ 로 하였다.
간극 (731) 에서는, 기판 (750) 이 왼쪽에서 오른쪽으로 (도 7(b) 에 나타내는 화살표의 방향으로) 반송되고 있다. 이것을 표현하기 위하여, 기판 (750) 의 이면 (751) 이 우측 방향으로 일정한 속도를 갖는다는 이동 경계 조건을 둔다. 본 시뮬레이션에 있어서는, 기판 (750) 의 이면 (751) 의 이동 속도를 167 ㎜/s 로 한다.
간극 (731) 에 있어서의 반응 가스의 농도 분포를, 조건을 바꾸어 계산하였다. 바꾸는 조건은, 제 1 버퍼조의 기압 PLD, 제 2 버퍼조의 기압 PNT, 및 접속로의 기압 (흡인 장치의 흡인 압력) PBB 이다.
부여된 PBB 에 대해, PLD 와 PNT 의 조합을 몇 개인가 바꾸어 보고, 간극 (731) 에 있어서의 반응 가스의 농도 분포, 특히 그 최대치가 어떻게 바뀌는지를 조사하였다. PLD 와 PNT 의 차는, 에칭조로 유입되는 외기의 흐름의 크기에 대응하는 것으로 생각된다. 따라서, 본 시뮬레이션으로부터, 간극 (731) 에 있어서의 반응 가스의 농도 분포가, 외기의 유입에 얼마나 예민하게 반응하는지를 파악할 수 있다.
기판 (750) 의 이면 (751) 에 있어서의 조도는, 기판 (750) 의 이면 (751) 이 노출되는 반응 가스의 농도, 및 반응 가스에 노출되는 누적 시간의 2 개의 요인에 의해 결정된다. 누적 시간은 주로, 기판 (750) 이 반송되는 속도로 결정된다. 본 시뮬레이션에 있어서는, 상기 서술한 바와 같이, 기판 (750) 이 반송되는 속도는, 일정한 값 167 ㎜/s 로 하고 있다. 따라서, 기판 (750) 의 이면 (751) 에 있어서의 조도는 주로, 농도 분포의 최대치로 결정된다 (최대치가 커짐에 따라, 조도가 커진다). 따라서, 본 시뮬레이션으로부터, 기판 (750) 의 이면 (751) 에 있어서의 조도가, 외기의 유입에 얼마나 강하게 영향을 받는지를 파악할 수 있다.
도 8(a) 는, 기류 제어 장치가 도입되기 전의 비교예에 있어서, 간극 (731) 에 있어서의 반응 가스의 농도 분포를 계산한 결과의 예를 나타낸다. 가로축 (Position (m)) 은 노즐 (730) 내의 위치, 세로축 ([HF] (ppm)) 은 반응 가스의 농도이다. 노즐 (730) 내의 위치는, 분출구 (732a) 를 원점으로 하여, 제 1 흡인구 (733a) 측을 부, 제 2 흡인구 (734a) 측을 정으로 하는 좌표로 나타낸다. 기판 (750) 이 도면의 왼쪽에서 오른쪽으로 반송되고 있는 것을 반영하여, 반응 가스도 기판 (750) 으로 끌리고, 분출구 (732a) 의 우측 (Position ＞ 0) 에 농도 분포를 갖는다.
상기 서술한 PLD, PNT 의 각 조합에 대응하여, 복수의 농도 분포 곡선이 얻어진다. 범례의 의미는 이하와 같다.
Figure pct00001
도 8(a) 에서 보아 해석되는 바와 같이, PLD ＜ PNT 일 때에는 피크가 높아지고, PLD ＞ PNT 일 때에는 피크가 낮아지는 경향이 있다. 한편, 피크의 위치는 거의 변함없이, 제 2 흡인구 (734a) 부근에 존재한다.
기류 제어 장치가 도입된 후의 실시예에 있어서, 부여된 PBB 하에서 PLD 와 PNT 의 조합을 바꾸었을 때에, 피크의 높이가 변동되는 범위의 크기 (이하,「피크 변동폭」이라고 한다) 에 주목한다. 피크 변동폭의 크기는, 기판 (750) 의 조면화에 대한 외기의 유입의 영향의 크기에 대응한다. 발명자는, PBB 와 피크 변동폭의 관계에 대해, 본 시뮬레이션에 기초하여 검토를 실시하였다.
도 8(b), 도 8(c), 및 도 8(d) 는, 순서대로 PBB ＝ －0.5 ㎩, －1 ㎩, －1.5 ㎩ 일 때의 실시예 (본 발명의 기류 제어 장치를 형성한 에칭 장치) 에 대한 계산 결과를 나타낸다. 가로축과 세로축, 및 범례는 도 8(a) 와 동일하다. 도 8(a), 도 8(b), 도 8(c), 및 도 8(d) 에 있어서, 피크 변동폭의 크기는, 각각 272 ppm, 114 ppm, 75 ppm, 23 ppm 이다.
PBB 의 절대치를 제로에서부터 순차적으로 크게 해 나가면, 피크 변동폭은 점차 작아진다. 이것은, 에칭조 내로 유입된 외기를 흡인 장치에서 흡인함으로써 기판의 조면화에 대한 외기의 유입의 영향을 저감시킬 수 있는 것을 시사한다.
도 9 는, 부여된 PBB 하에서, PLD 와 PNT 의 조합을 바꾸어 얻어지는, 복수의 농도 분포 곡선의 피크치를 나타낸다. 가로축 (ΔP (㎩)) 은, PLD 와 PNT 의 차를 나타낸다 (ΔP ＝ PLD － PNT). 세로축은 각 농도 분포의 피크치 ([HF]max (ppm))) 이다. (PLD, PNT) ＝ (－1 ㎩, 0 ㎩) 와 (PLD, PNT) ＝ (0 ㎩, ＋1 ㎩) 와 같이, PLD 와 PNT 의 상이한 조합에 대해 ΔP 가 동등해지는 경우가 있다. 이 때문에, 도 9 에서는, 동일한 ΔP 의 값에 대해, 복수 (도 9 에서는 3 점) 의 데이터점이 플롯되어 있다. 도 9(a) 는 비교예의 계산 결과를 나타낸다. 도 9(b), 도 9(c), 및 도 9(d) 는, 순서대로 PBB ＝ －0.5 ㎩, －1 ㎩, －1.5 ㎩ 인 경우의 실시예의 계산 결과를 나타낸다. 도면 중의 데이터점에 부여된 번호는, 각각 이하에 대응한다.
Figure pct00002
Figure pct00003
도 9 에서 나타내는 바와 같이, PBB 의 절대치를 제로에서부터 순차적으로 크게 해 나가면, 피크치는 점차 거의 동등해진다. 따라서, 본 발명에 관련된 기류 제어 장치의 흡인 장치를 사용하면, 상기 간극에서의 반응 가스의 농도 분포를, 제 1 버퍼조와 제 2 버퍼조의 압력의 시간 변동에 상관없는 정상적인 분포로 할 수 있다. 이것은, 흡인 장치를 가동시킴으로써, 조도의 균일성을 높이기 쉬워지는 것을 시사한다.
표 1 및 표 2 는, 조면화된 기판의 조도 (산술 평균 표면 조도 Ra (JIS B 0601-2013)) 의 면내 분포를, 원자간력 현미경으로 측정한 결과를 나타낸다. 표 1 은, 에칭조에 본 발명의 기류 제어 장치를 도입하지 않은 경우의 측정 결과를 나타낸다. 표 2 는, 에칭조에 본 발명의 기류 제어 장치를 도입한 경우의 측정 결과를 나타낸다. 제작 조건은 이하와 같다. 에칭조 사이즈 : 850 ㎜, 기판 : 무알칼리 유리 (제품명 : AN100, 아사히 유리사 제조), 기판 사이즈 : 폭 2880 ㎜ × 반송 방향 길이 3130 ㎜, 기판 반송 속도 : 10 m/min, 반응 가스의 조성 : CF4, N2, 수증기, 노즐부의 반응 가스 토출 유속 : 0.07 m/sec.
측정점은, 기판의 폭 방향으로 3 행, 기판의 반송 방향으로 3 열의 합계 9 점이다. 측정점의 열은, 기판의 폭 방향을 따라, 최좌단으로부터 500 ㎜, 중앙부, 최우단으로부터 500 ㎜ 의 위치에, 순서대로 나열되어 있다 (이하,「제 1 열」,「제 2 열」,「제 3 열」이라고 한다). 측정점의 행은, 기판의 반송 방향을 따라, 최전단으로부터 500 ㎜, 중앙부, 최후단으로부터 500 ㎜ 의 위치에, 순서대로 나열되어 있다 (이하,「제 1 행」,「제 2 행」,「제 3 행」이라고 한다).
측정은, 이하의 방법으로 실시하였다. 먼저, 조면화된 기판으로부터 각 측정점을 포함하는 폭 5 ㎜ × 길이 5 ㎜ 의 시료를 잘라냈다. 다음으로, 각 시료의 조면화된 표면을, 원자간력 현미경 (제품명 : SPI-3800N, 세이코 인스트루사 제조) 을 사용하여 관찰하였다. 캔틸레버는, SI-DF40P2 를 사용하였다. 관찰은, 스캔 에어리어 5 ㎛ × 5 ㎛ 에 대해, 다이나믹·포스·모드를 사용하여, 스캔 레이트 1 ㎐ 로 실시하였다 (에어리어 내 데이터수 : 256 × 256). 이 관찰에 기초하여, 각 측정점에서의 산술 평균 표면 조도 Ra 를 산출하였다. 계산 소프트는, 원자간력 현미경에 부속된 소프트 (소프트명 : SPA-400) 를 사용하였다.
표 1 및 표 2 에서는, 각 측정점에서의 산술 평균 표면 조도 Ra (단위 : ㎚) 를, 행렬 형식으로 나타내고 있다. 표 1 및 표 2 의 각 열은, 왼쪽에서부터 순서대로, 측정점의 제 1 열, 제 2 열, 제 3 열에 대응한다. 표 1 및 표 2 의 각 행은, 위에서부터 순서대로, 측정점의 제 1 행, 제 2 행, 제 3 행에 대응한다.
Figure pct00004
Figure pct00005
표 1 에 나타내는 바와 같이, 기류 제어 장치를 도입하지 않는 경우에는, 조도는 균일성이 낮고, 또 기판 중앙부에서의 조도는 평균치에 비하여 작았다. 구체적으로는, Ra 의 평균치는 0.43, 표준 편차는 0.073 이고, 기판 중앙부에서의 Ra 와 평균치의 차는 －0.144 였다. 한편, 표 2 에 나타내는 바와 같이, 기류 제어 장치를 도입한 경우에는, 조도의 균일성, 기판 중앙부에서의 조도의 양방을 개선할 수 있었다. 구체적으로는, Ra 의 평균치는 0.45, 표준 편차는 0.057 이고, 기판 중앙부에서의 Ra 와 평균치의 차는 ＋0.11 이 되었다.
박리 대전량의 측정은, 이하의 방법으로 실시하였다. 먼저, 조면화된 기판으로부터, 폭 410 ㎜ × 길이 510 ㎜ 의 시료를 잘라낸다. 다음으로, 시료를 진공 흡착 스테이지에 일정 시간 재치한다. 상기 진공 흡착 스테이지로부터 리프트 핀을 사용하여 시료를 박리한다. 박리한 직후의 시료의 대전량을, 표면 전위계 (제품명 : MODEL 341B, 트렉·재팬사 제조) 로 측정하였다.
측정은, 실시예, 비교예 1, 및 비교예 2 에 대해 실시하였다. 실시예는, 본 발명의 기류 제어 장치를 구비한 에칭 장치를 사용하여, 조면화를 실시한 유리 기판이다. 비교예 1 은, 본 발명의 기류 제어 장치를 구비하지 않은 에칭 장치를 사용하여, 조면화를 실시한 유리 기판이다. 비교예 2 는, 시판되는 유리 기판이다. 실시예 및 비교예 1 에 대해, 제작 조건은 이하와 같다. 에칭조 사이즈 : 850 ㎜, 기판 : 무알칼리 유리 (제품명 : AN100, 아사히 유리사 제조), 기판 사이즈 : 폭 2880 ㎜ × 반송 방향 길이 3130 ㎜, 기판 반송 속도 : 10 m/min, 반응 가스의 조성 : CF4, N2, 수증기, 노즐부의 반응 가스 토출 유속 : 0.07 m/sec.
측정된 박리 대전량은, 상대 비교치로, 실시예 : 비교예 1 : 비교예 2 ＝ 0.84 : 1 : 0.91 이 되었다. 실시예의 대전량은, 비교예 1, 비교예 2 에 비하여 저감되었다. 이것은, 표 1 및 표 2 에서 나타낸 바와 같이, 본 발명에 관련된 에칭 장치로 조면화를 실시함으로써, 조면화의 균일성이 향상된 것에 의한 것이다.
이상의 실시예에서 나타내는 바와 같이, 본 발명에 의해 기판의 조면화되는 일면과 노즐 사이의 간극에 있어서의 반응 가스의 농도 분포를, 제 1 버퍼조 및 제 2 버퍼조의 압력 변동에 상관없이, 거의 정상적인 분포로 할 수 있다. 이로써, 기판의 이면에 있어서의 조도의 불균일성을 억제할 수 있다. 그 결과, 기판의 박리 대전의 양을 저감시킬 수 있다.
본 출원은, 2014년 4월 16일에 출원된 일본 특허출원 2014-084732호에 기초하는 것으로서, 그 내용은 여기에 참조로서 받아들여진다.
100 : 에칭 장치
110 : 에칭조
111 : 기판 반입구
112 : 기판 반출구
120 : 반송 장치
130 : 노즐
140 : 기류 제어 장치
141 : 제 1 통기로
141c : 제 1 통기구
142 : 제 2 통기로
142c : 제 2 통기구
150 : 접속로
160 : 흡인 장치
500 : 기판

Claims (12)

  1. 기판 반입구 및 기판 반출구를 갖는 에칭조와,
    상기 기판 반입구로부터 상기 기판 반출구를 향하여 기판을 반송하는 반송 장치와,
    상기 에칭조의 내부에 형성되고, 상기 반송 장치에 의해 반송되는 상기 기판의 일면에 반응 가스를 분사하는 노즐과,
    상기 에칭조의 내부에 형성되고, 상기 기판 반입구 및 상기 기판 반출구로부터 상기 에칭조의 내부로 유입된 외기가, 상기 기판의 일면과 상기 노즐 사이의 간극으로 유입되는 것을 억제하는 기류 제어 장치를 포함하는, 에칭 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기류 제어 장치는,
    상기 기판 반입구로부터 상기 간극을 향하여 상기 에칭조의 내부로 유입된 외기를, 상기 기판 반입구와 상기 노즐 사이에 형성된 제 1 통기구로부터 유입시키는 제 1 통기로와,
    상기 기판 반출구로부터 상기 간극을 향하여 상기 에칭조의 내부로 유입된 외기를, 상기 기판 반출구와 상기 노즐 사이에 형성된 제 2 통기구로부터 유입시키는 제 2 통기로를 포함하는, 에칭 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 통기로와 상기 제 2 통기로를 접속하는 접속로를 포함하는, 에칭 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 통기로 및 상기 제 2 통기로로부터 상기 접속로로 유입된 외기를 흡인하는 흡인 장치를 포함하는, 에칭 장치.
  5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 통기로는, 상기 기판 반입구에서 보아, 상기 노즐의 전방을 막도록 형성되고,
    상기 제 2 통기로는, 상기 기판 반출구에서 보아, 상기 노즐의 전방을 막도록 형성되는, 에칭 장치.
  6. 기판 반입구 및 기판 반출구를 갖는 에칭조의 상기 기판 반입구로부터 상기 기판 반출구를 향하여 기판을 반송하고, 상기 기판 반입구 및 상기 기판 반출구로부터 상기 에칭조의 내부로 유입된 외기가 상기 기판의 일면과 노즐 사이의 간극으로 유입되는 것을 억제하면서, 상기 기판의 일면에 상기 노즐로부터 반응 가스를 분사하는, 에칭 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 기판 반입구로부터 상기 간극을 향하여 상기 에칭조의 내부로 유입된 외기를, 상기 기판 반입구와 상기 노즐 사이에 형성된 제 1 통기구로부터 제 1 통기로에 유입시킴으로써, 상기 기판 반입구로부터 상기 에칭조의 내부로 유입된 외기가 상기 간극으로 유입되는 것을 억제하고, 또한 상기 기판 반출구로부터 상기 간극을 향하여 상기 에칭조의 내부로 유입된 외기를, 상기 기판 반출구와 상기 노즐 사이에 형성된 제 2 통기구로부터 제 2 통기로에 유입시킴으로써, 상기 기판 반출구로부터 상기 에칭조의 내부로 유입된 외기가 상기 간극으로 유입되는 것을 억제하는, 에칭 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 통기로와 상기 제 2 통기로를 접속하는 접속로로 유입된 외기를 흡인하는, 에칭 방법.
  9. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 에칭 방법에 의해, 기판을 에칭하는 공정을 갖는, 기판의 제조 방법.
  10. 제 1 면과, 상기 제 1 면과 반대측의 제 2 면을 갖는 기판으로서,
    상기 제 1 면 전체의 산술 평균 표면 조도의 평균치는 0.3 ∼ 1.5 ㎚ 이고, 상기 제 1 면의 둘레 가장자리부의 산술 평균 표면 조도의 평균치와 상기 제 1 면의 중앙부의 산술 평균 표면 조도가 상이하고, 상기 제 1 면 전체의 산술 평균 표면 조도의 표준 편차가 0.06 이하인, 기판.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 기판의 사이즈는, 1500 ㎜ × 1500 ㎜ 이상인, 기판.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 면의 중앙부의 산술 평균 표면 조도와, 상기 제 1 면 전체의 산술 평균 표면 조도의 평균치의 차가 －0.13 이상 0.13 이하인, 기판.
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