(57)【要約】【課題】簡易な構成で好適にエッチングレートを測定できるエッチングレート測定装置等を提供する。【解決手段】エッチング槽１内にガラス体３を配置し、薬液１ａによるエッチングを行う。エッチング中、光源５からの検査光２を分光器７で分光し、ガラス体３に照射する。そして、エッチング槽１、薬液１ａ、ガラス体３等を透過した検査光２を光検出器９で検出する。ガラス体３のエッチングに伴って検査光２の透過率が変化するので、予め求めておいた検査光２の透過率とガラス体３の厚さとの関係を用いて、検査光２の透過率からエッチングレートを算出することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エッチング槽内に配置され、薬液によりエッチングされるガラス体に検査光を照射する光源と、
前記エッチング槽、前記薬液、および前記ガラス体を透過した検査光を検出する光検出器と、
前記ガラス体のエッチングに伴う前記検査光の透過率の変化から、エッチングレートを算出するエッチングレート算出部と、
を具備することを特徴とするエッチングレート測定装置。
【請求項２】
前記エッチングレート算出部は、
予め求めた前記ガラス体の厚さと前記透過率の関係を用いて、エッチングレートを算出することを特徴とする請求項１に記載のエッチングレート測定装置。
【請求項３】
前記透過率は、前記エッチング槽と前記薬液による検査光の屈折に応じて補正されたものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエッチングレート測定装置。
【請求項４】
前記光源と前記エッチング槽の間に配置され、前記光源から照射された検査光を分光する分光器を更に具備することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のエッチングレート測定装置。
【請求項５】
エッチング槽内に配置され、薬液によりエッチングされるガラス体に、光源から検査光を照射し、
前記エッチング槽、前記薬液、および前記ガラス体を透過した検査光を光検出器により検出し、
前記ガラス体のエッチングに伴う前記検査光の透過率の変化から、エッチングレートを算出することを特徴とするエッチングレート測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エッチングの進行速度を測定するエッチングレート測定装置およびエッチングレート測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスプレイなどの製造時には、ＳｉやＳｉＯ２等によるガラス基板のエッチング処理が行われる場合がある。エッチング処理は、ガラス基板にレジストによる保護膜をパターニングしたうえで、フッ酸やフッ化アンモニウム等の薬液を作用させ、保護膜が形成されない箇所のガラスを腐食させ堀下げるものである。
【０００３】
このようなエッチング処理においては、エッチングレート、すなわち薬液によるガラス基板のエッチングの進行速度を管理することが重要であり、様々な方法が提案されている。
【０００４】
その例としてエッチングされるガラスの特性値の変化を経時的に測定する方法があり、特許文献１には、一方の面にＳｉＯ２結晶を設けたＡＴカット水晶振動板を薬液中で使用し、その振動周波数からエッチングレートを測定することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２７３０６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の測定装置は複雑な構成でありコストも高くなる。また、特許文献１の測定装置は、測定装置をフッ酸等の強酸の薬液中に設置するため装置本体が腐食する可能性が高く、同一の装置で複数回測定するのが難しいという問題がある。
【０００７】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡易な構成でエッチングレートを好適に測定できるエッチングレート測定装置等を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述した目的を達成するための第１の発明は、エッチング槽内に配置され、薬液によりエッチングされるガラス体に検査光を照射する光源と、前記エッチング槽、前記薬液、および前記ガラス体を透過した検査光を検出する光検出器と、前記ガラス体のエッチングに伴う前記検査光の透過率の変化から、エッチングレートを算出するエッチングレート算出部と、を具備することを特徴とするエッチングレート測定装置である。
【０００９】
本発明によれば、ガラス体のエッチングが進行すると、検査光の透過率が変化する。従って、エッチングの進行状況を透過率の変化から精度良く求めることが可能になり、薬液のエッチングレートを算出し実際のエッチング処理におけるエッチングの管理に用いることができる。また、計測機器等を薬液中に配置する必要が無いので、計測機器等が腐食することがなく繰り返し好適に使用することが可能である。さらに装置も簡易となり、低コストで構成できる。
【００１０】
前記エッチングレート算出部は、予め求めた前記ガラス体の厚さと前記透過率の関係を用いて、エッチングレートを算出することが好ましい。
このようにして、エッチングレートの算出を好適に行うことができる。
【００１１】
前記透過率は、前記エッチング槽と前記薬液による検査光の屈折に応じて補正されたものであることが望ましい。
このようにして透過率の補正を行っておくことで、エッチング槽や薬液による検査光の屈折によって、検査光が光検出器に入射する位置が異なり測定される透過率が変化する影響を低減することができる。
【００１２】
また、前記エッチングレート測定装置は、前記光源と前記エッチング槽の間に配置され、前記光源から照射された検査光を分光する分光器を更に具備することが望ましい。
分光器で検査光を分光することで、エッチングレートの算出に適した波長範囲の光を選択し透過率の測定を行うことが可能になる。
【００１３】
第２の発明は、エッチング槽内に配置され、薬液によりエッチングされるガラス体に、光源から検査光を照射し、前記エッチング槽、前記薬液、および前記ガラス体を透過した検査光を光検出器により検出し、前記ガラス体のエッチングに伴う前記検査光の透過率の変化から、エッチングレートを算出することを特徴とするエッチングレート測定方法である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、簡易な構成でエッチングレートを好適に測定できるエッチングレート測定装置等を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】エッチングレート測定装置１１を示す図
【図２】エッチングレート測定方法の手順を示す図
【図３】エッチングレートの測定について説明する図
【図４】エッチングレートの測定について説明する図
【図５】エッチングレートの測定について説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面に基づいて、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１７】
（１．エッチングレート測定装置）
図１は、本発明の実施形態に係るエッチングレート測定装置１１の構成を示す図である。
【００１８】
このエッチングレート測定装置１１は、エッチング槽１内の薬液１ａによってガラス板３をエッチングする際のエッチングレートを測定するものであり、薬液１ａで満たしたエッチング槽１の他、ガラス板３、光源５、分光器７、光検出器９、ＰＣ１０等を備える。
【００１９】
エッチング槽１は、エッチングに使用される容器であり、光を透過させるため、例えば硬質ポリ塩化ビニル等を材質とする透明な容器を用いる。薬液１ａは、実際のエッチング処理時に使用されるものであり、例えばフッ酸やフッ化アンモニウム等を含むものである。
【００２０】
ガラス板３は、板状のガラス体であり、例えばアルミノシリケートガラスなど、ＳｉやＳｉＯ２等を含むガラス板が用いられる。ガラス板３は、実際のエッチング処理時のガラス基板と同様の材質のものが用いられる。ガラス板３はエッチング槽１内の薬液１ａ中に配置され、図示しない固定部によって位置固定される。
【００２１】
光源５は、エッチングレート測定用の検査光２をガラス板３に照射するものであり、例えばレーザー光源を用いることができる。
【００２２】
分光器７は、光源５から照射される検査光２を分光し、分光された各波長範囲の光に変換するものである。
【００２３】
光検出器９は、受光部等を有し、エッチング槽１、薬液１ａ、ガラス板３等を透過した検査光２を受光し検出する。光検出器９は、検査光２の検出強度をＰＣ１０に入力する。
【００２４】
ＰＣ１０（エッチングレート算出部）は、光検出器９から入力された検出強度から検査光２の透過率を算出し、透過率の変化に基づいて薬液１ａのエッチングレートを算出する。ＰＣ１０は、制御部、記憶部、表示部、通信部等を有する一般的なコンピュータで実現できる。
【００２５】
（２．エッチングレート測定方法）
次に、エッチングレート測定装置１１によるエッチングレート測定方法について説明する。図２は、エッチングレート測定方法の手順について示す図である。
【００２６】
本実施形態では、エッチングレート測定装置１１において、薬液１ａによりガラス板３のエッチングを行う（Ｓ１）。すると、ガラス板３が薄くなり、エッチングの反応生成物によって薬液１ａあるいはガラス板３の表層部分の透過率が低下する。
【００２７】
このようなエッチングの間、光源５からガラス板３に検査光２を照射する。そして、エッチング槽１、薬液１ａ、ガラス板３等を透過した検査光２を光検出器９によって受光し、検出する（Ｓ２）。
【００２８】
この時、検査光２は分光器７によって分光され、分光された各波長範囲の光となる。これらの光は、エッチング槽１、薬液１ａ、ガラス板３、およびエッチング槽１の両側の空気層を透過し、光検出器９で受光されることになる。
【００２９】
光検出器９では、例えばフィルタ等を用いて、エッチングレートの算出に適した波長範囲の光を選択的に受光することができる。エッチングレートの算出に適した波長範囲の光は、エッチングに伴う透過率の変化が大きいものや、測定ごとに透過率の値が大きく変化しないものなどである。
【００３０】
検査光２（分光後の波長範囲の光）を光検出器９で検出した検出強度は、ＰＣ１０に入力される。ＰＣ１０は、予め設定された基準値、例えば検査光２の透過率が１００％の時の検出強度、を用いて、基準値と検出強度の比によって検査光２の透過率を算出することができる。図３に、エッチング中の透過率の継時変化を模式的に示す。ＰＣ１０は、透過率の変化からエッチングレートを算出する（Ｓ３）。
【００３１】
ＰＣ１０は、図４（ａ）に示すような、ガラス厚と検査光２の透過率との関係を予め記憶部に記憶しており、Ｓ３では、この関係を用いて、透過率の変化を、図４（ｂ）に示すようにガラス厚の変化に変換する。
【００３２】
そして、このガラス厚の変化から、単位時間あたりのガラス厚の減少量をエッチングレートとして算出する。これによって、薬液１ａのエッチングレートの評価を行うことができる。エッチングレートの算出方法は様々に考えられるが、例えば図４（ｂ）に示すようなガラス厚の変化において、ガラス厚の変化が安定している（すなわち、透過率の変化が安定している）時間範囲１５を切り出して上記のエッチングレートを算出し評価に用いることができる。
【００３３】
ガラス厚と透過率の関係は、予め試験等を行うなどして定式化して求めておくことができる。この関係式は、例えば、薬液１ａの種類、エッチング槽１の材質、ガラス板３の材質ごとに求めておくことができる。この場合、Ｓ３では、測定に用いたエッチング槽１、薬液１ａ、およびガラス板３に対応する関係式を用いるようにしておく。
【００３４】
なお、本実施形態では、空気層とエッチング槽１、エッチング槽１と薬液１ａの屈折率の違いにより、これらの間を通過する検査光２が屈折して光検出器９で受光される検査光２の位置が変化し、検出感度が落ちる可能性も考えられる。
【００３５】
すなわち、図５に示すように、光検出器９では、受光部９ａの中心部９ｂで受光する光の検出感度は高いが、屈折によって受光部９ａの周辺部９ｂ’で光が受光されると検出感度が落ち、透過率が小さく評価されることがある。
【００３６】
この影響を防ぐためには、例えば、薬液１ａやエッチング槽１等の屈折率に応じて、受光部９ａの周辺部で検査光２が受光されることによる透過率の低下を補うように上記の関係式の補正を行っておくことができる。補正としては、例えば透過率に、上記した透過率の低下分を補うための係数を掛けたり、定数を加えたりすることができる。これによって、検査光２の屈折の影響を低減しエッチングレートを好適に算出することができる。
【００３７】
以上のように、本実施形態に係るエッチングレート測定装置１１では、薬液１ａ中のガラス板３のエッチングが進行するとともに検査光２の透過率が変化する。これによってエッチングの進行状況を透過率の変化から容易に求めることが可能になり、薬液１ａのエッチングレートを算出、評価し実際のエッチング処理におけるエッチングの管理に用いることができる。また、エッチングレート測定装置１１では、計測機器等を薬液１ａ中に配置する必要が無いので、計測機器等が腐食することがなく繰り返し好適に使用することが可能である。さらに装置も簡易となり、低コストで構成できる。
【００３８】
また、本実施形態では、ＰＣ１０に、予め求めたガラス板３の厚さと検査光２の透過率の関係を記憶させておき、これを用いて、測定した透過率をガラス板３の厚さに変換することで、エッチングレートの算出を好適に行うことができる。また、前記のようにエッチング槽１や薬液１ａによる屈折に応じた補正を行っておけば、検査光２の屈折が透過率に与える影響を低減することができる。
【００３９】
また、本実施形態では分光器７を光源５とエッチング槽１の間に配置して検査光２を分光するので、エッチングレートの算出に適した波長範囲の検査光２を用いて、エッチングレートの算出が行える。ただし、そのような波長範囲の検査光２が既知であれば、本発明の別の例として、光源５を単波長光源などとして該波長範囲の検査光２を照射するものとし、分光器７を省略することも可能である。
【００４０】
加えて、エッチングレート測定装置１１は、薬液１ａのエッチングレートの評価だけでなく、実際のガラス基板のエッチング処理時の薬液内にガラス板３を設置し、これによって実際のエッチング時のエッチングレートを算出してエッチングの管理に用いることも可能である。
【００４１】
以上、添付図を参照しながら、本発明の実施形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００４２】
１………エッチング槽
１ａ………薬液
３………ガラス板
５………光源
７………分光器
９………光検出器
１０………ＰＣ
１１………エッチングレート算出装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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