(57)【要約】【課題】  エッチング反応によって生じた不純物を効果的に処理することを特徴とする湿式エッチング処理方法、及びそれを実施するエッチングシステムを提供すること【解決手段】  ＬＣＤガラス基板４０をエッチングするシステムを、エッチング槽１１、エッチング反応で生じた不純物３を含むエッチング排液２を取り出すエッチング液排出管１２、一次反応沈澱槽１４、二次反応沈澱槽１６、不純物３が一部除去された上澄み液７と、新しく追加される未使用のエッチング液８とからエッチング液９を調製するための調合槽１８などで構成する。そして、エッチング槽１１、エッチング液排出管１２、一次反応沈澱槽１４、および二次反応沈澱槽１６の全部または一部に噴射手段３２〜３５を設け、不純物除去流体３１をエッチング液１またはエッチング排液２に噴射して、これらから不純物３が沈殿する反応を誘起する。【選択図】          図１
2006310529.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
湿式エッチング法によって被処理体をエッチングするエッチング処理方法において、
流体噴射手段によって、エッチング液中、又は／及び、エッチング反応によって生じ  た不純物を含むエッチング排液中に、前記不純物を除去するための除去剤を噴射する
ことを特徴とする、エッチング処理方法。
【請求項２】
エッチング槽内の前記エッチング液中、エッチング液排出菅内の前記エッチング排液中、又は前記エッチング液排出菅に後続する反応沈殿槽内の前記エッチング排液中に、前記除去剤を噴射する、請求項１に記載したエッチング処理方法。
【請求項３】
前記除去剤をノズルから噴射する、請求項１に記載したエッチング処理方法。
【請求項４】
前記ノズルとして二流体ノズル又は三流体ノズルを用いる、請求項３に記載したエッチング処理方法。
【請求項５】
前記除去剤としてガス状又は液体状の除去剤を用いる、請求項１に記載したエッチング処理方法。
【請求項６】
前記除去剤として、二酸化炭素ガス又は二酸化炭素水溶液の一流体、若しくは水と、二酸化炭素ガス、窒素ガス或いは空気との混合二流体、若しくは二酸化炭素ガスと、水と、窒素ガス或いは空気との混合三流体を用いる、請求項５に記載したエッチング処理方法。
【請求項７】
前記除去剤を、単独で又は組み合わせて用いる、請求項６に記載したエッチング処理方法。
【請求項８】
前記除去剤によって前記不純物の化学反応を誘起して、この反応生成物を沈殿させる、請求項１に記載したエッチング処理方法。
【請求項９】
前記エッチング液としてフッ酸又はフッ化水素を含有するエッチング液を用いる、請求項１に記載したエッチング処理方法。
【請求項１０】
前記エッチング液として、緩衝剤が添加されたフッ化水素水溶液を用いる、請求項９に記載したエッチング処理方法。
【請求項１１】
前記被処理体としてガラス基板をエッチングして、その厚さを減少させる、請求項９に記載したエッチング処理方法。
【請求項１２】
前記不純物が除去又は減量された前記エッチング排液を前記エッチング槽へリサイクルする、請求項１に記載したエッチング処理方法。
【請求項１３】
請求項１に記載したエッチング処理方法を実施するのに用いられるエッチングシステムであって、少なくとも
前記被処理体をエッチングするエッチング槽と、
前記被処理体のエッチング反応によって生じた不純物を含むエッチング排液から不要  物を沈殿させる沈殿槽と、
エッチング液中又は／及び前記エッチング排液中に、前記不純物を除去するための除  去剤を噴射する流体噴射手段と
を備えることを特徴とする、エッチングシステム。
【請求項１４】
請求項２〜１１のいずれか１項に記載したエッチング処理方法を実施する、請求項１３に記載したエッチングシステム。
【請求項１５】
前記エッチング排液から前記不要物が除去された後の上澄み液と、新しく追加するエッチング液とを混合して、エッチャント濃度を調整する調合槽を有し、この濃度調整されたエッチング液が前記エッチング槽へリサイクルされる、請求項１３に記載したエッチングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エッチング反応によって生じた不純物を効果的に処理することを特徴とする湿式エッチング処理方法、及びそれを実施するエッチングシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、近年の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などの表示パネルの薄型化および軽量化に対応するためには、ガラス基板の薄型化が必要である。これは、表示パネルの厚さと重さにおいて、ガラス基板の厚さと重さが、それぞれ、大きな割合を占めているからである。
【０００３】
通常、表示パネルは、複数個分が一枚の大きなガラス基板に形成され、その後、各表示パネルに切り分けられて、製造される。
【０００４】
このとき用いられるガラス基板は、縦と横の大きさが５５０ｍｍ×６５０ｍｍ以上ある場合、厚さが０．６ｍｍ以下になると半導体プロセス等を適用することが困難となる。このため、従来、薄型化の目標として考えられている、厚さが０．４〜０．５ｍｍのガラス基板を用いることができなかった。
【０００５】
そこで、縦と横の大きさが４００ｍｍ×５００ｍｍ以下のガラス基板を用いて薄型化を実現する方法が実施されたが、この方法には、ガラス基板１枚から得られる表示パネルの個数（理論個数）が少なくなるため、生産性が低くなるという問題点がある。
【０００６】
これらの問題を解決するために、後述の特許文献１では、縦と横の大きさが５５０ｍｍ×６５０ｍｍ以上あり、０．６ｍｍを超える厚さをもつガラス基板を用い、１方のガラス基板に半導体プロセスなどを適用して画素アレイを形成し、もう一方のガラス基板にカラーフィルタなどを形成し、両者を貼り合わせてＬＣＤパネルの大部分の構造を形成した後に、湿式エッチングによってガラス基板の表面をエッチングし、ガラス基板を薄型化する方法が提案され、実施されている。この方法によれば、大きなサイズの厚いガラス基板に対して半導体プロセスによる加工を行うことができるので、現状の表示パネル製造プロセスにガラス基板エッチングプロセスを加えるだけで、薄型かつ軽量のＬＣＤパネルを生産性よく製造することができる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−２８４９２２号公報(第９及び１０頁、図７及び１１)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図１２は、上記のＬＣＤガラス基板などのエッチングに用いられる、従来のエッチングシステムの構成を示す概略図である。
【０００９】
図１２に示すエッチングシステムにおいて、被エッチング物であるＬＣＤガラス基板４０はエッチング槽１１内でエッチング液１に浸漬され、エッチングされる。エッチング槽１１には、バブリング気泡発生装置１０１が設けられている。被エッチング物がＬＣＤガラス基板４０である場合には、エッチング液１として、例えば２０質量％程度のフッ酸が用いられる。
【００１０】
エッチング終了後、エッチング反応で生じた不純物３を含むエッチング排液２は、エッチング槽１１からエッチング液排出管１２に取り出され、沈殿槽１０２へ導かれる。エッチング排液２は沈澱槽１０２に所定の時間滞留し、この間に不純物３の一部が不溶物（スラッジ）４として沈降する。沈降した不溶物４を多く含む懸濁液は、沈澱槽１０２の下部から取り出され、廃液処理システム２４へ送られる。不溶物４が一部除去されたエッチング排液２の上澄み液１０３は、送液ポンプ１０４によって調合槽１８へ送られる。
【００１１】
調合槽１８には、リサイクルされたエッチング液である上澄み液１０３のほかに、新しく追加される未使用のエッチング液８が供給され、撹拌ポンプ１９によって混合され、エッチング液１０５が形成される。この際、エッチング液８の供給量は、濃度計２０によって検知されたエッチング液１０５のエッチャント濃度に基づいて（図示省略した）バルブによって調節され、所定のエッチャント濃度をもつエッチング液１０５が形成される。このエッチング液１０５は送り出しポンプ２１によってエッチング槽１１に送られ、エッチング液１として用いられる。
【００１２】
図１３は、バブリング気泡発生装置１０１が設けられたエッチング槽１１内のＬＣＤガラス基板４０の状態を示す概略説明図であり、図１４は、エッチングの進行によって変化する、エッチング槽１１内のＬＣＤガラス基板４０とエッチング液１の状態を示す概略説明図である。
【００１３】
ガラス基板４０は、縦と横の大きさが６００ｍｍ×７２０ｍｍ程度であり、材質は、例えばコーニング社製の７０５９（商品名）などである。図１４（ａ）に示すように、ガラス基板４０は、２枚のガラス基板４０ａと４０ｂとが、シール剤４１によって接着されて形成されている。ガラス基板４０ａの内側の面には薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が形成され、ガラス基板４０ｂの内側の面にはカラーフィルタ（ＣＲ）が形成されている。
【００１４】
シール剤４１は、ガラス基板４０ａと４０ｂの周囲に被着されるほか、貼り合わされる各ガラス基板の内側の面にも格子状に被着される。この格子によって囲まれた個々の領域が、１個のＬＣＤパネルの表示領域となる。貼り合わされたガラス基板４０は、エッチング処理によって所定の厚さまで薄型化された後、シール剤４１が格子状に被着された領域で切断され、複数のＬＣＤパネルに切り分けられる。
【００１５】
シール剤４１の塗布はディスペンサなどによって行われる。シール剤４１には、エポキシ樹脂など熱硬化性樹脂が用いられる。エポキシ樹脂は、フッ酸への耐エッチング性があるので、ガラス基板４０をフッ酸系エッチング液に浸漬した場合でも、貼り合わせた２枚のガラス基板４０ａと４０ｂとの内面に形成された画素アレイなど、ガラス基板４０内部をエッチング液１から保護することができる。
【００１６】
図１３に示すように、エッチングの際には上記のＬＣＤガラス基板４０が多数、平行に並べてエッチング液１に浸漬され、下部に設けられたバブリング気泡発生装置１０１から空気や窒素の気泡が導入される。この気泡には、エッチング液１を撹拌し、ガラス基板４０のエッチングで生じた不純物３がゲル状になるのを防ぎ、溶けだした不純物がガラス基板４０に再付着するのを防止する働きがある。
【００１７】
図１４に示すように、初め、例えば厚さ１．４ｍｍのＬＣＤガラス基板４０を上記のようにエッチングして、所定の厚さ、例えば１．０ｍｍまで薄型化するには、３０分間〜１２０分間エッチングを続けることが必要である。この間、エッチング液１には、エッチングの進行によって生じた不純物３が、イオン、コロイド粒子、ゾル状またはゲル状の状態で蓄積される。不純物３は、主として、ケイ素、アルミニウム、ホウ素、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、またはバリウムなどのフッ化物や水酸化物である。
【００１８】
これらの不純物３は、図１４（ｂ）に示すように、不純物濃度が小さい間はイオンやコロイド粒子やゾルの状態でエッチング液１中に溶解または分散していることが多いが、図１４（ｃ）に示すように、不純物濃度が大きくなり、飽和状態になると、微粒子状の浮遊物３ａあるいはゲル状の浮遊物３ｂになって、沈殿したりガラス基板４０に付着したりしやすくなる。
【００１９】
図１２に示した従来のエッチングシステムでは、エッチング排液２をリサイクルする時、これらの不純物３のうち、自発的に沈殿するものだけを沈殿槽１０２で沈殿させ、分離した後、上澄み液１０３を再利用してきた。しかしこのような方法では、何回も再利用を繰り返すと、もはや自発的な沈殿形成では除去できない不純物３が大量にエッチング液１内に蓄積され、これがエッチング工程中に微粒子状の浮遊物３ａあるいはゲル状の浮遊物３ｂを形成し、ガラス基板４０の表面などに付着し、ガラス表面の面荒れの最大の原因となる。そして、ついには不良品の大量発生を招き、製造歩留まりが著しく低下する。
【００２０】
図１５は、特許文献１に示されている、上記のエッチングで作製されたガラス基板４０における不純物の付着の状態を示す概略説明図である。図１５（ａ）は純水で洗浄した直後の状態を示し、図１５（ｂ）は加熱乾燥後の状態を示している。ガラス基板４０とシール剤４１との間に浸透したエッチング液からは、温風による乾燥によって、ケイ素やアルミニウムのフッ化物、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、およびバリウムのフッ化物や水酸化物、あるいは水酸化物が空気中の二酸化炭素と反応して生じた炭酸塩などが白粉となって析出する。特許文献１にはこのような不純物を除去する方法が開示されているが、これはエッチング後に行う付着不純物の処理であって、エッチング中に起こる面荒れを解決するものではない。
【００２１】
以上に述べたように、ＬＣＤガラス基板の製造において、２枚のガラス基板を貼り合わせた後、エッチングによって薄型化し、ＬＣＤガラス基板を均一かつ所定の厚さに形成することは重要である。これに際し、ガラス基板のエッチングによって生じた不純物が微粒子状またはゲル状の浮遊物となってエッチング液に混在し、良好なエッチングを妨げる原因となる。
【００２２】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、エッチング反応によって生じた不純物を効果的に処理することを特徴とする湿式エッチング処理方法、及びそれを実施するエッチングシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
即ち、本発明は、湿式エッチング法によって被処理体をエッチングするエッチング処理方法において、
流体噴射手段によって、エッチング液中、又は／及び、エッチング反応によって生じ  た不純物を含むエッチング排液中に、前記生成物を除去するための除去剤を噴射する
ことを特徴とする、エッチング処理方法に係わり、また、このエッチング処理方法を実施するのに用いられるエッチングシステムであって、少なくとも
前記被処理体をエッチングするエッチング槽と、
前記被処理体のエッチング反応によって生じた不純物を含むエッチング排液から不要  物を沈殿させる沈殿槽と、
エッチング液中又は／及び前記エッチング排液中に、前記不純物を除去するための除  去剤を噴射する流体噴射手段と
を備えることを特徴とする、エッチングシステムに係わるものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明のエッチング処理方法は、流体噴射手段によって、エッチング液中、又は／及び、エッチング反応によって生じた不純物を含むエッチング排液中に、前記不純物を除去するための除去剤を噴射するので、流体の噴射による物理的衝撃や、前記除去剤の化学的反応性によって、前記不純物の沈殿形成が誘起され、沈殿の沈降が促進される。従って、前記不純物が自発的に沈殿を形成して沈降するのを待つ従来の方法に比べて、前記エッチング液又は／及び前記エッチング排液から前記不純物を効果的に除去又は減量させることができる。その結果、前記エッチング液が清澄になり、エッチングの均一性など、エッチング品質を向上させ、エッチング不良の発生を減少させることができる。
【００２５】
また、本発明のエッチングシステムは、前記被処理体をエッチングするエッチング槽と、前記被処理体のエッチング反応によって生じた不純物を含むエッチング排液から不要物を沈殿させる沈殿槽に加えて、エッチング液中又は／及び前記エッチング排液中に、前記不純物を除去するための除去剤を噴射する流体噴射手段を備えているので、効果的に本発明のエッチング処理方法を実施することができ、エッチングの均一性など、エッチング品質を向上させ、エッチング不良の発生を減少させることができる。また、配菅のつまりなどのトラブルが減少し、保守に要する時間が短縮され、部品の交換時期などが延びるため、安定した効率的な運転が可能になり、設備の稼働率が向上する。
【００２６】
また、前記エッチング排液をリサイクルする場合には、リサイクル率が向上するので、前記エッチング液の使用量が減少し、製品のコスト低下と省資源化に寄与できる。また、廃液が減量化されるので、廃液処理のための機構を簡素化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明において、エッチング槽内の前記エッチング液中、エッチング液排出菅内の前記エッチング排液中、又は前記エッチング液排出菅に後続する反応沈殿槽内の前記エッチング排液中に、前記除去剤を噴射するのがよい。前記除去剤を噴射する位置は特に限定されることはないが、前記被処理体がエッチングされている前記エッチング槽、沈殿形成が行われる前記反応沈殿槽、及び前記反応沈殿槽の上流側に位置する前記エッチング液排出菅に噴射されるのが特に効果的である。
【００２８】
また、前記除去剤をノズルから噴射するのがよい。このようにすれば物理的な衝撃で沈殿の形成を誘起できるとともに、前記エッチング液中、又は前記エッチング排液中の広い範囲に前記除去剤を均一に混合させることができる。
【００２９】
また、前記ノズルとして二流体ノズル又は三流体ノズルを用いるのがよい。例えば、二流体ノズルは、液体の水とともに、二酸化炭素（ＣＯ２）、窒素（Ｎ２）又は空気などのガスを混合噴射可能である。二流体ノズルによれば、液体とガスの二流体を混合噴射可能とすることで、前記除去剤を記エッチング液又は前記エッチング排液の中に均一に混合させ、化学反応における未反応分をなくし、効率のよい反応効果を得ることができる。
【００３０】
また、前記除去剤としてガス状又は液体状の除去剤を用いるのがよい。具体的には、前記除去剤として、二酸化炭素ガス又は二酸化炭素水溶液の一流体からなる除去剤、若しくは水と、二酸化炭素ガス、窒素ガス或いは空気との混合二流体からなる除去剤、若しくは二酸化炭素ガスと、水と、窒素ガス或いは空気との混合三流体からなる除去剤を用いるのがよい。また、これらの除去剤を、単独で又は組み合わせて用いるのがよい。前記除去剤が噴射される箇所によって前記エッチング液又は前記エッチング排液の状態は異なるから、それに応じて前記除去剤を使い分け、組み合わせて用いるのが好ましい場合がある。
【００３１】
また、前記除去剤によって前記不純物の化学反応を誘起して、この反応生成物を沈殿させるのがよい。特に、前記不純物と難溶性の化合物を生成する前記除去剤を用いることができれば、極めて有効に前記不純物を沈殿として除去することができる。
【００３２】
また、前記被処理体としてガラス基板をエッチングして、その厚さを減少させるのがよい。これは、既述したように、ＬＣＤガラス基板を薄型化する際の、重要な方法である。この例のように、ガラス基板をエッチングする場合には、前記エッチング液としてフッ酸又はフッ化水素を含有するフッ酸系エッチング液を用いるのがよい。例えば、緩衝剤が添加されたフッ化水素水溶液を用いるのがよい。
【００３３】
また、前記不純物が除去又は減量された前記エッチング排液を前記エッチング槽へリサイクルするのがよい。このためには、エッチングシステムは、前記エッチング排液から前記不要物が除去された後の上澄み液と、新しく追加する未使用のエッチング液とを混合して、エッチャント濃度を調整する調合槽を有し、この濃度調整されたエッチング液が前記エッチング槽へリサイクルされるように構成されているのがよい。
【００３４】
次に、本発明の好ましい実施の形態を図面参照下に具体的かつ詳細に説明する。
【００３５】
実施の形態１
実施の形態１では、本発明に基づくエッチング方法およびエッチングシステムを、前記被処理体としての液晶表示装置（ＬＣＤ）ガラス基板のエッチングに適用して、その厚さを所定の厚さまで減少させる例について説明する。このＬＣＤガラス基板は、図１４を用いて説明したように、２枚のガラス基板を貼り合わせて作製したガラス基板である。
【００３６】
図１は、実施の形態１に基づくエッチングシステムの構成を示す概略説明図である。
【００３７】
図１において、ＬＣＤガラス基板４０は、エッチング槽１１内でエッチング液１に浸漬され、エッチングされる。エッチング槽１１には、従来のバブリング装置１０１（図１２参照。）に代えて、前記除去剤である不純物除去流体３１をエッチング液１に噴射する噴射手段３２が設けられている。噴射手段３２は、例えばノズルの形状を有している（以下、同様。）。被エッチング物がＬＣＤガラス基板４０である場合には、エッチング液１として、例えば２０質量％程度のフッ酸が用いられる。
【００３８】
エッチング終了後、エッチング反応で生じた不純物３を含むエッチング排液２は、エッチング槽１１からエッチング液排出管１２へ取り出される。エッチング液排出管１２の一部の領域には、不純物除去流体３１をエッチング排液２に噴射する噴射手段３３が設けられており、この領域は不純物除去装置１３を形成している。不純物除去装置１３では、噴射された不純物除去流体３１によって不純物３の化学反応が誘起され、不純物３の一部が沈殿しやすい反応生成物５に変換される。不純物除去装置１３を通過した後、エッチング排液２は一次反応沈澱槽１４に導かれる。
【００３９】
一次反応沈澱槽１４にも、不純物除去流体３１をエッチング排液２に噴射する噴射手段３４が設けられており、噴射された不純物除去流体３１によって不純物３の化学反応が誘起され、不純物３の一部が沈殿しやすい反応生成物５に変換される。エッチング排液２は一次反応沈澱槽１４に所定の時間滞留し、この間に不純物３や反応生成物５の一部が沈殿６として沈降する。沈降した沈殿６を多く含む懸濁液は一次反応沈澱槽１４下部から取り出され、廃液処理システム２４へ送られる。このようにして不純物３が一部除去されたエッチング排液２は、送液ポンプ１５によって二次反応沈澱槽１６へ送られる。
【００４０】
二次反応沈澱槽１６にも、不純物除去流体３１をエッチング排液２に噴射する噴射手段３５が設けられており、噴射された不純物除去流体３１によって不純物３の化学反応が誘起され、不純物３の一部が沈殿しやすい反応生成物５に変換される。エッチング排液２は二次反応沈澱槽１６にも所定の時間滞留し、この間に不純物３や反応生成物５の一部が沈殿６として沈降する。沈降した沈殿６を多く含む懸濁液は二次反応沈澱槽１６下部から取り出され、廃液処理システム２４へ送られる。
【００４１】
このようにして一次反応沈澱槽１４および二次反応沈澱槽１６で不純物３が除去または減量されたエッチング排液２の上澄み液７は、送液ポンプ１７によって調合槽１８へ送られる。ここでは２つの反応沈殿槽を設ける例を示したが、１つで十分であるような場合などでは、二次反応沈殿槽１６を省略して、一次反応沈殿槽１４の上澄み液を調合槽１８に導くようにすることもできる。
【００４２】
調合槽１８には、リサイクルされたエッチング液である上澄み液７のほかに、新しく追加される未使用のエッチング液８が供給され、撹拌ポンプ１９によって混合され、エッチング液９が形成される。この際、エッチング液８の供給量は、濃度計２０によって検知されたエッチング液９中のエッチャント濃度に基づいて（図示省略した）バルブによって調節され、所定のエッチャント濃度をもつエッチング液９が調製される。このエッチング液９は送り出しポンプ２１によってエッチング槽１１に送られ、エッチング液１として用いられる。
【００４３】
図２は、不純物除去流体３１を噴射手段３２〜３５へ供給するシステムの構成を示す概略説明図である。不純物除去流体供給装置３６から送り出される不純物除去流体３１は、ガス冷却装置３７で冷却された後、供給管３８および制御バルブ３９を通って、流量などを調節されて各噴射手段３２〜３５へ供給される。例えば、不純物除去流体３１が二酸化炭素ガスである場合には、ガス状の二酸化炭素の供給システムが設けられる。また、不純物除去流体３１が二酸化炭素ガスと水との二流体である場合には、ガス状二酸化炭素の供給システムと水の供給システムとが併設され、噴射手段３２〜３５として二流体ノズルが用いられ、二酸化炭素ガスと水とが混合噴射される。
【００４４】
図３は、流体ノズルの構造を説明する斜視図（ａ）、上面図（ｂ）、および上面図に３Ｃ−３Ｃ線で示した位置における断面図（ｃ）である。図３に示されているのは三流体ノズルであり、不純物除去流体３１を構成する第１の流体〜第３の流体を独立して供給する３本の供給管３８、第２および第３の流体の流量を調節するバルブ５３および５４、そして、これらの流体が混合され、ノズル５１から四方八方へ噴射されるノズルヘッド５２などで構成されている。なお、上記のうち、第１および第２の流体の供給手段のみを設けたものが二流体ノズルであり、第１の流体の供給手段のみを設けたものが一流体ノズルである。
【００４５】
不純物除去流体３１を噴射する位置は特に限定されることはないが、ＬＣＤガラス基板４０のエッチングが行われるエッチング槽１１、沈殿形成が行われる一次反応沈殿槽１４又は二次反応沈殿槽１６、および一次反応沈殿槽１４の上流側に位置するエッチング液排出菅１２に噴射されるのが特に効果的である。図１及び図２に示したようにこれらの全部に噴射手段を設けてもよいし、あるいは一部にのみ設けてもよい。また、次に述べるように、噴射手段を設ける位置によってエッチング液１またはエッチング排液２の状態や不純物除去流体３１を噴射する目的なども異なるので、これらに合わせて不純物除去流体３１として用いる材料を使い分け、複数種を組み合わせて用いるのが好ましい場合がある。
【００４６】
図４〜図７は、噴射手段３２〜３５が設けられる各位置における、不純物除去流体３１の噴射の効果を説明する概略図である。
【００４７】
図４（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、エッチング槽１に噴射手段３２がない場合に起こる面荒れの機構と、不純物除去流体３１の噴射によるゲル状の浮遊物３ｂの分解過程を示す概略図である。
【００４８】
図４（ａ）に示すように、不純物除去流体３１の噴射が行われない場合には、不純物３がゲル状になって浮遊している浮遊物３ｂがＬＣＤガラス基板４０の表面に付着して、エッチングの進行が不均一になり、エッチングむらが発生し、面荒れが生じる。これは、面荒れの最大の原因である。なお、図５の上段に、ＬＣＤガラス基板４０のエッチングにおいて生じる反応の一部を示す。
【００４９】
一方、噴射手段３２から不純物除去流体３１として二酸化炭素ガスや二酸化炭素水溶液が噴射されると、図５の下段に示す反応が生じるものと思われる。この結果、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、およびバリウムなどの酸化物から生じた水酸化物は、二酸化炭素と反応して一部が炭酸塩になる。前記反応生成物であるこれらの炭酸塩は、水酸化物より溶解度が小さく、沈殿しやすい。これらの化学反応と流体圧との相乗効果で、ゲル状浮遊物３ｂが分解され、沈殿形成が促進される。
【００５０】
図６は、エッチング液排出菅１２に噴射手段３３が設けられた不純物除去装置１３の断面図である。この装置では、上流側のエッチング槽１１からケイ素やアルミニウムのフッ化物、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、およびバリウムのフッ化物や水酸化物を含んだエッチング排液２が流れてくる。従って、噴射手段３３からエッチング排液２へ、不純物除去流体３１として、冷却された二酸化炭素ガスまたは二酸化炭素水溶液などの一流体からなる不純物除去流体や、冷却された二酸化炭素ガスと水と窒素ガス（あるいは空気）との混合三流体からなる不純物除去流体などが噴射されると、エッチング槽１と同様に、図６の下部に示した反応が誘起され、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、およびバリウムの水酸化物が、前記反応生成物である炭酸塩に変換され、一次反応沈澱槽１４へ送られる。
【００５１】
図７は、一次反応沈殿槽１４または二次反応沈殿槽１６に不純物除去流体３１の噴射が行われる場合の効果を示す概略説明図である。ここでは二流体ノズルを有するジェット撹拌装置である噴射手段３４または３５から、二酸化炭素ガスと水との二流体ジェット流がエッチング排液２へ噴射される。この結果、放射状に噴出されたジェット流によって反応沈殿槽内のエッチング排液２と二酸化炭素ガスとが均一に攪拌、混合され、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、およびバリウムの水酸化物が、上述した反応で前記反応生成物である炭酸塩に変換され、沈殿の析出が促進される。
【００５２】
図８は、図７の変形例であって、二流体ノズルを有するジェット撹拌装置３４または３５から、窒素ガスと水との二流体ジェット流がエッチング排液２へ噴射される例を示している。この場合、不純物３と窒素ガスとの化学反応は期待できないが、放射状に噴出されたジェット流による攪拌効果や、物理的な衝撃によって誘起される沈殿生成によって、不純物３の析出が促進される。図９は、別の変形例であって、ジェット撹拌装置３４または３５から、空気と水との二流体ジェット流が噴射される例を示している。空気噴射の作用効果は、図８に示した窒素ガス噴射の作用効果とほぼ同じである。
【００５３】
図１０は、実施の形態１におけるエッチングシステムの動作を示すタイムチャートである。エッチング液１またはエッチング排液２は、エッチング槽１１、不純物除去装置１３、一次反応沈殿槽１４および二次反応沈殿槽１６を順次移動しながら、各所に設けられた流体噴射手段３２〜３５による不純物除去流体３１（図では、ＣＯ2）の噴射を繰り返し受けるため、不純物３が効果的に除去され、エッチング液が清澄化される。
【００５４】
実施の形態２
図１０から、実施の形態１では、エッチング終了後、エッチング排液２がリサイクルされて次のエッチングの準備が整うまで、かなり長い時間を要し、この間エッチング槽１１が利用されずに休止していることがわかる。実施の形態２では、この無駄をなくす一つの方法として、１つのエッチング槽１１を複数のエッチング液リサイクルシステムで共用して、１つのリサイクルシステムがエッチング槽１１を使用している間に、他のシステムではエッチング排液２のリサイクル工程を行うようにし、複数のエッチング液リサイクルシステムが順次交代しながらエッチング槽１１を使用するシステムの例を説明する。
【００５５】
図１１は、実施の形態２に基づくエッチングシステムの一例を示す概略説明図である。上記の共用システムには、エッチング槽１１以外にどの部分を共用するかによっていくつかの形態が考えられる。図１１の例では、一次および二次反応沈殿槽として、それぞれ、１４Ａおよび１６Ａを有するリサイクルシステムＡと、１４Ｂおよび１６Ｂを有するリサイクルシステムＢとを、エッチング槽１１、不純物除去装置１３および調合層１８に対し並列に接続し、２つのシステムＡおよびＢの間でこれらを共用するように構成されている。
【００５６】
図１１のエッチングシステムの動作時には、例えば、エッチング槽１１においてＬＣＤガラス基板４０のエッチングが行われ、リサイクルシステムＡがエッチング槽１１から排出されるエッチング排液２を待ち受ける状態にあるとき、これに並行して、リサイクルシステムＢで前回のエッチング排液２のリサイクル処理が行われる。エッチングが終了すると、エッチング排液２のリサイクル処理が開始され、不純物除去装置１３で処理されたエッチング排液２は流路切り換えバルブ６０によってリサイクルシステムＡへ送られる。一方、エッチング槽１１が空になると、リサイクルシステムＢで処理の終わった上澄み液７が調合槽１８へ送られ、未使用のエッチング液８と混合され、エッチング液９が調製される。このエッチング液９は直ちにエッチング槽１１へ送られ、次のＬＣＤガラス基板４０のエッチングが開始される。エッチングが終了すると、前回と同様にエッチング排液２のリサイクル処理が開始されるが、今回は不純物除去装置１３で処理されたエッチング排液２は流路切り換えバルブ６０によってリサイクルシステムＢへ送られる。この間、リサイクルシステムＡではエッチング排液２のリサイクル処理が行われ、エッチング槽１１が空になると、リサイクルシステムＡで処理の終わった上澄み液７が調合槽１８へ送られ、未使用のエッチング液８と混合され、エッチング液９が調製される。このエッチング液９は直ちにエッチング槽１１へ送られ、次のＬＣＤガラス基板４０のエッチングが開始される。
【００５７】
上記の工程を１サイクルとして、このサイクルを繰り返すことによって、図１１のエッチングシステムでは、リサイクルシステムＡとリサイクルシステムＢとで、エッチング槽１１、不純物除去装置１３および調合層１８を共用し、設備を効率的に利用することができる。
【００５８】
図１に示した実施の形態１に基づくエッチングシステムでも、同時並行的に複数の処理を行うことは不可能ではないが、複数のリサイクルシステムを備えた、実施の形態２に基づくエッチングシステムの方がタイミング調整などが容易であり、安全性に優れている。
【００５９】
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれらの例に何ら限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明のエッチング処理方法及びエッチングシステムは、液晶ディスプレイなどの表示パネルの製造などに応用され、その薄型化および軽量化、表示画面の高品質化、および低コスト化に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施の形態１に基づくエッチングシステムの構成を示す概略説明図である。
【図２】同、不純物除去流体を噴射手段へ供給するシステムの構成を示す概略説明図である。
【図３】同、流体ノズルの構造を示す斜視図（ａ）、上面図（ｂ）、および上面図に３Ｃ−３Ｃ線で示した位置における断面図（ｃ）である。
【図４】同、エッチング槽に不純物除去流体の噴射がない場合に起こる面荒れの機構と、不純物除去流体の噴射によるゲル状不純物の分解過程を示す概略図である。
【図５】同、ＬＣＤガラス基板のエッチングにおいて生じる反応の一部、および二酸化炭素ガスや二酸化炭素水溶液の噴射によって誘起される反応を示す化学反応式である。
【図６】同、エッチング液排出菅に噴射手段が設けられた不純物除去装置の詳細を示す断面図である。
【図７】同、一次および二次反応沈殿槽に不純物除去流体の噴射が行われる場合の効果を示す概略説明図である。
【図８】同、一次および二次反応沈殿槽に不純物除去流体の噴射が行われる場合の効果を示す概略説明図である。
【図９】同、一次および二次反応沈殿槽に不純物除去流体の噴射が行われる場合の効果を示す概略説明図である。
【図１０】同、エッチングシステムの動作を示すタイムチャートである。
【図１１】本発明の実施の形態２に基づくエッチングシステムの構成を示す概略説明図である。
【図１２】従来のエッチングシステムの構成を示す概略説明図である。
【図１３】同、従来のエッチング槽内のＬＣＤガラス基板の状態を示す概略説明図である。
【図１４】同、エッチングの進行によるＬＣＤガラス基板とエッチング液の変化を示す概略説明図である。
【図１５】同、エッチングによって作製されたガラス基板における不純物の付着の状態を示す概略説明図である。
【符号の説明】
【００６２】
１…エッチング液、２…エッチング排液、３…不純物、３ａ…微細な粒子状の浮遊物、
３ｂ…ゲル状の浮遊物、４…不溶物（スラッジ）、５…反応生成物、６…沈殿、
７…上澄み液、８…新しく追加される未使用のエッチング液、９…エッチング液、
１１…エッチング槽、１２…エッチング液排出管、１３…不純物除去装置、
１４、１４Ａ、１４Ｂ…一次反応沈殿槽、１５、１５Ａ、１５Ｂ…送液ポンプ、
１６、１６Ａ、１６Ｂ…二次反応沈殿槽、１７、１７Ａ、１７Ｂ…送液ポンプ、
１８…調合槽、１９…撹拌ポンプ、２０…濃度計、２１…送り出しポンプ、
２２…エッチング液供給装置、２３…流量計、２４…廃液処理システム、
３１…不純物除去流体、３２〜３５…噴射手段、３６…不純物除去流体供給装置、
３７…ガス冷却装置、３８…供給管、３９…制御バルブ、４０…ＬＣＤガラス基板、
４０ａ、４０ｂ…ガラス基板、４１…シール剤、５１…ノズル、５２…ノズルヘッド、
５３、５４…バルブ、６１…流路切り換えバルブ、１０１…バブリング気泡発生装置、
１０２…沈殿槽、１０３…上澄み液、１０４…送液ポンプ、１０５…エッチング液
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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