(57)【要約】【課題】ガラス基板などの被処理基板の被処理面側では反応ガスの乱れを抑制して安定的にエッチング処理でき、被処理面とは反対側ではエッチングを抑制可能なエッチング装置を提供する。【解決手段】エッチング装置１のノズル部１０のノズル面１９に反応ガスの吹出口１１及び吸込口１２，１３を形成する。対向部材２１の対向面２９とノズル面１９との間に扁平な処理空間３１を画成する。被処理基板９を処理空間３１内に通す。可動仕切部材４１を対向面２９からノズル面１９へ向けて突出させ、該可動仕切部材４１を被処理基板９と共に移動可能にする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン含有物を含む被処理基板の被処理面を、フッ素系反応成分を含有する反応ガスによってエッチングする装置であって、
前記反応ガスの吹出口及び吸込口が形成されたノズル面を有するノズル部と、
前記ノズル面と対向方向に対向する対向面を有し、前記ノズル部との間に扁平な処理空間を画成する対向部材と、
前記被処理面を前記ノズル面へ向けた被処理基板を、前記対向方向と直交する搬送方向に沿って前記処理空間内に通す搬送手段と、
前記対向部材の前記対向面から前記ノズル面へ向かって突出されるとともに、前記被処理基板と共に前記搬送方向へ移動可能な可動仕切部材と
を備えたことを特徴とするエッチング装置。
【請求項２】
前記可動仕切部材が、前記被処理基板の通過高さまで突出されていることを特徴とする請求項１に記載のエッチング装置。
【請求項３】
前記可動仕切部材が、前記搬送方向へ自由移動可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載のエッチング装置。
【請求項４】
前記可動仕切部材が、移動駆動部によって前記被処理基板と同期して前記搬送方向へ移動されることを特徴とする請求項１又は２に記載のエッチング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコン含有物を含むガラスやウェハーなどの被処理基板を、フッ素系反応成分を含有する化学的に活性な反応ガスによってドライエッチングする装置に関し、特に被処理基板における素子形成面等となる非処理面への反応ガスの接触を抑制しながら、接触帯電等を防止すべき被処理面を軽く粗化するのに適したエッチング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラスなどのシリコン含有基板を、フッ化水素を含有する反応ガスによってエッチングすることは公知である（特許文献１〜４等参照）。
特許文献１においては、ガラス基板が通過可能な扁平な処理空間を形成する上下一対の対向面のうち、下側の対向面に反応ガスの供給部と排気部を設けるとともに、上側の対向面の中央に外気引き込み口を設けることで、ガラス基板の上面側に外気の引き込み流を形成し、反応ガスがガラス基板の上面に接触するのを抑制しようとしている。
特許文献２においては、ガラス基板の上面側に窒素等の反応に寄与しない不活性ガスを流し、該上面側へ回り込む反応ガスを希釈或いは排除しながら、ガラス基板の下面（被処理面）のエッチング処理を行なっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１２５４１４号公報
【特許文献２】特開２０１２−１９１００１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１においては、上側対向面に設けた外気引き込み口への外気引き込みによって、処理空間における反応ガス中のフッ化水素が希釈されて、処理性能が低下する可能性がある。また、前記引き込みの流れによって、かえってフッ化水素がガラス基板の上面に回り込む懸念がある。
特許文献２においては、不活性ガスの流量をガラス基板の搬送速度に応じて適切に調整することで、上記のような性能低下が起きないようにすることができるが、流量調節を間違えて排気量以上の不活性ガスを処理空間に押し込んだ場合、フッ化水素が処理空間の外部に漏洩する可能性がある。
本発明は、かかる考察に鑑み、ガラス基板などの被処理基板の被処理面側では反応ガスの乱れを抑制して安定的にエッチング処理でき、被処理面とは反対の非処理面側では反応ガスの回り込みを抑えてエッチングを抑制可能なエッチング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するため、本発明は、シリコン含有物を含む被処理基板の被処理面を、フッ素系反応成分を含有する反応ガスによってエッチングする装置であって、
前記反応ガスの吹出口及び吸込口が形成されたノズル面を有するノズル部と、
前記ノズル面と対向方向に対向する対向面を有し、前記ノズル部との間に扁平な処理空間を画成する対向部材と、
前記被処理面を前記ノズル面へ向けた被処理基板を、前記対向方向と直交する搬送方向に沿って前記処理空間内に通す搬送手段と、
前記対向部材の前記対向面から前記ノズル面へ向かって突出されるとともに、前記被処理基板と共に前記搬送方向へ移動可能な可動仕切部材と
を備えたことを特徴とする。
【０００６】
当該エッチング装置によれば、被処理基板を処理空間内に通す際、可動仕切部材の突出端部が被処理基板の搬送方向の先端部（以下「搬送先端部」と称す）と近接又は当接され、被処理基板の非処理面と対向部材の対向面と可動仕切部材とによって遮断空間が画成される。該遮断空間は、ノズル部の外部空間と連通される一方、処理空間の反応ガスが充満する反応空間部からはほとんど遮断される。したがって、反応ガスが遮断空間に入り込むのが制限又は阻止されるため、被処理基板の非処理面がエッチング処理されるのを抑制又は防止できる。遮断空間には、ノズル部の外部の外気が入り込む。
処理基板の被処理面は、前記反応空間部に面することで反応ガスと接触されるため、確実にエッチング処理できる。
シリコン含有物としては、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、Ｓｉ、ＳｉＣ、ＳｉＯＣ等が挙げられる。
フッ素系反応成分は、前記シリコン含有物と反応可能な化合物であり、ＨＦ、ＣＯＦ２等が挙げられる。
【０００７】
前記可動仕切部材が、前記被処理基板の通過高さまで突出されていることが好ましい。
この場合、被処理基板を処理空間内に通す際は、被処理基板の搬送先端部が、可動仕切部材に突き当たる。該突き当たったままで可動仕切部材と被処理基板とが一緒に移動される。これによって、反応ガスが遮断空間に入り込むのを確実に防止でき、非処理面がエッチングされるのを確実に防止することができる。
【０００８】
前記可動仕切部材が、前記搬送方向へ自由移動可能であってもよい。
被処理基板の搬送先端部が可動仕切部材に突き当たった後は、該突き当たった状態を保持しながら、被処理基板が搬送されて行くのに伴って、可動仕切部材が被処理基板によって押し動かされる。この場合、移動駆動部が不要であり、装置構成を簡素化でき、かつ装置コストを低減できる。
【０００９】
前記可動仕切部材が、移動駆動部によって前記被処理基板と同期して前記搬送方向へ移動されるようになっていてもよい。この場合、被処理基板に可動仕切部材を押し動かすための負荷がかかるのを回避できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ガラス基板などの被処理基板の被処理面側では、外気の流れ込みを抑えることで、反応ガスの乱れを抑制して安定的にエッチング処理できる。被処理面とは反対側では、外気が確実に流れ込むようにすることで、反応ガスの回り込みを抑えてエッチングを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係るエッチング装置の概略構成を示し、ガラス基板が処理空間に導入される前の状態の側面断面図である。
【図２】図２は、前記エッチング装置の概略構成を、ガラス基板が処理空間内を通過する状態で示す側面断面図である。
【図３】図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う正面断面図である。
【図４】図４は、ガラス基板の幅が小さい場合の実施態様を示し、図３に相当する正面断面図である。
【図５】図５は、本発明の第２実施形態に係るエッチング装置の概略構成を、ガラス基板が処理空間内を通過する状態で示す側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
＜第１実施形態＞
図１及び図２は、本発明の第１実施形態を示したものである。図１に示すように、本発明形態の被処理基板は、液晶パネル用のガラス基板９である。ガラス基板９は、ＳｉＯ２等のシリコン含有物を含む。ガラス基板９における、接触帯電を抑制すべき裏面（図１において下面）が、被処理面９ａとなっている。該被処理面９ａをエッチング装置１によって化学的にエッチングすることで、被処理面９ａに所望の表面粗さ（凹凸）を付与する。
なお、ガラス基板９の表面（図１の上面）は、ＴＦＴなどの素子が形成される素子形成面であり、エッチングしたくない非処理面９ｂである。
【００１３】
エッチング装置１は、搬送手段２と、反応ガス生成部３と、処理部４を備えている。
搬送手段２は、例えば円盤形状のコロ２ｃを有するコロコンベアによって構成されている。搬送手段２によって、ガラス基板９が搬送方向（図１の左右方向）に沿って搬送される。搬送中のガラス基板９は、被処理面９ａが下方へ向けられ、非処理面９ｂが上方へ向けられる。
【００１４】
詳細な図示は省略するが、反応ガス生成部３は、互いに対向する一対の電極を有している。これら電極間の放電空間で大気圧近傍のグロー放電を形成するとともに、前記放電空間にフッ素系原料ガスを導入することによって、フッ素系反応ガスを生成している。
なお、放電形式は、グロー放電に限られず、アーク放電、コロナ放電などであってもよい。
本明細書において大気圧近傍とは、１．０１３×１０４〜５０．６６３×１０４Ｐａの範囲を言い、圧力調整の容易化や装置構成の簡便化を考慮すると、１．３３３×１０４〜１０．６６４×１０４Ｐａが好ましく、９．３３１×１０４〜１０．３９７×１０４Ｐａがより好ましい。
【００１５】
前記フッ素系原料ガスは、フッ素含有ガスと、水（Ｈ２Ｏ）と、キャリアガスを含む。
フッ素含有ガスとしては、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ４、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ８等のＰＦＣ（パーフルオロカーボン）、ＣＨＦ３、ＣＨ２Ｆ２、ＣＨ３Ｆ等のＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）、ＳＦ６、ＮＦ３、ＸｅＦ２、その他のフッ素含有化合物が挙げられる。ここでは、フッ素含有ガスとして、ＣＦ４が用いられている。
キャリアガスとしては、ヘリウム、アルゴン、ネオン、キセノン等の希ガス、窒素、その他の不活性ガスが挙げられる。ここでは、キャリアガスとして、例えば窒素（Ｎ２）が用いられている。
フッ素系原料ガスが、前記放電空間においてプラズマ化（励起、活性化、ラジカル化、イオン化などを含む）されることで、フッ素含有ガス（ＣＦ４）が分解されて、フッ素系反応成分であるフッ化水素（ＨＦ）が生成される。これによって、フッ素系原料ガスからフッ化水素を含む反応ガスが生成される。フッ化水素の生成反応式は、例えば下式である。
ＣＦ４＋２Ｈ２Ｏ→４ＨＦ＋ＣＯ２      （式１）
【００１６】
反応ガス生成部３には反応ガス供給路３ｂを介して処理部４が接続されている。
処理部４は、ノズル部１０と、対向部材２１を含む。
ノズル部１０は、図１の紙面直交方向に沿う幅方向に延びる容器状になっている。ノズル部１０の上面が、ノズル面１９を構成している。ノズル面１９に吹出口１１と一対の吸込口１２，１３が形成されている。吹出口１１は、搬送方向（図１の左右方向）におけるノズル面１９の中央部に設けられている。吹出口１１は、幅方向（図１の紙面直交方向）に延びるスリット状になっている。吹出口１１の長さは、ガラス基板９の幅寸法（図１の紙面直交方向の寸法）と同程度か、それより少し大きい。
【００１７】
図示は省略するが、ノズル部１０の内部には、整流部が設けられている。整流部は、チャンバー、スリット、多孔板等を含む。反応ガス生成部３からの反応ガスが、整流部を通過することによって、ノズル部１０の幅方向（図１の紙面直交方向）に均一化されたうえで、吹出口１１から上方へ均等に吹出される。
【００１８】
ノズル面１９における吹出口１１を挟んで搬送方向の両側に一対の吸込口１２，１３が設けられている。吸込口１２は、ノズル面１９における吹出口１１よりも搬送上流の外端側（図１において右端側）に配置されている。吸込口１３は、ノズル面１９における吹出口１１よりも搬送下流の外端側（図１において左端側）に配置されている。各吸込口１２，１３は、幅方向（図１の紙面直交方向）へスリット状に延びている。詳細な図示は省略するが、これら吸込口１２，１３は、吸引路１７を介して真空ポンプなどの吸引手段や除害手段に接続されている。
【００１９】
ノズル部１０の上方に離れて対向部材２１が配置されている。対向部材２１は、水平な板状に形成され、ノズル部１０と平行に幅方向（図１の紙面直交方向）へ延びている。対向部材２１の下面が、対向面２９を構成している。対向面２９とノズル面１９との間に扁平な処理空間３１が画成されている。処理空間３１の搬送方向（図１の左右方向）における中央部に吹出口１１が連通され、両側部に吸込口１２，１３が連通されている。
【００２０】
ノズル面１９及び対向面２９における搬送方向の一端部（図１において右端部）どうしの間に、連通開口部３４が形成されている。ノズル面１９及び対向面２９における搬送方向の他端部（図１において左端部）どうしの間に、連通開口部３５が形成されている。
処理空間３１の搬送方向の両端部が、これら連通開口部３４，３５を介してノズル部１０の外部の空間と連なっている。
【００２１】
図３に示すように、処理空間３１の幅方向の両端部（図３において左右端部）は、一対の側壁１４によって塞がれている。図３におけるガラス基板９の幅（図３において左右方向の寸法）は、一対の側壁１４間の距離すなわち処理空間３１の幅と実質的に等しい。実質的とは、ガラス基板９が相対移動可能な僅かなクリアランス分だけ、ガラス基板９の幅が処理空間３１の幅より小さくてもよいとの趣旨である。
【００２２】
図４に示すように、ガラス基板９の幅が、処理空間３１の幅（一対の側壁１４間の距離）よりも或る程度ないしは相当程度小さい場合には、処理空間３１内に一対の側面仕切部材１５を設け、これら側面仕切部材１５間の距離がガラス基板９の幅と実質的に等しくなるようにしてもよい。
側面仕切部材１５は、ノズル部１０に対して位置固定されている。
【００２３】
搬送手段２によって、ガラス基板９が、搬送方向（吸込口１２，１３と吹出口１３とを結ぶ方向）に沿って搬送されながら連通開口部３４から処理空間３１に導入されて、処理空間３１に通され、連通開口部３５から導出される。
【００２４】
対向部材２１の対向面２９には可動仕切部材４１が設けられている。可動仕切部材４１は、幅方向（図１の紙面直交方向）に沿って処理空間４１のほぼ全域にわたって延びるとともに、対向面２９から下方のノズル面１９へ向かって突出されている。可動仕切部材４１の突出端部（下端部）は、被処理基板の通過高さに位置されている。
【００２５】
可動仕切部材４１は、搬送方向へ自由移動可能になっている。図示は省略するが、対向部材２１には、搬送方向へ延びるガイドレールが設けられている。可動仕切部材４１には、前記ガイドレールにスライド可能に係合されるスライダが設けられている。
【００２６】
エッチング装置１によって、ガラス基板９が次のようにして表面処理される。
反応ガス生成部３で生成されたフッ化水素（ＨＦ）を含む反応ガスが、反応ガス供給路３ｂを経て処理部４に送られ、吹出口１１から処理空間３１に供給される（反応ガス供給工程）。
【００２７】
図１に示すように、可動仕切部材４１は、対向面２９における連通開口部３４側の端部に配置しておく。そして、搬送手段２によって、ガラス基板９をノズル部１０の搬送上流側（図１において右側）から連通開口部３４に挿し入れる（搬送工程）。すると、ガラス基板９の搬送先端部（図１において左端部）が、可動仕切部材４１の突出端部に突き当たる。
その後、搬送手段２によってガラス基板９が更に搬送方向の下流側（図１において左側）へ移動されることによって、可動仕切部材４１がガラス基板９によって押し動かされる。すなわち、可動仕切部材４１が、ガラス基板９に突き当たった状態を保持したまま、ガラス基板９と共に移動される。
【００２８】
図２に示すように、ガラス基板９は、前記移動によって処理空間３１内に導入される。これによって、処理空間３１内の反応ガスｇ０がガラス基板９の被処理面９ａに接触する。そして、反応ガス中のフッ化水素（ＨＦ）と被処理面９ａにおけるシリコン含有物とのエッチング反応が起きる（エッチング工程）。この結果、被処理面９ａを所望の表面粗さＲａにできる。反応式は、例えば下式である。
ＳｉＯ２＋４ＨＦ＋Ｈ２Ｏ→ＳｉＦ４＋３Ｈ２Ｏ    （式２）
【００２９】
未反応のままで吸込口１２，１３まで流れて来た反応ガスあるいは反応により生成したガスは、吸込口１２，１３に吸い込まれて排出される。更に、ノズル部１０の外側の外気（空気）が、連通開口部３４に引き込まれ、吸込口１２，１３に吸い込まれる。この外気の引き込み流によって、反応ガスが外部に漏れるのを防止できる。
【００３０】
一方、ガラス基板９の非処理面９ｂと、対向部材２１の対向面２９と、可動仕切部材４１とによって、遮断空間４２が画成される。言い換えると、処理空間３１が、遮断空間４２を除く反応空間部３１ａと、遮断空間４２とに隔てられる。反応空間部３１ａは、反応ガスで満たされている。
遮断空間４２は、連通開口部３４の上側部分３４ｂを介して、ノズル部１０の外部空間と連通される。これによって、遮断空間４２には、外気ｇ０（空気）が入り込む。かつ、可動仕切部材４１がガラス基板９に突き当たることで、反応ガスｇ１が遮断空間４１に入り込むのが制限又は阻止される。これによって、非処理面９ｂがエッチング処理されるのを抑制又は防止できる。
【００３１】
更に、図３に示すように、処理空間３１と実質的に等幅のガラス基板９においては、該ガラス基板９の幅方向の両端部が側壁１４とほぼ接しており、ガラス基板９と側壁１４との間に隙間が殆ど無い。したがって、幅方向の両端部においても、反応空間部３１ａと遮断空間４２とが隔てられ、反応ガスの回り込みを防止できる。よって、ガラス基板９の非処理面９ｂの幅方向の両端部についても、エッチング処理されるのを抑制又は防止できる。
【００３２】
図４に示すように、処理空間３１より小幅のガラス基板９においては、側面仕切部材１５を設置することで、図３の場合と同様に、幅方向の両端部における反応ガスの回り込みを防止でき、非処理面９ｂの幅方向の両端部がエッチング処理されるのを抑制又は防止できる。
【００３３】
可動仕切部材４１は、対向部材２１の搬送下流側の端部（図２において左端部）に達したら、対向部材２１から外れるようになっていてもよく、更にロボットや人力によって対向部材２１の搬送上流側の端部（図２において右端部）に戻されるようにしてもよい。
ガラス基板９は、そのまま搬送下流側へ移動されることで、処理空間３１を通過して、連通開口部３５から導出される。これによって、被処理面９ａの全域がエッチング処理される。
【００３４】
エッチング装置１によれば、特許文献１の外気引き込み部や、特許文献２の不活性ガス供給部が不要である。したがって、装置コストを低減でき、ランニングコストを抑えることができる。また、不活性ガスの供給過多によって反応ガスが漏れるおそれもなく、安全性が向上する。
【００３５】
次に、本発明の他の実施形態を説明する。以下の実施形態において既述の形態と重複する構成に関しては、図面に同一符号を付して説明を省略する。
＜第２実施形態＞
図５は、本発明の第２実施形態を示したものである。第２実施形態のエッチング装置１Ｂには、可動仕切部材４１に移動駆動部４３が接続されている。詳細な図示は省略するが、移動駆動部４３は、モータやスライドガイド等を有しており、可動仕切部材４１を搬送方向（図５において左右方向）へ移動させる。
しかも、移動駆動部４３は、搬送手段２と同期して駆動される。これによって、可動仕切部材４１が、ガラス基板９の搬送先端部（図５において左端部）に当接された状態を保持しながら、移動駆動部４３の駆動力によって、ガラス基板９と等速で搬送下流側へ移動される。したがって、ガラス基板９に可動仕切部材４１を押し動かすための負荷がかかるのを回避できる。
【００３６】
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の改変をなすことができる。
例えば、第２実施形態において、可動仕切部材４１が、被処理基板９の搬送先端部に近接した状態、つまり少しだけ離れた状態で、移動駆動部４３の駆動力によって、被処理基板９と等速移動されるようにしてもよい。少しだけ離れた状態であれば、反応ガスが遮断空間４３に入り込むことがほとんどない。
また、可動仕切部材４１が搬送下流の連通開口部３５まで到達したら、移動駆動部４３によって、可動仕切部材４１を上昇させたり対向部材２１から外したりすることで、被処理基板９が更に搬送下流側へ移動される際に可動仕切部材４１が邪魔にならないようにしてもよい。
さらには、移動駆動部４３によって、可動仕切部材４１を搬送上流の連通開口部３４まで戻してもよい。そして、被処理基板９の搬送後端部（図５において右端部）が連通開口部３４に入って来たら、該搬送後端部に可動仕切部材４１を宛がうとともに、被処理基板９と共に可動仕切部材４１を搬送下流側へ移動させてもよい。そうすることで、被処理基板９の非処理面９ｂにおける搬送後端側（図５において右側）の部分についても、エッチング処理されるのを確実に抑制又は防止できる。
可動仕切部材４１の突出端部（下端部）が、被処理基板９の非処理面９ｂよりも僅かに上方の高さに配置されていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、例えばフラットパネル用ガラス基板の表面処理に適用できる。
【符号の説明】
【００３８】
１，１Ｂ  エッチング装置
２        搬送手段
３        反応ガス生成部
４        処理部
９        ガラス基板
９ａ      被処理面
９ｂ      非処理面
１０      ノズル部
１１      吹出口
１２，１３  吸込口
１４      側壁
１５      側面仕切部材
１９      ノズル面
２１      対向部材
２９      対向面
３１      処理空間
３１ａ    反応空間部
３４      連通開口部
３４ｂ    上側部分
３５      連通開口部
４１      可動仕切部材
４２      遮断空間
４３      移動駆動部
ｇ０      外気
ｇ１      反応ガス
【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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