(57)【要約】      （修正有）【課題】基板がローラ搬送により各処理槽に順番に通過し、且つ基板上のエッチングすべき物質がエッチング液に溶解することにより、エッチングが促進される特性のエッチング装置において、基板表面からエッチング液中に溶出する物質を有効利用する。その有効利用で問題となるエッチングむら及びエッチング処理の不安定を解消する。【解決手段】基板１０がローラ搬送によりエッチング槽３０、水洗槽を順番に通過する。ディップ槽３２は、前記エッチング液を収容し、そのエッチング液中に前記基板１０を浸漬させて処理する。ポンプ３４は、ディップ槽３２内のエッチング液をノズル３６，３７に循環させて基板１０の表面に沿った層流を形成する。タンク３３では、エッチングの進行に伴うエッチング液中の溶出物質濃度の上昇を抑制するために、エッチング液にその新液を追加供給し、ポンプ３５は、そのタンク３３内のエッチング液をディップ槽３２に供給する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板がローラ搬送により各処理槽に順番に通過し、且つ基板上のエッチングすべき物質がエッチング液に溶解することにより、エッチングが促進される特性のエッチング装置であって、前記エッチング液を収容し、そのエッチング液中に前記基板を浸漬させて処理するディップ槽と、ディップ槽内のエッチング液を操作して前記基板の表面に沿った層流を形成する第１の液操作系と、エッチングの進行に伴うエッチング液中の触媒物質濃度の上昇を抑制するべく、エッチング液にその新液を追加供給する第２の液操作系とを具備することを特徴とするエッチング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板がローラ搬送により各処理槽に順番に通過するローラ搬送式のエッチング装置に関し、更に詳しくは、基板上のエッチングすべき物質がエッチング液に溶解することにより、エッチングが促進される特性のエッチング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶用ガラス基板の製造では、素材であるガラス板の表面に対してレジスト塗布、エッチング、レジスト剥離を１サイクルとする処理が繰り返されることにより、基板の表面上に所定の回路が積層形成される。ここにおけるエッチング処理の一つとして銀エッチングがある。また、処理方式の一つとしてローラ搬送式がある。
【０００３】
銀エッチングの特徴的な性質は、エッチングの進行に伴って基板表面からエッチング液中に銀が溶解すると、その銀が触媒として機能してエッチング反応を促進することである。この特性のために、エッチング効率を上げるためには、エッチング液中に銀を積極的に溶解する必要があり、その一方では、基板の表面近傍でエッチング液中の溶解銀に濃度差ができやすく、エッチングむらが発生しやすい問題がある。
【０００４】
一方、ローラ搬送式のエッチング装置では、基板がローラ搬送によりエッチング槽、水洗槽を順番に通過する。エッチング槽では、槽上部に設けたシャワーユニットなどから基板の表面にエッチング液が供給される。水洗槽でも、槽上部に設けたシャワーユニットなどから基板の表面に洗浄水が吹き付けられる。シャワー処理以外では、例えばディップ処理（浸漬処理）も一部では考えられている（特許文献１〜３参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭６２−０７４０８９号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開平１１−０２９８８１号公報
【０００７】
【特許文献３】
特開平１１−２０４９１７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
銀エッチングでは、前述したとおり、エッチング液に銀を溶解させることが、処理効率の点から必要とされる。シャワー方式のエッチング装置の場合、基板上に供給されたエッチング液が基板上に留まることなく排出されるので、基板の表面から溶出する銀を触媒に利用することができない。このため、エッチング液に予め銀を溶解させておく必要があり、薬液コストが嵩む問題がある。
【０００９】
この観点から考慮すれば、ディップ処理は非常に有望である。なぜなら、ディップ処理では、エッチング液がディップ槽内に滞留し、基板表面からエッチング液中に溶解した銀が、基板表面の近傍に留まり、基板表面の銀のエッチングに利用可能となることから、新液への銀の溶かし込みが不要になるからである。
【００１０】
しかしながら、ディップ処理による銀エッチングでは、シャワー処理のような激しい液流動を期待できないために、前述したエッチングむらが発生しやすい問題がある。この問題は、ディップ槽内のエッチング液をオーバーフローさせても解決できない。加えて、槽内のエッチング液の溶解銀濃度が処理の進行に連れて上昇し、濃度管理が容易でないため、エッチング処理が安定しないという問題もある。オーバーフローの場合は、槽内での溶出銀の有効利用が困難になる。
【００１１】
本発明の目的は、基板表面からエッチング液中に溶出する触媒物質を有効利用し、しかもエッチングむら、エッチング処理の不安定化の問題を解決できるエッチング装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明者はディップ処理に着目し、そのディップ処理で問題になるエッチングむら及び処理不安定の現象を解消する手立てについて鋭意検討した。その結果、エッチングむらの解消に対しては、ディップ槽内で基板の表面に沿った層流を形成するのが有効であること、処理不安定の解消に対しては新液の追加供給が有効なことが判明した。
【００１３】
ディップ槽内で基板の表面に沿った層流を形成すると、基板の表面から溶出する触媒物質が有効利用されつつ、表面近傍での触媒物質の濃度不均一が解消される。また、エッチングの進行に伴うエッチング液中の触媒物質の濃度上昇は基板の処理枚数に比例する。基板の処理枚数に応じて新液を追加供給すれば、エッチング液中の触媒物質濃度が精度よく一定に管理される。
【００１４】
本発明のエッチング装置は、かかる知見を基礎として完成されたものであり、基板がローラ搬送により各処理槽に順番に通過し、且つ基板上のエッチングすべき物質がエッチング液に溶解することにより、エッチングが促進される特性のエッチング装置であって、前記エッチング液を収容し、そのエッチング液中に前記基板を浸漬させて処理するディップ槽と、ディップ槽内のエッチング液を操作して前記基板の表面に沿った層流を形成する第１の液操作系と、エッチングの進行に伴うエッチング液中の触媒物質濃度の上昇を抑制するべく、エッチング液にその新液を追加供給する第２の液操作系とを具備することを構成上の特徴点としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態を示すエッチング装置の構成図である。
【００１６】
本実施形態のエッチング装置は、液晶用ガラス基板に対するローラ搬送式の銀エッチング装置である。このエッチング装置は、水平方向に多数配列された搬送ローラ２０により、基板１０を水平姿勢でエッチング槽３０及び水洗槽に順次通過させる構成になっている。
【００１７】
エッチング槽３０は、外槽３１と、外槽３１内に配置されたディップ槽３２と、外槽３１の外に設置されたタンク３３と、２つのポンプ３４，３５とを備えている。外槽３１は角形の密閉槽である。外槽３１の内部には、前記搬送ローラ２０がディップ槽３２の前後に位置して配列されている。また、前後の隔壁には、基板１０が通過するスリット状の開口部３１ａ，３１ａが設けられている。
【００１８】
エッチング液を収容するディップ槽３２は、基板１０の全長より長い角形の開放槽である。ディップ槽３２内には、所定数の搬送ローラ２０が外槽３１内の搬送ローラ２０と同一レベルで配列されると共に、隣接するローラ間の空間を埋めるべく、そのローラ間に位置して整流体３２ａが設けられている。また、前壁及び後壁の内側には整流板３２ｂが設けられている。整流体３２ａ及び整流板３２ｂは、ディップ槽３２内の基板１０の表面に沿った層流の形成を促進するためのものである。
【００１９】
ディップ槽３２の前壁及び後壁は、基板１０の搬入・搬出のために上部が開口しており、その開口部を回動式の扉３２ｃ，３２ｃで開閉する構造になっている。ディップ槽３２内の搬送ローラ２０より下には、第１の液吐出ノズル３６が設けられている。第１の液吐出ノズル３６は、搬送ローラ２０より下でエッチング液を上流側へ噴出することにより、ディップ槽３２内に循環流を形成し、搬送ローラ２０より上に基板搬送方向の層流を形成する。
【００２０】
ディップ槽３２の上流側の端部上方には、第２の液吐出ノズル３７が下流側に傾斜して設けられている。第２の液吐出ノズル３７は、エッチング液を膜状に吐出するスリットノズルである。このノズルは、ディップ槽３２へ基板１０を投入する際に基板１０の表面全体に速やかにエッチング液を塗布すると共に、基板投入後はディップ槽３２内のエッチング液の表面に向けて、エッチング液を基板幅以上の膜状で斜め後方に吐出することにより、エッチング液中の基板１０の表面に沿った基板搬送方向の層流の形成を促進する。
【００２１】
タンク３３は、ディップ槽３２内の液面の昇降（特に下降）のために、ディップ槽３２内のエッチング液を外槽３１を介して回収する。また、その回収液にエッチング液の新液を追加する。
【００２２】
第１のポンプ３４は、ディップ槽３２内のエッチング液を循環させるためのものであり、ディップ槽３２内のエッチング液を加圧して液吐出ノズル３６，３７に供給する。このポンプ３４は、液吐出ノズル３６，３７と共に、本発明での第１の液操作系を構成している。第２のポンプ３５は、ディップ槽３２内の液面の昇降（特に上昇）のために、タンク３３内のエッチング液を加圧してディップ槽３２に戻す。このポンプ３５は、タンク３３と共に、本発明での第２の液操作系を構成している。
【００２３】
次に、本実施形態のエッチング装置を用いた銀エッチング方法について説明する。
【００２４】
基板１０が所定の時間的間隔でエッチング槽３０に次々と搬送される。先の基板１０がディップ槽３２から搬出される際、ディップ槽３２の扉３２ｃ，３２ｃが開き、ここからディップ槽３２内のエッチング液が排出されることにより、ディップ槽３２内の液面が下がり、その液面上に搬送ラインが露出する。ディップ槽３２から排出されたエッチング液は、外槽３１を経由してタンク３３内に回収される。
【００２５】
扉３２ｃ，３２ｃが開放されてディップ槽３２内の液面が下がると、先の基板１０が搬出され、代わりに次の基板１０がディップ槽３２内の定位置に搬入される。このとき、ポンプ３４が作動することにより、液吐出ノズル３６からエッチング液が吐出され、基板１０の表面に塗布される。
【００２６】
次の基板１０がディップ槽３２内の定位置に搬入されると、扉３２ｃ，３２ｃが閉じ、ポンプ３５によりタンク３３内からディップ槽３２内へエッチング液が供給され、液面が元の位置まで戻る。これにより、基板１０がエッチング液に浸漬される。液面が戻ると、ディップ槽３２内へのエッチング液の供給が停止し、ポンプ３４が再作動する。これにより、ディップ槽３２内のエッチング液が液吐出ノズル３６，３７に循環する。
【００２７】
ディップ槽３２内へのエッチング液の供給が停止する間もポンプ３５は作動を続け、タンク３３内のエッチング液を外槽３１を経由して循環させることにより、タンク３３内のエッチング液の温度及び濃度を均一に管理する。
【００２８】
ディップ槽３２内では、基板１０がエッチング液に浸漬されることにより、基板１０の表面がエッチング処理される。この処理に伴って基板１０の表面からエッチング液中へ銀が溶出する。
【００２９】
このとき同時に、液吐出ノズル３６にエッチング液が循環することにより、搬送ローラ２０の下では上流側への層流が形成され、これに伴って、搬送ローラ２０の上では基板１０の表面に沿った基板搬送方向の層流が形成される。また、液吐出ノズル３７にエッチング液が循環することにより、搬送ローラ２０の上に形成される基板搬送方向の層流が加速される。これらのため、基板１０の表面近傍で液置換が促進され、エッチング液中への銀溶出に伴う銀濃度の差が解消される。従って、エッチングむらが防止される。
【００３０】
基板１０に対するエッチング処理が終わると、ディップ槽３２内のエッチング液が排出され、液面が下げられる。その後、扉３２ｃ，３２ｃが開き、基板１０が搬出されると共に、代わりに次の基板１０が搬入される。ディップ槽３２から搬出された基板１０は下流側の水洗槽に入り、水洗処理を受ける。
【００３１】
これを繰り替えすことにより，ディップ槽３２内で基板１０が次々とエッチング処理される。エッチング処理に伴ってディップ槽３２内のエッチング液中に銀が溶出し、この銀がエッチングレートの上昇に寄与することは前述したとおりである。特に、エッチング処理中、ディップ槽３２のエッチング液はオーバーフローせず、ディップ槽３２に循環するだけであるため、エッチング液中の銀濃度がスムーズに上昇する。即ち、基板１０から溶出する銀がエッチングレートの上昇に効率的に利用される。
【００３２】
しかし、その一方では、エッチング液中の銀濃度が上昇し続け、安定なエッチング処理が困難となる。しかるに、本実施形態のエッチング装置では、タンク３３内のエッチング液に新液が追加され、希釈されることにより、エッチング液中の銀濃度が一定範囲内に維持される。特に、ディップ槽３２で１枚の基板１０を処理するごとに所定量のエッチング液がタンク３３に戻され、再びディップ槽３２へ送り出される。また、１枚の基板処理で銀濃度が上昇する量は一定である。これらのため、所定枚数ごとに一定量の新液をタンク３３内に追加するという簡単なフィードフォワード的操作で、エッチング液中の銀濃度を一定範囲内に維持することが可能となる。なお、タンク３３内の液量はオーバーフローにより一定に管理される。
【００３３】
このように、本実施形態のエッチング装置では、ディップ槽３２で基板１０をエッチング処理することにより、基板１０から溶出する銀を有効利用できる。このため、エッチング液に別途銀を溶解する操作が不要になり、液コストの節減を始めとして経済性が向上する。基板１０の表面に沿った層流を形成することにより、溶出銀の有効利用を阻害することなく、エッチングむらを解消できる。また、新液の追加供給により、エッチング液中の銀濃度を簡単に維持管理できる。
【００３４】
なお、本実施形態では、液吐出ノズル３６，３７により層流を形成したが、一方のみを使用してもよく、他の層流形成手段を単独使用又は併用してもよい。他の層流形成手段としては、例えば基板１０の前後方向の往復動、スクリュウによる液攪拌などを挙げることができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上に説明したとおり、本発明のエッチング装置は、ディップ槽内で基板をエッチング処理することにより、基板表面からエッチング液中に溶出する触媒物質を有効利用できる。また、ディップ槽内で基板の表面に沿った層流を形成することにより、触媒物質の有効利用を阻害することなくエッチングむらを解消できる。更に、新液の追加供給によりエッチング処理の進行に伴うエッチング液中の触媒物質濃度の上昇を抑制し、エッチング処理の不安定も解消できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すエッチング装置の構成図である。
【符号の説明】
１０  基板
２０  搬送ローラ
３０  エッチング槽
３１  外槽
３２  ディップ槽
３３  タンク
３４，３５  ポンプ
３６，３７  液吐出ノズル
【図１】
2005012093.tif 000003