(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を略水平姿勢で略水平方向へ搬送しながらその基板の表面にエッチング液を供給するエッチングラインを、所定深さのエッチング処理を実施するジャストエッチ部と、ジャストエッチ部でエッチングされたエッチング層のサイドエッジ面に傾斜を付与するオーバーエッチ部とにより構成し、ジャストエッチ部及びオーバーエッチ部の両方に、エッチング液供給手段として、基板搬送方向に対して１段又は複数段に略直角配置され、それぞれが基板表面の幅方向全域に膜状に処理液を供給するスリットノズルを設け、ジャストエッジ部及びオーバーエッチ部の両方でのエッチング処理を共にスリットノズルによるケミカルナイフ処理により行うことを特徴とする搬送式基板処理方法。
【請求項２】
ジャストエッチ部におけるスリットノズルの流量と、オーバーエッチ部におけるスリットノズルの流量とが実質同一である請求項１に記載の搬送式基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置用ガラス基板の製造等に使用される搬送式基板処理方法に関し、より詳しくは、基板を水平姿勢で水平方向へ搬送しながらその基板の表面にエッチング液を供給するエッチング用の搬送式基板処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置に使用されるガラス基板は、素材であるガラス基板の表面に成膜した材料のエッチングやマスキング材の剥離といった各種の化学的処理を繰り返し施すことにより製造される。その処理装置はドライ式とウェット式に大別され、ウェット式は更にバッチ式と枚葉式に分けられる。更に、枚葉式は回転式とローラ搬送等による搬送式に細分される。
【０００３】
これらの基板処理装置のうち、搬送式のものは、基板を水平方向へ搬送しながらその基板の表面に処理液を供給する基本構成になっており、高効率なことから以前よりエッチング処理や剥離処理に使用されている。
【０００４】
エッチング処理に使用される搬送式基板処理装置では、基板搬送ラインの上方にマトリックス状に配置された多数のスプレーノズルからエッチング液を噴射し、そのエッチング液中に基板を通過させることにより、基板の表面全体にエッチング液を供給する。このシャワー処理により、基板の表面が、マスキング材の塗布された部分を除いて選択的にエッチングされる。エッチングが終わると、引き続きシャワーによる洗浄処理が行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、液晶表示装置用ガラス基板では、基板の大型化と共に回路の高精細化が進んでいる。その基板に使用される配線材料として、以前はＣｒが多用されていたが、最近の高精細化に伴ってより比抵抗値の小さいＡｌ又はＡｌ／Ｍｏへの転換が図られている。このため、エッチング用の搬送式基板処理装置でも、Ａｌ用エッチング液が使用され始めたが、このエッチング液の使用に伴って以下のような問題を生じることが判明した。
【０００６】
Ａｌ用エッチング液としてはリン酸を主成分とするものが使用される。このエッチング液によるＡｌエッチング処理では、細かい泡が多数生じる場合が多い。この泡が基板上に停滞すると、エッチングむらが生じるが、シャワー処理はこの泡の破壊に有効であり、加えて、多数のスプレーノズルを同期して両側へ周期的に揺動させた場合は、泡の移動排出効果も加わり、泡による悪影響が効果的に取り除かれる。
【０００７】
また、Ａｌ用エッチング液のエッチングレートは、Ｃｒ用エッチングによるＣｒのエッチングレートより高く、これにより高いエッチング効率が得られ、シャワー処理と組み合わされた場合は、特に高いエッチング効率が得られるが、その一方でエッチング後のＡｌ層のサイドエッジ面が、次層の積層に不適当な形状になる。
【０００８】
図３はＡｌエッチング後のＡｌ層の形状を示す断面図である。素材であるガラス基板１の上にＡｌ層２及びＭｏ層３が形成され、その上にマスキング材４が被覆されている。エッチングにより、マスキング材４が被覆されていない部分でＡｌ層２及びＭｏ層３が除去されるが、残ったＡｌ層２及びＭｏ層３のサイドエッジ面が、実線で示されるように切り立った急峻な傾斜となる。そうなると、Ａｌ層２及びＭｏ層３の上に次層が安定に載らなくなる。次層を安定に載せるためには、一点鎖線で示されるように、そのサイドエッジ面の傾斜を緩やかにする必要がある。Ｍｏ層３がない場合も同じ傾向となる。
【０００９】
これに加え、Ａｌ用エッチング液は、Ｃｒ用エッチングと比べで高粘度であり、ガラス基板４の表面に対する濡れ性が悪い。また、前述したとおりエッチングレートが高い。これらのため、シャワー処理の開始時にエッチング液の細かな液滴が衝突した部分が処理ムラになり、その後のシャワー処理でも消滅せずにエッチング後も残る。
【００１０】
本発明の目的は、Ａｌエッチングのような、シャワー処理ではサイドエッジ面の傾斜が緩やかにならない高速エッチング処理に適用して、そのサイドエッジ面を次層の積層に適した緩やかな傾斜面に形成でき、合わせて、初期シャワーに起因する処理ムラも解消できる搬送式基板処理方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の搬送式基板処理方法は、基板を略水平姿勢で略水平方向へ搬送しながらその基板の表面にエッチング液を供給するエッチングラインを、所定深さのエッチング処理を実施するジャストエッチ部と、ジャストエッチ部でエッチングされたエッチング層のサイドエッジ面に傾斜を付与するオーバーエッチ部とにより構成し、ジャストエッチ部及びオーバーエッチ部の両方に、エッチング液供給手段として、基板搬送方向に対して１段又は複数段に略直角配置され、それぞれが基板表面の幅方向全域に膜状に処理液を供給するスリットノズルを設け、ジャストエッジ部及びオーバーエッチ部の両方でのエッチング処理を共にスリットノズルによるケミカルナイフ処理により行うものである。
【００１２】
Ａｌエッチングのように泡を生じるエッチング処理では、泡を除去する意味もあってジャストエッチにシャワー処理は不可欠と考えられていた。このため、残ったエッチング層のサイドエッジ面の傾斜が緩やかにならないことは前述したとおりである。このような状況下で、本発明者らは残ったエッチング層のサイドエッジ面の傾斜を緩やかにする方法について検討した。その結果、以下のことが判明した。
【００１３】
第１に、基板搬送方向に対して１段又は複数段に直角配置されたスリットノズルにより基板表面の幅方向全域に膜状に処理液を供給するケミカルナイフ処理により、搬送される基板上にエッチング液が薄く載るパドル状態をジャストエッチ後に実現すると、エッチング層のサイドエッジ面の傾斜が緩やかになることが判明した。
【００１４】
第２に、このケミカルナイフ処理は、意外に打撃力が大きく、また流量調整により高い液置換機能を確保できることから、ジャストエッチでの泡による悪影響を排除できることが判明した。
【００１５】
第３に、ジャストエッチ後のパドル処理では、反応面積が小さく、泡の発生量が少なくなると共に、発生した泡はサイドエッジ面の傾斜付与に対しては大きな障害にならず、泡による問題が顕在化しないことが判明した。
【００１６】
本発明の搬送式基板処理方法はかかる知見に基づいて完成されたものであり、エッチングラインを、所定深さのエッチング処理を実施するジャストエッチ部と、ジャストエッチ部でエッチングされたエッチング層のサイドエッジ面に傾斜を付与するオーバーエッチ部とにより構成し、ジャストエッチ部及びオーバーエッチ部の両方で、基板搬送方向に対して１段又は複数段に略直角配置されたスリットノズルにより、基板表面の幅方向全域に膜状に処理液を供給し、ケミカルナイフ処理を行うことにより、ジャストエッチ部では、液置換を促進する条件設定により、泡による悪影響が排除されて効率的な均一エッチングが行われる。ジャストエッチに続くオーバーエッチ部では、液置換を制限する条件設定により、残ったエッチング層が表面から緩やかに進行し、サイドエッジ面の傾斜が緩やかになると共に、泡による問題は顕在化しない。
【００１７】
ジャストエッチ部で液置換を促進する条件は、基本的に、エッチング液の流量を多くすることにより実現される。オーバーエッチ部で液置換を制限する条件は、基本的に、エッチング液の流量を少なくすることにより実現される。しかし、本発明者らが、これらの条件について詳細な検討を行ったところ、両者の条件がオバーラップするところが存在し、ジャストエッチ部でのスリットノズルの流量とオーバーエッチ部でのスリットノズルの流量を同一としても、所期も目的が達成されることが判明した。そして、それぞれの流量を同一とすることにより、流量調整や装置構造が簡単になることは言うまでもない。
【００１８】
本発明の搬送式基板処理方法においては又、エッチングラインの入口部でスリットノズルによるケミカルナイフ処理が行われ、エッチング液の流下膜中に基板が進入する。このため、基板の表面が最初にムラなく濡れる。一旦ムラなく濡れると、その後、乾燥を生じない限り、処理ムラは生じない。従って、初期シャワーに起因する処理ムラも同時に解消される。
【００１９】
本発明の搬送式基板処理方法は、Ａｌエッチングに特に好適であるが、Ａｌエッチングと同様に、シャワー処理ではサイドエッジ面の傾斜が緩やかにならないエッチング処理に適用可能である。
【００２０】
なお、エッチングラインの全域にスリットノズルのみを配置した搬送式基板処理装置は特開２０００─１１４２２１号公報の図１０及び図１１に記載されている。しかし、ここに記載された搬送式基板処理装置は基板を側方に傾斜させた姿勢で水平方向に搬送する傾斜搬送型である。加えて、複数のスリットノズルは、基板の高い方の側に基板搬送方向に平行に配置されている。つまり、特開２０００─１１４２２１号公報の図１０及び図１１に記載された搬送式基板処理装置は、側方に傾斜した基板の一方の側縁に沿って並んだ複数の側縁に平行なスリットノズルから、基板の傾斜に沿ってエッチング液を側方に流下させるものである。これによると液置換が促進され、泡の除去は効果的に行われる。しかし、サイドエッジ面の傾斜を緩やかにするオーバーエッチは実施不能である。なぜなら、この種の傾斜搬送式基板処理装置では、液切れによる表面の部分的な乾燥を防止するために、常時多くの流量が必要となり、サイドエッジ面の傾斜を緩やかにするような穏やかなエッチング処理が不可能だからである。従って、本発明の搬送式基板処理装置とは、構造のみならず、機能面でも根本的に相違する。
【００２１】
【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説明する。図１は本発明の搬送式基板処理方法の１実施形態に用いられる搬送式基板処理装置の平面図、図２は同基板処理装置の主要部の側面図である。
【００２２】
本実施形態の搬送式基板処理装置は、液晶表示装置用ガラス基板１００（以下単に基板１００と言う）にＡｌエッチング処理を行うエッチング装置である。この基板処理装置は、図１に示すように、直線状の第１ラインＡ、第１ラインＡに直角に接続された第２ラインＢ、第２ラインＢに直角に接続されて第１ラインＡに並列する第３ラインＣとを組み合わせたＵターン形式のレイアウトを採用している。
【００２３】
第１ラインＡは、受け入れ部１０、液よけ部２０及びエッチング部３０を直線状に連結して構成されている。第２ラインＢは水洗部４０であり、基板１００の表面に洗浄水を散布するシャワーユニット４１を装備している。第３ラインＣは、水洗部５０、ファイナルリンス部６０、エアナイフによる乾燥部７０及び取り出し部８０を直線状に連結して構成されている。乾燥部７０はエアナイフ用の傾斜した２段のスリットノズル７１，７１を装備している。
【００２４】
第１ラインＡ及び第２ラインＢは、基板１００をライン長手方向に搬送するために、搬送方向に所定間隔で並列された多数の搬送ローラを備えている。各搬送ローラは、搬送方向に直角な水平ロールである。第２ラインＢ、即ち水洗部４０の入口部には、基板１００の進行方向を９０度変更する転向機構４２が設けられている。
【００２５】
Ａｌエッチング処理を受ける基板１００は、搬送装置９０により受け入れ部１０に搬入される。その基板１００は、ローラ搬送により、液よけ部２０からエッチング３０部に進入し、ここを通過する間にエッチング処理を受ける。エッチング部３０を通過した基板１００は、引き続きローラ搬送により、水洗部４０に進入し、進行方向を９０度変更して水洗部４０を移動し、更に進行方向を９０度変更して別の水洗部５０を移動し、その移動の間に水洗処理を受ける。
【００２６】
水洗部５０を出た基板１００は、ファイナルリンス部６０を経て乾燥部７０へ搬送される。乾燥部７０で乾燥を終えた基板１００は、取り出し部８０へ搬送され、更に搬送装置９０により装置外へ搬出される。
【００２７】
本実施形態の搬送式基板処理装置では、エッチング部３０に特に大きな特徴点がある。このエッチング部３０は、図２に示すように、基板１００を水平方向に搬送する搬送ローラ３１を備えている。搬送ローラ３１は、駆動軸の軸方向複数位置に設けられた大径部で基板１００を点支持し、両側に設けられた鍔部で基板１００の指示及び幅方向の位置決めを行う。
【００２８】
エッチング部３０は、基板搬送方向で機能的に２分割されている。上流側はＡｌ層に対して所定深さのエッチングを行うジャストエッチ部３０Ａであり、下流側はジャストエッチ後のＡｌ層のサイドエッジ面に傾斜を付与するオーバーエッチ部３０Ｂである。ジャストエッチ部３０Ａには、基板１００の搬送ラインの上方に位置する２個のスリットノズル３３ａ，３３ｂが、基板１０の進行方向に沿って２段に配置されており、１段目のスリットノズル３３ａはエッチング部３０の入口近傍に位置している。オーバーエッチ部３０Ｂには、基板１００の搬送ラインの上方に位置する４個のスリットノズル３３ｃ〜３３ｆが、基板１０の進行方向に沿って比較的密なピッチで４段に配置されている。
【００２９】
６個のスリットノズル３３ａ〜３３ｆは、いずれも基板１００の進行方向に直角な水平ノズルであり、Ａｌ用エッチング液を基板１０の全幅より広い膜状にして流下させることにより、そのエッチング液を、基板１０の表面の進行方向一部に全幅にわたって直線状に供給する。スリットノズル３３ａ〜３３ｆの各流量はここでは同一に設定されており、具体的には基板１００の表面に供給されたエッチング液が両側へ若干オーバーフローする程度に設定されている。
【００３０】
ジャストエッチ部３０Ａ及びオーバーエッチ部３０Ｂの各長さは基板１００の長さより大とされ、スリットノズル３３ａ〜３３ｆの各間隔は基板１００の長さより小とされる。ジャストエッチ部３０Ａにおける最終段のスリットノズル３３ｂからオーバーエッチ部３０Ｂにおける１段目のスリットノズル３３ｃまでの距離は、それそれの処理の独立性を維持するために、基板１００の長さより大とすることが好ましい。ジャストエッチ部３０Ａ及びオーバーエッチ部３０Ｂにおけるスリットノズルの段数は、ここでは２段及び４段としているが、必要とするエッチング液量、液置換回数等に基づいて適宜選択される。
【００３１】
スリットノズル３３ａ〜３３ｆの更に下流側には、スリット形式のエアノズル３４が、エッチング部３０の出口近傍に位置して配置されている。このエアノズル３４は、基板１０の表面の進行方向一部に全幅にわたって直線状にエアを吹き付けることにより、その表面からエッチング液を除去する液切り装置である。
【００３２】
このような構成になる本実施形態の搬送式基板処理装置では、基板１００に対するエッチング処理が以下のようにして行われる。
【００３３】
液よけ部２０からエッチング部３０に進入した基板１００は、まず、ジャストエッチ部３０Ａの上流部に設けられたスリットノズル３３ａ，３３ｂの下を順に通過する。これにより、スリットノズル３３ａ，３３ｂから流下するＡｌ用エッチング液の膜中を順に通過し、その表面上に先端部から順次エッチング液が供給され、液置換を伴いつつパドル状態に保持される。
【００３４】
基板１００の表面にいきなりＡｌ用エッチング液をシャワーすると、最初に液滴を受けた部分が処理ムラとなって残るが、基板１００は最初からスリットノズル３３ａから流下するエッチング液の膜中を通過する。これにより、基板１００の表面上にエッチング液がムラなく供給されるので、エッチング液のシャワー処理に伴う処理ムラが防止される。
【００３５】
ジャストエッチ部３０Ａでのスリットノズル３３ａ，３３ｂを用いたケミカルナイフによる第１パドル処理により、基板１００の表面に形成されたＡｌ層又はＡｌ／Ｍｏ層が選択的にエッチングされる。このケミカルナイフ処理では、スリットノズル３３ａ、３３ｂから流下するＡｌ用エッチング液の打撃力、両側への排液、液置換等により、エッチング処理に伴って多数の泡が発生する場合も、それらの泡が破壊或いは移動排除される。このため、泡によるエッチングむらも防止される。
【００３６】
このケミカルナイフ処理では、残ったＡｌ層又はＡｌ／Ｍｏ層のサイドエッジ面が、次層の積層に不適な急峻な傾斜面となる。しかるに、ジャストエッチ部３０Ａに続くオーバーエッジ部３０ｂで、基板１００の表面に再度、スリットノズル３３ｃ〜３３ｆから膜状に流下するＡｌ用エッチング液が順番に供給され、その表面上にパドル状態に保持される。この第２パドル処理の間に、エッチング処理が緩やかに進行し、図３に１点鎖線にて示すように、残ったＡｌ層又はＡｌ／Ｍｏ層のサイドエッジ面が、次層の積層に適した緩やかな傾斜面になる。ここにおいては泡の問題か顕在化しないことは前述したとおりである。
【００３７】
オーバーエッチ部３０Ｂにおける第２パドル処理時間は、エッチング液による全処理時間の３０〜７０％が好ましく、５０〜６０％が特に好ましい。パドル処理時間が短すぎるとサイドエッジ面の傾斜が十分に緩和されないが、長すぎるとエッチングが過剰となり、必要な配線寸法が得られなくなる。
【００３８】
第１パドル処理及び第２パドル処理では、基板１００を往復移動させたり停止させたりして、その処理時間を確保することも可能である。
【００３９】
【発明の効果】
以上に説明したとおり、本発明の搬送式基板処理方法は、エッチングラインを、所定深さのエッチング処理を実施するジャストエッチ部と、ジャストエッチ部でエッチングされたエッチング層のサイドエッジ面に傾斜を付与するオーバーエッチ部とにより構成し、ジャストエッチ部及びオーバーエッチ部の両方で、基板搬送方向に対して１段又は複数段に略直角配置されたスリットノズルにより、基板表面の幅方向全域に膜状に処理液を供給し、ケミカルナイフ処理を行うことにより、Ａｌエッチングのような、シャワー処理ではサイドエッジ面の傾斜が緩やかにならない高速エッチング処理に適用して、そのサイドエッジ面を次層の積層に適した緩やかな傾斜面に形成でき、合わせて、初期シャワーに起因する処理ムラも解消できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施形態を示す搬送式基板処理装置の平面図である。
【図２】同基板処理装置の主要部の側面図である。
【図３】エッチング後のＡｌ層の形状を示す断面図である。
【符号の説明】
１０  受け入れ部
２０  液よけ部
３０  エッチング部
３０Ａ  ジャストエッチ部
３０Ｂ  オーバーエッチ部
３３ａ〜３３ｆ  スリットノズル
３４  エアノズル
４０  水洗部
４１  シャワーユニット
５０  水洗部
６０  ファイナルリンス部
７０  乾燥部
８０  取り出し部
９０  搬送装置
１００  基板
【図１】
0003987761.tif 000002
【図２】
0003987761.tif 000003
【図３】
0003987761.tif 000004