ウエットエッチング方法及びウエットエッチング装置
【課題】エッチング残渣を良好に除去することが可能なウエットエッチング方法及びウエットエッチング装置を提供する。
【解決手段】本発明のウエットエッチング方法は、基板Ａ上に形成された少なくとも１層の膜をウエットエッチングする処理工程と、処理工程を終えた基板Ａを水洗する水洗工程と、水洗工程を終えた基板Ａを乾燥する乾燥工程とを含み、処理工程と水洗工程との間に、超音波を印加したエッチング液ＥＬを基板Ａに噴射する超音波液噴射工程を実施する。
【解決手段】本発明のウエットエッチング方法は、基板Ａ上に形成された少なくとも１層の膜をウエットエッチングする処理工程と、処理工程を終えた基板Ａを水洗する水洗工程と、水洗工程を終えた基板Ａを乾燥する乾燥工程とを含み、処理工程と水洗工程との間に、超音波を印加したエッチング液ＥＬを基板Ａに噴射する超音波液噴射工程を実施する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエットエッチング方法及びウエットエッチング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
薄型の表示装置の１つである液晶ディスプレイが、携帯電話、携帯情報端末、テレビ、及びパソコンのディスプレイ等に広く利用されている。
液晶ディスプレイにおいては、バックライトの光は透過し、かつ、内部の液晶に電圧を印加する電極として、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）膜などの透光性を有する酸化物導電膜が不可欠となっている。
【０００３】
ＩＴＯ膜はエッチング工程を含むフォトリソグラフィ法によってパターニングされる。
従来、液晶デバイスにおけるＩＴＯ（ａ−ＩＴＯ）膜のエッチングは一般に、蓚酸系のエッチング液を用いたウエットエッチングにより行われている。
【０００４】
図８を参照して、従来のＩＴＯ膜のウエットエッチング装置の構成例について説明する。
図示するウエットエッチング装置１０２は、基板Ａの導入側から、ローダ部１、処理部２、水洗部３、乾燥部４、及びアンローダ部５が連続して配設された構成を有している。装置全体に基板Ａを搬送する搬送コンベア６が配設されている。図中、符号Ｂは基板の搬送方向を示している。
処理部２内の上部には、搬送コンベア６によって搬送される基板Ａに向けてエッチング液を散布するエッチング液ノズル７が配設されている。処理部２の出口付近には基板Ａに付着したエッチング液を液切りする液切りエアナイフ（図示略）が配設されている。
水洗部３内の搬送コンベア６の上方及び下方には、搬送コンベア６によって搬送される基板Ａに向けて水洗液を散布する水洗液ノズル８ａ、８ｂが配設されている。
乾燥部４には、搬送コンベア６によって搬送される基板Ａに向けて、エア又は不活性ガス等の乾燥ガスを噴出する乾燥用のエアナイフ（図示略）が配設されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公平８−１０６８３号公報
【特許文献２】特開平６−１４８６６０号公報
【特許文献３】特開２００３−３１５４０号公報
【特許文献４】特開２００３−２４３３５４号公報
【特許文献５】特許第３７９５８１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
エッチング処理後のＩＴＯ膜においては、本来エッチング除去されるべき部分に、微結晶化した残渣が残る場合がある（特許文献２の段落０００３〜０００７を参照。）
理由は定かではないが、ＳｉＮ膜等からなる下地との界面において、ファンデワールス力あるいはゼータ電位等によって、下地と微結晶ＩＴＯとが引き合って、微結晶ＩＴＯが残渣として留まると推測される。微結晶化した残渣は、水洗のみでは充分に除去することが難しい。微結晶ＩＴＯの残渣は電極間ショートなど歩留まり低下の原因となり得る。
特許文献１〜４には、水洗時に超音波を印加する超音波水洗によりエッチング残渣を除去する装置あるいは方法が提案されている（特許文献１の請求項２、特許文献２の請求項３、特許文献３の請求項１３、及び特許文献４の請求項７）。
微結晶ＩＴＯの残渣は、エッチング処理後の水洗処理時において超音波水洗を行うだけでは、充分に除去できない場合がある。
微結晶ＩＴＯの残渣をブラシ等による物理的に除去する方法が考えられるが、かき集められた微結晶が紐状等の塊りとなって残り、電極間ショートの問題をより大きくしてしまう恐れがある。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、エッチング残渣を良好に除去することが可能なウエットエッチング方法及びウエットエッチング装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のウエットエッチング方法は、
基板上に形成された少なくとも１層の膜をウエットエッチングする処理工程と、
前記処理工程を終えた前記基板を水洗する水洗工程と、
前記水洗工程を終えた前記基板を乾燥する乾燥工程とを備えたウエットエッチング方法であって、
前記処理工程と前記水洗工程との間に、超音波を印加したエッチング液を前記基板に噴射する超音波液噴射工程を実施するものである。
【０００９】
本発明のウエットエッチング装置は、
基板上に形成された少なくとも１層の膜をウエットエッチングする処理部と、
前記処理部による処理を終えた前記基板を水洗する水洗部と、
前記水洗部による水洗を終えた前記基板を乾燥する乾燥部とを備えたウエットエッチング装置であって、
前記処理部内に、超音波を印加したエッチング液を前記ウエットエッチング終了後の前記基板に噴射する超音波液噴射手段を備えたものである。
【００１０】
本発明において、超音波液噴射工程で用いるエッチング液は、処理工程で用いるエッチング液と同一でも非同一でも良く、同一であることが好ましい。
本発明において、「水洗」には、水、若しくは水に界面活性剤等の洗浄剤を添加したものによる洗浄が含まれるものとする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、エッチング残渣を良好に除去することが可能なウエットエッチング方法及びウエットエッチング装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る一実施形態のウエットエッチング装置の概略全体断面図である。
【図２】図１のウエットエッチング装置の処理部の構造を示す部分構成図である。
【図３】超音波振動子から基板へのエッチング液の噴射方向を示す側面図である。
【図４】エッチング液の噴射方向のその他の例を示す正面図である。
【図５】エッチング液の噴射方向のその他の例を示す正面図である。
【図６】図５の上面図である。
【図７】図６の変更例を示す図である。
【図８】従来のウエットエッチング装置の概略全体断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
「ウエットエッチング方法」
本発明のウエットエッチング方法は、
基板上に形成された少なくとも１層の膜をウエットエッチングする処理工程と、
前記処理工程を終えた前記基板を水洗する水洗工程と、
前記水洗工程を終えた前記基板を乾燥する乾燥工程とを備えたウエットエッチング方法であって、
前記処理工程と前記水洗工程との間に、超音波を印加したエッチング液を前記基板に噴射する超音波液噴射工程を実施するものである。
【００１４】
[ウエットエッチング装置の一実施形態]
図面を参照して、本発明に係る一実施形態のウエットエッチング装置、及びこれ用いたウエットエッチング方法について説明する。
図１は本実施形態のウエットエッチング装置の概略全体断面図である。図２は処理部の構造を示す部分構成図である。図３は超音波振動子から基板へのエッチング液の噴射方向を示す側面図である。
これらの図において、各構成要素の図示は実際のものとは異ならせて簡略化してある。
【００１５】
図１に示すように、本実施形態のウエットエッチング装置１０１は、基板Ａの導入側から、ローダ部１、処理部２、水洗部３、乾燥部４、及びアンローダ部５が連続して配設された構成を有している。装置全体に基板Ａを搬送する搬送コンベア６（搬送手段）が配設されている。図中、符号Ｂは基板の搬送方向を示している。
【００１６】
図２に示すように、処理部２内の上部には、搬送コンベア６によって搬送される基板Ａに向けてエッチング液を散布するエッチング液ノズル７が配設されている。エッチング液ノズル７にはエッチング液循環タンク１０が接続されており、エッチング液循環ポンプ１１によってエッチング液循環タンク１０内のエッチング液がエッチング液ノズル７に供給される。処理部２で使用されたエッチング液はエッチング液循環タンク１０に戻り、再使用される。
【００１７】
本実施形態では、処理部２内の出口付近に、ウエットエッチングに用いるエッチング液と同一のエッチング液に超音波を印加して基板Ａに噴射する超音波振動子（超音波液噴射手段）９が設けられている。
図中、超音波振動子９から噴射されるエッチング液に符号ＥＬを付してある。
超音波振動子９にはエッチング液循環タンク１０が接続されており、エッチング液循環ポンプ１１によってエッチング液循環タンク１０内のエッチング液が超音波振動子９に供給される。
超音波振動子９から処理部２内に供給されたエッチング液は、エッチング液ノズル７から処理部２内に供給されたエッチング液と同様、エッチング液循環タンク１０に戻り、再使用される。
処理部２において、超音波振動子９の後段には、基板Ａに付着したエッチング液を液切りする液切りエアナイフ１２が配設されている。
【００１８】
図１に示すように、水洗部３内の搬送コンベア６の上方及び下方には、搬送コンベア６によって搬送される基板Ａに向けて水洗液を散布する水洗液ノズル８ａ、８ｂが配設されている。水洗液としては、水、又は、水を主成分として界面活性剤等の任意成分を含むものが使用できる。
乾燥部４には、搬送コンベア６によって搬送される基板Ａに向けて、エア又は不活性ガス等の乾燥ガスを噴出する乾燥用のエアナイフ（図示略）が配設されている。
【００１９】
本実施形態では、ローダ部１に導入された基板Ａは処理部２でウエットエッチング処理を受け（処理工程）、液切エアナイフ１２によりエッチング液が適度に切られた後、水洗部３で水洗され（水洗工程）、乾燥部４で乾燥され（乾燥工程）、アンローダ部５から装置外に導出される。
本実施形態では、これらの一連の工程の間に、より具体的には、処理部２でのウエットエッチング処理工程と水洗部３での水洗工程との間に、超音波を印加したエッチング液ＥＬを基板Ａに噴射する超音波液噴射工程を実施することができる。
本実施形態では、超音波液噴射工程で用いるエッチング液ＥＬを処理工程で用いるエッチング液と同一としているが、非同一でも構わない。
【００２０】
もともとエッチング液は処理対象の膜の成分を除去する成分を含んでいるので、エッチング液を基板Ａに噴射することで、エッチング液の成分による化学的作用と噴射による物理的作用によって、基板Ａに付着した微結晶等の膜の残渣を効果的に取り除くことができる。さらに、本実施形態では、エッチング液に超音波を印加しているので、基板Ａに付着した微結晶等の膜の残渣を超音波によって揺さぶり浮き上がらせることができ、残渣の物理的除去効果を高めることができる。
また、エッチング液中に浮き上がらせた残渣には、エッチング液に含まれる界面活性剤による再付着防止作用が効率的に働き、基板Ａへの再付着が抑制される。
したがって、本実施形態の装置及び方法によれば、処理工程と水洗工程との間に、超音波を印加したエッチング液によって基板Ａに付着した微結晶等の膜の残渣を効果的に取り除くことができる。
【００２１】
以上の理由から、本実施形態の装置及び方法によれば、水洗工程時に超音波を印加するよりも、効果的に基板Ａに付着した微結晶等の膜の残渣を効果的に取り除くことができる。
本実施形態では、水洗工程時の超音波印加は必須ではないが、水洗時に超音波を印加して水洗効率を高めても構わない。
【００２２】
本実施形態では、処理部２を通過中の基板Ａに対して、処理部２で用いるのと同一または非同一のエッチング液を用いて超音波洗浄を行うので、残渣除去用に別に処理部を設ける必要がなく、既存の処理部２の改造で対応ができ、他の工程への影響もなく、従来の装置及び方法を大きく変えることなく低コストに対応可能である。
【００２３】
本実施形態の装置及び方法は、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）膜等の酸化物導電膜用として好適に用いることができる。
【００２４】
超音波振動子９としては特に制限されず、キャビテーションが発生しない領域の周波数を用いるメガソニックタイプでも良いし、キャビテーションが発生する領域の周波数を用いる投げ込み式でも良い。
ただし、基板Ａへのダメージが少なく、構造がシンプルであり装置全体の設計が大掛かりにならず、大型基板にも対応でき、既存装置への改造取付けが容易であるなどの理由から、キャビテーションが発生しない領域の周波数を用いるメガソニックタイプを用いることが好ましい。
【００２５】
超音波振動子９から基板Ａへのエッチング液ＥＬの噴射方向は特に制限されない。
超音波振動子９からの液噴射方向は、基板Ａの面方向に対して垂直方向Ｈからずれた斜め方向で、かつ、基板Ａの搬送方向Ｂの反対側に向けた方向であることが好ましい。かかる噴射方向とすることで、超音波振動子９から基板Ａへのエッチング液ＥＬの流下方向を一定にし、エッチング液ＥＬが滞留することを抑制することができ、基板Ａの面内処理均一性を向上させ、微結晶を効率的に除去することができる。
【００２６】
例えば、図２及び図３に示すように、超音波振動子９を傾斜させて配置することで、超音波振動子９の内部の液ノズル（図示略）が基板Ａの面方向に対して垂直方向Ｈからずれた斜め方向で、かつ、基板Ａの搬送方向Ｂの反対側に向けた方向とすることができる。図中、符号ＮＤは超音波振動子９の内部の液ノズルの軸方向を示している。基板Ａは方向Ｂに搬送されているので、超音波振動子９からの液噴射方向は、液ノズルの軸方向ＮＤと基板Ａの搬送方向に対して反対方向とを合わせたベクトル方向となる。
図示するように、エッチング液ＥＬは超音波振動子９から噴射されて後方に流されながら基板Ａに到達する。図中のエッチング液ＥＬの流れはイメージ図である。
【００２７】
超音波振動子９からの液噴射方向は、基板Ａの面方向に対して垂直方向Ｈからずれた斜め方向で、かつ、基板Ａの搬送方向Ｂに向けた方向でも良い。
ただし、基板Ａの搬送方向Ｂと、超音波振動子９からの液噴射方向の基板Ａに対して平行なベクトル方向とが互いに逆方向である方が、エッチング液ＥＬの基板Ａに対する衝突エネルギーが高くなり、残渣の除去効果が高まる。
【００２８】
超音波振動子９からの液噴射方向は、基板Ａの面方向に対して垂直方向Ｈからずれた斜め方向で、かつ、エッチング液ＥＬが基板Ａの一側端側から他側端側に向けて流れる方向であってもよい。
【００２９】
例えば図４に示すように、超音波振動子９の内部もしくは吐出口に流れを制御する少なくとも１個の斜めスリット９Ｓを設けることで、超音波振動子９からの液噴射方向ＬＤを、基板Ａの面方向に対して垂直方向Ｈからずれた斜め方向で、かつ、エッチング液ＥＬが基板Ａの一側端側から他側端側に向けて流れる方向とすることができる。
【００３０】
図４は、超音波振動子９及び基板Ａを搬送方向Ｂに対して前方から見た正面図である。図中、符号９Ｌは超音波振動子９の搬送方向Ｂに向かって左側端、符号９Ｒは搬送方向Ｂに向かって超音波振動子９の右側端を示している。図中、符号ＬＤは超音波振動子９からの液噴射方向を示している。
図示する例では、搬送方向Ｂに向かって左方から右方に横方向にエッチング液ＥＬが流れる場合について図示してあるが、エッチング液ＥＬの流下方向は逆方向（右方から左方）でも構わない。
搬送方向Ｂに向かって横方向にエッチング液ＥＬが流れる液噴射方向でも、エッチング液ＥＬの流れを一定方向に制御することができ、エッチング液ＥＬが滞留することを抑制することができ、基板Ａの面内処理均一性を向上させることができる。
【００３１】
基板Ａの大型化に伴って、基板Ａを、搬送方向Ｂに対して平行な一側端を他側端より高く傾斜させて搬送する場合がある。
例えば図５に示すように、基板Ａを、搬送方向Ｂに向かって左側端ＡＬを右側端ＡＲより高く傾斜させて搬送することができる（基板Ａの傾斜方向は逆でも構わない。）。
図５は、超音波振動子９及び基板Ａを搬送方向Ｂに対して前方から見た正面図である。図６は、超音波振動子９及び基板Ａの上面図である。図中、符号Ｎは超音波振動子９内の複数の液ノズルを示している。
図示例では、超音波振動子９の内部の液ノズルの軸方向ＮＤは、基板Ａの面方向に対して垂直方向と一致している。かかる構成では、超音波振動子９の液噴射方向ＬＤは、液ノズルの軸方向ＮＤと重力方向とを合わせたベクトル方向となる。
かかる構成では、図５及び図６に示すように、基板Ａの面内の処理均一性を高めるために、超音波振動子９内において、相対的に上側に位置する液ノズルＮのノズル径を相対的に下側に位置する液ノズルＮのノズル径より大きくすることが好ましい。
さらに、図７に示すように、基板Ａの面内の処理均一性を高めるために、超音波振動子９内において、相対的に上側に位置する液ノズルＮから吐出される液が相対的に下側に位置する液ノズルＮから吐出される液よりも先に基板Ａに到達するよう、複数の液ノズルＮの配置をずらすことがより好ましい。図７は図６に対応した上面図である。
【００３２】
以上説明したように、本実施形態によれば、エッチング残渣を良好に除去することが可能なウエットエッチング装置１０１及びこれを用いたウエットエッチング方法を提供することができる。
【００３３】
「設計変更」
本発明は上記実施形態に限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、設計変更可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１０１ ウエットエッチング装置
１ ローダ部
２ 処理部
３ 水洗部
４ 乾燥部
５ アンローダ部
６ 搬送コンベア
７ エッチング液ノズル
８ａ、８ｂ 水洗液ノズル
９ 超音波振動子（超音波液噴射手段）
９Ｌ 超音波振動子の左側端
９Ｒ 超音波振動子の右側端
１０ エッチング液循環タンク
１１ エッチング液循環ポンプ
１２ 液切りエアナイフ
Ａ 基板
ＡＬ 基板の左側端
ＡＲ 基板の左側端
Ｂ 基板の搬送方向
ＥＬ エッチング液
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエットエッチング方法及びウエットエッチング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
薄型の表示装置の１つである液晶ディスプレイが、携帯電話、携帯情報端末、テレビ、及びパソコンのディスプレイ等に広く利用されている。
液晶ディスプレイにおいては、バックライトの光は透過し、かつ、内部の液晶に電圧を印加する電極として、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）膜などの透光性を有する酸化物導電膜が不可欠となっている。
【０００３】
ＩＴＯ膜はエッチング工程を含むフォトリソグラフィ法によってパターニングされる。
従来、液晶デバイスにおけるＩＴＯ（ａ−ＩＴＯ）膜のエッチングは一般に、蓚酸系のエッチング液を用いたウエットエッチングにより行われている。
【０００４】
図８を参照して、従来のＩＴＯ膜のウエットエッチング装置の構成例について説明する。
図示するウエットエッチング装置１０２は、基板Ａの導入側から、ローダ部１、処理部２、水洗部３、乾燥部４、及びアンローダ部５が連続して配設された構成を有している。装置全体に基板Ａを搬送する搬送コンベア６が配設されている。図中、符号Ｂは基板の搬送方向を示している。
処理部２内の上部には、搬送コンベア６によって搬送される基板Ａに向けてエッチング液を散布するエッチング液ノズル７が配設されている。処理部２の出口付近には基板Ａに付着したエッチング液を液切りする液切りエアナイフ（図示略）が配設されている。
水洗部３内の搬送コンベア６の上方及び下方には、搬送コンベア６によって搬送される基板Ａに向けて水洗液を散布する水洗液ノズル８ａ、８ｂが配設されている。
乾燥部４には、搬送コンベア６によって搬送される基板Ａに向けて、エア又は不活性ガス等の乾燥ガスを噴出する乾燥用のエアナイフ（図示略）が配設されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公平８−１０６８３号公報
【特許文献２】特開平６−１４８６６０号公報
【特許文献３】特開２００３−３１５４０号公報
【特許文献４】特開２００３−２４３３５４号公報
【特許文献５】特許第３７９５８１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
エッチング処理後のＩＴＯ膜においては、本来エッチング除去されるべき部分に、微結晶化した残渣が残る場合がある（特許文献２の段落０００３〜０００７を参照。）
理由は定かではないが、ＳｉＮ膜等からなる下地との界面において、ファンデワールス力あるいはゼータ電位等によって、下地と微結晶ＩＴＯとが引き合って、微結晶ＩＴＯが残渣として留まると推測される。微結晶化した残渣は、水洗のみでは充分に除去することが難しい。微結晶ＩＴＯの残渣は電極間ショートなど歩留まり低下の原因となり得る。
特許文献１〜４には、水洗時に超音波を印加する超音波水洗によりエッチング残渣を除去する装置あるいは方法が提案されている（特許文献１の請求項２、特許文献２の請求項３、特許文献３の請求項１３、及び特許文献４の請求項７）。
微結晶ＩＴＯの残渣は、エッチング処理後の水洗処理時において超音波水洗を行うだけでは、充分に除去できない場合がある。
微結晶ＩＴＯの残渣をブラシ等による物理的に除去する方法が考えられるが、かき集められた微結晶が紐状等の塊りとなって残り、電極間ショートの問題をより大きくしてしまう恐れがある。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、エッチング残渣を良好に除去することが可能なウエットエッチング方法及びウエットエッチング装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のウエットエッチング方法は、
基板上に形成された少なくとも１層の膜をウエットエッチングする処理工程と、
前記処理工程を終えた前記基板を水洗する水洗工程と、
前記水洗工程を終えた前記基板を乾燥する乾燥工程とを備えたウエットエッチング方法であって、
前記処理工程と前記水洗工程との間に、超音波を印加したエッチング液を前記基板に噴射する超音波液噴射工程を実施するものである。
【０００９】
本発明のウエットエッチング装置は、
基板上に形成された少なくとも１層の膜をウエットエッチングする処理部と、
前記処理部による処理を終えた前記基板を水洗する水洗部と、
前記水洗部による水洗を終えた前記基板を乾燥する乾燥部とを備えたウエットエッチング装置であって、
前記処理部内に、超音波を印加したエッチング液を前記ウエットエッチング終了後の前記基板に噴射する超音波液噴射手段を備えたものである。
【００１０】
本発明において、超音波液噴射工程で用いるエッチング液は、処理工程で用いるエッチング液と同一でも非同一でも良く、同一であることが好ましい。
本発明において、「水洗」には、水、若しくは水に界面活性剤等の洗浄剤を添加したものによる洗浄が含まれるものとする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、エッチング残渣を良好に除去することが可能なウエットエッチング方法及びウエットエッチング装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る一実施形態のウエットエッチング装置の概略全体断面図である。
【図２】図１のウエットエッチング装置の処理部の構造を示す部分構成図である。
【図３】超音波振動子から基板へのエッチング液の噴射方向を示す側面図である。
【図４】エッチング液の噴射方向のその他の例を示す正面図である。
【図５】エッチング液の噴射方向のその他の例を示す正面図である。
【図６】図５の上面図である。
【図７】図６の変更例を示す図である。
【図８】従来のウエットエッチング装置の概略全体断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
「ウエットエッチング方法」
本発明のウエットエッチング方法は、
基板上に形成された少なくとも１層の膜をウエットエッチングする処理工程と、
前記処理工程を終えた前記基板を水洗する水洗工程と、
前記水洗工程を終えた前記基板を乾燥する乾燥工程とを備えたウエットエッチング方法であって、
前記処理工程と前記水洗工程との間に、超音波を印加したエッチング液を前記基板に噴射する超音波液噴射工程を実施するものである。
【００１４】
[ウエットエッチング装置の一実施形態]
図面を参照して、本発明に係る一実施形態のウエットエッチング装置、及びこれ用いたウエットエッチング方法について説明する。
図１は本実施形態のウエットエッチング装置の概略全体断面図である。図２は処理部の構造を示す部分構成図である。図３は超音波振動子から基板へのエッチング液の噴射方向を示す側面図である。
これらの図において、各構成要素の図示は実際のものとは異ならせて簡略化してある。
【００１５】
図１に示すように、本実施形態のウエットエッチング装置１０１は、基板Ａの導入側から、ローダ部１、処理部２、水洗部３、乾燥部４、及びアンローダ部５が連続して配設された構成を有している。装置全体に基板Ａを搬送する搬送コンベア６（搬送手段）が配設されている。図中、符号Ｂは基板の搬送方向を示している。
【００１６】
図２に示すように、処理部２内の上部には、搬送コンベア６によって搬送される基板Ａに向けてエッチング液を散布するエッチング液ノズル７が配設されている。エッチング液ノズル７にはエッチング液循環タンク１０が接続されており、エッチング液循環ポンプ１１によってエッチング液循環タンク１０内のエッチング液がエッチング液ノズル７に供給される。処理部２で使用されたエッチング液はエッチング液循環タンク１０に戻り、再使用される。
【００１７】
本実施形態では、処理部２内の出口付近に、ウエットエッチングに用いるエッチング液と同一のエッチング液に超音波を印加して基板Ａに噴射する超音波振動子（超音波液噴射手段）９が設けられている。
図中、超音波振動子９から噴射されるエッチング液に符号ＥＬを付してある。
超音波振動子９にはエッチング液循環タンク１０が接続されており、エッチング液循環ポンプ１１によってエッチング液循環タンク１０内のエッチング液が超音波振動子９に供給される。
超音波振動子９から処理部２内に供給されたエッチング液は、エッチング液ノズル７から処理部２内に供給されたエッチング液と同様、エッチング液循環タンク１０に戻り、再使用される。
処理部２において、超音波振動子９の後段には、基板Ａに付着したエッチング液を液切りする液切りエアナイフ１２が配設されている。
【００１８】
図１に示すように、水洗部３内の搬送コンベア６の上方及び下方には、搬送コンベア６によって搬送される基板Ａに向けて水洗液を散布する水洗液ノズル８ａ、８ｂが配設されている。水洗液としては、水、又は、水を主成分として界面活性剤等の任意成分を含むものが使用できる。
乾燥部４には、搬送コンベア６によって搬送される基板Ａに向けて、エア又は不活性ガス等の乾燥ガスを噴出する乾燥用のエアナイフ（図示略）が配設されている。
【００１９】
本実施形態では、ローダ部１に導入された基板Ａは処理部２でウエットエッチング処理を受け（処理工程）、液切エアナイフ１２によりエッチング液が適度に切られた後、水洗部３で水洗され（水洗工程）、乾燥部４で乾燥され（乾燥工程）、アンローダ部５から装置外に導出される。
本実施形態では、これらの一連の工程の間に、より具体的には、処理部２でのウエットエッチング処理工程と水洗部３での水洗工程との間に、超音波を印加したエッチング液ＥＬを基板Ａに噴射する超音波液噴射工程を実施することができる。
本実施形態では、超音波液噴射工程で用いるエッチング液ＥＬを処理工程で用いるエッチング液と同一としているが、非同一でも構わない。
【００２０】
もともとエッチング液は処理対象の膜の成分を除去する成分を含んでいるので、エッチング液を基板Ａに噴射することで、エッチング液の成分による化学的作用と噴射による物理的作用によって、基板Ａに付着した微結晶等の膜の残渣を効果的に取り除くことができる。さらに、本実施形態では、エッチング液に超音波を印加しているので、基板Ａに付着した微結晶等の膜の残渣を超音波によって揺さぶり浮き上がらせることができ、残渣の物理的除去効果を高めることができる。
また、エッチング液中に浮き上がらせた残渣には、エッチング液に含まれる界面活性剤による再付着防止作用が効率的に働き、基板Ａへの再付着が抑制される。
したがって、本実施形態の装置及び方法によれば、処理工程と水洗工程との間に、超音波を印加したエッチング液によって基板Ａに付着した微結晶等の膜の残渣を効果的に取り除くことができる。
【００２１】
以上の理由から、本実施形態の装置及び方法によれば、水洗工程時に超音波を印加するよりも、効果的に基板Ａに付着した微結晶等の膜の残渣を効果的に取り除くことができる。
本実施形態では、水洗工程時の超音波印加は必須ではないが、水洗時に超音波を印加して水洗効率を高めても構わない。
【００２２】
本実施形態では、処理部２を通過中の基板Ａに対して、処理部２で用いるのと同一または非同一のエッチング液を用いて超音波洗浄を行うので、残渣除去用に別に処理部を設ける必要がなく、既存の処理部２の改造で対応ができ、他の工程への影響もなく、従来の装置及び方法を大きく変えることなく低コストに対応可能である。
【００２３】
本実施形態の装置及び方法は、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）膜等の酸化物導電膜用として好適に用いることができる。
【００２４】
超音波振動子９としては特に制限されず、キャビテーションが発生しない領域の周波数を用いるメガソニックタイプでも良いし、キャビテーションが発生する領域の周波数を用いる投げ込み式でも良い。
ただし、基板Ａへのダメージが少なく、構造がシンプルであり装置全体の設計が大掛かりにならず、大型基板にも対応でき、既存装置への改造取付けが容易であるなどの理由から、キャビテーションが発生しない領域の周波数を用いるメガソニックタイプを用いることが好ましい。
【００２５】
超音波振動子９から基板Ａへのエッチング液ＥＬの噴射方向は特に制限されない。
超音波振動子９からの液噴射方向は、基板Ａの面方向に対して垂直方向Ｈからずれた斜め方向で、かつ、基板Ａの搬送方向Ｂの反対側に向けた方向であることが好ましい。かかる噴射方向とすることで、超音波振動子９から基板Ａへのエッチング液ＥＬの流下方向を一定にし、エッチング液ＥＬが滞留することを抑制することができ、基板Ａの面内処理均一性を向上させ、微結晶を効率的に除去することができる。
【００２６】
例えば、図２及び図３に示すように、超音波振動子９を傾斜させて配置することで、超音波振動子９の内部の液ノズル（図示略）が基板Ａの面方向に対して垂直方向Ｈからずれた斜め方向で、かつ、基板Ａの搬送方向Ｂの反対側に向けた方向とすることができる。図中、符号ＮＤは超音波振動子９の内部の液ノズルの軸方向を示している。基板Ａは方向Ｂに搬送されているので、超音波振動子９からの液噴射方向は、液ノズルの軸方向ＮＤと基板Ａの搬送方向に対して反対方向とを合わせたベクトル方向となる。
図示するように、エッチング液ＥＬは超音波振動子９から噴射されて後方に流されながら基板Ａに到達する。図中のエッチング液ＥＬの流れはイメージ図である。
【００２７】
超音波振動子９からの液噴射方向は、基板Ａの面方向に対して垂直方向Ｈからずれた斜め方向で、かつ、基板Ａの搬送方向Ｂに向けた方向でも良い。
ただし、基板Ａの搬送方向Ｂと、超音波振動子９からの液噴射方向の基板Ａに対して平行なベクトル方向とが互いに逆方向である方が、エッチング液ＥＬの基板Ａに対する衝突エネルギーが高くなり、残渣の除去効果が高まる。
【００２８】
超音波振動子９からの液噴射方向は、基板Ａの面方向に対して垂直方向Ｈからずれた斜め方向で、かつ、エッチング液ＥＬが基板Ａの一側端側から他側端側に向けて流れる方向であってもよい。
【００２９】
例えば図４に示すように、超音波振動子９の内部もしくは吐出口に流れを制御する少なくとも１個の斜めスリット９Ｓを設けることで、超音波振動子９からの液噴射方向ＬＤを、基板Ａの面方向に対して垂直方向Ｈからずれた斜め方向で、かつ、エッチング液ＥＬが基板Ａの一側端側から他側端側に向けて流れる方向とすることができる。
【００３０】
図４は、超音波振動子９及び基板Ａを搬送方向Ｂに対して前方から見た正面図である。図中、符号９Ｌは超音波振動子９の搬送方向Ｂに向かって左側端、符号９Ｒは搬送方向Ｂに向かって超音波振動子９の右側端を示している。図中、符号ＬＤは超音波振動子９からの液噴射方向を示している。
図示する例では、搬送方向Ｂに向かって左方から右方に横方向にエッチング液ＥＬが流れる場合について図示してあるが、エッチング液ＥＬの流下方向は逆方向（右方から左方）でも構わない。
搬送方向Ｂに向かって横方向にエッチング液ＥＬが流れる液噴射方向でも、エッチング液ＥＬの流れを一定方向に制御することができ、エッチング液ＥＬが滞留することを抑制することができ、基板Ａの面内処理均一性を向上させることができる。
【００３１】
基板Ａの大型化に伴って、基板Ａを、搬送方向Ｂに対して平行な一側端を他側端より高く傾斜させて搬送する場合がある。
例えば図５に示すように、基板Ａを、搬送方向Ｂに向かって左側端ＡＬを右側端ＡＲより高く傾斜させて搬送することができる（基板Ａの傾斜方向は逆でも構わない。）。
図５は、超音波振動子９及び基板Ａを搬送方向Ｂに対して前方から見た正面図である。図６は、超音波振動子９及び基板Ａの上面図である。図中、符号Ｎは超音波振動子９内の複数の液ノズルを示している。
図示例では、超音波振動子９の内部の液ノズルの軸方向ＮＤは、基板Ａの面方向に対して垂直方向と一致している。かかる構成では、超音波振動子９の液噴射方向ＬＤは、液ノズルの軸方向ＮＤと重力方向とを合わせたベクトル方向となる。
かかる構成では、図５及び図６に示すように、基板Ａの面内の処理均一性を高めるために、超音波振動子９内において、相対的に上側に位置する液ノズルＮのノズル径を相対的に下側に位置する液ノズルＮのノズル径より大きくすることが好ましい。
さらに、図７に示すように、基板Ａの面内の処理均一性を高めるために、超音波振動子９内において、相対的に上側に位置する液ノズルＮから吐出される液が相対的に下側に位置する液ノズルＮから吐出される液よりも先に基板Ａに到達するよう、複数の液ノズルＮの配置をずらすことがより好ましい。図７は図６に対応した上面図である。
【００３２】
以上説明したように、本実施形態によれば、エッチング残渣を良好に除去することが可能なウエットエッチング装置１０１及びこれを用いたウエットエッチング方法を提供することができる。
【００３３】
「設計変更」
本発明は上記実施形態に限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、設計変更可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１０１ ウエットエッチング装置
１ ローダ部
２ 処理部
３ 水洗部
４ 乾燥部
５ アンローダ部
６ 搬送コンベア
７ エッチング液ノズル
８ａ、８ｂ 水洗液ノズル
９ 超音波振動子（超音波液噴射手段）
９Ｌ 超音波振動子の左側端
９Ｒ 超音波振動子の右側端
１０ エッチング液循環タンク
１１ エッチング液循環ポンプ
１２ 液切りエアナイフ
Ａ 基板
ＡＬ 基板の左側端
ＡＲ 基板の左側端
Ｂ 基板の搬送方向
ＥＬ エッチング液
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された少なくとも１層の膜をウエットエッチングする処理工程と、
前記処理工程を終えた前記基板を水洗する水洗工程と、
前記水洗工程を終えた前記基板を乾燥する乾燥工程とを備えたウエットエッチング方法であって、
前記処理工程と前記水洗工程との間に、超音波を印加したエッチング液を前記基板に噴射する超音波液噴射工程を実施するウエットエッチング方法。
【請求項２】
前記超音波液噴射工程において、前記基板への前記エッチング液の噴射方向を、前記基板の面方向に対して垂直方向からずれた斜め方向で、かつ、前記基板の搬送方向の反対側に向けた方向とする請求項１に記載のウエットエッチング方法。
【請求項３】
前記超音波液噴射工程において、前記エッチング液が前記基板の搬送方向に対して平行な一側端側から前記他側端側に向けて流れるように、前記エッチング液を前記基板に噴射する請求項１に記載のウエットエッチング方法。
【請求項４】
酸化物導電膜用である請求項１〜３のいずれかに記載のウエットエッチング方法。
【請求項５】
基板上に形成された少なくとも１層の膜をウエットエッチングする処理部と、
前記処理部による処理を終えた前記基板を水洗する水洗部と、
前記水洗部による水洗を終えた前記基板を乾燥する乾燥部とを備えたウエットエッチング装置であって、
前記処理部内に、超音波を印加したエッチング液を前記ウエットエッチング終了後の前記基板に噴射する超音波液噴射手段を備えたウエットエッチング装置。
【請求項６】
前記超音波印加手段から前記基板への前記エッチング液の噴射方向が、前記基板の面方向に対して垂直方向からずれた斜め方向で、かつ、前記基板の搬送方向の反対側に向けた方向である請求項５に記載のウエットエッチング装置。
【請求項７】
前記超音波液噴射手段から噴射される前記エッチング液が前記基板の搬送方向に対して平行な一側端側から他側端側に向けて流れるように、前記超音波印加手段が配置された請求項５に記載のウエットエッチング装置。
【請求項８】
酸化物導電膜用である請求項５〜７のいずれかに記載のウエットエッチング装置。
【請求項１】
基板上に形成された少なくとも１層の膜をウエットエッチングする処理工程と、
前記処理工程を終えた前記基板を水洗する水洗工程と、
前記水洗工程を終えた前記基板を乾燥する乾燥工程とを備えたウエットエッチング方法であって、
前記処理工程と前記水洗工程との間に、超音波を印加したエッチング液を前記基板に噴射する超音波液噴射工程を実施するウエットエッチング方法。
【請求項２】
前記超音波液噴射工程において、前記基板への前記エッチング液の噴射方向を、前記基板の面方向に対して垂直方向からずれた斜め方向で、かつ、前記基板の搬送方向の反対側に向けた方向とする請求項１に記載のウエットエッチング方法。
【請求項３】
前記超音波液噴射工程において、前記エッチング液が前記基板の搬送方向に対して平行な一側端側から前記他側端側に向けて流れるように、前記エッチング液を前記基板に噴射する請求項１に記載のウエットエッチング方法。
【請求項４】
酸化物導電膜用である請求項１〜３のいずれかに記載のウエットエッチング方法。
【請求項５】
基板上に形成された少なくとも１層の膜をウエットエッチングする処理部と、
前記処理部による処理を終えた前記基板を水洗する水洗部と、
前記水洗部による水洗を終えた前記基板を乾燥する乾燥部とを備えたウエットエッチング装置であって、
前記処理部内に、超音波を印加したエッチング液を前記ウエットエッチング終了後の前記基板に噴射する超音波液噴射手段を備えたウエットエッチング装置。
【請求項６】
前記超音波印加手段から前記基板への前記エッチング液の噴射方向が、前記基板の面方向に対して垂直方向からずれた斜め方向で、かつ、前記基板の搬送方向の反対側に向けた方向である請求項５に記載のウエットエッチング装置。
【請求項７】
前記超音波液噴射手段から噴射される前記エッチング液が前記基板の搬送方向に対して平行な一側端側から他側端側に向けて流れるように、前記超音波印加手段が配置された請求項５に記載のウエットエッチング装置。
【請求項８】
酸化物導電膜用である請求項５〜７のいずれかに記載のウエットエッチング装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１７８５００（Ｐ２０１２−１７８５００Ａ）
【公開日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４１３６８（Ｐ２０１１−４１３６８）
【出願日】平成２３年２月２８日（２０１１．２．２８）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２８日（２０１１．２．２８）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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