(57)【要約】【課題】エッチング処理時に基板を保持することように構成されたエッチング用回転治具およびエッチング装置を提供する。【解決手段】エッチング用回転治具は、エッチング処理されるべきガラス基板５０を保持するように構成され、回転体１２とシャフト１６を備えている。回転体１２は、ガラス基板５０に対してエッチング液を噴射するエッチングチャンバ１４の近傍に配置されており、複数の基板取付面を有する断面視多角形状を呈している。シャフト１６は、回転体１２を回転自在に軸支し、一部の基板取付面のみがエッチングチャンバ１４にさらされるように回転体１２を支持するように構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エッチング処理されるべき基板を保持するように構成されたエッチング用回転治具であって、
前記基板に対してエッチング液を噴射するように構成されたエッチングチャンバの近傍に配置された、複数の基板取付面を有する断面視多角形状の回転治具本体と、
前記回転治具本体を回転自在に軸支する支持手段と、
を備え、
前記支持手段は、一部の基板取付面のみが前記エッチングチャンバにさらされるように前記回転治具本体を支持することを特徴とするエッチング用回転治具。
【請求項２】
前記回転治具本体の回転速度を調整するように構成された回転速度調整手段をさらに備えた請求項１に記載のエッチング用回転治具。
【請求項３】
請求項１または２に記載のエッチング用回転治具と、
前記基板取付面に対してエッチング液を噴射するように構成されたエッチングチャンバと、
回転方向における前記エッチングチャンバの下流に配置され、前記基板取付面に対して洗浄液を噴射する洗浄チャンバと、
を備えたエッチング装置。
【請求項４】
前記エッチング用回転治具の回転角度を制御するように構成された回転角度制御手段をさらに備えた請求項３に記載のエッチング装置。
【請求項５】
回転方向における前記洗浄チャンバの下流に配置され、前記基板取付面に対してエアを噴射する乾燥手段をさらに備えた請求項３または４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、エッチング処理する際に被処理基板を保持するために使用される回転治具およびエッチング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ等のフラットパネルディスプレイやディスプレイを保護するためのカバーガラス等に用いられるガラス基板は、従来から薄型化の要請が強く存在する。ガラス基板を薄型化する方法としては、ガラス基板をエッチング液と接触させるウェットエッチング処理が一般的に採用されている。
【０００３】
ウェットエッチング処理は、枚葉式エッチングと浸漬式エッチングに大別することができる。枚葉式エッチングは、搬送されているガラス基板に対してスプレイ機構等を用いてエッチング液を噴射する方式である。浸漬式エッチングは、複数のガラス基板が保持された治具を、エッチング液が収容されたエッチング槽に浸漬することによって処理する方式である。特に、枚葉式エッチングは、浸漬式エッチングよりも大型のガラス基板のエッチングに有利とされており、近年では枚葉式エッチングの需要が増大している。
【０００４】
枚葉式のエッチング装置としては、水平方向に搬送されるガラス基板に対して上下方向からエッチング液を噴射する機構を有するものが存在する（例えば、特許文献１参照。）。枚葉式のエッチング装置は、ディップ式装置よりも大型のガラス基板を精度良く加工することが可能であるとされていた。また、枚葉式のエッチング装置は、ガラス基板の下面を搬送機構で保持しているため、エッチング処理中に被処理基板の板厚が減少しても、安定して処理することが可能であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】再公表特許２０１３‐１１８８６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ガラス基板の要求板厚が薄くなるにしたがって、上記のようなエッチング装置でも対応が困難になることがあった。特に、エッチング処理によって板厚が減少したガラス基板は、搬送中に撓みやすくなってしまい、破損するおそれがあった。例えば、板厚が１００μｍ以下まで薄型化されたガラス基板はエッチング中に撓んでしまうことで、搬送ローラの間に落下する等の不具合が生じてしまい、搬送が困難になる。
【０００７】
また、板厚を薄くするためにエッチング量が多くなると、板厚のばらつきが生じることがある。特に、要求板厚が薄くなるほど、板厚のばらつきの影響度が大きくなるため、均一な板厚になるようなエッチング処理が求められている。例えば、従来であれば、５０μｍ程度の板厚誤差は許容されていたが、ガラス基板の要求板厚が１００μｍ以下になると、板厚誤差を２０μｍ以下に抑えることを求められることもある。板厚精度を向上させるためには、ガラス基板の片面からのみでエッチングする方が好ましいが、従来のエッチング装置で片面エッチングを行おうとすると、非エッチング面の保護工程等が必要となり、作業効率が低下してしまう。
【０００８】
本発明の目的は、エッチング処理によって薄型化された基板であっても好適に保持することが可能なエッチング用回転治具およびエッチング装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るエッチング用回転治具は、エッチング処理されるべき基板を保持するように構成され、回転治具本体と支持手段を備えている。回転治具本体は、基板に対してエッチング液を噴射するエッチングチャンバの近傍に配置されており、複数の基板取付面を有する断面視多角形状を呈している。支持手段は、回転治具本体を回転自在に軸支し、一部の基板取付面のみがエッチングチャンバにさらされるように回転治具本体を支持するように構成される。
【００１０】
回転治具本体で基板を保持することによって、基板がエッチングチャンバにさらされる時間をコントロールすることが容易になり、エッチング量のばらつきが抑制される。また、本発明の構成では、基板の片面のみがエッチングされるので、両面からのエッチング処理と比較して、板厚のばらつきをより軽減することが可能になる。さらに、回転治具本体で基板を保持するように構成されているため、基板の板厚が薄くなって、強度が低下したとして、撓みや破損のおそれはほとんどない。
【００１１】
また、回転治具本体の回転速度を調整するように構成された回転速度調整手段をさらに備えることが好ましい。回転速度調整手段を有することにより、基板にエッチング液が噴射される時間を容易に調節することが可能になり、基板の板厚のコントロールが容易になる。回転速度調整手段の一例としては、回転治具本体を回転させる駆動部に対して回転数を調整するパルス制御等を実行する制御機構を配置すれば良い。
【００１２】
また、本発明は上記エッチング用回転治具を用いたエッチング装置を含んでいる。  エッチング装置は、回転用治具、エッチングチャンバおよび洗浄チャンバを含む。洗浄チャンバは、回転治具の回転方向におけるエッチングチャンバの下流に配置され、基板取付面に対して洗浄液を噴射するように構成される。このエッチング装置は、回転治具が一回転する間にエッチング処理および洗浄処理を連続的に行うことができるので、作業効率を向上させることが可能になる。
【００１３】
また、エッチング装置は、回転治具の回転角度を制御する回転角度制御手段をさらに備えることが好ましい。回転角度制御手段の一例としては、ステッピングモータが挙げられる。ステッピングモータは、パルス制御により容易に回転治具本体の回転角度を調整することができる。
【００１４】
また、エッチング装置は、回転方向における洗浄チャンバの下流に配置される乾燥手段としてエアナイフをさらに備えることが好ましい。エアナイフを使用することで、ガラス基板の乾燥を非接触で行うことができるので、強度が低下したガラス基板であっても好適に乾燥処理を行うことができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、エッチング処理において薄型化された基板であっても好適に保持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】エッチング装置の構成を示す図である。
【図２】回転体の構成を示す図である。
【図３】ガラス基板の保持機構の他の実施形態を示す図である。
【図４】エッチング装置の他の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
ここから、図面を用いて本発明の一実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るエッチング装置１０の概略を示す図である。エッチング装置１０は、回転体１２およびエッチングチャンバ１４を備えている。回転体１２は、断面六角形状を呈しており、その外周面にエッチングすべきガラス基板５０を保持するように構成されている。回転体１２は、少なくともフッ酸に耐性を有する樹脂で成形されており、使用される樹脂の一例としては、フッ素系樹脂、塩化ビニル等が挙げられる。回転体１２は、中央部において長さ方向（軸方向）に沿って貫通するシャフト１６を有している。シャフト１６は、端部が不図示の駆動モータに接続されており、回転体１２は、駆動モータからの動力によって回転するように構成される。
【００１８】
回転体１２は、図２に示すように、外周面の長さ方向（軸方向）に沿って複数のガラス基板５０を保持することが可能である。ガラス基板５０は、回転体１２の外周面のうち一面に貼り付けるように構成される。ガラス基板５０は、回転体１２の内部に設けられている吸着装置を用いて一方の主面を外周面に貼り付くようにして保持されている。ガラス基板５０の構成に特に限定はないが、貼り付け面からガラス基板５０がはみ出さないようなサイズであることが好ましい。エッチング装置１０は、ガラス基板５０の一方の主面のみをエッチングするように構成されているため、ガラス基板５０を保持する際は、一方の主面の全域が回転体１２の外周面に密着している必要がある。万が一、ガラス基板５０の貼り付け面が、エッチングされてしまう場合には、保護フィルム等を被覆することによって貼り付け面を保護しても良い。回転体１２へのガラス基板５０の貼り付けおよび取り外しを行う際は、ロボットアーム３０を用いて行われる。
【００１９】
ロボットアーム３０は、その先端部に吸着パッド３２を備えている。吸着パッド３２は、ガラス基板５０の主面に傷つけないような弾性体で構成されており、ガラス基板５０の主面に吸着することによってガラス基板５０を保持するように構成される。ガラス基板５０は、回転体１２の取付面が水平状態の際に載置されることが好ましい。水平状態の外周面にガラス基板５０を配置することで、回転体１２に吸着されていない状態でもガラス基板５０が落下するということがなくなり、ガラス基板５０の取付作業が容易になる。
【００２０】
エッチングチャンバ１４は、ガラス基板５０に対してエッチング液を噴射する領域である。エッチング液は、少なくともフッ酸を含んでおり、その他にも無機酸や界面活性剤等のエッチング補助剤を含んでいても良い。エッチングチャンバ１４は、噴射ユニット１８を備えている。噴射ユニット１８は、送液配管２０に複数のノズル２２が取り付けられており、ノズル２２からエッチング液を噴射するように構成される。ノズル２２は、ガラス基板５０のエッチング面に対して均一にエッチング液を噴射することができるような間隔で送液配管２０に配置されている。
【００２１】
エッチングチャンバ１４は、噴射ユニット１８がガラス基板５０の下方からエッチング液を噴射できるように配置される。下方からエッチング液を噴射することで、ガラス基板５０に噴射されたエッチング液がガラス基板５０の表面に滞留することなく落下する。このため、エッチング反応の生成物であるスラッジがガラス基板５０に付着することを抑制できる。特に、噴射ユニット１８は、ガラス基板５０に対して垂直方向にエッチング液を噴射することが好ましい。垂直下方からエッチング液を噴射することで、エッチング面からの液切れ性が最も良くなるので、板厚精度が向上する。また、噴射ユニット１８を揺動させることによって、ガラス基板５０へのエッチング液の当たり方を均一にすることも可能である。
【００２２】
エッチング装置１０は、ガラス基板５０が外周面に保持された状態で回転体１２を連続的に回転させることによってエッチング処理が行われる。本実施形態では、回転体１２が図示時計回りに回転するように構成されており、ガラス基板５０は、エッチングチャンバ１４に投入されると、ガラス基板５０に対してエッチング液が噴射され、エッチングチャンバ１４を通過する間に薄型化処理が行われる。また、エッチングチャンバ１４は、隔壁２６によって区画されており、噴射されたエッチング液やフッ酸が気化したガスが周囲に拡散しないように構成されている。回転体１２の回転速度は、所望のエッチング量に応じて、適宜変更することが可能である。回転速度の調整は、例えばインバータモジュールを用いて行われている。シャフト１６に接続されている駆動モータにインバータモジュールから指示を送り、任意の回転速度に設定することができる。
【００２３】
ガラス基板５０は、エッチングチャンバ１４から搬出されると、エアナイフ２４によってエアが噴射されることによってエッチング液を除去し、ガラス基板５０の乾燥処理が行われる。エッチング処理が完了したガラス基板５０は、エッチングチャンバ１４以外の任意の領域で回転体１２から取り外される。取り外しを容易に行うためには、回転体１２の取付面が水平状態に保たれている際に、ガラス基板５０を回転体１２から取り外すことが好ましい。外周面を水平方向に保持することで、真空吸着が解除された場合にもガラス基板５０が外周面から落下することなく、取り外し作業を行うことが可能になる。
【００２４】
回転体１２を用いてエッチング処理することによって、常に一定速度でガラス基板５０を搬送させることができるので、ガラス基板５０のエッチング量の制御が容易になる。また、ガラス基板５０がエッチング処理によって薄型化されても、回転体１２がガラス基板５０の全面を保持しているため、エッチング処理中にガラス基板５０が撓んで破損するといったおそれもなく、安定して処理することが可能になる。また、回転体１２に対して治具等を使用せずに吸着させているため、治具との接触によるエッチングの不具合も発生するおそれはなく、均一なエッチングができる。なお、本実施形態は、ガラス基板のエッチング処理について説明したが、本発明はこれには限定されず、例えば、半導体のシリコン基板のエッチング処理等にも使用することが可能である。
【００２５】
また、回転体１２は、内部に配置された真空吸着機構を用いてガラス基板５０を保持していたが、ガラス基板の保持機構はこれには限定されず、例えば図３に示すようなガラス基板５０の端部を支持する支持溝３４が回転体１２に配置されていても良い。支持溝３４は、回転体１２の外周面において、ガラス基板５０の保持面の端部に配置されている。支持溝３４にガラス基板５０の両端をそれぞれ挿入することにより、ガラス基板５０を回転体１２の外周面に保持させることができる。ガラス基板５０の端部は、製品領域ではないため、支持溝３４に保持されることによりエッチング処理ができなかったとしても問題はない。
【００２６】
ここから、本発明の他の実施形態について図４を用いて説明する。図４は、本発明の一実施形態を示すエッチング装置１００の概略を示す図である。エッチング装置１００は、回転体１２の周囲に着脱部４０、前処理チャンバ４２、エッチングチャンバ４４、洗浄チャンバ４６および搬出部６８が回転体１２の回転方向に沿って配置されている。
【００２７】
着脱部４０は、回転体１２の外周面にガラス基板５０を載置するように構成される。ガラス基板５０の運搬は、上述の実施形態と同様にロボットアーム３０で行うことが可能であるが、作業員による手作業で行うことも可能である。外周面に載置されたガラス基板５０は、回転体１２からの真空吸着により、外周面に密着するように保持される。
【００２８】
前処理チャンバ４２は、回転体１２の回転方向において、着脱部４０の後方に配置されている。着脱部４０と前処理チャンバ４２は、隔壁２６によって分離されている。前処理チャンバ４２は、ガラス基板５０に対して前処理液を噴射するように構成される噴射ユニット１８を有している。噴射ユニット１８は、前述の実施形態と同様の構成であり、ガラス基板５０に対して下方から前処理液を噴射するように構成される。下方から前処理液を噴射することで、ガラス基板５０に噴射された前処理液はそのまま下方に落下するので、着脱部４０等の隣接する処理エリアに前処理液が侵入するのを抑制することが可能になる。なお、噴射ユニット１８の配置や数は適宜変更することができる。前処理液は、乾いた状態のガラス基板５０に対して直接エッチング液が触れることによって発生する白曇りの抑制等を目的として噴射される液であり、市水や硫酸等の無機酸等が使用される。
【００２９】
エッチングチャンバ４４は、回転体１２の回転方向において、前処理チャンバ４２の後方に配置される。エッチングチャンバ４４と前処理チャンバ４２は、隔壁２６によって分離されている。エッチングチャンバ４４は、噴射ユニット１８からガラス基板５０に対してエッチング液を噴射するように構成される。なお、前処理チャンバ４２と同様にエッチング液は、ガラス基板５０に対して下方から噴射することが好ましい。また、エッチングチャンバ４４は、特にガラス基板５０に対して垂直方向下方からエッチング液を噴射するように噴射ユニット１８が配置されることが好ましい。また、エッチング液を均一にガラス基板５０に噴射するために、噴射ユニット１８を揺動させても良い。
【００３０】
洗浄チャンバ４６は、回転体１２の回転方向において、エッチングチャンバ４４の後方に配置される。洗浄チャンバ４６とエッチングチャンバ４４は、隔壁によって分離されている。洗浄チャンバ４６は、ガラス基板５０に対して洗浄液を噴射する噴射ユニット１８を有している。噴射ユニット１８は、洗浄液をガラス基板５０に噴射することによって、ガラス基板５０からフッ素成分等のエッチング液由来の成分をガラス基板５０から除去するように構成される。洗浄液としては純水や市水を使用することができる。また、洗浄チャンバ４６も前処理チャンバ４２およびエッチングチャンバ４４と同様に、ガラス基板５０に対して下方から洗浄液を噴射するように構成される。
【００３１】
洗浄チャンバ４６の下流部には、ガラス基板５０に対してエアを噴射するエアナイフ２４が配置されている。エアナイフ２４は、ガラス基板５０に対してエアを噴射することで、ガラス基板５０に付着する洗浄液の水滴を除去するように構成される。
【００３２】
エッチング装置１００は、回転体１２が時計回りに回転する間に、各処理チャンバを通過することでエッチング処理が行われる。本実施形態において、回転体１２はステッピングモータによって駆動するように構成される。ステッピングモータは、パルス数やパルス幅に応じて、所定の回転角度や回転量で停止するように構成される。回転体１２の回転角度は、各処理チャンバ内にガラス基板５０の取付面が配置されるように調整される。また、前処理チャンバ４２、エッチングチャンバ４４および洗浄チャンバ４６は、同一の回転角度で回転体１２を回転させることで、チャンバ間の移動が行えるような大きさに調整されることが好ましい。各処理チャンバ内での処理は、回転体１２が停止した状態で処理が行われる。
【００３３】
各処理チャンバを区画する隔壁２６の先端部には、開閉シャッタ７０が配置されている。開閉シャッタ７０は、隔壁２６と平行方向にスライド自在に支持されている。開閉シャッタ７０は、各処理チャンバで処理が行われている間は、回転体１２側に向かってスライドし、各処理チャンバ間で処理液が混在することを抑制するように構成される。さらに、各処理チャンバでの処理が終わった後で回転体１２がステッピングモータの駆動により回転する際は、噴射ユニット１８から処理液の噴射が停止させた後に、開閉シャッタ７０が隔壁２６側にスライドするように構成される。開閉シャッタ７０がスライドすると、回転体１２があらかじめ設定された角度で回転し、ガラス基板５０は、隣接する処理チャンバにて処理が行われる。
【００３４】
各処理チャンバで処理されたガラス基板５０は、再び着脱部４０まで搬送されると、回転体１２から取り外される。ガラス基板５０を取り外す際は、真空吸着を解除した状態でロボットアーム３０にてガラス基板５０を運搬する。ガラス基板５０が取り外された面には、再び、エッチング処理されるガラス基板５０が配置される。
【００３５】
エッチング装置１００は、回転体１２に保持されたガラス基板５０が複数の処理チャンバを通過することによって、エッチング処理が行われる。また、回転体１２は、ステッピングモータの制御により各処理チャンバ内での処理時間を自在に制御することが可能になる。さらに、複数の処理チャンバを配置することで、ガラス基板５０を連続的に処理することができるので、作業効率を向上させることできる。
【００３６】
また、処理チャンバの配置やチャンバ数は、適宜変更することが可能であり、例えば洗浄チャンバをさらに追加しても良い。また、回転体１２は、断面視六角形のものを用いて説明したが、ガラス基板５０を保持できる多角形状を呈していれば、回転体の形状に特に制限はない。
【００３７】
上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００３８】
１０‐エッチング装置
１２‐回転体
１４‐エッチングチャンバ
１６‐シャフト
２２‐噴射ユニット
２４‐エアナイフ
２６‐隔壁
３０‐ロボットアーム
３２‐吸着パッド
３４‐支持溝
４０‐着脱部
４２‐前処理チャンバ
４４‐エッチングチャンバ
４６‐洗浄チャンバ
５０‐ガラス基板
７０‐開閉シャッタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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