(57)【要約】【課題】エッチャントによりガラス基板等の被加工物の表面を外周部を含めて目的とする形状に加工する表面加工方法の提供。【解決手段】加工ヘッドによりエッチャントを被加工物３の表面に供給し、吸引することにより、該加工ヘッドと被加工物との隙間に一定面積のエッチング領域をなすエッチャントの流路を形成し、該加工ヘッドを該被加工物に対して走査することで被加工物の表面を加工する際に、前記被加工物３の端に面位置を合わせて板部材５１を当接させる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工ヘッドによりエッチャントを被加工物の表面に供給し、吸引することにより、該加工ヘッドと被加工物との隙間に一定面積のエッチング領域をなすエッチャントの流路を形成し、該加工ヘッドと該被加工物とを、該エッチャント領域が前記被加工物の端を越える位置まで相対的に走査して被加工物の表面を加工する表面加工方法であって、
前記被加工物の端に面位置を合わせて板部材を当接させた状態で、前記加工ヘッドと前記被加工物とを相対的に走査させて加工することを特徴とする表面加工方法。
【請求項２】
前記被加工物と前記板材とが当接する箇所の表面を液密的にシールした状態で前記被加工物と前記加工ヘッドとを相対的に走査することを特徴とする請求項１に記載の表面加工方法。
【請求項３】
予め測定した前記被加工物の表面形状の測定データを基にして、前記被加工物と前記加工ヘッドとの相対走査速度を決定することを特徴とする請求項１または２に記載の表面加工方法。
【請求項４】
目的とする表面形状と一致するように前記測定データに基づいて前記相対走査速度を決定して平坦化加工を行うことを特徴とする請求項３に記載の表面加工方法。
【請求項５】
前記被加工物は、矩形平板形状の合成石英ガラスであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の表面加工方法。
【請求項６】
前記合成石英ガラスは、フォトマスク用のガラス基板であることを特徴とする請求項５に記載の表面加工方法。
【請求項７】
前記フォトマスク用のガラス基板は、１辺が３００ｍｍ角以上であることを特徴とする請求項６に記載の表面加工方法。
【請求項８】
前記被加工物は垂直姿勢に保持されて加工されることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の表面加工方法。
【請求項９】
加工ヘッドによりエッチャントを被加工物の表面に供給し、吸引することにより、該加工ヘッドと被加工物との隙間に一定面積のエッチング領域をなすエッチャントの流路を形成し、該加工ヘッドと該被加工物とを相対的に走査して被加工物の表面を加工する表面加工装置であって、
前記被加工物を保持する保持部材に、該被加工物の表面と面位置を合わせて板材を該被加工物の周囲に配置したことを特徴とする表面加工装置。
【請求項１０】
前記被加工物の端と前記板材との当接面は、該被加工物の表面側の隅部を凸の曲面形状とし、該板材の上面隅部はこの凸の曲面形状部に合致する凹面形状に形成したことを特徴とする請求項９に記載の表面加工装置。
【請求項１１】
前記被加工物の端と前記板材との当接面の上面には、液密的に当該当接部をシールするシール部材を設けたことを特徴とする請求項９に記載の表面加工装置。
【請求項１２】
前記シール部材は、テープ部材あるいは充填部材であることを特徴とする請求項９に記載の表面加工装置。
【請求項１３】
前記被加工物を垂直姿勢で保持することを特徴とする請求項９から１２のいずれかに記載の表面加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工ヘッドによりフッ酸等のエッチャント（エッチング液）をガラス基板、半導体基板等の被加工物の表面に供給し、吸引することにより、該加工ヘッドと被加工物との隙間に一定面積のエッチング領域をなすエッチャントの流路を形成し、例えば加工ヘッドを走査して被加工物の表面を加工する表面加工方法および表面加工装置に係り、特に被加工物の外周部における加工精度を向上させる表面加工方法および表面加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶テレビやパソコンモニターのパネルは、ＴＦＴアレイやカラーフィルターから構成されており、これらは露光装置を用いてフォトマスクに描かれたパターンを繰り返し転写することにより作製される。
【０００３】
近年、大型液晶テレビの需要拡大に伴い、大型パネルに対応したフォトマスクの大型化、さらに、ディスプレイの高画質化が進んできたことにより、パネルの品質を左右するフォトマスクの高精細化が求められてきている。
【０００４】
フォトマスクサイズとして、１２２０ｍｍ×１４００ｍｍの露光装置も発表され、さらに大型化が進むとされる。
【０００５】
フォトマスクの基材としては、熱膨張係数の小さい合成石英ガラスが用いられるが、露光精度にはこの基材の平坦度が大きく左右する。平坦度の悪い基材を用いると、パターンずれを引き起こし、高精細なものが得られないことが経験上把握され、平坦度として数μｍが求められている。
【０００６】
この平坦度のような厳しい要求性能を、従来の水、研磨砥粒、研磨布を用いた両面研磨法や片面研磨法等の機械研磨法で行うことは非常に難しいものと考えられる。
【０００７】
このような機械的研磨法にあっては、研磨面圧と研磨ヘッドと被加工物との相対的運動速度の均一化等を工夫することにより、基板の平坦化を高めるようにしているが、基板全面を同時に研磨しながら平坦化するため、部分的な形状を平坦化するための制御が極めて難しいのが現状である。
【０００８】
そこで、機械加工に代わる加工方法として、プラズマを用いて局所的なエッチングを行い表面を平坦化する方法が提案されている。これは、予め被加工物の形状あるいは厚さ分布を測定後、その分布に応じて被加工物上のプラズマの走査速度を制御することにより、エッチングの除去量を制御し、高平坦化を実現するための修正加工方法である。
【０００９】
このプラズマエッチング方法をガラス基板の加工に適応した場合、このプラズマエッチングによる修正加工方法では、ガラス基板の大型化に伴って加工時間が極端に長くなるため、加工速度を速める必要がある。加工速度を速めるためには、加工領域の拡大、すなわちプラズマ領域の大面積化が必要であるが、その材料物性の違いから、具体的には、比誘電率、熱伝導率の違いから、プラズマが不安定となり加工量が変動したり、投入電力が増大し、熱がガラス基板に蓄積されることにより制御が難しくなり、被加工物の表面粗さを悪化させることになる。
【００１０】
また、プラズマエッチング方法では、真空チャンバー、ガス排気装置等の高価な装置を必要とし、大型ガラス基板の加工では、加工に係る費用がさらに増大するという問題がある。
【００１１】
そこで、本出願人は、上述した機械的な加工方法、プラズマエッチング加工方法に代わる新たな加工方法として、ケミカルエッチング法に着目した（特許文献１、２）。
【００１２】
特許文献１に開示のケミカルエッチング法は、活性状態と不活性状態とを温度により取り得るエッチング液（エッチャント）を使用し、タンク内に収容されている不活性のエッチャントに浸漬している半導体基板の主面の一部にエッチャント噴出用ノズルによって活性のエッチャントを当てつつ、該半導体基板の主面に平行する方向に、該エッチャント噴出用ノズルに対して該半導体基板を相対移動させてその主面全体に活性のエッチャントを当てると共に、該半導体基板の主面に当てた反応後のエッチャントをエッチャント排出用パイプによって直ちにタンク外部へ排出する。
【００１３】
特許文献２には、処理液としてのエッチャントが供給される導入通路と該エッチャントが排出される排出通路を有するパイプを内外に配置した同心管構造のノズルが開示され、被処理物に向けてエッチャントを内側のパイプより供給し、外側のパイプと内側のパイプとの隙間から被処理物に向けて供給されたエッチャントを供給する。
【特許文献１】特開平１１−０４５８７２号公報
【特許文献２】特開平１０−１６３１５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上述した特許文献１に開示の技術を大きなサイズの被加工物に適用しようとする場合、この被加工物を収容することができるタンクが必要となり、設備が非常に大きくなり、現実的ではない。
【００１５】
これに対し、特許文献２に開示の技術では、基板を不活性なエッチャントが収容されているタンク内に浸漬する必要はないが、本発明者等はこのようなケミカルエッチングによりガラス基板等の表面を平坦化加工することについて実験を行ったところ、目的とする平面形状が得られない場合が生じることを知見した。
【００１６】
ここで、ガラス基板等の表面を平坦化加工する手法としては、ガラス基板等の被加工物の表面形状を測定して得られた測定データに基づいて、該被加工物の表面を目的とする形状となるように部分的に加工するという修正加工が用いられている。
【００１７】
そこで、この修正加工を上述のケミカルエッチング式の表面加工方法に適用して被加工物の表面を高平坦度に加工するためには、加工ヘッドによりフッ酸等のエッチャント（エッチング液）をガラス基板、半導体基板等の被加工物の表面に供給し、吸引することにより、該加工ヘッドと被加工物との隙間に一定面積のエッチング領域をなすエッチャントの流路を形成し、例えば加工ヘッドを表面形状測定データと目的とする形状とにより決定される除去量に応じた走査速度で走査する。その際、加工ヘッドを静止した状態でエッチング領域によって形成された被加工物の表面に単位となる加工痕形状（以下、単位加工痕と称す）を測定し、測定結果に基づく単位加工痕に基づいて、加工前における被加工物の表面から加工により除去すべき除去量と加工ヘッドの走査速度を求め、この走査速度により加工ヘッドを駆動する。
【００１８】
しかしながら、所定の走査速度で加工ヘッドを駆動しても計算値通りに加工できず、目的とする平面形状が得られないことがあった。この目的とする平面形状が得られない状況の一つとして、被加工物の外周部での発生がある。
【００１９】
本発明者等は、被加工物の外周部において目的とする平面形状が得られない理由として、加工ヘッドが被加工物の外周部に達した際に、加工ヘッドと被加工物との隙間に形成されるエッチング領域が被加工物の外周縁よりも外方へはみ出てしまい、エッチング領域をなすエッチャントの流路が乱れ、正規のエッチング領域での加工ができないことを見出した。
【００２０】
一般にマスク基板において、外周縁から内側にわたり一定（基板サイズにより異なる）幅の部分については平坦度保証部分としていないため、この部分より内側での平坦度を保証すべくエッチング領域を小さくした加工ヘッドを使用することも考えられるが、大型のマスク基板に対して高平坦度を得るように加工することを考えると、加工時間が長くなり、現実的ではない。したがって、エッチング領域を大きくして加工に要する時間の短縮化を図ろうとすると、被加工物の外周部を高平坦度に加工する必要がある。
【００２１】
本発明の目的は、このような観点に鑑みなされたもので、被加工物の表面を外周部を含めて目的とする形状に加工して、高平坦度な表面を有するガラス基板等の被加工物を提供できる表面加工方法及び表面加工装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の目的を実現する第１の表面加工方法は、加工ヘッドによりエッチャントを被加工物の表面に供給し、吸引することにより、該加工ヘッドと被加工物との隙間に一定面積のエッチング領域をなすエッチャントの流路を形成し、該加工ヘッドと該被加工物とを、該エッチャント領域が前記被加工物の端を越える位置まで相対的に走査して被加工物の表面を加工する表面加工方法であって、前記被加工物の端に面位置を合わせて板部材を当接させた状態で、前記加工ヘッドと前記被加工物とを相対的に走査させて加工することを特徴とする。
【００２３】
本発明の目的を実現する第２の表面加工方法は、上記した第１の表面加工方法において、前記被加工物と前記板材とが当接する箇所の表面を液密的にシールした状態で前記被加工物と前記加工ヘッドとを相対的に走査することを特徴とする。
【００２４】
本発明の目的を実現する第３の表面加工方法は、上記いずれかの加工方法において、予め測定した前記被加工物の表面形状の測定データを基にして、前記被加工物と前記加工ヘッドとの相対走査速度を決定することを特徴とする。
【００２５】
本発明の目的を実現する第４の表面加工方法は、上記した第３の加工方法において、目的とする表面形状と一致するように前記測定データに基づいて前記相対走査速度を決定して平坦化加工を行うことを特徴とする。
【００２６】
本発明の目的を実現する第５の表面加工方法は、上記したいずれかの加工方法において、前記被加工物は、矩形平板形状の合成石英ガラスであることを特徴とする。
【００２７】
本発明の目的を実現する第６の表面加工方法は、上記した第５の表面加工方法において、前記合成石英ガラスは、フォトマスク用のガラス基板であることを特徴とする。
【００２８】
本発明の目的を実現する第７の表面加工方法は、上記した第６の表面加工方法において、前記フォトマスク用のガラス基板は、１辺が３００ｍｍ角以上であることを特徴とする。
【００２９】
本発明の目的を実現する第８の表面加工方法は、上記したいずれかの表面加工方法において、前記被加工物は垂直姿勢に保持されて加工されることを特徴とする。
【００３０】
本発明の目的を実現する表面加工装置の第１の構成は、加工ヘッドによりエッチャントを被加工物の表面に供給し、吸引することにより、該加工ヘッドと被加工物との隙間に一定面積のエッチング領域をなすエッチャントの流路を形成し、該加工ヘッドと該被加工物とを相対的に走査して被加工物の表面を加工する表面加工装置であって、前記被加工物を保持する保持部材に、該被加工物の表面と面位置を合わせて板材を該被加工物の周囲に配置したことを特徴とする。
【００３１】
本発明の目的を実現する表面加工装置の第２の構成は、上記した第１の構成において、前記被加工物の端と前記板材との当接面は、該被加工物の表面側の隅部を凸の曲面形状とし、該板材の上面隅部はこの凸の曲面形状部に合致する凹面形状に形成したことを特徴とする。
【００３２】
本発明の目的を実現する表面加工装置の第３の構成は、上記した第１の構成において、前記被加工物の端と前記板材との当接面の上面には、液密的に当該当接部をシールするシール部材を設けたことを特徴とする。
【００３３】
本発明の目的を実現する表面加工装置の第４の構成は、上記した第１の構成において、前記シール部材は、テープ部材あるいは充填部材であることを特徴とする。
【００３４】
本発明の目的を実現する表面加工装置の第５の構成は、上記したいずれかの表面加工装置の構成において、前記被加工物を垂直姿勢で保持することを特徴とする。
【００３５】
なお、被加工物を垂直姿勢に保持した状態において、前記被加工物の端部表面が板部材に対して飛び出ている場合に生じる段差をマイナスとして表すと、該段差をシール部材でシールした状態で−0.2mm以内の範囲とすることで、被加工物の端部における加工量の変動を小さくすることができ、これにより目的とする平坦度で被加工物の表面を処理することができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、加工ヘッドがガラス基板等の被加工物の端部を加工する場合に、板材の存在によりエッチング領域をなすエッチャントの流路が乱されないため、被加工物の端部まで目的とする加工量で加工したフォトマスク用の合成石英ガラス等のガラス基板を提供することができ、ガラス基板の大型に伴い大型の加工ヘッドを使用しても、エッチャントの流路が乱されることがなく、表面を高平坦度とした大型のフォトマスク用のガラス基板を提供することができる。
【００３７】
さらに、被加工物を垂直姿勢で保持して加工を行うため、被加工物が自身の重量により歪が発生するといったことが防げ、より高精度に被加工物を目的とする形状に修正加工等により加工することができる。
【００３８】
また、被加工物の端面が凸の曲面に形成されていること等を利用することで、被加工物と板材との繋ぎ目を段差がなく、しかも高いシール性を有して繋ぎ合わせることができる。勿論、シールテープ、充填材によっても被加工物と板材との繋ぎ目を高いシール性を有して封止することができ、エッチング領域のエッチャントが被加工物と板材との繋ぎ目に入り込むことを防ぎ、エッチング領域をなすエッチャントの流路が乱れることがなく、入り込んだエッチャントによるガラスの端面、裏面の表面粗さの悪化も防ぐことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下本発明を図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００４０】
図１は本発明によるケミカルエッチング式の表面加工装置（湿式エッチング加工装置と略す）を示す図、図２は図１の加工ヘッドと被加工物としてのガラス基板を垂直姿勢に保持する基板ホルダーとの関係を示す図である。
【００４１】
図１に示す湿式エッチング加工装置１は、破線で囲ったエッチャント循環装置１Ａと、エッチャント循環装置１Ａと接続した加工ヘッド２を備え、被加工物としてのガラス基板３の表面に対して加工ヘッド２を直交する２方向に移動させる加工ヘッド走査装置１Ｂと、により構成している。被加工物としてのガラス基板３は、例えば合成石英ガラス板，フォトマスク基板，大型フォトマスク基板等が例示でき、大型基板としては一辺が３００ｍｍ角以上のものを指す。また、加工物はガラス基板に限らず、シリコンウエハー等であっても良い。
【００４２】
エッチャント循環装置１Ａは、密閉構造のエッチャントタンク４内にフッ酸等のエッチャント５が収容され、このエッチャントタンク４内のエッチャント５をエッチャント供給系６により加工ヘッド２に供給する。また、加工ヘッド２とエッチャントタンク４とはエッチャント回収管７により接続され、加工ヘッド２からガラス基板３の表面に供給されたエッチャント５を吸引してエッチャント回収管７からエッチャントタンク４に戻す。
【００４３】
また、エッチャントタンク４にはガス排気管８が接続され、吸引ポンプを兼ねるガス排気ポンプ９によりエッチャントタンク４内のガスを排気する。エッチャントタンク４のエッチャント５の濃度が低下あるいは増加した場合、またエッチャントの収容量が減少した場合に、濃度コントローラ１０から、水１１、エッチャント５を個々にあるいは混合してエッチャントタンク４内に補給管１２を介して供給するようになっている。エッチャントとしては、フッ化水素酸（フッ酸）あるいはフッ化水素酸とフッ化アンモニウムの混合液等を使用することができる。
【００４４】
エッチャント供給系６は、エッチャントタンク４側から順に、送液ポンプ１３、熱交換器１４、送液されるエッチャント５の温度を計測するための測温体１５、送液されるエッチャント５の流量を調節する流量調節バルブ１６、送液されるエッチャント５の流量を計測する流量計１７、フッ酸濃度センサー１８が配置され、フッ酸濃度センサー１８から下流側に設けられたフレキシブル管からなる供給管１９が加工ヘッド２に接続されている。
【００４５】
熱交換器１４は、測温体１５の測温情報に基づいて送液されるエッチャント５の温度が所定の温度となるように、温調ユニット２０によりエッチャント５を加熱或いは冷却する。また、流量調節バルブ１６は、流量計１７の流量情報に基づいて送液されるエッチャント５の流量が所定の流量となるように、流量を調節する。フッ酸濃度センサー１８は、測定した濃度値を濃度コントローラ１０へフィードバックし、エッチャントタンク４内を設定した濃度にコントロールする。
【００４６】
吸引ポンプを兼ねるガス排気ポンプ９は、エッチャントタンク４内の気体を吸引して排気することによりエッチャントタンク４内を負圧状態とし、加工ヘッド２とガラス基板３との間に供給されたエッチャント５及びエッチャント５の一部から気化したガスを加工ヘッド２より吸引し、回収管７を通してエッチャントタンク４内に回収する。ガラス基板３の表面に供給されたエッチャント５の一部から気化したガスが拡散するとガラス基板３の表面を腐食して表面粗さを悪化させる原因の一つとなるが、この気化ガスを加工ヘッド２により吸引して排気することにより、ガラス基板３の表面における表面粗さを高めることができる。
【００４７】
なお、エッチャント循環装置１Ａにおける上述の各種制御は不図示の制御装置により実行される。
【００４８】
図２に示すように、加工ヘッド走査装置１Ｂは、被加工物であるガラス基板３を垂直姿勢に保持する不図示の基板保持台を装置基台３１に固定し、該基板保持台に保持されたガラス基板３の表面に沿って垂直方向と水平方向の直交する２方向に移動可能な２方向移動ステージ３２に加工ヘッド２を取付け、加工ヘッド２を水平方向に移動させる主走査速度と、垂直方向に所定ピッチで送る副走査方向の送り量を制御する加工ヘッド走査速度制御部３３とにより構成しており、この加工ヘッド走査速度制御部３３を除く前記基板保持台と２方向移動ステージ３２を装置カバー３４により覆い、室内にエッチャント５が飛散し、気化ガスが放散されるのを防いでいる。
【００４９】
２方向移動ステージ３２は、門型に形成されたアルミ製の垂直フレーム３５を構成する一対の垂直フレーム部材３６にそれぞれ直線移動案内機構３７を取り付け、この一対の直線移動案内機構３７に水平フレーム部材３８を取り付け、水平フレーム部材３８を超高精度に垂直方向に移動可能としている。また、水平フレーム部材３８には主走査方向駆動用のボールねじ３９を走査方向に沿って取り付け、このボールねじ３９のナット部に加工ヘッド２を取り付けている。さらに、一対の垂直フレーム部材３６の間に、垂直方向に沿って副走査方向用のボールねじ４０を取り付け、このボールねじ４０のナット部に水平フレーム部材３８を取り付けている。
【００５０】
主走査方向駆動用のボールねじ３９と副走査方向用のボールねじ４０はそれぞれのねじ部材を回転駆動する不図示のモータを有し、これらのモータを加工ヘッド走査速度制御部３３により駆動制御している。
【００５１】
加工ヘッド２は、円盤形状に形成されたノズルブロック体４１と、ノズルブロック体４１の背面側に接合される円盤形状の背面ブロック体４２とを固定ねじ４３とにより一体化して全体的に円盤形状とした構成としている。
【００５２】
図１（ｂ）に示すように、ノズルブロック体４１は、中心位置にエッチャントを供給する供給ノズル部４４を形成し、この供給ノズル部４４を中心とする同一円周上にエッチャントを吸引して排出する複数の排出孔４５が等ピッチで形成されている。ノズルブロック体４１の背面側には、これら複数の排出孔４５に対応して背面側に開口する第１周溝４６が形成され、これら複数の排出孔４５がこの周溝４６に連通している。
【００５３】
背面ブロック体４２は、中心部に開口４７を有するドーナツ状に形成され、前面には、第１周溝４６と同一内外周径を有する第２周溝４８が形成され、背面ブロック体４２をノズルブロック体４１に接合した際に、第１周溝４６と第２周溝４８とによって複数の排出孔４５からのエッチャントを１箇所に集める環状の回収部を形成している。なお、排出孔４５の直径を１ｍｍ以下、排出孔４５の間隔を０．５ｍｍ以下とした。
【００５４】
また、ノズルブロック体４１と背面ブロック体４２の材料としては、耐エッチャント特性に優れ、曲げ強度、硬度等の機械特性の優れたものを選定することが望ましい。特に、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂，硬質塩ビ，ＡＢＳ，ポリエチレン，ポリプロピレン，ポリカーボネイト，メチルペンテン，ＰＥＥＫ等が用いられる。
【００５５】
背面ブロック体４２の胴部には、第２周溝４８に連通する排出路４９が複数形成され、これら排出路４９の排出端部にエッチャント循環装置１Ａの回収管７が接続される。そして、エッチャント循環装置１Ａの供給管１９が背面ブロック体４２の開口４７を通してノズルブロック体４１のエッチャント供給ノズル部４４に接続される。
【００５６】
加工ヘッド２のエッチャント供給ノズル部４４からガラス基板３の表面に連続的に供給されたエッチャント５は、該エッチャント供給ノズル部４４を中心として半径Ｒの円周上に複数設けられた排出孔４５に連続的に吸引排出されるので、ヘッドと被加工物の表面との間におけるエッチャントの流路が形成される一定の領域であるエッチング領域が半径Ｒで形成されることになる。
【００５７】
また、上記した構成の加工ヘッド２は、２方向移動ステージ３２により、図３中矢印で示すように、垂直姿勢に保持されたガラス基板３の上端の水平方向一端側から他端側に向けて水平に移動する主走査を行い、該他端側の所定位置に到達すると、所定量だけ下方に送られる副走査を行った後、一端側に向けて主走査を行うというラスタースキャン方式により加工を行う。なお、スキャンの順序は、逆に下から上に向かって行うようにしても良い。
【００５８】
上述した主走査速度の制御は、修正加工を前提とした場合、ガラス基板３の表面の形状を予め測定し、測定結果に基づいて目的の形状に最も近づくように、加工前形状と加工ヘッド２で加工してできる静止加工痕形状から加工除去量と加工ヘッドの主走査速度を演算する。例えば、凸形状の大きい部分はエッチング量を多く、凸形状の小さい部分や凹形状の部分はエッチング量を少なくするように加工ヘッド２の主走査速度を制御する。なお、加工ヘッド２がガラス基板３を通過した後の走査速度は、特に規定されないが加工処理時間を考えると増速するのが好ましい。
【００５９】
ガラス基板３の表面の形状測定は、レーザー等を用いた非接触方式、触針等の接触方式の測定手段を用いて行うことができる。なお、測定はガラス基板３を垂直姿勢に保持して行うため、ガラス基板３の自重たわみの影響を排除することができる。
【００６０】
本実施形態において、図４に示すように、ガラス基板３を垂直姿勢に保持する基板保持台５０は、ガラス基板３の外径サイズよりも大きな外径サイズに形成されて、ガラス基板３を中央部分に配置するようにして保持している。そして、矩形平面形状のガラス基板３の４辺に当接し、ガラス基板３の全周を取り囲むようにダミー部材５１を配置している。
【００６１】
このダミー部材５１は、図５（ａ）に示すように、基板保持台５０に配置された状態において、ガラス基板３と当接する端面に対して厚み方向に段差のないようにしている。また、ガラス基板３の端面とダミー部材５１との当接箇所には隙間がないようにしており、ガラス基板３と、ガラス基板３をその全周に渡って取り囲むダミー部材５１とは、あたかも一枚の基板をなすように基板保持台５０に垂直姿勢で保持される。
【００６２】
ここで、ダミー部材５１が配置されていない状態で加工ヘッド２を走査し、加工ヘッド２がガラス基板３の外周部に達した際に、加工ヘッド２とガラス基板３との隙間に形成されるエッチング領域がガラス基板３の外周縁よりも外方へはみでてしまい、エッチング領域をなすエッチャントの流路が乱れ、正規のエッチング領域での加工ができなくなる。
【００６３】
これに対し、本実施形態のように、ガラス基板３の周囲をダミー部材５１で隙間なくしかも段差を生じさせることなく取り囲むことにより、加工ヘッド２により形成されるエッチャント領域がガラス基板３の端に近づき、またガラス基板３の端を越えても、ダミー部材５１がガラス基板３の端より延長されて存在しているので、エッチング領域を形成するエッチャントの流路に乱れが生じない。
【００６４】
このため、ガラス基板３の端部について目的の形状通りに加工することが可能となる。
【００６５】
本実施形態では、図４に示すように、４枚のダミー部材５１をガラス基板３の一辺にそれぞれ当接するように組み合わせて配置しているが、ダミー部材５１の配置構成は、図４の構成に限定されるものではなく、例えば矩形平板の中央にガラス基板３が配置される矩形形状の開口を形成した構成、平面Ｌ字形状のダミー部材を２組用いた構成等を例示することができる。
【００６６】
また、ダミー部材５１とガラス基板３の端面とを隙間なく当接させるために、図５（ａ）に示すように、予めガラス基板３の端面が凸の曲面であるＣ面に形成されている場合等では、ダミー部材５１の端面上面側に、該Ｃ面に合致する形状の凹面部５１ａを形成することにより、ダミー部材５１とガラス基板３とを隙間なく当接させることができる。
【００６７】
また、図５（ｃ）に示すように、ガラス基板３の端面が直角に形成されているような場合には、ダミー部材５１の端面もこれに合わせて直角に形成し、ガラス基板３の端面とダミー部材５１の端面との当接部位における上面に樹脂テープ５２を貼って確実に当接面を塞ぐように該当接部位表面を液密的にシールし、エッチャントが該当接部位にしみこむのを防ぐことで、該当接部位の表面侵食を防止する点で効果的である。
【００６８】
さらに、図５（ｂ）に示すように、ガラス基板３の端面がＣ面に形成されている場合に、ダミー部材５１の端面を直角に形成し、その突合せ面に生じた凹部に樹脂シーラント５３を充填してエッチャントに対するシール性を高めるようにしても良い。
【００６９】
本実施形態において、ダミー部材５１は、エッチャントに対して耐食性等を有している樹脂の板材、例えばポリテトラフルオロエチレン（PTFE）等のフッ素樹脂，ＡＢＳ，ポリエチレン，ポリ塩化ビニル、ポリカーボネイト，メチルペンテン，ＰＥＥＫ（商標）により形成され、樹脂テープ５２も同様に接着剤及びテープがエッチャントに耐えるものであれば良く、テープ素材としては、ポリエステル，フッ素樹脂，ポリイミド等を例示できる。また、樹脂シーラント５３の材料はエッチャントに耐えるものであれば特に限定されることはないが、フッ素系ゴムが好ましい。
【００７０】
上述の説明はダミー部材５１とガラス基板３との間に段差がないことを前提としているが、図５（ｄ）に示すように、例えばダミー部材５１の端面が直角である場合にはガラス基板３との間に段差（マイナス段差）が生じ、また樹脂テープ５２を貼った場合にはこの樹脂テープ５２が段差を作り、また樹脂シーラント５３を充填した場合には、この樹脂シーラント５３が段差を作り出す。
【００７１】
この様な段差は、ガラス基板３を垂直姿勢で保持し、段差をシール部材でシールした状態において、−０．２ｍｍ以内の範囲であれば、エッチャント領域をなすエッチャント流路を殆んど乱すことがなく、ガラス基板３の端部を目的とする形状に加工することができる。
【００７２】
図６（ｂ）は、横軸をガラス基板の端から内部側への距離とし、縦軸を７５ｍｍ位置での加工量との比とした加工ライン断面積の比較を示す。なお、７５ｍｍ位置での加工量との比とは、ガラス基板３の端から７５ｍｍにおけるライン加工断面積に対するガラス基板３の端近くまでのライン加工断面積の比で、これを縦軸としている。また段差を変えると共に、シールの有無を加えた条件を加えている。そして、図６（ａ）に示すように、ガラス基板３の周囲を矩形平板上のダミー部材５１により取り囲み、加工ヘッド２を往復走査することによりガラス基板上に加工した１ラインの断面積を求めた。なお、以下の加工条件により加工を行なった。
加工条件
加工ヘッドのエッチング領域：直径１５ｍｍ
フッ酸濃度：２５ｗｔ％
加工ヘッドと基板間の距離：250μｍ
フッ酸循環流量：２８Ｌ/ｈ
吸引流量：３１．４Ｌ/min
フッ酸温度：２５℃
基板保持姿勢：垂直保持
加工ヘッドの走査速度：２００mm/min
図６（ｂ）は、ダミー部材５１とガラス基板との間にシールを施して段差を＋0.12mm、段差を−0.15mmとした場合と、シールを施したが段差を−0.3mmとし、ガラス基板３の端から75mmでのライン加工断面積をそれぞれ求めた。なお、ガラス基板３の端を越えて加工しており、最外端の測定位置は端から５ｍｍである。そして、75mmでのライン断面積に対する各位置でのライン断面積の比を縦軸とした。
【００７３】
シールを施して段差を＋0.12mm、段差を−0.15mmとした場合には、断面積比が略１となる。これは加工量としては殆ど変動がないことを示し、ガラス基板３の端まで同じ加工形状が得られていることが確認された。
【００７４】
しかし、シールがあっても段差が−0.3mmの場合には液ダレが生じる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】（ａ）は本発明の第１実施形態を示す湿式エッチング加工装置の概略図、（ｂ）は（ａ）に示す加工ヘッドの正面図。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視図。
【図３】図２の加工ヘッド走査装置における走査順序を示す図。
【図４】（ａ）はダミー部材の配置状態を示す平面図、（ｂ）は（ａ）の側面図。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は図４に示すガラス基板とダミー部材との当接部をそれぞれ示す図。
【図６】（ａ）ダミー部材で囲まれたガラス基板に対するライン断面形状を求めるための加工ヘッドの走査方向を示す図、（ｂ）はライン加工断面積の比をガラス基板端から距離との関係で示す図。
【符号の説明】
【００７６】
１  湿式エッチング加工装置
１Ａ  エッチャント循環装置
１Ｂ  加工ヘッド走査装置
２  加工ヘッド
３  ガラス基板（加工物）
４  エッチャントタンク
５  エッチャント
６  エッチャント供給系
７  エッチャント回収管
８  ガス排気管
９  ガス排気ポンプ
１０  濃度コントローラ
１１  水
１２  補給管
１３  送液ポンプ
１４  熱交換器
１５  測温体
１６  流量調節バルブ
１７  流量計
１８  フッ酸濃度センサー
１９  供給管
２０  温調ユニット
３１  装置基台
３２  ２方向移動ステージ
３３  加工ヘッド走査速度制御部
３４  装置カバー
３５  垂直フレーム
３６  垂直フレーム部材
３７  直線移動案内機構
３８  水平フレーム部材
３９  主走査方向駆動用のボールねじ
４０  副走査方向用のボールねじ
４１  ノズルブロック体
４２  背面ブロック体
４３  固定ねじ
４４  供給ノズル部
４５  排出孔
４６  第１周溝
４７  開口
４８  第２周溝
４９  排出路
５０  基板保持台
５１  ダミー部材
５２  樹脂テープ
５３  樹脂シーラント
【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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【図６】
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