(57)【要約】【課題】エッチング液の飛散を防止し装置内部の汚損を防止するとともに、発生する廃液の量を低減することが可能なエッチング装置およびガラス基板用エッチング液を提供する。【解決手段】本発明に係るエッチング装置は、搬送路、エッチング手段、およびワイピング手段を少なくとも備える。搬送路は、連続的にガラス基板を搬送可能に構成される。エッチング手段は、搬送路に沿って搬送されるガラス基板に対して増粘された増粘エッチング液を塗布するように構成される。ワイピング手段は、搬送路におけるエッチング手段の下流に配置され、ガラス基板に塗布された増粘エッチング液をワイピング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】
連続的にガラス基板を搬送可能な搬送路と、
前記搬送路に沿って搬送されるガラス基板に対して増粘された増粘エッチング液を塗布するように構成されたエッチング手段と、
前記搬送路における前記エッチング手段の下流に配置され、ガラス基板に塗布された増粘エッチング液をワイピングするワイピング手段と、
を少なくとも備えたエッチング装置。
【請求項２】
エッチング手段およびワイピング手段がこの順に連続的に配置されることを特徴とする請求項１に記載のエッチング装置。
【請求項３】
前記増粘エッチング液は、１０〜１０００ｍＰａ・ｓの粘度を有することを特徴とする請求項１または２に記載のエッチング装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のエッチング装置にて利用可能なガラス基板用エッチング液であって、少なくともフッ酸を含み、マグネシウム塩にて増粘されたことを特徴とするガラス基板用エッチング液。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス基板に対してエッチング処理を行うエッチング装置に関し、特に、装置内部の汚損が生じにくく、かつ、廃液量が少ないエッチング装置、およびこのエッチング装置に用いるガラス基板用エッチング液に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶ディスプレイ等のフラットパネルディスプレイに用いるガラス基板に対してエッチング処理を施す技術が多く開発されてきた。ガラス基板を薄型化する場合や、ガラス基板に対する表面処理、切断、または膜剥離をする場合において、フッ酸を含むエッチング液を用いてエッチング処理を行うことが多かった。そのような技術の中には、エッチング装置内において順次的に搬送されるガラス基板に対して連続的にエッチング処理を行う連続処理方式を採用するものがあり、この連続処理方式により生産性の向上が図られてきた。
【０００３】
ところが、エッチング装置内にてガラス基板に対して連続的にエッチング処理をする場合、流動性のあるエッチング液が飛び散り易く、エッチング室内の壁や開口部上端縁および下端縁にスラッジを含んだエッチング液が付着することが多かった。エッチング液が装置内部に付着すると、その結果として、このエッチング液やその溶解物が結晶化して下方に向けて氷柱状に垂れ下がったり、上方に向けて凸状に突出したりするという不具合が発生することがあった。
【０００４】
そこで、従来技術の中には、エッチング室内の壁や開口部等、すなわちエッチング液が付着する可能性がある箇所に対して、付着したエッチング液を除去するための処理液を吹き付けるように構成されたエッチング装置が存在する（例えば、特許文献１参照。）。この従来技術により、エッチング室内の壁や開口部等に付着したエッチング液が除去されるため、エッチング室内にエッチング液の結晶化物が生成しにくくなり、この結晶化物とガラス基板とが接触するといった不具合の発生を防止することができる、とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２１７７５２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、上述の特許文献１を含む従来技術では、エッチング処理においてエッチング液が飛び散ること自体を防止できないため、処理液によって除去できない箇所については装置内部の汚損が発生してしまう。また、通常の廃液に加えて、エッチング液を除去するための処理液も廃液となってしまうため、装置から発生する廃液の量が増加してしまうという新たな問題が生じていた。
【０００７】
この発明の目的は、エッチング液の飛散を防止し装置内部の汚損を防止するとともに、発生する廃液の量を低減することが可能なエッチング装置およびガラス基板用エッチング液を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係るエッチング装置は、搬送路、エッチング手段、およびワイピング手段を少なくとも備える。搬送路は、連続的にガラス基板を搬送可能に構成される。搬送路は、一般的に、複数の搬送ローラやコンベアベルト等によって構成され、ガラス基板を１枚ずつ所定の間隔を設けて順次的に搬送するように構成される。エッチング手段は、搬送路に沿って搬送されるガラス基板に対して増粘された増粘エッチング液を塗布するように構成される。エッチング手段の例としては、増粘エッチング液をスプレーコーティングする構成、増粘エッチング液をロールコーティングする構成、および増粘エッチング液をダイコーティングする構成等が挙げられる。エッチング液の粘度は、コーティング方式によって好適な範囲のものを適宜選択すれば良いが、概ね１０〜１０００ｍＰａ・ｓ程度の粘度であれば飛散防止および好適なコーティング処理の実現の両方を満たすことが実験で知られている。
【０００９】
ワイピング手段は、搬送路におけるエッチング手段の下流に配置され、ガラス基板に塗布された増粘エッチング液をワイピングするように構成される。ワイピング手段の例としては、ワイピングクロスをガラス基板に押し当ててガラス基板に塗布された増粘エッチング液を吸収して拭き取るワイピングユニットを設ける構成が挙げられる。
【００１０】
上述の構成においては、エッチング液が適度な粘度に増粘されているおり、エッチング液の流動性が低下しているため、装置内部におけるエッチング液の飛散が防止される。また、エッチング液がワイピング手段によって回収され、かつ、ガラス基板を洗浄するための液体も多くを必要としないため、エッチング装置にて発生する廃液の量が低減される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、エッチング液の飛散を防止し装置内部の汚損を防止するとともに、発生する廃液の量を低減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係るエッチング装置の概略を示す図である。
【図２】増粘エッチング液のコーティング方式の例を示す図である。
【図３】ワイピング室におけるワイピング工程の一例を示す図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係るエッチング装置の概略を示す図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係るエッチング装置の概略を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１に示すように、本発明の第１の実施形態に係るエッチング装置１０は、導入部１２、前処理室１４、エッチング室１６、ワイピング室１８、洗浄室２０、および排出部２２を備えている。これらの各部の間にはそれぞれガラス基板２４が通過可能なスリット状の開口が設けられた隔壁が配置されており、ガラス基板２４が複数の搬送ローラ２６によって導入部１２から各部を経由して排出部２２まで搬送される。この実施形態では、複数の搬送ローラ２６によって搬送路が構成されるが、ベルトコンベアを採り入れた搬送路を構成するようにしても良い。
【００１４】
導入部１２は、上面が開放されており、エッチング装置１０にてエッチング処理が施されるガラス基板２４を受け入れるように構成される。通常、処理すべきガラス基板２４は、オペレータまたはロボットによって導入部１２の搬送ローラ２６上に載置される。前処理室１４は、ガラス基板２４に対してエッチング処理の前処理を施すように構成される。この実施形態では、前処理室１４にて、ガラス基板２４の表面を水洗いする。ただし、前処理室１４において、脱脂、アルカリ洗浄等を実施することも可能であり、また、前処理が不要な場合には、前処理室１４自体をエッチング装置１０から省略することも可能である。
【００１５】
エッチング室１６は、ガラス基板２４に対してエッチング処理を行うように構成される。この実施形態では、エッチング室１６が本発明のエッチング手段に対応する。図１および図２（Ａ）に示すように、エッチング室１６内において、増粘されたエッチング液が、スプレーノズル１６２からガラス基板２４に吹き付けられる。エッチング液の吹き付けは、エッチング位置にガラス基板２４が存在することをセンサ（図示省略）が検出した時だけであるため、エッチング液の無駄が防止されるようになっている。エッチング液は、飛散防止およびエッチング処理の効率性の観点から、少なくとも３重量％以上の濃度のフッ酸を含み、１０〜１０００ｍＰａ・ｓ程度の粘度（好ましくは、７００ｍＰａ・ｓ±１０％程度）に増粘される。
【００１６】
ここで、図２（Ａ）に示すスプレーコーティング方式に代えて、図２（Ｂ）に示すように塗布ロール１６４を用いたロールコーティング方式や、図２（Ｃ）に示すようにスロットダイ１６６を用いたダイコーティング方式を採用することも可能である。この実施形態では、研磨成分としてフッ酸を、増粘剤として硫酸マグネシウムを、溶媒として水を使用して、フッ酸濃度３０重量％、硫酸マグネシウム濃度３０重量％の増粘エッチング液を調製した。この増粘エッチング液の粘度は、Ｂ型粘度計を用いて、ローターＮｏ．４、回転数０．３ｒｐｍ、液温２０℃の条件で測定したところ、６９０Ｐａ・ｓであった。
【００１７】
エッチング液の粘度を調整するには、エッチング液を粘稠にすることができる増粘剤を含有させると良い。増粘剤としては、マグネシウム化合物、界面活性剤、凝集剤、吸水ポリマー、消泡剤、尿素、天然の糖類、接着剤等から１種または２種以上を選択すると良い。マグネシウム化合物の例としては、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム、硝酸マグネシウム、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、クエン酸マグネシウム、酢酸マグネシウムが挙げられる。界面活性剤の例としては、エステル系、フェノール系、アミド系、脂肪酸エステル系、リン酸エステル系、スルホン酸系、ノニオン系、アミン系、エーテル系、高分子アルコールが挙げられる。凝集剤としては、アニオン系、シアノール系等が挙げられるが、特にこれら限定されるものではない。吸水ポリマーは、合成または天然の吸水ポリマーであっても良い。水に対する溶解度が小さい増粘剤を使用する場合には、水にグリセリン、エチレングリコール、エタノール等の有機溶媒を水に添加して溶媒として使用することもできる。上述の各要素うち、硫酸マグネシウム及びアミン系界面活性剤を研磨液に含有させることが好ましいため、この実施形態ではこれらを含有させて２０℃〜４０℃程度に温度調整されたエッチング液を採用している。
【００１８】
エッチング室１６において、ガラス基板２４をエッチングする作用を有する化学研磨成分と溶液粘度を増加させる作用を有する増粘剤を共に一定濃度含有し、所望の粘度の範囲にあるエッチング液を、ガラス基板２４の表面全体に所定量だけ塗布して、ガラス基板２４がエッチング室１６内を搬送されている間に化学反応を進行させる。この化学反応の時間については、エッチング室１６の長さや搬送ローラ２６の回転速度（搬送速度）を適宜設定することにより、所定の長さに調整することが可能である。この実施形態では、化学反応が３０秒〜１８０秒程度行われるように搬送ローラ２６の回転速度が設定されているが、回転速度の設定はこの範囲に限定されるものではない。
【００１９】
ワイピング室１８は、搬送路におけるエッチング室１６の下流に配置される。ワイピング室１８は、ガラス基板に塗布されたエッチング液をワイピングするワイピングユニット１８０を備えている。ワイピングユニット１８０は、図３（Ａ）に示すように、ワイピングクロス１８６、供給ロール１８４、巻取ロール１８５、加圧ロール１８２、およびテンションロール１８８を備える。ワイピングクロス１８６は、ガラス基板２４に塗布された増粘エッチング液をワイピングするためのもので、本実施形態では吸収性の高い不織布が用いられる。ワイピングクロス１８６としては吸収性が高く、かつ、ガラス基板２４を傷つけないものであれば特にその構成が限定されるものではなく、ナイロンまたはポリエステルの微細繊維から構成されるクロスや、紙ウェスやその他の材質のものを用いることが可能である。
【００２０】
供給ロール１８４は、ワイピング位置に供給されるワイピングクロス１８６を巻きつけて収容するように構成される。巻取ロール１８５は、ワイピング位置においてワイピングを行った使用済のワイピングクロス１８６を回収するように構成される。加圧ロール１８２は、ワイピングクロス１８６をガラス基板２４の方向に押し付けるように構成される。テンションロール１８８は、ワイピングクロス１８６を効果的に張った状態で架けまわすために設けられる。
【００２１】
図３（Ｂ）に示すように、ワイピング位置において加圧ローラ１８２によってガラス基板２４に押し当てられたワイピングクロス１８６が、ガラス基板２４に塗布された増粘エッチング液を拭き取る。また、ガラス基板２４がワイピング位置に到達したことをセンサ（図示省略）によって検出すると、巻取ロール１８５がワイピングクロス１８６の巻取を開始するため、ガラス基板２４は常に供給ロール１８４から供給される清潔なワイピングクロス１８６によって拭き取られる。この結果、ワイピングによるガラス基板２４の汚損を防止することが可能になる。ここでは、ワイピング位置においてワイピングクロス１８６がガラス基板２４の搬送方向とは逆方向に進行するように供給ロール１８４および巻取ロール１８５を配置することで、ワイピングクロス１８６によるワイピング効率の向上を図っているが、この構成に限定されることはない。
【００２２】
この実施形態では、エッチング処理およびワイピング処理を別々の部屋にて行っているが、これらの処理を同じ部屋にて実行することも可能である。この場合、同一の部屋内にて、１または複数のエッチングユニットおよびワイピングユニットを所望の間隔を設けて配置すると良い。エッチングユニットは、図２（Ａ）〜図２（Ｃ）に記載される構成と同様のもので良く、またワイピングユニットについても図３（Ａ）および図３（Ｂ）に記載される構成と同様のもので良い。
【００２３】
ワイピング室１８の下流には洗浄室２０が配置されており、ワイピングされたガラス基板２４は洗浄室２０に案内される。洗浄室２０は、ガラス基板２４を水洗いするための水洗シャワーノズル２０２およびガラス基板２４の水切りを行うためのエアナイフ２０４を備えており、必要に応じて、ガラス基板２４は洗浄室２０において水洗いされる。なお、洗浄室２０において、水ではなく洗浄液を用いた洗浄が必要な場合には、適宜、そのような洗浄を行うようにすると良い。
【００２４】
排出部２２は、搬送路の最下流に配置されており、上方が開放するように構成される。エッチング装置１０内にてエッチング処理およびワイピング処理が施されたガラス基板２４は、排出部２２まで搬送され、搬送ローラ２６の上からオペレータまたはロボットによって回収される。
【００２５】
以上の実施形態によれば、連続的にガラス基板２４の表面に対するエッチング処理を行うことが可能なる。例えば、ガラス基板２４の表面に凹凸を形成して防眩（アンチ・グレア［ＡＧ］）加工を施す場合に好適にエッチング装置１０を用いることが可能である。さらに、増粘エッチング液を利用することにより、ガラス基板２４上にてエッチング液が流動したり飛び跳ねたりすることが起こりにくいため、エッチング装置１０の内部がエッチング液やスラッジ等によって汚損されることを防止可能となる。
【００２６】
続いて、図４を用いて、エッチング装置の他の例を説明する。上述のエッチング装置１０では、片面のみにエッチング処理を行うため、前処理室１４や洗浄室２０でもガラス基板２４の片面のみを処理していたが、図４に示すように、必要に応じてガラス基板２４の両面に対して処理するようにしても良い。図４では、塗布ロール１６４を用いたロールコーティング方式にてガラス基板２４にエッチング処理をし、ガラス基板２４の両面に対して前処理および洗浄処理を行う例を示している。
【００２７】
さらに、図５（Ａ）および図５（Ｂ）を用いて、エッチング装置のさらに別の例を説明する。図５（Ａ）および図５（Ｂ）に記載の構成では、スロットダイ１６６を用いたダイコーティング方式が採用されている。ここでは、ガラス基板２４の両面にエッチング液を塗布してガラス基板２４の両面同時に処理する例を示している。両面に対するエッチング処理の場合、ガラス基板２４の凹凸形成加工に加えて、ガラス基板２４の薄型化を図ることも可能である。ただし、ガラス基板２４に流動しない増粘エッチング液を長時間接触させておくと、エッチング効率が悪くなるだけでなく、ガラス基板２４の表面異常（突起発生等）が生じる可能性があるため、増粘エッチング液はこまめにワイピングユニットによって拭き取り、また新しい増粘エッチング液を塗布することが好ましい。
【００２８】
エッチングするべき板厚が増えると図５（Ａ）に示すエッチング装置によって繰り返しガラス基板２４を処理する必要が生じ得る。このため、図５（Ｂ）に示す構成例のように、ガラス基板２４が自動的にエッチング室およびワイピング室を繰り返し通過する構成を採用するようにしても良い。このような構成を採用すれば、ガラス基板２４を薄型化するときであっても、装置内部の汚損を防止し、かつ、廃液量を低減することが可能になる。
【００２９】
なお、上述の実施形態では、増粘エッチング液を塗布したガラス基板において析出物により突起等が発生することを防止するために、増粘エッチング液を塗布してはすぐに除去するようにしているが、ガラス基板の表面積を増加させたい場合にはこの限りではない。例えば、増粘エッチング液をガラス基板に塗布して析出物を発生させた上で増粘エッチング液のみワイピングクロスで吸収するようにすれば、ポーラスガラス状の表面積が大きいガラス基板を生成することが可能になる。このようなポーラスガラス状のガラス基板を生成することにより、静電吸着型のフィルタ部材として利用することが可能になる。
【００３０】
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】
【００３１】
１０−エッチング装置
１２−導入部
１４−前処理室
１６−エッチング室
１８−ワイピング室
２０−洗浄室
２２−排出部
２４−ガラス基板
２６−搬送ローラ
１８０−ワイピングユニット
【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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