(57)【要約】【課題】エッチング液の消費量を抑えつつ、装置・設備の長寿命化を図るとともに、エッチング品質の維持を図ることが可能なエッチングシステムおよびエッチング方法を提供する。【解決手段】エッチングシステム１０は、エッチング処理部１４２、エッチング液供給部１４４、液体混合部１２、およびフッ酸再生装置１８を備える。液体混合部１２は、エッチング液供給部１４４に接続されるとともに、少なくともフッ酸を含む２種類以上の液体を混合してエッチング液を生成可能に構成される。フッ酸再生装置１８は、エッチング処理の反応生成物を用いてフッ酸を再生し、再生されたフッ酸を液体混合部１２に供給するように構成される。そして、液体混合部１２からエッチング液供給部１４４への供給量に対応する量のエッチング液がエッチング液供給部１４４からフッ酸再生装置１８に供給される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フッ酸を含むエッチング液によりガラス基板に対してエッチング処理を行うように構成されたエッチング手段と、
前記エッチング手段に供給すべきエッチング液を収容可能に構成され、前記エッチング手段に対するエッチング液の供給および回収をするように構成されたエッチング液供給手段と、
前記エッチング液供給手段に接続されるとともに、少なくともフッ酸を含む２種類以上の液体を混合してエッチング液を生成可能に構成された液体混合手段と、
前記エッチング液供給手段に接続されるとともに、前記エッチング処理の反応生成物を用いてフッ酸を再生し、再生されたフッ酸を前記エッチング液混合手段に供給するように構成された第１のリサイクル手段と、
を備え
前記液体混合手段から前記エッチング液供給手段への供給量に対応する量のエッチング液が前記エッチング液供給手段から前記第１のリサイクル手段に供給されるように構成されたエッチングシステム。
【請求項２】
前記エッチング液供給手段に収容されたエッチング液を受け入れるように構成されるとともに、受け入れたエッチング液から不要物を除去して前記エッチング液供給手段に返送するように構成された第２のリサイクル手段をさらに備えた請求項１に記載のエッチングシステム。
【請求項３】
所定の間隔で前記液体混合手段から前記エッチング液供給手段へエッチング液を供給するように構成された請求項１または２に記載のエッチングシステム。
【請求項４】
フッ酸を含むエッチング液によりガラス基板に対してエッチング処理を行うステップと、
エッチング処理中においてエッチング液から不要物を除去するステップと、
エッチング処理中において所定量のエッチング液の補充を行うステップと、
エッチング処理中において、エッチング処理の反応生成物を用いてフッ酸を再生するフッ酸再生部に対して、前記所定量に対応する量のエッチング液を送り出すステップと、
を含むエッチング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フッ酸を含むエッチング液を用いてガラス基板に対してエッチング処理を行うエッチングシステムに関し、特に、エッチング液の消費量を抑えつつ、装置・設備の長寿命化を図るとともに、エッチング品質の向上を図ることが可能なエッチングシステムおよびエッチング方法に関する。
【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タッチパネル等に使用されるガラス基板を加工する手法は様々存在するが、従来、フッ酸を含むエッチング液を用いるエッチング処理が広く行われてきた。このようなエッチング処理によって、ガラス基板の軽量化のためのスリミング処理や、シート状のマザー基板を複数のパネルに分断するカッティング処理等が行われてきた。また、エッチング処理の普及に伴って、エッチング時に発生する生成物等の不純物をエッチング液から取り除く技術の開発が行われており、エッチング液のリサイクルのために沈降や濾過が施されてきた。
【０００３】
ところが、エッチング液のリサイクルにおいて、エッチング液との反応で生成する物質によっては、沈降や濾過では不純物を除去することができないことがあった。このような問題を解決するために、従来、エッチング排液に対して少なくとも薬剤処理または逆浸透膜処理を施し、得られたエッチング液をリサイクルする技術が採用されることがあった（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
このようなリサイクル技術を採用したエッチングシステムにおいては、エッチング工程にて発生する不純物のうち、従来の方法では除くことのできなかった、エッチング排液に溶解している物質や、粒径が１μｍ以下のコロイド粒子としてエッチング排液に分散している粒子状物質さえも除去することができる、とされていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３２６４４４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、従来のエッチング液のリサイクル技術は、エッチング処理後にエッチング液を排出して不純物を除去する構成を採用しているため、エッチング処理の前半のエッチング液に比較して、後半のエッチング液中には多くの不純物が含まれてしまう可能性が高い。このため、エッチング処理の後半においては、配管、タンク、バルブ等にスラッジが付着しやすいという問題があった。この結果、エッチング液のリサイクル回数を増加できる一方で、エッチング装置やその付随設備の寿命を縮めてしまう可能性が高い。さらに、エッチング処理の前半と後半とでエッチング液の品質が変化する結果、エッチング品質が低下するリスクもある。
【０００７】
この発明の目的は、エッチング液の消費量を抑えつつ、装置・設備の長寿命化を図るとともに、エッチング品質の維持を図ることが可能なエッチングシステムおよびエッチング方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るエッチングシステムは、エッチング手段、エッチング液供給手段、液体混合手段、および第１のリサイクル手段を備える。エッチング手段は、フッ酸を含むエッチング液によりガラス基板に対してエッチング処理を行うように構成される。エッチング液供給手段は、エッチング手段に供給すべきエッチング液を収容可能に構成され、エッチング手段に対するエッチング液の供給および回収をするように構成される。液体混合手段は、エッチング液供給手段に接続されるとともに、少なくともフッ酸を含む２種類以上の液体を混合してエッチング液を生成可能に構成される。そして、このエッチングシステムでは、第１のリサイクル手段は、エッチング液供給手段に接続されるとともに、エッチング処理の反応生成物を用いてフッ酸を再生し、再生されたフッ酸をエッチング液混合手段に供給するように構成される。そして、液体混合手段からエッチング液供給手段への供給量に対応する量のエッチング液がエッチング液供給手段から第１のリサイクル手段に供給されるように構成される。
【０００９】
この構成においては、液体混合手段からエッチング液供給手段にエッチング液を供給すると、その供給量に対応する量のエッチング液がエッチング液供給手段から第１のリサイクル手段に供給されるため、エッチング処理中において随時エッチング液を補充しても、エッチング液が無駄に排出されることがない。つまり、エッチング液供給手段から排出されたエッチング液が、廃棄されるのではなく、第１のリサイクル手段においてフッ酸再生処理が実行されるため、エッチング液供給手段に適時的に新鮮なエッチング液を供給してもエッチング液の無駄が発生しない。
【００１０】
この結果、エッチング処理に用いるエッチング液を無理矢理に長持ちさせる必要がなくなるため、常時、新鮮なエッチング液を用いてエッチング処理を行うことが可能になる。このため、エッチング液中のスラッジ等によってエッチング処理の装置・設備が劣化するという不都合が発生しにくくなる。この結果、エッチング処理の装置・設備の長寿命化を図ることが可能になる。また、エッチング液を随時新鮮なものと置き換えることにより、エッチング処理の前半および後半においてエッチング液の品質に差が生じにくく、エッチング品質の向上が図られる。さらには、新鮮な液と置き換えられた使用済のエッチング液についても無駄に廃棄されるのではなく、第１のリサイクル手段にてフッ酸再生が行われた上で、再び液体混合手段に供給されるため、エッチング液の消費量も抑えることが可能になる。
【００１１】
上記構成において、エッチング液供給手段に収容されたエッチング液を受け入れるように構成されるとともに、受け入れたエッチング液から不要物を除去してエッチング液供給手段に返送するように構成された第２のリサイクル手段をさらに備えることが好ましい。このような第２のリサイクル手段を設けることにより、エッチング液供給手段に貯められたエッチング液の品質維持をさらに図れるため、エッチング品質のさらなる向上が期待できる。
【００１２】
また、上記構成において、所定の間隔で液体混合手段からエッチング液供給手段へエッチング液を供給するように構成されることが好ましい。このような構成を採用することにより、古いエッチング液がエッチング液供給手段に滞留しにくくなるため、エッチング処理に用いられるエッチング液の品質向上が図られることになる結果、エッチングの品質向上を実現することが可能になる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、エッチング液の消費量を抑えつつ、装置・設備の長寿命化を図るとともに、エッチング品質の維持を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係るエッチングシステムの概略を示す図である。
【図２】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３】本発明の一実施形態に係るフッ酸再生部の概略を示す図である。
【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。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１に示すように、本発明の一実施形態に係るエッチングシステム１０は、エッチング装置１４およびフッ酸再生装置１８を備えている。エッチング装置１４は、少なくともエッチング処理部１４２およびエッチング液供給部１４４を備える。エッチング処理部１４２は、本発明に係るエッチング手段に対応しており、所定の濃度範囲に制御されたフッ酸を含むエッチング液をガラス基板に接触させることによりエッチング処理を行うように構成される。エッチング液供給部１４４は、エッチング処理部１４２に対してエッチング液を供給するとともに、エッチング処理部１４２にて使用したエッチング液を回収するように構成される。
【００１６】
エッチング装置１４は、液体混合部１２に接続されている。液体混合部１２は、エッチングシステム１０の供給される各種薬液（フッ酸、塩酸、硫酸等）や水を混合して、エッチング液を調合したり、エッチング装置１４の内部洗浄を行うための洗浄液を調合したりするように構成される。液体混合部１２にて調合された液体は、エッチング液供給部１４４を経由してエッチング処理部１４２に供給される。
【００１７】
また、エッチング液供給部１４４は、濾過処理部１６に接続されている。濾過処理部１６は、エッチング液供給部内のエッチング液に含まれる不要物（ガラス基板エッチング時に発生するスラッジ等の生成物）を回収し、不要物が除去されたエッチング液を再びエッチング液供給部１４４に返送するように構成される。濾過処理部１６の代表例としてはフィルタープレスが挙げられるが、フィルタープレス以外の濾過装置を用いることも可能である。この実施形態では、濾過処理部１６が本発明の第２のリサイクル手段に対応する。
【００１８】
フッ酸再生装置１８は、エッチング装置１４から排出されたエッチング液を受け入れ、フッ酸再生処理を行った上で再生されたフッ酸を液体混合部１２に供給するように構成される。このフッ酸再生装置は、少なくとも２つのバッファタンク１８２，１８４、およびフッ酸再生部２０を備える。バッファタンク１８２は、エッチング液供給部１４４から排出されたエッチング液を収容するように構成される。バッファタンク１８４は、フッ酸再生部２０にて再生されたフッ酸を収容するように構成される。このバッファタンク１８４に貯められた再生フッ酸は、適宜ポンプ等の液体運送手段によって液体混合部１２に供給される。この実施形態では、フッ酸再生装置１８が本発明の第１のリサイクル手段に対応する。
【００１９】
続いて、図２（Ａ）〜図２（Ｃ）を用いてエッチング装置１４について説明する。この実施形態では、１または複数のエッチング処理部１４２に対して１枚ずつ連続的にガラス基板１００を搬送しつつ、エッチング処理部１４２にてエッチング液をガラス基板に対して噴射するように構成された枚葉式のエッチング装置１４を採用している。このエッチング装置１４においては、エッチング液供給部１４４からポンプ等の公知の液送手段によってエッチング液がエッチング処理部１４２に供給される。エッチング処理部１４２ではガラス基板１００の上面、下面、または上下両面にエッチング液が噴射される。ガラス基板１００に噴射されガラス基板と接触したエッチング液は、エッチング処理部１４２の底部に流れ落ちてエッチング液供給部１４４に回収される。この回収されたエッチング液にはガラス基板１００から溶解したケイ素系化合物やアルミ系の化合物が含まれるため、随時、エッチング液供給部１４４から濾過処理部１６にエッチング液を送り出すことによってエッチング液の品質が維持される。
【００２０】
また、図２（Ｃ）に示すように、エッチング液供給部１４４は、エッチング処理部１４２に供給すべきエッチング液を収容可能に構成されたエッチング液槽１４５を備えている。そのエッチング液槽１４５は、液量が所定量を超えると超えた分の液体が溢れて流れ出るように構成されている。具体的には、液体混合部１２からエッチング液供給部１４６への供給量に対応する量のエッチング液が溢れて、フッ酸再生装置１８に供給されるように構成されている。このため、所定の間隔で新しいエッチング液を液体混合部１２からエッチング液供給部１４４に補充しつつ、かつ補充量に応じて既存のエッチング液をフッ酸再生装置１８へと排出することが可能になっている。
【００２１】
続いて、図３を用いてフッ酸再生部２０における処理の一例を説明する。フッ酸再生部２０は、エッチング装置１４で発生する排液を処理するように構成される。このフッ酸再生部２０は、第１のフィルタープレス２２、汚泥収容槽２４、反応部２６、第２のフィルタープレス２８、蒸留ユニット３０、および第１〜第３の反応装置３２，３４，３６を備える。
【００２２】
第１のフィルタープレス２２は、エッチング装置の排液（例えば、混酸排液）を濾過し酸汚泥を捕集するように構成される。汚泥収容槽２４は、第１のフィルタープレス２２にて捕集された酸汚泥を受け入れ収容するように構成される。汚泥収容槽１２に収容された酸汚泥は、必要に応じて産業廃棄物処理業者によって適正に取り扱われ処理される。
【００２３】
反応部２６は、第１のフィルタープレス２２の濾液を受け入れるように構成される。また、反応部２６に対して、混酸排液中のフッ素と効率良く反応する化学薬品（この実施形態では、炭酸ナトリウム）が添加される。第２のフィルタープレス２８は、反応部２６にて所望時間反応が行われたスラリーを受け入れるとともに受け入れたスラリーを固液分離するように構成される。
【００２４】
蒸留ユニット３０は、第２のフィルタープレス２８から出される濾液を受け入れるように構成される。この実施形態では、蒸留ユニット３０には、反応部２６および第２のフィルタープレス２８を経由してフッ素濃度が低減した混酸排液が供給される。蒸留ユニット３０は、受け入れた混酸排液に対して蒸留処理を行うことによって混酸中からフッ酸を分離し、分離されたフッ酸を回収する。蒸留ユニットにて回収されたフッ酸は、バッファタンク１８４に供給される。
【００２５】
第１の反応装置３２は、第２のフィルタープレス２８にて脱水されたケーキを収容するように構成される。この実施形態では、第１の反応装置３２にはケイフッ化ナトリウムが収容される。第１の反応装置３２には水酸化ナトリウムが添加され、ケイフッ化ナトリウムと水酸化ナトリウムとが反応することにより、フッ化ナトリウムが得られる。
【００２６】
得られたフッ化ナトリウムは、第２の反応装置３４に収容される。この第２の反応装置３４において、フッ化ナトリウムと添加された水酸化カルシウム水溶液または塩化カルシウム水溶液とが反応することによりフッ化カルシウムが得られる。このフッ化カルシウムは、第３の反応装置３６に収容される。第３の反応装置３６においてフッ化カルシウムは濃硫酸と反応してフッ酸が回収され、回収されたフッ酸がバッファタンク１８４に供給される。
【００２７】
バッファタンク１８４に回収された再生フッ酸は、液体混合部１２に適宜送られ、液体混合部１２におけるエッチング液の調合の際に利用されることになる。一方で、第１の反応装置３２、第２の反応装置３４、および第３の反応装置３６にて発生する残りの生成物は、図外の除害設備にて無害化された状態で放流される。
【００２８】
このエッチングシステム１０の構成においては、液体混合部１２からエッチング液供給部１４４にエッチング液を供給すると、その供給量に対応する量のエッチング液がエッチング液供給部１４４からフッ酸再生装置１８に供給されるため、エッチング処理中において随時エッチング液を補充しても、エッチング液が無駄に排出されるのではなく、フッ酸再生装置１８に受け入れられる。フッ酸再生装置では、エッチング処理の反応生成物を用いてフッ酸が再生され、再生されたフッ酸を液体混合部１２に帰還させるため、液体混合部１２に供給する未使用フッ酸の量を削減することが可能になる。
【００２９】
よって、フッ酸消費量を抑えるために、エッチング液を無理矢理に長持ちさせる必要がなくなるため、エッチング液の劣化（スラッジの生成も含む。）に伴うエッチング装置１４の劣化の発生を抑制することが可能になる。つまり、フッ酸使用量を抑えつつ、常時、液体混合部１２から新鮮なエッチング液を供給しつつエッチング処理を行うことが可能になる。このため、エッチング装置１４の長寿命化およびフッ酸の使用量の削減の両方を実現することが可能になる。
【００３０】
さらには、エッチング液を、随時、液体混合部１２から供給するものと置き換えることにより、エッチング処理中のエッチング液の劣化が起きにくく、エッチング処理の前半および後半においてエッチング液の品質に差が生じにくい。このため、エッチング品質の向上が図られる。
【００３１】
しかも、エッチング液供給部１４４内のエッチング液についても、濾過処理部１６において順次的に不要物が除去されるため、エッチング液の品質維持がより確実に実現される。このように、濾過処理部１６にてエッチング液の長寿命化を図りつつも、無理矢理にエッチング液を長寿命化させるのではなく随時新しいエッチング液に置き換えるという独自の工夫を行うことにより、エッチング装置１４に負担をかけることなく、フッ酸使用量の削減やエッチング品質の維持を実現することが可能になる。
【００３２】
エッチングシステム１０において、制御部５０が自動弁やポンプのドライバ等を制御することにより、所定の間隔で、液体混合部１２からエッチング液供給部１４４へエッチング液を供給するようにしても良い。制御部５０に組み込まれたプログラム（レシピ）によって、適宜、自動弁やポンプのドライバ等を制御することで、最適なタイミングでエッチング液の補充および使用済エッチング液のフッ酸再生装置１８への送り出しが可能になる。この結果、古いエッチング液がエッチング液供給手段に滞留しにくくなるため、エッチング処理に用いられるエッチング液の品質向上が図られる。そして、エッチングの品質向上を実現することが可能になる。
【００３３】
上述の実施形態では、枚葉搬送方式でかつエッチング液をガラス基板に対してスプレーする方式エッチング装置１４の例を説明したが、エッチング装置１４の例はこれには限定されない。例えば、図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示すように、複数のガラス基板１００を一度に処理するバッチ方式でかつエッチング液に浸漬させてエッチングを行うディップ方式のエッチング装置１５においても本発明を適用することが可能である。
【００３４】
このエッチング装置１５は、ガス供給部１５６からガスを供給し、エッチング液槽内の散気管よりバブリングを発生させている。エッチング液槽内には上昇する流れが発生し、エッチング液槽の上部においてオーバーフローさせている。オーバーフローしたエッチング液は、必要に応じてフィルタ等を経由させてから、再びエッチング液槽内に帰還する。このようなエッチング装置１５においても上述した構成と同様の構成を有するエッチング液供給部１４４を採用することで、上述の実施形態と同様の作用効果を得ることが可能である。
【００３５】
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】
【００３６】
１０−エッチングシステム
１２−液体混合部
１４−エッチング装置
１６−濾過処理部
１８−フッ酸再生装置
２０−フッ酸再生部
５０−制御部
１４２−エッチング処理部
１４４−エッチング液供給部
１８２，１８４−バッファタンク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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