(57)【要約】【課題】ディップ方式のエッチング処理において、ガラス基板等の板状処理基板の一部分だけが不均一にエッチングされる不具合を低減することが可能な処理基板保持治具を提供する。【解決手段】処理基板保持治具１０は、下端支持部材１２およびガイド部材１４２を少なくとも備え、複数のガラス基板１００を立たせた状態で保持するように構成される。下端支持部材１２は、ガラス基板１００を下から支持できるように構成されており、支持されたガラス基板の両側に貫通孔１２２を有している。ガイド部材１４２は、ガラス基板１００と隣に配置されるガラス基板１００とが接触することを防止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】
エッチングされるべき複数の板状処理基板を立たせた状態で保持するように構成された処理基板保持治具であって、
前記板状処理基板の下端を下から支持するように構成された少なくとも１つ以上の下端支持部材と、
前記板状処理基板の辺縁部の一部または全部において板厚方向の両側に所定の間隙を設けて配置され、前記板状処理基板の辺縁部の搖動を抑制するように構成されたガイド部材と、
を少なくとも備え、
前記下端支持部材は、前記処理基板支持位置の板厚方向の両側に、上下方向に貫通した貫通孔を有することを特徴とする処理基板保持治具。
【請求項２】
前記処理基板保持治具の下方には、散気ユニットが配置され、前記散気ユニットから放出された気泡が前記貫通孔を通過するように構成される請求項１に記載の処理基板保持治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス基板等の板状被処理基板を支持しエッチング処理することが可能な処理基板保持治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スマートフォン、タブレット、液晶テレビ等は、軽量化や高デザイン化が進み、液晶ディスプレイ等に使用されるガラス基板を薄型化したり表面に加工を施したりする要望が増えてきている。このような要望を満たすために、エッチングガス等を使用するドライエッチングやエッチング液を使用するウエットエッチング等のエッチング処理が用いられることがある。ドライエッチングは、数μｍ単位のエッチングが可能なため表面加工等に用いられ、一方、ウエットエッチングは、数百μｍ単位のエッチングを短時間で処理することが可能なため、ガラス基板を薄型化したり表面加工したりする方法として用いられている。
【０００３】
ウエットエッチングには、エッチング液が収容された処理槽にガラス基板を浸漬させるディップ方式と、ガラス基板にスプレーでエッチング液を噴射させるスプレー方式と、がある。スプレー方式は、１枚のガラス基板に対してエッチング液を噴射するので、ガラス基板に均一にエッチング液を当てることができ、表面状態や板厚精度が高品質に仕上げられるが、設備費用が安価であるためディップ方式が依然として利用されている。ディップ方式は、一度に多くのガラス基板を処理することが可能であるが、保持治具に複数配置されるガラス基板の隙間にエッチング液の流れを上手くコントロールすることが難しかったために表面状態や板厚精度が悪くなってしまうことがあった。
【０００４】
従来技術には、複数のガラス基板を保持治具にセットしたものをエッチング液に浸漬しエッチング処理しても、均一化した処理を行うことができる技術が存在する（例えば、特許文献１参照。）。この技術によると、ガラス基板をセットした保持治具の下方に配置された気泡導入器より発生させる気泡をガラス基板の隙間に放出させ気泡の流量をコントロールし、ガラス基板の隙間に安定したエッチング液の流れを作ることで、均一な処理を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２００３−０９３９８２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、上述のような従来技術においては、保持治具のガラス基板を下から支持する部材がエッチング液の流れを阻害することが考えられる。ガラス基板を支えるためにはある程度の強度のある支持部材を使用する必要があるが、流体力学上、下方から上方にかけて流れるエッチング液が支持部材の影響で支持部材の上方の領域に滞留を作ってしまう。このため、ガラス基板を均一にエッチング処理することができないことがあった。具体的には、ガラス基板におけるエッチング液の滞留ができる領域に対応する部分が、周面に比べ板厚が厚くなってしまうという不都合があった。
【０００７】
本発明の目的は、ディップ方式のエッチング処理において、ガラス基板等の板状処理基板の一部分だけが不均一にエッチングされる不具合を低減することが可能な処理基板保持治具を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る処理基板保持治具は、エッチングされるべき複数の板状処理基板を立たせた状態で保持するように構成されており、下端支持部材およびガイド部材を少なくとも備える。この処理基板保持治具は、複数の板状処理基板を保持しながらエッチング液が収容されたエッチング液槽等に浸漬させることができる。処理基板保持治具は、耐酸性および耐アルカリ性、もしくはそのどちらか一方を備えた素材で構成されており、例えば、フッ酸、硫酸、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等含有したエッチング液に浸漬させて使用することが可能である。
【０００９】
下端支持部材は、処理基板保持治具に収容される板状処理基板の下端を下から支持するように構成されており、少なくとも１つ以上備えられている。この下端支持部材は、処理基板支持位置の板厚方向の両側に、上下方向に貫通した貫通孔を有していることを特徴としている。ここで、処理基板支持位置の板厚方向の両側に貫通孔を配置する意図は、板状処理基板の下側の端面と、貫通孔とが上下方向においてオーバーラップしないようにするためである。このような貫通孔を有することで、下端支持部材と処理基板の接触している部分にエッチング液の液流ができ好適にエッチング液を接触させることが可能となる。
【００１０】
ガイド部材は、板状処理部材の辺縁部の一部または全部において板厚方向の両側に所定の隙間を設けて配置され、板状処理基板の辺縁部の揺動を抑制するように構成されている。このようなガイド部材を設けることで、エッチング液浸漬中に液の流れ等でガラス基板が揺動しても隣に配置している板状処理基板に接触することなくエッチング処理すること可能となる。このガイド部材は、常に板状処理基板と接触しているわけではなく、板状処理基板が揺動したときにのみ接触するので、板状処理基板の板厚や品質に影響を及ぼすことはない。
【００１１】
処理基板保持治具の下方には、散気ユニットが配置され、散気ユニットから放出された気泡が下端支持部材に配置された貫通孔を通過するように構成されることが好ましい。このように構成すると、下方から上方に向けてエッチング液の液流ができるので、処理基板保持治具に収容される板状処理基板の隙間にエッチング液が通過するとともに下端支持部材に形成した貫通孔にもエッチング液が通過するので板状処理基板の下端部分にも好適にエッチング液を供給することが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、ディップ方式のエッチング処理において、ガラス基板等の板状処理基板の一部分だけが不均一にエッチングされる不具合を低減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る処理基板保持治具の概略構成を示す図である。
【図２】本実施形態で採用するエッチング装置の概略構成を示す図である。
【図３】下端支持部材の概略構成を示す図である。
【図４】下端支持部材およびガイド部材を示す図である。
【図５】下端支持部材の周囲の液流を表す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る処理基板保持治具の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態に係る処理基板保持治具の概略構成を示す図である。処理基板保持治具１０は、複数のガラス基板１００を収容するように構成され、図２に示すようなエッチング装置２０に浸漬し収容したガラス基板１００をエッチング処理できるように構成されている。処理基板保持治具１０は、下端支持部材１２および枠部材１４を備えている。本実施形態に係る処理基板保持治具１０は、複数のガラス基板１００を収容しエッチング処理できるように構成されるが、セラミック基板や半導体基板等の板状処理基板を収容しエッチング処理することも可能である。また、本実施形態に係る処理基板保持治具１０は耐酸性の樹脂から構成されているが、処理に使用する薬液と勘案して耐酸性および耐アルカリ性、もしくはそのどちらか一方を備えた素材を選択して使用することができる。
【００１５】
下端支持部材１２は、処理基板保持治具１０に収容されるガラス基板１００の下端を下から支持するように構成されている。下端支持部材１２は、少なくとも１つ以上備えられており、処理基板保持治具１０に収容されるガラス基板の総重量に応じて本数を調整するようにすれば良い。この下端支持部材１２は、上下方向に貫通した貫通孔１２２を複数有している。この貫通孔１２２は収容されるガラス基板１００の下端が下端支持部材１２に接触する位置の両側に配置される。下端支持部材１２の詳しい説明は、後述する。
【００１６】
枠部材１４は、処理基板保持治具１０に収容されるガラス基板１００を一定の位置に収容できるように構成されている。枠部材１４は互いに一定の隙間を設けて配置される複数のガイド部材１４２を備える。このガイド部材１４２は、ガラス基板１００を固定して収容するのではなく、ガラス基板１００と隙間を設けて配置され、ガラス基板１００を立たせた状態に保持できるようになっている。この実施形態のガイド部材１４２は、ガラス基板１００の左側および右側にそれぞれ３つずつ、かつ、下側に１つ配置され、ガラス基板１００に対し、板厚方向において隙間を設けて構成される。また、ガラス基板１００の上側にも配置することが好ましく、取り外し可能なガイド部材１４２を配置しても良い。ガイド部材１４２は、この通りではなく、エッチング処理中にガラス基板１００どうしが接触しないように構成されていれば、形状は限定されない。
【００１７】
続いて、図２を用いて本実施形態に係る処理基板保持治具１０を使用してエッチング処理を行うエッチング装置２０の説明をする。エッチング装置２０は、エッチング槽２２、散気ユニット２４、オーバーフロー槽２６および液循環ユニット２８を備えている。このエッチング装置２０は、フッ酸を含有するエッチング液に浸漬することでエッチング処理を行うように構成されている。使用するエッチング液は、処理基板の種類によって変更することが可能である。
【００１８】
エッチング槽２２は、エッチング液を収容するように構成されている。散気ユニット２４はエッチング槽２２の底部近くまで延び出すように配置されており、エッチング槽２２に収容されるエッチング液に気泡を放出できるように構成されている。オーバーフロー槽２６は、エッチング槽２２からオーバーフローしたエッチング液を貯留できるように構成される。液循環ユニット２８はオーバーフロー槽２６に貯留されているエッチング液をエッチング槽２２の底部へと送液できるように構成されている。
【００１９】
エッチング槽２２に収容されるエッチング液は、底部近くに配置される散気ユニット２４から気泡を供給されることで、下方から上方に向けて液流をつくることを可能にしている。さらに、エッチング槽２２からオーバーフローしたエッチング液を液循環ユニット２８によってエッチング液をエッチング槽２２の底部に供給することで液の濃度に偏りが無くなり、均一にエッチング処理をすることが可能である。また、オーバーフロー槽２６もしくは液循環ユニット２８にエッチング液の濃度調整する薬液供給部を設けることで、エッチングレートを維持しつつエッチング処理を行うことが可能である。さらに、オーバーフロー槽２６もしくは液循環ユニット２８の途中に濾過装置を配置することで、ガラス基板１００のエッチング処理で生成するスラッジ等の不溶物を濾過処理できエッチング液を清浄に保ちつつエッチング処理を行うことが可能である。
【００２０】
上記のように下方から上方に向けて液流をつくっているので、処理基板保持治具１０に立たせた状態でガラス基板１００を保持することでガラス基板１００の隙間にエッチング液の液流が通過することが可能になる。このため、ガラス基板１００に新鮮なエッチング液を供給することができるので好適にエッチング処理を行うことが可能である。また、ガラス基板１００をエッチングした際に生成されるスラッジが表面に付着することで表面に異常が発生することがあるが、ガラス基板１００を立て向きに保持しているので、表面に付着しにくく表面異常の発生リスクを低減させることが可能である。
【００２１】
図３は下端支持部材１２を詳しく示した図である。また、図４は処理基板保持治具１０の底部の一部を示す図である。下端支持部材１２は、複数の貫通孔１２２およびゴム部材１２４を有している。ゴム部材１２４は、弾性を有する凸状に形成されており、このゴム部材１２４でガラス基板１００の下端を支持するようになっている。このゴム部材１２４を配置することで、処理基板保持治具１０にガラス基板１００を収容するときに下端を保護するだけではなく、エッチング処理するときに下端支持部材１２の平面部分で支持する場合に比べエッチング液がガラス基板１００に接触しやすくなるので縁部分だけ板厚が厚くなってしまうことを最小限に抑えることが可能である。
【００２２】
また、図３および図４に図示した通り、ゴム部材１２４の両側に貫通孔１２２が配置される。つまり、処理基板保持治具１０にガラス基板１００を収容した場合、一定の間隔で並ぶガラス基板１００の隙間に貫通孔１２２がくるように構成されている。貫通孔１２２はエッチング液や気泡が通過できる程度の開口を有している。この貫通孔１２２は、処理基板の重量を勘案して開口の大きさを調整することができる。また、この実施形態では、四角柱上の貫通孔１２２を採用しているが、円柱状やエッチング液や気泡が通過しやすいように下側の開口を大きくするような貫通孔１２２を採用しても良い。
【００２３】
図５（Ａ）および図５（Ｂ）はガラス基板下端支持部材によって引き起こる液流および滞留領域３０、３２を示す図である。従来の保持治具には、上記のような貫通孔１２２が形成されていなく、この保持治具を使用しエッチング処理を行うと、図５（Ａ）に示すような従来の下端支持部材１１の上方にエッチング液の滞留領域３０ができてしまい、エッチング液の滞留領域３０に対応するガラス基板１００のエッチングが阻害される。阻害されると、フローマークと呼ばれる周囲と比較して板厚が厚くなってしまうようなエリアが発生してしまう。このフローマークが、ガラス基板１００の面内に侵入することで、製品の歩留まりの低下の原因につながったり、さらには板厚差が発生した端面部分からクラックが発生し、ガラス基板１００の破損につながったりしてしまう。
【００２４】
図５（Ｂ）は貫通孔１２２を有する下端支持部材１２を用いたときのエッチング液の滞留領域３２を示す図である。下端支持部材１２に貫通孔１２２を有する処理基板保持治具１０を使用しエッチング処理することで、従来問題となっていた下端支持部材１２の上方に発生していた滞留の範囲を小さく抑えることが可能になる。図５のように、貫通孔１２２にエッチング液が通過することで、滞留が発生していた部分に液流を作ることが可能になる。貫通孔１２２が形成されていない下端支持部材１１には、範囲の広いエッチング液の滞留領域３０が発生してしまうので周囲と板厚誤差が大きく、範囲の広いフローマークが形成されるが、本実施形態の下端支持部材１２を使用するとエッチング液の滞留領域３２の範囲が狭くなるので周囲と板厚誤差が小さく、範囲の狭いフローマークに抑えることが可能になる。
【００２５】
また、貫通孔１２２は、ガラス基板１００を配置するゴム部材１２４を挟んだ両側に形成することが好ましい。通常、貫通孔１２２のような中空部を液体が通過すると、壁面に沿って移動する液体と中間部分を移動する液体とを比較すると壁面を沿って移動する液体のほうが速く流動する。そのため、下端支持部材１２とガラス基板１００が接触するガラス基板１００端面は他の端面に比べエッチングされやすい傾向にある。貫通孔１２２の真上にガラス基板１００がくるようにセットしてしまうと、端面に厚い部分と薄い部分が混在するようにエッチングされてしまい、ガラス基板１００が破損するリスクが高くなってしまう。
【００２６】
図６は、ガラス基板１００を収容した処理基板保持治具１０の上面を示す図である。ガラス基板１００は、下端支持部材１２に配置されるゴム部材１２４に載置されている。ガラス基板１００と常に接しているのは、このゴム部材１２４だけでありガラス基板１００の側端面とガイド部材１４２とは、常に接しているわけではない。このガイド部材１４２は、ガラス基板１００がエッチング液中に隣に配置されるガラス基板１００と接触しないように構成されており、ガラス基板１００がエッチング液の液流で揺動したときにガイド部材１４２に接触するので隣に配置されるガラス基板１００と接触することがない。ガラス基板１００はガイド部材１４２で区画した範囲内で常に揺動するようにエッチングされるので、ガイド部材１４２と常に接触しているわけではないのでガラス基板１００の側端面にエッチング不良が起きる心配はない。
【００２７】
また、図４および図６に図示したように、ガラス基板１００の下方にもガラス基板１００がずれてしまった場合に隣に配置されるガラス基板１００と接触しないようにガイド部材１４２が配置されるが、このガイド部材１４２にも貫通孔を形成しても良い。基本的に、ガラス基板１００とガイド部材１４２には、隙間が設けられているので、ガラス基板１００には影響を及ぼさないが貫通孔を設けることで、ガラス基板１００の間に最適な液流を形成することが可能になる。
【００２８】
以上のような処理基板保持治具１０を用い、ガラス基板１００をエッチング処理することで、ガラス基板１００を支持する下端支持部材１２とガラス基板１００が接する領域におけるエッチング液の滞留を最小化することが可能である。その結果、従来から発生していたガラス基板１００の下部分に発生するフローマークの板厚および範囲を小さく抑えることができ、ガラス基板１００の歩留まりを向上させることが可能になる。
【００２９】
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】
【００３０】
１０−処理基板保持治具
１２−下端支持部材
１２２−貫通孔
１２４−ゴム部材
１４−枠部材
１４２−ガイド部材
２０−エッチング装置
２２−エッチング槽
２４−散気ユニット
２６−オーバーフロー槽
２８−循環ユニット
３０、３２−滞留領域
１００−ガラス基板
【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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