CN103459342B - 玻璃基板的制造方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明的课题在于，提供一种能够安全地实现高品质的化学研磨处理的玻璃基板的化学研磨装置。其解决手段为，本发明的化学研磨装置具有：输送通路，其沿水平方向输送玻璃基板（GL）；研磨处理部（16）、（22），其对在输送通路移动中的玻璃基板喷射化学研磨液而对玻璃基板进行薄型化；洗涤处理部（24），其对经过研磨处理部（22）而被薄型化了的玻璃基板喷射洗涤液进行洗涤，其中，在向研磨处理部（16）导入玻璃基板的导入部设置有：旋转滚轮（43），其轻轻地保持玻璃基板的表面并进行旋转；喷射部（NZ1）、（NZ2），其从研磨处理部（16）的外侧向旋转滚轮（43）喷射水。

Description

玻璃基板的制造方法及其装置

技术领域

本发明涉及一种能够对大型玻璃基板均匀地进行薄型化的玻璃基板的制造方法及其化学研磨装置。

背景技术

作为在输送玻璃基板的同时喷射蚀刻液的制造加工装置，已知的有，例如，专利文献1中记载的湿法蚀刻装置。并且，该装置利用蚀刻液去除形成于玻璃基板的铬或者铬合金膜。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本国特开2000-144454号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，上述发明仅仅记载了去除形成在玻璃基板上的薄膜的结构或方法，并没有记载了对玻璃基板自身进行薄型化的结构或方法。

此处，为了对玻璃基板自身进行蚀刻（化学研磨）而进行薄型化，不得不使用含有氢氟酸的化学研磨液，在该情况下，强烈期望能够确保操作员的安全，并且，实现高品质的化学研磨处理。特别是最近的电子仪器都要求小型化、轻量化，所以也要求玻璃基板的进一步的薄型化（板厚度为0.5mm左右或其以下），如果由化学研磨而产生研磨不均或白浊现象，则其玻璃基板的使用价值就会丧失。

本发明是鉴于上述课题而做出的，其目的在于提供一种能够安全地实现高品质的化学研磨处理的玻璃基板的制造方法及其化学研磨装置。

解决课题的方法

为了达到上述目的，本发明的化学研磨装置具有：输送通路，其沿水平方向输送玻璃基板；研磨处理部，其对在输送通路移动中的玻璃基板喷射化学研磨液而对玻璃基板进行薄型化；洗涤处理部，其对经过研磨处理部而被薄型化了的玻璃基板喷射洗涤液进行洗涤，其中，在向所述研磨处理部导入玻璃基板的导入部设置有：旋转滚轮（roller），其轻轻地保持玻璃基板的表面并进行旋转；喷射部，其从研磨处理部的外侧向所述旋转滚轮喷射水。

优选地，在所述研磨处理部配置有沿玻璃基板的输送方向延伸的一组喷射管，并且从形成于各个喷射管的喷出口向玻璃基板喷出化学研磨液。此处，优选地，一组喷射管配置于璃基板的上部和下部。此外，更优选地，一组喷射管，其轴向长度设定在2.5m以下。

优选地，所述一组喷射管配置于与所述输送方向垂直相交的玻璃基板的宽度方向，向中央位置的喷射管供给比周边位置的喷射管相比高压的化学研磨液。另外，优选地，一组喷射管以可以旋转的方式被保持，且沿喷射管的圆周方向摇动。

优选地，所述研磨处理部以如下方式构成：其被分割成具有几乎相同结构的多个处理腔室，且使用相同成分的研磨液而对玻璃基板进行多次研磨。此处，优选地，所述多个处理腔室经由中继腔室而连接。更优选地，在所述中继腔室中，具有与处理腔室相同成分的化学研磨液向玻璃基板喷出。

此外，本发明的玻璃基板的制造方法为使用化学研磨装置对板厚度进行薄型化的制造方法。该化学研磨装置具有：输送通路，其沿水平方向输送玻璃基板；研磨处理部，其对在输送通路移动中的玻璃基板喷射化学研磨液而对玻璃基板进行薄型化；洗涤处理部，其对经过研磨处理部而被薄型化了的玻璃基板喷射洗涤液进行洗涤，在所述研磨处理部的玻璃基板导入部设置有：旋转滚轮，其轻轻地保持玻璃基板的表面并进行旋转；喷射部，其从研磨处理部的外侧向所述旋转滚轮喷射水。

发明效果

根据上述发明，能够安全地实现高品质的化学研磨处理。

附图说明

图1是表示实施例的化学研磨装置的概略主视图。

图2是说明图1的化学研磨装置的排气线（line）的图。

图3是说明一组喷出管和曲柄机构的图。

图4是说明曲柄机构的动作的图。

具体实施方式

以下，根据实施例对本发明进行详细说明。图1和图2是表示实施例的化学研磨装置10的概略主视图。另外，对于同一个化学研磨装置10，图1中表示化学研磨液的供液线LN1和洗涤水的供水线LN2以及回收线LN3，图2中表示排气线LN4。

如图所示，该化学研磨装置10以搬入部12、前处理腔室14、第一处理腔室16、第二处理腔室22、中继腔室18、水洗腔室24及搬出部26为中心而构成，其中，搬入部12，玻璃基板GL被操作员一片一片地搬入；前处理腔室14，其接收从搬入部12输送的玻璃基板GL；第一处理腔室16，其向玻璃基板GL的上下面喷射化学研磨液而对玻璃基板进行薄型化；第二处理腔室22，其向玻璃基板的上下面喷射与第一处理腔室16相同成分的化学研磨液而对玻璃基板进行进一步的薄型化；中继腔室18，其连结第一和第二处理腔室16、22；水洗腔室24，其对经由第二处理腔室22的玻璃基板GL进行水洗；搬出部26，玻璃基板GL被操作员一片一片地搬出。另外，中继腔室18划分为：在上下方向小型化了的第一中继腔室18a；和在第二处理腔室22的前面以与其几乎相同形状面对的第二中继腔室18b。

除了向前处理腔室14的导入口IN、从水洗腔室24的导出口OUT、以及曲柄机构CR的一部分工作空间之外，各个腔室14、16、18、22、24作为整体而被密闭。另外，导入口IN和导出口OUT是与玻璃基板GL的板厚度相比稍微高，并与玻璃基板GL的横宽相比稍微宽的矩形开口。此外，在同一平面上配置有贯通各个部分的多个输送滚轮42…42，从而形成将玻璃基板GL向图中右侧输送的输送通路。

此处，优选地，输送速度设定为200-800mm/分，更优选地，应设定为300-550mm/分。并且，在本实施例中，在第一处理腔室16和第二处理腔室22的处理时间设定为共计10分钟左右。如果超过上述范围而输送速度过慢，则不仅生产率恶化，而且化学研磨液容易滞留在玻璃基板上，从而妨碍均匀的化学研磨。另一方面，在相同规模的装置中，如果需要提高输送速度，则很难实现液体成分的最佳化，其结果，不能实现均匀的化学研磨。

对在化学研磨装置10进行薄型化处理的玻璃基板GL没有特别限定，即使对1000×1200mm或1100×1300mm以上的大型玻璃基板，也以能够对其上下两面均匀地进行研磨的方式构成。另外当向本装置10导入时，假定玻璃基板的板厚度为1mm以下，在化学研磨后其厚度能够被薄型化至0.5mm左右。

如图1所示，第一处理腔室16、第二处理腔室22、以及中继腔室18经由供液线LN1而与被温度管理的处理液供给部30连通，由此处理液供给部30的化学研磨液在40-42℃左右向各个腔室供给。此处，对化学研磨液没有特别限定，优选地，为了在10分钟左右的化学研磨处理中对板厚度进行其整体形成为100μm左右的薄板化，液体成分设定为5-12重量%的氢氟酸、0-6重量%的盐酸、剩余的水。

此外，前处理腔室14和水洗腔室24经由供水线LN2而与水供给部28连通，洗涤水向各个腔室供给。另外，从前处理腔室14和水洗腔室24排出的洗涤排水，直接被排出。

一方面，第一处理腔室16、中继腔室18a、18b、以及及第二处理腔室22的底部经由回收线LN3而与处理液容纳部32连通，由此研磨处理水被回收。另外，被回收的研磨处理水经过反应生成物的沉淀等其他的处理而移送至处理液供给部30，并通过液体输送马达（未图示）来向各个处理腔室供给而进行再利用。

如图2所示，前处理腔室14和中继腔室18b、以及水洗腔室24经由排气线LN4而与排气部40连通，由此各个腔室的内部气体吸引至排气部40。此处，由于排气线LN4稳定地发挥功能，因此向前处理腔室14的导入口IN、从水洗腔室24的导出口OUT、形成于曲柄机构CR的一部分的开口维持在负压状态，从而处理气体不会经由这些开口而漏出。

在第一处理腔室16、中继腔室18、第二处理腔室22、以及水洗腔室24，沿玻璃基板的输送方向延伸的一组（六根）喷射管配置于输送滚轮42…42的上下位置。各个喷射管Pri、Pfi、Pwi是由氯乙烯或聚四氟乙烯（注册商标）制成的中空树脂管，多个喷射口在一根喷射管形成一列。然后，配置于第一处理腔室16、中继腔室18、以及第二处理腔室22的上下喷射管Pri、Pfi、Pri向玻璃基板上面和下面喷射化学研磨液。另一方面，配置于水洗腔室24的喷射管Pwi向玻璃基板的上面和下面喷射洗涤水。

配置于中继腔室18和水洗腔室24的喷射管Pfi、Pwi保持固定状态。另一方面，在第一处理腔室16和第二处理腔室22配置有藉由曲柄机构CR而摇动的多根喷射管Pri。

如前所述，在本实施例中，在第一处理腔室16与第二处理腔室22、在玻璃基板的上下各自配置有六根喷射管Pri（Pr1-Pr6）。图3（A）是将配置于玻璃基板下方的喷射管Pr1-Pr6从上方绘制的俯视图，在各个喷射管Pri例如形成有八个喷出口HO。

在各个喷射管Pri配置于第一处理腔室16与第二处理腔室22的任意一个的情况下，其前端侧（图中左侧）都是闭塞的。另一方面，在其基端侧设置有压力控制部44。压力控制部44由具有与喷射管Pri相同数量（六个）的开闭阀VAL构成，通过调整各开闭阀VAL的开度，能够任意地设定向各喷射管Pri供给的化学研磨液的液压。

在该实施例中，中央位置的喷射管Pr3、Pr4的液压设定成稍微大于周边位置的喷射管Pr1、Pr6。对玻璃基板GL的中央位置的接触压或喷射量与对玻璃基板GL的周边位置的接触压或喷射量相比，设定得稍微高。因此，向玻璃基板GL的中央位置喷射的化学研磨液顺利地移动至玻璃基板的周边位置，由此几乎等量的化学研磨液作用于全部玻璃基板GL，其结果，全部玻璃基板GL被均匀地研磨。

此外，各个喷射管Pri的两端通过轴承等可以旋转地被轴支撑，并藉由曲柄机构CR摇动（oscillation）约±30°（参照图3（C））。另外，图3（C）示出的是摇动角度，而不是化学研磨液的喷射范围。即，由于从喷射管Pri的喷出口HO喷出的化学研磨液呈喇叭状，所以其喷射范围比摇动角度广。

如图3（B）的概略主视图所示，曲柄机构CR以驱动马达MO、曲柄轴C1-C3、摇动杆C4、以及上下两根保持杆C5、C5为中心而构成。两根保持杆C5、C5配置于夹持输送中的玻璃基板GL的上下位置，并且其各自保持成可以沿处理腔室16、22的前后方向（与图1的纸面垂直相交的方向）进行水平移动。

另外，虽然没有特别限定，曲柄轴C1-C3和摇动杆C4配置于第一和第二处理腔室16、22的左侧面板LS的外侧，并且喷射管Pri的顶端侧贯通左侧面板LS而与传动杆Tr1-Tr6相连接。另外，左侧面板LS的贯通孔被切实地密封。

曲柄轴C2和摇动杆C4各自通过固定轴O1、O2可以旋转地被轴支撑。此处，例如，固定轴O1藉由前处理腔室14或中继腔室18的顶板来保持；固定轴O2藉由各个腔室14、18的前板来保持。

因此，曲柄轴C2以固定轴O1作为旋转中心向处理腔室16、22的前后方向摇动。此外，摇动杆C4以固定轴O2作为旋转中心向处理腔室16、22的前后方向摇动。另外，通过在摇动杆C4与保持杆C5、C5的连接部形成长形孔，由此摇动杆C4可进行摇动操作。

上下各六根的喷射管Pr1-Pr6的闭塞顶端侧经由传动杆Tr1-Tr6而与保持杆C5、C5相连接。如之前所说明的那样，各个喷射管Pr1-Pr6通过轴承等可以旋转地保持，传动杆Tr1-Tr6通过保持杆C5的突出轴O3轴支撑。因此，喷射管Pr1-Pr6对应保持杆C5、C5在前后方向的水平移动，沿其圆周方向进行摇动。

图4是表示上侧的喷射管Pr1-Pr6和下侧的喷射管Pr1-Pr6的摇动动作的图，表示：曲柄轴C1以固定轴O1作为旋转中心摇动的状态；另一方面，摇动杆C4以固定轴O2作为旋转中心摇动的状态。然后，保持杆C5、C5对应摇动杆C4的摇动在水平方向进行往返移动，与此相对应地，可以旋转地被轴支撑的上下喷射管Pr1-Pr6约旋转±30°。另外，驱动马达MO的转速限定喷射管Pri的摇动次数，驱动马达的转速优选在10-30rpm左右。

在上侧的喷射管Pr1-Pr6的下面形成有喷射口，由于在下侧的喷射管Pr1-Pr6的上面形成有喷射口，因此各个喷射口在约旋转±30°的同时，将化学研磨液喷射在玻璃基板的上下面（参照图3（C））。

但是，在本实施例中，特意分为以相同的液体成分实施相同的化学研磨的两个处理腔室16、22。这是因为：通过抑制喷射管Pr1-Pr6的长度，由此防止喷射管的弯曲，且使喷射管顺利地摇动以均匀地维持其与玻璃基板的距离。对喷射管Pri的长度而言，其与管径（送液量）也有关系，但是一般抑制在2.5m以下，优选2m以下。

为了以高速对玻璃基板进行化学研磨，当需要增加在加热状态下的化学研磨液的送液量时，通过适当地抑制喷射管Pr的长度，就不会使驱动马达MO那么大型化，而且以简单的结构就能够使多个喷射管Pr1-Pr6顺利地摇动。

另外，也可考虑与本实施例不同的结构，即，将第一处理腔室16和第二处理腔室22合在一起而设置成单一腔室，但即使使用例如适当长度（2.5m以下）的喷射管也难以期待与本实施例相等的顺利的工作。即，当使用单一腔室时，只能分别将各个曲柄机构接近于其左侧面板和右侧面板而设置，并且以不同的驱动马达MO分别驱动各个曲柄机构，但是由于各个喷射管的基端部位于单一腔室的中央部，因此可以旋转地保持该基端部是不容易的。此外，也难以在喷射管的基端部设置压力控制部44。

接下来，对前处理腔室14的结构进行说明。在前处理腔室14配置有接近第一处理腔室且使喷射管Pri摇动的曲柄机构CR，这与之前所述一样。除上述结构之外，在前处理腔室14中，在将玻璃基板GL向第一处理腔室16导入的导入口配置有接收玻璃基板GL的旋转滚轮43、和向玻璃基板GL的上下面喷射水的水洗喷嘴NZ1、NZ2。此处，设定有接触压，其使玻璃基板GL被旋转滚轮43和输送滚轮42轻轻地保持而导入至第一处理腔室16。

此外，水洗喷嘴NZ1、NZ2被设定为向玻璃基板GL的第一处理腔室16导入口喷射水。因此，导入至第一处理腔室16的玻璃基板形成为充分淋湿的状态，由此防止不均匀的初期蚀刻。即，由于第一处理腔室16为氢氟酸气体气氛，如果玻璃基板的表面处于干燥的状态，就可能存在被氢氟酸气体不均匀侵蚀的风险。但是在本实施例中，玻璃基板的表面被水所保护，因此在之后的第一处理腔室16中开始均匀的蚀刻。

此外，在本实施例中，由于从水洗喷嘴NZ1、NZ2向旋转滚轮43或输送滚轮42强力地喷射水，因此第一处理腔室16的玻璃基板导入口被水密封，从而可防止化学研磨液漏出至前处理腔室14。另外，在不采用本实施例的结构的情况下，处于干燥状态的玻璃基板被漏出至前处理腔室14的化学研磨液蚀刻而形成为无法修复的状态。另外，如果为了防止化学研磨液漏出至前处理腔室14而提高旋转滚轮43或输送滚轮42对玻璃基板的接触压，则玻璃基板受损伤产生白浊现象等的弊端。

接下来，对中继腔室18进行说明。如前所述，在中继腔室18，固定状态的喷射管Pfi配置于输送通路的上下位置。并且，一组（六根）的喷射管Pfi向玻璃基板的上下面喷射化学研磨液。在本实施例中，特别设置有中继腔室，其理由在于：（1）为了适当地轴支撑第一处理腔室16的喷射管Pri的基端侧；（2）为了确保压力控制部44的配置空间；（3）为了确保第二处理腔室22的曲柄机构CR的配置空间。

此处，也可以考虑将中继腔室18形成为玻璃研磨处理中的空出空间，但是在本实施例中也特意在该中继腔室18向玻璃基板喷射相同成分的化学研磨液。因此，在通过中继腔室18时化学研磨液不会滞留在玻璃基板上，从而能够实现高品质的玻璃研磨。另外，中继腔室的喷射管Pfi为固定状态，但也可以采用使其摇动的结构。

通过中继腔室18的玻璃基板移动至第二处理腔室22进行进一步的化学研磨。然后，结束两个阶段化学研磨的玻璃基板，在通过配置于第二处理腔室的出口的风刀（airknife）KN1来进行液体排除处理后，被从配置于水洗腔室24的一组（六根）的喷射管Pwi喷出的洗涤水洗涤。洗涤用喷射管Pwi为固定状态，但也可以采用使其摇动的结构。

总之，在洗涤处理的最后阶段配置有风刀KN2、KN3，从该风刀喷射的空气迅速干燥玻璃基板的上下面。然后，从水洗腔室24的导出口OUT排出的玻璃基板，被在搬出部26等候的操作员取出，从而完成一系列的加工处理。

以上，对本发明的实施例进行了详细说明，但具体的记载内容并不是限定本发明的。

附图标记说明

GL玻璃基板

16、22研磨处理部

24洗涤处理部

10化学研磨装置

43旋转滚轮

NZ1、NZ2喷射部

Claims (14)

1.一种玻璃基板的化学研磨装置，其特征在于，具有：

输送通路，其沿水平方向输送玻璃基板；

研磨处理部，其对在输送通路移动中的玻璃基板喷射化学研磨液而对玻璃基板进行薄型化；

洗涤处理部，其对经过研磨处理部而被薄型化了的玻璃基板喷射洗涤液进行洗涤，其中，

在向所述研磨处理部导入玻璃基板的导入部设置有：旋转滚轮，其轻轻地保持玻璃基板的表面并进行旋转；喷射部，其从研磨处理部的外侧向所述旋转滚轮喷射水。

2.权利要求1所述的化学研磨装置，其特征在于，

在所述研磨处理部配置有沿玻璃基板的输送方向延伸的一组喷射管，从形成于各个喷射管的喷出口向玻璃基板喷出化学研磨液。

3.权利要求2所述的化学研磨装置，其特征在于，

所述一组喷射管配置于玻璃基板的上部和下部。

4.权利要求3所述的化学研磨装置，其特征在于，

所述一组喷射管，其轴向长度设定在2.5m以下。

5.权利要求3所述的化学研磨装置，其特征在于，

所述一组喷射管配置于与所述输送方向垂直相交的玻璃基板的宽度方向，向中央位置的喷射管供给比周边位置的喷射管高压的化学研磨液。

6.权利要求4所述的化学研磨装置，其特征在于，

所述一组喷射管配置于与所述输送方向垂直相交的玻璃基板的宽度方向，向中央位置的喷射管供给比周边位置的喷射管高压的化学研磨液。

7.权利要求2-6中的任一项所述的化学研磨装置，其特征在于，

所述一组喷射管以可以旋转的方式被保持，且沿喷射管的圆周方向摇动。

8.权利要求1-6中的任一项所述的化学研磨装置，其特征在于，

所述研磨处理部分割成具有几乎相同结构的多个处理腔室，且使用相同成分的研磨液而对玻璃基板进行多次研磨。

9.权利要求7所述的化学研磨装置，其特征在于，

所述研磨处理部分割成具有几乎相同结构的多个处理腔室，且使用相同成分的研磨液而对玻璃基板进行多次研磨。

10.权利要求8所述的化学研磨装置，其特征在于，

所述多个处理腔室经由中继腔室而连接。

11.权利要求9所述的化学研磨装置，其特征在于，

所述多个处理腔室经由中继腔室而连接。

12.权利要求10所述的化学研磨装置，其特征在于，

在所述中继腔室中，具有与处理腔室相同成分的化学研磨液向玻璃基板喷出。

13.权利要求11所述的化学研磨装置，其特征在于，

在所述中继腔室中，具有与处理腔室相同成分的化学研磨液向玻璃基板喷出。

14.一种使用化学研磨装置对板厚度进行薄型化的玻璃基板的制造方法，该化学研磨装置具有：

输送通路，其沿水平方向输送玻璃基板；研磨处理部，其对在输送通路移动中的玻璃基板喷射化学研磨液而对玻璃基板进行薄型化；洗涤处理部，其对经过研磨处理部而被薄型化了的玻璃基板喷射洗涤液进行洗涤，其中，

在向所述研磨处理部导入玻璃基板的导入部设置有：旋转滚轮，其轻轻地保持玻璃基板的表面并进行旋转；喷射部，其从研磨处理部的外侧向所述旋转滚轮喷射水。