CN104379526B - 化学研磨装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种不使用夹具也能够对玻璃基板实施化学研磨处理的单片式化学研磨装置。化学研磨装置(10)具备多个搬送辊(50)以及处理室(16、18、20、22)，多个搬送辊(50)构成为在水平方向搬送玻璃基板，处理室(16、18、20、22)构成为对由多个搬送辊(50)搬送的玻璃基板进行化学研磨处理。处理室(16、18、20、22)至少具有处理槽(161)与回收槽(162)。处理槽(161)构成为在与由搬送辊(50)搬送的玻璃基板相比更高位置溢出化学研磨液。回收槽(162)构成为回收从处理槽(161)溢出的化学研磨液。

Description

化学研磨装置

技术领域

本发明涉及一种化学研磨装置，其构成为对被连续搬送的多个玻璃基板进行化学研磨处理。

背景技术

为了使玻璃基板薄型化，通常需要使用含有氢氟酸的化学研磨液对玻璃基板进行化学研磨处理。作为这种化学研磨处理，可以举出分批式化学研磨和单片式化学研磨，所述分批式化学研磨将待处理玻璃基板以规定时间浸渍于放入有化学研磨液的槽中，所述单片式化学研磨将待处理玻璃基板用搬送辊依次搬送且同时喷洒化学研磨液。

在这些化学研磨的方式中，对于分批方式的研磨而言，其通过将待处理玻璃基板以规定时间浸渍于研磨液浴槽中，从而使玻璃基板薄板化至所期望的板厚，因此具有能够一次性处理大量玻璃基板这样的优点。然而，分批方式的研磨至少存在以下问题。

首先，在分批方式的研磨中，由于研磨液浴槽是向上方开放的结构，因此存在研磨液浴槽的周围形成浓氢氟酸气氛这样的问题。特别是，在对研磨液浴槽的研磨液进行发泡处理的情况下，具有气体状的氢氟酸容易向周围扩散这样的问题。在这样的氢氟酸气氛中操作的操作人员，如果不身着适当的保护装备进行操作，则有可能损害健康。因此，发给操作人员的保护装备的成本变高。

此外，在分批方式的研磨中，为了消除研磨液浴槽的周围的浓氢氟酸 气氛，需要强有力的洗涤器等排气设备，从而增加设备成本。进而，由于氢氟酸气体而容易发生设备腐蚀，因此存在为实施适当防蚀处理而花费成本或者设备的更换频率变大而花费成本这样的问题。

因此，近年来，有时使用单片方式的化学研磨处理。例如，在以往技术中，存在平板显示器玻璃基板蚀刻设备，该设备构成为：利用能够附着玻璃基板的夹具来纵向支承玻璃基板，并且在搬送该夹具的同时对玻璃基板喷射化学研磨液(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-266135号公报。

发明内容

发明所要解决的课题

然而，专利文献1中所记载的技术依然不得不使用用于支承玻璃基板的夹具。因此，与上述分批式化学研磨装置同样，也存在准备夹具的费用高，而且容易在玻璃基板上产生夹具痕迹这样的问题。如果在玻璃基板上产生夹具痕迹，则会使进行高效的倒角设计变得极其困难，因此存在使倒角效率降低这样的问题。

本发明鉴于上述课题而做出的，其提供不使用夹具也能够对玻璃基板实施化学研磨处理的单片式化学研磨装置。

解决课题的手段

本发明所述的化学研磨装置构成为对被连续搬送的多个玻璃基板进行化学研磨处理。该化学研磨装置至少具备：多个搬送辊，所述多个搬送辊构成为在水平方向搬送玻璃基板；一个或者多个处理室，所述一个或者多个处理室的构成为对由所述多个搬送辊搬送的玻璃基板进行化学研磨 处理。处理室至少包含处理槽和回收槽。处理槽构成为在与由所述搬送辊搬送的玻璃基板相比更高位置溢出化学研磨液。回收槽构成为回收从所述处理槽溢出的化学研磨液。

在该构成中，被搬送辊依次搬送的玻璃基板，通过在处理室中与溢出的化学研磨液接触，在室内进行依次的化学研磨处理。此时玻璃基板仅被搬送辊部分地支撑，且玻璃基板的特定部分没有一直与搬送辊接触，因而不产生如使用夹具时的夹具跡。

对于处理室的个数而言，单个也可以实施本发明，但优选为多个。其理由为：在以单个处理室构成的情况下，处理室内的槽和配管等容易巨大化，其结果，溢出的控制及对于配管的热变形、应力变形的应对处理等变得困难。

在设有多个处理室的情况下，优选地，在各处理室之间分别设有中继部，并且，中继部至少具有处理槽，所述处理槽构成为在与被搬送辊搬送的玻璃基板相比更高位置溢出化学研磨液。其理由为通过在中继部也使玻璃基板与化学研磨液接触，可防止玻璃基板在从处理室向下个处理室搬送期间其表面变干，发生化学研磨不均等问题。

另外，优选地，处理室的前段进一步具有预处理槽，所述预处理槽构成为使向所述处理室导入前的玻璃基板的表面湿润。其理由为，玻璃基板在干燥状态与从化学研磨液产生的气体(如氟化氢气体)接触，易于发生玻璃基板上白浊化等问题，但通过用水分等使玻璃基板的表面湿润，从而变得难以发生这样的问题。

另外，优选地，多个搬送辊构成为在处理室中利用1对搬送辊从上下夹着并支撑玻璃基板。利用这样的构成，即使在被浸入溢出的化学研磨液的状态下，也使玻璃基板的位置稳定化。进一步而言，优选地，多个搬送辊构成为，在处理室中，隔着O型圈与玻璃基板接触。通过这样的构成， 搬送辊与玻璃基板的接触面积变得更小，因此更难以发生化学研磨不均等问题。

发明效果

如果利用上述本发明，则不使用夹具也能够对玻璃基板实施化学研磨处理。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式所述的单片式化学研磨装置的外观图。

图2是表示单片式化学研磨装置的概略构成图。

图3是表示第1处理室的概略构成图。

图4是表示中继部的概略构成图。

图5是表示对被搬送的玻璃基板进行化学研磨处理的状态图。

图6是表示在预处理室进行预处理的状态图。

图7是表示单片式化学研磨装置的概略构成的其他例的图。

图8是表示单片式化学研磨装置概略构成的进一步的其他例的图。

具体实施方式

图1是表示根据本发明的实施方式的一例的单片式化学研磨装置10外观图。如图1所示，化学研磨装置10具备，搬入部12、预处理室14、第1处理室16、第2处理室18、第3处理室20、第4处理室22、第1中继部28、第2中继部30、第3中继部32、水洗室24、和搬出部26。各室和各中继部具有耐酸性，且设有由透明构件构成的窗40。

搬入部12构成为能够接收通过由操作人员进行的手动操作或者由机器人等进行的自动操作而搬入的待薄型化处理的玻璃基板100。预处理室14，构成为接收从搬入部12搬送的玻璃基板100。第1处理室16构成为通过使玻璃基板100与化学研磨液接触以蚀刻(该实施方式为薄型化)玻璃 基板100。第2处理室18、第3处理室20和第4处理室22构成为，分别具有与第1处理室16实质上相同的结构，且通过使与第1处理室16相同组成的化学研磨液与玻璃基板100接触以蚀刻玻璃基板100。

第1中继部28、第2中继部30以及第3中继部32分别构成为将多个处理室连结。水洗室24构成为对经由第4处理室22的玻璃基板100进行水洗。搬出部26构成为能够取出经化学研磨处理以及水洗处理的玻璃基板100。到达搬出部26的玻璃基板100通过由操人作员进行的手动操作或者由机器人等进行的自动操作从化学研磨装置10中被取出并回收。然后，在玻璃基板100需要进一步的薄型化的情况下，将其再次导入化学研磨装置10中，而在不需要进一步薄型化的情况下，将其移送至成膜工序等后续工序中。各室和各中继部直接或间接地被连接至排气部34。排气部34被构成为：具备排气管和洗涤器等，以排出化学研磨装置10内部的气体。

在上述化学研磨装置10中，除了向预处理室14的导入口和自水洗室24的导出口，预处理室14、第1处理室16、第2处理室18、第3处理室20、第4处理室22、第1中继部28、第2中继部30、第3中继部32和水洗室24作为整体被气密性且水密性地封闭。导入口和导出口呈现比玻璃基板100的板厚略高，比玻璃基板100的宽度略宽的狭缝形状。

另外，预处理室14、第1处理室16、第2处理室18，第3处理室20、第4处理室22以及水洗室24连通至排气部34，各室的内部气体被吸引至排气部34，因此形成于化学研磨装置10的开口被维持在负压状态，不会通过这些开口漏出处理气体。

如图2所示，第1处理室16、第2处理室18、第3处理室20、第4处理室22、第1中继部28、第2中继部30和第3中继部32的处理液供给侧，介由处理液供给部44连接至处理液收容部42。另一方面，第1处理室16、第2处理室18、第3处理室20以及第4处理室22的处理液排出侧连接至压滤器480，经压滤器480过滤的处理液被送回至处理液收容部42。

此外，预处理室14和水洗室24连接至水供给部46，构成为接收来自水供给部46的纯水的供给。如图2所示，化学研磨装置10具备以贯穿第1处理室16、第2处理室18、第3处理室20、第4处理室22、第1中继部28、第2中继部30以及第3中继部32的方式配置的多个搬送辊50。利用这些多个搬送辊50构成搬送玻璃基板100的搬送通路。在此，搬送速度优选设定为100～800mm/分钟，更优选应当设定为300～550mm/分钟。并且，在本实施方式中，第1处理室16、第2处理室18、第3处理室20以及第4处理室22中的处理时间设定为合计20分钟左右，但并不局限于此。

在化学研磨装置10中被薄型化处理的玻璃基板100没有特别限定，化学研磨装置10构成为如下方式，即：即使对于G8尺寸的四分之一切割(1080×1030mm)以及G6尺寸(1500×1800mm)等大型玻璃基板，也能够均匀研磨其上下两面。此外，化学研磨装置10构成为在不使用夹具、托架的情况下，直接利用搬送辊50来搬送玻璃基板100。

第1的处理室16、第2的处理室18、第3的处理室20以及第4处理室22实质上是相同构成，因此以下只对第1处理室16进行说明，省略对其他处理室进行说明。另外，第1中继部28、第2中继部30以及第3中继部32实质上是相同构成，因此以下只对第1中继部28进行说明，省略对其他中继部说明。

如图3所示，第1处理室16具备处理槽161，所述处理槽161被构成为到比利用搬送辊50搬送的玻璃基板100更高位置为止溢出化学研磨液。在处理槽161设有循环喷淋管164，循环喷淋管164被构成为通过从多个喷出口喷出化学研磨液，使得化学研磨液在槽内循环。优选地，循环喷淋管164设于玻璃基板100的搬送通路的上下两侧。循环喷淋管164连接至泵442，处理槽161的下部的化学研磨液利用泵442可以经常地向循环喷淋管164供给。处理槽161的底部，介由泵484连接至压滤器480的同时，介由阀488连接至废液罐486。

此外，处理槽161介由构成处理液供给部44的泵44连接至储液罐420。储液罐420介由泵425连接至氢氟酸罐424，同时介由泵427连接至盐酸罐426。另外，储液罐420连接至温度调节部422，罐内的液体的温度以成为所期望温度的方式被管理。在该实施方式中，由储液罐420、温度调节部422、氢氟酸罐424、盐酸罐426以及泵425、427构成处理液收容部42，但处理液收容部42的构成并非被限定于此。另外，在该实施方式中，处理液供给部44的化学研磨液被管理成为40～42℃左右，且化学研磨液的组成被管理为氢氟酸1～20重量％、盐酸0～10重量％、剩余为水的液体组成，但液体温度、液体组成并非被限定于此。

处理槽161下部配置有回收槽162。回收槽162被构成为回收从处理槽161溢出化学研磨液，因此被构成为从处理槽161洒落的化学研磨液流入回收槽。回收槽162介由泵444连接于处理槽161，被构成为流入回收槽162的化学研磨液返回处理槽161。回收槽162连接至温度调节部163，因此可以将回收槽162内的液温以成为所期望的温度的方式管理。在回收槽162底部淤渣变得容易积存，该底部在介由泵484连接至压滤器480的同时，介由阀488连接至废液罐486。

阀488通常被关闭，因此处理槽161和回收槽162的化学研磨液利用泵484被送至压滤器480。另一方面，若打开阀488，则将处理槽161和回收槽162的化学研磨液向废液罐486排出。通常，化学研磨液经过反应生成物的沉淀及其他的处理之后，如果是可以再利用状态则被送入压滤器480，另一方面，在不可以再利用的状态的情况下，作为高浓废液被送入废液罐486。

接下来，使用图4对第1中继部28进行说明。第1中继部28具备处理槽281，所述处理槽281构成为在与由所述搬送辊50搬送的玻璃基板100相比更高位置溢出化学研磨液。处理槽281介由泵440连接至储液罐 420。另外，处理槽281的底部介由泵484连接至压滤器480的同时，介由阀488连接至废液罐486。

阀488通常被关闭，因此处理槽281的化学研磨液利用泵484被送至压滤器480。另一方面，若打开阀488，则将处理槽281的化学研磨液向废液罐486排出。另外，从处理槽281溢出的化学研磨液，流至第1中继部28的底部的斜面上，流入相邻位置的处置室的回收槽。

继续地，使用图5(A)和图5(B)，对在第1处理室16的化学研磨处理进行说明。如同图所示，在第1处理室16中利用1对搬送辊50从上下夹着并支撑玻璃基板100。在该实施方式中，为降低搬送辊50的周面与玻璃基板100的接触面积，在搬送辊50的周面安装O型圈502，隔着该O型圈502，搬送辊50与玻璃基板100接触。该结果，玻璃基板100隔着O型圈502被传递来自搬送辊50的搬送力。

玻璃基板100在被搬送辊50搬送的同时，浸在从处理槽161溢出的化学研磨液中。因此，玻璃基板100在被搬送的同时被蚀刻而薄型化。此时，从设置于循环喷淋管164的多个的开口部向玻璃基板100喷出化学研磨液。因此能防止玻璃基板100的表面附近积存淤渣，另外，对玻璃基板100送去新鲜的化学研磨液。处理槽161内的化学研磨液时常循环，因此处理槽161内的化学研磨液难以发生不均质化。需要说明的是，在上述的构成中，搬送辊50、循环喷淋管164和O型圈502的材质优选为具备耐酸性的树脂，在该实施方式中，使用聚氯乙烯、聚四氟乙烯等。

在上述的构成中，通过向处理槽161或处理槽281供给比从处理槽161和处理槽281溢出液量多的化学研磨液，能使液面上升，溢出液量与供给量相等时液面能保持一定。虽然没有图示，优选地，处理槽161或处理槽281上设有液面传感器，且设有根据该液面传感器的输出信号，以使液面保持在规定范围内的方式控制处理液供给部44的各泵的动作的控制装置。

另外，在本实施方式中，特意将以相同液体组成实施同样的化学研磨的第1处理室16、第2处理室18、第3处理室20以及第4处理室22彼此分割而设置。其理由是，抑制各处理槽161的大小，抑制循环喷淋管164及其他配管的长度，从而防止循环喷淋管164的挠曲。另外，抑制减小由循环喷淋管164及其他配管的热膨胀的影响。通过采取这样的构成，能够将循环喷淋管164与玻璃基板100的距离均匀地维持，容易调节喷射于玻璃基板100的化学研磨液的液压。此外，循环喷淋管164和其他的配管的长度虽然也与管径(送液量)相关，一般来说，为2.5m以下、优选地控制在2m以下。

接下来，利用图6(A)～图6(C)，对预处理室14的构成进行说明。在预处理室14中，在向第1处理室16的玻璃基板100的导入口，配置有接收玻璃基板100的对置辊146、和向玻璃基板100的上下面喷射水的水洗喷嘴142、144。在与玻璃基板100的搬送方向正交的方向(宽度方向)上的整个区域，以规定的间隔配备有多个水洗喷嘴142、144。在此，设定有接触压，从而使玻璃基板100被对置辊146和搬送辊50柔和地保持而导入到第1处理室16。

此外，水洗喷嘴142、144被设定为朝向玻璃基板100的向第1处理室16的导入口喷射水。因此，导入至第1处理室16的玻璃基板100是充分润湿的状态，防止进行不均匀的初期蚀刻。即，由于第1处理室16是氢氟酸气体气氛，因此，如果玻璃基板100的表面是干燥状态，则存在可能因氢氟酸气体而被不均匀地侵蚀的危险，但在本实施方式中，由于玻璃基板100的表面由水保护，因此之后能够在第1处理室16中开始均匀的蚀刻。

在本实施方式中，如图6(A)～图6(C)所示，水洗喷嘴142构成为向正下方喷射水，而水洗喷嘴144构成为朝向上方且朝向玻璃基板100的搬送通路的上游侧倾斜地喷射水。水洗喷嘴144构成为向斜上方喷射水的结果是，当玻璃基板100接近水洗喷嘴142、144时，如图6(A)和图6(B)所示， 能够从水洗喷嘴144向玻璃基板100的上表面供给水。由此，能够在玻璃基板100的上表面迅速形成用于保护其免受氢氟酸气体腐蚀的水膜。另外，如果玻璃基板100接近水洗喷嘴144，则由于从水洗喷嘴144喷射的水会喷到玻璃基板100的底面，因此能够利用水洗喷嘴144适宜地洗涤玻璃基板100的底面，并且使其适宜地润湿。

如上所述，通过将水洗喷嘴142、144设置于预处理室14，能够防止干燥状态的玻璃基板100暴露于氢氟酸气体而被不均匀地蚀刻。此外，防止玻璃基板100以干燥状态被夹入对置辊146与搬送辊50之间，因此在通过对置辊146与搬送辊50之间时，能够防止在玻璃基板100上产生伤痕或者使玻璃基板100污损。

玻璃基板100依次通过第1处理室16、第2处理室18、第3处理室20、第4处理室22、第1中继部28、第2中继部30以及第3中继部32，并依次被化学研磨。然后，对结束多个阶段的化学研磨的玻璃基板100，利用配置于第4处理室22的出口的气刀244进行上表面的除液处理后，利用从配置于水洗室24中的一组喷射管242接收的洗涤水来洗涤。洗涤用喷射管242虽然是固定状态，但也可以采用使其摆动的构成。

总之，在洗涤处理的最终段，配置有上下一对气刀246，利用由该处喷射的空气使玻璃基板100的上下面迅速干燥。然后，从水洗室24的导出口排出的玻璃基板100由在搬出部26等待的操作人员取出，从而完成一系列加工处理。如此，通过在上下一对气刀246的前段另外配置气刀244，能够迅速将化学研磨液从玻璃基板100的上表面去除，因此能够有效防止玻璃基板100的上表面被不均匀地蚀刻。

如上所述，根据本实施方式涉及的化学研磨装置10，在封闭的空间中进行化学研磨，利用洗涤器等排气机构能够几乎全部回收装置内产生的氢氟酸气体等有毒气体，因此氢氟酸气体几乎不会向化学研磨装置10周围扩散。其结果是，与分批式化学研磨处理的情况相比，化学研磨装置10 周围的操作环境显著改善。因此，消除了使操作人员的健康恶化的担忧且同时消除了在保护装备上耗费成本的必要。

此外，由于能够防止化学研磨装置10的周围的设备被氢氟酸气体侵蚀，因此能够抑制设备的维护费用。也就是说，具有能够以廉价的维护费用来为操作人员提供良好的操作环境这样的优点。

进而，与分批方式的研磨处理相比，在使用单片方式的化学研磨装置10的情况下，具有能够提高操作效率、产品的品质这样的优点。而且，由于通过化学研磨装置10提高板厚精度，因此可预测到切割时的成品率稳定。此外，对于切断面平面强度，与分批方式的研磨处理相比也能够变强。并且，由于没有由发泡导致的氢氟酸损失，因此能够期待削减15％左右氢氟酸成本的效果。

在上述的实施方式，说明了在第1中继部28、第2中继部30和第3中继部32设有化学研磨液溢出的处理槽的构成，但如图7所示，也能够采用：具有将化学研磨液向玻璃基板100喷射的喷洒式机构的第1中继部280、第2中继部300和第3中继部320。通过采用这样的构成，玻璃基板100被依次施行、浸渍、喷洒、浸漬、喷洒，淤渣不容易残留。

此外，如图8所示，可以采用具有洗涤水溢出的槽的水洗室240。通过采用这样的构成，可以使洗涤水的消费量減少。

在该实施方式中，虽然说明了利用化学研磨装置10使玻璃基板100薄型化的例子，但也可使用化学研磨装置10进行将玻璃基板100沿区划沟分断的处理。

上述实施方式的说明在所有方面上均为例示，不应认为具有限制性。本发明的范围并不是由上述实施方式，而是由权利要求书表示。进而，本发明的范围包含与权利要求书均等的意义以及该范围内的全部变更。

符号说明

10-化学研磨装置

12-搬入部

14-预处理室

16-第1处理室

18-第2处理室

20-第3处理室

22-第4处理室

24-水洗室

26-搬出部

28-第1中继部

30-第2中继部

32-第3中继部

50-搬送辊

100-玻璃基板

161-处理槽

162-回收槽

163-温度调节部

164-循环喷淋管

Claims (4)

1.一种化学研磨装置，其构成为对被连续搬送的多个玻璃基板进行化学研磨处理，其特征在于，至少具备：

多个搬送辊，所述多个搬送辊构成为在水平方向搬送玻璃基板，

一个或者多个处理室，所述一个或者多个处理室构成为对由所述多个搬送辊搬送的玻璃基板进行化学研磨处理，

所述处理室至少具有：

处理槽，所述处理槽构成为在与由所述搬送辊搬送的玻璃基板相比更高位置溢出化学研磨液，并且用溢出的化学研磨液浸渍玻璃基板，

回收槽，所述回收槽构成为回收从所述处理槽溢出的化学研磨液，

所述多个搬送辊构成为在所述处理室中利用一对搬送辊从上下夹着并支撑所述玻璃基板。

2.根据权利要求1所述的化学研磨装置，其特征在于，

具备多个所述处理室，

各处理室之间分别设有中继部，

所述中继部至少具有处理槽，所述处理槽构成为在与由所述搬送辊搬送的玻璃基板相比更高位置溢出化学研磨液。

3.根据权利要求1或2中所述的化学研磨装置，其特征在于，在所述处理室的前段进一步具备预处理槽，

所述预处理槽构成为使导入所述处理室前的玻璃基板的表面湿润。

4.根据权利要求3中所述的化学研磨装置，其特征在于，

所述多个搬送辊构成为在所述处理室中，隔着O型圈与所述玻璃基板接触。