JP2017135305A - エッチング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】異なる板厚のガラス基板に対応可能であり、間隔の調節が容易な脱水ローラを備えるエッチング装置を提供する。【解決手段】 本発明に係るエッチング装置１０は、少なくとも下部脱水ローラ３２１および上部脱水ローラ３２２からなる一対脱水ローラ３２を備えている。下部脱水ローラ３２１は、その長さ方向の両端部における周面に、互いに径の異なる複数のスリーブ部３８を有する階段状の間隔調整部４０を有している。上部脱水ローラ３２２は、長さ方向に沿ってスライド可能であり、かつ間隔調整部４０のいずれかのスリーブ部３８または下部脱水ローラ３２１に選択的に当接するように構成されたスライド部４２を有している。【選択図】図２

Description

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おいて、特に脱水ローラよる脱水機構を備えたエッチング装置に関する。

近年、スマートフォン等の携帯用電子機器が普及してきているが、これらの機器は、携帯性を考慮して更なる小型化や軽量化といった要請がある。このため、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等のこのような機器に搭載されるディスプレイにおいても、ディスプレイ用の構成部品の1つであるガラス基板をエッチング処理することによって、更なる薄型化が進められている。このようなエッチング処理は、フッ酸等の酸性薬液を利用したウェットエッチング処理が利用されることが多い。

また、光学部品や電子部品に使用されるガラス基板に対してもエッチング処理が盛んに行われている。例えば、光学部品に使用されるガラス基板では、表面に微細な凹凸を形成する際に、ウェットエッチング処理が行われることがある。また、大型のガラス基板を複数のガラスパネルに分断したり、ガラス基板に複数の孔あけ加工をしたりする際にも、エッチング処理を利用すれば、効率的に処理することが可能となる。

ウェットエッチング処理の方法としては、ガラス基板をエッチング液に浸漬させてエッチングするディップ方式と、一定方向に搬送されているガラス基板に対してスプレー等を利用してエッチング液を噴射する枚葉方式とが存在する。近年では、大型のガラス基板も効率的に処理可能な点から、枚葉方式のエッチング処理が採用されることが多くなってきている。

枚葉方式のエッチング装置の構成としては、搬送ローラによってガラス基板等の被処理基板を搬送しながら、搬送方向の上下に配置されたスプレーからエッチング液が噴射される構成が一般的である。（例えば、特許文献１参照。）。このような構成によるガラス基板を治具等で固定する必要がないため、ディップ方式では困難であった大型のガラス基板をエッチングすることが可能になるとされていた。

特開平１１-２０２３０９号

上記のようにエッチング処理が行われたガラス基板は、洗浄液によって洗浄し、乾燥処理を経た後に、必要に応じて後工程で処理される。エッチング装置において、ガラス基板を乾燥させる手段としては、ガラス基板にエアを吹き付けるエアナイフやガラス基板の両主面を吸水ローラに接触させる方法等がある。しかし、エアナイフを利用した乾燥手段は、薄型化されたガラス基板が吹き飛んだり、割れたりするおそれがある。特に、フラットパネルディスプレイ用のガラス基板の板厚は０．１ｍｍ程度までエッチングされることもあり、ガラス基板の強度が低下している。このように強度の低下したガラス基板に対してエアナイフを利用した乾燥処理を行うことは、非常に困難なことがある。

脱水ローラは、エアナイフと比較すると、ガラス基板に加わる力が少なく、薄型化されたガラス基板に対しても効果的である。しかし、脱水ローラは、脱水ローラ間の距離の調整が難しいという問題がある。脱水ローラは、ガラス基板の両主面が脱水ローラと接触することによって、水分を除去するように構成されるが、脱水ローラの間隔が狭すぎると、ガラス基板に圧力がかかりすぎて、ガラス基板が破損したり、傷ついたりしてしまうおそれがある。また、間隔が空きすぎると、十分に水分を除去することができなくなる。

上記のように、エッチング装置は、フラットパネルディスプレイ用のガラス基板だけではなく、光学部品や電子部品に使用されるようなガラス基板等の様々な板厚のガラス基板を処理することがある。光学部品や電子部品に使用されるガラス基板は、１０ｍｍ以上の板厚を有しているものもあり、処理すべきガラス基板の板厚毎に脱水ローラの間隔を調節しなければならず、非常に生産効率が悪かった。

本発明の目的は、異なる板厚のガラス基板に対応可能であり、間隔の調節が容易な脱水ローラを備えたエッチング装置を提供することである。

本発明に係るエッチング装置は、所定方向に対して搬送されているガラス基板に対してエッチング液を噴射するように構成される。エッチング装置は、少なくともガラス基板に付着している液体を除去するように構成された第１のローラおよび第２のローラからなる一対の脱水ローラを備えている。第１のローラは、その長さ方向の両端部における周面に、互いに径が異なる複数のスリーブ部を有する階段状の間隔調整部を有する。第２のローラは、長さ方向に沿ってスライド可能であり、かつ間隔調節部のいずれかのスリーブ部または第１のローラに選択的に当接するように構成されたスライド部を有する。

本発明よれば、スライド部の位置を調節するという簡易な操作によって、第１のローラおよび第２のローラの間隔を自在に調節することが可能になる。エッチング処理を行うガラス基板の板厚に応じて、脱水ローラの間隔を最適な距離に調整することによって、適切に脱水処理が行われ、効率的な生産を行うことが可能になる。

さらに、第２のローラは、ガラス基板に接触するように構成された吸収部材を有することが好ましい。吸収部材は、第２のローラよりも径の大きい円筒状部材であり、第２のローラの周面の両端部以外の領域を被覆している。０．１ｍｍ程度まで薄型化されたフラットパネルディスプレイ用のガラス基板等は第２のローラと十分に接触できないおそれがあるため、吸収部材によって確実に水分を除去することが好ましい。

本発明によれば、異なる板厚のガラス基板に対応可能であり、間隔の調節が容易な脱水ローラを備えたエッチング装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係るエッチング装置を示す図である。 エッチング装置の脱水部を示す図である。 脱水ローラの間隔調節機構を示す図である。 本発明の別の実施形態に係るエッチング装置を示す図である。

ここから、本発明に係るエッチング装置の一実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係るエッチング装置１０の概略側面図である。エッチング装置１０は、搬送ローラ１２、導入部１４、前洗浄部１６、エッチング部１８、後洗浄部２０、脱水部２２および搬出部２４を備えている。エッチング装置１０は、搬送ローラ１２によって図面右方向に搬送されているガラス基板２６に対してエッチング液を噴射しながらエッチング処理を行うように構成される。

導入部１４は、ガラス基板２６をエッチング装置１０に投入できるように構成される。ガラス基板２６は、作業員やロボットアーム等によってガラス基板２６を搬送ローラ１２に載置されることよってエッチング装置１０に投入される。搬送ローラ１２は、エッチング装置１０の一端から他端まで長さ方向に沿って配置されており、不図示の駆動機構からの動力により回転することで、ガラス基板２６を下側から支持しながら図面右方向に搬送するように構成される。なお、本実施形態では搬送ローラ１２によってガラス基板２６を搬送しているが、これには限定されず、ダブルウォーキングビーム機構やベルトコンベヤ等の搬送機構を搬送ローラ１２の代わりに使用することもできる。

導入部１４より導入されたガラス基板２６は、前洗浄部１６に搬送される。前洗浄部１６は、ガラス基板２６に洗浄液を噴射するように構成される。洗浄液は、搬送ローラ１２の上下に配置されたノズルユニット２８によって噴射される。ノズルユニット２８は、複数のスプレーノズル３０を有しており、ガラス基板２６に均等に洗浄液を噴射するように構成される。ノズルユニット２８は、ガラス基板２６に均等に洗浄液を噴射するために、必要に応じて揺動機構を有していてもよい。なお、本実施形態では、洗浄液として水を使用している。ガラス基板は、乾いた状態でフッ酸等の酸雰囲気に曝されると、基板の表面に白曇りが発生するといった不具合が発生するため、エッチング処理を行う前に前洗浄部１６にてガラス基板２６を湿らせる必要がある。

前洗浄部１６において洗浄されたガラス基板２６は、エッチング部１８に搬送される。エッチング部１８は、ガラス基板２６にエッチング液を噴射するように構成される。エッチング液は、前洗浄部１６と同様に搬送ローラ１２の上下に配置されたノズルユニット２８によって噴射される。エッチング液は、少なくともフッ酸を含んでおり、必要に応じて塩酸等の酸性薬液を使用することも可能である。また、本実施形態では、エッチング部１８は、実質的に同一の構成である第１のエッチングチャンバ１８１および第２のエッチングチャンバ１８２を有している。エッチングチャンバの数は、所望のエッチング量やエッチング装置１０の設置場所等の条件を考慮して変更することも可能である。なお、エッチング部１８におけるエッチング処理は、薄型化処理だけではなく、ガラス基板の分断や端面処理、孔あけ加工等の表面処理が可能であることは言うまでもない。

エッチング部１８で所望のエッチング処理が行われたガラス基板２６は、後洗浄部２０に搬送される。後洗浄部２０は、前洗浄部１６と実質的に同一の構成であり、ガラス基板２６に付着したエッチング液を洗い流すように構成される。後洗浄部２０においても、搬送ローラ１２の上下にノズルユニット２８が配置されており、洗浄液を噴射することによってエッチング液を洗い流す。後洗浄部２０にて洗浄されたガラス基板２６は、脱水部２２に搬送される。ここから、図２、図３（Ａ）および図３（Ｂ）を用いて脱水部２２について説明する。

脱水部２２は、後洗浄部２０で噴射され、ガラス基板２６に付着した洗浄液を除去するように構成される。脱水部２２は、２組の脱水ローラ３２を有している。脱水ローラ３２は、下部脱水ローラ３２１および上部脱水ローラ３２２から構成されている。この実施形態では、下部脱水ローラ３２１は、特許請求項の範囲の第１のローラに相当し、上部脱水ローラ３２２は、特許請求項の範囲の第２のローラに相当する。もちろん、第１のローラに相当するローラを上側に配置し、第２のローラに相当するローラを下側に配置しても本発明を好適に実施することが可能である。脱水ローラ３２は、下部脱水ローラ３２１および上部脱水ローラ３２２にガラス基板２６を接触させることによって、ガラス基板２６の表面に付着した水分を除去するように構成される。なお、脱水ローラ３２の設置数は、適宜変更することが可能である。

下部脱水ローラ３２１は、長さ方向の両端にシャフト３４が延び出しており、搬送ローラ１２と同じ高さになるように配置されている。シャフト３４は、ガラス基板２６の搬送路の側部に配置されている支持部材３６に形成されている凹部において支持されている。また、シャフト３４は支持部材の外側に配置された駆動部（不図示）からの動力を伝達し、下部脱水ローラ３２１を回転させるように構成される。なお、この駆動部は、搬送ローラ１２を回転させる駆動部と同じものを使用し、下部脱水ローラ３２１および搬送ローラ１２は、回転速度が同じになるように構成されることが好ましい。

下部脱水ローラ３２１の周面は、微細孔を備えたウレタンスポンジによって覆われている。しかし、脱水ローラ３２の周面は、ガラス基板２６に加わる応力を低減させつつ、付着した水分を吸収可能な素材であれば、これに限定されない。ウレタンスポンジ以外にも、ＰＶＡスポンジやオレフィン系スポンジを使用することが可能である。

下部脱水ローラ３２１は、その長さ方向の両端部における周面に、互いに径の異なるスリーブ部３８を有する階段状の間隔調整部４０を有している。本実施形態では、５つのスリーブ部３８が階段状になるように、長さ方向の最外部に最も径の大きいスリーブ部が配置され、内側に向かうほど径の小さいスリーブ部が配置されるように構成される。スリーブ部３８は、それぞれの直径が０．５〜５ｍｍの間で異なるものを使用することが好ましい。上記の範囲に設定することで、フラットパネルディスプレイに使用される０．１ｍｍ程度まで薄型化されたガラス基板から、光学部品や電子部品に使用される１０ｍｍ程度の板厚のガラス基板といったような板厚の異なるガラス基板を処理する場合も、脱水ローラの間隔を適切に調節することが可能となる。なお、本実施形態では、下部脱水ローラ３２１は、５つのスリーブ部３８を有しており、各スリーブ部の直径が３ｍｍずつ異なるように構成されている。

間隔調整部４０は、ビス等の固定部材により下部脱水ローラ３２１に固定されることが好ましい。本実施形態では、間隔調整部４０の最外部に配置されている最も径の大きいスリーブ部と最も径の小さいスリーブが固定部材により下部脱水ローラ３２１に固定されている。この構成により、余計な固定部材等を配置することなく全てのスリーブ３８を固定することが可能となる。また、下部脱水ローラ３２１に固定されているスリーブ部だけでは対応できないガラス基板を処理する場合は、新たなスリーブ部３８を追加することも可能である。

上部脱水ローラ３２２は、下部脱水ローラ３２１の上部に配置されている。上部脱水ローラ３２２は、両端部にシャフト３４１が延び出して、上部支持部材３６１に形成された凹部において支持されている。上部脱水ローラ３２２は、長さ方向に沿ってスライド可能であるスライド部４２を有している。スライド部４２は、スリーブ部３８または下部脱水ローラ３２１と選択的に当接するように構成される。上部脱水ローラ３２２は、スライド部４２を通じて下部脱水ローラ３２１からの回転力を得て従動回転する。

スライド部４２は、従動ローラ４４および固定部４６を有している。従動ローラ４４は、スリーブ部３８または下部脱水ローラ３２１と選択的に当接するように構成される。従動ローラ４４は、上部脱水ローラ３２２より１〜５ｍｍ程度直径が大きいことが好ましい。固定部４６は従動ローラ４４の側面に配置されており、固定部４６をビス等の固定部材によって上部脱水ローラ３２２に固定することによって、スライド部４２全体を固定するように構成される。

また、上部脱水ローラ３２２は、ガラス基板２６を接触する領域に吸収部材４８を有している。吸収部材４８は、円筒状の吸水性部材で構成されており、上部脱水ローラ３２２の長さ方向における両端部以外の周面を被覆している。吸収部材４８に使用される吸水性部材は、下部脱水ローラ３２１と同様にガラス基板２６に加わる応力を低減させつつ、付着した水分を吸収可能な素材であることが好ましく、本実施形態ではウレタンスポンジを使用している。吸収部材４８に被覆されることによって、板厚の薄いガラス基板を処理する際も上部脱水ローラ３２１が確実にガラス基板２６と接触することが可能になる。なお、吸収部材４８の直径は、従動ローラ４４の直径よりも小さいことが好ましい。

スライド部４２は、図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すように、処理すべきガラス基板の板厚に応じて、上部脱水ローラ３２２の長さ方向にスライドさせることによって、所望のスリーブ部３８または下部脱水ローラ３２１に選択的に当接させる。例えば、比較的板厚の厚いガラス基板を処理する際は、図３（Ａ）に示すように、径の大きいスリーブ３８に従動ローラ４４を当接させ、薄型化処理されたガラス基板を処理する際は、図３（Ｂ）に示すように、径の小さいスリーブ部３８に従動ローラ４４を当接させる。

この構成によって、下部脱水ローラ３２１および上部脱水ローラ３２２の間隔を簡易に調節することができるため、エッチング処理時の装置の調整時間の短縮が可能になる。また、スライド部４２は、エッチング装置１０の側面より容易にスライドさせることができるため、作業員がフッ酸雰囲気に曝されるといった危険性も少ない。なお、脱水部２２で乾燥処理が行われたガラス基板２６は、搬出部２４にてエッチング装置１０から取り出される。ガラス基板２６の取り出しは、作業員やロボットアームによって行うことができる。

また、上記のような脱水機構は、乾燥部２２以外にも適用することが可能である。図４は、本発明の別の実施形態を示す図である。図４に示すエッチング装置１０１では、前洗浄部１６の出口付近および第２のエッチングチャンバ１８２の出口付近に脱水ローラ３２が配置されている。枚葉式エッチング装置では、ガラス基板に洗浄液が付着したままエッチング部１８に搬送されると、洗浄液によってエッチング液が希釈されてしまうおそれがある。エッチング液が希釈されると、所望のエッチング処理が達成できなかったり、フッ酸等の薬液を必要以上に追加する必要があったりする。また、エッチング液が付着したままのガラス基板２６が後洗浄部２０に搬送されると、エッチング液が洗浄液に混入することによって、洗浄効率が低下するおそれがある。このため、ガラス基板に対して異なる薬液を噴射する際は、脱水ローラによってガラス基板に付着した薬液を液切りすることによって、効率的なエッチング処理を行うことが可能になる。

また、複数のエッチングチャンバが設けられており、各エッチングチャンバにおいて組成の異なるエッチング液を使用する際も、それぞれのエッチングチャンバにおけるエッチング液の混入を防止するために、各エッチングチャンバ間に脱水ローラ３２を配置することが好ましい。脱水ローラ３２により、各処理液の液切りを行うことにより、処理液の組成コントロールの精度が向上するため、効率的なエッチング処理を行うことが可能になる。

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。

１０‐エッチング装置
１２‐搬送ローラ
１４‐導入部
１６‐前洗浄部
１８‐エッチング部
２０‐後洗浄部
２２‐脱水部
２４‐搬出部
２６‐ガラス基板
２８‐ノズルユニット
３０‐スプレーノズル
３２１‐下部脱水ローラ
３２２‐上部脱水ローラ
３４‐シャフト
３６‐支持部材
３８‐スリーブ部
４０‐間隔調整部
４２‐スライド部
４４‐従動ローラ
４６‐固定部
４８‐吸収部材

Claims (2)

1. 所定方向に搬送されているガラス基板に対してエッチング液を噴射するように構成されたエッチング装置であって、
   少なくとも前記ガラス基板に付着している液体を除去するように構成された、第１のローラおよび第２のローラからなる一対の脱水ローラを備えており、
   前記第１のローラは、その長さ方向の両端部における周面に、互いに径が異なる複数のスリーブ部を有する階段状の間隔調整部を有し、
   前記第２のローラは、長さ方向に沿ってスライド可能であり、かつ前記間隔調整部のいずれかのスリーブ部または前記第１のローラに選択的に当接するように構成されたスライド部を有することを特徴とするエッチング装置。
2. 前記第２のローラは、搬送されている前記ガラス基板と接触するように構成された吸収部材を有することを特徴とする請求項１に記載のエッチング装置。

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