JP5518133B2

JP5518133B2 - 化学研磨装置

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Publication number: JP5518133B2
Application number: JP2012134708A
Authority: JP
Inventors: 榮西山
Original assignee: NSC Co Ltd
Current assignee: NSC Co Ltd
Priority date: 2012-06-14
Filing date: 2012-06-14
Publication date: 2014-06-11
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Description

本発明は、連続的に搬送される複数のガラス基板に対して化学研磨処理を行うように構成された化学研磨装置に関する。

ガラス基板を薄型化するためには、一般的にフッ酸を含む化学研磨液を用いてガラス基板に対して化学研磨処理を行う必要がある。このような化学研磨処理としては、処理すべきガラス基板を化学研磨液が入れられた槽に所定時間浸漬するバッチ式化学研磨、および処理すべきガラス基板を搬送ローラで順次的に搬送しつつ化学研磨液をスプレーする枚葉式化学研磨が挙げられる。

これらの化学研磨の方式のうち、バッチ方式の研磨では、処理すべきガラス基板を研磨液浴槽に所定時間浸漬することによってガラス基板を所望の板厚まで薄板化するもので、一度に多量のガラス基板を処理できるというメリットがある。ところが、バッチ方式の研磨は、少なくとも以下の問題点を有している。

まず、バッチ方式の研磨では、研磨液浴槽が上方に対して開放している構造上、研磨液浴槽の周囲が濃いフッ酸雰囲気になるという問題がある。特に、研磨液浴槽の研磨液に対してバブリング処理を行っている場合には、ガス状のフッ酸が周囲に拡散し易いという問題点を抱えている。このようなフッ酸雰囲気の中で作業にあたる作業員は、適切な保護装備を身につけて作業にあたらなければ、健康を害してしまう虞がある。このため、作業員に支給する保護装備のコストが高くなる。

また、バッチ方式の研磨では、研磨液浴槽の周囲が濃いフッ酸雰囲気を解消するためには、強力なスクラバー等の排気設備が必要となり、設備コストを増大させてしまう。さらには、フッ酸ガスによって設備の腐食が発生し易くなるため、適切な防食処理を施すためにコストがかかったり、設備の交換頻度が多くなってコストがかかったりするという問題もある。

そこで、近年、枚葉方式の化学研磨処理が用いられることがあった。例えば、従来技術の中には、ガラス基板を付着できる治具によってガラス基板を縦向きに支持し、この治具を搬送しつつガラス基板に対して化学研磨液を噴射するように構成されたフラットパネルディスプレイガラス基板エッチング装置が存在する（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００８−２６６１３５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、依然としてガラス基板を支持するための治具を使用することを余儀なくされる。このため、上述のバッチ式の化学研磨装置と同様に、治具を準備する費用が高く、またガラス基板に治具跡が発生し易いという問題もある。ガラス基板に治具跡が発生すると効率の良い面取設計をすることが極めて困難になるため、面取効率を低下させてしまうという不都合がある。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、治具を使用することなくガラス基板に対して化学研磨処理を施すことが可能な枚葉式の化学研磨装置を提供することである。

この発明に係る化学研磨装置は、搬送路に沿って連続的に搬送される複数のガラス基板に対して化学研磨処理を行うように構成される。搬送路の構成の代表例としては複数の搬送ローラを配列した構成が挙げられるが、この構成に代えてローラにメッシュ状のベルトを架け渡した構成等を採用することも可能である。

この化学研磨装置は、第１の研磨処理部、第２の研磨処理部、および洗浄部を少なくとも備える。第１の研磨処理部は、搬送路に沿って搬送されるガラス基板に対して第１の処理液によって化学研磨処理を行うように構成される。第２の研磨処理部は、搬送路に沿って搬送されるガラス基板に対して第１の処理液とは異なる第２の処理液によって化学研磨処理を行うように構成される。洗浄部は、搬送路における第１の研磨処理部の下流側であり、かつ、第２の研磨処理部の上流側に配置されており、ガラス基板に付着した処理液を洗浄するように構成される。

この構成においては、搬送路に沿って連続的に搬送されるガラス基板が、順次的に、第１の研磨処理部、洗浄部、および第２の研磨処理部を通過する。ガラス基板は、搬送路に沿って流されるため、ガラス基板を治具等によって保持しておく必要がない。搬送路に沿って連続的に搬送されるガラス基板は、第１の研磨処理部にて第１の処理液にて化学研磨処理が行われ、その後、洗浄部にて洗浄された後、第２の研磨処理部にて第２の処理液にて化学研磨処理が行われる。このため、２種類の研磨処理を連続して実行することが可能となる。異なる２種類の研磨処理の例としては、フッ酸濃度が互いに異なるように調整された処理液を用いた研磨速度が速い処理および研磨速度が遅い処理の２種類や、主成分である硫酸に少量のフッ酸を加えた処理液を用いたガラスのピットを抑制する処理およびフッ酸を主成分とする処理液を用いたガラスを薄型化する処理の２種類等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。

上記の構成において、第１の研磨処理部は、第１の処理液をガラス基板に対して噴射するように構成された複数の処理チャンバを有し、かつ、第２の研磨処理部は、第２の処理液をガラス基板に対して噴射するように構成された複数の処理チャンバを有することが好ましい。このような構成を採用することにより、１つの処理チャンバが大型化することが防止されるため、研磨処理の最中に処置チャンバを構成する各部材において不具合が発生しにくくなる。

また、上記の構成において、少なくとも第１の研磨処理部の上流側に、第１の研磨処理部に導入される前のガラス基板の表面を湿らせるように構成された前処理部をさらに備えることが好ましい。この構成を採用することにより、ガラス基板の表面に対して研磨処理が行われる前に、ガラス基板の表面が水等の液体によって濡らされて液体の膜が形成されるため、ガラス基板の表面の乾いた部分に研磨処理が行われることが防止される。このため、乾いた部分に化学研磨が行われることによって発生する白濁等の不具合の発生が防止される。

上記した本発明によれば、治具を使用することなくガラス基板に対して化学研磨処理を施すことが可能になる。

本発明の実施形態に係る枚葉式化学研磨装置の外観を示す図である。枚葉式化学研磨装置の概略構成を示す図である。枚葉式化学研磨装置の概略構成を示す図である。第３の処理チャンバの概略構成を示す図である。処理液供給機構の概略構成を示す図である。クランク機構の概略構成を示す図である。前処理チャンバでの処理を説明する図である。搬送ローラによるガラスの支持状態を示す図である。

図１は、本発明の実施形態の一例に係る枚葉式の化学研磨装置１０の外観を示す図である。同図に示すように、化学研磨装置１０は、複数の搬送ローラ５０を配列して構成される搬送路を備えており、この搬送路に沿って上流から順に第１の研磨処理部４、水洗チャンバ７０、第２の研磨処理部２、および水洗チャンバ２４が設けられている。この実施形態では、第１の研磨処理部４では、適度な濃度のフッ酸を含み硫酸を主成分とする高粘性の研磨液を用いたピット抑制を目的とする予備的処理が行われ、第２の研磨処理部２では、フッ酸を主成分とする研磨液を用いて薄型化処理が行われる。

第１の研磨処理部４の前段には搬入部６２および前処理チャンバ６４が設けられる。第１の研磨処理部２は、第１の処理チャンバ６６、第２の処理チャンバ６８、および第１の中継部７２を備える。また、第１の研磨処理部４の後段には水洗チャンバ７０が設けられる。

搬入部６２は、作業員による手動作業またはロボット等による自動作業によって搬入される処理すべきガラス基板１００を受け入れ可能に構成される。この実施形態では、ガラス基板１００はフラットパネル用の厚み０．５ｍｍ〜２．０ｍｍ程度の薄型ガラス基板であるが、処理の対象となるガラス基板１００はこれには限定されない。前処理チャンバ６４は、搬入部６２から搬送されるガラス基板１００を受け入れるように構成される。第１の処理チャンバ６６は、ガラス基板１００の上下面に化学研磨液を噴射してガラス基板１００表面のピットを抑制または除去しつつガラス基板１００を薄型化するように構成される。第２の処理チャンバ６８は、第１の処理チャンバ６６と同一組成の化学研磨液をガラス基板１００の上下面に噴射してガラス基板１００の表面のピットを更に抑制または除去するように構成される。第１の中継部７２は、第１の処理チャンバ６６および第１の処理チャンバ６８を連結するように構成される。

水洗チャンバ７０は、第２の処理チャンバ６８を経由したガラス基板１００を水洗するように構成される。水洗チャンバ７０は、この発明における洗浄部を構成する。この実施形態では、洗浄部として水洗チャンバ７０を採用しているが、洗浄部として水以外の洗浄液を用いてガラス基板１００を洗浄する構成を採用することも可能である。水洗チャンバ７０において処理液が取り除かれたガラス基板１００は、さらに搬送路の下流に搬送される。

第１の研磨処理部４の後段でかつ第２の研磨処理部２の前段には搬入部１２および前処理チャンバ１４が設けられる。第２の研磨処理部２は、第３の処理チャンバ１６、第４の処理チャンバ１８、第５の処理チャンバ２０、第６の処理チャンバ２２、第２の中継部２８、第３の中継部３０、および第４の中継部３２を備える。また、第２の研磨処理部２の後段には水洗チャンバ２４および搬出部２６が設けられる。第２の処理液収容部４２、第２の処理液供給部４４、および水供給部４６を備える。

搬入部１２は、水洗チャンバ７０から排出されるガラス基板１００を受け入れ可能に構成される。前処理チャンバ１４は、搬入部１２から搬送されるガラス基板１００を受け入れるように構成される。第３の処理チャンバ１６は、ガラス基板１００の上下面に化学研磨液を噴射してガラス基板１００を薄型化するように構成される。第４の処理チャンバ１８、第５の処理チャンバ２０、および第６の処理チャンバ２２はそれぞれ、第３の処理チャンバ１６と同一組成の化学研磨液をガラス基板１００の上下面に噴射してガラス基板１００を更に薄型化するように構成される。第２の中継部２８、第３の中継部３０、および第４の中継部３２はそれぞれ、複数の処理チャンバを連結するように構成される。

水洗チャンバ２４は、第６の処理チャンバ２２を経由したガラス基板１００を水洗するように構成される。搬出部２６は、化学研磨処理および水洗処理を経たガラス基板１００を取り出し可能に構成されている。搬出部２６に到達したガラス基板１００は、作業員による手動作業またはロボット等による自動作業によって化学研磨装置１０から取り除かれて回収される。その後、ガラス基板１００は、さらなる薄型化が必要な場合には、再度化学研磨装置１０に導入される一方で、さらなる薄型化が必要でない場合には成膜工程等の後段の工程に移行される。

図２に示すように、化学研磨装置１０は、第１の処理液収容部８４、第１の処理液供給部８２、水供給部７４、第２の処理液収容部４２、第２の処理液供給部４４、および水供給部４６を備えている。第１の処理液収容部８４は、第１の処理チャンバ６６および第２の処理チャンバ６８と回収ライン８４０を介して接続されている。第１の処理液供給部８２は、給液ライン８２０を介して、第１の処理チャンバ６６、第２の処理チャンバ６８、および第１の中継部７２に接続されている。水供給部７４は、給水ライン７４０を介して前処理チャンバ６４および水洗チャンバ７０に接続されている。なお、図１では、化学研磨装置１０の回収ライン４２０、給液ライン４４０、および洗浄水の給水ライン４６０については図示を省略している。

第２の処理液収容部４２は、第３の処理チャンバ１６、第４の処理チャンバ１８、第５の処理チャンバ２０、第６の処理チャンバ２２と回収ライン４２０を介して接続されている。第２の処理液供給部４４は、給液ライン４４０を介して、第３の処理チャンバ１６、第４の処理チャンバ１８、第５の処理チャンバ２０、第６の処理チャンバ２２、第２の中継部２８、第３の中継部３０、および第４の中継部３２に接続されている。水供給部４６は、給水ライン４６０を介して前処理チャンバ１４および水洗チャンバ２４に接続されている。

上述の化学研磨装置１０において、前処理チャンバ６４，１４への導入口、水洗チャンバ７０，２４からの導出口、および後述するクランク機構３６の一部の作業空間を除いて、化学研磨装置１０は全体として気密的にかつ水密的に閉塞されている。化学研磨装置に設けられる導入口および導出口は、ガラス基板１００の板厚よりやや高く、ガラス基板１００の横幅よりやや広いスリット形状を呈している。また、上述のとおり、各部を貫通して、同一平面上に多数の搬送ローラ５０が配列されている。各搬送ローラ５０は、ガラス基板１００の底面を支持しつつ図示右向きに搬送する。

ここで、搬送速度は、１００〜８００ｍｍ／分に設定されるのが好ましく、より好ましくは、３００〜５５０ｍｍ／分に設定すべきである。そして、第１の処理チャンバ６６、第２の処理チャンバ６８、第３の処理チャンバ１６、第４の処理チャンバ１８、第５の処理チャンバ２０、および第６の処理チャンバ２２での処理時間は、この実施形態では合計２０〜６０分程度に設定されているが、これに限定されるものではない。また、上記の範囲を超えて搬送速度が遅すぎると、生産効率が悪いだけでなく、化学研磨液がガラス基板１００上に滞留しやすく、均一な化学研磨が阻害されたり、最悪の場合、ガラス基板１００の割れを誘発したりする虞がある。一方、同一の装置規模において、搬送速度を高すぎると、これを実現する液組成の最適化が難しく、結局、均質な化学研磨が実現しにくい。

化学研磨装置１０で薄型化処理されるガラス基板１００は、特に限定されないが、Ｇ８サイズのクォーターカット（１０８０×１２３０ｍｍ）およびＧ６サイズ（１５００×１８００ｍｍ）等の大型ガラス基板についても、その上下両面を均質に研磨できるよう化学研磨装置１０は構成されている。また、化学研磨装置１０は、治具やキャリアを用いることなく、ガラス基板１００を直接的に搬送ローラ５０によって搬送するように構成される。

上述したように、第１の処理チャンバ６６、第２の処理チャンバ６８、および第１の中継部７２は、給液ライン８２０を経由して、第１の処理液供給部８２から温度管理された第１の処理液（化学研磨液）の供給を受ける。この実施形態では、第１の処理液は、４０〜４２℃程度に温度管理されている。また、第１の処理液の組成は、硫酸３５〜９５重量％、フッ酸１〜１０重量％程度、残り水の液組成のものが用いられているが、この液組成に限定されるものではない。

また、第３の処理チャンバ１６、第４の処理チャンバ１８、第５の処理チャンバ２０、第６の処理チャンバ２２、第２の中継部２８、第３の中継部３０、および第４の中継部３２は、給液ライン４４０を経由して、第２の処理液供給部４４から温度管理された第２の処理液（化学研磨液）の供給を受ける。この実施形態では、第２の処理液は、４０〜４２℃程度に温度管理されている。また、第２の処理液の組成は、フッ酸１〜２０重量％、塩酸０〜１０重量％、残り水の液組成のものが用いられているが、この液組成に限定されるものではない。

前処理チャンバ６４および水洗チャンバ７０は、給水ライン７４０を経由して水供給部４６から洗浄水の供給を受ける。さらに、前処理チャンバ１４および水洗チャンバ２４は、給水ライン４６０を経由して水供給部４６から洗浄水の供給を受ける。なお、前処理チャンバ６４，１４および水洗チャンバ７０，２４から排出される洗浄排水は、廃水処理設備へと排出される。

一方、上述のとおり、第１の処理チャンバ６６および第２の処理チャンバ６８の底部は、回収ライン８４０を経由して第１の処理液収容部８４に連通しており、第１の処理液が回収されるようになっている。また、第３の処理チャンバ１６、第４の処理チャンバ１８、第５の処理チャンバ２０、および第６の処理チャンバ２２の底部は、回収ライン４２０を経由して第２の処理液収容部４２に連通しており、第２の処理液が回収されるようになっている。

第１の中継部７２の底部は、それぞれ隣接する処理チャンバに向けて傾斜するような底部を有するため、第１の中継部７２内の第１の処理液は円滑に隣接する処理チャンバに導かれる。第２の中継部２８、第３の中継部３０、および第４の中継部３２の底部は、それぞれ隣接する処理チャンバに向けて傾斜するような底部を有するため、第２の中継部２８、第３の中継部３０、および第４の中継部３２内の第２の処理液についても円滑に隣接する処理チャンバに導かれる。なお、回収された研磨処理水は、反応生成物の沈殿その他の処理を経た上で、再利用が可能な状態であれば第１の処理液供給部８２または第２の処理液供給部４４に送られる一方で、再利用が可能でない状態の場合には濃厚廃液として廃液処理工程へと移行される。

また、図３に示す通り、前処理チャンバ６４、第１の処理チャンバ６６、第２の処理チャンバ６８、水洗チャンバ７０、前処理チャンバ１４、第３の処理チャンバ１６、第４の処理チャンバ１８、第５の処理チャンバ２０、第６の処理チャンバ２２、および水洗チャンバ２４は、排気ライン３４０を経由して、排気部３４に連通しており、各チャンバの内部ガスが排気部３４に吸引されるようになっている。ここで、排気ライン３４０は定常的に機能しているので、化学研磨装置１０の開口部が、負圧状態に維持されることになり、これらの開口部を通して処理ガスが漏出しにくくなっている。

ここから各処理チャンバの構成の説明を行うが、第１の研磨処理部４側の構成は第２の研磨処理部２側の構成と実質的に同じであるため、以下、第２の研磨処理部２側の構成についてのみ説明を行い、第１の研磨処理部４側の構成については説明を省略する。図４および図５に示すように、第３の処理チャンバ１６、第４の処理チャンバ１８、第５の処理チャンバ２０、第６の処理チャンバ２２、および水洗チャンバ２４には、ガラス基板１００の搬送方向に延びる一群（１０本）の噴射パイプ４４４（４４４Ｕ，４４４Ｌ）が、搬送ローラ５０の上下位置にそれぞれ配置されている。各噴射パイプ４４４は、塩化ビニルやテフロン（登録商標）による中空の樹脂パイプであり、一本の噴射パイプに、複数個の噴射ノズル４４６が一列に形成されている。そして、上側に配置された上側噴射パイプ４４４Ｕからガラス基板１００の上面に対して化学研磨液が噴射され、下側に配置された下側噴射パイプ４４４Ｌからガラス基板１００の底面に対して化学研磨液が噴射される。一方、水洗チャンバ２４に配置された上側噴射パイプ２４２Ｕからガラス基板の上面に対して洗浄水が噴射され、下側噴射パイプ２４２Ｌからガラス基板１００の底面に対して洗浄水が噴射される。さらに、第２の中継部２８、第３の中継部３０、および第４の中継部３２には、それぞれ噴射パイプ２８２（２８２Ｕ，２８２Ｌ）、噴射パイプ３０２（３０２Ｕ，３０２Ｌ）、および噴射パイプ３２２（３２２Ｕ，３２２Ｌ）が設けられており、第３〜第６の処理チャンバ１８、２０、２２、２４と同一組成の化学研磨液がガラス基板１００の上面および底面に噴射される。

この実施形態では、第２の中継部２８、第３の中継部３０、および第４の中継部３２に配置された噴射パイプ２８２（２８２Ｕ，２８２Ｌ）、噴射パイプ３０２（３０２Ｕ，３０２Ｌ）、および噴射パイプ３２２（３２２Ｕ，３２２Ｌ）、ならびに水洗チャンバ２４に配置された噴射パイプ（２４２Ｕ，２４２Ｌ）は固定状態に保持されている。一方、第３の処理チャンバ１６、第４の処理チャンバ１８、第５の処理チャンバ２０、第６の処理チャンバ２２に配置される各噴射パイプ４４４は、クランク機構３６によって揺動するように構成されている。

図５（Ａ）および図５（Ｂ）に示すように、この実施形態では、第３の処理チャンバ１６、第４の処理チャンバ１８、第５の処理チャンバ２０、および第６の処理チャンバ２２は、ガラス基板１００の上側および下側にそれぞれ１０本の噴射パイプ４４４（４４４Ｕ，４４４Ｌ）が配置されている。図５（Ａ）は、噴射パイプ４４４（４４４Ｕ，４４４Ｌ）の平面図であり、各噴射パイプ４４４（４４４Ｕ，４４４Ｌ）には、例えば８個の噴射ノズル４４６が形成されている。

各噴射パイプ４４４（４４４Ｕ，４４４Ｌ）は、その先端側（図示下側）が閉塞される一方、その基端側には、液圧制御部が設けられている。液圧制御部は、噴射パイプ４４４（４４４Ｕ，４４４Ｌ）と同数（１０個）の開閉バルブ４４２（４４２Ｕ，４４２Ｌ）で構成され、各開閉バルブ４４２（４４２Ｕ，４４２Ｌ）の開度を調整することで各噴射パイプ４４４（４４４Ｕ，４４４Ｌ）に供給される化学研磨液の液圧が任意に設定できるようになっている。例えば、上側噴射パイプ４４４Ｕと下側噴射パイプ４４４Ｌの液圧に差を設けたり、中央の噴射パイプ４４４（４４４Ｕ，４４４Ｌ）と端部の噴射パイプ４４４（４４４Ｕ，４４４Ｌ）とで液圧に差を設けたりすることが可能である。なお、各噴射パイプ４４４（４４４Ｕ，４４４Ｌ）に供給される化学研磨液の液圧は、化学研磨装置１０の上面に配置された計器３８によって確認することができる。

この実施形態では、周辺位置の噴射パイプ４４４（４４４Ｕ，４４４Ｌ）に比べて、中央位置の噴射パイプ４４４（４４４Ｕ，４４４Ｌ）の液圧がやや大きく設定されており、ガラス基板１００の中央位置への接触圧や噴射量は、ガラス基板１００の周辺位置への接触圧や噴射量よりやや高く設定されている。そのため、ガラス基板１００の中央位置に噴射された化学研磨液は、ガラス基板の周辺位置に円滑に移動することになり、ガラス基板１００の上面に化学研磨液が滞留しにくくなっている。その結果、ガラス基板１００全面にほぼ等量の化学研磨液が作用することになり、ガラス基板１００全面が均一に研磨され易くなる。なお、噴射パイプ４４４（４４４Ｕ，４４４Ｌ）の液圧を幅方向において変化させなくとも、ガラス基板１００の上面に化学研磨液が滞留しない場合には、敢えて噴射パイプ４４４（４４４Ｕ，４４４Ｌ）の液圧を幅方向において変化させる必要はなく、すべての噴射パイプ４４４（４４４Ｕ，４４４Ｌ）の液圧を均一に設定すると良い。

また、各噴射パイプ４４４（４４４Ｕ，４４４Ｌ）は、その両端が軸受などによって回転可能に軸支されることで、クランク機構３６によって約±３０°揺動（oscillation）されるよう構成されている（図５（Ｂ）参照）。なお、図５（Ｂ）は、揺動角度を示したものであって、化学研磨液の噴射範囲を示すものではない。すなわち、噴射パイプ４４４の噴射ノズル４４６からは、化学研磨液がラッパ状に噴出されるので、その噴射範囲は、揺動角度より広い。

クランク機構３６は、図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示すように、駆動モータ３６２と、駆動モータ３６２の回転力を、噴射パイプ４４４（４４４Ｕ，４４４Ｌ）を揺動させる力に変換して、噴射パイプ４４４（４４４Ｕ，４４４Ｌ）に伝達するように構成された伝達機構部３６４とを備える。駆動モータ３６２の回転力は、伝達アームを介して揺動アーム３６６に、揺動アーム３６６を揺動させる力として伝達される。揺動アーム３６６は、化学研磨装置１０の内壁部に設けられた支持部３６８に回動可能な状態で支持されている。

一方で、各噴射パイプ４４４（４４４Ｕ，４４４Ｌ）の端部は、処理チャンバの隔壁を貫通しており、処理チャンバの外側に位置する部分に、噴射パイプ４４４（４４４Ｕ，４４４Ｌ）の揺動に必要なトルクを伝達するためのトルク伝達アーム３７２、３７６が取り付けられる。トルク伝達アーム３７２、３７６はそれぞれ、回動可能な状態で保持アーム３７０、３７４に支持されている。保持アーム３７０、３７４は、回動可能でかつスライド可能な状態にて揺動アーム３６６に連結されている。

駆動モータ３６２の回転力によって揺動アーム３６６が揺動すると、揺動アーム３６６に連動して保持アーム３７０、３７４が図中の矢印に示すように揺動する。保持アーム３７０からの力はトルク伝達アーム３７２を介して上側噴射パイプ４４４Ｕにトルクとして伝達する。また、保持アーム３７４からの力はトルク伝達アーム３７６を介して下側噴射パイプ４４４Ｌにトルクとして伝達する。この結果、図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示すように、上側噴射パイプ４４４Ｕおよび下側噴射パイプ４４４Ｌは、ガラス基板１００の搬送方向に直交する方向であって、互いに反対の方向に約±３０°回転することになる。なお、駆動モータ３６２の回転数は、噴射パイプ４４４（４４４Ｕ，４４４Ｌ）の揺動回数を規定するが、この実施形態では駆動モータの回転数が１０〜３０ｒｐｍ程度に設定されている。

上側の噴射パイプ４４４Ｕには、その下面に噴射ノズル４４６Ｕが形成され、下側の噴射パイプ４４４Ｌには、その上面に噴射ノズル４４６Ｌが形成されているので、各噴射ノズルは、約±３０°回転しつつ、化学研磨液をガラス基板の上下面に噴射することになる（図５（Ｂ）参照）。

ところで、本実施形態では、同一の液組成によって同様の化学研磨を実行する第３の処理チャンバ１６、第４の処理チャンバ１８、第５の処理チャンバ２０、および第６の処理チャンバ２２を敢えて互いに分割して設けている。その理由は、噴射パイプ４４４（４４４Ｕ，４４４Ｌ）の長さを抑制することで、噴射パイプ４４４（４４４Ｕ，４４４Ｌ）の撓みを防止し、且つ、噴射パイプ４４４（４４４Ｕ，４４４Ｌ）を円滑に揺動させるためである。また、噴射パイプ４４４（４４４Ｕ，４４４Ｌ）の熱膨張による影響を小さく抑えるためである。このような構成を採り入れることにより、噴射パイプ４４４（４４４Ｕ，４４４Ｌ）とガラス基板１００との距離を均一に維持することが可能となり、ガラス基板１００に噴射される化学研磨液の液圧を調整しやすくなる。また、噴射パイプ４４４（４４４Ｕ，４４４Ｌ）が円滑に揺動することにより、ガラス基板１００の上面から化学研磨液を円滑に流し落とすことが可能になるため、ガラス基板１００の上面に化学研磨液が滞留しにくくなる。なお、噴射パイプ４４４（４４４Ｕ，４４４Ｌ）の長さは、パイプ径（送液量）にも関係するが、一般的には、２．５ｍ以下、好ましくは２ｍ以下に抑制するのが好ましい。

高速でガラス基板１００を化学研磨するためには、加温状態の化学研磨液の送液量を増加させる必要があるところ、噴射パイプ４４４（４４４Ｕ，４４４Ｌ）の長さを適切な長さに抑制することで、駆動モータ３６２をそれほど大型化することなく、且つ、簡単な機構で、複数の噴射パイプ４４４（４４４Ｕ，４４４Ｌ）を円滑に揺動させることができる。

続いて、図７（Ａ）〜図７（Ｃ）を用いて、前処理チャンバ１４の構成について説明する。前処理チャンバ１４には、第３の処理チャンバ１６に近接して、噴射パイプ４４４（４４４Ｕ，４４４Ｌ）を揺動させるクランク機構３６が配置されることは前記した通りである。上記の構成に加えて、前処理チャンバ１４には、第３の処理チャンバ１６へのガラス基板１００の導入口に、ガラス基板１００を受入れる対向ローラ１４６と、ガラス基板１００の上下面に水を噴射する水洗ノズル１４２，１４４とが配置されている。水洗ノズル１４２，１４４は、ガラス基板１００の搬送方向に直交する方向（幅方向）の全域にわたって所定の間隔にて複数配備されている。ここで、ガラス基板１００は、対向ローラ１４６と搬送ローラ５０に、柔らかく保持されて第３の処理チャンバ１６に導入されるよう接触圧が設定されている。

また、水洗ノズル１４２，１４４は、ガラス基板１００の第３の処理チャンバ１６への導入口に向けて、水を噴射するよう設定されている。そのため、第３の処理チャンバ１６に導入されたガラス基板１００は、十分に濡れた状態であり、不均質な初期エッチングが為されることが防止される。すなわち、第３の処理チャンバ１６は、フッ酸ガス雰囲気であるので、ガラス基板１００の表面がドライ状態であると、フッ酸ガスによって不均質に侵蝕される危険があるが、本実施形態では、ガラス基板１００の表面が水で保護されているので、その後、第３の処理チャンバ１６において均質なエッチングが開始される。

本実施形態では、図７（Ａ）〜図７（Ｃ）に示すように、水洗ノズル１４２は真下に向かって水を噴射するように構成される一方で、水洗ノズル１４４は上方でかつガラス基板１００の搬送路の上流側に向かって斜めに水を噴射するように構成される。水洗ノズル１４４が斜め上方に水を噴射するように構成される結果、ガラス基板１００が水洗ノズル１４２，１４４に接近する際に、図７（Ａ）および図７（Ｂ）に示すように、水洗ノズル１４４からガラス基板１００の上面に水を供給することが可能になる。このため、ガラス基板１００の上面に、フッ酸ガスから保護するための水の膜を迅速に形成することが可能になる。なお、ガラス基板１００が水洗ノズル１４４に接近すると、水洗ノズル１４４から噴射する水はガラス基板１００の底面に当たるようになるため、水洗ノズル１４４によってガラス基板１００の底面を適切に洗浄し、かつ適切に湿らせることが可能である。

以上のとおり、前処理チャンバ１４に水洗ノズル１４２，１４４を設けたことにより、ドライ状態のガラス基板１００がフッ酸ガスにさらされて、不均一にエッチングされることが防止される。また、ガラス基板１００がドライ状態にて対向ローラ１４６および搬送ローラ５０に挟み込まれることが防止されるため、対向ローラ１４６および搬送ローラ５０の間を通過する際にガラス基板１００に傷が発生したり、ガラス基板１００が汚損したりすることが防止される。

続いて、第２の中継部２８、第３の中継部３０、および第４の中継部３２について説明する。第２の中継部２８、第３の中継部３０、および第４の中継部３２には、それぞれ固定状態の噴射パイプ２８２、噴射パイプ３０２、および噴射パイプ３２２が搬送路の上下位置に配置されている。そして、噴射パイプ２８２、噴射パイプ３０２、噴射パイプ３２２からガラス基板１００の上下面に化学研磨液が噴射される。この実施形態では、噴射パイプ４４４、噴射パイプ２８２、噴射パイプ３０２、および噴射パイプ３２２がそれぞれ本発明の研磨液噴射手段を構成する。

ここで、第２の中継部２８、第３の中継部３０、および第４の中継部３２を、ガラス研磨処理における空スペースとすることも考えられるが、本実施形態では敢えて、これらの第２の中継部２８、第３の中継部３０、および第４の中継部３２でも、同一組成の化学研磨液をガラス基板１００に噴射している。そのため、第２の中継部２８、第３の中継部３０、および第４の中継部３２の通過時において化学研磨液がガラス基板１００上に滞留したり、逆に第２の中継部２８、第３の中継部３０、および第４の中継部３２の通過時にガラス基板１００が乾燥ぎみになったりするおそれがなく、高品質のガラス研磨が実現される。なお、第２の中継部２８、第３の中継部３０、および第４の中継部３２の噴射パイプ２８２、噴射パイプ３０２、および噴射パイプ３２２は、固定状態であるが、固定式ではなく揺動式の構成を採り入れることも可能である。

ガラス基板１００は、第３の処理チャンバ１６、第４の処理チャンバ１８、第５の処理チャンバ２０、第６の処理チャンバ２２、第２の中継部２８、第３の中継部３０、および第４の中継部３２をこの順に通過して、順次的に化学研磨される。そして、複数段階の化学研磨を終えたガラス基板１００は、第６の処理チャンバ２２の出口に配置されたエアナイフ２４４によって上面の液切り処理が行われた後、水洗チャンバ２４に配置された一群の噴射パイプ２４２から受ける洗浄水によって洗浄される。洗浄用の噴射パイプ２４２は、固定状態であるが、これを揺動させる構成を採っても良い。

いずれにしても、洗浄処理の最終段には、上下一対のエアナイフ２４６が配置されており、そこから噴射されるエアーによってガラス基板１００の上下面が迅速に乾燥される。そして、水洗チャンバ２４の導出口３００から排出されたガラス基板１００は、搬出部２６に待機する作業員によって取り出され、一連の加工処理が完了する。このように、上下一対のエアナイフ２４６の前段に別途エアナイフ２４４を配置することにより、ガラス基板１００の上面から化学研磨液を迅速に除去することが可能になるため、ガラス基板１００の上面が不均一にエッチングされることを効果的に防止することが可能になる。

以上のように、本実施形態に係る化学研磨装置１０によれば、閉塞された空間において化学研磨が行われ、装置内で発生したフッ酸ガス等の有毒なガスはスクラバー等の排気機構によってほぼすべて回収されるため、化学枚葉装置１０周囲にフッ酸ガスがほとんど拡散しない。その結果、化学研磨装置１０周囲の作業環境がバッチ式化学研磨処理の場合に比較して格段に向上する。したがって、作業員の健康を悪化させる心配がなくなるとともに、保護装備にコストをかける必要がなくなる。

また、化学研磨装置１０の周囲の設備がフッ酸ガスによって侵されることを防止できるため、設備のメンテナンス費用を抑えることも可能である。つまり、安価なメンテナンス費用で、作業員に良好な作業環境を提供することができるという大きなメリットがあると言える。

さらに、枚葉方式の化学研磨装置１０を用いた場合、バッチ方式の研磨処理に比較して、作業効率や製品の品質を向上させることが可能になるというメリットがある。加えて、化学研磨装置１０によれば、板厚精度が向上するため、スクライブ時の歩留り安定が予測される。また、切断面フラット強度についても、バッチ方式の研磨処理に比較して強くすることが可能になる。そして、バブリングによるフッ酸ロスがないため、フッ酸コストを１５％程度削減する効果が期待できる。さらに、ガラス基板１００に対して異なる種類の研磨処理を連続的にかつ自動的に行うことが可能となるため、ガラス基板１００に対する処理効率が向上する。

ここで、図８（Ａ）および図８（Ｂ）を用いて、搬送ローラ５０によって搬送されるガラス基板１００の状態を説明する。従来、ガラス基板１００の汚損を回避するために、ガラス基板１００を直接的に搬送ローラ５０の周面に接触させる構成を採ることはあまり推奨されていなかった。ところが、この実施形態では、ガラス基板１００を搬送ローラ５０の周面上に直接置いてもガラス基板１００が汚損しないための工夫が施されている。

まず、この実施形態では、複数の噴射パイプ４４４（４４４Ｕ，４４４Ｌ）、噴射パイプ２８２（２８２Ｕ，２８２Ｌ）、噴射パイプ３０２（３０２Ｕ，３０２Ｌ）、および噴射パイプ３２２（３２２Ｕ，３２２Ｌ）から噴射される多量の化学研磨液が搬送ローラ５０の周面に常時あたっており、搬送ローラ５０の周面がウエットの状態に保たれるとともに、搬送ローラ５０の周面に化学研磨液の薄い層が形成されている。このとき、複数の噴射パイプ４４４（４４４Ｕ，４４４Ｌ）、噴射パイプ２８２（２８２Ｕ，２８２Ｌ）、噴射パイプ３０２（３０２Ｕ，３０２Ｌ）、および噴射パイプ３２２（３２２Ｕ，３２２Ｌ）は、少なくとも化学研磨処理空間（第３の処理チャンバ１６、第４の処理チャンバ１８、第５の処理チャンバ２０、第６の処理チャンバ２２、第２の中継部２８、第３の中継部３０、および第４の中継部３２）のすべての搬送ローラ５０の周面がウエットの状態になるように、化学研磨液の噴射を行う。

この実施形態に記載の構成を採用することにより、複数の噴射パイプ４４４（４４４Ｕ，４４４Ｌ）、噴射パイプ２８２（２８２Ｕ，２８２Ｌ）、噴射パイプ３０２（３０２Ｕ，３０２Ｌ）、および噴射パイプ３２２（３２２Ｕ，３２２Ｌ）からの研磨液が化学研磨処理空間内の搬送ローラ５０の周面に噴きつけられるため、搬送ローラ５０の周面が研磨液によってウエットな状態に保たれる。また、搬送ローラ５０の周面が噴きつけられた研磨液によって洗浄されるため、搬送ローラ５０の周面にスラッジ等の異物が付着しにくくなり、搬送ローラ５０の周面が常時クリーンな状態に保たれる。

以上の構成により、搬送ローラ５０の周面とガラス基板１００の主面との間の摩擦係数を大きく低減することが可能になり、ガラス基板１００が搬送ローラ５０の周面との接触によって汚損されにくくなる。また、ガラス基板１００の主面と搬送ローラ５０の周面との間にも化学研磨液が介在するようになるため、ガラス基板１００における搬送ローラ５０の周面に接触している部分も化学研磨液によって適正に研磨される。その結果、ガラス基板１００を直接的に搬送ローラ５０上に載置して搬送しても、化学研磨処理の不均一が発生したり、ガラス基板１００の品質が劣化したりするといった不具合が発生しにくくなる。これにより、治具を使用しなくとも、適正にガラス基板に対して順次的に化学研磨処理を施すことが可能になる。

さらには、図８（Ｂ）に示すように、複数の噴射パイプ４４４（４４４Ｕ，４４４Ｌ）、噴射パイプ２８２（２８２Ｕ，２８２Ｌ）、噴射パイプ３０２（３０２Ｕ，３０２Ｌ）、および噴射パイプ３２２（３２２Ｕ，３２２Ｌ）研磨液噴射手段について、下側から研磨液を噴射するように構成された複数の噴射パイプ４４４Ｌ、噴射パイプ２８２Ｌ、噴射パイプ３０２Ｌ、および噴射パイプ３２２Ｌ）の噴射力が、上側から研磨液を噴射するように構成された複数の噴射パイプ４４４Ｕ、噴射パイプ２８２Ｕ、噴射パイプ３０２Ｕ、および噴射パイプ３２２Ｕ）の噴射力よりも強くなるように設定することが好ましい。その理由は、そのように構成することによって、ガラス基板１００を上方向に浮かせようとする上向きの力がガラス基板１００に加えられるからである。図８（Ｂ）に示すように、ガラス基板１００に対して上向きの力が作用することにより、ガラス基板１００の主面と搬送ローラ５０の周面との間の摩擦がさらに低減される。

このように、搬送ローラ５０の周面とガラス基板１００の主面との間の摩擦力を低減する工夫を施しつつ、搬送ローラ５０の周面に異物が付着しないように構成しているため、直接的にガラス基板１００を搬送ローラ５０上に置いても、ガラス基板１００が汚損しにくい。このため、ガラス基板１００を搬送ローラ５０の配列に沿って水平に搬送することが容易になる。

上述の実施形態では、ガラス基板１００に対してピット抑制処理や薄型化処理を行う例を説明したが、このほかにもパターニングされたレジストが付与されたガラス基板１００を切断する処理や、ガラス基板１００の表面を洗浄する処理を化学研磨装置１０にて行うことも可能である。

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。

２−第２の研磨処理部
４−第１の研磨処理部
１０−化学研磨装置
１２，６２−搬入部
１４，６４−前処理チャンバ
１６−第３の処理チャンバ
１８−第４の処理チャンバ
２０−第５の処理チャンバ
２２−第６の処理チャンバ
２４，７０−水洗チャンバ
２６−搬出部
２８−第２の中継部
３０−第３の中継部
３２−第４の中継部
５０−搬送ローラ
６６−第１の処理チャンバ
６８−第２の処理チャンバ
７２−第１の中継部

Claims

複数のローラを少なくとも有する搬送路に沿って連続的に搬送される複数のガラス基板に対して化学研磨処理を行うように構成された化学研磨装置であって、
前記搬送路に沿って搬送されるガラス基板に対して第１の処理液によって化学研磨処理を行うように構成された第１の研磨処理部と、
前記搬送路に沿って搬送されるガラス基板に対して前記第１の処理液とは異なる第２の処理液によって化学研磨処理を行うように構成された第２の研磨処理部と、
前記搬送路における前記第１の研磨処理部の下流側であり、かつ、前記第２の研磨処理部の上流側に配置された、前記ガラス基板に付着した処理液を洗浄するように構成された洗浄部と、
を少なくとも備え、
少なくとも前記第１の研磨処理部の上流側に、前記第１の研磨処理部に導入される前のガラス基板の表面を湿らせるように構成された前処理部をさらに備えたことを特徴とする化学研磨装置。
複数のローラを少なくとも有する搬送路に沿って連続的に搬送される複数のガラス基板に対して化学研磨処理を行うように構成された化学研磨装置であって、
前記搬送路に沿って搬送されるガラス基板に対して第１の処理液によって化学研磨処理を行うように構成された第１の研磨処理部と、
前記搬送路に沿って搬送されるガラス基板に対して前記第１の処理液とは異なる第２の処理液によって化学研磨処理を行うように構成された第２の研磨処理部と、
前記搬送路における前記第１の研磨処理部の下流側であり、かつ、前記第２の研磨処理部の上流側に配置された、前記ガラス基板に付着した処理液を洗浄するように構成された洗浄部と、
を少なくとも備え、
前記第１の研磨処理液はガラスのピットを抑制する処理をするものである一方で、前記第２の研磨処理液はガラスを薄型化する処理をするものであることを特徴とし、かつ、
前記第１の研磨処理部は、前記第１の処理液を前記ガラス基板に対して噴射するように構成された複数の処理チャンバと、各処理チャンバを中継するとともに前記第１の処理液を前記ガラス基板に対して噴射するように構成された中継部とを有し、かつ、
前記第２の研磨処理部は、前記第２の処理液を前記ガラス基板に対して噴射するように構成された複数の処理チャンバと、各処理チャンバを中継するとともに前記第２の処理液を前記ガラス基板に対して噴射するように構成された中継部とを有することを特徴とする化学研磨装置。
複数のローラを少なくとも有する搬送路に沿って連続的に搬送される複数のガラス基板に対して化学研磨処理を行うように構成された化学研磨装置であって、
前記搬送路に沿って搬送されるガラス基板に対して第１の処理液によって化学研磨処理を行うように構成された第１の研磨処理部と、
前記搬送路に沿って搬送されるガラス基板に対して前記第１の処理液とは異なる第２の処理液によって化学研磨処理を行うように構成された第２の研磨処理部と、
前記搬送路における前記第１の研磨処理部の下流側であり、かつ、前記第２の研磨処理部の上流側に配置された、前記ガラス基板に付着した処理液を洗浄するように構成された洗浄部と、
を少なくとも備え、
前記第１の研磨処理部は、前記第１の処理液を前記ガラス基板に対して噴射するように構成された複数の処理チャンバと、各処理チャンバを中継するとともに前記第１の処理液を前記ガラス基板に対して噴射するように構成された中継部とを有し、かつ、
前記第２の研磨処理部は、前記第２の処理液を前記ガラス基板に対して噴射するように構成された複数の処理チャンバと、各処理チャンバを中継するとともに前記第２の処理液を前記ガラス基板に対して噴射するように構成された中継部とを有することを特徴とする化学研磨装置。