WO2017149876A1 - 板ガラス及びその製造方法並びにエッチング処理装置 - Google Patents

Abstract

周縁部Ｇａに切欠き部Ｇｂを有する円盤状の板ガラスＧを製造する方法において、複数の板ガラスＧを離間させて支持し、各板ガラスＧの切欠き部Ｇｂにエッチング処理を施す。

Description

板ガラス及びその製造方法並びにエッチング処理装置

　本発明は、周縁部に切欠き部を有する板ガラス及びこの板ガラスを製造する方法並びにこの板ガラスにエッチング処理を施す装置に関する。

　例えば半導体ウェハの製造プロセス中、半導体ウェハを支持する部材に板ガラスが用いられることがある。この際、半導体ウェハには、その結晶方位を所定の向きに合わせるためにノッチと呼ばれる切欠き部が設けられており、この切欠き部に対して研磨加工が施されるのが一般的である。

　例えば特許文献１には、半導体ウェハの切欠き部に対して研磨加工を施すための方法が開示されている。この研磨方法は、不織布等で形成された円板状の研磨工具を回転させながら、研磨対象となる半導体ウェハの切欠き部に押し当てることで、当該切欠き部を研磨工具の凸状外周部に対応する形状に研磨するものである（段落００２７、図２～図４）。

特開２００５－１１８９０３号公報

　ところで、半導体ウェハの支持用に板ガラスを用いる場合、板ガラスにも位置合わせ用の切欠き部を設ける必要がある。ガラスは一般的に脆性であるため、半導体製造工程において支持用板ガラスを使用した際に、当該板ガラスが切欠き部から破損するおそれがあった。そのため、この板ガラスの強度を向上するために、板ガラスの切欠き部に対しても研磨加工を施すことが考えられる。しかしながら、研磨工具を用いた研磨加工では切欠き部の表面を十分に平滑な状態とすることができず、支持用板ガラスとして十分な強度を得られない場合があった。すなわち、従来の半導体製造工程において支持用板ガラスを使用した際に、当該板ガラスが破損するおそれがあった。

　また、板ガラスの切欠き部に角部があると、どうしても割れを生じ易くなるため、例えば角部をＲ面などの滑らかな曲面形状とすることも考えられる。しかしながら、この場合には、切欠き部の三次元形状がより複雑化するため、特許文献１に記載の如き形態の研磨工具では切欠き部の表面を漏れなく研磨することが難しい。

　本発明は、以上の事情に鑑みてなされたものであり、板ガラスに設けた切欠き部に漏れなく安定した加工を施すことで板ガラスの強度を向上させることを解決すべき技術的課題とする。

　本発明は上記の課題を解決するためのものであり、周縁部に切欠き部を有する円盤状の板ガラスを製造する方法において、複数の前記板ガラスを離間させて支持し、前記切欠き部にエッチング処理を施すことを特徴とする。

　これによれば、複数の板ガラスを離間させて支持することで、板ガラス同士を接触することなく配置できる。したがって、板ガラスの接触による損傷を防止しつつ、複数の切欠き部にエッチング処理を施すことができる。このエッチング処理により、切欠き部をその表面全体にわたって平滑化させることができる。これにより、板ガラスの強度を向上させることができる。また、切欠き部を漏れなく安定して加工を施すことができる。

　本発明に係る板ガラスの製造方法では、前記エッチング処理は、前記複数の板ガラスに係る前記切欠き部に同時に接触可能な塗布部材により、前記切欠き部にエッチング液を塗布して行うことが望ましい。これによれば、塗布部材によって、複数の切欠き部に対して同時にエッチング液を塗布することで、板ガラスの製造効率を向上させることができる。

　本発明に係る板ガラスの製造方法では、前記塗布部材は前記切欠き部と係合する形状の係合面を有し、前記エッチング液を吸収保持可能で且つ弾性変形可能な保持部材を前記係合面に備えることが望ましい。

　塗布部材の係合面に備えた保持部材にエッチング液を保持させ、この保持部材を板ガラスの切欠き部に接触させると、保持部材は、切欠き部の形状に応じて弾性変形し、その表面全域に接触することになる。これにより、保持部材は、切欠き部の表面全域に均一にエッチング液を塗布できる。また、保持部材は、弾性変形により、切欠き部に接触したときに衝撃を与えることがなく、したがって切欠き部の損傷を防止できる。

　本発明に係る板ガラスの製造方法では、前記複数の板ガラスを水平方向に沿って間隔をおいて縦置き状態で支持するとともに、前記切欠き部を下向きに配置し、前記塗布部材を前記切欠き部の下方位置から上昇させて前記切欠き部に接触させることが望ましい。

　複数の板ガラスを水平方向に沿って縦置きに支持するとともに、切欠き部を下向きに配置し、この切欠き部に下側から塗布部材を接触させることで、塗布部材におけるエッチング液を切欠き部のみに塗布することができ、他の部分にエッチング液が付着することを防止できる。　

　本発明に係る板ガラスの製造方法では、前記塗布部材は、回転又は回動しながら前記切欠き部にエッチング液を塗布してもよい。塗布部材を回転又は回動させることにより、切欠き部の表面全体にエッチング液を均一に塗布できる。

　本発明に係る板ガラスの製造方法では、前記複数の板ガラスを、前記切欠き部の位置を互いに揃え、且つ板厚方向に離間させて支持した状態で、前記エッチング処理を行うことが望ましい。

　かかる構成によれば、複数の板ガラスを板厚方向に離間させて支持することで、板ガラス同士を接触することなく配置できる。したがって、板ガラスの接触による損傷を防止しつつ、複数の切欠き部にエッチング処理を施すことができる。また、複数の板ガラスに係る切欠き部の位置を互いに揃えた状態とすることで、エッチング処理を効率良く行うことができる。

　本発明は、上記の課題を解決するものであり、周縁部に切欠き部を有する円盤状の板ガラスにエッチング処理を施す装置であって、複数の前記板ガラスを所定の方向に間隔をおいて支持する支持部材と、前記切欠き部に接触してエッチング液を塗布する塗布部材と、を備えることを特徴とする。

　かかる構成によれば、支持部材によって複数の板ガラスを離間させて支持することで、板ガラス同士を接触することなく配置できる。これにより、板ガラスの接触による損傷を防止しつつ、塗布部材によって複数の切欠き部にエッチング処理を施すことができる。このエッチング処理により、切欠き部をその表面全体にわたって平滑化させることができる。したがって、板ガラスに設けた切欠き部に対して、割れ等を生じることなく安定した加工をその表面全域に漏れなく施すことが可能になる。

　本発明の板ガラスは、周縁部に切欠き部を有する円盤状の板ガラスであって、前記切欠き部がエッチング面からなり、前記切欠き部以外の周縁端面が非エッチング面からなることを特徴とする。このような構成によれば、例えば、当該板ガラスを半導体支持用途に用いた場合に、半導体製造工程における破損を抑制できる。

　本発明によれば、板ガラスに設けた切欠き部に漏れなく安定した加工を施すことで板ガラスの強度を向上させることが可能になる。

図１は、第一実施形態に係るエッチング処理装置の正面図である。 図２は、エッチング処理装置の側面図である。 図３は、板ガラスの製造方法に係る一工程を示すエッチング装置の正面図である。 図４は、板ガラスの製造方法に係る一工程を示すエッチング装置の正面図である。 図５は、板ガラスの製造方法に係る一工程を示すエッチング装置の正面図である。 図６は、板ガラスの製造方法に係る一工程を示すエッチング装置の正面図である。 図７は、板ガラスの製造方法に係る一工程を示すエッチング装置の正面図である。 図８は、板ガラスの製造方法に係る一工程を示すエッチング装置の正面図である。 図９は、第二実施形態に係るエッチング処理装置の正面図である。

　以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。図１乃至図８は、本発明に係る板ガラス及びその製造方法並びにエッチング処理装置の第一実施形態を示す。

　本実施形態において製造される板ガラスＧは、図１に示すように、円盤状に構成されるとともに、その周縁部Ｇａの一部に、ノッチと呼ばれる切欠き部Ｇｂを有する。切欠き部Ｇｂは、平面視において、所定の曲率半径を有する円弧状に構成される。この板ガラスＧは、切削加工、研磨加工によりその周縁部Ｇａを円形に形成した後、切削加工、研磨加工によりこの周縁部Ｇａの一部に凹状の切欠き部Ｇｂを形成し、さらにこの切欠き部Ｇｂにエッチング処理を施してなるものである。

　図１に示すように、エッチング処理装置１は、複数の板ガラスＧを支持する複数（図例では四本）の支持部材２と、板ガラスＧを覆うカバー体３と、板ガラスＧにエッチング液ＥＬを塗布する塗布部材４と、エッチング液ＥＬを貯留する貯留槽５とを有する。

　図１及び図２に示すように、支持部材２は、円柱状又は円筒状の棒状部材（円柱状又は円筒状）により構成される。支持部材２は、板ガラスＧの周縁部Ｇａに当接することで、板ガラスＧを縦置き状態にて支持することができる。

　図１及び図２に示すように、カバー体３は、支持部材２と貯留槽５との間に配置されている。カバー体３は、塗布部材４を挿通可能な開口部３ａを有する。本実施形態において、カバー体３は、板状に構成されるが、支持部材２に支持される板ガラスＧを覆うようにボックス状に構成されてもよい。

　塗布部材４は、エッチング液ＥＬを保持可能な保持部材６と、この保持部材６を支持する長尺状の支持体７とを備える。

　図１及び図２に示すように、保持部材６は、布材（例えば不織布）やスポンジ体のようなエッチング液ＥＬを吸収したまま保持可能であって収縮・変形可能な（すなわち弾性を有する）素材によりシート状に構成される。保持部材６は、複数の板ガラスＧの切欠き部Ｇｂに接触するように、支持体７と同程度の長さを有する。

　図１及び図２に示すように、支持体７は、四角柱状又は四角筒状の棒状部材により構成される。この支持体７は、その上端部７ａが板ガラスＧの切欠き部Ｇｂに係合可能な尖端状に構成される。この上端部７ａには、面取り（Ｒ面取り）が施されている。これにより、支持体７の上端部７ａには、正面視において円弧状の湾曲面が形成される。この上端部７ａの湾曲面は、切欠き部Ｇｂの円弧形状に係合する係合面となっている。

　また、支持体７は、保持部材６を取り付けることが可能な支持面７ｂを有する。支持面７ｂは、支持体７の上端部７ａを挟んで対称的に傾斜する二つの斜面として構成される。なお、支持体７は、複数の板ガラスＧに係る切欠き部Ｇｂの位置を揃える位置決め部材としても機能する。

　塗布部材４は、図示しない昇降機構により、上下移動可能に構成される。具体的には、塗布部材４は、支持部材２の下方位置に設けられており、その昇降動作によって支持部材２に保持される板ガラスＧに対して接近・離反可能に構成される。本実施形態では、昇降機構はハンドルによる手動操作により塗布部材４を昇降させるように構成されるが、これに限定されず、モータ、シリンダその他のアクチュエータを使用することで、自動的に塗布部材４を昇降するように構成されてもよい。

　図１及び図２に示すように、貯留槽５は、塗布部材４を全体的に収容可能な長さ、幅及び深さを有する。貯留槽５は、塗布部材４を全体的に浸漬させることが可能な量のエッチング液ＥＬを収容できる。この貯留槽５は、支持部材２の下方位置に設置されている。

　以下、上記構成のエッチング処理装置１を使用して、板ガラスＧにエッチング処理を施す方法（板ガラスＧの製造方法）について説明する。

　板ガラスＧは、例えば、母材ガラスから切削加工、研削加工により周縁部Ｇａを有する円形ガラスを形成した後、この周縁部Ｇａの一部に、切削加工、研削加工を施して切欠き部Ｇｂを形成することにより得られる。なお、板ガラスＧの表面、周縁部Ｇａ、及び切欠き部Ｇｂは、以下に説明するエッチング処理の前に、研磨砥石や研磨テープ等の研磨工具を用いて研磨加工されても良い。

　まず、図３に示すように四本の支持部材２により、複数の板ガラスＧを支持させる。各板ガラスＧは、水平方向に所定の間隔をおいて、縦置き状態で支持部材２に支持される（図２参照）。さらに各板ガラスＧは、切欠き部Ｇｂが下方を向いた状態で、各支持部材２に支持される（図３参照）。

　その後、塗布部材４の支持体７による板ガラスＧの位置決めが行われる。図３に示すように、支持体７には保持部材６が装着されていない。支持体７は貯留槽５に収容されているが、貯留槽５にはエッチング液ＥＬが充填されていない。

　この状態で、支持体７は昇降機構の動作により上昇する。支持体７は、下方を向いた切欠き部Ｇｂに接近するとともに、各切欠き部Ｇｂに接触可能な位置で停止する。このとき、図４に示すように、支持体７の上端部７ａは、カバー体３の開口部３ａを通過して、各切欠き部Ｇｂに同時に接触し、各板ガラスＧの位置決めを行う。

　この位置決めにより、複数の切欠き部Ｇｂは、下向きの状態で支持体７の長手方向に沿って一直線状に整列する。このようにして切欠き部Ｇｂの位置を互いに揃えた後、昇降機構を作動させて支持体７を下降させる。これにより、支持体７は再び貯留槽５に収容される（図５参照）。

　その後、図５に示すように、保持部材６が支持体７に装着される。保持部材６は、支持体７の上端部７ａを跨ぐようにして、支持体７の支持面７ｂに固定される。このとき、保持部材６は、支持体７の形状に合わせて変形する。すなわち、保持部材６は、支持体７の上端部７ａに接触することにより、その接触部分が屈曲又は湾曲する。これにより生じる保持部材６の屈曲部６ａは、切欠き部Ｇｂに接触してエッチング液ＥＬを塗布することができる。

　その後、図６に示すように、貯留槽５にエッチング液ＥＬが充填される。なお、エッチング液ＥＬとしては、例えばフッ酸と塩酸とを含む混酸が使用され得るが、これに限定されるものではない。

　貯留槽５に所定量のエッチング液ＥＬが貯留されると、塗布部材４はこのエッチング液ＥＬに浸漬されることになり、これにより、保持部材６はエッチング液ＥＬを吸収する。その後、昇降機構の動作により、塗布部材４は再び上昇する。その後、塗布部材４は、板ガラスＧの切欠き部Ｇｂに接触する位置にて停止する。

　これにより、塗布部材４における保持部材６の屈曲部６ａは、図７に示すように、切欠き部Ｇｂに接触して、吸収保持しているエッチング液ＥＬをこの切欠き部Ｇｂに塗布する。保持部材６は、収縮変形な素材により構成されることから、屈曲部６ａが切欠き部Ｇｂに接触しても、その弾性変形により、この切欠き部Ｇｂに衝撃を与えることはない。また、保持部材６の屈曲部６ａは、切欠き部Ｇｂに接触したときに、この切欠き部Ｇｂの形状に応じて収縮することで、切欠き部Ｇｂの表面全域に接触する。

　所定時間経過の後、エッチング処理が完了すると、塗布部材４は、昇降機構の動作により下降し、切欠き部Ｇｂから離間して、貯留槽５に再び収容される（図８参照）。このとき、塗布部材４が貯留槽５のエッチング液ＥＬに浸漬され、これによるエッチング液ＥＬの跳ねが生じ得るが、跳ねたエッチング液ＥＬは、カバー体３に接触することになり、板ガラスＧへの付着が防止される。

　その後、板ガラスＧは、図８に示すように支持部材２から取り外され、洗浄される。以上により、切欠き部Ｇｂにエッチング処理が施された板ガラスＧが完成する。完成した板ガラスＧは、その主表面と、切欠き部Ｇｂ以外の周縁部Ｇａ（周縁端面）が非エッチング面となり、切欠き部Ｇｂのみにエッチング面が形成されることになる。

　以上説明した本実施形態に係る板ガラスＧの製造方法及びエッチング処理装置１によれば、複数の板ガラスＧを支持部材２によって支持し、各切欠き部Ｇｂにエッチング処理を施すことで、効率良くこの作業を行うことができる。すなわち、板ガラスＧは水平方向に離間されて支持されるため、その表面同士は接触することがない。

　したがって、本方法では、板ガラスＧの表面を損傷させることがなく、複数の板ガラスＧに効率良くエッチング処理を施すことができる。このエッチング処理により、切欠き部Ｇｂをその表面全体にわたって平滑化させることができる。このため、板ガラスＧに設けた切欠き部Ｇｂに対して、安定した加工をその表面全域に漏れなく施すことができ、これによって板ガラスＧの強度を向上させることが可能になる。

　また、エッチング処理を行う前に、塗布部材４の支持体７（位置決め部材）により、水平方向に並設された複数の板ガラスＧの切欠き部Ｇｂの位置を揃えることにより、各切欠き部Ｇｂに対するエッチング処理を確実かつ効率良く行うことができる。

　さらに、本実施形態では、塗布部材４によって複数の切欠き部Ｇｂに対して同時にエッチング処理を行うことができるため、板ガラスＧの製造効率を向上させることができる。しかも、塗布部材４の保持部材６は、収縮可能に構成されていることから、切欠き部Ｇｂの表面全体に接触可能になり、この表面を損傷させることなくエッチング液ＥＬを塗布できる。

　また、支持部材２は、板ガラスＧの周縁部Ｇａに接触することで、板ガラスＧの表面に接触することなく、この板ガラスＧを支持することが可能である。このため、例えば、予め板ガラスＧの表面に仕上げ加工を施しておき、切欠き部Ｇｂのエッチング処理が完了した時点で、板ガラスＧが製品として完成するように製造方法の工程を設定することも可能である。当然に、エッチング処理が完了した後に、板ガラスＧの表面に仕上げ加工を施すことも可能である。

　図９は、本発明に係るエッチング処理装置の第二実施形態を示す。上記の第一実施形態では、塗布部材４に係る支持体７の上端部７ａが尖端状に構成されていたが、本実施形態に係るエッチング処理装置１では、この支持体７は、円柱状又は円筒状に構成されている。また、支持体７に取り付けられた保持部材６は、この支持体７に形状に応じて円形状に変形している。

　本実施形態では、モータ等の駆動手段により支持体７を回転又は回動させながら、板ガラスＧの切欠き部Ｇｂにエッチング液ＥＬを塗布することができる。これにより、切欠き部Ｇｂが大径のものであっても、その表面全域に安定したエッチング処理を施すことが可能になる。

　なお、本発明は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、上記した作用効果に限定されるものでもない。本発明は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

　上記の実施形態では、切欠き部Ｇｂとしてノッチを例示したが、これに限らず、オリエンテーションフラットと呼ばれる直線状の切欠き部が半導体ウェハに形成される場合には、これに対応して直線状の切欠き部Ｇｂを板ガラスＧに形成してもよい。この場合、エッチング処理装置１の塗布部材４は、切欠き部Ｇｂの形状に応じて直線状に構成され得る。

　上記の実施形態では、複数の板ガラスＧを水平方向に離間させて並設した例を示したが、これに限定されない。例えば、複数の板ガラスＧを上下方向に離間させて並設し、各板ガラスＧの切欠き部Ｇｂを揃えた状態でエッチング処理を施してもよい。すなわち、複数の板ガラスＧは、その板厚方向に間隔をおいて支持部材２により支持すればよい。

　上記の実施形態では、位置決め部材（支持体７）によって、複数の板ガラスＧにおける切欠き部Ｇｂの位置を揃えた後に、塗布部材４によって、全ての切欠き部Ｇｂに同時にエッチング液ＥＬを塗布する例を示したが、これに限定されない。本発明によれば、位置決め部材を使用することなく、複数の切欠き部Ｇｂの位置が若干ずれた状態であっても、切欠き部Ｇｂを個別にエッチングすることも可能である。また、塗布部材４を使用することなく、ノズルからエッチング液ＥＬを吐出させることで切欠き部Ｇｂに塗布するようにしてもよい。

　上記の実施形態では、塗布部材４の支持体７が、板ガラスＧの切欠き部Ｇｂに対する位置決め部材として機能する例を示したが、これに限定されない。支持体７とは別に位置決め部材を用意し、この位置決め部材によって切欠き部Ｇｂの位置決めを行い、その後に塗布部材４によるエッチング液ＥＬの塗布を行うようにしてもよい。位置決め部材としては、四角柱状、四角筒状、円柱状、又は円筒状のものを使用できる他、切欠き部Ｇｂの形状や大きさに応じて各種の形状のものを使用できる。

　１          エッチング処理装置
　２          支持部材
　４          塗布部材
　６          保持部材
　ＥＬ        エッチング液
　Ｇ          板ガラス
　Ｇａ        周縁部
　Ｇｂ        切欠き部
 

Claims (8)

1. 　周縁部に切欠き部を有する円盤状の板ガラスを製造する方法において、
   　複数の前記板ガラスを離間させて支持し、前記切欠き部にエッチング処理を施すことを特徴とする、板ガラスの製造方法。
2. 　前記エッチング処理は、前記複数の板ガラスに係る前記切欠き部に同時に接触可能な塗布部材により、前記切欠き部にエッチング液を塗布して行う、請求項１に記載の板ガラスの製造方法。
3. 　前記塗布部材は前記切欠き部と係合する形状の係合面を有し、
   　前記エッチング液を吸収保持可能で且つ弾性変形可能な保持部材を前記係合面に備える、請求項２に記載の板ガラスの製造方法。
4. 　前記複数の板ガラスを水平方向に沿って間隔をおいて縦置き状態で支持するとともに、前記切欠き部を下向きに配置し、前記塗布部材を前記切欠き部の下方位置から上昇させて前記切欠き部に接触させる、請求項２または３に記載の板ガラスの製造方法。
5. 　前記塗布部材は、回転又は回動しながら前記切欠き部にエッチング液を塗布する、請求項２から４のいずれか１項に記載の板ガラスの製造方法。
6. 　前記複数の板ガラスを、前記切欠き部の位置を互いに揃え、且つ板厚方向に離間させて支持した状態で、前記エッチング処理を行う、請求項１から５のいずれか１項に記載の板ガラスの製造方法。
7. 　周縁部に切欠き部を有する円盤状の板ガラスにエッチング処理を施す装置であって、
   　複数の板ガラスを所定の方向に間隔をおいて支持する支持部材と、
   　前記切欠き部に接触してエッチング液を塗布する塗布部材と、を備えることを特徴とするエッチング処理装置。
8. 　周縁部に切欠き部を有する円盤状の板ガラスであって、
   　前記切欠き部がエッチング面からなり、
   　前記切欠き部以外の周縁端面が非エッチング面からなることを特徴とする板ガラス。
    

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