JP3997150B2 - Substrate manufacturing apparatus and manufacturing method - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえばガラス基板を所定の厚さにエッチングして、液晶表示パネル等の表示用その他の基板を製造する製造装置および製造方法に関する。
特定的には、本発明は、ガラス基板のエッチングによって発生する反応生成物を、超音波を用いて除去する基板製造装置および製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば液晶ディスプレイ（Liquid Crystal Display：LCD）等の、ガラス基板を用いたディスプレイの薄型化および軽量化のために、ディスプレイ用のガラス基板のエッチングが行なわれている。
LCDを例に挙げて述べると、まず、複数枚のLCDのための画素が作り込まれた１対のガラス基板を対向させて貼り合わせることにより、マザー基板を組立てる。次に、エッチング時にマザー基板内部の画素が損傷しないように、２枚のガラス基板間を、エポキシ樹脂等のシール剤によってシールする。
その後、薬液を用いてマザー基板のガラス基板をエッチングする。エッチング後のマザー基板を洗浄した後に、画素が形成された部分をスクライブ・ブレーク法やレーザー分断法によって切り出すと、所定の厚さに薄型化された複数のLCDが得られる。
【０００３】
上述のガラス基板のエッチングとして、たとえば特許文献１に開示されているような、フッ酸による反応エッチングが知られている。
フッ酸によるエッチングは、フッ酸がリサイクル可能であることから生産性が高い。また、化学的機械研磨のように外力を加える必要がなく、所望のガラス厚さを容易に得ることができるため、利便性が高い。
【０００４】
特許文献１に記載のエッチング装置においては、エッチング後のマザー基板を、リンス槽において超純水ならびに窒素気体の噴射によって洗浄した後に、乾燥室において窒素気体によって乾燥して、エッチング装置から移送している。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−１４７４７４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、フッ酸によってガラス基板をエッチングした場合には、フッ酸とガラス基板との化学反応による反応生成物が生ずる。この反応生成物はガラス基板への固着性が強く、従来のようなリンス槽における超純水や窒素気体による洗浄ではほとんど除去することはできない。ガラス基板に付着したままの反応生成物は、乾燥室において乾燥された時に、たとえば白い粉状の物質として、ガラス基板の表面や周囲に析出する。
【０００７】
特許文献１に記載のエッチング装置においては、乾燥後のマザー基板はそのままエッチング装置の外へ移送されており、析出した反応生成物はエッチング装置の外へ持ち出される。
そして、従来は、ガラス基板に付着している析出した反応生成物を、有機溶剤等のクリーナーを用いて作業者が手作業で除去していた。
【０００８】
析出した反応生成物が付着しているガラス基板をエッチング装置の外へ出すと、反応生成物が散乱して、エッチング装置外の環境が低下し易い。また、散乱した反応生成物が床等の作業現場に存在すると、ガラス基板の移送、洗浄等の作業の妨げともなる。
【０００９】
反応生成物が散乱すると、ガラス基板のエッチング等の作業が行なわれるクリーンルームのクリーン度が低下する。
また、シール剤、ならびにシール剤とガラス基板との隙間等の微細な空間に発生した反応生成物は、手作業では完全に除去することは困難である。
このため、製造されるLCDの品質にも悪影響を及ぼすおそれがあった。
【００１０】
したがって、本発明の目的は、反応エッチングによって基板に発生する反応生成物を、容易かつ確実に除去することが可能な基板製造装置を提供することにある。
また、反応エッチングによって基板に発生する反応生成物を、容易かつ確実に除去することが可能な基板製造方法を提供することも本発明の目的である。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本願発明に係る基板製造装置は、薬液により、当該薬液と反応して反応生成物を生成するガラス基板をエッチングするエッチング槽と、エッチングされた前記ガラス基板を乾燥させて前記反応生成物を析出させる乾燥槽と、所定の周波数の超音波を所定の出力パワーで発生させる超音波発生手段と、当該超音波発生手段が出力した前記超音波が伝播され、当該超音波により前記ガラス基板の前記反応生成物を除去する反応生成物除去槽とを有する基板製造装置である。
【００１３】
また、本願発明に係る基板製造方法は、薬液により、当該薬液と反応して反応生成物を生成するガラス基板をエッチングするエッチング工程と、エッチングされた前記ガラス基板を乾燥させて前記反応生成物を析出させる乾燥工程と、所定の周波数の超音波を所定の出力パワーで発生させて、当該超音波により前記ガラス基板から前記反応生成物を除去する反応生成物除去工程とを有する基板製造方法である。
【００１５】
本発明においては、エッチング槽に蓄えられている薬液に被エッチング基板が浸漬され、被エッチング基板と薬液とが反応して、被エッチング基板がエッチングされる。エッチングにより、被エッチング基板と薬液との反応生成物が生成され、被エッチング基板に付着する。
エッチング後、被エッチング基板はエッチング槽から取り出され、薬液が被エッチング基板から除去される。
反応生成物を析出させる場合には、被エッチング基板は乾燥槽内へ収容される。乾燥槽において乾燥されることにより、被エッチング基板に付着していた反応生成物が析出する。
【００１６】
一方、超音波発生手段が、所定の周波数の超音波を所定の出力パワーで発生させる。この超音波は、エッチング後の被エッチング基板を収容する反応生成物除去槽に伝播する。
超音波は、反応生成物除去槽から被エッチング基板へさらに伝播する。超音波の振動作用により、被エッチング基板から反応生成物が除去される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して述べる。
なお、以下では、一例として、画素が作り込まれたLCD基板、即ちマザー基板をエッチング対象とし、マザー基板の１対のガラス基板を、フッ酸を用いてエッチングして所定の厚さのマザー基板を製造する場合について述べる。
【００１８】
第１実施形態
図１が、本発明に係る基板製造装置の第１実施形態の概略構成図である。図１に図解の基板製造装置１は、エッチング槽１１と、リンス槽１２と、乾燥・洗浄槽１３と、超音波洗浄槽１４と、乾燥槽１５と、搬送ロボット２０とを有する。
後ほど詳述するが、超音波洗浄槽１４には、発振器１９に接続されて超音波を発生する超音波発生部１８を備えた超音波発生装置１７が設けられる。超音波発生装置１７が、本発明における超音波発生手段の一実施態様に相当する。
【００１９】
エッチング槽１１、リンス槽１２、乾燥・洗浄槽１３、超音波洗浄槽１４、および乾燥槽１５は、一例としてこの順で基板製造装置１に直列的に配置される。
搬送ロボット２０は、ロボットアーム２２が、伸縮可能、かつ、各槽の配置位置に応じて配設されているレール２１に沿って移動可能になっている。ロボットアーム２２は、LCD基板３０を収容したカセット２７を把持して各槽の間で搬送する。
【００２０】
図２が、LCD基板３０の一例を示す図である。図２（a）が模式的な平面図を示しており、図２（b）が図２（a）における断面I−Iから見た模式的な部分拡大断面図を示している。
図２（a），（b）に示すように、LCD基板３０は、２枚の基板３２，３２を有している。一例として、基板３２には、ホウ珪酸ガラスや石英ガラス等のガラス製の基板が用いられる。
【００２１】
ガラス基板３２には、ITO（Indium Tin Oxide）等の電極や、TFT（Thin Film Transistor）等のスイッチング素子や、カラーフィルター、配向膜等の構成部材を用いて、画像表示のための画素が作り込まれた表示部３７が複数形成されている。
【００２２】
複数の表示部３７が形成されたガラス基板３２には、図示しないスペーサが散布される。その後、表示部３７の周囲にLCDパネルシール剤３４を塗布して、表示部３７同士を対向させてガラス基板３２を貼り合わせて、２枚のガラス基板３２が組立てられる。
２枚のガラス基板３２間のギャップGの大きさが、図示しないスペーサにより制御される。ギャップGの大きさは、一例として約３μm〜６μmである。
なお、LCDパネルシール剤３４には、一例として、紫外線硬化樹脂や熱硬化樹脂等の樹脂材料が用いられる。
【００２３】
本実施形態においては、図２（a）に示すように、２枚のガラス基板３２は、縦方向と横方向にそれぞれたとえば１mm程度ずらせて組立てられる。したがって、表示部３７は、２枚のガラス基板３２をずらせて組立てたときに対向する位置に形成される。
以上により、LCDパネルシール剤３４によって区切られた表示部３７をそれぞれ有するLCDパネル３０aが、１つのLCD基板３０に、一度に複数形成される。
【００２４】
スクライブ・ブレーク法やレーザー分断法によってLCD基板３０から不要なガラス基板３２を分断することにより、複数のLCDパネル３０aを入手することができる。
なお、液晶は、LCD基板３０を分断してLCDパネル３０aを得た後に、LCDパネル３０aのLCDパネルシール剤３４の開口部から、表示部３７間の空間３８に注入される。液晶注入後、封止用の樹脂により開口部を塞ぐことにより、LCDパネル３０aに液晶が封止される。
【００２５】
ところで、LCDパネル３０aの薄型化および軽量化のために、ガラス基板３２を薄くすることが望まれている。従来は、一例として、厚さLが約０．７mmのガラス基板３２を用いていた。ガラス基板３２間のギャップGの大きさがガラス基板３２の厚さLと比較して大幅に小さいことから、LCDパネル３０aの厚さWが、ガラス基板３２の厚さLによって規定されると仮定すると、この場合には厚さWは約１．４mmとなる。
【００２６】
LCDパネル３０aの薄型化・軽量化の点から、厚さWは、一例として約１mmかそれ以下にすることが望まれている。
また、LCD基板３０の大きさが大きいほど、１つのLCD基板３０から得られるLCDパネル３０aの数が増え、生産効率が上がる。このため、ガラス基板３２としては、一例として、縦横の長さが７２０mm×６００mmかそれ以上のものが用いられている。
しかしながら、ガラス基板３２の縦横の長さが６５０mm×５５０mm以上になると、厚さLが０．６mm以下のガラス基板３２を製造することが非常に困難になる。このため、厚さWがたとえば１mm以下のLCDパネル３０aを効率良く製造することができなかった。
【００２７】
本実施形態においては、たとえば７２０mm×６００mm以上の大きさのガラス基板３２を用いて作成されたLCD基板３０をエッチングして、LCD基板３０ひいてはLCDパネル３０aの厚さWを薄くする。
その際に、２枚のガラス基板３２を対向させて組立てたLCD基板３０をそのままエッチングすると、エッチング用の薬液や、洗浄用の純水がガラス基板３２間に入り込み、表示部３７を損傷させるおそれがある。このため、LCD基板シール剤３６により、ガラス基板３２間の隙間を封止するように、LCD基板３０の周囲をエッチング前に予めシールする。
LCD基板シール剤３６としては、一例として、エポキシ樹脂や紫外線硬化樹脂等の硬化性樹脂を用いる。
【００２８】
上述のように周辺をシールされたLCD基板３０は、このLCD基板３０を１枚から複数枚収容可能な１個のカセット２７に収容される。一例として、２０枚程度のLCD基板３０が、２０mm程度の間隔で並列的に配置されて１個のカセット２７に収容される。
LCD基板３０を収容したカセット２７は、同様にLCD基板３０を収容した複数のカセット２７が保管されている図示しないローディング部から、搬送ロボット２０のロボットアーム２２によって把持されて、基板製造装置１内のエッチング槽１１に搬送される。
【００２９】
エッチング用の薬液としては、たとえば、フッ化水素の水溶液であるフッ化水素酸、即ちフッ酸を用いる。エッチング槽１１には、一例として１５重量％のフッ酸２５が蓄えられている。
エッチング槽１１まで搬送されたLCD基板３０は、ロボットアーム２２によってカセット２７ごとフッ酸２５に浸漬される。カセット２７は、カセット２７内のLCD基板３０へ外部からアクセスし易いように、LCD基板３０を取り囲む周囲の面が、たとえば格子状のように開口している。
フッ酸２５がガラス基板３２と反応してガラス基板３２がエッチングされ、LCD基板３０の厚さWが薄くなる。
ガラス基板３２が、本発明における被エッチング基板の一実施態様に相当する。
【００３０】
所定の温度のフッ酸２５で所定時間エッチングを行なうことにより、所望の厚さWのLCD基板３０が得られる。
エッチングされたLCD基板３０は、ロボットアーム２２によりカセット２７ごと次のリンス槽１２へ搬送される。
【００３１】
なお、フッ酸２５には、エッチングにより濃度変化や不純物の混入が生じる。このため、フッ酸２５はエッチング時間やエッチング枚数等のパラメータにより管理され、使用済みのフッ酸２５は、エッチング槽１１から図示しないエッチング液再生槽へ導かれ、リサイクルすることが可能になっている。
フッ酸２５の入換えの際には、エッチング液再生槽おいて不純物が取り除かれ、濃度を再調整されたリサイクル済のフッ酸２５が、エッチング液再生槽からエッチング槽１１へ供給される。
【００３２】
リンス槽１２には、純水が蓄えられている。カセット２７に収容されているLCD基板３０は、ロボットアーム２２により純水中に浸漬されて洗浄される。これにより、LCD基板３０からフッ酸が除去される。
純水を、流水にしてLCD基板３０を洗浄するようにしてもよいし、シャワーによってLCD基板３０に噴射することも可能である。
また、洗浄効率を向上させるために、純水に加えて、N2（窒素）ガスや乾燥空気（ドライエアー）をLCD基板３０に噴射するようにしてもよい。
【００３３】
リンス槽１２においてフッ酸２５がすすぎ落とされたLCD基板３０は、ロボットアーム２２によってカセット２７ごと乾燥・洗浄槽１３内に搬送される。
乾燥・洗浄槽１３においては、まず、図示しない温風送出装置から、LCD基板３０に向けて温風HAを送出して、LCD基板３０を乾燥させる。これにより、フッ酸２５とガラス基板３２との反応により生成されていた反応生成物を析出させる。
この反応生成物の析出について、以下で図３を参照して詳細に述べる。
【００３４】
図３（a），（b）は、エッチング後における、LCD基板３０の周辺部の模式的な断面図である。
図３（a）に示すように、ガラス基板３２には、エッチング反応によって生成された反応生成物（以下、生成物）４０が付着している。生成物４０としては、たとえば、コロイダルシリカの集合体や、ガラス基板３２がフッ酸２５と反応して生成されるフッ化物や水酸化物がある。
LCD基板３０が乾燥されると、これらの生成物４０が、図３（b）に示すように、LCD基板３０の基板面３２sおよび周囲の、全面または一部に析出する。
【００３５】
ガラス基板３２をエッチングすると、図３（a），（b）に示すように、ガラス基板３２の表面に微小な凹部４２が形成される場合がある。
ガラス基板３２の基板面３２sにおいては、このような凹部４２が形成されていた場合にも、純水やN2ガス、ならびにドライエアーが到達し易い。このため、基板面３２sにおける生成物４０は、リンス槽１２において大部分が除去される。
【００３６】
ガラス基板３２の周辺部の、たとえば、LCD基板シール剤３６とガラス基板３２の表面との境界においては、エッチングに異方性が生ずることがあるため、凹部４２が形成され易い。また、このような、LCD基板シール剤３６の近傍に形成された凹部４２内には、純水やN2ガス、ならびにドライエアーが到達しづらい。このため、LCD基板シール剤３６近傍の凹部４２内に生成された生成物４０は、リンス槽１２における洗浄によっては完全に除去することは困難である。
したがって、基板面３２sにおいては析出した生成物４５が少なく、ガラス基板３２の周辺部においては析出した生成物４５は多い傾向にある。
ガラス製の基板３２とフッ酸２５が反応した場合には、生成物４０は、白い粉状となって析出する。
析出した生成物４５の大きさは、その種類によって様々であるが、最大径がおよそ０．１μm〜５０μmの範囲であると推定される。
なお、析出した生成物４５を、以下では析出物４５と記述する場合もある。
【００３７】
凹部４２内の生成物４０は除去が困難であるが、本実施形態のように、温風HAによりガラス基板３２を乾燥させると、温風HAによって生成物４０が成長し、図３（b）に示すように、析出物４５となって凹部４２からはみ出てき易くなる。析出物４５が凹部４２からはみ出ると、析出物４５の除去が容易になる。
【００３８】
本実施形態においては、乾燥・洗浄槽１３にさらに図示しないドライエアー送出装置および純水噴射装置が設けられている。ドライエアー送出装置および純水噴射装置による、LCD基板３０へのドライエアーDAの噴射および純水WSのシャワーにより、LCD基板３０から析出物４５の一部を除去することができる。
ドライエアーDAと純水WSによって、最大径が一例として５μmよりも大きい、比較的大きな析出物４５を、LCD基板３０およびカセット２７から除去することができる。
【００３９】
最大径が一例として０．１μm〜５μmの範囲の、比較的小さい析出物４５は、次の超音波洗浄槽１４において除去する。
図４が、本実施形態に係る超音波洗浄槽１４を表わす図である。図４（a）が、超音波洗浄槽１４の模式的な概略構成を示した上面図であり、図４（b）が、図４（a）における矢印VD方向から見た模式的な概略構成図である。
ただし、図４（a），（b）において、縮尺はそれぞれ異なっている。超音波洗浄槽１４が、本発明における反応生成物除去槽の一実施態様に相当する。
【００４０】
超音波洗浄槽１４には、超音波発生装置１７の超音波発生部１８が設置される。超音波発生部の構成については後述する。
本実施形態においては、一例として、図４（a），（b）に図解のように、超音波洗浄槽１４の側壁部の内部に、４個の超音波発生部１８が設置される。４個の超音波発生部１８は、対向する壁面に２個ずつ配置され、各壁面においては、上下に１個ずつ配置されている。
超音波発生部１８によって発生され出力される超音波USは、図４（a）に示すように放射状に伝播するが、超音波発生部１８は、超音波洗浄槽１４内にLCD基板３０を設置した場合に、超音波USの出力方向ODがLCD基板３０の側面を向くように配置される。
【００４１】
超音波洗浄槽１４には、超音波発生部１８から放射状に出力される超音波USのうち、LCD基板３０には直接的には到達しない超音波USを、LCD基板３０に反射させて照射させる反射板４７も設けられる。
反射板４７が、本発明における超音波反射手段の一実施態様に相当する。
反射板４７は、たとえば、ステンレス等の超音波反射性を有するSUS鋼によって平板状に形成され、超音波洗浄槽１４の側壁のうちの、超音波発生部１８が設置されていない側壁の内面に設置される。
超音波洗浄槽１４をSUS鋼によって形成した場合には、超音波洗浄槽１４自体に超音波反射板の機能を持たせることが可能である。
【００４２】
また、超音波洗浄槽１４には、図４（b）に示すように、たとえば超音波洗浄槽１４の下部から純水WTを供給することが可能になっている。
純水WTは、LCD基板３０から除去した析出物４５を含む不要物のLCD基板３０への再付着防止の観点から、LCD基板３０の洗浄中は常に超音波洗浄槽１４に供給されていることが好ましい。
本実施形態においては、超音波洗浄槽１４からオーバーフローしたオーバーフロー液FWは、超音波洗浄槽１４の上部の周囲に樋状に設けられている受水部４９から回収可能になっている。
【００４３】
上述した超音波洗浄槽１４に、乾燥・洗浄槽１３によって洗浄されたLCD基板３０が、ロボットアーム２２によってカセット２７ごと搬送される。ただし、図４（b）においては、カセット２７は図示を省略している。
搬送されたLCD基板３０が純水WT中に浸漬された後に、超音波発生部１８から超音波USが出力され、LCD基板３０が洗浄される。
【００４４】
図５は、超音波発生部１８の構成、および超音波の伝播状態を詳細に示すための、図４（a）の模式的な部分拡大図である。図５においては、超音波発生部１８は、ガラス基板３２の基板面３２sに直交し、かつ超音波USの出力方向ODに沿う面における断面が示されている。また、カセット２７は図示を省略している。
超音波発生部１８は、ケース５０と、振動板５１と、振動子５２とを有している。図５に図解のように、振動子５２は振動板５１に設けられており、振動板５１は、ケース５０にはめ込まれて、振動板５１とケース５０とによって振動子５２を収容するようになっている。
【００４５】
振動子５２は、たとえば図示しないコードにより発振器１９に接続される。発振器１９からの信号を受けて、振動子５２が振動し、その振動が振動板５１により増幅されて、振動板５１から超音波が発生して出力される。
出力方向ODに出力された超音波USは、放射状に伝播する。一部の超音波USは、LCD基板３０の間にまっすぐ入り込む。LCD基板３０の間に斜めに入り込んだ超音波USは、２つのLCD基板３０のガラス基板３２の間で反射しながら進む。
LCD基板３０方向に伝播せず、超音波洗浄槽１４方向に伝播した超音波USのうち、特に超音波洗浄槽１４の側壁方向に伝播した超音波は、反射板４７によって反射され、伝播方向がLCD基板３０側へ変えられる。
【００４６】
LCD基板３０へ到達した超音波USのうち、一部はガラス基板３２に当たってガラス基板３２を振動させる。また、別の一部は析出物４５に当たって析出物４５を振動させる。これらの超音波USによる振動の相乗作用により、乾燥・洗浄槽１３における純水シャワーや気体噴射では除去しきれなかった細かな析出物４５が、LCD基板３０から剥離する。
【００４７】
超音波洗浄槽１４において、析出した生成物４５が除去されたLCD基板３０およびカセット２７は、ロボットアーム２２によって、図１に示す乾燥槽１５内へ搬送される。
乾燥槽１５には、乾燥・洗浄槽１３と同様に温風送出装置が設置されており、この温風送出装置からの温風HAにより、カセット２７およびLCD基板３０が乾燥される。
【００４８】
乾燥槽１５において乾燥され、エッチング後の洗浄が終了したLCD基板３０は、ロボットアーム２２によってカセット２７ごと把持されて、アンロード部へ搬送され、基板製造装置１の外部へ自動的に搬出されて、次工程へ送られる。
【００４９】
以上の基板製造装置１における工程をプロセス図としてまとめると、図６のようになる。
まず、前工程において製造されたLCD基板３０がカセット２７ごと基板製造装置１内に搬送され、エッチング槽１１においてたとえばフッ酸によってエッチングされる（ステップST１）。
エッチング終了後には、LCD基板３０はリンス槽１２へ搬送され、少なくとも純水によってリンスし、エッチング薬液（フッ酸）が除去されるようにする（ステップST２）。
【００５０】
リンス後、乾燥・洗浄槽１３において、まず、たとえば温風HAによってLCD基板３０を乾燥させ、反応生成物４０を析出させる。
その後、析出した生成物４５を、ドライエアーDAの噴射や純水WSのシャワーによって除去する（ステップST３）。
これにより、比較的大きな析出物４５が除去される。
【００５１】
乾燥・洗浄槽１３における洗浄後、超音波洗浄槽１４においてLCD基板３０ならびにカセット２７をさらに超音波洗浄する（ステップST４）。
超音波を用いて洗浄することにより、ステップST３における純水WSやドライエアーDAでは除去しきれなかった細かな析出物４５を、LCD基板３０ならびにカセット２７から除去することができる。
【００５２】
超音波洗浄後のLCD基板３０は、最後に、乾燥槽１５においてたとえば温風HAによって乾燥される（ステップST５）。
このように、洗浄・乾燥されクリーンになったLCD基板３０およびカセット２７が、基板製造装置１の外部へ搬出される。
【００５３】
以上のように、本第１実施形態によれば、従来は作業者が手作業によって除去していた細かな析出物４５を、自動的に容易に除去することができる。特に、従来は除去が困難であったLCD基板３０の周辺部の析出物４５、およびLCD基板シール剤３６とガラス基板３２との境界近傍の析出物４５の除去が容易になる。
超音波によって細かな析出物４５まで除去することが可能なため、析出物４５を確実に除去することができ、LCD基板３０およびカセット２７への、析出物４５を含む不要物の再付着も防止可能である。その際に、反射板４７の作用により、超音波を効率良く利用することができ、析出物４５を除去する能力も向上する。また、純水シャワーや気体噴射だけでは除去が困難であった、LCD基板３０におけるカセット２７の影となる部分の洗浄も容易になる。
析出物４５の除去効率が上がるため、LCD基板３０を洗浄してアンロードするまでのタクトタイムを短縮でき、LCD基板３０の生産効率も向上する。
また、各洗浄工程における純水の使用量も削減することができる。
【００５４】
また、ブラシ等の物体が直接LCD基板３０に接触することがないため、LCD基板３０の品質に悪影響を及ぼすことがない。
細かな析出物４５まで除去された後に、LCD基板３０は基板製造装置１の外部へ搬出されるため、たとえば、基板製造装置１が設置されているクリーンルームのクリーン度が低下することがない。また、析出物４５が基板製造装置１の外部に散乱せず、作業の妨げになることもない。
【００５５】
第２実施形態
図７は、本発明に係る基板製造装置の第２実施形態の概略構成図である。図７に図解の基板製造装置１０は、図１に図解の基板製造装置１から、乾燥・洗浄槽１３を省略したものであり、その他は第１実施形態の場合と同じである。したがって、同一構成要素には同一符号を付し、詳細な記述は省略する。
また、製造対象であるLCD基板３０も、第１実施形態の場合と同じである。
【００５６】
基板製造装置１０においては、リンス槽１２においてLCD基板３０およびカセット２７を純水によりそそいだ後に、続けて超音波洗浄槽１４において超音波洗浄する。即ち、本第２実施形態においては、乾燥により反応生成物４０を析出物４５に成長させることなく、超音波洗浄する。
リンス槽１２においてそそぎ洗浄されたLCD基板３０は、搬送ロボット２０のロボットアーム２２によってカセット２７ごと把持されて超音波洗浄槽１４まで搬送され、超音波洗浄槽１４内に蓄えられている純水WT中に浸漬される。
【００５７】
純水WT中のLCD基板３０およびカセット２７は、超音波洗浄槽１４のたとえば下部から注入され、オーバーフロー液FWとして排出される純水WTの流れと、超音波発生部１８からの超音波USの作用により洗浄される。
このとき、超音波USの発振周波数ならびに出力パワーを適切に選択することにより、析出していない反応生成物４０であっても、LCD基板３０から除去することができる。
また、超音波USの振動作用により、ガラス基板３２の凹部４２に入り込んでいる生成物４０も、凹部４２の外に出すことができ、除去することが可能である。
【００５８】
超音波洗浄終了後には、第１実施形態の場合と同様に、乾燥槽１５において、LCD基板３０およびカセット２７を温風HAによって乾燥させる。
この乾燥により析出物４５が現われた場合には、LCD基板３０およびカセット２７を超音波洗浄槽１４に搬送し直し、再び超音波洗浄により析出物４５を除去すればよい。
【００５９】
基板製造装置１０における工程をプロセスフロー図としてまとめると、図８のようになる。
まず、前工程において製造され、第１実施形態の場合と同様に周辺部をLCD基板シール剤３６によってシールされたLCD基板３０が、カセット２７に収容されて、ロボットアーム２２によって基板製造装置１０内に搬入される。
【００６０】
搬入されたLCD基板３０は、カセット２７ごと、エッチング槽１１内のエッチング薬液（フッ酸）２５に浸漬される。これにより、LCD基板３０のガラス基板３２が、所望の厚さにエッチングされる（ステップST１）。
エッチング終了後、第１実施形態の場合と同じく、リンス槽１２において少なくとも純水によってリンスし、LCD基板３０からフッ酸を除去する（ステップST２）。
リンス槽１２におけるリンス後には、前述のように、乾燥により反応生成物４０を析出させることはせず、超音波洗浄槽４０において直接超音波洗浄して、成長する前の生成物４０をLCD基板３０から除去する（ステップST３４）。
【００６１】
超音波洗浄後のLCD基板３０およびカセット２７は、第１実施形態と同じく乾燥槽１５においてたとえば温風HAによって乾燥される（ステップST５）。
乾燥終了時点において、たとえば目視により、LCD基板３０ならびにカセット２７に析出物４５が現われていないかどうかを判別する（ステップST６）。
この析出物４５が存在するか否かの判別は、たとえば撮像カメラによってLCD基板３０を撮像し、得られた画像を画像処理することや、乾燥槽１５内のクリーン度の測定結果から、自動的に判別するようにしてもよい。
【００６２】
ステップST６において析出物４５が存在していた場合にはステップST３４に戻り、LCD基板３０およびカセット２７を再び超音波洗浄し、乾燥槽１５において乾燥させ、析出物４５が発生するかどうかを判別する。このステップを、析出物４５が発生せず、LCD基板３０およびカセット２７が完全に洗浄されたと判断されるまで繰り返す。
完全に洗浄されたと判断されたLCD基板３０は、ロボットアーム２２によって、図示しないアンロード部からカセット２７ごと基板製造装置１０の外部へアンロードされる（ステップST７）。
【００６３】
本第２実施形態においては、第１実施形態と比較して、乾燥・洗浄槽１３および乾燥・洗浄ステップST３がないために、基板製造装置１０の構造およびLCD基板３０の洗浄工程が簡略化される。
また、析出させる前に大部分の反応生成物４０を除去するため、析出物４５の析出量が少なく、動作やメンテナンスにおいて、基板製造装置１０に与える悪影響が少ない。
【００６４】
なお、リンス槽１２をさらに省略して、超音波洗浄槽１４においてLCD基板３０のリンスも行なうようにすることもできる。超音波洗浄槽１４内に注入され、オーバーフローする純水WTによってフッ酸をすすぎ落とされたLCD基板３０は、続いて超音波洗浄され、生成物４０を除去される。
その他の基板製造装置の構成および工程は、第１、第２実施形態の場合と同じである。
【００６５】
上記のようにリンス槽１２をさらに省略した場合には、基板製造装置の構成およびLCD基板３０の洗浄工程をさらに簡略化することができる。
ただし、超音波洗浄槽１４内にフッ酸が残留する可能性もあるため、超音波による洗浄効率は低下する可能性もある。
【００６６】
変形形態
以下では、上記の第１、第２実施形態の変形形態について述べる。
まず、超音波洗浄槽１４の変形形態について述べる。以下の図９〜１５はすべて、超音波洗浄槽１４を側面から見た場合の模式的な概略構成図である。
【００６７】
［交互照射方式］
第１、第２実施形態に係る超音波洗浄槽１４においては、図１，４，７に示すように、超音波洗浄槽１４の対向する側面に設置した複数の超音波発生部１８から、超音波USを同時に出力していた。超音波USは、図９（a）に示すようにまず片側の壁面の超音波発生部１８のみからLCD基板３０に対して出力し、次には図９（b）に示すように、反対側の壁面の超音波発生部１８から出力するというように、片方ずつ交互に出力して、LCD基板３０に照射することもできる。
【００６８】
本交互照射方式によれば、超音波USが出力される方向は常に、ある一方向だけであり、２つ以上の方向から同時に出力されることはない。このため、超音波US同士による干渉がなく、干渉によるLCD基板３０の破損等の損害を未然に防ぐことができる。
ただし、LCD基板３０およびカセット２７を洗浄するために必要とする時間は、第１、第２実施形態のような同時照射方式よりも長くなる傾向にある。
【００６９】
［バブリング機構］
リンス槽１２において、純水に加えてN2ガスやドライエアーを噴射して洗浄可能であったように、超音波洗浄槽１４にも気体の発泡（バブリング）を加えることができる。
図１０（a）が、バブリング機能を有する超音波洗浄槽の一実施態様を表わし、図１０（b）が、異なる実施態様を示している。
【００７０】
図１０（a）に示す超音波洗浄槽１４は、バブリング管５６を有している。バブリング管５６は、たとえば、超音波洗浄槽１４の底部に、ある壁面からそれと対向する壁面まで到達するように配置される。
バブリング管５６には複数の開口が設けられており、バブリング管５６内に供給したN2ガスやドライエアーDA等の気体の気泡を、超音波洗浄槽１４内において均等に噴出させるようになっている。
【００７１】
対向する超音波発生部１８間に気泡が存在するようになることによって、超音波を同時に照射した場合にも、超音波同士の干渉が起こりにくくなる。その結果、LCD基板３０の損傷の可能性が低くなる。
また、気泡によって、生成物４０または析出物４５を除去し易くなる効果もある。
【００７２】
図１０（b）は、図１０（a）のように超音波洗浄槽１４内に均等に気泡を噴出させるのではなく、主として超音波発生部１８の前面近傍に気泡を発生させる場合を示している。
図１０（b）に図解の超音波洗浄槽１４には、超音波洗浄槽１４側面の超音波発生部１８の前面に気泡の噴出口が位置された送出管５７が設置されている。ドライエアーDAやN2ガス等の気体は、送出管５７を介して気泡として超音波洗浄槽１４内の純水に送出される。送出された気泡は、超音波発生部１８の前面近傍を通過して上昇する。
バブリング管５６および送出管５７が、本発明における気泡噴出手段の一実施態様にそれぞれ相当する。
【００７３】
図１０（b）の場合には、気泡によるLCD基板３０の洗浄効果は、図１０（a）の場合よりも低い。しかし、たとえば交互照射方式によって超音波を出力する場合に、超音波を出力しない超音波発生部１８の側にのみ気泡を送出すれば、反対側の超音波発生部１８から照射される超音波のパワーを吸収することができる。これにより、超音波を出力しない超音波発生部１８が損傷することを防止することができる。それに加えて、LCD基板３０が存在する部分においては気泡があまり送出されていないため、超音波のパワーを有効に使用して洗浄を行なうことができる。
同時照射方式において図１０（b）のバブリング方式を用いることも当然ながら可能である。
【００７４】
[揺動機構]
図１１（a）〜（c）は、超音波洗浄槽１４において、揺動手段によってLCD基板３０を揺動させながら洗浄する状態を示した模式図である。
揺動手段としては、たとえばロボットアーム２２を用いる。図１１においては図示を省略したロボットアーム２２は、LCD基板３０を収容する図示しないカセット２７を把持する。ロボットアーム２２が図中下方向に伸びて、カセット２７が超音波洗浄槽１４内に搬入されて、図１１（a）に示すように、超音波洗浄槽１４内の純水にLCD基板３０が浸漬される。
【００７５】
その後、カセット２７を超音波洗浄槽１４から搬出するようにロボットアーム２２が縮むことにより、図１１（b）に示すように、LCD基板３０が図中上方向に持ち上げられる。このとき、洗浄の効率化の観点から、たとえばLCD基板３０の下半分は純水中に入れたままにしておく。
ロボットアーム２２が再び伸びることにより、図１１（c）に示すように、LCD基板３０全体が純水中に浸漬される。
以上により、LCD基板３０がカセット２７ごと、図１１中の上下方向に揺動される。
【００７６】
LCD基板３０を上下方向に揺動させる場合には、超音波発生部１８を、上下方向に移動するLCD基板３０の全領域が通過する領域のみに設置することが、超音波のパワーの効率的利用および基板製造装置の低コスト化の観点から好ましい。たとえば、上記のような場合には、超音波洗浄槽１４の上半分にのみ超音波発生部１８を設置しておく。
超音波洗浄槽１４の上半分にのみ超音波発生部１８が設置されていても、LCD基板３０が上下方向に揺動するため、LCD基板３０の全領域に超音波USを照射することができる。
【００７７】
超音波洗浄槽１４においてLCD基板３０を揺動させながら洗浄する場合には、揺動作用により、LCD基板３０およびカセット２７から反応生成物４０または析出物４５をより除去し易くなる。
また、LCD基板３０の一部が純水の外に出るため、除去状態の確認が容易になる。
さらに、前述のように、超音波発生部１８の数を減らすことができるため、基板製造装置のコスト低下にもつながる。
【００７８】
[超音波発生部設置方式]
超音波発生部１８は、上記のように超音波洗浄槽１４の側壁部の内部に対向するように配置するだけでなく、他の様々な領域に設置することもできる。
たとえば、超音波発生部１８は、超音波USが伝播可能であれば、超音波洗浄槽１４に直接設置されていなくてもよい。
ただし、以下では超音波洗浄槽１４における超音波発生部１８の設置の変形例について述べる。なお、以下の図１２〜１５においては、超音波洗浄槽１４の底部における純水WTの注入口、ならびに受水部４９は図示を省略している。
【００７９】
図１２（a）は、図４（b）に示すような超音波発生部１８の代わりに、超音波発生部１８よりもやや大きい超音波発生部１８１を用いた例である。超音波発生部１８１は、２個で１組となって、超音波USの出力方向がLCD基板３０の側面を向くように、超音波洗浄槽１４の内部の側壁部に、互いに対向するように配置されている。
このように、超音波発生部１８１を用いた場合には、超音波発生部の数を減らすことが可能であり、これにより、出力する超音波USの調整が容易になる。また、超音波USの出力状態が均一となるため、均一に洗浄できる可能性もある。
【００８０】
超音波発生部１８１は、図１２（b）に示すように、超音波洗浄槽１４の外部の側壁部に設置することも可能である。この場合には、超音波USは、超音波洗浄槽１４を介してLCD基板３０に伝播される。したがって、超音波洗浄槽１４は、超音波USを伝播し易い材質であることが好ましい。
超音波発生部１８を超音波洗浄槽１４の外部の側壁部に設置することも当然可能である。
超音波発生部を超音波洗浄槽１４の外部に設置した場合には、超音波発生部のメンテナンスが容易になる。また、超音波発生部は耐水性を必要としないため、超音波発生部の構造が簡単になり、コスト削減につながる。
【００８１】
図１３（a）は、超音波USの干渉が生じないように、２個の超音波発生部１８を、対向する側壁部においてずらして設置した例である。
この場合には、同時照射方式においても、超音波USの干渉を容易に防ぐことができる。
【００８２】
図１３（b）は、超音波発生部１８１よりもさらに大きく、LCD基板３０の側面の全領域をカバー可能な超音波発生部１８２を、互いに対向させて設置した例である。
この場合には、LCD基板３０の全面に、過不足なく超音波USを照射することができる。また、超音波USのLCD基板３０への照射状態を、図１２（a）に図解の場合よりもさらに容易に均一にすることが可能である。したがって、たとえば図１２（a）に図解の場合よりもより効率的に、かつ均一にLCD基板３０を洗浄することができる。
【００８３】
図１４（a）は、超音波発生部１８２を、超音波洗浄槽１４の底部と上部に設置した例である。
底部の超音波発生部１８２を覆うように、図示しないたとえば格子状のカセット載置部材を設置し、このカセット載置部材の上に、図示しないロボットアーム２２によってLCD基板３０およびカセット２７が載置され、純水に浸漬される。
LCD基板３０を純水へ浸漬させ、ロボットアーム２２がカセット２７から離れた後に、たとえば、超音波発生部１８２が超音波洗浄槽１４側に設置された図示しない蓋を超音波洗浄槽１４にかぶせる。これにより、カセット２７の上方に超音波発生部１８２が設置される。
２つの超音波発生部１８２は、超音波USの出力方向がLCD基板３０の側面を向くように設置される。
【００８４】
図１４（b）は、超音波洗浄槽１４の底部にのみ超音波発生部１８２を設置した例である。図１４（b）においては、超音波発生部１８２は、隔壁１４wによって純水と隔てられている。
隔壁１４w上に、LCD基板３０を収容したカセット２７が載置される。
【００８５】
超音波発生部１８２からLCD基板３０の側面に向かって出力された超音波USは、隔壁１４wを介して超音波洗浄槽１４に蓄えられている純水の水面方向に伝播する。伝播した超音波USの一部は、水面において反射され、LCD基板３０方向へ再び戻ってくる。
超音波洗浄槽１４の上部には、超音波USの反射率を向上させるために、蓋を設けてもよい。蓋の材料には、一例としてSUS鋼を用いることができる。
超音波USを反射させることにより、超音波USのパワーを有効に利用して洗浄することができる。
図１４（b）に図解のように、隔壁１４wによって純水と超音波発生部１８２とを隔てた場合には、超音波発生部１８２に耐水性が必要ないため、超音波発生部１８２の構造の簡略化とコスト低減を実現することができる。
【００８６】
超音波発生部１８２を、超音波洗浄槽１４の底部ではなく、上部にのみ設置してもよい。
また、超音波発生部は、所望する超音波のパワーやLCD基板３０の大きさに応じて、所望の大きさのものを、所望の個数用いることが可能である。その場合に、LCD基板３０を複数の洗浄領域に区分けし、区分けされた洗浄領域の大きさや位置に応じて、超音波発生部を適宜配置することができる。たとえば、図４（b）においては、LCD基板３０を上下に２行、左右に２列の計４つの洗浄領域に区分し、各洗浄領域に対して、図中横方向から超音波USを照射するように、超音波発生部１８を１つずつ割り当てたと考えることができる。
図１３（a）においては、各行の洗浄領域２個に対して超音波発生部１８を１個割り当てたと考えてもよいし、LCD基板３０を上下２つの洗浄領域に区分けし、それぞれに対して超音波発生部１８を１つずつ対向配置させたと考えてもよい。これらは、図１４のように、超音波照射方向が図中上下方向の場合にも適用することができる。
【００８７】
これまで述べてきた機構や設置方式を、組み合わせることも可能である。
図１５は、超音波洗浄槽１４の側壁部と底部の両方に超音波発生部を設置し、さらに、LCD基板３０を図中上下方向に揺動させる場合の例である。
図１５に示す超音波洗浄槽１４の側壁部においては、図１１の場合と同様に、側壁部の内側の上部に、２個の超音波発生部１８を対向配置している。
また、図１５の場合には、超音波発生部１８２を隔壁１４wに直接取付けており、隔壁１４wを振動板としても利用している。
なお、超音波洗浄槽１４の隔壁１４wの上部には、純水が蓄えられる。
【００８８】
隔壁１４wを振動板としても利用しているため、超音波USのLCD基板３０への伝播効率が向上する。
また、図中縦方向と横方向の両方に超音波USを出力しているため、LCD基板３０から不要物を除去する能力がさらに向上する。
LCD基板３０の揺動が加わることにより、洗浄能力はさらに向上する。
このため、洗浄時間、タクトタイム、使用する純水量をさらに減少させることが可能であり、さらなる生産効率向上を図ることができる。
基板洗浄能力を上述の実施形態の場合とほぼ同じにした場合には、超音波発生部１８，１８２に使用するエネルギーを減少させることができる。
【００８９】
上記の照射方式、バブリング機構、揺動機構、超音波発生部の設置方式等の事項は、多種組み合わせることが可能である。たとえば、図１５に示す超音波洗浄槽１４に、さらにバブリング機構を取入れてもよい。また、照射方式は交互照射方式にすることも可能である。
どの方式を採用し、どの方式は用いないかは、洗浄力、生産効率、コスト、保守性等の様々な評価項目のうちで、どの項目を重視するかによって適宜選択することが可能である。
【００９０】
ここで、超音波発生部１８，１８１，１８２についてさらに詳細に述べる。
図１６（a）は、模式的な断面図を用いた超音波発生部１８，１８１，１８２の構成図であり、図１６（b）はその正面図である。
【００９１】
前述のように、超音波発生部１８，１８１，１８２は、前面の振動板５１に複数の超音波振動子５２が設けられており、振動子５２を収容するように、ケース５０に振動板５１がはめ込まれている。
ケース５０の厚さ方向の長さL１、図中縦方向の長さL２、図中横方向の長さL３は、一例としてそれぞれ１００mm、２００mm、６００mmである。
振動子５２の数は、たとえばケース５０の大きさに応じて適宜変更する。
それぞれの振動子５２は、たとえば接続コードによって発振器１９に接続される。接続コードは、振動子５２に容易に脱着が可能である。
【００９２】
このように、振動子５２から接続コードを容易に取り外せる場合には、超音波発生部を、超音波洗浄槽１４に着脱自在に設置することができる。
図１７は、一例として、超音波洗浄槽１４の内側の側壁部に、超音波発生部１８１を着脱する状態を示した模式図である。
超音波洗浄槽１４に超音波発生部１８１を着脱自在に設置する際には、たとえば、超音波発生部１８１の着脱方向に、超音波発生部１８１が係合してスライド可能な図示しないスライドレールを設けておく。
超音波発生部１８１を着脱する際には、予め超音波洗浄槽１４から純水を抜いておく。また、発振子５２から接続コードを取り外しておく。そして、レール２１に沿って移動するロボットアーム２２、またはクレーン等の他の搬送手段によって、超音波発生部１８１をスライドレールに沿って移動させる。
【００９３】
超音波発生部１８１が着脱自在になることにより、超音波発生部１８１および超音波洗浄槽１４の保守性が向上する。
さらに、超音波発生部１８１を、超音波発生部１８，１８２等の、異なる大きさ、出力パワーを有する超音波発生部に交換することが容易になる。これにより、LCD基板３０の大きさや洗浄時間等の条件に応じて、超音波発生部を含めた洗浄システムを適宜構成することが可能になる。
【００９４】
以下に、超音波発生部１８，１８１，１８２が出力する超音波USの適切な発振周波数および出力パワーを決定するために行なった実験について述べる。
図１８が、その際の実験装置を示す模式的な概略構成図であり、図１８（a）が側面図を、図１８（b）が正面図をそれぞれ示している。
図１８（a），（b）に図解の超音波洗浄槽１４の大きさは、幅L４を４５０mm、長さL５を８５０mmとした。
また、超音波洗浄槽１４の材質はSUS鋼とした。したがって、本実験においては反射板４７は用いていない。
【００９５】
このような超音波洗浄槽１４の底部に、図１６に示す長さL１，L２，L３がそれぞれ１００mm、２００mm、６００mmの超音波発生部１８２を設置した。
超音波発生部１８２からは、直接的に超音波USをLCD基板３０の側面に向けて出力するものとし、超音波発生部１８２の上部から、図１８に示すような、所定間隔をあけて並列に配置された棒状部材を有するカセット載置部材６０を設置した。
カセット載置部材６０上に、ほぼ２０mmの間隔をおいて並列的に配置されてカセット２７に収容され、析出した反応生成物４５が付着したLCD基板３０を３枚載置した。ただし、図１８においてはカセット２７は図示を省略している。また、LCD基板３０の大きさは、７２０mm×６００mmとした。
【００９６】
また、超音波洗浄槽１４内には、純水WTを蓄えた。析出物４５の除去状況を目視により確認容易とするため、超音波洗浄槽１４の高さおよび蓄える純水WTの量は、カセット載置部材６０上に載置したLCD基板３０の下半分が純水WTに浸漬する程度とした。
上記の状態において、所定の周波数と出力パワーの超音波USを所定時間出力させた。超音波USの照射に関しては、LCD基板３０を設置した後に、１０秒程度の時間をかけて所定の出力パワーとなるソフトスタートを適用した。
【００９７】
超音波USの照射による析出物４５の除去状況、および、LCD基板シール剤３６の剥離、ガラス基板３２ならびに表示部３７の損傷等のLCD基板３０の状態を、目視により確認した。それに加えて、音圧センサーにより超音波USの音圧を測定した。測定地点は、図１８に示す超音波洗浄槽１４の幅L４と長さL５方向のそれぞれにおいて、側壁から５０mm間隔の格子状の地点とした。そして、超音波発生部１８２の超音波出力面からの高さがH１＝３３０mm、H２＝２８０mmの２ヶ所において測定し、のべ２２４個のデータを得た。
【００９８】
実験結果から、超音波USの発振周波数は２８kHz〜２００kHzの範囲、出力パワーは３００W〜４０００Wの範囲が好ましいことが分かった。
たとえば半導体ウェハの洗浄にはMHz（メガヘルツ）オーダーの周波数の超音波が用いられるが、このような高い周波数の超音波では、最大径が０．１μm〜５０μm程度の析出物４５を除去することはできない。したがって、上記の範囲の周波数および出力パワーが好ましい。
出力パワーが３００Wよりも小さいと、実用的な洗浄力を得ることができない。また、出力パワーが４０００Wよりも大きいと、LCD基板３０の破損の可能性が高まるため、実用的でない。
周波数が２８kHzよりも低いと、出力パワーが３００Wの場合にも、LCD基板３０に損傷が発生する可能性が高い。また、発振周波数が高くなると小さな析出物４５を除去し易くなるが、周波数が２００kHzよりも高いと、出力パワーが４０００Wの場合にも、最大径が０．１μm〜５μm程度の、比較的小さい析出物４５ですら除去するパワーが得られず、実用的でなくなる。
【００９９】
超音波USの特に好ましい周波数および出力パワーとして、周波数が１００kHzで出力パワーが１１００Wの場合がある。
この場合には、最大１５分間超音波USをLCD基板３０に照射し続けても、LCD基板３０に損傷は発生しなかった。
また、高さH１の場合と高さH２の場合とで著しい音圧差も少なく、超音波USが適度に反射して、ほぼ均一な洗浄力が得られることが分かった。
【０１００】
周波数が１００kHzの場合には、出力パワーが６００Wの場合にも１８００Wの場合にもLCD基板３０の損傷はなかった。
さらに、周波数が２００kHzの場合には、出力パワーが３００W〜４０００Wの範囲において、１５分間超音波を照射した場合にも、LCD基板３０に損傷は発生しなかった。
【０１０１】
なお、本発明は、上記実施形態に限らず、種々の変更が可能である。
たとえば、エッチングに用いる薬液としては、フッ酸に限らず、ガラス基板３２をエッチング可能であり、ガラス基板３２と反応して生成物を生成する薬液を適宜用いることができる。逆に、被エッチング基板としても、ガラス基板３２に限らず、フッ酸と反応してエッチング可能な任意の基板を適用可能である。
また、反応生成物を生成する薬液と被エッチング基板の組み合わせについて、本発明を適宜適用することができる。
さらに、LCD基板３０に限らず、エッチング後に洗浄工程が必要な基板に対して、本発明を適宜適用することができる。
【０１０２】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、エッチングによって基板に発生する反応生成物を、容易かつ確実に除去可能な基板製造装置を提供することができる。
また、本発明によれば、エッチングによって基板に発生する反応生成物を、容易かつ確実に除去可能な基板製造方法を提供することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係る基板製造装置の第１実施形態の概略構成図である。
【図２】図２は本発明に係るLCD基板の一例を示す図であり、図２（a）がその模式的な平面図を、図２（b）が図２（a）における断面I−Iから見た模式的な部分拡大断面図を、それぞれ示している。
【図３】図３は、図２に図解のLCD基板における周辺部のエッチング後の模式的な断面図であり、図３（a）が、反応生成物が発生した状態を示しており、図３（b）が、反応生成物が成長して析出物となった状態を示している。
【図４】図４は、第１実施形態に係る超音波洗浄槽を示しており、図４（a）が、超音波洗浄槽の模式的な概略構成を示した上面図であり、図４（b）が、図４（a）における矢印VD方向から見た模式的な概略構成図である。
【図５】図５は、図４（a）の模式的な部分拡大図である。
【図６】図６は、本発明の第１実施形態に係る基板製造方法を示すプロセス図である。
【図７】図７は、本発明に係る基板製造装置の第２実施形態の概略構成図である。
【図８】図８は、本発明の第２実施形態に係る基板製造方法のプロセスフロー図である。
【図９】図９（a），（b）は、本発明に係る超音波洗浄槽における、第１、第２実施形態とは異なる超音波照射方式を示す図である。
【図１０】図１０（a），（b）は、本発明に係る超音波洗浄槽において、バブリング機構を付与した場合の模式図である。
【図１１】図１１（a）〜（c）は、本発明に係る超音波洗浄槽において、揺動機構を付与した場合の模式図である。
【図１２】図１２（a），（b）は、本発明に係る超音波洗浄槽における、超音波発生部の異なる設置方式を示すための模式図である。
【図１３】図１３（a），（b）は、本発明に係る超音波洗浄槽における、超音波発生部のさらに異なる設置方式を示すための模式図である。
【図１４】図１４（a），（b）は、超音波を、超音波洗浄槽の縦方向に照射する場合の超音波発生部の設置方式を示すための模式図である。
【図１５】図１５は、超音波を、超音波洗浄槽の縦方向および横方向に照射する場合の超音波発生部の設置方式を示すための模式図である。
【図１６】図１６は、本発明に係る超音波発生部を示しており、図１６（a）が、模式的な断面図を用いた超音波発生部の構成図であり、図１６（b）がその正面図である。
【図１７】図１７は、本発明に係る超音波洗浄槽の内側の側壁部に、超音波発生部を着脱する状態を示した模式図である。
【図１８】図１８は、超音波の周波数と出力パワーを規定するために用いた実験装置を示す模式的な概略構成図であり、図１８（a）が側面図を、図１８（b）が正面図をそれぞれ示している。
【符号の説明】
１，１０…基板製造装置、１１…エッチング槽、１２…リンス槽、１３…乾燥・洗浄槽、１４…超音波洗浄槽（反応生成物除去槽）、１５…乾燥槽、１７…超音波発生装置、１８，１８１，１８２…超音波発生部、１９…発振器、２０…搬送ロボット、２１…レール、２２…ロボットアーム、２５…フッ酸（フッ化水素酸）、２７…カセット、３０…LCD基板、３０a…LCDパネル、３２…ガラス基板、３４…LCDパネルシール剤、３６…LCD基板シール剤、３７…表示部、４０…反応生成物、４２…凹部、４５…析出反応生成物（析出物）、４７…反射板、４９…受水部、５０…ケース、５１…振動板、５２…振動子、５６…バブリング管、５７…送出管、６０…カセット載置部材、US…超音波[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a manufacturing apparatus and a manufacturing method for manufacturing other substrates for display such as a liquid crystal display panel by etching a glass substrate to a predetermined thickness, for example.
Specifically, the present invention relates to a substrate manufacturing apparatus and a manufacturing method for removing reaction products generated by etching a glass substrate using ultrasonic waves.
[0002]
[Prior art]
For example, in order to reduce the thickness and weight of a display using a glass substrate such as a liquid crystal display (LCD), the glass substrate for the display is etched.
Taking an LCD as an example, first, a mother substrate is assembled by bonding a pair of glass substrates on which pixels for a plurality of LCDs are made facing each other. Next, the two glass substrates are sealed with a sealing agent such as an epoxy resin so that the pixels inside the mother substrate are not damaged during etching.
Thereafter, the glass substrate of the mother substrate is etched using a chemical solution. After cleaning the etched mother substrate, the portion where the pixels are formed is cut out by a scribe break method or a laser cutting method to obtain a plurality of LCDs thinned to a predetermined thickness.
[0003]
As etching of the above glass substrate, for example, reactive etching with hydrofluoric acid as disclosed in Patent Document 1 is known.
Etching with hydrofluoric acid is highly productive because hydrofluoric acid can be recycled. In addition, it is not necessary to apply an external force unlike chemical mechanical polishing, and a desired glass thickness can be easily obtained, so that convenience is high.
[0004]
In the etching apparatus described in Patent Document 1, the mother substrate after etching is cleaned by spraying ultrapure water and nitrogen gas in a rinsing tank, and then dried by nitrogen gas in a drying chamber and transferred from the etching apparatus. Yes.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2000-147474 A
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, when a glass substrate is etched with hydrofluoric acid, a reaction product is generated by a chemical reaction between the hydrofluoric acid and the glass substrate. This reaction product is strongly fixed to the glass substrate, and can hardly be removed by cleaning with ultrapure water or nitrogen gas in a conventional rinsing tank. The reaction product that remains attached to the glass substrate is deposited on the surface of the glass substrate or the periphery thereof, for example, as a white powdery substance when dried in the drying chamber.
[0007]
In the etching apparatus described in Patent Document 1, the mother substrate after drying is directly transferred to the outside of the etching apparatus, and the deposited reaction product is taken out of the etching apparatus.
And conventionally, the reaction product deposited on the glass substrate has been manually removed by an operator using a cleaner such as an organic solvent.
[0008]
When the glass substrate to which the deposited reaction product is attached is taken out of the etching apparatus, the reaction product is scattered and the environment outside the etching apparatus is likely to be lowered. In addition, if the scattered reaction product is present at a work site such as a floor, it also hinders operations such as transfer and cleaning of the glass substrate.
[0009]
When the reaction product is scattered, the cleanliness of the clean room where the work such as etching of the glass substrate is performed is lowered.
Moreover, it is difficult to completely remove the sealant and the reaction product generated in a fine space such as a gap between the sealant and the glass substrate by manual work.
For this reason, the quality of the manufactured LCD may be adversely affected.
[0010]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a substrate manufacturing apparatus capable of easily and reliably removing reaction products generated on a substrate by reactive etching.
It is another object of the present invention to provide a substrate manufacturing method capable of easily and reliably removing reaction products generated on the substrate by reactive etching.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
  The substrate manufacturing apparatus according to the present invention generates a reaction product by reacting with the chemical solution using the chemical solution.GlassAn etching tank for etching the substrate;A drying tank for drying the etched glass substrate and precipitating the reaction product;Ultrasonic wave generation means for generating ultrasonic waves of a predetermined frequency with a predetermined output power, and the ultrasonic waves output from the ultrasonic wave generation means are propagated, and the ultrasonic waves cause the ultrasonic waves toGlassIt is a board | substrate manufacturing apparatus which has the reaction product removal tank which removes the said reaction product of a board | substrate.
[0013]
  The substrate manufacturing method according to the present invention generates a reaction product by reacting with the chemical solution using the chemical solution.GlassAn etching process for etching the substrate;A drying step of drying the etched glass substrate and precipitating the reaction product;An ultrasonic wave having a predetermined frequency is generated with a predetermined output power, and the ultrasonic waveGlassA reaction product removing step of removing the reaction product from the substrate.
[0015]
In the present invention, the substrate to be etched is immersed in the chemical solution stored in the etching tank, and the substrate to be etched and the chemical solution react to etch the substrate to be etched. By etching, a reaction product between the substrate to be etched and the chemical solution is generated and adheres to the substrate to be etched.
After the etching, the substrate to be etched is taken out from the etching tank, and the chemical solution is removed from the substrate to be etched.
When the reaction product is deposited, the substrate to be etched is accommodated in a drying tank. By drying in the drying tank, the reaction product adhering to the substrate to be etched is deposited.
[0016]
On the other hand, the ultrasonic wave generation means generates an ultrasonic wave having a predetermined frequency with a predetermined output power. This ultrasonic wave propagates to the reaction product removal tank that accommodates the substrate to be etched after etching.
The ultrasonic wave further propagates from the reaction product removal tank to the substrate to be etched. The reaction product is removed from the substrate to be etched by the ultrasonic vibration action.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
In the following, as an example, an LCD substrate in which pixels are formed, that is, a mother substrate, is a target to be etched, and a pair of glass substrates of the mother substrate is etched using hydrofluoric acid to have a predetermined thickness. The case of manufacturing is described.
[0018]
First embodiment
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a first embodiment of a substrate manufacturing apparatus according to the present invention. The substrate manufacturing apparatus 1 illustrated in FIG. 1 includes an etching tank 11, a rinse tank 12, a drying / cleaning tank 13, an ultrasonic cleaning tank 14, a drying tank 15, and a transfer robot 20.
As will be described in detail later, the ultrasonic cleaning tank 14 is provided with an ultrasonic generator 17 that includes an ultrasonic generator 18 that is connected to an oscillator 19 and generates ultrasonic waves. The ultrasonic generator 17 corresponds to an embodiment of the ultrasonic generator in the present invention.
[0019]
The etching tank 11, the rinsing tank 12, the drying / cleaning tank 13, the ultrasonic cleaning tank 14, and the drying tank 15 are arranged in series in the substrate manufacturing apparatus 1 in this order as an example.
The transfer robot 20 is configured such that a robot arm 22 can be expanded and contracted and moved along rails 21 arranged according to the arrangement positions of the respective tanks. The robot arm 22 holds the cassette 27 containing the LCD substrate 30 and conveys it between the tanks.
[0020]
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the LCD substrate 30. FIG. 2A shows a schematic plan view, and FIG. 2B shows a schematic partial enlarged cross-sectional view as seen from a cross section II in FIG. 2A.
As shown in FIGS. 2A and 2B, the LCD substrate 30 has two substrates 32 and 32. As an example, a substrate made of glass such as borosilicate glass or quartz glass is used for the substrate 32.
[0021]
Pixels for image display are made on the glass substrate 32 using electrodes such as ITO (Indium Tin Oxide), switching elements such as TFT (Thin Film Transistor), color filters, alignment films, and the like. A plurality of display portions 37 are formed.
[0022]
Spacers (not shown) are scattered on the glass substrate 32 on which the plurality of display portions 37 are formed. Thereafter, the LCD panel sealant 34 is applied around the display unit 37, and the glass substrates 32 are bonded together so that the display units 37 face each other, whereby the two glass substrates 32 are assembled.
The size of the gap G between the two glass substrates 32 is controlled by a spacer (not shown). As an example, the size of the gap G is about 3 μm to 6 μm.
For the LCD panel sealant 34, for example, a resin material such as an ultraviolet curable resin or a thermosetting resin is used.
[0023]
In the present embodiment, as shown in FIG. 2A, the two glass substrates 32 are assembled while being shifted by about 1 mm in the vertical direction and the horizontal direction, respectively. Therefore, the display unit 37 is formed at a position that faces when the two glass substrates 32 are shifted and assembled.
As described above, a plurality of LCD panels 30 a each having the display portion 37 partitioned by the LCD panel sealant 34 are formed on one LCD substrate 30 at a time.
[0024]
A plurality of LCD panels 30a can be obtained by dividing an unnecessary glass substrate 32 from the LCD substrate 30 by a scribe break method or a laser dividing method.
The liquid crystal is injected into the space 38 between the display units 37 from the opening of the LCD panel sealant 34 of the LCD panel 30a after dividing the LCD substrate 30 to obtain the LCD panel 30a. After the liquid crystal is injected, the liquid crystal is sealed in the LCD panel 30a by closing the opening with a sealing resin.
[0025]
Incidentally, it is desired to make the glass substrate 32 thinner in order to make the LCD panel 30a thinner and lighter. Conventionally, as an example, a glass substrate 32 having a thickness L of about 0.7 mm has been used. Since the size of the gap G between the glass substrates 32 is significantly smaller than the thickness L of the glass substrate 32, it is assumed that the thickness W of the LCD panel 30a is defined by the thickness L of the glass substrate 32. In this case, the thickness W is about 1.4 mm.
[0026]
From the viewpoint of reducing the thickness and weight of the LCD panel 30a, the thickness W is desired to be about 1 mm or less as an example.
Further, as the size of the LCD substrate 30 is larger, the number of LCD panels 30a obtained from one LCD substrate 30 is increased and the production efficiency is increased. For this reason, as the glass substrate 32, for example, one having a length and width of 720 mm × 600 mm or more is used.
However, when the vertical and horizontal lengths of the glass substrate 32 are 650 mm × 550 mm or more, it becomes very difficult to manufacture the glass substrate 32 having a thickness L of 0.6 mm or less. For this reason, the LCD panel 30a having a thickness W of, for example, 1 mm or less could not be efficiently manufactured.
[0027]
In the present embodiment, for example, the LCD substrate 30 formed using a glass substrate 32 having a size of 720 mm × 600 mm or more is etched to reduce the thickness W of the LCD substrate 30 and thus the LCD panel 30a.
At that time, if the LCD substrate 30 assembled with the two glass substrates 32 facing each other is etched as it is, a chemical solution for etching or pure water for cleaning may enter between the glass substrates 32 and damage the display unit 37. There is. For this reason, the periphery of the LCD substrate 30 is previously sealed by the LCD substrate sealing agent 36 before etching so as to seal the gap between the glass substrates 32.
As the LCD substrate sealing agent 36, for example, a curable resin such as an epoxy resin or an ultraviolet curable resin is used.
[0028]
The LCD substrate 30 whose periphery is sealed as described above is accommodated in one cassette 27 that can accommodate one to a plurality of LCD substrates 30. As an example, about 20 LCD substrates 30 are arranged in parallel at intervals of about 20 mm and accommodated in one cassette 27.
Similarly, the cassette 27 containing the LCD substrate 30 is gripped by the robot arm 22 of the transfer robot 20 from a loading unit (not shown) in which a plurality of cassettes 27 containing the LCD substrate 30 are stored, and the inside of the substrate manufacturing apparatus 1. To the etching tank 11.
[0029]
As the chemical solution for etching, for example, hydrofluoric acid that is an aqueous solution of hydrogen fluoride, that is, hydrofluoric acid is used. As an example, 15 wt% hydrofluoric acid 25 is stored in the etching tank 11.
The LCD substrate 30 conveyed to the etching tank 11 is immersed in the hydrofluoric acid 25 together with the cassette 27 by the robot arm 22. In order for the cassette 27 to be easily accessible from the outside to the LCD substrate 30 in the cassette 27, the peripheral surface surrounding the LCD substrate 30 is opened like a lattice, for example.
The hydrofluoric acid 25 reacts with the glass substrate 32 to etch the glass substrate 32, and the thickness W of the LCD substrate 30 is reduced.
The glass substrate 32 corresponds to an embodiment of the substrate to be etched in the present invention.
[0030]
Etching is performed for a predetermined time with hydrofluoric acid 25 at a predetermined temperature, whereby an LCD substrate 30 having a desired thickness W is obtained.
The etched LCD substrate 30 is transferred to the next rinsing tank 12 along with the cassette 27 by the robot arm 22.
[0031]
Note that the concentration of the hydrofluoric acid 25 is changed by etching and impurities are mixed. For this reason, the hydrofluoric acid 25 is managed by parameters such as the etching time and the number of etched sheets, and the used hydrofluoric acid 25 is guided from the etching tank 11 to an etching solution regeneration tank (not shown) and can be recycled. .
When the hydrofluoric acid 25 is replaced, impurities are removed in the etching solution regeneration tank, and recycled hydrofluoric acid 25 whose concentration is readjusted is supplied from the etching solution regeneration tank to the etching tank 11.
[0032]
Pure water is stored in the rinse tank 12. The LCD substrate 30 accommodated in the cassette 27 is immersed in pure water and cleaned by the robot arm 22. Thereby, hydrofluoric acid is removed from the LCD substrate 30.
The LCD substrate 30 may be washed by using pure water as running water, or may be sprayed onto the LCD substrate 30 by a shower.
In order to improve cleaning efficiency, in addition to pure water, N2(Nitrogen) gas or dry air (dry air) may be sprayed onto the LCD substrate 30.
[0033]
The LCD substrate 30 from which the hydrofluoric acid 25 has been rinsed off in the rinsing tank 12 is conveyed into the drying / cleaning tank 13 together with the cassette 27 by the robot arm 22.
In the drying / cleaning tank 13, first, warm air HA is sent toward the LCD substrate 30 from a hot air delivery device (not shown) to dry the LCD substrate 30. Thereby, the reaction product produced | generated by reaction with the hydrofluoric acid 25 and the glass substrate 32 is deposited.
The precipitation of the reaction product will be described in detail below with reference to FIG.
[0034]
3A and 3B are schematic cross-sectional views of the periphery of the LCD substrate 30 after etching.
As shown in FIG. 3A, a reaction product (hereinafter referred to as a product) 40 generated by an etching reaction is attached to the glass substrate 32. Examples of the product 40 include an aggregate of colloidal silica and a fluoride or hydroxide generated by the reaction of the glass substrate 32 with the hydrofluoric acid 25.
When the LCD substrate 30 is dried, these products 40 are deposited on the whole or a part of the substrate surface 32 s and the periphery of the LCD substrate 30 as shown in FIG.
[0035]
When the glass substrate 32 is etched, a minute recess 42 may be formed on the surface of the glass substrate 32 as shown in FIGS.
Even when such a recess 42 is formed on the substrate surface 32s of the glass substrate 32, pure water or N2Gas and dry air are easy to reach. For this reason, most of the product 40 on the substrate surface 32 s is removed in the rinse tank 12.
[0036]
For example, at the boundary between the LCD substrate sealing agent 36 and the surface of the glass substrate 32 in the peripheral portion of the glass substrate 32, anisotropy may occur in the etching, so that the recess 42 is easily formed. Further, in such a recess 42 formed in the vicinity of the LCD substrate sealing agent 36, pure water or N2Gas and dry air are difficult to reach. For this reason, it is difficult to completely remove the product 40 generated in the recess 42 in the vicinity of the LCD substrate sealant 36 by cleaning in the rinsing tank 12.
Therefore, the deposited product 45 tends to be small on the substrate surface 32 s and the deposited product 45 tends to be large on the periphery of the glass substrate 32.
When the glass substrate 32 and the hydrofluoric acid 25 are reacted, the product 40 is precipitated as a white powder.
The size of the precipitated product 45 varies depending on the type, but the maximum diameter is estimated to be in the range of about 0.1 μm to 50 μm.
In addition, the precipitated product 45 may be described as the precipitate 45 below.
[0037]
The product 40 in the recess 42 is difficult to remove, but when the glass substrate 32 is dried with the hot air HA as in the present embodiment, the product 40 grows with the hot air HA, and FIG. As shown in FIG. 4, the precipitate 45 is likely to protrude from the recess 42. When the deposit 45 protrudes from the recess 42, the deposit 45 can be easily removed.
[0038]
In the present embodiment, the drying / cleaning tank 13 is further provided with a dry air delivery device and a pure water injection device (not shown). Part of the precipitate 45 can be removed from the LCD substrate 30 by spraying the dry air DA onto the LCD substrate 30 and showering with the pure water WS by the dry air delivery device and the pure water injection device.
By the dry air DA and the pure water WS, a relatively large precipitate 45 having a maximum diameter larger than 5 μm as an example can be removed from the LCD substrate 30 and the cassette 27.
[0039]
A relatively small precipitate 45 having a maximum diameter of 0.1 μm to 5 μm as an example is removed in the next ultrasonic cleaning tank 14.
FIG. 4 is a diagram illustrating the ultrasonic cleaning tank 14 according to the present embodiment. FIG. 4A is a top view showing a schematic schematic configuration of the ultrasonic cleaning tank 14, and FIG. 4B is a schematic schematic configuration viewed from the direction of the arrow VD in FIG. 4A. FIG.
However, the scales are different in FIGS. 4 (a) and 4 (b). The ultrasonic cleaning tank 14 corresponds to an embodiment of the reaction product removal tank in the present invention.
[0040]
An ultrasonic generator 18 of an ultrasonic generator 17 is installed in the ultrasonic cleaning tank 14. The configuration of the ultrasonic generator will be described later.
In this embodiment, as an example, as illustrated in FIGS. 4A and 4B, four ultrasonic generators 18 are installed inside the side wall portion of the ultrasonic cleaning tank 14. Two ultrasonic generators 18 are arranged on each of the opposing wall surfaces, and one on the upper and lower sides is arranged on each wall surface.
The ultrasonic wave US generated and output by the ultrasonic wave generation unit 18 propagates radially as shown in FIG. 4A, but the ultrasonic wave generation unit 18 installs the LCD substrate 30 in the ultrasonic cleaning tank 14. In this case, the output direction OD of the ultrasonic wave US is arranged so as to face the side surface of the LCD substrate 30.
[0041]
Of the ultrasonic waves US that are radially output from the ultrasonic wave generator 18, the ultrasonic wave tank 14 is irradiated with the ultrasonic waves US that do not reach the LCD substrate 30 directly. A reflector 47 is also provided.
The reflection plate 47 corresponds to an embodiment of the ultrasonic wave reflection means in the present invention.
The reflection plate 47 is formed in a flat plate shape by SUS steel having ultrasonic reflectivity such as stainless steel, and is formed on the inner surface of the side wall of the ultrasonic cleaning tank 14 where the ultrasonic generator 18 is not installed. Installed.
When the ultrasonic cleaning tank 14 is made of SUS steel, the ultrasonic cleaning tank 14 itself can have the function of an ultrasonic reflector.
[0042]
Further, as shown in FIG. 4B, the pure water WT can be supplied to the ultrasonic cleaning tank 14 from the lower part of the ultrasonic cleaning tank 14, for example.
The pure water WT is always supplied to the ultrasonic cleaning tank 14 during the cleaning of the LCD substrate 30 from the viewpoint of preventing the re-attachment of the unnecessary matter including the precipitate 45 removed from the LCD substrate 30 to the LCD substrate 30. Is preferred.
In the present embodiment, the overflow liquid FW overflowed from the ultrasonic cleaning tank 14 can be collected from a water receiving part 49 provided in a bowl shape around the upper part of the ultrasonic cleaning tank 14.
[0043]
The LCD substrate 30 cleaned by the drying / cleaning tank 13 is transferred to the ultrasonic cleaning tank 14 by the robot arm 22 together with the cassette 27. However, the cassette 27 is not shown in FIG.
After the conveyed LCD substrate 30 is immersed in the pure water WT, the ultrasonic wave US is output from the ultrasonic wave generation unit 18 and the LCD substrate 30 is cleaned.
[0044]
FIG. 5 is a schematic partial enlarged view of FIG. 4A for illustrating the configuration of the ultrasonic generator 18 and the propagation state of the ultrasonic waves in detail. In FIG. 5, the ultrasonic generator 18 is shown in a cross section on a plane orthogonal to the substrate surface 32s of the glass substrate 32 and along the output direction OD of the ultrasonic wave US. Further, the illustration of the cassette 27 is omitted.
The ultrasonic generator 18 includes a case 50, a diaphragm 51, and a vibrator 52. As illustrated in FIG. 5, the vibrator 52 is provided on the diaphragm 51, and the diaphragm 51 is fitted into the case 50 so that the vibrator 52 is accommodated by the diaphragm 51 and the case 50. ing.
[0045]
The vibrator 52 is connected to the oscillator 19 by a code (not shown), for example. In response to the signal from the oscillator 19, the vibrator 52 vibrates, the vibration is amplified by the diaphragm 51, and an ultrasonic wave is generated from the diaphragm 51 and output.
The ultrasonic waves US output in the output direction OD propagate radially. Some ultrasonic US penetrates straight between the LCD substrates 30. The ultrasonic wave US that enters obliquely between the LCD substrates 30 travels while being reflected between the glass substrates 32 of the two LCD substrates 30.
Of the ultrasonic waves US that have not propagated in the direction of the LCD substrate 30 but have propagated in the direction of the ultrasonic cleaning tank 14, the ultrasonic waves that have propagated in the direction of the side wall of the ultrasonic cleaning tank 14 are reflected by the reflector 47 and the propagation direction is It can be changed to the LCD substrate 30 side.
[0046]
A part of the ultrasonic wave US reaching the LCD substrate 30 strikes the glass substrate 32 to vibrate the glass substrate 32. Another part hits the precipitate 45 and vibrates the precipitate 45. Due to the synergistic action of vibration by these ultrasonic waves US, fine precipitates 45 that could not be removed by the pure water shower or gas jet in the drying / cleaning tank 13 are peeled off from the LCD substrate 30.
[0047]
The LCD substrate 30 and the cassette 27 from which the precipitated product 45 has been removed in the ultrasonic cleaning tank 14 are transported into the drying tank 15 shown in FIG. 1 by the robot arm 22.
The drying tank 15 is provided with a warm air delivery device in the same manner as the drying / washing tank 13, and the cassette 27 and the LCD substrate 30 are dried by the warm air HA from the warm air delivery apparatus.
[0048]
The LCD substrate 30 that has been dried in the drying tank 15 and cleaned after etching is gripped by the robot arm 22 together with the cassette 27, transported to the unload section, and automatically carried out of the substrate manufacturing apparatus 1. Sent to the next process.
[0049]
The processes in the substrate manufacturing apparatus 1 described above can be summarized as a process diagram as shown in FIG.
First, the LCD substrate 30 manufactured in the previous process is transported together with the cassette 27 into the substrate manufacturing apparatus 1 and etched in the etching tank 11 with, for example, hydrofluoric acid (step ST1).
After completion of the etching, the LCD substrate 30 is transferred to the rinsing tank 12 and rinsed with at least pure water so that the etching chemical solution (hydrofluoric acid) is removed (step ST2).
[0050]
After rinsing, in the drying / cleaning tank 13, first, the LCD substrate 30 is dried by, for example, hot air HA to precipitate the reaction product 40.
Thereafter, the precipitated product 45 is removed by spraying with dry air DA or showering with pure water WS (step ST3).
Thereby, the comparatively big deposit 45 is removed.
[0051]
After cleaning in the drying / cleaning tank 13, the LCD substrate 30 and the cassette 27 are further ultrasonically cleaned in the ultrasonic cleaning tank 14 (step ST4).
By washing using ultrasonic waves, fine precipitates 45 that could not be removed by pure water WS or dry air DA in step ST3 can be removed from LCD substrate 30 and cassette 27.
[0052]
The LCD substrate 30 after the ultrasonic cleaning is finally dried in the drying tank 15 by, for example, hot air HA (step ST5).
Thus, the cleaned and dried LCD substrate 30 and the cassette 27 are carried out of the substrate manufacturing apparatus 1.
[0053]
As described above, according to the first embodiment, it is possible to automatically and easily remove the fine precipitate 45 that has been removed manually by an operator. In particular, it is easy to remove the precipitate 45 in the peripheral portion of the LCD substrate 30 and the precipitate 45 in the vicinity of the boundary between the LCD substrate sealant 36 and the glass substrate 32, which have been difficult to remove conventionally.
Since it is possible to remove fine precipitates 45 by ultrasonic waves, the precipitates 45 can be reliably removed, and reattachment of unnecessary substances including the precipitates 45 to the LCD substrate 30 and the cassette 27 is prevented. Is possible. At that time, due to the action of the reflection plate 47, ultrasonic waves can be used efficiently, and the ability to remove the precipitate 45 is also improved. Further, it becomes easy to clean the shadowed portion of the cassette 27 on the LCD substrate 30 that has been difficult to remove by pure water shower or gas jet alone.
Since the removal efficiency of the precipitate 45 is improved, the tact time until the LCD substrate 30 is cleaned and unloaded can be shortened, and the production efficiency of the LCD substrate 30 is improved.
In addition, the amount of pure water used in each cleaning step can be reduced.
[0054]
In addition, since an object such as a brush does not directly contact the LCD substrate 30, the quality of the LCD substrate 30 is not adversely affected.
After the fine precipitates 45 are removed, the LCD substrate 30 is carried out of the substrate manufacturing apparatus 1, and therefore, for example, the cleanliness of the clean room in which the substrate manufacturing apparatus 1 is installed does not decrease. Further, the precipitate 45 is not scattered outside the substrate manufacturing apparatus 1 and does not hinder the work.
[0055]
Second embodiment
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a second embodiment of the substrate manufacturing apparatus according to the present invention. The substrate manufacturing apparatus 10 illustrated in FIG. 7 is the same as that of the first embodiment except that the drying / cleaning tank 13 is omitted from the substrate manufacturing apparatus 1 illustrated in FIG. Accordingly, the same components are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
Further, the LCD substrate 30 to be manufactured is the same as that in the first embodiment.
[0056]
In the substrate manufacturing apparatus 10, the LCD substrate 30 and the cassette 27 are poured with pure water in the rinsing tank 12 and then ultrasonically cleaned in the ultrasonic cleaning tank 14. That is, in the second embodiment, ultrasonic cleaning is performed without causing the reaction product 40 to grow into the precipitate 45 by drying.
The LCD substrate 30 that has been washed in the rinsing tank 12 is held together with the cassette 27 by the robot arm 22 of the transfer robot 20, transported to the ultrasonic cleaning tank 14, and pure water WT stored in the ultrasonic cleaning tank 14. Soaked in.
[0057]
The LCD substrate 30 and the cassette 27 in the pure water WT are injected from the lower part of the ultrasonic cleaning tank 14, for example, and flow of the pure water WT discharged as the overflow liquid FW, and the ultrasonic US from the ultrasonic generator 18. Washed by action.
At this time, by appropriately selecting the oscillation frequency and output power of the ultrasonic wave US, even the reaction product 40 that is not deposited can be removed from the LCD substrate 30.
Further, the product 40 entering the recess 42 of the glass substrate 32 can also be taken out of the recess 42 by the vibration action of the ultrasonic wave US, and can be removed.
[0058]
After the ultrasonic cleaning is completed, the LCD substrate 30 and the cassette 27 are dried with the hot air HA in the drying tank 15 as in the case of the first embodiment.
When the precipitate 45 appears by this drying, the LCD substrate 30 and the cassette 27 may be transferred again to the ultrasonic cleaning tank 14, and the precipitate 45 may be removed again by ultrasonic cleaning.
[0059]
The processes in the substrate manufacturing apparatus 10 are summarized as a process flow diagram as shown in FIG.
First, the LCD substrate 30 manufactured in the previous process and having the peripheral portion sealed with the LCD substrate sealant 36 as in the first embodiment is accommodated in the cassette 27, and the robot arm 22 stores the inside of the substrate manufacturing apparatus 10. It is carried in.
[0060]
The loaded LCD substrate 30 is immersed in the etching chemical solution (hydrofluoric acid) 25 in the etching tank 11 together with the cassette 27. Thereby, the glass substrate 32 of the LCD substrate 30 is etched to a desired thickness (step ST1).
After the etching, as in the case of the first embodiment, the rinse tank 12 is rinsed with at least pure water to remove hydrofluoric acid from the LCD substrate 30 (step ST2).
After rinsing in the rinsing tank 12, as described above, the reaction product 40 is not deposited by drying, but directly ultrasonically cleaned in the ultrasonic cleaning tank 40, and the product 40 before growing is the LCD substrate. 30 is removed (step ST34).
[0061]
The LCD substrate 30 and the cassette 27 after the ultrasonic cleaning are dried by, for example, hot air HA in the drying tank 15 as in the first embodiment (step ST5).
At the end of drying, for example, visually, it is determined whether or not the precipitate 45 appears on the LCD substrate 30 and the cassette 27 (step ST6).
Whether or not the precipitate 45 is present is determined automatically by, for example, imaging the LCD substrate 30 with an imaging camera, performing image processing on the obtained image, and measuring the cleanliness in the drying tank 15. You may make it discriminate | determine.
[0062]
If the precipitate 45 is present in step ST6, the process returns to step ST34, where the LCD substrate 30 and the cassette 27 are ultrasonically cleaned again and dried in the drying tank 15, and it is determined whether or not the precipitate 45 is generated. . This step is repeated until it is determined that the precipitate 45 is not generated and the LCD substrate 30 and the cassette 27 are completely cleaned.
The LCD substrate 30 determined to be completely cleaned is unloaded from the unloader (not shown) together with the cassette 27 to the outside of the substrate manufacturing apparatus 10 by the robot arm 22 (step ST7).
[0063]
In the second embodiment, since there is no drying / cleaning tank 13 and drying / cleaning step ST3, the structure of the substrate manufacturing apparatus 10 and the cleaning process of the LCD substrate 30 are simplified as compared with the first embodiment. The
Further, since most of the reaction product 40 is removed before the precipitation, the amount of the precipitate 45 deposited is small, and the adverse effect on the substrate manufacturing apparatus 10 is small in operation and maintenance.
[0064]
The rinsing tank 12 may be further omitted, and the LCD substrate 30 may be rinsed in the ultrasonic cleaning tank 14. The LCD substrate 30 injected into the ultrasonic cleaning tank 14 and rinsed with hydrofluoric acid by the overflowing pure water WT is subsequently ultrasonically cleaned to remove the product 40.
Other configurations and processes of the substrate manufacturing apparatus are the same as those in the first and second embodiments.
[0065]
When the rinse tank 12 is further omitted as described above, the configuration of the substrate manufacturing apparatus and the cleaning process of the LCD substrate 30 can be further simplified.
However, since there is a possibility that hydrofluoric acid remains in the ultrasonic cleaning tank 14, the cleaning efficiency by ultrasonic waves may be reduced.
[0066]
Deformation
Below, the deformation | transformation form of said 1st, 2nd embodiment is described.
First, a modification of the ultrasonic cleaning tank 14 will be described. The following FIGS. 9 to 15 are all schematic configuration diagrams when the ultrasonic cleaning tank 14 is viewed from the side.
[0067]
[Alternate irradiation method]
In the ultrasonic cleaning tank 14 according to the first and second embodiments, as shown in FIGS. 1, 4, and 7, a plurality of ultrasonic generators 18 installed on opposite side surfaces of the ultrasonic cleaning tank 14 The sound wave US was output at the same time. The ultrasonic wave US is first output to the LCD substrate 30 only from the ultrasonic wave generation unit 18 on one wall surface as shown in FIG. 9 (a), and then the opposite side as shown in FIG. 9 (b). It is also possible to irradiate the LCD substrate 30 by alternately outputting one by one, such as outputting from the ultrasonic generator 18 on the wall surface.
[0068]
According to this alternate irradiation method, the direction in which the ultrasonic wave US is output is always only one direction, and is not simultaneously output from two or more directions. For this reason, there is no interference between the ultrasonic waves US, and damage such as breakage of the LCD substrate 30 due to the interference can be prevented in advance.
However, the time required for cleaning the LCD substrate 30 and the cassette 27 tends to be longer than the simultaneous irradiation method as in the first and second embodiments.
[0069]
[Bubbling mechanism]
In the rinse tank 12, N in addition to pure water2Gaseous foaming (bubbling) can also be added to the ultrasonic cleaning tank 14 as if it could be cleaned by injecting gas or dry air.
FIG. 10 (a) shows an embodiment of an ultrasonic cleaning tank having a bubbling function, and FIG. 10 (b) shows a different embodiment.
[0070]
The ultrasonic cleaning tank 14 shown in FIG. 10A has a bubbling tube 56. The bubbling tube 56 is disposed, for example, at the bottom of the ultrasonic cleaning tank 14 so as to reach from one wall surface to a wall surface facing it.
The bubbling pipe 56 is provided with a plurality of openings, and N supplied to the bubbling pipe 562Gas bubbles such as gas and dry air DA are ejected evenly in the ultrasonic cleaning tank 14.
[0071]
The presence of bubbles between the opposing ultrasonic generators 18 makes it difficult for ultrasonic waves to interfere with each other even when ultrasonic waves are simultaneously applied. As a result, the possibility of damage to the LCD substrate 30 is reduced.
In addition, there is an effect that the product 40 or the precipitate 45 is easily removed by the bubbles.
[0072]
FIG. 10 (b) shows a case where bubbles are generated mainly in the vicinity of the front surface of the ultrasonic wave generation unit 18 instead of jetting bubbles uniformly into the ultrasonic cleaning tank 14 as shown in FIG. 10 (a). Yes.
In the ultrasonic cleaning tank 14 illustrated in FIG. 10B, a delivery pipe 57 in which a bubble outlet is located in front of the ultrasonic generator 18 on the side of the ultrasonic cleaning tank 14 is installed. Dry air DA and N2A gas such as a gas is sent as bubbles to the pure water in the ultrasonic cleaning tank 14 via the delivery pipe 57. The delivered bubbles pass through the vicinity of the front surface of the ultrasonic wave generator 18 and rise.
The bubbling tube 56 and the delivery tube 57 correspond to one embodiment of the bubble ejection means in the present invention.
[0073]
In the case of FIG. 10B, the cleaning effect of the LCD substrate 30 by the bubbles is lower than that in the case of FIG. However, for example, when outputting ultrasonic waves by the alternate irradiation method, if bubbles are sent only to the ultrasonic generator 18 that does not output ultrasonic waves, the ultrasonic waves irradiated from the ultrasonic generator 18 on the opposite side are transmitted. Power can be absorbed. Thereby, it can prevent that the ultrasonic wave generation part 18 which does not output an ultrasonic wave is damaged. In addition, since bubbles are not sent out so much in the portion where the LCD substrate 30 exists, cleaning can be performed by effectively using the power of the ultrasonic waves.
Of course, it is possible to use the bubbling method of FIG. 10B in the simultaneous irradiation method.
[0074]
[Oscillation mechanism]
FIGS. 11A to 11C are schematic views illustrating a state in which the LCD substrate 30 is cleaned while being swung by the swinging means in the ultrasonic cleaning tank 14.
As the swinging means, for example, a robot arm 22 is used. The robot arm 22 (not shown in FIG. 11) holds a cassette 27 (not shown) that houses the LCD substrate 30. The robot arm 22 extends downward in the figure, and the cassette 27 is carried into the ultrasonic cleaning tank 14. As shown in FIG. Soaked.
[0075]
Thereafter, the robot arm 22 is contracted so as to carry the cassette 27 out of the ultrasonic cleaning tank 14, whereby the LCD substrate 30 is lifted upward as shown in FIG. 11B. At this time, from the viewpoint of improving the efficiency of cleaning, for example, the lower half of the LCD substrate 30 is left in pure water.
As the robot arm 22 extends again, the entire LCD substrate 30 is immersed in pure water as shown in FIG.
Thus, the LCD substrate 30 is swung in the vertical direction in FIG.
[0076]
When the LCD substrate 30 is swung in the vertical direction, the ultrasonic wave generator 18 is installed only in a region through which the entire region of the LCD substrate 30 that moves in the vertical direction passes can be efficiently used in the power of the ultrasonic wave. It is preferable from the viewpoint of utilization and cost reduction of the substrate manufacturing apparatus. For example, in the above case, the ultrasonic generator 18 is installed only in the upper half of the ultrasonic cleaning tank 14.
Even when the ultrasonic generator 18 is installed only in the upper half of the ultrasonic cleaning tank 14, the LCD substrate 30 swings in the vertical direction, so that the entire region of the LCD substrate 30 can be irradiated with the ultrasonic wave US. .
[0077]
When the LCD substrate 30 is cleaned while being oscillated in the ultrasonic cleaning tank 14, the reaction product 40 or the precipitate 45 is more easily removed from the LCD substrate 30 and the cassette 27 by the oscillating action.
In addition, since a part of the LCD substrate 30 comes out of the pure water, it is easy to check the removal state.
Furthermore, as described above, since the number of the ultrasonic generators 18 can be reduced, the cost of the substrate manufacturing apparatus is reduced.
[0078]
[Ultrasonic generator installation method]
As described above, the ultrasonic generator 18 is not only disposed so as to face the inside of the side wall portion of the ultrasonic cleaning tank 14, but can also be installed in various other regions.
For example, the ultrasonic generator 18 may not be directly installed in the ultrasonic cleaning tank 14 as long as the ultrasonic wave US can propagate.
However, below, the modification of installation of the ultrasonic generation part 18 in the ultrasonic cleaning tank 14 is described. In addition, in the following FIGS. 12-15, the injection port of the pure water WT in the bottom part of the ultrasonic cleaning tank 14 and the water receiving part 49 are abbreviate | omitting illustration.
[0079]
FIG. 12A shows an example in which an ultrasonic generator 181 that is slightly larger than the ultrasonic generator 18 is used instead of the ultrasonic generator 18 as shown in FIG. 4B. The two ultrasonic generators 181 are set as a pair so as to face each other on the side wall portion inside the ultrasonic cleaning tank 14 so that the output direction of the ultrasonic wave US faces the side surface of the LCD substrate 30. Has been placed.
As described above, when the ultrasonic wave generation unit 181 is used, the number of the ultrasonic wave generation units can be reduced, and thereby the output ultrasonic wave US can be easily adjusted. In addition, since the output state of the ultrasonic wave US becomes uniform, there is a possibility that it can be cleaned uniformly.
[0080]
As shown in FIG. 12B, the ultrasonic generator 181 can be installed on the side wall portion outside the ultrasonic cleaning tank 14. In this case, the ultrasonic wave US is propagated to the LCD substrate 30 through the ultrasonic cleaning tank 14. Therefore, the ultrasonic cleaning tank 14 is preferably made of a material that easily propagates the ultrasonic wave US.
Of course, it is also possible to install the ultrasonic generator 18 on the side wall outside the ultrasonic cleaning tank 14.
When the ultrasonic generator is installed outside the ultrasonic cleaning tank 14, maintenance of the ultrasonic generator is facilitated. Further, since the ultrasonic generator does not require water resistance, the structure of the ultrasonic generator is simplified, leading to cost reduction.
[0081]
FIG. 13A shows an example in which two ultrasonic wave generating portions 18 are shifted from each other on opposite side wall portions so that the ultrasonic waves US do not interfere with each other.
In this case, interference with the ultrasonic wave US can be easily prevented even in the simultaneous irradiation method.
[0082]
FIG. 13B shows an example in which the ultrasonic generators 182 that are larger than the ultrasonic generator 181 and can cover the entire area of the side surface of the LCD substrate 30 are placed facing each other.
In this case, it is possible to irradiate the entire surface of the LCD substrate 30 with the ultrasonic wave US without being excessive or insufficient. Further, it is possible to make the irradiation state of the ultrasonic wave US onto the LCD substrate 30 even more easily than in the case illustrated in FIG. Therefore, for example, the LCD substrate 30 can be cleaned more efficiently and uniformly than in the case illustrated in FIG.
[0083]
FIG. 14A shows an example in which ultrasonic generators 182 are installed at the bottom and top of the ultrasonic cleaning tank 14.
For example, a lattice-shaped cassette mounting member (not shown) is installed so as to cover the ultrasonic wave generation unit 182 at the bottom, and the LCD substrate 30 and the cassette 27 are mounted on the cassette mounting member by a robot arm 22 (not shown). And immersed in pure water.
After the LCD substrate 30 is immersed in pure water and the robot arm 22 is separated from the cassette 27, for example, a cover (not shown) in which the ultrasonic generator 182 is installed on the ultrasonic cleaning tank 14 is placed on the ultrasonic cleaning tank 14. . As a result, the ultrasonic wave generator 182 is installed above the cassette 27.
The two ultrasonic wave generators 182 are installed such that the output direction of the ultrasonic wave US faces the side surface of the LCD substrate 30.
[0084]
FIG. 14B shows an example in which the ultrasonic wave generator 182 is installed only at the bottom of the ultrasonic cleaning tank 14. In FIG. 14B, the ultrasonic generator 182 is separated from the pure water by the partition wall 14w.
A cassette 27 containing the LCD substrate 30 is placed on the partition wall 14w.
[0085]
The ultrasonic wave US output from the ultrasonic wave generation unit 182 toward the side surface of the LCD substrate 30 propagates in the direction of the pure water stored in the ultrasonic cleaning tank 14 through the partition wall 14w. A part of the propagated ultrasonic wave US is reflected on the water surface and returns to the LCD substrate 30 again.
A lid may be provided on the upper part of the ultrasonic cleaning tank 14 in order to improve the reflectance of the ultrasonic wave US. As an example of the material of the lid, SUS steel can be used.
By reflecting the ultrasonic wave US, cleaning can be performed by effectively using the power of the ultrasonic wave US.
As illustrated in FIG. 14B, when the pure water and the ultrasonic wave generator 182 are separated by the partition wall 14w, the ultrasonic wave generator 182 does not need to have water resistance. Simplification and cost reduction can be realized.
[0086]
The ultrasonic generator 182 may be installed not only at the bottom of the ultrasonic cleaning tank 14 but only at the top.
In addition, the ultrasonic generator can use a desired number of ultrasonic generators having a desired size according to the desired ultrasonic power and the size of the LCD substrate 30. In that case, the LCD substrate 30 can be divided into a plurality of cleaning regions, and the ultrasonic wave generators can be appropriately arranged according to the size and position of the divided cleaning regions. For example, in FIG. 4B, the LCD substrate 30 is divided into a total of four cleaning areas, two rows in the vertical direction and two columns in the left and right directions, and ultrasonic waves US are irradiated from the lateral direction in the drawing to each cleaning area. Thus, it can be considered that the ultrasonic generators 18 are assigned one by one.
In FIG. 13 (a), it may be considered that one ultrasonic wave generator 18 is assigned to two cleaning regions in each row, or the LCD substrate 30 is divided into two upper and lower cleaning regions. It may be considered that the ultrasonic generators 18 are arranged to face each other. These can also be applied when the ultrasonic wave irradiation direction is the vertical direction in the figure as shown in FIG.
[0087]
It is also possible to combine the mechanisms and installation methods described so far.
FIG. 15 shows an example in which an ultrasonic generator is installed on both the side wall and bottom of the ultrasonic cleaning tank 14 and the LCD substrate 30 is swung in the vertical direction in the figure.
In the side wall portion of the ultrasonic cleaning tank 14 shown in FIG. 15, two ultrasonic generators 18 are arranged opposite to each other at the upper part inside the side wall portion as in the case of FIG. 11.
In the case of FIG. 15, the ultrasonic generator 182 is directly attached to the partition wall 14w, and the partition wall 14w is also used as a diaphragm.
In addition, pure water is stored in the upper part of the partition wall 14w of the ultrasonic cleaning tank 14.
[0088]
Since the partition wall 14w is also used as a diaphragm, the propagation efficiency of the ultrasonic wave US to the LCD substrate 30 is improved.
Further, since the ultrasonic waves US are output in both the vertical direction and the horizontal direction in the figure, the ability to remove unnecessary materials from the LCD substrate 30 is further improved.
The cleaning ability is further improved by adding the oscillation of the LCD substrate 30.
For this reason, it is possible to further reduce the cleaning time, the takt time, and the amount of pure water to be used, thereby further improving the production efficiency.
When the substrate cleaning capability is made substantially the same as in the above-described embodiment, the energy used for the ultrasonic generators 18 and 182 can be reduced.
[0089]
Matters such as the irradiation method, bubbling mechanism, swing mechanism, and ultrasonic wave generator installation method described above can be combined in various ways. For example, a bubbling mechanism may be further added to the ultrasonic cleaning tank 14 shown in FIG. Further, the irradiation method can be an alternate irradiation method.
Which method is used and which method is not used can be appropriately selected depending on which item is emphasized among various evaluation items such as cleaning power, production efficiency, cost, and maintainability.
[0090]
Here, the ultrasonic generators 18, 181 and 182 will be described in more detail.
FIG. 16A is a configuration diagram of the ultrasonic generators 18, 181, and 182 using a schematic cross-sectional view, and FIG. 16B is a front view thereof.
[0091]
As described above, in the ultrasonic generators 18, 181, and 182, a plurality of ultrasonic vibrators 52 are provided on the front diaphragm 51, and the diaphragm 51 is placed in the case 50 so as to accommodate the vibrators 52. Is inserted.
The length L1 in the thickness direction, the length L2 in the vertical direction in the drawing, and the length L3 in the horizontal direction in the drawing are 100 mm, 200 mm, and 600 mm, respectively, as an example.
The number of the vibrators 52 is appropriately changed according to the size of the case 50, for example.
Each vibrator 52 is connected to the oscillator 19 by a connection cord, for example. The connection cord can be easily attached to and detached from the vibrator 52.
[0092]
As described above, when the connection cord can be easily detached from the vibrator 52, the ultrasonic generator can be detachably installed in the ultrasonic cleaning tank 14.
FIG. 17 is a schematic view showing a state where the ultrasonic generator 181 is attached to and detached from the inner side wall of the ultrasonic cleaning tank 14 as an example.
When the ultrasonic generator 181 is detachably installed in the ultrasonic cleaning tank 14, for example, a slide rail (not shown) that can be slid by engaging the ultrasonic generator 181 in the attaching / detaching direction of the ultrasonic generator 181. Is provided.
When the ultrasonic generator 181 is attached / detached, pure water is removed from the ultrasonic cleaning tank 14 in advance. Further, the connection cord is removed from the oscillator 52. Then, the ultrasonic wave generation unit 181 is moved along the slide rail by the robot arm 22 moving along the rail 21 or other transport means such as a crane.
[0093]
By making the ultrasonic generator 181 detachable, the maintainability of the ultrasonic generator 181 and the ultrasonic cleaning tank 14 is improved.
Furthermore, it becomes easy to replace the ultrasonic wave generator 181 with an ultrasonic wave generator having different sizes and output power, such as the ultrasonic wave generators 18 and 182. This makes it possible to appropriately configure a cleaning system including an ultrasonic wave generation unit according to conditions such as the size of the LCD substrate 30 and the cleaning time.
[0094]
Hereinafter, an experiment performed to determine an appropriate oscillation frequency and output power of the ultrasonic wave US output from the ultrasonic wave generators 18, 181 and 182 will be described.
FIG. 18 is a schematic schematic configuration diagram showing an experimental apparatus at that time, in which FIG. 18 (a) shows a side view and FIG. 18 (b) shows a front view.
The size of the ultrasonic cleaning tank 14 illustrated in FIGS. 18A and 18B is set such that the width L4 is 450 mm and the length L5 is 850 mm.
The material of the ultrasonic cleaning tank 14 was SUS steel. Therefore, the reflector 47 is not used in this experiment.
[0095]
At the bottom of the ultrasonic cleaning tank 14, ultrasonic generators 182 having lengths L1, L2, and L3 of 100 mm, 200 mm, and 600 mm shown in FIG.
It is assumed that the ultrasonic wave US is directly output from the ultrasonic wave generation unit 182 toward the side surface of the LCD substrate 30, and is arranged in parallel at a predetermined interval from the upper part of the ultrasonic wave generation unit 182 as shown in FIG. A cassette mounting member 60 having a rod-like member arranged in the above was installed.
On the cassette mounting member 60, three LCD substrates 30 that are arranged in parallel at an interval of approximately 20 mm and are accommodated in the cassette 27 and to which the deposited reaction product 45 adheres are mounted. However, the illustration of the cassette 27 is omitted in FIG. The size of the LCD substrate 30 was 720 mm × 600 mm.
[0096]
Further, pure water WT was stored in the ultrasonic cleaning tank 14. In order to make it easy to visually confirm the removal state of the precipitate 45, the height of the ultrasonic cleaning tank 14 and the amount of pure water WT to be stored are pure in the lower half of the LCD substrate 30 placed on the cassette placing member 60. It was set to the extent immersed in water WT.
In the above state, an ultrasonic wave US having a predetermined frequency and output power was output for a predetermined time. With respect to the irradiation of the ultrasonic wave US, after the LCD substrate 30 was installed, a soft start with a predetermined output power was applied over a period of about 10 seconds.
[0097]
The state of the LCD substrate 30, such as the state of removal of the precipitate 45 by the irradiation of the ultrasonic wave US, the peeling of the LCD substrate sealing agent 36, and the damage of the glass substrate 32 and the display unit 37, was visually confirmed. In addition, the sound pressure of the ultrasonic US was measured with a sound pressure sensor. The measurement points were grid-like points at intervals of 50 mm from the side wall in each of the width L4 and length L5 directions of the ultrasonic cleaning tank 14 shown in FIG. Then, the height from the ultrasonic wave output surface of the ultrasonic wave generator 182 was measured at two locations of H1 = 330 mm and H2 = 280 mm, and a total of 224 pieces of data were obtained.
[0098]
From the experimental results, it was found that the oscillation frequency of the ultrasonic wave US is preferably in the range of 28 kHz to 200 kHz, and the output power is preferably in the range of 300 W to 4000 W.
For example, ultrasonic waves having a frequency on the order of MHz (megahertz) are used for cleaning a semiconductor wafer. However, with such high frequency ultrasonic waves, it is possible to remove the precipitate 45 having a maximum diameter of about 0.1 μm to 50 μm. Can not. Therefore, frequencies and output powers in the above range are preferred.
When the output power is less than 300 W, practical cleaning power cannot be obtained. On the other hand, if the output power is greater than 4000 W, the possibility of breakage of the LCD substrate 30 increases, which is not practical.
When the frequency is lower than 28 kHz, there is a high possibility that the LCD substrate 30 is damaged even when the output power is 300 W. Further, when the oscillation frequency is increased, the small precipitate 45 is easily removed. However, when the frequency is higher than 200 kHz, the relatively small precipitation having a maximum diameter of about 0.1 μm to 5 μm even when the output power is 4000 W. Even the object 45 is not practical because it does not have the power to remove it.
[0099]
As a particularly preferable frequency and output power of the ultrasonic wave US, there are cases where the frequency is 100 kHz and the output power is 1100 W.
In this case, the LCD substrate 30 was not damaged even when the LCD substrate 30 was continuously irradiated with the ultrasonic wave US for a maximum of 15 minutes.
In addition, it was found that there is little difference in sound pressure between the height H1 and the height H2, and the ultrasonic wave US is appropriately reflected to obtain a substantially uniform cleaning power.
[0100]
When the frequency was 100 kHz, the LCD substrate 30 was not damaged when the output power was 600 W or 1800 W.
Further, when the frequency was 200 kHz, the LCD substrate 30 was not damaged even when the ultrasonic wave was irradiated for 15 minutes in the range of the output power of 300 W to 4000 W.
[0101]
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made.
For example, the chemical solution used for etching is not limited to hydrofluoric acid, and a chemical solution that can etch the glass substrate 32 and react with the glass substrate 32 to generate a product can be used as appropriate. Conversely, the substrate to be etched is not limited to the glass substrate 32, and any substrate that can be etched by reacting with hydrofluoric acid is applicable.
In addition, the present invention can be appropriately applied to a combination of a chemical solution that generates a reaction product and a substrate to be etched.
Furthermore, the present invention can be appropriately applied not only to the LCD substrate 30 but also to a substrate that requires a cleaning process after etching.
[0102]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a substrate manufacturing apparatus capable of easily and reliably removing reaction products generated on a substrate by etching.
In addition, according to the present invention, it is possible to provide a substrate manufacturing method capable of easily and reliably removing a reaction product generated on a substrate by etching.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a first embodiment of a substrate manufacturing apparatus according to the present invention.
2 is a view showing an example of an LCD substrate according to the present invention, FIG. 2 (a) is a schematic plan view thereof, and FIG. 2 (b) is a cross-sectional view taken along line I— in FIG. 2 (a). A schematic partial enlarged sectional view seen from I is shown respectively.
3 is a schematic cross-sectional view after etching of the peripheral portion of the LCD substrate illustrated in FIG. 2, and FIG. 3 (a) shows a state in which a reaction product is generated. 3 (b) shows a state in which the reaction product has grown into a precipitate.
FIG. 4 shows the ultrasonic cleaning tank according to the first embodiment, and FIG. 4 (a) is a top view showing a schematic schematic configuration of the ultrasonic cleaning tank. (B) is the typical schematic block diagram seen from the arrow VD direction in Fig.4 (a).
FIG. 5 is a schematic partial enlarged view of FIG. 4 (a).
FIG. 6 is a process diagram showing a substrate manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a second embodiment of a substrate manufacturing apparatus according to the present invention.
FIG. 8 is a process flow diagram of a substrate manufacturing method according to a second embodiment of the present invention.
FIGS. 9 (a) and 9 (b) are diagrams showing an ultrasonic irradiation method different from the first and second embodiments in the ultrasonic cleaning tank according to the present invention.
FIGS. 10A and 10B are schematic views when a bubbling mechanism is provided in the ultrasonic cleaning tank according to the present invention.
FIGS. 11A to 11C are schematic views when a swing mechanism is provided in the ultrasonic cleaning tank according to the present invention.
FIGS. 12A and 12B are schematic views for illustrating different installation methods of an ultrasonic wave generation unit in the ultrasonic cleaning tank according to the present invention.
FIGS. 13 (a) and 13 (b) are schematic views for showing still another installation method of the ultrasonic wave generation unit in the ultrasonic cleaning tank according to the present invention.
FIGS. 14A and 14B are schematic views for illustrating an installation method of an ultrasonic wave generation unit when ultrasonic waves are irradiated in the vertical direction of the ultrasonic cleaning tank.
FIG. 15 is a schematic diagram for illustrating an installation method of an ultrasonic wave generation unit when ultrasonic waves are irradiated in a vertical direction and a horizontal direction of an ultrasonic cleaning tank.
FIG. 16 shows an ultrasonic generator according to the present invention, and FIG. 16 (a) is a configuration diagram of the ultrasonic generator using a schematic cross-sectional view, and FIG. ) Is a front view thereof.
FIG. 17 is a schematic view showing a state in which an ultrasonic generator is attached to and detached from an inner side wall of the ultrasonic cleaning tank according to the present invention.
FIG. 18 is a schematic schematic configuration diagram showing an experimental apparatus used to define the frequency and output power of an ultrasonic wave, FIG. 18 (a) is a side view, and FIG. 18 (b) Respectively show front views.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,10 ... Board | substrate manufacturing apparatus, 11 ... Etching tank, 12 ... Rinse tank, 13 ... Drying / cleaning tank, 14 ... Ultrasonic cleaning tank (reaction product removal tank), 15 ... Drying tank, 17 ... Ultrasonic generator , 18, 181 and 182 ... ultrasonic wave generation unit, 19 ... oscillator, 20 ... transport robot, 21 ... rail, 22 ... robot arm, 25 ... hydrofluoric acid (hydrofluoric acid), 27 ... cassette, 30 ... LCD substrate, 30 ... LCD panel, 32 ... Glass substrate, 34 ... LCD panel sealant, 36 ... LCD substrate sealant, 37 ... Display part, 40 ... Reaction product, 42 ... Recess, 45 ... Precipitation reaction product (precipitate), 47 ... reflector, 49 ... water receiving part, 50 ... case, 51 ... diaphragm, 52 ... vibrator, 56 ... bubbling tube, 57 ... delivery tube, 60 ... cassette mounting member, US ... ultrasonic wave

Claims (16)

薬液により、当該薬液と反応して反応生成物を生成するガラス基板をエッチングするエッチング槽と、
エッチングされた前記ガラス基板を乾燥させて前記反応生成物を析出させる乾燥槽と、
所定の周波数の超音波を所定の出力パワーで発生させる超音波発生手段と、
前記超音波発生手段が出力した前記超音波が伝播され、当該超音波により前記ガラス基板から、析出した前記反応生成物を除去する反応生成物除去槽と
を有する基板製造装置。An etching tank that etches a glass substrate that reacts with the chemical solution to generate a reaction product with the chemical solution,
A drying tank for drying the etched glass substrate and precipitating the reaction product;
Ultrasonic generation means for generating ultrasonic waves of a predetermined frequency with a predetermined output power;
A substrate manufacturing apparatus comprising: a reaction product removing tank that propagates the ultrasonic wave output from the ultrasonic wave generation unit and removes the reaction product deposited from the glass substrate by the ultrasonic wave. 前記薬液はフッ酸である
請求項１に記載の基板製造装置。The substrate manufacturing apparatus according to claim 1 , wherein the chemical solution is hydrofluoric acid. 前記超音波の前記周波数は２８kHz〜２００kHzであり、前記出力パワーは３００W〜４０００Wである
請求項１に記載の基板製造装置。The substrate manufacturing apparatus according to claim 1 , wherein the frequency of the ultrasonic wave is 28 kHz to 200 kHz, and the output power is 300 W to 4000 W. 前記反応生成物除去槽において、前記エッチングされたガラス基板を揺動させる揺動手段を有する
請求項１に記載の基板製造装置。In the above reaction product removing tank, a substrate manufacturing apparatus according to claim 1 having a swinging means for swinging the glass substrate having the etched. 前記揺動手段は、前記ガラス基板の前記反応生成物除去槽への搬入および搬出方向に対して、当該ガラス基板を揺動させ、
前記反応生成物除去槽には、前記揺動動作を行なった場合に前記ガラス基板の全領域が通過する領域に、前記超音波発生手段の超音波発生部が配置されている
請求項４に記載の基板製造装置。The rocking means for loading and unloading direction of the said reaction product removing tank of the glass substrate, is swung the glass substrate,
Wherein the reaction product removing tank, the region where the entire area of the glass substrate when performing the swing operation passes, according to claim 4 in which the ultrasonic generator of the ultrasonic wave generating means is arranged Board manufacturing equipment. 前記超音波発生手段は、前記反応生成物除去槽の内部の側壁部に、前記超音波の出力方向が、前記ガラス基板の側面を向くように配置されており、
前記ガラス基板は複数の領域に区分けされ、前記超音波発生手段は、前記複数の領域に基づいて配置される超音波発生部を有する
請求項１に記載の基板製造装置。The ultrasonic wave generation means is arranged on the side wall portion inside the reaction product removal tank so that the output direction of the ultrasonic wave faces the side surface of the glass substrate,
The substrate manufacturing apparatus according to claim 1 , wherein the glass substrate is divided into a plurality of regions, and the ultrasonic wave generation unit includes an ultrasonic wave generation unit arranged based on the plurality of regions. 前記超音波発生手段は、前記反応生成物除去槽内の底部に、前記超音波の出力方向を前記ガラス基板の側面に向かせて配置されており、
前記ガラス基板は複数の領域に区分けされ、前記超音波発生手段は、前記複数の領域に基づいて配置される超音波発生部を有する
請求項１に記載の基板製造装置。The ultrasonic wave generation means is arranged at the bottom in the reaction product removal tank with the output direction of the ultrasonic wave directed to the side surface of the glass substrate,
The substrate manufacturing apparatus according to claim 1 , wherein the glass substrate is divided into a plurality of regions, and the ultrasonic wave generation unit includes an ultrasonic wave generation unit arranged based on the plurality of regions. 前記超音波発生手段は、前記反応生成物除去槽に着脱自在に設置される
請求項１に記載の基板製造装置。The ultrasound generating means, a substrate manufacturing apparatus according to claim 1 is detachably installed in the reaction product removing tank. 前記反応生成物除去槽は、前記ガラス基板に前記超音波を反射させる超音波反射手段をさらに有する
請求項１に記載の基板製造装置。The substrate manufacturing apparatus according to claim 1 , wherein the reaction product removal tank further includes an ultrasonic reflection unit that reflects the ultrasonic wave on the glass substrate. 前記反応生成物除去槽は、気泡を噴出する気泡噴出手段をさらに有する
請求項１に記載の基板製造装置。The substrate manufacturing apparatus according to claim 1 , wherein the reaction product removal tank further includes a bubble ejection unit that ejects bubbles. 薬液により、当該薬液と反応して反応生成物を生成するガラス基板をエッチングするエッチング工程と、
エッチングされた前記ガラス基板を乾燥させて前記反応生成物を析出させる乾燥工程と、
所定の周波数の超音波を所定の出力パワーで発生させて、当該超音波により前記ガラス基板から、析出した前記反応生成物を除去する反応生成物除去工程と
を有する基板製造方法。Etching step of etching a glass substrate that reacts with the chemical solution to produce a reaction product with the chemical solution,
A drying step of drying the etched glass substrate and precipitating the reaction product;
A reaction product removing step of generating an ultrasonic wave having a predetermined frequency with a predetermined output power and removing the deposited reaction product from the glass substrate by the ultrasonic wave. 前記薬液はフッ酸である
請求項１１に記載の基板製造方法。The substrate manufacturing method according to claim 11 , wherein the chemical solution is hydrofluoric acid. 前記超音波の前記周波数は２８kHz〜２００kHzであり、前記出力パワーは３００W〜４０００Wである
請求項１１に記載の基板製造方法。The substrate manufacturing method according to claim 11 , wherein the frequency of the ultrasonic wave is 28 kHz to 200 kHz, and the output power is 300 W to 4000 W. 前記反応生成物除去工程において、前記超音波を発生させるとともに、前記エッチングされたガラス基板を揺動させる
請求項１１に記載の基板製造方法。The substrate manufacturing method according to claim 11 , wherein in the reaction product removal step, the ultrasonic wave is generated and the etched glass substrate is swung. 前記反応生成物除去工程において、放射状に出力された前記超音波を反射させて、前記ガラス基板に照射させる
請求項１１に記載の基板製造方法。The substrate manufacturing method according to claim 11 , wherein, in the reaction product removing step, the ultrasonic wave that is output radially is reflected to irradiate the glass substrate. 前記反応生成物除去工程において、前記超音波を発生させるとともに、気泡を発生させて、前記反応生成物を除去する
請求項１１に記載の基板製造方法。The substrate manufacturing method according to claim 11 , wherein in the reaction product removal step, the ultrasonic wave is generated and bubbles are generated to remove the reaction product.
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