処理液供給装置
【課題】筐体間の隙間からの処理液流出を防止することができる処理液供給装置を提供する。
【解決手段】処理液供給ノズル１は、所定間隔の隙間２を隔てて上下に対向配置された上部筐体１０および下部筐体２０を備える。上部筐体１０および下部筐体２０のそれぞれの側壁面には処理液供給部１２，２２および処理液排出部１５，２５が付設されている。処理液供給部１２，２２が隙間２の一方側から処理液を供給して処理液排出部１５，２５が他方側から吸引することによって隙間２に処理液流が形成され、ガラス基板ＧＳはその隙間２中を搬送される。下部筐体２０の上面２１には、ガラス基板ＧＳの先端部が支持コロ５０に接触して跳ね上がりが生じた場合であっても、隙間２の基板入口側に形成された処理液のメニスカスを維持できるようなピッチにて複数の支持コロ５０が配列されている。
【解決手段】処理液供給ノズル１は、所定間隔の隙間２を隔てて上下に対向配置された上部筐体１０および下部筐体２０を備える。上部筐体１０および下部筐体２０のそれぞれの側壁面には処理液供給部１２，２２および処理液排出部１５，２５が付設されている。処理液供給部１２，２２が隙間２の一方側から処理液を供給して処理液排出部１５，２５が他方側から吸引することによって隙間２に処理液流が形成され、ガラス基板ＧＳはその隙間２中を搬送される。下部筐体２０の上面２１には、ガラス基板ＧＳの先端部が支持コロ５０に接触して跳ね上がりが生じた場合であっても、隙間２の基板入口側に形成された処理液のメニスカスを維持できるようなピッチにて複数の支持コロ５０が配列されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液晶パネル、プラズマディスプレイパネル、カラーフィルタ等の表示用パネル、或いは太陽電池等の各種用途に用いられるガラス基板等のエッチング、洗浄、現像、剥離などの表面処理に使用される節液型の処理液供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示用パネル等を製造する工程には、ガラス基板の洗浄、膜形成、エッチング、現像、膜剥離等の多数の表面処理工程が含まれている。これらの諸処理のうち処理液を使用する湿式処理の手法として、特許文献１および特許文献２には節液型の処理液供給ノズルを使用する技術が提案されている。この節液型の処理液供給ノズルは、所定間隔の隙間を隔てて上下に一対の筐体を対向配置し、その隙間の一方側から処理液を供給するとともに他方側から処理液を吸引排液することによって当該隙間に処理液の流れを形成し、その処理液流が形成された隙間内にガラス基板を通すことによって洗浄やエッチング等の表面処理を行うものである。
【０００３】
また、表示用パネル等を製造するときのエッチング工程としては、アルミニウム膜のエッチング工程やＩＴＯ膜（透明電極膜）のエッチング工程などが含まれている。一般に、エッチング処理は、薬液による腐食のための相応の処理時間を要するものである。一方、表示用パネル等を製造するときには、プロセス全体としての効率を維持するために各工程の処理時間を一定にすることが求められる。すなわち、エッチング工程に要する時間も一定にする必要があり、ガラス基板をコロ搬送によって搬送しつつ処理を進行させる場合には、搬送速度を一定にする必要がある。上記のような節液型の処理液供給ノズルを使用する場合において、搬送速度を一定に維持しつつ必要なエッチング処理時間を得るためには処理液供給ノズルのユニット長をある程度長くしなければならない。また、製造工程全体のスループットを向上させるべく、搬送速度を増加させるときには、処理液供給ノズルのユニット長をさらに長くする必要がある。
【０００４】
ところが、ノズルのユニットの長さが長くなるほど、ガラス基板がユニット内を通過するときに撓んだり蛇行したりという問題が生じやすくなる。このため、特許文献１および特許文献２に開示されている装置では、ノズルのユニット内に支持コロを設け、ガラス基板がユニット内を通過するときに該支持コロによってガラス基板を支持することにより、搬送を安定させている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２８０３４０号公報
【特許文献２】特開２００５−３１３０１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
処理液供給ノズルのユニット内に支持コロを設けることによってガラス基板の搬送については安定するものの、ノズルユニットのガラス基板入口側に形成されているメニスカスが破壊されることがあった。すなわち、上記節液型の処理液供給ノズルにおいては、筐体間の隙間の両端（基板入口側および出口側）に処理液の表面張力によってメニスカスと称される液面が形成されるのであるが、ノズルユニット内をガラス基板が通過しているときにその液面が破れることがあったのである。
【０００７】
節液型の処理液供給ノズルを使用してエッチング処理を行っているときにメニスカスの破壊が発生すると、ガラス基板上面の搬送元側（搬送の上流側）にエッチング液が流出して不均一な液流出パターンを呈し、その流出領域においては余分なエッチングが行われることとなる。その結果、ガラス基板のエッチング処理が不均一になるという問題が発生していた。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、筐体間の隙間からの処理液流出を防止することができる処理液供給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、所定間隔の隙間を隔てて上部筐体と下部筐体とを上下に対向配置するとともに、前記上部筐体および前記下部筐体のそれぞれの側壁面の相対向する面に処理液供給部および処理液排出部を付設し、前記処理液供給部が前記隙間の一方側から処理液を供給して前記処理液排出部が他方側から吸引排液することによって前記隙間に処理液流を形成しつつ基板を当該隙間に通す処理液供給装置において、前記下部筐体の上面に、基板の搬送方向に沿ってピッチｐにて配列された複数の回転支持体を備え、前記ピッチｐは、前記隙間を搬送される基板の先端が前記複数の回転支持体のいずれかに接触して基板先端の跳ね上がりが生じた場合にも、前記隙間の基板入口側に形成されたメニスカスを保つように規定されていることを特徴としている。
【００１０】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係る処理液供給装置において、ｖを基板の搬送速度、θを基板の先端が接触した回転支持体の接触点と上端点とを結ぶ線が水平方向となす角度としたときに、（ｐ・ｖ・tanθ）／２が基板先端の跳ね上がりによって基板上面に生じる見かけの流量であって前記メニスカスが維持される臨界値ｑｒよりも小さくなるように前記ピッチｐを規定している。
【００１１】
また、請求項３の発明は、請求項２の発明に係る処理液供給装置において、前記処理液は、純水または水溶液であり、見かけの流量の臨界値ｑｒは１．９３×１０-2ｍ3／ｍｉｎ．以下であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、隙間を搬送される基板の先端が複数の回転支持体のいずれかに接触して基板先端の跳ね上がりが生じた場合にも、隙間の基板入口側に形成されたメニスカスを保つようにピッチｐが規定されているため、該メニスカスが破壊されることはなく、筐体間の隙間からの処理液流出を防止することができる。
【００１３】
また、請求項２の発明によれば、（ｐ・ｖ・tanθ）／２が基板先端の跳ね上がりによって基板上面に生じる見かけの流量であってメニスカスが維持される臨界値ｑｒよりも小さくなるようにピッチｐを規定しているため、該メニスカスが破壊されることはなく、筐体間の隙間からの処理液流出を防止することができる。
【００１４】
また、請求項３の発明によれば、処理液が純水または水溶液であり、筐体間の隙間からの純水または水溶液の流出を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明に係る処理液供給装置たる処理液供給ノズル１の全体構成を示す側断面図である。本実施形態の処理液供給ノズル１は、いわゆる節液型の処理液供給ノズルであって、ガラス基板ＧＳに処理液としてエッチング液を供給する。
【００１７】
処理液供給ノズル１は、所定間隔の隙間２を隔てて上下に対向配置された上部筐体１０および下部筐体２０を備える。上部筐体１０と下部筐体２０との間の間隔は、ガラス基板ＧＳが通過可能であって、かつメニスカスを維持できる範囲のものであり、ガラス基板ＧＳの板厚と処理液の表面張力とによって規定される。例えば、ガラス基板ＧＳの板厚が０．７ｍｍで処理液が水溶液（希釈薬液）、オゾン水、水素水、純水等のように濃度の希薄な液である場合には上部筐体１０と下部筐体２０との間の間隔は概ね６〜８ｍｍである。下限の６ｍｍは、ガラス基板ＧＳと上部筐体１０および下部筐体２０とのクリアランスがそれぞれ２．６５ｍｍであることに基づいており、搬送精度の向上によって若干小さくすることができる。また、上限の８ｍｍは、ガラス基板ＧＳが上部筐体１０と下部筐体２０との間に存在しないときにメニスカスを維持できる限界であり、処理液の物性値である表面張力によって定まっている。
【００１８】
上部筐体１０は、直方体形状を有しており、その下面１１が隙間２の天井面となる。上部筐体１０の側壁面の相対向する面には処理液供給部１２および処理液排出部１５が付設されている。すなわち、基板搬送方向に沿った下流側（図面右側）の外側壁面には処理液供給部１２が付設され、上流側（図面左側）の外側壁面には処理液排出部１５が付設されている。処理液供給部１２は、供給配管１３から供給された処理液を下部に形成された開口１４を介して隙間２に供給する。また、処理液排出部１５は、下部に形成された開口１７を介して隙間２を流れてきた処理液を吸引して排出配管１６へと排出する。なお、開口１４および開口１７の下端の高さ位置は上部筐体１０の下面１１と略面一となるように設定されている。
【００１９】
下部筐体２０は、上部筐体１０と概ね同一の直方体形状を有しており、その上面２１が隙間２の床面となる。但し、下部筐体２０の上面２１には複数の支持コロ５０を配設するための凹部が形成されており、上面２１は面一の平面ではない。下部筐体２０の側壁面の相対向する面には処理液供給部２２および処理液排出部２５が付設されている。すなわち、基板搬送方向に沿った下流側（図面右側）の外側壁面には処理液供給部２２が付設され、上流側（図面左側）の外側壁面には処理液排出部２５が付設されている。処理液供給部２２は、供給配管２３から供給された処理液を上部に形成された開口２４を介して隙間２に供給する。また、処理液排出部２５は、上部に形成された開口２７を介して隙間２を流れてきた処理液を吸引して排出配管２６へと排出する。なお、開口２４および開口２７の上端の高さ位置は下部筐体２０の上面２１と略面一となるように設定されている。
【００２０】
処理液供給部１２，２２が隙間２の一方側から処理液を供給して処理液排出部１５，２５が他方側から吸引排液することによって隙間２に処理液流が形成される。このときに、処理液供給部１２，２２から隙間２に処理液を供給する供給圧と処理液排出部１５，２５が隙間２から処理液を吸引する吸引圧とのバランスをとることによって、隙間２の両端開放部分にメニスカスを形成して処理液が処理液供給ノズル１の側方に流れ出ないように構成されている。より具体的には、供給配管１３，２３は図外の加圧ポンプを介して処理液タンクに連通接続されており、該加圧ポンプの駆動によって処理液供給部１２，２２から隙間２に処理液を供給する。一方、排出配管１６，２６も図外の減圧ポンプを介して回収タンクに連通接続されており、該減圧ポンプの駆動によって処理液排出部１５，２５から隙間２の処理液を吸引回収する。そして、加圧ポンプの正圧レベルおよび減圧ポンプの負圧レベルを図示省略の圧制御部が圧調整することによって、隙間２の両端開放部分に処理液のメニスカスが形成される。
【００２１】
また、下部筐体２０の上面２１には、ガラス基板ＧＳの搬送方向に沿って所定のピッチにて複数の支持コロ５０が配設されている。支持コロ５０は、ガラス基板ＧＳの搬送方向に垂直な水平方向に平行な回転軸周りにて従動回転可能に軸支された回転支持体である。これらの支持コロ５０は、隙間２を通過するガラス基板ＧＳを下方から支持搬送するものであり、ガラス基板ＧＳが撓むことに起因した基板破損等を防止するものである。なお、下部筐体２０には、支持コロ５０の回転によって生じるパーティクルを排出するための図示を省略する液抜き路が形成されている。
【００２２】
この処理液供給ノズル１によってガラス基板ＧＳのエッチング処理を行うときには概略以下のようにして行われる。まず、上述のようにして処理液供給部１２，２２が隙間２の一方側から処理液を供給するとともに、処理液排出部１５，２５が他方側から隙間２の処理液を吸引排液することによって、隙間２に上記一方側から他方側へと向かう（紙面右側から左側へと向かう）処理液流が形成される。続いて、ローラコンベア５によってガラス基板ＧＳが所定速度で水平方向に搬送され、上記他方側から隙間２内に挿入される。ガラス基板ＧＳは隙間２内を通る間にその表面が処理液によってエッチングされ、やがて隙間２の上記一方側からノズル外部へと送り出される。エッチング処理後のガラス基板ＧＳは再度ローラコンベア５によって次の工程へと搬送される。
【００２３】
図２は、処理液供給ノズル１の隙間２を通過するガラス基板ＧＳの先端部の挙動を示す図である。処理液供給部１２，２２からの処理液供給および処理液排出部１５，２５による処理液吸引によって隙間２には矢印ＡＲ２１に示す向きの処理液流が形成されている。一方、ガラス基板ＧＳはローラコンベア５によって隙間２内を矢印ＡＲ２２にて示す向きに搬送されている。すなわち、ガラス基板ＧＳの搬送方向の下流側から上流側に向かって（ガラス基板ＧＳの搬送の向きとは逆向きに）処理液が流れている。
【００２４】
また、隙間２を通過するガラス基板ＧＳは支持コロ５０によって下方から支持されている。これにより、隙間２を通過する際にガラス基板ＧＳが大きく撓むことは防止され、搬送が安定するとともに、ガラス基板ＧＳの先端部が下部筐体２０に接触して破損することも防がれる。
【００２５】
ところが、支持コロ５０は基本的には点接触にてガラス基板ＧＳを支持するものであるため、隣接する支持コロ５０間におけるガラス基板ＧＳの若干の撓みは避けられない。特にガラス基板ＧＳの先端部近傍は１つの支持コロ５０による片持ち状態となるため、当該先端部が垂れるような撓みが生じる。すなわち、図２（ａ）に示すように、隙間２に進入したガラス基板ＧＳの先端部が複数の支持コロ５０のうちの一つ（図２の紙面左側の支持コロ５０であり、以降、これを「第１の支持コロ５０」とする）を通過してから次の支持コロ５０（図２の紙面右側の支持コロ５０であり、以降、これを「第２の支持コロ５０」とする）に到達するまでの間、当該先端部から第１の支持コロ５０による支持点までの長さが長くなるにつれて、ガラス基板ＧＳの自重によって該先端部が下方に垂れるような撓みが生じる。
【００２６】
ガラス基板ＧＳの先端部が更に進むと、やがて該先端部が第２の支持コロ５０に接触する。このとき、ガラス基板ＧＳの先端部近傍が撓んだ状態で接触するため、図２（ｂ）に示すように、先端部は第２の支持コロ５０の上端点ではなく、それよりも手前に接触する。そして、ガラス基板ＧＳの先端部は第２の支持コロ５０に接触した時点から、図２（ｃ）に示すように第２の支持コロ５０の回転に沿って上端点にまで瞬間的に上方に押し上げられる。図２（ｂ）に示す状態から図２（ｃ）に示す状態への移行時間は短く、言うなれば下方に撓んだガラス基板ＧＳの先端部が第２の支持コロ５０によって跳ね上げられることとなる。
【００２７】
このとき、ガラス基板ＧＳの先端部が急激に押し上げられたことによって、隙間２内のガラス基板ＧＳよりも上方の容積が瞬間的に少なくなり、ガラス基板ＧＳの上面側において図２（ｃ）の矢印ＡＲ２３にて示すような処理液の流れが発生する。なお、矢印ＡＲ２３とは逆向きの流れも発生するのではあるが、このような向きの流れは隙間２に形成されている処理液全体の流れ（処理液供給部１２，２２および処理液排出部１５，２５によって形成される矢印ＡＲ２１に示す流れ）によって打ち消されるため実質的な影響は無い。
【００２８】
処理液供給部１２，２２および処理液排出部１５，２５によって隙間２内に形成される通常の処理液流（矢印ＡＲ２１にて示す処理液流）に、ガラス基板ＧＳの先端部が急激に押し上げられることによって生じた矢印ＡＲ２３にて示す処理液流が加わると、ガラス基板ＧＳの搬送方向の下流側から上流側へと向かう大きな流れとなり、その流れが隙間２の基板入口側に形成されているメニスカスを破壊する原因となりうる。処理液供給ノズル１によってガラス基板ＧＳのエッチング処理を行っているときにメニスカスが破壊されると、処理結果が不均一になることは既述した通りである。
【００２９】
かかる問題を解決するためには、定性的には複数の支持コロ５０の配列ピッチを小さくしてガラス基板ＧＳの先端部の撓みを少なくすれば良い。その結果、ガラス基板ＧＳの先端部が押し上げられることによって生じる流れも小さくなり、メニスカスの破壊が防がれることとなる。以下、隙間２の基板入口側に形成されているメニスカスを維持しうる支持コロ５０の配列のピッチについてさらに説明する。なお、支持コロ５０の配列ピッチが多少大きかったとしても（例えば、ローラコンベア５と同程度のピッチであったとしても）、ガラス基板ＧＳの搬送安定性という観点では全く問題ない。
【００３０】
図３は、メニスカスを維持しうる支持コロ５０の配列のピッチを算定するための模式図である。まず、ガラス基板ＧＳの先端部が押し上げられたときに、ガラス基板ＧＳが処理液を押しのける容積Ｖは、ガラス基板ＧＳの幅Ｗ、支持コロ５０の配列のピッチｐおよびガラス基板ＧＳの撓みδによって以下のように近似される。
【００３１】
【数１】
【００３２】
ここで、撓みδは、ガラス基板ＧＳが第２の支持コロ５０に接触した時点でのガラス基板ＧＳ先端部の鉛直方向変位量である。すなわち、図３から把握されるように、ガラス基板ＧＳの押しのけ容積Ｖは、第１の支持コロ５０の上端点Ｐ１、ガラス基板ＧＳの先端部と第２の支持コロ５０との接触点Ｐ２、第２の支持コロ５０の上端点Ｐ３によって形成される三角形を底面とし、ガラス基板ＧＳの幅Ｗを高さとした仮想三角柱の体積である。
【００３３】
次に、ガラス基板ＧＳによって押しのけられた容積Ｖの処理液は、図２（ｃ）の矢印ＡＲ２３にて示すような処理液流を形成する。なお、上述したように矢印ＡＲ２３とは逆向きの流れも発生するのではあるが、このような向きの流れは隙間２に形成されている処理液全体の流れに押し返されるため、ここではガラス基板ＧＳによって押しのけられた容積Ｖの処理液が全て図２（ｃ）の矢印ＡＲ２３にて示すような処理液流に変換されるものとする。
【００３４】
図２（ｃ）の矢印ＡＲ２３にて示される処理液流は、隙間２内に形成される通常の処理液流（矢印ＡＲ２１にて示す処理液流）と同じ向きに流れるものであり、実際にはこれらが合わさって流れるため両者を識別することはできない。このため、本明細書においては、図２（ｃ）の矢印ＡＲ２３にて示される処理液流を特に「見かけの処理液流」と称する。
【００３５】
ガラス基板ＧＳの先端部が跳ね上げられることによってガラス基板ＧＳの上面に生じる見かけの処理液流の流量ｑ（ガラス基板ＧＳの単位幅当たりの流量）は以下のように表される。なお、以降においては、見かけの処理液流の流量ｑを単に「見かけの流量ｑ」とする。言い換えれば、「見かけの流量」とは、ガラス基板ＧＳの先端部が跳ね上がることによって押しのけられた処理液が形成する流れの流量である。
【００３６】
【数２】
【００３７】
ここで、Δｔは、ガラス基板ＧＳの先端部が第２の支持コロ５０に接触してから第２の支持コロ５０の上端点Ｐ３に押し上げられるまでに要する時間であり、つまり図２（ｂ）に示す状態から図２（ｃ）に示す状態への移行時間である。押し上げに要する時間Δｔは第２の支持コロ５０の接触点Ｐ２と上端点Ｐ３との間の直線距離Ｘおよび第２の支持コロ５０によって押し上げられるガラス基板ＧＳの先端部の速度ｖ’によって、次のように表される。
【００３８】
【数３】
【００３９】
また、支持コロ５０は従動回転するものであるため、ガラス基板ＧＳの先端部の速度ｖ’は、ローラコンベア５によって搬送されるガラス基板ＧＳの搬送速度ｖに依存する。すなわち、ガラス基板ＧＳの先端部の速度ｖ’は、ガラス基板ＧＳの先端部が接触した第２の支持コロ５０の接触点Ｐ２と第２の支持コロ５０の上端点Ｐ３とを結ぶ線が水平方向（ローラコンベア５による搬送方向）となす角度θおよびガラス基板ＧＳの搬送速度ｖによって、次のように表される。
【００４０】
【数４】
【００４１】
よって、ガラス基板ＧＳの押し上げに要する時間Δｔは以下のように表される。
【００４２】
【数５】
【００４３】
以上より、ガラス基板ＧＳの先端部が跳ね上げられることによってガラス基板ＧＳの上面に生じる見かけの流量ｑは以下のように表される。
【００４４】
【数６】
【００４５】
ここで、δ／Ｘ＝sinθであるため、結局見かけの流量ｑは次の式（１）ように表される。
【００４６】
【数７】
【００４７】
このようにして算定される見かけの流量ｑ、すなわちガラス基板ＧＳの先端部が跳ね上げられることによってガラス基板ＧＳの上面に生じる見かけの流量ｑが隙間２の基板入口側に形成されているメニスカスを維持しうる臨界値ｑｒより少なければ該メニスカスの破壊は発生せず、筐体間の隙間２からの処理液流出を防止することができる。これを数式にて表現すれば、次の条件式（２）が満たされれば、メニスカスの破壊を防止することができる。
【００４８】
【数８】
【００４９】
一方、本発明者等は、隙間２の基板入口側に形成されているメニスカスが破壊される処理条件について鋭意検討を行った結果、処理液として純水を使用した場合であれば、支持コロ５０の半径ｒ＝８ｍｍ、支持コロ５０の配列のピッチｐ＝６４ｍｍ、ガラス基板ＧＳの搬送速度ｖ＝１．６ｍ／分、第２の支持コロ５０に接触した時点でのガラス基板ＧＳの撓みδ＝２ｍｍのときにメニスカスが破壊されることを究明した。これらの条件を式（１）に適用したときの見かけの流量ｑは１．９３×１０-2ｍ3／ｍｉｎ．となる。なお、図３から理解されるように、式（１）のtanθ＝δ／ｘであり、長さｘは次式（３）によって求められる。
【００５０】
【数９】
【００５１】
また、本発明者等は、処理液として純水以外の液、例えばフッ酸の水溶液（希釈液）や塩酸とフッ酸との混酸の水溶液（これらは本実施形態の処理液供給ノズル１が供給する一般的なエッチング液）を使用した場合であれば、純水とほぼ同じであるが、リン酸水溶液などを使用した場合は純水の場合よりもメニスカスが破壊されやすいことも究明した。これは、希薄溶液のメニスカス形成は液体の表面張力に大きく依存しており、純水の表面張力が他の水溶液よりも大きいことによるものと考えられる。なお、主体的ではないものの、処理液の比重にも依存していることが分かっている。よって、処理液として純水以外の液（水溶液、オゾン水、水素水）を使用した場合であれば、メニスカスが破壊される見かけの流量ｑは１．９３×１０-2ｍ3／ｍｉｎ．よりも小さくなる。
【００５２】
これらのことより、メニスカスを維持しうる見かけの流量の臨界値ｑｒは、処理液が純水の場合であれば１．９３×１０-2ｍ3／ｍｉｎ．であり、純水以外の液である場合には１．９３×１０-2ｍ3／ｍｉｎ．よりも小さい。つまり、メニスカスを維持しうる見かけの流量の臨界値ｑｒは、１．９３×１０-2ｍ3／ｍｉｎ．以下である。そして、支持コロ５０の配列のピッチｐを算定するに際して、次の条件式（４）が満足されれば、隙間２の基板入口側に形成されているメニスカスの破壊は発生せず、筐体間の隙間２からの処理液流出を防止することができる。
【００５３】
【数１０】
【００５４】
次に、上の条件式（４）に基づいて、支持コロ５０の配列のピッチｐを算定する具体的な手法について説明する。まず、条件式（４）において、ガラス基板ＧＳの搬送速度ｖは既定のパラメータ（定数）である。なお、搬送速度ｖを小さくすることによっても条件式（４）を満たすこと、つまりメニスカスの破壊を防止することは可能であるが、処理のスループットが低下するため現実的ではない。
【００５５】
次に、条件式（４）におけるtanθについては、上記の通りtanθ＝δ／ｘと表せる。ここで、第２の支持コロ５０に接触した時点でのガラス基板ＧＳの撓みδは次式（５）から推定できる。この式（５）は、ガラス基板ＧＳの先端部近傍を第１の支持コロ５０によって支持される片持ち梁であるとみなし、既知であるガラス基板ＧＳの自重の等分布荷重ｗ、第１の支持コロ５０の上端点Ｐ１と第２の支持コロ５０の接触点Ｐ２との距離Ｌ（梁の長さ）、既知であるガラス基板ＧＳのヤング率Ｅおよびガラス基板ＧＳの断面２次モーメントＩから撓みδを算定するものである。
【００５６】
【数１１】
【００５７】
ガラス基板ＧＳの断面２次モーメントＩは、既知のガラス基板ＧＳの幅Ｗおよび既知のガラス基板ＧＳの板厚ｈから次式によって求められる。
【００５８】
【数１２】
【００５９】
よって、式（５）による撓みδの算定に際して不明なパラメータとなるのは、第１の支持コロ５０の上端点Ｐ１と第２の支持コロ５０の接触点Ｐ２との距離Ｌである。これについてはピッチｐを適当な値（例えば、上記の６４ｍｍ）に仮決めするとともに、一旦仮の梁の長さとしてＬ＝ｐとおいて、ガラス基板ＧＳの撓みδを式（５）から算定する。撓みδが求まれば、支持コロ５０の半径ｒは既知であるため、式（３）から長さｘを算定することができる。
【００６０】
実際には、撓んだガラス基板ＧＳの先端部は第２の支持コロ５０の上端点Ｐ３よりも手前の接触点Ｐ２にて第２の支持コロ５０に接触するため、Ｌ＜ｐである。このため、算定された長さｘから新たな仮の梁の長さをＬ’＝ｐ−ｘとおいて、再度式（５）から撓みδを算定するとともに、式（３）から長さｘを算定する。この計算過程を繰り返すことによって梁の長さＬおよび長さｘを収束させる。なお、収束計算の手法としてはニュートン法等の公知の種々の手法を用いることが可能である。
【００６１】
このような収束計算の結果求められた撓みδおよび長さｘからtanθを算定することができる。そして、求められたtanθ、既定値であるガラス基板ＧＳの搬送速度ｖおよび仮決めした支持コロ５０の配列のピッチｐが条件式（４）を満たしているか否かを判定する。その結果、条件式（４）が満足されている場合には、上記仮決めしたピッチｐにて複数の支持コロ５０を配列したとしても、隙間２の基板入口側に形成されているメニスカスの破壊は発生せず、筐体間の隙間２からの処理液流出を防止することができる。一方、条件式（４）を満たさない場合には、上記のピッチｐを小さくして再度長さＬおよび長さｘの収束計算を行ってtanθを算定する。そして、条件式（４）を満たしているか否かを再判定する。それでもなお、条件式（４）を満たさない場合には、ピッチｐを段階的に小さくするとともに、その都度上述の工程を条件式（４）が満足されるまで繰り返すことによって、条件式（４）を満たすピッチｐを求める。
【００６２】
以上のようにして求められたピッチｐは、隙間２を搬送されるガラス基板ＧＳの先端部が第２の支持コロ５０に接触して当該先端部の跳ね上がりが生じた場合にも、隙間２の基板入口側に形成されたメニスカスを保つように規定されているものである。よって、求められたピッチｐにて下部筐体２０の上面２１にガラス基板ＧＳの搬送方向に沿って複数の支持コロ５０を配列すれば、隙間２の基板入口側に形成されているメニスカスが支持コロ５０によるガラス基板ＧＳ先端部の跳ね上げによって破壊されることはなく、筐体間の隙間２からの処理液流出を防止することができる。
【００６３】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明はその趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態においては、処理液供給ノズル１がガラス基板ＧＳに処理液としてエッチング液を供給するものであったが、これに限定されるものではなく、処理液供給ノズル１は節液型の処理液供給ノズルであれば良く、例えば処理液として純水を供給してガラス基板ＧＳの洗浄を行うものであっても良いし、現像液や剥離液を供給するものであっても良い。
【００６４】
また、処理液供給ノズル１が供給する処理液は純水、水溶液、オゾン水、水素水に限定されるものではなく、他の種類の液であっても良い。もっとも、メニスカスの形成が表面張力に依存する程度に濃度の希薄な液（水に近い液）の方が条件式（４）による判定の信頼性が高い。
【００６５】
また、本発明に係る技術は、液晶パネル、プラズマディスプレイパネル、カラーフィルタ等の表示用パネル、或いは太陽電池等の各種用途に用いられるガラス基板ＧＳの処理に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明に係る処理液供給装置の全体構成を示す側断面図である。
【図２】処理液供給ノズルの隙間を通過するガラス基板の先端部の挙動を示す図である。
【図３】メニスカスを維持しうる支持コロの配列のピッチを算定するための模式図である。
【符号の説明】
【００６７】
１ 処理液供給ノズル
２ 隙間
５ ローラコンベア
１０ 上部筐体
１２，２２ 処理液供給部
１５，２５ 処理液排出部
２０ 下部筐体
５０ 支持コロ
ＧＳ ガラス基板
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液晶パネル、プラズマディスプレイパネル、カラーフィルタ等の表示用パネル、或いは太陽電池等の各種用途に用いられるガラス基板等のエッチング、洗浄、現像、剥離などの表面処理に使用される節液型の処理液供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示用パネル等を製造する工程には、ガラス基板の洗浄、膜形成、エッチング、現像、膜剥離等の多数の表面処理工程が含まれている。これらの諸処理のうち処理液を使用する湿式処理の手法として、特許文献１および特許文献２には節液型の処理液供給ノズルを使用する技術が提案されている。この節液型の処理液供給ノズルは、所定間隔の隙間を隔てて上下に一対の筐体を対向配置し、その隙間の一方側から処理液を供給するとともに他方側から処理液を吸引排液することによって当該隙間に処理液の流れを形成し、その処理液流が形成された隙間内にガラス基板を通すことによって洗浄やエッチング等の表面処理を行うものである。
【０００３】
また、表示用パネル等を製造するときのエッチング工程としては、アルミニウム膜のエッチング工程やＩＴＯ膜（透明電極膜）のエッチング工程などが含まれている。一般に、エッチング処理は、薬液による腐食のための相応の処理時間を要するものである。一方、表示用パネル等を製造するときには、プロセス全体としての効率を維持するために各工程の処理時間を一定にすることが求められる。すなわち、エッチング工程に要する時間も一定にする必要があり、ガラス基板をコロ搬送によって搬送しつつ処理を進行させる場合には、搬送速度を一定にする必要がある。上記のような節液型の処理液供給ノズルを使用する場合において、搬送速度を一定に維持しつつ必要なエッチング処理時間を得るためには処理液供給ノズルのユニット長をある程度長くしなければならない。また、製造工程全体のスループットを向上させるべく、搬送速度を増加させるときには、処理液供給ノズルのユニット長をさらに長くする必要がある。
【０００４】
ところが、ノズルのユニットの長さが長くなるほど、ガラス基板がユニット内を通過するときに撓んだり蛇行したりという問題が生じやすくなる。このため、特許文献１および特許文献２に開示されている装置では、ノズルのユニット内に支持コロを設け、ガラス基板がユニット内を通過するときに該支持コロによってガラス基板を支持することにより、搬送を安定させている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２８０３４０号公報
【特許文献２】特開２００５−３１３０１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
処理液供給ノズルのユニット内に支持コロを設けることによってガラス基板の搬送については安定するものの、ノズルユニットのガラス基板入口側に形成されているメニスカスが破壊されることがあった。すなわち、上記節液型の処理液供給ノズルにおいては、筐体間の隙間の両端（基板入口側および出口側）に処理液の表面張力によってメニスカスと称される液面が形成されるのであるが、ノズルユニット内をガラス基板が通過しているときにその液面が破れることがあったのである。
【０００７】
節液型の処理液供給ノズルを使用してエッチング処理を行っているときにメニスカスの破壊が発生すると、ガラス基板上面の搬送元側（搬送の上流側）にエッチング液が流出して不均一な液流出パターンを呈し、その流出領域においては余分なエッチングが行われることとなる。その結果、ガラス基板のエッチング処理が不均一になるという問題が発生していた。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、筐体間の隙間からの処理液流出を防止することができる処理液供給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、所定間隔の隙間を隔てて上部筐体と下部筐体とを上下に対向配置するとともに、前記上部筐体および前記下部筐体のそれぞれの側壁面の相対向する面に処理液供給部および処理液排出部を付設し、前記処理液供給部が前記隙間の一方側から処理液を供給して前記処理液排出部が他方側から吸引排液することによって前記隙間に処理液流を形成しつつ基板を当該隙間に通す処理液供給装置において、前記下部筐体の上面に、基板の搬送方向に沿ってピッチｐにて配列された複数の回転支持体を備え、前記ピッチｐは、前記隙間を搬送される基板の先端が前記複数の回転支持体のいずれかに接触して基板先端の跳ね上がりが生じた場合にも、前記隙間の基板入口側に形成されたメニスカスを保つように規定されていることを特徴としている。
【００１０】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係る処理液供給装置において、ｖを基板の搬送速度、θを基板の先端が接触した回転支持体の接触点と上端点とを結ぶ線が水平方向となす角度としたときに、（ｐ・ｖ・tanθ）／２が基板先端の跳ね上がりによって基板上面に生じる見かけの流量であって前記メニスカスが維持される臨界値ｑｒよりも小さくなるように前記ピッチｐを規定している。
【００１１】
また、請求項３の発明は、請求項２の発明に係る処理液供給装置において、前記処理液は、純水または水溶液であり、見かけの流量の臨界値ｑｒは１．９３×１０-2ｍ3／ｍｉｎ．以下であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、隙間を搬送される基板の先端が複数の回転支持体のいずれかに接触して基板先端の跳ね上がりが生じた場合にも、隙間の基板入口側に形成されたメニスカスを保つようにピッチｐが規定されているため、該メニスカスが破壊されることはなく、筐体間の隙間からの処理液流出を防止することができる。
【００１３】
また、請求項２の発明によれば、（ｐ・ｖ・tanθ）／２が基板先端の跳ね上がりによって基板上面に生じる見かけの流量であってメニスカスが維持される臨界値ｑｒよりも小さくなるようにピッチｐを規定しているため、該メニスカスが破壊されることはなく、筐体間の隙間からの処理液流出を防止することができる。
【００１４】
また、請求項３の発明によれば、処理液が純水または水溶液であり、筐体間の隙間からの純水または水溶液の流出を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明に係る処理液供給装置たる処理液供給ノズル１の全体構成を示す側断面図である。本実施形態の処理液供給ノズル１は、いわゆる節液型の処理液供給ノズルであって、ガラス基板ＧＳに処理液としてエッチング液を供給する。
【００１７】
処理液供給ノズル１は、所定間隔の隙間２を隔てて上下に対向配置された上部筐体１０および下部筐体２０を備える。上部筐体１０と下部筐体２０との間の間隔は、ガラス基板ＧＳが通過可能であって、かつメニスカスを維持できる範囲のものであり、ガラス基板ＧＳの板厚と処理液の表面張力とによって規定される。例えば、ガラス基板ＧＳの板厚が０．７ｍｍで処理液が水溶液（希釈薬液）、オゾン水、水素水、純水等のように濃度の希薄な液である場合には上部筐体１０と下部筐体２０との間の間隔は概ね６〜８ｍｍである。下限の６ｍｍは、ガラス基板ＧＳと上部筐体１０および下部筐体２０とのクリアランスがそれぞれ２．６５ｍｍであることに基づいており、搬送精度の向上によって若干小さくすることができる。また、上限の８ｍｍは、ガラス基板ＧＳが上部筐体１０と下部筐体２０との間に存在しないときにメニスカスを維持できる限界であり、処理液の物性値である表面張力によって定まっている。
【００１８】
上部筐体１０は、直方体形状を有しており、その下面１１が隙間２の天井面となる。上部筐体１０の側壁面の相対向する面には処理液供給部１２および処理液排出部１５が付設されている。すなわち、基板搬送方向に沿った下流側（図面右側）の外側壁面には処理液供給部１２が付設され、上流側（図面左側）の外側壁面には処理液排出部１５が付設されている。処理液供給部１２は、供給配管１３から供給された処理液を下部に形成された開口１４を介して隙間２に供給する。また、処理液排出部１５は、下部に形成された開口１７を介して隙間２を流れてきた処理液を吸引して排出配管１６へと排出する。なお、開口１４および開口１７の下端の高さ位置は上部筐体１０の下面１１と略面一となるように設定されている。
【００１９】
下部筐体２０は、上部筐体１０と概ね同一の直方体形状を有しており、その上面２１が隙間２の床面となる。但し、下部筐体２０の上面２１には複数の支持コロ５０を配設するための凹部が形成されており、上面２１は面一の平面ではない。下部筐体２０の側壁面の相対向する面には処理液供給部２２および処理液排出部２５が付設されている。すなわち、基板搬送方向に沿った下流側（図面右側）の外側壁面には処理液供給部２２が付設され、上流側（図面左側）の外側壁面には処理液排出部２５が付設されている。処理液供給部２２は、供給配管２３から供給された処理液を上部に形成された開口２４を介して隙間２に供給する。また、処理液排出部２５は、上部に形成された開口２７を介して隙間２を流れてきた処理液を吸引して排出配管２６へと排出する。なお、開口２４および開口２７の上端の高さ位置は下部筐体２０の上面２１と略面一となるように設定されている。
【００２０】
処理液供給部１２，２２が隙間２の一方側から処理液を供給して処理液排出部１５，２５が他方側から吸引排液することによって隙間２に処理液流が形成される。このときに、処理液供給部１２，２２から隙間２に処理液を供給する供給圧と処理液排出部１５，２５が隙間２から処理液を吸引する吸引圧とのバランスをとることによって、隙間２の両端開放部分にメニスカスを形成して処理液が処理液供給ノズル１の側方に流れ出ないように構成されている。より具体的には、供給配管１３，２３は図外の加圧ポンプを介して処理液タンクに連通接続されており、該加圧ポンプの駆動によって処理液供給部１２，２２から隙間２に処理液を供給する。一方、排出配管１６，２６も図外の減圧ポンプを介して回収タンクに連通接続されており、該減圧ポンプの駆動によって処理液排出部１５，２５から隙間２の処理液を吸引回収する。そして、加圧ポンプの正圧レベルおよび減圧ポンプの負圧レベルを図示省略の圧制御部が圧調整することによって、隙間２の両端開放部分に処理液のメニスカスが形成される。
【００２１】
また、下部筐体２０の上面２１には、ガラス基板ＧＳの搬送方向に沿って所定のピッチにて複数の支持コロ５０が配設されている。支持コロ５０は、ガラス基板ＧＳの搬送方向に垂直な水平方向に平行な回転軸周りにて従動回転可能に軸支された回転支持体である。これらの支持コロ５０は、隙間２を通過するガラス基板ＧＳを下方から支持搬送するものであり、ガラス基板ＧＳが撓むことに起因した基板破損等を防止するものである。なお、下部筐体２０には、支持コロ５０の回転によって生じるパーティクルを排出するための図示を省略する液抜き路が形成されている。
【００２２】
この処理液供給ノズル１によってガラス基板ＧＳのエッチング処理を行うときには概略以下のようにして行われる。まず、上述のようにして処理液供給部１２，２２が隙間２の一方側から処理液を供給するとともに、処理液排出部１５，２５が他方側から隙間２の処理液を吸引排液することによって、隙間２に上記一方側から他方側へと向かう（紙面右側から左側へと向かう）処理液流が形成される。続いて、ローラコンベア５によってガラス基板ＧＳが所定速度で水平方向に搬送され、上記他方側から隙間２内に挿入される。ガラス基板ＧＳは隙間２内を通る間にその表面が処理液によってエッチングされ、やがて隙間２の上記一方側からノズル外部へと送り出される。エッチング処理後のガラス基板ＧＳは再度ローラコンベア５によって次の工程へと搬送される。
【００２３】
図２は、処理液供給ノズル１の隙間２を通過するガラス基板ＧＳの先端部の挙動を示す図である。処理液供給部１２，２２からの処理液供給および処理液排出部１５，２５による処理液吸引によって隙間２には矢印ＡＲ２１に示す向きの処理液流が形成されている。一方、ガラス基板ＧＳはローラコンベア５によって隙間２内を矢印ＡＲ２２にて示す向きに搬送されている。すなわち、ガラス基板ＧＳの搬送方向の下流側から上流側に向かって（ガラス基板ＧＳの搬送の向きとは逆向きに）処理液が流れている。
【００２４】
また、隙間２を通過するガラス基板ＧＳは支持コロ５０によって下方から支持されている。これにより、隙間２を通過する際にガラス基板ＧＳが大きく撓むことは防止され、搬送が安定するとともに、ガラス基板ＧＳの先端部が下部筐体２０に接触して破損することも防がれる。
【００２５】
ところが、支持コロ５０は基本的には点接触にてガラス基板ＧＳを支持するものであるため、隣接する支持コロ５０間におけるガラス基板ＧＳの若干の撓みは避けられない。特にガラス基板ＧＳの先端部近傍は１つの支持コロ５０による片持ち状態となるため、当該先端部が垂れるような撓みが生じる。すなわち、図２（ａ）に示すように、隙間２に進入したガラス基板ＧＳの先端部が複数の支持コロ５０のうちの一つ（図２の紙面左側の支持コロ５０であり、以降、これを「第１の支持コロ５０」とする）を通過してから次の支持コロ５０（図２の紙面右側の支持コロ５０であり、以降、これを「第２の支持コロ５０」とする）に到達するまでの間、当該先端部から第１の支持コロ５０による支持点までの長さが長くなるにつれて、ガラス基板ＧＳの自重によって該先端部が下方に垂れるような撓みが生じる。
【００２６】
ガラス基板ＧＳの先端部が更に進むと、やがて該先端部が第２の支持コロ５０に接触する。このとき、ガラス基板ＧＳの先端部近傍が撓んだ状態で接触するため、図２（ｂ）に示すように、先端部は第２の支持コロ５０の上端点ではなく、それよりも手前に接触する。そして、ガラス基板ＧＳの先端部は第２の支持コロ５０に接触した時点から、図２（ｃ）に示すように第２の支持コロ５０の回転に沿って上端点にまで瞬間的に上方に押し上げられる。図２（ｂ）に示す状態から図２（ｃ）に示す状態への移行時間は短く、言うなれば下方に撓んだガラス基板ＧＳの先端部が第２の支持コロ５０によって跳ね上げられることとなる。
【００２７】
このとき、ガラス基板ＧＳの先端部が急激に押し上げられたことによって、隙間２内のガラス基板ＧＳよりも上方の容積が瞬間的に少なくなり、ガラス基板ＧＳの上面側において図２（ｃ）の矢印ＡＲ２３にて示すような処理液の流れが発生する。なお、矢印ＡＲ２３とは逆向きの流れも発生するのではあるが、このような向きの流れは隙間２に形成されている処理液全体の流れ（処理液供給部１２，２２および処理液排出部１５，２５によって形成される矢印ＡＲ２１に示す流れ）によって打ち消されるため実質的な影響は無い。
【００２８】
処理液供給部１２，２２および処理液排出部１５，２５によって隙間２内に形成される通常の処理液流（矢印ＡＲ２１にて示す処理液流）に、ガラス基板ＧＳの先端部が急激に押し上げられることによって生じた矢印ＡＲ２３にて示す処理液流が加わると、ガラス基板ＧＳの搬送方向の下流側から上流側へと向かう大きな流れとなり、その流れが隙間２の基板入口側に形成されているメニスカスを破壊する原因となりうる。処理液供給ノズル１によってガラス基板ＧＳのエッチング処理を行っているときにメニスカスが破壊されると、処理結果が不均一になることは既述した通りである。
【００２９】
かかる問題を解決するためには、定性的には複数の支持コロ５０の配列ピッチを小さくしてガラス基板ＧＳの先端部の撓みを少なくすれば良い。その結果、ガラス基板ＧＳの先端部が押し上げられることによって生じる流れも小さくなり、メニスカスの破壊が防がれることとなる。以下、隙間２の基板入口側に形成されているメニスカスを維持しうる支持コロ５０の配列のピッチについてさらに説明する。なお、支持コロ５０の配列ピッチが多少大きかったとしても（例えば、ローラコンベア５と同程度のピッチであったとしても）、ガラス基板ＧＳの搬送安定性という観点では全く問題ない。
【００３０】
図３は、メニスカスを維持しうる支持コロ５０の配列のピッチを算定するための模式図である。まず、ガラス基板ＧＳの先端部が押し上げられたときに、ガラス基板ＧＳが処理液を押しのける容積Ｖは、ガラス基板ＧＳの幅Ｗ、支持コロ５０の配列のピッチｐおよびガラス基板ＧＳの撓みδによって以下のように近似される。
【００３１】
【数１】
【００３２】
ここで、撓みδは、ガラス基板ＧＳが第２の支持コロ５０に接触した時点でのガラス基板ＧＳ先端部の鉛直方向変位量である。すなわち、図３から把握されるように、ガラス基板ＧＳの押しのけ容積Ｖは、第１の支持コロ５０の上端点Ｐ１、ガラス基板ＧＳの先端部と第２の支持コロ５０との接触点Ｐ２、第２の支持コロ５０の上端点Ｐ３によって形成される三角形を底面とし、ガラス基板ＧＳの幅Ｗを高さとした仮想三角柱の体積である。
【００３３】
次に、ガラス基板ＧＳによって押しのけられた容積Ｖの処理液は、図２（ｃ）の矢印ＡＲ２３にて示すような処理液流を形成する。なお、上述したように矢印ＡＲ２３とは逆向きの流れも発生するのではあるが、このような向きの流れは隙間２に形成されている処理液全体の流れに押し返されるため、ここではガラス基板ＧＳによって押しのけられた容積Ｖの処理液が全て図２（ｃ）の矢印ＡＲ２３にて示すような処理液流に変換されるものとする。
【００３４】
図２（ｃ）の矢印ＡＲ２３にて示される処理液流は、隙間２内に形成される通常の処理液流（矢印ＡＲ２１にて示す処理液流）と同じ向きに流れるものであり、実際にはこれらが合わさって流れるため両者を識別することはできない。このため、本明細書においては、図２（ｃ）の矢印ＡＲ２３にて示される処理液流を特に「見かけの処理液流」と称する。
【００３５】
ガラス基板ＧＳの先端部が跳ね上げられることによってガラス基板ＧＳの上面に生じる見かけの処理液流の流量ｑ（ガラス基板ＧＳの単位幅当たりの流量）は以下のように表される。なお、以降においては、見かけの処理液流の流量ｑを単に「見かけの流量ｑ」とする。言い換えれば、「見かけの流量」とは、ガラス基板ＧＳの先端部が跳ね上がることによって押しのけられた処理液が形成する流れの流量である。
【００３６】
【数２】
【００３７】
ここで、Δｔは、ガラス基板ＧＳの先端部が第２の支持コロ５０に接触してから第２の支持コロ５０の上端点Ｐ３に押し上げられるまでに要する時間であり、つまり図２（ｂ）に示す状態から図２（ｃ）に示す状態への移行時間である。押し上げに要する時間Δｔは第２の支持コロ５０の接触点Ｐ２と上端点Ｐ３との間の直線距離Ｘおよび第２の支持コロ５０によって押し上げられるガラス基板ＧＳの先端部の速度ｖ’によって、次のように表される。
【００３８】
【数３】
【００３９】
また、支持コロ５０は従動回転するものであるため、ガラス基板ＧＳの先端部の速度ｖ’は、ローラコンベア５によって搬送されるガラス基板ＧＳの搬送速度ｖに依存する。すなわち、ガラス基板ＧＳの先端部の速度ｖ’は、ガラス基板ＧＳの先端部が接触した第２の支持コロ５０の接触点Ｐ２と第２の支持コロ５０の上端点Ｐ３とを結ぶ線が水平方向（ローラコンベア５による搬送方向）となす角度θおよびガラス基板ＧＳの搬送速度ｖによって、次のように表される。
【００４０】
【数４】
【００４１】
よって、ガラス基板ＧＳの押し上げに要する時間Δｔは以下のように表される。
【００４２】
【数５】
【００４３】
以上より、ガラス基板ＧＳの先端部が跳ね上げられることによってガラス基板ＧＳの上面に生じる見かけの流量ｑは以下のように表される。
【００４４】
【数６】
【００４５】
ここで、δ／Ｘ＝sinθであるため、結局見かけの流量ｑは次の式（１）ように表される。
【００４６】
【数７】
【００４７】
このようにして算定される見かけの流量ｑ、すなわちガラス基板ＧＳの先端部が跳ね上げられることによってガラス基板ＧＳの上面に生じる見かけの流量ｑが隙間２の基板入口側に形成されているメニスカスを維持しうる臨界値ｑｒより少なければ該メニスカスの破壊は発生せず、筐体間の隙間２からの処理液流出を防止することができる。これを数式にて表現すれば、次の条件式（２）が満たされれば、メニスカスの破壊を防止することができる。
【００４８】
【数８】
【００４９】
一方、本発明者等は、隙間２の基板入口側に形成されているメニスカスが破壊される処理条件について鋭意検討を行った結果、処理液として純水を使用した場合であれば、支持コロ５０の半径ｒ＝８ｍｍ、支持コロ５０の配列のピッチｐ＝６４ｍｍ、ガラス基板ＧＳの搬送速度ｖ＝１．６ｍ／分、第２の支持コロ５０に接触した時点でのガラス基板ＧＳの撓みδ＝２ｍｍのときにメニスカスが破壊されることを究明した。これらの条件を式（１）に適用したときの見かけの流量ｑは１．９３×１０-2ｍ3／ｍｉｎ．となる。なお、図３から理解されるように、式（１）のtanθ＝δ／ｘであり、長さｘは次式（３）によって求められる。
【００５０】
【数９】
【００５１】
また、本発明者等は、処理液として純水以外の液、例えばフッ酸の水溶液（希釈液）や塩酸とフッ酸との混酸の水溶液（これらは本実施形態の処理液供給ノズル１が供給する一般的なエッチング液）を使用した場合であれば、純水とほぼ同じであるが、リン酸水溶液などを使用した場合は純水の場合よりもメニスカスが破壊されやすいことも究明した。これは、希薄溶液のメニスカス形成は液体の表面張力に大きく依存しており、純水の表面張力が他の水溶液よりも大きいことによるものと考えられる。なお、主体的ではないものの、処理液の比重にも依存していることが分かっている。よって、処理液として純水以外の液（水溶液、オゾン水、水素水）を使用した場合であれば、メニスカスが破壊される見かけの流量ｑは１．９３×１０-2ｍ3／ｍｉｎ．よりも小さくなる。
【００５２】
これらのことより、メニスカスを維持しうる見かけの流量の臨界値ｑｒは、処理液が純水の場合であれば１．９３×１０-2ｍ3／ｍｉｎ．であり、純水以外の液である場合には１．９３×１０-2ｍ3／ｍｉｎ．よりも小さい。つまり、メニスカスを維持しうる見かけの流量の臨界値ｑｒは、１．９３×１０-2ｍ3／ｍｉｎ．以下である。そして、支持コロ５０の配列のピッチｐを算定するに際して、次の条件式（４）が満足されれば、隙間２の基板入口側に形成されているメニスカスの破壊は発生せず、筐体間の隙間２からの処理液流出を防止することができる。
【００５３】
【数１０】
【００５４】
次に、上の条件式（４）に基づいて、支持コロ５０の配列のピッチｐを算定する具体的な手法について説明する。まず、条件式（４）において、ガラス基板ＧＳの搬送速度ｖは既定のパラメータ（定数）である。なお、搬送速度ｖを小さくすることによっても条件式（４）を満たすこと、つまりメニスカスの破壊を防止することは可能であるが、処理のスループットが低下するため現実的ではない。
【００５５】
次に、条件式（４）におけるtanθについては、上記の通りtanθ＝δ／ｘと表せる。ここで、第２の支持コロ５０に接触した時点でのガラス基板ＧＳの撓みδは次式（５）から推定できる。この式（５）は、ガラス基板ＧＳの先端部近傍を第１の支持コロ５０によって支持される片持ち梁であるとみなし、既知であるガラス基板ＧＳの自重の等分布荷重ｗ、第１の支持コロ５０の上端点Ｐ１と第２の支持コロ５０の接触点Ｐ２との距離Ｌ（梁の長さ）、既知であるガラス基板ＧＳのヤング率Ｅおよびガラス基板ＧＳの断面２次モーメントＩから撓みδを算定するものである。
【００５６】
【数１１】
【００５７】
ガラス基板ＧＳの断面２次モーメントＩは、既知のガラス基板ＧＳの幅Ｗおよび既知のガラス基板ＧＳの板厚ｈから次式によって求められる。
【００５８】
【数１２】
【００５９】
よって、式（５）による撓みδの算定に際して不明なパラメータとなるのは、第１の支持コロ５０の上端点Ｐ１と第２の支持コロ５０の接触点Ｐ２との距離Ｌである。これについてはピッチｐを適当な値（例えば、上記の６４ｍｍ）に仮決めするとともに、一旦仮の梁の長さとしてＬ＝ｐとおいて、ガラス基板ＧＳの撓みδを式（５）から算定する。撓みδが求まれば、支持コロ５０の半径ｒは既知であるため、式（３）から長さｘを算定することができる。
【００６０】
実際には、撓んだガラス基板ＧＳの先端部は第２の支持コロ５０の上端点Ｐ３よりも手前の接触点Ｐ２にて第２の支持コロ５０に接触するため、Ｌ＜ｐである。このため、算定された長さｘから新たな仮の梁の長さをＬ’＝ｐ−ｘとおいて、再度式（５）から撓みδを算定するとともに、式（３）から長さｘを算定する。この計算過程を繰り返すことによって梁の長さＬおよび長さｘを収束させる。なお、収束計算の手法としてはニュートン法等の公知の種々の手法を用いることが可能である。
【００６１】
このような収束計算の結果求められた撓みδおよび長さｘからtanθを算定することができる。そして、求められたtanθ、既定値であるガラス基板ＧＳの搬送速度ｖおよび仮決めした支持コロ５０の配列のピッチｐが条件式（４）を満たしているか否かを判定する。その結果、条件式（４）が満足されている場合には、上記仮決めしたピッチｐにて複数の支持コロ５０を配列したとしても、隙間２の基板入口側に形成されているメニスカスの破壊は発生せず、筐体間の隙間２からの処理液流出を防止することができる。一方、条件式（４）を満たさない場合には、上記のピッチｐを小さくして再度長さＬおよび長さｘの収束計算を行ってtanθを算定する。そして、条件式（４）を満たしているか否かを再判定する。それでもなお、条件式（４）を満たさない場合には、ピッチｐを段階的に小さくするとともに、その都度上述の工程を条件式（４）が満足されるまで繰り返すことによって、条件式（４）を満たすピッチｐを求める。
【００６２】
以上のようにして求められたピッチｐは、隙間２を搬送されるガラス基板ＧＳの先端部が第２の支持コロ５０に接触して当該先端部の跳ね上がりが生じた場合にも、隙間２の基板入口側に形成されたメニスカスを保つように規定されているものである。よって、求められたピッチｐにて下部筐体２０の上面２１にガラス基板ＧＳの搬送方向に沿って複数の支持コロ５０を配列すれば、隙間２の基板入口側に形成されているメニスカスが支持コロ５０によるガラス基板ＧＳ先端部の跳ね上げによって破壊されることはなく、筐体間の隙間２からの処理液流出を防止することができる。
【００６３】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明はその趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態においては、処理液供給ノズル１がガラス基板ＧＳに処理液としてエッチング液を供給するものであったが、これに限定されるものではなく、処理液供給ノズル１は節液型の処理液供給ノズルであれば良く、例えば処理液として純水を供給してガラス基板ＧＳの洗浄を行うものであっても良いし、現像液や剥離液を供給するものであっても良い。
【００６４】
また、処理液供給ノズル１が供給する処理液は純水、水溶液、オゾン水、水素水に限定されるものではなく、他の種類の液であっても良い。もっとも、メニスカスの形成が表面張力に依存する程度に濃度の希薄な液（水に近い液）の方が条件式（４）による判定の信頼性が高い。
【００６５】
また、本発明に係る技術は、液晶パネル、プラズマディスプレイパネル、カラーフィルタ等の表示用パネル、或いは太陽電池等の各種用途に用いられるガラス基板ＧＳの処理に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明に係る処理液供給装置の全体構成を示す側断面図である。
【図２】処理液供給ノズルの隙間を通過するガラス基板の先端部の挙動を示す図である。
【図３】メニスカスを維持しうる支持コロの配列のピッチを算定するための模式図である。
【符号の説明】
【００６７】
１ 処理液供給ノズル
２ 隙間
５ ローラコンベア
１０ 上部筐体
１２，２２ 処理液供給部
１５，２５ 処理液排出部
２０ 下部筐体
５０ 支持コロ
ＧＳ ガラス基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定間隔の隙間を隔てて上部筐体と下部筐体とを上下に対向配置するとともに、前記上部筐体および前記下部筐体のそれぞれの側壁面の相対向する面に処理液供給部および処理液排出部を付設し、前記処理液供給部が前記隙間の一方側から処理液を供給して前記処理液排出部が他方側から吸引排液することによって前記隙間に処理液流を形成しつつ基板を当該隙間に通す処理液供給装置であって、
前記下部筐体の上面に、基板の搬送方向に沿ってピッチｐにて配列された複数の回転支持体を備え、
前記ピッチｐは、前記隙間を搬送される基板の先端が前記複数の回転支持体のいずれかに接触して基板先端の跳ね上がりが生じた場合にも、前記隙間の基板入口側に形成されたメニスカスを保つように規定されていることを特徴とする処理液供給装置。
【請求項２】
請求項１記載の処理液供給装置において、
前記ピッチｐは、次の数１を満たすように規定されていることを特徴とする処理液供給装置。
【数１】
ただし、ｖは基板の搬送速度、θは基板の先端が接触した回転支持体の接触点と上端点とを結ぶ線が水平方向となす角度、ｑｒは基板先端の跳ね上がりによって基板上面に生じる見かけの流量であって前記メニスカスが維持される臨界値である。
【請求項３】
請求項２記載の処理液供給装置において、
前記処理液は、純水または水溶液であり、
見かけの流量の臨界値ｑｒは１．９３×１０-2ｍ3／ｍｉｎ．以下であることを特徴とする処理液供給装置。
【請求項１】
所定間隔の隙間を隔てて上部筐体と下部筐体とを上下に対向配置するとともに、前記上部筐体および前記下部筐体のそれぞれの側壁面の相対向する面に処理液供給部および処理液排出部を付設し、前記処理液供給部が前記隙間の一方側から処理液を供給して前記処理液排出部が他方側から吸引排液することによって前記隙間に処理液流を形成しつつ基板を当該隙間に通す処理液供給装置であって、
前記下部筐体の上面に、基板の搬送方向に沿ってピッチｐにて配列された複数の回転支持体を備え、
前記ピッチｐは、前記隙間を搬送される基板の先端が前記複数の回転支持体のいずれかに接触して基板先端の跳ね上がりが生じた場合にも、前記隙間の基板入口側に形成されたメニスカスを保つように規定されていることを特徴とする処理液供給装置。
【請求項２】
請求項１記載の処理液供給装置において、
前記ピッチｐは、次の数１を満たすように規定されていることを特徴とする処理液供給装置。
【数１】
ただし、ｖは基板の搬送速度、θは基板の先端が接触した回転支持体の接触点と上端点とを結ぶ線が水平方向となす角度、ｑｒは基板先端の跳ね上がりによって基板上面に生じる見かけの流量であって前記メニスカスが維持される臨界値である。
【請求項３】
請求項２記載の処理液供給装置において、
前記処理液は、純水または水溶液であり、
見かけの流量の臨界値ｑｒは１．９３×１０-2ｍ3／ｍｉｎ．以下であることを特徴とする処理液供給装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００８−８８５１０（Ｐ２００８−８８５１０Ａ）
【公開日】平成２０年４月１７日（２００８．４．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２７１６７９（Ｐ２００６−２７１６７９）
【出願日】平成１８年１０月３日（２００６．１０．３）
【出願人】（５０２２６６３２０）株式会社フューチャービジョン (73)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年４月１７日（２００８．４．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月３日（２００６．１０．３）
【出願人】（５０２２６６３２０）株式会社フューチャービジョン (73)
【Ｆターム（参考）】
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