JP2004141722A

JP2004141722A - 板状部品の洗浄装置および洗浄方法

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Publication number: JP2004141722A
Application number: JP2002307183A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Ono; 小野　仁史
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2002-10-22
Filing date: 2002-10-22
Publication date: 2004-05-20

Abstract

【課題】洗浄能力の高い板状部品の洗浄装置を提供する。
【解決手段】洗浄装置１００は、板状部品１を搬送する回転ローラ２と、搬送される板状部品１に洗浄液としての水膜５を噴射する水膜ノズル４と、板状部品１との間に隙間を形成するように位置決めされて噴射された水膜５が板状部品１と衝突する板状部品１の接触位置１ｐを覆うカバー１２ａとを備える。カバー１２ａの幅Ｗ１は板状部品１の幅Ｗ２以上である。カバー１２ａは板状であり、カバー１２ａと板状部品１との距離は３ｍｍ以下である。カバーは、内部空間を有する箱状であってもよい。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、板状部品の洗浄装置および洗浄方法に関し、特に、液晶用ガラス基板、液晶パネル、ＩＣウェハなどの板状の部品を洗浄する洗浄装置および洗浄方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液晶用ガラス基板の洗浄方法では、洗浄性能の向上および洗浄むらの防止が必要とされている。たとえば、特開平７−６４０９１号公報には、ガラス基板の液の濡れ方を制御し、洗浄を行なう方法が記載されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−６４０９１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報に記載の方法では、ラビング処理後の角型基板を洗浄する前に角型基板の両側面にそれぞれ、上端縁が基板の上面より高く保持された側板を当接させる。基板に側板が当接した状態で基板の表面へ高圧スプレイ管から純水をカーテン状に流下させ、流動する純水で基板の表面全体を層状に覆う。この状態のまま基板を洗浄室へ搬送して洗浄する。
【０００５】
しかしながら、この方法では、流速が１０ｍ／ｓ以上でカーテン状に洗浄液を流下させた場合、側板に当たった洗浄液が飛び跳ねて大量のミストが発生するという問題があった。また、側板と基板との間の洗浄液の流速が極端に低下し、側板近傍では洗浄性能が低下するという問題があった。
【０００６】
そこで、この発明は上述のような問題点を解決するためになされたものであり、高い洗浄能力を有する板状部品の洗浄装置および洗浄方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に従った板状部品の洗浄装置は、板状部品を搬送する搬送部と、搬送される板状部品に洗浄液を噴射する噴射部と、板状部品との間に隙間を形成するように位置決めされ、噴射された洗浄液が板状部品と衝突する部分を覆うカバーとを備える。カバーの幅Ｗ１は板状部品の幅Ｗ２以上である。
【０００８】
このように構成された板状部品の洗浄装置においては、噴射された洗浄液が板状部品と衝突する部分をカバーが覆うため、この部分でミストが発生したとしても、そのミストはカバーに当たり、拡散することがない。さらに、カバーの幅Ｗ１は板状部品の幅Ｗ２以上であるため、板状部品の幅全体に亘ってカバーが覆われ、板状部品上での洗浄液の流路および流速が安定する。その結果、高い洗浄性能を発揮することができる。
【０００９】
また好ましくは、カバーは板状であり、カバー内で板状部品と最も近い部分と、板状部品との間の距離が３ｍｍ以下となるようにカバーが位置決めされている。
【００１０】
この場合、カバー内で板状部品と最も近い部分と、板状部品との間の距離が３ｍｍ以下であるため、カバーの端部が洗浄液の流れと接触する。
【００１１】
また好ましくは、カバーは内部空間を有する箱状であり、カバー内で板状部品と最も近い部分と、板状部品との間の距離が３ｍｍ以下となるように、かつ内部空間が板状部品に向かい合うようにカバーが位置決めされている。
【００１２】
この場合、カバー内で板状部品と最も近い部分と、板状部品との間の距離が３ｍｍ以下であるため、カバーの端部が洗浄液の流れと接触する。
【００１３】
この発明に従った板状部品の洗浄方法は、板状部品との間に隙間を形成するように位置決めされたカバーであって、カバーの幅Ｗ１は板状部品の幅Ｗ２以上であるカバーを準備する工程と、カバーから離隔した位置で板状部品を搬送する工程と、搬送される板状部品に洗浄液を噴射する工程とを備える。洗浄液を噴射する工程は、噴射された洗浄液が板状部品と衝突する部分をカバーが覆うように洗浄液を噴射する工程を含む。
【００１４】
このような工程を備えた板状部品の洗浄方法に従えば、洗浄液を噴射する工程は、噴射された洗浄液が板状部品と衝突する板状部品の部分をカバーが覆うように洗浄液が噴射されるため、噴射された洗浄液はカバーに当たり、ミストが発生しても、このミストが拡散することがない。その結果、大量のミストの発生を防止することができる。さらに、カバーの幅Ｗ１は板状部品の幅Ｗ２以上であるため、カバーは、板状部品の幅の全部分を覆う。その結果、板状部品の全体で洗浄液の流路および流速が安定して、洗浄性能が向上する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、同一または相当する部分については同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。さらに、以下の実施の形態は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿ってこれらの実施の形態を変更することは、本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１に従った板状部品の洗浄装置の模式図である。図１を参照して、この発明の実施の形態１に従った板状部品の洗浄装置１００は、板状部品１を搬送する搬送部としての回転ローラ２と、回転ローラ２から離隔するように設けられて洗浄液としての純水を噴射する噴射部としての水膜ノズル４と、水膜ノズル４に純水を供給するポンプ６と、板状部品１を覆うカバー１２ａと、洗浄された板状部品１をリンスする乾燥前シャワー８と、板状部品１を乾燥させるエアナイフ９と、ポンプ６、水膜ノズル４、乾燥前シャワー８およびエアナイフ９などの各要素を制御する制御部２０とを備える。
【００１７】
板状部品１が回転ローラ２の上に置かれる。板状部品１は図１中の矢印３で示す方向に搬送される。板状部品１が搬送されるとカーテン状の洗浄液が水膜５として噴出し、水膜５が板状部品１に衝突する。
【００１８】
図２は、図１で示す水膜ノズルの断面図である。図２を参照して、カーテン状に洗浄液を噴出させるために、水膜ノズル４の断面は図２で示すようにギャップ７を有する。洗浄液の使用量を削減するためには、水膜の厚みを薄くする必要がある。この場合には、水膜ノズル４のギャップ７を狭め、ポンプ６の吐出圧力を向上させる。水膜５を通過した板状部品１は乾燥前シャワー８とエアナイフ９を通過し、乾燥させた後に洗浄装置からロボット（図示せず）で搬出される。
【００１９】
板状部品１から、平均粒径（直径）が３μｍ以上の粒子を取り去るためには、水膜５の流速を３０ｍ／ｓ程度にする必要がある。大量の水をポンプ６で送り出し、流速を３０ｍ／ｓ以上にする方法もあるが、水の使用量を削減するためには、水膜ノズル４のギャップ７を狭くする方法が有効である。流速が３０ｍ／ｓの場合には、ギャップ７の幅を２０μｍ、ポンプ６の吐出圧力を４ＭＰａにすると達成できる。
【００２０】
板状部品１から平均粒径が１μｍ以上の粒子を取り去るためには、水膜５の流速を１００ｍ／ｓ以上にする必要がある。板状部品１から取り去る粒子のサイズと流速と、それを実現するためのギャップ７の距離とポンプ６の吐出圧力の関係を表１に示す。
【００２１】
【表１】

【００２２】
ここで、粒子を取り去るとは、１００％の粒子を取り去ることではなく、概ね６０％以上の数が洗浄前後で減少していれば、洗浄可能と判断する。
【００２３】
しかしながら、上述のとおり、高速の水膜５を板状部品１に当てただけでは、取り去ることのできる粒子は６０％程度である。残りの４０％の粒子は特定の場所に集まる。この場所は水の流れから説明できる。
【００２４】
図３は、図１の水膜ノズルを拡大した平面図であり、図４は、図３中の矢印ＩＶで示す方向から見た水膜ノズルの側面図である。図５は、板状部品上での水の流れを説明するための板状部品の平面図である。図６は、図５中の矢印ＶＩで示す方向から見た板状部品の側面図である。なお、図３から図６では、図１で示すカバー１２ａが存在していない。
【００２５】
図３および４を参照して、板状部品１は、回転ローラ２により搬送されて、水膜ノズル４から噴射される水膜５に近づく。
【００２６】
図５および図６を参照して、水膜ノズル４から噴射される水膜５が板状部品１に衝突すると、水の流れは、矢印１１で示すようになる。このとき、水の流れは、板状部品１の後端部にくると図５で示すように板状部品１の中心部に水が集まり、端部では、矢印１０で示すように逆向きの渦が形成される。この逆向きの渦の場所が粒子が集まる特定の場所と合致する。この渦を形成させないようにしながら、板状部品１の上の水を板状部品１上から排出するためには、カバーを設けることが有効であった。
【００２７】
図７は、カバーの平面図であり、図８は、図７中の矢印ＶＩＩＩで示す方向から見たカバーの側面図である。図７および８で示すように、カバー１２ａを置くことにより、図５で示す逆向きの渦の発生を防止できることがわかった。なお、カバー１２ａの幅Ｗ１は、板状部品１の幅Ｗ２よりも広くなければ、逆向きの渦の発生を防止できない。カバー１２ａの幅Ｗ１および板状部品１の幅Ｗ２は、矢印１３で示す水膜の流れと交差する方向（直交する方向）に沿った幅である。
【００２８】
カバー１２ａと板状部品１との距離は、板状部品１の水膜の厚みにより変化する。板状部品１上の水膜の速度が速い場合には、水膜の厚みが薄くなるために、板状部品１にカバー１２ａを近づけ、水膜の速度が遅い場合には、水膜が厚くなるために、カバー１２ａを板状部品１から遠ざけると洗浄能力が向上する。
【００２９】
例を挙げると、水膜５の流速が５ｍ／ｓで、板状部品１と、水膜ノズル４から噴射された水膜５とが形成する角度が２０度である場合には、カバー１２ａと板状部品１との最短距離（エッジ部分１２ｅと板状部品１との距離）が３ｍｍとし、水膜５と板状部品１との交差する接触位置１ｐからエッジ部分１２ｅまでの距離が７０ｍｍとすると、逆向きの渦が発生せずに理想的な流れを得ることができた。
【００３０】
水膜５の流速が１０ｍ／ｓで、板状部品１と水膜ノズル４から噴射された水膜５とのなす角度が２０度である場合、エッジ部分１２ｅと板状部品１との距離を２ｍｍ、水膜５と板状部品１の交差する接触位置１ｐからカバー１２ａのエッジ部分１２ｅまでの距離が１００ｍｍとすると、逆向きの渦が発生せずに理想的な流れを得ることができた。
【００３１】
水膜５の流速が３０ｍ／ｓで、板状部品１と水膜ノズル４から噴射された水膜５とのなす角度が２０度であった場合には、カバー１２ａのエッジ部分１２ｅと板状部品１との距離を１ｍｍ、水膜５と板状部品１の交差する接触位置１ｐからエッジ部分１２ｅまでの距離を２００ｍｍとすると、逆向きの渦が発生せずに理想的な流れを得ることができた。
【００３２】
カバー１２ａは矢印１０のような逆向きの渦を形成させない効果以外にも、ミストの発生量を抑える効果がある。具体的には、水膜ノズル４から噴射された後は板状部品１に当たりミストを発生させるが、このミストがカバー１２ａにより抑えられる。これにより、粒子の再付着が低減でき、洗浄能力の向上が図れる。ミストの発生を抑えることは洗浄能力の向上以外にも、装置からの排気量を削減でき、工場ユーティリティ負荷を削減する効果もある。
【００３３】
図９は、この発明の実施の形態１での別の局面に従ったカバーの平面図である。図１０は、図９中の矢印Ｘで示す方向から見たカバーの側面図である。図９および１０を参照して、カバー１２ｂは箱状であり内部空間１２ｉを有し、内部空間１２ｉが板状部品１に向い合う。
【００３４】
図７から１０で示したカバー１２ａおよび１２ｂを用いると、どの程度の粒子を削減できるかを評価した。その結果を表２に示す。
【００３５】
【表２】

【００３６】
表２では、流速を一定とした場合に、カバーがある場合とカバーがない場合でどの程度の粒子を取り去ることができるかを評価している。
【００３７】
また、特開平７−６４０９１号公報記載の方法での洗浄能力を評価したが、その場合には、表２のカバーがない場合と同等以下の洗浄性能しか得ることができなかった。
【００３８】
以上のように、この発明の実施の形態１に従った洗浄装置においては、洗浄装置１００は、板状部品１を搬送する搬送部としての回転ローラ２と、搬送される板状部品１に洗浄液としての純水を噴射する噴射部としての水膜ノズル４と、板状部品１との間に隙間を形成するように位置決めされ、噴射された洗浄液が板状部品１と衝突する板状部品１の部分を覆うカバー１２ａおよび１２ｂとを備える。カバー１２ａおよび１２ｂの幅Ｗ１は板状部品１の幅Ｗ２以上である。
【００３９】
図７および８では、カバー１２ａは板状であり、カバー１２ａ内で板状部品１と最も近い部分であるエッジ部分１２ｅと、板状部品１との距離が３ｍｍ以下となるようにカバー１２ａが位置決めされている。
【００４０】
図９および１０では、カバー１２ｂは内部空間１２ｉを有する箱状であり、カバー１２ｂ内で板状部品１と最も近い部分であるエッジ部分１２ｅと、板状部品１との距離が３ｍｍ以下となるように、かつ内部空間１２ｉが板状部品１に向かい合うようにカバー１２ｂが位置決めされている。
【００４１】
なお、水膜ノズル４から噴射される水膜５と、板状部品１との角度は小さいほどよいが、角度が小さくなると、水膜ノズル４が板状部品１と干渉するため、この角度はある程度大きくする必要がある。さらに、エッジ部分１２ｅは、図６および８で示したように板状部品１と平行であってもよいが、平行でなくてもよい。
【００４２】
さらに、箱状のカバー１２ｂの両側は開放されている。板状部品１のサイズとしてはさまざまなものを採用することができるが、例えば縦×横を、３２０ｍｍ×４００ｍｍ、または、７３０ｍｍ×９２０ｍｍとすることができる。
【００４３】
（実施の形態２）
図１１は、この発明の実施の形態２に従った板状部品の洗浄装置の模式的な断面図である。図１１を参照して、この発明の実施の形態２に従った洗浄装置１００では、板状部品１の裏面側に、超音波ノズル１７を用いて超音波１８を照射している点で、実施の形態１に従った洗浄装置と異なる。
【００４４】
すなわち、実施の形態２に従った洗浄装置１００では、回転軸４２に取付けられた回転ローラ２が板状部品１を矢印３で示す方向に搬送する。このとき、水膜ノズル４から水膜５が噴射される。噴射された水膜５は接触位置１ｐにより板状部品１に接触する。この接触位置１ｐは回転ローラ２の真上に位置する。
【００４５】
２つの回転ローラ２の間に超音波ノズル１７が取付けられており、超音波ノズル１７の開口１７ａから超音波１８が放射される。板状部品１の面のうち、洗浄液が噴射される面と反対側に超音波１８が噴射される。板状部品１から離隔するようにカバー１２ａが設けられる。水膜５は矢印３２で示す方向に射出され、水膜ノズル４の中心線３３と板状部品１とが交差する位置が接触位置１ｐである。なお、このカバー１２ａは、図９および図１０で示した箱型のものであってもよい。
【００４６】
図１２は、図１１で示す洗浄装置の作用を説明するための図である。図１２を参照して、板状部品１上では水膜の流れができるが、この流れは、流速が小さい境界層４１と、流速が大きい主流５１とに分かれる。境界層４１での洗浄液の流れが板状部品１表面に付着した粒子１６を動かす（ステップ▲１▼）。
【００４７】
動かされた粒子１６は、超音波ノズル１７から照射された超音波１８により持ち上げられる（ステップ▲２▼）。
【００４８】
この粒子１６は、さらに持ち上げられて主流５１内へ入る（ステップ▲３▼）。
主流５１内に入った粒子１６は主流５１内の大きな流れにより運び去られる（ステップ▲４▼）。
【００４９】
以上説明したように、この発明の実施の形態２に従った洗浄装置１００では、まず実施の形態１に従った洗浄装置１００と同様の効果がある。さらに、板状部品１の裏面から超音波１８を照射するため、粒子１６が離れやすくなるため、粒子１６を効率よく除去することができる。さらに、水膜５と板状部品１の接触位置１ｐを回転ローラ２の真上としているため、水膜５による荷重で板状部品１が撓むことがなくなり、板状部品１の破損を防止することができる。
【００５０】
（実施の形態３）
図１３は、この発明の実施の形態３に従った洗浄装置の側面図である。図１４は、図１３中の矢印ＸＩＶで示す方向から見た洗浄装置の平面図である。図１３および図１４を参照して、この発明の実施の形態３に従った洗浄装置１００では、搬送部としての回転ローラ２および６２により板状部品１が挟み込まれている点で、実施の形態１に従った洗浄装置１００と異なる。回転ローラ２および６２は回転軸４２および５２に取付けられている。回転ローラ２が何らかの駆動源に取付けられた回転し、回転ローラ６２が空転してもよい。またこれとは逆に、回転ローラ６２が何らかの駆動源に取付けられて回転し、回転ローラ２が空転してもよい。さらに、両方の回転ローラ６２および２が駆動源に取付けられて回転してもよい。
【００５１】
回転ローラ６２が板状部品１と接触する部分は、図１４で示されるように、板状部品１の両端部である。この両端部を回転ローラ６２が押えるため、回転ローラ６２の間を水膜が流れる。また、回転ローラ６２の間に超音波ノズル１７の開口１７ａが位置している。カバー１２ａには、回転ローラ６２を受入れるための切込み１２ｋが設けられている。
【００５２】
このように構成された、この発明の実施の形態３に従った洗浄装置１００では、実施の形態２に従った洗浄装置１００と同様の効果がある。さらに、板状部品１を上下の回転ローラ２および６２で挟み込むため、水膜ノズル４から噴射される水膜５の流速が速くなった場合でも、この流速とは反対向きに確実に板状部品１を搬送することができる。
【００５３】
以上、この発明の実施の形態について説明したが、この実施の形態はさまざまに変形することが可能である。まず、各実施の形態を組合せることが可能である。さらに、回転ローラ２および６２、水膜ノズル４、カバー１２ａおよび１２ｂの寸法などは必要に応じて適宜変更することが可能である。
【００５４】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００５５】
【発明の効果】
この発明に従った板状部品の洗浄装置においては、噴射された洗浄液が板状部品と衝突する部分をカバーが覆うため、この部分でミストが発生したとしても、そのミストはカバーに当たり、拡散することがない。さらに、カバーの幅Ｗ１は板状部品の幅Ｗ２以上であるため、板状部品の幅全体に亘ってカバーが覆われ、板状部品上での洗浄液の流路および流速が安定する。その結果、高い洗浄性能を発揮することができる。
【００５６】
カバーは板状であり、カバー内で板状部品と最も近い部分と、板状部品との間の距離が３ｍｍ以下となるようにカバーが位置決めされていれば、カバー内で板状部品と最も近い部分と、板状部品との間の距離が３ｍｍ以下であるため、カバーの端部が洗浄液の流れと接触する。
【００５７】
カバーは内部空間を有する箱状であり、カバー内で板状部品と最も近い部分と、板状部品との間の距離が３ｍｍ以下となるように、かつ内部空間が板状部品に向かい合うようにカバーが位置決めされていれば、カバー内で板状部品と最も近い部分と、板状部品との間の距離が３ｍｍ以下であるため、カバーの端部が洗浄液の流れと接触する。
【００５８】
この発明に従った板状部品の洗浄方法では、洗浄液を噴射する工程は、噴射された洗浄液が板状部品と衝突する板状部品の部分をカバーが覆うように洗浄液が噴射されるため、噴射された洗浄液はカバーに当たり、ミストが発生しても、このミストが拡散することがない。その結果、大量のミストの発生を防止することができる。さらに、カバーの幅Ｗ１は板状部品の幅Ｗ２以上であるため、カバーは、板状部品の幅の全部分を覆う。その結果、板状部品の全体で洗浄液の流路および流速が安定して、洗浄性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明の実施の形態１に従った板状部品の洗浄装置の模式図である。
【図２】図１で示す水膜ノズルの断面図である。
【図３】図１の水膜ノズルを拡大した平面図である。
【図４】図３中の矢印ＩＶで示す方向から見た水膜ノズルの側面図である。
【図５】板状部品上での水の流れを説明するための板状部品の平面図である。
【図６】図５中の矢印ＶＩで示す方向から見た板状部品の側面図である。
【図７】カバーの平面図である。
【図８】図７中の矢印ＶＩＩＩで示す方向から見たカバーの側面図である。
【図９】この発明の実施の形態１での別の局面に従ったカバーの平面図である。
【図１０】図９中の矢印Ｘで示す方向から見たカバーの側面図である。
【図１１】この発明の実施の形態２に従った板状部品の洗浄装置の模式的な断面図である。
【図１２】図１１で示す洗浄装置の作用を説明するための図である。
【図１３】この発明の実施の形態３に従った洗浄装置の側面図である。
【図１４】図１３中の矢印ＸＩＶで示す方向から見た洗浄装置の平面図である。
【符号の説明】
１　板状部品、２，６２　回転ローラ、４　水膜ノズル、５　水膜、１２ａ，１２ｂ　カバー、１００　洗浄装置。

Claims

板状部品を搬送する搬送部と、
搬送される板状部品に洗浄液を噴射する噴射部と、
板状部品との間に隙間を形成するように位置決めされ、噴射された洗浄液が板状部品と衝突する部分を覆うカバーとを備え、
前記カバーの幅Ｗ１は板状部品の幅Ｗ２以上である、板状部品の洗浄装置。
前記カバーは板状であり、前記カバー内で板状部品と最も近い部分と、板状部品との間の距離が３ｍｍ以下となるように前記カバーが位置決めされている、請求項１に記載の板状部品の洗浄装置。
前記カバーは内部空間を有する箱状であり、前記カバー内で板状部品と最も近い部分と、板状部品との間の距離が３ｍｍ以下となるように、かつ前記内部空間が板状部品に向かい合うように前記カバーが位置決めされている、請求項１に記載の板状部品の洗浄装置。
板状部品との間に隙間を形成するように位置決めされたカバーであって、前記カバーの幅Ｗ１は板状部品の幅Ｗ２以上であるカバーを準備する工程と、
前記カバーから離隔した位置で板状部品を搬送する工程と、
搬送される板状部品に洗浄液を噴射する工程とを備え、
洗浄液を噴射する工程は、噴射された洗浄液が板状部品と衝突する部分を前記カバーが覆うように洗浄液を噴射する工程を含む、板状部品の洗浄方法。