JP2005103450A - 表面処理装置、および、液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】洗浄ブラシで被洗浄面をむらなく良好に洗浄する。
【解決手段】本洗浄装置は、ブラシ１０Ａ,１０Ｂ、回転中のブラシ１０Ａ,１０Ｂを基板３０に近づけるブラシ駆動機構５０、回転中のブラシ１０Ａ,１０Ｂのスクラブ材先端との接触分離によって基板３０上の各導体パターン３１Ａ_１〜３１Ａ_３に発生する電位を測定する電位測定器４１Ａ_１〜４１Ａ_３、を有している。
【選択図】 図２

Description

本発明は、基板を含む製品の製造技術に係り、特に、回転体で基板の表面処理する表面処理技術に関する。

液晶表示装置用のガラス基板等の被洗浄面をディスク型ブラシによってスクラブ洗浄する洗浄装置として、例えば、特許文献1記載のものが知られている。ブラシによるスクラブ洗浄が一定の洗浄効果を挙げるには、基板の被洗浄面に対する、ブラシの押し込み量が精度よく調整される必要がある。そこで、特許文献1記載の洗浄装置には、被洗浄面よりも所定の高さΔｈだけ高い位置に圧力検出面が位置付けられた圧力センサが設けられている。基板洗浄に先立ち、この圧力センサの圧力検出面にアーム先端のディスク型ブラシが押し当てられ、圧力センサの検知圧力が基準圧力に達したときの、アームの高さ情報Ｘが取り込まれる。基板洗浄中には、予め取り込まれた高さ情報Ｘよりも所定の高さΔｈだけ低い位置にアームが位置付けられるように、アームの駆動軸が制御される。これにより、ディスク型ブラシが被洗浄面に与える圧力が基準圧力となるように、被洗浄面に対する、ディスク型ブラシの押し込み量が制御される。

特開平１０−１３５１６７号公報

ところが、基板洗浄中、基板の被洗浄面に対して洗浄ブラシが傾斜していると、洗浄ブラシの一端部と他端部とにおいて、基板の被洗浄面に対する押し込み量に違いが生じる。このため、基板の洗浄面内において、洗浄効果にばらつきが生じる。

そこで、本発明は、複数の線材を有する回転体で被処理面をむらなく処理することができる表面処理装置を提供することを目的とする。

本発明は、
軸と当該軸の外周面から離れる方向に先端が向けられた複数の線材を有する部材を、前記軸周りに回転させながら、前記軸の方向に沿って基板の一方の面内に並べられた第1及び第２の導体パターンと前記軸との間隔が狭くなる方向に移動させる駆動手段と、
回転中の前記部材の線材との接触により帯電する前記第１及び第２の導体パターンの電位をそれぞれ測定する電位測定手段と、
を備えることを特徴とする表面処理装置を提供する。

本発明によれば、回転体で被処理面をむらなく表面処理することができる。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明に係る実施形態について説明する。

まず、本実施の形態に係る調整用基板について説明する。ここでは、説明の便宜上、調整用基板の厚さ方向をＺ方向、調整用基板の２つの幅方向をＸ方向及びＹ方向とする。

図３に示すように、本実施の形態に係る調整用基板３０は、ガラス等で形成された板状の基材３２、基材３２の少なくとも一方の面内にＹ方向にそって適当な間隔Δｙ_１を置いて形成された複数の導体パターン３１Ａ_１〜３１Ａ_３、を有している。各導体パターン３１Ａ_１〜３１Ａ_３は、それぞれ、基材３２の一端から他端までＸ方向にそって伸びている。これら導体パターン３１Ａ_１〜３１Ａ_３の形成材料の具体例としては、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｎｄ、Ｚｒ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ等が挙げられる。

なお、図３には、基材３１に３本の導体パターン３１Ａ_１〜３１Ａ_３が形成された場合を示したが、基材３１に形成される導体パターンは、必ずしも３本である必要はない。例えば、導体パターン３１Ａ_１〜３１Ａ_３の間にさらに導体パターンを形成してもよい。また、後述の位置補正処理において、洗浄ブラシの交換時期等を電位測定器の出力から判断する必要がない場合には、３本の導体パターン３１Ａ_１〜３１Ａ_３の真ん中の導体パターン３１Ａ_２が間引かれてもよい。

また、図３においては、基材３２の一端から他端まで至る導体パターン３１Ａ_１〜３１Ａ_３が形成されているが、例えば図４に示すように、基材３２をＹ方向に横切るライン３３とすべての導体パターン３１Ａ_１'〜３１Ａ_３'が交差していれば、各導体パターン３１Ａ_１'〜３１Ａ_３'の長さは、基材３２のＸ方向幅より短くてもよい。

つぎに、本実施の形態に係る表面処理装置の構成を、処理対象基板の代わりに調整用基板３０がセットされた状態を例に挙げて説明する。なお、ここでは、表面処理装置の一例として洗浄装置を挙げることにする。

図１及び図２に示すように、本実施形態に係る洗浄装置は、調整用基板３０をＸ方向に搬送する基板搬送機構、調整用基板３０を通過させるための間隔を開けて配置された上下１対のロール状洗浄ブラシ１０Ａ,１０Ｂ、各洗浄ブラシ１０Ａ,１０Ｂを回転及び移動させるブラシ駆動機構５０、調整用基板３０と洗浄ブラシ１０Ａ,１０Ｂとの接触を検出する接触検知部４０、を有している。なお、説明の便宜上、図１及び図２には、図３と同様なＸＹＺの３方向を定義してある。

基板搬送機構は、調整用基盤３０に接触する複数組の搬送ローラ６１、各組の搬送ローラ６１をＹ方向の軸周りに回転させるモータ(不図示)、を有している。この基板搬送機構によれば、各組の搬送ローラ６１を回転させることにより、洗浄ブラシ１０Ａ,１０Ｂの間に向けて調整用基板３０をＸ方向に進行させることができる。

各洗浄ブラシ１０Ａ,１０Ｂは、Ｙ方向に沿って配置される軸１１Ａ,１１Ｂ、各軸１１Ａ,１１Ｂの外周面に巻き付けられたスクラブ材１２Ａ,１２Ｂ、を有している。各スクラブ材１２Ａ,１２Ｂは、例えばナイロン(登録商標)、アクリル等、調整用基板３０の導体パターン３１Ａ_１〜３１Ａ_３との間で接触帯電を起こす誘電体繊維の束が適当な密度で植え込まれた布材であり、各繊維束の毛足は、適当な長さ(例えば１〜３ｃｍ程度)に精度よく揃えられている。

ブラシ駆動機構５０は、各洗浄ブラシ１０Ａ,１０Ｂを軸１１Ａ,１１Ｂの軸心周りに回転させるモータ(不図示)、一方の洗浄ブラシ１０Ａの軸１１Ａの各端部をＺ方向に移動させる調整用送りネジ５１Ａ_１,５１Ａ_２、他方の洗浄ブラシ１０Ｂの軸１１Ｂの各端部をＺ方向に移動させる調整用送りネジ５１Ｂ_１,５１Ｂ_２、各調整用送り５１Ａ_１,５１Ａ_２,５１Ｂ_１,５１Ｂ_２を駆動するモータ５２Ａ_１,５２Ａ_２,５２Ｂ_１,５２Ｂ_２、を有している。このようなブラシ駆動機構によれば、洗浄ブラシ１０Ａ,１０Ｂを回転させながら、調整用基板３０に対する、各洗浄ブラシ１０Ａ,１０Ｂの傾斜を各調整用送りネジで調整することができる。

接触検知部４０は、調整用基板３０の片面側の導体パターン３１Ａ_１〜３１Ａ_３の本数分の電位測定器４１Ａ_１〜４１Ａ_３を有している。これらの電位測定器４１Ａ_１〜４１Ａ_３は、調整用基板３０の導体パターン３１Ａ_１〜３１Ａ_３に１台ずつ接続される。この状態で、回転中の洗浄ブラシのスクラブ材と調整用基板３０の各導体パターン３１Ａ_１〜３１Ａ_３とが接触分離(摩擦)を起こすと、各電位測定器４１Ａ_１〜４１Ａ_３が、接触帯電により導体パターン３１Ａ_１〜３１Ａ_３に発生した電位を検知する。調整用基板３０と洗浄ブラシのスクラブ材先端との間隔が不均一であれば、各電位測定器４１Ａ_１〜４１Ａ_３の検出電位の変動タイミングにタイムラグが生じるため(図５参照)、各電位測定器４１Ａ_１〜４１Ａ_３の検出電位をモニタすることによって、調整用基板３０と洗浄ブラシのスクラブ材先端との間隔が不均一であるか否かを判断することができる。

つぎに、図３の調整用基板３０を用いた、各洗浄ブラシ１０Ａ,１０Ｂの位置補正処理について説明する。
(１)スクラブ材と導体パターンとの接触の有無を判断するための基準となる電位変動幅(以下、基準幅)の決定
図３の調整用基板３０を、導体パターン３１Ａ_１〜３１Ａ_３の形成面を上側に向けた状態で基板搬送機構６０にセットし、洗浄ブラシ１０Ａ,１０Ｂの手前まで調整用基板３０を搬送させる。このとき、洗浄ブラシ１０Ａ,１０Ｂは、基板搬送機構６０のローラ６１上の調整用基板３０に接触しない適当な高さの位置に配置されている。

その後、調整用基板３０の導体パターン３１Ａ_１〜３１Ａ_３のうち少なくとも１本の導体パターンに、接触検知部４０の電位測定器を接続する。なお、ここでは、便宜上、導体パターン３１Ａ_１に電位計測器４１Ａ_１を接続することにする。電位測定器の接続完了後、洗浄ブラシ１０Ａ,１０Ｂの回転を開始してから、調整用基板３０の前進を再開させ、回転中の洗浄ブラシ１０Ａ,１０Ｂの間に導体パターン３１Ａ_１〜３１Ａ_３が位置付けられた位置で調整用基板３０を停止させる(図１、図２参照)。

そして、洗浄ブラシ１０Ａの両側の調整用送りネジ５１Ａ_１,５１Ａ_２をそれぞれ調整することによって、洗浄ブラシ１０Ａを調整用基板３０に徐々に近づけてゆく。電位測定器４１Ａ_１の検出電位に変動が現れたら、調整用基板３０を上昇させてから、厚さ０.１ｍｍの隙間ゲージを、導体パターン３１Ａ_１上を滑らせながら調整用基板３０と洗浄ブラシ１０Ａとの間に挿入する。洗浄ブラシ１０Ａのスクラブ材１２Ａが隙間ゲージに接触すれば、洗浄ブラシ１０Ａのスクラブ材１２Ａと導体パターン３１Ａ_１との間に物理的な接触があったと判断する。このように、洗浄ブラシ１０Ａを調整用基板３０に徐々に近づけながら、電位測定器に電位変動が現れたら、調整用基板３０を所定の距離上昇させてから所定厚さの隙間ゲージを挿入する、という処理を適当な回数繰り返す。

そして、電位測定器４１Ａ_１に現れた電位変動の幅ごとに、導体パターン３１Ａ_１とスクラブ材１２Ａとの物理的接触の検出回数を集計し、この集計結果に基づき基準幅を決定する。ナイロン製のスクラブ材１２Ａとアルミニウムパターンとの接触の有無を、電位変動の幅ごとに１０回ずつ検出したときの集計結果を図６に示す。この集計結果によれば、６０ｍＶ以上の電位変動が現れたときには、必ず、導体パターン３１Ａ_１とスクラブ材１２Ａとの間に接触が確認されたが、６０ｍＶ未満の電位変動が現れたときには、必ずしも、導体パターン３１Ａ_１とスクラブ材１２Ａとの接触が確認されるとは限らないことが判る。したがって、導体パターンがＡｌ、スクラブ材がナイロンで形成されている場合の基準幅には６０ｍＶを設定することができる。

なお、スクラブ材の材質と導体パターンの材質との関係で基準幅があらかじめ明らかである場合には、以上の処理を実行する必要はない。
(２)洗浄ブラシ１０Ａの位置補正
図１２に、洗浄ブラシ１０Ａの位置補正処理のフローチャートを示す。

図３の調整用基板３０を、導体パターン３１Ａ_１〜３１Ａ_３の形成面を上側に向けた状態で基板搬送機構６０にセットし、洗浄ブラシ１０Ａ,１０Ｂの手前まで調整用基板３０を搬送させる。このとき、洗浄ブラシ１０Ａ,１０Ｂは、基板搬送機構６０のローラ６１上の調整用基板３０に接触しない適当な高さの位置に配置されている。

その後、調整用基板３０の各導体パターン３１Ａ_１〜３１Ａ_３に、接触検知部４０の電位測定器４１Ａ_１〜４１Ａ_３を１台ずつ接続する(Ｓ１００)。電位測定器４１Ａ_１〜４１Ａ_３の接続完了後、洗浄ブラシ１０Ａ,１０Ｂの回転を開始してから調整用基板３０の前進を再開させ、図１及び図２に示したように、回転中の洗浄ブラシ１０Ａ,１０Ｂ間に導体パターン３１Ａ_１〜３１Ａ_３が位置付けられた位置で調整用基板３０を停止させる(Ｓ１０１)。そして、洗浄ブラシ１０Ａの調整用送りネジ５１Ａ_１,５１Ａ_２をそれぞれ調整することによって、洗浄ブラシ１０Ａを調整用基板３０に徐々に近づけてゆく(Ｓ１０２)。

洗浄ブラシ１０Ａを調整用基板３０に近づけてゆく過程において、作業者は、各電位測定器４０Ａ_１〜４１Ａ_３の検出電位をモニタしながら、すくなくとも１つの電位測定器の検出電位に基準幅以上の変動が現れたと判断したときには(Ｓ１０３)、以下の処理を行う。

すべての電位測定器４０Ａ_１〜４１Ａ_３の検出電位に基準幅以上の変動が現れたと判断したときには(Ｓ１０４)、洗浄ブラシ１０Ａの位置補正を終了する(Ｓ１０６)。

一方、一部の電位測定器の検出電位に基準幅以上の変動が現れたと判断したときには(Ｓ１０４)、それがどの電位測定器であるかに応じて、以下のいずれかの処理によって洗浄ブラシ１０Ａの調整を行う(Ｓ１０５)。

導体パターン列の両端以外の導体パターン３１Ａ_２に接続されている電位測定器４１Ａ_２の検出電位にのみ基準幅以上の変動が現れた場合及び電位測定器４１Ａ_２の検出電位にだけ基準幅以上の変動が現れなった場合には、調整用基板３０の中央部付近の導体パターン３１Ａ_２のみが、洗浄ブラシ１０Ａのスクラブ材と接触または非接触の状態にあることになる。このことは、長期使用等によりスクラブ材１２Ａの毛足に劣化(変形、削れ等)が発生している可能性があることを意味する。このため、電位測定器４１Ａ_２の出力電位にのみ基準幅以上の変動が現れた場合または現れなかった場合には、作業者は、洗浄ブラシ１０Ａの交換またはスクラブ材１２Ａの毛足調整を行う必要がある。

導体パターン列の両端の導体パターン３１Ａ_１,３１Ａ_３に接続された電位測定器４１Ａ_１,４１Ａ_３のうち、いずれか一方の電位測定器の検出電位にのみ基準幅以上の変動が現れたら、その電位測定器の接続先の導体パターンだけが洗浄ブラシ１０Ａのスクラブ材１２Ａとの接触分離を起こしたことになる。そこで、いずれか一方の電位測定器の検出電位にだけ基準幅以上の変動が現れたときには、作業者は、洗浄ブラシ１０Ａの調整用送りネジ５１Ａ_１,５１Ａ_２のうち、その電位測定器が接続されている導体パターン側の調整用送りネジの調整だけを停止する。これにより、調整用基板３０に接触中の、洗浄ブラシ１０Ａの一端部の位置を固定し、調整用基板３０に未接触の、洗浄ブラシ１０Ａの他端部のみ、さらに調整用基板３０に近づける。

これにより、他の電位測定器４１Ａ_２,４１Ａ_３の検出電位にも基準幅以上の変動が現れたら(Ｓ１０４)、洗浄ブラシ１０Ａの一端部から他端部までのスクラブ材先端が調整用基板３０に接触しているため(すなわち、調整用基板３０とスクラブ材先端との間隔が均一になっているため)、調整続行中の調整用送りネジの調整も停止する(Ｓ１０６)。なお、この後、洗浄ブラシ１０Ａの調整用送りネジ５１Ａ_１,５１Ａ_２を同数だけ回転させることによって、洗浄ブラシ１０Ａを調整用基板３０に離してから、再度、Ｓ１０２〜Ｓ１０６を繰り返してもよい。

例えば、図５に示すように、両方の調整用送りネジ５１Ａ_１,５１Ａ_２の調整中に、電位測定器４１Ａ_３の検出電位にのみ基準幅以上の変動が現れたら、電位測定器４１Ａ_３に接続された導体パターン３１Ａ_３のみが洗浄ブラシ１０Ａのスクラブ材１２Ａと接触分離を起こしているため、そのタイミングＡで、導体パターン３１Ａ_３側の調整用送りネジ５１Ａ_２の調整だけを停止する。その後、さらに他方の調整用送りネジ５１Ａ_１の調整だけを続行し、すべての電位測定器４１Ａ_１,４１Ａ_２の検出電位に基準幅以上の変動が現れたら、そのタイミングＣで調整用送りネジ５１Ａ_１の調整も停止する。これにより、調整用基板３０に対する傾斜が小さくなるように洗浄ブラシ１０Ａの姿勢が補正されるため、洗浄ブラシ１０Ａのスクラブ材１２Ａの先端を調整用基板３０のＹ方向幅全体に一様に接触させることができる。

なお、図４には、スクラブ材との接触帯電により導体パターンに負の電位が発生する場合を示しているが、スクラブ材との接触帯電により導体パターンに発生する電位の極性は、スクラブ材の材質と導体パターンの材質との組み合わせにより異なる。例えば、導体パターンがＡｌ、スクラブ材がナイロンで形成されている場合には、導体パターンに負の電位が発生するが、導体パターンがＣｒ、スクラブ材がナイロンで形成されている場合には、導体パターンに正の電位が発生する。
(３)洗浄ブラシ１０Ｂの位置補正
洗浄ブラシ１０Ａの位置補正が終了したら調整用基板３０を後退させてから、調整用基板３０の表裏を反転させ、洗浄ブラシ１０Ａの位置補正と同様な処理を実行する。これにより、調整用基板３０に対する傾斜が小さくなるように洗浄ブラシ１０Ｂの姿勢が補正される。なお、両側面に導体パターンが形成された調整用基板を用いている場合には、このとき、調整用基板の表裏を反転させる必要はない。

このような、洗浄ブラシ１０Ａ,１０Ｂの位置補正処理を、洗浄対象基板の洗浄処理に先立ち実行しておけば、洗浄対象基板の洗浄中、各洗浄ブラシ１０Ａ,１０Ｂのスクラブ材１２Ａ,１２Ｂの先端を洗浄対象基板の被洗浄面に一様に接触させることができる。また、位置補正後の洗浄ブラシ位置から、予め定められた押し込み量に相当する距離、洗浄ブラシを洗浄対象基板に移動させるようにすれば、機差による、洗浄対象基板に対する洗浄ブラシの押し込み量のばらつきも抑制することができる。したがって、洗浄対象基板の被洗浄面内における洗浄効果のばらつきが抑制されるから、洗浄対象基板の被洗浄面をむらなく良好に洗浄することができる。

この効果を確認するため、同環境に放置された２枚の基板(７３０ｍｍ幅)を、同じ洗浄条件の下で、本実施の形態に係る位置補正の前後の洗浄ブラシによってスクラブ洗浄し、次式に定義される異物除去率を算出した。

異物除去率＝（洗浄前異物数−洗浄後異物数）／洗浄前異物数
ここで、洗浄前異物数は、洗浄前の基板の外観検査で検出された異物数であり、洗浄後異物数は、洗浄後の基板の外観検査で検出された異物数である。

その結果、位置補正後の洗浄ブラシで洗浄された基板の異物除去率が約９８％であったのに対して、位置補正前の洗浄ブラシで洗浄した基板の異物除去率は約７６％であった。このような相違が生じた原因は、位置補正前の洗浄ブラシで洗浄した基板表面の片側領域に未洗浄部分が存在していたことにある。以上の結果より、洗浄ブラシの位置補正を実行しておけば、洗浄対象基板の被洗浄面をむらなく良好に洗浄できることが確認された。なお、本実施の形態においては、上側洗浄ブラシ１０Ａ、下側洗浄ブラシ１０Ｂの順番で位置補正を行っているが、下側洗浄ブラシ１０Ｂ、上側洗浄ブラシ１０Ａの順番で位置補正を行っても、同様な効果を得ることができる。また、両面に導体パターンが形成された調整用基板を用いている場合には、調整用基板の両面の導体パターンにそれぞれ電位測定器を接続することによって、２つの洗浄ブラシ１０Ｂ,１０Ａの双方の位置補正を一緒に行っても、同様な効果を得ることができる。

以上においては、洗浄対象基板の洗浄処理に先立ち、調整用基板を用いて洗浄ブラシ１０Ａ,１０Ｂの位置補正を行っているが、洗浄対象基板にＴＥＧ(Test Element Group)として導体パターンを形成しておけば、洗浄対象基板の洗浄処理中に洗浄ブラシ１０Ａ,１０Ｂの位置補正を行うことも可能である。以下、洗浄対象基板の洗浄処理中に洗浄ブラシ１０Ａ,１０Ｂの位置補正を行う場合について説明する。ここでは、一方の面内に４面のパネルが配置された基板を洗浄対象基板とする場合を例に挙げる。

図７に、洗浄対象基板７０を示し、図８に、この洗浄対象基板７０を洗浄する洗浄装置の概略構成を示す。なお、説明の便宜上、図７には、洗浄対象基板７０の厚さ方向をＺ方向、洗浄対象基板７０の２つの幅方向をＸ方向及びＹ方向として定義し、図８にも、図７と同様な３方向ＸＹＺを定義してある。

洗浄対象基板７０の一方の面内には、対向する縁領域にそれぞれＹ方向にそって適当な間隔Δｙ_２おきに配置された複数のパッド７２Ｂ_１〜７２Ｂ_３,７２Ａ_１〜７２Ａ_３、パネルの配置領域７１を迂回して対応パッド間を接続する配線パターン７２Ｃ_１〜７２Ｃ_３が形成されている。これらのパターン７２Ａ_１〜７２Ａ_３,７２Ｂ_１〜７２Ｂ_３,７２Ｃ_１〜７２Ｃ_３の材質は、調整用基板１０の導体パターンと同様のものであればよい。そして、図７には図示されていないが、洗浄対象基板７０の他方の面にも、同様なパッド７２ａ_１〜７２ａ_３,７２ｂ_１〜７２ｂ_３及び配線パターン７２ｃ_１〜７２ｃ_３が形成されている。

なお、図７には、対向する縁領域にパッドが３つずつが形成された洗浄対象基板７０を示したが、パッド間にさらにパッドが形成されてもよい。また、洗浄処理中に、洗浄ブラシ１０Ａ,１０Ｂの交換時期等を電位測定器の出力から判断する必要がない場合には、３つのパッドの真ん中のパッド７２Ａ_２,７２ａ_２,７２Ｂ_２,７２ｂ_２が間引かれてもよい。

このような洗浄対象基板７０を洗浄する洗浄装置は、図８に示すように、洗浄対象基板７０をＸ方向に搬送する基板搬送機構(不図示)、洗浄対象基板７０を通過させるための間隔を開けて配置された上下１対のロール状洗浄ブラシ１０Ａ,１０Ｂ、各洗浄ブラシ１０Ａ,１０Ｂを回転及び移動させるブラシ駆動機構５０、洗浄対象基板７０に対する洗浄ブラシ１０Ａ,１０Ｂの片当たりを検出する接触検知部４０'、情報処理装置８０を有している。

これらの構成のうち、基板搬送機構、ロール状洗浄ブラシ１０Ａ,１０Ｂ、ブラシ駆動機構５０は、図１及び図２の洗浄装置のものと同様であるため、ここでは、具体的な構成の図示及び説明を省略する。

接触検知部４０'は、洗浄ブラシ１０Ａ,１０Ｂ間に到達した洗浄対象基板７０の前端部を検知する位置センサ４３、進行中の洗浄対象基板７０の前端部(基板の進行方向端部)が洗浄ブラシ１０Ａ,１０Ｂ間に到達したときに洗浄対象基板７０の後端部(前端に対向する端部)側の各パッド７２Ａ_１〜７２Ａ_３,７２ａ_１〜７２ａ_３に対向する導電性の針を有する上下１対のプローブ４２Ａ,４２ａ、プローブ４２Ａ,４２ａをＺ方向に往復移動させるプローブ移動機構４４、プローブ４２Ａ,４２ａの各針に接続された電位計測器４１Ａ_１'〜４１Ａ_３',４１ａ_１'〜４１ａ_３'、洗浄装置全体を制御する情報処理装置８０を有している。ここで、プローブ４２Ａ,４２ａが、洗浄ブラシ１０Ａ,１０Ｂよりも、基板進行方向に向かって手前側に配置されているのは、プローブ４２Ａ,４２ａの針と洗浄液との接触を防止するためである。

この洗浄装置では、洗浄対象基板７０の洗浄処理中、情報処理装置８０の制御により、図１３に示した処理が行われる。

搬送中の洗浄対象基板７０の前端部が位置センサ４３によって検知されると、情報処理装置８０は、基板移動機構を制御することにより、洗浄対象基板７０を一旦停止させる(Ｓ１１０)。これにより、洗浄対象基板７０の一端側のパッド７２Ｂ_１〜７２Ｂ_３,７２ｂ_１〜７２ｂ_３の列(以下、前端側パッド列)が、回転中の洗浄ブラシ１０Ａ,１０Ｂの間に位置付けられ、洗浄対象基板７０の他端側のパッド７２Ａ_１〜７２Ａ_３,７２ａ_１〜７２ａ_３の列(以下、後端側パッド)が、プローブ４２Ａ,４２ａの針先の間に位置付けられる。

この状態で、情報処理装置８０は、プローブ移動機構４４を制御することによって、プローブ４２Ａ,４２ａの針を、それぞれ、洗浄対象基板７０の両面内の前端側パッド列のパッド７２Ａ_１〜７２Ａ_３,７２ａ_１〜７２ａ_３に接触させる(Ｓ１１１)。

その後、情報処理装置８０は、さらにブラシ駆動機構５０を制御することによって、少なくとも１つの電位測定器の検出電位に基準幅以上の変動が現れるまで(すなわち、基板両面の前端側パッド列のパッド７２Ａ_１〜７２Ａ_３,７２ａ_１〜７２ａ_３の少なくとも１つにスクラブ材の先端が接触するまで)、洗浄ブラシ１０Ａ,１０Ｂを洗浄対象基板７０側に移動させる(Ｓ１１２,Ｓ１１３)。

その結果、情報処理装置８０は、すべての電位計測器４１Ａ_１〜４１Ａ_３,４１ａ_１〜４１ａ_３の検出電位に基準幅以上の変動が現れたと判断した場合(Ｓ１１４)、すなわち、回転中の洗浄ブラシ１０Ａ,１０Ｂのスクラブ材１２Ａ,１２Ｂの先端が洗浄対象基板７０のＹ方向幅全体に接触したと判断した場合には、プローブ移動機構及び基板移動機構を制御することによって、プローブ４２Ａ,４２ａを洗浄対象基板７０から離してから、洗浄対象基板７０の前進を再開させる。これにより、回転中の洗浄ブラシ１０Ａ,１０Ｂの間を洗浄対象基板７０が通過し、洗浄対象基板７０が洗浄される(Ｓ１１６)。

一方、情報処理装置８０は、一部の電位計測器の出力電位で基準幅以上の電位変動が現れたと判断した場合(Ｓ１１４)、すなわち、回転中の洗浄ブラシ１０Ａ,１０Ｂのスクラブ材１２Ａ,１２Ｂの先端と洗浄対象基板７０との間隔が不均一な場合には、以下の処理を実行する(Ｓ１１５)。

洗浄対象基板７０の両面内の後端側パッド列の両端パッド７２Ａ_１,７２Ａ_３,７２ａ_１,７２ａ_３以外のパッド７２Ａ_１,７２ａ_２に接触中の針に接続された電位測定器４１Ａ_２',４１ａ_２'の両方または一方にだけ基準幅以上の電圧変動が現れた場合または現れない場合には、長期使用によりスクラブ材に劣化(変形、削れ等)が発生している可能性があるため、情報処理装置８０は、音声、画像等により警告を出力する。これにより、作業者は、洗浄ブラシが交換時期またはスクラブ材の毛足調整時期にあることを把握することができる。

また、洗浄対象基板７０の一方の面内の後端側パッド列の両端パッド７２Ａ_１,７２Ａ_３に接触中の針に接続された電位計測器４１Ａ_１',４１Ａ_３'のうち、一方にだけ基準幅以上の電位変動が現れた場合には、情報処理装置８０は、調整用送りネジ５２Ａ_１,５２Ａ_２のうち、基準幅以上の電位変動が現れた電位測定器の接続先パッド側の調整用送りネジの調整だけが停止するようにブラシ移動機構５０を制御する。同様に、洗浄対象基板７０の他方の面内の後端側パッド列の両端パッド７２ａ_１,７２ａ_３に接触中の針に接続された電位計測器４１ａ_１',４１ａ_３'のうち、一方にだけ基準幅以上の電位変動が現れた場合には、情報処理装置８０は、調整用送りネジ５２Ｂ_１,５２Ｂ_２のうち、基準幅以上の電位変動が現れた電位測定器の接続先パッド側の調整用送りネジの調整だけを停止するように、ブラシ移動機構５０を制御する。これにより、洗浄対象基板７０に接触中の、洗浄ブラシの一端部の位置が動かずに、洗浄対象基板７０に未接触の、洗浄ブラシの他端部のみが、さらに洗浄対象基板７０に徐々に近づけられる。その結果、後端側パッド列のすべてのパッドに接触している針の接続先の電位計測器の検出電位に基準幅以上の変動が現れたら、情報処理装置８０は、ブラシ移動機構５０を制御することにより、このときの洗浄ブラシ１０Ａ,１０Ｂの位置(原点)から、予め定められた押し込み量に相当する距離、洗浄ブラシ１０Ａ,１０Ｂを洗浄対象基板７０側に移動させる。これにより、洗浄対象基板７０に対する洗浄ブラシ１０Ａ,１０Ｂの押し込み量が再設定される。

その後、情報処理装置８０は、プローブ移動機構４４及び基板移動機構を制御することにより、プローブ４２Ａ,４２Ｂを洗浄対象基板７０から離してから、洗浄対象基板７０の前進を再開させる。これにより、回転中の洗浄ブラシ１０Ａ,１０Ｂの間を洗浄対象基板７０が通過し、洗浄対象基板７０が洗浄される(Ｓ１１５)。

このような処理によれば、個々の洗浄対象基板の洗浄処理前に、洗浄対象基板と洗浄ブラシとの間隔の不均一が補正され、洗浄対象基板に対する洗浄ブラシの押し込み量が再調整される。このため、複数の洗浄対象基板を連続洗浄しても、ブラシ移動機構５０を制御することにより、洗浄対象基板間の洗浄むらを抑制することができる。

この効果を確認するため、洗浄ブラシ１０Ａ,１０Ｂの位置補正を行ないながら複数の洗浄対象基板(７３０ｍｍ幅)７０を連続洗浄し、１００００枚の洗浄対象基板７０の洗浄処理が終了するごとに原点位置の洗浄ブラシ１０Ａ,１０Ｂと洗浄対象基板７０との間隔を測定した。また、比較例として、洗浄ブラシ１０Ａ,１０Ｂの位置補正を行わずに複数の洗浄対象基板(７３０ｍｍ幅)７０を連続洗浄し、１００００枚の洗浄対象基板７０の洗浄処理が終了するごとに、原点位置の洗浄ブラシ１０Ａ,１０Ｂと洗浄対象基板７０との間隔を測定した。

その結果、洗浄ブラシ１０Ａ,１０Ｂの位置補正を行わずに複数の洗浄対象基板７０を連続した場合には、図９のグラフ９２に示すように、洗浄処理済みの洗浄対象基板７０の数が多くになるにしたがって、原点位置の洗浄ブラシ１０Ａ,１０Ｂと洗浄対象基板７０との間隔が開いていったのに対して、洗浄ブラシ１０Ａ,１０Ｂの位置補正を行ないながら複数の洗浄対象基板７０を連続した場合には、図９のグラフ９１に示すように、洗浄処理済みの洗浄対象基板７０の数が多くになっても、原点位置の洗浄ブラシ１０Ａ,１０Ｂと洗浄対象基板７０との間に隙間がほとんど空かないことが確認された。このことから、上記効果が確認された。

また、図８の洗浄装置によれば、洗浄対象基板７０に反りが発生しているか否かを、以下のように検査することもできる。情報処理装置８０は、洗浄対象基板７０のパッド７２Ａ_１〜７２Ａ_３にプローブ４２Ａの針を押しつけた状態で、位置補正済みの洗浄ブラシ１０Ａを回転させながら、洗浄対象基板７０に徐々に近づける。その結果、一部の電位測定器にのみ基準幅以上の電位変動が現れた場合には、情報処理装置８０は、洗浄対象基板７０が部分的に洗浄ブラシ１０Ａに接触していると判断し、洗浄対象基板７０に反りが発生している旨を出力する。さらに、情報処理装置８０は、洗浄ブラシ１０Ａを洗浄対象基板７０側に移動させ、全電位測定器に基準幅以上の電位変動が現れたら、そのときの洗浄ブラシ位置から、一部の電位測定器にのみ基準幅以上の電位変動が現れたときの洗浄ブラシ位置までの間隔を算出し、その算出結果を洗浄対象基板７０の反りの程度を表す情報として出力する。図１１に、７３０ｍｍ幅の洗浄対象基板７０の検査結果を示す。図１１において、ブラシの高さは、洗浄対象基板７０から離れるほど大きな値を示し、各パッド７２Ａ_１〜７２Ａ_３に対応付けられた列に示された「接触」及び「非接触」は、パッドに接触中の針に接続された電位計測器に所定幅以上の電位変動が現れたこと及び現れなかったことを示している。このような検査結果が得られた場合、情報処理装置８０は、パッド７２Ａ_２の位置が０.４ｍｍだけ洗浄ブラシ１０Ａ側に凸の反りが洗浄対象基板７０に生じている旨の情報を出力する。

なお、ここでは、ロール状洗浄ブラシの位置補正を行う場合を２例に挙げたが、ディスク型洗浄ブラシの回転軸の傾斜も、同様な位置補正によって補正することができる。すなわち、ディスク型洗浄ブラシの回転軸が基板表面に対して傾斜している場合に、回転中のディスク型洗浄ブラシを徐々に基板表面に接近させてゆくと、基板表面の所定の領域にスクラブ材が最初に接触するため、ロール型洗浄ブラシと同様、基板表面に形成された導体とスクラブ材の接触帯電を利用して位置補正を行うことができる。

ところで、以上においては、基板と回転中の洗浄ブラシのスクラブ材との接触帯電を利用して、洗浄ブラシの交換時期等の判断も行っているが、プローブの針と回転中の洗浄ブラシ１０Ａ,１０Ｂのスクラブ材との接触帯電を利用して、洗浄ブラシの交換時期等の判断を行うようにしてもよい。このようにする場合には、例えば、図１０に示すように、図８の洗浄装置に、接触探知部４０'と同様な構成の接触探知部をさらに設けて、この接触探知部の２つのプローブ４２Ａ', ４２ａ'のうち、一方のプローブ４２Ａ'を、洗浄ブラシ１０Ａの軸１１Ａから所定の間隔の位置に全針の先端が位置付けられる位置に配置し、他方のプローブ４２ａ'を、洗浄ブラシ１０Ｂの軸１１ｂから所定の間隔の位置に全針の先端が位置付けられる位置に配置すればよい。そして、この場合には、例えば１枚の洗浄対象基板の洗浄が終してから、つぎの洗浄対象基板がセンサ４３に検知されるまでの間等に、情報処理装置８０が、各洗浄ブラシ１０Ａ,１０Ｂについて少なくとも１つの電位測定器に基準幅以上の電位変動が現れるまで(各プローブ４２Ａ',４２ａ'の少なくとも１本の針が洗浄ブラシ１０Ａ_,１０Ｂに接触するまで)、プローブ４２Ａ',４２ａ'を洗浄ブラシ１０Ａ,１０Ｂ側に移動させるようにすればよい。その結果、いずれか一方の洗浄ブラシに対応する電位計測器のうち、一部の電位計測器の検出電位にだけ基準幅以上の変動が現れた場合には、長期使用によりスクラブ材に劣化(変形、削れ等)が発生している可能性があるため、情報処理装置８０が、音声、画像等により警告を出力するようにすればよい。

最後に、本実施の形態に係る洗浄装置の用途について説明する。

図１４に、液晶表示装置の製造工程の一部を示す。液晶表示装置の製造工程には複数の洗浄工程が含まれている。本実施の形態に係る洗浄装置は、例えば、これらの洗浄工程に適用することができる。具体的には、受入れ基板の洗浄処理工程(Ｓ１２０)、成膜処理(Ｓ１２２)前の基板の洗浄処理工程(Ｓ１２３)、フォトリソグラフィ工程(Ｓ１２４〜Ｓ１２９)前の基板の洗浄工程(Ｓ)、検査(Ｓ１３１)の洗浄工程(Ｓ１３０)のいずれもに適用することができる。本実施の形態に係る洗浄装置を、液晶表示装置の製造工程の洗浄工程に適用すれば、基板をむらなく良好に洗浄することができるため、液晶表示装置の製造工程の歩留まりを向上させることができる。なお、本実施の形態に係る洗浄装置は、液晶表示装置の製造工程に限らず、基板の洗浄処理が含まれていれば、どのような製品の製造工程にも適用することができる。

以上、洗浄装置への適用例を挙げたが、本発明は、回転体で基板表面を処理する表面処理装置であれば、洗浄装置以外にも適用することができる。例えば、起毛した布材が巻き付けられたローラで基板表面をラビングするラビング装置等にも適用可能である。

本発明の実施の形態に係る洗浄装置の構成を説明するための図である。 本発明の実施の形態に係る洗浄装置の構成を説明するための図(電位測定器側から見た、図１の洗浄装置の概略側面図)である。 本発明の実施の形態に係る調整用基板の正面図である。 本発明の実施の形態に係る調整用基板の正面図である。 図１の洗浄装置の各電位計測器の出力信号を示した図である。 洗浄ブラシと基板との間の接触が確認された割合を、電位計測器の検出電位に対応付けて示した図である。 本発明の実施の形態に係る洗浄対象基板の正面図である。 本発明の実施の形態に係る洗浄装置の構成を説明するための図である。 図８の洗浄装置における、洗浄ブラシの位置補正の効果を説明するための図である。 図８の洗浄装置において、洗浄対象基板の反りを検出する方法を説明するための図である。 本発明の実施の形態に係る洗浄装置の構成を説明するための図である。 本発明の実施の形態に係る、洗浄ブラシの位置補正処理のフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る、洗浄ブラシの位置補正処理のフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る、液晶パネル製造工程の一部のフローチャートである。

符号の説明

１０Ａ,１０Ｂ…洗浄ブラシ、１２Ａ,１２Ｂ…スクラブ材、３０…調整用基板、３１Ａ_１〜３１Ａ_３,３１Ａ_１'〜３１Ａ_３'…導体パターン、４０,４０'…接触検知部、４１Ａ_１〜４１Ａ_３,４１Ａ_１'〜４１Ａ_３',４１ａ_１'〜４１ａ_３',４１Ａ_１''〜４１Ａ_３'',４１ａ_１''〜４１ａ_３''…電位測定器、４２Ａ,４２ａ,４２Ａ',４２ａ'…プローブ、４３…位置センサ、５０…ブラシ駆動機構、５１Ａ_１,５１Ａ_２,５１Ｂ_１,５１Ｂ_２…調整用送りネジ、７０…洗浄対象基板、７２Ａ_１〜７２Ａ_３,７２Ｂ_１〜７２Ｂ_３,７２Ｃ_１〜７２Ｃ_３,７２ａ_１〜７２ａ_３,７２ｂ_１〜７２ｂ_３,７２ｃ_１〜７２ｃ_３…ＴＥＧパターン

Claims (10)

1. 軸と当該軸の外周面から離れる方向に先端が向けられた複数の線材を有する部材を、前記軸周りに回転させながら、前記軸の方向に沿って基板の一方の面内に並べられた第1及び第２の導体パターンと前記軸との間隔が狭くなる方向に移動させる駆動手段と、
   回転中の前記部材の線材との接触により帯電する前記第１及び第２の導体パターンの電位をそれぞれ測定する電位測定手段と、
   を備えることを特徴とする表面処理装置。
2. 請求項１記載の洗浄装置であって、
   前記第１及び第２の導体パターンの間隔に応じた間隔で並べられた第１及び第２の導体部材を有するプローブと、
   前記第１の導体パターンと前記第１の導体部材との間隔及び前記第２の導体パターンと前記第２の導体部材との間隔が狭くなる方向に前記プローブを移動させるプローブ移動手段と、
   を備え、
   前記電位測定手段は、
   前記第１の導体部材に接触中の第１の導体パターンの電位及び前記第２の導体部材に接触中の第２の導体パターンの電位をそれぞれ測定することを特徴とする表面処理装置。
3. 請求項２記載の表面処理装置であって
   前記軸に交差する方向に前記基板を搬送する搬送手段と、
   前記第１及び第２の導体部材の並びと前記軸とに前記第1及び第２の導体パターンが対向する位置に到達した前記基板を検出する基板検出手段と、
   前記基板検出手段が前記基板を検出した場合に、前記プローブ移動手段が前記プローブを移動させ、前記駆動手段が前記部材を移動させる、ことを特徴とする表面処理装置。
4. 請求項１、２及び３のいずれか１項に記載の表面処理装置であって、
   前記第１及び第２の導体パターンの間に、回転中の前記部材の線材との接触により帯電する第３の導体パターンが形成されている場合、前記電位測定手段は、前記第１〜第３のパターンの電位を測定することを特徴とする表面処理装置。
5. 請求項１、２及び３のいずれか１項に記載の表面処理装置であって、
   回転中の前記部材の移動中に、前記第２の導体パターンの電位よりも先に前記第１の導体パターンの電位に基準幅以上の変動が現れた場合に、前記駆動手段を制御して、前記第１及び第２の導体パターンが形成された前記面に対する、前記部材の姿勢を変更させる制御手段を有することを特徴とする表面処理装置。
6. 請求項５記載の表面処理装置であって、
   回転中の前記ブラシの移動中に、前記第２の導体パターンの電位よりも先に前記第１の導体パターンの電位に基準幅以上の変動が現れた場合、前記駆動手段は、前記制御手段の制御により、前記軸の両端部のうち、前記第２の導体パターンよりも前記第１の導体パターンに近い側の一端部の移動を停止し、前記第１の導体パターンよりも前記第２の導体パターンに近い側の他端部を前記基板に近づける、ことを特徴とする表面処理装置。
7. 軸と当該軸の外周面から離れる方向に先端が向けられた複数の線材を有する部材を、前記軸周りに回転させる駆動手段と、
   前記軸の方向にそって並べられた複数の導体部材を有するプローブと、
   前記各導体部材の先端と前記軸との間隔が狭くなる方向に、前記プローブを移動させるプローブ移動手段と、
   回転中の前記部材の線材との接触により前記各導体部材に生じる電位をそれぞれ測定する電位測定手段と、
   を備えることを特徴とする表面処理装置。
8. 基板を含む液晶表示装置の製造方法であって、
   軸と当該軸の外周面から離れる方向に先端が向けられた複数の線材を有する、回転中の部材を、当該部材の回転軸にそって前記基板または調整用基板の第１の面内に並んだ第１及び第２の導体パターンに近づけながら、回転中の前記部材との接触により帯電する前記第１及び第２の導体パターンの電位をそれぞれ測定する測定処理と、
   回転中の前記部材の移動に、前記第２の導体パターンの電位よりも先に前記第１の導体パターンの電位に基準幅以上の変動が現れた場合に、前記第１の面に対する前記部材の姿勢を変更する補正処理と、
   前記補正処理が行われた後、回転中の前記部材と前記基板とを接触させながら、回転中の前記部材と前記基板とを相対的に移動させ、前記基板の表面を処理する基板表面処理と、
   を含むことを特徴とする、液晶表示装置の製造方法。
9. 請求項８記載の、液晶表示装置の製造方法であって、
   前記洗浄処理において、
   予め定められた押込み量に応じた距離だけ、前記補正処理後の前記部材の位置から前記部材を移動させた状態で、前記基板の表面を処理することを特徴とする、液晶表示装置の製造方法。
10. 基板を含む液晶表示装置の製造方法であって、
    軸と当該軸の外周面から離れる方向に先端が向けられた複数の線材を有する、回転中の部材の前記線材に前記基板を接触させて、前記基板の表面を処理する工程を含み、
    前記工程には、
    回転中の前記部材の回転軸にそって並べられた複数の導体部材を有するプローブを、前記各導体部材の先端と前記部材との間隔が狭くなる方向に移動させながら、前記線材との接触により前記各導体部材に生じる電位をそれぞれ測定する処理が含まれることを特徴とする、液晶表示装置の製造方法。
    

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