JP2005169302A - クリーニング方法およびクリーニング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 磁気転写用マスターなどのように被洗浄物に圧着されアンカー効果によって強固に付着している塵埃を高い除去率で除去する。
【解決手段】 ステージ２に保持した被洗浄物Ｗに対し、ドライアイス粒子を吹き付ける第１クリーニング工程を行う第１クリーニング機構３と、第１クリーニングの後、被洗浄物Ｗに粘着部材５を押し付け・剥離する第２クリーニング工程を行う第２クリーニング機構４とを備え、ドライアイスクリーニングで付着塵埃の付着力を弱め、粘着部材５で粘着除去する。第１、第２クリーニング工程の少なくとも一方を、複数回行って除去率を高めるのが好ましい。
【選択図】 図１

Description

本発明は、磁気転写に使用する磁気転写用マスターなどの被洗浄物のクリーニング方法およびクリーニング装置に関するものである。

本発明が用いるクリーニング方法は、ドライアイスクリーニングと呼ばれる粒子状のドライアイスを被洗浄物に吹き付ける方法であり、各種技術が提案されている。

一例としては、液化ガス（炭酸ガス）を噴霧し、液化ガスの霧粒子を個別に凍結させて被洗浄物表面に衝突させるもので、吹き付ける粒子を任意に細かくできる技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、他のクリーニング方法としては、粘着部材を使用する方法がある。例えば、弾性力を有するローラーの面に粘着テープを巻き付けて、このローラーを被洗浄物の表面に回転移動させて付着物を粘着面に吸着除去する技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。また、粘着テープを貼り付けた後の被洗浄物表面への糊残りのない特殊組成の粘着テープを用いたクリーニング方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
特公昭６０−３５５５号公報 特開昭４８−３５７７１号公報 特開平８−８８２０５号公報

ところで、本発明が対象とする被洗浄物としては、例えば、磁気転写用マスター、光ディスク用マスターなどが挙げられる。磁気転写用マスターは、磁性体の微細凹凸パターンにより転写情報を担持し、その情報担持面と、転写を受ける磁気記録部を有するスレーブ媒体とを密着させた状態で、転写用磁界を印加して、転写情報（例えばサーボ信号）に対応する磁化パターンをスレーブ媒体に転写記録するためのものである。

そして、磁気転写時には、マスターを繰り返して使用するのに応じて、マスターは表面に異物が付着して汚染され、特にスレーブ媒体と密着された際に付着物が押圧された状態で付着する。これらの付着物がマスターに付着した状態で磁気転写を行うと、付着部を中心として周辺に及ぶ範囲までマスターとスレーブ媒体の密着が確保できず、所定信号レベルのパターン転写ができずに転写品質が低下する。記録した信号がサーボ信号の場合にはトラッキング機能が十分に得られずに信頼性が低下するという問題があった。

上記磁気転写用マスターでは、その用法から付着した塵埃は表面に圧着されるとともに、マスター表面には微小な凹凸パターンが存在しているため、塵埃がその凹凸に入り込みアンカー効果で付着力が高くなっている。

上記のような磁気転写用マスターを、前記特許文献１のようなドライアイス洗浄のみでクリーニングした際には、物理的除去力が弱く、被洗浄面に圧着されたような強固に付着した塵埃の除去効果は低く除去率が十分に得られない問題がある。

一方、特許文献２のような粘着部材のみを使用したクリーニングでは、圧着付着物が除去できる程度に粘着力が高いと糊残り等の残留物が生じる問題があり、特許文献３のように糊残りを無くした粘着材では、粘着力が低くなって圧着されアンカー効果による付着塵埃の除去率が十分に得られない問題がある。

本発明はこのような問題に鑑みなされたもので、磁気転写用マスターなどのように圧着されアンカー効果によって強固に付着している塵埃を高い除去率で除去できるようにしたクリーニング方法およびクリーニング装置を提供することを目的とするものである。

本発明のクリーニング方法は、被洗浄物の表面にドライアイス粒子を吹き付ける第１クリーニング工程の後に、前記被洗浄物の表面に粘着部材を押し付け・剥離する第２クリーニング工程を設け、前記被洗浄物表面の付着物を除去することを特徴とするものである。

前記第１クリーニング工程および第２クリーニング工程の少なくとも一方のクリーニング工程を、複数回行うことで除去率を高めるのが好適である。

前記第１クリーニング工程は、雰囲気に結露防止用のガスパージを行うのが好ましい。

また、本発明のクリーニング装置は、被洗浄物の表面にドライアイス粒子を吹き付ける第１クリーニング機構と、該第１クリーニング機構によって処理された前記被洗浄物の表面に粘着部材を押し付け・剥離する第２クリーニング機構とを備えたことを特徴とするものである。

前記第１クリーニング機構は、雰囲気に結露防止用のガスパージを行う機構をさらに備えたものが好適である。

上記のような本発明によれば、被洗浄物の表面にドライアイス粒子を吹き付けた後に粘着部材を押し付けることにより、ドライアイス粒子の吹き付けで付着塵埃と被洗浄物表面の隙間に炭酸ガスが高い浸透力および溶解力で浸透し、昇華するのに伴って塵埃の付着力を弱め、その後、粘着部材を押し付けて剥離することで、糊残りが生じない程度の粘着力によっても、磁気転写用マスターに付着している塵埃のように圧着されアンカー効果によって強固に付着している塵埃を高い除去率で除去でき、クリーニング効果が高められる。

このように、ドライアイス吹き付けと粘着部材を使用する洗浄を組み合わせることで、付着力の強い塵埃についても確実に除去することが可能となった。

以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は一つの実施の形態におけるクリーニング装置の概略機構を示す側面図、図２はそのクリーニング装置の概略平面図であり、図３はクリーニング工程を順に示すクリーニング装置の概略平面図である。

クリーニング装置１は、被洗浄物Ｗを保持するステージ２と、被洗浄物Ｗにドライアイス粒子を吹き付ける第１クリーニング工程を行う第１クリーニング機構３と、被洗浄物Ｗに粘着部材５（粘着シート）を押し付け・剥離する第２クリーニング工程を行う第２クリーニング機構４とを備えている。

この実施形態ではワークとしての被洗浄物Ｗは円盤状の磁気転写用マスターであり、その片面の洗浄表面には、磁気転写用の微細凹凸パターンを有し、この凹凸パターンに磁気転写工程で圧着された塵埃付着物がアンカー効果によって強固に付着し、この塵埃付着物をクリーニング除去する。

上記ステージ２は、被洗浄物Ｗを垂直方向に縦向き保持するもので、例えば、被洗浄物Ｗの裏面を真空吸引等で吸着固定したり、電気的吸着もしくは機械的に固定するようになっている。垂直保持により、除去した塵埃の再付着が防止できる。

第１クリーニング機構３は、ドライアイス粒子を噴射するノズル３１を備える。このノズル３１は、先端の噴射口３１ａよりステージ２に保持された被洗浄物Ｗの表面に斜め上方よりドライアイス粒子を噴射するよう、柱状部材３２の上部に傾斜保持されている。柱状部材３２は移動台座３３に立設され、移動台座３３は横方向（被洗浄物Ｗの表面と平行）に設置された第１リニアガイド３４上を往復移動可能に設置されている。これにより、上記ノズル３１は被洗浄物Ｗの表面に沿って平行移動し、洗浄面の全面に向けてドライアイス粒子の吹き付けが行えるようになっている。

なお、ステージ２の被洗浄物Ｗとノズル３１とは、相対的に移動すればよいもので、ノズル３１を固定して、ステージ２またはステージ２上の被洗浄物Ｗが移動するように設置してもよい。

上記ノズル３１からのドライアイス粒子の噴射は、例えば、液化炭酸ガス容器から液化炭酸ガスを断熱膨張させてドライアイス粒子を生成し、これをノズル３１に供給して行う。このノズル３１からのドライアイス粒子の噴出は、被洗浄物Ｗに当たらない状態でノズル３１より噴射を開始し、一定時間噴射した後に噴射状態のまま、ドライアイス粒子が被洗浄物Ｗに当たるようにノズル３１を移動させる。その後、ノズル３１を被洗浄物Ｗの全面を走査するように移動させる動作制御を行う。

また、ノズル３１からドライアイス粒子を被洗浄物Ｗに吹き付ける際、摩擦によって被洗浄物Ｗは帯電し、浮遊している塵埃を吸着するので、この帯電を除電する方法を採用することで被洗浄物Ｗの帯電をなくす機構（不図示）を設置している。

除電方法としては、例えば、ドライアイス粒子の帯電極性に対して逆極性に帯電させた除電エアーを供給したり、また、炭酸ガスとは別にイオン化した噴射ガスをドライアイス粒子と混合してドライアイス粒子を除電したり、被洗浄物Ｗに直接もしくはその固定箇所にアースを取り付けて被洗浄物Ｗを除電する方法などがあり、これらの除電方法を少なくとも一つ以上用いるものである。

さらに、ドライアイス粒子は低温であり、被洗浄物Ｗに吹き付けると、被洗浄物Ｗは急冷されて表面が結露し、被洗浄面の汚染が生じてしまうため、不図示の結露防止対策を施す。この結露防止としては、クリーニング装置１の設置雰囲気（後述のカバー７内クリーンルーム８）を高純度の不活性ガスでパージすることで水蒸気量を低減させるだけでなく、被洗浄物Ｗの表面への分子状汚染も防止できる。その他、結露防止としては、被洗浄物Ｗを加熱する、エアドライヤを使用して雰囲気湿度を下げるなどの方法が採用できる。

第２クリーニング機構４は、ロール状に巻き取られ表面に粘着剤が塗設されたシート状の粘着部材５と、ロール状の粘着部材５を縦向きで繰り出し可能に保持する保持部材４１と、ロールより繰り出された粘着部材５を把持する２つの把持機構４２，４３と、該把持機構４２，４３を往復移動可能に支持する第２リニアガイド４４と、繰り出された粘着部材５を被洗浄物Ｗの表面に押し付ける縦向きの押圧ローラ４５と、該押圧ローラ４５を押圧方向に往復作動するように保持する作動部材４６と、押圧ローラ４５を被洗浄物Ｗの表面に沿って往復移動可能に支持する第３リニアガイド４７とを備えてなる。上記第２リニアガイド４４および第３リニアガイド４７は、前記第１リニアガイド３４と平行に設置されてなる。

第２クリーニング機構４で使用する粘着部材５は、被洗浄物Ｗに糊残りなどの残留物を残さない材料を用いた粘着シートまたは粘着ローラなどによる部材を使用する。例として、アクリル系ポリマー、メタクリル系ポリマーを使用した粘着剤を含むものや、ポリウレタン、シリコンゴム、ネオプレンゴム、ブチルゴムのように粘着剤を使用しない自己粘着性を持つものが挙げられる。

上記クリーニング装置１は、カバー７で覆われたクリーンルーム８内に設置され、上部に設置されたクリーンエアフィルター７１で塵埃除去されたクリーンエアが導入されてダウンフロー雰囲気に置かれ、下部に設置された排気装置７２より排出される。また、上記カバー７内の閉鎖されたクリーンルーム８には、雰囲気に結露防止用のガスパージを行う不図示のガス導入機構が設置されている。

そして、上記クリーニング装置１によるクリーニング方法は、被洗浄物Ｗの表面にドライアイス粒子を吹き付ける第１クリーニング工程の後に、被洗浄物Ｗの表面に粘着部材５を押し付け・剥離する第２クリーニング工程を施し、被洗浄物Ｗ表面の付着物を除去するものである。また、必要に応じて前記第１クリーニング工程および第２クリーニング工程の少なくとも一方のクリーニング工程を、複数回行って塵埃除去率を高める。

クリーニング装置１のクリーニング動作を、図３により説明する。まず、図２のクリーニング前の状態において、ステージ２に被洗浄物Ｗをセットする。そして、カバー７を閉じ、内部空間に結露防止用のガスを導入してから、まず第１クリーニング機構３によって被洗浄物Ｗの表面にドライアイス粒子を吹き付ける。つまり、ノズル３１の先端噴射口３１ａよりドライアイス粒子を噴射させながら、該ノズル３１を第１リニアガイド３４に沿って移動させて、被洗浄物Ｗの全面にドライアイス粒子を吹き付け、図３(ａ)のように、ノズル３１を第２クリーニング機構４の位置より離れた反対側部位に停止させ、ドライアイス粒子の噴射を停止させる。ドライアイス粒子の噴射は、必要に応じてノズル３１を１回または複数回走査させて、第１クリーニング工程を１回または複数回行う。

このドライアイス粒子の吹き付けによって、被洗浄物Ｗの表面の塵埃を吹き飛ばすとともに、微小凹凸表面と付着塵埃との隙間に炭酸ガスが高い浸透力および溶解力で浸透し、昇華やヒートショックに伴って塵埃の付着力を弱め、浮き上がらせるように作用する。

次に、第２クリーニング機構４によって粘着クリーニングを行うものであるが、まず、図３(ｂ)に示すように、ロールより繰り出された粘着部材５の先端を一方の把持機構４２によって把持するとともに、この把持機構４２が第２リニアガイド４４に沿ってさらに粘着部材５を引き出すように移動し、被洗浄物Ｗの表面より離れた位置で、被洗浄物Ｗの前方を覆うように粘着部材５を保持する。

続いて、図３(ｃ)に示すように、押圧ローラ４５を第３リニアガイド４７に沿ってステージ２の前方へ移動させるとともに、この押圧ローラ４５を被洗浄物Ｗに接触するように突出作動させて、粘着部材５を被洗浄物Ｗの表面に押し付け、その全面に順に粘着部材５を貼り付ける。その後、図示していないが、押圧ローラ４５を後退させて被洗浄物Ｗへの押圧を解除するとともに、この押圧ローラ４５を第３リニアガイド４７に沿って元の位置に復帰させる。これに伴い、粘着部材５はそれ自体の弾性力により被洗浄物Ｗに貼り付いた屈曲状態から、元の図３(ｂ)のように平行に離れる方向に剥離力が作用し、粘着部材５は被洗浄物Ｗより剥離する。なお、ステージ２を後退移動させて粘着部材５を剥離させてもよい。また、把持機構４２が粘着部材５を把持したままリ第２ニアガイド４４に沿って戻ることで剥離させてもよい。

この粘着部材５の押し付け・剥離によって、ドライアイス粒子の吹き付けで付着力が弱まり、浮き上がった付着塵埃を、高い粘着力を必要とせずに粘着部材５に粘着除去する。これにより、磁気転写用マスターなどのように圧着されアンカー効果によって強固に付着している塵埃を高い除去率で除去できる。上記第２クリーニング工程は、繰り返し行ってもよい。

なお、使用後の粘着部材５は、他の把持機構４３によって所定位置を把持すると共に切断し、切断部分は廃棄し、元の位置に戻った一方の把持機構４２によって粘着部材５の先端を図３(ａ)のように把持するものである。

また、上記クリーニング処理をダウンフロー雰囲気で行うことで、ドライアイス粒子の吹き付けによって被洗浄物Ｗから吹き飛ばされた塵埃や、ドライアイス噴射にともなって舞い上がる周囲の塵埃が被洗浄物Ｗに付着するのが防止できる。さらに、ノズル３１からのドライアイス噴射を常に水平より下向きに噴射することで、除去した塵埃の再付着を防止している。

ドライアイスは長時間噴射すると、周囲の二酸化炭素濃度が上昇し、人体に影響を及ぼすため、ドライアイス噴射部の近傍にブロアを設けて二酸化炭素を回収もしくは屋外に排気する。

上記実施形態のように、被洗浄物Ｗが磁気転写用マスターの場合には、クリーニング処理によって塵埃が除去されたことを検査する検査工程を、第１クリーニング工程の後および／または第２クリーニング工程の後に設置するのが好適である。

例えば、第１クリーニング工程のドライアイスクリーニングを１回もしくは複数回行った後に、被洗浄物Ｗの表面検査を行う。表面検査は光学式検査が有効で、パターン認識を行い塵埃の有無を確認する。画像処理を行うことでパターンのエッジ部の乱反射起因の誤検出が防止できる。また、接触式の表面検査でもよい。この第１クリーニング工程後の表面検査で塵埃が除去されたのが確認できたときは、クリーニングを終了する。

しかし、塵埃の付着力が強く、第１クリーニング工程だけでは完全に除去できない場合が多い。つまり、所定回の第１クリーニング工程を行った後に表面検査を行い、塵埃の残留が見られた場合は、再度所定回の第１クリーニング工程を行った後、表面検査を行う。その際、塵埃量が変化していない場合には、第１クリーニング工程での塵埃除去の限界と見なし、第２クリーニング工程で所定回クリーニング処理を行う。第１クリーニング工程のヒートショックによって付着力の弱まった塵埃を直接被洗浄物Ｗから引き剥がすために、第２クリーニング工程は非常に効果的であり、これによって転写不良の原因となる塵埃を完全に除去することが可能となる。塵埃の除去が完全に行われたかどうかも表面検査を行うことで確認する。

前記実施形態では、ドライアイス粒子を被洗浄物Ｗの全面を走査するように噴射させているが、事前に被洗浄物Ｗの塵埃付着位置を測定しておき、塵埃付着位置にのみドライアイス粒子を噴射させるようにして、処理時間、処理コストの削減を図るようにしてもよい。

また、クリーニング処理前に、被洗浄物Ｗに付着塵埃が多数見られる場合は、第１クリーニング工程を行う前に、第２クリーニング工程の粘着部材５を押し付け・剥離することで、比較的付着力の低い塵埃を大まかに除去しておくのが好ましい。それにより、第１クリーニング工程でのドライアイス粒子の吹き付け時に塵埃が散乱し、被洗浄物Ｗに再付着するのを防止することができる。

さらに、被洗浄物Ｗに付着した塵埃の付着力が強く、前記の第１クリーニング工程、第２クリーニング工程でも除去不能な塵埃が付着している場合には、第１クリーニング工程、第２クリーニング工程を行う工程の前後または中間の少なくとも１つに、バーニッシュ工程を設け、強固に付着した塵埃の除去を行うことも可能である。

本発明の一つの実施形態にかかるクリーニング装置の概略機構を示す側面図 図１のクリーニング装置の概略平面図 クリーニング工程を順に示すクリーニング装置の概略平面図

符号の説明

１ クリーニング装置
２ ステージ
３ 第１クリーニング機構
４ 第２クリーニング機構
５ 粘着部材
７ カバー
８ クリーンルーム
31 ノズル
42,43 把持機構
45 押圧ローラ
Ｗ 被洗浄物

Claims (5)

1. 被洗浄物の表面にドライアイス粒子を吹き付ける第１クリーニング工程の後に、前記被洗浄物の表面に粘着部材を押し付け・剥離する第２クリーニング工程を設け、前記被洗浄物表面の付着物を除去することを特徴とするクリーニング方法。
2. 前記第１クリーニング工程および第２クリーニング工程の少なくとも一方のクリーニング工程を、複数回行うことを特徴とする請求項１に記載のクリーニング方法。
3. 前記第１クリーニング工程は、雰囲気に結露防止用のガスパージを行うことを特徴とする請求項１または２に記載のクリーニング方法。
4. 被洗浄物の表面にドライアイス粒子を吹き付ける第１クリーニング機構と、該第１クリーニング機構によって処理された前記被洗浄物の表面に粘着部材を押し付け・剥離する第２クリーニング機構とを備えたことを特徴とするクリーニング装置。
5. 前記第１クリーニング機構は、雰囲気に結露防止用のガスパージを行う機構をさらに備えたことを特徴とする請求項４に記載のクリーニング装置。

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