JP2006272199A - 基板乾燥装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置自体への加工を必要としない比較的簡易な方法により、エアナイフから吹付けられたエアの流れを規制して、効率的に基板を乾燥できる基板乾燥装置を提供する。

【解決方法】洗浄ラインを一定方向に搬送される基板３の搬送方向下流側に、該基板３の搬送方向と逆方向にエアを吹き付け、該基板表面に付着する液体を該基板の搬送方向とは逆方向に押し戻すエア吹付装置１が配置されると共に、該エア吹付装置１に近接し、該基板表面との間に所定の間隔をもって、該エア吹付装置１により基板表面に吹付けられたエアの流れを規制して層流状態のまま基板表面を通過させるエア整流部材２０が設けられていることを要旨とするものである。

【選択図】 図２

Description

本発明は、基板乾燥装置に関し、更に詳しくは、液晶パネル用のガラス基板などの基板の表面処理工程や洗浄工程において基板表面に付着する洗浄液を吹き飛ばす洗浄液切り用エアナイフをその基板搬送ライン上に備えた基板乾燥装置に関するものである。

従来この種の基板として、例えば液晶パネルを構成するガラス基板があり、例えばＴＦＴ型の液晶パネルはＴＦＴ基板とカラーフィルタとからなる２枚の基板で構成される。このＴＦＴ基板を製造するに当たっては、成膜、レジスト膜形成、露光、現像、エッチング、レジスト膜の剥離等の工程を順次経ることにより基板表面にＴＦＴ素子を形成するが、これらの工程において、各工程の前や後に繰り返し洗浄が行われ、この基板洗浄工程においては、水または洗浄液等の液体を用いた洗浄の後に、液切り用エアナイフ等を用いた乾燥が行われる。一方カラーフィルタはフォトリソグラフィ法等により製造されるが、その前工程及び工程間において、適宜基板の洗浄及び乾燥が行われる。更に、ＴＦＴ型以外の液晶パネル、その他の板状のガラス、樹脂等からなる基板に対して所定の処理を施す場合にも洗浄及び乾燥が行われる。

従来このような基板の乾燥装置としては、特開２００２−１１０６２２号公報（特許文献１）や特開２０００−２０８４５９号公報（特許文献２）のように、ローラ等を用いて水平に基板を搬送しながら、水等の液体を用いた洗浄工程を経て、エアナイフ等を用いて気体を基板表面に吹付け、基板表面の液体を除去しながら乾燥を行うものが知られている。

この特許文献１に記載の発明は、液体を用いた洗浄処理を経て、一定方向に搬送される基板の上下に設けられたエアナイフからエアを噴射して基板を乾燥する際に、基板の角隅部のうち、エアナイフからのエアが噴射される領域に最初に突入する角隅部の基板搬送方向に平行な１辺と対向する位置に整流板を配置するというものである。この整流板により、上下のエアナイフノズルから噴射されるエアが混ざり合わないように互いに隔離された状態となり、基板の角隅部が最初にエア噴射領域に突入する際の、基板表面からの液の飛散が防止される。

しかし、この整流板は、基板に衝突反射した後のエアの流れを規制することはできない。即ち、図５に示されるように、エアナイフ１，１から吹付けられたエアは矢印５２で示されるように、一度基板３に衝突して反射し、その流れが弱まり、基板から離れる方向へ拡散していってしまう。これでは、効率の良い乾燥が行えないばかりか、エアが反射する際に、基板３上の液体が霧状になり洗浄装置内に充満するため、洗浄後の基板３を汚染してしまう。

特許文献２に記載の発明は、上記のような問題に鑑み、図６に示されるように、被洗浄物、例えば基板３の上下に配置された洗浄流体の吐出部、例えば高圧の水と空気を混合して吐き出すアクアナイフ６１，６１の側面に制御板６０を取り付けるというものである。この制御板６０は、一端が吹付装置６１の側面に固定され、基板３方向に延びており、基板３表面付近で折れ曲がって、他端が基板３に対して平行になるように形成されている。アクアナイフ６１，６１から基板３に向けて吐出された洗浄流体は、矢印６Ｙで示されるように、基板３と該制御板６０の隙間を通ることで、その圧力、流れ方向が制御され、洗浄流体が基板３に当たって反射する際に発生する霧状の飛沫の発生を抑制して、二次汚染を防ぎ、効率よく洗浄することができるという洗浄装置である。

しかし、アクアナイフ６１，６１に制御板６０を取り付けるためには、洗浄装置自体に大がかりな改変が必要となってしまう、あるいは洗浄装置そのものの製造コストが高くつくという問題がある。

特開２００２−１１０６２２号公報 特開２０００−２０８４５９号公報

そこで、本発明の目的は、装置自体への加工を必要としない比較的簡易な方法により、洗浄液などの液体が付着した状態で一定方向に搬送される基板面に向けてエアナイフから吹付けられたエアが基板表面に衝突して反射した後のエアの流れを規制して、基板表面に基板搬送方向と逆向きに流れる層流を発生させ、効率的に基板を乾燥できる基板乾燥装置を提供することである。

本発明の請求項１記載の基板乾燥装置は、表面処理あるいは洗浄ラインを一定方向に搬送される基板の搬送方向の下流側に、該基板の搬送方向の上流方向に向けて基板表面にエアを吹き付け、該基板表面に付着する液体を該基板の搬送方向の上流側に押し戻すエア吹付装置が配置されると共に、該エア吹付装置により基板表面に吹き付けられたエアの流れを規制して層流状態のまま基板表面を通過させるエア整流部材が、前記エア吹付装置に近接して基板表面に対向するように設けられていることを要旨とするものである。

また、本発明の請求項２は、前記エア整流部材が、前記基板の表面もしくは裏面側に対向して該基板と平行に配置される板状の整流板により構成されることを要旨とするものである。

また、本発明の請求項３は、前記エア整流部材が、前記基板の搬送方向に交差する面内で該基板を囲むように、基板搬送方向の前後面が開口した方形枠状の角筒筐体により構成されることを要旨とするものである。

また、本発明の請求項４は、前記角筒筐体が、基板搬送方向上流側端部の開口面積が大きく、下流側端部の開口面積が小さいテーパ角筒状に形成されることを要旨とするものである。

また、本発明の請求項５は、前記エア整流部材が、基板搬送方向下流側端縁に漸次拡径をなすスカートが延設されていることを要旨とするものである。

上記請求項１に記載の基板乾燥装置によれば、表面処理あるいは洗浄ラインを一定方向に搬送される基板の表面に、エア吹付装置によりエアを吹付けることにより、その基板表面に付着する液体が基板搬送方向の上流側に押し戻され、これにより基板表面が乾燥されるものであるが、このとき基板表面と所定の間隔をもってエア整流部材が配置されることにより、エア吹付装置から基板に向けて吹付けられたエアが基板表面に衝突した後、そのエア整流部材によりそのエアが基板表面から離れる方向に拡散するのが阻止される。そのため、エア吹付装置により基板に向けて吹付けられたエアが基板と整流部材の間を基板搬送方向の逆方向に通り抜ける層流となり、基板表面に付着した液体が効率よく押し戻されて、基板表面から液体を取り除いて乾燥させることを可能とする。

また、上記請求項２に記載のように、基板の表面もしくは裏面に対向して基板と平行に整流板が配置された構成のものでは、エア吹付装置から基板に向けて吹き付けられたエアが層流となって基板表面と前記エア整流部材の隙間を通ることで、基板を効率よく乾燥させることが可能になるばかりか、エア吹付装置に何ら加工を施す必要がない。従って、例えば装置の加工が困難な場合でも、上記のような効率の良い基板の乾燥を実現することができる。

また、前記請求項３記載の発明によれば、前記エア整流部材が基板を囲む角筒筐体により構成されているので、基板側面からのエアの拡散を抑制することができ、エアの吹付け圧力の低下も阻止でき、より効果的な乾燥が可能となる。

また、前記請求項４記載の発明によれば、前記エア整流部材が基板搬送方向の上流側開口面積が大きく、搬送方向の下流側開口面積が小さいテーパ角筒状に形成されているので、このテーパ角筒状の筐体の断面積の大きい基板搬送方向上流側の開口近傍の圧力が、断面積の小さい下流側の開口近傍の圧力より低くなり、この圧力差によってエアの流れが速くなり、基板をより効率よく乾燥させることができる。

さらに、請求項５記載の発明によれば、基板搬送方向下流側縁端にスカートが延設されているので、エア吹付装置より吹付けされるエア及び基板に衝突して反射したエアをより効率よくエア整流部材の中に誘い込むことができる。これにより、層流の速度が速くなり、より効率よく基板の乾燥を行うことが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について、図１〜図４を参照しながら説明する。

図４に基板の洗浄工程の概念図を示す。例えば液晶パネルの製造工程において、ガラス基板上にＴＦＴ基板を製造する工程およびカラーフィルタを製造する工程の所定の処理の前後に、このガラス基板を洗浄・乾燥する洗浄工程が挿入される。このような洗浄工程において、基板は先ずローダ（Ｌ／Ｄ）により洗浄工程に搬入され、ローラ等の搬送手段に載置される。そしてこの基板は、水および洗浄液等を用いて、ロールブラシ洗浄、シャワー洗浄、超音波洗浄等種々の方法で洗浄され、それらの液体が基板表面に付着したままの状態で、エアナイフ等を備えた乾燥装置まで上記搬送手段によって搬送されて、乾燥された後、アンローダ（ＵＬ／Ｄ）により搬出される。この洗浄工程は、基板がこの搬送手段によって一定方向に搬送される間に、洗浄から乾燥の処理を連続的に行うインライン処理で行われる。

図１（ａ）は本発明に係る乾燥装置の第１の実施形態を表す斜視図である。本基板乾燥装置は、基板３を水平に搬送する図示しない搬送手段と、その搬送手段の上下に配置されたエアナイフ１，１と、このエアナイフ１，１の近傍で、更に基板搬送方向の上流側の位置に配置された整流板１０，１０から構成される。

本実施例では、エアナイフ１，１は基板の搬送方向に直交する向きに配置されており、基板の上下方向から基板の搬送方向と逆方向に基板に向けて斜めにエアを吹付け、基板表面に付着している液体を飛散させないように、かつ基板搬送方向に対して押し戻すようにして基板表面に付着している液体を除去している。

ここで、エアナイフ１，１は、幅が約１５００ｍｍ、隙間が約０．３ｍｍのノズルを有し、このノズルから毎分約３０００リットルのドライエアが基板に向けて噴射される。

図１（ｂ）は本発明に係る乾燥装置の第１の実施形態の断面図であり、矢印１２，１２はエアナイフ１，１から吹付られるエアの流れを模式的に示したものである。エアナイフノズルから噴射されたエアは、基板３表面に衝突し、基板３表面の液体を基板搬送方向に対して押し戻すように作用するものの、基板３に衝突した後は反射し拡散していこうとする。

しかし、この基板３に衝突して反射したエアは、基板３と整流板１０に阻まれて拡散することができず、基板から離れる方向への動きが規制され、基板と整流板の間を基板搬送方向とは逆に進んでいく層流となる。この層流により、基板表面の液体を効率よく基板搬送方向の逆方向に押し戻すことができる。

従って、基板の効率的な乾燥が可能となり、エアナイフから吐出されるエアの量を少なくすることができる。また、エアナイフやそのノズル自体への加工を必要とせず、基板の上に整流板を配置するだけで、非常に容易に実施することができる。

本発明に係る乾燥装置の第２の実施形態を図２に示す。図２（ａ）は基板搬送方向前後面を開口にして基板を囲む角筒筐体に形成された整流部材２０の斜視図である。図２（ｂ）はエアナイフ１，１から基板３に向けて吹付けられるエアーの流れを矢印２２で模式的に示した断面図である。

エアナイフ１，１から基板３に向けて吹付けられたエアは基板３の表面に衝突し、反射して拡散しようとするが、エア整流部材２０に阻まれて基板表面と該エア整流部材２０との隙間を基板搬送方向の逆方向に進む層流となる。このようにして、エア整流部材２０と基板３の隙間に、矢印２２で示されるような基板搬送方向の上流に向けたエアの層流が発生し、基板表面の液体を効率よく基板搬送方向の逆方向に押し戻すことができる。

本エア整流部材２０は、基板３の側面をも包み込む角筒筐体であるので、側方からエアが逃げるのを妨げ、エアの拡散を効率的に抑制することができ、前記層流が発生し易くなり、基板の効率的な乾燥に寄与することができる。

また、図２に示すように、エア整流部材２０の基板搬送方向下流側縁端にスカート５，５を設けると、より好ましい。このスカート５，５は基板搬送方向下流側縁端から延設される板状部材であり、エアナイフ１，１の方向に向かって漸次基板から遠ざかるように形成されている。

このスカート５，５を設けることによって、エアナイフ１，１から吹付けられるエアが、整流部材２０の基板搬送方向下流側の開口２６を逸れて整流部材２０外を基板搬送方向上流側へ流れていくのを抑えることができ、エアナイフ１，１より吐出されるエアを効率よくエア整流部材２０内に誘い込むことができる。これにより、エアナイフ１，１から常時エアが吹出される基板搬送方向下流側２６の圧力が上がり、整流部材の基板搬送方向上流側２４と下流側２６の圧力差が生じ、前記層流の流速を早くすることが可能となる。従って、エアナイフから吹付けるエアの単位時間あたりの排出量を、従来より少なくしても、基板表面に付着した液体を押し戻すのに十分な力を得ることができ、より効率よく基板の乾燥を行うことが可能となる。

本発明に係る乾燥装置の第３の実施形態を図３に示す。図３（ａ）は、基板搬送方向上流側端部３４の開口面積が大きく、下流側端部３６の開口面積が小さいテーパ角筒により構成されたエア整流部材３０の斜視図である。図３（ｂ）はエアナイフ１，１から基板３に向けて吹付けられるエアーの流れを矢印３２，３２で模式的に示した断面図である。

第１および第２の実施形態と同じく、エアナイフ１，１から基板３に向けて吹付けられたエアの動きを、エア整流部材３０によって規制し、基板表面とエア整流部材３０との隙間を基板搬送方向の逆方向に流れる矢印３２，３２で示されるような層流を生じさせる。この層流により、基板表面の液体を効率よく基板搬送方向の逆方向に押し戻して、基板表面を乾燥させる。

本実施形態において、整流部材はテーパ筒３０により構成されており、基板搬送方向上流側３４の断面積が下流側３６の断面積より広く形成されている。このようにすることで、基板搬送方向上流側３４の圧力は、下流側３６の圧力に比べて低くなる。これにより、より多くのエアナイフ１，１より吐出されたエアがエア整流部材３０内を流れる。

このような圧力の分布が生じることにより、整流部材３０と基板表面の隙間を流れる層流の流速が全体として早くなり、少ないエアの量で、基板表面に付着した液体を押し戻すのに十分な力を得ることができ、基板をより効率よく乾燥させることができる。

さらに、図３に示すように、エア整流部材３０の基板搬送方向下流側縁端にスカート５，５を設けると好ましい。このスカート５，５は基板搬送方向下流側縁端から延設され、エアナイフ１，１の方向に向かって漸次基板から遠ざかるように形成されている。

第２の実施形態の場合と同じく、このスカート５，５を設けることによって、エアナイフ１，１より吐出されるエアを効率よくエア整流部材３０内に誘い込むことができ、整流部材３０内を流れる層流の流速を早くすることができるので、より効率よく基板の乾燥を行うことが可能となる。

以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。例えば、上記実施例においては基板として液晶パネル用のガラス基板で説明したが、その他の薄板状の基板であっても全くかまわないことは言うまでもない。

また、上記実施例では、エア吹付装置を基板搬送方向と直交する向きに配置したが、基板搬送方向下流側又は上流側に傾けて、基板搬送方向に対して斜めにエアを吹付ける構成のものであっても、整流部材をエア吹付装置と平行に配置して適用することが可能である。

本発明に係る基板乾燥装置は、ライン上で洗浄及び乾燥を連続して行う基板の乾燥に適し、例えば、液晶表示パネルを構成するガラス基板の洗浄工程に好適に利用することができる。

本発明の第１の実施形態に係る基板乾燥装置の構成を示したもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は要部の断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る基板乾燥装置の構成を示したもので、（ａ）は基板とエア整流部材を示す斜視図であり、（ｂ）は装置要部の断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る基板乾燥装置の構成を示したもので、（ａ）は基板とエア整流部材を示す斜視図であり、（ｂ）は装置要部の断面図である。 本発明の実施形態に係る洗浄工程の流れを示す模式図である。 従来の基板乾燥装置の構成を示した断面図である。 従来の基板洗浄装置の構成を示した断面図である。

符号の説明

１ エアナイフ
３ 基板
５ スカート
１０ 板状整流部材
２０ 角筒状整流部材
３０ テーパ筒状整流部材

Claims (5)

1. 表面処理あるいは洗浄ラインを一定方向に搬送される基板の搬送方向の下流側に、該基板の搬送方向の上流方向に向けて基板表面にエアを吹き付け、該基板表面に付着する液体を該基板の搬送方向の上流側に押し戻すエア吹付装置が配置されると共に、該エア吹付装置により基板表面に吹き付けられたエアの流れを規制して層流状態のまま基板表面を通過させるエア整流部材が、前記エア吹付装置に近接して基板表面に対向するように設けられていることを特徴とする基板乾燥装置。
2. 前記エア整流部材は、前記基板の表面もしくは裏面側に対向して該基板と平行に配置される板状の整流板により構成されることを特徴とする請求項１に記載の基板乾燥装置。
3. 前記エア整流部材は、前記基板の搬送方向に交差する面内で該基板を囲むように、基板搬送方向の前後面が開口した方形枠状の角筒筐体により構成されることを特徴とする請求項１記載の基板乾燥装置。
4. 前記角筒筐体は、基板搬送方向上流側端部の開口面積が大きく、下流側端部の開口面積が小さいテーパ角筒状に形成されることを特徴とする請求項３に記載の基板乾燥装置。
5. 前記エア整流部材は、基板搬送方向下流側端縁に漸次拡径をなすスカートが延設されていることを特徴とする請求項２、請求項３及び請求項４記載の基板乾燥装置。
   

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