JP2008140928A - 洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ロールブラシの自己洗浄のために特別な部材を追加することなく、被洗浄物への異物の再付着を防止することができる洗浄装置を提供する。
【解決手段】ロールブラシを少なくとも上下にそれぞれ１つ以上のユニット（ロールブラシユニット）として構成し、１つのユニットとして構成された上下のロールブラシ同士を、洗浄処理の合間に擦り合わせることで、該ロールブラシの自己洗浄を行う。上側ロールブラシ１０１および下側ロールブラシ１０２は、それぞれ移動制御板１０３が備える駆動部により回転させられた状態で、ガラス基板２の表面または裏面に接触することによって、ガラス基板２に付着した異物を物理的に除去する。また、上側ロールブラシ１０１および下側ロールブラシ１０２は、移動制御板１０３が備える移動機構により上下移動させられ、待機時間中に互いに接触した状態で回転させられることによって、付着した異物を物理的に除去する。
【選択図】図３

Description

本発明は、平面表示装置用の基板や半導体素子の製造に用いられる基板等を洗浄するための洗浄装置であって、特に、ブラシを用いて被洗浄物に付着した異物を除去する洗浄装置に関する。

平面表示装置用の基板や半導体素子の製造に用いられる基板等を洗浄するための洗浄装置として、間隔をおいて搬送される基板等の被洗浄物を１枚ずつ洗浄する洗浄装置（以下、枚葉式ブラシ洗浄装置という。）が用いられる場合がある。枚葉式ブラシ洗浄装置は、例えば、被洗浄物（例えば、ガラス基板）の両面に上下のノズルから洗浄液を吐出して一定速度で回転する上下のロールブラシで洗浄するブラシ洗浄槽に、連設された搬送ローラによって被洗浄物を順次水平搬送することによって、ブラシ洗浄槽内で個々の被洗浄物に対し所定の時間ブラシ洗浄処理を行う。

このような枚葉式ブラシ洗浄装置では、ブラシ掛けにより被洗浄物から除去された異物（汚染物質やカレット等）がロールブラシに付着すると、被洗浄物に再付着したり、傷がついたりすることがあった。そこで、枚葉式ブラシ洗浄装置の多くは、洗浄に用いるロールブラシを定期的に洗浄したり、自己洗浄機構を備えることによって、ロールブラシに付着した異物を除去することが行われている。

特許文献１には、ブラシの自己洗浄方法として、ブラシ洗浄装置の待機時間中に、ロールブラシに圧縮ガスを吹き付けて付着した異物を吹き飛ばした後、ロールブラシ用洗浄液中にロールブラシを浸漬して異物を除去する方法が記載されている。

また、特許文献２には、ロールブラシの洗浄を行うときに、毛先払い部材をロールブラシの毛先部に接触させる位置に相対移動させて、ロールブラシの毛先部が毛先払い部材とぶつかることで、異物を除去する方法が記載されている。

特開２００２−３０７０２３号公報 特開２００１−５４７６５号公報

しかしながら、圧縮ガスを吹き付けたり、ロールブラシ用洗浄液中に浸漬したり、毛先払い部をぶつけたりする従来の方法では、被洗浄物への再付着は防止できるが、ロールブラシを洗浄するために、特別な部材を備えなければならないという問題がある。

また、特許文献２には、従来技術としてロールブラシを複数組み合わせてロールブラシの毛先部をぶつけ合うことによってロールブラシに付着した異物を除去する手段についても言及しているが、ぶつけるためのロールブラシを追加しなければならないのであれば、ロールブラシの自己洗浄のために特別な部材を備えなければならないという点で他の従来技術と同様である。また、仮に既存のロールブラシを用いることができたとしても、常にロールブラシを接触する位置で被洗浄物を洗浄するのであれば、ロールブラシ同士でぶつけ合って除去した異物が被洗浄物に再付着したり、またその異物によってロールブラシが汚れてしまうという問題もある。

そこで、本発明は、ロールブラシの自己洗浄のために特別な部材を追加することなく、被洗浄物への異物の再付着を防止することができる洗浄装置を提供することを目的とする。

本発明による洗浄装置は、ロールブラシを用いて被洗浄物に付着した異物を除去する洗浄装置であって、被洗浄物のパスラインに対し上下にそれぞれ１つ以上組み合わせて設けられたロールブラシと、ロールブラシを回転可能にかつ上下移動可能に支える支持機構とを備え、支持機構は、被洗浄物への洗浄処理の待機中に、上側のロールブラシと下側のロールブラシのうちの少なくとも一方を移動させ、上側のロールブラシと下側のロールブラシとが接触する位置で回転させることによって自己洗浄を行うことを特徴とする洗浄装置。

また、支持機構は、被洗浄物への洗浄処理の待機中に、ロールブラシを移動させる高さ位置を複数段階で調整可能としてもよい。

また、洗浄液を吐出するノズルを備え、ノズルは、ロールブラシが自己洗浄を行っているときに、ロールブラシに向けて洗浄液を吐出してもよい。

本発明によれば、上下に組み合わせてロールブラシを設け、洗浄待機中に、上下に組み合わせたロールブラシが互いに接触する位置に移動させて回転させるので、ロールブラシ同士で擦り合わされ、ロールブラシの自己洗浄を行うことができる。従って、ロールブラシの自己洗浄のために特別な部材を追加することなく、被洗浄物への異物の再付着を防止することができる。

本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態による洗浄装置の構成例を示す説明図である。本実施の形態では、本発明を液晶表示装置用のガラス基板の洗浄処理を行う洗浄装置に適用した場合を例に説明する。図１に示すように、本実施の形態による洗浄装置は、被洗浄物（ここでは、ガラス基板）の両面に対し一定速度で回転する上下のロールブラシで洗浄するブラシ洗浄槽１を備える。また、２はガラス基板、３はガラス基板２を矢印方向に水平搬送するように連設された搬送ローラである。

なお、図示していないが、洗浄装置は、ブラシ洗浄槽１だけでなく、超音波洗浄する超音波洗浄槽や、シャワー洗浄するシャワー洗浄槽などを備えていてもよい。

上記構成において、ガラス基板２は、ローダ（図示せず）によって搬送ローラ３に供給され、順次ブラシ洗浄槽１に供給される。また、ブラシ洗浄槽１内には、ガラス基板２の両面に接触するロールブラシ（ロールブラシユニット１０）が設けられており、ガラス基板２が所定の位置にきたときに一定速度で回転するロールブラシでブラシ洗浄処理する。

本実施の形態では、従来では個々に独立していたロールブラシを、上下にそれぞれ１つ以上のロールブラシを組み合わせて１つのユニット（ロールブラシユニット）として構成し、１つのユニットとして構成された上下のロールブラシ同士を、洗浄処理の合間に擦り合わせることで、ロールブラシの自己洗浄を行う。

図２は、本実施の形態におけるロールブラシユニット１０の構成例を示す説明図である。図２に示すように、本実施の形態におけるロールブラシユニット１０は、具体的には、ガラス基板２のパスラインに対して上下にそれぞれロールブラシを回転可能に、かつ上下移動可能に支えつつ、所定の位置決め制御を行う移動制御板１０３と、ガラス基板２のパスラインに対して上側に設けられた１つ以上のロールブラシ１０１（上側ロールブラシ１０１）と、ガラス基板２のパスラインに対して下側に設けられた１つ以上のロールブラシ１０２（下側ロールブラシ１０２）とを含む構造をいう。なお、１つのユニットとして構成する上側ロールブラシ１０１および下側ロールブラシ１０２の数は、１つまたは２つであることが好ましい。

上側ロールブラシ１０１および下側ロールブラシ１０２は、それぞれ移動制御板１０３が備える駆動部（図示せず）に連結されており、この駆動部によりロール軸の周りに回転させられた状態で、ガラス基板２の表面または裏面に接触することによって、ガラス基板２に付着した異物を物理的に除去する。また、上側ロールブラシ１０１および下側ロールブラシ１０２は、それぞれ移動制御板１０３が備える移動機構（図示せず）にも連結されており、この移動機構により上下移動させられ、待機時間中に上側ロールブラシ１０１と下側ロールブラシ１０２とが接触した状態で回転させられることによって、互いに付着した異物を物理的に除去する。移動機構は、上側ロールブラシ１０１および下側ロールブラシ１０２の位置を、少なくとも洗浄時用に設定された位置と、互いに接触する位置とに切り替えられるように構成されているものとする。例えば、エアーシリンダの伸縮による駆動や、カムや歯車を用いた駆動機構を設けて、ロールブラシの支持軸を軸受け部と一体に上下移動させればよい。

なお、移動機構は、上側ロールブラシ１０１および下側ロールブラシ１０２の自己洗浄時の高さ位置を複数段階で調整可能に構成されていることが望ましい。例えば、上側ロールブラシ１０１および下側ロールブラシ１０２の切り替え位置として、例えば、ガラス基板２のパスラインに対して±何ｍｍといった数値や、何段階かのレベルで設定できることが望ましい。そのような場合には、例えばブラシの汚れ具体によって、ブラシの押し込み量を調整することが可能となる。

次に、図３を参照して本実施の形態における洗浄装置の動作を説明する。図３は、本実施の形態によるロールブラシユニット１０における上側ロールブラシ１０２と下側ロールブラシ１０２との位置関係を示す説明図である。図３では、２つの上側ロールブラシ１０１と、１つの下側ロールブラシ１０２とを１ユニットとするロールブラシユニット１０を例に示している。図３（ａ）は、ガラス基板２を洗浄中のロールブラシの位置を示している。図３（ｂ）は、ガラス基板２の洗浄待機中であって自己洗浄中のロールブラシの位置を示している。図３（ｃ）は、自己洗浄が終了した後のロールブラシの位置を示している。

図３（ａ）に示すように、ガラス基板２の洗浄を行う場合には、ブラシ洗浄槽１では、上側ロールブラシ１０１と下側ロールブラシ１０２とを、例えばモータを含む駆動部によって一定方向に回転させつつ、上側ロールブラシ１０１および下側ロールブラシ１０２の毛先部をガラス基板２の表面または裏面に接触させることによって、ガラス基板２上の異物を除去する。

そして、ガラス基板２の洗浄処理が終了すると、図３（ｂ）に示すように、例えば制御装置（図示せず）の指示に従って移動制御板１０３の移動機構が駆動し、上側ロールブラシ１０１と下側ロールブラシ１０２とを、互いに接触する位置へと移動させる。上側ロールブラシ１０１と下側ロールブラシ１０２とを互いに接触する位置へと移動させると、回転する上側ロールブラシ１０１と下側ロールブラシ１０２の毛先部が互いに回転しつつ接触することによって、それぞれの毛先部が互いに擦り合わされ、それぞれのロールブラシに付着した異物は除去される。

そして、ロールブラシの自己洗浄処理が終了すると、図３（ｃ）に示すように、例えば制御装置の指示に従って移動制御板１０３の移動機構が駆動し、上側ロールブラシ１０１と下側ロールブラシ１０２とを、元の洗浄用に設定された位置へと移動させる。なお、この後、ガラス基板２の洗浄処理はなく、洗浄装置を停止させるといった場合には、上側ロールブラシ１０１と下側ロールブラシ１０２とを、互いに接触しない位置へと移動させてもよい。

図４は、ロールブラシユニット１０の他の構成例を示すとともに、そのロールブラシユニット１０における上側ロールブラシ１０１と下側ロールブラシ１０２との位置関係を示す説明図である。図４に示すように、ロールブラシユニット１０として、例えば、１つの上側ロールブラシ１０１と、１つの下側ロールブラシ１０２とを１ユニットとする構成であってもよい。

なお、図４（ａ）も、ガラス基板２を洗浄中のロールブラシの位置を示している。図４（ｂ）も、ガラス基板２の洗浄待機中であって自己洗浄中のロールブラシの位置を示している。図４（ｃ）も、自己洗浄が終了した後のロールブラシの位置を示している。

また、図５は、液晶表示装置のカラーフィルタの製造プロセスにおける洗浄工程に用いられる洗浄装置の構成例を示す説明図である。図５に示す洗浄装置には、シャワー洗浄槽（第１の洗浄槽）と、スプレー洗浄槽（第２の洗浄槽）と、２種類のブラシによるブラシ洗浄槽（第３の洗浄槽および第４の洗浄槽）と、温水シャワー洗浄槽（第５の洗浄槽）と、温水ブラシ洗浄槽（第６の洗浄槽）と、高圧シャワー洗浄槽（第７の洗浄槽）と、メガソニックシャワー洗浄槽（第８の洗浄槽）と、純水シャワー洗浄槽（第９の洗浄槽）と、エアーナイフ乾燥槽（第１０の洗浄槽）とが設けられている。

第１の洗浄槽であるシャワー洗浄槽では、オゾン水または洗剤液をシャワー状に吐出することによってシャワー洗浄を行う。第２の洗浄槽であるスプレー洗浄槽では、オゾン水または洗剤液を吐出することによってスプレー洗浄を行う。第３の洗浄槽および第４の洗浄槽であるブラシ洗浄槽では、オゾン水または洗剤液を吐出しつつブラシ洗浄を行う。第５の洗浄槽である温水シャワー洗浄槽では、温水によるシャワー洗浄を行う。第６の洗浄槽である温水ブラシ洗浄槽では、温水を吐出しつつブラシ洗浄を行う。第７の洗浄槽である高圧シャワー洗浄槽では、高圧シャワー噴射により洗浄する。第８の洗浄槽であるメガソニックシャワー洗浄槽では、高周波の超音波と制御されたキャビティーションを発生させ、それを洗浄液中の表面へと送り出すことによって洗浄を行う。第９の洗浄槽である純水シャワー洗浄槽では、純水をシャワー状に吐出することによってシャワー洗浄を行う。第１０の洗浄槽であるエアーナイフ乾燥槽では、エアーナイフによる液切りを行う。

このような構成の場合には、例えば、第３および第４の洗浄槽であるブラシ洗浄槽と、第６の洗浄槽である温水ブラシ洗浄槽とに、本実施の形態によるロールブラシユニット１０を設ければよい。なお、このような洗浄装置を用いて洗浄を行う洗浄工程としては、他にもＩＴＯ（Indium-Tin-Oxide）の成膜前と成膜後や、オーバコート（平滑化膜）の成膜前と成膜後などである。また、絶縁膜などのミドルコートの塗布前と塗布後や、配向膜の塗布前や塗布後などがある。

なお、本実施の形態においてロールブラシの回転方向は、ガラス基板２の搬送方向に対し逆方向であるが、搬送性が損なわなければ、順方向であってもよい。また、移動機構が上下移動させるロールブラシを、上側と下側のどちらか一方にすることも可能である。

また、図５に示す洗浄装置においても説明したように、ブラシ洗浄槽１内には、例えば、ガラス基板２の両面に向けて洗浄液（純水や洗剤水）をスプレー状に吐出する上下のノズルが配設されていてもよい。図６は、ブラシ洗浄槽１内に、ノズル３０が配設された例を示す説明図である。図６に示すように、洗浄液を吐出するノズルが設けられている場合には、ロールブラシの自己洗浄中（ガラス基板２の洗浄待機中）に、ロールブラシに向けて洗浄液を一定量供給することによって、ロールブラシの自己洗浄効果をより上げることができる。

また、本発明に用いられるブラシに用いられる毛の材質としては、ナイロン６６などのナイロンやポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素樹脂が望ましい。また、毛の線経は、異物の除去能力と基板へのダメージを考慮して、適宜選択する必要があるが、例えば、液晶表示装置用のガラス基板の洗浄工程に用いるブラシの場合には、０．０５〜０．１ｍｍの範囲が好ましい。また、ロールブラシの外径としては５０〜８０ｍｍ、毛先の長さとしては１５〜２５ｍｍの範囲が好ましい。

以上のように、本実施の形態によれば、枚葉式ブラシ洗浄装置において、順次搬送される基板の洗浄待機中に、上下に組み合わせたロールブラシを互いに接触する位置に移動させることによって、上下のロールブラシ同士で互いに擦り合わされるので、ロールブラシの自己洗浄のために特別な部材を要することなく、ロールブラシに付着した異物を除去することができる。従って、被洗浄物への汚れの転写（異物の再付着）を防ぐことができる。

また、ガラス基板を洗浄する場合には、汚れだけでなく、ガラス屑（カレット）等もロールブラシの自己洗浄処理によって除去できるので、ロールブラシに付着したガラス屑によってガラス基板が傷付くことも防止することができる。

また、ロールブラシの定期洗浄を不要としたり、または定期洗浄の回数を減らすことができるので、そのための手間やコストも削減することができる。

本実施の形態による洗浄装置の構成例を示す説明図である。 本実施の形態におけるロールブラシユニット１０の構成例を示す説明図である。 本実施の形態によるロールブラシユニット１０におけるロールブラシの位置関係を示す説明図である。 ロールブラシユニット１０の他の構成例とロールブラシの位置関係を示す説明図である。 液晶表示装置のカラーフィルタの製造プロセスにおける洗浄工程に用いられる洗浄装置の構成例を示す説明図である。 本実施の形態による洗浄装置の他の構成例を示す説明図である。

符号の説明

１ ブラシ洗浄槽
２ ガラス基板（被洗浄物）
３ 搬送ローラ
１０ ロールブラシユニット
１０１ 上側ロールブラシ
１０２ 下側ロールブラシ
１０３ 移動制御板

Claims (3)

1. ロールブラシを用いて被洗浄物に付着した異物を除去する洗浄装置であって、
   被洗浄物のパスラインに対し上下にそれぞれ１つ以上組み合わせて設けられたロールブラシと、
   前記ロールブラシを回転可能にかつ上下移動可能に支える支持機構とを備え、
   前記支持機構は、被洗浄物への洗浄処理の待機中に、上側のロールブラシと下側のロールブラシのうちの少なくとも一方を移動させ、上側のロールブラシと下側のロールブラシとが接触する位置で回転させることによって自己洗浄を行う
   ことを特徴とする洗浄装置。
2. 支持機構は、被洗浄物への洗浄処理の待機中に、ロールブラシを移動させる高さ位置を複数段階で調整可能とする
   請求項１に記載の洗浄装置。
3. 洗浄液を吐出するノズルを備え、
   前記ノズルは、前記ロールブラシが自己洗浄を行っているときに、ロールブラシに向けて洗浄液を吐出する
   請求項１または請求項２に記載の洗浄装置。

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