JP2012170872A - 基板洗浄装置、基板洗浄方法、表示装置の製造装置及び表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板を洗浄する回転ブラシに、汚染粒子が静電吸着されることを防止することができる基板洗浄装置、基板洗浄方法、表示装置の製造装置及び表示装置の製造方法を提供する。
【解決手段】基板洗浄装置１は、基板９を搬送する搬送機構２と、基板９との摩擦によりマイナスに帯電する材料で形成され、基板９に接触して回転することにより基板９に付着している汚染粒子を除去する回転ブラシ３と、マイナスに帯電している微小気泡を含む洗浄液を回転ブラシ３に向けて供給する第１洗浄液供給部６と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶用のガラス製の基板や半導体ウエハ等の基板を洗浄する基板洗浄装置、基板洗浄方法、表示装置の製造装置及び表示装置の製造方法に関する。

液晶表示装置や半導体装置の製造工程においては、液晶用のガラス製の基板や半導体ウエハ等の基板を高い洗浄度で洗浄することが要求されている。

基板を洗浄する洗浄装置としては、例えば、下記特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載された洗浄装置は、基板を搬送する搬送機構と、搬送される基板に対して洗浄液を供給するノズル体と、洗浄液が供給された基板に接触して回転する洗浄ブラシとを備えている。

特開２００２−２３９４８５号公報

物体間には、２つの物体を摩擦した場合にプラスに帯電しやすいものとマイナスに帯電しやすいものとがあり、図５に示すような「摩擦帯電列」の関係が存在し、ガラスやナイロンや金属等はプラスに帯電しやすい。しかし、ともにプラスに帯電しやすい二つの物体、例えば、ガラスとナイロンとを摩擦した場合には、よりプラスに帯電しやすいガラスがプラスに帯電し、ナイロンはマイナスに帯電する。

したがって、回転ブラシのブラシ毛がナイロンで形成されている場合、この回転ブラシがガラス製の基板に接触して回転すると、基板がプラスに帯電し、回転ブラシがマイナスに帯電する。

洗浄によって基板上から除去する対象物である汚染粒子はアルミニウムや銅などの金属やシリコンであり、金属はプラスに帯電し、シリコンはマイナスに帯電しやすい。

このため、ガラス製の基板上の汚染粒子を除去するためにナイロン製の回転ブラシを基板に接触させて回転させると、回転ブラシがマイナスに帯電し、基板がプラスに帯電し、プラスに帯電している汚染粒子が回転ブラシに静電吸着されるという問題が発生する。

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、基板を洗浄する回転ブラシに、汚染粒子が静電吸着されることを防止することができる基板洗浄装置、基板洗浄方法、表示装置の製造装置及び表示装置の製造方法を提供することである。

本発明の実施形態に係る第１の特徴は、基板洗浄装置において、基板を搬送する搬送機構と、前記基板との摩擦によりマイナスに帯電する材料で形成され、前記基板に接触して回転することにより前記基板に付着している汚染粒子を除去する回転ブラシと、マイナスに帯電している微小気泡を含む洗浄液を前記回転ブラシに向けて供給する第１洗浄液供給部と、を備えることである。

本発明の実施形態に係る第２の特徴は、基板洗浄装置において、ガラス製の基板を搬送する搬送機構と、前記基板との摩擦によりマイナスに帯電するナイロンにより形成され、前記基板に接触して回転することにより前記基板に付着している汚染粒子を除去する回転ブラシと、マイナスに帯電している微小気泡を含む洗浄液を前記回転ブラシに向けて供給する第１洗浄液供給部と、を備えることである。

本発明の実施形態に係る第３の特徴は、基板洗浄方法において、基板を搬送する工程と、前記基板との摩擦によりマイナスに帯電する材料で形成され、前記基板に接触して回転することにより前記基板に付着している汚染粒子を除去する回転ブラシに向けて、マイナスに帯電している微小気泡を含む洗浄液を供給する工程と、を備えることである。

本発明の実施形態に係る第４の特徴は、基板洗浄方法において、ガラス製の基板を搬送する工程と、前記基板との摩擦によりマイナスに帯電するナイロンにより形成され、前記基板に接触して回転することにより前記基板に付着している汚染粒子を除去する回転ブラシに向けて、マイナスに帯電している微小気泡を含む洗浄液を供給する工程と、を備えることである。

本発明の実施形態に係る第５の特徴は、搬送される表示装置に用いられる基板を洗浄する基板洗浄装置を備える表示装置の製造装置において、前記基板洗浄装置は請求項１ないし５のいずれか一に記載の基板洗浄装置である。

本発明の実施形態に係る第６の特徴は、搬送される表示装置に用いられる基板を洗浄する基板洗浄工程を有する表示装置の製造方法において、前記基板洗浄工程は、前記基板との摩擦によりマイナスに帯電する材料で形成され、前記基板に接触して回転することにより前記基板に付着している汚染粒子を除去する回転ブラシに向けて、マイナスに帯電している微小気泡を含む洗浄液を供給する工程を有することである。

本発明の実施形態に係る第７の特徴は、搬送される表示装置に用いられるガラス製の基板を洗浄する基板洗浄工程を有する表示装置の製造方法において、前記基板洗浄工程は、前記基板との摩擦によりマイナスに帯電するナイロンにより形成され、前記基板に接触して回転することにより前記基板に付着している汚染粒子を除去する回転ブラシに向けて、マイナスに帯電している微小気泡を含む洗浄液を供給する工程を有することである。

本発明によれば、回転ブラシを用いて基板を洗浄する場合に、回転ブラシへの汚染粒子の付着を防止することができる。

本発明の第１の実施形態に係る基板洗浄装置の概略構成を示す側面図である。 基板洗浄装置の制御系の構成を示すブロック図である。 基板の洗浄時において、マイナスに帯電した微小気泡による基板と回転ブラシへの汚染粒子の付着を防止するメカニズムを説明する模式図である。 基板洗浄の動作工程を説明するフローチャートである。 物体間の摩擦帯電列の関係を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る基板洗浄装置の概略構成を示す側面図である。 本発明の効果の一例を示すグラフである。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態を図１ないし図５に基づいて説明する。図１及び図２に示すように、第１の実施形態に係る基板洗浄装置１は、搬送機構２と、回転ブラシ３と、洗浄液槽４と、微小気泡発生部５と、第１洗浄液供給部６と、第２洗浄液供給部７と、基板洗浄装置１の全体を制御するマイクロコンピュータ構成の制御部８とを備えている。

搬送機構２は、液晶表示装置や半導体装置の製造工程において使用される基板、例えば、ガラス製の基板９を矢印Ａ方向に搬送する機構であり、矢印Ａ方向に沿って配列された複数の搬送ローラ１０と、これらの搬送ローラ１０を回転駆動させる搬送モータ１１とにより構成されている。搬送モータ１１は制御部８に接続され、制御部８によってオン・オフ制御される。

回転ブラシ３は、基板９の搬送方向に沿った所定の位置に一対設けられ、搬送された基板９を表裏両面から挟むように平行に配置されている。回転ブラシ３は、回転軸３ａと、回転軸３ａの外周部に植毛されたブラシ毛３ｂとからなり、ブラシ毛３ｂがナイロンにより形成されている。回転軸３ａには、回転ブラシ３を回転軸３ａの中心線回りに回転駆動させる回転モータ１２が連結されている。回転モータ１２は制御部８に接続され、制御部８によってオン・オフ制御される。

洗浄液槽４には、基板９を洗浄する際に使用する純水又はアルカリ性水溶液からなる洗浄液が貯留されている。

微小気泡発生部５は、微小気泡を洗浄液中に発生させる装置であり、洗浄液槽４内の洗浄液を吸い上げるポンプ１３と第１洗浄液供給部６、第２洗浄液供給部７とを接続する配管１５の途中に設けられている。ポンプ１３の上流側であって洗浄液槽４内の洗浄液がポンプ１３に至るまでの配管１６の途中には、気体（空気）を供給する気体供給管１７が接続されている。微小気泡発生部５内には、ポンプ１３で吸い上げた洗浄液と気体供給管１７を経由して供給された気体とを加圧することにより気体を洗浄液中に溶解させる加圧溶解手段と、気体が溶解した洗浄液を減圧させることにより洗浄液中に微小気泡を発生させる減圧手段とが設けられている。微小気泡発生部５からは微小気泡を含む洗浄液が送り出され、送り出された微小気泡を含む洗浄液は配管１５内を経由して第１洗浄液供給部６、第２洗浄液供給部７から回転ブラシ３や基板９に供給される。なお、微小気泡発生部５内の減圧手段により減圧されて微小気泡が発生する場合、このときに起きるキャビテーションによって微小気泡はマイナスに摩擦帯電される。

微小気泡発生部の他の形態としては、ポンプ１３と第１洗浄液供給部６、第２洗浄液供給部７との間に設けられて洗浄液と気体とを加圧する加圧部と、第１洗浄液供給部６、第２洗浄液供給部７の出口側に設けられて加圧された洗浄液を減圧させる減圧部とにより構成されるものでもよい。

また、微小気泡の発生方式としては、上述した加圧溶解方式に限るものではなく、例えば、微小気泡生成部などによりあらかじめ微小気泡を含む洗浄液を生成する旋回方式の気泡発生方式を採用し、その洗浄液を配管１５内を通して第１洗浄液供給部６、第２洗浄液供給部７から回転ブラシ３や基板９に供給するようにしても良い。あるいは、第１洗浄液
供給部６、第２洗浄液供給部７の内部などで洗浄液の渦流の中に気体を巻き込んで微小気泡を生成し、その微小気泡を含む洗浄液をから回転ブラシ３や基板９へ噴射するようにしても良い。

微小気泡発生部５は制御部８に接続され、制御部８によってオン・オフ制御される。なお、本発明の微小気泡は、マイクロバブル（ＭＢ）やマイクロナノバブル（ＭＮＢ）、ナノバブル（ＮＢ）等の概念を含む微細気泡である。例えば、マイクロバブルは１０μｍ〜数十μｍの直径を有する気泡であり、マイクロナノバブルは数百ｎｍ〜１０μｍの直径を有する気泡であり、ナノバブルは数百ｎｍ以下の直径を有する気泡であり、これらのサイズの気泡はマイナスに帯電されている。

第1洗浄液供給部６は、洗浄液槽４内の洗浄液が微小気泡発生部５に供給されてできる
微小気泡を含む洗浄液を回転ブラシ３に向けて供給するノズルであり、ポンプ１３が駆動されるとともに電磁バルブ１４ａが開弁されることにより洗浄液が供給される。ポンプ１３と電磁バルブ１４ａとは制御部８に接続され、制御部８によってオン・オフ制御される。

第２洗浄液供給部７は、洗浄液槽４内の洗浄液が微小気泡発生部５に供給されてできる微小気泡を含む洗浄液を、回転ブラシ３との接触位置に位置する基板９に向けて供給するノズルであり、基板９の搬送方向に沿った回転ブラシ３の上流側と下流側とにおいて基板９の表裏両面に対向させて設けられている。ポンプ１３が駆動されるとともに電磁バルブ１４ｂが開弁されることにより、洗浄液が供給される。ポンプ１３と電磁バルブ１４ｂとは制御部８に接続され、制御部８によってオン・オフ制御される。

図３は、ガラス製の基板９とナイロン製の回転ブラシ３とを接触させるとともに洗浄液を供給して基板９を洗浄する場合において、基板９から除去された汚染粒子が基板９や回転ブラシ３に静電吸着されて再付着することを、マイナスに帯電している微小気泡によって防止するメカニズムについて説明する模式図である。なお、ここでは洗浄液中に発生させる微小気泡として、マイクロナノバブルを例に挙げて説明するが、ナノバブル、マイクロバブル等においても同様である。

図３の（ａ）は、基板９の洗浄時において、微小気泡を含まない洗浄液を供給し、及び、基板９と回転ブラシ３とが接触する前の状態を示している。基板９と回転ブラシ３とは共にプラスに帯電されており、基板９から除去されて洗浄液中に浮遊しているプラスに帯電された汚染粒子（例えば、Ａｌ粒子）は、基板９や回転ブラシ３に対して反発する。一方、基板９から除去されて洗浄液中に浮遊しているマイナスに帯電された汚染粒子（例えば、Ｓｉ粒子）は、基板９や回転ブラシ３に静電吸着される。

図３の（ｂ）は、図３の（ａ）に示す状態から基板９と回転ブラシ３とが接触して摩擦された状態を示している。基板９と回転ブラシ３とが接触して摩擦されることにより、図５に示した「摩擦帯電列」に基づき、基板９はプラスに帯電した状態を維持されるが、回転ブラシ３はマイナスに帯電する。これにより、基板９から除去されて洗浄液中に浮遊しているプラスに帯電された汚染粒子（例えば、Ａｌ粒子）は回転ブラシ３に静電吸着され、基板９から除去されて洗浄液中に浮遊しているマイナスに帯電された汚染粒子（例えば、Ｓｉ粒子）は基板９に静電吸着される。

図３の（ｃ）は、基板９の洗浄時において、マイナスに帯電している微小気泡であるマイクロナノバブルを含む洗浄液を供給し、基板９と回転ブラシ３とが接触して摩擦された状態を示している。マイナスに帯電している微小気泡は、プラスに帯電している基板９の表面や、基板９から除去されて洗浄液中に浮遊しているプラスに帯電された汚染粒子（例
えば、Ａｌ粒子）の表面に付着する。これにより、マイナスに帯電している微小気泡が表面に付着した汚染粒子（例えば、Ａｌ粒子）は、基板９や回転ブラシ３に静電吸着されて再付着することが防止される。また、基板９から除去されて洗浄液中に浮遊しているマイナスに帯電された汚染粒子（例えば、Ｓｉ粒子）は、表面にマイナスに帯電している微小気泡が付着している基板９やマイナス極性の回転ブラシ３に静電吸着されて再付着することが防止される。

したがって、回転ブラシ３を用いた基板９の洗浄時に、マイナスに帯電している微小気泡を含む洗浄液を供給することにより、基板９から除去されて洗浄液中に浮遊している汚染粒子が基板９や回転ブラシ３に静電吸着されて再付着することを防止することができ、基板９の洗浄度を高めることができる。

基板９の洗浄工程について、図４のフローチャートに基づいて説明する。まず、洗浄作業が開始されたか否かが判断され（ステップＳ１）、スタートボタンがオンされて洗浄作業が開始された場合には（ステップＳ１のＹＥＳ）、搬送モータ１１が駆動され（ステップＳ２）、微小気泡発生部５が駆動され（ステップＳ３）、第１洗浄液供給部６と第２洗浄液供給部７とから洗浄液が供給される（ステップＳ４）。

搬送モータ１１が駆動されることにより、搬送ローラ１０が回転駆動されて基板９の搬送が可能となる。また、微小気泡発生部５が駆動されることにより、微小気泡発生部５内の洗浄液中で微小気泡の発生が開始される。第１洗浄液供給部６からは回転ブラシ３に向けて微小気泡を含む洗浄液が供給され、第２洗浄液供給部７からは基板９の搬送方向に沿った回転ブラシ３の上流側と下流側とに向けて微小気泡を含む洗浄液が供給される。また、これらの洗浄液の供給は、基板９が回転ブラシ３との接触位置に搬送される前から開始される。

洗浄作業が開始された後に、基板９が回転ブラシ３との接触位置に搬送されたか否かが判断され（ステップＳ５）、基板９が回転ブラシ３との接触位置に搬送された場合には、第１洗浄液供給部６からの洗浄液の供給が停止されるとともに第２洗浄液供給部７からの洗浄液の供給が継続される（ステップＳ６）。

ここで、基板９が回転ブラシ３との接触位置に搬送される前に洗浄液供給部６から回転ブラシ３への洗浄液の供給が開始されているため、基板９と接触して摩擦される前のプラスに帯電している回転ブラシ３には、マイナスに帯電している微小気泡が付着している。このため、回転ブラシ３が基板９に接触することによりマイナスに帯電している汚染粒子（例えば、Ｓｉ粒子）が基板９から除去された場合に、その汚染粒子が回転ブラシ３に再付着することを確実に防止することができる。

また、洗浄装置のチャンバや内部構成部品はマイナスに帯電しやすい塩化ビニールで形成されている場合が多い。基板９が回転ブラシ３との接触位置に搬送される前に第1洗浄
液供給部６から回転ブラシ３への洗浄液の供給を開始して回転ブラシをマイナスに帯電させておくと、洗浄装置のチャンバや内部構成部品から剥離した塩化ビニール等の汚染粒子（マイナスに帯電している）が回転ブラシ３に静電吸着されることを防止することができる。

本実施形態では、基板９が回転ブラシ３との接触位置に搬送された場合には、第２洗浄液供給部７からの洗浄液の供給が継続されるとともに第１洗浄液供給部６からの洗浄液の供給が停止される。このため、洗浄液の消費量を減らすことができる。既述のように、回転ブラシ３は基板９に接触している場合はマイナスに帯電する。したがって、第1洗浄液
供給部６からの洗浄液の供給を停止しても、マイナスに帯電している汚染粒子が回転ブラ
シ３に付着することは防止される。また、第２洗浄液供給部７から供給される洗浄液の流速、流量を基板９に洗浄液が当った後に回転ブラシ３に向けて跳ね返る程度に設定しておけば、回転ブラシ３に対して洗浄液の供給が継続されているのと同じ状態が得られる。

また、回転ブラシ３による洗浄が終わった後に第２洗浄液供給部７からの洗浄液を一旦停止させ、次の基板９が回転ブラシ３に到達するまでの期間に第1洗浄液供給部６からマ
イナスに帯電した微小気泡を含む洗浄液の供給を再開し、基板９と接触していない間はプラスに帯電する回転ブラシ３を、マイナスに帯電し続けるように制御してもよい。既述したように、この間、洗浄装置のチャンバや内部構成部品から剥離した塩化ビニール等の汚染粒子（マイナスに帯電している）が回転ブラシ３に静電吸着されることを防止できる。

なお、第１洗浄液供給部６からの洗浄液の供給は、基板９が回転ブラシ３との接触位置に搬送された後に継続してもよい。これにより、洗浄精度を向上させることができる。

また、回転ブラシ３の回転速度に応じて洗浄液の供給量を変化させ、回転速度が速い場合には供給量を多くし、回転速度が遅い場合には少なくしてもよい。これにより、洗浄液の供給量の適正化を図ることができる。

本実施形態では、第２洗浄液供給部７が基板９の搬送方向に沿った回転ブラシ３の上流側と下流側とに設けられている場合を例に挙げて説明したが、いずれか一方のみとしてもよい。これにより、洗浄液の消費量を減らすことができる。

また、本実施形態では、回転ブラシ３、第１洗浄液供給部６、第２洗浄液供給部７を、搬送される基板９の上下両側に配置した場合を例に挙げて説明したが、処理の必要性に応じていずれか一方のみとしてもよい。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態を図６及び図７に基づいて説明する。なお、第１の実施形態で説明した構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付け、重複する説明は省略する。

第２の実施形態の基板洗浄装置２１は、表示装置である液晶ディスプレイを製造する製造装置の一部として設けられており、この表示装置の製造装置は、基板９上に液晶駆動用のＴＦＴ回路及び電極パターンを作製する製造装置（図示せず）、ＴＦＴ回路及び電極パターン等が形成された基板９上に配光膜を形成する配光膜形成装置（図示せず）、配向膜が形成された基板９上に各セル単位の表示領域を囲む枠状のシールを形成するシール形成装置（図示せず）、シールが形成された基板９の各セル単位の表示領域上に液晶材料を滴化させる液晶供給装置（図示せず）、液晶材料が滴化された基板９と他の基板とを貼り合わせる基板貼り合わせ装置（図示せず）、基板を貼り合わせた後にシールを硬化させるシール硬化装置（図示せず）等及び、各製造装置内及び装置間の基板移動工程の必要個所においてブラシ洗浄を行う基板洗浄装置２１を備えている。

基板洗浄装置２１は、搬送機構２２と、ブラシ洗浄部２３と、純水洗浄部２４と、乾燥部２５とを備えている。洗浄される基板９は、矢印Ｂで示すように、ブラシ洗浄部２３、純水洗浄部２４、乾燥部２５の順に搬送される。

搬送機構２２は、基板９を搬送する複数の搬送ローラ２６と、これらの搬送ローラ２６を回転駆動させる搬送モータ（図示せず）とを備えている。

ブラシ洗浄部２３は、回転ブラシ３と、第１洗浄液供給部２７と、第２洗浄液供給部２８ａ、２８ｂと、洗浄液槽４と、微小気泡発生部５と、ポンプ１３と、ブラシ洗浄部２３の全体を制御する制御部（図示せず）等を備えている。

この基板洗浄装置２１では、搬送機構２２により搬送された基板９がブラシ洗浄部２３へ搬送されると、洗浄液が第２洗浄液供給部２８ａから回転ブラシ３との接触位置へ搬送されている基板９へ供給される。

尚、ブラシ洗浄部２３において第１洗浄液供給部２７及び第２洗浄液供給部２８ａ、２８ｂから供給される洗浄液は、微小気泡発生部５によって微小気泡を含む洗浄液となり、この微小気泡を含む洗浄液が回転ブラシ３や基板９へ向けて供給される。

この洗浄液の供給は、基板９のブラシ洗浄部２３への搬送と同時あるいは搬送以前より行われ、プラスに帯電している回転ブラシ３にはマイナスに帯電した微小気泡が付着している。

ブラシ洗浄部２３においては、プラスに帯電している汚染粒子は、当該汚染粒子を取り囲むようにマイナスに帯電した微小気泡が引きよせられ、見かけ上、マイナス電位の物質として振舞う状態となる。このため、マイナスに帯電した微小気泡が付着することによりマイナス極性となった回転ブラシ３及び基板９表面への再付着が防止される。

一方、マイナスに帯電している汚染粒子は、マイナス極性の回転ブラシ３やマイナスに帯電している微小気泡が付着している基板９表面への再付着が防止される。

本実施形態では、枚葉で供給される基板９の洗浄方法において、洗浄液を供給する際に、第１洗浄液供給部２７及び第２洗浄液供給部２８ａ、２８ｂから同時に洗浄液を供給する場合について説明したが、回転ブラシ３が基板９に接触している場合には、回転ブラシ３はマイナスに帯電するので、マイナスに帯電している汚染粒子が回転ブラシ３に付着することが防止されるため、第１洗浄液供給部２７からの洗浄液の供給を停止させてもよい。この停止により、洗浄液の消費量を減らすことができる。

その場合には、回転ブラシ３による洗浄が終わった後に第２洗浄液供給部２８ａ、２８ｂからの洗浄液の供給を一旦停止させ、次の基板９が回転ブラシ３に到達するまでの期間に第１洗浄液供給部２７からマイナスに帯電した微小気泡を含む洗浄液の供給を再開し、基板９と接触していない間はプラスに帯電する回転ブラシ３をマイナスに帯電し続けるように制御してもよい。このように回転ブラシ３に対する洗浄液の供給と供給停止を必要に応じて切り換えることにより、洗浄液の消費量を減らすことができる。

また、本実施形態のブラシ洗浄部２３を構成している第２洗浄液供給部２８ａは、基板９方向と回転ブラシ３方向とに洗浄液供給方向を切り替える機構を有しており、第１洗浄液供給部２７を使用せず、第２洗浄液供給部２８ａからの洗浄液供給方向を切り替えることで同様の効果を得る事が可能である。

尚、本実施形態では、回転ブラシ３が１本の場合を例に挙げて説明したが、基板９の汚染状況及び基板搬送速度の高速化などに対応するため、回転ブラシ３を複数本設けてもよい。

ブラシ洗浄部２３に連続した純水洗浄部２４では、搬送されてきた基板９に対して、純水シャワー、メガソニックシャワー、二流体等の洗浄効果を設けた供給部２９から純水を供給し、ブラシ洗浄部２３で除去できなかった汚染粒子を除去する。その際、ブラシ洗浄部２３で基板９から除去され、微小気泡の効果により再付着を防止された基板９上の汚染粒子は純水洗浄部２４から供給される多量の純水により容易に洗い流すことができる。

ブラシ洗浄部２３および純水洗浄部２４において汚染粒子を除去された基板９は、乾燥部２５に搬送され、ポンプ３０によって加圧された空気等を吹出して基板９上の水分を除去するエアーナイフ３１により水分を除去・乾燥させられる。水分を除去・乾燥された基板９は、搬送機構２２により表示装置を製造するための次の工程、例えば、基板９上に電極パターンを形成する工程に搬送される。

なお、本実施形態では、基板９の洗浄を電極パターンを形成する前の基板９に対して行う場合を例に挙げて説明したが、電極パターンを形成した後の基板９に対しても同様の洗浄効果が得られた。

図７は、本発明の効果の一例を示すグラフである。

表示装置の１例として、液晶ディスプレイの製造プロセスにおいて、液晶ディスプレイを駆動する薄膜トタンジスタ（以下、ＴＦＴと略）の生産工程における基板洗浄工程の中で、本発明の適用による基板洗浄効果を実験した結果を、図7の（ａ）及び図7の（ｂ）に示す。

ガラス製の基板として６８０×８８０×０．７ｔ（ｍｍ）を用い、２０枚を１ロットとした洗浄実験を５ロット実施し、本発明の適用・非適用による洗浄効果の比較を行った。

図７の（ａ）は、ＴＦＴ工程の最初の洗浄工程である、ガラス基板の受入洗浄工程（電極パターンを形成する前の洗浄工程）で、第２の実施形態で詳説した基板洗浄装置を用い、回転ブラシ３へ向けてマイナスに帯電した微小気泡を含まない洗浄液を供給した場合と、微小気泡を含む洗浄液を第１洗浄液供給部２７と第２洗浄液供給部２８ａ、２８ｂとから常時供給した場合（洗浄液供給部常時ＯＮ）と、回転ブラシ３が基板９と接触した場合には第１洗浄液供給部２７からの微小気泡を含む洗浄液の供給を停止して第２洗浄液供給部２８ａ、２８ｂのみから微小気泡を含む洗浄液を供給した場合（洗浄液供給部ＯＮ／ＯＦＦ制御）との、洗浄後の基板９上に残留した汚染粒子の個数の平均値を比較した結果である。

また、図７の（ｂ）は、受入洗浄後のガラス基板上にゲート電極となる金属膜を真空蒸着法蒸着、スパッタ成膜法等の薄膜形成手法で形成し、フォト工程にて電極のパターニングを行った後の基板を用いて、上述と同様に本実施形態を適用した洗浄実験を行った場合の残留汚染粒子個数の平均値の比較結果である。尚、図７の（ｂ）の場合には、洗浄液は純水を使用した。

図７の（ａ）において、電極パターン形成前洗浄において基板９から除去される汚染粒子としては、基板９取扱時に付着する埃や人為的な有機物及びガラス屑などが考えられるが、回転ブラシ３に付着して基板９に擦り付けられる汚染粒子や除去後に再付着する汚染
粒子について、マイナスに帯電した微小気泡の電荷効果などにより、回転ブラシ３への付着および基板９への再付着が低減された結果、洗浄後の基板９に残留する汚染粒子個数が減少することが確認された。

図７の（ｂ）では、電極パターン形成後洗浄において基板９から除去される汚染粒子として、電極金属粉およびレジスト残渣などがあるが、電極パターン形成前洗浄の実験結果と比較して汚染粒子の残留個数が更に低減できる傾向があり、明確な極性を持つ電極金属粉の再付着防止効果によると思われる。

また、洗浄液の供給方法を回転ブラシ３によって基板９を洗浄しているときのみ、洗浄液供給部２７をオフにする省エネルギー化方式に変更しても同レベルの改善効果が得られることがわかる。

電極パターンの形成前及び形成後のいずれの実施結果においても、回転ブラシ３や基板９にマイナスに帯電した微小気泡を含む洗浄液を供給することにより残留汚染粒子の低減が図れており、本実施形態の有用性が確認された。

この結果、液晶ディスプレイの生産工程において、前述で詳説した表示装置の製造装置群における各製造装置内及び装置間の基板移動工程の必要個所においてブラシ洗浄を行う基板洗浄工程後の残留汚染粒子に起因した電極配線の断線発生、電極間リーク、絶縁膜の絶縁不良等に伴うＴＦＴの性能不良及び基板貼り合せ工程で発生する異物の挟み込みに起因する表示不良などの発生箇所数を大幅に低減できるため、歩留りの向上及び不良対策として実施するリペアー作業時間も短縮可能になり、生産効率の改善が図れる。

尚、本実施形態は液晶ディスプレイの製造工程について詳説したが、プラズマディスプレイおよび有機ＥＬディスプレイ等の基板洗浄工程、Ｓｉウエハや薄膜太陽電池などの製造工程においても有効である。

（その他の実施形態）
第１の実施形態では回転ブラシ３専用の洗浄液供給部である第1洗浄液供給部６と基板
９専用の洗浄液供給部である第２洗浄液供給部７とを設けた場合を例に挙げ、及び第２の実施形態では回転ブラシ３専用の洗浄液供給部である第1洗浄液供給部２７と基板９専用
の洗浄液供給部である第２洗浄液供給部２８ａ、２８ｂとを設けた場合を例に挙げて説明したが、単一の洗浄液供給部を設け、この洗浄液供給部の洗浄液供給方向を切り替え可能に設けてもよい。洗浄液の供給方向の切り替えにより、回転ブラシ３への洗浄液供給と、基板９への洗浄液供給の２態様を有する構成にすることができ、基板９が回転ブラシ３との接触位置に搬送されるまでは回転ブラシ３に洗浄液を供給し、基板９が回転ブラシ３との接触位置に搬送された場合には、回転ブラシ３との接触位置に位置する基板９に向けて洗浄液を供給する。

ここで、洗浄液の消費量に関し、例えば、３系統の洗浄液供給部（第１の実施形態の６、７、第２の実施形態の２７、２８ａ、２８ｂ）から、３０Ｌ／分の洗浄液を供給する条件下では、回転ブラシ３と基板９との接触時には回転ブラシ３に供給する洗浄液を停止する手法により約１０Ｌ／分の洗浄液が不要になり、単一の洗浄液供給部を設けて洗浄液の供給方向を切り替える場合には、２０Ｌ／分の洗浄液の供給を省くことができる。

１ 基板洗浄装置
２ 搬送機構
３ 回転ブラシ
６ 第１洗浄液供給部
７ 第２洗浄液供給部
９ 基板
２１ 基板洗浄装置
２２ 搬送機構
２７ 第１洗浄液供給部
２８ａ、２８ｂ 第２洗浄液供給部

Claims (17)

1. 基板を搬送する搬送機構と、
   前記基板との摩擦によりマイナスに帯電する材料で形成され、前記基板に接触して回転することにより前記基板に付着している汚染粒子を除去する回転ブラシと、
   マイナスに帯電している微小気泡を含む洗浄液を前記回転ブラシに向けて供給する第１洗浄液供給部と、
   を備えることを特徴とする基板洗浄装置。
2. ガラス製の基板を搬送する搬送機構と、
   前記基板との摩擦によりマイナスに帯電するナイロンにより形成され、前記基板に接触して回転することにより前記基板に付着している汚染粒子を除去する回転ブラシと、
   マイナスに帯電している微小気泡を含む洗浄液を前記回転ブラシに向けて供給する第１洗浄液供給部と、
   を備えることを特徴とする基板洗浄装置。
3. 前記第１洗浄液供給部から前記回転ブラシへの前記洗浄液の供給は、前記基板が前記回転ブラシとの接触位置に搬送される前から行われることを特徴とする請求項１又は２記載の基板洗浄装置。
4. 前記第１洗浄液供給部に加え、前記洗浄液を前記回転ブラシとの接触位置に位置する前記基板に向けて供給する第２洗浄液供給部が設けられ、前記基板が前記回転ブラシとの接触位置に搬送された場合には、前記第１洗浄液供給部からの前記洗浄液の供給を停止して前記第２洗浄液供給部から前記洗浄液を供給することを特徴とする請求項１又は２記載の基板洗浄装置。
5. 前記第１洗浄液供給部は洗浄液供給方向を切り替え可能に設けられ、前記基板が前記回転ブラシとの接触位置に搬送されるまでは、前記回転ブラシに前記洗浄液を供給し、前記基板が前記回転ブラシとの接触位置に搬送された場合には、洗浄液供給方向を切り替えて前記回転ブラシとの接触位置に位置する前記基板に向けて前記洗浄液を供給することを特徴とする請求項１又は２記載の基板洗浄装置。
6. 基板を搬送する工程と、
   前記基板との摩擦によりマイナスに帯電する材料で形成され、前記基板に接触して回転することにより前記基板に付着している汚染粒子を除去する回転ブラシに向けて、マイナスに帯電している微小気泡を含む洗浄液を供給する工程と、
   を備えることを特徴とする基板洗浄方法。
7. ガラス製の基板を搬送する工程と、
   前記基板との摩擦によりマイナスに帯電するナイロンにより形成され、前記基板に接触して回転することにより前記基板に付着している汚染粒子を除去する回転ブラシに向けて、マイナスに帯電している微小気泡を含む洗浄液を供給する工程と、
   を備えることを特徴とする基板洗浄方法。
8. 前記回転ブラシへの前記洗浄液の供給を、前記基板が前記回転ブラシとの接触位置に搬送される前から行うことを特徴とする請求項６又は７記載の基板洗浄方法。
9. 前記洗浄液を前記回転ブラシとの接触位置に位置する前記基板に向けて供給する工程を有し、前記基板が前記回転ブラシとの接触位置に搬送された場合には前記回転ブラシへ向けた前記洗浄液の供給を停止するとともに前記基板に向けた前記洗浄液の供給を行うこと
   を特徴とする請求項６又は７記載の基板洗浄方法。
10. 前記洗浄液の供給方向を切り替え、前記基板が前記回転ブラシとの接触位置に搬送されるまでは、前記回転ブラシに前記洗浄液を供給し、前記基板が前記回転ブラシとの接触位置に搬送された場合には、前記回転ブラシとの接触位置に位置する前記基板に向けて前記洗浄液を供給することを特徴とする請求項６又は７記載の基板洗浄方法。
11. 搬送される表示装置に用いられる基板を洗浄する基板洗浄装置を備える表示装置の製造装置において、
    前記基板洗浄装置は請求項１ないし５のいずれか一記載の基板洗浄装置であることを特徴とする表示装置の製造装置。
12. 搬送される表示装置に用いられる基板を洗浄する基板洗浄工程を有する表示装置の製造方法において、
    前記基板洗浄工程は、前記基板との摩擦によりマイナスに帯電する材料で形成され、前記基板に接触して回転することにより前記基板に付着している汚染粒子を除去する回転ブラシに向けて、マイナスに帯電している微小気泡を含む洗浄液を供給する工程を有することを特徴とする表示装置の製造方法。
13. 搬送される表示装置に用いられるガラス製の基板を洗浄する基板洗浄工程を有する表示装置の製造方法において、
    前記基板洗浄工程は、前記基板との摩擦によりマイナスに帯電するナイロンにより形成され、前記基板に接触して回転することにより前記基板に付着している汚染粒子を除去する回転ブラシに向けて、マイナスに帯電している微小気泡を含む洗浄液を供給する工程を有することを特徴とする表示装置の製造方法。
14. 前記回転ブラシへの前記洗浄液の供給を、前記基板が前記回転ブラシとの接触位置に搬送される前から行うことを特徴とする請求項１２又は１３記載の表示装置の製造方法。
15. 前記洗浄液を前記回転ブラシとの接触位置に位置する前記基板に向けて供給する工程を有し、前記基板が前記回転ブラシとの接触位置に搬送された場合には前記回転ブラシへ向けた前記洗浄液の供給を停止するとともに前記基板に向けた前記洗浄液の供給を行うことを特徴とする請求項１２又は１３記載の表示装置の製造方法。
16. 前記洗浄液を前記回転ブラシとの接触位置に位置する前記基板に向けて供給する第２洗浄液供給部からの洗浄液供給方向を切り替えることにより、前記基板が前記回転ブラシとの接触位置に搬送されるまでは、前記回転ブラシに前記洗浄液を供給し、前記基板が前記回転ブラシとの接触位置に搬送された場合には、洗浄液供給方向を切り替えて前記回転ブラシとの接触位置に位置する前記基板に向けて前記第２洗浄液供給部から前記洗浄液を供給することを特徴とする請求項１２又は１３記載の表示装置の製造方法。
17. 前記基板洗浄工程は、電極パターンを形成する前の前記基板に対する場合と、電極パターンを形成した後の前記基板に対する場合とにおいて行われることを特徴とする請求項１２ないし１６のいずれか一項に記載の表示装置の製造方法。

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