JP2015054256A

JP2015054256A - 清掃装置

Info

Publication number: JP2015054256A
Application number: JP2013186894A
Authority: JP
Inventors: 勇也宮島; Yuya Miyajima
Original assignee: Toray Engineering Co Ltd
Current assignee: Toray Engineering Co Ltd
Priority date: 2013-09-10
Filing date: 2013-09-10
Publication date: 2015-03-23
Anticipated expiration: 2033-09-10
Also published as: JP6180245B2

Abstract

【課題】清掃対象物を傷つけることなく異物を除去することのできる清掃装置を提供する。
【解決手段】清掃対象物９２と対向する平坦な底面１１を有し、清掃対象物９２の超音波振動によって清掃対象物９２上で浮上するパッド部２と、パッド部２の上面との間およびパッド部２の側面との間に隙間２４を有しながらパッド部２の上面および側面を覆うカバー部３と、カバー部３に接続され、パッド部２とカバー部３との隙間の気体を吸引する吸引手段４と、を備え、カバー部３の下端部２７とパッド部２の側面との間には開口部２８が形成され、当該下端部２７は、パッド部２の底面１１よりも高い位置にある。
【選択図】図３

Description

本発明は、超音波振動により基板を浮上させる基板浮上装置を清掃する清掃装置に関するものである。

液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等のフラットパネルディスプレイには、基板上にレジスト液が塗布されたもの（塗布基板と称す）が使用されている。この塗布基板は、塗布装置により基板上にレジスト液が均一に塗布されることによって塗布膜が形成され、その後、熱処理装置により塗布膜を乾燥させることにより生産される。

この熱処理装置の一種として、たとえば特許文献１および図４で示すような浮上搬送熱処理装置がある。図４に示すように、浮上搬送熱処理装置９０は振動板９２および超音波発生部９３からなる基板浮上装置９１と振動板９２を加熱する加熱装置９４とを有し、加熱装置９４によって加熱された基板浮上装置９１が基板Ｗを超音波振動浮上させることによって、基板Ｗを非接触で加熱することが可能である。

特開２０１２−２４８７５５号公報

このような浮上搬送熱処理装置９０を使用し続けていると、パーティクルやガラスの微小片などの異物９５が装置内の可動部、摺動部で発生したり、周囲環境から吹き込んできたり、搬入された基板Ｗに付着してきたりなどして、振動板９２上に落ちる可能性がある。この異物９５が振動板９２に残されたままであると、別の基板Ｗの裏面に付着してしまう。そうすると、その基板Ｗを用いた最終製品に異物が混入したり、異物９５を通じて基板Ｗに振動板９２の振動が伝わることによって基板Ｗの浮上量に変化が生じて乾燥ムラが生じたり、基板Ｗが異物９５を引きずることによって振動板９２に傷が付いたりするおそれがあった。特に、振動板９２に傷が付いてしまった場合、傷の形状が基板Ｗ上の塗布膜に転写されるように乾燥ムラが生じるおそれがあった。

これらの問題が生じないようにするために、振動板９２上に異物９５が存在することがないように定期的に振動板９２の表面を清掃する必要がある。この清掃は、従来、作業員がウェスを用いて異物９５を拭き取ることにより行っていたが、この場合、異物９５を拭き取る際に異物９５を振動板９２にこすりつけてしまう可能性があった。このように異物９５を振動板９２にこすりつけてしまうと、振動板９２に傷が付き、以後、基板Ｗ上の塗布膜に乾燥ムラが生じてしまうといった問題があった。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、清掃対象物を傷つけることなく異物を除去することのできる清掃装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために本発明の清掃装置は、清掃対象物と対向する平坦な底面を有し、前記清掃対象物の超音波振動によって前記清掃対象物上で浮上するパッド部と、前記パッド部の上面との間および前記パッド部の側面との間に隙間を有しながら前記パッド部の上面および側面を覆うカバー部と、前記カバー部に接続され、前記パッド部と前記カバー部との隙間の気体を吸引する吸引手段と、を備え、前記カバー部の下端部と前記パッド部の側面との間には開口部が形成され、当該下端部は、前記パッド部の底面よりも高い位置にあることを特徴としている。

上記清掃装置によれば、清掃対象物を傷つけることなく異物を除去することが可能である。具体的には、清掃対象物の超音波振動によって清掃対象物上で浮上するパッド部を有することにより、清掃対象物と非接触の状態で清掃対象物上の異物を吸引除去することができるため、清掃対象物を傷つけることなく異物を除去することが可能である。また、カバー部の下端部とパッド部の側面との間には開口部が形成され、当該下端部は、パッド部の底面よりも高い位置にあることにより、パッド部の浮上量よりも大きい寸法の異物もパッド部とカバー部との隙間に吸い込んで吸引除去することができる。

また、前記パッド部は、前記パッド部の上面もしくは側面と底面とを貫通する貫通孔を有し、前記吸引手段は、前記貫通孔を経由して前記パッド部の底面近傍の気体も吸引すると良い。

こうすることにより、パッド部の底面の直下に位置する異物も吸引除去することができるとともに、清掃対象物とパッド部との間に吸着力が発生し、この吸着力と超音波振動による浮揚力とのバランスによってパッド部の底面と平行な方向への移動に対して適度の抵抗力を持たせることが可能である。

本発明の清掃装置によれば、清掃対象物を傷つけることなく異物を除去することが可能である。

本発明の一実施形態における清掃装置の概略図である。本発明の一実施形態における清掃装置の概略図である。本実施形態における清掃装置による清掃形態を示す概略図である。浮上搬送熱処理装置を示す概略図である。

本発明に係る実施の形態を図面を用いて説明する。

図１および図２は、本発明の一実施形態における清掃装置の概略図であり、図１は清掃装置による清掃の形態を示す概略図であり、図２（ａ）は清掃装置の上面図、図２（ｂ）は清掃装置の正面図である。

清掃装置１は、パッド部２、カバー部３、および吸引手段４を備えており、浮上搬送熱処理装置９０内の基板浮上装置９１が有する振動板（清掃対象物）９２の表面を清掃する。

ここで、浮上搬送熱処理装置９０は塗布液が塗布された基板を乾燥させる工程に用いられるものであり、その工程において振動板９２は超音波振動することによって基板Ｗを超音波振動浮上させ、この状態において基板の加熱乾燥が実施される。

この振動板９２を清掃装置９１が清掃する際にも振動板９２は超音波振動しており、パッド部２およびカバー部３は超音波振動浮上した状態で、図示しない移動手段によりたとえば図１に矢印で示すように振動板９２上を移動しながら、振動板９２の表面（清掃装置１と対向する面）の清掃を実施する。また、パッド部２とカバー部３との間には隙間が設けられており、この隙間の気体を吸引手段４が吸引することにより、この隙間へ振動板９２上の異物が吸引されて、清振動板９２の表面の清掃が行われる。

なお、以降の説明では、水平方向の一方向をＸ軸方向、水平面上でＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の両方と直交する方向、すなわち鉛直方向をＺ軸方向とする。

パッド部２は、本実施形態では円柱状の物体であり、底面１１が清掃対象物である振動板９２と対向する。

ここで、上記の通り、清掃装置１による清掃はパッド部２が振動板９２の超音波振動によって浮上した状態の下で実施される。

この場合、超音波発生部９３によって超音波振動する振動板９２から発せられる放射音圧をパッド部２の底面１１が受けることによりパッド部２は浮上するが、パッド部２が安定して浮上するためには、底面１１の全面において均等に放射音圧を受ける必要がある。そのためには、底面１１が平坦面であり、底面１１の全面において振動板との距離が均一である必要がある。

また、この振動板９２は加熱装置９４によって１２０℃〜１４０℃に加熱されて用いられているため、このような加熱状態においても清掃動作が可能なように、パッド部２の材質は耐熱温度が高く、熱伝導率が低いことが望ましい。また、パッド部２の温度上昇によりパッド部２が反ってしまい、底面１１の平坦度が失われると、パッド部２が安定して超音波振動浮上することが困難となるため、パッド部２は線膨張係数が低く、反りにくいことが望ましい。これらの特徴を踏まえると、パッド部２の素材はフッ素樹脂であることが最も好ましい。また、フッ素樹脂は軟らかく、摩擦係数が少ないため、万が一パッド部２が振動板と接触しても振動板が傷付くおそれはない。

また、パッド部２の上面には、パッド部２とカバー部３とを連結するための連結部材２３を取り付けるための機構（取り付け穴など）が同心円上に設けられている。

また、本実施形態では、パッド部２にはその上面と底面１１とを貫通する貫通孔１２が設けられている。これにより、パッド部２の上面近傍で吸引力が働いている場合は、この貫通孔１２を通って底面１１の近傍でも吸引力が働く。なお、貫通孔１２はパッド部２の側面と底面１１とを貫通するものであっても構わない。この場合、パッド部２の側面近傍で吸引力が働いている際に、この貫通孔１２を通って底面１１の近傍でも吸引力が働く。

カバー部３は、天板２１、側板２２、および配管接続口２５を有し、パッド部２の上面との間およびパッド部２の側面との間に隙間２４を有しながら、パッド部２の上方から被さるようにパッド部２の上面および側面を覆う。このカバー部３により、隙間２４は配管接続口２５の開口部、側板２２とパッド部２との間に形成される開口部２８、および貫通孔１２の部分でのみ外気と通じた状態となっている。

天板２１は、本実施形態では後述する配管接続口２５の開口部の径と略同一の径の貫通穴を中心部に有する円盤状の板状体であり、天板２１の外径はパッド部２の径よりも大きい。なお、天板２１を含め、カバー部３を構成する部材には、たとえばステンレスなどが用いられている。

また、天板２１の下面には、連結部材２３を取り付けるための機構（取り付け穴など）が、パッド部２に設けられたそれと同じ径の同心円上に設けられている。この機構を用いて、連結部材２３により天板２１とパッド部２の中心がＺ軸方向に並んだ状態で天板２１がパッド部２とが連結される。そして、天板２１とパッド部２との間には、隙間が確保される。なお、本実施形態では、この隙間の寸法（図２（ｂ）における寸法ｄ１）は５ｍｍ〜１０ｍｍに設定している。

側板２２は、外径が天板２１の外径と略同一であり、内径がパッド部２の径よりも大きい管状体であり、天板２１の外周部と側板２２の外周部の位置が一致するように天板２１の下面と側板２２の上端部とが突き合わされた状態で溶接などにより側板２２は天板２１と接合される。なお、この接合部は気密性を有している。

このように側板２２が接合された天板２１が連結部材２３を介してパッド部２に連結されることにより、パッド部２の上面および側面との間に隙間２４を有しながら、パッド部２の上方から被さるようにパッド部２の上面および側面を覆う形態をとる。そして、側板２２の下端部２７において、側板２２とパッド部２との間に開口部２８が形成される。なお、本実施形態では、開口部２８はパッド部２の全周にわたって形成されており、側板２２とパッド部２の隙間の寸法および開口部２８の幅（図２（ｂ）における寸法ｄ２）は２ｍｍ〜３ｍｍに設定している。

また、側板２２の高さは、側板２２が接合された天板２１が連結部材２３を介してパッド部２に連結された状態において側板２２の下端部２７が所定の寸法分パッド部２の底面１１よりも高い位置にあるように設定されている。なお、本実施形態では、下端部２７と底面１１の高さの差（図２（ｂ）における寸法ｄ３）は２ｍｍ〜３ｍｍとし、上記寸法ｄ２と略同一の寸法に設定している。

配管接続口２５は、内径が天板２１の穴の径と略同一の管状体であり、他端が吸引手段４と連結された配管２６の端部がこの配管接続口２５に連結される。

この配管接続口２５は、天板２１の内周部と配管接続口２５の内周部の位置が一致するように天板２１の上面と配管接続口２５の下端部とが突き合わされた状態で、天板２１と溶接などにより接合される。なお、この接合部は気密性を有している。

吸引手段４は、吸引力を発生する手段であり、工場真空、市販の掃除機などがこれに相当する。

この吸引手段４は配管２６と連結しており、配管２６を介して吸引手段４がカバー部３に接続されることにより、吸引手段４が動作することにより隙間２４に存在する気体を吸引する。

なお、配管２６は樹脂ホースなどであり、可撓性を有する。そのため、パッド部２およびカバー部３の移動が配管２６によって妨げられることは無く、清掃対象物全面の清掃が可能となる。

次に、本実施形態における清掃装置による異物の吸引形態を図３に示す。

本発明の清掃装置１による清掃対象物は、先述の通り主に浮上搬送熱処理装置が有する振動板９２であり、清掃装置１による清掃は、パッド部２が振動板９２の超音波振動によって浮上した状態の下で図示しない移動手段により振動板９２上を移動しながら実施される。

このようにパッド部２が浮上した状態で吸引手段４を動作させて配管２６および配管接続口２５を通って隙間２４に吸引力が発生した際、隙間２４に通じる開口部２８および貫通孔１２において下から上に向かう気流が発生する。これにより、異物９５はこの開口部２８と貫通孔１２を通って吸引され、清掃される。

ここで、振動板９２は超音波発生部からの振動を浮上させる物体（清掃装置１、基板Ｗなど）へ効率良く伝達することが要求されるため、通常は振動の伝達率の良いアルミで形成されている。そのため、振動板９２は比較的軟らかく、ガラス微小片などの異物９５を引きずってしまうと、振動板９２に容易に傷が付いてしまうおそれがあるが、本発明の清掃装置１は振動板９２の振動によって超音波振動浮上した状態で振動板９２の表面の清掃を行う、すなわち、非接触の状態で清掃を行うため、清掃装置１自身が振動板９２を傷付けることは無く、また、清掃装置１が異物９５を引きずる可能性も少ない。

次に、清掃装置１で清掃することのできる異物の大きさについて述べる。

まず、貫通孔１２を通って吸引される異物９５は、浮上しているパッド部２の底面１１と振動板９２との間をくぐり抜けてから吸引されるため、貫通孔１２で吸引できる異物９５の大きさは、径がパッド部２の浮上量（振動板９２と底面１１との距離。本実施形態では、５０ｕｍ〜１００ｕｍ）よりも小さいものに限られる。したがって、貫通孔１２からは比較的大きな異物は吸引することができない。

これに対し、前述の通りカバー部３の下端部２７の高さはパッド部２の底面１１よりも高い位置にあるため、パッド部２の浮上量よりも径の大きい異物、たとえば図３に示す異物９６であっても、下端部２７と振動板９２の間を通り抜けて開口部２８の直下に到達することができ、このような異物９６も開口部２８を通じて清掃装置１内に吸引して清掃することが可能である。

なお、本実施形態では、前述の通り下端部２７は底面１１よりも２ｍｍ〜３ｍｍ高い位置にあり、また、隙間２４の幅もこの寸法以上であるため、清掃装置１は２ｍｍ〜３ｍｍ程度の径の異物９６も吸引清掃することが可能である。ここで、振動板９２上の２ｍｍ〜３ｍｍを超える径の異物はクリーンルーム内のイエローランプ環境下であっても目視で容易に確認することができて手で除去するのも可能であるのに対し、２ｍｍ〜３ｍｍ以下の微小異物やパーティクルは目視での確認が難しくなる。これに対し、本発明の清掃装置１は目視で確認することが難しい異物９５および異物９６を全て吸引することを可能とし、振動板９２全面を容易に清掃することが可能である。

また、本実施形態ではパッド部２に貫通孔１２が設けられているが、この貫通孔１２は異物９５を吸引するだけでなく、清掃装置１のがたつきを抑え、清掃装置１の移動の制御を容易にする効果を有する。

清掃装置１が振動板９２上で超音波振動浮上した状態だと、振動板９２の面と平行な方向（図３におけるＸＹ平面と平行な方向）への移動に対して抵抗がほとんど無くなるため、僅かな外力によって清掃装置１が大きく移動し、かえって清掃装置１の移動の制御が困難になるおそれがある。これに対し、パッド部２に貫通孔１２が設けられ、この貫通孔１２を通して底面１１近傍の外気が吸引されることにより、振動板９２と底面１１との間に吸着力が発生し、清掃装置１を振動板９２に押さえつける効果が生じる。この吸着力と超音波振動による浮揚力（放射音圧）とのバランスによって振動板９２の面と平行な方向への移動に対して適度の抵抗力を持たせることが可能である。これにより、清掃装置１の移動の制御が容易になる。

一方、貫通孔１２が無い場合でも、開口部２８から外気を吸引することにより上記押さえつけの効果を得ることができるが、貫通孔１２が設けられることにより、その効果を強化することができる。

以上の清掃装置により、清掃対象物を傷つけることなく異物を除去することが可能である。

１清掃装置
２パッド部
３カバー部
４吸引手段
１１底面
１２貫通孔
２１天板
２２側板
２３連結部材
２４隙間
２５配管接続口
２６配管
２７下端部
２８開口部
９０浮上搬送熱処理装置
９１基板浮上装置
９２振動板
９３超音波発生部
９４加熱装置
９５異物
９６異物
Ｗ基板

Claims

清掃対象物と対向する平坦な底面を有し、前記清掃対象物の超音波振動によって前記清掃対象物上で浮上するパッド部と、
前記パッド部の上面との間および前記パッド部の側面との間に隙間を有しながら前記パッド部の上面および側面を覆うカバー部と、
前記カバー部に接続され、前記パッド部と前記カバー部との隙間の気体を吸引する吸引手段と、
を備え、
前記カバー部の下端部と前記パッド部の側面との間には開口部が形成され、当該下端部は、前記パッド部の底面よりも高い位置にあることを特徴とする、清掃装置。
前記パッド部は、前記パッド部の上面もしくは側面と底面とを貫通する貫通孔を有し、前記吸引手段は、前記貫通孔を経由して前記パッド部の底面近傍の気体も吸引することを特徴とする、請求項１に記載の清掃装置。