JP2703424B2 - 洗浄装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例として液晶表示装置
を製造する際のガラス基板の洗浄あるいはエッチング処
理などを行う際に用いられる洗浄装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置を製造する場合、ガラス基
板上に例としてＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）など
で、透明電極をパターン形成する際に、周知のフォトプ
ロセスを用いてエッチングによりパターン形成し、その
後、エッチング液やガラス基板上の不要物を除去するた
めに洗浄処理を行っている。

【０００３】図７は、典型的な従来例の洗浄装置１の構
成を示す系統図である。洗浄装置１は、前記ガラス基板
などが搬入されて洗浄処理が行われる洗浄槽２と、この
洗浄槽２の上端部付近に洗浄槽２を外囲して設けられ、
洗浄槽２から溢れた洗浄液を受けるオーバフロー槽３と
を備える。また洗浄槽２のほぼ水平な底部には、ガラス
基板などの洗浄を行うための超音波発振機４が設けられ
る。洗浄槽２の底部２ａには、排液孔５，６が設けら
れ、これらはバルブ７，８をそれぞれ介在する排液管路
９，１０を介して洗浄槽２内の洗浄液を排出する。

【０００４】一方、前記オーバフロー槽３の底部３ａに
も排液孔１１が設けられ、ポンプ１２およびフィルタ１
３を介在する循環管路１４を介して洗浄槽２と連通す
る。この循環管路１４のポンプ１２よりも排液孔１１側
にはバルブ１５が設けられ、必要に応じてオーバフロー
槽３内の洗浄液を排出する。

【０００５】すなわち、洗浄装置１において、洗浄槽２
内に洗浄液を供給し、洗浄槽２から溢れた洗浄液はオー
バフロー槽３に流入して前記循環管路１４を介して、再
び洗浄槽２内に戻されている。このように洗浄液を循環
させるのは、洗浄槽２内の洗浄液の組成を一定とし、洗
浄処理を一定の品質で行うために設けられている。また
従来の洗浄装置１において、洗浄槽２の形状は洗浄され
るガラス基板が矩形板状である点などに鑑み、直方体形
状に構成されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような洗浄装置１
で、例としてガラス基板上のＩＴＯ膜をパターニングし
て透明電極を形成する工程の洗浄処理を想定すると、洗
浄処理中の洗浄槽２内には、前記ＩＴＯやフォトプロセ
スに用いられたフォトレジストなど、ガラス基板から除
去された除去物質が存在する。このような除去物質の比
重が洗浄液の比重よりも大きい場合、除去物質は洗浄液
中に浮遊し、あるいは洗浄槽２の底部２ａに堆積する。
したがって洗浄槽２から溢れた洗浄液を濾過するこの従
来例では、このような浮遊あるいは堆積している除去物
質を有効に除去することができない。しかもこのような
除去物質は、循環管路１４から洗浄槽２内に注入される
洗浄液によってまいあがり、ガラス基板などに再付着す
るなどの不具合を生じる。

【０００７】また前記浮遊あるいは堆積している除去物
質の寸法は大小種々であり、オーバフロー槽３からの洗
浄液を濾過するフィルタ１３では、前記除去物質の比較
的微少なものを濾過できるように濾過特性が選ばれるた
め、前記大小各種の大きさの除去物質によって目詰まり
を生じやすいという不具合を生じる。

【０００８】また洗浄槽２は直方体状であり、底部２ａ
は平坦に形成されており、この底部２ａに堆積した前記
除去物質は洗浄槽２内の洗浄液を排出するためにバルブ
７，８を開放しても十分に除去することが困難である。
また除去効率を改善するために、水などを洗浄槽２内に
シャワーの状態で散布する場合でも、直方体状の洗浄槽
２の角部には除去物質が残存し易く、洗浄槽２の洗浄が
不十分となる。このような場合、残存した除去物質が洗
浄されるガラス基板などに再付着するという不具合を生
じる。また洗浄槽２やオーバフロー槽３内の洗浄液を排
出する場合、バルブ７，８，１５の後段には排液配管を
介して、図示しない排液処理装置が接続されるが、除去
物質を含有した洗浄液をこのような排液配管あるいは排
液処理装置に直接供給すると、排液配管や排液処理装置
に目詰まりを生じるなどの不具合をもたらす。

【０００９】本発明の目的は、上述の技術的課題を解消
し、洗浄処理によって発生する不要物の濾過作用の処理
効率を向上し、かつ洗浄槽とオーバフロー槽との洗浄を
良好に行うことができる洗浄装置を提供することであ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、洗浄槽と、洗
浄槽の上端に設けられ洗浄槽から溢れる流体を受けるオ
ーバフロー槽を備える洗浄装置において、洗浄槽とオー
バフロー槽との各底部は、水平方向に対してそれぞれ斜
めに傾斜して設けられ、洗浄槽の底部に、傾斜の上方端
と下方端との間の、該上方端と下方端とを含む複数の位
置に排液孔をそれぞれ形成し、各排液孔からの流体をオ
ーバフロー槽に戻す複数の循環管路を設け、該複数の循
環管路に、前記洗浄槽底部の傾斜の下方側の排液孔に接
続された循環管路と成るに従い濾過特性が疎となる濾過
部材を介在したことを特徴とする洗浄装置である。

【００１１】また本発明は、前記洗浄槽およびオーバフ
ロー槽の内周面は略円柱状に形成され、該内周面から半
径方向と交差する方向に洗浄用洗浄液を噴出して槽内を
洗浄するようにしたことを特徴とする洗浄装置である。

【００１２】

【作用】本発明に従えば、洗浄槽内で洗浄作用を行う
と、洗浄対象物から不要な除去物質が発生する。新たな
流体はオーバフロー槽にまず供給され、オーバフロー槽
から溢れた流体が洗浄槽内に流入する。洗浄槽の底部に
は、排液孔が設けられており、洗浄槽内の流体は上方か
ら下方に向かって単一方向に流れ、洗浄槽内の洗浄対象
物から発生した除去物質が洗浄槽内で舞い上がる事態を
防止できる。

【００１３】またこのような除去物質は、洗浄槽の底部
に堆積するが、この底部は水平方向に関して斜めに傾斜
して設けられており、大径あるいは比重の大きい除去物
質ほど当該底部において傾斜の下方側に堆積する。前記
排液孔は、それぞれ循環管路を介してオーバフロー槽と
連通し、しかも洗浄槽底部の傾斜の下方側の排液孔に接
続された循環管路となるに従い、濾過特性が疎となる濾
過部材が介在されている。すなわち、より大径の除去物
質が通過しあるいはより比重の大きな除去物質が通過す
る循環管路に対応して、このような除去物質に応じた濾
過特性の濾過部材が設置されていることなり、濾過部材
の不所望なあるいは過剰な目詰まりの発生を防止するこ
とができる。

【００１４】またこのような発明において、洗浄槽およ
びオーバフロー槽の内周面を略円柱状に形成し、該内周
面から半径方向と交差する方向に槽内洗浄用洗浄液を噴
出して槽内を洗浄するようにした場合、このような槽内
洗浄用洗浄液はオーバフロー槽あるいは洗浄槽内でこれ
らの内壁面に沿って渦流を形成し、槽内を良好に洗浄す
る。

【００１５】また循環管路を介してオーバフロー槽に注
入される流体に除去物質が残存している場合であって
も、このような除去物質はオーバフロー槽内で沈澱し、
除去物質を含まない流体を洗浄槽に供給することができ
る。

【００１６】

【実施例】図１は本発明の一実施例の洗浄装置２１の系
統図であり、図２は洗浄装置２１が用いられる処理装置
６０の平面図であり、図３は処理装置６０の断面図であ
る。処理装置６０は、例として液晶表示装置の製造工程
や半導体製造工程において、ガラス基板やシリコンウエ
ハの洗浄処理やエッチング処理を行うために用いられ
る。例として液晶表示装置に用いられるガラス基板を洗
浄する工程について説明する。このようなガラス基板
は、１０〜４０枚を１ロットとして収納容器であるカセ
ット（図示せず）内に収納された状態で洗浄処理が施さ
れる。

【００１７】図２および図３に示す処理装置６０は、前
記カセットの搬送方向Ａ１上流側から下流側に亘り、ガ
ラス基板が収納されたカセットを待機させておくローダ
２２と、このローダ２２に隣接する洗浄室２３と、さら
に洗浄室２３に隣接し洗浄処理を終了したガラス基板を
処理装置６０外に取り出す前にカセットに収納した状態
で待機させておくアンローダ２４とが配置される。

【００１８】洗浄室２３には、前記搬送方向Ａ１上流側
から下流側に向かい薬液槽２５、一次水洗槽２６、最終
水洗槽２７および乾燥槽２８がこの順序で設置される。
また洗浄室２３の上部には、搬送レール３１が前記搬送
方向Ａ１に沿って設置され、チャッキングアーム３０に
よって前記カセットあるいはカセット内の個々のガラス
基板を保持する搬送ロボット２９が移動可能に設置され
る。前記ローダ２２およびアンローダ２４の設置空間の
上部および洗浄室２３の上部には、これらの空間を高い
清浄度に維持するためのクリーンベンチ３２がそれぞれ
設けられている。

【００１９】前記処理装置６０では、ガラス基板が収納
されてローダ２２に待機するカセットは、搬送ロボット
２９のチャッキングアーム３０によって保持されて持ち
上げられ、まず薬液槽２５中に浸漬され、当該ガラス基
板の薬液処理が行われる。薬液処理後のカセット内に収
納されているガラス基板は、さらに搬送ロボット２９に
よってつぎの一次水洗槽２６中に浸漬され、水洗い処理
される。つぎに最終水洗槽２７中に浸漬されて再度水洗
処理が行われる。さらに乾燥槽２８で乾燥され、アンロ
ーダ２４に移送されて待機状態に保持される。

【００２０】図１に示す洗浄装置２１は、前記薬液槽２
５および水洗槽２６，２７などとして応用される。

【００２１】図４は図１の洗浄室２３とオーバフロー槽
３４とから成る洗浄装置２１の縦断面図であり、図５は
図４の平面図である。図１と合わせて参照する。洗浄装
置２１は、内周面３３ａが略直円柱状に形成された洗浄
槽３３を備え、その底部３３ｂは水平方向に対し角度θ
１傾斜して構成される。洗浄槽３３の上端部には、オー
バフロー槽３４が洗浄槽３３を外囲して設けられ、その
内周面３４ａは略直円筒状に構成され、底部３４ｂは水
平方向に関して角度θ２傾斜して構成される。底部３３
ｂ，３４ｂの傾斜角θ１，θ２および傾斜方向は相互に
同一であってもよく、あるいは異なる場合が可能であ
る。前記洗浄槽３３の底部３３ｂには、洗浄槽３３内に
搬入される前記ガラス基板などのワーク６１を洗浄する
ための超音波を発生する超音波発振機３５が設けられ
る。

【００２２】洗浄槽３３の底部３３ｂには、前記傾斜に
沿う上端部付近と下端部付近とに排液孔３６，３７が形
成され、それぞれポンプ３８，３９と後述するようなフ
ィルタ４０，４１とをこの順序に介在する循環管路４
２，４３を介して、オーバフロー槽３４に連通される。
すなわち洗浄槽３３内において、前記ガラス基板などを
洗浄する洗浄液は、前記排液孔３６，３７から循環管路
４２，４３を経て、オーバフロー槽３４内に注入され、
オーバフロー槽３４から洗浄槽３３内に流入する循環経
路を循環する。すなわちオーバフロー槽３４の上端部３
４ｃは、洗浄槽３３の上端部３３ｃよりも上方に突出す
るように構成される。前記フィルタ４０は、小径物質用
の濾過部材が装填され、フィルタ４１には大径物質用の
濾過部材が装填される。

【００２３】前記循環管路４２，４３のポンプ３８，３
９よりも洗浄槽３３側には、バルブ４４，４５を介在す
る排液管路４６，４７がそれぞれ連通される。またオー
バフロー槽３４の底部３４ｂの前記傾斜に沿う下端部付
近には排液孔４８が形成され、バルブ４９を介在する排
液管路５０が連通される。前記排液管路４６，４７，５
０の流出側端部は、排液濾過器５１上に配置され、排液
濾過器５１上に配置された紙フィルタ５２上にオーバフ
ロー槽３４および洗浄槽３３からの排液を排出する。

【００２４】一方、洗浄槽３３およびオーバフロー槽３
４の内周面３３ａ，３４ａの上端部付近には、たとえば
図５に示すように洗浄槽３３およびオーバフロー槽３４
内にその接線方向に、槽洗浄用の洗浄液を噴出するノズ
ル５３，５４が配置される。すなわちノズル５３，５４
から噴出する前記洗浄液は、図５の矢符Ａ２，Ａ３に示
すように洗浄槽３３およびオーバフロー槽３４内で、直
円柱状の内周面３３ａ，３４ａに沿って渦流を形成す
る。前記ノズル５３，５４は、流量計５５，５６を介し
て洗浄管路５８に接続され、この洗浄管路５８には槽洗
浄用洗浄液を供給／遮断するバルブ５７が介在される。

【００２５】以下、洗浄装置２１の動作について説明す
る。洗浄槽３３内に前記ガラス基板などのワーク６１を
搬入して洗浄処理を行う場合、バルブ４４，４５，４９
は遮断され、ポンプ３８，３９が駆動される。すなわち
洗浄槽３３内のワーク６１の洗浄液は、排液孔３６，３
７および循環管路４２，４３を経てオーバフロー槽３４
内に供給される。オーバフロー槽３４内に貯留して、洗
浄槽３３の上端部３３ｃを越えた洗浄液は洗浄槽３３内
に流入する。すなわち洗浄槽３３内では、図４矢符Ａ４
に示すように上から下への単一方向の液流が形成され、
ワーク６１から除去された除去物質は洗浄槽３３内で、
従来技術で説明したように舞い上がることなく、底部３
３ｂに堆積する。

【００２６】すなわち洗浄槽３３内のワーク６１には、
後述するように濾過されて清浄となった洗浄液が常に上
方から供給される。すなわち前記除去物質が舞い上がる
ことにより、洗浄すべきワーク６１に再付着し洗浄効果
が低下する事態が防がれる。また洗浄槽３３内に洗浄液
の乱流の発生を防止しているので、洗浄槽３３内の洗浄
液の状態を均一とすることができ、洗浄処理品質を向上
することができる。

【００２７】また洗浄槽３３内の前記除去物質は、底部
３３ｂに堆積するが、底部３３ｂは前述のように傾斜し
ており、したがって堆積物の内、比較的大径の物や比重
が大きい物程、傾斜に沿って下方側に移動し排液孔３７
から外部に吸い出される。したがって底部３３ｂの上に
堆積する除去物質を効率的に外部へ導くことができる。
一方、排液孔３６からは比較的小径の物や比重が比較的
軽い物が外部に吸い出される。したがってフィルタ４１
は前記大径の物や比重が大きな物を濾過し、フィルタ４
０は比較的小径の物や比重が軽い物を濾過する。したが
って従来技術のように単一のフィルタのみで大きさが各
種の物質を濾過する場合と比較し、不所望なあるいは過
剰な目詰まりの発生を抑制あるいは防止することがで
き、濾過効率を向上することができる。

【００２８】フィルタ４０，４１で濾過しきれず、洗浄
液と共に循環管路４２，４３によってオーバフロー槽３
４内に流入する除去物質は、オーバフロー槽３４の底部
３４ｂ上に堆積する。これにより洗浄槽３３内には、オ
ーバフロー槽３４で沈澱濾過を施した洗浄液が流入する
ことになり、この点においても洗浄槽３３内の洗浄液の
状態を均一に保持し、かつ高品質に維持することができ
る。

【００２９】このような洗浄槽３３およびオーバフロー
槽３４の洗浄を行う場合には、ポンプ３８，３９を停止
し、バルブ４４，４５，４９を開放して洗浄槽３３およ
びオーバフロー槽３４内の洗浄液および前記除去物質を
排出する。このときバルブ５７を開放して洗浄管路５８
から、たとえば水などの槽洗浄用の洗浄液を加圧して供
給する。この洗浄液は図５を参照して説明したようにノ
ズル５３，５４から接線方向に噴出して、矢符Ａ２，Ａ
３のように渦流を形成し、洗浄槽３３およびオーバフロ
ー槽３４の内周面３３ａ，３４ａおよび底部３３ｂ，３
４ｂを良好に洗浄することができる。しかも前記内周面
３３ａ，３４ａは略円柱状を成しており、除去物質が残
存し易い角隅部がなく、除去物質の洗浄を良好に行うこ
とができる。このような槽洗浄を行った際の排液および
除去物質は、底部３３ｂ，３４ｂが傾斜していることに
より良好に排液孔３７，４８から外部に流出する。

【００３０】一方、外部に流出した前記排液および除去
物質は従来例のようにそのままの状態で後段の排液配管
（図示せず）から排液処理装置などに供給することな
く、一旦、排液濾過器５１で濾過される。この排液濾過
器５１は、紙フィルタ５２を使用しているため構成が簡
便であり、排液濾過器から後段につながる排液配管およ
び排液処理装置などに目詰まりが生じる事態を防止す
る。

【００３１】図６は、本発明の他の実施例の洗浄装置２
１ａの横断面図である。本実施例は前述の実施例に類似
し、対応する部分には同一の参照符を付す。本実施例の
注目すべき点は、前記実施例の洗浄装置２１において図
６に示されるように、洗浄槽３３に外部から半径方向内
方に延びるノズル６３を設けたことである。すなわち前
述の実施例でも述べたように、ノズル５３によって洗浄
槽３３内に矢符Ａ２で示す渦流が形成され、洗浄槽３３
内の洗浄作用が良好に行われる。本実施例では前記ノズ
ル６３を用いて前記ノズル５３，５４と同時に、あるい
は交互に洗浄液を洗浄槽３３の中心付近に噴出するよう
にする。

【００３２】これは前記ノズル５３による矢符Ａ２方向
の渦流で洗浄槽３３の内周面３３ａ付近に存在している
除去物質が洗浄されるが、このような渦流により洗浄槽
３３の中心位置付近すなわち渦流の中心付近に除去物質
が残存する場合があり、このような場合に前記ノズル６
３を用いて当該中心位置付近の除去物質を取除いて洗浄
槽３３の内周面３３ａ付近に移動させ、ノズル５３によ
る渦流と相俟って洗浄槽３３内の洗浄作用をさらに好ま
しく行うものである。

【００３３】すなわち本実施例では、前述の実施例で述
べた効果に加え、矢符Ａ２方向の渦流により、洗浄槽３
３の中心部付近に除去物質が残存する場合でも、これを
良好に除去できるというさらに顕著な効果を奏するもの
である。

【００３４】本発明の洗浄装置は、前記液晶表示装置を
製造する際の処理装置６０に限定されるものではなく、
半導体製造工程におけるシリコンウエハなどの洗浄やエ
ッチングを行う装置において実施されることができ、ま
たその他、洗浄工程を有する広範な技術分野において実
施されるものである。

【００３５】前記ノズル５３，５４は筒状の部材として
のいわゆるノズルに限らず、洗浄槽３３およびオーバフ
ロー槽３４にノズル５３，５４と同様な渦流を形成でき
る槽洗浄用の洗浄液が通過する透孔を形成してもよい。
またこの洗浄液の噴出方向は、前記実施例のように接線
方向に限らず、半径方向と交差する任意の方向に選ばれ
る例が可能である。

【００３６】

【発明の効果】以上のように本発明に従えば、新たな流
体はオーバフロー槽にまず供給され、オーバフロー槽か
ら溢れた流体が洗浄槽内に流入する。洗浄槽の底部に
は、排液孔が設けられており、洗浄槽内の流体は上方か
ら下方に向かって単一方向に流れ、洗浄槽内の洗浄対象
物から発生した除去物質が洗浄槽内で舞い上がる事態を
防止できる。

【００３７】またこのような除去物質は、洗浄槽の底部
に堆積するが、この底部は水平方向に関して斜めに傾斜
して設けられており、大径あるいは比重の大きい除去物
質ほど当該底部において傾斜の下方側に堆積する。前記
排液孔は、それぞれ循環管路を介してオーバフロー槽と
連通し、しかも洗浄槽底部の傾斜の下方側の排液孔に接
続された循環管路となるに従い、濾過特性が疎となる濾
過部材が介在されている。すなわち、より大径の除去物
質が通過しあるいはより比重の大きな除去物質が通過す
る循環管路に対応して、このような除去物質に応じた濾
過特性の濾過部材が設置されていることなり、濾過部材
の不所望なあるいは過剰な目詰まりの発生を防止するこ
とができる。

【００３８】またこのような発明において、洗浄槽およ
びオーバフロー槽の内周面を略円柱状に形成し、該内周
面に半径方向と交差する方向に槽内洗浄用洗浄液を噴出
して槽内を洗浄するようにした場合、このような槽内洗
浄用洗浄液はオーバフロー槽あるいは洗浄槽内でこれら
の内壁面に沿って渦流を形成し、槽内を良好に洗浄す
る。

【００３９】また循環管路を介してオーバフロー槽に注
入される流体に除去物質が残存している場合であって
も、このような除去物質はオーバフロー槽内で沈澱し、
除去物質を含まない流体を洗浄槽に供給することができ
る。このようにして濾過作用の処理効率を向上でき、し
かも洗浄槽とオーバフロー槽との洗浄を良好に行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の洗浄装置２１の系統図であ
る。

【図２】洗浄装置２１が実施される処理装置６０の平面
図である。

【図３】処理装置６０の断面図である。

【図４】洗浄槽３３に関連する構成の断面図である。

【図５】図４の構成の平面図である。

【図６】他の実施例の洗浄装置２１ａの横断面図であ
る。

【図７】従来例の洗浄装置１の系統図である。

【符号の説明】

２１，２１ａ 洗浄装置 ３３ 洗浄槽 ３３ａ 内周面 ３３ｂ 底部 ３４ オーバフロー槽 ３４ａ 内周面 ３４ｂ 底部 ４０，４１ フィルタ ４２，４３ 循環管路 ５１ 排液濾過器 ５３，５４ ノズル ６０ 処理装置

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−58840（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−168925（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−39159（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−294981（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−179742（ＪＰ，Ｕ) 特公 平３−44803（ＪＰ，Ｂ２) 実公 平３−9763（ＪＰ，Ｙ２) 実公 昭34−4632（ＪＰ，Ｙ１)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 洗浄槽と、洗浄槽の上端に設けられ洗浄
   槽から溢れる流体を受けるオーバフロー槽を備える洗浄
   装置において、 洗浄槽とオーバフロー槽との各底部は、水平方向に対し
   てそれぞれ斜めに傾斜して設けられ、 洗浄槽の底部に、傾斜の上方端と下方端との間の、該上
   方端と下方端とを含む複数の位置に排液孔をそれぞれ形
   成し、各排液孔からの流体をオーバフロー槽に戻す複数
   の循環管路を設け、 該複数の循環管路に、前記洗浄槽底部の傾斜の下方側の
   排液孔に接続された循環管路と成るに従い濾過特性が疎
   となる濾過部材を介在したことを特徴とする洗浄装置。
2. 【請求項２】 前記洗浄槽およびオーバフロー槽の内周
   面は略円柱状に形成され、該内周面から半径方向と交差
   する方向に洗浄用洗浄液を噴出して槽内を洗浄するよう
   にしたことを特徴とする請求項１記載の洗浄装置。