【手続補正書】
【提出日】平成16年7月28日(2004.7.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】  明細書
【発明の名称】  洗浄装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】被洗浄物を洗浄処理する洗浄装置であって、被洗浄物の表面をブラッシングするブラシと、該ブラシが一定の軸を中心として回転し、かつ被洗浄物と接触する部分以外の少なくとも一部分に、前記ブラシと接触する異物除去手段とを設けたことを特徴とする洗浄装置。
【請求項２】前記異物除去手段を、被洗浄物に接触したブラシの毛先が１回転して再び被洗浄物に接触するまでの間に、ブラシの毛先と接触する位置に設けたことを特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。
【請求項３】被洗浄物と接触する部分以外の任意の位置に、ブラシに向かって処理液を吹き付けるシャワーリング装置を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の洗浄装置。
【請求項４】異物除去手段が棒状の金属または樹脂であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＬＣＤ用カラーフィルタの製造工程等に用いると好適な洗浄装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＣＤ用カラーフィルタの製造プロセスでは、基板上に顔料などで着色したポジ型またはネガ型の感光性樹脂、あるいは着色した非感光性樹脂の上に感光性樹脂を積層状態に塗布し、フォトリソグラフィ法によって所望のパターンを形成させる製造方法が主流となっている。フォトリソグラフィ法による製造方法では、基板の洗浄度を高く保つ必要があり、また工程数が多いので、基板の洗浄を何回も行うことが必要である。
【０００３】
洗浄工程はペーストの塗布工程の前やスパッタリング工程の前に必須であるが、もし基板上に異物が存在しているときはその部分が欠点となるため、基板の洗浄効率を非常に高くする必要がある。洗浄効率を高める方法として、洗浄効果の高い薬液を使用する方法や、高圧で薬液を噴射する方法や、ブラシを使用する方法が提案されており、特にブラシは非常に高い洗浄効果が得られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の方法では次のような問題があった。
ブラシは基板と接触して基板に付着した異物を払い落とすが、払い落とされた異物がブラシの毛と毛の間に取り込まれるので、その結果、ブラシ自体が汚染される。さらに汚染されたブラシが再び基板に接触するため、基板を再汚染することになる。
【０００５】
ブラシの汚染防止の方法として、ブラシの芯材部分から毛先方向に向かって、処理液を流し、毛の間に取り込まれた異物を除去する方法などが提案されている。しかし上記の方法では異物を完全に除去することが難しく、短期間でブラシを交換する方法に依存しているのが現状である。
【０００６】
本発明はかかる従来技術の欠点を改良し、ブラシを汚染させることなく基板上にある異物を効果的に除去することができる自己洗浄機能を有したブラシを用いた洗浄装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明においては以下の構成を採用する。すなわち、
（１）被洗浄物を洗浄処理する洗浄装置であって、被洗浄物の表面をブラッシングするブラシと、該ブラシが一定の軸を中心として回転し、かつ被洗浄物と接触する部分以外の少なくとも一部分に、前記ブラシと接触する異物除去手段とを設けたことを特徴とする洗浄装置。
（２）前記異物除去手段を、被洗浄物に接触したブラシの毛先が１回転して再び被洗浄物に接触するまでの間に、ブラシの毛先と接触する位置に設けたことを特徴とする前記（１）に記載の洗浄装置。
（３）被洗浄物と接触する部分以外の任意の位置に、ブラシに向かって処理液を吹き付けるシャワーリング装置を設けたことを特徴とする前記（１）または（２）に記載の洗浄装置。
（４）異物除去手段が棒状の金属または樹脂であることを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載の洗浄装置。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明に用いられるブラシとしては、ロールブラシやディスクブラシ等があり用途に応じて適宜選択されるが、ロールブラシが特に好適に用いられる。ブラシに用いられる毛の材質としては、ナイロン６、ナイロン６−１０等のナイロンやアクリル、ＰＥＴ、ＰＶＡ、ＰＶＣ等の合成樹脂や、植物、動物由来の高分子等が好適に用いられる。
【０００９】
ブラシに用いられる毛の線径は、基板上に付着した異物の除去効率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。毛の線径が太くすれば、異物の除去効率は上がるが、基板上に形成された塗膜等にダメージを与えやすくなる。反対に毛の線径を細くすれば、基板上に形成された塗膜等へのダメージは少ないが、異物の除去効率は低下する。例えばＬＣＤ用カラーフィルタの洗浄工程に用いるブラシの場合、基板上に形成される塗膜がダメージを受けやすいので、ブラシの線径は比較的細いものが好ましい。好ましくは０．０３〜０．２ｍｍの範囲であり、より好ましくは０．０５〜０．１ｍｍの範囲である。
【００１０】
ブラシの植毛密度については、植毛密度が上がると洗浄効率は上昇するが、異物が毛と毛の間に入り込みやすくなるので、対象となる異物の種類によって植毛密度を変える必要がある。例えば、カラーフィルタの洗浄工程では、非常に高い洗浄度が必要であることと、全面に現像残査が存在するために、洗浄効率の高いブラシが必要となる。好ましくは１０００〜３０００本／ｃｍ２の範囲であり、さらに好ましくは１５０００〜２５００本／ｃｍ２の範囲である。
【００１１】
またブラシの植毛状態については、放射線状タイプ、チャンネル状タイプ、螺旋状タイプ、密巻き状タイプ等があるが、洗浄効率等から、密巻き状タイプが好適に用いられる。
ブラシの毛の長さについては５〜３０ｍｍであることが好ましいが、基板表面へのダメージと洗浄効率を考慮して適当な弾力性をもたせることが好ましい。
【００１２】
ブラシの基板への押し込み量については、基板にダメージを与えないためと、ブラシの毛の先端部の方がブラシの腹よりも除去効率が高いためにあまり押し込まない方がよい。好ましくは０．１〜１．０ｍｍの範囲であり、さらに好ましくは０．５〜０．８ｍｍの範囲での使用である。前記のブラシ押し込み量から、ブラシ中に取り込まれる異物は毛の先端から数〜数十ｍｍまでであり、ブラシ中に取り込まれた異物を除去する異物除去手段についても、ある程度押し込むことが好ましい。
【００１３】
異物除去手段の材質としては、異物が異物除去手段に付着しにくいものを選択することが好ましく、ＳＵＳ、ステンレス等の金属類、もしくはＰＶＡ、ＰＶＣ、アクリル等の樹脂類が好適である。またポリビニルアセタール等の多孔質のスポンジを用いてもよい。異物除去手段であるが、一度基板に接触したブラシの毛先部分が異物除去手段に当たらないで、再び基板に接触することのないような配置および形状にすることが望ましい。例えばロールブラシの場合、異物除去手段はロールプラシの回転軸と平行方向にロールブラシの全長以上の長さで設置することで、前記の問題が解決できる。
【００１４】
異物除去手段としては、丸棒、角棒等の棒や、スパイラル状や丸状に切り込みを入れた棒や、スポンジ、板等があり、適宜選択すればよい。異物除去手段をブラシに接触させることでブラシの毛先との間に反発が起こるので、毛と毛の間に付着した異物が露出し、とれやすくなる。また、ブラシに付着した異物の除去効率をさらにあげるために、シャワー等を用いて薬液を直接ブラシにかけることが望ましい。
【００１５】
ブラシの回転方向は搬送性等が損なわなければ、特に制限されるものではない。ブラシの回転数については、好ましくは１００〜１０００ｒｐｍの範囲であり、より好ましくは３００〜５００ｒｐｍの範囲である。ブラシは基板のパスラインに対して上下にそれぞれ複数本設置、あるいは上のみに複数本設置してもよい。ブラシの代わりにスポンジを用いてもよい。スポンジの材質としてはＰＶＡ、ＰＶＣ、ウレタン等が好適に用いられる。
【００１６】
【実施例】
以下、好ましい実施態様を用いて本発明をさらに詳しく説明するが、用いた実施態様によって本発明の効力はなんら制限されるものではない。
［実施例］
図１は、本発明にかかる自己洗浄ブラシを具備した洗浄装置の一例を示す概略図であり、図２は、ＬＣＤ用カラーフィルタの概略図であり、また、図３は本発明の自己洗浄ブラシの一例を示す概略図である。ＬＣＤ用ＣＦの製造工程の内で、基板１０上に樹脂ＢＭ１１を形成させた後色層１２をフォトリソグラフィ法で形成させる工程において、一番最初の工程である、基板洗浄工程に自己洗浄ブラシを用いた。ＢＭの形成についてもフォトリソ加工によって行っているが、基板全体にペーストを塗布するため、基板上に現像残査が残存した。
【００１７】
ＢＭ形成後の色層の製造工程は以下の手順で行った。基板１０として、３００×３５０ｍｍのサイズの無アルカリガラス（日本電気ガラス（株）製、ＯＡ−２）を用いた。洗浄装置は枚葉処理され、処理液を用いる第１処理槽１と純水により処理液を除去する第２処理槽６および第３処理槽７から構成されていた。第１処理槽１が２００ｃｍ、第２処理槽６および第３の処理槽７がそれぞれ１２０ｃｍの長さを有していた。自己洗浄ブラシのブラシ３としてはロールブラシを用いた。またブラシ３は第１処理槽１にのみ設置し、パスライン９に対して上下にそれぞれ２個ずつ設置した。ブラシ３の直径は７０ｍｍで全長は３５０ｍｍのものを用いた。毛の材質はナイロン６−６で毛の線径は０．０８ｍｍ、毛の長さは２５ｍｍのものを用いた。植毛密度は２１００本／ｃｍ2 の螺旋状に植毛した密巻きタイプのブラシを用いた。
【００１８】
自己洗浄を行う異物除去手段２としては、直径１５ｍｍのＳＵＳ丸棒とし、電解研磨により表面粗さｃ（Ｒy ）が１Ｓ以下のものを使用した。ブラシに異物除去手段を１ｍｍ押し込ませ、毛と異物除去手段を反発させてブラシの毛の中に付着した異物が表面に露出し、異物がブラシから除去できるようにした。異物除去手段は、パスラインの上にあるブラシについてはブラシの上部、パスラインの下にあるブラシについてはブラシの下部に設置した。
【００１９】
第１処理槽１に用いる処理液は、処理部の上部および下部からそれぞれシャワー４を用いて噴射した。シャワー４から噴射された処理液がブラシ３に直接当たるようにし、ブラシ３に付着した異物の除去効率を上げた。ブラシ３は第１処理槽１の入り口から１００ｃｍの所に上下１対、さらに１４０ｃｍの所に上下１対設置し、配列としては対向配列とした。シャワー４は第１処理槽の入り口から３０ｃｍの所から１０ｃｍピッチで設置した。
【００２０】
基板１０に対するブラシの押し込み圧は上下とも＋０．５ｍｍであった。ブラシの回転は４００ｒｐｍとし、すべてのブラシが内回転となるように回転方向を調整を行った。またブラシを基板の搬送方向に対して、直交方向に１００ｃｐｍの速度で２０ｍｍのストロークで揺動させた。
【００２１】
基板の搬送速度は２００ｃｍ／ｍｉｎとした。第１処理槽に用いた処理液は、ディポッシュ（（株）環境科学センター製）を用い、濃度は２．５％、３０．０℃に調整した。第２および第３の処理槽では３０℃純水をシャワーで噴射し、ディポッシュを完全にすすいだ。シャワー流量はいずれ処理槽も７０Ｌ／ｍｉｎとした。なお、８は基板の液切りを行うためのエアーナイフである。基板を洗浄した後、基板上に非感光性のカラーペーストを塗布し、フォトリソグラフィー法を用いて所定のパターンを形成させた。
【００２２】
［比較例］
実施例１で、洗浄装置の第１処理槽に設置したブラシの自己洗浄用のＳＵＳ丸棒を取り外し、つまり自己洗浄機能を付与させずに基板の洗浄を行った。その他は実施例１と同様の手法で基板の作成を行った。洗浄した結果を以下の要領で評価した。基板のガラス部分に現像残査が大量に付着していたので、表面観察による現像残査の除去状態の観察と、光学顕微鏡を用いてＢＭによる段差部分の観察および被現像膜表面に与えるダメージを観察した。実施例および比較例の結果を表１に示す。
【００２３】
【表１】
1999057630.tif 000001
【００２４】
上記の結果から、異物除去手段の有無に関係なくブラシを使用することで、基板に傷を与えることなく現像残査を除去することができた。しかしブラシに異物除去手段であるＳＵＳ丸棒を設置しなかった場合、ＢＭの段差部分に現像残査と思われる異物が大量に付着し、さらにＢＭ上にも汚れが観察された。それに対して、異物除去手段を設置した場合、ＢＭの段差部分に異物は全く付着せず、ＢＭ上にも汚れは見られなかった。
【００２５】
基板を連続的に流したとき、異物除去手段を設置しなかったときは、白濁色であったブラシが現像残査により黒く変色したが、異物除去手段を設置したときはこのような変化は見られなかった。さらにブラシの毛先を切り取り光学顕微鏡を用いて表面観察を行った。異物除去手段を設置しなかった場合、ブラシの毛先に現像残査が付着していたが、異物除去手段をブラシに設置した場合、ブラシの毛先に現像残査は確認できなかった。
【００２６】
【発明の効果】
本発明である被洗浄物と接触する部分以外の任意の少なくとも１点にブラシと接触する異物除去手段を設ける自己洗浄ブラシを用いることで、被洗浄物からブラシに持ち込んだ異物を良好に取り除き、基板を汚染させることなく良好に洗浄できることを確認した。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる自己洗浄ブラシを具備した洗浄装置の一例を示す概略図である。
【図２】ＬＣＤ用カラーフィルタの概略図である。
【図３】本発明の自己洗浄ブラシの一例を示す概略図である。ＬＣＤ用カラーフィルタの概略図である。
【符号の説明】
１・・・第１処理槽
２・・・異物除去手段（ＳＵＳ丸棒）
３・・・ブラシ
４・・・シャワー
５・・・ニュートラル部
６・・・第２処理槽
７・・・第３処理槽
８・・・液切り部
９・・・パスライン
１０・・・ガラス基板
１１・・・樹脂ＢＭ
１２・・・色層