(57)【要約】【課題】  洗浄を効果的に実施しつつ据付スペースを低減できること。【解決手段】  被処理物１の上面を、液体を介して洗浄する洗浄装置１０において、被処理物の上面の濡れ性を改善する洗浄ツールとしてのプラズマ表面改質ツール１９を備えた表面改質ユニット１２と、濡れ性が改善された被処理物の上面に液体を介して超音波を照射して洗浄する洗浄ツールとしての超音波洗浄ツール４３を備えた超音波洗浄ユニット１４とを有し、表面改質ユニット及び超音波洗浄ユニットを含む洗浄工程の各ユニットが連設されて、これらの各ユニットへ被処理物が順次搬送され、これらのユニットでは、被処理物が搬入された後当該被処理物を停止させ、この状態で洗浄ツールを被処理物の表面に沿って移動させるよう構成されたものである。【選択図】            図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物の少なくとも一表面を、液体を介して洗浄する洗浄方法において、
上記被処理物の少なくとも一表面の濡れ性を改善する洗浄ツールとしての表面改質ツールを備えた表面改質ユニットにより上記被処理物の少なくとも一表面を改質し、
濡れ性が改善された上記被処理物の表面に液体を介して超音波を照射して洗浄する洗浄ツールとしての超音波洗浄ツールを備えた超音波洗浄ユニットにより、上記被処理物の少なくとも一表面を超音波洗浄し、
上記表面改質ユニット及び上記超音波洗浄ユニットを含む洗浄工程の各ユニットが連設されて、これらの各ユニットへ上記被処理物を順次搬送し、
これらのユニットでは、上記被処理物を搬入した後当該被処理物を停止させ、この状態で上記洗浄ツールを上記被処理物の表面に沿って移動させることを特徴とする洗浄方法。
【請求項２】
上記超音波洗浄ユニットでは、洗浄液及び気体を混合して噴射する２流体噴射ノズルが超音波洗浄ツールと共に、被処理物の表面に沿って移動することを特徴とする請求項１に記載の洗浄方法。
【請求項３】
上記表面改質ツールが被処理物の少なくとも一表面へ、プラズマ化した反応ガスを噴射するプラズマ表面処理ツールであることを特徴とする請求項１または２に記載の洗浄方法。
【請求項４】
上記被処理物の少なくとも一表面を液体を介して洗浄する洗浄ツールとしてのブラシツールと、上記被処理物の少なくとも一表面へ洗浄液を噴射する噴射ノズルとを備えたブラシ洗浄ユニットにより、超音波洗浄ユニットの前工程で上記被処理物を洗浄し、
このブラシ洗浄ユニットでは、上記被処理物を搬入した後当該被処理物を停止させ、この状態で上記ブラシツール及び噴射ノズルを上記被処理物の表面に沿って移動させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の洗浄方法。
【請求項５】
上記超音波洗浄ユニットの後工程において被処理物の表面を乾燥する乾燥ユニットでは、被処理物を流体により浮上して非接触状態で搬送することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の洗浄方法。
【請求項６】
上記被処理物が、一表面の洗浄を必要とするフォトマスクであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の洗浄方法。
【請求項７】
被処理物の少なくとも一表面を、液体を介して洗浄する洗浄装置において、
上記被処理物の少なくとも一表面の濡れ性を改善する洗浄ツールとしての表面改質ツールを備えた表面改質ユニットと、
濡れ性が改善された上記被処理物の表面に液体を介して超音波を照射して洗浄する洗浄ツールとしての超音波洗浄ツールを備えた超音波洗浄ユニットとを有し、
上記表面改質ユニット及び上記超音波洗浄ユニットを含む洗浄工程の各ユニットが連設されて、これらの各ユニットへ上記被処理物が順次搬送され、
これらのユニットでは、上記被処理物が搬入された後当該被処理物を停止させ、この状態で上記洗浄ツールを上記被処理物の表面に沿って移動させるよう構成されたことを特徴とする洗浄装置。
【請求項８】
上記超音波洗浄ユニットには、洗浄液及び気体を混合して噴射する２流体噴射ノズルが備えられ、この２流体噴射ノズルが超音波洗浄ツールと共に、被処理物の表面に沿って移動するよう構成されたことを特徴とする請求項７に記載の洗浄装置。
【請求項９】
上記表面改質ツールが被処理物の少なくとも一表面へ、プラズマ化した反応ガスを噴射するプラズマ表面処理ツールであることを特徴とする請求項７または８に記載の洗浄装置。
【請求項１０】
上記被処理物の少なくとも一表面を液体を介して洗浄する洗浄ツールとしてのブラシツールと、上記被処理物の少なくとも一表面へ洗浄液を噴射する噴射ノズルとを備えたブラシ洗浄ユニットが、超音波洗浄ユニットの前工程に配置され、
このブラシ洗浄ユニットへ上記被処理物が搬入された後当該被処理物を停止させ、この状態で上記ブラシツール及び噴射ノズルを上記被処理物の表面に沿って移動させるよう構成されたことを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載の洗浄装置。
【請求項１１】
上記超音波洗浄ユニットの後工程に、被処理物の表面を乾燥する乾燥ユニットが配置され、この乾燥ユニットにおいて、被処理物が流体により浮上して非接触状態で搬送されることを特徴とする請求項７乃至１０のいずれかに記載の洗浄装置。
【請求項１２】
上記被処理物が、一表面の洗浄を必要とするフォトマスクであることを特徴とする請求項７乃至１１のいずれかに記載の洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理物の少なくとも一表面を、液体を介して洗浄する洗浄方法及び洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示基板、シリコン基板、太陽電池用基板、磁性体基板、フォトマスクなどの被処理物を洗浄する従来の洗浄装置には、例えば特許文献１に記載の如く、被処理物を、モータにより回転するテーブルに載置し、当該被処理物を回転させた状態で、洗浄ブラシ等を用いて上記被処理物の表面を洗浄するものが知られている。上記テーブルへは、移載ロボットを用いて被処理物が一枚づつ搬入され、または搬出される。
【０００３】
【特許文献１】特開平９‐１４８２９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上述のような従来の洗浄装置では、被処理物が大型化して例えば直径１メートル程度となると、この被処理物を高速回転させること自体が技術的に多大な困難性を伴うものとなり、このような被処理物を効果的に洗浄できない恐れがある。
【０００５】
また、上述のような洗浄装置では、被処理物が大型化すると、この被処理物を搬送する移載ロボットも大型化するため、洗浄装置の据付スペースが増大してしまう。
【０００６】
本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、洗浄を効果的に実施しつつ据付スペースを低減できる洗浄方法及び装置を提供することにある。本発明の他の目的は、洗浄液の量を減少させて効率的な洗浄を実現できる洗浄方法及び装置を提供することにある。本発明の更に他の目的は、ランニングコストを低減できる洗浄方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、被処理物の少なくとも一表面を、液体を介して洗浄する洗浄方法において、上記被処理物の少なくとも一表面の濡れ性を改善する洗浄ツールとしての表面改質ツールを備えた表面改質ユニットにより上記被処理物の少なくとも一表面を改質し、濡れ性が改善された上記被処理物の表面に液体を介して超音波を照射して洗浄する洗浄ツールとしての超音波洗浄ツールを備えた超音波洗浄ユニットにより、上記被処理物の少なくとも一表面を超音波洗浄し、上記表面改質ユニット及び上記超音波洗浄ユニットを含む洗浄工程の各ユニットが連設されて、これらの各ユニットへ上記被処理物を順次搬送し、これらのユニットでは、上記被処理物を搬入した後当該被処理物を停止させ、この状態で上記洗浄ツールを上記被処理物の表面に沿って移動させることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、上記超音波洗浄ユニットでは、洗浄液及び気体を混合して噴射する２流体噴射ノズルが超音波洗浄ツールと共に、被処理物の表面に沿って移動することを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、上記表面改質ツールが被処理物の少なくとも一表面へ、プラズマ化した反応ガスを噴射するプラズマ表面処理ツールであることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明において、上記被処理物の少なくとも一表面を液体を介して洗浄する洗浄ツールとしてのブラシツールと、上記被処理物の少なくとも一表面へ洗浄液を噴射する噴射ノズルとを備えたブラシ洗浄ユニットにより、超音波洗浄ユニットの前工程で上記被処理物を洗浄し、このブラシ洗浄ユニットでは、上記被処理物を搬入した後当該被処理物を停止させ、この状態で上記ブラシツール及び噴射ノズルを上記被処理物の表面に沿って移動させることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明において、上記超音波洗浄ユニットの後工程において被処理物の表面を乾燥する乾燥ユニットでは、被処理物を流体により浮上して非接触状態で搬送することを特徴とするものである。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の発明において、上記被処理物が、一表面の洗浄を必要とするフォトマスクであることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、被処理物の少なくとも一表面を、液体を介して洗浄する洗浄装置において、上記被処理物の少なくとも一表面の濡れ性を改善する洗浄ツールとしての表面改質ツールを備えた表面改質ユニットと、濡れ性が改善された上記被処理物の表面に液体を介して超音波を照射して洗浄する洗浄ツールとしての超音波洗浄ツールを備えた超音波洗浄ユニットとを有し、上記表面改質ユニット及び上記超音波洗浄ユニットを含む洗浄工程の各ユニットが連設されて、これらの各ユニットへ上記被処理物が順次搬送され、これらのユニットでは、上記被処理物が搬入された後当該被処理物を停止させ、この状態で上記洗浄ツールを上記被処理物の表面に沿って移動させるよう構成されたことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の発明において、上記超音波洗浄ユニットには、洗浄液及び気体を混合して噴射する２流体噴射ノズルが備えられ、この２流体噴射ノズルが超音波洗浄ツールと共に、被処理物の表面に沿って移動するよう構成されたことを特徴とするものである。
【００１５】
請求項９に記載の発明は、請求項７または８に記載の発明において、上記表面改質ツールが被処理物の少なくとも一表面へ、プラズマ化した反応ガスを噴射するプラズマ表面処理ツールであることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項１０に記載の発明は、請求項７乃至９のいずれかに記載の発明において、上記被処理物の少なくとも一表面を液体を介して洗浄する洗浄ツールとしてのブラシツールと、上記被処理物の少なくとも一表面へ洗浄液を噴射する噴射ノズルとを備えたブラシ洗浄ユニットが、超音波洗浄ユニットの前工程に配置され、このブラシ洗浄ユニットへ上記被処理物が搬入された後当該被処理物を停止させ、この状態で上記ブラシツール及び噴射ノズルを上記被処理物の表面に沿って移動させるよう構成されたことを特徴とするものである。
【００１７】
請求項１１に記載の発明は、請求項７乃至１０のいずれかに記載の発明において、上記超音波洗浄ユニットの後工程に、被処理物の表面を乾燥する乾燥ユニットが配置され、この乾燥ユニットにおいて、被処理物が流体により浮上して非接触状態で搬送されることを特徴とするものである。
【００１８】
請求項１２に記載の発明は、請求項７乃至１１のいずれかに記載の発明において、上記被処理物が、一表面の洗浄を必要とするフォトマスクであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１、６、７、１２に記載の発明によれば、表面改質ユニット及び超音波洗浄ユニットを含む洗浄工程の各ユニットが連設されて、これらの各ユニットへ被処理物が順次搬送されることから、被処理物を各ユニットへ移載する移載ロボットが存在しないので、装置の据付スペースを低減できる。
【００２０】
表面改質ユニット及び超音波洗浄ユニットを含む洗浄工程の各ユニットでは、被処理物が搬入された後当該被処理物を停止させ、この状態で表面改質ツール、超音波洗浄ツール等の洗浄ツールを被処理物の表面に沿って移動させるよう構成されたことから、表面改質ユニット及び超音波洗浄ユニットを含む洗浄工程の各ユニットのそれぞれを、独立したユニットとすることができる。この結果、表面改質ユニット及び超音波洗浄ユニットを含む洗浄工程の各ユニットにおけるレイアウトの自由度が高まり、Ｉ字状ライン、コ字状ライン、Ｌ字状ライン等を実現できるので、この観点からも装置の据付スペースを低減できる。
【００２１】
また、超音波洗浄ユニットの前工程に表面改質ユニットを設けて、被処理物の少なくとも一表面の濡れ性を改善したことから、上記超音波洗浄ユニットにより被処理物の少なくとも一表面を効果的に洗浄できる。
【００２２】
請求項２、４、８、１０に記載の発明によれば、超音波洗浄ユニットでは、洗浄液及び気体を混合して噴射する２流体噴射ノズルが、また、ブラシ洗浄ユニットでは、洗浄液を噴射する噴射ノズルが、それぞれ被処理物の表面に沿って移動するよう構成されたことから、これらの２流体噴射ノズル及び噴射ノズルの数を低減できる。このため、２流体噴射ノズル、噴射ノズルのそれぞれから噴射される洗浄液の量が減少し、効率的な洗浄を実現できる。
【００２３】
請求項３、９に記載の発明によれば、表面改質ツールが被処理物の少なくとも一表面へ、プラズマ化した反応ガスを噴射するプラズマ表面処理ツールであり、このプラズマ表面処理ツールが、被処理物の少なくとも一表面へ紫外線を照射して当該表面の濡れ性を改善するエキシマランプまたは水銀ランプに比べ長期間のメンテナンスが不要であることから、表面改質ユニットのランニングコストを低減できる。
【００２４】
請求項５、１１に記載の発明によれば、超音波洗浄ユニットの後工程に配置されて、被処理物の表面を乾燥する乾燥ユニットでは、被処理物が流体により浮上して非接触状態で搬送されることから、超音波洗浄ユニットにて洗浄された被処理物に、乾燥ユニットにおいてパーティクルが新たに付着することを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づき説明する。
【００２６】
図１は、本発明に係る洗浄装置の一実施の形態を示し、（Ａ）が平面図、（Ｂ）が側面図である。図２は、図１の洗浄装置の内部構造を簡略化して示す断面図である。
【００２７】
これらの図１及び図２に示す洗浄装置１０は、被処理物１の少なくとも一表面、特に上面を洗浄液を用いて洗浄するものであり、互いに連設されたローディングユニット１１、表面改質ユニット１２、ブラシ洗浄ユニット１３、超音波洗浄ユニット１４、エアナイフ乾燥ユニット１５およびアンローディングユニット１６を有して構成される。上記被処理物１がローディングユニット１１、表面改質ユニット１２、ブラシ洗浄ユニット１３、超音波洗浄ユニット１４、エアナイフ乾燥ユニット１５、アンローディングユニット１６へ、ローラ１７等の搬送手段を用いて一枚づつ順次搬送される。このローラ１７は、各ユニットの架台１８において、被処理物１の搬送方向に複数配設される。
【００２８】
ここで、上記被処理物１は、薄板形状で且つ長方形状に形成された液晶表示基板、シリコン基板、太陽電池用基板、磁性体基板、プラスチックパッケージ用基板、上記各基板製造用のフォトマスクなどの大型の被処理物であり、本実施の形態ではフォトマスクである。
【００２９】
上記表面改質ユニット１２は、洗浄ツール及び表面改質ツールとしてのプラズマ表面改質ツール１９を具備し、このプラズマ表面改質ツール１９からプラズマ化した反応ガスを被処理物１の少なくとも一表面、本実施の形態では被処理物１の上面へ噴射して、この上面の濡れ性を改善するものである。上記反応ガスとしては、ヘリウムガスなどの希ガスや窒素ガスなどが用いられる。
【００３０】
図３に示すように、上記プラズマ表面改質ツール１９は、対向配置されて表面が誘電体２０により被覆された一対の電極２１と、この電極２１を収容するケーシング２２を有して構成されたものであり、電極２１に高周波電圧が印加される。この電極２１には冷却液配管２３を経て冷却液が供給され、電極２１の熱損傷が防止される。
【００３１】
ケーシング２２にはガス導入管２４及びガス排出管２５が設けられる。ガス導入管２４を経て反応ガスがケーシング２２内へ大気圧下で導入され、使用済みの反応ガスがガス排出管２５を経て排出される。電極２１に高周波電圧が印加されると、これら一対の電極２１間で放電が生じ、ケーシング２２内に導入された反応ガスは一対の電極２１間の通路２１Ａを通る間にプラズマ化されて、大気圧近傍の圧力で被処理物１の上面へ噴射される。
【００３２】
プラズマ化された反応ガスが被処理物１へ噴射されると、この被処理物１の周囲にオゾン等が発生し、このオゾン等が被処理物１の上面に衝突して、被処理物１に付着した有機物を切断する。この切断された有機物は、上記オゾンと反応して二酸化炭素ガスや水素ガスとなって気化する。これにより、被処理物１の上面から有機物が分解剥離されて、被処理物１の上面の濡れ性が高められ、当該上面が親水処理される。
【００３３】
図１及び図２に示すように、被処理物１がローディングユニット１１から表面改質ユニット１２内へ搬入されて所定位置に到ったことがセンサ等により検出されると、被処理物１の搬入動作が停止される。ここで、上記プラズマ表面改質ツール１９は、被処理物１の搬送方向に直交する当該被処理物１の幅方向に延在される。このプラズマ表面改質ツール１９は、上述の被処理物１の停止状態下で、被処理物１の上面に沿って、当該被処理物１の搬送方向と一致する当該被処理物１の長手方向に１回または複数回直線移動して、被処理物１の上面を上述のように改質する。
【００３４】
前記ブラシ洗浄ユニット１３は、表面改質ユニット１２の後工程で超音波洗浄ユニット１４の前工程に配置され、図２及び図４に示すように、洗浄ツールとしてのブラシツール２６と、噴射ノズル２７及び２８とを有して構成される。噴射ノズル２７は、表面改質ユニット１２により濡れ性が改善された被処理物１の上面へ洗浄液を噴射し、また、噴射ノズル２８は被処理物１の下面へ洗浄液を噴射する。
【００３５】
ブラシツール２６は、モーターなどにより回転する例えばディスクブラシ２９を備え、噴射ノズル２７により供給された洗浄液の存在下で、被処理物１の上面のパーティクルや膜エッチングなどを除去する。被処理物１の下面の汚れは、噴射ノズル２８により噴出された洗浄液の圧力で洗浄される。
【００３６】
図４に示すように、上記ブラシ洗浄ユニット１３において、噴射ノズル２７及び２８へ供給される洗浄液は、薬液調合槽３０との間で循環ポンプ３６の作用で循環して使用される。つまり、薬液調合槽３０には純水が導入されると共に、第２バルブ３２を介して秤量槽３７が接続され、この秤量槽３７に第１バルブ３１を経て薬液（例えばアルカリ洗剤）が供給される。更に、薬液調合槽３０は、第３バルブ３３を介してブラシ洗浄ユニット１３に接続されると共に、第５バルブ３５を介して廃液タンク３８に接続される。また、薬液調合槽３０は、上記循環ポンプ３６、フィルタ３９を順次経て噴射ノズル２７及び２８に接続される。上記第３バルブ３３の上流側と第５バルブ３５の下流側が、第４バルブ３４を具備する廃液パイプ４０により接続される。
【００３７】
秤量槽３７に所定量の薬液が貯留されるまで第１バルブ３１が開操作される。第２バルブ３２が開操作されて、薬液調合槽３０内で薬液と純水とが混合され、洗浄液は所定濃度に調合される。この洗浄液は、純水のみの場合もあり、薬液が純水により希釈されない場合もある。また、洗浄液の調合は、洗浄液がブラシ洗浄ユニット１３と薬液調合槽３０との間を循環している間にも実施される。
【００３８】
ブラシ洗浄ユニット１３の運転時には、循環ポンプ３６が運転されると共に第３バルブ３３が開操作され、第４バルブ３４及び第５バルブ３５が閉操作されて、ブラシ洗浄ユニット１３内の洗浄液は、薬液調合槽３０を通りフィルタ３９により清浄されて、噴射ノズル２７及び２８へ循環して供給される。また、ブラシ洗浄ユニット１３内の洗浄液を廃棄する際には、第３バルブ３３を閉操作し、第４バルブ３４及び第５バルブ３５を開操作して、ブラシ洗浄ユニット１３及び薬液調合槽３０内の洗浄液を廃液タンク３８へ廃棄する。尚、洗浄液の温度は、薬液調合槽３０内に設置された温度調整手段４１（ヒータ及び冷却コイル等）により、例えば約４０℃に調整される。
【００３９】
ここで、上記ブラシツール２６は、図１に示すように、ディスクブラシ２９が、被処理物１の幅方向に複数個設置されて１列をなし、この列が１列または複数列（本実施の形態では２列）設けられて構成される。また、上記噴射ノズル２７は、被処理物１の長手方向に所定間隔を隔てた位置に１個、または複数個が同列に設置される。更に、上記噴射ノズル２８は、被処理物１の幅方向に複数個配置されて１列をなし、この噴射ノズル２８が、被処理物１の長手方向に複数列配設される。
【００４０】
図２に示すように、被処理物１が表面改質ユニット１２からブラシ洗浄ユニット１３内へ搬入されて所定位置に到ったことがセンサ等により検出されたときに、被処理物１の搬入動作が停止され、シャッタ４２が被処理物１の搬入口及び搬出口を遮断し、ブラシ洗浄ユニット１３が運転を開始する。つまり、被処理物１の停止状態下で、噴射ノズル２７及び２８から洗浄液が噴射され、ブラシツール２６のディスクブラシ２９が回転して被処理物１の上面に接触する。１個または複数個の噴射ノズル２７は、被処理物１の上面に沿い、当該被処理物１の長手方向に直線移動、被処理物１の長手方向に対し斜めに直線移動、または被処理物１の長手方向に螺旋状あるいは鋸歯状に移動して、被処理物１の上面へ洗浄液を噴射する。また、ブラシツール２６は、被処理物１の上面に沿って当該被処理物１の長手方向に１回または複数回直線移動して、被処理物１の上面を洗浄する。尚、噴射ノズル２８が噴射ノズル２７と同様に被処理物１の下面に沿って移動してもよい。
【００４１】
図１及び図２に示す前記超音波洗浄ユニット１４は、ブラシ洗浄ユニット１３の後工程に配置され、図２及び図５に示すように、洗浄ツールとしての超音波洗浄ツール４３と、２流体噴射ノズル４４及び噴射ノズル４５を有して構成される。２流体噴射ノズル４４は、表面改質ユニット１２により濡れ性が改善され、且つブラシ洗浄ユニット１３によりブラシ洗浄された被処理物１の上面へ、洗浄液及び気体としての空気を混合した混合流体を噴射し、この混合流体の圧力により被処理物１の上面を効果的に洗浄する。また、噴射ノズル４５は、被処理物１の下面へ洗浄液を噴射し、その噴射圧力により、被処理物１の下面を洗浄する。
【００４２】
これらの２流体噴射ノズル４４及び噴射ノズル４５から噴射される洗浄液は、純水、水素ガス飽和超純水、塩酸、アンモニア、フッ酸、過酸化水素水、オゾン水、アルカリ水溶液などであるが、本実施の形態では純水が用いられる。
【００４３】
２流体噴射ノズル４４及び噴射ノズル４５には、図５に示すように、超音波洗浄ユニット１４の運転時に開操作される第１バルブ４６を介して、洗浄液としての純水が供給される。また、超音波洗浄ツール４３には、貯水タンク４９内に貯留された洗浄液としての純水が、循環ポンプ５０の作動によりフィルタ５１によって清浄されて供給される。上記超音波洗浄ツール４３には、貯水タンク４９内の液面低下時に開操作される第２バルブ４７を経て純水が供給される。超音波洗浄ユニット１４で使用された洗浄液としての純水は、貯水タンク４９へ戻され、上記循環ポンプ５０及びフィルタ５１の作用で超音波洗浄ツール４３へ循環して供給される。貯水タンク４９内の純水は、廃棄時に開操作する第３バルブ４８を介して、廃水タンク５２へ廃棄される。
【００４４】
ここで超音波洗浄ツール４３は、図６に示すように、長手方向に箱形状に形成されたケース５３と、このケースに設置された超音波振動子５４と、この超音波振動子５４を所定周波数の超音波信号で駆動する超音波発振器５５とを有して構成される。
【００４５】
上記ケース５３は、設置された超音波振動子の振動板５６を含む上側ケースと、この振動板５６に対向して配置されて超音波振動子５４の面に対し所定角度（０＜θ＜１０°）傾斜して設けられた振動板５７を含む下側ケースとを備えてなる。これらの上側ケース及び下側ケースは、ボルト５８及びナット５９によりパッキン６０を介して締結される。そして、下側ケースの側面には、洗浄液供給口６１と、この洗浄液供給口６１の反対側の側面に設けられたオーバーフロー口６２と、振動板５７の中央に長尺状に設けられた洗浄液導出口６３とを有している。上記洗浄液供給口６１が、図５の循環ポンプ５０を介して貯水タンク４９に接続される。
【００４６】
洗浄液としての純水が貯水タンク４９から洗浄液供給口６１へ供給されると、この純水は、ケース５３内で整流板６４により整流されて層流となり、洗浄液導出口６３から被処理物１の上面へ噴射される。このとき、超音波振動子５４は、超音波発振器５５により所定周波数の電圧で駆動されて、この周波数の超音波を発生する。この超音波は、振動板５６を介して振動板５７に向けて放射され、この振動板５７が所定角度θだけ傾斜しているため、振動板５６と振動板５７との間で反射を繰り返し、洗浄液導出口６３へ集束する。従って、この集束した超音波が、洗浄液導出口６３内を流れる純水に照射されるので、この洗浄液導出口６３から噴射される純水によって、被処理物１の上面が強力に超音波洗浄され、リンスされる。
【００４７】
ここで、図５に示す上記超音波洗浄ツール４３は、被処理物１の幅方向に延在して配置される。また、上記２流体噴射ノズル４４は、被処理物１の幅方向に１個または複数個配置される。更に、上記噴射ノズル４５は、被処理物１の幅方向に複数個配置されて１列をなし、この噴射ノズル４５が、被処理物１の長手方向に複数列配列される。
【００４８】
図２に示すように、被処理物１がブラシ洗浄ユニット１３から超音波洗浄ユニット１４内へ搬入されて、所定位置に到ったことがセンサ等により検出されたときに、被処理物１の搬入動作が停止され、シャッタ４２が被処理物１の搬入口及び搬出口を遮断し、超音波洗浄ユニット１４が運転を開始する。つまり、被処理物１の停止状態下で、噴射ノズル４５から被処理物１の下面へ純水が噴射され、超音波洗浄ツール４３から被処理物１の上面へ超音波が照射された純水が噴射され、更に、２流体噴射ノズル４４から被処理物１の上面へ純水および空気の混合流体が噴射される。
【００４９】
超音波洗浄ツール４３は、上述の被処理物１の停止状態下で、被処理物１の上面に沿って当該被処理物１の長手方向に１回または複数回直線移動して、被処理物１の上面を超音波洗浄し、且つリンスする。また、上記２流体噴射ノズル４４は、上述の被処理物１の停止状態下で、被処理物１の上面に沿い、当該被処理物１の長手方向に直線移動、被処理物１の長手方向に対し斜めに直線移動、または被処理物１の長手方向に螺旋状もしくは鋸歯状に移動して、被処理物１の表面を上記混合流体により洗浄し、且つリンスする。
【００５０】
尚、被処理物１の下面は、噴射ノズル４５から噴射された純水によって洗浄され、且つリンスされるが、この噴射ノズル４５は、２流体噴射ノズル４４と同様に、被処理物１の下面に沿って移動してもよい。
【００５１】
図１及び図２に示すように、前記エアナイフ乾燥ユニット１５は、超音波洗浄ユニット１４の後工程に配置され、空気を高速で噴射するエアナイフ６５を備える。このエアナイフ６５は、被処理物１の上面側と下面側に配置され、高速流の空気によって被処理物１の上面および下面に付着した洗浄液などの液体を吹き飛ばして除去し、乾燥させる。
【００５２】
このエアナイフ６５は、エアナイフ乾燥ユニット１５において固定して設置され、当該エアナイフ乾燥ユニット１５内に被処理物１が搬入されたことをセンサ等が検出した時に、高速空気を噴射させ、被処理物１がエアナイフ乾燥ユニット１５内を移動する間に、当該被処理物１の上面および下面の洗浄液を吹き飛ばす。このエアナイフ乾燥ユニット１５にて乾燥された被処理物１は、アンローディングユニット１６へ搬送される。
【００５３】
上述の実施の形態の洗浄装置１０では、図１に示すように、ローディングユニット１１、表面改質ユニット１２、ブラシ洗浄ユニット１３、超音波洗浄ユニット１４、エアナイフ乾燥ユニット１５及びアンローディングユニット１６が順次連設して構成され、表面改質ユニット１２、ブラシ洗浄ユニット１３、超音波洗浄ユニット１４の各ユニットへ被処理物１が搬入された時点で当該被処理物１が停止し、これらの各ユニットが独立に運転を開始することから、ローディングユニット１１、表面改質ユニット１２、ブラシ洗浄ユニット１３、超音波洗浄ユニット１４、エアナイフ乾燥ユニット１５及びアンローディングユニット１６が独立したユニットとして構成される。このため、これらの各ユニット間で処理の順番を入れ替えたり、特定のユニットでの処理を複数回実行したり、特定ユニットを省略することが可能となる。
【００５４】
例えば、超音波洗浄ユニット１４にて被処理物１を超音波洗浄した後、この被処理物１をブラシ洗浄ユニット１３に戻して再度ブラシ洗浄し、当該被処理物１を再び超音波洗浄ユニット１４にて超音波洗浄してもよい。或いは、ブラシ洗浄ユニット１３において洗浄液不足が生じたときには、被処理物１を超音波洗浄ユニット１４に一時待機させ、ブラシ洗浄ユニット１３における洗浄液が十分となった時点で被処理物１をブラシ洗浄ユニット１３に戻してブラシ洗浄し、その被処理物１を超音波洗浄ユニット１４にて超音波洗浄等してもよい。
【００５５】
また、上述のごとく、ローディングユニット１１、表面改質ユニット１２、ブラシ洗浄ユニット１３、超音波洗浄ユニット１４、エアナイフ乾燥ユニット１５及びアンローディングユニット１６が独立したユニットとして構成されたことから、これらの各ユニットのレイアウトを自由に変更することが可能となる。例えば、図７（Ａ）に示す第１変形例の洗浄装置６６は、洗浄装置１０と同様にＩ字状のレイアウトであり、図７（Ｂ）に示す第２変形例の洗浄装置６７はコ字状のレイアウトであり、図７（Ｃ）に示す第３変形例の洗浄装置６８は二階建てのレイアウトである。図示しないが、Ｌ字状のレイアウトの洗浄装置も可能である。
【００５６】
第１変形例の洗浄装置６６は、洗浄装置１０と同様にＩ字状ラインの洗浄装置であるが、ローディングユニット１１と表面改質ユニット１２との間にニュートラルユニット６９が配置され、エアナイフ乾燥ユニット１５とアンローディングユニット１６との間にニュートラルユニット７０、赤外線乾燥ユニット７１、およびニュートラルユニット７２が順次配置され、更にニュートラルユニット７０以降の、赤外線乾燥ユニット７１を含む各ユニットにおいて、被処理物１が非接触搬送される点が洗浄装置１０と異なる。
【００５７】
赤外線乾燥ユニット７１は、図示しない赤外線照射ランプを備え、被処理物１が搬入された時点で当該被処理物１を停止させ、被処理物１の上面および下面に赤外線照射ランプから赤外線を照射して当該被処理物１を完全に乾燥させ、被処理物１にウォーターマークの発生を防止する。
【００５８】
ニュートラルユニット６９は、表面改質ユニット１２の準備中、または表面改質ユニット１２において他の被処理物１の親水処理中に、当該被処理物１を停止して待機させる。また、ニュートラルユニット７０は、赤外線乾燥ユニット７１の準備中、または赤外線乾燥ユニット７１において他の被処理物１の乾燥処理中に、被処理物１を停止して待機させる。更に、ニュートラルユニット７２は、アンローディングユニット１６の準備中、またはアンローディングユニット１６に他の被処理物１が載置されているときに、当該被処理物１を停止して待機させる。
【００５９】
上述の非接触搬送は、噴出流体や超音波を利用する方式などがあるが、本実施の形態では、噴出流体を利用した非接触搬送装置７３（図８）が採用されている。この非接触搬送装置７３は、ニュートラルユニット７０、赤外線乾燥ユニット７１、ニュートラルユニット７２及びアンローディングユニット１６の各ユニットにおいて、被処理物１を搬送する手段として用いられる。
【００６０】
この非接触搬送装置７３は、図８に示すように、上方に開口を有する圧力ケース７４の上記開口を多孔質体７５で閉塞し、この圧力ケース７４内へ空気などの気体を圧送する圧縮機７６を圧力ケース７４に接続し、被処理物１の端部に接触して搬送力を付与する搬送ローラ７７を有して構成されたものである。圧縮機７６から圧力ケース７４内へ空気が圧送されると、この空気は、多孔質体７５の多数の穴から外方へ噴出して、多孔質体７５と被処理物１との間に気体膜７８を形成し、この気体膜７８の圧力で被処理物１を浮上させる。この状態の被処理物１に搬送ローラ７７から搬送力が付与されて、被処理物１は非接触状態で搬送される。
【００６１】
前記第２変形例の洗浄装置６７は、図７（Ｂ）に示すように、第１変形例の洗浄装置６６において、屈曲部分にターンユニット７９を配置した構成である。この本実施の形態では、表面改質ユニット１２とブラシ洗浄ユニット１３との間、エアナイフ乾燥ユニット１５とニュートラルユニット７０との間にターンユニット７９が配置される。
【００６２】
このターンユニット７９は、図９に示すように、ターンユニット７９の前工程のユニット（例えば表面改質ユニット１２、エアナイフ乾燥ユニット１５）のローラ１７群と同一高さに設定された複数本の引込みローラ体８０と、これらの引込みローラ体８０間に配置されて昇降可能な送出しローラ体８１とを有してなる。ターンユニット７９の後工程のユニット（例えばブラシ洗浄ユニット１３、ニュートラルユニット７０）のローラ１７群は、ターンユニット７９の前工程のユニットにおけるローラ１７群よりも高い位置に設定される。引込みローラ体８０のローラ８２の軸心と、送出しローラ体８１のローラ８３の軸心とは、直交して配置される。
【００６３】
従って、ターンユニット７９の前工程のユニットにおけるローラ１７群と共に、引込みローラ体８０のローラ８２が回転することで被処理物１をターンユニット７９内に引き込み、この被処理物１を所定位置に停止させた後、ローラ８２が停止する。次に、送出しローラ体８１がターンユニット７９の後工程のユニットにおけるローラ１７群と同一高さになるまで上昇して停止し、被処理物１を持ち上げる。その後、送出しローラ体８１のローラ８３が、ターンユニット７９の後工程のユニットにおけるローラ１７群と共に回転して、持ち上げられた被処理物１をターンユニット７９の後工程のユニットへ搬送する。これにより、被処理物１の搬送方向が９０°変換される。
【００６４】
前記第３変形例の洗浄装置６８は、図７（Ｃ）に示すように、第１変形例の洗浄装置６６において、ローディングユニット１１とアンローディングユニット１６の両者の機能をローディング・アンローディングユニット８４により実施し、表面改質ユニット１２を２階に配置し、その他のユニット（ブラシ洗浄ユニット１３、超音波洗浄ユニット１４、エアナイフ乾燥ユニット１５、ニュートラルユニット７０、赤外線乾燥ユニット７１、ニュートラルユニット７２、ローディング・アンローディングユニット８４）を一階に配置したものである。そして、このローディング・アンローディングユニット８４から表面改質ユニット１２へ、図示しないリフタ装置により被処理物１を上昇して搬送させ、この表面改質ユニット１２からブラシ洗浄ユニット１３へ、同じく図示しないリフタ装置により被処理物１を下降して搬送させる。
【００６５】
次に、上述の洗浄装置６６、６７、６８を含めた洗浄装置１０の作用を、図７（Ａ）に示す洗浄装置６６を例に説明する。
【００６６】
ローディングユニット１１は、被処理物１を受け入れるとニュートラルユニット６９へ搬送する。このニュートラルユニット６９は、次工程の表面改質ユニット１２の準備中等に、搬入された被処理物１を停止して待機させる。ニュートラルユニット６９は、表面改質ユニット１２で被処理物１の受け入れが可能となった時点で、当該被処理物１を表面改質ユニット１２へ搬送させる。
【００６７】
表面改質ユニット１２は、被処理物１が所定位置まで搬入された時点で当該被処理物１を停止させる。表面改質ユニット１２は、次にプラズマ表面改質ツール１９を被処理物１の上面に沿って移動させて、被処理物１の上面の濡れ性を高め親水処理する。表面改質ユニット１２は、親水処理終了後、プラズマ表面改質ツール１９の移動を停止して、被処理物１をブラシ洗浄ユニット１３へ搬送させる。
【００６８】
ブラシ洗浄ユニット１３は、被処理物１が所定位置まで搬入された時点で当該被処理物１を停止させ、噴射ノズル２７及び２８から洗浄液を噴射させる。次に、ブラシ洗浄ユニット１３は、ブラシツール２６のディスクブラシ２９を回転させつつ、このディスクブラシ２９を被処理物１の上面に接触させ、ブラシツール２６及び噴射ノズル２７を当該被処理物１の上面に沿って移動させて、被処理物１の上面をブラシ洗浄する。洗浄終了後、ブラシ洗浄ユニット１３は、ディスクブラシ２９の回転、ブラシツール２６及び噴射ノズル２７の移動、噴射ノズル２７及び２８からの洗浄液の噴射をそれぞれ停止して、被処理物１を超音波洗浄ユニット１４へ搬送させる。
【００６９】
超音波洗浄ユニット１４は、被処理物１が所定位置まで搬入された時点で当該被処理物１を停止させ、超音波洗浄ツール４３、２流体噴射ノズル４４及び噴射ノズル４５から純水を噴射させる。次に、超音波洗浄ユニット１４は、超音波洗浄ツール４３及び２流体噴射ノズル４４を被処理物１の上面に沿って移動させて、当該被処理物１の上面を超音波洗浄ツール４３により超音波洗浄し且つリンスし、２流体噴射ノズル４４からの気液混合流体により噴射洗浄し且つリンスする。洗浄及びリンス終了後、超音波洗浄ユニット１４は、超音波洗浄ツール４３及び２流体噴射ノズル４４の移動、超音波洗浄ツール４３、２流体噴射ノズル４４及び噴射ノズル４５からの純水の噴射を停止して、被処理物１をエアナイフ乾燥ユニット１５へ搬送させる。
【００７０】
エアナイフ乾燥ユニット１５では、被処理物１の搬入が検出された時点で、エアナイフ６５から高速流の空気を噴射させ、被処理物１の搬送中に、当該被処理物１の上面及び下面に付着した洗浄液等の液体を吹き飛ばして除去し乾燥する。エアナイフ６５からの高速流の空気は、被処理物１がエアナイフ乾燥ユニット１５からニュートラルユニット７０へ搬出された時点で停止する。
【００７１】
ニュートラルユニット７０は、次工程の赤外線乾燥ユニット７１の準備中等に、搬入された被処理物１を停止して待機させる。このニュートラルユニット７０は、赤外線乾燥ユニット７１で被処理物１の受け入れが可能となった時点で、当該被処理物１を赤外線乾燥ユニット７１へ搬送させる。
【００７２】
赤外線乾燥ユニット７１は、被処理物１が所定位置まで搬入された時点で当該被処理物１を停止させる。次に、赤外線乾燥ユニット７１は、赤外線照射ランプから被処理物１の上面及び下面へ赤外線を一定時間照射して、被処理物１を完全に乾燥させる。赤外線照射終了後、赤外線乾燥ユニット７１は、乾燥させた被処理物１をニュートラルユニット７２へ搬送させる。
【００７３】
ニュートラルユニット７２は、次工程のアンローディングユニット１６の準備中等に、搬入された被処理物１を停止して待機させる。このニュートラルユニット７２は、アンローディングユニット１６で被処理物１の受け入れが可能となった時点で、当該被処理物１をアンローディングユニット１６へ搬送させ、このアンローディングユニット１６が被処理物１を搬入する。
【００７４】
各変形例の洗浄装置６６、６７及び６８を含む一実施形態の洗浄装置１０は、上述のように構成されたことから、以下の効果（１）〜（６）を奏する。
【００７５】
（１）表面改質ユニット１２、ブラシ洗浄ユニット１３及び超音波洗浄ユニット１４を含む洗浄工程の各ユニット（他のユニットとしてローディングユニット１１、エアナイフ乾燥ユニット１５、アンローディングユニット１６、赤外線乾燥ユニット７１等）が連設されて、これらの各ユニットへ被処理物１が順次搬送されることから、被処理物１を各ユニットへ移載する移載ロボットが存在しないので、洗浄装置１０、６６、６７、６８をコンパクト化でき、その据付スペースを低減できる。
【００７６】
（２）表面改質ユニット１２、ブラシ洗浄ユニット１３及び超音波洗浄ユニット１４を含む洗浄工程の各ユニット（他のユニットとしてローディングユニット１１、アンローディングユニット１６、赤外線乾燥ユニット７１等）では、被処理物１が搬入された後当該被処理物１を停止させ、この状態でプラズマ表面改質ツール１９、ブラシツール２６、噴射ノズル２７、超音波洗浄ツール４３、２流体噴射ノズル４４等の洗浄ツールを被処理物１の表面に沿って移動させるよう構成されたことから、表面改質ユニット１２、ブラシ洗浄ユニット１３及び超音波洗浄ユニット１４を含む洗浄工程の各ユニット１１、１２、１３、１４、１５、１６、７１等のそれぞれを、独立したユニットとすることができる。この結果、表面改質ユニット１２、ブラシ洗浄ユニット１３及び超音波洗浄ユニット１４を含む洗浄工程の各ユニット１１、１２、１３、１４、１５、１６、７１等におけるレイアウトの自由度が高まり、Ｉ字状ライン、コ字状ライン、Ｌ字状ライン等を実現できるので、この観点からも洗浄装置１０、６６、６７、６８をコンパクト化でき、その据付スペースを低減できる。
【００７７】
（３）ブラシ洗浄ユニット１３及び超音波洗浄ユニット１４の前工程に表面改質ユニット１２を設けて、被処理物１の上面の濡れ性を改善したことから、ブラシ洗浄ユニット１３及び超音波洗浄ユニット１４により被処理物１の上面を効果的に洗浄できる。
【００７８】
（４）超音波洗浄ユニット１４では、洗浄液（純水）及び気体を混合して噴射する２流体噴射ノズル４４が、またはブラシ洗浄ユニット１３では、洗浄液を噴射する噴射ノズル２７が、それぞれ被処理物１の上面に沿って移動するよう構成されたことから、これらの２流体噴射ノズル４４及び噴射ノズル２７の数を低減できる。このため、２流体噴射ノズル４４、噴射ノズル２７のそれぞれから噴射される純水を含む洗浄液の量が減少し、効率的な洗浄を実現できる。
【００７９】
（５）表面改質ユニット１２におけるプラズマ表面改質ツール１９が被処理物１の上面へ、プラズマ化した反応ガスを噴射し、このプラズマ表面処理ツールが、被処理物１の上面へ紫外線を照射して当該上面の濡れ性を改善するエキシマランプまたは水銀ランプに比べ長期間のメンテナンスが不要であることから、表面改質ユニット１２のランニングコストを低減できる。
【００８０】
（６）超音波洗浄ユニット１４の後工程に配置されて、被処理物１の上面を乾燥する赤外線ユニット７１を含むニュートラルユニット７０、７２及びアンローディングユニット１６では、非接触搬送装置７３によって、被処理物１が空気により浮上して非接触状態で搬送されることから、超音波洗浄ユニット１４にて洗浄された被処理物１に、これらのニュートラルユニット７０、赤外線乾燥ユニット７１、ニュートラルユニット７２及びアンローディングユニット１６においてパーティクルが新たに付着することを防止できる。
【００８１】
以上、本発明を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００８２】
例えば、上記洗浄装置１０、６６、６７、６８では、表面改質ユニット１２、ブラシ洗浄ユニット１３及び超音波洗浄ユニット１４において、プラズマ表面改質ツール１９、ブラシツール２６、超音波洗浄ツール４３及び２流体噴射ノズル４４は、被処理物１の上面側にのみ配置されるものを述べたが、被処理物１の上下両面側に設置されて、これらの上下両面をプラズマ表面改質ツール１９により親水処理し、ブラシツール２６によりブラシ洗浄し、超音波洗浄ツール４３により超音波洗浄し、２流体噴射ノズル４４により気液混合流体により洗浄してもよい。
【００８３】
また、洗浄装置１０、６６、６７、６８では、表面改質ユニット１２がプラズマ表面改質ツール１９を備えたものを述べたが、このプラズマ表面改質ツール１９に代えて、エキシマランプまたは水銀ランプを用い、これらのランプから照射される紫外線によって被処理物１の上面の濡れ性を改善してもよい。
【００８４】
更に、洗浄装置１０、６６、６７、６８では、乾燥ユニットがエアナイフ乾燥ユニット１５及び赤外線乾燥ユニット７１の場合を述べたが、これらの乾燥方式に代えて、またはこれらの乾燥方式に追加して、ＩＰＡ蒸気乾燥やマランゴニ乾燥を実施してもよい。ＩＰＡ蒸気乾燥は、濡れた被処理物１の表面をＩＰＡ（イソプロピルアルコール）の蒸気で置換して乾燥させるものであり、また、マランゴニ乾燥は、マランゴニ効果を利用して被処理物１の表面を乾燥するものである。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明に係る洗浄装置の一実施の形態を示し、（Ａ）が平面図、（Ｂ）が側面図である。
【図２】図１の洗浄装置の内部構造を簡略化して示す断面図である。
【図３】図２のプラズマ表面改質ツールを示す断面図である。
【図４】図２のブラシ洗浄ユニットを洗浄液配管レイアウトとともに示す構成図である。
【図５】図２の超音波洗浄ユニットを純水配管レイアウトとともに示す構成図である。
【図６】図２の超音波洗浄ツールを示す断面図である。
【図７】各変形例の洗浄装置におけるユニットレイアウトを示す平面図である。
【図８】図７（Ａ）の洗浄装置に設置された非接触搬送装置を示す断面図である。
【図９】図７（Ｂ）の洗浄装置に設置されたターンユニットを示し、（Ａ）が斜視図、（Ｂ）が図９（Ａ）のＢ矢視図である。
【符号の説明】
【００８６】
１                被処理物
１０              洗浄装置
１２              表面改質ユニット
１３              ブラシ洗浄ユニット
１４              超音波洗浄ユニット
１５              エアナイフ乾燥ユニット
２６              ブラシツール
２７              噴射ノズル
４３              超音波洗浄ツール
４４              ２流体噴射ノズル
６６、６７、６８  洗浄装置
７１              赤外線乾燥ユニット
７３              非接触搬送装置
【図１】
2005199196.tif 000003
【図２】
2005199196.tif 000004
【図３】
2005199196.tif 000005
【図４】
2005199196.tif 000006
【図５】
2005199196.tif 000007
【図６】
2005199196.tif 000008
【図７】
2005199196.tif 000009
【図８】
2005199196.tif 000010
【図９】
2005199196.tif 000011