JP2019118863A - 流体カーテン供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】流体割れが生じ難く、流体を均等に供給可能な流体カーテン供給装置を提供する。【解決手段】ＩＰＡ２９を貯留する貯留部２２と、貯留部２２に貯留されたＩＰＡ２９をカーテン状に吐出する長手状のスリット２３と、貯留部２２にＩＰＡ２９を供給する３本以上の複数の供給管２４と、を備え、複数の供給管２４は、貯留部２２のうちスリット２３の延び方向における中間部の少なくとも１か所および両端部に連結されており、各供給管２４にＩＰＡ２９の流量を調節可能な流量調節バルブ２６が設けられている流体カーテン供給装置。【選択図】図３

Description

本発明は、液体や気体をカーテン状に吐出または噴出する流体カーテン供給装置に関する。

従来、例えば液晶表示装置の主要構成部品である液晶パネルの製造においては、基板の表面に付着した異物を除去するべく、基板表面を純水等の洗浄液により洗浄している。この基板洗浄においては、洗浄ムラがしばしば問題となっている。

洗浄ムラを抑制する方法としては、洗浄液を基板表面に均一に供給する方法がある。具体的には、洗浄液をアクアナイフによりいわゆる液カーテン状に吐出することにより、洗浄ムラを抑制することができる。

特開平７−７７６７７号公報

しかし、洗浄液をカーテン状に供給する際に、カーテン状の洗浄液の一部が縦に割けたように液割れする場合がある（図５参照）。その原因のひとつとしては、スリット状とされた吐出孔全体の吐出圧力のバランス不足による流量不足が考えられる。これは、近年基板サイズが益々大型化しており、これに伴って洗浄液を吐出する吐出孔（スリット）も長尺化して、洗浄液の吐出圧力を供給管から近い位置と遠い位置とで均等に維持しづらくなっているためである。このような液割れが発生すると、筋状もしくは帯状の洗浄ムラが発生し、このような部分的な洗浄効果の差は液晶表示装置の品質の低下に大きな影響を及ぼす。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、流体割れが生じ難く、流体を均等に供給可能な流体カーテン供給装置を提供することを目的とする

本発明の流体カーテン供給装置は、流体を貯留する貯留部と、前記貯留部に貯留された前記流体をカーテン状に供給する長手状のスリットと、前記貯留部に前記流体を供給する３本以上の複数の供給管と、を備え、前記複数の供給管は、前記貯留部のうち前記スリットの延び方向における中間部の少なくとも１か所および両端部に連結されており、各前記供給管に前記流体の流量を調節可能な流量調節バルブが設けられている。

このような構成によれば、例えば基板の大型化に伴って貯留部およびスリットが長尺化した場合でも、貯留部に流体を供給する供給管は複数とされており、これらの複数の供給管がスリットの延び方向に分散した状態で複数個所に連結されている上、各供給管に流れる流体の流量は流量調節バルブによって均等となるように調節することができる。したがって、貯留部からスリットを通して供給される流体の流量を、スリットの延び方向の全体に亘って均等に維持することができ、液割れを回避することが可能である。

なお、貯留部の端部とは、端縁部や端面だけでなく、中間部に対して中間部よりも端縁部に隣接した領域を含む。

上記流体カーテン供給装置は以下の構成を備えていてもよい。

各供給管は流量調節バルブと貯留部との間で互いに対象となる形態で２つに分岐する分岐部を含み、各分岐部がスリットの延び方向に並んで貯留部に連結されていてもよい。

このような構成によれば、貯留部に隣接する位置まで比較的に少ない本数で供給管を引き回しながら、貯留部には多くの供給管をスリットの延び方向に並べて連結することができる。すなわち、簡易な構成で流体をより均等な状態で貯留部に行き渡させることができる。

また、各供給管に流量計あるいは圧力計が設けられていてもよい。

このような構成によれば、流量計あるいは圧力計を確認しながら流量調節バルブの開閉具合を制御することが可能であり、より均等な流量で流体を貯留部に送り込むことができる。

本発明によれば、流体割れが生じ難く、流体を均等に供給可能な流体カーテン供給装置が得られる。

基板処理装置の模式図 実施形態１のＩＰＡ供給装置により液晶用基板にＩＰＡを吐出している状態の模式的斜視図 ＩＰＡ供給装置により液晶用基板にＩＰＡを吐出している状態の模式的平面図 実施形態２のエア供給装置により液晶用基板にエアを噴出している状態の模式的平面図 従来の流体カーテン供給装置により液晶用基板に流体を吐出している状態の模式的平面図

以下、本発明の実施形態１ないし３を、図１ないし図４によって説明する。

実施形態１ないし３の流体カーテン供給装置は、例えば表面に微細な粉塵や削りカス等の異物が付着した状態の液晶用基板１００の異物を洗浄処理するための基板処理装置１０に使用されるものである。実施形態１ないし３において液晶用基板１００は、まず前処理材が被膜され、その後前処理材を純水置換してから、純水洗浄を行うようになっている。基板処理装置１０は、図１に示すように、複数の処理槽を備えてなる。

なお、以下の説明においては、図１のＸ軸方向を液晶用基板１００の搬送方向（前後方向）とし、紙面に直交するＹ軸方向を左右方向（搬送される液晶用基板１００の幅方向）とし、Ｚ軸方向を上下方向とする。また、図１の左側を搬送方向の上流側とし、図１の右側を搬送方向の下流側とする。この基板処理装置１０において、液晶用基板１００は、前処理材の薄膜の形成予定面が上側に向けられた水平状態で搬送方向の上流側に搬入され、その長辺方向がＸ軸方向に沿うとともにその短辺方向がＹ軸方向に沿った姿勢で、搬送装置１５によって搬送方向の上流側から下流側へと搬送される。

基板処理装置１０は、図１に示すように４つの処理槽を備えており、これらの槽は上流側（左側）から順に、被膜処理槽１１、置換槽１２、洗浄槽１３、乾燥槽１４とされている。基板処理装置１０は搬送装置１５を備えており、この搬送装置１５には、液晶用基板１００を図示しない駆動源により搬送方向（Ｘ軸方向）に沿って搬送する複数の搬送ローラ１６が設けられている。液晶用基板１００は、前処理材の薄膜の形成予定面（上面）とは反対側の板面（下面）が搬送ローラ１６によって断続的に支持されながら、搬送装置１５により各槽内を搬送方向に沿って順に搬送されるとともに、各槽内において処理される。

なお図１および図２においては、図を簡略化させるために、後述する供給管２４，３４，４４は省略されている。また図３および図４においては、説明上わかり易くするために、供給管２４，３４の向きは実際の向きと相違している。

実施形態１ないし３において、液晶用基板１００のサイズは、Ｇ４．５ないしはＧ６サイズとされている。また、搬送速度は２０００〜３０００ｍｍ／分とされている。

＜実施形態１＞
実施形態１の流体カーテン供給装置はＩＰＡ供給装置２０であって、被膜処理槽１１で使用されている。

被膜処理槽１１は、水洗前の乾いた状態の液晶用基板１００に、前処理材としてのイソプロピルアルコール（ＩＰＡ２９）の薄膜を被膜させるための槽である。被膜処理槽１１内の上方、すなわち、搬入された液晶用基板１００の上方には、搬送方向における上流側に、ＩＰＡ供給管２４に連結されたＩＰＡナイフ２１（ＩＰＡ供給装置２０）が設けられている。このＩＰＡナイフ２１により、液晶用基板１００の上面にＩＰＡ２９をカーテン状に吐出するようになっている。ＩＰＡ供給管２４およびＩＰＡナイフ２１は、耐ＩＰＡ処理が施された材質で形成されている。

ＩＰＡナイフ２１は、液晶用基板１００の板面（ＸＹ平面）に沿いかつ搬送方向と直交して、液晶用基板１００の幅方向（Ｙ方向）に細長く延びるＩＰＡ貯留部２２を内部に備えている（図２および図３参照）。このＩＰＡナイフ２１は、下方側が下流側に配されるように全体が斜めに傾いている。貯留部２２の下方には、ＩＰＡ２９をカーテン状に吐出するための長手状のスリット２３が貯留部２２の延び方向（Ｙ方向）に沿って設けられている。このスリット２３は、ＩＰＡ２９が液晶用基板１００の板面（ＸＹ平面）に対して所定の傾斜角度θで搬送方向の下流側（図１の右側）に向けて、いわゆる液カーテン状に供給されるように設定されている。なお、θは３０〜８０°の範囲内であることが好ましい。

ＩＰＡナイフ２１の貯留部２２には、ＩＰＡ２９を貯留した図示しないＩＰＡ貯留タンクからポンプを介して延びる複数（本実施形態においては３本）のＩＰＡ供給管２４が連結されている（図３参照）。複数のＩＰＡ供給管２４のうちの２本は、貯留部２２のうちスリット２３の延び方向（Ｙ方向）における両端部付近に配される一対の端部供給管２４Ｅであり、残り（本実施形態においては１本）は、同延び方向における中間部（本実施形態においては中央）に配される中間部供給管２４Ｍである。

これらＩＰＡ貯留タンクから延びる複数（３本）の各ＩＰＡ供給管２４（２４Ｅ，２４Ｍ，２４Ｅ）は、先端側が互いに対象となる形態でＵ字形状に２本に分岐しており（以下、分岐した領域を分岐部２４Ａとする）、それら分岐部２４Ａの先端は、スリット２３の延び方向（Ｙ方向）に並んでそれぞれ貯留部２２の図示しない供給孔に連結されている。より詳細には、一対の分岐部２４Ａは径も長さも屈曲形状も同等（対称形）とされて、一直線上に並んで貯留部２２に連結されている。

本実施形態においては、３対の分岐部２４Ａは全て同形同大とされている。また、複数の供給孔（本実施形態では６つ）の間隔は、全て同寸法とされており、分岐部２４Ａは等間隔で貯留部２２に連結されている。

さらに、各ＩＰＡ供給管２４Ｅ，２４Ｍ，２４Ｅのうち分岐部２４Ａの手前（ＩＰＡ貯留タンク側）には、それぞれ流量調節バルブ２６が設けられており、各ＩＰＡ供給管２４Ｅ，２４Ｍ，２４ＥにおけるＩＰＡ２９の流量は、流量調節バルブ２６の開閉具合により調節可能とされている。また、各流量調節バルブ２６に隣接して、ＩＰＡ２９の流量を計量するための流量計２７が設けられている。

このようなＩＰＡ供給装置２０から搬送方向の下流側に向けて傾斜した状態で均一に吐出されたＩＰＡ２９により、液晶用基板１００の上面は、全体にムラが極めて少ない均一に近い状態でＩＰＡ薄膜により被覆される。

以上が本実施形態の流体カーテン供給装置であるＩＰＡ供給装置２０であって、次に、その作用効果について説明する。

実施形態１のＩＰＡ供給装置２０は、ＩＰＡ２９を貯留する貯留部２２と、貯留部２２に貯留されたＩＰＡ２９をカーテン状に吐出する長手状のスリット２３と、貯留部２２にＩＰＡ２９を供給する３本のＩＰＡ供給管２４と、を備え、３本のＩＰＡ供給管２４は、貯留部２２のうちスリット２３の延び方向（Ｙ方向）における中央部および両端部付近に連結されており、各供給管２４にＩＰＡ２９の流量を調節可能な流量調節バルブ２６が設けられている。

このような構成によれば、例えば液晶用基板１００の大型化に伴って貯留部２２およびスリット２３が長尺化した場合でも、貯留部２２にＩＰＡ２９を供給するＩＰＡ供給管２４は複数とされており、これらの複数のＩＰＡ供給管２４が、スリット２３の延び方向（Ｙ方向）に分散した状態で複数箇所に連結されている。しかも、これらの複数の各ＩＰＡ供給管２４には流量調節バルブ２６が設けられているから、これら流量調節バルブ２６によって各ＩＰＡ供給管２４に流れるＩＰＡ２９の流量が均等となるように調節することにより、貯留部２２全体にほぼ均等な状態でＩＰＡ２９を行き渡らせることができる。従って、貯留部２２からスリット２３を通して供給されるＩＰＡ２９の流量を、スリット２３の延び方向（Ｙ方向）の全体に亘って均等に維持することができ、液割れを回避することが可能である。

しかも、本実施形態のＩＰＡ供給管２４は、流量調節バルブ２６と貯留部２２との間に、互いに対象となる形態で分岐した分岐部２４Ａが設けられており、これらの分岐部２４Ａがスリット２３の延び方向（Ｙ方向）に並んで貯留部２２に連結されているから、ＩＰＡ２９の供給源（ＩＰＡ貯留タンク）から貯留部２２付近まで比較的に少ない本数でＩＰＡ供給管２４を引き回しながら、貯留部２２には多くのＩＰＡ供給管２４（分岐部２４Ａ）を連結することができる。すなわち、簡易な構成でより均等な状態でＩＰＡ２９を貯留部２２に行き渡させることができる。

また、ＩＰＡ供給管２４にＩＰＡ２９の流量を計測する流量計２７が設けられているから、流量計２７を確認しながら流量調節バルブ２６の開閉具合を制御することが可能であり、より均等な流量でＩＰＡ２９を貯留部２２に送り込むことができる。

このように、実施形態１のＩＰＡ供給装置２０によれば、ＩＰＡを均等な状態で吐出可能となり、液割れが生じ難い。

＜実施形態２＞
実施形態２の流体カーテン供給装置は、被膜処理槽１１で使用されるエア供給装置３０である。

上述したＩＰＡナイフ２１の下流側であって、被覆処理槽１１の出口付近には、エア供給管３４に連結されたエアナイフ３１（エア供給装置３０）が設けられている。エアナイフ３１は、ＩＰＡナイフ２１と同様に、液晶用基板１００の板面（ＸＹ平面）に沿いかつ搬送方向と直交して、液晶用基板１００の幅方向（Ｙ方向）に細長く延びるエア貯留部３２を備えており、エア貯留部３２の下方に設けられたスリットから液晶用基板１００上にクリーンドライエア（流体の一例）がカーテン状に噴出されるようになっている。エアナイフ３１はＩＰＡナイフ２１と異なり、斜めに傾いておらず、液晶用基板１００に対して垂直に設置されている。

エアナイフ３１のエア貯留部３２には、図示しないエアタンクから延びる複数（本実施形態においては３本）のエア供給管３４が連結されている（図４参照）。本実施形態のエア供給管３４は、上述した実施形態１のＩＰＡ供給管２４と同様の形態とされており、２本はエア貯留部３２のうちスリットの延び方向（Ｙ方向）における両端部付近に配される一対の端部供給管３４Ｅであり、残り（本実施形態においては１本）は、同延び方向における中間部（本実施形態においては中央）に配される中間部供給管３４Ｍである。そして、各エア供給管３４（３４Ｅ，３４Ｍ，３４Ｅ）は先端側が分岐部３４Ａとされて、それぞれスリットの延び方向（Ｙ方向）に並んでエア貯留部３２に連結されている。

また、分岐部３４Ａよりエアタンク側には、それぞれ流量調節バルブ３６と、流量計あるいは圧力計３７が設けられている。

エアは、エアナイフ３１から液晶用基板１００に対して垂直に噴出されるようになっている。エアナイフ３１から噴出されたエアにより過剰なＩＰＡ２９が除去され、液晶用基板１００には、全体にムラが極めて少ない均一に近い状態のＩＰＡ薄膜が被覆されるようになっている。液晶用基板１００はこの状態で被膜処理槽１１から置換槽１２に搬送される（図１参照）。

このような実施形態２のエア供給装置３０によれば、流量調節バルブ３６によって複数のエア供給管３４に流れるエアの流量が均等となるように調節することにより、エア貯留部３２全体の圧力を均等な状態とすることができる。従って、エア貯留部３２からスリットを通して噴出するエア流量をスリット３３の全体に亘って均等に維持することができ、液切残しを回避することが可能である。その他、実施形態１と同様の作用効果が得られる。

＜実施形態３＞
実施形態３の流体カーテン供給装置は、置換槽１２で使用される純水供給装置４０である。

置換槽１２内の上方、すなわち、搬送装置１５によって搬入された液晶用基板１００の上方には、純水供給管（図示せず）に連結されたアクアナイフ４１（純水供給装置４０）が設けられている。純水供給装置４０は上述したＩＰＡ供給装置２０と同様の形態であるが、材質が、耐ＩＰＡ処理されていない点だけがＩＰＡ供給装置２０と相違している。他の構成は全て同じであるため、重複した説明は省略する。この純水供給装置４０からは、液晶用基板１００上に置換用の純水（流体の一例）が吐出されるようになっている。

また、純水供給装置４０の下流側には、同じく液晶用基板１００上に置換用の純水を噴出する複数のノズルからなる樹脂製のノズルシャワー５０が設けられている。ノズルシャワー５０は、液晶用基板１００の板面に沿いかつ搬送方向と直交する方向（Ｙ方向）に直線状に延びており、搬送方向と直交するように並列した状態で２〜４列設けられている（本実施形態においては２列）。液晶用基板１００の表面に供給された純水は、ＩＰＡ２９と置き換わり、基板表面は純水で隙間なく覆われた状態とされる。

このような実施形態３の純水供給装置４０によれば、上記実施形態１のＩＰＡ供給装置２０と同様の作用効果が得られる。

置換槽１２において表面が純水置換された液晶用基板１００は、搬送装置１５により洗浄槽１３内に搬送される。洗浄槽１３の上方、すなわち、搬入された液晶用基板１００の上方には、置換槽１２と同様の形態のノズルシャワー５０が、搬送方向と直交するように複数列並んで設けられている（本実施形態においては３列）。これらのノズルシャワー５０から噴出される純水により、液晶用基板１００は高圧洗浄され、表面の異物が除去される。

洗浄槽１３の出口付近には、上述した被膜処理槽１１のエア供給装置３０と同様の形態のエア供給相違３０が設けられている。エア供給装置３０のエアナイフ３１により液切りされた液晶用基板１００は、搬送装置１５により乾燥槽１４に搬送される。液晶用基板１００は、乾燥槽１４内において、エアナイフ３１の液切りのみでは除去しきれていない吸湿水分が完全に除去される。そして、高温乾燥後、基板処理装置１０から搬出される。

このように、上述した実施形態１ないし実施形態３のＩＰＡ供給装置２０、エア供給装置３０、および、純水供給装置４０によれば、液体や気体の流体割れが生じ難く、流体を均等に供給可能な流体カーテン供給装置が得られる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

（１）上記実施形態では、流体カーテン供給装置を液晶用基板を洗浄処理する基板処理装置に使用した例を示したが、本発明の流体カーテン供給装置は基板処理装置に限らず、他の装置に使用することもできる。

（２）上記実施形態では、供給管の先端側に分岐部を設ける形態を示したが、分岐部は省略してもよい。

（３）上記実施形態では、分岐部がスリットの並び方向に並んで貯留部に連結される構成としたが、分岐部は並び方向に並んでいなくてもよい。

（４）流量調節バルブは、各分岐部に設ける構成としてもよい。

（５）上記実施形態では、供給管を３本設ける形態を示したが、供給管は４本以上としてもよい。

（６）上記実施形態では、ＩＰＡナイフ２１およびアクアナイフ４１からＩＰＡおよび純水を下流側に斜めに吐出する構成を示したが、垂直に吐出したり、上流側に斜めに吐出する構成も本発明の技術的範囲に含まれる。

（７）また、エアナイフ３１から噴出するエアを、垂直ではなく、斜めに噴出する構成としてもよい。

（８）端部供給管は、貯留部に対して中間部供給管と同一方向（上方）でなく、中間部供給管とは異なる方向（側方）に連結されていてもよい。

（９）上記実施形態では、基板処理装置が１つの洗浄槽を有する構成としたが、洗浄槽の数については限定されない。

（１０）上記実施形態では、４つの処理槽をそれぞれ別個の槽としたが、洗浄槽が複数設けられる場合には、複数の洗浄槽は１つの槽を区切ることにより形成されていてもよい。

（１１）洗浄槽は、ノズルシャワーに限らず、超音波シャワーやバブルジェット、キャビテーションジェット、高圧スプレーシャワー、二流体等、異物除去効果に応じて自由に選択できる。

２０：ＩＰＡ供給装置（流体カーテン供給装置）、２２：ＩＰＡ貯留部、２３：スリット、２４：ＩＰＡ供給管、２６：流量調節バルブ、２７：流量計、３０：エア供給装置（流体カーテン供給装置）、３２：エア貯留部、３４：エア供給管、３６：流量調節バルブ、３７：流量計あるいは圧力計、４０：純水供給装置（流体カーテン供給装置）

Claims (3)

1. 流体を貯留する貯留部と、
   前記貯留部に貯留された前記流体をカーテン状に供給する長手状のスリットと、
   前記貯留部に前記流体を供給する３本以上の複数の供給管と、を備え、
   前記複数の供給管は、前記貯留部のうち前記スリットの延び方向における中間部の少なくとも１か所および両端部に連結されており、
   各前記供給管に前記流体の流量を調節可能な流量調節バルブが設けられている流体カーテン供給装置。
2. 各前記供給管は前記流量調節バルブと前記貯留部との間で互いに対象となる形態で２つに分岐する分岐部を含み、各前記分岐部が前記延び方向に並んで前記貯留部に連結されている請求項１に記載の流体カーテン供給装置。
3. 各前記供給管に流量計あるいは圧力計が設けられている請求項１または請求項２に記載の流体カーテン供給装置。

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