CN101130187B

CN101130187B - 基板清洗装置、基板清洗方法以及基板的制造方法

Info

Publication number: CN101130187B
Application number: CN2007101114368A
Authority: CN
Inventors: 森口善弘; 小笠原和义; 井崎良; 釜石孝生
Original assignee: Hitachi High Technologies Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2006-08-24
Filing date: 2007-06-20
Publication date: 2011-08-17
Anticipated expiration: 2027-06-20
Also published as: CN101130187A; JP2008049263A; TWI373378B; JP4919733B2; TW200810844A

Abstract

本发明能够以高清洗力来均匀地清洗大型基板。上刷子(20)具有旋转轴(21)，并通过马达(22)的驱动而旋转。轴承块(23a、23b)以可旋转的方式支撑着上刷子(20)的旋转轴(21)。导向器(24a、24b)向旋转轴(21)的轴方向引导轴承块(23a、23b)。由于是一边保持上刷子(20)可向旋转轴(21)的轴方向移动一边使上刷子(20)旋转，所以即便上刷子(20)在旋转前产生弯曲，也可以在旋转过程中使上刷子(20)变位至旋转轴(21)的轴方向上，从而消除上刷子(20)的弯曲。因此，可以防止旋转轴(21)的偏向，使上刷子(20)接触于基板(1)的压力固定。

Description

基板清洗装置、基板清洗方法以及基板的制造方法

技术领域

本发明是关于一种清洗平板显示(Flat Panel Display)装置用的面板基板等的基板清洗装置、基板清洗方法以及使用这些基板清洗装置及基板清洗方法的基板制造方法，本发明尤其关于一种使用刷子(brush)且对于清洗大型基板较好的基板清洗装置、基板清洗方法以及使用这些基板清洗装置及基板清洗方法的基板制造方法。

背景技术

在液晶显示装置或等离子显示装置等各种平板显示装置用的面板基板的制造工序中，利用显影或蚀刻等药液处理，在基板上形成电路图案或彩色滤光器(color filter)等。此时，如果在基板上存在污渍或异物，则无法良好地形成电路图案或彩色滤光器等，因此，在将基板送入制造工序时以及在药液处理之前或之后，必须清洗基板。包含基板的清洗以及药液处理的一系列处理，大多是一边使用滚筒式输送机(Roller Conveyor)等基板搬送机构来移动基板一边进行的。

基板的清洗，一般是使用清洗水(纯水)来冲洗基板上的污渍、异物、或药液等而进行的，但是，当污渍或异物较多时，或者特别期望较高的清洗力时，则使用刷子来机械地去除基板上的污渍或异物。作为一边移动基板一边使用刷子来清洗基板的技术，有专利文献1至专利文献3所揭示的技术。

[专利文献1]日本专利特开平10-337541号公报

[专利文献2]日本专利特开平10-307406号公报

[专利文献3]日本专利特开平11-128852号公报

基板随着近年来的平板显示装置的大画面化而大型化，因此必须使刷子与基板的宽度相应地变长。然而，如果使刷子变长，则刷子的自重会增加，从而使刷子产生弯曲。因此，刷子的旋转轴会偏向，而刷子接触于基板的压力会发生变动，从而导致无法均匀地清洗基板。

发明内容

本发明的课题在于以高清洗力均匀地清洗大型基板。而且，本发明的课题在于制造高品质的大型基板。

本发明的基板清洗装置具备：刷子，横跨基板的宽度而设，且一边旋转一边接触于基板；移动机构，使基板与刷子相对地移动；以及刷子保持机构，所述的刷子保持机构具有：第一轴承，以可旋转的方式支撑所述刷子的旋转轴的一端；第一导向器，向所述刷子的旋转轴的轴方向引导该第一轴承；第二轴承，与该第一轴承分别地设置，且以可旋转的方式支撑所述刷子的旋转轴的另一端；第二导向器，与该第一导向器分别地设置，且向所述刷子的旋转轴的轴方向引导该第二轴承；该刷子保持机构保持所述刷子的旋转轴的两端相互往旋转轴的轴方向分别地移动，且使旋转中的所述刷子往旋转轴的轴方向变位，从而消除所述刷子的弯曲。而且，本发明的基板清洗方法是，横跨基板的宽度而设置刷子，使基板与所述刷子相对地移动，利用一刷子保持机构进行下述动作，该刷子保持机构具有：第一轴承，以可旋转的方式支撑所述刷子的旋转轴的一端；第一导向器，向所述刷子的旋转轴的轴方向引导该第一轴承；第二轴承，与该第一轴承分别地设置，且以可旋转的方式支撑所述刷子的旋转轴的另一端；以及第二导向器，与该第一导向器分别地设置，且向所述刷子的旋转轴的轴方向引导该第二轴承，利用该刷子保持机构一边保持所述刷子的旋转轴的两端可向旋转轴的轴方向相互分别地移动，一边使所述刷子旋转，并使刷子接触于基板，以使旋转中的所述刷子往旋转轴的轴方向变位，从而消除所述刷子的弯曲。

由于是一边保持刷子可向旋转轴的轴方向移动一边使刷子旋转，所以即便刷子在旋转前产生弯曲，也可以在旋转过程中使刷子变位至旋转轴的轴方向上，从而消除刷子的弯曲。因此，可以防止刷子的旋转轴的偏向，使刷子接触于基板的压力固定。

进一步，本发明的基板清洗装置中，保持机构具有：多个轴承，分别地支撑所述刷子的旋转轴的两端；以及多个导向器，向所述刷子的旋转轴的轴方向分别地引导各个该轴承。而且，本发明的基板清洗方法，是利用不同的轴承来分别地支撑刷子的旋转轴的两端，并利用不同的导向器向刷子的旋转轴的轴方向分别地引导各个轴承。利用使用了轴承及导向器的简单结构，可以保持刷子可向旋转轴的轴方向移动。但是，本发明并不限定于轴承及导向器，也可以使用其他机构来保持刷子可向旋转轴的轴方向移动。

进一步，本发明的基板清洗装置具备往返机构，该往返机构使刷子在旋转轴的轴方向上往返规定距离。而且，本发明的基板清洗方法，包括：横跨基板的宽度而设置刷子，使基板与刷子相对地移动，一边保持刷子的旋转轴的两端可向旋转轴的轴方向分别地移动一边使刷子旋转并使刷子接触于基板。该方法是使刷子在旋转轴的轴方向上往返规定距离。通过使刷子在旋转轴的轴方向上往返规定距离，而使刷子在基板的宽度方向上均匀地接触基板。

本发明的基板的制造方法，是使用上述任一基板清洗装置或者基板清洗方法来清洗基板后，进行规定的药液处理。以高清洗力来均匀地清洗大型基板，可以在基板上良好地形成电路图案或彩色滤光器等。

[发明的效果]

根据本发明的基板清洗装置及基板清洗方法，一边保持刷子可向旋转轴的轴方向移动一边使刷子旋转，并使刷子接触于基板，以此可以防止刷子的旋转轴的偏向，使刷子接触于基板的压力固定，因此能够以高清洗力来均匀地清洗大型基板。

进一步，根据本发明的基板清洗装置及基板清洗方法，利用轴承来支撑刷子的旋转轴，并利用导向器向刷子的旋转轴的轴方向引导轴承，以此可以利用简单的结构来保持刷子可向旋转轴的轴方向移动。

进一步，根据本发明的基板清洗装置及基板清洗方法，使刷子在旋转轴的轴方向上往返规定距离，以此可以使刷子在基板的宽度方向上均匀地接触于基板，因此能够更均匀地清洗大型基板。

根据本发明的基板的制造方法，能够以高清洗力来均匀地清洗大型基板，从而在基板上良好地形成电路图案或彩色滤光器等。因此，可以制造高品质的大型基板。

附图说明

图1是表示本发明一实施形态的基板清洗装置的概略结构的图。

图2是本发明一实施形态的基板清洗装置的主要部分的立体图。

图3(a)是表示轴承块23a的安装状态的图，图3(b)是表示轴承块23b的安装状态的图。

图4是表示液晶显示装置的TFT基板的制造工序之一例的流程图。

图5是表示液晶显示装置的彩色滤光器基板的制造工序的一例的流程图。

1：基板 10：滚筒

20：上刷子 21：旋转轴

22：马达 23a、23b：轴承块

24a、24b：导向器 25：横板

26a、26b：纵板 27a、27b：凸轮

28：连结轴 29：马达

30：下刷子 31：旋转轴

32：马达 33a、33b：轴承块

40：板 41：连杆

42：曲柄圆盘 43：马达

A、B：箭头

具体实施方式

图1是表示本发明一实施形态的基板清洗装置的概略结构图。而且，图2是本发明一实施形态的基板清洗装置的主要部分的立体图。基板清洗装置是包含滚筒10、上刷子20、马达22、上刷子保持机构、下刷子30、马达32、下刷子保持机构、上刷子升降机构及上刷子往返机构而构成的。

在图1中，基板1搭载在多个滚筒10上，通过滚筒10的旋转向箭头A所示的基板移动方向移动。各滚筒10是在基板移动方向上空开固定的间隔而设置的，并通过未图示的驱动机构而以规定的速度旋转。

另外，在本实施形态中，使基板1在水平状态下移动，然而本发明并不限定于此，也可以使基板1相对于水平而在与基板移动方向正交的方向或者相对于基板移动方向倾斜成规定角度的状态下移动。

如图2所示，在利用滚筒10而移动的基板1的上方及下方，配置有上刷子20以及下刷子30。上刷子20具有旋转轴21，并通过安装在旋转轴21一端的马达22的驱动而旋转。同样，下刷子30具有旋转轴31，并通过安装在旋转轴31一端的马达32的驱动而旋转。当基板1通过上刷子20与下刷子30之间时，上刷子20以及下刷子30一边旋转一边接触于基板1，以此来清洗基板1。

在图1及图2中，上刷子保持机构是包含轴承块23a、23b、导向器24a、24b、横板25、以及纵板26a、26b而构成的。轴承块23a、23b以可旋转的方式支撑上刷子20的旋转轴21。

图3(a)是表示轴承块23a的安装状态的图，图3(b)是表示轴承块23b的安装状态的图。如图3(a)所示，轴承块23a通过导向器24a而安装在横板25上，在横板25上连接有纵板26a。另一方面，如图3(b)所示，轴承块23b通过导向器24b而安装在纵板26b上。横板25及纵板26a、26b以与旋转轴21的轴方向平行的方式而配置着，导向器24a、24b向旋转轴21的轴方向引导轴承块23a、23b。以此，上刷子保持机构保持上刷子20可向旋转轴21的轴方向移动。

由于是一边保持上刷子20可向旋转轴21的轴方向移动一边使上刷子20旋转，因此即便上刷子20在旋转前产生弯曲，也可以在旋转过程中使上刷子20变位至旋转轴21的轴方向，从而消除上刷子20的弯曲。因此，可以防止旋转轴21的偏向，使上刷子20接触于基板1的压力固定。

在图2中，下刷子保持机构是包含轴承块33a、33b而构成的。轴承块33a、33b以可旋转的方式支撑下刷子30的旋转轴31。轴承块33a、33b固定在未图示的横板或纵板上。

另外，在本实施形态中，虽然下刷子保持机构的轴承块33a、33b是固定的，但也可以使下刷子保持机构与上刷子保持机构的结构相同，而保持下刷子30可向旋转轴31的轴方向移动。

在图1及图2中，上刷子升降机构是包含凸轮27a、27b、连结轴28、以及马达29而构成的。凸轮27a、27b是通过连结轴28而连结的，并通过安装在连结轴28一端的马达29的驱动而旋转。如图2所示，凸轮27a抵接在纵板26a的下端，凸轮27b抵接在纵板26b的下端。当凸轮27a、27b通过马达29的驱动而旋转时，抵接于凸轮27a、27b上的纵板26a、26b上下移动。以此，上刷子升降机构使上刷子20上下移动，从而调整上刷子20的高度。

根据本实施形态，可以利用上刷子升降机构来精密地调整上刷子20的高度，从而能够精密地调整上刷子20接触于基板1的压力。

另外，在本实施形态中，并未设置针对下刷子30的升降机构，但是也可以针对下刷子30设置同样的升降机构。

在图1及图2中，上刷子往返机构是包含板40、连杆41、曲柄圆盘42、以及马达43而构成的。板40安装在轴承块23b的上面，且在板40上连结着连杆41的一端。而连杆41的另一端连结于曲柄圆盘42，当曲柄圆盘42通过马达43的驱动而旋转时，连杆41使轴承块23b在箭头B所示的方向上往返移动。以此，上刷子往返机构反复进行使上刷子20在旋转轴21的轴方向上往返规定距离的动作。通过使上刷子20在旋转轴21的轴方向上往返规定距离，可以使上刷子20在基板的宽度方向上均匀地接触于基板1。

根据以上所说明的实施形态，一边保持上刷子20可向旋转轴21的轴方向移动一边使上刷子20旋转并使上刷子20接触于基板1，以此可以防止旋转轴21的偏向，使上刷子20接触于基板1的压力固定，因此能够以高清洗力来均匀地清洗大型基板1。

进一步，利用轴承块23a、23b来支撑上刷子20的旋转轴21，并利用导向器24a、24b在旋转轴21的轴方向上引导轴承块23a、23b，以此能够以简单的结构来保持上刷子20可向旋转轴21的轴方向移动。但是，本发明并不限定于此，也可以使用其他机构来保持上刷子20可向旋转轴21的轴方向移动。

进一步，使上刷子20在旋转轴21的轴方向上往返规定距离，以此可以使上刷子20在基板的宽度方向上均匀地接触于基板1，因此可以更均匀地清洗大型基板1。

另外，在以上所说明的实施形态中，并未设置针对下刷子30的往返机构，但是，也可以针对下刷子30而设置同样的往返机构。此时，如果使上刷子20与下刷子30向彼此相反的方向移动，则基板1所承受的来自上刷子20的基板宽度方向上的力、与基板1所承受的来自下刷子30的基板宽度方向上的力相互抵消，因此，即便上刷子20及下刷子30接触于基板1的压力变强，基板1也不会在基板的宽度方向上偏移。因此，可以增强上刷子20及下刷子30接触于基板1的压力，从而提高清洗力。

在以上所说明的实施形态中，是使用滚筒10来移动基板1，但是，也可以取代移动基板1而移动上刷子20及下刷子30，以此来使基板1与上刷子20及下刷子30相对地移动。

图4是表示液晶显示装置的TFT基板的制造工序之一例的流程图。在薄膜形成工序(步骤101)中，利用溅镀法或等离子化学气相沉积(CVD，Chemical Vapor Deposition)法等，在玻璃基板上形成作为液晶驱动用的透明电极的导电体膜或绝缘体膜等薄膜。在抗蚀剂涂布工序(步骤102)中，利用滚筒涂布法等而涂布感光树脂材料(光阻剂)，在薄膜形成工序(步骤101)中所形成的薄膜上形成光阻剂膜。在曝光工序(步骤103)中，使用邻近式(proximity)曝光装置或投影曝光装置等，将光罩的图案转印到光阻剂膜上。在显影工序(步骤104)中，利用浴式(shower)显影法等将显影液供给到光阻剂膜上，去除光阻剂膜的多余部分。在蚀刻工序(步骤105)中，利用湿式蚀刻，去除在薄膜形成工序(步骤101)中所形成的薄膜内的未由光阻剂膜所遮掩的部分。在剥离工序(步骤106)中，利用剥离液而剥离在蚀刻工序(步骤105)中完成遮罩作用的光阻剂膜。在上述各工序之前或之后，可以根据需要而实施基板的清洗工序及干燥工序。多次重复这些工序，在玻璃基板上形成TFT阵列。

而且，图5是表示液晶显示装置的彩色滤光器基板的制造工序之一例的流程图。在黑色矩阵形成工序(步骤201)中，通过抗蚀剂涂布、曝光、显影、蚀刻、剥离等处理，在玻璃基板上形成黑色矩阵。在着色图案形成工序(步骤202)中，利用染色法、颜料分散法、印刷法、电镀法等，在玻璃基板上形成着色图案。此工序针对R、G、B的着色图案而反复进行。在保护膜形成工序(步骤203)中，在着色图案上形成保护膜，在透明电极膜形成工序(步骤204)中，在保护膜上形成透明电极膜。在上述各工序之前、工序中途或工序之后，可以根据需要而实施基板的清洗工序及干燥工序。

使用本发明的基板清洗装置或基板清洗方法而清洗基板后，进行显影、蚀刻、剥离等药液处理，由此能够以高清洗力来均匀地清洗大型基板，在基板上良好地形成电路图案或彩色滤光器等。因此，可以制造高品质的大型基板。

Claims

1.一种基板清洗装置，其特征在于该基板清洗装置包括：

刷子，横跨基板的宽度而设，且一边旋转一边接触于基板；

移动机构，使基板与所述刷子相对地移动；以及

刷子保持机构，所述的刷子保持机构具有：

第一轴承，以可旋转的方式支撑所述刷子的旋转轴的一端；

第一导向器，向所述刷子的旋转轴的轴方向引导该第一轴承；

第二轴承，与该第一轴承分别地设置，且以可旋转的方式支撑所述刷子的旋转轴的另一端；

第二导向器，与该第一导向器分别地设置，且向所述刷子的旋转轴的轴方向引导该第二轴承；

该刷子保持机构保持所述刷子的旋转轴的两端相互往旋转轴的轴方向分别地移动，且使旋转中的所述刷子往旋转轴的轴方向变位，从而消除所述刷子的弯曲。

2.一种基板清洗方法，其特征在于其包括：

横跨基板的宽度而设置刷子，

使基板与所述刷子相对地移动，

利用一刷子保持机构进行下述动作，该刷子保持机构具有：

第一轴承，以可旋转的方式支撑所述刷子的旋转轴的一端；

第二轴承，与该第一轴承分别地设置，且以可旋转的方式支撑所述刷子的旋转轴的另一端；以及

第二导向器，与该第一导向器分别地设置，且向所述刷子的旋转轴的轴方向引导该第二轴承，

利用该刷子保持机构一边保持所述刷子的旋转轴的两端可向旋转轴的轴方向相互分别地移动，一边使所述刷子旋转并使刷子接触于基板，以使旋转中的所述刷子往旋转轴的轴方向变位，从而消除所述刷子的弯曲。

3.一种基板的制造方法，其特征在于其使用如权利要求1所述的基板清洗装置而清洗基板后，进行规定的药液处理。

4.一种基板的制造方法，其特征在于其使用如权利要求2所述的基板清洗方法而清洗基板后，进行规定的药液处理。