JP4031629B2 - 基材洗浄装置およびその方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基材上に残存した不要な樹脂膜成分を除去する基材洗浄装置に係り、とりわけ、基材上に残存した不要な樹脂膜成分を効率良く除去して製品の歩留まりを向上させることができる基材洗浄装置およびその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、液晶ディスプレイ用カラーフィルタは、ガラス基板等からなる基材上に規則的なパターンを有する着色された樹脂膜を形成することにより製造されている。このような製造プロセスにおいて、基材上に形成される樹脂膜は、基材上に樹脂の溶解液をコーティングした後に当該溶解液を硬化させることにより形成される。また、このようにして基材上に形成される樹脂膜は、フォトリソ法等により、規則的なパターンに成形される。
【０００３】
ここで、規則的なパターンの樹脂膜が形成された基材は、樹脂膜が形成される箇所と樹脂膜が形成されない箇所とを有しており、樹脂膜が形成されない箇所においては、樹脂膜が完全に取り除かれていることが必要である。
【０００４】
しかしながら、実際には、樹脂膜が完全に取り除かれているべき箇所に樹脂膜の一部が残さとして残存しやすい。このような不要な樹脂膜成分は一種の欠陥であり、後工程において基材の加工性を低下させる要因となりやすい。具体的には、複数種類の樹脂膜を形成するために樹脂の溶解液を複数回にわたって基材上に塗布する場合において、基材上に不要な樹脂膜成分が残存していると、この不要な樹脂膜成分上に樹脂の溶解液がコーティングされることとなり、塗布ムラが発生しやすい。塗布ムラは当然に不良の要因となり、製品の歩留まりを低下させる原因となる。このため、基材上に残存した不要な樹脂膜成分を製造プロセスの途中で除去するための有効な洗浄方法が強く求められている。
【０００５】
ところで、ガラス基板等からなる基材を洗浄するための一般的な洗浄方法としては、水等の溶剤を用いた湿潤条件下において、洗浄剤等の薬液や、超音波、ブラシおよび紫外線照射を利用して洗浄する方法が知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の洗浄方法はいずれも、基材上に残存した不要な樹脂膜成分を除去する方法としては不十分であり、特に、本来的に必要とされる樹脂膜が形成された基材から不要な樹脂膜成分のみを効果的に除去することができないというという問題がある。
【０００７】
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、基材上に残存した不要な樹脂膜成分を効率良く除去して製品の歩留まりを向上させることができる基材洗浄装置およびその方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、その第１の解決手段として、カラーフィルター用基材上に残存した残さからなる不要な樹脂膜成分を除去する基材洗浄装置において、カラーフィルター用基材上に残存した残さからなる不要な樹脂膜成分を除去するよう当該カラーフィルター用基材を洗浄する除去洗浄槽を備え、前記除去洗浄槽は、前記カラーフィルター用基材のうち残さからなる不要な樹脂膜成分が残存している表面に対して微粒子分散液を供給する微粒子分散液供給部と、微粒子分散液が供給された前記カラーフィルター用基材の表面に物理的に接触して当該カラーフィルター用基材から残さからなる不要な樹脂膜成分を除去する除去洗浄用ブラシとを有し、前記微粒子分散液供給部により供給される微粒子分散液は、除去される樹脂膜の主成分よりも硬度が高い微粒子を含有し、前記微粒子分散液の粒子濃度は０．０１〜１．０ｗｔ％であるとともに、前記微粒子分散液中に含有された前記微粒子は、その粒子径が１０〜１０００ｎｍの状態で分散されていることを特徴とする基材洗浄装置を提供する。
【０００９】
なお、上述した第１の解決手段において、前記微粒子分散液供給部は、前記カラーフィルター用基材に対して微粒子分散液を直接吹き付けることにより前記カラーフィルター用基材の前記表面に対して微粒子分散液を供給することが好ましい。また、前記微粒子分散液供給部は、前記除去洗浄用ブラシに対して微粒子分散液を吹き付けることにより前記カラーフィルター用基材の前記表面に対して微粒子分散液を供給することが好ましい。さらに、前記除去洗浄用ブラシはスポンジ状の材料からなることが好ましい。さらに、前記除去洗浄用ブラシはロール状、または平坦な接触面を有するディスク状をなしていることが好ましい。さらに、前記除去洗浄槽は、前記微粒子分散液供給部により供給された微粒子分散液を回収する回収容器と、この回収容器により回収された微粒子分散液を前記カラーフィルター用基材に対して再度供給する微粒子分散液再供給路とをさらに有することが好ましい。さらに、前記除去洗浄槽の前記除去洗浄用ブラシは、樹脂膜が下方を向くよう支持された前記カラーフィルター用基材の下方に設置されていることが好ましい。
【００１０】
本発明は、その第２の解決手段として、カラーフィルター用基材上に残存した残さからなる不要な樹脂膜成分を除去する基材洗浄装置において、カラーフィルター用基材上に残存した残さからなる不要な樹脂膜成分を除去するよう当該カラーフィルター用基材を洗浄する除去洗浄槽と、前記除去洗浄槽により残さからなる不要な樹脂膜成分が除去されたカラーフィルター用基材から微粒子分散液および除去後の樹脂膜片を拭き取る拭取洗浄槽と、前記拭取洗浄槽により微粒子分散液および除去後の樹脂膜片が拭き取られたカラーフィルター用基材を水洗する水洗槽とを備え、前記除去洗浄槽は、前記カラーフィルター用基材のうち残さからなる不要な樹脂膜成分が残存している表面に対して微粒子分散液を供給する微粒子分散液供給部と、微粒子分散液が供給された前記カラーフィルター用基材の表面に物理的に接触して当該カラーフィルター用基材から残さからなる不要な樹脂膜成分を除去する除去洗浄用ブラシとを有し、前記除去洗浄槽、前記拭取洗浄槽、および前記水洗槽にはそれぞれ搬送ローラが設けられ、前記除去洗浄槽の挿入口から挿入されたカラーフィルター用基材が水平状態で前記水洗槽の排出口まで搬送されるようになっていることを特徴とする基材洗浄装置を提供する。ここで、前記拭取洗浄槽は、前記カラーフィルター用基材の表面に物理的に接触して当該カラーフィルター用基材から微粒子分散液および除去後の樹脂膜片を拭き取る拭取洗浄用ブラシを有することが好ましい。また、前記拭取洗浄槽は、前記カラーフィルター用基材の表面に対して洗浄液を供給する洗浄液供給部をさらに有することが好ましい。
【００１１】
本発明は、その第３の解決手段として、カラーフィルター用基材上に残存した残さからなる不要な樹脂膜成分を除去する基材洗浄方法において、カラーフィルター用基材のうち残さからなる不要な樹脂膜成分が残存している表面に対して微粒子分散液を供給する工程と、微粒子分散液が供給された前記カラーフィルター用基材の表面に除去洗浄用ブラシを物理的に接触させて当該カラーフィルター用基材から残さからなる不要な樹脂膜成分を除去する工程とを含み、前記微粒子分散液は、除去される樹脂膜の主成分よりも硬度が高い微粒子を含有し、前記微粒子分散液の粒子濃度は０．０１〜１．０ｗｔ％であるとともに、前記微粒子分散液中に含有された前記微粒子は、その粒子径が１０〜１０００ｎｍの状態で分散されていることを特徴とする基材洗浄方法を提供する。
【００１２】
なお、上述した第３の解決手段において、残さからなる不要な樹脂膜成分が除去されたカラーフィルター用基材から微粒子分散液および除去後の樹脂膜片を拭き取る工程をさらに含むことが好ましい。
【００１３】
本発明の第１乃至第３の解決手段によれば、カラーフィルター用基材のうち残さからなる不要な樹脂膜成分が残存している表面に対して、微粒子分散液を吹き付けながら、除去洗浄用ブラシを物理的に接触させるので、カラーフィルター用基材上に残存した残さからなる不要な樹脂膜成分を効率良く除去することができる。このため、カラーフィルター用基材上に残さとして残存した不要な樹脂膜成分により引き起こされていた塗布ムラや汚れ不良等を効果的に防止することができ、製品の歩留まりを向上させることができる。
【００１４】
また、本発明の第１乃至第３の解決手段によれば、残さからなる不要な樹脂膜成分が除去されたカラーフィルター用基材から微粒子分散液および除去後の樹脂膜片を拭き取ることにより、カラーフィルター用基材上に残存した残さからなる不要な樹脂膜成分を完全に除去することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明による基材洗浄装置の一実施の形態を示す図である。なお、本実施の形態においては、処理対象物として、ガラス基板からなる基材４１上にネガ型レジストからなる規則的なパターンの樹脂膜（図示せず）が形成されたカラーフィルタ基板を用いる場合を例に挙げて説明する。
【００１６】
図１に示すように、基材洗浄装置１は、規則的なパターンの樹脂膜が形成された基材４１から不要な樹脂膜成分（残さ）を除去するものであり、基材４１上に残存した不要な樹脂膜成分を除去するよう当該基材４１を洗浄する除去洗浄槽１０と、除去洗浄槽１０により不要な樹脂膜成分が除去された基材４１から微粒子分散液および除去後の樹脂膜片を拭き取る拭取洗浄槽２０と、拭取洗浄槽２０により微粒子分散液および除去後の樹脂膜片が拭き取られた基材４１を水洗する水洗槽３０とを備えている。なお、除去洗浄槽１０、拭取洗浄槽２０および水洗槽３０にはそれぞれ搬送ローラ１１，２１，３１が設けられており、除去洗浄槽１０の挿入口（ローダ）３５から挿入された基材４１が水平状態で排出口（アンローダ）３６まで搬送されるようになっている。なお、本実施の形態においては、基材４１が、樹脂膜が上方を向くよう支持された状態で搬送されるようになっている。
【００１７】
除去洗浄槽１０は、搬送ローラ１１により搬送される基材４１のうち不要な樹脂膜成分が残存している表面に対して微粒子分散液を供給する微粒子分散液ノズル（微粒子分散液供給部）１３と、微粒子分散液が供給された基材４１の表面に物理的に接触するロール状ブラシ（除去洗浄用ブラシ）１２とを有し、基材４１の表面に対して、微粒子分散液ノズル１３により微粒子分散液を吹き付けながら、回転したロール状ブラシ１２を物理的に接触させることにより、基材４１から不要な樹脂膜成分を除去するようになっている。なお、ロール状ブラシ１２は、スポンジ状の材料からなることが好ましい。また、ロール状ブラシ１２は、必要に応じて任意の数だけ設置することが好ましい。さらに、ロール状ブラシ１２は、基材４１の表面に均一に接触した状態で基材４１の搬送速度と異なる速度で回転させることが好ましい。
【００１８】
ここで、除去洗浄槽１０においては、微粒子分散液ノズル１３により、基材４１に対して微粒子分散液を直接吹き付けることにより基材４１の表面に対して微粒子分散液を供給しているが、これに限らず、図２に示すように、微粒子分散液ノズル１４により、ロール状ブラシ１２に対して微粒子分散液を吹き付けることにより、微粒子分散液ノズル１４単独で、または微粒子分散液ノズル１３と協働で、基材４１の表面に対して間接的に微粒子分散液を供給するようにしてもよい。また、除去洗浄槽１０においては、図２に示すように、微粒子分散液ノズル１３，１４により吹き付けられた微粒子分散液を回収する回収トレイ（回収容器）１５と、この回収トレイ１５により回収された微粒子分散液を微粒子分散液ノズル１３，１４に対して再度供給する、ポンプ（図示せず）等を備えた微粒子分散液再供給路１６とを有し、除去洗浄槽１０内にて微粒子分散液を再利用することができるようになっている。なお、微粒子分散液再供給路１６には、除去後の樹脂膜片を捕集する濾過機能を付与してもよい。
【００１９】
なお、微粒子分散液ノズル１３，１４により供給される微粒子分散液としては、水や有機溶剤（基材４１や微粒子に影響がないもの）等の液体に微粒子を含有させたものを用いることが好ましい。微粒子としては、金属酸化物等の無機物の他、樹脂ビーズ等の有機物や、無機物と有機物との混合物を用いることができる。なお、微粒子の硬度は、不要な樹脂膜成分の除去効果を高めるため、除去される樹脂膜の主成分の硬度よりも高いことが好ましい。また、微粒子の硬度は、基材４１の表面に傷が入ることと等を防止するため、基材４１の硬度よりも低いことが好ましい。また、微粒子分散液の粒子濃度は０．０１〜１．０ｗｔ％であることが好ましい。さらに、微粒子の粒子径は１０〜１０００ｎｍであることが好ましい。さらにまた、このような微粒子分散液には、必要に応じて、界面活性剤等を添加してもよい。なお、ロール状ブラシ１２の材質としては、このような微粒子分散液に対して耐性があることが好ましく、例えばポリビニルアルコールやポリ塩化ビニル、ポリウレタン等を用いることが好ましい。
【００２０】
拭取洗浄槽２０は、搬送ローラ２１により搬送される基材４１の表面に対して水等の洗浄液を供給する洗浄液ノズル（洗浄液供給部）２３と、洗浄液が供給された基材４１の表面に物理的に接触するロール状ブラシ（拭取洗浄用ブラシ）２２とを有し、基材４１の表面に対して、洗浄液ノズル２３により洗浄液を吹き付けながら、回転したロール状ブラシ２２を物理的に接触させることにより、基材４１から微粒子分散液および除去後の樹脂膜片を拭き取るようになっている。なお、ロール状ブラシ２２は、スポンジ状の材料からなることが好ましい。また、ロール状ブラシ２２は、必要に応じて任意の数だけ設置することが好ましい。さらに、ロール状ブラシ２２は、基材４１の表面に均一に接触した状態で基材４１の搬送速度と異なる速度で回転させることが好ましい。なお、ロール状ブラシ２２および洗浄液ノズル２３は基材４１の下面側に設けることも可能であり、この場合には、基材４１の裏面に回り込んだ微粒子分散液および除去後の樹脂膜片を確実に取り除くことができる。なお、これに伴って、水洗槽３０においても、基材４１の裏面に対して水を吹き付ける水洗用ノズルを設けるようにするとよい。
【００２１】
ここで、拭取洗浄槽２０においては、洗浄液ノズル２３により、基材４１に対して水等の洗浄液を直接吹き付けているが、これに限らず、ロール状ブラシ２２に対して、または基材４１とロール状ブラシ２２の両方に対して、洗浄液を吹き付けるようにしてもよい。
【００２２】
水洗槽３０は、搬送ローラ３１により搬送される基材４１の表面に対して水を吹き付ける水洗用ノズル３２を有し、基材４１の表面に付着した微粒子分散液等を除去するようになっている。なお、水洗槽３０は、必要な洗浄度合いに応じて任意の構成で複数設けることができる。また、水洗槽３０には、必要に応じて、基材４１の表面に物理的に接触して基材４１から微粒子分散液等を取り除くためのロール状またはディスク状のブラシを設けるようにしてもよい。なお、水洗用ノズル３２により吹き付けられる水としては、オゾン水や水素水等を用いてもよく、また必要に応じて、洗浄剤を用いてもよい。
【００２３】
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。
【００２４】
まず、基材洗浄装置１において、規則的なパターンの樹脂膜とともに不要な樹脂膜成分が残存した基材４１が除去洗浄槽１０の挿入口３５から挿入される。除去洗浄槽１０においては、搬送ローラ１１により搬送される基材４１のうち不要な樹脂膜成分が残存している表面に対して、微粒子分散液ノズル１３により微粒子分散液を吹き付けながら、回転したロール状ブラシ１２を物理的に接触させる。これにより、ロール状ブラシ１２により基材４１の表面が擦られ、基材４１から不要な樹脂膜成分が除去される。なお、このような洗浄プロセスにおいて、基材４１上に形成された規則的なパターンの樹脂膜上に残さとして残存した不要な樹脂膜成分も除去される。
【００２５】
次いで、基材４１は次段の拭取洗浄槽２０に送り込まれ、拭取洗浄槽２０において、搬送ローラ２１により搬送される基材４１の表面に対して、洗浄液ノズル２３により水等の洗浄液を吹き付けながら、回転したロール状ブラシ２２を物理的に接触させる。これにより、ロール状ブラシ２２により基材４１の表面が擦られ、不要な樹脂膜成分が除去された基材４１から微粒子分散液および除去後の樹脂膜片が拭き取られる。
【００２６】
その後、拭取洗浄槽２０により微粒子分散液および除去後の樹脂膜片が除去された基材４１は次段の水洗槽３０に送り込まれ、水洗槽３０において、搬送ローラ３１により搬送される基材４１の表面に対して水洗用ノズル３２により水を吹き付けることにより、基材４１の表面に付着した微粒子分散液等を除去する。
【００２７】
最後に、水洗槽３０により基材４１の表面に付着した微粒子分散液等が除去された基材４１を必要に応じて乾燥させた後、排出口３６から取り出す。
【００２８】
このように本実施の形態によれば、除去洗浄槽１０において、基材４１のうち不要な樹脂膜成分が残存している表面に対して、微粒子分散液ノズル１３により微粒子分散液を吹き付けながら、回転したロール状ブラシ２２を物理的に接触させるので、基材４１上に残存した不要な樹脂膜成分を効率良く除去することができる。このため、基材４１上に残さとして残存した不要な樹脂膜成分により引き起こされていた塗布ムラや汚れ不良等を効果的に防止することができ、カラーフィルタ基板等の製品の歩留まりを向上させることができる。
【００２９】
また、本実施の形態によれば、拭取洗浄槽２０において、不要な樹脂膜成分が除去された基材４１から微粒子分散液および除去後の樹脂膜片を拭き取るので、基材４１上に残存した不要な樹脂膜成分を完全に除去することができる。さらに、本実施の形態によれば、基材４１の洗浄を枚葉式で行うことができるので、基材４１の洗浄処理を高速に行うことができる。
【００３０】
なお、上述した実施の形態においては、基材４１としてガラス基板を用いる場合を例に挙げて説明したが、微粒子分散液に対して耐久性があるものであれば、ガラス基板に限らず、金属やプラスチック等からなる任意の基板を用いることができる。また、基材４１上に形成された樹脂膜としてネガ型レジストを用いる場合を例に挙げて説明したが、これに限らず、硬化型樹脂やポジ型レジスト等からなる任意の樹脂膜を用いることができる。
【００３１】
また、上述した実施の形態においては、除去洗浄用ブラシおよび拭取洗浄用ブラシとしてロール状ブラシ１２，２２を用いているが、これに限らず、平坦な接触面を有するディスク状ブラシ等の任意のものを用いることができる。また、ロール状ブラシとディスク状ブラシとを併用して用いることも可能である。
【００３２】
さらに、上述した実施の形態においては、樹脂膜が上方を向くよう支持された状態で基材４１が搬送される場合を例に挙げて説明したが、これに限らず、図３に示すように、樹脂膜が下方を向くよう支持された状態で基材４１を搬送し、除去洗浄槽１０のロール状ブラシ１２を基材４１の下方に設置するようにしてもよい。なお、基材４１の下方には、微粒子分散液を収容する供給トレイ１８が設置されており、ロール状ブラシ１２の一部を供給トレイ１８内の微粒子分散液に浸漬させた状態でロール状ブラシ１２を回転させることにより、基材４１に対して微粒子分散液を供給することができるようになっている。この場合には、基材４１の裏面側にのみ微粒子分散液が供給され、表面側に微粒子分散液が回り込むことがないので、拭取洗浄槽２０や水洗槽３０における洗浄の負担を軽くすることができる。なお、図３において、供給トレイ１８の代わりに、基材４１の下方に微粒子分散液ノズルを設置し、基材４１やロール状ブラシ１２に対して微粒子分散液を吹き付けるようにしてもよい。
【００３３】
さらに、上述した実施の形態においては、除去洗浄槽１０および拭取洗浄槽２０において、基材４１の一方の面にのみロール状ブラシ１２，２２を接触させて基材４１から不要な樹脂膜成分を除去するようにしているが、基材４１の両面に不要な樹脂膜成分が残存している場合には、図４に示すように、基材４１の両方の面にロール１２，２２を接触させて基材４１から不要な樹脂膜成分を除去するようにしてもよい。
【００３４】
さらにまた、上述した実施の形態においては、除去洗浄槽１０と拭取洗浄槽２０とを分離して設置しているが、これに限らず、除去洗浄槽１０と拭取洗浄槽２０とを一体化し、ノズルから吹き付けられる液の種類を適宜変えることにより、一つの槽において、除去洗浄槽１０および拭取洗浄槽２０の両方の処理を行うようにしてもよい。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、基材上に残存した不要な樹脂膜成分を効率良く除去して製品の歩留まりを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による基材洗浄装置の一実施の形態を示す図。
【図２】図１に示す基材洗浄装置の変形例を示す図。
【図３】図１に示す基材洗浄装置の他の変形例を示す図。
【図４】図１に示す基材洗浄装置のさらに他の変形例を示す図。
【符号の説明】
１ 基材洗浄装置
１０ 除去洗浄槽
１１ 搬送ローラ
１２ ロール状ブラシ（除去洗浄用ブラシ）
１３，１４ 微粒子分散液ノズル（微粒子分散液供給部）
１５ 回収トレイ（回収容器）
１６ 微粒子分散液再供給路
１８ 供給トレイ
２０ 拭取洗浄槽
２１ 搬送ローラ
２２ ロール状ブラシ（拭取洗浄用ブラシ）
２３ 洗浄液ノズル（洗浄液供給部）
３０ 水洗槽
３１ 搬送ローラ
３２ 水洗用ノズル
３５ 挿入口
３６ 排出口
４１ 基材
【発明の属する技術分野】
本発明は、基材上に残存した不要な樹脂膜成分を除去する基材洗浄装置に係り、とりわけ、基材上に残存した不要な樹脂膜成分を効率良く除去して製品の歩留まりを向上させることができる基材洗浄装置およびその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、液晶ディスプレイ用カラーフィルタは、ガラス基板等からなる基材上に規則的なパターンを有する着色された樹脂膜を形成することにより製造されている。このような製造プロセスにおいて、基材上に形成される樹脂膜は、基材上に樹脂の溶解液をコーティングした後に当該溶解液を硬化させることにより形成される。また、このようにして基材上に形成される樹脂膜は、フォトリソ法等により、規則的なパターンに成形される。
【０００３】
ここで、規則的なパターンの樹脂膜が形成された基材は、樹脂膜が形成される箇所と樹脂膜が形成されない箇所とを有しており、樹脂膜が形成されない箇所においては、樹脂膜が完全に取り除かれていることが必要である。
【０００４】
しかしながら、実際には、樹脂膜が完全に取り除かれているべき箇所に樹脂膜の一部が残さとして残存しやすい。このような不要な樹脂膜成分は一種の欠陥であり、後工程において基材の加工性を低下させる要因となりやすい。具体的には、複数種類の樹脂膜を形成するために樹脂の溶解液を複数回にわたって基材上に塗布する場合において、基材上に不要な樹脂膜成分が残存していると、この不要な樹脂膜成分上に樹脂の溶解液がコーティングされることとなり、塗布ムラが発生しやすい。塗布ムラは当然に不良の要因となり、製品の歩留まりを低下させる原因となる。このため、基材上に残存した不要な樹脂膜成分を製造プロセスの途中で除去するための有効な洗浄方法が強く求められている。
【０００５】
ところで、ガラス基板等からなる基材を洗浄するための一般的な洗浄方法としては、水等の溶剤を用いた湿潤条件下において、洗浄剤等の薬液や、超音波、ブラシおよび紫外線照射を利用して洗浄する方法が知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の洗浄方法はいずれも、基材上に残存した不要な樹脂膜成分を除去する方法としては不十分であり、特に、本来的に必要とされる樹脂膜が形成された基材から不要な樹脂膜成分のみを効果的に除去することができないというという問題がある。
【０００７】
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、基材上に残存した不要な樹脂膜成分を効率良く除去して製品の歩留まりを向上させることができる基材洗浄装置およびその方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、その第１の解決手段として、カラーフィルター用基材上に残存した残さからなる不要な樹脂膜成分を除去する基材洗浄装置において、カラーフィルター用基材上に残存した残さからなる不要な樹脂膜成分を除去するよう当該カラーフィルター用基材を洗浄する除去洗浄槽を備え、前記除去洗浄槽は、前記カラーフィルター用基材のうち残さからなる不要な樹脂膜成分が残存している表面に対して微粒子分散液を供給する微粒子分散液供給部と、微粒子分散液が供給された前記カラーフィルター用基材の表面に物理的に接触して当該カラーフィルター用基材から残さからなる不要な樹脂膜成分を除去する除去洗浄用ブラシとを有し、前記微粒子分散液供給部により供給される微粒子分散液は、除去される樹脂膜の主成分よりも硬度が高い微粒子を含有し、前記微粒子分散液の粒子濃度は０．０１〜１．０ｗｔ％であるとともに、前記微粒子分散液中に含有された前記微粒子は、その粒子径が１０〜１０００ｎｍの状態で分散されていることを特徴とする基材洗浄装置を提供する。
【０００９】
なお、上述した第１の解決手段において、前記微粒子分散液供給部は、前記カラーフィルター用基材に対して微粒子分散液を直接吹き付けることにより前記カラーフィルター用基材の前記表面に対して微粒子分散液を供給することが好ましい。また、前記微粒子分散液供給部は、前記除去洗浄用ブラシに対して微粒子分散液を吹き付けることにより前記カラーフィルター用基材の前記表面に対して微粒子分散液を供給することが好ましい。さらに、前記除去洗浄用ブラシはスポンジ状の材料からなることが好ましい。さらに、前記除去洗浄用ブラシはロール状、または平坦な接触面を有するディスク状をなしていることが好ましい。さらに、前記除去洗浄槽は、前記微粒子分散液供給部により供給された微粒子分散液を回収する回収容器と、この回収容器により回収された微粒子分散液を前記カラーフィルター用基材に対して再度供給する微粒子分散液再供給路とをさらに有することが好ましい。さらに、前記除去洗浄槽の前記除去洗浄用ブラシは、樹脂膜が下方を向くよう支持された前記カラーフィルター用基材の下方に設置されていることが好ましい。
【００１０】
本発明は、その第２の解決手段として、カラーフィルター用基材上に残存した残さからなる不要な樹脂膜成分を除去する基材洗浄装置において、カラーフィルター用基材上に残存した残さからなる不要な樹脂膜成分を除去するよう当該カラーフィルター用基材を洗浄する除去洗浄槽と、前記除去洗浄槽により残さからなる不要な樹脂膜成分が除去されたカラーフィルター用基材から微粒子分散液および除去後の樹脂膜片を拭き取る拭取洗浄槽と、前記拭取洗浄槽により微粒子分散液および除去後の樹脂膜片が拭き取られたカラーフィルター用基材を水洗する水洗槽とを備え、前記除去洗浄槽は、前記カラーフィルター用基材のうち残さからなる不要な樹脂膜成分が残存している表面に対して微粒子分散液を供給する微粒子分散液供給部と、微粒子分散液が供給された前記カラーフィルター用基材の表面に物理的に接触して当該カラーフィルター用基材から残さからなる不要な樹脂膜成分を除去する除去洗浄用ブラシとを有し、前記除去洗浄槽、前記拭取洗浄槽、および前記水洗槽にはそれぞれ搬送ローラが設けられ、前記除去洗浄槽の挿入口から挿入されたカラーフィルター用基材が水平状態で前記水洗槽の排出口まで搬送されるようになっていることを特徴とする基材洗浄装置を提供する。ここで、前記拭取洗浄槽は、前記カラーフィルター用基材の表面に物理的に接触して当該カラーフィルター用基材から微粒子分散液および除去後の樹脂膜片を拭き取る拭取洗浄用ブラシを有することが好ましい。また、前記拭取洗浄槽は、前記カラーフィルター用基材の表面に対して洗浄液を供給する洗浄液供給部をさらに有することが好ましい。
【００１１】
本発明は、その第３の解決手段として、カラーフィルター用基材上に残存した残さからなる不要な樹脂膜成分を除去する基材洗浄方法において、カラーフィルター用基材のうち残さからなる不要な樹脂膜成分が残存している表面に対して微粒子分散液を供給する工程と、微粒子分散液が供給された前記カラーフィルター用基材の表面に除去洗浄用ブラシを物理的に接触させて当該カラーフィルター用基材から残さからなる不要な樹脂膜成分を除去する工程とを含み、前記微粒子分散液は、除去される樹脂膜の主成分よりも硬度が高い微粒子を含有し、前記微粒子分散液の粒子濃度は０．０１〜１．０ｗｔ％であるとともに、前記微粒子分散液中に含有された前記微粒子は、その粒子径が１０〜１０００ｎｍの状態で分散されていることを特徴とする基材洗浄方法を提供する。
【００１２】
なお、上述した第３の解決手段において、残さからなる不要な樹脂膜成分が除去されたカラーフィルター用基材から微粒子分散液および除去後の樹脂膜片を拭き取る工程をさらに含むことが好ましい。
【００１３】
本発明の第１乃至第３の解決手段によれば、カラーフィルター用基材のうち残さからなる不要な樹脂膜成分が残存している表面に対して、微粒子分散液を吹き付けながら、除去洗浄用ブラシを物理的に接触させるので、カラーフィルター用基材上に残存した残さからなる不要な樹脂膜成分を効率良く除去することができる。このため、カラーフィルター用基材上に残さとして残存した不要な樹脂膜成分により引き起こされていた塗布ムラや汚れ不良等を効果的に防止することができ、製品の歩留まりを向上させることができる。
【００１４】
また、本発明の第１乃至第３の解決手段によれば、残さからなる不要な樹脂膜成分が除去されたカラーフィルター用基材から微粒子分散液および除去後の樹脂膜片を拭き取ることにより、カラーフィルター用基材上に残存した残さからなる不要な樹脂膜成分を完全に除去することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明による基材洗浄装置の一実施の形態を示す図である。なお、本実施の形態においては、処理対象物として、ガラス基板からなる基材４１上にネガ型レジストからなる規則的なパターンの樹脂膜（図示せず）が形成されたカラーフィルタ基板を用いる場合を例に挙げて説明する。
【００１６】
図１に示すように、基材洗浄装置１は、規則的なパターンの樹脂膜が形成された基材４１から不要な樹脂膜成分（残さ）を除去するものであり、基材４１上に残存した不要な樹脂膜成分を除去するよう当該基材４１を洗浄する除去洗浄槽１０と、除去洗浄槽１０により不要な樹脂膜成分が除去された基材４１から微粒子分散液および除去後の樹脂膜片を拭き取る拭取洗浄槽２０と、拭取洗浄槽２０により微粒子分散液および除去後の樹脂膜片が拭き取られた基材４１を水洗する水洗槽３０とを備えている。なお、除去洗浄槽１０、拭取洗浄槽２０および水洗槽３０にはそれぞれ搬送ローラ１１，２１，３１が設けられており、除去洗浄槽１０の挿入口（ローダ）３５から挿入された基材４１が水平状態で排出口（アンローダ）３６まで搬送されるようになっている。なお、本実施の形態においては、基材４１が、樹脂膜が上方を向くよう支持された状態で搬送されるようになっている。
【００１７】
除去洗浄槽１０は、搬送ローラ１１により搬送される基材４１のうち不要な樹脂膜成分が残存している表面に対して微粒子分散液を供給する微粒子分散液ノズル（微粒子分散液供給部）１３と、微粒子分散液が供給された基材４１の表面に物理的に接触するロール状ブラシ（除去洗浄用ブラシ）１２とを有し、基材４１の表面に対して、微粒子分散液ノズル１３により微粒子分散液を吹き付けながら、回転したロール状ブラシ１２を物理的に接触させることにより、基材４１から不要な樹脂膜成分を除去するようになっている。なお、ロール状ブラシ１２は、スポンジ状の材料からなることが好ましい。また、ロール状ブラシ１２は、必要に応じて任意の数だけ設置することが好ましい。さらに、ロール状ブラシ１２は、基材４１の表面に均一に接触した状態で基材４１の搬送速度と異なる速度で回転させることが好ましい。
【００１８】
ここで、除去洗浄槽１０においては、微粒子分散液ノズル１３により、基材４１に対して微粒子分散液を直接吹き付けることにより基材４１の表面に対して微粒子分散液を供給しているが、これに限らず、図２に示すように、微粒子分散液ノズル１４により、ロール状ブラシ１２に対して微粒子分散液を吹き付けることにより、微粒子分散液ノズル１４単独で、または微粒子分散液ノズル１３と協働で、基材４１の表面に対して間接的に微粒子分散液を供給するようにしてもよい。また、除去洗浄槽１０においては、図２に示すように、微粒子分散液ノズル１３，１４により吹き付けられた微粒子分散液を回収する回収トレイ（回収容器）１５と、この回収トレイ１５により回収された微粒子分散液を微粒子分散液ノズル１３，１４に対して再度供給する、ポンプ（図示せず）等を備えた微粒子分散液再供給路１６とを有し、除去洗浄槽１０内にて微粒子分散液を再利用することができるようになっている。なお、微粒子分散液再供給路１６には、除去後の樹脂膜片を捕集する濾過機能を付与してもよい。
【００１９】
なお、微粒子分散液ノズル１３，１４により供給される微粒子分散液としては、水や有機溶剤（基材４１や微粒子に影響がないもの）等の液体に微粒子を含有させたものを用いることが好ましい。微粒子としては、金属酸化物等の無機物の他、樹脂ビーズ等の有機物や、無機物と有機物との混合物を用いることができる。なお、微粒子の硬度は、不要な樹脂膜成分の除去効果を高めるため、除去される樹脂膜の主成分の硬度よりも高いことが好ましい。また、微粒子の硬度は、基材４１の表面に傷が入ることと等を防止するため、基材４１の硬度よりも低いことが好ましい。また、微粒子分散液の粒子濃度は０．０１〜１．０ｗｔ％であることが好ましい。さらに、微粒子の粒子径は１０〜１０００ｎｍであることが好ましい。さらにまた、このような微粒子分散液には、必要に応じて、界面活性剤等を添加してもよい。なお、ロール状ブラシ１２の材質としては、このような微粒子分散液に対して耐性があることが好ましく、例えばポリビニルアルコールやポリ塩化ビニル、ポリウレタン等を用いることが好ましい。
【００２０】
拭取洗浄槽２０は、搬送ローラ２１により搬送される基材４１の表面に対して水等の洗浄液を供給する洗浄液ノズル（洗浄液供給部）２３と、洗浄液が供給された基材４１の表面に物理的に接触するロール状ブラシ（拭取洗浄用ブラシ）２２とを有し、基材４１の表面に対して、洗浄液ノズル２３により洗浄液を吹き付けながら、回転したロール状ブラシ２２を物理的に接触させることにより、基材４１から微粒子分散液および除去後の樹脂膜片を拭き取るようになっている。なお、ロール状ブラシ２２は、スポンジ状の材料からなることが好ましい。また、ロール状ブラシ２２は、必要に応じて任意の数だけ設置することが好ましい。さらに、ロール状ブラシ２２は、基材４１の表面に均一に接触した状態で基材４１の搬送速度と異なる速度で回転させることが好ましい。なお、ロール状ブラシ２２および洗浄液ノズル２３は基材４１の下面側に設けることも可能であり、この場合には、基材４１の裏面に回り込んだ微粒子分散液および除去後の樹脂膜片を確実に取り除くことができる。なお、これに伴って、水洗槽３０においても、基材４１の裏面に対して水を吹き付ける水洗用ノズルを設けるようにするとよい。
【００２１】
ここで、拭取洗浄槽２０においては、洗浄液ノズル２３により、基材４１に対して水等の洗浄液を直接吹き付けているが、これに限らず、ロール状ブラシ２２に対して、または基材４１とロール状ブラシ２２の両方に対して、洗浄液を吹き付けるようにしてもよい。
【００２２】
水洗槽３０は、搬送ローラ３１により搬送される基材４１の表面に対して水を吹き付ける水洗用ノズル３２を有し、基材４１の表面に付着した微粒子分散液等を除去するようになっている。なお、水洗槽３０は、必要な洗浄度合いに応じて任意の構成で複数設けることができる。また、水洗槽３０には、必要に応じて、基材４１の表面に物理的に接触して基材４１から微粒子分散液等を取り除くためのロール状またはディスク状のブラシを設けるようにしてもよい。なお、水洗用ノズル３２により吹き付けられる水としては、オゾン水や水素水等を用いてもよく、また必要に応じて、洗浄剤を用いてもよい。
【００２３】
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。
【００２４】
まず、基材洗浄装置１において、規則的なパターンの樹脂膜とともに不要な樹脂膜成分が残存した基材４１が除去洗浄槽１０の挿入口３５から挿入される。除去洗浄槽１０においては、搬送ローラ１１により搬送される基材４１のうち不要な樹脂膜成分が残存している表面に対して、微粒子分散液ノズル１３により微粒子分散液を吹き付けながら、回転したロール状ブラシ１２を物理的に接触させる。これにより、ロール状ブラシ１２により基材４１の表面が擦られ、基材４１から不要な樹脂膜成分が除去される。なお、このような洗浄プロセスにおいて、基材４１上に形成された規則的なパターンの樹脂膜上に残さとして残存した不要な樹脂膜成分も除去される。
【００２５】
次いで、基材４１は次段の拭取洗浄槽２０に送り込まれ、拭取洗浄槽２０において、搬送ローラ２１により搬送される基材４１の表面に対して、洗浄液ノズル２３により水等の洗浄液を吹き付けながら、回転したロール状ブラシ２２を物理的に接触させる。これにより、ロール状ブラシ２２により基材４１の表面が擦られ、不要な樹脂膜成分が除去された基材４１から微粒子分散液および除去後の樹脂膜片が拭き取られる。
【００２６】
その後、拭取洗浄槽２０により微粒子分散液および除去後の樹脂膜片が除去された基材４１は次段の水洗槽３０に送り込まれ、水洗槽３０において、搬送ローラ３１により搬送される基材４１の表面に対して水洗用ノズル３２により水を吹き付けることにより、基材４１の表面に付着した微粒子分散液等を除去する。
【００２７】
最後に、水洗槽３０により基材４１の表面に付着した微粒子分散液等が除去された基材４１を必要に応じて乾燥させた後、排出口３６から取り出す。
【００２８】
このように本実施の形態によれば、除去洗浄槽１０において、基材４１のうち不要な樹脂膜成分が残存している表面に対して、微粒子分散液ノズル１３により微粒子分散液を吹き付けながら、回転したロール状ブラシ２２を物理的に接触させるので、基材４１上に残存した不要な樹脂膜成分を効率良く除去することができる。このため、基材４１上に残さとして残存した不要な樹脂膜成分により引き起こされていた塗布ムラや汚れ不良等を効果的に防止することができ、カラーフィルタ基板等の製品の歩留まりを向上させることができる。
【００２９】
また、本実施の形態によれば、拭取洗浄槽２０において、不要な樹脂膜成分が除去された基材４１から微粒子分散液および除去後の樹脂膜片を拭き取るので、基材４１上に残存した不要な樹脂膜成分を完全に除去することができる。さらに、本実施の形態によれば、基材４１の洗浄を枚葉式で行うことができるので、基材４１の洗浄処理を高速に行うことができる。
【００３０】
なお、上述した実施の形態においては、基材４１としてガラス基板を用いる場合を例に挙げて説明したが、微粒子分散液に対して耐久性があるものであれば、ガラス基板に限らず、金属やプラスチック等からなる任意の基板を用いることができる。また、基材４１上に形成された樹脂膜としてネガ型レジストを用いる場合を例に挙げて説明したが、これに限らず、硬化型樹脂やポジ型レジスト等からなる任意の樹脂膜を用いることができる。
【００３１】
また、上述した実施の形態においては、除去洗浄用ブラシおよび拭取洗浄用ブラシとしてロール状ブラシ１２，２２を用いているが、これに限らず、平坦な接触面を有するディスク状ブラシ等の任意のものを用いることができる。また、ロール状ブラシとディスク状ブラシとを併用して用いることも可能である。
【００３２】
さらに、上述した実施の形態においては、樹脂膜が上方を向くよう支持された状態で基材４１が搬送される場合を例に挙げて説明したが、これに限らず、図３に示すように、樹脂膜が下方を向くよう支持された状態で基材４１を搬送し、除去洗浄槽１０のロール状ブラシ１２を基材４１の下方に設置するようにしてもよい。なお、基材４１の下方には、微粒子分散液を収容する供給トレイ１８が設置されており、ロール状ブラシ１２の一部を供給トレイ１８内の微粒子分散液に浸漬させた状態でロール状ブラシ１２を回転させることにより、基材４１に対して微粒子分散液を供給することができるようになっている。この場合には、基材４１の裏面側にのみ微粒子分散液が供給され、表面側に微粒子分散液が回り込むことがないので、拭取洗浄槽２０や水洗槽３０における洗浄の負担を軽くすることができる。なお、図３において、供給トレイ１８の代わりに、基材４１の下方に微粒子分散液ノズルを設置し、基材４１やロール状ブラシ１２に対して微粒子分散液を吹き付けるようにしてもよい。
【００３３】
さらに、上述した実施の形態においては、除去洗浄槽１０および拭取洗浄槽２０において、基材４１の一方の面にのみロール状ブラシ１２，２２を接触させて基材４１から不要な樹脂膜成分を除去するようにしているが、基材４１の両面に不要な樹脂膜成分が残存している場合には、図４に示すように、基材４１の両方の面にロール１２，２２を接触させて基材４１から不要な樹脂膜成分を除去するようにしてもよい。
【００３４】
さらにまた、上述した実施の形態においては、除去洗浄槽１０と拭取洗浄槽２０とを分離して設置しているが、これに限らず、除去洗浄槽１０と拭取洗浄槽２０とを一体化し、ノズルから吹き付けられる液の種類を適宜変えることにより、一つの槽において、除去洗浄槽１０および拭取洗浄槽２０の両方の処理を行うようにしてもよい。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、基材上に残存した不要な樹脂膜成分を効率良く除去して製品の歩留まりを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による基材洗浄装置の一実施の形態を示す図。
【図２】図１に示す基材洗浄装置の変形例を示す図。
【図３】図１に示す基材洗浄装置の他の変形例を示す図。
【図４】図１に示す基材洗浄装置のさらに他の変形例を示す図。
【符号の説明】
１ 基材洗浄装置
１０ 除去洗浄槽
１１ 搬送ローラ
１２ ロール状ブラシ（除去洗浄用ブラシ）
１３，１４ 微粒子分散液ノズル（微粒子分散液供給部）
１５ 回収トレイ（回収容器）
１６ 微粒子分散液再供給路
１８ 供給トレイ
２０ 拭取洗浄槽
２１ 搬送ローラ
２２ ロール状ブラシ（拭取洗浄用ブラシ）
２３ 洗浄液ノズル（洗浄液供給部）
３０ 水洗槽
３１ 搬送ローラ
３２ 水洗用ノズル
３５ 挿入口
３６ 排出口
４１ 基材
Claims (13)
- カラーフィルター用基材上に残存した残さからなる不要な樹脂膜成分を除去する基材洗浄装置において、
カラーフィルター用基材上に残存した残さからなる不要な樹脂膜成分を除去するよう当該カラーフィルター用基材を洗浄する除去洗浄槽を備え、
前記除去洗浄槽は、前記カラーフィルター用基材のうち残さからなる不要な樹脂膜成分が残存している表面に対して微粒子分散液を供給する微粒子分散液供給部と、微粒子分散液が供給された前記カラーフィルター用基材の表面に物理的に接触して当該カラーフィルター用基材から残さからなる不要な樹脂膜成分を除去する除去洗浄用ブラシとを有し、
前記微粒子分散液供給部により供給される微粒子分散液は、除去される樹脂膜の主成分よりも硬度が高い微粒子を含有し、
前記微粒子分散液の粒子濃度は０．０１〜１．０ｗｔ％であるとともに、前記微粒子分散液中に含有された前記微粒子は、その粒子径が１０〜１０００ｎｍの状態で分散されていることを特徴とする基材洗浄装置。 - 前記微粒子分散液供給部は、前記カラーフィルター用基材に対して微粒子分散液を直接吹き付けることにより前記カラーフィルター用基材の前記表面に対して微粒子分散液を供給することを特徴とする請求項１記載の基材洗浄装置。
- 前記微粒子分散液供給部は、前記除去洗浄用ブラシに対して微粒子分散液を吹き付けることにより前記カラーフィルター用基材の前記表面に対して微粒子分散液を供給することを特徴とする請求項１記載の基材洗浄装置。
- 前記除去洗浄用ブラシはスポンジ状の材料からなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載のカラーフィルター用基材洗浄装置。
- 前記除去洗浄用ブラシはロール状をなしていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の基材洗浄装置。
- 前記除去洗浄用ブラシは平坦な接触面を有するディスク状をなしていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の基材洗浄装置。
- 前記除去洗浄槽は、前記微粒子分散液供給部により供給された微粒子分散液を回収する回収容器と、この回収容器により回収された微粒子分散液を前記カラーフィルター用基材に対して再度供給する微粒子分散液再供給路とをさらに有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか記載の基材洗浄装置。
- 前記除去洗浄槽の前記除去洗浄用ブラシは、樹脂膜が下方を向くよう支持された前記カラーフィルター用基材の下方に設置されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか記載の基材洗浄装置。
- カラーフィルター用基材上に残存した残さからなる不要な樹脂膜成分を除去する基材洗浄装置において、
カラーフィルター用基材上に残存した残さからなる不要な樹脂膜成分を除去するよう当該カラーフィルター用基材を洗浄する除去洗浄槽と、
前記除去洗浄槽により残さからなる不要な樹脂膜成分が除去されたカラーフィルター用基材から微粒子分散液および除去後の樹脂膜片を拭き取る拭取洗浄槽と、
前記拭取洗浄槽により微粒子分散液および除去後の樹脂膜片が拭き取られたカラーフィルター用基材を水洗する水洗槽とを備え、
前記除去洗浄槽は、前記カラーフィルター用基材のうち残さからなる不要な樹脂膜成分が残存している表面に対して微粒子分散液を供給する微粒子分散液供給部と、微粒子分散液が供給された前記カラーフィルター用基材の表面に物理的に接触して当該カラーフィルター用基材から残さからなる不要な樹脂膜成分を除去する除去洗浄用ブラシとを有し、
前記除去洗浄槽、前記拭取洗浄槽、および前記水洗槽にはそれぞれ搬送ローラが設けられ、前記除去洗浄槽の挿入口から挿入されたカラーフィルター用基材が水平状態で前記水洗槽の排出口まで搬送されるようになっていることを特徴とする基材洗浄装置。 - 前記拭取洗浄槽は、前記カラーフィルター用基材の表面に物理的に接触して当該カラーフィルター用基材から微粒子分散液および除去後の樹脂膜片を拭き取る拭取洗浄用ブラシを有することを特徴とする請求項９記載の基材洗浄装置。
- 前記拭取洗浄槽は、前記カラーフィルター用基材の表面に対して洗浄液を供給する洗浄液供給部をさらに有することを特徴とする請求項１０記載の基材洗浄装置。
- カラーフィルター用基材上に残存した残さからなる不要な樹脂膜成分を除去する基材洗浄方法において、
カラーフィルター用基材のうち残さからなる不要な樹脂膜成分が残存している表面に対して微粒子分散液を供給する工程と、
微粒子分散液が供給された前記カラーフィルター用基材の表面に除去洗浄用ブラシを物理的に接触させて当該カラーフィルター用基材から残さからなる不要な樹脂膜成分を除去する工程とを含み、
前記微粒子分散液は、除去される樹脂膜の主成分よりも硬度が高い微粒子を含有し、
前記微粒子分散液の粒子濃度は０．０１〜１．０ｗｔ％であるとともに、前記微粒子分散液中に含有された前記微粒子は、その粒子径が１０〜１０００ｎｍの状態で分散されていることを特徴とする基材洗浄方法。 - 残さからなる不要な樹脂膜成分が除去されたカラーフィルター用基材から微粒子分散液および除去後の樹脂膜片を拭き取る工程をさらに含むことを特徴とする請求項１２記載の基材洗浄方法。
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