CN103171215A - 抗静电板及包含其的工作平台组件 - Google Patents

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Abstract

本发明披露一种抗静电板及包含其的工作平台组件，抗静电板插设于一工作平台及待设置于工作平台上的一加工物件之间，以避免加工物件的电气化，所述抗静电板包括一多孔板、一中间层、以及一静电放电披覆层，其中，多孔板具有多孔性，中间层由高分子混合树脂所构成并形成于多孔板之至少一表面上，静电放电披覆层设置于中间层上并包括多个纳米碳管。

Description

抗静电板及包含其的工作平台组件
技术领域
本发明涉及一种工作平台，特别涉及一种应用于半导体制成设备、显示装置或测试装置等需要抗静电处理的工作平台。
背景技术
在进行半导体制程时，晶圆基板设置于一工作平台上，而工作平台通常是由金属材料所构成，因此，在进行半导体制程的过程中，在工作平台与晶圆基板之间会产生静电摩擦。
此外，在制造平面显示器的点胶机或刻线机中，显示基板通常是以真空吸附方式设置于工作平台上，此工作平台也通常是由金属材料所构成，如铝，因此，当设置显示基板于工作平台时或当将显示基板从工作平台上移除时，工作平台上会产生静电，因此显示基板会被电气化。近年来，由于显示基板越来越大，所产生的电荷量亦随之增加，因此静电问题亦随着越来越严重。
在晶圆基板或显示基板上会设置许多电子元件，如半导体装置，因此，静电可能流至这些电子元件并传送至其内部电路，而产生静电时所导致的静电电气化会对这些电子元件的可靠度造成毁灭性的破坏。再者，基板上可能吸附颗粒，而且在提起基板时，可能会导致基板因静电电气化而破裂。
在现有技术中，可以在工作平台上设置一静电消除机以电气化电位，藉以防止静电电气化；然而，在这种情况下，可能无法提起基板，否则离子风流可能无法顺利吹至目的地，而且，即使可以顺利提起基板，在离子风流吹至需要修除静电处之前，也可能产生静电放电的问题。
为解决上述问题，可以利用氟塑料涂布（或称铁氟龙涂布）作为工作平台的抗静电处理，由于氟塑料与其他材料的黏着力较低，且具有优异的无黏着力特性及较低的摩擦系数，因此其与玻璃基板具有较弱的连结关系，进而可以有效降低分离基板时产生的静电。
一般而言，氟具有电性隔离特性，因此在铁氟龙涂布中可以将电气化材料加入氟中，也即在电镀工作平台之后，进行铁氟龙涂布，藉以避免在工作平台上产生静电。
然而，铁氟龙涂布相对较昂贵，特别是针对显示基板越来越大的情况下，工作平台的尺寸亦随之增大，因此，其制造成本亦大幅增加。
另外，氟本身的硬度较低，所以由氟所构成的涂布层的硬度相对较低，故容易在其上形成刮痕而此刮痕处不容易保持平坦，且可能会形成颗粒。
此外，由于氟具有电性隔离特性，所以还必须添加填充剂，如碳黑或导电高分子，藉以提供抗静电的表面电阻；然而由于碳黑为圆形，所以会产生灰尘，而导电高分子的溶剂耐度较弱，需要较大量的黏结剂，且不容易形成薄膜。
除此之外，利用烧结超高分子量聚乙烯粉末以形成一超高分子量多孔膜，其可以应用于刻线机的抗静电；然而，此超高分子量多孔膜的吸振能力较弱，因此加工物件可能会容易受损，而且超高分子量多孔膜其的强度较低，所以其耐受度较低。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的提供一种抗静电板以及包括抗静电板而具抗静电处理的工作平台，其能够减少在工作平台与基板的相对表面上产生的静电，降低制造成本，适当地调整表面电阻，及较低的摩擦系数与较高的抗磨损度。
本发明的另一目的提供一种抗静电板以及包括抗静电板的具抗静电处理的工作平台组件，其具有优异的吸振能力。
本发明披露一种抗静电板，其包括一多孔板、一中间层以及一静电放电披覆层。其中，多孔板具有多孔性，中间层由高分子混合树脂所构成并形成于多孔板的至少一侧面上，静电放电披覆层设置于中间层上并包括多个纳米碳管。
抗静电板可还包括一初始层，其用以增加静电放电披覆层与中间层之间的黏着力，其中，初始层通过涂布一初始披覆剂于中间层上并使其硬化而形成，初始披覆剂通过混合氯化聚烯烃及改性橡胶于一溶剂中而形成，溶剂包括甲苯及二甲苯。
抗静电板可还包括一电晕处理层，其通过电晕处理中间层而形成于静电放电披覆层与中间层之间。
静电放电披覆层通过涂布一静电放电披覆剂而形成，其中，静电放电披覆剂包括一溶剂、一树脂以及多个纳米碳管；树脂混合加入溶剂中，并包括苯氧基树脂、丙烯酸氨基甲酸酯、羧基修饰乙烯共聚物、水性聚氨酯、聚酯、及聚乙烯醇缩丁醛至少其中之一，其中树脂占静电放电披覆剂的重量百分比的10至20％，纳米碳管占静电放电披覆剂的重量百分比的0.1至5％。
其中，静电放电披覆层的表面电阻为106～1010Ω/sq。
多孔板为一不织布纤维板，其中不织布纤维板的原料纤维为聚对苯二甲酸乙二酯合成纤维。
另外，本发明也披露一种工作平台组件，其包括一工作平台以及一抗静电板；其中，工作平台具有金属制的至少一表面，且设置有多个黏着孔，其利用真空吸附以固定一加工物件，抗静电板具有前述的结构，并设置于工作平台的该表面上。
其中，多孔板覆盖工作平台的设有黏着孔的上表面及部分侧面，另外，工作平台可还包括一黏着剂，其用以将多孔板的一端固定于工作平台的侧面。
其中，多孔板为一不织布纤维板，其原料纤维为聚对苯二甲酸乙二酯合成纤维。
其中，不织布纤维板的空气穿透率为80～160cm3/cm2·Ｓ。
承上所述，本发明在工作平台上涂布具有纳米碳管的抗静电剂，因此能够降低工作平台的摩擦系数，提供优异的耐磨度，并改善其耐用度。
此外，本发明采用不织布纤维板，其具有优异的多孔性及弹性，藉以提供良好的吸振效果，因此能够避免破坏加工物件。
附图说明
图1为本发明一示例性实施例的工作平台组件的一分解图；
图2为沿着图1所示的线Ⅱ-Ⅱ的一剖面图；
图3为本发明的一抗静电板的一剖面图；
图4为图3的一变化态样的示意图；
图5为图3及图4的一变化态样的示意图；
图6为本发明的抗静电板的表面的显微镜照片；以及
图7a及图7b为本发明的抗静电板的剖面图，其显示抗静电板的制造方法的步骤。
【主要元件符号说明】
1：工作平台
10、20：抗静电板（纳米碳管多孔板）
11：多孔板
12：连结层
13：中间层
14：初始层
15、15a、15b：静电放电披覆层
24：电晕处理层
5：黏着孔
90：黏着剂
130：复合层
g：加工物件
具体实施方式
以下将参照相关图式，说明依本发明优选实施例的一种抗静电板及包含其的工作平台组件，其中相同的元件将以相同的参照符号加以说明。需注意者，当本文提到一元件“连接”或“耦接”另一元件时，其可以直接连接或耦接两个元件，或通过一中间元件而达成；相反地，当本文提到一元件“直接连接”或“直接耦接”另一元件时，则不存在有任何中间元件。
图1为本发明一示例性实施例的工作平台组件的一立体图，其中，工作平台组件包括一工作平台1以及一抗静电板10。
工作平台1设置于一基座框架（图未示）上，其中，工作平台1与基座框架可以是一体成形或由分离元件组合而成。
一加工物件g设置于工作平台1上，其中加工物件g包括一电子元件，而此电子元件可能会被工作平台1电气化，加工物件g例如为一晶圆基板或一显示基板。
工作平台1所适用的设备包括半导体制程设备、刻线机及点胶机，其中，半导体制程设备的工作平台1用以承载晶圆基板，而刻线机的工作平台1用以承载显示基板，但本发明并不限于此，其可以应用于任何需要抗静电程序的工作平台。
工作平台1具有多个黏着孔5，其黏着并支撑加工物件g于工作平台1上，其中加工物件g可以是一显示基板或一晶圆。
工作平台1的材料可以包括铝、镁、锌、钛、钽、铪、或铌。
在本实施例中，工作平台1的材料为铝合金，其由于铝材料很轻，且具有一定的强度及优异的加工能力。
抗静电板10设置于工作平台1是表面与加工物件g之间，换言之，抗静电板10固定设置于工作平台1是表面上，且抗静电板10承载加工物件g。
抗静电板10可以是贴设于工作平台1上。
此外，抗静电板10也可以未贴设于工作平台1上，而是通过黏着孔固定抗静电板10，因此，可以容易地更换抗静电板，且可以避免造成工作平台的脏污。
承上所述，抗静电板10覆盖形成有黏着孔5的工作平台1的上表面及工作平台1的部分侧面，此外，抗静电板10可还包括一黏着剂90，用以将抗静电板10的一端固定于工作平台1的侧面上。
如图2所示，抗静电板10包括一多孔板11、一中间层13以及一静电放电披覆层15。
多孔板11具有弹性且其空气穿透率为80～160cm3/cm2·Ｓ，其中，多孔板11可以是一不织布纤维板。
不织布纤维板由不织布纤维所构成，且形成一板状，其中，不织布纤维指将纤维以平行或不定向方式设置，并利用一合成树脂黏着剂结合纤维以形成毛毯状，而非使用编织方式。
不织布纤维板可以经过一浸泡或干燥程序，其中，浸泡程序指将纤维浸泡于合成树脂黏着剂瓶中，然后进行纸过滤，接着进行干燥或加热，此时，不织布纤维板近似于一纸张，其中干燥程序指将合成树脂旋转涂布于薄棉状纤维上，然后加热干燥。
不织布纤维板为毛毯状，以提高其吸振效能，此外，由于所采用的纤维及黏着剂几乎皆为合成高分子，所以其具有良好的防皱效能及高形状稳定度，而且其耐用度高、低温稳定度高、热阻能力高、热冲击强、且耐潮湿性高。
多孔板具有多孔性，因此，当工作平台1设置并支撑加工物件g时，工作平台1的吸收能力可以传递至加工物件g。
从黏着孔5所提供的负压可以散布至整个多孔板11的表面，藉以适当地固定任意尺寸的加工物件，其中，多孔板11的空气穿透率优选为80～160cm3/cm2·Ｓ；若多孔板11的空气穿透率小于80cm3/cm2·Ｓ，则从黏着孔5所提供的负压可能无法散布至整个多孔板11的表面，另外，多孔板11的空气穿透率大于160cm3/cm2·Ｓ，则会减弱不织布纤维板的拉伸强度及张力，因此无法顺利地涂布纳米碳管以提供足够的抗静电能力。本发明的多孔板具有前述的空气穿透率，所以能够将从黏着孔5提供的负压均匀地散布，因此，即使加工物件仅设置于工作平台的一部份上，仍然能够将加工物件贴附于工作平台上。
当多孔板11为一不织布纤维板时，其原料纤维为聚对苯二甲酸乙二酯、聚乙烯、或聚丙烯合成纤维。以下以多孔板11为一不织布纤维板为例进行说明。
不织布纤维板的原料纤维优选为聚对苯二甲酸乙二酯合成纤维，其本身具有比天然的聚对苯二甲酸乙二酯材料更好的多孔性特性。
由于不织布纤维板具有毛毯外型，所以其不具有平滑表面，因此，不容易在不织布纤维板上进行涂布。
因此，可以将一中间层13形成于多孔板11的一侧面上，此中间层13可以改善静电放电披覆层15与多孔板11之间的黏着力，进而可以减少其厚度并改善涂布效率，其中，静电放电披覆层15将于后续说明之。
中间层13优选由聚乙烯或聚对苯二甲酸乙二酯所构成。
当利用聚乙烯形成中间层13时，可以利用贴附一高密度聚乙烯膜或薄薄地涂布一层聚乙烯树脂，然后将其硬化而形成。
需特别说明的是，当利用聚对苯二甲酸乙二酯形成中间层13时，中间层13可以容易地贴附于不织布纤维板上，并具有高剪切应力，另外，利用聚对苯二甲酸乙二酯形成中间层13的制造过程中的体积较小，所以由聚对苯二甲酸乙二酯所形成的中间层13比由聚乙烯所形成的中间层13更容易清洗。
中间层13可以仅形成于多孔板的一侧面，此时，中间层13优选形成于工作平台的表面及提供加工物件抗静电的相对表面。
如图3所示，中间层13可以设置于多孔板的两侧面，此时，当静电放电披覆层14a到达使用期限时，可以将多孔板11翻面，以便利用设置于多孔板11另一侧的静电放电披覆层14b来接触加工物件，因此，可以延长纳米碳管多孔板10的使用寿命。
同时，中间层13可以是直接贴附于多孔板11，然而，一般而言，中间层13无法轻易地直接贴附于多孔板11，因此，可以形成一连结层12于多孔板11与中间层13之间。
连结层12可以是由聚乙烯所构成，其中，聚乙烯的密度优选为小于0.9。连结层12热固于至少多孔板11与中间层13其中之一，因此，当多孔板11与中间层13于上述程序后互相接触时，多孔板11与中间层13可以通过连结层12而互相连接。
静电放电披覆层15可以通过将静电放电披覆剂涂布于初始层然后硬化而成，其中，静电放电披覆剂通过混合一树脂及导电纳米碳管于一溶剂中而形成，且溶剂包括乙醇及去离子水。
上述的溶剂可为水性溶剂，而上述的树脂可为苯氧基树脂、丙烯酸氨基甲酸酯、羧基修饰乙烯共聚物、水性聚氨酯、聚酯、及聚乙烯醇缩丁醛至少其中之一。
承上所述，水性聚氨酯可以是市售的SancureTM12954或SancureTM898，聚酯可以是市售的Vylon200,305,3200，聚乙烯醇缩丁醛可以是市售的BM-2,60H,08HX，树脂可以占静电放电披覆剂的重量百分比的10至20％，上述化合物混合加入溶剂中，由于静电放电披覆剂的黏着力较弱，且纳米碳管可能无法均匀地混合及散布于其中，所以在利用包含少于10％重量百分比的树脂的静电放电披覆剂形成纳米碳管多孔板时，纳米碳管可以利用涂抹方式形成。相反地，当静电放电披覆剂包含大于20％重量百分比的树脂时，虽可增加黏着力，但其高黏度及需长时间干燥的特性导致操作效率不彰。
静电放电披覆剂可包括0.1至5％重量百分比的纳米碳管；当使用少于0.1％重量百分比的纳米碳管时，会导致纳米碳管多孔板的导电性能下降，然而，当使用大于5％重量百分比的纳米碳管时，则会增加纳米碳管多孔板的制造时间及成本，进而降低其经济效益。
为有效减少成本，可以采用多壁纳米碳管（MWCNT）取代单壁纳米碳管（SWCNT）。
纳米碳管可以通过其优异的导电性而带来抗静电效果，因此，包括纳米碳管的纳米碳管多孔板具有限制静电产生及容易与玻璃基板（如LCD面板）分离等优点，因此，可以加速制程，并减少材料污染。
与其他由导电高分子所制成的抗静电膜相比，本发明的静电放电披覆层15具有相对较粗糙的表面，因此，可以减少加工物件黏着于纳米碳管多孔板上的可能性。
另外，在形成静电放电披覆剂时，还可加入少量的整平剂及消光剂于上述的水性溶剂，其中，整平剂可以改善静电放电披覆剂的性能，因此静电放电披覆剂能够更薄更平整地涂布。其中，整平剂例如为市售的DynolTM604607或DynolTM604607，其占静电放电披覆剂的重量百分比的0.04～0.08％。
同时，初始层14可以形成于中间层13与静电放电披覆层15之间。
初始层14用以改善静电放电披覆层15的黏着力，以便顺利黏着中间层13与静电放电披覆层15，而初始层14通过涂布薄薄一层初始披覆剂于中间层13上并使其硬化而形成。其中，初始披覆剂通过混合氯化聚烯烃及改性橡胶于一溶剂中而形成，且溶剂混合甲苯及二甲苯而成。
图4为本发明另一示例性实施例的抗静电板的示意图，如图4所示，抗静电板20包括一多孔板11、一中间层13、一电晕处理层24及一静电放电披覆层15，其中，中间层13由聚乙烯或聚对苯二甲酸乙二酯所形成、并形成于不织布纤维板的至少一侧，电晕处理层24形成于中间层13的表面，而静电放电披覆层15包括纳米碳管并形成于电晕处理层24上。
此时，中间层13与多孔板11可以通过一连结层12而互相连接。
上述的多孔板11、中间层13、静电放电披覆层15及连结层12的各组件及制造方法与图2所示的多孔板11、中间层13、静电放电披覆层15及连结层12相同，故及其使用相同元件符号，因此于此不再赘述。
承上所述，电晕处理指通过施加高频高压输出于一放电电极与一滚轮之间，藉以产生电晕放电，然后将一物件通过电晕放电以进行表面处理。
电晕处理层24为中间层13的一个表面，其通过电晕放电环境的电晕处理，此电晕处理层24可以增加静电放电披覆剂的黏着力，改善涂布污染的情况，并减少堆叠的静电放电披覆层15的厚度。
另外，请参照图5所示，多孔板11的表面可以进行浮雕加工，以形成多个凹凸；由于多孔板11具有许多凹凸，所以中间层13、初始层14（或电晕处理层24）、及静电放电披覆层15可以配合不织布纤维板上的凹凸形状，而依序堆叠于多孔板11的两侧面。
亦即，在完成的抗静电板的表面上也会形成多个凹凸，因此，上述的抗静电板的吸振效能可以提高并大于图2至图4所示的任一种抗静电板。
在本实施例中，在制备静电放电披覆剂以形成静电放电披覆层时，添加整平剂的动作变得非常重要，其能够使得不织布纤维板上的凹凸形状复制呈现于静电放电披覆层。
图6为本发明的抗静电板的表面的显微镜照片，其为放大200倍的图像，如图6所示，不织布纤维板具有许多数百微米大小的气泡，而不织布纤维板的空气穿透率为80～160cm3/cm2·Ｓ。
具有上述结构的抗静电板的制造方法包括下列步骤：形成一静电放电披覆层15于一中间层13上，其中静电放电披覆层15包括纳米碳管，而中间层13由高分子复合板所构成；以及将形成有静电放电披覆层15的中间层13贴附于一不织布纤维板11的一侧或优选于其两侧。
以下将参照图7a及图7b所示，说明抗静电板的制造方法。在本实施例中，静电放电披覆层15形成于多孔板11的两侧，而初始层14形成于中间层13与静电放电披覆层15之间；首先，如图7a所示，制备个别的两个复合层130，在复合层130中，静电放电披覆层15涂布于中间层13上。
此时，中间层13可以是由聚乙烯或聚对苯二甲酸乙二酯所构成。
另外，初始层14形成于中间层13与静电放电披覆层15之间，藉以提高形成静电放电披覆层15于中间层13上的涂布效能。
接着，如图7b所示，将复合层130贴附于多孔板11的两侧，其中，复合层130用于连接多孔板11的表面未形成静电放电披覆层15，而一连结层12形成于复合层130与多孔板11之间。
上述步骤包括下列程序，首先通过一拆卷机的一导引滚轮或近似机构将卷筒状的复合层130及多孔板11分别传送至黏贴处，然后通过滚轮施压并连结传送至黏贴处的复合层130与不织布纤维板。
上述的制造方法还包含一步骤：在上述连结步骤之前，快速涂布连结层12的一媒介于复合层130及多孔板11的一侧，此连结层12的媒介由一挤压机（T形模口）输出，并于加热状态下设置于复合层130及多孔板11的至少一侧，然后，冷却媒介并于黏贴处压合于复合层130与多孔板11之间，进而连结复合层130与多孔板11。
最后，进行多孔板11的其他侧面（也可未与复合层130贴合）与复合层130的连结程序；此步骤与上述的连结复合层130与多孔板11的一侧面的步骤相同，故于此不再赘述。
以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于后附的申请专利范围中。

Claims (17)

1.一种抗静电板，插设于一工作平台及待设置于所述工作平台上的一加工物件之间，以避免所述加工物件的电气化，所述抗静电板包括：
一多孔板；
一中间层，由高分子混合树脂所构成并形成于所述多孔板的至少一侧面上；以及
一静电放电披覆层，设置于所述中间层上并包括多个纳米碳管。
2.根据权利要求1所述的抗静电板，其中，所述抗静电板还包括一初始层，用以增加所述静电放电披覆层与所述中间层之间的黏着力；
其中，所述初始层通过涂布一初始披覆剂于所述中间层上并使其硬化而形成；以及
其中，所述初始披覆剂通过混合氯化聚烯烃及改性橡胶于一溶剂中而形成，且所述溶剂包括甲苯及二甲苯。
3.根据权利要求1所述的抗静电板，其中，所述抗静电板还包括一电晕处理层，通过电晕处理所述中间层而形成。
4.根据权利要求1所述的抗静电板，其中，所述静电放电披覆层通过涂布一静电放电披覆剂而形成；
其中，所述静电放电披覆剂包括：
一溶剂；
一树脂，混合加入所述溶剂中，并包括苯氧基树脂、丙烯酸氨基甲酸酯、羧基修饰乙烯共聚物、水性聚氨酯、聚酯、及聚乙烯醇缩丁醛至少其中之一，其中所述树脂占所述静电放电披覆剂的重量百分比的10至20％；以及
多个纳米碳管，占所述静电放电披覆剂的重量百分比的0.1至5％。
5.根据权利要求1所述的抗静电板，其中，所述静电放电披覆层的表面电阻为106～1010Ω/sq。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的抗静电板，其中，所述多孔板为一不织布纤维板。
7.根据权利要求6所述的抗静电板，其中，所述不织布纤维板的原料纤维为聚对苯二甲酸乙二酯合成纤维。
8.一种工作平台组件，包括：
一工作平台，具有金属制的一表面；以及
一抗静电板，设置于所述工作平台的所述表面上；
其中，所述抗静电板包括：
一多孔板；
一中间层，由高分子混合树脂所构成并形成于所述多孔板的至少一表面上；以及
一静电放电披覆层，设置于所述中间层上并包括多个纳米碳管。
9.根据权利要求8所述的工作平台组件，其中，所述工作平台还包括多个黏着孔；
其中，所述多孔板覆盖所述工作平台的上表面及部分侧面；以及
其中，所述工作平台还包括一黏着剂，用以将所述多孔板的一端固定于所述工作平台的侧面。
10.根据权利要求8或9所述的工作平台组件，其中，所述多孔板为一不织布纤维板。
11.根据权利要求10所述的工作平台组件，其中，所述不织布纤维板的原料纤维为聚对苯二甲酸乙二酯合成纤维。
12.根据权利要求8所述的工作平台组件，其中，所述工作平台应用于一刻线机。
13.根据权利要求8所述的工作平台组件，其中，所述多孔板的空气穿透率为80～160cm3/cm2·Ｓ。
14.根据权利要求8所述的工作平台组件，其中，所述抗静电板还包括一初始层，用以增加所述静电放电披覆层与所述中间层之间的黏着力；
其中，所述初始层通过涂布一初始披覆剂于所述中间层上并使其硬化而形成；以及
其中，所述初始披覆剂通过混合氯化聚烯烃及改性橡胶于一溶剂中而形成，且所述溶剂包括甲苯及二甲苯。
15.根据权利要求8所述的工作平台组件，其中，所述抗静电板还包括一电晕处理层，通过电晕处理所述中间层而形成。
16.根据权利要求8所述的工作平台组件，其中，所述静电放电披覆层通过涂布一静电放电披覆剂而形成，所述静电放电披覆剂包括：
一溶剂；
一树脂，混合加入所述溶剂中，并包括苯氧基树脂、丙烯酸氨基甲酸酯、羧基修饰乙烯共聚物、水性聚氨酯、聚酯、及聚乙烯醇缩丁醛至少其中之一，其中所述树脂占所述静电放电披覆剂的重量百分比的10至20％；以及
多个纳米碳管，占所述静电放电披覆剂的重量百分比的0.1至5％。
17.根据权利要求8所述的工作平台组件，其中，所述静电放电披覆层的表面电阻为106～1010Ω/sq。
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