JP2007194453A - 非接触枚葉搬送における除電システム - Google Patents

Abstract

【課題】搬送対象物が帯電した場合に、随時、高精度の除電操作を実施することができる非接触枚葉搬送における除電システムを提供する。
【解決手段】エア浮上ステージ１に供給するエアの管路の途中に、イオナイザー２を設置する。イオナイザー２は、筒状のチャンバ２１内にイオン化源２２を収納し、チャンバ２１の一端に設けたクリーンエア供給口２３から空気又は非反応性ガスをチャンバ２１内に供給し、他端に設けた吹出口２４からイオン化エアを吹き出すことができるように構成する。前記吹出口２４の内側には、遮蔽板２５を設ける。一方、エア浮上ステージ１の表面には、高圧エアを吹出すための吹出口１３と、ガラス基板１１を吸着するための吸引口１４を設ける。そして、イオナイザー２によりエア又はガスをイオン化して、エア浮上ステージ１に供給し、このエア浮上ステージ１を介して、大型ガラス基板１１の裏側にそのイオン化エアを均一に吹き付ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、非接触枚葉搬送における除電システムに関するものである。

一般に、液晶製造においては、図４に示すように、工程間は自走式搬送車等でカセット６１に基板を入れて各工程のローダ部に搬送し、各工程内においては、ガラス基板は枚葉で、ローラコンベア６２により工程内の各製造装置（製造装置Ａ、製造装置Ｂ等）を通って、各工程のアンローダ部のカセット６３に戻されるように構成されている。

このようなローラコンベアを用いた枚葉搬送装置における静電気障害の対策としては、従来、図５に示すような除電方式が用いられていた。すなわち、この除電方式は、ローラコンベア７１により搬送されるガラス基板７２の上方空間に、コロナ放電式イオナイザー７３を複数台配置して、これらのコロナ放電式イオナイザー７３から発生した正負イオン７４を、クリーンルーム内の下降整流（例えば、０．３ｍ／ｓ）によって、帯電したガラス基板７２の表面へ供給し、ガラス基板７２上の静電荷７５をそれと逆極性のエアイオンで中和するというものである。

一方、近年、ガラス基板の大型化に伴って、ローラコンベアによる平面精度の低下と静電気の問題が顕在化してきたため、エア浮上による非接触搬送装置が用いられるようになってきた。このエア浮上による非接触搬送装置としては、例えば、特許文献１又は特許文献２等に示されているような、ガラス基板等をエアを用いて浮上させることにより、非接触状態で支持しながら搬送する基板搬送装置が提案されている。
特開２００５−１５４０４０号公報 特開２００２−１７６０９１号公報

しかしながら、図５に示したような従来の除電方式では、ガラス基板の表面に均一にイオンを供給できないため、ガラス基板が大型化するにつれ、ガラス基板を均一に、効果的に除電することが困難となり、また、イオン発生電極からの発塵やオゾン発生が問題になっていた。さらに、ガラス基板の上方空間に、コロナ放電式イオナイザーを複数台配置する必要があるため、ガラス基板に供給されるクリーンルーム内の下降整流を乱す恐れがあり、クリーンルームの清浄度を悪くする場合があった。

一方、エア浮上による非接触枚葉搬送は、静電気を発生させない大変有効な方法であるが、図４に示したように、工程中に設置された製造装置Ａにより帯電した場合には、帯電したガラス基板が次の製造装置Ｂにそのまま送られることになるという問題点があった。

本発明は、上述したような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、搬送対象物が帯電した場合に、随時、高精度の除電操作を実施することができる非接触枚葉搬送における除電システムを提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の非接触枚葉搬送における除電システムは、搬送対象物をエアで浮上させて搬送するエア浮上ステージに、前記搬送対象物の裏面に浮上用エアを供給する吹出口が形成され、前記吹出口に、イオン化エア供給用のイオナイザーが接続され、前記イオナイザーには、所定のイオン化源が設置され、前記イオナイザーにおいて発生したイオン化エアが、前記吹出口を介して前記搬送対象物の裏面に供給されるように構成されていることを特徴とするものである。

上記のような構成を有する請求項１に記載の発明によれば、エア浮上ステージに形成された吹出口にイオナイザーが接続され、イオナイザーにおいて発生したイオン化エアが、この吹出口を介して搬送対象物の裏面に供給されるように構成されているので、従来の除電方式のように、搬送装置の上方空間を使用する必要がなく、コンパクトな除電システムを構築できる。また、クリーンルーム内の下降整流を乱すことがないため、クリーンルームの清浄度を保つことができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の非接触枚葉搬送における除電システムにおいて、前記イオン化源が、前記イオナイザーのイオン化チャンバ内に設置されていることを特徴とするものである。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の非接触枚葉搬送における除電システムにおいて、前記イオン化源が、前記イオナイザーのイオン化チャンバの側壁部の外側に設置されていることを特徴とするものである。

上記のような構成を有する請求項２又は請求項３に記載の発明は、イオナイザーにおけるイオン化源の設置箇所を明示したものである。

請求項４に記載の発明は、前記搬送対象物を前記エア浮上ステージ側に吸引する吸引口が設けられていることを特徴とする。このような構成を有する請求項４の発明は、吸引口の作用により、搬送対象物を円滑にエア浮上ステージ側に移動させることができる。

請求項５に記載の非接触枚葉搬送における除電システムは、搬送対象物をエアで浮上させて搬送するエア浮上ステージが、中空状のチャンバから構成され、前記チャンバ内には所定のイオン化源が設置され、前記チャンバの前記搬送対象物との対向面には複数個の凹部が形成され、この凹部の上面には、多孔体又は多孔板からなるイオン化エア供給部が設置されると共に、前記凹部の底面には、前記イオン化源から発生する放射線を遮蔽する遮蔽板が設置され、前記イオン化源によって発生したイオン化エアが、前記イオン化エア供給部を介して前記搬送対象物の裏面に供給されるように構成されていることを特徴とするものである。

上記のような構成を有する請求項５に記載の発明によれば、エア浮上ステージ内で発生したイオン化エアが、イオン化エア供給部を介して搬送対象物の裏面に供給されるように構成されているので、従来の除電方式のように、搬送装置の上方空間を使用する必要がなく、コンパクトな除電システムを構築できる。また、クリーンルーム内の下降整流を乱すことがないため、クリーンルームの清浄度を保つことができる。

さらに、請求項５に記載の発明によれば、エア浮上ステージ部内にイオン化源を設置し、エア浮上ステージ部を構成するエアチャンバを、イオン化チャンバとしても機能させるように構成したことにより、搬送装置としてよりコンパクトな構成とすることができる。

請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか一に記載の非接触枚葉搬送における除電システムにおいて、前記搬送対象物の表面電位を検出するセンサが設置され、このセンサの検出値に基づいて、前記イオン化源によるイオン発生量を制御するように構成したことを特徴とするものである。

上記のような構成を有する請求項６に記載の発明によれば、搬送対象物の表面電位を検出するセンサの検出値に基づいて、イオン化源によるイオン発生量を制御するように構成したことにより、搬送対象物が帯電していない場合には、イオン化源は作動せず、通常のエアが搬送対象物の裏面に供給されるので、より高精度の除電システムを得ることができる。

請求項７に記載の発明は、請求項１乃至請求項６のいずれか一に記載の非接触枚葉搬送における除電システムにおいて、前記イオン化源が、軟Ｘ線発生装置の発生部、低エネルギー電子線発生装置の発生部、紫外線発生装置の発生部、又は沿面放電発生装置の発生部のいずれかであることを特徴とするものである。
上記のような構成を有する請求項７に記載の発明は、イオン化源として用いられる具体例を列挙したものである。

本発明によれば、搬送対象物が帯電した場合に、随時、高精度の除電操作を実施することができる非接触枚葉搬送における除電システムを提供することができる。

以下、本発明に係る非接触枚葉搬送における除電システムの具体的な実施の形態（以下、実施形態という）を、図面を参照して説明する。

（１）第１実施形態
（１−１）構成
本実施形態は、非接触枚葉搬送装置のエア浮上ステージ内にイオン化チャンバを有しない液晶基板の除電システムを示したものである。すなわち、本実施形態の除電システムにおいては、図１に示すように、エア浮上ステージ１に供給するエア又はガスの管路の途中に、イオナイザー２が設置されている。

（イオナイザー）
前記イオナイザー２は、筒状のチャンバ２１の内部にイオン化源２２を収納し、チャンバ２１の一端に設けられたクリーンエア供給口２３から空気又は高純度Ｎ₂ガス等の非反応性ガス（以下、イオン搬送ガスという）をチャンバ２１内に供給し、チャンバ２１の他端に設けられた吹出口２４からイオン化エアを吹き出すことができるように構成されている。また、前記吹出口２４の内側には、イオン化源２２から発生する軟Ｘ線、低エネルギーの電子線や密封放射線同位元素からの放射線を遮蔽する遮蔽板２５が設けられている。

また、前記イオン化源２２には、ケーブル２６を介してコントローラ２７が接続され、前記エア浮上ステージ１によって搬送されるガラス基板１１の電位を検出する表面電位検出センサ１２の検出信号を受信して、その検出値によりイオン化源２２をＯＮ／ＯＦＦすることにより、前記イオン化源２２によるイオン発生量を制御することができるように構成されている。

また、前記クリーンエア供給口２３の上流側には、フィルタ２８、流量計２９、流量調整バルブ３０が配設され、コンプレッサーから供給されるエア（イオン搬送ガス）、あるいはエアポンプ３１を介して供給されるエア（イオン搬送ガス）の流量調整が行われるように構成されている。

なお、前記イオン化源２２としては、例えば、軟Ｘ線発生装置の発生部、低エネルギーの電子線発生装置の発生部、密封放射線同位元素、紫外線発生装置の発生部、沿面放電発生装置の発生部を用いることができる。

イオン化源２２として、軟Ｘ線発生装置の発生部、密封放射線同位元素を用いる場合は、空気もしくは負イオンを形成できる程度に負性ガスを含む非反応性ガス（Ｎ₂ガス等）のいずれをイオン化してもオゾンが発生することがなく、電磁ノイズや発塵もない。

また、イオン化源２２として、低エネルギーの電子線発生装置の発生部、紫外線や沿面放電発生装置の発生部を用いる場合は、オゾンが発生しない程度に酸素を含む非反応性ガス（高純度Ｎ₂ガス等）をイオン化することで、オゾン発生がなく、また、電磁ノイズや発塵もない。なお、前記「高純度Ｎ₂ガス」とは、負イオンを形成する程度の酸素や水蒸気を含み、且つ、その酸素濃度はオゾンを発生しない程度（５％程度以下）であるＮ₂ガスをいう。

（エア浮上ステージ）
また、エア浮上ステージ１は、ガラス基板１１を非接触支持するためのものであり、その表面には、高圧エアを吹出すための吹出口１３と、ガラス基板１１をバキュームチャックするための吸引口１４が設けられている。そして、前記イオナイザー２により、エア又はガスをイオン化して、エア浮上ステージ１に供給し、このエア浮上ステージ１を介して、大型ガラス基板１１の裏側にそのイオン化エアを均一に吹き付けることにより、大型ガラス基板を均一に除電することができるように構成されている。

（イオン化源）
次に、イオン化源２２について説明する。
軟Ｘ線は、３〜９．５ｋｅＶ程度のエネルギーを有する微弱Ｘ線であり、２ｍｍ厚さ程度の塩化ビニル板で容易に遮蔽することができるものである。また、紫外線発生装置から発生する紫外線は４００ｎｍ以下の短波長であり、３０Ｗ程度の出力である。

また、低エネルギー電子線は、例えばウシオ電機株式会社製の超小型電子ビーム照射管チューブ等により数１０ｋＶの低い動作電圧で取り出された電子ビーム（ソフトエレクトロン）であり、空気中では５ｃｍ程度の到達距離しかなく、その領域の空気あるいはガスをイオン化するものである。

また、密封放射性同位元素は、放射性同位元素をカプセル等に封入したものであり、放射性同位元素としては、α線を発生するアメリシウム２４１又はβ線を発生するニッケル６３等がある。アメリシウム２４１から発生するα線のエネルギーは５．４ＭｅＶ程度であり、電離作用は大きいが空気中での到達距離は数ｃｍ程度であって、紙１枚で容易に遮蔽することができる。また、ニッケル６３から発生するβ線のエネルギーは５７ｋｅＶ程度であり、樹脂板で容易に遮蔽することができる。

なお、低エネルギー電子線は、酸素を含む気体中ではオゾンを発生すると同時に軟Ｘ線も発生するため、遮蔽が必要となる。そのため、イオン化源２２として低エネルギー電子線を用いる場合には、イオン搬送ガスとして、高純度Ｎ₂ガス等のようにオゾンが発生しない程度の酸素を含む非反応性ガスを用いることが望ましい。一方、イオン化源２２が、軟Ｘ線の発生部又は密封放射性同位元素である場合は、イオン搬送ガスとして空気及び非反応性ガスのいずれを用いても良い。

（１−２）作用
上記のような構成を有する本実施形態の非接触枚葉搬送における除電システムは、以下のようにして、エア浮上ステージ１上に位置する帯電したガラス基板１１を除電することができる。

すなわち、本実施形態においては、図４に示したような工程中に設置された複数の製造装置間を搬送されるガラス基板１１について、表面電位検出センサ１２によって、常時、ガラス基板１１の電位を検出し、その検出信号がコントローラ２７に送出される。

そして、コントローラ２７が、表面電位検出センサ１２の検出値に基づいて、ガラス基板１１が帯電していないと判断した場合には、イオン化源２２はＯＦＦ状態のままとされ、チャンバ２１内に供給されたエア又はガスが、そのままエア浮上ステージ１に設けられた高圧エアを吹出すための吹出口１３に供給される。

一方、コントローラ２７が、表面電位検出センサ１２の検出値に基づいて、ガラス基板１１が帯電していると判断した場合には、イオン化源２２がＯＮされ、クリーンエア供給口２３からチャンバ２１内に供給されたエア又はガスが、チャンバ２１内においてイオン化される。

そして、イオン化されたエア又はガスが、チャンバ２１の吹出口２４からエア浮上ステージ１に設けられた高圧エアを吹出すための吹出口１３に供給され、さらに、ガラス基板１１の裏面に供給される。その結果、ガラス基板１１上の静電荷が、それと逆極性のエアイオンで中和される。

このようにして、ガラス基板１１が除電された後、表面電位検出センサ１２の検出値に基づいて、コントローラ２７がガラス基板１１は帯電していないと判断した場合には、イオン化源２２はＯＦＦにされ、チャンバ内に供給されたエア又はガスが、そのままエア浮上ステージ１に設けられた吹出口１３に供給される。

（１−３）効果
上述したように、本実施形態の非接触枚葉搬送における除電システムによれば、イオン化エアの供給部がエア浮上ステージに設けられているため、搬送装置の下部あるいは側部等にイオナイザー部を設置することができ、従来の除電方式のように、搬送装置の上方空間を使用する必要がない。その結果、ガラス基板に供給されるクリーンルーム内の下降整流を乱すことがないため、クリーンルームの清浄度を保つことができる。

また、ガラス基板の上方空間の大小により、イオナイザーの設置が影響されることがない。さらに、従来のコロナ放電式イオナイザーは、ガラス基板に近すぎると、ガラス基板を逆帯電させるため、ガラス基板とイオナイザーとの間に空間を必要としていたが、本実施形態の除電システムにおいては、イオナイザーをガラス基板の上方に設置する必要はないため、コンパクトな除電システムを構築できる。

また、従来のコロナ放電式イオナイザーと異なり、イオン発生源から発塵やオゾン発生がないため、ガラス基板がイオナイザー電極からの微粒子により汚染されることがない。また、オゾンによりガラス基板上の集積回路に損傷を与えることもない。

（２）第２実施形態
（２−１）構成
本実施形態は、非接触枚葉搬送装置のエア浮上ステージ内にイオン化チャンバを設けた場合の液晶基板の除電システムを示したものである。

すなわち、本実施形態においては、図２に示したように、エア浮上ステージ部が、イオン化チャンバとしての機能を備えた中空状のエアチャンバ４０から構成されている。このエアチャンバ４０の上面（ガラス基板と対向する面）には、複数の凹部４１が形成され、その凹部４１の上面には、多孔体又は多孔板から成るイオン化エア供給部４２が形成されている。一方、前記凹部４１の底面には、後述するイオン化源２２から発生する軟Ｘ線、低エネルギーの電子線や密封放射線同位元素からの放射線を遮蔽する遮蔽板４３が配設されている。

また、エアチャンバ４０の内部にはイオン化源２２が収納され、このイオン化源２２には、ケーブル２６を介してコントローラ２７が接続され、エア浮上ステージ部によって搬送されるガラス基板１１の電位を検出する表面電位検出センサ１２の検出信号を受信して、その検出値によりイオン化源２２をＯＮ／ＯＦＦすることにより、前記イオン化源２２によるイオン発生量を制御することができるように構成されている。

また、前記エアチャンバ４０の下面には、クリーンエア供給口４４が設けられ、その上流側に配設されたフィルタ２８、流量計２９、流量調整バルブ３０を介して、コンプレッサーから供給されるエア（イオン搬送ガス）、あるいはエアポンプ３１を介して供給されるエア（イオン搬送ガス）の流量調整が行われるように構成されている。

（２−２）作用
上記のような構成を有する本実施形態の非接触枚葉搬送における除電システムは、以下のようにして、エア浮上ステージ部上に位置する帯電したガラス基板１１を除電することができる。

すなわち、本実施形態においては、図４に示したような工程中に設置された複数の製造装置間を搬送されるガラス基板１１について、表面電位検出センサ１２によって、常時、ガラス基板１１の電位を検出し、その検出信号がコントローラ２７に送出される。

そして、コントローラ２７が、表面電位検出センサ１２の検出値に基づいて、ガラス基板１１が帯電していないと判断した場合には、イオン化源２２はＯＦＦ状態のままとされ、エアチャンバ４０内に供給されたエア又はガスが、そのままイオン化エア供給部４２を介して、ガラス基板１１の裏面に供給される。

一方、コントローラ２７が、表面電位検出センサ１２の検出値に基づいて、その検出値が一定値を超えている、言い換えれば、ガラス基板１１が帯電していると判断した場合には、イオン化源２２がＯＮされる。その結果、エアチャンバ４０内に供給されているエア又はガスが、エアチャンバ４０内においてイオン化される。

そして、イオン化されたエア又はガスが、エアチャンバ４０の上面に形成された凹部４１の遮蔽板４３及びイオン化エア供給部４２を介して、ガラス基板１１の裏面に供給される。その結果、ガラス基板１１上の静電荷が、それと逆極性のエアイオンで中和される。

このようにして、ガラス基板１１が除電された後、表面電位検出センサ１２の検出値に基づいて、コントローラ２７がガラス基板１１は帯電していないと判断した場合には、イオン化源２２はＯＦＦにされ、エアチャンバ４０内に供給されたエア又はガスが、そのままイオン化エア供給部４２を介して、ガラス基板１１の裏面に供給される。

（２−３）効果
上述したように、本実施形態においては、上記第１実施形態と同様の効果が得られるだけでなく、エア浮上ステージ部内にイオン化源を設置し、エア浮上ステージ部を構成するエアチャンバを、イオン化チャンバとしても機能させるように構成することにより、搬送装置としてよりコンパクトな構成とすることができる。

（３）他の実施形態
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、具体的な各部材の形状、あるいは取付位置及び方法は適宜変更可能である。例えば、上記第１実施形態においては、イオン化源２２をチャンバ２１内に設置したが、図３に示すように、イオン化源２２をチャンバ５１の側壁部に設置しても良い。

なお、この場合には、チャンバ５１の側壁部に、軟Ｘ線等の放射線を透過する窓部５２を設けると共に、側壁部の外側に突出するように放射線遮蔽用カバー５３を設け、このカバー５３内にイオン化源２２を配設し、前記窓部５２を介して、チャンバ５１内の空気をイオン化するように構成しても良い。

本発明に係る非接触枚葉搬送における除電システムの第１実施形態の構成を示す図。 本発明に係る非接触枚葉搬送における除電システムの第２実施形態の構成を示す図。 本発明に係る非接触枚葉搬送における除電システムの他の実施形態の構成を示す図。 従来から用いられている一般的な搬送装置の構成を示す平面図。 ローラコンベアを用いた枚葉搬送装置における従来の除電方式を示す概略図。

符号の説明

１…エア浮上ステージ
２…イオナイザー
１１…ガラス基板
１２…表面電位検出センサ
１３…吹出口
１４…吸引口
２１…チャンバ
２２…イオン化源
２３…クリーンエア供給口
２４…吹出口
２５…遮蔽板
２６…ケーブル
２７…コントローラ
２８…フィルタ
２９…流量計
３０…流量調整バルブ
３１…エアポンプ
４０…エアチャンバ
４１…凹部
４２…イオン化エア供給部
４３…遮蔽板
４４…クリーンエア供給口
５１…チャンバ
５２…窓部
５３…放射線遮蔽用カバー

Claims (7)

1. 搬送対象物をエアで浮上させて搬送するエア浮上ステージに、前記搬送対象物の裏面に浮上用エアを供給する吹出口が形成され、
   前記吹出口に、イオン化エア供給用のイオナイザーが接続され、
   前記イオナイザーには、所定のイオン化源が設置され、
   前記イオナイザーにおいて発生したイオン化エアが、前記吹出口を介して前記搬送対象物の裏面に供給されるように構成されていることを特徴とする非接触枚葉搬送における除電システム。
2. 前記イオン化源が、前記イオナイザーのイオン化チャンバ内に設置されていることを特徴とする請求項１に記載の非接触枚葉搬送における除電システム。
3. 前記イオン化源が、前記イオナイザーのイオン化チャンバの側壁部の外側に設置されていることを特徴とする請求項１に記載の非接触枚葉搬送における除電システム。
4. 前記搬送対象物を前記エア浮上ステージ側に吸引する吸引口が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の非接触枚葉搬送における除電システム。
5. 搬送対象物をエアで浮上させて搬送するエア浮上ステージが、中空状のチャンバから構成され、
   前記チャンバ内には所定のイオン化源が設置され、
   前記チャンバの前記搬送対象物との対向面には複数個の凹部が形成され、この凹部の上面には、多孔体又は多孔板からなるイオン化エア供給部が設置されると共に、前記凹部の底面には、前記イオン化源から発生する放射線を遮蔽する遮蔽板が設置され、
   前記イオン化源によって発生したイオン化エアが、前記イオン化エア供給部を介して前記搬送対象物の裏面に供給されるように構成されていることを特徴とする非接触枚葉搬送における除電システム。
6. 前記搬送対象物の表面電位を検出するセンサが設置され、
   このセンサの検出値に基づいて、前記イオン化源によるイオン発生量を制御するように構成したことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一に記載の非接触枚葉搬送における除電システム。
7. 前記イオン化源が、軟Ｘ線発生装置の発生部、低エネルギー電子線発生装置の発生部、紫外線発生装置の発生部、又は沿面放電発生装置の発生部のいずれかであることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一に記載の非接触枚葉搬送における除電システム。

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