JP2008036566A - ノズル及び塵埃物質除去装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エアーを吸引する吸引ユニットのモーターの性能を向上させることなく、ノズルの塵埃物質の除去性能を向上させる。
【解決手段】ノズル１の先端に配置された開口部９によりエアーを吸引し、開口部９の前面に配置された乱流発生部２により開口部９が吸引するエアーに乱流を発生させ、開口部９により乱流したエアーとともに塵埃物質を吸引する。
【選択図】 図３

Description

本発明はノズル及び塵埃物質除去装置に関し、特にエアーを吸引することによりゴミ、塵、埃、汚染微粒子、異物等の塵埃物質を吸引するノズル及び塵埃物質除去装置に関する。

液晶パネル製造工程や半導体製造工程等のクリーン化製造工程においては、液晶パネル基板、ガラス基板、半導体基板等の基板を塵埃物質の付着のないように製造する必要がある。塵埃物質が付着した基板は不良品になる恐れがあるためである。ここで、塵埃物質とはゴミ、塵、埃、汚染微粒子、異物等である。

このため、これらの製造工程においては塵埃物質の発生を抑制するための塵埃物質の発生源への対策と、基板に付着した塵埃物質の除去方法の改善がなされてきた。

塵埃物質の除去方法には、洗浄機により基板を洗浄するウエット方式と基板の性質上ウエット方式が使用できない工程に使用されるドライ方式がある。このドライ方式は基板の表面上の塵埃物質を吸引して取り除く方式である。

ドライ方式の代表例として、基板の表面に圧縮空気を吹き付け塵埃物質を吸引するクリーナー型と、単に塵埃物質を吸引するだけの吸引型とがある。

従来のクリーナー型の塵埃物質除去装置は、例えば特許文献１に開示されている。

図６は、従来のクリーナー型の塵埃物質除去装置の一部である円筒状の回転ノズル１１により、基板１２上の塵埃物質１３を吸引するようすを示す図である。

図６の（ａ）は、回転ノズル１１を、圧縮空気集合管１４の長手方向に垂直な方向から見た断面図であり、圧縮空気１５を塵埃物質１３に噴射している状況を示している。

図６の（ｂ）は、図６の（ａ）で示す回転ノズル１１を、９０度回転させた時の断面図であり、塵埃物質１３を吸引している状況を示している。

この従来のクリーナー型の塵埃物質除去装置は、図６に示すように、予め定めた方向に回転する回転ノズル１１を基板１２に近接して設定する。そして、回転ノズル１１を回転させながらこの回転ノズル１１の表面の圧縮空気噴射孔１６から圧縮空気１５を噴射する。そして、圧縮空気１５を噴射させながら、高圧吸入孔１７から高圧の吸引を行い、基板１２の表面に固着している塵埃物質１３を吸引する。

このように、従来のクリーナー型の塵埃物質除去装置は、圧縮空気を基板の表面に吹き付けて塵埃物質を吸引する。このため、基板に圧縮空気を吹き付けたときにこの圧縮空気に含まれるオイルミスト等の汚染微粒子が基板に付着し基板が不良品になる恐れがあるという問題がある。

一方、吸引型の塵埃物質除去装置は、基板に圧縮空気を吹き付けずに単に塵埃物質を吸引して塵埃物質を除去する。したがって、基板に圧縮空気を吹き付けないのでオイルミスト等の汚染微粒子が基板に付着するという問題はない。しかし、単に塵埃物質を吸引して塵埃物質を除去するので、クリーナー型の塵埃物質除去装置に比べ除去性能が劣るという問題がある。

この従来の吸引型の塵埃物質除去装置は、例えば図７に示すように、基板１８を吸着したテーブル１９と、基板１８の上空に設定して基板１８上の塵埃物質を吸引する吸引ノズル２０とにより構成する。

吸引ノズル２０は、横幅に対して肉厚の薄い直方体の形状をし、上面の中央にダクト２１を接続する。ダクト２１の一端は図示しない吸引ユニットに接続され、吸引ユニットがエアーを吸引することにより、ダクト２１の他端に接続した吸引ノズル２０がこのノズルの下面よりエアーを吸引する。この吸引により基板１８上の塵埃物質が吸引ノズルに吸引される。

この従来の吸引型の塵埃物質除去装置は、基板１８を吸着したテーブル１９をゆっくりと一定方向に前進させながら、基板１８全面にわたって吸引ノズル２０にてエアーを吸引することにより基板１８全面の塵埃物質を吸引する。

この場合の塵埃物質の除去性能はテーブル１９の移動速度、吸引ノズル２０と基板１８との距離、吸引ノズル２０につないだ吸引ユニットの吸引力で決定される。

このため、この塵埃物質除去装置の除去性能を向上させるには、テーブル１９の移動速度を遅くして吸引する事が最も効果的である。しかし、テーブル１９の移動速度を遅くすると処理能力が低下する。特に、近年基板が大型化しており、このためこの大型の基板全面にわたって塵埃物質を吸引するためには、テーブル１９の移動ストロークを長くする必要がある。このため、テーブル１９の移動速度を遅くすると、基板一枚あたりの塵埃物質の除去処理時間がかかるという問題がある。

また、この従来の塵埃物質除去装置の除去性能を向上させる他の方法として吸引ユニットの吸引力を上げることが考えられる。吸引ユニットの吸引力を上げるためには、吸引ユニットのモーターの性能を向上させることが必要であるが、モーターの性能には限界がある。このため、モーターの性能の向上によって塵埃物質除去装置の除去性能を向上させるには限界があるという問題がある。

特開２００５−１３１５０２号公報（図１２、段落００１９、段落００２０）

上述した従来の吸引型の塵埃物質除去装置は、基板を吸着したテーブルを前進させながら、基板全面にわたって吸引ノズルにてエアーを吸引することにより基板全面の塵埃物質を吸引する。したがって、基板に圧縮空気を吹き付けないのでオイルミスト等の汚染微粒子が基板に付着するという問題はないものの、単に塵埃物質を吸引して塵埃物質を除去するので、クリーナー型の塵埃物質除去装置に比べ除去性能が劣るという問題がある。

この従来の吸引型の塵埃物質除去装置の除去性能を向上させるには、テーブルの移動速度を遅くして吸引する事が最も効果的である。しかし、テーブルの移動速度を遅くすると、基板一枚あたりの塵埃物質の除去処理時間がかかるという問題がある。

また、上述した従来の吸引型の塵埃物質除去装置の除去性能を向上させる他の方法として吸引ユニットの吸引力を上げることが考えられる。吸引ユニットの吸引力を上げるためには、吸引ユニットのモーターの性能を向上させることが必要であるが、モーターの性能には限界がある。このため、モーターの性能の向上によって塵埃物質除去装置の除去性能を向上させるには限界があるという問題がある。

本発明の目的は、このような従来の欠点を除去するため、テーブルの移動速度を遅くすることによる基板一枚あたりの塵埃物質の除去処理時間の低下をもたらさないノズル及び塵埃物質除去装置を提供することにある。また、吸引ユニットのモーターの性能を向上させることなく塵埃物質除去装置の除去性能を向上させるノズル及び塵埃物質除去装置を提供することにある。

本発明のノズルは、塵埃物質を吸引するノズルにおいて、前記ノズルの先端に配置されエアーを吸引することにより前記塵埃物質を吸引する開口部と、前記開口部の前面に配置し前記開口部が前記エアーを吸引するときにこのエアーに乱流を発生させる乱流発生部と、を備えて構成されている。

また、本発明のノズルの前記開口部はスリット形状である。

更に、本発明のノズルの前記開口部は、前記塵埃物質に接近させて吸引する。

また、本発明のノズルの前記乱流発生部は多数の穴を有する。

更に、本発明のノズルの前記多数の穴の形状はハニカム形状である。

本発明の塵埃物質除去装置は、エアーを吸引し、前記エアーを吸引するときにこのエアーに乱流を発生させ、この乱流に巻き込んで前記エアーとともに塵埃物質を吸引するノズルと、前記塵埃物質が表面に存在する基板を乗せこの基板を旋回させるテーブルと、前記テーブル上の前記基板の表面に前記ノズルを接近させた状態で揺動する揺動部と、を備えて構成されている。

また、本発明の塵埃物質除去装置の前記ノズルは、
前記ノズルの先端に配置され前記エアーを吸引することにより前記塵埃物質を吸引する開口部と、
前記開口部の前面に配置し前記開口部が前記エアーを吸引するときにこのエアーに乱流を発生させる乱流発生部と、を備えて構成されている。

更に、本発明の塵埃物質除去装置の前記開口部はスリット形状である。

また、本発明の塵埃物質除去装置の前記乱流発生部は多数の穴を有する。

更に、本発明の塵埃物質除去装置の前記多数の穴の形状はハニカム形状である。

本発明のノズルによれば、ノズルの先端に配置した開口部によりエアーを吸引して塵埃物質を吸引し、開口部の前面に配置した乱流発生部により開口部がエアーを吸引するときにこのエアーに乱流を発生させる。

したがって、乱流発生部により、開口部がエアーを吸引するときにこのエアーに乱流を発生させるので、エアーの乱流に塵埃物質が巻き込まれて吸引される。このため、エアーを吸引する吸引ユニットのモーターの性能を向上させることなく、ノズルの塵埃物質の除去性能が向上する。

本発明の塵埃物質除去装置によれば、ノズルにより、エアーを吸引し、エアーを吸引するときにこのエアーに乱流を発生させ、この乱流に巻き込んでこのエアーとともに塵埃物質を吸引する。そして、テーブルに塵埃物質が表面に存在する基板を乗せこの基板を旋回させ、揺動部により、テーブル上の基板の表面にノズルを接近させた状態で揺動する。

したがって、ノズルが、エアーを吸引するときにこのエアーに乱流を発生させるので、エアーの乱流に塵埃物質が巻き込まれてノズルに吸引される。このため、エアーを吸引する吸引ユニットのモーターの性能を向上させることなく、塵埃物質除去装置の除去性能を向上させることができる。更に、テーブルに基板を乗せこの基板を旋回させ、揺動部によりテーブル上の基板の表面にノズルを接近させた状態で揺動するため、基板上でエアーの乱流が増長し塵埃物質の吸引性がさらに増す。このため、塵埃物質除去装置の除去性能を更に向上させることができる。また、テーブルを旋回させ、揺動部でテーブル上の基板を揺動するため、テーブルを移動させずに基板上の塵埃物質を除去するので、基板が大型であっても基板一枚あたりの塵埃物質の除去処理時間がかからない。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の塵埃物質除去装置の一つの実施の形態を示す斜視図である。但し、図１中の吸引ノズル１は、透明に描いてある。

図１に示す本実施の形態は、吸引ノズル１と、ノズルカバー（乱流発生部）２と、ダクト３と、基板吸着テーブル４と、テーブル旋回ユニット５と、ノズル揺動機構６と、ノズル前後動作機構７とにより構成する。

吸引ノズル１は、横幅に対して肉厚の薄い直方体の形状をしている。すなわち、吸引ノズル１の上面及び下面は横長の長方形である。吸引ノズル１は下面にノズルカバー２を装着し、上面の中央にダクト３を接続する。

ノズルカバー２は、吸引ノズル１の下面を覆って配置する。

ダクト３の一端は図示しない吸引ユニットに接続され、吸引ユニットがエアーを吸引することにより、ダクト３の他端に接続した吸引ノズル１がノズルカバー２を介してエアーを吸引する。

基板吸着テーブル４は、このテーブル上に基板８を吸着して設定する。

基板８は、液晶パネル基板、ガラス基板、半導体基板等であり、この基板８の製造工程で表面にゴミ、塵、埃、汚染微粒子、異物等の塵埃物質が付着する。

テーブル旋回ユニット５は、基板吸着テーブル４を旋回させる。

ノズル揺動機構６は、一組あり、吸引ノズル１の上面の長手方向の両端にそれぞれ接続し、この一組のノズル揺動機構６を吸引ノズル１の長手方向に揺動することにより、吸引ノズル１をこのノズルの長手方向（横方向）に揺動する。

ノズル前後動作機構７は、吸引ノズル１を基板吸着テーブル４上空の中央に設定したり、基板吸着テーブル４上空から退避するために動作する。このノズル前後動作機構７は、一組あり、一組のノズル揺動機構６にそれぞれ接続し、この一組のノズル前後動作機構７を同時に吸引ノズル１の前後方向（吸引ノズル１の横方向に対し垂直な方向）に動かす。ノズル前後動作機構７を吸引ノズル１の前後方向に動かすことにより、ノズル前後動作機構７に接続したノズル揺動機構６を吸引ノズル１の前後方向に動かす。そして、ノズル揺動機構６に接続した吸引ノズル１を前後方向に動かす。

吸引ノズル１は、基板吸着テーブル４上に設定された基板８に接近し、エアーを吸引することによりノズルカバー２を介して基板８上の塵埃物質を吸引する。

次に、本実施の形態の塵埃物質除去装置の動作を図２、図３、図４及び図５を参照して詳細に説明する。

図２は、本発明の実施の形態の動作の一例を示すフローチャートである。

図３は、本発明の吸引ノズルの（ａ）側面図と（ｂ）下面図である。側面図は、吸引ノズル１を肉厚の薄い側面から見た図である。下面図は、吸引ノズル１を、ノズルカバー２を装着した側から見た図である。吸引ノズル１の上面に吸引ユニットに接続したダクト３を配置する。吸引ノズル１の下面に、ライン状のスリット形状の開口部９を配置する。ノズルカバー２は、吸引ノズル１の先端に開口部９を覆って取り付けノズルカバー固定板１０により固定する。ノズルカバー２は、吸引ノズル１の先端に着脱可能である。吸引ユニットがエアーを吸引することにより、開口部９がノズルカバー２を介してエアーを吸引する。

図１において、図２のステップ２１では、ノズル前後動作機構７が動作し、吸引ノズル１を、吸引ノズル１の例えば後方向に動かし基板吸着テーブル４の上から退避する。

図２のステップ２２では、例えば図示しないロボットハンドが、前工程から基板８を搬送し基板吸着テーブル４上にこの基板８を乗せる。

図２のステップ２３では、基板吸着テーブル４が基板８を吸着してテーブル上に設定する。

図２のステップ２４では、ノズル前後動作機構７が動作し、ステップ２１で退避しておいた吸引ノズル１を基板吸着テーブル４上空の中央に移動する。吸引ノズル１の先端は、基板吸着テーブル４上に設定された基板８上に例えば１ｍｍ程度（この値は、塵埃物質除去装置の仕様、塵埃物質を除去する基板８、塵埃物質の種類等を考慮し最適な距離に適宜変更して良い。）の間隔に接近して設定する。

図２のステップ２５では、吸引ユニットがエアーの吸引を開始し、吸引ユニットに接続されたダクト３がエアーを吸引し、吸引ノズル１の先端に配置された開口部９がエアーを吸引する。

図２のステップ２６では、ステップ２５で開口部９がエアーを吸引すると、エアーはノズルカバー２を介して吸引される。

ノズルカバー２は、図４に示すように、多数の穴を有し、この多数の穴の形状はハニカム形状である。穴の形状は、例えば、三角形、四角形又は六角形であり、同一の形を隙間なく敷き詰められる形であればよい。また、この穴の形状は、円形、楕円形、あるいは多角形であってもよい。

吸引ノズル１の先端に配置されたスリット形状の開口部９がエアーを吸引すると、ステップ２４で開口部９は基板８上に１ｍｍ程度接近しているので、吸引されるエアーは開口部９近傍で流速が増加し、例えば、吸引ユニットの吸引力が数ＫＰａに対し数ｍ／ｓから５０ｍ／ｓ程度になる。

この流速は、ハニカム形状のノズルカバー２により、流速の粗密（穴と穴の間は粗、穴の部分は密）が生じ、乱流が発生する。

図５は、（ａ）ハニカム形状のノズルカバー２の拡大図と、（ｂ）ハニカム形状のノズルカバー２により、流速の粗密が生じ、乱流が発生するようすを示した図である。ノズルカバー２の穴の大きさは例えば２ｍｍ程度であり、穴と穴の間は例えば０．５から１．５ｍｍ程度であり、穴と穴の間の厚さは例えば０．２から１ｍｍ程度である。これらの値は、塵埃物質除去装置の仕様、塵埃物質を除去する基板８、塵埃物質の種類等を考慮し、適宜実験等で最適な大きさを決めこの大きさに設定して良い。

図５の（ｂ）に示すように、エアーの流速は、穴と穴の間で細い矢印で示すように粗となり、穴の部分は太い矢印で示すように密となる。この粗と密の流速により乱流が発生する。この乱流により基板８上の塵埃物質の除去性能が向上する。開口部９は、この乱流の生じたエアーを吸引することにより、この乱流に巻き込まれた基板８上の塵埃物質を吸引する。

図２のステップ２７では、ノズル揺動機構６を稼動させ吸引ノズル１を揺動させる。また、同時に、テーブル旋回ユニット５により基板吸着テーブル４を旋回させ、基板吸着テーブル４上の基板８を旋回させる。旋回スピードは一定速でも多段階可変速でもよい。又、ノズル揺動機構６の動作スピードも塵埃物質の除去状況により可変速にしたり、一定速にしたりしてよい。

吸引ノズル１の先端の開口部９近傍で増加した流速と、ハニカム形状のノズルカバー２により発生した乱流は、吸引ノズル１の揺動と基板８の旋回によって、より一層増強される。開口部９は、この増強された流速と乱流の生じたエアーを吸引することにより、基板８上の塵埃物質を吸引する。

図２のステップ２８では、一定時間経過後（例えば、全基板８表面上に渡って塵埃物質の吸引動作を行った後）、吸引ユニットがエアーの吸引を停止し開口部９がエアーの吸引を停止する。そして、ノズル揺動機構６の動作を停止し吸引ノズル１の揺動を停止する。また、テーブル旋回ユニット５により基板吸着テーブル４の旋回を停止させ、基板吸着テーブル４上の基板８の旋回を停止させる。

図２のステップ２９では、ノズル前後動作機構７が動作し、吸引ノズル１を、吸引ノズル１の例えば後方向に動かし基板吸着テーブル４の上から退避する。

図２のステップ３０では、例えば図示しないロボットハンドが、基板吸着テーブル４上の基板８を取り出し基板吸着テーブル４上から排出する。

以上説明したように、本実施の形態の塵埃物質除去装置によれば、ハニカム形状のノズルカバー２により、開口部９がエアーを吸引するときにこのエアーに乱流を発生させる。このため、エアーの乱流に塵埃物質が巻き込まれて吸引される。このため、エアーを吸引する吸引ユニットのモーターの性能を向上させることなく、塵埃物質除去装置の塵埃物質の除去性能を向上させることができる。また、本実施の形態の塵埃物質除去装置によれば、テーブル旋回ユニット５により基板吸着テーブル４上の基板８を旋回させ、ノズル揺動機構６により基板８の表面に吸引ノズル１を接近させた状態で吸引ノズル１を揺動する。このため、基板８の旋回と吸引ノズル１の揺動により、基板８上でエアーの乱流が増長し塵埃物質の吸引性がさらに向上する。更に、本実施の形態の塵埃物質除去装置によれば、基板吸着テーブル４を旋回させ、ノズル揺動機構６で基板吸着テーブル４上の基板８を揺動する。このため、基板吸着テーブル４を移動させずに基板８上の塵埃物質を除去するので、基板が大型であっても基板一枚あたりの塵埃物質の除去処理時間がかからない。

本発明の塵埃物質除去装置の一つの実施の形態を示す斜視図である。 本発明の実施の形態の動作の一例を示すフローチャートである。 本発明の吸引ノズルの一例を示す側面図と下面図である。 ノズルカバーのハニカム形状の一部分の一例を示す図である。 ハニカム形状のノズルカバーの一例を示す拡大図、及びこのノズルカバーにより、流速の粗密及び乱流が発生するようすの一例を示す図である。 従来のクリーナー型の塵埃物質除去装置で使用する回転ノズルを示す図である。 従来の吸引型の塵埃物質除去装置を示す図である。

符号の説明

１ 吸引ノズル
２ ノズルカバー
３ ダクト
４ 基板吸着テーブル
５ テーブル旋回ユニット
６ ノズル揺動機構
７ ノズル前後動作機構
８ 基板
９ 開口部
１０ ノズルカバー固定板
１１ 回転ノズル
１２ 基板
１３ 塵埃物質
１４ 圧縮空気集合管
１５ 圧縮空気
１６ 圧縮空気噴射孔
１７ 高圧吸入孔
１８ 基板
１９ テーブル
２０ 吸引ノズル
２１ ダクト

Claims (16)

1. 塵埃物質を吸引するノズルにおいて、
   前記ノズルの先端に配置されエアーを吸引することにより前記塵埃物質を吸引する開口部と、
   前記開口部の前面に配置し前記開口部が前記エアーを吸引するときにこのエアーに乱流を発生させる乱流発生部と、
   を備えたことを特徴とするノズル。
2. 前記開口部はスリット形状であることを特徴とする請求項１記載のノズル。
3. 前記開口部は、前記塵埃物質に接近させて吸引することを特徴とする請求項１又は２記載のノズル。
4. 前記乱流発生部は、前記開口部を覆って配置し、着脱可能であることを特徴とする請求項１、２又は３記載のノズル。
5. 前記乱流発生部は、多数の穴を有することを特徴とする請求項１、２、３又は４記載のノズル。
6. 前記多数の穴の形状はハニカム形状であることを特徴とする請求項５記載のノズル。
7. 前記穴は、三角形、四角形又は六角形のうちのいずれかの形状であることを特徴とする請求項５又は６記載のノズル。
8. 前記穴は、円形、楕円形、又は多角形のうちのいずれかの形状であることを特徴とする請求項５又は６記載のノズル。
9. エアーを吸引し、前記エアーを吸引するときにこのエアーに乱流を発生させ、この乱流に巻き込んで前記エアーとともに塵埃物質を吸引するノズルと、
   前記塵埃物質が表面に存在する基板を乗せこの基板を旋回させるテーブルと、
   前記テーブル上の前記基板の表面に前記ノズルを接近させた状態で揺動する揺動部と、
   を備えたことを特徴とする塵埃物質除去装置。
10. 前記ノズルは、
    前記ノズルの先端に配置され前記エアーを吸引することにより前記塵埃物質を吸引する開口部と、
    前記開口部の前面に配置し前記開口部が前記エアーを吸引するときにこのエアーに乱流を発生させる乱流発生部と、
    を備えたことを特徴とする請求項９記載の塵埃物質除去装置。
11. 前記開口部はスリット形状であることを特徴とする請求項１０記載の塵埃物質除去装置。
12. 前記乱流発生部は、前記開口部を覆って配置し、着脱可能であることを特徴とする請求項１０又は１１記載の塵埃物質除去装置。
13. 前記乱流発生部は、多数の穴を有することを特徴とする請求項１０、１１又は１２記載の塵埃物質除去装置。
14. 前記多数の穴の形状はハニカム形状であることを特徴とする請求項３記載の塵埃物質除去装置。
15. 前記穴は、三角形、四角形又は六角形のうちのいずれかの形状であることを特徴とする請求項１３又は１４記載の塵埃物質除去装置。
16. 前記穴は、円形、楕円形、又は多角形のうちのいずれかの形状であることを特徴とする請求項１３又は１４記載の塵埃物質除去装置。
    

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