KR20060093641A - 제전 장치와 반송 장치를 구비한 제조 장치 - Google Patents

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Abstract

본원 발명은, 대전한 제조 가공품에의 정전기 장해를 최소한으로 하는 것을 목적으로 한다. 대전 물체인 기판(41)은, 반송 롤러(42)에 의해 반송되며, 에어 나이프 헤드(43)로부터 분무되는 에어에 의해, 기판(41) 상의 세정수(44)가 제거된다. 에어 나이프 헤드(43) 및 측벽(45)은 절연체이고, 상부판(46)은 접지 도체로 형성되며, 이들에 의해 형성된 제전 공간에는 제전 장치(47)가 설치되어 있다. 상부판(46)을 접지 도체로 함으로써 제전에 유효한 전계를 발생시켜, 제전 장치(47)에 의한 빠른 제전을 달성할 수 있다.
대전 기판, 평균 전계 강도, 도체, 제전, 대전 전위

Description

제전 장치와 반송 장치를 구비한 제조 장치{MANUFACTURING DEVICE HAVING NEUTRALIZATION APPARATUS AND CARRIER DEVICE}
도 1은 본 발명에 따른 제조 장치의 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 다른 제조 장치의 개략도.
도 3은 본 발명에 따른 또 다른 제조 장치의 개략도.
도 4는 종래의 제조 장치의 개략도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
31 : 접지 금속선
41 : 기판
42 : 반송 롤러
43 : 에어 나이프 헤드
44 : 세정수
45 : 측벽
46 : 상부판
47 : 제전 장치
본 발명은, 액정 디스플레이나 각종 반도체 등의 반송 공정에서, 대전한 제조 가공품의 제전을 빠르게 행하는 제조 장치에 관한 것이다.
도 4는 가장 전형적이며 또한 제전 성능이 전혀 얻어지지 않는 제조 장치의 개략도로서, 제조 가공품으로서의 대전 물체, 예를 들면, 액정 디스플레이에 이용하는 기판(41)은, 반송 롤러(42)에 의해 반송되며, 에어 나이프 헤드(43)로부터 분무되는 에어에 의해, 기판(41) 상의 세정수(44)가 제거된다. 에어 나이프 헤드(43), 측벽(45) 및 상부판(46)은, 모두 절연체로 형성되며, 이들에 의해 제전 공간이 형성된다. 제전 공간에는 제전 장치(47)가 설치되어 있다.
도 4의 (a)는, 제조 가공품인 기판(41)이 최초로 반송되는 초기 단계를 나타내며, 제전 공간을 형성하는 절연체는, 아직 대전되어 있지 않기 때문에, 그 전위가 낮다. 여기서, 기판(41)과 제조 장치 외부의 설치 기준으로 되는 경계와의 사이에서, 약하지만 전계가 형성되기 때문에, 제전 속도는 느리지만, 기판(41)의 제전은 진행된다. 그러나, 동시에, 제전 공간을 형성하는 절연체에는, 기판(41)과 동일 극성의 전하가 축적된다.
따라서, 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 기판(41)을 연속적으로 반송하면, 기판(41)과 동일 극성의 전하가 계속해서 공급되어, 결국 기판(41)과 동일 전위로 되어, 전계는 소멸하기 때문에, 제전은 행할 수 없다.
전하 공급에 의한 대전 물체의 제전 성능은, 제전 장치의 전하 생성 능력과 피제전 물체 표면 근방의 전계 강도에 크게 의존한다. 특히, 전계 강도에 관해서는, 가령 ㎸ 오더로 대전되어 있는 물체라도 주변이 절연체로 둘러싸여 있는 경우에는, 대전 물체 근방의 전계 강도가 작아져, 제전 속도는 격감한다(즉, 원하는 전위까지 제전하는 데 필요한 제전 시간이 길어진다).
대략, 제전 속도는 전계 강도와는 비례 관계에 있으며, 예를 들면, 전계 강도가 1/10로 되면, 제전 속도도 1/10로 된다. 또한, 동일한 극성으로 대전된 제조 가공품이 절연체로 둘러싸인 에리어 내로 반송 핸들링될 때에, 제전을 행하는 경우, 주변의 절연체에는 제전 장치로부터 제조 가공품의 대전 극성과 동일 극성의 전하가 공급되게 되기 때문에, 결국 제조 가공품과 아주 동일한 전위로 되어, 제조 가공품의 제전 성능은 완전히 상실된다. 이 때 대전 물체 주변의 전계 강도는 제로로 되어 있다.
따라서, 본 발명은, 대전 물체의 주변에 도체를 설치함으로써, 제전에 유효한 전계를 발생시켜, 제전 성능 악화 및 불능의 사태를 피하고, 고성능의 제전을 행하는 것이다. 또한, 도체는 접지되거나 또는 소정의 전위가 부여되어도 된다.
이 경우, 보다 단시간에서 원하는 전위로 제전하는 조건으로서는, 대전 물체의 근방(특히, 5∼10㎝ 이내)의 전계 강도를, 정전기 장해가 발생할 수 있는 전계 강도 이하의 범위 내에서, 가능한 한 크게 되도록 도체를 설치하는 것이다. 특히, 대전 물체의 대전면측으로부터 상대하는 가장 가까운 도체까지의 거리가 1㎜ 이상1000㎜ 이하인 것이 바람직하다.
도체의 설치 조건으로서는, 연속체인 판 구조, 금속선 등의 메쉬 구조, 금속선 등을 평행하게 부착한 구조 등, 특별히 한정되는 것은 아니며, 대전 물체의 제전면측의 표면 근방의 전계 강도를, 원하는 전계 강도로 제어할 수 있는 구조인 것이, 유일하며 또한 중요한 조건이다. 또한, 도체의 체적 저항율은, 1011Ω·㎝ 이하인 것도 조건으로 된다.
또한, 도체의 형상·구조는, 대전 물체로부터 발생하는 전계가 도체의 어느 개소에서도 코로나 방전을 발생하는 강도 이상으로 전계 집중되지 않는 형상·구조인 것이 필요하다.
또한, 대전 물체의 대전 전위를 V0V, 대전 물체 표면으로부터 5㎝ 또는 대전 물체 표면으로부터 수직 방향으로의 제전 공간의 두께 중 어느 하나의 좁은 쪽의 평균 전계 강도를 E0V/㎝로 하면, E0>V0/50의 조건을 만족할 수 있도록, 대전 물체의 주변에 도체를 설치하는 것이 필요하다.
이상, 대전 물체의 주변에 도체를 설치한 제전 장치와 반송 장치를 구비한 제조 장치에서, 제조 장치로서는, 반도체 제조 장치, 액정 디스플레이 제조 장치, 하드디스크 제조 장치 또는 절연성 필름 제조 장치에 적용할 수 있으며, 반송 장치로서는, 각종 반송 장치에 적용할 수 있다.
이하, 도면을 이용하여, 본 발명의 실시예를 설명한다.
[실시예1]
도 1은 에어 나이프 헤드(43)에 의한 탈수 및 건조 공정에서, 그 하류 에리 어의 제전 공간 상부의 상부판(46)을 접지 도체로 한 실시예로서, 이 접지 도체에 의해, 대전 물체 표면 근방의 전계 강도가 강해져 제전 속도가 개선되었다. 또한, 도 1에서, 도 4와 동일한 부호는 동일한 것을 나타낸다.
개선 전(도 4 참조)에서는, 제전 장치(47)에 의한 비제전 시의 기판의 전위는 -600V에 대하여, 제전 장치(47)에 의한 제전 시의 전위는 -400V까지밖에 제전할 수 없었다. 이 200V 차의 제전이 발생한 것은, 대전 물체가 존재하지 않는 상태에서도 제전 장치(47)에 의한 제전을 계속하였기 때문에, 제전 공간이 그 때마다 조금씩 제전되었기 때문이다.
본 실시예에서는, 상부판(46)을 접지 도체로 한 경우에는, 제전 장치(47)에 의한 비제전 시의 전위 -400V에 대하여, 개선 전과 아주 동일한 조건에서의 제전 장치(47)에 의한 제전에 의해 -10∼-15V까지 제전할 수 있어, 비약적인 제전 성능 개선 효과가 실증되었다.
즉, 기판(41)으로부터 40㎝ 상부에 있는 상부판(46)을 접지 도체로 함으로써, 대전 기판(41)의 근방에는, 항상 V/50㎝ 이상의 전계 강도가 얻어지고, 그 결과, 제전 유효 시간(3초) 내에, 비제전 시의 최고 전위 -1000V에 대하여, -10∼-15V까지 제전할 수 있었다.
[실시예2]
실시예1과의 차이는, 상부판(46) 뿐만 아니라, 도 2에 도시한 바와 같이, 대전 기판(41) 근방의 모든 부재(에어 나이프 헤드(43) 및 측벽(45))를 접지 도체로 한 점이다. 대전면 근방의 전계 강도는, 보다 강해지기 때문에, 제전 성능은 더욱 개선된다고 하는 결과를 얻었다. 또한, 도 2에서, 도 4와 동일한 부호는 동일한 것을 나타낸다.
[실시예3]
도 3은 제조 장치의 구성 부재를 내약품성 등의 제약으로부터 도체로 구성할 수 없는 경우의 실시예로서, 도 3의 (a)에 도시한 바와 같이, 대전 물체의 근방에 내약품성이 우수한 금속선(31)을 소정의 간격으로 부착한 예이다. 도 3의 (b)는, 금속선(31)의 영역의 확대도이다. 또한, 도 3에서, 도 4와 동일한 부호는 동일한 것을 나타낸다.
본 실시예에서는, 금속선(31)의 직경을 2㎜, 부착 간격을 3㎝로 하고 있지만, 이것은 대전 물체로부터의 전계의 집중이 발생해도 금속선 표면의 전계 강도가 30㎸/㎝를 초과하지 않는 조건에 의해 결정한 간격이다. 또한, 기판(41)으로부터 금속선(31)까지의 거리를 10㎝로 하였다. 또한, 내약품성이 우수한 금속선(31)은, 금속선의 표면을 화학 처리할지, 다른 금속 또는 절연물로 피복할지에 따라, 내약품성을 향상시킨 것이어도 된다.
평가의 결과, 비제전 시에는, 대전 물체의 전위는, 정전 용량이 실시예1의 경우보다 커졌기 때문에 -300V 정도이었다. 제전 시에는, 실시예1, 2와 거의 마찬가지로, -4∼-8V까지의 제전이 발생하였다. 이에 의해, 금속선(31)에 의한 제전 성능 개선 효과가 확인되었다.
이하, 대전 기판(41)의 대전 전위를 V0V, 대전 기판(41) 표면으로부터 5㎝ 또는 대전 기판(41) 표면으로부터 수직 방향으로의 제전 공간의 두께 중 어느 하나의 좁은 쪽의 평균 전계 강도를 E0V/㎝로 하여, 하기의 조건 1, 2, 3에 의해 평가하였다. 그 결과, E0>V0/50의 조건을 만족할 수 있도록, 대전 기판(41)의 주변에 접지 도체를 설치하면 되는 것이 판명되었다.
조건 1로서, 제전 유효 공간 : 대전면으로부터 5㎝ 이상, 제전 장치 성능 : 대전면 근방 5㎝ 영역의 평균 이온쌍 생성 능력=1억쌍/㎤/sec, 대전면 대전 전하 밀도=1.6×10-11C, 제전 조건 : 1초에서 ±50V까지 제전의 평가를 표 1에 나타낸다.
V0[V] 대전면 근방의 평균 전계 강도 V/㎝
V0/250㎝ V0/200㎝ V0/150㎝ V0/100㎝ V0/75㎝ V0/50㎝ V0/35㎝ V0/20㎝
100 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
500 × ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
1000 × × ○ ○ ○ ○ ○ ○
3000 × × × ○ ○ ○ ○ ○
5000 × × × × ○ ○ ○ ○
조건 2로서, 제전 유효 공간 : 대전면으로부터 3㎝, 제전 장치 성능 : 대전면 근방 3㎝ 영역의 평균 이온쌍 생성 능력=1억쌍/㎤/sec, 대전면 대전 전하 밀도=1.6×10-11C, 제전 조건 : 1초에서 ±50V까지 제전의 평가를 표 2에 나타낸다.
V0[V] 대전면 근방의 평균 전계 강도 V/㎝
V0/250㎝ V0/200㎝ V0/150㎝ V0/100㎝ V0/75㎝ V0/50㎝ V0/35㎝ V0/20㎝
100 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
500 × ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
1000 × × ○ ○ ○ ○ ○ ○
3000 × × × × ○ ○ ○ ○
5000 × × × × × ○ ○ ○
조건 3으로서, 제전 유효 공간 : 대전면으로부터 5㎝ 이상, 제전 장치 성능 : 대전면 근방 3㎝ 영역의 평균 이온쌍 생성 능력=1억쌍/㎤/sec, 대전면 대전 전하 밀도=1.6×10-11C, 제전 조건 : 2초에서 ±30V까지 제전의 평가를 표 3에 나타낸다.
V0[V] 대전면 근방의 평균 전계 강도 V/㎝
V0/250㎝ V0/200㎝ V0/150㎝ V0/100㎝ V0/75㎝ V0/50㎝ V0/35㎝ V0/20㎝
100 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
500 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
1000 × ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
3000 × × × ○ ○ ○ ○ ○
5000 × × × ○ ○ ○ ○ ○
이상, 본 발명에 따르면, 단시간에 확실하게 원하는 전위 근방까지의 제전을 달성할 수 있어, 정전기 장해의 발생을 최소한으로 할 수 있다.

Claims (6)

  1. 대전 물체를 제전하는 제전 장치와 대전 물체를 반송하는 반송 장치를 구비한 제조 장치에 있어서,
    대전 물체의 주변에 도체를 설치하여, 제전에 유효한 전계를 발생시키는 것을 특징으로 하는 제조 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 대전 물체의 대전 전위를 V0V, 대전 물체 표면으로부터 5㎝ 또는 대전 물체 표면으로부터 수직 방향으로의 제전 공간의 두께 중 어느 하나의 좁은 쪽의 평균 전계 강도를 E0V/㎝로 하면, E0>V0/50의 조건을 만족할 수 있도록, 대전 물체의 주변에 도체를 설치하는 것을 특징으로 하는 제조 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제조 장치가, 반도체 제조 장치, 액정 디스플레이 제조 장치, 하드디스크 제조 장치 또는 절연성 필름 제조 장치이며, 상기 반송 장치가, 각종 반송 장치인 것을 특징으로 하는 제조 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 도체의 체적 저항율이 1011Ω·㎝ 이하인 것을 특징으로 하는 제조 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 대전 물체의 대전면측으로부터 상대하는 가장 가까운 도체까지의 거리가 1㎜ 이상 1000㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 제조 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 도체의 형상·구조는, 대전 물체로부터 발생하는 전계가 도체의 어느 개소에서도 코로나 방전을 발생하는 강도 이상으로 전계 집중되지 않는 형상·구조인 것을 특징으로 하는 제조 장치.
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