CN1324351C - 微粒清除设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微粒清除设备，是与一制程反应室结合配置，可在一对象进入此制程反应室之前预先对此对象进行清洁；于制程反应室入口处设有闸门；微粒清除设备则设置于闸门前方，其包括一离子气流吹出装置及一吸尘装置，其中离子气流吹出装置具有一离子产生器以及一喷嘴，离子产生器可将其周围的气体离子化，并利用喷嘴将离子化的气体吹出。在该对象进入该制程反应室的过程中，离子气流吹出装置所吹出的离子化气体可中和对象表面的静电荷并将其表面的微粒扬起，再藉由吸尘装置吸入微粒，最后对象经闸门进入制程反应室内。

Description

微粒清除设备

技术领域

本发明涉及一种微粒清除设备，特别是指一种与制程反应室相结合，利用离子化气体对一对象进行清洁的微粒清除设备。

背景技术

在液晶平面显示器的各项复杂制程里，保持玻璃基板的清洁度一直是个重要课题，而微粒(Particle)即为主要的污染源之一，其对产品的品质有深远的影响。

例如在形成阵列电路时，须不断重复循环的影像蚀刻制程(PEP：PhotoEngraving Process)，包括在玻璃基板的硅薄膜表面涂布光阻剂，利用具有电路图案的光罩对玻璃基板的光阻层进行曝光处理，以及在光阻剂感光硬化之后的显影处理，和利用显影液将光阻剂不需要的部分加以去除后，最后再利用蚀刻技术制做出所需的配线图案等步骤。

其中若是在进行蚀刻处理前，欲蚀刻除去的区域表面附着有微粒，则微粒会形成硬幕罩(Hard mask)，使微粒下方区域无法受到蚀刻而造成残留，进而影响后续制程，使产品出现电性失败(Defect)的情形。

微粒的来源多半来自于环境因素，如人员、机台作业所产生的碎屑或于空气中漂浮的粉尘等。分析微粒附着于玻璃基板表面的成因，其中包括下列几种：

1.环境中的微粒因其本身的重量而沉积在玻璃基板表面；

2.在细小微粒的分子与玻璃基板表面的硅薄膜分子之间，所存在的分子吸引力(如凡得瓦力)；

3.玻璃基板表面与带有电荷的微粒，彼此之间产生的静电吸引力；

因此，在实务中，显影处理后通常会限定须在一定时限内进行蚀刻处理，以减少玻璃基板暴露在周围环境中的时间，降低沾附微粒的机会。

在蚀刻之前，利用各种洗净方法将微粒予以清除，可分为以纯水或洗净液利用超音波进行洗涤的湿式清洁，以及利用喷出洁净空气吹掉基板表面微粒的干式清洁。但由于湿式清洁容易在玻璃基板表面产生水气，造成蚀刻区域无法被完全去除而形成残留现象，故现阶段对于蚀刻处理前的清洁多采取干式清洁作业。

请参阅图1，其为公知蚀刻的作业方式配置示意图，以蚀刻作业机台1对一涂有光阻剂的玻璃基板10进行蚀刻，蚀刻的作业机台1具有一传输室11，传输室11内设置一机械手臂12；暂存室13、清洁室15以及复数个蚀刻反应室14，皆以传输室11为中心环绕配置。其中机械手臂12用以在暂存室13、清洁室15以及复数个蚀刻反应室14之间传送玻璃基板10。

暂存室13为蚀刻机台1的出入口埠，玻璃基板10先送入暂存室13中，再由机械手臂12将玻璃基板10从暂存室13中取出，送进清洁室15中进行除尘作业，并在完成除尘作业后，机械手臂12再将玻璃基板10由清洁室15中取出，送入蚀刻反应室14内进行反应。

其中，清洁室15设有一干式清洁机(图中未示)，但随着玻璃基板的尺寸逐渐加大，使得干式清洁机的体积亦随之加大，因此清洁室通常会占用蚀刻机台1一个腔室，在玻璃基板移入清洁室15后，其内部的干式清洁机利用空气刮刀(air knife)对玻璃基板近距离吹出高压气流，将微粒从玻璃基板表面刮除，来进行表面清洁。

由上述说明可发现此公知的清洁方式具有以下缺点：

1.在送入蚀刻反应室进行蚀刻作业之前，需先送入清洁室进行清洁，腔室之间的传输时间、清洁作业耗费的时间等等，都会延长蚀刻制程所需的作业时间。

2.干式清洁机需占用蚀刻机台内可用腔室空间，使机台内可装设的蚀刻反应室数量减少。

3.在以空气刮刀进行清洁作业时，对于空气刮刀所扬起的微粒未能同时予以吸除，可能会再度附着在玻璃基板已清洁区域的表面，减低清洁效率。

4.以高压气流直接吹拂玻璃表面，会增加玻璃表面静电累积，使部分微粒容易被静电力吸附而难以移除，而使得清洁效率不佳，此外，甚至可能造成静电放电，使电路组件遭到损害。

因此，对于从事玻璃基板表面清洁的相关领域研发人员而言，莫不致力于解决公知技术的缺点，以期能够获得更佳的清洁技术。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一微粒清除设备，可在一对象将进入制程反应室时，对此对象进行清洁，有效减少清洁时间。

本发明要解决的另一技术问题是提供一微粒清除设备，可更有效运用机台内部作业空间。

本发明要解决的又一技术问题是提供一微粒清除设备，可整合多种方法同时进行除尘，提高清洁效率。

本发明要解决的再一技术问题是提供一微粒清除设备，可减少欲进行反应的对象所累积的静电荷。

为解决上述技术问题，本发明将微粒清洁设备与一制程反应室结合设置，在对象将要送入反应室进行反应之前，预先以离子化的气体将对象表面微粒吹离，并同时利用吸尘装置吸入被吹起的微粒，避免再次沾附在对象表面。

此制程反应室具有一闸门，本发明揭露的微粒清洁设备设置于闸门前方，包括一离子气流吹出装置以及一吸尘装置。其中离子气流吹出装置设置具有一离子产生器以及一喷嘴。离子产生器为尖锐电极，通入高电压后，在电极的尖端电场密度增加，而使电极周围的气体产生电离的效果后，以喷嘴将离子化气流吹出。

离子气流吹出装置并与一气体管路连通，利用此气体管路供应离子气流吹出装置加压气体，此加压气体可使用干燥洁净空气或是氮气。

吸尘装置则装设于闸门与离子气流吹出装置之间，更可与一负压管路连接，进而将吸入的微粒排入至负压管路中。

当对象进入制程反应室时，离子气流吹出装置透过喷嘴，以适当角度、温度及压力吹出离子化气体于对象表面，除了可将对象表面所累积的静电荷相互中和外，更可除去微粒与对象的间存在的静电吸引力以及残存湿气，使得微粒更容易被清除，同时藉由吸尘装置吸入被离子气流吹出装置所扬起的微粒，防止微粒再度沉积沾附在对象表面。

本发明中揭露的微粒清除设备更可利用一机械手臂，用以传送对象，并控制以适当速度通过离子气流吹出装置及吸尘装置，在通过闸门的过程中同时完成去除对象表面的微粒的清洁作业，并经由闸门送入制程反应室内进行反应。

附图说明

图1为公知蚀刻的作业方式配置示意图。

图2A、图2B为具有微粒清除设备的制程反应室的结构示意图。

图3为本发明第一实施例的作业方式配置示意图。

图4为本发明第二实施例的作业方式配置示意图。

附图标号说明：

1蚀刻机台                            222吸尘装置

10玻璃基板                           23气体管路

11传输室                             24负压管路

12机械手臂                           3蚀刻机台

13暂存室                             31传输室

14蚀刻反应室                         32暂存室

15清洁室                             321暂存室本体

2蚀刻反应室                            322微粒清洁设备

20反应室本体                           33第一机械手臂

21闸门                                 34蚀刻反应室

22微粒清洁设备                         341反应室本体

221离子气流吹出装置                    342微粒清洁设备

2211离子产生器                         35第二机械手臂

2212喷嘴

具体实施方式

在本发明的第一实施例中，与本发明揭露的微粒清除设备相结合的制程反应室为一设置于蚀刻机台中的蚀刻反应室2，用于对一涂有光阻剂的玻璃基板10进行蚀刻。

请参阅图2A、图2B，其为本发明揭露的具有微粒清除设备的制程反应室的示意图，如图中所示：一反应室本体20、一闸门21、一微粒清洁设备22、一气体管路23以及一负压管路24。

闸门21设置于反应室本体20入口处。

微粒清洁设备22设置于闸门21的前方，包括一离子气流吹出装置221、一吸尘装置222。

离子气流吹出装置221包括一离子产生器2211以及一喷嘴2212。离子产生器2211为复数个尖锐电极，通入高电压后，在电极的尖端电场密度增加，而使电极周围的气体产生电离的效果。并以喷嘴2212将离子化气流吹出。

离子气流吹出装置221并与气体管路23连通，利用气体管路24供应离子气流吹出装置221一加压的干燥洁净空气。

吸尘装置222可将离子气流吹出装置211扬起的微粒吸入，并与一负压管路25连接，可将吸入的微粒排放至负压管路25中。

玻璃基板10进入反应室本体20进行蚀刻作业前，会预先经过微粒清洁设备21下方，其中的离子气流吹出装置221透过喷嘴2212，以适当角度及压力吹出离子化气体于玻璃基板10表面，除了将玻璃基板10表面所累积的静电荷相互中和外，更可除去微粒与玻璃基板的间存在的静电吸引力，使得微粒更容易被清除，并藉由吸尘装置222吸入被离子气流吹出装置221所扬起的微粒，防止微粒再度沉积沾附在对象表面。

请参阅图3，其为本发明运用的第一实施例的蚀刻机台3配置示意图。

其中包括传输室31、暂存室32、第一机械手臂33、数个蚀刻反应室34。

与公知的蚀刻机台不同点在于，因其中的蚀刻反应室34反应室本体与微粒清洁设备结合。故不需要额外加装干式清洁机，即可去除玻璃基板表面的微粒，使蚀刻机台3内部不需设置清洁室15，而可增设为一蚀刻反应室34。

其中，当第一机械手臂33以适当速度将玻璃基板10送入反应室本体341时，经过微粒清洁设备342下方，如之前所描述的清洁过程，减少对象表面所累积的静电荷，并同时将对象表面的微粒吹起及抽离，达到最佳的清洁效果后，进行蚀刻反应。

如图4所示，在本发明的第二实施例中，与本发明所揭露的微粒清除设备的制程反应室可为一暂存室32。

其与第一实施例不同点在于，藉由一第二机械手臂35以适当速度将玻璃基板10送入暂存室32的过程中，经过微粒清洁设备342下方，如之前所描述的清洁过程，将玻璃基板10表面所累积的静电荷中和，并同时将对象表面的微粒吹起及抽离，完成玻璃基板10表面的清洁后，玻璃基板10进入暂存室中，再藉由第一机械手臂33将玻璃基板从暂存室32中移出，送入各个蚀刻反应室34内进行反应。

藉由上述实施例的说明，可明显发现，具有微粒清除设备的制程反应室具有下列优点：

1.玻璃基板完成清洁后，随即可进入反应室本体内进行蚀刻，可省略多余的传输步骤，节省制程中所需的作业时间。

2.将微粒清洁设备与制程反应室结合，可节省清洁设备占用的空间，可更有效运用机台内部的作业空间。

3.除了以离子气流吹出装置以气流将玻璃基板表面的微粒吹除外，尚可利用气流的离子化，中和微粒的电荷，使微粒更容易清除，更可同时将扬起的微粒予以吸除，藉由多种功能同时进行清洁作业，有效提升清洁效率。

4.藉由离子气流中和玻璃基板表面累积的静电荷，解决了可能因静电放电造成组件损害的问题。

以上所述的实施例是用以详细描述说明本发明，其并非用以限制本发明的实施范围，任何熟习该项技艺者在不违背本发明的精神所作的修改均应属于本发明的范围，因此本发明的保护范围当以权利要求书做为依据。

Claims (10)

1.一种微粒清除设备，装设在一制程反应室的闸门前方，在一对象进入该制程反应室之前预先对该对象进行清洁，其包括：

一离子气流吹出装置，设置于该闸门前方，其包括一离子产生器以及一喷嘴，该离子产生器将其周围的气体离子化，并利用该喷嘴将离子化的气体吹出；以及

一吸尘装置，设置于该闸门与该离子气流吹出装置之间；

在该对象进入该制程反应室的过程中，该离子气流吹出装置所吹出的离子化气体中和该对象表面的静电荷并将其表面的微粒扬起，再藉由该吸尘装置吸入微粒，最后该对象经由该闸门进入该制程反应室内。

2.如权利要求1所述的微粒清除设备，其特征是，该离子气流吹出装置与一气体管路连接，藉以提供该离子气流吹出装置一加压气体。

3.如权利要求2所述的微粒清除设备，其特征是，该加压气体为干燥洁净空气。

4.如权利要求2所述的微粒清除设备，其特征是，该加压气体为氮气。

5.如权利要求1所述的微粒清除设备，其特征是，该吸尘装置与一负压管路连接，将所抽取的微粒排入该负压管路中。

6.如权利要求1所述的微粒清除设备，其特征是，该离子产生器通过高压放电方式将气体离子化。

7.如权利要求1所述的微粒清除设备，其特征是，该对象利用一机械手臂承载，将该对象传送通过该闸门进入该制程反应室中。

8.如权利要求1所述的微粒清除设备，其特征是，该制程反应室为一蚀刻反应室。

9.如权利要求1所述的微粒清除设备，其特征是，该制程反应室为一暂存室。

10.如权利要求1所述的微粒清除设备，其特征是，该微粒清除设备设置于一蚀刻机内。

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