(57)【要約】  本書に開示されるのは、基板の表面上の静電荷を測定する装置および方法である。当該装置は、基板取付台と、基板接触部品と、少なくとも一つの電圧センサとを含み、当該装置は、ローラの回転速度および並進速度を独立して制御するように、および／または前記基板の少なくとも一部に関して電圧の二次元マップを生成するために複数点で当該基板の電圧を測定するようにプログラムされる。
2019500748.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電荷を測定する方法であって、
（ａ）装置の基板取付台上に基板を配置するステップであって、該装置が、少なくとも一つの電圧センサと、少なくとも一つのローラ部品を含む接触部品とをさらに含む、ステップと、
（ｂ）一つの回転速度で前記少なくとも一つのローラ部品を回転させるステップと、
（ｃ）静電荷を発生させるために前記少なくとも一つのローラ部品と前記基板を接触させるステップと、
（ｄ）前記基板と前記少なくとも一つのローラ部品を一つの並進速度で第一の方向に互いに対して並進させるステップと、
（ｅ）前記少なくとも一つのローラ部品との接触時または接触後に前記基板の表面上の少なくとも一つの箇所の電圧を測定するステップと、
を含み、
前記回転速度が、前記並進速度から独立して制御される、方法。
【請求項２】
前記少なくとも一つのローラ部品と前記基板を接触させるステップの前または後に該基板の前記表面の少なくとも一部を中和するステップをさらに含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記電圧を測定するステップが、前記基板の少なくとも一部に関する電圧の二次元マップを生成するステップを含む、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも一つのローラ部品と前記表面を接触させるステップと、前記基板の反対側の第二の表面の電圧を測定するステップとを含む、請求項１から３のいずれか記載の方法。
【請求項５】
静電荷を測定する装置であって、
基板取付台と、
多軸作動部品に取り外し可能に取り付けられる交換可能な接触部品と、
少なくとも一つの電圧センサと、
を含み、
該装置は、静電荷を発生させるために前記交換可能な接触部品と前記基板を接触させるようにプログラムされ、
前記少なくとも一つの電圧センサが、前記基板の少なくとも一部に関して電圧の二次元マップを生成するために複数点で該基板の電圧を測定するように構成される、装置。
【請求項６】
前記交換可能な接触部品と前記基板を接触させる前または後で該基板上の静電荷を減少させる中和デバイスをさらに含む、請求項５記載の装置。
【請求項７】
前記少なくとも一つの電圧センサが前記多軸作動部品に取り付けられる、請求項５または６記載の装置。
【請求項８】
前記交換可能な接触部品が前記基板の第一の表面に接触し、前記少なくとも一つの電圧センサが、反対側の第二の表面の電圧を測定する、請求項５から７のいずれか記載の装置。
【請求項９】
前記多軸作動部品が、（ａ）前記基板と前記真空部品を接触させかつ（ｂ）静電荷を発生させるために真空引きするようにプログラムされるサーボモータをさらに含む、請求項６記載の装置。
【請求項１０】
前記多軸作動部品が、（ａ）前記ローラ部品を回転させ、（ｂ）前記基板と該回転しているローラ部品を接触させ、かつ（ｃ）静電荷を発生させるために該回転しているローラ部品と該基板を互いに対して並進させるようにプログラムされるサーボモータをさらに含む、請求項６記載の装置。
【請求項１１】
前記多軸作動部品が、前記基板と前記摩擦接触部品を接触させ、かつ静電荷を発生させるために該摩擦接触部品と該基板を互いに対して並進させるようにプログラムされるサーボモータをさらに含む、請求項６記載の装置。
【請求項１２】
前記少なくとも一つの電圧センサが、前記交換可能な接触部品との接触時または接触後の前記基板の表面上の少なくとも一つの箇所の電圧を測定するように構成される、請求項５から７のいずれか記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、２０１５年１２月３日に出願された米国仮出願第６２／２６２６３８号の合衆国法典第３５巻第１１９条に基づく優先権の利益を主張するものであり、当該米国仮出願の内容を信頼し、そのまま参照によって本明細書に援用する。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、概して、基板の表面上の静電荷を測定する装置および方法に関し、特に、様々な動作条件でガラス基板上に静電荷を発生させて測定する装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
基板は、作製後、静電荷（ＥＳＣ）を発生させる可能性のある下流の処理ステップおよび取り扱いステップを受けることが多い。例えば、ガラス基板は、一つ以上の部品との当該基板の接触により、当該部品と接触している表面（「Ｂ表面」または「搬送表面」）および／または当該基板の裏面（「Ａ表面」または「加工表面」）のいずれか上に望ましくないＥＳＣ蓄積を引き起こす可能性のある様々な搬送工程および／または配置工程を受ける可能性がある。Ａ表面またはＢ表面のいずれか上の過剰なＥＳＣは望ましくない場合があり、基板のＡ表面上の電位差は、特に、表示デバイスの製造時に採用される可能性のあるような薄膜電子デバイスの加工を含むがそれに限定されない電子デバイスの加工の場合、歩留まりの著しい損失につながる加工時の深刻な問題を引き起こす可能性がある。
【０００４】
前記加工工程時、一つの処理ステーションから別の処理ステーションに基板を輸送するために搬送システムが使用される可能性がある。一般的に、搬送システムは、多くの小さなローラを含む場合があり、これらの小さなローラは、自由に転動かつ／または従動されている可能性がある。基板のＢ表面とローラとの間の接触それ自体が、Ａ表面および／またはＢ表面上のＥＳＣ蓄積を引き起こす場合がある。さらに、一つ以上のローラが、搬送システムにおける残りのローラと異なる速度で動いている場合、例えば、十分に潤滑されていない自由転動ローラまたは従動ローラの場合、ＥＳＣ蓄積がさらに増大する場合がある。
【０００５】
別のＥＳＣ発生工程は、真空工程、例えば、真空チャッキングを含む場合があり、真空チャッキングの間、前記基板は、接触表面上に真空によって所定の位置に保持される。当該真空による前記基板の引っ張りにより、当該基板と前記接触表面の間の密着を介してだけでなく、当該基板と真空ポートを包囲する接触表面領域との間の摩擦を介して、当該基板に電荷が付与される場合があり、この間に、ファンデルワールス相互作用によって電荷が交換される可能性がある。ＥＳＣ蓄積は、前記加工工程時の前記基板と他の表面との間の接触から、例えば、擦れおよび／または摩擦によって生じる場合もある。
【０００６】
ＥＳＣ発生活動を測定およびシミュレーションする現在の方法および装置は、狭い可動域、二種類以上のＥＳＣ発生活動を試験することができないこと、および／または基板表面上の箇所の関数としてＥＳＣ発生を評価することができないことのいずれかによって制限されている。基板上にＥＳＣを発生させて測定する一つの方法が転動球体試験であり、円形の転動するボールを基板に接触させるものである。しかし、円形の転動するボールの使用では、限られた運動プロファイルしか提供されない可能性があり、ローラ搬送が正確にシミュレーションされない可能性がある。特に、転動しているボールとの静止している基板の接触または静止しているローラボールとの動いている基板の接触は、例えば、ローラの回転速度および基板の並進速度が互いに独立している可能性がある場合、動いている基板が旋回または回転しているローラに接触する実際のローラ搬送工程と実質的には類似してない。さらに、前記転動球体試験では、真空による持ち上げおよび／または摩擦接触によるＥＳＣ発生に関する情報は提供されない。最終的に、前記転動球体試験は、基板の表面の全体または一部をＥＳＣ蓄積に関してマッピングして評価することができる方法を提供しない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、基板の表面上にＥＳＣを発生させて測定する改良した方法および装置を提供することは有利であろう。また、二種類以上のＥＳＣ発生活動をより正確にシミュレーションすることができる方法および装置を提供することは有利であろう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示は、様々な実施形態において、静電荷を測定する装置に関し、当該装置は、基板取付台と、多軸作動部品に取り外し可能に取り付けられる交換可能な接触部品と、少なくとも一つの電圧センサとを含み、当該装置は、静電荷を発生させるために前記交換可能な接触部品と前記基板を接触させるようにプログラムされ、前記少なくとも一つの電圧センサが、前記基板の少なくとも一部に関して電圧の二次元マップを生成するために複数点で当該基板の電圧を測定するように構成される。
【０００９】
また、本明細書に開示されるのは、静電荷を測定する装置であって、当該装置は、基板取付台と、少なくとも一つのローラ部品を含む基板接触部品と、少なくとも一つの電圧センサとを含み、当該装置は、（ａ）一つの回転速度で前記ローラ部品を回転し、（ｂ）静電荷を発生させるために前記少なくとも一つのローラ部品と前記基板を接触させ、かつ（ｃ）前記基板と前記少なくとも一つのローラ部品とを一つの並進速度で第一の方向に互いに対して並進させるようにプログラムされ、前記回転速度が、前記並進速度から独立して制御される。
【００１０】
さらに、本明細書に開示されるのは、静電荷を測定する方法であって、当該方法は、本明細書に開示の前記装置に基板を配置するステップと、前記基板接触部品との接触時または接触後に前記基板の表面上の少なくとも一つの箇所の電圧を測定するステップとを含む。一部の実施形態では、当該方法は、装置の基板取付台上に基板を配置するステップであって、当該装置が、少なくとも一つの電圧センサと、少なくとも一つのローラ部品を含む接触部品とをさらに含むステップと、一つの回転速度で前記少なくとも一つのローラ部品を回転させるステップと、静電荷を発生させるために前記少なくとも一つのローラ部品と前記基板を接触させるステップと、前記基板と前記少なくとも一つのローラ部品を一つの並進速度で第一の方向に互いに対して並進させるステップと、前記少なくとも一つのローラ部品との接触時または接触後に前記基板の表面上の少なくとも一つの箇所の電圧を測定するステップとを含むことができ、前記回転速度が、前記並進速度から独立して制御される。さらなる実施形態では、当該方法は、前記接触部品との接触前または接触後に前記基板の表面の少なくとも一部を中和するステップをさらに含むことができる。さらなる実施形態によれば、前記基板はガラスシートを含んでよい。
【００１１】
本開示のさらなる特徴および利点は、下記の詳細な説明において述べられるが、部分的には、当該説明から当業者にはすぐに明らかになり、または、下記の詳細な説明、請求項、および添付の図面を含む、本明細書に記載の方法を実施することによって認識されるだろう。
【００１２】
上記の概説および下記の詳細な説明は両方とも、本開示の様々な実施形態を提示しており、本請求項の性質および特徴を理解するための概観または枠組みを提供することを意図していると理解すべきである。添付の図面は、本開示のさらなる理解をもたらすために含まれており、本明細書に援用されて本明細書の一部を構成する。当該図面は、本開示の様々な実施形態を示しており、当該説明とともに、本開示の原理および作用を説明するのに役立つものである。
【００１３】
下記の詳細な説明は、下記の図面と併せて読むときにさらに理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１Ａ】図１Ａは、ローラ搬送、真空チャッキング、および摩擦接触などの様々なＥＳＣ発生活動を示す。
【図１Ｂ】図１Ｂは、ローラ搬送、真空チャッキング、および摩擦接触などの様々なＥＳＣ発生活動を示す。
【図１Ｃ】図１Ｃは、ローラ搬送、真空チャッキング、および摩擦接触などの様々なＥＳＣ発生活動を示す。
【図２】図２は、本開示の特定の実施形態に係るＥＳＣ測定装置を示す。
【図３】図３は、図２に描くＥＳＣ測定装置の底面図を示す。
【図４Ａ】図４Ａは、本開示の様々な実施形態に係る基板接触部品を示す。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本開示の様々な実施形態に係る基板接触部品を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
装置
本明細書に開示されるのは、静電荷を測定する装置であって、当該装置は、基板取付台と、少なくとも一つのローラ部品を含む基板接触部品と、少なくとも一つの電圧センサとを含み、当該装置は、（ａ）一つの回転速度で前記ローラ部品を回転し、（ｂ）静電荷を発生させるために前記少なくとも一つのローラ部品と前記基板を接触させ、かつ（ｃ）前記基板と前記少なくとも一つのローラ部品とを一つの並進速度で第一の方向に互いに対して並進させるようにプログラムされ、前記回転速度が、前記並進速度から独立して制御される。
【００１６】
また、本開示で開示されるのは、静電荷を測定する装置であって、当該装置は、基板取付台と、多軸作動部品に取り外し可能に取り付けられる交換可能な接触部品と、少なくとも一つの電圧センサとを含み、当該装置は、静電荷を発生させるために前記交換可能な接触部品と前記基板を接触させるようにプログラムされ、前記少なくとも一つの電圧センサは、前記基板の少なくとも一部に関して電圧の二次元マップを生成するために複数点で当該基板の電圧を測定するように構成される。
【００１７】
図１Ａから図１Ｃは、基板の一つ以上の表面上にＥＳＣを発生させ得る様々な接触状況を示す。例えば、図１Ａにはローラ搬送が示されており、実線の矢印で示す第二の方向に回転する複数のローラＲを用いて、破線の矢印で示す第一の方向に基板Ｓが搬送される。図１Ｂには真空チャッキングが示されており、基板Ｓは、実線の矢印によって示す第一の方向に引っ張られ、接触表面Ｃに接触させられる。最後に、図１Ｃには摩擦接触が示されており、基板Ｓは、接触表面Ｃに対して擦られる。本明細書で用いる摩擦接触とは、例えば、図１Ｃにて破線の矢印で示すような反対方向に、または、例えば異なる速度で同一方向に（図示せず）基板Ｓと接触表面Ｃを互いに対して並進させることによる、または基板Ｓおよび接触表面Ｃのうちの一方を他方に対して動かすこと（図示せず）よる、基板と別の表面との間の摩擦の発生を意味することを意図している。本明細書で用いる「互いに対して並進」という表現は、基板および／または基板接触部品のうちの少なくとも一方が他方に対して動いていること、例えば、動いている基板と静止している部品、動いている部品と静止している基板、または動いている基板と動いている部品を意味することを意図している。
【００１８】
図２を参照すると、例示的なＥＳＣ測定システム１００が描かれているが、基板１０１は、基板取付台１０３上に配置することができる。前記基板は、ガラス基板、プラスチック基板、金属基板、セラミック基板、および他の類似の基板を含むがそれらに限定されない、静電荷を発生させることができる任意の材料から選択することができる。一実施形態では、基板１０１は、ガラス基板、例えば、ガラスシートである。基板取付台１０３上に基板１０１を配置した後、基板１０１は、適宜、ＥＳＣ蓄積を低減するために基板１０１を処理する中和ステップを経ることができる。一部の実施形態では、中和ステップを実行した結果、下記で議論する後続のＥＳＣ測定ステップの精度が上がる可能性がある。
【００１９】
中和ステップ時、基板１０１は、中和デバイス１０９に近接して、例えば、基板取付台１０３の上方に持ち上げるまたはそれ以外の方法で配置してよい。例えば、図３に示すように、基板１０１は、取付ピン１０５を用いて持ち上げて、中和デバイス１０９と整列させてよい。中和デバイス１０９は、基板１０１の上面および底面（参照番号は付さない）またはその一部など、基板１０１の一つ以上の表面を中和することができる。中和デバイス１０９は、基板１０１の一つ以上の表面を覆うようにイオン化空気流を提供してよい。中和デバイス１０９は、特定の実施形態では、不活性ガス源、例えば、ＡｒまたはＮ２を用いて動作する高電流イオナイザでよい。
【００２０】
図２を参照すると、一部の実施形態では、基板１０１の中和前および／または中和時に、基板に近接して、例えば、基板の上方に、静電フィードバックセンサ１０７を配置できる。静電フィードバックセンサ１０７は、中和時に基板１０１の電圧を測定することができる。所望の基板中和レベルを示す所定の電圧、例えば、＜約５Ｖに達すると、当該中和工程は中止してよい。次に、フィードバックセンサ１０７は後退させてよく、取付ピン１０５は下降させてよく、かつ／または、基板１０１は再配置または基板取付台１０３と接触するように戻してよい。
【００２１】
基板１０１は、任意の適した締結機構、例えば、クランプ１１１、真空チャッキング、および他の類似の部品または方法、またはそれらの組み合わせを用いて、基板取付台１０３に固定してよい。基板１０１が基板取付台１０３に固定されて適宜中和されると、基板接触部品１１３を用いて接触ステップが開始されることができ、基板接触部品１１３は、一つ以上の所望のＥＳＣ発生活動をシミュレーションするようにプログラムまたは設計することができる。
【００２２】
図４Ａには、交換可能な接触部品の非限定的な一実施形態が示されており、当該接触部品はローラ部品１１３ａである。かかる接触部品は、ローラコンベヤ上の基板の通過、例えば、図１Ａに示す運動をシミュレーションするようにプログラムまたは設計してよい。ローラ部品１１３ａは、一部の実施形態では、多軸作動部品１１５に取り外し可能に固定することができ、多軸作動部品１１５は、基板１０１上の様々な箇所にローラ１１３ａを配置するために使用することができる。多軸作動部品１１５は、四つの軸に沿ってまたは四方向に、例えば、図４Ａに描いたｘ、ｙ、ｚ、およびθにローラ部品１１３ａを動かすように作動することができる。ｘ方向およびｙ方向は、前記基板の平面に平行な二次元の運動を表現することができ、ｚ方向は、当該基板の平面に垂直な一次元の運動を表現することができる。さらに、θは、ローラ部品１１３ａの回転運動を表現することができる。
【００２３】
別の実施形態では、図４Ｂに示すように、前記交換可能な接触部品は表面部品１１３ｂとすることができ、表面部品１１３ｂは、別の表面との前記基板の摩擦接触または非摩擦接触、例えば、図１Ｃに示す摩擦運動をシミュレーションするようにプログラムまたは設計することができる。本明細書で用いられる「非摩擦」接触とは、前記基板も別の表面も互いに対して動かされない当該基板と当該別の表面との間の接触を意味することを意図している。例えば、静止しているワークの表面上に載っている基板は、当該ワーク表面と非摩擦接触状態にあると言うことができる。代替的な一実施形態では、前記基板接触部品は、真空要素（図示せず）を含んでもよく、例えば、基板１０１と表面部品１１３ｂの間を真空に引いてよく、それにより、基板の真空チャッキング、持ち上げ、またはそれ以外の方法による搬送、例えば、図１Ｂに示す運動をシミュレーションすることができる。本明細書で用いる場合の「真空部品」とは、真空要素を具備する表面接触部品を指すことを意図している。表面部品１１３ｂおよび／または真空部品は、一部の実施形態では、多軸作動部品１１５に固定することができ、多軸作動部品１１５は、基板１０１上の様々な箇所に表面部品１１３ｂを配置するために使用することができる。
【００２４】
図２を再び参照すると、前記静電測定装置は、組立台１１９およびロードセル１２１をさらに含むことができ、組立台１１９およびロードセル１２１は、基板取付台１０３、多軸作動部品１１５、中和デバイス１０９、および／またはセンサ、例えば、静電フィードバックセンサ１０７または電圧センサ１１７を、互いに対して様々な位置に配置するために使用することができる。組立台１１９は、加熱要素および／または真空デバイス（図示せず）も具備することができる。前記加熱要素は、例えば、試験用の所望の温度まで、例えば、約５０℃から約２００℃まで基板の温度を上げるために使用することができる。前記真空デバイスは、基板１０１と台１０３の間を真空に引いて当該基板を試験用の所定の位置に固定するために使用することができる。基板１０１を固定するためにクランプ１１１も使用してよく、クランプ１１１は、異なる基板のサイズに対して調整可能でよい。
【００２５】
前記静電測定装置は、一つ以上の電圧プローブまたは電圧センサをさらに含むことができる。図４Ａおよび図４Ｂに示すように、電圧センサ１１７は、多軸作動部品１１５に対して付着またはそれ以外の方法で基板１０１の上面に近接または接触して配置することができる。その代わりに、図３に示すように、基板１０１の底面の静電荷を測定するために、基板１０１の下に電圧センサ１１７ｂを配置することができる。電圧センサ１１７ｂは、取付台１０３の孔または他の開口１２３を介して基板１０１の底面に近接または接触して配置してよい。なお、電圧センサ１１７は、フィードバックセンサ１０７とは別のものとすることができ、フィードバックセンサ１０７は、前記任意の中和ステップ時に電圧を測定する。
【００２６】
基板接触部品１１３は、一部の実施形態では、多軸作動部品１１５に取り外し可能に固定することができる。多軸作動部品１１５は、基板取付台１０３に近接して、例えば、その上方に配置することができ、ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向、およびθ方向の運動を提供するために作動することができる。多軸作動部品１１５は、例えば、少なくとも一つのモータと測位センサとを含むサーボモータ（図示せず）を含むことができる。多軸作動部品１１５は、所望の運動またはシーケンスを実行するためのプログラミングをさらに含むことができる。前記モータは、所与の基板１０１および基板接触部品１１３に対して選択されたプログラミングに基づいて多軸作動部品１１５の動きに動力を供給するために使用することができる。特定の実施形態では、ローラ部品１１３ａが採用されるときは、別体の回転モータが使用されてよく、この第二のモータは、前記ローラ部品の旋回に動力を供給するために使用することができる。
【００２７】
様々な実施形態によれば、前記異なる基板接触部品１１３は、多軸作動部品１１５によって交換可能に使用することができる。例えば、前記交換可能な接触部品１１３は、所与の基板に関していくつかの異なる測定を行うために、ある接触部品を別の接触部品と切り替えることができるように、設置および取り外しの容易さを考慮するように構成してよい。多軸作動部品１１５の前記サーボモータは、どの基板接触部品１１３が設置されているかに応じて前記装置を異なるように動作させるようにユーザがプログラムすることができる。
【００２８】
図４Ａから図４Ｂに示すように、多軸作動部品１１５には、例えば、基板接触部品１１３に近接または隣接して、一つ以上の電圧センサ１１７を取り付けることができる。前記電圧センサは、一部の実施形態では、高圧または低圧の静電電圧計または高圧のフィールドメータから選択することができる。当業者であればすぐに分かるはずであるが、特定の用途に基づいて特定の種類の電圧センサが選択できる。基板接触部品１１３と同様に、電圧センサ１１７は、多軸作動部品１１５によってｘ方向、ｙ方向、およびｚ方向に動かすことができる。電圧センサ１１７の動きは、特定の基板接触部品１１３および測定プロトコルに基づいて変えることができる。特定の実施形態では、電圧センサ１１７は、空気圧シリンダ（図示せず）を介して多軸作動部品１１５に取り付けることができ、この空気圧シリンダも、例えば前記サーボモータによって制御することができる。当該空気圧シリンダによって、電圧センサ１１７は、ｚ軸に沿って動くこと、例えば、前記基板表面に近づくおよび遠ざかることを可能にしてよい。電圧センサ１１７および／またはＥＣＳ測定装置はメモリドライブも含むことができ、当該メモリドライブは、電圧測定値を記録するために使用してよい。
【００２９】
測定は一回または二回以上行うことができ、基板接触部品１１３との前記基板の接触前、接触時、および／または接触後に行うことができる。例えば、接触前、接触時、および／または接触後に一回の測定が行われてよく、または基板接触部品１１３が動いているときに間欠測定が行われてよく、または基板接触部品１１３が動いているときに連続測定が行われてよい。したがって、様々な実施形態において、単一箇所での測定、複数箇所での測定、一次元のマッピング、または二次元のマッピングなど、基板全域の静電荷が、表面上の箇所に対して測定またはマッピングされることができる。
【００３０】
図２から図４Ｂに開示の実施形態は一例に過ぎず、いかなる意味においても、例えば、部品の向き、縮尺、相対的配置などに関して、本請求項を限定することを意図していないと理解すべきである。単に例示を目的として、各部品の様々な態様を下記により詳細に説明する。
【００３１】
基板取付台１０３は、いずれの特定のサイズにも限定されないが、例えば、約１０ｃｍから約１００ｃｍまで、例えば、約３０ｃｍから約６０ｃｍまでに及ぶ少なくとも一つの寸法、例えば、長さおよび／または幅を有してよい。持ち上げピン１０５は、一部の実施形態では、基板１０１を取付台１０３から持ち上げて、例えば、中和デバイス１０９に近接させるために使用することができる。持ち上げピン１０５は、例えば、約１ｃｍから約２．５ｃｍなどの、約０．５ｃｍから約５ｃｍまでに及ぶ距離まで基板１０１を持ち上げることができる。多軸作動部品１１５は、ｘ方向、ｙ方向、およびｚ方向に任意の所与の距離分、並進するように、およびθ方向に任意の所与の速度でローラを回転させるように構成することができる。例えば、多軸作動部品１１５は、約１０ｃｍから約１００ｃｍまで、例えば、約２５ｃｍから約５０ｃｍまでに及ぶｘ方向および／またはｙ方向の距離分、および約２．５ｃｍから約５ｃｍまでなどの、約１ｃｍから約１０ｃｍまでに及ぶｚ方向の距離分、移動することができる。
【００３２】
特定の実施形態では、ローラ１１３ａは、約２．５ｃｍから約５ｃｍまでなどの、約１ｃｍから約１０ｃｍまでに及ぶ直径を有することができる。ローラ１１３ａは、ｘ方向、ｙ方向、および／またはｚ方向に移動しながら同時にθ方向に旋回することができる。様々な実施形態によれば、前記サーボモータは、ローラ部品１１３ａの位相を変化させることによって、ローラ部品１１３ａと基板１０１との間の摩擦接触を制御するようにプログラムすることができる。本明細書で用いる「位相」とは、前記基板に対する、例えば、ｘ軸に沿う前記ローラの線速度に対する当該ローラの回転速度の±％値を意味することを意図しており、当該ローラの線速度と回転速度は、例えば、当該ローラの円周によって関連付けることができる。前記回転速度および／または並進速度を独立的に制御することにより、異なる回転／摩擦比率に対して様々な測定プロトコルが展開され、それによって広範囲のシミュレーションを提供することができる。前記ローラは、ガラス、プラスチック、金属、セラミックなどの任意の材料、例えば、基板が最終用途での動作時に接触する可能性のある材料から構成することができる。
【００３３】
さらなる実施形態によれば、表面部品１１３ｂは、真空、非摩擦表面接触、および／または摩擦接触によって誘発される静電荷をシミュレーションおよび測定するのに適した任意の所与の形状またはサイズを有することができる。一部の実施形態では、表面部品１１３ｂは、例えば、正方形、矩形、円形、オーバル形、または任意の他の規則形状または不規則形状の断面を有する任意の所定の材料のブロックまたはパックを含むことができる。さらなる実施形態によれば、表面部品１１３ｂは、真空ポートなどの真空部品をさらに具備することができる。一部の実施形態では、表面部品１１３ｂは、約２．５ｃｍから約５ｃｍまでなどの、約１ｃｍから約１０ｃｍまでに及ぶ長さを含む正方形の断面を含むことができ、あるいは、約１ｃｍから約２．５ｃｍまでなどの、約０．５ｃｍから約５ｃｍまでに及ぶ直径を含む円形の断面を有することができる。前記表面部品は、ガラス、プラスチック、金属、セラミックなどの任意の材料、例えば、基板が最終用途での動作時に接触する可能性のある材料から構成することができる。
【００３４】
方法
本明細書で開示されるのは、基板上の静電荷を測定する方法であって、当該方法は、本明細に開示の装置において前記基板を配置するステップと、前記基板接触部品、例えば、少なくとも一つのローラ部品との接触時または接触後に、前記基板の表面上の少なくとも一つの箇所の電圧を測定するステップとを含む。単に例示を目的として、様々な測定技術をこれから下記に詳細に説明する。これらの測定技術は一例に過ぎず、いかなる意味においても、例えば、シーケンス、配置、任意のステップなどに関して、本請求項を限定する意図はないと理解すべきである。また、開示される方法は、表面上のＥＳＣ蓄積の測定だけでなく、経時的な表面上のＥＳＣ消失を測定するために使用することもできると理解すべきである。
【００３５】
前記基板と、一つのローラまたは複数のローラなどの回転体との接触によって発生する静電荷を測定する方法を、図４Ａに描く装置を参照して議論する。基板１０１は、取付台１０３に固定され、先に説明したように適宜中和されてよい。前記基板を固定および適宜中和した後、前記試験は、前記基板表面に向かってｚ軸に沿ってローラ１１３ａを具備する多軸作動部品１１５を動かすことによって開始してよい。前記多軸作動部品は、特定の「調査」位置で、例えば、前記基板表面の数ミリメートル上方で停止させることができる。この調査シーケンスは、ｚ位置に刻印された集合ロードセルの信号（例えば、全四つのロードセルの合計）を連続的に監視しながら、前記基板表面に向かってｚ方向に緩やかに多軸作動部品を降下させることを含むことができる。前記調査シーケンスは、前記ロードセル信号がユーザ定義の目標の集合ロードセル設定点に到達するまたはそれを超えると停止してよい。前記多軸作動部品は、次に、前記目標の集合ロードセル設定点に最も密接に関連付けられた点へ再配置してよい。一部の実施形態では、前記調査シーケンスは、ｘ軸またはｙ軸に沿ういかなる運動も含まない。
【００３６】
前記調査シーケンスが完了した後、前記ｚ軸の運動は、荷重サーボ制御に切り替えることができる。一旦荷重サーボ制御になると、前記ローラは、ユーザ定義の安定化期間の間前記基板と接触したままにすることができる。ｚ軸に沿う運動は、同時にθ方向の回転運動と連動することができる。前記ローラの直線加速度および回転加速度は、同時に目標の速度に達するように調整してよい。この運動に関する位相は、ｘ軸に沿う並進速度ＶＸに対する前記ローラの回転速度ＶＲの±％値に対応してよく、例えば、位相は（ＶＲ／ＶＸ）×１００である。前記位相は、前記ローラの回転速度ＶＲまたは並進速度ＶＸのいずれかを独立して変更することによって変えることができる。転動球体試験とは対照的に、本明細書に開示の方法は、ローラ搬送をシミュレーションするためにｘ方向およびθ方向の動きの同時的かつ独立的な制御が可能である。したがって、本明細書に開示の方法により、位相調整を通じて制御できる多様な回転／摩擦比率の探査が可能になる。
【００３７】
電圧センサ１１７は、ローラ１１３ａに近接して多軸作動部品１１５に固定することができる。電圧センサ１１７は、ローラ１１３ａが基板１０１と接触している間に、当該ローラ１１３ａが移動する経路に沿って一つ以上の点で電圧を測定することができる。測定は、ユーザ定義のストローク長を用いて指定の期間の間に一回または所望の間隔で複数回行うことができる。ユーザ定義の期間が完了した後、ローラ１１３ａの同時的な旋回および並進は停止してよい。多軸作動部品１１５は、次に、ローラ１１３ａを、基板１０１と接触しなくなるまで上昇させることができる。
【００３８】
前記基板と、真空チャックなどの真空下の接触表面との間の接触によって発生する静電荷を測定する方法を、図４Ｂに描く装置を参照して議論する。上記で説明した方法と同様に、基板１０１は、取付台１０３に固定され、適宜中和されてよい。前記基板を固定および適宜中和した後、調査シーケンスおよび安定化シーケンスも行われてよい。次に、図示しない真空要素を含む表面部品１１３ｂを基板１０１と接触させてよい。起動と同時に、前記真空要素は、指定の真空引き時間の間基板１０１上に所定の吸引力を提供することができ、その後、係合解除することができる。この真空引き工程は、一回以上行うことができる。二回以上の真空引きが指定される場合、真空を再び加える前に、引きと引きの間に指定の時間を経過させてよい。このサイクルは、所望の引き数が達成されるまで繰り返してよい。好ましくは、起動している間、前記真空要素は、ｘ軸、ｙ軸、またはｚ軸に沿って動かない。
【００３９】
最後の真空引きの完了後、多軸作動部品１１５は、前記基板表面の上方の指定の距離まで指定の期間の後にｚ軸に沿って後退することができる。前記指定の距離は、例えば、電圧センサ１１７に取り付けられた空気圧シリンダの動作距離に応じて決定してよい。電圧センサ１１７は、測定のために約１ｍｍから約５ｍｍの前記基板表面からの距離に配置することができる。多軸作動部品１１５は、前記真空引きによって帯電した一つ以上の領域を覆うように電圧センサ１１７を配置するためにｚ軸およびｙ軸に沿って動かすこともできる。測定は、指定の期間の間に一回または所望の間隔で複数回行うことができる。例えば、ある箇所で単一点測定が行われることができ、または指定のｘ‐ｙ箇所で一連の離散的な単一点測定が行われることができ、またはユーザ定義のｘ‐ｙ開始／停止／ステップ位置に従って測定値のｘ−ｙ−ｚ位置の刻印によって連続的運動走査が行われることができる。刻印とは、例えば、定義したラスタに沿って、その所定の表面または一部に対して測定を行うことを含んでよい。一部の実施形態では、基板１０１の表面全体が、電圧センサ１１７によって調べられてマッピングされてよい。測定は、ユーザによって指定される場合は一つ以上の真空サイクル間で、または最後の真空サイクル後に行うことができる。
【００４０】
ワーク表面上に載っているなどする、前記基板と真空下にない動いていない接触表面との間の接触によって生じる静電荷を測定する方法を、図４Ｂに描く装置を参照して議論する。上記で説明した方法と同様に、基板１０１は、取付台１０３に固定され、適宜中和されてよい。前記基板を固定して適宜中和した後、調査シーケンスおよび安定化シーケンスも行われてよい。次に、真空要素を含まない表面部品１１３ｂを基板１０１に接触させてよい。表面部品１１３ｂが前記基板表面と非摩擦接触しているユーザ指定の滞在時間後、多軸作動部品１１５は、前記基板表面の上方の指定の距離に電圧センサ１１７を配置するためにｚ軸に沿って後退することができる。多軸作動部品１１５は、表面接触によって帯電する一つ以上の領域を覆うように電圧センサ１１７を配置するためにｘ軸およびｙ軸に沿って動くこともできる。測定は、単一点の測定、離散的な点の測定、または前記表面の少なくとも一部の連続的走査など、指定の期間の間に一回または所望の間隔で複数回行うことができる。測定サイクルおよび接触サイクルは要望に応じて繰り返すことができる。
【００４１】
非回転表面に沿う搬送などの、前記基板と真空下にない摩擦接触表面との間の接触によって発生する静電荷を測定する方法を、図４Ｂに描く装置を参照して議論する。上記で説明した方法と同様に、基板１０１は、取付台１０３に固定され、適宜中和されてよい。前記基板を固定および適宜中和した後、調査シーケンスおよび安定化シーケンスも行われてよい。次に、真空要素を含まない表面部品１１３ｂを基板１０１に接触させ、ユーザ定義の速度、加速度、および／または繰り返し率で、定義されたシーケンスまたはパターンに従ってｘ軸および／またはｙ軸に沿って動かしてよい。
【００４２】
表面部品１１３ｂが前記基板表面に摩擦接触している最後の接触サイクル後、または要望に応じて接触サイクルと接触サイクルの間で、多軸作動部品１１５は、前記基板表面の上方に指定の距離で電圧センサ１１７を配置するためにｚ軸に沿って後退することができる。多軸作動部品１１５は、表面接触によって帯電する一つ以上の領域を覆うように電圧センサ１１７を配置するためにｘ軸およびｙ軸に沿って動くこともできる。電圧測定は、単一点の測定、離散的な点の測定、または前記基板の少なくとも一部の連続的走査など、指定の期間の間に一回または所望の間隔で複数回行うことができる。測定サイクルおよび接触サイクルは要望に応じて繰り返すことができる。
【００４３】
様々な実施形態において、測定前および／または測定後に中和手順を行ってよい。例えば、事前中和により、後続の測定の精度を向上させてよく、事後中和により、予期せぬ電圧サージから電圧センサを保護してよい。さらに、異なる基板接触部品１１３およびそのそれぞれの方法が、上記では別々に説明されているが、これらは、単一の基板１０１に対して組み合わせて使用することができることに留意されたい。例えば、前記基板のＥＳＣを発生させて測定するために前記ローラ１１３ａを使用した後、当該基板は中和され、次に、摩擦接触または非摩擦接触のいずれかをシミュレーションするように設計された表面部品１１３ｂまたは真空部品などの別の交換可能な部品によって接触することができる。単一の基板に対して複数の交換可能な接触部品を用いることにより、当該基板の下流の処理および取り扱いに有用になり得る増大したＥＳＣデータを提供してよい。
【００４４】
様々な開示された実施形態は、その特定の実施形態に関連して説明される特定の特徴、要素またはステップを伴う可能性があることが分かるだろう。また、特定の特徴、要素またはステップは、ある特定の実施形態に関連して説明されていても、様々な図示しない組み合わせまたは順列で代替的な実施形態と交換されるまたは組み合わされる可能性があることが分かるだろう。
【００４５】
また、本明細書で使用する名詞は、「少なくとも一つの」の対象を指し、特に明示しない限りは、「一つのみの」の対象に限定すべきではないと理解すべきである。したがって、例えば、「少なくとも一つのセンサ」と言及した場合、文脈上明確に否定されない限りは、二つ以上のこのようなセンサを有する例を含む。
【００４６】
範囲は、本明細書では、「約」ある特定の値からかつ／または「約」別の特定の値までとして表現される場合がある。かかる範囲が表現されるとき、例は、当該ある特定の値からかつ／または当該別の特定の値までを含む。同様に、「約」という先行詞を用いることによって値が近似値として表現されるとき、当該特定の値は別の態様をなすことが分かるだろう。さらに、各々の当該範囲の端点は、もう一方の端点と関連する場合およびもう一方の端点とは無関係である場合の両方において有効であることが分かるだろう。
【００４７】
特に明記しない限りは、本明細書で述べたいずれの方法も、そのステップが特定の順序で実行されることを必要とするものとみなされることを意図していない。したがって、方法の請求項がそのステップが従うべき順序を実際に記載していない場合、またはそれ以外に、当該ステップが特定の順序に限定されるべきということが本請求項または説明に特に記載されていない場合、何らかの特定の順序が推測されることは意図していない。
【００４８】
特定の実施形態の様々な特徴、要素またはステップは、「を含む」という移行句を用いて開示されている可能性があるが、「からなる」または「から基本的になる」という移行句を用いて説明されている可能性のある実施形態を含む代替的な実施形態が示唆されていると理解すべきである。したがって、例えば、ＡとＢとＣとを含むデバイスに対して示唆される代替的な実施形態は、デバイスがＡとＢとＣとからなる実施形態と、デバイスがＡとＢとＣとから基本的になる実施形態とを含む。
【００４９】
当業者には、本開示の精神および範囲から逸脱することなく本開示に対して様々な修正および変更をなすことができることが分かるだろう。本開示の精神および本質を組み込む、開示された実施形態の修正、組み合わせ、部分的な組み合わせ、および変更は、当業者が想到する可能性があるため、本開示は、添付の請求項およびそれらの均等物の範囲内である全てのものを含むと解釈すべきである。
【００５０】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【００５１】
実施形態１
静電荷を測定する方法であって、
（ａ）装置の基板取付台上に基板を配置するステップであって、当該装置が、少なくとも一つの電圧センサと、少なくとも一つのローラ部品を含む接触部品とをさらに含む、ステップと、
（ｂ）一つの回転速度で前記少なくとも一つのローラ部品を回転させるステップと、
（ｃ）静電荷を発生させるために前記少なくとも一つのローラ部品と前記基板を接触させるステップと、
（ｄ）前記基板と前記少なくとも一つのローラ部品を一つの並進速度で第一の方向に互いに対して並進させるステップと、
（ｅ）前記少なくとも一つのローラ部品との接触時または接触後に前記基板の表面上の少なくとも一つの箇所の電圧を測定するステップと、
を含み、
前記回転速度が、前記並進速度から独立して制御される、方法。
【００５２】
実施形態２
前記少なくとも一つのローラ部品と前記基板を接触させるステップの前または後に該基板の前記表面の少なくとも一部を中和するステップをさらに含む、実施形態１記載の方法。
【００５３】
実施形態３
前記基板接触部品が多軸作動部品に取り付けられる、実施形態１記載の方法。
【００５４】
実施形態４
前記少なくとも一つの電圧センサが多軸作動部品に取り付けられる、実施形態１記載の方法。
【００５５】
実施形態５
前記多軸作動部品が、ステップ（ｂ）からステップ（ｄ）を実行するようにプログラムされたサーボモータをさらに含む、実施形態３記載の方法。
【００５６】
実施形態６
前記電圧が、前記基板の前記表面上の単一点で、所定の一次元経路に沿って複数点で、または所定の二次元経路に沿って複数点で測定される、実施形態１記載の方法。
【００５７】
実施形態７
前記電圧を測定するステップが、前記基板の少なくとも一部に関する電圧の二次元マップを生成するステップを含む、実施形態１記載の方法。
【００５８】
実施形態８
前記少なくとも一つのローラ部品が前記基板と接触している間に、前記電圧が、当該少なくとも一つのローラ部品の所定の経路に沿って測定される、実施形態１記載の方法。
【００５９】
実施形態９
前記少なくとも一つのローラ部品と前記表面を接触させるステップと、前記基板の反対側の第二の表面の電圧を測定するステップとを含む、実施形態１記載の方法。
【００６０】
実施形態１０
前記基板がガラスシートである、実施形態１記載の方法。
【００６１】
実施形態１１
静電荷を測定する装置であって、
基板取付台と、
多軸作動部品に取り外し可能に取り付けられる交換可能な接触部品と、
少なくとも一つの電圧センサと、
を含み、
当該装置は、静電荷を発生させるために前記交換可能な接触部品と前記基板を接触させるようにプログラムされ、
前記少なくとも一つの電圧センサが、前記基板の少なくとも一部に関して電圧の二次元マップを生成するために複数点で当該基板の電圧を測定するように構成される、装置。
【００６２】
実施形態１２
前記交換可能な接触部品が、ローラ部品、真空部品、摩擦表面部品、または非摩擦表面部品から選択される、実施形態１１記載の装置。
【００６３】
実施形態１３
前記交換可能な接触部品と前記基板を接触させる前または後で当該基板上の静電荷を減少させる中和デバイスをさらに含む、実施形態１１記載の装置。
【００６４】
実施形態１４
前記少なくとも一つの電圧センサが前記多軸作動部品に取り付けられる、実施形態１１記載の装置。
【００６５】
実施形態１５
前記交換可能な接触部品が前記基板の第一の表面に接触し、前記少なくとも一つの電圧センサが、反対側の第二の表面の電圧を測定する、実施形態１１記載の装置。
【００６６】
実施形態１６
前記多軸作動部品が、（ａ）前記基板と前記真空部品を接触させかつ（ｂ）静電荷を発生させるために真空引きするようにプログラムされるサーボモータをさらに含む、実施形態１２記載の装置。
【００６７】
実施形態１７
前記多軸作動部品が、（ａ）前記ローラ部品を回転させ、（ｂ）前記基板と当該回転しているローラ部品を接触させ、かつ（ｃ）静電荷を発生させるために当該回転しているローラ部品と当該基板を互いに対して並進させるようにプログラムされるサーボモータをさらに含む、実施形態１２記載の装置。
【００６８】
実施形態１８
前記多軸作動部品が、前記基板と前記摩擦接触部品を接触させ、かつ静電荷を発生させるために当該摩擦接触部品と当該基板を互いに対して並進させるようにプログラムされるサーボモータをさらに含む、実施形態１２記載の装置。
【００６９】
実施形態１９
前記少なくとも一つの電圧センサが、前記交換可能な接触部品との接触時または接触後の前記基板の表面上の少なくとも一つの箇所の電圧を測定するように構成される、実施形態１１記載の装置。
【００７０】
実施形態２０
静電荷を測定する方法であって、請求項１１記載の装置に基板を配置するステップと、前記交換可能な接触部品との接触時または接触後の当該基板の表面上の少なくとも一つの箇所の電圧を測定するステップとを含む、方法。
【００７１】
実施形態２１
前記交換可能な接触部品と前記基板を接触させる前または後で当該基板の表面の少なくとも一部を中和するステップをさらに含む、実施形態２０記載の方法。
【００７２】
実施形態２２
前記基板がガラスシートである、実施形態２０記載の方法。
【符号の説明】
【００７３】
１００  ＥＳＣ測定システム
１０１  基板
１０３  取付台
１０５  取付ピン、持ち上げピン
１０７  静電フィードバックセンサ
１０９  中和デバイス
１１１  クランプ
１１３  基板接触部品
１１３ａ  ローラ部品
１１３ｂ  表面部品
１１５  多軸作動部品
１１７、１１７ｂ  電圧センサ
１１９  組立台
１２１  ロードセル
１２３  開口
Ｃ  接触表面
Ｒ  ローラ
Ｓ  基板
ＶＸ  並進速度
ＶＲ  回転速度
【図１Ａ】
2019500748.tif 000003
【図１Ｂ】
2019500748.tif 000004
【図１Ｃ】
2019500748.tif 000005
【図２】
2019500748.tif 000006
【図３】
2019500748.tif 000007
【図４Ａ】
2019500748.tif 000008
【図４Ｂ】
2019500748.tif 000009
【国際調査報告】
2019500748.tif 000010
2019500748.tif 000011