(57)【要約】     【課題】真空中で、基板を静電吸着装置に吸着保持した状態で搬送する際に、搬送終了後に短時間で基板を静電吸着装置から容易に離脱させる技術に関する。    【解決手段】本発明では、静電吸着装置内の電極に第１の電圧Ｖ1を印加して基板を静電吸着装置に吸着させた後に基板の移動を開始し、移動中に電極に印加する電圧を第２の電圧Ｖ2に変更して吸着力を低下させている。このため、基板の移動が終了した時点では、同一電圧を電極に印加していた従来に比して、基板と静電吸着装置との間の残留電荷の量が少なくなり、残留吸着力が低下するので、静電吸着装置から基板を離脱させられるまでに要する時間を、従来に比して短縮することができる。特に、移動終了後に電極に逆極性の電圧を短期間印加して残留電荷を消滅させる場合には、従来のように高電圧を印加しなくとも残留電荷を消滅させることができる。【選択図】        図１０
2010141352.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空雰囲気中に配置された静電吸着装置に基板を接触させ、前記静電吸着装置が有する電極に電圧を印加し、前記基板と前記静電吸着装置との間に静電吸着力を生じさせ、真空中で前記基板の処理を行う真空処理方法であって、
前記電極に第１の電圧を印加して、前記静電吸着力を最小吸着力以上の大きさにする工程と、
前記電極に印加する電圧を第２の電圧に変更して、前記静電吸着力を減少させる工程と、
前記静電吸着力が前記最小吸着力以上の期間に前記基板の処理を行う工程とを有する真空処理方法。
【請求項２】
前記電極に印加する電圧を第２の電圧に変更して、前記静電吸着力を減少させる工程は、
前記第１の電圧を印加した後、静電吸着力が前記最小吸着力よりも大きい上限吸着力以上になる前に行われることを特徴とする請求項１記載の真空処理方法。
【請求項３】
前記基板の処理は、前記基板を移動させる処理であって、
前記静電吸着力が前記最小吸着力以上の大きさである期間に、前記基板の移動の開始と終了を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の真空処理方法。
【請求項４】
前記静電吸着装置が有する電極は、２個の電極からなり、該２個の電極に、互いに極性の異なる電圧を印加するように構成された請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の真空処理方法。
【請求項５】
前記電極に印加する電圧を前記第２の電圧に変更して、前記静電吸着力を減少させる工程では、前記２個の電極の間の電位差を、前記第１の電圧が印加された工程における前記２個の電極の電位差よりも小さくすることを特徴とする請求項４記載の真空処理方法。
【請求項６】
前記電極に印加する電圧を前記第２の電圧に変更して、前記静電吸着力を減少させる工程では、前記２個の電極の間の電位差を、０ボルトにすることを特徴とする請求項４記載の真空処理方法。
【請求項７】
前記電極に印加する電圧を前記第２の電圧に変更して、前記静電吸着力を減少させる工程では、前記第１の電圧が印加された工程において、前記２個の電極に印加された電圧と逆極性の電圧を、前記２個の電極にそれぞれ印加することを特徴とする請求項４記載の真空処理方法。
【請求項８】
前記電極に印加する電圧を前記第２の電圧に変更して、前記静電吸着力を減少させる工程の後に、
前記２個の電極に、前記２個の電極の間の電位差が段階的に変化する電圧を印加することを特徴とする請求項４記載の真空処理方法。
【請求項９】
真空雰囲気中に配置された静電吸着装置に基板を接触させ、前記静電吸着装置が有する電極に電圧を印加し、前記基板と前記静電吸着装置との間に静電吸着力を生じさせ、真空中で前記基板の処理を行う真空処理方法であって、
予め前記基板について最小吸着力と、第１の電圧及び第２の電圧の大きさと印加時間、前記基板の処理の開始時刻及び終了時刻を求め、
求めた値に従い、
前記電極に第１の電圧を印加して、前記静電吸着力を前記最小吸着力以上の大きさにする工程と、
前記電極に印加する電圧を前記第２の電圧に変更して、前記静電吸着力を前記最小吸着力以上に維持して減少させる工程と、
前記静電吸着力が前記最小吸着力以上の期間に前記基板の処理を行う工程とを有し、
前記第２の電圧への変更は、前記第１の電圧を印加した後、前記静電吸着力が前記最小吸着力よりも大きい上限吸着力以上になる前に行われる真空処理方法。
【請求項１０】
前記静電吸着装置が有する電極は、２個の電極からなり、該２個の電極に、互いに極性の異なる電圧を印加し、
前記電極に印加する電圧を前記第２の電圧に変更して、前記静電吸着力を減少させる工程では、
前記２個の電極の間の電位差を、前記第１の電圧が印加された工程における前記２個の電極の間の電位差よりも小さくし、
前記第１の電圧が印加された工程において前記２個の電極に印加された電圧と逆極性の電圧を、前記２個の電極にそれぞれ印加する請求項９記載の真空処理方法。
【請求項１１】
真空中で基板を静電吸着して処理を行う真空処理方法であって、
前記基板を静電吸着して吊り下げて移動できる最小吸着力を予め求めておき、
前記基板を静電吸着装置上に配置して、前記静電吸着装置内に配置された２個の電極の間に、前記最小吸着力以上の吸着力を発生させる第１の電圧を印加し、前記最小吸着力以上の吸着力で前記基板を静電吸着した後、２個の前記電極の間に印加する電圧を、前記静電吸着装置と前記基板との間の静電吸着力を減少させる第２の電圧に変更し、前記静電吸着装置と前記基板との間の前記静電吸着力が前記最小吸着力以上である間に前記基板の移動を終了させる真空処理方法。
【請求項１２】
前記電極の間に印加する電圧を前記第２の電圧に変更して、前記静電吸着力を減少させる工程は、
前記第１の電圧を印加した後、前記静電吸着力が前記最小吸着力よりも大きい上限吸着力以上になる前に行われることを特徴とする請求項１１記載の真空処理方法。
【請求項１３】
真空中で基板を静電吸着して処理を行う真空処理方法であって、
前記基板を静電吸着して吊り下げて移動できる最小吸着力を予め求めておき、
前記基板を静電吸着装置上に配置し、前記静電吸着装置内に配置された２個の電極の間に、前記最小吸着力以上の吸着力を発生させる第１の電圧を印加し、前記最小吸着力以上の吸着力で前記基板を静電吸着して真空処理を開始した後、２個の前記電極の間に印加する電圧を、前記静電吸着装置と前記基板との間の静電吸着力を減少させる第２の電圧に変更して真空処理を行う真空処理方法。
【請求項１４】
前記電極の間には、互いに極性の異なる電圧を印加する請求項１１乃至請求項１３のいずれか１項記載の真空処理方法。
【請求項１５】
前記電極の間に印加する電圧を前記第２の電圧に変更して、前記静電吸着力を減少させる工程では、２個の前記電極の間の電位差を、前記第１の電圧が印加された工程における２個の前記電極の間の電位差よりも小さくすることを特徴とする請求項１４記載の真空処理方法。
【請求項１６】
前記電極の間に印加する電圧を前記第２の電圧に変更して、前記静電吸着力を減少させる工程では、前記２個の電極の間の電位差を、０ボルトにすることを特徴とする請求項１４記載の真空処理方法。
【請求項１７】
前記電極の間に印加する電圧を前記第２の電圧に変更して、前記静電吸着力を減少させる工程では、前記第１の電圧が印加された工程において、２個の前記電極の間に印加された電圧と逆極性の電圧を、２個の電極の間にそれぞれ印加することを特徴とする請求項１４記載の真空処理方法。
【請求項１８】
前記電極に印加する電圧を前記第２の電圧に変更して、前記静電吸着力を減少させる工程の後に、
前記２個の電極に、前記２個の電極の間の電位差が段階的に変化する電圧を印加することを特徴とする請求項１４記載の真空処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空雰囲気中で、基板を静電吸着装置で吸着保持した状態で処理する真空処理方法に関し、特に、静電吸着装置で基板を静電吸着した状態で基板を搬送する搬送処理において、基板を搬送した後に静電吸着装置から離脱させるまでの時間を短縮する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ガラス等からなる基板上に成膜等の処理を行う装置においては、静電気力によって基板を吸着保持する静電吸着装置が広く用いられている。このような静電吸着装置としては、成膜等の処理において基板を所定の温度に維持するため温度制御（加熱又は冷却）可能なホットプレートと一体的に構成されたものや、基板を搬送する搬送ロボットの先端に設けられ、基板を静電吸着した状態で搬送可能なもの等が知られている。
【０００３】
このうち、基板搬送装置に用いられる静電吸着装置について以下で説明する。図１４の符号１１０に、かかる静電吸着装置を備えた基板搬送装置を示す。
この基板搬送装置１１０は、駆動機構１１１と、アーム１１２と、静電吸着装置１１３とを有している。アーム１１２は、その一端が駆動機構１１１に取り付けられており、駆動機構１１１を駆動すると、水平面内及び鉛直方向に移動できるように構成されている。アーム１１２の先端には、静電吸着装置１１３が取り付けられており、アーム１１２を移動させると、静電吸着装置１１３を水平面内及び鉛直方向に自由に移動させられるように構成されている。
【０００４】
静電吸着装置１１３は、誘電体板で構成され、内部に第１、第２の吸着電極１４３、１４４を有している。これらの第１、第２の吸着電極１４３、１４４は、図示しない静電吸着電源に接続されており、静電吸着電源を起動すると、第１、第２の吸着電極１４３、１４４の間に、直流電圧を印加できるように構成されている。
【０００５】
かかる基板搬送装置１１０を用いて、真空雰囲気中で、一つの載置台上に載置されたガラス基板を、別の載置台上に移動させる動作について以下で説明する。以下では、載置台、基板搬送装置及び基板はみな真空雰囲気中に配置されているものとする。
【０００６】
まず、図１４(ａ)に示すように、アーム１１２を水平移動させて、静電吸着装置１１３を、載置台(以下で移動元の載置台と称する。)１０５表面に置かれ、ソーダ石灰ガラスからなる基板１５０の上方に移動させる。次いで、アーム１１２を降下させ、図１４(ｂ)に示すように静電吸着装置１１３の表面を基板１５０の表面に当接させる。
【０００７】
次いで、第１、第２の吸着電極１４３、１４４の間に電圧を印加すると、基板１５０と、静電吸着装置１１３との間に静電吸着力が生じる。この静電吸着力は、第１、第２の吸着電極１４３、１４４の間に印加する電圧の印加時間が長くなるにつれて大きくなる。こうして静電吸着装置１１３が基板１５０を下向きに保持した状態で移動しても、基板１５０が落下しない程度の大きさまで静電吸着力が大きくなったら、アーム１１２を上昇させて静電吸着装置１１３を上昇させる。すると、図１４(ｃ)に示すように、基板１５０は静電吸着装置１１３に静電吸着されて保持された状態で、静電吸着装置１１３とともに移動元の載置台１０５上から離れ、上昇する。
【０００８】
次に、アーム１１２を水平移動させて静電吸着装置１１３を水平移動させ、図１５(ｄ)に示すように、静電吸着装置１１３を、基板１５０を載置させるべき載置台１０６(以下で移動先の載置台と称する。)上に移動させ、静止させる。次いで、アーム１１２を降下させて静電吸着装置１１３を降下させる。図１５(ｅ)に示すように基板１５０が載置台１０６表面に接触したら、静電吸着装置１１３を静止させる。
【０００９】
その後、第１、第２の吸着電極１４３、１４４間の電圧の印加を停止する。すると、基板１５０と静電吸着装置１１３との間に生じる静電吸着力は減少する。静電吸着力が十分に低下すると、静電吸着装置１１３は基板１５０を吸着して保持することができなくなる。静電吸着力がほぼ０に近くなったら、静電吸着装置１１３を上昇させる。すると、図１５(ｆ)に示すように静電吸着装置１１３は基板１５０から離れ、その結果、基板１５０は移動先の載置台１０６に載置される。以上の動作を経て、基板１５０は、移動元の載置台１０５から移動先の載置台１０６へと搬送される。
【００１０】
図１６に、第１、第２の吸着電極１４３、１４４間に印加する電圧及び基板１５０と静電吸着装置１１３との間の静電吸着力の時間変化を示す。図１５の曲線(Ｖ)は、第１、第２の吸着電極間に印加される電圧の時間変化を示しており、曲線(Ｗ)は、基板１５０と静電吸着装置１１３との間に生じる静電吸着力の時間変化を示している。
【００１１】
図中、符号ｆ1は、静電吸着装置１１３が基板１５０を静電吸着で保持した状態で安全に移動させられる最低の力(以下で最小吸着力と称する。)を示している。
符号ｔ1は第１、第２の吸着電極１４３、１４４間に電圧の印加を開始した時刻を示している。また、符号ｔ2は静電吸着力が最小吸着力ｆ1以上に達し、静電吸着装置１１３が基板１５０を吸着して保持した状態で移動を開始した時刻を示しており、符号ｔ3は静電吸着装置１１３を基板１５０を保持した状態で移動を終了した時刻を示している。
【００１２】
また、符号ｔ5は、第１、第２の吸着電極１４３、１４４間への電圧の印加を終了した時刻を示しており、符号ｔ6は静電吸着装置１１３が基板１５０の保持を解除して基板１５０を離脱させた時刻をそれぞれ示している。
【００１３】
上述した搬送工程においては、図１６の曲線(Ｖ)に示すように、時刻ｔ1で第１、第２の吸着電極１４３、１４４間への電圧の印加を開始してから、基板１５０が移動先の載置台１０６上に載置されて移動が終了した時刻ｔ3を経過した後、時刻ｔ5までの間に、第１、第２の吸着電極１４３、１４４間に一定の電圧Ｖ1を印加し続けている。
【００１４】
このため、曲線(Ｗ)に示すように、静電吸着力は、第１、第２の吸着電極１４３、１４４間への電圧の印加が終了する時刻ｔ5まで上昇し続け、静電吸着力は、最小吸着力ｆ1を大きく上回る。第１、第２の吸着電極１４３、１４４間への電圧の印加が終了する時刻ｔ5以後は、静電吸着力は徐々に減少するが、静電吸着力は最小吸着力ｆ1を大きく上回り、基板１５０と静電吸着装置１１３との間に大量の残留電荷が残り、この残留電荷により吸着力が残るので、基板を離脱可能な程度まで吸着力が減少するまでには、長時間(例えば数分以上)を要してしまう。
【００１５】
このため、第１、第２の吸着電極１４３、１４４間への電圧の印加を終了した直後に、第１、第２の吸着電極１４３、１４４間に、直前まで印加していた電圧とは逆極性の電圧を短期間印加して残留電荷を消滅させ、静電吸着力を０にすることにより、基板を短時間で静電吸着装置から離脱させる技術が本発明の発明者等によって提案された。図１７の曲線(Ｘ)、(Ｙ)に、その場合における第１、第２の吸着電極間に印加される電圧の時間変化と、基板１５０と静電吸着装置１１３との間に生じる静電吸着力の時間変化とをそれぞれ示す。
【００１６】
この方法によれば、図１７の曲線(Ｘ)に示すように、時刻ｔ5から時刻ｔaまでの期間、第１、第２の吸着電極１４３、１４４間に直前まで印加していた電圧Ｖ1と逆極性の電圧Ｖ0を印加している。この期間、同図の曲線(Ｙ)に示すように、静電吸着力は急激に低下し、短時間でほぼ０に近づくので、かかる逆極性の電圧Ｖ0を印加しない場合に比して、基板を離脱可能な状態になるまでの時間を大幅に短縮することができる。
【００１７】
しかしながら、短時間で残留電荷を消滅させて吸着力を０にするためには、逆極性の電圧Ｖ0を印加する直前まで印加していた電圧Ｖ1よりもその絶対値が大きい逆極性の電圧を所定時間印加する必要がある。
【００１８】
本発明の発明者等は、第１、第２の吸着電極１４３、１４４にそれぞれ＋３０００Ｖ、−３０００Ｖの電圧を印加し、静電吸着装置１１３にソーダ石灰ガラスからなる基板を６０秒静電吸着した後、基板を吸着終了から１０秒後に、安全に離脱できるようにするためには、第１、第２の吸着電極１４３、１４４にそれぞれ−５０００Ｖ、＋５０００Ｖという高電圧を１０秒間印加しなければならないことを確かめた。
【００１９】
このように高電圧の逆極性の電圧を第１、第２の吸着電極１４３、１４４間に印加するためには、高圧出力の電源が必要になり、装置全体のコストが高くなってしまう。また、静電吸着電源が高圧になることで、静電吸着装置とその周辺装置との間の放電や、第１、第２の吸着電極間での放電等が生じ、かかる放電により装置が故障しやすくなる等の問題もあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２０】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたものであり、特に、基板を静電吸着で保持する際に、静電吸着電源を高圧出力の電源にすることなく、かつ短時間で基板を離脱可能にする技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、真空雰囲気中に配置された静電吸着装置に基板を接触させ、前記静電吸着装置が有する電極に電圧を印加し、前記基板と前記静電吸着装置との間に静電吸着力を生じさせ、真空中で前記基板の処理を行う真空処理方法であって、前記電極に第１の電圧を印加して、前記静電吸着力を最小吸着力以上の大きさにする工程と、前記電極に印加する電圧を第２の電圧に変更して、前記静電吸着力を減少させる工程と、前記静電吸着力が前記最小吸着力以上の期間に前記基板の処理を行う工程とを有する。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の真空処理方法であって、前記電極に印加する電圧を第２の電圧に変更して、前記静電吸着力を減少させる工程は、前記第１の電圧を印加した後、静電吸着力が前記最小吸着力よりも大きい上限吸着力以上になる前に行われることを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の真空処理方法であって、前記基板の処理は、前記基板を移動させる処理であって、前記静電吸着力が前記最小吸着力以上の大きさである期間に、前記基板の移動の開始と終了を行うことを特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の真空処理方法であって、前記静電吸着装置が有する電極は、２個の電極からなり、該２個の電極に、互いに極性の異なる電圧を印加するように構成されている。
請求項５記載の発明は、請求項４記載の真空処理方法であって、前記電極に印加する電圧を前記第２の電圧に変更して、前記静電吸着力を減少させる工程では、前記２個の電極の間の電位差を、前記第１の電圧が印加された工程における前記２個の電極の電位差よりも小さくすることを特徴とする。
請求項６記載の発明は、請求項４記載の真空処理方法であって、前記電極に印加する電圧を前記第２の電圧に変更して、前記静電吸着力を減少させる工程では、前記２個の電極の間の電位差を、０ボルトにすることを特徴とする。
請求項７記載の発明は、請求項４記載の真空処理方法であって、前記電極に印加する電圧を前記第２の電圧に変更して、前記静電吸着力を減少させる工程では、前記第１の電圧が印加された工程において、前記２個の電極に印加された電圧と逆極性の電圧を、前記２個の電極にそれぞれ印加することを特徴とする。
請求項８記載の発明は、請求項４記載の真空処理方法であって、前記電極に印加する電圧を前記第２の電圧に変更して、前記静電吸着力を減少させる工程の後に、前記２個の電極に、前記２個の電極の間の電位差が段階的に変化する電圧を印加することを特徴とする。
請求項９記載の発明は、真空雰囲気中に配置された静電吸着装置に基板を接触させ、前記静電吸着装置が有する電極に電圧を印加し、前記基板と前記静電吸着装置との間に静電吸着力を生じさせ、真空中で前記基板の処理を行う真空処理方法であって、予め前記基板について最小吸着力と、第１の電圧及び第２の電圧の大きさと印加時間、前記基板の処理の開始時刻及び終了時刻を求め、求めた値に従い、前記電極に第１の電圧を印加して、前記静電吸着力を前記最小吸着力以上の大きさにする工程と、前記電極に印加する電圧を前記第２の電圧に変更して、前記静電吸着力を前記最小吸着力以上に維持して減少させる工程と、前記静電吸着力が前記最小吸着力以上の期間に前記基板の処理を行う工程とを有し、前記第２の電圧への変更は、前記第１の電圧を印加した後、前記静電吸着力が前記最小吸着力よりも大きい上限吸着力以上になる前に行われる真空処理方法である。
請求項１０記載の発明は、前記静電吸着装置が有する電極は、２個の電極からなり、該２個の電極に、互いに極性の異なる電圧を印加し、前記電極に印加する電圧を前記第２の電圧に変更して、前記静電吸着力を減少させる工程では、前記２個の電極の間の電位差を、前記第１の電圧が印加された工程における前記２個の電極の間の電位差よりも小さくし、前記第１の電圧が印加された工程において前記２個の電極に印加された電圧と逆極性の電圧を、前記２個の電極にそれぞれ印加する請求項９記載の真空処理方法である。
請求項１１記載の発明は、真空中で基板を静電吸着して処理を行う真空処理方法であって、前記基板を静電吸着して吊り下げて移動できる最小吸着力を予め求めておき、前記基板を静電吸着装置上に配置して、前記静電吸着装置内に配置された２個の電極の間に、前記最小吸着力以上の吸着力を発生させる第１の電圧を印加し、前記最小吸着力以上の吸着力で前記基板を静電吸着した後、２個の前記電極の間に印加する電圧を、前記静電吸着装置と前記基板との間の静電吸着力を減少させる第２の電圧に変更し、前記静電吸着装置と前記基板との間の前記静電吸着力が前記最小吸着力以上である間に前記基板の移動を終了させる真空処理方法である。
請求項１２記載の発明は、前記電極の間に印加する電圧を前記第２の電圧に変更して、前記静電吸着力を減少させる工程は、前記第１の電圧を印加した後、前記静電吸着力が前記最小吸着力よりも大きい上限吸着力以上になる前に行われることを特徴とする請求項１１記載の真空処理方法である。
請求項１３記載の発明は、真空中で基板を静電吸着して処理を行う真空処理方法であって、前記基板を静電吸着して吊り下げて移動できる最小吸着力を予め求めておき、前記基板を静電吸着装置上に配置し、前記静電吸着装置内に配置された２個の電極の間に、前記最小吸着力以上の吸着力を発生させる第１の電圧を印加し、前記最小吸着力以上の吸着力で前記基板を静電吸着して真空処理を開始した後、２個の前記電極の間に印加する電圧を、前記静電吸着装置と前記基板との間の静電吸着力を減少させる第２の電圧に変更して真空処理を行う真空処理方法である。
請求項１４記載の発明は、前記電極の間には、互いに極性の異なる電圧を印加する請求項１１乃至請求項１３のいずれか１項記載の真空処理方法である。
請求項１５記載の発明は、前記電極の間に印加する電圧を前記第２の電圧に変更して、前記静電吸着力を減少させる工程では、２個の前記電極の間の電位差を、前記第１の電圧が印加された工程における２個の前記電極の間の電位差よりも小さくすることを特徴とする請求項１４記載の真空処理方法である。
請求項１６記載の発明は、前記電極の間に印加する電圧を前記第２の電圧に変更して、前記静電吸着力を減少させる工程では、前記２個の電極の間の電位差を、０ボルトにすることを特徴とする請求項１４記載の真空処理方法である。
請求項１７記載の発明は、前記電極の間に印加する電圧を前記第２の電圧に変更して、前記静電吸着力を減少させる工程では、前記第１の電圧が印加された工程において、２個の前記電極の間に印加された電圧と逆極性の電圧を、２個の電極の間にそれぞれ印加することを特徴とする請求項１４記載の真空処理方法である。
請求項１８記載の発明は、前記電極に印加する電圧を前記第２の電圧に変更して、前記静電吸着力を減少させる工程の後に、前記２個の電極に、前記２個の電極の間の電位差が段階的に変化する電圧を印加することを特徴とする請求項１４記載の真空処理方法である。
【００２３】
本発明の発明者等は、静電吸着装置と基板との間の静電吸着力と、吸着電極に印加する電圧及び印加時間の関係について、調査研究を重ねた。
本発明の発明者等は、密度が２．４７g／cm3、厚さ３mmのソーダ石灰ガラス板からなる基板を、二個の吸着電極を有する静電吸着装置に当接させ、２個の吸着電極にそれぞれ一定電圧を印加(ここでは、二個の吸着電極にそれぞれ＋３０００Ｖ、−３０００Ｖを印加している)した場合の、静電吸着装置とその基板との間に生じる静電吸着力の時間依存性を調べる実験と、上述した吸着電極に一定電圧(ここでは、二個の吸着電極にそれぞれ＋３０００Ｖ、−３０００Ｖを印加している)を６０秒間印加して基板を静電吸着した後、各吸着電極に印加する電圧を０Ｖにし、その時刻以降に基板及び静電吸着装置間に残留する静電吸着力(以下で残留吸着力と称する。)の時間依存性を調べる実験を行った。その２種類の実験結果を、下記の表１に示す。
【００２４】
【表１】
2010141352.tif 000003
【００２５】
上記の表１に示された、静電吸着力の時間依存性より、吸着電極に電圧印加を開始してから５秒経過した時点での吸着力は４．５０ｇｆ／cm2になっている。この実験に用いた基板の厚みが１cmの場合に、その基板の重さと釣り合う吸着力は２．４７ｇf／cm2であるので、厚さ３mmの基板を吊り上げるためには、余裕をみても３ｇｆ／cm2程度の吸着力があれば十分である。すなわち、ここでの最小吸着力は３ｇｆ／cm2である。これより吸着電極に電圧印加を開始してから５秒経過すれば、基板を静電吸着して吊り上げることができることがわかる。
【００２６】
しかしながら、吸着電極に６０秒間電圧を印加した後の残留吸着力の時間依存性をみると、電圧印加が終了した時刻から６０秒経過した時点で、残留吸着力は３１ｇｆ／cm2までしか減少していない。基板を安全に離脱させるためには、残留吸着力は、上述した最小吸着力(ここでは３ｇｆ／cm2)の８割程度の吸着力(ここでは２．４ｇｆ／cm2)以下まで低下することが必要であるが、６００秒経過しても残留吸着力は２５．５ｇｆ／cm2までしか低下していないので、基板を安全に離脱させることはできない。このように、１枚の基板を６０秒間吸着した後に、６００秒以上経過しても基板を離脱することができないのでは、到底実用に堪えない。
【００２７】
上記の表１で行った実験と同じ基板及び同じ静電吸着装置を用いて、吸着電極に印加する電圧を低圧(ここでは、二個の吸着電極にそれぞれ＋７５０Ｖ、−７５０Ｖを印加している)にして、同様の実験を行った。下記の表２に、その場合の、静電吸着装置とその基板との間に生じる静電吸着力の時間依存性を調べた実験の結果と、吸着電極に６０秒間電圧を印加して基板を静電吸着した後、各吸着電極に０Ｖを印加し、その時刻以降に基板及び静電吸着装置間に残留する残留吸着力の時間依存性を調べる実験の結果とを示す。
【００２８】
【表２】
2010141352.tif 000004
【００２９】
上記の表２に示された、静電吸着力の時間依存性より、吸着力が最小吸着力(ここでは３ｇｆ／cm2)以上になるには電圧印加開始から１０秒では足りず、１０秒以上６０秒以下のある時刻で最小吸着力以上になることがわかる。電圧印加開始から５秒経過した時点での吸着力は０．２ｇｆ／cm2程度であって、基板をつり上げることは到底できないことがわかる。
【００３０】
また、６０秒間静電吸着した後の残留吸着力は小さくなっているが、電圧印加停止から６０秒経過すると、２．７ｇｆ／cm2程度までしか低下しておらず、静電吸着装置が、基板を安全に離脱することが可能な吸着力(ここでは２．４gｆ／cm2)までは低下しない。
【００３１】
以上より、同一の高電圧を吸着電極に印加し続けた場合には、比較的短時間に基板を吸着して保持することが可能になるものの、吸着力が過度に大きくなり、その後基板を離脱させるのに長時間を要してしまうことがわかり、他方、同一の低電圧を吸着電極に印加し続けた場合には、残留吸着力は過度に大きくならないものの、基板を保持可能な程度の吸着力に達するまでに長時間を要し、残留吸着力が基板を静電吸着装置から安全に離脱させるまでに要する時間もさほど短くならないことがわかった。
【００３２】
以上の結果を考察し、本発明の発明者等は、電圧印加開始から所定時間、吸着電極に高電圧を印加して吸着力を大きくした後、基板を吸着した状態で吸着電極に印加する電圧を変更して吸着力を小さくすれば、吸着力は過度に大きくならないので、短時間で基板を吸着した後、短時間で基板を脱離することができるのではないかと推測した。
【００３３】
本発明の発明者等は、この推測を確認すべく、表１等に示した実験で用いたものと同じ基板及び静電吸着装置を用い、各吸着電極に５秒間高電圧を印加した後(ここでは、二個の吸着電極にそれぞれ＋３０００Ｖ、−３０００Ｖを印加する)、印加電圧を低電圧（ここでは、二個の吸着電極にそれぞれ＋７５０Ｖ、−７５０Ｖを印加している)にし、その場合における吸着力の時間依存性を調べる実験と、その実験と同じ条件で吸着電極に合計６０秒間電圧を印加した後に、各吸着電極に印加する電圧を０Ｖにし、０Ｖにした時刻以降に生じる残留吸着力の時間依存性を調べる実験とを行った。これらの実験結果を下記の表３に示す。
【００３４】
【表３】
2010141352.tif 000005
【００３５】
上記の表３に示した吸着力の時間依存性からは、電圧印加開始から５秒経過した時点で、吸着力は４．５gｆ／cm2に達しており、基板を吸着して保持することが可能になっており、その後、６０秒経過した時点でも、吸着力は４．９gｆ／cm2程であり、最小吸着力以上になっており、基板を十分吸着して保持できる程度の大きさを維持していることがわかる。
【００３６】
また、表３に示した残留吸着力の時間依存性からは、吸着電極への電圧印加を終了した時点での残留吸着力は４．９gｆ／cm2であるが、電圧印加を終了してから６０秒経過した時点での残留吸着力は３．１gｆ／cm2まで低下しており、残留吸着力は、一定電圧を印加し続けている場合に比して、相当小さくなっていることがわかる。
【００３７】
このように、最初、吸着力が大きくなる高電圧を吸着電極に印加し、短時間で基板を吸着保持した後に、基板を吸着保持している間に、吸着電極に印加する電圧を低下させて吸着力を低下させることにより、短時間で基板を吸着・保持し、また、短時間で基板を離脱させられることが確認できた。
【００３８】
本発明は、かかる知見に基づいて創作されたものであって、基板を静電吸着装置に当接させた状態で静電吸着装置内の電極に第１の電圧を印加した後に、電極に印加する電圧を第２の電圧に変更している。
【００３９】
このとき、予め、処理対象となる基板について、基板を静電吸着可能な力の最小値である最小吸着力を求め、基板を処理する時間に応じて、第１、第２の電圧の大きさ、印加時間、基板の処理の開始時刻及び終了時刻等の値について適当な値を求めておく。こうして求められた適当な値に従い、電極に第１の電圧を印加して静電吸着力を最小吸着力以上の大きさにして、静電吸着装置に基板を静電吸着した後に基板の処理を開始し、基板の処理中に電極に印加する電圧を第２の電圧に変更すると、第２の電圧に変更された後に静電吸着力が減少し、かつ基板の処理が終了するまでの間に、静電吸着力を最小吸着力以上に維持して、基板を静電吸着装置に静電吸着し続けることができる。
【００４０】
このように構成することにより、基板の処理が終了した時点では、同一電圧を電極に印加していた従来に比して残留電荷の量が少なくなり、残留吸着力が低下するので、静電吸着装置から基板を離脱させられるまでに要する時間を、従来に比して短縮することができる。
【００４１】
特に、その後電極に逆極性の電圧を印加して残留電荷を短時間で消滅させ、吸着力を０にする場合には、逆極性の電圧を印加する直前まで印加していた第２の電圧よりも絶対値が小さい電圧を印加しても、短時間で残留電荷を消滅させることができる。従って、従来のように高圧出力の静電吸着電源を必要としないので、装置全体のコストが高くならず、また、静電吸着装置とその周辺装置との間の放電や、吸着電極間での放電等により故障等が生じにくくなる。
【００４２】
なお、本発明において、静電吸着力が最小吸着力よりも大きい上限吸着力を上回る前に、電極に印加する電圧を第２の電圧に変更するように構成してもよい。
ここで上限吸着力とは、基板を静電吸着装置に静電吸着した状態で処理する間に、吸着力が最小吸着力以上を維持し、かつ処理が終了した後に、静電吸着装置から基板を安全に離脱させるのに十分な力まで低下することが可能な吸着力の上限である。この上限吸着力は、静電吸着装置内の電極に印加する電圧と、基板の処理時間とに応じて定まり、吸着力が上限吸着力を超えると、基板の処理が終了した後、残留吸着力が過大になり、静電吸着装置から基板を安全に離脱することができなくなる。
【００４３】
かかる上限吸着力を吸着力が上回る前に、電極に印加する電圧を第２の電圧に変更し、吸着力を減少させることにより、基板の処理が終了した時点で、残留吸着力は、静電吸着装置から基板を安全に離脱させられる程度まで低下しているので、処理終了後、速やかに基板を安全に離脱させることができる。
【００４４】
また、本発明において、静電吸着装置が有する電極は、２個の電極からなり、第１又は第２の電圧を電極に印加する際には、各電極に互いに極性の異なる電圧を印加するように構成してもよい。その場合、電極に印加する電圧を第２の電圧に変更して、静電吸着力を減少させる工程では、２個の電極の間の電位差を、第１の電圧が印加された工程における２個の電極の電位差よりも小さくするように構成してもよい。このように構成することにより、第２の電圧に変更した後の吸着力は、第１の電圧が印加されたときの電圧よりも小さくなる。
【００４５】
また、電極に印加する電圧を第２の電圧に変更して、静電吸着力を減少させる工程では、２個の電極の間の電位差を、０ボルトにするように構成してもよいし、また、第１の電圧が印加された工程において、２個の電極に印加された電圧と逆極性の電圧を、２個の電極にそれぞれ印加するように構成してもよい。このように構成することにより、第２の電圧を印加した後の静電吸着力の減少量を大きくすることができる。
【発明の効果】
【００４６】
静電吸着された基板を短時間で静電吸着装置から離脱させることができる。また、静電吸着装置用の電源を高圧出力の電源で構成する必要がないので、装置のコストを低減でき、放電等による装置の故障を抑止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係る真空処理方法を実施する真空処理装置の一例を示す概略構成図
【図２】（ａ）：本発明の真空処理方法に用いる静電吸着装置の構成を説明する断面図（ｂ）：本発明の真空処理方法に用いる静電吸着装置の構成を説明する平面図
【図３】本発明の真空処理方法を説明する第１の図
【図４】本発明の真空処理方法を説明する第２の図
【図５】本発明の真空処理方法を説明する第３の図
【図６】本発明の真空処理方法を説明する第４の図
【図７】本発明の真空処理方法を説明する第５の図
【図８】本発明の真空処理方法を説明する第６の図
【図９】本発明の真空処理方法を説明する第７の図
【図１０】本発明の真空処理方法において、電極に印加する電圧の時間変化及び吸着力の時間変化を説明する第１のグラフ
【図１１】本発明の真空処理方法において、電極に印加する電圧の時間変化及び吸着力の時間変化を説明する第２のグラフ
【図１２】本発明の真空処理方法において、電極に印加する電圧の時間変化及び吸着力の時間変化を説明する第３のグラフ
【図１３】本発明の真空処理方法において、電極に印加する電圧の時間変化及び吸着力の時間変化を説明する第４のグラフ
【図１４】（ａ）：従来の真空処理方法を説明する第１の図（ｂ）：従来の真空処理方法を説明する第２の図（ｃ）：従来の真空処理方法を説明する第３の図
【図１５】（ｄ）：従来の真空処理方法を説明する第４の図（ｅ）：従来の真空処理方法を説明する第５の図（ｆ）：従来の真空処理方法を説明する第６の図
【図１６】従来の真空処理方法において、電極に印加する電圧の時間変化及び吸着力の時間変化を説明する第１のグラフ
【図１７】従来の真空処理方法において、電極に印加する電圧の時間変化及び吸着力の時間変化を説明する第２のグラフ
【発明を実施するための形態】
【００４８】
以下で図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。図１の符号１は、本発明の真空処理方法に用いる真空処理装置を示している。
この真空処理装置１は、搬出入室２と、搬送室３と、処理室４とを有している。これらの搬出入室２、搬送室３及び処理室４には、真空排気系７２、７３、７４がそれぞれ接続されており、これらの真空排気系７２、７３、７４を起動すると、各搬出入室２、搬送室３及び処理室４の内部を真空排気することができるように構成されている。
【００４９】
搬送室３内部には、搬送ロボット１０が配置されている。この搬送ロボット１０は、駆動機構１１と、アーム１２と、静電吸着装置１３とを有している。
駆動機構１１は、搬送室３の内部底面に配置されている。
【００５０】
アーム１２は、その一端が駆動機構１１の先端に取り付けられており、駆動機構１１を動作させると、水平面内で自由に移動できるように構成されている。アーム１２の先端には静電吸着装置１３が配置されている。
【００５１】
この静電吸着装置１３の構成を図２(ａ)、(ｂ)に示す。この静電吸着装置１３は、金属板２４と、該金属板２４上に配置された誘電体層２５を有している。誘電体層２５はＡｌ2Ｏ3を主成分とするセラミックス製であり、その表面には、Ａｌから成る第１、第２の吸着電極２７1、２７2が形成されている。
【００５２】
第１、第２の吸着電極２７1、２７2の平面図を同図(ｂ)に示す。第１、第２の吸着電極２７1、２７2は櫛状に成形されており、その歯の部分が互いに噛み合うように配置されている。同図(ａ)は同図(ｂ)のＸ−Ｘ線断面図に相当する。第１、第２の吸着電極２７1、２７2の幅は４ｍｍ、電極間の間隔は１ｍｍとしており、電極の厚みを１０μｍとしている。
【００５３】
かかる静電吸着装置１３は、第１、第２の吸着電極２７1、２７2が配置された面が鉛直下方を向くように、上述したアーム１２の先端に取り付けられており、アーム１２が水平面内で移動すると、第１、第２の吸着電極２７1、２７2の配置された面が鉛直下方に向いた状態で、アーム１２とともに水平面内で自由に移動することができるように構成されている。
【００５４】
第１、第２の吸着電極２７1、２７2は、それぞれ搬送室３外に設けられた静電吸着電源１５に接続されており、その静電吸着電源１５を駆動すると、第１、第２の吸着電極２７1、２７2の間に直流電圧を印加することができるように構成されている。
【００５５】
上述した構成の真空処理装置１を用いて、搬出入室２から処理室４に基板を搬送する基板搬送処理について以下で説明する。
予め、図３に示すように、搬出入室２、搬送室３及び処理室４の内部雰囲気はそれぞれ独立に真空排気されており、その状態で駆動機構１１を動作させてアーム１２を水平移動させ、静電吸着装置１３を搬出入室２内に搬入し、搬出入室２内の載置台６の表面に載置された基板５０の上方に位置させて静止させる。
【００５６】
次に、図４に示すように、基板５０表面を、静電吸着装置１３の表面に接触させる。ここでは、昇降ピン６０上に基板５０を載せ、昇降ピン６０を上昇させて基板５０を上方に移動させることにより、基板５０表面を静電吸着装置１３の表面に接触させている。
【００５７】
次いで、静電吸着電源１５を起動し、静電吸着装置１３の第１、第２の吸着電極２７1、２７2間に、所定の第１の電圧を印加する。(ここでは、第１、第２の吸着電極２７1、２７2にそれぞれ＋３０００Ｖ、−３０００Ｖを印加している)。すると、静電吸着装置１３と基板５０との間に静電吸着力が生じる。この静電吸着力は、電圧印加時間に応じて増大する。静電吸着力が増大し、静電吸着装置１３が基板５０を静電吸着した状態で安全に移動させられる力の最小値(以下で最小吸着力と称する。)以上の値になると、基板５０は静電吸着装置１３の表面に吸着されて保持される。その状態を図５に示す。吸着保持されたら、昇降ピン６０を下降させて載置台６内に収納する。
【００５８】
次に、アーム１２を水平移動させ、基板５０を吸着した状態で静電吸着装置１３を搬出入室２から搬送室３へと移動させ、処理室４内へ搬入する。この移動の間に、静電吸着装置１３の第１、第２の吸着電極２７1、２７2に印加する電圧を第２の電圧(ここでは、第１、第２の吸着電極２７1、２７2にそれぞれ＋７５０Ｖ、−７５０Ｖを印加している)に変更する。具体的には、第１の電圧の印加が開始してから５秒間経過した後、印加電圧を第２の電圧に変更している。第２の電圧に変更された後には静電吸着力は低下するが、基板５０はまだ静電吸着装置１３に静電吸着された状態で保持されている。
【００５９】
処理室４の内部底面には、載置台４８が配置され、載置台４８上には、後に詳述する静電チャックプレート４０が配置されている。この静電チャックプレート４０上方の所定位置に静電吸着装置１３が位置したら、静電吸着装置１３を静止させる。その状態を図６に示す。
【００６０】
載置台４８及び静電チャックプレート４０内部には、これらを挿通して昇降可能な昇降ピンが配置されている。静電吸着装置１３が静電チャックプレート４０の上方位置で静止したら、図７に示すように昇降ピン６１を上昇させ、静電吸着装置１３の下方に下向きに保持された基板５０の表面に当接させる。
【００６１】
その後、第１、第２の吸着電極２７1、２７2に、直前まで印加していた第２の電圧と逆極性の所定電圧を印加する。具体的には、−３００Ｖ、＋３００Ｖを第１、第２の吸着電極２７1、２７2にそれぞれ印加している。
【００６２】
こうして逆極性の電圧が印加されると、基板５０と静電吸着装置１３との間の残留電荷が急激に減少して消滅し、静電吸着力はほぼ０になり、基板５０は静電吸着装置１３から容易に離脱可能な状態になる。その状態で、昇降ピン６１を下降させると、基板５０は静電吸着装置１３から離脱して、昇降ピン６１の上端に載せ替えられ、昇降ピン６１とともに下降する。昇降ピン６１が完全に載置台４８の内部に収納されると、基板５０は静電チャックプレート４０表面に載置される。その状態を図８に示す。以上の工程を経て、基板５０の搬出入室２から処理室４への搬送処理が終了する。
【００６３】
図１０に、上述した基板搬送処理における、第１、第２の吸着電極２７1、２７2間に印加する電圧及び基板５０と静電吸着装置１３との間の静電吸着力の時間変化を示す。図１０の曲線(Ａ)は、第１、第２の吸着電極２７1、２７2間に印加される電圧の時間変化を示しており(簡便にするため、第１の吸着電極２７1の電圧を示している。)、曲線(Ｂ)は、基板５０と静電吸着装置１３との間に生じる静電吸着力の時間変化を示している。
【００６４】
図中、符号Ｖ1は、第１、第２の吸着電極２７1、２７2間に最初に印加する第１の電圧(ここでは、第１、第２の吸着電極２７1、２７2にそれぞれ＋３０００Ｖ、−３０００Ｖを印加している)を示しており、符号Ｖ2は、第１の電圧Ｖ1を所定時間(ここでは５秒間)印加した後、第１、第２の吸着電極２７1、２７2間に印加する第２の電圧(ここでは、第１、第２の吸着電極２７1、２７2にそれぞれ＋７５０Ｖ、−７５０Ｖを印加している)を示している。また符号ｆ1は最小吸着力を示している。
【００６５】
また、符号ｔ1は第１、第２の吸着電極２７1、２７2間に電圧の印加を開始した時刻を示しており、符号ｔ2は、静電吸着装置１３が移動を開始した時刻を示している。また、符号ｔ3は静電吸着装置１３を基板５０を吸着した状態で移動を終了した時刻を示し、時刻ｔhは、印加電圧を第１の電圧Ｖ1から第２の電圧Ｖ2へと変更した時刻を示している。また、符号ｔ4は、第１、第２の吸着電極２７1、２７2間に、直前に印加していた第２の電圧Ｖ2と逆極性の電圧を印加し始めた時刻を示し、符号ｔ5は、その逆極性の電圧の印加を終了した時刻を示しており、時刻ｔ6は、基板５０を静電吸着装置１３から離脱させた時刻を示している。
【００６６】
上述した基板搬送処理においては、図１０の曲線(Ａ)に示すように、基板５０を吸着した静電吸着装置１３が時刻ｔ2で移動を開始してから、時刻ｔ3で移動を終了するまでの時間(ここでは６０秒間)に、時刻ｔhで第１、第２の吸着電極２７1、２７2間に印加する電圧を第１の電圧Ｖ1から第２の電圧Ｖ2へと変更している。
【００６７】
予め、最小吸着力ｆ1や、これら第１、第２の電圧Ｖ1、Ｖ2の電圧値、印加時間は適当な値に設定されており、その結果、印加電圧を第２の電圧Ｖ2に変更した時刻ｔh以降、吸着力は低下するが、移動が終了する時刻ｔ3までの間には、曲線(Ｂ)に示すように、吸着力は最小吸着力ｆ1以上の値になり、基板５０を吸着して移動を開始してから移動が終了するまでの間(６０秒間)は、基板５０が静電吸着装置１３から落下しないようになっている。
【００６８】
また、基板を移動させる途中で吸着力が減少するので、吸着力は過度に大きくならず、移動が終了した時刻ｔ3における吸着力は、従来に比して小さくなる。このため、移動終了後に、時刻ｔ4〜ｔ5の間(ここでは２秒間)に逆極性の電圧を第１、第２の吸着電極２７1、２７2間に印加して、短時間で残留電荷を消滅させる場合にも、従来のように、直前まで印加していた電圧よりも絶対値の大きい電圧を印加する必要がなく、直前まで印加していた第２の電圧Ｖ2より低い電圧を印加(ここでは、第１、第２の吸着電極２７1、２７2にそれぞれ−３００Ｖ、＋３００Ｖを印加している)することにより、短時間で吸着力をほぼ０にし、静電吸着装置１３から基板５０を容易に離脱させることができる。
【００６９】
従って、静電吸着電源１５を高圧出力の電源で構成する必要がないので、静電吸着電源１５のコストを低減し、ひいては装置全体のコストを低減することができる。また、静電吸着装置１３とその周辺装置との間で放電が生じたり、第１、第２の吸着電極２７1、２７2間で放電が生じることで、装置の故障等が生じることもない。
【００７０】
なお、上述した基板搬送処理においては、図１０に示したように、第２の電圧Ｖ2を、第１の電圧Ｖ1と同じ極性で、第１の電圧Ｖ1よりも低電圧の電圧とし、その後逆極性の電圧Ｖ3を第１、第２の吸着電極２７1、２７2間に印加するものとしたが、本発明の基板搬送処理はこれに限られるものではなく、例えば、図１１の曲線(Ｃ)に示すように、第２の電圧Ｖ2を、第１の電圧Ｖ1と同じ極性で、第１の電圧Ｖ1(ここでは、第１、第２の吸着電極２７1、２７2にそれぞれ＋３０００Ｖ、−３０００Ｖを印加している)よりも低電圧の第２の電圧Ｖ2(ここでは第１、第２の吸着電極２７1、２７2にそれぞれ＋９５０Ｖ、−９５０Ｖを印加している)とした後、電圧を段階的に低下させるようにしてもよい。ここでは、３段階に電圧(図１１中のＶ4〜Ｖ6)を低下させた後に、逆極性の電圧Ｖ3を第１、第２の吸着電極２７1、２７2間に印加している。
【００７１】
このように構成し、予め第１、第２の電圧Ｖ1、Ｖ2の電圧値、印加時間、移動開始時刻及び移動終了時刻を適当な値に設定することにより、図１０で説明したと同様に、図１１の曲線(Ｄ)に示すように、静電吸着装置１３の移動終了時刻ｔ3までの間で、吸着力が最小吸着力ｆ1以上になり、移動中に基板５０が静電吸着装置１３から落下しないようにすることができる。また、吸着力は過度に上昇せず、図中の符号ｆ2に示す上限吸着力を超えない。このため、時刻ｔ4で逆極性の電圧を第１、第２の吸着電極２７1、２７2間に短期間印加して、残留電荷を短時間で消滅させる場合にも、第２の電圧Ｖ2以下の電圧を印加(ここでは、第１、第２の吸着電極２７1、２７2にそれぞれ−３００Ｖ、＋３００Ｖを印加している)することで、残留電荷を消滅させ、吸着力をほぼ０にし、基板５０を容易に静電吸着装置１３から離脱させることができる。
【００７２】
また、第１、第２の吸着電極２７1、２７2にともに０Ｖを印加し、図１２の曲線(Ｅ)に示すように、第２の電圧Ｖ2を０Ｖとするように構成してもよい。このように構成することにより、同図の曲線(Ｆ)に示すように、第２の電圧Ｖ2に変更した時刻ｔh以降、短期間で吸着力を減少させることができる。
【００７３】
さらに、図１３の曲線(Ｇ)に示すように、第２の電圧Ｖ2として、第１の電圧Ｖ1と逆極性の電圧を第１、第２の吸着電極２７1、２７2間に印加してもよい。このように構成すると、図１２に示し、第２の電圧Ｖ2を０Ｖとした場合に比して、図１３の曲線(Ｈ)に示すように吸着力をさらに短期間で大きく減少させることができる。
【００７４】
また、上述した実施形態では、第２の電圧Ｖ2を印加した後に、逆極性の電圧Ｖ３を印加して残留電荷を短時間で消滅させているが、本発明はこれに限られるものではなく、第１、第２の電圧Ｖ1、Ｖ2の電圧値や、印加時間等の値を適当な値に設定することで、逆極性の電圧Ｖ3を印加しなくとも、短時間で残留電荷が消滅するように構成することも可能である。
【００７５】
以上説明した基板搬送処理が終了し、基板５０が静電チャックプレート４０の表面に載置されたら、アーム１２を水平移動させて静電吸着装置１３及びアーム１２を搬送室３内に退避させた後、処理室４内部に配置された弁８を閉じ、処理室４内部を搬送室３内部と遮断し、成膜処理に移行する。その状態を図９に示す。
【００７６】
静電チャックプレート４０は、例えばセラミックス材料等から成る誘電体板からなる。この静電チャックプレート４０内には、導電性材料からなる第１、第２の吸着電極４３、４４が配置されている。
【００７７】
第１、第２の吸着電極４３、４４は、静電チャックプレート４０内部の表面近傍に配置されている。これら第１、第２の吸着電極４３、４４は、処理室４の外部に配置されたチャック電源３１に接続されており、チャック電源３１を起動すると、第１、第２の吸着電極４３、４４の間に電圧を印加することができるように構成されている。
【００７８】
静電チャックプレート４０内部には、ヒータ４５が配置されている。このヒータ４５は、処理室４外部に配置されたヒータ電源３２に接続されており、ヒータ電源３２を起動すると、ヒータ４５を発熱させ、静電チャックプレート４０を昇温させることができるように構成されている。
【００７９】
処理室４内部の天井側には、静電チャックプレート４０と対向するように、例えばアルミなどの金属材料から成るターゲット３３が配置されている。このターゲット３３は、処理室４の外部に配置された直流電源３４に接続されており、直流電源３４を起動すると、処理室４に対して負の電圧が印加されるように構成されている。
【００８０】
基板５０が静電チャックプレート４０上に載置された状態では、予めヒータ４５は発熱し、静電チャックプレート４０は昇温されている。
この状態で、チャック電源３１を起動して、第１、第２の吸着電極４３、４４の間に、第１の電圧を印加(ここでは、第１、第２の吸着電極４３、４４に、それぞれ＋３０００Ｖ、−３０００Ｖを印加)すると、基板５０と静電チャックプレート４０との間に静電吸着力が発生する。この静電吸着力は電圧印加とともに増大し、最小吸着力以上になると基板５０は静電チャックプレート４０の表面に密着する。密着すると基板５０は静電チャックプレート４０からの熱伝導によって加熱される。
【００８１】
基板５０が加熱され、所定の温度まで昇温されたら、処理室４内に例えばアルゴンガス等のスパッタリングガスを導入する。静電チャックプレート４０は接地され、その上に載置された基板５０は接地されており、直流電源３４を起動してターゲット３３に負電圧を印加すると、ターゲット３３近傍に放電が生じ、処理室４内にプラズマが生成されてターゲット３３の材料がスパッタリングされ、スパッタリングされたターゲット３３材料からなる粒子が基板５０の表面に付着し、薄膜が成膜され始める。
【００８２】
薄膜の成膜が開始したら、第１、第２の吸着電極４３、４４の間に印加する電圧を変更し、第１の電圧より低電圧である第２の電圧を印加(ここでは、第１、第２の吸着電極４３、４４に、それぞれ＋７５０Ｖ、−７５０Ｖを印加)する。ここでは、第１の電圧を５秒間印加した後に、印加電圧を第２の電圧に変更している。こうして印加電圧を第２の電圧Ｖ2に変更することにより、吸着力は低下するが、静電チャックプレート４０と基板５０の表面が密着し、熱伝導で加熱可能な程度の吸着力は維持されている。
そして、基板５０の表面に所定膜厚の薄膜が形成された後に直流電源４を停止させ、プラズマを消滅させる。以上の工程を経て成膜処理が終了する。
【００８３】
こうして成膜処理が終了したら、第１、第２の吸着電極４３、４４の間に、成膜処理終了時に印加されていた電圧と逆極性の電圧を印加(ここでは、第１、第２の吸着電極４３、４４にそれぞれ−１００Ｖ、＋１００Ｖの電圧を印加)して、基板５０と静電チャックプレート４０との間の残留電荷を消滅させ、残留吸着力をほぼ０にし、基板５０を、静電チャックプレート４０の表面から容易に離脱出来る状態にした後、昇降ピン６１を上昇させ、静電チャックプレート４０の表面から基板５０を離脱させ、その後上述した搬送ロボット１０を用い、上述した基板搬送処理と同様の手順で基板５０を処理室４外へと搬出する。
【００８４】
成膜処理が終了するまで、一定の高電圧を第１、第２の吸着電極４３、４４の間に印加し続けた場合には、静電チャックプレート４０と基板５０との間の残留電荷が大量になり、吸着力が過度に大きくなるので、成膜処理終了後に、成膜処理終了時の電圧と逆極性の電圧を印加して短時間で残留電荷を消滅させる際に、成膜処理終了時の電圧よりも絶対値が大きい電圧を印加しなければならない。
【００８５】
しかしながら、本実施形態の成膜処理では、第１、第２の吸着電極４３、４４に最初に第１の電圧Ｖ1を所定時間(ここでは５秒間)印加して基板５０と静電チャックプレート４０とを密着させた後、スパッタリングがなされている間に、印加する電圧を第２の電圧Ｖ2に変更しており、第２の電圧Ｖ2に変更した時刻以降は吸着力が減少し、残留電荷の量も減少するので、成膜処理が終了した時点では、基板５０と静電チャックプレート４０との間の吸着力は、一定電圧を印加し続けた場合に比して小さくなっている。
【００８６】
従って、成膜処理終了時の電圧よりも絶対値が小さく、かつ逆極性の電圧を印加することで、短時間で残留電荷を消滅させ、基板５０を静電チャックプレート４０表面から容易に離脱させることができる。
【００８７】
これにより、チャック電源３１を高圧出力の電源で構成しなくともよいので、チャック電源３１のコストを低減し、真空処理装置１のコストを低減することができる。また、静電チャックプレート４０とその周辺装置との間で放電が生じたり、第１、第２の吸着電極４３、４４間で放電が生じることで、装置の故障等が生じることもない。
【００８８】
なお、上述した実施形態では、真空処理方法として、基板を静電吸着した状態で基板を搬送する基板搬送処理と、基板表面に薄膜を成膜する成膜処理について説明したが、本発明の真空処理方法はこれに限られるものではなく、真空雰囲気中で基板を静電吸着した状態で、基板を処理する方法であれば、いかなる方法にも適用可能である。従って、搬送ロボットのアーム先端の静電吸着装置上に基板を載置して搬送する場合にも適用可能である。
【００８９】
また、本実施形態では、基板としてソーダ石灰ガラス基板を用いたが、本発明の真空処理方法で静電吸着可能な基板はこれに限られるものではなく、例えばプラスチックや、シリコン酸化物や、窒化珪素等からなる基板のように、絶縁性を有する基板であればいかなる基板の静電吸着にも適用可能である。
また、本発明の方法は、シリコン等の半導体基板の静電吸着においても、吸着力を適正に制御し、かつ残留吸着力を抑制する方法として有効である。
【符号の説明】
【００９０】
１…真空処理装置  ２…搬出入室  ３…搬送室  ４…処理室  １３…静電吸着装置  ４０…静電チャックプレート(静電吸着装置)  ５０…基板
【図１】
2010141352.tif 000006
【図２】
2010141352.tif 000007
【図３】
2010141352.tif 000008
【図４】
2010141352.tif 000009
【図５】
2010141352.tif 000010
【図６】
2010141352.tif 000011
【図７】
2010141352.tif 000012
【図８】
2010141352.tif 000013
【図９】
2010141352.tif 000014
【図１０】
2010141352.tif 000015
【図１１】
2010141352.tif 000016
【図１２】
2010141352.tif 000017
【図１３】
2010141352.tif 000018
【図１４】
2010141352.tif 000019
【図１５】
2010141352.tif 000020
【図１６】
2010141352.tif 000021
【図１７】
2010141352.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成22年3月15日(2010.3.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
【特許文献１】特開平１１−３３０２１７号公報
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
上記課題を解決するために、本発明は、真空雰囲気中に配置された静電吸着装置に基板を接触させ、前記静電吸着装置が有する電極に電圧を印加し、前記基板と前記静電吸着装置との間に静電吸着力を生じさせ、真空中で前記基板の処理を行う真空処理方法であって、予め前記基板について最小吸着力と、第１の電圧及び第２の電圧の大きさと印加時間、前記基板の処理の開始時刻及び終了時刻を求め、求めた値に従い、前記電極に第１の電圧を印加して、前記静電吸着力を前記最小吸着力以上の大きさにする工程と、前記電極に印加する電圧を前記第２の電圧に変更して、前記静電吸着力を前記最小吸着力以上に維持して減少させる工程と、前記静電吸着力が前記最小吸着力以上の期間に前記基板の処理を行う工程とを有し、前記第２の電圧への変更は、前記第１の電圧を印加した後、前記静電吸着力が前記最小吸着力よりも大きい上限吸着力以上になる前に行われる真空処理方法である。
また、本発明は、前記静電吸着装置が有する電極は、２個の電極からなり、該２個の電極に、互いに極性の異なる電圧を印加し、前記電極に印加する電圧を前記第２の電圧に変更して、前記静電吸着力を減少させる工程では、前記２個の電極の間の電位差を、前記第１の電圧が印加された工程における前記２個の電極の間の電位差よりも小さくし、前記第１の電圧が印加された工程において前記２個の電極に印加された電圧と逆極性の電圧を、前記２個の電極にそれぞれ印加する真空処理方法である。
また、本発明は、真空中で基板を静電吸着して処理を行う真空処理方法であって、前記基板を静電吸着して吊り下げて移動できる最小吸着力を予め求めておき、前記基板を静電吸着装置上に配置して、前記静電吸着装置内に配置された２個の電極の間に、前記最小吸着力以上の吸着力を発生させる第１の電圧を印加し、前記最小吸着力以上の吸着力で前記基板を静電吸着した後、２個の前記電極の間に印加する電圧を、前記静電吸着装置と前記基板との間の静電吸着力を減少させる第２の電圧に変更し、前記静電吸着装置と前記基板との間の前記静電吸着力が前記最小吸着力以上である間に前記基板の移動を終了させる真空処理方法である。
また、本発明は、前記電極の間に印加する電圧を前記第２の電圧に変更して、前記静電吸着力を減少させる工程は、前記第１の電圧を印加した後、前記静電吸着力が前記最小吸着力よりも大きい上限吸着力以上になる前に行われることを特徴とする真空処理方法である。
また、本発明は、真空中で基板を静電吸着して処理を行う真空処理方法であって、前記基板を静電吸着して吊り下げて移動できる最小吸着力を予め求めておき、前記基板を静電吸着装置上に配置し、前記静電吸着装置内に配置された２個の電極の間に、前記最小吸着力以上の吸着力を発生させる第１の電圧を印加し、前記最小吸着力以上の吸着力で前記基板を静電吸着して真空処理を開始した後、２個の前記電極の間に印加する電圧を、前記静電吸着装置と前記基板との間の静電吸着力を減少させる第２の電圧に変更して真空処理を行う真空処理方法である。
また、本発明は、前記電極の間には、互いに極性の異なる電圧を印加する真空処理方法である。
また、本発明は、前記電極の間に印加する電圧を前記第２の電圧に変更して、前記静電吸着力を減少させる工程では、２個の前記電極の間の電位差を、前記第１の電圧が印加された工程における２個の前記電極の間の電位差よりも小さくすることを特徴とする真空処理方法である。
また、本発明は、前記電極の間に印加する電圧を前記第２の電圧に変更して、前記静電吸着力を減少させる工程では、前記２個の電極の間の電位差を、０ボルトにすることを特徴とする真空処理方法である。
また、本発明は、前記電極の間に印加する電圧を前記第２の電圧に変更して、前記静電吸着力を減少させる工程では、前記第１の電圧が印加された工程において、２個の前記電極の間に印加された電圧と逆極性の電圧を、２個の電極の間にそれぞれ印加することを特徴とする真空処理方法である。
また、本発明は、前記電極に印加する電圧を前記第２の電圧に変更して、前記静電吸着力を減少させる工程の後に、前記２個の電極に、前記２個の電極の間の電位差が段階的に変化する電圧を印加することを特徴とする真空処理方法である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７３】
さらに、図１３の曲線(Ｇ)に示すように、第２の電圧Ｖ2として、第１の電圧Ｖ1と逆極性の電圧を第１、第２の吸着電極２７1、２７2間に印加してもよい。このように構成すると、図１２に示した、第２の電圧Ｖ2を０Ｖとした場合に比して、図１３の曲線(Ｈ)に示すように吸着力をさらに短期間で大きく減少させることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空雰囲気中に配置された静電吸着装置に基板を接触させ、前記静電吸着装置が有する電極に電圧を印加し、前記基板と前記静電吸着装置との間に静電吸着力を生じさせ、真空中で前記基板の処理を行う真空処理方法であって、
予め前記基板について最小吸着力と、第１の電圧及び第２の電圧の大きさと印加時間、前記基板の処理の開始時刻及び終了時刻を求め、
求めた値に従い、
前記電極に第１の電圧を印加して、前記静電吸着力を前記最小吸着力以上の大きさにする工程と、
前記電極に印加する電圧を前記第２の電圧に変更して、前記静電吸着力を前記最小吸着力以上に維持して減少させる工程と、
前記静電吸着力が前記最小吸着力以上の期間に前記基板の処理を行う工程とを有し、
前記第２の電圧への変更は、前記第１の電圧を印加した後、前記静電吸着力が前記最小吸着力よりも大きい上限吸着力以上になる前に行われる真空処理方法。
【請求項２】
前記静電吸着装置が有する電極は、２個の電極からなり、該２個の電極に、互いに極性の異なる電圧を印加し、
前記電極に印加する電圧を前記第２の電圧に変更して、前記静電吸着力を減少させる工程では、
前記２個の電極の間の電位差を、前記第１の電圧が印加された工程における前記２個の電極の間の電位差よりも小さくし、
前記第１の電圧が印加された工程において前記２個の電極に印加された電圧と逆極性の電圧を、前記２個の電極にそれぞれ印加する請求項１記載の真空処理方法。
【請求項３】
真空中で基板を静電吸着して処理を行う真空処理方法であって、
前記基板を静電吸着して吊り下げて移動できる最小吸着力を予め求めておき、
前記基板を静電吸着装置上に配置して、前記静電吸着装置内に配置された２個の電極の間に、前記最小吸着力以上の吸着力を発生させる第１の電圧を印加し、前記最小吸着力以上の吸着力で前記基板を静電吸着した後、２個の前記電極の間に印加する電圧を、前記静電吸着装置と前記基板との間の静電吸着力を減少させる第２の電圧に変更し、前記静電吸着装置と前記基板との間の前記静電吸着力が前記最小吸着力以上である間に前記基板の移動を終了させる真空処理方法。
【請求項４】
前記電極の間に印加する電圧を前記第２の電圧に変更して、前記静電吸着力を減少させる工程は、
前記第１の電圧を印加した後、前記静電吸着力が前記最小吸着力よりも大きい上限吸着力以上になる前に行われることを特徴とする請求項３記載の真空処理方法。
【請求項５】
真空中で基板を静電吸着して処理を行う真空処理方法であって、
前記基板を静電吸着して吊り下げて移動できる最小吸着力を予め求めておき、
前記基板を静電吸着装置上に配置し、前記静電吸着装置内に配置された２個の電極の間に、前記最小吸着力以上の吸着力を発生させる第１の電圧を印加し、前記最小吸着力以上の吸着力で前記基板を静電吸着して真空処理を開始した後、２個の前記電極の間に印加する電圧を、前記静電吸着装置と前記基板との間の静電吸着力を減少させる第２の電圧に変更して真空処理を行う真空処理方法。
【請求項６】
前記電極の間には、互いに極性の異なる電圧を印加する請求項３乃至請求項５のいずれか１項記載の真空処理方法。
【請求項７】
前記電極の間に印加する電圧を前記第２の電圧に変更して、前記静電吸着力を減少させる工程では、２個の前記電極の間の電位差を、前記第１の電圧が印加された工程における２個の前記電極の間の電位差よりも小さくすることを特徴とする請求項６記載の真空処理方法。
【請求項８】
前記電極の間に印加する電圧を前記第２の電圧に変更して、前記静電吸着力を減少させる工程では、前記２個の電極の間の電位差を、０ボルトにすることを特徴とする請求項６記載の真空処理方法。
【請求項９】
前記電極の間に印加する電圧を前記第２の電圧に変更して、前記静電吸着力を減少させる工程では、前記第１の電圧が印加された工程において、２個の前記電極の間に印加された電圧と逆極性の電圧を、２個の電極の間にそれぞれ印加することを特徴とする請求項６記載の真空処理方法。
【請求項１０】
前記電極に印加する電圧を前記第２の電圧に変更して、前記静電吸着力を減少させる工程の後に、
前記２個の電極に、前記２個の電極の間の電位差が段階的に変化する電圧を印加することを特徴とする請求項６記載の真空処理方法。