(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性の基板を載置するためのステージと、
上記ステージ内にあって上記基板をリフトアップさせるリフトピンと、
上記ステージ表面の孔につながる配管と、
上記配管に接続される真空排気部と気体供給部と、
上記孔と上記真空排気部との間に設けられた真空用バルブと、
上記孔と上記気体供給部との間に設けられた真空破壊用バルブと、
上記気体供給部と上記真空破壊用バルブとの間で上記配管に接続し、上記気体供給部より導入される気体をイオン化し、さらに発生するイオンの極性が時間的に切り替わるイオナイザと、
上記イオナイザから発生するイオンの極性の切り替わる周波数を変更できる周波数制御部と、
上記リフトピンの昇降動作を制御するリフトアップ制御部とを備えた基板処理装置を用いて、
前記基板が前記ステージ上に載置されている状態で、
前記真空破壊用バルブを開けることにより、前記気体を前記配管内に導入させる工程と、
前記周波数制御部により第１の周波数にて前記イオナイザを動作させ、
前記リフトピンの上昇による前記基板の前記ステージからの離間を開始する工程と、
前記基板が前記ステージから離間している間、
前記周波数制御部により前記イオナイザの周波数を増大させる工程とを含む基板処理方法。
【請求項２】
前記リフトピンの上昇が完了した時点において、
前記イオナイザは第２の周波数で動作しており、
前記第２の周波数は、前記第１の周波数よりも高いことを特徴とする
請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項３】
前記基板処理装置は、前記基板と前記ステージ間の距離を検出するセンサーをさらに備えており、
前記イオナイザの周波数を増大させる工程においては、前記センサーあるいは前記リフトアップ制御部から前記周波数制御部に信号を送ることを特徴とする請求項１または２に記載の基板処理方法。
【請求項４】
前記真空破壊用バルブが開く前、前記基板は塗布、乾燥、冷却のいずれかの処理をされていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば液晶表示パネル用のガラス基板、半導体ウエハ、半導体製造用のマスク基板などの基板（以下、単に「基板」という）をプレート、チャックなどの基板支持部材の上に支持しつつ、この基板に例えば加熱、冷却、レジスト塗布、ＨＭＤＳ処理、洗浄、現像などの所定の処理を施す基板処理装置に関し、特に処理終了後に基板を基板支持部材から剥離する際の剥離帯電を効果的に防止するための改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、液晶表示パネルの製造工程においては、所定の表面処理を施されたガラス基板を供給し、レジスト液やカラーフィルタ用インク等の塗布、乾燥、冷却、洗浄等の各種処理を施すための処理工程が設けられている。これらの処理工程においては、ガラス基板を真空吸着テーブル装置に吸着させて搬送しながらコーターによってレジスト液等を塗布したり、ホットプレートに吸着保持させてガラス基板を乾燥させたり、クールプレートに吸着保持させて冷却したりしている。
【０００３】
上記真空吸着テーブル装置やホットプレート、クールプレート等は、いずれも、ガラス基板をエアー吸引して吸着保持するための吸着保持プレートを備えている。この吸着保持プレートは、アルミニウム製プレート本体の上面に平滑な基板保持面（盤面）を形成し、基板保持面の表面にＡｌ2Ｏ3等をベースとするアルマイト処理によって絶縁被膜を形成し、プレート本体内に設けた気体通路を基板保持面で開口させたものである。
【０００４】
そして、基板保持面にガラス基板を載置し、気体通路を通じて基板保持面に開口した吸気孔からガラス基板と基板保持面の間に挟まれている空気を排気することにより基板保持面にガラス基板を吸着保持する。逆に、気体通路からの排気を停止してガラス基板を解放し、プレート本体から突出させたエジェクトピンでガラス基板を基板保持面から押し上げることにより、ガラス基板を基板保持面から剥離する。
【０００５】
ガラス基板は帯電し易いので、処理開始前には静電気を除去されているが、吸着保持プレートへ至るまでのハンドリング中や吸着保持プレートへの吸着時にも帯電し易い。このように吸着保持プレートに保持されているガラス基板が静電気を帯びていると、それが原因で塗布液がはじかれて塗布ムラが生じたり、ガラス基板にゴミ等が付着して製品の良品率を低下させたりする問題がある。また、ガラス基板が帯電していると、プレート本体からエジェクトピンを突き出してガラス基板を基板保持面から剥離させる際、静電気力によってガラス基板が基板表面に引き付けられて弓成りに湾曲し、そこへロボットハンドが進入してガラス基板を割ってしまったり、液晶表示パネル用の薄いガラス基板では大きな反りによって割れたりすることがあった。さらに、基板保持面からガラス基板を剥離する際、帯電しているガラス基板と基板保持面との間で放電してスパークが走ることがあり、ガラス基板が破損したり、液晶表示素子用ガラス基板に形成されたＴＦＴ（薄膜トランジスタ）が破壊したりすることがあった。
【０００６】
このため、従来の基板処理装置では、前記盤面で開口する気体通路を内部に設け、当該気体通路を通じて盤面からエアーを吸引排気すると共に当該気体通路を通じて盤面へイオン化ガスを吹き出すようにした構成をとったものが知られている。（特許文献１，２を参照）この基板処理装置においては、イオン化ガスは盤面から吹き出されるので、ガラス基板と盤面の密着面に直接にイオン化ガスを送り込んで効率良く静電気を除去でき、さらに、イオン化ガスの流れによってガラス基板を盤面から浮き上がらせることができるので、確実かつ速やかにガラス基板を盤面から剥離することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−１９３１１８号公報（図１）
【特許文献２】特開平１１−２３３５９９号公報（図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、このような帯電除去方法においては、イオン生成箇所から基板保持面の表面に至るまでの配管の中でイオンが再結合することによる効果を見落としているため、効果的な除電ができない。配管の中でイオンが再結合する効果について、図６を用いて説明する。図６（ａ）では、配管の中でイオンが再結合する状況を示している。このようにイオンが再結合をすると、イオン生成箇所から基板保持面に到達するイオン数が減少するため、基板が基板保持面から剥離する際の帯電を効果的な除電ができないことになる。
【０００９】
これに対しては、イオン生成手段に交流式、パルスＤＣ方式、あるいはパルスＡＣ方式といった、発生するイオンの極性が時間的に切り替わるタイプのイオナイザを用いる場合、イオンの再結合を防ぐためにイオナイザの周波数を低くする手段が考えられる。すなわち、イオナイザの周波数とは、発生するイオンの極性が時間的に切り替わる周波数のことであるが、この切り替えの時間を長くすることによってイオンの再結合を防ぐということである。この状況を示したのが図６（ｂ）であるが、配管内でイオンの時間的なムラができてしまい、かえってガラス基板を帯電させてしまう弊害を生じさせてしまう。
【００１０】
本発明では、イオン化ガスの中のイオンが再結合することなく基板保持表面に到達し、効果的にガラス基板の裏面を除電し、なおかつイオンの時間的なムラもできないような装置と方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明にかかる基板処理方法は、絶縁性の基板を載置するためのステージと、
上記ステージ内にあって上記基板をリフトアップさせるリフトピンと、
上記ステージ表面の孔につながる配管と、
上記配管に接続される真空排気部と気体供給部と、
上記孔と上記真空排気部との間に設けられた真空用バルブと、
上記孔と上記気体供給部との間に設けられた真空破壊用バルブと、
上記気体供給部と上記真空破壊用バルブとの間で上記配管に接続し、上記気体供給部より導入される気体をイオン化し、さらに発生するイオンの極性が時間的に切り替わるイオナイザと、
上記イオナイザから発生するイオンの極性の切り替わる周波数を変更できる周波数制御部と、
上記リフトピンの昇降動作を制御するリフトアップ制御部とを備えた基板処理装置を用いて、
前記基板が前記ステージ上に載置されている状態で、
前記真空破壊用バルブを開けることにより、前記気体を前記配管内に導入させる工程と、
前記周波数制御部により第１の周波数にて前記イオナイザを動作させ、
前記リフトピンの上昇による前記基板の前記ステージからの離間を開始する工程と、
前記基板が前記ステージから離間している間、
前記周波数制御部により前記イオナイザの周波数を増大させる工程とを含む基板処理方法である。
【発明の効果】
【００１２】
基板のリフトアップを開始した時は、基板裏面の蓄積電荷が最も多く、これを低い周波数のイオナイザにてイオンを効率よく基板裏面に到達させることで、蓄積電荷を減少させる。この時点ではイオンの偏り（ムラ）が残るので、その後徐々に周波数を高くすることによって、イオンのムラを除去する。周波数が高いことによる再結合は発生するが、リフトアップ開始時の周波数が低いイオナイザからのイオンにより基板裏面の蓄積電荷量は少なくなっているので、問題にはならない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態１にかかる基板処理装置の構成を示す図である。
【図２】実施の形態１にかかる基板リフトアップ動作と基板の帯電量との関係を示した図である。
【図３】(a)従来の基板処理装置で、イオナイザの周波数が低く一定の場合の、基板リフトアップ動作と基板の帯電量との関係を示した図である。 (b)従来の基板処理装置で、イオナイザの周波数が高く一定の場合の、基板リフトアップ動作と基板の帯電量との関係を示した図である。
【図４】実施の形態２にかかる基板処理装置の構成を示す図である。
【図５】実施の形態３にかかる基板処理装置の構成を示す図である。
【図６】従来の基板処理装置の配管内におけるイオンの状況を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を説明する。図１に、本実施の形態１にかかる基板処理装置について示す。図中、１は液晶表示パネル用のガラス基板、２はガラス基板１に処理を施すためにガラス基板１を保持するためのステージ、３はガラス基板１をステージ２に対して昇降させるためのリフトピンである。ステージ２の表面には、孔４が開いており、孔４は配管５につながっている。さらに、配管５内には、真空用バルブ６、真空破壊用バルブ７があり、それぞれの配管の末端には、真空排気部８、気体供給部９がある。言い換えれば、真空排気部８と孔４との間に真空用バルブ６があり、気体供給部９と孔４との間に真空破壊用バルブ７が設けられている。
【００１５】
真空破壊用バルブ７と気体供給部９との間には、配管５内のエアー内にイオンを混入させるためのＡＣ型イオナイザ１０が設けられている。イオナイザ１０は、交流高電圧が印加される針先を有し、その交流高電圧の周波数は外部の周波数制御部１１から制御できるようになっている。つまり、周波数制御部１１によって、イオナイザ１０から発生するイオンの極性を時間的に切り替える周波数であるところのイオナイザの周波数を制御することができる。１２は、リフトピン３を上下させるリフトアップ制御部であり、周波数制御部１１との信号のやりとりを行う。
【００１６】
次に、本発明に係る基板処理装置の動作について説明する。まず、基板が塗布、乾燥、冷却などの処理をされている間は、真空破壊用バルブ７が閉じ、真空用バルブ６が開いており、ガラス基板１はステージ２に真空吸着されることにより固定されている。
【００１７】
基板への処理が終わると、真空用バルブ６が閉じ、真空破壊用バルブ７が開くことにより、気体供給部９よりエアーや窒素等の気体が配管５内に導入される。そして、真空破壊用バルブ７が開くと同時、あるいは開いた後に、イオナイザ１０に例えば１Ｈｚの第一周波数の交流高電圧が印加されてイオン生成の動作を開始する。
【００１８】
一方、気体供給部９から供給されたエアーは配管５内を通り、孔４を介してガラス基板１とステージ２の間に供給される。配管５内の孔４近辺が大気圧に到達した段階でリフトピン３が上昇し始め、ガラス基板１をステージ２より離間すなわちリフトアップさせ始める。
【００１９】
リフトアップ開始直後はイオナイザ１０の周波数は第一周波数として、例えば１Ｈｚと低いため、イオナイザ１０から発生するイオンの極性には時間的なムラが生じる。しかし、その反面、配管５内でのイオンの再結合が生じにくい。したがって、再結合によるイオンの消失は多少あるものの、十分な量のイオンがガラス基板１まで到達することができる。
【００２０】
また、ガラス基板１に供給されるイオンは前述のとおり時間的に極性のムラが生じるため、ガラス基板１の裏面に蓄積した静電気と同極性のイオンが供給される時間帯では、イオンは反発され、ガラス基板１の裏面に蓄積した静電気が増加することはない。その一方で、イオンの極性が切り替わり、逆極性のイオンが供給される時間帯では、ガラス基板１の裏面の静電気は効果的に中和される。
【００２１】
リフトアップ制御部１２は、リフトピン３を上昇させると共に、その上昇量に合せた情報を周波数制御部１１へ送る。周波数制御部１１はその情報を処理して、リフトピン３の上昇量にあわせてイオナイザ１０の周波数が連続的に増大するよう制御する。この際、イオナイザ１０により電離したイオンがガラス基板１に到達するまでの時間も考慮して制御するとなおよい。
【００２２】
イオナイザ１０の交流高電圧の周波数を上げていくにつれて、ガラス基板１に供給されるイオンの極性の時間的なムラは減少していく。また、ガラス基板１に供給されるイオンの量も、リフトアップ当初よりも減少する。しかし、リフトアップが進んだ時点の基板１は、リフトアップ当初の第一周波数のような低周波のイオンにより十分中和されているため、問題にならない。
【００２３】
むしろ、基板１の剥離帯電が十分中和されている状況になっても尚、時間的に極性のムラを生じるような低周波のイオンを照射することにより、基板１の帯電の不安定な増大を引き起こす弊害がある。本発明の実施の形態では、基板１の帯電が中和するにつれて、イオンの極性の時間的なムラも少なくしていくことにより、基板１の剥離帯電を減少させている。
【００２４】
そして、周波数制御部１１は、リフトピン３が完全に上昇した時点で、イオナイザ１０の周波数として第二周波数、例えば６０Ｈｚで動作するように制御する。ここで、第二周波数は第一周波数よりも高く設定されている。
【００２５】
以上の除電状況とリフトピン３の上昇状況とを時系列のグラフで、図２に示す。図２において、グラフ中の細線は、リフトピン３の上昇高さを示し、太線は基板１の帯電量を示す。横軸は時間経過を示している。基板１の帯電量については、横軸ではゼロであり、横軸よりも上側と下側とでは極性が異なり、横軸よりも離れるに従い帯電量が大きいことを示している。
【００２６】
図２において、リフトピン３の上昇の初期は、イオナイザの極性切替の周波数が低いため、基板１の帯電量が大きく変動するものの、リフトピン３が上昇するに従い、周波数が増大し、基板１の帯電量もゼロに収束していく。
【００２７】
一方、比較例として同様のグラフを図３に示す。グラフの表記は、図２と同じである。ここで、図３（ａ）とは、従来の基板処理装置で、イオナイザ１０の周波数が低く一定の場合の、基板リフトアップ動作と基板の帯電量との関係を示した図である。また、図３（ｂ）とは、従来の基板処理装置で、イオナイザ１０の周波数が高く一定の場合の、基板リフトアップ動作と基板の帯電量との関係を示した図である。
【００２８】
図３（ａ）においては、イオナイザ１０の極性切替の周波数が低いため、基板１の帯電量の変動は収束せず、大きなままとなっている。一方、図３（ｂ）においては、イオナイザ１０の周波数が高いため、前述したイオンの再結合により除電効果が抑制されてしまい、リフトアップ動作に伴う基板１の帯電量の増大を抑えきれずに、結果として基板１の帯電量の増大を引き起こしている。ここで、リフトアップ動作に伴い、基板の帯電量が増大するというのは、例えば、特開平１１−２７１７３５号にもあるように、リフトアップによる基板とステージとの間の距離の変化に伴う電気的容量の変化によるものが一般的である。
【００２９】
リフトアップが完了した時点で、真空破壊用バルブ７を閉じ、同時にイオナイザ１０も停止する。この時点で、ガラス基板１の裏面には、静電気が蓄積していない状態とすることができる。
【００３０】
ここでは、イオナイザ１０を真空破壊用バルブ７の気体供給部９側に設けたため、イオナイザ１０の内部が真空に晒されることがなく、イオナイザ１０自体に真空漏れの防止などの特別の配慮をする必要がないという効果を奏する。
【００３１】
また、イオナイザ１０内をエアーが流れていないときにイオナイザ１０が動作すると、その針先近傍にイオンが滞留し、針先への異物付着や配管の劣化等が進行してしまい、短期間でのメンテナンスが必要となるが、本実施の形態ではイオナイザ１０の動作を、真空破壊用バルブ７が開いているときのみ動作させるようにしたため、その劣化も少なく、好ましい。
【００３２】
また、リフトピン３が完全に上昇した時点で、イオナイザ１０の交流高電圧の周波数が第二周波数に達する形態について説明したが、必ずしもこの形態には限定されない。リフトピン３が完全に上昇する前に基板１の帯電が中和されるのであれば、リフトピン３の上昇中に、イオナイザ１０の交流高電圧の周波数が増大する工程が含まれていればよい。リフトピン３が完全に上昇する前に基板１の帯電が中和されるのであれば、リフトピン３が完全に上昇した時点でイオナイザ１０の動作は停止していてもよい。
【００３３】
また、ここでは、最も低い周波数を１Ｈｚ、最も高い周波数を６０Ｈｚとしたが、最も効果的な周波数は、配管の長さ、エアーの流速、イオナイザの位置、リフトアップの量、リフトアップの速度などにもよるため、これらを考慮して適宜周波数を決定すればよい。
【００３４】
たとえば、リフトアップが開始してから完了するまでの所要時間に、第一周波数における一周期が経過すると、基板１には極性の異なるイオンが両方とも照射されることになるため、帯電を中和するのによい。すなわち、第一周波数は、リフトアップ所要時間の逆数よりも高く設定するとよい。
【００３５】
さらに、本実施の形態においては、リフトピンの上昇量に合せて、第一周波数から連続的・直線的に増大するように周波数を上げていき、第二周波数に到達するような形態について説明したが、必ずしもそれに限定されず、ステップごとや段階的に上昇してもよく、例えば、リフトアップの所要時間が６秒として、最初の２秒間を１Ｈｚ、次の２秒間を３０Ｈｚ、最後の２秒間を６０Ｈｚで動作させるようにしてもよい。また、リフトアップが進むにつれて加速的に交流高電圧の周波数が増大するように制御してもよい。
【００３６】
実施の形態２
実施の形態１では、リフトピン３の昇降を制御するリフトアップ制御部１２からの情報によりイオナイザ１０の周波数を制御するようにしたが、図４に示すように、ガラス基板１のステージ３からの距離を検出するセンサー１３を設け、そのセンサー１３からのガラス基板１の高さに見合った信号を周波数制御部１１に送って、イオナイザ６の周波数を制御するようにしてもよい。
【００３７】
実施の形態３
実施の形態１では、イオナイザ１０を真空破壊用バルブ７のエアー供給側に設けたが、図５に示すように、真空破壊用バルブ７のステージ側に設けてもよく、この場合、イオナイザ１０をガラス基板１により近く配することができるため、配管５内でのイオン同士の再結合が生じにくく、周波数の高い領域でも、実施の形態１よりも多くのイオンをガラス基板１に供給することができ、除電能力は高くなる。
【００３８】
実施の形態４
実施の形態１では、真空破壊用バルブ７が開いているときのみイオナイザ１０を動作するようにしたが、真空破壊用バルブ７が開く前からイオナイザ１０を動作させると、真空破壊用バルブ７が開いてエアーが供給され始めた時のイオン発生に遅れがなく、エアーを供給された瞬間から十分なイオンが供給されて、好ましい。
【００３９】
実施の形態５
実施の形態１では、イオナイザ１０として１本の放電針に交流高電圧が印加される交流型を用いたが、発生するイオンの極性が時間的に変化するタイプのイオナイザであればよく、放電針毎に発生するイオンの極性が決まっており、その極性が切り替わるパルスＤＣタイプや、１本の放電針にパルス的に極性が切り替わる高電圧が印加されるパルスＡＣタイプを用いてもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１  基板、２  ステージ、３  リフトピン、４  孔、５  配管、
６  真空用バルブ、７  真空破壊用バルブ、８  真空排気部、９  気体供給部、
１０  イオナイザ、１１  周波数制御部、１２  リフトアップ制御部、
１３  センサー
【図１】
0005708055.tif 000002
【図２】
0005708055.tif 000003
【図３】
0005708055.tif 000004
【図４】
0005708055.tif 000005
【図５】
0005708055.tif 000006
【図６】
0005708055.tif 000007