JP2006068592A - 基板載置ステージ及び基板の吸着・剥離方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ガラス基板などをエアを介在することなく水平に固定でき、しかも容易に剥離できる基板載置ステージを提供する。
【解決手段】 基板載置ステージ１は平面視で複数の同心状領域１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅに分けられ、最中心部の領域１ａに形成した吸引件噴出孔２…の密度を外側の領域１ｂ〜１ｅの密度よりも高くしている。前記各孔２には吸引兼噴出用ノズル４が挿入され、このノズル４は基板載置ステージ１の背面側において配管に接続されている。各配管は図示しない切替弁を介して真空ポンプ或いはエアーラインに選択的につながっている。本発明では各領域毎に配管を配置し、各領域毎に吸引または噴出を制御できるようにしている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えばガラス基板等の基板表面に塗布液を塗布する際に、当該基板を載置するに基板載置ステージとこの基板載置ステージを用いた基板の吸着・剥離方法に関する。

ガラス基板表面にレジスト液、ＳＯＧ液或いはカラーフィルタ用塗布液などを塗布するには、従来から基板載置ステージの上面にガラス基板を吸引固定した状態で、ガラス基板表面にスリットノズル、ロールコータなどを用いて塗布液を供給するようにしている。

上記基板載置ステージの構造としては、特許文献１及び特許文献２に開示されている。特許文献１に開示される基板載置ステージ（テーブル）は、塗布ヘッドに対して相対的に往復動可能とされ、且つその上面には多数の吸引孔が形成されている。また、特許文献２には、孔の径が０．５ｍｍ以下で開口率を１〜２０％とした多孔質体によってステージを形成することが開示されている。
特開平６−３３９６５６号公報 特開平１１−３００２５８号公報

上述した従来の基板載置ステージでガラス基板を吸着して塗布を行なった後、吸引状態を解除してガラス基板をステージから剥離しようとすると、帯電（静電吸着）によってガラス基板がステージから離れず、無理に剥離させようとするとガラス基板が割れてしまうことがある。

また、従来の基板載置ステージにあっては、ガラス基板の下面全面を同時に吸着している。このためガラス基板の中央部とステージとの間に空気が介在した状態で、つまりガラス基板の中央部が盛上った状態で吸着固定することがあり、この場合には、均一な厚みの塗膜を形成することができない。

更に、塗布などの作業を行なっている間、全ての吸引孔によって強く吸着していると、ガラス基板に吸着跡が転写され、均一な塗膜が得られず、ムラが発生することがある。

上記の課題を解決すべく、本発明に係る基板載置ステージは、上面に多数の真空源につながる吸引孔及び圧気源につながる噴出孔が形成され、また平面視で複数の同心状領域に分けられ、これら各領域毎に前記吸引孔を介した吸引及び噴出孔を介した噴出が独立して行なわれる構成とした。

ここで、前記複数の同心状領域は、物理的に分離されているのではなく、ステージの上面を複数の同心状領域に仮想的に分け、各領域毎に吸引孔（噴出孔）による吸引（噴出）を制御するということである。

また前記吸引孔及び噴出孔は同一の孔を共用せしめることで、ステージに対する孔明け作業も半分で済み、剛性が低下することもない。また孔を共用した場合には配管の途中に切替弁を設け、真空源と圧気源とに選択的に接続するようにする。

また、吸引孔（噴出孔）の密度は前記複数の同心状領域のうち最中心部の領域における密度を他の領域の密度よりも大きくすることが好ましい。このようにすることで、最中心部の領域のみを用いて吸着する場合に効果的である。

また、孔に限らずチャック表面に格子状に溝を形成し、この溝に真空源につながる吸引孔と圧気源につながる噴出孔を開口せしめてもよい。溝を形成することで、孔よりも基板裏面に接触する面積（吸引又は剥離に関与する面積）が広くなるので、溝を介した吸引及び噴出の方が吸引及び噴出にかかる時間が短くなる。ここで、溝の寸法（幅×深さ）としてはあまり大きくするとムラの原因となるので、１．０ｍｍ×１．０ｍｍ以下、好ましくは０．２ｍｍ×０．２ｍｍ以下である。尚、溝を形成する場合も、中心部における溝の間隔を外側部における溝の間隔よりも密にする。

また、基板載置ステージに対する基板の載置および剥離をリフトピンを用いて行なう場合には、ステージの中心部に近いリフトピンよりも外側のリフトピンの高さを高くし、中央部が撓んだ状態で基板を支持することで、基板の割れなどを効果的に防止できる。

また、上記の基板載置ステージを用いた基板の吸着方法は、先ず基板載置ステージの複数の同心状領域のうち最中心部の領域の吸引孔によって基板を吸着した後、順次外側の同心状領域の吸引孔によって吸着する。このように最中心部を先に吸着し、順次外側を吸着することで、中心部にエアを介在させたまま吸着することを防げる。

更に、上記の基板の吸着方法にあっては、一旦全部の同心状領域で基板を吸着したならば、外側領域の吸着状態を解除し、最中心部の領域によってのみ吸着状態を維持するようにしてもよい。このようにすることで、吸着跡（ムラ）のない塗膜をガラス基板の表面に形成することができる。

また、同心状領域の中心部と外側領域とで、孔または溝の密度の違いによる吸引力の差によってムラが生じないようにするために、中心部よりも外側領域の圧力を低く設定してもよい。

また、上記の基板載置ステージを用いた基板の剥離方法は、先ず基板載置ステージの複数の同心状領域のうち最中心部の領域の噴出孔から気体を噴出した後、順次外側の同心状領域の噴出孔から気体を噴出して行なう。このように内側から剥離することで、基板に無理な力が作用することがなく、基板の割れを防止できる。

本発明にあっては上記したように吸着及び剥離の何れにおいても、常に基板の中心から外側に向かって行う。つまり、吸着の際は中心部を先に吸着して外側部に向かって準じ吸着していき、剥離の際は中心部に先にエアを入れて中心部を持ち上げ外側に向かって隙間を広げるようにする。

本発明に係る基板載置ステージによれば、ガラス基板などの基板を、ステージとの間にエアを介在させずに、水平に固定することができる。また、剥離する場合にもガス（空気または窒素ガス）を噴出するため、基板がステージ表面に帯電によって吸着されている場合でも容易に剥離することができる。

更に、孔だけでなく溝を形成し、この溝内に孔を開口することで、基板裏面に対する吸着及び剥離用の溝に対する接触面積が広くなるので、基板の吸着及び剥離にかかる時間を短くすることができ、タクトタイムが速くなる。

また、複数のリフトピンの高さを変更して、基板を中央部が撓んだ状態で保持するようにすれば、最初に基板の中央部がステージ上面に接触するので、ステージとの間にエアが入り込むことが無く、また剥離する場合も無理なくステージ上面から基板を剥離することができる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る基板載置ステージの平面図、図２は同基板載置ステージの要部拡大断面図であり、基板載置ステージ１は自然石、ステンレスなどからなり、上面は平坦面に仕上げられ、多数の吸引孔と噴出孔を兼ねる孔２…とリフトピン挿通孔３…が形成されている。

基板載置ステージ１は平面視で複数の同心状領域１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅに分けられ、最中心部の領域１ａに形成した吸引件噴出孔２…の密度を外側の領域１ｂ〜１ｅの密度よりも高くしている。尚、最中心部の領域１ａ全体において孔２の密度を高めずに、一部のみ密度を高めるようにしてもよい。

図２に示すように、前記各孔２には吸引兼噴出用ノズル４が挿入され、このノズル４は基板載置ステージ１の背面側において配管５，６に接続されている。これら配管５，６は図示しない切替弁を介して真空ポンプ或いはエアーラインに選択的につながっている。

また、配管５は例えば最中心部の領域１ａにおける吸引または噴出を行なうためのものであり、配管６は例えば領域１ｂにおける吸引または噴出を行なうためのものである。本発明ではこのように各領域毎に配管を配置し、各領域毎に吸引または噴出を制御できるようにしている。

また、図３に示すように、本発明に係る基板載置ステージ１は基板Ｗを載置・剥離するリフトピンを備えている。リフトピン７は前記挿通孔３を貫通するとともに、下端部が支持板８に取り付けられ、一体的に昇降動する。

また、リフトピン７はステージ１の中央部に近いリフトピン７の高さを外側のリフトピン７の高さよりも低く設定し、基板Ｗを中央部が撓んだ状態に倣って保持する。この状態を図３（ａ）に示している。

次いで、図３（ｂ）に示すように、リフトピン７が下降すると、基板Ｗの中央部下面が基板載置ステージ１の最中心部の領域１ａに接触する。そしてこの状態で配管５を介し最中心部の領域１ａの孔２から吸引し、基板Ｗの中央部を吸引固定する。

上記の状態から更にリフトピン７を下げる。そして、これと並行して吸引領域を最中心部の領域１ａから順次外側の領域１ｂ〜１ｅに拡大し、最終的に図３（ｃ）に示すように、基板Ｗをフラットな状態で基板載置ステージ１の上面に吸引固定する。この吸引固定が完了したら、最中心部の領域１ａにおける吸引のみを継続し、他の領域の吸引を解除し、スリットノズル９を相対的に水平移動させつつ基板表面に塗布液を塗布する。

図３（ｄ）に示すように、上記塗布作業が完了したら、配管のバルブを圧気源側に切替え、最中心部の同心状領域１ａから先ず窒素ガスなどを噴出し、順次外側の同心状領域１ａ〜１ｄに噴出領域を広げ、ステージ１表面から基板Ｗを剥離し、更に図３（ｅ）に示すように、リフトピン７を上昇させて基板Ｗを持ち上げ、次工程のロボットなどに受け渡す。

図示例では、孔２が吸引孔と噴出孔とを兼ねるようにして配管の簡素化、製作の効率アップを図っているが、吸引孔と噴出孔とを別々に形成してもよい。
また、図示していないが、チャック表面に格子状の溝を設け、この溝に吸引孔と噴出孔を兼ねる孔２を形成してもよい。

本発明の基板載置ステージはガラス基板にスリットノズルを用いて、レジスト液やカラーフィルタ用塗布液を塗布する際に、ガラス基板を固定するために利用することができる。

本発明に係る基板載置ステージの平面図 同基板載置ステージの要部拡大断面図 （ａ）〜（ｅ）は同基板載置ステージに対し基板を載置してから剥離するまでの状態を示す側面図

符号の説明

１…基板載置ステージ、１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ…同心状領域、２…吸引孔と噴出孔を兼ねる孔、３…リフトピン挿通孔、４…吸引兼噴出用ノズル、５，６…配管、７…リフトピン、８…支持板、９…スリットノズル、Ｗ…基板。

Claims (11)

1. ガラス基板などの基板を載置固定する基板載置ステージにおいて、この基板載置ステージ上面には多数の真空源につながる吸引孔及び圧気源につながる噴出孔が形成され、また基板載置ステージは平面視で複数の同心状領域に分けられ、これら各領域毎に前記吸引孔を介した吸引及び噴出孔を介した噴出が独立して行なわれることを特徴とする基板載置ステージ。
2. 請求項１に記載の基板載置ステージにおいて、前記吸引孔及び噴出孔は同一の孔を共用することを特徴とする基板載置ステージ。
3. 請求項１または請求項２に記載の基板載置ステージにおいて、前記複数の同心状領域のうち最中心部の領域の全部または一部における吸引孔及び噴出孔の間隔は外側の領域の吸引孔及び噴出孔の間隔よりも緻密に形成されていることを特徴とする基板載置ステージ。
4. ガラス基板などの基板を載置固定する基板載置ステージにおいてこの基板載置ステージ上面には多数の溝が切ってあり、前記溝には多数の真空源につながる吸引孔及び圧気源につながる噴出孔が形成され、また基板載置ステージは平面視で複数の同心状領域に分けられ、これら各領域毎に前記溝に形成された前記吸引孔を介した吸引及び噴出孔を介した噴出が独立して行われることを特徴とする基板載置ステージ。
5. 請求項４に記載の基板載置ステージにおいて、前記溝は格子状であり、前記複数の同心状領域のうち中心部の領域の溝の間隔は、外側の領域の溝の間隔よりも細密に形成されていることを特徴とする基板載置ステージ。
6. 請求項４又は請求項５に記載の基板載置ステージにおいて、前記溝の寸法は１．０ｍｍ×１．０ｍｍ以下であることを特徴とする基板載置ステージ。
7. 請求項１乃至請求項６に記載の基板載置ステージにおいて、この基板載置ステージにはリフトピンが挿通する複数の貫通孔が形成され、中心部に近いリフトピンよりも外側のリフトピンの高さを高くし、基板を中央部が撓んだ状態で支持することを特徴とする基板載置ステージ。
8. 請求項１乃至請求項７に記載の基板載置ステージを用いた基板の吸着方法において、先ず基板載置ステージの複数の同心状領域のうち最中心部の領域の吸引孔によって基板を吸着した後、順次外側の同心状領域の吸引孔によって吸着するようにしたことを特徴とする基板の吸着方法。
9. 請求項８に記載の基板の吸着方法において、複数の同心状領域の全てで基板を吸着した後、外側の領域による吸着状態を維持したまま最中心部領域の吸着状態を解除することを特徴とする基板の吸着方法。
10. 請求項８又は請求項９に記載の基板の吸着方法において、中心部の領域で基板を吸着する圧力よりも外側領域で基板を吸着する圧力の方が低いことを特徴とする基板の吸着方法。
11. 請求項１乃至請求項７に記載の基板載置ステージから基板を剥離する方法において、先ず基板載置ステージの複数の同心状領域のうち最中心部の領域の噴出孔から気体を噴出した後、順次外側の同心状領域の噴出孔から気体を噴出するようにしたことを特徴とする基板の剥離方法。