JP3948325B2 - フィルム基板処理方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フィルム基板の処理に際してフィルム基板の受け渡しを行う技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
実装技術の分野において、電子機器の小型化・高機能化に伴い高密度な実装が要求されている。そのため、実装基板への素子の接続は微細化され、より信頼性の高い実装が必要とされている。信頼性を確保する方法の一つとしてプラズマによる表面改質方法がある。たとえば、このプラズマ処理によって、表面に付着した有機物汚染が除去され、ワイヤーボンディングのボンディング強度を向上したり、濡れ性が改善され、基板と封止樹脂との密着性を向上することができる。すなわち、酸素プラズマにより基板表面の活性化を起こし、カルボキシル基（−ＣＯＯＨ）、カルボニル基（＝Ｃ＝Ｏ）などができて、接合強度の向上につながるといった表面活性化作用を生じさせる。また、アルゴンイオンまたは酸素イオンによるスパッタリング作用により、表面洗浄作用を生じさせる。
【０００３】
特に、フィルムなどから構成されるフレキシブル回路基板において基板表面に塩素が残っていると、基板周囲の湿気と回路を流れる電流との影響で回路が腐食する可能性があるため、プラズマ処理によって、表面に付着した塩素を除去し、基板と樹脂との密着性を向上させて外部から水分の侵入を防いでいる。
【０００４】
このようなプラズマ処理の従来の構成としては、フィルムを数枚ずつ人の手でチャンバ内に載置し、チャンバ蓋を閉じてから、真空粗引き、本引き、ガスバルブ開、高周波電力印加、高周波電力印加停止、大気圧復帰、チャンバ開の一連の動作を人が１つずつ行う。真空圧の確認は真空計によって行い、高周波電力印加時間はストップウォッチで計測する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構造のものでは、必然的にバッチ処理になるために、スループットに限界がある。また、人の手によってフィルムを出し入れするために、フィルムが汚染される可能性がある。さらに、洗浄と次工程の間にブランクが発生するために、フィルムの管理が難しい。
【０００６】
そこで、本発明は、フィルムを静電式のステージに載置させて処理するとともに処理の自動化を実現する技術を提供することを主たる目的としている。
【０００７】
【問題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、搬送用保持部により被処理面側からフィルム基板を保持して搬送する搬送工程と、前記搬送用保持部が前記被処理面側から付勢しつつステージに前記フィルム基板を載置する載置工程と、前記ステージが、前記被処理面とは反対側の裏面を静電気力により保持するステージ保持工程と、前記ステージの周囲を減圧する減圧工程と、前記被処理面に所定の処理を行う処理工程と、
を有するフィルム基板処理方法において、前記ステージ保持工程が、前記ステージに電圧を与える工程と、前記電圧の変化後に前記搬送用保持部による前記フィルム基板の保持を解除する工程とを有するフィルム基板処理方法である。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のフィルム基板処理方法であって、前記載置工程において、前記搬送用保持部が前記フィルム基板上の少なくとも互いに対向する端部領域を前記ステージに向けて付勢するフィルム基板処理方法である。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のフィルム基板処理方法であって、前記載置工程において、前記搬送用保持部が前記フィルム基板の周縁部全体を前記ステージに向けて付勢するフィルム基板処理方法である。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、搬送用保持部により被処理面側からフィルム基板を保持して搬送する搬送工程と、前記搬送用保持部が前記被処理面側から付勢しつつステージに前記フィルム基板を載置する載置工程と、前記ステージが、前記被処理面とは反対側の裏面を静電気力により保持するステージ保持工程と、前記ステージの周囲を減圧する減圧工程と、前記被処理面に所定の処理を行う処理工程と、
を有するフィルム基板処理方法であって、前記ステージ保持工程が、前記ステージに電圧を与える工程と、前記ステージへの電流を検出し、電圧付与後の電流の低下を検出する電流検出工程と、前記電流の低下の検出後に前記搬送用保持部による前記フィルム基板の保持を解除する解除工程とを有するフィルム基板処理方法である。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のフィルム基板処理方法であって、前記載置工程において、前記搬送用保持部が前記フィルム基板上の少なくとも互いに対向する端部領域を前記ステージに向けて付勢するフィルム基板処理方法である。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項４に記載のフィルム基板処理方法であって、前記載置工程において、前記搬送用保持部が前記フィルム基板の周縁部全体を前記ステージに向けて付勢するフィルム基板処理方法である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２２】
本発明の第１の実施の形態に係るプラズマ処理装置は、図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、フィルム基板２などの回路基板をチャンバ８内の基板を保持する電極を有するステージ８ｂ上に自動的に搬入し、チャンバ８内を排気しかつ所定の反応ガスをチャンバ８内に導入して所定の減圧状態を維持した上で、高周波電源８ｃから高周波電力を印加してチャンバ８内に酸素プラズマを発生させ、発生した酸素プラズマにより、ステージ８ｂ上に保持した基板２の表面をプラズマ処理して、基板２の表面の有機物の炭素原子と酸素を結合させて二酸化炭素の気相として基板２の表面から有機物を自動的に除去して、ＩＣチップや部品などを接合するための基板電極などの接合部の表面を活性化させて接合力を強化できるようにするものである。
【００２３】
具体的には、プラズマ処理装置は、図２に示すように、一対のフィルム基板２を保持してプラズマ処理装置本体１０外からプラズマ処理装置本体１０内に搬入する基板搬入スライダ１と、基板搬入スライダ１から一対のフィルム基板２を吸着保持しかつ移動する一対の搬送アーム装置３Ａ，３Ｂと、一対の搬送アーム装置３Ａ，３Ｂが固定されて支持されかつ一対の搬送アーム装置３Ａ，３Ｂを基板搬送方向（図２の左方向）Ｆ沿いに移動させる移動装置４と、一対のフィルム基板２のプラズマ処理を行う第１チャンバ８Ａと一対のフィルム基板２のプラズマ処理を行う第２チャンバ８Ｂとを有するプラズマ処理チャンバ８と、一対のフィルム基板２を保持してプラズマ処理装置本体１０内からプラズマ処理装置本体１０外に搬出する基板搬出スライダ９とを備えている。
【００２４】
上記基板搬入スライダ１は、プラズマ処理装置本体１０外の基板搬入準備位置Ａと、プラズマ処理装置本体１０内の基板搬入位置Ｂとの間で、一対のフィルム基板２を吸着保持しつつ、モータまたはエアシリンダなどの駆動装置の駆動により移動する。
【００２５】
上記移動装置４は、一対の搬送アーム装置３Ａ，３Ｂが移動体４ａ上に固定されて支持され、移動体４ａは、サーボモータ４ｃなどの駆動装置によりガイド部材４ｂに沿って基板搬送方向Ｆ沿いに往復移動可能となっている。
【００２６】
一対の搬送アーム装置３Ａ，３Ｂのそれぞれは、移動体４ａに固定されたモータなどのアーム部駆動装置６ａと、モータなどの駆動装置６ａの駆動により軸方向（基板搬送方向Ｆと直交する方向）に移動するアーム部６を備え、搬送アーム装置３Ａはアーム部６の先端に一対の第１吸着部７Ａを有し、搬送アーム装置３Ｂはアーム部６の先端に一対の第２吸着部７Ｂを有する。第１吸着部７Ａおよび第２吸着部７Ｂは吸着部昇降装置７ａにより上下動可能とされ、下端位置まで下降させて図示しない吸引装置の駆動により、一対のフィルム基板２を同時的に吸着保持することができる。また、移動体４ａの近傍側の基板搬入スライダ１または基板搬出スライダ９と各チャンバ８との間でアーム部駆動装置６ａの駆動により一対の第１吸着部７Ａまたは第２吸着部７Ｂが移動可能とされ、両装置間で一対のフィルム基板２が同時的に受け渡し可能とされている。
【００２７】
一方の（図２では右側のすなわち基板搬入側に近い側の）搬送アーム装置３Ａはチャンバ８Ａ，８Ｂにフィルム基板２を搬入する搬送アーム装置である。他方の（図２では左側のすなわち基板搬出側に近い側の）搬送アーム装置３Ｂは、チャンバ８Ａ，８Ｂからフィルム基板２を搬出する搬送アーム装置である。従って、それぞれの搬送アーム装置は、プラズマ処理前のフィルム基板２またはプラズマ処理後のフィルム基板２を常に吸着することになり、プラズマ処理前と後の両方の状態のフィルム基板２を同じ搬送アーム装置で吸着しないため、吸着による汚染を無くすことができる。
【００２８】
上記基板搬出スライダ９は、プラズマ処理装置本体１０外の基板搬出準備位置Ｃと、プラズマ処理装置本体１０内の基板搬出位置Ｄとの間で、一対のフィルム基板２を吸着保持しつつ、モータまたはエアシリンダなどの駆動装置の駆動により移動する。なお、一対のフィルム基板２の保持の方法は、吸着に限らず、他の手段、例えば、係止部材などで保持できるようにしてもよい。
【００２９】
第１チャンバ８Ａと第２チャンバ８Ｂとは、それぞれ独立してプラズマ処理を行うことができる。よって、例えば、一方のチャンバでプラズマ処理を行っているときに、他方のチャンバでプラズマ処理が終了したフィルム基板２を搬出し、次にプラズマ処理を行うフィルム基板２を搬入させることができる。なお、フィルム基板２のチャンバ８への搬出入は図１（または、後述の図３）に示す蓋８ａが開いた状態で行われ、蓋８ａは蓋開閉用エアシリンダの駆動によりそれぞれ開閉される。
【００３０】
第１チャンバ８Ａおよび第２チャンバ８Ｂは同一構成であり、そのチャンバ８を図３に示す。図３において、８ａは上下方向にスライドして開閉するチャンバ８の蓋、８ｅはチャンバ８の側壁内面に配置された石英のカバー、８ｇは基板静電吸着用のＤＣ電極と高周波電力が印加されるステージ８ｂとを絶縁する絶縁材、８ｈはステージ８ｂを冷却する冷却水流路、８ｉは冷却水流路に冷却水を供給する冷却水用配管、８ｋはステージ８ｂとチャンバ８とを絶縁するためのアルミナなどから構成されるインシュレータ、８ｍはＳＵＳ３０４などから構成されるチャンバ８の側壁、８ｎはＳＵＳ３０４などから構成されるチャンバ８のべース、８ｐは基板静電吸着用のＤＣ電源８ｔに接続された基板静電吸着用のＤＣ電極、８ｑはステージ８ｂの冷却水流路を形成するためのＳＵＳ３０４などから構成される水冷ジャケット、８ｒは高周波電源８ｃに接続された高周波印加電極である。
【００３１】
なお、チャンバ８の側壁８ｍ、ベース８ｎ、蓋８ａはアースされている。従って、フィルム基板２は、各チャンバ８内のステージ８ｂ上に載置されると、基板静電吸着用のＤＣ電源８ｔからＤＣ電圧が基板静電吸着用のＤＣ電極８ｐに印加されて、フィルム基板２が静電吸着作用によりステージ８ｂ上に吸着保持される。プラズマ処理中、フィルム基板２はこのように静電吸着された状態で保持され、プラズマ処理終了後、取り出すときには、基板静電吸着用のＤＣ電極８ｐへのＤＣ電圧の印加を停止または逆方向に電圧を作用させて、フィルム基板２がステージ８ｂ上から取出しやすくする。
【００３２】
図４および図５は１つのチャンバ８（第１チャンバ８Ａにまたは第２チャンバ８Ｂ）に関するプラズマ処理装置の動作の流れを示す図である。
【００３３】
まず、一対のフィルム基板２を保持する基板搬入スライダ１が基板搬入準備位置Ａから基板搬入位置Ｂへと移動し（図２参照）、移動装置４が搬送アーム装置３Ａの一対の第１吸着部７Ａのそれぞれをフィルム基板２の上方に位置させる。そして、吸着部昇降装置７ａが第１吸着部７Ａを下降してフィルム基板２に当接させ、第１吸着部７Ａに形成された吸引孔による吸引が開始される。これにより、各第１吸着部７Ａがフィルム基板２を被処理面側から吸引吸着する。
【００３４】
次に、吸着部昇降装置７ａにより第１吸着部７Ａが上昇するとともにアーム部駆動装置６ａがアーム部６をチャンバ８側へと移動させ、フィルム基板２を被処理面側から保持しつつチャンバ８内へと搬送する（ステップＳ１１）。吸着部昇降装置７ａにより一対の第１吸着部７Ａはチャンバ８内にて下降し、フィルム基板２がステージ８ｂに渡される（ステップＳ１２〜Ｓ１６）。以下、第１吸着部７Ａからステージ８ｂにフィルム基板２が渡される様子についてさらに詳説する。
【００３５】
図６は第１吸着部７Ａの構造および第１吸着部７Ａとステージ８ｂとの間におけるフィルム基板２の受け渡しに関する構成を示す図であり、図７は第１吸着部７Ａおよびフィルム基板２の底面図である。第１吸着部７Ａでは、本体ブロック７１の下面に吸引孔を有する吸着パッド７２が取り付けられ、フィルム基板２の長手方向に沿うように２つの付勢部材７３が取り付けられている。付勢部材７３は例えばステンレス鋼にて形成される。
【００３６】
吸着パッド７２の吸引孔は本体ブロック７１内の流路を経由して２つの配管に接続されており、一方の配管は弁５１１を介してエア供給部５１２に接続され、他方の配管は弁５２１を介して排気部５２２に接続される。２つの弁５１１，５２１は全体制御部５３により電気的に開閉制御される。また、全体制御部５３はステージ８ｂによる静電吸着のためのＤＣ電源８ｔの制御も行い、ＤＣ電源８ｔによりステージ８ｂに与えられる電圧が電圧計５５により計測され、計測値が全体制御部５３に入力される。
【００３７】
図８および図９は、第１吸着部７Ａが図７に示す状態からフィルム基板２をステージ８ｂ上に載置する様子を示す図であり、図１０はこのときの動作を示すタイムチャートである。フィルム基板２が被処理面側から保持されつつステージ８ｂ上に載置される際には、図８に示すように吸着パッド７２が弾性変形する。これにより、付勢部材７３がフィルム基板２の長手方向の端部をステージ８ｂ側へと付勢する（図４：ステップＳ１２）。
【００３８】
第１吸着部７Ａ（ノズル）が十分に下降すると、図１０に示すようにＤＣ電源８ｔによりステージ８ｂに静電吸着（静電チャック）のための電圧が与えられる（ステップＳ１３）。所定の時間Ｔ１が経過して図６に示す電圧計５５からの計測値に基づいて電圧の安定が確認されると（ステップＳ１４）、弁５２１が閉じられて第１吸着部７Ａによる吸引吸着が停止され、フィルム基板２の保持が解除される（ステップＳ１５）。さらに、弁５１１が開かれてエア供給部５１２からの圧縮空気が吸着パッド７２から噴出され、フィルム基板２に向けてブローが行われる。ブローはブロー時間Ｔ２の間維持され、ブローが終了する直前に第１吸着部７Ａが下限に位置する下限維持時間Ｔ３が経過し、図９に示すように第１吸着部７Ａがフィルム基板２をステージ８ｂに残して上昇する（ステップＳ１６）。
【００３９】
以上のように、フィルム基板２がステージ８ｂに渡される際にフィルム基板２の互いに対向する端部領域が被処理面側から付勢されつつステージ８ｂにフィルム基板２が載置されることから、ステージ８ｂが被処理面とは反対側の裏面を静電気力により確実に保持することができ、フィルム基板２に無理な力を作用させることなく、円滑に、第１吸着部７Ａからステージ８ｂにフィルム基板２を渡すことが実現される。なお、第１吸着部７Ａがフィルム基板２を吸引吸着するため、フィルム基板２を大気圧下にて容易にチャンバ８内へと搬入することができる。
【００４０】
フィルム基板２がステージ８ｂに渡されると、一対の第１吸着部７Ａが図２に示すアーム部駆動装置６ａによりチャンバ８外へと待避され、チャンバ８の蓋８ａが閉じられる（ステップＳ１７）。チャンバ８内は排気されて減圧され、アルゴン、酸素などの反応ガスが導入された後（ステップＳ１８）、ステージ８ｂに高周波電力が印加されてチャンバ８内にプラズマが発生する（ステップＳ１９）。これにより、各フィルム基板２の被処理面にプラズマによる洗浄、改質等の処理が施される。
【００４１】
プラズマによる処理が終了するとチャンバ８内が大気圧に戻されてチャンバ８の蓋８ａが開かれ（ステップＳ２０，Ｓ２１）、搬送アーム装置３Ｂの第２吸着部７Ｂがアーム部駆動装置６ａによりチャンバ８内へと進入する。その後、ステージ８ｂと第２吸着部７Ｂとの間でフィルム基板２の受け渡しが行われる（図５：ステップＳ３１〜Ｓ３６）。
【００４２】
図１１は第２吸着部７Ｂの構造を示す正面図であり、図１２は第２吸着部７Ｂおよびフィルム基板２を示す底面図である。第２吸着部７Ｂは、本体ブロック７４の下面の長手方向の端部に吸着パッド７５ａが固定され、下面の中央近傍に吸着パッド７５ｂが上下方向に移動可能なシャフト７６１の先端に取り付けられる。シャフト７６１はバネ７６２により下方に付勢されており、吸着パッド７５ｂに力が作用しない状態において、吸着パッド７５ｂの下端が吸着パッド７５ａの下端より若干下側に位置する。なお、各吸着パッド７５ａ，７５ｂの吸引孔は、図６に示す第１吸着部７Ａと同様に、弁を介してエア供給部５１２および排気部５２２に接続され、吸引およびブローが全体制御部５３により制御される。
【００４３】
図１３ないし図１５は、図１１に示す状態から第２吸着部７Ｂがステージ８ｂからフィルム基板２を受け取る様子を示す図であり、図１６はこのときの動作を示すタイムチャートである。まず、第２吸着部７Ｂが下降し、フィルム基板２の中央付近に吸着パッド７５ｂが当接し、バネ７６２が圧縮された後に吸着パッド７５ａが図１３に示すようにフィルム基板２の端部領域に当接する（ステップＳ３１）。
【００４４】
第２吸着部７Ｂ（ノズル）が十分に下降すると、吸着パッド７５ａ，７５ｂによる吸引が開始され（ステップＳ３２）、静電チャックのための電圧が解除される（ステップＳ３３）。このとき、図１６に示すように、僅かな時間Ｔ４の間に逆電圧Ｖ１が付与される。電圧の解除が電圧計５５による計測値に基づいて検出され（ステップＳ３４）、さらに、第２吸着部７Ｂの位置が下限にて安定する下限安定時間Ｔ５が経過すると、搬送アーム装置３Ｂの吸着部昇降装置７ａにより第２吸着部７Ｂがステージ８ｂから離間する。
【００４５】
吸着パッド７５ｂは上下に移動可能であるとともにバネ７６２により下側に付勢されていることから、図１４に示すように、まず吸着パッド７５ａがステージ８ｂから離れ、フィルム基板２の端部のみが持ち上げられる（ステップＳ３５）。そして、第２吸着部７Ｂがさらに上昇することにより吸着パッド７５ｂがステージ８ｂから離れ、図１５に示すようにフィルム基板２全体がステージ８ｂから分離される（ステップＳ３６）。
【００４６】
以上の受け渡し動作により、フィルム基板２がステージ８ｂに密着している場合であっても、フィルム基板２が端部から剥がされるようにして無理な力を作用させることなく第２吸着部７Ｂへと渡される。また、ステージ８ｂに逆電圧を付与した後に静電チャックのための電圧が解除されるため、フィルム基板２の帯電を適切に除去することができ、フィルム基板２がステージ８ｂから分離される際にフィルム基板２に作用する力を一層低減することが実現される。なお、第２吸着部７Ｂがフィルム基板２を吸引吸着により保持することにより、大気圧下にてフィルム基板２を容易にチャンバ８外へと搬出することができる。
【００４７】
一対の第２吸着部７Ｂはフィルム基板２と共にアーム部駆動装置６ａによりチャンバ８外へと待避され、フィルム基板２の搬出が行われる（ステップＳ３７）。第２吸着部７Ｂは吸着部昇降装置７ａにより下降し、基板搬出準備位置Ｃに位置する基板搬出スライダ９上にフィルム基板２を当接させ、吸着パッド７５ａ，７５ｂからブローを行って上方へと待避し、フィルム基板２を基板搬出スライダ９上へと移載する。そして、基板搬出スライダ９が基板搬出準備位置Ｃから基板搬出位置Ｄへと移動して処理済みのフィルム基板２がプラズマ処理装置外へと搬送される。
【００４８】
以上のように、プラズマ処理装置では、減圧が行われるチャンバ８内にて静電チャックによるフィルム基板２の保持を行い、チャンバ８外では吸引吸着による保持が行われることから、フィルム基板２の搬送および処理を適切に行うことができる。また、第１吸着部７Ａはフィルム基板２をステージ８ｂ側へと付勢しながらフィルム基板２の受け渡しを行うため、対象物が可撓性を有する場合であっても対象物を静電チャックであるステージ８ｂに密着させることができ、適切に保持させることができる。一方、第２吸着部７Ｂもフィルム基板２をステージ８ｂから受け取る際に、まず、フィルム基板２の端部をステージ８ｂから持ち上げ、その後、フィルム基板２全体をステージ８ｂから分離することから、可撓性を有する対象物を適切に受け取ることができる。
【００４９】
図１７は第１吸着部７Ａの他の例を示す正面図であり、図１８は第１吸着部７Ａをフィルム基板２とともに示す底面図である。図１７および図１８に示す第１吸着部７Ａは、本体ブロック７１ａの底面７１２ａが鏡面加工された平面とされ、フィルム基板２よりも大きなサイズとなっている。本体ブロック７１ａの底面７１２ａには複数の吸引孔７１１が直接形成される。第１吸着部７Ａによりステージ８ｂにフィルム基板２が載置される際には、本体ブロック７１ａの底面７１２ａがフィルム基板２の少なくとも周縁部全体をステージ８ｂ側へと付勢することから、フィルム基板２をステージ８ｂに確実に保持させることができる。
【００５０】
図１９は簡素化された第２吸着部７Ｂの例を示す正面図である。図１９に示す第２吸着部７Ｂは吸着パッド７５ｃを１つだけ有し、吸着パッド７５ｃがフィルム基板２の端部を吸引吸着する。これにより、第２吸着部７Ｂが上昇すると、まず、フィルム基板２の端部が図１９に示すようにステージ８ｂから持ち上げられ、第２吸着部７Ｂがさらに上昇することによりフィルム基板２全体がステージ８ｂから分離される。
【００５１】
図２０は第２吸着部７Ｂのさらに他の例を示す正面図であり、図２１は底面図である。図２０および図２１に示す第２吸着部７Ｂは、本体ブロック７１ｂの底面７１２ｂがステージ８ｂに平行な（図２０において紙面に垂直な）中心軸を有する円筒面の一部となっており、底面７１２ｂの一方の端部に吸引孔７１１ａが形成され、他方の端部に吸引孔７１１ｂが形成される。本体ブロック７１の上面には回動アーム７２１が取り付けられ、回動アーム７２１はジョイント７２２を中心に回動可能とされる。ジョイント７２２は図２に示すアーム部６に固定された固定アーム７２３に取り付けられる。なお、本体ブロック７１の底面（円筒面）７１２ｂの中心軸はジョイント７２２に位置する。
【００５２】
第２吸着部７Ｂがフィルム基板２を受け取る際には、まず、第２吸着部７Ｂ全体が下降して本体ブロック７１ｂがフィルム基板２に当接し、図２２に示すように固定アーム７２３がフィルム基板２の端部に向かって（図２１に示す吸引孔７１１ａ側に）移動する。このとき、本体ブロック７１ｂがジョイント７２２を中心に回動し、吸引孔７１１ａとフィルム基板２とが接する。なお、ジョイント７２２は底面（円筒面）７１２ｂの中心軸に位置するため、固定アーム７２３を上下に移動させる必要はない。
【００５３】
次に、図２２に示す状態において吸引孔７１１ａからの吸引が開始され、固定アーム７２３がフィルム基板２のもう一方の端部に向かって（吸引孔７１１ｂ側に）移動する。これにより、吸引孔７１１ａに吸引吸着されたフィルム基板２の端部がステージ８ｂから持ち上げられ、やがて底面７１２ｂに沿ってフィルム基板２全体がステージ８ｂから分離されて図２３に示す状態となる。そして、吸引孔７１１ｂからの吸引が開始され、フィルム基板２全体が底面７１２ｂに吸引吸着される。
【００５４】
その後、固定アーム７２３がフィルム基板２の中央に向かって移動し、さらに固定アーム７２３が上昇することにより、図２４に示すようにフィルム基板２全体がステージ８ｂから分離され、フィルム基板２が第２吸着部７Ｂへと完全に渡される。
【００５５】
なお、第２吸着部７Ｂから図２に示す基板搬出スライダ９へとフィルム基板２が渡される際には、底面７１２ｂの中央が基板搬出スライダ９と当接する直前の状態で吸引孔７１１ｂのうち最も端のものから他端側の吸引孔７１１ａへと順番にブローが行われる。これにより、フィルム基板２がブローの影響を受けることなく吸引孔７１１ｂ側から基板搬出スライダ９上の所定位置に確実に載置される。なお、第２吸着部７Ｂの底面７１２ｂの中央がフィルム基板２を挟んで基板搬出スライダ９と当接した状態で全ての吸引孔７１１ａ，７１１ｂから同時にブローが行われてもよい。
【００５６】
図２５は、図６に示す電圧計５５に代えて電流計５５ａが利用される様子を示す図であり、図２６は第１吸着部７Ａからステージ８ｂにフィルム基板２が渡される際の動作のタイムチャートである。
【００５７】
電流計５５ａが利用される場合、第１吸着部７Ａが下降してＤＣ電源８ｔがＯＮ状態にされると、図２６に示すようにステージ８ｂに向けて一時的に電流が流れる。電流計５５ａはこの電流を計測して全体制御部５３に入力する。全体制御部５３では、電流値が十分に低下したことを検出してから第１吸着部７Ａによる吸着を解除し、ブローを開始する。すなわち、図４に示すステップＳ１４において、電圧に代えて電流の確認が行われ、これにより、ステージ８ｂによる保持を適切に行うことができる。
【００５８】
なお、電圧計測に代えて電流計測を行うのではなく、電圧および電流双方の計測が行われてもよい。この場合、電圧および電流を用いて受け渡しタイミングをより適切に行うことができるとともに、電圧および電流のいずれかのみに異常が生じた場合に異常を検出することも可能となる。
【００５９】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。
【００６０】
例えば、第１吸着部７Ａおよび第２吸着部７Ｂの構造は同等の機能を有するのであるならば、適宜変更されてよい。第１吸着部７Ａはフィルム基板２の互いの対向する端部領域と他の領域とをステージ８ｂに向けて付勢してもよく、第２吸着部７Ｂもフィルム基板２の端部を持ち上げた後に全体をステージ８ｂから分離する他の構造が採用されてよい。さらに、フィルム基板２が吸引吸着以外の手法により保持されてもよい。
【００６１】
また、チャンバ８にてフィルム基板２に施される処理はプラズマ処理に限定されず、電子ビーム、紫外線、高速原子ビームなどによる処理であってもよい。
【００６２】
【発明の効果】
本発明に係るフィルム基板処理装置および方法によれば、減圧雰囲気下にてフィルム基板に処理を施す際にフィルム基板をステージに確実に保持させることができる。また、本発明に係るフィルム基板保持装置および方法によれば、フィルム基板を静電気力により保持するステージから無理な力を作用させることなく受け取ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）はチャンバの構造を示す図
（Ｂ）はプラズマによる基板処理の原理を説明するための図
【図２】プラズマ処理装置を示す平面図
【図３】チャンバを示す縦断面図
【図４】プラズマ処理装置の動作の流れを示す図
【図５】プラズマ処理装置の動作の流れを示す図
【図６】第１吸着部を示す正面図
【図７】第１吸着部およびフィルム基板を示す底面図
【図８】第１吸着部がフィルム基板をステージに渡す様子を示す図
【図９】第１吸着部がフィルム基板をステージに渡す様子を示す図
【図１０】第１吸着部がフィルム基板をステージに渡す際のタイムチャート
【図１１】第２吸着部を示す正面図
【図１２】第２吸着部およびフィルム基板を示す底面図
【図１３】第２吸着部がフィルム基板をステージから受け取る様子を示す図
【図１４】第２吸着部がフィルム基板をステージから受け取る様子を示す図
【図１５】第２吸着部がフィルム基板をステージから受け取る様子を示す図
【図１６】第２吸着部がフィルム基板をステージから受け取る際のタイムチャート
【図１７】第１吸着部の他の例を示す正面図
【図１８】第１吸着部の他の例を示す底面図
【図１９】第２吸着部の他の例を示す正面図
【図２０】第２吸着部のさらに他の例を示す正面図
【図２１】第２吸着部のさらに他の例を示す底面図
【図２２】第２吸着部がフィルム基板をステージから受け取る様子を示す図
【図２３】第２吸着部がフィルム基板をステージから受け取る様子を示す図
【図２４】第２吸着部がフィルム基板をステージから受け取る様子を示す図
【図２５】図６に示す電圧計に代えて電流計が利用される様子を示す図
【図２６】第１吸着部からステージにフィルム基板が渡される際のタイムチャート
【符号の説明】
２ フィルム基板
３Ａ，３Ｂ 搬送アーム装置
７Ａ 第１吸着部
８ チャンバ
８ｂ ステージ
８ｃ 高周波電源
７３ 付勢部材
７５ａ，７５ｂ，７５ｃ 吸着パッド
７１１ａ，７１１ｂ 吸引孔
７１２ａ，７１２ｂ 底面
Ｓ１１〜Ｓ１５，Ｓ１８，Ｓ１９，Ｓ３２〜Ｓ３６ ステップ
【発明の属する技術分野】
本発明は、フィルム基板の処理に際してフィルム基板の受け渡しを行う技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
実装技術の分野において、電子機器の小型化・高機能化に伴い高密度な実装が要求されている。そのため、実装基板への素子の接続は微細化され、より信頼性の高い実装が必要とされている。信頼性を確保する方法の一つとしてプラズマによる表面改質方法がある。たとえば、このプラズマ処理によって、表面に付着した有機物汚染が除去され、ワイヤーボンディングのボンディング強度を向上したり、濡れ性が改善され、基板と封止樹脂との密着性を向上することができる。すなわち、酸素プラズマにより基板表面の活性化を起こし、カルボキシル基（−ＣＯＯＨ）、カルボニル基（＝Ｃ＝Ｏ）などができて、接合強度の向上につながるといった表面活性化作用を生じさせる。また、アルゴンイオンまたは酸素イオンによるスパッタリング作用により、表面洗浄作用を生じさせる。
【０００３】
特に、フィルムなどから構成されるフレキシブル回路基板において基板表面に塩素が残っていると、基板周囲の湿気と回路を流れる電流との影響で回路が腐食する可能性があるため、プラズマ処理によって、表面に付着した塩素を除去し、基板と樹脂との密着性を向上させて外部から水分の侵入を防いでいる。
【０００４】
このようなプラズマ処理の従来の構成としては、フィルムを数枚ずつ人の手でチャンバ内に載置し、チャンバ蓋を閉じてから、真空粗引き、本引き、ガスバルブ開、高周波電力印加、高周波電力印加停止、大気圧復帰、チャンバ開の一連の動作を人が１つずつ行う。真空圧の確認は真空計によって行い、高周波電力印加時間はストップウォッチで計測する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構造のものでは、必然的にバッチ処理になるために、スループットに限界がある。また、人の手によってフィルムを出し入れするために、フィルムが汚染される可能性がある。さらに、洗浄と次工程の間にブランクが発生するために、フィルムの管理が難しい。
【０００６】
そこで、本発明は、フィルムを静電式のステージに載置させて処理するとともに処理の自動化を実現する技術を提供することを主たる目的としている。
【０００７】
【問題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、搬送用保持部により被処理面側からフィルム基板を保持して搬送する搬送工程と、前記搬送用保持部が前記被処理面側から付勢しつつステージに前記フィルム基板を載置する載置工程と、前記ステージが、前記被処理面とは反対側の裏面を静電気力により保持するステージ保持工程と、前記ステージの周囲を減圧する減圧工程と、前記被処理面に所定の処理を行う処理工程と、
を有するフィルム基板処理方法において、前記ステージ保持工程が、前記ステージに電圧を与える工程と、前記電圧の変化後に前記搬送用保持部による前記フィルム基板の保持を解除する工程とを有するフィルム基板処理方法である。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のフィルム基板処理方法であって、前記載置工程において、前記搬送用保持部が前記フィルム基板上の少なくとも互いに対向する端部領域を前記ステージに向けて付勢するフィルム基板処理方法である。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のフィルム基板処理方法であって、前記載置工程において、前記搬送用保持部が前記フィルム基板の周縁部全体を前記ステージに向けて付勢するフィルム基板処理方法である。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、搬送用保持部により被処理面側からフィルム基板を保持して搬送する搬送工程と、前記搬送用保持部が前記被処理面側から付勢しつつステージに前記フィルム基板を載置する載置工程と、前記ステージが、前記被処理面とは反対側の裏面を静電気力により保持するステージ保持工程と、前記ステージの周囲を減圧する減圧工程と、前記被処理面に所定の処理を行う処理工程と、
を有するフィルム基板処理方法であって、前記ステージ保持工程が、前記ステージに電圧を与える工程と、前記ステージへの電流を検出し、電圧付与後の電流の低下を検出する電流検出工程と、前記電流の低下の検出後に前記搬送用保持部による前記フィルム基板の保持を解除する解除工程とを有するフィルム基板処理方法である。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のフィルム基板処理方法であって、前記載置工程において、前記搬送用保持部が前記フィルム基板上の少なくとも互いに対向する端部領域を前記ステージに向けて付勢するフィルム基板処理方法である。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項４に記載のフィルム基板処理方法であって、前記載置工程において、前記搬送用保持部が前記フィルム基板の周縁部全体を前記ステージに向けて付勢するフィルム基板処理方法である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２２】
本発明の第１の実施の形態に係るプラズマ処理装置は、図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、フィルム基板２などの回路基板をチャンバ８内の基板を保持する電極を有するステージ８ｂ上に自動的に搬入し、チャンバ８内を排気しかつ所定の反応ガスをチャンバ８内に導入して所定の減圧状態を維持した上で、高周波電源８ｃから高周波電力を印加してチャンバ８内に酸素プラズマを発生させ、発生した酸素プラズマにより、ステージ８ｂ上に保持した基板２の表面をプラズマ処理して、基板２の表面の有機物の炭素原子と酸素を結合させて二酸化炭素の気相として基板２の表面から有機物を自動的に除去して、ＩＣチップや部品などを接合するための基板電極などの接合部の表面を活性化させて接合力を強化できるようにするものである。
【００２３】
具体的には、プラズマ処理装置は、図２に示すように、一対のフィルム基板２を保持してプラズマ処理装置本体１０外からプラズマ処理装置本体１０内に搬入する基板搬入スライダ１と、基板搬入スライダ１から一対のフィルム基板２を吸着保持しかつ移動する一対の搬送アーム装置３Ａ，３Ｂと、一対の搬送アーム装置３Ａ，３Ｂが固定されて支持されかつ一対の搬送アーム装置３Ａ，３Ｂを基板搬送方向（図２の左方向）Ｆ沿いに移動させる移動装置４と、一対のフィルム基板２のプラズマ処理を行う第１チャンバ８Ａと一対のフィルム基板２のプラズマ処理を行う第２チャンバ８Ｂとを有するプラズマ処理チャンバ８と、一対のフィルム基板２を保持してプラズマ処理装置本体１０内からプラズマ処理装置本体１０外に搬出する基板搬出スライダ９とを備えている。
【００２４】
上記基板搬入スライダ１は、プラズマ処理装置本体１０外の基板搬入準備位置Ａと、プラズマ処理装置本体１０内の基板搬入位置Ｂとの間で、一対のフィルム基板２を吸着保持しつつ、モータまたはエアシリンダなどの駆動装置の駆動により移動する。
【００２５】
上記移動装置４は、一対の搬送アーム装置３Ａ，３Ｂが移動体４ａ上に固定されて支持され、移動体４ａは、サーボモータ４ｃなどの駆動装置によりガイド部材４ｂに沿って基板搬送方向Ｆ沿いに往復移動可能となっている。
【００２６】
一対の搬送アーム装置３Ａ，３Ｂのそれぞれは、移動体４ａに固定されたモータなどのアーム部駆動装置６ａと、モータなどの駆動装置６ａの駆動により軸方向（基板搬送方向Ｆと直交する方向）に移動するアーム部６を備え、搬送アーム装置３Ａはアーム部６の先端に一対の第１吸着部７Ａを有し、搬送アーム装置３Ｂはアーム部６の先端に一対の第２吸着部７Ｂを有する。第１吸着部７Ａおよび第２吸着部７Ｂは吸着部昇降装置７ａにより上下動可能とされ、下端位置まで下降させて図示しない吸引装置の駆動により、一対のフィルム基板２を同時的に吸着保持することができる。また、移動体４ａの近傍側の基板搬入スライダ１または基板搬出スライダ９と各チャンバ８との間でアーム部駆動装置６ａの駆動により一対の第１吸着部７Ａまたは第２吸着部７Ｂが移動可能とされ、両装置間で一対のフィルム基板２が同時的に受け渡し可能とされている。
【００２７】
一方の（図２では右側のすなわち基板搬入側に近い側の）搬送アーム装置３Ａはチャンバ８Ａ，８Ｂにフィルム基板２を搬入する搬送アーム装置である。他方の（図２では左側のすなわち基板搬出側に近い側の）搬送アーム装置３Ｂは、チャンバ８Ａ，８Ｂからフィルム基板２を搬出する搬送アーム装置である。従って、それぞれの搬送アーム装置は、プラズマ処理前のフィルム基板２またはプラズマ処理後のフィルム基板２を常に吸着することになり、プラズマ処理前と後の両方の状態のフィルム基板２を同じ搬送アーム装置で吸着しないため、吸着による汚染を無くすことができる。
【００２８】
上記基板搬出スライダ９は、プラズマ処理装置本体１０外の基板搬出準備位置Ｃと、プラズマ処理装置本体１０内の基板搬出位置Ｄとの間で、一対のフィルム基板２を吸着保持しつつ、モータまたはエアシリンダなどの駆動装置の駆動により移動する。なお、一対のフィルム基板２の保持の方法は、吸着に限らず、他の手段、例えば、係止部材などで保持できるようにしてもよい。
【００２９】
第１チャンバ８Ａと第２チャンバ８Ｂとは、それぞれ独立してプラズマ処理を行うことができる。よって、例えば、一方のチャンバでプラズマ処理を行っているときに、他方のチャンバでプラズマ処理が終了したフィルム基板２を搬出し、次にプラズマ処理を行うフィルム基板２を搬入させることができる。なお、フィルム基板２のチャンバ８への搬出入は図１（または、後述の図３）に示す蓋８ａが開いた状態で行われ、蓋８ａは蓋開閉用エアシリンダの駆動によりそれぞれ開閉される。
【００３０】
第１チャンバ８Ａおよび第２チャンバ８Ｂは同一構成であり、そのチャンバ８を図３に示す。図３において、８ａは上下方向にスライドして開閉するチャンバ８の蓋、８ｅはチャンバ８の側壁内面に配置された石英のカバー、８ｇは基板静電吸着用のＤＣ電極と高周波電力が印加されるステージ８ｂとを絶縁する絶縁材、８ｈはステージ８ｂを冷却する冷却水流路、８ｉは冷却水流路に冷却水を供給する冷却水用配管、８ｋはステージ８ｂとチャンバ８とを絶縁するためのアルミナなどから構成されるインシュレータ、８ｍはＳＵＳ３０４などから構成されるチャンバ８の側壁、８ｎはＳＵＳ３０４などから構成されるチャンバ８のべース、８ｐは基板静電吸着用のＤＣ電源８ｔに接続された基板静電吸着用のＤＣ電極、８ｑはステージ８ｂの冷却水流路を形成するためのＳＵＳ３０４などから構成される水冷ジャケット、８ｒは高周波電源８ｃに接続された高周波印加電極である。
【００３１】
なお、チャンバ８の側壁８ｍ、ベース８ｎ、蓋８ａはアースされている。従って、フィルム基板２は、各チャンバ８内のステージ８ｂ上に載置されると、基板静電吸着用のＤＣ電源８ｔからＤＣ電圧が基板静電吸着用のＤＣ電極８ｐに印加されて、フィルム基板２が静電吸着作用によりステージ８ｂ上に吸着保持される。プラズマ処理中、フィルム基板２はこのように静電吸着された状態で保持され、プラズマ処理終了後、取り出すときには、基板静電吸着用のＤＣ電極８ｐへのＤＣ電圧の印加を停止または逆方向に電圧を作用させて、フィルム基板２がステージ８ｂ上から取出しやすくする。
【００３２】
図４および図５は１つのチャンバ８（第１チャンバ８Ａにまたは第２チャンバ８Ｂ）に関するプラズマ処理装置の動作の流れを示す図である。
【００３３】
まず、一対のフィルム基板２を保持する基板搬入スライダ１が基板搬入準備位置Ａから基板搬入位置Ｂへと移動し（図２参照）、移動装置４が搬送アーム装置３Ａの一対の第１吸着部７Ａのそれぞれをフィルム基板２の上方に位置させる。そして、吸着部昇降装置７ａが第１吸着部７Ａを下降してフィルム基板２に当接させ、第１吸着部７Ａに形成された吸引孔による吸引が開始される。これにより、各第１吸着部７Ａがフィルム基板２を被処理面側から吸引吸着する。
【００３４】
次に、吸着部昇降装置７ａにより第１吸着部７Ａが上昇するとともにアーム部駆動装置６ａがアーム部６をチャンバ８側へと移動させ、フィルム基板２を被処理面側から保持しつつチャンバ８内へと搬送する（ステップＳ１１）。吸着部昇降装置７ａにより一対の第１吸着部７Ａはチャンバ８内にて下降し、フィルム基板２がステージ８ｂに渡される（ステップＳ１２〜Ｓ１６）。以下、第１吸着部７Ａからステージ８ｂにフィルム基板２が渡される様子についてさらに詳説する。
【００３５】
図６は第１吸着部７Ａの構造および第１吸着部７Ａとステージ８ｂとの間におけるフィルム基板２の受け渡しに関する構成を示す図であり、図７は第１吸着部７Ａおよびフィルム基板２の底面図である。第１吸着部７Ａでは、本体ブロック７１の下面に吸引孔を有する吸着パッド７２が取り付けられ、フィルム基板２の長手方向に沿うように２つの付勢部材７３が取り付けられている。付勢部材７３は例えばステンレス鋼にて形成される。
【００３６】
吸着パッド７２の吸引孔は本体ブロック７１内の流路を経由して２つの配管に接続されており、一方の配管は弁５１１を介してエア供給部５１２に接続され、他方の配管は弁５２１を介して排気部５２２に接続される。２つの弁５１１，５２１は全体制御部５３により電気的に開閉制御される。また、全体制御部５３はステージ８ｂによる静電吸着のためのＤＣ電源８ｔの制御も行い、ＤＣ電源８ｔによりステージ８ｂに与えられる電圧が電圧計５５により計測され、計測値が全体制御部５３に入力される。
【００３７】
図８および図９は、第１吸着部７Ａが図７に示す状態からフィルム基板２をステージ８ｂ上に載置する様子を示す図であり、図１０はこのときの動作を示すタイムチャートである。フィルム基板２が被処理面側から保持されつつステージ８ｂ上に載置される際には、図８に示すように吸着パッド７２が弾性変形する。これにより、付勢部材７３がフィルム基板２の長手方向の端部をステージ８ｂ側へと付勢する（図４：ステップＳ１２）。
【００３８】
第１吸着部７Ａ（ノズル）が十分に下降すると、図１０に示すようにＤＣ電源８ｔによりステージ８ｂに静電吸着（静電チャック）のための電圧が与えられる（ステップＳ１３）。所定の時間Ｔ１が経過して図６に示す電圧計５５からの計測値に基づいて電圧の安定が確認されると（ステップＳ１４）、弁５２１が閉じられて第１吸着部７Ａによる吸引吸着が停止され、フィルム基板２の保持が解除される（ステップＳ１５）。さらに、弁５１１が開かれてエア供給部５１２からの圧縮空気が吸着パッド７２から噴出され、フィルム基板２に向けてブローが行われる。ブローはブロー時間Ｔ２の間維持され、ブローが終了する直前に第１吸着部７Ａが下限に位置する下限維持時間Ｔ３が経過し、図９に示すように第１吸着部７Ａがフィルム基板２をステージ８ｂに残して上昇する（ステップＳ１６）。
【００３９】
以上のように、フィルム基板２がステージ８ｂに渡される際にフィルム基板２の互いに対向する端部領域が被処理面側から付勢されつつステージ８ｂにフィルム基板２が載置されることから、ステージ８ｂが被処理面とは反対側の裏面を静電気力により確実に保持することができ、フィルム基板２に無理な力を作用させることなく、円滑に、第１吸着部７Ａからステージ８ｂにフィルム基板２を渡すことが実現される。なお、第１吸着部７Ａがフィルム基板２を吸引吸着するため、フィルム基板２を大気圧下にて容易にチャンバ８内へと搬入することができる。
【００４０】
フィルム基板２がステージ８ｂに渡されると、一対の第１吸着部７Ａが図２に示すアーム部駆動装置６ａによりチャンバ８外へと待避され、チャンバ８の蓋８ａが閉じられる（ステップＳ１７）。チャンバ８内は排気されて減圧され、アルゴン、酸素などの反応ガスが導入された後（ステップＳ１８）、ステージ８ｂに高周波電力が印加されてチャンバ８内にプラズマが発生する（ステップＳ１９）。これにより、各フィルム基板２の被処理面にプラズマによる洗浄、改質等の処理が施される。
【００４１】
プラズマによる処理が終了するとチャンバ８内が大気圧に戻されてチャンバ８の蓋８ａが開かれ（ステップＳ２０，Ｓ２１）、搬送アーム装置３Ｂの第２吸着部７Ｂがアーム部駆動装置６ａによりチャンバ８内へと進入する。その後、ステージ８ｂと第２吸着部７Ｂとの間でフィルム基板２の受け渡しが行われる（図５：ステップＳ３１〜Ｓ３６）。
【００４２】
図１１は第２吸着部７Ｂの構造を示す正面図であり、図１２は第２吸着部７Ｂおよびフィルム基板２を示す底面図である。第２吸着部７Ｂは、本体ブロック７４の下面の長手方向の端部に吸着パッド７５ａが固定され、下面の中央近傍に吸着パッド７５ｂが上下方向に移動可能なシャフト７６１の先端に取り付けられる。シャフト７６１はバネ７６２により下方に付勢されており、吸着パッド７５ｂに力が作用しない状態において、吸着パッド７５ｂの下端が吸着パッド７５ａの下端より若干下側に位置する。なお、各吸着パッド７５ａ，７５ｂの吸引孔は、図６に示す第１吸着部７Ａと同様に、弁を介してエア供給部５１２および排気部５２２に接続され、吸引およびブローが全体制御部５３により制御される。
【００４３】
図１３ないし図１５は、図１１に示す状態から第２吸着部７Ｂがステージ８ｂからフィルム基板２を受け取る様子を示す図であり、図１６はこのときの動作を示すタイムチャートである。まず、第２吸着部７Ｂが下降し、フィルム基板２の中央付近に吸着パッド７５ｂが当接し、バネ７６２が圧縮された後に吸着パッド７５ａが図１３に示すようにフィルム基板２の端部領域に当接する（ステップＳ３１）。
【００４４】
第２吸着部７Ｂ（ノズル）が十分に下降すると、吸着パッド７５ａ，７５ｂによる吸引が開始され（ステップＳ３２）、静電チャックのための電圧が解除される（ステップＳ３３）。このとき、図１６に示すように、僅かな時間Ｔ４の間に逆電圧Ｖ１が付与される。電圧の解除が電圧計５５による計測値に基づいて検出され（ステップＳ３４）、さらに、第２吸着部７Ｂの位置が下限にて安定する下限安定時間Ｔ５が経過すると、搬送アーム装置３Ｂの吸着部昇降装置７ａにより第２吸着部７Ｂがステージ８ｂから離間する。
【００４５】
吸着パッド７５ｂは上下に移動可能であるとともにバネ７６２により下側に付勢されていることから、図１４に示すように、まず吸着パッド７５ａがステージ８ｂから離れ、フィルム基板２の端部のみが持ち上げられる（ステップＳ３５）。そして、第２吸着部７Ｂがさらに上昇することにより吸着パッド７５ｂがステージ８ｂから離れ、図１５に示すようにフィルム基板２全体がステージ８ｂから分離される（ステップＳ３６）。
【００４６】
以上の受け渡し動作により、フィルム基板２がステージ８ｂに密着している場合であっても、フィルム基板２が端部から剥がされるようにして無理な力を作用させることなく第２吸着部７Ｂへと渡される。また、ステージ８ｂに逆電圧を付与した後に静電チャックのための電圧が解除されるため、フィルム基板２の帯電を適切に除去することができ、フィルム基板２がステージ８ｂから分離される際にフィルム基板２に作用する力を一層低減することが実現される。なお、第２吸着部７Ｂがフィルム基板２を吸引吸着により保持することにより、大気圧下にてフィルム基板２を容易にチャンバ８外へと搬出することができる。
【００４７】
一対の第２吸着部７Ｂはフィルム基板２と共にアーム部駆動装置６ａによりチャンバ８外へと待避され、フィルム基板２の搬出が行われる（ステップＳ３７）。第２吸着部７Ｂは吸着部昇降装置７ａにより下降し、基板搬出準備位置Ｃに位置する基板搬出スライダ９上にフィルム基板２を当接させ、吸着パッド７５ａ，７５ｂからブローを行って上方へと待避し、フィルム基板２を基板搬出スライダ９上へと移載する。そして、基板搬出スライダ９が基板搬出準備位置Ｃから基板搬出位置Ｄへと移動して処理済みのフィルム基板２がプラズマ処理装置外へと搬送される。
【００４８】
以上のように、プラズマ処理装置では、減圧が行われるチャンバ８内にて静電チャックによるフィルム基板２の保持を行い、チャンバ８外では吸引吸着による保持が行われることから、フィルム基板２の搬送および処理を適切に行うことができる。また、第１吸着部７Ａはフィルム基板２をステージ８ｂ側へと付勢しながらフィルム基板２の受け渡しを行うため、対象物が可撓性を有する場合であっても対象物を静電チャックであるステージ８ｂに密着させることができ、適切に保持させることができる。一方、第２吸着部７Ｂもフィルム基板２をステージ８ｂから受け取る際に、まず、フィルム基板２の端部をステージ８ｂから持ち上げ、その後、フィルム基板２全体をステージ８ｂから分離することから、可撓性を有する対象物を適切に受け取ることができる。
【００４９】
図１７は第１吸着部７Ａの他の例を示す正面図であり、図１８は第１吸着部７Ａをフィルム基板２とともに示す底面図である。図１７および図１８に示す第１吸着部７Ａは、本体ブロック７１ａの底面７１２ａが鏡面加工された平面とされ、フィルム基板２よりも大きなサイズとなっている。本体ブロック７１ａの底面７１２ａには複数の吸引孔７１１が直接形成される。第１吸着部７Ａによりステージ８ｂにフィルム基板２が載置される際には、本体ブロック７１ａの底面７１２ａがフィルム基板２の少なくとも周縁部全体をステージ８ｂ側へと付勢することから、フィルム基板２をステージ８ｂに確実に保持させることができる。
【００５０】
図１９は簡素化された第２吸着部７Ｂの例を示す正面図である。図１９に示す第２吸着部７Ｂは吸着パッド７５ｃを１つだけ有し、吸着パッド７５ｃがフィルム基板２の端部を吸引吸着する。これにより、第２吸着部７Ｂが上昇すると、まず、フィルム基板２の端部が図１９に示すようにステージ８ｂから持ち上げられ、第２吸着部７Ｂがさらに上昇することによりフィルム基板２全体がステージ８ｂから分離される。
【００５１】
図２０は第２吸着部７Ｂのさらに他の例を示す正面図であり、図２１は底面図である。図２０および図２１に示す第２吸着部７Ｂは、本体ブロック７１ｂの底面７１２ｂがステージ８ｂに平行な（図２０において紙面に垂直な）中心軸を有する円筒面の一部となっており、底面７１２ｂの一方の端部に吸引孔７１１ａが形成され、他方の端部に吸引孔７１１ｂが形成される。本体ブロック７１の上面には回動アーム７２１が取り付けられ、回動アーム７２１はジョイント７２２を中心に回動可能とされる。ジョイント７２２は図２に示すアーム部６に固定された固定アーム７２３に取り付けられる。なお、本体ブロック７１の底面（円筒面）７１２ｂの中心軸はジョイント７２２に位置する。
【００５２】
第２吸着部７Ｂがフィルム基板２を受け取る際には、まず、第２吸着部７Ｂ全体が下降して本体ブロック７１ｂがフィルム基板２に当接し、図２２に示すように固定アーム７２３がフィルム基板２の端部に向かって（図２１に示す吸引孔７１１ａ側に）移動する。このとき、本体ブロック７１ｂがジョイント７２２を中心に回動し、吸引孔７１１ａとフィルム基板２とが接する。なお、ジョイント７２２は底面（円筒面）７１２ｂの中心軸に位置するため、固定アーム７２３を上下に移動させる必要はない。
【００５３】
次に、図２２に示す状態において吸引孔７１１ａからの吸引が開始され、固定アーム７２３がフィルム基板２のもう一方の端部に向かって（吸引孔７１１ｂ側に）移動する。これにより、吸引孔７１１ａに吸引吸着されたフィルム基板２の端部がステージ８ｂから持ち上げられ、やがて底面７１２ｂに沿ってフィルム基板２全体がステージ８ｂから分離されて図２３に示す状態となる。そして、吸引孔７１１ｂからの吸引が開始され、フィルム基板２全体が底面７１２ｂに吸引吸着される。
【００５４】
その後、固定アーム７２３がフィルム基板２の中央に向かって移動し、さらに固定アーム７２３が上昇することにより、図２４に示すようにフィルム基板２全体がステージ８ｂから分離され、フィルム基板２が第２吸着部７Ｂへと完全に渡される。
【００５５】
なお、第２吸着部７Ｂから図２に示す基板搬出スライダ９へとフィルム基板２が渡される際には、底面７１２ｂの中央が基板搬出スライダ９と当接する直前の状態で吸引孔７１１ｂのうち最も端のものから他端側の吸引孔７１１ａへと順番にブローが行われる。これにより、フィルム基板２がブローの影響を受けることなく吸引孔７１１ｂ側から基板搬出スライダ９上の所定位置に確実に載置される。なお、第２吸着部７Ｂの底面７１２ｂの中央がフィルム基板２を挟んで基板搬出スライダ９と当接した状態で全ての吸引孔７１１ａ，７１１ｂから同時にブローが行われてもよい。
【００５６】
図２５は、図６に示す電圧計５５に代えて電流計５５ａが利用される様子を示す図であり、図２６は第１吸着部７Ａからステージ８ｂにフィルム基板２が渡される際の動作のタイムチャートである。
【００５７】
電流計５５ａが利用される場合、第１吸着部７Ａが下降してＤＣ電源８ｔがＯＮ状態にされると、図２６に示すようにステージ８ｂに向けて一時的に電流が流れる。電流計５５ａはこの電流を計測して全体制御部５３に入力する。全体制御部５３では、電流値が十分に低下したことを検出してから第１吸着部７Ａによる吸着を解除し、ブローを開始する。すなわち、図４に示すステップＳ１４において、電圧に代えて電流の確認が行われ、これにより、ステージ８ｂによる保持を適切に行うことができる。
【００５８】
なお、電圧計測に代えて電流計測を行うのではなく、電圧および電流双方の計測が行われてもよい。この場合、電圧および電流を用いて受け渡しタイミングをより適切に行うことができるとともに、電圧および電流のいずれかのみに異常が生じた場合に異常を検出することも可能となる。
【００５９】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。
【００６０】
例えば、第１吸着部７Ａおよび第２吸着部７Ｂの構造は同等の機能を有するのであるならば、適宜変更されてよい。第１吸着部７Ａはフィルム基板２の互いの対向する端部領域と他の領域とをステージ８ｂに向けて付勢してもよく、第２吸着部７Ｂもフィルム基板２の端部を持ち上げた後に全体をステージ８ｂから分離する他の構造が採用されてよい。さらに、フィルム基板２が吸引吸着以外の手法により保持されてもよい。
【００６１】
また、チャンバ８にてフィルム基板２に施される処理はプラズマ処理に限定されず、電子ビーム、紫外線、高速原子ビームなどによる処理であってもよい。
【００６２】
【発明の効果】
本発明に係るフィルム基板処理装置および方法によれば、減圧雰囲気下にてフィルム基板に処理を施す際にフィルム基板をステージに確実に保持させることができる。また、本発明に係るフィルム基板保持装置および方法によれば、フィルム基板を静電気力により保持するステージから無理な力を作用させることなく受け取ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）はチャンバの構造を示す図
（Ｂ）はプラズマによる基板処理の原理を説明するための図
【図２】プラズマ処理装置を示す平面図
【図３】チャンバを示す縦断面図
【図４】プラズマ処理装置の動作の流れを示す図
【図５】プラズマ処理装置の動作の流れを示す図
【図６】第１吸着部を示す正面図
【図７】第１吸着部およびフィルム基板を示す底面図
【図８】第１吸着部がフィルム基板をステージに渡す様子を示す図
【図９】第１吸着部がフィルム基板をステージに渡す様子を示す図
【図１０】第１吸着部がフィルム基板をステージに渡す際のタイムチャート
【図１１】第２吸着部を示す正面図
【図１２】第２吸着部およびフィルム基板を示す底面図
【図１３】第２吸着部がフィルム基板をステージから受け取る様子を示す図
【図１４】第２吸着部がフィルム基板をステージから受け取る様子を示す図
【図１５】第２吸着部がフィルム基板をステージから受け取る様子を示す図
【図１６】第２吸着部がフィルム基板をステージから受け取る際のタイムチャート
【図１７】第１吸着部の他の例を示す正面図
【図１８】第１吸着部の他の例を示す底面図
【図１９】第２吸着部の他の例を示す正面図
【図２０】第２吸着部のさらに他の例を示す正面図
【図２１】第２吸着部のさらに他の例を示す底面図
【図２２】第２吸着部がフィルム基板をステージから受け取る様子を示す図
【図２３】第２吸着部がフィルム基板をステージから受け取る様子を示す図
【図２４】第２吸着部がフィルム基板をステージから受け取る様子を示す図
【図２５】図６に示す電圧計に代えて電流計が利用される様子を示す図
【図２６】第１吸着部からステージにフィルム基板が渡される際のタイムチャート
【符号の説明】
２ フィルム基板
３Ａ，３Ｂ 搬送アーム装置
７Ａ 第１吸着部
８ チャンバ
８ｂ ステージ
８ｃ 高周波電源
７３ 付勢部材
７５ａ，７５ｂ，７５ｃ 吸着パッド
７１１ａ，７１１ｂ 吸引孔
７１２ａ，７１２ｂ 底面
Ｓ１１〜Ｓ１５，Ｓ１８，Ｓ１９，Ｓ３２〜Ｓ３６ ステップ
Claims (6)
- 搬送用保持部により被処理面側からフィルム基板を保持して搬送する搬送工程と、前記搬送用保持部が前記被処理面側から付勢しつつステージに前記フィルム基板を載置する載置工程と、前記ステージが、前記被処理面とは反対側の裏面を静電気力により保持するステージ保持工程と、前記ステージの周囲を減圧する減圧工程と、前記被処理面に所定の処理を行う処理工程とを有するフィルム基板処理方法において、
前記ステージ保持工程が、前記ステージに電圧を与える工程と、前記電圧の変化後に前記搬送用保持部による前記フィルム基板の保持を解除する工程とを有することを特徴とするフィルム基板処理方法。 - 請求項１に記載のフィルム基板処理方法であって、前記載置工程において、前記搬送用保持部が前記フィルム基板上の少なくとも互いに対向する端部領域を前記ステージに向けて付勢することを特徴とするフィルム基板処理方法。
- 請求項１に記載のフィルム基板処理方法であって、前記載置工程において、前記搬送用保持部が前記フィルム基板の周縁部全体を前記ステージに向けて付勢することを特徴とするフィルム基板処理方法。
- 搬送用保持部により被処理面側からフィルム基板を保持して搬送する搬送工程と、前記搬送用保持部が前記被処理面側から付勢しつつステージに前記フィルム基板を載置する載置工程と、前記ステージが、前記被処理面とは反対側の裏面を静電気力により保持するステージ保持工程と、前記ステージの周囲を減圧する減圧工程と、前記被処理面に所定の処理を行う処理工程とを有するフィルム基板処理方法であって、
前記ステージ保持工程が、前記ステージに電圧を与える工程と、
前記ステージへの電流を検出し、電圧付与後の電流の低下を検出する電流検出工程と、前記電流の低下の検出後に前記搬送用保持部による前記フィルム基板の保持を解除する解除工程とを有することを特徴とするフィルム基板処理方法。 - 請求項４に記載のフィルム基板処理方法であって、
前記載置工程において、前記搬送用保持部が前記フィルム基板上の少なくとも互いに対向する端部領域を前記ステージに向けて付勢することを特徴とするフィルム基板処理方法。 - 請求項４に記載のフィルム基板処理方法であって、前記載置工程において、前記搬送用保持部が前記フィルム基板の周縁部全体を前記ステージに向けて付勢することを特徴とするフィルム基板処理方法。
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