JP4331169B2 - 静電気除去装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶等のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ：Flat Panel Display）に用いるガラス基板や半導体ウエハなどの基板の処理工程において、ステージに載置される基板の静電気除去を行う静電気除去装置に関する。

従来、フラットパネルディスプレイの一つとして、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）が知られている。液晶ディスプレイパネル（液晶パネル）は、一般に、複数のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）がマトリクス状に形成されたアレイ基板と、カラーフィルタ（赤、緑、青）や遮光膜などが形成されたカラーフィルタ基板とが極めて狭い間隔（数μｍ程度）で対向して設けられ、両基板間に液晶が封入されて製造される。

これらの基板は、ステージに載置され剥離される工程が繰り返されながら所定の処理が順次実行されることで製造される。各処理において、ステージに載置される基板には静電気が帯電される。そして、基板がステージから剥離される際、例えば基板とステージとの放電によって基板上のデバイスに静電気傷害を与える可能性があり、歩留まり低下の要因となる。

そこで、各処理において、基板に帯電した静電気を除去（除電）することが提案されている。こうした基板の静電気除去においては、ステージに載置された基板をステージから離す際に、基板の側方又は上方からイオナイザにより生成されたイオン化ガスを吹き付けることが主流である（例えば特許文献１〜３など）。
特開平１０−３２６７６７号公報 特開平１１−３２９７８３号公報 特開平７−３２６５９８号公報 特開２００５−２０６３０４号公報

ところで、基板の側方又は上方からイオン化ガスを吹き付けて該基板の静電気を除去するこれら従来の手法では、ステージに載置された基板の裏面（下面）にイオン化ガスを吹き付けることができないため、該基板がステージから剥離れる瞬間の、例えば基板裏面とステージとの放電を防ぐべく、処理後の基板をステージから剥離するまでに一定の待ち時間を設定する必要があった。そして、当該処理が長時間化する分、製造工程の非効率化を余儀なくされていた。

尚、特許文献４では、ステージに載置された基板の裏面にイオン化ガスを吹き付けて静電気を除去することが提案されている。しかしながら、基板の搬送にあたってエア浮上方式が採用されているため、大量の空気の消費が必要とされて不経済である。又、ステージに、基板搬送用の空気を供給するための流路に加えて、イオン化ガスを供給するのみのための流路を別途設ける必要があり、該ステージの強度確保のためにその大型化（厚肉化）を余儀なくされる。

本発明の目的は、製造工程を効率化しつつ基板に帯電した静電気を好適に除去することができる静電気除去装置を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、基板が載置されるステージと、前記ステージに挿通され該ステージから先端部を出没させて前記基板を昇降させるリフトピンと、前記リフトピンに形成され、イオナイザから供給されたイオン化ガスを前記基板の裏面に吹き付ける流路とを備えた静電気除去装置において、前記リフトピンは絶縁材からなり、もしくは絶縁材からなる先端部及び貫通穴の絶縁コーティングされた下端部を有する２部品構成であり、前記流路は、前記基板の裏面が当接される前記リフトピンの先端部に放射状のスリットを有することを要旨とする。

同構成によれば、前記基板の裏面には、前記リフトピンに形成された流路を介してイオナイザから供給されたイオン化ガスが吹き付けられる。これにより、前記基板の裏面に帯電した静電気が除去される。従って、前記基板の上昇（持ち上げ）に伴い該基板が前記ステージから剥離される際、基板とステージ又はリフトピンとの放電によって基板上のデバイスに静電気傷害を与えたりすることが抑制される。特に、前記基板の裏面が当接される前記リフトピンの先端部は、該基板を傷つけないように絶縁材からなることが一般的であり、これら絶縁材（先端部）及び基板間で著しい静電気の帯電・放電が生じる可能性があるが、このように静電気の帯電・放電が生じやすい前記基板の裏面に合わせてイオン化ガスが吹き付けられることでこのような静電気の帯電・放電が好適に抑制される。

さらに、前記基板の裏面に帯電した静電気は、該裏面に対し直に吹き付けられるイオン化ガスにより除去されるため、基板の側方又は上方からイオン化ガスを吹き付けて該基板の静電気を除去する従来の手法に比べ、基板の裏面に帯電した静電気が除去されるまでの時間が短縮化される。従って、前記基板は、次段の処理への移行に際し、前記ステージ又は前記リフトピンとの放電が抑制されつつより短時間で該ステージからの剥離が可能とされる。

そして、前記流路は、前記基板の裏面が当接される前記リフトピンの先端部に放射状のスリットを有することで、前記基板の裏面には、前記スリットを介して放射状にイオン化ガスが吹き付けられる。従って、前記基板の裏面に対しより広範囲に亘ってイオン化ガスが吹き付けられて、静電気の除去範囲が拡大される。特に、放射状のスリットにより、前記基板の裏面に吹き付けられるイオン化ガスの流量を増大させることで、基板の裏面に帯電した静電気が除去されるまでの時間が更に短縮化されるとともにその除去範囲も拡大される。

また、イオン化ガスが通る箇所は絶縁されており、イオンバランスを保つことが可能であり、前記スリットを有する前記リフトピンの先端部は絶縁材からなることで、前記スリットの成形がより簡易化される。又、前記基板の裏面が当接される前記リフトピンの先端部が絶縁材からなることで該基板の傷つきが抑制される。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の静電気除去装置において、前記リフトピンは複数で設けられ、前記複数のリフトピンは、前記基板を上昇させるときに少なくとも該基板の一部が前記ステージとの接触状態を維持するように分割動作されてなることを要旨とする。
請求項３に記載の発明は、基板が載置されるステージと、前記ステージに挿通され該ステージから先端部を出没させて前記基板を昇降させるリフトピンと、前記リフトピンに形成され、イオナイザから供給されたイオン化ガスを前記基板の裏面に吹き付ける流路とを備えた静電気除去装置において、前記リフトピンは複数で設けられ、前記複数のリフトピンは、前記基板を上昇させるときに少なくとも該基板の一部が前記ステージとの接触状態を維持するように分割動作されてなることを要旨とする。

これらの構成によれば、前記複数のリフトピンは、前記基板を上昇させるときに少なくとも該基板の一部が前記ステージとの接触状態を維持するように分割動作される。従って、前記基板は、該基板の裏面の一部が前記ステージの上側に開放された状態で、前記流路を介して前記基板の裏面にイオン化ガスが吹き付けられることで効率的に静電気が除去される。又この際、前記基板が前記ステージから完全に離隔（剥離）されることがないため、基板とステージとの放電によって基板上のデバイスに静電気傷害を与えたりすることが抑制される。

上記発明によれば、製造工程を効率化しつつ基板に帯電した静電気を好適に除去することができる静電気除去装置を提供することができる。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１は、液晶ディスプレイパネルに用いる略矩形板状の基板Ｗに対して所定の処理を実行するための処理装置１１を概略的に示す側面図である。尚、液晶製造工程において、処理装置１１としては、基板Ｗの上にレジストなどの塗布液を回転塗布するための装置、基板Ｗの上に塗布されたレジストを乾燥固化させるべく加熱を行うための装置、基板Ｗを冷却するための装置、あるいは基板Ｗをその上側でこれに対向する基板と貼り合わせるための装置などがある。

図１に示したように、処理装置１１の支持台（図示略）に支持された、例えばレイデント処理されたアルミニウム合金からなる略矩形板状のステージ１２には、搬送装置（図示略）から受け渡された基板Ｗが載置される。尚、図２に拡大して示したように、上記ステージ１２には、載置される基板Ｗの裏面（下面）に対向して厚さ方向に貫通する複数の貫通孔１２ａが形成されている。

前記ステージ１２の下側には、金属板からなる複数のリフト板１３が配置されるとともに、各リフト板１３は、その中央部において支持台に支持されたモータ１４の回転軸１４ａと係合する。各リフト板１３は、モータ１４の回転軸１４ａの回転に伴いその回転方向に対応して昇降する。尚、本実施形態におけるリフト板１３の個数は、図１において左右方向に２列、紙面に直交する方向に２列をなす４つとなっている（紙面に直交する方向に並設される取付台１５及びその周辺構造については図示略）。

各リフト板１３の上面には、金属板からなる取付台１５が載置されるとともに該取付台１５は、前記リフト板１３に締結されることでこれと一体で昇降する。そして、各取付台１５には、前記複数の貫通孔１２ａにそれぞれ対向してその上面から突設された複数のリフトピン１６が固定・支持されており、これら複数のリフトピン１６はそれぞれ貫通孔１２ａに挿通される。尚、各取付台１５に配設された複数のリフトピン１６は、対応するモータ１４の駆動により他の取付台１５に配設された複数のリフトピン１６の動作に連動することなく独立での分割動作が可能とされている。

各リフトピン１６は、その支持される取付台１５の昇降に伴い貫通孔１２ａを通じてその先端部を前記ステージ１２から出没させる。これらリフトピン１６は、例えばステージ１２の上面からその先端部を引っ込めることで搬送装置から受け渡された基板Ｗを前記ステージ１２に載置する。あるいは、これらリフトピン１６は、ステージ１２の上面からその先端部を突出させることで該先端部により前記ステージ１２に載置された基板Ｗの裏面を押圧してこれを持ち上げ、ステージ１２から基板Ｗを剥離する。

前記各取付台１５には供給口１７が設けられるとともに、この供給口１７にはイオナイザ１８が接続されている。上記供給口１７は、イオナイザ１８から供給されたイオン化ガス（例えばイオン化窒素ガス）を各リフトピン１６に形成された流路を介して前記基板Ｗの裏面に吹き付ける。

尚、前記各モータ１４及びイオナイザ１８は、制御部１９により駆動制御されている。
次に、前記リフトピン１６の構造について図３を併せ参照して説明する。尚、図３は、図２における前記リフトピン１６及び貫通孔１２ａを拡大して示す拡大図及びその平面図である。図３に示したように、リフトピン１６は、略円柱状の金属棒からなる下端部としての本体部２１を備えるとともに、該本体部２１の先端には、その外径と同等の外径を有する樹脂材（例えば、ポリエチレン）からなる先端部としての絶縁部材２２がボルト２３にて締結されている。

上記本体部２１には、一端が前記供給口１７に連通する貫通穴としての本体部流路２１ａが軸方向に貫通するとともに、該本体部流路２１ａの他端は前記ボルト２３の雄ねじ部が螺合される雌ねじ部２１ｂに連通する。なお、本体部流路２１ａには、絶縁コーティングが施されている（絶縁コーティングの部分については図示せず）。上記絶縁部材２２は、前記ボルト２３の頭部を埋め込むために先端側の拡開された円筒状に形成されており、該ボルト２３の頭部から突出するその先端側には、放射状の複数のスリット２２ａが形成されている。そして、前記ボルト２３には、一端及び他端がそれぞれ前記本体部流路２１ａ及びスリット２２ａに連通する貫通孔２３ａが軸方向に貫通している。従って、前記供給口１７は、本体部２１の本体部流路２１ａ、ボルト２３の貫通孔２３ａ及び絶縁部材２２のスリット２２ａを介してリフトピン１６の先端に連通しており、該供給口１７に供給されたイオナイザ１８からのイオン化ガスは、これらを介してリフトピン１６の先端（スリット２２ａ）から吐き出される。

尚、前記絶縁部材２２の先端面に当接される前記基板Ｗの裏面には、前記スリット２２ａから吐き出されたイオン化ガスが吹き付けられる。前記本体部流路２１ａ、貫通孔２３ａ及びスリット２２ａは、前記リフトピン１６の流路を構成している。

次に、このような構造を有する処理装置１１において、基板Ｗに所定の処理を行う際の動作について説明する。図１及び図２に２点鎖線で示したように、搬送装置からの基板Ｗが受け渡される際には、全てのリフトピン１６は、前記各モータ１４の駆動によりステージ１２の上面からその先端部（絶縁部材２２）が突出するように所定の高さ位置（以下、「搬送位置」という）に配置されている。この状態で、搬送装置から基板Ｗが受け渡されると、全てのリフトピン１６は、前記各モータ１４の駆動によりステージ１２の上面からその先端部が引っ込むように下降する。これにより、前記基板Ｗはステージ１２に載置される。

この状態で、処理装置１１は、当該基板Ｗに対して所定の処理を行う。そして、当該処理が完了すると、全てのリフトピン１６は、前記各モータ１４の駆動によりステージ１２の上面とその先端面とが面一となる位置まで上昇する。従って、このとき、全てのリフトピン１６は、基板Ｗの裏面にその先端面が当接するものの、未だ基板Ｗを持ち上げるには至っていない。

そして、ステージ１２に載置されたままの基板Ｗの裏面には、前記イオナイザ１８の駆動により各リフトピン１６に形成された流路を介してイオン化ガスが吹き付けられる。これにより、所定の処理に伴い基板Ｗの裏面に帯電した静電気は、ステージ１２に載置されたまま、即ちステージ１２から剥離されることなく除去され始める。

この状態で、一側（図１において右側）に配置されるモータ１４が駆動されることで当該側のリフト板１３に固定されたリフトピン１６の先端部のみがステージ１２の上面から突出する。このとき、破線で示したように、前記基板Ｗは、その一部である他側（図１において左側）の一辺とステージ１２との接触状態を維持したまま傾斜する態様で持ち上げられる。これにより、前記基板Ｗは、その裏面の一部がステージ１２の上側に開放された状態で、各リフトピン１６に形成された流路を介して該裏面にイオン化ガスが吹き付けられ、効率的に静電気が除去される。特に、前記基板Ｗの裏面には、前記スリット２２ａにより放射状に広がるイオン化ガスが吹き付けられることで広範囲に亘って静電気が除去される。

こうして、前記基板Ｗの裏面に帯電した静電気を除去した後、全てのリフトピン１６は、各モータ１４の駆動により前述した搬送位置まで上昇する。これにより、前記基板Ｗは、ステージ１２と平行になるように水平に持ち上げられ、該ステージ１２から完全に剥離される。このとき、前記イオナイザ１８の駆動が停止され、基板Ｗの裏面へのイオン化ガスの吹き付けが停止される。そして、処理済みの基板Ｗは、次段の処理装置への搬送が可能となる。

以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）本実施形態では、前記基板Ｗの裏面には、前記リフトピン１６に形成された流路を介してイオナイザ１８から供給されたイオン化ガスが吹き付けられる。これにより、基板Ｗの裏面に帯電した静電気が除去される。従って、前記基板Ｗの上昇（持ち上げ）に伴い該基板Ｗが前記ステージ１２から剥離される際、基板Ｗとステージ１２又はリフトピン１６との放電によって基板Ｗ上のデバイスに静電気傷害を与えたりすることを抑制できる。特に、前記基板Ｗの裏面が当接される前記リフトピンの先端部（絶縁部材２２）は、絶縁性の基板Ｗとの間で著しい静電気の帯電・放電が生じる可能性があるが、このように静電気の帯電・放電が生じやすい基板Ｗの裏面に合わせてイオン化ガスが吹き付けられることでこのような静電気の帯電・放電を好適に抑制できる。

さらに、前記基板Ｗの裏面に帯電した静電気は、該裏面に対し直に吹き付けられるイオン化ガスにより除去されるため、基板の側方又は上方からイオン化ガスを吹き付けて該基板の静電気を除去する従来の手法に比べ、基板Ｗの裏面に帯電した静電気が除去されるまでの時間を短縮化できる。従って、前記基板Ｗは、次段の処理への移行に際し、前記ステージ１２又は前記リフトピン１６との放電が抑制されつつより短時間で該ステージ１２からの剥離が可能とされる。

（２）本実施形態では、前記リフトピン１６に形成された流路は、基板Ｗの裏面が当接されるその先端部（絶縁部材２２）に放射状のスリット２２ａを有することで、前記基板Ｗの裏面には、前記スリット２２ａを介して放射状にイオン化ガスが吹き付けられる。従って、前記基板Ｗの裏面に対しより広範囲に亘ってイオン化ガスが吹き付けられて、静電気の除去範囲を拡大することができる。特に、放射状のスリット２２ａにより、前記基板Ｗの裏面に吹き付けられるイオン化ガスの流量を増大させることで、基板Ｗの裏面に帯電した静電気が除去されるまでの時間を更に短縮化することができるとともにその除去範囲も拡大することができる。

（３）本実施形態では、スリット２２ａを有する絶縁部材２２は絶縁材（樹脂材）からなり、金属製の本体部２１の本体部流路２１ａは絶縁コーティングされていることで、イオン化ガスが通る箇所は絶縁されており、イオンバランスを保つことが可能である。又、絶縁部材２２は絶縁材（樹脂材）からなることで、前記スリット２２ａの成形をより簡易化することができる。又、前記基板Ｗの裏面が当接され絶縁部材２２は絶縁材からなることで該基板Ｗの傷つきを抑制できる。

（４）本実施形態では、前記複数のリフトピン１６は、前記基板Ｗを上昇させるときに少なくとも該基板Ｗの一部が前記ステージ１２との接触状態を維持するように分割動作される。従って、前記基板Ｗは、その裏面の一部が前記ステージ１２の上側に開放された状態で、各リフトピン１６の流路を介して該裏面にイオン化ガスが吹き付けられることで効率的に静電気を除去できる。又この際、前記基板Ｗが前記ステージ１２から完全に離隔（剥離）されることがないため、基板Ｗとステージ１２との放電によって基板Ｗ上のデバイスに静電気傷害を与えたりすることを抑制できる。

（５）本実施形態では、ステージ１２の貫通孔１２ａに挿通されるリフトピン１６を利用して基板Ｗの裏面にイオン化ガスを吹き付けることができるため、該ステージ１２にイオン化ガスを供給するための流路を別途設ける必要がなく、該ステージ１２の強度確保のためのその大型化（厚肉化）を回避できる。

尚、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・前記実施形態において、イオナイザ１８は、リフトピン１６に基板Ｗが受け渡されてから処理後に次段の処理装置へと搬送されるまでの全期間に亘って駆動し続けてもよい。あるいは、イオナイザ１８は、処理装置１１の全作動期間に亘って駆動し続けてもよい。この場合、制御部１９によるイオナイザ１８の駆動制御を割愛してもよい。

・前記実施形態においては、複数のリフトピン１６を左右２列の２分割で動作させたが、例えば３分割以上で動作させてもよい。
・前記実施形態において、ステージ１２に載置されたままでの基板Ｗの裏面の静電気の除去が十分に達せされるのであれば、前記複数のリフトピン１６を分割動作させることなく同時に上昇させて基板Ｗをステージ１２から剥離してもよい。

・前記実施形態において、リフト板１３（リフトピン１６）は、例えばシリンダで昇降させてもよい。
・前記実施形態において、絶縁部材２２は、例えばインサート成形にて本体部２１に一体形成してもよい。

・前記実施形態においては、リフトピン１６を、絶縁材からなる先端部（絶縁部材２２）及び金属棒からなる下端部（本体部２１）を有する２部品構成としたが、例えば全体が絶縁材からなるリフトピンであってもよい。このように変更をしても前記実施形態と同様の効果が得られる。

・前記実施形態において、処理装置１１における所定の処理の際、例えば真空吸着や静電吸着にて基板Ｗをステージ１２を保持させてもよい。
・前記実施形態において、静電気の除去に係る基板としては、例えば半導体ウエハであってもよい。

本発明の一実施形態を示す側面図。 同実施形態を示す拡大図。 図２の拡大図及びその平面図。

符号の説明

Ｗ…基板、１１…処理装置、１２…ステージ、１３…リフト板、１４…モータ、１６…リフトピン、１７…供給口、１８…イオナイザ、１９…制御部、２１…本体部、２１ａ…流路を構成する本体部流路、２２…先端部としての絶縁部材、２２ａ…流路を構成するスリット、２３…ボルト、２３ａ…流路を構成する貫通孔。

Claims (3)

1. 基板が載置されるステージと、
   前記ステージに挿通され該ステージから先端部を出没させて前記基板を昇降させるリフトピンと、
   前記リフトピンに形成され、イオナイザから供給されたイオン化ガスを前記基板の裏面に吹き付ける流路とを備えた静電気除去装置において、
   前記リフトピンは絶縁材からなり、もしくは絶縁材からなる先端部及び貫通穴の絶縁コーティングされた下端部を有する２部品構成であり、
   前記流路は、前記基板の裏面が当接される前記リフトピンの先端部に放射状のスリットを有することを特徴とする静電気除去装置。
2. 請求項１に記載の静電気除去装置において、
   前記リフトピンは複数で設けられ、
   前記複数のリフトピンは、前記基板を上昇させるときに少なくとも該基板の一部が前記ステージとの接触状態を維持するように分割動作されてなることを特徴とする静電気除去装置。
3. 基板が載置されるステージと、
   前記ステージに挿通され該ステージから先端部を出没させて前記基板を昇降させるリフトピンと、
   前記リフトピンに形成され、イオナイザから供給されたイオン化ガスを前記基板の裏面に吹き付ける流路とを備えた静電気除去装置において、
   前記リフトピンは複数で設けられ、
   前記複数のリフトピンは、前記基板を上昇させるときに少なくとも該基板の一部が前記ステージとの接触状態を維持するように分割動作されてなることを特徴とする静電気除去装置。

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