JP4681763B2

JP4681763B2 - 基板固定用チャックおよびこのチャックからの基板剥離方法

Info

Publication number: JP4681763B2
Application number: JP2001195597A
Authority: JP
Inventors: 祐二芹川
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 2001-06-27
Filing date: 2001-06-27
Publication date: 2011-05-11
Anticipated expiration: 2021-06-27
Also published as: JP2003017550A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板に薄膜塗装をする際やレジスト材等によって微細形状を形成する際に用いられる基板固定用チャックおよびこのチャックからの基板剥離方法に関する。より詳しくは液晶表示装置用カラーフィルタを製造する際に用いられる透明基板固定用チャックおよびこのチャックからの基板剥離方法に関する。
【従来の技術】
【０００２】
基板上に薄膜塗装をしたり、レジスト材等によって微細形状を形成する技術は、半導体部品を製造する際や、液晶表示装置用カラーフィルタを製造する際等、様々な分野で利用されている。例えば、図６（８）に示すように、前記液晶表示装置用カラーフィルタ７０は、液晶表示装置のカラー表示を実現するとともに、光学特性（コントラスト）や色特性（明るさ、色再現性）を左右する重要な部材であって、パターン化された赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の着色フィルタ層７３（厚さ各１．５μｍ程度）と、各着色フィルタ層７３の境界にあって隣合う着色フィルタの混色を遮る厚さ０．２μｍ程度のブラックマトリックス（ＢＭ）７２とが、厚さ１ｍｍ程度の透明なガラス製の基板７１上に規則的に配列され、さらにその表面に、オーバーコート層（保護膜）７４や透明電極（ＩＴＯ膜）７５が設けられたものである。
【０００３】
このような液晶表示装置用カラーフィルタは、通常、図５および図６に示すように、以下の工程（１）〜（８）を経て製造される。
（１）基板７１上へのＣｒＯｘ膜７２ａやＣｒ膜７２ｂ等の形成（スパッタリング）
（２）レジスト（ポジレジスト）７６の塗布（スピンコート）
（３）フォトマスク７７を用いたレジスト膜への露光（３ａ）、現像（３ｂ）、エッチング（３ｃ）およびレジスト膜の剥離（３ｄ）の各処理によるブラックマトリックス７２のパターニング
（４）着色レジスト（ネガレジスト）７８の塗布（スピンコート）
（５）フォトマスク７７’を用いた着色レジスト膜への露光（５ａ）と現像（５ｂ）処理による着色フィルタ（Ｒ）層７３のパターニング
（６）上記（４）および（５）工程の繰り返し（２回）によるＲＧＢ層の形成
（７）オーバーコート層７４の塗布形成（スピンコート）
（８）透明電極（ＩＴＯ膜）７５の形成
なお、工程（１）で形成されるＣｒＯｘ膜７２ａやＣｒ膜７２ｂ等からなる２層の膜は、ＣｒＯｘ膜やＣｒ膜等からなる多層膜であってもよい。また、工程（１）〜（３）において形成されるブラックマトリックス７２は、ＣｒＯｘ膜やＣｒ膜等の他に、黒色樹脂レジストで形成することもできる。さらに、工程（７）で形成されるオーバーコート層７４は、省略することもできる。透明電極７５についても、駆動方式に応じて省略することもできる。
【０００４】
カラーフィルタの構成部分は上記のようにいずれも極めて微細なものであって、光学特性や色特性を優れたものにするという観点からも、いずれの部分も極めて精密に形成される必要がある。そこで、上記（１）〜（８）の工程では、基板７１の位置にずれが生じないように、一般にチャックと呼ばれる基板保持部上に設置・固定される。
【０００５】
例えば図７に示すように、このチャック１１は、基板７１を設置するための水平面を有した基板保持部２ａと、エアーを吸引して前記基板７１を固定するために前記基板保持部２ａに設けられた吸引部３ａと、前記基板７１を突き上げて前記基板保持部２ａから基板７１を剥離させるために基板保持部２ａに設けられた突き上げピン４とを備えたものである。
【０００６】
前記吸引部３ａは、４分割された前記基板保持部２ａの間および周囲に設けられた溝状のものであり、前記基板保持部２ａに基板７１を載置した際に吸引口７から吸引部３ａ内のエアーを吸引することによって、吸引部３ａ内を減圧して、略真空状態とすることができる。この結果、基板７１を基板保持部２ａ上に真空吸着させて、強固に固定することができる。
【０００７】
ところで、真空吸着によって強固に固定された基板７１をチャック１１から剥離させるには、通常、前記吸引部３ａ内の真空状態を解くとともに、図７のＢ−Ｂ断面の断面図である図８（ａ）、（ｂ）に示すように、チャック１１に備えられた前記突き上げピン４を上昇させて、両者を引き離す操作（剥離操作）が行われている。
【０００８】
しかしながら、前記剥離操作の際には基板７１と基板保持部２ａとが、これらの接している平面内部が略真空状態となることで密着したり、剥離帯電（静電気）によって密着したりして剥がれにくくなることがあった。このような傾向は、図８（ｂ）に示すように、特にチャック１１の周辺部分に多く見られた。
【０００９】
このため、本発明者らは、基板７１と基板保持部２ａとの接触面積を低減させるために基板保持部２ａに溝部を増やしたり、基板保持部２ａの表面粗度を高める表面処理を試みた。この結果、はじめのうちは、基板７１と基板保持部２ａとの剥離性は向上したものの、長期間継続して使用することで表面の凹凸が摩耗して平滑となってしまい、剥離性が低下してしまった。このように、基板７１と基板保持部２ａとの剥離性がわるいことによって、基板７１を所定の位置に搬送できず搬送エラーが発生したり、基板７１が割れるという不具合が発生することがあったため、その対策が必要とされていた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、基板に薄膜塗装をする際やレジスト材によって微細形状を形成する際、具体的には、例えば液晶表示装置用カラーフィルタを製造する際に、前記基板固定用のチャックから基板を剥離するときに、搬送エラーを起こしたり、基板が割れたりすることがなく、容易に基板を剥離できる基板固定用チャックおよびこのチャックからの基板剥離方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、前記基板の周縁のうち少なくとも一部を前記基板保持部の端部からはみ出すように載置し、このはみ出し部分を突き上げることによって、たとえ基板保持部の表面平滑性が高いために基板が密着していても、基板保持部から基板を容易に剥がすことができ、基板を所定の位置に搬送できず搬送エラーを起こしたり、基板が割れたりすることがないという新たな知見を見出し、本発明を完成するに至った。
【００１２】
すなわち、本発明の基板固定用チャックは、基板を載置するための基板保持部と、エアーを吸引することで前記基板を吸着固定するために前記基板保持部に設けられた吸引部と、前記基板を突き上げて前記基板保持部から基板を剥離させるために基板保持部に設けられた突き上げピンと、前記基板の周縁のうち少なくとも一部が前記基板保持部の端部からはみ出すように載置され、この基板のはみ出し部分を突き上げ、前記基板保持部への前記基板のエアー吸着を解除するために基板保持部の端部に隣接して配置された突き上げ補助ピンとを備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明の基板固定用チャックは、前記突き上げ補助ピンの少なくとも先端が樹脂製であるのが好ましい。これにより、前記突き上げ補助ピンにより基板を突き上げた際に、基板にキズが付くことがない。
【００１４】
本発明の基板の剥離方法は、前記基板固定用チャックから基板を剥離する方法であって、前記突き上げピンの上昇よりも遅れて前記突き上げ補助ピンの上昇を開始させることを特徴とする。これにより、基板保持部から基板をより円滑に剥離することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、液晶表示装置用カラーフィルタを製造する際に基板固定用として用いられる本発明のチャック１を示す平面図である。
【００１６】
図１および図１のＡ−Ａ断面の断面図である図２に示すように、基板固定用チャック１は、基板７１を載置するための基板保持部２ａと、エアーを吸引することで前記基板７１を吸着固定するために前記基板保持部２ａに設けられた吸引部３ａと、前記基板７１を突き上げて前記基板保持部２ａから基板７１を剥離させるために基板保持部２ａに設けられた突き上げピン４と、前記基板７１の周縁が前記基板保持部２ａの端部からはみ出すように載置され、この基板７１のはみ出し部分７１ａを突き上げるために基板保持部２ａの端部に隣接された突き上げ補助ピン６とを備えている。前記基板保持部２ａおよび吸引部３ａを含む表面全面には硬質アルマイト・カニゼンメッキ・タフラム・ユニマイト・ハーダーマイト・硬質Ｃｒメッキ等からなるコーティングが施されている。
【００１７】
図３は、前記突き上げ補助ピン６の概略を示す斜視図である。図３に示すように、突き上げ補助ピン６は、軸２２に取り付けられた突き上げ部２１が上下に移動することによって基板７１を突き上げるものである。前記突き上げ部２１の形状、材質等は特に限定されないが、好ましくは、樹脂製であるのがよく、より好ましくは、加工性が良好なＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）を使用するのがよい。また、前記突き上げ部２１の表面には、グラファイトライクカーボンをコーティングしてもよく、これにより優れた摺動性と、静電気を効率よく放電させる導電性を付与することができる。なお、前記突き上げピン４の材質についても前記突き上げ補助ピン６と同様のものが使用できる。
【００１８】
前記軸２２の駆動方式は特に限定されないが、例えばエアシリンダ２３等を用いた駆動方式を採用することができる。また、前記突き上げピン４の駆動方式についても、上記と同様にエアシリンダ等の駆動方式が使用できる。
【００１９】
前記突き上げピン４および突き上げ補助ピン６の駆動条件としては、以下の３通りから選択することができ、各条件とも基板７１の剥離性を向上させる効果がある。
（１）突き上げピン４と突き上げ補助ピン６を同時に上昇させる。
（２）突き上げピン４の上昇よりも早く突き上げ補助ピン６の上昇を開始させる。
（３）突き上げピン４の上昇よりも遅れて突き上げ補助ピン６の上昇を開始させる。
上記（１）〜（３）のうち、剥離性向上の効果が最も高いのは、条件（３）である。また、より好ましくは、突き上げピン４の上昇を開始した後、突き上げ補助ピン６の上昇を開始するまでの時間が、０．１〜１．０秒の範囲にあるのがよい。
【００２０】
上記（１）〜（３）のように、突き上げピン４と突き上げ補助ピン６との駆動条件を制御する方法としては、例えば駆動方式として前記エアシリンダを使用した場合、突き上げピン４と突き上げ補助ピン６の駆動エアを同じ電磁弁の出力により制御し、突き上げ補助ピン６あるいは突き上げピン４のエアシリンダにスピードコントロール弁（図示せず）を取り付けることによってタイミングの調整をすることができる。
【００２１】
前記はみ出し部分７１ａは、前記突き上げ補助ピン６により突き上げることができる程度の幅を有していればよく、突き上げ補助ピン６の突き上げ部２１の大きさや設置場所に応じて決定すればよい。
【００２２】
また、本発明の基板固定用チャックとしては、図４に示すチャック８を使用することもできる。このチャック８は、吸引部３ｂとして複数の穴が設けられているものであり、基板保持部２ｂに基板７１を載置した際に、この穴からエアーを吸引することによって、吸引部３ｂ内を減圧して、略真空状態とすることができる。この結果、基板７１を基板保持部２ｂ上に真空吸着させて、強固に固定することができる。その他の部位については、図１に示したチャック１と同じ符号を付して説明を省略する。
【００２３】
なお、前記突き上げ補助ピン６は、基板保持部２ａ、２ｂの端部のうち、少なくとも一端に隣接されていればよい。したがって、例えば前記基板保持部２ａ、２ｂの４辺からなる端部のうち、向かい合う２辺に各１個ずつ突き上げ補助ピン６を隣接したり、１辺に複数個の突き上げ補助ピン６を設置したりすることもできる。
【００２４】
上記のように、基板保持部２ａ、２ｂに突き上げ補助ピン６が隣接された本発明の基板固定用チャック１、８およびこのチャック１、８からの基板剥離方法を用いることによって、基板保持部２ａ、２ｂから基板７１を容易に剥離させることができる。これにより、基板７１が搬送エラーを起こしたり、基板７１が割れたりすることがない。また、従来のように剥離性向上の目的で基板保持部２ａ、２ｂを表面処理して凹凸を設けたりする必要がないため、コスト面でメリットがあるだけでなく、露光工程、スリットノズルからレジスト材を基板７１に塗工する工程、スピンコートによってレジスト材を均一に引き伸ばす工程等の平面精度が要求される工程において、基板７１を高精度に吸着固定することが可能となる。
【００２５】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。
【００２６】
実施例
液晶表示装置用カラーフィルタを製造する工程のうち、露光工程、スリットノズルからレジスト材を基板に塗工する工程およびスピンコートによってレジスト材を均一に引き伸ばす工程において基板を固定するためのチャックとして、図１に示す本発明のチャック１を使用した。
基板７１としては、縦３７０ｍｍ、横４７０ｍｍ、厚み０．５〜１．１ｍｍの透明なガラスを用いた。チャック１としては、縦３６０ｍｍ、横４６０ｍｍの大きさのものを使用した。また、前記基板７１の周縁が基板保持部２ａの端部から約１０ｍｍはみ出すように載置し、このはみ出し部分７１ａを突き上げるための突き上げ補助ピン６を前記基板保持部２ａの端部に隣接した。
上記チャック１をカラーフィルタの製造において２年２ヶ月の間連続使用した。その結果、基板７１は、基板保持部２ａから容易に剥離させることができ、上記期間中、この剥離性を維持することができた。これにより、従来、１年に１回交換していた基板保持部２ａの交換が不要となった。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、基板保持部から基板を容易に剥離させることができるため、基板を所定の位置に搬送できず搬送エラーを起こしたり、基板が割れたりすることがなく、また、従来のように剥離性向上の目的で基板保持部を表面処理して凹凸を設けたりする必要がなくなり、コスト面でメリットがあるだけでなく、基板を高精度に吸着固定することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である基板固定用チャックの概略を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面を示した断面図である。
【図３】本発明の基板固定用チャックで使用する突き上げ補助ピンを示す斜視図である。
【図４】本発明の他の実施形態である基板固定用チャックの概略を示す平面図である。
【図５】液晶表示装置用カラーフィルタの製造工程を示す工程図である。
【図６】液晶表示装置用カラーフィルタの製造工程を示す工程図である。
【図７】従来の基板固定用チャックの概略を示す平面図である。
【図８】図７のＢ−Ｂ断面を示す断面図である。
【符号の説明】
１基板固定用チャック
２ａ、２ｂ基板保持部
３ａ、３ｂ吸引部
４突き上げピン
６突き上げ補助ピン
７吸引口
８基板固定用チャック
７１基板

Claims

基板を載置するための基板保持部と、
エアーを吸引することで前記基板を吸着固定するために前記基板保持部に設けられた吸引部と、
前記基板を突き上げて前記基板保持部から基板を剥離させるために基板保持部に設けられた突き上げピンと、
前記基板の周縁のうち少なくとも一部が前記基板保持部の端部からはみ出すように載置され、この基板のはみ出し部分を突き上げ、前記基板保持部への前記基板のエアー吸着を解除するために基板保持部の端部に隣接して配置された突き上げ補助ピンとを備えることを特徴とする基板固定用チャック。
前記基板が、液晶表示装置用カラーフィルタに使用される透明な基板である請求項１記載の基板固定用チャック。
前記突き上げ補助ピンの少なくとも先端が樹脂製である請求項１または２記載の基板固定用チャック。
請求項１〜３のいずれかに記載の基板固定用チャックから基板を剥離する方法であって、前記突き上げピンの上昇よりも遅れて前記突き上げ補助ピンの上昇を開始させることを特徴とする基板固定用チャックからの基板剥離方法。