JP4970337B2

JP4970337B2 - 表面処理用ステージ装置

Info

Publication number: JP4970337B2
Application number: JP2008118011A
Authority: JP
Inventors: 良憲中野; 聡真弓; 健一郎宮里; 隆吉澤; 泰宮島
Original assignee: Sharp Corp; Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sharp Corp; Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2008-04-30
Filing date: 2008-04-30
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2028-04-30
Also published as: JP2009267275A

Description

この発明は、表面処理すべき被処理基板を設置するステージ装置に関する。

例えば液晶ディスプレイ用のガラス基板等からなる被処理基板をステージに設置して表面処理する装置は公知である（特許文献１等参照）。ステージには昇降ピンと吸着孔が設けられている。昇降ピンをステージより上に突出させ、被処理基板をマニピュレータで昇降ピン上に載せる。次いで、昇降ピンを下降させ、ステージ内に没入させる。これにより、被処理基板がステージの上面に載置される。次いで、吸着孔の内部を吸引し、被処理基板をステージに吸着する。その後、ステージの上方の処理ガス供給部から処理ガスを噴出して被処理基板に接触させ、成膜、表面改質（親水化、撥水化等）、洗浄、エッチング、アッシング等の表面処理を行う。

表面処理の終了後、吸着孔に不活性ガスを導入し、被処理基板とステージとの吸着を解除する。次に、昇降ピンをステージから突出させ、被処理基板を持ち上げる。そして、マニピュレータを用いて被処理基板を交換する。

特許文献２では、ステージの中央部に噴き出し孔を設けておく。昇降ピンにて被処理基板を昇降させる際、不活性ガスを上記噴き出し孔から噴き出して被処理基板の下面の中央部に当てる。これにより、被処理基板の撓みを防止している。
国際公開番号ＷＯ２００７／０７７７６５特開平０９−２７５３８号公報

表面処理後の被処理基板を昇降ピン等の昇降機構でステージから持ち上げる際、被処理基板とステージとの吸着解除が不十分であったり、剥離帯電が起きたりすると、被処理基板に局所的に応力が生じる。特に昇降ピンの数が少ないと局所的な応力が大きくなり、被処理基板が破損するおそれがある。

上記問題点を解決するために、本発明は、表面処理されるべき被処理基板を設置するステージ装置であって、
載置面を有するステージと、
前記被処理基板を前記載置面の上方から前記載置面まで下降させ、表面処理後の被処理基板を前記載置面から上昇させる基板昇降機構と、
前記載置面より平面視で外側に配置されて前記載置面の縁へ向けて開口する噴出孔を有し、前記基板昇降機構による前記被処理基板の上昇に際し前記噴出孔から前記被処理基板と前記載置面との間にガスを吹き込むノズルと、
を備えたことを特許請求しない特徴とする。
これによって、基板昇降機構で被処理基板をステージの載置面から上昇させる際、ガスを外側から被処理基板と載置面との間に吹き込み、被処理基板が載置面から離れるのを補助できる。被処理基板が剥離帯電しても、その剥離帯電した部分をステージから容易に剥がすことができる。したがって、被処理基板に局所的に応力が生じるのを防止でき、被処理基板が破損するのを防止できる。

前記噴出孔が、平面視で先端に向かって漸次拡開されていることが好ましい。
これによって、噴出孔からのガスを被処理基板と載置面との間の広い範囲に入り込ませるこができる。
本発明は、高周波電源に接続された電界印加電極と接地電極との間に電界を印加して処
理ガスをプラズマ化し、プラズマ化された前記処理ガスを被処理基板に接触させ、前記被処理基板を表面処理するプラズマ処理装置における、前記被処理基板を設置するステージ装置であって、
載置面を有する金属にて構成され、かつ電気的に接地されて前記接地電極を兼ねるステージと、
前記被処理基板を前記載置面の上方から前記載置面まで下降させ、表面処理後の被処理基板を前記載置面から上昇させる基板昇降機構と、
前記載置面より平面視で外側に配置されて前記載置面の縁へ向けて開口する噴出孔を有し、前記基板昇降機構による前記被処理基板の上昇に際し前記噴出孔から前記被処理基板と前記載置面との間に不活性ガスからなる外側吸着解除ガスを不活性のまま吹き込むノズルと、
を備え、前記噴出孔が、平面視で先端に向かって漸次拡開されていることを特許請求する第１特徴とする。
本発明は、高周波電源に接続された電界印加電極と接地電極との間に電界を印加して処理ガスをプラズマ化し、プラズマ化された前記処理ガスを被処理基板に接触させ、前記被処理基板を表面処理するプラズマ処理装置における、前記被処理基板を設置する表面処理用ステージ装置であって、
載置面を有する金属にて構成され、かつ電気的に接地されて前記接地電極を兼ねるステージと、
前記被処理基板を前記載置面の上方から前記載置面まで下降させ、表面処理後の被処理基板を前記載置面から上昇させる基板昇降機構と、
前記載置面より平面視で外側に配置されて前記載置面の縁へ向けて開口する噴出孔を有し、前記基板昇降機構による前記被処理基板の上昇に際し前記噴出孔から前記被処理基板と前記載置面との間に不活性ガスを吹き込むノズルと、
を備え、前記噴出孔が、平面視で先端に向かって漸次拡開されており、
前記基板昇降機構が前記被処理基板を前記載置面から上昇させ始めた後、前記ノズルから前記不活性ガスの吹き出しを開始することを特許請求する第２特徴とする。
前記基板昇降機構が前記被処理基板を前記載置面から上昇させるときの速度が、前記被処理基板が前記載置面から完全に離れるまでの間は相対的に低速であり、その後、相対的に高速になることが好ましい。

前記噴出孔の上側の内面と下側の内面のうち少なくとも一方が、前記載置面の縁に沿う幅を有し、前記載置面より平面視で外側かつ下側から先端に向かって上へ傾斜していることが好ましい。
これによって、前記ガスを前記内面に沿って平面状ガス流にして吹き出すことができ、被処理基板と載置面との間に確実に入り込ませることができる。

前記ノズルが、前記載置面の縁と平行な軸線の回りに角度調節可能であることが好ましい。
これによって、被処理基板と載置面との間にノズルからのガスが確実に入り込むようにできる。

前記基板昇降機構が、前記載置面の平面視で外側に昇降可能に配置されて前記被処理基板の外周部を支持可能な外周支持部を含み、この外周支持部に前記ノズルが設けられていることが好ましい。
これによって、ノズルを外周支持部と一体に昇降させることができる。したがって、昇降中の被処理基板の下面に常時ガスを吹き付けることができ、被処理基板が自重で撓むのを抑制ないし防止できる。また、昇降機構としてステージの内部に昇降ピンを設けなくても済む。或いは昇降ピンの数を減らすことができる。或いは、昇降ピンを少数にする場合、被処理基板の撓みを抑制ないし防止できる。

表面処理用ステージ装置が、前記基板昇降機構による前記被処理基板の昇降動作と連動して前記ノズルを昇降させるノズル昇降機構を、さらに備えていることが好ましい。
これによって、昇降中の被処理基板の下面に常時ガスを吹き付けることができ、被処理基板が自重で撓むのを抑制ないし防止できる。

表面処理用ステージ装置が、前記ノズル昇降機構による前記ノズルの昇降動作又は前記外周支持部の昇降に伴なう前記ノズルの昇降動作と連動して前記ノズルを前記載置面の縁と平行な軸線の回りに角度調節するノズル角度調節機構を、さらに備えていることが好ましい。
これによって、ノズルからのガスを被処理基板と載置面との間に確実に入り込ませることができ、被処理基板と載置面とを確実に離すことができる。

前記ノズルが、前記載置面の縁に沿う方向に離れて複数設けられていることが好ましい。
これによって、被処理基板と載置面との間にガスを広く行き渡らせることができる。

本発明によれば、昇降機構で被処理基板をステージの載置面から上昇させる際、ガスを外側から被処理基板と載置面との間に吹き込み、被処理基板が載置面から離れるのを補助できる。被処理基板が剥離帯電していても、その剥離帯電した部分をステージから容易に剥がすことができる。したがって、被処理基板に局所的に応力が生じるのを防止でき、被処理基板が破損するのを防止できる。

以下、本発明の実施形態を説明する。
［第１実施形態］
図２に示すように、この実施形態の被処理基板９は、液晶ディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ用のガラス基板である。被処理基板９は、平面視で長方形（四角形）の薄い板形状になっている。

図１及び図２は、被処理基板９を表面処理する装置１を示したものである。処理内容は、特に限定がなく、エッチング、アッシング、表面改質（親水化、撥水化等）、成膜、スパッタ等の種々の表面処理に適用できる。表面処理装置１は、略大気圧下でプラズマ処理を行なう常圧プラズマ処理装置で構成されているが、特にこれに限定されるものではなく、低圧下でプラズマ処理を行なう真空プラズマ処理装置であってもよく、プラズマを用いずに表面処理するものであってもよい。

表面処理装置１は、処理ヘッド１０と、ステージ装置２０を備えている。処理ヘッド１０は、左右方向に延びている。図示は省略するが、処理ヘッド１０には移動機構が接続されている。この移動機構によって処理ヘッド１０が図１の紙面と直交する前後方向に往復移動できるようになっている。

処理ヘッド１０には電界印加電極１１が収容されている。電極１１は、ヘッド１０の長手方向に延びている。電極１１に電源２が接続されている。電源２は、連続波状の高周波電圧を出力するようになっていてもよく、パルス波状の電圧を出力するようになっていてもよい。

図示は省略するが、処理ヘッド１０の内部には処理ガス噴出路が設けられている。処理ガス噴出路は、処理ガス源から供給された処理ガスｇ１を左右方向に均一に分散させ、処理ヘッド１０の下方へ吹き出すようになっている。

処理ガスの成分は、表面処理の内容に応じて適宜選択される。処理ガス成分の一例として、窒素、酸素、クリーンドライエア（ＣＤＡ）、ＰＦＣ（ＣＦ_４、Ｃ_２Ｆ_６、Ｃ_３Ｆ_８等）、ＳＦ_６等が挙げられる。処理ガスは、これらのガス成分の１つだけで構成されていてよく、２以上のガス成分の混合ガスで構成されていてもよい。勿論、処理ガス成分は、上記列挙したガス成分に限定されるものではない。

ステージ装置２０は、処理ヘッド１０より下側に配置されたステージ２１と、このステージ２１に組み込まれた基板昇降機構３０とを備えている。ステージ２１は、平面視で長方形（四角形）の金属盤で構成されている。ステージ２１は、接地線２ｂを介して電気的に接地され、接地電極を構成している。

電源２から電極１１への電圧供給によって、電極１１と接地電極としてのステージ２１との間に電界が印加され、大気圧放電が生成される。これにより、処理ヘッド１０から吹き出された処理ガスｇ１がプラズマ化されるようになっている。

ステージ２１の上面は、載置面２２を構成している。図２に示すように、載置面２２は、長辺を前後方向（図２の上下方向）に向け、短辺を左右方向に向けた長方形になっている。載置面２２に被処理基板９が載置されるようになっている。載置面２２は被処理基板９より少し小さい。これにより、被処理基板９の外周部が、載置面２２より外側に突出するようになっている。

載置面２２に複数の吸着孔２３が分散して形成されている。詳細な図示は省略するが、吸着孔２３は、吸引ポンプ等の吸引手段と、加圧ガス源とに選択的に接続されるようになっている。吸引手段は、吸着孔２３の内部のガスを吸引する。加圧ガス源は、加圧した不活性ガスを吸着孔２３に供給する。不活性ガスとして、ヘリウム、アルゴン等の希ガスを用いてもよく、窒素、酸素、クリーンドライエア（ＣＤＡ）等を用いてもよく、これらのうち２以上のガス種を混合したガスを用いてもよい。

ステージ２１には、複数の挿通孔２４が分散して形成されている。挿通孔２４は、ステージ２１の上面から下面へ垂直に貫通している。

図１に示すように、基板昇降機構３０は、複数の昇降ピン３１と、昇降駆動部３２とを有している。各昇降ピン３１が、挿通孔２４に挿入されている。複数の昇降ピン３１の下端部は、ステージ２１より下側に延出し、連結盤３３で連結されている。連結盤３３に昇降駆動部３２が接続されている。昇降駆動部３２は、油圧アクチュエータ等で構成されている。昇降駆動部３２によって、昇降ピン３１が、上位置（図３）と、下位置（図１）との間で昇降されるようになっている。図３に示すように、上位置では、昇降ピン３１が、ステージ２１より上に突出されている。図１に示すように、下位置では、昇降ピン３１の全体が挿通孔２４内に入り込んでいる。

図示は省略するが、少なくとも一部の昇降ピン３１には、該昇降ピン３１の上端が載置面２２上の被処理基板９を持ち上げることなく該被処理基板９の下面に接触する接触調整手段が設けられている（上掲特許文献１参照）。接触調整手段は、例えば、昇降ピン３１と連結盤３３との間に介在されたコイルスプリング等の弾性体で構成されている。

図１及び図２に示すように、ステージ装置２０は、外側吸着解除ガス噴射機構４０を更に備えている。噴射機構４０は、外側吸着解除ガス源４１と、複数の外側ノズル４２とを含んでいる。ガス源４１には、外側吸着解除ガスとして不活性ガスが圧縮して蓄えられている。不活性ガスとして、ヘリウム、アルゴン等の希ガスを用いてもよく、窒素、酸素、クリーンドライエア（ＣＤＡ）等を用いてもよく、これらのうち２以上のガス種を混合したガスを用いてもよい。外側吸着解除ガス源４１は、上記吸着孔２３用の内側外側吸着解除ガス源と共通のガス源を用いてもよい。

外側ノズル４２は、ステージ２１の左右両側にそれぞれ配置されている。外側ノズル４２は、載置面２２より下に位置され、かつ載置面２２の長辺側（左右）の縁より平面視で外側に位置されている。複数の外側ノズル４２が、載置面２２の長辺側の縁に沿って互いに間隔を置いて並べられている。

各外側ノズル４２は、筒状の基部４４と、変形筒状の噴出部４５を有している。図２に示すように、外側吸着解除ガス源４１から外側吸着解除ガス供給路４３が延び、この供給路４３が複数に分岐して基部４４にそれぞれ連なっている。

図１に示すように、基部４４の先端に噴出部４５が連なっている。噴出部４５は、平面視で載置面２２の外側から載置面２２の長辺側の縁に向かって斜め上に延び、先端が載置面２２の長辺側の縁の近傍に配置されている。図２に示すように、噴出部４５は、扇状の筒状になっている。噴出部４５の内部が噴出孔４６になっている。噴出孔４６の幅は、平面視で先端に向かって漸次拡開されている。噴出孔４６の先端の開口は、載置面２２の長辺側の縁に沿うスリット状になっている。図４に示すように、噴出孔４６の上側の内面４６ａ及び下側の内面４６ｂは、前記載置面２２の長辺側の縁に沿う幅を有し、載置面２２より平面視で外側かつ下側から先端に向かって上へ傾斜している。
外側ノズル４２は、載置面２２の縁と平行な軸線の回りに角度を調節して設置できることが好ましく、ひいては噴出孔４６の上下の内面４６ａ，４６ｂの傾斜角度を調節できることが好ましい。

図１に示すように、表面処理装置１は、イオナイザー７０を更に備えている。イオナイザー７０は、ステージ２１の真上であって処理ヘッド１０より上の高さに設置されている。イオナイザー７０は、複数（図では５つ）のイオナイザーノズル７１を備えている。イオナイザーノズル７１は、互いに左右に間隔を置いて下向きに配置されている。イオナイザーノズル７１にはイオン化用の電極（図示省略）が内蔵されている。

イオン化用のガスが各イオナイザーノズル７１に供給されてイオン化される。このイオンガスｇ３が、イオナイザーノズル７１から吹き出されるようになっている。イオンガスｇ３は、プラスイオンとマイナスイオンの両方を含む。イオン化用のガスとして例えば窒素（Ｎ_２）が用いられている。

上記構成の表面処理装置１を用いて被処理基板９を表面処理する方法を説明する。
（１）受け渡し工程
図３に示すように、昇降ピン３１を上位置に位置させ、表面処理すべき被処理基板９をフォーク状のマニピュレータ４によって昇降ピン３１の上に載せる。このとき、処理ヘッド１０は、被処理基板９及び昇降ピン３１と干渉しない位置に退避させておく。

（２）設置工程
次に、フォーク状マニピュレータ４を退避させた後、図１に示すように、昇降ピン３１を下位置まで下降させる。これにより、被処理基板９が載置面２２上に載置される。さらに、吸着孔２３の内部を吸引し、被処理基板９をステージ２１に吸着し固定する。

（３）表面処理工程
次に、処理ヘッド１０を前後に往復移動させながら、処理ガスｇ１を処理ヘッド１０と被処理基板９との間に吹き出す。さらに、電源２から電極１１に電圧を供給し、電極１１とステージ２１との間に電界を印加する。これにより、処理ガスｇ１がプラズマ化される。このプラズマ化された処理ガスが被処理基板９に接触し、表面処理がなされる。

（４）解除工程
表面処理の終了後、処理ヘッド１０をステージ２１の外側に退避させる。また、吸着孔２３に不活性ガスを導入する。これにより、吸着孔２３の周りの被処理基板９とステージ２１の吸着が解除される。

吸着孔２３への不活性ガスの導入と同時又は前後して、外側吸着解除ガス源４１の圧縮不活性ガスを、供給路４３を介して各外側ノズル４２に導入する。この不活性ガスｇ２は、噴出部４５から斜め上へ吹き出され、被処理基板９の下面の外周部とステージ２１の外端面とで作る隅角部に吹き付けられる。

（５）リフト工程
続いて、図４に示すように、昇降ピン３１を下位置から上昇させる。このとき、外側ノズル４２からの不活性ガスｇ２がステージ２１の外側から被処理基板９と載置面２２との間に入り込む。図５に示すように、この不活性ガスｇ２の流れは、噴出孔４６の形状によって平面状かつ扇状に拡散するガス流になる。したがって、被処理基板９と載置面２２との間の隙間が未だ狭くても、不活性ガスｇ２を十分に、かつ広い範囲に入り込ませることができる。外側ノズル４２の設置角度を調節し、ひいては噴出孔４６の上下の内面４６ａ，４６ｂの傾斜角度を調節することにより、不活性ガスｇ２の平面状ガス流が被処理基板９と載置面２２との間に確実に入り込むようにすることができる。複数の噴出部４５によって、不活性ガスｇ２を被処理基板９と載置面２２との間の空間の長辺方向のほぼ全体に万遍なく行き渡らせることができる。この不活性ガスｇ２の圧力によって、被処理基板９が載置面２２から上へ離れるのを補助できる。吸着孔２３からの不活性ガスだけでは被処理基板９と載置面２２との吸着解除が不十分であっても、外側ノズル４２からの不活性ガスｇ２によって被処理基板９と載置面２２とを確実に剥離できる。剥離帯電によるクーロン力で被処理基板９が載置面２２に密着していても、この剥離帯電した部分を容易に剥がすことができる。したがって、被処理基板９の剥離帯電した部分に局所的に応力が生じるのを防止でき、被処理基板９が破損するのを防止できる。このようにして、被処理基板９を載置面２２からスムーズに持ち上げることができる。

外側ノズル４２から不活性ガスｇ２の吹き出しを開始する時期は、昇降ピン３１の上昇開始前に限られず、昇降ピン３１の上昇開始時と同時又は昇降ピン３１の上昇開始後に設定してもよい。これにより、被処理基板９とステージ２１との密着が弱い場合、外側ノズル４２からの不活性ガスｇ２によって被処理基板９がステージ２１から滑り落ちるのを防止できる。

被処理基板９が載置面２２から完全に離れるまでの間は、昇降ピン３１の上昇速度をできるだけ低速にするのが好ましく、例えば０．１〜５ｍｍ／ｓｅｃ程度にするのが好ましい。これによって、剥離帯電等による被処理基板９の破損を確実に防止できる。被処理基板９が完全に浮き上がった後は、昇降ピン３１の上昇速度を比較的高速にしてもよく、例えば５〜１００ｍｍ／ｓｅｃ程度にするのが好ましい。これによって、リフトに要する時間を短縮できる。１００／ｓｅｃ以下にすることによって上昇時の風圧による被処理基板９の破損を防止できる。

被処理基板９がある程度持ち上げられたとき、外側ノズル４２からの不活性ガスｇ２の吹き出しを停止する。

（６）搬出工程
図３に示すように、被処理基板９を上位置まで持ち上げた後、フォーク状マニピュレータ４によって昇降ピン３１上の被処理基板９をピックアップし、搬出する。
その後、新たな被処理基板９に対し上記（１）〜（６）の工程を反復する。

（７）イオン吹き出し工程
表面処理装置１の稼動中、イオナイザー７０を常時オンにし、イオナイザーノズル７１からイオンガスｇ３を継続して吹き出す。各イオナイザーノズル７１からのイオンガスｇ３の吹き出し流量は、例えば５０ｓｌｍ程度である。イオンガスｇ３の常時吹き出しにより表面処理装置１のほぼ全体がイオン雰囲気に包まれる。これによって、上記リフト工程で被処理基板９を載置面２２から離す際に剥離帯電が生じても速やかに除電できる。よって、被処理基板９を載置面２２から上へ一層スムーズに離すことができる。また、被処理基板９からステージ２１に伝わった静電気がステージ装置２０に蓄積されるのを防止できる。したがって、複数の被処理基板９を連続して表面処理する場合、剥離帯電量が累積するのを防止できる。

次に、本発明の他の実施形態を説明する。以下の実施形態において既述の形態と重複する部分に関しては図面に同一符号を付して説明を省略する。
［第２実施形態］
図６及び図７に示すように、第２実施形態のステージ２１には挿通孔２４が設けられていない。基板昇降機構３０は、昇降ピン３１を有しておらず、これに代えて、外周支持部５０を有している。図７に示すように、外周支持部５０は、一対の長辺支持部５１と、一対の短辺支持部５２とを有している。これら長辺支持部５１及び短辺支持部５２は、平面視で載置面２２の外側に配置されている。長辺支持部５１は、ステージ２１の長辺側（左右）の縁に沿って延びている。短辺支持部５２は、ステージ２１の短辺側（前後）の縁に沿って延びている。

外周支持部５０は、昇降駆動部３２によって上位置（図９）と下位置（図６）との間で昇降される。図９に示すように、上位置の外周支持部５０は、ステージ２１より上に突出されている。図６に示すように、下位置の外周支持部５０は、上面が載置面２２と面一になっている。下位置では外周支持部５０の上面が載置面２２より下に位置するようになっていてもよい。

図８に示すように、各長辺支持部５１は、ビーム５３と、載置部５４を有している。ビーム５３は、金属で構成され、ステージ２１の縁に沿って水平に延びている。ビーム５３の上面に載置部５４が設けられている。載置部５４は、導電性プラスチックで構成されている。載置部５４の上面に被処理基板９の外周部が載せられるようになっている。導電性プラスチックからなる載置部５４は、金属製のビーム５３及び接地線５６を介して電気的に接地されている。
詳細な図示は省略するが、各短辺支持部５２は、長辺支持部５１と同様に、ビーム５３と、このビーム５３の上面に設けられた載置部５４とを有している。

図７及び図８において符号５５は、上位置でフォーク状マニピュレータを差し入れるための切欠部であり、この切欠部５５には載置部５４が設けられていない。

図６に示すように、左右の各長辺支持部５１には、外側ノズル４２Ｘが設けられている。図７に示すように、外側ノズル４２Ｘは、長辺支持部５１の長手方向に間隔を置いて複数配置されている。外側ノズル４２Ｘの配置位置には載置部５４が設けられていない。

図１０に示すように、外側ノズル４２Ｘは、軸線を上下に向けた大略円柱状になっている。外側ノズル４２Ｘの下側部分が基部４４を構成し、上側部分が噴出部４５を構成している。基部４４の外周面にはネジ部４４ｂが形成されている。このネジ部４４ｂが、ビーム５３に形成された雌ネジ孔５３ａにねじ込まれている。

基部４４の内部には噴射導孔４４ａが形成されている。噴射導孔４４ａは、外側ノズル４２Ｘの軸線に沿って上下に延びている。噴射導孔４４ａの下端部は、外側ノズル４２Ｘの下端面に達して開口し、供給路４３に連なっている。噴射導孔４４ａは、中間部分に上に向かって漸次縮径するテーパ孔部４４ｃが設けられ、このテーパ孔部４４ｃより上側部分が下側部分より小径になっている。

外側ノズル４２Ｘの噴出部４５は、ビーム５３より上に突出されている。図１１に示すように、噴出部４５は、周方向の一側が部分円柱状（断面が扇形状）に切欠された円柱状になっている。この噴出部４５の部分円柱状の切欠部が、噴出孔４６を構成している。図６に示すように、噴出孔４６は、ステージ２１の側に向けて開口されている。

図１１に示すように、噴出孔４６の底面は、部分円状（扇形状）になっている。この噴出孔４６の底面の部分円の中心（扇の中心）に当たる位置に噴射導孔４４ａの上端部が開口されている。

部分円柱状の噴出孔４６は、平面視で先端（外側ノズル４２Ｘの外周）に向かって漸次拡開されている。噴出孔４６の両壁面４６ｃ，４６ｃのなす角度θ１は、θ１＝１００〜１５０°程度が好ましい。

図１０に示すように、外側ノズル４２Ｘの上端部には、キャップ部４７が形成されている。キャップ部４７は、平面視で円形になっており（図７参照）、周方向の一側部分が噴出孔４６の上端部に被さっている。このキャップ部４７の噴出孔４６に被さる部分の下面が、噴出孔４６の上側の内面４６ａを画成している。噴射孔内面４６ａは、キャップ部４７の外周に向かうにしたがって上へ傾く斜面になっている。鉛直方向と噴射孔内面４６ａとのなす角度θ２は、θ２＝６０〜９０°（９０°未満）程度が好ましく、ここでは例えばθ２＝７５°である。

外側ノズル４２Ｘの上端面（キャップ部４７の上面）は、載置部５４の上面より僅かに下に引っ込んでいる。したがって、被処理基板９の外周部が外側ノズル４２Ｘに接触することはない。

図９に示すように、第２実施形態の受け渡し工程では、外周支持部５０を上位置まで上昇させ、処理すべき被処理基板９の外周部をフォーク状マニピュレータ４によって載置部５４の上面に載置する。このとき、片側の長辺支持部５１の切欠部５５にフォーク状マニピュレータ４を通す。

設置工程では、フォーク状マニピュレータ４を退避させた後、図６に示すように、外周支持部５０を下位置まで下降させ、被処理基板９をステージ２１に載置する。その後、第１実施形態と同様に表面処理工程を実行する。

表面処理後の解除工程及びリフト工程では、吸着孔２３から不活性ガスを吹出すとともに、不活性ガス源４１の不活性ガスｇ２を供給路４３を経て外側ノズル４２Ｘの噴射導孔４４ａに導入する。図１０に示すように、不活性ガスｇ２は、噴射導孔４４ａから噴出孔４６内へ噴き出され、噴出孔４６の内壁の奥側面に沿って上へ流れる。そして、キャップ部４７の下面に当たって向きをステージ２１の側（図１０において右側）へ変える。その後、不活性ガスｇ２は、キャップ部４７の下面に沿って斜め上へ流れるとともに、扇状に広がっていく。これによって、不活性ガスｇ２が、噴出部４５から載置面２２の長辺側の縁に向けて斜め上へ、かつ扇状に広がる平面状ガス流となって吹き出される。

続いて外周支持部５０を上昇させる。このとき、不活性ガスｇ２によって被処理基板９の載置面２２からの離脱を補助できる点については第１実施形態と同様である。さらに、被処理基板９の外周部が導電性プラスチックからなる載置部５４と接触するため、被処理基板９に剥離帯電が起きても載置部５４を介して放電でき、剥離帯電を除去することができる。したがって、被処理基板９を載置面２２から一層容易に引き離すことができる。
載置部５４がプラスチックで構成されているため、被処理基板９との接触によるパーティクルの発生を防止又は抑制できる。

外側ノズル４２は、外周支持部５０と一緒に上昇する。被処理基板９が完全にステージ２１より上に離れた後も、外側ノズル４２から不活性ガスｇ２を継続して吹き出す。したがって、被処理基板９の下面に不活性ガスｇ２が当たり続ける。この不活性ガスｇ２のガス圧によって、被処理基板９の中央部が下へ撓むのを防止できる。

その後、搬出工程を実行し、新たな被処理基板９に対し上記の各工程を反復する点は第１実施形態と同様である。
第２実施形態では、基板昇降機構３０が、後記第３実施形態のノズル昇降機構８０を兼ねている。

［第３実施形態］
図１２に示すように、第３実施形態では、外側ノズル４２にノズル角度調節機構６０が接続されている。角度調節機構６０は、ステッピングモータ等からなる回転駆動部６１と、駆動部６１の駆動軸と外側ノズル４２とを連結するギア列等からなる伝達部６２を有している。この角度調節機構６０によって外側ノズル４２が、載置面２２の長辺側の縁と平行な軸線６３のまわりに回転されるようになっている。

図１３（ａ）に示すように、外側ノズル４２は、更にノズル昇降機構８０に接続されている。ノズル昇降機構８０は、油圧又は電動アクチュエータ等からなる昇降駆動部８１と、この昇降駆動部８１とノズル４２とを繋ぐ伸縮ロッド等からなる伝達部８２とを有している。図１３（ｂ）に示すように、この昇降機構６０によって外側ノズル４２が昇降されるようになっている。
昇降駆動部８１は、基板昇降機構３０の昇降駆動部３２と共通の駆動部を用いてもよい。

ノズル角度調節機構６０及びノズル昇降機構６０は、基板昇降機構３０と同期して駆動される。これにより、被処理基板９の昇降と連動して、外側ノズル４２が回転されながら昇降される。具体的には、昇降ピン３１が下位置から上位置へ上昇する際、外側ノズル４２が、昇降ピン３１と一体的に上昇しながら水平方向に対する傾斜が小さくなる向きに回転する。これによって、外側ノズル４２からの不活性ガスｇ２を被処理基板９と載置面２２との間に確実に導入できる。したがって、被処理基板９と載置面２２とを確実に離すことができる。

被処理基板９が載置面２２からある程度上へ離れた以降は、外側ノズル４２を昇降ピン３１と一体に上昇させるとともに外側ノズル４２の傾斜角度を一定の角度に維持することにしてもよい。このとき、外側ノズル４２からの不活性ガスｇ２を継続して吹き出すのが好ましい。これによって、被処理基板９の撓みを抑制ないし防止できる。
被処理基板９の撓み具合が剛性や前工程での熱ストレスにより変化した場合、外側ノズル４２の傾斜角度を調節することで対応できる。
昇降ピン３１を上位置から下降させる際は、外側ノズル４２を上記の上昇時とは逆に動作させるとよい。

本発明は、上記実施形態に限定されるものでなく、種々の改変をなすことができる。
例えば、外側ノズル４２，４２Ｘの数及び配置間隔は適宜設定できる。外側ノズル４２，４２Ｘは、ステージ２１の一つの縁あたり複数設けられるのに限られず、１つだけ設けられていてもよい。外側ノズル４２，４２Ｘは、ステージ２１の長辺側の縁にではなく、短辺側の縁に設けられていてもよく、長辺側の縁と短辺側の縁とに設けられていてもよい。外側ノズル４２，４２Ｘは、ステージ２１の１つの縁にだけ設けられていてもよく、ステージ２１の３つの縁に設けられていてもよく、ステージ２１の４つの縁に設けられていてもよい。

第１〜第３実施形態を互いに組み合わせてもよい。例えば、基板昇降機構３０が、第１実施形態の昇降ピン３１と第２実施形態の外周支持部５０の両方を備えていてもよい。第２実施形態の外周支持部５０に設けられた外側ノズル４２Ｘが、第３実施形態と同様に被処理基板９の昇降と連動して回転されるようになっていてもよい。
第２実施形態では、外側ノズル４２Ｘの噴出孔４６が、上側の内面４６ｂを有し、この内面４６ｂに下方からガスｇ２を当てて、斜めの平面状ガス流が形成されるようになっていたが、これに代えて、噴出孔が下側の内面を有し、この下側の内面に上方からガスｇ２を当てて斜めの平面状ガス流が形成されるようにしてもよい。

本発明は、例えばフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）の製造に利用可能である。

本発明の第１実施形態に係る表面処理装置を表面処理工程の状態で示す、図２のＩ−Ｉ線に沿う正面断面図である。図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う上記表面処理装置のステージ装置の平面図である。上記表面処理装置を受け渡し工程又は搬出工程の状態で示す正面断面図である。リフト工程の初期段階のステージ外端の周辺を拡大して示す正面断面図である。リフト工程の初期段階のステージ外端の周辺を拡大して示す平面図である。本発明の第２実施形態に係る表面処理装置を表面処理工程の状態で示す、図７のＶＩ−ＶＩ線に沿う正面断面図である。図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う第２実施形態の表面処理装置のステージ装置の平面図である。図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う第２実施形態の表面処理装置の外周支持部の断面図である。第２実施形態の表面処理装置を受け渡し工程又は搬出工程の状態で示す正面断面図である。第２実施形態のノズルを示し、図１１のＸ−Ｘ線に沿う正面断面図である。図１０のＸＩ−ＸＩ線に沿う、上記ノズルの平面断面図である。本発明の第３実施形態を示す平面図である。（ａ）は、第３実施形態の表面処理工程でのステージ外端周辺を示す正面断面図である。（ｂ）は、第３実施形態のリフト工程の初期段階でのステージ外端周辺を実線で示し、リフト前の状態を仮想線で示す正面断面図である。

符号の説明

ｇ１処理ガス
ｇ２外側吸着解除ガス
ｇ３イオンガス
１表面処理装置
９被処理基板
１０処理ヘッド
２０ステージ装置
２１ステージ
２２載置面
３０基板昇降機構
３１昇降ピン
４０外側吸着解除ガス噴射機構
４１外側吸着解除ガス源
４２外側ノズル
４６噴出孔
４６ａ上側の内面
４６ｂ下側の内面
５０外周支持部
６０ノズル角度調節機構
６３軸線
８０ノズル昇降機構

Claims

高周波電源に接続された電界印加電極と接地電極との間に電界を印加して処理ガスをプラズマ化し、プラズマ化された前記処理ガスを被処理基板に接触させ、前記被処理基板を表面処理するプラズマ処理装置における、前記被処理基板を設置する表面処理用ステージ装置であって、
載置面を有する金属にて構成され、かつ電気的に接地されて前記接地電極を兼ねるステージと、
前記被処理基板を前記載置面の上方から前記載置面まで下降させ、表面処理後の被処理基板を前記載置面から上昇させる基板昇降機構と、
前記載置面より平面視で外側に配置されて前記載置面の縁へ向けて開口する噴出孔を有し、前記基板昇降機構による前記被処理基板の上昇に際し前記噴出孔から前記被処理基板と前記載置面との間に不活性ガスからなる外側吸着解除ガスを不活性のまま吹き込むノズルと、
を備え、前記噴出孔が、平面視で先端に向かって漸次拡開されていることを特徴とする表面処理用ステージ装置。
高周波電源に接続された電界印加電極と接地電極との間に電界を印加して処理ガスをプラズマ化し、プラズマ化された前記処理ガスを被処理基板に接触させ、前記被処理基板を表面処理するプラズマ処理装置における、前記被処理基板を設置する表面処理用ステージ装置であって、
載置面を有する金属にて構成され、かつ電気的に接地されて前記接地電極を兼ねるステージと、
前記被処理基板を前記載置面の上方から前記載置面まで下降させ、表面処理後の被処理基板を前記載置面から上昇させる基板昇降機構と、
前記載置面より平面視で外側に配置されて前記載置面の縁へ向けて開口する噴出孔を有し、前記基板昇降機構による前記被処理基板の上昇に際し前記噴出孔から前記被処理基板と前記載置面との間に不活性ガスを吹き込むノズルと、
を備え、前記噴出孔が、平面視で先端に向かって漸次拡開されており、
前記基板昇降機構が前記被処理基板を前記載置面から上昇させ始めた後、前記ノズルから前記不活性ガスの吹き出しを開始することを特徴とする表面処理用ステージ装置。
前記基板昇降機構が前記被処理基板を前記載置面から上昇させるときの速度が、前記被処理基板が前記載置面から完全に離れるまでの間は相対的に低速であり、その後、相対的に高速になることを特徴とする請求項１又は２に記載の表面処理用ステージ装置。
前記噴出孔の上側の内面と下側の内面のうち少なくとも一方が、前記載置面の縁に沿う幅を有し、前記載置面より平面視で外側かつ下側から先端に向かって上へ傾斜していることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の表面処理用ステージ装置。
前記ノズルが、前記載置面の縁と平行な軸線の回りに角度調節可能であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の表面処理用ステージ装置。
前記基板昇降機構が、前記載置面の平面視で外側に昇降可能に配置されて前記被処理基板の外周部を支持可能な外周支持部を含み、この外周支持部に前記ノズルが設けられていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の表面処理用ステージ装置。
前記基板昇降機構による前記被処理基板の昇降動作と連動して前記ノズルを昇降させるノズル昇降機構を、さらに備えたことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の表面処理用ステージ装置。
前記ノズルの昇降動作と連動して前記ノズルを前記載置面の縁と平行な軸線の回りに角度調節するノズル角度調節機構を、さらに備えたことを特徴とする請求項６又は７に記載の表面処理用ステージ装置。
前記ノズルが、前記載置面の縁に沿う方向に離れて複数設けられていることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の表面処理用ステージ装置。