JPH07321000A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コンパクトな構成で基板の静電気を良好に中
和することができる基板処理装置を提供すること。 【構成】 イオナイザ８１は、リフトピン６に保持され
た基板１０の表面にほぼ平行な方向にイオン化された気
体を吐出する。偏向板８２ａは、イオナイザ８１から吐
出された気体の気流を基板１０の表面側に偏向する。こ
のため、イオナイザ８１から偏向板８２ａまでの距離と
偏向板８２ａから基板１０表面までの距離を適宜調節す
ることにより、イオナイザ８１から吐出された気体の気
流が偏向板８２ａで偏向されて基板１０表面に到達する
までの距離を十分大きくしてプラスイオンとマイナスイ
オンとを均一に拡散させることができ、基板１０表面の
不均一な帯電状態の発生を防止して基板表面の良好な中
和を達成することができる。すなわち、基板処理装置の
縦寸法を小さくして基板処理装置全体の小型化を図るこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば液晶表示パネ
ル用のガラス基板、半導体ウエハ、半導体製造用のマス
ク基板（以下、単に「基板」という）をプレート、チャ
ックなどの基板保持部材上に保持しつつ、この基板に加
熱、冷却、レジスト塗布、密着強化剤の塗布処理、洗
浄、現像などの所定の処理を施す基板処理装置に関し、
特に処理終了後に基板を基板保持部材から剥離する際の
剥離帯電を効果的に防止する基板処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、コータ、デベロッパ、オーブンな
どの基板処理装置からなる半導体もしくは液晶製造装置
が収容されるクリーンルーム内において、基板を汚染す
る原因となるパーティクルの浮遊を防止するために、ダ
ウンフローを常に供給することが知られている。このよ
うな製造装置においては、基板をコータ、オーブン、デ
ベロッパなどの各基板処理装置に順次搬送して各処理を
連続的に行うように構成されているが、各基板処理装置
のチャンバ内において基板を保持するチャックもしくは
プレートから基板を離間させる際に基板が静電気を帯び
て帯電してしまう。この剥離帯電は基板を搬送する搬送
ロボットの誤動作や故障を発生させる原因となるととも
に、基板の汚染や、基板表面に形成された素子の破壊を
生じる原因となる。そこで、この剥離帯電を防止するた
めに、特開平２−１４８８２７号公報においては、ダウ
ンフロー中にイオン発生器を配置して基板表面の静電気
を中和する装置が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ダウンフロ
ー中に配置するイオン発生器として向かい合った１組の
バーを有するとともに各バーに多数のエミッタが埋め込
まれており、各バーのエミッタにそれぞれ正，負の直流
電圧を印加して各バーのエミッタから正イオン及び負イ
オンをそれぞれ発生させるＤＣタイプのイオナイザを用
いた場合、プラスイオンとマイナスイオンとがそれぞれ
異なる電極から発生し、ダウンフローにそって静電気の
発生する基板側に供給されるが、両イオンを均一に拡散
させることなく基板に供給されることがあり、その結
果、基板全体が中和されず、基板の表面内に局部的な帯
電領域の散在する不均一な帯電状態が発生してしまうこ
とがある。このような中和不良を防止するためには、表
面基板からイオン発生器を十分に離して両イオンを均一
に拡散させれば良いが、このようなイオン発生器の配置
によって装置自体が大型化するという問題があった。

【０００４】そこで、この発明は、コンパクトな構成で
基板の静電気を良好に中和することができる基板処理装
置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、この発明の請求項１の基板処理装置は、基板に所定
の処理を行う基板処理装置であって、基板を保持する基
板保持手段と、基板保持手段に保持された基板の表面に
ほぼ平行な方向にイオン化された気体を吐出する気体吐
出手段と、気体吐出手段から吐出された気体の気流を基
板の表面側に偏向する気流偏向手段とを備えることを特
徴とする。

【０００６】また、請求項２の基板処理装置は、請求項
１の装置において、気流偏向手段が樹脂からなることを
特徴とする。

【０００７】また、請求項３の基板処理装置は、請求項
１の装置において、気体吐出手段が、基板保持手段に保
持された基板の互いに対向する両外周縁側から前記基板
の表面中央部の上方空間に向けて気体を吐出するととも
に、気流偏向手段が、前記上方空間に配置されているこ
とを特徴とする。

【０００８】

【作用】請求項１の基板処理装置では、基板保持手段に
保持された基板の表面にほぼ平行な方向にイオン化され
た気体を吐出する気体吐出手段と、気体吐出手段から吐
出された気体の気流を基板の表面側に偏向する気流偏向
手段とを備えるので、気体吐出手段から気流偏向手段ま
での距離と気流偏向手段から基板表面までの距離を適宜
調節することにより、気体吐出手段から吐出された気体
の気流が気流偏向手段で偏向されて基板表面に到達する
までの距離を十分大きくしてプラスイオンとマイナスイ
オンとを均一に拡散させることができ、基板表面の不均
一な帯電状態の発生を防止して基板表面の良好な中和を
達成することができる。したがって、基板処理装置の縦
寸法を小さくして基板処理装置全体の小型化を図ること
ができる。

【０００９】請求項２の基板処理装置では、気流偏向手
段が樹脂からなるので、この気流偏向手段自体の導電性
を低くすることができ、気体吐出手段から吐出された気
体中のイオンが基板表面に到達するまでの経路で中和さ
れる損失を低減して、基板表面の良好な中和を達成する
ことができる。

【００１０】請求項３の基板処理装置では、気体吐出手
段が基板の互いに対向する両外周縁側から当該基板の表
面中央部の上方空間に向けて気体を吐出し、気流偏向手
段が前記上方空間に配置されているので、比較的基板が
大きな場合にも、基板の両外周縁側からの供給によって
基板表面全体の良好な中和を達成することができる。

【００１１】

【実施例】図１は、第１実施例の基板処理装置の構造を
示す側方断面図である。この基板処理装置は、処理すべ
き角形の基板１０に所定の熱処理を行うための装置であ
る。この基板処理装置のチャンバ２内には、基板１０の
加熱用のホットプレート４が配置されている。このホッ
トプレート４には、基板１０の搬入及び搬出時に基板１
０を支持しつつ上下動するリフトピン６と、基板１０の
固定保持用の真空吸引孔（図示を省略）とが設けられて
いる。

【００１２】ホットプレート４上方の基板１０の上方空
間には、側方から延びるイオン供給装置８が配置されて
いる。このイオン供給装置８は、イオン化した気体を基
板１０の表面とほぼ平行、つまり横方向に吐出するイオ
ナイザ８１と、このイオナイザ８１からのイオン化した
気体の気流を図面下向き（すなわち、基板１０の表面
側）に偏向して基板１０の表面に供給する気流調整装置
８２とを備える。イオナイザ８１は、一対の正・負のエ
ミッタに交互に直流電圧を所定の時間間隔で印加して各
エミッタから交互にそれぞれ正・負のイオンを発生させ
るとともに、この各エミッタの周囲に気体を吹き付けて
イオン化された気体を所定の方向に吹き出すパルスＤＣ
タイプである。

【００１３】イオナイザ８１には、窒素ガス、あるいは
純水や不純物を含まない空気が加圧状態で供給される。
このような窒素ガスあるいは空気は、吐出口８１ａから
横方向に噴出される際に、これに設けられた電極の放電
によってイオン化される。

【００１４】気流調整装置８２は、導電性の低い樹脂製
の材料から組み立てられており、イオナイザ８１からの
イオン化した気体の気流を下方すなわち基板１０の表面
に向ける３枚の偏向板８２ａと、この偏向板８２ａを支
持する支持板８２ｂと、イオナイザ８１からのイオン化
した気体の気流が上方に逸れないようにガイドするカバ
ー８２ｃとを備える。なお、本実施例では気流調整装置
８２にカバー８２ｃが設けられているが、このカバー８
２ｃを無くしてチャンバ２の天板によってその機能を行
わせるように構成しても良い。

【００１５】図２は、図１の装置に組み込まれるイオン
供給装置８の構造を示す平面図である。イオナイザ８１
は、気流調整装置８２の中間支持部材８３に固定されて
いる。この中間支持部材８３には、一対の開口８３ａが
形成されていて、これらの開口８３ａには、イオナイザ
８１の一対の吐出口８１ａがはめ込まれいる。中間支持
部材８３の両端には、一対の側方支持部材８４が固定さ
れている。これら一対の側方支持部材８４によって、３
枚の偏向板８２ａをイオナイザ８１からのイオン化した
気流に対して垂直な方向（図面の上下方向）に支持す
る。各偏向板８２ａは、気流の向きを基板側（図面の紙
面に垂直な方向）に変える働きを有する細長い板状部材
と、この板状部材の両端に設けられこれを固定等するた
めの支持具とを備える。各偏向板８２ａは、その傾角を
変更することにより、イオン化した気体の気流が基板１
０の表面に当たる角度を適宜調節することができる。

【００１６】以下、第１実施例の基板処理装置の動作に
ついて説明する。まず、ホットプレート４のリフトピン
６を上昇させる。次に、図示しない搬入ロボットによっ
てチャンバ２内に基板１０を搬入して、リフトピン６上
に載置した後、ホットプレート４上に基板１０を降下さ
せる。基板１０をホットプレート４に吸着させた後、所
定温度及び所定時間の熱処理を施す。この熱処理の終了
後、基板１０の吸着を解除して、基板１０をホットプレ
ート４の上方にリフトアップするが、このリフトアップ
の直前からイオナイザ８１を動作させる。すなわち、熱
処理の終了後からイオナイザ８１を動作させて、イオン
化した気体を基板１０の表面に沿った横方向に吐出させ
る。イオナイザ８１から吐出されたイオン化した気体の
気流は、気流調整装置８２の偏向板８２ａによって基板
１０の表面側に偏向される。この結果、イオン化した気
体が基板１０の表面に当り、基板１０の表面の除電処理
が行われる。イオナイザ８１を動作させて所定時間以上
経過した後、イオナイザ８１の動作を停止して、基板１
０をチャンバ２外に搬出する。

【００１７】この際、チャンバ２内の基板１０を載置す
べき位置の側方にイオナイザ８１を配置してイオン化し
た気流を横方向に吐出させるとともに、このイオン化し
た気流を偏向板８２ａによって基板１０の表面に垂直な
方向側に向けるので、イオン供給装置８の縦寸法を小さ
くすることができ、基板処理装置全体の小型化を図るこ
とができる。具体的には、基板１０の上方にイオン供給
装置８を配置してイオン化した気流を直接上方から当て
る従来型の装置の場合、基板表面からイオン供給装置ま
での縦方向の寸法が３００ｍｍ程度であるのに対し、第
１実施例の場合、基板１０表面からイオン供給装置８ま
での縦方向の寸法が１００ｍｍ程度まで短縮される。し
かも、この場合、イオナイザ８１の吐出口８１ａから偏
向板８２ａを経て基板１０の表面に至るまでの気流の経
路を所定以上の長さに維持したままにできるので、プラ
スイオンとマイナスイオンとを均一に拡散させることが
でき、基板１０の表面に混合したイオンを均一に供給す
ることができる。したがって、基板１０の剥離に際して
不均一な帯電状態の発生を防止し、基板１０の表面の良
好な中和を達成することができる。

【００１８】図３は、第２実施例の基板処理装置の構造
を示す側面図である。この基板処理装置は、第１実施例
の基板処理装置の変形例であるので、同一部分について
は同一の符号を付して説明を省略する。この場合、処理
すべき基板が比較的大きいので、基板１０表面の上方空
間に左右一対のイオン供給装置８を並設して基板１０表
面にイオンを均等に供給することとしている。なお、図
面の前後方向にも一対のイオン供給装置８を並設してあ
るので、合計４個のイオン供給装置８によって基板１０
表面の除電処理が行われる。

【００１９】第２実施例の装置では、基板１０の両外周
縁側に配置された一対のイオナイザ８１が、基板１０の
両外周縁側から表面中央の上方空間に向けてイオン化気
流を供給し、当該上方空間に配置された偏向板８２ａが
イオン化気流を基板１０表面の全体にほぼ均等に当てる
ので、比較的大きな基板１０の除電処理を行う場合に
も、基板１０の表面全体を良好に中和することができ
る。

【００２０】図４は、第３実施例の基板処理装置の構造
を示す側面図である。この基板処理装置は、処理すべき
角形の基板１０にレジスト等の塗布液を塗布するための
装置であり、半密閉式のスピンコータ部２００と、この
スピンコータ部２００を挟むように設けられた一対の端
縁洗浄兼イオン供給用の搬出前処理部３００とを備え
る。

【００２１】スピンコータ部２００は、内部に塗布処理
空間を形成する開閉自在の外囲容器２５０と、この外囲
容器２５０内に設けられ、基板１０を保持した状態で回
転する昇降自在の基板回転保持機構２６０と、基板１０
上に塗布液を供給する塗布液供給機構（図示を省略）と
を備える。

【００２２】外囲容器２５０は、偏平な円盤状の容器本
体２５１と、この容器本体２５１の上部開口に開閉自在
に取り付けられた上蓋２５２とを備える。容器本体２５
１の下面には、回転塗布時に飛散した余剰の塗布液を排
出するためのドレン２５３等が形成されている。

【００２３】上蓋２５２の下方には、上下方向のみ上蓋
２５２とともに連動し、独立して回転変位可能な上部回
転板２７０がある。この上部回転板２７０は、上蓋２５
２が閉状態にあるとき、基板１０の上面に近接した状態
で、基板回転保持機構２６０の回転保持板２６２と係合
し、基板１０とともに回転する。

【００２４】基板回転保持機構２６０の回転保持板２６
２は、駆動機構２６３に連結され、水平面内で回転す
る。基板１０を水平状態に支持するチャック２６４も、
駆動機構２６３に連結され、回転保持板２６２とともに
水平面内で回転する。

【００２５】搬出前処理部３００は、基板１０の中心点
を挟んで対向する位置に一対設けられている。この搬出
前処理部３００は、基板１０の端縁洗浄用の溶液吐出装
置３５０と、基板１０の剥離帯電防止用のイオン供給装
置３８０と、これらの溶液吐出装置３５０及びイオン供
給装置３８０を基板１０表面に平行な水平面内で進退移
動させるリンク機構３７０とを備える。

【００２６】左右の各溶液吐出装置３５０には、一対の
吐出ノズル３５１が設けられており、これら一対の吐出
ノズル３５１は、基板１０の両端（図面の左右側端）の
長さよりも若干長めに形成されている。一対の吐出ノズ
ル３５１は、基板１０の両端位置まで移動して基板１０
の端縁を上下から挟み、この端縁に溶剤を吐出してここ
を洗浄する。洗浄後の溶剤は、溶剤排出流路３５３側に
吸引排出される。

【００２７】イオン供給装置３８０は、図３に示す第２
実施例の装置で用いたイオン供給装置８とほぼ同一のも
ので、溶液吐出装置３５０に一体的に固設されている。
各イオン供給装置３８０は、イオン化した気体を横方向
に吐出するイオナイザ３８１と、このイオナイザ３８１
からのイオン化した気体の気流を基板１０の表面側に偏
向して供給する３枚の偏向板３８２とを備える。

【００２８】左右の各リンク機構３７０は、支持フレー
ム３９０に設けられたモータ３７１側に連結されるリン
ク棒３７２と溶液吐出装置３５０側に連結されるリンク
棒３７３とを一組として、図面前後方向に２組配置され
ている。モータ３７１側に連結される一対のリンク棒３
７２が同形のギヤ（図示省略）の噛合によって同一角度
で開閉するようになっているので、各リンク機構３７０
の屈伸によって、各溶液吐出装置３５０は、基板１０の
両端（図面の左右側端）に平行な状態を保ってこれに垂
直な方向（図面の左右方向）に進退する。なお、図示を
省略してあるが、モータ３７１及びリンク機構３７０
は、これらを図面の前後方向に往復動させる揺動機構を
備え、溶液吐出装置３５０及びイオン供給装置３８０を
基板１０の端縁に沿って往復動させる。

【００２９】以下、第３実施例の基板処理装置の動作に
ついて説明する。まず、上蓋２５２を上限位置まで上昇
させた後、チャック２６４も上限位置まで上昇させる。
次に、図示しない搬入ロボットによって基板１０をチャ
ック２６４上に移動させた後、この基板を吸引吸着す
る。次に、チャック２６４を下限位置まで下降して基板
１０上に所定の塗布液を滴下する。上蓋２５２を下降さ
せて容器本体２５１を密閉した後、チャック２６４とと
もに基板１０を回転させて、塗布液の薄膜を基板１０の
表面全体に塗布する。

【００３０】次に、上蓋２５２を上昇させ、チャック２
６４とともに基板１０を上昇させて、一対の搬出前処理
部３００の各モータ３７１を駆動し、溶液吐出装置３５
０の上下一対の吐出ノズル３５１が基板１０の端縁を挟
み込む位置までこの溶液吐出装置３５０を移動させる。
この状態で、溶剤排出流路３５３を負圧に保って吐出ノ
ズル３５１から溶剤を吐出する。所定時間の溶剤吐出に
よって基板１０の端縁は洗浄される。次に、基板１０を
９０゜回転して、上記と同様の操作によって基板１０の
端縁を洗浄する。この結果、角形の基板の全周が洗浄さ
れる。

【００３１】次に、一対の搬出前処理部３００をほぼそ
の位置に保ったままで、イオン供給装置３８０を動作さ
せる。すなわち、イオナイザ３８１を動作させて、イオ
ン化した気体を基板１０の表面に沿った横方向に吐出さ
せる。イオナイザ３８１から吐出されたイオン化した気
体の気流は、偏向板３８２によって基板１０の表面側に
偏向される。この結果、イオン化した気体が基板１０の
表面に当り、基板１０の表面の除電処理が行われる。こ
の際、搬出前処理部３００とともにイオン供給装置３８
０を図面の前後及び左右方向に揺動させて、より均一な
除電を図ることができる。なお、この除電中に、チャッ
ク２６４の吸着を解除する。イオン供給装置３８０を動
作させて所定時間以上経過した後、イオナイザ３８１の
動作を停止して、搬出前処理部３００を容器本体２５１
上方から側方に待避させる。

【００３２】最後に、図示しない搬送ロボットによっ
て、基板１０を搬出する。なお、本実施例ではイオン供
給装置３８０と溶液吐出装置３５０の吐出ノズル３５１
とを一体的に移動されるように構成されているが、この
発明はこの構成に限定されるものではなく、例えばイオ
ン供給装置３８０は装置の固定部に固定される構成でも
良い。

【００３３】以上、実施例に即してこの発明を説明した
が、この発明は、上記実施例に限定されるものではな
い。例えば、気流調整装置８２を構成する偏向板８２ａ
等として、樹脂以外の金属等も使用できる。ただし、導
電性の高い材料では、イオンの損失が増加する可能性が
あるので、電気的に接地されていない状態が望ましい。

【００３４】また、上記実施例では、ホットプレートや
スピンコータを含む処理装置についてのみ説明したが、
クールプレート、スクラバ、コータ、デベロッパ等を含
む基板処理装置にも上記のようなイオン供給装置８を組
み込むことができる。

【００３５】また、上記実施例では、パルスＤＣタイプ
のイオナイザを用いたが、単なるＤＣタイプのイオナイ
ザも使用可能である。さらに、接地されたグリッドの中
央にエミッタが配置されそのエミッタに交流電圧を印加
してグリッドとエミッタとの間の空気をイオン化するＡ
Ｃタイプのイオナイザであっても、その電極の間隔が大
きいものについては、イオンが一様に基板に到達しにく
くなり、中和の不均一が生じる可能性があるので、基板
１０までの距離を所定以上に保つ必要を生じる。したが
って、ＡＣタイプのイオナイザを用いる場合にも、気流
調整装置８２の偏向板８２ａを介在させることによっ
て、基板処理装置を小型化することができる。

【００３６】

【発明の効果】請求項１の基板処理装置では、気体吐出
手段から吐出された気体の気流を基板の表面側に偏向す
る気流偏向手段を備えるので、気体吐出手段から気流偏
向手段までの距離と気流偏向手段から基板表面までの距
離を適宜調節することにより、気体吐出手段から吐出さ
れた気体の気流が気流偏向手段で偏向されて基板表面に
到達するまでの距離を十分大きくしてプラスイオンとマ
イナスイオンとを十分に混合させることができ、基板表
面の不均一な帯電状態の発生を防止して基板表面の良好
な中和を達成することができる。したがって、基板処理
装置の縦寸法を小さくして基板処理装置全体の小型化を
図ることができる。

【００３７】請求項２の基板処理装置では、気流偏向手
段が樹脂からなるので、この気流偏向手段自体の導電性
を低くすることができ、気体吐出手段から吐出された気
体中のイオンが基板表面に到達するまでの経路で中和に
よる損失を低減して、基板表面の良好で迅速な中和を達
成することができる。

【００３８】請求項３の基板処理装置によれば、気体吐
出手段が基板の互いに対向する両外周縁側から前記基板
の表面中央部の上方空間に向けて気体を吐出し、気流偏
向手段が前記上方空間に配置されているので、比較的基
板が大きな場合にも、基板の両側からの供給によって基
板表面全体の良好な中和を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の基板処理装置の側面図である。

【図２】第１実施例の基板処理装置の要部の平面図であ
る。

【図３】第３実施例の基板処理装置の側面図である。

【図４】第３実施例の基板処理装置の側面図である。

【符号の説明】

８、３８０ イオン供給装置 １０ 基板 ８１ イオナイザ ８２ 気流調整装置 ８２ａ、３８２ 偏向板

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板に所定の処理を行う基板処理装置で
   あって、 基板を保持する基板保持手段と、 前記基板保持手段に保持された基板の表面にほぼ平行な
   方向にイオン化された気体を吐出する気体吐出手段と、 前記気体吐出手段から吐出された気体の気流を基板の表
   面側に偏向する気流偏向手段と、を備えることを特徴と
   する基板処理装置。
2. 【請求項２】 前記気流偏向手段は、樹脂からなること
   を特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
3. 【請求項３】 前記気体吐出手段は、前記基板保持手段
   に保持された基板の互いに対向する両外周縁側から前記
   基板の表面中央部の上方空間に向けて気体を吐出すると
   ともに、前記気流偏向手段は、前記上方空間に配置され
   ていることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。