JPH0897121A

JPH0897121A - 基板処理装置

Info

Publication number: JPH0897121A
Application number: JP22998094A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kitazawa; 裕之北澤; Koji Kizaki; 幸治木▲崎▼
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1994-09-26
Filing date: 1994-09-26
Publication date: 1996-04-12

Abstract

(57)【要約】【目的】ガラスのような絶縁体からなる基板に対して
も正確にその帯電を中和して静電気の発生を防止するこ
とが可能な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上に保持さ
れた基板１０の上方から基板１０の上面に向けてイオン
化された気体を吹き付ける。表面電位計８７は、リフト
ピン６に保持された基板１０の上方に配置され、基板１
０の上面における帯電量を計測する。イオナイザコント
ロール回路８９は、計測された帯電量に応じてイオナイ
ザ８１を制御する。この際、表面電位計８７が、基板１
０の上方から基板１０の上面における帯電量を正確に計
測するので、イオナイザコントロール回路８９によるイ
オナイザ８１の制御が正確なものとなり、基板１０上面
が比較的高い絶縁性を有する場合にも、基板１０上面の
帯電を正確に中和することができる。

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、剥離帯電を効果的に防止する装置
として、例えば特開平４−１３２１９７号公報に開示さ
れている装置がある。この装置では、図６に示すように
被処理物１１０が載置される作業ベンチ１５０（絶縁物
１５１によって絶縁されている）に検電器１９０を接続
して被処理物１１０の表面電位を計測する。計測された
表面電位が管理限界値を越えた場合には、被処理物１１
０の上方に配置された除電バー１８３を備えるイオナイ
ザ１８１を作動させて、被処理物１１０が帯電している
極性と逆極性のイオンを上方から供給して電荷を中和す
ることにより、被処理物１１０の静電気を除去する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図６に
示すような装置では、イオナイザ１８１によってイオン
が被処理物１１０の上方から被処理物１１０の上面に向
けて供給されるのに対して、検電器１９０は被処理物１
１０の下面の電位を計測することになる。ここで、被処
理物１１０が液晶用ガラス角型基板のような絶縁体であ
る場合には、その上面とその下面とでは一般に電位が異
なるので、上述の装置では、絶縁体からなる基板に対し
て正確にその帯電量を中和することができないという問
題がある。

【０００４】そこで、本発明は、ガラスのような絶縁体
からなる基板に対しても正確にその帯電を中和して静電
気の発生を防止することが可能な基板処理装置を提供す
ることを目的とする。

【０００５】さらに、本発明は、基板の帯電量に応じて
簡単な構成でそれを中和することが可能な基板処理装置
を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１の基板処理装置は、基板に所定の処理を行
う基板処理装置において、基板をほぼ水平に保持する基
板保持手段と、基板保持手段に保持された基板の上方か
ら基板の上面に向けてイオン化された気体を吹き付ける
イオナイザと、基板保持手段に保持された基板の上方に
配置され、基板の上面における帯電量を計測する計測手
段と、計測手段で計測された帯電量に応じてイオナイザ
を制御する制御手段とを有することを特徴とする。

【０００７】また、請求項２の基板処理装置は、イオナ
イザが、ＤＣパルスによって動作するタイプのイオナイ
ザであり、制御手段が、計測手段で計測された帯電量に
応じてイオナイザに与えるＤＣパルスのデューティ比を
制御することを特徴とする。

【０００８】また、請求項３の基板処理装置は、制御手
段が、計測手段で計測された帯電量に応じてイオナイザ
への印加電圧を制御することを特徴とする。

【０００９】また、請求項４の基板処理装置は、制御手
段が、計測手段で計測された帯電量に応じてイオナイザ
における気体の吐出量を制御することを特徴とする。

【００１０】

【作用】請求項１の各基板処理装置では、計測手段が、
基板保持手段に保持された基板の上方に配置され、基板
の上面における帯電量を計測するので、基板の上面にお
ける帯電量を正確に計測することができる。したがっ
て、制御手段によるイオナイザの制御が正確なものとな
り、基板が比較的高い絶縁性を有する場合にも、基板上
面の帯電を正確に中和することができる。

【００１１】また、請求項２の基板処理装置では、制御
手段が、計測手段で計測された帯電量に応じてイオナイ
ザに与えるＤＣパルスのデューティ比を制御するので、
ＤＣパルスのデューティ比を調整するだけの簡単な構成
で、基板上面の帯電を速やかにかつ正確に中和すること
ができる。

【００１２】また、請求項３の基板処理装置は、制御手
段が、計測手段で計測された帯電量に応じてイオナイザ
への印加電圧を制御するので、イオナイザへの印加電圧
を調整するだけの簡単な構成で、基板上面の帯電を速や
かにかつ正確に中和することができる。

【００１３】さらに、請求項４の基板処理装置では、制
御手段は、計測手段で計測された帯電量に応じてイオナ
イザにおける気体の吐出量を制御するので、イオナイザ
における気体の吐出量を調整するだけの簡単な構成で、
基板上面の帯電を速やかにかつ正確に中和することがで
きる。

【００１４】

【実施例】図１は、実施例の基板処理装置の要部である
加熱ユニットの構造を示す側方断面図である。この加熱
ユニットは、処理すべき角形の基板１０に所定の熱処理
等を行うための装置である。この加熱ユニットのチャン
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１０を水平に支持しつつ上下動す
るリフトピン６と、基板１０の吸着保持用の真空吸引孔
（図示を省略）とが設けられている。

【００１５】ホットプレート４上方の基板１０の上方空
間には、基板１０の上側表面の除電処理を行うイオン供
給装置８が配置されている。このイオン供給装置８は、
基板１０の上側表面の帯電量を計測する表面電位計８７
と、イオン化した空気を吐出して基板１０の上側表面の
帯電を中和するイオン供給部８０とを備える。この場
合、処理すべき基板１０が比較的大きいので、基板１０
の上側表面の上方空間に左右一対のイオン供給部８０を
並設して基板１０の上側表面にイオンを均等に供給する
こととしている。なお、紙面に垂直な方向にも一対のイ
オン供給部８０を並設してあるので（図示を省略）、合
計４個のイオン供給部８０によって基板１０の上側表面
の除電処理が行われる。

【００１６】各イオン供給部８０は、イオン化した気体
を基板１０の上側表面とほぼ平行、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に偏向して基板１０の
上側表面に供給する気流調整装置８２とを備える。

【００１７】イオナイザ８１は、一対の正・負のエミッ
タ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。

【００１８】イオナイザ８１には、窒素ガス（Ｎ₂ガ
ス）、あるいは純水や不純物を含まない空気（クリーン
エア）が加圧状態で供給される。このようなＮ₂ガスあ
るいはクリーンエアは、イオナイザ８１の吐出口から横
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。

【００１９】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の上側
表面に向ける３枚の偏向板８２ａを備えるとともに、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が取り付けられて
いる。

【００２０】図２は、図１のユニットに組み込まれてい
る各イオン供給部８０の構造と制御システムとを示す平
面図である。各イオナイザ８１は、気流調整装置８２側
の各支持部材８３に固定されている。各支持部材８３に
は、一対の開口８３ａ、８３ｂが形成されていて、これ
らの開口８３ａ、８３ｂには、イオナイザ８１の正負一
対の吐出口８１ａ、８１ｂがはめ込まれている。これら
支持部材８３に固定された６個の支持部材８４によっ
て、３×４枚の偏向板８２ａを４個のイオナイザ８１か
らのイオン化した気流に対してそれぞれ垂直な方向（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１０の上側表面に当たる角度を適
宜調節することができる。

【００２１】基板１０の上側表面の電位は、４個のイオ
ン供給部８０の中央に設けられた表面電位計８７で監視
される。表面電位計８７は、基板１０の上側表面の電荷
によって生ずる電界を検出して基板１０の表面電位を測
定するもので、予め基板１０の上側表面に既知の電圧を
適宜与えて正確な電位検出が可能になるように調節して
おく。この際、表面電位計８７を基板１０の上方に配置
して基板１０の上側表面における帯電量を計測している
ので、基板１０自体がガラスなどの絶縁物である場合や
基板１０の上側表面に絶縁物の薄膜が形成されている場
合にも、基板１０の上側表面における帯電量を正確に計
測することができる。

【００２２】表面電位計８７は、電位計コントロール回
路８８によって制御される。表面電位計８７の検出出力
は、電位計コントロール回路８８で適宜処理されてイオ
ナイザコントロール回路８９に入力される。

【００２３】イオナイザコントロール回路８９は、電位
計コントロール回路８８からの信号に基づいて、各イオ
ナイザ８１に供給するＮ₂ガスもしくはクリーンエアの
供給の断続やその供給量を制御する。Ｎ₂ガスやクリー
ンエアは、イオナイザ８１の電極の周囲に供給されるパ
ージ用とイオナイザ８１の本体の内部に供給される冷却
用とに分岐されてそれぞれ同時に供給される。

【００２４】また、イオナイザコントロール回路８９
は、電位計コントロール回路８８からの信号に基づい
て、各イオナイザ８１の動作を制御する。すなわち、イ
オナイザコントロール回路８９は、電位計コントロール
回路８８からの表面電位に関する信号に基づいて、基板
１０の帯電を中和すべく、各イオナイザ８１の電極に印
加するパルス信号の断続や場合によってそのデューティ
比を制御する。

【００２５】以下、実施例の基板処理装置の動作につい
て説明する。まず、図１の加熱ユニット中のホットプレ
ート４に設けてあるリフトピン６を上昇させる。次に、
搬送ロボット（図示を省略）によって、他の処理ユニッ
トやカセット（図示を省略）からこの加熱ユニットのチ
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、リフトピン６により基
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各イオナイザ８１を動
作させる。すなわち、熱処理の終了後から表面電位計８
７で基板１０の帯電をモニタしつつ各イオナイザ８１を
動作させて、イオン化した気体を基板１０の上側表面に
沿った横方向に吐出させる。各イオナイザ８１から吐出
されたイオン化した気体の気流は、各気流調整装置８２
の偏向板８２ａによって基板１０の上側表面に向けて偏
向される。この結果、イオン化した気体が基板１０の上
側表面に当り、基板１０の上側表面の均一な除電処理が
行われる。各イオナイザ８１による除電処理の完了後、
各イオナイザ８１の動作を停止して、前記搬送ロボット
により基板１０をチャンバ２外に搬出する。

【００２６】図３は、図１及び図２の装置による除電処
理を説明するグラフである。図３（ａ）は、基板１０の
上側表面の測定電位の時間変化を示し、図３（ｂ）は、
イオナイザ８１に供給するＮ₂ガスもしくはクリーンエ
アの供給量を示す図であり、図３（ｃ）は、イオナイザ
８１への電力供給の断続を示す図である。

【００２７】まず、時刻ｔ₁で、イオナイザ８１へのＮ₂
ガスもしくはクリーンエアの供給を開始する。このよう
にイオナイザ８１への電力投入前にＮ₂ガス等を供給す
るのは、放電によるパーティクル発生の原因となるシリ
カ分、水分をイオナイザ８１の電極及びその周辺から除
去するためである。

【００２８】次に、時刻ｔ₂で、イオナイザ８１を動作
させてその電極にＤＣパルスを印加する。

【００２９】次に、時刻ｔ₃で、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。

【００３０】次に、時刻ｔ₄で、表面電位計８７の出力
に基づいて基板１０の表面電位が目標値（例えば０Ｖ）
であることを判断して、イオナイザ８１の動作を停止さ
せる。これと同時に、基板１０のチャンバ２外への搬出
を開始する。この際、イオナイザ８１と同じく基板１０
の上方に設けた表面電位計８７によって、基板１０の上
側表面の絶縁性の有無に拘らずこの上側表面における帯
電量を正確にモニタして基板１０の表面電荷を正確に中
和することができるので、剥離帯電による絶縁破壊等の
不都合を効果的に防止できる。

【００３１】次に、時刻ｔ₅で、イオナイザ８１へのＮ₂
ガス等の供給を減少させてリークパージを開始する。こ
のようなリークパージを行うのは、イオナイザ８１の残
存電圧が放電することによってパーティクルが発生し、
これがイオナイザ８１の電極等に付着することを防止す
るためである。

【００３２】最後に、時刻ｔ₆で、イオナイザ８１への
Ｎ₂ガス等の供給を停止させてリークパージを終了す
る。

【００３３】図４は、上記実施例のイオナイザ８１の動
作の変形例を説明する図である。図４（ａ）は、基板１
０の上側表面の測定電位の時間変化を示し、図４（ｂ）
は、イオナイザ８１の吐出口８１ｂの負電極に供給する
電力の断続を示す図であり、図４（ｃ）は、イオナイザ
８１の吐出口８１ａの正電極に供給する電力の断続を示
す図である。

【００３４】この場合、基板１０の表面電荷を迅速に中
和するために、イオナイザ８１の電極に印加するＤＣパ
ルスのデューティ比を増加させて表面電荷の減衰を早く
する。この結果、基板の上側表面の測定電位が０Ｖにな
っても、過剰な正電荷が基板１０の上側表面にしばらく
供給され続け、表面電荷が反転するオーバーシュートが
生じてしまう。したがって、イオナイザ８１の正負電極
に供給する電力を、図４（ｂ）及び（ｃ）に示すよう
に、測定電位０Ｖのしきい値で切替えることとする。こ
れにより、基板１０の表面電荷を一定範囲内（−Ｖ₁〜
＋Ｖ₁）に収めることができる。

【００３５】図５は、イオナイザ８１の動作の別の変形
例を説明するグラフで、縦軸は基板１０の上側表面の測
定電位の時間変化を示す。

【００３６】この場合、表面電位計８７が検出する基板
１０の上側電位の値に応じて、イオナイザ８１の電極に
印加するＤＣパルスのデューティ比を調整する。すなわ
ち、イオナイザコントロール回路８９によるフィードバ
ック制御量を調整して、基板１０の表面電位の増減に対
応させてＤＣパルスのデューティ比を増減させる。この
ようなフィードバック制御量の調整には、例えばＰＩＤ
制御の手法を用いることができる。このようなＰＩＤ制
御を用いることにより、基板１０の上側表面の測定電位
を図中の点線で示すような漸近線に沿って迅速に集束さ
せることができる。

【００３７】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。例えば上記実施例では、ホットプレート等を含む基
板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。

【００３８】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を用いる場合にも、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。

【００３９】また、上記実施例では、イオナイザ８１の
電極に印加するＤＣパルスのデューティ比を上昇させて
イオナイザ８１の出力を上昇させ、基板１０の表面電位
を迅速に低下させることとしているが、イオナイザ８１
の電極に印加するＤＣパルスの電圧を調整してイオナイ
ザ８１の出力を上昇させることもできる。また、イオナ
イザ８１の吐出口８１ａ、８１ｂに供給するＮ₂ガス等
の供給量を調整してイオナイザ８１の出力を増減させる
こともできる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明のように、請求項１の基板処理
装置では、計測手段が、基板保持手段に保持された基板
の上方に配置され、基板の上面における帯電量を計測す
るので、基板の上面における帯電量を正確に計測するこ
とができる。したがって、制御手段によるイオナイザの
制御が正確なものとなり、基板が比較的高い絶縁性を有
する場合にも、基板上面の帯電を正確に中和することが
できる。よって、基板の剥離帯電を効果的に防止でき
る。

【００４１】また、請求項２の基板処理装置では、制御
手段が、計測手段で計測された帯電量に応じてイオナイ
ザに与えるＤＣパルスのデューティ比を制御するので、
ＤＣパルスのデューティ比を調整するだけの簡単な構成
で、基板上面の帯電を速やかにかつ正確に中和すること
ができる。

【００４２】また、請求項３の基板処理装置は、制御手
段が、計測手段で計測された帯電量に応じてイオナイザ
への印加電圧を制御するので、イオナイザへの印加電圧
を調整するだけの簡単な構成で、基板上面の帯電を速や
かにかつ正確に中和することができる。

【００４３】さらに、請求項４の基板処理装置では、制
御手段は、計測手段で計測された帯電量に応じてイオナ
イザにおける気体の吐出量を制御するので、イオナイザ
における気体の吐出量を調整するだけの簡単な構成で、
基板の帯電を速やかにかつ正確に中和することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の基板処理装置の側面を示す図である。

【図２】実施例の基板処理装置の平面を示す図である。

【図３】図１及び図２の装置の動作を説明する図であ
る。

【図４】図３に示す動作の一変形例を説明する図であ
る。

【図５】図３に示す動作の別の変形例を説明する図であ
る。

【図６】従来の装置を説明する図である。

【符号の説明】

８イオン供給装置１０基板８０イオン供給部８１イオナイザ８２気流調整装置８７計測手段である表面電位計８８電位計コントロール回路８９制御回路であるイオナイザコントロール回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板に所定の処理を行う基板処理装置に
おいて、基板をほぼ水平に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上方から基板の上面に
向けてイオン化された気体を吹き付けるイオナイザと、基板保持手段に保持された基板の上方に配置され、基板
の上面における帯電量を計測する計測手段と、計測手段で計測された帯電量に応じてイオナイザを制御
する制御手段と、を有することを特徴とする基板処理装
置。
【請求項２】イオナイザは、ＤＣパルスによって動作
するタイプのイオナイザであり、制御手段は、計測手段
で計測された帯電量に応じて、イオナイザに与えるＤＣ
パルスのデューティ比を制御することを特徴とする請求
項１記載の基板処理装置。
【請求項３】制御手段は、計測手段で計測された帯電
量に応じて、イオナイザへの印加電圧を制御することを
特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
【請求項４】制御手段は、計測手段で計測された帯電
量に応じて、イオナイザにおける気体の吐出量を制御す
ることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。