JP3778959B2 - 基板処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、液晶用角型ガラス基板や半導体ウエハなどの基板（以下、単に「基板」という）を基板支持手段に支持しながら、加熱処理、冷却処理や回転塗布処理などの所定の処理を施す基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、従来の基板処理装置の一例を示す正面断面図である。この装置は、例えば基板の上に塗布されたレジストを乾燥固化する目的で使用される加熱装置である。この装置では、チャンバ１の中にプレート２が設けられている。このプレート２では、その上面で基板載置が可能となっており、また下面には基板４を加熱するためのヒータ３が取り付けられている。さらに、プレート２の上面には多数の吸着孔２ａが開口しており、吸引ユニットと気体供給ユニットの２系統に接続されている。
【０００３】
吸引ユニットは、吸着孔２ａの内部の気体を吸引し、その圧力を減圧することにより、基板４をプレート２の上面に吸着固定させる目的で設置され、真空配管６と、この真空配管６に介挿されるバルブ７と、真空配管６に接続される吸引ポンプ１５とを備えている。一方、気体供給ユニットは、吸着孔２ａに例えば窒素ガスなどの気体を圧送することにより、プレート２の上面からの基板４の剥離を促す目的で設置されており、気体供給配管８と、この気体供給配管８に介挿されるバルブ９およびフィルタ１０と、気体供給配管８に接続される窒素ガス供給源１６とを備えている。フィルタ１０は、気体に含まれる微粒子を除去することにより、この微粒子による基板４の汚染を防止する機能を果たす。
【０００４】
チャンバ１には、処理前の基板４を搬入するための搬入口１１と、処理後の基板４を搬出するための搬出口１２とが形成されている。また、搬入口１１の上方に位置するチャンバ１の外表面に、空気イオン化装置部１３が設置されている。
【０００５】
以上のように構成されるこの基板加熱装置は、以下のように動作する。すなわち、処理前の基板４が図示しない搬送装置により搬入口１１より搬入され、プレート２の上面に載置されると、バルブ７を開くことにより、吸着孔２ａの内部が減圧され基板４がプレート２に吸着固定される。このとき、バルブ９は閉塞されている。この状態でヒータ３の熱によって基板４に加熱処理が施される。加熱処理が終了すると、バルブ７を閉塞し、バルブ９を開放する。その結果、基板４への吸引作用が停止し、逆に窒素ガスが吸着孔２ａから吐出される。このため、基板４がプレート２の上面から容易に剥離される。この処理済みの基板４は、搬送装置により搬出口１２から装置の外部へ取り出され、後続の工程へと搬送される。
【０００６】
処理済みの基板４がプレート２の上面から剥離されるときには、いわゆる剥離帯電が発生する。この剥離帯電は、基板４への微粒子の付着を促すので、基板４の汚染をもたらすとともに、それぞれ少しずつ帯電された基板がカセット内などで多数集合させられた時に静電気が大きくなってスパークし、基板上に形成された素子が破壊されてしまうこともある。上述の空気イオン化装置部１３は、この剥離帯電を抑える目的で設置されている。すなわち、基板４が搬入口１１からチャンバ１の内部へ搬入されるときに、空気イオン化装置部１３が動作して、空気イオン化装置部１３の本体部の下面に配列する電極１３ａに高電圧が印加される。その結果、電極１３ａの近辺の空気がイオン化され、このイオン化空気が搬入されつつある基板４の上面に降り注ぐ。このことによって、基板４の剥離帯電が抑制される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の基板処理装置では、以上のように空気イオン化装置部１３がチャンバ１の外部に設置されているため、空気イオン化装置部１３から基板４までの距離が長くなり、イオン化空気を基板４に確実に供給することができず、その結果、基板４の剥離帯電を防止する効果が十分には得られないという問題点があった。
【０００８】
なお、上記問題はレジストを乾燥固化する加熱装置にのみ生じるものではなく、基板を冷却する冷却装置や基板上にレジストなどの塗布液を回転塗布する回転塗布装置などの基板処理装置全般で生じる問題である。
【０００９】
この発明は、上記課題を解決するためになされたもので、基板の剥離帯電をより効果的に防止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。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１の発明は、上記目的を達成するため、基板をその裏面中央部より支持する基板支持手段と、基板の外縁部を保持しながら、前記基板支持手段の外周部で上下方向に昇降自在な基板昇降手段と、前記基板昇降手段を上下方向に駆動する昇降駆動手段と、前記基板昇降手段に固定されたノズルと、前記ノズルに接続され、前記基板支持手段に支持された前記基板と、前記基板支持手段との間に向けて前記ノズルからイオン化された気体を噴出するイオン化気体供給手段と、を備えている。
【００１２】
請求項２の発明は、導体物質で構成される前記ノズルを非接地状態に維持している。
【００１３】
請求項３の発明は、前記ノズルを絶縁物質で構成している。
【００１４】
【作用】
【００１５】
請求項１の発明では、基板昇降手段に固定されたノズルから、イオン化された気体が基板支持手段に支持された基板と当該基板支持手段との間に向けて噴出され、その基板が電気的に中和される。これによって、当該基板の剥離帯電が防止される。
【００１６】
請求項２の発明では、ノズルが導体物質で構成され、しかも非接地状態に維持されているため、イオン化気体供給手段からのイオン化気体が当該ノズルを通過する間に中和されることなく、当該ノズルから基板支持手段に支持された基板と当該基板支持手段との間に向けて噴出される。そのため、電気的な基板の中和処理が効果的に行われる。
【００１７】
請求項３の発明では、ノズルが絶縁物質で構成されたことで、ノズルを非接地状態に維持することなく、イオン化気体供給手段からのイオン化気体が効率良く基板支持手段に支持された基板と当該基板支持手段との間に向けて噴出され、電気的な基板の中和処理が効果的に行われる。
【００１８】
【実施例】
図１は、この発明にかかる基板処理装置の一実施例を示す図である。この装置は、以下に説明するように基板を加熱する加熱装置である。
【００１９】
この基板処理装置では、同図に示すように、面発熱ヒータ２２の上面に金属製のプレート２４が配置される一方、下面にヒータ押え板２６が配置されており、このプレート２４で基板Ｗを支持しながら、面発熱ヒータ２２からの熱を基板Ｗに与えるように構成されている。
【００２０】
また、面発熱ヒータ２２，プレート２４およびヒータ押え板２６には複数の貫通孔２８が設けられており、これら貫通孔２８に押上ピン３０が挿通されるとともに、シリンダなどの駆動部３２によって押上ピン３０を上下方向に昇降させるように構成されている。したがって、押上ピン３０を上昇端まで上昇させると、押上ピン３０がプレート２４から突出し、基板Ｗの保持が可能となる。また、それらの押上ピン３０の先端部に基板Ｗを保持した後、装置全体を制御する制御部３４からの指令に応じて駆動部３２が作動し、押上ピン３０を下降させることにより基板Ｗをプレート２４に載置することができる。逆に、熱処理完了後に押上ピン３０を上昇させることにより、プレート２４から処理済の基板Ｗを上方向に離間させることができる。
【００２１】
図示を省略しているが、従来例（図５）と同様に、プレート２４の上面に多数の吸着孔が開口しており、吸引ユニットと気体供給ユニットの２系統に接続されて、吸引ユニットによる基板Ｗのプレート２４への吸着固定および気体供給ユニットによるプレート２４からの基板Ｗの剥離促進が可能となっている。
【００２２】
さらに、プレート２４の外周部に近接して、２つのノズル３６がそれぞれ対向しながら固定配置されている。これらのノズル３６は絶縁材料、例えばテフロン（トリフルオロエチレンのDu Pont社の商標）で構成されている。各ノズル３６にはイオナイザー３８が接続されており、制御部３４からの制御信号に応じて窒素ガス供給源４０からの窒素ガスをイオン化した後、そのイオン化気体（イオン化窒素ガス）ＩＧをプレート２４とそれに支持された基板Ｗと間に噴出する。このように、ノズル３６を絶縁材料により構成することで、次のような効果が得られる。すなわち、イオン化気体ＩＧがノズル３６を介して噴出する際、ノズル３６が導電性材料により構成されていると、イオン化気体ＩＧがノズル３６を通過する間に中和されてしまい、イオン化気体ＩＧによる基板Ｗの剥離帯電防止効果が低減されてしまうのに対し、ノズル３６を絶縁材料で構成することで当該問題を解消することができる。
【００２３】
なお、ノズル３６を導電性材料で構成した場合であっても、非接地状態で所定位置に固定することで、ノズル３６が電気的にういた状態となり、上記問題の発生は防止される。したがって、ノズル３６を導電性材料で構成するときには、ノズル３６を非接地状態に維持すればよい。
【００２４】
また、ノズル３６については、必ずしも固定する必要はなく、可動自在で必要に応じてプレート２４に近接して、プレート２４と基板Ｗとの間にイオン化気体ＩＧを噴出可能にしてもよい。
【００２５】
次に、上記のように構成された装置の動作について説明する。当該装置により基板Ｗに加熱処理を施す場合、まず押上ピン３０を上昇させ、その先端部をプレート２４の上面から突出させる（図１の２点鎖線：搬入・搬出位置）。そして、押上ピン３０の先端部に基板搬送機構（図示省略）により被処理基板Ｗを載置する。
【００２６】
それに続いて、駆動部３２を作動させ、基板Ｗを保持した状態のままで押上ピン３０を降下させて、基板Ｗをプレート２４上に載置する。このとき、押上ピン３０の降下開始と同時にイオナイザー３８を作動させてノズル３６からイオン化気体ＩＧを一定時間の間、噴出させる。このため、例えば搬送されてきた基板Ｗが帯電していたとしても、イオン化気体ＩＧの供給により基板Ｗを電気的に中和することができる。
【００２７】
上記のようにして基板Ｗがプレート２４に支持されると、吸引ユニットを作動させて、基板Ｗをプレート２４への吸着固定した後、面発熱ヒータ２２に通電する。これにより、面発熱ヒータ２２からの熱がプレート２４を介して基板Ｗに与えられ、熱処理が行われる。
【００２８】
この熱処理が完了すると、吸引ユニットによる基板Ｗの吸着保持を解除した後、駆動部３２を駆動して押上ピン３０の上昇移動を開始し、図２に示すように、基板Ｗをプレート２４から剥離する。このとき、気体供給ユニットにより、プレート２４から上方に向けて窒素ガスなどの気体Ｇを圧送してプレート２４の上面からの基板Ｗの剥離を促進させる。また同時に、イオナイザー３８を作動させてノズル３６からイオン化気体ＩＧをプレート２４と基板Ｗとの間に供給する。これにより、イオン化気体ＩＧが基板Ｗに供給され、熱処理中に発生した静電気などを電気的に中和することができる。しかも、プレート２４と基板Ｗとの間にイオン化気体ＩＧを供給することで、基板Ｗのプレート２４からの剥離をより一層促進することができる。
【００２９】
そして、押上ピン３０が上方端まで移動し、基板Ｗが搬入・搬出位置に戻る（図１の２点鎖線）と、イオナイザー３８を停止させて、ノズル３６からのイオン化気体ＩＧの噴出を停止させる。その後、基板搬送機構によって、熱処理済みの基板Ｗを次の処理ステーションに搬送する。
【００３０】
図３は、この発明にかかる基板処理装置の他の実施例を示す図である。この実施例にかかる装置では、プレート２４上に基板Ｗよりも小さな平面サイズのサブプレート４２が載置されており、このサブプレート４２で基板Ｗの裏面中央部を支持しながら、面発熱ヒータ２２からの熱がプレート２４およびサブプレート４２を介して当該基板Ｗに与えられるようになっている。
【００３１】
また、先に説明した実施例（図１）では貫通孔２８を挿通された押上ピン３０により基板Ｗを保持しているが、この実施例では面発熱ヒータ２２，プレート２４，ヒータ押え板２６およびサブプレート４２の外周部に基板昇降手段たるアーム４４が設けられ、このアーム４４の上端部からほぼ水平方向に伸びる基板保持部４４ａによって基板Ｗの裏面外縁部を保持可能となっている。また、このアーム４４にはシリンダなどの駆動部３２が接続されており、駆動部３２の動作によりアーム４４が上下方向に移動し、基板保持部４４ａで基板Ｗを保持しながら当該基板Ｗを昇降可能となっている。なお、ここでは基板保持部４４ａは基板Ｗの裏面外縁部を保持するようにしているが、サブプレート４２と干渉しないように基板Ｗの外縁部を保持すれば、基板Ｗの外側部を保持するようにしてもよい。
【００３２】
さらに、この実施例では、固定配置されたノズル３６の代わりに、イオナイザー３８から伸びる可撓性チューブの先端部をノズル形状に仕上げてなるノズル３６′が基板保持部４４ａに取り付けられ、サブプレート４２側にイオン化気体ＩＧを噴出可能となっている。
【００３３】
なお、その他の構成は先に説明した実施例（図１）と同一であるため、以下、同一符号を付して構成の説明を省略する。
【００３４】
次に、上記のように構成された装置の動作について説明する。まず、アーム４４を上昇させ、基板保持部４４ａを基板搬送機構との間での基板の受渡可能な位置（搬入・搬出位置）に位置決めする（図３の２点鎖線置）。そして、基板保持部４４ａ上に基板搬送機構により被処理基板Ｗを載置する。
【００３５】
それに続いて、駆動部３２を作動させ、基板Ｗを保持した状態のままでアーム４４を降下させて、基板Ｗをサブプレート４２上に載置する。このとき、先の実施例と同様に、アーム４４の降下開始と同時にイオナイザー３８を作動させてノズル３６′の先端からイオン化気体ＩＧを基板Ｗに一定時間の間、噴出させて基板Ｗを電気的に中和する。
【００３６】
上記のようにして基板Ｗがサブプレート４２に支持されると、吸引ユニットを作動させて、基板Ｗをサブプレート４２への吸着固定した後、面発熱ヒータ２２に通電して、面発熱ヒータ２２からの熱を基板Ｗに与えて、熱処理を行う。
【００３７】
この熱処理が完了すると、吸引ユニットによる基板Ｗの吸着保持を解除した後、駆動部３２を駆動してアーム４４を上昇させるとともに、イオナイザー３８を作動させてノズル３６′からイオン化気体ＩＧをサブプレート４２と基板Ｗとの間に供給して、熱処理中に発生した静電気などを電気的に中和する。なお、この実施例においても、気体供給ユニットにより気体Ｇの基板Ｗの裏面側に吐出されてサブプレート４２からの基板Ｗの剥離が促進されるが、ノズル３６′からのイオン化気体ＩＧの噴出により剥離がより一層促進される。
【００３８】
そして、アーム４４が上方端まで移動し、基板Ｗが搬入・搬出位置に戻る（図３の２点鎖線）と、イオナイザー３８を停止させた後、基板搬送機構によって、熱処理済みの基板Ｗを次の処理ステーションに搬送する。
【００３９】
なお、上記実施例では、基板Ｗを加熱する基板処理装置について説明したが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、基板を冷却する装置や所定の塗布液を基板上に回転塗布する装置などにも適用することができる。例えば基板Ｗをスピンチャック４６上で吸着保持した状態でα方向に回転させて基板Ｗの表面にレジストなどを塗布する装置（図４）では、スピンチャック４６の外周部にノズル３６を配置し、スピンチャック４６上の基板Ｗとスピンチャック４６との間にイオン化気体ＩＧを噴出することで、上記実施例と同様に、回転塗布処理中に発生した静電気などを電気的に中和することができ、基板Ｗの剥離帯電をより効果的に防止することができる。また、当該装置においても、スピンチャック４６上の基板Ｗの裏面側に向けてに窒素ガスを吐出して剥離を促進するようにしているが、イオン化気体ＩＧを基板Ｗとスピンチャック４６との間に供給することで当該剥離より一層効果的に行うことができる。
【００４０】
【発明の効果】
【００４１】
請求項１の発明によれば、基板昇降手段に固定されたノズルから、イオン化された気体を基板支持手段に支持された基板と当該基板支持手段との間に向けて噴出するようにしているので、その基板が電気的に中和され、剥離帯電を防止することができる。
【００４２】
請求項２の発明によれば、ノズルを導体物質で構成し、しかも非接地状態に維持されているため、イオン化気体供給手段からのイオン化気体を、当該ノズルを通過する間に中和されることなく、当該ノズルから基板支持手段に支持された基板と当該基板支持手段との間に向けて噴出することができ、電気的な基板の中和処理を効果的に行うことができる。
【００４３】
請求項３の発明によれば、ノズルを絶縁物質で構成しているため、ノズルを非接地状態に維持するために特別の構成を設けることなく、イオン化気体供給手段からのイオン化気体を効率良く基板支持手段に支持された基板と当該基板支持手段との間に向けて噴出して、電気的な基板の中和処理を効果的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる基板処理装置の一実施例を示す図である。
【図２】図１の基板処理装置の動作を示す図である。
【図３】この発明にかかる基板処理装置の他の実施例を示す図である。
【図４】この発明にかかる基板処理装置の別の実施例を示す図である。
【図５】従来の基板処理装置を示す図である。
【符号の説明】
２４ プレート（基板支持手段）
３０ 押上ピン
３２ 駆動部
３６，３６′ ノズル
３８ イオナイザー（イオン化気体供給手段）
４２ サブプレート（基板支持手段）
４４ アーム
４４ａ 基板保持部

Claims (3)

1. 基板をその裏面中央部より支持する基板支持手段と、
   基板の外縁部を保持しながら、前記基板支持手段の外周部で上下方向に昇降自在な基板昇降手段と、
   前記基板昇降手段を上下方向に駆動する昇降駆動手段と、
   前記基板昇降手段に固定されたノズルと、
   前記ノズルに接続され、前記基板支持手段に支持された前記基板と、前記基板支持手段との間に向けて前記ノズルからイオン化された気体を噴出するイオン化気体供給手段と、
   を備えたことを特徴とする基板処理装置。
2. 前記ノズルが導体物質で構成されており、しかも非接地状態に維持された請求項１記載の基板処理装置。
3. 前記ノズルが絶縁物質で構成された請求項１記載の基板処理装置。

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