JP2009032790A - 基板剥離方法および基板剥離装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、静電チャックの吸着面上の基板を吸着面から剥離するための基板剥離方法および基板剥離装置に関し、残留吸着力により静電チャックに吸着される基板を損傷することなく迅速に剥離することを目的とする。
【解決手段】 静電チャックの吸着面上の基板を、前記吸着面から剥離する基板剥離方法において、前記基板の外周部を前記吸着面から剥離した後、前記基板の外周部より内側を前記吸着面から剥離することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、静電チャックの吸着面上の基板を吸着面から剥離するための基板剥離方法および基板剥離装置に関する。

一般に、ＥＢＬ，ＥＰＬ，ＥＵＶＬ等の露光装置では、真空雰囲気内にウエハステージが収容される。そして、ウエハステージには、ウエハを吸着するため静電チャックが使用される。
特開平９−１３９４１９号公報

しかしながら、静電チャックでは、電源を切っても電荷が残り、残った電荷による残留吸着力によりウエハの剥離に時間がかかるという問題があった。また、無理に剥離しようとするとウエハが損傷するおそれがあった。

本発明は、かかる従来の問題を解決するためになされたもので、残留吸着力により静電チャックに吸着される基板を損傷することなく迅速に剥離することができる基板剥離方法および基板剥離装置を提供することを目的とする。

第１の発明の基板剥離方法は、静電チャックの吸着面上の基板を、前記吸着面から剥離する基板剥離方法において、前記基板の外周部を前記吸着面から剥離した後、前記基板の外周部より内側を前記吸着面から剥離することを特徴とする。

第２の発明の基板剥離方法は、静電チャックの吸着面上の基板を、前記吸着面から剥離する基板剥離方法において、前記基板の一部分の外周部を前記吸着面から剥離した後、前記基板の前記一部分の外周部より内側を前記吸着面から剥離し、この後、前記基板の前記一部分とは異なる部分を前記吸着面から剥離することを特徴とする。

第３の発明の基板剥離方法は、第２の発明の基板剥離方法において、前記一部分とは異なる部分の外周部より内側を前記吸着面から剥離した後、前記一部分とは異なる部分の外周部を前記吸着面から剥離することを特徴とする。

第４の発明の基板剥離装置は、静電チャックの吸着面上の基板を、前記吸着面から剥離する基板剥離装置において、前記吸着面に面した側から前記基板の外周部に当接する外側部材と、前記吸着面に面した側から前記基板に対して前記外周部より内側に当接する内側部材と、前記外側部材により前記基板の外周部を突き上げた後、前記内側部材により前記基板の外周部より内側を突き上げる駆動機構とを有することを特徴とする。

第５の発明の基板剥離装置は、第４の発明の基板剥離装置において、前記静電チャックの前記吸着面と反対側に配置され前記外側部材および内側部材が固定される移動部材を備え、前記外側部材の長さを、前記内側部材の長さより長くしてなり、前記駆動機構は、前記移動部材を突き上げ方向に移動することを特徴とする。

第６の発明の基板剥離装置は、第４の発明の基板剥離装置において、前記駆動機構は、前記外側部材と内側部材とを個別に突き上げ方向に移動可能であり、前記外側部材を移動した後、前記内側部材を移動することを特徴とする。

第７の発明の基板剥離装置は、静電チャックの吸着面上の基板を、前記吸着面から剥離する基板剥離装置において、前記吸着面に面した側から前記基板の片側の外周部に当接する第１の外側部材と、前記吸着面に面した側から前記基板の他側の外周部に当接する第２の外側部材と、前記吸着面に面した側から前記基板に対して前記外周部より内側に当接する内側部材と、前記第１の外側部材により前記基板の片側の外周部を突き上げた後、前記内側部材により前記基板の外周部より内側を突き上げ、この後、前記第２の外側部材により前記基板の外周部の他側を突き上げる駆動機構とを有することを特徴とする。

本発明では、残留吸着力により静電チャックに吸着される基板を損傷することなく迅速に剥離することができる。

以下、本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。
(第１の実施形態)
図１および図２は本発明の基板剥離装置の第１の実施形態を示している。

静電チャック１１は、チャック本体１３を有している。チャック本体１３の上面は、ウエハからなる基板１５を吸着する吸着面１３ａとされている。チャック本体１３の吸着面１３ａ側には、周知の内部電極１７が配置されている。内部電極１７に電源(不図示)からの電圧を印加することにより基板１５が吸着面１３ａに吸着される。

チャック本体１３には、上下方向に外側貫通穴１３ｂおよび内側貫通穴１３ｃが形成されている。外側貫通穴１３ｂは、図２に示すように、チャック本体１３の中心Ｏから半径ｒ１の位置に同心状に形成されている。外側貫通穴１３ｂは、４５度の角度を置いて８箇所に形成されている。外側貫通穴１３ｂは、基板１５の外周部に対応する位置に形成されている。内側貫通穴１３ｃは、中心Ｏから半径ｒ２の位置に同心状に形成されている。半径ｒ２は、例えば半径ｒ１の半分以下の寸法とされている。内側貫通穴１３ｃは、９０度の角度を置いて４箇所に形成されている。内側貫通穴１３ｃは、基板１５の外周部より内側に対応する位置に形成されている。

なお、以上の説明からも分かる通り、第１の実施形態中では、相対的にチャック本体１３の中心Ｏに近い場所を内側、相対的にチャック本体１３の周縁に近い場所を外側とする。例えば、チャック本体の中心Ｏを中心とする半径ｒ１の円周上に配置される貫通穴１３ｂは、チャック本体の中心Ｏを中心とする半径ｒ２の円周上に配置される貫通穴１３ｃよりも本体チャック１３の中心Ｏから遠く、よりチャック本体１３の周縁に近いため、「外側貫通穴１３ｂ」と称する。また、チャック本体の中心Ｏを中心とする半径ｒ２の円周上に配置される貫通穴１３ｃは、チャック本体の中心Ｏを中心とする半径ｒ１の円周上に配置される貫通穴１３ｂよりも本体チャック１３の中心Ｏに近いため、「内側貫通穴１３ｃ」と称する。

外側貫通穴１３ｂには、外側部材１９が移動可能に挿入されている。外側部材１９は、ピン状をしており、吸着面１３ａに面した側から基板１５の外周部に当接可能とされている。内側貫通穴１３ｃには、内側部材２１が移動可能に挿入されている。内側部材２１は、ピン状をしており、吸着面１３ａに面した側から基板１５の外周部より内側に当接可能とされている。

チャック本体１３の吸着面１３ａと反対側には、移動部材２３が配置されている。移動部材２３は、円板状をしている。移動部材２３の上面には、外側部材１９および内側部材２１の下端が固定されている。外側部材１９の長さＬ１は、内側部材２１の長さＬ２より、例えば０．５ｍｍ程度長くされている。従って、移動部材２３を上方に移動すると、外側部材１９が基板１５に当接した後、内側部材２１が基板１５に当接する。

移動部材２３は、駆動機構２５により上下方向に移動可能とされている。駆動機構２５は、油圧または空圧アクチュエータからなり、シリンダ２７とピストンロッド２９を有している。そして、ピストンロッド２９の先端が移動部材２３の下面の中心に固定されている。なお、駆動機構２５は、移動部材２３を上下方向に移動可能であれば良く、例えばモータ、ピエゾアクチュエータ等を用いて構成しても良い。

上述した静電チャック１１では、静電チャック１１の電源をオンにして基板１５を吸着面１３ａに吸着すると、電源をオフにしても吸着面１３ａに電荷が残存する。そして、残った電荷による残留吸着力により基板１５が吸着面１３ａに吸着状態になり、電荷が逃げるのを待ってから基板１５を離脱する場合には、基板１５の離脱に多大な時間が必要になりスループットが低下する。そこで、静電チャック１１から基板１５を強制的に剥離するのが望ましい。

この実施形態では、静電チャック１１からの基板１５の剥離が、図３に示すように駆動機構２５により移動部材２３を上方に移動することにより行われる。

移動部材２３を上方に移動すると、先ず、図３の(ａ)に示すように、外側部材１９により基板１５の外周部が突き上げられ、外周部がチャック本体１３の吸着面１３ａから剥離する。基板１５の外周部は、内側に比較して剥離し易いため、先ず、外周部から剥離することにより、比較的小さな剥離力で基板１５を剥離することができる。これにより基板１５の外周部に無理な剥離力が作用することがなくなり、基板１５の外周部を損傷することなく剥離することができる。また、基板１５の外周部を同心状に配置される複数の外側部材１９で突き上げることにより、より小さな剥離力で剥離することができる。

そして、この後、移動部材２３をさらに上方に移動すると、図３の(ｂ)に示すように、内側部材２１により基板１５の外周部より内側が突き上げられ、外周部より内側がチャック本体１３の吸着面１３ａから剥離する。基板１５の内側は、外周部に比較して剥離し難いが、この時には、外側部材１９により外周部が既に剥離されているため、比較的小さな剥離力で基板１５を剥離することができる。これにより基板１５の内側に無理な剥離力が作用することがなくなり、基板１５を損傷することなく剥離することができる。また、基板１５の内側を同心状に配置される複数の外側部材１９で突き上げることにより、より小さな剥離力で剥離することができる。

この実施形態では、基板１５の外周部を剥離した後、基板１５の外周部より内側を剥離するようにしたので、残留吸着力により静電チャック１１に吸着される基板１５を損傷することなく迅速に剥離することができる。

また、移動部材２３に外側部材１９および内側部材２１を固定し、外側部材１９の長さを、内側部材２１の長さより長くしたので、移動部材２３を移動するだけで、基板１５の外周部を剥離した後、基板１５の外周部より内側を剥離することができる。従って、基板剥離装置を簡易な構造にすることができる。
(第２の実施形態)
図４および図５は本発明の基板剥離装置の第２の実施形態を示している。

なお、この実施形態において第１の実施形態と同一の要素には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。また、前述の第１の実施形態と同様、第２の実施形態中でも、相対的にチャック本体１３中心に近い場所を内側、相対的にチャック本体１３の周縁に近い場所を外側として説明する。

第１の実施形態では、外側部材１９と内側部材２１はともに移動部材２３に固定されて一体的に上下動するのに対して、この第２の実施形態では、後述する駆動機構２５Ａが、外側部材１９Ａと内側部材２１Ａとを個別に移動させることが可能である。第１の実施形態では、外側部材１９の長さＬ１は、内側部材２１の長さＬ２より、例えば０．５ｍｍ程度長く構成されていたが、第２の実施形態では、必ずしも外側部材１９Ａの長さは内側部材２１Ａの長さより長く構成する必要はなく、外側部材１９Ａと内側部材２１Ａとが同じ長さであってもよい。また、外側部材１９Ａ、内側部材２１Ａの下端には大径部１９ａ、２１ａが形成されている。静電チャック１１のチャック本体１３に形成される外側貫通穴１３ｂおよび内側貫通穴１３ｃの吸着面１３ａと反対側には、個々の外側部材１９Ａ、内側部材２１Ａそれぞれに対応して駆動機構２５Ａが配置されている。

駆動機構２５Ａは、アクチュエータ３１とコイルスプリング３３とを有している。アクチュエータ３１としては、例えばピエゾアクチュエータが用いられる。ピエゾアクチュエータは、ピエゾ素子を複数積み重ねて形成されており、電圧を印加されることにより伸長する性質を備えている。各駆動装置２５Ａは制御装置３３に接続され、制御装置３３で各駆動機構２５Ａそれぞれに個別に電圧を印加することにより、各駆動機構２５Ａのアクチュエータ３１それぞれを個別に伸長させて、外側部材１９および内側部材２１を個別に上下移動させることが可能である。なお、駆動機構２５Ａは、外側部材１９Ａまたは内側部材２１Ａを個別に上下方向に移動可能であれば良く、例えばシリンダとピストンロッド、モータ等を用いて構成しても良い。

アクチュエータ３１の上端は、外側部材１９Ａまたは内側部材２１Ａの下端の大径部１９ａ，２１ａに当接している。大径部１９ａ，２１ａは、コイルスプリング３３の反発力によりアクチュエータ３１に対して押圧されている。また、アクチュエータ３１の下端は、外側貫通穴１３ｂまたは内側貫通穴１３ｃの下端に螺子等で固定される蓋部材３５に当接している。従って、アクチュエータ３１に電圧が印加されない状態では、外側部材１９Ａまたは内側部材２１Ａの上端が、吸着面１３ａより下方の所定位置に位置している。

この実施形態では、静電チャック１１からの基板１５の剥離が、外側部材１９Ａおよび内側部材２１Ａを個別に上方に移動することにより行われる。

先ず、制御装置３３により外側貫通穴１３ｂに収容されるアクチュエータ３１にのみ電圧が印加され、電圧の印加されたアクチュエータ３１が伸長されることにより、図６の(ａ)に示すように、外側部材１９Ａが上方に移動し基板１５の外周部が突き上げられ、外周部がチャック本体１３の吸着面１３ａから剥離する。

次に、制御装置３３により内側貫通穴１３ｃに収容されるアクチュエータ３１にも電圧が印加され、電圧の印加されたアクチュエータ３１が伸長されることにより、図６の(ｂ)に示すように、内側部材２１Ａが上方に移動し基板１５の外周部より内側が突き上げられ、基板１５の内側がチャック本体１３の吸着面１３ａから剥離する。そして、基板１５が吸着面１３ａから完全に剥離する。

この実施形態では、駆動機構２５Ａにより外側部材１９Ａおよび内側部材２１Ａを個別に移動するようにし、駆動機構２５Ａを静電チャック１１に組み込んだので静電チャック１１の下に別途スペースを確保する必要がなく、コンパクトな基板剥離装置を提供することができる。

また、第２の実施形態では、外側部材１９Ａを上方に移動させた後、内側部材２１Ａを上方に移動させるまでの時間を任意に設定できるので、基板１５の厚さや面積、環境によって変化する静電気の残留状況に応じて、基板１５の外側を突き上げた後、基板１５の内側を突き上げるまでの時間を適切に調整することも可能である。

なお、以上説明した第２の実施形態では、８つの外側部材１９Ａそれぞれが上方移動するタイミングについては言及しながったが、これは８つ同時に上方移動してもよいし、８つの外側部材１９Ａうちのｎ個（ｎ＝１〜７）が上方移動した後、残りのｍ個（ｍ＝８−ｎ）の外側部材１９Ａが上方移動しても良い。

さらに、図１０に示すように吸着面１３ａをその中心Ｏを通る直線で分割した複数部分領域（図１０では直線Ｌ１、Ｌ２で分割した１３ａ１、１３ａ２、１３ａ３、１３ａ４の４つの部分領域）を想定し、一部分（部分領域の１つ）に含まれる外側部材１９Ａを上方移動した後、同じ一部分に含まれる内側部材を上昇移動し、それと同時または所定時間後に、異なる部分（部分領域）の外側部材１９Ａを上方移動、例えば、部分領域１３ａ１の２つの外側部材１９Ａを上方移動しても良い。例えば、部分領域１３ａ１に含まれる２つの外側部材１９Ａを上方移動した後、部分領域１３ａ１に含まれる１つの内側部材２１Ａを上方移動し、それと同時又は所定時間後に部分領域１３ａ２に含まれる２つの外側部材１９Ａを上方移動しても良い。
(第３の実施形態)
図７および図８は本発明の基板剥離装置の第３の実施形態を示している。

なお、この実施形態において第２の実施形態と同一の要素には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

なお、第３の実施形態中では、チャック本体１３の中心Ｏを通る中心線Ｌ３を想定し、中心線Ｌ３からの距離が相対的に近い側を内側と称し、中心線Ｌ３からの距離が相対的に遠い側を外側と称する。図８中に、想定されている中心線Ｌ３が二点鎖線で図示されている。

この実施形態では、静電チャック１１のチャック本体１３には、図７または図８の紙面右側から順に、第１の外側部材１９Ｂ、第１の内側部材２１Ｂ、第２の内側部材２１Ｃ、第２の外側部材１９Ｃが配置されている。第１の外側部材１９Ｂは、チャック本体１３の右側の外周部に沿って円弧状に形成される３箇所の第１の外側貫通穴１３ｄに収容されている。第１の内側部材２１Ｂは、チャック本体１３の右側の外周部より内側に直線状に形成される３箇所の第１の内側貫通穴１３ｅに収容されている。第２の内側部材２１Ｃは、チャック本体１３の左側の外周部より内側に直線状に形成される３箇所の第２の内側貫通穴１３ｆに収容されている。第２の外側部材１９Ｃは、チャック本体１３の左側の外周部に沿って円弧状に形成される３箇所の第２の外側貫通穴１３ｈに収容されている。また、第１の外側部材１９Ｂ、第１の内側部材２１Ｂ、第２の内側部材２１Ｃ、第２の外側部材１９Ｃそれぞれの長さは同じ長さとし、それぞれに大径部が形成されている。

さらに、第１の外側部材１９Ｂ、第１の内側部材２１Ｂ、第２の内側部材２１Ｃ、第２の外側部材１９Ｃそれぞれに対応して、第２実施形態と同様の、アクチュエータ３１とコイルスプリングとを備えた駆動機構２５Ａが配置されている。各駆動機構２５Ａは制御装置３３に接続され、制御装置３３で各駆動機構２５Ａそれぞれに個別に電圧を印加することにより、各駆動機構２５Ａのアクチュエータ３１それぞれを個別に伸長させて、第１の外側部材１９Ｂ、第１の内側部材２１Ｂ、第２の内側部材２１Ｃ、第２の外側部材１９Ｃを個別に上下移動させることが可能である。

この実施形態では、静電チャック１１からの基板１５の剥離が、第１の外側部材１９Ｂ、第１の内側部材２１Ｂ、第２の内側部材２１Ｃ、第２の外側部材１９Ｃを順次上方に移動することにより行われる。

先ず、図９の(ａ)に示すように、制御装置３３Ａにより第１の外側貫通穴１３ｄに収容されるアクチュエータ３１にのみ電圧が印加され、電圧の印加されたアクチュエータ３１が伸長される。これにより第１の外側部材１９Ｂが上方に移動し基板１５の右側の外周部が突き上げられ、右側の外周部がチャック本体１３の吸着面１３ａから剥離する。

次に、図９の(ｂ)に示すように、制御装置３３Ａにより第１の内側貫通穴１３ｅに収容されるアクチュエータ３１にも電圧が印加され、電圧の印加されたアクチュエータ３１が伸長される。これにより第１の内側部材２１Ｂが上方に移動し基板１５の右側の内側が突き上げられ、基板１５の右側半部がチャック本体１３の吸着面１３ａから剥離する。

次に、図９の(ｃ)に示すように、制御装置３３Ａにより第２の内側貫通穴１３ｆに収容されるアクチュエータ３１にも電圧が印加され、電圧の印加されたアクチュエータ３１が伸長する。これにより第２の内側部材２１Ｃが上方に移動し基板１５の左側の内側が突き上げられ、基板１５が左側の外周部を残してチャック本体１３の吸着面１３ａから剥離する。

次に、図９の(ｄ)に示すように、制御装置３３Ａにより第２の外側貫通穴１３ｈに収容されるアクチュエータ３１にも電圧が印加され、電圧の印加されたアクチュエータ３１が伸長する。これにより第２の外側部材１９Ｃが上方に移動し基板１５の左側の外周部が突き上げられ、基板１５の全体がチャック本体１３の吸着面１３ａから剥離する。

この実施形態では、第１の外側部材１９Ｂ、第１の内側部材２１Ｂ、第２の内側部材２１Ｃ、第２の外側部材１９Ｃを順次上方に移動し、基板１５の片側から他側に向けて順次基板１５を剥離するようにしたので、残留吸着力により静電チャック１１に吸着される基板１５を損傷することなく迅速に剥離することができる。
(実施形態の補足事項)
以上、本発明を上述した実施形態によって説明してきたが、本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下のような形態でも良い。

(１)上述した第２および第３の実施形態では、静電チャック１１に駆動機構２５Ａを内蔵した例について説明したが、静電チャック１１の外部に駆動機構２５Ａを設けるようにしても良い。

(２)上述した第３の実施形態では、第１の外側部材１９Ｂ、第１の内側部材２１Ｂ、第２の内側部材２１Ｃ、第２の外側部材１９Ｃを駆動機構２５Ａにより個別に移動した例について説明したが、例えば、第１の実施形態のように、移動部材２３に第１の外側部材１９Ｂ、第１の内側部材２１Ｂ、第２の内側部材２１Ｃ、第２の外側部材１９Ｃを、長さが順次短くなるように固定し、移動部材２３を移動するようにしても良い。

(３)上述した実施形態では、ウエハからなる基板の吸着に本発明を適用した例について説明したが、例えば、液晶パネル基板等の基板の吸着に広く適用することができる。

本発明の基板剥離装置の第１の実施形態を示す説明図である。 図１の静電チャックを上方から見た状態を示す説明図である。 図１の基板剥離装置の剥離動作を示す説明図である。 本発明の基板剥離装置の第２の実施形態を示す説明図である。 図４の静電チャックを上方から見た状態を示す説明図である。 図４の基板剥離装置の剥離動作を示す説明図である。 本発明の基板剥離装置の第３の実施形態を示す説明図である。 図７の静電チャックを上方から見た状態を示す説明図である。 図７の基板剥離装置の剥離動作を示す説明図である。 図４の基板剥離装置の剥離方法を示す説明図である。

符号の説明

１１…静電チャック、１３…チャック本体、１３ａ…吸着面、１５…基板、１９，１９Ａ…外側部材、１９Ｂ…第１の外側部材、１９Ｃ…第２の外側部材、２１，２１Ａ…内側部材、２１Ｂ…第１の内側部材、２１Ｃ…第２の内側部材、２５，２５Ａ…駆動機構。

Claims (7)

1. 静電チャックの吸着面上の基板を、前記吸着面から剥離する基板剥離方法において、
   前記基板の外周部を前記吸着面から剥離した後、前記基板の外周部より内側を前記吸着面から剥離することを特徴とする基板剥離方法。
2. 静電チャックの吸着面上の基板を、前記吸着面から剥離する基板剥離方法において、
   前記基板の一部分の外周部を前記吸着面から剥離した後、前記基板の前記一部分の外周部より内側を前記吸着面から剥離し、この後、前記基板の前記一部分とは異なる部分を前記吸着面から剥離することを特徴とする基板剥離方法。
3. 請求項２に記載の基板剥離方法において、
   前記一部分とは異なる部分の外周部より内側を前記吸着面から剥離した後、前記一部分とは異なる部分の外周部を前記吸着面から剥離することを特徴とする基板剥離方法。
4. 静電チャックの吸着面上の基板を、前記吸着面から剥離する基板剥離装置において、
   前記吸着面に面した側から前記基板の外周部に当接する外側部材と、
   前記吸着面に面した側から前記基板に対して前記外周部より内側に当接する内側部材と、
   前記外側部材により前記基板の外周部を突き上げた後、前記内側部材により前記基板の外周部より内側を突き上げる駆動機構と、
   を有することを特徴とする基板剥離装置。
5. 請求項４記載の基板剥離装置において、
   前記静電チャックの前記吸着面と反対側に配置され前記外側部材および内側部材が固定される移動部材を備え、
   前記外側部材の長さを、前記内側部材の長さより長くしてなり、
   前記駆動機構は、前記移動部材を突き上げ方向に移動することを特徴とする基板剥離装置。
6. 請求項４記載の基板剥離装置において、
   前記駆動機構は、
   前記外側部材と内側部材とを個別に突き上げ方向に移動可能であり、前記外側部材を移動した後、前記内側部材を移動することを特徴とする基板剥離装置。
7. 静電チャックの吸着面上の基板を、前記吸着面から剥離する基板剥離装置において、
   前記吸着面に面した側から前記基板の片側の外周部に当接する第１の外側部材と、
   前記吸着面に面した側から前記基板の他側の外周部に当接する第２の外側部材と、
   前記吸着面に面した側から前記基板に対して前記外周部より内側に当接する内側部材と、
   前記第１の外側部材により前記基板の片側の外周部を突き上げた後、前記内側部材により前記基板の外周部より内側を突き上げ、この後、前記第２の外側部材により前記基板の外周部の他側を突き上げる駆動機構と、
   を有することを特徴とする基板剥離装置。
   

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