JP2003324144A - 静電チャック及びそれを用いたフラットパネル用基板の貼り合わせ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構造を簡素化しながら吸引吸着力による基板
の吸着保持から静電吸着力による基板の吸着保持へ確実
に切り替えて貼り合わせる。 【解決手段】 大気中で両基板Ａ，Ｂ又はどちらか一方
が吸引吸着手段３′により吸着保持され、減圧を進める
過程で吸引吸着手段３′による吸引吸着力が消える前に
静電チャック３により吸着保持し、所定の真空度に到達
してから両基板Ａ，Ｂが重ね合わせられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば液晶ディス
プレー（ＬＣＤ）やプラズマディスプレー（ＰＤＰ）な
どのフラットパネルディスプレーの製造過程において基
板を吸着するための静電チャックや、シリコンウェーハ
の製造過程においてプラズマ処理する際にシリコンウェ
ーハを吸着するための静電チャック、及び、それを使用
したフラットパネル用基板の貼り合わせ装置に関する。
詳しくは、静電チャックに加えて吸引吸着手段を備え、
これら吸引吸着力と静電吸着力の切り替えで基板を吸着
保持しながら位置合わせして貼り合わせるフラットパネ
ル用基板の貼り合わせ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のフラットパネル用基板の
貼り合わせ装置として、例えば特開２０００−２８４２
９５号公報に開示される如く、上方の加圧板の下面に静
電チャック（静電吸着板）を設けると共に該静電チャッ
クに複数の吸引孔を設け、上基板が大気中で吸引吸着力
により保持され、減圧を進める過程で吸引吸着力が消え
て落下する上基板を、受け止め手段により上方の加圧板
から僅かに離れた程度の位置に受け止め、この上基板に
静電吸着力を作用させて、再度、静電チャックに上基板
を保持させて真空中で貼り合わせを行なうものがある。
上記静電チャックの静電吸着機能部は、平板状の電極を
誘電体で覆っており、この誘電体の材質としては、機械
的強度、電気的特性や加工性及び価格の優位性から例え
ばポリイミドなどの有機材料を使用したものが一般的で
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし乍ら、このよう
な従来の静電チャックでは、静電吸着機能部の誘電体と
して使用されるポリイミドなどの有機材料が吸水性を有
するため、真空中で使用すると水分などのガスを発生
し、このガス発生が基板の吸着保持に悪影響を与える。
即ち、装置全体の構造を簡略化する目的から、上基板の
受け止め手段を省略して、吸引吸着力による上基板の吸
着保持から静電吸着力による上基板の吸着保持へ直接切
り替えることが考えられるが、この場合には、減圧を進
めて真空状態に近づく頃に誘電体からガスが発生する
と、吸引吸着力による吸着保持ができなくなって、静電
吸着力による基板の吸着保持へ完全に切り替わる前の時
点で基板が落下してしまうという問題がある。

【０００４】本発明のうち請求項１記載の発明は、真空
中の使用時におけるガスの発生を防止することを目的と
したものである。請求項２記載の発明は、請求項１に記
載の発明の目的に加えて、誘電膜の傷付き度合いに応じ
て部分交換可能にすることを目的としたものである。請
求項３記載の発明は、請求項１または２に記載の発明の
目的に加えて、吸着対象物の吸着面に凹凸があっても密
着させることを目的としたものである。請求項４記載の
発明は、請求項１に記載の発明の目的に加えて、高い静
電吸着力及び耐摩耗性を得ることを目的としたものであ
る。請求項５記載の発明は、請求項１、２、３または４
に記載の発明の目的に加えて、構造を簡素化しながら吸
引吸着力による基板の吸着保持から静電吸着力による基
板の吸着保持へ確実に切り替えて貼り合わせることを目
的としたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明のうち請求項１記載の発明は、静電吸着
機能部の誘電体の表面を、発ガス性及びガス透過性の低
い誘電膜で被覆したことを特徴とするものである。請求
項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成に、前記
誘電膜がフィルムであり、誘電体の表面に着脱自在に貼
着した構成を加えたことを特徴とする。請求項３記載の
発明は、請求項１または２記載の発明の構成に、前記誘
電膜を弾性変形可能な材料で成形した構成を加えたこと
を特徴とする。請求項４記載の発明は、請求項１記載の
発明の構成に、前記誘電膜を誘電体の表面にコーティン
グにより積層した構成を加えたことを特徴とする。請求
項５記載の発明は、請求項１、２、３または４記載の静
電チャックと吸引吸着手段を、上下一対の加圧板の対向
面に設け、二枚の基板の両方又はどちらか一方を大気中
で吸引吸着手段により着脱自在に吸着保持し、減圧を進
める過程で吸引吸着手段による吸引吸着力が消える前に
静電チャックにより着脱自在に吸着保持すると共に、こ
れら両基板を真空中で重ね合わせることを特徴とするも
のである。

【０００６】

【作用】請求項１の発明は、発ガス性及びガス透過性の
低い誘電膜により誘電体の表面と雰囲気とが遮断される
ものである。請求項２の発明は、請求項１記載の構成に
対して、前記誘電膜がフィルムであり、誘電体の表面に
着脱自在に貼着した構成を追加したので、パーティクル
などの付着により誘電膜が傷付いた時にはフィルム状誘
電膜を剥がして新しいフィルムに貼り替える。請求項３
の発明は、請求項１または２記載の構成に対して、前記
誘電膜を弾性変形可能な材料で成形した構成を追加した
ので、吸着対象物を吸着した際にその吸着面の凹凸に沿
って弾性変形可能な誘電膜が部分的に変形して緩衝され
る。請求項４の発明は、請求項１記載の構成に対して、
前記誘電膜を誘電体の表面にコーティングにより積層し
た構成を追加したので、誘電膜をコーティングで積層す
ることにより、その積層厚さが薄くなって静電吸着機能
部が吸着対象物と接近すると共に誘電体の表面との密着
性が高く、特にコーティング材料が例えばＤＬＣ（ダイ
ヤモンドライクカーボン）のような耐摩耗性材料であれ
ば、繰り返し加圧及び横方向の位置合わせの繰り返しに
よる摩耗も防止できる。請求項５の発明は、請求項１、
２、３または４記載の静電チャックと吸引吸着手段を、
上下一対の加圧板の対向面に設け、二枚の基板の両方又
はどちらか一方を大気中で吸引吸着手段により着脱自在
に吸着保持し、減圧を進める過程で吸引吸着手段による
吸引吸着力が消える前に静電チャックにより着脱自在に
吸着保持すると共に、これら両基板を真空中で重ね合わ
せる構成を追加したので、大気中で両基板又はどちらか
一方が吸引吸着手段により吸着保持され、減圧を進める
過程で吸引吸着手段による吸引吸着力が消える前に静電
チャックにより吸着保持し、所定の真空度に到達してか
ら両基板が重ね合わせられる。

【０００７】

【発明の実施の形態】この実施例は、図１〜図２に示す
如く上方の加圧板１が、上下方向へは往復動自在だがＸ
Ｙθ方向へは移動不能に吊持された上定盤であると共
に、下方の加圧板２が固定台板９上に位置決め手段８を
介してＸＹθ方向へ調整移動自在に支持された下定盤で
あり、これら上定盤１及び下定盤２の対向面に保持した
二枚のガラス製基板Ａ，Ｂを真空雰囲気中で重ね合わ
せ、上記位置決め手段８により相対的にＸＹθ方向へ調
整移動して両基板Ａ，Ｂの粗合わせ及び微合わせを行
い、その後、両基板Ａ，Ｂを加圧して所定のギャップま
で潰すことにより、両基板Ａ，Ｂが圧着された場合を示
すものである。

【０００８】これら基板Ａ，Ｂの対向面のどちらか一
方、図示例の場合には下方の基板Ｂの表面周縁部に沿っ
て、例えば液晶封止用シール材として線形状の接着剤Ｃ
が閉鎖した額縁状に塗布され、その内部にはギャップ調
整用スペーサー（図示せず）が多数配置される。

【０００９】上定盤１及び下定盤２は、例えば金属やセ
ラミックスなどの剛体で構成され、これら対向面には、
両基板Ａ，Ｂを移動不能に保持する機構として一対の静
電チャック３，３が夫々設けられると共に、大気中にお
ける吸着保持を補助するための吸引吸着手段３′，３′
が追加して夫々設けられ、この吸引吸着手段３′，３′
として開穿した複数の吸引孔を例えば真空ポンプなどの
吸引源（図示せず）に配管連絡させている。

【００１０】上記静電チャック３は、基板Ａ，Ｂと接触
する誘電体３ａ１に電界を供給する電極部３ａ２が積層
された静電吸着機能部３ａと、この土台となる支持基材
３ｂを貼り合わせた板状の積層構造体であり、更に静電
吸着機能部３ａの誘電体３ａ１の表面を発ガス性及びガ
ス透過性の低い誘電膜３ｃで被覆する。

【００１１】この誘電体３ａ１は、例えばポリイミドな
どの絶縁性有機材料で平滑な薄膜状に形成され、その厚
さ寸法を可能な限り薄く形成し、例えば約500μm以下に
することが好ましく、その基板Ａ，Ｂと接触する側と反
対の片面には、スプレー塗布によってステンレスコーテ
ィング材を塗布する。この際、所定の形状のマスクパタ
ーンを用いて、電極パターン部分をパターニングするこ
とにより、電極部３ａ２の厚さ寸法が2μm程度にほぼ均
一になるように塗布形成される。

【００１２】このパターニングする際には、絶縁性有機
材料からなる誘電体３ａ１の片面に粘着材が塗布された
ものを用いれば、所定の形状に切断された電極部３ａ２
として金属板（箔）を用いることが可能であり、このよ
うな方法であれば安価で工期も非常に短くすることがで
きる。

【００１３】尚、上記電極部３ａ２の形成には、上述し
たステンレスコーティング材のスプレー塗布に限らず、
それ以外に例えばアルミニウムや銅などのスパッタリン
グにより積層するか、或いは例えばアルミニウムなどの
蒸着により積層しても良く、このような方法であれば、
厚さ寸法が1μm以下の均一な薄膜を形成することも可能
である。

【００１４】上記静電チャック３の支持基材３ｂは、装
置内容器との接合し易さから例えばステンレス又はアル
ミニウムなどの金属やエンジニアリングプラスチック或
いはセラミックスなどから選ばれる硬質な材料で板状に
形成される。例えばセラミックスなどの絶縁材料で形成
される場合には、粘着材を用いて上記静電吸着機能部３
ａに貼り付けるが、金属などの導電性材料で形成される
場合には、上記電極部３ａ２が被覆されるように絶縁層
（図示せず）を積層する必要がある。

【００１５】この絶縁層としては、両面に粘着材が塗布
されたポリイミドなどの絶縁性有機膜であれば大型のサ
イズのものが使用することができるし、支持基材３ｂと
の積層工程でもそのまま貼付することができる。図示例
では、上定盤１及び下定盤２の両方に配置される静電チ
ャック３,３の支持基材３ｂ,３ｂを、これら上定盤１及
び下定盤２と夫々一体に形成した場合を示しているが、
これに限定されず、支持基材３ｂ,３ｂのどちらか一方
又は両方を別個に形成して上定盤１及び下定盤２に連結
固定しても良い。

【００１６】また、上述したように電極部３ａ２の厚さ
寸法を薄くしても、その上に誘電体３ａ１を積層した状
態では、静電吸着機能部３ａの表面に電極部３ａ２の厚
みに比例した凹凸が残存することに変わりない。そこで
本発明では、図１の部分拡大図に示す如く、上記支持基
材３ｂの表面に形成された凹溝部３ｂ１内に電極部３ａ
２を嵌入して、これら支持基材３ｂの表面と電極部３ａ
２の表面を平滑化させている。

【００１７】この凹溝部３ｂ１の形成方法の一例として
は、先ず支持基材３ｂの表面に、電極部３ａ２の厚み寸
法及びパターンと合致する凹溝部３ｂ１を、例えばエッ
チング処理などにより予め凹設し、この凹溝部３ｂ１の
内に電極部３ａ２を嵌入させれば、それにより支持基材
３ｂの表面と電極部３ａ２の表面が平滑化されて、それ
に積層した誘電体３ａ１の表面も電極部３ａ２の有無に
関係なく段差状の凹凸が発生せず平滑化される筈であ
る。

【００１８】図示例では、支持基材３ｂの表面に凹溝部
３ｂ１を直接凹設したが、これに限定されず、凹溝部３
ｂ１が凹設された樹脂シート又は金属シートを支持基材
３ｂの表面側に固着しても良い。しかし、このような形
成方法では、凹溝部３ｂ１の加工精度による影響が大き
く、僅かでも加工誤差があればそれによって微小な凹凸
が発生する可能性があり、誘電体３ａ１の表面の凹凸を
完全に防止することはできない。

【００１９】これを解決するために、支持基材３ｂの全
体を例えば熱硬化型樹脂や紫外線硬化型樹脂からなるか
らなる樹脂シート又は熱硬化型接着剤や混合硬化型接着
などの可塑性材料で構成して凹凸吸収層３ｂ２とすると
共に、予め所望の平面度に形成された基準面を製作し、
この凹凸吸収層３ｂ２の表面に電極部３ａ２を当接させ
た状態で、該基準面に対し一定圧力で押し付けて、上記
電極部３ａ２が嵌入する凹溝部３ｂ１を形成し、このま
ま該凹凸吸収層３ｂ２を硬化させることにより、凹凸吸
収層３ｂ２の表面に電極部３ａ２の厚さ寸法と全く同じ
深さの凹溝部３ｂ１が形成されるようにしても良い。図
示例では、支持基材３ｂの表面側に可塑性がある凹凸吸
収層３ｂ２を一定厚さ積層したが、これに限定されす、
凹凸吸収層３ｂ２を積層せずに支持基材３ｂの全体を可
塑性がある材料で形成しても良い。

【００２０】更に、静電吸着機能部３ａの誘電体３ａ１
の表面を被覆する誘電膜３ｃは、例えばポリエチレンや
エチレンプロピレンゴムなどのゴム系やPTFEなどのフッ
素系などの発ガス性及びガス透過性の低い材料からな
り、誘電体３ａ１の表面全体に亘って被覆するか、又は
図示せぬが誘電体３ａ１の表面が例えば金属膜などのガ
ス透過不能材料で部分的に覆われる場合には、誘電体３
ａ１が露出する部分のみにガス透過不能材料と段差が発
生しないように被覆する。

【００２１】この誘電膜３ｃは、本実施例の場合、入手
容易で安価であると共に摩擦抵抗の大きなポリエチレン
（100%）によりフィルム状に成形され、このフィルムを
誘電体３ａ１の表面全体に亘って着脱自在に貼着した
が、これに限定されず、例えば吹き付け印刷や蒸着やＣ
ＶＤコートなどのコーティングにより積層したり、他の
材料を使用しても良い。

【００２２】そして、上述した静電チャック３の電源
（図示せず）と吸引吸着手段３′の吸引源は、コントロ
ーラー（図示せず）で動作制御され、両基板Ａ，Ｂをセ
ットする初期状態で静電吸着及び吸引吸着が開始され、
両基板Ａ，Ｂの微合わせ後にどちらか一方、本実施例で
は上方基板Ａの静電吸着を解除し、後述する閉空間Ｓが
大気圧に戻った後は下方基板Ｂの静電吸着及び吸引吸着
を解除して初期状態に戻す。

【００２３】また、前記上定盤１の周縁部と下定盤２の
周縁部との間には、これら両者間の密閉状態を維持した
まま相対的にＸＹθ方向へ移動自在に支持する移動シー
ル手段４が、両基板Ａ，Ｂを囲むように環状に設けられ
る。

【００２４】この移動シール手段４は、図示例の場合、
上定盤１及び下定盤２の平面形状に合わせて断面円形又
は矩形に形成された移動ブロック４ａと、この移動ブロ
ック４ａの上面に装着した上定盤１の周縁部１ａと接離
する例えばＯリングなどの上下方向へ弾性変形可能な環
状シール材４ｂと、移動ブロック４ａの下面に装着した
下定盤２の周縁部２ａと常時接触する必要に応じて例え
ば真空グリースが使用された駆動真空シール４ｃと、こ
の駆動真空シール４ｃに上定盤１や移動ブロック４ａの
重量などの力が作用しないように支持する荷重受ボール
４ｄとから構成される。

【００２５】特に必要に応じて、これら上定盤１と移動
ブロック４ａがＸＹθ方向へ一体的に連結させるため
に、上定盤１から移動ブロック４ａに亘って複数本の連
結ピン４ｅを、上下方向へは往復動自在であるがＸＹθ
方向へは移動不能に挿通させることが好ましく、更に移
動ブロック４ａと下定盤２が上下方向へ離れるのを防止
するために両者に亘って例えば引っ張りバネなどの弾性
材料４ｆを掛け渡すことが好ましい。

【００２６】更に上定盤１には、図１の符号５に示すよ
うな例えば上下駆動用シリンダーなどからなる第一加圧
手段が連設される。この第一加圧手段５は、コントロー
ラー（図示せず）で動作制御され、基板Ａ，Ｂをセット
する初期状態で、図１の一点鎖線及び図２（ａ）に示す
如く上定盤１を上限位置で待機しており、基板Ａ，Ｂの
セット完了後に、図１の実線及び図２（ｂ）に示す如く
上定盤１を下降させて、下定盤２との間に閉空間Ｓが両
基板Ａ，Ｂを囲むように区画形成され、両基板Ａ，Ｂの
微合わせ終了後か、或いは閉空間Ｓが大気圧に戻った後
は上昇させて初期状態に戻す。

【００２７】この閉空間Ｓには、図１の符号６に示すよ
うな外部に配設した例えば真空ポンプと連絡して、該閉
空間Ｓ内の気体、図示例では空気を出し入れして所定の
真空度にする吸気手段が設けられる。この吸気手段６
は、コントローラー（図示せず）で動作制御され、上定
盤１及び下定盤２の接近移動により閉空間Ｓが形成され
た後に閉空間Ｓから吸気を開始し、両基板Ａ，Ｂの微合
わせの終了後は閉空間Ｓに空気を供給して大気圧に戻
す。

【００２８】また、前記第一加圧手段５により接近させ
た両基板Ａ，Ｂを、それらの間が接着剤Ｃで密閉される
位置まで更に接近させる第二加圧手段７が設けられる。
この第二加圧手段７は、図示例の場合、前記移動ブロッ
ク４ａの上面から上定盤１の周縁部１ａへ向けて配設し
た上下方向へ伸縮自在なシリンダー７ａからなり、この
シリンダー７ａを上下方向へ短縮化して前記環状シール
４ｂを上下方向へ圧縮変形させることにより、両基板
Ａ，Ｂが更に加圧されるようにしている。

【００２９】更に、この第二加圧手段７のシリンダー７
ａは、コントローラー（図示せず）で動作制御され、初
期状態で図２（ａ）に示す如く上下方向へ伸長してお
り、両基板Ａ，Ｂの粗合わせ終了後に図２（ｃ）に示す
如く短縮させ、両基板Ａ，Ｂの微合わせ終了後か、或い
は後述する閉空間Ｓが大気圧に戻った後は上昇させて初
期状態に戻す。

【００３０】また更に、前記閉空間Ｓの外側となる下定
盤２の底面と固定台板９との間には、位置決め手段８と
して例えばＸＹテーブル８ａが配設され、これに下定盤
２をＸＹθ方向へ移動させるための駆動源８ｂを連設
し、両基板Ａ，Ｂに表示されたマークを顕微鏡とカメラ
で構成した検出手段８ｃから出力されるデータに基づい
て駆動源８ｂを作動させることにより、下定盤２及びこ
れに保持された下方基板ＢがＸＹθ方向へ調整移動し
て、粗合わせと微合わせを行う。

【００３１】次に、斯かるフラットパネル用基板の貼り
合わせ方法を工程順に従って説明する。先ず、図２
（ａ）に示す如く上定盤１及び下定盤２の対向面に基板
Ａ，Ｂを夫々プリアライメントして、静電チャック３，
３及び吸引吸着手段３′，３′により両基板Ａ，Ｂを夫
々移動不能に吸着保持させてセットする。

【００３２】その後、例えば上下駆動用シリンダーなど
の第一加圧手段５の作動で図１及び図２（ｂ）に示す如
く上定盤１と下定盤２を互いに近づけ、上定盤１の周縁
部１ａが環状シール４ｂに密接して、上定盤１と下定盤
２との間には、両基板Ａ，Ｂを囲むように閉空間Ｓが区
画形成される。

【００３３】これと同時に両基板Ａ，Ｂは、上定盤１と
下定盤２の接近移動により、所定間隔まで接近し、この
状態で１mm以下の隙間をもって対峙している。しかし、
一方の基板Ｂに塗布した接着剤Ｃには、他方の基板Ａが
接触せず、これら両基板Ａ，Ｂの間と閉空間Ｓは連通し
ている。

【００３４】その後、吸気手段６の作動で閉空間Ｓから
空気を抜いて減圧が進み真空化していくと、両基板Ａ，
Ｂに作用していた吸引吸着手段３′，３′による吸引吸
着力が消えるものの、静電チャック３，３により吸着保
持して両基板Ａ，Ｂが位置ズレしたり、上方基板Ａが自
重で落下することがない。

【００３５】この際、各静電チャック３の静電吸着機能
部３ａの誘電体３ａ１として使用されるポリイミドなど
の有機材料は吸水性を有するため、閉空間Ｓ内の真空化
に伴って水分などのガスを発生し、それに伴い吸引吸着
力による吸着が維持できなくなって、静電吸着力による
両基板Ａ，Ｂの吸着保持へ完全に切り替わる前の時点
で、両基板Ａ，Ｂが位置ズレしたり、特に上方基板Ａが
自重で落下する恐れがある。

【００３６】そこで本発明では、誘電体３ａ１からガス
が漏れでないようにするため、誘電体３ａ１の表面を発
ガス性及びガス透過性の低い誘電膜３ｃで被覆して、こ
れら誘電体３ａ１の表面と閉空間Ｓ内の雰囲気とを遮断
することにより、真空中の使用時におけるガスの発生を
防止させ、その有効性を実験により求めた。この実験で
は、電極層（厚さ20μ）の上にポリイミド製誘電体（厚
さ50μ，233×248mm）のみが積層された比較例と、この
ポリイミド製誘電体の表面に誘電膜としてポリエチレン
フィルム（厚さ50μ，233×248mm）が貼着された実施例
とを用意し、これらを別々に密閉容器の中へ入れ、そこ
から真空引きして所定時間（５分）後のガス発生量（リ
ーク量Torr・L/sec）を計測し、その後しばらく放置して
から、同様の計測を３回ずつ繰り返した。その実験結果
を図３に示す。それにより、ポリイミド製の誘電体３ａ
１の表面をポリエチレン製の誘電膜３ｃで被覆した実施
例が、被覆しない比較例に比べてガス発生量が極端に少
ないことが明確に解る。従って、ガス発生による悪影響
がなくなって、吸引吸着力による両基板Ａ，Ｂの吸着保
持から静電吸着力による両基板Ａ，Ｂの吸着保持へ確実
に切り替えでき、両基板Ａ，Ｂの位置ズレや上方基板Ａ
の自重落下を防止できる。

【００３７】そして、前記閉空間Ｓが真空化するのに伴
い、両基板Ａ，Ｂの間からも空気が抜かれて真空とな
る。この状態で、位置決め手段８の作動により上定盤１
と下定盤２を相対的にＸＹθ方向へ調整移動させて、両
基板Ａ，Ｂの粗合わせが行われる。

【００３８】閉空間Ｓが所定の真空度に到達したら、第
二加圧手段７のシリンダー７ａが作動開始して、図２
（ｃ）に示す如く上定盤１と下定盤２が更に接近して環
状シール４ｂを圧縮変形させ、それにより静電チャック
３，３で保持した両基板Ａ，Ｂが更に接近して、一方の
基板Ｂに塗布した接着剤Ｃに、他方の基板Ａが密接して
両者間が密閉される。この状態で、位置決め手段８の作
動により上定盤１と下定盤２を相対的にＸＹθ方向へ調
整移動させて、両基板Ａ，Ｂの微合わせが行われる。こ
の際、前記誘電膜３ｃの材質及び形状として、両基板
Ａ，Ｂとの摩擦係数が大きいものを選択すれば、静電チ
ャック３，３に対する両基板Ａ，Ｂの位置ズレを防止で
きる。

【００３９】その後、図２（ｄ）に示す如く上方の静電
チャック３のみの吸着が解除されて上定盤１から上方基
板Ａが離れ、吸気手段６の作動により閉空間Ｓ内に空気
を入れてその雰囲気を大気圧に戻す。それにより、両基
板Ａ，Ｂの内外に生じる気圧差で均等に押し潰され、所
定のギャップが形成される。

【００４０】また、上述した粗合わせを行う前の時点、
具体的には両基板Ａ，Ｂのセット時に適正量の液晶を適
正状態で封入すれば、閉空間Ｓ内の雰囲気を大気圧に戻
すことにより、両基板Ａ，Ｂの内外に生じる気圧差で均
等に押し潰されて、液晶が封入された状態で所定のギャ
ップ形成が可能となり、後工程で液晶を注入せずに液晶
パネルが制作できる。

【００４１】それ以降は、閉空間Ｓ内が大気圧に戻った
ら、第一加圧手段５の作動により上定盤１と下定盤２を
離して閉空間Ｓが開放され、アライメントされた両基板
Ａ，Ｂを取り出して、上述した動作が繰り返される。

【００４２】その結果、上定盤１及び下定盤２の間のみ
を密閉状態にしたままその外部でＸＹθ移動してアライ
メントできる。従って、位置決め手段８やその駆動源８
ｂなどが大気中に設置可能となり、通常部品が使用でき
ると共に、真空貫通部品もなくなり、それにより、構造
の簡略化が図れ、しかも真空遮断にコストもかかず、粗
合わせや微合わせに相当な力を必要としないから、駆動
形態の制約が無い。また真空となる空間を最小にして、
その分だけ真空ポンプの容量が小さくてすみ、大型の基
板でも生産性が高く製造できる。

【００４３】更に本実施例の場合には、前記誘電膜３ｃ
がフィルムであって誘電体３ａ１の表面に着脱自在に貼
着すれば、パーティクルなどの付着により誘電膜３ｃが
傷付いた時にはフィルム状誘電膜３ｃを剥がして新しい
フィルムに貼り替える。その結果、誘電膜３ｃの傷付き
度合いに応じて部分交換できるという利点がある。

【００４４】また前記誘電膜３ｃを誘電体３ａ１の表面
にコーティングにより積層した場合には、該誘電膜３ｃ
の積層厚さが薄くなって静電吸着機能部３ａが吸着対象
物である基板Ａ，Ｂと接近すると共に誘電体３ａ１の表
面との密着性が高く、特にコーティング材料が例えばＤ
ＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）のような耐摩耗性
材料であれば、繰り返し加圧及び横方向の位置合わせの
繰り返しによる摩耗も防止できる。その結果、高い静電
吸着力及び耐摩耗性が得られるという利点がある。

【００４５】更にまた本実施例の場合のように、誘電膜
３ｃを弾性変形可能な材料で成形すれば、吸着対象物で
ある基板Ａ，Ｂを吸着した際にその吸着面の凹凸に沿っ
て弾性変形可能な誘電膜３ｃが部分的に変形して緩衝さ
れる。その結果、吸着対象物の吸着面に凹凸があっても
密着させることができる。という利点がある。

【００４６】一方、図４及び図５に示すものは、本発明
の他の実施例である。このものは、前記上定盤１及び下
定盤２に基板Ａ，Ｂと対向して、複数の静電吸着機能部
３ａ…を互いに接近させて配置し、これら静電吸着機能
部３ａ…により、一辺が例えば1000mm以上の大型な基板
Ａ，Ｂの全面を夫々分割して吸着保持した構成が、前記
図１〜図２に示した実施例とは異なり、それ以外の構成
は図１〜図２に示した実施例と同じものである。

【００４７】図示例の場合には、基板Ａ，Ｂの全面と対
向して、複数の静電吸着機能部３ａ…及び緩衝層３ｂ…
を夫々互いに接近させて並列状に配置したが、これに限
定されず、これらを個々に接近して（隙間無く）設置で
きれば、例えば千鳥配列などの図示しない他の形状に配
置しても良い。更に各静電吸着機能部３ａは、その製造
コストを低減させるために全て同じ形状にすることが好
ましいものの、大小寸法差のある複数種類の基板Ａ，Ｂ
と対応させるために、予めサイズが異なる静電吸着機能
部３ａを複数種類用意し、それらを組み合わせて設置し
ても良い。

【００４８】また、前記凹凸吸収層３ｂ２と支持基材３
ｂとの間に緩衝層３ｃを接着剤で介装した場合を示して
いる。この緩衝層３ｃは、例えばシリコーンゴムやフッ
素系ゴムなどの弾性変形可能な材質で形成され、該緩衝
層３ｃの硬さを、前記基板Ａ，Ｂの間に配置される液晶
封止用シール材などの接着剤Ｃやその中に多数配置され
るギャップ調整用スペーサー（図示せず）の硬さに比べ
て軟らかい、例えばJIS-A硬度で約 100以下に設定す
る。

【００４９】従って、図４及び図５に示すものは、前記
図１〜図２に示した実施例と同様な作用が得られると共
に、しかも基板Ａ，Ｂの全面を夫々分割して吸着保持す
る複数の静電吸着機能部３ａ…の誘電膜３ｃ…に亘っ
て、各静電吸着機能部３ａ…毎の製造誤差により平面度
斑が発生しても、基板Ａ，Ｂの加圧時に各静電吸着機能
部３ａ…の誘電膜３ｃ…が部分的に圧縮変形して、該平
面度斑が吸収される。その結果、一辺が例えば1000mm以
上の大型な基板Ａ，Ｂでも液晶封止用シール材などの接
着剤Ｃの偏った潰れやギャップ調整用スペーサーの潰れ
を完全に防止できるという利点がある。

【００５０】尚、前示実施例では、上方の加圧板１が、
上下方向へ往復動自在な上定盤であり、下方の加圧板２
がＸＹθ方向へ調整移動自在に支持された下定盤である
場合を示したが、これに限定されず、これと逆に上定盤
をＸＹθ方向へ調整移動自在に支持し、下定盤を上下方
向へ往復動自在に支持しても良い。更に真空雰囲気中で
アライメントする場合を示したが、これに限定されず、
特殊ガス雰囲気中でアラメイントする場合も同様である

【００５１】また、移動シール手段４、第一加圧手段
５、吸気手段６、第二加圧手段７及び位置決め手段８
は、図示された構造に限定されず、同様に作用すれば他
の構造でも良い。また更に上述した構造の静電チャック
３は、前記フラットパネル用基板の貼り合わせ装置に使
用するだけでなく、シリコンウェーハの製造過程におい
てプラズマ処理する際にシリコンウェーハを吸着するた
めに使用しても良く、この場合にも同様な作用効果が得
られる。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のうち請求
項１記載の発明は、発ガス性及びガス透過性の低い誘電
膜により誘電体の表面と雰囲気とが遮断されるので、真
空中の使用時におけるガスの発生を防止できる。従っ
て、ガス発生による吸着機能の低下などの悪影響がなく
なって、確実な吸着作動が得られる。

【００５３】請求項２の発明は、請求項１の発明の効果
に加えて、パーティクルなどの付着により誘電膜が傷付
いた時にはフィルム状誘電膜を剥がして新しいフィルム
に貼り替えるので、誘電膜の傷付き度合いに応じて部分
交換できる。従って、傷付き度合いに応じて静電チャッ
ク全体を交換する必要がなくて経済的である。

【００５４】請求項３の発明は、請求項１または２の発
明の効果に加えて、吸着対象物を吸着した際にその吸着
面の凹凸に沿って弾性変形可能な誘電膜が部分的に変形
して緩衝されるので、吸着対象物の吸着面に凹凸があっ
ても密着させることができる。

【００５５】請求項４の発明は、請求項１の発明の効果
に加えて、誘電膜をコーティングで積層することによ
り、その積層厚さが薄くなって静電吸着機能部が吸着対
象物と接近すると共に誘電体の表面との密着性が高く、
特にコーティング材料が例えばＤＬＣ（ダイヤモンドラ
イクカーボン）のような耐摩耗性材料であれば、繰り返
し加圧及び横方向の位置合わせの繰り返しによる摩耗も
防止できるので、高い静電吸着力及び耐摩耗性が得られ
る。

【００５６】請求項５の発明は、請求項１、２、３また
は４の発明の効果に加えて、大気中で両基板又はどちら
か一方が吸引吸着手段により吸着保持され、減圧を進め
る過程で吸引吸着手段による吸引吸着力が消える前に静
電チャックにより吸着保持し、所定の真空度に到達して
から両基板が重ね合わせられるので、構造を簡素化しな
がら吸引吸着力による基板の吸着保持から静電吸着力に
よる基板の吸着保持へ確実に切り替えて貼り合わせるこ
とができる。従って、吸引吸着力による上基板の吸着保
持から静電吸着力による上基板の吸着保持へ確実に切り
替えるために、上基板の受け止め手段を設ける必要があ
る従来のものに比べ、装置全体のコンパクト化や製造コ
ストの低減化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例を示すフラットパネル用基
板の貼り合わせ装置の縦断正面図で、要部を部分拡大し
て示している。

【図２】 （ａ）〜（ｄ）はフラットパネル用基板の貼
り合わせ方法を工程順に示す説明図である。

【図３】 実験結果を示すグラフである。

【図４】 本発明の他の実施例を示すフラットパネル用
基板の貼り合わせ装置の縦断正面図で、要部を部分拡大
して示している。

【図５】 図４の（５）−（５）線に沿える部分拡大横
断平面図である。

【符号の説明】

Ａ，Ｂ 基板 １ 加圧板（上定
盤） ２ 加圧板（下定盤） ３ 静電チャック ３ａ 静電吸着機能部 ３ａ１ 誘電体 ３ｃ 誘電膜 ３′ 吸引吸着手
段

フロントページの続き (72)発明者 西沢 龍 群馬県安中市磯部２丁目２番地45号 信越 エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 内山 一栄 群馬県安中市磯部２丁目２番地45号 信越 エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 石坂 一朗 群馬県安中市磯部２丁目２番地45号 信越 エンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 2H088 FA01 FA02 FA03 FA04 FA16 FA17 FA30 MA20 5F031 CA02 CA05 HA10 HA16 MA28 MA32

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静電吸着機能部（３ａ）の誘電体（３ａ
   １）の表面を、発ガス性及びガス透過性の低い誘電膜
   （３ｃ）で被覆したことを特徴とする静電チャック。
2. 【請求項２】 前記誘電膜（３ｃ）がフィルムであり、
   誘電体（３ａ１）の表面に着脱自在に貼着した請求項１
   記載の静電チャック。
3. 【請求項３】 前記誘電膜（３ｃ）を弾性変形可能な材
   料で成形した請求項１または２記載の静電チャック。
4. 【請求項４】 前記誘電膜（３ｃ）を誘電体（３ａ１）
   の表面にコーティングにより積層した請求項１記載の静
   電チャック。
5. 【請求項５】 請求項１、２、３または４記載の静電チ
   ャック（３）と吸引吸着手段（３′）を、上下一対の加
   圧板（１，２）の対向面に設け、二枚の基板（Ａ，Ｂ）
   の両方又はどちらか一方を大気中で吸引吸着手段
   （３′）により着脱自在に吸着保持し、減圧を進める過
   程で吸引吸着手段（３′）による吸引吸着力が消える前
   に静電チャック（３）により着脱自在に吸着保持すると
   共に、これら両基板（Ａ，Ｂ）を真空中で重ね合わせる
   ことを特徴とするフラットパネル用基板の貼り合わせ装
   置。