JP4323232B2 - 静電吸着方法、静電吸着装置及び貼り合せ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は基板をテーブルに静電気力によって吸着保持する静電吸着方法、静電吸着装置及びこの静電吸着装置を用いて２枚の基板を貼り合せる貼り合せ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶ディスプレイパネルに代表されるフラットディスプレイパネルなどの製造工程では、２枚の基板を所定の間隔で対向させ、これら基板間に流体としての液晶を封入してシール剤によって貼り合せる、貼り合せ作業が行なわれる。
【０００３】
上記貼り合せ作業は、２枚の基板のどちらかに上記シール剤を枠状に塗布し、その基板或いは他方の基板の上記シール剤の枠内に対応する部分に所定量の上記液晶を滴下供給する。
【０００４】
つぎに、上記２枚の基板を上部保持テーブルと下部保持テーブルとに保持し、上下方向に所定の間隔で離間させて対向させ、その状態でこれら基板の水平方向であるＸ、Ｙ及びθ方向の位置決めを行い、ついで一方の基板を下方へ駆動してこれら基板を貼り合せる。
【０００５】
基板の貼り合せはチャンバ内で、この内部空間を減圧して行われる。それによって、貼り合せ後にチャンバ内に気体を導入して圧力を上昇させれば、貼り合された一対の基板間の圧力と、チャンバ内の圧力との差圧によって貼り合された一対の基板を、貼り合せ荷重よりも十分に大きな荷重で加圧することができる。
【０００６】
チャンバ内で２枚の基板を貼り合わせる場合、基板を上記一対のテーブルに真空吸着すると、チャンバ内が減圧されることで基板の保持力が喪失されてしまう。そのため、上部保持テーブルに保持された基板が落下したり、２枚の基板を接触させて位置合せする際、基板がテーブル上でずれ動いてしまうということがある。
【０００７】
そこで、一対の保持テーブルのうち、少なくとも上部保持テーブルには電極を設け、この電極に直流電圧を印加する。それによって、上記保持テーブルの保持面に静電気力が発生するから、その静電気力によって基板を吸着保持するということが行われている。
【０００８】
基板を静電気力によって保持テーブルに吸着保持する場合、その保持力は上記電極に印加する直流電圧の大きさに依存することになる。上述したように、液晶ディスプレイパネルの一対の基板を貼り合わせる場合、保持テーブルに保持された基板がずれ動くのを抑制するために静電気力を増大させるには、上記電極に印加する直流電圧としては十キロボルトを超える高電圧の印加が要求されることがある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電極に十キロボルトを超える高電圧を印加すると、保持テーブルやチャンバ内での放電による絶縁破壊が発生し、保持テーブルの損傷を招いたり、電極への電荷の蓄積不足を招いて保持テーブルに大きな静電気力を発生させることができなくなるなどのことがあった。
【００１０】
この発明は、電極に高電圧を印加しなくとも、テーブルに生じる静電気力を増大させることができるようにした静電吸着方法、静電吸着装置及び貼り合せ装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明は、誘電体からなるテーブルに設けられた電極に直流電圧を印加し、それによって発生する静電気力で上記テーブルの保持面に基板を吸着保持する静電吸着方法において、
上記電極に所定の極性の電圧を印加して上記保持面に上記電極に印加された極性と異なる極性の電荷を帯電させる第１の工程と、
上記保持面に上記基板を保持してこの保持面に帯電された電荷が消失するのを阻止する第２の工程と、
上記保持面に基板を保持した状態で上記電極に上記第１の工程で印加した極性と異なる極性の電圧を印加し上記テーブルの上記保持面に上記第１の工程でこの保持面に帯電させた電荷と同じ極性の電荷を生じさせ、この電荷と上記第１の工程で上記保持面に帯電させた電荷とで上記基板を吸着保持する第３の工程と、
を具備したことを特徴とする静電吸着方法にある。
【００１２】
上記第１の工程は荷電粒子が存在する雰囲気下で行われることが好ましい。
荷電粒子が存在する雰囲気は、水蒸気と酸素の少なくとも一方が存在する雰囲気であることが好ましい。
【００１３】
上記第３の工程は８０ｋＰａ以下の圧力雰囲気で行うことが好ましい。
【００１４】
上記第３の工程において上記電極に電圧を印加する前に、この電極をアースして電極に蓄えられた電荷を放電させるアース工程を有することが好ましい。
【００１５】
この発明は、基板を吸着保持する静電吸着装置において、
誘電体によって形成され上記基板を静電気力によって保持する保持面を有するテーブルと、
このテーブルに設けられた電極と、
この電極に直流電圧を印加する直流電源と、
この直流電源によって上記電極に印加される直流電圧の極性を切換える切換え手段と、
この切換え手段を切換え制御する制御手段を具備し、
上記制御手段は、上記電極に所定の極性の直流電圧を印加して上記保持面に上記電極に印加された極性と異なる極性の電荷を帯電させるとともに、上記保持面に上記基板が保持されてこの保持面に帯電された電荷が消失するのが阻止された後、上記電極に上記所定の極性と異なる極性の直流電圧を印加して上記保持面に上記所定の極性の直流電圧によって帯電された電荷と同じ極性の電荷を生じさせることを特徴とする静電吸着装置にある。
【００１６】
上記テーブルはチャンバ内に設けられ、このチャンバの内部空間は減圧手段によって減圧可能であることが好ましい。
【００１７】
上記チャンバには、この内部空間に荷電粒子を供給する荷電粒子供給手段が接続されていることが好ましい。
【００１８】
この発明は、２枚の基板間に流体を介在させ、これら基板をシール剤によって貼り合わせる貼り合せ装置において、
内部空間が減圧可能なチャンバと、
上記チャンバ内に対向して設けられ互いの対向する面にそれぞれ基板を保持する保持面を有するとともに少なくとも一方が誘電体によって形成された一対のテーブルと、
誘電体によって形成されたテーブルに設けられた電極と、
この電極に直流電圧を印加しそのテーブルの保持面に上記基板を保持する静電気力を発生させる直流電源と、
この直流電源によって上記電極に印加される直流電圧の極性を切換える切換え手段と、
この切換え手段を切換え制御する制御手段を具備し、
一対のテーブルを相対的に上下方向及び水平方向に駆動し一対のテーブルの保持面にそれぞれ保持された基板の水平方向の位置合せをしてからこれら基板を貼り合わせる駆動手段を具備し、
上記制御手段は、上記電極に所定の極性の直流電圧を印加して上記保持面に上記電極に印加された極性と異なる極性の電荷を帯電させるとともに、上記保持面に上記基板が保持されてこの保持面に帯電された電荷が消失するのが阻止された後、上記電極に上記所定の極性と異なる極性の直流電圧を印加して上記保持面に上記所定の極性の直流電圧によって帯電された電荷と同じ極性の電荷を生じさせることを特徴とする貼り合せ装置にある。
【００１９】
上記電極に異なる極性の直流電圧を印加する前に、上記電極に蓄えられた電荷を放電させるアース装置を備えていることが好ましい。
【００２０】
上記保持面にはガス導入源に連通した開孔が形成されていることが好ましい。
【００２１】
この発明によれば、テーブルの保持面に所定の極性の電荷を帯電させた後、その電荷の消失を防止してさらに同じ極性の電荷を帯電させるため、上記保持面に帯電する電荷量が増大し、それに応じて保持面に生じる静電気力も大きくなる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながらこの発明の一実施の形態を説明する。
【００２３】
図１はこの発明の一実施の形態に係る貼り合せ装置で、この貼り合せ装置にはこの発明の静電吸着装置が用いられている。すなわち、上記貼り合せ装置はチャンバ１を備えている。このチャンバ１は気密に接続可能な下部チャンバ２と上部チャンバ３とに分割されている。
【００２４】
上記下部チャンバ２には下部保持テーブル４が第１の駆動源５によってＸ、Ｙ、θ方向、つまり水平方向に駆動可能に設けられている。この下部保持テーブル４の上面である、保持面４ａには液晶ディスプレイパネルを構成するガラス製や樹脂製の第１、第２の基板７、８のうちの第１の基板７が供給載置される。
【００２５】
上記保持面４ａには、たとえば所定の摩擦抵抗を有する弾性シート（図示せず）が設けられている。上記第１の基板７は、この弾性シートとの接触抵抗によって上記保持面４ａ上に水平方向に移動不能に保持される。保持面４ａに保持された上記第１の基板７の上面には、シール剤９が矩形枠状に塗布されているとともに、この枠内には流体である液滴状の液晶１０が行列状に滴下供給されている。
【００２６】
上記下部チャンバ２には、減圧手段としての第１の真空ポンプ１２が接続されている。この第１の真空ポンプ１２は、下部チャンバ２に上部チャンバ３が後述するごとく気密に接続された状態で、これらがなすチャンバ１の内部空間を減圧する。減圧されたチャンバ１内の圧力は上記下部チャンバ２に接続された圧力計１３で測定される。さらに、下部チャンバ２には２枚の基板７，８を貼り合せた後にチャンバ１内に気体を供給する給気管１４が接続されている。この給気管１４には図示しない開閉制御弁が設けられている。
【００２７】
上記上部チャンバ３には、その上部壁に取付け体１５が気密に貫通して設けられている。この取付け体１５には可動軸１６が移動可能に挿通され、この可動軸１６の上記上部チャンバ３内に突出した下端には上部保持テーブル１８が設けられている。
【００２８】
上記上部保持テーブル１８は、ポリイミドやセラミックスなどの誘電体によって所定の厚さを有する板状に形成されていて、厚さ方向中途部には対をなす第１の電極１９と第２の電極２０とが埋設されている。これら電極１９，２０には後述するように直流電圧が印加され、それによって生じる静電気力で上記上部保持テーブル１８の下面の保持面１８ａに上記第２の基板８を吸着保持するようになっている。
【００２９】
なお、上記上部保持テーブル１８には吸引孔２１が一端を保持面１８ａに開口して形成されている。吸引孔２１の他端は第２の真空ポンプ２２及び不図示の加圧ガス供給源が切換え可能に接続されている。この第２の真空ポンプ２２が作動することで、上記吸引孔２１に吸引力を発生させることができる。したがって、上部保持テーブル１８の保持面１８ａには上記第２の基板８を真空吸着力によって吸着保持することもできる。
【００３０】
また、加圧ガス供給源に切換え、開孔である吸引孔２１からガスを噴出させると、噴出されたがガスの圧力で吸着保持された基板８を保持面１８ａから離脱させることができる。
【００３１】
上記取付け体１５の上記上部チャンバ３の上面側に突出した上端には、上記可動軸１６をＺ方向である、上下方向に駆動するとともに、上部チャンバ３とは別に上部保持テーブル１８だけを上下駆動することが可能な第２の駆動源２３が設けられている。この第２の駆動源２３は第３の駆動源２４によって上記上部チャンバ３とともにＺ方向に駆動されるようになっている。第３の駆動源２４によって上部チャンバ３を下降方向に駆動すると、その下端面が上記下部チャンバ２の封止材２５が設けられた上端面に気密に当接する。それによって、チャンバ１内を気密に閉塞する。
【００３２】
上記上部チャンバ３には荷電粒子供給手段としてのイオナイザ２６が接続されている。このイオナイザ２６は、上部保持テーブル１８の保持面１８ａに向けて荷電粒子を含む気体を吹き付けることができるようになっている。
【００３３】
図２に示すように、上記第１の電極１９と第２の電極２０とは、電源部２７に設けられた第１の直流電源２８と第２の直流電源２９とが切換え装置３１とアース装置３２を介して接続される。上記切換え装置３１は第１の極性切換え部３３と第２の極性切換え部３４とを有する。
【００３４】
各極性切換え部３３，３４は、図３に示すようにそれぞれ第１、第２の切換えスイッチ３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂを有し、これら切換えスイッチを切換え操作することで、第１、第２の電極１９，２０に印加する直流電圧の極性を切換えることができるようになっている。
【００３５】
上記アース装置３２は上記第１の極性切換え部３３に接続された第１のアース切換え部３７と、上記第２の極性切換え部３４に接続された第２のアース切換え部３８とを有する。第１のアース切換え部３７は上記上部保持テーブル１８に設けられた第１の電極１９に切換えスイッチ３７ａを介して接続され、上記第２のアース切換え部３８は第２の電極２０に切換えスイッチ３８ａを介して接続されている。
【００３６】
上記第１、第２の極性切換え部３３，３４及び上記第１、第２のアース切換え部３７，３８の各切換えスイッチは制御手段としての制御装置３９によって切換え操作することができるようになっている。すなわち、上記第１の極性切換え部３３と第２の極性切換え部３４との第１、第２のスイッチ３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂが図３に示す状態にあるときは、上記第１の直流電源２８の陽極電圧が第１の極性切換え部３３と第１のアース切換え部３７を通じて第１の電極１９に印加される。同じく、上記第２の直流電源２９の陰極電圧は、第２の極性切換え部３４と第２のアース切換え部３８を通じて第２の電極２０に印加される。
【００３７】
制御装置３９によって上記第１の極性切換え部３３と第２の極性切換え部３４との第１、第２のスイッチ３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂが図５に示すように切換え操作されると、上記第１の電極１９には上記第２の直流電源２９の陰極電圧が印加され、上記第２の電極２０には上記第１の直流電源２８の陽極電圧が印加される。
【００３８】
上記制御装置３９によって上記アース装置３２の第１のアース切換え部３７の切換えスイッチ３７ａと第２のアース切換え部３８の切換えスイッチ３８ａとが図２に実線で示す状態から鎖線で示す状態に切換え操作されると、第１の電極１９と第２の電極２０とがアースされる。それによって、これら電極１９，２０に蓄えられた電荷が放電されることになる。
【００３９】
つぎに、上記構成の貼り合せ装置によって第１の基板７と第２の基板８とを貼り合せる手順を図３乃至図５を参照して説明する。
【００４０】
まず、第１の工程では、下部チャンバ２と上部チャンバ３とが離間した状態で、シール剤９が塗布されているとともに液晶１０が滴下された第１の基板７を下部保持テーブル４に供給載置したならば、図３に示すように切換え装置３１の第１、第２の極性切換え部３３，３４の第１の切換えスイッチ３３ａ，３４ａをオンにし、第２の切換えスイッチ３３ｂ、３４ｂはオフ状態を維持する。それによって、第１の直流電源２８の陽極電圧を上部保持テーブル１８に設けられた第１の電極１９に印加し、第２の直流電源２９の陰極電圧を第２の電極２０に印加する。
【００４１】
第１、第２の電極１９，２０が設けられた上部保持テーブル１８は大気中におかれている。そのため、第１、第２の電極１９，２０にそれぞれ所定の極性の電圧を印加すると、大気中に存在する気体成分の分極現象や瞬間的な電離現象によって荷電粒子が発生し、その荷電粒子が上部保持テーブル１８の保持面１８ａに帯電したり、大気中の水分が分極して帯電する。
【００４２】
具体的には、図３に示すように、上部保持テーブル１８の保持面１８ａの第１の電極１９に対応する部分には、第１の電極１９に印加された直流電圧の極性と逆の極性の陰極電荷−Ｅ１が帯電し、保持面１８ａの第２の電極２０に対応する部分には第２の電極２０に印加された直流電圧の極性と逆の極性の陽極電荷＋Ｅ１が帯電する。このとき、上部保持テーブル１８の第１、第２の電極１９，２０と保持面１８ａの間の部分は同図に示すように陰極と陽極とが分極した状態になる。
【００４３】
なお、上部保持テーブル１８に帯電させる際、下部チャンバ２と上部チャンバ３とを閉じ、チャンバ１内を大気圧以上の圧力を含む１０Ｐａ以上の圧力雰囲気とすることが好ましい。１０Ｐａ以上の圧力であれば、その圧力雰囲気中に存在する気体成分の分極現象や瞬間的な電離現象によって荷電粒子を発生させて保持面１８ａに電荷を良好に帯電させることが可能である。なお、チャンバ１内の圧力が１０Ｐａ以下であっても、保持面１８ａに電荷を帯電させることは可能である。また、大気圧以上の圧力であっても、電圧の印加によって電離現象が生じるから、帯電可能である。
【００４４】
チャンバ１内を１０Ｐａ以上の圧力とする場合、その圧力を１０Ｐａ以上の圧力範囲内で変動させれば、放電が発生し易い圧力雰囲気を必ず生じさせることができるから、放電による荷電粒子を効率よく発生させることができる。
【００４５】
上記上部チャンバ３にはイオナイザ２６が接続されているから、このイオナイザ２６から荷電粒子を含む気体を下部保持テーブル１８に向けて噴射することによっても、上記保持面１８ａに電荷を効率よく帯電させることができる。
【００４６】
また、チャンバ１内を水蒸気や酸素を含む雰囲気とすることによっても、良好な分極現象や電離現象を得ることができる。チャンバ１内を水蒸気や酸素を含む雰囲気とする場合、イオナイザ２６に代えて水蒸気発生装置や酸素供給装置を用いてチャンバ１に水蒸気や酸素を積極的に供給するようにしてもよい。
【００４７】
上記上部保持テーブル１８に上述したように電荷を帯電させたならば、つぎの第２の工程では、図４に示すように上部保持テーブル１８の保持面１８ａに第２の基板８を真空吸着によって保持する。それによって、上記保持面１８ａに帯電された電荷が消失するのが阻止されることになる。
【００４８】
つまり、保持面１８ａとチャンバ１などの周辺の導体との間で放電が生じると、その放電によって保持面１８ａの電荷が消失するが、上記保持面１８ａに絶縁体である基板８を保持することによって、保持面１８ａとチャンバ１などの周辺の導体との間で放電が生じて電荷が消失するのを防止できる。
【００４９】
保持面１８ａに第２の基板８を保持しても、この保持面１８ａに帯電した電荷−Ｅ１、＋Ｅ１と、保持面１８ａと各電極１９，２０との間で分極された電荷のうち、保持面１８ａ側に位置する電荷との極性が異なるから、これらの極性の異なる電荷が互いに引き合う。そのため、保持面１８ａには電荷による吸引力がほとんど生じない。そのため、保持面１８ａに帯電した電荷による第２の基板８の保持力は極めて小さい。したがって、第２の基板８は、第２の真空ポンプ２２による真空吸引力によって保持面１８ａに保持するようにする。
【００５０】
なお、上部保持テーブル１８に帯電させる第１の工程を、チャンバ１を密閉して１０Ｐａ以上の圧力雰囲気下で行う場合、第２の基板８をチャンバ１内に予め供給しておけば、第２の工程ではチャンバ１を開放せずに上部保持テーブル１８に保持させることができる。その場合、チャンバ１内には、このチャンバ１内に予め供給された第２の基板８を上記チャンバ１内に保持するとともに保持面１８ａに電荷を帯電させた後、その保持面１８ａに上記第２の基板８を供給保持させるための供給保持手段を設ける必要がある。
【００５１】
第２の基板８を保持面１８ａに真空吸着する代わりに、上記供給保持手段を用いて第２の基板８を保持面１８ａに接触させた状態で保持するようにしてもよい。
【００５２】
第２の工程で、第２の基板８をチャンバ１の外部から供給する場合には、チャンバ１を開放してロボットなどの供給手段で上記上部保持テーブル１８の保持面１８ａに供給すればよい。
【００５３】
第２の基板８を上部保持テーブル１８の保持面１８ａに供給する際、第１の電極１９と第２の電極２０とにはそれぞれ陽極電圧と陰極電圧とを印加し続けてもよく、遮断してもよい。直流電圧を印加し続ける際の電圧値は、電荷を帯電させるときの電圧値と同じであっても異なってもよく、要は各電極に印加する極性を変えなければよい。
【００５４】
保持面１８ａに第２の基板８を保持したならば、制御装置３９によってアース装置３２の第１、第２のアース切換え部３７，３８の切換えスイッチ３７ａ，３８ａを図２に実線で示す状態から鎖線で示す状態に切換え、第１の電極１９と第２の電極２０とをそれぞれ所定時間だけアースする、アース工程を行う。それによって、図３に示すように、第１の電極１９に蓄えられた陽極の電荷と、第２の電極２０に蓄えられた陰極の電荷とがそれぞれ放電されるから、これら電極１９，２０は電荷が蓄えられていない状態になる。
【００５５】
各電極１９，２０のアースが遮断されたならば、図５に示す第３の工程を行う。この第３の工程は、切換え装置３１の第１の極性切換え部３３と、第２の極性切換え部３４との第１の切換えスイッチ３３ａ，３４ａをオフにし、第２の切換えスイッチ３３ｂ、３４ｂをオンにする。それによって、第１の電極１９には第２の直流電源２９の陰極電圧が印加され、第２の電極２０には第１の直流電源２８の陽極電圧が印加される。つまり、第３の工程では、第１、第２の電極１９，２０に印加される直流電圧の極性が逆になる。
【００５６】
各電極１９，２０に印加する直流電圧の極性を切換え、第１の電極１９に陰極の電圧を印加すると、上部保持テーブル１８の第１の電極１９と保持面１８ａとの間の部分には、第１の電極１９側が陽極で、保持面１８ａ側が陰極となる分極が生じる。この分極によって保持面１８ａ側に生じる電荷−Ｅ２の極性と、予め保持面１８ａに帯電保持された電荷−Ｅ１との極性は同じ陰極になる。
【００５７】
一方、第１、第２の電極１９，２０間への電圧の印加によって第２の基板８のには誘電分極が生じ、第２の基板８の第１の電極１９に対応する部分は保持面１８ａに面した上面が陽極で、下面が陰極の分極となるから、両方の陰極電荷−Ｅ１ 、−Ｅ２ の作用によって第２の基板８の第１の電極１９に対応する部分が吸着保持される。
【００５８】
同様に、第２の電極２０に陽極の電圧が印加されると、上部保持テーブル１８の第２の電極２０と保持面１８ａとの間の部分には、第２の電極２０側が陰極で、保持面１８ａ側が陽極となる分極が生じる。この分極によって保持面１８ａ側に生じた電荷＋Ｅ２、予め保持面１８ａの第２の電極２０に対応する部分に帯電保持された電荷＋Ｅ１との極性が同じ陽極になる。
【００５９】
一方、第１、第２の電極１９，２０間への電圧の印加によって第２の基板８のには誘電分極が生じ、第２の基板８の第２の電極２０に対応する部分は保持面１８ａに面した上面が陰極で、下面が陽極の分極となるから、両方の陽極電荷＋Ｅ１ 、＋Ｅ２ の作用によって第２の基板８の第２の電極２０に対応する部分を吸着保持する。
【００６０】
つまり、第２の基板８は、単に保持面１８ａに第２の基板８を保持して直流電圧を印加する場合に比べ、第１の工程で保持面１８ａに予め電荷−Ｅ１、＋Ｅ１を帯電させた分だけ、強い保持力で上記保持面１８ａに吸着保持されることとなる。換言すれば、第１、第２の電極１９，２０に印加する直流電圧を高くしなくとも、保持面１８ａに大きな静電気力を発生させることができる。
【００６１】
第３の工程において、各電極１９，２０へ印加する直流電圧の極性を切換える際、チャンバ１内を８０ｋＰａ以下の圧力にしてから行うことが好ましい。チャンバ１内の圧力を８０ｋＰａ以下にして各電極１９，２０への印加極性を切換えるようにすれば、切換え時に保持面１８ａと第２の基板８との間に隙間があっても、この隙間で放電が発生するのを防止することができる。それによって、第１の工程で保持面１８ａに帯電され、第２の工程で第２の基板８によって保持された電荷−Ｅ１ 、＋Ｅ１ が放電によって緩和されるのを防止できる。
【００６２】
なお、保持面１８ａに帯電した電荷が多少緩和されるのを許容すれば、各電極１９，２０へ印加する直流電圧の極性の切換えは８０ｋＰａ以上の圧力の雰囲気内で行うようにしてもよい。また、第３の工程によって第２の基板８が保持された後は、真空ポンプ２２による真空吸着を停止しても差し支えない。
【００６３】
第３の工程は、第１の工程で電極１９，２０に帯電した電荷を放電してから、第１の工程と異なる極性の電圧を印加して行う。そのため、各電極１９，２０には、第１の工程で帯電された極性と異なる極性の電荷を、効率よく迅速に蓄えることができる。
【００６４】
このようにして、上部保持テーブル１８の保持面１８ａに第２の基板８を保持したならば、第１の駆動源５によって下部保持テーブル４に保持された第１の基板７を水平方向に駆動して上記第２の基板８と位置合せする。ついで、第２の駆動源２３によって上部保持テーブル１８を下降方向に駆動し、所定の荷重で第２の基板８を第１の基板７にシール剤９によって貼り合せる。
【００６５】
貼り合せが終了したならば、給気管１４からチャンバ１内に気体を導入し、チャンバ１内の圧力を上昇させる。それによって、一対の基板７，８間の圧力とチャンバ１内の圧力との差圧によって貼り合された第１の基板７と第２の基板８とが貼り合せ時よりも大きな圧力で加圧されるから、これら基板７，８の間隔が所定の値に設定される。
【００６６】
その後、吸引孔２１を加圧ガス供給源に連通させ、吸引孔２１からガスを噴出させて上部保持テーブル１８を上昇させることで、保持面１８ａから第２の基板８を離脱させることができる。
【００６７】
上記吸引孔２１からガスを噴出させることで、第２の基板８が保持面１８ａから離間させられるため、スイッチ３３ｂ，３４ｂをオフにした後に保持面１８ａに電荷が残存していたとしても、基板８を保持面１８ａから容易かつ確実に離脱させることが可能となる。その後、チャンバ１を開いて貼り合された第１、第２の基板７，８を取り出すことで、貼り合せが終了する。
【００６８】
貼り合された第１、第２の基板７，８をチャンバ１から取り出す前、つまり貼り合せが終了して上部保持テーブル１８から第２の基板８が離れた時点で、上述したように上部保持テーブル１８の第１、第２の電極１９，２０にそれぞれ所定の極性の直流電圧を印加し、その保持面１８ａに電荷を帯電させる第１の工程を開始するようにしてもよい。それによって、貼り合せに要するタクトタイムを短縮することができる。
【００６９】
なお、タクトタイムを短縮する場合、貼り合された一対の基板が上部保持テーブル１８から離れた時点で、第１の工程を開始する場合だけに限られず、少なくとも貼り合わされた基板がテーブル１８から離れた時点から次の第１の基板７が下部保持テーブル４に供給されるまでの間に第１の工程を開始すればよい。つまり、第１の工程を、貼り合された基板の搬出動作など他の動作と並行して行うようにすれば、基板７が下部保持テーブル４に供給された後に第１の工程を行う場合に比べてタクトタイムを短縮することができる。
【００７０】
この発明は上記一実施の形態に限定されるものでなく、たとえば下部保持テーブルにも電極を設け、この電極によって上部保持テーブルと同様に基板を静電気力で保持する構成としてもよい。
【００７１】
上部保持テーブルには一対の電極を設けるようにしたが、複数対の電極を設けるようにしてもよく、或いは電極を１つだけ設けるようにしてもよく、下部保持テーブルにも電極を設ける場合には、上部保持テーブルと同様、少なくとも１つの電極が設けられていればよい。
【００７２】
第１の工程と第３の工程とにおいて、第１の電極と第２の電極に印加する直流電圧の極性を切換える手段は、制御装置によって自動で行ってもよいが、制御装置を用いずに手動で行うようにしてもよい。
【００７３】
チャンバ１を下部チャンバと上部チャンバとに分割したが、側壁に基板の出し入れ口を備えた箱形状のチャンバであってもよい。
【００７４】
【発明の効果】
以上のようにこの発明は、保持テーブルの保持面に予め所定の極性の電荷を帯電させて保持してから、上記保持面にさらに同じ極性の電荷を帯電させるようにした。
【００７５】
そのため、上記保持面に帯電する同じ極性の電荷を増大させることができるから、基板を上記保持面に保持するための静電気力を、電極に印加する電圧を高くせずに、増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態に係る貼り合せ装置の概略的構成図。
【図２】電極に所定の極性の直流電圧を印加するための制御回路図。
【図３】上部保持テーブルの保持面に所定の極性の電荷を帯電させる第１の工程の説明図。
【図４】所定の極性の電荷が帯電された保持面に基板を保持する第２の工程の説明図。
【図５】電極に印加する直流電圧の極性を逆の極性に切換える第３の工程の説明図。
【符号の説明】
１…チャンバ
４…下部保持テーブル
７…第１の基板
８…第２の基板
１２…第１の真空ポンプ（減圧手段）
１８…上部保持テーブル
１９…第１の電極
２０…第２の電極
２６…イオナイザ（荷電粒子供給手段）
２８…第１の直流電源
２９…第２の直流電源
３１…切換え装置（切換え手段）
３９…制御装置（制御手段）
【発明の属する技術分野】
この発明は基板をテーブルに静電気力によって吸着保持する静電吸着方法、静電吸着装置及びこの静電吸着装置を用いて２枚の基板を貼り合せる貼り合せ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶ディスプレイパネルに代表されるフラットディスプレイパネルなどの製造工程では、２枚の基板を所定の間隔で対向させ、これら基板間に流体としての液晶を封入してシール剤によって貼り合せる、貼り合せ作業が行なわれる。
【０００３】
上記貼り合せ作業は、２枚の基板のどちらかに上記シール剤を枠状に塗布し、その基板或いは他方の基板の上記シール剤の枠内に対応する部分に所定量の上記液晶を滴下供給する。
【０００４】
つぎに、上記２枚の基板を上部保持テーブルと下部保持テーブルとに保持し、上下方向に所定の間隔で離間させて対向させ、その状態でこれら基板の水平方向であるＸ、Ｙ及びθ方向の位置決めを行い、ついで一方の基板を下方へ駆動してこれら基板を貼り合せる。
【０００５】
基板の貼り合せはチャンバ内で、この内部空間を減圧して行われる。それによって、貼り合せ後にチャンバ内に気体を導入して圧力を上昇させれば、貼り合された一対の基板間の圧力と、チャンバ内の圧力との差圧によって貼り合された一対の基板を、貼り合せ荷重よりも十分に大きな荷重で加圧することができる。
【０００６】
チャンバ内で２枚の基板を貼り合わせる場合、基板を上記一対のテーブルに真空吸着すると、チャンバ内が減圧されることで基板の保持力が喪失されてしまう。そのため、上部保持テーブルに保持された基板が落下したり、２枚の基板を接触させて位置合せする際、基板がテーブル上でずれ動いてしまうということがある。
【０００７】
そこで、一対の保持テーブルのうち、少なくとも上部保持テーブルには電極を設け、この電極に直流電圧を印加する。それによって、上記保持テーブルの保持面に静電気力が発生するから、その静電気力によって基板を吸着保持するということが行われている。
【０００８】
基板を静電気力によって保持テーブルに吸着保持する場合、その保持力は上記電極に印加する直流電圧の大きさに依存することになる。上述したように、液晶ディスプレイパネルの一対の基板を貼り合わせる場合、保持テーブルに保持された基板がずれ動くのを抑制するために静電気力を増大させるには、上記電極に印加する直流電圧としては十キロボルトを超える高電圧の印加が要求されることがある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電極に十キロボルトを超える高電圧を印加すると、保持テーブルやチャンバ内での放電による絶縁破壊が発生し、保持テーブルの損傷を招いたり、電極への電荷の蓄積不足を招いて保持テーブルに大きな静電気力を発生させることができなくなるなどのことがあった。
【００１０】
この発明は、電極に高電圧を印加しなくとも、テーブルに生じる静電気力を増大させることができるようにした静電吸着方法、静電吸着装置及び貼り合せ装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明は、誘電体からなるテーブルに設けられた電極に直流電圧を印加し、それによって発生する静電気力で上記テーブルの保持面に基板を吸着保持する静電吸着方法において、
上記電極に所定の極性の電圧を印加して上記保持面に上記電極に印加された極性と異なる極性の電荷を帯電させる第１の工程と、
上記保持面に上記基板を保持してこの保持面に帯電された電荷が消失するのを阻止する第２の工程と、
上記保持面に基板を保持した状態で上記電極に上記第１の工程で印加した極性と異なる極性の電圧を印加し上記テーブルの上記保持面に上記第１の工程でこの保持面に帯電させた電荷と同じ極性の電荷を生じさせ、この電荷と上記第１の工程で上記保持面に帯電させた電荷とで上記基板を吸着保持する第３の工程と、
を具備したことを特徴とする静電吸着方法にある。
【００１２】
上記第１の工程は荷電粒子が存在する雰囲気下で行われることが好ましい。
荷電粒子が存在する雰囲気は、水蒸気と酸素の少なくとも一方が存在する雰囲気であることが好ましい。
【００１３】
上記第３の工程は８０ｋＰａ以下の圧力雰囲気で行うことが好ましい。
【００１４】
上記第３の工程において上記電極に電圧を印加する前に、この電極をアースして電極に蓄えられた電荷を放電させるアース工程を有することが好ましい。
【００１５】
この発明は、基板を吸着保持する静電吸着装置において、
誘電体によって形成され上記基板を静電気力によって保持する保持面を有するテーブルと、
このテーブルに設けられた電極と、
この電極に直流電圧を印加する直流電源と、
この直流電源によって上記電極に印加される直流電圧の極性を切換える切換え手段と、
この切換え手段を切換え制御する制御手段を具備し、
上記制御手段は、上記電極に所定の極性の直流電圧を印加して上記保持面に上記電極に印加された極性と異なる極性の電荷を帯電させるとともに、上記保持面に上記基板が保持されてこの保持面に帯電された電荷が消失するのが阻止された後、上記電極に上記所定の極性と異なる極性の直流電圧を印加して上記保持面に上記所定の極性の直流電圧によって帯電された電荷と同じ極性の電荷を生じさせることを特徴とする静電吸着装置にある。
【００１６】
上記テーブルはチャンバ内に設けられ、このチャンバの内部空間は減圧手段によって減圧可能であることが好ましい。
【００１７】
上記チャンバには、この内部空間に荷電粒子を供給する荷電粒子供給手段が接続されていることが好ましい。
【００１８】
この発明は、２枚の基板間に流体を介在させ、これら基板をシール剤によって貼り合わせる貼り合せ装置において、
内部空間が減圧可能なチャンバと、
上記チャンバ内に対向して設けられ互いの対向する面にそれぞれ基板を保持する保持面を有するとともに少なくとも一方が誘電体によって形成された一対のテーブルと、
誘電体によって形成されたテーブルに設けられた電極と、
この電極に直流電圧を印加しそのテーブルの保持面に上記基板を保持する静電気力を発生させる直流電源と、
この直流電源によって上記電極に印加される直流電圧の極性を切換える切換え手段と、
この切換え手段を切換え制御する制御手段を具備し、
一対のテーブルを相対的に上下方向及び水平方向に駆動し一対のテーブルの保持面にそれぞれ保持された基板の水平方向の位置合せをしてからこれら基板を貼り合わせる駆動手段を具備し、
上記制御手段は、上記電極に所定の極性の直流電圧を印加して上記保持面に上記電極に印加された極性と異なる極性の電荷を帯電させるとともに、上記保持面に上記基板が保持されてこの保持面に帯電された電荷が消失するのが阻止された後、上記電極に上記所定の極性と異なる極性の直流電圧を印加して上記保持面に上記所定の極性の直流電圧によって帯電された電荷と同じ極性の電荷を生じさせることを特徴とする貼り合せ装置にある。
【００１９】
上記電極に異なる極性の直流電圧を印加する前に、上記電極に蓄えられた電荷を放電させるアース装置を備えていることが好ましい。
【００２０】
上記保持面にはガス導入源に連通した開孔が形成されていることが好ましい。
【００２１】
この発明によれば、テーブルの保持面に所定の極性の電荷を帯電させた後、その電荷の消失を防止してさらに同じ極性の電荷を帯電させるため、上記保持面に帯電する電荷量が増大し、それに応じて保持面に生じる静電気力も大きくなる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながらこの発明の一実施の形態を説明する。
【００２３】
図１はこの発明の一実施の形態に係る貼り合せ装置で、この貼り合せ装置にはこの発明の静電吸着装置が用いられている。すなわち、上記貼り合せ装置はチャンバ１を備えている。このチャンバ１は気密に接続可能な下部チャンバ２と上部チャンバ３とに分割されている。
【００２４】
上記下部チャンバ２には下部保持テーブル４が第１の駆動源５によってＸ、Ｙ、θ方向、つまり水平方向に駆動可能に設けられている。この下部保持テーブル４の上面である、保持面４ａには液晶ディスプレイパネルを構成するガラス製や樹脂製の第１、第２の基板７、８のうちの第１の基板７が供給載置される。
【００２５】
上記保持面４ａには、たとえば所定の摩擦抵抗を有する弾性シート（図示せず）が設けられている。上記第１の基板７は、この弾性シートとの接触抵抗によって上記保持面４ａ上に水平方向に移動不能に保持される。保持面４ａに保持された上記第１の基板７の上面には、シール剤９が矩形枠状に塗布されているとともに、この枠内には流体である液滴状の液晶１０が行列状に滴下供給されている。
【００２６】
上記下部チャンバ２には、減圧手段としての第１の真空ポンプ１２が接続されている。この第１の真空ポンプ１２は、下部チャンバ２に上部チャンバ３が後述するごとく気密に接続された状態で、これらがなすチャンバ１の内部空間を減圧する。減圧されたチャンバ１内の圧力は上記下部チャンバ２に接続された圧力計１３で測定される。さらに、下部チャンバ２には２枚の基板７，８を貼り合せた後にチャンバ１内に気体を供給する給気管１４が接続されている。この給気管１４には図示しない開閉制御弁が設けられている。
【００２７】
上記上部チャンバ３には、その上部壁に取付け体１５が気密に貫通して設けられている。この取付け体１５には可動軸１６が移動可能に挿通され、この可動軸１６の上記上部チャンバ３内に突出した下端には上部保持テーブル１８が設けられている。
【００２８】
上記上部保持テーブル１８は、ポリイミドやセラミックスなどの誘電体によって所定の厚さを有する板状に形成されていて、厚さ方向中途部には対をなす第１の電極１９と第２の電極２０とが埋設されている。これら電極１９，２０には後述するように直流電圧が印加され、それによって生じる静電気力で上記上部保持テーブル１８の下面の保持面１８ａに上記第２の基板８を吸着保持するようになっている。
【００２９】
なお、上記上部保持テーブル１８には吸引孔２１が一端を保持面１８ａに開口して形成されている。吸引孔２１の他端は第２の真空ポンプ２２及び不図示の加圧ガス供給源が切換え可能に接続されている。この第２の真空ポンプ２２が作動することで、上記吸引孔２１に吸引力を発生させることができる。したがって、上部保持テーブル１８の保持面１８ａには上記第２の基板８を真空吸着力によって吸着保持することもできる。
【００３０】
また、加圧ガス供給源に切換え、開孔である吸引孔２１からガスを噴出させると、噴出されたがガスの圧力で吸着保持された基板８を保持面１８ａから離脱させることができる。
【００３１】
上記取付け体１５の上記上部チャンバ３の上面側に突出した上端には、上記可動軸１６をＺ方向である、上下方向に駆動するとともに、上部チャンバ３とは別に上部保持テーブル１８だけを上下駆動することが可能な第２の駆動源２３が設けられている。この第２の駆動源２３は第３の駆動源２４によって上記上部チャンバ３とともにＺ方向に駆動されるようになっている。第３の駆動源２４によって上部チャンバ３を下降方向に駆動すると、その下端面が上記下部チャンバ２の封止材２５が設けられた上端面に気密に当接する。それによって、チャンバ１内を気密に閉塞する。
【００３２】
上記上部チャンバ３には荷電粒子供給手段としてのイオナイザ２６が接続されている。このイオナイザ２６は、上部保持テーブル１８の保持面１８ａに向けて荷電粒子を含む気体を吹き付けることができるようになっている。
【００３３】
図２に示すように、上記第１の電極１９と第２の電極２０とは、電源部２７に設けられた第１の直流電源２８と第２の直流電源２９とが切換え装置３１とアース装置３２を介して接続される。上記切換え装置３１は第１の極性切換え部３３と第２の極性切換え部３４とを有する。
【００３４】
各極性切換え部３３，３４は、図３に示すようにそれぞれ第１、第２の切換えスイッチ３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂを有し、これら切換えスイッチを切換え操作することで、第１、第２の電極１９，２０に印加する直流電圧の極性を切換えることができるようになっている。
【００３５】
上記アース装置３２は上記第１の極性切換え部３３に接続された第１のアース切換え部３７と、上記第２の極性切換え部３４に接続された第２のアース切換え部３８とを有する。第１のアース切換え部３７は上記上部保持テーブル１８に設けられた第１の電極１９に切換えスイッチ３７ａを介して接続され、上記第２のアース切換え部３８は第２の電極２０に切換えスイッチ３８ａを介して接続されている。
【００３６】
上記第１、第２の極性切換え部３３，３４及び上記第１、第２のアース切換え部３７，３８の各切換えスイッチは制御手段としての制御装置３９によって切換え操作することができるようになっている。すなわち、上記第１の極性切換え部３３と第２の極性切換え部３４との第１、第２のスイッチ３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂが図３に示す状態にあるときは、上記第１の直流電源２８の陽極電圧が第１の極性切換え部３３と第１のアース切換え部３７を通じて第１の電極１９に印加される。同じく、上記第２の直流電源２９の陰極電圧は、第２の極性切換え部３４と第２のアース切換え部３８を通じて第２の電極２０に印加される。
【００３７】
制御装置３９によって上記第１の極性切換え部３３と第２の極性切換え部３４との第１、第２のスイッチ３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂが図５に示すように切換え操作されると、上記第１の電極１９には上記第２の直流電源２９の陰極電圧が印加され、上記第２の電極２０には上記第１の直流電源２８の陽極電圧が印加される。
【００３８】
上記制御装置３９によって上記アース装置３２の第１のアース切換え部３７の切換えスイッチ３７ａと第２のアース切換え部３８の切換えスイッチ３８ａとが図２に実線で示す状態から鎖線で示す状態に切換え操作されると、第１の電極１９と第２の電極２０とがアースされる。それによって、これら電極１９，２０に蓄えられた電荷が放電されることになる。
【００３９】
つぎに、上記構成の貼り合せ装置によって第１の基板７と第２の基板８とを貼り合せる手順を図３乃至図５を参照して説明する。
【００４０】
まず、第１の工程では、下部チャンバ２と上部チャンバ３とが離間した状態で、シール剤９が塗布されているとともに液晶１０が滴下された第１の基板７を下部保持テーブル４に供給載置したならば、図３に示すように切換え装置３１の第１、第２の極性切換え部３３，３４の第１の切換えスイッチ３３ａ，３４ａをオンにし、第２の切換えスイッチ３３ｂ、３４ｂはオフ状態を維持する。それによって、第１の直流電源２８の陽極電圧を上部保持テーブル１８に設けられた第１の電極１９に印加し、第２の直流電源２９の陰極電圧を第２の電極２０に印加する。
【００４１】
第１、第２の電極１９，２０が設けられた上部保持テーブル１８は大気中におかれている。そのため、第１、第２の電極１９，２０にそれぞれ所定の極性の電圧を印加すると、大気中に存在する気体成分の分極現象や瞬間的な電離現象によって荷電粒子が発生し、その荷電粒子が上部保持テーブル１８の保持面１８ａに帯電したり、大気中の水分が分極して帯電する。
【００４２】
具体的には、図３に示すように、上部保持テーブル１８の保持面１８ａの第１の電極１９に対応する部分には、第１の電極１９に印加された直流電圧の極性と逆の極性の陰極電荷−Ｅ１が帯電し、保持面１８ａの第２の電極２０に対応する部分には第２の電極２０に印加された直流電圧の極性と逆の極性の陽極電荷＋Ｅ１が帯電する。このとき、上部保持テーブル１８の第１、第２の電極１９，２０と保持面１８ａの間の部分は同図に示すように陰極と陽極とが分極した状態になる。
【００４３】
なお、上部保持テーブル１８に帯電させる際、下部チャンバ２と上部チャンバ３とを閉じ、チャンバ１内を大気圧以上の圧力を含む１０Ｐａ以上の圧力雰囲気とすることが好ましい。１０Ｐａ以上の圧力であれば、その圧力雰囲気中に存在する気体成分の分極現象や瞬間的な電離現象によって荷電粒子を発生させて保持面１８ａに電荷を良好に帯電させることが可能である。なお、チャンバ１内の圧力が１０Ｐａ以下であっても、保持面１８ａに電荷を帯電させることは可能である。また、大気圧以上の圧力であっても、電圧の印加によって電離現象が生じるから、帯電可能である。
【００４４】
チャンバ１内を１０Ｐａ以上の圧力とする場合、その圧力を１０Ｐａ以上の圧力範囲内で変動させれば、放電が発生し易い圧力雰囲気を必ず生じさせることができるから、放電による荷電粒子を効率よく発生させることができる。
【００４５】
上記上部チャンバ３にはイオナイザ２６が接続されているから、このイオナイザ２６から荷電粒子を含む気体を下部保持テーブル１８に向けて噴射することによっても、上記保持面１８ａに電荷を効率よく帯電させることができる。
【００４６】
また、チャンバ１内を水蒸気や酸素を含む雰囲気とすることによっても、良好な分極現象や電離現象を得ることができる。チャンバ１内を水蒸気や酸素を含む雰囲気とする場合、イオナイザ２６に代えて水蒸気発生装置や酸素供給装置を用いてチャンバ１に水蒸気や酸素を積極的に供給するようにしてもよい。
【００４７】
上記上部保持テーブル１８に上述したように電荷を帯電させたならば、つぎの第２の工程では、図４に示すように上部保持テーブル１８の保持面１８ａに第２の基板８を真空吸着によって保持する。それによって、上記保持面１８ａに帯電された電荷が消失するのが阻止されることになる。
【００４８】
つまり、保持面１８ａとチャンバ１などの周辺の導体との間で放電が生じると、その放電によって保持面１８ａの電荷が消失するが、上記保持面１８ａに絶縁体である基板８を保持することによって、保持面１８ａとチャンバ１などの周辺の導体との間で放電が生じて電荷が消失するのを防止できる。
【００４９】
保持面１８ａに第２の基板８を保持しても、この保持面１８ａに帯電した電荷−Ｅ１、＋Ｅ１と、保持面１８ａと各電極１９，２０との間で分極された電荷のうち、保持面１８ａ側に位置する電荷との極性が異なるから、これらの極性の異なる電荷が互いに引き合う。そのため、保持面１８ａには電荷による吸引力がほとんど生じない。そのため、保持面１８ａに帯電した電荷による第２の基板８の保持力は極めて小さい。したがって、第２の基板８は、第２の真空ポンプ２２による真空吸引力によって保持面１８ａに保持するようにする。
【００５０】
なお、上部保持テーブル１８に帯電させる第１の工程を、チャンバ１を密閉して１０Ｐａ以上の圧力雰囲気下で行う場合、第２の基板８をチャンバ１内に予め供給しておけば、第２の工程ではチャンバ１を開放せずに上部保持テーブル１８に保持させることができる。その場合、チャンバ１内には、このチャンバ１内に予め供給された第２の基板８を上記チャンバ１内に保持するとともに保持面１８ａに電荷を帯電させた後、その保持面１８ａに上記第２の基板８を供給保持させるための供給保持手段を設ける必要がある。
【００５１】
第２の基板８を保持面１８ａに真空吸着する代わりに、上記供給保持手段を用いて第２の基板８を保持面１８ａに接触させた状態で保持するようにしてもよい。
【００５２】
第２の工程で、第２の基板８をチャンバ１の外部から供給する場合には、チャンバ１を開放してロボットなどの供給手段で上記上部保持テーブル１８の保持面１８ａに供給すればよい。
【００５３】
第２の基板８を上部保持テーブル１８の保持面１８ａに供給する際、第１の電極１９と第２の電極２０とにはそれぞれ陽極電圧と陰極電圧とを印加し続けてもよく、遮断してもよい。直流電圧を印加し続ける際の電圧値は、電荷を帯電させるときの電圧値と同じであっても異なってもよく、要は各電極に印加する極性を変えなければよい。
【００５４】
保持面１８ａに第２の基板８を保持したならば、制御装置３９によってアース装置３２の第１、第２のアース切換え部３７，３８の切換えスイッチ３７ａ，３８ａを図２に実線で示す状態から鎖線で示す状態に切換え、第１の電極１９と第２の電極２０とをそれぞれ所定時間だけアースする、アース工程を行う。それによって、図３に示すように、第１の電極１９に蓄えられた陽極の電荷と、第２の電極２０に蓄えられた陰極の電荷とがそれぞれ放電されるから、これら電極１９，２０は電荷が蓄えられていない状態になる。
【００５５】
各電極１９，２０のアースが遮断されたならば、図５に示す第３の工程を行う。この第３の工程は、切換え装置３１の第１の極性切換え部３３と、第２の極性切換え部３４との第１の切換えスイッチ３３ａ，３４ａをオフにし、第２の切換えスイッチ３３ｂ、３４ｂをオンにする。それによって、第１の電極１９には第２の直流電源２９の陰極電圧が印加され、第２の電極２０には第１の直流電源２８の陽極電圧が印加される。つまり、第３の工程では、第１、第２の電極１９，２０に印加される直流電圧の極性が逆になる。
【００５６】
各電極１９，２０に印加する直流電圧の極性を切換え、第１の電極１９に陰極の電圧を印加すると、上部保持テーブル１８の第１の電極１９と保持面１８ａとの間の部分には、第１の電極１９側が陽極で、保持面１８ａ側が陰極となる分極が生じる。この分極によって保持面１８ａ側に生じる電荷−Ｅ２の極性と、予め保持面１８ａに帯電保持された電荷−Ｅ１との極性は同じ陰極になる。
【００５７】
一方、第１、第２の電極１９，２０間への電圧の印加によって第２の基板８のには誘電分極が生じ、第２の基板８の第１の電極１９に対応する部分は保持面１８ａに面した上面が陽極で、下面が陰極の分極となるから、両方の陰極電荷−Ｅ１ 、−Ｅ２ の作用によって第２の基板８の第１の電極１９に対応する部分が吸着保持される。
【００５８】
同様に、第２の電極２０に陽極の電圧が印加されると、上部保持テーブル１８の第２の電極２０と保持面１８ａとの間の部分には、第２の電極２０側が陰極で、保持面１８ａ側が陽極となる分極が生じる。この分極によって保持面１８ａ側に生じた電荷＋Ｅ２、予め保持面１８ａの第２の電極２０に対応する部分に帯電保持された電荷＋Ｅ１との極性が同じ陽極になる。
【００５９】
一方、第１、第２の電極１９，２０間への電圧の印加によって第２の基板８のには誘電分極が生じ、第２の基板８の第２の電極２０に対応する部分は保持面１８ａに面した上面が陰極で、下面が陽極の分極となるから、両方の陽極電荷＋Ｅ１ 、＋Ｅ２ の作用によって第２の基板８の第２の電極２０に対応する部分を吸着保持する。
【００６０】
つまり、第２の基板８は、単に保持面１８ａに第２の基板８を保持して直流電圧を印加する場合に比べ、第１の工程で保持面１８ａに予め電荷−Ｅ１、＋Ｅ１を帯電させた分だけ、強い保持力で上記保持面１８ａに吸着保持されることとなる。換言すれば、第１、第２の電極１９，２０に印加する直流電圧を高くしなくとも、保持面１８ａに大きな静電気力を発生させることができる。
【００６１】
第３の工程において、各電極１９，２０へ印加する直流電圧の極性を切換える際、チャンバ１内を８０ｋＰａ以下の圧力にしてから行うことが好ましい。チャンバ１内の圧力を８０ｋＰａ以下にして各電極１９，２０への印加極性を切換えるようにすれば、切換え時に保持面１８ａと第２の基板８との間に隙間があっても、この隙間で放電が発生するのを防止することができる。それによって、第１の工程で保持面１８ａに帯電され、第２の工程で第２の基板８によって保持された電荷−Ｅ１ 、＋Ｅ１ が放電によって緩和されるのを防止できる。
【００６２】
なお、保持面１８ａに帯電した電荷が多少緩和されるのを許容すれば、各電極１９，２０へ印加する直流電圧の極性の切換えは８０ｋＰａ以上の圧力の雰囲気内で行うようにしてもよい。また、第３の工程によって第２の基板８が保持された後は、真空ポンプ２２による真空吸着を停止しても差し支えない。
【００６３】
第３の工程は、第１の工程で電極１９，２０に帯電した電荷を放電してから、第１の工程と異なる極性の電圧を印加して行う。そのため、各電極１９，２０には、第１の工程で帯電された極性と異なる極性の電荷を、効率よく迅速に蓄えることができる。
【００６４】
このようにして、上部保持テーブル１８の保持面１８ａに第２の基板８を保持したならば、第１の駆動源５によって下部保持テーブル４に保持された第１の基板７を水平方向に駆動して上記第２の基板８と位置合せする。ついで、第２の駆動源２３によって上部保持テーブル１８を下降方向に駆動し、所定の荷重で第２の基板８を第１の基板７にシール剤９によって貼り合せる。
【００６５】
貼り合せが終了したならば、給気管１４からチャンバ１内に気体を導入し、チャンバ１内の圧力を上昇させる。それによって、一対の基板７，８間の圧力とチャンバ１内の圧力との差圧によって貼り合された第１の基板７と第２の基板８とが貼り合せ時よりも大きな圧力で加圧されるから、これら基板７，８の間隔が所定の値に設定される。
【００６６】
その後、吸引孔２１を加圧ガス供給源に連通させ、吸引孔２１からガスを噴出させて上部保持テーブル１８を上昇させることで、保持面１８ａから第２の基板８を離脱させることができる。
【００６７】
上記吸引孔２１からガスを噴出させることで、第２の基板８が保持面１８ａから離間させられるため、スイッチ３３ｂ，３４ｂをオフにした後に保持面１８ａに電荷が残存していたとしても、基板８を保持面１８ａから容易かつ確実に離脱させることが可能となる。その後、チャンバ１を開いて貼り合された第１、第２の基板７，８を取り出すことで、貼り合せが終了する。
【００６８】
貼り合された第１、第２の基板７，８をチャンバ１から取り出す前、つまり貼り合せが終了して上部保持テーブル１８から第２の基板８が離れた時点で、上述したように上部保持テーブル１８の第１、第２の電極１９，２０にそれぞれ所定の極性の直流電圧を印加し、その保持面１８ａに電荷を帯電させる第１の工程を開始するようにしてもよい。それによって、貼り合せに要するタクトタイムを短縮することができる。
【００６９】
なお、タクトタイムを短縮する場合、貼り合された一対の基板が上部保持テーブル１８から離れた時点で、第１の工程を開始する場合だけに限られず、少なくとも貼り合わされた基板がテーブル１８から離れた時点から次の第１の基板７が下部保持テーブル４に供給されるまでの間に第１の工程を開始すればよい。つまり、第１の工程を、貼り合された基板の搬出動作など他の動作と並行して行うようにすれば、基板７が下部保持テーブル４に供給された後に第１の工程を行う場合に比べてタクトタイムを短縮することができる。
【００７０】
この発明は上記一実施の形態に限定されるものでなく、たとえば下部保持テーブルにも電極を設け、この電極によって上部保持テーブルと同様に基板を静電気力で保持する構成としてもよい。
【００７１】
上部保持テーブルには一対の電極を設けるようにしたが、複数対の電極を設けるようにしてもよく、或いは電極を１つだけ設けるようにしてもよく、下部保持テーブルにも電極を設ける場合には、上部保持テーブルと同様、少なくとも１つの電極が設けられていればよい。
【００７２】
第１の工程と第３の工程とにおいて、第１の電極と第２の電極に印加する直流電圧の極性を切換える手段は、制御装置によって自動で行ってもよいが、制御装置を用いずに手動で行うようにしてもよい。
【００７３】
チャンバ１を下部チャンバと上部チャンバとに分割したが、側壁に基板の出し入れ口を備えた箱形状のチャンバであってもよい。
【００７４】
【発明の効果】
以上のようにこの発明は、保持テーブルの保持面に予め所定の極性の電荷を帯電させて保持してから、上記保持面にさらに同じ極性の電荷を帯電させるようにした。
【００７５】
そのため、上記保持面に帯電する同じ極性の電荷を増大させることができるから、基板を上記保持面に保持するための静電気力を、電極に印加する電圧を高くせずに、増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態に係る貼り合せ装置の概略的構成図。
【図２】電極に所定の極性の直流電圧を印加するための制御回路図。
【図３】上部保持テーブルの保持面に所定の極性の電荷を帯電させる第１の工程の説明図。
【図４】所定の極性の電荷が帯電された保持面に基板を保持する第２の工程の説明図。
【図５】電極に印加する直流電圧の極性を逆の極性に切換える第３の工程の説明図。
【符号の説明】
１…チャンバ
４…下部保持テーブル
７…第１の基板
８…第２の基板
１２…第１の真空ポンプ（減圧手段）
１８…上部保持テーブル
１９…第１の電極
２０…第２の電極
２６…イオナイザ（荷電粒子供給手段）
２８…第１の直流電源
２９…第２の直流電源
３１…切換え装置（切換え手段）
３９…制御装置（制御手段）
Claims (11)
- 誘電体からなるテーブルに設けられた電極に直流電圧を印加し、それによって発生する静電気力で上記テーブルの保持面に基板を吸着保持する静電吸着方法において、
上記電極に所定の極性の電圧を印加して上記保持面に上記電極に印加された極性と異なる極性の電荷を帯電させる第１の工程と、
上記保持面に上記基板を保持してこの保持面に帯電された電荷が消失するのを阻止する第２の工程と、
上記保持面に基板を保持した状態で上記電極に上記第１の工程で印加した極性と異なる極性の電圧を印加し上記テーブルの上記保持面に上記第１の工程でこの保持面に帯電させた電荷と同じ極性の電荷を生じさせ、この電荷と上記第１の工程で上記保持面に帯電させた電荷とで上記基板を吸着保持する第３の工程と、
を具備したことを特徴とする静電吸着方法。 - 上記第１の工程は荷電粒子が存在する雰囲気下で行われることを特徴とする請求項１記載の静電吸着方法。
- 荷電粒子が存在する雰囲気は、水蒸気と酸素の少なくとも一方が存在する雰囲気であることを特徴とする請求項２記載の静電吸着方法。
- 上記第３の工程は８０ｋＰａ以下の圧力雰囲気で行うことを特徴とする請求項１記載の静電吸着方法。
- 上記第３の工程において上記電極に電圧を印加する前に、この電極をアースして電極に蓄えられた電荷を放電させるアース工程を有することを特徴とする請求項１記載の静電吸着方法。
- 基板を吸着保持する静電吸着装置において、
誘電体によって形成され上記基板を静電気力によって保持する保持面を有するテーブルと、
このテーブルに設けられた電極と、
この電極に直流電圧を印加する直流電源と、
この直流電源によって上記電極に印加される直流電圧の極性を切換える切換え手段と、
この切換え手段を切換え制御する制御手段を具備し、
上記制御手段は、上記電極に所定の極性の直流電圧を印加して上記保持面に上記電極に印加された極性と異なる極性の電荷を帯電させるとともに、上記保持面に上記基板が保持されてこの保持面に帯電された電荷が消失するのが阻止された後、上記電極に上記所定の極性と異なる極性の直流電圧を印加して上記保持面に上記所定の極性の直流電圧によって帯電された電荷と同じ極性の電荷を生じさせることを特徴とする静電吸着装置。 - 上記テーブルはチャンバ内に設けられ、このチャンバの内部空間は減圧手段によって減圧可能であることを特徴とする請求項６記載の静電吸着装置。
- 上記チャンバには、この内部空間に荷電粒子を供給する荷電粒子供給手段が接続されていることを特徴とする請求項６記載の静電吸着装置。
- ２枚の基板間に流体を介在させ、これら基板をシール剤によって貼り合わせる貼り合せ装置において、
内部空間が減圧可能なチャンバと、
上記チャンバ内に対向して設けられ互いの対向する面にそれぞれ基板を保持する保持面を有するとともに少なくとも一方が誘電体によって形成された一対のテーブルと、
誘電体によって形成されたテーブルに設けられた電極と、
この電極に直流電圧を印加しそのテーブルの保持面に上記基板を保持する静電気力を発生させる直流電源と、
この直流電源によって上記電極に印加される直流電圧の極性を切換える切換え手段と、
この切換え手段を切換え制御する制御手段を具備し、
一対のテーブルを相対的に上下方向及び水平方向に駆動し一対のテーブルの保持面にそれぞれ保持された基板の水平方向の位置合せをしてからこれら基板を貼り合わせる駆動手段を具備し、
上記制御手段は、上記電極に所定の極性の直流電圧を印加して上記保持面に上記電極に印加された極性と異なる極性の電荷を帯電させるとともに、上記保持面に上記基板が保持されてこの保持面に帯電された電荷が消失するのが阻止された後、上記電極に上記所定の極性と異なる極性の直流電圧を印加して上記保持面に上記所定の極性の直流電圧によって帯電された電荷と同じ極性の電荷を生じさせることを特徴とする貼り合せ装置。 - 上記電極に異なる極性の直流電圧を印加する前に、上記電極に蓄えられた電荷を放電させるアース装置を備えていることを特徴とする請求項９記載の貼り合せ装置。
- 上記保持面にはガス導入源に連通した開孔が形成されていることを特徴とする請求項９記載の貼り合せ装置。
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