WO2007108192A1

WO2007108192A1 - ガラス基板の静電吸着装置及びその吸着離脱方法

Info

Publication number: WO2007108192A1
Application number: PCT/JP2006/325957
Authority: WO
Inventors: Mitsuo Kato; Shigenari Horie; Tatsufumi Aoi; Masaki Kawano; Yoshitaka Tsumoto; Hiroaki Ogasawara; Toshiro Kobayashi
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.
Priority date: 2006-03-20
Filing date: 2006-12-26
Publication date: 2007-09-27
Also published as: JP2007251083A; KR100995176B1; KR20080106270A; US7995324B2; CN101401198B; EP1998365B1; CN101401198A; TWI348197B; EP1998365A1; TW200810000A; JP4884811B2; US20090273879A1; EP1998365A4

Abstract

　確実に吸着すると共に速やかに離脱させることができるガラス基板の静電吸着装置及び吸着離脱方法を提供する。そのため、ガラス基板の物理的特性に基づき、ガラス基板を吸着するための吸着力を求め、その吸着力を得るために必要な吸着電圧Ｖc（ｔ）を求めると共に吸着状態を保持する保持電圧Ｖh（ｔ）、ガラス基板を離脱させる離脱電圧Ｖr（ｔ）を求める（Ｓ１～Ｓ７）。実際の吸着実測時間ｔcを測定し、予め設定された吸着時間ｔ1と異なる場合、実際の吸着実測時間ｔcに基づき、保持電圧Ｖh（ｔ）、離脱電圧Ｖr（ｔ）を再計算する（Ｓ８～Ｓ１１）。

Description

ガラス基板の静電吸着装置及びその吸着離脱方法

技術分野

[0001] 本発明は、ガラス基板の静電吸着装置及びガラス基板の吸着離脱方法に関する。

背景技術

[0002] 半導体基板やガラス基板へのプロセスを行う際には、静電吸着力を利用した静電吸着装置を用いて、半導体基板やガラス基板を支持台等に吸着させて、半導体基板やガラス基板を確実に保持するようにしてヽる。

特許文献 1：特開平 06— 085045号公報

特許文献 2：特開平 09— 213780号公報

特許文献 3：特開平 11― 340307号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0003] 図 7 (a)、 (b)に、従来のガラス基板の静電吸着装置を示す。

従来のガラス基板の静電吸着装置は、複数の正電極 31と複数の負電極 32が内部に配置されたセラミクス製の吸着板 33と、正電極 31に直流の正電圧を供給する正電圧電源部 34と、負電極 32に直流の負電圧を供給する負電圧電源部 35とを有するものである。

[0004] ガラス基板 41を吸着させる際には、ガラス基板 41を吸着板 33の表面に接触させ、正電圧電源部 34、負電圧電源部 35から正電極 31、負電極 32に直流電圧を印加することにより、吸着板 33、ガラス基板 44の互いの対向面に極性の異なる電荷を発生させ、これらの電荷による静電吸着力により、基板 41を吸着板 33の表面に吸着させて保持している。例えば、図 7 (b)に示すように、吸着板 33内部の正電極 31と負電極 32を交互に平行に配列させて、 2極式の静電吸着装置を構成することにより、大きなサイズのガラス基板であっても、確実に吸着するようにしている。特に、有機 EL (エレタトロルミネセンス）素子用の真空蒸着装置においては、ガラス基板 41を吸着板 33の鉛直下面側に支持することもあり、ガラス基板 41の自重以上の吸着力が、静電吸着装置に求められる。

[0005] ところが、従来の静電吸着装置においては、吸着時における印加電圧を一定としており、その吸着力は、図 8に示すように、時間と共に増大し、逆に、吸着板 33からガラス基板 41を離脱したいときには、その離脱に時間が力かるという問題があった。

[0006] 又、上述したように、ガラス基板 41を吸着板 33の下面側に吸着させる際には、自重より大きい吸着力を必要とするが、自重によりガラス基板 41が変形し、ガラス基板 41 を吸着させる際、吸着板 33とガラス基板 41との間にギャップができ、所望の吸着力が得られない場合もあった。例えば、幅約 600mmのガラス基板 41の自重による変形を測定してみると、図 9 (a)に示すように、ガラス基板 41の中心部がたわみ、中心部と端部とにおいて、約 2mmの差が生じる。そして、吸着板 33とガラス基板 41の間のギャップと吸着力との間には、図 9 (b)に示すような関係があり、吸着板 33とガラス基板 41との間のギャップが大きくなれば、吸着力も低下してしまい、ギャップが 50 m以上の場合には、自重より大きい吸着力とはいえ、実質的な吸着力は略 0となってしまう。従って、ガラス基板 41の変形の大きさによっては、自重より大きい吸着力が生じない場合もありうる。特に、近年、ガラス基板 41の大型化に伴い、この問題は重大になってきている。

[0007] 更に、吸着板 33の近傍には、正電極 31、負電極 32により表面電位が発生しており、この表面電位により、パーティクルが付着する可能性がある。例えば、吸着板 33に吸着されたガラス基板 41上の表面電位を、図 7 (b)に示す矢印 Aに沿って計測してみると、図 10に示すように、表面電位が発生しており、特に、その端部において、大きい表面電位が発生していることがわかる。この表面電位により、例えば、吸着板 33 の吸着面にパーティクルが付着した場合には、吸着板 33とガラス基板 41との間のギヤップが生成されて、上述したように、吸着力が小さくなるおそれもある。又、ガラス基板 41の近傍にパーティクルが存在することにより、ガラス基板 41の吸着離脱の際、パ一ティクルがガラス基板 41自体に付着するおそれがあり、ガラス基板 41の近傍にパ一ティクルが存在することは、プロセスの面からも好ましいものではない。又、大きすぎる表面電位は、ガラス基板 41上に生成されたデバイスに悪影響を与える可能性もある。 [0008] 力！]えて、図 11 (a)に示すように、ガラス基板 41の体積抵抗率は、温度の上昇と共に急激に低下するという物性的特性を有している。例えば、ガラス基板 41の温度が 10 °C高くなると、その体積抵抗率は 1桁小さくなり、その結果、同じ印加電圧でも、吸着に必要な時間が速くなつてしまう。これは、同じ印加電圧でも、ガラス基板 41の温度によって、ガラス基板 41の吸着力が変化することを意味し、このような特性が、安定した吸着離脱動作を阻害する原因にもなつている。実際、ガラス基板 41の温度変化に対する吸着力の変化を調べてみると、図 11 (b)に示すように、数度違うだけで、吸着力が大きく変化していることがわかる。特に、蒸着プロセス等においては、プロセス中にガラス基板の温度が室温から 50°C以上の温度に変化するため、吸着離脱に要する時間が大きく変化することが予想される。従って、このことを考慮しないと、安定して吸着離脱動作を行うことは難し、。

[0009] 本発明は上記課題に鑑みなされたもので、確実に吸着すると共に速やかに離脱させることができるガラス基板の静電吸着装置及び吸着離脱方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0010] 上記課題を解決する第 1の発明に係るガラス基板の静電吸着装置は、

少なくとも 1つ以上の第 1電極と少なくとも 1つ以上の第 2電極とが内部に配置された誘電体からなる吸着板と、

前記第 1電極に電圧を印加する第 1電源と、

前記第 2電極に、前記第 1電極とは逆の極性の電圧を印加する第 2電源と、前記吸着板にガラス基板が吸着されたことを検知する吸着検知手段と、前記ガラス基板の温度を測定又は予測する温度検知手段と、

前記吸着検知手段、前記温度検知手段からの検知結果に基づいて、前記第 1電源、前記第 2電源の電圧を制御する制御手段とを有し、

前記第 1電極、前記第 2電極への電圧の印加により、前記ガラス基板を前記吸着板に静電吸着し、又、前記ガラス基板を前記吸着板カゝら離脱させるガラス基板の静電吸着装置において、

前記制御手段は、前記ガラス基板の大きさ、比重、電気抵抗率が予め設定されると共に、前記ガラス基板の吸着に要する吸着時間、前記ガラス基板を吸着保持する保持時間、前記ガラス基板の離脱に要する離脱時間が予め設定され、

前記ガラス基板の大きさ、比重及び前記吸着時間に基づいて、前記ガラス基板の吸着に必要な吸着力を求め、

前記電気抵抗率及び前記温度検知手段により測定又は予測された前記ガラス基板の温度に基づいて、前記吸着力を得るために必要な吸着電圧を求めると共に、吸着を保持するための保持電圧及び離脱するための離脱電圧を求め、

前記吸着電圧の印加後、前記吸着検知手段により前記ガラス基板の吸着が検知された際、前記ガラス基板の吸着に要した実測吸着時間を測定し、

予め設定された吸着時間と前記実測吸着時間とを比較し、予め設定された吸着時間と前記実測吸着時間が異なる場合には、前記実測吸着時間に基づいて、前記保持電圧及び前記離脱電圧を再計算し、

再計算した保持電圧及び離脱電圧を用いて、前記ガラス基板の吸着維持及び離脱を制御することを特徴とする。

[0011] 上記課題を解決する第 2の発明に係るガラス基板の静電吸着装置は、

上記第 1の発明に記載のガラス基板の静電吸着装置において、

前記制御手段は、前記吸着電圧、前記保持電圧、前記離脱電圧の少なくとも 1つを、時間と共に漸減することを特徴とする。

[0012] 上記課題を解決する第 3の発明に係るガラス基板の静電吸着装置は、

上記第 1又は第 2の発明に記載のガラス基板の静電吸着装置において、前記吸着検知手段を、前記第 1電極に流れる電流を測定する第 1電流計、又は、第 2電極に流れる電流を測定する第 2電流計の少なくとも一方とすると共に、前記制御手段は、前記第 1電流計、又は、前記第 2電流計に流れる電流値の変化を検出して、前記吸着板に前記ガラス基板が吸着されたことを検知することを特徴とする。

[0013] 上記課題を解決する第 4の発明に係るガラス基板の静電吸着装置は、

上記第 1又は第 2の発明に記載のガラス基板の静電吸着装置において、前記吸着検知手段を、前記吸着板の吸着面近傍に設けた位置センサとすると共に前記制御手段は、前記位置センサを用いて、前記吸着板に前記ガラス基板が吸着されたことを検知することを特徴とする。

[0014] 上記課題を解決する第 5の発明に係るガラス基板の静電吸着装置は、

上記第 1乃至第 4のいずれかの発明に記載のガラス基板の静電吸着装置において更に、前記ガラス基板の変形量を予測又は測定する変形検知手段を設け、前記制御手段は、予測又は測定された前記ガラス基板の変形量に基づいて、前記吸着力を求めることを特徴とする。

[0015] 上記課題を解決する第 6の発明に係るガラス基板の静電吸着装置は、

上記第 1乃至第 5のいずれかの発明に記載のガラス基板の静電吸着装置において前記吸着板の吸着面以外の表面を覆うと共に接地された導電性部材を設けたことを特徴とする。

[0016] 上記課題を解決する第 7の発明に係るガラス基板の吸着離脱方法は、

ガラス基板の大きさ、比重、電気抵抗率を予め設定すると共に、前記ガラス基板の吸着に要する吸着時間、前記ガラス基板を吸着保持する保持時間、前記ガラス基板の離脱に要する離脱時間を予め設定し、

前記ガラス基板の温度を測定又は予測し、

前記電気抵抗率及び測定又は予測された前記ガラス基板の温度に基づ!ヽて、前記吸着力を得るために必要な吸着電圧を求めると共に、吸着を保持するための保持電圧及び離脱するための離脱電圧を求め、

前記吸着電圧の印加後、前記ガラス基板の前記吸着板への吸着を検知して、前記ガラス基板の吸着に要した実測吸着時間を測定し、

誘電体からなる吸着板の内部に配置され、互いに逆の極性となる少なくとも 1っ以上の第 1電極と少なくとも 1つ以上の第 2電極とに、再計算した保持電圧及び離脱電圧を印加して、前記ガラス基板の吸着維持及び離脱を行うことを特徴とする。

[0017] 上記課題を解決する第 8の発明に係るガラス基板の吸着離脱方法は、

上記第 6の発明に記載のガラス基板の吸着離脱方法にぉ、て、

前記吸着電圧、前記保持電圧、前記離脱電圧の少なくとも 1つを、時間と共に漸減することを特徴とする。

[0018] 上記課題を解決する第 9の発明に係るガラス基板の吸着離脱方法は、

上記第 7又は第 8の発明に記載のガラス基板の吸着離脱方法において、前記第 1電極、又は、前記第 2電極に流れる電流値の少なくとも一方の変化を検出して、前記ガラス基板の前記吸着板への吸着を検知することを特徴とする。

[0019] 上記課題を解決する第 10の発明に係るガラス基板の吸着離脱方法は、

上記第 7又は第 8の発明に記載のガラス基板の吸着離脱方法において、前記吸着板の吸着面近傍に設けた位置センサにより、前記ガラス基板の前記吸着板への吸着を検知することを特徴とする。

[0020] 上記課題を解決する第 11の発明に係るガラス基板の吸着離脱方法は、

上記第 7乃至第 10のいずれかの発明に記載のガラス基板の吸着離脱方法において、

前記ガラス基板の変形量を予測又は測定し、予測又は測定された前記ガラス基板の変形量に基づいて、前記吸着力を求めることを特徴とする。

[0021] 上記課題を解決する第 12の発明に係るガラス基板の吸着離脱方法は、

上記第 7乃至第 11の、ずれかの発明に記載のガラス基板の吸着離脱方法にお!ヽて、

前記吸着板の吸着面以外の表面を覆うと共に接地された導電性部材により、前記吸着板の吸着面以外の表面の電位を 0とすることを特徴とする。

発明の効果 [0022] 本発明によれば、ガラス基板を吸着させる際、大きさ、比重、電気抵抗率、基板温度、変形量等を把握した上で、必要な吸着力及び吸着力に必要な電圧を求め、実際に要した吸着時間に基づき、吸着保持及び離脱に必要な電圧を制御するので、基板の温度変化や吸着時間にばらつきがあっても、吸着離脱動作を速やかに安定して行うことができる。

[0023] 又、本発明によれば、吸着板の吸着面以外の面を金属等の導電性部材でシールドして、 0電位とするので、吸着板にパーティクルが付着することを防止し、ガラス基板の吸着離脱動作を阻害しないようにすることができる。

図面の簡単な説明

[0024] [図 1]本発明に係るガラス基板の静電吸着装置の実施形態の一例を示す概略図である。

[図 2]本発明に係るガラス基板の吸着離脱方法の実施形態の一例を説明するフローチャートである。

[図 3]本発明に係るガラス基板の吸着離脱方法における印加電圧のパターンを説明する図である。

[図 4]本発明に係るガラス基板の静電吸着装置の電気等価回路モデルの図である。

[図 5]従来の吸着離脱方法におけるガラス基板の吸着離脱時間の測定結果と、本発明に係る吸着離脱方法におけるガラス基板の吸着離脱時間の測定結果である。

[図 6]本発明に係るガラス基板の静電吸着装置の実施形態の他の一例を示す概略図である。

[図 7]従来のガラス基板の静電吸着装置を示す概略図である。

[図 8]吸着力と吸着時間の関係を示すグラフである。

[図 9]ガラス基板の自重によるたわみと、ギャップによる吸着力の変化を示すグラフである。

[図 10]静電吸着装置の吸着面におけるガラス基板の表面電位を示すグラフである。

[図 11]温度によるガラス基板の体積抵抗率の変化と吸着力の変化を示すグラフである。

符号の説明 [0025] 1 第 1電極、 2 第 2電極、 3 吸着板、 4 第 1電源部、 5 第 2電源部、 6 第 1電流計、 7 第 2電流計、 8 制御部、 9 温度センサ、 10 位置センサ、 11 ガラス基板、 21 金属カバー

発明を実施するための最良の形態

[0026] 本発明に係るガラス基板の静電吸着装置及び吸着離脱方法の実施形態のいくつかを、図 1〜図 6を参照して説明を行う。

実施例 1

[0027] 図 1は、本発明に係るガラス基板の静電吸着装置の概略図である。

図 1に示すように、本実施例のガラス基板の静電吸着装置は、少なくとも 1つ以上の第 1電極 1と少なくとも 1つ以上の第 2電極 2とが内部に配置され、セラミクス製等の誘電体からなる吸着板 3と、第 1電極 1に電圧を供給する第 1電源部 4と、第 1電極 1〖こ印加する電圧と逆の極性の電圧を第 2電極 2に供給する第 2電源部 5と、第 1電極 1 に流れる電流を測定する第 1電流計 6と、第 2電極 2に流れる電流を測定する第 2電流計 7と、第 1電流計 6、第 2電流計 7の電流値を計測すると共に第 1電源部 4、第 2電源部 5から出力される電圧を制御する制御部 8 (制御手段）とを有するものである。

[0028] 本実施例のガラス基板の静電吸着装置は、吸着板 3内部の第 1電極 1と第 2電極 2 とを交互に平行に配列することにより、 2極式の静電吸着装置を構成しており、大きなサイズのガラス基板 11であっても、確実に吸着できるようにしている。なお、ガラス基板 11が更に大きい場合には、複数の第 1電極 1、複数の第 2電極 2を有する吸着板 3 を更に複数配置し、複数の吸着板 3により、大きいガラス基板 11を吸着するようにしてもよい。

[0029] 又、第 1電源部 4、第 2電源部 5は、一方の極性の直流電圧だけでなぐ逆の極性の直流電圧も印加可能なものであり、更に、交流電圧も印加可能なものである。

[0030] 又、吸着板 3の近傍には、ガラス基板 11の温度を測定する、少なくとも 1つ以上の温度センサ 9 (赤外線式又は熱電対式;温度検知手段）が設けられており、ガラス基板 11の温度を測定して、制御部 8に入力して、る。

[0031] 又、同じぐ吸着板 3の近傍には、ガラス基板 11の変形量を測定する、少なくとも 1 つ以上の位置センサ 10 (変形検知手段）が設けられており、ガラス基板 11の変形量を測定して、制御部 8に入力している。

[0032] 又、制御部 8は、第 1電流計 6、又は、第 2電流計 7で測定される電流値の少なくとも一方の変化を検知することで、ガラス基板 11が吸着板 3に吸着したかどうか検知可能であり、この場合、第 1電流計 6、第 2電流計 7を吸着検知手段として機能させている。若しくは、上記位置センサ 10を吸着検知手段として用い、ガラス基板 11が吸着板 3に吸着したかどうかを検知してもよい。

[0033] ガラス基板 11を吸着させる際には、ガラス基板 11を吸着板 3の表面に接触させ、第 1電極 1、第 2電極 2に第 1電源部 4、第 2電源部 5から、直流電圧を印加することにより、吸着板 3、ガラス基板 14の互いの対向面に極性の異なる電荷が発生させ、これらの電荷による静電吸着力により、基板 11を吸着板 3の表面に吸着させて保持して、る。そして、吸着したガラス基板 11を離脱させる際には、吸着時に印カロした電圧と逆極性の直流電圧又は交流電圧を第 1電極 1、第 2電極 2に印加して、吸着時に蓄積された電荷を減少させて、ガラス基板 11を離脱させて、る。

[0034] 次に、上記構成の静電吸着装置におけるガラス基板の吸着離脱方法について、図 2、図 3を参照して説明を行う。

[0035] 例えば、有機 EL (エレクトロルミネセンス）素子用の真空蒸着装置においては、上記構成の静電吸着装置を用い、ガラス基板 11を吸着板 3の鉛直下面側に吸着して、ガラス基板 11の鉛直下面側に蒸着プロセスを行ってヽる。ガラス基板 11を吸着板 3 の鉛直下面側に吸着する場合、静電吸着装置には、ガラス基板 11の自重以上の吸着力が求められる。し力しながら、強すぎる吸着力は、ガラス基板 11の離脱を阻害するおそれが有る。

[0036] そこで、本発明におヽては、ガラス基板 11の物性を考慮して、ガラス基板 11の大きさ (縦 X横 X厚み)、材質 (比重、電気抵抗率)を基本的な入力条件とし、更に、吸着が完了する吸着完了時間 t、吸着状態の保持を完了する保持完了時間 t、離脱を完

1 2 了する離脱完了時間 t、ガラス基板 11の変形量、ガラス基板 11の温度を考慮して、

3

吸着離脱時に用いる電圧及び電圧パターンを制御して、る。

[0037] 具体的には、ガラス基板 11へのプロセス開始前に、ガラス基板 11の大きさ（縦 X横

X厚み）、材質 (比重、電気抵抗率)を入力し (ステップ S1)、ガラス基板 11へのプロセスに応じて、吸着完了時間 t、保持完了時間 t、離脱完了時間 tを入力する (ステ

1 2 3

ップ S2)。吸着完了時間 tは、電圧印加開始 (t=0)力もガラス基板 11が吸着される

1

までの時間であり、保持完了時間 tは、電圧印加開始力ガラス基板 11の吸着状態

2

の保持が完了するまでの時間であり、離脱完了時間 tは、電圧印加開始力もガラス

3

基板 11が離脱されるまでの時間である。なお、図 3に示すように、吸着に要する間の吸着時間は、吸着完了時間 tであり、吸着状態を保持する間の保持時間は、 [保持

1

完了時間 t 吸着完了時間 t ]となり、離脱に要する間の離脱時間は、 [離脱完了時

2 1

間 t一保持完了時間 t ]となる。

3 2

[0038] 次に、ガラス基板 11の大きさ（縦 X横 X厚み）、材質 (比重）に基づいて、ガラス基板 11の変形量を予測する (ステップ S3)。又は、位置センサ 10を用いて、ガラス基板 11の変形量を実測してもよい (ステップ S4)。若しくは、ガラス基板 11の変形量を、予め、実測しておいてもよい。なお、位置センサ 10は、少なくとも、変形量が一番大きいと予測されるガラス基板 11の中央部を測定できるように配置することが望ま、。そして、ガラス基板 11の変形量を予測又は測定することにより、ガラス基板 11の変形に伴う吸着力の変化を求める。

[0039] 次に、ガラス基板 11の大きさ（縦 X横 X厚み）、材質 (比重量、電気抵抗率)、ガラス基板 11の吸着完了時間 t、保持完了時間 t、離脱完了時間 tに基づいて、ガラス

1 2 3

基板 11の温度変化を予測する (ステップ S5)。又は、熱電対 9を用いて、ガラス基板 11の温度を実測してもよい (ステップ S6)。そして、ガラス基板 11の温度を予測又は測定することにより、ガラス基板 11の温度変化に伴う電気抵抗率の変化、更には、吸着力の変化を求める。

[0040] 上記ステップで求めた条件下にお!/、て、ガラス基板 11を吸着する最適な吸着力となるように、吸着時間における吸着電圧パターン V (t)を求める。そして、吸着時間における吸着電圧パターン V (t)に基づいて、保持時間における保持電圧パターン V c h

(t)と、離脱時間における離脱電圧パターン V (t)を求める (ステップ S 7)。吸着電圧パターン V (t)、保持電圧パターン V (t)、離脱電圧パターン V (t)は、図 3に示す電 c h r 圧 V 、V 、Vのように、一定であってもよいし、図 3に示す電圧 V 、V 、Vのように cl hi rl c2 h2 r2

、時間と共に印加電圧を漸減させてもよい。特に、ガラス基板 11における吸着力の変化を考慮すると、吸着電圧パターン V (t)は、保持電圧パターン V (t)より大きいこと c h

が望ましぐ保持電圧パターン V (t)は、印加時間と共に漸減させることが望ましい。

h

[0041] 吸着電圧パターン V (t)を印加した後、第 1電流計 6、第 2電流計 7における電流値の変化を計測する。後述の図 5からもわ力るように、ガラス基板 11が吸着板 3に吸着する際には、第 1電流計 6、第 2電流計 7における電流値が一瞬大きくなり、これにより、ガラス基板 11が吸着板 3に吸着したことが判定できる。このとき、吸着電圧パターン V (t)を印カロして力ガラス基板 11が吸着板 3に実際吸着するまでの吸着実測時間 t を測定する (ステップ S8)。なお、第 1電流計 6、第 2電流計 7の電流値の変化に基づく吸着状態の確認に代えて、別途、位置センサ 10で、吸着状態及び吸着時間を確認するようにしてちょい。

[0042] t =tであれば、実際の吸着力が上記ステップにおける予測通りであり、 tを用いて

1 c 1 計算した保持電圧パターン V (t)、離脱電圧パターン V (t)を、保持完了時間 tにお h r 2 ける印加電圧、離脱完了時間 tにおける印加電圧と決定する (ステップ S9、 S10)。

3

[0043] t =tでなければ、実際の吸着力が上記ステップにおける予測と異なるため、実測

1 c

値 tを用いて、保持電圧パターン V (t)、離脱電圧パターン V (t)を再計算し、これら c h r

を、保持完了時間 tにおける印加電圧、離脱完了時間 tにおける印加電圧と決定す

2 3

る (ステップ S9、 Sl l)。例えば、 t <tの場合は、保持電圧 V (t)、離脱電圧 V (t)は

1 c h r

、より大きくなり、 t >tの場合は、保持電圧 V (t)、離脱電圧 V (t)は、より小さくなる

1 c h r

[0044] なお、吸着完了時間 t、離脱完了時間 tは必ずしも固定する必要はなぐこの吸着

1 3

実測時間 t応じて、保持電圧パターン V (t)、離脱電圧パターン V (t)と共に、適宜 c h r に変更してもよい。特に、離脱電圧パターン V (t)が大きすぎたり、離脱完了時間 t r 3 長すぎたりすると、一旦離脱したガラス基板 11を再び吸着するおそれもある。従って、例えば、予め設定した吸着完了時間 tより、吸着実測時間 tが短い場合には、当初

1 c

の吸着完了時間 tより短くして、吸着実測時間 tの経過後、即座に、保持電圧パター

1 c

ン V (t)に印加電圧を変更したり、又、離脱電圧パターン V (t)の印加が完了する離 h r

脱完了時間 tをより短い時間に設定し直したりすることが望ましい。

3

[0045] 吸着離脱動作を安定して確実に行うためには、上述した条件に基づ!/、て、適切な印加電圧、時間を設定することが重要である。本発明においては、上述したように、ガラス基板 11の吸着完了時間 tに応じて、保持電圧パターン V (t)、離脱電圧バタ c h

ーン V (t)、更には、吸着完了時間 t、離脱完了時間 t等を変更するので、ガラス基 r 1 3

板 11を確実に吸着する吸着力を確保すると共に、吸着時に過剰に電荷が生成されることはなく、離脱の際には、速やか、かつ、確実に、ガラス基板 11を離脱させることができる。

[0046] ここで、本発明に係るガラス基板の静電吸着装置の電気等価回路モデルを図 4〖こ示して、本発明に係るガラス基板の静電吸着方法における吸着力、吸着電圧、保持電圧、離脱電圧を求める計算方法を説明する。

[0047] 最初に、吸着力とギャップ部の電位差との関係を求める。

具体例として、図 4に示すように、吸着電圧が印加される各要素 (ガラス部、ギャップ部、電極部）を、抵抗とコンデンサの並列回路として表現した電気等価回路モデルを考えると、吸着力 Fは、ガラス部 (ガラス基板 11)と電極部 (電極 1、 2)との間のギャップ dに加わる静電力として、下記式（1)で計算できる。

F = Qソ (2 ε ) = (C V ) (2 ε ) · · · 式 (1

0 1 gソ )

o

なお、 Fは吸着力（NZm²)、 Qはギャップに蓄えられる電荷量 (c)、 Cはギャップ部

1

の静電容量 (FZm²)、 Vはギャップ部の電位差 (V)、 ε は真空中の誘電率 (F/m) g o

である。

[0048] 又、静電容量 Cは、下記（2)式に示す通り、ガラス部と電極部の間のギャップ dの関

1

数として表される。

C = ( ε - ε ) /ά · · · 式（2)

1 0 s

なお、 dはギャップの距離 (m)、 ε は真空中の誘電率 (F/m)、 ε は対象材質の比

0 s

誘電率 (F/m)である。

例えば、上記ステップ S3、 S4で予測又は実測されたガラス基板 11の変形量から、ガラス部と電極部の間のギャップ dを求め、求められたギャップ dを用いて、上記静電容量 Cを求めればよい。

1

又、ガラス部、電極部の静電容量 C、 Cは、上記式（2)において、ギャップ dを、ガ

2 3

ラス部の厚み、電極部の厚みに置き換えることにより、各要素の静電容量 C、 Cが計算される。

[0049] 又、各要素のコンデンサ C、 C、 Cと並列接続される各要素の抵抗成分 R、 R、 R

1 2 3 1 2 3 は、電気抵抗率 P を用いて下記式（3)で表される。

e

R= ( p -L) /S · · · 式（3)

e 0

なお、 Rは各要素の抵抗（Ω /πι²)、は各要素の電気抵抗率（Q 'm)、Lは各要 e

素の厚み (ギャップ部では d) (m)、 Sは各要素の吸着面積 (m²)である。

0

電気抵抗率 P

eは、各要素の材質や温度の関数として一意に与えられ、又、厚み L や吸着面積 Sは、ガラス基板 11の大きさ（縦 X横 X厚み)等力も決定される。従って

0

、抵抗 Rは、式 (3)から、材質 (電気抵抗率 p )、温度 T、基板の大きさ (厚み L、吸着 e

面積 S )等の関数として与えることができる。

0

[0050] 次に、ギャップ部の電位差 Vと印加電圧 Vとの関係を求める。

g a

ギャップ部の電位差 Vは、図 4からもゎカゝるように、印加電圧 Vに対して、ガラス部、 g a

ギャップ部、電極部の各インピーダンスに応じて分担された過渡的な (時間変化する）電圧として求められる。要素毎の各インピーダンスは、コンデンサの静電容量 C、 C

1 2

、 C及び抵抗 R、 R、 Rで決定されるので、上記式（2)、 (3)を考慮すると、ギャップ

3 1 2 3

部の電位差 Vは、各要素の材質や温度、基板の大きさ、印加電圧 Vの波形の関数 a a

として求められる。

[0051] 次に、吸着力 F、印加電圧 Vを求める式及び吸着、離脱条件との関係を求める。

a

静電力である吸着力 Fは、式（1)からわ力るように、ガラス部と電極部の間のギヤップ d、各部の材質や温度、大きさ及び印加電圧 Vの波形の関数として求められる。

a

F=f (d、 S、 p 、L、T、 V ) · · · 式（4)

0 e a

[0052] 上記式 (4)を用いる予測では、ガラス基板 11の吸着、離脱のしき、値条件として、吸着力 Fが、ガラス基板 11の密度力も求められる自重よりも、十分大きくなる条件を設け、これを通過した時間を吸着時間 t又は脱離時間 tとして使用する。

なお、上記式 (4)の関数 fについては、事前に解析的に求めておくか、又は、実験的に校正曲線を求めておき、各吸着あるいは離脱時の入力条件に対する吸着力を求められるように準備しておけばよい。

[0053] 本実施例の効果を確認するため、従来の吸着離脱方法におけるガラス基板の吸着離脱の時間を測定すると共に、本実施例の一番単純な電圧パターンを用いて、ガラス基板の吸着離脱の時間を測定してみた。図 5 (a)が従来法における測定結果であり、図 5 (b)が本実施例の測定結果である。なお、本実施例の印加電圧のパターンとしては、吸着完了時間 t、保持完了時間 t、離脱完了時間 tを予め設定した時間に

1 2 3

固定し、各時間における印加電圧を、図 3における電圧 V →V →Vのように、一定 cl hi rl

としたものである。又、図 5 (a)、 (b)において、具体的な数値は省略した力電圧軸、時間軸は共に同じスケールとしている。

[0054] 図 5 (a)に示すように、従来の吸着離脱方法では、吸着動作開始 (t=0)と共に吸着電圧 [VI]にて電圧を印加し、離脱動作開始 (t = t )まで、吸着電圧 [VI]を維持

2a

し、離脱動作開始 (t=t )と共に離脱電圧 [ V2 (V2は正数) ]にて電圧を印加し、

2a

離脱動作終了 (t=t )まで、離脱電圧 [ V2]を維持している。なお、図中、電圧設

3a

定値を点線で、電流測定値を実線で示している。この印加電圧に対する印加電流値の変化を見ると、吸着電圧 [VI]の印加後、短い吸着実測時間 tでガラス基板が吸 ca

着しているにもかかわらず、離脱動作開始 (t=t )まで、吸着電圧 [VI]が維持され

2a

ている。そのため、多くの電荷が生成されてしまい、離脱動作終了（t=t )までにガラ

3a ス基板が離脱することができず、離脱動作終了 (t=t )後、しばらく時間が過ぎた後

3a

、やっと、離脱できている。

[0055] これに対して、本実施例の吸着離脱方法では、図 5 (b)に示すように、吸着動作開始 (t = 0)と共に吸着電圧 [VI]にて電圧を印加し、吸着検知後、吸着完了時間 (t= t )まで、吸着電圧 [VI]を維持した後、吸着完了時間 (t=t )後、離脱動作開始 (t=

1 1

まで、保持電圧 [V3]を維持し、離脱動作開始 (t=t )と共に離脱電圧 [-V4 (V4

2 2

は正数) ]にて電圧を印加し、離脱動作終了（t=t )まで、離脱電圧 [—V4]を維持し

3

ている。この印加電圧に対する印加電流値の変化を見ると、吸着電圧 [VI]の印加後、ガラス基板は短い吸着実測時間 tで吸着している。そして、吸着時間 tに基づいて求められた、吸着電圧 [VI]より小さヽ保持電圧 [V3]で吸着を維持するようにしているので、印加される電流も従来と比較すると小さくなつている。そのため、過剰に電荷が生成されることはなぐ吸着時間 tに基づいて求められ、従来の離脱電圧 [ V2 ]より小さい離脱電圧 [—V4]であっても、短い離脱時間 tで、ガラス基板の離脱が終了している。

[0056] 従来の吸着離脱方法と本実施例の吸着離脱方法を比較してみると、本実施例の吸着離脱方法における離脱時間 tは、従来の吸着離脱方法における離脱時間 tの約 r ra

1Z6となっており、本実施例の吸着離脱方法における効果が顕著であることがわかる。又、離脱時間が短いことは、過剰な電荷が生成されていないことも意味し、単に、離脱時間が早くなるだけでなぐ過剰な表面電位が生成されることもないため、ガラス基板 11上のデバイスへの影響を低減できる点、パーティクル付着を低減できる点等、プロセスの面でも効果がある。

実施例 2

[0057] 図 6は、本発明に係るガラス基板の静電吸着装置の実施形態の他の一例を示す概略図である。なお、図 6においては、その構成がわ力るように、図を簡略化すると共に、実施例 1の図 1に示した構成と同等のものには同じ符号を付してある。従って、同等の構成のものについて、その詳細な説明は省略する。

[0058] 本実施例のガラス基板の静電吸着装置は、実施例 1の図 1に示したガラス基板の静電吸着装置と略同等の構成を有するものであるが、図 6に示すように、吸着板 3において、ガラス基板 11を吸着する吸着面を除く他の表面を、導電性部材からなる金属カバー 21で覆うと共に、金属カバー 21を接地したものである。吸着板 3の吸着面以外を、金属カバー 21でシールドすることにより、吸着板 3の吸着面以外の表面電位を 0とすることになり、吸着板 3にパーティクル等が帯電して付着することを防止することがでさる。

[0059] 従って、ガラス基板 11の近傍における吸着板 3において、パーティクルの付着を防止するので、ガラス基板 11を吸着板 3に吸着する際、ガラス基板 11と吸着板 3の吸着面との間にパーティクルを巻き込むことも防止され、吸着力への影響も抑制することができる。又、プロセス時におけるガラス基板 11へのパーティクルの付着も抑制することがでさる。

産業上の利用可能性

[0060] 本発明は、ガラス基板等の絶縁性基板に好適なものであり、例えば、ガラス基板を用いる有機 EL製造装置や液晶製造装置に適用可能なものである。

Claims

請求の範囲

前記第 1電極に電圧を印加する第 1電源と、

前記制御手段は、

前記ガラス基板の大きさ、比重、電気抵抗率が予め設定されると共に、前記ガラス基板の吸着に要する吸着時間、前記ガラス基板を吸着保持する保持時間、前記ガラス基板の離脱に要する離脱時間が予め設定され、

再計算した保持電圧及び離脱電圧を用いて、前記ガラス基板の吸着維持及び離脱を制御することを特徴とするガラス基板の静電吸着装置。

[2] 請求項 1に記載のガラス基板の静電吸着装置にぉ、て、

前記制御手段は、前記吸着電圧、前記保持電圧、前記離脱電圧の少なくとも 1つを、時間と共に漸減することを特徴とするガラス基板の静電吸着装置。

[3] 請求項 1又は請求項 2に記載のガラス基板の静電吸着装置にぉ、て、

前記吸着検知手段を、前記第 1電極に流れる電流を測定する第 1電流計、又は、第 2電極に流れる電流を測定する第 2電流計の少なくとも一方とすると共に、前記制御手段は、前記第 1電流計、又は、前記第 2電流計に流れる電流値の変化を検出して、前記吸着板に前記ガラス基板が吸着されたことを検知することを特徴とするガラス基板の静電吸着装置。

[4] 請求項 1又は請求項 2に記載のガラス基板の静電吸着装置にぉ、て、

前記吸着検知手段を、前記吸着板の吸着面近傍に設けた位置センサとすると共に前記制御手段は、前記位置センサを用いて、前記吸着板に前記ガラス基板が吸着されたことを検知することを特徴とするガラス基板の静電吸着装置。

[5] 請求項 1乃至請求項 4のいずれかに記載のガラス基板の静電吸着装置において、更に、前記ガラス基板の変形量を予測又は測定する変形検知手段を設け、前記制御手段は、予測又は測定された前記ガラス基板の変形量に基づいて、前記吸着力を求めることを特徴とするガラス基板の静電吸着装置。

[6] 請求項 1乃至請求項 5のいずれかに記載のガラス基板の静電吸着装置において、前記吸着板の吸着面以外の表面を覆うと共に接地された導電性部材を設けたことを特徴とするガラス基板の静電吸着装置。

[7] ガラス基板の大きさ、比重、電気抵抗率を予め設定すると共に、前記ガラス基板の吸着に要する吸着時間、前記ガラス基板を吸着保持する保持時間、前記ガラス基板の離脱に要する離脱時間を予め設定し、

前記ガラス基板の温度を測定又は予測し、

誘電体からなる吸着板の内部に配置され、互いに逆の極性となる少なくとも 1っ以上の第 1電極と少なくとも 1つ以上の第 2電極とに、再計算した保持電圧及び離脱電圧を印カ卩して、前記ガラス基板の吸着維持及び離脱を行うことを特徴とするガラス基板の吸着離脱方法。

[8] 請求項 7に記載のガラス基板の静電吸着方法にぉ、て、

前記吸着電圧、前記保持電圧、前記離脱電圧の少なくとも 1つを、時間と共に漸減することを特徴とするガラス基板の静電吸着方法。

[9] 請求項 7又は請求項 8に記載のガラス基板の吸着離脱方法にぉ、て、

前記第 1電極、又は、前記第 2電極に流れる電流値の少なくとも一方の変化を検出して、前記ガラス基板の前記吸着板への吸着を検知することを特徴とするガラス基板の吸着離脱方法。

[10] 請求項 7又は請求項 8に記載のガラス基板の吸着離脱方法にぉ、て、

前記吸着板の吸着面近傍に設けた位置センサにより、前記ガラス基板の前記吸着板への吸着を検知することを特徴とするガラス基板の吸着離脱方法。

[11] 請求項 7乃至請求項 10のいずれかに記載のガラス基板の吸着離脱方法において前記ガラス基板の変形量を予測又は測定し、予測又は測定された前記ガラス基板の変形量に基づいて、前記吸着力を求めることを特徴とするガラス基板の吸着離脱方法。

[12] 請求項 7乃至請求項 11の、ずれかに記載のガラス基板の吸着離脱方法にお！、て前記吸着板の吸着面以外の表面を覆うと共に接地された導電性部材により、前記吸着板の吸着面以外の表面の電位を 0とすることを特徴とするガラス基板の吸着離脱方法。