(57)【要約】【課題】絶縁性の液晶基板からなるウェハＷを平坦に精度良く吸着できないという課題があった。【解決手段】板状セラミックス体の上に電極を備え、該電極を覆うようにポリイミドを主成分とする絶縁層を備え、該絶縁層の上面にウェハを載せる載置面とした静電チャックであって、前記板状セラミックス体のヤング率を３５０ＧＰａ以上とする。  【選択図】      図１
2005203624.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状セラミックス体の上に絶縁層を備え、該絶縁層の上面に電極を備え、該電極を覆うようにポリイミドからなる絶縁層を備えた静電チャックであって、前記板状セラミックス体のヤング率が３５０ＧＰａ以上であることを特徴とする静電チャック。
【請求項２】
板状セラミックス体の上に電極を備え、該電極を覆うようにポリイミドからなる絶縁層を備え、該絶縁層の上面をウェハを載せる載置面とした静電チャックであって、前記板状セラミックス体のヤング率が３５０ＧＰａ以上であることを特徴とする静電チャック。
【請求項３】
上記板状セラミックス体のヤング率が４５０ＧＰａ以下であることを特徴とする請求項１または２記載の静電チャック。
【請求項４】
上記板状セラミックス体のアルミナ含有量が９０質量％以上であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の静電チャック。
【請求項５】
上記板状セラミックス体の厚みが３〜２００ｍｍであることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の静電チャック。
【請求項６】
上記板状セラミックス体の幅が２０〜５００ｍｍであることを特徴とする請求項５に記載の静電チャック。
【請求項７】
上記絶縁層の厚みが１０〜２００μｍである事を特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の静電チャック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ガラス基板製造装置においてガラス基板である絶縁性基板を静電気力で吸着し保持する静電チャックに関するものであって、特に、液晶注入工程に使用される静電チャックに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶ガラス基板製造装置等において、上面に導電性の膜を備えたガラス基板や、その上面や下面に導体層のない所謂素ガラスの絶縁性基板からなるウェハＷを固定・搬送するには、これまでクランプリングや真空吸着装置が採用されていた。しかしながら、ウェハＷの大型化やスループットの向上に伴い、半導体ウェハの固定に用いられている静電チャックの採用が検討されている。
【０００３】
特に液晶基板製造工程において重要な工程である液晶注入工程として、上下２枚のガラス基板を上下一対の静電チャックを用いて上下から精度良く吸着固定し、数十μｍの均一なすき間を保持しながらガラス基板間の全面に均一に液晶を注入する工程がある。
【０００４】
液晶製造工程に用いられる静電チャックの構造は一般に半導体製造工程に用いられる静電チャックと類似の原理に基づくものであり、その構造や静電吸着機能を発現させる電極の形状も略同一のものが使用されている。
【０００５】
例えば、図３に示す特許文献１の静電チャック１０は、アルミニウム製の基板３０の上にポリイミド製の絶縁膜４０を形成し、さらにその上に一対の静電電極５０を設け、該静電電極を覆うようにポリイミド樹脂からなるフィルムを接着し絶縁層６０とし、その上を載置面６０ａとして、該載置面６０ａにウェハＷを載せ静電電極５０の間に電圧を印加してウェハＷを吸着するものが多く実用化されている。このようなアルミニウムを基板３０とした構造の静電チャック１０は、軽量であり、容易に入手できるものであり、かつ安価に製造が可能である。
【０００６】
また、基板３０をセラミックス製とした静電チャックが特許文献２に開示されている。この基板３０はヤング率の小さな低純度のＢＮ等のセラミックス材料からなり、この基板３０の上に静電電極５０を設け、さらにその上面にシリコンゴムやフッ素ゴムからなる弾性体の絶縁層６０を形成した構造となっている。
【０００７】
そして、液晶ガラス基板のように絶縁体であるウェハＷにおいて大きな吸着力を得るには絶縁層の厚みを小さくする。或いは、吸着電極の間に高電圧を印加することが検討されている。
【特許文献１】特許２１３０３７５公報
【特許文献２】特開平１１−２９７８０４号公報
【特許文献３】特開平４−２３７１４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記基板をアルミニウムとした静電チャックは、静電チャックを液晶製造装置にネジ締め等で機械的に固定されるが、この際に基板のヤング率が小さいと締め付け力で基板が変形して載置面が変形することからウェハＷを平坦に吸着できないとの課題があった。載置面に変形があると液晶基板製造装置工程、特に液晶注入工程で使用される場合において、液晶基板への液晶注入厚みの均一性を低下させてしまう。つまり、液晶注入工程において被吸着物であるガラス基板は、上下の２枚が一対となり、それぞれのガラス基板が、上下に固定された静電チャックの上下の一対の載置面でそれぞれ吸着され、液晶を注入する為に所定の隙間が形成されるが、静電チャックの載置面が変形しているとガラス基板間の隙間も均一性が損なわれるとの課題があった。
【０００９】
また、アルミニウムはヤング率が小さく機械加工が容易な材料であるが、アルミニウムからなる基板を精密機械加工する際、基板固定時の負荷や機械加工時の負荷により容易に基板が変形し平坦な面を加工し難い。このため、基板を平面加工しても加工面の精度は劣り、基板の主面の平面度を高める事が難しい。基板の主面の平面度が悪いと、載置面を形成する絶縁層の平坦度がこの基板の平坦度に倣い静電吸着面が変形した静電チャックとなるとの課題があった。近年、液晶基板のサイズの大型化に伴い、製造工程に用いられる静電チャックも大型化してきているが、大型化とともに加工精度が悪くなるとの課題があった。
【００１０】
また、基板をセラミックスとしてその上面にシリコンゴムやフッ素ゴムからなる弾性体の絶縁膜を形成した静電チャックでは、基板が３００ＧＰａ以下のヤング率であるＢＮや窒化アルミニウムからなり、ヤング率が３００ＧＰａ程と小さく、平面加工時の変形が大きく、ウェハＷが大型であることから、機械的な固定により載置面が変形してしまうという問題があった。さらに、この発明によるゴム製の弾性体は変形を吸収し、被吸着物と密着性が良く吸着させやすいという利点があるものの、これらのゴム系の材料は耐電圧特性が低く、静電電極に大きな電圧を印可する事ができないという問題点があった。吸着力を大きくするには、絶縁層の厚みを小さく、かつ印加電圧を大きくする事が効果的であるが、ゴム系弾性体では、印加電圧を大きくすると絶縁層が絶縁破壊を起こし大きな電圧を印加できないことから、十分な吸着力が得られない虞があった。
【００１１】
また、ガラス等の被吸着物の表面をキズつけたり、擦れてパーティクルを発生させるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
そこで、本発明は上記課題に鑑み、板状セラミックス体の上に絶縁層を備え、該絶縁層の上面に電極を備え、該電極を覆うようにポリイミドからなる絶縁層を備えた静電チャックであって、前記板状セラミックス体のヤング率が３５０ＧＰａ以上であることを特徴とする。
【００１３】
また、板状セラミックス体の上に電極を備え、該電極を覆うようにポリイミドからなる絶縁層を備え、該絶縁層の上面をウェハを載せる載置面とした静電チャックであって、前記板状セラミックス体のヤング率が３５０ＧＰａ以上であることを特徴とする。
【００１４】
さらに、上記板状セラミックス体のヤング率が４５０ＧＰａ以下あることを特徴とする。
【００１５】
また、上記板状セラミックス体のアルミナ含有量が９０質量％以上であることを特徴とする。
【００１６】
また、上記板状セラミックス体の厚みが３〜２００ｍｍであることを特徴とする。また、上記板状セラミックス体の幅が２０〜５００ｍｍであることを特徴とする。また、上記絶縁層の厚みが１０〜２００μｍである事を特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように、本発明による板状セラミックス体のヤング率が３５０〜４５０ＧＰａであって、静電電極を備え、該静電電極を覆うようにポリイミドからなる絶縁層を備えた静電チャックとすることによって、被吸着物であるウェハＷの平坦度を良好に、精度良く保持する事が可能で、かつ、被吸着物が液晶ガラスのような絶縁体であっても高い吸着力で保持する事が可能な静電チャックを提供できる。また、吸着面がポリイミドである為、セラミックス製静電チャックのように吸着時にパーティクルやキズを発生させる事がない静電チャックを提供する事ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を、液晶製造装置の製造工程で用いる静電チャックを例にとって説明する。
【００１９】
図１は本発明の静電チャック１の一例を示す斜視図であり、図２は図１のＸ−Ｘ線断面図である。
【００２０】
静電チャック１は、被吸着物である液晶基板等のウェハＷと略同等の大きさを有する板状セラミックス体３の一方の主面に絶縁膜４を備え、該絶縁膜４の上に一対の静電電極５と、該静電電極５を覆うポリイミド製の絶縁層６を備え、該絶縁層６の上面をウェハＷを載せる載置面６ａとし、前記の静電電極５に通電する給電端子７を板状セラミックス体３の下面に接合している。
【００２１】
そして、載置面６ａ上に液晶基板等の絶縁性のウェハＷを載せ、上記一対の静電電極５の間に直流電圧を印加することにより静電吸着力を発現させて、載置面６ａの上にウェハＷを吸着固定することができる。
【００２２】
次に、絶縁層６を形成する材料は、ポリイミドが好ましい。ＢＮセラミックスやゴム等の材料の耐電圧が１７ＫＶ／ｍｍ程度であるのに較べてポリイミドは、格段に高い耐電圧特性を有している。絶縁性の基板からなるウェハＷを強固に吸着するには１０００Ｖ程の高電圧を静電電極５に印加する必要があり、ポリイミドは、耐電圧特性が３００ｋＶ／ｍｍ以上と大きく好適である。
【００２３】
また、板状セラミックス体３は、大きなヤング率を有する炭化珪素質セラミックス、窒化珪素質セラミックス等の窒化物や炭化物セラミックス或いは純度の高いアルミナ等でヤング率が３５０ＧＰａ以上のものであり、ヤング率は４５０ＧＰａ以下であることが好ましい。これは、板状セラミックス体３のヤング率が３５０ＧＰａ以上とすると、板状セラミックス体３の主面を機械加工する際に、アルミニウムのようにヤング率が小さくないことから機械加工時の変形を防ぎ、主面の平坦度や平行度を被吸着物である液晶基板等に要求される精度である１０μｍ以下程度に小さくすることができるからである。
【００２４】
板状セラミックス体３の変形が小さいことから、液晶製造装置に静電チャック１を強固に固定しても板状セラミックス体３の変形量が極めて小さく好ましい。しかし、板状セラミックス体３のヤング率が３５０ＧＰａを下回ると、大型の液晶基板を吸着すると静電チャック１の載置面６ａの平坦度が被吸着物である液晶基板等に要求される精度である１０μｍ以下程度を越えて大きくなり好ましくない。一方、ヤング率が４５０ＧＰａを越えて大きいものは硬度も大きくなる傾向があり、液晶製造装置に静電チャック１を取り付けると液晶製造装置の取り付け面に傷を発生させる虞があり好ましくない。より好ましくは板状セラミックス体３のヤング率は３８０〜４００ＧＰａである。このような板状セラミックス体３としては、炭化珪素質セラミックスや窒化珪素質セラミックス、純度９０％以上のアルミナ質材料が好適である。
【００２５】
特に、ＳｉＣ等の非酸化物材料は、一次原料が高価であったり、高価な高純度ガスを使用して焼成する為、材料単価が高価であるが、アルミナ質セラミックスは、比較的安価に製造できる為、実用に適している。しかしながら、全てのアルミナ質セラミックスが本発明の用件を満たしているわけではない。通常、アルミナ質セラミックスは、焼結助剤を添加して焼結性を高めている。アルミナの一次原料に、ＳｉＯ２やＭｇＯ、ＣａＯ等の焼結助剤を数十％添加したアルミナ材料は焼結性が良好となり比較的低い焼成温度で緻密なアルミナ焼結体を得ることができる。しかしながら、このような純度の低いアルミナ材料のヤング率は純度の高いアルミナ材料に較べて小さい。これは、焼結助剤が主にガラス質の変形しやすい結晶粒界層を形成する為、弾性変形しやすくなっていることが影響している。一方、アルミナ含有量が９０％以上のセラミックス材料は、焼結助剤が少なく、結晶粒界層が少ない為、ヤング率が３５０ＧＰａ以上となり好ましい。特に、純度９９％以上のアルミナ材料のヤング率は、３８０ＧＰａ以上と大きく、板状セラミックス体３として更に好ましい。
【００２６】
次に、上記の板状セラミックス体３の大きさについて説明する。
【００２７】
板状セラミックス体３の厚みは、３〜２００ｍｍが好ましい。その理由は、３ｍｍ以下では、板状セラミックス体のヤング率が大きくても厚みが小さ過ぎることから機械加工時の応力により板状セラミックス体３の主面が変形したり、液晶製造装置に静電チャック１を取り付けると固定時に変形する虞があるからである。変形量を１０μｍ以下に抑えるには、板状セラミックス体３の厚みは３ｍｍ以上が必要である。また、厚みが３ｍｍ以下と薄いと固定の為のネジを加工するに十分な深さ方向の厚みが確保できないのである。また、板状セラミックス体３の厚みは、２００ｍｍ以下が好ましい。２００ｍｍを越えると板状セラミックス体３の重量が重くなり、板状セラミックス体３に設けられた固定用ネジ部の耐荷重を越え、破損する虞がある。セラミックスは脆性材料であり、ネジ固定部分のように集中荷重がかかると破損しやすくなる事は回避できない。更に好ましくは５〜１００ｍｍである。
【００２８】
また、板状セラミックス体３の幅は、２０〜５００ｍｍが好ましい。液晶製造装置に静電チャック１を固定するにはネジ等による機械的固定が必要となるが、強固に固定するには、１、２個では、十分に機械的に固定できず、均一な固定がし難く、セラミックスにクラックが発生する可能性がある。この為、４ヶ以上のネジを配置して均一に高いネジの締め付け力で固定する必要がありネジ止めのスペースが必要であるからである。さらに、機械加工抵抗が大きく、かつ脆性材料であるセラミックスは、Ｍ４程度のネジでないと機械加工時に塑性変形しない為、細いネジ山の先端が加工抵抗で破損し、ネジの形状を保持できず、ネジ山で締め付け力を吸収するというネジの機能を得ることが困難である。また、Ｍ４ネジのボルトで固定するのであるが、六角穴付きボルト締め付け部の頭の径は、φ７である。ボルトが干渉しないように、また、セラミックス外辺との配置の間隔を数ｍｍとすると、この固定用のネジの設置スペースは、２０ｍｍ以上とすることが好ましいのである。
【００２９】
また、板状セラミックス体３の幅は、５００ｍｍ以下が好ましい。その理由は、ヤング率の大きな板状セラミックス体３を用いても幅が５００ｍｍを越えて大きくなると機械加工時のたわみ、変形が大きくなり、加工精度が低下する。よって、載置面６ａの平坦度が被吸着物である液晶基板等に要求される精度である１０μｍ以下の良好な平坦性を持つ載置面６ａが得られない虞があるからである。また、液晶製造装置に静電チャック１を固定してもたわみが発生し載置面６ａが変形し大型基板の吸着には適さなくなる虞があるからである。さらには、幅が５００ｍｍを越える板状セラミックス体３の主面を数μｍの平坦度で加工できる装置は少なく、この点からも、５００ｍｍ以下とする事が好ましい。
【００３０】
また、上記の幅の制限から、液晶製造装置で主流になりつつある１０００ｍｍ角以上のガラス基板を吸着する液晶用静電チャックは、載置面６ａの大きさが５００ｍｍ角サイズの静電チャック１を数個並べて固定することによって、良好な、平坦性、高精度の静電チャックを提供できる。
【００３１】
また、本発明の静電チャック１のポリイミドからなる絶縁層６の厚みは、小さくした方が吸着力が大きく好ましいが、耐電圧が小さくなり絶縁破壊する虞があることから、絶縁層６の厚みは１０μｍ以上がより好ましい。また、絶縁層６の厚みは製造のしやすさ、及び絶縁破壊を考慮して大きくした方が好ましいが、厚みが大きくなると吸着力が低下する虞があり、絶縁層６の厚みは、好ましくは２００μｍ以下とすべきである。従って、液晶ガラス基板のようにウェハＷが、絶縁体である場合、絶縁層６の厚みは、１０μｍ〜２００μｍが好ましく、さらに好ましくは３０〜１００μｍである。
【００３２】
ポリイミドは、硬度がロックウエル硬度で１２０程と大きく好ましい。これに対して他のゴム、樹脂系材料は、ロックウェル硬度が５０〜１００程度と小さく、ポリイミドからなる絶縁層５は変形しにくい。ヤング率が大きなセラミックスからなる板状セラミックス体とし、かつ、ポリイミドを絶縁層とすることで、載置面６ａに大きな加重が加わっても変形の少ない本発明の静電チャック１を得ることができる。また、ポリイミドはガラスと比べ硬度が小さいことから、ウェハＷをキズつけたり、擦れてパーティクル等を発生させることも殆どない。
【００３３】
また、特許文献２に記載の一般的なゴムや樹脂系の材料に較べて、ポリイミドは圧縮強度が３５０ＭＰａと大きく、液晶注入工程に使用される静電チャックのように上下より圧縮荷重をかけるような用途で、圧縮力に対する耐加重性が大きいことから好ましい。一方、絶縁層がゴムのように容易に弾性変形すると上下でガラス基板からなるウェハＷを挟んで、液晶の充填すき間を形成しようとした時に、ゴムが変形してしまいガラス基板の間隔が変化し液晶の厚みがバラツク虞がある。
【００３４】
次に、本発明の静電チャック１の製造方法について説明する。
【００３５】
純度９９．９％の平均粒径０．８μｍのアルミナ粉末に炭酸マグネシウム粉末と酸化ケイ素とを０．８質量％添加し、溶媒とバインダーを混合しスラリーを作製した後スプレードライ処理してセラミックス粉末からなる造粒粉末を作製した。そして、該粉末をゴム形に充填し８ＭＰａの圧力でラバープレスして外形４００ｍｍの円板を作製した。そして切削加工して外形３８０ｍｍ厚み１０ｍｍの円板を作製し、ガス炉にて１６００℃で３時間焼成し板状体を得た。
【００３６】
そして、得られた板状体を研削加工して厚み８ｍｍで外形３００ｍｍの円板に機械加工した。このときの板状セラミックス体３の平坦度は３μｍとした。
【００３７】
そして、板状セラミックス体３の上面に、ポリイミド膜を絶縁膜４として直接形成した。形成する方法としては、ポリイミドシートを直接接着にて貼り付けるか、或いは、板状セラミックス体３の一方の主面にポリイミドシートを加熱圧接しても良い。また、ポリイミドの液状体を塗布して、その後加熱固化することでも形成できる。このようにポリイミドからなる絶縁膜４を形成することで、静電電極５の耐電圧特性を大きくすることができるとともに、板状セラミックス体３の表面のボイドを覆うことができ好ましい。
【００３８】
上記絶縁膜４の上に、Ｎｉ、ＳＵＳ等の薄板をエッチング加工して形成した静電電極５を貼り付けた。尚、静電電極５は、スパッタリングやＣＶＤ、により形成したＴｉＮ、Ｗ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔｉ等の金属膜や、ＮｉやＡｕメッキ、或いは、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ａｇ-Ｃｕ-Ｔｉ合金等の導電性材料で形成しても良い。静電電極５の剥離等が生じないようその厚みは、板状セラミックス体３との熱膨張差を考慮して１００μｍ以下とした方が良い。また、静電電極５が確実な導通を確保できる最小厚みとして１μｍ以上であると好ましい。従って、静電電極５の厚みは１〜１００μｍ程度であれば良く、更に好ましくは３〜３０μｍである。
【００３９】
静電電極５の形状は、半導体製造装置用の静電チャックで実用化されている一対の双極パターンであればよく、櫛歯状の形状でかつ、櫛歯の間隔を２ｍｍ以下とすると吸着力が大きく好ましい。
【００４０】
そして、静電電極５の上に、ポリイミドを絶縁膜４と同様に形成し絶縁層６とした。そして、その上面を載置面６ａとした。載置面６ａは加熱圧着することで平坦な面とすることができる。
【００４１】
次に、板状セラミックス体３の貫通孔に導電性の接着剤で静電電極５と導通をとった給電端子７を固定することができる。また、導電性の接着剤の代わりにハンダ付け等で代用することもできる。或いは、板状セラミックス体３の貫通孔をＡｇ−Ｃｕ−Ｔｉ合金、或いはＭｏ−Ｍｎの合金を用いてメタライズした後に、Ａｇ−Ｃｕのロー材を用いて真空中で給電端子７をロー付けしても良い。また、ロー材は低融点のＡｌロー材を用いることも可能である。但し、ロー付けする際は、給電端子７と板状セラミック体３との熱膨張差による応力を考えて、φ３ｍｍ程度の小径のＦｅ―Ｎｉ―Ｃｏ合金からなる給電端子７が好ましい。
【００４２】
尚、本発明の静電チャック１の例として絶縁膜４を備えた例を説明したが、緻密な板状セラミックス体３の一方の主面に直接静電電極５を形成し、絶縁層６を形成しても良い。特に相対密度が９９％以上の緻密な板状セラミックス体はボイドが少なく、ヤング率も大きくなることから好ましい。
【実施例１】
【００４３】
本発明の実施例を以下に示す。
【００４４】
ＢＮ粉末、ＳｉＣ粉末、アルミナ粉末を準備した。ＢＮ粉末には、Ｓｉ０２を２質量％焼結助剤として加え、ＳｉＣ粉末には、ホウ素０．５質量％、カーボン５質量％をそれぞれ焼結助剤として加えた。また、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）原料にはＳｉＯ２、Ｍｇ２Ｏ３の焼結助剤を約1〜２０質量％添加して３種類の原料を準備した。これらのセラミックス原料をスプレードライ法で造粒し、原料をゴム形に入れてＣＩＰ装置でプレス成形し、縦５００ｍｍ、横５００ｍｍで厚みが３０ｍｍの角板の形状に切削加工した。そして、窒素雰囲気或いは空気中で焼成した。得られた焼結体を、機械加工により縦横４００ｍｍ、厚み２０ｍｍに研削加工した。比較用として、金属Ａｌ材を用いた縦横４００ｍｍで厚みが２０ｍｍの基板も準備した。
【００４５】
そして、上記基板の一方の主面にポリイミドシートを接着した。そして、ＳＵＳの薄板をエッチング加工した双曲の櫛歯型の静電電極を作製した。双曲の静電電極間の最短距離は２ｍｍとした。この静電電極をポリイミド製の接着剤（東レ製セラミコファインＳＰ−９１０）を用いて基板に接着した。硬化条件は８０℃−１時間とした。
【００４６】
そして、上記静電電極の上に、膜厚５０μｍのポリイミドフィルム（カプトン-東レ・デユポン製）を貼り付けた。乾燥条件は１５０℃−１時間とした。そして、ポリイミド製絶縁体膜厚み５０μｍの静電チャックを作製した。比較用として、信越シリコーン製のシリコンゴムからなる５０μｍの絶縁層を形成した静電チャックを準備した。
【００４７】
そして、基板の貫通孔を通して静電電極が露出した部分と給電端子を導電性接着剤を用い接続し、貫通孔に給電端子を固定した。前記導電性接着剤はＴｈｒｅｅ  Ｂｏｎｄ社製の導電性接着剤３３８０を使用した。この導電性接着剤の硬化条件は、８０℃−６時間とした。さらに給電端子と静電電極、及び吸着端子穴の接着強度を高める為に、５０℃−１２時間の条件で硬化させた。
【００４８】
これらの静電チャックに対し、吸着力、液晶基板への液晶注入工程後の厚みバラツキを評価した。
【００４９】
先ず、吸着力の測定方法について説明する。
【００５０】
真空チャンバー内に静電チャックの載置面を垂直に固定し、設置したロードセルの先端に金属製のワイヤーを介して測定用液晶基板からなるウェハＷを取り付けた。この液晶基板は、２００ｍｍ角の板状で、継ぎ手を備えた固定ジグに機械的に固定した。ワイヤーはロードセルを介してモータで巻き上げることができ、ワイヤーの巻き上げ力によって測定用ウェハＷが垂直方向にズレた時のロードセルの読みとり値をＦＡとした。このＦＡを測定用ウェハの面積（ＳＡ）で除した数値（ＦＡ／ＳＡ）を吸着力とした。各静電チャックに対して、吸着力を測定した。尚、給電端子には、標準電圧として±２．０ＫＶ、±１．０の電圧を印加して吸着力を測定した。
【００５１】
尚、ウェハＷは、厚みが０．７ｍｍの液晶用ガラス基板で吸着面の反対の面に１μｍのＩＴＯ（インジウム−スズ酸化物）の導体膜を備えた液晶基板を測定用のウェハＷとして用いた。
【００５２】
次ぎに、液晶注入装置の上下に１対の静電チャックを取り付け、上下に２００ｍｍ角の液晶基板を吸着させた。下側の液晶基板には、液晶を所定量滴下した後、真空中で５０μｍの充填すき間が形成されるようにした。その後、下側の静電チャック固定台を縦方向、及び横方向に２ｍｍの移動ストローク範囲を設定し、縦方向、横方向にそれぞれ約１０分間稼働させることで液晶充填作業を行った。この液晶充填作業の完了後に液晶基板を評価した。
【００５３】
ここで、液晶基板の厚みバラツキについては、３次元測定機にて多点測定し、平坦度として測定し、その平坦度を厚みバラツキとして評価した。
【００５４】
これらの試験結果を表１に示す。
【表１】
2005203624.tif 000003
【００５５】
基板がアルミニウムである試料Ｎｏ．１，は、吸着力は３５０Ｐａと大きいが液晶注入したガラス基板の厚みバラツキは３０μｍと大きかった。
【００５６】
また、基板が板状セラミックス体である試料Ｎｏ．２、４の吸着力も３５０Ｐａと十分な大きさを示したが、基板のヤング率が２５０、３２０ＧＰａと小さく、液晶注入後のガラス基板の厚みのバラツキが３０、２０μｍと大きくなり使用するレベルでないことが判明した。この原因は、基板のヤング率が小さいことから基板が変形して、吸着したガラス基板が変形したことにあると考えられる。
【００５７】
さらに、試料Ｎｏ．７の絶縁層はシリコンゴムであることから、耐電圧特性が劣り、印加電圧を±１．０ＫＶとした時点で絶縁層が絶縁破壊して、吸着力を測定する事ができなかった。
【００５８】
一方、試料Ｎｏ．３、５、６の基板は板状セラミックス体からなり、そのヤング率は３７０ＧＰａ〜４１０ＧＰａと大きく、ガラス基板の厚みバラツキは１０μｍ、８μｍ、６μｍであり何れも１０μｍ以下と小さく高精度であり、好ましいことが判った。これは、本発明によるように板状セラミックス体のヤング率が３５０〜４５０ＧＰａで絶縁層がポリイミドからなる静電チャックが優れた特性を示すことがわかった。
【００５９】
特に、アルミナの純度が９０質量％以上と大きな試料Ｎｏ．５、６の板状セラミックス体は、液晶基板の厚みのバラツキが７μｍ以下と更に良好であった。これは、アルミナの方がＳｉＣよりも硬度が小さく、機械加工時の加工抵抗が小さくなることから、その結果として基板の機械加工性が良いことによるもと考えられ、加工後の基板の平坦度が小さくなっているからである。従って、板状セラミックス体のアルミナ純度が９０％以上であると剛性が大きく、かつ平面加工した面の加工精度が優れることから更に好ましいことが分った。
【実施例２】
【００６０】
実施例１で使用したアルミナ純度９９％の板状セラミックス体の厚みを変え、吸着電極としてＳＵＳの薄板電極を使い、５０μｍの厚みのポリイミドを絶縁膜とした試料Ｎｏ．８〜１２を作製した。
【００６１】
そして、実施例１と同様に液晶基板の厚みバラツキを評価した。
【００６２】
結果は、表２に示すとおりである。
【表２】
2005203624.tif 000004
【００６３】
厚みが２ｍｍの試料Ｎｏ．８は、液晶基板の厚みバラツキが７μｍとやや大きかった。ヤング率の大きな基板を使用したものの基板の厚みが小さく、基板の平面加工時にその平坦度、平行度が劣ったことが原因と考えられる。
【００６４】
また、基板の厚みが３、５０、２００ｍｍである試料Ｎｏ．９〜１１は、厚みが大きくなるにつれて液晶基板の厚みバラツキが小さくなって好ましかった。この理由は、厚みが大きくなるにつれて基板の剛性が大きくなり変形が抑制された為と考えられる。さらに、厚み３００ｍｍの基板も試料Ｎｏ．１２として作製したが、基板の重量が重く、強度の弱いネジ固定部が取り付け時に破損して、評価ができなかった。
【００６５】
本結果より、板状セラミックス体の厚みとしては３〜２００ｍｍであると更に好ましいことが分った。
【実施例３】
【００６６】
実施例１，２で用いたアルミナ純度９９％の厚み３０ｍｍの基板を用いて、基板の縦横の幅を２００、５００、及び７００ｍｍとして実施例２と同様に試料Ｎｏ．１３，１４、１５の静電チャックを作製した。そして実施例１と同様に液晶基板の厚みバラツキを測定した。
【００６７】
結果は、表３に示すとおりである。
【表３】
2005203624.tif 000005
【００６８】
幅２００ｍｍ，５００ｍｍである本発明範囲内の試料Ｎｏ．１３，１４は、液晶基板の厚みバラツキが４μｍ以下と好ましいのに対し、幅７００ｍｍの試料Ｎｏ．１５は、６μｍであり、液晶基板の厚みバラツキがやや大きかった。
【００６９】
また、装置固定用のボルトのサイズ、ボルトの配置を考えると板状セラミックス体の幅は２０ｍｍ以上とする必要がある。
【００７０】
従って、本発明の静電チャックにおいては、板状セラミックス体の幅は２０〜５００ｍｍとすることがより好ましいことが分った。
【実施例４】
【００７１】
実施例２と同様にポリイミドからなる絶縁膜の厚みを５、３０、１００、２００、及び４００μｍとした試料を作製し、それぞれ試料Ｎｏ．１６〜２０とした。
【００７２】
そして、吸着電極への印加電圧を±１、±２，±４ＫＶとして、実施例１と同様に吸着力、及び液晶基板の厚みバラツキを測定した。
【００７３】
また、吸着力の安定性を確認する為、基板の繰り返し吸着試験を行った。繰り返しの耐久試験の回数を１００回として安定して吸着が可能か確認した。
【００７４】
結果を表４に示した。
【表４】
2005203624.tif 000006
【００７５】
絶縁膜厚み５μｍの試料Ｎｏ．１６は、±１ＫＶの吸着電圧を３０回の吸着離脱を繰り返し後に絶縁破壊した。印可した時点で絶縁破壊した。耐電圧特性の優れたポリイミド材を用いたが、膜厚が薄い為、膜厚のバラツキや、膜の製造過程で欠陥等が発生した為と考えられる。  
また、絶縁膜厚みを４００μｍとした試料Ｎｏ．２０は、吸着電圧を±４ＫＶとしても、吸着力が２０Ｐａしかなく、液晶基板の厚みバラツキも７μｍと大きかった。これは液晶基板の保持力が弱かったことが原因と考えられる。また、耐久性を確認したところ４０回の吸着試験を繰り返したところで液晶基板が落下した。液晶基板の保持力として弱かったことが原因と考えられる。
【００７６】
一方、膜厚が３０μｍである試料Ｎｏ．１７は、液晶基板の厚みバラツキが、１μｍ以下とバラツキがほとんどない、極めて良好な結果であった。また、繰り返しの吸着離脱試験を１００回繰り返しても何ら問題は発生しなかった。
【００７７】
また、試料Ｎｏ．１８、１９はポリイミド絶縁膜の厚みが１００、２００μｍと大きく、吸着力がやや小さくなった。特に厚みが２００μｍの試料Ｎｏ．１９は、吸着電圧として±４ＫＶと高電圧を印加しても１００Ｐａ程度と低かったが、液晶基板の厚みバラツキは、３μｍ以下であり好ましい特性が得られた。また、繰り返しの吸着離脱試験を１００回繰り返しても何ら問題は発生しなかった。
【００７８】
なお、上記静電チャックに、より大きな吸着電圧を印可して吸着力を高めることが考えられるが、極めて大きな吸着電圧となる為、吸着電圧供給する電源装置も大型で特殊な電源装置となり実用的でない。
【００７９】
従って、絶縁層の厚みは、１０〜２００μｍとすることが好ましく、さらに好ましくは、３０〜１００μｍとする必要があることが分った。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の静電チャックを示す斜視図である。
【図２】図１のＸ-Ｘ断面図である。
【図３】従来の静電チャックを示す断面図である。
【符号の説明】
【００８１】
１、１０：静電チャック
２、２０：静電電極
３：板状セラミックス
３０：基板
４、４０：絶縁膜
５、５０：静電電極
６、６０：絶縁層
６ａ、６０ａ：載置面
７、７０：給電端子
８、８０：電源
Ｗ：液晶用ガラス基板
【図１】
2005203624.tif 000007
【図２】
2005203624.tif 000008
【図３】
2005203624.tif 000009