(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に配置された導電性材料と、
前記導電性材料で構成され、互いに異なる電圧が印加される第一、第二の電極と、
前記第一、第二の電極表面を被覆する絶縁性の保護膜と、
前記第一、第二の電極間に位置する吸着溝と、
前記吸着溝に接続され、前記吸着溝を真空排気系に接続する排気孔とを有し、
前記保護膜上に吸着対象物を配置し、前記排気孔から前記吸着溝内の気体を真空排気すると前記吸着対象物は真空吸着力によって前記保護膜上に吸着され、
前記第一、第二の電極間に電圧を印加するとグラディエント力によって前記吸着対象物は前記保護膜上に吸着されるように構成された吸着装置を製造する製造方法であって、
表面が絶縁性を有する基板の表面に前記導電性材料の膜を形成し、
前記導電性材料の膜をパターニングして前記第一、第二の電極を形成した後、前記第一、第二の電極膜の表面に前記保護膜を５０μｍ以上１００μｍ以下の厚みに形成し、
前記吸着溝の底部を前記第一、第二の電極の表面よりも深くし、前記吸着溝の深さを前記導電性材料の膜厚にする吸着装置の製造方法。
【請求項２】
前記吸着溝を、前記第一又は第二の電極のうち、いずれか一方によって取り囲んで形成する請求項１記載の吸着装置の製造方法。
【請求項３】
前記導電性材料の前記膜のパターニングの際に、前記第一、第二の電極の外周よりも外側と前記吸着溝の一端とを接続する開口を形成し、前記排気孔を前記吸着溝の他端に配置する請求項１記載の吸着装置の製造方法。
【請求項４】
前記導電性材料の膜をパターニングして前記第一、第二の電極を形成する際に、前記導電性材料の膜のパターニングによって、前記第一、第二の電極と離間した第三の電極を形成し、前記第三の電極によって、前記第一、第二の電極と前記吸着溝とを取り囲む請求項１記載の吸着装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸着装置の製造方法にかかり、特に、絶縁性の基板を吸着できる吸着装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、真空装置内で基板を保持するために吸着装置が使用されている。導電性の基板（半導体基板など）を保持する場合は保持対象物との間にコンデンサを形成し、その静電容量で保持することができる。
【０００３】
しかし、液晶表示装置の基板ような絶縁性基板（ガラス基板など）の場合はコンデンサを形成できないため、絶縁性基板を電極が形成する不均一電界中に置き、グランジェント力（ｇｒａｄｉｅｎｔ力）によって保持している(特開２００１−３５９０７)。
グラディエント力を用いた吸着装置は既に大型基板の液晶表示装置の生産に用いられており、液晶滴下貼り合せ装置の中の重要な構成となっている(特開２００２−２２９０４４の図８)。
【０００４】
実際の装置では、先ず、大気中で真空吸着によってガラス基板を吸着保持し、真空槽内に搬入した後、真空槽内を真空雰囲気にするまでに、ガラス基板の保持力を真空吸着力から静電気力又はグラディエント力に切換える必要がある。従って、一台の吸着装置で二種類の吸着力を発生させる必要がある。
最近は液晶表示装置等の表示装置が増々大型化し、大型ガラス基板の保持するための強い保持力が要求されている。
【０００５】
図６の符号１１１は、従来技術の吸着装置を示している。符号１１１ａは、内部構造を説明するための平面図、符号１１１ｂ、１１１ｃは、それぞれＦ−Ｆ線、Ｇ−Ｇ線切断断面図である。
この吸着装置１１１は、絶縁性の基板１２１上に第一、第二の電極１２３ａ、１２３ｂが配置されている。
【０００６】
第一、第二の電極１２３ａ、１２３ｂは、所定間隔で離間されており、吸着装置１１１には、第一、第二の電極１２３ａ、１２３ｂの表面と、その間に位置する絶縁性の基板１２１の表面とを覆う絶縁性の保護膜１２４が形成されている。
保護膜１２４には、有底の溝から成る吸着溝１２６が形成されておいる。
【０００７】
吸着溝１２６の一部底面には、基板１２１の裏面まで貫通する排気孔１２７が形成されている。
【０００８】
排気孔１２７を真空排気系に接続し、吸着装置１１１の第一、第二の電極１２３ａ、１２３ｂが形成された面を鉛直下方に向けそれら表面の保護膜１２４をガラス基板等の吸着対象物に密着させる。そして、排気孔１２７から吸着溝１２６内の大気を真空排気すると、吸着対象物は吸着装置１１１の表面に真空吸着され、真空吸着力によって保持される。
【０００９】
第一、第二の電極１２３ａ、１２３ｂ間に電圧を印加すると、吸着対象物は第一、第二の電極１２３ａ、１２３ｂ間に形成される電界の中に置かれ、グラディエント力によって吸着装置１１１に吸着される。
【００１０】
次に、真空槽内を真空排気すると真空吸着力は消滅し、吸着対象物はグラディエント力によって保持された状態になる。
グラディエント力を発生させる場合、吸着対象のガラス基板と電極の間の距離は短い程有利であるが、吸着溝１２６のパターンと第一、第二の電極１２３ａ、１２３ｂのパターンとは、相互に独立に設計されていたため、吸着溝１２６と第一、第二の電極１２３ａ、１２３ｂとが交差していた。
【００１１】
図７(ａ)は吸着溝１２６のパターン、同図(ｂ)は第一、第二の電極１２３ａ、１２３ｂのパターンである。
吸着溝１２６の深さは深い方が真空吸着力は強くなるが、そのために保護膜１２４の膜厚を厚くするとグラディエント力が弱くなってしまう。
【００１２】
第一、第二の電極１２３ａ、１２３ｂには高電圧が印加されるため、絶縁性の保護膜１２４で覆っておく必要があるが、第一、第二の電極１２３ａ、１２３ｂが吸着溝１２６の底面に露出せず、第一、第二の電極１２３ａ、１２３ｂ上の保護膜１２４の膜厚Ｔ12が確保されるためには、吸着溝１２６の深さＤ11は、第一、第二の電極１２３ａ、１２３ｂ上の保護膜１２４の膜厚Ｔ11よりも十分浅くする必要がある。
【００１３】
吸着溝１２６の深さは最低でも３０μｍが必要であるが、充分な真空吸着力を得るには、１００〜１５０μｍの深さが望ましいのに対し、グラディエント力を強くするため、保護膜１２４の膜厚を３００μｍ以下にすると、吸着溝１２６の深さは５０μｍ程度になり、真空吸着力が弱くなっていた。
【特許文献１】特開２００１−３５９０７号公報
【特許文献２】特開２００２−２２９０４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上記従来技術の課題を解決するために創作されたものであり、絶縁性の基板に対するグラディエント力と真空吸着力を大きくできる吸着装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するため、本発明は、基板上に配置された導電性材料と、前記導電性材料で構成され、互いに異なる電圧が印加される第一、第二の電極と、前記第一、第二の電極表面を被覆する絶縁性の保護膜と、前記第一、第二の電極間に位置する吸着溝と、前記吸着溝に接続され、前記吸着溝を真空排気系に接続する排気孔とを有し、前記保護膜上に吸着対象物を配置し、前記排気孔から前記吸着溝内の気体を真空排気すると前記吸着対象物は真空吸着力によって前記保護膜上に吸着され、前記第一、第二の電極間に電圧を印加するとグラディエント力によって前記吸着対象物は前記保護膜上に吸着されるように構成された吸着装置を製造する製造方法であって、表面が絶縁性を有する基板の表面に前記導電性材料の膜を形成し、前記導電性材料の膜をパターニングして前記第一、第二の電極を形成した後、前記第一、第二の電極膜の表面に前記保護膜を５０μｍ以上１００μｍ以下の厚みに形成し、前記吸着溝の底部を前記第一、第二の電極の表面よりも深くし、前記吸着溝の深さを前記導電性材料の膜厚にする吸着装置の製造方法である。
また、本発明は、前記吸着溝を、前記第一又は第二の電極のうち、いずれか一方によって取り囲んで形成する吸着装置の製造方法である。
また、本発明は、前記導電性材料の前記膜のパターニングの際に、前記第一、第二の電極の外周よりも外側と前記吸着溝の一端とを接続する開口を形成し、前記排気孔を前記吸着溝の他端に配置する吸着装置の製造方法である。
前記導電性材料の膜をパターニングして前記第一、第二の電極を形成する際に、前記導電性材料の膜のパターニングによって、前記第一、第二の電極と離間した第三の電極を形成し、前記第三の電極によって、前記第一、第二の電極と前記吸着溝とを取り囲む吸着装置の製造方法である。
【発明の効果】
【００１６】
真空吸着力とグラディエント力の両方が強い吸着装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図４の符号１０は、本発明によって製造した吸着装置を用いた真空処理装置を示している。
この真空処理装置１０は、真空槽４１と、本発明の第一例の吸着装置１１(又は後述する各例の吸着装置１２、１３)とを有している。
【００１８】
真空槽４１の外部には、高真空排気系４２と低真空排気系４３が設けられている。真空槽４１は、バルブ４５を介して高真空排気系４２に接続されており、高真空排気系４２を動作させてバルブ４５を開状態にすると、真空槽４１の内部を高真空雰囲気まで真空排気できるように構成されている。吸着装置１１は切替装置４４を介して高真空排気系４２と低真空排気系４３の両方に接続可能に構成されており、切替装置４４内の三方弁を切換えることで、高真空排気系４２と低真空排気系４３のいずれかに接続されるようになっている。
【００１９】
吸着装置１１の構造を図１に示す。同図符号１１ａは内部構造を説明するための平面図、符号１１ｂ、１１ｃは、それぞれそのＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線切断断面図である。
この吸着装置１１は、少なくとも表面が絶縁されている基板２０を有している。ここでは基板２０は、金属基板２１と、該金属基板２１の表面に形成された絶縁膜２２とで構成されている。
【００２０】
基板２０の表面には、パターニングされた導電性材料膜から成る第一、第二、第三の電極２３ａ、２３ｂ、２３ｃが配置されている。第一〜第三の電極２３ａ〜２３ｃは、電気導電性を有する導電性材料の膜を形成した後、エッチング等でパターニングしたり、スクリーン印刷によって直接パターニングした導電性材料膜を形成し、第一〜第三の電極２３ａ〜２３ｃとすることもできる。
【００２１】
第一〜第三の電極２３ａ〜２３ｃは互いに所定間隔を開けて配置されており、その間には基板２０表面(ここでは絶縁膜２２)が位置している。
前記第一〜第三の電極２３ａ〜２３ｃの間隔は２ｍｍ以下であり、第一〜第三の電極２３ａ〜２３ｃの幅は４ｍｍ以下である。
【００２２】
第一、第二の電極２３ａ、２３ｂは櫛の歯状であり、互いにかみ合うように配置されている。第三の電極２３ｃはリング状であり、第一、第二の電極２３ａ、２３ｂを所定間隔を開けて囲んでいる。
【００２３】
第一〜第三の電極２３ａ〜２３ｃの表面と、その間に位置する基板２０の表面には、絶縁性の保護膜２４が形成されており、第一〜第三の電極２３ａ〜２３ｃの間には、底面と側面に保護膜２４が露出する吸着溝２６が形成されている。
吸着溝２６の深さＤ1は、第一〜第三の電極２３ａ〜２３ｃを構成する導電性材料膜の厚みＴ3と同じ大きさであり、Ｄ1＝Ｔ3である。
【００２４】
保護膜２４の厚さをＴ2とすると、導電性材料膜は導電性ペーストの塗布・焼成等の方法によって厚く形成されており、保護膜２４は、ＣＶＤやＰＶＤによって薄く形成されており、Ｔ2＜Ｔ3にされている。その結果、吸着溝２６の底面は、第一〜第三の電極２３ａ〜２３ｃの上端よりも低くなり、第一〜第三の電極２３ａ〜２３ｃ上では、膜厚Ｔ2が小さい保護膜２４を有し、且つ、深さＤ1が大きい吸着溝２６を有する吸着装置１１が得られている。
【００２５】
吸着溝２６の一部は、第一、第二の電極２３ａ、２３ｂ間の最短距離よりも幅広に形成されており、幅広に形成された部分の底面には、基板２０の裏面まで貫通する排気孔２７が設けられている。
この排気孔２７は、基板２０の裏面部分で切替器４４に接続されている。
【００２６】
図４の符号１５は、ガラス基板等の絶縁性の吸着対象物である。
先ず、吸着装置１１は、保護膜２４が下方に向くように配置し、吸着対象物１５の上方位置で静止させ、吸着対象物１５と吸着装置１１とを近づけ、吸着装置１１の保護膜２４を吸着対象物１５の表面に接触させる。
【００２７】
第三の電極２３ｃ上の保護膜２４の高さは、第一、第二の電極２３ａ、２３ｃ上の保護膜２４の高さと同じであり、第三の電極膜２３ｃ上の保護膜２４が吸着対象物１５と密着すると、吸着溝２６は吸着対象物１５によって蓋がされた状態になる。吸着溝２６は、第三の電極２３ｃを構成する導電性材料によって囲まれているから、吸着溝２６の内部は吸着装置１１の周囲の雰囲気から遮断されている。
【００２８】
ここでは第一〜第三の電極２３ａ〜２３ｃ上の保護膜２４の表面は同じ高さであり、第三の電極２３ｃ上の保護膜２４が吸着対象物１５と接触する場合は、第一、第二の電極２３ａ、２３ｂ上の保護膜２４の表面も吸着対象物１５と接触する。
ハンドラー１０１によって真空吸着した状態で吸着対象物１５を移動させ、真空槽４１内に搬入する。
【００２９】
吸着対象物１５を吸着装置１１に接触させる際には、予め切替器４４によって吸着装置１１を低真空排気系４３に接続し、吸着対象物１５と吸着装置１１とが密着した後、低真空排気系４３によって吸着溝２６内を真空排気すると、吸着溝２６の内部の気体が真空排気され、吸着溝２６の内部が数分の一気圧に減圧される。吸着対象物１５及び吸着装置１１の周囲雰囲気は大気圧であり、吸着溝２６との差圧により、吸着対象物１５は吸着装置１１に真空吸着される。
その程度の差圧でも、真空吸着力は吸着対象物１５を持ち上げるのに十分な大きさである。
【００３０】
基板２０には裏面又は側面から配線が挿通されており、第一〜第三の電極２３ａ〜２３ｃは、その配線を介して電源装置４８に接続されている。
真空槽４１は接地電位に接続されており、電源装置４８を動作させ、第一、第二の電極２３ａ、２３ｂに電圧を印加する。
【００３１】
第一、第二の電極２３ａ、２３ｂには、互いに逆極性の電圧を印加する。即ち、第一の電極２３ａに正電圧を印加する場合には第二の電極２３ｂには負電圧を印加し、逆に第一の電極２３ａに負電圧を印加する場合には第二の電極２３ｂには正電圧を印加する。
第三の電極２３ｃは、第一の電極２３ａ又は第二の電極２３ｂのいずれか一方と短絡されており、第一又は第二の電極２３ａ、２３ｂと同じ電圧が印加される。
【００３２】
第一、第二の電極２３ａ、２３ｂ間に電圧が印加されると、その間に形成される電界によってグラディエント力が発生する。絶縁性の吸着対象物１５は、真空吸着力に加えてグラディエント力によっても吸着装置１１に吸着される。
【００３３】
形成されたグラディエント力は単独でも吸着対象物１５を保持可能な大きさであり、吸着対象物１５がグラディエント力によっても保持された後、真空槽４１を高真空排気系４２に接続し、高真空排気系４２によって真空槽４１内を真空排気する。
【００３４】
高真空排気系４２により、真空槽４１内の吸着装置１１及び吸着対象物１５の周囲の圧力が低下し、差圧が小さくなると真空吸着力は消滅するが、真空槽４１内が吸着溝２６内の圧力よりも低くなった場合は、吸着溝２６内の残留気体により、吸着力ではなく、吸着対象物１５を吸着装置１１から離間させる反発力が発生してしまう。
【００３５】
この真空処理装置では、真空槽４１内を高真空排気系４２によって真空排気する際、切替器４４によって、吸着装置１１の接続を低真空排気系４３から高真空排気系４２に切り換え、吸着溝２６内を真空槽４１内と共に高真空排気系４２によって真空排気する。
【００３６】
高真空排気系４２によれば、低真空排気系４３によるよりも吸着溝２６内を低圧力まで真空排気でき、真空槽４１と吸着溝２６内を同じ高真空排気系４２によって一緒に真空排気するので、大きな反発力は発生せず、グラディエント力によって吸着対象物１５は吸着装置１１に保持された状態が維持される。
【００３７】
真空処理装置１０がスパッタ装置や蒸着装置の場合、真空槽４１内にターゲットや蒸着源が配置されており、吸着対象物１５は吸着装置１１に保持された状態で薄膜が形成される。
【００３８】
真空処理装置１０がパネル封止装置である場合、吸着装置１１に保持された吸着対象物１５は、真空槽４１内に配置された他の基板と位置合わせされ、貼り合わされる。
【００３９】
以上説明したように、本発明によって製造した吸着装置１１では、第一〜第三の電極２３ａ〜２３ｃを構成する導電材料を厚くしても、電極上の保護膜２４が薄くならないので、容易に吸着溝２６を５０μｍ以上に深くすることができる。
【００４０】
第一、第二の電極２３ａ、２３ｂ間の電界強度は絶縁破壊が起こらない範囲で大きい方がよく、３×１０6Ｖ／ｍ以上の強度の電場を形成することが望ましい。
保護膜２４については、厚い方が寿命が長くなるがグラディエント力は弱くなってしまうため、１００μｍ以下の厚みが好ましい。
【００４１】
次に、本発明によって製造した他の例について説明する。
下記第二例及び第三例の吸着装置１２、１３については、第一例の吸着装置１１と同じ部材には同じ符号を付して説明を省略する。
【００４２】
第一例の吸着装置１１では、吸着溝２６を第一、第二の電極２３ａ、２３ｂとは離間した第三の電極２３ｃで囲ったが、図２の第二例の吸着装置１２のように、第三の電極を設けず、吸着溝２６を第一又は第二の電極(この吸着装置１２では第二の電極２３ｂ)で囲んでもよい。
【００４３】
図２の符号１２ａは、第二例の吸着装置１２の内部構造を説明するための平面図、同図符号１２ｂ、１２ｃは、Ｃ−Ｃ線、Ｄ−Ｄ線切断断面図である。
【００４４】
また、図３に示した第三例の吸着装置１３のように、吸着溝２６が完全に導電性材料で囲まれておらず、一部に開口２８が形成されていてもよい。この場合、開口から遠い位置に排気孔２７を設け、排気孔２７と開口２８の間のコンダクタンスが小さくなるようにし、吸着溝２６内が数分の一気圧の圧力まで真空排気されるようにすればよい。
【００４５】
図３の符号１３ａは第三例の吸着装置１３の内部構造を説明するための平面図、同図符号１３ｂは、そのＥ−Ｅ線切断断面図である。
上記は基板２０を、金属板２１と絶縁膜２２の積層体で構成させたが、絶縁性の板を基板にしてもよい。
【００４６】
膜厚の厚い保護膜２４を形成した後、第一〜第三の電極２３ａ〜２３ｃ上の部分を残して保護膜をエッチングすると、一層深い吸着溝２６を形成することもできる。
なお、上記第一例〜第三例の吸着装置１１〜１３の平面図では、第一〜第三の電極２３ａ〜２３ｃのパターンは簡略化してある。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の製造方法によって得られる第一例の吸着装置
【図２】本発明の製造方法によって得られる第二例の吸着装置
【図３】本発明の製造方法によって得られる第三例の吸着装置
【図４】本発明の製造方法によって得られる吸着装置を用いた真空処理装置を説明するための図(１)
【図５】本発明の製造方法によって得られる吸着装置を用いた真空処理装置を説明するための図(２)
【図６】従来技術の吸着装置
【図７】(ａ)：その吸着溝のパターン  (ｂ)：その電極パターン
【符号の説明】
【００４８】
１０……真空処理装置
１１〜１３……吸着装置
２０……基板
２３ａ……第一の電極
２３ｂ……第二の電極
２４……保護膜
２６……吸着溝
２７……排気孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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