(57)【要約】【課題】  板状の基材を水平に吸着支持するチャック台において、基材を吸着支持する面の平面度を、機械加工精度を上げなくても、高精度に調整することの可能な基材用チャック台を提供する。【解決手段】  チャック台１３を、基材８を載置するための支持面１４ａを備えた定盤１４と、その定盤１４を３個のベッセル点Ｐで支持するベッセル点支持具１５と、その定盤１４を、ベッセル点以外の領域で支持すると共に定盤の支持高さを調整可能な複数の可調整支持具１６を備えた構成とし、可調整支持具１６による支持高さの調整によって定盤の支持面１４ａの平面度を調整可能とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材を載置するための支持面を備えた定盤と、該定盤をベッセル点で３点支持する３個のベッセル点支持具と、前記定盤を、ベッセル点以外の領域で支持すると共に前記定盤の支持高さを調整可能な複数の可調整支持具を備えていることを特徴とする基材用チャック台。
【請求項２】
前記可調整支持具が圧電素子で構成されていることを特徴とする請求項１記載の基材用チャック。
【請求項３】
前記３個のベッセル点支持具の少なくとも２個が、前記定盤の支持高さを調整可能な機能を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載の基材用チャック台。
【請求項４】
前記定盤が厚さ７５〜１２５ｍｍの石定盤で形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の基材用チャック台。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス基板等の板状の基材を水平に載せて支持するために用いる基材用チャック台に関し、特に、１辺が１５００ｍｍ以上となるような大型の基材を支持するために用いるのに好適な基材用チャック台に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ガラス基板等の板状の基材を水平に且つ高精度の平面度となるように支持する基材用チャック台が使用されており、その一つの例がダイコート方式の塗工装置に見られる。図６は従来の基材用チャック台を用いたダイコート方式の塗工装置を示す概略斜視図、図７はその主要部分の概略断面図である。図６、図７において、塗工装置１は、ベース２と、そのベース２に保持され、上面に、塗工を施されるべきガラス基板等の板状の基材８を水平に吸着支持する支持面３ａを備えたチャック台３と、ベース２の両側縁上面に設けられたガイド手段４と、そのガイド手段４に往復動するように保持された移動台５と、その移動台５を往復移動させる駆動装置（図示せず）と、移動台５に昇降するように設けられたヘッド保持部材６と、そのヘッド保持部材６を昇降させる駆動装置（図示せず）と、ヘッド保持部材６に保持され、塗工液を膜状に吐出するスリットを備えたダイヘッド７と、そのダイヘッド７に塗工液を供給する液供給系（図示せず）等を備えており、塗工に当たっては、チャック台３の支持面３ａに基材８を吸着支持させた状態で、ダイヘッド７を基材８の塗工開始位置の上方に位置決めし、その位置でダイヘッド７を、基材８に対する塗工に適した高さ位置（例えば、ダイヘッド７の吐出スリット下端と基材８上面の距離が３０μｍ程度となる位置）に降下させ、ダイヘッド７から塗工液を膜状に吐出しながらそのダイヘッド７を基材８に沿って移動させて行くことで、基材８の上面に塗工を行っていた。
【０００３】
この種の塗工装置において、基材８の上面に一定膜厚の塗工を行うには、ダイヘッド７の吐出スリット下端と基材８上面との距離（塗布ギャップ）が高精度で一定となっている必要があり、そのためには、基材８の上面に精密な平面度が要求される。そこで、従来はチャック台３として、グラナイトなどの石定盤が用いられ、その上面を高精度に機械加工して高精度の平面度を得ている。また、チャック台３に用いられる石定盤は、通常、３００ｍｍ程度の厚い、剛性の大きいものであり、ベース２に保持させた際に自重等によってたわんで上面の平面度が低下することが無いようにしている。
【０００４】
近年、塗工装置で扱う基材の大型化が進んでいる。例えば、大型基材を扱う例として、液晶ディスプレイに用いられるカラーフィルターが挙げられ、近年、第６世代（１５００×１８００ｍｍ）の開発が進んでいる。この第６世代に対応するには、石定盤で形成するチャック台３の寸法も、１５００×１８００ｍｍ以上の大きさが必要となる。現在の研磨技術では、このような大面積の石定盤の平面度は、２０μｍが限度である。石定盤が仮に高精度の２０μｍの平面度の場合、塗工開始時（ビード形成時）のダイヘッド７の吐出スリット下端と基材８上面との距離を３０μｍに設定して塗工を行うと、大型の基材８に厚みむらが１０μｍあった場合、ダイヘッド７が基材８に沿って移動する途中で、ダイヘッド７と基材８が接触してしまうことがある。よって、ダイヘッド７が傷ついて再研磨に時間を要すると共に高額な費用も発生する。接触しない場合でも塗布ギャップのばらつきが大きくなり、膜厚ばらつき悪化が懸念される。
【０００５】
石定盤の平面度は限界の２０μｍで製作し、基材８の厚みむらが１０μｍ以内におさまらない場合でも、塗布ギャップを３０μｍを越える大きさに設定すれば、ダイヘッド７と基材８との接触の危険は回避できる。しかし、この場合には、塗布開始時の厚みむらを引き起こす割合が高くなる。また、ビード形成時のギャップは３０μｍ程度に設定しておき、ダイヘッド７を基材８に沿って移動させる際に、ダイヘッド７から基材８までの間隔をレーザセンサ等で測定し、その距離が一定になるようにダイヘッド７の高さ位置をフィードバック制御することも考えられるが、この制御を行っても、塗布幅方向での塗布ギャップのばらつきは解消できず、塗布幅方向での膜厚ばらつきが発生する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、かかる状況に鑑みてなされたもので、基材を吸着支持する面の平面度を、機械加工精度を上げなくても、２０μｍ未満となるような高精度に調整することの可能な基材用チャック台を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するため、チャック台を、基材を載置するための支持面を備えた定盤と、前記定盤をベッセル点で支持する３個のベッセル点支持具と、前記定盤を、ベッセル点以外の領域で支持すると共に前記定盤の支持高さを調整可能な複数の可調整支持具を備えた構成とし、該可調整支持具による調整によって前記定盤の支持面の平面度を調整可能としたものである。
【０００８】
ここで、前記可調整支持具として、圧電素子を用いることが好ましい。
【０００９】
また、前記３個のベッセル点支持具の少なくとも２個が、前記定盤の支持高さを調整可能な機能を備えた構成とすることが好ましい。
【００１０】
更に、前記定盤として、厚さ７５〜１２５ｍｍの石定盤を用いることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の基材用チャック台は、定盤を、該定盤の３点のベッセル点に配置したベッセル点支持具によって支持する構成としたことで、定盤を最もたわみが小さくなる形態で支持して定盤の基準位置を設定でき、ベッセル点以外の領域の複数箇所に配置した可調整支持具で支持高さを調整することで、定盤上面、すなわち基材を支持するための支持面の平面度を調整することができ、定盤支持面の機械加工によって得た平面度よりも、更に高精度の平面度を得ることができる。しかも、ベッセル点支持具で定盤の３点のベッセル点を支持しているので、定盤の他の領域のたわみはきわめて小さくなっており、可調整支持具による調整量はきわめて小さくてよく、容易に調整できる。かくして、大型の基材を支持できるよう定盤１４のサイズを大きくし、その支持面の機械加工精度を従来と同程度に、例えば、平面度２０μｍ程度とした場合においても、支持面の平面度を２０μｍ未満の高精度に容易に調整することができ、大型の基材でも高精度の平面度となるように支持することができる。また、定盤の加工精度を２０μｍ程度の高精度としなくても、支持面の平面度を２０μｍ未満の高精度に調整することもでき、定盤の機械加工精度を下げることで、機械加工のコストを削減できる。更に、定盤の支持面の平面度を向上できるのみならず、支持面に基材を支持した状態で、基材上面の平面度を測定しながら可調整支持具で定盤の支持高さを調整することもでき、これによって、基材に厚さむらがあっても、その基材の上面の平面度を高精度で調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は本発明の好適な実施の形態に係る基材用チャック台を用いたダイコート方式の塗工装置を示す概略斜視図、図２はその塗工装置の主要部分の概略断面図、図３はその塗工装置を、図２のＡ−Ａ線に沿って切断して示す概略断面図、図４は図１に示す塗工装置に用いている定盤とそれを支持するベッセル点支持具及び可調整支持具の位置関係を示す概略平面図である。全体を参照符号１Ａで示す塗工装置は、ベース２と、そのベース２に保持され、上面に、塗工を施されるべきガラス基板等の板状の基材８を水平に吸着支持するためのチャック台１３と、ベース２の両側縁上面に設けられたガイド手段４と、そのガイド手段４に往復動するように保持された移動台５と、その移動台５を往復移動させる駆動装置（図示せず）と、移動台５に昇降するように設けられたヘッド保持部材６と、そのヘッド保持部材６を昇降させる駆動装置（図示せず）と、ヘッド保持部材６に保持され、塗工液を膜状に吐出するスリットを備えたダイヘッド７と、そのダイヘッド７に塗工液を供給する液供給系（図示せず）等を備えている。
【００１３】
チャック台１３は、基材８を載置するための支持面１４ａを備えた定盤１４と、その定盤１４を３個のベッセル点Ｐで３点支持するように、ベース２に取り付けられた３個のベッセル点支持具１５と、その定盤１４を、ベッセル点以外の複数の領域で支持するようにベース２に取り付けられた可調整支持具１６を備えている。ここで、定盤１４としては、従来用いていたような厚さ３００ｍｍ以上もあるような剛性の大きい石定盤に代えて、適度に剛性の低いものを用い、その定盤１４をベッセル点Ｐで３点支持した場合に、支持されていない領域に自重による多少のたわみが生じるようにしている。ここで、定盤１４に生じるたわみとしては、最もたわみの大きい領域で５〜２０μｍ程度のたわみが生じるようにすることが好ましい。定盤１４の剛性が大きく、最もたわみの大きい領域でも５μｍよりも小さいたわみしか生じないような場合には、定盤１４の剛性が大きいため可調整支持具１６による定盤上面１４ａの平面度調整が困難となる。一方、定盤１４の剛性が小さく、最もたわみの大きい領域で２０μｍを越えるようなたわみが生じる場合には、可調整支持具１６を多数、小ピッチで配置しなければ定盤上面１４ａの良好な平面度調整ができない。このため、定盤１４は、上記したように、最もたわみの大きい領域で５〜２０μｍ程度のたわみが生じるような剛性のものとすることが好ましい。定盤１４として用いるのに好適なものとしては、厚さ７５〜１２５ｍｍ程度のグラナイトなどの石定盤を例示できる。定盤１４には、基材８を吸着支持するための真空吸着穴（図示せず）が形成され、真空供給源（図示せず）に連結されている。
【００１４】
ベッセル点支持具１５は、定盤１４を３個のベッセル点Ｐで３点支持することで、定盤１４を水平に且つ所定高さとなるように支持するためのものである。ここで、３個のベッセル点Ｐとは、定盤１４を３点支持した際に、定盤１４に自重によって生じる最大ひずみがもっとも小さくなる点を意味しており、定盤１４をベッセル点Ｐで支持することで定盤１４を最もひずみの生じない形態で支持できる。ベッセル点支持具１５としては、定盤１４のベッセル点を所定の高さ位置に支持することができるものであればその構造は任意であり、支持高さを一定とした構造のものでもよいし、支持高さを調整ねじ機構等を利用して調整可能としたものでもよいが、少なくとも２個のベッセル点支持具１５を支持高さを調整可能としたものとすることが、定盤１４の上面を高精度で水平に調整できるので好ましい。
【００１５】
可調整支持具１６は、定盤１４を、ベッセル点以外の複数の領域で支持するように配置されたもので、定盤１４の支持高さを調整可能な機能を備えた構造のものである。ここで用いる可調整支持具１６は、定盤１４の支持高さをミクロンオーダーで調整可能なものとすることが好ましく、この実施の形態では、積層型の圧電素子を用いている。圧電素子は、印加電圧に応じた変位を生じ、且つその変位はミクロンオーダーで調整可能であるので、印加電圧の調整により、容易に定盤１４の支持高さをミクロンオーダーで調整できる。圧電素子からなる可調整支持具１６には、電圧を印加すると共にその印加電圧を調整するための電圧印加調整装置（図示せず）が接続されている。なお、積層型の圧電素子は通電により延び方向の変位のみを生じるので、圧電素子からなる可調整支持具１６は、通電によって延び方向に変位させることで定盤１４を持ち上げ、定盤上面１４ａの平面度を向上させることができるように、取り付け高さが定められている。可調整支持具１６の設置位置及び使用個数は、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、ベッセル点Ｐで３点支持された状態の定盤１４を、ベッセル点Ｐから離れた位置で持ち上げることで、定盤上面即ち支持面１４ａを所望の平面度に調整できるように定めるものであり、必要とされる平面度や定盤１４の剛性を考慮して適切に定めればよい。
【００１６】
次に、上記構成のチャック台１３の製造、組立方法を説明する。チャック台１３に用いる定盤１４の支持面１４ａを所望の平面度、例えば、カラーフィルターの第６世代に対応する大型の基材（１５００ｍｍ×１８００ｍｍ）を支持するための定盤１４においては２０μｍ程度の平面度に機械加工しておき、その定盤１４をベース２に保持させた３個のベッセル点支持具１５に保持させる。次いで、図５（ａ）に示すように、ベッセル点支持具１５に保持された定盤１４の上面１４ａの平面度を測定し、平面度を上げるために定盤を持ち上げるべき領域の下にある可調整支持具１６に電圧を印加し且つその電圧を調整することで定盤上面１４ａの平面度を調整する。また、必要に応じ、可調整支持具１６の取り付け位置を、平面度調整に適した位置にずらせるとか、新たな可調整支持具１６を配置して平面度調整を行う。この調整により、定盤１４の上面１４ａの平面度を、当初の機械加工によって得た平面度よりも更に小さく、例えば、平面度１０μｍ程度に調整できる。
【００１７】
このように定盤上面１４ａの平面度を調整した後は、従来と同様に、その定盤１４の上面即ち支持面１４ａに基材８を吸着支持させ、ダイヘッド７による塗布を行う。この際、上面１４の支持面１４ａの平面度が小さく調整されているため、その上に吸着支持した基材８の上面の平面度も小さく抑制されており、ダイヘッド７との塗布ギャップを従来よりも均一として塗布を行うことができ、塗膜厚さのばらつきを小さくできる。また、塗布開始時におけるダイヘッド７の下端と基材８上面との間隔を、３０μｍ程度の小さい値に設定した場合においても、塗工中にダイヘッド７が基材８に接触して損傷するということがない。更に、ダイヘッド７の移動中における塗布ギャップの変動も小さく抑制されるため、ダイヘッド移動中に、ダイヘッド７と基材８との間隔を測定して塗布ギャップをフィードバック制御するといった必要もなくなり、塗工が容易となる。かくして、このチャック台１３を用いることで、第６世代に対応するような大型の基材８であっても高精度の平面度となるように支持でき、良好な塗工を行うことができる。
【００１８】
以上の動作説明では、定盤１４に基材８を保持させる前に定盤１４の支持面１４ａの平面度を調整しているが、平面度調整はこれに限らず、定盤の支持面１４ａに基材８を吸着支持させた状態で、その基材８の上面の平面度を調整することも可能である。すなわち、定盤１４の支持面１４ａに基材８を吸着支持させた状態で、その基材８の上面の平面度を測定し、凹んでいる領域にある可調整支持具１６に通電し且つ電圧調整することで、その領域の定盤１４を押し上げ、また、基材８の上面の高くなっている領域にある可調整支持具１６が通電状態であれば、印加電圧を下げることでその領域の高さを下げるといった動作を基材８の全域に行うことで、基材８の上面の平面度を小さく調整できる。この調整動作を行うと、基材８に厚みむらがあっても、基材８の上面の平面度を小さく調整できるので、定盤１４の支持面１４ａのみの平面度を調整し、その上に基材８を吸着支持させた場合に比べて、基材８の上面の平面度を一層小さく調整でき、基材８に対する塗工に当たって塗布ギャップのむらを一層小さくして精密塗工を行うことが可能となる。
【００１９】
なお、以上に説明した実施の形態では、可調整支持具１６として圧電素子を用いたものを示したが、可調整支持具１６としてはこれに限らず、油圧治具を用いたり、ねじ等の微調整が可能である代用品を用いても良い。更に、上記した実施の形態では、本発明の基材用チャック台を塗工装置における基材支持用に用いているが、塗工装置は本発明の基材用チャック台の一使用例であり、本発明の基材用チャック台は、基材を載せるための平面度を必要とするチャック台が必要な任意の装置、例えば、印刷機、研磨機、検査機及び加工機等に使用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の好適な実施の形態に係る基材用チャック台を用いた塗工装置の概略斜視図
【図２】図１に示す塗工装置の主要部分の概略断面図
【図３】図１に示す塗工装置を、図２のＡ−Ａ線に沿って切断して示す概略断面図
【図４】図１に示す塗工装置に用いている定盤とそれを支持するベッセル点支持具及び可調整支持具の位置関係を示す概略平面図
【図５】（ａ）は定盤をベッセル点支持具で支持した状態を、定盤のたわみを誇張して示す概略断面図、（ｂ）は定盤をベッセル点支持具と可調整支持具で支持し、平面度調整した状態を示す概略断面図
【図６】従来のチャック台を用いた塗工装置の概略斜視図
【図７】図６に示す塗工装置の主要部分の概略断面図
【符号の説明】
【００２１】
１、１Ａ  塗工装置
２  ベース
３  チャック台
４  ガイド手段
５  移動台
６  ヘッド保持部材
７  ダイヘッド
１３  チャック台
１４  定盤
１４ａ  支持面（上面）
１５  ベッセル点支持具
１６  可調整支持具
Ｐ  ベッセル点
【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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