(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電チャックで液晶表示装置用ガラス基板を電気的に吸着する方法であって、
前記静電チャックは、少なくとも２個以上の電圧印加電極と、該電圧印加電極を被覆するセラミックス材料と、前記電圧印加電極の前記セラミックス材料で被覆されていない側の面を被覆する絶縁性基板とを有してなり、
前記２個以上の電圧印加電極は、それぞれ隣り合う電極を正と負に電圧印加するようにして形成されてなり、
前記液晶表示装置用ガラス基板は、その片面に、帯状に形成された方向性を有する複数の吸着電極を有してなり、
前記吸着電極の各々に正及び負の電界がかかるように、前記液晶表示装置用ガラス基板を前記静電チャック上に載置し、前記電圧印加電極に電圧を印加することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記静電チャックの前記セラミック材料層上に、前記吸着電極を形成した面を下にして前記液晶表示装置用ガラス基板を載置する請求項１記載の方法。
【請求項３】
セラミックス材料がＳｉＣである請求項１又は２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置、特に、液晶表示用基板を電気的に吸着して保持固定又は搬送するのに適した静電チャックを用いた液晶表示装置用ガラス基板の吸着方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶の製造工程において、ガラス基板などの絶縁基板にドライエッチング、ＣＶＤ、スパッタリング等の処理を行う際に絶縁基板の保持固定又は搬送手段としては、メカニカルチャックや真空チャックが使用されている。しかしながら、絶縁基板の大型化やスループットの向上に伴い、半導体の製造工程で実用化されている静電チャックの実用化が検討されている。
【０００３】
この静電チャックの構造は、特開昭５３−７７４８９号公報に示されるように金属板上に絶縁性高分子材料のポリイミドシートを接着剤で貼り付けたもの、特開昭６３−９５６４４号公報、特開平４−２０６５４５号公報、特開平５−３６８１９号公報等に示されるように２枚の絶縁性セラミックス板間に電極を設けたもの、特開昭５９−１５２６３６号公報に示されるように絶縁性セラミックス板上の電極を溶射法により絶縁性セラミックス膜で被覆したものなどがある。
【０００４】
電気的に試料を保持する静電チャックの吸着力は、平行平面コンデンサの電極に働く力で説明され、その吸着力は電荷の２乗に比例するものである。図８は従来の原理的構成を説明する静電チャックの断面図であり、絶縁性基板１、電圧印加電極２、絶縁性誘電体層３及び直流電源４から構成されている静電チャックにおいて、半導体ウエハ５に働く吸着力Ｆは次式で表わされる。
【０００５】
【数１】
0004056599.tif 000002
ただし、εoは真空の誘電率、εrは絶縁性誘電体層の比誘電率、Ｓは電圧印加電極の面積、Ｖは印加電圧及びｄは絶縁性誘電体層の厚さである。
【０００６】
上式に示されるように吸着力は、真空の誘電率の１乗、絶縁性誘電体層の比誘電率の２乗、面積の１乗、印加電圧の２乗に比例し、絶縁性誘電体層の厚さの２乗に逆比例する。従って、低い印加電圧で吸着力の大きな静電チャックを得るためには絶縁性誘電体層の厚さをできるだけ薄く、例えば３ｍｍ以下にする必要がある。
【０００７】
しかしながら、従来の静電チャックは、半導体ウエハを吸着することを目的としているため、絶縁基板を吸着するにはその吸着力が非常に小さく実用化が困難である。そこで、絶縁基板の片面に吸着電極が形成されている絶縁基板を静電チャックで吸着する場合、この吸着電極と静電チャックの電圧印加電極間に作用する電界によって吸着力が発生する。しかし、絶縁基板上に形成される吸着電極は、絶縁基板全面に形成されているものから、絶縁部分と交互に帯状に形成されているもの等様々な形状のものがあるため、場合によっては吸着力が非常に小さくなり、実用化が困難であった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
請求項１ないし３記載の発明は、静電チャックで液晶表示装置用ガラス基板を電気的に吸着する方法を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、静電チャックで液晶表示装置用ガラス基板を電気的に吸着する方法であって、
前記静電チャックは、少なくとも２個以上の電圧印加電極と、該電圧印加電極を被覆するセラミックス材料と、前記電圧印加電極の前記セラミックス材料で被覆されていない側の面を被覆する絶縁性基板とを有してなり、
前記２個以上の電圧印加電極は、それぞれ隣り合う電極を正と負に電圧印加するようにして形成されてなり、
前記液晶表示装置用ガラス基板は、その片面に、帯状に形成された方向性を有する複数の吸着電極を有してなり、
前記吸着電極の各々に正及び負の電界がかかるように、前記液晶表示装置用ガラス基板を前記静電チャック上に載置し、前記電圧印加電極に電圧を印加することを特徴とする方法に関する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明において、２個以上の電圧印加電極を被覆するセラミックス材料（絶縁性誘電体層）に用いられる材料としては、機械的強度に優れるＡｌ2Ｏ3、Ｓｉ3Ｎ4、ＡｌＮ、ＳｉＣ、ＳｉＯ2、ＢａＴｉＯ3等のセラミックス材料が用いられる。電圧印加電極としては、例えばＡｇ−Ｐｄ、Ｗ、Ａｇ、Ａｕ−Ｐｔ等の金属ペーストを焼付けて形成するか又はＡｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ等の金属板又は箔を電極として用いることができる。電圧印加電極は、少なくとも２個以上形成することが必要とされ、これが１個であると電圧印加電極と液晶表示装置用ガラス基板（絶縁基板）に形成された吸着電極間に正及び負の電界が発生せず、絶縁基板を吸着することができない。なお電圧印加電極が２個の場合、正と負の電圧印加電極をセラミックス材料（絶縁性誘電体層）の端面に平行に形成すると、その上部に載置する液晶表示装置用ガラス基板（絶縁基板）に形成された吸着電極の位置（方向性）が制限されるため一辺を傾斜させて正と負の電圧印加電極を形成することが好ましい。また電圧印加電極が３個以上の場合は、隣り合う電極が同じ電極であると上記と同様に吸着電極の位置（方向性）が制限されるため隣り合う電極は正と負になるように形成することが好ましい。
【００１１】
本発明における電圧印加電極の一方の面、即ち液晶表示装置用ガラス基板（絶縁基板）を吸着する側の面はセラミックス材料（絶縁性誘電体層）で覆われている。他方の面は露出しておいても差し支えないが、放電防止、電圧印加電極を保護する等の点で絶縁性基板で被覆する。絶縁性基板としては、Ａｌ2Ｏ3、Ｓｉ3Ｎ4、ＡｌＮ、ＳｉＣ、ＳｉＯ2等のセラミックス材料、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリイミドフィルム、ポリアミドイミドフィルム、エポキシ樹脂ガラス布基材積層板などが用いられる。
【００１２】
液晶表示装置用ガラス基板に形成される吸着電極材料としては、透明なインジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ膜）が用いられているが、この他にＡｌ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｔｉ等の金属を用いることができる。
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面を引用して詳述する。図１は、本発明の原理的構成を説明する静電チャックの断面図、図２は、本発明の他の原理的構成を説明する静電チャックの断面図、図３、図４、図５及び図６は本発明の実施例になる静電チャックに内蔵された電圧印加電極を示す平面図並びに図７は静電チャック上に載置する液晶表示装置用ガラス基板に形成された吸着電極の平面図である。
【００１４】
次に上記に示す構成の静電チャックを用いて液晶表示装置用ガラス基板を電気的に吸着する方法を示す。図１及び図２に示すように、静電チャックのセラミックス材料（絶縁性誘電体層）３上に、液晶表示装置用ガラス基板６の吸着電極９を形成した面を下にして載置し、電圧印加電極７、８と直流電源４とを接続し、正（＋）及び負（−）の電圧（Ｖ）を電圧印加電極７と８との間に印加すると図７に示す液晶表示装置用ガラス基板６に形成されている吸着電極９と電圧印加電極７及び吸着電極９と電圧印加電極８の間に電界がかかり、次いでセラミックス材料（絶縁性誘電体層）３に誘起される電荷により吸着力を発生することができる。
【００１５】
【実施例】
以下本発明の実施例を説明するが、本発明はこれに制限されるものではない。図１及び図２に示す静電チャックは、セラミックス材料（絶縁性誘電体層）３として厚さが２mm、縦及び横の寸法が５４mmで、体積固有抵抗が３×１０11ΩcmのＳｉＣセラミックス焼結体（日立化成工業(株)製、商標名ヘキサロイ）を用い、この片側の表面にＡｇ−Ｐｄペーストをスクリーン印刷法で図３、図４、図５及び図６に示す形状に塗布し、７００℃の温度で焼き付けて、厚さが１０μｍで縦及び横の寸法が５０mmの領域に電圧印加電極７、８を形成した。
【００１６】
次に電圧印加電極７、８の露出面に、絶縁性基板１として厚さが４mm、縦及び横の寸法が５４mmのアルミナ含有率が９９．８重量％のアルミナセラミックス焼結体（日立化成工業(株)製、商品名ハロックス５８０）を接着剤で張り合わせて図３、図４、図５及び図６に示す電圧印加電極７、８を内蔵した多極型の静電チャックを得た。
【００１７】
次いで得られた静電チャックのセラミックス材料（絶縁性誘電体層）３上に、図７に示すパターンでインジウム−スズ酸化物膜を０．３μｍの厚さに形成した吸着電極９を有する厚さが０．７mmで、縦及び横の寸法が６０mmの液晶表示装置用ガラス基板６を図１に示す方向に載置した後、電圧印加電極７に４００Ｖ、一方の電圧印加電極８に−４００Ｖの電圧を印加して、図３、図４、図５及び図６に示す電圧印加電極７、８を内蔵したそれぞれの静電チャックにおける吸着力の評価を行った。その結果、各々の吸着力は２０g/cm2、１９g/cm2、１６g/cm2及び１５g/cm2といずれも液晶表示装置用ガラス基板６を保持固定又は搬送するのに十分な吸着力を発生することができた。
【００１８】
一方、液晶表示装置用ガラス基板６の向きを図２に示すように図１のものを９０度回転、即ち、図３、図４、図５及び図６に対して吸着電極９の向き（方向性）を上方から下方に位置するように液晶表示装置用ガラス基板６を載置し、このものを上記と同様の方法で吸着力の評価を行った。その結果、各々の吸着力は２０．５g/cm2、１９g/cm2、１６g/cm2及び０．４g/cm2で、図３、図４及び図５に示す電圧印加電極７、８を内蔵した静電チャックの吸着力は、液晶表示装置用ガラス基板６に形成されている吸着電極９のほとんどに正（＋）及び負（−）の電界がかかり液晶表示装置用ガラス基板６を保持固定又は搬送するのに十分な吸着力を発生することができた。しかしながら、図６に示す電圧印加電極７、８を内蔵した静電チャックの吸着力は、液晶表示装置用ガラス基板６に形成されている吸着電極９に正（＋）及び負（−）の電界がほとんどかからず小さく、大部分が正（＋）同士及び負（−）同士の電界であった。
【００１９】
以上の結果から、図３、図４及び図５に示す電圧印加電極７、８を内蔵した静電チャックは、その上部に載置して吸着する液晶表示装置用ガラス基板６に形成された吸着電極９の向きにかかわらず、液晶表示装置用ガラス基板６を保持固定又は搬送するのに十分な吸着力を発生することが可能である。ただし、図６に示す電圧印加電極７、８を内蔵した静電チャックにおいては、吸着電極９の向き（方向性）によって吸着力が小さい場合もあるが、これは液晶表示装置用ガラス基板６に形成された吸着電極９に正（＋）及び負（−）の電界がかかるようにして用いれば解決できる。即ち、液晶表示装置用ガラス基板６を電気的に吸着するには、液晶表示装置用ガラス基板６に形成した吸着電極９に正（＋）及び負（−）の電界がかかるように、液晶表示装置用ガラス基板６に電圧印加電極７、８を形成すれば、吸着電極９の向きに関係なく十分な吸着力が得られることを確認した。
【００２０】
【発明の効果】
請求項１ないし３記載の静電チャックを用いた液晶表示装置用ガラス基板の吸着方法は、液晶表示装置用ガラス基板（絶縁基板）を保持固定又は搬送するのに十分な吸着力が得られ、特に正と負の電圧印加電極の位置及び形状によっては液晶表示装置用ガラス基板（絶縁基板）に形成された吸着電極の位置（方向性）や形状にかかわらず絶縁基板を保持固定又は搬送するのに十分な吸着力が得られ、工業的に極めて好適な静電チャックである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の原理的構成を説明する静電チャックの断面図である。
【図２】  本発明の他の原理的構成を説明する静電チャックの断面図である。
【図３】  本発明の一実施例になる静電チャックに内蔵された電圧印加電極を示す平面図である。
【図４】  本発明の他の一実施例になる静電チャックに内蔵された電圧印加電極を示す平面図である。
【図５】  本発明の他の一実施例になる静電チャックに内蔵された電圧印加電極を示す平面図である。
【図６】  本発明の他の一実施例になる静電チャックに内蔵された電圧印加電極を示す平面図である。
【図７】  静電チャック上に載置する液晶表示装置用ガラス基板に形成された吸着電極の平面図である。
【図８】  従来の原理的構成を説明する静電チャックの断面図である。
【符号の説明】
１  絶縁性基板
２  電圧印加電極
３  セラミックス材料（絶縁性誘電体層）
４  直流電源
５  半導体ウエハ
６  液晶表示装置用ガラス基板
７、８  電圧印加電極
９  吸着電極
【図１】
0004056599.tif 000003
【図２】
0004056599.tif 000004
【図３】
0004056599.tif 000005
【図４】
0004056599.tif 000006
【図５】
0004056599.tif 000007
【図６】
0004056599.tif 000008
【図７】
0004056599.tif 000009
【図８】
0004056599.tif 000010