CN111066135A - 静电式工件保持方法及静电式工件保持系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种静电式工件保持方法及静电式工件保持系统，可在切断对静电吸着部的电极施加电压的状态下保持工件。静电式工件保持方法包含：初始化步骤(S1)、除电步骤(S2)、工件设置步骤(S3)、工件吸着步骤(S4)及工件剥离步骤(S5)。初始化步骤(S1)为对静电吸着部(1)的电极(11)施加正电压并对电极(12)施加负电压的步骤，除电步骤(S2)为将静电吸着部(1)的表面(1a)的电荷除电的步骤。其次，工件设置步骤(S3)为使工件(W)抵接于静电吸着部(1)的表面(1a)的步骤，工件吸着步骤(S4)为切断对静电吸着部(1)的电极(11)施加的正电压并且切断对电极(12)施加的负电压的步骤。另外，工件剥离步骤(S5)为对静电吸着部(1)的电极(11)施加正电压并且对电极(12)施加负电压的步骤。

Description

静电式工件保持方法及静电式工件保持系统
技术领域
本发明关于一种用以保持导体、半导体及介电体等的工件的静电式工件保持方法及静电式工件保持系统。
背景技术
就保持硅晶片(silicon wafer)等的工件的静电式工件保持技术而言，已知有例如专利文献1、专利文献2等记载的装置。
这些装置由静电吸着部与电压控制部所构成。具体地，静电吸着部由提供一对正负电荷的多个电极及遮覆这些电极的绝缘层形成。并且，电压控制部可将高电压施加到静电吸着部的多个电极，并使所施加的电压放电等。
据此，通过电压控制部将高电压施加到静电吸着部的电极，在载置于静电吸着部的表面的工件与静电吸着部之间产生静电吸着力，而将工件保持在静电吸着部。并且，通过电压控制部停止向电极施加高电压，解除工件与静电吸着部之间的静电吸着力，而可进行工件的搬离。也就是，这些装置发挥静电夹器的功能，通过静电吸着力来吸引(夹持)工件，并且在释放时可使工件搬离(解除夹持)。
[现有技术文献]
[专利文献]
专利文献1：日本特开平09－036212号公报
专利文献2：日本特开2003－282671号公报。
发明内容
[发明所欲解决的课题]
然而，所述习知技术有如下述的问题。
也就是，所述装置中，在保持工件之际，为了在工件与静电吸着部之间产生静电吸着力，必需持续施加高电压到工件。也就是，将保持着工件的静电吸着部从某一制程搬送到下一制程之际，为了持续将高电压施加到电极，必需使来自电源的电缆持续维持与静电吸着部的电极的连接。各制程之间的距离长时，会成为拖着长电缆而搬送工件，非常不方便且导致作业效率的降低。
此外，薄膜硅晶片的情况时，若从静电吸着部剥离而以单体来搬送，则可能在硅晶片的表面发生龟裂、微小裂缝。因此，若能够以吸着在静电吸着部的状态下运送此种薄膜硅晶片，则可防止龟裂等的发生。然而，就需要电缆连接的现有技术而言，不可能进行此种搬运。
本发明是为了解决所述课题而研创，目的在提供一种静电式工件保持方法及静电式工件保持系统，可在切断对静电吸着部的电极施加电压的状态下保持工件。
[解决课题的技术手段]
为了解决所述课题，第1发明为一种静电式工件保持方法，用以通过静电吸着力将工件保持在静电吸着部的表面，该静电吸着部由下列构件所形成：可施加正电压的一个以上的第一电极、可施加负电压的一个以上的第二电极及包覆这些第一与第二电极的介电体，该静电式工件保持方法具备：初始化步骤，对第一电极施加正电压，并对第二电极施加负电压；除电步骤，在初始化步骤执行之后，将静电吸着部的表面的电荷除电；工件设置步骤，在除电步骤执行之后，使工件抵接于静电吸着部的表面；工件吸着步骤，在工件设置步骤执行之后，切断对第一电极施加的正电压以及对第二电极施加的负电压；以及工件剥离步骤，在工件吸着步骤执行之后，对第一电极施加正电压并且对第二电极施加负电压。
通过此种构成，执行初始化步骤时，将正电压施加到第一电极，并且将负电压施加到第二电极。据此，在静电吸着部的表面且为第一电极正上方的位置带电有对应于正电压的正电荷，并且在静电吸着部的表面且为第二电极正上方的位置带电有对应于负电压的负电荷。
之后，执行除电步骤时，在正电压施加到第一电极且负电压施加到第二电极的状态下，将静电吸着部的表面所带电的正电荷及负电荷除电，使静电吸着部的表面电位成为零。
此状态下，执行工件设置步骤，可将工件载置于静电吸着部等，使工件抵接于静电吸着部的表面。
此工件设置步骤执行之后，执行工件吸着步骤，切断对第一电极施加的正电压以及对第二电极施加的负电压，在静电吸着部的表面且为第一电极正上方的位置带电有对应于该正电压的负电荷，并且在静电吸着部的表面且为第二电极正上方的位置带电有对应于该负电压的正电荷。
结果，在工件的反面且对应于第一电极的位置感应正电荷，并且在工件的反面且对应于第二电极的位置感应负电荷。据此，通过工件反面的电荷与静电吸着部的表面的电荷所致的静电吸着力，将工件吸着于静电吸着部的表面。
并且，在工件吸着步骤执行之后，执行工件剥离步骤，将正电压施加到第一电极并且将负电压施加到第二电极。据此，在静电吸着部的表面且为第一电极正上方的位置所带电的负电荷以及在静电吸着部的表面且为第二电极正上方的位置所带电的正电荷，会由于施加到第一与第二电极的正电压与负电压而消除。结果，工件与静电吸着部之间的静电吸着力解除，而可将工件容易地从静电吸着部的表面剥离。
第2发明构成为在第1发明的静电式工件保持方法中，除电步骤以微弱X线照射静电吸着部周围的气体，使该气体离子化，藉以将静电吸着部的表面的电荷除电。
通过此种构成，执行除电步骤时，将微弱X线照射到静电吸着部周围的气体，在静电吸着部的周围产生略等量的阳离子与阴离子。然后，存在于静电吸着部的表面且为第一电极正上方的正电荷由阴离子除电，存在于静电吸着部的表面且为第二电极正上方的负电荷由阳离子除电。结果，将静电吸着部的整体表面除电。
第3发明构成为在第1或第2发明的静电式工件保持方法中，静电吸着部的第一与第二电极为隔着既定间隔相邻地排列的平板状的电极，或配置成隔着既定间隔相互咬合的梳齿状的电极中的任一者。
通过此种构成，静电吸着部的第一与第二电极为平板状的电极时，可通过库伦力静电吸着工件。因此，对于静电吸着部上的绝缘体的工件，虽无法获得充分的静电吸着力，但对于导体、硅晶片等的半导体的工件，可通过静电感应获得强的静电吸着力，而可牢固地保持工件。
另外，静电吸着部的第一与第二电极为配置成隔着既定间隔相互咬合的梳齿状的电极时，可通过梯度(gradient)力静电吸着工件。因此，不仅可静电吸着导体、半导体的工件，对于玻璃基板等的绝缘体的工件，也可通过介电分极获得强的静电吸着力，而可牢固地保持此种工件。
另外，第4发明为一种静电式工件保持系统，具备：静电吸着部，由可施加正电压的一个以上的第一电极、可施加负电压的一个以上的第二电极及包覆这些第一与第二电极的介电体所形成；电源部，可对第一电极施加正电压并对第二电极施加负电压；除电部，将静电吸着部的表面的电荷除电；工件设置部，可将工件抵接于静电吸着部的表面及取出该工件；以及控制部，控制工件设置部、除电部及电源部；控制部具备：初始化部，导通(ON)电源部；除电驱动部，在初始化部动作之后，驱动除电部；工件抵接部，在除电驱动部动作之后，驱动工件设置部，使工件抵接于静电吸着部的表面；工件吸着部，在工件抵接部动作之后，关断(OFF)电源部；以及工件剥离部，在工件吸着部动作之后，导通电源部，并且驱动工件设置部，将工件从静电吸着部取出。
通过此种构成，通过控制部的初始化部的控制将电源部导通时，将正电压施加到静电吸着部的第一电极，并且将负电压施加到第二电极。据此，在静电吸着部的表面且为第一电极正上方的位置带电有对应于正电压的正电荷，并且在静电吸着部的表面且为第二电极正上方的位置带电有对应于负电压的负电荷。
之后，通过除电驱动部的控制，驱动除电部时，通过除电部将静电吸着部的表面的电荷除电。据此，在正电压施加到第一电极且负电压施加到第二电极的状态下，将静电吸着部的表面所带电的正电荷及负电荷除电，使静电吸着部的表面电位成为零。
此状态下，当通过工件抵接部的控制驱动工件设置部时，通过工件设置部，进行将工件载置于静电吸着部等，使工件抵接于静电吸着部的表面。
之后，当通过工件吸着部的控制关断电源部时，切断对第一电极施加的正电压以及对第二电极施加的负电压。据此，在静电吸着部的表面且为第一电极正上方的位置带电有对应于该正电压的负电荷，并且在静电吸着部的表面且为第二电极正上方的位置带电有对应于该负电压的正电荷。
结果，在工件的反面且对应于第一电极的位置感应正电荷，并且在工件的反面且对应于第二电极的位置感应负电荷，通过工件反面的电荷与静电吸着部的表面的电荷所致的静电吸着力，将工件吸着于静电吸着部的表面。
并且，控制部的工件吸着部进行的控制结束时，通过工件剥离部的控制，导通电源部，将正电压施加到第一电极并且将负电压施加到第二电极。据此，在静电吸着部的表面且为第一电极正上方的位置所带电的负电荷以及在静电吸着部的表面且为第二电极正上方的位置所带电的正电荷，会由于施加到第一与第二电极的正电压与负电压而消除。结果，工件与静电吸着部之间的静电吸着力解除。
此状态下，通过工件剥离部的控制，驱动工件设置部，将工件从静电吸着部剥离。
第5发明构成为在第4发明的静电式工件保持系统中，除电部为于动作时以微弱X线照射静电吸着部周围的气体而使该气体离子化藉以将静电吸着部的表面的电荷除电的静电除去装置。
通过此种构成，通过除电驱动部的控制，驱动作为除电部的静电除去装置时，将从静电除去装置输出的微弱X线照射到静电吸着部周围的气体，在静电吸着部的周围产生略等量的阳离子与阴离子。并且，存在于静电吸着部的表面且为第一电极正上方的正电荷由阴离子除电，存在于静电吸着部的表面且为第二电极正上方的负电荷由阳离子除电。结果，将静电吸着部的整体表面除电。
第6发明构成为在第4或第5发明的静电式工件保持系统中，静电吸着部的第一与第二电极为隔着既定间隔相邻地排列的平板状的电极，或配置成隔着既定间隔相互咬合的梳齿状的电极中的任一者。
[发明的效果]
如以上的详述，依据本发明，可不对静电吸着部的第一及第二电极施加电压即以静电吸着部保持工件，故可不将来自电源的电缆连接于静电吸着部而搬送静电吸着部，结果，具有可提高搬送作业的效率并且谋求消耗电力的削减的优良效果。
另外，也具有下述效果：即使是容易发生龟裂、微小裂缝的薄膜硅晶片等的工件的情况，也可不连接电源用的电缆而仅将保持着工件的静电吸着部安全地搬运。
此外，依据第3发明、第6发明具有下述效果：通过库伦力，可牢固地保持导体、硅晶片等的半导体的工件，并且，通过梯度力，不仅是导体、半导体，也可保持绝缘体的工件。
此外，依据第2及第5发明，由于为将微弱X线照射到静电吸着部的周围的气体而将静电吸着部的表面除电的构成，除电构件等可不接触静电吸着部即可除电。结果，不会发生由于接触式的除电装置引起的静电吸着部表面的磨损、污染，并且，也不会有发生微粒的事态。因此，对于微粒的污染会成为问题的半导体基板进行除电时，使用这些发明特别有效。
另外，相比于同为非接触式的除电装置的离子产生器，单位时间的除电量较多，故可谋求除电作业时间的缩短化。
此外，由于可广角照射微弱X线，故可对于多数的静电吸着部进行除电处理。结果，可进行批量单位的除电处理而可谋求作业效率的提升。
附图说明
图1为显示本发明第1实施例的静电式工件保持方法的流程图。
图2为显示用以执行本实施例的静电式工件保持方法的装置的概略图。
图3为使一对电极露出显示的静电吸着部的平面图。
图4为显示执行了初始化步骤的状态的装置的概略图。
图5为显示执行了除电步骤的状态的装置的概略图。
图6为显示执行了工件设置步骤的状态的装置的概略图。
图7为显示执行了工件吸着步骤的状态的装置的概略图。
图8为显示从电源部移离静电吸着部的状态的概略图。
图9为显示执行了工件剥离步骤的状态的装置的概略图。
图10为显示本发明第2实施例的静电式工件保持方法的重点的装置的概略图。
图11为使一对电极露出显示的静电吸着部的平面图。
图12为显示本发明第3实施例的静电式工件保持系统的方块图。
图13为显示本发明第4实施例的静电式工件保持方法的立体图。
图14为显示初始化步骤中的静电除去装置的配置的概略图。
图15为显示执行了除电步骤的状态的概略图。
图16为用以说明除电步骤中的除电作用的概略图。
图17为显示工件设置步骤的概略图。
图18为显示实验装置的概略图。
图19为显示实验结果的线图。
图20为显示批量处理的立体图。
图21为显示将静电除去装置应用于静电式工件保持系统的例子的方块图。
图22为显示静电吸着部的一个变化例的平面图，使电极露出而显示。
图23为显示静电吸着部的另一变化例的平面图，使电极露出而显示。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的较优选实施方式。
(第1实施例)
图1为显示本发明第1实施例的静电式工件保持方法的流程图，图2为显示用以执行本实施例的静电式工件保持方法的装置的概略图。
本实施例的静电式工件保持方法为用以将工件以静电吸着部保持或剥离的方法，如图1所示，此方法包含：初始化步骤S1、除电步骤S2、工件设置步骤S3、工件吸着步骤S4、及工件剥离步骤S5。
如图2所示，执行这些步骤的装置包含：用以静电吸着工件W的静电吸着部1、及用以对静电吸着部1供给既定的高电压的电源部2。
静电吸着部1构成为以介电体10包覆作为第一电极的一个电极11与作为第二电极的一个电极12的结构。
图3为使一对电极11、12露出显示的静电吸着部1的平面图。
如图3所示，电极11、12为平板状的二片电极，隔着间隔d1相邻地排列。
就该电极11、12的材料而言，使用含碳墨水。并且，就包覆电极11、12的介电体10的材料而言，使用聚酰亚胺树脂。
如图2所示，电源部2具备：可向电极11施加例如+2000V(伏特)的正电压的电源21；及可向电极12施加例如－2000V的负电压的电源22。具体地，负极接地的电源21通过开关SW1与连接器13而电性连接至电极11，并且，正电极接地的电源22通过开关SW2与连接器14而电性连接至电极12。
图4为显示执行了初始化步骤S1的状态的装置的概略图。初始化步骤S1为将正电压施加到静电吸着部1的电极11并且将负电压施加到电极12的步骤。
具体地，如图4所示，将电源部2的开关SW1、SW2皆导通。
据此，对电极11施加+2000V的正电压，并对电极12施加－2000V的负电压。结果，在电极11正上方的静电吸着部的表面1a带电有对应于+2000V的正电荷，使得对应的表面1a的部位成为约+2000V的电位。并且，在电极12正上方的静电吸着部的表面1a带电有对应于－2000V的负电荷，使得对应的表面1a的部位成为约－2000V的电位。
图5为显示执行了除电步骤S2的状态的装置的概略图。
除电步骤S2为将静电吸着部1的表面1a的电荷除电的步骤，此步骤在执行所述初始化步骤S1之后执行。
具体地，如图5所示，在电源部2的开关SW1、SW2导通的状态下，使接地的除电刷15接触静电吸着部1的表面1a的几乎整个表面。之后，将此除电刷15从静电吸着部1移离，并且切断与静电吸着部1的接触。
据此，将静电吸着部1的表面1a所带电的正电荷及负电荷除电，使静电吸着部1的表面1a的电位几乎为0V。
图6为显示执行了工件设置步骤S3的状态的装置的概略图。
工件设置步骤S3为使工件W抵接于静电吸着部1的表面1a的步骤，此步骤在执行所述除电步骤S2之后执行。
具体地，如图6所示，在电源部2的开关SW1、SW2导通的状态下，将工件W载置于静电吸着部1，使工件W抵接于表面1a。此时，电极11、12虽维持于+2000V、－2000V，但静电吸着部1的表面1a通过所述除电步骤S2而除电。因此，工件W与静电吸着部1之间不会产生由电荷引起的静电吸着力。结果，可将工件W顺利地定位在静电吸着部1的表面1a的任意位置。
图7为显示执行了工件吸着步骤S4的状态的装置的概略图。图8为显示从电源部2移离静电吸着部1的状态的概略图。
工件吸着步骤S4为将对于静电吸着部1的电极11的正电压的施加及对于静电吸着部1的电极12的负电压的施加切断的步骤，此步骤在执行工件设置步骤S3之后执行。
具体地，如图7所示，在工件W载置于静电吸着部1的状态下，将电源部2的开关SW1、SW2皆关断。
据此，将对于电极11的正电压的施加及对于电极12的负电压的施加切断，电极11、12的电位皆变为0V。同时，电极11的正上方的静电吸着部的表面1a成为－2000V的电位，电极12的正上方的静电吸着部的表面1a成为+2000V的电位。也就是，在电极11正上方的静电吸着部的表面1a带电有对应于－2000V的负电荷，并且，在电极12正上方的静电吸着部的表面1a带电有对应于+2000V的正电荷。
结果，在电极11正上方的工件W的反面Wa的位置带电正电荷，并且在电极12正上方的工件W的反面Wa的位置带负电荷，而发生由这些电荷所致的静电吸着力。通过此静电吸着力，将工件W吸着于静电吸着部1的表面1a。
另外，如图3所示，由于电极11、12为并排的平板状电极，因此工件W通过库伦力静电吸着。
也就是，工件W为导体、硅晶片等的半导体时，由于静电吸着部的表面1a上的正负电荷间的外部电场，工件W成为内部电场为零的静电感应状态。因此，通过强静电吸着力将工件W吸着于静电吸着部的表面1a。并且，由于每工件单位面积的电极11、12的单位面积大，由此点来看，也可获得较大的吸着力。
如此，执行工件吸着步骤S4，可在电源部2关断的状态下，以静电吸着部1保持工件W，故如图8所示，即使连接器13的公接头13a与母接头13b分离，并且连接器14的公接头14a与母接头14b分离，工件W仍为吸着于静电吸着部1的状态。因此，静电吸着部1可不连接来自电源部2的电缆而仅将吸着有工件W的静电吸着部1搬运到既定场所。
图9为显示执行了工件剥离步骤S5的状态的装置的概略图。
工件剥离步骤S5为将正电压施加到静电吸着部1的电极11并且将负电压施加到电极12的步骤，此步骤在执行工件吸着步骤S4之后执行。
具体地，在图7所示的状态下对工件W进行既定的加工之后，或将图8所示静电吸着部1经由连接器13、14连接于搬送目的地的电源部2之后，如图9所示，将电源部2的开关SW1、SW2皆导通。
据此，对电极11施加+2000V的正电压，对电极12施加－2000V的负电压。结果，将带电于电极11正上方的静电吸着部的表面1a的负电荷(参见图7)除电，使得对应的表面1a的部位成为几乎0V的电位。并且，将带电于电极12正上方的静电吸着部的表面1a的正电荷(参见图7)除电，使得对应的表面1a的部位成为几乎0V的电位。结果，工件W与静电吸着部1之间静电吸着力解除，如二点链线所示，可容易地从静电吸着部1的表面1a剥离工件W。
(第2实施例)
接着，说明本发明的第2实施例。
图10为显示本发明第2实施例的静电式工件保持方法的重点的装置的概略图，图11为使一对电极11’、12’露出显示的静电吸着部1的平面图。
本实施例的静电式工件保持方法中，与第1实施例的相异点在于使用梳齿状的电极11’、12’作为第一及第二电极。
具体地，如图10及图11所示，静电吸着部1的介电体10所包覆的电极11’、12’分别形成为梳齿状，这些电极11’、12’配置成隔着间隔d2相互咬合。
利用此种构成，通过梯度力来静电吸着工件W。
也就是，执行工件吸着步骤S4时，如图10所示，在电极11’的各个齿部11a’的正上方的静电吸着部的表面1a分别带电有正电荷，在电极12’的各个齿部12a’的正上方的静电吸着部的表面1a分别带电有负电荷。结果，与这些电荷极性相反的电荷于工件W的反面Wa交互地带电。也就是，工件W的反面Wa成为介电分极的状态。因此，使用玻璃基板等的绝缘体作为工件W时，工件W的内部成为介电分极状态，工件W确实地吸着于静电吸着部1。也就是，所述第1实施例的静电吸着部1中，由于使用平板状的电极11、12，故不能使用不发生库伦力的玻璃基板等的绝缘体作为工件W。然而，绝缘体通过外部电场而于内部发生介电分极，故将此绝缘体的工件W载置于如本实施例地交互配置正负电荷的静电吸着部1时，工件W通过梯度力牢固地吸着于静电吸着部1上。也就是，使用本实施例的静电式工件保持系统，即可静电吸着绝缘体的工件W。
当然地，虽然即使工件W为导体、半导体时仍会吸着于静电吸着部1，但由于本实施例的电极11’、12’的每工件单位面积的电极的单位面积，约为所述第1实施例的电极11、12的每工件单位面积的电极的单位面积的一半，故可理解为相比于第1实施例的电极11、12，吸着力减少约一半。
其它构成、作用及效果与所述第1实施例相同，故省略其记载。
(第3实施例)
接着，说明本发明的第3实施例。
图12为显示本发明第3实施例的静电式工件保持系统的方块图。
本实施例的静电式工件保持系统为可自动执行所述第1实施例的静电式工件保持方法的系统。
如图12所示，此静电式工件保持系统具备第1实施例中例示的静电吸着部1、电源部2’、除电部3、工件设置部4及控制部5。
电源部2’为可将正电压施加到静电吸着部1的电极11并且将负电压施加到电极12的构件，具有与所述第1实施例的电源部2同样的功能。
具体地，电源部2’包含AC/DC变换电路23、反转电路24、升压电路25及开关SW1、SW2。
AC/DC变换电路23为将输入的例如+100V的商用交流电源变换成例如+24V的直流电压，并将该直流电压从输出端23a、23b分别输出的电路。
AC/DC变换电路23的输出端23a直接连接到升压电路25，输出端23b经由反转电路24再连接到升压电路25。也就是，从AC/DC变换电路23的输出端23a输出的+24V的直流电压维持原样地直接输入升压电路25。另一方面，从输出端23b输出的+24V的直流电压经由反转电路24反转为－24V的直流电压后，直接输入升压电路25。
升压电路25为将来自AC/DC变换电路23的+24V的直流电压放大为例如+2000V并从输出端25a输出，并且，将来自反转电路24的－24V的直流电压放大为例如－2000V并从输出端25b输出的电路。
并且，升压电路25的输出端25a经由开关SW1连接到静电吸着部1的电极11，输出端25b经由开关SW2连接到电极12。
也就是，电源部2’中，AC/DC变换电路23的输出端23a与升压电路25相当于所述第1实施例的电源部2的电源21，AC/DC变换电路23的输出端23b、反转电路24及升压电路25相当于所述第1实施例的电源部2的电源22。
开关SW1、SW2与所述第1实施例的开关为相同的开关，通过控制部5控制其导通、关断动作。
除电部3为在使除电刷15接触于静电吸着部1的表面1a的状态下移动除电刷15，藉以将静电吸着部1带电的电荷除电的构件，通过控制部5控制此除电部3的移动动作。
工件设置部4为将位于既定场所S的工件W载置于静电吸着部1的表面1a上，或将载置于静电吸着部1的工件W取出并送回既定场所S的构件，通过控制部5控制此工件设置部4。
控制部5为控制电源部2’、除电部3及工件设置部4的构件，此控制部5由电脑及其程序所构成。具体地，控制部5具备的功能方块包含初始化部51、除电驱动部52、工件抵接部53、工件吸着部54及工件剥离部55。
初始化部51具有下述功能：将导通控制信号C1送至电源部2’以导通开关SW1、SW2，并且将指令信号Q1输出到除电驱动部52。
除电驱动部52具有下述功能：输入来自初始化部51的指令信号Q1时，将控制信号C3输出到除电部3以驱动除电部3，并且将指令信号Q2输出到工件抵接部53。
工件抵接部53具有下述功能：输入来自除电驱动部52的指令信号Q2时，将控制信号C4输出到工件设置部4以控制工件设置部4的载置动作，并且将指令信号Q3输出到工件吸着部54。并且，此工件抵接部53具有下述功能：输入来自后述工件剥离部55的指令信号Q5时，将控制信号C5输出到工件设置部4，以控制工件设置部4的取出动作。
工件吸着部54具有下述功能：输入来自工件抵接部53的指令信号Q3时，将关断控制信号C2送至电源部2’以关断开关SW1、SW2，并且，在经过既定时间之后，将指令信号Q4输出到工件剥离部55。
工件剥离部55具有下述功能：输入来自工件吸着部54的指令信号Q4时，将导通控制信号C1送至电源部2’以导通开关SW1、SW2，并且将指令信号Q5输出到工件抵接部53。
接着，说明本实施例的静电式工件保持系统所示的动作。
控制部5动作时，首先，初始化部51发挥功能，接收到来自初始化部51的导通控制信号C1的电源部2’成为导通状态，静电吸着部1成为如图4所示的电压状态及带电状态(初始化步骤S1的执行)。
之后，输入了来自初始化部51的指令信号Q1的除电驱动部52发挥功能，输入了来自此除电驱动部52的控制信号C3的除电部3使用静电吸着部1的除电刷15，将静电吸着部1的表面1a除电。结果，静电吸着部1成为图5所示的电压状态及带电状态(除电步骤S2的执行)。
然后，输入了来自除电驱动部52的指令信号Q2的工件抵接部53发挥功能，输入了来自工件抵接部53的控制信号C4的工件设置部4将工件W载置于静电吸着部1(工件设置步骤S3的执行)。
此状态下，工件吸着部54输入来自工件抵接部53的指令信号Q3而动作，接收到来自工件吸着部54的关断控制信号C2的电源部2’成为关断状态。结果，静电吸着部1与工件W成为图7所示的电压状态及带电状态，将工件W吸着于静电吸着部1的表面1a(工件吸着步骤S4的执行)。
此后，经过既定时间，工件W的加工等完成时，输入了来自工件吸着部54的指令信号Q4的工件剥离部55动作，电源部2’成为导通状态。依此，静电吸着部1与工件W成为图9所示的电压状态及带电状态。并且，从工件剥离部55输入指令信号Q5的工件抵接部53将控制信号C5输出到工件设置部4以控制工件设置部4的取出动作。据此，经加工处理的工件W返回到既定场所S上(工件剥离步骤S5的执行)。
如以上所述，完成本实施例的静电式工件保持系统的一循环的作业。
其它构成、作用及效果与第1及第2实施例相同，故省略其记载。
(第4实施例)
接着，说明本发明的第4实施例。
就执行本发明的静电式工件保持方法中的除电步骤的除电装置而言，有使除电构件接触于静电吸着部而将静电吸着部的表面的电荷除去的接触式的除电装置，以及使除电构件不接触于静电吸着部而将静电吸着部的表面的电荷除去的非接触式的除电装置。
就接触式的除电装置而言，除了所述实施例中适用的除电刷15之外，另有除电绳等的除电机器、以导体金属板或导电橡胶席等的导体、导电物质等作为接地板所形成的除电装置。另外，也可适用例如于静电吸着部涂布异丙醇、乙醇等的液体、使氩气等的气体接触于静电吸着部等的方法作为接触式的除电装置。
接触式的除电装置可将低电压状态的静电吸着部至高电压状态的静电吸着部皆完全除电，并且，接触式的除电装置由于除电时间短，每单位时间的除电量多，而为非常优异的除电装置。然而，此除电装置使除电构件接触于静电吸着部的表面，故有可能发生静电吸着部受到磨损、污染，或于静电吸着部的周围产生微粒的事态。硅晶片等的半导体基板的情况时，在除电之际不希望发生这些事态，故具备接触式的除电步骤的静电式工件保持方法无法用于硅晶片等的半导体基板。
另一方面，就非接触式的除电装置而言，有离子产生器。此离子产生器的除电方法为向空气中施加高电压以引起电晕放电，并且用通过此放电产生的离子将静电吸着部除电。此除电装置的优点在于不会发生静电吸着部的磨损、污染及产生微粒的事态。然而，此除电装置有除电时间长及每单位时间的除电量少的缺点。另外，容易在静电吸着部发生反向带电，除电控制困难。此外，由于除电范围窄，也有无法一次对于多数的静电吸着部进行除电处理，作业效率性不好的缺点。
对此，本实施例中例示一种具备除电步骤的静电式工件保持方法，其虽为非接触的方式，但除电时间短，每单位时间的除电量多，且除电控制容易，进一步地，可一次对于多数的静电吸着部进行除电处理(批量处理)。
图13为显示本发明第4实施例的静电式工件保持方法的立体图，图14为显示初始化步骤中的静电除去装置的配置的概略图。
适用于本实施例的除电步骤S2为使用静电除去装置16来将静电吸着部1的表面1a的电荷除电的步骤。
具体地，静电除去装置16于动作时，能够以微弱X线照射静电吸着部1周围的气体，使气体离子化的装置。就静电除去装置16而言，可适用例如Hamamatsu Photonics K.K.公司的制品“PhotoIonBar L12536”、“Photoionizer L12645”、“Photoionizer L11754”等。
此种静电除去装置16如图13及图14所示，配设于静电吸着部1的正上方，其输出窗16a朝向静电吸着部1的表面1a。
据此，静电吸着部1动作时，从静电除去装置16的输出窗16a向静电吸着部1的表面1a照射微弱X线。
本实施例的静电式工件保持方法中，执行初始化步骤S1时，与所述第1实施例同样地，对电极11施加+2000V的正电压，对电极12施加－2000V的负电压。结果，如图14所示，在电极11正上方的静电吸着部的表面1a带电有对应于+2000V的负电荷，并且，在电极12正上方的静电吸着部的表面1a带电有对应于－2000V的负电荷。
图15为显示执行了除电步骤的状态的概略图，图16为用以说明除电步骤中的除电作用的概略图，图17为显示工件设置步骤的概略图。
于初始化步骤S1执行之后，执行静电消除步骤S2。也就是，如图15所示，使静电除去装置16动作，从输出窗16a向静电吸着部1的表面1a照射微弱X线。
氧分子、氮分子等的中性粒子P存在于静电吸着部1的周围。因此，从静电除去装置16将微弱X线X照射至其周围时，如图16所示，微弱X线X的照射区域内的中性粒子P会解离成阳离子P+与阴离子P－，而在微弱X线X的照射区域内产生相同数量的阳离子P+与阴离子P－。
依此，电极11的正上方所带电的正电荷Q+与附近的阴离子P－电性结合而消除，电极12的正上方所带电的负电荷Q－与附近的阳离子P+电性结合而消除。
结果，如图17所示，将静电吸着部1的表面1a所带电的正电荷Q+及负电荷Q－皆除电，使静电吸着部1的表面1a的电位几乎为0V。
在经过既定时间之后，停止静电吸着部1的动作，完成除电步骤S2，并执行工件设置步骤S3，而可将工件W载置于非带电状态的静电吸着部1的表面1a。
为了证实此效果，发明人进行了以下测定。
图18为显示实验装置的概略图，图19为显示实验结果的线图。
如图18所示，此实验中，就实验装置而言，为由与电源部2连接的静电吸着部1、静电除去装置16、表面电位计100及X线屏蔽箱101所构成。
具体地，将静电除去装置16配置于静电吸着部1旁且为电极11、12的交界附近，将表面电位计100配置于靠近静电吸着部1的表面1a。再以X线屏蔽箱101遮覆静电吸着部1、静电除去装置16及表面电位计100。
此时，使用Creative Technology Corporation公司制的直径300mm的PI－双极型的静电载具作为静电吸着部1，使用最大可施加±3KV直流电压的Creative TechnologyCorporation公司制的静电夹器用高压电源(CTPS-3KV2AF)作为电源部2。并且，使用Hamamatsu Photonics K.K.公司的制品“Photoionizer L12645”作为静电除去装置16。使用Kasuga Electric Works Ltd.公司制的数码低电位测定器(MODEL KSD-3000)作为表面电位计100，使用PVC(聚氯乙烯)制的箱子作为X线屏蔽箱101。
实验为从电源部2施加既定的电压到静电吸着部1的电极11、12，并使静电除去装置16动作五分钟，通过表面电位计100来计测静电吸着部1的表面1a的表面电位的变化。
就第1实验计测而言，在对静电吸着部1的电极11、12施加±300V的电压的状态下，计测正极的电极11的正上方的表面电位及负极的电极12的正上方的表面电位五分钟。
依据此计测结果，如图19的曲线R1所示，正极的电极11的正上方的表面电位，原本为+240V，但五分钟后，逐渐减少至－60V。并且，如图19的曲线R2所示，负极的电极12的正上方的表面电位，原本为－330V，但五分钟后，逐渐增加至－40V。
就第2实验计测而言，在对电极11、12施加±500V的电压的状态下，计测负极的电极12的正上方的表面电位五分钟。依此，如图19的曲线R3所示，负极的电极12的正上方的表面电位，原本为－530V，但五分钟后，逐渐增加至－70V。
之后，就第3、第4、及第5实验计测而言，分别对电极11、12施加±1000V、±1500V、及±2000V的电压。并且，在各个电压状态下，计测负极的电极12的正上方的表面电位五分钟。
依此，在第3实验计测中，如曲线R4所示，获得负极的电极12的正上方的表面电位从－1040V逐渐增加至－90V的结果。并且，在第4实验计测中，如曲线R5所示，获得负极的电极12的正上方的表面电位从－1600V逐渐增加至－150V的结果，在第5实验计测中，如曲线R6所示，获得负极的电极12的正上方的表面电位从－1980V逐渐增加至－290V的结果。
依据所述实验结果，发明人确认了通过使用静电除去装置16的除电方法，可在短时间内获得期望的除电量。也就是，依据此方法，由于单位时间的除电量多，故可谋求除电作业时间的缩短化。
另外，实验中未发生静电吸着部1的表面1a的磨损、污染、产生微粒等的事态。由此可确认，使用此除电方法时，即使是对于微粒的污染会成为问题的半导体基板，也可确实地除电。
另外，适用于本实施例的静电式工件保持方法的静电除去装置16，如图20所示，广角照射微弱X线X时，可对于多数的静电吸着部1进行除电处理。也就是，可进行批量单位的除电处理，而可谋求作业效率的提升。
此外，也可将适用于此实施例的静电除去装置16适用于静电式工件保持系统。具体地，如图21所示，使用静电除去装置16作为除电部3，并将控制信号C3从控制部5的除电驱动部52输出到静电除去装置16，藉以控制此静电除去装置16。
其它构成、作用及效果与所述第1至第3实施例相同，故省略其记载。
另外，本发明不限于所述实施例，在发明的要旨的范围内，可进行各种变化、修改。
例如，所述实施例中，电极11、12、11’、12’由含碳墨水所形成，但不限于此，也可由以铜、SUS、铁、镍、银、铂等作为主成分或混入有这些成分的导电性物质(箔或膏)等所形成。
另外，所述实施例中，就介电体10的材料而言，使用聚酰亚胺树脂，但不限于此，也可使用氯乙烯等树脂、氧化铝或氮化铝等陶瓷作为介电体10的材料。
另外，所述实施例中，例示了具有一个作为第一电极的电极11(11’)且具有一个作为第二电极的电极12(12’)的静电吸着部1，但第一及第二电极的数量不限于分别为一个。如图22所示，并排配置多个电极11与多个电极12的静电吸着部1，又如图23所示，于一个电极11的两侧排列多个电极12的静电吸着部1，也包含于本发明的范围内。
附图标记说明
1 静电吸着部
1a 表面
2、2’ 电源部
3 除电部
4 工件设置部
5 控制部
10 介电体
11、12、11’、12’ 电极
11a’、12a’ 齿部
13、14 连接器
13a、14a 公接头
13b、14b 母接头
15 除电刷
16 静电除去装置
16a 输出窗
21、22 电源
23 变换电路
23a、23b 输出端
24 反转电路
25 升压电路
25a、25b 输出端
51 初始化部
52 除电驱动部
53 工件抵接部
54 工件吸着部
55 工件剥离部
100 表面电位计
101 X线屏蔽箱
C1 导通控制信号
C2 关断控制信号
C3至C5 控制信号
d1、d2 间隔
P 中性粒子
P+ 阳离子
P－ 阴离子
Q1至Q5 指令信号
Q+ 正电荷
Q－ 负电荷
S 既定场所
S1 初始化步骤
S2 除电步骤
S3 工件设置步骤
S4 工件吸着步骤
S5 工件剥离步骤
SW1、SW2 开关
W 工件
Wa 反面
X 微弱X线。

Claims (6)

1.一种静电式工件保持方法，用以通过静电吸着力将工件保持在静电吸着部的表面，该静电吸着部由下列构件所形成：可施加正电压的一个以上的第一电极、可施加负电压的一个以上的第二电极、及包覆这些第一与第二电极的介电体，该静电式工件保持方法具备：
初始化步骤，对所述第一电极施加正电压，并对所述第二电极施加负电压；
除电步骤，在所述初始化步骤执行之后，将所述静电吸着部的表面的电荷除电；
工件设置步骤，在所述除电步骤执行之后，使工件抵接于所述静电吸着部的表面；
工件吸着步骤，在所述工件设置步骤执行之后，切断对所述第一电极施加的正电压以及对所述第二电极施加的负电压；以及
工件剥离步骤，在所述工件吸着步骤执行之后，对所述第一电极施加正电压并且对所述第二电极施加负电压。
2.根据权利要求1所述的静电式工件保持方法，其中，所述除电步骤以微弱X线照射所述静电吸着部周围的气体，使该气体离子化，藉以将所述静电吸着部的表面的电荷除电。
3.根据权利要求1或2所述的静电式工件保持方法，其中，所述静电吸着部的第一与第二电极为隔着既定间隔相邻地排列的平板状的电极，或配置成隔着既定间隔相互咬合的梳齿状的电极中的任一者。
4.一种静电式工件保持系统，具备：静电吸着部，由可施加正电压的一个以上的第一电极、可施加负电压的一个以上的第二电极及包覆这些第一与第二电极的介电体所形成；电源部，可对所述第一电极施加正电压并对所述第二电极施加负电压；除电部，将所述静电吸着部的表面的电荷除电；工件设置部，可将工件抵接于所述静电吸着部的表面及取出所述工件；以及控制部，控制所述工件设置部、所述除电部及所述电源部；
所述控制部具备：
初始化部，导通所述电源部；
除电驱动部，在所述初始化部动作之后，驱动所述除电部；
工件抵接部，在所述除电驱动部动作之后，驱动所述工件设置部，使工件抵接于所述静电吸着部的表面；
工件吸着部，在所述工件抵接部动作之后，关断所述电源部；以及
工件剥离部，在所述工件吸着部动作之后，导通所述电源部，并且驱动所述工件设置部，将工件从所述静电吸着部取出。
5.根据权利要求4所述的静电式工件保持系统，其中，所述除电部为于动作时以微弱X线照射所述静电吸着部周围的气体而使该气体离子化藉以将所述静电吸着部的表面的电荷除电的静电除去装置。
6.根据权利要求4或5所述的静电式工件保持系统，其中，所述静电吸着部的第一与第二电极为隔着既定间隔相邻地排列的平板状的电极，或配置成隔着既定间隔相互咬合的梳齿状的电极中的任一者。
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