JP2003282671A - 静電保持装置及びそれを用いた搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】この発明は、保持対象物裏面に誘起する瞬間電
位を防止できる静電保持装置及びそれを用いた搬送装置
を提供する。 【解決手段】電極へ印加する電圧を制御して保持対象物
を静電力により保持する静電保持装置である。この電極
は、一対又は複数対の電極１０３ａ及び電極１０３ｂと
から構成されている。電極１０３ａ及び電極１０３ｂは
絶縁領域１０２ｃを介して細かいピッチで隣接して多数
配列されている。電極１０３ａ及び電極１０３ｂに互い
に逆極性の電圧を印加する制御装置１０６を備え、電極
１０３ａ及び電極１０３ｂに制御装置１０６から互いに
逆極性の電圧を印加することで保持対象物１０４を保持
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、静電気力を用い
て保持対象物を接触又は非接触の状態で保持する静電保
持装置及びそれを用いた搬送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、対象物を保持する保持装置と
しては真空チャックが一般に用いられているが、薄板を
対象とする場合には真空チャックでは周辺が撓む欠点が
ある。

【０００３】これに対して，静電チャックなどの静電保
持装置によれば，電極面全体の静電力により対象物を保
持することができるので、薄板をハンドリング（保持）
しても周辺が撓むことがない。

【０００４】また、静電力は電極に印加される電圧を制
御することにより自由に制御できるので、この静電力を
制御できる制御系を備えた保持装置によれば、対象物を
非接触の状態で保持することも可能である。

【０００５】さらに、このような静電保持装置を用いれ
ば、把持手段を用いずに対象物を保持したり保持を解除
することが自由にできるので、把持手段を用いない搬送
装置としての利用が期待されている。

【０００６】このような、静電気力を利用して薄状部材
を保持する保持装置又は搬送装置として、例えば、特開
平７−２５７７５１号公報には、静電吸引力を用いたハ
ンドリング対象物（保持対象物）の静電浮上搬送装置及
びその静電浮上用電極が開示されている。

【０００７】この静電浮上搬送装置は、４つの扇状の電
極Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが配置された電極と保持対象物として
の浮上体とのギャップを検出する変位センサ（距離検知
手段）と、変位センサから検出されるフィードバック信
号（距離情報）に基づき、浮上体と電極とが所定距離を
保って浮上体が浮上保持するように電極への印加電圧を
制御する制御装置とを備えている。各電極Ａ〜Ｄへの印
加電圧を制御することによって、各電極Ａ〜Ｄと浮上体
との静電吸引力を制御し、制御体を非接触で浮上させる
ことができる。

【０００８】また、特開平１０−６６３６７号公報によ
れば、特開平７−２５７７５１号公報に開示されるよう
な電極間の境界が４つしかない静電浮上用電極を用いる
場合に、保持対象物として誘電体や絶縁体を浮上させる
場合には、浮上に至るまでの浮上時間が長くかかるこ
と、また、浮上系が不安定になりやすく、浮上剛性が低
くなるという問題点を改良した発明が開示されている。

【０００９】また、特開２００１−９７６６号公報によ
れば、薄状部材の静電保持装置が開示され、その装置で
は、電極を有する固定子の一部に物理的補助を行う機構
的支持部材が設けられている。

【００１０】また、変位センサとそれによる制御系を備
えない静電保持装置によれば、保持対象物は静電気力に
より単に吸着されて、接触された状態で保持できる接触
型の静電保持装置として利用される。

【００１１】いずれの場合も、対となる電極（電極Ａと
電極Ｂ）の面積を等しく取ると共に電極Ａへ印加される
電圧と電極Ｂに印加される電圧との絶対値が互いに等し
い逆電圧とすることにより、浮上体の電位をゼロボルト
に保つことができるとされている。

【００１２】すなわち、上述の特開平７−２５７７５１
号公報では分離帯を挟んで均等に分割された４つの扇状
の４つの電極Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが用いられている。これら
の４つの電極Ａ〜Ｄは、対となる電極（例えば、電極Ａ
と電極Ｂ及び電極Ｃと電極Ｄ）との面積は等しく取られ
ると共に、電極Ａ及び電極Ｃに正電圧が印加され、電極
Ｂ及び電極Ｄには負電圧が印加されることにより、浮上
体の電位をゼロボルトに保つことができるとされてい
る。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな静電保持装置を用いれば、後述するように、保持対
象物としての導電体の裏面の電位は最終的にはゼロボル
トとはなるものの、電圧を印加した瞬時には裏面に期待
しない電位が誘導されることが本発明者らの研究により
初めて確認された。

【００１４】ここで、上述の特開平１０−６６３６７号
公報によれば、保持対象物としては誘電体及び絶縁体に
限定された発明が開示されており、半導体及び導電体で
の実験がなされていない。

【００１５】また、特開２００１−９７６６号公報によ
れば、保持対象物としては導電体、半導体、高抵抗体又
は誘電体が用いられる旨開示されてはいるが、導電体を
用いた実施例では、上述の特開平７−２５７７５１号公
報に記載の電極と同等又は均等な簡易な電極で十分であ
る旨の開示があり、その他の複雑な電極は不要であると
考えられていた。

【００１６】それ故、いずれの公報によっても、対とな
る電極（電極Ａと電極Ｂ）の面積を等しくとると共に電
極Ａへ印加される電圧と電極Ｂに印加される電圧とは絶
対値が互いに等しい逆電圧とすることにより、浮上体の
電位をゼロボルトに保つことができる旨開示されてはい
るが、電圧を印加した直後に保持対象物としての導電体
の裏面に瞬時に発生する電位については言及されていな
いし、確認も取られていない。

【００１７】本発明者等の研究によれば、この裏面の電
位は、印加電圧の変動が激しいほど、瞬間誘導電位が大
きく、印加電圧に近い電位となり、保持対象物とその周
辺物との間に静電破壊（短絡）を起こす虞があることが
予想された。

【００１８】特に、このような静電保持装置を搬送装置
として利用する場合には、対象物をロードする場合、又
対象物をアンロードする場合、周辺部材との間での静電
破壊が起これば、重要な課題となる。

【００１９】また、この期待しない電位の発生は、対象
物裏面への塵埃の付着を促進させる場合がある。この対
象物の裏面が半導体のパターン等のように高電位に弱い
部材で有る場合には、対象物を損傷することも予想され
る。

【００２０】そこで、この発明は、保持対象物裏面に誘
起する瞬間電位を防止できる静電保持装置及びそれを用
いた搬送装置を提供することを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の静電保持装置は、電極へ印加する電圧を制
御して保持対象物を静電力により保持する静電保持装置
において、前記電極は、一対又は複数対の電極Ａ及び電
極Ｂとから構成され、前記電極Ａ及び電極Ｂは絶縁領域
を介して細かいピッチで隣接して多数配列され、前記電
極Ａ及び電極Ｂに互いに逆極性の電圧を印加する制御装
置を備え、前記電極Ａ及び電極Ｂに前記制御装置から互
いに逆極性の電圧を印加することで保持対象物を保持す
ることを特徴としている。

【００２２】このように構成すれば、電極Ａ及び電極Ｂ
の配列ピッチが長い場合に比べて細かいピッチとするこ
とにより、印加電圧の瞬時変動に伴う保持対象物裏面に
誘起する瞬間電位を低く抑えることができる。

【００２３】このような配列ピッチを細かくするには、
例えば、電極Ａ又は電極Ｂと絶縁領域との接する境界線
の長さを長くなるように配列すればよい。電極Ａ及び電
極Ｂは、互いに絶縁領域を介して隣接して配列されると
ともに電極Ａ又は電極Ｂと絶縁領域との接する境界線の
長さが長くなるように配列されていることにより、電極
Ａ又は電極Ｂと絶縁領域との接する境界線の長さが短い
場合に比べて印加電圧の瞬時変動に伴う保持対象物裏面
に誘起する瞬間電位を低く抑えることができる。

【００２４】この境界線を長くするには、例えば、前記
電極Ａ及び電極Ｂを線条に配列させること、前記絶縁領
域を前記電極Ａ及び電極Ｂ間に線条に配列させることに
より達成することができる。

【００２５】また、各電極Ａ、電極Ｂ及び絶縁領域を線
条として、該線条の電極Ａ、電極Ｂを線条の絶縁領域を
介して相互に隣接させて線条束となし、この線条束を平
面上に積層又は折り畳んで面状に配置すれば、簡単な構
造で境界線の長さを長くできるともに、各電極Ａ、電極
Ｂは連続して面上に配列されるので、電極端子数を最小
限とすることもできる。

【００２６】また、この絶縁領域は、電極Ａ又は電極Ｂ
の長手方向中心線に対して互いに対称な波形（例えばサ
インカーブ、凹凸等）を描いて配置させることにより、
電極Ａ及び電極Ｂと絶縁領域との接する境界線の長さを
長くすることができる。

【００２７】この場合、電極Ａと電極Ｂの面積は等し
く、かつ、電極Ａへ印加される電圧と電極Ｂに印加され
る電圧は絶対値を互いに等しく保つことにより、保持対
象物裏面に誘起する電位を実質的にゼロに抑えることが
できる。

【００２８】この保持対象物は、誘電体又は絶縁体でよ
いが、導電体又は半導体の保持に用いることにより特に
実用的な効果を発揮する。半導体ウエハーなどでは裏面
にパターンが形成されていることがあるが、このパター
ンの中には高電位で破壊される場合がある。このような
半導体の保持手段又は搬送手段としてこの発明の静電保
持装置は特に有意義である。

【００２９】これにより、このような静電保持装置は、
保持対象物を前記電極に直接又は他の部材を介して接触
して保持させる接触型の静電保持装置として利用するこ
とができる。ここで、保持対象物が半導体又は導電体で
有る場合には、電極と保持対象物との間には絶縁体が介
在される必要がある。この絶縁体は電極面に形成されて
いる、すなわち、電極が絶縁体に埋設されていてもよい
し、電極面が露出する場合には他の絶縁体が介在されれ
ばよい。

【００３０】また、このような静電保持装置は、前記電
極と保持対象物との間の距離を検知する距離検知手段を
備え、前記制御装置は、前記距離検知手段により検知さ
れた距離情報に基づき、前記保持対象物が前記電極とは
所定距離を離間して浮上保持するように制御することに
より、保持対象物を浮上させて搬送できる浮上式静電保
持装置として利用することができる。

【００３１】ここで、この静電保持装置は、前記電極を
備えた複数の電極モジュールを備え、該電極モジュール
は、それぞれ一対又は複数対の電極Ａ及び電極Ｂを備え
ることで、大面積の保持対象物を保持する保持装置とす
ることができる。

【００３２】以上の静電保持装置は、保持対象物をロー
ドする場合、又は保持対象物をアンロードする場合、周
辺部材との間での静電破壊が懸念される搬送装置として
用いることにより特に実用的な有益な効果を発揮する。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づき説明する。

【００３４】図１及び図２は、本発明の実施の形態に係
る静電保持装置の概念を説明する概念図であり、静電保
持装置を電極面に対して直交する中心を通る断面により
切断した場合の断面図が示されている。ここで、図１は
浮上型の静電保持装置を示し、図２は接触型の静電保持
装置を示している。いずれの例でも、保持対象物の裏面
電位を常時０Ｖ（ボルト）に維持することができる。
（浮上型の静電保持装置）図１において符号１００は、
浮上型の静電保持装置に用いられる電極モジュールであ
り、ベース部材１０１の一面には絶縁層１０２が形成さ
れている。この絶縁層１０２には多数の電極１０３ａ…
及び多数の電極１０３ｂ…が絶縁領域１０２ｃを介して
交互に配列されている。この電極１０３ａ…及び電極１
０３ｂ…の数及び面積の総和は等しい。また、境界領域
１０２ｃも多数（図面では１０個）設けられることによ
り、電極１０３ａ又は電極１０３ｂと絶縁領域１０２ｃ
との接する境界線の長さも長くなっている。

【００３５】好ましい実施の形態では、この同じ符号で
示す各電極１０３ａ…及び各電極１０３ｂ…は、不図示
の部分で連結されている。各電極１０３ａ…又は各電極
１０３ｂ…が連結されることにより、一対の電極１０３
ａ及び電極１０３ｂに電圧を印加することにより、全て
の各電極１０３ａ…及び各電極１０３ｂ…に等価な電圧
を印加することができる。

【００３６】いずれにしても、本発明においては、同一
符号で示した電極１０３ａ又は１０３ｂには常時同一電
圧が印加されるようになっている。これにより、電極１
０３ａ、電極１０３ｂには極性が逆で、絶対値の等しい
電圧が印加可能となる。

【００３７】ベース部材１０１の平面方向（又は水平方
向）の中心部には少なくとも保持対象物１０４に向けて
開口されているセンサ穴１０７が形成されている。この
センサ穴１０７には保持対象物１０４と電極面１０３と
の間の距離又は変位を検出する変位センサ１０５などの
距離検出手段が固定されている。

【００３８】この変位センサ１０５は印加電圧制御装置
１０６に接続されている。この印加電圧制御装置１０６
は、変位に基づいて印加電圧を調整し、変位を一定に維
持するように制御する。例えば、ＰＩＤ(proportional-
integral-derivative)制御、オンオフ制御などである。

【００３９】このような電極配置の浮上型の静電保持装
置によれば、変位センサ１０５から送信される保持対象
物１０４と電極面１０３との距離（又は変位）情報によ
り印加電圧制御装置１０６は、電極１０３ａ、１０３ｂ
に印加される電圧を制御して、保持対象物１０４と電極
面１０３との間隔を一定に維持する。

【００４０】この印加電圧制御装置１０６の制御により
電極１０３ａ及び電極１０３ｂには極性の異なる大きな
印加電圧のオンオフが繰り返されて、印加電圧の瞬間変
動が頻発に起こるが、この発明に従えば、保持対象物１
０４の裏面で誘起される電位はほぼゼロに保たれる。こ
の理由は次のとおりと推定される。

【００４１】すなわち、この発明で用いる電極では、隣
接配置される各電極１０３ａ、１０３ｂ間のピッチＰが
細かくさく配列されている。これにより、印加電圧の瞬
時変動により誘起する相互に隣接された各電極１０３
ａ、１０３ｂから離間された保持対象物の局部での電荷
移動距離を小さくすることができる。

【００４２】また、各電極１０３ａ、１０３ｂから離間
された保持対象物の保持対象物面上の電荷移動を防ぐこ
とができ、結果として印加電圧の瞬間変動に伴う電極の
対向部以外の部分における瞬間的な電位生成を防止する
ことができる。

【００４３】この原理は、保持対象物の距離に無関係で
ある。すなわち、図１では、浮上型の静電保持装置につ
いて説明したが、図２に示すような接触型の静電保持装
置でも同様な原理により保持対象物の裏面に誘起される
電位をほぼゼロに保つことができる。 （接触型の静電保持装置）図２において符号１００は接
触型の静電保持装置に用いる電極モジュールであり、ベ
ース部材１０１の一面には絶縁層１０２が形成されてい
る。この絶縁層１０２には多数の電極１０３ａ…及び多
数の電極１０３ｂ…が絶縁領域１０２ｃを介して交互に
配列されている。この電極１０３ａ…及び電極１０３ｂ
…の数及び面積の総和は等しい。また、境界領域１０２
ｃも多数（図面では１３個）設けられることにより、電
極１０３ａ又は電極１０３ｂと絶縁領域１０２ｃとの接
する境界線の長さも長くなっている。

【００４４】好ましい実施の形態では、この同じ符号で
示す各電極１０３ａ…及び各電極１０３ｂ…は、不図示
の部分で連結されている。各電極１０３ａ…又は各電極
１０３ｂ…が連結されることにより、一対の電極１０３
ａ及び電極１０３ｂに電圧を印加することにより、全て
の各電極１０３ａ…及び各電極１０３ｂ…に等価な電圧
を印加することができる。

【００４５】いずれにしても、本発明においては、同一
符号で示した電極１０３ａ又は１０３ｂには常時同一電
圧が印加されるようになっている。これにより、電極１
０３ａ、電極１０３ｂには極性が逆で、絶対値の等しい
電圧が印加可能となる。

【００４６】各電極１０３ａ、電極１０３ｂは印加電圧
制御装置１０６に接続されている。この印加電圧制御装
置１０６は、オンオフ制御などである。

【００４７】このような電極配置の接触型の静電保持装
置によれば、印加電圧制御装置１０６は、電極１０３
ａ、１０３ｂに印加される電圧を制御して、保持対象物
１０４を静電気により吸引したり吸引を解除したりす
る。

【００４８】この印加電圧制御装置１０６のオンオフに
より電極１０３ａ及び電極１０３ｂには極性の異なる大
きな印加電圧の瞬時の変動が起こるが、この発明に従え
ば、保持対象物１０４の裏面で誘起される電位はほぼゼ
ロに保たれる。この理由は浮上型静電保持装置で説明し
たと同様である。 （電極の好ましい実施の形態）次に、本発明の実施の形
態に係る静電保持装置に用いられる電極の好ましい一例
について、図３に示す浮上型の静電保持装置に用いられ
る電極モジュールを例に説明する。

【００４９】この電極モジュール１００は、符号１０３
ａ及び１０３ｂで示した電極と、符号１０２ｃで示した
絶縁領域と、中心に変位センサ１０５を通すセンサ穴１
０７を備えている。

【００５０】電極１０３ａ及び電極１０３ｂは中心対
象、すなわち、長さ及び面積が各々等しく形成されてお
り、細い線条の絶縁領域１０２ｃにより絶縁されてい
る。

【００５１】この絶縁領域１０２ｃは波形（サインカー
ブ）を描いた凹凸が形成され、凹凸に嵌合するように略
線条の電極１０３ａ及び電極１０３ｂが絶縁領域１０２
ｃを介して隣接されている。

【００５２】すなわち、この図３では、電極１０３ａ、
電極１０３ｂ及び絶縁領域１０２ｃは各々略線条であ
り、線条の電極１０３ａ、電極１０３ｂは線条の絶縁領
域１０２ｃを介して相互に隣接されて線条束（電極１０
３ａ、絶縁領域１０２ｃ、電極１０３ｂの束）が形成さ
れる共にその線条束は平面上に積層又は折り畳まれて面
状に配置されることにより、この電極１０３ａ及び１０
３ｂの中心間距離で定義される配列ピッチＰは一様に細
かく、かつ、多数（図では８個）刻まれている。また、
このような電極面１０３の形成方法は適宜で良く、例え
ば、感光基板を用いたパターン形成を応用することによ
り得ることができる。

【００５３】このような構成の電極モジュール１００に
よれば、図示するように一端に端子を設けて所定の電圧
を印加することにより、互いに面積が等しい一対の電極
１０３ａ、１０３ｂに対して絶対値は等しいが逆極性の
電圧を印加させることができる。

【００５４】また、この絶縁領域１０２ｃは凹凸を描か
れることにより同一面積では、電極１０３ａと電極１０
３ｂとの界面の密度を上昇させることができ、各電極１
０３ａ、１０３ｂに印加される電極を瞬時に変動させて
も、これにより、保持対象物の裏面に誘起される電位を
極力低く押させることができる。

【００５５】このような電極モジュール１００は、図４
に示すように、多数並列配置することができる。各々の
電極モジュール１００…に対してそれぞれ変位センサ１
０５用のセンサ穴１０７…を設置し、各変位センサ１０
５…を独立に制御される各印加電圧制御装置１０６…に
接続する。この各印加電圧制御装置１０６…から各電極
１０３ａ…、１０３ｂを独立に電圧制御することにより
大面積の静電保持装置を得ることができる。

【００５６】このような大面積の静電保持装置によれ
ば、各電極モジュール１００が独立して制御できるの
で、保持対象物１０４の大きさが大きくなっても対応で
きるのみならず、保持対象物１０４の各電極モジュール
１００との間隔を独立に制御することにより、保持対象
物１０４の姿勢制御が行える。

【００５７】何れの場合にも、対となる各電極１０３ａ
と１０３ｂとの正負が逆転した等電圧を印加すること
で、静電保持が行え、また、保持対象物１０４の裏面に
誘起される電圧は極力０Ｖに抑制されている。この間、
各電極１０３ａ…に印加される電圧（Ｖ１、Ｖ２，Ｖ
３、Ｖ４）はそれぞれ同一であっても異なっていてもよ
い。

【００５８】ここで、これらの図面（図３及び図４）に
示した電極モジュール１００はいずれも浮上用の電極モ
ジュールであったが、接触型でも同様な電極の配置を取
ることで、保持対象物の裏面に発生する電位を抑えるこ
とが可能である。

【００５９】以上説明した静電保持装置は、電極への電
圧の印加により保持対象物を静電吸引力により吸引して
浮上させて無接触状態で保持したり、接触保持させるこ
とができる。この保持させた状態で搬送を行い、保持対
象物が予定された位置に到達した時点で、電極への電圧
の遮断により保持対象物を電極より離脱させることによ
り搬送装置として利用される。

【００６０】ここで、保持対象物を完全に無接触の状態
で保持する場合には、実用的には、このような浮上型の
静電保持装置を複数配置し、互いの装置を統括して制御
することが望ましい。このような静電浮上装置は既に提
案されている。例えば、絶縁基板上の電極に対して、所
定のギャップを介して浮上体に働く静電吸引力が、浮上
体の重量と釣り合うように、電極に印加する電圧を制御
することにより、浮上体を空中に浮かせる。完全無接触
な浮上を得るためには、浮上体の運動を５つの方向から
拘束して浮上させる。このため、通常、電極はいくつか
の部分に分かれていてもよい。

【００６１】このような浮上型の静電保持装置は、シリ
コンウエハなどの半導体の搬送に適する。載置台に載置
されているシリコンウエハに電極を近接させ、所定の位
置に停止する。そして、電極に制御された電圧を印加
し、静電吸引力により、シリコンウエハを無接触状態で
浮上させる。

【００６２】その状態で電極を移動させることにより、
シリコンウエハを搬送することができる。そして、所定
のシリコンウエハの搬送位置に至ると、電極を停止させ
て、電極１０への電圧供給を遮断すると、シリコンウエ
ハは電極から離脱し、シリコンウエハは所定位置に残さ
れる。ついで、電極を上方へ移動させて、次のサイクル
に備える。

【００６３】この搬送装置は、多種多様の搬送工程や搬
送位置の変更を行うことができることは言うまでもな
い。この場合、電極面１０３の面形状は、保持対象物の
形状（例えば、円形等）に合わせてもよい。また、各電
極モジュールは方形のみならず、六角形でもよい。

【００６４】

【実施例】以下、実施例に従い本発明の効果を具体的に
説明するが、本発明はこれらの具体的な実施例に限定さ
れない。 （実施例１）この実施例では、概略図３に示すパターン
の電極モジュール１００を用いた。この電極モジュール
１００の面寸法は１００ｍｍ角であり、各電極１０３ａ
と電極１０３ｂとは絶縁領域１０２ｃにより絶縁されて
いる。また、隣接する線条の電極１０３ａと線条の電極
１０３ｂの各線条の中心間距離で定義されるピッチは４
ｍｍであった。このような電極モジュール１００では、
電極１０３ａが占める面積の総和と電極１０３ｂが占め
る面積の総和は等しくなっている。また、ピッチが細か
いこと、さらには特異なパターンとなっていること等に
より、電極１０３ａ、１０３ｂと絶縁領域１０２ｃとの
境界線の長さが十分に長くなっている。

【００６５】このような電極モジュール１００の銅箔に
接する電極面１０３には静電破壊の防止の目的で厚みが
０．２ｍｍのＰＥＴフィルムを貼り付け、この電極モジ
ュール１００を二つ並列して並べて（以下、他方の電極
モジュールを符号１００´で示す。）電極面１０３とし
た。

【００６６】ついで、電極面１０３と同じ大きさの１０
０ｍｍ×２００ｍｍ角の厚み１８μｍの銅箔を用い、裏
面に電圧検知用のリード線を取り付け、そのリード線取
り出し用の貫通孔を備えた絶縁体上に銅箔を載置させ、
電極面１０３を下にして電極モジュールを載置した。

【００６７】各電極１０３ａ、１０３ｂ及び１０３ａ、
１０３ｂにそれぞれ異なる組合せの所定の波形の電圧を
印加したときにおける銅箔の裏面電位を測定した。

【００６８】なお、以下の説明では、一方の電極モジュ
ール１００に備えられた電極１０３ａ、１０３ｂを電極
１ａ、１ｂと呼称し、他方の電極モジュール１００´に
備えられた電極１０３ａ、１０３ｂを電極１ｃ、１ｄと
呼称して、便宜的にこの呼称に従って説明する。 （実験例１：対照例１）両方の電極モジュール１００、
１００´（電極１ａ〜１ｄの全て）に図５に示す波形の
正の印加電圧（Applied Voltage）を印加し、銅箔の裏
面の電位を測定したところ、図６に示す裏面電位（Pote
ntial Voltage）が測定された。この裏面電位は、銅箔
の位置によらずに、全面的にほぼ一定の傾向を示した。

【００６９】図６から明らかなように、電圧を印加した
直後の急激な印加電圧の変動に伴って、銅箔の裏面に最
大約４００Ｖの電位が誘起された（以下、この裏面に誘
起された電位の最大値を最大電位と略称する。）。印加
電圧を７００Ｖに保つことにより、裏面の電位は、時間
と共にゼロに向けて低下し４０ｍ秒後にほぼゼロとなっ
た。

【００７０】この４０ｍ秒後に印加電圧を、図５の波形
に示すように、０Ｖとなるまで急激に低下させたとこ
ろ、銅箔の裏面の電位は最大−４００Ｖまで低下した。
印加電圧を０Ｖに保つことによりこの裏面の電位はゼロ
に向けて漸減し、４０ｍ秒後には再びほぼゼロとなっ
た。

【００７１】以上から、この実験例１では、印加電圧の
変動時に裏面に誘起される最大電位は、印加電圧７００
Ｖに匹敵する大きな電位（４００Ｖ）が瞬間的に誘起さ
れることが理解される。 （実験例２：対照例２）次に、一方の電極モジュール１
００（電極１ａ、１ｂ）に対しては図５に示す波形の正
の電圧を印加し、他方の電極モジュール１００´（電極
１ｃ、１ｄ）に対しては正負が逆である図５に示す波形
と同一の波形の負の電圧を印加した。このような印加電
圧を各電極１ａ〜１ｄに印加することにより、特開平７
−２５７７５１号公報で開示される静電浮上搬送装置の
発明の電極の条件がほぼ満たされる。

【００７２】上記と同様にして銅箔の裏面の電位を測定
したところ図７に示す裏面電位が測定された。

【００７３】図６の場合に比べて銅箔裏面の電位の低下
は少ないが、最大電位で±約４０Ｖ弱の電位の変動が見
られた。この裏面に誘起される電位がゼロに収束する時
間は実験例１に比べて短かった。 （実験例３：実施例１）次に、各電極モジュール１０
０、１００´の一方の電極１ａ、１ｂに対しては図５に
示す波形の正の電圧を印加し、各電極モジュール１０
０、１００´の対となっている他方の電極１ｂ、１ｄに
対しては正負が逆である図５に示す波形と同一の波形の
負の電圧を印加した。このような印加電圧を各電極１ａ
〜１ｄに印加することにより、この発明の電極Ａ及び電
極Ｂに互いに逆極性の電圧を印加する条件が満たされ
る。

【００７４】上記と同様にして銅箔の裏面の電位を測定
したころ、図８に示す裏面電位が測定された。

【００７５】印加電圧が±７００Ｖという高電圧の急激
な変動に対しても、銅箔裏面の最大電位は±２Ｖと、ほ
ぼゼロ（実質的に０Ｖ）が保たれていた。

【００７６】以上の結果から、本発明に従う静電保持装
置によれば、急激な電極への電圧変動が有った場合に
も、保持対象物としての銅箔の裏面の電位をほぼゼロに
抑制することが可能である。

【００７７】これにより、接触型の静電保持装置におい
ては、保持を開始する直後（ロード時）の保持対象の裏
面電位をほぼゼロとすることが可能である。

【００７８】また、保持を終了するアンロード時の保持
対象の裏面電位もほぼゼロとすることが可能であること
が実証される。

【００７９】以上の実験例１〜３では、電極面の面積及
び電圧の絶対値が等しいので何れの実験例１〜３におい
ても静電気力（吸引力）はほぼ等しい。これにより、本
実施例により保持対象物裏面に誘起する瞬間電位を防止
できる静電保持装置及びそれを用いた搬送装置を提供す
ることができることが実証される。 （実験例４：実施例２）実施例１では電極面には貼付し
たＰＥＴフィルムと銅箔とを接触して銅箔の裏面の電位
を測定していたが、銅箔とＰＥＴフィルムとの間に間隔
を設けても銅箔の裏面には実施例１とほぼ同様な波形の
電位（図６〜図８）が測定された。

【００８０】ここで、銅箔は電極と平行となるように周
囲が固定されてほぼ垂直に間隔を例えば２００μｍ開け
て立設されている。これにより、接触型の静電保持装置
に限らず、浮上型の静電保持装置においても本発明が有
効であることが確認される。

【００８１】特に浮上型の静電保持装置では、ロード時
及びアンロード時に加えて保持中にも保持対象を所定の
距離に維持するために、制御装置から各電極１０３ａ、
１０３ｂに印加される電圧は頻繁にオンオフされたり、
変更される必要がある。

【００８２】この点、本発明の静電保持装置によれば、
急激な印加電圧変動に対しても、裏面の最大電位は実質
的にゼロであるので、浮上型の静電保持装置として実用
的に有効な効果を発揮する。

【００８３】これにより、この実施例２に従えば、印加
電圧の瞬時の変動に対しても保持対象物の裏面の電位を
常時０Ｖに保つことができる。 （実施例３）銅箔に換えて半導体を用いて同様の実験を
行えば、半導体裏面にも略同様な裏面電位（最大電位）
が発生すると想定される。これにより、この発明の静電
保持装置は保持対象として導電体のみならず、半導体に
対しても有効であると考えられる。

【００８４】

【発明の効果】以上説明してきたように、この発明によ
れば、保持対象物裏面に誘起する瞬間電位を防止できる
静電保持装置及びそれを用いた搬送装置を提供すること
ができる、という実用上有益な効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態に係る静電保持装置を電
極面に対して直交する中心を通過する断面により切断し
た場合の断面図により本発明の概念を説明する概念図で
ある。

【図２】 本発明の実施の形態に係る静電保持装置を電
極面に対して直交する中心を通過する断面により切断し
た場合の断面図により本発明の概念を説明する概念図で
ある。

【図３】 本発明の実施の形態に係る好ましい電極モジ
ュールの一例を説明する底面図である。

【図４】 本発明の実施の形態に係る好ましい電極モジ
ュールを組み合わせた一例を説明する底面図である。

【図５】 本発明の実施例における印加電圧の波形を示
す図である。

【図６】 本発明の実施例（対照例）における裏面に誘
起された電圧の波形を示す図である。

【図７】 本発明の実施例（対照例）における裏面に誘
起された電圧の波形を示す図である。

【図８】 本発明の実施例における裏面に誘起された電
圧の波形を示す図である。

【符号の説明】

１００：電極モジュール １０１：ベース部材 １０２：絶縁層 １０２ｃ：境界領域 １０３：電極面 １０３ａ：電極 １０３ｂ：電極 １０４：保持対象物 １０５：変位センサ １０６：印加電圧制御装置 １０７：センサ穴

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Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電極へ印加する電圧を制御して保持対象物
   を静電力により保持する静電保持装置において、 前記電極は、一対又は複数対の電極Ａ及び電極Ｂとから
   構成され、 前記電極Ａ及び電極Ｂは絶縁領域を介して細かいピッチ
   で隣接して多数配列され、 前記電極Ａ及び電極Ｂに互いに逆極性の電圧を印加する
   制御装置を備え、 前記電極Ａ及び電極Ｂに前記制御装置から互いに逆極性
   の電圧を印加することで保持対象物を保持することを特
   徴とする静電保持装置。
2. 【請求項２】前記電極Ａ又は電極Ｂと前記絶縁領域との
   接する境界線の長さが長くなるように配列されているこ
   とを特徴とする請求項１記載の静電保持装置。
3. 【請求項３】前記電極Ａ及び電極Ｂは、線条に配列さ
   れ、前記絶縁領域は、前記電極Ａ及び電極Ｂ間に線条に
   配列されていることを特徴とする請求項１記載の静電保
   持装置。
4. 【請求項４】前記電極Ａ、電極Ｂ及び絶縁領域は線条で
   あり、該線条の電極Ａ、電極Ｂは線条の絶縁領域を介し
   て相互に隣接されて線条束となると共に、該線条束は平
   面上に積層又は折り畳まれて面状に配置されていること
   を特徴とする請求項１記載の静電保持装置。
5. 【請求項５】前記絶縁領域は、電極Ａ又は電極Ｂの長手
   方向中心線に対して互いに対称な波形を描いて配置され
   ていることを特徴とする請求項２〜４の何れかに記載の
   静電保持装置。
6. 【請求項６】前記電極Ａと電極Ｂの面積は等しく、か
   つ、電極Ａへ印加される電圧と電極Ｂに印加される電圧
   は絶対値が互いに等しいことを特徴とする請求項１〜６
   の何れかに記載の静電保持装置。
7. 【請求項７】前記保持対象物は、前記電極に直接又は他
   の部材を介して接触して保持されることを特徴とする請
   求項１記載の静電保持装置。
8. 【請求項８】前記静電保持装置は、前記電極と保持対象
   物との間の距離を検知する距離検知手段を備え、前記制
   御装置は、前記距離検知手段により検知された距離情報
   に基づき、前記保持対象物が前記電極とは所定距離を離
   間して浮上保持するように制御することを特徴とする請
   求項１記載の静電保持装置。
9. 【請求項９】前記保持対象物は、導電体又は半導体であ
   ることを特徴とする請求項１記載の静電保持装置。
10. 【請求項１０】前記静電保持装置は、前記電極を備えた
    複数の電極モジュールを備え、該電極モジュールは、そ
    れぞれ一対又は複数対の電極Ａ及び電極Ｂを備えている
    ことを特徴とする請求項１〜９の何れかに記載の静電保
    持装置。
11. 【請求項１１】前記電極モジュールは互いに前記制御装
    置により独立に制御されることを特徴とする請求項１０
    記載の静電保持装置。
12. 【請求項１２】請求項１〜１１の何れかに記載の静電保
    持装置を用いた搬送装置。