JP2008147430A - 静電吸着方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】静電チャック装置10の第1の電極34および第2の電極35に電圧を印加して、第1の被吸着物41および第2の被吸着物42を重ねた状態で静電チャック装置10に静電吸着させた後、第1の電極34および第2の電極35の電位差を大きくすることによって、静電チャック装置10側の第1の被吸着物41を吸着させたままで、第2の被吸着物42を静電チャック装置10から離脱させる。
【選択図】図6
Description
静電チャック装置としては、単極型および双極型の2種類の静電チャック装置が知られている。単極型の静電チャック装置は、1つの電極と1つの被吸着物との間に電位差を生じさせることにより被吸着物を吸着する。双極型の静電チャック装置は、2つの電極にそれぞれ極性の異なる電圧を印加し、2つの電極間に電位差を生じさせることにより1つの被吸着物を吸着する(例えば、特許文献1)。
また、本発明の他の目的は、静電チャック装置に吸着させた2個以上の被吸着物のうち、静電チャック装置側の被吸着物を吸着させたままで、他の被吸着物を離脱させる静電吸着方法を提供することにある。
また、本発明の静電吸着方法によれば、静電チャック装置に吸着させた2個以上の被吸着物のうち、静電チャック装置側の被吸着物を吸着させたままで、他の被吸着物を離脱させることができる。
図1は、本発明における静電チャック装置の一例を示す断面図である。静電チャック装置10は、基板20と、該基板20に接着剤層21を介して接着される電極シート30とを具備する。
電極シート30は、一対の絶縁性有機フィルム31、32が、絶縁性接着剤層33を介して貼着され、絶縁性接着剤層33内に第1の電極34および第2の電極35が交互に配設されたものである。絶縁性有機フィルム32の露出面が、被吸着物を吸着する吸着面となる。
ポリイミドフィルムの市販品としては、東レ・デュポン社製の商品名カプトン、宇部興産社製の商品名ユーピレックス、カネカ社製の商品名アピカル等が挙げられる。
第1の電極34および第2の電極35の幅は、0.05〜10mmが好ましい。電極の幅が0.05mm未満では、静電吸着に充分な電界強度を発現できないおそれがある。電極の幅が10mmを超えると、双極型静電チャック装置の特徴であるグラディエント力を発現するための電界強弱の繰り返し間隔が大きくなりすぎて充分な吸着力を発現できないおそれがある。
第1の電極34と第2の電極35との間隔は、2mm以下が好ましい。電極の間隔が2mmを超えると、電極間に充分な静電力が発現せず、吸着力が不充分となるおそれがある。
基板20としては、アルミニウム基板、ステンレス基板、セラミック基板等が挙げられる。
接着剤層21の接着剤としては、絶縁性接着剤層33の接着剤と同様のものが挙げられる。
以下、静電チャック装置10を用いた本発明の静電吸着方法を説明する。
なお、第1の被吸着物41と第2の被吸着物42とは、ずれていてもよい。
2種類の被吸着物のうち、一方の電気伝導率がおおむね10−6S/cm以上106S/cm以下である、いわゆる「半導体」である場合、他方の被吸着物が導電体であれば、半導体を絶縁体として取り扱い、他方の被吸着物が絶縁体であれば、半導体を導電体として取り扱うことができる。
第1の被吸着物41の表面または内部には、透明電極、有機半導体材料(ペンタセン等。)、微細な電気回路(TFT等。)カラーフィルタ、各種光学制御膜(反射防止膜等。)等の各種構成部材が部分的または全体に形成されていてもよい。
第2の被吸着物42の具体例としては、第1の被吸着物41の表面を加工または保護するための、導電体または半導体からなるマスク等が挙げられる。該マスクには、加工のための貫通孔、ハンドリング等のための突起や凹凸等の微細な加工が施されていてもよい。第2の被吸着物42として、表面に酸化膜層を有する金属板、例えば、アルマイト層を有するアルミニウム板を用いることもできる。
印加する電圧の大きさは、静電チャック装置10の仕様、第1の被吸着物41および第2の被吸着物42の質量、形状に応じて適宜設定する必要がある。すなわち、電極から第1の被吸着物41の吸着面までの距離は、静電チャック装置10によって異なる。また、電極から第2の被吸着物42までの距離は、第1の被吸着物41の厚さも関わってくる。通常、該距離が長くなるほど、静電吸着に必要な電圧の絶対値を高くする必要があり、例えば、絶縁性有機フィルム31が厚さ50μmのポリイミドであって、第1の被吸着物41が厚さ0.7mmのガラス板であり、第2の被吸着物42が厚さ0.3mmのステンレス板であって、第1の被吸着物41および第2の被吸着物42の面積が同じであって、吸着面の全面が静電チャック装置10からはみ出さないように重ねて吸着する場合、第1の電極34および第2の電極35に印加する電圧は、−2.0kV〜−10.0kVが好ましく、−2.0kV〜−6.0kVがより好ましい。印加する電圧が該範囲であれば、吸着面を鉛直下方に向けても、第1の被吸着物41および第2の被吸着物42を落下させることなく把持できる。電圧の絶対値を10.0kVより大きくすると、静電チャック装置を構成する各種絶縁材料によって電気絶縁を保つことが困難になる。
電位差は、第1の電極34の電圧と、第2の電極35の電圧との差の絶対値とする。
(a)第1の電極34および第2の電極35のうち、一方の電圧を変化させずに、他方の電圧を下げる方法。
(b)第1の電極34および第2の電極35のうち、一方の電圧を変化させずに、他方の電圧を上げる方法。
(c)第1の電極34および第2の電極35のうち、一方の電圧を上げ、他方の電圧を下げる方法。
また、静電チャック装置に吸着させる被吸着物は、2個に限定はされず、3個以上であってもよい。
静電チャック装置(1):電極シートの大きさ:150mm×150mm、第1の電極および第2の電極の幅:1.5mm、第1の電極と第2の電極との間隔:1.5mm、基板:アルミニウム基板、絶縁性有機フィルム:ポリイミドフィルム。
静電チャック装置(2):電極シートの大きさ:150mm×150mm、第1の電極の幅:1.0mm、第2の電極の幅:2.0mm、第1の電極と第2の電極との間隔:1.5mm、第2の電極の面積は第1の電極の面積の2倍、基板:アルミニウム基板、絶縁性有機フィルム:ポリイミドフィルム。
静電チャック装置(3):電極シートの大きさ:150mm×150mm、電極の大きさ:148mm×148mm、基板:アルミニウム基板、絶縁性有機フィルム:ポリイミドフィルム。
ガラス板(第1の被吸着物、絶縁体):大きさ:120mm×120mm、厚さ:0.7mmのパイレックス(登録商標)ガラス板。
ステンレス板(第2の被吸着物、導電体):大きさ:130mm×130mm、厚さ:0.3mmのステンレス板。
アース接続した水平な実験台にステンレス板を配置し、ステンレス板の上にガラス板を重ねた。
(i)ガラス板の上に、電極シート側を下に向けて静電チャック装置(1)を移動させ、ガラス板の表面に電極シート側を電極に電圧を印加しない状態で接触させた。
(ii)第1の電極および第2の電極に同時に−4.0kVの電圧を印加して静かに静電チャック装置(1)を上方へ移動したところ、ガラス板およびステンレス板が静電チャック装置(1)に吸着されたことを確認した。そのまま3分間保持した。
(iv)第2の電極の電圧が−0.5kVとなったところで、ステンレス板のみが静電チャック装置(1)から離脱、落下し、ガラス板は静電チャック装置(1)に吸着されたままであった。
アース接続した水平な実験台にステンレス板を配置し、ステンレス板の上にガラス板を重ねた。
(i)ガラス板の上に、電極シート側を下に向けて静電チャック装置(1)を移動させ、ガラス板の表面に電極シート側を電極に電圧を印加しない状態で接触させた。
(ii)第1の電極に−4.3kVの電圧および第2の電極に−3.7kVの電圧を同時に印加して静かに静電チャック装置(1)を上方へ移動したところ、ガラス板およびステンレス板が静電チャック装置(1)に吸着されたことを確認した。そのまま3分間保持した。
(iv)第2の電極の電圧が−0.7kVとなったところで、ステンレス板のみが静電チャック装置(1)から離脱、落下し、ガラス板は静電チャック装置(1)に吸着されたままであった。
アース接続した水平な実験台にステンレス板を配置し、ステンレス板の上にガラス板を重ねた。
(i)ガラス板の上に、電極シート側を下に向けて静電チャック装置(2)を移動させ、ガラス板の表面に電極シート側を電極に電圧を印加しない状態で接触させた。
(ii)第1の電極および第2の電極に同時に−4.0kVの電圧を印加して静かに静電チャック装置(2)を上方へ移動したところ、ガラス板およびステンレス板が静電チャック装置(2)に吸着されたことを確認した。そのまま3分間保持した。
(iv)第2の電極の電圧が−1.3kVとなったところで、ステンレス板のみが静電チャック装置(2)から離脱、落下し、ガラス板は静電チャック装置(2)に吸着されたままであった。
以上の操作をさらに2回繰り返したところ、全く同じ結果が得られ、再現性があることが確認された。
アース接続した水平な実験台にステンレス板を配置し、ステンレス板の上にガラス板を重ねた。
(i)ガラス板の上に、電極シート側を下に向けて静電チャック装置(2)を移動させ、ガラス板の表面に電極シート側を電極に電圧を印加しない状態で接触させた。
(ii)第1の電極および第2の電極に同時に−4.0kVの電圧を印加して静かに静電チャック装置(2)を上方へ移動したところ、ガラス板およびステンレス板が静電チャック装置(2)に吸着されたことを確認した。そのまま3分間保持した。
(iv)第1の電極の電圧が−0.2kVとなったところで、ステンレス板のみが静電チャック装置(2)から離脱、落下し、ガラス板は静電チャック装置(2)に吸着されたままであった。
アース接続した水平な実験台にステンレス板を配置し、ステンレス板の上にガラス板を重ねた。
(i)ガラス板の上に、電極シート側を下に向けて静電チャック装置(3)を移動させ、ガラス板の表面に電極シート側を電極に電圧を印加しない状態で接触させた。
(ii)電極に−4.0kVの電圧を印加して静かに静電チャック装置(3)を上方へ移動したところ、ガラス板およびステンレス板が静電チャック装置(3)に吸着されたことを確認した。そのまま3分間保持した。
(iv)電極の電圧が−1.3kVとなったところで、ガラス板およびステンレス板が静電チャック装置(3)から離脱、落下した。
34 第1の電極
35 第2の電極
41 第1の被吸着物
42 第2の被吸着物
Claims (5)
- 2つ以上の電極を有する静電チャック装置の各電極に電圧を印加して、n個(nは2以上の整数である。)の被吸着物を重ねた状態で前記静電チャック装置に吸着させる、静電吸着方法。
- 前記被吸着物が、前記静電チャック装置に直接吸着される第1の被吸着物と、該第1の被吸着物を介して前記静電チャック装置に吸着される第2の被吸着物とからなり、
前記第1の被吸着物が、絶縁体であり、
前記第2の被吸着物が、導電体である、請求項1に記載の静電吸着方法。 - 前記電極間の電位差を大きくすることによって、前記静電チャック装置に近いi個(iは1以上n−1以下の整数である。)の被吸着物を吸着させたままで、他の被吸着物を前記静電チャック装置から離脱させる、請求項1または2に記載の静電吸着方法。
- 前記電極が、第1の電極と第2の電極とからなり、
前記第2の電極の面積を前記第1の電極の面積よりも大きくし、
前記第1の電極の電圧を変化させることなく、前記第2の電極の電圧を変化させる、請求項3に記載の静電吸着方法。 - 前記電極が、第1の電極と第2の電極とからなり、
前記第2の電極の面積を前記第1の電極の面積よりも大きくし、
前記第2の電極の電圧を変化させることなく、前記第1の電極の電圧を変化させる、請求項3に記載の静電吸着方法。
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