JP6609735B2 - 静電式ワーク保持方法,静電式ワーク保持システム及びワーク保持装置 - Google Patents
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Description
これらの装置は、静電吸着部と電圧制御部とで構成されている。具体的には、静電吸着部が、正負1対の電荷を与える複数の電極とこれらの電極を覆った絶縁層とで形成されている。そして、電圧制御部が、高電圧を静電吸着部の複数の電極に印加したり、印加した電圧を放電させたりすることができる。
すなわち、上記装置では、ワークを保持する際に、静電吸着力をワークと静電吸着部との間に発生させるために、高電圧をワークに印加し続けなければならない。つまり、ワークを保持して、静電吸着部をある工程から次の工程に搬送する際に、電極に高電圧を印加し続けるために、電源からのケーブルを静電吸着部の電極に接続したままにしなければならない。工程間の距離が長い場合には、長いケーブルを引きずりながら、ワークを搬送することになり、非常に不便であり、作業効率の低下を招く。
また、薄膜のシリコンウエハにおいては、静電吸着部から剥離して、単体で運搬すると、亀裂やマイクロクラックがシリコンウエハの表面に発生するおそれがある。したがって、このような薄膜シリコンウエハを静電吸着部に吸着させた状態で、運送することができれば、亀裂等の発生を防止することができる。しかし、ケーブル接続が必要な従来の技術では、このような運搬は不可能であった。
かかる構成により、初期化工程を実行すると、正電圧が第1の電極に印加されると共に負電圧が第2の電極に印加される。これにより、正電圧に対応した正電荷が、静電吸着部の表面であって且つ第1の電極の真上の位置に帯電すると共に、負電圧に対応した負電荷が、静電吸着部の表面であって且つ第2の電極の真上の位置に帯電する。
しかる後、除電工程を実行すると、正電圧が第1の電極に印加され且つ負電圧が第2の電極に印加された状態で、静電吸着部の表面に帯電した正電荷及び負電荷が除電され、静電吸着部の表面電位がゼロになる。
かかる状態で、ワークセット工程を実行することで、ワークを静電吸着部に載せる等して、静電吸着部の表面に当接させることができる。
このワークセット工程の実行後に、ワーク吸着工程を実行することで、第1の電極への正電圧の印加と第2の電極への負電圧の印加とが断たれ、当該正電圧に対応した負電荷が、静電吸着部の表面であって且つ第1の電極の真上の位置に帯電すると共に、当該負電圧に対応した正電荷が、静電吸着部の表面であって且つ第2の電極の真上の位置に帯電する。
この結果、正電荷がワークの裏面であって且つ第1の電極に対応する位置に誘起されると共に、負電荷がワークの裏面であって且つ第2の電極に対応する位置に誘起される。これにより、ワーク裏面の電荷と静電吸着部表面の電荷との静電吸着力によって、ワークが静電吸着部の表面に吸着される。
そして、ワーク吸着工程の実行後に、ワーク剥離工程を実行することで、正電圧が第1の電極に印加されると共に負電圧が第2の電極に印加される。これにより、静電吸着部の表面であって且つ第1の電極の真上の位置に帯電した負電荷と第2の電極の真上の位置に帯電した正電荷とが、第1及び第2の電極に印加された正電圧と負電圧とによって消滅される。この結果、ワークと静電吸着部との間の静電吸着力が解除され、ワークを容易に静電吸着部の表面から剥離することができる。
かかる構成により、除電工程を実行すると、微弱エックス線がを静電吸着部の周囲の気体に照射され、静電吸着部の周囲に、ほぼ同量の正イオンと負イオンとが発生する。そして、静電吸着部の表面であって且つ第1の電極の真上にある正電荷が、負イオンによって除電され、第2の電極の真上にある負電荷が、正イオンによって除電される。この結果、静電吸着部の表面全体が除電される。
かかる構成により、静電吸着部の第1及び第2の電極が、平板状の電極である場合には、ワークをクローン力によって静電吸着することができる。したがって、静電吸着部上の絶縁体のワークに対しては、十分な静電吸着力を得ることができないが、導体やシリコンウエハ等の半導体のワークに対しては、静電誘導による強い静電吸着力を得ることができ、ワークを強固に保持することができる。
また、静電吸着部の第1及び第2の電極が、所定間隔で互いに噛み合うように配設された櫛歯状の電極である場合には、ワークをグラディエント力によって静電吸着することができる。したがって、導体や半導体のワークを静電吸着することができるだけでなく、ガラス基板等の絶縁体のワークに対しても、誘電分極による強い静電吸着力を得ることができ、かかるワークを強固に保持することができる。
かかる構成により、制御部の初期化部の制御によって、電源部がオンにされると、正電圧が、静電吸着部の第1の電極に印加されると共に負電圧が第2の電極に印加される。これにより、正電圧に対応した正電荷が、静電吸着部の表面であって且つ第1の電極の真上の位置に帯電すると共に、負電圧に対応した負電荷が、静電吸着部の表面であって且つ第2の電極の真上の位置に帯電する。
しかる後、除電駆動部の制御によって、除電部が駆動されると、除電部によって、静電吸着部の表面の電荷が除電される。これにより、正電圧が第1の電極に印加され且つ負電圧が第2の電極に印加された状態で、静電吸着部の表面に帯電した正電荷及び負電荷が除電され、静電吸着部の表面電位がゼロになる。
かかる状態で、ワーク当接部の制御によって、ワークセット部が駆動されると、ワークセット部によって、ワークが静電吸着部に載置される等して、ワークが静電吸着部の表面に当接される。
しかる後、ワーク吸着部の制御によって、電源部がオフにされると、第1の電極への正電圧の印加と第2の電極への負電圧の印加とが断たれる。これにより、当該正電圧に対応した負電荷が、静電吸着部の表面であって且つ第1の電極の真上の位置に帯電すると共に、当該負電圧に対応した正電荷が、静電吸着部の表面であって且つ第2の電極の真上の位置に帯電する。
この結果、正電荷がワークの裏面であって且つ第1の電極に対応する位置に誘起されると共に、負電荷がワークの裏面であって且つ第2の電極に対応する位置に誘起され、ワーク裏面の電荷と静電吸着部表面の電荷との静電吸着力によって、ワークが静電吸着部の表面に吸着される。
そして、制御部のワーク吸着部による制御が終了すると、ワーク剥離部の制御によって、電源部がオンにされ、正電圧が第1の電極に印加されると共に負電圧が第2の電極に印加される。これにより、静電吸着部の表面であって且つ第1の電極の真上の位置に帯電した負電荷と第2の電極の真上の位置に帯電した正電荷とが、第1及び第2の電極に印加された正電圧と負電圧とによって消滅される。この結果、ワークと静電吸着部との間の静電吸着力が解除される。
かかる状態で、ワーク剥離部の制御により、ワークセット部が駆動され、ワークが静電吸着部から剥離される。
かかる構成により、除電駆動部の制御によって、除電部である静電気除去装置が駆動されると、静電気除去装置から出力された微弱エックス線が静電吸着部の周囲の気体に照射され、静電吸着部の周囲に、ほぼ同量の正イオンと負イオンとが発生する。そして、静電吸着部の表面であって且つ第1の電極の真上にある正電荷が、負イオンによって除電され、第2の電極の真上にある負電荷が、正イオンによって除電される。この結果、静電吸着部の表面全体が除電される。
第7の発明は、第1の電極と、第2の電極と、これら第1の電極と第2の電極とを被覆した誘電体とを備える静電吸着部の表面にワークを吸着したワーク保持装置であって、第1の電極及び第2の電極は、所定間隔で隣り合うように並設された平板状の電極であり、これら第1の電極及び第2の電極の電位がゼロボルトに維持された状態で、第1の電極上の静電吸着部の表面が負電荷に帯電されると共に第2の電極上の静電吸着部の表面が正電荷に帯電され、且つ、第1の電極上のワークに正電荷が帯電されると共に第2の電極上のワークに負電荷が帯電されており、これにより、ワーク内部が電界ゼロの静電誘導状態で、このワークが静電吸着部に吸着されている構成とした。
また、亀裂やマイクロクラックが発生し易い薄膜シリコンウエハ等のワークの場合においても、電源用のケーブルを接続することなく、ワークを保持した静電吸着部だけを安全に運搬することができる、という効果がある。
また、同じ非接触式の除電手段であるイオナイザーよりも、単位時間当たりの除電量が多いので、除電作業時間の短縮化を図ることができる。
さらに、微弱エックス線の広角照射が可能なので、多数の静電吸着部に対して、除電処理が可能となる。この結果、バッチ単位の除電処理が可能となり、作業効率の向上を図ることができる。
図1は、この発明の第1実施例に係る静電式ワーク保持方法を示すフロー図であり、図2は、この実施例の静電式ワーク保持方法を実行するための装置を示す概略図である。
この実施例の静電式ワーク保持方法は、ワークを静電吸着部で保持し又は剥離するための方法であり、この方法は、図1に示すように、初期化工程S1と除電工程S2とワークセット工程S3とワーク吸着工程S4とワーク剥離工程S5とで構成される。
図3は、1対の電極11,12を露出させて示す静電吸着部1の平面図である。
図3に示すように、電極11,12は、平板状の2枚の電極であり、間隔d1で隣り合うように並んでいる。
かかる電極11,12の素材としては、カーボンインクを適用した。そして、電極11,12を被覆した誘電体10の素材としては、ポリイミド樹脂を適用した。
初期化工程S1は、正電圧を静電吸着部1の電極11に印加すると共に負電圧を電極12に印加する工程である。
具体的には、図4に示すように、電源部2のスイッチSW1,SW2を共にオンにする。
これにより、+2000Vの正電圧が電極11に印加され、−2000Vの負電圧が電極12に印加される。この結果、+2000Vに対応した正電荷が、電極11の真上の静電吸着部表面1aに帯電して、当該表面1aの部位がほぼ+2000Vの電位になる。また、−2000Vに対応した負電荷が、電極12の真上の静電吸着部表面1aに帯電して、当該表面1aの部位がほぼ−2000Vの電位になる。
除電工程S2は、静電吸着部1の表面1aの電荷を除電する工程であり、この工程は、上記初期化工程S1の実行後に実行される。
具体的には、図5に示すように、電源部2のスイッチSW1,SW2をオンにした状態で、接地された除電ブラシ15を静電吸着部1の表面1aのほぼ全面に接触させる。しかる後、この除電ブラシ15を静電吸着部1から遠ざけて静電吸着部1との接触を断つ。
これにより、静電吸着部1の表面1aに帯電した正電荷及び負電荷が除電され、静電吸着部1の表面1aの電位がほぼ0Vになる。
ワークセット工程S3は、ワークWを静電吸着部1の表面1aに当接させる工程であり、この工程は、上記除電工程S2の実行後に実行される。
具体的には、図6に示すように、電源部2のスイッチSW1,SW2をオンにした状態で、ワークWを静電吸着部1に載せて、ワークWを表面1aに当接させる。このとき、電極11,12は、+2000V,−2000Vに維持されているが、静電吸着部1の表面1aは、上記除電工程S2によって除電されている。このため、電荷による静電吸着力は、ワークWと静電吸着部1との間に生じない。この結果、ワークWを静電吸着部1の表面1aの任意の場所にスムーズに位置させることができる。
ワーク吸着工程S4は、静電吸着部1の電極11への正電圧の印加と電極12への負電圧の印加とを断つ工程であり、この工程は、ワークセット工程S3の実行後に実行される。
具体的には、図7に示すように、ワークWを静電吸着部1に載置させた状態で、電源部2のスイッチSW1,SW2を共にオフにする。
これにより、電極11への正電圧の印加と電極12への負電圧の印加とが断たれ、電極11,12の電位が共に0Vに変わる。同時に、電極11の真上の静電吸着部表面1aが−2000Vの電位になり、電極12の真上の静電吸着部表面1aが+2000Vの電位になる。つまり、−2000Vに対応した負電荷が、電極11真上の静電吸着部表面1aに帯電すると共に、+2000Vに対応した正電荷が、電極12真上の静電吸着部表面1aに帯電する。
この結果、正電荷が電極11真上のワークWの裏面Wa箇所に帯電すると共に、負電荷が電極12真上のワークWの裏面Wa箇所に帯電するので、これらの電荷による静電吸着力が発生する。この静電吸着力によって、ワークWが静電吸着部1の表面1aに吸着される。
すなわち、ワークWが、導体やシリコンウエハ等の半導体の場合には、静電吸着部表面1a上の正,負電荷間の外部電界により、ワークWが内部電界ゼロの静電誘導状態になる。このため、ワークWが、強い静電吸着力によって静電吸着部表面1aに吸着される。しかも、ワーク単位面積当たりの電極11,12の単位面積が大きいので、この点からも、大きな吸着力を得ることができる。
ワーク剥離工程S5は、正電圧を静電吸着部1の電極11に印加すると共に負電圧を電極12に印加する工程であり、この工程は、ワーク吸着工程S4の実行後に実行される。
具体的には、図7に示した状態で、所定の加工をワークWに行った後、又は 図8に示す静電吸着部1を搬送先の電源部2にコネクタ13,14を介して接続した後、図9に示すように、電源部2のスイッチSW1,SW2を共にオンにする。
これにより、+2000Vの正電圧が電極11に印加され、−2000Vの負電圧が電極12に印加される。この結果、電極11の真上の静電吸着部表面1aに帯電していた負電荷(図7参照)が除電されて、当該表面1aの部位がほぼ0Vの電位になる。また、電極12の真上の静電吸着部表面1aに帯電していた正電荷(図7参照)が除電されて、当該表面1aの部位もほぼ0Vの電位になる。この結果、ワークWと静電吸着部1との間の静電吸着力が解除され、二点鎖線で示すように、ワークWを容易に静電吸着部1の表面1aから剥離することができる。
すなわち、図7〜図9に表示された静電吸着部1とワークW装置とで構成された装置は、第7〜第9及び第13の発明に係るワーク保持装置の一実施例である。
次に、この発明の第2実施例について説明する。
図10は、この発明の第2実施例に係る静電式ワーク保持方法の要部を示す装置の概略図であり、図11は、1対の電極11’,12’を露出させて示す静電吸着部1の平面図である。
この実施例の静電式ワーク保持方法では、櫛歯状の電極11’,12’を第1及び第2の電極として用いる点が、上記第1実施例と異なる。
具体的には、図10及び図11に示すように、静電吸着部1の誘電体10に被覆される電極11’,12’が、それぞれ櫛歯状に形成され、これら電極11’,12’が、間隔d2で互いに噛み合うように配されている。
すなわち、ワーク吸着工程S4を実行すると、図10に示すように、正電荷が、電極11’の各歯部11a’の真上の静電吸着部表面1aにそれぞれ帯電し、負電荷が、電極12’の各歯部12a’の真上の静電吸着部表面1aにそれぞれ帯電する。この結果、ワークWの裏面Waには、これらの電荷とは逆極性の電荷が交互に帯電する。つまり、ワークWの裏面Waが誘電分極した状態になる。したがって、ガラス基板等の絶縁体をワークWとして使用すると、ワークWの内部が誘電分極状態になって、ワークWが静電吸着部1に確実に吸着される。すなわち、上記第1実施例の静電吸着部1では、平板状の電極11,12を用いていたため、クローン力が生じないガラス基板等の絶縁体をワークWとして用いることができなかった。しかし、絶縁体は、外部電界により内部に誘電分極を生じるため、この絶縁体のワークWを、この実施例のように、正,負電荷が交互に配列する静電吸着部1に載せると、ワークWがグラディエント力によって静電吸着部1上に強固に吸着されることとなる。つまり、この実施例の静電式ワーク保持システムを用いることで、 絶縁体のワークWを静電吸着することができる。
勿論、ワークWが導体や半導体の場合でも、静電吸着部1に吸着されるが、この実施例の電極11’,12’は、ワーク単位面積当たりの電極の単位面積が、上記第1の実施例の電極11,12におけるワーク単位面積当たりの電極の単位面積がほぼ半分であるので、吸着力が第1実施例の電極11,12にくらべて約半分に減少すると解される。
すなわち、図10及び図11に表示された静電吸着部1とワークW装置とで構成された装置は、第10〜第12及び第13の発明に係るワーク保持装置の一実施例である。
その他の構成、作用及び効果は、上記第1実施例と同様であるので、それらの記載は省略する。
次に、この発明の第3実施例について説明する。
図12は、この発明の第3実施例に係る静電式ワーク保持システムを示すブロック図である。
この実施例の静電式ワーク保持システムは、上記第1実施例の静電式ワーク保持方法を自動的に実行することができるシステムである。
この静電式ワーク保持システムは、図12に示すように、第1実施例で例示した静電吸着部1と電源部2’と除電部3とワークセット部4と制御部5とを備えている。
具体的には、電源部2’はAC/DC変換回路23と反転回路24と昇圧回路25とスイッチSW1,SW2とで構成されている。
AC/DC変換回路23は、入力した+100Vの商用交流電源を例えば+24Vの直流電圧に変換して、当該直流電圧を、出力端23a,23bからそれぞれ出力する回路である。
AC/DC変換回路23の出力端23aは、昇圧回路25に直接接続され、出力端23bは、反転回路24を通じて昇圧回路25に接続されている。つまり、AC/DC変換回路23の出力端23aから出力された+24Vの直流電圧は、直接昇圧回路25にそのまま入力される。一方、出力端23bから出力された+24Vの直流電圧は、反転回路24によって−24Vの直流電圧に反転された後、直接昇圧回路25に入力される。
昇圧回路25は、AC/DC変換回路23からの+24Vの直流電圧を例えば+2000Vに増幅して出力端25aから出力すると共に、反転回路24からの−24Vの直流電圧を例えば−2000Vに増幅して出力端25bから出力する回路である。
そして、昇圧回路25の出力端25aは、スイッチSW1を通じて静電吸着部1の電極11に接続され、出力端25bは、スイッチSW2を通じて電極12に接続されている。
すなわち、電源部2’においては、AC/DC変換回路23の出力端23aと昇圧回路25とが、上記第1実施例の電源部2の電源21に相当し、AC/DC変換回路23の出力端23bと反転回路24と昇圧回路25とが、上記第1実施例の電源部2の電源22に相当している。
スイッチSW1,SW2は、上記第1実施例のスイッチと同じスイッチであり、そのオン,オフ動作は、制御部5によって制御される。
制御部5が作動すると、まず、初期化部51が機能し、初期化部51からのオン制御信号C1を受けた電源部2’がオン状態になり、静電吸着部1が、図4に示したような電圧状態及び帯電状態になる(初期化工程S1の実行)。
しかる後、初期化部51からの指令信号Q1を入力した除電駆動部52が機能し、この除電駆動部52からの制御信号C3を入力した除電部3が、静電吸着部1の除電ブラシ15を用いて静電吸着部1の表面1aを除電する。この結果、静電吸着部1が、図5に示した電圧状態及び帯電状態になる(除電工程S2の実行)。
すると、除電駆動部52からの指令信号Q2を入力したワーク当接部53が機能し、ワーク当接部53からの制御信号C4を入力したワークセット部4が、ワークWを静電吸着部1に載置する(ワークセット工程S3の実行)。
かかる状態で、ワーク吸着部54が、ワーク当接部53からの指令信号Q3を入力して機能し、ワーク吸着部54からのオフ制御信号C2を受けた電源部2’がオフ状態になる。この結果、静電吸着部1とワークWが、図7で示した電圧状態及び帯電状態になり、ワークWが静電吸着部1の表面1aに吸着される(ワーク吸着工程S4の実行)。
しかる後、所定時間経過し、ワークWの加工等が終了すると、ワーク吸着部54からの指令信号Q4を入力したワーク剥離部55が機能し、電源部2’がオン状態になる。すると、静電吸着部1とワークWが、図9に示した電圧状態及び帯電状態になる。そして、指令信号Q5をワーク剥離部55から入力したワーク当接部53が、制御信号C5をワークセット部4に出力して、ワークセット部4の取り出し動作を制御する。これにより、加工処理されたワークWが、所定場所S上に戻される(ワーク剥離工程S5の実行)。
以上により、この実施例の静電式ワーク保持システムによる1サイクルの作業が終了する。
その他の構成、作用及び効果は、上記第1及び第2実施例と同様であるので、それらの記載は省略する。
次に、この発明の第4実施例について説明する。
この発明の静電式ワーク保持方法における除電工程を実行する除電手段としては、除電部材を静電吸着部に接触させて、静電吸着部の表面の電荷を除去する接触式の除電手段と、除電部材を静電吸着部に接触させずに、静電吸着部の表面の電荷を除去する非接触式の除電手段とがある。
接触式の除電手段としては、上記実施例で適用した除電ブラシ15の他に、除電紐等の除電機器や、導体金属板又は導体ゴムシート等の導体や導体物質をアース板にしたものがある。その他、イソプロピルアルコールやエチルアルコール等の液体を静電吸着部に塗布したり、アルゴンガス等の気体を静電吸着部に接触させる方法も、接触式の除電手段として適用することができる。
接触式の除電手段は、低電圧状態の静電吸着部から高電圧状態の静電吸着部を完全に除電することができ、しかも、接触式の除電手段は、除電時間が短いこと及び単位時間当たりの除電量が多いことから、非常に優れた除電手段である。しかし、この除電手段では、除電部材を静電吸着部表面に接触させるので、静電吸着部が摩耗や汚染され、また、パーティクルが静電吸着部の周囲に発生するというという事態が生じるおそれがある。シリコンウエハ等の半導体基板の場合には、除電の際にこれらの事態が生じることは好ましくないので、シリコンウエハ等の半導体基板を、接触式の除電工程を備えた静電式ワーク保持方法に用いることはできない。
一方、非接触式の除電手段としては、イオナイザーがある。このイオナイザーによる除電方法は、高電圧を空気中に印加してコロナ放電させ、この放電によって生じたイオンを用いて、静電吸着部を除電するものである。この除電手段は、静電吸着部の摩耗や汚染、及びパーティクルの発生という事態を生じさせない点で優れている。しかし、この除電手段は、除電時間が長いこと及び単位時間当たりの除電量が少ないという欠点を有している。また、逆帯電が静電吸着部に生じ易く、除電コントロールが難しい。さらに、除電範囲が狭いため、多数の静電吸着部を一度に除電処理することができず、作業効率性でも劣るという欠点もある。
図13は、この発明の第4実施例に係る静電式ワーク保持方法を示す斜視図であり、図14は、初期化工程時における静電気除去装置の配置を示す概略図である。
この実施例に適用される除電工程S2は、静電気除去装置16を用いて静電吸着部1の表面1aの電荷を除電する工程である。
具体的には、静電気除去装置16は、作動時に、微弱エックス線を静電吸着部1の周囲の気体に照射して、気体をイオン化することができる装置である。静電気除去装置16としては、例えば、浜松ホトニクス株式会社の「フォトイオンバーL12536」,「フォトイオナイザL12645」及び「フォトイオナイザL11754」等を適用することができる。
このような静電気除去装置16は、図13及び図14に示すように、静電吸着部1の真上に配設され、その出力窓16aが静電吸着部1の表面1aに向けられている。
これにより、静電吸着部1が作動すると、微弱エックス線が静電気除去装置16の出力窓16aから静電吸着部1の表面1aに向かって照射される。
初期化工程S1の実行後に、除電工程S2を実行する。すなわち、図15に示すように、静電気除去装置16を作動させて、微弱エックス線Xを出力窓16aから静電吸着部1の表面1aに向かって照射する。
酸素分子や窒素分子等の中性粒子Pが、静電吸着部1の周囲に存在する。したがって、微弱エックス線Xを静電気除去装置16からかかる周囲に照射すると、図16に示すように、微弱エックス線Xの照射領域内の中性粒子Pが、正イオンP+と負イオンP-とに分離され、同数の正イオンP+と負イオンP-とが微弱エックス線Xの照射領域内に発生する。
すると、電極11の真上に帯電した正電荷Q+が近くの負イオンP-と電気的に結合して消滅し、電極12の真上に帯電した負電荷Q-が近くの正イオンP+と電気的に結合して消滅する。
この結果、図17に示すように、静電吸着部1の表面1aに帯電した正電荷Q+及び負電荷Q-が全て除電され、静電吸着部1の表面1aの電位がほぼ0Vになる。
所定時間経過後に、静電吸着部1の作動を停止させることで、除電工程S2を完了し、ワークセット工程S3を実行し、ワークWを非帯電状態の静電吸着部1の表面1aに載せることができる。
図18は、実験装置を示す概略図であり、図19は、実験結果を示す線図である。
図18に示すように、この実験では、実験装置として、電源部2が接続された静電吸着部1と、静電気除去装置16と、表面電位計100と、X線シールドボックス101とで構成した。
具体的には、静電気除去装置16を静電吸着部1の横であって且つ電極11,12の境界近くに配置し、表面電位計100を静電吸着部1の表面1aに近づけて配置した。そして、静電吸着部1と静電気除去装置16と表面電位計100とを、X線シールドボックス101で覆った。
このとき、静電吸着部1としては、株式会社クリエイティブテクノロジー製である直径300mmのPI−双極型の静電キャリアを用い、電源部2として、最大±3KVの直流電圧を印加可能な株式会社クリエイティブテクノロジー製の静電チャック用高圧電源(CTPS−3KV2AF)を用いた。そして、静電気除去装置16として、浜松ホトニクス株式会社の「フォトイオナイザL12645」を用いた。また、表面電位計100としては、春日電機株式会社製のデジタル低電位測定器(MODEL KSD−3000)を用い、X線シールドボックス101としては、PVC(ポリ塩化ビニル)製のボックスを用いた。
第1の実験計測として、静電吸着部1の電極11,12に±300Vの電圧を印加した状態で、正極の電極11の真上の表面電位と負極の電極12の真上の表面電位とを5分間計測した。
この計測結果によれば、図19の曲線R1に示すように、正極の電極11の真上の表面電位は、当初+240Vであったが、5分後には、−60V迄漸次減少した。そして、図19の曲線R2に示すように、負極の電極12の真上の表面電位は、当初−330Vであったが、5分後には、−40V迄漸次増加した。
第2の実験計測として、電極11,12に±500Vの電圧を印加した状態で、負極の電極12の真上の表面電位を5分間計測した。すると、図19の曲線R3に示すように、負極の電極12の真上の表面電位が、当初−530Vであったが、5分後には、−70V迄漸次増加した。
その後、第3,第4及び第5の実験計測として、電極11,12に±1000V,±1500V及び±2000Vの電圧をそれぞれ印加した。そして、各電圧状態において、負極の電極12の真上の表面電位を5分間計測した。
すると、第3の実験計測では、曲線R4に示すように、負極の電極12の真上の表面電位が、−1040V〜−90V迄漸次増加する、という結果を得た。そして、第4の実験計測では、曲線R5に示すように、負極の電極12の真上の表面電位が、−1600V〜−150V迄漸次増加し、第5の実験計測では、曲線R6に示すように、負極の電極12の真上の表面電位が、−1980V〜−290V迄漸次増加する、という結果を得た。
また、実験中に、静電吸着部1の表面1aの摩耗や汚染、パーティクル発生等の事態は生じなかった。かかる点から、この除電方法を用いることで、パーティクルによる汚染が問題となる半導体基板をも確実に除電することができることを確認した。
その他の構成、作用及び効果は、上記第1〜第3実施例と同様であるので、その記載は省略する。
例えば、上記実施例では、電極11,12,11’,12’として、カーボンインクで形成したが、これに限るものではなく、銅、SUS、鉄、ニッケル、銀、白金等を主成分とした若しくは混ぜ込んだ導電性物質(箔又はペースト)等で形成することもできる。
また、上記実施例では、誘電体10の素材として、ポリイミド樹脂を適用したが、これに限るものではなく、塩化ビニル等の樹脂やアルミナ又は窒化アルミ等のセラミックスも、誘電体10の素材として適用することができる。
さらに、上記実施例では、1つの第1の電極としての電極11(11’)と1つの電極としての電極12(12’)を有した静電吸着部1を例示したが、第1及び第2の電極の数はそれぞれ1つに限定されるものではない。図22に示すように、複数の電極11と複数の電極12とを横並びに配設した静電吸着部1や、図23に示すように、1つの電極11の両側に複数の電極12を並べた静電吸着部1も、この発明の範囲に含まれる。
Claims (13)
- 正電圧を印加可能な1つ以上の第1の電極と負電圧を印加可能な1つ以上の第2の電極とこれら第1及び第2の電極を被覆した誘電体とで形成された静電吸着部の表面に、ワークを静電吸着力によって保持するための静電式ワーク保持方法であって、
正電圧を上記第1の電極に印加すると共に負電圧を上記第2の電極に印加する初期化工程と、
上記初期化工程の実行後に、上記静電吸着部の表面の電荷を除電する除電工程と、
上記除電工程の実行後に、ワークを静電吸着部の表面に当接させるワークセット工程と、
上記ワークセット工程の実行後に、上記第1の電極への正電圧の印加と第2の電極への負電圧の印加とを断つワーク吸着工程と、
上記ワーク吸着工程の実行後に、正電圧を上記第1の電極に印加すると共に負電圧を第2の電極に印加するワーク剥離工程と
を備えることを特徴とする静電式ワーク保持方法。 - 請求項1に記載の静電式ワーク保持方法において、
上記除電工程は、微弱エックス線を上記静電吸着部の周囲の気体に照射して、当該気体をイオン化することにより、静電吸着部の表面の電荷を除電する、
ことを特徴とする静電式ワーク保持方法。 - 請求項1又は請求項2に記載の静電式ワーク保持方法において、
上記静電吸着部の第1及び第2の電極は、所定間隔で隣り合うように並設された平板状の電極、又は、所定間隔で互いに噛み合うように配設された櫛歯状の電極のいずれかである、
ことを特徴とする静電式ワーク保持方法。 - 正電圧を印加可能な1つ以上の第1の電極と負電圧を印加可能な1つ以上の第2の電極とこれら第1及び第2の電極を被覆した誘電体とで形成された静電吸着部と、正電圧を上記第1の電極に印加すると共に負電圧を第2の電極に印加することができる電源部と、上記静電吸着部の表面の電荷を除電する除電部と、ワークを上記静電吸着部の表面に当接可能な及び取り出し可能なワークセット部と、上記ワークセット部と除電部と電源部とを制御する制御部とを備える静電式ワーク保持システムであって、
上記制御部は、
上記電源部をオンにする初期化部と、
上記初期化部の作動後に、上記除電部を駆動させる除電駆動部と、
上記除電駆動部の作動後に、上記ワークセット部を駆動して、ワークを静電吸着部の表面に当接させるワーク当接部と、
上記ワーク当接部の作動後に、上記電源部をオフにするワーク吸着部と、
上記ワーク吸着部の作動後に、上記電源部をオンにすると共に、上記ワークセット部を駆動して、ワークを上記静電吸着部から取り出すワーク剥離部と
を備えることを特徴とする静電式ワーク保持システム。 - 請求項4に記載の静電式ワーク保持システムにおいて、
上記除電部は、作動時に、微弱エックス線を上記静電吸着部の周囲の気体に照射して、当該気体をイオン化することにより、静電吸着部の表面の電荷を除電するための静電気除去装置である、
ことを特徴とする静電式ワーク保持システム。 - 請求項4又は請求項5に記載の静電式ワーク保持システムにおいて、
上記静電吸着部の第1及び第2の電極は、所定間隔で隣り合うように並設された平板状の電極、又は、所定間隔で互いに噛み合うように配設された櫛歯状の電極のいずれかである、
ことを特徴とする静電式ワーク保持システム。 - 第1の電極と、第2の電極と、これら第1の電極と第2の電極とを被覆した誘電体とを備える静電吸着部の表面にワークを吸着したワーク保持装置であって、
上記第1の電極及び上記第2の電極は、所定間隔で隣り合うように並設された平板状の電極であり、
これら第1の電極及び第2の電極の電位がゼロボルトに維持された状態で、第1の電極上の静電吸着部の表面が負電荷に帯電されると共に第2の電極上の静電吸着部の表面が正電荷に帯電され、且つ、第1の電極上のワークに正電荷が帯電されると共に第2の電極上のワークに負電荷が帯電されており、これにより、ワーク内部が電界ゼロの静電誘導状態で、このワークが静電吸着部に吸着されている、
ことを特徴とするワーク保持装置。 - 請求項7に記載のワーク保持装置において、
上記ワークは、クローン力によって静電吸着部に吸着されている、
ことを特徴とするワーク保持装置。 - 請求項7に記載のワーク保持装置において、
上記ワークは、導体又は半導体である、
ことを特徴とするワーク保持装置。 - 第1の電極と、第2の電極と、これら第1の電極と第2の電極とを被覆した誘電体とを備える静電吸着部の表面にワークを吸着したワーク保持装置であって、
上記第1の電極及び上記第2の電極は、所定間隔で互いに噛み合うように配設された櫛歯状の電極であり、
これら第1の電極及び第2の電極の電位がゼロボルトに維持された状態で、第1の電極の各歯部上の静電吸着部の表面が正電荷に帯電されると共に第2の電極の各歯部の静電吸着部の表面が負電荷に帯電され、且つ、第1の電極上の各歯部上のワークに負電荷が帯電されると共に第2の電極上の各歯部上のワークに正電荷が帯電されており、これにより、ワーク内部が誘電分離状態で、このワークが静電吸着部に吸着されている、
ことを特徴とするワーク保持装置。 - 請求項10に記載のワーク保持装置において、
上記ワークは、グラディエント力により静電吸着部に吸着されている、
ことを特徴とするワーク保持装置。 - 請求項10に記載のワーク保持装置において、
上記ワークは、導体、半導体又は絶縁体である、
ことを特徴とするワーク保持装置。 - 請求項7又は請求項10に記載のワーク保持装置において、
上記誘電体は、樹脂又はセラミックからなる、
ことを特徴とするワーク保持装置。
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