KR101265367B1 - 정전 유지 장치 및 그것을 이용한 정전 핀셋 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 직류 고압 전원을 분리하여도, 장시간의 핸들링을 행할 수 있는 정전 유지 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
복수의 전극군(202a, 202b)을 유지부(110)로서 전극군(202a, 202b)에 직류 고압 전원(122)으로부터 소정의 전압을 인가하여 유지 대상물(205)을 정전기력에 의해 유지하는 정전 유지 장치이다. 직류 고압 전원(122)과는 스위치(121a, 121b)에 의해 분리하여 전극군(202a, 202b)에 인가된 전위의 강하를 완화시키는 전극 전위 강하 완화 장치(100)를 구비하고 있다. 이 전극 전위 강하 완화 장치(100)는, 예컨대 콘덴서(102a, 102b)를 포함하고 있다.
정전 유지 장치, 전극, 직류 고압, 반도체

Description

정전 유지 장치 및 그것을 이용한 정전 핀셋{ELECTROSTATIC HOLDING APPARATUS AND ELECTROSTATIC TWEEZERS USING SAME}
본 발명은, 전원을 제거하여도, 장시간의 핸들링을 행할 수 있는 정전 유지 장치 및 그것을 이용한 정전 핀셋에 관한 것이다.
종래부터, 대상물을 유지하는 유지 장치로서는 진공척이 일반적으로 이용되고 있지만 박판을 유지하는 경우에는 그 주변이 휘는 결점이 있다. 이에 비하여, 정전척 등의 정전 유지 장치에 의하면, 전극면 전체의 정전력에 의해 대상물을 유지할 수 있기 때문에, 박판을 핸들링(유지)하여도 주변이 휘는 경우가 없다(예컨대 특허 문헌 1, 2 참조).
이러한 정전 유지 장치로서, 예컨대 도 6 및 도 7에 도시하는 바와 같은 정전척이 알려져 있다. 이 정전척은, 도 6에 도시하는 바와 같이, 베이스판(201)과, 이 베이스판에 부착된 유지부(110)를 갖는다. 유지부(110)는, 전극 요소군(202a)과 전극 요소군(202b)을 포함하는 전극과, 이 전극을 덮는 절연층(203)으로 형성되어 있다. 이 절연층(203)의 이면(203b)에는 베이스판(201)이 고정되어 있다. 또한 이들 전극 요소군(202a, 202b)은 각각 스위치(121a, 121b)를 통해 직류 고압 전원(122)에 전기적으로 접속되어 있다.
도 6에 도시하는 유지부(110)는, 도 7에 도시하는 바와 같이, 전하를 축적시키는 콘덴서(112)와 저항(111)을 갖는다.
이러한 정전 유지 장치에 의하면, 스위치(121a, 121b)의 온(ON)조작에 의해, 전극 요소군(202a)에는 +V 볼트, 전극 요소군(202b)에는 -V 볼트의 고전압이 인가된다. 이에 따라, 스위치(121a, 121b)의 온시에는, 절연층(203)의 표면(203a)이 유지면이 되어 핸들링 대상물(205) 사이에 정전 흡인력이 유기되어 핸들링 대상물(205)이 정전 흡인력으로 유지면(203a)에 흡인되어 유지된다.
이 사이에 유지부(110)에서는, 콘덴서(112)에는 정전 흡인력의 원인으로서의 전위가 유지되고, 또한 저항(111)[전극 요소군(202a)과 전극 요소군(202b) 사이의 절연층(203)]에는 정상적인 누설 전류가 발생하고 있다. 저항(111)[절연층(203)]의 체적 저항률은 일반적으로 1014 Ωm 이상이고, 200 mm×200 mm의 면 치수를 갖는 전극을 이용하는 경우, 이 정상적인 누설 전류는 1 ㎁ 정도 이하로 아주 조금이다.
다음에, 스위치(121a, 121b)의 오프(OFF)시에는, 직류 고압 전원(122)의 전압은 차단된다. 전극 요소군(202a)과 전극 요소군(202b) 사이의 누설 전류는 계속해서 발생하고 있다. 이 누설 전류는 1 ㎁ 정도의 극미한 전류이지만, 전극 요소군(202a) 및 전극 요소군(202b)의 전위를 서서히 저하시키고, 정전 흡인력을 저하시킨다. 이 사이에 모식 회로도의 유지부(110)에서는, 콘덴서적 성분(112)의 전위는 고저항 성분(111)을 통해 서서히 누출되는 전하의 소비에 의해 저하된다.
이에 따라, 스위치(121a, 121b)의 오프시에는, 유지부(110)의 정전 흡인력은 저하되고, 핸들링 대상물(205)의 유지력이 저하되어, 결국 핸들링 대상물(205)은 이탈한다. 또한 핸들링 대상물(205)을 조속히 해제하고자 하는 경우에는, 도시하지 않는 접지 조작이 행해진다.
이러한 정전척에 의하면, 스위치(121a, 121b)의 온(ON), 오프(OFF) 조작에 의해, 온시에는 일정한 고전압[예컨대 전극 요소군(202a)에는 +V 볼트, 전극 요소군(202b)에는 -V 볼트]을 출력하고, 오프시에는 이들 전압은 차단된다. 이에 따라, 스위치(121a, 121b)의 온시에는 절연층(203)의 표면(203a)이 유지면이 되어 핸들링 대상물(205) 사이에 정전 흡인력이 유기되어 핸들링 대상물(205)이 정전 흡인력으로 유지면(203a)에 흡인되어 유지된다. 스위치(121a, 121b)의 오프시에는, 이들 정전 흡인력은 해소되고, 핸들링 대상물(205)의 해제를 행할 수 있다. 이에 따라 도체, 반도체 또는 고저항체 등의 핸들링 대상물을 정전 흡인력에 의해 흡인하여 유지(로드)하고, 해제시에는 핸들링 대상물을 탈착(언로드)할 수 있다.
특허 문헌 1: 일본 특허 공개 제2004-335811호 공보(도 11)
특허 문헌 2: 일본 특허 공개 제2003-282671호 공보(도 1, 2)
그러나, 이러한 정전척의 전극 요소군(전극)에 인가하는 전압은, 예컨대 ±1 KV 정도 이상으로 고전압의 직류 전압이 필요했다. 이 때문에 직류 고압 전원으로서 저전압의 건전지나 상용 교류 전원을 이용하는 경우에는, 승압 회로나 전압 안정화 회로를 병용해야 했다.
그러나, 이러한 승압 회로 및 전압 안정화 회로는 일반적으로 소비 전력이 크기 때문에, 저전압 전원으로서 전지를 이용하는 경우에는, 예컨대 1시간을 넘는 장시간의 핸들링 조작은 실질적으로 어려워진다. 이 때문에 ±1 KV와 같은 직류 고전압을 장시간에 걸쳐 확보하기 위해서는, 외부로부터 대용량의 전원을 항상 공급해야 했다.
최근의 반도체칩의 제조 공정에서는, 두께가 50 μm 내지 150 μm 정도의 얇은 베어 웨이퍼가 도입되고 있다. 이러한 얇은 베어 웨이퍼는 깨지기 쉽기 때문에 단체(單體)로서 핸들링이 어렵다. 또한 얇은 베어 웨이퍼에서는 휨(wrap)이 발생하기 쉬어, 이 휨을 수정한 상태에서 다음 제조 공정으로 이행되어야 한다. 그래서, 예컨대 얇은 웨이퍼의 이면을, 양면 테이프를 통해 지지 기판에 접착함으로써, 기계적인 강도를 보강하여 휨을 억제 또는 수정한 상태로, 얇은 베어 웨이퍼를 다음 제조 공정으로 이행시키는 것이 제안되어 있다. 이와 같이 지지 기판에 접착된 웨이퍼는, UV 조사 공정 등을 통해 지지 기판으로부터 떨어진다.
여기서, 이러한 반도체칩의 제조 공정에 유지면으로서 평활면을 갖는 정전척을 도입하면, 전원의 온/오프에 의해 웨이퍼의 유지 및 제거를 간이하게 행하면서, 휨을 억제하거나, 수정하는 것도 동시에 행할 수 있다고 하는 이점을 갖는다. 그러나 종래형의 정전척에서는, 전술과 같이, 고전압의 직류 고압 전원을 항상 확보해야 하기 때문에, 간이화를 요구하는 반도체칩의 제조 공정에의 정전척의 도입에는 큰 지장이 예상된다.
그래서, 본 발명의 목적은, 직류 고압 전원을 분리하여도, 장시간의 핸들링을 행할 수 있는 간이한 구조를 갖는 정전 유지 장치를 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일실시예에 따른 정전 유지 장치는, 전극을 포함하는 유지부와, 전극에 전압을 인가하는 직류 고압 전원을 포함하고, 유지 대상물을 유지부의 정전기력에 의해 유지하도록 한 정전 유지 장치에 있어서,
상기 전극에 인가된 전위의 강하를 완화시키는 전극 전위 강하 완화 장치를 포함하고 있다.
일실시예에서는, 전극이 복수의 전극 요소군으로 이루어지고, 전극 전위 강하 완화 장치가 전극 요소군에 인가된 전위의 강하를 완화하도록 되어 있다.
이와 같이 구성하면, 전극 요소군에 인가된 전위의 강하를 완화시키는 전극 전위 강하 완화 장치를 포함하고 있기 때문에, 직류 고압 전원을 분리하여도, 장시간의 핸들링을 행할 수 있다.
여기서, 이러한 전극 전위 강하 완화 장치로서는, 예컨대 고압의 전하를 축적할 수 있는 콘덴서가 일례로서 나타나고, 전극 요소군은, 예컨대 제1 전극 요소군 및 제2 전극 요소군으로 구성된다.
또한, 핸들링 대상물의 정전 유지를 해제할 때에 제1 전극 요소군과 제2 전극 요소군을 단락시킴으로써, 핸들링 대상물의 해제를 조속히 행할 수 있다. 이 때문에 콘덴서와 제1 전극 요소군 및 제2 전극 요소군 사이에, 단락 회로를 배치하는 것이 바람직하다.
또한, 유지부의 유지면을 표면으로 한 경우의 배면에, 전극 전위 강하 완화 장치를 평면적으로 배치함으로써, 전극 전위 강하 완화 장치가 배치되어 있는 부위를 유지부의 보강재로서 기능시키는 구성으로 하면, 정전 유지 장치는 전극 전위 강하 완화 장치가 배치되어 있는 부위에 의해 보강되고, 또한 전체의 외형 형상도 박형으로 구성할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 정전 유지 장치는, 예컨대 반도체 웨이퍼 등과 같은 박막 재료를, 휨을 발생시키지 않고, 오히려 휨을 수정한 상태로 유지할 수 있는 유지 장치로서 이용할 수 있다.
또한, 콘덴서에 축전된 전위가 소정의 값보다 저하되었다고 판단된 경우에는, 직류 고압 전원이 가동되어 콘덴서가 충전되고, 콘덴서에 축전된 전위가 소정값에 도달해 있다고 판단된 경우에는 직류 고압 전원이 정지되는 구성으로 하면, 연속 흡착 유지의 시간을 연장할 수 있다.
또한, 이 경우 직류 고압 전원을 정전 유지 장치에 내장하여도 좋고, 콘덴서에 축전된 전위가 소정값에 도달해 있다고 판단된 경우에는 직류 고압 전원이 정지되며, 또한 직류 고압 전원과 콘덴서는 전기적으로 분리되는 구성이 바람직하다. 이에 따라, 소비 전력을 한층 더 억제한 정전 유지 장치로 할 수 있기 때문에, 전지를 이용한 경우의 전지 수명을 연장할 수 있고, 또한 직류 고압 전원을 정전 유지 장치에 내장하여도, 장시간의 핸들링을 행할 수 있다.
이상에 기재한 정전 유지 장치는, 유지부를 핀셋 흡인부로 함으로써 정전 핀셋으로서 이용할 수 있다.
본 발명에 의하면, 직류 고압 전원을 분리하여도, 장시간의 핸들링을 행할 수 있는 정전 유지 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 정전 유지 장치의 유지부를 전기적 구성 요소로서 모 식적으로 표현한 전기적 모식 회로에 의해 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 정전 유지 장치의 구성의 바람직한 실시예를 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 정전 유지 장치의 구성의 바람직한 실시예를 설명하는 도면이다.
도 4는 도 3의 직류 고압 전원의 구성을 설명하는 블록도이다.
도 5의 (A) 및 (B)는, 본 발명에 따른 정전 유지 장치의 구성의 바람직한 실시예를 설명하는 도면이다.
도 6은 종래형의 정전 유지 장치의 구성을 설명하는 도면이다.
도 7은 도 6의 정전 유지 장치의 유지부를 전기적 구성 요소로서 모식적으로 표현한 전기적 모식 회로에 의해 설명하는 도면이다.
부호의 설명
100: 전극 전위 강하 완화 장치(완화 장치) 101a, 101b: 스위치
102a, 102b: 콘덴서 103: 스위치
104: 전기 저항 110: 유지부
111: (유지부의 전기적 구성 요소의 일부로서의) 고저항 성분
112: (유지부의 전기적 구성 요소의 일부로서의) 콘덴서적 성분
121a, 121b: 스위치(또는 충전 접점) 122: 직류 고압 전원
123: 전지
124a, 124b: 스위치(또는 접점)
125: 승압 회로 126: 전압 안정화 회로
200: 보강 기판 201: 베이스판
202a, 202b: 전극 요소군(전극군) 203: 절연층
203a: 표면(유지면) 203b: 이면
205: 핸들링 대상물(유지 대상물) 300: 보강 기판
400: 핸드부 401: 연동 스위치
410: 봉형 부재 800: 정전 유지 장치
이하, 본 발명에 따른 정전 유지 장치의 최선의 형태를, 이것을 실시하는 실시예에 기초하여, 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 정전 유지 장치의 일실시예가, 전기적 모식 회로에 의해 나타나 있다.
이 정전 유지 장치는, 도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 베이스판(201)과 이 베이스판(201)에 설치된 유지부(110)를 구비하고 있다. 이 유지부(110)는 저항(111)과 이 저항에 병렬로 접속된 콘덴서(112)를 갖는다. 또한 이 유지부(110)는, 전극을 가지며, 이 전극은, 예컨대 제1 전극 요소군(202a)과, 제2 전극 요소군(202b)을 구비하고 있다.
도 1에 있어서, 직류 고압 전원(122)과 유지부(110) 사이에는, 스위치(121a, 121b)를 통해, 본 발명에 따른 전극 전위 강하 완화 장치[이하, 단순히 완화 장치(100)라 한다]가 배치되어 있다.
이 완화 장치(100)는, 한 쌍의 콘덴서(102a, 102b)와, 이들 콘덴서(102a, 102b) 사이에 접지된 어스(105)와, 스위치(103)와, 이 스위치(103)에 유지부(110)에 대하여 직렬로 배치된 저항(104)을 갖는다. 또한 콘덴서(112)는 콘덴서와 같은 기능을 갖는 전기 부품을 포함하고, 또한 저항(111)은 높은 저항 성분을 갖는다.
여기서 콘덴서(102a, 102b)는 저항(111)에 의해 소비되는 전류를 보완하여, 콘덴서(112)의 전위를 유지하기 위한 것이다.
또한, 어스(105)는 한 쌍의 콘덴서(102a, 102b) 사이의 전위를 제로로 하여, 제1 및 제2 전극 요소군(202a, 202b)에 공급하는 전하의 극성을 서로 다르게 함으로써, 각각 정극과 부극에 전하를 공급시키기 위한 것이다.
또한, 스위치(103)는 유지부(110)의 정전 흡인력을 급속히 해제하기 위해 콘덴서(112)를 단락하기 위한 것이며, 저항(104)은 콘덴서(112)가 스위치(103)의 접속에 의해 단락한 경우의 일시적인 대전류의 발생을 억제하기 위한 것이다.
또한, 전하 축적원으로서의 한 쌍의 콘덴서(102a, 102b)와 단락 수단으로서의 스위치(103) 사이에는, 스위치(101a)와 스위치(101b)가 개재되어 있다. 이 스위치(101a, 101b)는, 스위치(103)를 단락하는 경우에, 스위치(101a, 101b)를 각각 개방하여 전하 축적원으로서의 콘덴서(102a, 102b)에 축전된 전하의 방출을 억제하기 위한 것이다.
직류 고압 전원(122)의 정극(+V1)측은 스위치(121a)를 통해 콘덴서(102a) 및 스위치(101a)와 접속되고, 직류 고압 전원(122)의 부극(-V1)측은 스위치(121b)를 통해 콘덴서(102b) 및 스위치(101b)와 접속되어 있다. 또한 스위치(101a)의 타단은 유지부(110)의 전극(202a)과 저항(104)에 접속되고, 스위치(101b)의 타단은 유지부(110)의 타단과 스위치(103)에 접속되며, 그 스위치(103)의 타단은 저항(104)의 타단과 접속되어 있다.
다음에, 이상과 같이 구성된 정전 유지 장치의 작용에 대해서 설명한다.
(1) 충전
모든 스위치(121a, 121b, 101a, 101b 및 103)를 개방한 상태로부터, 스위치(121a, 121b)의 온(ON)조작에 의해 콘덴서(102a)에는 +V 볼트, 콘덴서(102b)에는 -V 볼트의 고전압이 인가되고, 콘덴서(102a, 102b)의 용량에 따른 전하가 축적되며, 충전이 완료한다. 충전이 완료되었다면, 스위치(121a, 121b)를 개방 또는 전원(122)을 제거하여 전원(122)과 완화 회로(100)와의 접속을 분리한다.
(2) 유지 및 해제 조작과 그 반복
[유지 조작]
스위치(101a, 101b)의 온(ON)조작에 의해, 제1 전극 요소군(202a)에는 +V 볼트, 제2 전극 요소군(202b)에는 -V 볼트의 고전압이 인가되고, 핸들링 대상물(205)이 정전기적으로 흡인된다. 절연층(203)에는 약간의 전류가 흐르지만, 200 mm×200 mm의 면 치수를 갖는 전극을 이용하는 경우, 1 ㎁ 정도의 아주 조금이고, 그 누설 전류는 콘덴서(102a, 102b)로부터 보충된다.
이 사이에 모식 회로도를 이용하는 설명에서는, 콘덴서적 성분(112)에는 정전 흡인력을 갖게 하는 전위가 유지된다. 또한 고저항 성분(111)[제1 전극 요소군(202a)과 제2 전극 요소군(202b) 사이의 절연층(203)]에는, 정상적인 누설 전류 가 발생하고 있지만, 이 누설 전류는 콘덴서(102a, 102b)로부터 보완된다.
이에 따라, 스위치(101a, 101b) 온시에는, 절연층(203)의 표면(203a)이 유지면이 되고 핸들링 대상물(205) 사이에 정전 흡인력이 유기되어 핸들링 대상물(205)이 정전 흡인력으로 유지면(203a)에 흡인되어 유지된다.
[해제 조작]
다음에, 스위치(101a, 101b)를 오프(OFF)함으로써, 콘덴서(102a, 102b)의 전압을 차단한다. 제1 전극 요소군(202a)과 제2 전극 요소군(202b) 사이에는 절연층(203)을 통해 누설 전류가 계속해서 발생하고 있다. 이 누설 전류는 1 ㎁ 정도의 극미 전류이지만, 콘덴서(112)[또는 제1 전극 요소군(202a) 및 제2 전극 요소군(202b)]의 전위를 저하시키고, 이에 따라 핸들링 대상물(205)에 대한 정전 흡인력이 저하되어 해제를 행할 수 있다.
이 때, 스위치(103)를 폐쇄하면, 콘덴서(112)의 전하는 조속히 저하되고, 핸들링 대상물(205)의 해제를 조속히 행할 수 있다. 여기서 저항(104)(예컨대 1 KΩ 정도의 저항)을 사이에 개재시키면, 단락시의 순간적인 전류를 일정값 이하로 억제할 수 있다.
또한, 제1 전극 요소군(202a)의 종합 면적을 제2 전극 요소군(202b)의 종합 면적과 동등하게 하면서, 극성은 반대이고 진폭이 동일한 전압을 각각 제1 전극 요소군(202a)과 제2 전극 요소군(202b)에 인가시키는 경우에는, 스위치(103)를 단락시킴으로써, 제1 및 제2 전극 요소군(202a, 202b)의 전위를 순간적으로 없앨 수 있다.
[유지 해제 조작의 반복]
다음에, 스위치(103)를 오프하고, 스위치(101a, 101b)를 온시키면, 핸들링 대상물(205)의 유지 조작을 행할 수 있고, 또한 스위치(101a, 101b)를 오프하고 스위치(103)를 온하면 해제 조작을 행할 수 있다.
여기서, 콘덴서(102a, 102b)에 충전된 전하는 (1) 콘덴서(112)에의 충전, (2) 스위치(103)의 단락에 의한 콘덴서적 성분(112)의 방전, 및 (3) 고저항 성분(111)에 기초하는 누전에 의해 소비되기 때문에, 콘덴서적 성분(112)의 전하 용량에 비해 대용량의 콘덴서(102a, 102b)를 이용하면, 반복해서 유지-해제를 행할 수 있다.
200 mm×200 mm의 면 치수를 갖는 전극을 이용하고, 또한 콘덴서(102a, 102b)로서 0.1 μF 정도의 용량의 것을 이용하는 경우, 이러한 유지-해제 조작을 수천회 반복할 수 있다.
유지력이 저하[또는 콘덴서(102a, 102b)의 전위가 저하]된 경우에는, 충전 조작을 행하면 좋다. 또한 이 충전 조작은 핸들링 대상물(205)을 유지한 상태로 행하여도 좋다. 이 충전 시간은, 수초 동안으로 충분하다.
이상과 같이, 전극군에 인가된 전위의 강하를 완화시키는 전극 전위 강하 완화 장치를 구비하고 있기 때문에, 직류 고압 전원을 분리하여도, 장시간의 핸들링을 행할 수 있다.
실시예 1
다음에, 실시예 1에 의해, 구체적인 응용예에 대해서, 도 2를 참조하면서 설 명한다.
이 실시예 1에 따른 정전 유지 장치는, 직류 고압 전원(122)과의 분리가 가능한 박형의 정전 유지 장치의 일례이다. 완화 장치(100)는, 평면적인 박형으로 구성되고, 유지부(110)의 이면(203b)에 고정된 베이스판(201) 내부에 내장되어, 보강 기판(200)이 구성되어 있다. 도 1에 도시된 스위치(121a, 121b) 대신에 접점(도시 생략)이 마련되고, 이들 접점을 통해 외부의 직류 고압 전원(122)과 접속, 분리가 가능하게 구성되어 있다.
이상과 같이 구성된 정전 유지 장치에 의하면, 직류 고압 전원(122)과는 분리된, 소위 무선 타입으로 형성되어 있다. 또한 장치 전체가 박형이고, 보강 기판(200)에 의해 유지부의 기계적 강도 및 평활성을 유지할 수 있다. 이에 따라 얇은 웨이퍼를 휨을 수정한 상태로 다음의 제조 프로세스에 투입하는 장치로서 이용할 수 있기 때문에, 반도체 제조 프로세스에 내장함으로써, 우위성을 발휘할 수 있다.
이 경우의, 유지 및 해제는 순간적으로 행할 수 있고, 장시간의 연속 흡착, 또는 흡착 조작-해제 조작의 반복을 행할 수 있다. 충전이 필요한 경우에는, 수초간의 충전으로 충분하다.
실시예 2
이어서, 실시예 2에 의해 구체적인 응용예에 대해서, 도 3 및 도 4를 참조하면서 설명한다.
이 실시예 2에 따른 정전 유지 장치는, 직류 고압 전원(122)을 내장하고 있 는 박형의 정전 유지 장치의 일례이다. 완화 장치(100) 및 직류 고압 전원(122)은, 평면적인 박형으로 구성되고, 유지부(110)의 이면 베이스판(201)의 내부에 내장되어 보강 기판(300)이 구성되어 있다.
또한, 이 직류 고압 전원(122)은, 도 4에 도시하는 바와 같이, 전지(123)와 이 전지(123)와 스위치(124a, 124b)를 통해 접속된 승압 회로(125) 및 승압 회로(125)에 접속된 전압 안정화 회로(126)를 갖는다.
이에 따라, 스위치(124a, 124b)를 접속한 경우, 전지(123)는 승압 회로(125), 전압 안정화 회로(126)에 접속되고, 직류 고압 전원(122)이 작동되어 직류 고압 전원(122)으로부터 +V, -V 볼트의 고압 직류가 출력되도록 구성되어 있다.
이에 따라, 도 3 및 도 4에 따른 정전 유지 장치에서는, 직류 고압 전원(122)의 동력원은, 전지를 채용하고, 무선을 실현하고 있으며, 승압 회로(125) 및 전압 안정화 회로(126)는, 충전시 이외에는 스위치(124a, 124b) 및 스위치(121a, 121b)를 차단할 수 있기 때문에, 전력소비를 최소로 할 수 있다.
또한, 이 경우의 충전 조작은 스위치(101a, 101b)를 오프상태 또는 온상태 중 어느 상태로 행하여도 좋다.
이에 따라, 완화 장치(100)의 전기 축적량이 소정값 이하로 저하된 경우에는, 스위치(124a, 124b)를 온으로 하여 직류 고압 전원(122)을 구동시킨 상태로 스위치(121a, 121b)가 온이 되고, 콘덴서(102a, 102b)가 충전된다. 또한 콘덴서(102a, 102b)의 충전이 만료한 경우[콘덴서(102a, 102b)에 축전된 전위가 소정값에 도달해 있다고 판단된 경우]에는, 스위치(121a, 121b) 및 스위치(124a, 124b)가 함께 분리되어 직류 고압 전원(122)이 정지되며, 또한 직류 고압 전원(122)과 콘덴서(102a, 102b)와의 접속도 분리된다.
이와 같이, 완화 장치(100)의 전기 축적량이 소정값 이하로 저하되었을 때만, 충전 조작을 행하도록 구성하면, 직류 고압 전원(122)의 동력원으로서 단4형 전지를 3개 이용한 경우라도, 20시간 정도의 연속 흡착을 실현할 수 있다.
또한, 콘덴서(102a, 102b)에 축전된 전위가 소정값에 도달해 있는지의 여부의 판단은, 콘덴서(102a, 102b)의 전위를 직접 또는 간접적으로 검출할 수 있는 위치에 전위계를 배치함으로써 검출할 수 있고, 또한 대용 수단으로서는, 유지면의 전위를 검출하여도 좋다.
또한, 장치 전체가 박형이고, 보강 기판(300)에 의해 유지부의 기계적 강도 및 평활성을 유지할 수 있기 때문에, 반도체 제조 프로세스에 내장함으로써, 얇은 웨이퍼의 휨을 수정한 상태로, 다음의 제조 프로세스에 투입할 수 있다.
이 경우의, 유지 및 해제는 순간적으로 행할 수 있고, 장시간의 연속 흡착, 또는 흡착 조작-해제 조작의 반복을 행할 수 있다.
실시예 3
이어서, 실시예 3에 의해, 구체적인 응용예에 대해서, 도 5를 참조하면서 설명한다.
이 실시예에 따른 정전 유지 장치는 유지부(110)를 핀셋 흡인부로 함으로써 정전 유지 장치를 정전 핀셋으로서 이용하는 예이다.
이 도면에 있어서, 유지부(110)는 베이스판(201)에 고정되고, 그 베이스판(201)은 핸드부(400)에 봉형 부재(410)를 통해 고정되어 있다. 이 핸드부(400)에는, 완화 장치(100)가 내장되고, 도시하지 않는 직류 고압 전원(122)에 접속하기 위한 접점이 마련되며, 완화 장치(100)는 봉형 부재(410) 내를 통과하여 유지부(110)와 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 핸드부(400)에는 조작 버튼(401)이 배치되고, 이 조작 버튼(401)은 각 스위치에 연동되어 있다.
이에 따라, 조작 버튼(401)을 온조작함으로써, 스위치(103)가 오프되고, 스위치(101a, 101b)가 온되어, 유지부(110)에 정전 흡인력이 유기된다. 또한 조작 버튼(401)을 오프 조작함으로써, 스위치(101a, 101b)가 오프되고, 스위치(103)가 온되어 정전 흡착이 순간적으로 해소된다.
사용자가 정전 핀셋의 흡착력이 약해진 경우에는, 재차 도시하지 않는 접점을 직류 고압 전원(122)에 접속하고, 내장되어 있는 완화 장치(100)에 충전하며, 정전 흡인력을 회복시킬 수 있다. 무선의 정전 핀셋으로서 넓은 응용이 기대된다.
또한, 도 5의 실시예에서는, 직류 고압 전원(122)을 내장하지 않지만, 이 직류 고압 전원(122)을 핸드부(400)에 내장하여도 좋다.
이상, 본 발명의 실시형태를 도면 및 실시예에 의해 상술해 왔지만, 구체적인 구성은 이들 실시형태에 한하지 않고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위의 설계의 변경 등이 있어도 본 발명에 포함된다.
예컨대, 이상의 설명에서는 콘덴서(102a, 102b)와 유지부(110) 사이에 단락 회로[스위치(103)]가 설치되었지만, 제1 전극 요소군과 제2 전극 요소군을 필요에 따라서 단락시킴으로써, 정전 흡인력을 소멸할 수 있기 때문에, 단락 회로[스위치(103)]의 위치는, 콘덴서(102a, 102b)와는 독립적으로 설치하여도 좋다.
또한, 어스(105)는, 본 발명에 있어서는 본질적으로 불필요하고, 이 경우에는 콘덴서(102a, 102b)는 둘로 분할하지 않고 하나의 콘덴서로서 유지부(110)의 용량보다 큰 콘덴서를 이용할 수 있다.
또한, 이상의 설명에서는, 접촉형의 정전 유지 장치에 대해서 설명하였지만, 비접촉형(부상형)의 정전 유지 장치에 본 발명을 적용할 수도 있다.
본 발명에 따른 정전 유지 장치에 의하면, 직류 고압 전원을 분리하여도 장시간 흡착 성능을 장시간 유지할 수 있는 정전 유지 장치를 제안할 수 있기 때문에, 직류 고압 전원이 요구되는 정전 유지 장치이면서, 직류 고압 전원의 항시 접속이 불필요해져, 장치의 소형화를 실현할 수 있다.
이에 따라, 반도체 웨이퍼의 제조 공정, 반도체칩 등의 각종 전자 부품의 조립 공정, 패킹 공정 등의 각종의 제조 공정에 내장되어, 간이화할 수 있는 핸들링 장치, 반송 장치, 정전 핀셋으로서의 광범위한 용도에의 전개가 기대된다.

Claims (8)

  1. 전극을 포함하는 유지부와, 상기 전극에 전압을 인가하는 직류 고압 전원을 포함하고, 유지 대상물을 상기 유지부의 정전기력에 의해 유지하도록 한 정전 유지 장치에 있어서,
    상기 전극에 인가된 전위의 강하를 완화시키는 전극 전위 강하 완화 장치를 포함하고,
    상기 전극 전위 강하 완화 장치는, 콘덴서를 포함하고,
    상기 콘덴서에 축전된 전위가 정해진 값보다 저하되었다고 판단된 경우에는, 상기 직류 고압 전원이 가동되어 상기 콘덴서가 충전되며, 상기 콘덴서에 축전된 전위가 정해진 값에 도달해 있다고 판단된 경우에는 상기 직류 고압 전원이 정지되는 것을 특징으로 하는 정전 유지 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전극은, 제1 전극 요소군과 제2 전극 요소군을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 정전 유지 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 전극 전위 강하 완화 장치는, 제1 전극 요소군과 제2 전극 요소군 회로를 선택적으로 단락시키는 단락 회로를 포함하고,
    상기 단락 회로는, 핸들링 대상물의 정전 유지를 해제할 때에 단락되는 것을 특징으로 하는 정전 유지 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유지부의 유지면을 표면으로 한 경우의 배면에 상기 전극 전위 강하 완화 장치를 평면적으로 배치함으로써, 상기 전극 전위 강하 완화 장치가 배치되어 있는 부위를 상기 유지부의 보강재로서 기능시키는 것을 특징으로 하는 정전 유지 장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 직류 고압 전원은, 정전 유지 장치에 내장되며,
    상기 콘덴서에 축전된 전위가 정해진 값에 도달해 있다고 판단된 경우에는 상기 직류 고압 전원이 정지되며 상기 직류 고압 전원과 콘덴서는 전기적으로 분리되는 것을 특징으로 하는 정전 유지 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 전극은 서로 역극성의 전압이 인가되는 제1 전극 요소군 및 제2 전극 요소군이고, 상기 전극 전위 강하 완화 장치는, 상기 직류 고압 전원에 대하여 상기 전극 요소군 사이에 병렬적으로 배열된 한 쌍의 콘덴서를 포함하며,
    상기 한 쌍의 콘덴서와 상기 직류 고압 전원은, 각각 전기적으로 분리 및 접속 가능하게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 정전 유지 장치.
  8. 제1항에 기재한 정전 유지 장치를 이용하고, 상기 유지부를 핀셋 흡인부로 하는 정전 핀셋.
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