WO2019044290A1 - 静電式ワーク保持方法及び静電式ワーク保持システム - Google Patents

Abstract

静電吸着部の電極への電圧印加を断った状態でワークの保持が可能な静電式ワーク保持方法及び静電式ワーク保持システムを提供する。静電式ワーク保持方法は初期化工程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。初期化工程Ｓ１は静電吸着部１の電極１１に正電圧を印加すると共に電極１２に負電圧を印加する工程であり、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る。そして、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、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る。さらに、ワーク剥離工程Ｓ５は静電吸着部１の電極１１に正電圧を印加すると共に電極１２に負電圧を印加する工程である。

Description

静電式ワーク保持方法及び静電式ワーク保持システム

　この発明は、導体，半導体及び誘電体等のワークを保持するための静電式ワーク保持方法及び静電式ワーク保持システムに関するものである。

　シリコンウエハ等のワークを保持する静電式ワーク保持技術としては、例えば特許文献１や特許文献２に記載の装置が知られている。
　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。

　これにより、電圧制御部によって、高電圧を静電吸着部の電極に印加させることにより、静電吸着力が静電吸着部の表面に載置されたワークと静電吸着部との間に生じ、ワークが静電吸着部に保持される。そして、電圧制御部によって、電極への高電圧の印加を停止し、ワークと静電吸着部との間の静電吸着力を解消することにより、ワークの解放を行うことができる。つまり、これらの装置は、ワークを静電吸着力により吸引して保持（チャック）すると共に、リリース時にはワークを脱着（デチャック）できる静電チャックとして機能する。

特開平０９－０３６２１２号公報 特開２００３－２８２６７１号公報

　しかし、上記した従来の技術では、次のような問題がある。
　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。

　この発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、静電吸着部の電極への電圧印加を断った状態でワークの保持が可能な静電式ワーク保持方法及び静電式ワーク保持システムを提供することを目的とする。

　上記課題を解決するために、第１の発明は、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の電極に印加する初期化工程と、初期化工程の実行後に、静電吸着部の表面の電荷を除電する除電工程と、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、ワークセット工程の実行後に、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、ワーク吸着工程の実行後に、正電圧を第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構成とした。
　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。

　第２の発明は、第１の発明に係る静電式ワーク保持方法において、除電工程は、微弱エックス線を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構成とした。
　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。

　第３の発明は、第１又は第２の発明に係る静電式ワーク保持方法において、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構成とした。
　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。

　また、第４の発明は、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、静電吸着部の表面の電荷を除電する除電部と、ワークを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、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、制御部は、電源部をオンにする初期化部と、初期化部の作動後に、除電部を駆動させる除電駆動部と、除電駆動部の作動後に、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、ワーク当接部の作動後に、電源部をオフにするワーク吸着部と、ワーク吸着部の作動後に、電源部をオンにすると共に、ワークセット部を駆動して、ワークを静電吸着部から取り出すワーク剥離部とを備える構成とした。
　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。

　第５の発明は、第４の発明に係る静電式ワーク保持システムにおいて、除電部は、作動時に、微弱エックス線を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構成とした。
　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６の発明は、第４又は第５の発明に係る静電式ワーク保持システムにおいて、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構成とした。

　以上詳しく説明したように、この発明によれば、電圧を静電吸着部の第１及び第２の電極に印加することなく、ワークを静電吸着部で保持することができるので、電源からのケーブルを静電吸着部に接続することなく、静電吸着部を搬送することができ、この結果、搬送作業の効率を高めることができると共に消費電力の削減を図ることができる、という優れた効果がある。
　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。

　さらに、第３の発明や第６の発明によれば、クローン力によって、導体やシリコンウエハ等の半導体のワークを強固に保持することができ、又は、グラディエント力によって、導体や半導体だけでなく、絶縁体のワークも保持することができる、という効果がある。

　さらに、第２及び第５の発明によれば、微弱エックス線を静電吸着部の周囲の気体に照射して、静電吸着部の表面を除電する構成であるので、除電部材等を、静電吸着部に接触させることなく、除電することができる。この結果、接触式の除電手段で生じる静電吸着部表面の摩耗や汚染、そして、パーティクル発生という事態が生じることはない。したがって、パーティクルによる汚染が問題となる半導体基板を除電する場合には、これらの発明を用いると、特に有効である。
　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。

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る。 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。 １対の電極を露出させて示す静電吸着部の平面図である。 初期化工程を実行した状態の装置を示す概略図である。 除電工程を実行した状態の装置を示す概略図である。 ワークセット工程を実行した状態の装置を示す概略図である。 ワーク吸着工程を実行した状態の装置を示す概略図である。 静電吸着部を電源部から取り外した状態を示す概略図である。 ワーク剥離工程を実行した状態の装置を示す概略図である。 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る。 １対の電極を露出させて示す静電吸着部の平面図である。 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る。 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。 除電工程を実行した状態を示す概略図である。 除電工程の除電作用を説明するための概略図である。 ワークセット工程を示す概略図である。 実験装置を示す概略図である。 実験結果を示す線図である。 バッチ処理を示す斜視図である。 静電気除去装置を静電式ワーク保持システムに適用した例を示すブロック図である。 静電吸着部の一変形例を示す平面図であり、電極を露出させて示す。 静電吸着部の他の変形例を示す平面図であり、電極を露出させて示す。

　以下、この発明の最良の形態について図面を参照して説明する。

（実施例１）
　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。

　これらの工程を実行する装置は、図２に示すように、ワークＷを静電吸着するための静電吸着部１と、この静電吸着部１に所定の高電圧を供給するための電源部２とで構成されている。

　静電吸着部１は、第１の電極としての１つの電極１１と第２の電極としての１つの電極１２とを誘電体１０で被覆した構造になっている。
　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。

　図２に示すように、電源部２は、例えば＋２０００Ｖ（ボルト）の正電圧を電極１１に印加可能な電源２１と、例えば－２０００Ｖの負電圧を電極１２に印加可能な電源２２とを備えている。具体的には、負極が接地された電源２１が、スイッチＳＷ１とコネクタ１３とを通じて電極１１に電気的に接続され、そして、正極が接地された電源２２が、スイッチＳＷ２とコネクタ１４とを通じて電極１２に電気的に接続されている。

　図４は、初期化工程Ｓ１を実行した状態の装置を示す概略図である。
　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。

　図５は、除電工程Ｓ２を実行した状態の装置を示す概略図である。
　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。

　図６は、ワークセット工程Ｓ３を実行した状態の装置を示す概略図である。
　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。

　図７は、ワーク吸着工程Ｓ４を実行した状態の装置を示す概略図であり、図８は、静電吸着部１を電源部２から取り外した状態を示す概略図である。
　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。

　ところで、図３に示したように、電極１１，１２が横並びの平板状電極であるので、ワークＷはクローン力によって静電吸着される。
　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。

　このように、ワーク吸着工程Ｓ４を実行することで、電源部２をオフにした状態で、ワークＷを静電吸着部１で保持することができるので、図８に示すように、コネクタ１３の雄コネクタ１３ａと雌コネクタ１３ｂを外し、コネクタ１４の雄コネクタ１４ａと雌コネクタ１４ｂを外しても、ワークＷは静電吸着部１に吸着された状態にある。したがって、静電吸着部１に電源部２からのケーブルを接続することなく、ワークＷを吸着した静電吸着部１のみを所定の場所に搬送することができる。

　図９は、ワーク剥離工程Ｓ５を実行した状態の装置を示す概略図である。
　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。

（実施例２）
　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。

　かかる構成により、ワークＷは、グラディエント力によって静電吸着される。
　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。
　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。

（実施例３）
　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。

　電源部２’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に印加することができる部分であり、上記第１実施例の電源部２と同様の機能を有する。
　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。

　除電部３は、除電ブラシ１５を静電吸着部１の表面１ａに接触させながら、移動させることで、静電吸着部１に帯電した電荷を除電する部分であり、この除電部３の移動動作は、制御部５によって制御される。

　ワークセット部４は、所定場所ＳにあるワークＷを、静電吸着部１の表面１ａ上に載置し、又は静電吸着部１に載置されたワークＷを取り出して所定場所Ｓに戻す部分であり、このワークセット部４は、制御部５によって制御される。

　制御部５は、電源部２’と除電部３とワークセット部４とを制御する部分であり、この制御部５は、コンピュータとそのプログラムによって構成されている。具体的には、制御部５は、機能ブロックとしての初期化部５１と除電駆動部５２とワーク当接部５３とワーク吸着部５４とワーク剥離部５５とを備えている。

　初期化部５１は、オン制御信号Ｃ１を電源部２’に送って、スイッチＳＷ１，ＳＷ２をオンにすると共に、指令信号Ｑ１を除電駆動部５２に出力する機能を有している。

　除電駆動部５２は、初期化部５１からの指令信号Ｑ１を入力すると、制御信号Ｃ３を除電部３に出力して、除電部３を駆動させると共に、指令信号Ｑ２をワーク当接部５３に出力する機能を有する。

　ワーク当接部５３は、除電駆動部５２からの指令信号Ｑ２を入力すると、制御信号Ｃ４をワークセット部４に出力して、ワークセット部４の載置動作を制御すると共に、指令信号Ｑ３をワーク吸着部５４に出力する機能を有する。また、このワーク当接部５３は、後述するワーク剥離部５５からの指令信号Ｑ５を入力すると、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機能をも有している。

　ワーク吸着部５４は、ワーク当接部５３からの指令信号Ｑ３を入力すると、オフ制御信号Ｃ２を電源部２’に送って、スイッチＳＷ１，ＳＷ２をオフにすると共に、所定時間経過後に、指令信号Ｑ４をワーク剥離部５５に出力する機能を有している。

　ワーク剥離部５５は、ワーク吸着部５４からの指令信号Ｑ４を入力すると、オン制御信号Ｃ１を電源部２’に送って、スイッチＳＷ１，ＳＷ２をオンにすると共に、指令信号Ｑ５をワーク当接部５３に出力する機能を有している。

　次にこの実施例の静電式ワーク保持システムが示す動作について説明する。
　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。

（実施例４）
　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。

　そこで、この実施例では、非接触でありながら、除電時間が短く及び単位時間当たりの除電量が多く、また、除電コントロールが容易であり、さらに、多数の静電吸着部を一度に除電処理（バッチ処理）することができる除電工程を備えた静電式ワーク保持方法を例示する。
　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。

　この実施例の静電式ワーク保持方法において、初期化工程Ｓ１を実行すると、上記第１実施例と同様に、＋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、図１４に示すように、＋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に帯電すると共に、－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に帯電する。

　図１５は、除電工程を実行した状態を示す概略図であり、図１６は、除電工程の除電作用を説明するための概略図であり、図１７は、ワークセット工程を示す概略図である。
　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。

　発明者は、かかる効果を確認すべく、次のような測定を行った。
　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。

　実験は、所定の電圧を電源部２から静電吸着部１の電極１１，１２に印加して、静電気除去装置１６を５分間作動させ、静電吸着部１の表面１ａの表面電位の変化を表面電位計１００によって計測した。
　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。

　上記実験結果から、発明者は、静電気除去装置１６を用いた除電方法を用いることにより、短時間で所望の除電量を得ることができることを確認した。つまり、この方法によれば、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。
　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。

　なお、この実施例の静電式ワーク保持方法に適用される静電気除去装置１６では、図２０に示すように、微弱エックス線Ｘを広角照射して、多数の静電吸着部１を除電処理することができる。つまり、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。

　また、この実施例に適用した静電気除去装置１６を静電式ワーク保持システムに適用することもできる。具体的には、図２１に示すように、静電気除去装置１６を除電部３として用い、電圧供給部５の除電駆動部５２から制御信号Ｃ３を静電気除去装置１６に出力することによって、この静電気除去装置１６を制御する。
　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。

　なお、この発明は、上記実施例に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内において種々の変形や変更が可能である。
　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。

　１…静電吸着部、　１ａ…面、　２，２’…電源部、　３…除電部、　４…ワークセット部、　５…制御部、　１０…誘電体、　１１，１２，１１’，１２’…電極、　１１ａ’，１２ａ’…各歯部、　１３，１４…コネクタ、　１３ａ，１４ａ…雄コネクタ、　１３ｂ，１４ｂ…雌コネクタ、　１５…除電ブラシ、　１６…静電気除去装置、　１６ａ…出力窓、　２１，２２…電源、　２３…変換回路、　２３ａ，２３ｂ…出力端、　２４…反転回路、　２５…昇圧回路、　２５ａ，２５ｂ…出力端、　５１…初期化部、　５２…除電駆動部、　５３…ワーク当接部、　５４…ワーク吸着部、　５５…ワーク剥離部、　１００…表面電位計、　１０１…Ｘ線シールドボックス、　Ｃ１…オン制御信号、　Ｃ２…オフ制御信号、　Ｃ３～Ｃ５…制御信号、　ｄ１，ｄ２…間隔、　Ｐ…中性粒子、　Ｐ⁺…正イオン、　Ｐ^－…負イオン、　Ｑ１～Ｑ５…指令信号、　Ｑ⁺…正電荷、　Ｑ^－…負電荷、　Ｓ…所定場所、　Ｓ１…初期化工程、　Ｓ２…除電工程、　Ｓ３…ワークセット工程、　Ｓ４…ワーク吸着工程、　Ｓ５…ワーク剥離工程、　ＳＷ１，ＳＷ２…スイッチ、　Ｗ…ワーク、　Ｗａ…裏面、　Ｘ…微弱エックス線。

Claims (6)

1. 　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。
2. 　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。
3. 　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。
4. 　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。
5. 　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。
6. 　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。

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