(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電吸着用電極と、前記静電吸着用電極を被覆する絶縁性誘電体層と、前記静電吸着用電極に電圧を印加する給電用電極とを少なくとも備えた可撓性フィルムを静電吸着するための静電吸着装置であって、
前記可撓性フィルムを載置する絶縁性誘電体層の吸着面の中心線平均粗さが０．５μm以下であり、前記静電吸着用電極は、正電極と負電極とを有する双極構造であり、その最外端が同極性となっており、前記静電吸着用電極をなす正電極と負電極との間隔は、前記絶縁性誘電体層の厚みの１〜１０倍であることを特徴とする可撓性フィルムの静電吸着装置。
【請求項２】
前記絶縁性誘電体層の体積固有抵抗値が１０８〜１０１２Ωｃｍであることを特徴とする請求項１記載の可撓性フィルムの静電吸着装置。
【請求項３】
請求項１記載の可撓性フィルムの静電吸着装置を用いて可撓性フィルムを静電吸着する方法において、
静電吸着用電極の吸着面側の面積を、可撓性フィルムが吸着面と接触している面積の１０〜８０％とすることを特徴とする可撓性フィルムの静電吸着方法。
【請求項４】
請求項１記載の可撓性フィルムの静電吸着装置を用いて可撓性フィルムを静電吸着する方法において、
静電吸着用電極の最外端を可撓性フィルムの最外周端よりも突出した状態で絶縁性誘電体層の吸着面に可撓性フィルムを静電吸着し、その突出長を４ｍｍ以下とすることを特徴とする可撓性フィルムの静電吸着方法。
【請求項５】
可撓性フィルムを静電吸着し、前記可撓性フィルムの表面を処理する方法において、
可撓性フィルムを請求項１記載の可撓性フィルムの静電吸着装置を用いて静電吸着した後、静電吸着電圧を低下させるか、または静電吸着電圧の印加を停止した後、前記可撓性フィルムの表面を処理することを特徴とする可撓性フィルムの表面処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可撓性フィルムを静電吸着するための静電吸着装置およびこの装置を用いた可撓性フィルムを静電吸着する方法、並びに、この装置を用いた可撓性フィルムの表面処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属、有機系化合物、または無機系化合物などからなる可撓性フィルムを、熱処理またはプラズマ処理して表面加工処理したり、他の材料と接着、接合するに際して、これらの可撓性フィルムを試料台に固定する必要がある。
そのため、従来にあっては、可撓性フィルムを試料台に固定する方法として、
▲１▼  粘着剤等を用いて貼付ける方法、
▲２▼ 可撓性フィルムの外周部を螺子、クリップ、粘着テープなどを用いて機械的に固定する方法、
▲３▼  真空吸着して固定する方法、
▲４▼  静電力を用いて静電吸着して固定する方法、
などが知られている。
【０００３】
しかしながら、上記のような従来の可撓性フィルムを試料台に固定する方法にあっては、それぞれ次のような問題がある。
すなわち、上記▲１▼の方法にあっては、可撓性フィルムへの粘着剤の均一な塗布、表面加工処理後の粘着剤の除去を必要とするため、作業が煩雑である。また可撓性フィルムの貼付時に雰囲気ガスを抱き込みやすいため、可撓性フィルムに皺が入るなどの問題がある。
また、表面加工処理時の熱処理、プラズマ処理により可撓性フィルムが膨張変形し、試料台と可撓性フィルムとの熱膨張の差によって、可撓性フィルムが変形、剥離するという問題がある。
さらに、真空中で表面加工処理が行われると粘着剤が揮発して好ましくないので、真空中ではこの方法は使用できないという問題がある。
【０００４】
上記▲２▼の方法にあっては、可撓性フィルムの固定部分を加工することができないという問題がある。また、固定時の部分的な張力の差により可撓性フィルムに皺が入りやすいという問題がある。さらに、表面加工処理時の熱処理、プラズマ処理により可撓性フィルムが膨張変形し、試料台と可撓性フィルムとの熱膨張の差により、可撓性フィルムの試料台に固定されていない部分が、試料台から浮き上がってしまうという問題がある。
【０００５】
上記▲３▼、▲４▼の方法にあっても、表面加工処理時の熱処理、プラズマ処理により可撓性フィルムが膨張変形し、試料台と可撓性フィルムとの熱膨張の差により、可撓性フィルムに皺、変形、剥離が生じるという問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
よって、本発明における課題は、粘着剤の塗布、除去などの煩雑な作業を必要とせず、真空中でも表面処理加工が可能であり、しかも、表面加工処理時の熱処理、プラズマ処理により可撓性フィルムが膨張変形しても、試料台と可撓性フィルムとの熱膨張差によって、可撓性フィルムに皺、変形、剥離が生じることがない、可撓性フィルムを静電吸着するための静電吸着装置および静電吸着方法、並びに、静電吸着装置を用いた可撓性フィルムの表面処理方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため、本発明の請求項１記載の可撓性フィルムの静電吸着装置は、静電吸着用電極と、前記静電吸着用電極を被覆する絶縁性誘電体層と、前記静電吸着用電極に電圧を印加する給電用電極とを少なくとも備えた可撓性フィルムを静電吸着するための静電吸着装置であって、
前記可撓性フィルムを載置する絶縁性誘電体層の吸着面の中心線平均粗さが０．５μm以下であり、前記静電吸着用電極は、正電極と負電極とを有する双極構造であり、その最外端が同極性となっており、前記静電吸着用電極をなす正電極と負電極との間隔は、前記絶縁性誘電体層の厚みの１〜１０倍であるものである。
【０００８】
また、本発明の請求項２記載の可撓性フィルムの静電吸着装置は、前記絶縁性誘電体層の体積固有抵抗値が１０８〜１０１２Ωｃｍであるものである。
【０００９】
また、本発明の請求項３記載の可撓性フィルムの静電吸着方法は、請求項１記載の可撓性フィルムの静電吸着装置を用いて可撓性フィルムを静電吸着する方法において、静電吸着用電極の吸着面側の面積を、可撓性フィルムが吸着面と接触している面積の１０〜８０％とするものである。
【００１０】
また、本発明の請求項４記載の可撓性フィルムの静電吸着方法は、請求項１記載の可撓性フィルムの静電吸着装置を用いて可撓性フィルムを静電吸着する方法において、静電吸着用電極の最外端を可撓性フィルムの最外周端よりも突出した状態で絶縁性誘電体層の吸着面に可撓性フィルムを静電吸着し、その突出長を４ｍｍ以下とするものである。
【００１１】
また、本発明の請求項５記載の可撓性フィルムの表面処理方法は、可撓性フィルムを静電吸着し、前記可撓性フィルムの表面を処理する方法において、可撓性フィルムを請求項１記載の可撓性フィルムの静電吸着装置を用いて静電吸着した後、静電吸着電圧を低下させるか、または静電吸着電圧の印加を停止した後、前記可撓性フィルムの表面を処理するものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
【００１３】
図１、図２を用いて、本発明の可撓性フィルムの静電吸着装置の一例について説明する。
【００１４】
本例の静電吸着装置１０は、絶縁性誘電体層５の表面上に形成された正電極１と負電極２とからなる静電吸着用電極３が、絶縁性誘電体層４で被覆され、絶縁性誘電体層４の表面には、可撓性フィルム２０を載置して静電吸着する静電吸着面６を有し、静電吸着用電極３に電圧を印加する給電用電極７を備えた構造となっている。
【００１５】
静電吸着装置１０の形状は、図２に示すような円形に限定されるものではなく、正方形、長方形、三角形などであってもよい。また、静電吸着装置１０の大きさは、可撓性フィルム２０の大きさに合わせて、任意に設定される。
【００１６】
静電吸着装置１０を構成する静電吸着用電極３は、モリブデン、タングステンなどの高融点金属や、タンタルカーバイド、炭化ケイ素などの導電性セラミックスで形成されたものである。
また、図１（ａ）に示すように、静電吸着用電極３は次のような構造となっている。
同一円心を有する大きさの異なる円形をなす正電極が、一定の間隔をおいて絶縁性誘電体層５の表面上に幾重にも形成され、これらの円形の正電極の全てが一部で結合して正電極１を形成している。正電極１と同様に形成された負電極２は、正電極１を構成する各電極の間に配置され、静電吸着用電極３は、正電極１と負電極２が交互に配置された構造となっている。
【００１７】
上記のように、静電吸着用電極３は、正電極１と負電極２を有する双極構造となっている。静電吸着面６に載置された可撓性フィルム２０の最外周端よりも突出した静電吸着用電極３の最外端は、同極性となっている。
静電吸着用電極３がこのように配置されることにより、プラズマなどが生じていない状態でも可撓性フィルム２０を静電吸着することができ、作業性の向上した静電吸着装置１０を提供することができる。また、静電吸着用電極３の最外端を同極性とすることにより、最外端の静電吸着用電極３上の可撓性フィルム２０の静電吸着面に最も電荷の偏在が生じやすいエッチング処理時などにおいても、均一なエッチングを行うことができる。
【００１８】
また、静電吸着用電極３の正電極１と負電極２との間隔は、可撓性フィルム２０を載置する絶縁性誘電体層４の厚みの１〜１０倍となっている。
静電吸着用電極３の正電極１と負電極２との間隔が、絶縁性誘電体層４の厚みの１倍未満となると、静電吸着力が静電吸着面全域にわたって均一となり、静電吸着力が弱い部分が生じなくり、抱き込まれた雰囲気ガスが排出されにくくなるので好ましくない。一方、正電極１と負電極２との間隔が絶縁性誘電体層４の厚みの１０倍を超えると、静電吸着力が低下して可撓性フィルム２０を静電吸着することが困難となるので好ましくない。
【００１９】
静電吸着用電極３の形成は、絶縁性誘電体層５の表面上に、スクリーン印刷法、溶射法、フォトリソグラフィーあるいは、めっき、箔状のものを接着して形成する方法などにより行われる。
なお、本例では、静電吸着用電極３の構成は、絶縁性誘電体層４、５内に正電極と負電極とを有する双極構造としたが、静電吸着用電極３の一方の電極を可撓性フィルム２０にとった単極構造であってもよい。
【００２０】
絶縁性誘電体層４、５は、アルミナ、窒化アルミニウムなどからなるセラミックス焼結体で形成されている。
絶縁性誘電体層４の可撓性フィルム２０を載置して静電吸着する静電吸着面６は、表面粗さＲａ（中心線平均粗さ）が０．５μm、より好ましくは０．１μm以下となるよう鏡面研磨されている。これにより、静電吸着面６と可撓性フィルム２０との間の摩擦が小さくなっているため、表面加工処理時の熱処理、プラズマ処理により、可撓性フィルム２０が膨張変形しても、可撓性フィルム２０が静電吸着面６上を水平方向に滑べりやすくなっており、皺、変形、剥離が生じることがない。
【００２１】
また、静電吸着装置１０を構成する絶縁性誘電体層４は、体積固有抵抗値が、この静電吸着装置１０の使用温度下で１０8〜１０12Ωｃｍとなるように形成されている。
絶縁性誘電体層４の体積固有抵抗値を上記範囲内とすることにより、静電吸着力が、２０〜１０００ｋｇｆ／ｃｍ2程度の適度な範囲となる。その結果、静電吸着時に漏れ電流の発生がなく、しかも表面加工処理時の熱処理、プラズマ処理により、可撓性フィルム２０が膨張変形しても、静電吸着面６上を水平方向に滑べりやすく、皺、変形、剥離が生じることがない。
【００２２】
絶縁性誘電体層４の体積固有抵抗値が、上記範囲内になるように、絶縁性誘電体層４を形成する方法としては、例えば、以下のような方法がある。
▲１▼平均粒径が０．５μm以下の炭化ケイ素粉末を１〜１０重量％、残部がアルミナ粉末からなる混合粉末を非酸化性雰囲気下で焼結して焼結体とし、この焼結体を絶縁性誘電体層４とする方法。
▲２▼   平均粒径が０．５μm以下であり、表層に厚さ０．１μm以下の酸化膜を有する炭化ケイ素粉末と、アルミナ粉末からなる混合粉末を非酸化性雰囲気下で焼結して焼結体とし、この焼結体を絶縁性誘電体層４とする方法。
【００２３】
また、絶縁性誘電体層４の厚みは、加工しやすさ、可撓性フィルム２０との間で放電が生じない範囲とすることから、通常、１００〜４，０００μmの範囲となっている。
【００２４】
本発明の可撓性フィルムの静電吸着方法においては、静電吸着用電極３の静電吸着面６側の面積を、可撓性フィルム２０が静電吸着面６と接触している面積の１０〜８０％、より好ましくは２０〜６０％、更に好ましくは３０〜５０％とする。
その結果、可撓性フィルム２０の静電吸着時に、静電吸着面６と可撓性フィルム２０との間に雰囲気ガスを抱き込んだとしても、静電吸着面６と可撓性フィルム２０との間で、静電吸着用電極３が存在しないために静電吸着力が弱い部分から、抱き込まれた雰囲気ガスが容易に排出されるので、可撓性フィルム２０に皺、変形、剥離が生じることがない。
【００２５】
また、本発明の可撓性フィルムの静電吸着方法においては、静電吸着用電極３の最外端を可撓性フィルム２０の最外周端よりも突出した状態で、静電吸着面６に可撓性フィルム２０を静電吸着し、図１（ｂ）に示す突出長ａを４ｍｍ以下とする。
このように、静電吸着用電極３の最外端を、可撓性フィルム２０の最外周端よりも突出させなければ、静電吸着時に可撓性フィルム２０の外周部が浮いてしまうことがあるため、好ましくない。また、突出長ａが４ｍｍを越えると、突出した静電吸着用電極３上の可撓性フィルム２０の静電吸着面に電荷が集中し、エッチング処理時などに帯電した活性種の衝突が増加して静電吸着面に粗れが生じるので好ましくない。
【００２６】
そして、本発明の可撓性フィルムの静電吸着方法は、静電吸着用電極３に直流電圧Ｖ1を印加して可撓性フィルム２０を絶縁性誘電体層４上に静電吸着し、該可撓性フィルム２０に熱処理、またはプラズマ処理により表面加工処理を開始した後、静電吸着用電極３に、直流電圧Ｖ1よりも低い直流電圧Ｖ2を印加するか、または電圧の印加を停止して、静電吸着力を、電圧印加時の静電吸着力の０〜８０％程度まで低下させるものである。
【００２７】
このように、本発明の可撓性フィルムの静電吸着方法にあっては、静電吸着電圧の印加方法を上記のようにして静電吸着後の静電吸着力を弱めることにより、可撓性フィルム２０が膨張変形しても、静電吸着面６上を水平方向に滑べりやすくなっている。また、静電吸着時に、静電吸着面６と可撓性フィルム２０との間に雰囲気ガスが抱き込まれたとしても、電圧の印加を停止すれば抱き込まれた雰囲気ガスが排出されやすくなるので、可撓性フィルム２０に皺、変形、剥離が生じることがない。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の可撓性フィルムの静電吸着装置、静電吸着方法および表面処理方法によれば、粘着剤の塗布、除去などの煩雑な作業を必要とせず、真空中でも表面処理加工が可能となる。また、表面加工処理時の熱処理、プラズマ処理により可撓性フィルムが膨張変形しても、静電吸着面と可撓性フィルムとの熱膨張差によって、可撓性フィルムに皺、変形、剥離が生じることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の静電吸着装置の一例を示す断面図で、図１（ａ）は全体を示し、図１（ｂ）は図１（ａ）の円内を拡大した図である。
【図２】  本発明の静電吸着装置の一例を示す平面図である。
【符号の説明】
１…正電極、２…負電極、３…静電吸着用電極、４，５…絶縁性誘電体層、６…静電吸着面、１０…静電吸着装置、２０…可撓性フィルム、ａ…突出長
【図１】
0003693895.tif 000002
【図２】
0003693895.tif 000003