JP2009099674A - 静電型補強装置 - Google Patents

Abstract

【課題】接着剤による汚染の心配がなく、かつ、リサイクル等の経費発生が少ないシリコンウエハ等の薄板材料の補強材を提供する。
【解決手段】電気絶縁層１１３の内部に電極部１１２を埋設させた薄板状の静電保持部を備える補強材本体１１０と、補強対象物１０１をアースに導通可能とする第１の接続端子と、電極部１１２をアース又は高電圧に導通可能とする第２の接続端子とを備えることにより補強材本体１１０と切り離し可能に構成される電圧制御部１２０を備えている。電圧制御部１２０は、補強対象物１０１に対してアースから補強対象物１０１に供給された電荷と逆極性の電荷を供給させることにより静電保持部に吸着力を発揮させて補強対象物１０１を吸着して補強材本体１１０を補強材として機能させる吸着工程と、補強対象物１０１及び電極部１１２に蓄積された電荷を放出させて静電吸着能力を消滅させる吸着開放工程とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、シリコンウエハなどの薄膜材料へ掛かる応力を抑える静電型補強装置に関する。

近年シリコンウエハの薄膜化、大面積化が進みつつある。このような薄いシリコンウエハは脆く、ハンドリングの際に応力が掛かるとシリコンウエハに亀裂やマイクロクラックが発生し、シリコンウエハの性能劣化をきたして品質を低下させたり、また、不良品を増大させる。

シリコンウエハに亀裂やマイクロクラックが発生することを防止する対策として、ウエハ保護テープが開発されている（例えば、特許文献１参照。）。

このウエハ保護テープ８００は、図６に示すように、テープ状の支持体８０３の一面に粘着剤又は接着剤８０２を付与して構成され、接着剤８０２を介してテープ状支持体がシリコンウエハに貼着されてシリコンウエハ１０１は裏面からテープ状支持体により保護される。保護が不要となった場合には、保護テープ剥離装置等を用いてウエハ保護テープ８００は剥離され、廃棄される。

このようなウエハ保護テープ８００を用いることにより、薄く研磨されるシリコンウエハ１０１であっても、工程間の移動中やプロセス中に補強され、クラックの発生が抑制される。

一方、従来から、シリコンウエハなどの薄膜材料を保持する保持手段として静電保持装置が知られている（例えば、特許文献２、３参照）。

このような静電保持装置では、ベース板に保持部が取り付けられ、この保持部は、正負一対の電荷を与える電極要素群と、その電極要素群を覆いベース板に固定される絶縁層とから大略構成され、電極要素群へ高電圧を印加させたり、印加した電圧を放電させる電圧制御部を備えている。

これにより、これらの電極要素群に電圧制御部に配設されているスイッチを介して高電圧を印加させることにより、絶縁層の表面を保持面としてハンドリング対象物としてのシリコンウエハと保持面との間に誘起される静電吸引力によりハンドリング対象物が保持される。スイッチのオフ時には、これらの静電吸引力は解消され、ハンドリング対象物のリリースが行える。これにより、導体、半導体又は高抵抗体などのハンドリング対象物を静電吸引力により吸引して保持（ロード）するとともに、リリース時にはハンドリング対象物を脱着（アンロード）できる静電チャックとして機能される。
特開２００１−３１９９０６ 特開２００３−２８２６７１ 特開２００４−３５８５６２ 特開２００６−５２０７５

近年の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）に用いられる半導体チップでは、シリコンウエハの両面に電極パターンを形成することが試みられつつある。そこでは、例えば、面寸法φ３インチ〜φ１２インチ程度であって厚み６５０μｍ程度のシリコンウエハが用いられる。このシリコンウエハの片面（表面）にＴＦＴパタ−ンが形成された後、ＴＦＴパターンが形成された面の裏面が研磨される。これにより、シリコンウエハの全体厚みは３０μｍ〜８０μｍ程度に減じされて薄膜シリコンウエハとなる。その後、この薄膜シリコンウエハは、ＴＦＴパターンが形成された面を保持面とし、研磨面（裏面）にもＴＦＴパターンが形成され、これにより両面に電極パターンが形成された薄膜トランジスタＴＦＴが製造される。

このようにシリコンウエハの両面に電極パターンを形成させる場合、補強部材として保護テープを用いると、表面のＴＦＴパターンが形成された面を保護テープで貼り付けることになる。しかしながら、保護テープは、接着剤による固定のため、裏面のＴＦＴパターン形成処理の完了後、薄膜シリコンウエハから保護テープを剥離させる工程（ピーリング工程）が必要となる。このピーリング工程では、接着剤により固定された保護テープをシリコンウエハから強制剥離するため、薄膜シリコンウエハへの応力発生が余儀なくされ、薄膜シリコンウエハの厚みが薄いことにより、亀裂発生のリスクが高まるという課題が発生する。

ここで、特許文献１で開示されるようなストレスを掛けることなく行える保護テープの剥離装置を用いても、亀裂発生のリスクは依然として存在する。さらに使用する接着剤により繊細なＴＦＴパターンが形成された表面が汚染されるという課題もある。微細な凹凸が付与されているＴＦＴパターンでは、接着剤により汚染されＴＦＴパターン面をきれいに洗浄するのは一般に困難である。さらに洗浄に用いる洗浄液及び使用済みの保護テープ等の廃棄及びリサイクル等にも多大な経費が必要となるという課題も発生する。

そこで、本発明の目的は、接着剤による汚染の心配がなく、かつ、リサイクル等の経費発生が少ないシリコンウエハ等の薄板材料の補強材を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明者が鋭意研究した結果、電気絶縁層の内部に電極部を埋設させた薄板状の静電保持部は、電極部への電圧印加を切り離しても静電保持力を維持できるという知見を利用すれば、静電保持部の構造は薄板化が可能であるので補強材として利用できるのではないかと考えた。

すなわち、本発明は、処理工程において一時的に補強が必要な薄状の補強対象物を補強するための補強装置であって、
電気絶縁層の内部に電極部を埋設させた薄板状の静電保持部を備える補強材本体と、前記補強対象物をアースに導通可能とする第１の接続端子Ｔ１と、前記電極部をアース又は高電圧に導通可能とする第２の接続端子Ｔ２とを備えることにより、前記補強材本体と切り離し可能に構成される電圧制御部を備え、
前記電圧制御部は、前記電極部に高電圧を印加するとともに、前記電極部への印加電圧とは逆極性の電荷を前記補強対象物に対して前記アースから供給させることにより前記静電保持部に吸着力を発揮させて補強対象物を吸着して前記補強材本体を補強材として機能させる吸着工程と、前記補強対象物及び前記電極部に蓄積された電荷を前記アースから放出させて前記静電保持部の静電吸着能力を消滅させることにより前記補強材本体の吸着力を消滅させて前記補強対象物を剥離して前記補強材本体の補強材としての機能利用を容易にさせる吸着開放工程とを備えていることを特徴とする静電型補強装置である。

このような電気絶縁層の内部に電極部を埋設させた薄板状の静電保持部を備える補強材本体を備える構成によれば、電極部に印加された電荷と逆極性の電荷を補強対象物に対してアースから供給することができるので、補強対象物と補強材本体とは逆極性の電荷で互いに強く引き合うことができる。また、これにより、電圧制御部を切り離して構成しても、補強対象物と補強材本体とに蓄積された電荷は、互いに逆極性で強く引き合うことにより、外部に放散されることなく、長時間に亘って静電気による吸着力を維持することができる。

このような電圧制御部は補強対象物とアースとを導通制御するための第１のスイッチＳＷ１と、電極部とアースとを導通制御するための第２のスイッチＳＷ２と、電極部へ高電圧を印加制御する第３のスイッチＳＷ３とを備えている。初期設定では、全スイッチＳＷ１〜ＳＷ３はともに開成（ｏｆｆ）され、吸着工程では、スイッチＳW１が閉成（ｏｎ）された後にスイッチＳＷ３が閉成（ｏｎ）されることにより補強対象物と補強材本体との間で静電保持力を発揮させる。

ついで、静電保持力が発揮された後にスイッチＳＷ１、ＳＷ３を順次開成（ｏｆｆ）させることにより補強材本体と電圧制御部とを電気的に切断する。これにより、補強材本体を電圧制御部と切り離した状態で補強材本体に吸着された補強対象物の処理が可能となる。

一方、吸着開放工程では、スイッチＳW１が閉成（ｏｎ）された後にスイッチＳＷ２が閉成（ｏｎ）されることにより補強対象物と補強材本体とに蓄積された電荷の全てが放出される。これにより、補強材本体と補強対象物との分離が容易となる。

ここで、上述の電圧制御部は、さらに、スイッチＳＷ３により印加される電圧と逆極性の電圧を前記電極部へ印加制御する第４のスイッチＳＷ４を備えることが好ましい。

このように構成すれば、初期設定では、全スイッチＳＷ１〜ＳＷ４はともに開成（ｏｆｆ）され、吸着開放工程では、スイッチＳW１の閉成（ｏｎ）、スイッチＳＷ４の閉成（ｏｎ）と開成（ｏｆｆ）、スイッチＳＷ２の閉成（ｏｎ）が順次行われることにより、絶縁層内で生起されている内部分極を解消させた後に補強対象物と補強材本体とに蓄積された電荷の全てを放出させることができる。

また、上述の補強材本体には、スイッチＳＷ１への接続端子と補強対象物とを電気的に導通可能にする電気導通手段を備えることが好ましい。これにより、補強対象物とスイッチＳＷ１とを接続する接続端子の構造設計を容易とすることができる。

このような電気導通手段は、補強材本体内に埋設された電極部の一部を貫通させて、その貫通孔を絶縁層により被覆させて補強材本体内の表裏を貫通させる構成が好ましい。これにより、補強材本体の表面に保持される補強対象物を補強材本体の裏面に設けた接続端子によりスイッチSＷ１と接続させることができ、結果として電極部の構造を簡易とすることができる。

また、補強材本体の裏面側には、補強材本体から外界への電界の影響を防ぐ電界漏れ防止手段を備えることが好ましい。これにより、外界への電荷漏れが少ない補強材本体を構成することができる。

このような静電型補強装置に用いる補強対象物としては特には制限がなく、ウエハや電気的に導電性を有する薄板を用いることができる。ここで、電気的に導電性を有するとは、微小な電荷の移動が可能であればよいということで、微少電流が流れる構成であれば、その導電性が微小であってもよいということである。

本発明によれば、接着剤による汚染の心配がなく、かつ、剥離に際して補強対象物への応力の発生が極力抑制できる補強材を提供することができる。

また、本発明に係る補強材は、接着剤による汚染の心配がなく、かつ、剥離に際して応力の発生が極力抑制できるので、両面加工用のシリコンウエハの補強材として好適に応用することができる。

以下に本発明を図面を参照しつつ説明する。まず、図２は、本発明の一実施例に係る静電型補強装置１００を説明する構成図であり、図１は、図２の静電型補強装置１００により補強対象物１０１を保持した状態を説明する構成図である。いずれの図においても、本発明に係る静電型補強装置１００の構成を原理により説明するための構成図であり、例えば、厚み方向が面方向に比べて拡大して描かれている。

この図２において、静電型補強装置１００は、ウエハなどの薄膜状の補強対象物の運搬や加工作業中に補強対象物のクラック発生等を防止する目的の補強材または補強手段である。この静電型補強装置１００は、薄板状の静電保持部としての補強材本体１１０と、この補強材本体１１０に対して切り離し自在に構成された電圧制御部１２０とを備えている。この電圧制御部１２０は、補強材本体１１０を補強材として機能させる場合に補強材本体１１０に静電吸着力を発揮させるとともに、補強材本体１１０の補強材としての利用が終了して補強材本体１１０を回収する場合には補強材本体１１０の静電吸着力を消滅させることができるように制御可能に構成されている。

このような補強材本体１１０は、大略、平面視の形状が補強対象物１０１と概略同一形状であり、電極部１１２と電極部１１２の周囲を絶縁のために被覆する絶縁層１１３との必須の構成に加えて、この実施例に係る静電型補強装置１００では導電性ベース１１４を備えている。

電極部１１２の平面視の外径形状は、補強対象物１０１の平面視の外径形状と略等しい。またこの電極部１１２は、櫛歯状、格子状などであってもよいが、平面視の外径形状が補強対象物１０１の平面視の外径形状と概略一致しているのが好ましい。

この電極部１１２は、図２に示すように、表裏（ｄ１，ｄ２）及び周囲（ｄ３）はともに薄い絶縁層１１３により被覆され、この実施例に係る補強材本体１１０では、絶縁層１１３の裏面側には薄膜状の導電性ベース１１４が固定されている。

ここで、これらの絶縁層１１３は、電極部に印加された電荷を絶縁させることにより電極部に蓄積された電荷を維持させるためのものである。

また、この導電性ベース１１４は、電極部１１２への電圧印加に伴う電極部１１２の下部に発生する電界を遮断する目的での電界漏れ防止手段である。また、この実施例の導電性ベース１１４は、補強対象物１０１へ蓄積された電荷の放出を容易にするために電圧制御部１２０と補強対象物１０１との導通を構造的に容易にするための電気導通手段を兼ねている。

電極部１１２等からの電界漏れが問題視されない場合には電極部１１２に対向する裏面に設けられた導電性ベース１１４を省略してもよい。

また、この導電性ベース１１４を電気導通手段として利用する場合には、電荷の放出がスムースに行えればよいので、大容量の電気の導通性は必ずしも要しない。すなわち、電気が導通できればよい程度の導電性が微小な微導電性であってもよい。

このように構成される本発明に係る補強材本体１１０は、補強対象物へ応力が掛かってクラック等の発生を抑制させるのが目的であるので、電極部１１２、絶縁層１１３及び導電性ベース１１４等の補強材本体１１０を構成する材料が一体となった状態で、補強対象物１０１を保護できる程度の曲げ応力に抗するに十分な強度を有していることは必要であるが、その範囲内で各材料の厚みは極力薄く構成するのがよい。

つぎに、この実施例に係る導電性ベース１１４の一部には貫通孔１１４ａが設けられている。この貫通孔１１４ａを貫通して絶縁層１１３により被覆された電極部１１２の一部が裏面側に露出し、この露出部は、後述する電圧制御部１２０の各スイッチＳＷ２〜ＳＷ４に接続される接続端子１１２ｂとして機能する。

ここで、この図１，２の接続端子１１２ｂは、導電性ベース１１４の裏面と面一であるが、後述する電圧制御部１２０の接続端子と接続可能であれば、必ずしも面一である必要はない。例えば、接続端子１１２ｂは導電性ベース１１４に対して凹所又は凸部として設けられていてもよい。また、この実施例では、導電性ベース１１４を貫通させて電極部１１２を裏面に配設しているが、本発明においては、電極部１１２は電圧制御部１２０と接続、切り離しが可能であればよいので、接続端子１１２ｂの位置は、裏面に限らず、例えば側面であっても良い。

一方、この実施例では、電極部１１２の一部には貫通孔１１２ａが設けられている。この貫通孔１１２ａを貫通して絶縁層１１３により被覆された導電性ベース１１４の一部が表面側まで延出されて表面側に露出した接続端子１１４ｂが設けられている。この接続端子１１４ｂは補強対象物１０１と接触して補強対象物１０１と導電性ベース１１４の電位を等しくするもので、導電性ベース１１４がアースされたときには補強対象物１０１の電荷を同時に除去する電気導通手段を構成する。この接続端子１１４ｂは絶縁層１１３の表面と概略面一であることが好ましい。

次に電圧制御部１２０を説明する。この実施例に係る電圧制御部１２０は、四つのスイッチＳＷ１〜ＳＷ４を備えている。

スイッチＳＷ１の一端には導電性ベース１１４への接続端子１２１（第１の接続端子Ｔ１）が設けられ、スイッチＳＷ１の他端は抵抗Ｒ１を介してアースに接地されている。

スイッチＳＷ２〜ＳＷ４の一端は合流されて接続端子１２２（第２の接続端子Ｔ２）が設けられ、この接続端子１２２は、電極部１１２の接続端子１１２ｂと接続される。

一方、スイッチＳＷ２の他端はアースに接地されている。また、スイッチＳＷ３の他端は＋Ｖ（又は−Ｖ）ボルトの高圧電源に接続され、スイッチＳＷ４の他端は−Ｖ（又は＋Ｖ）ボルトの高圧電源に接続されている。

また、この電圧制御部１２０には、後述するステップ２の補強対象物の吸着工程及びステップ４の補強対象物の吸着開放工程に応じて、補強対象物１０１と補強材本体１１０との間でクーロン力による吸着、剥離がそれぞれスムースに行えるためのスイッチ制御プログラムが内蔵されている。

つぎに、このようなスイッチ制御プログラムの詳細を補強対象物の吸着、剥離操作の手順の一例と共に説明する。
（ステップ１：準備工程）
初期設定では、全てのＳＷ１〜ＳＷ４は開成（ｏｆｆ）されている。図１に示すように、補強対象物１０１を補強材本体１１０上に載せるなどして、補強対象物１０１を補強材本体１１０と接触させる。これにより、補強対象物１０１と導電性ベース１１４とは電気的に導通する。
（ステップ２：補強対象物の吸着工程）
各ＳＷ１〜ＳＷ４が開成（ｏｆｆ）された状態で、スイッチＳＷ１が閉成（ｏｎ）され、ついで、スイッチＳＷ３が閉成（ｏｎ）される。これにより電極部１１２には、スイッチＳＷ３を介して高電圧＋Ｖ（又は−Ｖ）ボルトが印加される。この電極部１１２に印加された印加電圧に対して、スイッチＳＷ１を介して接地されている補強対象物１０１と導電性ベース１１４に印加電圧と逆電位の電荷がアースから供給される。

つまり、電極部１１２に＋１ＫＶの電圧を印加されると、補強対象物１０１と導電性ベース１１４に於ける電極部１１２の対抗面に−１ＫＶに相当する電位が接地から供給される。

この状態で、電極部１１２と補強対象物１０１間に絶縁層１１３を隔てて電位差が発生し、お互いを引き合うクーロン力が発生し、補強対象物１０１は補強材本体１１０にクーロン力により吸着される。

スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ３とを閉成（ｏｎ）させる順番は、クーロン力により補強対象物を吸着させるだけの目的では逆転されてもよいが、スイッチＳＷ３を閉成（ｏｎ）させた後にスイッチＳＷ１を閉成（ｏｎ）させると補強対象物に大電流が流れる場合が生じる。それ故、補強対象物がシリコンウエハなどの電流の流れで破損する恐れがある場合には、まず、スイッチＳＷ１を閉成（ｏｎ）させ、ついで、スイッチＳＷ３を閉成（ｏｎ）させるのがよい。これにより、補強対象物１０１の破損される可能性が軽減される。
（ステップ３：電圧制御部の切り離し工程）
補強対象物１０１がクーロン力により吸着された状態で接続端子１２１及び接続端子１２２の双方を補強材本体１１０から切り離しても、＋Ｖボルトの正の高電位を保つ電極部１１２と−Ｖボルトの負の高電位を保つ補強対象物１０１とは、互いに蓄積した逆極性の電荷が引張り合い、拘束し合うため、電荷が外部に漏れることなく、長時間に渡って、保持力が減衰しない。

補強材本体１１０は、電圧制御部１２０から切り離されることにより、軽量な薄板支持材として、保護テープ代替品としての作用効果を奏することになる。すなわち、補強材本体１１０を構成する材料が、補強対象物１０１を保護できる程度の曲げ応力に抗するに十分な強度を有していれば、補強材本体１１０は保護テープ代替として機能しうる。

また、この実施例に係る吸着力（クーロン力）は、電圧制御部１２０を切り離しても、長時間に渡って保持力が減衰しないので、この残留するクーロン力により補強材本体１１０に補強対象物１０１が保持された状態で、補強対象物１０１の吸着面と反対側の表面の加工が行える。
（ステップ４：補強対象物の吸着開放工程）
必要な加工が完了した後、補強対象物１０１から補強材本体１１０を剥離する場合は、補強材本体１１０に電圧制御部１２０を接続する。ついで、スイッチＳＷ１及びＳＷ２を共に閉成（ｏｎ）すれば、電極部１０２及び補強対象物１０１，導電ベース１１４に帯電された電荷はそれぞれアースに放出されて補強材本体１１０の保持力が低下し補強材本体１１０から補強対象物１０１を剥離させることができる。

しかしながら、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ２とを閉成（ｏｎ）させる順番は、補強対象物を剥離させるだけの目的ではどのような順番でもよいが、補強対象物がシリコンウエハなどの電流の流れで破損する恐れがある場合には、補強対象物内を大電流が流れることを極力抑制させるには、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ２とを閉成（ｏｎ）させる順番は重要である。

例えば、スイッチＳＷ１を閉成（ｏｎ）させて補強対象物１０１を先に接地し、ついでスイッチＳＷ２を閉成（ｏｎ）させる。これにより、補強対象物１０１の電荷放出開始時の大電流が阻止され、補強対象物１０１の破損される可能性が軽減される。

また、スイッチＳＷ１を閉成（ｏｎ）させて補強対象物１０１と導電性ベース１１４を接地した状態でスイッチＳＷ４を閉成（ｏｎ）させ、電極部１１２に負の高電圧が短時間付与することもよい。これにより、絶縁層１１３の内部に生じている内部分極を速やかに解消させることができる。その後、スイッチＳＷ２を閉成（ｏｎ）させて電極部１１２を接地させることにより補強材本体１１０内の全ての電荷を放出させることによりクーロン力が解消されて補強材本体１１０と補強対象物１０１との剥離操作がスムースに行える。
（実験例１）
つぎに、図１又は図２に示す静電補強装置１００をシリコンウエハの製造工程で用いるウエハサポータとして応用する具体例について、図３に示す電圧印加タイミングテーブルを用いて説明する。

ここで、補強対象物は、シリコンウエハ１０１であり、補強材本体は、この実験例ではウエハサポータ１１０と呼称される。

このウエハサポータ１１０では、絶縁層１１３の材料としてＰＩ（ポリイミド）が選択されている。このポリイミド層１１３の上面厚みｄ１及び裏面側厚みｄ２はいずれも大略７５μｍであり、側面側厚みｄ３は１ｍｍ程度である。

また、スイッチＳＷ３を介して電極部１１２へ印加される電圧は、＋１ＫＶ（又は−１ＫＶ）であり、またスイッチＳＷ４を介して電極部１１２へ印加される電圧は−１ＫＶ（又は＋１ＫＶ）である。
（ステップ１：準備工程）
図１に示すように、補強対象物としてのシリコンウエハ等のウエハ１０１を補強材本体としてのウエハサポータ１１０上に載せた状態で、ウエハ１０１は導電性ベース１１４の接続端子１１４ｂに接触され、ウエハ１０１と導電性ベース１１４とは電気的に導通している。
（ステップ２：補強対象物の吸着操作）
つぎに、この状態で、図３に示すように、最初のタイミングｔ１でＳＷ１を閉成（ｏｎ）し、導電性ベース１１４と共にウエハ１０１を接地する。

つづいて、スイッチＳＷ１の閉成（ｏｎ）後のタイミングｔ２でＳＷ３を閉成（ｏｎ）して、電極部１１２に＋１ＫＶの電圧を印加する。電極部１１２への電圧印加に伴って、ウエハ１０１と導電性ベース１１４の面上に印加電圧とは逆極性の電荷が接地より引き寄せられ、電極部１１２とウエハ１０１との間に電位差が発生し、引合い力が発生する。

このｔ１とｔ２のタイミングは、吸着させる目的では、逆転してもよいが、半導体ウエハなどの補強装置として利用する場合には、半導体ウエハ中を大電流が流れるのを防ぐ目的ではこのタイミングは重要である。

電極部１１２に印加された高電圧＋１ＫＶに見合う充分な電荷が電極部１１２及び導電性ベース１１４に蓄積されたタイミングｔ３でＳＷ１を開成（ｏｆｆ）する。これにより、ウエハ１０１に導通された導電性ベース１１４のアース（接地）が解除され、導電性ベース１１４及びウエハ１０１に蓄積した電荷の流れが遮断される。また、それと同時に導電性ベース１１４及びウエハ１０１に蓄積された電荷は電極部１１２の逆極性電荷に拘束される。

その後のタイミングｔ４でＳＷ３を開成（ｏｆｆ）し、電極部１１２と電源とを遮断する。この状態で、電圧制御部１２０をウエハサポータ１１０から切り離しても、電極部に蓄積した＋Ｖボルトの電荷の流れ去る経路、及び導電性ベース１１４及びウエハ１０１に蓄積された−Ｖボルトの電荷の流れ去る経路がともに遮断され、かつ、ウエハ１０１と電極部１１２に蓄積した逆極性の電荷が絶縁層１１３を隔てて、引合っているため、蓄積した電荷が外界に逃げず、引き合い力を長時間維持する。

ここで、ｔ３とｔ４のタイミングの順序は重要である。この順序が逆転しても吸着は行えるが、ｔ３の前にｔ４を行ったのでは、導電性ベース１１４及びウエハ１０１に蓄積された−Ｖボルトの電荷の一部がアースに放出され、吸着力が低下する。

なお、ｔ３のタイミングとｔ４のタイミングは、厳密な意味では同時でもよいが、誤動作等を考慮するとｔ３の後にｔ４を行うのがよい。

ついで電圧制御部１２０をウエハサポータ本体１１０から切り離す。

ここで、図１に示す装置において、電極部１１２への印加電圧＋１ＫＶで１２時間以上、相互に引張り合う力が減衰せず、６インチウエハの吸着面に対して垂直方向に７Ｋｇｆの保持力を維持することが確認できている。この保持力が薄いウエハをウエハサポータに固定するのに必要充分な吸引力である。

この保持力を利用して、薄いウエハをウエハサポータ１１０に密着させ、ウエハの補強材として機能させ、薄いウエハ１０１の運搬、加工などの処理が行える。

次に、ウエハ１０１からウエハサポータ１１０を切離す操作を説明する。

図２のタイミングｔ５でスイッチＳＷ１を閉成（ｏｎ）し、再び、導電性ベース１１４と共にウエハ１０１を接地する。ついで、タイミングｔ６でスイッチＳＷ４を閉成（ｏｎ）し、タイミングｔ２の時スイッチＳＷ３から印加した電圧と逆極性の電圧を電極部１１２に印加する。ここで、この実施例では、互いに逆極性ではあるが同電圧を印加しているが、このスイッチＳＷ４から供給される電圧は極性が逆であれば、電圧は同電圧に限定されないことはいうまでもない。

この電圧の印加は、長時間の保持に伴い、電極部１１２とウエハ１０１間の長時間に渡る電界の存在による、絶縁層１１３の内部分極を除去し、後のタイミングｔ８での切離し作業を残留力無しで行うためである。つまり、保持時とは逆方向の電界を絶縁層１１３にかけ、内部分極を無くす。それ故、タイミングｔ６とタイミングｔ７の間隔は短くてよく、例えば、２秒間程度で充分である。

内部分極が除去された後、タイミングｔ７でスイッチＳＷ４を開成（ｏｆｆ）した後、タイミングｔ８でスイッチＳＷ２を閉成（ｏｎ）して電極部１１２を接地する。この時点で、電極部１１２、ウエハ１０１、そして導電性ベース１１４が共に接地され、蓄積電荷が接地に流れ、電極部１１２とウエハ１０１間に電位差が無くなり、ウエハ１０１とウエハサポータ１１０との吸着力が消滅する。これにより、ウエハ１０１とウエハサポータ１１０との分離（又は剥離）が容易となる。

なお、図１の電気抵抗Ｒ１は、吸着開始時に於ける接地からウエハに流れ込む電荷、又は剥離時に於けるウエハから接地に流れ出る電荷の電流を小さく押さえるために設ける。これは、ウエハ上のＴＦＴの許容最大電流に合わせて抵抗値を選定する。

また、ＳＷ４の閉成（ｏｎ）に伴う電極部１１２への電圧印加は、長時間の吸着保持に伴う絶縁層の内部分極を消去するための処置であるので、ＳＷ４の閉成（ｏｎ）の制御が含まれることが好ましいが、長時間の保持が行われないなど、分極消去が不要の場合、又は、剥離時の残留保持力が問題視されない場合では、タイミングｔ６とｔ７の制御は省略されてもよい。

また、導電性ベース１１４の存在は電極部１１２から下部に発生する電界を遮断するためであり、基本的には保持力に影響しない。当電界漏れが問題視されない場合、この導電性ベース１１４をなくしてもよい。
（変形例１）
変形例１に係る静電型補強装置１００は、図４に示され、その制御の一例は図５に示す電圧印加タイミングテーブルを有している。

この図４において、図１に示す静電型補強装置と同一乃至は均等な部位部材は同一番号を付して詳細な説明は省略するが、この静電型補強装置は、図１の静電型補強装置に対比して、導電性ベース１１４及びスイッチＳＷ４が省略されている。これにより導電性ベース１１４を利用した補強材本体１１０に配設された接触端子１１４ｂは省略され、接続端子１２１（Ｔ１）は、直接、補強対象物１０１に接触されるように構成されている。

また、導電性ベース１１４の存在は電極部１１２から下部に発生する電界を遮断するためであり、保持力に影響しない。当電界漏れが問題視されない場合、図４に示すように導電性ベース１１４をなくし、ウエハ１０１のみを直接ＳＷ１経由で接地してもよい。

また、接続端子１２１（Ｔ１）は、補強対象物に蓄電された電荷を放出するための接点であるので、このように直接電圧制御部１２０に接続されても同等の機能が発揮できることはいうまでもない。

ただし、図１に示すように、補強材本体１１０側へ接続端子１１２ｂを導出する方が、電圧制御部の構成を容易とすることができる。

また、スイッチＳＷ４が不要なことは、上述のとおりであり、これにより図５に示すタイミングテーブルにより静電型保持装置として利用可能である。
（ステップ１：準備工程）
図４に示すように、補強対象物１０１を補強材本体１１０上に載せた状態で、補強対象物１０１は電圧制御部１２０の接続端子１２１（Ｔ１）に接続されている。
（ステップ２：補強対象物の吸着操作）
この状態で、図５に示すように、最初のタイミングｔ１でＳＷ１を閉成（ｏｎ）し補強対象物１０１を接地する。

つづいて、スイッチＳＷ１の閉成（ｏｎ）後のタイミングｔ２でＳＷ３を閉成（ｏｎ）して、電極部１１２に正の高電圧を印加する。電極部１１２への電圧印加に伴って、補強対象物１０１は逆極性の電荷が接地より引き寄せられ、電極部１１２と補強対象物１０１との間に電位差が発生し、引合い力が発生する。

このｔ１とｔ２のタイミングは、吸着させる目的では、逆転してもよいが、半導体ウエハなどの補強装置として利用する場合には、半導体ウエハ中を大電流が流れるのを防ぐ目的ではこのタイミングは重要である。

電極部１１２に印加された高電圧に見合う充分な電荷が補強対象物１０１に蓄積されたタイミングｔ３でＳＷ１を開成（ｏｆｆ）する。これにより、補強対象物１０１のアース（接地）が解除され、補強対象物１０１に蓄積した電荷の流れが遮断される。また、それと同時に補強対象物１０１に蓄積された電荷は電極部１１２の逆極性電荷に拘束される。

その後のタイミングｔ４でＳＷ３を開成（ｏｆｆ）し、電極部１１２と電源とを遮断する。この状態で、電圧制御部１２０を補強材本体１１０から切り離しても、電極部に蓄積した正の電荷の流れ去る経路、及び補強対象物１０１に蓄積された負の電荷の流れ去る経路がともに遮断され、かつ、補強対象物１０１と電極部１１２に蓄積した逆極性の電荷が絶縁層１１３を隔てて、引合っているため、蓄積した電荷が外界に逃げず、引き合い力を長時間維持する。

ここで、ｔ３とｔ４のタイミングの順序は重要である。この順序が逆転しても吸着は行えるが、ｔ３の前にｔ４を行ったのでは、補強対象物１０１に蓄積された負の電荷の一部がアースに放出され、吸着力が低下する。

なお、ｔ３のタイミングとｔ４のタイミングは、厳密な意味では同時でもよいが、誤動作等を考慮するとｔ３の後にｔ４を行うのがよい。

ついで電圧制御部１２０をウエハサポータ本体１１０から切り離す。

この保持力を利用して、補強対象物は補強材本体１１０に密着され、薄い材料であっても運搬、加工などの処理が行える。

次に、補強対象物１０１から補強材本体１１０を切離す操作を説明する。

図５のタイミングｔ５でスイッチＳＷ１を閉成（ｏｎ）し、再び、補強対象物１０１を接地する。ついで、タイミングｔ８でスイッチＳＷ２を閉成（ｏｎ）して電極部１１２を接地する。この時点で、電極部１１２、補強対象物１０１が共に接地され、蓄積電荷が接地に流れ、電極部１１２と補強対象物１０１間に電位差が無くなり、補強対象物１０１と補強材本体１１０との吸着力が消滅する。これにより、補強対象物１０１と補強材本体１１０との分離（又は剥離）が容易となる。

以上説明した本発明に係る静電補強装置の適用が可能な補強対象物は、ウエハのみならず、他の導電性〜微導電性の薄板の保持補強板として機能できる。

また、以上説明した静電補強装置によれば、接着剤による汚染がないので、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の両面に電極パターンを形成する場合のシリコンウエハの補強材として特に有効に利用できる。

本発明の実施例を示す静電型補強装置の構成図である。 本発明の静電型補強装置の構成図である。 図１の静電型補強装置の動作タイミンク゛チャートである。 本発明の変形例を示す静電型補強装置の構成図である。 図１又は図４の静電型補強装置の動作タイミンク゛チャートである。 従来のテープ式補強装置の構成図である。

符号の説明

１００：ウエハサポータ（静電型補強装置）
１０１：ウエハ（補強対象物）
１１０：ウエハサポータ本体（補強材本体）
１１２：電極部
１１２ａ：貫通孔
１１２ｂ：接続端子
１１３：電気絶縁層（ポリイミド層）
１１４：導電性ベース（電界漏れ防止手段）
１１４ａ：貫通孔
１１４ｂ：接続端子（電気導通手段）
１２１：接続端子（Ｔ１）
１２２：接続端子（Ｔ２）
１２０：電圧制御部
ＳＷ１〜ＳＷ４：電気スイッチ
Ｒ１：電気抵抗

Claims (7)

1. 処理工程において一時的に補強が必要な薄状の補強対象物を補強するための補強装置であって、
   電気絶縁層の内部に電極部を埋設させた薄板状の静電保持部を備える補強材本体と、前記補強対象物をアースに導通可能とする第１の接続端子Ｔ１と、前記電極部をアース又は高電圧に導通可能とする第２の接続端子Ｔ２とを備えることにより、前記補強材本体と切り離し可能に構成される電圧制御部を備え、
   前記電圧制御部は、前記電極部に高電圧を印加するとともに、前記電極部への印加電圧とは逆極性の電荷を前記補強対象物に対して前記アースから供給させることにより前記静電保持部に吸着力を発揮させて補強対象物を吸着して前記補強材本体を補強材として機能させる吸着工程と、前記補強対象物及び前記電極部に蓄積された電荷を前記アースから放出させて前記静電保持部の静電吸着能力を消滅させることにより前記補強材本体の吸着力を消滅させて前記補強対象物を剥離して前記補強材本体の補強材としての機能利用を容易にさせる吸着開放工程とを備えていることを特徴とする静電型補強装置。
2. 前記電圧制御部は、前記補強対象物と前記アースとを導通制御するための第１のスイッチＳＷ１と、前記電極部とアースとを導通制御するための第２のスイッチＳＷ２と、前記電極部へ高電圧を印加制御する第３のスイッチＳＷ３とを備え、
   初期設定では、全スイッチＳＷ１〜ＳＷ３はともに開成（ｏｆｆ）され、
   前記吸着工程では、スイッチＳW１が閉成（ｏｎ）された後にスイッチＳＷ３が閉成（ｏｎ）され、ついで前記スイッチＳＷ１、ＳＷ３が順次開成（ｏｆｆ）され、
   一方、前記吸着開放工程では、スイッチＳW１が閉成（ｏｎ）された後にスイッチＳＷ２が閉成（ｏｎ）されることを特徴とする請求項１に記載の静電型補強装置。
3. 前記電圧制御部は、さらに、前記スイッチＳＷ３により印加される電圧と逆極性の高電圧を前記電極部へ印加制御する第４のスイッチＳＷ４とを備え、
   初期設定では、全スイッチＳＷ１〜ＳＷ４はともに開成（ｏｆｆ）され、
   前記吸着開放工程では、スイッチＳW１の閉成（ｏｎ）、前記スイッチＳＷ４の閉成（ｏｎ）、前記スイッチＳＷ２の閉成（ｏｎ）が順次行われることを特徴とする請求項２に記載の静電型補強装置。
4. 前記補強材本体には、前記スイッチＳＷ１への接続端子と前記補強対象物とを電気的に導通可能にする電気導通手段を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の静電型補強装置。
5. 前記補強材本体の裏面側には、該補強材本体から外界への電界漏れを防ぐ電界漏れ防止手段を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の静電型補強装置。
6. 前記補強対象物はウエハであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の静電型補強装置。
7. 前記補強対象物は電気的に導電性を有する薄板であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の静電型補強装置。

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