KR20020008791A

KR20020008791A - 플라스틱 필름의 정전 흡착 장치 및 정전 흡착 방법

Info

Publication number: KR20020008791A
Application number: KR1020010044112A
Authority: KR
Inventors: 고사카이마모루; 이시무라가즈노리; 후지타데루야스
Original assignee: 추후제출; 스미토모 오사카 세멘토 가부시키가이샤
Priority date: 2000-07-24
Filing date: 2001-07-23
Publication date: 2002-01-31
Also published as: US20020008015A1; JP2002044971A; US6730276B2; JP3693895B2; KR100537410B1

Abstract

본 발명의 플라스틱 필름의 정전 흡착 장치 및 정전 흡착 방법은, 정전 흡착용 전극과, 정전 흡착용 전극을 피복하고, 플라스틱 필름을 올려 놓는 흡착면의 중심선 평균 입자 직경이 0.5μm 이하인 절연성 유전체층과, 정전 흡착용 전극에 전압을 인가하는 급전용 전극을 구비한 플라스틱 필름의 정전 흡착 장치이다. 이와 같은 플라스틱 필름의 정전 흡착 장치 및 정전 흡착 방법에 의하면, 점착제의 도포, 제거 등의 번잡한 작업을 필요로 하지 않고 진공 중에도 표면 처리 가공이 가능하다. 또한 표면 가공 처리시의 열처리, 플라즈마 처리에 의해 플라스틱 필름이 팽창 변형되더라도 정전 흡착면과 플라스틱 필름의 열팽창 차이에 의해 플라스틱 필름에 주름, 변형, 박리가 발생하지 않는다.

Description

플라스틱 필름의 정전 흡착 장치 및 정전 흡착 방법{Plastic film electrostatic adsorption apparatus and electrostatic adsorption method}

본 발명은, 가소성의 플라스틱 필름을 정전 흡착하기 위한 정전 흡착 장치 및 이 장치를 이용한 플라스틱 필름을 정전 흡착하는 방법에 관한 것이다.

본 출원은 일본국 특허 출원(특원 2000-223029)에 따른 것이며, 해당 일본 출원의 기재 내용은 본 명세서의 일부로서 채택하는 것으로 한다.

금속, 유기계 화합물, 또는 무기계 화합물 등으로 이루어지는 플라스틱 필름이, 열처리 또는 플라즈마 처리 등에 의해 표면 가공 처리되거나, 다른 재료와 접착, 접합되는 경우, 이러한 플라스틱 필름을 시료대에 고정할 필요가 있다.

따라서, 종래에는 플라스틱 필름을 시료대에 고정하는 방법으로,

(1) 점착제 등을 이용하여 붙이는 방법,

(2) 플라스틱 필름의 외주부를 나사, 클립, 점착 테이프 등을 이용하여 기계적으로 고정하는 방법,

(3) 진공 흡착하여 고정하는 방법,

(4) 정전력을 이용하여 정전 흡착하여 고정하는 방법 등이 알려져 있다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 플라스틱 필름을 시료대에 고정하는 방법에는 각각 다음과 같은 문제가 있었다.

즉, 상기 (1)의 방법에 있어서는, 플라스틱 필름으로의 점착제의 균일한 도포, 표면 가공 처리후의 점착제의 제거를 필요로 하기 때문에, 작업이 번잡하였다.또한, 플라스틱 필름을 부착시 분위기 가스를 끌어들이기 쉬우므로, 플라스틱 필름에 주름이 생기는 등의 문제가 있었다.

또한 표면 가공 처리시의 열처리, 플라즈마 처리에 의해 플라스틱 필름이 팽창 변형되고, 시료대와 플라스틱 필름과의 열팽창 차이에 의해 플라스틱 필름이 변형, 박리되는 문제가 있었다.

또한, 진공 중에서 표면 가공 처리가 행해지면, 점착제가 휘발하므로, 진공 중에서는 이 방법을 사용할 수 없는 문제가 있었다.

상기 (2)의 방법에 있어서는, 플라스틱 필름의 고정 부분을 가공할 수 없는 문제가 있었다. 또한 고정시의 부분적인 장력의 차이에 의해 플라스틱 필름에 주름이 발생하기 쉬운 문제가 있었다. 또한, 표면 가공 처리시의 열처리, 플라즈마 처리에 의해 플라스틱 필름이 팽창 변형되는 일이 있었다. 플라스틱 필름이 팽창 변형되면, 시료대와 플라스틱 필름과의 열팽창 차이에 의해, 플라스틱 필름의 시료대에 고정 되지 않은 부분이 시료대로부터 들떠버리는 문제가 있었다.

상기 (3), (4)의 방법에 있어서도, 표면 가공 처리시의 열처리, 플라즈마 처리에 의해 플라스틱 필름이 팽창 변형되고, 시료대와 플라스틱 필름의 열팽창 차이에 의해, 플라스틱 필름에 주름, 변형, 박리가 발생하는 문제가 있었다.

본 발명은, 상기 사정에 비추어 이루어진 것으로, 점착제의 도포, 제거 등의 번잡한 작업을 필요로 하지 않고, 진공 중에도 표면 처리 가공이 가능한 플라스틱 필름의 정전 흡착 장치 및 정전 흡착 방법을 제공하는 것을 과제로 한다. 구체적으로는, 플라스틱 필름의 표면 가공 처리시의 열처리 또는 플라즈마 처리에 의해 플라스틱 필름이 팽창 변형되더라도 시료대와 플라스틱 필름의 열팽창 차이에 의해 플라스틱 필름에 주름, 변형, 박리가 발생하지 않고, 플라스틱 필름을 정전 흡착하기 위한 플라스틱 필름의 정전 흡착 장치 및 정전 흡착 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 플라스틱 필름의 정전 흡착 장치는, 정전 흡착용 전극과, 상기 정전 흡착용 전극을 피복하고, 플라스틱 필름을 올려 놓는 흡착면의 중심선 평균 조도가 0.5μm 이하의 절연성 유전체층과, 상기 정전 흡착용 전극에 전압을 인가하는 급전용 전극을 구비한 플라스틱 필름의 정전 흡착 장치인 것을 특징으로 한다.

이와 같은 플라스틱 필름의 정전 흡착 장치에 의하면, 점착제의 도포, 제거등의 번잡한 작업을 필요로 하지 않고 진공 중에도 표면 처리 가공이 가능하게 된다. 또한 표면 가공 처리시의 열처리, 플라즈마 처리에 의해 플라스틱 필름이 팽창 변형되더라도 정전 흡착면과 플라스틱 필름과의 열팽창 차이에 의해 플라스틱 필름에 주름, 변형, 박리가 발생하지 않는다.

또한, 본 발명의 플라스틱 필름의 정전 흡착 장치는, 상기 정전 흡착용 전극은, 양전극과 음전극을 갖는 쌍극 구조로 되어 있고, 그 최외단이 같은 극성으로 되어 있는 것을 특징으로 한다.

이러한 플라스틱 필름의 정전 흡착 장치에 의하면, 플라즈마 등이 발생하지 않은 상태에서도 플라스틱 필름을 정전 흡착할 수 있고, 작업성이 향상된다. 또한 플라스틱 필름에 대해 균일한 에칭을 행할 수 있다.

또한, 본 발명의 플라스틱 필름의 정전 흡착 장치는, 정전 흡착용 전극을 이루는 양전극과 음전극의 간격은, 상기 절연성 유전체층의 두께의 1 내지 10배임을 특징으로 한다.

이와 같은 플라스틱 필름의 정전 흡착 장치에 의하면, 플라스틱 필름을 흡착하는 정전 흡착력이 부분적으로 약해지고, 플라스틱 필름과 정전 흡착용 전극과의 사이로 유입된 분위기 가스가 용이하게 배출되며, 플라스틱 필름에 주름이 잡히지 않는다.

또한, 본 발명의 플라스틱 필름의 정전 흡착 장치는, 상기 절연성 유전체층의 체적 고유 저항값이 1O⁸내지 1O¹²Ωcm임을 특징으로 한다.

이와 같은 플라스틱 필름의 정전 흡착 장치에 의하면, 플라스틱 필름의 정전흡착시 누설 전류가 발생하지 않는다. 또한 표면 가공 처리시의 열처리, 플라즈마 처리에 의해, 플라스틱 필름이 팽창 변형되어도 주름이 잡히거나, 변형되지 않는다.

또한 본 발명의 플라스틱 필름의 정전 흡착 방법은, 플라스틱 필름의 정전 흡착 장치를 이용하여, 정전 흡착용 전극의 흡착면측의 면적을, 플라스틱 필름이 흡착면과 접촉하고 있는 면적의 10 내지 80%로 하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 플라스틱 필름의 정전 흡착 방법에 의하면, 플라스틱 필름의 정전 흡착시, 정전 흡착용 전극과 플라스틱 필름 사이에 분위기 가스가 유입되더라도, 유입된 분위기 가스가 용이하게 배출되기 때문에, 플라스틱 필름에 주름이 잡히거나, 변형되지 않는다.

또한 본 발명의 플라스틱 필름의 정전 흡착 방법은, 플라스틱 필름의 정전 흡착 장치를 이용하여, 정전 흡착용 전극의 최외단을 플라스틱 필름의 최외주단보다 돌출된 상태에서 절연성 유전체층의 흡착면에 플라스틱 필름을 정전 흡착하고, 그 돌출 길이를 4mm 이하로 하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 플라스틱 필름의 정전 흡착 방법에 의하면, 플라스틱 필름의 외주부가 정전 흡착용 전극으로부터 들뜨지 않는다. 또한 정전 흡착용 전극상의 플라스틱 필름의 정전 흡착면에 전하가 집중되고, 에칭 처리시 등에 있어서 대전된 활성물질의 충돌이 증가하여, 정전 흡착면이 거칠어지는 현상이 발생하지 않는다.

또한 본 발명의 플라스틱 필름의 정전 흡착 방법은, 플라스틱 필름의 정전 흡착 장치를 이용하여, 플라스틱 필름을 정전 흡착한 후, 정전 흡착 전압을 저하시키거나, 또는 정전 흡착 전압의 인가를 정지시키는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 플라스틱 필름의 정전 흡착 방법에 의하면, 플라스틱 필름이 정전 흡착용 전극상을 수평 방향으로 미끄러지기 쉽게 되어 있다. 따라서, 정전 흡착시, 정전 흡착용 전극과 플라스틱 필름 사이에 분위기 가스가 유입되더라도, 정전 흡착 전압의 인가를 정지하면 유입된 분위기 가스가 용이하게 배출되므로, 플라스틱 필름에 주름이 잡히거나, 변형되는 일이 없다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 플라스틱 필름의 정전 흡착 장치의 일예를 나타내는 단면도로서, 도 1a는 장치 전체를 나타내는 도면이고, 도 1b는 도 1a의 원내를 확대한 도면이다.

도 2는 본 발명의 플라스틱 필름의 정전 흡착 장치에 사용되는 정전 흡착용 전극의 일예를 나타내는 평면도이다.

이하, 도 1a 및 도 1b와 도 2를 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하기로 한다.

도 1a 및 도 1b는, 본 발명의 플라스틱 필름의 정전 흡착 장치의 일예를 도시하는 단면도이고, 도 1a는 장치 전체를 나타내는 도면이고, 도 1b는 도 1a의 원내를 확대한 도면이다. 도 2는, 본 발명의 플라스틱 필름의 정전 흡착 장치에 사용되는 정전 흡착용 전극의 일예를 나타내는 평면도이다.

본 예의 정전 흡착 장치(10)는, 절연성 유전체층(5)의 표면상에 형성된 양전극(1)과 음전극(2)으로 이루어지는 정전 흡착용 전극(3)이, 절연성 유전체층(4)으로 피복되고, 절연성 유전체층(4)의 표면에는, 플라스틱 필름(20)을 재치하여 정전 흡착하는 정전 흡착면(6)을 가지며, 정전 흡착용 전극(3)에 전압을 인가하는 급전용 전극(7)을 구비한 구조로 되어 있다.

정전 흡착용 전극(3)의 형상은, 도 2에 도시한 바와 같이 원형으로만 한정되는 것은 아니며, 정사각형, 직사각형, 삼각형 등이어도 된다. 또한 정전 흡착용 전극(3)의 크기는 플라스틱 필름(20)의 크기에 맞추어 임의로 설정된다.

정전 흡착용 전극(3)은, 몰리브덴, 텅스텐 등의 고융점 금속이나, 탄탈륨 카바이드, 탄화 규소 등의 도전성 세라믹스로 형성된 것이다.

또한 도 1a에 도시한 바와 같이, 정전 흡착용 전극(3)은 다음과 같은 구조로 이루어져 있다.

동일한 원심을 갖는 크기가 다른 원형을 이루는 양전극이, 일정한 간격을 두고 절연성 유전체층(5)의 표면상에 중첩되어 형성되고, 이들 원형의 양전극의 전부가 일부에서 결합되어 양전극(1)을 형성하고 있다. 음전극(2)은, 양전극(1)과 같이 형성되어 있다. 그리고, 정전 흡착용 전극(3)은, 음전극(2)을 구성하는 각 전극이, 양전극(1)을 구성하는 각 전극의 사이에 배치되어 양전극(1)과 음전극(2)이 교대로 배치된 구조로 되어 있다.

상술한 바와 같이, 정전 흡착용 전극(3)은, 양전극(1)과 음전극(2)을 갖는 쌍극 구조로 되어 있다. 또한 정전 흡착면(6)에 놓여 있던 플라스틱 필름(20)의 최외주단보다 돌출된 정전 흡착용 전극(3)의 최외단은 같은 극성으로 되어 있다.

정전 흡착용 전극(3)이 이와 같이 배치됨으로써 플라즈마 등이 발생하지 않은 상태에서도 플라스틱 필름(20)을 정전 흡착할 수 있고, 작업성이 향상된 정전 흡착 장치(10)를 제공할 수 있다. 또한 정전 흡착용 전극(3)의 최외단을 같은 극성으로 함으로써 최외단의 정전 흡착용 전극(3) 상의 플라스틱 필름(20)의 정전 흡착면에 가장 전하의 편재가 발생하기 쉬운 에칭 처리시 등에 있어서도, 균일한 에칭을 행할 수 있다.

또한 정전 흡착용 전극(3)의 양전극(1)과 음전극(2)의 간격은, 플라스틱 필름(20)을 올려 놓는 절연성 유전체층(4)의 두께의 1 내지 10배가 바람직하고, 보다 바람직하게는 3 내지 6배이다.

양전극(1)과 음전극(2)의 간격이, 절연성 유전체층(4)의 두께의 1배 미만이 되면 정전 흡착력이 정전 흡착면의 전역에 걸쳐 균일해지고, 정전 흡착력이 약한 부분이 발생하지 않게 되어, 유입된 분위기 가스가 잘 배출되지 않게 되어 바람직하지 않다. 한편, 양전극(1)과 음전극(2)의 간격이, 절연성 유전체층(4)의 두께의 10배를 넘으면, 정전 흡착력이 저하되어 플라스틱 필름(20)을 정전 흡착하기 어려위지므로 바람직하지 않다.

정전 흡착용 전극(3)의 형성은, 절연성 유전체층(5)의 표면상에, 스크린 인쇄법, 용사법, 포토 리소그래피 또는 도금, 박(箔)형인 것을 접착하여 형성하는 방법 등에 의해 행해진다.

또한, 본 예에서는, 정전 흡착용 전극(3)의 구성은, 절연성 유전체층(4, 5) 내에 양전극과 음전극을 갖는 쌍극 구조로 하였지만, 정전 흡착용 전극(3)의 일방의 전극을 플라스틱 필름(20)으로 한 단극 구조로 하여도 된다.

절연성 유전체층(4, 5)은, 알루미나, 질화알루미늄 등으로 이루어지는 세라믹스 소결체로 형성되어 있다.

또한 절연성 유전체층(4)의 플라스틱 필름(20)을 올려 놓고 정전 흡착하는 정전 흡착면(6)이, 경면 연마되어 있고, 그 중심선의 평균 조도(粗度)는 0.5μm이하가 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.1μm 이하이다. 이에 따라, 정전 흡착면(6)과 플라스틱 필름(20) 간의 마찰이 작아져 있으므로, 표면 가공 처리시의 열처리, 플라즈마 처리에 의해, 플라스틱 필름(20)이 팽창 변형되더라도 플라스틱 필름(20)이 정전 흡착면(6) 상을 수평 방향으로 미끄러지기 쉽게 되어 있고, 주름, 변형, 박리가 발생하지 않는다.

또한 절연성 유전체층(4)은, 체적 고유 저항치가, 정전 흡착 장치(10)의 사용 온도하에서 1O⁸내지 1O¹²Ωcm가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1O¹⁰내지 1O¹¹Ωcm이다.

절연성 유전체층(4)의 체적 고유 저항치를 상기 범위 내로 함으로써, 정전 흡착력이 20 내지 1000gf/cm²정도의 적당한 범위가 된다. 그 결과, 정전 흡착시에 누설 전류의 발생이 없고, 또한 표면 가공 처리시의 열처리, 플라즈마 처리에 의해, 플라스틱 필름(20)이 팽창 변형하더라도 정전 흡착면(6) 상을 수평 방향으로 용이하게 미끄러지며, 주름, 변형, 박리가 발생하지 않는다.

절연성 유전체층(4)의 체적 고유 저항치가 상기 범위 내가 되도록 절연성 유전체층(4)을 형성하는 방법으로는, 예컨대 이하와 같은 방법이 있다.

(1) 평균 입자 직경이 0.5μm 이하인 탄화 규소 분말을 1 내지 10 중량%, 나머지 부분이 알루미나 분말로 이루어지는 혼합 분말을 비산화성 분위기 하에서 소결하여 소결체로 하고, 이 소결체를 절연성 유전체층(4)으로 하는 방법.

(2) 평균 입자 직경이 0.5μm 이하이고, 표면층에 두께 0.1μm 이하의 산화막을 갖는 탄화 규소 분말과, 알루미나 분말로 이루어지는 혼합 분말을 비산화성분위기하에서 소결하여 소결체로 하고, 이 소결체를 절연성 유전체층(4)으로 하는 방법.

또한 절연성 유전체층(4)의 두께는, 가공의 용이성, 플라스틱 필름(20) 사이에서 방전이 발생하지 않는 범위 등을 고려하여, 통상 100 내지 4,000μm의 범위로 되어 있다.

본 발명의 플라스틱 필름의 정전 흡착 방법에 있어서는, 정전 흡착용 전극(3)의 정전 흡착면(6) 측의 면적은, 플라스틱 필름(20)이 정전 흡착면(6)과 접촉하고 있는 면적의 10 내지 80%가 바람직하고, 보다 바람직하게는 20 내지 60%, 더욱 바람직하게는 30 내지 50%이다.

상술한 바와 같이 실시한 결과, 플라스틱 필름(20)의 정전 흡착시, 정전 흡착면(6)과 플라스틱 필름(20)과의 사이에 분위기 가스가 유입되더라도, 정전 흡착면(6)과 플라스틱 필름(20) 사이에서 정전 흡착용 전극(3)이 존재하지 않으므로 정전 흡착력이 약한 부분으로부터 유입된 분위기 가스가 용이하게 배출되기 때문에,플라스틱 필름(20)에 주름, 변형, 박리가 발생하지 않는다.

또한 본 발명의 플라스틱 필름의 정전 흡착 방법에 있어서는, 정전 흡착용 전극(3)의 최외단을 플라스틱 필름(20)의 최외주단보다 돌출된 상태로, 정전 흡착면(6)에 플라스틱 필름(20)을 정전 흡착하고, 도 1b에 도시한 돌출 길이(a)를 4mm 이하로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1 mm이하, 실용적으로는 3 내지 1mm로 한다. 이와 같이 정전 흡착용 전극(3)의 최외단을, 플라스틱 필름(20)의 최외주단보다 돌출시키지 않으면, 정전 흡착시 플라스틱 필름(20)의 외주부가 들뜨는현상이 발생하므로 바람직하지 않다. 또한 돌출 길이(a)가 4mm를 넘으면, 돌출된 정전 흡착용 전극(3) 상의 플라스틱 필름(20)의 정전 흡착면에 전하가 집중되고, 에칭 처리시 등에 대전된 활성물질의 충돌이 증가하여 정전 흡착면이 거칠어지므로 바람직하지 않다.

그리고, 본 발명의 플라스틱 필름의 정전 흡착 방법은, 정전 흡착용 전극(3)에 직류 전압(이하, "정전 흡착 전압"이라 함)(V₁)을 인가하고, 플라스틱 필름(20)을 절연성 유전체층(4)의 정전 흡착면(6) 상에 정전 흡착하고, 이 플라스틱 필름(20)에 열처리, 또는 플라즈마 처리에 의해 표면 가공 처리를 개시한 후, 정전 흡착용 전극(3)에 정전 흡착 전압(V₁)보다 낮은 정전 흡착 전압(V₂)을 인가하거나 또는 정전 흡착 전압의 인가를 정지하여, 정전 흡착력을 정전 흡착 전압 인가시의 정전 흡착력의 O 내지 80% 정도까지 저하시키는 것이다.

이와 같이 본 발명의 플라스틱 필름의 정전 흡착 방법은, 정전 흡착 전압의 인가 방법을 상술한 바와 같이 하여 정전 흡착 후의 정전 흡착력을 약하게 함으로써 플라스틱 필름(20)이 팽창 변형되더라도 정전 흡착면(6) 상을 수평 방향으로 용이하게 미끄러지게 되어 있다. 또한 본 발명의 플라스틱 필름의 정전 흡착 방법은, 정전 흡착시, 정전 흡착면(6)과 플라스틱 필름(20) 사이에 분위기 가스가 유입되더라도 정전 흡착 전압의 인가를 정지하면 유입된 분위기 가스가 용이하게 배출되므로 플라스틱 필름(20)에 주름, 변형, 박리가 발생하지 않는다.

Claims

정전 흡착용 전극과, 상기 정전 흡착용 전극을 피복하고, 플라스틱 필름을 올려 놓는 흡착면의 중심선 평균 입자 직경이 0.5μm 이하의 절연성 유전체층과, 상기 정전 흡착용 전극에 전압을 인가하는 급전용 전극을 구비한 것을 특징으로 하는 플라스틱 필름의 정전 흡착 장치.
제 1 항에 있어서, 정전 흡착용 전극은, 양전극과 음전극을 갖는 쌍극 구조로 되어 있고, 그 최외단이 같은 극성으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 플라스틱 필름의 정전 흡착 장치.
제 2항에 있어서, 정전 흡착용 전극을 이루는 양전극과 음전극의 간격은, 상기 절연성 유전체층의 두께의 1 내지 10배임을 특징으로 하는 플라스틱 필름의 정전 흡착 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절연성 유전체층의 체적 고유 저항값이 1O⁸내지 1O¹²Ωcm임을 특징으로 하는 플라스틱 필름의 정전 흡착 장치.
제 1 항에 기재된 플라스틱 필름의 정전 흡착 장치를 이용하여, 정전 흡착용전극의 흡착면측의 면적을, 플라스틱 필름이 흡착면과 접촉하고 있는 면적의 10 내지 80%로 하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 필름의 정전 흡착 방법.
제 2 항에 기재된 플라스틱 필름의 정전 흡착 장치를 이용하여, 정전 흡착용 전극의 최외단을 플라스틱 필름의 최외주단보다 돌출된 상태에서 절연성 유전체층의 흡착면에 플라스틱 필름을 정전 흡착하고, 그 돌출 길이를 4mm 이하로 하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 필름의 정전 흡착 방법.
제 1 항에 기재된 플라스틱 필름의 정전 흡착 장치를 이용하여, 플라스틱 필름을 정전 흡착한 후, 정전 흡착 전압을 저하시키거나, 또는 정전 흡착 전압의 인가를 정지시키는 것을 특징으로 하는 플라스틱 필름의 정전 흡착 방법.