JP2011213042A - 真空吸着ステージ - Google Patents

Abstract

【課題】 ステージ上面の平面度及び剛性を向上させる。
【解決手段】 上面側に吸引用流路形成溝５を有するベース板４の上側に、多数の吸引用小孔２を穿設した吸着板６を重ね、ベース板４と吸着板６との合わせ面にてベース板４のすべての吸引用流路形成溝５よりも外側となる外周部に、Ｏリング８を配置してその外側を固定ボルト９で固定する。吸着板６の下面におけるＯリング８よりも内側で且つベース板４の吸引用流路形成溝５と干渉しない位置に設けたねじ穴１０に、ベース板４に設けたボルト挿通孔１１に下側から挿通させた引きボルト１２を締め込むことで、吸着板６のＯリング８よりも内側に設けてあるねじ穴１０の部分を、ベース板４に密着させて、真空吸着ステージ１ａを形成する。引きボルト１２により吸着板６のＯリング８よりも内側の部分を、ベース板４に密着させることで、吸着板６の上向き凸状の変形を防止させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、平板状の版や被印刷物、及び、その他各種の吸着保持対象物を真空吸着して保持する真空吸着ステージに関するものである。

近年、金属蒸着膜のエッチング等による微細加工に代えて、導電性ペーストを印刷インクとして用いた印刷技術、たとえば、凹版オフセット印刷技術を用いて基板上に液晶ディスプレイ等の画像表示素子の電子回路を印刷して形成する手法が提案されてきている。

上記画像表示素子の電子回路を基板に形成する場合は、電極となる線幅として、たとえば、１０μｍ程度と微細なものが要求されることがある。そのため、上記基板上に電子回路を印刷により形成する場合は、紙等に文字や画像を印刷する通常のオフセット印刷に比して高い印刷精度が要求される。

又、一般に、オフセット印刷では、版と印刷対象は同じ形状としたほうが、オフセット印刷による転写（受理）と再転写（印刷）による印刷パターンの再現性が高いため、前述したような基板へ電子回路のような精密な印刷パターンの印刷を行う場合は、平板状の版を用いることが有利に働く。

そこで、本出願人は、上記基板へ電子回路を印刷する場合のような精密な印刷パターンの印刷を高精度で行うための版として平板状の版を用いるために、上記平板状の版と、平板状の基板の如き印刷対象を、架台上に設置したリニアガイドに沿って走行可能としたアライメント機構付きの個別の移動テーブル上に載置して保持させることができるようにし、且つ上記リニアガイドの長手方向所要個所の上方にリニアガイドの長手方向と直交する水平方向に延びるブランケットロールを備えてなるオフセット印刷装置を構成して、上記リニアガイドに沿う各移動テーブルの走行に伴って、該各移動テーブル上に保持した版と印刷対象が上記ブランケットロールの直下位置を順次通過するときに、上記版及び印刷対象に、転動させた上記ブランケットロールを上方より所要の印圧で順次接触させることで、版からブランケットロールへ転写（受理）処理と、該ブランケットロールから印刷対象への再転写（印刷）処理を順次行わせてオフセット印刷を実施することを計画している。

ところで、平板状のワーク等の保持対象物を保持してその位置を固定する手段の１つとしては、真空吸着ステージが広く一般的に用いられている。

この種の真空吸着ステージは、孔（穴）吸着形式ものと、多孔質吸着形式のものに大別される。

図３は、孔吸着形式の真空吸着ステージ１の概要を示すもので、該真空吸着ステージ１は、吸着面となる上面に吸引用小孔２を多数開口させて設けると共に、ステージ内部に、上記多数の吸引用小孔２の下端側を図示しない引き口に連通させるための吸引用流路３を設けてなる構成としてある。

又、上記したようにステージ内部に上記吸引用流路３を設ける必要上、通常、上記真空吸着ステージ１は、上面側に吸引用流路形成溝５を有するベース板４と、上記多数の吸引用小孔２を上下方向に貫通させて穿設した吸着板６とからなる２分割構造としてあり、上記ベース板４の上側に上記吸着板６を重ねて両者を固定した構成とすることにより、上記ベース板４の各吸引用流路形成溝５の底面及び両側面と、上記吸着板６の下面とによって囲まれる空間内に、該吸着板６に穿設してある上記多数の吸引用小孔２の下端側に連通する吸引用流路３を形成させるようにした構成が多く採用されている。

これにより、上記真空吸着ステージ１では、ステージ上面となる上記吸着板６の上面に平板状のワーク等の保持対象物（被吸着物）７を載置した状態で、上記ベース板４の各吸引用流路形成溝５に連通させて設けてある図示しない引き口に接続した図示しない真空ポンプ等の真空引き手段により上記吸引用流路３を介して上記多数の吸引用小孔２を真空引きすることにより、該各吸引用小孔２の内部を負圧にして、外気との圧力差により、上記保持対象物７をステージ上面に吸着して保持、固定できるようにしてある（たとえば、特許文献１参照）。

なお、図示してないが、上記真空吸着ステージ１では、上記ベース板４の各吸引用流路形成溝５の内側に形成させる吸引用流路３が該ベース板４と上記吸着板６との間の隙間を通して外部と連通しないようシールするために、通常は、上記ベース板４と吸着板６との合わせ面における上記ベース板４に形成してあるすべての吸引用流路形成溝５を取り囲む外周部に、Ｏリングを配置すると共に、上記ベース板４と吸着板６における上記Ｏリングよりも外側となる外周縁部の周方向所要間隔個所同士を、固定ボルトで固定するようにしてある。

特開平７−１３７２２６号公報、図８

ところが、前述した平板状の版を用いて電子回路を印刷する場合のような精密な印刷パターンの印刷を高精度で行う場合は、使用するインクの性質から、印圧（印刷圧力）が高く（大きく）なる傾向にあり、且つ該印圧の制御は精密に行う必要が生じる。そのため、このような高精度で且つ高い印圧を必要とする印刷装置では、真空吸着ステージの上面ができるだけ平坦であることが必要とされると共に、高い印圧が負荷されてもステージ上面の表面形状がなるべく変化しない高剛性な構造であることが望まれるために、従来の真空吸着ステージ１では、以下のような問題が懸念される。

すなわち、従来の真空吸着ステージ１では、図４に示すように、ベース板４と吸着板６の合わせ面の外周部にシール用のＯリング８を配置して、その外側の個所を固定ボルト９で固定した構成としてあることから、上記吸着板６の下面における上記Ｏリング８が当たる個所には、該吸着板６と上記ベース板４との間でＯリング８を押し潰すように変形させるときの反力が上向きの力として作用する。

一方、上記吸着板６における上記Ｏリング８が当たる個所よりも外側には、上記固定ボルト９よりベース板４に固定するための下向きの力が作用している。

そのため、上記吸着板６全体では、上記Ｏリング８が当たる個所が梃子の支点として、又、その外側の固定ボルト９によるベース板４への取付個所が梃子の力点としてそれぞれ働くことにより、該梃子の作用点となる上記吸着板６における上記Ｏリング８が当たる個所よりも内側の部分には、上向きの応力が生じるようになることから、図４に示すように、該吸着板６における上記Ｏリング８が当たる個所よりも内側の部分に、上向きに凸状に変形する傾向が生じてしまう（なお、図４では、上記吸着板６の変形を強調して示してある。又、図４において、図３に示したものと同一のものには同一符号が付してある。）。

上記のようにして吸着板６におけるＯリング８が当たる個所よりも内側の部分に上向きに凸状になる変形が生じると、真空吸着ステージ１のステージ上面が多少凸状になるため、その平面度が、ステージ上面を形成している上記吸着板６の上面に該吸着板６が部品単体のときに得られていた図４に二点鎖線で示す如き平面度の精度に比較して悪化してしまう。

更に、上記吸着板６における上記Ｏリング８が当たる個所よりも内側の部分が上向きに凸状に変形することで、ベース板４と吸着板６との間にわずかな隙間が形成されると、真空吸着ステージ１のステージ上面における上下方向の剛性が、上記吸着板６の単体での剛性に倣うようになるため、上記したような精密な印刷パターンの印刷を高精度で行う際に要求される高剛性をステージ上面に確保できなくなる虞が懸念されるというのが実状である。

そこで、本発明は、ステージ上面に高い平面度を得ることができると共に、ステージ上面を上下方向に高剛性とすることができる真空吸着ステージを提供しようとするものである。

本発明は、上記課題を解決するために、請求項１に対応して、上面側に吸引用流路形成溝を有するベース板の上側に、多数の吸引用小孔を穿設した吸着板を重ね、且つ上記ベース板と吸着板との合わせ面における外周部にＯリングを配置してその外側を固定ボルトで固定するようにしてある真空吸着ステージにおいて、上記吸着板の下面における上記Ｏリングよりも内側位置で且つ上記ベース板の吸引用流路形成溝と干渉しない位置にねじ穴を設け、上記ベース板における上記吸着板のねじ穴と対応する個所に設けたボルト挿通孔に該ベース板の下面側から挿通させた引きボルトを、上記ねじ穴に締め込み、上記吸着板における上記ねじ穴の部分を、上記ベース板に密着させるようにした構成とする。

又、上記構成において、吸着板におけるＯリングよりも内側に設けてあるねじ穴の部分をベース板に密着させるための引きボルトを、上記Ｏリングの内側近傍位置に配置するようにした構成とする。

本発明の真空吸着ステージによれば、以下のような優れた効果を発揮する。
（１）上面側に吸引用流路形成溝を有するベース板の上側に、多数の吸引用小孔を穿設した吸着板を重ね、且つ上記ベース板と吸着板との合わせ面における外周部にＯリングを配置してその外側を固定ボルトで固定するようにしてある真空吸着ステージにおいて、上記吸着板の下面における上記Ｏリングよりも内側位置で且つ上記ベース板の吸引用流路形成溝と干渉しない位置にねじ穴を設け、上記ベース板における上記吸着板のねじ穴と対応する個所に設けたボルト挿通孔に該ベース板の下面側から挿通させた引きボルトを、上記ねじ穴に締め込み、上記吸着板における上記ねじ穴の部分を、上記ベース板に密着させるようにした構成としてあるので、吸着板におけるＯリングよりも内側の部分が上向き凸状に変形する虞を防止することができる。
（２）したがって、ステージ上面の平面度を、上記吸着板が部品単体のときに該吸着板の上面に得られていた平面度の精度にほぼ一致させることができて、ステージ上面の平面度を向上させることができる。
（３）更に、ベース板と該吸着板とを隙間なく密着した一体構造とすることができるため、ステージ上面における上下方向の剛性を、従来に比して高めることができる。
（４）上記（１）（２）（３）により、本発明の真空吸着ステージは、平板状の版と被印刷物を用いて精密な印刷パターンの印刷を高精度で行う場合における上記版や被印刷物を保持対象とする場合に好適な吸着ステージとすることができる。

本発明の真空吸着ステージの実施の一形態を示す概略切断側面図である。 図１の真空吸着ステージ全体を示す概略平面図である。 従来の真空吸着ステージを示す概略切断側面図である。 従来の真空吸着ステージにおける吸着板に生じる変形の概要を示す切断側面図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面を参照して説明する。

図１及び図２は本発明の真空吸着ステージの実施の一形態を示すもので、以下のような構成としてある。

すなわち、本発明の真空吸着ステージ１ａは、図３及び図４に示したものと同様に、上面側に吸引用流路形成溝５を有するベース板４の上側に、多数の吸引用小孔２を上下方向に貫通させて穿設した吸着板６を重ね、且つ上記ベース板４と吸着板６との合わせ面における外周部にＯリング８を配置すると共に、該Ｏリング８よりも外側となる上記ベース板４と吸着板６における外周縁部の周方向所要間隔個所同士を固定ボルト９で固定する構成において、上記吸着板６の下面における上記Ｏリング８が当たる個所よりも内側位置で、且つ上記吸引用流路形成溝５の配置と干渉しない位置に、ねじ穴１０を設ける。

更に、上記ベース板４における上記吸着板６に設けたねじ穴１０と対応する個所に、上下方向に貫通するボルト挿通孔（ばか孔）１１を設けて、ベース板４の下面側から該ボルト挿通孔１１に挿通させた引きボルト１２の軸部の上端部を、上記吸着板６の対応するねじ穴１０に螺着させて締め込むことで、上記吸着板６における上記Ｏリング８が当たる個所よりも内側に設けてある上記ねじ穴１０の部分を、上記ベース板４の上面に密着させるようにした構成とする。

詳述すると、前述したような吸着板６におけるＯリング８が当たる個所を梃子の支点とし、又、その外側の固定ボルト９によるベース板４への取付個所を梃子の力点として、該梃子の作用点となる吸着板６における上記Ｏリング８が当たる個所よりも内側の部分に生じる上向きの応力を効率よく抑えるという観点から考えると、上記吸着板６におけるねじ穴１０、及び、ベース板４におけるボルト挿通孔１１を設ける個所、すなわち、引きボルト１２により吸着板６をベース板４に密着させる個所は、該ベース板４における上記吸引用流路形成溝５が設けてある個所と干渉しない範囲で、上記Ｏリング８の内側近傍に設定することが望ましい。図２では、一例として、上記Ｏリング８よりも内側となる４個所に、上記引きボルト１２を配置した状態が示してある。

上記ベース板４の下面に開口する上記各ボルト挿通孔１１の下端側には、対応する引きボルト１２のボルト頭を収容させるための座ぐり１３が設けてある。これにより、上記引きボルト１２を用いて上記吸着板６のＯリング８よりも内側の所要個所を上記ベース板４に密着させた状態とするときにも、該ベース板４の下面側がフラットになるようにして、本発明の真空吸着ステージ１ａを、従来の真空吸着ステージ１と同様に使用できるようにしてある。

更に、上記ベース板４の上面における各ボルト挿通孔１１の周りとなる、該各ボルト挿通孔１１の上端部の周縁部には、周方向の全周に亘り段差部１４が設けてある。これにより、上記ベース板４の上側に上記吸着板６を配置するときに、上記段差部１４に予めＯリング１５を挿入して配置しておき、その後、上記各ボルト挿通孔１１にそれぞれ挿通させた引きボルト１２を、上記吸着板６のねじ穴１０に対し締めることに伴って、上記段差部１４に配置してあるＯリング１５が、それぞれ対応する引きボルト１２の外周位置で上記ベース板４と吸着板６の双方に密着するようにさせることで、上記ねじ穴１０及びボルト挿通孔１１の周りをシールできるようにしてある。

その他、図３及び図４に示したものと同一のものには同一符号が付してある。

以上の構成としてある本発明の真空吸着ステージ１ａによれば、吸着板６におけるＯリング８よりも内側のねじ穴１０が設けてある個所を、該ねじ穴１０に対して締め込んだ引きボルト１２によってベース板４に密着させることができる。

これにより、図４に示した従来の真空吸着ステージ１における吸着板６に生じていた如き上記Ｏリング８が当たる個所よりも内側の部分の上向き凸状の変形を防止することができる。

したがって、本発明の真空吸着ステージ１ａのステージ上面の平面度を、ステージ上面を形成している上記吸着板６の上面に該吸着板６が部品単体のときに得られていた平面度の精度にほぼ一致させることができて、ステージ上面の平面度を向上させることができる。

更に、上記吸着板６における上記Ｏリング８が当たる個所よりも内側の部分の上向き凸状の変形を防止することにより、ベース板４と該吸着板６とを隙間なく密着した一体構造とすることができるようになるため、本発明の真空吸着ステージ１ａのステージ上面における上下方向の剛性を、従来に比して高めることができる。

よって、本発明の真空吸着ステージ１ａは、平板状の版と被印刷物を用いて精密な印刷パターンの印刷を高精度で行う場合における上記版や被印刷物を保持対象とする場合に好適な吸着ステージとすることができる。

なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、吸着板６における引きボルト１２を介してベース板４に密着させる個所は、吸着板６のサイズ、剛性、ベース板４の上面側に設けてある吸引用流路形成溝５の配置等に応じて数を増減してもよく、又、配置を適宜変更してもよい。更に、吸着板６の中央部についても、引きボルト１２を介してベース板４に密着させる構成としてもよい。

図示したベース板４における吸引用流路形成溝５の数や寸法や配置、吸着板６における吸引用小孔２の数や径寸法や配置、ベース板４及び吸着板６の板厚は、図示するための便宜上の数や寸法や配置である。

本発明の真空吸着ステージ１ａは、保持対象物を真空吸着して保持、固定することが必要とされるものであれば、印刷装置以外のいかなる機械、装置の真空吸着ステージとして適用してもよい。

その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。

１ａ 真空吸着ステージ
２ 吸引用小孔
４ ベース板
５ 吸引用流路形成溝
６ 吸着板
８ Ｏリング
９ 固定ボルト
１０ ねじ穴
１１ ボルト挿通孔
１２ 引きボルト

Claims (2)

1. 上面側に吸引用流路形成溝を有するベース板の上側に、多数の吸引用小孔を穿設した吸着板を重ね、且つ上記ベース板と吸着板との合わせ面における外周部にＯリングを配置してその外側を固定ボルトで固定するようにしてある真空吸着ステージにおいて、上記吸着板の下面における上記Ｏリングよりも内側位置で且つ上記ベース板の吸引用流路形成溝と干渉しない位置にねじ穴を設け、上記ベース板における上記吸着板のねじ穴と対応する個所に設けたボルト挿通孔に該ベース板の下面側から挿通させた引きボルトを、上記ねじ穴に締め込み、上記吸着板における上記ねじ穴の部分を、上記ベース板に密着させるようにした構成を有することを特徴とする真空吸着ステージ。
2. 吸着板におけるＯリングよりも内側に設けてあるねじ穴の部分をベース板に密着させるための引きボルトを、上記Ｏリングの内側近傍位置に配置するようにした請求項１記載の真空吸着ステージ。

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