JP4423357B1 - Vacuum adsorption device - Google Patents
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Abstract
【課題】パッドの耐圧強度を維持または向上させつつ、パッド全面からの均一な流量分布を実現した真空吸着装置を提供する。
【解決手段】その表面で被処理物を吸着保持しその裏面で真空源に通じる多孔質材料から成る真空吸着パッド２の裏面に、複数の環状溝２１と、その環状溝を放射状に互いに連通する連通溝２２とを備えるようにして、真空吸着パッドの裏面とホルダー３の内底面との間に溝状の隙間をつくる。また、連通溝を同一放射状線上からずらして、連通溝にかかる応力を同一放射状線上から分散させる。
【選択図】図２A vacuum suction device that realizes a uniform flow rate distribution from the entire surface of a pad while maintaining or improving the pressure strength of the pad.
A plurality of annular grooves and the annular grooves are radially communicated with each other on the back surface of a vacuum suction pad made of a porous material that adsorbs and holds a workpiece on its surface and communicates with a vacuum source on its back surface. A groove-like gap is formed between the back surface of the vacuum suction pad and the inner bottom surface of the holder 3 so as to include the communication groove 22. Further, the communication groove is shifted from the same radial line, and the stress applied to the communication groove is dispersed from the same radial line.
[Selection] Figure 2
Description
この発明は、多孔質材料から成る真空吸着パッドと、そのパッドを支持する支持具とを有して成る真空吸着装置に関し、特にパッドの耐圧強度を維持または向上させつつ、パッド全面からの均一な流量分布を実現した真空吸着装置に関する。 The present invention relates to a vacuum suction device having a vacuum suction pad made of a porous material and a support for supporting the pad, and in particular, maintaining or improving the pressure strength of the pad, and uniforming from the entire pad surface. The present invention relates to a vacuum suction device that realizes a flow distribution.
半導体や液晶の製造工程においては、半導体ウエハーやガラス基板などの被処理物を固定するために真空吸引力を利用した真空吸着装置が用いられており、その固定治具として真空吸着パッドが広く用いられている。そして近年、被処理物をより均一に吸着するために、セラミックやカーボンなどの多孔質材料から成る真空吸着パッドが提案されている。 In semiconductor and liquid crystal manufacturing processes, vacuum suction devices using vacuum suction force are used to fix workpieces such as semiconductor wafers and glass substrates, and vacuum suction pads are widely used as fixtures. It has been. In recent years, a vacuum suction pad made of a porous material such as ceramic or carbon has been proposed in order to more uniformly adsorb the workpiece.
この多孔質材料から成る真空吸着パットと、そのパッドを支持する支持具とを有して成る真空吸着装置としては、真空源に通じるパッド（特許文献１において載置部という）の裏面に凹凸部を形成し、この凹凸部と嵌合するように支持具（特許文献１において支持部という）の内底面に形成した凹凸部とを隙間なく接合させることで、パッド表面の平坦度を高めたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。 As a vacuum suction device having a vacuum suction pad made of this porous material and a support that supports the pad, an uneven portion is formed on the back surface of a pad (referred to as a placement portion in Patent Document 1) that leads to a vacuum source. And the unevenness formed on the inner bottom surface of the support (referred to as the support portion in Patent Document 1) so as to be fitted to the uneven portion without any gaps, thereby improving the flatness of the pad surface. Has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
また、多孔質ではない材料から成ると思われる真空吸着パッドと、そのパッドを支持する支持具とを有して成る真空吸着装置としては、パッドに中心孔を取り囲む環状の吸着溝を形成するとともに、パッドまたは支持具（特許文献２において支持プレートという）の少なくとも一方に吸着溝と中心孔とを相互に連通させるための連通溝を形成したものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
しかしながら、前記特許文献１に係る真空吸着装置では、パッド表面における吸引力が、支持具に形成された吸引孔に近い部分で強く、遠い部分で弱くなるために、吸着力にばらつきが生じる。 However, in the vacuum suction device according to Patent Document 1, the suction force on the pad surface is strong at a portion close to the suction hole formed in the support and weak at a far portion, so that the suction force varies.
特に、発明者は真空吸着パッドの気孔径を前記特許文献１に係る真空吸着パッドよりも小さくすることでパッド表面の平坦度を高めることを検討しているが、このような従来よりも気孔径の小さなパッドにおいて前記特許文献１に係る構造を用いると、パッド表面における吸引力のばらつきがより大きくなり、被処理物を歪みなく全面吸着することができない。 In particular, the inventor is studying to increase the flatness of the pad surface by making the pore size of the vacuum suction pad smaller than that of the vacuum suction pad according to Patent Document 1, but the pore size is larger than the conventional one. When the structure according to Patent Document 1 is used in a small pad, the variation in suction force on the pad surface becomes larger, and the object to be processed cannot be adsorbed over the entire surface without distortion.
また、前記特許文献２に係る真空吸着装置は、パッドを貫通する溝が形成されていることから、そもそも多孔質ではない材料から成る真空吸着パッドを有して成る真空吸着装置である。そして、前記特許文献２に係る真空吸着装置では、パッド表面においてパッドを貫通する溝部分のみに吸引力が生じるために、特に薄い被処理物や柔らかい被処理物を吸着させる場合には被処理物に歪みや破損が生じやすい。 The vacuum suction device according to Patent Document 2 is a vacuum suction device having a vacuum suction pad made of a material that is not porous in the first place because a groove penetrating the pad is formed. In the vacuum suction device according to Patent Document 2, suction force is generated only in the groove portion penetrating the pad on the pad surface. Therefore, in the case where a thin workpiece or a soft workpiece is sucked, the workpiece. Are easily distorted and damaged.
さらに、近年では半導体や液晶の大型化や薄型化が進んでいるために、従来よりもパッド表面の全面において均一な吸引力を有する、すなわちパッド全面からの流量分布が均一な真空吸着装置が望まれている。 Furthermore, since semiconductors and liquid crystals have recently become larger and thinner, vacuum suction devices that have a uniform suction force over the entire pad surface, that is, a uniform flow distribution from the entire pad surface, are desired. It is rare.
そこで、この発明では、前記した課題を解決し、多孔質材料から成る真空吸着パッドと、そのパッドを支持する支持具とを有して成る真空吸着装置であって、パッドの耐圧強度を維持または向上させつつ、パッド全面からの均一な流量分布を実現した真空吸着装置を提供することを目的とする。 In view of this, the present invention solves the above-described problems, and is a vacuum suction device including a vacuum suction pad made of a porous material and a support that supports the pad, and maintains the pressure resistance strength of the pad. An object of the present invention is to provide a vacuum suction device that achieves a uniform flow rate distribution from the entire surface of the pad while improving it.
前記課題を解決するため、請求項１に係る発明では、その表面で被処理物を吸着保持しその裏面で真空源に通じる多孔質材料から成る真空吸着パッドと、その真空吸着パッドを支持する支持具とを有して成る真空吸着装置を、真空吸着パッドの裏面に、真空源に通じる吸気路として機能する複数の環状溝と、その環状溝を放射状に互いに連通する、真空源に通じる吸気路として機能する連通溝とを有するようにした。 In order to solve the above-mentioned problem, in the invention according to claim 1, a vacuum suction pad made of a porous material that adsorbs and holds a workpiece on its surface and communicates with a vacuum source on its back surface, and a support that supports the vacuum suction pad. A vacuum suction device comprising a plurality of annular grooves functioning as an intake passage leading to a vacuum source on the back surface of the vacuum suction pad, and an intake passage communicating with the vacuum source , the annular grooves communicating with each other radially. And a communication groove functioning as
請求項２に係る発明では、連通溝を同一放射状線上からずらすようにした。 In the invention according to claim 2, the communication groove is shifted from the same radial line.
請求項１に係る発明によれば、多孔質材料から成る真空吸着パッドの裏面に、複数の環状溝と、その環状溝を放射状に互いに連通する連通溝とを有するようにしたので、環状溝と連通溝が真空源と通じる吸気路として機能し、吸引孔からパッド表面までの距離にかかわらずパッド表面の全面における吸引力を均一にでき、パッド全面からの流量分布を均一にすることができる。その結果として、高精度で歪みのない全面吸着ができる。 According to the first aspect of the present invention, the back surface of the vacuum suction pad made of a porous material has a plurality of annular grooves and communication grooves that communicate with each other radially. The communication groove functions as an intake passage that communicates with the vacuum source, the suction force on the entire surface of the pad can be made uniform regardless of the distance from the suction hole to the pad surface, and the flow distribution from the entire surface of the pad can be made uniform. As a result, the entire surface can be adsorbed with high accuracy and no distortion.
請求項２に係る発明によれば、連通溝を同一放射状線上からずらしたので、連通溝が放射状に設けられる場合と比べて、パッド表面の全面における吸引力をより均一にでき、パッド全面からの流量分布をより均一にすることができるとともに、連通溝にかかる応力が同一放射状線上から分散するためにパッドの耐圧強度を向上させることもできる。 According to the second aspect of the present invention, since the communication grooves are displaced from the same radial line, the suction force on the entire pad surface can be made more uniform as compared to the case where the communication grooves are provided in a radial pattern. The flow rate distribution can be made more uniform, and the stress applied to the communication groove is dispersed from the same radial line, so that the pressure resistance strength of the pad can be improved.
まず、この発明の創作の基礎となる事項について簡単に説明する。発明者らは、多孔質材料から成る真空吸着パッドと、そのパッドを支持する支持具とを有して成る真空吸着装置に関して、パッドの気孔径を従来よりも小さくすることでパッド表面の平坦度を高めることに一定の成果を得ていたところ、近年の半導体や液晶の大型化や薄型化に伴いパッド全面からの流量分布がより均一な真空吸着パッドが望まれていることに着目し、パッド全面からの流量分布をより均一にすることを検討してきた。 First, a basic matter of creation of the present invention will be briefly described. The inventors of the present invention relate to a vacuum suction device including a vacuum suction pad made of a porous material and a support that supports the pad, thereby reducing the flatness of the pad surface by making the pore diameter of the pad smaller than before. As a result of increasing the size and thickness of semiconductors and liquid crystals in recent years, attention has been focused on the need for vacuum suction pads with a more uniform flow distribution from the entire pad surface. We have studied to make the flow distribution from the entire surface more uniform.
そして発明者らは、一般に多孔質材料から成る真空吸着パッドを加工すれば、パッドの耐圧強度が低下して使用に耐えられないと考えられているところ、加工しても基準を上回る耐圧強度を保てるとともに、溝の配置や構造によってはパッドの耐圧強度を維持または向上できることを見いだし、この発明を創作するに至ったものである。 Inventors generally considered that if a vacuum suction pad made of a porous material is processed, the pressure resistance of the pad is lowered and cannot be used. It has been found that the pressure strength of the pad can be maintained or improved depending on the arrangement and structure of the groove, and the present invention has been created.
次に、この発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、この発明に係る真空吸着装置の分解斜視図である。図１に示すように、真空吸着装置１は、真空吸着パッド２と、図示しない真空源に通じる吸引孔３３を有する保持具（以下、ホルダーという）３とを有して構成されており、真空吸着パッド２とホルダー３とは接着剤によって接着されている。そして、真空吸着装置１では真空源によって負圧を与えることで真空吸着パッド２の表面に被処理物Ｗを吸着固定するように構成されている。 Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. FIG. 1 is an exploded perspective view of a vacuum suction device according to the present invention. As shown in FIG. 1, the vacuum suction device 1 includes a vacuum suction pad 2 and a holder 3 (hereinafter referred to as a holder) 3 having a suction hole 33 that leads to a vacuum source (not shown). The suction pad 2 and the holder 3 are bonded by an adhesive. The vacuum suction device 1 is configured to suck and fix the workpiece W on the surface of the vacuum suction pad 2 by applying a negative pressure from a vacuum source.
図２は、最良の実施形態に係る真空吸着パッド２を裏面から見た斜視図であり、図３は、最良の実施形態に係る真空吸着パッド２の裏面の平面図である。図２と図３に示すように、真空吸着パッド２の裏面には、複数の環状溝２１と、その環状溝２１を放射状に互いに連通する連通溝２２が設けられている。 FIG. 2 is a perspective view of the vacuum suction pad 2 according to the best embodiment as seen from the back surface, and FIG. 3 is a plan view of the back surface of the vacuum suction pad 2 according to the best embodiment. As shown in FIGS. 2 and 3, a plurality of annular grooves 21 and a communication groove 22 that communicates the annular grooves 21 radially are provided on the back surface of the vacuum suction pad 2.
真空吸着パッド２は、カーボンやセラミックなどの多孔質材料から成る円盤状のパッドであり、ここではカーボンから成る。 The vacuum suction pad 2 is a disk-shaped pad made of a porous material such as carbon or ceramic, and is made of carbon here.
環状溝２１は、真空吸着パッド２の裏面に、換言するとホルダー３（図１参照）の内底面と対向する面に、設けられた環状の溝である。この環状溝２１は、少なくとも２本以上設けられており、ここでは真空吸着パッド２の中心に対して同心円上に４本ほど設けられている。 The annular groove 21 is an annular groove provided on the back surface of the vacuum suction pad 2, in other words, on the surface facing the inner bottom surface of the holder 3 (see FIG. 1). At least two or more of the annular grooves 21 are provided. Here, about four annular grooves 21 are provided concentrically with respect to the center of the vacuum suction pad 2.
連通溝２２は、複数の環状溝２１を放射状に互いに連通する溝である。ここでは、通連溝２２は、放射状に３本ほど等間隔に設けられており、中心から周囲に向けて同一放射状線上からそれぞれ６０度ほどずれている。 The communication groove 22 is a groove that communicates the plurality of annular grooves 21 radially. Here, the three continuous grooves 22 are radially provided at equal intervals, and are offset by about 60 degrees from the same radial line from the center toward the periphery.
そして、環状溝２１と連通溝２２は、それぞれの溝の縁に、その縁の角を取ったテーパー形状の面取り面２１ａ，２２ａを有している。 The annular groove 21 and the communication groove 22 have tapered chamfered surfaces 21a and 22a at the edges of the grooves.
図４は、図３のＡ−Ａ断面図である。図４に示すように、真空吸着パッド２の裏面、ここでは図４を正視して下側の面に、左右対称に複数の環状溝２１が設けられている。そして、環状溝２１の縁が、換言すると環状溝２１の両側面が、開口方向に広がるような面取り面２１ａに形成されている。 4 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. As shown in FIG. 4, a plurality of annular grooves 21 are provided symmetrically on the back surface of the vacuum suction pad 2, here on the lower surface when viewed in front of FIG. 4. And the edge of the annular groove 21, in other words, both side surfaces of the annular groove 21 are formed on a chamfered surface 21a that spreads in the opening direction.
以上のように構成された真空吸着パッド２では、環状溝２１と連通溝２２によって、真空吸着パッド２をホルダー３に装着すると、真空吸着パッド２の裏面とホルダー３の内底面との間に溝状の隙間ができる。 In the vacuum suction pad 2 configured as described above, when the vacuum suction pad 2 is attached to the holder 3 by the annular groove 21 and the communication groove 22, a groove is formed between the back surface of the vacuum suction pad 2 and the inner bottom surface of the holder 3. Shaped gaps.
図５は、最良の実施形態に係る真空吸着装置１の断面図である。図５に示すように、真空吸着装置１は、真空吸着パッド２がホルダー３に嵌め入れられているが、最良の実施形態に係る真空吸着パッド２では、環状溝２１と連通溝２２（図２または図３参照）が設けられているために、真空吸着パッド２の裏面とホルダー３の内底面との間に溝状の隙間ができる。そして、この溝状の隙間が、真空源によって負圧を与えた場合に吸気路となり、例えば図３に示すように真空吸着パッド２の裏面の全面に及んで環状溝２１と連通溝２２を設ければ、真空吸着パッド２の裏面から均一に吸気できるようになっている。 FIG. 5 is a cross-sectional view of the vacuum suction device 1 according to the best embodiment. As shown in FIG. 5, in the vacuum suction device 1, the vacuum suction pad 2 is fitted in the holder 3, but in the vacuum suction pad 2 according to the best embodiment, the annular groove 21 and the communication groove 22 (FIG. 2). 3), a groove-like gap is formed between the back surface of the vacuum suction pad 2 and the inner bottom surface of the holder 3. The groove-like gap becomes an intake passage when a negative pressure is applied by a vacuum source. For example, as shown in FIG. 3, an annular groove 21 and a communication groove 22 are provided over the entire back surface of the vacuum suction pad 2. If so, the vacuum suction pad 2 can be uniformly sucked from the back surface.
また、最良の実施形態に係る真空吸着装置１では、図２と図３に示すように、連通溝２２が同一放射状線上からずれているために、連通溝２２にかかる応力が同一放射状線上から分散できるようになっている。 Further, in the vacuum suction device 1 according to the best embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, since the communication groove 22 is displaced from the same radial line, the stress applied to the communication groove 22 is dispersed from the same radial line. It can be done.
さらに、最良の実施形態に係る真空吸着装置１では、図２と図３に示すように、環状溝２１と連通溝２２の縁が、その縁の角を取ったテーパー形状の面取り面２１ａ，２２ａであるために、縁がとがった角の場合と比べて、縁の部分にかかる応力が集中することを防げるようになっている。 Furthermore, in the vacuum suction apparatus 1 according to the best embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, the edges of the annular groove 21 and the communication groove 22 are tapered chamfered surfaces 21a and 22a with corners of the edges. For this reason, the stress applied to the edge portion can be prevented from concentrating as compared with the case where the edge has a sharp corner.
続いて、この発明の他の実施形態に係る真空吸着装置について、相違点を中心に説明する。図６は、他の実施形態に係る真空吸着パッド２’の裏面の平面図である。図６に示すように、他の実施形態に係る真空吸着パッド２’は、連通溝２２’が放射状に、ここでは中心から周囲に向けて同一放射状線上に３本ほど設けられている。 Subsequently, a vacuum suction apparatus according to another embodiment of the present invention will be described focusing on the differences. FIG. 6 is a plan view of the back surface of the vacuum suction pad 2 ′ according to another embodiment. As shown in FIG. 6, in the vacuum suction pad 2 ′ according to another embodiment, the communication grooves 22 ′ are provided radially, and here, about three are provided on the same radial line from the center toward the periphery.
以上のように構成された他の実施形態に係る真空吸着装置では、真空吸着パッド２’をホルダー３に装着すると、真空吸着パッド２’の裏面とホルダー３の内底面との間に溝状の隙間ができる。そして、この溝状の隙間が、真空源によって負圧を与えた場合に吸気路となり、例えば図６に示すように真空吸着パッド２’の全面に及んで環状溝２１’と連通溝２２’を設ければ、真空吸着パッド２’の裏面から均一に吸気できるようになっている。 In the vacuum suction device according to another embodiment configured as described above, when the vacuum suction pad 2 ′ is attached to the holder 3, a groove-like shape is formed between the back surface of the vacuum suction pad 2 ′ and the inner bottom surface of the holder 3. There is a gap. This groove-like gap becomes an intake passage when a negative pressure is applied by a vacuum source. For example, as shown in FIG. 6, the annular groove 21 ′ and the communication groove 22 ′ are formed over the entire surface of the vacuum suction pad 2 ′. If provided, uniform suction can be performed from the back surface of the vacuum suction pad 2 '.
図７は、この発明の他の実施形態に係る真空吸着装置に用いられる保持具（以下、ホルダーという）３’の斜視図である。図７に示すように、他の実施形態に係る真空吸着装置に用いられるホルダー３’の内底部には、複数の環状溝３１と、その環状溝３１を放射状に互いに連通する連通溝３２が設けられている。 FIG. 7 is a perspective view of a holder (hereinafter referred to as a holder) 3 ′ used in a vacuum suction apparatus according to another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 7, a plurality of annular grooves 31 and a communication groove 32 that radially communicates the annular grooves 31 are provided on the inner bottom portion of the holder 3 ′ used in the vacuum suction device according to another embodiment. It has been.
以上のように構成された他の実施形態に係る真空吸着装置に用いられるホルダー３’は、その裏面に溝のない従来の真空吸着パッドを嵌め入れると、環状溝３１と連通溝３２の部分が溝状の隙間となる。そして、この溝状の隙間が、真空源によって負圧を与えた場合に吸気路となるようになっている。 When the holder 3 ′ used in the vacuum suction device according to another embodiment configured as described above is fitted with a conventional vacuum suction pad having no groove on its back surface, the annular groove 31 and the communication groove 32 are formed. It becomes a groove-like gap. The groove-like gap becomes an intake passage when a negative pressure is applied by a vacuum source.
以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明は前記実施形態には限定されない。例えば、この発明に係る真空吸着装置１に用いられる真空吸着パッド２，２’は、多孔質材料から成るものであればよく、カーボンやセラミックに限られるものではない。しかしながら、一般にカーボンはセラミックと比べて材料強度が劣るために、カーボン製パッドの方がセラミック製パッドよりも耐圧強度が劣ることが予想される。そのために、カーボン製パッドの方が、パッドの耐圧強度を維持または向上させつつ、パッド全面からの均一な流量分布を実現できる点で有効である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment. For example, the vacuum suction pads 2 and 2 ′ used in the vacuum suction device 1 according to the present invention may be made of a porous material, and are not limited to carbon or ceramic. However, since carbon is generally inferior in material strength to ceramics, it is expected that a carbon pad is inferior in pressure strength than a ceramic pad. Therefore, the carbon pad is more effective in that a uniform flow distribution from the entire pad surface can be realized while maintaining or improving the pressure strength of the pad.
この発明において溝とは、細長い凹みであればよく、その深さや幅が問われるものではなく、例えば肉眼で確認できないような微細な溝であってもよい。 In this invention, a groove | channel should just be an elongate dent, The depth and width | variety are not ask | required, For example, a fine groove | channel which cannot be confirmed with the naked eye may be sufficient.
この発明において環状とは、端がなく繋がっていればよく、円形に限られるものではなく、環状溝の形はパッドの形状に合わせて適宜変更されるものである。また、複数の環状溝は、必ずしも同心円上に設けられるものとも限らない。 In the present invention, the ring shape is not limited to a circle as long as it is connected without an end, and the shape of the ring groove is appropriately changed according to the shape of the pad. Further, the plurality of annular grooves are not necessarily provided concentrically.
この発明において同一放射状線上からずれているとは、中心から周囲に向けて直線を引いた場合に、その直線上から外れればよく、外れる程度が問われるものではない。 In the present invention, the term “deviation from the same radial line” means that when a straight line is drawn from the center toward the periphery, it is sufficient to deviate from the straight line, and the degree of deviation does not matter.
１ 真空吸着装置
２ 真空吸着パッド
２１ 環状溝
２２ 連通溝
３ 保持具（ホルダー）
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vacuum suction apparatus 2 Vacuum suction pad 21 Annular groove 22 Communication groove 3 Holder (holder)
Claims (2)
前記真空吸着パッドの裏面が、真空源に通じる吸気路として機能する複数の環状溝と、その環状溝を放射状に互いに連通する、真空源に通じる吸気路として機能する連通溝とを有することを特徴とする真空吸着装置。 A vacuum suction device comprising a vacuum suction pad made of a porous material that holds and holds a workpiece on its surface and communicates with a vacuum source on its back surface, and a support that supports the vacuum suction pad,
The back surface of the vacuum suction pad has a plurality of annular grooves that function as intake passages that communicate with a vacuum source, and a communication groove that functions as an intake passage that communicates with the vacuum source in a radial manner. Vacuum suction device.
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2008
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