JP5047883B2 - 吸着盤 - Google Patents

Description

本発明は、特に、液晶パネル、プラズマディスプレイパネルなどのフラットパネルディスプレイ(ＦＰＤ)の製造や検査に利用されるステージ装置でワークの載置に利用される吸着盤に関するものである。

従来、このような分野の技術として、特開２００２−２８０４４４号公報がある。この公報に記載された吸着装置は、上下両面が所定の平面度（例えば１０μｍ程度）及び平行度を持つように作られ、上面側に開口した複数の吸着用の穴を有する吸着盤と、吸着盤の下側に配置され、吸着盤の複数の穴に連通する吸引用通路を持つ金属製の吸着ボックス体と、与圧をかけるための複数の与圧機構とを備えている。吸着盤は、温度変化に伴う熱膨張や剛性の確保のために、極めて重量のある特殊な石を利用している。なお、吸着盤が鋼材により形成される場合もあるが、石材又は鋼材よりなる吸着盤は、いずれも実質的に中実である。

特開２００２−２８０４４４号公報

フラットパネルディスプレイ(ＦＰＤ)や半導体の製造、検査、加工に利用される大型のステージ装置では、石材を使った定盤が一般的に使われている。しかしながら、ガラス基板の大型化に伴って吸着盤を大型化させなければならないので、重量アップに伴う支持構造の強化のために装置が大型化、煩雑化し、重量アップによって駆動部への負担が大きくなっている。

本発明は、軽量化がなされた吸着盤を提供することを目的とする。

本発明に係る吸着盤は、ステージ装置に搭載される吸着盤において、上部と底部と側部とで中空状に形成された吸着盤本体部と、吸着盤本体部内に配置されると共に、上部を支持する補強部と、吸着盤本体部の上面に設けられた吸着部と、を備え、上部と底部と側部との少なくとも一つは、ＣＦＲＰ板により形成され、補強部は、ＣＦＲＰ板により形成され、吸着盤本体部の内部には、吸着盤本体部の上面に設けられたリフトピン孔に連通するリフトピン用パイプが配置されており、リフトピン用パイプは、リフトピン用パイプの内部を通過するリフトピンが吸着盤本体部内で露出しないように上部と底部との間で鉛直方向に延在していることを特徴とする。

ステージ装置で利用される吸着盤は、その上面にワークを吸着させるための吸着部を備えている。さらに、この吸着盤の吸着盤本体部は、上部と底部と側部とで中空状に形成されているので、軽量化が達成され、中空状の吸着盤の強度をアップさせるために、内部に補強部が配置されている。

また、上部と底部と側部との少なくとも一つは、ＣＦＲＰ板により形成されていると好適である。
ＣＦＲＰ(炭素繊維強化プラスチック)板は、軽量でしかも剛性が高いので、吸着盤を中空状に形成するのに最適であり、特に、上部と底部と側部を全てＣＦＲＰ板で構成すると、吸着盤本体部を接着剤により組み立てることができるので、組立てが容易であると同時に、吸着盤を大型化させ易いといった優れた効果を有する。

また、補強部は、ＣＦＲＰ板により形成されていると好適である。
補強部をＣＦＲＰ(炭素繊維強化プラスチック)板にすることで、軽量化及び剛性のアップを図ることができる。

また、吸着盤本体部の内部には、上部と底部との間で鉛直方向に延在して、吸着盤本体部の上面に設けられたリフトピン孔に連通するリフトピン用パイプが配置されていると好適である。
吸着盤本体部は中空であるため、この空間をリフトピンが通過すると、リフトピンの表面に、吸着盤本体部内で浮遊する塵が付着したり、リフトピン孔から塵が排出される虞がある。このような事態が起こると、吸着盤の上面に載置されたワークに塵が付着する虞がある。そこで、本発明に係る吸着盤では、リフトピンが吸着盤本体部の内部で露出しないようにリフトピン用のパイプが設けられている。

また、底部には、作業用開口部が形成されていると好適である。
この作業用開口部は、例えば、配管の連結作業に有利であることは言うに及ばす、気体漏れチェックやメンテナンス時の配管の着脱を容易にしている。

また、吸着部は、溝状に形成されていると好適である。
吸着盤本体部の上面に、例えば格子状の溝を形成することで、少ない配管でワークの吸着が可能になる。

本発明によれば、軽量化が可能になる。

以下、図面を参照しつつ本発明に係る吸着盤の好適な実施形態について詳細に説明する。

図１及び図２に示すように、フラットパネルディスプレイ(ＦＰＤ)の製造や検査に利用される大型のステージ装置１は、ベース２上に並設されてＹ軸方向に延在する一対の石定盤３，４と、石定盤３，４に沿ってＹ軸方向へ移動するＹ軸ステージ６と、Ｙ軸ステージ６の駆動部として機能する一対のＹ軸リニアモータ７，８と、Ｙ軸ステージ６上でＸ軸方向へ移動するＸ軸ステージ９と、Ｘ軸ステージ９の駆動部として機能するＸ軸リニアモータ(図示せず)と、石定盤３，４上でエアベアリング５によって支持されると共に、Ｘ軸ステージ９の上方に配置されて、多数の吸引孔が設けられた吸着盤４０とを備えている。

一方の石定盤３は、角柱状の石材からなり、その上面には平面加工が施されることによって、Ｙ軸ステージ６のＹ軸リフトエアベアリング１４が滑走するための上面側滑走面３ａが形成されている。また、Ｙ軸方向に沿って延在する石定盤３の両側面にも、上面側滑走面３ａと同様に平面加工が施されることによって、Ｙ軸ステージ６のＹ軸ヨーエアベアリング１７が滑走するための側面側滑走面３ｂ，３ｃが形成されている。同様に、他方の石定盤４の上面及び両側面にも、平面加工が施されることによって上面側滑走面４ａ及び側面側滑走面４ｂ，４ｃが形成されている。

石定盤３，４上を滑走するＹ軸ステージ６は、石定盤３，４にガイドされながらそれぞれＹ軸方向へ移動する一対のＹ軸スライダ１２，１３と、Ｙ軸スライダ１２，１３を石定盤３，４の上面側滑走面３ａ，４ａに対して非接触状態でそれぞれＺ軸方向に支持するためのＹ軸リフトエアベアリング１４と、Ｙ軸スライダ１２，１３を石定盤３，４の側面側滑走面３ｂ，３ｃ，４ｂ，４ｃに対して非接触状態でそれぞれ水平方向に支持するためのＹ軸ヨーエアベアリング１７と、Ｙ軸スライダ１２，１３に固定されて、Ｙ軸スライダ１２，１３を架け渡すようにＸ軸方向へ延在するガイド部材１９とを備えている。

Ｙスライダ１２，１３上に配置されたＸ軸ステージ９は、ガイド部材１９に沿ってＸ軸方向へ移動するＸ軸スライダ３３と、Ｘ軸スライダ３３を石定盤３，４の上面側滑走面３ａ，４ａに対して非接触状態でそれぞれＺ軸方向に支持するためのＸ軸リフトエアベアリング(図示せず)と、Ｘ軸スライダ３３を水平方向に支持するためのＸ軸ヨーエアベアリング(図示せず)と、Ｘ軸スライダ３３と吸着盤４０との間に配置されて、吸着盤４０をＺ軸周りに回動させると共にＺ軸方向に昇降させるθテーブル３７とを備えている。なお、Ｘスライダ３３を石定盤３，４上で滑走させるために、前述したＸ軸リフトエアベアリング(図示せず)は、Ｙ軸スライダ１２，１３に設けられた長穴２１，２２を上下に貫通している。

図３に示すように、吸着盤４０は、板材によって構成された上部４１と底部４２と側部４３とで中空状をなす吸着盤本体部４５を有し、上部４１、底部４２及び側部４３は、例えば、ＣＦＲＰ(炭素繊維強化プラスチック)板や鋼板等で形成されている。この吸着盤本体部４５の内部に配置された補強部には、格子状の補強リブやハニカム構造が採用され、吸着盤本体部４５の反り、撓み、捻れ、潰れ等を防止している。そして、この補強部は、ＣＦＲＰ板、鋼板、アルミ板などにより形成されている。

さらに、吸着盤本体部４５の上面４５ａには、多数のリフトピン孔４７が設けられている。吸着盤本体部４５の内部には、上部４１と底部４２との間で鉛直方向に延在して、リフトピン孔４７に連通するリフトピン用パイプが配置されている。

吸着盤本体部４５の上面４５ａには、格子状の溝をなす吸着部４６が形成され、溝の交差部分には吸引孔が設けられている。上部４１の裏面には、吸着部４６の吸引孔に連結される配管コネクタ部が固定され、底部４２には、この配管コネクタ部を覗き見る位置に作業用開口部が形成されている。なお、この配管コネクタ部には、吸着盤４０から導出されて真空ポンプに連結されている配管の端部が接続される。

前述した吸着盤４０は、大型(例えば、縦２ｍ以上、横２ｍ以上)であり、説明を容易にするために、吸着盤４０の構造を簡略化した吸着盤４０Ａで、吸着盤４０の基本構成を更に詳細に説明する。

図４、図５及び図６に示すように、吸着盤４０Ａは、矩形のＣＦＲＰ(炭素繊維強化プラスチック)板によりなる上部４１Ａと底部４２Ａと側部４３Ａとで中空状に形成された筺型の吸着盤本体部４５Ａを有している。吸着盤本体部４５Ａは、１枚の上板と１枚の底板と４枚の側板とを互いに接着剤により接着させることで構成される。

この吸着盤本体部４５Ａの内部に配置された補強部５０は、ＣＦＲＰ板により十字状に形成され補強リブ５０ａと、ＣＦＲＰ板により中空状に形成され補強柱５０ｂとからなり、吸着盤本体部４５Ａの反り、撓み、捻れ、潰れ等を防止している。このように、筺状の吸着盤本体部４５Ａは、中空状に形成されているので、軽量化が達成されている。

また、ＣＦＲＰ(炭素繊維強化プラスチック)板は、軽量でしかも剛性が高いので、吸着盤４０Ａを中空状に形成するのに最適であり、特に、上部４１Ａと底部４２Ａと側部４３Ａとを全てＣＦＲＰ板で構成すると、吸着盤本体部４５Ａを接着剤のみで組み立てることができるので、組立てが容易であると同時に、吸着盤４０Ａを大型化させ易いといった優れた効果を有する。全てＣＦＲＰで構成すると、線膨張係数の差に起因する変形で吸着盤の平面度の影響を最小限に抑えることができる。

さらに、吸着盤本体部４５Ａの上面４５ａＡには、複数のリフトピン孔４７Ａが設けられている。吸着盤本体部４５Ａの内部には、上部４１Ａと底部４２Ａとの間で鉛直方向に延在して、リフトピン孔４７Ａに連通するリフトピン用パイプ５１が配置されている。このパイプ５１の上端は上部４１Ａに接着剤で固定されている。

吸着盤本体部４５Ａは中空であるため、この空間をリフトピンＰが通過すると、リフトピンＰの表面に、吸着盤本体部４５Ａ内で浮遊する塵が付着したり、リフトピン孔４７Ａから塵が排出される虞がある。このような事態が起こると、吸着盤４０Ａの上面４５ａＡに載置されたワーク(例えばガラス基板)に塵が付着する虞がある。そこで、この吸着盤４０Ａでは、リフトピンＰが吸着盤本体部４５Ａの内部で露出しないようにリフトピン用のパイプ５１が採用されている。パイプ５１の内面は発塵しないものが適用されている。

さらに、吸着盤本体部４５Ａの上面４５ａＡには、格子状の溝をなす吸着部４６Ａが形成され、吸着部４６Ａの直線的な溝５２の交差部分には、上部４１Ａを貫通する吸引孔５３が形成されている。上部４１Ａの裏面には、各吸引孔５３に連結される配管コネクタ部５４が固定されている。底部４２Ａには、この配管コネクタ部５４を覗き見る位置に作業用開口部５５が形成されている。なお、この配管コネクタ部５４には、吸着盤４０Ａから導出されて真空ポンプに連結されている配管５６の端部が接続される。

作業者の手が入る程度の大きさをもった円形の作業用開口部５５が、配管コネクタ部５４を覗き見る位置に形成されているので、配管５６の連結作業に有利であることは言うに及ばす、気体漏れチェックやメンテナンス時の配管５６の着脱を容易にしている。また、格子状に配列された溝５２によって、少ない配管５６でワークの吸着が可能になる。なお、吸着部４６Ａが、多数の吸引孔のみで構成される場合もある。

本発明は、前述した実施形態に限定されないことは言うまでもない。例えば、筺状をなす吸着盤本体部の形状は、円筒状などであってもよく、上部と底部と側部の少なくとも１枚がＣＦＲＰであればよい。また、側部の表面が段状に形成されてもよい。また、吸引部は、格子状を形成する線状の凸部と、凸部によって囲まれた領域内に配置された吸引孔とから構成されてもよい。また、パイプ５１は、上部４１，４１Ａの補強部材として利用することもできる。

本発明に係る吸着盤が適用されたステージ装置の一実施形態を示す斜視図である。 吸着盤を外した状態のステージ装置を示す斜視図である。 本発明に係る吸着盤の一実施形態を示す斜視図である。 本発明に係る吸着盤を説明のために簡略化して示した斜視図である。 図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。 図４のＶI−ＶI線に沿う断面図である。

符号の説明

１…ステージ装置、４０，４０Ａ…吸着盤、４１，４１Ａ…上部、４２，４２Ａ…底部、４３，４３Ａ…側部、４５，４５Ａ…吸着盤本体部、４５ａ，４５ａＡ…上面、４６，４６Ａ…吸着部、４７，４７Ａ…リフトピン孔、５０…補強部、５１…リフトピン用パイプ、５２…溝、５３…吸引孔、５４…配管コネクタ部、５５…作業用開口部、５６…配管。

Claims (3)

1. ステージ装置に搭載される吸着盤において、
   上部と底部と側部とで中空状に形成された吸着盤本体部と、
   前記吸着盤本体部内に配置されると共に、前記上部を支持する補強部と、
   前記吸着盤本体部の上面に設けられた吸着部と、を備え、
   前記上部と前記底部と前記側部との少なくとも一つは、ＣＦＲＰ板により形成され、
   前記補強部は、ＣＦＲＰ板により形成され、
   前記吸着盤本体部の内部には、前記吸着盤本体部の前記上面に設けられたリフトピン孔に連通するリフトピン用パイプが配置されており、
   前記リフトピン用パイプは、前記リフトピン用パイプの内部を通過するリフトピンが前記吸着盤本体部内で露出しないように前記上部と前記底部との間で鉛直方向に延在していることを特徴とする吸着盤。
2. 前記底部には、作業用開口部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の吸着盤。
3. 前記吸着部は、溝状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の吸着盤。

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