JP5878269B1 - 基板吸着装置及び基板吸着方法 - Google Patents

Abstract

内部ガスを吸引して当接した基板（３１）を吸着する基板吸着装置（１）であって、前記基板に当接し、複数の吸引孔を備える吸着部（２）と、前記複数の吸引孔のそれぞれと連結する内部共有空間を前記吸着部と協働して形成し、前記内部共有空間から前記内部ガスを吸引するための吸引口（１５ｂ）を備える吸引孔連結部（３）と、前記吸着部に内設され、前記吸引孔の開閉を行う複数の弁体（２１）を備える板状の吸引孔開閉部（４）と、前記弁体は、前記吸引孔によって露出した前記吸着部の内側表面（８ａ）に当接して前記吸引孔を閉塞する閉塞板（２２）、前記閉塞板を前記吸引孔の延在方向に変位可能に支持する弾性支持板（２３）を備えること。

Description

本発明は、基板を吸着して保持するための基板吸着装置及び基板吸着方法に関する。

基板製造プロセスにおいて基板を取り扱う際には、基板のような板材を吸着保持する吸着装置が用いられている（例えば特許文献１参照）。特許文献１のような吸着装置は、空気を吸引することで負圧を利用して板材を吸着保持する。具体的には、特許文献１の吸着装置は、吸引される孔内に自由移動可能な弁体を備え、この弁体が重力により作用される動作を利用して板材への負圧による保持を図っている。

特許文献１のような重力の作用を利用する吸着装置では、吸引孔が下向きの場合のみしか使用できない。すなわち、板材を上側にして上向きにすると、弁体が重力により下がって負圧室と板材との間を弁体が塞いでしまい、板材を吸引保持することができない。すなわち、重量の作用を利用する吸着装置では使用方向に制限があり、吸着対象物たる基板に対する空気の吸引方向がどのような向きであっても、吸着対象物を確実に吸引保持することが困難であった。

このような問題を解決するために、例えば特許文献２には、吸着対象物に当接し、複数の吸引孔が形成された吸着部と、当該吸着部と協働して負圧室を形成する側壁及び天壁と、当該負圧室から当該吸引孔内に延びるピン形状の弁体と、当該弁体が当該吸引孔内をスライドすることにより当該弁体の一部と当該吸引孔の内壁の一部とが密接して当該吸引孔を閉塞する閉塞部とを備える吸着装置が開示されている。また、特許文献２に係る吸着装置において、当該弁体は、当該負圧室に位置する一方の端部である根元部を有し、当該根元部が負圧室内で側壁間に架け渡されて固定された可撓性を有する板形状の可撓体に固定されている。

特開２００５−２８４８９号公報 国際公開２０１４／１１２０３７号公報

しかしながら、特許文献２に開示されているような構造を備える吸着装置においては、板形状の可撓体に吸引孔を閉塞するための弁体が複数固定されているため、近接する弁体同士が可撓体を介して互いに影響を受けることになり、吸引孔の適切な閉塞を実現するために、近接する弁体同士及び可撓体の影響を考慮する必要がある。また、可撓体に複数の弁体を固定するため、部品点数の増加とともにコストが増加し、更には弁体自体の清掃等にも手間がかかることになる。すなわち、特許文献２のような構造を備える吸着装置では、吸着に関する構造が複雑となり、吸着機構の単純化、メンテナンスの容易化、及びコストの低減を図ることが困難であった。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、吸着機構の単純化を実現するとともに、メンテナンスの容易化及びコストの低減を図ることができる基板吸着装置及び基板吸着方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の基板吸着装置は、内部ガスを吸引して当接した基板を吸着する基板吸着装置であって、前記基板に当接し、複数の吸引孔を備える吸着部と、前記複数の吸引孔のそれぞれと連結する内部共有空間を前記吸着部と協働して形成し、前記内部共有空間から前記内部ガスを吸引するための吸引口を備える吸引孔連結部と、前記吸着部に内設され、前記吸引孔の開閉を行う複数の弁体を備える板状の吸引孔開閉部と、を有し、前記弁体は、前記吸引孔によって露出した前記吸着部の内側表面に当接して前記吸引孔を閉塞する閉塞板、前記閉塞板を前記吸引孔の延在方向に沿って平行移動可能に支持する弾性支持板を備え、前記弾性支持板は、前記閉塞板を中心として同心状に形成された環状部、前記閉塞板と前記環状部との間に位置する開口部、及び前記閉塞板と前記環状部とを連結する連結部を含み、前記閉塞板は、前記基板を吸引する前の状態から前記内側表面に向って平行移動して前記吸引孔を閉塞することである。

上記目的を達成するため、本発明の基板吸着方法は、複数の吸引孔を備えるとともに前記吸引孔によって内側表面が露出した吸着部に基板を当接する当接工程と、前記吸引孔内の内部ガスを吸引する吸引工程と、前記内部ガスの吸引量が閾値以上になると、前記吸引孔内に配設された板状の弾性支持板が前記吸引孔の延在方向に沿って撓み、前記弾性支持板に支持された閉塞板が変位して前記吸引孔を閉塞する閉塞工程と、を有し、前記閉塞工程においては、前記閉塞板を中心として同心状に形成された環状部、前記閉塞板と前記環状部との間に位置する開口部、及び前記閉塞板と前記環状部とを連結する連結部からなる前記弾性支持板の構造により、前記閉塞板が前記吸引孔の延在方向に沿って平行移動して前記吸着部の前記内側表面に当接し、前記吸引孔を閉塞する。

本発明により、吸着機構の単純化を実現するとともに、メンテナンスの容易化及びコストの低減を図ることができる。

本発明の実施例に係る基板吸着装置の概略斜視図である。 本発明の実施例に係る基板吸着装置の吸着面側の正面図である。 図２の線III-IIIに沿った基板吸着装置の断面図である。 本発明の実施例に係る基板吸着装置の構成部材である金属平板の平面図である。 図４における破線領域Ｖの拡大図である。 図３における破線領域ＶＩの拡大図である。 図３と同様にして示す、基板を当接した状態の基板吸着装置の断面図である。 図７における破線領域VIIIの拡大図である。 図５と同様にして示す、本発明の変形例に係る金属平板の拡大平面図である。 図３と同様にして示す、本発明の変形例に係る基板吸着装置の断面図である。

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を実施例に基づき詳細に説明する。なお、本発明は以下に説明する内容に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において任意に変更して実施することが可能である。また、実施例の説明に用いる図面は、いずれも本発明による基板吸着装置及びその構成部材を模式的に示すものであって、理解を深めるべく部分的な強調、拡大、縮小、または省略などを行っており、基板吸着装置及びその構成部材の縮尺や形状等を正確に表すものとはなっていない場合がある。更に、実施例で用いる様々な数値は、一例を示すものであり、必要に応じて様々に変更することが可能である。

＜実施例＞
先ず、本発明の実施例に係る基板吸着装置１の構造について、図１乃至図３を参照して説明する。ここで、図１は、本実施例に係る基板吸着装置１の概略斜視図である。また、図２は、本実施例に係る基板吸着装置１の吸着面側の正面図である。更に、図３は、図２の線III-IIIに沿った本実施例に係る基板吸着装置１の断面図である。

図１乃至図３からわかるように、本実施例に係る基板吸着装置１は、吸着対象物である基板に当接して吸着する吸着部２、吸着部２の一端面に設置された蓋体３、吸着部２に内設された金属平板４、及び蓋体３に接続された接続管５を有している。また、図３に示すように、吸着部２は、平板状のエラストマー６、当該エラストマー６の一端面に接続された第１挟持板７、及び金属平板４を第１挟持板７と担持する第２挟持板８から構成されている。なお、吸着部２、蓋体３、及び金属平板４の接続は、ボルト等の接続部材（図示せず）によって行われており、これらの部材を容易に分離することにより、基板吸着装置１自体のメンテナンス及び清掃等が行い易くなっている。

図２及び図３からわかるように、エラストマー６には略マトリックス状に複数の貫通孔１１が形成されている。ここで、本実施例においては、５行×５列であって中央部に貫通孔１１が形成されないように合計２４個の円柱状の貫通孔１１が形成されている。なお、当該数量、形状、配置構成はこれらに限定されることなく、基板吸着装置１自体の寸法、取り扱う基板の寸法、必要となる吸引力に応じて適宜変更することができる。

また、図３に示すように、第１挟持板７には複数の貫通孔１２が形成され、第２挟持板８には複数の貫通孔１３が形成されている。ここで、貫通孔１２及び貫通孔１３は、貫通孔１１に対応するように、略マトリックス状に形成されている。このため、１つの貫通孔１１と、１つの貫通孔１２と、１つの貫通孔１３とは連通しており、１つの吸引孔１４を形成し、基板吸着装置１自体としては、２４個の吸引孔１４を備えることになる。

更に、図３に示すように、貫通孔１２は、開口寸法が互いに異なる円柱状の第１開口部１２ａ、円柱状の第２開口部１２ｂ、及び円柱状の第３開口部１２ｃが連通することにより形成されている。本実施例において、第１開口部１２ａの開口径は貫通孔１１の開口径よりも大きく、第２開口部１２ｂの開口径は第１開口部１２ａの開口径よりも小さく、第３開口部１２ｃの開口径は第１開口部１２ａ及び第２開口部１２ｂの開口径よりも大きく設定されている。一方、貫通孔１３も、開口寸法が互いに異なる円柱状の第１開口部１３ａ、及び円柱状の第２開口部１３ｂが連通することにより形成されている。本実施例において、第１開口部１３ａの開口径は貫通孔１２の第３開口部１２ｃの開口径と同一であり、第２開口部１３ｂの開口径は第１開口部１３ａの開口径よりも小さく設定されている。なお、各開口部の形状、及び開口寸法は、上述した内容に限定されることなく、例えば、開口形状が多角形又は楕円でもよく、基板吸着装置１内に残存する内部ガス（例えば、空気、又は基板吸着装置１が使用される際の雰囲気ガス（窒素、酸素、又は空気等））の吸引を最適に行うことができるように開口寸法を適宜調整することができる。

そして、図３に示すように、蓋体３には、２４個の吸引孔１４を連結して接続管５の貫通孔５ａに接続する貫通孔１５が形成されている。より具体的に、貫通孔１５は、２４個の吸引孔１４を連結するための連結口１５ａ、及び連結口１５ａの中央部から接続管５の貫通孔５ａに内部ガスを吸引するための吸引口１５ｂから構成されている。このような蓋体３の構成により、蓋体３と第２挟持板８（吸着部２）とは、協働することによって内部共有空間（すなわち、連結口１５ａに該当する空間）を形成することになり、蓋体３は吸引孔１４の連結部（吸引孔連結部）として機能することになる。

本実施例においては、上述した各貫通孔によって吸引孔１４及び貫通孔１５が連結し、接続管５の貫通孔５ａに接続されている。このため、本実施例に係る基板吸着装置１においては、吸着対象物である基板をエラストマー６に当接させ、接続管５に接続された吸引ポンプ（図示せず）によって接続管５側から内部ガスを吸引することにより、基板吸着装置１内を負圧状態（一般的な真空状態）にして基板の吸着が可能になる。なお、基板の吸着に関する詳細な説明は後述する。

本実施例においては、吸引対象物である基板を損傷することなく吸引するために、当該基板と当接する部分に板状のエラストマー６を用いたが、当該基板を損傷することがなく、また貫通孔１１を容易に形成することができれば、エラストマー６に代えて他の部材（例えば樹脂からなる平板）を用いてもよい。また、本実施例においては、第１挟持板７及び第２挟持板８については、基板吸着装置１の破損防止や強度向上のために、アクリル製の平板を用いているが、一定の強度を備え且つ貫通孔を容易に形成することができる他の板材を用いてもよい。

次に、図４乃至図６を参照しつつ、金属平板４について詳細に説明する。ここで、図４は、金属平板４の平面図である。また、図５は、図４における破線領域Ｖの拡大図である。更に、図６は、図３における破線領域ＶＩの拡大図である。

本実施例において、金属平板４は正方形の外形を備えており、金属平板４の材料にはステンレスが用いられている。また、図４に示すように、金属平板４には、吸引孔１４の開閉を行うための複数の弁体２１が略マトリックス状に形成されている。ここで、本実施例においては、５行×５列であって中央部に弁体２１が形成されないように合計２４個の弁体２１が形成されている。なお、金属平板４の材料及び形状、弁体２１の数量、並びに弁体２１の配置構成は上述した内容に限定されることなく、基板吸着装置１自体の形状、吸引孔１４の数量、及び吸引孔１４の形成位置に対応させて適宜変更することができる。例えば、金属平板４の材料としては、ニッケル、銅等の他の金属材料を用いることができる。

図５に示すように、弁体２１のそれぞれは、中央部に位置し、吸引孔１４を閉塞するための円盤状の閉塞板２２、及び閉塞板２２の周囲を囲むように位置し、閉塞板２２を吸引孔１４の延在方向（すなわち、閉塞板２２の表裏面を貫く方向）に変位可能に支持する弾性支持板２３から構成されている。また、弾性支持板２３は、閉塞板２２を中心として同心状に形成された４つの環状部２４、並びに環状部２４同士、環状部２４と閉塞板２２と、及び環状部２４と弁体２１の周辺領域２５とを連結する合計１０個の連結部２６を含んでいる。

より具体的には、連結部２６は、隣接する環状部２４同士に対して２個ずつ設けられており、隣接する環状部２４と閉塞板２２とに対しても２ずつ設けられており、更には隣接する環状部２４と弁体２１の周辺領域２５とに対しても２ずつ設けられている。また、閉塞板２２の中心からの距離が等しい位置に設けられる連結部２６同士は、互いに対向する位置に（すなわち、閉塞板２２の中心として点対称に）配設されている。すなわち、弁体２１は、閉塞板２２の中心からの距離が等しい位置に設けられる２つの連結部２６を１組とすると、合計５組の連結部２６を備えている。更に、閉塞板２２の中心からの距離が等しい位置に設けられる１組の連結部２６は、当該１組の連結部２６よりも１つの内側に配設されている他の１組の連結部２６と比較して、閉塞板２２の中心を基準として９０度回転した位置に配設されている。

これらのことを換言すると、閉塞板２２の周囲には、１０個の半円弧状の開口部２７が同心状に形成され、閉塞板２２の中心からの距離が等しい位置に形成されている２つの開口部２７を１組とすると、合計５組の開口部２７が形成されていることになる。そして、閉塞板２２の中心からの距離が等しい位置に形成される１組の開口部２７は、当該１組の開口部２７よりも１つの内側に形成されている他の１組の開口部２７と比較して、閉塞板２２の中心を基準として９０度回転して形成されていることになる。上述した閉塞板２２、環状部２４、連結部２６、及び開口部２７の構造及び配置構成により、弁体２１は２点リンク構造の板バネから構成されていることになる。

図６に示すように、基板吸着装置１の吸着部２の内部に設置された状態の金属平板４においては、貫通孔１２の第３開口部１２ｃと貫通孔１３の第１開口部１３ａとによって囲まれた空間内に弁体２１が配置されることになる。ここで、弁体２１の閉塞板２２は、貫通孔１３の第２開口部１３ｂの開口径よりも大きい直径を有している。本実施例においては、弁体２１自体の直径を約４ｍｍとし、閉塞板２２の直径を約２ｍｍとし、貫通孔１３の第２開口部１３ｂの開口径を１．６ｍｍとしているが、これらの数値は基板吸着装置１に要求される吸引力等に応じて適宜変更することができる。

弁体２１は、２点リンク構造の板バネから構成されるため、吸引孔１４内に基板吸着装置１の外部から雰囲気ガス（例えば、空気又は窒素）が流通すると、閉塞板２２を貫通孔１３の第２開口部１３ｂに向かって押す力が弁体２１に生じることになる。当該押す力は、以下の数式（１）によって表すことができる。

Ｆ＝αＷ （１）
ここで、Ｆが閉塞板２２を押す力であり、αは比例定数であり、Ｗは雰囲気ガスの流量である。なお、αは弁体２１の材質、寸法、構造等に既存する比例定数である。

弁体２１に閉塞板２２を押す力が生じると（すなわち、弾性支持板２３が撓むと）、閉塞板２２が貫通孔１３の第２開口部１３ｂに向かって変位することになる。当該変位量は、以下の数式（２）によって表すことができる。

Ｌ＝βＦ （２）
ここで、Ｌが閉塞板２２の変位量であり、βは比例定数であり、Ｆは上述した閉塞板２２を押す力である。なお、βは弁体２１の材質、寸法、構造等に既存する比例定数である。

上記数式（１）、（２）により、雰囲気ガスの流量（すなわち、吸引量）が閾値以上になると、閉塞板２２が貫通孔１３の第１開口部１３ａによって露出した第２挟持板８の内側表面８ａに当接することになる。すなわち、弁体２１は、雰囲気ガスの流量に応じて吸引孔１４の開閉を行うことになる。換言すれば、弁体２１は、雰囲気ガスの流量に応じて吸引孔１４を自栓することができる。

ここで、上述した雰囲気ガスの流量の閾値とは、閉塞板２２の変位前の位置から第２挟持板８の内側表面８ａの位置までの距離Ａ（図６における両方向矢印Ａで示す）を変位するために必要な流量のことであるため、当該距離Ａを小さくすることにより、雰囲気ガスの流量の閾値を小さくすることができ、当該距離Ａを大きくすることにより、雰囲気ガスの流量の閾値を大きくすることができる。すなわち、閉塞板２２による吸引孔１４の閉塞の開始（すなわち、閉塞板２２が内側表面８ａに当接するタイミング）は、当該距離Ａによって制御することができる。換言すると、第２挟持板８の第１開口部１３ａの深さ（座グリ量）のみによって、弁体２１の自栓のタイミングを調整することが可能になる。

そして、本実施例においては、閉塞板２２の直径が第２開口部１３ｂの開口径よりも大きいため、閉塞板２２が貫通孔１３の第２開口部１３ｂ側に変位することにより、確実に第２開口部１３ｂ（すなわち、吸引孔１４）を閉塞することが可能になる。すなわち、金属平板４は、吸引孔１４の開閉を行う吸引孔開閉部として機能することになる。なお、弁体２１、閉塞板２２、及び貫通孔１３の開口径は、基板吸着装置１に要求される吸引力に応じて適宜変更することができる。

本実施例に係る金属平板４の製造方法としては、金属からなる１枚の平板に対して、フォトリソグラフィを用いた公知のマスク形成技術、及び公知のエッチング又はレーザ加工により、所望の箇所に開口部２７を形成し、複数の弁体２１を備える金属平板４を形成してもよい。或いは、弁体２１及び周辺領域２５に対応する空隙を備えた金型に対して、めっきを施して当該空隙に金属を充填し、複数の弁体２１を備える金属平板４を形成してもよい。そして、本実施例のような５行×５列（中心には形成されていない）に配置された弁体２１を備える金属平板４を１つのブロックとし、複数のブロックを同時に形成して、その後に１枚ずつの金属平板４に切断してもよい。従って、本実施例の金属平板４は、従来のような弁体と当該弁体を支持する部材が独立した機構と比較して、大量かつ容易に製造することが可能になる。

次に、図７及び図８を参照しつつ、本実施例に係る基板吸着装置１を用いた基板吸着方法について説明する。図７は、図３と同様にして示す、基板３１を当接した状態の基板吸着装置１の断面図である。また、図８は、図７における破線領域VIIIの拡大図である。

先ず、基板吸着方法として、吸着部２を基板３１に当接する当接工程を行う。より具体的には、対象物である基板３１の表面に対してエラストマー６の表面を接触させる。ここで、図７に示すように、基板３１に設けられたスルーホール３２が１つの吸引孔１４と連通した状態を想定する。

この状態において、接続管５を介して吸引孔１４内の内部ガスの吸引を開始する（吸引工程）。吸引開始後において、スルーホール３２と連結していない吸引孔１４においては、内部ガスが吸引されて低圧状態が維持されるが、スルーホール３２と連結している吸引孔１４においては、スルーホール３２を経由して外部から雰囲気ガスが流通することになる。なお、当該雰囲気ガスが流通している状態では、貫通孔１５が負圧状態とならず、基板３１の吸着が不安定となる。

上述した状態において、スルーホール３２と連結していない吸引孔１４においては、雰囲気ガスが流通しないため、弁体２１の閉塞板２２が変位することがない。一方、外部から雰囲気ガスが流通する吸引孔１４においては、図７及び図８に示すように、弾性支持板２３が撓み、閉塞板２２が第２挟持板８の内側表面８ａに当接することになる。これによって、全ての吸引孔１４が閉じた状態となり、全ての貫通孔１３及び貫通孔１５が負圧状態となり、更に当該負圧状態が維持されることよって基板３１の吸着を確実に行うことができる。

なお、閉塞板２２は、弾性支持板２３の撓みによって吸引孔１４の延在方向に一定の周期で振動し、実際には第２挟持板の内側表面８ａとの接触及び非接触を当該周期で繰り返すことになるが、当該周期が非常に短いため実質的には常に接触している状態とほぼ変わることがない。

また、図７及び図８においては、基板３１に設けられたスルーホール３２が１つの吸引孔１４と連通した状態を想定したが、基板にスルーホール３２がない場合や、スルーホール３２が存在しても、吸引孔１４と連通しない場合には、基板３１を当接することで、吸引孔１４が閉じ、その後の吸引によって全ての貫通孔１３及び貫通孔１５の負圧状態を維持することができる。このため、このような場合には、閉塞板２２が変位することもない。

本実施例においては、吸着部２に内設された板状の吸引孔開閉部に金属平板４に複数の弁体２１を形成し、当該弁体２１が重力に影響されることなく、雰囲気ガスの吸引量に依存する弾性力によって吸引孔１４の開閉を行っている。このため、本実施例に係る基板吸引装置１は、吸引方向が限定されることもない。また、吸引孔１４の開閉に対して、複数の弁体２１が形成された１枚の板状の金属平板４のみ使用するため、弁体と当該弁体を支持する部材が異なる部材から構成されているものや、弁体のそれぞれが独立しているものと比較して、吸引機構自体も単純化することができ、基板吸着装置１自体のメンテナンスの容易化及びコストの低減を図ることができる。

上述した実施例において、弁体２１は２点リンク構造の板バネから構成されている場合を説明したが、図９に示すように、互いに隣接する環状部２４同士、環状部２４と閉塞板２２と、及び環状部２４と弁体２１の周辺領域２５とを連結する連結部２６を４個ずつにし、４点リンク構造の板バネを構成してもよく、図示しない３点リンク構造の板バネを構成してもよい。なお、リンク機構の数量（すなわち、連結部２６の数量）が増加すると、弾性支持板２３の撓み量が小さくなり、閉塞板２２の変位量も小さくなるため、できる限りリンク機構の数量が少ない板バネを構成することが好ましい。

また、弁体２１は板バネから構成されていれば、リンク構造を備えていなくてもよい。例えば、渦巻き状に弾性支持板を形成し、当該弾性支持板の中心部分に閉塞板を配置する構造であってもよい。

更に、図１０に示すように、エラストマー６に座グリ加工を施し、貫通孔１１を第１開口部１１ａ、第２開口部１１ｂから構成してもよい。具体的には、基板に当接する部分に位置する第１開口部１１ａの開口径を第２開口部１１ｂの開口径よりも大きくしてもよい、このような構造により、吸引力が向上することになり、より高精度且つ強力な基板の吸着を実現することができる。

本発明の第１実施態様に係る基板吸着装置は、内部ガスを吸引して当接した基板を吸着する基板吸着装置であって、前記基板に当接し、複数の吸引孔を備える吸着部と、前記複数の吸引孔のそれぞれと連結する内部共有空間を前記吸着部と協働して形成し、前記内部共有空間から前記内部ガスを吸引するための吸引口を備える吸引孔連結部と、前記吸着部に内設され、前記吸引孔の開閉を行う複数の弁体を備える板状の吸引孔開閉部と、を有し、前記弁体は、前記吸引孔によって露出した前記吸着部の内側表面に当接して前記吸引孔を閉塞する閉塞板、前記閉塞板を前記吸引孔の延在方向に沿って平行移動可能に支持する弾性支持板を備え、前記弾性支持板は、前記閉塞板を中心として同心状に形成された環状部、前記閉塞板と前記環状部との間に位置する開口部、及び前記閉塞板と前記環状部とを連結する連結部を含み、前記閉塞板は、前記基板を吸引する前の状態から前記内側表面に向って平行移動して前記吸引孔を閉塞することである。

本実施態様においては、吸着部に内設された板状の吸引孔開閉部に弁体を形成し、当該弁体の重力に影響を受けない動きによって吸引孔の開閉を行う。このため、吸引方向が限定されることもない。また、吸引孔の開閉に対して、複数の弁体が形成された１枚の板状の吸引孔開閉部のみ使用するため、吸引機構自体も単純化することができ、基板吸着装置自体のメンテナンスの容易化及びコストの低減を図ることができる。

本発明の第２実施態様に係る基板吸着装置は、前記閉塞板が、前記吸引孔によって露出した前記吸着部の内側表面に直接当接して前記吸引孔を閉塞することである。また、本発明の第３実施態様に係る基板吸着装置は、上述した第１又は第２実施態様において、前記弾性支持板が、前記環状部を複数含み、且つ複数の前記環状部同士を連結する連結部を含むことである。これにより、弾性支持板がばねの板バネのように機能することになり、重力の影響を受けずに、吸引孔の開閉を正確に行うことができる。

本発明の第４実施態様に係る基板吸着装置は、上述した第３実施態様において、前記閉塞板と前記環状部、及び互いに隣接する前記環状部が、複数の連結部によって連結されていることである。これにより、２点リンク機構を実現することができ、閉塞板の変位量を増加し、吸引孔の開閉をより容易且つ正確に行うことができる。

本発明の第５実施態様に係る基板吸着装置は、上述した第１乃至第４のいずれかの実施態様において、前記吸引孔が、前記弁体が内部に配設された第１貫通孔、及び前記閉塞板よりも小なる開口形状を含むことである。これにより、閉塞板を吸着部の内側側面に確実に当接することができ、吸引孔を確実に閉塞することができる。

本発明の第６実施態様に係る基板吸着装置は、上述した第１乃至第５のいずれかの実施態様において、前記吸着部が、前記基板に当接するエラストマー、並びに前記吸引孔開閉部を挟持する第１挟持板及び第２挟持板を含むことである。これにより、吸着部の主要構成部材を３つにすることができ、吸引機構自体もより単純化することができ、基板吸着装置自体のメンテナンスの容易化及びコストの低減を更に図ることができる。

本発明の第７実施態様に係る基板吸着装置は、上述した第１乃至第６のいずれかの実施態様において、前記複数の弁体が、前記吸引孔開閉部においてマトリックス状に形成されていることである。これにより、基板吸着装置が複数の吸引孔及び当該吸引孔に内設された弁体を備えることになり、吸引力の向上を図ることができる。

本発明の第８実施態様に係る基板吸着方法は、複数の吸引孔を備えるとともに前記吸引孔によって内側表面が露出した吸着部に基板を当接する当接工程と、前記吸引孔内の内部ガスを吸引する吸引工程と、前記内部ガスの吸引量が閾値以上になると、前記吸引孔内に配設された板状の弾性支持板が前記吸引孔の延在方向に沿って撓み、前記弾性支持板に支持された閉塞板が変位して前記吸引孔を閉塞する閉塞工程と、を有し、前記閉塞工程においては、前記閉塞板を中心として同心状に形成された環状部、前記閉塞板と前記環状部との間に位置する開口部、及び前記閉塞板と前記環状部とを連結する連結部からなる前記弾性支持板の構造により、前記閉塞板が前記吸引孔の延在方向に沿って平行移動して前記吸着部の前記内側表面に当接し、前記吸引孔を閉塞する。

本実施態様においては、吸着部に内設された板状の吸引孔開閉部に弁体を形成し、内部ガスの吸引量に応じた当該弁体の動きによって吸引孔の開閉を行う。このため、吸引方向が限定されることもなく、吸引機構自体も単純化することができ、更には基板吸着装置自体のメンテナンスの容易化及びコストの低減を図ることができる。

本発明の第９実施態様に係る基板吸着方法は、上述した第８実施態様において、前記閉塞板による前記吸引孔の閉塞の開始は、前記吸引孔によって露出した前記吸着部の内側表面であって前記閉塞板と接触する部分と、変位前の前記閉塞板の位置とまでの距離によって調整されることである。これにより、閉塞板による吸引孔の閉塞の開始のタイミングを容易に調整することができ、吸着物である基板の寸法及び特性、並びに基板吸引装置の寸法に応じて、最適なタイミングにて吸引孔を閉塞することができ、より高精度の基板の吸着を実現することができる。

１ 基板吸着装置
２ 吸着部
３ 蓋体（吸引孔連結部）
４ 金属平板（吸引孔開閉部）
５ 接続管
５ａ 貫通孔
６ エラストマー
７ 第１挟持板
８ 第２挟持板
８ａ 内側表面
１１ 貫通孔
１２ 貫通孔
１２ａ 第１開口部
１２ｂ 第２開口部
１２ｃ 第３開口部
１３ 貫通孔
１３ａ 第１開口部
１３ｂ 第２開口部
１４ 吸引孔
１５ 貫通孔
１５ａ 連結口
１５ｂ 吸引口
２１ 弁体
２２ 閉塞板
２３ 弾性支持板
２４ 環状部
２５ 周辺領域
２６ 連結部
２７ 開口部
３１ 基板
３２ スルーホール

Claims (9)

1. 内部ガスを吸引して当接した基板を吸着する基板吸着装置であって、
   前記基板に当接し、複数の吸引孔を備える吸着部と、
   前記複数の吸引孔のそれぞれと連結する内部共有空間を前記吸着部と協働して形成し、前記内部共有空間から前記内部ガスを吸引するための吸引口を備える吸引孔連結部と、
   前記吸着部に内設され、前記吸引孔の開閉を行う複数の弁体を備える板状の吸引孔開閉部と、を有し、
   前記弁体は、前記吸引孔によって露出した前記吸着部の内側表面に当接して前記吸引孔を閉塞する閉塞板、前記閉塞板を前記吸引孔の延在方向に沿って平行移動可能に支持する弾性支持板を備え、
   前記弾性支持板は、前記閉塞板を中心として同心状に形成された環状部、前記閉塞板と前記環状部との間に位置する開口部、及び前記閉塞板と前記環状部とを連結する連結部を含み、
   前記閉塞板は、前記基板を吸引する前の状態から前記内側表面に向って平行移動して前記吸引孔を閉塞する基板吸着装置。
2. 前記閉塞板は、前記吸引孔によって露出した前記吸着部の内側表面に直接当接して前記吸引孔を閉塞する請求項１に記載の基板吸着装置。
3. 前記弾性支持板は、前記環状部を複数含み、且つ複数の前記環状部同士を連結する連結部を含む請求項１又は２に記載の基板吸着装置。
4. 前記閉塞板と前記環状部、及び互いに隣接する前記環状部は、複数の連結部によって連結されている請求項３に記載の基板吸着装置。
5. 前記吸引孔は、前記弁体が内部に配設された第１貫通孔、及び前記閉塞板よりも小なる開口形状を含む第２貫通孔を備える請求項１乃至４のいずれか１項に記載の基板吸着装置。
6. 前記吸着部は、前記基板に当接するエラストマー、並びに前記吸引孔開閉部を挟持する第１挟持板及び第２挟持板を含む請求項１乃至５のいずれか１項に記載の基板吸着装置。
7. 前記複数の弁体は、前記吸引孔開閉部においてマトリックス状に形成されている請求項１乃至６のいずれか１項に記載の基板吸着装置。
8. 複数の吸引孔を備えるとともに前記吸引孔によって内側表面が露出した吸着部に基板を当接する当接工程と、
   前記吸引孔内の内部ガスを吸引する吸引工程と、
   前記内部ガスの吸引量が閾値以上になると、前記吸引孔内に配設された板状の弾性支持板が前記吸引孔の延在方向に沿って撓み、前記弾性支持板に支持された閉塞板が変位して前記吸引孔を閉塞する閉塞工程と、を有し、
   前記閉塞工程においては、前記閉塞板を中心として同心状に形成された環状部、前記閉塞板と前記環状部との間に位置する開口部、及び前記閉塞板と前記環状部とを連結する連結部からなる前記弾性支持板の構造により、前記閉塞板が前記吸引孔の延在方向に沿って平行移動して前記吸着部の前記内側表面に当接し、前記吸引孔を閉塞する基板吸着方法。
9. 前記閉塞板による前記吸引孔の閉塞の開始は、前記吸引孔によって露出した前記吸着部の内側表面であって前記閉塞板と接触する部分と、変位前の前記閉塞板の位置とまでの距離によって調整される請求項８に記載の基板吸着方法。

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