JPH058943U - 吸着ハンドラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 吸着板１０上への加工部材１１載置時には吸
着板１０を真空源１４に接続して加工部材１１を吸着す
る一方、非載置時には、吸着板１０に圧縮空気源１６を
接続して吸着板１０の上方に空気を送出し、この空気送
出領域での空気の澱みを解消して停滞するダストを排除
するように動作する吸着ハンドラであって、加工部材１
１の吸着面および空気の送出面となる上面部１２を焼結
金属等の多孔質体で形成する。 【効果】 上面部１２の全体にわたって一様な空気の吹
出しが行われることから、従来、穿設加工にて離散的な
配置構造で吸着孔が設けられていた場合の吸着孔間の局
部的な空気の澱みが解消され、このため、吸着板１０上
方空間の清浄度が向上する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、例えば、クリーンルーム等の清浄度の高い空間内に設置された製造 装置で加工されるシリコンウエハやガラス板等の加工部材を吸着して搬送・固定 するために使用される吸着ハンドラに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

高精度の加工が要求されるＩＣ（Integrated Circuit) や液晶表示パネルは、 基材となるシリコンウエハやガラス板等の加工部材に付着する空気中のダストが 歩留りに大きな影響を与えることから、図５に示すように、空気濾過フィルター ３４を備えた清浄度の高いクリーンルーム３８内に設置された製造装置３１で、 上記のような加工部材３９に対する加工が行われる。そして、製造装置３１には 、人間がダストの発生源になることが多いため、加工部材３９を吸着して搬送や 加工位置で固定するための吸着ハンドラ３３が設けられている。

【０００３】 上記の吸着ハンドラ３３は、製造装置３１の装置本体３２と装置上面部３５と の間の位置に水平に配設される吸着板３７を有している。この吸着板３７は、図 ６および図７に示すように、内部の中空部３７ａの上部を覆う平板材より成る上 面部３７ｂに多数の吸着孔３７ｃ…を設けて構成され、中空部３７ａを真空源に 接続することによって、上面部３７ｂに載置された加工部材３９に吸着孔３７ｃ …を通して真空吸着力を作用させ、これによって、加工部材３９を吸着して保持 できるようになっている。このような吸着ハンドラ３３を用いることによって、 人手を介さずに加工部材３９の搬送や固定を行わせることができるため、加工部 材３９へのダストの付着が抑制され、歩留りを向上することが可能になる。

【０００４】 一方、前記クリーンルーム３８内では、通常、図８に示すように、天井面に設 けられた空気濾過フィルター３４を通してダストの除去された空気が吹出され、 この空気は、床３６に形成された排気孔３６ａを通して外部に排気される。した がって、クリーンルーム３８内では、ダストの除去された清浄な空気が天井から 床３６に向かって流れるようになっている。

【０００５】 ところが、前記吸着ハンドラ３３の吸着板３７は、上記のように下降気流とな る空気の流れに対して直交するように水平に配設されているために、上方からの 空気の流れが吸着板３７にて遮られ、この結果、吸着板３７の上方で空気の澱み が生じる。特に、下降気流は吸着板３７の上方に位置する装置上面部３５におい ても遮られるために、この装置上面部３５と吸着板３７との間の空間領域におい て一層大きな空気の澱みを生じ、したがって、この領域でダストが停滞すること となって空気の清浄度が低下し、この結果、吸着板３７上に載置される加工部材 ３９に多くのダストが付着するという不具合を生じている。

【０００６】 そこで、上記の不具合を解消するために、本願発明者等は、加工部材の吸着時 以外のときに、吸着板への接続を真空源から圧縮空気源に切換え、図９に示すよ うに、吸着板４０内の中空部４１から、その上方の上面部４２に多数形成されて いる吸着孔４３…を通して空気を上方に送出する構成の吸着ハンドラを先に提案 した（特願平３−３３１６３号参照）。このように、吸着板４０の上面から上方 に空気を送出することで、吸着板４０の上方空間での空気の澱みが解消され、こ れにより、停滞していたダストを排除できることから、この領域での空気の清浄 度を向上することが可能となる。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記のように吸着板４０における吸着孔４３…を通して空気を 上方に送出する構成とする場合においても、ダストの低減効果が必ずしも充分に は得られないという問題を生じている。つまり、上記のような吸着板４０は、吸 着板４０の上面部４２に通常穿設加工にて多数の吸着孔４３…を設けることで作 製されるが、このような吸着孔４３…をより小径として密に設けることは、加工 コストや加工性能等によって制限されるため、各吸着孔４３…間にある程度距離 をおいた離散的な吸着孔配置構造となっている。この結果、隣合う吸着孔４３・ ４３間での空気の吹出しを生じない局部的な領域の上方で、空気の澱みが依然と して残存し、したがって、この領域に滞留するダストが、上面部４２に載置され た加工部材３９に付着するという問題を生じているのである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案の吸着ハンドラは、上記の問題点を解決するために、真空源と圧縮空気 源とに切換接続される中空部を内部に有する吸着板が設けられ、例えばシリコン ウエハやガラス板等の加工部材が載置される上記中空部上方の上面部が、例えば 焼結金属等から成る多孔質体にて形成されると共に、加工部材の載置時に上記中 空ぶを真空源に連通させる一方、加工部材の非載置時には、上記中空部を圧縮空 気源に連通させて、上記多孔質体を通して圧縮空気を上方に送出させる連通切換 手段が設けられていることを特徴としている。

【０００９】

【作用】

上記の構成によれば、加工部材の載置時には、吸着板の中空部が真空源に連通 することにより、上記加工部材が吸着板に吸着される。一方、非載置時には、中 空部を圧縮空気源に連通させて、この圧縮空気源から供給される空気を吸着板の 上面部を通して上方に送出し、これにより、吸着板の上方空間に滞留しているダ ストをこの領域から排除する操作が行われる。

【００１０】 このとき、吸着板の上面部は、例えば焼結金属から成る多孔質体にて形成され ていることから、この上面部は、極く小径の孔が全面にわたって高密度で表面に 開口している。このため、上面部からは、その全面にわたって層流に近い一様な 流れの空気が上方に送出されることから、穿設加工により吸着孔を形成していた 場合に生じていた前述の吸着孔間の局部的な空気の澱み領域も解消される。この 結果、吸着板の上方はその全体にわたってダストの停滞領域が生じなくなるので 、吸着板の上方空間をより高い清浄度で維持することができる。

【００１１】

【実施例】 本考案の一実施例について図１ないし図４に基づいて説明すれば、以下の通り である。

【００１２】 本実施例の吸着ハンドラには、図１に示すように、例えばＩＣや液晶表示パネ ルの基材となるシリコンウエハやガラス板等の加工部材１１が載置される吸着板 １０と、それぞれ電磁式の３ポート方向制御弁から成る第１・第２の２個の切換 弁（連通切換手段）１３・１５とが設けられている。

【００１３】 上記各切換弁１３・１５は、それぞれ、出口ポート１３ｃ・１５ｃを、入口ポ ート１３ａ・１５ａと排気ポート１３ｂ・１５ｂとに切換連通するように構成さ れている。第１切換弁１３の出口ポート１３ｃは、吸着板１０の後述する導通孔 １０ｂに接続されており、また、この第１切換弁１３の排気ポート１３ｂは例え ば真空ポンプ等の真空源１４に接続される一方、入口ポート１３ａは第２切換弁 １５の出口ポート１５ｃに接続されている。この第２切換弁１５の入口ポート１ ５ａは圧縮空気源１６に接続され、また、排気ポート１５ｂは大気開放されてい る。

【００１４】 前記吸着板１０は、図２に示すように、加工部材１１の形状、この場合には、 液晶表示パネルの基材としての方形のガラス板に合わせて、例えば４００ｍｍ× ４００ｍｍ程度の方形形状に形成されている。内部には、図１に示すように、加 工部材１１の載置面のほぼ全体にわたって広がる空間形状の中空部１０ａが形成 されている。この中空部１０ａの下側を覆う底壁には、この中空部１０ａに連通 する前記導通孔１０ｂが穿設されており、この導通孔１０ｂに前記第１切換弁１ ３の出口ポート１３ｃが接続されている。

【００１５】 一方、上記吸着板１０の中空部１０ａの上方を覆う上面部１２は、例えば、Ｓ ＵＳ３１６Ｌ相当品等を粒状金属にして高温で焼き固めて得られた焼結金属を、 中空部１０ａのほぼ全体を覆う平板状に形成し、これをその上面１２ａが加工部 材１１の載置面を形成するように、吸着板１０の上面側に取付けることによって 構成されている。

【００１６】 上記のように、上面部１２は焼結金属等の多孔質体から成ることにより、その 材料形成段階で生成される内部の連続気孔を通して、中空部１０ａと吸着板１０ の上方空間領域との連通状態が与えられるものとなっている。また、上記のよう な多孔質金属板から成る上面部１２は、これを通過する空気からダストを除去す るフィルター機能を備えており、例えば0.３μｍ以上のダストを９９．９９％の 割合で除去することができる。

【００１７】 上記構成の吸着ハンドラは、図３に示すように、清浄度が高めれらた空間を形 成するクリーンルーム９内に設置される製造装置１に装備されている。上記クリ ーンルーム９は、製造装置１が載置される床６と、この床６から立上げられた側 壁８と、この側壁８の上端部に設けられた空気濾過フィルター４とで形成されて いる。

【００１８】 上記空気濾過フィルター４は、外部の空気が通過した際に、例えば0.３μｍ以 上のダストを９９．９９％の割合で除去するようになっており、この空気濾過フ ィルター４を通過してダストの除去された清浄な空気がクリーンルーム９内に送 出される。

【００１９】 一方、クリーンルーム９の床６には、多数の排気孔６ａ…が形成されており、 これら排気孔６ａ…を通してクリーンルーム９内の空気が外部に排気される。し たがって、クリーンルーム９内では、天井側の空気濾過フィルター４を通してダ ストの除去された空気が、例えば0.３ｍ／ｓｅｃの平均流速で床６の方向に向か う下降気流となって流れるようになっている。

【００２０】 前記製造装置１は、前記吸着ハンドラ３を上面側に備えて前記吸着板１０を移 動させる図示しない移動手段等を内蔵した装置本体２と、この装置本体２の上方 に支持ポスト７・７を介して設けられた装置上面部５とから成っており、この装 置上面部５は、吸着ハンドラ３で保持された加工部材１１を上方から所定の仕様 に形成する加工手段等を内蔵している。

【００２１】 上記のように設けられた吸着ハンドラ３の動作について、次に説明する。

【００２２】 まず、加工部材１１を加工する場合には、図１に示すように、加工部材１１が 吸着ハンドラ３の吸着板１０上に載置される。その後 第１切換弁１３に対し、 その出口ポート１３ｃを、真空源１４の接続された排気ポート１３ｂに連通させ る操作が行われ、これにより、吸着板１０の中空部１０ａは真空源１４に連通し た状態となる。このとき、上面部１２はその上面１２ａの全体にわたって加工部 材１１に接しており、したがって、多孔質体から成る上面部１２は上面１２ａで 閉栓された状態となっていることから、中空部１０ａは真空源１４によって圧力 が低下する。この圧力低下によって、上面部１２を介して加工部材１１に真空吸 引力が作用し、この加工部材１１は吸着板１０に吸着して保持される。この吸着 保持状態で、加工部材１１は吸着板１０と共に搬送され、また、加工時における 所定の位置に移動されて固定される。

【００２３】 上記の加工部材１１に対する加工が終了すると、図１に示す第２切換弁１５に 対し、その出口ポート１５ｃを大気開放されている排気ポート１５ｂに連通させ ると共に、第１切換弁１３に対し、その出口ポート１３ｃを上記第２切換弁１５ の出口ポート１５ｃに接続されている入口ポート１３ａに連通させる切換操作が 行われる。これにより、吸着板１０の中空部１０ａは、両切換弁１３・１５を通 して大気に連通した状態になり、それまでの減圧状態から大気圧の状態に復帰す る。この結果、加工部材１１に対する真空吸引力が消失し、加工部材１１の吸着 状態が解除される。この吸着解除操作が行われた後、加工部材１１が吸着板１０ から取り除かれる。

【００２４】 上記のように吸着板１０から加工部材１１が取り除かれると、次いで、第２切 換弁１５に対し、その出口ポート１５ｃを、圧縮空気源１６に接続されている入 口ポート１５ａに連通させる切換操作が行われる。これにより、吸着板１０の中 空部１０ａは、第１・第２切換弁１３・１５を通して圧縮空気源１６に連通し、 圧縮空気源１６から、所定の圧力の空気が中空部１０ａに供給される。そして、 この空気は、中空部１０ａから、図４に示すように、上面部１２を通して吸着板 １０の上方空間に送出される。

【００２５】 上記のような吸着板１０からの送出空気は、前記のように焼結金属から成る上 面部１２を通過する際にダストが除去され、清浄な空気となって、例えば0.３ｍ ／ｓｅｃの平均流速で、上面部１２の全面から上方に送出される。

【００２６】 上記のように吸着板１０からの送出空気が、従来、空気の澱みを生じていた吸 着板１０と装置上面部５との間の空間に送られる結果、図３に示すように、上記 の従来澱みを生じていた空間部１７の空気は製造装置１の周辺へと矢印方向に押 し出されることになり、上記空間部１７のダストは製造装置１の周辺の下降気流 と共に床６の排気孔６ａから外部に排出される。

【００２７】 特に、本実施例の場合には、吸着板１０の上面部１２が、例えば焼結金属から 成る多孔質体にて形成されていることから、この上面部１２は、極く小径の孔が 全面にわたって高密度で表面に開口するものとなっている。このため、前述のよ うに、穿設加工により吸着孔を形成していた場合に生じていた吸着孔間の局部的 な空気の澱み領域も解消されて、上面部１２からは、その全面にわたって層流に 近い一様な流れとなって空気が上方に送出される。

【００２８】 これにより、空間部１７には、空気の澱み領域が生じることなく、全体にわた って、上面部１２から吹出される清浄な空気が存在する。実際、上記空間部１７ の清浄度をパーティクルカウンタで測定したところ、空気１立方フィート当たり の粒径0.３μｍ以上のダスト数は平均１個以下であり、高い清浄度が維持されて いることが確認された。また、吸着板１０表面にダストの堆積が観察されないこ とからも、上記空間部１７においても高い清浄度が維持されていることが確認さ れた。

【００２９】 なお、新たな加工部材１１が吸着板１０に載置される場合には、吸着板１０か らの空気の送出状態から、第２切換弁１５に対して、その出口ポート１５ｃを大 気開放側の排気ポート１５ｂに連通させる切換操作がまず行われて、吸着板１０ からの空気の送出が停止され、次いで、加工部材１１が載置された後に、前記の ように、第１切換弁１３における出口ポート１３ｃを真空源１４へと連通させる 切換操作が行われる。

【００３０】 以上の説明のように、本実施例の吸着ハンドラは、加工部材１１が載置される 上面部１２に、焼結金属等の多孔質体を使用し、この多孔質体の連続気孔を加工 部材１１の吸着と共に空気の送出孔として利用するようになっている。したがっ て、吸着板１０の上方空間全体におけるダストの停滞が解消され、結果として高 い清浄度を維持することが可能になっている。

【００３１】 なお、上記実施例においては、上面部１２を構成する多孔質体として、クリー ンルーム９の空気濾過フィルター４と同程度にダストを除去する高性能フィルタ ー機能をも有するものを選定した例を挙げて説明したが、例えばクリーンルーム ９内への供給空気として必要な程度にダストを除去するフィルターを吸着板１０ への圧縮空気源１６の接続ラインに別途介設し、上面部１２を構成する多孔質体 としては、これが格別のフィルター機能を備えていなくとも、空気を全面にわた って一様に送出し得る程度の目のあらいもので構成することも可能である。また 、上記実施例においては、焼結金属より成る多孔質体を例に挙げたが、例えば中 空糸を束ねたもの等の同様の機能を有するその他の材料を用いて構成することが できる。

【００３２】

【考案の効果】

以上のように、本考案の吸着ハンドラは、真空源と圧縮空気源とに切換接続さ れる中空部を内部に有する吸着板が設けられ、加工部材が載置される上記中空部 上方の上面部が多孔質体にて形成されると共に、加工部材の載置時に上記中空部 を真空源に連通させる一方、加工部材の非載置時には、上記中空部を圧縮空気源 に連通させて、上記多孔質体を通して圧縮空気を上方に送出させる連通切換手段 が設けられている構成である。

【００３３】 これにより、加工部材の非載置時には、極く小径の孔が全面にわたって高密度 で表面に開口する多孔質体から成る上面部を通して、空気が上方に送出される。

【００３４】 この結果、穿設加工により吸着孔を離散的な配置で設けた場合の吸着孔間の局部 的な空気の澱み領域も解消され、したがって、吸着板の上方はその全体にわたっ てダストの停滞領域が生じなくなるので、吸着板の上方空間をより高い清浄度で 維持することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例における吸着ハンドラの概略
構成図である。

【図２】上記吸着ハンドラにおける吸着板の斜視図であ
る。

【図３】上記吸着ハンドラが設けられるクリーンルーム
内を示す説明図である。

【図４】上記吸着板の要部拡大断面図である。

【図５】従来のクリーンルーム内の配置状態を示す説明
図である。

【図６】従来の吸着ハンドラにおける吸着板の平面図で
ある。

【図７】図６におけるＸ−Ｘ線矢視断面図である。

【図８】従来のクリーンルーム内の空気の流れを示す説
明図である。

【図９】従来の吸着板からの空気の送出状態を示す部分
拡大断面図である。

【符号の説明】

１０ 吸着板 １０ａ 中空部 １１ 加工部材 １２ 上面部 １３ 第１切換弁（連通切換手段） １４ 真空源 １５ 第２切換弁（連通切換手段） １６ 圧縮空気源

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】真空源と圧縮空気源とに切換接続される中
   空部を内部に有する吸着板が設けられ、加工部材が載置
   される上記中空部上方の上面部が多孔質体にて形成され
   ると共に、加工部材の載置時に上記中空部を真空源に連
   通させる一方、加工部材の非載置時には、上記中空部を
   圧縮空気源に連通させて、上記多孔質体を通して圧縮空
   気を上方に送出させる連通切換手段が設けられているこ
   とを特徴とする吸着ハンドラ。