JPH07446Y2 - 加工物保持用の真空装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、個々に離間した一組の支持部材を支持するた
めのベースと、加工物用の支持面を形成する前記支持部
材の遊端面と、前記支持部材間に内容物排出可能な真空
空間部の一部を形成するスペーシングと、一組の前記支
持部材を包囲し且つ保持されるべき前記加工物に対し密
封して真空を維持するシール手段とを具えた加工物保持
用の真空装置に関するものである。

米国特許明細書第4,213,698号には、上述したタイプの
真空装置が開示されている。上述した装置は、特に、集
積回路を形成した写真製版でパターン印刷された表面を
もつシリコンウェーハを保持するのに適している。組を
なす支持部材は複数の金属ピンを具え、このピンの遊端
面は、滑らかでかつ平坦に形成されていると共に、加工
物用の支持面を正確に形成している。シール手段はシー
ルリングを具え、このシールリングは円柱壁の上側縁部
に配置され、この円柱壁は真空空間部の境界線を形成し
ている。シリコンウェーハは、円周部がシールリングか
ら僅かに突出するように真空装置上に配置されている。
シールリングは支持面に配置された平滑な上側縁面を有
している。したがって、シリコンウェーハは、真空空間
部の内容物の排出が行われる所定の支持面内で即座にか
つ正確に配置される。真空空間部の内容物を排出するこ
とによってシリコンウェーハは支持面に固定される。

既知の装置は、比較的高い剛性をもったシリコンウェー
ハのような加工物を保持するのに適している。しかしな
がら、この装置は、剛性のない材料すなわち比較的薄い
材料からなる加工物には適していない。既知の装置にお
いて、支持部材間のスペーシングを小さくするのは困難
であり、装置が複雑になってしまう、既知の装置の更に
他の不利益として、高い平坦度の加工物が少なくとも要
求される場合に、ゴミのない空間のみでしか使用できな
いことである。一つのピンの端面に汚染物がある場合、
特に、汚染物が研磨砂のような硬い粒子である場合、加
工物に大変大きな応力が局部的に加わる。このことは、
加工物の局部的変形を少なくとも引き起こすと共に、破
断をも引き起こす。支持部材の遊端面及びシール手段は
支持面に大変正確に載置されなければならないので、既
知の装置では比較的高価となり、その結果、使用に際し
てかなりの制限を受ける。

本考案の目的は、薄く壊れやすい加工物の使用に適し、
汚染物の影響をほとんど受けず、小さな容積の真空空間
部を利用するような冒頭段落記載のタイプの真空装置を
提供することにある。この目的を達成するために、本考
案において、個々に離間した弾性支持部材の組を支持す
るためのベースと、加工物用の支持面を形成する前記支
持部材の自由端面と、前記支持部材間に空気抜き可能な
真空空間部の一部を形成するスペーシングと、支持部材
の組を包囲し且つ保持されるべき前記加工物に対し密封
して真空を維持するシール手段を備え、加工物を位置決
めした後に前記真空空間部の空気抜きを行った場合、前
記弾性支持部材の軸線方向の変形が一斉に行われ、これ
と同時に真空空間部の容積を減少させるようにした加工
物保持用の真空装置において、装置内が特定の負圧に達
すると、前記支持部材は互いに接触するような横方向の
変形をし、それにより支持部材の軸方向の弾性変形が実
質的に抑制されるようにしたことを特徴とする。弾性支
持部材は弾性変形するので、加工物を変形させる弾性支
持部材の場所において、ゴミの粒子等の影響をほとんど
受けず、その結果、変形応力は実質的に減少する。この
ことは、支持部材の弾性変形の結果として、支持部材の
所定の局部的変形が起こることに起因している。したが
って、支持部材の変形に拘わらず加工物の正確な最終位
置を得ることができる。弾性支持部材の横寸法が増加す
ると、変形応力が減少する。弾性支持部材は、変形場所
において、お互いが密に接触するように配置され、その
結果として、支持面は最終的に連続又は少なくとも実質
的に連続となる。したがって、本考案においては、弾性
支持部材の変形が増加すると真空空間部の容積が減少す
るので、僅かな真空でも加工物を素早く保持できるとい
った利点をもっている。また、加工物を取外すために真
空空間部に空気を素早く送り込むこともできる。約30cm
の直径で約100ミクロンの厚さを有する薄い電鋳用ニッ
ケルシェルは本考案に係る真空装置で保持することがで
き、加工面の軸線方向の変形を約５ミクロン以下にする
ことができる。このような薄いニッケルシェルは、光学
読取りディスクの複製において使用されている。真空装
置によってシェルが回転し保持されている場合、レーザ
ービームのような径方向ビームによって読取ることので
きる情報構体が前記ニッケルシェルの表面に形成され
る。

本考案の好適な実施例において、前記弾性支持部材は、
実質的に平行でかつ平坦なパッド体を具えた支持パッド
に属すると共に、前記パッド体から一側に突出したこと
を特徴とする。したがって、弾性支持部材を支持するパ
ッド体を真空装置のベースに簡単に取付けることができ
る。更に本考案の好適な実施例において、前記パッド体
と前記弾性支持部材は、少なくとも大部分で弾性材料か
ら形成された一体ユニットを構成することを特徴とす
る。前述した全ての実施例を容易に組合わせるために、
本考案の実施例において、前記弾性支持部材をエラスト
マー材で形成したことを特徴とする。

実際上十分に機能するパッド部材は、卓球ラケットを覆
っているような既知のパッド材料から形成されている。
このようなパッド材料を利用すると商業的に低コストと
なる。パッド材料は、弾性支持部材をも形成するエラス
トマー材内に埋め込まれた織物を具えている。これら支
持部材は、密に離間した平行の円柱ピンからなってい
る。多くの場合、エラストマー材の利用は大変重要であ
る。なぜなら、エラストマー材は、圧縮下でエラストマ
ー本体の体積をほとんど変えないか又は全く変えないか
らである。このことは、体積においては変化しないが形
状においては弾性変形することを意味している。

本考案の適切な他の実施例において、前記シール手段
は、軸線方向に変形可能な弾性シールリップ部をもつ環
状本体を具えたことを特徴とする。したがって、シール
リップ部は適切なプラスチック又はエラストマー材で商
業的に生産され、十分なシール効果を与えることができ
る。

本考案に係る真空装置は、液体内に沈められる加工物を
保持する場合に特に有益である。アナログレコード又は
光読取りディスクのような情報キャリァの形成におい
て、ニッケル槽内で電鋳されたニッケルシェルを利用す
ることが通常行われており、このニッケルシェルは、転
写又は射出成形工程におけるスタンパとして使用される
か、又は、スタンパの製造における中間製品を構成して
いる。表面に情報構体をもったディスク状の加工物は、
回転スピンドルに配置され、続いてニッケル槽内に沈め
られる。本考案に係る真空装置を利用する場合、液を槽
の外部に出すことが好ましい。この場合、流体内に沈め
られた加工物を保持するために、加工液に作用するエジ
ェクタポンプを具えた排出装置を前記真空空間部に接続
すると好適である。一般的に、空気エジェクタシステム
は、大きな真空空間部から気体を排出するには適さず、
しかし、本考案に適用した真空空間部は非常に小さいの
でこのシステムに適している。原理的に、支持部材間の
スペーシングをあまり大きくしてはならない。槽から流
出するいかなる液体もエジェクタを介して加工媒体と一
緒に排出され、もし望むなら、液体を適切な容器に直ち
に集めることもできる。

以下、本考案に係る一実施例を図面に基づいて詳細に説
明する。

図示された真空装置は、金属又は他の適切な材料からな
る円形ディスク状のベース１を具えている。このベース
１は個々に離間した複数の弾性支持部材２を支持し、こ
の弾性支持部材２の遊端面３は、加工物５のための支持
面４を形成し、この場合における加工物５はガラスディ
スクである。図示された実施例において、全ての支持部
材２は弾性を有しているので、簡略化のために、弾性支
持部材は以下「支持部材」という。支持部材２間のスペ
ーシング６は内容物の排出可能な真空空間の一部を形成
している。一組の支持部材２は、シール手段７によって
包囲され、このシール手段は、加工物５に対して密封し
て真空を維持できるシールを提供している。

支持部材２は弾性変形可能な材料からなり、そして、シ
ール手段７は、軸線方向に移動可能なリップ部８を具
え、その結果、加工物５を位置決めして真空空間部６の
内容物を排出した後において、リップ部８が支持部材２
の軸線方向の変形と同時に移動して、支持部材の横寸法
を増加させ、そして、真空空間部の容積を減少させる。

支持部材２は支持パッド９の一部を構成し、この支持パ
ッド９は概ね平行な面をもったパッド体10を具えてい
る。パッド体10と支持部材２は、少なくとも大部分で一
体ユニットを構成し、この一体ユニットは、エラストマ
ー材のような弾性材料からなっている。図示された実施
例において、支持パッド９は商業的に有益なパッド材料
を切断加工したものであり、このパッド材料は卓球ラケ
ットに一般的に利用されている。パッド体10は織物11で
補強されている。このことは、商業的に適切な品質を保
証するのに有益であることが判明した。ピン状をした支
持部材２は、高さにおいて僅か10μの大きさを有すると
共に、直径においても大変僅かなものである。

シール手段７は、シリコンゴムのような適切な材料から
リング状に形成されていると共に、シールリップ部８と
一体に製造されており、更にまた、シール手段７は接着
剤又はクランプ止めのような適切な方法でベース１に取
付けられている。

シールリップ部８によって周囲をシールさせ且つ加工物
５と支持パッド９との間の真空空間部の内容物を排出さ
せるために、真空ダクト12がベース１に形成されてい
る。このダクト12は支持部材２間の真空空間部へ開放さ
れている。

第５図に示すように、真空ダクト12は排出装置13に連結
されている。加工物５は電鋳装置の容器15内に収めた液
体14に沈められている。前記電鋳装置は本考案に関係な
いので、概略的に図示し、詳細な説明は行わない。前記
電鋳装置は、例えばヨーロッパ特許出願第0,058,649 A1
号に開示された装置にしてもよい。頂部で容器15は、ヒ
ンジ部17で開閉回動するカバー16によって閉鎖されてい
る。このカバー16には中空チューブ20用の軸受18が設け
られており、中空チューブ20は、矢印19の方向に回転自
在となすと共に、端部で真空装置のベース１を支えてい
る。真空ダクト12はチューブ20と連結し、排出装置13で
終わっている。

図解的に示された排出装置は、ノズル21及びインジェク
タ体22を備え、このインジェクタ体22は、一体をなすベ
ンチュリーダクト23を有している。ノズル21は吹出し開
口24を有し、この吹出し開口24を通って空気を矢印25方
向に押出している。真空ダクト12はベンチュリーダクト
23のところで終わっている。したがって、部分的な圧力
差により、真空空間及び真空ダクト内の空気が矢印26に
よって示される方向に流れ、そして、矢印27によって示
されるように排出装置から排出される。

本考案の重要な利点として、排出状態（第４図参照）に
おいて、支持面４が十分に形成され、この位置は起こり
得る真空の変化にほとんど影響を受けない。なぜなら、
所定の圧力差から始まって、支持部材２はお互いに接触
するような横方向の変形を受け、更に支持部材の軸線方
向の弾性変形が実質的に抑制されるからである。支持部
材は第２図に示された範囲よりも大きく変形させてもよ
く、原理的には、支持部材間の全てで隙間をなくすよう
な範囲に変形させることも可能である。この場合におい
て、少なくとも支持部材がエラストマー材で形成されて
いるとき、真空空間部の内容物を更に排出しても支持部
材の軸線方向の変位が起こらない。なぜなら、上述した
ように、エラストマー材を実質的に圧縮できないからで
ある。したがって、本考案に係る真空装置は、真空の僅
かな変動にも拘わらず、予定面に正確に物体を保持する
のに適している。

本考案は上記実施例に限定されるものではない。例え
ば、支持部材を断面円形にする必要はなく、別の適切な
形状にしてもよい。もし必要なら、支持部材をエラスト
マー材で作る必要はなく、別の材料で作ってもよい。真
空装置は、平坦でない加工物を保持するために、すなわ
ち平坦でない形状に保持される加工物を保持するため
に、湾曲状に形成してもよい。個々に離間して組をなす
弾性支持部材に加わて、例えば排出状態で支持面４の位
置決めをする非変形の隙間部材を具えた別の支持部材を
一組設けてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る真空装置に加工物を装着した状態
を示す部分切欠正面図、 第２図は第１図のII−II線に沿う断面図、 第３図は第２図のIIIで囲まれた部分の拡大図、 第４図は第２図のIVで囲まれた部分の拡大図、 第５図は本考案に係る真空装置を電鋳装置内で使用して
いる状態を示す断面図である。 １……ベース、２……弾性支持部材 ３……遊端面、４……支持面 ５……加工物 ６……スペーシング（真空空間部） ７……シール手段、８……リップ部 ９……支持パット、10……パッド体 11……織物、12……真空ダクト 13……排出装置、14……液体 15……容器、16……カバー 17……ヒンジ部、18……軸受 20……中空チューブ、21……ノズル 22……インジェクタ体、23……ベンチュリーダクト 24……吹出し開口

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】個々に離間した弾性支持部材（２）の組を
   支持するためのベース（11）と、加工物（５）用の支持
   面（４）を形成する前記支持部材（２）の自由端面
   （３）と、前記支持部材間に空気抜き可能な真空空間部
   （６）の一部を形成するスペーシングと、 支持部材の組を包囲し且つ保持されるべき前記加工物
   （５）に対し密封して真空を維持するシール手段（７）
   を備え、 加工物（５）を位置決めした後に前記真空空間部（６）
   の空気抜きを行った場合、前記弾性支持部材の軸線方向
   の変形が一斉に行われ、これと同時に真空空間部の容積
   を減少させるようにした加工物保持用の真空装置におい
   て、 装置内が特定の負圧に達すると、前記支持部材は互いに
   接触するような横方向の変形をし、それにより支持部材
   の軸方向の弾性変形が実質的に抑制されるようにしたこ
   とを特徴とする真空装置。