JPH09295236A - 基板吸着保持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 吸着した基板に損傷を与えることなく、吸着
解除させることができる基板吸着保持装置を提供する。 【解決手段】 吸着保持装置１は、プレート２、冷却装
置１６、空気圧制御装置１８等からなり、プレート２に
は、吸着孔４と昇降ピン６等が設けてある。吸着孔４と
昇降ピン６は、プレートの表面に同一円上に交互に配列
してあり、更にその配列が同心円状に形成されている。
又同一円上の吸着孔は、同一の吸排気通路８で連結して
あり、各吸排気通路ごとに負圧の供給や不活性ガスの噴
出がなされるようになっている。更に、プレートの表面
には微小な凹凸が形成されている。このように構成した
ことにより、基板を剥離する際昇降ピンににかかる基板
吸着力を均一にでき、割れ等を発生させることなく基板
を剥離できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶ディスプレイ
のガラス基板等板状体を負圧により吸着保持し、又保持
した基板を冷却する基板吸着保持装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】基板吸着保持装置は、基板等を負圧によ
って吸着するプレートと、プレートに負圧を供給する負
圧装置と、プレートに冷却液を供給する冷却液供給装置
等から構成され、例えば液晶ディスプレイのガラス基板
をプレート上に吸着保持し、冷却液供給装置からプレー
トに冷却液等を送り製造工程の途中で加熱されたガラス
基板を冷却させる装置である。

【０００３】従来のプレート２０を図５に示す。プレー
ト２０は図５に示すように、負圧装置に連通した吸着孔
４が、プレート２０の中央部に楕円状に、又外周部に直
線上に配置されており、更に昇降ピン６がプレート２０
の中央部からプレート２０の対角線に沿って等間隔で配
置されている。

【０００４】そして、基板吸着保持装置は、前工程から
ハンド等によって基板が搬送されてくると昇降ピン６を
上昇させて基板を支持し、ハンドが原点に復帰すると吸
着孔４に負圧を供給して吸着を開始させ、昇降ピン６を
下降させて基板をプレート２０で吸着する。冷却液をプ
レート２０に供給し基板が冷却されると、吸着孔４への
負圧の供給を停止し、吸着孔４から不活性ガスを吹き出
しながら昇降ピン６を上昇し、基板をプレート２０から
剥離して次工程に移すようにしていた。

【０００５】又、基板等を吸着する他の技術としては、
吸着面と被吸着物との間に隙間を形成するために複数の
突起を吸着面の下面に設けた発明（特開平５−２０８３
８９号）、吸着板の表面外周部にリブを形成し、吸着板
表面から基板を剥離する場合に、リブを用いて吸着孔か
ら吹き出した空気の展開層を基板表面と吸着板との間に
形成する発明（特開平５−７８４９１号）、吸着孔に弾
性体からなるＯリングを取り付け、基板の損傷を防ぐ発
明（実開平１−６４３８７号）等が知られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
基板吸着保持装置においては、プレート２０上に吸着孔
４と昇降ピン６とを相互の位置関係を考慮することなく
配列していたため、基板をプレート２０の表面から剥離
するため昇降ピン６を作動させた場合、個々の昇降ピン
６にかかる基板の吸着力にばらつきが生じていた。すな
わち、ある昇降ピン６は周囲に複数の吸着孔４が近接し
ているため吸着孔４による吸着力が強く、別の昇降ピン
６は周囲に吸着孔４がなく吸着力がほとんど働かないと
いう状態が生じており、昇降ピン６が基板を上昇させた
とき基板に加えられる力が個々の昇降ピン６毎に異なっ
ていた。そのため、基板の吸着を解除させる解除バラン
スが均一に発生せず、更に基板とプレート２０の接触面
が平面であるために互いの吸着力が大きく、昇降ピン６
の作動によって基板の割れが発生し易くなり、可動率、
歩留りの低下等を引き起こしていた。第２の問題点とし
ては、上記吸着技術（特開平５−２０８３８９号、実開
平５−７８４９１号、実開平１−６４３８７号）を使用
した場合には、一部の接触部分を除き、基板とプレート
との間に０．２〜０．３ｍｍ程度の空間が形成されるた
め、基板の裏面がプレートの表面と均一に接触せず、基
板を効率的に冷却できないことがある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決する手
段として、本発明では基板吸着保持装置を次のように構
成した。

【０００８】平面状の吸着面に吸着孔を設け、吸着孔の
負圧による吸着力で基板を吸着、保持する基板吸着保持
装置において、前記吸着面に吸着孔と昇降ピンとを交互
に円形に配列し、更にかかる吸着孔と昇降ピンとの配列
を同心円状に形成して基板吸着保持装置を構成した。こ
のように吸着孔を同心円状に等間隔で配置することによ
り基板への吸着力を均等にできる。そして、吸着孔と同
一円上に交互に昇降ピンを設け、又これらを同心円状に
配置することにより、バランスよく基板を昇降ピンで押
し上げることが可能になり、これにより基板に加えられ
る不均一な力を最小限にして基板の損傷等を防止するこ
とができる。

【０００９】また、前記同心円に配置された吸着孔ごと
にそれぞれ吸排気制御が可能なように吸着孔の吸排気配
管を少なくとも２系統備えて基板吸着保持装置を構成し
た。このようにすると、中心から最外円に向けてあるい
は最外円から中心に向ける等同一円上に配置された吸着
孔ごとに吸排気を制御でき、短時間で吸着解除及び不活
性ガスの吹き付けができ、基板への負荷の不均一を緩和
することが可能となる。

【００１０】更に、吸着面の表面に微小な凹凸を形成し
て基板吸着保持装置を構成した。このように表面に凹凸
を形成すると、吸着面と基板の間への不活性ガスの流れ
込みや、昇降ピンにて基板を持ちあげる際の大気開放を
円滑にすることができる。又、凹凸を微小にしているこ
とから冷却効率が低下することはなく、しかも基板の全
面に均一に接触することから基板の冷却を均等にするこ
とができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明にかかる基板吸着保持装置
の実施の形態を図面を参照して説明する。

【００１２】図１に、基板吸着保持装置の斜視図を示
す。図１において、２はプレートであり、プレート２の
表面には吸着孔４、及び昇降ピン６等が備えられ、１０
はプレート２に負圧によって吸着されるガラス基板であ
る。

【００１３】まず、吸着保持装置１の構成を説明する。
吸着保持装置１は、図２に示すようにプレート２と、プ
レート２に冷却液を送る冷却装置１６と、空気圧制御装
置１８等からなり、プレート２には、吸着孔４、昇降ピ
ン６、および吸排気通路８、冷却液通路１２が設けてあ
る。

【００１４】又、プレート２の表面には、絶縁処理を行
った上で微細で均一な凹凸が形成されており、形成され
ている凹凸は基板１０を表面に吸着するにあたり支障を
きたさない高さであり、具体的には１０〜１００μｍの
範囲となっている。

【００１５】吸着孔４は、図３に示すようにプレート２
の中央を中心とした同心円上に所定の間隔に配置されて
おり、吸着孔４の高さはプレート２の表面と同等もしく
は若干低めである。又同一の円上に配置されている吸着
孔４は、図４に示すように同一系統の吸排気通路８ａ、
８ｂ、８ｃに連通し、各吸排気通路８ａ等はそれぞれ吸
排気配管５ａ、５ｂ、５ｃを介して空気圧制御装置１８
に接続している。図３、図４において、昇降ピン６は黒
丸で表し、同一系統の吸着孔４は、同一の模様で表し
た。

【００１６】空気圧制御装置１８は、図示しない圧力ポ
ンプと、真空ポンプに接続し、圧力ポンプからの高圧空
気もしくは真空ポンプによる負圧を、内部に備えた切り
換え機構によって切り換えて、吸排気配管５ａ、５ｂ、
５ｃを通して任意に各吸排気通路８ａ、８ｂ、８ｃに供
給する装置である。

【００１７】昇降ピン６は、図示しない駆動機構の作動
により基板２より突出後退し、吸着孔４と同じ円上に吸
着孔４と交互に、かつ等しい間隔をあけて配置してあ
る。

【００１８】冷却液通路１２は、プレート２の内部に平
面状にほぼ全面にわたり設けてあり、プレート２の中央
に冷却液通路１２の入水口１３が、又プレート２の角部
４箇所にそれぞれ出水口１５が設けられている。入水口
１３には、冷却装置１６からの送水管が接続してあり、
又出水口１５には冷却装置１６に戻る戻り管が接続して
あり、入水口１３から冷却液通路１２内に送水された冷
却液は内部を四方に広がり基板１０を内部から冷却しな
がら、四隅に設けられた出水口１５から冷却装置１６に
戻るようになっている。

【００１９】次に、吸着保持装置１の動作を説明する。

【００２０】まずプレート２の昇降ピン６は下降してお
り、前工程から基板１０がハンド（図示せず）によって
プレート２上に運ばれてくると、昇降ピン６が上昇し、
基板１０をハンドから持ちあげる。ハンドが基板１０か
ら離れ原点に復帰すると、昇降ピン６が下降し、基板１
０を吸着する。その際、まず吸排気配管５ａに負圧が供
給され、最も内側の吸着孔４ａが基板１０を吸着する。
そして昇降ピン６が完全に下降するとその２〜５秒後に
その他の吸排気配管５ｂ、５ｃに順次負圧が供給され、
内側の吸着孔４ｂから吸着孔４ｃへと吸着を順次行う。
これにより基板１０が最も収縮するプレート２の外周部
の吸着孔４ｃの周辺の摩擦力を低減させ、摩擦及び静電
気による吸着力を減少させることができる。

【００２１】基板１０を吸着させたなら、吸着した状態
で冷却液通路１２に冷却装置から冷却液を導水させて基
板１０を冷却する。基板１０は、基板１０がプレート２
に吸着によって密着していることから熱の伝達効率が高
く、効率よくかつ均等に冷却できる。

【００２２】冷却が終了したなら吸着解除を行う。吸着
解除は、まず吸着孔４への負圧の供給を停止し、吸着孔
４に不活性ガスを供給する。吸着孔４ａ、４ｂ、４ｃか
ら不活性ガスを吹き出す際には、負圧の供給順序とは逆
にし最も外側の吸着孔４ｃから順次内側の吸排気配管５
ｂ、５ａで制御される吸着孔４ｂ、４ａに向って吸着解
除及び不活性ガスの吹き出しを行う。これは最も吸着力
が大きい外周部から大気開放し基板割れを防止すること
を目的とする。最も内側の吸着孔４ａの吸着を解除した
後に昇降ピン６を上昇させて、基板１０をプレート２か
ら剥離する。このときは吸着解除及び不活性ガスを吹き
出した１〜２秒後にＳ字制御を行ったモータ駆動で昇降
ピン６を押し上げることが望ましい。又、不活性ガスは
イオナイザーを通して吸着孔４より噴出することが望ま
しい。

【００２３】このように、上記吸着保持装置１によれ
ば、昇降ピン６から基板１０に不均一で、無理な力が加
えられることがなく、基板１０の吸着解除をすることが
できるので、基板１０の損傷が発生せず、歩留りの高
い、生産性の高い基板吸着保持装置を提供することがで
きる。

【００２４】

【発明の効果】本発明の基板吸着保持装置によれば、吸
着孔と昇降ピンとを交互に円状に配置し、更にその吸着
孔と昇降ピンとを同心円状に配置したことにより、プレ
ートから基板を剥離する際の基板割れを大幅に減少する
ことが可能となる。

【００２５】その理由としては、均等に配置された昇降
ピンは、基板を剥離する際に各吸着孔に対して同等の吸
着力により接触し、昇降ピンを押し上げる際に吸着力の
大きい吸着孔付近を左右から同等の力で押し上げること
が可能となり、これにより基板に加わる力を均等にする
ことができるからである。

【００２６】また、プレート表面に微細な凹凸を形成し
たことにより、不活性ガスを吸着孔から吹き出させた際
にガスが基板との接触面の間に広く拡散しやすくなり、
又基板を剥離させる際基板との接触面の間に大気が流入
し易くなり、より基板の剥離を容易にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる吸着保持装置の一実施形態を示
す斜視図である。

【図２】図１に示した吸着保持装置の断面図である。

【図３】本発明にかかるプレートを示す平面図である。

【図４】本発明にかかるプレートを示す平面図である。

【図５】従来のプレートを示す平面図である。

【符号の説明】

１ 吸着保持装置 ２、２０ プレート ４ａ、４ｂ、４ｃ 吸着孔 ５ａ、５ｂ、５ｃ 吸排気配管 ６ 昇降ピン ８ａ、８ｂ、８ｃ 吸排気通路 １０ 基板 １２ 冷却液通路 １３ 入水口 １５ 出水口 １６ 冷却装置 １８ 空気圧制御装置

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平面状の吸着面に吸着孔を備え、該吸着
   孔に供給した負圧の吸引力により基板を吸着、保持する
   基板吸着保持装置において、 前記吸着面に、前記基板を該吸着面に対して昇降させる
   昇降ピンと前記吸着孔とを交互に円状に配置し、かつ前
   記昇降ピンと前記吸着孔とから形成された配列円を同心
   円状に設けたことを特徴とする基板吸着保持装置。
2. 【請求項２】 前記吸着孔に連結された吸排気配管を前
   記同心円ごとに少なくとも２系統に分割し、各系統毎に
   分割して吸排気制御を可能としたことを特徴とする請求
   項１に記載の基板吸着保持装置。
3. 【請求項３】 前記基板を吸着する際には、前記吸着孔
   への負圧の供給を中心付近の吸着孔より開始させて順次
   外方に進行させ、一方、前記基板の吸着を解除する際に
   は、外方に位置する前記吸着孔より吸着解除を開始し、
   順次中心に進行させることとしたことを特徴とする請求
   項２に記載の基板吸着保持装置。
4. 【請求項４】 前記吸着面に微細な凹凸を形成したこと
   を特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載
   の基板吸着保持装置。