JP4657193B2

JP4657193B2 - 吸着盤

Info

Publication number: JP4657193B2
Application number: JP2006302967A
Authority: JP
Inventors: 太進山田
Original assignee: 株式会社アロン社
Priority date: 2006-11-08
Filing date: 2006-11-08
Publication date: 2011-03-23
Anticipated expiration: 2026-11-08
Also published as: JP2008119758A

Description

本発明は、金属、ガラス、シリコンウエハ、樹脂、セラミック又は紙などからなるシート状のもの（以下「ワーク」という。）を吸着保持し得る吸着盤に関するものである。

下記特許文献１には、表裏に貫通する多数の吸引穴が所定ピッチ間隔で分散形成された第１プレートと、表面の周囲に枠部を有し、枠部の内側に上記吸引穴と通じる格子状の通気溝が形成され、通気溝によって残された島状の凸部が上記枠部と同じ高さに形成され、上記枠部と凸部が第１プレートの裏面に接合され、かつ通気溝の底部に裏面に通じる数個の通気穴が形成された第２プレートとを備え、上記通気穴は真空源と接続されている吸着盤が開示されている。

しかしながら、かかる吸着盤では、吸着盤に内在する空気を吸引するための吸引口が第２プレートに形成される通気穴から構成されるため、多数の吸引口を有し、しかもすべての吸引口が第２プレートの裏面に開口した構造である。したがって、各吸引口に吸引源に接続された吸引管を接続し、吸着盤に内在する空気を直接吸引する構成は非現実的で採用できないため、すべての吸引口を覆うカバーを設けて、該カバー内の空気を吸引することで、間接的に吸着盤に内在する空気を吸引しなければならない。また、第２プレートにより最上層が構成される吸着盤では、吸引手段を吸着盤の上部に必ず設けなければならない。また、吸着盤の両面を吸着面として機能させることが不可能である。
特開平１０−９５４５６号公報

本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、吸引口に吸引管を接続して、吸着盤に内在する空気を直接吸引することができる吸着盤を提供することを課題とする。

本発明は、上記課題を解決するため、以下の吸着盤を提供する。
１．複数の金属板を接合して構成される吸着盤であって、
前記金属板同士が、拡散接合法により、互いの原子の相互拡散により固相のまま接合され、
前記金属板には、吸着面を有するとともに、該吸着面に開口する、厚さ方向に貫通する孔部を有する第１金属板と、渦巻き状に連続し、厚さ方向に貫通する穴からなり、吸引源に接続された吸引管が接続される吸引口と連通する第１空洞部を有する第２金属板と、厚さ方向に貫通する穴からなり、前記孔部と前記第１空洞部とを連通させる第２空洞部を有する第３金属板とが含まれることを特徴とする吸着盤。
２．前記第１金属板の周面に突出部が設けられ、該突出部に前記吸引口が設けられていることを特徴とする前記１記載の吸着盤。
３．前記第２金属板に、前記吸引口が設けられていることを特徴とする前記１記載の吸着盤。
４．前記第１金属板により最上層及び最下層が構成されることを特徴とする前記１記載の吸着盤。
５．前記孔部、第１空洞部、第２空洞部及び吸引口から構成される一連の吸引構造を複数有するとともに、各吸引構造が独立していることを特徴とする前記１記載の吸着盤。

前記１に記載の本発明によれば、金属板同士が、拡散接合法により、互いの原子の相互拡散により固相のまま接合され、しかも各金属板における孔部、第１空洞部及び第２空洞部以外の部分が面接触で接合される構造であるため、変形や歪みが生じ難く、ワークに接触する吸着面の平面度を良好なものにすることが可能となる。また、金属板には、吸着面を有するとともに、該吸着面に開口する、厚さ方向に貫通する孔部を有する第１金属板と、渦巻き状に連続し、厚さ方向に貫通する穴からなり、吸引源に接続された吸引管が接続される吸引口と連通する第１空洞部を有する第２金属板と、厚さ方向に貫通する穴からなり、前記孔部と前記第１空洞部とを連通させる第２空洞部を有する第３金属板とが含まれるため、吸引口に吸引管を接続して、吸着盤に内在する空気を直接吸引することが可能になる。
前記２に記載の本発明によれば、第１金属板の周面に突出部が設けられ、該突出部に吸引口が設けられているため、吸着盤の上部に吸引手段を設けなくてよい。
前記３に記載の本発明によれば、第２金属板に、吸引口が設けられているため、吸着盤の上部に吸引手段を設けなくてよい。
前記４に記載の本発明によれば、第１金属板により最上層及び最下層が構成されるため、吸着盤の両面を吸着面として機能させることが可能となる。
前記５に記載の本発明によれば、孔部、第１空洞部、第２空洞部及び吸引口から構成される一連の吸引構造を複数有するため、各吸引構造により、一度に複数のワークを吸着することが可能になる。また、各吸引構造が独立しているため、一の吸引構造によりワークを吸着しているときに、他の吸引構造ではワークを吸着しないという使用が可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図面に示した実施例に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施例１に係る吸着盤の構造を示す分解斜視図である。この図に示したように、本実施例に係る吸着盤は、複数の金属板が接合されて構成される。ここで、複数の金属板には、第１金属板１、第２金属板２及び第３金属板３が含まれる。また、これらの金属板同士は、拡散接合法により、互いの原子の相互拡散により固相のまま接合される。

第１金属板１は、吸着面ａを有するとともに、該吸着面ａに開口する、厚さ方向に貫通する孔部ｂを有して構成される。ここで、吸着面ａとは、ワーク７が接触し吸着される面をいい、本実施例では、第１金属板１の下面が吸着面ａとなる。ワーク７としては、シート状のものが典型例として挙げられるが、これに限定されるものではなく、例えば、ブロック状のものであってもよい。孔部ｂの数量、大きさ及び配置は、任意に設定し得る。本実施例における孔部ｂは、図１に示したように、一定の直径を有し、放射状に多数点在するように設けられている。孔部ｂは、機械加工により形成されたものであってもよいが、孔部ｂの加工方法としては、エッチングを採用することが好ましい。エッチングによれば、孔部ｂの形状、配置及び大きさを自由に設定でき、しかも加工が容易である。

第２金属板２は、渦巻き状に連続し、厚さ方向に貫通する穴からなる第１空洞部ｃを有して構成される。第１空洞部ｃは、ポンプなどから構成される吸引源に接続された吸引管９が接続される吸引口ｆと連通する。第１空洞部ｃは、孔部ｂと同様に、エッチングにより形成されることが好ましい。

第３金属板３は、厚さ方向に貫通する穴からなる第２空洞部ｄを有して構成される。第２空洞部ｄは、第１金属板１に形成される孔部ｂと第２金属板２に形成される第１空洞部ｃとを連通させるように形成される。第２空洞部ｄは、孔部ｂと同様に、エッチングにより形成されることが好ましい。

本実施例に係る吸着盤は、さらに第４金属板４を有して構成される。第４金属板４は、第２金属板２に形成された第１空洞部ｃの開口部を閉塞する働きをするものである。本実施例では、第４金属板４の周面に突出部ｅが設けられ、該突出部ｅに、厚さ方向に貫通する穴からなる吸引口ｆが設けられている。吸引口ｆは、第２金属板２の周面に設けられた突出部ｅに存する第１空洞部ｃの一端に連通する。そして、第２金属板２の下面側に開口する第１空洞部ｃの一端の開口部は、第３金属板３の周面に設けられた突出部ｅによって閉塞される。

図２は、第１乃至第４金属板１〜４を重ね合わせた状態を示す部分断面図である。この図に示したように、本実施例では、第４金属板４が最上層を構成し、第２金属板２及び第３金属板３が中間層を構成し、第１金属板１が最下層を構成するように、第１乃至第４金属板１〜４が上記の拡散接合法により接合される。そして、第２金属板２に形成された第１空洞部ｃが吸引口ｆと連通し、さらに第１金属板１に形成されたすべての孔部ｂが、第３金属板３に形成された第２空洞部ｄを介して第１空洞部ｃに連通している。したがって、図３に示したように、吸引口ｆに吸引管９を接続して、吸着盤に内在する空気を直接吸引することができる。また、１つの吸引口ｆから空気を吸引することによって、第１金属板１の吸着面ａに均一な吸着力を作用させることができる。

また、本実施例によれば、第１乃至第４金属板１〜４が、拡散接合法により、互いの原子の相互拡散により固相のまま接合され、しかも第１乃至第３金属板１〜３における孔部ｂ、第１空洞部ｃ及び第２空洞部ｄ以外の部分が互いに面接触で接合される構造であるため、変形や歪みが生じ難く、ワーク７に接触する第１金属板１の吸着面ａの平面度を良好なものにすることができる。なお、孔部ｂ、第１空洞部ｃ及び第２空洞部ｄがエッチングにより形成されることにより、第１金属板１の吸着面ａの平面度をより良好なものにすることができる。

上記のように構成される吸着盤は、例えば、図３に示したように、ワーク７を積層する際の移送手段として用いられる。この場合に、本実施例によれば、１つの吸引口ｆから空気を吸引できるため、吸着盤の上部全体が吸引手段によって覆われることがない。

図４は、本発明の実施例２に係る吸着盤の構造を示す分解斜視図である。この図に示したように、本実施例に係る吸着盤は、最上層が第４金属板４に代えて第１金属板１から構成される点、最上層及び最下層を構成する第１金属板１，１の周面に設けられた突出部ｅ，ｅに、厚さ方向に貫通する穴からなる吸引口ｆ，ｆが設けられる点、及び第３金属板３の周面に設けられた突出部ｅに貫通孔ｇが設けられる点で、実施例１に係る吸着盤と異なる。

最上層を構成する第１金属板１の上面は、吸着面ａとして機能するものであり、該第１金属板１は、その上面に開口する、厚さ方向に貫通する孔部ｂを有して構成される。貫通孔ｇは、第２金属板２に形成された第１空洞部ｃと最下層を構成する第１金属板１に形成された吸引口ｆとを連通させるものである。

図５は、第１乃至第３金属板１〜３を重ね合わせた状態を示す部分断面図である。この図に示したように、本実施例では、第１金属板１，１により最上層及び最下層が構成され、第２金属板２及び第３金属板３により中間層が構成されるように、第１乃至第３金属板１〜３が上記の拡散接合法により接合される。そして、第２金属板２に形成された第１空洞部ｃが最上層を構成する第１金属板１の吸引口ｆと連通するとともに、該第１空洞部ｃが第３金属板３の貫通孔ｇを介して最下層を構成する第１金属板１の吸引口ｆと連通し、さらに最上層を構成する第１金属板１に形成されたすべての孔部ｂが第１空洞部ｃに直接連通するとともに、最下層を構成する第１金属板１に形成されたすべての孔部ｂが第３金属板３に形成された第２空洞部ｄを介して第１空洞部ｃに連通している。したがって、図６に示したように、上下に配置された吸引口ｆ，ｆに吸引管９をそれぞれ接続して、吸着盤に内在する空気を直接吸引することができる。この場合、２つの吸引管９のうち、いずれの吸引管９を用いても吸着盤に内在する空気を吸引可能である。また、１つ又は２つの吸引口ｆから空気を吸引することによって、最上層及び最下層を構成する第１金属板１，１の吸着面ａに均一な吸着力を作用させることができる。

上記のように構成される吸着盤は、第１金属板１，１により最上層及び最下層が構成されるため、吸着盤の両面を吸着面ａとして機能させることができる。したがって、例えば、図７に示したように、ワークステージ８に最上層を構成する第１金属板１の吸着面ａを吸着固定し、最下層を構成する第１金属板１の吸着面ａによって、ワーク７を吸着させることができる。この場合に、本実施例によれば、最上層及び最下層を構成する第１金属板１，１の周面に突出部ｅが設けられ、該突出部ｅに吸引口ｆが設けられているため、吸引手段を吸着盤の上部に設けなくてよい。また、ワークステージ８に吸着盤を固定するに際して、ねじ等の固定具を必要としないという利点がある。

図８は、本発明の実施例３に係る吸着盤の構造を示す分解斜視図である。この図に示したように、本実施例に係る吸着盤は、第２金属板２に、吸引口ｆが設けられる点、及び最上層を構成する第１金属板１と第２金属板２との間に第３金属板３が設けられる点で、実施例２に係る吸着盤と異なる。

すなわち、第１空洞部ｃを有する第２金属板２には、第１空洞部ｃに連通し、厚さ方向に貫通しない溝からなり、第２金属板２の周面に開口する吸引口ｆが設けられている。最上層を構成する第１金属板１と第２金属板２との間に設けられる第３金属板３は、厚さ方向に貫通する穴からなり、第１金属板１に形成された孔部ｂと第２金属板２に形成された第１空洞部ｃとを連通させる第２空洞部ｄを有して構成される。

図９は、第１乃至第３金属板１〜３を重ね合わせた状態を示す部分断面図である。この図に示したように、本実施例では、第１金属板１，１により最上層及び最下層が構成され、最上層を構成する第１金属板１の直下に配置される第３金属板３、第２金属板２及び第２金属板２の直下に配置される第３金属板３により中間層が構成されるように、第１乃至第３金属板１〜３が上記の拡散接合法により接合される。そして、第２金属板２に形成された第１空洞部ｃと吸引口ｆとが連通し、さらに最上層を構成する第１金属板１に形成されたすべての孔部ｂが第３金属板３に形成された第２空洞部ｄを介して第１空洞部ｃに連通するとともに、最下層を構成する第１金属板１に形成されたすべての孔部ｂが第３金属板３に形成された第２空洞部ｄを介して第１空洞部ｃに連通しているため、図１０に示したように、吸引口ｆに吸引管９を接続して、吸着盤に内在する空気を直接吸引することができる。また、１つの吸引口ｆから空気を吸引することによって、最上層及び最下層を構成する第１金属板１，１の吸着面ａに均一な吸着力を作用させることができる。

上記のように構成される吸着盤は、図１０に示したように、第２金属板２に吸引口ｆが設けられているため、吸着盤の側部から吸引管９を接続することができ、吸引手段を吸着盤の上部に設けなくてよい。

図１１は、本発明の実施例４に係る吸着盤の構造を示す分解斜視図である。この図に示したように、本実施例に係る吸着盤は、孔部ｂ、第１空洞部ｃ、第２空洞部ｄ及び吸引口ｆから構成される一連の吸引構造を複数有する点で、一連の吸引構造を１つしか有しない実施例１乃至実施例４に係る吸着盤と異なる。

本実施例では、一連の吸引構造が１つの吸着盤に６つ設けられており、各吸引構造は独立して設けられている。したがって、本実施例に係る吸着盤によれば、各吸引構造により、一度に複数のワーク７を吸着することができる。また、各吸引構造が独立しているため、一の吸引構造によりワーク７を吸着しているときに、他の吸引構造ではワーク７を吸着しないという使用が可能となる。

本発明の実施例１に係る吸着盤の構造を示す分解斜視図である。実施例１における第１乃至第４金属板を重ね合わせた状態を示す部分断面図である。実施例１に係る吸着盤の使用状態を示す図である。本発明の実施例２に係る吸着盤の構造を示す分解斜視図である。実施例２における第１乃至第３金属板を重ね合わせた状態を示す部分断面図である。実施例２に係る吸着盤に吸引管を接続した状態を示す図である。実施例２に係る吸着盤の使用状態を示す図である。本発明の実施例３に係る吸着盤の構造を示す分解斜視図である。実施例３における第１乃至第３金属板を重ね合わせた状態を示す部分断面図である。実施例３に係る吸着盤に吸引管を接続した状態を示す図である。本発明の実施例４に係る吸着盤の構造を示す分解斜視図である。

符号の説明

１第１金属板
２第２金属板
３第３金属板
４第４金属板
７ワーク
８ワークステージ
９吸引管
ａ吸着面
ｂ孔部
ｃ第１空洞部
ｄ第２空洞部
ｅ突出部
ｆ吸引口
ｇ貫通孔

Claims

複数の金属板を接合して構成される吸着盤であって、
前記金属板同士が、拡散接合法により、互いの原子の相互拡散により固相のまま接合され、
前記金属板には、吸着面を有するとともに、該吸着面に開口する、厚さ方向に貫通する孔部を有する第１金属板と、渦巻き状に連続し、厚さ方向に貫通する穴からなり、吸引源に接続された吸引管が接続される吸引口と連通する第１空洞部を有する第２金属板と、厚さ方向に貫通する穴からなり、前記孔部と前記第１空洞部とを連通させる第２空洞部を有する第３金属板とが含まれることを特徴とする吸着盤。
前記第１金属板の周面に突出部が設けられ、該突出部に前記吸引口が設けられていることを特徴とする請求項１記載の吸着盤。
前記第２金属板に、前記吸引口が設けられていることを特徴とする請求項１記載の吸着盤。
前記第１金属板により最上層及び最下層が構成されることを特徴とする請求項１記載の吸着盤。
前記孔部、第１空洞部、第２空洞部及び吸引口から構成される一連の吸引構造を複数有するとともに、各吸引構造が独立していることを特徴とする請求項１記載の吸着盤。