非接触吸盘的制作方法
非接触吸盘的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种能够将厚度较薄的工件保持吸附在规定位置处、或向下地保持吸附该厚度较薄的工件的非接触吸盘。本发明的非接触吸盘(1)的特征在于，具备：板状的多孔盘(2)，其在吸附固定区域形成有沿厚度方向贯通并延伸的多个通气孔(8)；支架，其是连接于多孔盘的背面侧且在其与多孔盘的背面之间形成第1密闭空间的板状的支架(4)，具备多个岛状的突出部(16)，该岛状的突出部(16)具备在连结时在多个通气孔的背面侧开口端的位置处抵接于多孔盘的背面的平坦的顶部，岛状的突出部之间的空间被作为第1密闭空间；以及基部(6)，其表面连结于支架的背面侧，在该基部与支架的背面之间形成第2密闭空间，在突出部形成有连通孔(18)，该连通孔(18)在连结时一端与通气孔的背面侧开口端对准，用于使通气孔和第2密闭空间连通。
【专利说明】非接触吸盘
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种非接触吸盘，详细而言，涉及一种在吸附面上同时进行由加压空气所实现的工件的悬浮和由吸引所实现的工件的吸附的非接触吸盘。
【背景技术】
[0002]作为处理半导体晶圆、FPD用玻璃基材等厚度极薄的工件的装置，已知有所谓的真空镊子。然而，由于真空镊子是在与工件相接触的状态下处理工件的，因此存在有对工件赋予应力等问题。
[0003]另外，作为在不对Fro用玻璃基材等厚度极薄的工件赋予应力等的前提下以非接触的方式进行处理的装置，提出有从多孔板的细孔喷出加压空气而使工件悬浮、从而在多孔板上进行输送的装置(例如，专利文献1、2)。
[0004]专利文献1:日本特开2008 - 110852号公报
[0005]专利文献2:日本特开2011 - 084352号公报
【发明内容】
_6] 发明要解决的问题
[0007]专利文献I和2的装置从多孔材料的板状体(平台)喷出空气而使工件悬浮于板状体上，另一方面，从板状体的一部分吸引空气，从而一边维持厚度极薄的工件的平面性，一边以非接触状态在工作台上输送该厚度极薄的工件。
[0008]在上述半导体晶圆、FPD用玻璃基材等厚度极薄的工件的处理工序中，除了在输送路径上输送工件以外，还需要进行将工件保持在工作台上的规定位置、在某个位置拾取工件并将其向其他位置移动等动作。
[0009]然而，专利文献I和2的装置无法应对这样的要求。
[0010]另一方面，作为能够以非接触的方式向下地吸附保持较薄的工件的装置，提出有利用所谓的“伯努利原理”的伯努利卡盘。该伯努利卡盘为如下装置:其通过使来自空气压缩机的加压空气一边在形成于卡盘的下表面的凹部内回旋一边沿下表面吹出，从而在凹部的正下方的区域内产生吸附力并在其周围产生浮力，从而以非接触的方式将半导体晶圆等较薄的工件吸附保持在卡盘的下侧面。
[0011]然而，由于该伯努利卡盘能够形成的凹部的数量有限，因此局部产生吸引力/浮力，从而无法在无翘曲、无应变等的平坦的状态下吸附保持尺寸相对较大且较薄的工件。
[0012]本发明就是为了解决这样的问题点而做成的，其目的在于提供一种能够将厚度较薄的工件保持吸附在规定位置、或向下地保持吸附该厚度较薄的工件的非接触吸盘。
_3] 用于解决问题的方案
[0014]采用本发明，提供一种非接触吸盘，该非接触吸盘以非接触状态吸附薄板状的被吸附物，
[0015]其特征在于，
[0016]该非接触吸盘具备:
[0017]板状的多孔盘，其在吸附固定区域形成有沿厚度方向贯通并延伸的多个通气孔；
[0018]第I密闭空间，其以与上述多孔盘的背面相邻接的方式配置；
[0019]第2密闭空间，其与上述第I密闭空间相隔离；以及
[0020]连通部件，其使上述第2密闭空间和上述通气孔连通。
[0021]采用这样的结构，例如，通过使第I密闭空间与加压空气源相连通，使第2密闭空间与吸引减压源相连通，从而能够一边从多孔盘的表面的细孔喷出加压空气，一边从多孔盘的表面的通气孔吸引空气。其结果，在多孔盘的表面上，能够一边利用吸引将工件保持在规定位置，一边利用加压空气使工件悬浮。其结果，能够以非接触的方式将半导体晶圆等厚度较薄的工件保持吸附在朝向上方的多孔盘的表面上的规定位置、或在朝向下方的多孔盘的表面的下侧以非接触的方式向下地保持吸附半导体晶圆等厚度较薄的工件。
[0022]由于能够独立地调整吸引压力(减压)和供气压力(加压)，因此能够控制保持力和悬浮力。因此，也能够调整悬浮间隙。
[0023]采用本发明的其他优选的技术方案，
[0024]该非接触吸盘具备:
[0025]板状的支架，其表面层叠于上述多孔盘的背面侧，且具有凹部，在该凹部与该多孔盘的背面之间构成上述第I密闭空间；以及
[0026]基部，其层叠于上述支架的背面侧，且在该基部与该支架的背面之间形成第2密闭空间，
[0027]上述支架具有作为上述连通部件发挥功能的连通孔，该连通孔的一端在上述层叠时连接于上述多孔盘的通气孔，另一端在该支架的背面上开口。
[0028]采用本发明的其他优选的技术方案，
[0029]上述支架具备多个岛状的突出部，该岛状的突出部具备在上述多个通气孔的背面侧开口端的位置处抵接于上述多孔盘的背面的平坦的顶部，
[0030]上述连通孔贯通上述突出部并延伸，
[0031]上述突出部之间的空间被作为上述第I密闭空间。
[0032]采用本发明的其他优选的技术方案，
[0033]上述基部在表面具备多个岛状的突出部，该岛状的突出部具备在上述连结时抵接于上述支架的背面的平坦的顶部，
[0034]该突出部之间的空间被作为减压用流路，上述连通孔的另一端与该减压用流路流体连通。
[0035]采用本发明的其他优选的技术方案，
[0036]上述多个突出部具有矩形的横截面形状，且配置为棋盘格状，
[0037]上述第I密闭空间形成为格子状的加压空气用流路。
[0038]采用这样的结构，能够从多孔盘的细孔均匀地喷出加压空气。
[0039]采用本发明的其他优选的技术方案，
[0040]上述减压槽配置为格子状。
[0041]采用这样的结构，能够均匀地从多孔盘的通气孔喷出加压空气。
[0042]采用本发明的其他优选的技术方案，
[0043]上述连通孔的另一端在上述格子状的减压用槽的交点处与该减压用槽流体连通。
[0044]采用这样的结构，能够效率良好地进行来自连通孔的吸引。
[0045]采用本发明的其他技术方案，
[0046]该非接触吸盘具备板状的支架，该板状的支架层叠于上述多孔盘的背面侧，具备与上述多孔盘的通气孔相对应的贯通孔，
[0047]进而，该非接触吸盘具备基部，该基部层叠于上述支架的背面侧，在该基部与该支架的背面之间形成第2密闭空间，
[0048]在上述多孔盘的背面形成有凹部，在该凹部与上述支架之间构成上述第I密闭空间，
[0049]上述多孔盘的通气孔连结于上述支架的贯通孔，作为上述连通部件发挥功能。
[0050]采用本发明的其他优选的技术方案，
[0051]该非接触吸盘具备框构件，该框构件具有配置于上述支架与上述基部之间的环状部，
[0052]上述第2密闭空间由上述环状部的内部空间形成。
[0053]在上述多孔盘的凹部具备多个岛状的突出部，该岛状的突出部具有抵接于上述支架的表面的平坦的顶部，
[0054]上述多孔盘的通气孔贯通上述岛状的突出部。
[0055]采用本发明的其他优选的技术方案，
[0056]上述第I密闭空间为加压空气用空间部，
[0057]上述第2密闭空间为减压用空间部。
[0058]采用本发明的其他优选的技术方案，
[0059]上述通气孔以分散于上述多孔盘的表面整体的方式配置，
[0060]采用这样的结构，能够将多孔盘的表面整体用作吸附固定区域。
[0061]采用本发明的其他优选的技术方案，
[0062]上述多孔盘由多孔碳形成。
_3]发明的效果
[0064]采用本发明，提供一种能够将厚度较薄的工件保持吸附在规定位置、或向下地保持吸附该厚度较薄的工件的非接触吸盘。
【专利附图】
【附图说明】
[0065]图1是本发明的第I实施方式的非接触吸盘的分解立体图。
[0066]图2是图1的非接触吸盘的多孔盘的俯视图。
[0067]图3是图1的非接触吸盘的多孔盘的仰视图。
[0068]图4是放大了沿图3的IV — IV线的截面的一部分的图。
[0069]图5是图1的非接触吸盘的支架的俯视图。
[0070]图6是图1的非接触吸盘的支架的仰视图。
[0071]图7是图1的非接触吸盘的基部的俯视图。
[0072]图8是非接触吸盘的支架的变形例的仰视图。
[0073]图9是非接触吸盘的支架的另一变形例的仰视图。
[0074]图10是用于说明由图1的非接触吸盘所进行的工件W的吸附固定(非接触吸附)的状态的示意性的剖视图。
[0075]图11是表示由使用了图1的非接触吸盘的工件输送装置所进行的工件输送的各工序的图。
[0076]图12是表示由使用了图1的非接触吸盘的工件输送装置所进行的工件输送的各工序的图。
[0077]图13是表示由使用了图1的非接触吸盘的工件输送装置所进行的工件输送的各工序的图。
[0078]图14是表示由使用了图1的非接触吸盘的工件输送装置所进行的工件输送的各工序的图。
[0079]图15是表示由使用了图1的非接触吸盘的工件输送装置所进行的工件输送的各工序的图。
[0080]图16是表示由使用了图1的非接触吸盘的工件输送装置所进行的工件输送的各工序的图。
[0081]图17是表示由使用了图1的非接触吸盘的工件输送装置所进行的工件输送的各工序的图。
[0082]图18是表示由使用了图1的非接触吸盘的工件输送装置所进行的工件输送的各工序的图。
[0083]图19是表示由使用了图1的非接触吸盘的工件输送装置所进行的工件输送的各工序的图。
[0084]图20是本发明的第2实施方式的非接触吸盘的从上方观察的分解立体图。
[0085]图21是本发明的第2实施方式的非接触吸盘的从下方观察的分解立体图。
[0086]图22是具有其他结构的多孔盘的俯视图。
[0087]图23是具有其他结构的多孔盘的俯视图。
[0088]图24是具有其他结构的多孔盘的俯视图。
[0089]图25是具有其他结构的基部的俯视图。
【具体实施方式】
[0090]以下，参照【专利附图】
【附图说明】本发明的实施方式的非接触吸盘。
[0091]首先，说明本发明的第I实施方式的非接触吸盘的结构。图1是本发明的第I实施方式的非接触吸盘I的分解立体图。
[0092]本实施方式的非接触吸盘I是以非接触状态吸附半导体晶圆、FPD用玻璃基材等薄板状的被吸附物(工件)、例如厚度100 μ m以下的半导体晶圆的非接触吸盘。如图1所示，非接触吸盘I具备:圆板状的多孔盘2，其在上表面具备工件的吸附区域；大致圆板状的盘支架4，其从下侧(背面侧)保持多孔盘2 ;以及大致圆板状的基部6，其连结于支架4的背面侧。
[0093]多孔盘2由通气性的多孔碳形成。多孔盘2的材料并不限定于通气性的多孔碳，也能够使用其他通气性的多孔材料，例如多孔SiC.多孔氧化铝等。
[0094]图2是多孔盘2的俯视图，图3是多孔盘2的仰视图。
[0095]在多孔盘2形成有多个吸引孔(通气孔)8。如图2和图3所示，吸引孔8遍布多孔盘2的大致整面，并呈格子状排列，即以配置在棋盘格的交点上的状态排列。在本实施方式中，吸引孔8的间隔被设定为25_左右。
[0096]图4是放大了沿图3的VI — VI线的截面的一部分的图。如图4所示，吸引孔8形成为沿厚度方向贯通各多孔盘2并延伸。吸引孔8在多孔盘2的表面2a侧形成为直径
0.6mm左右的小径部8a，在多孔盘2的背面2b侧形成为直径4mm左右的大径部8b，小径部8a和大径部8b被顶端朝向多孔盘2的表面2a变细的锥部8c连结。
[0097]采用这样的结构，当吸引孔8的大径部Sb被减压吸引时，来自在多孔盘2的表面2a侧开口的、吸引孔8的小径部8a的空气被吸引，形成有吸引孔8的多孔盘2的表面区域作为进行工件的吸附固定的吸附固定区域。
[0098]此外，在多孔盘2的周缘部形成有连结孔10，该连结孔10供将多孔盘连结于盘支架4等的螺钉等连接件贯穿。
[0099]图5是盘支架4的俯视图，图6是盘支架4的仰视图。
[0100]如上所述，盘支架4是从下侧(背面侧)保持多孔盘2的大致圆板状的构件，例如，由铝合金等金属材料形成。盘支架4也可以由CFRP.PEEK等树脂形成。
[0101]如图1、图4以及图5所示，在盘支架4的上表面，在外周缘形成有环状的立起部12。立起部12构成为内径比多孔盘2的外径稍大，高度比多孔盘2的厚度稍低。
[0102]因而，当多孔盘2配置于盘支架4的立起部12的内侧的空间(凹部)时，成为多孔盘2的上表面2a比盘支架4的立起部12的顶面稍靠上方配置的状态。
[0103]另外，在盘支架4的上表面(凹部的底面)的立起部12的内侧区域呈格子状(棋盘格状)地形成有截面为矩形的槽14，被槽14分隔的部分形成为横截面呈正方形的岛状的突出部16。岛状的突出部16与呈格子状(棋盘格状)地配置的槽14 一起构成棋盘格状的配置。
[0104]各突出部14的顶面为平坦，且在中央穿设有在厚度方向上贯通盘支架4的连通孔18。
[0105]多孔盘2和盘支架4以多孔盘2配置于盘支架4的立起部12的内侧的空间内的状态被粘接剂接合并固定。多孔盘2和盘支架4进而被螺栓等连接件相互连结固定。
[0106]突出部14构成为在多孔盘2配置于盘支架4的立起部12的内侧的空间内时，顶面以气密状态抵接于多孔盘2的背面2b的吸引孔8的大径部Sb的开口端的周围的区域。
[0107]其结果，当多孔盘2被粘接剂固定于盘支架4的立起部12的内侧的空间时，利用呈格子状配置的槽14和覆盖该槽14的多孔盘2而在多孔盘2的背面与盘支架4的上表面之间形成有密闭空间(第I密闭空间)。
[0108]连通孔18构成为具有与多孔盘2的吸引孔8的大径部Sb大致相同的直径，当多孔盘2在盘支架4的立起部12的内侧的空间内被收纳在规定的角度位置处时，该连通孔18在厚度方向上与形成于多孔盘2的各吸引口 8对准。
[0109]其结果，当多孔盘2以规定的角度位置收纳在盘支架4的立起部12的内侧的空间内时，多孔盘2的吸引口 8与盘支架4的连通孔18流体连通。
[0110]在盘支架4的外周形成有加压空气入口 20，该加压空气入口 20用于连通由槽14形成的密闭空间(第I密闭空间)与盘支架4的外部空间，并向该密闭空间(第I密闭空间)导入加压空气。
[0111]其结果，当在将多孔盘2收纳在盘支架4的立起部12的内侧的空间内并粘接固定的状态下从加压空气入口 20向由槽14和多孔盘2形成的密闭空间(第I密闭空间)导入加压空气时，加压空气进入构成密闭空间(第I密闭空间)的上表面的多孔盘2的细孔，并透过多孔盘2而从多孔盘2的表面整体喷出。
[0112]图7是基部6的俯视图。如上所述，基部6是连接于支架4的背面侧的大致圆板状的构件，例如，由铝合金等金属材料形成。基部6也可以由CFRP.PEEK等树脂形成。
[0113]如图1和图7所示，基部6具有与盘支架4大致相同的直径，在平坦的上表面呈格子状地形成有截面为矩形的基部槽22。因而，当盘支架4的平坦的背面与基部6的上表面相接合时，利用格子状的基部槽22与覆盖其的盘支架4的背面形成格子状的密闭空间(第2密闭空间)。
[0114]基部槽22构成为当盘支架4与基部6以规定的角度位置相接合时，格子状的基部槽22在厚度方向上与形成于盘支架4的连通孔18对准。
[0115]采用这样的结构，当多孔盘2、盘支架4以及基部6以规定的角度位置相连结时，多孔盘2的吸引孔8经由盘支架4的连通孔18与形成于基部6与盘支架4之间的、格子状的密闭空间(第2密闭空间)的交点相连通。
[0116]另外，在基部6的外周形成有作为贯通孔的真空孔24，该真空孔24用于使基部槽22与基部6的外部的真空源相连通。
[0117]采用这样的结构，当在多孔盘2、盘支架4以及基部6以规定的角度位置连结起来的状态下从真空孔24进行真空吸引时，经由盘支架4的连通孔18从多孔盘2的各吸引孔8进行吸引，从而能够朝向多孔盘2地吸附多孔盘2上的工件。
[0118]盘支架4和基部6被螺钉、螺栓等连结件连结。通过沿基部6的上表面的外周形成槽并在该槽内配置O形环，从而能够以使基部6的格子状的基部槽22形成为气密状态的方式连结盘支架4和基部6。另外，也可以是利用粘接剂连结盘支架4和基部6的结构。
[0119]具有这样的结构的非接触吸盘在使用时，在多孔盘2、盘支架4以及基部6以规定的角度位置连结起来的状态下，从加压空气入口 20将加压空气向由槽14和多孔盘2形成的密闭空间(第I密闭空间)导入，并且从基部6的真空孔24进行真空吸引，从而将工件非接触吸附在多孔盘2上。
[0120]进而，即使是挠曲了的工件(被吸附物)，也能够沿着吸附面而使其平坦化。
[0121 ] 上述实施方式是在基部6的上表面形成格子状的基部槽22、利用该基部槽22形成第2密闭空间的结构，但是也可以是将基部的上表面设为平坦面而在盘支架的背面形成凹部或槽、从而在盘支架与基部之间形成第2密闭空间的结构。
[0122]图8是用于这样的结构的变形例的盘支架4’的仰视图。如图8所示，在盘支架4’的底面形成有较薄的圆柱状的凹部22’。
[0123]该盘支架4’的下表面与上表面平坦的圆板状的基部相接合，利用基部的平坦的上表面与较薄的圆柱状的凹部22’形成盘支架4’与基部之间的较薄的(高度较低的)圆柱状的第2密闭空间。在该盘支架4’的侧壁形成有与凹部22’相连通的真空孔(未图示)。
[0124]图9是用于这样的结构的另一变形例的盘支架4”的仰视图。如图9所示，在盘支架4”的底面形成有格子状的槽22”。
[0125]该盘支架4”的下表面也与上表面平坦的圆板状的基部相接合，利用基部的平坦的上表面和格子状的槽22”在盘支架4”与基部之间形成由格子状的槽所形成的第2密闭空间。在该盘支架4”的侧壁也形成有与格子状的槽22”相连通的真空孔(未图示)。
[0126]图10是用于说明由非接触吸盘I所进行的工件W的吸附固定(非接触吸附)的状态的示意性的剖视图。
[0127]如上所述，在使用时，当从外部的压缩空气源向由盘支架4的槽14和多孔盘2形成的密闭空间导入加压空气时，加压空气通过多孔盘2的细孔而进入多孔盘2内，在图10中如箭头P所示，从多孔盘2的表面2a喷出。利用在该图10中如箭头P所示地喷出的加压空气，工件W悬浮在盘的表面(吸附面)8a上。
[0128]另一方面，利用与加压空气的导入同时进行的、自基部6的真空孔24进行真空吸弓I，悬浮在盘的表面(吸附面)8a上的工件W经由盘支架4的连通孔18如箭头V所示地被从多孔盘2的各吸引孔8吸引，从而被吸附固定在由加压空气所产生的浮力和由真空吸引所产生的吸引力相互平衡的距吸附面8a规定距离G的位置。
[0129]通过调整由加压空气(空气量和空气压)所产生的浮力和由真空吸引所产生的吸引力，也能够在使非接触吸盘I反转的状态下，即多孔盘2的吸附面2a朝向下方的状态下，在吸附面2a的下侧以非接触状态吸附固定工件W。
[0130]接着，说明由使用了本实施方式的非接触吸盘I的工件输送装置所进行的工件输送。
[0131]图11?图19是表示由使用了非接触吸盘I的工件输送装置50所进行的工件输送的各工序的图。
[0132]如图11?图19所示，工件输送装置50是所谓的水平多关节型的“材料搬运”机器人。
[0133]工件输送装置50具备:柱52 ;第I臂56，其基端借助肩关节54旋转自如地连结于柱52的上端；第2臂60，其基端借助肘关节58旋转自如地连结于第I臂56的前端；以及手部64，其基端借助手腕关节62旋转自如地连结于第2臂60的前端。上述实施方式的非接触吸盘I以使吸附面2a朝向下方的状态安装于手部64的下表面。
[0134]接着，说明利用工件输送装置50从第I处理装置66向第2处理装置68输送工件W的动作。
[0135]如图11所示，工件W被第I处理装置66上的吸附装置70吸附保持于第I处理装置66上。在本实施方式的输送工序中，首先，使工件输送装置50的第I臂56和第2臂60向第I处理装置66的方向展开，将安装于手部64的非接触吸盘I配置于吸附保持在第I处理装置66上的工件W的上方(图12)。
[0136]接着，柱52收缩，使非接触吸盘I等下降至能够吸附工件W的高度位置(图13)。接着，开始对非接触吸盘I导入加压空气和进行真空吸引，并停止第I处理装置66的吸附装置70的吸附动作，从而将工件W吸附固定在非接触吸盘I侧(图14)。
[0137]接着，柱52伸长(图15)，进而，使臂整体以肩关节54为中心旋转，使非接触吸盘I移动至第2处理装置68的上方(图16)。
[0138]进而，柱52收缩，使非接触吸盘I等下降至第2处理装置68的吸附装置72能够吸附被吸附固定于非接触吸盘I的工件W的高度位置(图17)。接着，开始第2处理装置68的吸附装置72的吸附动作，并且停止对非接触吸盘I导入加压空气和进行真空吸引，从而使工件W吸附于第2处理装置68的吸附装置72 (图18)，进而，使臂返回至初始位置，完成输送作业(图19)。
[0139]采用如上所述的非接触吸盘，由于从吸附面整体吹出加压空气而使工件悬浮的同时，从分布于吸附面整体的吸引孔吸引工件W，因此能够在不对工件施加很大的应力的前提下以非接触状态将工件吸附固定在规定位置。
[0140]接着，说明本发明的第2实施方式的非接触吸盘的结构。图20是本发明的第2实施方式的非接触吸盘100的自上方观察的分解立体图，图21是本发明的第2实施方式的非接触吸盘100的自下方观察的分解立体图。
[0141]本实施方式的非接触吸盘100与第I实施方式的非接触吸盘I相同，是以非接触状态吸附半导体晶圆、FPD用玻璃基材等薄板状的被吸附物(工件)、例如厚度100 μ m以下的半导体晶圆的非接触吸盘。
[0142]如图20和图21所示，非接触吸盘100具备:圆板状的多孔盘102，其在上表面具备工件的吸附区域；大致圆板状的盘支架104，其从下侧(背面侧)保持多孔盘102 ;以及大致圆板状的基部106，其配置在盘支架104的背面侧。
[0143]在非接触吸盘100中，在盘支架104与基部106之间配置有具备环状部分108a的框构件108。
[0144]多孔盘102与非接触吸盘I的多孔盘2相同地由通气性的多孔碳形成。多孔盘102的材料也并不限定于通气性的多孔碳，也能够使用其他通气性的多孔材料例如多孔SiC.多孔氧化铝等。
[0145]多孔盘102、盘支架104的圆盘部分104a、框构件108的环状部分108a以及基部106的圆盘部分106a具有大致相同的外径。而且，在本实施方式中，将多孔盘102、盘支架104的圆盘部分104a、框构件108的环状部分108a以及基部106的圆盘部分106a层叠并利用粘接剂进行固定，从而形成非接触吸盘100。
[0146]另外，盘支架104、基部106以及框构件108分别具备从圆盘部分或环状部分向外方延伸的大致相同轮廓的矩形的手柄部104b、106b、108b。
[0147]盘支架104、基部106以及框构件108由铝合金的金属材料、CFRP -PEEK等树脂等形成。
[0148]在多孔盘102上形成有多个吸引孔(通气孔)109。吸引孔109以遍布多孔盘102的大致整面的方式配置。
[0149]此外，在多孔盘102的周缘部形成有将多孔盘连结于盘支架4等时的定位孔110。
[0150]如图21所示，在多孔盘102的下表面，在外周缘形成有环状的下垂部112。下垂部112构成为外径与盘支架104的圆盘部104b的外径大致相等。即，在多孔盘102的下表面形成有圆盘状的凹部。其结果，当将多孔盘102层叠于盘支架104上时，在盘支架104的上表面与多孔盘102的下表面之间形成密闭空间(第I密闭空间)。
[0151]在多孔盘102的下表面的下垂部112的内侧区域形成有截面矩形的槽114，被槽114所分隔的部分成为横截面为正方形的岛状的突出部116。岛状的突出部116与呈格子状(棋盘格状)配置的槽114 一起构成棋盘格状的配置。各突出部114的顶面为平坦的，且在中央配置有沿厚度方向贯通多孔盘102的吸引孔109。
[0152]由于岛状的突出部116的厚度与下垂部112的高度大致相同，因此形成于盘支架104的上表面与多孔盘102的下表面之间的密闭空间(第I密闭空间)形成为被岛状的突出部116所分隔的密闭空间。
[0153]另外，在盘支架104穿设有沿厚度方向贯通盘支架104的贯通孔118。各贯通孔118具有与多孔盘102的吸引孔109大致相同的直径，当将盘支架104以规定的角度位置配置于多孔盘102时，各贯通孔118配置为与多孔盘102的吸引孔109对准。
[0154]其结果，当多孔盘102与盘支架104相层叠时，多孔盘102的吸引孔109与盘支架104的贯通孔118流体连通。
[0155]如上所述，由于盘支架104的圆盘部分的外径、框构件108的环状部分的外径以及基部106的圆盘部分的外径大致相同，因此当盘支架104的圆盘部分、框构件108的环状部分以及基部106的圆盘部分以对准状态层叠而形成为非接触吸盘100时，在盘支架104的圆盘部分与基部106的圆盘部分之间形成具有与框构件108的厚度大致相等的高度的密闭空间(第2密闭空间)。在该盘支架104的圆盘部分与基部106的圆盘部分之间，密闭空间(第2密闭空间)经由盘支架104的贯通孔118与多孔盘102的吸引孔109相连通。
[0156]其结果，当在盘支架104的圆盘部分与基部106的圆盘部分之间对密闭空间(第2密闭空间)进行真空吸引时，能够经由盘支架104的贯通孔118从多孔盘102的各吸引孔109进行吸引，从而能够以朝向多孔盘102的方式吸附多孔盘102上的工件。
[0157]另外，在本实施方式的非接触吸盘100中，在框构件108的手柄部108b上形成有大致平行地延伸的吸引长孔120、122和加压长孔124。两侧部的吸引长孔120、123的内端侧与被框构件108的环状部108a围成的内部空间相连通。因而，在非接触吸盘100的组装状态下，吸引长孔120、122与盘支架104的圆盘部分与基部106的圆盘部分之间的密闭空间(第2密闭空间)相连通。
[0158]进而，在本实施方式的非接触吸盘100中，在盘支架104的圆盘部分与基部106的圆盘部分之间的密闭空间(第2密闭空间)配置有多个加强构件126。加强构件126具有与框构件108的厚度大致相同的厚度。其结果，在非接触吸盘100的组装状态下，加强构件126被夹持在盘支架104的圆盘部分104a的下表面与基部106的圆盘部分106a的上表面之间，从而当对盘支架104的圆盘部分104a与基部106的圆盘部分106a之间的密闭空间(第2密闭空间)进行减压时，作为抑制该密闭空间(第2密闭空间)沿厚度方向被压扁的加强构件发挥功能。
[0159]进而,本实施方式的非接触吸盘100具备上板128和下板130。上板128和下板130具有与盘支架104的手柄部104b、基部106的手柄部106b、以及框构件108的手柄部108b大致相同的矩形形状，在非接触吸盘100的组装状态下，从上下方向夹持手柄部104b、106b、108b。
[0160]上板128在四角具有螺钉孔132，下板130在四角具有螺钉孔134。上述螺钉孔在非接触吸盘100的组装状态下在上下方向上与形成于盘支架104的手柄部104b的四角的对应的螺钉孔136、基部106的手柄部106b的四角的对应的螺钉孔136、以及框构件108的手柄部108b的四角的对应的螺钉孔140对准，通过使未图示的螺钉贯穿上述各螺钉孔132、136、138、140以及134，从而利用上板128和下板130挟持层叠状态的手柄部104b、106b、108b。
[0161]在下板130形成有沿厚度方向贯通的两个吸引开口 142、144和加压开口 146。形成于侧方的吸引开口 142、144在非接触吸盘100的组装状态下经由贯通基部106的手柄部106b的吸引通路148、150与形成于框构件108的手柄部108b的吸引长孔120、122相连通，进而，与盘支架104的圆盘部分与基部106的圆盘部分之间的密闭空间(第2密闭空间)相连通。
[0162]另一方面，加压开口 146在非接触吸盘100的组装状态下经由贯通基部106的手柄部106b的加压通路152与形成于框构件108的手柄部108b的加压长孔124的外方侧部相连通。
[0163]进而，加压长孔124的内方侧(环状部分侧)部经由在非接触吸盘100的组装状态下配置于上方的、贯通盘支架104的手柄部104b的加压通路154与形成于盘支架104的上表面与多孔盘102的下表面之间的密闭空间(第I密闭空间)相连通。
[0164]在使用时，当从加压开口 146自外部的压缩空气源导入加压空气时，加压空气流入被形成于盘支架104的上表面与多孔盘102的下表面之间的密闭空间(第I密闭空间)，并通过多孔盘102的细孔而从表面喷出。
[0165]另一方面，通过与导入加压空气同时进行的、自吸引开口 142、144进行真空吸引，悬浮在多孔盘102的表面(吸附面)上的工件被从多孔盘102的各吸引孔109吸引，被吸附固定在由加压空气所产生的浮力和由真空吸引所产生的吸引力平衡的距吸附面规定距离的位置。
[0166]通过调整由加压空气(空气量和空气压)所产生的浮力和由真空吸引所产生的吸引力，能够在使非接触吸盘100反转的状态下，即、使多孔盘102的吸附面朝向下方的状态下，以非接触状态将工件吸附固定在吸附面的下侧。
[0167]此外，在盘支架104的圆盘部分104a形成有在非接触吸盘100的组装状态下与多孔盘102的定位孔110对准的、多个定位孔156，在框构件108的环状部分108a形成有在非接触吸盘100的组装状态下与多孔盘102的定位孔110对准的、多个定位孔158，在基部106的圆盘部分106a形成有在非接触吸盘100的组装状态下与多孔盘102的定位孔110对准的、多个定位孔160。
[0168]在组装非接触吸盘100时，以定位孔110、156、158、160相互对准的方式层叠多孔盘102、盘支架104的圆盘部分104a、框构件108的环状部分108a以及基部106的圆盘部分106a，向对准后的定位孔110、156、158、160中插入未图示的销，从而相互定位多孔盘102、盘支架104、框构件108以及基部106，并将它们粘接固定。
[0169]另外，销具有从多孔盘102的表面向上方突出的长度，在非接触吸盘100的组装后也不拆除，而是形成为防止被吸附在多孔盘102的表面的工件从多孔盘的表面滑落的止动件。
[0170]本发明并不限定于上述实施方式，能够在权利要求书所记载的技术思想的范围内进行各种变更、变形。
[0171]上述第I实施方式的非接触吸盘为在圆板状的多孔盘2上呈格子状地设置了吸引孔8的结构，但是也可以如图22所示，使用在圆板状的多孔盘2’上呈环状地配置有吸引孔8，的多孔盘。
[0172]另外，如图23和图24所示，也可以是在矩形的多孔盘2”上呈格子状或环状地配置有多个吸引孔8”的结构。在该情况下，使用矩形的盘支架4”等。
[0173]在上述图22?图24的例中，也可以与多孔盘的吸引孔的位置相对应地适当地变更多孔盘的吸引孔(通气孔)和盘支架的连通孔等的位置。
[0174]进而，上述实施方式为第I密闭空间形成为加压空间、第2密闭空间形成为减压空间的结构，但是也可以是将加压部分和减压部分彼此调换而将第I密闭空间设为减压空间、将第2密闭空间设为加压空间的结构。
[0175]另外，上述第I实施方式为在基部6的平坦的上表面上呈格子状地形成有截面矩形的基部槽22，且该基部槽22形成为第2密闭空间的结构。即、为在格子状的基部槽22之间形成有与盘支架4的上表面的岛状的突出部16相同的岛状的突出部的结构。然而，也可以如图25所示，是将基部6’的上表面的整体设为凹部，以不分隔成岛状的突出部的方式设为一体的第2密闭空间22’的结构。
[0176]附图标记说明
[0177]1、非接触吸盘；2、多孔盘；4、盘支架；6、基部；8、吸引孔(通气孔)；10、连结孔；12、立起部；14、槽；16、突出部；18、连通孔；20、加压空气入口 ；22、基部槽；24、真空孔。
【权利要求】
1.一种非接触吸盘，该非接触吸盘以非接触状态吸附薄板状的被吸附物，其特征在于， 该非接触吸盘具备: 板状的多孔盘，其在吸附固定区域形成有沿厚度方向贯通并延伸的多个通气孔； 第I密闭空间，其以与上述多孔盘的背面相邻接的方式配置； 第2密闭空间，其与上述第I密闭空间相隔离；以及 连通部件，其连通上述第2密闭空间和上述通气孔。
2.根据权利要求1所述的非接触吸盘，其特征在于， 该非接触吸盘具备: 板状的支架，其表面层叠于上述多孔盘的背面侧，且具有凹部，在该凹部与该多孔盘的背面之间构成上述第I密闭空间；以及 基部，其层叠于上述支架的背面侧，且在该基部与该支架的背面之间形成第2密闭空间， 上述支架具有作为上述连通部件发挥功能的连通孔，该连通孔的一端在上述层叠时连接于上述多孔盘的通气孔，另一端在该支架的背面上开口。
3.根据权利要求2所述的非接触吸盘，其特征在于， 上述支架具备多个岛状的突出部，该岛状的突出部具备在上述多个通气孔的背面侧开口端的位置处抵接于上述多孔盘的背面的平坦的顶部， 上述连通孔贯通上述突出部并延伸， 上述突出部之间的空间被作为上述第I密闭空间。
4.根据权利要求1所述的非接触吸盘，其特征在于， 该非接触吸盘具备板状的支架，该板状的支架层叠于上述多孔盘的背面侧，具备与上述多孔盘的通气孔相对应的贯通孔， 进而，该非接触吸盘具备基部，该基部层叠于上述支架的背面侧，在该基部与该支架的背面之间形成第2密闭空间， 在上述多孔盘的背面形成有凹部，在该凹部与上述支架之间构成上述第I密闭空间， 上述多孔盘的通气孔连结于上述支架的贯通孔，作为上述连通部件发挥功能。
5.根据权利要求4所述的非接触吸盘，其特征在于， 该非接触吸盘具备框构件，该框构件具有配置于上述支架与上述基部之间的环状部， 上述第2密闭空间由上述环状部的内部空间形成。
6.根据权利要求4或5所述的非接触吸盘，其特征在于， 在上述多孔盘的凹部具备多个岛状的突出部，该岛状的突出部具有抵接于上述支架的表面的平坦的顶部， 上述多孔盘的通气孔贯通上述岛状的突出部。
7.根据权利要求1?6中任一项所述的非接触吸盘，其特征在于， 上述第I密闭空间为加压空气用空间部， 上述第2密闭空间为减压用空间部。
8.根据权利要求1?7中任一项所述的非接触吸盘，其特征在于， 上述通气孔以分散于上述多孔盘的表面整体的方式配置。
9.根据权利要求1?8中任一项所述的非接触吸盘，其特征在于，
上述多孔盘由多孔碳形成。
【文档编号】H01L21/677GK104137247SQ201380010718
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2013年2月28日 优先权日:2012年2月28日
【发明者】藤平清隆 申请人:炭研轴封精工有限公司
【专利摘要】本发明提供一种能够将厚度较薄的工件保持吸附在规定位置处、或向下地保持吸附该厚度较薄的工件的非接触吸盘。本发明的非接触吸盘(1)的特征在于，具备：板状的多孔盘(2)，其在吸附固定区域形成有沿厚度方向贯通并延伸的多个通气孔(8)；支架，其是连接于多孔盘的背面侧且在其与多孔盘的背面之间形成第1密闭空间的板状的支架(4)，具备多个岛状的突出部(16)，该岛状的突出部(16)具备在连结时在多个通气孔的背面侧开口端的位置处抵接于多孔盘的背面的平坦的顶部，岛状的突出部之间的空间被作为第1密闭空间；以及基部(6)，其表面连结于支架的背面侧，在该基部与支架的背面之间形成第2密闭空间，在突出部形成有连通孔(18)，该连通孔(18)在连结时一端与通气孔的背面侧开口端对准，用于使通气孔和第2密闭空间连通。
【专利说明】非接触吸盘
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种非接触吸盘，详细而言，涉及一种在吸附面上同时进行由加压空气所实现的工件的悬浮和由吸引所实现的工件的吸附的非接触吸盘。
【背景技术】
[0002]作为处理半导体晶圆、FPD用玻璃基材等厚度极薄的工件的装置，已知有所谓的真空镊子。然而，由于真空镊子是在与工件相接触的状态下处理工件的，因此存在有对工件赋予应力等问题。
[0003]另外，作为在不对Fro用玻璃基材等厚度极薄的工件赋予应力等的前提下以非接触的方式进行处理的装置，提出有从多孔板的细孔喷出加压空气而使工件悬浮、从而在多孔板上进行输送的装置(例如，专利文献1、2)。
[0004]专利文献1:日本特开2008 - 110852号公报
[0005]专利文献2:日本特开2011 - 084352号公报
【发明内容】
_6] 发明要解决的问题
[0007]专利文献I和2的装置从多孔材料的板状体(平台)喷出空气而使工件悬浮于板状体上，另一方面，从板状体的一部分吸引空气，从而一边维持厚度极薄的工件的平面性，一边以非接触状态在工作台上输送该厚度极薄的工件。
[0008]在上述半导体晶圆、FPD用玻璃基材等厚度极薄的工件的处理工序中，除了在输送路径上输送工件以外，还需要进行将工件保持在工作台上的规定位置、在某个位置拾取工件并将其向其他位置移动等动作。
[0009]然而，专利文献I和2的装置无法应对这样的要求。
[0010]另一方面，作为能够以非接触的方式向下地吸附保持较薄的工件的装置，提出有利用所谓的“伯努利原理”的伯努利卡盘。该伯努利卡盘为如下装置:其通过使来自空气压缩机的加压空气一边在形成于卡盘的下表面的凹部内回旋一边沿下表面吹出，从而在凹部的正下方的区域内产生吸附力并在其周围产生浮力，从而以非接触的方式将半导体晶圆等较薄的工件吸附保持在卡盘的下侧面。
[0011]然而，由于该伯努利卡盘能够形成的凹部的数量有限，因此局部产生吸引力/浮力，从而无法在无翘曲、无应变等的平坦的状态下吸附保持尺寸相对较大且较薄的工件。
[0012]本发明就是为了解决这样的问题点而做成的，其目的在于提供一种能够将厚度较薄的工件保持吸附在规定位置、或向下地保持吸附该厚度较薄的工件的非接触吸盘。
_3] 用于解决问题的方案
[0014]采用本发明，提供一种非接触吸盘，该非接触吸盘以非接触状态吸附薄板状的被吸附物，
[0015]其特征在于，
[0016]该非接触吸盘具备:
[0017]板状的多孔盘，其在吸附固定区域形成有沿厚度方向贯通并延伸的多个通气孔；
[0018]第I密闭空间，其以与上述多孔盘的背面相邻接的方式配置；
[0019]第2密闭空间，其与上述第I密闭空间相隔离；以及
[0020]连通部件，其使上述第2密闭空间和上述通气孔连通。
[0021]采用这样的结构，例如，通过使第I密闭空间与加压空气源相连通，使第2密闭空间与吸引减压源相连通，从而能够一边从多孔盘的表面的细孔喷出加压空气，一边从多孔盘的表面的通气孔吸引空气。其结果，在多孔盘的表面上，能够一边利用吸引将工件保持在规定位置，一边利用加压空气使工件悬浮。其结果，能够以非接触的方式将半导体晶圆等厚度较薄的工件保持吸附在朝向上方的多孔盘的表面上的规定位置、或在朝向下方的多孔盘的表面的下侧以非接触的方式向下地保持吸附半导体晶圆等厚度较薄的工件。
[0022]由于能够独立地调整吸引压力(减压)和供气压力(加压)，因此能够控制保持力和悬浮力。因此，也能够调整悬浮间隙。
[0023]采用本发明的其他优选的技术方案，
[0024]该非接触吸盘具备:
[0025]板状的支架，其表面层叠于上述多孔盘的背面侧，且具有凹部，在该凹部与该多孔盘的背面之间构成上述第I密闭空间；以及
[0026]基部，其层叠于上述支架的背面侧，且在该基部与该支架的背面之间形成第2密闭空间，
[0027]上述支架具有作为上述连通部件发挥功能的连通孔，该连通孔的一端在上述层叠时连接于上述多孔盘的通气孔，另一端在该支架的背面上开口。
[0028]采用本发明的其他优选的技术方案，
[0029]上述支架具备多个岛状的突出部，该岛状的突出部具备在上述多个通气孔的背面侧开口端的位置处抵接于上述多孔盘的背面的平坦的顶部，
[0030]上述连通孔贯通上述突出部并延伸，
[0031]上述突出部之间的空间被作为上述第I密闭空间。
[0032]采用本发明的其他优选的技术方案，
[0033]上述基部在表面具备多个岛状的突出部，该岛状的突出部具备在上述连结时抵接于上述支架的背面的平坦的顶部，
[0034]该突出部之间的空间被作为减压用流路，上述连通孔的另一端与该减压用流路流体连通。
[0035]采用本发明的其他优选的技术方案，
[0036]上述多个突出部具有矩形的横截面形状，且配置为棋盘格状，
[0037]上述第I密闭空间形成为格子状的加压空气用流路。
[0038]采用这样的结构，能够从多孔盘的细孔均匀地喷出加压空气。
[0039]采用本发明的其他优选的技术方案，
[0040]上述减压槽配置为格子状。
[0041]采用这样的结构，能够均匀地从多孔盘的通气孔喷出加压空气。
[0042]采用本发明的其他优选的技术方案，
[0043]上述连通孔的另一端在上述格子状的减压用槽的交点处与该减压用槽流体连通。
[0044]采用这样的结构，能够效率良好地进行来自连通孔的吸引。
[0045]采用本发明的其他技术方案，
[0046]该非接触吸盘具备板状的支架，该板状的支架层叠于上述多孔盘的背面侧，具备与上述多孔盘的通气孔相对应的贯通孔，
[0047]进而，该非接触吸盘具备基部，该基部层叠于上述支架的背面侧，在该基部与该支架的背面之间形成第2密闭空间，
[0048]在上述多孔盘的背面形成有凹部，在该凹部与上述支架之间构成上述第I密闭空间，
[0049]上述多孔盘的通气孔连结于上述支架的贯通孔，作为上述连通部件发挥功能。
[0050]采用本发明的其他优选的技术方案，
[0051]该非接触吸盘具备框构件，该框构件具有配置于上述支架与上述基部之间的环状部，
[0052]上述第2密闭空间由上述环状部的内部空间形成。
[0053]在上述多孔盘的凹部具备多个岛状的突出部，该岛状的突出部具有抵接于上述支架的表面的平坦的顶部，
[0054]上述多孔盘的通气孔贯通上述岛状的突出部。
[0055]采用本发明的其他优选的技术方案，
[0056]上述第I密闭空间为加压空气用空间部，
[0057]上述第2密闭空间为减压用空间部。
[0058]采用本发明的其他优选的技术方案，
[0059]上述通气孔以分散于上述多孔盘的表面整体的方式配置，
[0060]采用这样的结构，能够将多孔盘的表面整体用作吸附固定区域。
[0061]采用本发明的其他优选的技术方案，
[0062]上述多孔盘由多孔碳形成。
_3]发明的效果
[0064]采用本发明，提供一种能够将厚度较薄的工件保持吸附在规定位置、或向下地保持吸附该厚度较薄的工件的非接触吸盘。
【专利附图】
【附图说明】
[0065]图1是本发明的第I实施方式的非接触吸盘的分解立体图。
[0066]图2是图1的非接触吸盘的多孔盘的俯视图。
[0067]图3是图1的非接触吸盘的多孔盘的仰视图。
[0068]图4是放大了沿图3的IV — IV线的截面的一部分的图。
[0069]图5是图1的非接触吸盘的支架的俯视图。
[0070]图6是图1的非接触吸盘的支架的仰视图。
[0071]图7是图1的非接触吸盘的基部的俯视图。
[0072]图8是非接触吸盘的支架的变形例的仰视图。
[0073]图9是非接触吸盘的支架的另一变形例的仰视图。
[0074]图10是用于说明由图1的非接触吸盘所进行的工件W的吸附固定(非接触吸附)的状态的示意性的剖视图。
[0075]图11是表示由使用了图1的非接触吸盘的工件输送装置所进行的工件输送的各工序的图。
[0076]图12是表示由使用了图1的非接触吸盘的工件输送装置所进行的工件输送的各工序的图。
[0077]图13是表示由使用了图1的非接触吸盘的工件输送装置所进行的工件输送的各工序的图。
[0078]图14是表示由使用了图1的非接触吸盘的工件输送装置所进行的工件输送的各工序的图。
[0079]图15是表示由使用了图1的非接触吸盘的工件输送装置所进行的工件输送的各工序的图。
[0080]图16是表示由使用了图1的非接触吸盘的工件输送装置所进行的工件输送的各工序的图。
[0081]图17是表示由使用了图1的非接触吸盘的工件输送装置所进行的工件输送的各工序的图。
[0082]图18是表示由使用了图1的非接触吸盘的工件输送装置所进行的工件输送的各工序的图。
[0083]图19是表示由使用了图1的非接触吸盘的工件输送装置所进行的工件输送的各工序的图。
[0084]图20是本发明的第2实施方式的非接触吸盘的从上方观察的分解立体图。
[0085]图21是本发明的第2实施方式的非接触吸盘的从下方观察的分解立体图。
[0086]图22是具有其他结构的多孔盘的俯视图。
[0087]图23是具有其他结构的多孔盘的俯视图。
[0088]图24是具有其他结构的多孔盘的俯视图。
[0089]图25是具有其他结构的基部的俯视图。
【具体实施方式】
[0090]以下，参照【专利附图】
【附图说明】本发明的实施方式的非接触吸盘。
[0091]首先，说明本发明的第I实施方式的非接触吸盘的结构。图1是本发明的第I实施方式的非接触吸盘I的分解立体图。
[0092]本实施方式的非接触吸盘I是以非接触状态吸附半导体晶圆、FPD用玻璃基材等薄板状的被吸附物(工件)、例如厚度100 μ m以下的半导体晶圆的非接触吸盘。如图1所示，非接触吸盘I具备:圆板状的多孔盘2，其在上表面具备工件的吸附区域；大致圆板状的盘支架4，其从下侧(背面侧)保持多孔盘2 ;以及大致圆板状的基部6，其连结于支架4的背面侧。
[0093]多孔盘2由通气性的多孔碳形成。多孔盘2的材料并不限定于通气性的多孔碳，也能够使用其他通气性的多孔材料，例如多孔SiC.多孔氧化铝等。
[0094]图2是多孔盘2的俯视图，图3是多孔盘2的仰视图。
[0095]在多孔盘2形成有多个吸引孔(通气孔)8。如图2和图3所示，吸引孔8遍布多孔盘2的大致整面，并呈格子状排列，即以配置在棋盘格的交点上的状态排列。在本实施方式中，吸引孔8的间隔被设定为25_左右。
[0096]图4是放大了沿图3的VI — VI线的截面的一部分的图。如图4所示，吸引孔8形成为沿厚度方向贯通各多孔盘2并延伸。吸引孔8在多孔盘2的表面2a侧形成为直径
0.6mm左右的小径部8a，在多孔盘2的背面2b侧形成为直径4mm左右的大径部8b，小径部8a和大径部8b被顶端朝向多孔盘2的表面2a变细的锥部8c连结。
[0097]采用这样的结构，当吸引孔8的大径部Sb被减压吸引时，来自在多孔盘2的表面2a侧开口的、吸引孔8的小径部8a的空气被吸引，形成有吸引孔8的多孔盘2的表面区域作为进行工件的吸附固定的吸附固定区域。
[0098]此外，在多孔盘2的周缘部形成有连结孔10，该连结孔10供将多孔盘连结于盘支架4等的螺钉等连接件贯穿。
[0099]图5是盘支架4的俯视图，图6是盘支架4的仰视图。
[0100]如上所述，盘支架4是从下侧(背面侧)保持多孔盘2的大致圆板状的构件，例如，由铝合金等金属材料形成。盘支架4也可以由CFRP.PEEK等树脂形成。
[0101]如图1、图4以及图5所示，在盘支架4的上表面，在外周缘形成有环状的立起部12。立起部12构成为内径比多孔盘2的外径稍大，高度比多孔盘2的厚度稍低。
[0102]因而，当多孔盘2配置于盘支架4的立起部12的内侧的空间(凹部)时，成为多孔盘2的上表面2a比盘支架4的立起部12的顶面稍靠上方配置的状态。
[0103]另外，在盘支架4的上表面(凹部的底面)的立起部12的内侧区域呈格子状(棋盘格状)地形成有截面为矩形的槽14，被槽14分隔的部分形成为横截面呈正方形的岛状的突出部16。岛状的突出部16与呈格子状(棋盘格状)地配置的槽14 一起构成棋盘格状的配置。
[0104]各突出部14的顶面为平坦，且在中央穿设有在厚度方向上贯通盘支架4的连通孔18。
[0105]多孔盘2和盘支架4以多孔盘2配置于盘支架4的立起部12的内侧的空间内的状态被粘接剂接合并固定。多孔盘2和盘支架4进而被螺栓等连接件相互连结固定。
[0106]突出部14构成为在多孔盘2配置于盘支架4的立起部12的内侧的空间内时，顶面以气密状态抵接于多孔盘2的背面2b的吸引孔8的大径部Sb的开口端的周围的区域。
[0107]其结果，当多孔盘2被粘接剂固定于盘支架4的立起部12的内侧的空间时，利用呈格子状配置的槽14和覆盖该槽14的多孔盘2而在多孔盘2的背面与盘支架4的上表面之间形成有密闭空间(第I密闭空间)。
[0108]连通孔18构成为具有与多孔盘2的吸引孔8的大径部Sb大致相同的直径，当多孔盘2在盘支架4的立起部12的内侧的空间内被收纳在规定的角度位置处时，该连通孔18在厚度方向上与形成于多孔盘2的各吸引口 8对准。
[0109]其结果，当多孔盘2以规定的角度位置收纳在盘支架4的立起部12的内侧的空间内时，多孔盘2的吸引口 8与盘支架4的连通孔18流体连通。
[0110]在盘支架4的外周形成有加压空气入口 20，该加压空气入口 20用于连通由槽14形成的密闭空间(第I密闭空间)与盘支架4的外部空间，并向该密闭空间(第I密闭空间)导入加压空气。
[0111]其结果，当在将多孔盘2收纳在盘支架4的立起部12的内侧的空间内并粘接固定的状态下从加压空气入口 20向由槽14和多孔盘2形成的密闭空间(第I密闭空间)导入加压空气时，加压空气进入构成密闭空间(第I密闭空间)的上表面的多孔盘2的细孔，并透过多孔盘2而从多孔盘2的表面整体喷出。
[0112]图7是基部6的俯视图。如上所述，基部6是连接于支架4的背面侧的大致圆板状的构件，例如，由铝合金等金属材料形成。基部6也可以由CFRP.PEEK等树脂形成。
[0113]如图1和图7所示，基部6具有与盘支架4大致相同的直径，在平坦的上表面呈格子状地形成有截面为矩形的基部槽22。因而，当盘支架4的平坦的背面与基部6的上表面相接合时，利用格子状的基部槽22与覆盖其的盘支架4的背面形成格子状的密闭空间(第2密闭空间)。
[0114]基部槽22构成为当盘支架4与基部6以规定的角度位置相接合时，格子状的基部槽22在厚度方向上与形成于盘支架4的连通孔18对准。
[0115]采用这样的结构，当多孔盘2、盘支架4以及基部6以规定的角度位置相连结时，多孔盘2的吸引孔8经由盘支架4的连通孔18与形成于基部6与盘支架4之间的、格子状的密闭空间(第2密闭空间)的交点相连通。
[0116]另外，在基部6的外周形成有作为贯通孔的真空孔24，该真空孔24用于使基部槽22与基部6的外部的真空源相连通。
[0117]采用这样的结构，当在多孔盘2、盘支架4以及基部6以规定的角度位置连结起来的状态下从真空孔24进行真空吸引时，经由盘支架4的连通孔18从多孔盘2的各吸引孔8进行吸引，从而能够朝向多孔盘2地吸附多孔盘2上的工件。
[0118]盘支架4和基部6被螺钉、螺栓等连结件连结。通过沿基部6的上表面的外周形成槽并在该槽内配置O形环，从而能够以使基部6的格子状的基部槽22形成为气密状态的方式连结盘支架4和基部6。另外，也可以是利用粘接剂连结盘支架4和基部6的结构。
[0119]具有这样的结构的非接触吸盘在使用时，在多孔盘2、盘支架4以及基部6以规定的角度位置连结起来的状态下，从加压空气入口 20将加压空气向由槽14和多孔盘2形成的密闭空间(第I密闭空间)导入，并且从基部6的真空孔24进行真空吸引，从而将工件非接触吸附在多孔盘2上。
[0120]进而，即使是挠曲了的工件(被吸附物)，也能够沿着吸附面而使其平坦化。
[0121 ] 上述实施方式是在基部6的上表面形成格子状的基部槽22、利用该基部槽22形成第2密闭空间的结构，但是也可以是将基部的上表面设为平坦面而在盘支架的背面形成凹部或槽、从而在盘支架与基部之间形成第2密闭空间的结构。
[0122]图8是用于这样的结构的变形例的盘支架4’的仰视图。如图8所示，在盘支架4’的底面形成有较薄的圆柱状的凹部22’。
[0123]该盘支架4’的下表面与上表面平坦的圆板状的基部相接合，利用基部的平坦的上表面与较薄的圆柱状的凹部22’形成盘支架4’与基部之间的较薄的(高度较低的)圆柱状的第2密闭空间。在该盘支架4’的侧壁形成有与凹部22’相连通的真空孔(未图示)。
[0124]图9是用于这样的结构的另一变形例的盘支架4”的仰视图。如图9所示，在盘支架4”的底面形成有格子状的槽22”。
[0125]该盘支架4”的下表面也与上表面平坦的圆板状的基部相接合，利用基部的平坦的上表面和格子状的槽22”在盘支架4”与基部之间形成由格子状的槽所形成的第2密闭空间。在该盘支架4”的侧壁也形成有与格子状的槽22”相连通的真空孔(未图示)。
[0126]图10是用于说明由非接触吸盘I所进行的工件W的吸附固定(非接触吸附)的状态的示意性的剖视图。
[0127]如上所述，在使用时，当从外部的压缩空气源向由盘支架4的槽14和多孔盘2形成的密闭空间导入加压空气时，加压空气通过多孔盘2的细孔而进入多孔盘2内，在图10中如箭头P所示，从多孔盘2的表面2a喷出。利用在该图10中如箭头P所示地喷出的加压空气，工件W悬浮在盘的表面(吸附面)8a上。
[0128]另一方面，利用与加压空气的导入同时进行的、自基部6的真空孔24进行真空吸弓I，悬浮在盘的表面(吸附面)8a上的工件W经由盘支架4的连通孔18如箭头V所示地被从多孔盘2的各吸引孔8吸引，从而被吸附固定在由加压空气所产生的浮力和由真空吸引所产生的吸引力相互平衡的距吸附面8a规定距离G的位置。
[0129]通过调整由加压空气(空气量和空气压)所产生的浮力和由真空吸引所产生的吸引力，也能够在使非接触吸盘I反转的状态下，即多孔盘2的吸附面2a朝向下方的状态下，在吸附面2a的下侧以非接触状态吸附固定工件W。
[0130]接着，说明由使用了本实施方式的非接触吸盘I的工件输送装置所进行的工件输送。
[0131]图11?图19是表示由使用了非接触吸盘I的工件输送装置50所进行的工件输送的各工序的图。
[0132]如图11?图19所示，工件输送装置50是所谓的水平多关节型的“材料搬运”机器人。
[0133]工件输送装置50具备:柱52 ;第I臂56，其基端借助肩关节54旋转自如地连结于柱52的上端；第2臂60，其基端借助肘关节58旋转自如地连结于第I臂56的前端；以及手部64，其基端借助手腕关节62旋转自如地连结于第2臂60的前端。上述实施方式的非接触吸盘I以使吸附面2a朝向下方的状态安装于手部64的下表面。
[0134]接着，说明利用工件输送装置50从第I处理装置66向第2处理装置68输送工件W的动作。
[0135]如图11所示，工件W被第I处理装置66上的吸附装置70吸附保持于第I处理装置66上。在本实施方式的输送工序中，首先，使工件输送装置50的第I臂56和第2臂60向第I处理装置66的方向展开，将安装于手部64的非接触吸盘I配置于吸附保持在第I处理装置66上的工件W的上方(图12)。
[0136]接着，柱52收缩，使非接触吸盘I等下降至能够吸附工件W的高度位置(图13)。接着，开始对非接触吸盘I导入加压空气和进行真空吸引，并停止第I处理装置66的吸附装置70的吸附动作，从而将工件W吸附固定在非接触吸盘I侧(图14)。
[0137]接着，柱52伸长(图15)，进而，使臂整体以肩关节54为中心旋转，使非接触吸盘I移动至第2处理装置68的上方(图16)。
[0138]进而，柱52收缩，使非接触吸盘I等下降至第2处理装置68的吸附装置72能够吸附被吸附固定于非接触吸盘I的工件W的高度位置(图17)。接着，开始第2处理装置68的吸附装置72的吸附动作，并且停止对非接触吸盘I导入加压空气和进行真空吸引，从而使工件W吸附于第2处理装置68的吸附装置72 (图18)，进而，使臂返回至初始位置，完成输送作业(图19)。
[0139]采用如上所述的非接触吸盘，由于从吸附面整体吹出加压空气而使工件悬浮的同时，从分布于吸附面整体的吸引孔吸引工件W，因此能够在不对工件施加很大的应力的前提下以非接触状态将工件吸附固定在规定位置。
[0140]接着，说明本发明的第2实施方式的非接触吸盘的结构。图20是本发明的第2实施方式的非接触吸盘100的自上方观察的分解立体图，图21是本发明的第2实施方式的非接触吸盘100的自下方观察的分解立体图。
[0141]本实施方式的非接触吸盘100与第I实施方式的非接触吸盘I相同，是以非接触状态吸附半导体晶圆、FPD用玻璃基材等薄板状的被吸附物(工件)、例如厚度100 μ m以下的半导体晶圆的非接触吸盘。
[0142]如图20和图21所示，非接触吸盘100具备:圆板状的多孔盘102，其在上表面具备工件的吸附区域；大致圆板状的盘支架104，其从下侧(背面侧)保持多孔盘102 ;以及大致圆板状的基部106，其配置在盘支架104的背面侧。
[0143]在非接触吸盘100中，在盘支架104与基部106之间配置有具备环状部分108a的框构件108。
[0144]多孔盘102与非接触吸盘I的多孔盘2相同地由通气性的多孔碳形成。多孔盘102的材料也并不限定于通气性的多孔碳，也能够使用其他通气性的多孔材料例如多孔SiC.多孔氧化铝等。
[0145]多孔盘102、盘支架104的圆盘部分104a、框构件108的环状部分108a以及基部106的圆盘部分106a具有大致相同的外径。而且，在本实施方式中，将多孔盘102、盘支架104的圆盘部分104a、框构件108的环状部分108a以及基部106的圆盘部分106a层叠并利用粘接剂进行固定，从而形成非接触吸盘100。
[0146]另外，盘支架104、基部106以及框构件108分别具备从圆盘部分或环状部分向外方延伸的大致相同轮廓的矩形的手柄部104b、106b、108b。
[0147]盘支架104、基部106以及框构件108由铝合金的金属材料、CFRP -PEEK等树脂等形成。
[0148]在多孔盘102上形成有多个吸引孔(通气孔)109。吸引孔109以遍布多孔盘102的大致整面的方式配置。
[0149]此外，在多孔盘102的周缘部形成有将多孔盘连结于盘支架4等时的定位孔110。
[0150]如图21所示，在多孔盘102的下表面，在外周缘形成有环状的下垂部112。下垂部112构成为外径与盘支架104的圆盘部104b的外径大致相等。即，在多孔盘102的下表面形成有圆盘状的凹部。其结果，当将多孔盘102层叠于盘支架104上时，在盘支架104的上表面与多孔盘102的下表面之间形成密闭空间(第I密闭空间)。
[0151]在多孔盘102的下表面的下垂部112的内侧区域形成有截面矩形的槽114，被槽114所分隔的部分成为横截面为正方形的岛状的突出部116。岛状的突出部116与呈格子状(棋盘格状)配置的槽114 一起构成棋盘格状的配置。各突出部114的顶面为平坦的，且在中央配置有沿厚度方向贯通多孔盘102的吸引孔109。
[0152]由于岛状的突出部116的厚度与下垂部112的高度大致相同，因此形成于盘支架104的上表面与多孔盘102的下表面之间的密闭空间(第I密闭空间)形成为被岛状的突出部116所分隔的密闭空间。
[0153]另外，在盘支架104穿设有沿厚度方向贯通盘支架104的贯通孔118。各贯通孔118具有与多孔盘102的吸引孔109大致相同的直径，当将盘支架104以规定的角度位置配置于多孔盘102时，各贯通孔118配置为与多孔盘102的吸引孔109对准。
[0154]其结果，当多孔盘102与盘支架104相层叠时，多孔盘102的吸引孔109与盘支架104的贯通孔118流体连通。
[0155]如上所述，由于盘支架104的圆盘部分的外径、框构件108的环状部分的外径以及基部106的圆盘部分的外径大致相同，因此当盘支架104的圆盘部分、框构件108的环状部分以及基部106的圆盘部分以对准状态层叠而形成为非接触吸盘100时，在盘支架104的圆盘部分与基部106的圆盘部分之间形成具有与框构件108的厚度大致相等的高度的密闭空间(第2密闭空间)。在该盘支架104的圆盘部分与基部106的圆盘部分之间，密闭空间(第2密闭空间)经由盘支架104的贯通孔118与多孔盘102的吸引孔109相连通。
[0156]其结果，当在盘支架104的圆盘部分与基部106的圆盘部分之间对密闭空间(第2密闭空间)进行真空吸引时，能够经由盘支架104的贯通孔118从多孔盘102的各吸引孔109进行吸引，从而能够以朝向多孔盘102的方式吸附多孔盘102上的工件。
[0157]另外，在本实施方式的非接触吸盘100中，在框构件108的手柄部108b上形成有大致平行地延伸的吸引长孔120、122和加压长孔124。两侧部的吸引长孔120、123的内端侧与被框构件108的环状部108a围成的内部空间相连通。因而，在非接触吸盘100的组装状态下，吸引长孔120、122与盘支架104的圆盘部分与基部106的圆盘部分之间的密闭空间(第2密闭空间)相连通。
[0158]进而，在本实施方式的非接触吸盘100中，在盘支架104的圆盘部分与基部106的圆盘部分之间的密闭空间(第2密闭空间)配置有多个加强构件126。加强构件126具有与框构件108的厚度大致相同的厚度。其结果，在非接触吸盘100的组装状态下，加强构件126被夹持在盘支架104的圆盘部分104a的下表面与基部106的圆盘部分106a的上表面之间，从而当对盘支架104的圆盘部分104a与基部106的圆盘部分106a之间的密闭空间(第2密闭空间)进行减压时，作为抑制该密闭空间(第2密闭空间)沿厚度方向被压扁的加强构件发挥功能。
[0159]进而,本实施方式的非接触吸盘100具备上板128和下板130。上板128和下板130具有与盘支架104的手柄部104b、基部106的手柄部106b、以及框构件108的手柄部108b大致相同的矩形形状，在非接触吸盘100的组装状态下，从上下方向夹持手柄部104b、106b、108b。
[0160]上板128在四角具有螺钉孔132，下板130在四角具有螺钉孔134。上述螺钉孔在非接触吸盘100的组装状态下在上下方向上与形成于盘支架104的手柄部104b的四角的对应的螺钉孔136、基部106的手柄部106b的四角的对应的螺钉孔136、以及框构件108的手柄部108b的四角的对应的螺钉孔140对准，通过使未图示的螺钉贯穿上述各螺钉孔132、136、138、140以及134，从而利用上板128和下板130挟持层叠状态的手柄部104b、106b、108b。
[0161]在下板130形成有沿厚度方向贯通的两个吸引开口 142、144和加压开口 146。形成于侧方的吸引开口 142、144在非接触吸盘100的组装状态下经由贯通基部106的手柄部106b的吸引通路148、150与形成于框构件108的手柄部108b的吸引长孔120、122相连通，进而，与盘支架104的圆盘部分与基部106的圆盘部分之间的密闭空间(第2密闭空间)相连通。
[0162]另一方面，加压开口 146在非接触吸盘100的组装状态下经由贯通基部106的手柄部106b的加压通路152与形成于框构件108的手柄部108b的加压长孔124的外方侧部相连通。
[0163]进而，加压长孔124的内方侧(环状部分侧)部经由在非接触吸盘100的组装状态下配置于上方的、贯通盘支架104的手柄部104b的加压通路154与形成于盘支架104的上表面与多孔盘102的下表面之间的密闭空间(第I密闭空间)相连通。
[0164]在使用时，当从加压开口 146自外部的压缩空气源导入加压空气时，加压空气流入被形成于盘支架104的上表面与多孔盘102的下表面之间的密闭空间(第I密闭空间)，并通过多孔盘102的细孔而从表面喷出。
[0165]另一方面，通过与导入加压空气同时进行的、自吸引开口 142、144进行真空吸引，悬浮在多孔盘102的表面(吸附面)上的工件被从多孔盘102的各吸引孔109吸引，被吸附固定在由加压空气所产生的浮力和由真空吸引所产生的吸引力平衡的距吸附面规定距离的位置。
[0166]通过调整由加压空气(空气量和空气压)所产生的浮力和由真空吸引所产生的吸引力，能够在使非接触吸盘100反转的状态下，即、使多孔盘102的吸附面朝向下方的状态下，以非接触状态将工件吸附固定在吸附面的下侧。
[0167]此外，在盘支架104的圆盘部分104a形成有在非接触吸盘100的组装状态下与多孔盘102的定位孔110对准的、多个定位孔156，在框构件108的环状部分108a形成有在非接触吸盘100的组装状态下与多孔盘102的定位孔110对准的、多个定位孔158，在基部106的圆盘部分106a形成有在非接触吸盘100的组装状态下与多孔盘102的定位孔110对准的、多个定位孔160。
[0168]在组装非接触吸盘100时，以定位孔110、156、158、160相互对准的方式层叠多孔盘102、盘支架104的圆盘部分104a、框构件108的环状部分108a以及基部106的圆盘部分106a，向对准后的定位孔110、156、158、160中插入未图示的销，从而相互定位多孔盘102、盘支架104、框构件108以及基部106，并将它们粘接固定。
[0169]另外，销具有从多孔盘102的表面向上方突出的长度，在非接触吸盘100的组装后也不拆除，而是形成为防止被吸附在多孔盘102的表面的工件从多孔盘的表面滑落的止动件。
[0170]本发明并不限定于上述实施方式，能够在权利要求书所记载的技术思想的范围内进行各种变更、变形。
[0171]上述第I实施方式的非接触吸盘为在圆板状的多孔盘2上呈格子状地设置了吸引孔8的结构，但是也可以如图22所示，使用在圆板状的多孔盘2’上呈环状地配置有吸引孔8，的多孔盘。
[0172]另外，如图23和图24所示，也可以是在矩形的多孔盘2”上呈格子状或环状地配置有多个吸引孔8”的结构。在该情况下，使用矩形的盘支架4”等。
[0173]在上述图22?图24的例中，也可以与多孔盘的吸引孔的位置相对应地适当地变更多孔盘的吸引孔(通气孔)和盘支架的连通孔等的位置。
[0174]进而，上述实施方式为第I密闭空间形成为加压空间、第2密闭空间形成为减压空间的结构，但是也可以是将加压部分和减压部分彼此调换而将第I密闭空间设为减压空间、将第2密闭空间设为加压空间的结构。
[0175]另外，上述第I实施方式为在基部6的平坦的上表面上呈格子状地形成有截面矩形的基部槽22，且该基部槽22形成为第2密闭空间的结构。即、为在格子状的基部槽22之间形成有与盘支架4的上表面的岛状的突出部16相同的岛状的突出部的结构。然而，也可以如图25所示，是将基部6’的上表面的整体设为凹部，以不分隔成岛状的突出部的方式设为一体的第2密闭空间22’的结构。
[0176]附图标记说明
[0177]1、非接触吸盘；2、多孔盘；4、盘支架；6、基部；8、吸引孔(通气孔)；10、连结孔；12、立起部；14、槽；16、突出部；18、连通孔；20、加压空气入口 ；22、基部槽；24、真空孔。
【权利要求】
1.一种非接触吸盘，该非接触吸盘以非接触状态吸附薄板状的被吸附物，其特征在于， 该非接触吸盘具备: 板状的多孔盘，其在吸附固定区域形成有沿厚度方向贯通并延伸的多个通气孔； 第I密闭空间，其以与上述多孔盘的背面相邻接的方式配置； 第2密闭空间，其与上述第I密闭空间相隔离；以及 连通部件，其连通上述第2密闭空间和上述通气孔。
2.根据权利要求1所述的非接触吸盘，其特征在于， 该非接触吸盘具备: 板状的支架，其表面层叠于上述多孔盘的背面侧，且具有凹部，在该凹部与该多孔盘的背面之间构成上述第I密闭空间；以及 基部，其层叠于上述支架的背面侧，且在该基部与该支架的背面之间形成第2密闭空间， 上述支架具有作为上述连通部件发挥功能的连通孔，该连通孔的一端在上述层叠时连接于上述多孔盘的通气孔，另一端在该支架的背面上开口。
3.根据权利要求2所述的非接触吸盘，其特征在于， 上述支架具备多个岛状的突出部，该岛状的突出部具备在上述多个通气孔的背面侧开口端的位置处抵接于上述多孔盘的背面的平坦的顶部， 上述连通孔贯通上述突出部并延伸， 上述突出部之间的空间被作为上述第I密闭空间。
4.根据权利要求1所述的非接触吸盘，其特征在于， 该非接触吸盘具备板状的支架，该板状的支架层叠于上述多孔盘的背面侧，具备与上述多孔盘的通气孔相对应的贯通孔， 进而，该非接触吸盘具备基部，该基部层叠于上述支架的背面侧，在该基部与该支架的背面之间形成第2密闭空间， 在上述多孔盘的背面形成有凹部，在该凹部与上述支架之间构成上述第I密闭空间， 上述多孔盘的通气孔连结于上述支架的贯通孔，作为上述连通部件发挥功能。
5.根据权利要求4所述的非接触吸盘，其特征在于， 该非接触吸盘具备框构件，该框构件具有配置于上述支架与上述基部之间的环状部， 上述第2密闭空间由上述环状部的内部空间形成。
6.根据权利要求4或5所述的非接触吸盘，其特征在于， 在上述多孔盘的凹部具备多个岛状的突出部，该岛状的突出部具有抵接于上述支架的表面的平坦的顶部， 上述多孔盘的通气孔贯通上述岛状的突出部。
7.根据权利要求1?6中任一项所述的非接触吸盘，其特征在于， 上述第I密闭空间为加压空气用空间部， 上述第2密闭空间为减压用空间部。
8.根据权利要求1?7中任一项所述的非接触吸盘，其特征在于， 上述通气孔以分散于上述多孔盘的表面整体的方式配置。
9.根据权利要求1?8中任一项所述的非接触吸盘，其特征在于，
上述多孔盘由多孔碳形成。
【文档编号】H01L21/677GK104137247SQ201380010718
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2013年2月28日 优先权日:2012年2月28日
【发明者】藤平清隆 申请人:炭研轴封精工有限公司
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