JP6189727B2 - Universal chuck device - Google Patents

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Description

本発明は、半導体ウェハを吸着するためのユニバーサルチャック装置に関する。   The present invention relates to a universal chuck device for adsorbing a semiconductor wafer.

従来、半導体ウェハが載置される円板部と、隔壁を介して円板部を取り囲む環状部と、円板部の下面から下方に延びる貫通孔と、環状部の下面から貫通孔に連なる通気機構と、を備えるユニバーサルチャック装置が提案されている(特許文献1参照)。通気機構は、切換え弁室内に摺動自在に配置され、スプリングによって初期位置に付勢された球状弁を有する。球状弁は、半導体ウェハの外径が環状部の内径よりも小さい場合、負圧で弁座に押しつけられて通気機構を閉塞する。このようなユニバーサルチャック装置によれば、部品交換することなく複数サイズの半導体ウェハを吸着することができる。   Conventionally, a disk part on which a semiconductor wafer is placed, an annular part that surrounds the disk part via a partition, a through hole that extends downward from the lower surface of the disk part, and a ventilation that extends from the lower surface of the annular part to the through hole A universal chuck device including a mechanism has been proposed (see Patent Document 1). The ventilation mechanism has a spherical valve that is slidably disposed in the switching valve chamber and is biased to an initial position by a spring. When the outer diameter of the semiconductor wafer is smaller than the inner diameter of the annular portion, the spherical valve is pressed against the valve seat with a negative pressure to close the ventilation mechanism. According to such a universal chuck device, a plurality of sizes of semiconductor wafers can be adsorbed without replacing parts.

特開平8−1464号公報JP-A-8-1464

しかしながら、特許文献1では球状弁が用いられているため、球状弁が負圧によって弁座に押しつけられるように構成するには、球状弁のサイズ、重さ及び位置とスプリングの付勢力を精密に設計する必要がある。従って、より簡易な構成のユニバーサルチャック装置の開発が求められている。   However, since a spherical valve is used in Patent Document 1, in order to configure the spherical valve to be pressed against the valve seat by negative pressure, the size, weight and position of the spherical valve and the biasing force of the spring are precisely set. Need to design. Therefore, development of a universal chuck device having a simpler configuration is demanded.

本発明は、上述の状況に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で複数サイズの半導体ウェハを吸着可能なユニバーサルチャック装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described situation, and an object of the present invention is to provide a universal chuck device capable of adsorbing a plurality of sizes of semiconductor wafers with a simple configuration.

第1の態様に係るユニバーサルチャック装置は、所定の回転軸を中心として回転可能な支持部を備える。支持部は、所定の回転軸に対して略垂直な支持面と、支持面に開口する内側管と、内側管に連なる切換え弁室と、所定の回転軸を基準として内側管の外側において支持面に開口し、切換え弁室に連なる外側管と、切換え弁室と内側管に連なる連通管と、切換え弁室内に摺動自在に配置される切換え弁と、切換え弁室内に配置され、切換え弁を初期位置に付勢する付勢部材と、を有する。切換え弁は、切換え弁室の内径と略同じ外径を有する第1大径部と、切換え弁室の内径と略同じ外径を有する第2大径部と、第1大径部と第2外径部を連結し、切換え弁室の内径よりも小さい外径を有する小径部と、を含む。小径部は、切換え弁が初期位置に位置する場合、外側管と連通管の間に位置する。   The universal chuck apparatus which concerns on a 1st aspect is provided with the support part which can rotate centering | focusing on a predetermined | prescribed rotating shaft. The support unit includes a support surface that is substantially perpendicular to a predetermined rotation axis, an inner tube that opens to the support surface, a switching valve chamber that is connected to the inner tube, and a support surface outside the inner tube with respect to the predetermined rotation axis. An outer pipe connected to the switching valve chamber, a communication pipe connected to the switching valve chamber and the inner pipe, a switching valve slidably disposed in the switching valve chamber, and a switching valve disposed in the switching valve chamber. And a biasing member that biases to the initial position. The switching valve includes a first large diameter portion having an outer diameter substantially the same as the inner diameter of the switching valve chamber, a second large diameter portion having an outer diameter substantially the same as the inner diameter of the switching valve chamber, a first large diameter portion, and a second And a small-diameter portion having an outer diameter smaller than the inner diameter of the switching valve chamber. The small diameter portion is located between the outer pipe and the communication pipe when the switching valve is located at the initial position.

第1の態様に係るユニバーサルチャック装置によれば、大サイズの半導体ウェハを載置して内側管を減圧すると、切換え弁は初期位置から移動しないため、大サイズの半導体ウェハを吸着できる。また、小サイズの半導体ウェハを載置して内側管を減圧すると、切換え弁は内側管側に移動して、小サイズの半導体ウェハを吸着できる。このように、第1大径部と第2大径部と小径部とを有する切換え弁を用いることによって、簡易な構成で複数サイズの半導体ウェハを吸着することができる。   According to the universal chuck device according to the first aspect, when the large-sized semiconductor wafer is placed and the inner tube is decompressed, the switching valve does not move from the initial position, so that the large-sized semiconductor wafer can be adsorbed. Further, when a small-sized semiconductor wafer is placed and the inner tube is depressurized, the switching valve moves to the inner tube side and can attract the small-sized semiconductor wafer. Thus, by using the switching valve having the first large diameter portion, the second large diameter portion, and the small diameter portion, it is possible to adsorb a plurality of sizes of semiconductor wafers with a simple configuration.

第2の態様に係るユニバーサルチャック装置は、第1の態様に係り、支持面上に配置される載置部をさらに備える。載置部は、通気性の内側載置部と、内側載置部の外周を取り囲む不通気性の第1隔壁と、第1隔壁の外周を取り囲む通気性の外側載置部と、外側載置部を取り囲む不通気性の第2隔壁とを有する。内側載置部は、内側管上に配置され、外側載置部は、外側管上に配置される。   The universal chuck apparatus which concerns on a 2nd aspect is related with a 1st aspect, and is further provided with the mounting part arrange | positioned on a support surface. The mounting unit includes a breathable inner mounting unit, an impermeable first partition wall surrounding the outer periphery of the inner mounting unit, a breathable outer mounting unit surrounding the outer periphery of the first partition wall, and an outer mounting unit. And an air-impermeable second partition wall surrounding the portion. The inner placement portion is disposed on the inner tube, and the outer placement portion is disposed on the outer tube.

第2の態様に係るユニバーサルチャック装置によれば、小サイズの半導体ウェハを内側載置部によって全体的に吸着できるとともに、大サイズの半導体ウェハを内側載置部と外側載置部によって全体的に吸着することができる。   According to the universal chuck device according to the second aspect, the small-sized semiconductor wafer can be sucked entirely by the inner mounting portion, and the large-sized semiconductor wafer can be entirely sucked by the inner mounting portion and the outer mounting portion. Can be adsorbed.

第3の態様に係るユニバーサルチャック装置は、第1の態様に係り、支持部は、支持面に形成され、内側管に連なる内側溝と、支持面に形成され、外側管に連なる外側溝とを有する。   A universal chuck device according to a third aspect relates to the first aspect, wherein the support portion includes an inner groove formed on the support surface and continuous with the inner tube, and an outer groove formed on the support surface and continuous with the outer tube. Have.

第3の態様に係るユニバーサルチャック装置によれば、載置部を設けることなく、小サイズの半導体ウェハを内側溝で吸着できるとともに、大サイズの半導体ウェハを内側溝と外側溝によって全体的に吸着することができる。そのため、ユニバーサルチャック装置の構成をより簡易にすることができる。   According to the universal chuck device according to the third aspect, a small-sized semiconductor wafer can be sucked by the inner groove and the large-sized semiconductor wafer by the inner groove and the outer groove without providing a mounting portion. can do. Therefore, the configuration of the universal chuck device can be further simplified.

第4の態様に係るユニバーサルチャック装置は、第1乃至第3のいずれかの態様に係り、切換え弁室のうち内側管に連なる横孔の内径は、内側管の内径よりも小さい。   The universal chuck device according to the fourth aspect relates to any one of the first to third aspects, and the inner diameter of the lateral hole connected to the inner pipe in the switching valve chamber is smaller than the inner diameter of the inner pipe.

第4の態様に係るユニバーサルチャック装置によれば、横孔の内径が内側管の内径よりも大きい場合に比べて、横孔を迅速に減圧することができる。そのため、小サイズの半導体ウェハを吸着する際、切換え弁をスムーズに移動させることができる。   According to the universal chuck device according to the fourth aspect, it is possible to quickly depressurize the horizontal hole as compared with the case where the inner diameter of the horizontal hole is larger than the inner diameter of the inner tube. Therefore, the switching valve can be moved smoothly when sucking a small-sized semiconductor wafer.

第5の態様に係るユニバーサルチャック装置は、第1乃至第4のいずれかの態様に係り、横孔の内径は、連通管の内径よりも大きい。   The universal chuck device according to the fifth aspect relates to any one of the first to fourth aspects, and the inner diameter of the lateral hole is larger than the inner diameter of the communication pipe.

第5の態様に係るユニバーサルチャック装置によれば、小サイズの半導体ウェハを吸着する際、横孔と連通管の径差から生じる圧力差によって、切換え弁を初期位置からスムーズに移動させることができる。   According to the universal chuck device of the fifth aspect, when a small-sized semiconductor wafer is sucked, the switching valve can be smoothly moved from the initial position due to the pressure difference caused by the diameter difference between the lateral hole and the communication pipe. .

本発明によれば、簡易な構成で複数サイズの半導体ウェハを吸着可能なユニバーサルチャック装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the universal chuck apparatus which can adsorb | suck semiconductor wafers of multiple sizes with a simple structure can be provided.

第1実施形態に係るユニバーサルチャック装置の外観を示す上面斜視図The top perspective view showing the appearance of the universal chuck device concerning a 1st embodiment. 第1実施形態に係るユニバーサルチャック装置の内部構造を示す上面斜視図The top perspective view which shows the internal structure of the universal chuck apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係るユニバーサルチャック装置の断面図Sectional drawing of the universal chuck apparatus which concerns on 1st Embodiment 第1実施形態に係るユニバーサルチャック装置の断面図Sectional drawing of the universal chuck apparatus which concerns on 1st Embodiment 第2実施形態に係るユニバーサルチャック装置の外観を示す上面斜視図The top perspective view showing the appearance of the universal chuck device concerning a 2nd embodiment. 第2実施形態に係るユニバーサルチャック装置の断面図Sectional drawing of the universal chuck apparatus which concerns on 2nd Embodiment 第2実施形態に係るユニバーサルチャック装置の断面図Sectional drawing of the universal chuck apparatus which concerns on 2nd Embodiment

〈第1実施形態〉
第1実施形態に係るユニバーサルチャック装置100の構成について、図面を参照しながら説明する。図1は、ユニバーサルチャック装置100の外観を示す上面斜視図である。図2は、ユニバーサルチャック装置100の内部構造を示す上面斜視図である。図3及び図4は、ユニバーサルチャック装置100の断面図である。図2では、載置部10を取り外した様子が図示されている。図3では、大サイズの半導体ウェハ200がユニバーサルチャック装置100に吸着された状態が図示されている。図4では、小サイズの半導体ウェハ210がユニバーサルチャック装置100に吸着された状態が図示されている。
<First Embodiment>
The configuration of the universal chuck device 100 according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a top perspective view showing the external appearance of the universal chuck device 100. FIG. 2 is a top perspective view showing the internal structure of the universal chuck device 100. 3 and 4 are cross-sectional views of the universal chuck device 100. FIG. FIG. 2 illustrates a state where the placement unit 10 is removed. FIG. 3 shows a state where the large-sized semiconductor wafer 200 is attracted to the universal chuck device 100. FIG. 4 shows a state where a small-sized semiconductor wafer 210 is attracted to the universal chuck device 100.

ユニバーサルチャック装置100は、大サイズの半導体ウェハ200と小サイズの半導体ウェハ210を吸着可能である。ユニバーサルチャック装置100は、回転軸AXを中心として回転可能である。回転する半導体ウェハ200,210は、図示しない研削装置によって研削される。   The universal chuck device 100 can adsorb a large semiconductor wafer 200 and a small semiconductor wafer 210. The universal chuck device 100 can rotate around the rotation axis AX. The rotating semiconductor wafers 200 and 210 are ground by a grinding device (not shown).

ユニバーサルチャック装置100は、載置部10と、支持部20とを備える。   The universal chuck device 100 includes a placement unit 10 and a support unit 20.

載置部10は、複数サイズの半導体ウェハ200,210を載置するための部材である。載置部10は、支持部20の支持面20S上に配置される。   The placement unit 10 is a member for placing a plurality of sizes of semiconductor wafers 200 and 210. The placement unit 10 is disposed on the support surface 20 </ b> S of the support unit 20.

載置部10は、内側載置部11と、第1隔壁12と、外側載置部13と、第2隔壁14とを有する。   The placement unit 10 includes an inner placement unit 11, a first partition 12, an outer placement unit 13, and a second partition 14.

内側載置部11は、回転軸AXを中心とする円盤状の部材である。内側載置部11は、後述する内側管21上に配置される。図4に示すように、内側載置部11の半径は、小サイズの半導体ウェハ210の半径と同等である。内側載置部11は、通気性を有する。内側載置部11は、アルミナ、窒化ケイ素、窒化ホウ素、炭化ケイ素、チタンカーバイトなどで構成される円盤状成形体を焼結することによって形成できる。   The inner placement part 11 is a disk-shaped member centered on the rotation axis AX. The inner placement portion 11 is disposed on an inner tube 21 described later. As shown in FIG. 4, the radius of the inner mounting portion 11 is equal to the radius of the small-sized semiconductor wafer 210. The inner placement part 11 has air permeability. The inner mounting portion 11 can be formed by sintering a disk-shaped molded body made of alumina, silicon nitride, boron nitride, silicon carbide, titanium carbide or the like.

第1隔壁12は、環状に形成される。第1隔壁12は、内側載置部11の外周を取り囲む。第1隔壁12は、不通気性を有する。第1隔壁12は、緻密体であってもよいし、閉気孔を含む多孔体であってもよい。第1隔壁12は、内側載置部11と同様のセラミック材料を内側載置部11の外周に溶射することによって形成できる。   The first partition 12 is formed in an annular shape. The first partition wall 12 surrounds the outer periphery of the inner placement portion 11. The first partition 12 has air permeability. The first partition 12 may be a dense body or a porous body including closed pores. The first partition wall 12 can be formed by spraying the same ceramic material as the inner mounting portion 11 on the outer periphery of the inner mounting portion 11.

外側載置部13は、環状に形成される。外側載置部13は、後述する外側管23上に配置される。外側載置部13は、第1隔壁12の外周を取り囲む。図3に示すように、外側載置部13の半径は、大サイズの半導体ウェハ200の半径と同等である。外側載置部13は、通気性を有する。外側載置部13は、内側載置部11と同様のセラミック材料で構成される円環状成形体を焼結することによって形成できる。   The outer placement portion 13 is formed in an annular shape. The outer placement portion 13 is disposed on an outer tube 23 described later. The outer mounting portion 13 surrounds the outer periphery of the first partition wall 12. As shown in FIG. 3, the radius of the outer mounting portion 13 is equal to the radius of the large-sized semiconductor wafer 200. The outer placement part 13 has air permeability. The outer mounting portion 13 can be formed by sintering an annular formed body made of the same ceramic material as the inner mounting portion 11.

第2隔壁14は、環状に形成される。第2隔壁14は、外側載置部13の外周を取り囲む。第2隔壁14は、不通気性を有する。本実施形態において、第2隔壁14は、支持部20と一体的に形成されている。第2隔壁14は、第1隔壁12と同様の材料で形成することができるが、本実施形態のように支持部20と一体的に形成される場合には、支持部20と同じ材料(例えば、アルミニウムや鉄鋼などの金属材料)で形成される。   The second partition 14 is formed in an annular shape. The second partition wall 14 surrounds the outer periphery of the outer placement portion 13. The second partition wall 14 is impermeable. In the present embodiment, the second partition wall 14 is formed integrally with the support portion 20. The second partition wall 14 can be formed of the same material as that of the first partition wall 12. However, when the second partition wall 14 is formed integrally with the support portion 20 as in the present embodiment, the same material as the support portion 20 (for example, , Metal materials such as aluminum and steel).

支持部20は、回転軸AXを中心として回転可能である。支持部20は、アルミニウムや鉄鋼などの不通気性材料によって構成される。支持部20は、支持面20Sと、内側管21と、切換え弁室22と、外側管23と、連通管24と、切換え弁25と、付勢部材26とを有する。   The support part 20 can rotate around the rotation axis AX. The support part 20 is comprised with air-impermeable materials, such as aluminum and steel. The support unit 20 includes a support surface 20 </ b> S, an inner tube 21, a switching valve chamber 22, an outer tube 23, a communication tube 24, a switching valve 25, and an urging member 26.

支持面20Sは、回転軸AXに対して略垂直に設けられる。支持面20S上には、載置部10が載置されており、支持面20Sは、間接的に半導体ウェハ200,210を支持する。   The support surface 20S is provided substantially perpendicular to the rotation axis AX. The mounting part 10 is mounted on the support surface 20S, and the support surface 20S supports the semiconductor wafers 200 and 210 indirectly.

内側管21は、図2に示すように、支持面20Sに開口する。本実施形態において、内側管21の中心軸は、回転軸AXと一致しているが回転軸AXの外側に位置していてもよい。また、内側管21の内径21rは、2段階に形成されているが一様であってもよい。半導体ウェハ200,210を吸着する場合、図示しないバキューム装置によって内側管21内は減圧される。   As shown in FIG. 2, the inner tube 21 opens in the support surface 20S. In the present embodiment, the central axis of the inner tube 21 coincides with the rotation axis AX, but may be located outside the rotation axis AX. Further, the inner diameter 21r of the inner tube 21 is formed in two stages, but may be uniform. When adsorbing the semiconductor wafers 200 and 210, the inside of the inner tube 21 is depressurized by a vacuum device (not shown).

切換え弁室22は、横孔22aを介して内側管21に連なる。切換え弁室22は、回転軸AXに垂直な水平方向に延びる。切換え弁室22は、円筒状に形成される。本実施形態において、切換え弁室22の内径22rは、横孔22aの内径22sよりも大きく、横孔22aの内径22sは、内側管21の内径21rよりも小さい。   The switching valve chamber 22 is continuous with the inner pipe 21 through the lateral hole 22a. The switching valve chamber 22 extends in the horizontal direction perpendicular to the rotation axis AX. The switching valve chamber 22 is formed in a cylindrical shape. In the present embodiment, the inner diameter 22r of the switching valve chamber 22 is larger than the inner diameter 22s of the lateral hole 22a, and the inner diameter 22s of the lateral hole 22a is smaller than the inner diameter 21r of the inner tube 21.

切換え弁室22は、切換え弁25と付勢部材26を収容する。切換え弁室22は、切換え弁25が当接される弁座22bを有する。   The switching valve chamber 22 accommodates the switching valve 25 and the urging member 26. The switching valve chamber 22 has a valve seat 22b against which the switching valve 25 abuts.

外側管23は、図2に示すように、内側管21の外側に形成される。外側管23は、回転軸AXを中心として内側管21の外側において支持面20Sに開口する。外側管23は、切換え弁室22に連なる。外側管23は、切換え弁室22の側面22Sに形成される開口23aを有する。本実施形態において、外側管23の内径23rは、内側管21の内径21rよりも小さいが、これに限られるものではない。   The outer tube 23 is formed outside the inner tube 21 as shown in FIG. The outer tube 23 opens to the support surface 20S outside the inner tube 21 around the rotation axis AX. The outer pipe 23 continues to the switching valve chamber 22. The outer tube 23 has an opening 23 a formed in the side surface 22 </ b> S of the switching valve chamber 22. In the present embodiment, the inner diameter 23r of the outer tube 23 is smaller than the inner diameter 21r of the inner tube 21, but is not limited thereto.

連通管24は、切換え弁室22と内側管21に連なる。連通管24は、切換え弁室22の側面22Sに形成される開口24aと、内側管21の側面21Sに形成される開口24bとを有する。本実施形態において、連通管24の内径24rは、内側管21の内径21rよりも小さく、横孔22aの内径22sよりも小さい。   The communication pipe 24 is connected to the switching valve chamber 22 and the inner pipe 21. The communication pipe 24 has an opening 24 a formed on the side surface 22 </ b> S of the switching valve chamber 22 and an opening 24 b formed on the side surface 21 </ b> S of the inner pipe 21. In the present embodiment, the inner diameter 24r of the communication pipe 24 is smaller than the inner diameter 21r of the inner pipe 21 and smaller than the inner diameter 22s of the lateral hole 22a.

切換え弁25と付勢部材26は、切換え弁室22内に収容される。切換え弁25は、水平方向に摺動自在に配置される。付勢部材26は、切換え弁25を初期位置(図3参照)に維持するように付勢する。本実施形態において、付勢部材26は、切換え弁25(第1大径部25a)と弁座22bに連結されたコイルスプリングであるが、弾性部材であればよい。   The switching valve 25 and the urging member 26 are accommodated in the switching valve chamber 22. The switching valve 25 is slidably disposed in the horizontal direction. The urging member 26 urges the switching valve 25 to maintain the initial position (see FIG. 3). In the present embodiment, the urging member 26 is a coil spring connected to the switching valve 25 (first large diameter portion 25a) and the valve seat 22b, but may be an elastic member.

切換え弁25は、第1大径部25aと、第2大径部25bと、小径部25cとを有する。   The switching valve 25 includes a first large diameter portion 25a, a second large diameter portion 25b, and a small diameter portion 25c.

第1大径部25aは、切換え弁室22の内径22rと略同じ外径25rを有する。本実施形態において、第1大径部25aの幅は、第2大径部25bの幅25wと同程度であるが、適宜変更可能である。第2大径部25bは、切換え弁室22の内径22rと略同じ外径25sを有する。第2大径部25bの幅25wは、外側管23の内径23rと連通管24の内径24rよりも大きい。第1大径部25aと第2大径部25bは、切換え弁室22の側面22Sに密着していてもよい。小径部25cは、第1大径部25aと第2大径部25bを連結する。小径部25cは、切換え弁室22の内径22rよりも小さい外径25tを有する。小径部25cの外径25tは、第1大径部25aの外径25rや第2大径部25bの外径25sよりも小さい。   The first large diameter portion 25 a has an outer diameter 25 r that is substantially the same as the inner diameter 22 r of the switching valve chamber 22. In the present embodiment, the width of the first large diameter portion 25a is approximately the same as the width 25w of the second large diameter portion 25b, but can be changed as appropriate. The second large diameter portion 25 b has an outer diameter 25 s that is substantially the same as the inner diameter 22 r of the switching valve chamber 22. The width 25w of the second large diameter portion 25b is larger than the inner diameter 23r of the outer tube 23 and the inner diameter 24r of the communication tube 24. The first large diameter portion 25a and the second large diameter portion 25b may be in close contact with the side surface 22S of the switching valve chamber 22. The small diameter part 25c connects the first large diameter part 25a and the second large diameter part 25b. The small diameter portion 25 c has an outer diameter 25 t that is smaller than the inner diameter 22 r of the switching valve chamber 22. The outer diameter 25t of the small diameter portion 25c is smaller than the outer diameter 25r of the first large diameter portion 25a and the outer diameter 25s of the second large diameter portion 25b.

図3に示すように、切換え弁25が初期位置にある場合、第1大径部25aは開口23a,24aよりも内側管21に近く、第2大径部25bは開口23a,24aよりも内側管21から離れ、小径部25cは開口23a,24aの間に位置している。   As shown in FIG. 3, when the switching valve 25 is in the initial position, the first large-diameter portion 25a is closer to the inner tube 21 than the openings 23a and 24a, and the second large-diameter portion 25b is inside the openings 23a and 24a. Apart from the tube 21, the small diameter portion 25c is located between the openings 23a, 24a.

そして、大サイズの半導体ウェハ200を載置して内側管21を減圧すると、第1大径部25aの外側と内側には同等の負圧が掛かるため、図3に示すように、切換え弁25は初期位置から移動しない。この場合、外側管23と連通管24は小径部25c周りのスペースを介して連通するため、大サイズの半導体ウェハ200の外周部は外側載置部13によって吸着される。   When the large-sized semiconductor wafer 200 is placed and the inner tube 21 is depressurized, the same negative pressure is applied to the outside and the inside of the first large-diameter portion 25a. Therefore, as shown in FIG. Does not move from its initial position. In this case, since the outer tube 23 and the communication tube 24 communicate with each other through a space around the small diameter portion 25 c, the outer peripheral portion of the large-sized semiconductor wafer 200 is adsorbed by the outer mounting portion 13.

また、小サイズの半導体ウェハ210を載置して内側管21を減圧すると、横孔22aの内径22sが連通管24の内径24rよりも大きいため、切換え弁室22のうち切換え弁25の内側管21側(図中、左側)の空間から先に排気される。これによって生じる圧力差によって第1大径部25aの外側には大気圧が掛かる一方で内側には負圧が掛かるため、図4に示すように、切換え弁25は内側管21側に移動し弁座22bに当接して停止する。この場合、外側管23と連通管24の間は第2大径部25bによって閉塞されるため、外側載置部13から外側管23へは吸気されない。なお、内側管21の減圧を停止すると、切換え弁25は、付勢部材26の付勢力によって初期位置に復帰する。   Further, when the inner tube 21 is depressurized by placing a small semiconductor wafer 210, the inner tube 22s of the switching valve 25 in the switching valve chamber 22 is larger because the inner diameter 22s of the lateral hole 22a is larger than the inner diameter 24r of the communication tube 24. The air is exhausted first from the space on the 21 side (left side in the figure). Due to the pressure difference caused by this, atmospheric pressure is applied to the outside of the first large-diameter portion 25a while negative pressure is applied to the inside, so that the switching valve 25 moves to the inner tube 21 side as shown in FIG. Stops in contact with the seat 22b. In this case, since the space between the outer tube 23 and the communication tube 24 is blocked by the second large diameter portion 25 b, no air is sucked from the outer mounting portion 13 into the outer tube 23. When the decompression of the inner pipe 21 is stopped, the switching valve 25 returns to the initial position by the urging force of the urging member 26.

(作用及び効果)
(1)第1実施形態に係るユニバーサルチャック装置100は、支持部20を備える。支持部20は、支持面20Sと、内側管21と、切換え弁室22と、外側管23と、連通管24と、切換え弁25と、付勢部材26とを有する。支持面20Sは、支持部20の回転軸AXに対して略垂直である。内側管21は、支持面20Sに開口する。切換え弁室22は、内側管21に連なる。外側管23は、回転軸AXを中心として内側管21の外側において支持面20Sに開口し、切換え弁室22に連なる。連通管24は、切換え弁室22と内側管21に連なる。切換え弁25は、第1大径部25aと、第2大径部25bと、小径部25cとを有する。小径部25cは、切換え弁25が初期位置にある場合、開口23a,24a(すなわち、外側管23と連通管24)の間に位置する。
(Function and effect)
(1) The universal chuck device 100 according to the first embodiment includes a support unit 20. The support unit 20 includes a support surface 20 </ b> S, an inner tube 21, a switching valve chamber 22, an outer tube 23, a communication tube 24, a switching valve 25, and an urging member 26. The support surface 20 </ b> S is substantially perpendicular to the rotation axis AX of the support unit 20. The inner tube 21 opens to the support surface 20S. The switching valve chamber 22 continues to the inner pipe 21. The outer tube 23 opens to the support surface 20S outside the inner tube 21 around the rotation axis AX, and continues to the switching valve chamber 22. The communication pipe 24 is connected to the switching valve chamber 22 and the inner pipe 21. The switching valve 25 includes a first large diameter portion 25a, a second large diameter portion 25b, and a small diameter portion 25c. The small diameter portion 25c is located between the openings 23a and 24a (that is, the outer tube 23 and the communication tube 24) when the switching valve 25 is in the initial position.

従って、大サイズの半導体ウェハ200を載置して内側管21を減圧すると、第1大径部25aの内側と外側には同等の負圧が掛かり、図3に示すように、切換え弁25は初期位置から移動しないため、大サイズの半導体ウェハ200を吸着できる。   Accordingly, when the large-sized semiconductor wafer 200 is placed and the inner tube 21 is depressurized, an equivalent negative pressure is applied to the inside and the outside of the first large-diameter portion 25a, and as shown in FIG. Since it does not move from the initial position, the large-sized semiconductor wafer 200 can be sucked.

また、小サイズの半導体ウェハ210を載置して内側管21を減圧すると、第1大径部25aの外側面には大気圧が掛かる一方で内側面には負圧が掛かり、図4に示すように、切換え弁25は弁座22bに当接するまで移動するため、小サイズの半導体ウェハ210を吸着できる。   When the small-sized semiconductor wafer 210 is placed and the inner tube 21 is depressurized, an atmospheric pressure is applied to the outer surface of the first large diameter portion 25a while a negative pressure is applied to the inner surface, as shown in FIG. As described above, since the switching valve 25 moves until it contacts the valve seat 22b, the small-sized semiconductor wafer 210 can be adsorbed.

このように、本実施形態に係るユニバーサルチャック装置100によれば、第1大径部25aと第2大径部25bと小径部25cとを有する切換え弁25を用いることによって、簡易な構成で大サイズの半導体ウェハ200と小サイズの半導体ウェハ210を吸着することができる。   Thus, according to the universal chuck device 100 according to the present embodiment, the switching valve 25 having the first large-diameter portion 25a, the second large-diameter portion 25b, and the small-diameter portion 25c can be used to increase the size with a simple configuration. The semiconductor wafer 200 having a size and the semiconductor wafer 210 having a small size can be adsorbed.

(2)ユニバーサルチャック装置100は、支持面20S上に配置される載置部10を備える。載置部10は、内側載置部11と、第1隔壁12と、外側載置部13と、第2隔壁14とを有する。内側載置部11は、内側管21上に配置される。外側載置部13は、外側管23上に配置される。   (2) The universal chuck device 100 includes the placement unit 10 disposed on the support surface 20S. The placement unit 10 includes an inner placement unit 11, a first partition 12, an outer placement unit 13, and a second partition 14. The inner placement unit 11 is disposed on the inner tube 21. The outer placement portion 13 is disposed on the outer tube 23.

従って、小サイズの半導体ウェハ210を内側載置部11によって全体的に吸着できるとともに、大サイズの半導体ウェハ200を内側載置部11と外側載置部13によって全体的に吸着することができる。   Therefore, the small-sized semiconductor wafer 210 can be sucked entirely by the inner mounting portion 11, and the large-sized semiconductor wafer 200 can be sucked by the inner mounting portion 11 and the outer mounting portion 13 as a whole.

(3)本実施形態において、横孔22aの内径22sは、内側管21の内径21rよりも小さい。従って、横孔22aの内径22sが内側管21の内径21rよりも大きい場合に比べて、横孔22aを迅速に減圧することができる。そのため、小サイズの半導体ウェハ210を吸着する際、切換え弁25をスムーズに移動させることができる。   (3) In the present embodiment, the inner diameter 22s of the lateral hole 22a is smaller than the inner diameter 21r of the inner tube 21. Therefore, compared to the case where the inner diameter 22s of the lateral hole 22a is larger than the inner diameter 21r of the inner tube 21, the lateral hole 22a can be quickly decompressed. Therefore, when adsorbing the small-sized semiconductor wafer 210, the switching valve 25 can be moved smoothly.

(4)
本実施形態において、横孔22aの内径22sは、連通管24の内径24rよりも大きい。従って、小サイズの半導体ウェハ210を吸着する際、横孔22aと連通管24の径差から生じる圧力差によって、切換え弁25を初期位置からスムーズに移動させることができる。
(4)
In the present embodiment, the inner diameter 22s of the lateral hole 22a is larger than the inner diameter 24r of the communication pipe 24. Therefore, when adsorbing the small-sized semiconductor wafer 210, the switching valve 25 can be smoothly moved from the initial position due to the pressure difference caused by the difference in diameter between the lateral hole 22a and the communication pipe 24.

〈第2実施形態〉
第2実施形態に係るユニバーサルチャック装置100’の構成について、図面を参照しながら説明する。図5は、ユニバーサルチャック装置100’の外観を示す上面斜視図である。図6及び図7は、ユニバーサルチャック装置100’の断面図である。図6では、大サイズの半導体ウェハ200がユニバーサルチャック装置100’に吸着された状態が図示されている。図7では、小サイズの半導体ウェハ210がユニバーサルチャック装置100’に吸着された状態が図示されている。
Second Embodiment
The configuration of the universal chuck device 100 ′ according to the second embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 5 is a top perspective view showing the external appearance of the universal chuck device 100 ′. 6 and 7 are cross-sectional views of the universal chuck device 100 ′. FIG. 6 illustrates a state in which a large-sized semiconductor wafer 200 is attracted to the universal chuck device 100 ′. FIG. 7 shows a state where a small-sized semiconductor wafer 210 is attracted to the universal chuck device 100 ′.

第2実施形態に係るユニバーサルチャック装置100’は、載置部10を備えていない点において、第1実施形態に係るユニバーサルチャック装置100と相違している。以下、当該相違点について主に説明する。   The universal chuck device 100 ′ according to the second embodiment is different from the universal chuck device 100 according to the first embodiment in that the mounting portion 10 is not provided. Hereinafter, the difference will be mainly described.

支持部20’は、支持面20Sと、第1内側溝101と、第1連絡溝102と、第2内側溝103と、第2連絡溝104と、外側溝105とを有する。   The support portion 20 ′ includes a support surface 20 </ b> S, a first inner groove 101, a first communication groove 102, a second inner groove 103, a second communication groove 104, and an outer groove 105.

支持面20Sは、回転軸AXに対して略垂直に設けられる。支持面20S上には、半導体ウェハ200,210が直接載置される。   The support surface 20S is provided substantially perpendicular to the rotation axis AX. The semiconductor wafers 200 and 210 are directly placed on the support surface 20S.

第1内側溝101と第1連絡溝102は、支持面20Sに形成される。第1内側溝101は、回転軸AXを基準として、内側管21の開口の外側に形成される。本実施形態において、第1内側溝101は、内側管21の開口を取り囲むように、回転軸AXを中心とする環状に形成されている。第1連絡溝102は、第1内側溝101と内側管21の開口に連なる。第1内側溝101は、第1連絡溝102を介して内側管21に連なっている。   The first inner groove 101 and the first communication groove 102 are formed on the support surface 20S. The first inner groove 101 is formed outside the opening of the inner tube 21 with the rotation axis AX as a reference. In the present embodiment, the first inner groove 101 is formed in an annular shape around the rotation axis AX so as to surround the opening of the inner tube 21. The first communication groove 102 is continuous with the first inner groove 101 and the opening of the inner tube 21. The first inner groove 101 is continuous with the inner pipe 21 via the first communication groove 102.

第2内側溝103と第2連絡溝104は、支持面20Sに形成される。第2内側溝103は、回転軸AXを基準として、第1内側溝101の外側に形成される。本実施形態において、第2内側溝103は、第1内側溝101を取り囲むように、回転軸AXを中心とする環状に形成されている。第2連絡溝104は、第1内側溝101と第2内側溝103に連なる。第2内側溝103は、第2連絡溝104と第1内側溝101と第1連絡溝102を介して内側管21に連なっている。   The second inner groove 103 and the second communication groove 104 are formed on the support surface 20S. The second inner groove 103 is formed outside the first inner groove 101 on the basis of the rotation axis AX. In the present embodiment, the second inner groove 103 is formed in an annular shape around the rotation axis AX so as to surround the first inner groove 101. The second communication groove 104 is continuous with the first inner groove 101 and the second inner groove 103. The second inner groove 103 is connected to the inner tube 21 via the second communication groove 104, the first inner groove 101, and the first communication groove 102.

外側溝105は、支持面20Sに形成される。外側溝105は、回転軸AXを基準として、第2内側溝103の外側に形成される。本実施形態において、外側溝105は、第2内側溝103を取り囲むように、回転軸AXを中心とする環状に形成されている。外側溝105の内部には、外側管23が開口しており、これによって外側溝105は外側管23に連なっている。ただし、外側溝105は、支持面20Sに形成される連絡溝を介して外側管23に連なっていてもよい。   The outer groove 105 is formed in the support surface 20S. The outer groove 105 is formed outside the second inner groove 103 with reference to the rotation axis AX. In the present embodiment, the outer groove 105 is formed in an annular shape around the rotation axis AX so as to surround the second inner groove 103. An outer tube 23 is opened inside the outer groove 105, whereby the outer groove 105 is connected to the outer tube 23. However, the outer groove 105 may be continued to the outer tube 23 through a communication groove formed in the support surface 20S.

なお、第1内側溝101、第1連絡溝102、第2内側溝103、第2連絡溝104及び外側溝105の形状やサイズは、半導体ウェハ200,210の形状やサイズに合わせて任意に変更可能である。その他の構成については、上述の第1実施形態で説明したとおりである。   The shape and size of the first inner groove 101, the first communication groove 102, the second inner groove 103, the second communication groove 104, and the outer groove 105 are arbitrarily changed according to the shape and size of the semiconductor wafers 200 and 210. Is possible. Other configurations are the same as those described in the first embodiment.

(作用及び効果)
(1)第2実施形態に係るユニバーサルチャック装置100’は、支持部20’を備える。支持部20’は、第1内側溝101と外側溝105とを有する。第1内側溝101は、支持面20Sに形成され、内側管21に連なる。外側溝105は、支持面20Sに形成され、外側管23に連なる。
(Function and effect)
(1) The universal chuck device 100 ′ according to the second embodiment includes a support portion 20 ′. The support portion 20 ′ has a first inner groove 101 and an outer groove 105. The first inner groove 101 is formed in the support surface 20 </ b> S and continues to the inner tube 21. The outer groove 105 is formed in the support surface 20 </ b> S and continues to the outer tube 23.

従って、上記第1実施形態の載置部10を設けることなく、小サイズの半導体ウェハ210を第1第1内側溝101と第2内側溝103によって吸着できるとともに、大サイズの半導体ウェハ200を第1内側溝101と第2内側溝103と外側溝105によって吸着することができる。そのため、ユニバーサルチャック装置100‘の構成をより簡易にすることができる。   Therefore, the small-sized semiconductor wafer 210 can be adsorbed by the first first inner groove 101 and the second inner groove 103 without providing the mounting portion 10 of the first embodiment, and the large-sized semiconductor wafer 200 is The first inner groove 101, the second inner groove 103, and the outer groove 105 can be adsorbed. Therefore, the configuration of the universal chuck device 100 ′ can be simplified.

(2)支持部20’は、第1内側溝101の外側に形成される第2内側溝103を有する。従って、半導体ウェハ200,210をより強固に吸着することができる。   (2) The support portion 20 ′ has a second inner groove 103 formed outside the first inner groove 101. Therefore, the semiconductor wafers 200 and 210 can be adsorbed more firmly.

(その他の実施形態)
(A)上記実施形態において、切換え弁室22は、水平方向に延びるように形成されることとしたが、水平方向に対して傾いていてもよい。
(Other embodiments)
(A) In the above embodiment, the switching valve chamber 22 is formed to extend in the horizontal direction, but may be inclined with respect to the horizontal direction.

(B)上記実施形態において、内側管21と外側管23は、回転軸AXと平行に形成されることとしたが、回転軸AXに対して傾いていてもよい。   (B) In the above embodiment, the inner tube 21 and the outer tube 23 are formed in parallel with the rotation axis AX, but may be inclined with respect to the rotation axis AX.

(C)上記実施形態において、連通管24は、L字形に形成されることとしたが、直線状に形成されていてもよいし、多段状に形成されていてもよい。   (C) In the above embodiment, the communication pipe 24 is formed in an L shape, but may be formed in a straight line or may be formed in multiple stages.

(D)付勢部材26は、切換え弁25と内側管21の間に配置され、第1大径部25aと弁座22bに連結されることとしたが、内側管21の反対側に配置され、第2大径部25bと切換え弁22の外端面に連結されていてもよい。   (D) Although the urging member 26 is disposed between the switching valve 25 and the inner tube 21 and is connected to the first large diameter portion 25a and the valve seat 22b, it is disposed on the opposite side of the inner tube 21. The second large diameter portion 25 b and the outer end surface of the switching valve 22 may be connected.

(E)上記第1実施形態において、ユニバーサルチャック装置100は、大サイズの半導体ウェハ200と小サイズの半導体ウェハ210とを吸着可能であることとしたが、3種類以上のサイズの半導体ウェハを吸着可能であってもよい。具体的には、第2隔壁14の外側に通気性部材と不通気性部材を繰り返して形成するとともに、追加した通気性部材に対応する切換え弁機構(切換え弁室22と外側管23と連通管24と切換え弁25と付勢部材26を含む)を支持部20の内部に形成すればよい。   (E) In the first embodiment, the universal chuck device 100 can suck the large-sized semiconductor wafer 200 and the small-sized semiconductor wafer 210, but sucks three or more types of semiconductor wafers. It may be possible. Specifically, a breathable member and a non-breathable member are repeatedly formed outside the second partition wall 14 and a switching valve mechanism (a switching valve chamber 22 and an outer pipe 23 and a communication pipe corresponding to the added breathable member). 24, the switching valve 25, and the urging member 26) may be formed inside the support portion 20.

(F)上記第1実施形態において、外側管23は、支持面20Sの1箇所に開口することとしたが、これに限られるものではない。外側管23は、支持面20Sの複数箇所に開口していてもよい。この場合、各開口は、外側載置部13の下方に形成される必要がある。   (F) In the first embodiment, the outer tube 23 opens at one place on the support surface 20S. However, the present invention is not limited to this. The outer tube 23 may be opened at a plurality of locations on the support surface 20S. In this case, each opening needs to be formed below the outer placement portion 13.

(G)上記第2実施形態において、ユニバーサルチャック装置100’は、大サイズの半導体ウェハ200と小サイズの半導体ウェハ210とを吸着可能であることとしたが、3種類以上のサイズの半導体ウェハを吸着可能であってもよい。具体的には、外側管23の外側に外側管と外側溝を繰り返して形成するとともに、追加した外側管に対応する切換え弁機構を支持部20’の内部に形成すればよい。   (G) In the second embodiment, the universal chuck device 100 ′ can suck the large-sized semiconductor wafer 200 and the small-sized semiconductor wafer 210. It may be adsorbable. Specifically, an outer tube and an outer groove are repeatedly formed outside the outer tube 23, and a switching valve mechanism corresponding to the added outer tube may be formed inside the support portion 20 '.

10 載置部
11 内側載置部
12 第1隔壁
13 外側載置部
14 第2隔壁
20 支持部
21 内側管
22 切換え弁室
22a 横孔
22b 弁座
23 外側管
24 連通管
25 切換え弁
26 付勢部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Mounting part 11 Inner mounting part 12 1st partition 13 Outer mounting part 14 2nd partition 20 Support part 21 Inner pipe 22 Switching valve chamber 22a Side hole 22b Valve seat 23 Outer pipe 24 Communication pipe 25 Switching valve 26 Energizing Element

Claims (5)

所定の回転軸を中心として回転可能な支持部を備え、
前記支持部は、
前記所定の回転軸に対して略垂直な支持面と、
前記支持面に開口する内側管と、
前記内側管に連なる切換え弁室と、
前記所定の回転軸を基準として前記内側管の外側において前記支持面に開口し、前記切換え弁室に連なる外側管と、
前記切換え弁室と前記内側管に連なる連通管と、
前記切換え弁室内に摺動自在に配置される切換え弁と、
前記切換え弁室内に配置され、前記切換え弁を初期位置に付勢する付勢部材と、
を有し、
前記切換え弁は、
前記切換え弁室の内径と略同じ外径を有する第1大径部と、
前記切換え弁室の前記内径と略同じ外径を有する第2大径部と、
前記第1大径部と前記第2外径部を連結し、前記切換え弁室の前記内径よりも小さい外径を有する小径部と、
を含み、
前記小径部は、前記切換え弁が前記初期位置に位置する場合、前記外側管と前記連通管の間に位置する、
ユニバーサルチャック装置。
Provided with a support portion that can rotate around a predetermined rotation axis,
The support part is
A support surface substantially perpendicular to the predetermined axis of rotation;
An inner tube opening in the support surface;
A switching valve chamber connected to the inner pipe;
An outer tube that opens to the support surface outside the inner tube with respect to the predetermined rotation axis, and that is continuous with the switching valve chamber;
A communication pipe connected to the switching valve chamber and the inner pipe;
A switching valve slidably disposed in the switching valve chamber;
A biasing member disposed in the switching valve chamber and biasing the switching valve to an initial position;
Have
The switching valve is
A first large diameter portion having an outer diameter substantially the same as the inner diameter of the switching valve chamber;
A second large diameter portion having an outer diameter substantially the same as the inner diameter of the switching valve chamber;
Connecting the first large diameter portion and the second outer diameter portion, a small diameter portion having an outer diameter smaller than the inner diameter of the switching valve chamber;
Including
The small diameter portion is located between the outer pipe and the communication pipe when the switching valve is located at the initial position.
Universal chuck device.
前記支持面上に配置される載置部をさらに備え、
前記載置部は、
通気性の内側載置部と、
前記内側載置部の外周を取り囲む不通気性の第1隔壁と、
前記第1隔壁の外周を取り囲む通気性の外側載置部と、
前記外側載置部を取り囲む不通気性の第2隔壁と、
を有し、
前記内側載置部は、前記内側管上に配置され、
前記外側載置部は、前記外側管上に配置される、
請求項1に記載のユニバーサルチャック装置。
It further comprises a mounting portion disposed on the support surface,
The placement section is
A breathable inner mounting;
An impermeable first partition wall that surrounds the outer periphery of the inner mounting portion;
A breathable outer mounting portion surrounding the outer periphery of the first partition;
An impermeable second partition wall surrounding the outer mounting portion;
Have
The inner mounting portion is disposed on the inner tube;
The outer mounting portion is disposed on the outer tube;
The universal chuck device according to claim 1.
前記支持部は、
前記支持面に形成され、前記内側管に連なる内側溝と、
前記支持面に形成され、前記外側管に連なる外側溝と、
を有する、
請求項1に記載のユニバーサルチャック装置。
The support part is
An inner groove formed in the support surface and connected to the inner tube;
An outer groove formed in the support surface and connected to the outer tube;
Having
The universal chuck device according to claim 1.
前記切換え弁室のうち前記内側管に連なる横孔の内径は、前記内側管の内径よりも小さい、
請求項1乃至3のいずれかに記載のユニバーサルチャック装置。
Of the switching valve chamber, the inner diameter of the lateral hole connected to the inner pipe is smaller than the inner diameter of the inner pipe,
The universal chuck device according to claim 1.
前記横孔の前記内径は、前記連通管の内径よりも大きい、
請求項1乃至4のいずれかに記載のユニバーサルチャック装置。
The inner diameter of the lateral hole is larger than the inner diameter of the communication pipe.
The universal chuck device according to claim 1.
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