JPH08193614A - 真空吸着チャック構造及び真空吸着チャック装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被吸着体を保持しても、その表面形状が変化
しないチャック構造及びチャック装置を提供することを
目的としたものである。 【構成】 チャック本体１は、表面１ｆの中心部に円錐
溝１ｄが削設され、該円錐溝１ｄには硬質の球状体３が
固着され、該球状体３の周囲近傍には、表面１ｆに開口
部を有する環状溝１ａが削設され、該環状溝１ａの下方
には底面１ｇに連通する排気口１ｂが延設され、上端部
１ｅには弾性力があるスカート部２ｃを有する吸着用パ
ット２の基部が嵌着され、該吸着用パット２のスカート
部２ｃが形成する開口部２ｄの上縁２ａと前記球状体３
の上面３ａとは、所定空隙を有している。吸着パット２
の上縁２ａにワーク４を載置して、排気口１ｂを介して
図示しない真空ポンプにより吸着パット２のスカート部
２ｃ内の空気を排出すると、スカート部２ｃは撓み、ワ
ーク４の下面は球状体３の上面３ａに接触する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被吸着体を真空吸着す
るチャック構造及びチャック装置に関するものである。

【０００２】

【従来技術】弾性力のある吸着パットを用い、被吸着体
を真空吸着する装置は、被吸着体を吸引し、所定の場所
に搬送する搬送装置に適用され、すでに公知である。こ
の装置は、真空吸着装置によって搬送途中に被吸着体の
吸着が外れない程度の吸着力を付与して、所定場所で吸
着力を解除すれば、仮に、被吸着体の表面が真空吸着に
よりたわんだとしても、その吸引力は通常、被吸着体が
永久変形を起こさない程度であり、真空吸着の吸引力の
解除とともに、被吸着体表面は元の状態に復帰し、表面
のたわみは消滅する。しかしながら、被吸着体を薄層体
として、その被吸着体の表面形状を測定する装置に、吸
着パットを用いた真空吸着装置を適用すると以下に述べ
る問題が生じる。

【０００３】例えば、シリコンウェーハは、直径約２０
０ｍｍの単結晶のインゴットをマルチワイヤソー、ＩＤ
ソー等によって０．６〜０．８ｍｍ程度の厚さにスライ
スされて作成される。このウェーハのような薄層体であ
ると、重力が働く方向に対してウェーハ面を直角に載置
して支持した場合、支持点を離れたウェーハ面において
はウェーハの自重によるたわみにより湾曲して、表面形
状の測定に支障を来すことになる。この自重による影響
を極力避けるために、ウェーハ（以下ワークという）を
垂直に保持する方法が採用されている。

【０００４】図７に示されるのはワークを垂直に保持す
る全面真空保持方法（先行例１）である。同図におい
て、図示しない台座に垂直に設けられたチャックベース
１６には、該チャックベースに平行に吸着部１５が設け
られ、該吸着部１５の表面には図示しないが、多数の空
気吸入用の開口もしくは、一つの大きい空気吸入用開口
が開設され、この吸着部１５の表面にワーク４を載置
し、図示しない真空ポンプで矢印方向に空気を吸引して
真空吸着してワークを保持するものである。

【０００５】また、前述の自重による影響を排除し、ワ
ークの外縁を押圧部材により保持する図６の方法（先行
例２）も知られている。同図において、図示しない台座
に垂直に設けられた、チャックベース１６の表面１６ａ
には、内側にワーク端面を係合保持するＶ溝を有した２
個の固定保持部１１、１１と、該固定保持部１１に対向
して上方等距離に設けられた突起１２からバネ１３によ
り下方に付勢されて設けられ、内側にワーク端面を係合
保持するＶ溝を有した可動保持部１２が配置され、これ
ら固定保持部１１及び可動保持部１３によってワーク４
の外縁を１２０゜間隔で押圧保持するものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来技術によると、先行例１の真空吸着方法は、ワーク
４を吸着部１５の表面に載置し、真空吸着を行うと、ワ
ーク４の裏面全面が吸着部１５の表面に密着して、その
ために、ワーク４自身の反り等も矯正されてしまい、そ
の状態での測定結果は信頼性が低く正確な形状測定がで
きないものであった。

【０００７】また、先行例２の外縁押圧保持方法は、バ
ネ１３によりクランプ力を付勢し、固定保持部１１及び
可動保持部１３のＶ溝によりワークを押圧保持している
ために、クランプ力、保持部の形状、ワーク４の自重等
により、ワーク表面が湾曲して、表面形状に影響を与
え、測定結果の信頼性が低下するという問題がある。

【０００８】このように、従来の技術においては、薄い
被測定体を保持するとその被測定体の表面形状が変化す
るという問題を有していた。上述の事情に鑑み、本発明
は、薄い被測定体を保持しても、その表面形状が変化し
ない、チャック構造及びチャック装置を提供することを
目的としたものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本第１発明は、弾性力があるスカート部を有した吸
着用パットの開口部に被吸着体を吸着する真空吸着チャ
ック構造に係るものであり、前記吸着用パットのスカー
ト部で囲繞されたチャック本体部表面に、該表面より前
記吸着用パットの前記開口部に至るスカート丈より低い
先端部を有する球状突起を設けるとともに、前記本体部
表面側に空気吸入開口を設け、該開口からの吸入により
前記球状突起の先端部に被吸着体を当設して吸着するよ
うに構成した。

【００１０】また、本第２発明は、吸着される被吸着体
の面に対面して設けられたチャック装置のチャックベー
ス面に、前記チャック構造を有する前記真空用吸着チャ
ックを複数個取付けて被吸着体吸着面を形成し、前記球
状突起の先端部に被吸着体を当設して吸着するように構
成した。また、チャック本体部の端側に前記チャックベ
ース表面に進退自在に支持される支持部を設け、該支持
部の進退調整により被吸着体とベース間の高さを調整可
能に構成すると好ましい。

【００１１】

【作用】次に、本発明の作用を説明する。本第１発明
は、吸着用パットの弾性力があるスカート部で囲繞され
たチャック本体部表面に、該表面より前記吸着用パット
の前記開口部に至るスカート丈より低い先端部を有する
球状突起を設けるとともに、前記本体部表面側に空気吸
入開口を設け、該開口からの吸入により前記球状突起の
先端部に被吸着体を当設して吸着するようにチャック構
造を構成し、また、本第２発明は、吸着される被吸着体
の面に対面して設けられたチャック装置のチャックベー
ス面に、前記チャック構造を有する前記真空用吸着チャ
ックを、複数個取付けて被吸着体吸着面を形成し、前記
球状突起の先端部に被吸着体を当設して吸着するように
構成しているので、被吸着体との接触は球状突起との点
接触になり、接触面積が最小にでき、該接触面積の近傍
を吸引することが可能であり、被吸着体面の広い面積を
吸引しないために吸着時に被吸着体本来の反り等の形状
が矯正されずに被吸着体を保持することができ、被吸着
体の表面形状の測定に適用して高精度な測定結果が得ら
れる。

【００１２】また、チャック本体部の端側に前記チャッ
クベース表面に進退自在に支持される支持部を設け、該
支持部を進退調整可能に構成した場合は、前記支持部を
進退させることで被吸着体とベース間の高さが調整さ
れ、チャックベース表面に対する被吸着体の平行度、す
なわちアライメント調整が可能である。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳
細に説明する。但し、この実施例に記載される構成部品
の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な
記載が無い限り、この発明の範囲をそれのみに限定する
趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。

【００１４】図１は、本発明に係る真空吸着チャック構
造を示す構成図、図２は、本発明に係る真空吸着チャッ
ク装置を示す構成図、図３は、チャック本体に吸着パッ
トを装着する他の構成図、図４は、チャックベースにチ
ャック本体を装着する他の構成図、図５は、チャック本
体内排気通路を示す他の構成図である。

【００１５】図１（Ａ）は、チャック本体の断面図、
（Ｂ）は、チャック本体がワークを吸着した状態を示す
断面図である。（Ａ）において、チャック本体１は金属
もしくは硬質の合成樹脂で円筒状に成形され、表面１ｆ
の中心部に円錐溝１ｄが削設され、該円錐溝１ｄにはル
ビーもしくはセラミックから成る硬質の球状体３が接着
剤により固着されている。該球状体３の周囲近傍には、
表面１ｆに空気吸入開口１ｈを有する環状溝１ａが削設
され、該環状溝１ａの下方には底面１ｇに連通する排気
口１ｂが延設されている。該排気口１ｂは図示しない真
空ポンプに連結して、前記空気吸入開口１ｈから空気を
吸入するものである。

【００１６】チャック本体１の上端部１ｅには弾性力が
あるゴム等で成形されたスカート部２ｃを有する吸着用
パット２の基部が嵌着され、該吸着用パット２のスカー
ト部２ｃが形成する開口部２ｄの上縁２ａは前記球状体
３の上面３ａより、所定空隙高く構成されている。この
所定空隙は、吸着用パット２のスカート部の弾性力と、
被吸着体を保持する排気口１ｂを介して空気を吸引する
吸引力等により決定されるものであり、それらの数値に
より種々の値をとるものである。

【００１７】チャック本体１は、このように構成されて
いるので、図１（Ａ）に示す吸着パット２の上縁２ａに
ワーク４を載置して、排気口１ｂを介して図示しない真
空ポンプにより吸着パット２のスカート部２ｃ内の空気
を排出すると、（Ｂ）に示すように、スカート部２ｃは
撓み、ワーク４の下面は球状体３の上面３ａに接触し
て、ワーク４はチャック本体１に真空吸着される。

【００１８】本実施例は、排気口１ｂに接続する環状溝
１ａを球状体３の近傍に設けているので、球状体３と環
状溝１ａを囲繞する吸着パット２のスカート部２ｃを小
さく形成することができ、球状体３の近辺を吸引するこ
とができるため、その結果、ワーク４の他の箇所には真
空吸引力が及ばず、ワーク４自体の反り等を矯正してし
まうことがないため、平面形状測定装置に適用して、高
精度の測定結果が期待される。

【００１９】図２は、本発明に係る真空吸着チャック装
置を示す構成図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面
図である。これらの図において、図示しない台座に垂直
方向に設けられチャックベース６には、平面上正三角形
の三隅に相当する位置に、雌ネジ６ｂを螺設して、該雌
ネジ６ｂにチャック本体１のネジ部１ｃを螺入し、該ネ
ジ部１ｃで構成する支持部によりチャック本体をチャッ
クベース６に支持し、３個の真空吸着チャックによりワ
ーク４を保持するチャック装置を構成している。

【００２０】本実施例は、このように構成されているの
で、チャック本体１のネジ部１ｃによりチャックベース
６の面６ａに対する球状体３の位置の高さ調節を行うこ
とができ、これによって、チャックベース面６ａに対す
るワーク４の平面性を調節設定することができる。ま
た、本実施例は、ワーク４を垂直方向に吸着保持し、ワ
ークの外縁を押圧保持していないので自重による撓みの
影響が少なく、チャックベース面に対して、前記支持部
により、高さ、アライメントの調整が可能であり、被吸
着体の表面形状測定装置に適用して高精度な測定結果が
期待できる。

【００２１】次に、本実施例の他の構成を説明する。図
３は、チャック本体に吸着パットを装着する他の構成図
である。図１との相違点は、チャック本体１′の上端に
段部１′ｇを設け、吸着パットの基部２′ｂの下端を前
記段部１′ｇに当接させてチャック本体１′の上端に前
記基部２′ｂを嵌合固着させた点である。図３は、この
ように構成されているので、吸着パットが真空吸引力に
よってたわみ、その際の、弾性力を有するスカート部に
吸着パットの基部２′ｂを下方に押す応力が発生して
も、該応力は段部１′ｇに吸収され、チャック本体１′
の下方に吸着パットがずれることがない。

【００２２】図４は、チャックベースにチャック本体を
装着する他の構成図である。図１との相違点は、チャッ
ク本体１０より細径のネジ部１０ｃを設け、該ネジ部と
本体と境目の下段部１０ｈがチャックベース６の表面６
ａに当接してチャック本体１０が設定されるように構成
した点である。本実施例は、このように構成されている
ので、チャックベース６の表面６ａと当接するチャック
本体１０の下段部１０ｈと球状体３０の上面との距離Ｓ
を正確な寸法に設定しておけば、該チャック本体１０を
チャックベース６にねじ込んで下段部１０ｈをチャック
ベース表面６ａに当接させることで、ワーク４の載置面
を正確に設定することができる。

【００２３】図５は、チャック本体内排気通路を示す他
の構成図である。図１との相違点は、チャック本体１
０′内に環状溝をなくして、排気通路１０′ｂを球状体
３０′の近傍に延在させた点である。本実施例は、この
ように構成されているので、球状体３０′は、必ずしも
チャック本体１０′の中心に設ける必要はなく、排気通
路１０′ｂを１本削設すればよいために、構成は簡単に
なるとともに、チャック本体１０′の外径を細く形成す
ることができる。

【００２４】尚、本実施例においては、球状体をルビー
もしくはセラミックで説明しているが、他の硬質の金属
もしくは合成樹脂であってもよい。また、チャック本体
と球状体を別部材で構成しているが、必ずしもこれに限
定されるものではなく、一体成形してもよい。また、本
実施例は薄いワークで説明されているが、厚いワークで
あてもよいことは勿論のことである。また、本実施例は
ワークを垂直方向に保持することで説明したが、水平方
向に保持してもよい。また、本実施例においては、３個
の真空吸着チャックで説明しているが、被吸着体の重
量、形状等によっては、２個もしくは４個以上設けるこ
とができる。

【００２５】

【効果】以上説明したように、本発明においては、被吸
着体を保持しても、その表面形状が変化しないチャック
構造及びチャック装置を提供することができ、それらを
被吸着体の表面形状測定装置に適用して高精度な測定結
果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る真空吸着チャック構造を示す構成
図である。

【図２】本発明に係る真空吸着チャック装置を示す構成
図である。

【図３】チャック本体に吸着パットを装着する他の構成
図である。

【図４】チャックベースにチャック本体を装着する他の
構成図である。

【図５】チャック本体内排気通路を示す他の構成図であ
る。

【図６】従来の外端保持型保持装置を示す構成図であ
る。

【図７】従来の真空吸引型保持装置を示す構成図であ
る。

【符号の説明】

１ チャック本体 １ｃ ネジ部（支持部） １ｈ 空気吸入開口 ２ 吸着用パット ２ｃ スカート部 ３ 球状体（球状突起） ４ ワーク（被吸着体） ５ 真空吸着チャック ６ チャックベース ６ａ チャックベース面 ７ 真空チャック装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弾性力があるスカート部を有した吸着用
   パットの開口部に被吸着体を吸着する真空吸着チャック
   構造において、 前記吸着用パットのスカート部で囲繞されたチャック本
   体部表面に、該表面より前記吸着用パットの前記開口部
   に至るスカート丈より低い先端部を有する球状突起を設
   けるとともに、 前記本体部表面側に空気吸入開口を設け、 該開口からの吸入により前記球状突起の先端部に被吸着
   体を当設して吸着するように構成した真空吸着用チャッ
   ク構造。
2. 【請求項２】 吸着用パットのスカート部で囲繞された
   チャック本体部表面に、該表面より前記吸着用パットの
   前記開口部に至るスカート丈より低い先端部を有する球
   状突起及び空気吸入用開口を設けて真空用吸着チャック
   を構成するとともに、 吸着される被吸着体の面に対面して設けられたチャック
   装置のチャックベース面に、前記真空用吸着チャックを
   複数個取付けて被吸着体吸着面を形成し、 前記球状突起の先端部に被吸着体を当設して吸着するよ
   うになしたことを特徴とする真空吸着チャック装置。
3. 【請求項３】 前記本体部の端側に前記チャックベース
   表面に進退自在に支持される支持部を設け、該支持部の
   進退調整により被吸着体とベース間の高さを調整可能に
   構成したことを特徴とする請求項２記載の真空吸着チャ
   ック装置。