JPS63139632A

JPS63139632A - 真空吸着装置

Info

Publication number: JPS63139632A
Application number: JP61281814A
Authority: JP
Inventors: Akihito Hirata; 平田　明仁; Yasumasa Nishimura; 西村　安正; Tadahiro Fuse; 布施　忠宏
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Electronics Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi High Tech Corp
Priority date: 1986-11-28
Filing date: 1986-11-28
Publication date: 1988-06-11
Also published as: JPH0575539B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、真空吸着技術、特に、薄い板状物を繰り返し
て吸着保持する技術に関し、例えば、半導体装置の製造
工程において、ウェハを吸着保持するのに利用して有効
な技術に関する。

〔従来の技術〕

半導体装置の製造工程において、ウェハをハンドリング
するシステムとして、エアコンベアと真空吸着装置との
間でウェハを交互に受は渡すように構成されているもの
がある。

このようなシステムに使用される真空吸着装置として、
吸着面を有する吸着ヘッドと、吸着面に開設されている
吸引口と、吸引口に負圧を供給する吸引路と、吸引路の
途中に介設されている第１開閉弁と、吸引路に第２開閉
弁を介して接続されている流体供給路とを備えており、
吸引口によるウェハの吸着保持を解除する際、第１開閉
弁を閉じて負圧の供給を停止した後、第２開閉弁を開い
て吸引口に流体を供給することにより、吸着を解除する
ように構成されているものがある。

なお、真空吸着技術を述べである例としては、特開昭５
７−１２８９３９号公報、がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、このような真空吸着装置においては、真空吸着
保持の解除が第１および第２開閉弁による負圧と正圧と
の切換によって実行されるため、正圧供給時にウェハが
吸着ヘッドに対して遊動する現象が発生し、その結果、
前記エアコンベアへのウェハの受は渡しが不確実になる
という問題点があることが、本発明者によって明らかに
された。

本発明の目的は、吸着保持解除時における被吸着物の遊
動を防止することができる真空吸着装置を提供すること
にある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。

〔問題点を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を説明すれば、次の通りである。

すなわち、吸着面に内側開口とこの内側開口を取り囲む
外側開口とを設けるとともに、両開口に各通気路をそれ
ぞれ接続し、これら通気路に負圧および正圧の供給を切
り換える方向制御弁をそれぞれ介設したものである。

〔作用〕

前記した手段によれば、両方向制御弁を適宜操作するこ
とにより、真空吸着解除時に外側開口への負圧供給を維
持しながら、内側開口へ正圧を供給させることができる
ため、被吸着物と吸着面との関に空気層を局部的かつ一
時的に封じ込めることができる。この空気層により、被
吸着物は瞬間的に反るが、外側開口へ正圧が供給される
と、それ自体の復元力により吸着面から垂直に浮上する
。

すなわち、被吸着物は横に遊動することなく、吸着面か
ら垂直に浮き上げられて吸着を解除されたことになる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例である真空吸着装置を示す模
式的平面図、第２図は第１図の■−■線に沿う縦断面図
、第３図はその作用を説明するためのタイムチャート図
、第４図および第５図は同じく縦断面図である。

本実施例において、この真空吸着装置は吸着ヘッド２を
備えており、このヘッド２は図示されない駆動装置によ
り昇降されるように構成されている。吸着へラド２は略
円盤形状に形成されており、その上面は被保持物として
のウェハｌの外径よりも小径に設定されて吸着面３を構
成している。吸着面３には実質的に開口をそれぞれ構成
している中心穴４、中間穴５および周辺穴６がそれぞれ
円形の小穴形状に穿設されており、中心穴４は吸着面３
の中心線上に、中間穴５は複数個が吸着面３の同心円上
で中心穴４を取り囲むように周方向に互いに略等間隔に
、また、周辺穴６は複数個が吸着面３の周辺部で中間穴
５を同心円に取り囲むように周方向に互いに略等間隔に
、それぞれ配設されている。

吸着ヘッド２の内部にはＩＪ１通気路７と第２通気路８
とが互いに流体的に独立する（連通しない）ように配さ
れて開設されており、第１通気路７は中間穴５に、第２
通気路８は中心穴４および周辺穴６にそれぞれ連通する
ように構成されている。

これにより、周辺穴６群は内側開口としての中間穴５群
を取り囲む外側開口を実質的に構成することになる０両
通気路７．８には第１および第２配管９、ｌＯが実質的
に通気路の一部を構成するように流体的にそれぞれ連結
されており、両配管９、ｌＯは真空ポンプ等からなる負
圧源１１、およびエアタンク等からなる正圧源１２にそ
れぞれ接続されている。

両配管９．１０の途中には方向制御弁としての第１およ
び第２電磁弁１３．１４がそれぞれ介設されており、両
電磁弁１３．１４は配管に対する負圧１ｉｔｔと正圧源
１２との切り換えを実行するように構成されている０両
電磁弁１３．１４のソレノイド１５．１６はコンピュー
タやタイマ等からなるコントローラ１７に接続されてお
り、コントローラ１７はソレノイドを介して両電磁弁１
３．１４を適宜作動することにより、後述するような作
用を実現するように構成されている。

本実施例において、第１図に示されているように、吸着
ヘッド２はエアコンベア２０の末端近傍に配設されてお
り、エアコンベア２０との間でウェハｌを相互に受は渡
すようになっている。そして、このエアコンベア２０は
両側面ガイド２１が吸着へフド２の外方には達していな
い構造になっている。また、吸着ヘッド２からエアコン
ベア２０へのウェハの受は渡しを実行するため、吸着へ
フド２には複数個の送り用吹出口１８がエアコンベア２
０の中心線と平行になるように２列に配されて、エアを
エアコンベア２０（Ｉｌｌに傾斜させて上向きに吹き出
せるように開設されている。

次に作用を説明する。

被吸着物としてのウェハ１がエアコンベア２０から吸着
ヘッド２の吸着面３上に送られストッパ（図示せず）等
により機械的に位置決めされると、コントローラ１７に
よりソレノイド１５．１６を介して第３図に示されてい
るように、第１および第２電磁弁１３．１４が配管９．
１０を負圧源１１にそれぞれ接続させるように切り換え
られる。

これにより、第１および第２通気路９．１０を経由して
負圧が中心穴４、中間穴５および周辺穴６の全てに供給
されるため、ウェハ１は吸着面３に全体にわたって真空
吸着され、吸着ヘッド２に保持されることになる。

この真空吸着保持状態において、吸着ヘッド２が上昇さ
れる等してウェハ１は所望の作業を実施される。

その後、ウェハｌについての真空吸着保持が解除される
際、第３図に示されているように、コントローラ１７に
より第２電磁弁１４が負圧倒に接続されたまま、第１電
磁弁１３が正圧倒に切り換えられる。続いて、若干時間
（例えば、約０．５秒間）経過後、第２電磁弁１４も正
圧倒に切り換えられるとともに、送り用吹出口１８から
エアが吹き出されると、ウェハｌは横に遊動することな
く、垂直に浮上し、エアコンベア２Ｇの両ガイド２１．
２１間に真直ぐ適正に送り込まれる。

ところで、真空吸着保持解除時に、全ての穴に正圧が同
時に供給された場合、第４図に示されているように、ウ
ェハ１が吸着面３に対して微小に傾斜するため、第１図
に想像線で示されているように、ウェハｌが横にずれて
エアコンベア２０の両ガイド２１．２１間に送り込まれ
ずに片側のガイド２１に衝突する等の事故が発生する。

これは、各穴における正圧の大きさにばらつきが発生し
ウェハ１が傾斜するため、起こると考えられる。

しかし、本実施例においては、真空吸着保持解除時にお
いて、中心穴４および周辺穴６と中間穴５とに対する負
圧から正圧への切り換えに時的差が設けられるため、ウ
ェハｌは垂直に浮上しエアコンベア２０に適正に送り込
まれる。

すなわち、まず、第２電磁弁１４が負圧倒に接続された
ままで、第１電磁弁１３が正圧倒に切り換えられると、
第１通気路９Ｏを介して中心穴４および周辺穴６に負圧
が供給され、第１通気路９を介して中間穴５に正圧が供
給されるため、第５図に示されているように、ウェハ１
は吸着面３との間に局部的な空気層１９が形成されるよ
うに極く微小に弾性変形する。このとき、外側開口とし
ての周辺穴６群はウェハｌの周辺部を吸着することによ
り、内側開口としての中間穴５群による空気層１９を封
じ込めることになる。しかし、ウェハ１はそれ自体の弾
性により元の平板形状に瞬間的に復元する。

この復元時、第２電磁弁１４が正圧倒に切り換えられる
と、正圧分布のばらつき如何にかかわらず、ウェハ１は
横に遊動することなく垂直に浮上し、送り用吹出口１８
からのエア吹き出しに従ってエアコンベア２０に適正に
送り込まれる。

前記実施例によれば次の効果が得られる。

（１）　　吸着面に内側開口と、この内側開口を取り囲
む外側開口とを設けるとともに、両開口に各通気路をそ
れぞれ接続し、これら通気路に負圧および正圧の供給を
切り換える方向制御弁をそれぞれ介設することにより、
両方向制御弁を適宜操作することによって、真空吸着解
除時に外側開口への負圧供給を維持しながら、内側開口
へ正圧を供給させることができるため、被吸着物を局部
的かつ一時的に弾性変形させることができ、その結果、
変形後の復元を利用して被吸着物を吸着面に対して垂直
に浮上させ、適正な真空吸着解除を実現させることがで
きる。

（２）真空吸着解除時に被吸着物を吸着面に対して垂直
に浮上させることにより、被吸着物をエアコンベア等に
横ずれ等を起こすことなく適正に送り込むことができる
ため、エアコンベアの両側面ガイドを真空吸着装置の対
向部まで延しし得ない状況の場合であっても、吸着解除
後の物品をエアコンベアの両側面ガイド間にｉｒＩ突事
故や脱落事故を発生することなく適正に送り込むことが
できる。

ちなみに、エアコンベアのガイドを真空吸着装置の所ま
で延長し得ない状況としては、密着式露光装置において
、露光ステージに設備されている真空吸着装置にウェハ
がエアコンベアにより受は渡たされるハンドリングシス
テムが採用されている場合がある。つまり、この場合、
真空吸着装置の周りには露光ステージの他の機器が設備
されているため、エアコンベアのガイドを真空吸着装置
の所まで延長することができない。

（■　方向制御弁をコンピュータやタイマ等からなるコ
ントローラによって自動操作されるように構成すること
により、真空吸着装置の真空吸着およびその解除作動を
全自動化させることができるため、無人化ないしは省力
化を促進することができる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸説しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。

例えば、真空吸着解除時に周辺穴６群への負圧供給を維
持したまま、中間穴５群へ正圧を供給するように構成す
るに限らず、中間穴５群への負圧供給を維持したまま、
中心穴４へ正圧を供給するように構成してもよい、この
場合、中間穴５群が内側開口としての中心穴４を取り囲
む外側開口となる。

内側開口および外側開口は複数の小穴により構成するに
限らず、環状溝等により構成してもよい。

真空吸着解除時における外側開口への負圧供給から正圧
供給への切換時間差、外側開口および内側開口の有効開
口ｉｔ等は、負圧源の排気速度、正圧源の圧力等と、被
吸着物の弾性変形度およびその復元力等との関係に対応
して、各諸例毎に実験やコンピュータシェミレーシジン
による経験的な解析手法等により最適値を適宜設定する
ことが望ましい。

また、吸着ヘッド、吸着面、開口および通気路等の形状
、構造等は所望に応じて変形することが望ましい。

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるウェハの真空吸着装
置に通用した場合について説明したが、それに限定され
るものではなく、その他の基板、板材、小片、直方体等
の固形物を真空吸着する真空吸着装置全般に通用するこ
とができる。

（発明の効果）本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、次の通りである。

吸着面に内側開口と、この内側開口を取り囲む外側開口
とを設けるとともに、両開口に各通気路をそれぞれ接続
し、これら通気路に負圧および正圧の供給を切り換える
方向制御弁をそれぞれ介設することにより、両方向制御
弁を適宜操作することによって、真空吸着解除時に外側
開口への負圧供給を維持しながら、内側開口へ正圧を供
給させることができるため、被吸着物を局部的かつ一時
的に弾性変形させることができ、その結果、変形後の復
元を利用して被吸着物を吸着面に対して垂直に浮上させ
、適正な真空吸着解除を実現させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である真空吸着装置を示す模
式的平面図、第２図は第１図の１」線に沿う縦断面図、第３図はその
作用を説明するためのタイムチャート図、第４図および第５図は同じく縦断面図である。１・・・ウェハ（被吸着物）、２・・・吸着ヘッド、３
・・・吸着面、４・・・中心穴、５・・・中間穴（内側
開口）、６・・・周辺穴（外側開口）、７・・・第１通
気路、８・・・第２通気路、９．１０・・・配管、１１
・・・負圧源、１２・・・正圧源、１３．１４・・・電
磁弁（方向制御弁）、１５．１６−　・−ソレノイド、
１７・・・コントローラ、１８・・・送り用吹出口、１
９・・・空気層、２０・・・エアコンベア、２Ｉ・・・
側面ガイド。第　　１　　図４−ｆ心へ、ｙ−（牛１八こ？ブーく（Ｉて１イ」Ｐ゛１聞てコ）
ｃ　−ｓａｗ、六（ｙｙｆ＋１　Ｆ／Ｉ　ｏ　）第　　
２　　図第　　３　　図一−−−ヅリ出第　　４　　図第　　５　　図

Claims

【特許請求の範囲】１、吸着面の内側部分に配設されている内側開口と、吸
着面に内側開口を取り囲むように配設されている外側開
口と、内側開口および外側開口にそれぞれ接続されてい
る各通気路と、これら通気路にそれぞれ介設されており
、負圧および正圧の供給を切り換えるように構成されて
いる各方向制御弁とを備えており、真空吸着解除時に外
側開口への負圧供給を維持しながら、内側開口へ正圧を
供給することにより、被吸着物下に局部層を形成させ得
るように構成されていることを特徴とする真空吸着装置
。２、内側開口および外側開口が、複数個の小穴からそれ
ぞれ構成されており、互いに同心円となる環状に配設さ
れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
真空吸着装置。３、外側開口が、複数個の小穴から構成されており、内
側開口を取り囲む環状線上に配設されていることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の真空吸着装置。