(57)【要約】【課題】  ワークＷを手前に引き寄せるようにスライドさせながら吸着できるようにし、吸着保持板７をウエハ用カセットの奥まで挿入する必要がないようにすると共に、吸着保持板７を薄型に形成できるようにし且つ流路形成部材１２，１３の加工を容易にすること、などを主たる目的としたベルヌーイチャック１の吸着保持部３Ａである。【解決手段】  吸着保持板７内に連通流路１１を設け高圧気体の吐出流路１０に接続すると共に、吸着保持板７の先端側には吸着面側に開口する高圧気体の噴射口８，９を設けた流路形成部材１２，１３を埋設し、流路形成部材１２，１３には後端側へ傾斜状に形成して一端を連通流路１１に他端を噴射口８，９に接続した連通孔１２ｄ，１３ｄを設け、吸着保持板７の後端側にはワークＷに対するストッパ１４を吸着面から突出形成した。【選択図】        図４
2007214529.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを非接触状態に吸着するための吸着保持板を有するベルヌーイチャックであって、
前記吸着保持板に、開閉操作により気体圧力源から吐出させる高圧気体の吐出流路に接続される連通流路と、前記ワークを吸着する吸着面に開口する噴射口と、前記連通流路と前記噴射口とを連通しかつ前記吸着面に対して傾斜して形成された連通孔とが設けられ、
前記噴射口に対して前記噴射口から噴射される高圧気体の噴射方向側に前記ワークの縁部を支持するためのストッパが設けられていることを特徴とするベルヌーイチャック。
【請求項２】
前記噴射口と前記連通孔とが前記吸着保持板とは別部材の流路形成部材に形成され、
前記流路形成部材は前記吸着保持板に埋設されていることを特徴とする請求項１に記載したベルヌーイチャック。
【請求項３】
前記連通孔の傾斜角度を８〜２０度の範囲で設定したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載したベルヌーイチャック。
【請求項４】
前記流路形成部材は、噴射口の向きを互いに平行状に配置した第１の流路形成部材と、前記第１の流路形成部材の噴射口が向いた方向に対して外側へ所定の開き角度にし、第１の流路形成部材より外側へ左右対称状に配置した第２の流路形成部材とで構成したことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載したベルヌーイチャック。
【請求項５】
前記第２の流路形成部材は、各噴射口の開き角度を１０〜４０度の範囲で設定したことを特徴とする請求項４に記載したベルヌーイチャック。
【請求項６】
前記吸着保持板の前記吸着面とは相反する側の裏面に、前記連通流路と連通する裏面側噴出孔が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のベルヌーイチャック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸着保持板の吸着面に設けた噴射口から空気や窒素ガスなどの高圧気体を噴射し、薄板状ワークの表面に沿って高速で流動させ、吸着面とワーク表面との間に発生する負圧によるベルヌーイ効果によって、ワークを吸着面に非接触状態で吸着保持させるベルヌーイチャックであって、例えば半導体ウエハその他の薄板状ワークを吸着保持して位置の移し替えを行う際などに用いるが、特にウエハ用カセットに対して半導体ウエハを出し入れするのに好適である。
【背景技術】
【０００２】
薄板状ワークの吸着保持手段として、吸着保持板の吸着面に設けた吸引口から真空引きを行い、吸着保持板の吸着面に対して接触状態でワークを吸着保持する真空チャック式（特許文献１，２）と、吸着保持板の吸着面に設けた噴射口から高圧気体を噴射し、吸着面とワーク表面との間に発生する負圧によるベルヌーイ効果によって、吸着保持板の吸着面に対して非接触状態でワークを吸着保持するベルヌーイチャック式（特許文献３，４）と、真空吸着とベルヌーイ効果を併用した併用チャック式（特許文献５，６）がある。
【特許文献１】特開２００３−０８６６６７号公報
【特許文献２】特開２００５−０９３８９３号公報
【特許文献３】特開２００５−１４２４６２号公報
【特許文献４】特開２００５−２５１９８４号公報
【特許文献５】特開２００４−１９３１９５号公報
【特許文献６】特開２００５−０７４６０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
これらの先行技術では、いずれの方式を用いた吸着保持の場合でも、吸着保持板の吸着面に対してワークを直交方向に吸着するようにしているので、例えば両側壁の内面に多数のリブ状をした仕切り部材を並設したウエハ用カセットからウエハを取り出す場合には、隣接する各仕切り部材の間隔が狭く且つ隣接する各ウエハが接近している間に対し、吸着保持板を奥まで挿入する必要があるので、吸着時にウエハが仕切り部材に衝突したり、引き上げる際に接触して摩擦を生じたり、損傷や劣化又はパーティクルの発生などによって、ワークの性能を低下させる恐れがあった。
【０００４】
特に、真空チャック式の場合には吸着面に対してワークが接触状態で吸着保持されるので、吸着時における吸着面と接触によってワークを損傷又は劣化したり、パーティクルの発生などで性能を低下させる恐れがあること、ベルヌーイチャック式の場合には噴射口から高圧気体を旋回流として噴射する旋回流路を設ける必要があるが、この旋回流路を形成するための加工が容易ではなく且つ吸着保持板を薄型にすることを妨げていると共に、旋回流のアンバランスなどによって吸着時にワークが回転して仕切り部材に接触し、ワークを損傷又は劣化したり、パーティクルの発生などで性能を低下させる恐れがあった。
【０００５】
そこで本発明では、これら従来技術の課題を解決し得る吸着保持部を提供するものであって、非接触状態で吸着保持するベルヌーイチャック式とするが、特に傾斜状の連通孔を介して噴射口から所定方向（例えば手で取り扱う場合には手前側）に高圧気体を直状に高圧噴射する構成を採ることによって、ワークを手前に引き寄せるようにスライドさせながら吸着できるようにし、吸着保持板をウエハ用カセットの奥まで挿入する必要がないようにすると共に、吸着保持板を薄型に形成できるようにし且つ流路形成部材の加工を容易にすること、などを主たる目的としたベルヌーイチャックである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によるベルヌーイチャックは、ワークを非接触状態に吸着するための吸着保持板を有するベルヌーイチャックであって、前記吸着保持板に、開閉操作により気体圧力源から吐出させる高圧気体の吐出流路に接続される連通流路と、前記ワークを吸着する吸着面に開口する噴射口と、前記連通流路と前記噴射口とを連通しかつ前記吸着面に対して傾斜して形成された連通孔とが設けられ、前記噴射口に対して前記噴射口から噴射される高圧気体の噴射方向側に前記ワークの縁部を支持するためのストッパが設けられているものとした。（請求項１）
【０００７】
請求項１のベルヌーイチャックにおいて、前記噴射口と前記連通孔とが前記吸着保持板とは別部材の流路形成部材に形成され、前記流路形成部材は前記吸着保持板に埋設されているものとした。（請求項２）
【０００８】
請求項１又は２のベルヌーイチャックにおいて、前記流路形成部材に形成した連通孔の傾斜角度を８〜２０度の範囲で設定した形態を採ることができる。（請求項３）
【０００９】
請求項２又は３のいずれかのベルヌーイチャックにおいて、前記流路形成部材は噴射口の向きを前後方向に沿って平行状に配置した第１の流路形成部材と、噴射口の向きを前後方向に対して外側へ所定の開き角度にし、第１の流路形成部材より外側へ左右対称状に配置した第２の流路形成部材とで構成した形態を採ることができる。（請求項４）
【００１０】
請求項４のベルヌーイチャックにおいて、前記第２の流路形成部材に形成した各噴射口は開き角度を１０〜４０度の範囲で設定した形態を採ることができる。（請求項５）
【００１１】
請求項１乃至５のいずれかのベルヌーイチャックにおいて、前記吸着保持板の前記吸着面とは相反する側の裏面に、前記連通流路と連通する裏面側噴出孔が設けられているものとした。（請求項６）
【発明の効果】
【００１２】
請求項１のベルヌーイチャックでは、噴射口を介して吸着保持板の吸着面から高圧気体を高圧噴射した状態でワークを近接させると、ワークと吸着面との間に形成された空隙に沿ってストッパがある手前側に高圧気体が流動し、空隙内にベルヌーイ効果で負圧を発生して吸着面にワークが非接触状態で吸着保持されるが、特に吸着保持板の吸着面から所定の傾斜角度で高圧気体を高圧噴射することによって、ワークは高圧気体が流動するストッパ側へスライドしながら吸引される。
【００１３】
これにより、例えばウエハ用カセット内に収容した半導体ウエハをワークとして、移し替えのために取り出す際に使用する場合に吸着保持板を奥深く差し込む必要がなく、先端側を浅く差し込んだ状態でワーク（半導体ウエハ）を手前側に引き上げながら吸着保持することが可能であるから、吸着保持板をワーク（半導体ウエハ）やワークが嵌合する仕切り部材に接触させる危険性が軽減され、ワークを損傷又は劣化したり、パーティクルの発生などで性能を低下させたりすることを防止することができる。また、噴射口を複数配設した場合に各噴射口の向きを概ね揃えることにより、噴射口から高圧噴射する高圧気体を旋回流でない直状流にすることができるため、旋回流のようにワーク（半導体ウエハ）に回転力を与えて吸着保持を不安定にすることがない。
【００１４】
また、請求項２のように、吸着面に対して傾斜させた連通孔と吸着面に開口する噴射口とを別部材の流路形成部材に設けることにより、流路形成部材は加工が容易で安価に製作することが可能であると共に、この流路形成部材を埋設した吸着保持板は薄型化できるので、ウエハ用カセット内に隣接して収容されている各ワーク（半導体ウエハ）のピッチが狭い場合でも、吸着保持板をワーク（半導体ウエハ）やワークが嵌合する仕切り部材に接触させる危険性を軽減することができる。別部材の流路形成部材を用いることにより、吸着保持板に埋設する位置や数をワークに合わせて任意に設定することができるため、種々のワークに大きな設計変更することなく容易に対応できる。
【００１５】
前記流路形成部材に形成した連通孔は、傾斜角度が大きすぎるとベルヌーイ効果による吸引力が低下し、特に噴射圧力が低い場合には吸着ができなくなり、噴射圧力を高くした場合には吸着はできるが、空隙の距離が大きくなってストッパを乗り越えて吸着保持が不安定になると共に、傾斜角度が小さすぎるとワーク（半導体ウエハ）をスライドさせることなく吸着するので、傾斜角度は請求項３のように８〜２０度の範囲で設定し、より望ましくは１３度前後に設定する。
【００１６】
また、吸着保持の対象となるワークの口径が小さい場合には、前記流路形成部材は噴射口の向きを互いに平行状に配置した第１の流路形成部材のみでも良いが、径が大きいワークの場合には吸着時における前後又は左右のバランスが採りにくくなるので、請求項４のように第１の流路形成部材の噴射口の向きに対して噴射口を外側へ所定の開き角度にして左右対称状に配置した第２の流路形成部材を併用すると、バランスを取ることができる。
【００１７】
すなわち、第２の流路形成部材に形成した噴射口は第１の流路形成部材に形成した噴射口と協働して吸着力を高めることができるが、開き角度の大小によってワークの先端側に対する吸着力が変化し、開き角度を小さくした場合にはワークの後端側に対して先端側の吸着力が増大して先に吸着するので、均等に吸着するように所定の開き角度に設定して前後方向のバランスを取ると共に、第１の流路形成部材より外側へ左右対称状に配置することによって左右方向のバランスを取るようにしたものであり、開き角度は請求項５のように１０〜４０度の範囲で設定し、より望ましくは２５度前後に設定する。
【００１８】
また、隣接するワーク間に差し込んで一方のワークを取り出す場合にワーク間が狭いと、両ワーク間を通る気流により両ワーク間でもベルヌーイの力が生じ、両ワーク間が狭まる現象が起きる虞があるので、請求項６のように吸着保持板の裏面に裏面側噴出孔を設けることにより、裏面側噴出孔から高圧気体を噴出して吸着保持板の裏面側のワークが近付くことを防止することができ、ワーク間が狭い場合でもそのワーク間に差し込んでワークを取り出す作業を何等問題なく行うことができる。
【実施例】
【００１９】
本発明によるベルヌーイチャックの吸着保持部について、本発明を適用した好適な実施形態を示す添付図面（図１乃至１１）に基づいて詳細に説明するが、図示の実施形態では半導体ウエハなどの薄板状のワークＷを吸着保持して位置の移し替えを行う手持ち式のベルヌーイチャック１に適用しており、図１は吸着面のある底面側から見た全体斜視図を示し、図２はベルヌーイチャック１の分解斜視図を示し、図３及び図４は要部となる吸着保持板の詳細図を示す。
【００２０】
ベルヌーイチャック１は、手で把持して流路の開閉操作を行うチャック本体２と、チャック本体２の先端側に装着してワークＷの吸着保持を行う吸着ユニット３で構成されており、チャック本体２の後端側には気体圧力源である吐出ポンプ（図示を省略）に連結する吐出用配管４を接続した状態で使用されるが、チャック本体２は押しボタン操作で流路の開閉を行う開閉弁５を装着した前方側の開閉操作部２Ａと、吐出用配管４との接続コネクタ６を装着した後方側の把持操作部２Ｂが一体に連結されている。
【００２１】
吸着ユニット３は、吸着保持板７を含む吸着保持部３Ａと、吸着保持板７に設けた複数の各噴射口８，９に吐出流路を接続すると共に、チャック本体２の開閉操作部２Ａに吸着ユニット３を連結して支持する連結支持部３Ｂで構成されており、連結支持部３Ｂの内部には開閉弁５によって開閉操作した吐出流路をＹ字状に２分岐する分岐流路（図示を省略）を設け、この分岐流路は平行状に配置した各枝管１０，１０を介して、吸着保持板７の各噴射口８，９に連通させている。
【００２２】
吸着保持部３Ａは、図３で示す吸着面側から見た平面図と、図４（ａ）で示すＸ−Ｘ線に沿った縦断面図及び図４（ｂ）で示すＹ−Ｙ線に沿った横断面図のように、例えば板厚が４ｍｍ程度の薄板状をした合成樹脂材による吸着保持板７を用いているが、吸着保持板７の内部には各枝管１０と各噴射口８，９に連通させる複数の連通流路１１を設けると共に、吸着保持板７には各噴射口８，９を形成した流路形成部材１２，１３を埋設し、吸着面の一方側にはワークＷに対する複数のストッパ１４を突出形成している。
【００２３】
吸着保持板７は、高温や薬品のある環境条件下で使用されるので、耐熱性及び耐薬品性に優れていることが要求されると共に、摩擦などで発生したパーティクルがワークＷ（ウエハ）に付着して汚染するのを防止するために、導電性を備えた合成樹脂材の使用が望ましく、これらの条件に適合するものとして、例えば炭素繊維を配合したナイロン樹脂（ナイロン６）や、カーボンナノチューブを含むＰＥＥＫ樹脂（ホ゜リエーテル エーテルケトン）などの使用が可能である。
【００２４】
流路形成部材１２，１３は、両側のフランジ１２ａ，１２ｂ又は１３ａ，１３ｂの間に環状溝１２ｃ又は１３ｃを設けた円柱体で形成すると共に、片側のフランジ１２ａ又は１３ａに向けて環状溝１２ｃ又は１３ｃから傾斜状の連通孔１２ｄ又は１３ｄを穿設し、細長の楕円形状に開口した各噴射口８又は９を形成する構成を備え、環状溝１２ｃ，１３ｃに対して各連通流路１１を連通させることによって、各枝管１０を介して吸着保持板７内の各連通流路１１に取り込んだ高圧気体を、各噴射口８，９から高圧噴射するようにしている。
【００２５】
高圧噴射した高圧気体は、流路形成部材１２，１３に形成した連通孔１２ｄ，１３ｄの傾斜角度αに沿って吸着面から噴射されるが、その噴射方向は吸着保持板７に埋設する流路形成部材１２，１３の向きによって任意に設定することが可能であり、図示の実施形態では流路形成部材１２をＸ−Ｘ線に沿った中央に配置すると共に、その噴射口８をＹ−Ｙ線に沿って平行に開口させ、流路形成部材１３をＸ−Ｘ線に沿った中央の両側に配置すると共に、その噴射口９をＹ−Ｙ線に沿って一定の開き角度βで開口させている。
【００２６】
これにより、各噴射口８，９を介して吸着保持板７の吸着面からは所定の傾斜角度αで高圧気体が高圧噴射されるが、この吸着面にワークＷを近接させると流路が遮られると共に、ワークＷと吸着面との間に形成された空隙に沿ってストッパ１４がある手前方向に高圧気体が流動し、空隙内にベルヌーイ効果で負圧を発生させることができるので、吸着保持板７の吸着面に対してワークＷを非接触状態で吸着保持することができる。
【００２７】
この際におけるワークＷは、吸着保持板７の吸着面から所定の傾斜角度αで高圧気体を高圧噴射することによって、ワークＷは高圧気体が流動するストッパ１４側へスライドしながら吸引され、距離の大小で発生する吸引力と反発力とがバランスする微少空隙を保持した非接触状態で吸着保持することができると共に、吸着保持したワークＷが過度にスライドしないように、ワークＷの外形をストッパ１４に係止させるようにしている。
【００２８】
ストッパ１４は、吸着時における衝撃を吸収すると共に、係止したワークＷの外形面と摩擦係合して係止保持力を高めるように、緩衝材を被着することが望ましく、図示の実施例では吸着保持板７に穿設した取付け穴に同質材料によるピンを着脱可能に装着し、ピンの外周に緩衝材としてウレタンゴムなどによるキャップを被着しているが、緩衝材としてＯリングを被着する形態を採ることもできる。
【００２９】
この吸着保持には、各噴射口８，９を形成した流路形成部材１２，１３における連通孔１２ｄ，１３ｄの傾斜角度α及び、噴射口９の開き角度βが重要な役割を果たし、例えば連通孔１２ｄ，１３ｄの傾斜角度αが大きすぎると、吸引力より反発力が勝ってワークＷが引き離され、逆に傾斜角度αが小さすぎると、ワークＷを手前方向にスライドさせることなく吸着されると共に、流路形成部材１２，１３に対する連通孔１２ｄ，１３ｄの加工が困難となるので、特にカセットからワークＷを引き出すように吸着する場合には、適正な所定の傾斜角度αに設定する必要がある。
【００３０】
この傾斜角度αについては、本件発明者らが各種の試験を行ったところ、傾斜角度αが２５度以上では噴射圧力が低い場合には吸着ができず、噴射圧力を高くした場合には吸着はできるが、空隙の距離が大きくなってストッパ１４を乗り越えて吸着保持が不安定になり、傾斜角度αが５度以下では噴射圧力の高低に係わらず吸着はできるが、次第にスライドする距離が短くなるので傾斜角度αは８〜２０度の範囲が望ましく、図示の実施形態では連通孔の加工性も加味して略１３度に設定し、スライド距離３０〜４０ｃｍのところでストッパ１４に係止されるようにしている。
【００３１】
また、噴射口９は開き角度βを設けた状態で左右対称に配置することによって、ストッパ１４に近い後端側とストッパ１４から離れた先端側及び左右の吸着バランスを調整することが可能であって、開き角度βの大小によってワークＷの先端側に対する吸着力が変化し、開き角度βを小さくした場合にはワークＷの後端側に対して先端側の吸着力が増大して先に吸着するので、均等に吸着するように開き角度βを１０〜４０度の範囲が望ましく、図示の実施形態では略２５度に設定している。
【００３２】
また、吸着保持には各噴射口８，９からの噴射圧力や流路形成部材１２，１３の配列なども影響を及ぼすが、噴射圧力はワークＷの口径や重量などに応じて設定を可変することが可能であり、低すぎると吸着力が低下すると共に、高すぎると吸着時に振動を生ずるなど安定性が低下するので、噴射圧力は３０〜５０ｍＰａ（ミリパスカル）の範囲が望ましく、図示の実施形態では４０ｍＰａに設定している。
【００３３】
図示の実施形態による流路形成部材１２，１３の配列では、手前側に配置した流路形成部材１２の噴射口８からの高圧気体によって、ワークＷをストッパ１４側へスライドさせながら吸着すると共に、その前方に配置した流路形成部材１３，１３の各噴射口９からの高圧気体によって、ワークＷの前後及び左右（ワークの被吸着面上の互いに直交する２軸）のバランスを取っているが、流路形成部材１２を２つに分けて左右対称に分散配置する形態を採っても同様に機能することを確認しており、流路形成部材１２と流路形成部材１３を前後が逆の配列にした場合には、吸着力が低下し且つ吸着時のバランスが不安定になることも確認している。
【００３４】
次に、吸着ユニット３を装着したベルヌーイチャック１（チャック本体２を含む全体の図示は省略）の使用状態を図５Ａ及び図５Ｂで説明すると、この使用状態は二つのウエハ用カセット１５，１６の間でワークＷ１となる半導体ウエハの入れ替えを行う場合であって、各ウエハ用カセット１５，１６は両側壁の内面に形成したリブ状の仕切り部材１５ａ，１６ａで区分され、隣接する各仕切り部材１５ａ，１６ａの間にワークＷ１となる半導体ウエハを収納できる容器である。
【００３５】
まず、チャック本体２側の開閉弁５を操作して吐出流路を連通状態にすると共に、図５Ａのように吸着保持部３Ａの先端側をウエハ用カセット１５内に挿入し、噴射口８，９を設けた吸着保持板７の吸着面をワークＷ１（半導体ウエハ）に近接状態で宛がうと、吸着保持板７の吸着面とワークＷ１間の空隙に噴射口８，９から高圧噴射した高圧気体が流動し、ベルヌーイ効果による負圧の発生でワークＷ１はストッパ１４側へスライドしながら吸着され、仮想線のようにワークＷ１の外周面がストッパ１４に当接した状態で吸着保持できるので、上方へ持ち上げてウエハ用カセット１５内から取り出すことができる。
【００３６】
また、図５Ｂのように取り出したワークＷ１は引き続き吸着保持板７の吸着面に吸着保持すると共に、入れ替えするウエハ用カセット１６に対する装着個所の上方へ移動して引き下げ、仕切り部材１６ａの間に吸着保持板７の先端側を挿入した後に、チャック本体２側の開閉弁５を操作して吐出流路を閉鎖状態にすると、高圧噴射していた噴射口８，９からの高圧気体が停止するので、ベルヌーイ効果によって発生していた負圧が消失し、吸着保持板７の吸着面からワークＷ１が自然落下して移し替えが完了する。
【００３７】
次に、図６及び図７でベルヌーイチャック１における吸着保持部に対する第２の実施例を説明すると、この実施例による吸着保持部１７は口径が大きいワークＷ２（半導体ウエハ）の場合に適用できるように、吸着保持板１８の吸着面に対して吸着保持部３Ａにおける噴射口８，９と同様に構成した３組の噴射口群１９（１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ）を、均等に分散配置すると共に、吸着保持板１８の後端側には第１の実施例による吸着保持部３Ａの場合と同様に各ストッパ２０を設けている。
【００３８】
図７は、吸着保持部１７を装着したベルヌーイチャック１（チャック本体２を含む全体の図示は省略）の使用状態を示すが、口径が大きいワークＷ２（半導体ウエハ）を収納した大型のウエハ用カセット２１に対し、第１の実施例と同様に吸着保持板１８の先端側を挿入すると共に、噴射口群１９（１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ）を設けた吸着面をワークＷ２（半導体ウエハ）に近接状態で宛がい、噴射口群１９から高圧噴射させた高圧気体によるベルヌーイ効果で吸着保持し、ウエハ用カセット２１から取り出すことができる。
【００３９】
次に、図８と図９Ａ及び図９Ｂでベルヌーイチャック１における吸着保持部に対する第３の実施例を説明すると、この実施例による吸着保持部２２は方形状をしたワークＷ３（半導体ウエハ）の場合に適用できるようにしたものであり、吸着保持板２３の吸着面に対して噴射口８，９と同様に噴射口２４，２５を設けると共に、後方側に各ストッパ２６を設け、各ストッパ２６にはゴムキャップなどの緩衝材を装着してワークＷ３の端面を係止するようにした。
【００４０】
図９Ａ及び図９Ｂは、吸着保持部２２を装着したベルヌーイチャック１（チャック本体２を含む全体の図示は省略）の使用状態を示すが、ウエハ用カセット２８に収納した方形状をしたワークＷ３（半導体ウエハ）を、吸着保持板２３の吸着面で吸着保持して取り出した後に、次工程に用意した載置台２９上にワークＷ３（半導体ウエハ）を水平に載置することができる。
【００４１】
次に、図１０及び図１１でベルヌーイチャック１における吸着保持部に対する第４の実施例を説明すると、この実施例による吸着保持部３０は方形状で幅広なワークＷ４（半導体ウエハ）の場合に適用できるように、吸着保持板３１の吸着面に対して吸着保持部２２における噴射口２４，２５と同様に構成した２組の噴射口群３２（３２Ａ，３２Ｂ）を、左右対象に分散配置すると共に、吸着保持板３１の後端側には各ストッパ３３を設け、第４の実施例の場合と同様に各ストッパ３３にゴムキャップを装着し、ワークＷ４の端面を係止するようにした。
【００４２】
図１１は、吸着保持部３０を装着したベルヌーイチャック１（チャック本体２を含む全体の図示は省略）の使用状態を示すが、方形状で幅広なワークＷ４（半導体ウエハ）を収納した大型のウエハ用カセット３５に対し、第３の実施例と同様に吸着保持板３１の先端側を挿入すると共に、噴射口群３２（３２Ａ，３２Ｂ）を設けた吸着面をワークＷ４（半導体ウエハ）に近接状態で宛がい、噴射口群３２から高圧噴射させた高圧気体によるベルヌーイ効果で吸着保持し、ウエハ用カセット３５から取り出すことができる。
【００４３】
なお、各実施例におけるストッパ１４，２０，２６，３３は、ワークＷの形状や口径の大小によって２個以上の複数個を設けるが、図示の実施例ではワークＷが円形状の場合と方形状の場合に吸着保持板を共用できるように、ストッパを埋め込む取付け穴を３個所に設け、ワークＷが円形状の場合には中央に位置するストッパを取り外した状態で使用するようにしている。
【００４４】
以上のように、本発明の好適な実施例を図示によって説明したが、本発明は図示の実施例に限定されるものではなく、要旨の範囲内において各種の変形を採り得るものであって、図示の実施例では手で把持して操作する手持ち式のベルヌーイチャックを説明したが、チャック本体に代えて特許文献１及び特許文献３などのように、自動機によって操作される可動アームの先端側に吸着保持部又は吸着保持部を含む吸着ユニットを装着した形態を採ることもできる。
【００４５】
また、例えば噴射口を設けた流路形成部材の数や配列を、同様の機能を奏する図示以外の形態にすることや、吸着保持板の後端側に吸着面と段差を設けてストッパを形成し、この段差面を円形のワークの場合は円弧状で方形のワークの場合は直状にしたストッパ面にすると共に、当該ストッパ面に板状にしたウレタンゴムなどの緩衝材を設けた形態にすることなど、要旨の範囲内において各種の変形を採り得るものである。
【００４６】
次に、本発明の第５の実施例として図１２を参照して以下に示す。なお、上記図示例と同様の部分には同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。図１２に示されるように、上記図示例の枝管１０に相当するパイプ４１の先端部には上記図示例のストッパ（７等）と同様の吸着保持板４２が結合されていると共に、パイプ４１の中間部にストッパ支持部材４３が固定されている。ストッパ支持部材４３は、パイプ４１の両側方に延出する横長の板状であってパイプ４１を対象軸とする左右対称に形成されている。
【００４７】
パイプ４１は、丸パイプを用いたものであって良く、その吐出ポンプ側の丸パイプ部４１ａと、吸着保持板４２側の平型パイプ部４１ｂとを有する形状に形成されている。なお、平型パイプ部４１ｂにあっては、丸パイプを径方向に潰して扁平にするようにプレス加工して形成することができる。そして、ストッパ支持部材４３の中間部に設けられた扁平断面の溝４３ａに平型パイプ部４１ｂが受容され、かつ溝４３ａに収まった状態の平型パイプ部４１ｂの表面を横切るように押さえ部材４４を設けかつストッパ支持部材４３にねじ止めして、パイプ４１とストッパ支持部材４３とが一体化されている。
【００４８】
なお、ストッパ支持部材４３の長手方向（左右方向）両端部の所定の位置には左右一対のピン状のストッパ４５が突設されている。それらストッパ４５は上記図示例のストッパ（１４等）と同様であって良い。
【００４９】
吸着保持板４２にあっては、図１３に併せて示されるように、平型パイプ部４１ｂの先端部が挿入される扁平孔４３と、扁平孔４３と連通しかつ互いに連通する縦横複数本からなる連通流路４４とが内部に形成されている。平型パイプ部４１ｂと扁平孔４３との結合にあっては、例えば扁平孔４３に吸着保持板４２と同系の埋設材及び接着剤を塗布圧入し、加熱接着することであって良い。また、連通流路４４は、吸着保持板４２の外周面からドリルで孔明けし、外周面側に開口する部分を充填材（図の破線のハッチング）で塞いで形成すると良いが、溝加工した２枚の薄板を貼り合わせるなどの他の加工方法で形成することもできる。いずれにしても、連通路４４に供給する例えば０．４〜０．５ＭＰａの圧力に耐えられる構造であれば良く、連通路４４の形成方法を限定するものではない。
【００５０】
なお、１本の丸パイプを用いてその一端部側を扁平に潰した図示例のようなパイプ形状とすることにより、吸着保持板４２の薄型化に対応できると共に大流量にも対応できる。これにより、吸着保持板４２の小型化を促進でき、また同じ大きさであればより大きなワークを取り扱うことができる等の効果を奏し得る。
【００５１】
吸着保持板４２の一方の面である吸着面４２ａに向けて連通流路４４から斜めに延出するように形成された４本の連通孔４５ａ，４５ｂは上記図示例の連通孔１２ｄ，１３ｄと対応し、各連通孔４５ａ，４５ｂの吸着面４２ａにおける開口となる各噴射口４６ａ，４６ｂは上記図示例の噴射口８，９と対応する。したがって、連通孔４５ａ，４５ｂの傾斜角度α及び開き角度βも上記図示例と同様であって良い。なお、連通孔４５ａ，４５ｂの加工にあっては、例えば吸着面４２ａに補助加工部材を密着状態に固定し、補助加工部材における各連通孔４５ａ，４５ｂの延長線上の対応する部分を各連通孔４５ａ，４５ｂの軸線に直交する平面状に形成することでドリルによる孔明け加工を容易に行うことができる。
【００５２】
そして、吸着保持板４２には、図１４に併せて示されるように吸着面４２ａとは相反する側となる他方の面である裏面４２ｂの適所に図示例では２つの裏面側噴出孔４６ｃが設けられている。図示例の各裏面側噴出孔４６ｃは、連通流路４４における図の上中下３本の横方向の内の中のものと下のものとに連通していると共に、裏面４２ｂに対して垂直方向に明けられている。このようにして裏面４２ｂの中央部と下部との２個所に設けられた各裏面側噴出孔４６ｃから、連通流路４４に供給される高圧気体の一部を図の矢印Ａに示されるように裏面４２ｂから垂直方向に噴出させることができる。
【００５３】
例えば本発明の好適な使用形態として、上記したような図５Ａに示されるように複数枚の４〜６インチウェハ（ワーク）を縦置き状態に保持するカセット（１５）において隣接するワークＷａ，Ｗｂ間の距離が約４．８ｍｍのものがある。そのようなワーク間が狭い所に吸着保持板４２を挿入していずれか一方のワークを吸着して取り出す場合に、吸着保持板４２の厚さをできるだけ薄くすることで隣接するワークとの接触を防ぐことができる。上記したような距離の場合には吸着保持板４２の厚さを約３ｍｍ以下にすると良く、それにより隣接するワークと接触するリスクを低減することができる。なお、例えばパイプ４１の材質をステンレスとすると、接着性を考慮して吸着保持板４２の材質としてはポリイミド樹脂を用いると良く、その場合でも上記厚さとする形成が可能である。
【００５４】
しかしながら、吸着対象のワークＷａを吸着して持ち上げる時に吸着面４２ａ側に噴射される空気の流れが両ワークＷａ，Ｗｂ間に流れて、それにより両ワークＷａ，Ｗｂ間でもベルヌーイ効果による吸引力が生じると、両ワークＷａ，Ｗｂ間を狭める力が働くため、吸着保持板４２の裏面４２ｂにワークＷｂが接触する虞が生じる。
【００５５】
それに対して本発明の第５の例によれば、隣接するワーク間に吸着保持板４２を差し込んで１枚のワークを取り出す場合に、取り出す対象のワークＷａに対しては上記図示例と同様に行うことができると共に、吸着保持板４２の裏面４２ｂに開口する裏面側噴出孔４６ｃから高圧気体を噴出することから、裏面４２ｂとワークＷｂとの間に気流の流れが生じて吸着保持板４２とワークＷｂとの間に正圧の気流による空隙を生じさせることができる。その空隙は、裏面側噴出孔４６ｃから噴出される高圧気体がエアクッションのように働くことから、吸着保持板４２又はワークＷｂに外力が作用しても両者が接触する程までには減少しない。
【００５６】
この吸着保持板４２を差し込んで用いたワークＷａの取り出し要領にあっては、パイプ４１側を把持して、高圧気体を流しつつ吸着保持板４２を両ワークＷａ・Ｗｂ間に差し込む際に裏面側噴出孔４６ｃから噴出される高圧の気流（図１４の矢印Ａ）により裏面４２ｂへのワークＷｂの接触を好適に防止できる。そして、図１４に示されるように吸着保持板４２をその図における上端がワークＷａの外周の上縁に達する位まで吸着保持板４２が差し込まれると、ワークＷａは、噴出口４６ａ・４６ｂからの図の矢印Ｂに示されるように斜め上方への気流により上記したベルヌーイ効果と併せて吸着面４２ａに吸着されつつ上昇する。ワークＷａの外周上縁がストッパ４５に衝当するまで上昇し（図１５の矢印Ｃ）、その後はストッパ４５に外周上縁が当接した状態にワークＷａが吸着保持板４２により保持される。
【００５７】
その後、吸着保持状態のワークＷａと共に吸着保持板４２を図１５の矢印Ｄに示されるように引き上げて他のカセットに移し替えることができるが、その引き上げ時においても、上記したように裏面側噴出孔４６ｃからは裏面４２ｂに対して垂直方向の気流が噴出されるため、裏面４２ｂとワークＷｂとの間に一定間隔の空隙が保持され、かつワークＷｂに対しては上方への力が作用しないため吸着保持板４２の引き上げ時にワークＷｂが引き上げられることはない。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明を適用した第１の実施例による吸着保持部を装着したベルヌーイチャックの全体斜視図を示す。
【図２】図１のベルヌーイチャックを分解斜視図で示す。
【図３】図１及び図２におけるベルヌーイチャックの要部となる吸着保持部の詳細図であって、吸着面側から見た平面図を示す。
【図４】図１及び図２におけるベルヌーイチャックの要部となる吸着保持部の詳細図であって、（ａ）は図３のＸ−Ｘ線に沿った縦断面図を、（ｂ）は（ａ）の要部拡大断面図を、（ｃ）は（ａ）のＹ−Ｙ線に沿った横断面図を示す。
【図５Ａ】第１の実施例による吸着保持部を装着したベルヌーイチャックの使用状態図であって、ウエハ用カセットからワークＷ（半導体ウエハ）を取り出す状態の斜視図を示す。
【図５Ｂ】第１の実施例による吸着保持部を装着したベルヌーイチャックの使用状態図であって、ワークＷ（半導体ウエハ）をウエハ用カセットに挿入する状態の斜視図を示す。
【図６】本発明を適用した第２の実施例による吸着保持部を斜視図で示す。
【図７】図６の吸着保持部を装着したベルヌーイチャックの使用状態を斜視図で示す。
【図８】本発明を適用した第３の実施例による吸着保持部を斜視図で示す。
【図９Ａ】図８の吸着保持部を装着したベルヌーイチャックの使用状態図であって、ウエハ用カセットからワークＷ（半導体ウエハ）を取り出す状態の斜視図を示す。
【図９Ｂ】図８の吸着保持部を装着したベルヌーイチャックの使用状態図であって、ワークＷ（半導体ウエハ）を載置台に載置する状態の斜視図を示す。
【図１０】本発明を適用した第４の実施例による吸着保持部を斜視図で示す。
【図１１】図１０の吸着保持部を装着したベルヌーイチャックの使用状態を斜視図で示す。
【図１２】本発明を適用した第５の実施例によるベルヌーイチャックを斜視図で示す。
【図１３】吸着保持板の詳細図であって、吸着面側から見た平面図を示す。
【図１４】図１３の矢印XIV−XIV線に沿った縦断面図を示すと共に隣接するワーク間に吸着保持板を差し込んだ状態を示す。
【図１５】図１４に対応する図であり、ワークが吸着保持板に吸着されかつストッパに当接した状態を示す。
【符号の説明】
【００５９】
１  ベルヌーイチャック
２  チャック本体
２Ａ  開閉操作部
２Ｂ  把持操作部
３  吸着ユニット
３Ａ，１７，２２，３０  吸着保持部
３Ｂ  連結支持部
４  吐出用配管
５  開閉弁
６  接続コネクタ
７，１８，２３，３１，４２  吸着保持板
８，９，２４，２５，４６ａ，４６ｂ  噴射口
１０  枝管
１１，４４  連通流路
１２，１３  流路形成部材
１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ  フランジ
１２ｃ，１３ｃ  環状溝
１２ｄ，１３ｄ  連通孔
１４，２０，２６，３３，４５  ストッパ
１５，１６，２１，３５  ウエハ用カセット
１５ａ，１６ａ  仕切り部材
１９（１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ），３２（３２Ａ，３２Ｂ）  噴射口群
α  傾斜角度
β  開き角度
Ｗ，Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４，Ｗａ，Ｗｂ  ワーク（半導体ウエハ）
４１  パイプ
４３  ストッパ支持部材
４５ａ，４５ｂ  連通孔
４６ｃ  裏面側噴出孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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