ガラス基板を超音波で非接触浮上・非接触吸着する技術

目次

前書き

ガラス基板を非接触浮上・非接触吸着する原理

写真：ガラス基板を非接触浮上・非接触吸着

動画:ガラス基板を非接触浮上・非接触吸着

超音波でガラスを非接触ハンドリングするメリット

ベルヌーイチャックとの比較

関連情報




前書き：

ZS-Handling社は、超音波を適用して、ガラス基板やウェーハを非接触で浮上させたり、また　上から非接触で吸着するための装置を設計・製造している会社です。

同社は、かねてより、ガラス基板を非接触ハンドリングする用途に、非接触浮上装置・非接触吸着装置を供給してきました。

昔は、ガラス基板をハンドリングする用途として、液晶ガラス基板が主な用途でした。液晶ガラスに小さな擦り傷や異物転写リスクを回避する用途で、多くのZS-Handling製システムが納入されていきました。

そして

最近では、ガラス基板と言えば、インテルが 現行の有機基板から、ガラスパネルを母材にした基板に移行して、2020年代後半に量産化するとアナウンスした事が話題になりました。

ガラス基板・ガラスコア基板という言葉が、半導体分野の含みを帯びて 用いられるようになってきました。

このページでは、超音波を応用したガラス基板の非接触浮上・非接触吸着技術について まとめてます。

ガラス基板を非接触浮上・非接触吸着する原理

＜ガラス基板を非接触浮上＞

ガラス基板の下に「ソノトロード」という振動板が位置します。振動板は、ONにすると超音波で微振動します。そして、振動板とガラス基板の間に加圧したエアフィルム・ガスフィルムを形成し、非接触浮上させることが出来ます。これをスクイーズ膜浮上といいます。

スクイーズ膜浮上したガラス基板は、非常に安定して浮上します。薄く破損しやすい繊細なガラス基板を、低い破損率で非接触で搬送するのに最適です。

超音波（スクイーズ膜浮上効果）による浮上は、エアーブローしません。エアーを吹き上げて浮上させるのとは、全く異なる原理で浮上します。

生産環境中の空気やガスを加圧して気体の膜を形成させる原理です。半導体生産工場のクリーンルームでも、設計気流を乱す無用な気流を発生させることはありません。周辺へパーティクルの飛散リスクがなく、エアー汚染のリスクを排除しています。


＜ガラス基板を非接触吸着＞

 ガラス基板の上に、「ソノトロード」という振動板が位置します。

振動板には、バキューム(吸引)用の穴があります。バキュームすると、ガラス基板を上に引き寄せる事が出来ます。

バキュームと同時に、超音波をONにして振動板を微振動させ、スクイーズ膜効果でエアフィルムを形成させます。そして、エアフィルムがガラス基板を押し返すので、小さなクリアランスを保持した状態で、非接触吸着・非接触チャックすることができます。

非接触吸着している間、振動板はエアーブローしません。ベルヌーイチャックとは、全く異なる原理で非接触吸着します。

半導体生産工場のクリーンルームでも、設計気流を乱す無用な気流を発生させることはありません。周辺へパーティクルの飛散リスクがなく、エアー汚染のリスクを排除しています。

写真：ガラス基板が非接触浮上・非接触吸着

写真：G4世代以下 液晶パネル 非接触浮上・外観検査システム



写真：G1-G5世代 液晶パネル 非接触吸着装置



写真：ガラス ウェーハ 非接触浮上／ LEVIウェーハグリッパー



超音波浮上LEVIテーブルをみる

LEVIウェーハグリッパーをみる

動画：ガラス基板が非接触浮上・非接触吸着

動画を解説：

動画の最初に登場するのは、ガラス基板を上から非接触チャックする装置です。ガラス基板は、上からバキューム（吸引）されて、上に位置する振動板（ソノトロード）へ引き寄せられます。

そして、ガラス基板と振動板（ソノトロード）の間には、スクイーズ膜効果により加圧したエアフィルムを生成し、非接触を保持します。

この原理で、非接触把持を可能にしています。

動画後半は、ガラス基板の下に位置する振動板（ソノトロード）が、非接触で浮上させています。

振動板は、エアーブローしていません。

エアー浮上式とは全く異なる原理でガラス基板は浮上しています。



超音波浮上LEVIテーブルをみる

超音波でガラスを非接触ハンドリングするメリット

◆ガラス基板は高い安定性で非接触浮上します！

◆ガラス基板に与える負荷が低く、傷・マイクロクラックのリスクは最小限！

◆ガラス基板を非接触浮上し、接触に起因する異物付着を防止！

◆エアーブロー不要！

◆クリーンルームでエアーブローによる気流を発生させません！

◆エアーブローでパーティクルを飛散させません！

◆圧縮エアー源からの汚染リスクは皆無！

◆圧縮エアーのメンテナンスが不要！

ベルヌーイチャックとの比較

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