JP3602606B2

JP3602606B2 - Tweezers for holding

Info

Publication number: JP3602606B2
Application number: JP15396595A
Authority: JP
Inventors: 高橋　　清; 和夫高橋
Original assignee: 高橋清; 和夫高橋
Priority date: 1995-05-29
Filing date: 1995-05-29
Publication date: 2004-12-15
Anticipated expiration: 2019-12-15
Also published as: JPH08330382A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、半導体製造現場において半導体ウエハーや該ウエハーを分割したダイなどの被狭持物を狭持する狭持用ピンセットに係わり、特に吸着保持する真空ピンセットの使用に必要な真空ラインの無い場所で、而も工程によっては処理のために高温に加熱されたウエハーを狭持する場合などに好適な狭持用ピンセットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の狭持用ピンセットとしては、耐薬品性や耐食性及び耐熱性に優れて高温下での使用も可能で且つ安価なことから、一般的にはステンレス製のものが使用されていた。
しかし、上記ステンレス製のピンセットの場合には、ウエハーを狭持した際にステンレス材がウエハーを損傷又は変質させる恐れがあった。
また、処理工程によってはウエハーが３５０℃程度の高温に加熱されることもあるので、このようなウエハーを狭持すると高温で活性化してピンセットから放出された金属イオンがウエハーに付着して金属汚染される恐れがあり、これを回避するためにその都度ウエハー温度が常温に近い状態まで下がるのを待って狭持するのでは、作業能率が低下して生産性を向上させることができない。
【０００３】
上記課題を解決する手段として、ステンレス製のピンセット先端の狭持片に対して例えばフッ素樹脂材などによってコーティング処理を施すことも試みたが、十分な耐熱性が得られず使用中に剥離したフッ素樹脂材の微粒子がウエハーを汚染させて製品の性能を低下させる恐れがあった。
また、例えばフッ素樹脂材などによって成形された狭持片をねじやリベットなどの機械的な固着手段を用いてステンレス製のピンセット先端へ重合状態で連結させた構造のものもあるが、固着に必要な厚みのために薄く形成することができず、例えばバスケット内のウエハーを狭持する際などには隣接するウエハーに接触して損傷させたり、取り出し不能になるなどの恐れがあった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明では、上記したような従来技術の課題を解決するためのピンセットを提供するものであり、このピンセットは金属製のピンセット本体の先端狭持部に対して耐熱樹脂製の狭持面板を耐熱性接着材を介して高温接着して一体に装着させた構成を有するものであるが、そのための条件として次のようなことが要求される。
【０００５】
（１）ピンセット本体に使用される金属材としては、
▲１▼高温の使用条件下でも被狭持物の狭持に必要なバネ製などの機械的強度が維持される耐熱性を備えていること。
▲２▼ウエハーの前処理に各種の酸やアルカリ及び有機溶剤が使用されるので、これらの化学剤によって変質しない耐食性を備えていること。
▲３▼合成樹脂製の狭持面板を高温加熱状態で接着した後に常温に戻した際に、線膨張係数の相違によって接着面が剥離しないようにすると共に、ウエハーに対する狭持面板の狭持面を平坦面又は所望の凹面状にするために、狭持面板の合成樹脂材と等しいかそれより小さい線膨張係数を備えていること。
【０００６】
（２）狭持面板に使用される合成樹脂材としては、
▲１▼少なくとも連続使用温度２５０℃でも物性に変化がなく最高温度３５０℃でも断続使用が可能な状態で高温のウエハーを狭持することができる耐熱性を備えていること。
▲２▼ピンセット本体を構成する金属材に対して高温接着が可能であること。
▲３▼ウエハーの洗浄などに使用される酸やアルカリ溶液に対して変質しない耐薬品性を備えていること。
▲４▼ピンセット本体を構成する金属材に対して接着した状態で、狭持面を平坦面又は所望の凹面状にするために、この金属材と等しいかそれより大きい線膨張係数を備えていること。
【０００７】
上記した（１）の条件を満足させる金属材としては、ステンレスやニッケル合金あるいはチタン合金などが現存し、（２）の条件を満足させる耐熱性合成樹脂材としてはポリイミド樹脂（例えばデュポン社の登録商標名ベスペル）やポリベンズイミダゾール樹脂などが現存するので、本発明ではこれらを組み合わせて使用又は今後開発されるこれらの条件を満足させる材料を使用する事ができる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明による狭持用ピンセットは、基端側を連結して先端側が解放された自由端部による上下一対の開閉アームで形成された金属製のピンセット本体と、このピンセット本体の先端側内面にそれぞれ一体装着された合成樹脂製による上下の狭持面板を備え、上記狭持面板は耐薬品性及び耐食性で少なくとも連続使用温度２５０℃でも物性に変化がなく且つ少なくとも３５０℃の高温でも断続使用が可能な耐熱性樹脂材によって構成され、当該狭持面板は上記金属製のピンセット本体に対して、耐熱性接着材を介して焼き付けによる高温接着がされている。
【０００９】
また上記狭持用ピンセットには、次の要件が付加されることが望ましい。
上記ピンセット本体の表面は、上記狭持面板と同系の耐熱性合成樹脂材を表面処理剤として焼き付けによるコーティング処理が施されている。
上記狭持面板には上記ピンセット本体を構成する金属材より線膨張係数の大きい合成樹脂材を使用し、上記高温接着した後に常温に戻して収縮した際に狭持面が所望な凹面状に湾曲形成されるようにした。
上記ピンセット本体がステンレス材で形成され、上記狭持面板がポリイミド樹脂材で形成されている。
【００１０】
【実施例】
以下に、本発明による狭持用ピンセットに付いて図１〜４で図示する実施例に基づいて詳細に説明する。
このピンセットは、図１及び図２で示すようにピンセットは基端側を連結して先端側は解放された自由端部による上下一対の開閉アーム２，３で形成されたピンセット本体１と、該ピンセット本体１の先端側内面にそれぞれ一体に装着されてウエハー４の外周部分を狭持する上下の狭持面板５，６を備え、下側狭持面板６の上面にはウエハー４の外周端面を係止する係止部材として２本のストッパーピン７，８が、当該ウエハー４の円弧状面に適合する配置で突設されている。
【００１１】
上記ピンセット本体１は、図３の分解図で詳細を示すように、先端に上部側の狭持面板５に対する取付板９を突設してＴ字状に形成された上部側の開閉アーム２と、下部側の狭持面板６に対する取付板１０を突設してＴ字状に形成された下部側の開閉アーム３とを、耐薬品性や耐食性が良くて少なくとも２５０℃以上の高温下での使用が可能な金属材例えばステンレス板で構成している。
この上下の開閉アーム２，３は、基端側が整合して先端側は上部側の開閉アーム２が下部側の開閉アーム３の略中央に載置される態様で重合されると共に、当該各開閉アーム２，３の基端側は例えばスポット溶接やリベットその他の固着手段によって相互に連結されている。
【００１２】
上記ピンセット本体１は、素地のままで使用する態様もあるが、高温下で使用した際に金属イオンが放出されてウエハーが金属汚染されることを防止するために、表面には例えばポリイミドなどによる耐熱性の合成樹脂材を表面処理剤としたコーティング処理が施されている。
このコーティング処理は、表面処理剤との親和性を良くするための下地処理として、ピンセット本体１の表面に接着改良処理剤として例えばアミノシアンなどの溶液を塗布し、高温で所定時間（例えば２００℃で１０分程度）の焼き付けをして濡れ性を改善させ、その後に表面処理剤となる例えばポリイミド溶液を塗布し、高温で所定時間（例えば３５０℃で１．５時間程度）の焼き付けをする。
なお、取付板９，１０の狭持面板５，６が装着される被接着部分には上記コーティング処理を施さないようにすることが望ましく、そのために上記下地処理を行った後に当該取付板９，１０の被接着部分には、例えばシリコン系の粘着剤を塗布したポリイミドフィルムなどによる耐熱用のマスキング材を被覆した状態で上記コーティング処理が施される。
【００１３】
狭持面板５は、外面側５Ａに取付板９の外周縁部を収容するコ字状に切り欠いた嵌合溝１１を設け、この嵌合溝１１の内側が接着面１２を形成すると共に、内面側５Ｂは長手方向である左右両端側が突設して圧接面１３，１４を形成し、この圧接面１３，１４の間は凹設された逃がし面１５を形成している。
狭持面板６は、外面側６Ａに取付板１０の外周縁部を収容するコ字状に切り欠いた嵌合溝１６を設け、この嵌合溝１６の内側が接着面１７を形成すると共に、内面側６Ｂは平坦な圧接面１８に上記ストッパーピン７，８を突設している。
これらの狭持面板５，６は、例えばポリイミド樹脂などの耐熱性合成樹脂材による成型品によって構成されている。
ストッパーピン７，８は、狭持面板６に穿設された座繰り穴１９，２０に挿入した状態で、後述するようにピンセット本体１へ狭持面板６を接着する際に、当該狭持面板６と一体に接着される。
【００１４】
上記コーティング処理が施されたピンセット本体１は、マスキング材を剥離して粘着剤の洗浄を行った後に、取付板９，１０の被接着部分と狭持面板５，６の接着面１２，１７の双方に例えばポリイミド系の接着溶液などの耐熱性接着剤をそれぞれ塗布し、当該取付板９，１０に嵌合溝１１，１６を介して狭持面板５，６を装着させ、図４で示すように治具を用いて電気炉などの加熱炉中で圧力を加えながら高温で焼き付け処理が施されて一体に固着される。
これを具体的に説明すると、断面形状をＵ字状に形成した治具２１，２２に取付板９に装着した狭持面板５と取付板１０に装着した狭持面板６をそれぞれ挿入させ、治具２１，２２の側壁面に穿設したねじ孔２３，２４に螺合させた係止ねじ２５，２６の先端で、取付板９を狭持面板５側へ取付板１０を狭持面板６側へそれぞれ押圧させた状態で電気炉に入れ、圧力を加えながら例えば３５０℃で１時間程度の焼き付け処理をした後に常温に戻す。
これにより、上記した耐熱性接着剤を介して金属製の取付板９，１０に耐熱成型用樹脂による狭持面板５，６が一体に接着されるので、係止ねじ２５，２６を緩めて治具２１，２２から取り外す。
【００１５】
上記した焼き付け処理を行うと、ステンレスなどの金属材によるピンセット本体１の取付板９，１０と、ポリイミドなどの耐熱性合成樹脂による狭持面板５，６では線膨張係数が異なるので、常温へ戻った際に接着部分に反りが生ずる。
この場合には、ピンセット本体１を構成するステンレスの線膨張は５〜２０×１０^−６／℃であるのに対し、狭持面板５，６を構成するポリイミドの線膨張は５〜１０×１０^−５／℃と大きいので、この膨張率の相違によって図２（ａ）で示すように狭持面板５，６の内面側はなだらかな湾曲面Ｒで内向き湾曲状（凹面状）に変形し、円弧状曲面に形成されウエハー４の狭持にきわめて好都合である。
【００１６】
即ち、一般的には狭持面板５，６の内面は平坦状にして広い接触面積でウエハー４を狭持することが望ましいが、均一な平坦面にすることは困難で中途半端な平坦面では逆に狭持力が得られずに滑り落ちる恐れもあり、上記したように狭持面の中央が凹んで両端部が突出した円弧状曲面に形成されていると、両端の狭持力が強く且つ狭持した際には図２（ｂ）で示すように平坦状に変形して弾性力が付与されるので、ウエハー４を確実に狭持する事ができる。
上記した狭持面板５，６の湾曲面Ｒは、例えば曲率半径が３５０〜７５０ｍｍ程度が望ま
しく、この実施例の場合は横幅３５ｍｍの狭持面板５，６に対して、両端側は中央より０．２〜０，５ｍｍ程度突出するようにしている。
【００１７】
上記のように、金属製のピンセット本体に対して高温接着で耐熱性合成樹脂材の狭持面板を一体形成する先端構造にすると、当該ピンセットのウエハー狭持部分の肉厚を薄く扁平状に形成できるので、例えばウエハーバスケットに収納されているウエハーのように、リブ間のピッチが狭くて各ウエハーが隣接して収納されていても損傷させることなく容易にピックアップすることができる。
なお、ピンセット本体を構成するステンレスなどの金属材に比較して、狭持面板を構成する合成樹脂材は断面の引っ張り力が少なく、特に狭持面板が肉薄の場合には引っ張り力の相違によって上記した先端部の湾曲が得られにくいので、その場合には図５で示すような工夫を施すと容易に湾曲させることができる。
即ち、金属製のピンセット本体２７の取付板２８に円弧状溝２９を凹設させて取付板２８の湾曲を容易にし、その上面に狭持面板３０を先の実施例の場合と同様に高温接着する。
【００１８】
次に、図６は狭持部分を細長く形成して例えばウエハーを分割して形成されたダイなどの比較的小さな部品を狭持するピンセットに適用した本願発明の別の実施例を示すものである。
このピンセットは、基端側を連結して細長い先端側は解放された自由端部による上下一対の開閉アーム３３，３４で形成されたピンセット本体３２と、該ピンセット本体３２の先端側内面にそれぞれ一体に装着されてダイなどを狭持する上下の狭持面板３５，３６を備えている。
上記ピンセット本体３２は、先の実施例の場合と同様にステンレス材などの耐熱性金属材で形成され、上記狭持面板３５，３６はポリスミド樹脂材などの耐熱性合成樹脂材で形成されている。
また、ピンセット本体３２に対する狭持面板３５，３６の高熱接着等も先の実施例の場合と同様にして行われるので、その詳細な説明は省略する。
【００１９】
【発明の効果】
以上の実施例でも明らかなように、本発明の狭持用ピンセットによると従来技術では得られない次のような効果を奏することができる。
耐熱性金属製のピンセット本体の先端狭持部には、耐熱性樹脂製による狭持面板が耐熱性接着材を介して焼き付け状態で強固に固着されているので、連続使用温度が２５０℃以上の高温下でもウエハーなどの被狭持物を破損させたり変質させることの無い状態で迅速且つ確実に狭持する事ができる。
また、ピンセット本体に対する狭持面板の取付にねじやリベットなどの機械的な固着手段を用いないので厚みを薄く形成することができ、例えばバスケット内のウエハーを狭持する際などには隣接するウエハーに接触して損傷させたり、取り出し不能になるなどの事故を軽減させることができる。
【００２０】
また、金属製のピンセット本体の表面に耐熱性合成樹脂材によるコーティング処理を施すことにより、高温下でも金属イオンの放出を抑制してウエハーに対する金属汚染を防止することができる。
また、ピンセット本体を構成する金属材に対して狭持面板を構成する合成樹脂材の線膨張率が大きいことを利用して狭持面を凹面状に湾曲形成させると、ウエハーを狭持した際に適度な弾性が付与されて当該ウエハーを安全且つ確実に狭持することができると共に、この湾曲率は上記金属材に対する合成樹脂材の線膨張率の比率や熱処理の調整などによって所望の値に設定する事ができる。
更に、上記した線膨張率の相違による曲率半径の湾曲凹面及び耐熱強度や耐薬品性の要件を満足させる部材として、ピンセット本体にはステンレスを狭持面板としてはポリイミド樹脂を用いて容易に達成することができ、これらの材料は既存のもので比較的安価であると共に、既存の技術を応用して比較的容易に加工処理を行うことができる有利さがある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による狭持用ピンセットの斜視図。
【図２】図１の狭持用ピンセットの正面図で、（ａ）は開いた状態を（ｂ）は閉じた状態をそれぞれ示す。
【図３】図１の狭持用ピンセットの分解斜視図。
【図４】図１の狭持用ピンセットにおける狭持面板の高温接着状態の説明図。
【図５】本発明の他の実施例による狭持用ピンセットの部分斜視図。
【図６】本発明の更に他の実施例による狭持用ピンセットの斜視図。
【符号の説明】
１，２７，３２ピンセット本体
２，３，３３，３４開閉アーム
４ウエハー
５，６，３０，３５，３６狭持面板
７，８ストッパーピン
９，１０，２８取付板
１１，１６嵌合溝
１２，１７接着面
１３，１４，１８圧接面
１５逃がし面
１９，２０座繰り穴
２１，２２治具
２３，２４ねじ孔
２５，２６係止ねじ
２９円弧状溝[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to holding tweezers for holding an object to be held, such as a semiconductor wafer or a die obtained by dividing the wafer, at a semiconductor manufacturing site, and particularly in a place where there is no vacuum line required for use of vacuum tweezers for holding by suction. In addition, the present invention relates to pinching forceps suitable for pinching a wafer heated to a high temperature for processing depending on a process.
[0002]
[Prior art]
Generally, stainless steel tweezers of this type have been used because they are excellent in chemical resistance, corrosion resistance, and heat resistance, can be used at high temperatures, and are inexpensive.
However, in the case of the tweezers made of stainless steel, there is a possibility that the stainless steel material may damage or deteriorate the wafer when the wafer is nipped.
Also, depending on the processing step, the wafer may be heated to a high temperature of about 350 ° C. Therefore, if such a wafer is held, the wafer is activated at a high temperature and metal ions released from the tweezers adhere to the wafer and cause metal contamination. In order to avoid this, if the wafer temperature is held down until the wafer temperature drops to a temperature close to the normal temperature each time, the work efficiency is reduced and the productivity cannot be improved.
[0003]
As a means for solving the above-mentioned problems, an attempt was made to apply a coating treatment to a holding piece at the tip of stainless steel tweezers with, for example, a fluororesin material, but the fluorine peeled off during use because sufficient heat resistance was not obtained. Fine particles of the resin material may contaminate the wafer and reduce the performance of the product.
There is also a structure in which a holding piece formed of, for example, a fluororesin material is connected to the tip of a stainless steel tweezers in a polymerized state using mechanical fixing means such as a screw or a rivet. For example, when holding a wafer in a basket, there is a risk that adjacent wafers may be damaged due to contact with adjacent wafers, or may not be able to be taken out.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In view of the above, the present invention provides tweezers for solving the above-described problems of the related art. The tweezers have a holding face plate made of a heat-resistant resin with respect to a tip holding portion of a metal tweezer body. It has a configuration in which it is bonded at a high temperature via a heat-resistant adhesive and is integrally mounted. The following conditions are required as conditions for this.
[0005]
(1) As the metal material used for the tweezers body,
(1) Must have heat resistance to maintain the mechanical strength such as made of spring necessary for holding the object to be held even under high temperature use conditions.
(2) Since various acids, alkalis, and organic solvents are used in the pretreatment of the wafer, the wafer must have corrosion resistance that is not deteriorated by these chemical agents.
{Circle around (3)} When the synthetic resin holding face plate is bonded in a high-temperature heating state and then returned to normal temperature, the bonded face is prevented from peeling due to a difference in linear expansion coefficient, and the holding face of the holding face plate with respect to the wafer. Has a linear expansion coefficient equal to or smaller than that of the synthetic resin material of the holding face plate in order to make the flat face or the desired concave shape.
[0006]
(2) As a synthetic resin material used for the holding face plate,
{Circle around (1)} A heat resistance capable of holding a high-temperature wafer in a state in which physical properties are not changed even at a continuous use temperature of 250 ° C. and intermittent use is possible even at a maximum temperature of 350 ° C.
(2) High-temperature bonding to the metal material constituting the tweezers main body is possible.
(3) It has chemical resistance that does not alter the properties of acids or alkali solutions used for cleaning wafers.
{Circle around (4)} In order to make the holding surface flat or a desired concave shape in a state of being bonded to the metal material constituting the tweezer body, a linear expansion coefficient equal to or larger than this metal material is provided. thing.
[0007]
Metallic materials satisfying the above condition (1) include stainless steel, nickel alloys, and titanium alloys, and heat-resistant synthetic resin materials satisfying the condition (2) include polyimide resins (for example, registered by DuPont). Since trade names such as Vespel (trade name) and polybenzimidazole resin exist, in the present invention, a material which satisfies these conditions can be used in combination or developed in the future.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The pinching tweezers according to the present invention that solves the above-mentioned problems includes a metal tweezer body formed by a pair of upper and lower open / close arms having free ends whose base ends are connected to each other and whose leading ends are released, Upper and lower holding face plates made of synthetic resin are integrally mounted on the inner surface on the tip side, respectively. The holding face sheet has chemical resistance and corrosion resistance, and has no change in physical properties even at a continuous use temperature of 250 ° C and a high temperature of at least 350 ° C. However, it is made of a heat-resistant resin material that can be used intermittently, and the holding face plate is bonded to the metal tweezers body at a high temperature by baking through a heat-resistant adhesive.
[0009]
It is desirable that the following requirements be added to the holding forceps.
The surface of the tweezers body is subjected to a coating process by baking using a heat-resistant synthetic resin material similar to the holding face plate as a surface treatment agent.
A synthetic resin material having a larger linear expansion coefficient than the metal material constituting the tweezer body is used for the holding face plate, and the holding face is bent into a desired concave shape when shrinking after returning to room temperature after bonding at the high temperature. To be formed.
The tweezers body is formed of a stainless steel material, and the holding face plate is formed of a polyimide resin material.
[0010]
【Example】
Hereinafter, a holding forceps according to the present invention will be described in detail with reference to an embodiment shown in FIGS.
As shown in FIGS. 1 and 2, the tweezers have a tweezer body 1 formed by a pair of upper and lower open / close arms 2 and 3 each having a free end which is connected at a base end and which is opened at a distal end. Upper and lower holding plates 5 and 6 which are integrally attached to the inner surface on the distal end side of the tweezers body 1 and respectively hold the outer peripheral portion of the wafer 4 are provided on the upper surface of the lower holding plate 6. Two stopper pins 7, 8 are protrudingly provided as locking members for locking so as to be adapted to the arc-shaped surface of the wafer 4.
[0011]
As shown in detail in the exploded view of FIG. 3, the tweezer body 1 has an upper opening / closing arm 2 formed in a T-shape by projecting a mounting plate 9 to the upper holding surface plate 5 at the tip. The lower opening / closing arm 3 formed in a T-shape by protruding the mounting plate 10 with respect to the lower holding face plate 6 is connected to the lower opening / closing arm 3 at a high temperature of at least 250 ° C. or more, which has good chemical resistance and corrosion resistance. It is made of a usable metal material such as a stainless steel plate.
The upper and lower opening / closing arms 2 and 3 are superposed in such a manner that the base end side is aligned and the upper end of the upper / lower opening / closing arm 3 is placed substantially at the center of the lower side opening / closing arm 3. The base ends of the arms 2 and 3 are connected to each other by, for example, spot welding, rivets, or other fixing means.
[0012]
The tweezers main body 1 may be used as it is, but when used at a high temperature, the surface is made of, for example, polyimide to prevent metal ions from being released and metal contamination of the wafer. A coating treatment is performed using a heat-resistant synthetic resin material as a surface treatment agent.
In this coating treatment, as a base treatment for improving the affinity with the surface treatment agent, a solution such as aminocyanide is applied to the surface of the tweezers main body 1 as an adhesion improving treatment agent, and is heated at a high temperature for a predetermined time (for example, 200 ° C.). The surface is baked for a predetermined time (for example, at 350 ° C. for about 1.5 hours) by applying a surface treatment agent, for example, a polyimide solution.
In addition, it is desirable not to perform the above-mentioned coating processing on the adhered portions of the mounting plates 9 and 10 to which the holding face plates 5 and 6 are to be mounted. The above-mentioned coating treatment is applied to the adhered portion 10 in a state where it is covered with a heat-resistant masking material such as a polyimide film coated with a silicon-based adhesive.
[0013]
The holding face plate 5 is provided with a U-shaped cut-out fitting groove 11 for accommodating the outer peripheral edge of the mounting plate 9 on the outer surface side 5A, and the inside of the fitting groove 11 forms an adhesive surface 12, The inner surface side 5B is formed so as to protrude from both left and right ends, which are longitudinal directions, to form pressure contact surfaces 13 and 14, and to form a recessed relief surface 15 between the pressure contact surfaces 13 and 14.
The holding face plate 6 is provided with a U-shaped cutout fitting groove 16 for accommodating the outer peripheral edge of the mounting plate 10 on the outer surface side 6A, and the inside of the fitting groove 16 forms an adhesive surface 17, On the inner surface 6B, the stopper pins 7, 8 protrude from a flat pressure contact surface 18.
These holding face plates 5 and 6 are made of a molded product made of a heat-resistant synthetic resin material such as a polyimide resin.
When the stopper pins 7 and 8 are inserted into the counterbored holes 19 and 20 formed in the holding face plate 6 and adhere the holding face plate 6 to the tweezers body 1 as described later, the stopper pins 7 and 8 are used. 6 and bonded together.
[0014]
After the masking material has been peeled off and the adhesive has been washed, the tweezers body 1 on which the above-mentioned coating treatment has been performed is cleaned of the adhesive, and then the bonding surfaces 12 and 17 of the holding plates 9 and 10 and the holding surfaces 5 and 6 are adhered. A heat-resistant adhesive such as a polyimide-based adhesive solution is applied to both of them, and the holding plates 5 and 6 are mounted on the mounting plates 9 and 10 via the fitting grooves 11 and 16 as shown in FIG. Then, a baking process is performed at a high temperature while applying pressure in a heating furnace such as an electric furnace using a jig, and they are integrally fixed.
Specifically, the holding face plate 5 mounted on the mounting plate 9 and the holding face plate 6 mounted on the mounting plate 10 are inserted into jigs 21 and 22 having a U-shaped cross section, respectively. At the tips of locking screws 25 and 26 screwed into screw holes 23 and 24 formed in the side wall surfaces of the tools 21 and 22, the mounting plate 9 is moved to the holding plate 5 and the mounting plate 10 is moved to the holding plate 6 side. Each of them is placed in an electric furnace in a state of being pressed, and subjected to a baking process at 350 ° C. for about 1 hour while applying pressure, and then returned to room temperature.
As a result, the holding face plates 5 and 6 made of heat-resistant molding resin are integrally bonded to the metal mounting plates 9 and 10 via the above-mentioned heat-resistant adhesive, so that the locking screws 25 and 26 are loosened to cure. Remove from the tools 21 and 22.
[0015]
When the above-described baking process is performed, since the linear expansion coefficients of the mounting plates 9 and 10 of the tweezers body 1 made of a metal material such as stainless steel and the holding face plates 5 and 6 made of a heat-resistant synthetic resin such as polyimide are different, the temperature returns to room temperature. When this occurs, warpage occurs in the bonded portion.
In this case, the linear expansion of the stainless steel forming the tweezer body 1 is 5 to 20 × 10 ⁻⁶ / ° C., while the linear expansion of the polyimide forming the holding face plates 5 and ⁶ is 5 to 10 × 10 ⁶ / ° C. ^{Due to} the difference in expansion coefficient, the inner surfaces of the holding face plates 5 and 6 are deformed inwardly in a curved shape (concave shape) with a gentle curved surface R as shown in FIG. , Formed on an arcuate curved surface, which is very convenient for holding the wafer 4.
[0016]
That is, in general, it is desirable that the inner surfaces of the holding face plates 5 and 6 are flat to hold the wafer 4 with a wide contact area. However, it is difficult to make the wafer 4 uniform and it is difficult to obtain a uniform flat face. Conversely, there is a risk of slipping down without obtaining the holding force, and as described above, if the holding surface is formed in an arc-shaped curved surface in which the center of the holding surface is concave and both ends protrude, the holding force at both ends is strong and When held, the wafer 4 is deformed flat and elastic force is applied as shown in FIG. 2B, so that the wafer 4 can be held securely.
The curved surfaces R of the holding face plates 5 and 6 desirably have a radius of curvature of, for example, about 350 to 750 mm. In the case of this embodiment, with respect to the holding face plates 5 and 6 having a width of 35 mm, both end sides are closer to the center than the center. It protrudes by about 0.2 to 0.5 mm.
[0017]
As described above, when the tip structure is such that the holding face plate of a heat-resistant synthetic resin material is integrally formed with the metal tweezer body by high-temperature bonding, the thickness of the wafer holding portion of the tweezers is formed to be thin and flat. Since the pitch between the ribs is narrow, for example, as in the case of wafers stored in a wafer basket, each wafer can be easily picked up without being damaged even if the wafers are stored adjacently.
Note that, compared to a metal material such as stainless steel that forms the tweezers body, the synthetic resin material that forms the holding face plate has a small cross-sectional tensile force, especially when the holding face plate is thin, due to the difference in the pulling force. In this case, it is difficult to obtain the bent portion at the tip, and in such a case, the device can be easily bent by devising as shown in FIG.
That is, an arc-shaped groove 29 is recessed in the mounting plate 28 of the metal tweezer body 27 to facilitate the bending of the mounting plate 28, and the holding face plate 30 is bonded to the upper surface at a high temperature similarly to the previous embodiment. I do.
[0018]
Next, FIG. 6 shows another embodiment of the present invention applied to tweezers which hold a relatively small part such as a die formed by dividing a wafer, for example, by forming a holding portion in an elongated shape. .
The tweezers are formed by a pair of upper and lower open / close arms 33 and 34 each having a free end that is connected to the base end and having an elongated distal end that is open. And upper and lower holding face plates 35 and 36 which are attached to the base and hold a die or the like.
The tweezers main body 32 is formed of a heat-resistant metal material such as stainless steel as in the case of the previous embodiment, and the holding face plates 35 and 36 are formed of a heat-resistant synthetic resin material such as a polyimide resin material. .
Since the high-temperature bonding of the holding face plates 35 and 36 to the tweezers main body 32 and the like are performed in the same manner as in the previous embodiment, detailed description thereof will be omitted.
[0019]
【The invention's effect】
As is clear from the above embodiment, the following effects, which cannot be obtained by the conventional technique, can be obtained by the holding forceps according to the present invention.
Since the holding face plate made of heat-resistant resin is firmly fixed in the baked state via a heat-resistant adhesive at the tip holding portion of the heat-resistant metal tweezers main body, the continuous use temperature is 250 ° C or more. Even under a high temperature, the object to be held such as a wafer can be quickly and reliably held without being damaged or deteriorated.
In addition, since a mechanical fixing means such as a screw or a rivet is not used to attach the holding face plate to the tweezers body, the thickness can be reduced. For example, when holding a wafer in a basket, an adjacent wafer is used. It is possible to reduce accidents such as damage due to contact with the device and inability to remove the device.
[0020]
In addition, by applying a coating treatment with a heat-resistant synthetic resin material to the surface of the metal tweezer body, the release of metal ions can be suppressed even at high temperatures, and metal contamination on the wafer can be prevented.
In addition, when the holding surface is formed into a concave shape by utilizing the large linear expansion coefficient of the synthetic resin material forming the holding face plate with respect to the metal material forming the tweezers main body, when the wafer is held. A suitable elasticity is imparted to the wafer, and the wafer can be held securely and securely. The curvature can be adjusted to a desired value by adjusting a ratio of a linear expansion coefficient of the synthetic resin material to the metal material and a heat treatment. Can be set.
Furthermore, as a member which satisfies the requirements of the curved concave surface having a radius of curvature due to the difference in linear expansion coefficient and heat resistance and chemical resistance, stainless steel is used for the tweezers main body and polyimide resin is used as the holding face plate, which is easily achieved. These materials have the advantage that they are existing materials and are relatively inexpensive, and that they can be processed relatively easily by applying existing technologies.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a holding forceps according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 2A and 2B are front views of the pinching tweezers of FIG. 1, wherein FIG. 2A shows an open state and FIG.
FIG. 3 is an exploded perspective view of the holding forceps of FIG. 1;
FIG. 4 is an explanatory view of a high-temperature bonding state of a holding face plate in the holding forceps of FIG. 1;
FIG. 5 is a partial perspective view of a holding forceps according to another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a perspective view of a holding forceps according to still another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1, 27, 32 Tweezers main body 2, 3, 33, 34 Opening / closing arm 4 Wafer 5, 6, 30, 35, 36 Nipping face plate 7, 8 Stopper pin 9, 10, 28 Mounting plate 11, 16 Fitting groove 12, 17 Adhesion surfaces 13, 14, 18 Pressure contact surface 15 Relief surface 19, 20 Counterbore holes 21, 22 Jigs 23, 24 Screw holes 25, 26 Locking screw 29 Arc-shaped groove

Claims

A metal tweezer body formed by a pair of upper and lower open / close arms with a free end whose base end is connected to open the front end, and a synthetic resin upper and lower mounted integrally on the inner surface of the front end of the tweezers respectively A mounting plate formed in a T-shape is provided at the tip of each of the open / close arms. The holding surface plate is made of synthetic resin having heat resistance and a higher linear expansion coefficient than the metal material constituting the tweezer body. Using a material, a fitting groove cut out in a U-shape was formed on the outer surface side, an adhesive surface was provided in the fitting groove, and the left and right inner ends of the inner surface protruded from the upper holding face plate. Forming a pressure contact surface, the outer peripheral edge of the mounting plate is housed in the fitting groove of each of the holding face plates, and is bonded to the bonding surface in the fitting groove at a high temperature by baking through a heat-resistant adhesive. , Each holding plate with the above mounting plate inside is Holding tweezers was characterized in that it is curved concavely inward.

2. The pinching tweezers according to claim 1, wherein the surface of the tweezers main body is subjected to a coating process by baking using a heat-resistant synthetic resin material similar to the holding face plate as a surface treatment agent.

3. The pinching tweezers according to claim 1, wherein the tweezer body is formed of a stainless steel material, and the holding face plate is formed of a polyimide resin material.