JP4131112B2 - シリコンウエーハ挟持用ピンセット - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造装置、液晶製造装置におけるウェーハの保持や、半導体等の製造過程における熱処理工程、研磨工程、洗浄工程、乾燥工程などの工程間でウェーハを移送する際に使用するシリコンウエーハ挟持用ピンセットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、近年のＩＣ、ＬＳＩといった電子デバイスの高集積度化、高性能化に伴ない、半導体基板上に構成される回路は益々微細化している。こうした微細化の流れに従って、半導体基板の汚染、パーティクル、及び微小欠陥などの発生がより大きな問題となってきている。こうした背景から、ウェーハを保持、または、移送する際に直接接触するピンセットとして、空気を吸引することによりそのウエーハを吸着させる真空ピンセットが知られている。この真空ピンセットでは、ウエーハを吸着して保持、又は移送を行い、その後真空吸引を解除すればウェーハをその真空ピンセットから簡単に剥離することができるようになっている。
しかし、ウェーハが両面研磨となり、ウェーハ、真空ピンセット共に光学研磨面（鏡面）であるため両者の密着度が増大し、吸引を解除しても剥離できず、また、吸引解除後に微小加圧して真空破壊をおこなっても剥離できないケースが発生した。また、この真空ピンセットは、ウエーハを真空により実際に吸着させるピンセット本体の他に、真空吸引を行う吸引装置を必要とし、ピンセット自体が大型化する不具合があった。
【０００３】
一方、一般産業において比較的小さなものを挟持するピンセットとして、ステンレス鋼から作られた上側板材及び下側板材から成るものが知られている。このピンセットでは、上側板材及び下側板材のそれぞれの先端を所定の間隔をあけた状態でその上側板材及び下側板材の基端が接合され、上側板材及び下側板材の略中央部分を両側から挟むようにして、それぞれの先端が近づくように上側板材及び下側板材を湾曲させることにより、その互いに近づく先端で被挟持物を挟持可能に構成される。このような一般産業において使用されているピンセットは、上述した真空ピンセットのように吸引装置なるもの必要とせず、比較的小さなものであり、このピンセットを用いてシリコンウエーハを挟持することができるならば、その取り扱いが真空ピンセットを用いていた従来に比較して容易になるものと期待される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、一般産業におけるピンセットは、その素材がステンレス鋼から成り、そのステンレス鋼から成る上側板材及び下側板材の先端で、シリコンウエーハを直接挟持すると、そのウェーハが金属に汚染される他に、そのウェーハにキズ、クラックが発生するなどの問題が生ずる。この点を解消するために、樹脂によりピンセット自体を構成させるか、或いはその樹脂によりウエーハを挟持するピンセットの先端部分を構成することも考えられるが、ウェーハに金属汚染等を生じさせないような樹脂は、ステンレス鋼に比較して比較的柔軟なものになり、ウエーハを十分に挟持することができない問題点がある。また、樹脂によりピンセットの先端部分を構成させる場合には、ステンレス鋼と樹脂による先端部に接合部の構造が複雑になり、ピンセットの単価を押し上げる不具合もある。更に、半導体等の製造過程における熱処理工程、研磨工程、洗浄工程、乾燥工程は、比較的高温雰囲気中で行われ、周囲の雰囲気における不純物ガスの発生を防止する必要もある。
本発明の目的は、比較的高温雰囲気中における使用が可能であって、機械的強度を有し、かつ挟持するウエーハに金属汚染等を生じさせないシリコンウエーハ挟持用ピンセットを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、図１に示すように、ステンレス鋼から作られた上側板材１１及び下側板材１２を備え、上側板材１１及び下側板材１２のそれぞれの先端を所定の間隔をあけて上側板材１１及び下側板材１２の基端が接合され、上側板材１１及び下側板材１２をそれぞれの先端が近づくように湾曲させることにより上側板材１１及び下側板材１２の中央部を両側から挟むとそれらの先端でシリコンウエーハ１３を挟持可能に構成されたピンセットの改良である。
その特徴ある構成は、上側板材１１の先端に第１折曲り部１１ｂと平行部１１ｃから成るクランク部１１ａが下側板材１２から遠ざかる方向に形成され、下側板材１２の先端に平行部１１ｃに臨むように折り曲げられた第２折曲り部１２ａが形成され、シリコンウエーハ１３に接触する平行部１１ｃ及び第２折曲り部１２ａが耐熱性樹脂１４，１６によりそれぞれ被覆され、上側板材１１が下側板材１２に被さるように中央部と先端の間でへの字状に折り曲げられ、下側板材１２が上側板材１１に沿うように中央部と先端の間で同方向にへの字状に折り曲げられたところにある。
【０００６】
この請求項１に記載されたシリコンウエーハ挟持用ピンセットでは、真空ピンセットのように吸引装置成るもの必要とせず、比較的小さなものであり、その取り扱いが容易になる。また、シリコンウエーハ１３に直接接触することとなる平行部１１ｃ及び第２折曲り部１２ａを耐熱性樹脂によりそれぞれ被覆するので、挟持したシリコンウエーハ１３に金属汚染を生じさせることはなく、また、キズ、クラック等を発生させない。また、ピンセット１０の全体は比較的強度の強いステンレス鋼により構成されるので、ウエーハ１３を十分に挟持することができる。
また、上側板材１１及び下側板材１２を折り曲げたので、図３に示すように、例えば先端で挟持したシリコンウエーハ１３を所定の凹部１７に収容させる場合、又はそのような凹部１７に収容されたシリコンウエーハ１３をその凹部１７から取り出す作業を比較的容易に行うことが可能になる。
【０００７】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明であって、平行部１１ｃ又は第２折曲り部１２ａを被覆可能な大きさの耐熱性樹脂から成る被覆片１４が平行部１１ｃの両面及び第２折曲り部１２ａの第１折曲り部１１ｂ側片面に耐熱性樹脂接着剤１６によりそれぞれ接着されて平行部１１ｃ及び第２折曲り部１２ａが被服片１４及び耐熱性接着剤１６によりそれぞれ被覆されたシリコンウエーハ挟持用ピンセットである。
この請求項２に記載されたシリコンウエーハ挟持用ピンセットでは、被覆片１４及び耐熱性接着剤１６により平行部１１ｃ及び第２折曲り部１２ａを被覆するので、その構造が単純になり、比較的安価なピンセット１０を得ることができ、また比較的高温雰囲気中での使用を可能にする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、本発明のシリコンウエーハ挟持用ピンセット１０は、ステンレス鋼から作られた上側板材１１及び下側板材１２を備える。これらの上側板材１１及び下側板材１２はそれぞれ弓形に湾曲するように作られ、それらの先端を所定の間隔をあけた状態で互いに外側に膨らむようにして上側板材１１及び下側板材１２の基端が重合され、その重合された基端が互いに接合される。図示しないが、このように基端が互いに接合された上側板材１１及び下側板材１２の全表面は、ポリフッ化フルオロエチレン（商標名；テフロン）による被膜が形成される。この実施の形態における上側板材１１は、下側板材１２に被さるように略への字状に折り曲げられ、その一方で、下側板材１２はそのように折り曲げられた上側板材１１に沿うようにその上側板材１１と同方向に折り曲げられる。このように上側板材１１及び下側板材１２のそれぞれの基端が接合されて構成されたピンセット１０は、上側板材１１及び下側板材１２の略中央部分を両側から挟むようにして、それぞれの先端が近づくように上側板材１１及び下側板材１２を湾曲させることにより、それらの先端でシリコンウエーハ１３を挟持可能に構成される。
【００１０】
上側板材１１の先端にはクランク部１１ａが下側板材１２から遠ざかる方向に形成され、このクランク部１１ａは第１折曲り部１１ｂと平行部１１ｃから構成される。第１折曲り部１１ｂは、上側板材１１の先端を下側板材１２から遠ざかる方向に折り曲げることにより形成される。平行部１１ｃは、そのように折り曲げられた第１折曲り部１１ｂを更に逆方向に略直角に折り返し、その第１折曲り部１１ｂ近傍の上側板材１２と略平行になるように形成される。一方、下側板材１２の先端はその平行部１１ｃに臨むように折り曲げられて、下側板材１２の先端に第２折曲り部１２ａが形成される。本発明の特徴ある構成は、シリコンウエーハ１３を挟持したときに、そのシリコンウエーハ１３に接触する平行部１１ｃ及び第２折曲り部１２ａが耐熱性樹脂によりそれぞれ被覆されたところにある。
【００１１】
図１の拡大図に示すように、この実施の形態では、平行部１１ｃ及び第２折曲り部１２ａが被覆片１４及び耐熱性接着剤１６によりそれぞれ被覆される。被覆片１４は耐熱性樹脂から作られた板材であって、平行部１１ｃ又は第２折曲り部１２ａを被覆可能な大きさに形成される。この被覆片１４に用いる耐熱性樹脂から作られた板材としては、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等から成るものが挙げられる。被覆片１４及び耐熱性接着剤１６により被覆される平行部１１ｃ及び第２折曲り部１２ａの表面から、その表面を被覆するポリフッ化フルオロエチレンから成る皮膜を除去した後、図２の実践矢印で示すようにこの被覆片１４を平行部１１ｃの両面及び第２折曲り部１２ａの第１折曲り部１１ｂ側片面に押し当て、耐熱性樹脂接着剤１６によりそれぞれ接着することにより被覆片１４及び耐熱性接着剤１６により平行部１１ｃ及び第２折曲り部１２ａをそれぞれ被覆する。この被覆片１４の接着に用いる耐熱性樹脂接着剤１６としては、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等から成る接着剤１６が挙げられる。
【００１２】
このように構成されたシリコンウエーハ用ピンセット１０では、従来用いられている真空ピンセットのように吸引装置成るもの必要とせず、比較的小さなものであり、その取り扱いが真空ピンセットを用いていた従来に比較して容易になる。また、シリコンウエーハ１３に直接接触することとなる平行部１１ｃ及び第２折曲り部１２ａを耐熱性樹脂によりそれぞれ被覆したので、挟持したシリコンウエーハ１３に金属汚染を生じさせることはなく、キズ、クラック等の不具合を発生させることもない。
また、ピンセット１０の全体は比較的強度の強いステンレス鋼から成る上側板材１１及び下側板材１２により構成されるので、ウエーハ１３を十分に挟持することができる。また、平行部１１ｃ及び第２折曲り部１２ａを被覆片１４及び耐熱性接着剤１６により被覆するので、樹脂によりピンセットの先端部分を構成させる場合に比較してその構造が単純になり、比較的安価なピンセット１０を得ることができる。
【００１３】
また、上側板材１１及び下側板材１２をそれぞれステンレス鋼により構成し、それらの平行部１１ｃ及び第２折曲り部１２ａを耐熱性樹脂から成る被覆片１４及び耐熱性接着剤１６により被覆するので、比較的高温雰囲気中での使用が可能になり、被覆片１４及び耐熱性接着剤１６により被覆される先端部分以外の上側板材１１及び下側板材１２をポリフッ化フルオロエチレンから成る皮膜により被覆するので、このピンセット１０から不純物ガスが発生することもない。
更に、この実施の形態では、上側板材１１及び下側板材１２をそれぞれ折り曲げるので、図３に示すように、例えば先端で挟持したシリコンウエーハ１３を所定の凹部１７に収容させる場合、又はそのような凹部１７に収容されたシリコンウエーハ１３をその凹部１７から取り出す作業を比較的容易に行うことが可能になる。
【００１４】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、上側板材の先端に第１折曲り部と平行部から成るクランク部を形成し、下側板材の先端に平行部に臨むように折り曲げられた第２折曲り部を形成し、シリコンウエーハに接触する平行部及び第２折曲り部を耐熱性樹脂によりそれぞれ被覆したので、挟持したシリコンウエーハに金属汚染を生じさせることはなく、キズ、クラック等を発生させないピンセットを得ることができる。また、このピンセットは、従来使用されている真空ピンセットのように吸引装置成るもの必要とせず、また、ピンセットの全体は比較的強度の強いステンレス鋼により構成されるので、ウエーハを十分に挟持することができ、かつその取り扱いが容易なピンセットを得ることができる。
また、平行部及び第２折曲り部を被服片及び耐熱性接着剤によりそれぞれ被覆すれば、その構造が単純になり、比較的安価なピンセットを得ることができ、また比較的高温雰囲気中での使用が可能になる。更に、上側板材及び下側板材をそれぞれ略への字状に折り曲げれば、例えば先端で挟持したシリコンウエーハを所定の凹部に収容させる場合、又はそのような凹部に収容されたシリコンウエーハをその凹部から取り出す作業を比較的容易に行うことが可能なピンセットを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のピンセットを示す正面図。
【図２】その先端部を示す斜視図。
【図３】そのピンセットの使用状態を示す概念図。
【符号の説明】
１０ シリコンウエーハ挟持用ピンセット
１１ 上側板材
１１ａ クランク部
１１ｂ 第１折曲り部
１１ｃ 平行部
１２ 下側板材
１２ａ 第２折曲り部
１３ シリコンウエーハ
１４ 被覆片（耐熱性樹脂）
１６ 耐熱性樹脂接着剤（耐熱性樹脂）

Claims (2)

1. ステンレス鋼から作られた上側板材(11)及び下側板材(12)を備え、前記上側板材(11)及び前記下側板材(12)のそれぞれの先端を所定の間隔をあけて前記上側板材(11)及び前記下側板材(12)の基端が接合され、前記上側板材(11)及び前記下側板材(12)をそれぞれの先端が近づくように湾曲させることにより前記上側板材 (11) 及び前記下側板材 (12) の中央部を両側から挟むとそれらの先端でシリコンウエーハ(13)を挟持可能に構成されたピンセットにおいて、
   前記上側板材(11)の先端に第１折曲り部(11b)と平行部(11c)から成るクランク部(11a)が前記下側板材(12)から遠ざかる方向に形成され、
   前記下側板材(12)の先端に前記平行部(11c)に臨むように折り曲げられた第２折曲り部(12a)が形成され、
   前記シリコンウエーハ(13)に接触する前記平行部(11c)及び第２折曲り部(12a)が耐熱性樹脂(14,16)によりそれぞれ被覆され、
   前記上側板材 (11) が前記下側板材 (12) に被さるように中央部と先端の間でへの字状に折り曲げられ、
   前記下側板材 (12) が前記上側板材 (11) に沿うように中央部と先端の間で同方向にへの字状に折り曲げられた
   ことを特徴とするシリコンウエーハ挟持用ピンセット。
2. 平行部(11c)又は第２折曲り部(12a)を被覆可能な大きさの耐熱性樹脂から成る被覆片(14)が前記平行部(11c)の両面及び前記第２折曲り部(12a)の第１折曲り部(11b)側片面に耐熱性樹脂接着剤(16)によりそれぞれ接着されて前記平行部(11c)及び前記第２折曲り部(12a)が前記被服片(14)及び耐熱性接着剤(16)によりそれぞれ被覆された請求項１記載のシリコンウエーハ挟持用ピンセット。

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