JPS6139543A - 半導体ウエ−ハ保持具 - Google Patents

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】 上の利 本発明は半導体ウェーハ保持具に関する。。

支り匹良り 半導体ウェーハはエピタキシャル成長等の工程において
その半導体特性を損なわないように純度維持を極めて慎
重に行なっている。

このため、半導体ウェーハを載置するサセプターや、熱
処理する炉体や、洗滌するための水等の全てについて、
高純度品を使用している。

各工程間においてはビンセット等のウェーハ保持具を使
用してウェーハをつまんで運搬しているが、汚染防止の
ために、ウェーハに接触する部分をテフロン、石英ガラ
ス、炭化珪素、金属シリコン等で保護しているものが使
廟されている。

が　゛しようとする しかしながら、いずれのウェーハ保持具であっても、接
触部分は、ウェーハの平面部において行なわれており、
接触部分の面積が大きい。

また、ウェーハのエピタキシャル成長面に接触させない
ように、ウェーハの裏面に吸着するような構造のウェー
ハ保持具を使用することもあるが、そのようなウェーハ
保持具でも、サセプター等から取上げることが困難であ
り、汚染され易く、またキズがつき易い。

したがって、後の工程ではウェーハ保持具の使用による
ウェーハの汚染やキズが原因となる不良が多く、歩留り
が悪かった。

１１へｌ乱 本発明は上記欠点を解消するためになされたものであり
、ウェーハの取扱いが容易でかつウェーハの表面と裏面
の両方の平面部に何ら皿影響を及ぼさないウェーハ保持
具を提供することを目的とするものである。

１１墾Ｌ［ この目的を達成するための本発明の要旨とするところは
半導体ウェーハの外周部を複数本の保持アームにＪ：り
少なくとも３点で保持する構成にした半導体ウェーハ保
持具において、各保持アームの先端部に支持ツメを設け
、これらの支持ツメがウェーハを保持するためにウェー
の外周部に接触したとぎの各支持ツメの先端下面とウェ
ーハの下面との角度（逃げ角）が３０度以下になるよう
にしたことを特徴とする半導体ウェーハ保持具。

、を　°するための：゛ 半導体ウェーハＷの外周部を保持アーム３ａにより少く
とも３点で保持する。保持アーム３ａの先端部に支持ツ
メ１１を設け、第３図に示すＪ：うに、これらの支持ツ
メ１１がつ工−ハＷを保持するためにウェーハ外周部に
接触したとぎの各支持ツメ１１の先端下面とウェーハＷ
の下面との角度（逃げ角Ａ）が３０度ツ下ｌ好ましくは
１５度以下）になるように構成しである。また、一つの
態様では、ウェーハ保持部本体２ａと把持部２Ｃとがほ
ぼＬ字状の形成になっている。把持部２Ｃにアーム開閉
手段２ｂが固定しである。

叉１目１ まず、第１図の実施例を説明すれば、符号１′Ｇよウェ
ーハ保持具の全体を示している。つ工−ハ保持部本体２
ａと、アーム開閉手段２ｂを有する把持部２ＣがほぼＬ
字状に形成されている。

３本の保持アーム３ａ　、　３ｂ　、　３ｃ　、はその
先一端に先端部９ａ　１９ｂ　、９ｃをそれぞれ有する
。先端部９ａ　、９ｂ　、９０は後述のつ工−ハＷ（第
３図）の外周部を３点で保持するためのものである。

先端部９ａ、９ｂ、９０は第１図の例のように保持アー
ム３ａ　、３ｂ　、３ｃの本体と一体に構成してもよい
し、第７．８図の例のように別体に構成して着脱自在に
してもよい。

保持アーム３ａ　、３ｂ　、３ｃの途中にはそれぞれ支
点５ａ　、５ｂ　１５ｃを介して作動アーム４ａ　、４
ｂの一端が枢支しである。作動アーム４ａ　、４ｂの他
端はウェーハ保持部本体２ａの下端部に支点７ａ　、７
ｂ　　（３つのうち１つは図示せず）を介して枢支され
ている。

なお、保持アームと作動アームの関係を逆にすることも
可能である。

ロッド８はウェーハ保持部本体２ａの中に通っていて、
ウェーハ保持本体２ａ内のシリンダに設けられたピスト
ン（図示せず）に連結さ、れている。ロッド８の下端部
８ａはフランジ形状になっていて、そこには３本の保持
アーム３ａ　、３ｂ　１３ｃの尾端が支点６ａ。

６ｂ　（３つのうら１つは図示せず）を介して枢支され
ている。

図示してないが、ウェーハ保持部本体２ａ内のシリンダ
にピストンが設けてあり、チューブ１０からのエアによ
りピストンおよびそのロッド８を作動するようになって
いる。

アーム開閉手段２ｂは例えばボタン形式になっていて、
チューブ１０からシリンダへ流れるエアをコントロール
して保持アーム３ａ。

３ｂ　、３ｃの開閉を制御するためのものである。

ウェーハ保持具１のうち保持アーム３ａｔ３ｂ　、３ｃ
の材質はウェーハＷを汚染しないように、また洗滌液に
犯されないように、また高温で機械的・化学的に安定さ
せるように、石英ガラス、ＳｉＣウィスカーを含有した
炭化珪素、ＳｉＣウィスカーを含有した窒化珪素、金属
シリコン、高純度で緻密な窒化珪素でコーティングされ
た石英ガラス、さらにその上をテフロンでコーティング
したもの、テフロンでコーティングした石英ガラス、テ
フロンコーティングされた金属、高純度アルミナ磁器（
例えば東芝セラミックス社製品ＴＰＡ）等が好ましいが
、高価になるので、ウェーハＷ及び洗滌液に触れる先端
部９ａ　、　９ｂ　。

９Ｃだけをこのような材質にしてもよい。

また、ウェーハ保持部本体２ａと把持部２Ｃは１つのカ
バーで包囲して、そのカバーをジュラコン（硬質プラス
チック）で形成するのが好ましい。

ウェーハＷをつまむ場合は、アーム開閉手段２ｂを押し
、エアによりピストンを動かしてロッド８を上方に摺動
させ、保持アーム３ａ　、３ｂ　、３ｃを第２図に軌跡
を示すようにつぼめ、先端部９ａ　、９ｂ　、９ｃをウ
ェーハＷの周縁部に接触させて、第３図に示すように先
端部９ａ　、９ｂ　、９ａの支持ツメ１１でプレート１
２から取り上げてその角部１３で保持し、ウェーハＷを
所定位置に移動させる。

符号Ａは支持ツメ１１がウェーハＷを保持するためにウ
ェーハ外周部に接触したときの支持ツメ１１の先端下面
とウェーハＷの下面との角度（これを本川ＩＩＩ　Ｗｊ
Ａでは逃げ角という）を示す。

逃げ角Ａは３０度以下（好ましくは１５度以下）にする
。

なお、ウェーハ保持部本体２ａ内にはスプリングが設け
てあり、ピストンとそれに連結したロッド８を常に下向
きに付勢しており、アーム開閉手段２ｂを作動させない
限り３本のアーム３　ａ　ｓ　３　ｂ　１３　ｃは最も
開いた状態に保たれる。

第５図と第６図は保持アーム３ａの変形例を示している
。

第５図の保持アームにおいては、逃げ角Ａがゼロであり
、支持ツメ１１の先端がウェーハＷに接触したとき、支
持ツメ１１の先端下面の全体がプレート１２の上面に接
触する。

第６図の保持アームにおいては支持ツメ１１の先端下面
が曲面であり、例えばその曲面の曲率を保持アームの回
転半径に対応したものにする。

第７図はこの発明によるウェーハ保持具の変形例を示す
ものであり、第１図のものに対応している。同一の符号
は同一の部材または部分を示している。それ故、第７図
の実施例のうち第１図の実施例と実質的に同一の内容に
ついては説明を省略する。

ロッド８の上端はウェーハ保持部本体２ａ内のピストン
に連結されており、その途中には、７ランジ８ａが形成
されており、そこに３本のアーム３（他の２本は図示せ
ず）が枢支されている。ロッド８の下端はさらに延長し
ており、その延長部８ｂに対峙して、ボルト１３が設け
である。このボルト１３のオネジ部１４はカバー１６の
メネジ１６ａ部にネジ結合してあり、ボルト１３を回す
ことにＪ：す、ボルト１３の上端部とロッド８の延長部
８ｂの下端との接触位置が上下方向に変化プるようにな
っている。すなわち、ボルト１３を調節することにより
３本の保持アーム３の開度を調節できるようにしている
のである。

なお、ナツト１５はボルト１３のオネジ部１４にネジ止
めして、ボルト１３の設定位置を確実にしている。

塵埃カバー１６はウェーハ保持部本体２ａのフランジ状
下端部に固定してあり、ピストンロッド８の下方部分を
カバーして、そこに塵埃が入り込むのを極力防止してい
る。

また、３本の保持アーム３はそれぞれ独立に別のスプリ
ング（図示せず）により常に外側に開くように付勢され
ている。従って、アーム開閉手段２ｂを作動させてロッ
ド８を上方に動かさない限り、３本の保持アーム３は常
に外側に開いた状態（つまりロッド８の延長部８ｂがボ
ルト１３に接触している状態）に保たれる。それ故、ウ
ェーハＷが真円である場合には、３本の保持アーム３は
常に同じ開度で開閉する。そうでなく、ウェーハＷの周
縁部の一部が切り欠いである場合に、１本の保持アーム
３のみがその切り欠き部分に接触するときには、その１
本の保持アーム３のみが他の２本の保持アームと違った
麿合で何１じることもできるようになっている。

なお、エアー用のデユープ１０とウェーハ保持部本体２
ａ内のシリンダとの間の通路に切り換えバルブを設けて
、その切り換えバルブを介して空気の流れをＯＮまたは
ＯＦＦにするのが望ましい。

第８図はさらに別の実施例を示す。この実施例にあって
は、ロッド８を固定し、そのロッド８に沿ってウェーハ
保持部本体２ａの一部が上下方向に移動できるようにな
っている。

この第８図の例にあっても、先端部９は第７図に示すよ
うに着脱自在になっていて、′つ工−ハＷを保持すると
ころに支持ツメ１１が設けである。

なお、前述の第１〜第８図の実施例においては、３木の
保持アームを有する態様だけについて説明したが、保持
アームの数は２本でも、あるいは４本以上でもよい。保
持アームの先端部を二股に分けることによって例えば保
持アームが２本でも、３点または４点で支持することが
できる。

Ｌ」二重」 本発明のウェーハＷ保持具は以上述べたようにウェーハ
Ｗの裏面側周縁部を少なくとも３点で保持する構造にな
っているので、ウェーハＷを汚染しにくく、その表面に
キズもつきにくい。さらにウェーハＷの移動中も安定し
ており、落ちることがない。とくに、保持アーム３の先
端部９の支持ツメ１１を特別な形状にしているので、つ
まり、逃げ角Ａが３Ｏ°以下となるＪ：うにしたので、
支持ツメ１１とウェーハＷとの接触部分が極少で、かつ
支持ツメ１１がスムーズにプレート１２からウェーハＷ
をずくい上げることになり、つ工−ハＷに対する悪い影
響が極端に少なく、しかも確実に保持できる。

本発明の一つの実副態様にＪ：れば、ウェーハ保持部本
体２ａと、アーム開閉手段２ｂを有する把持部２Ｃがほ
ぼＬ字状の形状を有するので、ウェーハ保持部本体２ａ
と把持部２Ｃが同軸上になく、ウェーハＷをつかむ場合
に作業者の手がウェーハＷの上にこないので、作業者に
付着している塵埃が落下してウェーハＷを汚染すること
が防げる。また、ウェーハＷをプレート１２に載置する
とき、あるいはウェーハＷをプレート１２上でつかむと
き、容易に目視で確認しながら作業ができるので、ウェ
ーハＷにキズをつけたり、ウェーハＷをつまみ損なうこ
とが回避できる。

さらに保持アーム３の先端部９の材質をＰＦＡ　（４弗
化エチレンパーフロロアルキ−共重合樹脂）等のテフロ
ンにすると、ウェーハをつかむときに弾力的にウェーハ
Ｗの周縁部を押えることになるので、ウェーハＷの破損
がなく、安定して保持できる。

また、把持部２Ｃやウェーハ保持部本体２ａのカバーを
ジュラコン等の硬質プラスチックにすると、ウェーハ保
持具１の重量が軽減でき、さらに扱い易くなる

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によるウェーハ保持具の一例を示す概
略正面図、第２図は第１図に示したウェーハ保持具の保
持アームの動きを示す説明図、第３図は第１図に示した
ウェーハ保持具の保持アームの先端部とウェーハとのプ
レートとの関係を示す図、第４図は第３図のＢ−Ｂ断面
図、第５〜６図は保持アームの変形例を示す図、第７図
は本発明によるつ工−ハ保持具の他の例を示す概略正面
図、第８図はウェーハ保持具のさらに他の例を示す図で
ある。 １・・・ウェーハ保持具 ２ａ−・・ウェーハ保持部本体 ２　、ｂ・・・アーム開閉手段 ２Ｃ・・・把持部 ３・・・保持アーム ４・・・作動アーム ５・・・支点 ６・・・支点 ７・・・支点 ８・・・ロッド ９・・・先端部 １０・・・エア用のチューブ １１・・・支持ツメ 代理人　　弁理士　　　　　田辺　黴 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）半導体ウェーハの外周部を複数本の保持アームによ
   り少なくとも３点で保持する構成にした半導体ウェーハ
   保持具において、各保持アームの先端部に支持ツメを設
   け、これらの支持ツメがウェーハを保持するためにウエ
   ーの外周部に接触したときの各支持ツメの先端下面とウ
   ェーハの下面との角度（逃げ角）が３０度以下になるよ
   うにしたことを特徴とする半導体ウェーハ保持具。 ２）各支持アームを装着したウェーハ保持部本体と、各
   支持アームの開閉を制御するためのアーム開閉手段と、
   このアーム開閉手段を固定した把持部を有し、かつウェ
   ーハ保持部本体と、把持部がほぼＬ字状の形状を有する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項の半導体ウェー
   ハ保持具。 ３）各保持アームの先端部が着脱自在になつていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項に記載
   の半導体ウェーハ保持具。 ４）各支持アームの開度を調節可能にしたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか１項
   に記載の半導体ウェーハ保持具。 ５）各支持ツメの下面が直線的な面であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれか１項
   に記載の半導体ウェーハ保持具。 ６）各支持ツメの下面が曲面であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれか１項に記載
   の半導体ウェーハ保持具。 ７）各保持アームの先端部の材質をＰＦＡにしたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれ
   か１項に記載の半導体ウェーハ保持具。 ８）ウェーハ保持部本体と把持部１つのカ バーで包囲されていて、そのカバーが硬質プラスチック
   で作られている特許請求の範囲第２項に記載した半導体
   ウェーハ保持具。 ９）前述の逃げ角が１５度以下である特許請求の範囲第
   １項ないし第８項のいずれか１項に記載の半導体ウェー
   ハ保持具。