JP3193034B2 - 真空ピンセット - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体ウェハなどを吸着して移動させるた
めの真空ピンセットおよびその製造方法に関する。

〔従来の技術〕

従来より、半導体ウェハを移動させるために、真空ピ
ンセットが広く用いられており、例えば特開昭53−9676
2号公報に示されるように炭化珪素質セラミックスから
なるものも考えられていた。

また、ラック上に縦に並べられた半導体ウェハを吸着
して搬送するために、第５図（ａ）（ｂ）に示すような
板状の真空ピンセット20が用いられていた。これは、２
枚の板状体21,22を接着剤24で接着してなり、先端側の
吸着面21aに開口部23aを有して、後端にて吸入口23bと
なる連通孔23を内設してなるものであった。そして第６
図に示すように、この真空ピンセット20をホルダーＨに
取着して後端より真空吸引することによって、吸着面21
aに半導体ウェハＷを吸着するようになっていた。

また、上記板状体21,22の材質としては、ステンレス
やアルミニウム等の金属が用いられていたが、近年、耐
蝕性、耐摩耗性に優れたセラミックスを用い、セラミッ
ク板同士、あるいはセラミックスと金属板をエポキシ系
の接着剤で貼着したものが用いられていた。

〔従来技術の課題〕

ところが、上記セラミックスを用いた真空ピンセット
であっても、接着剤24を用いているため、200℃以上の
高温中では使用することができず、また、酸、アルカリ
中では接着剤が侵されてしまい、耐蝕性にも優れたもの
ではなかった。さらに、接着剤より生じるガスが半導体
ウェハに悪影響をおよぼすという問題点もあった。

〔課題を解決するための手段〕

上記に鑑みて本発明は、板状体の先端側に形成した吸
着面に開口部を有し、該開口部と連通する連通孔を内設
してなる真空ピンセットにおいて、上記板状体を複数の
シート状セラミック成形体を焼成一体化したセラミック
スにより形成するとともに、上記セラミックスがAl₂O₃
含有量99.5重量％以上のアルミナセラミックスであるこ
とを特徴とする。

〔実施例〕

以下、本発明実施例を図によって説明する。

第１図（ａ）（ｂ）に示すように、本発明の真空ピン
セットＰは、セラミック層1,2が結合してなるものであ
り、先端側に半導体ウェハＷを吸着するための、なめら
かな吸着面1aを備え、該吸着面1aに開口部3aを有し、か
つ後端にて吸入口3bとなる連通孔３を内設している。ま
た、後述するように上記セラミック層1,2は、同時焼結
によって結合しており、結合面に接着剤やガラスなどの
介在物は存在していない。したがって、この真空ピンセ
ットＰはすべてセラミックスのみにより形成されてお
り、セラミックス本来の耐熱性、耐蝕性を有するととも
に、アウトガスなどの悪影響を生じることはない。

また、本発明の真空ピンセットＰを構成するセラミッ
クスとしては、たとえばAl₂O₃含有量99.5重量％以上
で、残部がSiO₂,MgO,CaO等の焼結助剤からなるアルミナ
セラミックスを用いる。

次に、本発明の真空ピンセットの製造方法を説明す
る。

まず、セラミック原料粉末に、メチルセルロース等の
水溶性バインダーを添加した後、テープ成形、プレス成
形などの手段で、第２図に示すシート状セラミック成形
体１′,2′を用意し、一方のシート状セラミック成形体
１′には連通孔３、開口部3a、吸入口3bを切削加工によ
り形成しておく。次に、このシート状セラミック成形体
１′,2′の結合面に水を塗布しておいて両者を重ね合わ
せ、加圧した後、全体を同時焼成する。

このとき、結合面は水を塗布してあることから水溶性
バインダーが溶出し、各シート状セラミック成形体
１′,2′を完全に結合することができる。そして、焼成
後は各シート状セラミック成形体１′,2′がセラミック
層1,2となり、上記水溶性バインダーは蒸発してしまう
ため、セラミック層1,2間には全く介在物がなく、強固
に結合した状態となる。

なお、上記実施例では、水溶性バインダーを用いたた
め、シート状セラミック成形体１′,2′の結合面に溶剤
としての水を塗布したが、非水溶性バインダーを用いる
場合は他の溶剤を用いれば良い。

さらに、溶剤中にバインダーを添加したものを塗布し
て結合することもできる。

また、上記実施例では、２層構造のものを示したが、
これに限らず、３層構造、あるいはそれ以上の構造とす
ることもできる。

たとえば、第３図に示すように、３枚のシート状セラ
ミック成形体１′,2′,4′を用意し、シート状セラミッ
ク成形体１′には開口部3a、吸入口3bのみを形成し、シ
ート状セラミック成形体４′には連通孔３を形成してお
いて、これらを、前記実施例と同様の方法で重ね合わ
せ、同時焼成することによって、３層構造の真空ピンセ
ットを構成することができる。

さらに他の実施例として、第４図に示すように、シー
ト状セラミック成形体１′,2′を用意し、結合面に、同
じ種類のセラミックスラリー５′を塗布しておいて、各
シート状セラミック成形体１′,2′を重ね合わせ、同時
焼成することによって、セラミックスラリー５′は新た
なセラミック層となり、３層構造の真空ピンセットとす
ることができる。この場合も、各セラミック層の間には
介在物がなく、セラミックスのみからなる真空ピンセッ
トを構成することができる。

ここで、実際に第１図（ａ）（ｂ）、第２図に示す本
発明の真空ピンセットの試作を行った。材質はAl₂O₃含
有量99.5重量％のアルミナセラミックスを用い、全体の
大きさは長さ200mm、幅30mm、厚さ2mmとした。また、シ
ート状セラミック成形体１′,2′を、結合面に水を塗布
しておいて重ね合わせ、加圧時の圧力を第１表に示すよ
うに変化させ、得られた真空ピンセットについて、結合
の度合い、焼成後のクラックの有無を調べた。

その結果、第１表に示すように、結合面に水を塗布し
なかったNo.6は、焼成後、各セラミック層がはがれてし
まった。またNo.1は重ね合わせた後の加圧圧力が150kg/
cm²と低いため結合力が弱く、吸引漏れが生じた。逆にN
o.5は加圧圧力が600kg/cm²と高いため、焼成後連通孔３
部分にクラックが発生した。

これらに対し、No.2〜４に示したものは、優れた結果
を示した。即ち、各シート状セラミック成形体を重ね合
わせて加圧する際の圧力は250〜450kg/cm²としたものが
良い。

〔発明の効果〕 このように、本発明によれば、板状体の先端側に形成
した吸着面に開口部を有し、該開口部と連通する連通孔
を内設してなる真空ピンセットにおいて、上記板状体を
複数のシート状セラミック成形体を焼成一体化したセラ
ミックスにより形成するとともに、上記セラミックスに
Al₂O₃含有量99.5重量％以上のアルミナセラミックスを
用いたことにより、耐熱性、耐蝕性に優れ、またアウト
ガスの発生もないため、特に半導体ウエハの搬送に好適
な真空ピンセットを提供することがきる。また、このよ
うな真空ピンセットは、シート状セラミック成形体の結
合面にバインダーの溶剤を塗布しておいて重ね合わせ、
加圧した後同時焼成すればよいことから、極めて容易に
かつ低コストで製造することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図（ａ）は本発明実施例に係る真空ピンセットを示
す平面図、第１図（ｂ）は同図（ａ）中のＸ−Ｘ線断面
図である。第２図は本発明の真空ピンセットの製造方法
を説明するための断面図である。 第３図、第４図はそれぞれ本発明の他の実施例を示す断
面図である。 第５図（ａ）は従来の真空ピンセットを示す平面図、第
５図（ｂ）は同図（ａ）中のＹ−Ｙ線断面図である。 第６図は真空ピンセットの使用方法を示す斜視図であ
る。 P:真空ピンセット 1,2:セラミックス層 １′,2′,4′：シート状セラミックス成形体 3:連通孔

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】板状体の先端側に形成した吸着面に開口部
   を有し、該開口部と連通する連通孔を内設してなる真空
   ピンセットにおいて、上記板状体が複数のシート状セラ
   ミック成形体を焼成一体化したセラミックスからなり、
   該セラミックスがAl₂O₃含有量99.5重量％以上のアルミ
   ナセラミックスであることを特徴とする真空ピンセッ
   ト。