(57)【要約】【課題】反りがある半導体ウエハに対して、安定して吸着することができる真空ピンセット。【解決手段】長尺状の本体２と、この本体２の端部に設けられ、複数の吸着面４〜６を有する吸着部３と、吸着面４〜６毎に少なくとも一つ設けられ、被処理体を吸着する吸着孔７と、を備え、少なくとも一つの吸着面は、一辺に屈曲部１１を有し、被処理体に対して吸着孔７が接近又は離間するように、屈曲部１１を中心に回動可能に構成されていることを特徴とする真空ピンセット１を提供する。【選択図】図１
2012009540.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺状の本体と、
該本体の端部に設けられ、複数の吸着面を有する吸着部と、
前記吸着面毎に少なくとも一つ設けられ、被処理体を吸着する吸着孔と、を備え、
少なくとも一つの前記吸着面は、一辺に屈曲部を有し、前記被処理体に対して前記吸着面が接近又は離間するように、前記屈曲部を中心に回動可能に構成されていることを特徴とする真空ピンセット。
【請求項２】
前記複数の吸着面は、前記屈曲部を介して直線状に接続されており、接続された吸着面同士が相対的に回動可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の真空ピンセット。
【請求項３】
前記複数の吸着面は、前記屈曲部を介して前記本体に接続されており、前記本体に対して相対的に回動可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の真空ピンセット。
【請求項４】
前記吸着面は、前記本体の端部の両側方に屈曲部を介して接続された第一及び第二の吸着面と、
前記本体の延在方向に屈曲部を介して接続された第三の吸着面とから構成されていることを特徴とする請求項３に記載の真空ピンセット。
【請求項５】
前記回動は、手動によって行われることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の真空ピンセット。
【請求項６】
前記回動は、屈曲部に組み込まれたモータによって行われることを特徴とする１〜４のいずれか１項に記載の真空ピンセット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空を利用して半導体ウエハを吸着し移送させる際に用いる真空ピンセットに関し、特に反りのある半導体ウエハを吸着し移送させることができる真空ピンセットに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の分野においては、製造工程、検査工程等において、半導体ウエハを吸着するために、真空ピンセットが使用されている。真空ピンセットは、ハンドル形状の本体に設けられたボタンを押すことによって、真空ポンプ等の真空導入部から通じる真空がウエハ吸着部に達し、ウエハを吸着する構成が一般的である（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平６−２７０８７号公報
【特許文献２】特開２００５−１３５９５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年の電子機器の小型化に伴い、電子機器に搭載される部品に対しても小型化、薄型化が求められ、前記部品を構成する半導体ウエハも薄型化されている。このような半導体ウエハは、その面積に対して非常に薄く形成されているため、ウエハ上に表面加工物を形成した場合にウエハ内に応力が発生し、反りが大きくなることが知られている。例えば、ウエハサイズ８インチ、ウエハ厚１００μｍの半導体ウエハに樹脂２０μｍを付着させたところ、１．５ｍｍの反りが見られた。一方、真空ピンセットの吸着部は通常平坦な形状に作られており、このようなウエハ形状の違いによって、安定な吸着が困難となる場合がある。
【０００５】
特許文献１に記載されている真空ピンセットのように、複数の独立した吸着部を設けた場合、吸着部の数が増える分、ウエハの吸着を安定化させることができる。しかしながら、吸着部の数が増加することにより、例えば、キャリア内のウエハを抜き取る際、吸着部がウエハに接触し、ウエハを傷付けやすくなる恐れがある。また、特許文献２に記載されている真空ピンセットのように、一つの吸着部に多数の吸着溝（吸着孔）を設けた構成とした場合、吸着部がウエハに接触する恐れは少なくなるが、吸着部が平坦であるために、反りがあるウエハについては全ての吸着溝を確実に吸着させることが難しくなる。
【０００６】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、反りがある半導体ウエハに対して、安定して吸着することができる真空ピンセットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題に対し、本発明の以下の手段により解決を図る。
すなわち、本発明の請求項１に係る真空ピンセットは、長尺状の本体と、該本体の端部に設けられ、複数の吸着面を有する吸着部と、前記吸着面毎に少なくとも一つ設けられ、被処理体を吸着する吸着孔と、を備え、少なくとも一つの前記吸着面は、一辺に屈曲部を有し、前記被処理体に対して前記吸着面が接近又は離間するように、前記屈曲部を中心に回動可能に構成されていることを特徴としている。
また、本発明の請求項２に係る真空ピンセットは、請求項１に記載の真空ピンセットにおいて、前記複数の吸着面が前記屈曲部を介して直線状に接続されており、接続された吸着面同士が相対的に回動可能に構成されていることを特徴としている。
また、本発明の請求項３に係る真空ピンセットは、請求項１に記載の真空ピンセットにおいて、前記複数の吸着面が前記屈曲部を介して前記本体に接続されており、前記複数の吸着面は前記本体に対して相対的に回動可能に構成されていることを特徴としている。
また、本発明の請求項４に係る真空ピンセットは、請求項３に記載の真空ピンセットにおいて、前記吸着面が、前記本体の端部の両側方に屈曲部を介して接続された第一及び第二の吸着面と、前記本体の延在方向に屈曲部を介して接続された第三の吸着面とから構成されていることを特徴としている。
また、本発明の請求項５に係る真空ピンセットは、請求項１〜４のいずれか１項に記載の真空ピンセットにおいて、前記回動は、手動によって行われることを特徴としている。
さらに、本発明の請求項６に係る真空ピンセットは、請求項１〜４のいずれか１項に記載の真空ピンセットにおいて、前記回動が、屈曲部に組み込まれたモータによって行われることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、吸着孔を有する真空ピンセットの吸着面を折り曲げ可能に構成した。これにより、吸着孔を半導体ウエハの反りに合わせて接近又は離間させることが可能となるため、反りがある半導体ウエハに対して、吸着部を安定して吸着することができる真空ピンセットを提供することができる。
【０００９】
また、複数の吸着面を、屈曲部を介して直線状に接続することにより、一方向に湾曲した被処理体に沿って吸着させることができる。
また、複数の吸着面を、屈曲部を介して本体に接続することにより、複雑な形状に反った被処理体を吸着させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第一実施形態に係る真空ピンセットを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ矢視図である。
【図２】本発明の第二実施形態に係る真空ピンセットの屈曲部を示す図である。
【図３】本発明の第三実施形態に係る真空ピンセットを示し、（ａ）は屈曲前、（ｂ）は屈曲後の様子を示す図である。
【図４】本発明の第四実施形態に係る真空ピンセットを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】吸引経路の別の形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜第一実施形態＞
以下、本発明の第一実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の第一実施形態を示す図面であり、図１（ａ）は真空ピンセットの平面図であり、図１（ｂ）は（ａ）に示すＡ方向から見た側面図である。
本発明の真空ピンセット１は、把持部である本体２と、ウエハ等の被処理体を吸着する吸着面４，５，６からなる吸着部３を主な構成要素としており、前記吸着部３が、折り曲げ可能に構成されていることを特徴としている。
【００１２】
まず、本発明の真空ピンセット１の全体構成を説明する。
本発明の真空ピンセット１は、図１に示すように、本体２と本体２の一方の端部に設けられた吸着部３とから構成されている。吸着部３には、半導体ウエハ等の被処理体Ｗを吸着するための３つの吸着孔７が設けられている。
本体２の他方の端部には、真空引き用ホース８が設けられている。真空引き用ホース８は、図示しない真空ポンプに接続されている。また、真空引き用ホース８と３つの吸着孔７とは、吸引流路１０で接続されている。さらに、本体２にはボタン９が設けられており、該ボタン９を押すことによって真空引き用ホース８から通じる真空が吸着孔７に達し、被処理体Ｗを吸着する構成となっている。
【００１３】
次に、本発明の特徴である折り曲げ可能な吸着部３について説明する。
本実施形態の真空ピンセット１の吸着部３は、第一の吸着面４、第二の吸着面５、第三の吸着面６の３つの面から構成されており、図１（ｂ）に示すように、第一の吸着面４の両側に設けられた第二の吸着面と第三の吸着面５，６が、第一の吸着面４に対して折り曲げ可能に構成されている。
吸着部３を構成する３つの面は略矩形状であり、第一の吸着面４は前記本体２の端部に設けられている。第二、第三の吸着面５，６は、前記第一の吸着面４の四辺のうち、前記本体２の長手方向に沿う辺であって、対向する二辺を介して第一の吸着面４の両側に屈曲部１１を介して接続されている。
【００１４】
屈曲部１１は、第一の吸着面４と第二、第三の吸着面５，６を接続し、かつ、第二、第三の吸着面５，６が第一の吸着面４に対して回動することを可能にする部位であり、本実施形態においては、任意の角度で固定することが可能なヒンジ（フリーストップヒンジとも言う）を利用して回動（吸着部３の折り曲げ）を実現している。このようなヒンジを用いることにより、使用者は任意の角度で第二、第三の吸着面５，６を固定することができる。
【００１５】
図１（ｂ）は、反りのある被処理体Ｗに対応するように、吸着部３を変形させた様子を示している。予め反りの量がわかっている場合は、このように第二、第三の吸着面５，６を回動させておき、反りのある被処理体Ｗに合わせて吸着部３を折り曲げておくことができる。なお、図１（ｂ）に示す被処理体Ｗは、反りの量を誇張して描いたものである。
【００１６】
吸着部３を構成する３つの面の材質は、高度の耐熱性及び耐薬品性を備えた合成樹脂材の使用が望ましく、例えばポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリイミド（ＰＩ）等の使用が可能である。
【００１７】
また、上記合成樹脂の代替として、可撓性のあるゴム系材料を用いることも可能である。ゴム系材料を用いることによって、吸着面４〜６が更に被処理体Ｗの形状に倣うようになるため、吸着時の真空漏れが発生しにくくなる。
【００１８】
なお、第一の吸着面４と本体２とは、一体に成形してもよい。
また、３つの吸着面４〜６を一体に成形することも可能である。この場合は、吸着面４と吸着面５、及び吸着面４と吸着面６との間の接続は、極薄い樹脂によってなされる（リビングヒンジとも言う）ことが好ましい。
【００１９】
３つの吸着孔７は、吸着部３を構成する３つの面４〜６の略中央に形成されている円形状の吸入口である。該吸着孔７には吸引流路１０が連結されている。吸引流路１０は、前記吸着孔７と真空引き用ホース８とを接続する流路である。吸着孔７及び吸引流路１０は、吸着面４〜６の内部に穿設することによって形成されている。屈曲部１１においては、第二、第三の吸着面５，６の吸引流路１０と、第一の吸着面４の吸引流路１０との間は吸引流路ホース１０ａによって接続される。
なお、吸着孔７は上述したような円形状に限ることはなく、リング状の溝や、複数の小径穴から構成されたメッシュ状の吸入口等、ウエハ等の被処理体を吸着することができるものであれば様々な構成のものが採用可能である。
【００２０】
なお、本実施形態の吸着部３の大きさは、１０ｍｍ×１５ｍｍ（図１（ａ）の上下方向が１５ｍｍ）であるが、吸着部３の大きさは、被処理体Ｗの大きさに依存して適宜変更可能である。
また、本実施形態の吸着孔７は、３つの吸着面４〜６の各面に１つずつ形成されているが、これに限ることは無く、例えば、１つの吸着面に複数形成してもよい。
また、本実施形態の吸着孔７は、本体の長手方向に直交する方向に、直線状に配されているが、これに限ることは無く、例えば、３つの吸着孔７によって三角形を描くように配されていてもよい。
さらに、吸着面の数は３つに限定はされず、例えば、吸着部３が５面構成のもの（４つの屈曲部）等も適宜採用可能である。
【００２１】
本実施形態の真空ピンセット１は、吸着部３が３つの吸着面４〜６からなり、これら３つの吸着面４〜６が、屈曲部１１を介して接続されていることによって、吸着部３が折り曲げ可能である。これにより、吸着面４〜６からなる吸着部３を、一方向に反りのある被処理体（半導体ウエハ）Ｗに合わせて変形させることが可能となるため、安定して被処理体Ｗを吸着することができる。
【００２２】
＜第二実施形態＞
次に、本発明に係る第二実施形態を図面に基づいて説明する。
図２は、本実施形態に係る真空ピンセット１Ａを示す図である。なお、ここでは第一実施形態との相違点を中心に述べ、同様の部分についてはその説明を省略する。
第二実施形態に係る真空ピンセット１Ａは、屈曲部１２にモータ及び減速機を組み込むことによって、第二、第三の吸着面５，６の回動（吸着部３の折り曲げ）を自動で行うことを特徴としている。
【００２３】
図２に示す真空ピンセット１Ａの屈曲部１２には、モータ及び減速機が組み込まれている。屈曲部１２に組み込まれているモータは、図示しない制御手段によって制御されており、第二、第三の吸着面５，６を所望の角度に回動させることが可能である。また、様々な角度を制御手段に記憶させておくことで、様々な反りの量の被処理体Ｗに対応させることができる。
【００２４】
＜第三実施形態＞
次に、本発明に係る第三実施形態を図面に基づいて説明する。
図３は、本実施形態に係る真空ピンセット１Ｂを示す図である。なお、ここでは第一実施形態との相違点を中心に述べ、同様の部分についてはその説明を省略する。以下の説明においては、第一の吸着面４と第二の吸着面５の接続部について説明し、第一の吸着面４と第三の吸着面６（図１参照）については説明を省略する。第三実施形態に係る真空ピンセット１Ｂは、空気圧を利用して折り曲げを行うことを特徴としている。
【００２５】
図３に示す真空ピンセット１Ｂの第一の吸着面４と第二の吸着面５とは管状部材１３によって接続されており、この管状部材１３が屈曲部を構成している。
管状部材１３は円筒形構造であり、合成ゴム等の可撓性を有する材料によって形成されている。管状部材１３の一端１３ａは閉じられており、一端１３ａを構成する面が第二の吸着面５の端面に接着されている。管状部材１３の他端１３ｂは開放されており、第一の吸着面４の内部に形成され、第一の吸引流路１０ａとは独立した第二の吸引流路１０ｂに接続されている。また、第二の吸引流路１０ｂは、第一の吸着面４に形成されている吸着孔７ａと連通されている。つまり、管状部材１３の内部と吸着部７ａとは連通している。
一方、第一の吸着面４及び第二の吸着面５の内部に形成された第一の吸引流路１０ａは、第二の吸着面５に形成されている吸着部７ｂと連通されている。
さらに、第二の吸引流路１０ｂは第一の吸引流路１０ａと同様に、真空引き用ホース（図示せず）と連通している。つまり、真空ピンセット１Ｂの真空引きを行うことによって、管状部材１３の内部が真空引きされる。
【００２６】
第一の吸着面４側と第二の吸着面５側との間には、異なるばね定数の２本の引張りコイルばねが接続されている。図３（ａ）の符号１４、１５が引張りコイルばねであり、引張りコイルばね１４のばね定数は、引張りコイルばね１５のばね定数より大きくなっている。
【００２７】
本実施形態の真空ピンセットの使用法について説明する。
まず、真空引きを行わない状態で、被処理体Ｗに真空ピンセット１Ｂを接近させる。真空ピンセット１Ｂを十分接近させてから真空引きを行うと、第一の吸着面４の吸着孔７ａが被処理体Ｗに吸着するとともに、管状部材１３の内部が真空引きされる。
管状部材１３の内部が真空引きされることによって、管状部材１３は、その両端部が接近する方向に収縮する。次いで、図３（ｂ）に示すように、管状部材１３の収縮と同時に、ばね定数の大きい引張りコイルばね１４が縮む方向に（Ｒ２方向に）第二の吸着面５が回動する。第二の吸着面５は、第二の吸着面５が被処理体Ｗに接するまで回動する。第二の吸着面５の吸着孔７ｂが被処理体Ｗに接すると、第二の吸着面５においても吸着が行われる。
図示しないが、第二実施形態の真空ピンセット１Ｂには、第一実施形態の真空ピンセット１と同様に第三の吸着面が設けられており、第三の吸着面においても吸着が行われる。
【００２８】
このような方法を用いることによって、事前に第二、第三の吸着面５，６を回動させることなく、反りの量に応じて自動的に第二、第三の吸着面５，６を回動させることができる。
【００２９】
＜第四実施形態＞
次に、本発明に係る第四実施形態を図面に基づいて説明する。
図４は、本実施形態に係る真空ピンセット１Ｃを示す図であって、図４（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。第四実施形態に係る真空ピンセット１Ｃは、吸着面の構成以外は、第一実施形態とほぼ同様である。
本実施形態の真空ピンセット１Ｃの吸着部３Ｃを構成する吸着面２４〜２６は、図４に示すように、本体２の端部の両側方に屈曲部３１を介して接続された第一の面２４及び第二の面２５と、本体２の端部の延在方向に屈曲部３２を介して接続された第三の面２６とから構成されている。
第一実施形態と同様に各面２４〜２６は略矩形状であり、吸着孔７は各面２４〜２６の略中央に形成されている。
【００３０】
屈曲部３１，３２の構成としては、図示したような角度を固定することが可能なヒンジを用いる方法や、モータと減速装置、又は空気圧を利用したアクチュエータ等、適宜採用可能である。
このような構成の吸着部３Ｃとすることによって、より複雑な形状に反った被処理体を吸着することが可能となる。
【００３１】
また、図５に示すように、各吸着孔７に対し独立した吸引流路３５，３６を設けることもできる。
複数の吸着孔の吸着を一つの吸引流路を介して真空引きを行った場合、１つの吸着孔の吸着が外れると、他の吸着孔の吸着圧まで低下する恐れがある。図５に示す真空ピンセット１Ｄのように、中心の吸着孔７Ａ用の吸引流路として吸引流路３５、両端の吸着孔７Ｂ用の吸引流路として吸引流路３６をそれぞれ独立して設けることによって、いずれかの吸着孔が外れた場合においても、別の吸着孔の吸着が維持されるため、被処理体の落下を防ぐことができる。
【００３２】
また、本真空ピンセットは、反りのある被処理体の吸着を向上させたものであるが、反りのない被処理体にも用いることができる。
【符号の説明】
【００３３】
１…真空ピンセット、２…本体、３…吸着部、４…第一の吸着面、５…第二の吸着面、６…第三の吸着面、７…吸着孔、８…真空引き用ホース、９…ボタン、１０…吸引流路、１１…屈曲部、１２…屈曲部（モータ）、１３…管状部材、１４、１５…引張りコイルばね。
【図１】
2012009540.tif 000003
【図２】
2012009540.tif 000004
【図３】
2012009540.tif 000005
【図４】
2012009540.tif 000006
【図５】
2012009540.tif 000007