(57)【要約】【課題】  本発明は、試料の汚染低減の要求に応える搬送アームおよびそれを用いた吸着装置を提供するものである。【解決手段】  本発明の一形態に係る搬送アーム１は、セラミックスからなるアーム本体２と、該アーム本体２の表面を被覆し、試料の載置領域６を有する被覆膜３とを備え、該被覆膜３は、導電性ポリエーテルエーテルケトン樹脂からなる。  また、本発明の一形態に係る吸着装置は、上記搬送アーム１を試料の吸着手段および搬送手段として用いる。【選択図】図１
2012245597.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックスからなるアーム本体と、
該アーム本体の表面を被覆し、試料の載置領域を有する被覆膜とを備え、
該被覆膜は、導電性ポリエーテルエーテルケトン樹脂からなることを特徴とする搬送アーム。
【請求項２】
請求項１に記載の搬送アームにおいて、
前記アーム本体は、一主面に凸部を有し、
前記被覆膜の前記載置領域は、前記凸部上に配されていることを特徴とする搬送アーム。
【請求項３】
請求項２に記載の搬送アームにおいて、
前記被覆膜は、前記アーム本体の前記一主面における前記凸部以外の領域上に配された非載置領域をさらに有し、
前記被覆膜の前記載置領域における表面の算術平均粗さは、前記被覆膜の前記非載置領域における表面の算術平均粗さよりも小さいことを特徴とする搬送アーム。
【請求項４】
請求項２に記載の搬送アームにおいて、
前記被覆膜は、前記アーム本体の前記一主面における前記凸部以外の領域上に配された非載置領域をさらに有し、
前記被覆膜の前記載置領域における厚みは、前記被覆膜の前記非載置領域における厚みよりも小さいことを特徴とする搬送アーム。
【請求項５】
請求項１に記載の搬送アームにおいて、
前記被覆膜は、前記アーム本体の一主面における平坦な領域上に前記載置領域および非載置領域を有し、
前記被覆膜の前記載置領域は、前記被覆膜の前記非載置領域よりも厚みが大きく、且つ前記被覆膜の突起部が配置されていることを特徴とする搬送アーム。
【請求項６】
請求項１に記載の搬送アームにおいて、
前記アーム本体は、アルミナからなることを特徴とする搬送アーム。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の搬送アームを試料の吸着手段および搬送手段として用いたことを特徴とする吸着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェハ、ガラス基板またはサファイア基板等の試料を保持して搬送するための搬送アームおよびそれを用いた吸着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体ウェハ、ガラス基板又はサファイア基板等の試料を保持し搬送することを目的として搬送アームが使用されている。
【０００３】
搬送アームに関して、特許文献１には、長尺状セラミック板に物品を載せるセラミック製搬送アームが開示されている。
【０００４】
ところで、特許文献１の長尺状セラミック板は、表面にボイドからなる凹部が形成されているため、該凹部にパーティクルが吸着されることがある。また、長尺状セラミック板に物品を載せる際、摩擦によって静電気が発生することがあり、絶縁部材である長尺状セラミック板に静電気が蓄積されると、該静電気によってパーティクルが吸着されることがある。このように長尺状セラミック板にパーティクルが吸着されると、該パーティクルによってウェハが汚染されることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−７７１７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、搬送する試料の汚染低減の要求に応える搬送アームおよびそれを用いた吸着装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一形態に係る搬送アームは、セラミックスからなるアーム本体と、該アーム本体の表面を被覆し、試料の載置領域を有する被覆膜とを備え、該被覆膜は、導電性ポリエーテルエーテルケトン樹脂からなる。
【０００８】
また、本発明の一形態に係る吸着装置は、上記搬送アームを試料の吸着手段および搬送手段として用いる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一形態にかかる搬送アームおよびそれを用いた吸着装置によれば、導電性ポリエーテルエーテルケトン樹脂からなる被覆膜が、セラミックスからなるアーム本体を被覆していることから、凹部を低減しつつ発生した静電気を除電することができるため、パーティクルの吸着を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る搬送アームの斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の上面図であり、図１（ｃ）は、図１（ｂ）のI−I線にて厚み方向に沿った断面図であり、図１（ｄ）は、図１（ｃ）のＲ２部分の拡大図である。
【図２】図２（ａ）は、図１（ｄ）の載置領域の拡大図であり、図２（ｂ）は、図１（ｄ）の非載置領域の拡大図であり、図２（ｃ）は、図１（ｃ）のＲ１部分の拡大図である。
【図３】図３（ａ）は、本発明の第２実施形態に係る搬送アームの、図１（ｃ）のＲ２部分に相当する部分の拡大図であり、図３（ｂ）は、本発明の他の実施形態に係る搬送アームの上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（第１実施形態）
以下に、本発明の第１実施形態に係る搬送アームを、図１および図２に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
図１（ａ）ないし（ｄ）に示した搬送アーム１は、半導体ウェハ（以下、ウェハという）を保持して搬送するものであり、ウェハを保持するアーム本体２と、該アーム本体２を被覆してウェハが載置される被覆膜３と、アーム本体２の中空部であってウェハを真空吸着するための流路４と、を備えている。該搬送アーム１は、吸着装置（図示せず）に取り付けられ、ウェハの吸着手段および搬送手段として用いられる。
【００１３】
アーム本体２は、絶縁性セラミックスからなり、体積固有抵抗が例えば１０１３Ω・ｃｍ以上に設定されている。このアーム本体２は、例えば、アルミナ、ジルコニアまたは窒化珪素等の絶縁性セラミック材料によって形成することができる。なかでもアルミナ、特にアルミナを９９．５質量％以上含む高純度アルミナによって形成することが望ましい。また、アーム本体２は、細長い平板状であり、厚みが例えば１ｍｍ以上５ｍｍ以下に設定され、長さが例えば１００ｍｍ以上５００ｍｍ以下に設定され、幅が例えば４０ｍｍ以上４００ｍｍ以下に設定されている。なお、体積固有抵抗は、ＪＩＳ  Ｋ  ７１９４−１９９４に準ずる４探針法にて、測定される。
【００１４】
このアーム本体２は、ウェハが載置される側の一主面の一端部に凸部５を有している。この凸部５は、後述するウェハの載置領域を形成するためのものであり、リング状、特に円環状に形成されており、先端に平面を有する。また、凸部５は、幅が高さよりも大きく設定されていることが望ましい。その結果、凸部５の高さを小さくしてその加工を容易にしつつ、凸部５の幅を大きくしてウェハとの載置面を大きくし、真空吸着時のエア漏れを低減して吸着力を高めることができる。また、凸部５は、高さが例えば０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下に設定され、幅が例えば０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下に設定されている。
【００１５】
被覆膜３は、アーム本体２の表面を覆う膜状に形成されており、導電性ポリエーテルエーテルケトン樹脂（以下、導電性ＰＥＥＫという）からなる。導電性ＰＥＥＫは、ポリエーテルエーテルケトン樹脂に複数の導電性粒子を分散させてなるものであり、該導電性粒子は、例えば、炭素等の導電材料からなる粒子である。
【００１６】
この被覆膜３は、凸部５上に位置してウェハが載置される載置領域６と、凸部５以外の領域上に位置してウェハが載置されない非載置領域７と、を有する。このように、凸部５上に載置領域６が形成されているため、被覆膜３とウェハとの接触面を小さくすることができ、ひいては、該接触面に付着したパーティクルによるウェハの汚染を低減することができる。
【００１７】
また、被覆膜３は、凸部５が配された一端部と異なる他端部にて、非載置領域７の一部が吸着装置に取り付けられる。この被覆膜３は、該吸着装置の取り付け部にて、吸着装置のアースに接続され、静電気の除電が可能となる。なお、被覆膜３は、取り付け部以外の箇所でアースに接続されていても構わない。
【００１８】
流路４は、アーム本体２の一主面で被覆膜３の一部を貫通しており、該被覆膜３の表面
で開口をなす吸気口８および排気口９を有する。該吸気口８は、円環状である凸部５に取り囲まれた領域に設けられており、ウェハの直下に配される。また、排気口９は、凸部５が配された一端部と異なる他端部にて凸部５と同一主面に設けられ、吸着装置の取り付け部にて、真空ポンプ等の排気手段（図示せず）に接続される。
【００１９】
この流路４は、例えば以下のようにして、ウェハを吸着（真空吸着）および脱着することができる。まず、凸部５上の載置領域６にウェハを載置した後、排気口９から流路４の排気を行い、流路４内の圧力を低下させることによって、吸気口８を介してウェハを吸着することができる。次に、該吸着の後、排気口９からの排気を止め、流路４内の圧力を高めることによって、ウェハを脱着することができる。
【００２０】
一方、本実施形態において、アーム本体２の表面は、導電性ＰＥＥＫからなる被覆膜３によって被覆されており、該被覆膜３の載置領域６にウェハが載置される。ここで、被覆膜３は、セラミックスのボイドのような凹部が形成されにくい樹脂からなるため、パーティクルの付着を低減することができる。さらに、被覆膜３は、導電性を有するため、発生した静電気を除電することができ、パーティクルの付着をより低減することができる。したがって、ウェハを載置領域６に載置する際に、該載置領域６に付着したパーティクルによるウェハの汚染を低減することができる。
【００２１】
また、被覆膜３は、載置領域６だけでなく非載置領域７においてもアーム本体２の表面を被覆している。それ故、ウェハの非載置領域７に対するパーティクルの付着を低減することによって、非載置領域７に付着したパーティクルの飛散を低減し、飛散したパーティクルによるウェハの汚染を低減することができる。
【００２２】
また、被覆膜３は、導電性ＰＥＥＫからなるため、例えば導電性フッ素樹脂からなる場合と比較して、摩擦係数を高めることができる。それ故、算術平均粗さを大きくせずに載置領域６におけるウェハの滑りを低減することができ、載置されたウェハの位置精度を担保しつつ載置領域６の面積を小さくすることができる。この導電性ＰＥＥＫからなる被覆膜３は、摩擦係数が例えば０．３以上に設定されている。なお、摩擦係数は、ＪＩＳ  Ｒ
１６１３−２０１０に準ずるボールオンディスク法による摩耗試験にて、測定される。
【００２３】
また、被覆膜３は、導電性ＰＥＥＫからなるため、例えば導電性フッ素樹脂からなる場合と比較して、硬度が高いことから、摩耗速度を小さくことができる。それ故、被覆膜３の耐久性を高めることができる。この導電性ＰＥＥＫからなる被覆膜３は、摩耗速度が例えば０．４μｍ／ｋｍ以上２μｍ／ｋｍ以下に設定されている。なお、摩耗速度は、ＪＩＳ  Ｒ  １６１３−２０１０に準ずるボールオンディスク法による摩耗試験にて、測定される。
【００２４】
また、被覆膜３は、体積固有抵抗が、１０６Ω・ｃｍ以上１０９Ω・ｃｍ以下に設定されていることが望ましい。その結果、静電気の急激な除電を抑制することによって、被覆膜３とウェハとの間の急激な放電によるウェハの損傷を低減することができる。なお、体積固有抵抗は、ＪＩＳ  Ｋ  ７１９４−１９９４に準ずる４探針法にて、測定される。
【００２５】
また、被覆膜３は、導電性ＰＥＥＫからなるため、例えば導電性フッ素樹脂からなる場合と比較して、硬度が高く機械的強度が高いことから、研磨加工等を用いて所望の形状とすることができる。
【００２６】
本実施形態において、被覆膜３は、図２（ａ）および（ｂ）に示すように、載置領域６の一主面（ウェハとの接触面）における算術平均粗さ（Ｒａ）が非載置領域７の一主面における算術平均粗さよりも小さい。その結果、載置領域６の一主面における算術平均粗さ
を小さくして、パーティクルの付着を低減するとともにウェハとの接触面積を増加させて静電気の除電を効率良く行うことができる。
【００２７】
この被覆膜３は、載置領域６の一主面における算術平均粗さが例えば０．０１以上０．３以下に設定され、非載置領域７の一主面における算術平均粗さが例えば０．４以上０．８以下に設定されている。
【００２８】
また、被覆膜３は、図１（ｄ）に示すように、載置領域６における厚みが非載置領域７における厚みよりも小さい。この被覆膜３は、載置領域６における厚みが例えば１００μｍ以上２００μｍ以下に設定され、非載置領域７における厚みが例えば２０μｍ以上５０μｍ以下に設定されている。なお、載置領域６および非載置領域７の厚みは、アーム本体２の一主面（載置領域６においては凸部５の先端の平面）から被覆膜３の一主面（載置領域６においてはウェハとの接触面）までの厚みをいう。
【００２９】
かくして、上述した搬送アーム１は、ウェハを真空吸着することによって、ウェハを保持して搬送する機能を有し、吸着装置において、ウェハの吸着手段および搬送手段として用いられる。
【００３０】
次に、上述した搬送アーム１の製造方法を説明する。
【００３１】
（１）アーム本体２を作製する。具体的には、例えば以下のように行う。
【００３２】
まず、原料粉末を調合し、プレス成形や射出成形等の方法で所定の形状に成形し、１５００〜１７００℃で焼成する。次に、研削加工で所望の寸法になるように加工することによって、凸部５を有するアーム本体２を形成する。なお、流路４は、焼成前に成形体を複数積層し、焼成時に接合する方法によって、形成しても構わないし、焼成後に研削加工して溝を形成し、板状の部品を接着して溝を封止する方法によって、形成しても構わない。
【００３３】
（２）アーム本体２の表面に被覆膜３を形成する。具体的には、例えば以下のように行う。
【００３４】
まず、液状の導電性ＰＥＥＫをアーム本体２に吹き付けて加熱することによって、アーム本体２の表面に被覆膜３を形成する。次に、研磨加工を用いて、載置領域６および非載置領域のうち、載置領域６の一主面を選択的に研磨することによって、非載置領域７よりも載置領域６の厚みを小さくするとともに、非載置領域７の一主面よりも載置領域６の一主面の算術平均粗さを小さくし、載置領域６におけるウェハとの接触面の平坦性を高めることができる。この際、図２（ｃ）に示すように、載置領域６の表面に円形の研磨痕１０が複数残る。
【００３５】
ここで、例えば、導電性ＰＥＥＫの代わりに導電性フッ素樹脂を用いた場合、機械的強度が弱いことから厚膜に形成できず剥がれやすいため、研磨加工を行うことが実質的にできない。一方、本実施形態においては、機械的強度の高い導電性ＰＥＥＫを用いることによって、被覆膜３を厚膜に形成して剥がれを抑制しつつ研磨加工を行うことができる。
【００３６】
以上のようにして、図１（ａ）ないし（ｄ）に示した搬送アーム１を作製することができる。
【００３７】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る搬送アームを、図３（ａ）に基づいて詳細に説明する。なお、上述した第１実施形態と同様の構成に関しては、記載を省略する。
【００３８】
第２実施形態は、載置領域６Ａにおけるウェハ本体２Ａおよび被覆膜３Ａの形状が、第１実施形態と異なる。具体的には、本実施形態の搬送アーム１Ａは、図３（ａ）に示すように、ウェハ本体２Ａに凸部が形成されておらず、ウェハ本体２Ａの一主面における平坦な領域上に、被覆膜３Ａの載置領域６Ａおよび非載置領域７Ａが形成される。そして、被覆膜３Ａの載置領域６Ａは、被覆膜３Ａの非載置領域７Ａよりも厚みが大きく、且つ被覆膜３Ａの突起部１１Ａをなしている。
【００３９】
その結果、本実施形態においては、セラミックスと比較して加工が容易な樹脂からなる被覆膜３Ａを加工して、突起部１１Ａを形成することによって、載置領域６Ａを形成することができるため、第１実施形態と比較して、容易に載置領域６Ａを形成することができる。
【００４０】
この突起部１１Ａは、円環状に形成されており、幅が例えば０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下に設定されている。また、被覆膜３Ａは、突起部１１Ａ（載置領域６Ａ）における厚みが例えば１２０μｍ以上２５０μｍ以下に設定され、突起部１１Ａ以外の領域（非載置領域７Ａ）における厚みが例えば２０μｍ以上５０μｍ以下に設定されている。また、被覆膜３Ａは、突起部１１Ａにおける厚みが突起部１１Ａ以外の領域における厚みの例えば２倍以上１０倍以下に設定されている。
【００４１】
上述した突起部１１Ａは、例えば以下のようにして形成することができる。まず、凸部を形成せずにアーム本体２を作製する。次に、アーム本体２Ａの表面を導電性ＰＥＥＫで被覆する。次に、突起部１１Ａの非形成領域をマスクで覆った後、液状導電性ＰＥＥＫの吹き付けおよび加熱を行うことによって、突起部１１Ａを形成することができる。
【００４２】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良、組み合わせ等が可能である。
【００４３】
例えば、上述した実施形態において、搬送アームの搬送する試料が半導体ウェハである構成を例に説明したが、搬送アームの搬送する試料は、半導体ウェハ以外の試料でもよく、例えばガラス基板やサファイア基板であっても構わない。
【００４４】
また、上述した実施形態において、凸部および突起部が円環状である構成を例に説明したが、凸部および突起部は、円環状以外のリング状であっても構わないし、リング状以外の形状でも構わない。
【００４５】
また、上述した実施形態において、被覆膜の載置領域が凸部上または突起部として設けられており、載置領域と非載置領域との高さ位置が異なる構成を例に説明したが、載置領域と非載置領域とが平坦面をなしていても構わない。この場合、ウェハと搬送アームとの接触面は大きくなりやすい。
【００４６】
また、上述した実施形態において、被覆膜が載置領域と非載置領域とを有する構成を例に説明したが、被覆膜は載置領域のみをなし、非載置領域にはアーム本体の表面が露出していても構わない。
【００４７】
また、上述した実施形態において、載置領域の一主面を選択的に研磨加工する構成を例に説明したが、載置領域を研磨加工しなくても構わないし、載置領域および非載置領域の双方を研磨加工しても構わない。載置領域および非載置領域の双方を研磨加工した場合、非載置領域の表面が平坦化するため、パーティクルの付着を低減することができ、ウェハが非載置領域に接触した場合におけるウェハの汚染を低減することができる。
【００４８】
また、上述した実施形態において、吸気口が一端部に設けられ、排気口が他端部にて吸気口と同一主面に配された構成を例に説明したが、吸気口および排気口は他の場所に配されていても構わない。
【００４９】
また、上述した実施形態において、細長い平板状の搬送アームを例に説明したが、搬送アームは、他の形状でも構わない。例えば、図３（ｂ）に示すように、Ｙ字状であってもよい。図３（ｂ）に示すＹ字状の搬送アーム１Ｃは、２つに枝分かれした枝部１２Ｃと、枝部１２Ｃが枝分かれする根元部分１３Ｃと、根元部分１３Ｃに接続した幹部１４Ｃとを有しており、載置領域６Ｃは、２つの枝部１２Ｃそれぞれの先端部と根元部分１３Ｃとの三箇所に配されている。また、吸気口８Ｃは、２つの枝部１２Ｃそれぞれの先端部と根元部分１３Ｃとの三箇所に配され、排気口９Ｃは、幹部１４Ｃの端部の一箇所に配されている。
【符号の説明】
【００５０】
１            搬送アーム
２            アーム本体
３            被覆膜
４            流路
５            凸部 
６            載置領域
７            非載置領域
８            吸気口
９            排気口
１０          研磨痕
【図１】
2012245597.tif 000003
【図２】
2012245597.tif 000004
【図３】
2012245597.tif 000005