JPH0722489A - ウェハーフォーク - Google Patents
ウェハーフォークInfo
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- JPH0722489A JPH0722489A JP15946193A JP15946193A JPH0722489A JP H0722489 A JPH0722489 A JP H0722489A JP 15946193 A JP15946193 A JP 15946193A JP 15946193 A JP15946193 A JP 15946193A JP H0722489 A JPH0722489 A JP H0722489A
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- Japan
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- fork
- semiconductor
- wafer fork
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Abstract
(57)【要約】
【目的】ダスト等の不純物によるウェハーの汚染が少な
く、またそり等の塑性変形の発生が少なくウェハーの滑
りや衝突による破損が少ないウェハーフォークを提供す
ることにある。 【構成】半導体製造工程において半導体ウェハー８を保
持して順次搬送するウェハーフォーク１において、少な
くとも半導体ウェハー８と接触する部位をセラミックス
材で形成するとともに、上記接触部の表面粗さを中心線
平均粗さ（Ｒａ）基準で０．２〜０．５μｍに設定した
ことを特徴とする。またセラミックス材は、Ｓｉ
3 Ｎ4 ，Ｓｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎ，ＳｉＣおよびＡｌ2 Ｏ3
の少なくとも１種から構成するとよい。
く、またそり等の塑性変形の発生が少なくウェハーの滑
りや衝突による破損が少ないウェハーフォークを提供す
ることにある。 【構成】半導体製造工程において半導体ウェハー８を保
持して順次搬送するウェハーフォーク１において、少な
くとも半導体ウェハー８と接触する部位をセラミックス
材で形成するとともに、上記接触部の表面粗さを中心線
平均粗さ（Ｒａ）基準で０．２〜０．５μｍに設定した
ことを特徴とする。またセラミックス材は、Ｓｉ
3 Ｎ4 ，Ｓｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎ，ＳｉＣおよびＡｌ2 Ｏ3
の少なくとも１種から構成するとよい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体製造工程において
半導体ウェハーの移送搬送用に使用されるウェハーフォ
ークに係り、特にダスト等の不純物によるウェハーの汚
染が少なく、またウェハーの滑りや衝突による破損の発
生が少なく高強度で高寸法精度を有するウェハーフォー
クに関する。
半導体ウェハーの移送搬送用に使用されるウェハーフォ
ークに係り、特にダスト等の不純物によるウェハーの汚
染が少なく、またウェハーの滑りや衝突による破損の発
生が少なく高強度で高寸法精度を有するウェハーフォー
クに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から半導体製造工程における半導体
ウェハーの熱処理工程や搬送ラインにおいては、単結晶
シリコンをスライスした多数の半導体ウェハーを順次、
移送搬送するために、ウェハーフォークやウェハーチャ
ック等の各種保持具が使用されている。ウェハーフォー
クは平板状の本体中央部に、半導体ウェハーが嵌入する
浅い凹部を形成して構成される一方、ウェハーチャック
は、真空吸着または静電作用に基づいてウェハーを吸着
保持する保持具である。
ウェハーの熱処理工程や搬送ラインにおいては、単結晶
シリコンをスライスした多数の半導体ウェハーを順次、
移送搬送するために、ウェハーフォークやウェハーチャ
ック等の各種保持具が使用されている。ウェハーフォー
クは平板状の本体中央部に、半導体ウェハーが嵌入する
浅い凹部を形成して構成される一方、ウェハーチャック
は、真空吸着または静電作用に基づいてウェハーを吸着
保持する保持具である。
【０００３】上記ウェハーフォークは、例えば搬送ロボ
ットのアーム先端部に固着され、微細な間隙を介して多
段にウェハーを収納するカートリッジやキャリアの間隙
部に挿通され、ウェハーを凹部にすくい上げて保持し、
次工程の処理部等に搬送する。
ットのアーム先端部に固着され、微細な間隙を介して多
段にウェハーを収納するカートリッジやキャリアの間隙
部に挿通され、ウェハーを凹部にすくい上げて保持し、
次工程の処理部等に搬送する。
【０００４】従来、上記のウェハーフォークとしてステ
ンレス鋼板を所定形状に切削加工した後に、加工表面を
ふっ素樹脂被膜等でコーティングしたものやフォーク全
体を石英ガラスで構成したものが主として使用されてい
た。
ンレス鋼板を所定形状に切削加工した後に、加工表面を
ふっ素樹脂被膜等でコーティングしたものやフォーク全
体を石英ガラスで構成したものが主として使用されてい
た。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらステンレ
ス鋼表面に樹脂コーティングしたウェハーフォークで
は、コーティング層が短期間に破れ、鉄やアルカリ塩な
どの不純物がウェハー側に転移し易く汚染を引き起し易
い欠点がある。また本体を構成するステンレス鋼が塑性
変形を起こし易く、高精度の搬送動作が困難となる場合
が多い。一方ステンレス鋼自体の靭性が高いため、万一
搬送装置自体が誤動作した場合にはウェハーフォークに
よって高価なロボット等の周辺設備が破損され、製造工
程が停止するおそれもあった。
ス鋼表面に樹脂コーティングしたウェハーフォークで
は、コーティング層が短期間に破れ、鉄やアルカリ塩な
どの不純物がウェハー側に転移し易く汚染を引き起し易
い欠点がある。また本体を構成するステンレス鋼が塑性
変形を起こし易く、高精度の搬送動作が困難となる場合
が多い。一方ステンレス鋼自体の靭性が高いため、万一
搬送装置自体が誤動作した場合にはウェハーフォークに
よって高価なロボット等の周辺設備が破損され、製造工
程が停止するおそれもあった。
【０００６】また真空吸着または静電作用によってウェ
ハーを吸着保持するウェハーチャック式の保持具におい
ては、周辺に浮遊する微細なダストを吸引し易い欠点が
あり、取扱う対象となるウェハーにダストの付着が多く
なり、不純物汚染を引き起こす割合が高い欠点がある。
ハーを吸着保持するウェハーチャック式の保持具におい
ては、周辺に浮遊する微細なダストを吸引し易い欠点が
あり、取扱う対象となるウェハーにダストの付着が多く
なり、不純物汚染を引き起こす割合が高い欠点がある。
【０００７】一方、石英ガラスで構成したウェハーフォ
ークでは、コーティング層を形成しない場合でも不純物
汚染の心配は少なく、また熱的に安定で有利である一
方、強度および剛性がやや低いため、繰り返して使用す
る構造体として使用するには難点があった。特に近年、
半導体の製造プロセスの自動化に対応して複数のウェハ
ーを収納するカートリッジやキャリアにも、より多くの
ウェハーを装填することが求められ、隣接するウェハー
間の間隙も狭められる傾向にあり、必然的に、その間隙
部に挿通されるウェハーフォークもより薄型化する要請
が高まっている。しかしながら、薄型化に伴ってその剛
性および機械的強度も小さくなり、短期にたわみを生じ
易くなり、寿命が短縮される問題点がある。
ークでは、コーティング層を形成しない場合でも不純物
汚染の心配は少なく、また熱的に安定で有利である一
方、強度および剛性がやや低いため、繰り返して使用す
る構造体として使用するには難点があった。特に近年、
半導体の製造プロセスの自動化に対応して複数のウェハ
ーを収納するカートリッジやキャリアにも、より多くの
ウェハーを装填することが求められ、隣接するウェハー
間の間隙も狭められる傾向にあり、必然的に、その間隙
部に挿通されるウェハーフォークもより薄型化する要請
が高まっている。しかしながら、薄型化に伴ってその剛
性および機械的強度も小さくなり、短期にたわみを生じ
易くなり、寿命が短縮される問題点がある。
【０００８】上記問題点を解決する手段として、純度９
９．０％以上のアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）焼結体を研磨加
工して形成したウェハーフォークも一部で使用されてい
る。
９．０％以上のアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）焼結体を研磨加
工して形成したウェハーフォークも一部で使用されてい
る。
【０００９】しかしながら、上記Ａｌ2 Ｏ3 製ウェハー
フォークを含む従来のウェハーフォークにおいては半導
体ウェハーの移載時にフォーク上面においてウェハーが
滑り易くなる場合があり、滑ったウェハーがウェハーフ
ォークの内縁角部に衝突して破損を生じ、以後の搬送に
支障を来す場合があり、またウェハー自体の歩留り低下
を生じる問題があった。さらにフォーク上面におけるウ
ェハーの滑り（摺動）によってダストが発生し易くな
り、ウェハーの不純物汚染が増加する問題点があった。
フォークを含む従来のウェハーフォークにおいては半導
体ウェハーの移載時にフォーク上面においてウェハーが
滑り易くなる場合があり、滑ったウェハーがウェハーフ
ォークの内縁角部に衝突して破損を生じ、以後の搬送に
支障を来す場合があり、またウェハー自体の歩留り低下
を生じる問題があった。さらにフォーク上面におけるウ
ェハーの滑り（摺動）によってダストが発生し易くな
り、ウェハーの不純物汚染が増加する問題点があった。
【００１０】さらにＡｌ2 Ｏ3 製ウェハーフォークで
は、半導体製造工程の温度条件や雰囲気ガスによって、
強度特性や耐久性が大きく異なり、均質な信頼性が得ら
れない欠点もある。一方、半導体基板の集積度も１Ｍビ
ットから４Ｍビットへと急増するに伴って、半導体ウェ
ハーに対するダスト等の不純物の許容限度もより厳格化
し、従来のＡｌ2 Ｏ3 製ウェハーフォークでは、対応不
可能な状態になりつつある。
は、半導体製造工程の温度条件や雰囲気ガスによって、
強度特性や耐久性が大きく異なり、均質な信頼性が得ら
れない欠点もある。一方、半導体基板の集積度も１Ｍビ
ットから４Ｍビットへと急増するに伴って、半導体ウェ
ハーに対するダスト等の不純物の許容限度もより厳格化
し、従来のＡｌ2 Ｏ3 製ウェハーフォークでは、対応不
可能な状態になりつつある。
【００１１】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたものであり、ダスト等の不純物によるウェハーの
汚染が少なく、またそり等の塑性変形の発生が少なくウ
ェハーの滑りや衝突による破損が少ないウェハーフォー
クを提供することを目的とする。
されたものであり、ダスト等の不純物によるウェハーの
汚染が少なく、またそり等の塑性変形の発生が少なくウ
ェハーの滑りや衝突による破損が少ないウェハーフォー
クを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明者らが上記ダストの発生原因およびウェハー
の破損原因を究明したところ、特に半導体ウェハーが接
触するウェハーフォークの表面粗さが大きく影響するこ
とを突き止めた。すなわちウェハーフォークの表面粗さ
を適正に設定することにより、ウェハーフォーク上面に
おけるウェハーの滑りや衝突が効果的に防止でき、また
滑りによって生じるダスト量も大幅に減少することが判
明した。本発明は上記知見に基づいて完成されたもので
ある。
め、本発明者らが上記ダストの発生原因およびウェハー
の破損原因を究明したところ、特に半導体ウェハーが接
触するウェハーフォークの表面粗さが大きく影響するこ
とを突き止めた。すなわちウェハーフォークの表面粗さ
を適正に設定することにより、ウェハーフォーク上面に
おけるウェハーの滑りや衝突が効果的に防止でき、また
滑りによって生じるダスト量も大幅に減少することが判
明した。本発明は上記知見に基づいて完成されたもので
ある。
【００１３】すなわち本発明に係るウェハーフォーク
は、半導体製造工程において半導体ウェハーを保持して
順次搬送するウェハーフォークにおいて、少なくとも半
導体ウェハーと接触する部位をセラミックス材で形成す
るとともに、上記接触部の表面粗さを中心線平均粗さ
（Ｒａ）基準で０．２〜０．５μｍに設定したことを特
徴とする。
は、半導体製造工程において半導体ウェハーを保持して
順次搬送するウェハーフォークにおいて、少なくとも半
導体ウェハーと接触する部位をセラミックス材で形成す
るとともに、上記接触部の表面粗さを中心線平均粗さ
（Ｒａ）基準で０．２〜０．５μｍに設定したことを特
徴とする。
【００１４】また本発明に係るウェハーフォークは、板
状のセラミックス焼結体から成るウォーク本体に対して
半導体ウェハーを載置したときにウェハーの周辺部と接
触してウェハーを所定位置に保持する周縁段部と、上記
ウェハーと非接触となる凹部とを研削加工等によって形
成し、さらに半導体ウェハーと接触する周縁段部表面
を、砥石による研削加工または遊離砥粒を使用した研磨
加工によって所定の表面粗さ、すなわち中心線平均粗さ
（Ｒａ）基準で０．２〜０．５μｍの範囲に設定して製
造される。
状のセラミックス焼結体から成るウォーク本体に対して
半導体ウェハーを載置したときにウェハーの周辺部と接
触してウェハーを所定位置に保持する周縁段部と、上記
ウェハーと非接触となる凹部とを研削加工等によって形
成し、さらに半導体ウェハーと接触する周縁段部表面
を、砥石による研削加工または遊離砥粒を使用した研磨
加工によって所定の表面粗さ、すなわち中心線平均粗さ
（Ｒａ）基準で０．２〜０．５μｍの範囲に設定して製
造される。
【００１５】上記半導体ウェハーとの接触部の表面粗さ
が０．２μｍＲａ未満となる場合には、フォーク表面に
おいて半導体ウェハーが滑り易くなり、ウェハーとフォ
ークとの衝突による破損が発生し易くなる。一方、表面
粗さが０．５μｍＲａを超える場合においては、ダスト
が発生し易くなる。したがって、半導体ウェハーとの接
触部の表面粗さは０．２〜０．５μｍＲａの範囲に設定
することが望ましい。上記表面粗さは使用砥粒の粒径お
よび研磨時間を変えることにより任意に調整することが
できる。
が０．２μｍＲａ未満となる場合には、フォーク表面に
おいて半導体ウェハーが滑り易くなり、ウェハーとフォ
ークとの衝突による破損が発生し易くなる。一方、表面
粗さが０．５μｍＲａを超える場合においては、ダスト
が発生し易くなる。したがって、半導体ウェハーとの接
触部の表面粗さは０．２〜０．５μｍＲａの範囲に設定
することが望ましい。上記表面粗さは使用砥粒の粒径お
よび研磨時間を変えることにより任意に調整することが
できる。
【００１６】特に最終製品形状に近い、いわゆるニアネ
ットシェイプのウェハーフォークを効率的に製造する方
法として、ウェハーフォークの素材となるセラミックス
成形体をレーザ加工してウェハーフォークの輪郭部を精
密に切断加工し、しかる後に、加工したセラミックス成
形体を脱脂焼結し、得られた焼結体を研削加工および研
磨加工して上記周縁段部および凹部を形成してもよい。
ットシェイプのウェハーフォークを効率的に製造する方
法として、ウェハーフォークの素材となるセラミックス
成形体をレーザ加工してウェハーフォークの輪郭部を精
密に切断加工し、しかる後に、加工したセラミックス成
形体を脱脂焼結し、得られた焼結体を研削加工および研
磨加工して上記周縁段部および凹部を形成してもよい。
【００１７】本発明に係るウェハーフォークを構成する
セラミックス焼結体またはセラミックス成形体として
は、窒化けい素（Ｓｉ3 Ｎ4 ），サイアロン（Ｓｉ−Ａ
ｌ−Ｏ−Ｎ）、炭化けい素（ＳｉＣ）およびアルミナ
（Ａｌ2 Ｏ3 ）の少くとも一種が用いられる。特に上記
各種セラミックス材のうち、Ｓｉ3 Ｎ4 ，Ｓｉ−Ａｌ−
Ｏ−Ｎ，ＳｉＣは、半導体ウェハーへの汚染（コンタミ
ネーション）物質となるNa，Ｃａ等のアルカリ金属元素
やアルカリ土類金属元素の含有量が少ない高純度品が得
られるため、不純物汚染の少ないウェハーフォークを形
成できるため好ましい。また窒化けい素およびサイアロ
ンはいずれも他のセラミックスと比較して剛性、靭性等
の強度値および耐環境特性が高く、ウェハーフォークの
ように薄く形成した場合においても、十分な耐久性を有
するとともに、耐熱衝撃性も優れているため、半導体製
造工程のあらゆるプロセス条件で使用することができ
る。
セラミックス焼結体またはセラミックス成形体として
は、窒化けい素（Ｓｉ3 Ｎ4 ），サイアロン（Ｓｉ−Ａ
ｌ−Ｏ−Ｎ）、炭化けい素（ＳｉＣ）およびアルミナ
（Ａｌ2 Ｏ3 ）の少くとも一種が用いられる。特に上記
各種セラミックス材のうち、Ｓｉ3 Ｎ4 ，Ｓｉ−Ａｌ−
Ｏ−Ｎ，ＳｉＣは、半導体ウェハーへの汚染（コンタミ
ネーション）物質となるNa，Ｃａ等のアルカリ金属元素
やアルカリ土類金属元素の含有量が少ない高純度品が得
られるため、不純物汚染の少ないウェハーフォークを形
成できるため好ましい。また窒化けい素およびサイアロ
ンはいずれも他のセラミックスと比較して剛性、靭性等
の強度値および耐環境特性が高く、ウェハーフォークの
ように薄く形成した場合においても、十分な耐久性を有
するとともに、耐熱衝撃性も優れているため、半導体製
造工程のあらゆるプロセス条件で使用することができ
る。
【００１８】特に、上記窒化けい素焼結体で形成したウ
ェハーフォークは、そのままでも使用できるが、さらに
焼結体表面にふっ素樹脂コーティング等の汚染防止層を
形成することにより、ウェハーの汚染をより効果的に防
止することができる。
ェハーフォークは、そのままでも使用できるが、さらに
焼結体表面にふっ素樹脂コーティング等の汚染防止層を
形成することにより、ウェハーの汚染をより効果的に防
止することができる。
【００１９】上記ウェハーフォークは例えば下記のよう
な手順で製造される。まず、窒化けい素粉末，サイアロ
ン粉末および炭化けい素粉末の少くとも一種の原料粉末
に対して、各種焼結助剤を添加して均一に混合して原料
混合体を調製し、この原料混合体を金型プレス等によっ
て加圧成形し、均一な厚さを有する矩形のセラミックス
成形体が得られる。次に得られたセラミックス成形体を
レーザ加工により切断し、所定の輪郭を有するウェハー
フォーク成形体を形成する。次にこのウェハーフォーク
成形体を所定条件で脱脂しさらに焼結し、得られたウェ
ハー焼結体を研削加工して周縁段部および凹部を形成し
た後、遊離砥粒を使用した研磨加工によって周縁段部表
面を研磨し、表面粗さを０．２〜０．５μｍＲａに調整
して製造される。さらにウェハーフォーク表面に汚染防
止用のふっ素樹脂コーティング等を施して不純物汚染を
防止することもできる。
な手順で製造される。まず、窒化けい素粉末，サイアロ
ン粉末および炭化けい素粉末の少くとも一種の原料粉末
に対して、各種焼結助剤を添加して均一に混合して原料
混合体を調製し、この原料混合体を金型プレス等によっ
て加圧成形し、均一な厚さを有する矩形のセラミックス
成形体が得られる。次に得られたセラミックス成形体を
レーザ加工により切断し、所定の輪郭を有するウェハー
フォーク成形体を形成する。次にこのウェハーフォーク
成形体を所定条件で脱脂しさらに焼結し、得られたウェ
ハー焼結体を研削加工して周縁段部および凹部を形成し
た後、遊離砥粒を使用した研磨加工によって周縁段部表
面を研磨し、表面粗さを０．２〜０．５μｍＲａに調整
して製造される。さらにウェハーフォーク表面に汚染防
止用のふっ素樹脂コーティング等を施して不純物汚染を
防止することもできる。
【００２０】上記のように成形体の段階でセラミックス
成形体をレーザ切断加工して所定形状のウェーハーフォ
ーク成形体を形成することにより、セラミックス焼結体
を研削加工する場合と比較して大幅に加工工数を低減す
ることができる。すなわち、セラミックス成形体に微細
なレーザ光を照射して切断加工（グリーン加工）する場
合において、レーザ光は、光学系の集光レンズによって
微細に集束され、形成しようとするウェハーフォークの
輪郭線に対応する位置に照射される。照射されたレーザ
光は成形体の照射部を高温度に加熱し、該部のセラミッ
クス成分等を瞬時に揮散せしめる。その結果、微細で寸
法精度が高いウェハーフォーク成形体が効率的に形成さ
れる。
成形体をレーザ切断加工して所定形状のウェーハーフォ
ーク成形体を形成することにより、セラミックス焼結体
を研削加工する場合と比較して大幅に加工工数を低減す
ることができる。すなわち、セラミックス成形体に微細
なレーザ光を照射して切断加工（グリーン加工）する場
合において、レーザ光は、光学系の集光レンズによって
微細に集束され、形成しようとするウェハーフォークの
輪郭線に対応する位置に照射される。照射されたレーザ
光は成形体の照射部を高温度に加熱し、該部のセラミッ
クス成分等を瞬時に揮散せしめる。その結果、微細で寸
法精度が高いウェハーフォーク成形体が効率的に形成さ
れる。
【００２１】上記のように成形体の段階でレーザ加工に
よってセラミックス成形体を切断加工する場合には、切
断による衝撃力が極めて小さいため、加工影響が少な
く、軟質な成形体であっても変形やクラックを生じるお
それがなく、最終製品形状に極めて近い寸法精度が高い
フォーク成形体を効率的に形成することができる。
よってセラミックス成形体を切断加工する場合には、切
断による衝撃力が極めて小さいため、加工影響が少な
く、軟質な成形体であっても変形やクラックを生じるお
それがなく、最終製品形状に極めて近い寸法精度が高い
フォーク成形体を効率的に形成することができる。
【００２２】
【作用】上記構成に係るウェハーフォークによれば、半
導体ウェハーとの接触部位をセラミックス材で形成して
いるため、反り等の塑性変形が少ない。また接触部位の
表面粗さを０．２〜０．５μｍＲａに設定しているた
め、半導体ウェハーをウェハーフォークに移載した場合
においてもフォーク表面上を半導体ウェハーが滑り摺動
することが少ない。したがって滑りによってウェハーが
フォークに衝突して破損することが未然に防止でき、半
導体ウェハーの製品歩留りを大幅に高めることができ
る。またウェハーの滑りによって生じるダスト量も減少
させることができ、半導体ウェハーの不純物汚染を効果
的に防止することができる。
導体ウェハーとの接触部位をセラミックス材で形成して
いるため、反り等の塑性変形が少ない。また接触部位の
表面粗さを０．２〜０．５μｍＲａに設定しているた
め、半導体ウェハーをウェハーフォークに移載した場合
においてもフォーク表面上を半導体ウェハーが滑り摺動
することが少ない。したがって滑りによってウェハーが
フォークに衝突して破損することが未然に防止でき、半
導体ウェハーの製品歩留りを大幅に高めることができ
る。またウェハーの滑りによって生じるダスト量も減少
させることができ、半導体ウェハーの不純物汚染を効果
的に防止することができる。
【００２３】
【実施例】次に本発明を以下の実施例および図面を参照
してより具体的に説明する。
してより具体的に説明する。
【００２４】実施例１ 窒化けい素粉末に対してＡｌ2 Ｏ3 粉末を４重量％と、
ＡｌＮ粉末を３重量％と、Ｙ2 Ｏ3 粉末を５重量％とを
均一に添加した混合粉末を調合し、８０ＭＰａの圧力で
金型プレス成形し、得られた厚さ５mmのセラミックス成
形体を機械加工により切断してフォーク成形体を形成
し、得られたフォーク成形体を窒素ガス雰囲気中で温度
７００℃で３時間脱脂し、引き続き、窒素ガス雰囲気中
にて温度１７５０℃で６時間焼結してウェハーフォーク
焼結体５を調製した。
ＡｌＮ粉末を３重量％と、Ｙ2 Ｏ3 粉末を５重量％とを
均一に添加した混合粉末を調合し、８０ＭＰａの圧力で
金型プレス成形し、得られた厚さ５mmのセラミックス成
形体を機械加工により切断してフォーク成形体を形成
し、得られたフォーク成形体を窒素ガス雰囲気中で温度
７００℃で３時間脱脂し、引き続き、窒素ガス雰囲気中
にて温度１７５０℃で６時間焼結してウェハーフォーク
焼結体５を調製した。
【００２５】次に得られたウェハーフォーク焼結体につ
いて、凹部３に対応する被研削部を平形砥石によって研
削加工し、図２に示すように深さ０．９mmの凹部３を形
成するとともに、周縁段部２，２に対応する被研削部を
カップ砥石によって研削加工し、図２に示すように幅
４．２５mm、深さ０．８mmの周縁段部２，２を形成し、
さらに遊離砥粒を使用した研磨加工によって周縁段部
２，２上面の表面粗さを０．２〜０．５μｍＲａに調整
することにより、最終的に図１に示すような縦６０mm×
横１９３mm×厚さ１．６mmの寸法を有する実施例１に係
るウェハーフォーク１を多数製造した。
いて、凹部３に対応する被研削部を平形砥石によって研
削加工し、図２に示すように深さ０．９mmの凹部３を形
成するとともに、周縁段部２，２に対応する被研削部を
カップ砥石によって研削加工し、図２に示すように幅
４．２５mm、深さ０．８mmの周縁段部２，２を形成し、
さらに遊離砥粒を使用した研磨加工によって周縁段部
２，２上面の表面粗さを０．２〜０．５μｍＲａに調整
することにより、最終的に図１に示すような縦６０mm×
横１９３mm×厚さ１．６mmの寸法を有する実施例１に係
るウェハーフォーク１を多数製造した。
【００２６】得られたウェーハーフォーク１の曲げ強度
の平均値は６００ＭＰａ、破壊靭性値は５〜６ＭＰａ／
ｍ1/2 、ヤング率は２９０ＧＰａ、熱衝撃温度差は６０
０℃であり、従来の石英ガラス製のウェーハーフォーク
（ヤング率６８〜７２ＧＰａ）およびステンレス製ウェ
ハーフォーク（引張強度５２０ＭＰａ、ヤング率２００
ＧＰａ）と比較して強度および熱衝撃耐性に優れている
ことが判明した。
の平均値は６００ＭＰａ、破壊靭性値は５〜６ＭＰａ／
ｍ1/2 、ヤング率は２９０ＧＰａ、熱衝撃温度差は６０
０℃であり、従来の石英ガラス製のウェーハーフォーク
（ヤング率６８〜７２ＧＰａ）およびステンレス製ウェ
ハーフォーク（引張強度５２０ＭＰａ、ヤング率２００
ＧＰａ）と比較して強度および熱衝撃耐性に優れている
ことが判明した。
【００２７】実施例２ 純度９９．５％のＡｌ2 Ｏ3 粉末１００重量部を８０Ｍ
Ｐａの圧力で金型プレス成形し、得られた厚さ５mmのセ
ラミックス成形体を機械加工により切断してフォーク成
形体を形成し、得られたフォーク成形体を大気中で温度
７００℃で１時間脱脂し、引き続き、大気中にて温度１
７００℃で２時間焼結し、得られたウェハーフォーク焼
結体を実施例１と同一寸法に研削加工し、さらに周縁段
部の表面粗さが０．３〜０．５μｍＲａとなるように研
磨加工を実施して実施例２に係るウェハーフォークを５
枚製造した。
Ｐａの圧力で金型プレス成形し、得られた厚さ５mmのセ
ラミックス成形体を機械加工により切断してフォーク成
形体を形成し、得られたフォーク成形体を大気中で温度
７００℃で１時間脱脂し、引き続き、大気中にて温度１
７００℃で２時間焼結し、得られたウェハーフォーク焼
結体を実施例１と同一寸法に研削加工し、さらに周縁段
部の表面粗さが０．３〜０．５μｍＲａとなるように研
磨加工を実施して実施例２に係るウェハーフォークを５
枚製造した。
【００２８】比較例１〜３ 実施例１において調製したＳｉ3 Ｎ4 製ウェハーフォー
ク焼結体の周縁段部上面について、砥粒サイズを変化せ
しめて研磨加工を実施し、周縁段部の表面粗さがそれぞ
れ０．０５〜０．１μｍＲａ，０．８〜１．２μｍＲ
ａ，１．４〜１．６μｍＲａとなるように調整して、そ
れぞれ比較例１〜３に係るウェハーフォークを５枚ずつ
製造した。
ク焼結体の周縁段部上面について、砥粒サイズを変化せ
しめて研磨加工を実施し、周縁段部の表面粗さがそれぞ
れ０．０５〜０．１μｍＲａ，０．８〜１．２μｍＲ
ａ，１．４〜１．６μｍＲａとなるように調整して、そ
れぞれ比較例１〜３に係るウェハーフォークを５枚ずつ
製造した。
【００２９】比較例４ 実施例４において調製したＡｌ2 Ｏ3 製ウェハーフォー
ク焼結体の周縁段部上面について、砥石粒サイズを増加
せしめて研磨加工を実施し、周縁段部の表面粗さが１．
２〜１．６μｍＲａとなるように調整して比較例４に係
るウェハーフォークを５枚製造した。
ク焼結体の周縁段部上面について、砥石粒サイズを増加
せしめて研磨加工を実施し、周縁段部の表面粗さが１．
２〜１．６μｍＲａとなるように調整して比較例４に係
るウェハーフォークを５枚製造した。
【００３０】比較例５ ９６％石英ガラス板を研削加工して図１および図２に示
す実施例１と同一寸法形状を有する比較例５の石英ガラ
ス製ウェハーフォークを製作した。この比較例５に係る
ウェハーフォークのヤング率は６８ＧＰａであり、実施
例１のフォークの１／４程度であった。
す実施例１と同一寸法形状を有する比較例５の石英ガラ
ス製ウェハーフォークを製作した。この比較例５に係る
ウェハーフォークのヤング率は６８ＧＰａであり、実施
例１のフォークの１／４程度であった。
【００３１】比較例６ ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）板を切削加工して実施例
１と同一寸法形状を有するフォークを製作し、さらに表
面に厚さ２０μｍのふっ素樹脂（テフロン）コーティン
グ層を形成し、比較例６に係る従来のウェハーフォーク
を作成した。この比較例６に係るＳＵＳ３０４製ウェハ
ーフォークの引張り強度は５２０ＭＰａと高いが、ヤン
グ率は２００ＧＰａであり、実施例１より大幅に低下し
た。
１と同一寸法形状を有するフォークを製作し、さらに表
面に厚さ２０μｍのふっ素樹脂（テフロン）コーティン
グ層を形成し、比較例６に係る従来のウェハーフォーク
を作成した。この比較例６に係るＳＵＳ３０４製ウェハ
ーフォークの引張り強度は５２０ＭＰａと高いが、ヤン
グ率は２００ＧＰａであり、実施例１より大幅に低下し
た。
【００３２】また実施例１〜２および比較例１〜６に係
る各ウェハーフォークを各５枚ずつ、搬送試験に供し
た。すなわち図１〜２に示すようにウェハー搬送装置の
ロボットアーム６に締着ねじ７を介して固定し、６イン
チ半導体ウェハー８のウェハーフォーク１への移載操作
を５００回繰り返した後における、各ウェハー表面に付
着した直径０．２μｍ以上の不純物微粒子（ダスト）数
を計数して、その平均値を算出するとともに、ウェハー
搬送時の安定性を評価した。なおウェハー搬送時の安定
性は、ウェハーまたはフォークに少なくとも１ヶ所でも
破損を生じた場合を×印で表示し、破損が全くないもの
を◎印で表示した。測定評価結果を下記表１に示す。
る各ウェハーフォークを各５枚ずつ、搬送試験に供し
た。すなわち図１〜２に示すようにウェハー搬送装置の
ロボットアーム６に締着ねじ７を介して固定し、６イン
チ半導体ウェハー８のウェハーフォーク１への移載操作
を５００回繰り返した後における、各ウェハー表面に付
着した直径０．２μｍ以上の不純物微粒子（ダスト）数
を計数して、その平均値を算出するとともに、ウェハー
搬送時の安定性を評価した。なおウェハー搬送時の安定
性は、ウェハーまたはフォークに少なくとも１ヶ所でも
破損を生じた場合を×印で表示し、破損が全くないもの
を◎印で表示した。測定評価結果を下記表１に示す。
【００３３】
【表１】
【００３４】表１に示す結果から明らかなように実施例
１〜２に係るウェハーフォークによれば、半導体ウェハ
ーとの接触面の表面粗さを最適化しているため、フォー
ク上面におけるウェハーの滑りが少なく、フォークとウ
ェハーとの摺動によるダスト発生量の低減が可能となっ
た。またウェハーの衝突による破損も少なく、半導体ウ
ェハーの製品歩留りを改善できることも実証された。一
方、半導体ウェハーとの接触部（周縁段部）の表面粗さ
を過度に低減したものでは、ダストの発生量は少なくな
るが、ウェハーの滑りによる破損が増加し、搬送時の安
定性が損われることが判明した。また、表面粗さを過大
に設定した比較例２〜３に示すウェハーフォークでは、
搬送時の安定性は良好であるが、ダスト発生量が増加
し、ウェハーの不純物汚染が増大する傾向が確認でき
た。
１〜２に係るウェハーフォークによれば、半導体ウェハ
ーとの接触面の表面粗さを最適化しているため、フォー
ク上面におけるウェハーの滑りが少なく、フォークとウ
ェハーとの摺動によるダスト発生量の低減が可能となっ
た。またウェハーの衝突による破損も少なく、半導体ウ
ェハーの製品歩留りを改善できることも実証された。一
方、半導体ウェハーとの接触部（周縁段部）の表面粗さ
を過度に低減したものでは、ダストの発生量は少なくな
るが、ウェハーの滑りによる破損が増加し、搬送時の安
定性が損われることが判明した。また、表面粗さを過大
に設定した比較例２〜３に示すウェハーフォークでは、
搬送時の安定性は良好であるが、ダスト発生量が増加
し、ウェハーの不純物汚染が増大する傾向が確認でき
た。
【００３５】
【発明の効果】以上説明の通り、本発明に係るウェハー
フォークによれば、半導体ウェハーとの接触部位をセラ
ミックス材で形成しているため、反り等の塑性変形が少
ない。また接触部位の表面粗さを０．２〜０．５μｍＲ
ａに設定しているため、半導体ウェハーをウェハーフォ
ークに移載した場合においてもフォーク表面上を半導体
ウェハーが滑り摺動することが少ない。したがって滑り
によってウェハーがフォークに衝突して破損することが
未然に防止でき、半導体ウェハーの製品歩留りを大幅に
高めることができる。またウェハーの滑りによって生じ
るダスト量も減少させることができ、半導体ウェハーの
不純物汚染を効果的に防止することができる。
フォークによれば、半導体ウェハーとの接触部位をセラ
ミックス材で形成しているため、反り等の塑性変形が少
ない。また接触部位の表面粗さを０．２〜０．５μｍＲ
ａに設定しているため、半導体ウェハーをウェハーフォ
ークに移載した場合においてもフォーク表面上を半導体
ウェハーが滑り摺動することが少ない。したがって滑り
によってウェハーがフォークに衝突して破損することが
未然に防止でき、半導体ウェハーの製品歩留りを大幅に
高めることができる。またウェハーの滑りによって生じ
るダスト量も減少させることができ、半導体ウェハーの
不純物汚染を効果的に防止することができる。
【図１】本発明に係るウェハーフォークの一実施例を示
す平面図。
す平面図。
【図２】図１におけるII−II線に沿う断面図。 １ ウェハーフォーク ２ 周縁段部 ３ 凹部 ５ ウェハーフォーク焼結体 ６ ロボットアーム ７ 締着ねじ ８ 半導体ウェハー
Claims (3)
- 【請求項１】 半導体製造工程において半導体ウェハー
を保持して順次搬送するウェハーフォークにおいて、少
なくとも半導体ウェハーと接触する部位をセラミックス
材で形成するとともに、上記接触部の表面粗さを中心線
平均粗さ（Ｒａ）基準で０．２〜０．５μｍに設定した
ことを特徴とするウェハーフォーク。 - 【請求項２】 セラミックス材は、Ｓｉ3 Ｎ4 ，Ｓｉ−
Ａｌ−Ｏ−Ｎ，SiCおよびＡｌ2 Ｏ3 の少なくとも１種
から成ることを特徴とする請求項１記載のウェハーフォ
ーク。 - 【請求項３】 セラミックス材表面にふっ素樹脂コーテ
ィング等の汚染防止層を形成したことを特徴とする請求
項１記載のウェハーフォーク。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15946193A JPH0722489A (ja) | 1993-06-29 | 1993-06-29 | ウェハーフォーク |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15946193A JPH0722489A (ja) | 1993-06-29 | 1993-06-29 | ウェハーフォーク |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0722489A true JPH0722489A (ja) | 1995-01-24 |
Family
ID=15694274
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15946193A Pending JPH0722489A (ja) | 1993-06-29 | 1993-06-29 | ウェハーフォーク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0722489A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5746460A (en) * | 1995-12-08 | 1998-05-05 | Applied Materials, Inc. | End effector for semiconductor wafer transfer device and method of moving a wafer with an end effector |
| US6068441A (en) * | 1997-11-21 | 2000-05-30 | Asm America, Inc. | Substrate transfer system for semiconductor processing equipment |
| JP2001035903A (ja) * | 1999-05-28 | 2001-02-09 | Applied Materials Inc | ウェーハ・ハンドリング装置用組立体 |
| US6267423B1 (en) | 1995-12-08 | 2001-07-31 | Applied Materials, Inc. | End effector for semiconductor wafer transfer device and method of moving a wafer with an end effector |
| US6293749B1 (en) | 1997-11-21 | 2001-09-25 | Asm America, Inc. | Substrate transfer system for semiconductor processing equipment |
| WO2003030251A1 (en) * | 2001-09-27 | 2003-04-10 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Silicon monocrystal wafer processing device, and method of manufacturing silicon monocrystal wafer and silicon epitaxial wafer |
| EP1376665A4 (en) * | 2001-03-30 | 2006-11-22 | Shinetsu Handotai Kk | GAS PHASE growing device |
| JP2007250797A (ja) * | 2006-03-15 | 2007-09-27 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 基板処理装置 |
| JP2008172241A (ja) * | 2007-01-11 | 2008-07-24 | Applied Materials Inc | 高温ロボットエンドエフェクタ |
| JP2011238962A (ja) * | 2011-07-28 | 2011-11-24 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 載置プレート、基板移載装置および基板処理装置 |
| JP2013095973A (ja) * | 2011-11-02 | 2013-05-20 | Tocalo Co Ltd | 半導体製造装置用部材 |
| JP2014195057A (ja) * | 2013-02-28 | 2014-10-09 | Kyocera Corp | 搬送部材、これを備える基板搬送装置および基板処理装置 |
| JP2015159244A (ja) * | 2014-02-25 | 2015-09-03 | 京セラ株式会社 | 搬送部材、これを備える基板搬送装置および基板処理装置 |
| JP2018019015A (ja) * | 2016-07-29 | 2018-02-01 | 株式会社アルバック | 基板搬送ロボット、真空処理装置 |
-
1993
- 1993-06-29 JP JP15946193A patent/JPH0722489A/ja active Pending
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2018019015A (ja) * | 2016-07-29 | 2018-02-01 | 株式会社アルバック | 基板搬送ロボット、真空処理装置 |
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