ウェーハ保護治具及びウェーハの取り扱い方法
【課題】ウェーハの損傷や欠け、割れ、チッピングを防止して円滑に搬送したり、輸送することのできるウェーハ保護治具及びウェーハの取り扱い方法を提供する。
【解決手段】薄化されることにより周縁部２２がシャープエッジとなり、基板収納容器の容器本体に収納されるウェーハ２０用のウェーハ保護治具３０であり、表面の粘着層３２に薄い半導体ウェーハ２１を着脱自在に粘着保持する治具板３１と、治具板３１の表面周縁部に周設されるシャープエッジ用の周壁３３とを備え、治具板３１を半導体ウェーハ２１の直径よりも拡径の円板に形成し、周壁３３を断面矩形に形成してその高さを半導体ウェーハ２１の厚さよりも高くする。治具板３１と半導体ウェーハ２１とを一体化して剛性を確保し、周壁３３により半導体ウェーハ２１やその脆い周縁部２２を外部との接触から保護する。
【解決手段】薄化されることにより周縁部２２がシャープエッジとなり、基板収納容器の容器本体に収納されるウェーハ２０用のウェーハ保護治具３０であり、表面の粘着層３２に薄い半導体ウェーハ２１を着脱自在に粘着保持する治具板３１と、治具板３１の表面周縁部に周設されるシャープエッジ用の周壁３３とを備え、治具板３１を半導体ウェーハ２１の直径よりも拡径の円板に形成し、周壁３３を断面矩形に形成してその高さを半導体ウェーハ２１の厚さよりも高くする。治具板３１と半導体ウェーハ２１とを一体化して剛性を確保し、周壁３３により半導体ウェーハ２１やその脆い周縁部２２を外部との接触から保護する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックグラインドにより薄化された半導体ウェーハに代表されるウェーハ用のウェーハ保護治具及びウェーハの取り扱い方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
φ３００ｍｍのシリコンウェーハに代表される半導体ウェーハは、図示しない半導体の製造工程で様々な加工や処理が施され、基板収納容器に収納して工程間を搬送されたり、工場や会社に輸送される（特許文献１、２、３、４、５、６参照）。すなわち、半導体ウェーハは、例えば製造工程の後工程におけるバックグラインド工程においては、薄い半導体パッケージに適合させる観点から、１００μｍ以下の厚さに薄化されて周縁部がシャープエッジ化され、その後、ダイシング工程に供されて複数の半導体チップにダイシングされる。
【０００３】
また、ＴＳＶ（Ｔｈｒｏｕｇｈ−Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｖｉａ）工程においては、半導体の大容量化・高性能化の観点から、１００μｍ以下に薄化されて厚さが略５００〜７７５μｍの支持基板に接着されることにより、周縁部がシャープエッジのＴＳＶ積層半導体ウェーハを形成し、製造工程の後工程から前工程に戻されて貫通電極等が形成される。
【０００４】
これらを収納する基板収納容器としては、複数枚の半導体ウェーハやＴＳＶ積層半導体ウェーハを容器本体の支持片を介し上下方向に整列収納するフロントオープンボックスタイプ（ＦＯＳＢと呼ばれる）、複数枚の半導体ウェーハやＴＳＶ積層半導体ウェーハを上下方向に重ねて積層収納するコインスタックタイプがあげられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１３９４９５号公報
【特許文献２】特開２０１０−１３５６１７号公報
【特許文献３】特開２００９−１７７０５０号公報
【特許文献４】特開２０１０−２８０３１号公報
【特許文献５】特開２００８−４１７４８号公報
【特許文献６】特開２００６−２１６７７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来における半導体ウェーハやＴＳＶ積層半導体ウェーハは、以上のように基板収納容器に単に収納されるので、以下のような問題がある。先ず、半導体ウェーハの場合、半導体ウェーハは、１００μｍ以下の薄化により撓み易く、脆く割れ易くなるので、そのままの状態でフロントオープンボックスタイプの基板収納容器に収納して搬送しようとすると、大きく弓なりに撓んで破損することが少なくない。また、コインスタックタイプの基板収納容器に収納して輸送する場合、輸送の途中で薄化された半導体ウェーハ、特にその脆い周縁部が部分的に割れたり、欠けることがある。
【０００７】
一方、ＴＳＶ積層半導体ウェーハの場合には、厚い支持基板と薄化された半導体ウェーハとが接着により一体化し、半導体ウェーハの剛性が確保されるので、フロントオープンボックスタイプの基板収納容器で出荷するとき、撓みをある程度防止することが可能である。しかしながら、容器本体の支持片に半導体ウェーハの周縁部が接触すると、移動時の振動や衝撃で欠け、割れ、チッピングを招くことがあり、現実問題として出荷や輸送に支障を来たすという問題が生じる。また、コインスタックタイプの基板収納容器で輸送しようとしても、同様に半導体ウェーハやその周縁部が割れたり、欠けるおそれがある。
【０００８】
チッピングを防止する手段としては、薄化された半導体ウェーハの周縁部をエッジトリミングして強度を向上させる方法が提案されており、既に実施されている。しかし、この方法を採用しても、容器本体の支持片と半導体ウェーハの周縁部とが接触する場合には、チッピングの完全な防止は困難である。
【０００９】
本発明は上記に鑑みなされたもので、ウェーハの損傷や欠け、割れ、チッピングを防止して円滑に搬送したり、輸送することのできるウェーハ保護治具及びウェーハの取り扱い方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明においては上記課題を解決するため、基板収納容器の容器本体に収納されるウェーハ用の保護治具であって、
表面の粘着層にウェーハを着脱自在に保持する治具板と、この治具板の表裏両面の少なくともいずれか一方の周縁部に設けられる周壁とを含み、
ウェーハを、１００μｍ以下の厚さに薄化された半導体ウェーハ、あるいは１００μｍ以下の厚さに薄化される半導体ウェーハと支持基板とが積層接着された積層半導体ウェーハとし、
治具板をウェーハの直径よりも拡径の大きさに形成し、周壁の高さをウェーハの厚さよりも高くしたことを特徴としている。
【００１１】
なお、治具板の少なくとも中央部を開口し、治具板を中空の無端状に形成することができる。
また、治具板の周縁部を除く表面に凹部を形成し、この凹部内に複数の支持突起を間隔をおいて配設するとともに、この複数の支持突起の先端部にウェーハ用の可撓性の粘着層を支持させて凹部と粘着層との間に空間を区画し、治具板には、区画された空間の気体を外部に排気して粘着層を変形させる排気孔を穿孔することができる。
【００１２】
また、本発明においては上記課題を解決するため、請求項１、２、又は３記載のウェーハ保護治具を使用してウェーハを取り扱うウェーハの取り扱い方法であって、
ウェーハ保護治具にウェーハを基板収納容器の容器本体から取り出して保持させ、基板収納容器の容器本体にウェーハ保護治具をウェーハと共に収納することを特徴としている。
【００１３】
なお、治具着脱装置の吸着テーブルにウェーハ保護治具を吸着し、治具着脱装置のウェーハ支持部を治具板の開口を介して上昇させる工程と、
基板収納容器の容器本体からウェーハを取り出し、このウェーハを治具着脱装置のウェーハ支持部に支持吸着させ、治具着脱装置のウェーハ支持部を下降させてウェーハ保護治具の粘着層にウェーハを粘着保持させる工程と、
吸着テーブルに対するウェーハ保護治具の吸着を解除し、ウェーハを吸着したウェーハ支持部を上昇させて吸着テーブルからウェーハ保護治具を上昇させ、ウェーハ支持部の吸着を解除してウェーハ保護治具をピックアップする工程と、
基板収納容器の容器本体にピックアップしたウェーハ保護治具をウェーハと共に収納する工程とを含むことができる。
【００１４】
ここで、特許請求の範囲における基板収納容器は、フロントオープンボックスタイプやコインスタックタイプのいずれでも良い。また、治具板は、ウェーハよりも大面積であれば、硬質の板でも良いし、ある程度屈曲可能な板でも良い。周壁は、治具板の表面周縁部、裏面周縁部、表裏周縁部と一体でも良いし、別体でも良い。さらに、本発明に係るウェーハ保護治具及びウェーハの取り扱い方法は、少なくとも半導体の製造工程、具体的には前工程、後工程、テスト工程等で使用することができる。
【００１５】
本発明によれば、ウェーハ保護治具を形成する治具板の粘着層にウェーハを保持させて剛性を確保し、しかも、治具板の周縁部や周壁によりウェーハやそのシャープな周縁部を外部との接触から保護するので、例え基板収納容器にウェーハを収納して搬送したり、輸送等しても、ウェーハが撓んで破損するのを抑制することができる。また、搬送や輸送の途中でウェーハが割れたり、欠けることが少ない。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ウェーハの損傷や欠け、割れ、チッピングを防止し、ウェーハを円滑に搬送したり、輸送することができるという効果がある。
【００１７】
また、請求項２記載の発明によれば、治具板を中空の無端状に形成するので、治具板の開口を活用することにより、ウェーハ保護治具とウェーハとの脱着を容易にすることができる。
さらに、請求項３記載の発明によれば、ウェーハ保護治具の粘着層表面にウェーハを配置して押し付ければ、粘着層にウェーハを適切に粘着保持することができる。また、区画された空間の気体を排気孔からウェーハ保護治具の外部に排気して粘着層を複数の支持突起に応じて変形させ、粘着層とウェーハとの間に隙間を形成すれば、粘着層からウェーハを簡単に取り外すことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係るウェーハ保護治具の実施形態を模式的に示す断面説明図である。
【図２】本発明に係るウェーハ保護治具の実施形態における治具板と周壁とを模式的に示す断面説明図である。
【図３】本発明に係るウェーハ保護治具の実施形態における基板収納容器を模式的に示す分解斜視説明図である。
【図４】本発明に係るウェーハ保護治具の第２の実施形態を模式的に示す断面説明図である。
【図５】本発明に係るウェーハ保護治具の第３の実施形態を模式的に示す断面説明図である。
【図６】本発明に係るウェーハ保護治具の第４の実施形態を模式的に示す断面説明図である。
【図７】本発明に係るウェーハ保護治具の第５の実施形態を模式的に示す断面説明図である。
【図８】本発明に係るウェーハ保護治具の第５の実施形態における治具着脱装置等を模式的に示す説明図である。
【図９】本発明に係るウェーハ保護治具の第６の実施形態を模式的に示す断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明すると、本実施形態におけるウェーハ保護治具３０は、図１ないし図３に示すように、基板収納容器１に収納される周縁部２２がシャープエッジのウェーハ２０用の治具であり、ウェーハ２０を着脱自在に粘着保持する治具板３１と、この治具板３１の周縁部に周設されるウェーハ２０保護用の周壁３３とを備え、断面略Ｕ字形あるいは略皿形に形成される。
【００２０】
基板収納容器１は、図３に示すように、例えばウェーハ２０やウェーハ保護治具３０を整列収納するフロントオープンボックスタイプの容器本体２と、この容器本体２の開口した正面に着脱自在に嵌合される蓋体９とを備え、各種の半導体製造装置やオープナ等に搭載される。
【００２１】
容器本体２と蓋体９とは、所定の樹脂を含有する成形材料により複数の部品がそれぞれ射出成形され、この複数の部品の組み合わせで構成される。成形材料の所定の樹脂としては、例えばポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトン、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトン、液晶ポリマーといった熱可塑性樹脂やこれらのアロイ等があげられる。
【００２２】
これらの樹脂には、カーボン繊維、カーボンパウダー、カーボンナノチューブ、導電性ポリマー等からなる導電物質やアニオン、カチオン、非イオン系等の各種帯電防止剤が選択的に添加される。また、ベンゾトリアゾール系、サリシレート系、シアノアクリレート系、オキザリックアシッドアニリド系、ヒンダードアミン系の紫外線吸収剤を添加したり、剛性を向上させるガラス繊維や炭素繊維等を添加することも可能である。
【００２３】
容器本体２は、例えば所定の樹脂を含む成形材料を使用して正面が横長に開口したフロントオープンボックスに成形され、両側壁の内面には、ウェーハ保護治具３０の側部周縁を水平に支持する左右一対の支持片３が対設されており、この一対の支持片３が上下方向に所定の間隔で配列形成される。
【００２４】
容器本体２の底板には、複数の位置決め具４を備えた位置決め固定用のボトムプレート５が装着され、容器本体２の天井中央部には、工場の天井搬送機構に把持されるフランジ６が装着される。また、容器本体２の正面外周の両側中央部には、施錠用の複数の係止部７がそれぞれ突出形成され、容器本体２の両側壁外面には、手動操作用のハンドル８がそれぞれ斜めに装着される。
【００２５】
蓋体９は、容器本体２の開口した正面内に枠形のシールガスケットを介し着脱自在に嵌合される横長で矩形の蓋本体１０と、この蓋本体１０の正面を被覆する表面プレートとを備えて構成される。蓋本体１０の裏面両側部には、ウェーハ２０やウェーハ保護治具３０の前部周縁を保持する弾性のフロントリテーナ１１がそれぞれ配設され、蓋本体１０の両側壁中央部には、容器本体２の係止部７に嵌合係止する可撓性の係止片１２がそれぞれ前後方向に回転可能に支持される。
【００２６】
ウェーハ２０は、図１に示すように、例えばφ３００ｍｍのシリコンウェーハ等からなる平面略円形の半導体ウェーハ２１からなり、バックグラインド工程で５００〜７７５μｍから１００μｍ以下の厚さに薄化され、周縁部２２が鋭くシャープエッジ化される。この半導体ウェーハ２１は、１００μｍ以下（５０μｍ以下や７５μｍ以下の場合もある）に薄化されることにより弓なりに撓み易く、特にシャープな周縁部２２が脆く割れ易いという特徴を有する。
【００２７】
ウェーハ保護治具３０の治具板３１は、図１や図２に示すように、所定の材料を使用して半導体ウェーハ２１の直径よりも大きい拡径の円板に形成され、周縁部を除く平坦な表面に再剥離可能な微粘着性の粘着層３２が積層粘着されており、この粘着層３２の表面にウェーハ２０、すなわち薄化された半導体ウェーハ２１が着脱自在に粘着保持される。
【００２８】
治具板３１の材料としては、特に限定されるものではないが、例えば金属材料で形成される場合には、ステンレスや表面にメッキが施されて錆の発生を防止可能な材料で形成されることが好ましい。これに対し、樹脂を含む成形材料で形成される場合には、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミド、ポリカーボネート等を含有する成形材料で成形されると良い。この治具板３１は、基板収納容器１の容器本体２に円滑に収納する観点から、好ましくは２ｍｍ以下の厚さに形成され、必要に応じて可撓性が選択的に付与される。
【００２９】
粘着層３２は、特に限定されるものではないが、例えばアクリル系やポリオレフィン系の自己粘着フィルム（住友化学製の商品名アクリフト、三菱化学製の商品名ゼラス等）、シリコーン系やフッ素系のエラストマー、発泡樹脂により成形されて多数の凹み孔を有する柔軟な薄膜の弾性吸盤等が使用される。この粘着層３２は、ウェーハ２０や半導体ウェーハ２１の面積以上の面積に形成される。
【００３０】
周壁３３は、図１や図２に示すように、例えば治具板３１と同様の材料を使用して半導体ウェーハ２１の直径よりも拡径の平面リング形に形成され、粘着層３２に粘着保持された薄い半導体ウェーハ２１を包囲して上方向や横方向から保護する。この周壁３３は、断面矩形に形成され、薄い半導体ウェーハ２１やそのシャープで脆い周縁部２２を保護する観点から、その高さ（厚さ）が半導体ウェーハ２１の厚さよりも高く調整される。
【００３１】
上記構成において、半導体の製造工程で半導体ウェーハ２１を取り扱う場合には、先ず、専用の基板収納容器１の容器本体２からウェーハ保護治具３０をロボットハンドにより取り出し、治具着脱装置の吸着テーブル上にウェーハ保護治具３０を真空吸着する。こうして吸着テーブル上にウェーハ保護治具３０を吸着したら、別の基板収納容器１の容器本体２からバックグラインドにより薄化された半導体ウェーハ２１をロボットハンドにより取り出し、ウェーハ保護治具３０を形成する治具板３１の粘着層３２に薄い半導体ウェーハ２１を押圧して粘着保持させる。
【００３２】
ウェーハ保護治具３０の粘着層３２に半導体ウェーハ２１を適切に粘着保持させたら、ウェーハ保護治具３０をバキュームハンド等でピックアップし、基板収納容器１の容器本体２にウェーハ保護治具３０をウェーハ２０と共に収納支持させ、容器本体２の開口した正面に蓋体９を嵌合して閉鎖し、その後、基板収納容器１を適宜包装して梱包すれば、基板収納容器１に半導体ウェーハ２１を収納して工程間を搬送したり、工場や会社に輸送することができる。
【００３３】
この際、容器本体２の支持片３にウェーハ保護治具３０の治具板３１が支持されるので、支持片３に薄い半導体ウェーハ２１や割れ易い周縁部２２が接触することがない。半導体の製造工程でウェーハ保護治具３０の粘着層３２から半導体ウェーハ２１を取り外す場合には、上記作業と逆の手順で作業すれば良い。
【００３４】
上記構成によれば、治具板３１と薄い半導体ウェーハ２１とを一体化して剛性を確保し、しかも、周壁３３により薄い半導体ウェーハ２１やその脆い周縁部２２を外部との接触から有効に保護するので、例え基板収納容器１に薄い半導体ウェーハ２１を収納して搬送したり、輸送しても、薄い半導体ウェーハ２１が大きく弓なりに撓んで破損するのを抑制防止することができる。また、輸送途中の振動や衝撃で薄い半導体ウェーハ２１自体やその周縁部２２が部分的に割れたり、欠けることがない。したがって、製品率の向上や輸送費の削減が大いに期待でき、半導体生産の効率化を図ることができる。
【００３５】
また、治具板３１の表面に再剥離可能な微粘着性の粘着層３２を粘着するので、使用しなくなった粘着層３２を簡単に除去することができる。また、剛性に悪影響を与えない範囲で治具板３１に可撓性を付与すれば、治具板３１を曲げて粘着層３２から薄い半導体ウェーハ２１を簡単に剥離することが可能になる。さらに、薄い半導体ウェーハ２１の周縁部２２をエッジトリミングして強度を向上させるという煩雑な作業を省略することが可能となる。
【００３６】
次に、図４は本発明の第２の実施形態を示すもので、この場合には、ウェーハ２０を、バックグラインド工程で１００μｍ以下の厚さに薄化された半導体ウェーハ２１と厚い支持基板２３の表面とが接着剤２４で積層接着されたＴＳＶ積層半導体ウェーハ２５とし、治具板３１をＴＳＶ積層半導体ウェーハ２５の直径よりも大きい拡径の平面円形に形成し、周壁３３の高さをＴＳＶ積層半導体ウェーハ２５の厚さよりも高くするようにしている。
【００３７】
支持基板２３は、例えば略５００〜７７５μｍの厚さを有する半導体ウェーハ２１やガラス基板等からなり、ウェーハ保護治具３０の粘着層３２に着脱自在に粘着保持される。その他の部分については、上記実施形態と略同様であるので説明を省略する。
本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、ＴＳＶ積層半導体ウェーハ２５を形成する薄い半導体ウェーハ２１やその脆い周縁部２２の欠け、割れ、チッピングを有効に抑制防止することができ、ＴＳＶ工程に適した移動手段を提供することができるのは明らかである。
【００３８】
次に、図５は本発明の第３の実施形態を示すもので、この場合には、複数のウェーハ保護治具３０を用意し、各ウェーハ保護治具３０の粘着層３２上にＴＳＶ積層半導体ウェーハ２５を着脱自在に粘着保持させ、複数のウェーハ保護治具３０を周壁３３を介し上下方向に積層してコインスタックタイプの基板収納容器１に収納するようにしている。
【００３９】
上下に隣接するウェーハ保護治具３０とウェーハ保護治具３０との間には、緩衝用や収納用のフィルムが選択的に介在される。また、コインスタックタイプの基板収納容器１は、図示しないが、複数のウェーハ保護治具３０を積層収納する断面略Ｕ字形で円筒形の容器本体と、この容器本体の開口した上面に着脱自在に嵌合される蓋体とを備え、これら容器本体と蓋体のうち、少なくとも容器本体の底部に平坦な支持板が一体化される。その他の部分については、上記実施形態と略同様であるので説明を省略する。
【００４０】
本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、コインスタックタイプの基板収納容器１に複数のウェーハ保護治具３０を適切に収納することができるのは明らかである。また、各ウェーハ保護治具３０の周壁３３がスペーサ機能を発揮してＴＳＶ積層半導体ウェーハ２５が隣接する上方のウェーハ保護治具３０に接触するのを防ぐので、ＴＳＶ積層半導体ウェーハ２５やその脆い周縁部２２の欠け、割れ、チッピングを抑制防止することができる。
【００４１】
次に、図６は本発明の第４の実施形態を示すもので、この場合には、複数のウェーハ保護治具３０を用意し、各ウェーハ保護治具３０を形成する治具板３１の平坦な裏面周縁部に周壁３３を周設し、複数のウェーハ保護治具３０を周壁３３を介し上下方向に積層してコインスタックタイプの基板収納容器１に収納するようにしている。その他の部分については、上記実施形態と略同様であるので説明を省略する。
【００４２】
本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、ＴＳＶ積層半導体ウェーハ２５の周縁部２２よりも外方向に突き出た治具板３１の周縁部により、薄い半導体ウェーハ２１やその脆い周縁部２２を外部との接触から有効に保護することができるので、薄い半導体ウェーハ２１の欠け、割れ、チッピングを抑制防止することが可能になる。
【００４３】
次に、図７や図８は本発明の第５の実施形態を示すもので、この場合には、治具板３１と粘着層３２の少なくとも中央部をそれぞれ円形の開口３４に形成し、治具板３１を中空の無端状、換言すれば、平面リング形に形成してウェーハ保護治具３０とシャープエッジの薄いウェーハ２０との粘着を容易にするようにしている。
【００４４】
上記構成において、半導体の製造工程でウェーハ２０を取り扱う場合には、先ず、専用の基板収納容器１の容器本体２からウェーハ保護治具３０をロボットハンド４３により取り出し、治具着脱装置４０の中空の吸着テーブル４１上にウェーハ保護治具３０を真空吸着するとともに、吸着テーブル４１の中空部と治具板３１の開口３４とを連通させ、治具着脱装置４０のウェーハ支持部４２を上昇させる。
【００４５】
治具着脱装置４０のウェーハ支持部４２は、例えば昇降可能な円柱形に形成され、治具着脱装置４０内から中空の吸着テーブル４１と治具板３１の開口３４とをそれぞれ貫通して上昇する。吸着テーブル４１上にウェーハ保護治具３０を吸着したら、別の基板収納容器１の容器本体２からウェーハ２０をロボットハンド４３により取り出し、このウェーハ２０をウェーハ支持部４２の平坦な先端面に水平に支持させ、真空吸着する。
【００４６】
次いで、治具着脱装置４０のウェーハ支持部４２を下降させてウェーハ保護治具３０の粘着層３２にウェーハ２０を大気圧で押圧し、粘着保持させる。この際、ウェーハ支持部４２は、下降してウェーハ２０を下方向に引っ張り、粘着層３２にウェーハ２０を十分に押圧することが好ましい。また、ウェーハ２０を大気圧で押圧する方法としては、特に限定されるものではないが、例えば治具板３１の開口３４を利用してバキュームする方法等があげられる。
【００４７】
ウェーハ保護治具３０の粘着層３２にウェーハ２０を適切に粘着保持させたら、吸着テーブル４１に対するウェーハ保護治具３０の真空吸着を解除し、ウェーハ２０を真空吸着したウェーハ支持部４２を再び上昇させて吸着テーブル４１からウェーハ保護治具３０を上昇させ、ウェーハ支持部４２の真空吸着を解除した後、ウェーハ保護治具３０をバキュームハンド等でピックアップする。
【００４８】
ウェーハ保護治具３０をピックアップしたら、基板収納容器１の容器本体２にウェーハ保護治具３０をウェーハ２０と共に収納支持させ、バキュームハンドのバキュームを解除して容器本体２から後退させ、容器本体２の開口した正面に蓋体９を嵌合して閉鎖すれば、基板収納容器１にウェーハ２０を収納して工程間を搬送したり、工場や会社に輸送することができる。その他の部分については、上記実施形態と略同様であるので説明を省略する。
【００４９】
本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、治具板３１の開口３４を利用するので、ウェーハ保護治具３０の粘着層３２に対する薄いウェーハ２０の取り付けや取り外しをきわめて容易にすることが可能になる。
【００５０】
次に、図９は本発明の第６の実施形態を示すもので、この場合には、平坦な治具板３１の周縁部を除く表面の大部分に断面略皿形の凹部３５を浅く形成し、この凹部３５内に複数の支持突起３６を間隔をおいて配設するとともに、この複数の支持突起３６に、可撓性を有するウェーハ２０用の粘着層３２を支持させて凹部３５と粘着層３２との間に空気流通用の空間３７を区画形成し、治具板３１の中央部厚さ方向には、区画された空間３７の空気を外部に排気して粘着層３２を変形させる排気孔３８を穿孔するようにしている。
【００５１】
治具板３１は、表面の最周縁部に平面リング形の周壁３３が形成されるが、裏面の最周縁部あるいは表裏面の最周縁部に平面リング形の周壁３３を形成しても良い。また、各支持突起３６は、例えば凹部３５の深さに相当する高さの円柱形や円錐台形に形成され、平坦な先端面に粘着層３２が接着剤や粘着シート等を介して接着される。
【００５２】
粘着層３２は、所定の材料を使用して屈曲可能な平面円形の膜に形成され、治具板３１の表面周縁部と複数の支持突起３６とに平坦に接着されており、表面にウェーハ２０を着脱自在に粘着保持する。この粘着層３２は、特に限定されるものではないが、例えば微弱の自己粘着性を有するシリコーン系やフッ素系のゴム、ポリオレフィン系やポリエステル系、ウレタン系のエラストマーフィルム、ポリエステル製のフィルムに再剥離可能なアクリル系やシリコーン系の粘着層が積層された積層フィルムの加工により形成される。
【００５３】
排気孔３８には図示しない真空ポンプ３９が配管を介して着脱自在に接続され、真空ポンプ３９が駆動して空間３７の空気をウェーハ保護治具３０の外部に排気することにより、粘着層３２が複数の支持突起３６に沿うよう凹凸に変形し、粘着層３２とウェーハ２０との間に隙間を形成して空気を流入させるよう機能する。
【００５４】
上記構成において、平坦な粘着層３２の表面にウェーハ２０を配置して押圧すれば、粘着層３２にウェーハ２０を隙間なく粘着保持することができる。これに対し、真空ポンプ３９を駆動して粘着層３２を複数の支持突起３６に応じて凹凸に変形させ、粘着層３２とウェーハ２０との間に隙間を形成すれば、粘着層３２の粘着力が低下するので、粘着層３２からウェーハ２０を簡単に取り外すことができる。その他の部分については、上記実施形態と略同様であるので説明を省略する。
【００５５】
本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、ウェーハ保護治具３０の構成の多様化を図ることができるのは明らかである。
【００５６】
なお、上記実施形態では基板収納容器１を、容器本体２と蓋体９とから構成したが、これらの他、容器本体２に嵌合した蓋体９を施錠する施錠機構とから構成しても良い。また、ウェーハ２０として、φ３００ｍｍのシリコンウェーハからなる半導体ウェーハ２１を使用したが、φ２００ｍｍや４５０ｍｍ等のシリコンウェーハからなる半導体ウェーハ２１を用いても良い。
【００５７】
また、治具板３１の底面から周壁３３の上面までの高さを２ｍｍ以下にして基板収納容器１に対する収納を容易にしても良い。また、周壁３３を平面リング形に形成したが、治具板３１の表面周縁部や裏面周縁部の周方向に円弧形の周壁３３を所定の間隔で複数配列形成することもできる。さらに、基板収納容器１の容器本体２にウェーハ保護治具３０を先に収納支持させ、このウェーハ保護治具３０にウェーハ２０を後から粘着保持させることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明に係るウェーハ保護治具及びウェーハの取り扱い方法は、半導体の製造分野で使用することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１ 基板収納容器
２ 容器本体
３ 支持片
９ 蓋体
２０ ウェーハ
２１ 半導体ウェーハ
２２ 周縁部
２３ 支持基板
２５ ＴＳＶ積層半導体ウェーハ（積層半導体ウェーハ）
３０ ウェーハ保護治具
３１ 治具板
３２ 粘着層
３３ 周壁
３４ 開口
３５ 凹部
３６ 支持突起
３７ 空間
３８ 排気孔
４０ 治具着脱装置
４１ 吸着テーブル
４２ ウェーハ支持部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックグラインドにより薄化された半導体ウェーハに代表されるウェーハ用のウェーハ保護治具及びウェーハの取り扱い方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
φ３００ｍｍのシリコンウェーハに代表される半導体ウェーハは、図示しない半導体の製造工程で様々な加工や処理が施され、基板収納容器に収納して工程間を搬送されたり、工場や会社に輸送される（特許文献１、２、３、４、５、６参照）。すなわち、半導体ウェーハは、例えば製造工程の後工程におけるバックグラインド工程においては、薄い半導体パッケージに適合させる観点から、１００μｍ以下の厚さに薄化されて周縁部がシャープエッジ化され、その後、ダイシング工程に供されて複数の半導体チップにダイシングされる。
【０００３】
また、ＴＳＶ（Ｔｈｒｏｕｇｈ−Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｖｉａ）工程においては、半導体の大容量化・高性能化の観点から、１００μｍ以下に薄化されて厚さが略５００〜７７５μｍの支持基板に接着されることにより、周縁部がシャープエッジのＴＳＶ積層半導体ウェーハを形成し、製造工程の後工程から前工程に戻されて貫通電極等が形成される。
【０００４】
これらを収納する基板収納容器としては、複数枚の半導体ウェーハやＴＳＶ積層半導体ウェーハを容器本体の支持片を介し上下方向に整列収納するフロントオープンボックスタイプ（ＦＯＳＢと呼ばれる）、複数枚の半導体ウェーハやＴＳＶ積層半導体ウェーハを上下方向に重ねて積層収納するコインスタックタイプがあげられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１３９４９５号公報
【特許文献２】特開２０１０−１３５６１７号公報
【特許文献３】特開２００９−１７７０５０号公報
【特許文献４】特開２０１０−２８０３１号公報
【特許文献５】特開２００８−４１７４８号公報
【特許文献６】特開２００６−２１６７７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来における半導体ウェーハやＴＳＶ積層半導体ウェーハは、以上のように基板収納容器に単に収納されるので、以下のような問題がある。先ず、半導体ウェーハの場合、半導体ウェーハは、１００μｍ以下の薄化により撓み易く、脆く割れ易くなるので、そのままの状態でフロントオープンボックスタイプの基板収納容器に収納して搬送しようとすると、大きく弓なりに撓んで破損することが少なくない。また、コインスタックタイプの基板収納容器に収納して輸送する場合、輸送の途中で薄化された半導体ウェーハ、特にその脆い周縁部が部分的に割れたり、欠けることがある。
【０００７】
一方、ＴＳＶ積層半導体ウェーハの場合には、厚い支持基板と薄化された半導体ウェーハとが接着により一体化し、半導体ウェーハの剛性が確保されるので、フロントオープンボックスタイプの基板収納容器で出荷するとき、撓みをある程度防止することが可能である。しかしながら、容器本体の支持片に半導体ウェーハの周縁部が接触すると、移動時の振動や衝撃で欠け、割れ、チッピングを招くことがあり、現実問題として出荷や輸送に支障を来たすという問題が生じる。また、コインスタックタイプの基板収納容器で輸送しようとしても、同様に半導体ウェーハやその周縁部が割れたり、欠けるおそれがある。
【０００８】
チッピングを防止する手段としては、薄化された半導体ウェーハの周縁部をエッジトリミングして強度を向上させる方法が提案されており、既に実施されている。しかし、この方法を採用しても、容器本体の支持片と半導体ウェーハの周縁部とが接触する場合には、チッピングの完全な防止は困難である。
【０００９】
本発明は上記に鑑みなされたもので、ウェーハの損傷や欠け、割れ、チッピングを防止して円滑に搬送したり、輸送することのできるウェーハ保護治具及びウェーハの取り扱い方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明においては上記課題を解決するため、基板収納容器の容器本体に収納されるウェーハ用の保護治具であって、
表面の粘着層にウェーハを着脱自在に保持する治具板と、この治具板の表裏両面の少なくともいずれか一方の周縁部に設けられる周壁とを含み、
ウェーハを、１００μｍ以下の厚さに薄化された半導体ウェーハ、あるいは１００μｍ以下の厚さに薄化される半導体ウェーハと支持基板とが積層接着された積層半導体ウェーハとし、
治具板をウェーハの直径よりも拡径の大きさに形成し、周壁の高さをウェーハの厚さよりも高くしたことを特徴としている。
【００１１】
なお、治具板の少なくとも中央部を開口し、治具板を中空の無端状に形成することができる。
また、治具板の周縁部を除く表面に凹部を形成し、この凹部内に複数の支持突起を間隔をおいて配設するとともに、この複数の支持突起の先端部にウェーハ用の可撓性の粘着層を支持させて凹部と粘着層との間に空間を区画し、治具板には、区画された空間の気体を外部に排気して粘着層を変形させる排気孔を穿孔することができる。
【００１２】
また、本発明においては上記課題を解決するため、請求項１、２、又は３記載のウェーハ保護治具を使用してウェーハを取り扱うウェーハの取り扱い方法であって、
ウェーハ保護治具にウェーハを基板収納容器の容器本体から取り出して保持させ、基板収納容器の容器本体にウェーハ保護治具をウェーハと共に収納することを特徴としている。
【００１３】
なお、治具着脱装置の吸着テーブルにウェーハ保護治具を吸着し、治具着脱装置のウェーハ支持部を治具板の開口を介して上昇させる工程と、
基板収納容器の容器本体からウェーハを取り出し、このウェーハを治具着脱装置のウェーハ支持部に支持吸着させ、治具着脱装置のウェーハ支持部を下降させてウェーハ保護治具の粘着層にウェーハを粘着保持させる工程と、
吸着テーブルに対するウェーハ保護治具の吸着を解除し、ウェーハを吸着したウェーハ支持部を上昇させて吸着テーブルからウェーハ保護治具を上昇させ、ウェーハ支持部の吸着を解除してウェーハ保護治具をピックアップする工程と、
基板収納容器の容器本体にピックアップしたウェーハ保護治具をウェーハと共に収納する工程とを含むことができる。
【００１４】
ここで、特許請求の範囲における基板収納容器は、フロントオープンボックスタイプやコインスタックタイプのいずれでも良い。また、治具板は、ウェーハよりも大面積であれば、硬質の板でも良いし、ある程度屈曲可能な板でも良い。周壁は、治具板の表面周縁部、裏面周縁部、表裏周縁部と一体でも良いし、別体でも良い。さらに、本発明に係るウェーハ保護治具及びウェーハの取り扱い方法は、少なくとも半導体の製造工程、具体的には前工程、後工程、テスト工程等で使用することができる。
【００１５】
本発明によれば、ウェーハ保護治具を形成する治具板の粘着層にウェーハを保持させて剛性を確保し、しかも、治具板の周縁部や周壁によりウェーハやそのシャープな周縁部を外部との接触から保護するので、例え基板収納容器にウェーハを収納して搬送したり、輸送等しても、ウェーハが撓んで破損するのを抑制することができる。また、搬送や輸送の途中でウェーハが割れたり、欠けることが少ない。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ウェーハの損傷や欠け、割れ、チッピングを防止し、ウェーハを円滑に搬送したり、輸送することができるという効果がある。
【００１７】
また、請求項２記載の発明によれば、治具板を中空の無端状に形成するので、治具板の開口を活用することにより、ウェーハ保護治具とウェーハとの脱着を容易にすることができる。
さらに、請求項３記載の発明によれば、ウェーハ保護治具の粘着層表面にウェーハを配置して押し付ければ、粘着層にウェーハを適切に粘着保持することができる。また、区画された空間の気体を排気孔からウェーハ保護治具の外部に排気して粘着層を複数の支持突起に応じて変形させ、粘着層とウェーハとの間に隙間を形成すれば、粘着層からウェーハを簡単に取り外すことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係るウェーハ保護治具の実施形態を模式的に示す断面説明図である。
【図２】本発明に係るウェーハ保護治具の実施形態における治具板と周壁とを模式的に示す断面説明図である。
【図３】本発明に係るウェーハ保護治具の実施形態における基板収納容器を模式的に示す分解斜視説明図である。
【図４】本発明に係るウェーハ保護治具の第２の実施形態を模式的に示す断面説明図である。
【図５】本発明に係るウェーハ保護治具の第３の実施形態を模式的に示す断面説明図である。
【図６】本発明に係るウェーハ保護治具の第４の実施形態を模式的に示す断面説明図である。
【図７】本発明に係るウェーハ保護治具の第５の実施形態を模式的に示す断面説明図である。
【図８】本発明に係るウェーハ保護治具の第５の実施形態における治具着脱装置等を模式的に示す説明図である。
【図９】本発明に係るウェーハ保護治具の第６の実施形態を模式的に示す断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明すると、本実施形態におけるウェーハ保護治具３０は、図１ないし図３に示すように、基板収納容器１に収納される周縁部２２がシャープエッジのウェーハ２０用の治具であり、ウェーハ２０を着脱自在に粘着保持する治具板３１と、この治具板３１の周縁部に周設されるウェーハ２０保護用の周壁３３とを備え、断面略Ｕ字形あるいは略皿形に形成される。
【００２０】
基板収納容器１は、図３に示すように、例えばウェーハ２０やウェーハ保護治具３０を整列収納するフロントオープンボックスタイプの容器本体２と、この容器本体２の開口した正面に着脱自在に嵌合される蓋体９とを備え、各種の半導体製造装置やオープナ等に搭載される。
【００２１】
容器本体２と蓋体９とは、所定の樹脂を含有する成形材料により複数の部品がそれぞれ射出成形され、この複数の部品の組み合わせで構成される。成形材料の所定の樹脂としては、例えばポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトン、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトン、液晶ポリマーといった熱可塑性樹脂やこれらのアロイ等があげられる。
【００２２】
これらの樹脂には、カーボン繊維、カーボンパウダー、カーボンナノチューブ、導電性ポリマー等からなる導電物質やアニオン、カチオン、非イオン系等の各種帯電防止剤が選択的に添加される。また、ベンゾトリアゾール系、サリシレート系、シアノアクリレート系、オキザリックアシッドアニリド系、ヒンダードアミン系の紫外線吸収剤を添加したり、剛性を向上させるガラス繊維や炭素繊維等を添加することも可能である。
【００２３】
容器本体２は、例えば所定の樹脂を含む成形材料を使用して正面が横長に開口したフロントオープンボックスに成形され、両側壁の内面には、ウェーハ保護治具３０の側部周縁を水平に支持する左右一対の支持片３が対設されており、この一対の支持片３が上下方向に所定の間隔で配列形成される。
【００２４】
容器本体２の底板には、複数の位置決め具４を備えた位置決め固定用のボトムプレート５が装着され、容器本体２の天井中央部には、工場の天井搬送機構に把持されるフランジ６が装着される。また、容器本体２の正面外周の両側中央部には、施錠用の複数の係止部７がそれぞれ突出形成され、容器本体２の両側壁外面には、手動操作用のハンドル８がそれぞれ斜めに装着される。
【００２５】
蓋体９は、容器本体２の開口した正面内に枠形のシールガスケットを介し着脱自在に嵌合される横長で矩形の蓋本体１０と、この蓋本体１０の正面を被覆する表面プレートとを備えて構成される。蓋本体１０の裏面両側部には、ウェーハ２０やウェーハ保護治具３０の前部周縁を保持する弾性のフロントリテーナ１１がそれぞれ配設され、蓋本体１０の両側壁中央部には、容器本体２の係止部７に嵌合係止する可撓性の係止片１２がそれぞれ前後方向に回転可能に支持される。
【００２６】
ウェーハ２０は、図１に示すように、例えばφ３００ｍｍのシリコンウェーハ等からなる平面略円形の半導体ウェーハ２１からなり、バックグラインド工程で５００〜７７５μｍから１００μｍ以下の厚さに薄化され、周縁部２２が鋭くシャープエッジ化される。この半導体ウェーハ２１は、１００μｍ以下（５０μｍ以下や７５μｍ以下の場合もある）に薄化されることにより弓なりに撓み易く、特にシャープな周縁部２２が脆く割れ易いという特徴を有する。
【００２７】
ウェーハ保護治具３０の治具板３１は、図１や図２に示すように、所定の材料を使用して半導体ウェーハ２１の直径よりも大きい拡径の円板に形成され、周縁部を除く平坦な表面に再剥離可能な微粘着性の粘着層３２が積層粘着されており、この粘着層３２の表面にウェーハ２０、すなわち薄化された半導体ウェーハ２１が着脱自在に粘着保持される。
【００２８】
治具板３１の材料としては、特に限定されるものではないが、例えば金属材料で形成される場合には、ステンレスや表面にメッキが施されて錆の発生を防止可能な材料で形成されることが好ましい。これに対し、樹脂を含む成形材料で形成される場合には、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミド、ポリカーボネート等を含有する成形材料で成形されると良い。この治具板３１は、基板収納容器１の容器本体２に円滑に収納する観点から、好ましくは２ｍｍ以下の厚さに形成され、必要に応じて可撓性が選択的に付与される。
【００２９】
粘着層３２は、特に限定されるものではないが、例えばアクリル系やポリオレフィン系の自己粘着フィルム（住友化学製の商品名アクリフト、三菱化学製の商品名ゼラス等）、シリコーン系やフッ素系のエラストマー、発泡樹脂により成形されて多数の凹み孔を有する柔軟な薄膜の弾性吸盤等が使用される。この粘着層３２は、ウェーハ２０や半導体ウェーハ２１の面積以上の面積に形成される。
【００３０】
周壁３３は、図１や図２に示すように、例えば治具板３１と同様の材料を使用して半導体ウェーハ２１の直径よりも拡径の平面リング形に形成され、粘着層３２に粘着保持された薄い半導体ウェーハ２１を包囲して上方向や横方向から保護する。この周壁３３は、断面矩形に形成され、薄い半導体ウェーハ２１やそのシャープで脆い周縁部２２を保護する観点から、その高さ（厚さ）が半導体ウェーハ２１の厚さよりも高く調整される。
【００３１】
上記構成において、半導体の製造工程で半導体ウェーハ２１を取り扱う場合には、先ず、専用の基板収納容器１の容器本体２からウェーハ保護治具３０をロボットハンドにより取り出し、治具着脱装置の吸着テーブル上にウェーハ保護治具３０を真空吸着する。こうして吸着テーブル上にウェーハ保護治具３０を吸着したら、別の基板収納容器１の容器本体２からバックグラインドにより薄化された半導体ウェーハ２１をロボットハンドにより取り出し、ウェーハ保護治具３０を形成する治具板３１の粘着層３２に薄い半導体ウェーハ２１を押圧して粘着保持させる。
【００３２】
ウェーハ保護治具３０の粘着層３２に半導体ウェーハ２１を適切に粘着保持させたら、ウェーハ保護治具３０をバキュームハンド等でピックアップし、基板収納容器１の容器本体２にウェーハ保護治具３０をウェーハ２０と共に収納支持させ、容器本体２の開口した正面に蓋体９を嵌合して閉鎖し、その後、基板収納容器１を適宜包装して梱包すれば、基板収納容器１に半導体ウェーハ２１を収納して工程間を搬送したり、工場や会社に輸送することができる。
【００３３】
この際、容器本体２の支持片３にウェーハ保護治具３０の治具板３１が支持されるので、支持片３に薄い半導体ウェーハ２１や割れ易い周縁部２２が接触することがない。半導体の製造工程でウェーハ保護治具３０の粘着層３２から半導体ウェーハ２１を取り外す場合には、上記作業と逆の手順で作業すれば良い。
【００３４】
上記構成によれば、治具板３１と薄い半導体ウェーハ２１とを一体化して剛性を確保し、しかも、周壁３３により薄い半導体ウェーハ２１やその脆い周縁部２２を外部との接触から有効に保護するので、例え基板収納容器１に薄い半導体ウェーハ２１を収納して搬送したり、輸送しても、薄い半導体ウェーハ２１が大きく弓なりに撓んで破損するのを抑制防止することができる。また、輸送途中の振動や衝撃で薄い半導体ウェーハ２１自体やその周縁部２２が部分的に割れたり、欠けることがない。したがって、製品率の向上や輸送費の削減が大いに期待でき、半導体生産の効率化を図ることができる。
【００３５】
また、治具板３１の表面に再剥離可能な微粘着性の粘着層３２を粘着するので、使用しなくなった粘着層３２を簡単に除去することができる。また、剛性に悪影響を与えない範囲で治具板３１に可撓性を付与すれば、治具板３１を曲げて粘着層３２から薄い半導体ウェーハ２１を簡単に剥離することが可能になる。さらに、薄い半導体ウェーハ２１の周縁部２２をエッジトリミングして強度を向上させるという煩雑な作業を省略することが可能となる。
【００３６】
次に、図４は本発明の第２の実施形態を示すもので、この場合には、ウェーハ２０を、バックグラインド工程で１００μｍ以下の厚さに薄化された半導体ウェーハ２１と厚い支持基板２３の表面とが接着剤２４で積層接着されたＴＳＶ積層半導体ウェーハ２５とし、治具板３１をＴＳＶ積層半導体ウェーハ２５の直径よりも大きい拡径の平面円形に形成し、周壁３３の高さをＴＳＶ積層半導体ウェーハ２５の厚さよりも高くするようにしている。
【００３７】
支持基板２３は、例えば略５００〜７７５μｍの厚さを有する半導体ウェーハ２１やガラス基板等からなり、ウェーハ保護治具３０の粘着層３２に着脱自在に粘着保持される。その他の部分については、上記実施形態と略同様であるので説明を省略する。
本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、ＴＳＶ積層半導体ウェーハ２５を形成する薄い半導体ウェーハ２１やその脆い周縁部２２の欠け、割れ、チッピングを有効に抑制防止することができ、ＴＳＶ工程に適した移動手段を提供することができるのは明らかである。
【００３８】
次に、図５は本発明の第３の実施形態を示すもので、この場合には、複数のウェーハ保護治具３０を用意し、各ウェーハ保護治具３０の粘着層３２上にＴＳＶ積層半導体ウェーハ２５を着脱自在に粘着保持させ、複数のウェーハ保護治具３０を周壁３３を介し上下方向に積層してコインスタックタイプの基板収納容器１に収納するようにしている。
【００３９】
上下に隣接するウェーハ保護治具３０とウェーハ保護治具３０との間には、緩衝用や収納用のフィルムが選択的に介在される。また、コインスタックタイプの基板収納容器１は、図示しないが、複数のウェーハ保護治具３０を積層収納する断面略Ｕ字形で円筒形の容器本体と、この容器本体の開口した上面に着脱自在に嵌合される蓋体とを備え、これら容器本体と蓋体のうち、少なくとも容器本体の底部に平坦な支持板が一体化される。その他の部分については、上記実施形態と略同様であるので説明を省略する。
【００４０】
本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、コインスタックタイプの基板収納容器１に複数のウェーハ保護治具３０を適切に収納することができるのは明らかである。また、各ウェーハ保護治具３０の周壁３３がスペーサ機能を発揮してＴＳＶ積層半導体ウェーハ２５が隣接する上方のウェーハ保護治具３０に接触するのを防ぐので、ＴＳＶ積層半導体ウェーハ２５やその脆い周縁部２２の欠け、割れ、チッピングを抑制防止することができる。
【００４１】
次に、図６は本発明の第４の実施形態を示すもので、この場合には、複数のウェーハ保護治具３０を用意し、各ウェーハ保護治具３０を形成する治具板３１の平坦な裏面周縁部に周壁３３を周設し、複数のウェーハ保護治具３０を周壁３３を介し上下方向に積層してコインスタックタイプの基板収納容器１に収納するようにしている。その他の部分については、上記実施形態と略同様であるので説明を省略する。
【００４２】
本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、ＴＳＶ積層半導体ウェーハ２５の周縁部２２よりも外方向に突き出た治具板３１の周縁部により、薄い半導体ウェーハ２１やその脆い周縁部２２を外部との接触から有効に保護することができるので、薄い半導体ウェーハ２１の欠け、割れ、チッピングを抑制防止することが可能になる。
【００４３】
次に、図７や図８は本発明の第５の実施形態を示すもので、この場合には、治具板３１と粘着層３２の少なくとも中央部をそれぞれ円形の開口３４に形成し、治具板３１を中空の無端状、換言すれば、平面リング形に形成してウェーハ保護治具３０とシャープエッジの薄いウェーハ２０との粘着を容易にするようにしている。
【００４４】
上記構成において、半導体の製造工程でウェーハ２０を取り扱う場合には、先ず、専用の基板収納容器１の容器本体２からウェーハ保護治具３０をロボットハンド４３により取り出し、治具着脱装置４０の中空の吸着テーブル４１上にウェーハ保護治具３０を真空吸着するとともに、吸着テーブル４１の中空部と治具板３１の開口３４とを連通させ、治具着脱装置４０のウェーハ支持部４２を上昇させる。
【００４５】
治具着脱装置４０のウェーハ支持部４２は、例えば昇降可能な円柱形に形成され、治具着脱装置４０内から中空の吸着テーブル４１と治具板３１の開口３４とをそれぞれ貫通して上昇する。吸着テーブル４１上にウェーハ保護治具３０を吸着したら、別の基板収納容器１の容器本体２からウェーハ２０をロボットハンド４３により取り出し、このウェーハ２０をウェーハ支持部４２の平坦な先端面に水平に支持させ、真空吸着する。
【００４６】
次いで、治具着脱装置４０のウェーハ支持部４２を下降させてウェーハ保護治具３０の粘着層３２にウェーハ２０を大気圧で押圧し、粘着保持させる。この際、ウェーハ支持部４２は、下降してウェーハ２０を下方向に引っ張り、粘着層３２にウェーハ２０を十分に押圧することが好ましい。また、ウェーハ２０を大気圧で押圧する方法としては、特に限定されるものではないが、例えば治具板３１の開口３４を利用してバキュームする方法等があげられる。
【００４７】
ウェーハ保護治具３０の粘着層３２にウェーハ２０を適切に粘着保持させたら、吸着テーブル４１に対するウェーハ保護治具３０の真空吸着を解除し、ウェーハ２０を真空吸着したウェーハ支持部４２を再び上昇させて吸着テーブル４１からウェーハ保護治具３０を上昇させ、ウェーハ支持部４２の真空吸着を解除した後、ウェーハ保護治具３０をバキュームハンド等でピックアップする。
【００４８】
ウェーハ保護治具３０をピックアップしたら、基板収納容器１の容器本体２にウェーハ保護治具３０をウェーハ２０と共に収納支持させ、バキュームハンドのバキュームを解除して容器本体２から後退させ、容器本体２の開口した正面に蓋体９を嵌合して閉鎖すれば、基板収納容器１にウェーハ２０を収納して工程間を搬送したり、工場や会社に輸送することができる。その他の部分については、上記実施形態と略同様であるので説明を省略する。
【００４９】
本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、治具板３１の開口３４を利用するので、ウェーハ保護治具３０の粘着層３２に対する薄いウェーハ２０の取り付けや取り外しをきわめて容易にすることが可能になる。
【００５０】
次に、図９は本発明の第６の実施形態を示すもので、この場合には、平坦な治具板３１の周縁部を除く表面の大部分に断面略皿形の凹部３５を浅く形成し、この凹部３５内に複数の支持突起３６を間隔をおいて配設するとともに、この複数の支持突起３６に、可撓性を有するウェーハ２０用の粘着層３２を支持させて凹部３５と粘着層３２との間に空気流通用の空間３７を区画形成し、治具板３１の中央部厚さ方向には、区画された空間３７の空気を外部に排気して粘着層３２を変形させる排気孔３８を穿孔するようにしている。
【００５１】
治具板３１は、表面の最周縁部に平面リング形の周壁３３が形成されるが、裏面の最周縁部あるいは表裏面の最周縁部に平面リング形の周壁３３を形成しても良い。また、各支持突起３６は、例えば凹部３５の深さに相当する高さの円柱形や円錐台形に形成され、平坦な先端面に粘着層３２が接着剤や粘着シート等を介して接着される。
【００５２】
粘着層３２は、所定の材料を使用して屈曲可能な平面円形の膜に形成され、治具板３１の表面周縁部と複数の支持突起３６とに平坦に接着されており、表面にウェーハ２０を着脱自在に粘着保持する。この粘着層３２は、特に限定されるものではないが、例えば微弱の自己粘着性を有するシリコーン系やフッ素系のゴム、ポリオレフィン系やポリエステル系、ウレタン系のエラストマーフィルム、ポリエステル製のフィルムに再剥離可能なアクリル系やシリコーン系の粘着層が積層された積層フィルムの加工により形成される。
【００５３】
排気孔３８には図示しない真空ポンプ３９が配管を介して着脱自在に接続され、真空ポンプ３９が駆動して空間３７の空気をウェーハ保護治具３０の外部に排気することにより、粘着層３２が複数の支持突起３６に沿うよう凹凸に変形し、粘着層３２とウェーハ２０との間に隙間を形成して空気を流入させるよう機能する。
【００５４】
上記構成において、平坦な粘着層３２の表面にウェーハ２０を配置して押圧すれば、粘着層３２にウェーハ２０を隙間なく粘着保持することができる。これに対し、真空ポンプ３９を駆動して粘着層３２を複数の支持突起３６に応じて凹凸に変形させ、粘着層３２とウェーハ２０との間に隙間を形成すれば、粘着層３２の粘着力が低下するので、粘着層３２からウェーハ２０を簡単に取り外すことができる。その他の部分については、上記実施形態と略同様であるので説明を省略する。
【００５５】
本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、ウェーハ保護治具３０の構成の多様化を図ることができるのは明らかである。
【００５６】
なお、上記実施形態では基板収納容器１を、容器本体２と蓋体９とから構成したが、これらの他、容器本体２に嵌合した蓋体９を施錠する施錠機構とから構成しても良い。また、ウェーハ２０として、φ３００ｍｍのシリコンウェーハからなる半導体ウェーハ２１を使用したが、φ２００ｍｍや４５０ｍｍ等のシリコンウェーハからなる半導体ウェーハ２１を用いても良い。
【００５７】
また、治具板３１の底面から周壁３３の上面までの高さを２ｍｍ以下にして基板収納容器１に対する収納を容易にしても良い。また、周壁３３を平面リング形に形成したが、治具板３１の表面周縁部や裏面周縁部の周方向に円弧形の周壁３３を所定の間隔で複数配列形成することもできる。さらに、基板収納容器１の容器本体２にウェーハ保護治具３０を先に収納支持させ、このウェーハ保護治具３０にウェーハ２０を後から粘着保持させることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明に係るウェーハ保護治具及びウェーハの取り扱い方法は、半導体の製造分野で使用することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１ 基板収納容器
２ 容器本体
３ 支持片
９ 蓋体
２０ ウェーハ
２１ 半導体ウェーハ
２２ 周縁部
２３ 支持基板
２５ ＴＳＶ積層半導体ウェーハ（積層半導体ウェーハ）
３０ ウェーハ保護治具
３１ 治具板
３２ 粘着層
３３ 周壁
３４ 開口
３５ 凹部
３６ 支持突起
３７ 空間
３８ 排気孔
４０ 治具着脱装置
４１ 吸着テーブル
４２ ウェーハ支持部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板収納容器の容器本体に収納されるウェーハ用のウェーハ保護治具であって、表面の粘着層にウェーハを着脱自在に保持する治具板と、この治具板の表裏両面の少なくともいずれか一方の周縁部に設けられる周壁とを含み、
ウェーハを、１００μｍ以下の厚さに薄化された半導体ウェーハ、あるいは１００μｍ以下の厚さに薄化される半導体ウェーハと支持基板とが積層接着された積層半導体ウェーハとし、
治具板をウェーハの直径よりも拡径の大きさに形成し、周壁の高さをウェーハの厚さよりも高くしたことを特徴とするウェーハ保護治具。
【請求項２】
治具板の少なくとも中央部を開口し、治具板を中空の無端状に形成した請求項１記載のウェーハ保護治具。
【請求項３】
治具板の周縁部を除く表面に凹部を形成し、この凹部内に複数の支持突起を間隔をおいて配設するとともに、この複数の支持突起の先端部にウェーハ用の可撓性の粘着層を支持させて凹部と粘着層との間に空間を区画し、治具板には、区画された空間の気体を外部に排気して粘着層を変形させる排気孔を穿孔した請求項１記載のウェーハ保護治具。
【請求項４】
請求項１、２、又は３記載のウェーハ保護治具を使用してウェーハを取り扱うウェーハの取り扱い方法であって、
ウェーハ保護治具にウェーハを基板収納容器の容器本体から取り出して保持させ、基板収納容器の容器本体にウェーハ保護治具をウェーハと共に収納することを特徴とするウェーハの取り扱い方法。
【請求項１】
基板収納容器の容器本体に収納されるウェーハ用のウェーハ保護治具であって、表面の粘着層にウェーハを着脱自在に保持する治具板と、この治具板の表裏両面の少なくともいずれか一方の周縁部に設けられる周壁とを含み、
ウェーハを、１００μｍ以下の厚さに薄化された半導体ウェーハ、あるいは１００μｍ以下の厚さに薄化される半導体ウェーハと支持基板とが積層接着された積層半導体ウェーハとし、
治具板をウェーハの直径よりも拡径の大きさに形成し、周壁の高さをウェーハの厚さよりも高くしたことを特徴とするウェーハ保護治具。
【請求項２】
治具板の少なくとも中央部を開口し、治具板を中空の無端状に形成した請求項１記載のウェーハ保護治具。
【請求項３】
治具板の周縁部を除く表面に凹部を形成し、この凹部内に複数の支持突起を間隔をおいて配設するとともに、この複数の支持突起の先端部にウェーハ用の可撓性の粘着層を支持させて凹部と粘着層との間に空間を区画し、治具板には、区画された空間の気体を外部に排気して粘着層を変形させる排気孔を穿孔した請求項１記載のウェーハ保護治具。
【請求項４】
請求項１、２、又は３記載のウェーハ保護治具を使用してウェーハを取り扱うウェーハの取り扱い方法であって、
ウェーハ保護治具にウェーハを基板収納容器の容器本体から取り出して保持させ、基板収納容器の容器本体にウェーハ保護治具をウェーハと共に収納することを特徴とするウェーハの取り扱い方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１６４７４８（Ｐ２０１２−１６４７４８Ａ）
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２８０６（Ｐ２０１１−２２８０６）
【出願日】平成２３年２月４日（２０１１．２．４）
【出願人】（０００１９０１１６）信越ポリマー株式会社 (1,394)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月４日（２０１１．２．４）
【出願人】（０００１９０１１６）信越ポリマー株式会社 (1,394)
【Ｆターム（参考）】
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