基板用支持体及び基板収納容器
【課題】薄膜が支持片と接触して剥離したり、クラックが発生するのを抑制し、基板に設計通りの加工等を施すことができ、基板の汚染や製品の歩留まり低下を防止できる基板用支持体及び基板収納容器を提供する。
【解決手段】表面から裏面の周縁にかけて金属薄膜が積層された半導体ウェーハ１を挟んで対向する一対の支持枠４１と、各支持枠４１に形成されて半導体ウェーハ１の側部周縁に沿う複数の支持片４６とを備え、複数の支持片４６に半導体ウェーハ１を水平に支持させる。各支持片４６を、支持枠４１の前部に形成される前部支持片４７と、支持枠４１の後部に形成されて前部支持片４７の後方に位置する後部支持片５１に分割し、前部支持片４７と後部支持片５１に支持突部６０を形成する。各支持突部６０の表面の一部を湾曲させて半導体ウェーハ１の裏面に接触可能とし、表面の残部を半導体ウェーハ１の裏面に非接触の傾斜面とする。
【解決手段】表面から裏面の周縁にかけて金属薄膜が積層された半導体ウェーハ１を挟んで対向する一対の支持枠４１と、各支持枠４１に形成されて半導体ウェーハ１の側部周縁に沿う複数の支持片４６とを備え、複数の支持片４６に半導体ウェーハ１を水平に支持させる。各支持片４６を、支持枠４１の前部に形成される前部支持片４７と、支持枠４１の後部に形成されて前部支持片４７の後方に位置する後部支持片５１に分割し、前部支持片４７と後部支持片５１に支持突部６０を形成する。各支持突部６０の表面の一部を湾曲させて半導体ウェーハ１の裏面に接触可能とし、表面の残部を半導体ウェーハ１の裏面に非接触の傾斜面とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェーハ、ガラスウェーハ、マスクガラス等からなる基板を支持する基板用支持体及び基板収納容器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の基板収納容器は、半導体ウェーハ１を収納可能なフロントオープンボックスタイプの容器本体と、この容器本体の開口した正面を開閉する蓋体と、容器本体の内部両側に配設されて半導体ウェーハ１を支持する基板用支持体とを備え、加工が施された半導体ウェーハ１を一時的に収納したり、保管したり、搬送する（特許文献１、２参照）。
【０００３】
半導体ウェーハ１は、例えばφ３００ｍｍの丸いシリコンウェーハからなり、全表面から裏面２の周縁にかけて回路パターンの配線形成用の金属薄膜３が積層加工された（図７参照）後、所定の加工や処理が施される。また、基板用支持体は、容器本体の内側、換言すれば、容器本体の側壁内面に一体成形されたり、あるいは容器本体とは別体に成形されて後付けされ、容器本体の内方向に板形の支持片を突出させて半導体ウェーハ１の側部周縁（エッジ）やその金属薄膜３に接触させ、半導体ウェーハ１を水平に支持するよう機能する。
【０００４】
ところで近年、半導体部品の微細化や回路パターンの配線の狭ピッチ化が進んでいるが、このような技術的な動向に鑑み、有機物の付着や発塵により半導体ウェーハ１が汚染しないよう、半導体ウェーハ１と基板用支持体との接触面積を減少させる様々な方法が検討され、提案されている。
例えば、支持片を先細りに形成してその半導体ウェーハ１の側部周縁や金属薄膜３に接触する表面を傾斜させ、半導体ウェーハ１と支持片との接触面積を減少させる方法等が提示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５‐６４３７８号公報
【特許文献２】特開２００６‐３２４３２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来における基板収納容器は、以上のように構成され、半導体ウェーハ１の全表面から裏面２の周縁にかけて回路パターンの配線形成用の金属薄膜３が積層されている場合、半導体ウェーハ１の側部周縁の金属薄膜３に基板用支持体の支持片が単に接触するので、金属薄膜３が支持片との接触に伴い、剥離したり、外部から衝撃が作用することでマイクロクラックが発生し、金属薄膜３が剥がれやすくなるおそれがある。
【０００７】
金属薄膜３が剥離したり、マイクロクラックが発生すると、金属薄膜３の剥離部やマイクロクラックの発生部に設計通りの加工や処理を後から施すことができず、大きな問題が生じる。また、剥がれ落ちた金属薄膜３等により半導体ウェーハ１の汚染を招き、製品の歩留まりが低下してしまうこととなる。
【０００８】
本発明は上記に鑑みなされたもので、薄膜が支持片と接触して剥離したり、クラックが発生するのを抑制し、基板に設計通りの加工等を施すことができ、しかも、基板の汚染や製品の歩留まりが低下するのを防ぐことができる基板用支持体及び基板収納容器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】
【０００９】
本発明においては上記課題を解決するため、表面から裏面の周縁にかけて回路用の薄膜が積層された基板を挟んで対向する一対の支持体と、この一対の支持体にそれぞれ形成されて基板の側部周縁に沿う複数の支持片とを備え、この複数の支持片に基板を略水平に支持させるものであって、
支持片を、支持体の前部に形成される前部支持片と、支持体の後部に形成されて前部支持片の後方に位置する後部支持片とに分割し、これら前部支持片と後部支持片とに支持突部をそれぞれ形成し、支持突部の表面の一部を湾曲させて基板の裏面に接触可能とするとともに、支持突部の表面の残部を基板の裏面に非接触の傾斜面に形成したことを特徴としている。
【００１０】
なお、支持体は、間隔をおいて対向する上下一対の横桟と、この一対の横桟の両端部間に架設される一対の縦桟とを備え、一対の横桟の間に屈曲連結片を架設して支持片の前部支持片と後部支持片との間に介在させることができる。
また、支持片の前部支持片と後部支持片との表面に支持突部をそれぞれ０．５〜３ｍｍの高さで形成し、この支持突部を基板の周縁から１ｍｍ以上内側の裏面に接触させ、前部支持片あるいは後部支持片の表面と支持突部の傾斜面との角度を１０〜３０°とすることができる。
【００１１】
また、本発明においては上記課題を解決するため、基板を収納する容器本体の開口した正面を蓋体により開閉するものであって、
容器本体の内部両側に請求項１又は２記載の基板用支持体を設けたことを特徴としている。
【００１２】
ここで、特許請求の範囲における基板は、表面から裏面の周縁にかけて回路用の薄膜が積層されるのであれば、少なくともφ３００、４５０、６００ｍｍの半導体ウェーハ、ガラスウェーハ、マスクガラスが含まれる。支持体は、中空の枠形でも良いし、板形等でも良い。また、容器本体の内部両側に基板用支持体を設ける場合には、容器本体の内部両側に基板用支持体を着脱自在に取り付けても良いし、可能であれば、基板用支持体を成形した後、容器本体用の金型にインサートして容器本体と一体成形しても良い。容器本体は、透明、不透明、半透明のいずれでも良い。
【００１３】
本発明によれば、基板用支持体の支持片の支持突部、すなわち、前部支持片と後部支持片の各支持突部が基板の周縁ではなく、基板の周縁から内側の裏面に接触するので、基板周縁の薄膜に基板用支持体の支持突部が非接触となる。この支持突部の非接触により、基板を覆う薄膜が支持片との接触に伴い、剥離したり、外部から衝撃が作用することでクラックが発生し、薄膜が剥がれやすくなるおそれを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、薄膜が支持片と接触して剥離したり、クラックが発生するのを抑制することができるという効果がある。また、基板に設計通りの加工や処理等を施すことができ、基板の汚染や製品の歩留まりが低下するのを有効に防ぐことができるという効果がある。
【００１５】
また、支持突部を基板の周縁から１ｍｍ以上内側の裏面に接触させれば、支持突部が基板周縁の薄膜に接触するのを防ぐことができる。また、支持片の前部支持片と後部支持片との表面に支持突部をそれぞれ０．５〜３ｍｍの高さで形成し、前部支持片あるいは後部支持片の表面と支持突部の傾斜面との角度を１０〜３０°とすれば、支持突部と基板周縁の薄膜との接触を防止することができ、しかも、支持突部を含む基板用支持体を成形する際、金型から基板用支持体を容易に脱型することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る基板収納容器の実施形態を模式的に示す斜視説明図である。
【図２】本発明に係る基板収納容器の実施形態における容器本体から蓋体を取り外した状態を模式的に示す斜視説明図である。
【図３】図２の断面説明図である。
【図４】本発明に係る基板用支持体の実施形態を模式的に示す斜視説明図である。
【図５】本発明に係る基板用支持体の実施形態における支持片と支持突部とを模式的に示す説明図である。
【図６】本発明に係る基板用支持体の実施形態における支持突部の支持状態を模式的に示す要部拡大説明図である。
【図７】半導体ウェーハの表面から裏面の周縁にかけて回路パターンの配線形成用の金属薄膜を積層した状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】
【００１７】
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基板収納容器は、図１ないし図７に示すように、薄く撓みやすい半導体ウェーハ１を収納可能な容器本体１０と、この容器本体１０の開口した正面１９を着脱自在に開閉する蓋体３０と、容器本体１０の内部両側に配設される基板用支持体４０とを備え、この基板用支持体４０の湾曲した支持片４６を、前部支持片４７と後部支持片５１とに分割してそれら４７・５１の表面には半導体ウェーハ１用の支持突部６０をそれぞれ形成するようにしている。
【００１８】
半導体ウェーハ１は、図７に示すように、例えば９２５μｍの厚さを有するφ４５０ｍｍの大口径のシリコンウェーハからなり、周縁に位置合わせや識別用の図示しないノッチが平面半円形に切り欠かれており、容器本体１０に複数枚（具体的には２５枚等）が所定のピッチで整列して水平に収納される。この半導体ウェーハ１の全表面から裏面２の周縁にかけては回路パターンの配線形成用の金属薄膜３が積層加工され、その後、後工程で所定の加工や処理が順次施される。
【００１９】
容器本体１０と蓋体３０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。この成形材料の所定の樹脂としては、例えば力学的性質や耐熱性等に優れるポリカーボネート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、液晶ポリマー、あるいは環状オレフィン樹脂等があげられる。これらの樹脂には、カーボン、カーボン繊維、金属繊維、カーボンナノチューブ、導電性ポリマー、帯電防止剤、又は難燃剤等が必要に応じて選択的に添加される。
【００２０】
容器本体１０は、図１ないし図３に示すように、成形材料により不透明のフロントオープンボックスタイプに形成され、開口した横長の正面１９を水平横方向に向けた状態で半導体加工装置や気体置換装置上に位置決めして搭載されたり、洗浄槽の洗浄液により洗浄される。
【００２１】
容器本体１０は、底板１１の四隅部付近に円筒形のフィルタボスがそれぞれ穿孔して配設され、この複数のフィルタボスに給気用フィルタ１２と排気用フィルタ１３とがそれぞれＯリングを介し着脱自在に嵌合される。これら給気用フィルタ１２と排気用フィルタ１３とは、気体置換装置に接続されて容器本体１０内の空気を窒素ガスに置換し、半導体ウェーハ１の表面酸化等を防止するよう機能する。
【００２２】
容器本体１０の底板１１の前部両側と後部中央とには、基板収納容器、具体的には容器本体１０を位置決めする位置決め具がそれぞれ螺着される。また、容器本体１０の底板１１には、複数の給気用フィルタ１２、排気用フィルタ１３、及び位置決め具をそれぞれ露出させるボトムプレート１４が水平に覆着され、このボトムプレート１４の後部には、複数の識別孔が穿孔されており、この複数の識別孔に着脱自在の情報識別パッドが選択的に挿入されることにより、基板収納容器の種類や半導体ウェーハ１の枚数等が半導体加工装置に識別される。
【００２３】
容器本体１０の天板１５の中央部には、工場の天井搬送機構に把持される搬送用のトップフランジ１６が水平に螺着されており、容器本体１０の背面壁の中央部には、必要に応じ、透明の覗き窓が二色成形法等により縦長に形成される。この覗き窓を必要に応じて形成した場合には、容器本体１０の内部を外部から視覚的に観察・把握することができる。
【００２４】
容器本体１０の両側壁１７の内面には、基板用支持体４０を装着するための嵌合部や取付爪が配設され、両側壁１７の表面（外面）には、搬送用のレール１８が前後方向にそれぞれ伸長形成される。また、容器本体１０の正面１９の周縁には、外方向に張り出すリムフランジ２０が膨出形成され、このリムフランジ２０の内周面の上下両側部には、蓋体３０の施錠機構３４用の係止穴２１がそれぞれ穿孔されており、リムフランジ２０内に着脱自在の蓋体３０が蓋体開閉装置により嵌合される。
【００２５】
蓋体３０は、図１に示すように、容器本体１０の開口した正面１９内に嵌合する横長の筐体３１と、この筐体３１の開口した表面（正面）を被覆する表面プレート３２と、これら筐体３１と表面プレート３２との間に介在される施錠用の施錠機構３４とを備えて構成される。筐体３１は、基本的には枠形の周壁を備えた浅底の断面略皿形に形成され、周壁の上下両側部には、施錠機構３４用の貫通孔がそれぞれ穿孔されており、各貫通孔がリムフランジ２０の係止穴２１に対向する。
【００２６】
筐体３１の裏面両側部には、筐体３１に剛性を付与して反りを防止するリブがそれぞれ一体形成され、各リブには、半導体ウェーハ１の前部周縁を弾発的に保持するフロントリテーナがそれぞれ着脱自在に装着される。また、筐体３１の裏面周縁部には枠形の嵌合溝が形成され、この嵌合溝には、容器本体１０のリムフランジ２０との間に複数の貫通孔を挟むリップタイプのガスケットが密嵌されており、このガスケットがリムフランジ２０内に圧接する。
【００２７】
ガスケットは、例えば耐熱性や耐候性等に優れるフッ素ゴム、シリコーンゴム、各種の熱可塑性エラストマー（例えば、オレフィン系、ポリエステル系、ポリスチレン系等）等を成形材料として弾性変形可能な枠形に成形され、外周面には、容器本体１０の正面１９から背面壁方向に傾斜しながら指向する先細りの屈曲突片がエンドレスに一体形成されており、この屈曲突片がリムフランジ２０の内周面に屈曲しながら圧接し、気密性を確保する。
【００２８】
表面プレート３２は、筐体３１の開口した表面に対応するよう横長の平板に形成され、左右両側部には、施錠機構３４用の操作口３３がそれぞれ穿孔される。また、施錠機構３４は、表面プレート３２の操作口３３を貫通した蓋体開閉装置の操作ピンに回転操作される左右一対の回転プレートと、各回転プレートの回転に伴い上下方向にスライドする複数のスライドプレートと、各スライドプレートのスライドに伴い筐体３１の貫通孔から突出してリムフランジ２０の係止穴２１に係止する複数の係止爪とを備え、容器本体１０の正面１９に嵌合した蓋体３０を施錠して脱落を有効に防止する。
【００２９】
基板用支持体４０は、所定の樹脂、例えば滑り性に優れる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、ポリカーボネート、あるいはＣＯＰ等を含有する成形材料により射出成形される。この成形材料の樹脂には、カーボン繊維、金属繊維、カーボンナノチューブ、導電性ポリマー、導電性の付与された樹脂等が必要に応じ選択的に添加される。
【００３０】
基板用支持体４０は、図２ないし図６に示すように、容器本体１０の両側壁１７内面にそれぞれ対向して半導体ウェーハ１を挟む左右一対の支持枠４１と、この一対の支持枠４１から上下に並んだ状態で突出し、半導体ウェーハ１の側部周縁に沿いながら水平に支持する複数の支持片４６とを備え、各支持片４６を、支持枠４１の前部から水平横方向に突出して半導体ウェーハ１の少なくとも側部前方の周縁を水平に支持する前部支持片４７と、支持枠４１の後部から水平横方向に突出して半導体ウェーハ１の少なくとも側部後方の周縁を水平に支持する後部支持片５１とから形成しており、容器本体１０の両側壁１７内面にそれぞれ着脱自在に装着される。
【００３１】
一対の支持枠４１は、相対向する左右一対の支持片４６により、半導体ウェーハ１を両側から水平に支持するよう機能する。各支持枠４１は、間隔をおいて相対向する上下一対の横桟４２と、この一対の横桟４２の前後両端部間に縦に架設される一対の縦桟４３とを備えた横長に形成される。
【００３２】
一対の横桟４２は、その中央部間に、支持枠４１内を前後に区画する屈曲連結片４４が縦に架設され、この屈曲連結片４４が支持片４６の前部支持片４７と後部支持片５１との間に介在する。一対の横桟４２の後部間には、屈曲連結片４４の後方に位置する板形の補強連結片４５が選択的に縦に架設され、一対の横桟４２の後部は、半導体ウェーハ１の側部後方の周縁に沿うよう容器本体１０の内方向に向け徐々に屈曲される。
【００３３】
各横桟４２の最前部には、容器本体１０の側壁１７内面の嵌合部に着脱自在に嵌合する取付ピンが上下方向に突出形成され、各横桟４２の前部には、取付ピンの後方に低く位置する板形の位置決め取付片が上下方向に突出形成されており、この位置決め取付片が容器本体１０の側壁１７内面の嵌合部に着脱自在に位置決め嵌合される。また、横桟４２の後部長手方向には、容器本体１０内に接触する複数の高さ調整ピンが間隔をおき配列形成され、この複数の高さ調整ピンが支持枠４１や複数の支持片４６の上下方向の高さを適切に調整する。
【００３４】
前部の縦桟４３の中央部には、容器本体１０の側壁１７内面の取付爪に対する取付溝が切り欠かれ、後部の縦桟４３の端部には、上下方向に伸びる断面略円形の取付膨張片が一体形成されており、この取付膨張片が容器本体１０内に着脱自在に固定される。取付溝は、矩形に切り欠かれ、容器本体１０からの支持枠４１の飛び出しを防止する。
【００３５】
各支持片４６の前部支持片４７は、支持枠４１の前部、換言すれば、前部の縦桟４３から半導体ウェーハ１の側部前方の周縁に直線的かつ水平に長く伸びる平板形の突出部４８と、この突出部４８の先端から半導体ウェーハ１の側部周縁に沿うよう湾曲しながら後方に伸びる平板形の屈曲部４９とを備え、支持枠４１との間に屈曲した平面略三角形の空洞部５０が区画形成されており、屈曲部４９の後端が支持枠４１の屈曲連結片４４に連結される。
【００３６】
各支持片４６の後部支持片５１は、半導体ウェーハ１の側部後方の周縁に沿うよう平面略半円弧形の平板に形成され、後部の縦桟４３と屈曲連結片４４との間に水平に架設されるとともに、補強連結片４５に水平に連結支持されており、屈曲部４９の後端後方に隙間をおいて隣接する。
【００３７】
各支持突部６０は、図３ないし図６に示すように、基本的には略半球形あるいは略半楕球形に形成され、前部支持片４７の屈曲部４９前方と後部支持片５１の後部の平坦な表面にそれぞれ突出形成されており、半導体ウェーハ１の裏面２に接触して水平に支持するよう機能する。この支持突部６０の表面の一部６１は、図５や図６に示すように、丸く湾曲して半導体ウェーハ１の周縁から１ｍｍ以上、好ましくは３ｍｍ以上内側の金属薄膜３の存在しない裏面２に点接触する。
【００３８】
これに対し、支持突部６０の表面の残部６２は、同図に示すように、成形時に抜けにくいアンダーカット部になるのを防止する観点から、容器本体１０の内方向から側壁１７内面方向に向かうに従い徐々に下降して前部支持片４７あるいは後部支持片５１の表面に連なる傾斜面６３に形成され、半導体ウェーハ１の裏面２に対して非接触の関係となる。
【００３９】
支持突部６０は、図５に示すように、前部支持片４７と後部支持片５１の表面にそれぞれ０．５〜３ｍｍの高さｈで形成され、前部支持片４７あるいは後部支持片５１の表面と傾斜面６３との角度θが１０〜３０°の範囲に設定される。これは、支持突部６０が０．５〜３ｍｍの高さｈで、傾斜面６３の角度θが１０〜３０°の範囲であれば、支持突部６０と半導体ウェーハ１の金属薄膜３との接触を防止することができ、しかも、支持突部６０を含む基板用支持体４０を金型により成形する際、金型から斜めに容易に脱型することができるからである。
【００４０】
なお、前部支持片４７と後部支持片５１における支持突部６０の少なくとも周縁部付近には、半導体ウェーハ１との接触磨耗を低減する観点から、平均表面粗さ（Ｒａ）が１５〜４５μｍのシボが選択的に形成される。
【００４１】
上記構成によれば、基板用支持体４０の支持突部６０における表面の一部６１が半導体ウェーハ１の側部周縁ではなく、半導体ウェーハ１の側部周縁から１ｍｍ以上内側に離れた裏面２に点接触するので、半導体ウェーハ１の側部周縁から裏面２側に回りこんだ金属薄膜３に基板用支持体４０の支持突部６０が接触しなくなる。これにより、金属薄膜３が支持片４６との接触に伴い、剥離したり、外部から衝撃が作用することでマイクロクラックが発生し、金属薄膜３が剥がれやすくなるおそれを実に有効に払拭することができる。
【００４２】
したがって、金属薄膜３の剥離部やマイクロクラックの発生部に設計通りの加工や処理を後から適切に施すことができ、しかも、剥がれ落ちた金属薄膜３等により半導体ウェーハ１の汚染を招いたり、製品の歩留まりが低下してしまうこともない。さらに、半導体ウェーハ１の側部周縁ではなく、側部周縁からから１ｍｍ以上内側に離れた裏面２に複数の支持突部６０がそれぞれ接触するので、従来に比べ、半導体ウェーハ１の撓み量を大いに低減することができる。
【００４３】
なお、上記実施形態では容器本体１０の側壁１７内面に基板用支持体４０を単に装着したが、容器本体１０の側壁１７内面に係止部を形成し、この係止部に基板用支持体４０を着脱自在に係止させても良い。この場合、係止部は、容器本体１０の側壁１７内面に一体形成しても良いが、別体として成形した後、容器本体１０用の金型にインサートして容器本体１０の側壁１７内面に一体成形しても良い。また、支持枠４１の屈曲連結片４４を、前部支持片４７と後部支持片５１の湾曲方向とは反対側等に屈曲させたり、湾曲させることができる。
【符号の説明】
【００４４】
１ 半導体ウェーハ（基板）
２ 裏面
３ 金属薄膜（薄膜）
１０ 容器本体
１７ 側壁
１９ 正面
３０ 蓋体
４０ 基板用支持体
４１ 支持体（支持枠）
４２ 横桟
４３ 縦桟
４４ 屈曲連結片
４６ 支持片
４７ 前部支持片
５１ 後部支持片
６０ 支持突部
６１ 表面の一部
６２ 表面の残部
６３ 傾斜面
ｈ 支持突部の高さ
θ 傾斜面の角度
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェーハ、ガラスウェーハ、マスクガラス等からなる基板を支持する基板用支持体及び基板収納容器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の基板収納容器は、半導体ウェーハ１を収納可能なフロントオープンボックスタイプの容器本体と、この容器本体の開口した正面を開閉する蓋体と、容器本体の内部両側に配設されて半導体ウェーハ１を支持する基板用支持体とを備え、加工が施された半導体ウェーハ１を一時的に収納したり、保管したり、搬送する（特許文献１、２参照）。
【０００３】
半導体ウェーハ１は、例えばφ３００ｍｍの丸いシリコンウェーハからなり、全表面から裏面２の周縁にかけて回路パターンの配線形成用の金属薄膜３が積層加工された（図７参照）後、所定の加工や処理が施される。また、基板用支持体は、容器本体の内側、換言すれば、容器本体の側壁内面に一体成形されたり、あるいは容器本体とは別体に成形されて後付けされ、容器本体の内方向に板形の支持片を突出させて半導体ウェーハ１の側部周縁（エッジ）やその金属薄膜３に接触させ、半導体ウェーハ１を水平に支持するよう機能する。
【０００４】
ところで近年、半導体部品の微細化や回路パターンの配線の狭ピッチ化が進んでいるが、このような技術的な動向に鑑み、有機物の付着や発塵により半導体ウェーハ１が汚染しないよう、半導体ウェーハ１と基板用支持体との接触面積を減少させる様々な方法が検討され、提案されている。
例えば、支持片を先細りに形成してその半導体ウェーハ１の側部周縁や金属薄膜３に接触する表面を傾斜させ、半導体ウェーハ１と支持片との接触面積を減少させる方法等が提示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５‐６４３７８号公報
【特許文献２】特開２００６‐３２４３２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来における基板収納容器は、以上のように構成され、半導体ウェーハ１の全表面から裏面２の周縁にかけて回路パターンの配線形成用の金属薄膜３が積層されている場合、半導体ウェーハ１の側部周縁の金属薄膜３に基板用支持体の支持片が単に接触するので、金属薄膜３が支持片との接触に伴い、剥離したり、外部から衝撃が作用することでマイクロクラックが発生し、金属薄膜３が剥がれやすくなるおそれがある。
【０００７】
金属薄膜３が剥離したり、マイクロクラックが発生すると、金属薄膜３の剥離部やマイクロクラックの発生部に設計通りの加工や処理を後から施すことができず、大きな問題が生じる。また、剥がれ落ちた金属薄膜３等により半導体ウェーハ１の汚染を招き、製品の歩留まりが低下してしまうこととなる。
【０００８】
本発明は上記に鑑みなされたもので、薄膜が支持片と接触して剥離したり、クラックが発生するのを抑制し、基板に設計通りの加工等を施すことができ、しかも、基板の汚染や製品の歩留まりが低下するのを防ぐことができる基板用支持体及び基板収納容器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】
【０００９】
本発明においては上記課題を解決するため、表面から裏面の周縁にかけて回路用の薄膜が積層された基板を挟んで対向する一対の支持体と、この一対の支持体にそれぞれ形成されて基板の側部周縁に沿う複数の支持片とを備え、この複数の支持片に基板を略水平に支持させるものであって、
支持片を、支持体の前部に形成される前部支持片と、支持体の後部に形成されて前部支持片の後方に位置する後部支持片とに分割し、これら前部支持片と後部支持片とに支持突部をそれぞれ形成し、支持突部の表面の一部を湾曲させて基板の裏面に接触可能とするとともに、支持突部の表面の残部を基板の裏面に非接触の傾斜面に形成したことを特徴としている。
【００１０】
なお、支持体は、間隔をおいて対向する上下一対の横桟と、この一対の横桟の両端部間に架設される一対の縦桟とを備え、一対の横桟の間に屈曲連結片を架設して支持片の前部支持片と後部支持片との間に介在させることができる。
また、支持片の前部支持片と後部支持片との表面に支持突部をそれぞれ０．５〜３ｍｍの高さで形成し、この支持突部を基板の周縁から１ｍｍ以上内側の裏面に接触させ、前部支持片あるいは後部支持片の表面と支持突部の傾斜面との角度を１０〜３０°とすることができる。
【００１１】
また、本発明においては上記課題を解決するため、基板を収納する容器本体の開口した正面を蓋体により開閉するものであって、
容器本体の内部両側に請求項１又は２記載の基板用支持体を設けたことを特徴としている。
【００１２】
ここで、特許請求の範囲における基板は、表面から裏面の周縁にかけて回路用の薄膜が積層されるのであれば、少なくともφ３００、４５０、６００ｍｍの半導体ウェーハ、ガラスウェーハ、マスクガラスが含まれる。支持体は、中空の枠形でも良いし、板形等でも良い。また、容器本体の内部両側に基板用支持体を設ける場合には、容器本体の内部両側に基板用支持体を着脱自在に取り付けても良いし、可能であれば、基板用支持体を成形した後、容器本体用の金型にインサートして容器本体と一体成形しても良い。容器本体は、透明、不透明、半透明のいずれでも良い。
【００１３】
本発明によれば、基板用支持体の支持片の支持突部、すなわち、前部支持片と後部支持片の各支持突部が基板の周縁ではなく、基板の周縁から内側の裏面に接触するので、基板周縁の薄膜に基板用支持体の支持突部が非接触となる。この支持突部の非接触により、基板を覆う薄膜が支持片との接触に伴い、剥離したり、外部から衝撃が作用することでクラックが発生し、薄膜が剥がれやすくなるおそれを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、薄膜が支持片と接触して剥離したり、クラックが発生するのを抑制することができるという効果がある。また、基板に設計通りの加工や処理等を施すことができ、基板の汚染や製品の歩留まりが低下するのを有効に防ぐことができるという効果がある。
【００１５】
また、支持突部を基板の周縁から１ｍｍ以上内側の裏面に接触させれば、支持突部が基板周縁の薄膜に接触するのを防ぐことができる。また、支持片の前部支持片と後部支持片との表面に支持突部をそれぞれ０．５〜３ｍｍの高さで形成し、前部支持片あるいは後部支持片の表面と支持突部の傾斜面との角度を１０〜３０°とすれば、支持突部と基板周縁の薄膜との接触を防止することができ、しかも、支持突部を含む基板用支持体を成形する際、金型から基板用支持体を容易に脱型することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る基板収納容器の実施形態を模式的に示す斜視説明図である。
【図２】本発明に係る基板収納容器の実施形態における容器本体から蓋体を取り外した状態を模式的に示す斜視説明図である。
【図３】図２の断面説明図である。
【図４】本発明に係る基板用支持体の実施形態を模式的に示す斜視説明図である。
【図５】本発明に係る基板用支持体の実施形態における支持片と支持突部とを模式的に示す説明図である。
【図６】本発明に係る基板用支持体の実施形態における支持突部の支持状態を模式的に示す要部拡大説明図である。
【図７】半導体ウェーハの表面から裏面の周縁にかけて回路パターンの配線形成用の金属薄膜を積層した状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】
【００１７】
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基板収納容器は、図１ないし図７に示すように、薄く撓みやすい半導体ウェーハ１を収納可能な容器本体１０と、この容器本体１０の開口した正面１９を着脱自在に開閉する蓋体３０と、容器本体１０の内部両側に配設される基板用支持体４０とを備え、この基板用支持体４０の湾曲した支持片４６を、前部支持片４７と後部支持片５１とに分割してそれら４７・５１の表面には半導体ウェーハ１用の支持突部６０をそれぞれ形成するようにしている。
【００１８】
半導体ウェーハ１は、図７に示すように、例えば９２５μｍの厚さを有するφ４５０ｍｍの大口径のシリコンウェーハからなり、周縁に位置合わせや識別用の図示しないノッチが平面半円形に切り欠かれており、容器本体１０に複数枚（具体的には２５枚等）が所定のピッチで整列して水平に収納される。この半導体ウェーハ１の全表面から裏面２の周縁にかけては回路パターンの配線形成用の金属薄膜３が積層加工され、その後、後工程で所定の加工や処理が順次施される。
【００１９】
容器本体１０と蓋体３０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。この成形材料の所定の樹脂としては、例えば力学的性質や耐熱性等に優れるポリカーボネート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、液晶ポリマー、あるいは環状オレフィン樹脂等があげられる。これらの樹脂には、カーボン、カーボン繊維、金属繊維、カーボンナノチューブ、導電性ポリマー、帯電防止剤、又は難燃剤等が必要に応じて選択的に添加される。
【００２０】
容器本体１０は、図１ないし図３に示すように、成形材料により不透明のフロントオープンボックスタイプに形成され、開口した横長の正面１９を水平横方向に向けた状態で半導体加工装置や気体置換装置上に位置決めして搭載されたり、洗浄槽の洗浄液により洗浄される。
【００２１】
容器本体１０は、底板１１の四隅部付近に円筒形のフィルタボスがそれぞれ穿孔して配設され、この複数のフィルタボスに給気用フィルタ１２と排気用フィルタ１３とがそれぞれＯリングを介し着脱自在に嵌合される。これら給気用フィルタ１２と排気用フィルタ１３とは、気体置換装置に接続されて容器本体１０内の空気を窒素ガスに置換し、半導体ウェーハ１の表面酸化等を防止するよう機能する。
【００２２】
容器本体１０の底板１１の前部両側と後部中央とには、基板収納容器、具体的には容器本体１０を位置決めする位置決め具がそれぞれ螺着される。また、容器本体１０の底板１１には、複数の給気用フィルタ１２、排気用フィルタ１３、及び位置決め具をそれぞれ露出させるボトムプレート１４が水平に覆着され、このボトムプレート１４の後部には、複数の識別孔が穿孔されており、この複数の識別孔に着脱自在の情報識別パッドが選択的に挿入されることにより、基板収納容器の種類や半導体ウェーハ１の枚数等が半導体加工装置に識別される。
【００２３】
容器本体１０の天板１５の中央部には、工場の天井搬送機構に把持される搬送用のトップフランジ１６が水平に螺着されており、容器本体１０の背面壁の中央部には、必要に応じ、透明の覗き窓が二色成形法等により縦長に形成される。この覗き窓を必要に応じて形成した場合には、容器本体１０の内部を外部から視覚的に観察・把握することができる。
【００２４】
容器本体１０の両側壁１７の内面には、基板用支持体４０を装着するための嵌合部や取付爪が配設され、両側壁１７の表面（外面）には、搬送用のレール１８が前後方向にそれぞれ伸長形成される。また、容器本体１０の正面１９の周縁には、外方向に張り出すリムフランジ２０が膨出形成され、このリムフランジ２０の内周面の上下両側部には、蓋体３０の施錠機構３４用の係止穴２１がそれぞれ穿孔されており、リムフランジ２０内に着脱自在の蓋体３０が蓋体開閉装置により嵌合される。
【００２５】
蓋体３０は、図１に示すように、容器本体１０の開口した正面１９内に嵌合する横長の筐体３１と、この筐体３１の開口した表面（正面）を被覆する表面プレート３２と、これら筐体３１と表面プレート３２との間に介在される施錠用の施錠機構３４とを備えて構成される。筐体３１は、基本的には枠形の周壁を備えた浅底の断面略皿形に形成され、周壁の上下両側部には、施錠機構３４用の貫通孔がそれぞれ穿孔されており、各貫通孔がリムフランジ２０の係止穴２１に対向する。
【００２６】
筐体３１の裏面両側部には、筐体３１に剛性を付与して反りを防止するリブがそれぞれ一体形成され、各リブには、半導体ウェーハ１の前部周縁を弾発的に保持するフロントリテーナがそれぞれ着脱自在に装着される。また、筐体３１の裏面周縁部には枠形の嵌合溝が形成され、この嵌合溝には、容器本体１０のリムフランジ２０との間に複数の貫通孔を挟むリップタイプのガスケットが密嵌されており、このガスケットがリムフランジ２０内に圧接する。
【００２７】
ガスケットは、例えば耐熱性や耐候性等に優れるフッ素ゴム、シリコーンゴム、各種の熱可塑性エラストマー（例えば、オレフィン系、ポリエステル系、ポリスチレン系等）等を成形材料として弾性変形可能な枠形に成形され、外周面には、容器本体１０の正面１９から背面壁方向に傾斜しながら指向する先細りの屈曲突片がエンドレスに一体形成されており、この屈曲突片がリムフランジ２０の内周面に屈曲しながら圧接し、気密性を確保する。
【００２８】
表面プレート３２は、筐体３１の開口した表面に対応するよう横長の平板に形成され、左右両側部には、施錠機構３４用の操作口３３がそれぞれ穿孔される。また、施錠機構３４は、表面プレート３２の操作口３３を貫通した蓋体開閉装置の操作ピンに回転操作される左右一対の回転プレートと、各回転プレートの回転に伴い上下方向にスライドする複数のスライドプレートと、各スライドプレートのスライドに伴い筐体３１の貫通孔から突出してリムフランジ２０の係止穴２１に係止する複数の係止爪とを備え、容器本体１０の正面１９に嵌合した蓋体３０を施錠して脱落を有効に防止する。
【００２９】
基板用支持体４０は、所定の樹脂、例えば滑り性に優れる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、ポリカーボネート、あるいはＣＯＰ等を含有する成形材料により射出成形される。この成形材料の樹脂には、カーボン繊維、金属繊維、カーボンナノチューブ、導電性ポリマー、導電性の付与された樹脂等が必要に応じ選択的に添加される。
【００３０】
基板用支持体４０は、図２ないし図６に示すように、容器本体１０の両側壁１７内面にそれぞれ対向して半導体ウェーハ１を挟む左右一対の支持枠４１と、この一対の支持枠４１から上下に並んだ状態で突出し、半導体ウェーハ１の側部周縁に沿いながら水平に支持する複数の支持片４６とを備え、各支持片４６を、支持枠４１の前部から水平横方向に突出して半導体ウェーハ１の少なくとも側部前方の周縁を水平に支持する前部支持片４７と、支持枠４１の後部から水平横方向に突出して半導体ウェーハ１の少なくとも側部後方の周縁を水平に支持する後部支持片５１とから形成しており、容器本体１０の両側壁１７内面にそれぞれ着脱自在に装着される。
【００３１】
一対の支持枠４１は、相対向する左右一対の支持片４６により、半導体ウェーハ１を両側から水平に支持するよう機能する。各支持枠４１は、間隔をおいて相対向する上下一対の横桟４２と、この一対の横桟４２の前後両端部間に縦に架設される一対の縦桟４３とを備えた横長に形成される。
【００３２】
一対の横桟４２は、その中央部間に、支持枠４１内を前後に区画する屈曲連結片４４が縦に架設され、この屈曲連結片４４が支持片４６の前部支持片４７と後部支持片５１との間に介在する。一対の横桟４２の後部間には、屈曲連結片４４の後方に位置する板形の補強連結片４５が選択的に縦に架設され、一対の横桟４２の後部は、半導体ウェーハ１の側部後方の周縁に沿うよう容器本体１０の内方向に向け徐々に屈曲される。
【００３３】
各横桟４２の最前部には、容器本体１０の側壁１７内面の嵌合部に着脱自在に嵌合する取付ピンが上下方向に突出形成され、各横桟４２の前部には、取付ピンの後方に低く位置する板形の位置決め取付片が上下方向に突出形成されており、この位置決め取付片が容器本体１０の側壁１７内面の嵌合部に着脱自在に位置決め嵌合される。また、横桟４２の後部長手方向には、容器本体１０内に接触する複数の高さ調整ピンが間隔をおき配列形成され、この複数の高さ調整ピンが支持枠４１や複数の支持片４６の上下方向の高さを適切に調整する。
【００３４】
前部の縦桟４３の中央部には、容器本体１０の側壁１７内面の取付爪に対する取付溝が切り欠かれ、後部の縦桟４３の端部には、上下方向に伸びる断面略円形の取付膨張片が一体形成されており、この取付膨張片が容器本体１０内に着脱自在に固定される。取付溝は、矩形に切り欠かれ、容器本体１０からの支持枠４１の飛び出しを防止する。
【００３５】
各支持片４６の前部支持片４７は、支持枠４１の前部、換言すれば、前部の縦桟４３から半導体ウェーハ１の側部前方の周縁に直線的かつ水平に長く伸びる平板形の突出部４８と、この突出部４８の先端から半導体ウェーハ１の側部周縁に沿うよう湾曲しながら後方に伸びる平板形の屈曲部４９とを備え、支持枠４１との間に屈曲した平面略三角形の空洞部５０が区画形成されており、屈曲部４９の後端が支持枠４１の屈曲連結片４４に連結される。
【００３６】
各支持片４６の後部支持片５１は、半導体ウェーハ１の側部後方の周縁に沿うよう平面略半円弧形の平板に形成され、後部の縦桟４３と屈曲連結片４４との間に水平に架設されるとともに、補強連結片４５に水平に連結支持されており、屈曲部４９の後端後方に隙間をおいて隣接する。
【００３７】
各支持突部６０は、図３ないし図６に示すように、基本的には略半球形あるいは略半楕球形に形成され、前部支持片４７の屈曲部４９前方と後部支持片５１の後部の平坦な表面にそれぞれ突出形成されており、半導体ウェーハ１の裏面２に接触して水平に支持するよう機能する。この支持突部６０の表面の一部６１は、図５や図６に示すように、丸く湾曲して半導体ウェーハ１の周縁から１ｍｍ以上、好ましくは３ｍｍ以上内側の金属薄膜３の存在しない裏面２に点接触する。
【００３８】
これに対し、支持突部６０の表面の残部６２は、同図に示すように、成形時に抜けにくいアンダーカット部になるのを防止する観点から、容器本体１０の内方向から側壁１７内面方向に向かうに従い徐々に下降して前部支持片４７あるいは後部支持片５１の表面に連なる傾斜面６３に形成され、半導体ウェーハ１の裏面２に対して非接触の関係となる。
【００３９】
支持突部６０は、図５に示すように、前部支持片４７と後部支持片５１の表面にそれぞれ０．５〜３ｍｍの高さｈで形成され、前部支持片４７あるいは後部支持片５１の表面と傾斜面６３との角度θが１０〜３０°の範囲に設定される。これは、支持突部６０が０．５〜３ｍｍの高さｈで、傾斜面６３の角度θが１０〜３０°の範囲であれば、支持突部６０と半導体ウェーハ１の金属薄膜３との接触を防止することができ、しかも、支持突部６０を含む基板用支持体４０を金型により成形する際、金型から斜めに容易に脱型することができるからである。
【００４０】
なお、前部支持片４７と後部支持片５１における支持突部６０の少なくとも周縁部付近には、半導体ウェーハ１との接触磨耗を低減する観点から、平均表面粗さ（Ｒａ）が１５〜４５μｍのシボが選択的に形成される。
【００４１】
上記構成によれば、基板用支持体４０の支持突部６０における表面の一部６１が半導体ウェーハ１の側部周縁ではなく、半導体ウェーハ１の側部周縁から１ｍｍ以上内側に離れた裏面２に点接触するので、半導体ウェーハ１の側部周縁から裏面２側に回りこんだ金属薄膜３に基板用支持体４０の支持突部６０が接触しなくなる。これにより、金属薄膜３が支持片４６との接触に伴い、剥離したり、外部から衝撃が作用することでマイクロクラックが発生し、金属薄膜３が剥がれやすくなるおそれを実に有効に払拭することができる。
【００４２】
したがって、金属薄膜３の剥離部やマイクロクラックの発生部に設計通りの加工や処理を後から適切に施すことができ、しかも、剥がれ落ちた金属薄膜３等により半導体ウェーハ１の汚染を招いたり、製品の歩留まりが低下してしまうこともない。さらに、半導体ウェーハ１の側部周縁ではなく、側部周縁からから１ｍｍ以上内側に離れた裏面２に複数の支持突部６０がそれぞれ接触するので、従来に比べ、半導体ウェーハ１の撓み量を大いに低減することができる。
【００４３】
なお、上記実施形態では容器本体１０の側壁１７内面に基板用支持体４０を単に装着したが、容器本体１０の側壁１７内面に係止部を形成し、この係止部に基板用支持体４０を着脱自在に係止させても良い。この場合、係止部は、容器本体１０の側壁１７内面に一体形成しても良いが、別体として成形した後、容器本体１０用の金型にインサートして容器本体１０の側壁１７内面に一体成形しても良い。また、支持枠４１の屈曲連結片４４を、前部支持片４７と後部支持片５１の湾曲方向とは反対側等に屈曲させたり、湾曲させることができる。
【符号の説明】
【００４４】
１ 半導体ウェーハ（基板）
２ 裏面
３ 金属薄膜（薄膜）
１０ 容器本体
１７ 側壁
１９ 正面
３０ 蓋体
４０ 基板用支持体
４１ 支持体（支持枠）
４２ 横桟
４３ 縦桟
４４ 屈曲連結片
４６ 支持片
４７ 前部支持片
５１ 後部支持片
６０ 支持突部
６１ 表面の一部
６２ 表面の残部
６３ 傾斜面
ｈ 支持突部の高さ
θ 傾斜面の角度
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面から裏面の周縁にかけて回路用の薄膜が積層された基板を挟んで対向する一対の支持体と、この一対の支持体にそれぞれ形成されて基板の側部周縁に沿う複数の支持片とを備え、この複数の支持片に基板を略水平に支持させる基板用支持体であって、
支持片を、支持体の前部に形成される前部支持片と、支持体の後部に形成されて前部支持片の後方に位置する後部支持片とに分割し、これら前部支持片と後部支持片とに支持突部をそれぞれ形成し、支持突部の表面の一部を湾曲させて基板の裏面に接触可能とするとともに、支持突部の表面の残部を基板の裏面に非接触の傾斜面に形成したことを特徴とする基板用支持体。
【請求項２】
支持片の前部支持片と後部支持片との表面に支持突部をそれぞれ０．５〜３ｍｍの高さで形成し、この支持突部を基板の周縁から１ｍｍ以上内側の裏面に接触させ、前部支持片あるいは後部支持片の表面と支持突部の傾斜面との角度を１０〜３０°とした請求項１記載の基板用支持体。
【請求項３】
基板を収納する容器本体の開口した正面を蓋体により開閉する基板収納容器であって、
容器本体の内部両側に請求項１又は２記載の基板用支持体を設けたことを特徴とする基板収納容器。
【請求項１】
表面から裏面の周縁にかけて回路用の薄膜が積層された基板を挟んで対向する一対の支持体と、この一対の支持体にそれぞれ形成されて基板の側部周縁に沿う複数の支持片とを備え、この複数の支持片に基板を略水平に支持させる基板用支持体であって、
支持片を、支持体の前部に形成される前部支持片と、支持体の後部に形成されて前部支持片の後方に位置する後部支持片とに分割し、これら前部支持片と後部支持片とに支持突部をそれぞれ形成し、支持突部の表面の一部を湾曲させて基板の裏面に接触可能とするとともに、支持突部の表面の残部を基板の裏面に非接触の傾斜面に形成したことを特徴とする基板用支持体。
【請求項２】
支持片の前部支持片と後部支持片との表面に支持突部をそれぞれ０．５〜３ｍｍの高さで形成し、この支持突部を基板の周縁から１ｍｍ以上内側の裏面に接触させ、前部支持片あるいは後部支持片の表面と支持突部の傾斜面との角度を１０〜３０°とした請求項１記載の基板用支持体。
【請求項３】
基板を収納する容器本体の開口した正面を蓋体により開閉する基板収納容器であって、
容器本体の内部両側に請求項１又は２記載の基板用支持体を設けたことを特徴とする基板収納容器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−６０８７７（Ｐ２０１１−６０８７７Ａ）
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０６７０４（Ｐ２００９−２０６７０４）
【出願日】平成２１年９月８日（２００９．９．８）
【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２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月８日（２００９．９．８）
【出願人】（０００１９０１１６）信越ポリマー株式会社 (1,394)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]