枚葉式ウエハケース
【課題】薄いウエハの周縁部を確実に固定し収納する枚葉式ウエハケースを提供する。
【解決手段】下ケースに適合する上側ウエハ押さえおよび下側ウエハ押さえ、下ケースおよび上ケースから構成されるウエハケースにおいて、上側ウエハ押さえおよび下側ウエハ押さえによりウエハ周縁部を押さえ、それ以外のウエハ領域にはウエハケースやウエハ押さえは接触しない。上側ウエハ押さえおよび下側ウエハ押さえとウエハとの接触部は、ウエハ上面および下面で同一のウエハ内領域である。ウエハ押さえは弾性構造および／または弾性材料で構成されている。
【解決手段】下ケースに適合する上側ウエハ押さえおよび下側ウエハ押さえ、下ケースおよび上ケースから構成されるウエハケースにおいて、上側ウエハ押さえおよび下側ウエハ押さえによりウエハ周縁部を押さえ、それ以外のウエハ領域にはウエハケースやウエハ押さえは接触しない。上側ウエハ押さえおよび下側ウエハ押さえとウエハとの接触部は、ウエハ上面および下面で同一のウエハ内領域である。ウエハ押さえは弾性構造および／または弾性材料で構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄い半導体基板、たとえば、薄くなったシリコンウエハや化合物半導体基板などの脆い半導体基板を損傷や破損もなく収納可能なウエハ収納容器（ウエハケース）に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、シリコンウエハや化合物半導体ウエハ（以下、ウエハと呼ぶ）などから製作された半導体チップ等を組み込んだ製品、たとえば、プリント基板やＩＣパッケージなどは、最終製品の軽薄短小化に対応して、小型化および薄型化している。これらの薄いプリント基板やＩＣパッケージなどを実現するために、その中に組み込まれる半導体チップ等の厚み、すなわちウエハの厚みも非常に薄いものが要求されている。たとえば、２インチウエハにおいては最終厚みが２０μｍ〜２００μｍのもの、４インチ〜１０インチウエハにおいては最終厚みが３０μｍ〜３００μｍのものが要求されている。
【０００３】
しかし、このような薄いウエハは強度が小さく、半導体や抵抗等のデバイス（素子）を製作するプロセスにおける処理や搬送等において、ウエハが損傷したり破損したりする可能性が高い。特にウエハが薄くなるのは、半導体素子等形成後のウエハ裏面研削工程以降であり、たとえば、電気特性測定工程やダイシング工程までのウエハプロセス、ウエハ搬送またはウエハ運搬等においてウエハを収納する容器（ウエハケース）には、特別の機構をつけたものを採用している。たとえば、薄いウエハの撓みを抑えるためにウエハの中央部を支持する中央支持部を設けたウエハケースが開示されている。（特開2006-332278）このように薄くなったウエハは、非常に脆くなり取り扱いに細心の注意が必要になっている。
【０００４】
また、従来一般に用いられている枚葉式（１枚のウエハを収納する）ウエハケースは、図７（図７Ａおよび図７Ｂ）に示すようなものである。図７Ａはウエハを収納した状態で上ケース７４を取り外した様子を示した斜視図で、図７Ｂはこの状態の側面断面図である。この枚葉式ウエハケースは上ケース７４と下ケース７１に分離できるようになっている。下ケース７１の底板部７５の中心部が下方に円錐状に窪んでいて、ウエハ１は下ケースの円錐状底板部７５の外周部の側面に接触して載置される。ウエハ１の外周端が接触しているので、接触部分は円形の線接触になる。ウエハ１を下ケース７１に載置した後で、ウエハの上面（下ケース側を向いたウエハの面を下面、その反対の面を上面とする）に八手状のリテーナ（押さえ）７３を載せる。このリテーナ７３は、中心部が上に凸の円錐形状をしていて、リテーナの手の先端だけがウエハと接触する構造である。また、リテーナは板ばね構造、すなわち弾性構造になっていて、上ケース７４を下ケース７１と合わせて固定したときに、上ケース７４の天板部７７によってリテーナ７３の中心部を押圧することによって、リテーナ７３の八手の先端部によってウエハ１を押さえてウエハ１をウエハケースに固定するようになっている。
【特許文献１】特開２００６−３３２２７８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図７に示されるような従来から使用されている八手状リテーナを用いた枚葉式ウエハケースの場合、上下のウエハケースおよび八手状リテーナは単純な構造であり取り扱いも簡単であるというメリットがある。反面、上記説明したように、ウエハ下面はウエハ外周部で下ケースの底板傾斜面との線接触となり、ウエハ上面は八手状リテーナの手の先端部で接触していて、ウエハの上面と下面の接触部分が一致していない。このため下ケースからウエハにかかる力と八手状リテーナからウエハにかかる力がその力の支点が離れていてウエハ内で不均一になっている。ウエハが３００μｍ以上と厚かったときにはウエハの強度も十分ありウエハにダメージが入ったり破損したりするという問題はなかったが、ウエハが２０μｍ〜２００μｍに薄くなった場合には、ウエハの強度が小さくなり、上記のウエハ内の不均一な力によりウエハにダメージが入ったり、ウエハ内の歪みが局所的または不均一に発生しウエハが破損してしまうことがある。このように薄くなったウエハは、非常に脆くなり取り扱いに細心の注意が必要になっている。さらに、近年の半導体等の素子は非常に微細で複雑な構造となっているため、わずかなウエハ内の不均一な力の発生は、半導体素子の特性や信頼性に影響を及ぼしてしまう。
【０００６】
さらに、ウエハの歪みを抑えるために、上記説明したウエハの中心部を支持する構造を有するウエハケースの場合も反対面の中心部を押さえることができない（反対面には通常半導体等の素子が形成されている）ことにより、八手状リテーナ・ウエハケースの場合と同様に、ウエハの上面と下面の接触部分が一致していないため、ウエハにかかる力がウエハ内で不均一になっている。従って、ウエハが２０μｍ〜２００μｍに薄くなった場合には、八手状リテーナ・ウエハケースの場合と同様の問題が発生する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、特に、薄くなった脆いウエハを損傷や破損もなく収納することが可能なウエハケースに関するものであり、上記課題を解決するために、本発明はウエハ周縁部をウエハ上面および下面から均等に押さえ、ウエハ周縁部より内側の部分、所謂ウエハ内の素子形成部分は押さえない構造とする。すなわち、ウエハ内の素子形成部分は、ウエハケース内においてどの部分とも接触せず浮いた状態となっている。さらにウエハ上面のウエハ押さえ部分およびウエハ下面のウエハ押さえ部分はウエハ上面およびウエハ下面においてほぼ同じ位置になっていて、力の作用する支点が一致するため、ウエハにかかる力が均等になり、ウエハに及ぼされる上方からの力と下方からの力が相殺される部分が大きくなり、ウエハ固定によるウエハ内の応力が小さくなる。これにより、ウエハへのダメージを発生させず、ウエハを損傷したり、ウエハを破損させたりしないようにしたものである。
【０００８】
具体的には、以下の手段を用いている。
（１）ウエハの上面および下面でウエハ周縁部を押さえる部分を持ったウエハ押さえをウエハケースの上下にセットし、そのウエハ押さえによりウエハ周縁部をはさみこんでウエハの周縁部を均等に押さえる。
（２）上側ウエハ押さえおよび下側ウエハ押さえは、ウエハ周縁部の上面と下面の接触部分が一致する構造となっていて、ウエハ周縁部においてウエハの上下面で同じ接触（支持）面積を有する。
（３）上側ウエハ押さえおよび下側ウエハ押さえは、弾性を持たせた形状や構造（たとえば、その断面が少なくとも折り曲げられた部分を有する形状（たとえば、断面Ｕ字、Ｖ字、Ｎ字、Ｗ字、Ｚ字）や傾斜形状）を有して構成されている。
（４）上側ウエハ押さえおよび下側ウエハ押さえは弾性物質（たとえば、ゴム、発泡体）で構成されている。
（７）ウエハ周縁部の押さえ領域は、ウエハ外周端から０．１ｍｍ〜５ｍｍの範囲である。
（９）ウエハ周縁部の押さえ領域は、ウエハ周縁部の少なくとも半分以上である。（好ましくは、ウエハ周縁部全体）
（９）ウエハ押さえは上ケースおよび下ケースにスムーズに適合する大きさおよび形状を有している。
（１０）ウエハ押さえは随時取り外し可能であり、適宜洗浄可能である。
（１１）ウエハに接触しない部分とウエハに接触する部分の材質は異なっていても良い。
【発明の効果】
【０００９】
上記の手段により本発明は次のような効果がある。
（１）上側ウエハ押さえおよび下側ウエハ押さえはウエハ上下面の周縁部のみ接触するので、ウエハ内素子領域への接触もなく、ウエハ素子領域へ力が作用することがないため、ウエハ内素子へのダメージが全くなく、ウエハ内素子の電気特性や物理的特性へ影響を与えることがない。
（２）ウエハ上下面周縁部において、上側ウエハ押さえおよび下側ウエハ押さえがウエハ（周縁部の）上下面に均等に接触し、その押さえによって発生するウエハ上下面に作用する力が均等に作用し、互いに打ち消す割合が大きくなる。この結果、ウエハにかかる力が均一になり、ウエハ固定によるウエハ内の応力が小さくなるので、ウエハにダメージを与えることもないし、ウエハを破損することもない。
（３）上側ウエハ押さえおよび下側ウエハ押さえは弾性を持たせた形状および構造を有しているので、上側ウエハ押さえおよび下側ウエハ押さえからウエハに及ぼす力は必要以上には大きくならない。この結果、ウエハにダメージを与えることもないし、ウエハを破損することもない。
（４）上側ウエハ押さえおよび下側ウエハ押さえは弾性物質で構成されているので、上側ウエハ押さえおよび下側ウエハ押さえからウエハに及ぼす力は必要以上には大きくならない。この結果、ウエハにダメージを与えることもないし、ウエハを損傷することもない。
（５）上側ウエハ押さえおよび下側ウエハ押さえとウエハとの接触領域は必要以上には大きくなく、上側ウエハ押さえおよび下側ウエハ押さえはウエハ内素子領域とは接触しないようになっている。たとえば、その接触領域は、ウエハ外周端から0.1〜5ｍｍの範囲内にある。従って、ウエハ内素子領域にダメージを与えることもないし、ウエハ内素子を破損することもない。
（６）ウエハ周縁部におけるウエハ押さえとウエハ上下面との接触領域の一部に開口部がある場合は、ウエハ上下面の接触領域が一致しているので、上記（２）と同様の効果がある。
（７）従来から使用されている単純な形状の（上下に分離可能な）ウエハケースを使用できるので、非常に安価な費用でウエハを確実に固定できるウエハケースセット（ウエハケース＋ウエハ押さえ）を提供できる。
（８）ウエハ押さえは単純な構造となっていてウエハケースと分離できるので、ウエハ押さえを繰り返し使用でき、また簡単に洗浄できる。ウエハ押さえばかりではなくウエハケースも単純な構造であるので、容易に洗浄できる。その結果、ウエハケース内を常にクリーンな状態に保持できるので、ウエハを汚染することはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明は、ウエハ上下面においてウエハ周縁部を安全に確実に押さえることが可能な、上下２つに分離可能な上下のウエハケースの内部に配置し適合するウエハ押さえを有するウエハケースに関するものである。
【００１１】
上述したように、従来の枚葉式ウエハケースはウエハを押さえて固定するときに、ウエハ上下面を押さえる部分が、ウエハ上下面で異なっていた。このためウエハ押さえ等からウエハに及ぼす力がウエハ内で均一でないために、20〜200μｍにウエハ厚みが薄くなった場合に、ウエハにダメージを与えたりウエハを破損したりすることがあった。しかし、本発明者は、ウエハ上下面を押さえる部分をウエハ上下面で一致させる（同じ領域とする）ことにより、ウエハにダメージを与えたりウエハを破損したりすることが殆どなくなることを見出した。これは、上側のウエハ押さえからウエハ上面に作用する力と下側のウエハ押さえからウエハ下面に作用する力とが均等に働き、互いの力の打ち消し合う割合が大きくなり、この結果、ウエハにかかる力が均一になり、ウエハ固定によるウエハ内の応力が小さくなるためである。
【００１２】
さらに、ウエハ押さえからウエハへ及ぼす力を必要以上に大きくせずしかも確実に押さえるために、ウエハ押さえに弾性的性能を持たせることにより、すなわち、ウエハ押さえの構造を弾性的構造にしたり、ウエハ押さえを弾性材料で構成したりすることにより、ウエハに与えるダメージやウエハの破損を防止する効果を飛躍的に向上できることを見出した。
【００１３】
以下に、具体的実施例をもとに説明する。
図１（図１Ａ〜図１Ｃ）は、本発明の第１の実施形態を示す図で、傾斜面を有した中空型円板形状のウエハ押さえおよびＵ字（またはＶ字）型円環状ウエハ押さえを有するウエハケースを表す図である。図１Ａは、ウエハケースへ搭載されるウエハおよびウエハ押さえの搭載関係を示す図である。図１Ｂは、ウエハをウエハケース内に載置した状態を示す側面断面図である。図１Ｃは、上側ウエハ押さえおよび下側ウエハ押さえによりウエハを固定したときの様子が良く分かるように、図１Ｂの一部を拡大したものである。
ウエハケース１０は上下に分離可能な上ケース１４および下ケース１１からなり、ウエハケース１０内には上側ウエハ押さえ１３および下側ウエハ押さえ１２が配置され、ウエハ１は上側ウエハ押さえ１３、下側ウエハ押さえ１２の間に挟持される。下ケース１１は、底板部１５、底板部外周部を囲む円筒状側壁部（下ケース側壁部１６）および（下ケース）外周足部１９からなる。上ケース１４は、（上ケース）天板部１７および天板部外周部を囲む円筒状側壁部（上ケース側壁部１８）からなる。
【００１４】
図１Ａにおいて、下ケース１１の底板部１５は中央部に向かって下方へ傾斜した円錐状の形状をしている。図１Ｂの側面断面図がこの傾斜状態を良く表している。下ケース側壁部１６は円筒形状をしていて、下側ウエハ押さえ１２は、下ケース側壁部１６と底板部１５の境界部分にうまく適合するように作製されている。ウエハ１も、円筒形状の下ケース側壁部１６の内側に適合し、下側ウエハ押さえ１２の上に載置される。
【００１５】
次に上側ウエハ押さえ１３をウエハ１の上に載せる。上側ウエハ押さえ１３は、下ケース側壁部１６の内側に適合するように作製されている。次に、上ケース１４を下ケース１１と合わせて上ケース１４および下ケース１１を固定する。上ケース１４の側壁部（上ケース側壁部１８）の内側は、下ケース側壁部１６の外側にうまく適合するように作製されているので、上ケース１４および下ケース１１を固定できる。下ケース１１の内側に下側ウエハ押さえ１２、ウエハ１および上側ウエハ押さえ１３を自然に載置（重力に適応してすきまなく載置）し、その後で上ケース１４を下ケース１１と合わせたときに、上側ウエハ押さえ１３の最上部は上ケース１４の天板部１７の内側に当接するように作製されている。また、下側ウエハ押さえ１２も上側ウエハ押さえ１３もウエハ周縁部のみに接触するように作製されている。これにより、ウエハ１は、ウエハの周縁部において下側ウエハ押さえ１２と上側ウエハ押さえ１３との間に挟まれて押さえつけられるので、ウエハ１が確実にウエハケース１０に固定される。上側ウエハ押さえ１３の最上部が下ケース１１の下ケース側壁部１６の最上部よりはみ出ている場合は、天板部１７が下ケース側壁部１６の最上部よりさらに上部にあっても、天板部１７が上側ウエハ押さえ１３を押し付ける。しかし、上側ウエハ押さえ１３の最上部が下ケース１１の下ケース側壁部１６の最上部よりはみ出ていない場合は、天板部１７の部分で上側ウエハ押さえ１３の最上部に接触するために天板部１７のその接触部分を下ケース１１の下ケース側壁部１６の最上部より低くして上側ウエハ押さえ１３の最上部に接触させるように作製し、天板部１７が上側ウエハ押さえ１３を押し付けることができるようにする。或いは、この目的のために天板部１７に上側ウエハ押さえ当接部分を取り付けても良い。
【００１６】
第１の実施形態においては、図１Ａおよび図1Ｂから分かるように、下側ウエハ押さえ１２は、その断面部がＵ字またはＶ字形状をした円環形状をしている。Ｕ字またはＶ字の開放側が下ケース側壁部１６の内側に当接し、適合するように配置される。このＵ字またはＶ字構造は一種の弾性構造であり、Ｕ字またはＶ字の一端が（ウエハ１によって押されると）Ｕ字またはＶ字形状部分が弾性的に変形する。一方、上側ウエハ押さえ１３は、図１Ａおよび図1Ｂから分かるように、中心部上方へ傾斜した中心側が中空の円板形状をしている。この傾斜を有した円板形状の上側ウエハ押さえ１３も一種の弾性構造になっていて、上側ウエハ押さえ１３の上部が（上ケース１４の天板部１７によって押されると）傾斜した中空の円板形状が弾性的に変形する。上述したように、下ケース１１に適合して上側ウエハ押さえ１３を載置したときに、上側ウエハ押さえ１３の最上部は、通常下ケース側壁部１６の最上部より上側へはみ出ている。従って、上ケース１４が下ケース１１と合わさり固定したときに、上ケース１４の天板部１７により上側ウエハ押さえ１３の上部が押され弾性的に変形するとともに、天板部１７によって押される力が伝達し、ウエハ１と上側ウエハ押さえ１３との接触部において、ウエハ１を押しつける。さらに、ウエハ１を押しつけた力は、ウエハ１と下側ウエハ押さえ１２との接触部において、下側ウエハ押さえ１２を弾性的に変形させる。
【００１７】
この状態を拡大して良く分かるように示したものが図１Ｃである。上述したように上側ウエハ押さえ１３は中心部に向かい上方へ傾斜しているので、上ケース天板部１７と上側ウエハ押さえ１３との接触部３において、上ケース天板部１７が上側ウエハ押さえ１３を押しつける。上側ウエハ押さえ１３は上ケース天板部１７によって下方へ押され弾性変形すると同時に、上ケース天板部１７からの押圧力がウエハ１とウエハ押さえとの接触部２へ伝達し、その接触部２において、ウエハ１は上側ウエハ押さえ１３と下側ウエハ押さえ１２により挟持されしっかりと固定される。この図からも良く分かるように、上側ウエハ押さえ１３とウエハ１との接触部の少なくとも１部（接触部全体も含む）は、下側ウエハ押さえ１２とウエハ１との接触部と裏表の関係になっていてウエハの上面および下面において重なり合っている。すなわち、上側ウエハ押さえ１３とウエハ１との接触部の少なくとも１部（接触部全体も含む）は、下側ウエハ押さえ１２とウエハ１との接触部とウエハ上面およびウエハ下面において同じ位置またはほぼ同じ位置にある。従って、上側ウエハ押さえ１３からウエハ１を下方へ押す力と下側ウエハ押さえ１２からウエハ１を上方へ押す力は互いに打ち消し合う割合が大きくなり、ウエハに及ぼす力は均一になる。このことはウエハへのせん断的な力またはウエハ面に対して垂直方向以外の力が非常に小さくなることを表している。すなわち、ウエハ１と上側ウエハ押さえ１３および下側ウエハ押さえ１２との接触部２以外のウエハ内領域、特にウエハ内の素子領域にはほとんど力が作用しないため、ウエハにダメージを与えることはないし、当然にウエハを破損することもない。
【００１８】
図１Ｂおよび図１Ｃのような断面からみると、ウエハ１は上側ウエハ押さえ１３および下側ウエハ押さえ１２と点接触しているように見えるが、上側ウエハ押さえ１３および下側ウエハ押さえ１２は弾性構造を有していると同時に弾性材料から構成される弾性体でもあるので、実際にはウエハ１は上側ウエハ押さえ１３および下側ウエハ押さえ１２と線接触（円板状または円環状であるから、実際には面接触）している。この接触部分は大きい方が接触部分における単位面積あたりの力が小さくなるので、ウエハ１の接触部分へのダメージは小さくなる。しかし、接触部分が大きいとウエハ内の素子部に接触してしまい、好ましくはない。ウエハ１を確実に保持できる程度の接触領域であれば良いので、接触領域はウエハ外周部から５ｍｍ以内が望ましい。ただし、ウエハ外周部から５ｍｍ以内にも素子が形成される場合は、それよりも外側にウエハ１と上側ウエハ押さえ１３および下側ウエハ押さえ１２との接触部２が来るように上側ウエハ押さえ１３および下側ウエハ押さえ１２の大きさや材質を調整する。たとえば、上側ウエハ押さえ１３の傾斜角度、径、大きさ、形状、厚み、下ケース側壁部１６の最上部からのはみ出し量を接触領域に合わせて調整すればよい。また、上側ウエハ押さえ１３の材質、特に弾性率を変化させても良い。下側ウエハ押さえ１２についても、たとえば、Ｕ字またはＶ字の開き角度、形状、大きさ、厚み、材質を接触領域に合わせて調整すればよい。
【００１９】
図２（図２Ａ〜図２Ｃ）は、本発明の第2の実施形態を示す図である。第2の実施形態において、上側ウエハ押さえおよび下側ウエハ押さえともウエハ周縁部と平坦面で接触する構造となっている。図２Ａは、ウエハケースへ搭載されるウエハおよびウエハ押さえの搭載関係を示す図である。図２Ｂは、ウエハをウエハケース内に載置した状態を示す側面断面図である。図２Ｃは、上側ウエハ押さえおよび下側ウエハ押さえによりウエハを固定したときの様子が良く分かるように、図２Ｂの一部を拡大したものである。
【００２０】
図２Ａから分かるように、ウエハケースへ搭載されるウエハおよびウエハ押さえの搭載関係は図１Ａと同じである。ただし、下側ウエハ押さえ２２および上側ウエハ押さえ２３は第１の実施形態とは異なっている。図２Ｂから分かるように、下側ウエハ押さえ２２のウエハと接触する部分は、ウエハ周縁部の外周面である。すなわち、下側ウエハ押さえ２２はその断面がＬ字状の形状をした円環状である。ウエハ１はこの下側ウエハ押さえ２２のＬ字状の平坦部に配置される。また、上側ウエハ押さえ２３は、下側ウエハ押さえ２２の平坦部に適合するように、外周部に円筒状側壁部を有した円板構造となっている。上側ウエハ押さえ２３の側壁部の平坦部が下側ウエハ押さえ２２のＬ字状の平坦部と適合する。ウエハ１の周縁部は、図２Ｂに示すように下側ウエハ押さえの２２の平坦部と上側ウエハ押さえ２３の側壁の平坦部との間におさまり、互いに平坦面で接触している。上側ウエハ押さえ２３の天井板２３Ａは、上ケース２４を載せないときには、通常下ケース側壁部２６の最上部より上にはみ出ている。従って、上ケース２４を配置して下ケース２１と合わせて固定したときには、上ケース２４によって上側ウエハ押さえ２３の天井板２３Ａが押される。その力が上側ウエハ押さえ２３の側壁部２３Ｂに作用して、ウエハ１と上側ウエハ押さえ２３の側壁部２３Ｂの平坦部との接触面（従って平面となる）において、上側ウエハ押さえ２３の側壁部２３Ｂに作用する力によって、ウエハ１の周縁部の接触面においてウエハ１を下方に押し付ける。その力がさらに下側ウエハ押さえ２２のウエハ受け部（平坦部）２２Ｂ（図１Ｃに示す）を押し付ける。以上によりウエハ１は下側ウエハ押さえ２２と上側ウエハ押さえ２３の間に挟持され固定される。
【００２１】
この様子を拡大して示した図が図２Ｃである。断面がＬ字状の下側ウエハ押さえ２２は下ケース２１の下ケース側壁部２６および底板部２５の内側に適合する構造となっている。ウエハ１の周縁部は、下側ウエハ押さえ２２の平坦部２２Ｂに載置され、上側ウエハ押さえ２３の側壁部２３Ｂの平坦部に接触する。この場合、ウエハ１と下側ウエハ押さえ２２との接触面は、ウエハ１と上側ウエハ押さえ２３との接触面と同じ領域であることが望ましい。そのように作製することにより、ウエハ内の他の領域、特に素子の存在する領域へ作用する力が非常に小さくなる。この結果、ウエハがダメージを受けたり、破損したりすることはない。
【００２２】
上側ウエハ押さえ２３の天井板２３Ａは中心部に向かって上方へ傾斜する構造となっていても良い。この構造は１種の弾性構造である。この場合は、天井板２３Ａの一部が下ケース側壁部２６の最上部より上にはみ出ていて、上ケース２４の天板部２７によってこのはみ出ている天井板２３Ａの部分が押され、その力が上側ウエハ押さえ２３の側壁部２３Ｂへ作用する。
【００２３】
上側ウエハ押さえ２３の天井板２３Ａが平板の場合には、天井板２３Ａ全体が下ケース側壁部２６の最上部より上にはみ出ているので、上側ウエハ押さえ２３や下側ウエハ押さえ２２が弾性的に変形することにより、ウエハ１を固定する。たとえば、上側ウエハ押さえ２３および下側ウエハ押さえ２２は弾性材料で構成されているので、押圧によりこれらの弾性材料が変形する。
【００２４】
第２の実施形態を示す図２においては、上側ウエハ押さえ２３の天井板２３Ａは完全な円板状で示されているが、中空の円板状であっても良いし、八手状の形状であっても良い。
【００２５】
図３は、断面が共にＵ字（またはＶ字）状の下側ウエハ押さえおよび上側ウエハ押さえを有するウエハケースの第３の実施形態を示す図である。第３の実施形態においては、その構造が良く分かるように側面断面図のみ示す。ウエハ１は下側ウエハ押さえ３２と上側ウエハ押さえ３３に挟まれて固定される。上ケース３４が固定されていない状態では、Ｕ字（またはＶ字）状の上側ウエハ押さえ３３の１部は下ケース側壁部３６の最上部よりはみ出ていて、下ケース３１と上ケース３４を合わせて固定したときに、上ケース３４の天板部３７によって、Ｕ字（またはＶ字）状の上側ウエハ押さえ３３が押される。Ｕ字（またはＶ字）状の上側ウエハ押さえ３３は１種の弾性構造であるから、その一端が押されてＵ字（またはＶ字）形状が弾性変形するとともに、上側ウエハ押さえ３３はウエハ１を押し付ける。さらに、ウエハ１を経由してＵ字（またはＶ字）状の下側ウエハ押さえ３２が押される。Ｕ字（またはＶ字）状の下側ウエハ押さえ３２も１種の弾性構造であるから、その一端が押されてＵ字（またはＶ字）形状が弾性変形するとともに、その反作用としてウエハ１を上方へ押す。上側ウエハ押さえ３３とウエハ１との接触部分および下側ウエハ押さえ３２とウエハ１との接触部分とをウエハ内で同じ領域とすることにより、ウエハ１を押す力同士（上側ウエハ押さえがウエハ１の上面を押す力と下側ウエハ押さえがウエハ１の下面を押す力）を均等にすることができるとともに互いに打ち消す割合を大きくすることができる。この結果、たとえウエハが20μｍ〜200μｍと薄くなったとしても、ウエハ１の接触部分４以外の領域、特に素子領域にダメージを与えることもないし、ウエハを破損することもない。尚、上ケース３４と下ケース３１を固定したときに、上述したように上ケース３４は上側ウエハ押さえ３３を押し付けるが、上ケース３４と下ケース３１を固定した状態において、上側ウエハ押さえ３３の最上部は必ずしも下ケース側壁部３６の最上部と一致またはそれ以下になるわけではない。上側ウエハ押さえ３３の最上部の位置は、上ケース側壁部３８および下ケース側壁部３９を合わせた位置で決定する場合もある。或いは、上側ウエハ押さえ３３からの反作用力によって決まる場合もあるし、ストッパーなどの抑えによって決まる場合もある。
【００２６】
図４は、上側ウエハ押さえの断面がＵ字（またはＶ字）状で、下側ウエハ押さえの断面が中心部下方に向かって傾斜した構造を持つ中空の円板形状である場合の第４の実施形態である。第４の実施形態においては、その構造が良く分かるように側面断面図のみ示す。どちらの構造も１種の弾性構造である。上側ウエハ押さえ４３については第３の実施形態と同じである。ウエハ１と上側ウエハ押さえ４３および下側ウエハ押さえ４２とは接触部５において接触している。上側ウエハ押さえ４３からのウエハ１を経由した力は、下側ウエハ押さえ４２とウエハ１との接触面で下方に作用する。下側ウエハ押さえ４２も一種の弾性構造であるから、下側ウエハ押さえ４２は下方へ弾性変形する。ウエハ１と上側ウエハ押さえ４３との接触部分およびウエハ１と下側ウエハ押さえ４２との接触部分は、ウエハ内で同一部分となるように作製されている。この結果、この接触部分以外のウエハ領域、特に素子領域には作用する力は非常に小さくなるので、ウエハにダメージを与えたり、ウエハを破損したりすることはない。
【００２７】
図５は、上側ウエハ押さえも下側ウエハ押さえもその断面が中心部に向かって傾斜した中空の円板状である場合の第５の実施形態である。第５の実施形態においては、その構造が良く分かるように断面側面図のみ示す。第１の実施形態で示した上側ウエハ押さえと第４の実施形態で示した下側ウエハ押さえを組み合わせたものと考えることもできる。上側ウエハ押さえ５３は、中心部上方へ傾斜した中空の円板状であるが、その一部が下ケース側壁部５６より上にはみ出ている。下ケース５１が上ケース５４と合わさり固定されたときに、上ケース５４の天板部５７が下ケース側壁部５６のそのはみ出し部分を下方へ押す。上側ウエハ押さえ５３は下方へ弾性的に変形するが、その力がウエハ１と上側ウエハ押さえ５３の接触面に作用し、ウエハ１を下方に押す。（ウエハ１と上側ウエハ押さえ５３および下側ウエハ押さえ５２との接触部は６である。）ウエハ１と上側ウエハ押さえ５３との接触部分およびウエハ１と下側ウエハ押さえ５２との接触部分が、ウエハ内で同一部分になるように作製されているので、この力がウエハ１を介して下側ウエハ押さえ５２に作用し、下側ウエハ押さえ５２は下方へ弾性的に変形する。このときの下側ウエハ押さえ５２からウエハ１へ作用する（反作用）力と上側ウエハ押さえ５３からウエハ１へかかる力は互いに打ち消し合う割合が大きくなり、ウエハに及ぼす全体の力は非常に小さくなる。この結果、この接触部分６以外のウエハ領域、特に素子領域には作用する力が非常に小さくなるので、ウエハにダメージを与えたり、ウエハを破損したりすることはない。
【００２８】
図６は、別のウエハ押さえを示す図である。図７に示す従来の八手状のウエハ押さえを本発明に適合するように改良したものである。すなわち、八手状の先端を円形状につなぎ、ウエハを押さえたときに、八手状の円形の先端部分がウエハの周縁部に接触するような構造となっている。このウエハ押さえ６１をこれまで説明した第１〜第５の実施形態におけるように、上側ウエハ押さえや下側ウエハ押さえとして用いることができる。上側ウエハ押さえおよび下側ウエハ押さえの両方に用いても良いし、一方だけに用いて、他方には別の形状の押さえを用いることもできる。この八手状のウエハ押さえ６１は、八手状の先端部（ウエハ押さえ６１の外周部）６３から中心へ向かって傾斜している。このときもウエハを固定したときに、ウエハと接触するのは、八手状の先端部（ウエハ押さえ６１の外周部）６３の一部であるが、その接触部がもう一方のウエハ面の接触部と一致するように作製する。このことによって、ウエハ押さえ６１の中心部６４が上ケースの天板部によって下方に押され弾性変形するとともに、天板部からの力がウエハ押さえ６１の外周部からウエハを押して、上側ウエハ押さえと下側ウエハ押さえとの間でウエハが固定される。この結果、これまで説明してきたように、ウエハ内の接触領域以外の領域には力が作用しないので、ウエハにダメージを与えたり、ウエハを破損したりすることはない。尚、八手状ではなく、中心部に向かって傾斜した完全に円板状にした形状のものでも同様の効果がある。
【００２９】
尚、「八手」としているが、「手」が文字通りに八個あることを意味しているわけではなく、手が幾つか（八個も含む）に分かれているという意味であることは言うまでもない。
【００３０】
以上、幾つかの実施形態について説明してきたが、これまで説明したウエハ押さえを上側に使っても良いし、下側へ使っても良い。重要なことは、ウエハ周縁部だけをウエハ押さえと接触させ、それ以外のウエハ領域をウエハケースのいかなる部分とも接触させないこと、および上側ウエハ押さえとウエハとの接触部分および下側ウエハ押さえとウエハとの接触部分をウエハ内で一致（あるいは、ほぼ一致）させることにより、この接触部分におけるウエハに作用する力が非常に小さくなる。すなわち、ウエハ上下からウエハに均等に力を及ぼすような構造にする。この結果、接触部分以外のウエハ領域には力を与えないので（または、作用する力が非常に小さくなるので）、ウエハへのダメージがなく、ウエハを破損することがない。
【００３１】
尚、ウエハとウエハ押さえとの接触部分は円状が好ましいが、下側ウエハ押さえとウエハ下面との接触部分がウエハ周縁部の一部である場合にも、上側ウエハ押さえとウエハ上面との接触部分を下側ウエハ押さえとウエハ下面との接触部分と一致させるかほぼ一致させることが重要であることは、これまで説明した通りである。
ウエハ押さえの弾性構造として、本明細書において説明した以外にも種々の構造がある。
【００３２】
たとえば、断面がＷ字（Ｅ字）やＮ字（Ｚ字）状の構造の円環状のウエハ押さえも使用できる。また、リング形状の押さえも使用できる。さらに、他の弾性構造も考えられることは言うまでもない。
【００３３】
さらに、本発明はウエハの厚みが２０μｍ〜２００μｍあるいは５０μｍ〜３００μｍと薄くなったウエハに用いた場合に、従来の方法や構造のウエハケースを用いた場合に比較して、飛躍的にウエハのダメージや破損を防止する効果があることはこれまで説明した通りであるが、上記よりも厚いウエハにも用いることができることも言うまでもない。また、特に詳細には説明しなかったが、ウエハ周縁部以外のウエハ内領域には接触していないので、ウエハの表裏を逆にしてウエハケースに保持することも全く問題なく可能である。
【００３４】
ウエハ押さえの材質として、弾性力のある樹脂である弾性高分子材料を使うことが望ましい。材質として弾性変形するので、ウエハに作用する力を軽減できる。また、衝撃を外部から受けたときに、ウエハへの緩衝効果も期待できる。弾性高分子材料して、熱可塑性エラストマーや発泡高分子やフッ素樹脂がある。熱可塑性エラストマーとして、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＥ（ポリエステルエラストマー）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＢＴＥ（ポリブチレンテレフタレートエラストマー），ＰＢＮＥ（ポリブチレンナフタレート）、ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）、ＰＵＥ（ポリウレタンエラストマー）等がある。フッ素樹脂として、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）やＰＦＡ（パーフルオロアルコキシアルカン）が挙げられる。発泡高分子として、発泡ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、発泡ＰＥ（ポリエチレン）発泡ＰＵ（ポリウレタン）や発泡ＰＳ（ポリスチレン）等が挙げられる。また、ＰＣ（ポリカーボネート），ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＢＮ（ポリブチレンナフタレート）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）樹脂等の高分子材料も使用できる。上記の高分子材料は単独でも良いし、複数を含む材料でも良い。ウエハに接触する部分に上記高分子材料を用い、それ以外の部分に別の材料、たとえば、金属やガラスなどの無機材料も用いることもできる。また、金属やガラスなどの無機材料の周りを上記高分子材料で被覆したウエハ押さえも用いることができる。たとえば、金属を上記高分子材料で被覆したウエハ押さえは、高い弾性作用および耐久性などの金属の優れた特徴と柔軟性や清浄性などの高分子材料の優れた特徴を有する。金属としては、鉄、ニッケル、コバルト、銅、亜鉛、白金、マグネシウム、チタニウム、クロム、マンガン、タングステンなどや、これらの合金や他の微量元素を含んだものが挙げられる。特にウエハと接触する部分だけを上記高分子材料で被覆したウエハ押さえも用いることができる。
【００３５】
上ケースおよび下ケースに関しては、既存のウエハケースを用いることもできる。それらのケースおよびそこに収納されるウエハ（大きさ、厚みや形状など）に適合するように、本発明に従った上側ウエハ押さえおよび下側ウエハ押さえを作製すれば良い。本発明においては、ウエハケースは直接ウエハに接触することはないので、金属、合金、ガラス類やＳｉＣ等の材質のウエハケースも使用できる。従って、これらの材料を用いたウエハケースを極めて強固なものとすることができる。
【００３６】
本発明は、ウエハだけではなく、薄くおよび／または脆い板材を収納できる枚葉ケースに適用できるので、半導体等のプロセスに限られず、液晶プロセスや有機ＥＬ（エレクトロ・ルミネッセンス）等の表示体形成プロセスにも適用できる。また、本実施形態においては、円形状のウエハを対象として説明したが、ウエハが円形状ではなく、矩形状その他の形状に適用できることも明らかである。
【００３７】
さらに、本発明は一枚ずつ収納可能な枚葉式ウエハケースを対象として説明してきたが、「枚葉式」という言葉に関係なく、多段にこのウエハケースを積み重ねて固定すれば、多数枚収納のウエハケースになることも明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、半導体プロセス等におけるウエハ処理や運搬・搬送工程やウエハ保管において、利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の第１の実施形態を示す図で、ウエハケースへ搭載されるウエハおよびウエハ押さえの搭載関係を示す図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本発明の第１の実施形態を示す図で、ウエハをウエハケース内に載置した状態を示す側面断面図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、本発明の第１の実施形態を示す図で、図１Ｂの一部を拡大した図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の第2の実施形態を示す図で、ウエハケースへ搭載されるウエハおよびウエハ押さえの搭載関係を示す図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明の第2の実施形態を示す図で、ウエハをウエハケース内に載置した状態を示す側面断面図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、本発明の第2の実施形態を示す図で、図２Ｂの一部を拡大したものである。
【図３】図３は、断面が共にＵ字（またはＶ字）状の下側ウエハ押さえおよび上側ウエハ押さえを有するウエハケースの第３の実施形態を示す図である。
【図４】図４は、上側ウエハ押さえの断面がＵ字（またはＶ字）状で、下側ウエハ押さえの断面が中心部下方に向かって傾斜した構造を持つ中空の円板形状である場合の第４の実施形態である。
【図５】図５は、上側ウエハ押さえも下側ウエハ押さえもその断面が中心部に向かって傾斜した中空の円板状である場合の第５の実施形態である。
【図６】図６は、別のウエハ押さえを示す図である。
【図７Ａ】図７Ａは、従来の枚葉式ウエハケースを示す斜視図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図７Ａに示す従来の枚葉式ウエハケースの側面断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１・・・ウエハ、２、４、５、６・・・ウエハ１とウエハ押さえとの接触部、
３・・・天板部と上側ウエハ押さえとの接触部、
１０・・・ウエハケース、１１・・・下ケース、
１２・・・下側ウエハ押さえ、１３・・・上側ウエハ押さえ、
１４・・・上ケース、１５・・・底板部、１６・・下ケース側壁部、
１７・・・（上ケース）天板部、１８・・・上ケース側壁部、
１９・・・（下ケース）外周足部、２１・・・下ケース、２２・・下側ウエハ押さえ、
２２Ｂ・・・下側ウエハ押さえ受け部、２３・・・上側ウエハ押さえ、
２３Ａ・・・（上側ウエハ押さえ）天井板、２３Ｂ・・・上側ウエハ押さえ側壁部、
２４・・・上ケース、２５・・・底板部、２６・・・下ケース側壁部、
２７・・・（上ケース）天板部、２８・・・上ケース側壁部、
２９・・・（下ケース）外周足部、３０・・・ウエハケース、
３１・・下ケース、３２・・下側ウエハ押さえ、３３・・上側ウエハ押さえ、
３４・・・上ケース、３５・・・底板部、３６・・・下ケース側壁部、
３７・・・（上ケース）天板部、３８・・上ケース側壁部、３９・・（下ケース）外周足部、４１・・下ケース、４２・・下側ウエハ押さえ、４３・・上側ウエハ押さえ、
４４・・・上ケース、４５・・・底板部、４６・・・下ケース側壁部、
４７・・・（上ケース）天板部、４８・・上ケース側壁部、４９・・（下ケース）外周足部、５１・・・下ケース、５２・・・下側ウエハ押さえ、
５３・・・上側ウエハ押さえ、５４・・・上ケース、５５・・・底板部、
５６・・・下ケース側壁部、５７・・・（上ケース）天板部、５８・・・上ケース側壁部、
５９・・・（下ケース）外周足部、６１・・・ウエハ押さえ、
６３・・ウエハ押さえ外周部、６４・・・ウエハ押さえ中心部、
７１・・・下ケース、７３・・・リテーナ（八手状ウエハ押さえ）、７４・・・上ケース、
７５・・・（下ケース）底板部、７７・・・（上ケース）天板部、
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄い半導体基板、たとえば、薄くなったシリコンウエハや化合物半導体基板などの脆い半導体基板を損傷や破損もなく収納可能なウエハ収納容器（ウエハケース）に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、シリコンウエハや化合物半導体ウエハ（以下、ウエハと呼ぶ）などから製作された半導体チップ等を組み込んだ製品、たとえば、プリント基板やＩＣパッケージなどは、最終製品の軽薄短小化に対応して、小型化および薄型化している。これらの薄いプリント基板やＩＣパッケージなどを実現するために、その中に組み込まれる半導体チップ等の厚み、すなわちウエハの厚みも非常に薄いものが要求されている。たとえば、２インチウエハにおいては最終厚みが２０μｍ〜２００μｍのもの、４インチ〜１０インチウエハにおいては最終厚みが３０μｍ〜３００μｍのものが要求されている。
【０００３】
しかし、このような薄いウエハは強度が小さく、半導体や抵抗等のデバイス（素子）を製作するプロセスにおける処理や搬送等において、ウエハが損傷したり破損したりする可能性が高い。特にウエハが薄くなるのは、半導体素子等形成後のウエハ裏面研削工程以降であり、たとえば、電気特性測定工程やダイシング工程までのウエハプロセス、ウエハ搬送またはウエハ運搬等においてウエハを収納する容器（ウエハケース）には、特別の機構をつけたものを採用している。たとえば、薄いウエハの撓みを抑えるためにウエハの中央部を支持する中央支持部を設けたウエハケースが開示されている。（特開2006-332278）このように薄くなったウエハは、非常に脆くなり取り扱いに細心の注意が必要になっている。
【０００４】
また、従来一般に用いられている枚葉式（１枚のウエハを収納する）ウエハケースは、図７（図７Ａおよび図７Ｂ）に示すようなものである。図７Ａはウエハを収納した状態で上ケース７４を取り外した様子を示した斜視図で、図７Ｂはこの状態の側面断面図である。この枚葉式ウエハケースは上ケース７４と下ケース７１に分離できるようになっている。下ケース７１の底板部７５の中心部が下方に円錐状に窪んでいて、ウエハ１は下ケースの円錐状底板部７５の外周部の側面に接触して載置される。ウエハ１の外周端が接触しているので、接触部分は円形の線接触になる。ウエハ１を下ケース７１に載置した後で、ウエハの上面（下ケース側を向いたウエハの面を下面、その反対の面を上面とする）に八手状のリテーナ（押さえ）７３を載せる。このリテーナ７３は、中心部が上に凸の円錐形状をしていて、リテーナの手の先端だけがウエハと接触する構造である。また、リテーナは板ばね構造、すなわち弾性構造になっていて、上ケース７４を下ケース７１と合わせて固定したときに、上ケース７４の天板部７７によってリテーナ７３の中心部を押圧することによって、リテーナ７３の八手の先端部によってウエハ１を押さえてウエハ１をウエハケースに固定するようになっている。
【特許文献１】特開２００６−３３２２７８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図７に示されるような従来から使用されている八手状リテーナを用いた枚葉式ウエハケースの場合、上下のウエハケースおよび八手状リテーナは単純な構造であり取り扱いも簡単であるというメリットがある。反面、上記説明したように、ウエハ下面はウエハ外周部で下ケースの底板傾斜面との線接触となり、ウエハ上面は八手状リテーナの手の先端部で接触していて、ウエハの上面と下面の接触部分が一致していない。このため下ケースからウエハにかかる力と八手状リテーナからウエハにかかる力がその力の支点が離れていてウエハ内で不均一になっている。ウエハが３００μｍ以上と厚かったときにはウエハの強度も十分ありウエハにダメージが入ったり破損したりするという問題はなかったが、ウエハが２０μｍ〜２００μｍに薄くなった場合には、ウエハの強度が小さくなり、上記のウエハ内の不均一な力によりウエハにダメージが入ったり、ウエハ内の歪みが局所的または不均一に発生しウエハが破損してしまうことがある。このように薄くなったウエハは、非常に脆くなり取り扱いに細心の注意が必要になっている。さらに、近年の半導体等の素子は非常に微細で複雑な構造となっているため、わずかなウエハ内の不均一な力の発生は、半導体素子の特性や信頼性に影響を及ぼしてしまう。
【０００６】
さらに、ウエハの歪みを抑えるために、上記説明したウエハの中心部を支持する構造を有するウエハケースの場合も反対面の中心部を押さえることができない（反対面には通常半導体等の素子が形成されている）ことにより、八手状リテーナ・ウエハケースの場合と同様に、ウエハの上面と下面の接触部分が一致していないため、ウエハにかかる力がウエハ内で不均一になっている。従って、ウエハが２０μｍ〜２００μｍに薄くなった場合には、八手状リテーナ・ウエハケースの場合と同様の問題が発生する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、特に、薄くなった脆いウエハを損傷や破損もなく収納することが可能なウエハケースに関するものであり、上記課題を解決するために、本発明はウエハ周縁部をウエハ上面および下面から均等に押さえ、ウエハ周縁部より内側の部分、所謂ウエハ内の素子形成部分は押さえない構造とする。すなわち、ウエハ内の素子形成部分は、ウエハケース内においてどの部分とも接触せず浮いた状態となっている。さらにウエハ上面のウエハ押さえ部分およびウエハ下面のウエハ押さえ部分はウエハ上面およびウエハ下面においてほぼ同じ位置になっていて、力の作用する支点が一致するため、ウエハにかかる力が均等になり、ウエハに及ぼされる上方からの力と下方からの力が相殺される部分が大きくなり、ウエハ固定によるウエハ内の応力が小さくなる。これにより、ウエハへのダメージを発生させず、ウエハを損傷したり、ウエハを破損させたりしないようにしたものである。
【０００８】
具体的には、以下の手段を用いている。
（１）ウエハの上面および下面でウエハ周縁部を押さえる部分を持ったウエハ押さえをウエハケースの上下にセットし、そのウエハ押さえによりウエハ周縁部をはさみこんでウエハの周縁部を均等に押さえる。
（２）上側ウエハ押さえおよび下側ウエハ押さえは、ウエハ周縁部の上面と下面の接触部分が一致する構造となっていて、ウエハ周縁部においてウエハの上下面で同じ接触（支持）面積を有する。
（３）上側ウエハ押さえおよび下側ウエハ押さえは、弾性を持たせた形状や構造（たとえば、その断面が少なくとも折り曲げられた部分を有する形状（たとえば、断面Ｕ字、Ｖ字、Ｎ字、Ｗ字、Ｚ字）や傾斜形状）を有して構成されている。
（４）上側ウエハ押さえおよび下側ウエハ押さえは弾性物質（たとえば、ゴム、発泡体）で構成されている。
（７）ウエハ周縁部の押さえ領域は、ウエハ外周端から０．１ｍｍ〜５ｍｍの範囲である。
（９）ウエハ周縁部の押さえ領域は、ウエハ周縁部の少なくとも半分以上である。（好ましくは、ウエハ周縁部全体）
（９）ウエハ押さえは上ケースおよび下ケースにスムーズに適合する大きさおよび形状を有している。
（１０）ウエハ押さえは随時取り外し可能であり、適宜洗浄可能である。
（１１）ウエハに接触しない部分とウエハに接触する部分の材質は異なっていても良い。
【発明の効果】
【０００９】
上記の手段により本発明は次のような効果がある。
（１）上側ウエハ押さえおよび下側ウエハ押さえはウエハ上下面の周縁部のみ接触するので、ウエハ内素子領域への接触もなく、ウエハ素子領域へ力が作用することがないため、ウエハ内素子へのダメージが全くなく、ウエハ内素子の電気特性や物理的特性へ影響を与えることがない。
（２）ウエハ上下面周縁部において、上側ウエハ押さえおよび下側ウエハ押さえがウエハ（周縁部の）上下面に均等に接触し、その押さえによって発生するウエハ上下面に作用する力が均等に作用し、互いに打ち消す割合が大きくなる。この結果、ウエハにかかる力が均一になり、ウエハ固定によるウエハ内の応力が小さくなるので、ウエハにダメージを与えることもないし、ウエハを破損することもない。
（３）上側ウエハ押さえおよび下側ウエハ押さえは弾性を持たせた形状および構造を有しているので、上側ウエハ押さえおよび下側ウエハ押さえからウエハに及ぼす力は必要以上には大きくならない。この結果、ウエハにダメージを与えることもないし、ウエハを破損することもない。
（４）上側ウエハ押さえおよび下側ウエハ押さえは弾性物質で構成されているので、上側ウエハ押さえおよび下側ウエハ押さえからウエハに及ぼす力は必要以上には大きくならない。この結果、ウエハにダメージを与えることもないし、ウエハを損傷することもない。
（５）上側ウエハ押さえおよび下側ウエハ押さえとウエハとの接触領域は必要以上には大きくなく、上側ウエハ押さえおよび下側ウエハ押さえはウエハ内素子領域とは接触しないようになっている。たとえば、その接触領域は、ウエハ外周端から0.1〜5ｍｍの範囲内にある。従って、ウエハ内素子領域にダメージを与えることもないし、ウエハ内素子を破損することもない。
（６）ウエハ周縁部におけるウエハ押さえとウエハ上下面との接触領域の一部に開口部がある場合は、ウエハ上下面の接触領域が一致しているので、上記（２）と同様の効果がある。
（７）従来から使用されている単純な形状の（上下に分離可能な）ウエハケースを使用できるので、非常に安価な費用でウエハを確実に固定できるウエハケースセット（ウエハケース＋ウエハ押さえ）を提供できる。
（８）ウエハ押さえは単純な構造となっていてウエハケースと分離できるので、ウエハ押さえを繰り返し使用でき、また簡単に洗浄できる。ウエハ押さえばかりではなくウエハケースも単純な構造であるので、容易に洗浄できる。その結果、ウエハケース内を常にクリーンな状態に保持できるので、ウエハを汚染することはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明は、ウエハ上下面においてウエハ周縁部を安全に確実に押さえることが可能な、上下２つに分離可能な上下のウエハケースの内部に配置し適合するウエハ押さえを有するウエハケースに関するものである。
【００１１】
上述したように、従来の枚葉式ウエハケースはウエハを押さえて固定するときに、ウエハ上下面を押さえる部分が、ウエハ上下面で異なっていた。このためウエハ押さえ等からウエハに及ぼす力がウエハ内で均一でないために、20〜200μｍにウエハ厚みが薄くなった場合に、ウエハにダメージを与えたりウエハを破損したりすることがあった。しかし、本発明者は、ウエハ上下面を押さえる部分をウエハ上下面で一致させる（同じ領域とする）ことにより、ウエハにダメージを与えたりウエハを破損したりすることが殆どなくなることを見出した。これは、上側のウエハ押さえからウエハ上面に作用する力と下側のウエハ押さえからウエハ下面に作用する力とが均等に働き、互いの力の打ち消し合う割合が大きくなり、この結果、ウエハにかかる力が均一になり、ウエハ固定によるウエハ内の応力が小さくなるためである。
【００１２】
さらに、ウエハ押さえからウエハへ及ぼす力を必要以上に大きくせずしかも確実に押さえるために、ウエハ押さえに弾性的性能を持たせることにより、すなわち、ウエハ押さえの構造を弾性的構造にしたり、ウエハ押さえを弾性材料で構成したりすることにより、ウエハに与えるダメージやウエハの破損を防止する効果を飛躍的に向上できることを見出した。
【００１３】
以下に、具体的実施例をもとに説明する。
図１（図１Ａ〜図１Ｃ）は、本発明の第１の実施形態を示す図で、傾斜面を有した中空型円板形状のウエハ押さえおよびＵ字（またはＶ字）型円環状ウエハ押さえを有するウエハケースを表す図である。図１Ａは、ウエハケースへ搭載されるウエハおよびウエハ押さえの搭載関係を示す図である。図１Ｂは、ウエハをウエハケース内に載置した状態を示す側面断面図である。図１Ｃは、上側ウエハ押さえおよび下側ウエハ押さえによりウエハを固定したときの様子が良く分かるように、図１Ｂの一部を拡大したものである。
ウエハケース１０は上下に分離可能な上ケース１４および下ケース１１からなり、ウエハケース１０内には上側ウエハ押さえ１３および下側ウエハ押さえ１２が配置され、ウエハ１は上側ウエハ押さえ１３、下側ウエハ押さえ１２の間に挟持される。下ケース１１は、底板部１５、底板部外周部を囲む円筒状側壁部（下ケース側壁部１６）および（下ケース）外周足部１９からなる。上ケース１４は、（上ケース）天板部１７および天板部外周部を囲む円筒状側壁部（上ケース側壁部１８）からなる。
【００１４】
図１Ａにおいて、下ケース１１の底板部１５は中央部に向かって下方へ傾斜した円錐状の形状をしている。図１Ｂの側面断面図がこの傾斜状態を良く表している。下ケース側壁部１６は円筒形状をしていて、下側ウエハ押さえ１２は、下ケース側壁部１６と底板部１５の境界部分にうまく適合するように作製されている。ウエハ１も、円筒形状の下ケース側壁部１６の内側に適合し、下側ウエハ押さえ１２の上に載置される。
【００１５】
次に上側ウエハ押さえ１３をウエハ１の上に載せる。上側ウエハ押さえ１３は、下ケース側壁部１６の内側に適合するように作製されている。次に、上ケース１４を下ケース１１と合わせて上ケース１４および下ケース１１を固定する。上ケース１４の側壁部（上ケース側壁部１８）の内側は、下ケース側壁部１６の外側にうまく適合するように作製されているので、上ケース１４および下ケース１１を固定できる。下ケース１１の内側に下側ウエハ押さえ１２、ウエハ１および上側ウエハ押さえ１３を自然に載置（重力に適応してすきまなく載置）し、その後で上ケース１４を下ケース１１と合わせたときに、上側ウエハ押さえ１３の最上部は上ケース１４の天板部１７の内側に当接するように作製されている。また、下側ウエハ押さえ１２も上側ウエハ押さえ１３もウエハ周縁部のみに接触するように作製されている。これにより、ウエハ１は、ウエハの周縁部において下側ウエハ押さえ１２と上側ウエハ押さえ１３との間に挟まれて押さえつけられるので、ウエハ１が確実にウエハケース１０に固定される。上側ウエハ押さえ１３の最上部が下ケース１１の下ケース側壁部１６の最上部よりはみ出ている場合は、天板部１７が下ケース側壁部１６の最上部よりさらに上部にあっても、天板部１７が上側ウエハ押さえ１３を押し付ける。しかし、上側ウエハ押さえ１３の最上部が下ケース１１の下ケース側壁部１６の最上部よりはみ出ていない場合は、天板部１７の部分で上側ウエハ押さえ１３の最上部に接触するために天板部１７のその接触部分を下ケース１１の下ケース側壁部１６の最上部より低くして上側ウエハ押さえ１３の最上部に接触させるように作製し、天板部１７が上側ウエハ押さえ１３を押し付けることができるようにする。或いは、この目的のために天板部１７に上側ウエハ押さえ当接部分を取り付けても良い。
【００１６】
第１の実施形態においては、図１Ａおよび図1Ｂから分かるように、下側ウエハ押さえ１２は、その断面部がＵ字またはＶ字形状をした円環形状をしている。Ｕ字またはＶ字の開放側が下ケース側壁部１６の内側に当接し、適合するように配置される。このＵ字またはＶ字構造は一種の弾性構造であり、Ｕ字またはＶ字の一端が（ウエハ１によって押されると）Ｕ字またはＶ字形状部分が弾性的に変形する。一方、上側ウエハ押さえ１３は、図１Ａおよび図1Ｂから分かるように、中心部上方へ傾斜した中心側が中空の円板形状をしている。この傾斜を有した円板形状の上側ウエハ押さえ１３も一種の弾性構造になっていて、上側ウエハ押さえ１３の上部が（上ケース１４の天板部１７によって押されると）傾斜した中空の円板形状が弾性的に変形する。上述したように、下ケース１１に適合して上側ウエハ押さえ１３を載置したときに、上側ウエハ押さえ１３の最上部は、通常下ケース側壁部１６の最上部より上側へはみ出ている。従って、上ケース１４が下ケース１１と合わさり固定したときに、上ケース１４の天板部１７により上側ウエハ押さえ１３の上部が押され弾性的に変形するとともに、天板部１７によって押される力が伝達し、ウエハ１と上側ウエハ押さえ１３との接触部において、ウエハ１を押しつける。さらに、ウエハ１を押しつけた力は、ウエハ１と下側ウエハ押さえ１２との接触部において、下側ウエハ押さえ１２を弾性的に変形させる。
【００１７】
この状態を拡大して良く分かるように示したものが図１Ｃである。上述したように上側ウエハ押さえ１３は中心部に向かい上方へ傾斜しているので、上ケース天板部１７と上側ウエハ押さえ１３との接触部３において、上ケース天板部１７が上側ウエハ押さえ１３を押しつける。上側ウエハ押さえ１３は上ケース天板部１７によって下方へ押され弾性変形すると同時に、上ケース天板部１７からの押圧力がウエハ１とウエハ押さえとの接触部２へ伝達し、その接触部２において、ウエハ１は上側ウエハ押さえ１３と下側ウエハ押さえ１２により挟持されしっかりと固定される。この図からも良く分かるように、上側ウエハ押さえ１３とウエハ１との接触部の少なくとも１部（接触部全体も含む）は、下側ウエハ押さえ１２とウエハ１との接触部と裏表の関係になっていてウエハの上面および下面において重なり合っている。すなわち、上側ウエハ押さえ１３とウエハ１との接触部の少なくとも１部（接触部全体も含む）は、下側ウエハ押さえ１２とウエハ１との接触部とウエハ上面およびウエハ下面において同じ位置またはほぼ同じ位置にある。従って、上側ウエハ押さえ１３からウエハ１を下方へ押す力と下側ウエハ押さえ１２からウエハ１を上方へ押す力は互いに打ち消し合う割合が大きくなり、ウエハに及ぼす力は均一になる。このことはウエハへのせん断的な力またはウエハ面に対して垂直方向以外の力が非常に小さくなることを表している。すなわち、ウエハ１と上側ウエハ押さえ１３および下側ウエハ押さえ１２との接触部２以外のウエハ内領域、特にウエハ内の素子領域にはほとんど力が作用しないため、ウエハにダメージを与えることはないし、当然にウエハを破損することもない。
【００１８】
図１Ｂおよび図１Ｃのような断面からみると、ウエハ１は上側ウエハ押さえ１３および下側ウエハ押さえ１２と点接触しているように見えるが、上側ウエハ押さえ１３および下側ウエハ押さえ１２は弾性構造を有していると同時に弾性材料から構成される弾性体でもあるので、実際にはウエハ１は上側ウエハ押さえ１３および下側ウエハ押さえ１２と線接触（円板状または円環状であるから、実際には面接触）している。この接触部分は大きい方が接触部分における単位面積あたりの力が小さくなるので、ウエハ１の接触部分へのダメージは小さくなる。しかし、接触部分が大きいとウエハ内の素子部に接触してしまい、好ましくはない。ウエハ１を確実に保持できる程度の接触領域であれば良いので、接触領域はウエハ外周部から５ｍｍ以内が望ましい。ただし、ウエハ外周部から５ｍｍ以内にも素子が形成される場合は、それよりも外側にウエハ１と上側ウエハ押さえ１３および下側ウエハ押さえ１２との接触部２が来るように上側ウエハ押さえ１３および下側ウエハ押さえ１２の大きさや材質を調整する。たとえば、上側ウエハ押さえ１３の傾斜角度、径、大きさ、形状、厚み、下ケース側壁部１６の最上部からのはみ出し量を接触領域に合わせて調整すればよい。また、上側ウエハ押さえ１３の材質、特に弾性率を変化させても良い。下側ウエハ押さえ１２についても、たとえば、Ｕ字またはＶ字の開き角度、形状、大きさ、厚み、材質を接触領域に合わせて調整すればよい。
【００１９】
図２（図２Ａ〜図２Ｃ）は、本発明の第2の実施形態を示す図である。第2の実施形態において、上側ウエハ押さえおよび下側ウエハ押さえともウエハ周縁部と平坦面で接触する構造となっている。図２Ａは、ウエハケースへ搭載されるウエハおよびウエハ押さえの搭載関係を示す図である。図２Ｂは、ウエハをウエハケース内に載置した状態を示す側面断面図である。図２Ｃは、上側ウエハ押さえおよび下側ウエハ押さえによりウエハを固定したときの様子が良く分かるように、図２Ｂの一部を拡大したものである。
【００２０】
図２Ａから分かるように、ウエハケースへ搭載されるウエハおよびウエハ押さえの搭載関係は図１Ａと同じである。ただし、下側ウエハ押さえ２２および上側ウエハ押さえ２３は第１の実施形態とは異なっている。図２Ｂから分かるように、下側ウエハ押さえ２２のウエハと接触する部分は、ウエハ周縁部の外周面である。すなわち、下側ウエハ押さえ２２はその断面がＬ字状の形状をした円環状である。ウエハ１はこの下側ウエハ押さえ２２のＬ字状の平坦部に配置される。また、上側ウエハ押さえ２３は、下側ウエハ押さえ２２の平坦部に適合するように、外周部に円筒状側壁部を有した円板構造となっている。上側ウエハ押さえ２３の側壁部の平坦部が下側ウエハ押さえ２２のＬ字状の平坦部と適合する。ウエハ１の周縁部は、図２Ｂに示すように下側ウエハ押さえの２２の平坦部と上側ウエハ押さえ２３の側壁の平坦部との間におさまり、互いに平坦面で接触している。上側ウエハ押さえ２３の天井板２３Ａは、上ケース２４を載せないときには、通常下ケース側壁部２６の最上部より上にはみ出ている。従って、上ケース２４を配置して下ケース２１と合わせて固定したときには、上ケース２４によって上側ウエハ押さえ２３の天井板２３Ａが押される。その力が上側ウエハ押さえ２３の側壁部２３Ｂに作用して、ウエハ１と上側ウエハ押さえ２３の側壁部２３Ｂの平坦部との接触面（従って平面となる）において、上側ウエハ押さえ２３の側壁部２３Ｂに作用する力によって、ウエハ１の周縁部の接触面においてウエハ１を下方に押し付ける。その力がさらに下側ウエハ押さえ２２のウエハ受け部（平坦部）２２Ｂ（図１Ｃに示す）を押し付ける。以上によりウエハ１は下側ウエハ押さえ２２と上側ウエハ押さえ２３の間に挟持され固定される。
【００２１】
この様子を拡大して示した図が図２Ｃである。断面がＬ字状の下側ウエハ押さえ２２は下ケース２１の下ケース側壁部２６および底板部２５の内側に適合する構造となっている。ウエハ１の周縁部は、下側ウエハ押さえ２２の平坦部２２Ｂに載置され、上側ウエハ押さえ２３の側壁部２３Ｂの平坦部に接触する。この場合、ウエハ１と下側ウエハ押さえ２２との接触面は、ウエハ１と上側ウエハ押さえ２３との接触面と同じ領域であることが望ましい。そのように作製することにより、ウエハ内の他の領域、特に素子の存在する領域へ作用する力が非常に小さくなる。この結果、ウエハがダメージを受けたり、破損したりすることはない。
【００２２】
上側ウエハ押さえ２３の天井板２３Ａは中心部に向かって上方へ傾斜する構造となっていても良い。この構造は１種の弾性構造である。この場合は、天井板２３Ａの一部が下ケース側壁部２６の最上部より上にはみ出ていて、上ケース２４の天板部２７によってこのはみ出ている天井板２３Ａの部分が押され、その力が上側ウエハ押さえ２３の側壁部２３Ｂへ作用する。
【００２３】
上側ウエハ押さえ２３の天井板２３Ａが平板の場合には、天井板２３Ａ全体が下ケース側壁部２６の最上部より上にはみ出ているので、上側ウエハ押さえ２３や下側ウエハ押さえ２２が弾性的に変形することにより、ウエハ１を固定する。たとえば、上側ウエハ押さえ２３および下側ウエハ押さえ２２は弾性材料で構成されているので、押圧によりこれらの弾性材料が変形する。
【００２４】
第２の実施形態を示す図２においては、上側ウエハ押さえ２３の天井板２３Ａは完全な円板状で示されているが、中空の円板状であっても良いし、八手状の形状であっても良い。
【００２５】
図３は、断面が共にＵ字（またはＶ字）状の下側ウエハ押さえおよび上側ウエハ押さえを有するウエハケースの第３の実施形態を示す図である。第３の実施形態においては、その構造が良く分かるように側面断面図のみ示す。ウエハ１は下側ウエハ押さえ３２と上側ウエハ押さえ３３に挟まれて固定される。上ケース３４が固定されていない状態では、Ｕ字（またはＶ字）状の上側ウエハ押さえ３３の１部は下ケース側壁部３６の最上部よりはみ出ていて、下ケース３１と上ケース３４を合わせて固定したときに、上ケース３４の天板部３７によって、Ｕ字（またはＶ字）状の上側ウエハ押さえ３３が押される。Ｕ字（またはＶ字）状の上側ウエハ押さえ３３は１種の弾性構造であるから、その一端が押されてＵ字（またはＶ字）形状が弾性変形するとともに、上側ウエハ押さえ３３はウエハ１を押し付ける。さらに、ウエハ１を経由してＵ字（またはＶ字）状の下側ウエハ押さえ３２が押される。Ｕ字（またはＶ字）状の下側ウエハ押さえ３２も１種の弾性構造であるから、その一端が押されてＵ字（またはＶ字）形状が弾性変形するとともに、その反作用としてウエハ１を上方へ押す。上側ウエハ押さえ３３とウエハ１との接触部分および下側ウエハ押さえ３２とウエハ１との接触部分とをウエハ内で同じ領域とすることにより、ウエハ１を押す力同士（上側ウエハ押さえがウエハ１の上面を押す力と下側ウエハ押さえがウエハ１の下面を押す力）を均等にすることができるとともに互いに打ち消す割合を大きくすることができる。この結果、たとえウエハが20μｍ〜200μｍと薄くなったとしても、ウエハ１の接触部分４以外の領域、特に素子領域にダメージを与えることもないし、ウエハを破損することもない。尚、上ケース３４と下ケース３１を固定したときに、上述したように上ケース３４は上側ウエハ押さえ３３を押し付けるが、上ケース３４と下ケース３１を固定した状態において、上側ウエハ押さえ３３の最上部は必ずしも下ケース側壁部３６の最上部と一致またはそれ以下になるわけではない。上側ウエハ押さえ３３の最上部の位置は、上ケース側壁部３８および下ケース側壁部３９を合わせた位置で決定する場合もある。或いは、上側ウエハ押さえ３３からの反作用力によって決まる場合もあるし、ストッパーなどの抑えによって決まる場合もある。
【００２６】
図４は、上側ウエハ押さえの断面がＵ字（またはＶ字）状で、下側ウエハ押さえの断面が中心部下方に向かって傾斜した構造を持つ中空の円板形状である場合の第４の実施形態である。第４の実施形態においては、その構造が良く分かるように側面断面図のみ示す。どちらの構造も１種の弾性構造である。上側ウエハ押さえ４３については第３の実施形態と同じである。ウエハ１と上側ウエハ押さえ４３および下側ウエハ押さえ４２とは接触部５において接触している。上側ウエハ押さえ４３からのウエハ１を経由した力は、下側ウエハ押さえ４２とウエハ１との接触面で下方に作用する。下側ウエハ押さえ４２も一種の弾性構造であるから、下側ウエハ押さえ４２は下方へ弾性変形する。ウエハ１と上側ウエハ押さえ４３との接触部分およびウエハ１と下側ウエハ押さえ４２との接触部分は、ウエハ内で同一部分となるように作製されている。この結果、この接触部分以外のウエハ領域、特に素子領域には作用する力は非常に小さくなるので、ウエハにダメージを与えたり、ウエハを破損したりすることはない。
【００２７】
図５は、上側ウエハ押さえも下側ウエハ押さえもその断面が中心部に向かって傾斜した中空の円板状である場合の第５の実施形態である。第５の実施形態においては、その構造が良く分かるように断面側面図のみ示す。第１の実施形態で示した上側ウエハ押さえと第４の実施形態で示した下側ウエハ押さえを組み合わせたものと考えることもできる。上側ウエハ押さえ５３は、中心部上方へ傾斜した中空の円板状であるが、その一部が下ケース側壁部５６より上にはみ出ている。下ケース５１が上ケース５４と合わさり固定されたときに、上ケース５４の天板部５７が下ケース側壁部５６のそのはみ出し部分を下方へ押す。上側ウエハ押さえ５３は下方へ弾性的に変形するが、その力がウエハ１と上側ウエハ押さえ５３の接触面に作用し、ウエハ１を下方に押す。（ウエハ１と上側ウエハ押さえ５３および下側ウエハ押さえ５２との接触部は６である。）ウエハ１と上側ウエハ押さえ５３との接触部分およびウエハ１と下側ウエハ押さえ５２との接触部分が、ウエハ内で同一部分になるように作製されているので、この力がウエハ１を介して下側ウエハ押さえ５２に作用し、下側ウエハ押さえ５２は下方へ弾性的に変形する。このときの下側ウエハ押さえ５２からウエハ１へ作用する（反作用）力と上側ウエハ押さえ５３からウエハ１へかかる力は互いに打ち消し合う割合が大きくなり、ウエハに及ぼす全体の力は非常に小さくなる。この結果、この接触部分６以外のウエハ領域、特に素子領域には作用する力が非常に小さくなるので、ウエハにダメージを与えたり、ウエハを破損したりすることはない。
【００２８】
図６は、別のウエハ押さえを示す図である。図７に示す従来の八手状のウエハ押さえを本発明に適合するように改良したものである。すなわち、八手状の先端を円形状につなぎ、ウエハを押さえたときに、八手状の円形の先端部分がウエハの周縁部に接触するような構造となっている。このウエハ押さえ６１をこれまで説明した第１〜第５の実施形態におけるように、上側ウエハ押さえや下側ウエハ押さえとして用いることができる。上側ウエハ押さえおよび下側ウエハ押さえの両方に用いても良いし、一方だけに用いて、他方には別の形状の押さえを用いることもできる。この八手状のウエハ押さえ６１は、八手状の先端部（ウエハ押さえ６１の外周部）６３から中心へ向かって傾斜している。このときもウエハを固定したときに、ウエハと接触するのは、八手状の先端部（ウエハ押さえ６１の外周部）６３の一部であるが、その接触部がもう一方のウエハ面の接触部と一致するように作製する。このことによって、ウエハ押さえ６１の中心部６４が上ケースの天板部によって下方に押され弾性変形するとともに、天板部からの力がウエハ押さえ６１の外周部からウエハを押して、上側ウエハ押さえと下側ウエハ押さえとの間でウエハが固定される。この結果、これまで説明してきたように、ウエハ内の接触領域以外の領域には力が作用しないので、ウエハにダメージを与えたり、ウエハを破損したりすることはない。尚、八手状ではなく、中心部に向かって傾斜した完全に円板状にした形状のものでも同様の効果がある。
【００２９】
尚、「八手」としているが、「手」が文字通りに八個あることを意味しているわけではなく、手が幾つか（八個も含む）に分かれているという意味であることは言うまでもない。
【００３０】
以上、幾つかの実施形態について説明してきたが、これまで説明したウエハ押さえを上側に使っても良いし、下側へ使っても良い。重要なことは、ウエハ周縁部だけをウエハ押さえと接触させ、それ以外のウエハ領域をウエハケースのいかなる部分とも接触させないこと、および上側ウエハ押さえとウエハとの接触部分および下側ウエハ押さえとウエハとの接触部分をウエハ内で一致（あるいは、ほぼ一致）させることにより、この接触部分におけるウエハに作用する力が非常に小さくなる。すなわち、ウエハ上下からウエハに均等に力を及ぼすような構造にする。この結果、接触部分以外のウエハ領域には力を与えないので（または、作用する力が非常に小さくなるので）、ウエハへのダメージがなく、ウエハを破損することがない。
【００３１】
尚、ウエハとウエハ押さえとの接触部分は円状が好ましいが、下側ウエハ押さえとウエハ下面との接触部分がウエハ周縁部の一部である場合にも、上側ウエハ押さえとウエハ上面との接触部分を下側ウエハ押さえとウエハ下面との接触部分と一致させるかほぼ一致させることが重要であることは、これまで説明した通りである。
ウエハ押さえの弾性構造として、本明細書において説明した以外にも種々の構造がある。
【００３２】
たとえば、断面がＷ字（Ｅ字）やＮ字（Ｚ字）状の構造の円環状のウエハ押さえも使用できる。また、リング形状の押さえも使用できる。さらに、他の弾性構造も考えられることは言うまでもない。
【００３３】
さらに、本発明はウエハの厚みが２０μｍ〜２００μｍあるいは５０μｍ〜３００μｍと薄くなったウエハに用いた場合に、従来の方法や構造のウエハケースを用いた場合に比較して、飛躍的にウエハのダメージや破損を防止する効果があることはこれまで説明した通りであるが、上記よりも厚いウエハにも用いることができることも言うまでもない。また、特に詳細には説明しなかったが、ウエハ周縁部以外のウエハ内領域には接触していないので、ウエハの表裏を逆にしてウエハケースに保持することも全く問題なく可能である。
【００３４】
ウエハ押さえの材質として、弾性力のある樹脂である弾性高分子材料を使うことが望ましい。材質として弾性変形するので、ウエハに作用する力を軽減できる。また、衝撃を外部から受けたときに、ウエハへの緩衝効果も期待できる。弾性高分子材料して、熱可塑性エラストマーや発泡高分子やフッ素樹脂がある。熱可塑性エラストマーとして、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＥ（ポリエステルエラストマー）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＢＴＥ（ポリブチレンテレフタレートエラストマー），ＰＢＮＥ（ポリブチレンナフタレート）、ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）、ＰＵＥ（ポリウレタンエラストマー）等がある。フッ素樹脂として、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）やＰＦＡ（パーフルオロアルコキシアルカン）が挙げられる。発泡高分子として、発泡ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、発泡ＰＥ（ポリエチレン）発泡ＰＵ（ポリウレタン）や発泡ＰＳ（ポリスチレン）等が挙げられる。また、ＰＣ（ポリカーボネート），ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＢＮ（ポリブチレンナフタレート）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）樹脂等の高分子材料も使用できる。上記の高分子材料は単独でも良いし、複数を含む材料でも良い。ウエハに接触する部分に上記高分子材料を用い、それ以外の部分に別の材料、たとえば、金属やガラスなどの無機材料も用いることもできる。また、金属やガラスなどの無機材料の周りを上記高分子材料で被覆したウエハ押さえも用いることができる。たとえば、金属を上記高分子材料で被覆したウエハ押さえは、高い弾性作用および耐久性などの金属の優れた特徴と柔軟性や清浄性などの高分子材料の優れた特徴を有する。金属としては、鉄、ニッケル、コバルト、銅、亜鉛、白金、マグネシウム、チタニウム、クロム、マンガン、タングステンなどや、これらの合金や他の微量元素を含んだものが挙げられる。特にウエハと接触する部分だけを上記高分子材料で被覆したウエハ押さえも用いることができる。
【００３５】
上ケースおよび下ケースに関しては、既存のウエハケースを用いることもできる。それらのケースおよびそこに収納されるウエハ（大きさ、厚みや形状など）に適合するように、本発明に従った上側ウエハ押さえおよび下側ウエハ押さえを作製すれば良い。本発明においては、ウエハケースは直接ウエハに接触することはないので、金属、合金、ガラス類やＳｉＣ等の材質のウエハケースも使用できる。従って、これらの材料を用いたウエハケースを極めて強固なものとすることができる。
【００３６】
本発明は、ウエハだけではなく、薄くおよび／または脆い板材を収納できる枚葉ケースに適用できるので、半導体等のプロセスに限られず、液晶プロセスや有機ＥＬ（エレクトロ・ルミネッセンス）等の表示体形成プロセスにも適用できる。また、本実施形態においては、円形状のウエハを対象として説明したが、ウエハが円形状ではなく、矩形状その他の形状に適用できることも明らかである。
【００３７】
さらに、本発明は一枚ずつ収納可能な枚葉式ウエハケースを対象として説明してきたが、「枚葉式」という言葉に関係なく、多段にこのウエハケースを積み重ねて固定すれば、多数枚収納のウエハケースになることも明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、半導体プロセス等におけるウエハ処理や運搬・搬送工程やウエハ保管において、利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の第１の実施形態を示す図で、ウエハケースへ搭載されるウエハおよびウエハ押さえの搭載関係を示す図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本発明の第１の実施形態を示す図で、ウエハをウエハケース内に載置した状態を示す側面断面図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、本発明の第１の実施形態を示す図で、図１Ｂの一部を拡大した図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の第2の実施形態を示す図で、ウエハケースへ搭載されるウエハおよびウエハ押さえの搭載関係を示す図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明の第2の実施形態を示す図で、ウエハをウエハケース内に載置した状態を示す側面断面図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、本発明の第2の実施形態を示す図で、図２Ｂの一部を拡大したものである。
【図３】図３は、断面が共にＵ字（またはＶ字）状の下側ウエハ押さえおよび上側ウエハ押さえを有するウエハケースの第３の実施形態を示す図である。
【図４】図４は、上側ウエハ押さえの断面がＵ字（またはＶ字）状で、下側ウエハ押さえの断面が中心部下方に向かって傾斜した構造を持つ中空の円板形状である場合の第４の実施形態である。
【図５】図５は、上側ウエハ押さえも下側ウエハ押さえもその断面が中心部に向かって傾斜した中空の円板状である場合の第５の実施形態である。
【図６】図６は、別のウエハ押さえを示す図である。
【図７Ａ】図７Ａは、従来の枚葉式ウエハケースを示す斜視図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図７Ａに示す従来の枚葉式ウエハケースの側面断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１・・・ウエハ、２、４、５、６・・・ウエハ１とウエハ押さえとの接触部、
３・・・天板部と上側ウエハ押さえとの接触部、
１０・・・ウエハケース、１１・・・下ケース、
１２・・・下側ウエハ押さえ、１３・・・上側ウエハ押さえ、
１４・・・上ケース、１５・・・底板部、１６・・下ケース側壁部、
１７・・・（上ケース）天板部、１８・・・上ケース側壁部、
１９・・・（下ケース）外周足部、２１・・・下ケース、２２・・下側ウエハ押さえ、
２２Ｂ・・・下側ウエハ押さえ受け部、２３・・・上側ウエハ押さえ、
２３Ａ・・・（上側ウエハ押さえ）天井板、２３Ｂ・・・上側ウエハ押さえ側壁部、
２４・・・上ケース、２５・・・底板部、２６・・・下ケース側壁部、
２７・・・（上ケース）天板部、２８・・・上ケース側壁部、
２９・・・（下ケース）外周足部、３０・・・ウエハケース、
３１・・下ケース、３２・・下側ウエハ押さえ、３３・・上側ウエハ押さえ、
３４・・・上ケース、３５・・・底板部、３６・・・下ケース側壁部、
３７・・・（上ケース）天板部、３８・・上ケース側壁部、３９・・（下ケース）外周足部、４１・・下ケース、４２・・下側ウエハ押さえ、４３・・上側ウエハ押さえ、
４４・・・上ケース、４５・・・底板部、４６・・・下ケース側壁部、
４７・・・（上ケース）天板部、４８・・上ケース側壁部、４９・・（下ケース）外周足部、５１・・・下ケース、５２・・・下側ウエハ押さえ、
５３・・・上側ウエハ押さえ、５４・・・上ケース、５５・・・底板部、
５６・・・下ケース側壁部、５７・・・（上ケース）天板部、５８・・・上ケース側壁部、
５９・・・（下ケース）外周足部、６１・・・ウエハ押さえ、
６３・・ウエハ押さえ外周部、６４・・・ウエハ押さえ中心部、
７１・・・下ケース、７３・・・リテーナ（八手状ウエハ押さえ）、７４・・・上ケース、
７５・・・（下ケース）底板部、７７・・・（上ケース）天板部、
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下ケース内側に適合する下側ウエハ押さえと上側ウエハ押さえとを有する下ケースおよび下ケースに合わせ込んで下ケースに固定可能な上ケースからなる枚葉式ウエハケースにおいて、ウエハを収納したときにウエハ周縁部が下側ウエハ押さえおよび上側ウエハ押さえにより挟持されることにより、ウエハが前記ウエハケースに固定され保持されることを特徴とするウエハケース。
【請求項２】
前記下ケースは中心部下方に傾斜した円錐状の底板および底板外周端において底板部の周囲に設けられた円筒状の下ケース側壁部を有していて、前記上ケースは天板部および天板部周囲に設けられた円筒状の上ケース側壁部を有していて、前記下側ウエハ押さえは前記底板外周端および前記下ケース側壁部内側に適合するように配置され、前記下側ウエハ押さえの上にウエハが載置される構造を有していることを特徴とし、上側ウエハ押さえは前記ウエハ上面に載置されるとともに前記下ケース側壁部内側に適合するように配置され、前記上ケース側壁部の内側が前記下ケース側壁部の外側に適合して固定するように配置される構造であることを特徴とする請求項１記載のウエハケース。
【請求項３】
上ケース天板部が上側ウエハ押さえを押しつけることにより、ウエハが下側ウエハ押さえと上側ウエハ押さえとの間で挟持されることを特徴とする、請求項２に記載のウエハケース。
【請求項４】
ウエハは、ウエハ周縁部のみ挟持され、ウエハ周縁部の内側のウエハ内領域は何とも接触せず浮いた状態で保持されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかの項に記載のウエハケース。
【請求項５】
下ケース、下側ウエハ押さえ、上側ウエハ押さえおよび上ケースはそれぞれ分離可能であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかの項に記載のウエハケース。
【請求項６】
ウエハ下面と下側ウエハ押さえとの接触部分は、ウエハ上面と上側ウエハ押さえとの接触部分の少なくとも１部とウエハ上面およびウエハ下面において同じ位置になっていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかの項に記載のウエハケース。
【請求項７】
ウエハと下側ウエハ押さえおよび上側ウエハ押さえとの接触部分が断続的である場合において、前記接触部分の円周方向領域は、円周全体の半分以上であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかの項に記載のウエハケース。
【請求項８】
ウエハと下側ウエハ押さえおよび上側ウエハ押さえとの接触部分は、ウエハ周縁部の円周全体であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかの項に記載のウエハケース。
【請求項９】
上側ウエハ押さえおよび／または下側ウエハ押さえは、弾性構造を有していることを特徴とする、請求項１〜８のいずれかの項に記載のウエハケース。
【請求項１０】
上側ウエハ押さえおよび／または下側ウエハ押さえは、ウエハケース中心部に向かいウエハとは逆方向へ傾斜している中空状の円板形状であることを特徴とする、請求項９に記載のウエハケース。
【請求項１１】
上側ウエハ押さえおよび／または下側ウエハ押さえは、その断面が少なくとも折り曲げられた部分を有する形状の円環状であることを特徴とする、請求項９に記載のウエハケース。
【請求項１２】
上側ウエハ押さえおよび／または下側ウエハ押さえは、円板状の片面の外周部に側壁部分を有し、ウエハは側壁部分の平坦な端面に接触して挟持されることを特徴とする、請求項９に記載のウエハケース。
【請求項１３】
ウエハ押さえの一方は円板状の片面の外周部に側壁部分を有し、ウエハ押さえの他方は前記側壁部分の平坦な端面を受ける平坦な面を有するＬ字型断面の円環状を有し、ウエハの一方の面は前記側壁部の平坦な端面に接触し、ウエハの他方の面はＬ字型の平坦な面に接触して、双方のウエハ押さえによってウエハが挟持されることを特徴とする、請求項９に記載のウエハケース。
【請求項１４】
上側ウエハ押さえおよび／または下側ウエハ押さえは、弾性材料から構成されることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれかの項に記載のウエハケース。
【請求項１５】
弾性材料は、弾性高分子材料であることを特徴とする、請求項１４に記載のウエハケース。
【請求項１６】
上側ウエハ押さえおよび／または下側ウエハ押さえは、金属を被覆した弾性高分子材料から構成されることを特徴とする、請求項１４に記載のウエハケース。
【請求項１７】
上側ウエハ押さえおよび／または下側ウエハ押さえのウエハと接触する部分およびその近傍部分は弾性高分子材料であり、それ以外の部分は金属であることを特徴とする、請求項１４に記載のウエハケース。
【請求項１８】
上側ウエハ押さえおよび／または下側ウエハ押さえのウエハと接触する部分およびその近傍部分は金属を被覆した弾性高分子材料であり、それ以外の部分は金属であることを特徴とする、請求項１４に記載のウエハケース。
【請求項１９】
上ケースおよび／または下ケースが金属で構成されていることを特徴とする、請求項１〜１８のいずれかの項に記載のウエハケース。
【請求項１】
下ケース内側に適合する下側ウエハ押さえと上側ウエハ押さえとを有する下ケースおよび下ケースに合わせ込んで下ケースに固定可能な上ケースからなる枚葉式ウエハケースにおいて、ウエハを収納したときにウエハ周縁部が下側ウエハ押さえおよび上側ウエハ押さえにより挟持されることにより、ウエハが前記ウエハケースに固定され保持されることを特徴とするウエハケース。
【請求項２】
前記下ケースは中心部下方に傾斜した円錐状の底板および底板外周端において底板部の周囲に設けられた円筒状の下ケース側壁部を有していて、前記上ケースは天板部および天板部周囲に設けられた円筒状の上ケース側壁部を有していて、前記下側ウエハ押さえは前記底板外周端および前記下ケース側壁部内側に適合するように配置され、前記下側ウエハ押さえの上にウエハが載置される構造を有していることを特徴とし、上側ウエハ押さえは前記ウエハ上面に載置されるとともに前記下ケース側壁部内側に適合するように配置され、前記上ケース側壁部の内側が前記下ケース側壁部の外側に適合して固定するように配置される構造であることを特徴とする請求項１記載のウエハケース。
【請求項３】
上ケース天板部が上側ウエハ押さえを押しつけることにより、ウエハが下側ウエハ押さえと上側ウエハ押さえとの間で挟持されることを特徴とする、請求項２に記載のウエハケース。
【請求項４】
ウエハは、ウエハ周縁部のみ挟持され、ウエハ周縁部の内側のウエハ内領域は何とも接触せず浮いた状態で保持されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかの項に記載のウエハケース。
【請求項５】
下ケース、下側ウエハ押さえ、上側ウエハ押さえおよび上ケースはそれぞれ分離可能であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかの項に記載のウエハケース。
【請求項６】
ウエハ下面と下側ウエハ押さえとの接触部分は、ウエハ上面と上側ウエハ押さえとの接触部分の少なくとも１部とウエハ上面およびウエハ下面において同じ位置になっていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかの項に記載のウエハケース。
【請求項７】
ウエハと下側ウエハ押さえおよび上側ウエハ押さえとの接触部分が断続的である場合において、前記接触部分の円周方向領域は、円周全体の半分以上であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかの項に記載のウエハケース。
【請求項８】
ウエハと下側ウエハ押さえおよび上側ウエハ押さえとの接触部分は、ウエハ周縁部の円周全体であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかの項に記載のウエハケース。
【請求項９】
上側ウエハ押さえおよび／または下側ウエハ押さえは、弾性構造を有していることを特徴とする、請求項１〜８のいずれかの項に記載のウエハケース。
【請求項１０】
上側ウエハ押さえおよび／または下側ウエハ押さえは、ウエハケース中心部に向かいウエハとは逆方向へ傾斜している中空状の円板形状であることを特徴とする、請求項９に記載のウエハケース。
【請求項１１】
上側ウエハ押さえおよび／または下側ウエハ押さえは、その断面が少なくとも折り曲げられた部分を有する形状の円環状であることを特徴とする、請求項９に記載のウエハケース。
【請求項１２】
上側ウエハ押さえおよび／または下側ウエハ押さえは、円板状の片面の外周部に側壁部分を有し、ウエハは側壁部分の平坦な端面に接触して挟持されることを特徴とする、請求項９に記載のウエハケース。
【請求項１３】
ウエハ押さえの一方は円板状の片面の外周部に側壁部分を有し、ウエハ押さえの他方は前記側壁部分の平坦な端面を受ける平坦な面を有するＬ字型断面の円環状を有し、ウエハの一方の面は前記側壁部の平坦な端面に接触し、ウエハの他方の面はＬ字型の平坦な面に接触して、双方のウエハ押さえによってウエハが挟持されることを特徴とする、請求項９に記載のウエハケース。
【請求項１４】
上側ウエハ押さえおよび／または下側ウエハ押さえは、弾性材料から構成されることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれかの項に記載のウエハケース。
【請求項１５】
弾性材料は、弾性高分子材料であることを特徴とする、請求項１４に記載のウエハケース。
【請求項１６】
上側ウエハ押さえおよび／または下側ウエハ押さえは、金属を被覆した弾性高分子材料から構成されることを特徴とする、請求項１４に記載のウエハケース。
【請求項１７】
上側ウエハ押さえおよび／または下側ウエハ押さえのウエハと接触する部分およびその近傍部分は弾性高分子材料であり、それ以外の部分は金属であることを特徴とする、請求項１４に記載のウエハケース。
【請求項１８】
上側ウエハ押さえおよび／または下側ウエハ押さえのウエハと接触する部分およびその近傍部分は金属を被覆した弾性高分子材料であり、それ以外の部分は金属であることを特徴とする、請求項１４に記載のウエハケース。
【請求項１９】
上ケースおよび／または下ケースが金属で構成されていることを特徴とする、請求項１〜１８のいずれかの項に記載のウエハケース。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【公開番号】特開２００９−４３８６２（Ｐ２００９−４３８６２Ａ）
【公開日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２０６１４０（Ｐ２００７−２０６１４０）
【出願日】平成１９年８月８日（２００７．８．８）
【出願人】（０００１４０８９０）ミライアル株式会社 (74)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月８日（２００７．８．８）
【出願人】（０００１４０８９０）ミライアル株式会社 (74)
【Ｆターム（参考）】
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