DE112008000239T5

DE112008000239T5 - Waferbehälter mit Polsterungsschicht

Info

Publication number: DE112008000239T5
Application number: DE112008000239T
Authority: DE
Inventors: Nobuyuki Kasama
Original assignee: Miraial Co Ltd
Current assignee: Miraial Co Ltd
Priority date: 2007-01-24
Filing date: 2008-01-18
Publication date: 2010-01-14
Also published as: JP2008181987A; WO2008090820A1; US20090266740A1; KR101445345B1; KR20090117696A; US7819252B2; JP4883627B2

Abstract

Waferbehälter mit einer Wafer-Ablageschicht, Folgendes aufweisend:
mehrere gestapelte Wafer-Ablageeinsätze, die zwischen aneinander angrenzenden Wafer-Ablageeinsätzen Innenräume bilden; und
eine elastische Wafer-Ablagepolsterungsschicht in jedem Innenraum, die dazu ausgelegt, ist einen Halbleiterwafer darin zurückzuhalten,
wobei eine Oberfläche der Wafer-Ablagepolsterungsschicht selbstsaugende Abschnitte und nicht saugende Abschnitte umfasst, wobei die selbstsaugenden Abschnitte den Halbleiterwafer selektiv mit einem Unterdruck beaufschlagen, und eine Fixierkraft, mit der die Wafer-Ablagepolsterungsschicht den Halbleiterwafer zurückhält, eingestellt wird, indem eine Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte verändert wird.

Description

STAND DER TECHNIK
TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenbarung bezieht sich auf einen Waferbehälter mit Polsterungsschichten, in die Halbleiterwafer eingesetzt und in denen sie transportiert und gelagert werden.
BESCHREIBUNG DES VERWANDTEN STANDS DER TECHNIK
Dünne Halbleiterwafer werden für gewöhnlich in einem Waferbehälter gelagert, um zu verhindern, dass sie zu Bruch gehen, beschädigt werden und verschmutzen, wenn sie während Halbleiterherstellungsverfahren transportiert und gelagert werden. Es wurden schon verschiedene Behälter zur Verwendung als ein derartiger Waferbehälter vorgeschlagen. Zum Beispiel enthält eine Art von Waferbehälter mehrere gestapelt angeordnete Wafer-Ablageeinsätze, und jeder Halbleiterwafer wird einzeln in einem Innenraum gelagert, der zwischen zwei Wafer-Ablageeinsätzen gebildet ist, so dass jeder Wafer unabhängig und sicher gelagert werden kann. Im Nachstehenden bedeutet ”Wafer-Ablageeinsatz” ”einen Einsatz, auf dem ein Wafer oder mehrere Wafer abgelegt werden”. (Siehe zum Beispiel JP2003-168731 )
Eine andere Art von Waferbehälter umfasst Polsterungsschichten, wobei ein Wafer sandwichartig zwischen zwei Polsterungsschichten in dem zwischen zwei gestapelt angeordneten Wafer-Ablageinesätzen gebildeten Innenraum eingeschlossen wird, um einen Halbleiterwafer sicher zu lagern, der durch die jüngste ultradünne Auslegung zerbrechlich geworden ist, wie etwa ein ultradünner Halbleiterwafer, der 200 Mikrometer oder weniger dick ist. Da der Halbleiterwafer in einem solchen Fall sandwichartig zwischen zwei Polsterungsschichten eingeschlossen ist, ist er davor geschützt, durch von außen einwirkende Kräfte wie Erschütterungen oder Stöße zu Bruch zu gehen und Schaden zu nehmen. (Siehe zum Beispiel JP2005-191419 ) Obwohl der Halbleiterwafer flachliegend gehalten ist, wenn er zwischen den beiden Polsterungsschichten zweier gestapelt angeordneter Wafer-Ablageeinsätze sandwichartig eingeschlossen ist, kann der Halbleiterwafer durch das Vorhandensein von Innenspannung bei der Trennung der Wafer-Ablageeinsätze eine Verwindung erfahren und ist dann nicht länger sandwichartig zwischen den Polsterungsschichten eingeschlossen. Wenn eine derartige Veränderung bei den sandwichartig eingeschlossenen und nicht eingeschlossenen Zuständen viele Male wiederholt wird, kann der Halbleiterwafer zerbrechen oder Schaden erleiden. Selbst wenn der Halbleiterwafer theoretisch immer flachliegend gehalten wird, indem er durch Adhäsion an die Polsterungsschicht gebunden ist, kann ein ultradünner Halbleiterwafer durch die starke Adhäsionskraft zu Bruch gehen und Schaden nehmen, wenn der Wafer von der Polsterungsschicht getrennt wird.
ZUSAMMENFASSUNG
Angesichts des Vorstehenden besteht ein Ziel der Offenbarung darin, einen Waferbehälter mit Polsterungsschichten bereitzustellen, die es ermöglichen, einen Halbleiterwafer entnehmen zu können, ohne dass er zerbrochen und beschädigt wird, wenn er aus dem Waferbehälter herausgenommen wird. Zusätzlich kann verhindert werden, dass der im Waferbehälter gelagerte Halbleiterwafer während eines Transports durch Stöße zu Bruch geht oder Schaden nimmt, und eine Beschädigung und ein Brechen des Halbleiterwafers aufgrund wiederholter Verwindung kann verhindert werden, weil er immer flachliegend gehalten wird.
Um die vorstehenden Ziele zu erreichen, sind beim Waferbehälter mit den Polsterungsschichten einer Ausführungsform mehrere Wafer-Ablageeinsätze gestapelt angeordnet, und Halbleiterwafer sind im Innenraum gelagert, der zwischen aneinander angrenzenden Wafer-Ablageeinsätzen gebildet ist. Zusätzlich besitzt der Waferbehälter mit elastischen Eigenschaften ausgestattete Polsterungsschichten, die an den Stellen angeordnet sind, an denen Halbleiterwafer auf der Oberfläche jedes Wafer-Ablageeinsatzes abgelegt werden. Die Wafer-Ablagepolsterungsschichten weisen Abschnitte mit Selbstsaugwirkung auf, welche die Halbleiterwafer lösbar an sich fixieren, und Abschnitte ohne Saugwirkung, welche die Halbleiterwafer in einem lösbaren Zustand halten. Indem eine Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte verändert wird, wird eine Fixierkraft, mit der die Wafer-Ablagepolsterungsschicht den Halbleiterwafer an sich fixiert, von Stelle zu Stelle auf der Wafer-Ablagepolsterungsschicht eingestellt. Insbesondere ist die Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte, die den mittleren Teil des Halbleiterwafers fixieren, im mittleren Teil der Wafer-Ablagepolsterungsschicht größer als diejenige der selbstsaugenden Abschnitte im äußeren Kreisumfangsteil der Wafer-Ablagepolsterungsschicht, die das äußere Kreisumfangsteil des Halbleiterwafers fixieren. Als ein Verfahren zum Verändern der Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte kann das Verhältnis der Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte und der nicht saugenden Abschnitte verändert werden.
Zusätzlich können die nicht saugenden Abschnitte, die das äußere Kreisumfangsteil des Halbleiterwafers fixieren, an einer Stelle ausgebildet sein, die einem Teil des äußeren Kreisumfangsteils oder dem ganzen äußeren Kreisumfangsteil in der Wafer-Ablagepolsterungsschicht zugewandt ist. In diesem Fall können die nicht saugenden Abschnitte so ausgebildet sein, dass sie den Umfang der selbstsaugenden Abschnitte umgeben, die in einer Kreisform mit einem kleineren Durchmesser als der Halbleiterwafer gebildet sind, oder können so ausgebildet sein, dass sie an einer Stelle, die dem äußeren Randabschnitt der Wafer-Ablagepolsterungsschicht zugewandt ist, in mehrere Bereiche unterteilt sind. Auch können die selbstsaugenden Abschnitte so ausgebildet sein, dass sie an einer Stelle, die dem Halbleiterwafer zugewandt ist, in mehrere Bereiche unterteilt sind.
Auch kann die Oberfläche der nicht saugenden Abschnitte so gebildet sein, dass sie dieselbe Höhe hat wie die selbstsaugenden Abschnitte, oder die nicht saugenden Abschnitte können so ausgebildet sein, dass eine Schicht, die über keine fixierenden Eigenschaften verfügt, über die Oberfläche der selbstsaugenden Abschnitte gelegt ist. Auch können die nicht saugenden Abschnitte so ausgebildet sein, dass ein Teil der Oberfläche der selbstsaugenden Abschnitte so umgewandelt wird, dass sie nicht saugende Eigenschaften aufweist. In diesem Fall können die nicht saugenden Abschnitte so ausgebildet sein, dass ein Teil der Oberfläche der selbstsaugenden Abschnitte konkav-konvex wird.
Auch können die selbstsaugenden Abschnitte durch viele feine Saugscheiben gebildet sein. Diese Scheiben können sich am Halbleiterwafer festsaugen und diesen fixieren, indem der Halbleiterwafer auf die Scheiben gedrückt wird. Solche selbstsaugenden Abschnitte können gebildet werden, indem ein elastisches Polymermaterial wie etwa ein elastomeres Polymermaterial, ein Kautschuk-Polymerschaumstoff oder ein Urethan-Polymerschaumstoff verwendet wird.
Auch können die Wafer-Ablagepolsterungsschichten entnehmbar in den Wafer-Ablageeinsätzen befestigt sein. Alternativ kann eine über Elastizität verfügende Wafer-Andrückpolsterungsschicht, mit welcher der Halbleiterwafer auf die Ablagepolsterungsschicht gedrückt wird, an der hinteren Seite des Wafer-Ablageeinsatzes befestigt sein.
Nach den Ausführungsformen sind die den Halbleiterwafer lösbar fixierenden selbstsaugenden Abschnitte auf der Oberfläche der Wafer-Ablagepolsterungsschicht ausgebildet. In der Folge kann nicht nur verhindert werden, dass der Halbleiterwafer durch Stöße während eines Transports des Halbleiterwafers zu Bruch geht und Schaden nimmt, sondern es kann auch verhindert werden, dass ein Bruch oder Schaden aufgrund wiederholten Verwindens des Halbleiterwafers auftritt, da er immer flachliegend gehalten wird. Da außerdem die selbstsaugenden Abschnitte, die den Halbleiterwafer lösbar fixieren, und die nicht saugenden Abschnitte, die den Halbleiterwafer in einem lösbaren Zustand halten, auf der Oberfläche der Wafer-Ablagepolsterungsschicht ausgebildet sind, und da die Fixierkraft, mit der die selbstsaugenden Abschnitte der Polsterungsschicht den Halbleiterwafer an sich binden, nicht nur durch die Durchmesser der Saugscheiben, sondern auch durch die Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte eingestellt wird, kann die Fixierkraft mühelos gesteuert und über die Polsterungsschicht an verschiedenen Stellen verändert werden.
Zum Beispiel kann die Fixierkraft, mit der die Wafer-Ablagepolsterungsschicht das äußere Kreisumfangsteil des Halbleiterwafers fixiert, kleiner ausgelegt werden als diejenige, mit der die Wafer-Ablagepolsterungsschicht das mittlere Teil des Halbleiterwafers fixiert, indem die Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte am äußeren Kreisumfangsteil des Halbleiterwafers kleiner ausgelegt wird als die Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte am mittleren Teil des Halbleiterwafers. Als Ergebnis kann der Halbleiterwafer mühelos vom äußeren Randteil der Wafer-Ablagepolsterungsschicht entfernt und sicher und mühelos aus dem Waferbehälter entnommen werden, ohne dabei zu Bruch zu gehen oder Schaden zu nehmen. Wenn zum Beispiel der Halbleiterwafer von den selbstsaugenden Abschnitten entfernt wird, tritt Luft vom äußeren Randteil der Wafer-Ablagepolsterungsschicht her in die selbstsaugenden Abschnitte ein und der fixierte Zustand schwindet. Da außerdem Luft zum mittleren Teil der Wafer-Ablagepolsterungsschicht hin in die selbstsaugenden Abschnitte eintritt und dadurch der fixierte Zustand schwindet, wenn der Halbleiterwafer zum mittleren Teil des Halbleiterwafers hin abgelöst wird, kann der Halbleiterwafer sicher und mühelos aus dem Waferbehälter herausgenommen werden. Zusätzlich tritt in dem Fall, in dem die nicht saugenden Abschnitte, die das äußere Randteil des Halbleiterwafers fixieren, an einer Stelle ausgebildet sind, die einem Teil des äußeren Randteils oder dem gesamten äußeren Randteil der Wafer-Ablagepolsterungsschicht zugewandt ist, Luft, wenn der Halbleiterwafer von den selbstsaugenden Abschnitten abgelöst wird, vom äußeren Randteil der Wafer-Ablagepolsterungsschicht her in die selbstsaugenden Abschnitte ein und dadurch schwindet der fixierte Zustand, wodurch der Halbleiterwafer sicher und mühelos aus dem Waferbehälter herausgenommen werden kann.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Seitenquerschnittsansicht, die zwei getrennte Wafer-Ablageeinsätze zeigt.
2 ist eine perspektivische Ansicht eines Gesamtaufbaus eine Waferbehälters mit Wafer-Ablagepolsterungsschichten, worin mehrere übereinander angeordnete Wafer-Ablageeinsätze getrennt sind.
3 ist eine Seitenquerschnittsansicht, die einen Halbleiterwafer zeigt, der auf einem Wafer-Ablageeinsatz mit einer Wafer-Ablagepolsterungsschicht abgelegt ist.
4 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Wafer-Ablagepolsterungsschicht zeigt, die von einem Halbleiterwafer getrennt ist.
5 ist eine Seitenquerschnittsansicht, die zwei Wafer-Ablageeinsätze mit übereinander angeordneten Wafer-Ablagepolsterungsschichten zeigt.
6 ist eine Seitenquerschnittsansicht, die einen Halbleiterwafer zeigt, der mit einer Überführungs-Unterdruckhalterung von einem Wafer-Ablageeinsatz mit Wafer-Ablagepolsterungsschichten entfernt wird.
7 ist eine Seitenquerschnittsansicht der ersten Anwendung, die einen Lagenaufbau einer Wafer-Ablagepolsterungsschicht zeigt.
8 ist eine Seitenquerschnittsansicht der zweiten Anwendung, die einen Lagenaufbau einer Wafer-Ablagepolsterungsschicht zeigt.
9 ist eine Seitenquerschnittsansicht der dritten Anwendung, die einen Lagenaufbau einer Wafer-Ablagepolsterungsschicht zeigt.
10 ist ein Seitenquerschnittsschaubild, das einen Aufbau einer Saugschicht in einer Wafer-Ablagepolsterungsschicht zeigt.
11 ist ein Schaubild, das ein Verfahren zum Verändern einer Flächendichte von selbstsaugenden Abschnitten zeigt.
12 ist ein Schaubild, das ein anderes Verfahren zum Verändern einer Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte zeigt.
Die 13 (a) und 13 (b) sind schematische Darstellungen, die einen Anordnungsaufbau der selbstsaugenden Abschnitte und der nicht saugenden Abschnitte zeigen.
Die 14 (a) und 14 (b) sind schematische Darstellungen, die einen Anordnungsaufbau der selbstsaugenden Abschnitte und der nicht saugenden Abschnitte auf einer Oberfläche einer Wafer-Ablagepolsterungsschicht in einer Ausführungsform zeigen.
15 ist eine schematische Darstellung, die einen Anordnungsaufbau der selbstsaugenden Abschnitte und der nicht saugenden Abschnitte auf einer Oberfläche einer Wafer-Ablagepolsterungsschicht in einer anderen Ausführungsform zeigen.
16 ist eine Seitenquerschnittsansicht, die zwei übereinander angeordnete Wafer-Ablageeinsätze unter Einsatz der Anwendung von Wafer-Andrückpolsterungsschichten zeigt.
17 ist eine perspektivische Ansicht eines Gesamtaufbaus eines Waferbehälters mit Wafer-Ablagepolsterungsschichten in einer zweiten Ausführungsform, in der mehrere übereinander angeordnete Wafer-Ablageeinsätze getrennt sind.
18 ist eine Seitenquerschnittsansicht, die einen Halbleiterwafer zeigt, der auf einem Wafer-Ablageeinsatz mit Wafer-Ablagepolsterungsschichten in einer zweiten Ausführungsform abgelegt ist.
19 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Wafer-Ablagepolsterungsschicht getrennt von einem Halbleiterwafer in der zweiten Ausführungsform zeigt.
20 ist eine Seitenquerschnittsansicht, die zwei getrennte Wafer-Ablageeinsätze in der zweiten Ausführungsform zeigt.
21 ist eine Seitenquerschnittsansicht, die zwei übereinander angeordnete Wafer-Ablageeinsätze unter Verwendung von Wafer-Ablagepolsterungsschichten in der zweiten Ausführungsform zeigt.
22 ist eine Seitenquerschnittsansicht der ersten Anwendung, die einen Lagenaufbau einer Wafer-Ablagepolsterungsschicht in der zweiten Ausführungsform zeigt.
23 ist eine Seitenquerschnittsansicht der zweiten Anwendung, die einen Lagenaufbau einer Wafer-Ablagepolsterungsschicht in der zweiten Ausführungsform zeigt.
24 ist eine Seitenquerschnittsansicht der dritten Anwendung, die einen Lagenaufbau einer Wafer-Ablagepolsterungsschicht in der zweiten Ausführungsform zeigt.
25 ist eine Draufsicht der ersten Anwendung, die eine Anordnung der selbstsaugenden Abschnitte und der nicht saugenden Abschnitte in einer Wafer-Ablagepolsterungsschicht der zweiten Ausführungsform zeigt.
26 ist eine Draufsicht der zweiten Anwendung, die eine Anordnung der selbstsaugenden Abschnitte und der nicht saugenden Abschnitte in einer Wafer-Ablagepolsterungsschicht der zweiten Ausführungsform zeigt.
27 ist eine Draufsicht der dritten Anwendung, die eine Anordnung der selbstsaugenden Abschnitte und der nicht saugenden Abschnitte in einer Wafer-Ablagepolsterungsschicht der zweiten Ausführungsform zeigt.
28 ist eine Draufsicht der vierten Anwendung, die eine Anordnung der selbstsaugenden Abschnitte und der nicht saugenden Abschnitte in einer Wafer-Ablagepolsterungsschicht der zweiten Ausführungsform zeigt.
29 ist eine Draufsicht der fünften Anwendung, die eine Anordnung der selbstsaugenden Abschnitte und der nicht saugenden Abschnitte in einer Wafer-Ablagepolsterungsschicht der zweiten Ausführungsform zeigt.
30 ist eine Draufsicht der sechsten Anwendung, die eine Anordnung der selbstsaugenden Abschnitte und der nicht saugenden Abschnitte in einer Wafer-Ablagepolsterungsschicht der zweiten Ausführungsform zeigt.

1: Wafer-Ablageeinsatz
5: Ablagepolsterung (Wafer-Ablagepolsterungsschicht)
5A: selbstsaugender Abschnitt
5B: nicht saugender Abschnitt
13: Unterseite
15: Andruckschicht (Wafer-Andrückpolsterungsschicht)
25: Ablagepolsterung (Wafer-Ablagepolsterungsschicht)
25A: Bereich, in dem eine Flächendichte von selbstsaugenden Abschnitten groß ist
25B: Bereich, in dem die Flächendichte von selbstsaugenden Abschnitten klein ist
30: Überführungshalterung
W: Halbleiterwafer
W': Position eines äußeren Rands eines Halbleiterwafers.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Einige Ausführungsformen werden nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. 2 zeigt einen Gesamtaufbau eines Waferbehälters mit Wafer-Ablagepolsterungsschichten. Mehrere Wafer-Ablageeinsätze 1, in die ultradünne, in Scheibenformen ausgebildete Halbleiterwafer eingesetzt und in denen sie gelagert werden, sind in einem horizontalen Zustand über- und untereinander gestapelt angeordnet. In 2 ist ein Teil der gestapelt angeordneten Wafer-Ablageeinsätze abgetrennt. Verbindungsnuten 3, die mit einer Maschinenschnittstelle verbunden werden sollen, die in 2 nicht gezeigt ist, sind auf Basiseinsätzen 2 hergestellt, die oben und unten an den gestapelten Wafer-Ablageeinsätzen angeordnet sind.
Jeder der Wafer-Ablageeinsätze ist aus einem Kunststoffmaterial wie etwa Polycarbonat-Kunstharz hergestellt. Da mehrere Wafer-Ablageeinsätze 1 übereinander angeordnet oder gestapelt sind, wird ein auf den Einsatz 1 gelegter Halbleiterwafer W in dem Innenraum gehalten, der zwischen benachbarten Einsätzen 1 gebildet ist. Dann wird der Halbleiterwafer auf eine Wafer-Ablagepolsterungsschicht (nachstehend ”Ablageschicht” genannt) 25 gelegt, die in eine Oberseite des Wafer-Ablageeinsatzes 1 eingepasst ist.
Die Ablageschicht 25 enthält selbstsaugende Abschnitte, die einen Unterdruck an den Halbleiterwafer anlegen, um ihn an Ort und Stelle zu fixieren, es aber ermöglichen, dass er mühelos daraufgelegt und abgenommen werden kann (d. h. ihn entnehmbar zu fixieren). Die Ablageschicht 25 enthält auch nicht saugende Abschnitte, die keinen Unterdruck an den Halbleiterwafer anlegen und ihn deshalb in einem lösbaren Zustand halten. Die Ablageschicht 25 enthält auch einen Bereich 25A, in dem eine Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte groß ist, und einen Bereich 25B, in dem eine Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte klein ist. Die Einzelheiten werden später noch beschrieben. Ein aus einem flexiblen Material hergestelltes Kreisdichtungsteil 6 ist an der Stelle angeordnet, welche die Außenseite der Ablageschicht 25 über den gesamten Kreisumfang umschließt. Ein Griffteil 7 ist an der 180 Grad-Symmetrie-Seite im äußeren Rand jedes Wafer-Ablageeinsatzes 1 so ausgebildet, dass er von einer mechanischen Vorrichtung ergriffen werden kann.
Verbindungsöffnungen 8, mit denen sich ein Wafer-Ablageeinsatz 1 mit dem genau darübergesetzten Wafer-Ablageeinsatz 1 verbinden lässt, sind zum Beispiel an vier Punkten außerhalb des Kreisdichtungsteils 6 auf der Oberseite jedes Wafer-Ablageeinsatzes 1 ausgebildet. Jeder Verbindungshaken 9, der sich einfach in jede Verbindungsöffnung 8 ein- und ausrasten lässt, ist zum Beispiel an vier Punkten von einer Rückseite jedes Wafer-Ablageeinsatzes nach unten konvex ausgebildet, die jeder Öffnung entsprechen. Auf diese Weise umfasst ein Einsatzverbindungssystem, bei dem die Einsätze in dem Zustand, in dem mehrere Wafer-Ablageeinsätze übereinander angeordnet sind, in der gestapelten Position einfach verbunden und mühelos gelöst werden, die Verbindungsöffnungen 8 und die Verbindungshaken 9. Der Eingriff jeweils einer Verbindungsöffnung 8 und eines Verbindungshakens 9 kann dadurch gelöst werden, dass ein Aushakkeil, der in 2 nicht gezeigt ist, von einem Keilauslass 10 her eingesteckt wird und den Verbindungshaken 9 elastisch verformt.
3 zeigt einen Zustand, in dem ein Halbleiterwafer W auf einem Wafer-Ablageeinsatz 1 abgelegt ist. Die Schnittansicht erfolgte entlang einer Mäanderlinie, so dass die Querschnittsflächen der Verbindungshaken usw. in der Zeichnung dargestellt sind. Das Kreisdichtungsteil 6 ist in einem Zustand angeordnet, in dem seine untere Hälfte in die Kreisnut eingepasst ist, die etwas innerhalb des äußeren Rands in der Oberseite jedes Wafer-Ablageeinsatzes 1 ausgebildet ist. In jedem Wafer-Ablageeinsatz 1 ist der innenliegende Abschnitt des Kreisdichtungsteils 6 in einer Tellerform ausgebildet, in der sowohl die Oberseite als auch die Unterseite nach unten abfallen. Eine Ablagepolsterung 25 ist auf die Oberseite 13 gesetzt.
Die Ablagepolsterung 25 ist in einer Scheibenform ausgebildet, auf der nahezu eine gesamte Fläche eines Halbleiterwafers abgelegt werden kann. Auch ist die Ablagepolsterung 25 aus einem Material hergestellt, das den Halbleiterwafer W chemisch nicht beeinflusst, bei dem zum Beispiel die Entstehung eines Störstellengases in allen Teilen der Ablagepolsterung 25 geringer ist als ein bestimmter Wert.
Die Ablagepolsterung 25 von 3 ist zweilagig. Das heißt, die Rückseite der Ablagepolsterung 25, die der Oberseite 13 des Wafer-Ablageeinsatzes 1 zugewandt ist, umfasst eine Grundmaterialschicht 25C, die aus einem Material wie etwa PET (Polyethylenterephthalat) hergestellt ist. Die Oberflächenseite, die dem Halbleiterwafer W zugewandt und auch in 4 gezeigt ist, umfasst einen Bereich 258, in dem eine Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte klein ist und der einen gesamten Kreisumfang eines Bereichs 25A umschließt, in dem eine Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte groß ist. Somit umfasst die Ablagepolsterung 25 zwei Lagen, die rückseitige und die oberflächenseitige Lage, die gestapelt angeordnet und vereint sind.
Wie in 3 gezeigt ist, ist die Grundmaterialschicht 25C in dieser Ausführungsform an der Oberseite 13 des Wafer-Ablageeinsatzes 1 angebracht. Die Ablagepolsterung 25 kann so aufgebaut sein, dass sie frei an der Oberseite 13 des Wafer-Ablageeinsatzes 1 angebracht oder davon gelöst werden kann. Indem die Grundmaterialschicht 25C an Rahmen oder Stiften usw. fixiert (oder frei daran angebracht oder davon abgenommen) wird, kann die Ablagepolsterung 25 frei an der Oberseite 13 des Wafer-Ablageeinsatzes 1 angebracht oder davon abgenommen werden. Da die Ablagepolsterung 25 so aufgebaut sein kann, dass sie, ähnlich einer scheibenförmigen Schicht, frei an der Oberseite 13 des Wafer-Ablageeinsatzes 1 angebracht oder davon abgenommen werden kann, kann sie ohne Weiteres gereinigt und ausgetauscht werden. In diesem Fall muss die Fixierkraft zwischen dem Wafer-Ablageeinsatz 1 und der Ablagepolsterung 25 größer sein als diejenige zwischen dem Halbleiterwafer W und der Ablagepolsterung 25. Um dies zu erzielen, kann zum Beispiel eine Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte, bei der es sich um ein Verhältnis einer Fläche der selbstsaugenden Abschnitte zu einer Gesamtfläche der Oberflächenseite handelt, auf der Oberflächenseite der Grundmaterialschicht 25C kleiner ausgelegt werden als diejenige der selbstsaugenden Abschnitte, bei der es sich um ein Verhältnis einer Fläche der selbstsaugenden Abschnitte zu einer Gesamtfläche der Rückseite der Grundmaterialschicht 25C handelt.
Ein hier beschriebener selbstsaugender Abschnitt bedeutet einen Abschnitt mit einer Materialeigenschaft, der ihn eine Saugverbindung mit einer Platte o. dgl., wie etwa einem Halbleiterwafer herstellen lässt. 10 zeigt zum Beispiel einen Aufbau einer Saugschicht in der Wafer-Ablagepolsterungsschicht, worin viele Luftblasen 5h in einer Schicht 41 aus Schaum gebildet sind. Luftblasen 5h' der Blasen 5h sind entlang der Oberfläche der Saugschicht nach außen geöffnet, und jede von ihnen fungiert als feine Saugscheibe. Der Abschnitt der Saugschicht 41, in dem keine Blasen vorhanden sind, ist als Bereich 5n bezeichnet. Wenn eine Platte wie ein Halbleiterwafer in die Saugschicht 41 gedrückt wird, werden die nach außen geöffneten Luftblasen 5h' eingeengt. Wenn danach die auf den Halbleiterwafer wirkende Druckkraft schwindet oder nachlässt und die Luftblasen wieder ihren früheren Zustand oder einen nahezu normalen Zustand annehmen, ist der Halbleiterwafer 1 fixiert, weil das Innere der Luftblasen 5h' einen reduzierten Druck aufweist, der einen Unterdruck erzeugt. Dementsprechend handelt es sich bei den selbstsaugenden Abschnitten um die Fläche der Saugschicht 41, welche die auf der Oberfläche der Ablagepolsterung nach außen geöffneten Luftblasen enthält. Wenn eine von außen wirkende Kraft angelegt wird, um den durch die selbstsaugenden Abschnitte fixierten Halbleiterwafer zu lösen, wie etwa eine Kraft, um den Halbleiterwafer anzuheben, tritt, weil der Halbleiterwafer nicht im Abschnitt 5n fixiert ist, der keine Luftblasen aufweist, Außenluft in die Luftblasen 5h' ein. Als Ergebnis schwindet der Niederdruckzustand in den Blasen 5h', und der Halbleiterwafer löst sich von den selbstsaugenden Abschnitten.
Bei einem hier beschriebenen nicht saugenden Abschnitt handelt es sich um einen Abschnitt, dessen Materialeigenschaften ihn sich nicht an einer Platte o. dgl. wie etwa einem Halbleiterwafer fixieren lassen und die Platte deshalb in einem ungebundenen und lösbaren Zustand hält. Der nicht saugende Abschnitt ist der Abschnitt, bei dem es sich nicht um die selbstsaugenden Abschnitte handelt, oder die Fläche, die über keine Saugschicht verfügt.
Die Oberfläche der Ablagepolsterung besitzt die selbstsaugenden Abschnitte, die eine Unterdruckbindung mit dem Halbleiterwafer eingehen, und die nicht saugenden Abschnitte, die keine Unterdruckbindung mit dem Halbleiterwafer eingehen und den lösbaren Zustand aufrechterhalten. Dementsprechend wird die Fixierkraft, mit der die Ablagepolsterung einen Halbleiterwafer zurückhält, durch das Verhältnis zwischen der Fläche der selbstsaugenden Abschnitte und der Fläche der nicht saugenden Abschnitte in dem Bereich gesteuert, in dem der Halbleiterwafer und die Ablagepolsterung einander berühren. Wenn S eine Fläche des Abschnitts ist, in dem sich der Halbleiterwafer und die Ablagepolsterung überlappen, SA eine Fläche der selbstsaugenden Abschnitte von S, und SB eine Fläche der nicht saugenden Abschnitte von S ist, lautet das Verhältnis der Fläche der selbstsaugenden Abschnitte zu S, die Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte genannt wird, SA/(SA + SB) = SA/S. Dies bedeutet, dass die Fixierkraft, mit der die Ablagepolsterung einen Halbleiterwafer zurückhält, von SA/S abhängt. Das heißt, die Fixierkraft ist groß, wenn SA/S groß ist, und ist klein, wenn SA/S klein ist. Um die Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte zu erhöhen, kann die Fläche der selbstsaugenden Abschnitte vergrößert und/oder die Fläche der nicht saugenden Abschnitte verkleinert werden. Dabei kann, um die Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte zu erhöhen, die Fläche der selbstsaugenden Abschnitte verkleinert und/oder die Fläche der nicht saugenden Abschnitte vergrößert werden.
Bei der vorstehend beschriebenen Ablagepolsterung wird die Fixierkraft, mit der die Ablagepolsterung den Halbleiterwafer zurückhält, durch die Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte eingestellt. Das heißt, indem die Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte verändert wird, kann die Fixierkraft der Ablagepolsterung verändert werden. Insbesondere kann die Fixierkraft, die auf den äußeren Kreisumfang des Halbleiterwafers wirkt, gesenkt werden, indem die Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte im äußeren Kreisumfang der Ablagepolsterung gesenkt wird, die mit dem Außenumfang des Halbleiterwafers in Kontakt ist. Indem zum Beispiel in 3 der Halbleiterwafer schrittweise vom Außenumfang des Halbleiterwafers her von der Ablagepolsterung in Richtung auf den mittleren Abschnitt entnommen wird, kann der Halbleiterwafer W mühelos von der Ablagepolsterung gelöst und vom Wafer-Ablageeinsatz 1 entfernt werden.
Als Nächstes wird ein Verfahren zum Ändern der Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte der Ablagepolsterung erklärt.
11 ist eine schematische Darstellung des Falles, bei dem die Oberfläche der Ablagepolsterung 51, die ein einziges Material umfasst und nur die selbstsaugenden Abschnitte (d. h. nur die Saugschicht) aufweist, eine konkav-konvexe Form hat. Die Ablagepolsterung 51 ist aus einem einzigen Material wie etwa einem Elastomer-Polymerschaum, einem Kautschuk-Polymerschaum oder einem Urethan-Polymerschaum hergestellt. Alternativ kann sie aus Komplexen von diesen bestehen. Die Oberfläche der Ablagepolsterung 51 hat eine konkav-konvexe Form, d. h. sie umfasst konvexe Abschnitte 52 und konkave Abschnitte 53. Die Oberseite der konvexen Abschnitte 52 ist flach. Alle konvexen Abschnitte 52 der Ablagepolsterung sollten wünschenswerter Weise im Wesentlichen dieselbe Höhe haben. Wenn der Halbleiterwafer auf die Ablagepolsterung 51 mit der konkav-konvex geformten Oberfläche gelegt ist, ist er mit den konvexen Abschnitten 52 der Ablagepolsterung 51 in Kontakt. Wenn der Halbleiterwafer dann gedrückt wird, ziehen sich die konvexen Abschnitte 52 zusammen. Wenn die Druckkraft nachlässt, nehmen die zusammengezogenen Abschnitte wieder vollständig oder zu einem gewissen Grad ihre vorherige Form an. Da die konvexen Abschnitte 52 über die selbstsaugende Funktion verfügen, ist der Halbleiterwafer einem Unterdruck ausgesetzt, der entlang der Oberseite der konvexen Abschnitte 52 der Ablagepolsterung entsteht. Da der Halbleiterwafer aber mit der Oberfläche der konkaven Abschnitte 53 nicht in Kontakt ist, ist er entlang der Oberfläche der konkaven Abschnitte der Ablagepolsterung keinem Unterdruck ausgesetzt. Obwohl der Halbleiterwafer die Oberfläche der konkaven Abschnitte 53 ein wenig berühren kann, wenn er in die Ablagepolsterung gedrückt wird, ist, weil der Grad der Kontraktion der Oberfläche entlang der konkaven Abschnitte 53 viel geringer ist als derjenige der Kontraktion der Oberfläche der konvexen Abschnitte 52, die durch die konkaven Abschnitte ausgeübte Fixierkraft gering. Folglich ist davon auszugehen, dass die konkaven Abschnitte 53 der Ablagepolsterung sich vom Halbleiterwafer lösen, wenn die Druckkraft nachlässt.
Wie vorstehend beschrieben, können der Abschnitt, der den Halbleiterwafer mit einem Unterdruck beaufschlagt, und der Abschnitt, der den Halbleiterwafer nicht mit einem Unterdruck beaufschlagt, dadurch gebildet werden, dass die Oberfläche der Ablagepolsterung in der konkav-konvexen Form hergestellt wird. Wenn eine Fläche der konkaven Abschnitte 52 in einem bestimmten Bereich SV und eine Fläche der konvexen Abschnitte 53 in dem bestimmten Bereich SC ist, lautet die Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte SV/(SV + SC). Da der Halbleiterwafer unter der Wirkung der Fixierkraft der Ablagepolsterung zurückgehalten wird, kann die Fixierkraft, unter deren Wirkung die Ablagepolsterung den Halbleiterwafer in diesem Bereich zurückhält, dadurch verändert werden, dass der Wert von SV/(SV + SC), das heißt die Flächendichte der saugenden Abschnitte verändert wird. Und zwar ist es möglich, die Fixierkraft, unter deren Wirkung die Ablagepolsterung den Halbleiterwafer in diesem Bereich zurückhält, zu senken, indem die Fläche der konvexen Abschnitte 52 in der Oberfläche des Bereichs verkleinert und die Fläche der konkaven Abschnitte 53 dort vergrößert wird.
So nimmt die Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte im mittleren Teil der Ablagepolsterung zu, indem die Anzahl der konvexen Abschnitte 52 im mittleren Teil der Ablagepolsterung, wo der Halbleiterwafer abgelegt wird, vergrößert wird. Unterdessen nimmt die Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte im äußeren Kreisumfangsteil der Ablagepolsterung ab, wenn die Anzahl der konvexen Abschnitte 52 im äußeren Kreisumfangsteil der Ablagepolsterung, wo das äußere Kreisumfangsteil des Halbleiterwafers zu liegen kommt, verkleinert wird. Folglich kann der Halbleiterwafer, selbst wenn sein äußeres Kreisumfangsteil von der Ablagepolsterung zurückgehalten wird, mühelos aus der Ablagepolsterung entnommen werden.
Als Nächstes wird ein anderes Beispiel beschrieben, das die Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte verändert.
12 ist eine Ausführungsform, in der die Ablagepolsterung ein Grundmaterial (nicht saugende Abschnitte) 62 mit einem Polymermaterial, das über keine selbstsaugende Funktion verfügt, und den selbstsaugenden Abschnitt mit einem Polymermaterial, das über eine selbstsaugende Funktion verfügt, aufweist. Nachdem die Oberfläche des Grundmaterials 62 in der konkav-konvexen Form ausgebildet wurde, werden selbstsaugende Abschnitte in den konkaven Abschnitten 63 gebildet. Es gibt mehrere Verfahren, um die selbstsaugenden Abschnitte zu bilden. Zum Beispiel wird ein Material (ein Polymermaterial) mit der selbstsaugenden Funktion auf die Oberfläche des Grundmaterials mit der konkav-konvexen Form aufgetragen, und die konkaven Abschnitte 63 werden mit dem Material gefüllt, das über die selbstsaugende Funktion (eine Saugschicht) verfügt. Alternativ kann ein Material (ein Polymermaterial) mit der selbstsaugenden Funktion in die konkaven Abschnitte 63 eingesetzt (oder eingebettet) werden. Da die Oberfläche der konvexen Abschnitte 64, die über keine selbstsaugende Funktion verfügt (nicht saugende Abschnitte) und die Oberfläche der selbstsaugenden Abschnitte praktisch flach ausgebildet werden können, kann der Halbleiterwafer auf die Oberfläche der Ablagepolsterung 61 gelegt werden und in Kontakt mit der Oberfläche der konvexen Abschnitte des Grundmaterials gelangen, das über keine selbstsaugende Funktion verfügt (nicht saugende Abschnitte) und kann auch in Kontakt mit der Oberfläche der selbstsaugenden Abschnitte sein.
Das Grundmaterial, das über keine selbstsaugende Funktion verfügt (nicht saugende Abschnitte) kann ein kontraktiles Material sein sowie selbstsaugende Abschnitte aufweisen. Wenn der Halbleiterwafer gepresst (gedrückt) wird, werden sowohl die selbstsaugenden Abschnitte als auch das Grundmaterial eingeengt. Wenn die den Halbleiterwafer mit Druck beaufschlagende Kraft beseitigt oder gemindert wird, nehmen die eingeengten Abschnitte ganz oder in einem gewissen Ausmaß wieder ihre vorherige Form an. Da die selbstsaugenden Abschnitte 63 über die selbstsaugende Funktion verfügen, wird der Halbleiterwafer von der Ablagepolsterung zurückgehalten. Da jedoch die Abschnitte, in denen der Halbleiterwafer mit den nicht saugenden Abschnitten in Kontakt ist, über keine selbstsaugende Funktion verfügen, wird der Halbleiterwafer von den Abschnitten des Grundmaterials der Ablagepolsterung keinem Unterdruck ausgesetzt.
Wie vorstehend beschrieben, können die den Halbleiterwafer ansaugenden und nicht ansaugenden Abschnitte dadurch gebildet werden, dass die selbstsaugenden Abschnitte mit der selbstsaugenden Funktion und die nicht saugenden Abschnitte ohne selbstsaugende Funktion auf der Oberfläche der Ablagepolsterung ausgebildet werden. Wenn in einem bestimmten Bereich eine Fläche der selbstsaugenden Abschnitte SS und eine Fläche der nicht saugenden Abschnitte SN ist, beträgt eine Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte dort SS/(SS + SN). Wenn der Wert von SS/(SS + SN) hoch ist, ist die Fixierkraft groß, mit der die Ablagepolsterung den Halbleiterwafer zurückhält. Ist der Wert von SS/(SS + SN) gering, ist die Fixierkraft gering, mit der die Ablagepolsterung den Halbleiterwafer zurückhält. Dies bedeutet, dass die Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte eingestellt werden kann, indem das Verhältnis der selbstsaugenden Abschnitte und der Fläche der nicht saugenden Abschnitte verändert wird.
Entsprechend kann die Fixierkraft der Ablagepolsterung, die den Halbleiterwafer an verschiedenen Stellen der Ablagepolsterung fixiert, ohne Weiteres verändert werden, indem die Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte an verschiedenen Stellen verändert wird. Bei der Ablagepolsterung nimmt die Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte im mittleren Teil der Ablagepolsterung zu, indem die Anzahl der selbstsaugenden Abschnitte im mittleren Teil der Ablagepolsterung erhöht wird, wo das mittlere Teil des Halbleiterwafer abgelegt wird. Unterdessen nimmt die Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte im äußeren Kreisumfangsteil der Ablagepolsterung ab, wenn die Anzahl der selbstsaugenden Abschnitte im äußeren Kreisumfangsteil der Ablagepolsterung, wo das äußere Kreisumfangsteil des Halbleiterwafers zu liegen kommt, verkleinert wird. Folglich kann der Halbleiterwafer mühelos von der Ablagepolsterung gelöst werden, wenn er aus der Ablagepolsterung entnommen wird.
Ein andere Ausführungsform zum Ausbilden der selbstsaugenden Abschnitte und der nicht saugenden Abschnitte auf der Oberfläche der Ablagepolsterung ist in 12 gezeigt. Im Gegensatz zu dem vorstehend beschriebenen Verfahren, das ein einziges Material (oder Verbundmaterialien) mit der selbstsaugenden Funktion verwendet, wobei die Oberfläche konkav-konvex ist, können die selbstsaugenden Abschnitte und die nicht saugenden Abschnitte auf der Oberfläche der Ablagepolsterung dadurch ausgebildet werden, dass die konkaven Abschnitte mit nicht saugenden Abschnitten gefüllt werden, die über keine selbstsaugende Funktion verfügen.
Alternativ können die selbstsaugenden Abschnitte und die nicht saugenden Abschnitte auf der Oberfläche der Ablagepolsterung dadurch ausgebildet werden, dass das Material mit der selbstsaugenden Funktion und das Material ohne selbstsaugende Funktion abwechselnd (Seite an Seite) auf der Oberfläche des flachen Grundmaterials ausgebildet wird. Zum Beispiel können die selbstsaugenden Abschnitte und die nicht saugenden Abschnitte abwechselnd (Seite an Seite) dadurch ausgebildet werden, dass das Material mit der selbstsaugenden Funktion und das Material ohne selbstsaugende Funktion an der Oberfläche des flachen Grundmaterials befestigt werden, oder dass das Material mit der selbstsaugenden Funktion und das Material ohne selbstsaugende Funktion als Schicht auf die Oberfläche des flachen Grundmaterials aufgetragen werden.
Wie vorstehend beschrieben, verfügen in 3 die selbstsaugenden Abschnitte über Polsterungseigenschaften und sind aus Materialien hergestellt, die geringen schädlichen chemischen Einfluss haben, zum Beispiel Kautschuk-Polymerschaumstoff wie etwa Acryl-Latexschaumstoff, das ein Acrylester-Copolymer umfasst, ein Elastomer-Polymerschaumstoff oder Urethan-Polymerschaumstoff. Zusätzlich wirkt jede der nach außen geöffneten Luftblasen der vielen in den selbstsaugenden Abschnitten gebildeten Luftblasen als feine Saugscheibe. Entsprechend sind die gesamten freiliegenden Flächen in den selbstsaugenden Abschnitten die kollektiven Schichten der feinen Saugscheiben. Der Halbleiterwafer W wird einem Unterdruck ausgesetzt und von den selbstsaugenden Abschnitten fixiert, indem er in die feinen Saugscheiben gedrückt wird. Bei den Luftblasen kann es sich entweder um durchgehende Luftblasen oder isolierte Luftblasen handeln. Auch beträgt ein durchschnittlicher Durchmesser der Blasen wünschenswerter Weise ca. 10 Mikrometer oder mehr und 50 Mikrometer oder weniger.
Wie in 4 gezeigt ist, ist in dieser Ausführungsform der Bereich 25A, in dem die Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte groß ist, im mittleren Teil der Ablagepolsterung ausgebildet, und zwar in einer Scheibenform mit einem Durchmesser, der kleiner ist als der des Halbleiterwafers. Der Bereich 25B, in dem die Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte gering ist, umschließt den gesamten Kreisumfang des Bereichs 25A. W', in 4 durch eine Strichpunktlinie gezeigt, stellt den äußeren Rand des Halbleiterwafers dar, wenn er auf die Ablagepolsterung 25 gelegt ist. Der äußere Rand des Bereichs 25B, in dem die Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte gering ist, ist so ausgebildet, dass er größer ist als der Halbleiterwafer W. Der äußere Rand W' des Halbleiterwafers W liegt innerhalb des Bereichs 25B, in dem die Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte gering ist.
Als Material für einen nicht saugenden Abschnitt kann ein Material, das denselben Grad an Polsterungseigenschaften wie die selbstsaugenden Abschnitte und keine selbstsaugenden Eigenschaften besitzt, wie etwa zum Beispiel ein Urethan-Polymermaterial wie Urethanschaum oder ein Elastomer-Polymermaterial verwendet werden. Bei der in 3 gezeigten Ablagepolsterung 25 ist die Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte im mittleren Bereich 25A der Ablagepolsterung 25, auf dem das mittlere Teil des Halbleiterwafers W zurückgehalten wird, groß, wohingegen die Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte in den umfänglichen Bereichen 25B der Ablagepolsterung 25, auf denen das umfängliche Teil des Halbleiterwafers W zurückgehalten wird, gering ist. Folglich kann der Halbleiterwafer W, wenn er auf die Ablagepolsterung 25 gedrückt ist, sicher und spannungsfrei gelagert werden, weil eine Rückstoßkraft der Ablagepolsterung gleichmäßig auf die gesamte Fläche des Halbleiterwafers wirkt.
1 und 5 zeigen den Zustand, in dem die beiden Wafer-Ablageeinsätze getrennt sind bzw. den Zustand, in dem sie übereinanderliegen (gestapelt sind). Obwohl der Halbleiterwafer tatsächlich von der Ablagepolsterung 25 zurückgehalten wird, wie in 3 gezeigt ist, ist der Halbleiterwafer, wenn zwei Wafer-Ablageeinsätze wie in 1 als getrennt dargestellt sind, unabhängig abgetrennt, um ihn deutlich zu zeigen.
Eine Wafer-Andrückpolsterungsschicht 15 (nachstehend ”Andruckschicht” genannt) mit Elastizität, mit welcher der Halbleiterwafer auf die Ablagepolsterung des unteren Wafer-Ablageeinsatzes 1 gedrückt wird, ist an der Rückseite des Wafer-Ablageeinsatzes 1 befestigt. Die Andruckschicht 15 ist in dieser Ausführungsform in einer Scheibenform mit einer Größe ausgebildet, die es ihr erlaubt, auf einen vorbestimmten Bereich oder auf nahezu die gesamte Oberfläche des Halbleiterwafers mit einem Material wie der Ablagepolsterung 25 zu drücken, die den Halbleiterwafer chemisch nicht beeinflusst.
Insbesondere berührt die Andruckschicht 15 den Halbleiterwafer in dem Zustand, in dem sie auf die Oberfläche des Halbleiterwafers gedrückt ist und fungiert als elastische Polsterung. Zum Beispiel wird die Andruckschicht 15 dadurch aufgebaut, dass eine elastomere Polymerschicht 15A wie etwa ein Urethanschaum oder ein Urethan-Kunstharz und eine Grundmaterialschicht 15B kombiniert werden, die ein Material wie PET (Polyethylenterephthalat) umfasst, das unterhalb der Rückseite (der Unterseite) 14 des Wafer-Polsterungseinsatzes 1 befestigt wird. Vorzugsweise sollte eine Fläche der den Halbleiterwafer berührenden Andruckschicht etwas konkav-konvex sein, um nicht am Halbleiterwafer anzuhaften. Das Verfahren zum Befestigen der Andruckschicht 15 am Wafer-Ablageeinsatz 1 ist vorzugsweise dasselbe wie zum Befestigen der Ablagepolsterung 25 am Wafer-Ablageeinsatz 1. Das heißt, obwohl die Andruckschicht 15 in dieser Ausführungsform an der Rückseite 14 des Wafer-Ablageeinsatzes 1 befestigt ist, kann die Andruckschicht 15 so aufgebaut sein, dass sie sich mühelos am Wafer-Ablageeinsatz 1 befestigen und wieder davon abnehmen lässt und ohne Weiteres gereinigt und ausgetauscht werden kann, indem die lösbar fixierbaren Rahmen oder Stifte auf der Unterseite des Wafer-Ablageeinsatzes 1 verwendet werden.
Wenn die Halbleiterwafer W in dem Waferbehälter mit den Polsterungsschichten der auf diese Weise aufgebauten Ausführungsform wie in 5 gezeigt transportiert und gelagert werden, ist jeder von ihnen sandwichartig zwischen der Ablagepolsterung 5 und der Andrückpolsterung 15 eingeschlossen, die ausgezeichnete Polsterungseigenschaften besitzen, und ist sicher in dem Innenraum untergebracht, der zwischen dem Wafer-Ablageeinsatz 1 und dem angrenzenden oberen Wafer-Ablageeinsatz 1 gebildet ist.
Selbst wenn zwei übereinanderliegende Wafer-Ablageeinsätze 1 getrennt werden, und selbst wenn sich die Wafer-Ablageeinsätze neigen, wenn sie getrennt werden oder der Halbleiterwafer inspiziert wird, besteht keine Gefahr, dass die Ablagepolsterung 25 vom Wafer-Ablageeinsatz 1 abrutscht, und es besteht keine Gefahr, dass der Halbleiterwafer von der Ablagepolsterung 25 abrutscht, weil der Halbleiterwafer W, wie in 3 gezeigt, von den selbstsaugenden Abschnitten der Ablagepolsterung 25 zurückgehalten wird. Auch wird der Halbleiterwafer W ohne Verwindung stets flachliegend gehalten, weil er auf der Oberfläche der Ablagepolsterung 25 fixiert ist. Dementsprechend kann von vornherein verhindert werden, dass der Halbleiterwafer W aufgrund wiederholter Verwindung zu Bruch geht und Schaden nimmt.
Nun wird ein Verfahren zur Entnahme des Halbleiterwafers aus dem Wafer-Ablageeinsatz 1 erklärt. Da die Fixierkraft der Ablagepolsterung, die auf das äußere Kreisumfangsteil des Halbleiterwafers W wirkt, geringer ist als diejenige der Ablagepolsterung, die das mittlere Teil des Halbleiterwafers W zurückhält, wird das äußere Kreisumfangsteil des Halbleiterwafers W dadurch vom äußeren Kreisumfangsteil der Ablagepolsterung gelöst, dass die Kraft, die den Halbleiterwafer von der Ablagepolsterung 25 löst, an den gesamten Halbleiterwafer W angelegt wird. Da in der Folge von den Leerräumen her, die zwischen den Außenrändern des Halbleiterwafers und der Ablagepolsterung gebildet sind, nach und nach Luft in die feinen Saugscheiben der selbstsaugenden Abschnitte eintritt und die Fixierkraft der selbstsaugenden Abschnitte schwindet, kann der Halbleiterwafer ohne Verwindung aus der Ablagepolsterung entfernt und aus dem Wafer-Ablageeinsatz 1 herausgenommen werden.
6 zeigt einen Zustand, in dem eine Überführungshalterung 30 einen Unterdruck auf die obere offene Seite des Halbleiterwafers W anlegt, um ihn aus dem Wafer-Ablageeinsatz 1 zu entfernen. Da der Wafer-Ablageeinsatz 1 so aufgebaut ist, dass der gesamte Bereich oder ein Teil des Bereichs in der Ablagepolsterung 25, in dem die Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte gering ist, innerhalb des äußeren Rands der Überführungshalterung 30 liegt, wird der äußere Randabschnitt des Halbleiterwafers W, der von dem Bereich in der Ablagepolsterung 25 zurückgehalten wird, in dem die Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte gering ist, von der Überführungshalterung 30 angehoben und der Halbleiterwafer W kann, wie vorstehend beschrieben, mühelos aus der Ablagepolsterung 25 entfernt werden. Das heißt, wenn die Kraft, die von der Überführungshalterung 30 auf den Halbleiterwafer ausgeübt wird, konstant ist, kann, sobald ein Teil des Halbleiterwafers W die Ablagepolsterung 25 verlässt, der Halbleiterwafer W, da die gesamte Kraft, die von der Überführungshalterung 30 auf ihn ausgeübt wird, geringer wird, mühelos aus der Ablagepolsterung 25 entfernt werden. Als Übertragungshalterung 30 kann eine Halterung wie etwa ein sogenannter Bernoulli-Greifer, der die transportierten Gegenstände (den Halbleiterwafer) berührungslos unter Nutzung eines Unterdrucks zurückhält, der durch Hufströmen von Luft auf die transportierten Gegenstände (den Halbleiterwafer) erzeugt werden kann, oder ein sogenannter elektrostatischer Greifer verwendet werden, der eine Fixierkraft durch statische Elektrizität nutzt.
Diese Erfindung ist durch die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen nicht eingeschränkt. Beispielsweise kann als Aufbau der Ablagepolsterung 25 eine Schicht 256, in der die Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte gering ist, am äußeren Kreisumfangsteil der Ablagepolsterung 25 angebracht werden und eine Schicht 25A, in der die Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte groß ist, und eine Grundmaterialschicht 25A für die Schicht 25A innerhalb der Schicht 25B auf der Grundmaterialschicht 25C für die gesamte Ablagepolsterung 25 angeordnet werden, wie in 7 gezeigt ist. In diesem Fall sollte die Schicht 25A wünschenswerter Weise auch annähernd dieselbe Höhe haben wie die Schicht 25B. Indem auch, wie in 8 gezeigt, die ultradünne (z. B. ca. 10 bis 20 Mikrometer dünne) Schicht 25B dort, wo die Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte gering ist, auf der Oberfläche des äußeren Randteils der Schicht 25A, in dem die Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte groß ist, angebracht ist, können die Schicht 25A und die Schicht 25B übereinandergelegt und vereint werden.
Obwohl in diesem Fall die Schicht 25A eine etwas andere Höhe hat als die Schicht 25B, weil die Schicht 25B sehr dünn ist, beeinflusst der Unterschied ihrer Höhen die Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte nicht. Falls der Einfluss nicht gering ist, können die wechselseitigen Flächendichten der selbstsaugenden Abschnitte angepasst werden. Das heißt, die Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte kann im Vergleich zu einem Fall erhöht werden, bei dem die Oberflächen sowohl der Schicht 25A als auch der Schicht 25B eben sind.
Alternativ kann die Schicht 25B, in der die Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte gering ist, dadurch gebildet werden, dass ein Teil der Oberfläche der Schicht 25A, in der die Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte groß ist, zum Beispiel wie in 9 gezeigt in nicht saugende Abschnitte umgewandelt wird, indem die Oberfläche des äußeren Randteils konkav-konvex ausgelegt wird. Solch eine konkav-konvexe Fläche kann zum Beispiel durch das sogenannte Einbrennverfahren, bei dem eine erhitzte Metallplatte auf ein Harzmaterial gepresst wird, gebildet werden.
Was den Bereich der Schicht 25B betrifft, in dem die Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte gering ist, wird der Halbleiterwafer, wenn er auf der Ablagepolsterung 25 abgelegt wird, so angeordnet, dass die Schicht 25B an der Stelle vorhanden ist, die einem Teil der äußeren Randabschnitte oder allen äußeren Randabschnitten des Halbleiterwafers zugewandt ist. In der Folge kann der Halbleiterwafer W ohne Verwindung von den selbstsaugenden Abschnitten entfernt werden, weil Luft von der äußeren Randseite her in die feinen Saugscheiben der Ablagepolsterung 25 einströmt, wenn der Halbleiterwafer W aus der Ablagepolsterung entfernt wird. Das Verhältnis der Übertragungshalterung 30 ist dasselbe wie vorstehend. Das heißt, ein Teil des Bereichs 25B oder der gesamte Bereich 25B, in dem die Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte gering ist, kann innerhalb des äußeren Rands der Übertragungshalterung 30 ausgebildet sein.
Als Nächstes werden die Beispiele der Anordnung der selbstsaugenden Abschnitte und der nicht saugenden Abschnitte der Ablagepolsterung erklärt.
Die 13 (a) und 13 (b) sind schematische Darstellungen zur Erläuterung des Anordnungsaufbaus der selbstsaugenden Abschnitte und der nicht saugenden Abschnitte in der Ablagepolsterung, die eine gleichmäßige Fixierkraft über die gesamte Fläche haben. 13 (a) ist eine schematische Darstellung, in der die selbstsaugenden Abschnitte kreuzweise wie ein Gitter auf der Oberfläche der Ablagepolsterung 71 angeordnet sind. Bei den Linien und schwarzen Punkten 72 handelt es sich um die selbstsaugenden Abschnitte und bei den weißen Bereichen 73 um die nicht saugenden Abschnitte. Der Halbleiterwafer wird auf die Oberfläche der Ablagepolsterung 71 gelegt. Da die Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte über die gesamte Oberfläche der Ablagepolsterung 71 hinweg dieselbe ist, ist die Fixierkraft, mit der die Ablagepolsterung 71 den Halbleiterwafer zurückhält, über den gesamten Halbleiterwafer hinweg nahezu gleichmäßig. 13 (b) ist eine schematische Darstellung, in der die selbstsaugenden Abschnitte im Wesentlichen gleichmäßig in Punktform auf der Oberfläche der Ablagepolsterung 71 angeordnet sind. Bei den schwarzen Punkten 72 handelt es sich um die selbstsaugenden Abschnitte und bei den weißen Bereichen 73 um die nicht saugenden Abschnitte. Da auch in diesem Fall die Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte über die gesamte Oberfläche der Ablagepolsterung 71 hinweg dieselbe ist, ist die Fixierkraft, mit der die Ablagepolsterung 71 den Halbleiterwafer zurückhält, über den gesamten Halbleiterwafer hinweg nahezu gleichmäßig. Wie aus diesen Anordnungen ersichtlich ist, kann die Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte dadurch verändert werden, dass der Abstand zwischen den aneinander angrenzenden selbstsaugenden Abschnitten verändert wird (d. h. die Dichte der selbstsaugenden Abschnitte verändert wird).
Die 14 (a) und 14 (b) sind schematische Darstellungen, die einen Anordnungsaufbau eines selbstsaugenden Abschnitts und eines nicht saugenden Abschnitts einer Oberfläche einer Wafer-Ablagepolsterungsschicht in einer anderen Ausführungsform zeigen. In 14 (a) sind die selbstsaugenden Abschnitte 82 in einem Radiallinienmuster auf der Oberfläche der Ablagepolsterung 81 angeordnet. Bei den weißen Bereichen 83 handelt es sich um die nicht saugenden Abschnitte. In 14 (b) sind die selbstsaugenden Abschnitte 82 in einem gewundenen Muster auf der Oberfläche der Ablagepolsterung 81 angeordnet. In 14 (a) und 14 (b) laufen die selbstsaugenden Abschnitte zur Mitte der Oberfläche der Ablagepolsterung 81 hin zusammen (sie sind dichter), während die selbstsaugenden Abschnitte 82 zur Außenseite der Oberfläche der Ablagepolsterung 81 hin dünngesät (weniger dicht) sind. Entsprechend ist die Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte nahe der Mitte der Oberfläche der Ablagepolsterung 81 am größten und wird zur Außenseite der Oberfläche dieser Ablagepolsterung 81 hin kleiner. Da der Halbleiterwafer auf die Oberfläche dieser Ablagepolsterung 81 gelegt wird (die Mitte des Halbleiterwafers ungefähr auf die Mitte der Ablagepolsterung 81 gesetzt wird), ist die Fixierkraft, mit der die Ablagepolsterung 81 den Halbleiterwafer zurückhält, nahe dem mittleren Teil des Halbleiterwafers groß und wird zur Außenseite des Halbleiterwafers hin nach und nach kleiner. Deshalb kann der durch die Ablagepolsterung 81 zurückgehaltene Halbleiterwafer, selbst wenn er auf 100 Mikrometer oder weniger ultradünn ausgelegt ist, wenn er davon entfernt wird, sicher und mühelos aus der Ablagepolsterung entfernt werden, ohne zu Bruch zu gehen oder Schaden zu nehmen.
15 ist eine schematische Darstellung, die einen Anordnungsaufbau von selbstsaugenden Abschnitten und nicht saugenden Abschnitten einer Oberfläche einer Ablagepolsterung in einer anderen Ausführungsform zeigt. Die selbstsaugenden Abschnitte 92 sind wie im Fall von 13 (b) punktförmig auf der Oberfläche der Ablagepolsterung 91 gleichmäßig angeordnet. Bei den schwarzen Punkten 92 handelt es sich um die selbstsaugenden Abschnitte und bei den weißen Bereichen 93 um die nicht saugenden Abschnitte. Die Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte ist im mittleren Teil der Ablagepolsterung groß, während die Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte im umfänglichen Abschnitt der Ablagepolsterung klein ist. (Hier ist der Kreis innerhalb der Ablagepolsterung 91 vorübergehend eingezeichnet, damit sich die Grenze des mittleren Teils und des umfänglichen Abschnitts leicht erkennen lässt). Durch eine solche Anordnung wird die Fixierkraft gesenkt, die auf den umfänglichen Abschnitt des Halbleiterwafers ausgeübt wird. Deshalb kann, wenn der durch die Ablagepolsterung zurückgehaltene Halbleiterwafer aus der Ablagepolsterung entnommen wird, von der Außenseite des Halbleiterwafer her zur Mitte hin schrittweise aus der Ablagepolsterung entnommen werden. Folglich kann der Halbleiterwafer, selbst wenn er auf 100 Mikrometer oder weniger ultradünn ausgelegt ist, sicher und mühelos aus der Ablagepolsterung entfernt werden, ohne zu Bruch zu gehen oder Schaden zu nehmen.
Als eine andere Anwendung der Anordnung in Bezug auf die selbstsaugenden und nicht saugenden Abschnitte der in 15 gezeigten Ablagepolsterungsoberfläche gibt es eine Ablagepolsterung, bei der die Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte von der Mitte der Ablagepolsterung aus, die den mittleren Teil des Halbleiterwafers zurückhält, zur Außenseite der Ablagepolsterung hin, die den äußeren Abschnitt des Halbleiterwafers zurückhält, immer kleiner wird. In diesem Fall wird der Halbleiterwafer von der Ablagepolsterung sicher und zuverlässig zurückgehalten. Wenn zusätzlich der von der Ablagepolsterung zurückgehaltene Halbleiterwafer aus der Ablagepolsterung entnommen wird, kann der Halbleiterwafer, weil er schrittweise von seinen äußeren Abschnitten her, in denen die ihn zurückhaltende Fixierkraft gering ist, zu seiner Mitte hin, wo die Fixierkraft immer größer wird, aus der Ablagepolsterung entnommen wird, sicher und mühelos aus der Ablagepolsterung entnommen werden, ohne zu Bruch zu gehen oder Schaden zu nehmen.
Auch kann, wie in 16 gezeigt, die Andrückschicht 15 so aufgebaut sein, dass nur der äußere Randabschnitt an der Wafer-Ablagepolsterung 1 fixiert wird und die anderen Abschnitte von der Rückseite 14 der Wafer-Ablagepolsterung 1 frei schweben. Dies ermöglicht, dass der Halbleiterwafer W in dem Zustand gelagert werden kann, in dem die Polsterungseigenschaften ohne Bezug zur Dicke des Halbleiterwafers S gemäßigt auf den Halbleiterwafer wirken. Auch kann die Andrückschicht 15 mit einer einlagigen elastomeren Polymerschicht o. dgl. hergestellt werden. In diesem Fall kann die Fläche der Andrückschicht 15, die den Halbleiterwafer W berührt, etwas konkav-konvex o. dgl. ausgebildet werden, um nicht weiter eine Unterdruckkraft auf den Halbleiterwafer auszuüben.
Obwohl, wie vorstehend zu sehen war, mehrere Anordnungen der selbstsaugenden Abschnitte und der nicht saugenden Abschnitte für die Ablagepolsterungsoberfläche beschrieben wurden, sind dies nur einige der Beispiele. Dementsprechend wird die vorliegende Erfindung durch diese nicht eingeschränkt, und es sollte klar sein, dass auch andere Anordnungen in den Rahmen der vorliegenden Erfindung fallen.
Wie vorstehend beschrieben, kann die Fixierkraft, mit der die Ablagepolsterung den Halbleiterwafer fixiert, stellenweise verändert werden, indem die Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte in der Oberfläche der Ablagepolsterung verändert wird. Insbesondere wird der Halbleiterwafer dadurch zuverlässig fixiert, dass die Fixierkraft erhöht wird, mit der die Ablagepolsterung den Halbleiterwafer nahe der Mitte des Halbleiterwafers zurückhält, indem die Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte nahe der Mitte der Ablagepolsterungsoberfläche erhöht wird. Zusätzlich wird die Fixierkraft, mit der die Ablagepolsterung den Halbleiterwafer zurückhält, im umfänglichen Abschnitt dadurch gesenkt, dass die Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte in den umfänglichen Abschnitten der Ablagepolsterungsoberfläche gesenkt wird. Da folglich der Halbleiterwafer im umfänglichen Abschnitt wie auch im mittleren Teil von der Ablagepolsterung gleichmäßig zurückgehalten wird, kann er mühelos aus der Ablagepolsterung entfernt werden, und selbst wenn seine Dicke ultradünn auf 100 Mikrometer oder weniger ausgelegt ist, kann der Halbleiterwafer sicher und mühelos aus dem Wafer-Ablageeinsatz herausgenommen werden, ohne zu Bruch zu gehen oder Schaden zu nehmen.
Als Nächstes werden die selbstsaugenden Abschnitte, die im mittleren Teil der Wafer-Ablageschicht ausgebildet sind, und die nicht saugenden Abschnitte, die an einer Stelle ausgebildet sind, die einem Teil oder der gesamten äußeren Randabschnittseite der Wafer-Ablagepolsterungsschicht zugewandt ist, die den äußeren Randabschnitt des Halbleiterwafers zurückhält, im Detail erörtert, wobei es sich um noch eine andere Ausführungsform (die zweite Ausführungsform) handelt. Da die Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte auf der äußeren Randabschnittseite der Oberfläche der Wafer-Ablagepolsterungsschicht Null beträgt, kann diese Ausführungsform insofern als bevorzugt angesehen werden, als die Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte auf der äußeren Randabschnittseite der Oberfläche der Wafer-Ablagepolsterungsschicht klein ist. Das heißt, von den verschiedenen Ausführungsformen, in denen die Fixierkraft, mit der die Wafer-Ablagepolsterungsschicht den Halbleiterwafer zurückhält, an wünschenswerten Stellen der Wafer-Ablagepolsterungsschicht verändert werden kann, indem die Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte eingestellt wird, ist die folgende bevorzugt.
In 17, die den Gesamtaufbau des Waferbehälters mit Polsterungsschichten zeigt, liegen mehrere Wafer-Ablageeinsätze 1 des in einer Scheibenform hergestellten Halbleiterwafers W horizontal übereinander, um den ultradünnen Halbleiterwafer W einzusetzen und zu lagern. 17 ist eine der vorstehend beschriebenen 2 ähnliche Ansicht, unterscheidet sich aber von 2 im Aufbau der Wafer-Ablagepolsterungsschicht (im Nachstehenden ”Ablagepolsterung” genannt) 5. Das heißt, in 17 sind die selbstsaugenden Abschnitte 5A, die den Halbleiterwafer entnehmbar zurückhalten, und die nicht saugenden Abschnitte 5B, die den Halbleiterwafer in einem lösbaren Zustand halten, auf der Oberfläche der Ablagepolsterung 5 ausgebildet, die dem Halbleiterwafer W zugewandt ist. In der Ablagepolsterung 5 umgibt der nicht saugende Abschnitt den gesamten Kreisumfang des scheibenförmigen selbstsaugenden Abschnitts 5A.
18 zeigt einen Zustand, in dem der Halbleiterwafer auf einen der Wafer-Ablageeinsätze 1 gelegt ist. Obwohl 18 eine zur vorstehend beschriebenen 3 ähnliche Ansicht ist, unterscheidet sie sich im Aufbau der Ablagepolsterung von 3 und stellt die in 17 gezeigte Ablagepolsterung dar. Das heißt, die Ablagepolsterung umfasst zwei übereinander angeordnete und vereinigte Schichten, bei denen es sich um die Oberflächenseite und die Rückseite handelt. In der Oberfläche der Ablagepolsterung 5, die dem Halbleiterwafer W zugewandt ist, umgeben die nicht saugenden Abschnitte 5B den gesamten Kreisumfang der scheibenförmigen selbstsaugenden Abschnitte 5A, während die Rückseite der Ablagepolsterung 5, die der Oberseite 13 des Wafer-Ablageeinsatzes 1 zugewandt ist, mit der Grundmaterialschicht 5C ausgebildet ist, die aus einem Material wie etwa PET (Polyethylenterephthalat) hergestellt ist. Wie in 18 gezeigt ist, ist in dieser Ausführungsform die Grundmaterialschicht 5C an der Oberseite 13 des Wafer-Ablageeinsatzes 1 angebracht.
Der Wafer-Ablageeinsatz 1 kann auch so aufgebaut sein, dass die Ablagepolsterung 5 beliebig auf die Oberseite 13 des Wafer-Ablageeinsatzes 1 gesetzt oder davon abgenommen werden kann, indem die Grundmaterialschicht 5C an den Rahmen oder Stiften befestigt (oder abnehmbar angebracht) wird, die sich mühelos auf die Oberseite 13 des Wafer-Ablageeinsatzes 1 setzen oder davon abnehmen lassen. Auch kann die Ablagepolsterung 5 ein dreilagiger Aufbau sein, wenn dieselbe Saugschicht wie der selbstsaugende Abschnitt 5A der Oberflächenseite auf der Rückseite der Grundmaterialschicht übereinander angeordnet und vereint wird. Folglich kann die Ablagepolsterung 5 so aufgebaut sein, dass sie sich mühelos auf den Wafer-Ablageeinsatz 1 setzen und davon abnehmen lässt und ohne Weiteres gereinigt und ausgetauscht werden kann. In diesem Fall sollte die Fixierkraft, mit der die Ablagepolsterung den Wafer-Ablageeinsatz 1 zurückhält, größer eingestellt sein als diejenige, mit der sie den Halbleiterwafer zurückhält.
Der selbstsaugende Abschnitt 5A ist aus einem Kautschuk-Polymerschaumstoff wie etwa Acryl-Latexschaumstoff, der einen Acrylester-Copolymerschaum, einen Elastomer-Polymerschaumstoff oder Urethan-Polymerschaumstoff umfasst. Jede der sich nach außen öffnenden Luftblasen der vielen Luftblasen, die in den selbstsaugenden Abschnitten 5A gebildet sind, wirkt als eine feine Saugscheibe. Entsprechend sind in den selbstsaugenden Abschnitten 5A alle zur Atmosphäre freiliegenden Flächen im selbstsaugenden Abschnitt 5A die feinen Saugscheiben. Indem die feinen Saugscheiben auf den Halbleiterwafer W gedrückt werden, bei dem es sich um die andere von den feinen Saugscheiben zurückgehaltene Seite handelt, wird der Halbleiterwafer W einem Unterdruck ausgesetzt und durch den selbstsaugenden Abschnitt 5A fixiert. Die Luftblasen können entweder durchgehende Luftblasen oder isolierte Luftblasen sein. Wünschenswerter Weise sollte der durchschnittliche Durchmesser der Luftblasen ca. 10 Mikrometer oder mehr und ca. 50 Mikrometer oder weniger betragen.
19 ist eine Ansicht, anhand der sich der Zustand der in 17 und 18 gezeigten Ablagepolsterung umfassend verstehen lässt. Wie in 19 gezeigt ist, ist in dieser Ausführungsform der selbstsaugende Abschnitt 5A in der Scheibenform mit einem Durchmesser ausgebildet, der kleiner ist als derjenige des Halbleiterwafers W, und die nicht saugenden Abschnitte 5B umgeben den gesamten Kreisumfang der selbstsaugenden Abschnitte 5A. W', in 19 durch eine Strichpunktlinie gezeigt, stellt die Lage des äußeren Rands des Halbleiterwafers in dem Fall dar, in dem der Halbleiterwafer W auf die Ablagepolsterung 5 gelegt ist. Hier ist der äußere Rand der nicht saugenden Abschnitte 5B so ausgebildet, dass er größer ist als der Halbleiterwafer W, und die Position W' des äußeren Rands des Halbleiterwafers W ist innerhalb der nicht saugenden Abschnitte 5B angeordnet.
Ein Material, das zum selbstsaugenden Abschnitt 5A vergleichbare Polsterungseigenschaften und keine selbstsaugenden Eigenschaften besitzt, wie etwa ein Polymerschaumstoff, wie zum Beispiel ein Urethan- oder ein Elastomer-Polymerschaumstoff, kann als Material für den nicht saugenden Abschnitt 5B verwendet werden. In 18 ist die Oberfläche der nicht saugenden Abschnitte 5B so ausgebildet, dass sie dieselbe Höhe hat wie der selbstsaugende Abschnitt 5A. Entsprechend kann der Halbleiterwafer W, wenn er auf die Ablagepolsterung 5 gedrückt wird, spannungsfrei sicher gelagert werden, weil eine Reaktionskraft der Ablagepolsterung 5 gleichmäßig auf den gesamten Halbleiterwafer wirkt.
Da der äußere Randabschnitt des Halbleiterwafers W den nicht saugenden Abschnitten 5B zugewandt ist, wird er keinem von der Ablagepolsterung 5 ausgehenden Unterdruck ausgesetzt. Wenn eine Kraft, die den Halbleiterwafer W aus der Ablagepolsterung 5 löst, auf den gesamten Halbleiterwafer W (oder im weiten Bereich, der zumindest den äußeren Randabschnitt enthält) wirkt, schwindet die Fixierkraft der selbstsaugenden Abschnitte, weil nach und nach Luft aus den Hohlräumen, die zwischen den äußeren Randabschnitten des Halbleiterwafers W und der Ablagepolsterung 5 entstehen, in die feinen Saugscheiben der selbstsaugenden Abschnitte 5A eintritt. Dementsprechend kann der Halbleiterwafer W, wenn er aus dem Wafer-Ablageeinsatz 1 entfernt wird, aus der Ablagepolsterung 1 gelöst und aus dem Wafer-Ablageeinsatz 1 herausgenommen werden, ohne dabei eine Verwindung zu erfahren.
20 und 21 zeigen zwei Wafer-Ablageeinsätze 1, die getrennt bzw. übereinandergelegt sind. Obwohl der Halbleiterwafer W in Wirklichkeit von der Ablagepolsterung wie in 18 gezeigt weiterhin zurückgehalten wird, wenn die beiden Wafer-Ablageeinsätze 1 getrennt sind, ist der Halbleiterwafer W in 20 getrennt gezeigt, um das Vorhandensein des Halbleiterwafers W eindeutig zu veranschaulichen. 20 und 21 sind 1 bzw. 5 ähnliche Ansichten, unterscheiden sich aber im Aufbau der Ablagepolsterung 5.
Die Wafer-Andrückpolsterungsschicht 15 (im Nachstehenden ”Andruckschicht 15” genannt), die über Elastizität verfügt und eine Schicht ist, um den Halbleiterwafer auf die Ablagepolsterung 5 des unteren Wafer-Ablageeinsatzes 1 zu drücken, ist auf der Rückseite 14 des Wafer-Ablageeinsatzes 1 befestigt. Die Andruckschicht 15 dieser Ausführungsform ist in der Form einer Scheibe mit einer Größe, um einen gewünschten Bereich oder fast die gesamte Oberfläche des Halbleiterwafers mit Druck zu beaufschlagen und ist mit Materialien ausgebildet, die den Halbleiterwafer chemisch nicht angreifen.
Speziell ist die Andruckschicht 15 gestapelt, vereint und aus der Elastomer-Polymerschicht 15A, die Materialien umfasst, die als elastische Polsterung fungieren, indem sie in dem auf die Oberfläche des Halbleiterwafers W gedrückten Zustand durch Kontakt wirken, wie etwa einem Urethanschaum oder einen Urethankunstharz, und der Grundmaterialschicht 15B, die Materialien wie etwa PET (Polyethylenterephthalat) umfasst, aufgebaut, die auf der Rückseite (Unterseite) 14 des Wafer-Ablageeinsatzes 1 befestigt ist. Die Kontaktfläche der Andrückschicht 15, die den Halbleiterwafer berührt, kann etwas konkav-konvex ausgebildet sein, um den Halbleiterwafer nicht mit einem Unterdruck zu beaufschlagen. Das Verfahren zur Befestigung der Andrückschicht 15 am Wafer-Ablageeinsatz 1 ist dasselbe wie dasjenige zur Befestigung der Ablagepolsterung 5. Das heißt, obwohl die Andrückschicht 15 in dieser Ausführungsform an der Rückseite 14 des Wafer- Ablageeinsatzes 1 befestigt ist, kann die Andrückschicht 15 so aufgebaut sein, dass sie am Wafer-Ablageeinsatz 1 angebracht und davon abgenommen und mühelos gereinigt und ausgetauscht werden kann, indem die Rahmen und Stifte verwendet werden, die an der Unterseite 14 des Wafer-Ablageeinsatzes 1 angebracht und davon abgenommen werden können.
Wenn der Halbleiterwafer W in dem Waferbehälter mit den Polsterungsschichten der wie vorstehend dargestellten Ausführungsform transportiert und gelagert wird, ist er, wie in 21 gezeigt ist, in dem Innenraum, der zwischen dem Wafer-Ablageeinsatz 1 und dem oberen Wafer-Ablageeinsatz 1 gebildet ist, der angrenzend auf der Oberseite darüberliegt, in dem Zustand sicher untergebracht, in dem der Halbleiter W sandwichartig zwischen der Ablagepolsterung 5 und der Andrückschicht 15 federnd eingeschlossen ist, die hochelastisch sind.
Selbst wenn die übereinandergelegten Wafer-Ablageeinsätze 1 getrennt werden und der abgetrennte Wafer-Ablageeeinsatz 1 während des Trennprozesses oder eines Inspektionsvorgangs des Halbleiterwafers geneigt wird, wie in 18 gezeigt, hat, da der Halbleiterwafer W von den selbstsaugenden Abschnitten 5A der Ablagepolsterung 5 zurückgehalten wird, die Ablagepolsterung 5 keine Möglichkeit, vom Wafer-Ablageeinsatz 1 abzurutschen, und der Halbleiterwafer W hat keine Möglichkeit, von der Ablagepolsterung 5 abzurutschen. Da der Halbleiterwafer W ohne Verwindung stets flachliegend gehalten wird, indem er konstant an der Ablagepolsterung 5 fixiert ist, kann verhindert werden, dass er durch wiederholtes Verwinden zu Bruch geht und Schaden nimmt.
Wenn der Halbleiterwafer W aus dem Wafer-Ablageeinsatz 1 herausgenommen wird, kann er, weil der äußere Randabschnitt des Halbleiterwafers W den nicht saugenden Abschnitten 5B zugewandt ist und von der Ablagepolsterung nicht angesaugt wird, wenn die Kraft, mit welcher der gesamte (oder der weite Bereich, der zumindest den äußeren Randabschnitt umfasst) Halbleiterwafer W aus der Ablagepolsterung 5 entnommen wird, wirkt, mühelos ohne Verwindung aus der Ablagepolsterung 5 entnommen und aus dem Wafer-Ablageeinsatz 1 herausgenommen werden, weil Luft aus dem Raum, der zwischen den äußeren Randabschnitten des Halbleiterwafers W und der Ablagepolsterung entsteht, in die feinen Saugscheiben der selbstsaugenden Abschnitte eintritt, weshalb die Fixierkraft der selbstsaugenden Abschnitte 5A schwindet.
Die vorliegende Erfindung ist durch die in 17 bis 21 beschriebenen Ausführungsformen nicht eingeschränkt. Zum Beispiel können, wie in 22 gezeigt, die Grundmaterialschicht 5C für die gesamte Ablagepolsterung 5 und die Grundmaterialschicht 5A' für den selbstsaugenden Abschnitt 5A im Aufbau der Ablagepolsterung 5 separat eingerichtet werden. Auch können, wie in 23 gezeigt, die selbstsaugenden Abschnitte 5A und die nicht saugenden Abschnitte 5B in dem Zustand übereinandergelegt und vereint werden, in dem der nicht saugende Abschnitt 5B, der ultradünn (z. B. ca. 10 bis 20 Mikrometer) ist und über keine Rückhalteeigenschaften verfügt, auf der Oberfläche des äußeren Randabschnitts der selbstsaugenden Abschnitte 5A angebracht wird. Alternativ kann der nicht saugende Abschnitt 5B, wie in 24 gezeigt, so ausgebildet sein, dass ein Teil der Oberfläche der selbstsaugenden Abschnitte 5A über die nicht saugenden Eigenschaften verfügt. Flächen, wie etwa die konkav-konvexen Flächen, können zum Beispiel mit dem sogenannten Brenneisen geformt werden, wobei eine erhitzte Metallplatte o. dgl. auf ein Harzmaterial gepresst wird.
Auch in einem Bereich, in dem der nicht saugende Abschnitt ausgebildet wird, falls die nicht saugenden Abschnitte 5B an der Stelle vorkommend ausgebildet werden, die zumindest einem Teil des äußeren Randabschnittes des Halbleiterwafers W zugewandt ist, wenn der Halbleiterwafer auf die Ablagepolsterung 5 gelegt ist, tritt Luft vom äußeren Randabschnitt in die feinen Saugscheiben der Ablagepolsterung ein, und als Ergebnis kann der Halbleiterwafer ohne Verwindung aus dem selbstsaugenden Abschnitt 5A entfernt werden. Das Verhältnis zwischen der Ablagepolsterung und der Überführungshalterung ist ähnlich dem vorstehenden, d. h., ein Teil der oder alle selbstsaugenden Abschnitte 5A können innerhalb des Außenrands der Überführungshalterung ausgebildet sein.
Die 25 bis 30 zeigen die Beispiele, in denen die Anordnungen der selbstsaugenden Abschnitte 5A und der nicht saugenden Abschnitte 5B in der Ablagepolsterung 5 verändert sind. Wie in 25 gezeigt ist, können die nicht saugenden Abschnitte 5B nur in einem Teil des äußeren Randabschnitts der Ablagepolsterung ausgebildet sein. Alternativ kann die Gestalt der selbstsaugenden Abschnitte 5A, wie in 26 gezeigt, wie ein Buchstabe ”c” o. dgl. sein. Wie in den 27 und 28 gezeigt ist, können die nicht saugenden Abschnitte 5B an Stellen, die den äußeren Randabschnitten der Ablagepolsterung 5 zugewandt sind, in mehrere Bereiche unterteilt sein. Auch können die selbstsaugenden Abschnitte 5A an Stellen, die dem Halbleiterwafer zugewandt sind, in mehrere Bereiche unterteilt sein. Zum Beispiel sind die selbstsaugenden Abschnitte 5A und die nicht saugenden Abschnitte 5B, wie in 29 gezeigt, abwechselnd in einem Streifenmuster ausgebildet, oder die selbstsaugenden Abschnitte 5A können, wie in 30 gezeigt, in mehreren Inselformen hergestellt sein.
Die vorstehend beschriebene erste Ausführungsform kann als der Zustand erachtet werden, bei dem viele nicht saugende Abschnitte in der Ausführungsform vorkommen, in der die in den 27 bis 30 gezeigten nicht saugenden Abschnitte in mehrere Bereiche unterteilt sind.
Obwohl mehrere Verfahren und Aufbauweisen beschrieben wurden, um die nicht saugenden Abschnitte 5B an der Stelle auszubilden, die einem Teil des gesamten äußeren Randabschnitts oder dem gesamten äußeren Randabschnitt des Halbleiterwafers zugewandt ist, versteht es sich von selbst, dass es sich bei diesen nur um einige Beispiele handelt, dass die Erfindung dadurch nicht eingeschränkt wird, und dass auch andere Verfahren und Aufbauweisen in den Rahmen der vorliegenden Erfindung fallen.
Obwohl die Platten der Ablagepolsterung und des Halbleiterwafers in den vorstehenden Beschreibungen als Kreisformen beschrieben sind, wird klar sein, dass sie neben der Kreisform auch auf eine polygonale Form wie etwa eine Rechteck- oder Quadratform und die anderen Formen angewendet werden können. Die vorliegende Erfindung kann auch auf dem Gebiet angewendet werden, in dem neben Halbleiterwafern dünne Substrate wie etwa ein Anzeigevorrichtungsfeld oder ein Solarzellenfeld verwendet werden. Selbst wenn die bei jeder der vorstehend beschrieben Ausführungsformen schriftlich niedergelegten Beschreibungen in den anderen Ausführungsformen nicht beschrieben sind, wird vorausgesetzt, dass sie sich in allen Ausführungsformen anwenden lassen, wenn sie zueinander kompatibel sind.
Was eine industrielle Anwendbarkeit anbelangt, so kann die Erfindung in der Halbleiterindustrie zur Anwendung kommen, bei der ein Waferbehälter dazu benutzt wird, Halbleiterwafer zu transportieren und zu lagern.
Zusammenfassung
Waferbehälter mit einer Wafer-Ablageschicht, Folgendes aufweisend mehrere gestapelte Wafer-Ablageeinsätze, die zwischen aneinander angrenzenden Wafer-Ablageeinsätzen Innenräume bilden; und eine elastische Wafer-Ablagepolsterungsschicht in jedem Innenraum, die dazu ausgelegt, ist einen Halbleiterwafer darin zurückzuhalten, wobei eine Oberfläche der Wafer-Ablagepolsterungsschicht selbstsaugende Abschnitte und nicht saugende Abschnitte umfasst, wobei die selbstsaugenden Abschnitte den Halbleiterwafer selektiv mit einem Unterdruck beaufschlagen, und eine Fixierkraft, mit der die Wafer-Ablagepolsterungsschicht den Halbleiterwafer zurückhält, eingestellt wird, indem eine Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte verändert wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 2003-168731 [0002]
- JP 2005-191419 [0003]

Claims

Waferbehälter mit einer Wafer-Ablageschicht, Folgendes aufweisend: mehrere gestapelte Wafer-Ablageeinsätze, die zwischen aneinander angrenzenden Wafer-Ablageeinsätzen Innenräume bilden; und eine elastische Wafer-Ablagepolsterungsschicht in jedem Innenraum, die dazu ausgelegt, ist einen Halbleiterwafer darin zurückzuhalten, wobei eine Oberfläche der Wafer-Ablagepolsterungsschicht selbstsaugende Abschnitte und nicht saugende Abschnitte umfasst, wobei die selbstsaugenden Abschnitte den Halbleiterwafer selektiv mit einem Unterdruck beaufschlagen, und eine Fixierkraft, mit der die Wafer-Ablagepolsterungsschicht den Halbleiterwafer zurückhält, eingestellt wird, indem eine Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte verändert wird.
Waferbehälter mit einer Wafer-Ablageschicht nach Anspruch 1, wobei die Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte sich über die Wafer-Ablagepolsterungsschicht stellenweise verändert.
Waferbehälter mit einer Wafer-Ablageschicht nach Anspruch 2, wobei die Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte, die ein äußeres Kreisumfangsteil des Halbleiterwafers zurückhalten, in einem äußeren Kreisumfangsteil der Wafer-Ablagepolsterungsschicht kleiner als diejenige der selbstsaugenden Abschnitte, die einen mittleren Teil des Halbleiterwafers zurückhalten, im mittleren Teil der Wafer-Ablagepolsterungsschicht ist.
Waferbehälter mit einer Wafer-Ablageschicht nach Anspruch 3, wobei die Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte in der Wafer-Ablagepolsterungsschicht, die das äußere Kreisumfangsteil des Halbleiterwafers ansaugen, vom mittleren Teil der Wafer-Ablagepolsterungsschicht zum äußeren Kreisumfangsteil der Wafer-Ablagepolsterungsschicht hin abnimmt.
Waferbehälter mit einer Wafer-Ablageschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei zumindest ein Teil eines Bereichs, in dem die Flächendichte der selbstsaugenden Abschnitte klein ist, innerhalb eines äußeren Rands einer Überführungshalterung liegt, die den Halbleiterwafer aus der Wafer-Ablagepolsterung entfernt.
Waferbehälter mit einer Wafer-Ablageschicht, Folgendes aufweisend: mehrere gestapelte Wafer-Ablageeinsätze, die zwischen aneinander angrenzenden Wafer-Ablageeinsätzen Innenräume bilden; und eine elastische Wafer-Ablagepolsterungsschicht in jedem Innenraum, die dazu ausgelegt, ist einen Halbleiterwafer darin zurückzuhalten, wobei eine Oberfläche der Wafer-Ablagepolsterungsschicht selbstsaugende Abschnitte und nicht saugende Abschnitte umfasst, wobei die selbstsaugenden Abschnitte den Halbleiterwafer selektiv mit einem Unterdruck beaufschlagen und die nicht saugenden Abschnitte an einer Stelle ausgebildet sind, die zumindest einem Teil eines äußeren Randteils des Halbleiterwafers zugewandt ist.
Waferbehälter mit einer Wafer-Ablageschicht nach Anspruch 6, wobei: die selbstsaugenden Abschnitte in einem Bereich liegen, der einen Durchmesser aufweist, der kleiner ist als derjenige des Halbleiterwafers; und die nicht saugenden Abschnitte einen Kreisumfang des Bereichs umgeben, der die selbstsaugenden Abschnitte enthält.
Waferbehälter mit einer Wafer-Ablageschicht nach Anspruch 6, wobei die nicht saugenden Abschnitte an Stellen, die dem äußeren Randteil des Halbleiterwafers zugewandt sind, in mehrere Bereiche unterteilt sind.
Waferbehälter mit einer Wafer-Ablageschicht nach Anspruch 6 oder 8, wobei die selbstsaugenden Abschnitte an Stellen, die dem Halbleiterwafer zugewandt sind, in mehrere Bereiche unterteilt sind.
Waferbehälter mit einer Wafer-Ablageschicht nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei zumindest ein Teil der selbstsaugenden Abschnitte innerhalb eines äußeren Rands einer Überführungshalterung ausgebildet ist, die den Halbleiterwafer aus der Wafer-Ablagepolsterung entfernt.
Waferbehälter mit einer Wafer-Ablageschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei eine Oberfläche der nicht saugenden Abschnitte im Wesentlichen auf gleicher Höhe mit einer Oberfläche der selbstsaugenden Abschnitte ist.
Waferbehälter mit einer Wafer-Ablageschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die nicht saugenden Abschnitte eine Schicht mit nicht saugenden Eigenschaften aufweist, die auf eine Oberfläche der selbstsaugenden Abschnitte geschichtet ist.
Waferbehälter mit einer Wafer-Ablageschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die nicht saugenden Abschnitte einen Teil einer Oberfläche der selbstsaugenden Abschnitte umfassen, der so umgewandelt ist, dass er nicht saugende Eigenschaften hat.
Waferbehälter mit einer Wafer-Ablageschicht nach Anspruch 13, wobei die nicht saugenden Abschnitte einen konkav-konvexen Teil einer Oberfläche der selbstsaugenden Abschnitte umfassen.
Waferbehälter mit einer Wafer-Ablageschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die selbstsaugenden Abschnitte mehrere feine, elastisch verformbare Saugscheiben aufweisen, die durch eine Druckbeaufschlagung durch den Halbleiterwafer verformt werden.
Waferbehälter mit einer Wafer-Ablageschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die selbstsaugenden Abschnitte einen Elastomer-Polymerschaum, einen Kautschuk-Polymerschaum, einen Urethan-Polymerschaum und/oder Komplexe von diesen aufweisen.
Waferbehälter mit einer Wafer-Ablageschicht nach Anspruch 16, wobei es sich bei dem Kautschuk-Polymerschaum um einen Acryl-Latexschaum handelt, der einen Acrylester-Copolymerschaum umfasst.
Waferbehälter mit einer Wafer-Ablageschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei die Wafer-Ablagepolsterungsschichten entnehmbar an den Wafer-Ablageeinsätzen befestigt sind.
Waferbehälter mit einer Wafer-Ablageschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei eine über Elastizität verfügende Wafer-Andrückpolsterungsschicht auf der Rückseite der Wafer-Ablageeinsätze vorgesehen und dazu ausgelegt ist, auf die Wafer-Ablagepolsterungsschicht zu drücken.