JP2001210708A - 基板の搬送方法及び基板搬送用のトレー - Google Patents

基板の搬送方法及び基板搬送用のトレー

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JP2001210708A JP2000024707A JP2000024707A JP2001210708A JP 2001210708 A JP2001210708 A JP 2001210708A JP 2000024707 A JP2000024707 A JP 2000024707A JP 2000024707 A JP2000024707 A JP 2000024707A JP 2001210708 A JP2001210708 A JP 2001210708A
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tray
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wafer
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Haruhiko Watanabe
治彦 渡辺
Koki Yasuda
弘毅 安田
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Dowa Holdings Co Ltd
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Dowa Mining Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動機などでの搬送や各処理装置での処理に
おいて人手による作業を低減できる手段を提供する。 【解決手段】 基板を処理する1又は2以上の処理装置
30〜34に対して基板Wを搬入,搬出させるに際し,
基板Wを保持したトレー1,2を処理装置30〜34に
対して搬入,搬出することにより基板Wを搬送する。仮
に処理工程の途中で基板Wが破損したような場合であっ
ても,割れた基板Wをトレー1,2ごと各処理装置30
〜34に対して搬入,搬出すれば良く,工程を途中で中
断しなくてすむ。またトレー1,2を定型化することに
よって,自動機などでの搬送も可能となり,作業を低減
による生産性の向上をはかることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は,例えば半導体デバ
イスの製造工程等において,半導体ウェハなどの基板を
処理装置に対して搬入,搬出させる方法に関し,更に基
板搬送用のトレーに関する。
【0002】
【従来の技術】例えばLSI,レーザ,LEDなどの各
種半導体デバイスは,半導体ウェハなどの基板をレジス
ト塗布装置や露光装置,現像装置などといった各種処理
装置に順次搬送して,各種処理装置において所定のホト
リソ処理を施すことにより製造される。一方近年では,
各種半導体デバイスが高密度化,高性能化したことによ
り,各種電子部品,電気製品の高機能化,小型化が実現
している。かかる半導体デバイスの製造にはGe,Si
などの単体の半導体やGaAs,InP,GaPなどの
化合物半導体の半導体ウェハが用いられる。
【0003】各種半導体デバイスの製造に用いられる半
導体ウェハは,単結晶インゴットから例えば約1mmの
厚さにスライスされ,粗研磨,細研磨,鏡面加工など加
工処理を施すことによって作製される。このように作製
された半導体ウェハの厚さは,300〜700μm程度
と非常に薄いため,半導体デバイスの各製造工程におい
て,半導体ウェハの取扱い中に割れてしまうことが多
い。特に化合物半導体のウェハは,特定の結晶方位で劈
開する性質を有しているので,少しの衝撃でも容易に割
れてしまう。例えば,GaAsウェハは(110)面で
劈開する特性を有しているので,衝撃が加わると容易に
(110)面で劈開する。
【0004】またこのような半導体ウェハは一体として
半導体デバイスを構成するが,デバイスの種類によって
は,基板となる半導体ウェハ部分を取り除いて最終製品
である半導体デバイスを製造する場合もある。例えば,
赤色又は赤外LEDを作製する場合には,GaAsウェ
ハ上にGaAlAs組成の結晶をエピタキシャル成長さ
せてクラッド層,活性層などを作製した後,基板となる
GaAsウェハを除去している。これは,ウェハを除去
しないでおくとGaAsウェハ界面で赤色又は赤外光が
吸収され発光効率が減じるからである。このように,G
aAsウェハを除去して作製されたGaAlAsウェハ
は,エッチング,電極形成,保護膜形成,ダイシングな
どの工程を経て赤色又は赤外LEDチップとなる。この
GaAsウェハを除去したGaAlAsウェハの厚さ
は,180〜250μm程度と非常に薄いものであるた
め破損しやすい。
【0005】一方,このようなGaAlAsウェハなど
のエピ成長により作製したウェハは,容易に量産するこ
とができない貴重なものであるので,割れたウェハであ
っても,そのまま使用して後工程を実施する必要があ
る。このため,従来においては,例えば割れた半導体ウ
ェハを製造工程の途中で一旦抜き出し,半導体ウェハの
片面に樹脂を塗布して硬化させることによって,割れた
半導体ウェハを元の形状に復元し,樹脂で補強してから
後の製造工程を行うようにしていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら,複数枚
に割れた半導体ウェハを樹脂で補強しても,完全な元の
形状に復元するのは困難であり,また正確に復元するた
めには長時間を要するので,半導体デバイスの製造工程
を中断することとなり好ましくない。このため従来は,
半導体ウェハが割れた場合は,元の形状に正確に復元す
ることが実際は不可能であり,処理の対象物の形状が定
まらないので,自動機などでの搬送や各処理装置での処
理において人手による作業が多く発生していた。これに
より,労働力の省力化がはかり難く,また生産性も低下
させていた。
【0007】本発明は,上記の問題点に鑑みてなされた
ものであり,その目的は,自動機などでの搬送や各処理
装置での処理において人手による作業を低減できる手段
を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に,請求項1にあっては,基板を処理する1又は2以上
の処理装置に対して基板を搬入,搬出させる方法であっ
て,前記基板の処理面の裏面をトレー表面に接触させて
基板を保持したトレーを前記1又は2以上の処理装置に
対して搬入,搬出することを特徴としている。
【0009】この請求項1の搬送方法において,前記基
板は,請求項2に記載したように,例えば基板が割れた
複数片をほぼ原型の形に配置した構成であっても良い。
また請求項3に記載したように,また基板を処理するた
めの前記1又は2以上の処理装置とは,例えば半導体デ
バイスの製造工程を行うためのレジスト塗布装置や露光
装置,現像装置などといった各種処理装置が例示され
る。また前記基板は,例えば半導体ウェハである。
【0010】この請求項1の搬送方法によれば,基板は
トレーに保持された状態のまま1又は2以上の処理装置
に対して搬入,搬出される。このため,仮に製造工程の
途中で基板が破損したような場合であっても,割れた基
板をトレーごと各処理装置に対して搬入,搬出すれば良
く,製造工程の途中で半導体ウェハを元の形状に復元す
る作業が不要となる。従って製造工程を途中で中断する
こともなく,トレーを定型化することによって,自動機
などでの搬送も可能となり,作業を低減による生産性の
向上をはかることができる。
【0011】前記基板をトレー表面に保持するために
は,例えば請求項4に記載したように,前記基板の処理
面の裏面を熱発泡テープを用いてトレー表面に接着させ
ても良く,また例えば請求項5に記載したように,前記
基板の処理面の裏面をレジストやポリイミドのどちらか
一方もしくは両方を用いてトレー表面に接着させても良
い。これらを用いて基板をトレーに接着させる場合,製
造工程の途中で基板がトレーから剥がれないように,接
着力が250gf/20mm(2.45N/20mm)
以上あり,また処理中での熱処理や薬液処理などにも変
質せず,かつ処理を終えた後に基板を損傷させることな
く容易にトレーから取り外せるように,加熱や溶剤の供
給などによって接着力が4.9gf/20mm(48m
N/20mm)以下まで弱まるものであることが望まし
い。
【0012】熱発泡テープは,発泡温度が90℃〜12
0℃のものを用いるのが良い。90℃未満のものでは,
例えば半導体デバイスの製造過程で行われるレジストの
プリベーグ温度(80〜90℃)で発泡し,接着力が低
下する恐れがある。120℃以上では,レジストのホス
トベーク(温度120〜140℃)処理で基板をトレー
から円滑に取り外せなくなる心配がある。熱発泡テープ
によって基板をトレーに接着させる場合,熱発泡テープ
の縁部が基板の縁部(外形)よりも5mm程度内側にな
る大きさの範囲以上に熱発泡テープを配置することによ
り,基板の裏面のほぼ全体をトレーに接着させることが
好ましく,熱発泡テープの縁部が基板の縁部(外形)よ
りも4mm程度外側にはみ出る位置まで熱発泡テープを
配置しても良い。なお,基板表面に例えば厚膜のレジス
トが形成されるような場合は,熱発泡テープの縁部が基
板の縁部(外形)よりも内側になるのが良い。そうすれ
ば基板表面に塗布されたレジストなどによって基板裏面
と熱発泡テープが接着する不具合を防止できる。
【0013】レジストやポリイミドを用いて基板をトレ
ーに接着させる場合は,それらはレジストのホストベー
ク温度など(例えば120〜140℃)で耐熱性があ
り,また基板を取り外す際に溶剤によって簡単に溶解す
るものが好ましい。
【0014】また前記基板をトレー表面に保持するため
に,例えば請求項6に記載したように,前記基板の処理
面の裏面をトレー表面に吸着させても良いし,また例え
ば請求項7に記載したように,前記基板をトレー表面に
形成したガイド溝内に収納して基板を保持しても良い。
【0015】請求項8にあっては,請求項1,2,3,
4,5,6又は7のいずれかの搬送方法に用いられるト
レーであって,前記基板の処理面の裏面が接触するトレ
ー表面に貫通孔を有していることを特徴としている。例
えば請求項5のようにレジストやポリイミドを用いて基
板をトレーに接着させた場合は,多数の貫通孔を通じて
トレー表面と基板裏面との間に溶剤を供給することによ
り,基板を取り外すのが容易となる。また例えば請求項
6のように基板をトレーに吸着して保持する場合は,多
数の貫通孔を通じて吸引することにより,トレー表面に
基板裏面を密着させることが可能となる。
【0016】請求項9にあっては,請求項1,2,3,
4,5,6又は7のいずれかの搬送方法に用いられるト
レーであって,トレー表面に基板を収納可能なガイド溝
が形成されていることを特徴としている。この請求項9
のトレーにおいては,基板をずらさずにガイド溝内に収
容できるように,深さ0.1〜0.15mmで,基板の
縁部(外形)よりも2mm程度外側の範囲までの大きさ
のガイド溝をトレーに形成すると良い。深さが0.1m
m以下では,固定が不十分であり,0.15mm以上で
は,基板がガイド溝内に埋没してしまう心配がある。
【0017】これら請求項8,9のトレーは,例えば半
導体デバイスの製造工程で行われる薬液処理や熱処理に
対しても化学的に安定で,かつ充分な強度があって割れ
にくく,しかも加工性に優れた材料で構成することが好
ましく,例えばセラミックによってトレーを構成すると
良い。また熱発泡テープを利用して基板の処理面の裏面
をトレー表面に接着させる場合は,トレーの表面は接着
性を良くするために鏡面状に形成することが望ましい。
【0018】これら請求項8,9のトレーにあっては,
トレー表面に基板を接着や吸着するか,あるいはガイド
溝内に収容することにより,トレー上の所定位置に基板
を保持できる。そして,このようにトレー上に基板を保
持した状態で,トレーごと各処理装置に対して基板を搬
入,搬出することが可能となる。
【0019】
【発明の実施の形態】以下,本発明の好ましい実施の形
態を図面を参考にして説明する。図1は,本発明の第1
の実施の形態にかかる搬送用のトレー1の上面中央に,
基板の一例としての半導体ウェハWを保持した状態を示
す斜視図であり,図2〜4はいずれも図1におけるA−
A断面図を示している。但し図2〜4は,それぞれ半導
体ウェハWの保持方法が異なる例を示している。
【0020】半導体ウェハWは,例えばLSI,レー
ザ,LEDなどの各種半導体デバイスの製造に用いられ
るGe,Siなどの単体の半導体材料やGaAs,In
P,GaPなどの化合物半導体材料からなる。また半導
体ウェハWは,原型では直径1〜4インチ程度,厚さ
0.13〜0.5mm程度のほぼ円盤形状をなしてい
る。図示の例では,半導体ウェハWは,三つのウェハ片
W’をほぼ原型の形に配置してトレー1の上面に保持し
た状態を示している。
【0021】トレー1は,例えばセラミックの如き,半
導体デバイスの製造工程で行われる薬液処理や熱処理に
対しても化学的に安定で,かつ充分な強度があって割れ
にくく,しかも加工性に優れた材料で構成されている。
またトレー1は,半導体ウェハWよりも直径が約1イン
チ大きい2〜5インチ程度の直径で,厚さ0.3〜0.
6mm程度のほぼ円盤形状をなしている。
【0022】図2に示す例では,半導体デバイスが形成
される被処理面を上にした状態で半導体ウェハWの裏面
(被処理面と反対の面)をトレー1の上面に接着層10
を介して接着することにより,トレー1上に半導体ウェ
ハW(ウェハ片W’)を保持している。接着層10とし
ては,例えば発泡温度が90℃〜120℃の熱発泡テー
プなどが用いられる。また接着層10として,例えば1
20〜140℃で耐熱性があり,溶剤によって簡単に溶
解可能なレジストやポリイミドなどといった樹脂等を用
いても良い。いずれの場合も接着層10は,接着力が2
50gf/20mm(2.45N/20mm)以上あ
り,また処理中での熱処理や薬液処理などにも変質せ
ず,かつ処理を終えた後に基板を損傷させることなく容
易にトレーから取り外せるように,加熱や溶剤の供給な
どによって接着力が4.9gf/20mm(48mN/
20mm)以下まで弱まるものであることが望ましい。
【0023】なお,熱発泡テープによってトレー1上に
半導体ウェハWを接着させる場合,熱発泡テープ(接着
層10)の縁部と半導体ウェハWの縁部との距離Lは5
mm程度よりも少なくすることにより,トレー1上に半
導体ウェハWの裏面のほぼ全体を接着させることが好ま
しく,熱発泡テープ(接着層10)の縁部が半導体ウェ
ハWの縁部よりも4mm程度外側にはみ出る位置まで熱
発泡テープを配置しても良い。但し,半導体デバイスの
製造工程で半導体ウェハW表面の塗布されるレジストな
どによる半導体ウェハW裏面と熱発泡テープとの接着を
防止するためには,熱発泡テープ(接着層10)の縁部
を半導体ウェハWの縁部よりも5mm程度内側にするこ
とが望ましい。
【0024】図3に示す例では,図2と同様に半導体ウ
ェハWの裏面(被処理面と反対の面)をトレー1の上面
に接着層10を介して接着してトレー1上に半導体ウェ
ハW(ウェハ片W’)を保持したものであるが,この例
では,接着層10の下方となる範囲においてトレー1に
多数の貫通孔11が形成されている。なお貫通孔11は
直径1mm程度の大きさを有しており,また貫通孔11
は,半導体ウェハWの縁部(外形)よりも5mm程度内
側の範囲まで配置されている。このように接着層10の
下方に貫通孔11を有していれば,前述のように,接着
層10として例えばレジストやポリイミドなどといった
樹脂等を用いた場合に,これら貫通孔11を通じてトレ
ー1表面と半導体ウェハWの裏面との間に溶剤を直接供
給でき,半導体ウェハWを取り外すのが容易となる。
【0025】図4に示す例では,接着層10が無い代わ
りに,トレー1に形成した多数の貫通孔11を通じて吸
引することにより,半導体ウェハWの裏面(被処理面と
反対の面)をトレー1の上面に真空吸着して半導体ウェ
ハW(ウェハ片W’)を保持したものである。このよう
にトレー1上に半導体ウェハWを吸着保持する構成とす
れば,吸引を停止するだけで容易にトレー1上から半導
体ウェハWを取り外すことが可能である。なお先と同様
に,貫通孔11は半導体ウェハWの縁部(外形)よりも
5mm程度内側の範囲まで配置するのがよい。
【0026】次に図5は,本発明の第2の実施の形態に
かかる搬送用のトレー2と,このトレー2の上面中央に
保持される半導体ウェハWを示す斜視図であり,図6
は,トレー2上に半導体ウェハWを保持した状態におけ
る図5中のA−A断面図を示している。半導体ウェハW
は,先に説明した第1の実施の形態と同様の半導体材料
からなり,かつ,原型では直径1〜4インチ程度,厚さ
0.13〜0.5mm程度のほぼ円盤形状をなしてい
る。また同様に半導体ウェハWは,三つのウェハ片W’
に割れたものを示している。またトレー2は,例えばセ
ラミックの如き材料で構成され,半導体ウェハWよりも
直径が約1インチ大きい2〜5インチ程度の直径で,厚
さ0.3〜0.6mm程度のほぼ円盤形状をなしてい
る。
【0027】トレー2の上面には,半導体ウェハWを収
容可能な大きさを持ったガイド溝20が形成されてい
る。ガイド溝20は,深さ0.1〜0.15mmで原型
の状態において半導体ウェハWの縁部(外形)よりも2
mm程度外側の範囲にまで形成されている。また図示の
形態のトレー2にあっては,ガイド溝20内において,
トレー2に多数の貫通孔21が形成されている。これら
貫通孔21は直径1mm程度の大きさを有しており,ま
た貫通孔21は,ガイド溝20の縁部(外形)よりも5
mm程度内側の範囲まで配置されている。
【0028】この第2の実施の形態のトレー2にあって
は,図6に示すように,トレー2上面のガイド溝20に
半導体ウェハWを収容して保持することができる。その
場合,ガイド溝20は半導体ウェハWの外形よりも2m
m程度の余裕を持って大きく形成されているので,各ウ
ェハ片W’を半導体ウェハWのほぼ原型に揃えることに
より,ガイド溝20内に各ウェハ片W’同士が重ならな
い状態にさせて収納させることが容易にできる。また,
トレー2に形成した多数の貫通孔21を通じて吸引する
ことにより,半導体ウェハWの裏面(被処理面と反対の
面)を,ガイド溝20内において,トレー2の上面に真
空吸着して半導体ウェハW(ウェハ片W’)をしっかり
と吸着保持することができる。
【0029】そして,これら第1,2の実施の形態のト
レー1,2によって半導体ウェハW(ウェハ片W’)を
しっかりと保持し,例えば図7に示すように,レジスト
塗布処理装置30,熱処理装置31,露光処理装置3
2,現像処理装置33,熱処理装置34などといった各
処理装置30〜34に対してトレー1,2を順次搬入・
搬出することにより,各処理装置30〜34に半導体ウ
ェハWを搬送し,それぞれの処理を行う。このように,
半導体ウェハWをトレー1,2に保持することにより,
製造工程の途中で半導体ウェハWが破損を防止できるば
かりでなく,仮に途中で半導体ウェハWが破損したよう
な場合であっても,割れた半導体ウェハWをトレー1,
2ごと各処理装置30〜34に対して搬入,搬出すれば
良く,製造工程を途中で中断する必要がない。またトレ
ー1,2の形状を定型化させれば,自動機などでの搬送
も可能となり,作業力の低減による生産性の向上をはか
ることができる。
【0030】以上,本発明の好ましい実施の形態の一例
を説明したが,本発明はここで説明した形態に限定され
ない。例えば半導体ウェハW以外の他の基板の搬送など
に適用することもできる。また半導体デバイスの製造以
外の他の基板処理に本発明を適用して良い。
【0031】
【実施例】直径3インチの定型セラミックトレーに熱発
泡テープ(日東電工リバアルファー)の非熱発泡面を貼
り付け,さらに熱発泡面に直径2インチ,厚さ0.15
mmの半導体ウェハを貼り付けた。用いた熱発泡テープ
は,120℃以上で接着面が発泡し,接着力が低下する
ものである。熱発泡テープの設置範囲は直径58mmと
した。セラミックトレーは,厚さ0.4mmで,表面は
鏡面状態のものとした。こうして半導体ウェハを保持し
たセラミックトレーを3インチ用の基板カセットにセッ
トし,自動ホトリソ装置(CANNON CDS−63
0,PLA−501FA)にて半導体ウェハ上にパター
ン形成を行った。ホトリソ工程の簡単な処理フローは次
の通り。 1.半導体ウェハへのプラーマーの熱噴霧。 2.半導体ウェハへのレジスト(東京応化OMR−83
45cp)のスピンコート。 3.80℃のプリベーク 4.紫外線による露光 5.現像 6.120℃でのホストベーク
【0032】自動機での処理は何らトラブルの発生もな
く終了し,半導体ウェハ上に所定のパターン形成が行え
た。処理後の半導体ウェハのトレーからの取り外しも,
容易に行うことができた。一方,不定形の半導体ウェハ
を従来の方法で処理し,ホトリソ工程を実施した比較例
では,自動機での処理ができないために,人間が前述の
ホトリソ工程1〜6を1枚づつ手作業にて処理した。こ
の実施例により,定型化した半導体ウェハのホトリソ工
程の生産性は,従来と比較し2倍以上となった。
【0033】
【発明の効果】請求項1〜9によれば,基板をトレーに
保持して搬送することにより,処理工程の途中での基板
の破損を防止でき,また仮に途中で基板が破損したよう
な場合であっても,割れた基板をトレーごと処理装置に
対して搬入,搬出すれば良く,処理工程を途中で中断す
る必要がない。またトレーの形状を定型化させれば,自
動機などでの搬送も可能となり,作業を低減による生産
性の向上をはかることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態にかかる搬送用のト
レーに半導体ウェハを保持した状態を示す斜視図であ
る。
【図2】図1におけるA−A断面図であり,半導体ウェ
ハをトレー上面に接着した例である。
【図3】図1におけるA−A断面図であり,半導体ウェ
ハを多数の貫通孔が形成されたトレー上面に接着した例
である。
【図4】図1におけるA−A断面図であり,半導体ウェ
ハをトレー上面に吸着した例である。
【図5】本発明の第2の実施の形態にかかる搬送用のト
レーと半導体ウェハを示す斜視図である。
【図6】トレー上に半導体ウェハを保持した状態におけ
る図5中のA−A断面図である。
【図7】処理工程の説明図である。
【符号の説明】 1,2 トレー W 半導体ウェハ W’ ウェハ片 10 接着層 11,21 貫通孔 20 ガイド溝 30〜34 処理装置

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板を処理する1又は2以上の処理装置
    に対して基板を搬入,搬出させる方法であって,前記基
    板の処理面の裏面をトレー表面に接触させて基板を保持
    したトレーを前記1又は2以上の処理装置に対して搬
    入,搬出することを特徴とする,基板の搬送方法。
  2. 【請求項2】 前記基板は,基板が割れた複数片をほぼ
    原型の形に配置した構成であることを特徴とする,請求
    項1の基板の搬送方法。
  3. 【請求項3】 前記1又は2以上の処理装置は半導体デ
    バイスの製造装置であり,前記基板は,半導体ウェハで
    あることを特徴とする,請求項1又は2の基板の搬送方
    法。
  4. 【請求項4】 前記基板の処理面の裏面を熱発泡テープ
    を用いてトレー表面に接着させて基板を保持することを
    特徴とする,請求項1,2又は3のいずれかの基板の搬
    送方法。
  5. 【請求項5】 前記基板の処理面の裏面をレジスト及び
    /又はポリイミドを用いてトレー表面に接着させて基板
    を保持することを特徴とする,請求項1,2又は3のい
    ずれかの基板の搬送方法。
  6. 【請求項6】 前記基板の処理面の裏面をトレー表面に
    吸着させて基板を保持することを特徴とする,請求項
    1,2又は3のいずれかの基板の搬送方法。
  7. 【請求項7】 前記基板をトレー表面に形成したガイド
    溝内に収納して基板を保持することを特徴とする,請求
    項1,2又は3のいずれかの基板の搬送方法。
  8. 【請求項8】 請求項1,2,3,4,5,6又は7の
    いずれかの搬送方法に用いられるトレーであって,前記
    基板の処理面の裏面が接触するトレー表面に貫通孔を有
    していることを特徴とする,基板搬送用のトレー。
  9. 【請求項9】 請求項1,2,3,4,5,6又は7の
    いずれかの搬送方法に用いられるトレーであって,トレ
    ー表面に基板を収納可能なガイド溝が形成されているこ
    とを特徴とする,基板搬送用のトレー。
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