JP2009231386A - 基板ケース及び処理方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】基板に割れや反りが発生することを抑制できる基板ケース及びそれを用いて基板に薬液処理を施す処理方法を提供する。
【解決手段】基板ケース1において、縦溝20Gの一対の側面20L,20Mそれぞれは、配列方向に対して角度θを有する。角度θは、配列方向における基板Sの撓みに基づいて決定される。
【選択図】図6

Description

本発明は、基板を支持する基板ケース及びそれを用いて基板に薬液処理を施す処理方法に関する。
一般的に、半導体装置の製造工程において基板に薬液処理を施す場合、複数の基板が収納された基板ケースを薬液中に浸漬する。複数の基板それぞれは、基板ケースの一対の内壁に形成された一対の縦溝に差し込まれる。これにより、複数の基板は、基板ケース内において互いに平行に立たされた状態で支持される。
ここで、基板ケースを薬液中から引き上げる際に、互いに隣接する基板どうしが貼りつくことを抑制するために、複数の基板それぞれの間に仕切り治具を設けることが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2000−208604号公報
しかしながら、特許文献1に記載の基板ケースを薬液中から引き上げる際、基板が縦溝の側面あるいは仕切り治具と貼りつくことにより、基板に割れや反りが生じるという問題があった。
本発明は、上述の状況に鑑みてなされたものであり、基板に割れや反りが発生することを抑制できる基板ケース及びそれを用いて基板に薬液処理を施す処理方法を提供することを目的とする。
本発明の一の特徴に係る基板ケースは、基板を所定の方向に対して略垂直に支持する基板ケースであって、基板の下端部を支持する下側溝を有する下端支持部と、基板の上端部を支持する上側溝を有する上端支持部と、基板の両側端部を支持する縦溝をそれぞれ有する一対の側端支持部とを備え、縦溝は、上下方向に沿って延び、縦溝は、テーパー状に形成されており、縦溝が有する一対の側面それぞれは、所定の方向に対して第1の角度を有し、第1の角度は、所定の方向における基板の撓みに基づいて決定されることを要旨とする。
本発明の一の特徴に係る基板ケースによれば、基板ケースを薬液中から引き上げる際に、基板が縦溝の一対の側面それぞれに貼りつかない角度に第1の角度を決定することができる。従って、基板が縦溝の一対の側面それぞれに貼りつくことを抑制できる。その結果、基板に割れや反りが発生することを抑制できる。
本発明の一の特徴において、縦溝は、縦溝が有する一対の側面それぞれに繋がる平面状の底面を有していてもよい。
本発明の一の特徴において、下側溝及び上側溝の少なくとも一方の溝は、テーパー状に形成されており、一方の溝が有する一対の側面は、所定の方向に対して第2の角度を有しており、第2の角度は、所定の方向における基板の撓みに応じて決定されてもよい。
本発明の一の特徴において、下側溝は、下側溝が有する一対の側面に繋がる平面状の底面を有していてもよい。
本発明の一の特徴において、下端支持部は、所定の方向に沿って延びる第1下端支持部及び第2下端支持部を含み、第1下端支持部及び第2下端支持部それぞれは、下側溝を有していてもよい。
本発明の一の特徴において、下側溝及び上側溝は、基板の所定の方向における位置ずれを所定の範囲に制約してもよい。
本発明の一の特徴に係る処理方法は、基板に薬液処理を施す処理方法であって、基板を基板ケース内に立てて収納する工程Aと、基板ケースを薬液中に浸漬する工程Bと、基板ケースを薬液中から取り出す工程Cとを備え、基板ケースは、基板の下端部を支持する下側溝を有する下端支持部と、基板の上端部を支持する上側溝を有する上端支持部と、基板の両側端部を支持する縦溝をそれぞれ有する一対の側端支持部とを備え、縦溝は、上下方向に沿って延び、縦溝は、テーパー状に形成されており、縦溝が有する一対の側面それぞれは、基板に垂直な方向に対して第1の角度を有し、第1の角度は、基板に垂直な方向における基板の撓みに基づいて決定されていることを要旨とする。
本発明によれば、基板に割れや反りが発生することを抑制できる基板ケース及びそれを用いて基板に薬液処理を施す処理方法を提供することができる。
次に、図面を用いて、本発明の実施形態について説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
(基板ケースの構成)
本発明の実施形態に係る基板ケース1の構成について、図1〜3を参照しながら説明する。図1は、基板ケース1の上面図である。図2は、図1に示す上端支持部10を取外した状態での基板ケース1の上面図である。図3は、図1のA−A断面図である。
図1及び図2に示すように、基板ケース1は、上端支持部10、側端支持部20、固定部30及び下端支持部40を備える。
基板ケース1は、半導体製造装置の製造工程において、例えば、ガラス基板や半導体ウェハなどの基板Sに対して薬液処理を施す際に用いられる。従って、基板ケース1は、薬液処理に用いられる薬液に対する耐性を有する材料によって構成される。このような材料としては、例えば、酸性及びアルカリ性の薬液に対する耐性を有するPFA(Tetrafluoroethylene perfluoroalkoxy vinyl ether copolymer)やPTFE(Polytetrafluoroethylene)などのフッ素系樹脂、或いはPEEK(Polyether ether ketone)などを用いることができる。複数の基板Sは、基板ケース1内において、配列方向に従って配列され、互いに略平行に支持される。なお、基板ケース1は、基板Sに薬液処理を施す際に限らず、基板Sを搬送する際の収納ケースとして用いることもできる。
上端支持部10は、第1上端支持部10aと第2上端支持部10b(以下、上端支持部10と併称する。)とを含む。上端支持部10は、基板Sの上端部を支持しており、基板ケース1が薬液中に浸漬された際に基板Sが浮き上がることを抑止する。上端支持部10は、配列方向に沿って配置される。上端支持部10は、固定具15を用いることにより、後述する固定部30に取外し可能に固定される。基板Sは、図2に示すように、上端支持部10を取外した状態で、基板ケース1の上方から挿入される。
上端支持部10は、配列方向に沿って連なる複数の上側溝10Gを有する。上側溝10Gは、テーパー状に形成される。基板Sの上端部は、上側溝10Gの内側に収められることで支持される(図4参照)。なお、本実施形態において、上側溝10Gは、上端支持部10の軸心を中心として環状に形成されているが、上端支持部10の下面側のみに形成されていてもよい。
側端支持部20は、互いに対向する一対の第1側端支持部20aと第2側端支持部20b(以下、側端支持部20と併称する。)とを含む。側端支持部20は、基板Sの側端部を支持しており、上面視で配列方向に略直交する直交方向における基板Sの動きを制約する。側端支持部20の配列方向両端部は、固定部30に固定される。薬液は、上端支持部10どうしの間、又は、上端支持部10と側端支持部20との間を通過する。
側端支持部20は、配列方向に沿って連なる複数の縦溝20Gを有する。縦溝20Gは、テーパー状に形成される。縦溝20Gは、上下方向に沿って延びる。基板Sの側端部は、縦溝20Gの内側に収められることで支持される(図6参照)。
下端支持部40は、第1下端支持部40aと第2下端支持部40b(以下、下端支持部40と併称する。)とを含む。下端支持部40は、基板Sの下端部を支持する。下端支持部40の両端部は、固定部30に固定される。薬液は、下端支持部40どうしの間、又は、下端支持部40と側端支持部20との間を通過する。
下端支持部40は、配列方向に沿って連なる複数の下側溝40Gを有する。下側溝40Gは、テーパー状に形成される。基板Sの下端部は、下側溝40G内に載置される(図5(b)参照)。
固定部30は、互いに対向する一対の第1固定部30aと第2固定部30b(以下、固定部30と併称する。)とを含む。固定部30は、側端支持部20と下端支持部40それぞれの端部を固定する。
以上より、基板Sは、図3に示すように、上側溝10G、縦溝20G及び下側溝40Gによって、基板ケース1内で略垂直に支持される。
(上側溝の構成)
次に、上端支持部10が有する上側溝10Gの構成について、図4を参照しながら説明する。図4は、図1のB−B線における第1上端支持部10aの拡大断面図である。
上側溝10Gは、図4に示すように、上方に向かってテーパー状に形成される。基板Sが上側溝10Gの内側に収められることによって、基板Sの配列方向における位置ずれは所定の範囲に抑制される。
ここで、基板Sが下側溝40Gに載置された場合、上側溝10Gの深部と基板Sとの間隔αは、間隔β以上であることが好ましい。すなわち、上端支持部10は、基板Sを押さえつけないことが好ましい。例えば、約104mm角、約70μm厚の単結晶シリコン基板を用いる場合には、間隔αを約0.5mm、上側溝10Gの幅γを約4.75mm、上側溝10Gの高さδを約4.00mmに設定することができる。
(下側溝の構成)
次に、下端支持部40が有する下側溝40Gの構成について、図5を参照しながら説明する。図5(a)は、図2のC−C線における第1下端支持部40aの断面図である。図5(b)は、同図(a)のY部分の拡大図である。
下側溝40Gは、図5(a)に示すように、下方に向かってテーパー状に形成される。基板Sが下側溝40G内に収められることによって、基板Sの配列方向における位置ずれは所定の範囲に抑制される。
下側溝40Gは、図5(b)に示すように、一対の側面40L,40Mと、底面40Nとを有する。底面40Nは、平面状に形成されており、一対の側面40L,40Mそれぞれに繋がる。基板Sの下端部は、底面40N上に載置される。
ここで、一対の側面40L,40Mそれぞれは、配列方向に対して角度θを有する。このような角度θは、配列方向における基板Sの撓みに基づいて決定されることが好ましい。具体的には、図5(b)に示すように、角度θは、底面40Nの配列方向端部で基板Sが撓んだ場合であっても、基板Sと一対の側面40L,40Mそれぞれとが面接触しない大きさであることが好ましい。例えば、約104mm角、約70μm厚の単結晶シリコン基板を用いる場合には、下側溝40Gの幅γを約4.75mm、下側溝40Gの高さδを約3.00mm、角度θを約65度に設定することができる。
ただし、角度θが小さくなれば、下側溝40Gどうしのピッチが広がるため、基板ケース1に収納できる基板Sの数が減少する。従って、角度θは、上記条件を満たす範囲内でできるだけ大きいことが好ましい。
(縦溝の構成)
次に、側端支持部20が有する縦溝20Gの構成について、図6を参照しながら説明する。図6は、図1のX部分の拡大図である。
縦溝20Gは、図6に示すように、側方に向かってテーパー状に形成される。基板Sが縦溝20Gの内側に収められることによって、基板Sの直交方向における位置ずれは抑制される。
縦溝20Gは、図6に示すように、一対の側面20L,20Mと、底面20Nとを有する。底面20Nは、上下方向に延びる平面であり、一対の側面20L,20Mそれぞれに繋がる。
ここで、一対の側面20L,20Mそれぞれは、配列方向に対して角度θを有する。このような角度θは、配列方向における基板Sの撓みに基づいて決定されることが好ましい。具体的には、図6に示すように、角度θは、底面20Nの配列方向端部で基板Sが撓んだ場合であっても、基板Sと一対の側面20L,20Mそれぞれとが面接触しない大きさであることが好ましい。例えば、約104mm角、約70μm厚の単結晶シリコン基板を用いる場合には、縦溝20Gの幅γを約4.75mm、縦溝20Gの高さδを約6mm、底面20Nと下側溝40Gの間隔δを約19mm、角度θを約73度に設定することができる。
ただし、角度θは、上記条件を満たす範囲内でできるだけ大きいことが好ましい。
(作用及び効果)
本実施形態に係る基板ケース1において、縦溝20Gの一対の側面20L,20Mそれぞれは、配列方向に対して角度θを有する。角度θは、配列方向における基板Sの撓みに基づいて決定される。
従って、基板ケース1を薬液中から引き上げる際に、基板Sが縦溝20Gの一対の側面20L,20Mそれぞれに貼りつかない角度に角度θを決定することができる。従って、基板Sが縦溝20Gの一対の側面20L,20Mそれぞれに貼りつくことを抑制できる。その結果、基板Sに割れや反りが発生することを抑制できる。
また、下側溝40Gと上側溝10Gとは、基板Sの配列方向における位置ずれを所定の範囲に制約する。従って、このような制約の下で角度θを設定できるため、角度θを精度良く設定することができる。また、基板Sの位置ずれが所定の範囲に制約されるため、基板ケース1に複数の基板Sが収納される場合、複数の基板Sどうしが貼りつくことを抑制できる。
また、縦溝20Gは、テーパー状であり、一対の側面20L,20Mそれぞれに繋がる平面状の底面20Nを有する。ここで、縦溝がV字状に形成されている場合において、基板Sを縦溝に抜き差しする際、基板Sが縦溝に挟まれることにより、基板Sに割れや欠けが生じやすい。一方、本実施形態に係る縦溝20Gは、平面状の底面20Nを有するため、基板Sが縦溝20Gに挟まれることを抑制できる。
また、本実施形態に係る下側溝40Gの一対の側面40L,40Mそれぞれは、配列方向に対して角度θを有する。角度θは、配列方向における基板Sの撓みに基づいて決定される。従って、基板ケース1を薬液中から引き上げる際に、基板Sが、下側溝40Gの一対の側面40L,40Mそれぞれに貼りつくことを抑制できる。
また、下側溝40Gは、テーパー状であり、一対の側面40L,40Mそれぞれに繋がる平面状の底面40Nを有する。ここで、下側溝がV字状に形成されている場合には、基板Sが下側溝に挟み込まれることにより、基板Sに割れや欠けが生じやすい。一方、本実施形態に係る下側溝40Gは、平面状の底面40Nで基板Sを支持するため、基板Sが下側溝40Gに挟み込まれることを抑制できる。
また、本実施形態に係る下端支持部40に含まれる第1下端支持部40a及び第2下端支持部40bそれぞれは、下側溝40Gを有する。従って、基板Sの下端部は2つの下側溝40Gにおいて支持される。そのため、基板Sの一部に自重が集中することにより、基板Sに割れや欠けが生じることを抑制できる。また、下端支持部40と側端支持部20との間隔を小さくすることができるため、下端支持部40と側端支持部20との間で基板Sが撓むことを抑制できる。
(その他の実施形態)
本発明は上記の実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
例えば、上記実施形態では、上側溝10Gと下側溝40Gとを異なる形状にしたが、上側溝10Gは、下側溝40Gと同様の構成を有していてもよい。この場合には、上側溝10Gと基板Sとが貼りつくことを抑制できる。
また、上記実施形態では、上側溝10G、縦溝20G、下側溝40Gの寸法を例示したが、これらの寸法は、基板Sの寸法や材質などを考慮して適宜変更することができる。
また、上記実施形態では、上端支持部10及び下端支持部40を配列方向に沿って2本ずつ設けたが、これに限らない。例えば、上端支持部10及び下端支持部40を板状に形成するとともに、直交方向に沿って延びる上側溝10G及び下側溝40Gを形成してもよい。
また、上記実施形態では、上面視において、上側溝10Gと下側溝40Gとを同じ位置に形成したが、上側溝10Gの位置と下側溝40Gの位置とは同じでなくてもよい。すなわち、基板S及び縦溝20Gは、水平面に対して略垂直であれば良く、水平面に対する若干の傾きを許容するものである。
また、上記実施形態では、上側溝10G及び下側溝40Gそれぞれの断面をテーパー状にしたが、上側溝10G及び下側溝40Gそれぞれの断面は矩形であってもよい。
また、上記実施形態では、上端支持部10を取外した状態で基板Sを基板ケース1内に収納することとしたが、上端支持部10は、固定部30に固定されていてもよい。この場合には、側端支持部20または下端支持部40の何れかが固定部30に対して取外し可能であればよい。
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
以下、本発明に係る基板ケースの実施例について具体的に説明するが、本発明は、下記の実施例に示したものに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において、適宜変更して実施することができる。
(基板ケースの構成)
本実施例に係る基板ケースは、図1〜6を用いて説明した上記実施形態に係る基板ケース1と同様の構成を有する。具体的に、本実施例に係る基板ケースは、以下の寸法で構成される。
図4を参照して、上側溝10Gの深部と基板との間隔αは0.5mm、上側溝10Gの幅γは4.75mm、上側溝10Gの高さδは4.00mmであった。
また、図5を参照して、下側溝40Gの幅γは4.75mm、下側溝40Gの高さδは約3.00mm、角度θは65度であった。
また、図6を参照して、縦溝20Gの幅γは4.75mm、縦溝20Gの高さδは6mm、底面20Nと下側溝40Gの間隔δは19mm、角度θは73度であった。
(基板のエッチング処理)
次に、様々な厚みを有する単結晶シリコン基板(104mm角)を複数枚ずつ準備し、次のようにエッチング処理を行った。
まず、上記構成を有する基板ケース内に、複数枚の単結晶シリコン基板を略平行に並べた。
次に、アルカリエッチング液が入れられたエッチング槽に基板ケースを浸漬して、複数枚の単結晶シリコン基板にエッチング処理を施した。
その後、基板ケースをエッチング槽から引き上げた。
(貼りつきの確認)
基板ケースをエッチング槽から引き上げた後、単結晶シリコン基板と上側溝の側面及び下側溝の側面との貼りつきの発生状況を確認した。
その結果、単結晶シリコン基板の厚みが約70μm以上である場合には、単結晶シリコン基板と各溝の側面との貼りつきは発生しなかったため、エッチング処理工程の歩留まりは100%であった。一方、単結晶シリコン基板の厚みが約70μmより小さい場合には、単結晶シリコン基板と各溝の側面との貼りつきが発生したため、単結晶シリコン基板に割れや反りが生じた。これは、単結晶シリコン基板の厚みが小さいほど、単結晶シリコン基板の撓みが大きいためである。
このことから、70μm厚以上の単結晶シリコン基板の撓みに対しては、下側溝40Gの側面の角度θを65度以下、縦溝20Gの側面の角度θを73度以下とすることが好ましいことが判った。
また、70μmより小さい厚みの単結晶シリコン基板の撓みに対しては、下側溝40Gの側面の角度θを65度より小さくし、縦溝20Gの側面の角度θを73度より小さくすることが好ましいことが判った。
以上より、縦溝20G及び下側溝40Gの側面の角度を、基板の材質と寸法、すなわち基板の撓みに基づいて決定することによって、基板と各溝の側面との貼りつきを抑制できることが確認された。
本発明の実施形態に係る基板ケース1の上面図である。 本発明の実施形態に係る基板ケース1の上面図である。 図1のA−A線における断面図である。 図1のB−B線における断面図である。 図2のC−C線における断面図である。 図2のX部分の拡大図である。
符号の説明
1…基板ケース
10…上端支持部
10G…上側溝
10a…上端支持部
15…固定具
20…側端支持部
20G…縦溝
20L,20M…側面
20N…底面
30…固定部
40…下端支持部
40G…下側溝
40L,40M…側面
40N…底面
S…基板

Claims (7)

  1. 基板を所定の方向に対して略垂直に支持する基板ケースであって、
    前記基板の下端部を支持する下側溝を有する下端支持部と、
    前記基板の上端部を支持する上側溝を有する上端支持部と、
    前記基板の両側端部を支持する縦溝をそれぞれ有する一対の側端支持部と
    を備え、
    前記縦溝は、上下方向に沿って延び、
    前記縦溝は、テーパー状に形成されており、
    前記縦溝が有する一対の側面それぞれは、前記所定の方向に対して第1の角度を有し、
    前記第1の角度は、前記所定の方向における前記基板の撓みに基づいて決定される
    ことを特徴とする基板ケース。
  2. 前記縦溝は、前記縦溝が有する一対の側面それぞれに繋がる平面状の底面を有する
    ことを特徴とする請求項1に記載の基板ケース。
  3. 前記下側溝及び前記上側溝の少なくとも一方の溝は、テーパー状に形成されており、
    前記一方の溝が有する一対の側面は、前記所定の方向に対して第2の角度を有しており、
    前記第2の角度は、前記所定の方向における前記基板の撓みに応じて決定される
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載の基板ケース。
  4. 前記下側溝は、前記下側溝が有する一対の側面それぞれに繋がる平面状の底面を有する
    ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の基板ケース。
  5. 前記下端支持部は、前記所定の方向に沿って延びる第1下端支持部及び第2下端支持部を含み、
    前記第1下端支持部及び前記第2下端支持部それぞれは、前記下側溝を有する
    ことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の基板ケース。
  6. 前記下側溝及び前記上側溝は、前記基板の前記所定の方向における位置ずれを所定の範囲に制約する
    ことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の基板ケース。
  7. 基板に薬液処理を施す処理方法であって、
    前記基板を基板ケース内に立てて収納する工程Aと、
    前記基板ケースを薬液中に浸漬する工程Bと、
    前記基板ケースを前記薬液中から取り出す工程Cと
    を備え、
    前記基板ケースは、
    前記基板の下端部を支持する下側溝を有する下端支持部と、
    前記基板の上端部を支持する上側溝を有する上端支持部と、
    前記基板の両側端部を支持する縦溝をそれぞれ有する一対の側端支持部と
    を備え、
    前記縦溝は、上下方向に沿って延び、
    前記縦溝は、テーパー状に形成されており、
    前記縦溝が有する一対の側面それぞれは、前記基板に垂直な方向に対して第1の角度を有し、
    前記第1の角度は、前記基板に垂直な方向における前記基板の撓みに基づいて決定されている
    ことを特徴とする処理方法。
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