JP2013118211A

JP2013118211A - 基板収納容器

Info

Publication number: JP2013118211A
Application number: JP2011263661A
Authority: JP
Inventors: Kippei Sugita; 吉平杉田; Kaoru Fujiwara; 馨藤原
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2011-12-01
Filing date: 2011-12-01
Publication date: 2013-06-13
Also published as: WO2013081159A1; TW201340236A

Abstract

【課題】貼り合わせ基板における薄膜ウエハの損傷を防止し、且つパーティクル汚染を回避することができる基板収納容器を提供する。
【解決手段】基板収納容器１０は、薄膜ウエハ１を支持基板３に貼り合わせた貼り合わせ基板５を収納する容器本体１１と、その開口部１２に、開口部１２を開閉可能に配置され、容器本体１１を密閉する蓋体１３と、容器本体１１の内壁面に複数配置された基板支持片１５と、蓋体１３の内側面及びこの内側面に対向する容器本体１１の内壁面にそれぞれ設けられ、容器本体１１に搬入され基板支持片１５上に載置される複数の貼り合わせ基板５の外周端面に当接して支持する基板支持部材であって、貼り合わせ基板の主表面と交叉する弾性部材からなる基板支持部材１６を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、シリコン基板をはじめとする基板を搬送等する際に使用される基板収納容器であって、特に、薄膜状の基板を支持基板に貼り合わせた貼り合わせ基板を収納する基板収納容器に関する。

近年、シリコン基板の大口径化及び薄膜化の要求に伴い、薄膜加工されたウエハ（以下、「薄膜ウエハ」という。）が適用されているが、薄膜ウエハは脆く、特に端部（ベベル部）は非常に脆いために、各種処理時又は搬送時に割れや欠けが発生し易いという問題がある。そこで、薄膜ウエハを補強する目的で、当該薄膜ウエハと補強用基板としてのガラス基板又は別のウエハとを貼り合わせた貼り合わせ基板が形成されている。

このような貼り合わせ基板を搬送等する際、例えば、該貼り合わせ基板の両面を柔軟な素材で挟み込んで搬送するコインスタック方法が採用されている。しかしながら、このようなコインスタック方法においては、貼り合わせ基板の表面を挟み込む素材からの転写により薄膜ウエハ表面にパーティクルが付着することがあり、また貼り合わせ基板が転動し易いことから薄膜ウエハ表面に擦り傷が付き易いという問題がある。

他方、貼り合わせ基板を搬送等する際に、バルク基板の収納、搬送等に用いられる基板収納容器を用いる方法も採用されている（例えば、特許文献１及び２参照）。

図７は、従来の基板収納容器を示す斜視図である。

図７において、基板収納容器６０は基板を収容する容器本体６１と、該容器本体６１の開口部６２に開閉自在に設けられた蓋体６３とから主として構成されている。容器本体６１の対向する２つの内壁面には、複数の基板支持片６４がそれぞれ対称、且つ平行に配設されている。基板支持片６４は、その上面で、容器本体６１に搬入される貼り合わせ基板を支持する。

また、蓋体６３の内側面及び該内側面と対向する容器本体６１の内壁面には、容器本体６１に搬入される貼り合わせ基板を支持する基板支持部６５が設けられている。

図８は、図７の基板収納容器における基板支持状態を示す図である。

図８において、貼り合わせ基板７０は、容器本体６１の蓋体６３の内側面に設けられた４つの基板支持部６５と、蓋体６３の内側面に対向する容器本体６１の内壁面に設けられた４つの基板支持部６６とによって支持固定されている。基板支持部６５及び６６は、基本的に断面Ｖ字状の開口部を有する同様の形状を呈している。

図９は、図７の基板収納容器６０における基板７０と基板支持部６５との当接状態を示す模式図である。

図９において、隣接する２つ基板支持部６５がそれぞれ同一の支持部材６７上に配置されており、支持部材６７は薄板状の、例えば、弾性を有するプラスチック部材で構成されているために、ばね部材として機能する。すなわち、容器本体６１に貼り合わせ基板７０を搬入して基板支持片６４上に載置した後、蓋体６３を閉じることにより、蓋体６３の内壁面及び該内壁面に対向する容器本体６１の内壁面に設けられた基板支持部６５及び６６の断面Ｖ字状の開口部を、貼り合わせ基板７０の外周端面に当接させ又は遊嵌状に支持させることによって、基板収納容器６０への貼り合わせ基板７０の収納を完了させる。

特開２００２−２６４９９２号公報特開２０１１−１０８７１５号公報

しかしながら、従来の基板収納容器６０は、ばね部材として機能するプラスチック製の支持部材６７に設けられた基板支持部６５で貼り合わせ基板７０の外周端面を支持するものであるために、基板支持部６５の断面Ｖ字状の開口面と貼り合わせ基板７０の薄膜ウエハのベベル部とが接触又は衝突して該ベベル部に割れ、欠け等の損傷が発生するという問題がある。

図１０は、図７の基板収納容器６０における基板７０と基板支持部６５との当接又は衝突状態を示す断面図である。図１０において、支持基板７１と薄膜ウエハ７２とを貼り合わせた貼り合わせ基板７０における薄膜ウエハ７２のベベル部と基板支持部６５のＶ字状開口面とが接触しており、薄膜ウエハ７２は基板支持部６５との接触に起因して容易に損傷する。

本発明の課題は、貼り合わせ基板における薄膜ウエハの損傷を防止し、且つパーティクル汚染を回避することができる基板収納容器を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１記載の基板収納容器は、薄膜状の基板を支持基板に貼り合わせた貼り合わせ基板を収納する容器本体と、該容器本体の開口部に、該開口部を開閉可能に配置され、前記容器本体を密閉する蓋体と、前記容器本体の内壁面に複数、平行に配置された基板支持片と、前記蓋体の内側面及び該内側面に対向する前記容器本体の内壁面にそれぞれ設けられ、前記容器本体に搬入され前記基板支持片上に載置される複数の前記貼り合わせ基板の外周端面に当接して該貼り合わせ基板を支持する基板支持部材とを有し、該基板支持部材は、前記複数の貼り合わせ基板の主表面と交叉する弾性部材からなることを特徴とする。

請求項２記載の基板収納容器は、請求項１記載の基板収納容器において、前記薄膜状の基板は、その厚さが１５０μｍ以下であることを特徴とする。

請求項３記載の基板収納容器は、請求項２記載の基板収納容器において、前記薄膜状の基板は、その厚さが２０μｍ〜１００μｍであることを特徴とする。

請求項４記載の基板収納容器は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の基板収納容器において、前記薄膜状の基板はシリコン基板であり、前記支持基板は前記薄膜状の基板よりも厚いシリコン基板及びガラス基板のいずれか１つであることを特徴とする。

請求項５記載の基板収納容器は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の基板収納容器において、前記蓋体の内側面には前記基板支持部材が少なくとも１つ設けられており、前記蓋体の内側面に対向する前記容器本体の内壁面には前記基板支持部材が、所定の間隔を隔てて少なくとも２つ設けられていることを特徴とする。

請求項６記載の基板収納容器は、請求項５記載の基板収納容器において、前記所定の間隔は、前記２つの基板支持部材と前記容器本体に搬入され前記基板支持片に載置される前記貼り合わせ基板の主表面の中心とをそれぞれ結ぶ２つの直線のなす角度が３０°〜１２０°となる間隔であることを特徴とする。

請求項７記載の基板収納容器は、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の基板収納容器において、前記弾性部材は、シリコンゴム及びウレタンゴムのいずれかからなる円柱状の部材であることを特徴とする。

本発明によれば、貼り合わせ基板の外周端面を弾性部材からなる基板支持部材で支持、固定するので、貼り合わせ基板における薄膜状の基板に無用な応力が作用するのを回避して該薄膜状の基板の損傷を防止することができる。また、基板支持部材からのパーティクルの発生がないので、薄膜状の基板のパーティクル汚染を回避することができる。

本発明の実施の形態に係る基板収納容器の斜視図である。図１の基板収納容器に収納される貼り合わせ基板の断面図である。図１の基板収納容器に基板を収納した状態を示す模式図である。図１の基板収納容器における基板支持状態を示す図である。図４における基板と基板支持部材との当接状態を示す図である。本実施の形態の変形例の要部を示す図であって、図４のＢ―Ｂ線に沿う断面図である。従来の基板収納容器を示す斜視図である。図７の基板収納容器における基板支持状態を示す図である。図７の基板収納容器における基板と基板支持部との当接状態を示す模式図である。図７の基板収納容器における基板と基板支持部との当接又は衝突状態を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る基板収納容器の斜視図である。

図１において、基板収納容器１０は、内部に基板を収納する矩形の空間を有する矩形の容器であって、後述する貼り合わせ基板（図２参照）を収納する容器本体１１と、該容器本体１１の開口部１２に、該開口部１２を開閉自在に設けられた蓋体１３とから主として構成されている。容器本体１１及び蓋体１３は、例えば、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタラート、ポリエーテルエーテルケトン等からなる合成樹脂によって構成されている。

蓋体１３は、例えば、該蓋体１３の内側面の外周部に沿って設けられ、容器本体１１の開口部１２と嵌合する枠体（図示省略）を有し、該枠体を容器本体１１の開口部１２に嵌合して容器本体１１を密閉する。これによって、容器本体１１への外部からのパーティクル等の汚染物質の侵入が防止される。

また、蓋体１３は、容器本体１１の開口部を閉じた状態で、容器本体１１と蓋体１３とを係止する係合部材、例えば係合金具等（図示省略）によって容器本体１１に係合、固定可能に構成されている。

容器本体１１の対向する２つの内壁面１４には複数、例えば２５枚の基板支持片１５がそれぞれ対称に、且つ平行に配設されており、各基板支持片１５は、容器本体１１に収納される貼り合わせ基板１５をその上面に載置した状態で１枚ずつ支持する。

基板支持片１５は、貼り合わせ基板を固定するものではなく、単にその上面に載置された状態で支持するものである。従って、隣接する基板支持片１５相互間の間隔は、貼り合わせ基板の厚さに該貼り合わせ基板を搬入及び搬出する際に必要な空間寸法を加えたものとなる。基板支持片１５は、容器本体１１及び蓋体１３と同様の、例えば、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタラート、ポリエーテルエーテルケトン等の合成樹脂によって構成されている。

蓋体１３の内側面には、１つ以上、例えば２つの基板支持部材１６が間隔を隔てて配置されている。また、蓋体１３の内側面に対向する容器本体１１の内壁面にも同様に、例えば２つの基板支持部材１６が間隔を隔てて配置されている（後述する図３参照）。

基板支持部材１６はシリコンゴム、ウレタンゴム、パーフロロエラストマー（フッ素樹脂系ゴム）等の弾性体からなる棒状の部材であり、好適には円柱状の部材であるが、多角形柱状又はその他の棒状部材であってもよい。基板支持部材１６は容器本体１１及び蓋体１３の所定位置に接着剤によって接着又はねじ等を用いて固定されている。

基板支持部材１６は、容器本体１１に搬入され、基板支持片１５上に載置された複数の貼り合わせ基板の外周端面に当接し、且つ各貼り合わせ基板の主表面、例えば薄膜状ウエハの上部平面と交叉する。基板支持部材１６と貼り合わせ基板の主表面との交叉角度は、例えば直角である。但し、この交叉角度は、直角に限定されるものではなく、棒状の基板支持部材１６を容器本体１１又は蓋体１３内で傾斜させ、貼り合わせ基板５の主表面と鋭角又は鈍角で交叉するようにしてもよい。

蓋体１３の内側面に設けられた２つの基板支持部材１６及び蓋体１３の内側面に対向する容器本体１１の内壁面に設けられた２つの基板支持部材１６の間隔は、それぞれ２つの基板支持部材１６と容器本体１１に搬入され基板支持片１５上に載置される各貼り合わせ基板の主表面の中心とをそれぞれ結ぶ２つの直線のなす角度が３０°〜１２０°となる間隔であることが好ましい。これによって、貼り合わせ基板をその外周端面に当接する４つの基板支持部材で均等に押圧、支持して安定に固定することができる。

蓋体１３の内側面に設けられ基板支持部材１６は２つに限定されるものではなく、少なくとも１つあればよい。また、蓋体１３の内側面に対向する容器本体１１の内壁面に設けられた基板支持部材１６は２つに限定されるものではなく、少なくとも２つであれば、３つ又はそれ以上であってもよい。

図２は、図１の基板収納容器１０に収納される貼り合わせ基板の断面図である。

図２において、貼り合わせ基板５は支持基板３と、該支持基板３の上部平面に接着剤層２を用いて貼着された薄膜状の基板としての薄膜ウエハ１とで主として構成されている。

薄膜ウエハ１の厚さは、１５０μｍ以下、例えば２０μｍ〜１００μｍである。このような薄膜ウエハは、例えばビアホール等の貫通孔（Through Silicon Via）が多数形成された後、三次元実装方法によって多数枚積層されて半導体デバイスを構成する。

薄膜ウエハ１は、プラズマ処理装置をはじめとする各種処理装置によって所定の処理を施す際又は搬送時等のハンドリング時に損傷し易いので、薄膜ウエハ１よりも厚い支持基板３に貼り合わせて貼り合わせ基板５として取り扱われ、積層時に支持基板３から剥がして使用される。

支持基板３は、シリコン基板、ガラス基板、化合物半導体等のいずれかであり、その厚さは、例えば５００〜８００μｍである。接着剤としては、例えば、エポキシ系接着剤、酢酸ビニル、エチレン酢酸ビニル、アクリルなどのエマルジョン系接着剤等が好適に用いられる。接着剤層の厚さは、例えば２０〜３０μｍ程度である。

薄膜ウエハ１は、例えば直径２９９ｍｍの円板状を呈しており、支持基板３は、例えば直径３００ｍｍの円板状である。従って、薄膜ウエハ１の外周端面と支持基板３の外周端面との間隔は４００〜５００μｍ程度である。なお、薄膜ウエハ１の外周端面と支持基板３の外周端面との間隔を大きくとることによって、薄膜ウエハ１の損傷が回避される可能性は増大するが、薄膜ウエハ１の生産性の観点から、現状では上記間隔を大きくすることは採用されていない。

貼り合わせ基板５は、各種処理装置相互間を搬送する際又は保管時に、図１の基板収納容器１０に収納される。

すなわち、基板収納容器１０の開口部１２が水平方向に開口する状態で、例えば、搬送アームによって、処理前又は処理後の貼り合わせ基板５を容器本体１１内に搬入し、蓋体１３を閉じることによって、該蓋体１３の内側面に設けられた２つの基板支持部材１６及び蓋体１３の内側面に対向する容器本体１１の内壁面に設けられた２つの基板支持部材１６を、貼り合わせ基板５の外周端面に当接させ、これによって貼り合わせ基板５を容器本体１１内の所定位置に固定する。

図３は、図１の基板収納容器１０に貼り合わせ基板５を収納した状態を示す模式図である。

図３において、貼り合わせ基板５は矢印Ａ方向から基板収納容器１０の容器本体１１内に搬入され、蓋体１３の内側面に設けられた２つの基板支持部材１６と、蓋体１３の内側面に対向する容器本体１１の内壁面に設けられた２つの基板支持部材１６とによって均等に支持、固定されている。

また、図４は、図１の基板収納容器１０における基板支持状態を示す図である。

図４において、容器本体１１内に搬入された貼り合わせ基板５は、その下面が基板支持片１５の上面と接触する状態で、基板支持片１５上に載置され、外周端面に当接する４つの基板支持部材１６によって支持、固定されている。

図５は、図４における基板と基板支持部材１６との当接状態を示す図である。

図５において、シリコンゴム等の弾性体からなる断面円形の円柱状の基板支持部材１６を貼り合わせ基板５の外周端面に当接させると、基板支持部材１６の外周面が滑らかなラウンド状態で凹状に変形する。従って、基板支持部材１６の外表面が薄膜ウエハ１に接触しないか又は接触しても薄膜ウエハ１のベベル部を変形させるほどの応力を発生しないので、薄膜ウエハ１における割れ、傷等の損傷を防止することができる。

基板収納容器１０に収納された貼り合わせ基板５は、基板収納容器１０毎他の基板処理装置に向けて搬送されるか又はそのままの状態で所定期間保管される。

本実施の形態によれば、貼り合わせ基板５の外周端面を弾性部材からなる基板支持部材１６で支持、固定するので、貼り合わせ基板５における薄膜ウエハ１に無用な応力が作用するのを回避して該薄膜ウエハ１の損傷を防止することができる。

また、本実施の形態によれば、容器本体１１を密閉可能としたので、外部からの汚染物質の侵入を防止できるとともに、基板支持部材１６としてパーティクルの発生等の虞がないシリコンゴム、ウレタンゴム等を適用したので、貼り合わせ基板５の特に薄膜ウエハ１へのパーティクル付着を防止することができる。

本実施の形態において、基板収納容器１０の容器本体１１の内部壁面に複数平行に配置された基板支持片１５における貼り合わせ基板５の薄膜ウエハ１が対向する面に、基板支持部材１６と同様の材質からなる後述の弾性膜１７を設けることが好ましい。これによって貼り合わせ基板５の容器本体１１への搬入時及び搬出時における薄膜ウエハ１の擦り傷の発生等を防止することができる。

また、本実施の形態において、容器本体１１内に搬入された貼り合わせ基板５の外周端面に対向する容器本体１１の内壁面、すなわち、隣接する基板支持片１５相互間における容器本体１１の内壁面にも基板支持部材１６と同様の材質からなる後述の弾性部材１８を配置するこが好ましい。これによって容器本体１１内に搬入され、所定位置に固定された貼り合わせ基板５の外周端面、特に、薄膜ウエハ１のベベル部の損傷を防止することができる。

図６は、本実施の形態の変形例の要部を示す図であって、図４のＢ―Ｂ線に沿う断面図である。

図６において、基板支持片１５における貼り合わせ基板５の薄膜ウエハ１に対向する面及び容器本体１１の内壁面であって隣接する基板支持片１５相互に挟まれた部分に、それぞれ基板支持部材１６と同様の材質からなる弾性膜１７及び弾性部材１８が配置されている。これによって、貼り合わせ基板５の薄膜ウエハ１の損傷をより確実に防止することができる。

次に、本発明の具体的実施例について説明する。

容器本体１１の内壁面に２５段の基板支持片１５が配置された図１の基板収納容器１０の蓋体１３を開き、図２の貼り合わせ基板５を２５枚搬入してそれぞれ基板支持片１５上に載置した後、蓋体１３を閉じて各貼り合わせ基板５の外周端面にシリコンゴムからなる基板支持部材１６を当接して固定した。

次いで、２５枚の貼り合わせ基板５を収納した基板収納容器１０を１０日間放置して、基板支持部材１６としてシリコンゴムを適用したことによる貼り合わせ基板５の薄膜ウエハ１上のパーティクル数の変動を観察したところ、１０日間で、数個の増加に留まり、基板支持部材１６としてシリコンゴムを適用したことによる薄膜ウエハ１のパーティクル汚染は実用上問題がない範囲内であった。

実施例１で用いた２５枚の貼り合わせ基板５を収納した基板収納容器１０について、通常の台車に乗せてコンクリート床面を２００ｍ搬送し、次いで、容器本体１１の鉛直方向の中心線が７０°〜１１０°で左右両側に振れるように１００往復ほど揺動させ、その後、容器本体１１の上部外側面に対して作業員による軽い殴打を１００回ほど繰り返して衝撃を与えたところ、容器本体１１に収納された貼り合わせ基板５の薄膜ウエハ１に割れ、欠け等の損傷は認められなかった。

以上、本発明を実施の形態を用いて詳細に説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。

１薄膜ウエハ
２接着剤層
３支持基板
５貼り合わせ基板
１０基板収納容器
１１容器本体
１２開口部
１３蓋体
１５基板支持片
１６基板支持部材

Claims

薄膜状の基板を支持基板に貼り合わせた貼り合わせ基板を収納する容器本体と、
該容器本体の開口部に、該開口部を開閉可能に配置され、前記容器本体を密閉する蓋体と、
前記容器本体の内壁面に複数、平行に配置された基板支持片と、
前記蓋体の内側面及び該内側面に対向する前記容器本体の内壁面にそれぞれ設けられ、前記容器本体に搬入され前記基板支持片上に載置される複数の前記貼り合わせ基板の外周端面に当接して該貼り合わせ基板を支持する基板支持部材とを有し、
該基板支持部材は、前記複数の貼り合わせ基板の主表面と交叉する弾性部材からなることを特徴とする基板収納容器。
前記薄膜状の基板は、その厚さが１５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の基板収納容器。
前記薄膜状の基板は、その厚さが２０μｍ〜１００μｍであることを特徴とする請求項２記載の基板収納容器。
前記薄膜状の基板はシリコン基板であり、前記支持基板は前記薄膜状の基板よりも厚いシリコン基板及びガラス基板のいずれか１つであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の基板収納容器。
前記蓋体の内側面には前記基板支持部材が少なくとも１つ設けられており、前記蓋体の内側面に対向する前記容器本体の内壁面には前記基板支持部材が、所定の間隔を隔てて少なくとも２つ設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の基板収納容器。
前記所定の間隔は、前記２つの基板支持部材と前記容器本体に搬入され前記基板支持片に載置される前記貼り合わせ基板の主表面の中心とをそれぞれ結ぶ２つの直線のなす角度が３０°〜１２０°となる間隔であることを特徴とする請求項５記載の基板収納容器。
前記弾性部材は、シリコンゴム及びウレタンゴムのいずれかからなる円柱状の部材であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の基板収納容器。