JP2014110363A

JP2014110363A - ウェーハカセット

Info

Publication number: JP2014110363A
Application number: JP2012264915A
Authority: JP
Inventors: Yuji Nakanishi; 優爾中西
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2012-12-04
Filing date: 2012-12-04
Publication date: 2014-06-12

Abstract

【課題】必要な剛性を維持しつつ重量を減少させたウェーハカセットを提供すること。
【解決手段】ウェーハ（Ｗ）又は粘着テープ（Ｔ）に貼着されてウェーハが一体となった環状フレーム（Ｆ）を複数枚収容するためのウェーハカセット（４）であって、対向する側部（４１ａ，４１ｂ）と、側部の上端に固定される天井部（４３）と、側部の下端に固定される底部（４４ａ，４４ｂ）と、ウェーハ又は環状フレームを出し入れする開口部（Ｏ）と、ウェーハ又は環状フレームを背部で支持する背止部（４５）と、を備え、側部は、樹脂板（４１１ａ）を薄い金属板（４１１ｂ）で挟んだ複合板（４１１）で形成され、複合板の内壁にはウェーハ又は環状フレームを収容する収容棚（４２ａ，４２ｂ）を配設した。
【選択図】図２

Description

本発明は、ウェーハを収容するウェーハカセットに関し、特に、必要な剛性を維持しつつ重量を減少させたウェーハカセットに関する。

半導体デバイスの製造プロセスにおいては、集積回路毎にウェーハを切断分離するダイシング工程が行われる。加工対象のウェーハは、粘着テープを介して環状フレームに固定され、搬送用のウェーハカセットに収容されて切削装置に搬送される。このウェーハカセットは、一般に、複数の棚を備えており（例えば、特許文献１参照）、棚の一端側に設けられた挿入口から棚と棚との間に環状フレームを挿入することで、複数枚のウェーハを収容できるようになっている。

特開平８−８０９８９号公報

上述のウェーハカセットには、収容されるウェーハの重量に耐え得る高い剛性が必要となる。そのため、例えば、ウェーハカセットの側部に比較的厚い金属製の剛性板を取り付け、必要な剛性を確保することがある。しかしながら、この構成では、ウェーハの大口径化に伴い金属製の剛性板の使用量も増大するので、重量の増加によりウェーハカセットの搬送が困難になる。特に、近年では、４５０ｍｍ径のウェーハが実用化されており、ウェーハカセットの重量増の問題は深刻である。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、必要な剛性を維持しつつ重量を減少させたウェーハカセットを提供することを目的とする。

本発明のウェーハカセットは、ウェーハ又は粘着テープに貼着されウェーハが一体となった環状フレームを複数枚収容するためのウェーハカセットであって、対向する側部と、該側部の上端に固定される天井部と、該側部の下端に固定される底部と、ウェーハ又は環状フレームを出し入れする開口部と、ウェーハ又は環状フレームを背部で支持する背止部と、を備え、該側部は、樹脂の両面を薄い金属板で挟んだ複合板で形成され、該複合板の内壁には複数形成されたウェーハ又は環状フレームを収容する収容棚が配設されていること、を特徴とする。

この構成によれば、樹脂を薄い金属板で挟んだ複合板でウェーハカセットの側部を形成するので、必要な剛性を維持しつつ重量を減少させたウェーハカセットを実現できる。

本発明によれば、必要な剛性を維持しつつ重量を減少させたウェーハカセットを実現できる。

本実施の形態に係るウェーハカセットが用いられる切削装置の構成例を示す斜視図である。本実施の形態に係るウェーハカセットの構成例を示す模式図である。複合板の構成例を示す断面模式図である。軽量化された収容棚の構成例を示す断面模式図である。複数の部品で形成される収容棚の構成例を示す模式図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下においては、切削ブレードによってウェーハを切削加工する切削装置に本発明のウェーハカセットを適用する例を示すが、本発明のウェーハカセットが適用されるウェーハ処理装置は、切削装置に限定されるものではない。ウェーハ処理装置は、レーザ発振器からのレーザ光を集光してウェーハを加工するレーザ加工装置でも良い。また、研削装置、研磨装置、洗浄装置、検査装置、ダイボンディング装置などでも良い。

図１は、本実施の形態に係るウェーハカセットが用いられる切削装置の斜視図である。切削装置１は、ウェーハカセット４に収容されたウェーハＷ（図１において不図示、図２参照）をチャックテーブル６２上に載置し、切削ユニット８で切削加工できるように構成されている。

切削装置１の加工対象となるウェーハＷは、略円板状の外形形状を有している。ウェーハＷの裏面側は、環状フレームＦ（図２参照）に張られた粘着テープＴ（図２参照）に貼着されている。ウェーハＷの表面は、格子状に配列されたストリート（分割予定ライン）によって複数の領域に区画されている。ウェーハＷにおいて、ストリートで区画された各領域には、デバイス（デバイスパターン）が形成されている。ウェーハＷは、各ストリートに沿って切削され、個々のデバイスに分割される。なお、切削装置１の加工対象は半導体ウェーハに限定されるものではない。

切削装置１は、上面形状が略平坦な基台２を有している。基台２は、略直方体状の基部２１と、基部２１の前方に突設された突設部２２とを備える。突設部２２には内部空間が形成されており、この内部空間には、カセットエレベータ３が上下動可能に設けられている。カセットエレベータ３の上面には、環状フレームＦに保持されたウェーハＷを収容するウェーハカセット４が載置される。ウェーハカセット４の構成については後に詳述する。

基部２１の上面には、カセットエレベータ３と隣接する位置に仮置き機構５が設けられている。仮置き機構５は、引出部５１と一対のレール５２とを備えている。引出部５１は第１方向（Ｙ軸方向）に移動可能に構成されており、カセットエレベータ３の上下動により引出部５１と同じ高さに位置付けられたウェーハＷ（環状フレームＦ）をレール５２側に引き出す。レール５２は略Ｌ字型の断面形状を有しており、第１方向に垂直な第２方向（Ｘ軸方向）において相互に離間接近可能に構成されている。ウェーハＷは、引出部５１によってレール５２上の所定位置まで引き出され、一対のレール５２の相互の接近によって第２方向において挟み込まれる。これにより、ウェーハＷは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向において位置合わせされる。

基部２１の仮置き機構５と隣接する位置には開口が形成されている。開口は、テーブル移動基台６及び防水カバー６１により覆われている。防水カバー６１の下方には、テーブル移動基台６をＸ軸方向に移動させるＸ軸移動機構（不図示）が設けられている。Ｘ軸移動機構は、Ｘ軸方向に平行な一対のガイドレール、ガイドレール間のＸ軸ボールねじ、及びＸ軸ボールねじを回転駆動するＸ軸パルスモータ（いずれも不図示）を備える。テーブル移動基台６は、ナット部（不図示）を介してＸ軸ボールネジと連結され、Ｘ軸ボールネジの回転によりガイドレールに沿って移動される。

テーブル移動基台６上には、チャックテーブル６２が設けられている。チャックテーブル６２は小径の円板状に形成されており、その上面中央部分にはポーラスセラミック材による吸着面６３が設けられている。吸着面６３においてウェーハＷを裏面側から吸着することで、ウェーハＷはチャックテーブル６２上の所定位置に保持される。チャックテーブル６２は、回転機構（不図示）によりテーブル移動基台６上でＺ軸周りに回転可能に支持されている。仮置き機構５でＸ軸方向及びＹ軸方向に位置合わせされたウェーハＷは、搬送手段（不図示）によってチャックテーブル６２に載置される。

Ｙ軸方向においてテーブル移動基台６と隣接する位置には、テーブル基台７が配置されている。テーブル基台７には、Ｙ軸移動機構７１が設けられている。Ｙ軸移動機構７１は、Ｙ軸方向に平行な一対のガイドレール７２、ガイドレール７２間のＹ軸ボールねじ（不図示）、及びＹ軸ボールねじを回転駆動するＹ軸パルスモータ７３を備える。テーブル基台７の上面には、Ｙ軸テーブル７４が支持されている。Ｙ軸テーブル７４は、テーブル基台７に接する基部７４ａと、基部７４ａに対して立設された壁部７４ｂとを備えている。Ｙ軸テーブル７４は、基部７４ａに設けたナット部（不図示）を介してＹ軸ボールネジと連結され、Ｙ軸ボールネジの回転によりガイドレール７２に沿って移動される。

Ｙ軸テーブル７４の壁部７４ｂには、Ｚ軸移動機構７５が設けられている。Ｚ軸移動機構７５は、壁部７４ｂの前面に配置されＺ軸方向に平行な一対のガイドレール７６、ガイドレール７６間のＺ軸ボールねじ７７、及びＺ軸ボールねじ７７と連結されるＺ軸パルスモータ７８を備える。壁部７４ｂの前面には、Ｚ軸テーブル７９が支持されている。Ｚ軸テーブル７９は、壁部７４ｂに接する基部７９ａと、基部７９ａの端部において前方（Ｙ軸方向）に突設された壁部７９ｂとを備えている。Ｚ軸テーブル７９は、基部７９ａに設けたナット部を介してＺ軸ボールねじ７７と連結され、Ｚ軸ボールねじ７７の回転によりガイドレール７６に沿って移動される。

Ｚ軸テーブル７９の壁部７９ｂには、チャックテーブル６２の上方の位置に切削ユニット８が支持されている。切削ユニット８は、円筒状のスピンドル８１と、スピンドル８１の一端部に着脱可能に装着される切削ブレード８２とを備える。スピンドル８１の他端部側にはモータ８３が連結されており、スピンドル８１に装着された切削ブレード８２を回転させる。この切削ブレード８２を回転させた状態でウェーハＷに切り込ませれば、ウェーハＷは切削される。切削ユニット８には、切削ブレード８２に隣接して撮像ユニット９が設けられている。

切削装置１の制御部（不図示）は、撮像ユニット９で撮像された撮像画像に基づいてＸ軸移動機構、Ｙ軸移動機構７１、及び回転機構を制御し、切削ユニット８の切削ブレード８２をウェーハＷのストリートに位置合わせする。切削ブレード８２と位置合わせされたウェーハＷは、切削水を噴き付けられながら、回転された切削ブレード８２によって切り込まれる。切削されたウェーハＷは、搬送手段（不図示）によってピックアップされ、基部２１の上面に設けられた洗浄乾燥機構１０に移動される。

洗浄乾燥機構１０は、基台２に形成された円筒状の空間においてウェーハＷを保持するスピンナテーブル１０１を備えている。また、洗浄乾燥機構１０は、洗浄液噴射機構及び気体噴射機構（いずれも不図示）を備えている。スピンナテーブル１０１の下方には、回転機構（不図示）が設けられている。回転機構は、スピンナテーブル１０１に対して回転力を付与するスピンナテーブルモータ（不図示）を有しており、スピンナテーブル１０１を所定の速度で回転させる。スピンナテーブル１０１にウェーハＷが保持されると、円筒状の空間内においてスピンナテーブル１０１は回転される。この状態で洗浄液噴射機構から洗浄液を噴射させれば、ウェーハＷは洗浄される。洗浄後において、ウェーハＷは、気体噴射機構から噴射されるエアによって乾燥される。

図２は、ウェーハカセット４の構成例を示す模式図である。なお、図２においては、説明の便宜上、構成の一部を省略している。

ウェーハカセット４は、それぞれ複数の複合板４１１で構成される側部４１ａ，４１ｂを備えている。側部４１ａ，４１ｂは、収容されるウェーハＷの重量に耐え得る高い剛性（曲げ剛性）を有しており、互いに対向するように配置されている。側部４１ａ，４１ｂの内壁面（内側の面）には、ウェーハＷを収容する収容棚４２ａ，４２ｂが固定されている。側部４１ａ，４１ｂの上端部には、天井部４３が設けられており、側部４１ａ，４１ｂの下端部には、それぞれ、底部４４ａ，４４ｂが取り付けられている。ウェーハカセット４の後端部において、側部４１ａ，４１ｂには背止部４５が固定されている。一方、ウェーハカセット４の前端側は、ウェーハＷを搬入又は搬出できるように開口されている。

収容棚４２ａ，４２ｂは、共に、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）などの樹脂材料で形成されており、ボルト（不図示）や接着剤などで側部４１ａ，４１ｂに固定される。このように、剛性の高い側部４１ａ，４１ｂに収容棚４２ａ，４２ｂを固定することで、ウェーハＷの重量による収容棚４２ａ，４２ｂの変形を防ぐことができる。

収容棚４２ａ，４２ｂは、それぞれ、側部４１ａ，４１ｂに接する側板部４２１と、水平な支持面４２２ａを有する複数の棚部４２２とを備えている。複数の棚部４２２は、それぞれ、側板部４２１から内向きに突出されている。複数の棚部４２２は等間隔に配置されており、隣接する棚部４２２の間には隙間Ｓが形成されている。また、複数の棚部４２２は、収容棚４２ａ及び収容棚４２ｂの対応する高さ位置に隙間Ｓが形成されるように配置されており、対向する隙間Ｓの組により、ウェーハＷを収容する収容領域Ａが規定されている。

収容棚４２ａ，４２ｂの前端側には、隙間Ｓに対応する開口部Ｏが形成されている。開口部Ｏから隙間Ｓに沿って環状フレームＦ（ウェーハＷを保持する環状フレームＦ）を挿入することで、ウェーハＷは収容領域Ａに収容される。ウェーハＷが収容領域Ａに収容された状態で、環状フレームＦは棚部４２２の支持面４２２ａに載置される。なお、収容棚４２ａ，４２ｂの前端側（開口部Ｏ側）には、ウェーハＷの脱落を防ぐストッパーなどが設けられても良い。

天井部４３、及び底部４４ａ，４４ｂは、例えば、１．５ｍｍ程度の厚みを有する薄いアルミニウム板を曲げ加工することによって形成される。天井部４３により、側部４１ａの上端部と、側部４１ｂの上端部とが連結されている。また、収容棚４２ａ，４２ｂに収容されるウェーハＷの上方は天井部４３で覆われるので、ウェーハＷへの塵などの付着を抑えることができる。底部４４ａ，４４ｂは、Ｌ字状の断面形状を有している。底部４４ａは、側部４１ａの下端部及び収容棚４２ａの下端部に密着されており、底部４４ｂは、側部４１ｂの下端部及び収容棚４２ｂの下端部に密着されている。なお、収容棚４２ａ及び底部４４ａと、収容棚４２ｂ及び底部４４ｂとは、底板４６で連結されている。

背止部４５は、例えば、１．５ｍｍ程度の厚みを有する薄いアルミニウム板である。この背止部４５により、側部４１ａの後端部と、側部４１ｂの後端部とが連結されている。収容棚４２ａ，４２ｂに収容される環状フレームＦの移動は背止部４５で規制されるので、ウェーハカセット４の後端側からのウェーハＷの脱落を防止できる。なお、背止部４５の内壁面には、ゴムなどの緩衝材料で形成される緩衝部材を配置しても良い。緩衝部材を配置することで、環状フレームＦと背止部４５の内壁面との接触は防止され、ウェーハカセット４の搬送時などにおける環状フレームＦ（ウェーハＷ）への衝撃を緩和できる。

側部４１ａ，４１ｂは、それぞれ、長方形状（柱状）の３枚の複合板４１１で構成されている。側部４１ａ，４１ｂを構成する各複合板４１１は、長手方向が鉛直方向（ウェーハカセット４の上下方向）と一致するように配置されている。また、各複合板４１１は、水平方向（ウェーハカセット４の前後方向）に所定の間隔で配置されている。図３は、複合板４１１の構成例を示す断面模式図である。図３に示すように、複合板４１１は、所定の厚みを有する樹脂板（樹脂）４１１ａと、樹脂板４１１ａより薄い２枚の金属板４１１ｂとで構成されている。樹脂板４１１ａの両面には、それぞれ金属板４１１ｂが接着剤で接着されており、樹脂板４１１ａは２枚の金属板４１１ｂで挟まれている。

樹脂板４１１ａは、例えば、５ｍｍ程度の厚みを有する樹脂部材である。樹脂板４１１ａは、ＭＣナイロン（登録商標）、ジュラコン（登録商標）（ポリアセタール）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ＡＢＳ、超高分子量ポリエチレンなどに代表されるエンジニアリングプラスチック、塩化ビニル、ポリカーボネート、ガラスエポキシ樹脂などを用いて形成される。金属板４１１ｂは、例えば、１．５ｍｍ程度の厚みを有するアルミニウム板である。

このように構成された複合板４１１は、軽量であるにもかかわらず高い剛性（曲げ剛性）を備えている。そのため、例えば、アルミニウム板のみを側部４１ａ，４１ｂに用いて同等の剛性を実現する場合と比較して、ウェーハカセット４を大幅に軽量化できる。また、各複合板４１１は、長手方向がウェーハカセット４の上下方向と一致するように配置されており、支持柱として機能するので、鉛直方向の剛性は効果的に高められる。さらに、複合板４１１は、ある程度の厚みを有しているので、ボルトなどを用いて収容棚４２ａ，４２ｂを固定する際の変形などの不具合を抑制できる。

なお、側部４１ａ，４１ｂは、上述の構成に限定されない。側部４１ａ，４１ｂは、例えば、側板部４２１の全面を覆うような平板状の複合板４１１で構成されても良いし、十字に交差された複合板４１１で構成されても良い。さらに、側部４１ａ，４１ｂは、打ち抜き加工などで任意の形状及び数量の開口を形成された平板状の複合板４１１で構成されても良い。これらの場合、鉛直方向の剛性に加え水平方向の剛性も高めることができる。また、側部４１ａ，４１ｂは、長手方向が水平方向と一致するように配置された長方形状の１枚の複合板４１１で構成されても良い。

このように、本実施の形態に係るウェーハカセット４においては、樹脂板（樹脂）４１１ａを薄い金属板４１１ｂで挟んだ複合板４１１でウェーハカセット４の側部４１ａ，４１ｂを構成するので、必要な剛性を維持しつつ重量を減少させたウェーハカセット４を実現できる。

なお、本発明は上記実施の形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、ウェーハカセット４の重量をさらに減少させるため、収容棚４２ａ，４２ｂを軽量化しても良い。図４は、軽量化された収容棚４２ａ，４２ｂの構成例を示す断面模式図である。図４に示すように、側板部４２１及び棚部４２２の一部を除去した除去部４２３を形成することで、収容棚４２ａ，４２ｂを軽量化してウェーハカセット４の重量を減少させることができる。なお、除去部４２３は、ウェーハＷを支持するために必要な剛性を維持できるように形成される。

また、上記実施の形態では、それぞれ一体に形成された収容棚４２ａ，４２ｂを示しているが、各収容棚４２ａ，４２ｂは、複数の部品で形成されても良い。図５は、複数の部品で形成される収容棚４２ａ，４２ｂの構成例を示す模式図である。図５に示すように、各収容棚４２ａ，４２ｂは、２個の第１部品４２４ａと２個の第２部品４２４ｂとで形成される。

このように、各収容棚４２ａ，４２ｂを複数の部品で形成すれば、収容棚４２ａ，４２ｂを形成するための金型を小型化して製造コストを抑制できる。また、この構成では、必要に応じて部品数を変更することで、ウェーハＷのサイズ変更や、ウェーハＷの収容枚数の変更などに容易に対応できる。なお、収容棚４２ａ，４２ｂを構成する各部品は、ボルト（不図示）や接着剤などで側部４１ａ，４１ｂに固定される。

また、上記実施の形態では、樹脂板４１１ａの両面に、金属板４１１ｂを接着剤で接着した複合板４１１を示しているが、樹脂板４１１ａと金属板４１１ｂとは接着剤で接着されていなくとも良い。例えば、樹脂板４１１ａと金属板４１１ｂとをボルトで固定することもできる。また、上記実施の形態では、側部４１ａ，４１ｂと天井部４３とを別部品で構成しているが、側部４１ａ，４１ｂと天井部４３とは一体でも良い。この場合、例えば、側部４１ａ，４１ｂを構成する複合板４１１の外側の金属板４１１ｂと天井部４３とを一体に形成すればよい。

また、上記実施の形態では、ウェーハＷの脱落を防止するために、アルミニウム板などで形成された背止部４５を設けているが、背止部４５に替えてストッパーなどを設けても良い。また、上記実施の形態においては、環状フレームＦに保持されたウェーハＷ（粘着テープＴに貼着されウェーハＷが一体となった環状フレームＦ）を収容するウェーハカセット４を例示しているが、ウェーハカセット４は、ウェーハＷを直接収容するものでも良い。

本発明は、切削装置やレーザ加工装置などにおいて処理されるウェーハを収容するためのウェーハカセットとして有用である。

１切削装置
４ウェーハカセット
４１ａ，４１ｂ側部
４２ａ，４２ｂ収容棚
４３天井部
４４ａ，４４ｂ底部
４５背止部
４６底板
４１１複合板
４１１ａ樹脂板（樹脂）
４１１ｂ金属板
４２１側板部
４２２棚部
４２２ａ支持面
４２３除去部
４２４ａ第１部品
４２４ｂ第２部品
Ａ収容領域
Ｆ環状フレーム
Ｏ開口部
Ｓ隙間
Ｔ粘着テープ
Ｗウェーハ

Claims

ウェーハ又は粘着テープに貼着されウェーハが一体となった環状フレームを複数枚収容するためのウェーハカセットであって、
対向する側部と、
該側部の上端に固定される天井部と、
該側部の下端に固定される底部と、
ウェーハ又は環状フレームを出し入れする開口部と、
ウェーハ又は環状フレームを背部で支持する背止部と、を備え、
該側部は、樹脂の両面を薄い金属板で挟んだ複合板で形成され、該複合板の内壁には複数形成されたウェーハ又は環状フレームを収容する収容棚が配設されていること、
を特徴とするウェーハカセット。