JP4020938B2 - 半導体ウェハ用搬送トレイおよび半導体ウェハ搬送システム - Google Patents

Description

本発明は、半導体ウェハ用搬送トレイに関し、特に、微小構造体たとえばＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）が成型された半導体ウェハを搬送する半導体ウェハ用搬送トレイおよび半導体ウェハ搬送システムに関する。

近年、特に半導体微細加工技術等を用いて、機械・電子・光・化学等の多用な機能を集積化したデバイスであるＭＥＭＳが注目されている。これまでに実用化されたＭＥＭＳ技術としては、たとえば自動車・医療用の各種センサとして、マイクロセンサである加速度センサや圧力センサ、エアーフローセンサ等にＭＥＭＳデバイスが搭載されてきている。また、インクジェットプリンタヘッドにこのＭＥＭＳ技術を採用することによりインクを噴出するノズル数の増加と正確なインクの噴出が可能となり画質の向上と印刷スピードの高速化を図ることが可能となっている。さらには、反射型のプロジェクタにおいて用いられているマイクロミラーアレイ等も一般的なＭＥＭＳデバイスとして知られている。

また、今後ＭＥＭＳ技術を利用したさまざまなセンサやアクチュエータが開発されることにより光通信・モバイル機器への応用、計算機の周辺機器への応用、さらにはバイオ分析や携帯用電源への応用へと展開することが期待されている。技術調査レポート第３号（経済産業省産業技術環境局技術調査室 製造産業局産業機械課 発行 平成１５年３月２８日）には、ＭＥＭＳに関する技術の現状と課題という議題で種々のＭＥＭＳ技術が紹介されている。

一方で、ＭＥＭＳデバイスは、微細な構造体であるがゆえにそれを搬送する手段も重要となってくる。特に可動部を有するＭＥＭＳデバイスがウェハに成型されている状態においてはパッケージ前であるため可動部等が剥き出しの状態であり、所望のデバイス特性に影響を与えないように搬送の際においても十分に注意する必要がある。
技術調査レポート第３号（経済産業省産業技術環境局技術調査室 製造産業局産業機械課 発行 平成１５年３月２８日）

一般的に、半導体ウェハの搬送に際しては、真空吸着により半導体ウェハを吸着して搬送する方式が用いられているが、ＭＥＭＳデバイスの構造においては当該方式が採用しにくい場合がある。

たとえば、半導体ウェハに成型されたＭＥＭＳデバイスにおいて可動部を形成するための貫通領域が設けられている場合、当該貫通領域により真空吸着が不可能となる可能性がある。また、薄膜のメンブレン構造を有するＭＥＭＳデバイスにおいては、可動部となるメンブレン構造を真空吸着した場合、真空吸着により可動部となる薄膜のメンブレン構造が吸着されるため吸着力が強い場合には薄膜部分が破壊される可能性がある。

したがって、特にＭＥＭＳデバイスの場合には、真空吸着により半導体ウェハを搬送する際には、半導体ウェハを搬送するための搬送トレイを用いて安定的に搬送することが望ましい。

本発明は上記のような問題を解決するためになされたものであって、ＭＥＭＳデバイスが成型された半導体ウェハを安定的に搬送可能な半導体ウェハ用搬送トレイおよび半導体ウェハと当該半導体ウェハ用搬送トレイとを備えた半導体ウェハ搬送システムを提供することを目的とする。

本発明に係る半導体ウェハ搬送システムは、半導体ウェハと、半導体ウェハを載せる半導体ウェハ用搬送トレイとを備える。半導体ウェハは、可動部を有する微小構造体が少なくとも１つ成型される中央領域と中央領域を囲むように設けられた微小構造体が成型されない外周領域とをする。半導体ウェハ用搬送トレイは、半導体ウェハの外径に応じて設けられ、半導体ウェハを載せる表面と、半導体ウェハの搬送に際し、真空吸着するための裏面とを有する基底部と、半導体ウェハを載せる表面側に設けられ、半導体ウェハのズレを防止するためのズレ防止機構とを含む。基底部は、半導体ウェハの外周領域に対応して設けられ、半導体ウェハの搬送に際し、基底部とともに半導体ウェハを真空吸着するための貫通部と、半導体ウェハの中央領域に対向する基底部の表面側に設けられ、ザグリ加工により半導体ウェハの微小構造体の可動部に対向して凹型に形成される所定の深さのザグリ領域とを有する。

好ましくは、半導体ウェハは、穴部を有する。基底部の表面側に設けられ、ズレ防止機構を構成する穴部に嵌合する保持突起部をさらに有する。

特に、穴部は、外周領域に設けられる。
特に、半導体ウェハは、複数の穴部を有する。基底部は、複数の穴部にそれぞれ対応して設けられる複数の保持突起部をさらに有する。

特に、穴部および保持突起部の形状断面は、多角形状に形成される。
特に半導体ウェハは、可動部を有する微小構造体の可動領域となる貫通領域を有し、半導体ウェハの穴部は、貫通領域とともに一括して成型される。

好ましくは、基底部の大きさは、半導体ウェハよりも小さく、微小構造体が成型される中央領域よりも大きくなるように設計される。

好ましくは、半導体ウェハ用搬送トレイは、真空吸着を実行するための真空吸着ガイドの形状に沿って真空吸着される。基底部の裏面側に設けられ、真空吸着ガイドと貫通部との間の経路を形成するためのガイド貫通部をさらに有する。

好ましくは、基底部と連結され、半導体ウェハを載せる面に半導体ウェハの外周端部の少なくとも一部領域に沿って設けられたズレ防止機構を構成する外壁部をさらに備える。

特に、半導体ウェハは、オリエンテーションフラットまたはノッチ領域を有する。外壁部は、半導体ウェハのオリエンテーションフラットまたはノッチ領域の外周端部の少なくとも一部に対応して設けられる。

本発明に係る半導体ウェハ用搬送トレイは、可動部を有する微小構造体が少なくとも１つ成型される半導体ウェハを接合されたガラス基板を介して搬送することが可能な半導体ウェハ用搬送トレイであって、基底部を備える。基底部は、表面側に設けられた多孔質層と、裏面側から多孔質層に達する貫通孔とを含み、多孔質層は、ナノ結晶シリコンである。

好ましくは、半導体ウェハ用搬送トレイは、半導体ウェハのズレを防止するズレ防止機構が前記半導体ウェハを載せる表面側に設けられている。

好ましくは、基底部は、穴部と嵌合してズレ防止機構を構成する保持突起部を有する。

特に、基底部は、複数の穴部にそれぞれ対応して設けられる複数の保持突起部を有する。

特に、穴部と嵌合するように保持突起部の形状断面は、多角形状に形成される。
好ましくは、基底部と連結され、基底部の外周端部の少なくとも一部領域に沿って設けられたズレ防止機構を構成する外壁部をさらに備える。

特に、外壁部は、基底部の中心点から外周端部までの長さの最大値よりも短くなる位置に設けられる。

本発明に係る半導体ウェハ用搬送トレイおよび半導体ウェハ搬送システムは、半導体ウェハのズレを防止するためのズレ防止機構が半導体ウェハを載せる表面側に設けられ、搬送に際し裏面側が真空吸着される基底部を備え、基底部は貫通領域を有するため半導体ウェハのズレを防止しつつ安定的に搬送することが可能となる。

また、本発明に係る半導体ウェハ用搬送トレイは、半導体ウェハと接合されたガラス基板について多孔質層を介して真空吸着する。当該構成により、半導体ウェハに貫通領域がある場合においても半導体ウェハのズレを防止しつつ安定的に吸着することが可能となる。

以下、この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。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付しその説明は繰返さない。

（実施の形態１を説明するための関連技術）
図１は、本発明の検査装置３０を説明する図である。

図１を参照して、本発明の検査装置３０は、被検査体である半導体ウェハ（以下、単にウェハとも称する）を搬送する搬送アーム３２を有するロータ部３３と、検査部３６と、ウェハ保持機構３５とで主要部が構成されている。この場合、ロータ部３３に配設された搬送アーム３２は、水平方向に回転可能でかつ垂直方向に移動可能な多関節のリンク機構によって形成されており、複数枚のウェハを収容するカセット（図示せず）内から取出したウェハを後述する半導体ウェハ用搬送トレイとともにウェハ保持機構３５に搬送するとともに、検査部３６において検査されたウェハをカセットに再び搬入するように構成されている。

搬送アーム３２によってカセットから取出されたウェハは、後述する半導体ウェハ用搬送トレイ（以下、単にトレイとも称する）に載置されてトレイとともにウェハ保持機構３５のチャック３４へ搬送される。ウェハ保持機構３５は、この状態を維持して検査部３６に搬送する。そして、検査部３６において、アライメント装置３７の位置検出カメラ３８等によって搬送されたウェハの位置を検出する。この検出された位置情報に基づいてアライメントが実行され、後述するプローブ針をウェハに成型されたデバイスの所望のテストパッドと接触させるための位置調整等が行なわれる。

図２は、検査部３６を説明する概略構成図である。
図２を参照して、プローブ針５１が装着されたプローブカード５０は、テストヘッド５５と接続されている。

テストヘッド５５は、ウェハに印加する検査用電源や電極パッドのパターン出力部や電極バッドの出力を測定部に取り込むための入力部等の電気機器（図示せず）を搭載した自立する柱状体にて形成されている。

ウェハ保持機構３５は、可撓性の管路１７を介してチャック３４と接続された吸着手段である真空ポンプ１８を含む。

この真空ポンプ１８によりウェハおよび半導体ウェハ用搬送トレイはチャック３４により真空吸着されて状態が維持されて検査されることになる。

図３は、本発明の実施の形態１を説明する上で関連する半導体ウェハ用搬送トレイを説明する図である。

図３（ａ）は、本発明の実施の形態１を説明する上で関連する半導体ウェハ用搬送トレイ２を上部から見た図である。

図３（ａ）を参照して、ウェハ１を覆うようにして半導体ウェハ用搬送トレイ２はそのウェハの外径に応じて設けられ半導体ウェハを保持することが可能な形状に形成されている。本例においては、一例としてウェハの外径に対応してそれよりも大きな外径となるウェハと同様の円板状の形状で半導体ウェハ用搬送トレイ２が形成されている。

図３（ｂ）は、本発明の実施の形態１を説明する上で関連する半導体ウェハ用搬送トレイ２を切断した場合の横から見た断面図である。

図３（ｂ）に示されるようにウェハが載置される円板状の形状の基底部２ｃと、基底部２ｃと連結され、半導体ウェハを固定する目的で凹部形状となるように形成された外壁部２ｂとが設けられている。この外壁部２ｂの内周面は半導体ウェハの形状に沿って設けられており、半導体ウェハを載置した際に保持されるように設計されているものとする。なお、基底部２ｃは、半導体ウェハの外径に応じて設けられ半導体ウェハを載せる表面と、搬送に際し真空吸着するための裏面とを有する。

なお、この半導体ウェハ用搬送トレイは、クオーツ（水晶）やポリイミド樹脂、ＰＥＥＫ、セラゾール等のエンジニアリングプラスチック、セラミック（例えば、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、チッカアルミニウム（ＡｌＮ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、及びボロンナイトライド（ＢＮ，ＰＢＮ））、石英、シリコン、アルミニウム、ステンレススチール等を用いることが可能である。特にシリコン、アルミニウムあるいはステンレススチールにおいては、熱伝導率が比較的高いため検査の際にシリコン、アルミニウムあるいはステンレススチールを介して半導体ウェハに与える影響を抑制して精度の高い検査を実行することが可能である。

図４は、搬送アーム３２によりウェハ保持機構３５に搬送される場合を説明する図である。

図４（ａ）は、図３で説明したウェハおよびウェハを載置したトレイが搬送アーム３２に載置されている場合が示されている。

図４（ｂ）は、搬送アーム３２に載置されている状態を上から見た図である。
図４（ｂ）に示されるようにＹ字形上に形成されたアーム３２ａおよび３２ｂの上にトレイ２が載置されている。

本例においては、一例としてこの搬送アーム３２への載置の際に、トレイ２にウェハ１が載置される場合について説明する。

たとえば、図示しない半導体ウェハ用搬送トレイを格納しているカセット（図示せず）から図示しない別の搬送アームを用いて当該半導体ウェハ用搬送トレイ２が取出されてまずこのアーム３２ａおよび３２ｂに載置される。

そして、複数枚のウェハを収容するカセット（図示せず）内から取出したウェハが別の搬送アームを用いてトレイ２に収まるようにアライメント装置等を用いてアライメント調整を実行した後トレイ２に載置されるものとする。なお、アライメント装置としてはカメラ画像を用いて画像処理によりアライメント調整を実行する方式や、レーザを用いてアライメント調整を実行する方式等種々あるが、一般的な技術であるためその詳細な説明は繰り返さない。

そして、ウェハ１がトレイ２に載置された状態で上述したようにウェハ保持機構３５のチャック３４に搬送される。

図５は、ウェハ保持機構３５の一部を説明する図である。
図５に示されるように、Ｙ方向に沿って配設されるＹ方向案内レール４３に摺動自在に案内されるＹステージと、このＹステージに設けられたＹ方向と直交する方向すなわちＸ方向に沿って設けられたＸ方向案内レール４２に摺動自在に案内されるＸステージと、このＸステージに対して昇降（Ｚ方向）および回転可能に装着されるチャック３４とで構成されている。この場合、後述するがチャック３４は、吸引用小孔を有する中空状に形成されており、チャック３４の中空部に可撓性の管路１７を介して吸着手段である真空ポンプ１８が接続されている。

図６は、真空ポンプ１８によってトレイ２が吸着される場合を説明する図である。
図６を参照して、チャック３４は、複数の吸引用小孔３を有しており、その上にトレイ２が載置される。そして、真空ポンプ１８を作動させることによってチャック３４の中空部内が負圧となってトレイ２を吸引保持することができる。トレイ２は、ウェハ１を保持しているため安定的にこの状態で吸着することが可能となる。

ここで、一例としてウェハ１に成型されたＭＥＭＳデバイスである３軸加速度センサについて説明する。

図７は、３軸加速度センサのデバイス上面から見た図である。
図７に示されるように、ウェハ１に形成されるチップＴＰには、複数のパッドＰＤがその周辺に配置されている。そして、電気信号をパッドに対して伝達あるいはパッドから伝達するために金属配線が設けられている。そして、中央部には、クローバ型を形成する４つの重錐体ＡＲが配置されている。

図８は、３軸加速度センサの概略図である。
図８を参照して、この３軸加速度センサはピエゾ抵抗型であり検出素子であるピエゾ抵抗素子が拡散抵抗として設けられている。このピエゾ抵抗型の加速度センサは、安価なＩＣプロセスを利用することができるとともに、検出素子である抵抗素子を小さく形成しても感度低下がないため、小型化・低コスト化に有利である。

具体的な構成としては、中央の重錐体ＡＲは４本のビームＢＭで支持した構造となっている。ビームＢＭはＸ，Ｙの２軸方向で互いに直交するように形成されており、１軸当りに４つのピエゾ抵抗素子を備えている。Ｚ軸方向検出用の４つのピエゾ抵抗素子は、Ｘ軸方向検出用ピエゾ抵抗素子の横に配置されている。重錐体ＡＲの上面形状はクローバ型を形成し、中央部でビームＢＭと連結されている。このクローバ型構造を採用することにより、重錐体ＡＲを大きくすると同時にビーム長も長くすることができるため小型であっても高感度な加速度センサを実現することが可能である。なお、重錘体ＡＲの周辺部は貫通領域となっており、ビームＢＭの下側領域は空洞領域となっている。当該貫通領域および空洞領域により重錘体ＡＲおよびビームＢＭは可動可能な状態となっている。すなわち、当該貫通領域および空洞領域の一部は、重錘体ＡＲおよびビームＢＭの可動領域となっている。

なお、この重錘体ＡＲの高さｈ２は、ビームＢＭと連結される重錘体の支持構造（半導体基板）の高さｈ１よりも低く設計されているものとする。

このピエゾ抵抗型の３軸加速度センサの動作原理は、重錐体が加速度（慣性力）を受けると、ビームＢＭが変形し、その表面に形成されたピエゾ抵抗素子の抵抗値の変化により加速度を検出するメカニズムである。そしてこのセンサ出力は、３軸それぞれ独立に組込まれた後述するホイートストンブリッジの出力から取り出す構成に設定されている。

図９は、各軸方向の加速度を受けた場合の重錐体とビームの変形を説明する概念図である。

図９に示されるようにピエゾ抵抗素子は、加えられた歪みによってその抵抗値が変化する性質（ピエゾ抵抗効果）を持っており、引張歪みの場合は抵抗値が増加し、圧縮歪みの場合は抵抗値が減少する。本例においては、Ｘ軸方向検出用ピエゾ抵抗素子Ｒｘ１〜Ｒｘ４、Ｙ軸方向検出用ピエゾ抵抗素子Ｒｙ１〜Ｒｙ４およびＺ軸方向検出用ピエゾ抵抗素子Ｒｚ１〜Ｒｚ４が一例として示されている。

図１０は、各軸に対して設けられるホイートストンブリッジの回路構成図である。
図１０（ａ）は、Ｘ（Ｙ）軸におけるホイートストンブリッジの回路構成図である。Ｘ軸およびＹ軸の出力電圧としてはそれぞれＶｘｏｕｔおよびＶｙｏｕｔとする。

図１０（ｂ）は、Ｚ軸におけるホイートストンブリッジの回路構成図である。Ｚ軸の出力電圧としてはＶｚｏｕｔとする。

上述したように加えられた歪みによって各軸４つのピエゾ抵抗素子の抵抗値は変化し、この変化に基づいて各ピエゾ抵抗素子は例えばＸ軸Ｙ軸においては、ホイートストンブリッジで形成される回路の出力各軸の加速度成分が独立に分離された出力電圧として検出される。なお、上記の回路が構成されるように図７で示されるような上述した金属配線等が連結され、所定のパッドから各軸に対する出力電圧が検出されるように構成されている。

また、この３軸加速度センサは、加速度のＤＣ成分も検出することができるため重力加速度を検出する傾斜角センサとしても用いることが可能である。

本実施の形態の構成においては、ウェハ保持機構３５において、真空吸着する際、トレイをチャック３４の吸引用小孔により吸着して搬送する。すなわち上述した加速度センサが形成されるウェハにおいては、図８で説明したように貫通領域が設けられているため真空ポンプ１８による真空吸着によりウェハを直接搬送することはできない。

しかしながら、半導体ウェハを載置した本発明の実施の形態１を説明する上で関連するトレイ２を用いて、トレイ２をチャック３４の吸引用小孔を用いて吸着することによりトレイ２においては貫通部を有しないため、真空吸着が可能となり特別な装置を必要とすることなくウェハ１を安定的に吸着し、例えば上記の検査部において所望の検査を簡易に実行することが可能となる。なお、本例においては、検査装置３０の検査部３６に半導体ウェハをチャッキングして搬送する場合について説明したが、特に検査装置に限られず、例えば他の装置に半導体ウェハを真空吸着によりチャッキングして搬送する場合に、本発明の実施の形態１に従う半導体ウェハ用搬送トレイを用いて簡易かつ安定的にチャッキングして搬送することが可能である。

（実施の形態１）
図１１は、本発明の実施の形態１に従う半導体ウェハ用搬送トレイ２＃を説明する図である。

図１１を参照して、半導体ウェハ用搬送トレイ２＃は、半導体ウェハ用搬送トレイ２と比較して、所定領域に貫通部が設けられる点が異なる。その他の点は同様であるのでその詳細な説明は繰り返さない。

図１２は、一般的な半導体ウェハ１に成型される複数のチップＴＰを説明する図である。

図１２を参照して、ここでは、例えば３軸加速度センサのＭＥＭＳデバイスが複数個チップ状に形成された場合が示されている。ウェハ１には、可動部を有する微小構造体のＭＥＭＳデバイスが形成される形成領域と、何も形成されないあるいは半導体デバイスの検査用のいわゆるＴＥＧ（Test Element Group）パターンが設けられる周辺領域とを有する構成が一般的である。ここでは、ウェハ１の外周領域を除く中央領域にＭＥＭＳデバイスのチップＴＰが複数個設けられた場合が示されている。ウェハ１の外周領域は、ＭＥＭＳデバイスの特性ばらつきの影響が大きいため周辺領域として用いられる場合が多い。したがって、このような場合、すなわちウェハの外周領域にはＭＥＭＳデバイスを成型する場合における貫通領域は設けられていないことになる。したがって、ウェハのある所定領域には、予め貫通領域がないことが判明している場合には、そのウェハの当該所定領域を直接真空吸着により吸引することは可能である。

本発明の実施の形態１においては、たとえば貫通領域が設けられていないウェハの所定領域部分に対応して半導体ウェハ用搬送トレイ２＃に貫通部４を設ける。

これに伴い、真空ポンプ１８は、吸引用小孔３および貫通部４を介して半導体ウェハ１を直接真空吸着することが可能である。

したがって、上記の実施の形態１を説明する上で関連するトレイ２は、トレイ２のみ真空吸着する構成であったが、本例は、ウェハ１も真空吸着する構成であるためより固定される。それゆえ、より安定した状態で吸着することが可能となる。

なお、ここでは、一例としてウェハの外周領域に貫通領域がないことが判明している場合に外周領域に貫通部を設けて半導体ウェハを直接真空吸着する場合について説明したがこれに限られず、他の所定領域（形成領域を含む）に貫通領域がないことが判明しているような場合には、当該他の所定領域部分に貫通部を設けて上記と同様の方式にしたがって、半導体ウェハを直接真空吸着するようにすることも当然に可能である。

（実施の形態１の変形例１）
図１３は、本発明の実施の形態１の変形例１に従う半導体ウェハ用搬送トレイ２＃ａを説明する図である。ここでは、貫通領域がないことが判明している所定領域に対応する位置に半導体ウェハ用搬送トレイ２＃ａに貫通部４を設けた場合に吸引用小孔３の位置と対応していない場合の例が挙げられている。このような場合には、トレイ２＃ａの裏面側において、吸引用小孔３の位置と貫通部４との間の経路を形成するために半導体ウェハ用搬送トレイ２にガイド貫通部５を形成するように成型することも可能である。

（実施の形態１の変形例２）
上記の実施の形態１においては、ウェハの外径に対応してそれよりも大きな外径となるウェハと同様の円板状の形状の半導体ウェハ用搬送トレイを形成する場合について説明した。具体的には、ウェハが載置される円板状の形状の基底部２ｃと、内周面について半導体ウェハの形状に沿って設けられた外壁部２ｂとで構成されるトレイについて説明したが、本実施の形態１の変形例２においては、他の形状のトレイについて説明する。

図１４は、本発明の実施の形態１の変形例２に従う半導体ウェハ用搬送トレイを説明する図である。

図１４（ａ）は、本発明の実施の形態１の変形例２に従う半導体ウェハ用搬送トレイの一例図である。本発明の実施の形態１の変形例２に従う半導体ウェハ用搬送トレイ２０を上部から見た図である。

図１４（ａ）に示されるように、半導体ウェハ用搬送トレイ２０は、ウェハが載置される基底部２０ａと、半導体ウェハ１の外周端部の少なくとも一部領域に沿って設けられた外壁部２０ｂとで構成される。ここでは、外壁部２０ｂは、図３の外壁部２ｂと比較して、半導体ウェハ１の外周端部の全領域に対応してウェハの外周面に沿って外壁部２ｂを設けた構成ではなく、外周端部の一部領域に対応してウェハの外周面に沿って設けられた構成である。なお、ここでは、２つの外壁部２０ｂが設けられ、基底部２０ａを介して互いに相対するように設けられ、これにウェハを保持することが可能な形状に形成されている。なお、ここでは、基底部２０ａは、半導体ウェハの外径に応じて設けられ、ウェハ全面を載置可能な円板状の形状に形成されているものとする。

図１４（ｂ）は、本発明の実施の形態１の変形例２に従う別の半導体ウェハ用搬送トレイの一例図である。本発明の実施の形態１の変形例２に従う別の半導体ウェハ用搬送トレイ２０＃を上部から見た図である。

図１４（ｂ）に示されるように、半導体ウェハ用搬送トレイ２０＃は、ウェハが載置される基底部２０ａと、半導体ウェハ１の外周端部の少なくとも一部領域に沿って設けられた外壁部２０ｃとで構成される。ここでは、外壁部２０ｃは、図１４（ａ）の外壁部２０ｂと比較して、２つの互いに相対する外壁部を設けた構成ではなく、４つの外壁部２０ｃでウェハの外周端部を囲むように設けた構成であり、これにウェハを保持することが可能な形状に形成されている。なお、ここでは、４つの外壁部２０ｃが示されているがこれに限られず、外周端部の少なくとも１部領域に沿って複数個の外壁部でウェハの外周端部を囲むようにして設けることも可能である。

なお、半導体ウェハ用搬送トレイの重量が重ければ重いほど搬送アーム等のたわみの原因となり搬送精度が悪化する可能性があるが、当該構成のようにウェハを保持するために外壁部を一部に限定することにより半導体ウェハ用搬送トレイの軽量化を図ることができ、搬送精度を向上させることができる。一方、軽量化を図るための様々な工夫が考えられるが、加工手順の増加およびコストの増加等を鑑みて半導体ウェハ用搬送トレイの形状を設計することが可能である。

（実施の形態１の変形例３）
上記の実施の形態１においては、ウェハの形状が円形状である場合について説明したがこれに限られず、いわゆるオリエンテーションフラット（単にオリフラとも称する）またはノッチ型のウェハも存在する。なお、ノッチ型のウェハの場合には、ウェハの一部がＶ字形等の切断（切り欠き）領域（ノッチ領域）が設けられている。

図１５は、オリフラ型のウェハに対応する半導体ウェハ用搬送トレイを説明する図である。

図１５（ａ）には、半導体ウェハ１＃の外周端部の全領域に対応してウェハの外周面に沿って外壁部が設けられ、これにウェハを保持することが可能なように半導体ウェハ用搬送トレイ２１が形成されている。

図１５（ｂ）に示される半導体ウェハ用搬送トレイ２１ａは、半導体ウェハ１＃の外周端部の全領域ではなく一部領域に対応してウェハの外周面に沿って外壁部が設けられている。また、オリエンテーションフラット型のウェハの特徴である切断領域（オリエンテーションフラット領域）の一部に対応してさらに外壁部２１ｂが設けられている。なお、ノッチ型のウェハについても同様に適用可能である。

この外壁部２１ｂは、ウェハの中心点から外壁部２１ｂの内周部までの長さがウェハの外周端部の半径長さの最大値よりも短くなるように形成されるため外壁部に囲まれた領域内におけるウェハの回転も防止することができる。

（実施の形態１の変形例４）
本実施の形態１の変形例４においては、真空吸着により半導体ウェハ用搬送トレイをより安定的に保持する方式について説明する。

図１６は、本発明の実施の形態１の変形例４に従うオリフラ型のウェハに対応する半導体ウェハ用搬送トレイ２１＃を説明する図である。なお、ここでは、一例として図１５（ａ）で説明したオリフラ型のウェハに対応する半導体ウェハ用搬送トレイについて説明しているが、これに限られず、例えば通常の円形状のウェハに対応するトレイにおいても同様に適用可能である。

図１６（ａ）を参照して、半導体ウェハ用搬送トレイ２１＃の裏面には、たとえば吸着用小孔３が円形状に中心点Ｏを中心にかつ、中心点Ｏを対称に複数個設けられているものとする。そして、この吸着用小孔３に対応して真空吸着される吸着面積を広げるためにトレイの裏面に凹み部５＃を設ける。凹み部５＃は、トレイの中心点Ｏ方向に沿って複数個吸着用小孔３に対応して設けられるものとする。

図１６（ｂ）は、本発明の実施の形態１の変形例４に従うオリフラ型のウェハに対応する半導体ウェハ用搬送トレイ２１＃を側面方向から見た図である。

本例の半導体ウェハ用搬送トレイ２１＃には、吸着用小孔３に対応して吸着面積を広げるためにトレイの裏面に凹み部５＃を設ける。そして、この凹み部５＃は、中心点Ｏを対称に設けられているものとする。

そうすると、凹み部５＃を介して真空ポンプにより真空吸着が実行されるが、その際、吸着力は、中心点Ｏを中心に均等に掛かるためトレイは中心点Ｏを中心に固定されることになり、トレイの回転も抑制することができる。

（実施の形態２を説明するための関連技術）
上記の実施の形態１においては、半導体ウェハを囲むように外壁部を設けて固定する半導体ウェハ用搬送トレイについて説明した。

本実施の形態２においては、別な方式で半導体ウェハを固定する場合について説明する。

図１７は、本発明の実施の形態２を説明する上で関連する半導体ウェハ１０を説明する図である。

図１７を参照して、本発明の実施の形態２を説明する上で関連する半導体ウェハ１０は、穴部１１を有する。ここでは、２つの穴部１１が一例として設けられている。なお、半導体ウェハ１０の形状としてここでは、オリフラ型のウェハが示されているが、通常の円板状のウェハにおいても同様に適用可能である。また、上述したように一般的に、ウェハは、可動部を有する微小構造体のＭＥＭＳデバイスが形成される形成領域と、何も形成されない周辺領域とを有する構成が一般的である。たとえば、ウェハの外周領域は、たとえばＭＥＭＳデバイスを成型した場合特性ばらつきの影響が大きいため周辺領域として用いることが考えられる。したがって、穴部１１を設けるにあたり、ＭＥＭＳデバイスが成型されにくいウェハの外周領域に穴部１１を設けることにより周辺領域を有効に利用することが可能である。

図１８は、本発明の実施の形態２を説明する上で関連する半導体ウェハ用搬送トレイを説明する図である。ここでは、半導体ウェハ用搬送トレイ２６を側面方向から見た図が示されている。

図１８を参照して、半導体ウェハ用搬送トレイ２６は、突起部１００と基底部２５とにより構成される。基底部２５の表面側上に半導体ウェハ１０が載置されている。そして、その際、基底部２５の表面に設けられた突起部１００が半導体ウェハ１０に設けられた穴部１１を貫通して半導体ウェハ１０と基底部２５とが固定される。

これに伴い、上述した真空ポンプ１８により吸引用小孔３を介してトレイを真空吸着することにより安定的に保持し、安定した状態で半導体ウェハを吸着することができる。

なお、ここで、上述した穴部１１は、ドリルであけることも可能であるが、デバイスのプロセス工程で作りこむことも可能である。

図１９は、図７および図８で説明した３軸加速度センサを成型する際のプロセスの概略を説明する図である。

図１９（ａ）に示されるようにまず、ここでは、ＳＯＩ層３００（SOI）と、埋め込み酸化膜３０１（ＢＯＸ）と、Ｓｉ基板３０２（Si-Sub）を持つＳＯＩウェハ（SOI Wafer）が示される。そして、フォトリソグラフィ工程によりセンサの回路パターンを形成する。一般的には、フォトレジストをウェハ表面に滴下し、マスクを通して紫外光をフォトレジストに照射して露光現像する。そして、エッチングし、レジスト剥離等の工程を繰り返して回路パターンを形成する。図１９（ｂ）において、ＳＯＩ層上に絶縁膜３０５を形成後、イオン注入法および絶縁膜のパターニングにより、ピエゾ抵抗３０６を形成する。そして、アルミ配線３０４を形成し、表面をパッシベーション膜３０３（SiN）で保護した場合が示されている。そして、ここでは、図１９（ｃ）において、次いでＳＯＩ層の重錘体とビーム及び固定枠部とのギャップ部分をＳｉ Ｄｅｅｐ ＲＩＥ技術によりＢＯＸ層まで上部側をエッチングする。次に、図１９（ｄ）において、Ｓｉ基板のギャップ部及びビーム下部を裏面からＳｉ Ｄｅｅｐ ＲＩＥ技術によりＢＯＸ層まで基板側をエッチングし、最後にＢＯＸ層をエッチングすることで、構造体をリリースする場合が示されている。

上記プロセスに従い、図８で示される重錘体およびビームおよび固定枠部が成型される。

このＳｉ Ｄｅｅｐ ＲＩＥ技術を用いて半導体ウェハの何も形成されない周辺領域において、表面および裏面からエッチングして上述した重錘体およびビームおよび固定枠部とともに上記の穴部１１を成型することが可能である。具体的には、フォトリソグラフィ工程において、マスク上に穴部１１と同一の形状を作成しておき、フォトリソグラフィ工程において、穴部１１と同一形状を基板に添付したレジストに焼き付けて、レジストを現像した後に、Ｓｉ Ｄｅｅｐ ＲＩＥ技術により基板を表面および裏面からエッチングして、穴部１１を精度良く形成することが可能である。これにより、特別な装置あるいは穴部を設けるための特別なプロセスを設ける必要が無く、加速度センサの成型と同時に一括して穴部１１も成型されるため簡易に穴部１１を成型することが可能である。また、Ｓｉ Ｄｅｅｐ ＲＩＥ技術により精度の高い穴部１１の形状を形成することが可能であり、コスト面でも有利である。

なお、ここでは、貫通した穴部１１と、突起部１００とが嵌合する場合について一例として説明したが、貫通していない場合でも良い。たとえば、未貫通の穴部１１と突起部１００とが嵌合していれば同様の効果を期待することが可能である。また、穴部１１の穴の形状と突起部１００の形状については、一例として円形状の穴部１１および突起部１００を形成することが可能であるが、たとえば、穴部１１および突起部１００の形状を多角形とすることも可能である。

図２０は、本発明の実施の形態２を説明する上で関連する別の半導体ウェハ１０＃を説明する図である。

図２０を参照して、本発明の実施の形態２を説明する上で関連する別の半導体ウェハ１０＃は、穴部１１＃を有する。ここでは、２つの穴部１１＃が一例として設けられている。この穴部１１＃は、図１７で説明した穴部１１とは異なり、多角形状の一例として三角形の断面形状で成型される。また、穴部１１＃と嵌合するように三角形の断面形状で突起部が成型されるものとする。これにより、突起部と穴部とで嵌合した際、円形の形状と比較して多角形の角部分で引っ掛かりが生じるため半導体ウェハ１０と基底部２５との関係における回転をさらに抑制することができる。

なお、基底部２５の大きさは、半導体ウェハの大きさよりも小さくすることができる。具体的には、半導体ウェハの面積よりも小さく、たとえば微小構造体が形成されている領域よりも大きい面積となるように設計することが可能である。これにより、半導体ウェハのノッチあるいはいわゆるオリフラを用いて半導体ウェハのアライメント調整を容易に実行することが可能となる。

なお、上記においては、穴部１１および１１＃をデバイスが成型される中央領域を除く外周領域に設ける場合について説明したが、この穴部１１および１１＃の位置については、任意の領域に形成し、対応する突起部を設けることにより上記と同様の効果を得ることも可能である。また、デバイスが成型される領域においても一部の領域を用いて穴部および対応する突起部を設けるように設計することも可能である。

（実施の形態２）
図２１は、本発明の実施の形態２に従う半導体ウェハ用搬送トレイ２７を説明する図である。

図２１を参照して、半導体ウェハ用搬送トレイ２７は、半導体ウェハ用搬送トレイ２６と比較して、基底部２５を基底部２５＃に置換した点が異なる。基底部２５＃は、基底部２５と比較して所定領域に貫通部が設けられる点が異なる。その他の点は同様であるのでその詳細な説明は繰り返さない。

上述したように、ウェハのある所定領域には、予め貫通領域がないことが判明している場合には、そのウェハの当該所定領域を真空吸着により吸引することは可能である。

本発明の実施の形態２においては、たとえば貫通領域が設けられていないウェハの所定領域部分に対応して半導体ウェハ用搬送トレイ２７に貫通部４を設ける。

これに伴い、真空ポンプ１８は、吸引用小孔３および貫通部４を介して半導体ウェハ１＃を直接真空吸着することが可能である。

したがって、上記の実施の形態２を説明するための関連技術よりも安定的に保持することが可能となり、より安定した状態で吸着することが可能となる。

なお、ここでは、一例としてウェハの外周領域に貫通領域がないことが判明している場合に外周領域に貫通領域を設けて半導体ウェハを直接真空吸着する場合について説明したがこれに限られず、他の所定領域（形成領域を含む）に貫通領域がないことが判明しているような場合には、当該他の所定領域部分に貫通領域を設けて上記と同様の方式にしたがって、半導体ウェハを直接真空吸着することも当然に可能である。

（実施の形態２の変形例１）
図２２は、本発明の実施の形態２の変形例１に従う半導体ウェハ用搬送トレイ２８を説明する図である。ここでは、貫通領域がないことが判明している所定領域に対応する位置に半導体ウェハ用搬送トレイ２８に貫通部４を設けた場合に吸引用小孔３の位置と対応していない場合の例が挙げられている。このような場合には、基底部２５＃ａの裏面側において、吸引用小孔３の位置と、貫通部４との間の経路を形成するように半導体ウェハ用搬送トレイ２８にガイド貫通部５を形成するように成型することも可能である。

上記の実施の形態においては、主に３軸加速度センサのＭＥＭＳデバイスについて説明してきたが、これに限られず例えば貫通領域を有していないＭＥＭＳデバイスに対しても同様に適用可能である。

たとえば、メンブレン構造の薄膜の可動部を有する微小構造体について説明する。
図２３は、電子ビーム照射器の照射窓にメンブレン構造が用いられている場合を説明する図である。

図２３に示されているように、真空管８１から大気中に対して電子ビームＥＢが出射される照射窓８０の一部が示されており、その拡大した断面構造に示されるように薄膜のメンブレン構造が採用されている。なお、図２３では単一材料にメンブレンが形成され、かつ１つのメンブレン構造のみが図示されているが、複数の材料で多層膜構造として形成される場合や、あるいは複数のメンブレン構造がアレイ状に配置された照射窓とすることも可能である。

このような薄膜のメンブレン構造のＭＥＭＳデバイスが成型された半導体ウェハを真空吸着した場合、その吸着力により薄膜の可動領域以上に薄膜が吸着されてクラックが生じる可能性がある。

したがって、本発明の実施の形態の如く直接薄膜部分が真空吸着されないようにトレイを設けることにより安定的に保持し、かつ半導体ウェハを安全に搬送することができる。

上記の実施の形態２においては、保持突起部と穴部とが嵌合して安定的にウェハを搬送可能な半導体ウェハ用搬送トレイについて説明したが、これに限られず、上記の実施の形態１およびその変形例で説明した方式を組み合わせて例えば、ウェハの外周面に沿って外壁部を設けた構成とすることによりさらに安定的にウェハを搬送することが可能である。

（実施の形態３）
上記の実施の形態１および２においては、半導体ウェハと、半導体ウェハ用搬送トレイの表面とがほぼ全領域にわたって密着して載置される構成について説明したが、半導体ウェハに成型されるＭＥＭＳデバイスの構造によっては、さらに工夫する必要がある。

図２４は、図８で説明した３軸加速度センサとは別の３軸加速度センサの概略図である。

図２４を参照して、ここで示される３軸加速度センサは、図８で説明した３軸加速度センサと比較して、この重錘体ＡＲの高さｈ２がビームＢＭと連結される重錘体ＡＲの支持構造（半導体基板）の高さｈ１と同じ高さ程度に設計されている点が異なる。その他の部分については同様である。当該構造の３軸加速度センサの場合、重錘体ＡＲの支持構造の高さと可動部である重錘体ＡＲの高さが同じ高さ程度に設計されているため半導体ウェハ用搬送トレイに載置した場合、可動部となる重錘体ＡＲが半導体ウェハ用搬送トレイと近接あるいは接触した状態となる可能性があり、例えば半導体ウェハ用搬送トレイに載置した状態で、上記した検査装置３０において検査した場合、可動部が正常に可動せず所望の検査を実行することができない可能性がある。

図２５は、本発明の実施の形態３に従う半導体ウェハ用搬送トレイ２＃ｐを説明する図である。

図２５（ａ）を参照して、半導体ウェハ用搬送トレイ２＃ｐは、図１１で説明した半導体ウェハ用搬送トレイ２＃と比較して、半導体ウェハが載置される基底部の表面部分に対してザグリ加工が施された形状（ザグリ領域）に成型されている点で異なる。その他の点については、図１１で説明したのと同様であるのでその詳細な説明は繰り返さない。

再び、図２５（ａ）を参照して、本例においては、図１２で説明したように半導体ウェハにおいて、チップＴＰが中央領域等に設けられる場合、それと対向するトレイ２＃ｐの表面においては、凹型に形成される所定の深さのザグリ領域を形成し、チップＴＰが設けられない外周領域すなわち周辺領域に対向するトレイ２＃ｐの表面においては、ザグリ領域を形成しない構成とする。すなわち、周辺領域よりも内側の領域に対向するトレイ２＃ｐの表面にザグリ領域が形成される。

当該構成により、図２５（ｂ）に示されるように一例として３軸加速度センサの可動部である重錘体ＡＲは、ザグリ加工を半導体ウェハ用搬送トレイ２＃ｐに施すことにより所定間隔空隙が設けられた状態となるため半導体ウェハ用搬送トレイ２＃ｐの表面に接触することを回避することができる。それゆえ、上記した検査装置３０においても所望の検査を実行することが可能となる。

なお、当該構成においても、半導体ウェハの貫通領域が設けられない外周領域に対向する領域に半導体ウェハ用搬送トレイ２＃ｐに貫通部を設けて半導体ウェハを直接真空吸着することにより安定的に半導体ウェハを吸着することが可能である。

（実施の形態３の変形例１）
図２６は、本発明の実施の形態３の変形例１に従う半導体ウェハ用搬送トレイ２＃ｑを説明する図である。

図２６（ａ）を参照して、ここでは、半導体ウェハ用搬送トレイ２＃ｑは、半導体ウェハが載置される基底部の表面部分に対してザグリ加工が所定のパターンに従って施された場合が示されている。上記下図２５（ａ）で説明した半導体ウェハ用搬送トレイ２＃ｐの構成においては、半導体ウェハが載置される基底部の表面部分に対してチップＴＰが設けられる全領域たとえば中央領域に対向する部分全体に対してザグリ加工が施された構成であったが、当該構成は、チップＴＰが設けられる領域のうち特に可動部に対向する基底部の表面部分に対してザグリ加工を施したものである。

当該構成により、ＭＥＭＳデバイスが３軸加速度センサである場合には、図２６（ｂ）に示されるように重錘体ＡＲに対向する基底部の表面部分についてザグリ加工が施されることになる。これにより、重錘体ＡＲの支持構造の部分については、基底部の表面部分と近接あるいは接触した状態となる。それゆえ、図２５の構成と比べて半導体ウェハの自重に従う半導体ウェハのたわみを抑制して搬送することが可能となる。

その他の点については、図２５と同様である。
（実施の形態３の変形例２）
上記の実施の形態３およびその変形例においては、半導体ウェハ用搬送トレイにおいては、実施の形態１で説明した半導体ウェハ用搬送トレイを用いてザグリ加工を施す構成について説明したが、これに限られず、実施の形態２で説明した半導体ウェハ用搬送トレイを用いてザグリ加工を施す構成とすることも当然に可能である。

図２７は、本発明の実施の形態３の変形例２に従う半導体ウェハ用搬送トレイ２６＃を説明する図である。

図２７を参照して、半導体ウェハ用搬送トレイ２６＃は、突起部１００と基底部２５ｐとにより構成される。基底部２５ｐの上に図示しないが一例として図１７で説明した半導体ウェハ１０が載置されるものとする。そして、その際、基底部２５ｐの表面に設けられた突起部１００が半導体ウェハ１０に設けられた穴部１１を貫通して上述したように半導体ウェハ１０と基底部２５ｐとが固定される。

そして、半導体ウェハが載置される基底部２５ｐの表面部分に対してザグリ加工が所定のパターンに従って施された場合が示されている。具体的には、図２６（ｂ）で説明したように重錘体ＡＲに対向する基底部の表面部分についてザグリ加工を施す。これにより、重錘体ＡＲの支持構造の部分については、基底部の表面部分と近接あるいは接触した状態となる。それゆえ、上述したように半導体ウェハの自重に従う半導体ウェハのたわみを抑制して搬送することが可能となる。

また、図２１および図２２で説明したように、基底部２５ｐに対して貫通部４を設けて、真空ポンプにより半導体ウェハ１が直接真空吸着する構成とした場合が示されている。また、貫通部４との間の経路を形成するようにガイド貫通部５を設けた構成が示されている。

これに伴い、上述した真空ポンプ１８により吸引用小孔３を介して半導体ウェハ用搬送トレイを真空吸着することにより安定的に保持し、安定した状態で半導体ウェハを吸着することができる。

なお、上記の実施の形態において説明した半導体ウェハ用搬送トレイは、貫通部等の加工に関してドリル等の機械加工により成型することも可能であるが、デバイスのプロセス工程を用いて成型することも可能である。

図２８は、図２７で説明した半導体ウェハ用搬送トレイを成型するプロセスの概略を説明する図である。

ここでは、半導体ウェハ用搬送トレイの裏面側を加工するためのプロセスが示されている。

具体的には、図２８（ａ）を参照して、トレイの裏面側に対して加工するためにＳｉ基板（Si-Sub）に対して、２つのマスクで保護してエッチングが実行される。具体的には、貫通部４を形成するためのマスクＭＳＫ１と、ガイド貫通部を形成するためのマスクＭＳＫ２とにより基底部２５ｐが覆われる。

次に、図２８（ｂ）を参照して、ここでは、マスクＭＳＫ１およびマスクＭＳＫ２で覆われていないＳｉ基板である基底部２５ｐの領域に対してドライエッチングが行なわれて貫通部４が成型される。そして、マスクＭＳＫ１が除去される。

次に、図２８（ｃ）を参照して、ここでは、マスクＭＳＫ２で覆われていないＳｉ基板である基底部２５ｐの領域に対してドライエッチングが行なわれてガイド貫通部が形成されることになる。これら、２つのマスクの例としては、マスクＭＳＫ１には通常のフォトレジストを用いることができる。また、マスクＭＳＫ２としては、ポリイミド等の永久レジストの他、ＳｉＯ₂、ＳｉＮ、Ｔｉ等のハードマスクを用いることも可能である。

そして、次に図２８（ｄ）を参照して、Ｓｉ基板を熱酸化してシリコン酸化膜で基底部２５ｐ全体を覆う。そして次に基底部２５ｐの表面に対して加工処理を実行する。

図２８（ｅ）を参照して、ザグリ領域を形成する領域以外について図示しないがレジストマスクで保護してウェットエッチングによりシリコン酸化膜をエッチングする。

次に、図２８（ｆ）を参照して、さらに、シリコン酸化膜をマスクとして、いわゆるＴＭＡＨ水溶液を用いてＳｉ基板である基底部２５ｐをウェットエッチングし、可動部に対向する基底部２５ｐの表面に対してザグリ領域を成型する。

そして、次に図２８（ｇ）を参照して、シリコン酸化膜をフッ酸で剥離して図２７で説明した半導体ウェハ用搬送トレイの基底部２５ｐを成型することが可能となる。

そして、突起部１００を基底部２５ｐと接着して設けることにより半導体ウェハ用搬送トレイ２６＃を成型することが可能となる。

当該プロセスにより半導体ウェハ用搬送トレイを成型することにより、加工精度を向上させることが可能となるとともに、簡易にトレイを成型することが可能となる。

（実施の形態４）
本発明の実施の形態４に従う半導体ウェハは、上記の実施の形態１〜３で説明した半導体ウェハとは異なり、ガラス基板が接合された構造を有するものとする。上述した加速度センサのような貫通孔が多く設けられるデバイスにおいては、デバイスの強度を保持するためにガラス基板等が接合される場合がある。それで、本実施の形態４においては、ガラス基板が接合された構造を有する半導体ウェハを搬送する半導体ウェハ用搬送トレイについて説明する。

図２９は、本発明の実施の形態４に従う半導体ウェハ用搬送トレイを説明する図である。

図２９を参照して、まず、半導体ウェハ１と、半導体ウェハ用搬送トレイ２ｒとの間においてガラス基板１ａが挟まれ、半導体ウェハ１とガラス基板１ａとが接合されているものとする。なお、ここで接合されるガラス基板１ａは、半導体ウェハ１と同じ形状および同じ大きさのものが用いられるものとする。したがって、例えば、半導体ウェハの形状が円形状である場合には、ガラス基板の形状も同様の形状が用いられ、半導体ウェハの形状がオリエンテーションフラットまたはノッチ型である場合には、対応するガラス基板についても同様の形状であるものが用いられる。

本発明の実施の形態４に従う半導体ウェハ用搬送トレイ２ｒは、図６で説明した半導体ウェハ用搬送トレイ２と比較して、基底部の表面側に後述する多孔質層がさらに設けられた構成である点と、さらに、基底部の裏面側から多孔質層との間において貫通部４＃が設けられた構成である点で異なる。そして、この多孔質層を介してガラス基板１ａを真空吸着することが可能となる。

上記で説明した半導体ウェハ１に成型される例えば３軸加速度センサのＭＥＭＳデバイスにおいては貫通領域が設けられており、ＭＥＭＳデバイスが成型される領域においては当該貫通領域により半導体ウェハ１を直接真空吸着することが困難である点について説明したが、ガラス基板を接合した本仕様においては、ガラス基板を介することによって真空吸着が可能であり、搬送上の問題は解決するように考えられる。しかしながら、ガラス基板は、通常非常に薄いものが用いられ、ウェハをガラス基板を介して直接載置台に載せて吸着すると、載置台上の吸引用小孔のパターンに沿って、ガラス基板およびウェハが変形し、デバイスの正確なテストが得られないという問題がある。しかし、多孔質層を持つトレイを介して真空吸着を行うことにより、吸引用小孔のパターンに依存する吸着力の差が均一にされる。

ここで多孔質層の生成について説明する。
図３０は、多孔質層ＮＣＳの生成について説明する図である。

単結晶のシリコン基板である基板部２ｒの一表面側に、多孔質層ＮＣＳである多孔質ナノ結晶シリコン層を形成するには、陽極酸化処理を行なう。

図３０を参照して、陽極酸化処理にあたっては、基板部２ｒの陽極酸化処理の対象となる表面の部位の周囲にシール材を用いて外壁４１を設け、その外壁の内側に電解液４５を注入して、当該処理対象の表面の部位が電解液４５に触れるように構成される。

次に、電解液４５中において、白金電極４４を基板部２ｒの表面に対向するように配置する。さらに、基板部２ｒの裏面側に通電用電極４２を取り付けて、通電用電極４２と接続されたリード線を電流源２００のプラス側に、白金電極４４を電流源２００のマイナス側にそれぞれ接続する。通電用電極４２を陽極、白金電極４４を陰極として、電流源２００から通電用電極４２と白金電極４４との間に所定の電流密度の電流を所定の通電時間だけ流す。

このような陽極酸化処理により、基板部２ｒの表面の部位の外壁４１の内側に厚さがほぼ一定な熱絶縁層ＮＣＳが形成される。また、陽極酸化処理に用いる電解液４５としては、例えば、５５ｗｔ％のフッ化水素水溶液とエタノールとを１：１で混合した混合液（ＨＦ／エタノール溶液）を用いる。シール材としては、例えばフッ素樹脂からなるシール材を用いることが可能である。

当該方式に従って基板部２ｒの表面側に多孔質ナノ結晶シリコン層を形成することができる。

この多孔質ナノシリコン層を介してガラス基板１ａを真空吸着することにより、多孔質層と接触しているガラス基板は均一にチャッキングされることになる。すなわち、ガラス基板の一点に対して真空吸着が実行されるのではなく、ガラス基板の多孔質層と接触している全面に対して真空吸着が行われるためチャック上の吸引用小孔のパターンに依存する吸着力の差異に起因してガラス基板および半導体ウェハに対して意図しない変位が生じることはない。したがって、半導体ウェハ上に形成された個々の微小構造体が意図しない変位による影響を受けることがなく、半導体ウェハ全面において、安定的で信頼性の高いテスト結果を得ることが可能である。

なお、ここでは、貫通領域を有する３軸加速度センサのＭＥＭＳデバイスについて例として説明したが、別のＭＥＭＳデバイスについても同様に適用可能である。

なお、当該実施の形態４で説明した構成に対して、実施の形態１で説明したように外壁部を設けて、さらに安定的に半導体ウェハを搬送することも可能であるし、実施の形態２で説明したように穴部と突起部とを設けて半導体ウェハと半導体ウェハ用搬送トレイとを嵌合して搬送することも可能である。なお、この場合には、ガラス基板についても半導体ウェハと同様の穴部を設けて半導体ウェハ用搬送トレイ側に設けられた突起部と嵌合する必要がある。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

図１は、本発明の検査装置３０を説明する図である。 検査部３６を説明する概略構成図である。 本発明の実施の形態１を説明する上で関連する半導体ウェハ用搬送トレイを説明する図である。 搬送アーム３２によりウェハ保持機構３５に搬送される場合を説明する図である。 ウェハ保持機構３５の一部を説明する図である。 真空ポンプ１８によってトレイ２が吸着される場合を説明する図である。 ３軸加速度センサのデバイス上面から見た図である。 ３軸加速度センサの概略図である。 各軸方向の加速度を受けた場合の重錐体とビームの変形を説明する概念図である。 各軸に対して設けられるホイートストンブリッジの回路構成図である。 本発明の実施の形態１に従う半導体ウェハ用搬送トレイ２＃を説明する図である。 一般的な半導体ウェハ１に成型される複数のチップＴＰを説明する図である。 本発明の実施の形態１の変形例１に従う半導体ウェハ用搬送トレイ２＃ａを説明する図である。 本発明の実施の形態１の変形例２に従う半導体ウェハ用搬送トレイを説明する図である。 オリフラ型のウェハに対応する半導体ウェハ用搬送トレイを説明する図である。 本発明の実施の形態１の変形例４に従うオリフラ型のウェハに対応する半導体ウェハ用搬送トレイを説明する図である。 本発明の実施の形態２を説明する上で関連する半導体ウェハ１０を説明する図である。 本発明の実施の形態２を説明する上で関連する半導体ウェハ用搬送トレイを説明する図である。 図７および図８で説明した３軸加速度センサを成型する際のプロセスの概略を説明する図である。 本発明の実施の形態２を説明する上で関連する別の半導体ウェハ１０＃を説明する図である。 本発明の実施の形態２に従う半導体ウェハ用搬送トレイ２７を説明する図である。 本発明の実施の形態２の変形例１に従う半導体ウェハ用搬送トレイ２８を説明する図である。 電子ビーム照射器の照射窓にメンブレン構造が用いられている場合を説明する図である。 図８で説明した３軸加速度センサとは別の３軸加速度センサの概略図である。 本発明の実施の形態３に従う半導体ウェハ用搬送トレイ２＃ｐを説明する図である。 本発明の実施の形態３の変形例１に従う半導体ウェハ用搬送トレイ２＃ｑを説明する図である。 本発明の実施の形態３の変形例２に従う半導体ウェハ用搬送トレイ２６＃を説明する図である。 図２７で説明した半導体ウェハ用搬送トレイを成型するプロセスの概略を説明する図である。 本発明の実施の形態４に従う半導体ウェハ用搬送トレイを説明する図である。 多孔質層ＮＣＳの生成について説明する図である。

符号の説明

１，１＃，１０，１０＃ 半導体ウェハ、２，２＃，２＃ａ，２＃ｐ，２＃ｑ，２ｒ、２０，２１，２５ｐ，２６〜２８ 半導体ウェハ用搬送トレイ、３ 吸引用小孔、４，１１，１１＃ 穴部、１７ 管路、１８ 真空ポンプ、３０ 検査装置、３２ 搬送アーム、３３ ロータ部、３４ チャック、３５ ウェハ保持機構、３６ 検査部、３７ アライメント装置、５０ プローブカード、５１ プローブ針、５５ テストヘッド、８０ 照射窓、１００ 突起部。

Claims (17)

1. 半導体ウェハと、
   前記半導体ウェハを載せる半導体ウェハ用搬送トレイとを備え、
   前記半導体ウェハは、可動部を有する微小構造体が少なくとも１つ成型される中央領域と前記中央領域を囲むように設けられた前記微小構造体が成型されない外周領域とを有し、
   前記半導体ウェハ用搬送トレイは、
   前記半導体ウェハの外径に応じて設けられ、前記半導体ウェハを載せる表面と、前記半導体ウェハの搬送に際し、真空吸着するための裏面とを有する基底部と、
   前記半導体ウェハを載せる表面側に設けられ、前記半導体ウェハのズレを防止するためのズレ防止機構とを含み、
   前記基底部は、
   前記半導体ウェハの前記外周領域に対応して設けられ、前記半導体ウェハの搬送に際し、前記基底部とともに前記半導体ウェハを真空吸着するための貫通部と、
   前記半導体ウェハの中央領域に対向する前記基底部の表面側に設けられ、ザグリ加工により前記半導体ウェハの前記微小構造体の可動部に対向して凹型に形成される所定の深さのザグリ領域とを有する、半導体ウェハ搬送システム。
2. 前記半導体ウェハは、穴部を有し、
   前記基底部の表面側に設けられ、前記ズレ防止機構を構成する前記穴部に嵌合する保持突起部をさらに有する、請求項１に記載の半導体ウェハ搬送システム。
3. 前記穴部は、前記外周領域に設けられる、請求項２記載の半導体ウェハ搬送システム。
4. 前記半導体ウェハは、複数の前記穴部を有し、
   前記基底部は、前記複数の穴部にそれぞれ対応して設けられる複数の前記保持突起部をさらに有する、請求項２または３記載の半導体ウェハ搬送システム。
5. 前記穴部および前記保持突起部の形状断面は、多角形状に形成される、請求項２〜４のいずれか一項に記載の半導体ウェハ搬送システム。
6. 前記半導体ウェハは、前記可動部を有する微小構造体の可動領域となる貫通領域を有し、
   前記半導体ウェハの穴部は、前記貫通領域とともに一括して成型される、半導体ウェハ搬送システム。
7. 前記基底部の大きさは、前記半導体ウェハよりも小さく、前記微小構造体が成型される前記中央領域よりも大きくなるように設計される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の半導体ウェハ搬送システム。
8. 前記半導体ウェハ用搬送トレイは、真空吸着を実行するための真空吸着ガイドの形状に沿って真空吸着され、
   前記基底部の裏面側に設けられ、前記真空吸着ガイドと前記貫通部との間の経路を形成するためのガイド貫通部をさらに有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の半導体ウェハ搬送システム。
9. 前記基底部と連結され、前記半導体ウェハを載せる面に前記半導体ウェハの外周端部の少なくとも一部領域に沿って設けられた前記ズレ防止機構を構成する外壁部をさらに備える、請求項１記載の半導体ウェハ搬送システム。
10. 前記半導体ウェハは、オリエンテーションフラットまたはノッチ領域を有し、
    前記外壁部は、前記半導体ウェハの前記オリエンテーションフラットまたはノッチ領域の外周端部の少なくとも一部に対応して設けられる、請求項９に記載の半導体ウェハ搬送システム。
11. 可動部を有する微小構造体が少なくとも１つ成型される半導体ウェハを接合されたガラス基板を介して搬送することが可能な半導体ウェハ用搬送トレイであって、
    基底部を備え、
    前記基底部は、
    表面側に設けられた多孔質層と、
    裏面側から前記多孔質層に達する貫通孔とを含み、
    前記多孔質層は、ナノ結晶シリコンである、半導体ウェハ用搬送トレイ。
12. 前記半導体ウェハ用搬送トレイは、前記半導体ウェハのズレを防止するズレ防止機構が前記半導体ウェハを載せる表面側に設けられている、請求項１１記載の半導体ウェハ用搬送トレイ。
13. 前記基底部は、穴部と嵌合して前記ズレ防止機構を構成する保持突起部を有する、請求項１１または１２記載の半導体ウェハ用搬送トレイ。
14. 前記基底部は、複数の前記穴部にそれぞれ対応して設けられる複数の前記保持突起部を有する、請求項１３に記載の半導体ウェハ用搬送トレイ。
15. 前記穴部と嵌合するように前記保持突起部の形状断面は、多角形状に形成される、請求項１３または１４に記載の半導体ウェハ用搬送トレイ。
16. 前記基底部と連結され、前記基底部の外周端部の少なくとも一部領域に沿って設けられた前記ズレ防止機構を構成する外壁部をさらに備える、請求項１１記載の半導体ウェハ用搬送トレイ。
17. 前記外壁部は、前記基底部の中心点から外周端部までの長さの最大値よりも短くなる位置に設けられる、請求項１６記載の半導体ウェハ用搬送トレイ。

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