JP5147592B2 - 保持治具の搬送容器 - Google Patents

Description

本発明は、テストウェーハ等のウェーハを保持する保持治具の搬送容器に関するものである。

次世代の半導体の材料・装置の開発のためには、先端技術を盛り込んだ所定のテストウェーハが必要不可欠となるが、この種のテストウェーハを１枚収納して搬送するための専用容器は従来存在しなかった。そこで、テストウェーハを１枚収納して搬送する場合には、従来、複数枚の半導体ウェーハを積層収納可能なコインスタック型の容器を流用し、この容器に収納して搬送している（特許文献１参照）。
特公表２００５‐５０８８０５号公報

従来におけるテストウェーハは、以上のようにコインスタック型の容器に単に１枚収納して搬送されているので、収納効率が実に悪く、しかも、搬送時の振動で周縁部等が損傷するおそれがあり、搬送時の安全性に欠けるという問題がある。

本発明は上記に鑑みなされたもので、収納効率に優れ、しかも、搬送時の振動等でウェーハの周縁部等が損傷するおそれを排除することのできる保持治具の搬送容器を提供することを目的としている。

本発明においては上記課題を解決するため、薄いテストウェーハ用の保持治具を支持する容器本体の表面に蓋体を着脱自在に嵌め合わせるものであって、
保持治具は、テストウェーハよりも拡幅の支持基板と、この支持基板の周縁部を除く表面の大部分に凹み形成される区画空間と、この区画空間に形成される複数の支持突起と、区画空間を被覆して複数の支持突起に支持され、テストウェーハを着脱自在に保持する可撓性の保持層と、支持基板に設けられて区画空間に連通する排気孔とを含み、
容器本体は、平板の周囲から周壁が下方向に伸びる本体部を備え、この本体部の平板の大部分に、中空の円錐台形の錐台部を凹み形成してその周壁の内周上端部に保持治具の支持基板周縁部を線接触で支持させるようにし、本体部の平板表面と錐台部の周壁上端部との間に、保持治具を包囲する複数のストッパ部を介在して形成するとともに、各ストッパ部を保持治具の支持基板周縁部に位置決め接触させるようにし、本体部の平板から錐台部の周壁にかけて、複数のストッパ部間に位置する複数の被嵌合部を凹み形成し、
蓋体は、平板の周囲から周壁が下方向に伸び、容器本体の本体部に重なる断面略溝形の本体蓋部を備え、この本体蓋部の平板の大部分に、容器本体の錐台部と複数のストッパ部とを覆う錐台ドーム部を中空の円錐台形に膨出形成し、本体蓋部の平板から錐台ドーム部の周壁にかけて、容器本体の複数の被嵌合部にそれぞれ嵌合される中空の嵌合部を間隔をおいて凹み形成するとともに、各嵌合部の保持治具周縁部に対向する周面を錐台部方向に向け徐々に傾斜形成し、各嵌合部の保持治具周縁部に対向する周面に、被嵌合部内で保持治具の支持基板周縁部を線接触で支持させるようにしたことを特徴としている。

ここで、特許請求の範囲におけるテストウェーハには、少なくともφ１５０、２００、３００、４５０ｍｍのテストウェーハが含まれる。また、容器本体と蓋体とは、透明、不透明、半透明を特に問うものではない。さらに、嵌合部の周面は、蓋体の嵌め合わせ時に被嵌合部内で容器本体の錐台部方向に傾斜し、保持治具の周縁部を支持するものでも良い。

本発明によれば、保持治具にテストウェーハを保持させた後、容器本体の錐台部に保持治具を支持させるとともに、複数のストッパ部により保持治具を位置決めし、容器本体の表面に蓋部を被せれば、テストウェーハを１枚収納して搬送することができる。

本発明によれば、専用の搬送容器にテストウェーハを１枚収納して保管、出荷、搬送、輸送することができるので、スペースの無駄を省き、収納効率を向上させることができるという効果がある。また、テストウェーハを直接搬送容器に収納するのではなく、テストウェーハを保持した保持治具を搬送容器に収納するので、搬送時の振動等でテストウェーハの周縁部等が損傷するおそれがなく、搬送の安全性を向上させることができる。また、容器本体の錐台部に保持治具を面接触ではなく、線接触で支持させて接触領域を減少させるので、塵埃の発生のおそれを有効に排除することができる。また、容器本体の錐台部と蓋体の錐台ドーム部とが保持治具との間にそれぞれ空隙を形成するので、これらとテストウェーハとの接触に伴う汚染を防止することができる他、搬送容器の落下時にテストウェーハや保持治具に作用する衝撃を弱化させることができ、テストウェーハや保持治具を有効に保護することが可能になる。また、本体部の平板から錐台部の周壁にかけて、複数のストッパ部間に位置する複数の被嵌合部を凹み形成し、本体蓋部の平板から錐台ドーム部の周壁にかけて、容器本体の複数の被嵌合部にそれぞれ嵌合される中空の嵌合部を間隔をおいて凹み形成するので、容器本体から蓋体が外れにくく、蓋体の脱落を防ぐことが可能になる。さらに、保持治具の周縁部に対向する各嵌合部の周面が被嵌合部内で支持基板の周縁部を線接触で支持するので、錐台部と共に保持治具の姿勢を水平に安定させることができる。

以下、図面を参照して本発明に係る保持治具の搬送容器の好ましい実施形態を説明すると、本実施形態における保持治具の搬送容器は、図１ないし図７に示すように、テストウェーハＷ用の保持治具１を支持する容器本体１０と、この容器本体１０の表面に着脱自在に嵌合する透明の蓋体２０とを備え、これら容器本体１０と蓋体２０との間に単一の保持治具１を空間を介して挟持するようにしている。

テストウェーハＷは、例えば薄くスライスされたφ１５０ｍｍの半導体ウェーハからなる。また、保持治具１は、薄い剛性の支持基板２に形成される区画空間３と、この区画空間３に一体的に配列される複数の支持突起５と、区画空間３を被覆する可撓性の密着保持層６と、この密着保持層６を変形させる排気孔７とを備え、密着保持層６の表面にテストウェーハＷを着脱自在に保持させるよう機能する。

支持基板２は、図１や図７に示すように、所定の材料を使用してテストウェーハＷよりも拡径の平板に形成され、周縁部を除く表面の大部分に平面円形の区画空間３が浅く凹み形成されており、この区画空間３の周縁上部には、密着保持層６の周縁部を支持する平面リング形の段差部４が切り欠かれる。この支持基板２の所定の材料としては、例えばポリカーボネート、アルミニウム合金、ステンレス、マグネシウム合金、ガラス繊維強化エポキシ樹脂等があげられる。

複数の支持突起５は、例えば電鋳により金属を所定の形に析出する方法、支持基板２の表面を支持突起部分を残して侵食除去するエッチング法、支持基板２の表面を支持突起部分を残して除去するサンドブラスト法、支持基板２にレジスト層を積層して露光後、現像により支持突起５を配設するレジスト法、スクリーン印刷法等により配設される。各支持突起５は、区画空間３の底から上方に指向する円柱形あるいは円錐台形に形成され、表面（上面）が密着保持層６の裏面に接着剤を介して接着されており、区画空間３の段差部４に張架された密着保持層６を水平に支持するよう機能する。

密着保持層６は、図７に示すように、所定の材料を使用して弾性変形可能な薄い円板に形成され、区画空間３の段差部４に接着されて区画空間３と複数の支持突起５とを被覆する。この密着保持層６の所定の材料としては、例えば耐熱性や弾性に優れるフッ素系、シリコーン系のエラストマー、各種の樹脂フィルム等があげられる。この所定の材料には、必要に応じ、補強性フィラーや疎水性シリカ等が選択的に添加される。密着保持層６の製造方法としては、特に限定されるものではないが、例えばカレンダー法、コーティング法、プレス法、印刷法等があげられる。

排気孔７は、図７に示すように、例えば支持基板２の中心部厚さ方向に穿孔されて区画空間３に連通し、外部の真空ポンプ８に着脱自在に接続される。このような排気孔７は、真空ポンプ８の駆動により密着保持層６に密閉被覆された区画空間３の空気を外部に排気して平坦な密着保持層６を複数の支持突起５に応じ断面凹凸に変形させ、密着保持層６とテストウェーハＷとの間に空気流入用の隙間を形成して密着状態のテストウェーハＷを取り外し可能とする。

容器本体１０と蓋体２０とは、所定の樹脂を含む成形材料を使用して真空成形法あるいは圧空成形法等によりそれぞれ安価に成形される。成形材料の所定の樹脂としては、特に限定されるものではないが、例えばナイロン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート等があげられる。

容器本体１０は、図１ないし図４に示すように、平板の周囲から周壁１２が下方向に伸びる断面略溝形の本体部１１を備え、この本体部１１に、周壁上端部に保持治具１の周縁部を支持する錐台部１３が凹み形成されており、これら本体部１１と錐台部１３との間には、保持治具１の周縁部を規制する複数のストッパ部１８が介在して形成される。容器本体１０の本体部１１は、平面略矩形に形成され、上下方向に指向する周壁１２の端部が水平外方向に短く屈曲形成されて補強機能を発揮する。

錐台部１３は、本体部１１の大部分に凹み形成される中空円錐台形の拡径部１４と、この拡径部１４の下端に連設されて保持治具１の裏面に緩衝用の空隙１５を介して対向する断面略すり鉢形の縮径部１６とを備えた中空の円錐台形に屈曲形成され、傾斜した拡径部１４の内周上端に支持基板２の周縁部を線接触で支持する。

容器本体１０の本体部１１から錐台部１３の周壁、換言すれば、本体部１１から拡径部１４の周壁にかけては、複数のストッパ部１８間に位置する複数の被嵌合部１７が凹み形成され、各被嵌合部１７が平面略舌形に形成される。

複数のストッパ部１８は、本体部１１の表面と錐台部１３の周壁上端部との間に所定の間隔をおいて配列形成され、保持治具１を包囲する。各ストッパ部１８は、錐台部１３の開口周縁に沿う平面略半円弧形の断面矩形に突出形成され、支持基板２の周縁部に接触して位置決めする。

蓋体２０は、図１、図２、図５、図６に示すように、容器本体１０の本体部１１表面に上方から重なる断面略溝形の本体蓋部２１を備え、この本体蓋部２１には、容器本体１０の錐台部１３と複数のストッパ部１８とを覆う錐台ドーム部２３が膨出凹み形成される。蓋体２０の本体蓋部２１は、平板の周囲から周壁２２が下方向に伸びる平面略矩形に形成され、上下方向に指向する周壁２２の端部が水平外方向に短く屈曲形成されて補強機能を営む。

錐台ドーム部２３は、本体蓋部２１の大部分に凹み形成されて容器本体１０のストッパ部１８を覆う拡径部２４と、この拡径部２４に連設される断面略すり鉢形の縮径部２５とを備えた中空の円錐台形に屈曲形成され、テストウェーハＷや保持治具１と縮径部２５との間に緩衝用の空隙２６を形成するよう機能する。

本体蓋部２１から錐台ドーム部２３、換言すれば、本体蓋部２１から錐台ドーム部２３の拡径部２４にかけては、容器本体１０の複数の被嵌合部１７にそれぞれ嵌合される中空の嵌合部２７が所定の間隔をおいて凹み形成され、この複数の嵌合部２７の一部の周面、換言すれば、保持治具１の周縁部に対向する周面が容器本体１０の錐台部１３方向に向け徐々に傾斜形成される。この保持治具１の周縁部に対向する各嵌合部２７の周面は、被嵌合部１７内で支持基板２の周縁部を強固に線接触で支持し、錐台部１３の拡径部１４と共に保持治具１の姿勢を水平に安定させるよう機能する。

上記において、テストウェーハＷを保持治具１に保持して搬送容器で搬送する場合には、先ず、密着保持層６の表面にテストウェーハＷを重ねて押圧することにより、密着保持層６の表面にテストウェーハＷを隙間なく密着し、保持治具１にテストウェーハＷを着脱自在に粘着保持させる。

なお、密着保持層６からテストウェーハＷを取り外したい場合には、支持基板２の排気孔７に真空ポンプ８を排気管を介して接続し、真空ポンプ８を駆動すれば良い。すると、密着保持層６に密閉被覆された区画空間３の空気が排気孔７と排気管とを順次経由して外部に吸引排気され、平らな密着保持層６が複数の支持突起５に応じ凹凸に変形してテストウェーハＷとの間に空気流入用の隙間を複数形成し、この隙間の形成により、粘着されたテストウェーハＷを容易に取り外すことが可能となる。

保持治具１にテストウェーハＷを着脱自在に粘着保持させたら、搬送容器の容器本体１０の錐台部１３に保持治具１を嵌入支持させるとともに、複数のストッパ部１８により保持治具１を位置決めし、その後、容器本体１０の表面に蓋体２０を被せて容器本体１０の各被嵌合部１７に蓋体２０の嵌合部２７を密嵌させ、各嵌合部２７の傾いた周面を支持基板２の周縁部に線接触させれば、テストウェーハＷを１枚収納して搬送することができる。

上記によれば、専用の搬送容器にテストウェーハＷを１枚収納して保管、出荷、搬送、輸送することができるので、スペースの無駄を省き、収納効率を向上させることができる。また、テストウェーハＷを直接搬送容器に収納するのではなく、テストウェーハＷを保持した保持治具１を搬送容器に収納するので、搬送時の振動等でテストウェーハＷの周縁部等が損傷するおそれがなく、搬送の安全性を著しく向上させることができる。

また、容器本体１０の錐台部１３に保持治具１を面接触ではなく、線接触で支持させて接触領域を減少させるので、塵埃の発生のおそれを有効に排除することができる。さらに、容器本体１０の錐台部１３と蓋体２０の錐台ドーム部２３とが保持治具１との間にそれぞれ空隙１５・２６を形成するので、これらとテストウェーハＷとの接触に伴う汚染を防止することができる他、搬送容器の落下時にテストウェーハＷや保持治具１に作用する衝撃を弱化させることができ、テストウェーハＷや保持治具１を有効に保護することが可能になる。

なお、上記実施形態における保持治具１の排気孔７は、支持基板２の中心部に穿孔しても良いし、中心部から半径外方向にずれた箇所に必要数設けても良い。

本発明に係る保持治具の搬送容器の実施形態を模式的に示す平面説明図である。 本発明に係る保持治具の搬送容器の実施形態を模式的に示す側面説明図である。 本発明に係る保持治具の搬送容器の実施形態における容器本体を模式的に示す平面説明図である。 本発明に係る保持治具の搬送容器の実施形態における容器本体を模式的に示す側面説明図である。 本発明に係る保持治具の搬送容器の実施形態における蓋体を模式的に示す平面説明図である。 本発明に係る保持治具の搬送容器の実施形態における蓋体を模式的に示す側面説明図である。 本発明に係る保持治具の搬送容器の実施形態における保持治具を模式的に示す断面説明図である。

符号の説明

１ 保持治具
２ 支持基板
３ 区画空間
５ 支持突起
６ 密着保持層（保持層）
７ 排気孔
１０ 容器本体
１１ 本体部
１３ 錐台部
１４ 拡径部
１５ 空隙
１６ 縮径部
１７ 被嵌合部
１８ ストッパ部
２０ 蓋体
２１ 本体蓋部
２３ 錐台ドーム部
２６ 空隙
２７ 嵌合部
Ｗ テストウェーハ（ウェーハ）

Claims (1)

1. 薄いテストウェーハ用の保持治具を支持する容器本体の表面に蓋体を着脱自在に嵌め合わせる保持治具の搬送容器であって、
   保持治具は、テストウェーハよりも拡幅の支持基板と、この支持基板の周縁部を除く表面の大部分に凹み形成される区画空間と、この区画空間に形成される複数の支持突起と、区画空間を被覆して複数の支持突起に支持され、テストウェーハを着脱自在に保持する可撓性の保持層と、支持基板に設けられて区画空間に連通する排気孔とを含み、
   容器本体は、平板の周囲から周壁が下方向に伸びる本体部を備え、この本体部の平板の大部分に、中空の円錐台形の錐台部を凹み形成してその周壁の内周上端部に保持治具の支持基板周縁部を線接触で支持させるようにし、本体部の平板表面と錐台部の周壁上端部との間に、保持治具を包囲する複数のストッパ部を介在して形成するとともに、各ストッパ部を保持治具の支持基板周縁部に位置決め接触させるようにし、本体部の平板から錐台部の周壁にかけて、複数のストッパ部間に位置する複数の被嵌合部を凹み形成し、
   蓋体は、平板の周囲から周壁が下方向に伸び、容器本体の本体部に重なる断面略溝形の本体蓋部を備え、この本体蓋部の平板の大部分に、容器本体の錐台部と複数のストッパ部とを覆う錐台ドーム部を中空の円錐台形に膨出形成し、本体蓋部の平板から錐台ドーム部の周壁にかけて、容器本体の複数の被嵌合部にそれぞれ嵌合される中空の嵌合部を間隔をおいて凹み形成するとともに、各嵌合部の保持治具周縁部に対向する周面を錐台部方向に向け徐々に傾斜形成し、各嵌合部の保持治具周縁部に対向する周面に、被嵌合部内で保持治具の支持基板周縁部を線接触で支持させるようにしたことを特徴とする保持治具の搬送容器。

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