JP5191305B2 - ウェーハの輸送容器 - Google Patents

Description

本発明は、テストウェーハの出荷の際等に使用されるウェーハの輸送容器に関するものである。

近年、システムインパッケージ（ＳｉＰ）やマルチチップパッケージ（ＭＣＰ）等、一つのパッケージ中に複数の半導体素子を搭載するデバイスが増加してきているが、この増加に伴い、半導体ウェーハ状態での売買が活発化し、バックグラインドされた半導体ウェーハをダイシングフレームと呼ばれる支持フレームの保持層に搭載して他の工場や海外のユーザに出荷・輸送する機会が増大してきている。

このような場合、最初の半導体ウェーハ（以下、テストウェーハという）を複数枚ではなく、一枚で出荷・輸送することが多いが、従来においては、一枚のテストウェーハに適した輸送容器が存在しなかった。この点に鑑み、従来においては、積層効率を優先した容器を使用したり、複数枚（例えば１３枚）の支持フレームを積層収納可能なコインスタック型容器を流用して対応している（特許文献１、２参照）。
特公表２００５‐５０８８０５号公報 ＵＳ６,８３７,３７４Ｂ２号公報

しかしながら、積層効率を優先した容器を使用する場合には、輸送時の衝撃等で支持フレームの保持層に搭載された宙吊りのテストウェーハが上下動を繰り返し、支持フレームのフレームから保持層が剥がれ落ちてしまうという問題がある。また、支持フレーム用のコインスタック型容器を流用する場合には、支持フレームのフレームから保持層が剥がれ落ちるおそれがないものの、複数枚の支持フレームを積層収納可能なコインスタック型容器に一枚の支持フレームのみを単に収納することになるので、無駄が多く、実に非効率的であ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、支持フレームのフレームから保持層が剥がれ落ちるのを抑制し、ウェーハの効率的な収納が期待できるウェーハの輸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、フレームの中空にウェーハを保持層を介して収容した支持フレーム用の収納容器本体と、この収納容器本体に嵌め合わされて支持フレームを覆う着脱自在の蓋体とを備えたものであって、
収納容器本体は、支持フレームのフレームと保持層の周縁部とを搭載する搭載板と、この搭載板に形成されて支持フレームの保持層に空隙を介して対向する中空の凹部と、搭載板に形成されて支持フレームのフレームを囲む規制壁とを含み、
蓋体は、収納容器本体の搭載板に嵌め合わされる嵌合板と、この嵌合板に形成されて支持フレームに収容されたウェーハに空隙を介して対向する中空の山部と、これら嵌合板と山部との間に介在されて支持フレームと収納容器本体の規制壁とを覆う被覆部とを含み、山部と被覆部との間に、収納容器本体の搭載板と凹部との間に接触する突き当て部を形成し、この突き当て部と搭載板との間に、保持層を挟み持たせるようにしたことを特徴としている。

なお、収納容器本体の凹部と蓋体の山部とをそれぞれ錐台形に形成することができる。
また、収納容器本体の搭載板と凹部との間に、フレームの保持層との間に隙間を形成する取り出し穴を形成することができる。

ここで、特許請求の範囲におけるウェーハには、少なくともφ２００、３００、４５０ｍｍのテストウェーハや通常の半導体ウェーハ等が含まれる。また、収納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が、蓋体はウェーハ視認の観点から透明あるいは半透明であることが好ましい。規制壁や取り出し穴は、単数複数を特に問うものではない。

本発明によれば、一枚のウェーハを輸送する場合には、先ず、一枚のウェーハを収容した単一の支持フレームを収納容器本体の搭載板上に配置し、この搭載板の表面にフレームと保持層の周縁部を接触支持させ、搭載板の規制壁によりフレームを位置決めする。こうして収納容器本体に支持フレームを配置したら、収納容器本体に蓋体を被せて支持フレームを覆い、フレームと規制壁とに蓋体の被覆部を嵌めてガタツキを規制すれば、ウェーハを一枚で輸送することが可能になる。

本発明によれば、支持フレームのフレームから保持層が剥がれ落ちるのを抑制し、ウェーハの効率的な収納が期待できるという効果がある。また、蓋体の山部と被覆部との間に、収納容器本体の搭載板と凹部との間に接触する突き当て部を形成し、この突き当て部と搭載板との間に、保持層のみを挟み持たせれば、輸送時の衝撃等に伴う保持層の変形でウェーハが破損するのを防止できる。

また、収納容器本体の凹部と蓋体の山部とをそれぞれ錐台形に形成すれば、収納容器本体や蓋体を上下に重ねて保管することができ、収納容器本体あるいは蓋体の保管スペースの縮小化を図ることができる。
また、収納容器本体の搭載板と凹部との間に、支持フレームのフレームとの間に隙間を形成する取り出し穴を形成すれば、取り出し穴に指等を挿入して支持フレームを引き上げることにより、収納容器本体から支持フレームを簡単に取り外すことが可能になる。

以下、図面を参照して本発明に係るウェーハの輸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ウェーハの輸送容器は、図１ないし図６に示すように、テストウェーハＷを保持層５を介して収容した支持フレーム１用の収納容器本体１０と、この収納容器本体１０に着脱自在に嵌合されて単一の支持フレーム１を被覆する透明の蓋体２０とを備えている。

支持フレーム１は、図１や図２に示すように、所定の樹脂を含む成形材料や金属材料を使用して平坦な中空リング形に形成されるフレーム２を備え、このフレーム２の外周縁部の前方両側には位置決め用の切り欠き３がそれぞれ形成されるとともに、フレーム２の外周縁部の前後左右がそれぞれ直線的に形成されており、中空４にテストウェーハＷを隙間を介して一枚収容するよう機能する。

フレーム２の裏面には、中空４を下方から覆う可撓性の保持層５が着脱自在に緊張して貼着され、この保持層５の表面にテストウェーハＷが着脱自在に搭載保持される。保持層５としては、特に限定されるものではないが、例えば紫外線の照射により粘着力が低下するポリエチレンやポリオレフィン製の樹脂フィルムがあげられる。

収納容器本体１０と蓋体２０とは、所定の樹脂を含む成形材料を使用して薄く、かつ安価に熱成形、具体的には、真空成形あるいは圧空成形され、共に同じ大きさとされる。所定の樹脂としては、特に限定されるものではないが、例えば耐衝撃性に優れるポリエチレン、耐熱性や耐疲労性に優れるポリプロピレン等があげられる。

収納容器本体１０は、図１ないし図４に示すように、支持フレーム１、具体的にはフレーム２と保持層５の周縁部を水平に搭載する平面略矩形で平板の搭載板１１を備え、この搭載板１１の中央を含む大部分には、支持フレーム１の保持層５に空隙を介し対向する中空円錐台形のすり鉢部１２が凹み形成される。搭載板１１の表面には、フレーム２を外側から包囲して位置決め接触する複数の規制壁１３が形成され、この複数の規制壁１３がフレーム２の外周縁部に沿うよう所定の間隔をおいて配列されており、各規制壁１３が搭載板１１の表面から起立した断面略Ｕ字形に突出形成される。

搭載板１１とすり鉢部１２の周壁との間には、複数の規制壁１３間に位置する複数の取り出し穴１４が凹み形成され、各取り出し穴１４が平面略舌形に形成されてフレーム２に張架された保持層５との間に指挿入用の隙間を形成し、収納された支持フレーム１の取り外しを容易化するよう機能する。また、搭載板１１の前後左右の周縁部には、垂直下方向に伸びる周壁１５が一体形成され、この周壁１５が剛性確保の観点から断面略Ｌ字形に屈曲形成されてその短辺部が幅方向外側に突出する。

すり鉢部１２は、搭載板１１の中心を含む大部分に傾斜して凹み形成される中空円錐台部１６と、この中空円錐台部１６の周壁下端部に異なる傾斜角度で連設される有底円錐台部１７とを備え、中空円錐台部１６の周壁に複数の取り出し穴１４が配列形成されており、有底円錐台部１７の底が支持フレーム１の保持層５裏面に緩衝用の空隙を介し下方から対向する。

蓋体２０は、図２、図５、図６に示すように、収納容器本体１０の搭載板１１に上方から着脱自在に積層嵌合される平面略矩形で平板の嵌合板２１を備え、この嵌合板２１の中心を含む大部分には、支持フレーム１の中空４や収容されたテストウェーハＷの露出面に緩衝用の空隙を介し上方から対向する中空円錐台形の山部２２が膨出形成されており、これら嵌合板２１と山部２２との間には、支持フレーム１のフレーム２と収納容器本体１０の規制壁１３とを被覆する被覆カバー２３が介在して形成される。

嵌合板２１の前後左右の周縁部には、垂直下方向に伸びる周壁２４が一体形成され、この周壁２４が剛性確保の観点から断面略Ｌ字形に屈曲形成されてその短辺部が幅方向外側に突出しており、この周壁２４が収納容器本体１０の周壁１５に上方から重なる。また、被覆カバー２３は、平面リング形を呈した低い断面略Ｕ字形あるいは略溝形に形成されて山部２２を包囲し、接触したフレーム２と規制壁１３とに上方から密嵌して保護し、かつフレーム２のガタツキを防止する。

なお、蓋体２０の山部２２と被覆カバー２３との間には、収納容器本体１０の搭載板１１とすり鉢部１２との間の平坦部に接触する断面略Ｕ字形の突き当て部２５が選択的に屈曲形成され、この突き当て部２５が搭載板１１との間に支持フレーム１の保持層５を挟持・規制して輸送時の衝撃等でテストウェーハＷやそのチップが欠けたり、割れたり、破損するのを防止する。突き当て部２５の保持層５に接触する接触面には、凹凸の粗面化処理等の非粘着処理が施され、この非粘着処理により、突き当て部２５が蓋体２０の取り外し時に保持層５から円滑に剥離する。

上記構成において、テストウェーハＷを一枚で出荷・輸送する場合には、先ず、テストウェーハＷを収容した一枚の支持フレーム１を収納容器本体１０の搭載板１１に搭載し、この搭載板１１の表面にフレーム２と保持層５の周縁部を水平に接触支持させ、複数の規制壁１３にフレーム２の外周縁部を位置決め接触させ、すり鉢部１２の底と保持層５の裏面とを対向させる。

こうして収納容器本体１０に支持フレーム１をセットしたら、収納容器本体１０の表面に蓋体２０の嵌合板２１を嵌合して支持フレーム１を被覆し、接触したフレーム２と規制壁１３とに被覆カバー２３を上方から密嵌してガタツキを防止するとともに、収納容器本体１０と蓋体２０の周壁１５・２４を相互に重ね合わせれば、テストウェーハＷを一枚で安全に出荷・輸送することができる。

輸送した後、テストウェーハＷを取り出す場合には、収納容器本体１０の表面から蓋体２０を取り外し、搭載板１１の複数の取り出し穴１４に指を適宜挿入して支持フレーム１を引き上げれば、収納容器本体１０に位置決め収納された支持フレーム１を取り外すことができる。

上記構成によれば、単一のテストウェーハＷに適した構造にウェーハの輸送容器を構成するので、テストウェーハＷの無駄のない効率的な収納が大いに期待できる。また、支持フレーム１のフレーム２と保持層５の周縁部とを収納容器本体１０と蓋体２０とに挟持させるので、輸送時の衝撃等で支持フレーム１のテストウェーハＷが上下動を繰り返すことがなく、支持フレーム１のフレーム２から保持層５が剥離するのを有効に防止することができる。

また、収納容器本体１０のすり鉢部１２と蓋体２０の山部２２とを支持フレーム１に空隙をおいて対向する中空の円錐台形に形成するので、例えこれら１２・２２が輸送容器の落下時に変形しても、テストウェーハＷの破損を防止することができる。さらに、すり鉢部１２と山部２２とが傾斜したテーパ構造なので、複数の収納容器本体１０や蓋体２０を上下に積層して簡単に保管することができ、収納容器本体１０や蓋体２０の保管スペースの最小化を図ることが可能になる。

本発明に係るウェーハの輸送容器の実施形態を模式的に示す平面説明図である。 本発明に係るウェーハの輸送容器の実施形態を模式的に示す断面説明図である。 本発明に係るウェーハの輸送容器の実施形態における収納容器本体を模式的に示す平面説明図である。 本発明に係るウェーハの輸送容器の実施形態における収納容器本体を模式的に示す断面説明図である。 本発明に係るウェーハの輸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。 本発明に係るウェーハの輸送容器の実施形態における蓋体を模式的に示す断面説明図である。

符号の説明

１ 支持フレーム
２ フレーム
４ 中空
５ 保持層
１０ 収納容器本体
１１ 搭載板
１２ すり鉢部（凹部）
１３ 規制壁
１４ 取り出し穴
２０ 蓋体
２１ 嵌合板
２２ 山部
２３ 被覆カバー（被覆部）
２５ 突き当て部
Ｗ テストウェーハ（ウェーハ）

Claims (3)

1. フレームの中空にウェーハを保持層を介して収容した支持フレーム用の収納容器本体と、この収納容器本体に嵌め合わされて支持フレームを覆う着脱自在の蓋体とを備えたウェーハの輸送容器であって、
   収納容器本体は、支持フレームのフレームと保持層の周縁部とを搭載する搭載板と、この搭載板に形成されて支持フレームの保持層に空隙を介して対向する中空の凹部と、搭載板に形成されて支持フレームのフレームを囲む規制壁とを含み、
   蓋体は、収納容器本体の搭載板に嵌め合わされる嵌合板と、この嵌合板に形成されて支持フレームに収容されたウェーハに空隙を介して対向する中空の山部と、これら嵌合板と山部との間に介在されて支持フレームと収納容器本体の規制壁とを覆う被覆部とを含み、山部と被覆部との間に、収納容器本体の搭載板と凹部との間に接触する突き当て部を形成し、この突き当て部と搭載板との間に、保持層を挟み持たせるようにしたことを特徴とするウェーハの輸送容器。
2. 収納容器本体の凹部と蓋体の山部とをそれぞれ錐台形に形成した請求項１記載のウェーハの輸送容器。
3. 収納容器本体の搭載板と凹部との間に、フレームの保持層との間に隙間を形成する取り出し穴を形成した請求項１又は２記載のウェーハの輸送容器。

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