JP2009076646A - 基板保持具 - Google Patents

Abstract

【課題】フレームの重量増大を招くことなく剛性を高めることができ、積層時の位置ずれや崩れを防止したり、専用の輸送容器等を省略したり、さらにはハンドリング作業の便宜を図ることのできる基板保持具を提供する。
【解決手段】フレーム２にその中空を覆う弾性の保持層３を貼着し、この保持層３上に大口径の半導体ウェーハＷを着脱自在に保持させ、フレーム２の表裏厚さ方向に、剛性を向上させる凹凸部４を形成する。また、フレーム２の凹凸部４を、フレーム２の外周縁部を断面略山形に屈曲することにより形成する。凹凸部４が断面略山形に屈曲してフレーム２の剛性を高めるので、フレーム２の大口径化が要求されても、フレーム２の反りや撓みが大きくなるのを防止できる。
【選択図】図３

Description

本発明は、半導体ウェーハ等からなる基板を保持する基板保持具に関するものである。

半導体のダイシング工程等で使用される従来の基板保持具１は、図１０ないし図１４に示すように、中空のフレーム２Ａと、このフレーム２Ａに緊張状態で接着されて中空を覆う保持層３とを備え、この保持層３上に半導体ウェーハＷを着脱自在に保持したり、上下方向に複数枚積層されたり、あるいは積層された状態でコイン型の輸送容器２０に収納される（特許文献１参照）。

フレーム２Ａは、図１０ないし図１２に示すように、ＳＵＳ等の所定の材料を使用して半導体ウェーハＷよりも拡径の平面略リング形に形成され、かつ平坦な薄い板に形成されており、裏面に可撓性の保持層３が接着剤を介して接着されている。また、輸送容器２０は、図１３や図１４に示すように、積層された複数枚の基板保持具１を整列収納する略有底円筒形の容器本体２１と、この容器本体２１の開口した上部に着脱自在に嵌合される平面円形の蓋体２２とを備えて構成されている。
特開２００２−２４０８８３号公報

従来における基板保持具１は、以上のように構成され、フレーム２Ａが単に平坦な板に形成されているので、半導体ウェーハＷの大口径化に伴いフレーム２Ａの大口径化が要求されると、反りや撓みが大きくなるという問題がある。この問題を解消するには、フレーム２Ａを肉厚にして剛性を高めれば良いが、そうすると、フレーム２Ａの重量が増大して取り扱いに支障を来たすおそれがある。

また、従来における基板保持具１のフレーム２Ａには、スタッキング構造やズレ防止構造が何ら設けられていないので、複数枚の基板保持具１の積層時にガイド等を付設しないと、位置ずれしたり、崩れたりし、又専用の輸送容器２０を用意して収納せざるを得ないという問題がある。

また、従来の基板保持具１は、図１２に示すように、フレーム２Ａが平坦な板である関係上、外周縁部に凹凸や隙間がなくその掴持が困難である。したがって、専用のロボット２３でハンドリングする場合には図１５や図１６に示すように、積層された複数枚の基板保持具１を上方から吸着パッド２４で一枚ずつ真空吸着し、基板保持具１を順番に取り出さざるを得ない。

さらに、積層された複数枚の基板保持具１の中段から基板保持具１を一枚取り出す場合には図１７に示すように、前後の開口した専用のカセット２５に複数枚の基板保持具１を移し替えて整列収納するとともに、上下に並んだ基板保持具１と基板保持具１との間にハンドリング用の隙間を形成し、この隙間を用いて中段の基板保持具１を取り出すしかないという問題もある。

本発明は上記に鑑みなされたもので、フレームの重量増大を招くことなく剛性を高めたり、位置ずれや崩れを防止したり、専用の輸送容器等を省略することができ、さらにはハンドリング作業の便宜を図ることのできる基板保持具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、フレームにその中空を覆う保持層を貼り付け、この保持層に基板を着脱自在に保持させるものであって、
フレームの表裏厚さ方向に凹凸部を形成したことを特徴としている。
なお、フレームの凹凸部を、フレームの外周縁部を断面略山形に屈曲することにより形成することができる。

また、フレームの凹凸部を、フレームの外周縁部の表裏面からそれぞれ突片を突出させることにより形成することができる。
さらに、フレームの凹凸部を、フレームの外周縁部の表裏面いずれか一方から突片を突出させるとともに、他方から複数の突片を突出させることにより形成することもできる。

ここで、特許請求の範囲におけるフレームは、中空であれば、リング形や枠形等を特に問うものではない。保持層は、弾性や可撓性を有するものであれば、密着性のエラストマーでも良いし、その他の材質の薄いフィルムでも良い。また、基板は、口径３００ｍｍや４５０ｍｍの大口径の半導体ウェーハが主ではあるが、何らこれに限定されるものではない。例えば、大きな液晶基板や各種のガラス基板等でも良い。凹凸部は、エンドレスでも良いし、そうでなくても良い。さらに、突片は、先細りの形でも良いし、これ以外の形に形成することもできる。

本発明によれば、フレームの重量増大を招くことなく剛性を高めることができ、しかも、基板保持具の位置ずれや崩れを防止したり、基板保持具専用の輸送容器等を省略することができるという効果がある。また、基板保持具のハンドリング作業の便宜を図ることができるという効果がある。

また、フレームの凹凸部を、フレームの外周縁部の表裏面からそれぞれ突片を突出させることにより形成したり、あるいはフレームの外周縁部の表裏面いずれか一方から突片を突出させるとともに、他方から複数の突片を突出させることにより形成すれば、必要に応じ、凹凸部のバリエーションを変更することができる。

以下、図面を参照して本発明に係る基板保持具の好ましい実施形態を説明すると、本実施形態における基板保持具１は、図１ないし図３に示すように、丸いフレーム２にその中空を覆う弾性の保持層３を貼着し、この保持層３に口径３００ｍｍの大口径の半導体ウェーハＷを着脱自在に保持させ、フレーム２の表裏厚さ方向には、フレーム２の強度や剛性を向上させるエンドレスの凹凸部４を形成するようにしている。

フレーム２は、図１ないし図３に示すように、ＳＵＳ等の金属や所定の樹脂を含む成形材料を使用して薄い半導体ウェーハＷよりも拡径の平面略リング形に成形され、平坦で軽量の薄い板に形成されており、裏面には可撓性を有する保持層３の周縁部が接着剤を介して接着される。所定の樹脂を含む成形材料は、例えば流動性や寸法安定性、精密成形に優れるＰＰＳやナイロン系の樹脂等に、強度や剛性に優れるカーボンファイバーや炭酸カルシウム等が混合混練されることにより調製される。このフレーム２の表面前側には、位置決め用の複数の切り欠きが形成され、表面後部には、ＲＦＩＤタグ用の凹み穴が選択的に形成される。

保持層３は、図１や図３に示すように、例えばオレフィン系で単層の薄いエラストマー等からなり、半導体ウェーハＷよりも拡径の平面円形に形成されており、基板保持具１の使用後にフレーム２のリサイクルに給するべく、剥離される。この保持層３の表面は、例えば半導体ウェーハＷに対して隙間のない密着が要求される場合には、フィルムやロールの鏡面転写により鏡面加工される。

凹凸部４は、図３に示すように、フレーム２の外周縁部がその厚さ方向に握持しやすい断面略山形、換言すれば、断面略Ｖ字形に屈曲することにより平面略リング形に形成され、複数枚の基板保持具１の積層時にスタッキング機能やズレ防止機能を発揮する。

このような基板保持具１を複数枚積層する場合には図２や図３に示すように、基板保持具１を上下方向に積み重ねて隣接するフレーム２の凹凸部４同士を相互に嵌合すれば良い。この際、凹凸部４同士の嵌合により、上下に隣接するフレーム２の間には、ハンドリング用の隙間や段差が生じることとなる。

また、係る複数枚の基板保持具１を輸送、搬送、ハンドリングしたい場合には図４や図５に示すように、基板保持具１と同じ大きさの底板１０と天板１１とを用意し、これら底板１０と天板１１との間に積層した複数枚の基板保持具１を挟み、これらの周縁部に複数のクランプ治具１２を間隔をおき嵌合係止すれば、複数枚の基板保持具１を一体的に輸送、搬送、ハンドリングすることができる。

底板１０と天板１１とは、部品点数を削減する観点から、共通の円板部品を使用しても良いが、異なる部品を使用することもできる。また、クランプ治具１２は、バネ性を有する材料を使用して断面略Ｕ字形に屈曲形成される。

上記によれば、フレーム２の凹凸部４が断面略山形に屈曲してフレーム２の撓み方向の剛性を著しく高めるので、例え半導体ウェーハＷの大口径化に伴いフレーム２の大口径化が要求されても、フレーム２の反りや撓みが大きくなるのを有効に抑制防止し、デザイン性をも大幅に向上させることができる。また、フレーム２を肉厚にして剛性を高める必要もないので、フレーム２の重量が増大して取り扱いに支障を来たすのを防止することができる。また、上下に隣接する基板保持具１の凹凸部４が干渉し合い、スタッキング機能やズレ防止機能を発揮するので、複数枚の基板保持具１の積層時に位置ずれしたり、崩れたりすることが実に少ない。

また、上下方向や水平方向への位置ずれを防ぐことができるので、従来のような専用の輸送容器２０を用意して収納、輸送、搬送等する必要が全くなく、ランニングコストの削減を図ることが可能になる。また、凹凸部４がフレーム２の外周縁部に凹凸を形成し、しかも、複数のフレーム２間にハンドリング用の隙間を形成するので、外周縁部の握持によるハンドリング作業の容易化が大いに期待できる。したがって、エッジクランプタイプの専用のロボット２３でハンドリングする場合でも、積層された複数枚の基板保持具１を上方から吸着パッド２４で一枚ずつ真空吸着し、基板保持具１を順次取り出す必要がない。

また、積層された複数枚の基板保持具１の中段から基板保持具１を１枚抜き取るようなランダムアクセスの場合にも図６や図７に示すように、２台のロボット２３で取り出すことができる。したがって、図１７に示すような専用のカセット２５に複数枚の基板保持具１を移し替えて整列収納する必要がない。さらにこれら以外にも、図７に示すように、ロボット２３のハンドリングの多種多様化が大いに期待できる。

次に、図８は本発明の第２の実施形態を示すもので、この場合には、フレーム２の凹凸部４を、フレーム２の外周縁部の表裏面からそれぞれ突片５・５Ａを上下方向に突出させることにより形成するようにしている。

これら表裏面の突片５・５Ａは、それぞれ平面略リング形のエンドレスの先細りに形成され、相互に隣接しており、複数枚の基板保持具１の積層時にスタッキング機能やズレ防止機能を発揮する。その他の部分については、上記実施形態と略同様であるので説明を省略する。
本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、凹凸部４のバリエーションの多様化を図ることができるのは明らかである。

次に、図９は本発明の第３の実施形態を示すもので、この場合には、フレーム２の凹凸部４を、フレーム２の外周縁部の表面から先細りの突片５を上方向に突出させるとともに、裏面から先細りの一対の突片５Ａをそれぞれ下方向に突出させることにより形成するようにしている。

表面の突片５は、裏面における一対の突片５・５Ａ間に位置するよう形成され、裏面の突片５Ａと共に基板保持具１の積層時にスタッキング機能やズレ防止機能を発揮する。その他の部分については、上記実施形態と略同様であるので説明を省略する。
本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、簡易な構成で凹凸部４のバリエーションを増加させることができる。

なお、フレーム２の内外方向に位置する凹凸部４については、フレーム２の外周縁部を断面略Ｃ字形、Ｕ字形、Ｗ字形等に屈曲することにより形成しても良い。また、屈曲することにより複数形成しても良い。また、フレーム２の周方向に凹凸部４をエンドレスに設けても良いが、同様の機能を営む凹凸部４を間隔をおいて複数設けても良い。

本発明に係る基板保持具の実施形態を模式的に示す斜視説明図である。 本発明に係る基板保持具の実施形態における複数枚の基板保持具を積層する状態を模式的に示す斜視説明図である。 本発明に係る基板保持具の実施形態における複数枚の基板保持具を積層する状態を模式的に示す一部断面説明図である。 本発明に係る基板保持具の実施形態における輸送形態を模式的に示す斜視説明図である。 本発明に係る基板保持具の実施形態における底板、天板、クランプ治具等を模式的に示す斜視説明図である。 本発明に係る基板保持具の実施形態における積層された複数枚の基板保持具をハンドリングする状態を模式的に示す斜視説明図である。 図６の状態から積層された基板保持具の中段の１枚を２台のロボットにより取り出している状態を模式的に示す斜視説明図である。 本発明に係る基板保持具の第２の実施形態を模式的に示す一部断面説明図である。 本発明に係る基板保持具の第３の実施形態を模式的に示す一部断面説明図である。 従来の基板保持具を模式的に示す斜視説明図である。 従来の基板保持具の積層状態を模式的に示す斜視説明図である。 従来の基板保持具の積層状態を模式的に示す一部断面説明図である。 従来の輸送容器を模式的に示す斜視説明図である。 図１３の分解斜視説明図である。 従来の基板保持具をロボットによりハンドリングする状態を模式的に示す斜視説明図である。 従来の基板保持具をハンドリングした状態を模式的に示す斜視説明図である。 専用のカセットに複数枚の基板保持具を移し替えて整列収納した状態を模式的に示す斜視説明図である。

符号の説明

１ 基板保持具
２ フレーム
３ 保持層
４ 凹凸部
５ 突片
５Ａ 突片
２０ 輸送容器
２３ ロボット
２４ 吸着パッド
２５ カセット
Ｗ 半導体ウェーハ（基板）

Claims (4)

1. フレームにその中空を覆う保持層を貼り付け、この保持層に基板を着脱自在に保持させる基板保持具であって、
   フレームの表裏厚さ方向に凹凸部を形成したことを特徴とする基板保持具。
2. フレームの凹凸部を、フレームの外周縁部を断面略山形に屈曲することにより形成した請求項１記載の基板保持具。
3. フレームの凹凸部を、フレームの外周縁部の表裏面からそれぞれ突片を突出させることにより形成した請求項１記載の基板保持具。
4. フレームの凹凸部を、フレームの外周縁部の表裏面いずれか一方から突片を突出させるとともに、他方から複数の突片を突出させることにより形成した請求項１記載の基板保持具。

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