(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
基板の周縁部から異物を除去する方法として、例えば、回転する基板に純水を吐出しつつ、基板の周縁部にブラシを接触させて、基板の周縁部を洗浄する方法が知られている。しかしながら、近年では、基板の材料に、Low−k材料やGe等の純水を嫌う材料が使用される場合がある。当該材料を使用する場合には、純水の吐出を伴う洗浄を採用することは、困難となる。また、基板に対して液体を吐出すると、基板上の微細な構造物が、液体の表面張力により破壊される虞もある。
【0005】
一方、液体の吐出を必要としない方法として、特許文献1には、粘着性を有するローラを半導体ウエハの円周部に接触させ、当該ローラを回転させることによって、半導体ウエハの円周部に付着したパーティクルを除去する方法が記載されている(段落0022)。また、特許文献2には、プリント基板の端面に粘着ラバーロールを接触させて、プリント基板の端面に付着しているゴミを吸着する方法が、記載されている(段落0020)。
【0006】
しかしながら、特許文献1,2の方法では、ローラまたは粘着ラバーロールを回転させるための駆動機構や電力が必要となる。これにより、基板の製造コストが大きく増加する。また、特許文献1,2の方法では、基板の周縁部から異物を除去するために、他の処理とは別に処理時間を確保する必要がある。
【0007】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、液体の吐出を必要とせず、かつ、製造コストや処理時間の増加を抑えつつ、基板の周縁部から異物を除去できる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記課題を解決するため、本願の第1発明は、基板を収容する基板収容容器であって、搬入出口を有する容器本体部と、前記搬入出口を閉鎖する蓋部と、を備え、前記容器本体部が、基板の周縁部を保持する保持面をもつ保持部と、前記保持面を被覆する第1粘着材と、を有し、基板の収容時に、前記第1粘着材
の粘着面が基板の周縁部に接触する。
【0009】
本願の第2発明は、第1発明の基板収容容器であって、前記保持面が、基板の外端面に対向する中央保持面と、基板の前記外端面に隣接する傾斜面に対向する一対の傾斜保持面と、を含み、前記第1粘着材が、前記中央保持面と、前記一対の傾斜保持面とを被覆している。
【0010】
本願の第3発明は、第1発明または第2発明の基板収容容器であって、前記第1粘着材が、前記保持面に対して着脱可能である。
【0011】
本願の第4発明は、第1発明から第3発明までのいずれかの基板収容容器であって、前記保持部が、弾性を有する材料で形成されている。
【0012】
本願の第5発明は、第1発明から第4発明までのいずれかの基板収容容器であって、前記蓋部が、前記基板を前記保持部側へ押圧する押圧部を有する。
【0013】
本願の第6発明は、第5発明の基板収容容器であって、前記押圧部が、基板の周縁部を押圧する押圧面と、前記押圧面を被覆する第2粘着材と、を有し、基板の収容時に、前記第2粘着材が基板の周縁部に接触する。
【0014】
本願の第7発明は、第6発明の基板収容容器であって、前記第1粘着材の粘着力が、前記第2粘着材の粘着力より強い。
【0015】
本願の第8発明は、第6発明または第7発明の基板収容容器であって、前記容器本体部が、基板と前記蓋部との間に介在するストッパー部をさらに有する。
【0016】
本願の第9発明は、第5発明の基板収容容器であって、前記押圧部が、基板の周縁部を押圧する押圧面を有し、前記押圧面において、非粘着性の材料が露出している。
【0017】
本願の第10発明は、第1発明から第9発明までのいずれかの基板収容容器であって、前記容器本体部が、上下に多段に配列された複数の前記保持面を有し、複数の前記保持面が、上下に多段に収容される複数枚の基板の周縁部を、それぞれ保持する。
【0018】
本願の第11発明は、基板の周縁部から異物を除去する異物除去方法であって、a)基板収容容器内に基板を搬入し、前記基板収容容器内に設けられた粘着材
の粘着面と基板の周縁部とを接触させる工程と、b)前記粘着材と基板の周縁部とを引き離し、前記基板収容容器から基板を搬出する工程と、を含む。
【発明の効果】
【0019】
本願の第1発明〜第10発明によれば、基板収容容器の内部において、基板の周縁部の異物が、第1粘着材に付着する。これにより、液体の吐出を必要とせず、かつ、製造コストや処理時間の増加を抑えつつ、基板の周縁部から異物を除去できる。
【0020】
特に、本願の第2発明によれば、基板の外端面と一対の傾斜面との双方において、異物を除去できる。
【0021】
特に、本願の第3発明によれば、粘着材を取り替えることにより、異物の除去性能を維持できる。
【0022】
特に、本願の第4発明によれば、基板の周縁部に、第1粘着材を密着させやすい。したがって、異物の除去率が向上する。
【0023】
特に、本願の第5発明によれば、第1粘着材に対して基板の周縁部が、より強く密着する。したがって、異物の除去率が向上する。
【0024】
特に、本願の第6発明によれば、基板の周縁部のより広い領域において、異物を除去できる。
【0025】
特に、本願の第7発明によれば、蓋部を開くときに、押圧部の移動とともに基板が容器本体部から飛び出すことを、抑制できる。
【0026】
特に、本願の第8発明によれば、蓋部を開くときに、押圧部の移動とともに基板が容器本体部から飛び出すことを、抑制できる。
【0027】
特に、本願の第9発明によれば、蓋部を開くときに、押圧部の移動とともに基板が容器本体部から飛び出すことを、抑制できる。
【0028】
特に、本願の第10発明によれば、基板収容容器の内部において、複数枚の基板の周縁部から異物を除去できる。
【0029】
また、本願の第11発明によれば、基板収容容器の内部において、基板の周縁部の異物が、粘着材に付着する。これにより、液体の吐出を必要とせず、かつ、製造コストや処理時間の増加を抑えつつ、基板の周縁部から異物を除去できる。
【発明を実施するための形態】
【0031】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【0032】
<1.基板収容容器の全体構成>
図1は、本発明の一実施形態に係る基板収容容器1の斜視図である。
図2は、基板収容容器1の横断面図である。
図3は、
図2中のIII−III位置から見た基板収容容器1の縦断面図である。この基板収容容器1は、半導体の製造工程において、略円板状の基板である半導体ウエハ9を搬送または保管するために、複数枚の半導体ウエハ9を収容する容器である。
図1〜
図3に示すように、基板収容容器1は、容器本体部10と、蓋部20とを備えている。容器本体部10および蓋部20の材料には、例えば、ポリカーボネート等の樹脂が使用される。ただし、樹脂に代えて、ガラスや金属等の材料が使用されていてもよい。
【0033】
容器本体部10は、半導体ウエハ9を搬入および搬出するための搬入出口11を有する筐体である。容器本体部10は、天板部12、底板部13、奥壁部14、および一対の側壁部15を有する。複数枚の半導体ウエハ9は、搬入出口11を介して搬入され、天板部12の下側、底板部13の上側、奥壁部14の手前、かつ、一対の側壁部15の間に形成された内部空間16に、収容される。
【0034】
また、容器本体部10は、一対の保持部30を有している。各保持部30は、例えば樹脂により形成され、半円筒状に広がる奥壁部14の内側の面に、固定されている。
図3に示すように、各保持部30には、半導体ウエハ9の周縁部90を保持する第1溝31が、上下に多段に設けられている。各第1溝31は、水平方向に円弧状に延びている。
【0035】
なお、容器本体部10に対する半導体ウエハ9の搬入および搬出は、ロボットアームにより行われる。
図2に示すように、一対の保持部30の間には、ロボットアームの先端部が進入するための空隙32が、確保されている。
【0036】
蓋部20は、容器本体部10の搬入出口11を閉鎖する略板状の部材である。蓋部20には、
図3において概念的に示した駆動機構21が接続されている。駆動機構21は、例えば、モータやシエアリンダ等の駆動源と、ギアやアーム等の動力伝達機構とを組み合わせることにより、実現される。駆動機構21を動作させると、蓋部20は、容器本体部10の搬入出口11を閉鎖する閉鎖位置(
図3中に実線で示した位置)と、容器本体部10より下側の待機位置(
図3中に二点鎖線で示した位置)との間で移動する。蓋部20を待機位置に配置したときには、容器本体部10の搬入出口11が開放されて、半導体ウエハ9の搬入および搬出が可能となる。
【0037】
また、蓋部20は、押圧部40を有している。押圧部40は、例えば樹脂により形成され、蓋部20の内部空間16側の面に、固定されている。
図2に示すように、押圧部40は、上面視において略円弧状に広がっている。また、
図3に示すように、押圧部40には、半導体ウエハ9の周縁部を保持する第2溝41が、上下に多段に設けられている。各第2溝41は、水平方向に円弧状に延びている。
【0038】
半導体ウエハ9の収容時には、各半導体ウエハ9の周縁部90が、一対の第1溝31と第2溝41とに嵌合する。これにより、各半導体ウエハ9が水平に保持される。また、複数の第1溝31および複数の第2溝41は、それぞれ、上下方向に等間隔に配列されている。このため、基板収容容器1の内部において、複数枚の半導体ウエハ9が、上下方向に等間隔に配列される。
【0039】
また、蓋部20を閉鎖位置に配置したときには、押圧部40が、半導体ウエハ9との接触によって撓みつつ、半導体ウエハ9を奥壁部14側へ押圧する。これにより、一対の保持部30と押圧部40との間において、半導体ウエハ9が弾性力をもって挟持される。その結果、半導体ウエハ9の振動が吸収され、基板収容容器1の内部における半導体ウエハ9の割れや欠けが、抑制される。
【0040】
なお、押圧部40が撓みによる弾性力を発揮するために、押圧部40の半導体ウエハ9側の面の自然状態(半導体ウエハ9と接触していない状態)における曲率半径は、半導体ウエハ9の周縁部90の曲率半径より、やや小さく設定されていることが、好ましい。
【0041】
<2.粘着材について>
図4および
図5は、基板収容容器1の部分縦断面図である。
図4および
図5に示すように、半導体ウエハ9の周縁部90は、外端面91と、外端面91に隣接する上傾斜面92および下傾斜面93と、を含んでいる。外端面91は、半導体ウエハ9の最外周部において、円環状に広がっている。上傾斜面92は、外端面91の上端部から上方へ向かうにつれて径が縮小するように、テーパ状に広がっている。下傾斜面93は、外端面91の下端部から下方へ向かうにつれて径が縮小するように、テーパ状に広がっている。
【0042】
また、
図4に示すように、保持部30の第1溝31の表面は、中央保持面311と、中央保持面311に隣接する上傾斜保持面312および下傾斜保持面313と、を含んでいる。中央保持面311は、上傾斜保持面312と下傾斜保持面313との間において、略円弧状に広がっている。上傾斜保持面312は、中央保持面311の上端部から上方へ向かうにつれて径が縮小するように、斜めに広がっている。下傾斜保持面313は、中央保持面311の下端部から下方へ向かうにつれて径が縮小するように、斜めに広がっている。
【0043】
半導体ウエハ9の収容時には、中央保持面311、上傾斜保持面312、および下傾斜保持面313が、半導体ウエハ9の外端面91、上傾斜面92、および下傾斜面93に、それぞれ対向する。
【0044】
また、保持部30の中央保持面311、上傾斜保持面312、および下傾斜保持面313は、第1粘着材33に被覆されている。半導体ウエハ9の収容時には、第1粘着材33が、半導体ウエハ9の外端面91、上傾斜面92、および下傾斜面93に接触する。これにより、半導体ウエハ9の周縁部90の異物が、第1粘着材33に付着する。また、当該異物は、基板収容容器1から半導体ウエハ9を搬出するときに、半導体ウエハ9の周縁部90から剥がれて、第1粘着材33側に残る。その結果、半導体ウエハ9の周縁部90から異物が除去される。
【0045】
このように、この基板収容容器1は、半導体ウエハ9の収容および搬出の過程において、半導体ウエハ9の周縁部90から異物を除去する機能を有している。このため、別途に洗浄工程や洗浄装置を用意することなく、半導体ウエハ9の周縁部90を清浄化できる。これにより、半導体の製造コストや処理時間の増加を抑制できる。また、半導体ウエハ9の周縁部90から異物を除去するために、半導体ウエハ9に対して、純水等の液体を吐出する必要もない。
【0046】
特に、本実施形態では、保持部30の中央保持面311だけではなく、上傾斜保持面312および下傾斜保持面313も、第1粘着材33に被覆されている。このため、半導体ウエハ9の周縁部90のうち、外端面91に付着した異物だけではなく、上傾斜面92および下傾斜面93に付着した異物も、除去できる。また、本実施形態の保持部30は、弾性を有する材料で形成されている。このため、半導体ウエハ9との接触によって保持部30が撓み、それにより、半導体ウエハ9の周縁部90と第1粘着材33とが密着する。したがって、半導体ウエハ9の周縁部90から、異物がより良好に除去される。
【0047】
また、本実施形態では、
図2のように、一対の保持部30の空隙32とは反対側の端部が、半導体ウエハ9の搬送方向に対して90度の位置(奥壁部14と側壁部15との境界部)まで達している。すなわち、奥壁部14の内側面のうち、空隙32に面する部分を除く左右の領域全体に、保持部30が広がっている。これにより、第1粘着材33を設置する領域が、広げられている。その結果、半導体ウエハ9の周縁部90と、第1粘着材33との接触面積が、広く確保されている。
【0048】
また、本実施形態では、半導体ウエハ9の収容時に、押圧部40が半導体ウエハ9を奥壁部14側へ押圧する。これにより、第1粘着材33に対して半導体ウエハ9の周縁部90が、より強く密着する。その結果、異物の除去率がさらに向上する。
【0049】
図5に示すように、押圧部40の第2溝41の表面は、中央押圧面411と、中央押圧面411に隣接する上傾斜押圧面412および下傾斜押圧面413と、を含んでいる。中央押圧面411は、上傾斜押圧面412と下傾斜押圧面413との間において、略円弧状に広がっている。上傾斜押圧面412は、中央押圧面411の上端部から上方へ向かうにつれて径が縮小するように、斜めに広がっている。下傾斜押圧面413は、中央押圧面411の下端部から下方へ向かうにつれて径が縮小するように、斜めに広がっている。
【0050】
半導体ウエハ9の収容時には、中央押圧面411、上傾斜押圧面412、および下傾斜押圧面413が、半導体ウエハ9の外端面91、上傾斜面92、および下傾斜面93を、それぞれ押圧する。
【0051】
また、押圧部40の中央押圧面411、上傾斜押圧面412、および下傾斜押圧面413は、第2粘着材42に被覆されている。半導体ウエハ9の収容時には、第2粘着材42が、半導体ウエハ9の外端面91、上傾斜面92、および下傾斜面93に接触する。これにより、半導体ウエハ9の周縁部90の異物が、第2粘着材42に付着する。また、当該異物は、蓋部20を開いて半導体ウエハ9から押圧部40を引き離すときに、半導体ウエハ9の周縁部90から剥がれて、第2粘着材42側に残る。その結果、半導体ウエハ9の周縁部90から異物が除去される。
【0052】
特に、本実施形態では、押圧部40の中央押圧面411だけではなく、上傾斜押圧面412および下傾斜押圧面413も、第2粘着材42に被覆されている。このため、半導体ウエハ9の周縁部90のうち、外端面91に付着した異物だけではなく、上傾斜面92および下傾斜面93に付着した異物も、除去できる。また、本実施形態の押圧部40は、弾性を有する材料で形成されている。このため、半導体ウエハ9との接触によって押圧部40が撓み、それにより、半導体ウエハ9の周縁部90と第2粘着材42とが密着する。したがって、半導体ウエハ9の周縁部90から、異物がより良好に除去される。
【0053】
このように、本実施形態の基板収容容器1では、容器本体部10の保持部30と、蓋部20の押圧部40との双方に、粘着材が設けられている。このため、半導体ウエハ9の周縁部90のより広い領域から、異物が除去される。
【0054】
第1粘着材33および第2粘着材42には、例えば、シリコーンゴム、天然ゴム、アクリルポリマー、ウレタン樹脂等を主成分とする既知の粘着材を、使用することができる。また、第1粘着材33および第2粘着材42は、例えば、ペースト状の材料が塗布されたものであってもよく、シート状のフィルムの両面に粘着層が形成された両面テープであってもよい。
【0055】
ただし、第2粘着材42の粘着力が強すぎると、蓋部20を開くときに、押圧部40の移動とともに、半導体ウエハ9が容器本体部10から外部へ飛び出してしまう虞がある。この点を考慮し、第1粘着材33には、第2粘着材42より粘着力の強い材料を、使用することが好ましい。そうすれば、第1粘着材33より先に、第2粘着材42を半導体ウエハ9から引き離すことができる。したがって、上述した半導体ウエハ9の飛び出しを防止できる。
【0056】
また、第1粘着材33は保持部30に対して、第2粘着材42は押圧部40に対して、それぞれ着脱可能であることが好ましい。第1粘着材33および第2粘着材42が着脱可能であれば、使用後の第1粘着材33および第2粘着材42を取り外し、新しい第1粘着材33および第2粘着材42を取り付けることができる。それにより、異物の除去性能を維持することができる。
【0057】
なお、保持部30自体または押圧部40自体を、粘着力のある材料で形成すると、保持部30および押圧部40の剛性と、粘着力とを両立させることが難しい。本実施形態では、保持部30自体および押圧部40自体の材料には、剛性を重視した粘着力のない樹脂を使用し、当該樹脂の表面を粘着材で被覆している。これにより、保持部30および押圧部40の剛性と、高い異物除去性能とが、両立されている。
【0058】
<3.異物除去処理の流れ>
続いて、上記の基板収容容器1を用いた異物除去処理の流れについて、
図6のフローチャートを参照しつつ、説明する。
【0059】
この基板収容容器1を用いて異物を除去するときには、まず、基板収容容器1に、半導体ウエハ9を搬入する(ステップS1)。具体的には、まず、駆動機構21を動作させて、基板収容容器1の蓋部20を、待機位置へ移動させる。これにより、容器本体部10の搬入出口11を開放する。次に、搬入出口11を介して容器本体部10の内部に、1枚または複数枚の半導体ウエハ9を、水平に搬入する。容器本体部10の内部に半導体ウエハ9が搬入されると、各半導体ウエハ9の奥壁部14側の周縁部90は、一対の保持部30の第1溝31に保持され、第1粘着材33と接触する。そうすると、半導体ウエハ9の当該周縁部90の異物が、第1粘着材33に付着する。
【0060】
続いて、駆動機構21を動作させて、基板収容容器1の蓋部20を、再び閉鎖位置へ移動させる。これにより、容器本体部10の搬入出口11を閉鎖する。搬入出口11が閉鎖されると、各半導体ウエハ9の搬入出口11側の周縁部90は、押圧部40の第2溝41に保持され、第2粘着材42と接触する。そうすると、半導体ウエハ9の当該周縁部90の異物が、第2粘着材42に付着する。
【0061】
続いて、半導体ウエハ9を収容した基板収容容器1を、搬送または保管する(ステップS2)。ここでは、例えば、クリーンルームの天井に設けられたレールに沿って、1つの装置から他の装置へ、基板収容容器1が搬送される。また、基板収容容器1は、必要に応じて、ストッカー装置に搬送され、次工程の処理の準備が整うまで、ストッカー装置内に保管される。
【0062】
その後、基板収容容器1から半導体ウエハ9を搬出する(ステップS3)。具体的には、まず、駆動機構21を動作させて、基板収容容器1の蓋部20を、待機位置へ移動させる。これにより、容器本体部10の搬入出口11を開放する。このとき、半導体ウエハ9の搬入出口11側の周縁部90は、第2粘着材42から引き離される。そうすると、半導体ウエハ9の当該周縁部90から異物が剥がれて、第2粘着材42側に残る。その結果、半導体ウエハ9の当該周縁部90から異物が除去される。
【0063】
次に、ロボットアームを利用して、容器本体部10から半導体ウエハ9を搬出する。半導体ウエハ9は、容器本体部10の内部から、搬入出口11を介して、水平に引き出される。このとき、半導体ウエハ9の奥壁部14側の周縁部90は、第1粘着材33から引き離される。そうすると、半導体ウエハ9の当該周縁部90から異物が剥がれて、第1粘着材33側に残る。その結果、半導体ウエハ9の当該周縁部90から異物が除去される。
【0064】
半導体の製造工程では、複数の装置において半導体ウエハ9に種々の処理が施される。それに伴い、基板収容容器1に対する半導体ウエハ9の搬入および搬出が、繰り返される。すなわち、ステップS1〜S3の動作が繰り返される。また、半導体ウエハ9の処理においては、特段の制御をしない限り、基板収容容器1に収容される半導体ウエハ9の回転方向の向きは、一定しない。このため、基板収容容器1に収容されるたびに、半導体ウエハ9の異なる部分が、第1粘着材33および第2粘着材42に接触する。したがって、ステップS1〜S3の処理を繰り返すことによって、最終的に、半導体ウエハ9の周縁部90の全周から、異物が除去される。
【0065】
<4.変形例>
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。
【0066】
図7は、一変形例に係る基板収容容器1Aの横断面図である。
図7の例では、容器本体部10Aが、半導体ウエハ9Aと蓋部20Aとの間に介在するストッパー部50Aを有している。このようにすれば、蓋部20Aを開くときに、押圧部40Aの移動とともに半導体ウエハ9Aが容器本体部10Aから飛び出すことを、防止できる。このため、第2粘着材の粘着力を、第1粘着材の粘着力と同等またはそれ以上に設定することが、可能となる。したがって、第2粘着材による異物の除去率を高めることができる。なお、ロボットアームで半導体ウエハ9Aを搬出するときには、半導体ウエハ9を上方へ浮かせてから引き出すなどして、ストッパー部50を避けるようにすればよい。
【0067】
また、上記の実施形態では、押圧部に第2粘着材が設けられていたが、押圧部は、第2粘着材を有していなくてもよい。すなわち、押圧部の中央押圧面、上傾斜押圧面、および下傾斜押圧面において、非粘着性の材料が露出していてもよい。そのようにすれば、蓋部を開くときに、押圧部の移動とともに半導体ウエハが容器本体部から飛び出すことを、防止できる。
【0068】
また、上記の実施形態では、保持部に設けられた第1溝と、押圧部に設けられた第2溝とで、半導体ウエハが保持されていたが、保持部および押圧部の形状は、上記の実施形態とは異なる形状であってもよい。例えば、保持部に設けられた段差状の保持面に、半導体ウエハの周縁部が載置されるようになっていてもよい。また、上記の実施形態では、上下方向に延びる柱状の保持部および押圧部で、複数枚の半導体ウエハを保持していたが、保持部および押圧部は、半導体ウエハ毎に個別に設けられていてもよい。
【0069】
また、上記の実施形態では、半導体ウエハを対象としていたが、本発明の基板収容容器および異物除去方法は、液晶表示装置用ガラス基板、PDP用ガラス基板、フォトマスク用基板、カラーフィルタ用基板、記録ディスク用基板、太陽電池用基板などの他の精密電子部品用基板を、対象とするものであってもよい。ただし、基板が円板状であれば、基板収容容器に基板を収容するたびに、基板の周縁部のうち、粘着材に接触させる部分を、任意の角度でずらすことができる。したがって、円板状の基板を対象とする場合には、本発明が特に有用である。
【0070】
また、上記の実施形態では、基板収容容器内に、複数枚の半導体ウエハが水平に収容されていたが、本発明の基板収容容器は、基板を縦に収容するものであってもよく、1枚の基板のみを収容するものであってもよい。
【0071】
また、基板収容容器の細部の形状については、本願の各図に示された形状と、相違していてもよい。また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。