特許 6646385 セパレータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6646385

(24)【登録日】2020年1月15日

(45)【発行日】2020年2月14日

(54)【発明の名称】セパレータ

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/673 20060101AFI20200203BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/68 V

【請求項の数】3

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2015-174851(P2015-174851)

(22)【出願日】2015年9月4日

(65)【公開番号】特開2017-50500(P2017-50500A)

(43)【公開日】2017年3月9日

【審査請求日】2018年8月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000077

【氏名又は名称】アキレス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001999

【氏名又は名称】特許業務法人はなぶさ特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】西島 正敬

【審査官】 山口 大志

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０２２４５１７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 中国実用新案第２０１０２３８１３（ＣＮ，Ｙ）

【文献】 特表２０１４−５０７０７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００４／０１４９６２３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開平１０−１０６９７８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／６７３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体ウェハ搬送容器の中に半導体ウェハを上下に積層して収納する際、半導体ウェハ同士が接触しないように半導体ウェハ間に介装されるセパレータであって、
該セパレータは、断面が略Ｔ字型をなす板状の円環体からなり、その外周縁部に、上側で半導体ウェハと接触する上側接触面及び下側で半導体ウェハと接触する下側接触面をそれぞれ有し、更に、これら接触面より内側に、前記略Ｔ字型断面の脚部に対応する取出し部を上下両側にそれぞれ形成してなり、そして、半導体ウェハの収納の際、セパレータは上側接触面と下側接触面のみで半導体ウェハと接触し、該ウェハの表面と該取出し部の表面との間に非接触の空間が上下両側それぞれに、該ウェハについて前記外周縁部以外の全領域にわたって形成されることを特徴とする、半導体ウェハ搬送容器用のセパレータ。

【請求項2】

前記外周縁部の適所に、セパレータ内部と外部とを連通する通気孔又は通気凹部を形成してなる請求項１記載のセパレータ。

【請求項3】

半導体ウェハ搬送容器の本体と、請求項１又は２に記載のセパレータとを含む、半導体ウェハの収納容器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体ウェハ搬送容器の中に半導体ウェハを上下に積層して収納する際、半導体ウェハ同士が接触しないように半導体ウェハ間に介装されるセパレータに関するものであり、より詳細には、両面に回路が形成された半導体ウェハを搬送する場合においても回路の非接触状態を確保でき、それにより、半導体ウェハの汚染や損傷等を回避でき、且つ、半導体ウェハの収納・取出しを容易とするセパレータに関する。

【背景技術】

【0002】

半導体ウェハの搬送には、コインスタック式（横置き）搬送容器と縦置き容器の２種類が一般的に使用されている。
これまでの搬送形態であるコインスタック式（横置き）搬送容器では、容器内の最上段と最下段にクッション材等を設け、そのクッション間に半導体ウェハと層間紙（合成樹脂製シートまたは無塵紙等）とを交互に介在させ、輸送中の振動・衝撃等による半導体ウェハの損傷を抑制していた（例えば、特許文献１参照。）。
しかし、イメージセンサー表面のカバーガラスや3DS-IC 構造を持つウェハ表面はマイクロバンプ(微小な金属突起)の形成やTSV 端子の露出等で非常に繊細な構造を有していることから、搬送時においても層間紙等が直接触れることが出来なくなる。そして、その層間紙等がウェハ表面と直接接触してしまうと、汚染や損傷等のリスクが付き纏うという問題があった。

【0003】

上記の問題を解決すべく、非接触式のセパレータが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。また、縦置き容器においては、半導体ウェハの回路形成面は非接触状態を確保出来るものの、バックグラインド後の薄ウェハの状態では、容器フタを閉めた時、半導体ウェハに掛かる負荷が発生すると同時に、容器の振動等により半導体ウェハが破損する危険性が高まってしまうという問題が生じる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平０９−１２９７１９号公報

【特許文献2】中国実用新案公告第２０１０２３８１３号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献２に記載のセパレータは、その上面には半導体ウェハに形成された回路との非接触状態を維持し得る凸部が外周縁部に形成されているものの、その下面にはそのような凸部が形成されていない、略Ｌ字型となる断面形状を有するものであるため（例えば、特許文献２の図１参照。）、片面のみに回路が形成された半導体ウェハにおける汚染や損傷等を抑制することができても、両面に回路が形成された半導体ウェハにおける汚染や損傷等を抑制し得るような形状とはなっていなかった。そのため、このセパレータは、TSV 端子を持つウェハのように回路が両面に形成されたウェハに用いた場合においては、汚染や損傷等を十分に抑制することは困難であると考えられた。

【0006】

本発明は、上記の問題を解決し得るセパレータ、即ち、両面に回路が形成された半導体ウェハを搬送する場合においても回路の非接触状態を確保でき、それにより、半導体ウェハの汚染や損傷等を回避できるセパレータであって、更に、半導体ウェハの収納・取出しを容易とするセパレータを提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明者等は、上記の課題を解決するために鋭意検討した結果、半導体ウェハ搬送容器の中に半導体ウェハを上下に積層して収納する際、半導体ウェハ同士が接触しないように半導体ウェハ間に介装されるセパレータとして、
断面が略Ｔ字型をなす板状の円環体からなり、その外周縁部に、上側で半導体ウェハと接触する上側接触面及び下側で半導体ウェハと接触する下側接触面をそれぞれ有し、更に、これら接触面より内側に、前記略Ｔ字型断面の脚部に対応する取出し部を上下両側にそれぞれ形成してなり、そして、半導体ウェハの収納の際、該ウェハの表面と該取出し部の表面との間に非接触の空間が上下両側それぞれに形成されるセパレータを使用すると、両面に回路が形成された半導体ウェハを搬送する場合においても回路の非接触状態を確保でき、それにより、半導体ウェハの汚染や損傷等を回避できること、及び、略Ｔ字型断面の脚部の上下両側に形成された取出し部が吸着パッドの吸着面となり、それにより、自動化移載装置によるセパレータの収納・取出しが容易となることを見出し、本発明を完成させた。

【0008】

従って、本発明は、
［１］半導体ウェハ搬送容器の中に半導体ウェハを上下に積層して収納する際、半導体ウェハ同士が接触しないように半導体ウェハ間に介装されるセパレータであって、
該セパレータは、断面が略Ｔ字型をなす板状の円環体からなり、その外周縁部に、上側で半導体ウェハと接触する上側接触面及び下側で半導体ウェハと接触する下側接触面をそれぞれ有し、更に、これら接触面より内側に、前記略Ｔ字型断面の脚部に対応する取出し部を上下両側にそれぞれ形成してなり、そして、半導体ウェハの収納の際、セパレータは上
側接触面と下側接触面のみで半導体ウェハと接触し、該ウェハの表面と該取出し部の表面との間に非接触の空間が上下両側それぞれに、該ウェハについて前記外周縁部以外の全領域にわたって形成されることを特徴とする、半導体ウェハ搬送容器用のセパレータ、
［２］前記外周縁部の適所に、セパレータ内部と外部とを連通する通気孔又は通気凹部を形成してなる前記［１］記載のセパレータ、
［３］半導体ウェハ搬送容器の本体と、前記［１］又は［２］に記載のセパレータとを含む、半導体ウェハの収納容器
に関する。

【発明の効果】

【0009】

本発明により、両面に回路が形成された半導体ウェハを搬送する場合においても回路の非接触状態を確保でき、それにより、半導体ウェハの汚染や損傷等を回避でき、且つ、半導体ウェハの収納・取出しを容易とするセパレータが提供される。
本発明のセパレータを用いることで、半導体ウェハ搬送容器内における半導体ウェハの動きが抑制され、且つ半導体ウェハに形成された回路の接触による汚染や損傷等を回避することが出来た。
本発明のセパレータは、ウェハの回路形成面との接触が厳禁となるイメージセンサー表面のカバーガラスや3DS-IC 構造を持つウェハを搬送するのに非常に有用なセパレータとなる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明のセパレータの１態様を示す図であって、（Ａ）は上面図を示し、（Ｂ）は側面図を示し、（Ｃ）は断面形状（切断箇所ａ−ａ）を示す。

【図2】本発明のセパレータ（３枚）と半導体ウェハ（２枚）を積層した際の部分透視図を示す。

【図3】本発明のセパレータの別の態様を示す図である。

【図4】半導体ウェハ搬送容器の中に半導体ウェハと本発明のセパレータを積層して収納する際の概念図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本発明は、半導体ウェハ搬送容器の中に半導体ウェハを上下に積層して収納する際、半導体ウェハ同士が接触しないように半導体ウェハ間に介装されるセパレータであって、
該セパレータは、断面が略Ｔ字型をなす板状の円環体からなり、その外周縁部に、上側で半導体ウェハと接触する上側接触面及び下側で半導体ウェハと接触する下側接触面をそれぞれ有し、更に、これら接触面より内側に、前記略Ｔ字型断面の脚部に対応する取出し部を上下両側にそれぞれ形成してなり、そして、半導体ウェハの収納の際、該ウェハの表面と該取出し部の表面との間に非接触の空間が上下両側それぞれに形成されることを特徴とする、半導体ウェハ搬送容器用のセパレータに関する。

【0012】

本発明のセパレータは、合成樹脂を射出成形・真空成形・圧空成形などで形成することにより製造することができる。
上記の合成樹脂としては、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ABS 系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリエーテルニトリル系樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂、ポリフタルアミド系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリサルフォン系樹脂、ポリエーテルサルフォン系樹脂、ポリエーテルイミド系樹脂、液晶ポリマー系樹脂及びポリエーテルエーテルケトン系樹脂等が挙げられ、ポリプロピレン系樹脂及びポリカーボネート系樹脂等が好ましい。

【0013】

また、上記の合成樹脂に、導電性フィラーを含有させたり、或いは成形後のセパレータ表面に導電処理を施すことにより、該セパレータの表面抵抗値を１０¹乃至１０¹²Ωとすることもできる。
上記の導電性フィラーとしては、カーボンブラック、グラファイトカーボン、グラファイト、炭素繊維、金属粉末、金属繊維、金属酸化物の粉末、金属コートした無機質微粉末、有機質微粉末及び繊維等が挙げられる。
上記の導電処理としては、成形後のセパレータ表面で直接導電性ポリマーを重合させて導電性の膜を形成したり、或いは導電性ポリマーとバインダー樹脂を含んだ塗料をセパレータ表面にコーティングすること等が挙げられる。
表面抵抗値が１０¹乃至１０¹²Ωとなる合成樹脂から形成されたセパレータが好ましい。

【0014】

本発明のセパレータは、断面が略Ｔ字型をなす板状の円環体からなり、その外周縁部に、上側で半導体ウェハと接触する上側接触面及び下側で半導体ウェハと接触する下側接触面をそれぞれ有する。
本発明のセパレータの直径は、実質的に半導体ウェハの直径と同一であり、そのため、本発明のセパレータの外周縁部に設けられる上側接触面は、上側の半導体ウェハの下面の周縁部とのみ接触し、そして、下側接触面は、下側の半導体ウェハの上面の周縁部とのみ接触する。
結果として、積層される半導体ウェハは、その上面における周縁部以外の領域において非接触状態が維持され且つその下面における周縁部以外の領域において非接触状態が維持されることになる。
これにより、両面に回路が形成された半導体ウェハにおいても回路の非接触状態を確保できる。

【0015】

また、本発明のセパレータは、該セパレータの接触面より内側に、略Ｔ字型断面の脚部に対応する取出し部を上下両側にそれぞれ形成する。
本発明のセパレータにおける略Ｔ字型断面の脚部の厚さは、外周縁部の厚さよりも薄くなるため、上側の取出し部及び下側の取出し部は、何れも半導体ウェハと接触せず、結果として、半導体ウェハの表面と取出し部の表面との間に非接触の空間が上下両側それぞれに形成されることとなる。
本発明のセパレータにおける取出し部は、吸着パッドの吸着面となり、それにより、自動化移載装置によるセパレータの収納・取出しが容易となる。

【0016】

本発明のセパレータの実施の態様を、図面を用いて説明する。
図１の（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、本発明のセパレータ１は、板状の円環体であり、外周縁部２及び脚部を３有する。図１の（Ｃ）で示されるように、本発明のセパレータをａ−ａで切断した際の断面は、略Ｔ字型であり、その外周縁部２は、その上側に上側接触面４及び下側に下側接触面５を有し、略Ｔ字型断面の脚部３には、取出し部（上側）６及び取出し部（下側）７が形成されている。

【0017】

上側接触面４と下側接触面５との間の垂直距離ｂは、１．５ｍｍ乃至５ｍｍの範囲であり、１．５ｍｍ乃至３ｍｍの範囲が好ましい。
上側接触面４及び下側接触面５の幅ｃは、１ｍｍ乃至３ｍｍの範囲であり、１．５ｍｍ乃至２．５ｍｍの範囲が好ましい。
脚部３の幅（取出し部の幅）ｆは、７ｍｍ乃至１１ｍｍの範囲であり、８ｍｍ乃至１０ｍｍの範囲が好ましい。
脚部３の厚さｇは、外周縁部の厚さよりも薄く、１ｍｍ乃至３ｍｍの範囲であり、１ｍｍ乃至２ｍｍの範囲が好ましい。
上側接触面４と取出し部（上側）６との間の垂直距離ｄは、下側接触面５と取出し部（下側）７との間の垂直距離ｅと同じであり、０．２５ｍｍ乃至２ｍｍの範囲であり、０．２５ｍｍ乃至１ｍｍの範囲が好ましい。

【0018】

図２は、本発明のセパレータを用いて半導体ウェハを積層した状態を示す。
半導体ウェハ８は、その上面において、本発明のセパレータの外周縁部２に存在する下側接触面５と周縁部のみで接触し、その下面において、本発明のセパレータの外周縁部２に存在する上側接触面４と周縁部のみで接触するため、積層される半導体ウェハ８は、その上面における周縁部以外の領域において非接触状態が維持され且つその下面における周縁部以外の領域において非接触状態が維持されることになる。
結果として、本発明のセパレータを用いて積層された半導体ウェハは、両面に回路が形成された場合においても、該両面に形成された回路の非接触状態を確保でき、それにより、半導体ウェハの汚染や損傷等を回避できる。
また、この際、略Ｔ字型断面の脚部３に形成されている取出し部（上側）６及び取出し部（下側）７も非接触状態が維持される。

【0019】

図３に、本発明のセパレータの別の態様を示した。
該態様におけるセパレータ１０おいて、外周縁部２の適所に、セパレータ内部と外部とを連通する通気孔又は通気凹部９が形成されているが、それ以外の構成は、図１に示されたセパレータ１と同様である。
通気孔又は通気凹部９は、半導体ウェハ間の空間が密閉され、それにより、脚部３に形成されている取出し部を利用する、自動化移載装置によるセパレータの取出しが困難となる場合を回避する、すなわち、セパレータと半導体ウェハとが貼り付いてしまい、セパレータのみ、或いは半導体ウェハのみの取出しが困難となる場合を回避するために設けるものである。
通気孔又は通気凹部９は、通常、セパレータの外周縁部２に存在する上側接触面及び下側接触面の数箇所に形成された、幅２ｍｍ乃至４ｍｍ、高さ０．２５ｍｍ乃至２ｍｍの凹部として存在する。
上側接触面及び下側接触面に形成される通気孔又は通気凹部９の数は、それぞれ３箇所以上、合計で６箇所以上であり、好ましくは、３乃至１０箇所、合計で６乃至２０箇所、より好ましくは、４乃至８箇所、合計で８乃至１６箇所である。
通気孔又は通気凹部９は、等間隔で形成するのが好ましく、また、上側接触面に形成さ
れる複数の通気孔又は通気凹部９と下側接触面に形成される複数の通気孔又は通気凹部９の位置は、セパレータ１０に対して同じ位置となるように形成することもできるが、図３で示されるようにセパレータ１０に対して互い違いの位置となるように形成するのが好ましい。
尚、図３に示されるセパレータ１０の態様における、各種寸法、即ち、上側接触面と下側接触面との間の垂直距離、上側接触面及び下側接触面の幅、脚部の幅（取出し部の幅）、脚部の厚さ、上側接触面と取出し部（上側）との間の垂直距離及び下側接触面と取出し部（下側）との間の垂直距離に関する数値範囲及び好ましい数値範囲は、図１に示されるセパレータ１で示された値と同様の値を採用することができる。

【0020】

本発明はまた、半導体ウェハ搬送容器の本体と、上述のセパレータとを含む、半導体ウェハの収納容器にも関する。
本発明の半導体ウェハの収納容器の１態様を図４に示した。
図４に示されるように、本発明の半導体ウェハの収納容器は、例えば、半導体ウェハ搬送容器（蓋）１１及び半導体ウェハ搬送容器（本体）１２との間に、半導体ウェハ８が、該半導体ウェハ８の間に介装されたセパレータ１０と共に上下に積層される。
上記積層された半導体ウェハの上下端部にクッション材を配置することもできる。

【実施例】

【0021】

次に、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
実施例１
ポリカーボネート樹脂 (帝人化成（株）製パンライトL-1225L)を用いて、断面が略Ｔ字型をなす板状の円環体であると共に、以下の寸法を有するセパレータを一体成形により製造した。
直径：２００ｍｍ（半導体ウェハの直径と同一）
上側接触面と下側接触面との間の垂直距離：２ｍｍ
上側接触面及び下側接触面の幅：２ｍｍ
脚部の幅（取出し部の幅）：９ｍｍ
脚部の厚さ：１ｍｍ
上側接触面と取出し部（上側）との間の垂直距離及び下側接触面と取出し部（下側）との間の垂直距離：０．５ｍｍ
通気孔又は通気凹部：上側接触面に６箇所（等間隔）及び下側接触面に６箇所（等間隔）の計１２箇所、上側接触面に形成された通気孔又は通気凹部と下側接触面に形成された通気孔又は通気凹部は、それぞれ互い違いとなるように配置し、通気孔又は通気凹部の１箇所当たりの大きさは、幅３ｍｍ、高さ０．５ｍｍの凹部とした。

【0022】

試験例１
コインスタック式(横置き)搬送容器（ＨＷＳ）に、表裏両面に回路が形成された半導体ウェハ（直径：２００ｍｍ、厚み：７２５μｍ及び１００μｍ）を、実施例１で製造したセパレータを該半導体ウェハ間に介装して上下に積層して収納し、落下試験を行った。なお、セパレータと半導体ウェハとが収納された搬送容器内において、実施例１におけるセパレータの上側接触面および下側接触面と、接触する半導体ウェハの部分には回路は形成されていないものである。
比較として、コインスタック式(横置き)搬送容器（ＨＷＳ）に半導体ウェハ（直径：２００ｍｍ、厚み：７２５μｍ及び１００μｍ）を、従来の層間紙を該半導体ウェハ間に介装して上下に積層して収納したもの（比較例１）、特許文献２に記載のような断面が略Ｌ字型をなす板状の円環体からなるセパレータを該半導体ウェハ間に介装して上下に積層して収納したもの（比較例２）、縦置き搬送容器（ＶＷＳ）に半導体ウェハ（直径：２００ｍｍ、厚み：７２５μｍ及び１００μｍ）を収納したもの（比較例３）において同様の試
験を行った。

【0023】

落下試験は、ＩＳＯ ２２４８に準拠し、段ボール箱及び緩衝材で包装した包装貨物を落下試験機（DTS-100 型,神栄テクノロジー（株）製）を用いて、１００ｃｍ及び１２０ｃｍの落下高さより自由落下（落下方向：１角、３稜、６面）させ、内容物である半導体ウェハ（直径：２００ｍｍ、厚み：７２５μｍ及び１００μｍ）の状態を目視で観察した。
なお、ここでいう半導体ウェハの状態とは、
i）半導体ウェハの破損（半導体ウェハの「割れや欠け」）有無、
ii）半導体ウェハ（表裏両面の回路形成部）と、
断面が略Ｔ字型をなす板状の円環体からなるセパレータ(実施例１)、
または層間紙(比較例１)、または断面が略Ｌ字型をなす板状の円環体からなるセパレータ（比較例２）とが接触した場合、その接触によるキズ（半導体ウェハの表面上における「スリキズや打痕」）付着の有無、
iii）半導体ウェハ（表裏両面の回路形成部）の表面に、異物（セパレータに含有される物質の一部、または層間紙に含有される物質の一部）付着の有無
について、それぞれ目視で観察したものである。
７２５μｍ厚の半導体ウェハを用いた結果を表１に纏め、１００μｍ厚の半導体ウェハを用いた結果を表２に纏めた。
尚、表中、ＨＷＳは、コインスタック式(横置き)搬送容器を示し、ＶＷＳは、縦置き搬送容器を示す。

【表1】

※i）破損とは、
半導体ウェハの破損（半導体ウェハの「割れや欠け」）有無であり、半導体ウェハの破損無しは○、半導体ウェハの破損有りは×とした。
※ii）キズ付着とは、
半導体ウェハ（表裏両面の回路形成部）と、
断面が略Ｔ字型をなす板状の円環体からなるセパレータ(実施例１)、
または層間紙(比較例１) 、または断面が略Ｌ字型をなす板状の円環体からなるセパレータ（比較例２）とが接触した場合、その接触によるキズ（半導体ウェハの表面上における「スリキズや打痕」）付着の有無であり、
キズ付着無しは○、キズ付着有りは×とした。
※iii）異物付着とは、
半導体ウェハ（表裏両面の回路形成部）の表面に、異物（セパレータに含有される物質の一部、または層間紙に含有される物質の一部）付着の有無であり、
異物付着無しは○、該異物付着有りは×とした。

【表2】

※i）破損とは、
半導体ウェハの破損（半導体ウェハの「割れや欠け」）有無であり、半導体ウェハの破損無しは○、半導体ウェハの破損有りは×とした。
※ii）キズ付着とは、
半導体ウェハ（表裏両面の回路形成部）と、
断面が略Ｔ字型をなす板状の円環体からなるセパレータ(実施例１)、
または層間紙(比較例１) 、または断面が略Ｌ字型をなす板状の円環体からなるセパレータ（比較例２）とが接触した場合、その接触によるキズ（半導体ウェハの表面上における「スリキズや打痕」）付着の有無であり、
キズ付着無しは○、キズ付着有りは×とした。
※iii）異物付着とは、
半導体ウェハ（表裏両面の回路形成部）の表面に、異物（セパレータに含有される物質の一部、または層間紙に含有される物質の一部）付着の有無であり、
異物付着無しは○、該異物付着有りは×とした。

【符号の説明】

【0024】

１：セパレータ（１態様）
２：外周縁部
３：脚部
４：上側接触面
５：下側接触面
６：取出し部（上側）
７：取出し部（下側）
８：半導体ウェハ
９：通気孔又は通気凹部
１０：セパレータ（別態様）
１１：半導体ウェハ搬送容器（蓋）
１２：半導体ウェハ搬送容器（本体）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】