(57)【要約】厚さ８０〜１３０μｍの合成樹脂製シートの表裏面にそれぞれ、凸部および凹部が数多く賦形されたウエハ保護シート１であって、前記多数の凸部と前記多数の凹部はそれぞれ、その各部が格子縞の交点に位置するようにかつ各々交互に配置され、また表面の凸部には裏面の凹部が、表面の凹部には裏面の凸部がそれぞれ対応するような波状断面を有し、そしてシートの剛軟度が３０〜８０ｍｍであることを特徴とするウエハ保護シート１。本発明のウエハ保護シート１は十分に薄く、また積み重ねた各ウエハ間に介在させてウエハを保護する際、ウエハと密着せず、容器に収納したウエハを輸送に伴う振動から保護することができる。
2004089784.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚さ８０〜１３０μｍの合成樹脂製シートの表裏面にそれぞれ、凸部および凹部が数多く賦形されたウエハ保護シートであって、
前記多数の凸部と前記多数の凹部はそれぞれ、その各部が格子縞の交点に位置するようにかつ各々交互に配置され、また表面の凸部には裏面の凹部が、表面の凹部には裏面の凸部がそれぞれ対応するような波状断面を有し、そしてシートの剛軟度が３０〜８０ｍｍであることを特徴とするウエハ保護シート。
【請求項２】
曲げ弾性率１．０×１０３〜１．２×１０３ＭＰａの合成樹脂成形材料を用いて形成されたことを特徴とする、請求項１記載のウエハ保護シート。
【請求項３】
凹凸の高さが、２０〜５０μｍであることを特徴とする請求項１記載のウエハ保護シート。
【請求項４】
凹凸の密度、即ちシート面積当りの凸部数および／または凹部数が０．５〜１６個／ｃｍ２であることを特徴とする、請求項１記載のウエハ保護シート。
【請求項５】
前記合成樹脂製シートへの帯電防止剤の添加により帯電防止性を有することを特徴とする、請求項１記載のウエハ保護シート。
【請求項６】
表面抵抗率が１０１２Ω以下であることを特徴とする、請求項５記載のウエハ保護シート。
【請求項７】
シートは凸部および凹部の他に平坦部を有することを特徴とする、請求項１記載のウエハ保護シート。
【請求項８】
前記平坦部が占める面積割合が、前記合成樹脂シートの表面および裏面の全面積に対し、６０％以上であることを特徴とする、請求項７記載のウエハ保護シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、半導体ウエハを積み重ねて容器に収納するときに、各半導体ウエハ間に挿入して半導体ウエハを保護するウエハ保護シートに関する。
【背景技術】  半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という）は、一般にはシリコン単結晶インゴットを薄い円板状に切り出したもので、その直径は例えば２〜１２インチ程度である。このウエハの表面に多数のＬＳＩ等の回路を形成し、このウエハをチップに切断し、その後これらのチップをパッケージングすることにより、ＬＳＩ等の半導体装置が製造される。
ところで、上記インゴットをウエハに切り出す工程と、上記ウエハに回路を形成する工程と、このウエハをチップに切断してパッケージングする工程とは異なる場所で行われることが多い。そして通常、ある工程が行われる場所から他の工程が行われる場所へのウエハの運搬には、そのために作製された特別な容器が使用される。
上記容器は、例えば、複数枚のウエハを積み重ねて収納するものであるが、積み重ねられたウエハ同士が接触すると擦れによる傷が付くので、これを防止するために各ウエハ間にポリエチレンフィルム等からなるウエハ保護シートを介在させる必要が有る。
このような容器へのウエハの収納および取り出しは、近年、ほとんどが自動機によって行われている。例えば、取り出しにおいて、真空吸着部を有するピックアップアームを用い、このピックアップアームの真空吸着部の近傍に設けた光センサによってウエハの位置を確認し、更にはウエハであるか保護シートであるかを識別して、ウエハと保護シートとを別々な箇所に移載する。この際、ウエハの表裏面が鏡面であるため、ウエハ保護シートがウエハに密着して自動機にトラブルが発生することが有る。これを防止するために、ウエハ保護シートの表面に凹凸等を設けて密着防止することが知られている（例えば、特開平９−１２９７１９号公報参照。）。
ところで、上記のようなウエハ容器への収納では、運搬中の振動によりウエハが動いて損傷しないよう、容器内の最下部や最上部にクッション材等を設けて容器に蓋をして、ウエハの厚さ方向に圧力が加わえられている。このときウエハ保護シートが硬いものであると、上記凹凸によりウエハを傷付け易いこととなる。該傷付きを防止するために、不織布を用いて柔軟性を持たせたウエハ保護シートも有るが、他方、ウエハ保護シートからの繊維の脱落でウエハに悪影響をもたらす虞が有る。また、ウエハ保護シートを積層体とし、その表面を柔軟な材料で形成することも考えられるが、コスト面の問題が有る。
さらに、ウエハは埃や塵等の異物を嫌うため、ウエハ保護シートのリュースはあまり行われない。従って、廃棄のことを考慮すれば、できるだけ薄い、換言すれば廃棄する材料が少ないウエハ保護シートが要望されている。
従って本発明の目的は、積み重ねた各ウエハ間に介在させてウエハを保護するウエハ保護シートであって、ウエハと密着せずに自動機で取り扱いが容易で、容器に収納したウエハを輸送に伴う振動から保護でき、廃棄面より薄い素材からなるウエハ保護シートを提供することである。
【発明の開示】
上記目的を達成するためにウエハ保護シートに要求される特性について検討を行ったところ、多数の凹部と多数の凸部が各々交互に配置されたウエハ保護シートについて、ウエハを容器に収納してウエハの厚さ方向に圧力が加えられた状態では該凹凸が圧せられて（潰されて）ウエハ保護シートがフラットまたは略フラットになり、また取り出し時に蓋を開けて該圧力が除かれた状態では該凹凸が復元されるような、適正な範囲の剛軟度を有するウエハ保護シートは、ウエハを傷付けることが無く、また取り出し時にウエハと密着しないので自動機での取扱い性が良好にできることを見出した。そして、このようなウエハ保護シートを作製するための合成樹脂製シートは、厚さを１３０μｍ以下、好ましくは１１０μｍ以下まで薄くしても上記の剛軟度を満たし、ウエハ保護シートに要求される特性を満足し得ることを見出して、本発明を完成させた。
即ち、本発明のウエハ保護シートは、厚さ８０〜１３０μｍの合成樹脂製シートの表裏面にそれぞれ、凸部および凹部が数多く賦形されたウエハ保護シートであって、前記多数の凸部と前記多数の凹部はそれぞれ、その各部が格子縞の交点に位置するようにかつ各々交互に配置され、また表面の凸部には裏面の凹部が、表面の凹部には裏面の凸部がそれぞれ対応するような波状断面を有し、そしてシートの剛軟度が３０〜８０ｍｍであることを特徴とする。
本発明のウエハ保護シートは、厚さ８０〜１３０μｍの合成樹脂製シートに凹凸賦形して剛軟度を３０〜８０ｍｍとしたので、ウエハが容器内で動かないように、例えば厚さ方向に１×１０３〜１×１０４Ｐａの圧力を加えた際に、ウエハ保護シートの凹凸が圧せられてフラットまたは略フラットになるだけの柔軟性を有すことになるのでウエハに傷を付ける危険性が小さくなると共に、容器を開放したときの凹凸復元性が有るので、密着防止性も良好にできる。
加えて本発明のウエハ保護シートでは、多数の凸部と多数の凹部とをそれぞれ、その各部が格子縞の交点に位置するようにかつ各々交互に配置したので、ウエハ保護シートの縦の剛軟度と横の剛軟度とが略同一となってシートの剛性に方向性が無くなり、また表面と裏面の両方に凸部を形成したので表裏の区別が必要無くなり、さらに自動機で取り扱い易いものとできた。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明のウエハ保護シートの斜視図であり、
図２は、本発明のウエハ保護シートの一部拡大断面図であり、
図３は、ウエハの収納例の斜視説明図であり、
図４は、ウエハの収納例の断面説明図であり、そして
図５は、剛軟度の測定法の説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、本発明の実施の形態について説明する。
本発明のウエハ保護シートは、図１および図２に示すように、多数の凸部８と多数の凹部９とがそれぞれ、その各部が格子縞の交点に位置するようにかつ各々交互に配置された形態の断面波状シートを円形にカットしたものである。なお、格子縞の交点に位置するようにかつ各々交互に配置された形態とは、隣接する４つの凸部８を線で結んで四角形を描いたとき、凹部９が四角形の中に入るような形態を言う。このとき、該四角形は必ずしも正方形である必要は無く、長方形であっても良い。また凹部９を必ずしも四角形の中心に配置する必要も無い。
ウエハ保護シート１の素材の厚さｔ（図２参照）は、８０〜１３０μｍ、好ましくは８０〜１１０μｍである。８０μｍ未満ではウエハ保護シート１の重量が軽くなり過ぎ、ふわふわしてしまって自動機での取り扱いが悪化する。またウエハ保護シート１の厚さを８０μｍ未満とすると、自動機での取り扱い時に垂れないように合成樹脂製シートの材料の硬さを高くせざるを得ないが、硬さを高めるとウエハ２に対する傷付き防止性が悪化してしまう。さらに、凹部８や凸部９を均質に賦形することが困難になる場合も有る。他方、１３０μｍ超ではウエハ保護シート１の材料コストが高くなるばかりで無く、廃棄面（環境面）を考えれば好ましくない。
凹部９の底面から凸部８の頂面までの高さで表される凹凸の高さｈ（図２参照）は、密着を防止するために２０〜５０μｍにすることが好ましい。２０μｍ未満では十分な密着防止性が得られず、５０μｍ超ではウエハ保護シート１の保管スペースが増加してしまう。また、凹凸の密度としては、特に制限はないが、ウエハ保護シートのシート面積１平方センチメートル当りに０．５〜１６個の凸部数および／または凹部数が存在する（０．５〜１６個／ｃｍ２）ことが好ましい。密度が０．５個未満では密着防止性が不足する虞が有り、また１６個超としても密着防止性が向上しない場合が有る。
一つの凸部または凹部の平面視の大きさとしては、加熱エンボスによる賦形のし易さの観点より、０．３〜３．０ｍｍ２とするのが良い。また凸部と凹部はウエハを傷付けないように滑らかで角が無いようにする必要が有る。
ウエハ保護シート１は、その剛軟度を３０〜８０ｍｍ、好ましくは３０〜５０ｍｍとする。本発明でいう剛軟度とは、１５ｍｍ巾の試験片の一端を図５に示すように保持して水平方向に１２０ｍｍ長さ分を突き出した際の試験片のたわみにより測定するもので、水平方向の距離Ｘで測定される値である。剛軟度が３０ｍｍ未満であるとウエハ保護シートが自動機での取り扱い時に垂れてしまったりして不具合が生じる虞が有る。８０ｍｍ超であると輸送時の振動でウエハ２を傷付ける危険性が高い。
ウエハ２の容器４への収納は、図３に示すように、クッション材３を容器４の底部に載置して、その上に、ウエハ保護シート１とウエハ２とを交互に積み重ね、最上部にクッション材３を載置して、図４に示すように容器に蓋５を閉めて行う。この蓋５を閉める時、ウエハ２が容器４内で動かないように、圧力が加えられる。
本発明のウエハ保護シート１を作製するための合成樹脂としては、ウエハ保護シート１に適度な剛軟度をもたらしかつ適度な柔軟性をもたらすのであって、好ましくは高密度ポリエチレンが挙げられる。前記合成樹脂に必要に応じて帯電防止材料等を添加することによって、本発明のウエハ保護シート１を作製するための合成樹脂成形材料が得られる。
また合成樹脂として、ポリエチレンとポリプロピレンとをブレンドした樹脂や、エチレン―プロピレン共重合樹脂等の高密度ポリエチレンと同じような物性を示す樹脂を用いることもできる。
上記帯電防止材料は、ウエハ保護シート１への塵等の付着を防止し、またウエハ２とウエハ保護シート１との摩擦により発生する静電気を効率よく逃がすために、典型的にはウエハ保護シート１の表面抵抗率が１０１２Ω以下となるように合成樹脂に練り込まれるものである。帯電防止材料としては、カーボンブラック、グラファイトカーボン、炭素繊維、金属粉末、金属酸化物の粉末、金属コートしたもの、アルカリ金属をイオン源とする非帯電性エチレン共重合体アイオノマー樹脂、界面活性剤等の低分子型帯電防止剤、および高分子型帯電防止剤等が用いられる。
なお、帯電防止性を付与するために、ウエハ保護シート１の表面を帯電防止性を有する材料で被覆することも考えられるが、前記材料の脱落や加工工程の増加による費用増加が問題となるため、帯電防止材料を合成樹脂に練り込んで合成樹脂成形材料とすることが好ましい。
ウエハ保護シート１の作製に用いる合成樹脂成形材料は、その曲げ弾性率（ＪＩＳ  Ｋ６９２２−２）が１．０×１０３〜１．２×１０３ＭＰａであることが好ましい。このような材料を用いると、素材の厚さが８０〜１３０μｍ、好ましくは８０〜１１０μｍにおける剛軟度が３０〜８０ｍｍ、好ましくは３０〜５０ｍｍのウエハ保護シートを容易に得ることができる。他方、１．０×１０３ＭＰａ未満のものを用いると、ウエハ保護シート１に適度な剛軟度をもたせるためにシートの厚さを厚くする必要が有り廃棄のことを考えれば好ましくないし、１．２×１０３ＭＰａ超のものを用いると、ウエハに傷を付けやすいものになってしまう。なお、この曲げ弾性率は、引張弾性率（ＪＩＳ  Ｋ７１６１）に近似した物性で、ＪＩＳで規定された微少なひずみにおける曲げ応力で表される物性である。
本発明のウエハ保護シート１の作製は、上記した合成樹脂成形材料を用いて行われる。
まず、表面抵抗率が１０１２Ω以下となるように帯電防止材料を添加した合成樹脂成形材料から、押出法等によって均一厚さの合成樹脂製シートを成形する。この際の合成樹脂製シートの厚さは８０〜１３０μｍ、好ましくは８０〜１１０μｍとする。
次に、得られた合成樹脂製シートを加熱エンボス加工する。即ち、合成樹脂製シートを軟化する温度まで加熱して、互いにずれた位置に多数の突起を有する対ロール等に前記シートを送り込んで、合成樹脂製シートの裏面から表面に向けて前記突起で押し込んだ部分に、裏面では凹部となる表面の凸部８を賦形し、反対に合成樹脂製シートの表面から裏面に向けて前記突起で押し込んだ部分に、裏面では凸部となる表面の凹部９を賦形する。
ここで、図２に示すように、賦形された凸部および／または凹部の間に、該凸部および／または該凹部の他に、合成樹脂製シートが未変形な部分であるところの平坦部７をウエハ保護シート１が有すると、ウエハ２とウエハ保護シート１とを容器４に収納してウエハ２の厚さ方向に圧力を加えたときに、ウエハ保護シート１がフラットまたは略フラットに変形し易くなり、よりウエハ２に対する傷付き防止性が向上する。このような平坦部７の占める面積割合としては、ウエハ保護シート１の表面および裏面の全面積に対し、６０％以上であることが好ましい。
その後、凹凸が賦形されたシートをウエハ２のサイズに合わせてカットすることで、図１に示すような本発明のウエハ保護シート１が得られる。なお、ウエハ保護シート１の寸法は、ウエハ２の寸法と同一にする必要は無いが、ウエハ２の局部に偏った力が加わらないように略ウエハ２と略同一寸法にすることが好ましい。
【実施例】  表１に示す合成樹脂（高密度ポリエチレン）１００重量部に高分子帯電防止剤１５重量部（三洋化成工業株式会社製ペレスタット３００）および黒色顔料１重量部を添加して曲げ弾性率が表１に示すような合成樹脂成形材料を調製し、押出法にて表１に示す厚さｔを有する合成樹脂製シートを成形した。
次に、この合成樹脂製シートを加熱して多数の突起を有する対ロールでエンボス加工し、凸部と凹部とが格子縞状に交互に多数形成された凹凸シートを成形し、これを直径８インチのプレス裁断機で裁断してウエハ保護シート１を作製した。このウエハ保護シートは、凹凸の高さｈが２５μｍで、一つの凸部または凹部の平面視の大きさが１．５ｍｍ２で、凹凸の密度が４個／ｃｍ２で、平坦部の割合を約９０％とした。
こうして得られたウエハ保護シートを、以下の項目について評価した。
剛軟度：
表面を上にして測定したデータと裏面を上にして測定したデータとの平均値。
密着防止性：
８インチウエハの間にウエハ保護シートを介在させ、５ＫＰａの圧力にて容器に収納し３０日保管後、ウエハを取り出した際に、ウエハに密着しているか否かで判定した。
○：密着無し。
×：密着有り。
傷付き防止性：
密着防止性の評価と同様に５ＫＰａで容器に収納し、ウエハ面に沿った方向に５Ｈｚ、２０ｍｍ振幅で１時間の振動試験を行い、ウエハに傷が有るか否かを顕微鏡で観察して判定した。
○：傷無し。
△：傷の前兆らしきものを観察。
×：傷有り。
環境面（廃棄性）：
ウエハ保護シートの素材の厚さについて以下のように評価した。
○：１１０μｍ以下。
△：１１０μｍ〜１３０μｍ
×：１３０□ｍ超。
取扱い性：
積み重ねて置いたウエハ保護シートを上から一枚ずつ取り出した時に、下のウエハ保護シートがズレるか否かで判定した。
○：ズレ無し。
×：ズレ有り。
2004089784.tif 000003
2004089784.tif 000004
本発明のウエハ保護シートは、シート素材の厚さと凹凸賦形後の剛軟度とを最適な範囲に決定したことにより、密着防止性、傷付き防止性、環境面、取扱い性の何れにおいても好ましい特性を示すものとなった。
それに対して比較例１のウエハ保護シートは、シート素材の厚さが薄いため、ふわふわして取り扱い性が良好で無かった。また自動機での取り扱い時の垂れを防止するために硬い剛性樹脂を使用したので、ウエハ表面を傷つけ易いものでもあった。
また比較例２のウエハ保護シートは、シート素材の厚さが厚く、環境面で問題が有った。
比較例３のウエハ保護シートは、シート素材の厚さが薄く、また剛軟度が低すぎるためにウエハの取り出し時に凹凸の形状が復元せずにウエハ保護シートがウエハに密着したままとなり、密着防止性が低下した。
比較例４のウエハ保護シートでは、シート素材の厚さが厚く、また剛軟度も高すぎるために、ウエハに傷を小ジさせ易く、また環境面および取り扱い性でも劣っていた。
比較例５のウエハ保護シートは、剛軟度が低すぎるために比較例３のものと同様、密着性が良好で無かった。
比較例６のウエハ保護シートは、剛軟度が高すぎ、ウエハとの接触によりウエハ表面に傷を生じさせた。
【産業上の利用可能性】  本発明のウエハ保護シートは、多数の凸部と多数の凹部をそれぞれ、その各部が格子縞の交点に位置するようにかつ各々交互に配置したのでシートの剛性に方向性が無いことと、表面と裏面の両方に凸部を形成したので表裏の区別が必要無いことと、ウエハ保護シートの素材の厚さ８０〜１３０μｍにおける剛軟度を３０〜８０ｍｍとしたことにより、自動機で取扱し易いものとできたと共に、ウエハの厚さ方向に圧力を加えた際に、ウエハ保護シートの凹凸が圧せられてフラットまたは略フラットになるだけの柔軟性を有してウエハに傷を付ける虞が無く、容器を開放したときにフラットから凹凸に復元するので密着防止性も良好にすることができる。
【図１】
2004089784.tif 000005
【図２】
2004089784.tif 000006
【図３】
2004089784.tif 000007
【図４】
2004089784.tif 000008
【図５】
2004089784.tif 000009
【国際調査報告】
2004089784.tif 000010
2004089784.tif 000011