JP2003209162A - 半導体ウエハ用容器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体ウエハの表面汚染を防止し得る機能が
改善された半導体ウエハ用容器を提供する。 【解決手段】 半導体ウエハ用容器は、半導体ウエハを
収容するための容体部１１と、その容体部の開口部を封
止する蓋とを備え、容体部と蓋とを互いに係止する係止
手段２１が容体部および蓋の外側に設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は容器に関し、特に半
導体ウエハを収容するのに適した容器の改善に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、種々の半導体デバイスを
作製するための基板として、単結晶半導体インゴットか
らスライスされた半導体ウエハが用いられる。そのよう
な単結晶半導体材料は高価であるので、その利用効率を
高めるために、半導体ウエハは一般に１ｍｍ未満の薄い
厚さにスライスされる。しかも、一般に半導体材料は脆
くて割れやすい性質を有している。

【０００３】また、半導体ウエハ表面に傷がついたり埃
やその他の汚染物質が付着したりすれば、正常な半導体
デバイスの作製が阻害されることは言うまでもない。

【０００４】したがって、半導体ウエハを保存したり運
搬したりする場合には、それらのウエハを機械的に保護
するとともに汚染からも保護するために、半導体ウエハ
を収容するための専用の容器に収納される。

【０００５】このような半導体ウエハ用容器としては、
複数枚のウエハを収納するタイプと一枚のウエハのみを
収納するタイプがある。半導体ウエハのうちでも比較的
安価で割れにくいシリコンウエハの場合は、一つの容器
内に複数枚のウエハが収納されることも多い。他方、シ
リコンウエハに比べて高価で割れたり傷つきやすい化合
物半導体ウエハは、通常は一枚用の容器に収納される。
しかし、いずれのタイプの容器であっても、求められる
機能は同じであり、収容し得るウエハが一枚か複数枚か
が異なるだけであって基本的構造には大差がない。

【０００６】そこで、本願明細書では、説明と図面の簡
略性と明瞭性に鑑みて、以下においては単一のウエハを
収納する容器について説明する。

【０００７】図６から図９において、従来の半導体ウエ
ハ用容器の一例の主要な構成要素が、模式的に図解され
ている。図６は容体部の内側を示す平面図であり、図７
は蓋の内側を示す平面図である。そして、図８は容器内
でウエハを安定保持するために用いられる弾性部材の平
面図であり、図９は図８の弾性部材の側面図である。な
お、本願の各図において、長さ、幅、厚さなどの寸法関
係は図面の明瞭化と簡略化のために適宜に変更されてお
り、実際の寸法関係を表してはいない。

【０００８】図６において、容体部１は円周状の内壁面
１ａを含んでいる。その円周状内壁面１ａに囲まれた収
納空間の中央部には最も深い中央底部１ｂが設けられて
いる。すなわち、円周状内壁面１ａの根元の任意の点か
ら中央底部１ｂに向かうにしたがって徐々に底面が深く
なっている。したがって、図６の容体部１内に円盤状の
ウエハを載置するとき、そのウエハの下面はその周縁部
のみにおいて容体部１の底面と接触することになる。す
なわち、ウエハの下面の大部分は容体部１に接触せず、
容体部１の底面に付着している埃や汚れによって汚染さ
れることがない。

【０００９】なお、ウエハの下面の周縁部のみを容体部
の底部に接触させて他の大部分を宙に浮いた状態にする
ためには、図６に示された容体部１の底部の形状に限ら
れず、他の種々の形状が可能であることが容易に理解さ
れよう。

【００１０】図７において、蓋２は実質的に円周状の内
壁面２ａ有する円周状壁部２ｂを含んでいる。この円周
状内壁面２ａは、図６の容体部１の実質的に円周状の凸
壁１ｃの外側にはめられる。容体部１の円周状凸壁１ｃ
の外側には、半径方向の外側に突出した複数の係止用突
起１ｆが設けられている。これらの係止用突起１ｆに対
応して、蓋２の円周状内壁面２ａには、内径縮小部２ｃ
が設けられている。なお、図６と図７において係止用突
起１ｆと内径縮小部２はそれぞれ２つずつ示されている
が、周縁に沿って等間隔に３つずつまたは４つずつのよ
うに、さらに多くの数で設けられてもよいことは言うま
でもない。

【００１１】蓋２の円周状壁部２ｂの頂面は、容体部１
の円周状凸壁１ｃの外側に形成された切欠き平面１ｄに
接触し、容器の内部を外界から封止する。そのような状
態で蓋２を容体部１に対して時計方向に回転させれば、
蓋２の円周状内壁面２ａの内径縮小部２ｃが容体部１の
係止用突起１ｆと摩擦係合して係止状態になる。

【００１２】前述のように、図８は図６と図７に示され
た容器内で収納されたウエハの保持状態を安定化させる
ための弾性部材を示す平面図であり、図９はその弾性部
材を側面図で示している。これらの図からわかるよう
に、弾性部材３は薄い概略円盤状のベース部３ａを含
み、そのベース部３ａから複数の板ばね部３ｂが放射状
に延びている。図９からわかるように、それらの板ばね
部３ａは、ベース部３ａの平面から小さい角度で変位さ
せられている。

【００１３】すなわち、容体部１内にウエハを載置し、
弾性部材３の板ばね部３ｂの先端部がそのウエハの周縁
部に接触するように配置し、その上から蓋２が容体部１
上に被せられる。そして、蓋２と容体部１とを相対的に
円周に沿って回転させることによって、係止用突起１ｆ
と内径縮小部２ｃとが摩擦係合して、容体部１と蓋２と
が相互に係止される。このとき、弾性部材３のベース部
３ａが蓋２の内面に接触して押圧され、それに伴って板
ばね部３ｂの先端部がウエハの周縁部を容体部１の底面
に押圧させて、ウエハ保持を安定化させる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上述のような半導体ウ
エハ用容器によって、それに収納された半導体ウエハは
機械的損傷や表面汚染から保護されることになる。

【００１５】ところで、近年のように半導体デバイスの
高集積化が進むにつれて、半導体ウエハ表面上の微細か
つわずかな数の粒子による汚染でもデバイス生産効率を
低下させるという問題が顕著になっている。そして、本
発明者らの調査によれば、上述のような従来の半導体ウ
エハ用容器は、収納されるウエハの表面汚染を防止する
ためには、十分に満足し得る状況にはないことが見出さ
れた。

【００１６】そこで、本発明は、半導体ウエハの表面汚
染を防止し得る機能が改善された容器を提供することを
目的としている。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明による半導体ウエ
ハ用容器は、半導体ウエハを収容するための容体部と、
その容体部の開口部を封止する蓋とを備え、容体部と蓋
とを互いに係止する係止手段が容体部および蓋の外側に
設けられていることを特徴としている。

【００１８】なお、係止手段は容体部および蓋の周縁か
ら半径方向に突出した突出部を含み、それらの突出部の
いずれか一方は容体部と蓋とをそれらの周縁方向に沿っ
て相対的に回転させることによって他方の突出部を受け
入れる凹部を有するように形成され得る。

【００１９】また、係止手段は容体部および蓋の周縁か
ら半径方向に突出した突出部を含むとともに、それらの
突出部を互いに係止するクリップ手段をさらに含むよう
に形成されてもよい。

【００２０】さらに、係止手段は容体部および蓋の周縁
から半径方向に突出した突出部を含み、それらの突出部
のいずれか一方にはガイドレール手段が設けられてお
り、そのガイドレール手段にはそのガイドレールに沿っ
て摺動可能なファスナ手段が係合されており、２つの突
出部が位置合わせされた後にファスナ手段を摺動させて
それらの突出部が互いに係止されるように形成されても
よい。

【００２１】さらにまた、容体部、蓋、および係止手段
は、ポリプロピレン、エチレンプロピレン、およびポリ
エチレンのいずれかによって形成され得る。

【００２２】

【発明の実施の形態】まず、本発明者らは、従来の半導
体ウエハ用容器が十分満足し得るほどにはウエハの表面
汚染を防止し得ない原因について調べた。すなわち、半
導体ウエハ用容器内にウエハを収納する前とそのウエハ
を容器から取り出した後における表面汚染の変化を光学
的装置を利用して調べた。

【００２３】図１０は、半導体ウエハ上の汚染粒子を検
知するための一般的な光学装置（ウエハスキャナ）の一
例を模式的な斜視図で示している。このウエハスキャナ
において、ハロゲンランプまたはレーザのような光源３
０から射出された光は、穴付ミラー３１の穴を通過して
ガルバノミラー３２に入射する。ガルバノミラー３２で
反射された光は、第１のフォーカシングレンズを介して
半導体ウエハ３４上に投射される。このとき、ウエハ３
４が矢印ｘ方向に移動させられるとともに、ガルバノミ
ラー３２が矢印Ｒで示されているようにｘ軸に平行な軸
の周りに遥動させられる。すなわち、ウエハ３４に投射
される光ビームはｘ軸に直交するｙ軸方向に遥動させら
れる。その結果、その光ビームは、ウエハ３４の全表面
上を走査し得ることになる。

【００２４】ウエハ３４から反射された光ビームは、投
射ビームと逆の経路をたどり、穴付ミラー３１に戻る。
ここで、ウエハ表面上に汚染粒子が存在しなくて完全な
平面で反射された光は、投射ビームとまったく同じ経路
を逆行して穴付ミラー３１の穴を通過して光源３０に向
けて戻る。しかし、ウエハ表面上の汚染粒子によって散
乱反射された光は、図１０中の破線で示されているよう
に投射ビームの周縁の外側に広がっており、穴付ミラー
３１の穴の周縁外側部で反射される。

【００２５】穴付ミラー３１によって反射されて方向が
変えられた散乱光ビームは第２のフォーカシングレンズ
３５によって光検知装置３６上に投映される。こうし
て、半導体ウエハの全表面上の汚染粒子の大きさと個数
が検知され得る。

【００２６】このようなウエハスキャナを利用して従来
の容器に収納された半導体ウエハの表面を調べたとこ
ろ、ウエハを容器に収納してすぐに取り出して調べて
も、そのウエハ表面上の汚染粒子の数が増大しているこ
とが見出された。このことから、従来の容器内にウエハ
を収納するときに、その容器自体が発塵しているのでは
ないかと考えられた。

【００２７】そこで、本発明者らがさらに検討した結
果、図７における内径縮小部２ｃが図６の係止用突起１
ｆと摩擦係止するときに、その摩擦によって容器の材料
から発塵すると考えられた。そして、この発塵個所は蓋
２の内側、すなわち容器の内部にあるので、そこに収容
されたウエハの表面上に発塵粒子が付着するのであろう
と考えられた。

【００２８】以上のような調査結果に基づき、本発明者
らは、従来では決して考えられなかったように、容体部
と蓋とを互いに係止する係止手段を容体部および蓋の外
側に設けた半導体ウエハ用容器を発明するに至った。従
来において、係止手段を容器の外側に設けることが考え
られなかったのは、そのような係止手段が容器の外側に
突出していれば、容器の取り扱いや蓄積貯蔵などの場合
にそれらの突出部が邪魔になると考えられていたからで
あると思われる。

【００２９】図１は本発明の実施形態の一例における半
導体ウエハ用容器の容体部の内側を示す平面図であり、
図２はその容器の蓋の内側を示す平面図である。

【００３０】図１の容体部１１においては、図６の場合
と同様に、円周状の内壁面１１ａを含んでおり、その内
壁面に囲まれた収納空間の中央部には最も深い中央底部
１１ｂが設けられている。図２の蓋１２においても、図
７の場合と同様に、円周状の内壁面１１ａを有する円周
状壁部１２ｂを含んでいる。

【００３１】蓋１２の円周状内壁面１２ａは容体部１１
の円周状の凸壁１１ｃの外周面に接して係合するととも
に、蓋１２の円周状壁部１２ｂの頂面は容体部１１の円
周状凸壁１１ｃの外側に形成された切欠き平面１１ｄに
接し、こうして容器の内部が外界から封止される。その
ような状態で蓋１２を容体部１１に対して時計方向に回
転させれば、蓋１２の外周から半径方向の外側に突出し
た係止手段２２が、同様に容体部１１の外周から半径方
向の外側に突出した係止手段２１と摩擦係合して係止す
る。なお、図１と図２において係止手段２１と２２はそ
れぞれ２つずつで設けられているが、周縁に沿って等間
隔にそれぞれ３つまたは４つのように、さらに多い数で
設けられてもよいことは言うまでもない。

【００３２】図３は、図１において蓋１２が容体部１１
に係止された状態で線Ｘ−Ｘに沿った断面を示してい
る。すなわち、容体部１１の係止手段２１は、蓋１２の
係止手段２２を受け入れる凹部を有している。なお、蓋
１２の係止手段２２と容体部１１の係止手段２１との係
止をより確実にするために、蓋１２の係止手段２２はそ
の蓋を時計方向に回すときに後方の厚みが徐々に増大す
るようにテーパづけられていてもよい。同様に容体部１
１の係止部２１の凹部もテーパづけられていてもよい。

【００３３】なお、図３に示された係止手段は幾何学的
に可能な種々の構成の内の一例を示しているだけであっ
て、他の種々の異なる構成の係止手段も可能であること
が容易に理解されよう。

【００３４】たとえば、図４に例示されているように、
容体部１１の突出部２３と蓋１２の突出部２４とを位置
合わせした後に、それらの突出部を係止するクリップ手
段２５をはめ込んでもよい。

【００３５】また、図５に例示されているように、容体
部１１の突出部２６にレール状係合手段２６ａを設け、
それにファスナ手段２７を係合させて保持してもよい。
その場合、蓋１２の突出部２８を容体部１１の突出部２
６に位置合わせした後に、ファスナ手段２７をレール２
６ａに沿って摺動させることによって、それらの突出部
を互いに係止することができる。

【００３６】さらに、以上のように容体部１１と蓋１２
の外側へ突出したそれぞれの係止手段は、互いに入れ替
え得ることは言うまでもない。

【００３７】なお、本発明による以上のような半導体ウ
エハ用容器においても、図８と図９に示されているよう
な弾性部材がウエハの安定保持のために用いられ得るこ
とも言うまでもない。

【００３８】また、上述のような容器の容体部、蓋、お
よび弾性部材は、たとえばポリプロピレン、エチレンプ
ロピレン、およびポリエチレンのいずれによっても好ま
しく形成され得る。

【００３９】図１１のグラフにおいて、図５に示されて
いるような係止手段を備えた本発明による半導体ウエハ
用容器の粒子汚染防止能力が、図６と図７に示された従
来の容器との比較において示されている。すなわち、こ
のグラフの横軸は容器から取り出されたウエハの表面に
付着した粒子の径（μｍ）を表し、縦軸は粒子の頻度
（個数）を表している。また、影付けされた棒グラフは
従来の容器に収納されていたウエハの表面に関する結果
を表し、白抜きの棒グラフは本発明の容器に収納されて
いたウエハに関する結果を表している。なお、図１１の
測定においては、６インチ径のＧａＡｓウエハが用いら
れた。また、検知可能な粒子の最小径は０．４μｍであ
った。

【００４０】図１１から明らかなように、本発明の容器
に収納されていたウエハ上に付着していた汚染粒子の総
数は、従来の容器に収納されていたウエハ上に比べて顕
著に減少していることがわかる。また、従来容器の場合
には６０μｍより大きな径の汚染粒子が観測されている
が、本発明の容器に関してはそのように大径の粒子によ
る汚染が完全に防止されていることがわかる。

【００４１】なお、以上においては単一のウエハを収容
するための半導体ウエハ用容器について説明されたが、
本発明は複数枚のウエハを収容するための容器にも適用
し得ることは言うまでもない。

【００４２】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、半導体
ウエハの表面汚染を防止し得る機能が改善された容器を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による半導体ウエハ用容器における容
体部の内側を示す模式的な平面図である。

【図２】 図１の容体部と組み合わされる蓋の内側を示
す模式的な平面図である。

【図３】 本発明による半導体ウエハ用容器において容
体部と蓋とを係止するための係止手段の一具体例を示す
模式的な断面図である。

【図４】 本発明による半導体ウエハ用容器において容
体部と蓋とを係止するための係止手段の他の具体例を示
す模式的な断面図である。

【図５】 本発明による半導体ウエハ用容器において容
体部と蓋とを係止するための係止手段のさらに他の具体
例を示す模式的な断面図である。

【図６】 従来技術による半導体ウエハ用容器における
容体部の内側を示す模式的な平面図である。

【図７】 図６の容体部と組み合わされる蓋の内側を示
す模式的な平面図である。

【図８】 半導体ウエハ用容器内で収納されたウエハの
保持を安定化させるために用いられる弾性部材を示す模
式的な平面図である。

【図９】 図９の弾性部材の模式的な側面図である。

【図１０】 半導体ウエハの表面上の汚染粒子を検知す
るためのウエハスキャナの一例を示す模式的な斜視図で
ある。

【図１１】 本発明による半導体ウエハ用容器における
粒子汚染防止能力を従来の容器との比較において示すグ
ラフである。

【符号の説明】

１，１１ 容体部、１ａ，１１ａ 円周状内壁、１ｂ，
１１ｂ 最も深い中央底面、１ｃ，１１ｃ 円周状凸
壁、１ｄ，１１ｄ 切欠き平面、１ｆ 係止用突起、
２，１２ 蓋、２ａ，１２ａ 円周状内壁、２ｂ，１２
ｂ 円周状壁部、２ｃ 内径縮小部、２１，２３，２６
容体部の係止用突出部、２２，２４，２８蓋の係止用
突出部、２５ スナップ手段、２６ａ レール手段、２
７ ファスナ手段、３０ 光源、３１ 穴付ミラー、３
２ ガルバノミラー、３３ 第１のフォーカシングミラ
ー、３４ 半導体ウエハ、３５ 第２のフォーカシング
ミラー、３６ 光検知装置、Ｒ ガルバノミラーの遥動
方向、ｘ ウエハの移動方向、ｙ 投射光ビームの遥動
方向。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3E096 AA01 BA16 BB04 CA02 CC02 DA17 DA23 DB04 DC01 EA02X FA03 GA05 GA07 5F031 CA02 DA12 EA02 EA10 EA12 EA14 PA26

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体ウエハを収容するための容体部
   と、その容体部の開口部を封止する蓋とを備え、前記容
   体部と前記蓋とを互いに係止する係止手段が前記容体部
   および前記蓋の外側に設けられていることを特徴とする
   半導体ウエハ用容器。
2. 【請求項２】 前記係止手段は前記容体部および前記蓋
   の周縁から半径方向に突出した突出部を含み、それらの
   突出部のいずれか一方は前記容体部と前記蓋とをそれら
   の周縁方向に沿って相対的に回転させることによって他
   方の突出部を受け入れる凹部を有することを特徴とする
   請求項１に記載の半導体ウエハ用容器。
3. 【請求項３】 前記係止手段は前記容体部および前記蓋
   の周縁から半径方向に突出した突出部を含むとともに、
   それらの突出部を互いに係止するクリップ手段をさらに
   含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体ウエハ用
   容器。
4. 【請求項４】 前記係止手段は前記容体部および前記蓋
   の周縁から半径方向に突出した突出部を含み、それらの
   突出部のいずれか一方にはガイドレール手段が設けられ
   ており、そのガイドレール手段にはそのガイドレールに
   沿って摺動可能なファスナ手段が係合されており、２つ
   の前記突出部が位置合わせされた後に前記ファスナ手段
   を摺動させてそれらの突出部が互いに係止されることを
   特徴とする請求項１に記載の半導体ウエハ用容器。
5. 【請求項５】 前記容体部、前記蓋、および前記係止手
   段は、ポリプロピレン、エチレンプロピレン、およびポ
   リエチレンのいずれかによって形成されていることを特
   徴とする請求項１から４のいずれかに記載の半導体ウエ
   ハ用容器。