JP2005041503A

JP2005041503A - 半導体ウェーハの輸送用緩衝体

Info

Publication number: JP2005041503A
Application number: JP2003200935A
Authority: JP
Inventors: Tomohiro Horio; 堀尾朋広
Original assignee: Sumitomo Mitsubishi Silicon Corp
Current assignee: Sumco Corp
Priority date: 2003-07-24
Filing date: 2003-07-24
Publication date: 2005-02-17
Also published as: US20050016896A1

Abstract

【課題】衝撃吸収力や復元性及び廃棄する際の問題点などを考慮し、決められてたサイズの外装箱を用いて、残った領域で特に下方からの強い衝撃に対し、輸送の際に容器内の製品に欠けや割れ等の影響を出すことのない半導体ウェーハの輸送用緩衝体を提供する。
【解決手段】容器５と外装箱１の間に挿入される上下一対の発泡ポリエチレン、ポリプロピレン製緩衝体であって、上部緩衝体３の衝撃吸収部の高さｈ２よりも下部緩衝体２の衝撃吸収部の高さｈ１を高くした半導体ウェーハの輸送用緩衝体であり、また、衝撃吸収部が直方体である半導体ウェーハの輸送用緩衝体である。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に半導体ウェーハや磁気ディスクが収納された容器を輸送するための梱包構造体に関し、特に該容器とダンボール等の外装箱との上下間に挿入し、外部からの衝撃力を吸収し、収納されている半導体ウェーハや該容器の損傷を低減させるために用いられる半導体ウェーハの輸送用緩衝体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体ウェーハや記録ディスクの輸送を行うには、図４に示すように、主にダンボールから形成されている外装箱１の内部底に下部緩衝体２を敷き、この下部緩衝体２の収納凹部４に、プラスティックや樹脂等から形成され、内部に半導体ウェーハや記録ディスクを数十枚単位で収納した容器５を勘合収納した後、該容器上部に上部緩衝体３を載せ、挟み込むようにして固定させた後、外装箱１の開口をステープラや粘着テープ等で封をし、輸送中の振動や外部からの衝撃によって起こる容器の傷付きや破損を防止し、且つ容器中の半導体ウェーハや記録ディスクに傷や破損を発生させないように輸送するようにしている。
【０００３】
緩衝体２、３としては、薄いプラスティックシートを使用した成形品や、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタンの発泡形成品又は積層ダンボール等が主に使用されているが、これらは衝撃による変形後、復元性が悪く連続的な衝撃を吸収することができない。また、一部再利用性、衝撃の伝わり難い輸送用箱として、内部に緩衝材を有し箱体を金属で作成したものが特許文献１により提案されているが、リユースできない場合、非常に高価となり現実的には不向きであった。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２０８６０２号
【０００５】
一方、直径が３００ｍｍの大口径半導体ウェーハは、従来からの直径が２００ｍｍの半導体ウェーハと比べ、重量についてはウェーハ１枚あたり２倍以上に増加し、それと共にウェーハを収納するための容器の重量も増加している。また半導体ウェーハが大口径化することで、ウェーハ自体の強度も低下していることから、直径が２００ｍｍのウェーハの輸送で問題にならない程度の衝撃でも、３００ｍｍウェーハでは輸送における衝撃発生時のウェーハへの影響が大きくなっている。
【０００６】
例えば、ポリプロピレンやポリエチレン等のシートを用いて緩衝体に成形したもののうち、肉厚が厚くなったり、梱包形態が嵩高くなるのを抑制し、且つ衝撃吸収度の低下を解消できる容器の緩衝体として、ベロースを採用したものが特許文献２により提案されているが、実際は衝撃吸収力が低く、直径が３００ｍｍの大口径半導体ウェーハの輸送には採用できなかった。
【０００７】
【特許文献２】特開２００２−１６０７６９号
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
一般的に、従来技術におけるプラスティックシートを成形したものや積層ダンボールは、復元性が少ないため、一度大きな衝撃が加わると変形してしまい、緩衝体としての効果がなくなってしまう。また、発泡ポリウレタンの緩衝体は、衝撃が加わった後の復元性に問題はないが、廃棄物として焼却廃棄する場合に有毒ガスを発生することがある。
【０００９】
発明者らは、衝撃吸収力や復元性及び廃棄する際の問題点等を総合的に判断した結果、緩衝体の材質とては発泡ポリエチレンやポリプロピレンを使うことが一番好ましいという判断のもと、直径が３００ｍｍの大口径半導体ウェーハの輸送に好適な緩衝体の開発に取り組んだ。
【００１０】
発泡ポリエチレンやポリプロピレンの緩衝体について図４、図５、図６を用いて説明する。図５（ａ）は上部緩衝体の平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のｃ−ｃ’線端面図、図６（ａ）は下部緩衝体の平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のｃ−ｃ’線端面図である。
【００１１】
上部緩衝体３には、前後、左右の各方向に衝撃吸収部６を２ヶ所ずつ備え、上面には、四隅の所定箇所（容器５の角に相当する箇所）に計４個の上側衝撃吸収部７を備えており、各方向から衝撃が加わった場合には、それら衝撃吸収部が変形し押しつぶされることにより衝撃を吸収する。上部緩衝体３の容器保持部は、ＳＥＭＩ規格（Ｍ３１）に準拠したサイズの容器５上部に被さり、複数種類の容器を保持することができるようになっている。また、下部緩衝体２にも、上部緩衝体３と同じように、前後、左右の各方向に衝撃吸収部９を２ヶ所ずつ備え、下部には、四隅の所定箇所（容器５の角に相当する箇所）に計４個の下側衝撃吸収部１０を備えており、各方向から衝撃が加わった場合には、それら衝撃吸収部が変形し押しつぶされることにより衝撃を吸収するようになっている。
【００１２】
この緩衝体については、上下衝撃吸収部７、１０の高さｈ１、ｈ２が同じであり、且つ形状が台形であったために、特に下方より強い衝撃を受けた場合、容器内の半導体ウェーハや磁気ディスク等に欠けや割れ等の影響を与える可能性があった。
【００１３】
本発明は、上記に鑑みなされたもので、衝撃吸収力や復元性及び廃棄する際の問題点などを考慮し、決められてたサイズの外装箱を用いて、残った領域で特に下方からの強い衝撃に対し、いかに輸送の際に容器内の製品に欠けや割れ等を影響を出すことのない半導体ウェーハの輸送用緩衝体を提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、容器と外装箱の間に挿入される上下一対の発泡ポリエチレン、ポリプロピレン製緩衝体であって、上部緩衝体の衝撃吸収体の高さｈ２よりも下部緩衝体の衝撃吸収部の高さｈ１が高いことを特徴とする半導体ウェーハの輸送用緩衝体である。
【００１５】
また、請求項２に記載の発明は、下部緩衝体の衝撃吸収部の高さｈ１が４ｃｍ〜５ｃｍで、上部緩衝体の衝撃吸収体の高さｈ２が０．５ｃｍ〜１．５ｃｍであることを特徴とする請求項１記載の半導体ウェーハの輸送用緩衝体である。
【００１６】
また、請求項３に記載の発明は、上下緩衝体の衝撃吸収部が直方体であることを特徴とする請求項１、２記載の半導体ウェーハの輸送用緩衝体である。
【００１７】
更に、請求項４に記載の発明は、外装箱の各上下面の平面積Ｓａに対する、緩衝体の衝撃吸収部が外装箱と接触する部分の平面積Ｓｂの接触面積の割合が３％〜５％であることを特徴とする請求項１〜３記載の半導体ウェーハの輸送用緩衝体である。
【００１８】
すなわち、発泡ポリエチレン、ポリプロピレン製緩衝体であって、下部緩衝体の衝撃吸収部の高さを高くしたことにより、輸送時において、３段積みした際の３段目が落下又は１．５ｍ以上の高さから落ちたとしても、本願の緩衝体が下方向から加わる衝撃を十分吸収することができ、容器又は容器内の半導体ウェーハへの影響を最小限に抑えることができる。
【００１９】
更に、上記衝撃吸収部の形状を、台形から直方体にしたことにより、高い衝撃が加わった場合でも均一に潰れ、受けた衝撃を効率良く吸収することができ、更には上下緩衝体の中心部には、容器と緩衝体との接触を最小限にするとともに、衝撃力を逃がすための開口部１１がそれぞれ設けてあり、更に衝撃吸収力を高めている。
【００２０】
下部緩衝体の衝撃吸収部の高さについては、４ｃｍ〜５ｃｍあれば良く、４ｃｍ以下になると衝撃吸収力が弱くなり好ましくなく、５ｃｍを超えてしまうと、決められた外装箱を用いている関係上、結果的に上部緩衝体の衝撃吸収部の高さが取れなくなってしまうという問題があり良くない。従って、上部緩衝体の衝撃吸収部の最低高さを考慮すると４．５ｃｍが好ましい。尚、上記緩衝体に設けられている凹部は、ＳＥＭＩ規格に準拠した複数種類の容器を保持することが可能となっていることは言うまでもない。
【００２１】
また、接触面積の割合については、例えば容器と外装箱との上下隙間を全て埋め尽くしてしまうような接触面積の極端に高い緩衝体は、外部からの衝撃が加わった場合には潰れずに衝撃をそのまま保管している容器に伝えてしまい好ましくない。逆に接触面積が極端に小さい緩衝体は、衝撃に耐えきらずに折れてしまい、緩衝体としての役割を果たさなくなってしまうという問題点がある。従って、上記背景を考慮した好まし緩衝体の衝撃吸収部の接触面積が、３％〜５％である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例に係わる半導体ウェーハの輸送用緩衝体を図面に基づいて説明する。尚、基本的な構造は同じであるため、同一の符号を用いて説明する。
【００２３】
図１は本発明の容器を輸送するための梱包構造体の断面図であり、図２（ａ）は上部緩衝体３を上から見た平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のｃ−ｃ’線端面図、図３（ａ）は下部緩衝体２を下から見た平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のｃ−ｃ’線端面図である。基本的な構造は、従来の梱包構造体と同じであるため、同一の符号を用いて説明する。
【００２４】
図１において、容器５は半導体ウェーハＷを収納するものであり、例えばＣＺ法により育成されたシリコンインゴットを所定寸法にブロック切断後、スライシング、外周部の面取り、ラッピング、エッチング、研磨を施して得られたシリコンウェーハＷ（φ３００ｍｍウェーハ）を２５枚ずつ収納している。その他の梱包構造体に関しては、図４と基本的に同じであるため同一の符号を用いており説明を省略する。
【００２５】
上部緩衝体３には、前後、左右の各方向に衝撃吸収部６を２ヶ所ずつ備え、上部には、四隅の所定箇所（容器５の角に相当する箇所）に計４個の上側衝撃吸収部７を備えており、各方向から衝撃が加わった場合には、その衝撃吸収部が変形し押しつぶされることにより衝撃を吸収する。上部緩衝体３の容器保持部は、ＳＥＭＩ規格（Ｍ３１）に準拠したサイズの容器５上部に被さり、複数種類の容器を保持することができるようになっている。また上部緩衝体３の中心部には開口部８を備え、上方向からの衝撃が加わった際には、容器５の外周部のみが接触しているため上側衝撃吸収部７だけが潰れることで衝撃を吸収し、容器内の半導体ウェーハＷへの影響を最小限に抑えることに寄与している。更にこの開口部８は、外装箱１内に収納した際に、容器５の有無を確認できるほか、容器上面にある表示ラベル等も確認することができる。
【００２６】
下部緩衝体２にも、上部緩衝体３と同じように、前後、左右の各方向に衝撃吸収部９を２ヶ所ずつ備え、下部には、四隅の所定箇所（容器５の角に相当する箇所）に計４個の下側衝撃吸収部１０を備えており、その高さは上部緩衝体３の上側衝撃吸収部７の高さよりも高く、各方向から衝撃が加わった場合には、その衝撃吸収部が変形し押しつぶされることにより衝撃を吸収する。下側衝撃吸収部１０は、直方体に形成され、且つ長さが最低でも４ｃｍ設けてあることで、高い衝撃が加わった場合においても、均一に潰れ、衝撃吸収の作用時間を長くすることができ、容器内の半導体ウェーハＷへのダメージを最小限に抑えることができる。下部緩衝体２の凹部の底部は水平に形成されており、容器５の足部だけが接触するようになっており、容器５の荷重は足部だけにかかり、下方から衝撃を受けた場合、下側衝撃吸収部１０のみが潰れて衝撃を吸収するようになっている。また、下部緩衝体２の中心部には、開口部１１を有し、この開口部１１は衝撃が加わって下側衝撃吸収部１０が変形する際に、下部緩衝体２の底面と容器５の底面部の接触を防止し、容器下面全体に衝撃が加わらないようにしている。尚、外装箱の各上下面の平面積Ｓａに対する、上下緩衝体２、３の衝撃吸収部７、１０が外装箱と接触する部分の平面積Ｓｂの接触面積の割合は４％に設定している。
【００２７】
本発明の緩衝体と従来技術の緩衝体を用いて、直径３００ｍｍの半導体シリコンウェーハ２５枚を入れた容器をダンボールからなる外装箱に入れ、外装箱の開口をステープラや粘着テープ等で封をしたものを用いて、落下試験を行ってみた。落下試験条件として、高さを１ｍ、１．２ｍ、１．５ｍと変えていった場合の衝撃値を見てみた。各々の緩衝体の材質としては３０倍の発泡ポリエチレンを用い、本発明の下側衝撃吸収部の長さは４５ｍｍのものを使用した。その際の衝撃測定値を図７に示す。また、下側衝撃吸収部の長さがそれぞれ３５ｍｍ、４０ｍｍ、４５ｍｍと変えたものを、落下高さ１ｍと１．５ｍの高さからそれぞれ落下させた場合の衝撃試験結果を図７に示す。尚、半導体シリコンウェーハの収納枚数や、緩衝体の材質等の条件については、前記落下高さのみを変えた落下試験条件と同じである。
【００２８】
図７、図８からも明らかなように、本発明の緩衝体は従来の緩衝体と比較して、効果的に衝撃を吸収していることがわかり、容器内のシリコンウェーハへのダメージを軽減していることが分かる。
【００２９】
【本発明の効果】
以上説明したように、本発明の半導体ウェーハの輸送用緩衝体によれば、実施の形態から明らかなごとく、決められたサイズの外装箱においても、上部、左右、上下方向の衝撃吸収力は維持しつつ、特に下方からの高い衝撃が加わった場合においても、高い衝撃吸収力を発揮し、非常に高価な大口径半導体シリコンウェーハに欠けや割れ等の影響を出すことがなく、安全に且つ確実に輸送することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の梱包構造体の断面図である。
【図２】（ａ）本発明の上部緩衝体３の平面図、（ｂ）上部緩衝体３ｃ−ｃ’線端面図である。
【図３】（ａ）本発明の下部緩衝体２の平面図、（ｂ）下部緩衝体２ｃ−ｃ’線端面図である。
【図４】従来の梱包構造体の断面図である。
【図５】（ａ）従来の上部緩衝体３の平面図、（ｂ）上部緩衝体３ｃ−ｃ’線端面図である。
【図６】（ａ）従来の下部緩衝体２の平面図、（ｂ）下部緩衝体２ｃ−ｃ’線端面図である。
【図７】下側衝撃吸収部の長さと落下高さを変えた場合の落下試験条件の衝撃測定値を示すグラフである。
【図８】落下高さを変えた場合の落下試験条件の衝撃測定値を示すグラフである。
【符号の説明】
１外装箱
２下部緩衝体
３上部緩衝体
４収納凹部
５容器
６，９衝撃吸収部
７上側衝撃吸収部
８，１１開口部
１０下側衝撃吸収部
Ｓａ外装箱下面の平面積
Ｓｂ衝撃吸収部における外装箱との接触面積

Claims

容器と外装箱の間に挿入される上下一対の発泡ポリエチレン、ポリプロピレン製緩衝体であって、上部緩衝体の衝撃吸収体の高さｈ２よりも下部緩衝体の衝撃吸収部の高さｈ１が高いことを特徴とする半導体ウェーハの輸送用緩衝体。
下部緩衝体の衝撃吸収部の高さｈ１が４ｃｍ〜５ｃｍで、上部緩衝体の衝撃吸収体の高さｈ２が０．５ｃｍ〜１．５ｃｍであることを特徴とする請求項１記載の半導体ウェーハの輸送用緩衝体。
上下緩衝体の衝撃吸収部が直方体であることを特徴とする請求項１、２記載の半導体ウェーハの輸送用緩衝体。
外装箱の各上下面の平面積Ｓａに対する、緩衝体の衝撃吸収部が外装箱と接触する部分の平面積Ｓｂの接触面積の割合が３％〜５％であることを特徴とする請求項１〜３記載の半導体ウェーハの輸送用緩衝体。