JP3874230B2 - ウェーハケース - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はシリコンウェーハなどの半導体ウェーハを収納するウェーハケース、詳しくは空気中に浮遊するごみ，ほこりなどのダスト、ＳＯｘ，ＮＯｘなどの無機物、フタル酸エステル，脂肪酸エステルなどの有機物を漏らさず濾過しながら、密閉されたケース内の圧力を外部の圧力と等しくするフィルタ付きのウェーハケースに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ウェーハ製造工場で作製されたシリコンウェーハなどの半導体ウェーハは、輸送中の損傷や汚染などを防ぐため、通常、蓋がガスケット（パッキング材）で密閉されたウェーハケースに収納されている。
このウェーハケースは、さらに大気中で、ナイロン（ポリアミド繊維の商品名）またはポリエチレン製のフィルムからなる内袋でヒートシールされて密閉される。
そして、このウェーハケースが入った内袋を、アルミニウムフィルム製の外袋に入れて、その開口部をヒートシールして密封している。つまり、ウェーハケースはこのような二重封止による完全密閉状態で輸送されることとなる。
【０００３】
ウェーハ輸送の一形態として、航空機を使った航空輸送がある。この場合、ウェーハを搭載した航空機は高度数千〜１万ｍを飛行する。このとき、機内の貨物室の気圧は、おおよそ０．７〜０．８ａｔｍに達する。その結果、比較的密閉性能が良いウェーハケースの場合、気圧の低い上空において、その気圧差から、空気の膨張により、常圧で密封された内袋や外袋が膨らむ。また、ケース内の空気は膨張し、蓋と容器本体とを封止するガスケットのわずかな隙間を通して、内袋内へと流出する。これにより、内袋はさらに膨らむ。
【０００４】
そして、着陸時に、航空機が常圧の地上へ降下してくると、上空飛行時とは反対の気圧関係から、内袋や外袋内の低圧の空気が、比較的高い外圧により圧縮されて収縮する。しかも、ガスケットによって蓋が容器本体の開口部へ強固に密着されるので、この内袋の空気はケース内へは流れ込まない。その結果、ウェーハケースがちょうど四方から押し潰されたように変形する。
これにより、内側へ湾曲した外壁によって内部のウェーハを傷つけるおそれがあった。しかも、蓋は容器本体に強固に密着されているので、開蓋時に蓋が開きにくいという別の問題も生じていた。
【０００５】
一方、例えば比較的密閉性能が低いウェーハケースの場合には、蓋と容器本体の開口部との間にあるガスケットの隙間を通して、空気が流通しやすい。上空を飛行中には、ウェーハケースの場合と同様に、大気の圧力が低いことから、内袋および外袋が膨らみ、ケース内の空気も内袋の中へと流れ込む。また、航空機の降下時には、大気の圧力が上昇してケース内の空気が圧縮される。それにしたがって、内袋内の空気がガスケットの隙間からケース内へ流れ込むので、前述した変形が生じない。
これにより、空輸時の圧力差で変形したケースの外壁によるウェーハの損傷を解消することができるとともに、着陸後の開蓋時に蓋を簡単に開けられるという利点がある。
【０００６】
しかしながら、蓋の密閉性は悪いことから、内，外袋の開封時に、内袋の中を浮遊していたごみやほこりなどのダストが、このガスケットの隙間からケース内へと侵入し、これがウェーハ表面に付着してウェーハを汚染するというおそれがあった。
そこで、これを解消する従来手段として、例えば本願特許出願人が先に出願した特願平９−１６８０００号に基づく国内優先出願である特願平１０−７３３１５号の明細書中に記載されたウェーハケースなどが知られている。
この従来のウェーハケースは、容器本体および蓋の少なくとも一方にダストを除去する多孔質フィルタが設けられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような多孔質フィルタが装着されたウェーハケースでは、例えばウェーハケースの内外に圧力差が生じ、この圧力差を多孔質フィルタを介して解除した際に、多孔質フィルタによって、内袋の中のごみやほこりは濾過することができるものの、その中を浮遊しているＳＯｘ，ＮＯｘなどの無機物質、および、各種の有機物質は除去することができない。これは、フィルタがダスト濾過専用の多孔質フィルタであるためである。その結果、これらの無機物および有機物がケース内へ流れ込み、ウェーハの表面などに付着するおそれがあった。このことは、ウェーハの輸送中、何らかの原因で内袋および外袋の両方が破損したとき、または、クリーンルーム以外の場所で内外袋を開封したときなどに、この多孔質フィルタを介して、ケース内のウェーハが、直接大気にさらされる際に顕著となる。
【０００８】
【発明の目的】
この発明は、半導体ウェーハへのダスト，無機物および有機物といった各種の異物の付着を同時に防ぐことができ、しかもこれらの効果が比較的低コストで得られるウェーハケースを提供することを、その目的としている。
また、この発明は、ダストの物理的な濾過性が高く、しかもケース内外に生じた圧力差を比較的短時間で解除することができるウェーハケースを提供することを、その目的としている。
さらにまた、この発明は、有機類除去フィルタ部，ケミカルフィルタ部および多孔質フィルタ部の連結順の組み合わせのうちで、有機物，無機物およびダストの効果的な濾過性が得られる組み合わせとなるウェーハケースを提供することを、その目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、半導体ウェーハが収納される四角形の箱体の容器本体と、この容器本体を密閉する蓋とを有し、ケース梱包袋により密封状態で梱包されるウェーハケースにおいて、上記容器本体および／または上記蓋の外壁に容器本体の内外を連通する孔を、上記容器本体および／またはこれを密閉する蓋の外壁の一隅角部位置と、それとは反対側の側辺位置とに設け、これらの孔には、空気中に浮遊するごみやほこりなどのダストを多孔質フィルタにより物理的に濾過する多孔質フィルタ部と、空気中に浮遊するＳＯｘ，ＮＯｘなどの無機物をケミカルフィルタにより化学的に濾過するケミカルフィルタ部と、空気中に浮遊する有機物を有機類除去フィルタにより物理吸着する有機類除去フィルタ部とを有する２個の組み合わせフィルタ構造体がそれぞれ装着されたウェーハケースである。
【００１０】
容器本体および蓋の素材としては、例えばポリカーボネート（ＰＣ），ポリエチレン（ＰＥ），ポリプロピレン（ＰＰ），ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ），ポリブチルテレフタレート（ＰＢＴ）などの各種のプラスチックが挙げられる。
孔の形状、口径などは限定されない。孔の形成位置も、容器本体、蓋のどの部分でもよい。また、これらの両方に形成してもよい。ただし、蓋の外壁のウェーハ対峙範囲を除く部分の方が好ましい。これはケース外の空気が、直接、ウェーハに吹き付けられることを防ぐためである。したがって、仮にケース内の空気に対して温度差がある外部空気の場合であっても、この外部空気は、いったん、ケース内の、ウェーハが収納されていない部分に流れ込み、そこからケース全体へ拡散され、この拡散に伴って、徐々に温度差も緩和される。よって、この温度差を原因としたウェーハの損傷を防ぐことができる。
上記孔は、容器本体および／または蓋の外壁に単純に穿たれた孔でも、ケースの内方および／または外方へ突出するようなボス形状の孔でもよい。
また、孔の形成数およびこれに装着される組み合わせフィルタ構造体の個数も限定されない。
【００１１】
組み合わせフィルタ構造体は、少なくとも有機類除去フィルタ部，ケミカルフィルタ部および多孔質フィルタ部をそれぞれに１個ずつ有し、かつ互いの内部流路が連通状態となっていればよい。なお、各フィルタ部の連結の順序は限定されない。
有機類除去フィルタ部の有機類除去フィルタにより除去される有機物としては、例えば空気中に浮遊する微量のフタル酸エステル，脂肪酸エステル，パラフィン類，アルコールなどが挙げられる。
これらの有機物を除去する有機類除去フィルタは限定されない。一般的には活性炭または活性炭素繊維などが挙げられる。空気中を浮遊する有機物は、例えば活性炭により物理的に吸着される。
【００１２】
ケミカルフィルタにより化学的に濾過される無機物としては、例えば空気中に浮遊する微量のＳＯｘ，ＮＯｘ，アンモニア，各種の酸性ガス（塩素，フッ素，硫酸，硝酸など），ミスト，リン，ボロンなどが挙げられる。
これらの無機物を除去するケミカルフィルタは限定されない。例えば、活性炭，ゼオライト，アルミナなどのペレット状担体に中和剤，酸化剤を添着・含浸させたもの、および、活性炭，活性炭素繊維とこれらに化学物質を添着・含浸させたもの、この他にもイオン交換繊維として、例えばイオン交換基を直接不織布に付着させたものなどが挙げられる。このイオン交換基による付加反応により無機物が化学吸着される。
また、上記ケミカルフィルタ部としては、例えば米国Alltech Associates社製のMaxi-CleanカートリッジSAX強アニオン交換またはSCX強カチオン交換などを採用することができる。Maxi-Cleanカートリッジの概略構成は、円筒状のポリプロピレン製のハウジング内に、互いに離間された２枚のポリエチレン製のフリットで収納空間が区画され、この収納空間に、ポリスチレン製の粉状担体に所定の化学物質が添着・含浸された濾過粉体を収納させたものである。
【００１３】
上記多孔質フィルタとしては、例えばナイロン，ポリフッ化ビニリデン（ＰＵＤＦ），セルロースアセテート，請求項２に記載の発明に係る四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ），親水性四フッ化エチレン樹脂などの各種合成樹脂素材からなるメンブランフィルタの他、周知の各種のフィルタを採用することができる。
多孔質フィルタの平均孔径は、大気中に浮遊するごみなどをフィルタリングすることができる大きさであれば限定されない。また、フィルタの外形寸法も、フィルタがケース内外の圧力差に耐えられる寸法であれば限定されない。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、上記多孔質フィルタ部が、筒形状のハウジング内に四フッ化エチレン樹脂製の多孔質フィルタが収納されたものである請求項１に記載のウェーハケースである。
ここでいう多孔質フィルタはメンブランフィルタを含む。メンブランフィルタとは、通常、厚さ０．１〜０．２ｍｍのプラスチックの薄膜に、目の細かい一定の大きさの孔を多数形成したものである。ここでは、そのフィルタ素材として四フッ化エチレン樹脂を採用している。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、上記容器本体外より流入する気体は、上記ケミカルフィルタ部および上記有機類除去フィルタ部を通った後、上記多孔質フィルタ部を通って内部に流入する請求項１または請求項２に記載のウェーハケースである。
【００１６】
【作用】
この発明によれば、何らかの事情（例えば航空機によるウェーハ空輸）により外部の気圧が変化し、蓋がパッキング材により密閉されたウェーハケースの内外で圧力差が生じた場合には、組み合わせフィルタ構造体を介して、ケース梱包袋に密閉されたこのケースの内外において、圧力の大きい方から小さい方へ空気が流れる。このようなケース内外の圧力差が解除される際には、ケース梱包袋内の空気が組み合わせフィルタ構造体を通過中、この空気中の有機物，無機物およびダストが、対応するフィルタにより所定の順序で濾過される。すなわち、例えばケース梱包袋内の微細な有機物は、有機類除去フィルタ部内の有機類除去フィルタにより濾過される。また、ケース梱包袋内の微細な無機物は、ケミカルフィルタ部内のケミカルフィルタにより濾過される。さらに、ケース梱包袋内の微細なダストは多孔質フィルタ部内の多孔質フィルタによって濾過される。
【００１７】
したがって、この圧力差解除時に、従来手段のようにケース梱包袋の中を浮遊しているダスト以外の無機物および有機物により半導体ウェーハが汚染される度合いを低減させることができる。かつ、このウェーハケースは、容器本体および蓋の少なくとも一方に組み合わせフィルタ構造体を取り付けただけのシンプルな構造であるので、比較的低コストでこれらの効果を得ることができる。
なお、ケミカルフィルタ部を、前記米国Alltech Associates社製のMaxi-Cleanカートリッジとすると、空気中の有機物の物理吸着による濾過性が高くなる。
【００１８】
特に、請求項２に記載の発明によれば、フィルタとして四フッ化エチレン樹脂製の多孔質フィルタを採用したので、例えばセルロースアセテート，ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ），ナイロンなどの他の合成樹脂製のものに比べて濾過速度が速い。
【００１９】
さらに、請求項３に記載の発明によれば、組み合わせフィルタ構造体における多孔質フィルタ部の連結位置を、外部気体の流入方向で、ケミカルフィルタ部および有機類除去フィルタ部より下流としたので、有機物，無機物およびダストの効果的な濾過性を得ることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施例に係るウェーハケースを説明する。
図１はこの発明の一実施例に係るウェーハケースの全体斜視図である。図２は同ウェーハケースの正面図である。図３は同ウェーハケースの平面図である。図４は同組み合わせフィルタ構造体の使用状態の拡大断面図である。図５は同閉蓋中における図１のＡ−Ａ拡大断面図である。図６の（ａ）は容器本体と蓋との接合部の構造を示す部分拡大断面図である。図６の（ｂ）はガスケットの圧縮変形を説明するための略図である。図７の（ａ）は上空飛行中の比較的密閉性が良いウェーハケースの説明図である。図７の（ｂ）は空輸後の状態を示す説明図である。
【００２１】
図１〜図３において、１０はこの発明の一実施例に係るウェーハケースである。このウェーハケース１０は、四角形で箱形の容器本体１２と、その蓋１３と、これらの間に介装されるガスケット１４とで構成されている。
容器本体１２は、例えば８インチのシリコンウェーハ１１を最大２５枚収納することができる大きさである。蓋１３は、閉蓋時の上方側が凹となった四角形の浅い皿状に成形されている。これら容器本体１２，蓋１３から構成されるウェーハケース１０全体の内容積は約１５０００ｃｃである。また、容器本体１２および蓋１３の素材としては、透明もしくは半透明の素材（ポリプロピレン，ポリカーボネートなど）が使用されている。
【００２２】
ガスケット１４は断面矩形の環状のゴムである。容器本体１２や蓋１３の鍔状の開口周縁部間に介在されて、ウェーハケース１０の密閉性を確保するパッキング材としての役目を果たす。
具体的には、図６（ａ）に示すように、このガスケット１４は、容器本体１２の開口周縁部に周設された矩形断面のシール溝３０に、若干その頭部を突出させて収納されている。ガスケット１４の内，外周部（非圧縮部）には、その全周にわたって凹部３４が形成されている。したがって、ガスケット１４の非圧縮面とシール溝３０の壁部との間には間隙３５が形成される。
【００２３】
一方、容器本体１２のシール溝３０の底面にはわずかに突出するリブ３１が周設されている。また、蓋１３の周縁部に形成されたシール溝３２の底面には、同様のリブ３３が周設されている。これら一対のリブ３１，３３は、ガスケット１４の上面および下面にそれぞれ当接されている。したがって、閉蓋時には、ガスケット１４の上部，下部がリブ３１，３３によってそれぞれ押し潰されることとなる。
しかしながら、ガスケット１４の非圧縮面とシール溝３０の側壁部との間に形成された間隙３５が、潰されたガスケット１４の膨出部分の逃げ部となる。この結果、圧縮力を受けたガスケット１４は、シール溝３０の側壁部に妨げられることなく、スムーズに変形する。よって、蓋１３の閉蓋操作が容易になるとともに、接合部におけるシール機能の信頼性が向上する。このような閉蓋構造により、蓋１３は容器本体１２の開口部に、ケース内外の圧力差０．２気圧に耐え得る高い密閉性で閉蓋される。
【００２４】
この閉蓋時において、蓋１３を手動（自動でも可）で容器本体１２に圧着させる部材が、一対のフック・レバー部４０である。これらのフック・レバー部４０は、容器本体１２の対向する側板の各上部に、対向した状態で配設されている。以下、これを説明する。
図５に示すように、フック・レバー部４０は、ともに板材であるフック部材４１とレバー部材４２とにより構成されている。フック部材４１の上部には係合孔４１ａが穿設され、その下部にはレバー部材４２の連結軸４２ａが軸支されている。このレバー部材４２の元部両側には一対の取り付け軸４２ｂが突出されており、これら一対の取り付け軸４２ｂは容器本体１２の側板上部から突出するリブ間に軸支されている。蓋１３の開口周縁部の所定位置には、一対の係合突起１３ｄが突出して形成されている。閉蓋時、各係合突起１３ｄが対向する係合孔４１ａとそれぞれ嵌入・係合することとなる。
【００２５】
したがって、閉蓋時には、容器本体１２の開口部上に蓋１３を載置した後、各係合孔４１ａに対応する係合突起１３ｄを嵌入・係合させる。この状態で、レバー部材４２を、取り付け軸４２ｂを中心にして、垂直面内で、例えば図５において時計回り方向に回動させる（反対側のレバー部材は反時計回り方向に回動させる）。この結果、フック部材４１が連結軸４２ａを中心に垂直面内で回動しながら押し下げられて、蓋１３が堅固に閉蓋される。
なお、開蓋時は、この操作とは逆の手順での操作を行うことになる。
【００２６】
次に、蓋１３のフィルタ構造を詳細に説明する。
蓋１３の上壁の内面には、２個の組み合わせフィルタ構造体１５が装着されている。組み合わせフィルタ構造体１５のうちの一つは、ウェーハケース１０の一隅角部位置に挿着され、また他の組み合わせフィルタ構造体１５はそれとは反対側の側辺位置に取り付けられている。
すなわち、この蓋１３の上壁の一隅角部付近とこれと反対側の側縁部の中間位置とに、孔１３ａがそれぞれ形成されている。これらの孔１３ａは、収納されたウェーハ１１との対峙範囲を除く部分に形成されている。
また、これらの孔１３ａの形成部分はボス形状でケース内方に向かって突出している。すなわち、その突出元部に厚肉の肉盛り部１３ｂ（図４参照）を有し、この肉盛り部１３ｂの中心部分に孔１３ａが穿孔されている。
【００２７】
これらの孔１３ａは、注射針の針もとのＪＩＳ規格「Ｔ３１０１−１９７９」に適合した形状としている。これらの孔１３ａに、組み合わせフィルタ構造体１５の一構成体である後述する有機類除去フィルタ部１５Ａが着脱自在に装着されている。すなわち、この有機類除去フィルタ部１５Ａの装着部分は、上述したＪＩＳ規格「Ｔ３１０１−１９７９」の注射針の針もとの寸法を有している。
また、蓋１３の上壁の表面には、透明な上壁を通して覗き見えるウェーハ１１の枚数が、その枚数分の厚さ位置に合わせて表示されている。
【００２８】
次に、図４を参照して、組み合わせフィルタ構造体１５の各構成体を詳細に説明する。
図４に示すように、この組み合わせフィルタ構造体１５は、孔１３ａに近い方から順に、上記有機類除去フィルタ部１５Ａ、ケミカルフィルタ部１５Ｂおよび多孔質フィルタ部１５Ｃを連結したものである。以下、これらのフィルタ部１５Ａ〜１５Ｃを詳細に説明する。
【００２９】
上記有機類除去フィルタ部１５Ａは、軸線方向の長さが３．５ｃｍほどのユニットである。この有機類除去フィルタ部１５Ａは、ハウジング５５と、この内部に収納された上記有機類除去フィルタ５１とにより構成されている。
ハウジング５５は、ポリプロピレン製の直径１３ｃｍの円筒容器であり、その本体胴部に活性炭製の有機類除去フィルタ５１が収納されている。ハウジング５５の一端には、孔１３ａに外嵌される筒状の元部５５ａが一体成形されている。また、ハウジング５５の他端には、ケミカルフィルタ部１５Ｂに連結される先部５５ｂが一体成形されている。
【００３０】
上記ケミカルフィルタ部１５Ｂは、米国Alltech Associates社製のMaxi-Cleanカートリッジ、具体的には軸線方向の長さが３．５ｃｍほどの長尺なユニットである。このケミカルフィルタ部１５Ｂは、ハウジング５２と、この内部に収納された上記ケミカルフィルタ５０とにより構成されている。
ハウジング５２は、直径１３ｍｍの本体胴部を有するポリプロピレン製の円筒容器である。このハウジング５２の一端には、上記先部５５ｂに外嵌される筒状の元部５２ａが一体成形されている。また、ハウジング５２の他端には、多孔質フィルタ部１５Ｃに連結される先部５２ｂが一体成形されている。
ハウジング５２の両端部内には、互いに離間された２枚のポリエチレン製のフリット５３（厚さ約２ｍｍ）が配置されており、両フリット５３の間に収納空間が形成されている。この空間には、ポリスチレン製の粉状担体に所定の化学物質が添着・含浸された濾過粉体５４が、０．５〜１．５ｍｌだけ充填されている。このように、ケミカルフィルタ部１５Ｂとして、米国Alltech Associates社製のMaxi-Cleanカートリッジを採用したので、空気中の有機物の物理吸着による濾過性を高めることができる。
【００３１】
上記多孔質フィルタ部１５Ｃは、軸線方向の長さが１．５ｃｍほどの小型のユニットである。この多孔質フィルタ部１５Ｃは、ハウジング１６と、この内部に収納された多孔質フィルタ１７とにより構成されている。
ハウジング１６は、ポリプロピレン製の略コマ形状をした小型管体であり、円筒状の元部１６ａと、多孔質フィルタ１７の収納部を有する円盤状の濾過部１６ｂと、円筒状の先部１６ｃとが一体成形されたものである。なお、元部１６ａがケミカルフィルタ部１５Ｂの先部５２ｂに外嵌される。
多孔質フィルタ１７としては、直径１３ｍｍ、平均孔径０．４５μｍ（気体の場合は０．０５μｍ程度の異物を濾過可能）、有効濾過面積０．８ｃｍ２、耐圧強度（２５℃時）５．３ｋｇｆ／ｃｍ２（５．３×１０４Ｐａ）、耐熱温度６０℃の四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）製のメンブランフィルタが採用されている。
【００３２】
次に、この一実施例に係るウェーハケース１０の使用方法を説明する。
図２，図３に示すように、ケースパーツの洗浄後に組み立てられ、さらに組み合わせフィルタ構造体１５が組み込まれたウェーハケース１０は、容器本体１２内に所定枚数のウェーハ１１が収納された後、ガスケット１４を挟んで蓋１３を閉蓋することにより、内部のウェーハ１１が良好に密閉される。それから、ウェーハケース１０は、さらにナイロン（ポリアミド繊維の商品名）またはポリエチレン製の内袋１８と、アルミニウムフィルム製の外袋１９（図７参照）とにより、二重にラッピングされる。なお、これらの蓋１３の閉蓋作業や両袋１８，１９による梱包作業は、常圧で行われる。
【００３３】
これを航空機に搭載して空輸する。空輸時は、離陸後、高度数千〜１万ｍ付近（機内圧０．７〜０．８ａｔｍ）を飛行することになる。すなわち、気圧が低い上空において、常圧で密閉されたケース内と、気圧の低いケース外との間で０．２〜０．３気圧という圧力差が生じる。ウェーハケース１０には組み合わせフィルタ構造体１５が装着されているので、蓋１３が密閉されているにもかかわらず、略気圧が等しくなるまで、この組み合わせフィルタ構造体１５を通して、ケース内の空気がケース外の内袋１８へ流出し、自動的にケース内外の圧力差が解除される。なお、このとき、密閉された内外の袋１８，１９は、外圧が低下することで内部空気が膨張して膨れる（図７（ａ）参照）。
【００３４】
また、航空機が着陸のために降下して外圧が上昇すると、その膨らんでいた内袋１８の空気が、圧縮されてケース内へ流れようとする。このとき、仮にこのフィルタ構造体１５がない場合は、密閉性を保つガスケット１４の存在により、蓋１３が容器本体１２の開口部に圧着されて、ケースが変形するおそれがあった。ところが、この実施例の場合には、組み合わせフィルタ構造体１５を通して、内袋１８の空気がウェーハケース１０内へ流れ込み、自動的にケース内外の圧力差が解除される。これにより、ケース内外に圧力差が生じることで発生していたこのケース１０の変形を解消することができる。しかも、この変形に伴うウェーハの損傷も防ぐことができる。
なお、このとき、内袋１８の中を浮遊している微量のフタル酸エステルなどの有機物、ＳＯx ，ＮＯx などの無機物およびダストが、２つの孔１３ａを通過して、ケース内へ侵入するおそれがある。しかしながら、各孔１３ａにはそれぞれ組み合わせフィルタ構造体１５が装着されているので、これらの微細な異物類は、このフィルタ構造体１５を通過中に除去される。
【００３５】
すなわち、内袋１８の中の微細な有機物が、有機類除去フィルタ部１５Ａ内の有機類除去フィルタ５１により濾過される。また、内袋１８の中の微細な無機物が、ケミカルフィルタ部１５Ｂ内のケミカルフィルタ５０によって濾過される。さらに、この内袋の１８中の微細なダストが、多孔質フィルタ部１５Ｃの多孔質フィルタ１７により濾過される。
したがって、この圧力差解除時に、これらの３種類の異物（有機物，無機物およびダスト）が、ウェーハケース１０内のウェーハ１１に付着するおそれを低減させることができる。しかも、このウェーハケース１０は、このような２つの組み合わせフィルタ構造体１５を蓋１３に装着させただけの構造であるので、比較的低コストでこれらの効果を得ることができる。
さらに、組み合わせフィルタ構造体１５における多孔質フィルタ部１５Ｃの連結位置を、外部気体の流入方向で、有機類除去フィルタ部１５Ａおよびケミカルフィルタ部１５Ｂより下流としたので、有機物，無機物およびダストの効果的な濾過性を得ることができる。
【００３６】
なお、航空機の着陸時、密閉されている内外の袋１８，１９は、航空機の降下にともなって外圧が上昇することで、それぞれの内部空気が圧縮されて縮まる（図７（ｂ）参照）。
目的地へ着陸し、ケース外が常圧になった後も、多孔質フィルタ１７の気体の濾過速度が大きいため、濾過速度が比較的おそい別の多孔質フィルタ（図示せず）を用いた場合に比べて、組み合わせフィルタ構造体１５を介して、比較的短時間でケース内外の圧力差を解除することができる。例えば最大１０分程度でケース内外の圧力が等しくなる。しかも、ケース内を漂う微細な有機物，無機物およびダストも除去される。
【００３７】
ここで、実際に、この発明に係る組み合わせフィルタ構造体を装着したウェーハケースと、従来の多孔質フィルタだけを装着したウェーハケースとの各内部にそれぞれウェーハを収納し、次いでこのケースを２５ｃｍＨｇまで減圧した時、各ケース内のウェーハに付着した有機物，無機物およびダストのそれぞれの付着量を比較した実験について説明する。
図８は、従来手段とこの発明に係るウェーハケースにおけるウェーハに付着した有機物，無機物およびダストの付着量を比較したグラフである。
図８のグラフから明らかなように、従来手段では、ダストの付着量は少ない。しかしながら、有機物および無機物の付着量は、その対策がまったく行われていないために、多かった。これに対して、この発明に係るウェーハケースでは、ダストだけでなく、有機物および無機物の付着量も少なかった。
【００３８】
【発明の効果】
この発明によれば、このように容器本体および／または蓋に設けられた孔に、有機類除去フィルタ部，ケミカルフィルタ部および多孔質フィルタ部を有する組み合わせフィルタ構造体を装着するようにしたので、この組み合わせフィルタ構造体を通過中の空気に含まれる有機物，無機物およびダストを効果的に除去することができる。これにより、ウェーハケースに収納された半導体ウェーハの異物による汚染の度合いを低減させることができる。
しかも、このウェーハケースは、容器本体および蓋の少なくとも一方に組み合わせフィルタ構造体を装着しただけのシンプルな構造であるので、比較的低コストで上述した効果を有するウェーハケースを得ることができる。
【００３９】
特に、請求項２に記載の発明によれば、フィルタとして四フッ化エチレン樹脂製の多孔質フィルタを採用したので、例えばナイロン，セルロースアセテートなどの他の合成樹脂に比べて、気体の濾過速度を速くすることができる。
【００４０】
また、請求項３に記載の発明によれば、組み合わせフィルタ構造体における多孔質フィルタ部の連結位置を、外部気体の流出方向で、有機類除去フィルタ部およびケミカルフィルタ部より下流としたので、有機物，無機物およびダストの効果的な濾過性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例に係るウェーハケースの全体斜視図である。
【図２】この発明の一実施例に係るウェーハケースの正面図である。
【図３】この発明の一実施例に係るウェーハケースの平面図である。
【図４】この発明の一実施例に係る組み合わせフィルタ構造体の使用状態の拡大断面図である。
【図５】この発明の一実施例に係る閉蓋中における図１のＡ−Ａ矢視拡大断面図である。
【図６】（ａ）は容器本体と蓋との接合部の構造を示す部分拡大断面図である。
（ｂ）はガスケットの圧縮変形を説明するための略図である。
【図７】（ａ）は上空飛行中の比較的密閉性が良いウェーハケースの説明図である。
（ｂ）は空輸後の状態を示す説明図である。
【図８】従来手段と本発明とのウェーハに付着したダスト，無機物および有機物の付着量を比較したグラフである。
【符号の説明】
１０ ウェーハケース、
１１ シリコンウェーハ（半導体ウェーハ）、
１２ 容器本体、
１３ 蓋、
１３ａ 孔、
１５ 組み合わせフィルタ構造体、
１５Ａ 有機類除去フィルタ部、
１５Ｂ ケミカルフィルタ部、
１５Ｃ 多孔質フィルタ部、
１６ ハウジング、
１７ 多孔質フィルタ、
１８ 内袋、
１９ 外袋、
５０ ケミカルフィルタ、
５１ 有機類除去フィルタ。
【発明の属する技術分野】
この発明はシリコンウェーハなどの半導体ウェーハを収納するウェーハケース、詳しくは空気中に浮遊するごみ，ほこりなどのダスト、ＳＯｘ，ＮＯｘなどの無機物、フタル酸エステル，脂肪酸エステルなどの有機物を漏らさず濾過しながら、密閉されたケース内の圧力を外部の圧力と等しくするフィルタ付きのウェーハケースに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ウェーハ製造工場で作製されたシリコンウェーハなどの半導体ウェーハは、輸送中の損傷や汚染などを防ぐため、通常、蓋がガスケット（パッキング材）で密閉されたウェーハケースに収納されている。
このウェーハケースは、さらに大気中で、ナイロン（ポリアミド繊維の商品名）またはポリエチレン製のフィルムからなる内袋でヒートシールされて密閉される。
そして、このウェーハケースが入った内袋を、アルミニウムフィルム製の外袋に入れて、その開口部をヒートシールして密封している。つまり、ウェーハケースはこのような二重封止による完全密閉状態で輸送されることとなる。
【０００３】
ウェーハ輸送の一形態として、航空機を使った航空輸送がある。この場合、ウェーハを搭載した航空機は高度数千〜１万ｍを飛行する。このとき、機内の貨物室の気圧は、おおよそ０．７〜０．８ａｔｍに達する。その結果、比較的密閉性能が良いウェーハケースの場合、気圧の低い上空において、その気圧差から、空気の膨張により、常圧で密封された内袋や外袋が膨らむ。また、ケース内の空気は膨張し、蓋と容器本体とを封止するガスケットのわずかな隙間を通して、内袋内へと流出する。これにより、内袋はさらに膨らむ。
【０００４】
そして、着陸時に、航空機が常圧の地上へ降下してくると、上空飛行時とは反対の気圧関係から、内袋や外袋内の低圧の空気が、比較的高い外圧により圧縮されて収縮する。しかも、ガスケットによって蓋が容器本体の開口部へ強固に密着されるので、この内袋の空気はケース内へは流れ込まない。その結果、ウェーハケースがちょうど四方から押し潰されたように変形する。
これにより、内側へ湾曲した外壁によって内部のウェーハを傷つけるおそれがあった。しかも、蓋は容器本体に強固に密着されているので、開蓋時に蓋が開きにくいという別の問題も生じていた。
【０００５】
一方、例えば比較的密閉性能が低いウェーハケースの場合には、蓋と容器本体の開口部との間にあるガスケットの隙間を通して、空気が流通しやすい。上空を飛行中には、ウェーハケースの場合と同様に、大気の圧力が低いことから、内袋および外袋が膨らみ、ケース内の空気も内袋の中へと流れ込む。また、航空機の降下時には、大気の圧力が上昇してケース内の空気が圧縮される。それにしたがって、内袋内の空気がガスケットの隙間からケース内へ流れ込むので、前述した変形が生じない。
これにより、空輸時の圧力差で変形したケースの外壁によるウェーハの損傷を解消することができるとともに、着陸後の開蓋時に蓋を簡単に開けられるという利点がある。
【０００６】
しかしながら、蓋の密閉性は悪いことから、内，外袋の開封時に、内袋の中を浮遊していたごみやほこりなどのダストが、このガスケットの隙間からケース内へと侵入し、これがウェーハ表面に付着してウェーハを汚染するというおそれがあった。
そこで、これを解消する従来手段として、例えば本願特許出願人が先に出願した特願平９−１６８０００号に基づく国内優先出願である特願平１０−７３３１５号の明細書中に記載されたウェーハケースなどが知られている。
この従来のウェーハケースは、容器本体および蓋の少なくとも一方にダストを除去する多孔質フィルタが設けられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような多孔質フィルタが装着されたウェーハケースでは、例えばウェーハケースの内外に圧力差が生じ、この圧力差を多孔質フィルタを介して解除した際に、多孔質フィルタによって、内袋の中のごみやほこりは濾過することができるものの、その中を浮遊しているＳＯｘ，ＮＯｘなどの無機物質、および、各種の有機物質は除去することができない。これは、フィルタがダスト濾過専用の多孔質フィルタであるためである。その結果、これらの無機物および有機物がケース内へ流れ込み、ウェーハの表面などに付着するおそれがあった。このことは、ウェーハの輸送中、何らかの原因で内袋および外袋の両方が破損したとき、または、クリーンルーム以外の場所で内外袋を開封したときなどに、この多孔質フィルタを介して、ケース内のウェーハが、直接大気にさらされる際に顕著となる。
【０００８】
【発明の目的】
この発明は、半導体ウェーハへのダスト，無機物および有機物といった各種の異物の付着を同時に防ぐことができ、しかもこれらの効果が比較的低コストで得られるウェーハケースを提供することを、その目的としている。
また、この発明は、ダストの物理的な濾過性が高く、しかもケース内外に生じた圧力差を比較的短時間で解除することができるウェーハケースを提供することを、その目的としている。
さらにまた、この発明は、有機類除去フィルタ部，ケミカルフィルタ部および多孔質フィルタ部の連結順の組み合わせのうちで、有機物，無機物およびダストの効果的な濾過性が得られる組み合わせとなるウェーハケースを提供することを、その目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、半導体ウェーハが収納される四角形の箱体の容器本体と、この容器本体を密閉する蓋とを有し、ケース梱包袋により密封状態で梱包されるウェーハケースにおいて、上記容器本体および／または上記蓋の外壁に容器本体の内外を連通する孔を、上記容器本体および／またはこれを密閉する蓋の外壁の一隅角部位置と、それとは反対側の側辺位置とに設け、これらの孔には、空気中に浮遊するごみやほこりなどのダストを多孔質フィルタにより物理的に濾過する多孔質フィルタ部と、空気中に浮遊するＳＯｘ，ＮＯｘなどの無機物をケミカルフィルタにより化学的に濾過するケミカルフィルタ部と、空気中に浮遊する有機物を有機類除去フィルタにより物理吸着する有機類除去フィルタ部とを有する２個の組み合わせフィルタ構造体がそれぞれ装着されたウェーハケースである。
【００１０】
容器本体および蓋の素材としては、例えばポリカーボネート（ＰＣ），ポリエチレン（ＰＥ），ポリプロピレン（ＰＰ），ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ），ポリブチルテレフタレート（ＰＢＴ）などの各種のプラスチックが挙げられる。
孔の形状、口径などは限定されない。孔の形成位置も、容器本体、蓋のどの部分でもよい。また、これらの両方に形成してもよい。ただし、蓋の外壁のウェーハ対峙範囲を除く部分の方が好ましい。これはケース外の空気が、直接、ウェーハに吹き付けられることを防ぐためである。したがって、仮にケース内の空気に対して温度差がある外部空気の場合であっても、この外部空気は、いったん、ケース内の、ウェーハが収納されていない部分に流れ込み、そこからケース全体へ拡散され、この拡散に伴って、徐々に温度差も緩和される。よって、この温度差を原因としたウェーハの損傷を防ぐことができる。
上記孔は、容器本体および／または蓋の外壁に単純に穿たれた孔でも、ケースの内方および／または外方へ突出するようなボス形状の孔でもよい。
また、孔の形成数およびこれに装着される組み合わせフィルタ構造体の個数も限定されない。
【００１１】
組み合わせフィルタ構造体は、少なくとも有機類除去フィルタ部，ケミカルフィルタ部および多孔質フィルタ部をそれぞれに１個ずつ有し、かつ互いの内部流路が連通状態となっていればよい。なお、各フィルタ部の連結の順序は限定されない。
有機類除去フィルタ部の有機類除去フィルタにより除去される有機物としては、例えば空気中に浮遊する微量のフタル酸エステル，脂肪酸エステル，パラフィン類，アルコールなどが挙げられる。
これらの有機物を除去する有機類除去フィルタは限定されない。一般的には活性炭または活性炭素繊維などが挙げられる。空気中を浮遊する有機物は、例えば活性炭により物理的に吸着される。
【００１２】
ケミカルフィルタにより化学的に濾過される無機物としては、例えば空気中に浮遊する微量のＳＯｘ，ＮＯｘ，アンモニア，各種の酸性ガス（塩素，フッ素，硫酸，硝酸など），ミスト，リン，ボロンなどが挙げられる。
これらの無機物を除去するケミカルフィルタは限定されない。例えば、活性炭，ゼオライト，アルミナなどのペレット状担体に中和剤，酸化剤を添着・含浸させたもの、および、活性炭，活性炭素繊維とこれらに化学物質を添着・含浸させたもの、この他にもイオン交換繊維として、例えばイオン交換基を直接不織布に付着させたものなどが挙げられる。このイオン交換基による付加反応により無機物が化学吸着される。
また、上記ケミカルフィルタ部としては、例えば米国Alltech Associates社製のMaxi-CleanカートリッジSAX強アニオン交換またはSCX強カチオン交換などを採用することができる。Maxi-Cleanカートリッジの概略構成は、円筒状のポリプロピレン製のハウジング内に、互いに離間された２枚のポリエチレン製のフリットで収納空間が区画され、この収納空間に、ポリスチレン製の粉状担体に所定の化学物質が添着・含浸された濾過粉体を収納させたものである。
【００１３】
上記多孔質フィルタとしては、例えばナイロン，ポリフッ化ビニリデン（ＰＵＤＦ），セルロースアセテート，請求項２に記載の発明に係る四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ），親水性四フッ化エチレン樹脂などの各種合成樹脂素材からなるメンブランフィルタの他、周知の各種のフィルタを採用することができる。
多孔質フィルタの平均孔径は、大気中に浮遊するごみなどをフィルタリングすることができる大きさであれば限定されない。また、フィルタの外形寸法も、フィルタがケース内外の圧力差に耐えられる寸法であれば限定されない。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、上記多孔質フィルタ部が、筒形状のハウジング内に四フッ化エチレン樹脂製の多孔質フィルタが収納されたものである請求項１に記載のウェーハケースである。
ここでいう多孔質フィルタはメンブランフィルタを含む。メンブランフィルタとは、通常、厚さ０．１〜０．２ｍｍのプラスチックの薄膜に、目の細かい一定の大きさの孔を多数形成したものである。ここでは、そのフィルタ素材として四フッ化エチレン樹脂を採用している。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、上記容器本体外より流入する気体は、上記ケミカルフィルタ部および上記有機類除去フィルタ部を通った後、上記多孔質フィルタ部を通って内部に流入する請求項１または請求項２に記載のウェーハケースである。
【００１６】
【作用】
この発明によれば、何らかの事情（例えば航空機によるウェーハ空輸）により外部の気圧が変化し、蓋がパッキング材により密閉されたウェーハケースの内外で圧力差が生じた場合には、組み合わせフィルタ構造体を介して、ケース梱包袋に密閉されたこのケースの内外において、圧力の大きい方から小さい方へ空気が流れる。このようなケース内外の圧力差が解除される際には、ケース梱包袋内の空気が組み合わせフィルタ構造体を通過中、この空気中の有機物，無機物およびダストが、対応するフィルタにより所定の順序で濾過される。すなわち、例えばケース梱包袋内の微細な有機物は、有機類除去フィルタ部内の有機類除去フィルタにより濾過される。また、ケース梱包袋内の微細な無機物は、ケミカルフィルタ部内のケミカルフィルタにより濾過される。さらに、ケース梱包袋内の微細なダストは多孔質フィルタ部内の多孔質フィルタによって濾過される。
【００１７】
したがって、この圧力差解除時に、従来手段のようにケース梱包袋の中を浮遊しているダスト以外の無機物および有機物により半導体ウェーハが汚染される度合いを低減させることができる。かつ、このウェーハケースは、容器本体および蓋の少なくとも一方に組み合わせフィルタ構造体を取り付けただけのシンプルな構造であるので、比較的低コストでこれらの効果を得ることができる。
なお、ケミカルフィルタ部を、前記米国Alltech Associates社製のMaxi-Cleanカートリッジとすると、空気中の有機物の物理吸着による濾過性が高くなる。
【００１８】
特に、請求項２に記載の発明によれば、フィルタとして四フッ化エチレン樹脂製の多孔質フィルタを採用したので、例えばセルロースアセテート，ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ），ナイロンなどの他の合成樹脂製のものに比べて濾過速度が速い。
【００１９】
さらに、請求項３に記載の発明によれば、組み合わせフィルタ構造体における多孔質フィルタ部の連結位置を、外部気体の流入方向で、ケミカルフィルタ部および有機類除去フィルタ部より下流としたので、有機物，無機物およびダストの効果的な濾過性を得ることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施例に係るウェーハケースを説明する。
図１はこの発明の一実施例に係るウェーハケースの全体斜視図である。図２は同ウェーハケースの正面図である。図３は同ウェーハケースの平面図である。図４は同組み合わせフィルタ構造体の使用状態の拡大断面図である。図５は同閉蓋中における図１のＡ−Ａ拡大断面図である。図６の（ａ）は容器本体と蓋との接合部の構造を示す部分拡大断面図である。図６の（ｂ）はガスケットの圧縮変形を説明するための略図である。図７の（ａ）は上空飛行中の比較的密閉性が良いウェーハケースの説明図である。図７の（ｂ）は空輸後の状態を示す説明図である。
【００２１】
図１〜図３において、１０はこの発明の一実施例に係るウェーハケースである。このウェーハケース１０は、四角形で箱形の容器本体１２と、その蓋１３と、これらの間に介装されるガスケット１４とで構成されている。
容器本体１２は、例えば８インチのシリコンウェーハ１１を最大２５枚収納することができる大きさである。蓋１３は、閉蓋時の上方側が凹となった四角形の浅い皿状に成形されている。これら容器本体１２，蓋１３から構成されるウェーハケース１０全体の内容積は約１５０００ｃｃである。また、容器本体１２および蓋１３の素材としては、透明もしくは半透明の素材（ポリプロピレン，ポリカーボネートなど）が使用されている。
【００２２】
ガスケット１４は断面矩形の環状のゴムである。容器本体１２や蓋１３の鍔状の開口周縁部間に介在されて、ウェーハケース１０の密閉性を確保するパッキング材としての役目を果たす。
具体的には、図６（ａ）に示すように、このガスケット１４は、容器本体１２の開口周縁部に周設された矩形断面のシール溝３０に、若干その頭部を突出させて収納されている。ガスケット１４の内，外周部（非圧縮部）には、その全周にわたって凹部３４が形成されている。したがって、ガスケット１４の非圧縮面とシール溝３０の壁部との間には間隙３５が形成される。
【００２３】
一方、容器本体１２のシール溝３０の底面にはわずかに突出するリブ３１が周設されている。また、蓋１３の周縁部に形成されたシール溝３２の底面には、同様のリブ３３が周設されている。これら一対のリブ３１，３３は、ガスケット１４の上面および下面にそれぞれ当接されている。したがって、閉蓋時には、ガスケット１４の上部，下部がリブ３１，３３によってそれぞれ押し潰されることとなる。
しかしながら、ガスケット１４の非圧縮面とシール溝３０の側壁部との間に形成された間隙３５が、潰されたガスケット１４の膨出部分の逃げ部となる。この結果、圧縮力を受けたガスケット１４は、シール溝３０の側壁部に妨げられることなく、スムーズに変形する。よって、蓋１３の閉蓋操作が容易になるとともに、接合部におけるシール機能の信頼性が向上する。このような閉蓋構造により、蓋１３は容器本体１２の開口部に、ケース内外の圧力差０．２気圧に耐え得る高い密閉性で閉蓋される。
【００２４】
この閉蓋時において、蓋１３を手動（自動でも可）で容器本体１２に圧着させる部材が、一対のフック・レバー部４０である。これらのフック・レバー部４０は、容器本体１２の対向する側板の各上部に、対向した状態で配設されている。以下、これを説明する。
図５に示すように、フック・レバー部４０は、ともに板材であるフック部材４１とレバー部材４２とにより構成されている。フック部材４１の上部には係合孔４１ａが穿設され、その下部にはレバー部材４２の連結軸４２ａが軸支されている。このレバー部材４２の元部両側には一対の取り付け軸４２ｂが突出されており、これら一対の取り付け軸４２ｂは容器本体１２の側板上部から突出するリブ間に軸支されている。蓋１３の開口周縁部の所定位置には、一対の係合突起１３ｄが突出して形成されている。閉蓋時、各係合突起１３ｄが対向する係合孔４１ａとそれぞれ嵌入・係合することとなる。
【００２５】
したがって、閉蓋時には、容器本体１２の開口部上に蓋１３を載置した後、各係合孔４１ａに対応する係合突起１３ｄを嵌入・係合させる。この状態で、レバー部材４２を、取り付け軸４２ｂを中心にして、垂直面内で、例えば図５において時計回り方向に回動させる（反対側のレバー部材は反時計回り方向に回動させる）。この結果、フック部材４１が連結軸４２ａを中心に垂直面内で回動しながら押し下げられて、蓋１３が堅固に閉蓋される。
なお、開蓋時は、この操作とは逆の手順での操作を行うことになる。
【００２６】
次に、蓋１３のフィルタ構造を詳細に説明する。
蓋１３の上壁の内面には、２個の組み合わせフィルタ構造体１５が装着されている。組み合わせフィルタ構造体１５のうちの一つは、ウェーハケース１０の一隅角部位置に挿着され、また他の組み合わせフィルタ構造体１５はそれとは反対側の側辺位置に取り付けられている。
すなわち、この蓋１３の上壁の一隅角部付近とこれと反対側の側縁部の中間位置とに、孔１３ａがそれぞれ形成されている。これらの孔１３ａは、収納されたウェーハ１１との対峙範囲を除く部分に形成されている。
また、これらの孔１３ａの形成部分はボス形状でケース内方に向かって突出している。すなわち、その突出元部に厚肉の肉盛り部１３ｂ（図４参照）を有し、この肉盛り部１３ｂの中心部分に孔１３ａが穿孔されている。
【００２７】
これらの孔１３ａは、注射針の針もとのＪＩＳ規格「Ｔ３１０１−１９７９」に適合した形状としている。これらの孔１３ａに、組み合わせフィルタ構造体１５の一構成体である後述する有機類除去フィルタ部１５Ａが着脱自在に装着されている。すなわち、この有機類除去フィルタ部１５Ａの装着部分は、上述したＪＩＳ規格「Ｔ３１０１−１９７９」の注射針の針もとの寸法を有している。
また、蓋１３の上壁の表面には、透明な上壁を通して覗き見えるウェーハ１１の枚数が、その枚数分の厚さ位置に合わせて表示されている。
【００２８】
次に、図４を参照して、組み合わせフィルタ構造体１５の各構成体を詳細に説明する。
図４に示すように、この組み合わせフィルタ構造体１５は、孔１３ａに近い方から順に、上記有機類除去フィルタ部１５Ａ、ケミカルフィルタ部１５Ｂおよび多孔質フィルタ部１５Ｃを連結したものである。以下、これらのフィルタ部１５Ａ〜１５Ｃを詳細に説明する。
【００２９】
上記有機類除去フィルタ部１５Ａは、軸線方向の長さが３．５ｃｍほどのユニットである。この有機類除去フィルタ部１５Ａは、ハウジング５５と、この内部に収納された上記有機類除去フィルタ５１とにより構成されている。
ハウジング５５は、ポリプロピレン製の直径１３ｃｍの円筒容器であり、その本体胴部に活性炭製の有機類除去フィルタ５１が収納されている。ハウジング５５の一端には、孔１３ａに外嵌される筒状の元部５５ａが一体成形されている。また、ハウジング５５の他端には、ケミカルフィルタ部１５Ｂに連結される先部５５ｂが一体成形されている。
【００３０】
上記ケミカルフィルタ部１５Ｂは、米国Alltech Associates社製のMaxi-Cleanカートリッジ、具体的には軸線方向の長さが３．５ｃｍほどの長尺なユニットである。このケミカルフィルタ部１５Ｂは、ハウジング５２と、この内部に収納された上記ケミカルフィルタ５０とにより構成されている。
ハウジング５２は、直径１３ｍｍの本体胴部を有するポリプロピレン製の円筒容器である。このハウジング５２の一端には、上記先部５５ｂに外嵌される筒状の元部５２ａが一体成形されている。また、ハウジング５２の他端には、多孔質フィルタ部１５Ｃに連結される先部５２ｂが一体成形されている。
ハウジング５２の両端部内には、互いに離間された２枚のポリエチレン製のフリット５３（厚さ約２ｍｍ）が配置されており、両フリット５３の間に収納空間が形成されている。この空間には、ポリスチレン製の粉状担体に所定の化学物質が添着・含浸された濾過粉体５４が、０．５〜１．５ｍｌだけ充填されている。このように、ケミカルフィルタ部１５Ｂとして、米国Alltech Associates社製のMaxi-Cleanカートリッジを採用したので、空気中の有機物の物理吸着による濾過性を高めることができる。
【００３１】
上記多孔質フィルタ部１５Ｃは、軸線方向の長さが１．５ｃｍほどの小型のユニットである。この多孔質フィルタ部１５Ｃは、ハウジング１６と、この内部に収納された多孔質フィルタ１７とにより構成されている。
ハウジング１６は、ポリプロピレン製の略コマ形状をした小型管体であり、円筒状の元部１６ａと、多孔質フィルタ１７の収納部を有する円盤状の濾過部１６ｂと、円筒状の先部１６ｃとが一体成形されたものである。なお、元部１６ａがケミカルフィルタ部１５Ｂの先部５２ｂに外嵌される。
多孔質フィルタ１７としては、直径１３ｍｍ、平均孔径０．４５μｍ（気体の場合は０．０５μｍ程度の異物を濾過可能）、有効濾過面積０．８ｃｍ２、耐圧強度（２５℃時）５．３ｋｇｆ／ｃｍ２（５．３×１０４Ｐａ）、耐熱温度６０℃の四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）製のメンブランフィルタが採用されている。
【００３２】
次に、この一実施例に係るウェーハケース１０の使用方法を説明する。
図２，図３に示すように、ケースパーツの洗浄後に組み立てられ、さらに組み合わせフィルタ構造体１５が組み込まれたウェーハケース１０は、容器本体１２内に所定枚数のウェーハ１１が収納された後、ガスケット１４を挟んで蓋１３を閉蓋することにより、内部のウェーハ１１が良好に密閉される。それから、ウェーハケース１０は、さらにナイロン（ポリアミド繊維の商品名）またはポリエチレン製の内袋１８と、アルミニウムフィルム製の外袋１９（図７参照）とにより、二重にラッピングされる。なお、これらの蓋１３の閉蓋作業や両袋１８，１９による梱包作業は、常圧で行われる。
【００３３】
これを航空機に搭載して空輸する。空輸時は、離陸後、高度数千〜１万ｍ付近（機内圧０．７〜０．８ａｔｍ）を飛行することになる。すなわち、気圧が低い上空において、常圧で密閉されたケース内と、気圧の低いケース外との間で０．２〜０．３気圧という圧力差が生じる。ウェーハケース１０には組み合わせフィルタ構造体１５が装着されているので、蓋１３が密閉されているにもかかわらず、略気圧が等しくなるまで、この組み合わせフィルタ構造体１５を通して、ケース内の空気がケース外の内袋１８へ流出し、自動的にケース内外の圧力差が解除される。なお、このとき、密閉された内外の袋１８，１９は、外圧が低下することで内部空気が膨張して膨れる（図７（ａ）参照）。
【００３４】
また、航空機が着陸のために降下して外圧が上昇すると、その膨らんでいた内袋１８の空気が、圧縮されてケース内へ流れようとする。このとき、仮にこのフィルタ構造体１５がない場合は、密閉性を保つガスケット１４の存在により、蓋１３が容器本体１２の開口部に圧着されて、ケースが変形するおそれがあった。ところが、この実施例の場合には、組み合わせフィルタ構造体１５を通して、内袋１８の空気がウェーハケース１０内へ流れ込み、自動的にケース内外の圧力差が解除される。これにより、ケース内外に圧力差が生じることで発生していたこのケース１０の変形を解消することができる。しかも、この変形に伴うウェーハの損傷も防ぐことができる。
なお、このとき、内袋１８の中を浮遊している微量のフタル酸エステルなどの有機物、ＳＯx ，ＮＯx などの無機物およびダストが、２つの孔１３ａを通過して、ケース内へ侵入するおそれがある。しかしながら、各孔１３ａにはそれぞれ組み合わせフィルタ構造体１５が装着されているので、これらの微細な異物類は、このフィルタ構造体１５を通過中に除去される。
【００３５】
すなわち、内袋１８の中の微細な有機物が、有機類除去フィルタ部１５Ａ内の有機類除去フィルタ５１により濾過される。また、内袋１８の中の微細な無機物が、ケミカルフィルタ部１５Ｂ内のケミカルフィルタ５０によって濾過される。さらに、この内袋の１８中の微細なダストが、多孔質フィルタ部１５Ｃの多孔質フィルタ１７により濾過される。
したがって、この圧力差解除時に、これらの３種類の異物（有機物，無機物およびダスト）が、ウェーハケース１０内のウェーハ１１に付着するおそれを低減させることができる。しかも、このウェーハケース１０は、このような２つの組み合わせフィルタ構造体１５を蓋１３に装着させただけの構造であるので、比較的低コストでこれらの効果を得ることができる。
さらに、組み合わせフィルタ構造体１５における多孔質フィルタ部１５Ｃの連結位置を、外部気体の流入方向で、有機類除去フィルタ部１５Ａおよびケミカルフィルタ部１５Ｂより下流としたので、有機物，無機物およびダストの効果的な濾過性を得ることができる。
【００３６】
なお、航空機の着陸時、密閉されている内外の袋１８，１９は、航空機の降下にともなって外圧が上昇することで、それぞれの内部空気が圧縮されて縮まる（図７（ｂ）参照）。
目的地へ着陸し、ケース外が常圧になった後も、多孔質フィルタ１７の気体の濾過速度が大きいため、濾過速度が比較的おそい別の多孔質フィルタ（図示せず）を用いた場合に比べて、組み合わせフィルタ構造体１５を介して、比較的短時間でケース内外の圧力差を解除することができる。例えば最大１０分程度でケース内外の圧力が等しくなる。しかも、ケース内を漂う微細な有機物，無機物およびダストも除去される。
【００３７】
ここで、実際に、この発明に係る組み合わせフィルタ構造体を装着したウェーハケースと、従来の多孔質フィルタだけを装着したウェーハケースとの各内部にそれぞれウェーハを収納し、次いでこのケースを２５ｃｍＨｇまで減圧した時、各ケース内のウェーハに付着した有機物，無機物およびダストのそれぞれの付着量を比較した実験について説明する。
図８は、従来手段とこの発明に係るウェーハケースにおけるウェーハに付着した有機物，無機物およびダストの付着量を比較したグラフである。
図８のグラフから明らかなように、従来手段では、ダストの付着量は少ない。しかしながら、有機物および無機物の付着量は、その対策がまったく行われていないために、多かった。これに対して、この発明に係るウェーハケースでは、ダストだけでなく、有機物および無機物の付着量も少なかった。
【００３８】
【発明の効果】
この発明によれば、このように容器本体および／または蓋に設けられた孔に、有機類除去フィルタ部，ケミカルフィルタ部および多孔質フィルタ部を有する組み合わせフィルタ構造体を装着するようにしたので、この組み合わせフィルタ構造体を通過中の空気に含まれる有機物，無機物およびダストを効果的に除去することができる。これにより、ウェーハケースに収納された半導体ウェーハの異物による汚染の度合いを低減させることができる。
しかも、このウェーハケースは、容器本体および蓋の少なくとも一方に組み合わせフィルタ構造体を装着しただけのシンプルな構造であるので、比較的低コストで上述した効果を有するウェーハケースを得ることができる。
【００３９】
特に、請求項２に記載の発明によれば、フィルタとして四フッ化エチレン樹脂製の多孔質フィルタを採用したので、例えばナイロン，セルロースアセテートなどの他の合成樹脂に比べて、気体の濾過速度を速くすることができる。
【００４０】
また、請求項３に記載の発明によれば、組み合わせフィルタ構造体における多孔質フィルタ部の連結位置を、外部気体の流出方向で、有機類除去フィルタ部およびケミカルフィルタ部より下流としたので、有機物，無機物およびダストの効果的な濾過性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例に係るウェーハケースの全体斜視図である。
【図２】この発明の一実施例に係るウェーハケースの正面図である。
【図３】この発明の一実施例に係るウェーハケースの平面図である。
【図４】この発明の一実施例に係る組み合わせフィルタ構造体の使用状態の拡大断面図である。
【図５】この発明の一実施例に係る閉蓋中における図１のＡ−Ａ矢視拡大断面図である。
【図６】（ａ）は容器本体と蓋との接合部の構造を示す部分拡大断面図である。
（ｂ）はガスケットの圧縮変形を説明するための略図である。
【図７】（ａ）は上空飛行中の比較的密閉性が良いウェーハケースの説明図である。
（ｂ）は空輸後の状態を示す説明図である。
【図８】従来手段と本発明とのウェーハに付着したダスト，無機物および有機物の付着量を比較したグラフである。
【符号の説明】
１０ ウェーハケース、
１１ シリコンウェーハ（半導体ウェーハ）、
１２ 容器本体、
１３ 蓋、
１３ａ 孔、
１５ 組み合わせフィルタ構造体、
１５Ａ 有機類除去フィルタ部、
１５Ｂ ケミカルフィルタ部、
１５Ｃ 多孔質フィルタ部、
１６ ハウジング、
１７ 多孔質フィルタ、
１８ 内袋、
１９ 外袋、
５０ ケミカルフィルタ、
５１ 有機類除去フィルタ。
Claims (3)
- 半導体ウェーハが収納される四角形の箱体の容器本体と、この容器本体を密閉する蓋とを有し、ケース梱包袋により密封状態で梱包されるウェーハケースにおいて、
上記容器本体および／または上記蓋の外壁に容器本体の内外を連通する孔を、上記容器本体および／またはこれを密閉する蓋の外壁の一隅角部位置と、それとは反対側の側辺位置とに設け、
これらの孔には、
空気中に浮遊するごみやほこりなどのダストを多孔質フィルタにより物理的に濾過する多孔質フィルタ部と、空気中に浮遊するＳＯｘ，ＮＯｘなどの無機物をケミカルフィルタにより化学的に濾過するケミカルフィルタ部と、空気中に浮遊する有機物を有機類除去フィルタにより物理吸着する有機類除去フィルタ部とを有する２個の組み合わせフィルタ構造体がそれぞれ装着されたウェーハケース。 - 上記多孔質フィルタ部が、筒形状のハウジング内に四フッ化エチレン樹脂製の多孔質フィルタが収納されたものである請求項１に記載のウェーハケース。
- 上記容器本体外より流入する気体は、上記ケミカルフィルタ部および上記有機類除去フィルタ部を通った後、上記多孔質フィルタ部を通って内部に流入する請求項１または請求項２に記載のウェーハケース。
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