JP5115388B2 - ウェーハ搬送容器 - Google Patents

Description

この発明は半導体ウェーハを搬送する際に収容するウェーハ搬送容器、詳しくはその位置決めを行う際の発塵を防止したウェーハ搬送容器に関する。

ウェーハプロセスやその後のデバイスプロセスなどにおいて、半導体ウェーハ（以下、単にウェーハと称することがある）を取り扱う工程では、ウェーハをウェーハ搬送用の容器（カセットケース）に収容して搬送する。特に枚葉式のウェーハ処理装置においてはこの容器を所定位置に位置決めした後、ロボットアームなどにより容器からウェーハを１枚づつ取り出してその処理が施される。例えば、ウェーハの洗浄、乾燥、検査などである。

ウェーハ搬送容器は、特許文献１に示すように、プラスチック製で、一側面が開口した箱型の容器本体と、容器本体内に固定されたウェーハ保持用のラックと、容器本体の開口部に着脱可能に取り付けられる蓋体とを備えている。

そして、このウェーハ搬送容器は、以下のように用いられる。すなわち、ウェーハプロセスで、例えば洗浄装置、乾燥装置、検査装置の各処理チャンバの入口の載置台に、ウェーハ搬送容器が載置される。この載置台に位置決めして載置されたウェーハ搬送容器に対してその開口部が開けられ、この容器に収容されたウェーハが移送ロボットによって取り出され、所定の処理が施され、容器に戻される。この装置にて全てのウェーハの処理が終了すると、次の工程の装置に対してこの搬送容器は搬送される。

つまり、ウェーハ搬送容器は、蓋体が取り付けられた開口部が側方に向けられてチャンバの入口と対向した状態で載置台に載置される。その後、蓋体が開けられ、容器内のウェーハは、アームを備えた移送ロボットによって搬出され、所定の処理（洗浄、乾燥、検査など）が施され、その処理後、このウェーハは、移送ロボットによって再び搬送容器内に収容される。その後、蓋体が閉められると、ウェーハ搬送容器は、載置台から移送できる状態になるのである。
特開２００３−３２４１４５号公報

ところで、このウェーハ搬送容器は、処理装置の載置台に位置決めされた状態で載置される。例えば処理装置の入口の載置台は、ウェーハ搬送容器を三点支持するための３つのガイドピンを備えている。これに対して、ウェーハ搬送容器は、この載置台に載置され際、下側に向けられる底面に、断面Ｖ字形状または断面Ｕ字形状の長溝部からなる位置決め部が形成されている。各長溝部は載置台のガイドピンが係合する部位であり、対応するガイドピンを各長溝部に係合させると、ウェーハ搬送容器が所定の位置に正確に位置決めされる。

しかしながら、このウェーハ搬送容器を長期間に亘り使用すると、載置台のガイドピンと接触する長溝部が磨耗するという問題が生ずることがある。ウェーハを収容した容器全体の重量がガイドピンとの接触部である長溝部に作用するからである。ウェーハ処理装置においては、この摩耗で発生した塵はウェーハの汚染などの不具合を発生させる原因になる。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、低発塵性に優れるウェーハ搬送容器を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、開口部を介して複数枚の半導体ウェーハが収容可能で、底面が載置面とされる容器本体と、この開口部に着脱自在に装着される蓋体とを備えたウェーハ搬送容器であって、上記容器本体の底面で互いに離間した複数位置に、同一の高さでそれぞれ突出して設けられ、下端にその断面が下方に向かって開いたハの字形状のＶ溝が形成された複数のＶ溝部材と、このＶ溝部材とは別体であって、このＶ溝に着脱自在に取着される断面がＶ字形状またはＵ字形状の薄い板片からなるスライダと、を含み、このスライダは、搬送先の載置部に突設されたガイドピンに係合する係合面を有するウェーハ搬送容器である。

容器本体の底面の位置決め部を、容器本体と一体のＶ溝部材と、このＶ溝部材に着脱自在の、容器本体（Ｖ溝部材）とは別部材のスライダとで構成したため、スライダの交換が可能になる。例えば寸法の変更などに容易に対応できる。また、長期使用などにより摩耗が発生し易い状態となり、すなわち塵が発生する前にスライダを交換することで発塵が防止される。また、交換可能な構造にすると、多様な形状や構造のスライダを取り付けることができるので、多様な載置部に載置することについて対応が可能になる。さらに、スライダをＶ字形状またはＵ字形状としたため、ガイドピン（キネマピン）と係合した場合、そのアライメント精度が向上する。

請求項２に記載の発明は、上記スライダは、ポリブチレンテレフタレートまたはフッ素樹脂からなる請求項１に記載のウェーハ搬送容器である。

スライダが容器本体とは別体で形成してあると、容器本体を強度に優れたＰＣ（ポリカーボネイト），ＰＥＥＫとしても、これとは別に、スライダとして発塵防止性に優れる材料を用いることが可能である。このようなスライダを用いれば、塵の発生がより確実に防止される。
フッ素樹脂（ＰＴＦＥ）やポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）は、ＰＣなどに比較して表面抵抗が小さく滑り易く、発塵防止性に優れる。したがって、これらのＰＴＦＥ、ＰＢＴからなるスライダを用いれば、塵の発生を効果的に抑止することができる。また、これらの材料は、平滑性（摺動性）に優れている。したがって、これらの材料からなるスライダを用いれば、スライダとガイドピンとの間の滑りが良くなり、処理装置の載置部に対するウェーハ搬送容器のアラインメント精度も向上する。

請求項３に記載の発明は、上記ガイドピンの先端は半球面で形成されるとともに、上記スライダの係合面はこの半球面に係合する請求項１または請求項２に記載のウェーハ搬送容器である。

請求項４に記載の発明は、上記スライダの底部には、上記Ｖ溝の延在方向の両端部のうちの少なくともいずれか一方の端部に、その延在方向に延びるスリットを備えている請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のウェーハ搬送容器である。
換言すると、このスライダは、逆転した舟型（底の浅い箱形）であって、その舟型の先端部に舟型の長手方向に延びるスリットが形成されている。この舟型の凹部が係合溝を構成するのである。このスリットは、これを取り外しての洗浄を行った場合、乾燥を早める効果がある。

スライダが、断面Ｖ字形状または断面Ｕ字形状の係合溝を有している場合、係合溝を薄板体で構成し、薄板体に対して、係合溝の延在方向両端部のうちの少なくともいずれか一方の端部に、係合溝の開放端から底部に向けて延びる所定長さのスリット（割れ目）を備えると、Ｖ字形またはＵ字形に配置された板材部分の開放角度を容易に変化させることが可能な構造になる。つまり、係合溝の開放角を容易に変化させることが可能になり、係合溝の弾性が向上する。係合溝の弾性が向上すると、ガイドピンを係合溝に係合させるときの衝撃が緩和され、これにより、ガイドピンとスライダの間における擦れなどが防止されて磨耗が防止され、発塵がより確実に防止される。

なお、上記搬送先の載置部には、３本のガイドピンが互いに離間して突設され、これらのガイドピンに対応する３個のスライダおよびＶ溝部材が、上記容器本体の底面に配設されている。これにより、上記容器本体は上記載置部に三点支持によって位置決めされる。

ウェーハ搬送容器を３本のガイドピンによって三点支持する構造は、３本のガイドピンが当接する３つのスライダに全重量が加わる構造であり、スライダが磨耗しやすくなるおそれがある。また、処理装置の載置部にウェーハ搬送容器を載置するときに、全てのガイドピンが同時に対応するスライダに当接するとは限らず、いずれかのスライダに偏った荷重が加わる状態になりやすいので、やはりスライダが磨耗しやすいおそれがある。この点、上述したようにスライダの係合溝を薄板体で構成し、上述したスリットを備えて係合溝の弾性を向上させると、ガイドピンを係合溝に係合させるときの衝撃を緩和できる。したがって、３つのスライダに全重量が加わる構造であったり、いずれかの位置決め部材に偏って荷重が加わることがある構造であっても、ガイドピンとスライダとの間の磨耗が確実に防止され、発塵がより確実に防止される。

本発明によれば、容器本体の底面の位置決め部が容器本体とは別体の位置決め部材（スライダ）で構成されており、交換可能であるので、塵が発生する前に位置決め部材（スライダ）を交換することで塵の発生を防止することができる。また、容器本体よりも位置決め部材（スライダ）を低発塵性素材で形成したため、強度などを維持しつつ従来に比してその発塵を低減できる。

以下、本発明の一実施形態に係るウェーハ搬送容器について、図１〜図６を用いて詳細に説明する。
本実施形態のウェーハ搬送容器（図３参照）１０は、図１に示されるような処理装置５０において用いることができる。

図１に示す処理装置５０は、クラスタ型であって、披処理体であるシリコンウェーハ（以下、単にウェーハ）Ｗに所定の処理を施す装置であり、中心部に配置された移載チャンバ５１と、移載チャンバ５１の周りに配置された熱処理チャンバ５２やＣＶＤチャンバ５３などの処理チャンバと、ウェーハ搬送容器１０の搬送・載置先である第１載置台５４および第２載置台５５とを備えている。なお、本発明が適用される処理装置としては、この他にも洗浄装置、厚さ測定装置などのウェーハ検査装置が含まれる。これらの処理装置は工場内で離間しており、それらの間を搬送ロボットなどにより搬送されるシステムであってもよい。

この移載チャンバ５１には、搬送アーム５６が設置されている。この搬送アーム５６は、載置台５４，５５に載置されたウェーハ搬送容器１０と移載チャンバ５１との間や、熱処理チャンバ５２やＣＶＤチャンバ５３などの処理用チャンバと移載チャンバ５１との間でのウェーハＷの移送に用いられる。したがって、この搬送アーム５６によって、ウェーハ搬送容器１０内からウェーハＷを取り出して、取り出したウェーハＷを所定の処理用チャンバに搬送することができ、処理済みのウェーハＷを処理用チャンバから取り出して再びウェーハ搬送容器１０に収納することができる。

図２に示されるように、ウェーハ搬送容器１０が載置される第１載置台５４には、３本のガイドピン（キネマティックピン）６１が垂直に突設されている。各ガイドピン６１は、同一構成であっていずれも上方に同一の長さだけ延びており、上端が半球形状になっている。これらのガイドピン６１は、平面視して正三角形の頂点を構成する位置に配置されている。また、各ガイドピン６１は、第１載置台５４にウェーハ搬送容器１０を載置したとき、当該ウェーハ搬送容器１０に備わる後述の位置決め部材であるスライダ２０（図３参照）の係合面とそれぞれ係合し、ウェーハ搬送容器１０の位置決めに用いられる。したがって、図示されるように、ガイドピン６１の上端が曲面形状に構成されているため、スライダ２０と係合するときにスムーズに係合することができる。なお、第２載置台５５は、第１載置台５４と同様の構造であるので、その説明を省略する。

図３、図６に示されるように、ウェーハ搬送容器１０は、複数枚のウェーハＷの収納が可能な容器本体１１と、容器本体１１内に設置されたウェーハ保持用のラック１２と、容器本体１１の開口部１１ａに着脱自在に装着可能で、この開口部１１ａを開閉する蓋体１３とを備えている。

例えばＰＣ（ポリカーボネイト）製の容器本体１１は略直方体の箱形状であり、その一側（図３においては上側）に開口部１１ａが形成されている。ウェーハＷはこの開口部１１ａから容器本体１１内に搬入されて収納される。また、収納状態のウェーハＷはこの開口部１１ａから容器本体１１の外に搬出される。

容器本体１１内に設置されたラック１２は、容器本体１１の開口部１１ａに隣接する側面１１ｂ，１１ｃに相対向する状態で設置された一対のウェーハ保持体１２ａ，１２ｂからなる。各ウェーハ保持体１２ａ，１２ｂにはウェーハＷの抜き差し方向（開口面と直交する方向、図６のＡ）に延在する複数のウェーハ保持用の溝が形成されている。この溝の溝幅はウェーハＷの厚さより大きく、溝内にウェーハＷが挿入されるように構成されている。また、相対向するウェーハ保持体１２ａ，１２ｂの間隔は、ウェーハＷの直径寸法より幅狭である。したがって、容器本体１１内にウェーハＷを差し込むと、ウェーハＷの両端がウェーハ保持体１２ａ，１２ｂの溝内に入る。つまり、容器本体１１内に差し込まれたウェーハＷは、その両端でウェーハ保持体１２ａ，１２ｂに保持される。また、上述したように、各ウェーハ保持体１２ａ，１２ｂには複数の溝が形成されており、容器本体１１内に複数のウェーハＷを、間隔をおいて保持できるようになっている。

このようなウェーハ搬送容器１０では、開口部１１ａが横側（横方向に向けられた状態）で、かつ、ウェーハ保持体１２ａ，１２ｂが設置された側面１１ｂ，１１ｃが両側部に位置するように容器本体１１を横置きにすると、容器本体１１内に収納された複数枚のウェーハＷは水平状態（横置きの状態）になる。
図２に示されるように、ウェーハ搬送容器１０を載置台５４，５５などに載置する場合、容器本体１１は横置きされる。

図３および図４に示されるように、容器本体１１を横置きにしたときに載置台５４側（下側）に位置する容器本体１１の底面１１ｄの３カ所には断面Ｖ字形状のＶ溝が形成されたＶ溝部材が底面から一定高さに突出して一体形成されており、これらのＶ溝部材に対応してその下端（先端）には容器本体１１の位置決めに用いられる３つの位置決め部材であるＰＴＦＥ製のスライダ２０が着脱可能に（嵌合されて）取り付けられている。これらのスライダ２０はガイドピン６１に対応して３個配設されている。

上述したように、位置決め部材であるスライダ２０は、ウェーハ搬送容器１０を載置台５４，５５に載置したときに、載置台５４，５５のガイドピン６１と係合するものである。そして、当該ガイドピン６１にスライダ２０を係合させると、容器本体１１（ウェーハ搬送容器１０）が載置台５４，５５の所定位置に位置決めされる。

このように、容器本体１１に、これとは別体のスライダ２０を着脱自在に取り付けて用いるようにすれば、スライダ２０の交換が可能になる。したがって、塵が発生する前に（摩耗が進行する前に）スライダ２０を交換することで発塵を防止することができる。また、交換可能な構造にすると、多様な形状や構造の位置決め部材を取り付けることができるので、一つのウェーハ搬送容器１０を多様な載置部に載置することができるようになり、汎用性が向上する。

ここで、スライダ２０について、より詳細に説明する。なお、３つのスライダ（位置決め部材）は同一の構造である。
図５に示されるように、スライダ２０は、載置台５４，５５に突設されたガイドピン６１が係合する断面Ｖ字形状の係合溝（係合面）２０ａを有している。この係合溝２０ａは、Ｖ字形状の両傾斜面を構成する２つの薄板材（薄板片）２１，２２で構成されている。両薄板材２１，２２は、係合溝２０ａの底部で連なっており、一体の薄板体２３を構成している。

係合溝２０ａ側とは反対側である薄板体２３の裏側には、スライダ２０を容器本体１１のＶ溝部材（図示していないが従来のＶ溝部材と同じく一定高さに底面から突出し、その先端面にＶ溝が形成されている）に取り付けるための係合爪２４が設けられている。係合爪２４は、容器本体１１に形成された図示しない係合部に着脱可能に係合されるものである。なお、本実施形態では、スライダ２０には都合４つの係合爪２４が設けられている。この係合爪２４を容器本体１１の係合部であるＶ溝部材のＶ溝に係合させると、スライダ２０は、係合溝２０ａの開放端２０ｂが外側に向けられた状態で容器本体１１の底面１１ｄに装着される。

係合溝２０ａの延在方向両端部のうちの一端部、すなわち２つの薄板材２１，２２の一端部には、係合溝２０ａの終端を構成する仕切り片２５が設けられている。当該仕切り片２５は、一方の薄板材２１に連なる第１傾斜面２６と、他方の薄板材２２に連なる第２傾斜面２７とを有する。三角形状である両傾斜面２６，２７は、隣接して配置されており、係合溝２０ａ側すなわち表側が谷折りになるように傾斜している。このような傾斜状態では、係合溝２０ａの延在方向長さは、開放端部２０ｂ側になるに連れて長くなる。換言すれば、両傾斜面２６，２７は、漏斗形状（あるいは口ばし形状）に傾斜している。

このように、仕切り片２５の両傾斜面２６，２７を漏斗形状に傾斜させると、開放端２０ｂ側における係合溝２０ａの長さが長くなるので、スライダ２０の係合溝２０ａを、より容易にガイドピン６１に係合させることができるようになる。

そして、仕切り片２５には、両傾斜面２６，２７の境界の位置に形成されるスリット２８を備えている。より詳細に説明すると、当該スリット２８は、仕切り片２５の開放端２０ｂ縁の中間位置２０ｓ（図５（Ｃ）参照）から係合溝２０ａの底部に隣接する位置２０ｆまで延在している。つまり、スライダ２０は、その係合溝２０ａの延在方向一端部に、係合溝２０ａの開放端２０ｂから底部に向けて延びるスリット２８を備えている。

スライダ２０に、このようなスリット２８を形成すると、Ｖ字形に配置された薄板材２３は開放角度が変化可能な構造になる。つまり、係合溝２０ａを構成する薄板体２３の可撓性が向上し、係合溝２０ａは開放角の変化が可能になる。薄板体２３の可撓性が向上すると、弾性が向上し、係合溝２０ａをガイドピン６１に係合させるときの衝撃が緩和され、これにより、ガイドピン６１とスライダ２０との間における当接時の擦れなどが防止されて磨耗が防止され、発塵がより確実に防止される。また、スライダ２０の洗浄後の乾燥に際してもスリットは有利に作用する。

なお、係合溝２０ａの延在方向両端部のうちの他端部、すなわち、２つの薄板材２１，２２の他端部には、仕切り片２５に相当する部材は設けられておらず、いわゆる切通し形状になっている。

ここまで説明したスライダ２０を備えるウェーハ搬送容器１０を第１載置台５４に載置する場合は、まず、容器本体１１の底面１１ｄを下側に位置させた状態で、ウェーハ搬送容器１０を第１載置台５４の上に位置させる。すると、容器本体１１の底面１１ｄが第１載置台５４に対向する状態になる（図２参照）。

そして、容器本体１１の底面１１ｄ（詳しくは３つのＶ溝部材）に取り付けられたスライダ２０が対応するガイドピン６１の上方に位置するようにウェーハ搬送容器１０の向きを定め、ウェーハ搬送容器１０を第１載置台５４に向けて下方移動させる。すると、スライダ２０の係合溝２０ａに第１載置台５４のガイドピン６１が係合する。

このとき、上述したようにスライダ２０は断面Ｖ字形状の係合溝２０ａを備えており、しかも仕切り片２５は漏斗形状に傾斜しているので、容易に係合溝２０ａにガイドピン６１を係合させることができる。また、スリット２８が形成されたスライダ２０は可撓性に優れるので、係合溝２０ａとガイドピン６１が当接するときの衝撃が緩和され、これにより擦れなどの発生が防止され、発塵が防止される。

ところで、スライダ２０の材料としては、発塵防止性に優れる材料が好ましい。このような材料としては、種々の材料を挙げることができる。具体的には、ＰＴＦＥやＰＢＴなどをあげることができる。このような材料で製造されたスライダを用いれば、発塵がより確実に防止することができる。

なお、本発明に係る実施形態は、上記実施形態に限られるものではなく、本発明には発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の改変された実施形態が含まれる。

たとえば、上記実施形態では、薄板体２３の他方の端部には仕切り片２５に相当する部材が設けられていないが、他方の端部に仕切り片２５に相当する部材を設けてもよい。そして、この場合は、さらに、他方の端部に設けた仕切り片に、スライダ２０の可撓性を向上させるスリット２８に相当するスリットを設けてもよい。

本発明の一実施形態に係るウェーハ搬送容器が用いられるウェーハの処理装置の構成を示す概略構成図である。 図１に示される処理装置の載置台にウェーハ搬送容器を載置する状態を説明するための説明図である。 本発明の一実施形態に係るウェーハ搬送容器を示す斜視図である。 図３に示されるウェーハ搬送容器を示す底面図である。 （Ａ）は、ウェーハ搬送容器の位置決め部材を示す平面図であり、(Ｂ)は、（Ａ）の矢印Ｂ方向からの矢視図であり、（Ｃ）は、位置決め部材を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るウェーハ搬送容器の内部構造を示す斜視図である。

符号の説明

１０ ウェーハ搬送容器、
１１ 容器本体、
１１ａ 開口部、
１１ｄ 底面、
１３ 蓋体、
２０ スライダ、
２０ａ 係合溝、
２０ｂ 開放端、
２１，２２ 薄板材、
２３ 薄板体、
２４ 係合爪、
２５ 仕切り片、
２６,２７ 傾斜面、
２８ スリット、
５０ 処理装置、
５４ 第１載置台、
５５ 第２載置台、
５６ 搬送アーム、
６１ ガイドピン、
Ｗ 半導体ウェーハ。

Claims (4)

1. 開口部を介して複数枚の半導体ウェーハが収容可能で、底面が載置面とされる容器本体と、この開口部に着脱自在に装着される蓋体とを備えたウェーハ搬送容器であって、
   上記容器本体の底面で互いに離間した複数位置に、同一の高さでそれぞれ突出して設けられ、下端にその断面が下方に向かって開いたハの字形状のＶ溝が形成された複数のＶ溝部材と、このＶ溝部材とは別体であって、このＶ溝に着脱自在に取着される断面がＶ字形状またはＵ字形状の薄い板片からなるスライダと、を含み、
   このスライダは、搬送先の載置部に突設されたガイドピンに係合する係合面を有するウェーハ搬送容器。
2. 上記スライダは、ポリブチレンテレフタレートまたはフッ素樹脂からなる請求項１に記載のウェーハ搬送容器。
3. 上記ガイドピンの先端は半球面で形成されるとともに、上記スライダの係合面はこの半球面に係合する請求項１または請求項２に記載のウェーハ搬送容器。
4. 上記スライダの底部には、上記Ｖ溝の延在方向の両端部のうちの少なくともいずれか一方の端部に、その延在方向に延びるスリットを備えている請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のウェーハ搬送容器。

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