JP5273552B2

JP5273552B2 - Wafer case

Info

Publication number: JP5273552B2
Application number: JP2009117398A
Authority: JP
Inventors: 重和溝内; 諭小林
Original assignee: Sumco Corp
Current assignee: Sumco Corp
Priority date: 2009-05-14
Filing date: 2009-05-14
Publication date: 2013-08-28
Anticipated expiration: 2029-05-14
Also published as: JP2010265004A

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wafer case capable of ensuring a high sealability, eliminating organic pollution of a semiconductor wafer caused by a case material, and preventing deformation or breakage of a wafer or the case caused by the change of the atmospheric pressure during the airborne transport. SOLUTION: In the wafer case, a metallic container body and a metallic lid are sealed to each other by a seal structure having first and second corrugated seal parts. Surface roughness of each seal surface of the container body and the lid including the first and second corrugated seal parts is set to be 0.8-1.6S. Thus, organic pollution of a semi-conductor wafer caused by a material of the wafer case can be eliminated while ensuring a high sealability. COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

この発明はウェーハケース、詳しくは半導体ウェーハを密閉状態で保管および搬送が可能なウェーハケースに関する。 The present invention relates to a wafer case, and more particularly to a wafer case capable of storing and transporting a semiconductor wafer in a sealed state.

シリコンウェーハの有機汚染は、デバイスの性能に悪影響を及ぼすことが知られている。そこで、近年では、シリコンウェーハの表面に付着した有機物の評価、有機物に起因したデバイスの特性評価が重要視されている。有機汚染の発生は、ウェーハ熱処理工程などのウェーハ製造プロセス中に限るのではなく、シリコンウェーハの保管時や運搬時にも発生する。そこで、ウェーハの保管中や運搬中の有機物からの汚染を最小限に抑える運搬保管用のウェーハケースが必要とされる。 Organic contamination of silicon wafers is known to adversely affect device performance. Therefore, in recent years, evaluation of organic substances adhering to the surface of silicon wafers and evaluation of device characteristics resulting from organic substances have been regarded as important. The occurrence of organic contamination is not limited to the wafer manufacturing process such as the wafer heat treatment process, but also occurs when the silicon wafer is stored or transported. Therefore, there is a need for a wafer case for transport and storage that minimizes contamination from organic substances during wafer storage and transport.

一般のウェーハケースの素材は、ポリプロピレン、ポリカーボネートなどの合成樹脂である。合成樹脂製のウェーハケースの場合、ケース成形時に使用した酸化防止剤などの有機物が脱ガス成分となり、これが外部に放出されてウェーハ表面を汚染していた。これにより、ウェーハ製造プロセスを反映したシリコンウェーハに対する金属汚染量および金属汚染の影響を正確に評価することができなかった。そこで、これを解消する従来技術として、例えば特許文献１の保管運搬容器（ウェーハケース）が知られている。これは、保管運搬容器のうち、その内部の空気にさらされる表面部分を全て金属製としたものである。 The material of a general wafer case is a synthetic resin such as polypropylene or polycarbonate. In the case of a synthetic resin wafer case, an organic substance such as an antioxidant used at the time of forming the case becomes a degassing component, which is discharged to the outside and contaminates the wafer surface. As a result, the amount of metal contamination and the influence of metal contamination on the silicon wafer reflecting the wafer manufacturing process could not be accurately evaluated. Therefore, as a conventional technique for solving this problem, for example, a storage and conveyance container (wafer case) of Patent Document 1 is known. In this case, the surface portion exposed to the air inside the storage and transport container is made entirely of metal.

特開平１１−１４７５８１号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-147581

ところで、ウェーハ輸送の一形態として、高度数千〜１万ｍを飛行する航空機による航空輸送が行われている。この場合、機内の貨物室の気圧は、おおよそ０．７〜０．８ａｔｍに達する。そのため、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、常圧の地上でウェーハケースを密封した袋が膨らむ。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高純度アルミニウム製のガスケットのわずかな隙間を通して、袋内へと流出する。これにより、袋はさらに膨らむ。 By the way, as one form of wafer transportation, air transportation by an aircraft flying at an altitude of several thousand to 10,000 m is performed. In this case, the air pressure in the cargo compartment in the aircraft reaches approximately 0.7 to 0.8 atm. For this reason, in the case of a wafer case with good sealing performance, a bag that seals the wafer case on the ground at normal pressure swells due to the expansion of air due to the pressure difference in the sky at low atmospheric pressure. Also, the air in the case expands and flows out into the bag through a slight gap between the high-purity aluminum gasket that seals the lid and the container body. This further inflates the bag.

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、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するので、この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とともに、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。 Then, when the aircraft descends to the normal pressure ground at the time of landing, the low-pressure air in the bag is compressed and contracted by a relatively high external pressure due to the atmospheric pressure relationship opposite to that when flying over. Moreover, since the lid is firmly attached to the opening of the container body by the gasket, the air in the bag does not flow into the case. As a result, the wafer case was deformed as if it was crushed from all sides, and the inner wall could be damaged by the outer wall curved inward. In addition, since the lid is firmly adhered to the container body, another problem has arisen that the lid is difficult to open when the lid is opened.

そこで、発明者は、鋭意研究の結果、金属製のウェーハケースにおいて、ガスケットに代えて山部と谷部とが連続する波形状のシール構造を採用し、かつ容器本体のシール面の表面粗度と、蓋のシール面の表面粗度とをそれぞれ０．８Ｓ〜１．６Ｓとすることに想到した。こうすれば、高いシール性を確保しながら、ウェーハケースの素材を原因としたシリコンウェーハの有機物汚染を解消できるとともに、航空輸送時の気圧変化によるシリコンウェーハおよびウェーハケースの変形や破損を防止可能であることを知見し、この発明を完成させた。 Therefore, as a result of earnest research, the inventor adopted a wave-shaped seal structure in which crests and troughs are continuous instead of gaskets in a metal wafer case, and the surface roughness of the seal surface of the container body And the surface roughness of the sealing surface of the lid was set to 0.8S to 1.6S, respectively. In this way, while ensuring high sealing performance, it is possible to eliminate organic contamination of the silicon wafer caused by the material of the wafer case, and to prevent deformation and breakage of the silicon wafer and the wafer case due to changes in air pressure during air transportation. The present invention was completed upon finding out that there was.

すなわち、この発明は、高いシール性を確保しながら、ウェーハケースの素材を原因とした半導体ウェーハの有機物汚染を解消可能であるとともに、航空輸送時の気圧変化による半導体ウェーハおよびウェーハケースの変形、破損を防止することができるウェーハケースを提供することを目的とする。
また、この発明は、航空輸送直後でも蓋が開け易く、かつ蓋開閉に伴う容器本体および蓋の各シール部の損傷を防止することができるウェーハケースを提供することを目的としている。
この発明は、軽微な衝突傷や軽微な擦り傷から、容器本体の表面および蓋の表面を保護することができるウェーハケースを提供することを目的としている。 That is, the present invention is capable of eliminating organic contamination of the semiconductor wafer caused by the material of the wafer case while ensuring high sealing performance, and also deforming and damaging the semiconductor wafer and the wafer case due to atmospheric pressure change during air transportation. An object of the present invention is to provide a wafer case capable of preventing the above.
Another object of the present invention is to provide a wafer case that can be easily opened even immediately after air transportation, and that can prevent damage to the container main body and each seal part of the lid when the lid is opened and closed.
An object of the present invention is to provide a wafer case capable of protecting the surface of a container main body and the surface of a lid from minor collision scratches and minor scratches.

また、ウェーハ搬送においては、枚葉タイプのみではなくマルチタイプでの複数枚の同時搬送も必要で、後者の場合、特に、ウェーハの直径が４５０ｍｍの場合には、そのウェーハ自重により凹変形が生じることが予測される。そのため、同一容器内で２枚以上のウェーハを積み重ねて収納する際には、ウェーハ同士の接触を防止するため、ウェーハ間に使用するスペーサの形状を工夫する必要がある。
この発明は、１個のウェーハケースで同一サイズの半導体ウェーハを２枚以上収納し、搬送および保管が可能になるウェーハケースを提供することを目的としている。 Also, in wafer conveyance, not only single wafer type but also multi-type simultaneous conveyance is required. In the latter case, particularly when the wafer diameter is 450 mm, concave deformation occurs due to its own weight. It is predicted. Therefore, when stacking and storing two or more wafers in the same container, it is necessary to devise the shape of the spacer used between the wafers in order to prevent contact between the wafers.
An object of the present invention is to provide a wafer case in which two or more semiconductor wafers of the same size are accommodated in one wafer case and can be transported and stored.

請求項１に記載の発明は、複数枚の半導体ウェーハが収納される金属製の容器本体と、前記各半導体ウェーハの間に装填され、該各半導体ウェーハを前記容器本体の厚さ方向に所定間隔で保持する金属製のスペーサと、前記各半導体ウェーハより大径な円板で、かつ該スペーサを介して積層された複数枚の半導体ウェーハを、前記容器本体の厚さ方向の両側方から挟み込む中底板および中上板と、前記容器本体の開口部をシール構造を介して密閉する金属製の蓋とを備え、前記シール構造は、前記蓋に当接される前記容器本体のシール面に形成され、かつ環状の山部と環状の谷部とが前記ウェーハケースの内外方向へ交互に連続する第１の波形シール部と、前記容器本体に当接される前記蓋のシール面に形成され、かつ前記第１の波形シール部の前記山部または前記谷部に噛合可能な環状の山部と環状の谷部とが、前記ウェーハケースの内外方向へ交互に連続する第２の波形シール部とを有し、前記第１の波形シール部を含む前記容器本体のシール面の表面粗度と、前記第２の波形シール部を含む前記蓋の表面粗度とを、０．８Ｓ〜１．６Ｓとしたウェーハケースである。 According to the first aspect of the present invention, a metal container main body in which a plurality of semiconductor wafers are stored and the semiconductor wafers are loaded between the semiconductor wafers, and the semiconductor wafers are arranged at a predetermined interval in the thickness direction of the container main body. And sandwiching a plurality of semiconductor wafers that are stacked with the spacers made of metal and a disk larger in diameter than the respective semiconductor wafers from both sides in the thickness direction of the container body. A bottom plate, a middle and upper plate, and a metal lid that seals the opening of the container body via a seal structure, and the seal structure is formed on a seal surface of the container body that is in contact with the lid. And an annular crest and an annular trough are formed on the seal surface of the lid that is in contact with the container main body, and a first corrugated seal portion in which the wafer case continues alternately in the inner and outer directions, and Said first corrugated seal The crests or the troughs that can be meshed with the crests or the troughs have second corrugated seal portions that are alternately continuous in the inner and outer directions of the wafer case, and In this wafer case, the surface roughness of the sealing surface of the container body including the corrugated seal portion and the surface roughness of the lid including the second corrugated seal portion are set to 0.8S to 1.6S.

請求項１に記載の発明によれば、金属製の容器本体と金属製の蓋とを、第１の波形シール部と第２の波形シール部と有したシール構造を介して密閉し、第１の波形シール部を含む容器本体のシール面の表面粗度と、第２の波形シール部を含む蓋のシール面の表面粗度とをそれぞれ０．８Ｓ〜１．６Ｓとした。このように、金属製の容器本体と金属製の蓋とを平滑度が高く、迷路のようなシール面同士を噛み合わせて容器本体を密閉するようにしたので、高いシール性を確保しながら、ウェーハケースの素材を原因とした半導体ウェーハの有機物汚染を解消することができる。 According to the first aspect of the present invention, the metal container main body and the metal lid are hermetically sealed through the seal structure having the first corrugated seal portion and the second corrugated seal portion, and the first The surface roughness of the sealing surface of the container main body including the corrugated seal portion and the surface roughness of the sealing surface of the lid including the second corrugated seal portion were set to 0.8S to 1.6S, respectively. In this way, the metal container body and the metal lid are highly smooth, and the container body is hermetically sealed by meshing the sealing surfaces like a maze, while ensuring high sealing performance, Organic contamination of the semiconductor wafer due to the material of the wafer case can be eliminated.

しかも、航空輸送中、気圧の低い上空では、その気圧差から、ケース内の空気は膨張し、第１の波形シール部と第２の波形シール部との隙間よりウェーハケースの外へ流出する。これにより、上空でのウェーハケースの破裂が防止される。一方、着陸時、航空機が常圧の地上へ降下して行けば、上空飛行時とは反対の気圧関係から、機内の空気およびケース内の空気が、比較的高い外圧により圧縮される。しかしながら、従来のウェーハケースのように、ガスケットなどで蓋が容器本体の開口部へ強固に密着していないので、機内の空気が第１の波形シール部と第２の波形シール部との隙間からケース内に流入する。その結果、航空輸送時の気圧変化によるウェーハケースの変形、破損を防止することができる。 In addition, during air transportation, in the sky with a low atmospheric pressure, the air in the case expands due to the difference in atmospheric pressure, and flows out of the wafer case through the gap between the first corrugated seal portion and the second corrugated seal portion. Thereby, the rupture of the wafer case in the sky is prevented. On the other hand, if the aircraft descends to the ground at normal pressure at the time of landing, the air in the aircraft and the air in the case are compressed by a relatively high external pressure due to the atmospheric pressure relationship opposite to that at the time of flying over. However, since the lid is not tightly adhered to the opening of the container body with a gasket or the like as in the conventional wafer case, the air in the machine is removed from the gap between the first corrugated seal portion and the second corrugated seal portion. It flows into the case. As a result, it is possible to prevent the wafer case from being deformed or damaged due to a change in atmospheric pressure during air transportation.

また、ウェーハ間にスペーサが装填された複数の半導体ウェーハを、中底板と中上板とを用いて、容器本体の厚さ方向の両側に２枚以上保持し、これを容器本体に収納するようにしたので、１個のウェーハケースを使用し、同一径の複数の半導体ウェーハの搬送、保管が可能になる。中底板と中上板は、各半導体ウェーハより大径な円板である。そのため、ウェーハ搬送中、重ね合わされた半導体ウェーハがウェーハケース内で移動しても、半導体ウェーハの外周部がケース内壁に衝突して破損するおそれはほとんどない。 Further, a plurality of semiconductor wafers loaded with spacers between the wafers are held on both sides in the thickness direction of the container main body using the middle bottom plate and the middle upper plate, and stored in the container main body. As a result, a single wafer case can be used to transport and store a plurality of semiconductor wafers having the same diameter. The middle bottom plate and the middle upper plate are circular plates having a diameter larger than that of each semiconductor wafer. Therefore, even if the stacked semiconductor wafers move in the wafer case during wafer transfer, there is almost no possibility that the outer peripheral portion of the semiconductor wafer collides with the inner wall of the case and is damaged.

半導体ウェーハとしては、例えばシリコンウェーハ（単結晶シリコンウェーハ、多結晶シリコンウェーハなど）を採用することができる。
半導体ウェーハの口径は、１５０ｍｍ、２００ｍｍ、３００ｍｍ、４５０ｍｍなど任意である。
半導体ウェーハの比抵抗値は任意である。例えば、０．００１〜２０００Ω・ｃｍでもよい。 As the semiconductor wafer, for example, a silicon wafer (single crystal silicon wafer, polycrystalline silicon wafer, etc.) can be employed.
The aperture of the semiconductor wafer is arbitrary such as 150 mm, 200 mm, 300 mm, 450 mm.
The specific resistance value of the semiconductor wafer is arbitrary. For example, it may be 0.001 to 2000 Ω · cm.

容器本体の素材および蓋の素材としては、例えばアルミニウム、チタン、ステンレス、銅、鉛、ニッケル、白金またはこれらの合金を採用することができる。このうち、軽量かつ安価で、材料として市場より入手しやすいことから、アルミニウム合金が好ましい。また、容器本体および蓋は、その全てが金属でなくてもよい。少なくとも、容器本体の内面および蓋の内面が金属であればよい。容器本体および蓋の各内面のみを金属とする方法としては、例えば、容器本体の内面および蓋の内面に対して、金属板または金属箔の貼着や、金属コーテイングを行うことが考えられる。 As the material of the container body and the material of the lid, for example, aluminum, titanium, stainless steel, copper, lead, nickel, platinum, or an alloy thereof can be employed. Among these, an aluminum alloy is preferable because it is light and inexpensive and easily available as a material from the market. Further, the container body and the lid may not be all metal. At least the inner surface of the container body and the inner surface of the lid may be metal. As a method of using only the inner surfaces of the container main body and the lid as a metal, for example, sticking a metal plate or a metal foil or metal coating to the inner surface of the container main body and the inner surface of the lid may be considered.

さらに、容器本体の素材および蓋の素材は、アルミニウム合金としてもよい。この場合、軽微な衝突傷や軽微な擦り傷から、容器本体の表面および蓋の表面を保護することができる。
アルミニウム合金としては、例えばＪＩＳＡ５０５２と、ＪＩＳＡ５０５６とに規定されたアルミニウムとマグネシウムとを２．２〜２．８％含む合金を採用することができる。アルミニウム合金のうち、強度および加工性に優れていることからＪＩＳＡ５０５２が最適である。また、加工後に硬質アルマイト処理を施し、容器本体の表面および蓋の表面を硬化させた方法が、耐腐食性、耐摩耗性、および耐衝撃性を向上させるという理由により好ましい。 Furthermore, the material of the container body and the material of the lid may be an aluminum alloy. In this case, the surface of the container body and the surface of the lid can be protected from minor collision scratches and minor scratches.
As the aluminum alloy, for example, an alloy containing 2.2 to 2.8% of aluminum and magnesium specified in JIS A5052 and JIS A5056 can be adopted. Among aluminum alloys, JIS A5052 is optimal because of its excellent strength and workability. Further, a method in which a hard alumite treatment is performed after processing to harden the surface of the container body and the surface of the lid is preferable for the reason of improving the corrosion resistance, wear resistance, and impact resistance.

シール構造とは、容器本体の蓋に当接されるシール面と、蓋の容器本体に当接されるシール面とに形成され、容器本体の開口部を蓋により密閉可能な構造である。
第１の波形シール部は、容器本体のシール面の全域に形成しても、容器本体のシール面の一部のみに形成してもよい。また、第２の波形シール部は、蓋のシール面の全域に形成しても、蓋のシール面の一部のみに形成してもよい。 The seal structure is a structure formed on a seal surface that comes into contact with the lid of the container main body and a seal surface that comes into contact with the container main body of the lid, so that the opening of the container main body can be sealed with the lid.
The first corrugated seal portion may be formed on the entire seal surface of the container body or may be formed only on a part of the seal surface of the container body. Further, the second corrugated seal portion may be formed on the entire seal surface of the lid or may be formed only on a part of the seal surface of the lid.

第１の波形シール部および第２の波形シール部において、環状の山部の断面形状と環状の谷部の断面形状としては、例えば三角形、四角形（台形を含む）などを採用することができる。山部と谷部との形成条数はそれぞれ１条でも２条以上でもよい。
「環状の山部」とは、断面形状が山形の環状突条をいう。「環状の谷部」とは、断面形状が谷形の環状溝をいう。
「環状の山部と環状の谷部とがウェーハケースの内外方向へ交互に連続する」とは、容器本体に形成された山部と谷部との場合、山部および谷部が容器本体の開口部の軸線を同心軸として、交互に同心配置されている状態をいう。また、蓋の山部と谷部との場合、山部および谷部が蓋の中心線を中心にして交互に同心配置されている状態をいう。 In the first corrugated seal portion and the second corrugated seal portion, for example, a triangle, a quadrangle (including a trapezoid), or the like can be employed as the cross-sectional shape of the annular crest and the cross-sectional shape of the annular trough. The number of ridges formed in the ridges and valleys may be 1 or 2 or more, respectively.
An “annular peak” refers to an annular ridge having a mountain shape in cross section. An “annular valley” refers to an annular groove having a valley shape in cross section.
“The annular crests and the annular troughs are alternately continuous inward and outward of the wafer case” means that in the case of crests and troughs formed on the container body, the crests and troughs are A state where the axes of the openings are arranged concentrically with the axis of the opening as a concentric axis. Moreover, in the case of the peak part and trough part of a lid | cover, the peak part and trough part say the state arrange | positioned alternately concentrically centering on the centerline of a lid | cover.

また、第１の波形シール部の山部と第２の波形シール部の山部とは、頂上が平坦面で、第１の波形シール部の谷部と第２の波形シール部の谷部とは谷底が尖っているように設けてもよい。この場合、ケース密閉時には、容器本体と蓋とのシール部分の一部（各山部の頂上部分）に環状の空間（エアポケット）が形成される。エアポケットは、ケース内外の温度差やケース内外の気圧差などによって発生するウェーハケースのシール性の変動を小さくする緩衝空間となる。その結果、航空輸送直後でも蓋が開け易い。しかも、山部の欠け易い頂上がカットされて谷部に衝突することがないので、蓋開閉に伴う容器本体および蓋の各シール部の損傷を防止することができる。 The peak portion of the first corrugated seal portion and the peak portion of the second corrugated seal portion are flat on the top, and the trough portion of the first corrugated seal portion and the trough portion of the second corrugated seal portion May be provided so that the valley bottom is pointed. In this case, when the case is sealed, an annular space (air pocket) is formed in a part of the seal portion (the top portion of each mountain portion) between the container body and the lid. The air pocket serves as a buffer space that reduces variations in the sealing performance of the wafer case caused by a temperature difference inside and outside the case, a pressure difference inside and outside the case, and the like. As a result, it is easy to open the lid immediately after air transportation. In addition, since the tops of the peak portions that are easily chipped are not cut and do not collide with the valley portions, damage to the container main body and the seal portions of the lid due to opening and closing of the lid can be prevented.

山部の平坦面のうち、その山部と谷部とが連続する方向の両辺の間隔（最短距離）は０．８〜１．２ｍｍとしてもよい。０．８ｍｍ未満では、外部衝撃等による損傷およびケース内外の温度差やケース内外の気圧差などによって発生するウェーハケースのシール性の変動を抑える緩衝作用が低減する。また、１．２ｍｍを超えた場合にも同様に緩衝作用が低減する。このように、山部の平坦面のうち、その山部と谷部とが連続する方向の両辺の好ましい間隔を０．８〜１．２ｍｍとすれば、シール部の耐衝撃性および耐摩耗性が高まる。 Among the flat surfaces of the ridges, the interval (shortest distance) between both sides in the direction in which the ridges and valleys are continuous may be 0.8 to 1.2 mm. If the thickness is less than 0.8 mm, the buffering action that suppresses the variation in the sealing performance of the wafer case caused by damage due to external impact, the temperature difference inside and outside the case, or the pressure difference between inside and outside the case is reduced. Further, the buffering action is similarly reduced when the thickness exceeds 1.2 mm. Thus, if the preferable space | interval of the both sides of the direction where the peak part and a trough part continue among the flat surfaces of a peak part shall be 0.8-1.2 mm, the impact resistance and abrasion resistance of a seal part will be carried out. Will increase.

山部の斜面の傾斜角度および谷部の斜面の傾斜角度は、それぞれ９０°〜１２０°である。９０°未満では、シール部の耐衝撃性が低減する。また、９０°を超えれば、シール部の接触面積が大きくなって密閉性が高まり、さらにエアポケットの容積も大きくなるので緩衝作用も高まる。山部の斜面と谷部の斜面との好ましい傾斜角度は、それぞれ９０°〜１２０°とすれば、いかなる保管環境下においても密閉性を長時間維持可能で、容器自体の経時劣化を抑制できる。 The slope angle of the mountain slope and the slope angle of the valley slope are 90 ° to 120 °, respectively. If it is less than 90 °, the impact resistance of the seal portion is reduced. Further, if it exceeds 90 °, the contact area of the seal portion is increased, the sealing performance is increased, and the volume of the air pocket is also increased, so that the buffering action is also increased. If the preferable inclination angles of the slope of the mountain part and the slope of the valley part are each 90 ° to 120 °, the hermeticity can be maintained for a long time in any storage environment, and the deterioration over time of the container itself can be suppressed.

容器本体のシール面の表面粗度と蓋のシール面の表面粗度とが０．８Ｓ未満では、本体と蓋部の双方が密着し、蓋が開け難くなる。また、１．６Ｓを超えれば、シール性が低下する。よって、容器本体のシール面と蓋のシール面との好ましい表面粗度は、０．８Ｓ〜１．６Ｓである。この範囲であれば、多少の温度変動、気圧変動、衝撃等が生じても密閉性が保持できる。
ウェーハケースの内部には、半導体ウェーハを支持する各種の保持具、各種のスペーサを設けることができる。これらの部材の素材としては、アルミニウム、ニッケル、白金またはこれらの合金を採用することができる。 If the surface roughness of the sealing surface of the container main body and the surface roughness of the sealing surface of the lid are less than 0.8S, both the main body and the lid portion are in close contact with each other, making it difficult to open the lid. Moreover, if it exceeds 1.6S, sealing performance will fall. Therefore, the preferable surface roughness of the sealing surface of the container body and the sealing surface of the lid is 0.8S to 1.6S. Within this range, hermeticity can be maintained even if some temperature fluctuations, atmospheric pressure fluctuations, impacts, etc. occur.
Various holders and various spacers for supporting the semiconductor wafer can be provided inside the wafer case. As materials for these members, aluminum, nickel, platinum, or an alloy thereof can be employed.

同一径の半導体ウェーハとしては、例えば１５０ｍｍウェーハ、２００ｍｍウェーハ、３００ｍｍウェーハ、４５０ｍｍウェーハなどを採用することができる。
ウェーハ保持手段は、同一径の半導体ウェーハを、１個の容器本体に２枚以上結合させて収納可能な構造を有している。具体的には、厚さ１ｍｍ以上で、Ｏリング形もしくは十字形、トライアングル形の金属からなるスペーサと、このスペーサがウェーハ間に装填された複数の半導体ウェーハを分離可能に結合するウェーハ結合構造体とを備えている。 As a semiconductor wafer having the same diameter, for example, a 150 mm wafer, a 200 mm wafer, a 300 mm wafer, a 450 mm wafer, or the like can be employed.
The wafer holding means has a structure in which two or more semiconductor wafers having the same diameter can be combined and stored in one container body. Specifically, a spacer made of O-ring-shaped, cross-shaped, or triangle-shaped metal having a thickness of 1 mm or more, and a wafer bonding structure that separably bonds a plurality of semiconductor wafers loaded between the wafers. And.

ウェーハ保持手段の構造（機構）は、ウェーハ間にスペーサを装填して重ね合わせた複数の半導体ウェーハを、容器本体の厚さ方向（ウェーハの重ね合わせ方向）から、中底板と中上板とにより挟持可能であれば任意である。手動式でも、モータ駆動の自動式でもよい。
中底板および中上板の素材としては、例えばアルミニウム、ニッケルなどを採用することができ、容器本体または蓋と同じ素材でもよい。
中底板および中上板の形状は、平面視して円形、三角形、四角形以上の多角形を採用することができる。その他、任意形状でもよい。
中底板および中上板の大きさは、例えば半導体ウェーハと略同じか、それより大きくてもよい。中底板の厚さは、スペーサを介して重ね合わされた複数の半導体ウェーハを挟持可能であれば任意である。
スペーサの素材としては、例えばアルミニウム、ニッケルなどを採用することができ、容器本体、蓋または中底板や中上板と同じ素材でもよい。
スペーサは、厚さが１ｍｍ未満ではケース収納時の半導体ウェーハの撓みを十分に防止することができない。スペーサの好ましい厚さは、１〜１０ｍｍである。この範囲であれば、軽量で、かつケース収納時の半導体ウェーハの撓みを良好に防止することができる。 The structure (mechanism) of the wafer holding means is such that a plurality of semiconductor wafers stacked with spacers loaded between the wafers are separated from the thickness direction of the container body (the wafer stacking direction) by the middle bottom plate and the middle top plate. It is optional if it can be pinched. Manual type or motor driven automatic type may be used.
As the material for the middle bottom plate and the middle upper plate, for example, aluminum, nickel or the like can be adopted, and the same material as the container body or the lid may be used.
As the shape of the middle bottom plate and the middle upper plate, a circular shape, a triangular shape, or a polygonal shape having a quadrangular shape or more can be adopted in plan view. In addition, an arbitrary shape may be used.
The size of the middle bottom plate and the middle upper plate may be substantially the same as or larger than that of the semiconductor wafer, for example. The thickness of the intermediate bottom plate is arbitrary as long as a plurality of semiconductor wafers stacked via spacers can be sandwiched.
As the material of the spacer, for example, aluminum or nickel can be adopted, and the same material as the container main body, the lid, the middle bottom plate, or the middle upper plate may be used.
If the spacer has a thickness of less than 1 mm, it cannot sufficiently prevent the semiconductor wafer from being bent when the case is stored. A preferable thickness of the spacer is 1 to 10 mm. If it is this range, it is lightweight and can prevent the bending of the semiconductor wafer at the time of case accommodation favorably.

請求項２に記載の発明は、前記スペーサは、平面視して十字形または三角形で、かつその外接円の直径が前記半導体ウェーハの直径と同一で、厚さが１ｍｍ以上のものである請求項１に記載のウェーハケースである。 According to a second aspect of the present invention, the spacer has a cruciform shape or a triangular shape in plan view, a diameter of a circumscribed circle thereof is the same as a diameter of the semiconductor wafer, and a thickness of 1 mm or more. 1. The wafer case according to 1.

請求項２に記載の発明によれば、スペーサを平面視して十字形または三角形で、かつその外接円の直径を半導体ウェーハの直径と同一とし、さらにその厚さを１ｍｍ以上としたので、半導体ウェーハをスペーサによって水平支持した際、自重によるウェーハ中心部の弛みをスペーサの中央部によって防止することができる。しかも、円板形状のスペーサに比べて半導体ウェーハとの接触面積が小さくなり、スペーサとの接触による半導体ウェーハの損傷領域を狭くすることができる。 According to the second aspect of the present invention, the spacer has a cross shape or a triangle in plan view, the diameter of the circumscribed circle is the same as the diameter of the semiconductor wafer, and the thickness thereof is 1 mm or more. When the wafer is horizontally supported by the spacer, the center portion of the spacer can be prevented from being loosened by the weight of the wafer. Moreover, the contact area with the semiconductor wafer is smaller than that of the disk-shaped spacer, and the damaged area of the semiconductor wafer due to the contact with the spacer can be narrowed.

ここでいう三角形には、正三角形、二等辺三角形、直角三角形などを採用することができる。ここでいう十字形には、縦線と横線とが同じ長さのもの、縦線と横線の長さが異なるもの、縦線と横線とが直交するもの、縦線と横線とが直交しないものを含む。これらのうち、半導体ウェーハの安定した支持の観点から、正三角形と、縦線と横線が同一長さでかつ両線が直交した十字形が好ましい。 A regular triangle, an isosceles triangle, a right triangle, etc. can be employ | adopted as a triangle here. In this cross shape, vertical lines and horizontal lines have the same length, vertical lines and horizontal lines have different lengths, vertical lines and horizontal lines are orthogonal, vertical lines and horizontal lines are not orthogonal including. Among these, from the viewpoint of stable support of the semiconductor wafer, an equilateral triangle and a cross shape in which the vertical and horizontal lines have the same length and the two lines are orthogonal to each other are preferable.

請求項１に記載の発明によれば、金属製の容器本体と金属製の蓋とを、第１の波形シール部と第２の波形シール部と有したシール構造を介して密閉し、しかも第１の波形シール部を含む容器本体のシール面の表面粗度と、第２の波形シール部を含む蓋のシール面の表面粗度とをそれぞれ０．８Ｓ〜１．６Ｓとした。このように、金属製の容器本体と金属製の蓋とを、平滑度が高く、迷路のようなシール面同士を噛み合わせて容器本体を密閉するようにしたので、高いシール性を確保しながら、ウェーハケースの素材を原因とした半導体ウェーハの有機物汚染を解消することができる。 According to the first aspect of the present invention, the metal container body and the metal lid are sealed through the seal structure having the first corrugated seal portion and the second corrugated seal portion, and the first The surface roughness of the seal surface of the container main body including the first corrugated seal portion and the surface roughness of the seal surface of the lid including the second corrugated seal portion were set to 0.8S to 1.6S, respectively. In this way, the metal container body and the metal lid have high smoothness, and the sealing surfaces such as mazes are meshed with each other so that the container body is hermetically sealed while ensuring high sealing performance. The organic matter contamination of the semiconductor wafer due to the material of the wafer case can be eliminated.

しかも、航空輸送中、気圧の低い上空では、その気圧差から、ケース内の空気は膨張し、第１の波形シール部と第２の波形シール部との隙間からケース外へ流出するので、上空でのウェーハケースの破裂を防止することができる。一方、着陸時、機内の空気およびケース内の空気が、比較的高い外圧により圧縮されるが、従来品のように例えばガスケットなどで蓋が容器本体の開口部へ強固に密着されていないので、機内の空気が第１の波形シール部と第２の波形シール部との隙間からケース内に流入する。その結果、航空輸送時の気圧変化によるウェーハケースの変形、破損を防止することができる。
また、ウェーハ間にスペーサが装填された複数の半導体ウェーハを、中底板と中上板とにより挟み込む保持構造を採用したので、１個のウェーハケースを使用し、同一径の複数の半導体ウェーハの搬送、保管が可能になる。また、中底板と中上板とを、各半導体ウェーハより大径としたので、ウェーハ搬送中、重ね合わされた半導体ウェーハがウェーハケース内で移動し、ケース内壁にウェーハ外周部が衝突して破損するというおそれがほとんどない。 In addition, during air transportation, when the air pressure is low, the air in the case expands due to the pressure difference and flows out of the case through the gap between the first corrugated seal portion and the second corrugated seal portion. It is possible to prevent the wafer case from being ruptured. On the other hand, at the time of landing, the air in the aircraft and the air in the case are compressed by a relatively high external pressure, but the lid is not firmly adhered to the opening of the container body, such as a gasket, as in the conventional product, Air in the machine flows into the case from the gap between the first corrugated seal portion and the second corrugated seal portion. As a result, it is possible to prevent the wafer case from being deformed or damaged due to a change in atmospheric pressure during air transportation.
In addition, since a holding structure is adopted in which a plurality of semiconductor wafers loaded with spacers between the wafers are sandwiched between a middle bottom plate and a middle top plate, a single wafer case is used to transport a plurality of semiconductor wafers having the same diameter. , Storage becomes possible. In addition, because the middle bottom plate and middle top plate have a larger diameter than each semiconductor wafer, the stacked semiconductor wafers move within the wafer case during wafer transfer, and the outer peripheral part of the wafer collides with the inner wall of the case and breaks. There is almost no fear.

請求項２に記載の発明によれば、スペーサを平面視して十字形または三角形で、かつその外接円の直径を半導体ウェーハの直径と同一とし、さらにその厚さを１ｍｍ以上としたので、半導体ウェーハをスペーサによって水平支持した際、自重によるウェーハ中心部の弛みをスペーサの中央部によって防止することができる。しかも、円板形状のスペーサに比べて半導体ウェーハとの接触面積が小さくなり、スペーサとの接触による半導体ウェーハの損傷領域を狭くすることができる。
中底板および中上板の素材は、ウェーハケース内での塵の発生を抑えるため、例えば容器本体および蓋と同じように、金属が好ましい。 According to the second aspect of the present invention, the spacer has a cross shape or a triangle in plan view, the diameter of the circumscribed circle is the same as the diameter of the semiconductor wafer, and the thickness thereof is 1 mm or more. When the wafer is horizontally supported by the spacer, the center portion of the spacer can be prevented from being loosened by the weight of the wafer. Moreover, the contact area with the semiconductor wafer is smaller than that of the disk-shaped spacer, and the damaged area of the semiconductor wafer due to the contact with the spacer can be narrowed.
In order to suppress the generation of dust in the wafer case, the material of the middle bottom plate and the middle upper plate is preferably metal, for example, like the container body and the lid.

この発明の実施例１に係るウェーハケースの使用状態を示す要部拡大縦断面図である。It is a principal part expanded vertical sectional view which shows the use condition of the wafer case which concerns on Example 1 of this invention. この発明の実施例１に係るウェーハケースの一部断面図を含む平面図である。It is a top view including the partial cross section figure of the wafer case which concerns on Example 1 of this invention. この発明の実施例１に係るウェーハケースのシール構造を示す要部拡大縦断面図である。It is a principal part expanded vertical sectional view which shows the seal structure of the wafer case which concerns on Example 1 of this invention. この発明の実施例１に係るウェーハケースで使用される十字形状のスペーサの拡大平面図である。It is an enlarged plan view of the cross-shaped spacer used with the wafer case which concerns on Example 1 of this invention. この発明の実施例１に係るウェーハケースで使用される三角形状のスペーサの拡大平面図である。It is an enlarged plan view of a triangular spacer used in the wafer case according to Embodiment 1 of the present invention. この発明の実施例１に係るウェーハケースであって、円弧形状のスペーサが適用されたものの要部拡大縦断面図である。It is a wafer case which concerns on Example 1 of this invention, Comprising: It is a principal part expanded vertical sectional view of the thing to which the arc-shaped spacer was applied. この発明の実施例１に係るウェーハケースであって、円弧形状のスペーサが適用されたものの一部断面図を含む平面図である。It is a top view including the partial cross section figure of the wafer case which concerns on Example 1 of this invention, and the circular arc-shaped spacer is applied. この発明の実施例１に係るウェーハケースであって、円弧形状のスペーサが適用されたものの拡大平面図である。It is an enlarged plan view of the wafer case according to the first embodiment of the present invention to which an arc-shaped spacer is applied. この発明の実施例１および従来例に係るウェーハケースを使用した航空輸送の直後のウェーハ表面の有機物汚染量を示すグラフである。It is a graph which shows the organic matter contamination amount of the wafer surface immediately after air transportation using the wafer case which concerns on Example 1 of this invention, and a prior art example.

以下、この発明の実施例を具体的に説明する。ここでは、シリコンウェーハを５枚のみ収納可能なマルチタイプのウェーハケースを例とする。 Examples of the present invention will be specifically described below. Here, a multi-type wafer case capable of storing only five silicon wafers is taken as an example.

図１および図２において、１０はこの発明の実施例１に係るウェーハケースで、５枚のシリコンウェーハ（半導体ウェーハ）１１が収納される金属製の容器本体１２と、シール構造１４を介して、容器本体１２の開口部を密閉する金属製の蓋１３と、容器本体１２の内部に設けられ、各シリコンウェーハ１１を容器本体１２の厚さ方向に所定間隔で保持するウェーハ保持手段３３とを備えている。 1 and 2, reference numeral 10 denotes a wafer case according to Embodiment 1 of the present invention, and a metal container main body 12 in which five silicon wafers (semiconductor wafers) 11 are stored, and a seal structure 14. A metal lid 13 that seals the opening of the container body 12 and wafer holding means 33 that are provided inside the container body 12 and hold the silicon wafers 11 at predetermined intervals in the thickness direction of the container body 12. ing.

各シリコンウェーハ１１は、チョクラルスキー式により引き上げられた単結晶インゴットをウェーハ加工して得られた直径３００ｍｍ、Ｐ形、比抵抗値１０Ω・ｃｍのものである。
容器本体１２は、アルミニウム合金（アルミニウムに２．２〜２．８％のマグネシウムを含み、硬質アルマイト処理により表面が硬化されたもの）製の平面視して正方形状の容器である。容器本体１２は、平面視して正方形状の底板１２ｂと、底板１２ｂの４つの辺部上に一体形成された４枚の厚肉な外側板１２ａとを有している。各外側板１２ａの上端面が、容器本体１２のシール面となる。容器本体１２の一方の両端部の外面には、一対の厚肉なハンドル３４が配設されている。 Each silicon wafer 11 has a diameter of 300 mm, a P-type, and a specific resistance value of 10 Ω · cm obtained by processing a single crystal ingot pulled up by the Czochralski method.
The container body 12 is a square container in plan view made of an aluminum alloy (aluminum containing 2.2 to 2.8% magnesium and the surface being hardened by a hard anodizing treatment). The container body 12 includes a bottom plate 12b that is square in plan view and four thick outer plates 12a that are integrally formed on four sides of the bottom plate 12b. The upper end surface of each outer plate 12 a becomes the seal surface of the container body 12. A pair of thick handles 34 are disposed on the outer surface of one end of the container body 12.

蓋１３は、容器本体１２と同じ素材からなる平面視して正方形でかつ開口が下向きの深さが浅い容器形状のものである。蓋１３は、平面視して正方形状の天板１３ｂと、天板１３ｂの４つの辺部下に一体形成された４枚の厚肉な外側板１３ａとを有している。外側板１３ａの下端面が蓋１３のシール面となる。
天板１３ｂの外周部の下面には、高さが外側板１３ａの高さと略同じ環状支柱１３ｄが、天板１３ｂと一体形成されている。環状支柱１３ｄの下部には、後述する中上板３２を上方から押圧する複数の押圧突起２０の元部が、環状支柱１３ｄの周方向へ所定ピッチで埋設されている。押圧突起２０の素材は、ステンレス製である。天板１３ｂの中央部の上面には、水平軸を中心にして回動自在な取っ手２１が設けられている。
蓋１３の外側板１３ａの各辺の長さ方向の両端部には、容器本体１２のバッグ留め金具１９が掛止される留めリング２２が配設されている。ウェーハケース１０の閉蓋時、蓋１３を閉じて容器本体１２の開口部を塞ぎ、各バッグ留め金具１９のリングを各留めフック２２に掛止することで、蓋１３が容器本体１２に当接され、ウェーハケース１０が密封される。 The lid 13 is made of the same material as the container main body 12 and has a container shape that is square in plan view and has a shallow opening with a downward depth. The lid 13 has a square top plate 13b in plan view and four thick outer plates 13a integrally formed below the four sides of the top plate 13b. The lower end surface of the outer plate 13 a becomes the sealing surface of the lid 13.
On the lower surface of the outer peripheral portion of the top plate 13b, an annular column 13d whose height is substantially the same as the height of the outer plate 13a is integrally formed with the top plate 13b. Under the annular strut 13d, base portions of a plurality of pressing projections 20 that press a middle upper plate 32 described later from above are embedded at a predetermined pitch in the circumferential direction of the annular strut 13d. The material of the pressing protrusion 20 is made of stainless steel. A handle 21 is provided on the top surface of the central portion of the top plate 13b so as to be rotatable about a horizontal axis.
At both ends in the length direction of each side of the outer plate 13 a of the lid 13, a retaining ring 22 on which the bag fastener 19 of the container body 12 is hooked is disposed. When the wafer case 10 is closed, the lid 13 is closed to close the opening of the container body 12, and the ring of each bag fastener 19 is hooked to each fastening hook 22 so that the lid 13 abuts the container body 12. Then, the wafer case 10 is sealed.

次に、図１〜図３を参照して、前記シール構造１４を詳細に説明する。
図１〜図３に示すように、シール構造１４は、容器本体１２のシール面に形成され、かつ環状の２条の山部２３と環状の２条の谷部２４とが、ウェーハケース１０の内外方向へ交互（波形状）に連続した第１の波形シール部２５と、蓋１３のシール面に形成され、第１の波形シール部２５に噛合可能な環状の２条の山部２３と環状の２状の谷部２４とが、ウェーハケース１０の内外方向へ交互に連続した第２の波形シール部２６とを有している。 Next, the sealing structure 14 will be described in detail with reference to FIGS.
As shown in FIGS. 1 to 3, the seal structure 14 is formed on the seal surface of the container body 12, and the annular two ridges 23 and the two annular valleys 24 are formed on the wafer case 10. The first corrugated seal portions 25 that are alternately (in a wave shape) continuous inward and outward, and two annular crest portions 23 that are formed on the seal surface of the lid 13 and can mesh with the first corrugated seal portions 25 and the annular shape The two trough portions 24 have second corrugated seal portions 26 that are alternately continuous in the inner and outer directions of the wafer case 10.

また、第１の波形シール部２５の山部２３と、第２の波形シール部２６の山部２３との頂上には、それぞれ平坦面２３ａが形成されている。さらに、第１の波形シール部２５の谷部２４と第２の波形シール部２６の谷部２４とは、谷底がそれぞれ尖っている。各山部２３の法面の傾斜角度θと、各谷部２３の法面の傾斜角度θとはそれぞれ１２０°である。各山部２３の平坦面２３ａのうち、その山部２３と谷部２４とが連続する方向の両辺の間隔ｄは０．８ｍｍである。そして、第１の波形シール部２５を含む容器本体１２のシール面の表面粗度と、第２の波形シール部１６を含む蓋１３の表面粗度とは、それぞれ０．８〜１．６Ｓである。このように、各山部２３および各谷部２４の法面の傾斜角度θをそれぞれ１２０°とし、かつ各山部２３の平坦面２３ａの間隔（山部２３と谷部２４との連続方向と直交する方向の辺の長さ）ｄを０．８ｍｍとしたので、いかなる保管環境下においても密閉性を長時間維持でき、容器自体の経時劣化を抑制することができる。 In addition, flat surfaces 23 a are respectively formed on the tops of the peak portions 23 of the first corrugated seal portion 25 and the peak portions 23 of the second corrugated seal portion 26. Furthermore, the valley portions 24 of the first corrugated seal portion 25 and the trough portions 24 of the second corrugated seal portion 26 have pointed bottoms. The slope angle θ of the slope of each peak 23 and the slope angle θ of the slope of each valley 23 are 120 °, respectively. Of the flat surface 23a of each crest 23, the distance d between both sides in the direction in which the crest 23 and the trough 24 are continuous is 0.8 mm. And the surface roughness of the sealing surface of the container main body 12 including the first corrugated seal portion 25 and the surface roughness of the lid 13 including the second corrugated seal portion 16 are 0.8 to 1.6 S, respectively. is there. Thus, the inclination angle θ of the slope of each peak 23 and each valley 24 is 120 °, respectively, and the distance between the flat surfaces 23a of each peak 23 (the continuous direction between the peaks 23 and the valleys 24) Since the length d of the side in the orthogonal direction) is set to 0.8 mm, the hermeticity can be maintained for a long time in any storage environment, and the deterioration of the container itself over time can be suppressed.

次に、図１および図２を参照して、前記ウェーハ保持手段３３を詳細に説明する。
図１および図２に示すように、ウェーハ保持手段３３は、各シリコンウェーハ１１の間に装填されるＯリング形状の４枚のスペーサ３０と、これらのスペーサ３０が各ウェーハ間に１枚ずつ装填された５枚のシリコンウェーハ１１を分離可能に結合するボルトナット構造体５０とを備えている。
すなわち、５枚のシリコンウェーハ１１は、各ウェーハ間にスペーサ３０が１つずつ装填されながら、容器本体１２の厚さ方向に平行に積み重ねられることで、ウェーハ群１１Ａとして構成される。ウェーハ群１１Ａは、容器本体１２の底板１２ｂ上に載置される４枚の中底板３１と、最上層のシリコンウェーハ１１の上に載置される４枚の中天板３２とによって挟まれ、この状態のままウェーハ保持手段３３により保持される。以下、これらの構成部品を具体的に説明する。 Next, the wafer holding means 33 will be described in detail with reference to FIGS.
As shown in FIGS. 1 and 2, the wafer holding means 33 includes four O-ring-shaped spacers 30 loaded between the silicon wafers 11, and one of these spacers 30 is loaded between the wafers. And a bolt-nut structure 50 that detachably couples the five silicon wafers 11.
That is, the five silicon wafers 11 are configured as a wafer group 11A by being stacked in parallel with the thickness direction of the container body 12 while the spacers 30 are loaded one by one between the wafers. The wafer group 11A is sandwiched between four middle bottom plates 31 placed on the bottom plate 12b of the container body 12 and four middle top plates 32 placed on the uppermost silicon wafer 11, The wafer is held by the wafer holding means 33 in this state. Hereinafter, these components will be described in detail.

各スペーサ３０は容器本体１２と同じ素材からなり、厚さが５ｍｍ、外径がシリコンウェーハ１１の直径と同一の円環形状（リング形状）の部材である。また、別の形態のスペーサとして、例えば平面視して十字形状のスペーサ３０Ａ（図４）や、平面視して三角形のスペーサ３０Ｂ（図５）などを採用してもよい。スペーサ３０Ａ，３０Ｂの外接円の直径は、シリコンウェーハ１１の直径と同じである。その他、図６〜図８に示すように、平面視して円弧形状のスペーサ３０Ｃでもよい。スペーサ３０Ａ〜３０Ｃの素材はスペーサ３０と同じである。また、スペーサ３０Ａ、３０Ｂの外接円の直径は、シリコンウェーハ１１の直径と同一である。図６および図８中、３０ａはボルト３４の貫通孔である。 Each spacer 30 is made of the same material as that of the container body 12 and is a ring-shaped member having a thickness of 5 mm and an outer diameter that is the same as the diameter of the silicon wafer 11. As another type of spacer, for example, a cross-shaped spacer 30A (FIG. 4) in plan view, a triangular spacer 30B (FIG. 5) in plan view, or the like may be employed. The diameter of the circumscribed circle of the spacers 30 A and 30 B is the same as the diameter of the silicon wafer 11. In addition, as shown in FIGS. 6 to 8, a spacer 30 C having an arc shape in plan view may be used. The material of the spacers 30 A to 30 C is the same as that of the spacer 30. The diameter of the circumscribed circle of the spacers 30 A and 30 B is the same as the diameter of the silicon wafer 11. 6 and 8, 30 a is a through hole of the bolt 34.

このように、スペーサ３０Ａを平面視して十字形とし、スペーサ３０Ｂを平面視して三角形とし、かつスペーサ３０Ａ、３０Ｂの外接円の直径をシリコンウェーハ１１の直径と同一としたので、シリコンウェーハ１１をスペーサ３０Ａ、３０Ｂによって水平支持した際、自重によるウェーハ中心部の弛みをスペーサ３０Ａ、３０Ｂの中央部によって防止することができる。しかも、円板形状のスペーサに比べてシリコンウェーハ１１との接触面積が小さくなり、スペーサ３０Ａ、３０Ｂと接触して損傷する可能性があるウェーハ領域を小さくすることができる。
また、図６〜図８に示すように、各スペーサ３０Ｃは、幅方向の中間を通る中心線の長さが６０ｍｍの円弧形状の板片で、容器本体１２の周方向に９０°毎に合計４つ配置されている。各スペーサ３０Ｃの寸法は、内径が２８０ｍｍ、外径が３００ｍｍ、厚さが５ｍｍである。各スペーサ３０Ｃの長さ方向の両端部には、表裏面を貫通して貫通孔３０ａが形成されている。各スペーサ３０Ｃの外辺部の下面は、シリコンウェーハ１１の厚さ分だけ平坦に肉盛りされている。 Thus, since the spacer 30A has a cross shape in plan view, the spacer 30B has a triangle shape in plan view, and the diameter of the circumscribed circle of the spacers 30A, 30B is the same as the diameter of the silicon wafer 11, the silicon wafer 11 When the wafer is horizontally supported by the spacers 30A and 30B, loosening of the wafer center due to its own weight can be prevented by the center of the spacers 30A and 30B. In addition, the contact area with the silicon wafer 11 is smaller than that of the disk-shaped spacer, and the wafer area that can be damaged by contact with the spacers 30A and 30B can be reduced.
Further, as shown in FIGS. 6 to 8, each spacer 30 C is an arc-shaped plate piece having a center line length of 60 mm passing through the middle in the width direction, and is totaled every 90 ° in the circumferential direction of the container body 12. Four are arranged. Each of the spacers 30C has an inner diameter of 280 mm, an outer diameter of 300 mm, and a thickness of 5 mm. At both ends in the length direction of each spacer 30C, through holes 30a are formed through the front and back surfaces. The lower surface of the outer side portion of each spacer 30 C is flattened by the thickness of the silicon wafer 11.

図１および図２に示すように、中底板３１および中上板３２は、容器本体１２と同じ素材からなる円板である。このうち、中底板３１は、直径がシリコンウェーハ１１より大径な３２０ｍｍで、厚さは４ｍｍである。ただし、中底板３１の外周部の上面は、シリコンウェーハ１１の中央部が中底板３１の中央部に接触しないように、平坦に肉盛りされている。また、中底板３１の外周部には、その周方向へ９０°毎に、合計４対のナット孔３１ａが、その表裏面を貫通して形成されている。そして、中上板３２の形状およびサイズは、肉盛り部分が中上板３２の外周部の下面となる他は中底板３１と同一である。中上板３２の外周部には、中底板３１の各ナット孔３１ａと連通可能な４対の貫通孔３２ａが形成されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the middle bottom plate 31 and the middle upper plate 32 are discs made of the same material as the container body 12. Among these, the bottom plate 31 has a diameter of 320 mm that is larger than that of the silicon wafer 11 and a thickness of 4 mm. However, the upper surface of the outer peripheral portion of the midsole plate 31 is flattened so that the central part of the silicon wafer 11 does not contact the central part of the midsole plate 31. Further, a total of four pairs of nut holes 31a are formed in the outer peripheral portion of the midsole plate 31 through the front and back surfaces every 90 ° in the circumferential direction. The shape and size of the middle upper plate 32 are the same as those of the middle bottom plate 31 except that the built-up portion is the lower surface of the outer peripheral portion of the middle upper plate 32. In the outer peripheral portion of the middle upper plate 32, four pairs of through holes 32 a that can communicate with the nut holes 31 a of the middle bottom plate 31 are formed.

ボルトナット構造体５０は、先側のねじ部３４ａがナット孔３１ａに螺合し、かつ中間部が、貫通孔３２ａに挿通されるとともに、元側のねじ部３４ｂが別の貫通孔３２ａの上側の開口から外方へ突出する合計８本のボルト３４と、各ボルト３４の元側のねじ部３４ｂに螺合される合計８個の蝶形ナット３５とから構成される。 In the bolt-nut structure 50, the screw portion 34a on the front side is screwed into the nut hole 31a, the intermediate portion is inserted into the through hole 32a, and the screw portion 34b on the original side is above the other through hole 32a. A total of eight bolts 34 projecting outward from the openings and a total of eight butterfly nuts 35 screwed into the threaded portions 34b of the respective bolts 34.

各シリコンウェーハ１１のケース収納時には、まず、容器本体１２の底板１２ｂの上面に中底板３１を載置する。その後、シリコンウェーハ１１とスペーサ３０とを交互に積み重ね、最後に５枚目のシリコンウェーハ１１の上に中天板３２を載置する。このとき、各ナット孔３１ａと各貫通孔３２ａとを対応するもの同士で連通させる。次に、連通した各孔３１ａ、３２ａに各ボルト３４を１本ずつ挿入する。ここで、各ボルト３４の先側のねじ部３４ａを中底板３１のナット孔３１ａに螺合し、各ボルト３４の元側のねじ部３４ｂに各蝶形ナット３５をそれぞれ螺合することで、中底板３１と中天板３２との間で各シリコンウェーハ１１を締結する。
このように、上下に隣り合うシリコンウェーハ１１間にスペーサ３０を挿入しながら、５枚のシリコンウェーハ１１を積み重ねる。その結果、１個のウェーハケース１０を使用し、直径が同じ５枚のシリコンウェーハ１１の搬送および保管を行うことができる。 When the respective silicon wafers 11 are stored in the case, first, the middle bottom plate 31 is placed on the upper surface of the bottom plate 12 b of the container body 12. Thereafter, the silicon wafers 11 and the spacers 30 are alternately stacked, and finally the middle top plate 32 is placed on the fifth silicon wafer 11. At this time, each nut hole 31a and each through-hole 32a are made to communicate with each other. Next, one bolt 34 is inserted into each of the communicating holes 31a and 32a. Here, the screw part 34a on the front side of each bolt 34 is screwed into the nut hole 31a of the inner bottom plate 31, and the butterfly nut 35 is screwed onto the screw part 34b on the original side of each bolt 34. Each silicon wafer 11 is fastened between the middle bottom plate 31 and the middle top plate 32.
Thus, the five silicon wafers 11 are stacked while inserting the spacers 30 between the silicon wafers 11 adjacent to each other in the vertical direction. As a result, a single wafer case 10 can be used to transport and store five silicon wafers 11 having the same diameter.

次に、図１および図２を参照して、この発明の実施例１に係るウェーハケース１０の使用方法を説明する。
図１および図２に示すように、容器本体の底板１２ｂの上面（外周部を除く領域）に、中底板３１を載置する。その後、中底板３１上に、直径３００ｍｍのシリコンウェーハ１１の外周部を載置する。次に、載置されたシリコンウェーハ１１上にＯリング状のスペーサ３０を一つ載置し、そのスペーサ３０の上に２枚目のシリコンウェーハ１１を載置する。このとき、各シリコンウェーハ１１とスペーサ３０とは、平面視して各外縁を一致させる。それ以降は、この重ね合わせの作業を繰り返すことで、計５枚のシリコンウェーハ１１からなるウェーハ群１１Ａを形成し、これを容器内に収納する。それから、ウェーハ群１１Ａの最上段のシリコンウェーハ１１の上面に中上板３２を載置する。また、Ｏリング形状のスペーサ３０に替えて、図３に示す十字形状のスペーサ３０Ａ、図４に示す三角形状のスペーサ３０Ｂおよび図６〜図８に示す円弧形状（三日月形状）のスペーサ３０Ｃを用いる場合にも、スペーサ３０と同じ扱いにより、ウェーハ群１１Ａを形成する。 Next, with reference to FIG. 1 and FIG. 2, the usage method of the wafer case 10 which concerns on Example 1 of this invention is demonstrated.
As shown in FIGS. 1 and 2, the middle bottom plate 31 is placed on the upper surface (region excluding the outer peripheral portion) of the bottom plate 12 b of the container body. Thereafter, the outer peripheral portion of the silicon wafer 11 having a diameter of 300 mm is placed on the inner bottom plate 31. Next, one O-ring spacer 30 is placed on the placed silicon wafer 11, and the second silicon wafer 11 is placed on the spacer 30. At this time, each silicon wafer 11 and the spacer 30 match each outer edge in plan view. Thereafter, by repeating this superposition operation, a wafer group 11A composed of a total of five silicon wafers 11 is formed and accommodated in a container. Then, the upper middle plate 32 is placed on the upper surface of the uppermost silicon wafer 11 of the wafer group 11A. Further, instead of the O-ring shaped spacer 30, a cross shaped spacer 30A shown in FIG. 3, a triangular shaped spacer 30B shown in FIG. 4, and an arc shaped (crescent shaped) spacer 30C shown in FIGS. Even in this case, the wafer group 11 A is formed in the same manner as the spacer 30.

次いで、容器本体１２と蓋１３とをシール構造１４を介して閉蓋し、バッグ留め金具１９を留めフック２２に掛止し、容器本体１２を密閉する。このとき、頂上が平坦面の２条の各山部２３と、谷底が尖った２条の各谷部２４とが、容器本体１２の第１の波形シール部２５と蓋１３の第２の波形シール部２６との間で互いに噛合される。その結果、各山部２３の頂上と各谷部２４の谷底との隙間に環状のエアポケット２７がそれぞれ形成される。閉蓋されたウェーハケース１０は、アルミニウム製の図示しない袋により密封される。
また、容器本体１２の密閉時には、蓋１３の天板１３ｂの各押圧突起２０が、中上板３２の外周部を上方から押圧する。これにより、ウェーハ移送中におけるウェーハケース１０の内部空間でのウェーハ群１１Ａの移動を抑制することができる。 Next, the container body 12 and the lid 13 are closed via the seal structure 14, the bag fastener 19 is hooked on the fastening hook 22, and the container body 12 is sealed. At this time, the two crests 23 having a flat top and the two troughs 24 having a sharp bottom are the first corrugated seal 25 of the container body 12 and the second corrugation of the lid 13. The seal portion 26 is meshed with each other. As a result, annular air pockets 27 are formed in the gaps between the tops of the crests 23 and the bottoms of the troughs 24, respectively. The closed wafer case 10 is sealed with a bag (not shown) made of aluminum.
Further, when the container body 12 is sealed, the pressing protrusions 20 of the top plate 13b of the lid 13 press the outer peripheral portion of the middle upper plate 32 from above. Thereby, the movement of the wafer group 11A in the internal space of the wafer case 10 during wafer transfer can be suppressed.

このように、第１の波形シール部２５を含む容器本体１２のシール面の表面粗度と、第２の波形シール部２６を含む蓋１３のシール面の表面粗度とをそれぞれ０．８〜１．６Ｓとし、かつ金属製の容器本体１２と金属製の蓋１３とを、平滑度が高く、迷路のようなシール面同士を噛み合わせて容器本体１２を密閉するようにしたので、高いシール性を確保しながら、ウェーハケース１０の素材を原因としたシリコンウェーハ１１の有機物汚染を解消することができる。 Thus, the surface roughness of the seal surface of the container body 12 including the first corrugated seal portion 25 and the surface roughness of the seal surface of the lid 13 including the second corrugated seal portion 26 are 0.8 to 1.6S, and the metal container body 12 and the metal lid 13 have high smoothness and mesh the seal surfaces like a maze to seal the container body 12, so a high seal The organic contamination of the silicon wafer 11 caused by the material of the wafer case 10 can be eliminated while securing the property.

また、容器本体１２の各山部２３の頂上と蓋１３の各山部２３の頂上にそれぞれ平坦面を形成し、これらに対峙可能な容器本体１２の各谷部２４の谷底と蓋１３の各谷部２４の谷底とをそれぞれ尖らせたので、ケース閉蓋時には、容器本体１２と蓋１３とのシール部分の一部（各山部２３の頂上部分）に環状のエアポケット２７が形成される。エアポケット２７は、ケース内外の温度差やケース内外の気圧差などによって発生するウェーハケース１０のシール性の変動を小さくする緩衝空間となる。その結果、航空輸送直後でも蓋１３が開け易い。しかも、各山部２３の欠け易い頂上がカットされて各谷部２４に衝突することがないので、蓋開閉に伴う容器本体１２および蓋１３の各シール部２５，２６の損傷を防止することができる。 Further, a flat surface is formed on the top of each crest 23 of the container body 12 and the top of each crest 23 of the lid 13, respectively, and the bottom of each trough 24 of the container body 12 and each of the lids 13 that can face each other. Since the valley bottom of the valley portion 24 is sharpened, an annular air pocket 27 is formed in a part of the seal portion between the container body 12 and the lid 13 (the top portion of each peak portion 23) when the case is closed. . The air pocket 27 serves as a buffer space that reduces variations in the sealing performance of the wafer case 10 caused by a temperature difference inside and outside the case, a pressure difference inside and outside the case, and the like. As a result, the lid 13 can be easily opened even immediately after air transportation. In addition, since the tops of the peak portions 23 that are easily chipped are not cut and do not collide with the valley portions 24, damage to the seal portions 25 and 26 of the container body 12 and the lid 13 due to opening and closing of the lid can be prevented. it can.

さらに、容器本体１２の素材および蓋１３の素材を、それぞれアルミニウムに２．２〜２．８％のマグネシウムを含み、硬質アルマイト処理により表面が硬化されたアルミニウム合金を採用したので、軽微な衝突傷や軽微な擦り傷から、容器本体１２の表面および蓋１３の表面を保護することができる。
さらにまた、中底板３１と中上板３２とを、各シリコンウェーハ１１より大径としたので、ウェーハ搬送中、重ね合わされたシリコンウェーハ１１がウェーハケース１０の内部空間で移動し、ケース内壁にウェーハ外周部が衝突して破損するおそれがない。 Furthermore, since the material of the container body 12 and the material of the lid 13 are each made of aluminum alloy containing 2.2 to 2.8% magnesium in aluminum and the surface is hardened by a hard anodizing treatment, minor impact scratches The surface of the container main body 12 and the surface of the lid 13 can be protected from minor scratches.
Furthermore, since the middle bottom plate 31 and the middle upper plate 32 have a diameter larger than that of each silicon wafer 11, the stacked silicon wafers 11 move in the internal space of the wafer case 10 during wafer transfer, and the wafers are moved to the inner wall of the case. There is no risk of damage due to collision of the outer periphery.

ここで、実際に実施例１のウェーハケースと従来のウェーハケースとを使用し、実施例１の直径３００ｍｍのシリコンウェーハを、佐賀県伊万里市から山形県米沢市までの往復の航空輸送をしたとき、輸送後のウェーハ表面の有機物の汚染量を測定した結果を報告する。
従来のウェーハケースとしては３００ｍｍＦＯＳＢを用いた。３００ｍｍＦＯＳＢは、容器本体がポリカーボネート製で、蓋がポリカーボネート製のＳＥＭＩＭ３１という構造のシリコンウェーハ梱包用のケースである。
伊万里市の工場内で、実施例１のウェーハケース１０と従来のウェーハケースとに、同時洗浄された実施例１のシリコンウェーハを各１枚ずつ収納し、飛行機により高度１００００ｍに達する輸送テストを行った。輸送時間は１００時間、高度１００００ｍの気圧は８００ｈＰａであった。 Here, when actually using the wafer case of Example 1 and the conventional wafer case, the silicon wafer of 300 mm in diameter of Example 1 was transported back and forth by air from Imari City, Saga Prefecture to Yonezawa City, Yamagata Prefecture. We report the result of measuring the amount of organic contamination on the wafer surface after transportation.
As a conventional wafer case, 300 mm FOSB was used. 300 mm FOSB is a case for packing a silicon wafer having a structure of SEMI M31 having a container body made of polycarbonate and a lid made of polycarbonate.
Inside the Imari factory, the wafer case 10 of Example 1 and the conventional wafer case are each stored with one silicon wafer of Example 1 cleaned at the same time, and a transportation test is carried out to reach an altitude of 10,000 m by airplane. It was. The transportation time was 100 hours, and the atmospheric pressure at an altitude of 10,000 m was 800 hPa.

米沢市の工場に到着後、すぐに折り返し伊万里市の工場に返送、到着後、ウェーハ加熱脱離−ガスクロマトグラフィー−質量分析法（ＷａｆｅｒＴｈｅｒｍａｌＤｅｓｏｒｐｔｉｏｎ−ＧａｓＣｒｏｍａｔｏｇｒａｐｙ − ＭａｓｓＳｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ：ＷＴＤ−ＧＣ−ＭＳ）により、シリコンウェーハの表面の有機物の汚染量を測定した。具体的には、シリコンウェーハをＨｅガス中で４００℃に加熱し、シリコンウェーハの表面より熱脱離した有機物を、吸着剤（ＴＥＮＡＸ）に捕集して濃縮後、ＧＣ−ＭＳで分析した（イオン化方式：電子衝撃法（ＥＩ法）７０ｅＶ）。
分析の結果、従来のウェーハケースを使用した航空輸送では、シリコンウェーハの表面の有機物汚染量は０．４５２ｎｇ／ｃｍ^２であった。これに対して、実施例１のウェーハケースを使用した場合では、シリコンウェーハの表面の有機物汚染量は０．００４ｎｇ／ｃｍ^２と２桁低い結果が得られた（図９のグラフ）。 Upon arrival at Yonezawa factory, return immediately to Imari factory, wafer thermal desorption-gas chromatography-mass spectrometry (WTD-GC-MS) Was used to measure the amount of organic contamination on the surface of the silicon wafer. Specifically, a silicon wafer was heated to 400 ° C. in He gas, and organic substances thermally desorbed from the surface of the silicon wafer were collected in an adsorbent (TENAX), concentrated, and analyzed by GC-MS ( Ionization method: electron impact method (EI method) 70 eV).
As a result of analysis, in the air transportation using the conventional wafer case, the amount of organic matter contamination on the surface of the silicon wafer was 0.452 ng / cm ² . On the other hand, when the wafer case of Example 1 was used, the organic matter contamination amount on the surface of the silicon wafer was 0.004 ng / cm ^2, which was two digits lower (graph in FIG. 9).

また、ウェーハ搬送後、各シリコンウェーハの外周部（特に、外周縁）の損傷状態を作業者の肉眼で検査したところ、クラックなどの破損はまったくなかった。これは、ウェーハ群を表裏面側から挟持する中底板および中上板を、各シリコンウェーハより大径としたので、仮にウェーハ移送中にウェーハケースの内部空間でウェーハ群が移動したとしても、ケース内壁にウェーハ外周部が衝突して破損することがなかったからと推測される。 Further, after the wafer transfer, when the damaged state of the outer peripheral portion (particularly, the outer peripheral edge) of each silicon wafer was inspected with the naked eye of the operator, there was no damage such as cracks. This is because the middle bottom plate and middle top plate that sandwich the wafer group from the front and back sides have a larger diameter than each silicon wafer, so even if the wafer group moves in the internal space of the wafer case during wafer transfer, the case It is presumed that the outer peripheral portion of the wafer collided with the inner wall and was not damaged.

この発明は、多結晶太陽電池などのシリコン系太陽電池の原料を製造する際に有用である。 The present invention is useful when producing a raw material for a silicon-based solar cell such as a polycrystalline solar cell.

Claims

A metal container body for storing a plurality of semiconductor wafers;
Metal spacers loaded between the semiconductor wafers and holding the semiconductor wafers at predetermined intervals in the thickness direction of the container body,
An intermediate bottom plate and an intermediate upper plate sandwiching a plurality of semiconductor wafers stacked with the spacers interposed between both sides in the thickness direction of the container body, with a disk having a diameter larger than each of the semiconductor wafers,
A metal lid that seals the opening of the container body through a seal structure;
The seal structure is formed on a seal surface of the container main body in contact with the lid, and a first corrugated seal in which annular crests and annular troughs are alternately continued in the inner and outer directions of the wafer case. An annular crest and an annular trough that are formed on a sealing surface of the lid that is in contact with the container body and that can mesh with the crest or trough of the first corrugated seal Has a second corrugated seal portion alternately and continuously in the inner and outer directions of the wafer case, and the surface roughness of the seal surface of the container body including the first corrugated seal portion, and the second corrugated shape. A wafer case in which the surface roughness of the lid including the seal portion is 0.8S to 1.6S.

2. The wafer case according to claim 1, wherein the spacer has a cross shape or a triangle shape in a plan view, a diameter of a circumscribed circle thereof is the same as a diameter of the semiconductor wafer, and a thickness of 1 mm or more.