JP5460274B2 - 基板収納容器 - Google Patents

Description

本発明は、半導体ウェーハ等の基板を収納して支持する基板収納容器に関するものである。

従来の基板収納容器は、図９に部分的に示すように、半導体ウェーハを加工する加工装置のロードポート１上に搭載される半導体ウェーハ収納用の容器本体１０と、この容器本体１０の開口した正面にシール状態に嵌合する着脱自在の蓋体とを備え、半導体ウェーハの収納、保管、搬送、輸送に使用されている（特許文献１参照）。

容器本体１０は、フロントオープンボックスに形成され、その底面には同図に示すように、加工装置のロードポート１における複数の位置決めピン４にそれぞれ嵌合する複数の位置決め具６０が所定の間隔で配設されている。容器本体１０の底面にはボトムプレート１７が装着され、このボトムプレート１７には平坦な被検出領域５０Ａが形成されており、この被検出領域５０Ａがロードポート１のセンサ３に検出されることにより、基板収納容器の有無や位置決めピン４上に位置決め具６０が適切に嵌合しているか否かが判断される。

特開２００２‐２９９４２８号公報

従来における基板収納容器は、以上のように構成され、容器本体１０のボトムプレート１７に被検出領域５０Ａが単に平坦に形成されているに止まるので、ロードポート１に対する位置決めに不備が生じ、位置決めピン４に位置決め具６０が位置ずれして適切に嵌合していない場合でも、ロードポート１のセンサ３の感度調整にバラツキがあるときには、センサ３が被検出領域５０Ａを過誤により検出してしまうという問題がある（図１０参照）。

ロードポート１のセンサ３が被検出領域５０Ａを誤検出すると、正規の搭載箇所に基板収納容器が適切に搭載されたとロードポート１が判断するので、後続の蓋体３０の取り外し作業や半導体ウェーハの取り出し作業に移行し、その結果、位置ずれによりエラーが生じてプロセスの停止を招くおそれがある。

本発明は上記に鑑みなされたもので、加工装置のセンサが被検出領域を誤検出するのを防ぎ、後の作業にエラーが生じたり、プロセスの停止を招くおそれを払拭することのできる基板収納容器を提供することを目的としている。

本発明においては上記課題を解決するため、加工装置に搭載される基板収納用の容器本体と、この容器本体の底部に形成されて加工装置の位置決めピンに嵌め合わされる位置決め芯出し具と、容器本体の底部に設けられ、加工装置の位置決めピンに位置決め芯出し具が適正に嵌め合わされる場合に加工装置のセンサに対向して検出される被検出領域と、容器本体の底部に設けられ、被検出領域の周囲に位置する非検出領域とを備え、容器本体を正面が開口したフロントオープンボックスとしたものであって、
容器本体の底面に平面視トラック形の位置決め芯出し具を断面Ｖ字形に形成し、この位置決め芯出し具の一対の斜面を備えたＶ溝を下方に指向させ、容器本体の底面に、位置決め芯出し具を露出させるボトムプレートを取り付けるとともに、このボトムプレートには、位置決め芯出し具の近傍に位置する被検出領域と非検出領域とをそれぞれ設け、被検出領域の高さを非検出領域よりも相対的に高くしたことを特徴としている。

なお、ボトムプレートの加工装置に対向する下面を基準面とし、このボトムプレートに、加工装置の位置決めピンに位置決め芯出し具を誘導するガイド部を形成することができる。
また、ボトムプレートの基準面に凹凸を形成し、凸部を被検出領域とするとともに、凹部を非検出領域とすることができる。

また、凹んだ非検出領域の内面に乱反射用の突起を形成することが可能である。
さらに、ボトムプレートの下面周縁を基準面とするとともに、この下面周縁以外を低い段差面に形成し、この段差面に被検出領域を下方に向けて突出形成し、この検出領域の周囲の段差面を非検出領域とすることが可能である。

ここで、特許請求の範囲における加工装置には、少なくとも基板の加工装置や基板を搬出入するロードポート等が含まれる。加工装置のセンサには、少なくとも各種の光電センサ、具体的には光ファイバ型光電センサやデジタルアンプ型光電センサ等が含まれる。また、基板には、少なくとも単数複数のφ３００、４５０、６００ｍｍの半導体ウェーハ、ガラス基板、マスクガラス等が含まれる。容器本体は、透明、不透明、半透明のいずれでも良い。

ボトムプレートは、平面矩形や多角形等に適宜形成することができる。また、被検出領域と非検出領域とは、単数複数を特に問うものではない。被検出領域は、平面円形、楕円形、矩形、多角形等とすることができる。さらに、非検出領域は、平面リング形や枠形等に形成することが可能である。

本発明によれば、加工装置に容器本体が正しく位置決めされる場合には、加工装置のセンサに被検出領域が対向するので、センサが光線の照射・受光により被検出領域を検出する。
これに対し、位置決めピンに位置決め芯出し具が嵌合せず、容器本体が正しく位置決めされない場合には、加工装置のセンサに被検出領域が的確に対向せず、非検出領域等が対向するので、センサが光線を適切に受光しなかったり、受光量が不安定化したり、検出時間が長くなる。したがって、正規の搭載箇所に基板収納容器が適切に搭載されたと加工装置が誤って判断することが少ない。

本発明によれば、加工装置のセンサが被検出領域を誤検出するのを防ぎ、後の作業にエラーが生じたり、プロセスの停止を招くおそれを払拭することができるという効果がある。また、加工装置の位置決めピンに上方から位置決め芯出し具のＶ溝の最も深い谷を嵌合・摺接させることができるので、容器本体を高精度に位置決めすることができる。また、ボトムプレートに被検出領域と非検出領域とをそれぞれ設けるので、容器本体の底面等を加工して被検出領域や非検出領域等を直接設ける必要がない。

また、凹んだ非検出領域の内面に乱反射用の突起を形成すれば、加工装置のセンサの光線が様々な角度で反射するので、センサが照射した光線を適切に受光しないこととなり、センサの誤検出防止を図ることができる。

本発明に係る基板収納容器の実施形態を模式的に示す全体斜視説明図である。 本発明に係る基板収納容器の実施形態における容器本体を模式的に示す底面図である。 本発明に係る基板収納容器の実施形態ロードポートにおける位置決めピンに容器本体の位置決め芯出し具が嵌合する直前の状態を模式的に示す部分断面説明図である。 本発明に係る基板収納容器の実施形態ロードポートにおける位置決めピンに容器本体の位置決め芯出し具が適切に嵌合した状態を模式的に示す部分断面説明図である。 本発明に係る基板収納容器の実施形態ロードポートにおける位置決めピンに容器本体の位置決め芯出し具が不適切に嵌合した状態を模式的に示す部分断面説明図である。 本発明に係る基板収納容器の第２の実施形態を模式的に示す拡大断面説明図である。 本発明に係る基板収納容器の第３の実施形態を模式的に示す底面図である。 本発明に係る基板収納容器の第３の実施形態を模式的に示す拡大断面図である。 従来の基板収納容器を模式的に示す部分断面説明図である。 従来の基板収納容器の問題点を模式的に示す部分断面説明図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明すると、本実施形態における基板収納容器は、図１ないし図５に示すように、ロードポート１に搭載される半導体ウェーハ収納用の容器本体１０と、この容器本体１０の開口した正面にシール状態に嵌合する蓋体３０と、容器本体１０の底部に形成されてロードポート１の複数の位置決めピン４上に嵌合する複数の位置決め芯出し具１４とを備え、容器本体１０の底部に、ロードポート１の位置決めピン４に位置決め芯出し具１４が適正に嵌合する場合にロードポート１のセンサ３に対向して検出される被検出領域５０と、この被検出領域５０の周囲に位置する非検出領域５１とを配設するようにしている。

ロードポート１は、図３ないし図５に示すように、オープナーとも呼ばれ、上部の平坦なテーブル２に基板収納容器の容器本体１０を着脱自在に搭載し、半導体ウェーハの加工装置に容器本体１０の半導体ウェーハを供給するよう機能する。このロードポート１のテーブル２には、照射した光線を受光部で受光して検出する反射型の光センサからなるセンサ３と位置決めピン４とが所定のパターンでそれぞれ複数配設される。各位置決めピン４は、上端部が半球形に湾曲形成され、基板収納容器の高さや位置を規制するよう機能する。

基板である半導体ウェーハは、図示しないが、例えばチップサイズの大型化や生産性の向上を図る観点から、φ４５０ｍｍの薄いシリコンウェーハが選択され、周縁部に図示しない位置合わせや識別用のノッチが平面Ｖ字形に切り欠かれる。

容器本体１０と蓋体３０とは、所定の樹脂を含有する成形材料により複数の部品がそれぞれ射出成形され、この複数の部品の組み合わせで構成される。この成形材料中の所定の樹脂としては、例えば力学的性質や耐熱性等に優れるポリカーボネート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリブチレンテレフタレート、ポリアセタール、液晶ポリマー、あるいは環状オレフィン樹脂等があげられる。所定の樹脂には、カーボン、カーボン繊維、金属繊維、カーボンナノチューブ、導電性ポリマー、帯電防止剤、又は難燃剤等が必要に応じて添加される。

容器本体１０は、図１に示すように、正面の開口したフロントオープンボックスタイプに形成され、内部の両側、すなわち、両側壁の内面には、半導体ウェーハの側部周縁を支持片１１により水平に支持する支持体１２がそれぞれ配設されており、複数枚（例えば２５枚）の半導体ウェーハを上下方向に所定のピッチで整列収納する。

容器本体１０の底部である底板の四隅部付近には図１ないし図３に示すように、円筒形のフィルタボスがそれぞれ配設され、この複数のフィルタボスに、容器本体１０の内外を連通するフィルタ１３がそれぞれＯリングを介し着脱自在に嵌合される。また、容器本体１０の底板底面の前部両側と後部中央とには、基板収納容器、具体的には容器本体１０を位置決めする位置決め芯出し具１４がそれぞれ直接的に一体形成される。

各位置決め芯出し具１４は、図２ないし図５に示すように、基本的には平面略トラック形を呈する断面略Ｖ字形に形成されてその一対の斜面を備えたＶ溝１５を下方に指向させ、ロードポート１の位置決めピン４に上方からＶ溝１５の最も深い谷１６を嵌合・摺接させ、容器本体１０を高精度に位置決めする。

容器本体１０の底板底面には図２ないし図５に示すように、複数のフィルタ１３と位置決め芯出し具１４とを露出させるボトムプレート１７がボルト等を介して水平に螺着され、このボトムプレート１７には、位置決め芯出し具１４の近傍に位置する複数の被検出領域５０と非検出領域５１とがそれぞれ形成される。このボトムプレート１７は、平面略矩形の板に形成されてそのロードポート１のテーブル２に対向する平坦な下面が基準面１８とされ、前後左右の周縁部がコンベヤの搬送に資する観点からレール形の平坦面１９にそれぞれ形成される。

ボトムプレート１７には、複数の識別孔２０が左右方向に並べて穿孔され、この複数の識別孔２０の任意の識別孔２０に識別パッドが選択的に挿入されることにより、基板収納容器が識別される。また、ボトムプレート１７には、容器本体１０の複数の位置決め芯出し具１４にそれぞれ対向する対向孔が穿孔され、各対向孔の周囲には、位置決め芯出し具１４の周縁に段差なく連なるガイド部２１が傾斜形成されており、このガイド部２１がロードポート１の位置決めピン４に位置決め芯出し具１４を円滑に誘導する。

容器本体１０の天板中央部には図１に示すように、天井搬送用のロボティックフランジ２２が着脱自在に装着される。また、容器本体１０の開口した正面は、外方向に膨出形成され、内周の上下両側には、蓋体３０施錠用の係止穴２３がそれぞれ穿孔される。また、容器本体１０の両側壁外面には、前後方向に伸びるサイドレール２４がそれぞれ形成され、容器本体１０の両側壁外面の下部には、マニュアルでハンドリングするための把持ガイドリブ２５がそれぞれ一対形成される。

蓋体３０は、図１に示すように、容器本体１０の開口した正面内に弾性のガスケット３１を介して嵌合する横長の筐体３２と、この筐体３２の開口した表面（正面）を被覆する表面プレート３７と、これら筐体３２と表面プレート３７との間に介在される施錠機構３９とを備えて構成される。筐体３２は、基本的には枠形の周壁を備えた浅底の断面略皿形に形成され、中央部と周壁の左右両側部との間に施錠機構３９用の設置空間がそれぞれ区画形成される。

筐体３２の周壁の上下両側部には、施錠機構３９用の貫通孔３３がそれぞれ穿孔され、各貫通孔３３が容器本体１０の正面内周の係止穴２３に対向する。また、筐体３２の裏面には、半導体ウェーハの前部周縁を弾発的に保持するフロントリテーナ３４が着脱自在に装着される。

フロントリテーナ３４は、筐体３２の裏面中央部に着脱自在に装着され、かつ施錠機構３９の後方に位置して蓋体３０の変形を防止する縦長の枠体３５を備え、この枠体３５の縦桟部には、複数の弾性片３６が上下に並べて一体形成されており、各弾性片３６には、半導体ウェーハの前部周縁をＶ溝により保持する小さな保持ブロックが一体形成される。

表面プレート３７は、筐体３２の開口した表面に対応するよう横長の平板に形成され、左右両側部には、施錠機構３９用の操作口３８がそれぞれ穿孔される。また、施錠機構３９は、表面プレート３７の操作口３８を貫通した蓋体開閉装置の操作ピンに回転操作される左右一対の回転プレート４０と、各回転プレート４０の回転に伴い上下方向にスライドする複数のスライドプレート４１と、各スライドプレート４１のスライドに伴い筐体３２から突出して容器本体１０の係止穴２３に係止する複数の係止爪４２とを備えて構成され、フロントリテーナ３４の前方に位置する。

被検出領域５０と非検出領域５１とは、図２ないし図５に示すように、ボトムプレート１７の基準面１８に凹凸が隣接して形成されることにより、高い凸部が被検出領域５０とされるとともに、低いＶ溝１５が被検出領域５０を包囲する非検出領域５１とされる。この被検出領域５０は、光線の正反射を妨げる非検出領域５１よりも相対的に高い平面円形又は楕円形のセンシングパッド５２に形成され、このセンシングパッド５２がセンサ３の光線でセンシングされることにより、基板収納容器の有無や搭載位置等が認識される。

被検出領域５０は、ボトムプレート１７の基準面１８に揃えられえるか、あるいはボトムプレート１７の基準面１８よりも下方に向け高く長く形成される。また、非検出領域５１については、光線を乱反射させる観点から、被検出領域５０と光沢度や色彩が異なるよう調整することができる。

上記構成において図３に示すように、加工装置のロードポート１上に基板収納容器の容器本体１０が搭載されると、ロードポート１の複数の位置決めピン４に位置決め芯出し具１４がガイド部２１を介し上方からそれぞれ嵌合・摺接し、位置決めピン４の上端部に位置決め芯出し具１４の谷１６が嵌合して容器本体１０を一義的、かつ高精度に位置決めする。

この際、容器本体１０が正しく位置決めされる場合には図４に示すように、ロードポート１のセンサ３に被検出領域５０であるセンシングパッド５２が上方から相対向するので、センサ３の光線が正反射し、センサ３が光線の照射・受光によりセンシングパッド５２を正確に検出する。したがって、正規の搭載箇所に基板収納容器が適切に搭載されたとロードポート１が判断することとなり、後続の蓋体３０の取り外し作業や半導体ウェーハの取り出し作業に円滑に移行することとなる。

これに対し、位置決めピン４の上端部に位置決め芯出し具１４の谷１６が位置ずれして嵌合せず、容器本体１０が正しく位置決めされない場合（図５参照）には、ロードポート１のセンサ３にセンシングパッド５２が上方から相対向せず、センサ３に光線の反射を一部遮蔽して規制する非検出領域５１が対向するので、センサ３が光線を的確に受光せず、センシングパッド５２を検出しないこととなる。

したがって、正規の搭載箇所に基板収納容器が適切に搭載されたとロードポート１が誤って判断することがなく、後続の蓋体３０の取り外し作業や半導体ウェーハの取り出し作業に移行することがない。これにより、後続の蓋体３０の取り外し作業や半導体ウェーハの取り出し作業でエラーが生じたり、プロセスの停止を招くおそれを有効に排除することができる。

次に、図６は本発明の第２の実施形態を示すもので、この場合には、凹んだ各非検出領域５１の内面に凹凸を設けて乱反射用の微細な突起５３を形成し、センサ３からの光線を拡散反射させるようにしている。この微細な突起５３は、例えば金型からの転写、熱加工、超音波加工等により形成される。その他の部分については、上記実施形態と略同様であるので説明を省略する。

本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、非検出領域５１の内面に微小な突起５３を形成し、センサ３から照射された光線が正反射しないようにするので、センサ３のセンシングの高精度化が大いに期待できるのは明らかである。

次に、図７と図８は本発明の第３の実施形態を示すもので、この場合には、ボトムプレート１７の下面周縁を平面枠形の基準面１８とするとともに、下面周縁以外を平坦な低い段差面２６に凹み形成し、この段差面２６に被検出領域５０である複数のセンシングパッド５２を下方に向けて突出形成し、各検出領域の周囲の段差面２６をセンサ３の光線反射を妨げる低い非検出領域５１とするようにしている。その他の部分については、上記実施形態と略同様であるので説明を省略する。

本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、被検出領域５０、非検出領域５１、センシングパッド５２の構成の多様化を図ることができるのは明らかである。

なお、上記実施形態における容器本体１０は、樹脂を含む成形材料により成形しても良いが、アルミニウム、ＳＵＳ、チタン合金等の金属を用いて形成しても良い。また、容器本体１０の側壁外面には、必要に応じ、握持操作用のハンドルを設けても良い。さらに、ボトムプレート１７、例えばその後部に、バーコードやＲＦＩＤシステムのＲＦタグを取り付けるための取付部を形成しても良い。

１ ロードポート（加工装置）
３ センサ
４ 位置決めピン
１０ 容器本体
１４ 位置決め芯出し具
１５ Ｖ溝
１６ 谷
１７ ボトムプレート（容器本体の底部）
１８ 基準面
２１ ガイド部
２６ 段差面
３０ 蓋体
５０ 被検出領域
５１ 非検出領域
５２ センシングパッド
５３ 突起

Claims (5)

1. 加工装置に搭載される基板収納用の容器本体と、この容器本体の底部に形成されて加工装置の位置決めピンに嵌め合わされる位置決め芯出し具と、容器本体の底部に設けられ、加工装置の位置決めピンに位置決め芯出し具が適正に嵌め合わされる場合に加工装置のセンサに対向して検出される被検出領域と、容器本体の底部に設けられ、被検出領域の周囲に位置する非検出領域とを備え、容器本体を正面が開口したフロントオープンボックスとした基板収納容器であって、
   容器本体の底面に平面視トラック形の位置決め芯出し具を断面Ｖ字形に形成し、この位置決め芯出し具の一対の斜面を備えたＶ溝を下方に指向させ、容器本体の底面に、位置決め芯出し具を露出させるボトムプレートを取り付けるとともに、このボトムプレートには、位置決め芯出し具の近傍に位置する被検出領域と非検出領域とをそれぞれ設け、被検出領域の高さを非検出領域よりも相対的に高くしたことを特徴とする基板収納容器。
2. ボトムプレートの加工装置に対向する下面を基準面とし、このボトムプレートに、加工装置の位置決めピンに位置決め芯出し具を誘導するガイド部を形成した請求項１記載の基板収納容器。
3. ボトムプレートの基準面に凹凸を形成し、凸部を被検出領域とするとともに、凹部を非検出領域とした請求項２記載の基板収納容器。
4. 凹んだ非検出領域の内面に乱反射用の突起を形成した請求項３記載の基板収納容器。
5. ボトムプレートの下面周縁を基準面とするとともに、この下面周縁以外を低い段差面に形成し、この段差面に被検出領域を下方に向けて突出形成し、この検出領域の周囲の段差面を非検出領域とした請求項２記載の基板収納容器。

Images