JP6018075B2 - ウェーハ収納容器 - Google Patents

Description

この発明は、半導体ウェーハを、保管、輸送等する際に収納するためのウェーハ収納容器に関する。

ウェーハ収納容器には一般に、複数の半導体ウェーハを並列に並べた状態で収納するための容器本体が設けられている。そのようなウェーハ収納容器の容器本体には、半導体ウェーハを出し入れするためのウェーハ出し入れ開口が前側に形成されている。そして、ウェーハ出し入れ開口を塞ぐための蓋体が、ウェーハ出し入れ開口に着脱自在に前方から取り付けられるように設けられている。

容器本体内で半導体ウェーハをがたつかない状態に保持するために、容器本体内のウェーハ出し入れ開口から見て奥側の領域には奥側リテーナが配置され、蓋体の内壁部に蓋側リテーナが設けられている。半導体ウェーハは、奥側リテーナと蓋側リテーナにより前後両端部付近の外縁部が弾力的に保持される。

但し、蓋側リテーナは、蓋体が容器本体のウェーハ出し入れ開口に取り付けられないと半導体ウェーハを保持する状態にならない。奥側リテーナだけでは、容器本体内において半導体ウェーハの後端部側しか保持することができない。

そこで、容器本体に蓋体が取り付けられるまでの間、各半導体ウェーハを水平に支持するように各半導体ウェーハの側縁部を容器本体内で補助的に載置するためのウェーハ支持棚が、容器本体内のウェーハ出し入れ開口側から見て左右両側の位置に設けられている。半導体ウェーハは、奥側リテーナと蓋側リテーナとで保持された状態になると、ウェーハ支持棚からは浮き上がって離れた状態になる（例えば、特許文献１）。

半導体ウェーハはウェーハ支持棚で支持される際にウェーハ支持棚の全面に載置されるべきではない。円弧状をなすウェーハ支持棚の全範囲に半導体ウェーハの外縁部が載置されると、ウェーハ支持棚の微小な凹凸と半導体ウェーハとの擦れ合いによりパーティクル（削れ粒子）が発生し易くなり、また、棚の面精度（平面度）により各半導体ウェーハの姿勢にばらつきが発生する場合があるからである。

そこで、半導体ウェーハとウェーハ支持棚とが点接触又は線接触するようにしたものや（例えば、特許文献２）、左右のウェーハ支持棚に各々、水平に支持される半導体ウェーハの外縁部が局部的に載置される微小なウェーハ支持凸部が、ウェーハ出し入れ開口側から見て半導体ウェーハの中心位置より奥側と手前側とに左右一箇所ずつ設けられて、半導体ウェーハが合計４箇所でウェーハ支持棚上に支持されるようにしたもの等がある（例えば、特許文献３）。

特開２００４−２１４２６９ 特開平９−６４１６２ 米国特許第５７８８０８２（特開平１０−７０１８５）

図９は、上述のような従来のウェーハ収納容器の容器本体１内において、半導体ウェーハＷがウェーハ支持棚１０，１０に４ヵ所で支持された状態の一例を示している。ＤＯは、半導体ウェーハＷの中心位置を通ってウェーハ出し入れ開口２と平行をなす基準中心線（半導体ウェーハＷの面上における横向きの中心線）である。ＢＰは、基準中心線ＤＯに対して直角をなす半導体ウェーハＷの面上における前後方向中心線である。

図１０に略示されるように、半導体ウェーハＷの中心位置より奥側に設けられた奥側ウェーハ支持凸部Ａは、基準中心線ＤＯに対して例えば４５°をなす方向に設けられ、半導体ウェーハＷの中心位置より手前側に設けられた手前側ウェーハ支持凸部Ｂは、基準中心線ＤＯに対して例えば２０°をなす方向に設けられている。

図１１は、そのようなウェーハ支持棚１０，１０に、直径が４５０ｍｍの半導体ウェーハＷが支持された場合の、半導体ウェーハＷの各位置における撓み量の計測データ（実測値）を示している。従来から広く用いられている直径が３００ｍｍの半導体ウェーハＷの場合と比べ、撓み量が非常に大きくなっている。直径が３００ｍｍの半導体ウェーハＷの場合でも、その肉厚が標準より薄く形成されたものでは撓み量が大きくなる。

そして、支持された状態における半導体ウェーハＷの撓み量が大きくなると、容器本体内から半導体ウェーハＷを一枚ずつ取り出すためのロボットアームを、隣り合う半導体ウェーハＷ間の隙間にうまく差し込むことができなくなってしまう等の不都合が生じる。かといって、半導体ウェーハＷが撓まないようにウェーハ支持棚１０の全面に半導体ウェーハＷの外周部を載置したのでは、前述のような不具合が生じる。

本発明の目的は、容器本体のウェーハ出し入れ開口に蓋体が取り付けられていない状態において、ウェーハ支持棚の複数箇所の支持凸部上に載置された半導体ウェーハの撓み量を、最小限の支持凸部数で、ロボットアームによる取り出し等に支障が発生しないように抑制することができるウェーハ収納容器を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明のウェーハ収納容器は、 半導体ウェーハを複数並列に並べた状態で収納するための容器本体と、容器本体に半導体ウェーハを出し入れするために容器本体の前面に形成されたウェーハ出し入れ開口と、ウェーハ出し入れ開口を塞ぐためにウェーハ出し入れ開口に着脱自在に前方から取り付けられる蓋体と、蓋体がウェーハ出し入れ開口に取り付けられていない状態の時に半導体ウェーハを水平に支持するように容器本体内のウェーハ出し入れ開口側から見て左右両側の位置において複数の半導体ウェーハの外縁部が個別に載置されるウェーハ支持棚とを備えたウェーハ収納容器において、ウェーハ出し入れ開口から見て左右両側に配置されたウェーハ支持棚に各々、半導体ウェーハの外縁部が局部的に載置されるウェーハ支持凸部が、ウェーハ出し入れ開口側から見て半導体ウェーハの中心位置より奥側に一か所と手前側に二箇所ずつ設けられているものである。

なお、左右に二か所ずつ設けられた手前側ウェーハ支持凸部のうち、半導体ウェーハの中心位置を通りウェーハ出し入れ開口と平行をなす基準中心線から遠い方の第２の手前側ウェーハ支持凸部が、基準中心線に対して４５°±１５°をなす範囲の方向に設けられていてもよい。

そして、半導体ウェーハの中心位置より手前側の左右に二箇所ずつ設けられた手前側ウェーハ支持凸部のうち基準中心線に近い方の第１の手前側ウェーハ支持凸部が、基準中心線に対して２０°±５°をなす範囲の方向に設けられ、第１と第２の手前側ウェーハ支持凸部の相対的位置関係が、半導体ウェーハの中心位置回りにおいて１０°〜３０°の範囲で相違していてもよい。

その場合に、ウェーハ支持棚に半導体ウェーハが支持された状態において、半導体ウェーハが第１と第２の手前側ウェーハ支持凸部に同時に接触、載置された状態になってもよく、第２の手前側ウェーハ支持凸部が、第１の手前側ウェーハ支持凸部より０．２ｍｍ以内の範囲で低い位置に設けられていてもよい。また、左右に一か所ずつ設けられた奥側ウェーハ支持凸部が、左右に二箇所ずつ設けられた手前側ウェーハ支持凸部のどれよりも低い位置に設けられていてもよい。

本発明によれば、ウェーハ出し入れ開口から見て左右両側に配置されたウェーハ支持棚に各々、半導体ウェーハの外縁部が局部的に載置されるウェーハ支持凸部が、ウェーハ出し入れ開口側から見て半導体ウェーハの中心位置より奥側に一か所と手前側に二箇所ずつ設けられていることにより、容器本体のウェーハ出し入れ開口に蓋体が取り付けられていない状態において、ウェーハ支持棚の複数箇所の支持凸部上に載置された半導体ウェーハの撓み量を、最小限の支持凸部数で、ロボットアームによる取り出し等に支障が発生しないように抑制することができる。

本発明の第１の実施例に係るウェーハ収納容器に蓋体が取り付けられていない状態の平面断面図である。 本発明の第１の実施例に係るウェーハ収納容器の全体構成を示す斜視図である。 本発明の第１の実施例に係るウェーハ収納容器に蓋体が取り付けられていなくて、ウェーハ支持棚に半導体ウェーハが載置された状態における、半導体ウェーハの載置部と撓み量の計測点とを示す略示図である。 本発明の第１の実施例に係るウェーハ収納容器のウェーハ支持棚に形成されたウェーハ支持凸部を部分的に拡大して示す部分拡大斜視図である。 本発明の第１の実施例に係るウェーハ収納容器に蓋体が取り付けられていなくて、ウェーハ支持棚に半導体ウェーハが載置されたときの、半導体ウェーハの各位置における撓み量の計測データ（実測値）を示す図表である。 本発明の第２の実施例に係るウェーハ収納容器に蓋体が取り付けられていない状態の平面断面図である。 本発明の第２の実施例に係るウェーハ収納容器に蓋体が取り付けられていなくて、ウェーハ支持棚に半導体ウェーハが載置された状態における、半導体ウェーハの載置部と撓み量の計測点とを示す略示図である。 本発明の第２の実施例に係るウェーハ収納容器に蓋体が取り付けられていなくて、ウェーハ支持棚に半導体ウェーハが載置されたときの、半導体ウェーハの各位置における撓み量の計測データ（実測値）を示す図表である。 従来のウェーハ収納容器に蓋体が取り付けられていない状態の平面断面図である。 従来のウェーハ収納容器内に半導体ウェーハが支持された状態における、半導体ウェーハの載置部と撓み量の計測点とを示す略示図である。 従来のウェーハ支持棚に半導体ウェーハが支持された場合の、半導体ウェーハの各位置における撓み量の計測データ（実測値）を示す図表である。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図２は、本発明の第１の実施例に係るウェーハ収納容器の斜視図。図１は、そのウェーハ収納容器に蓋体が取り付けらていない状態を上から見たときの平面断面図である。

１は、薄い円盤状に形成されている複数の半導体ウェーハＷを並列に並べた状態で収納するための容器本体である。容器本体１は、例えばポロブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）又はポリカーボネート（ＰＣ）等のようなプラスチック材で形成されている。

容器本体１に半導体ウェーハＷが出し入れされる際には、図２に示されるように、容器本体１は各半導体ウェーハＷが水平の向きに収納される状態に配置される。半導体ウェーハＷは例えば直径が４５０ｍｍのものである。

容器本体１内には、多数（例えば２５枚）の半導体ウェーハＷが互いの間に隙間をあけて面と面とが向き合う状態に等間隔に格納される。但し図２には、容器本体１内の最下段位置に半導体ウェーハＷが一枚だけ収納された状態が図示されている。

容器本体１の前面には、半導体ウェーハＷを出し入れするためのウェーハ出し入れ開口２が開口形成されている。このように、本件においては、容器本体１の各面のうちウェーハ出し入れ開口２が形成されている面を「前面」と称するものとする。

そして、そのウェーハ出し入れ開口２を塞ぐための蓋体３が、ウェーハ出し入れ開口２に対して前方から着脱することができるように設けられている。蓋体３は図１には図示されていない。

図２に示される４は、ウェーハ出し入れ開口２と蓋体３の外縁部との間をシールするために蓋体３に取り付けられた弾力性のあるシール部材である。なお、蓋体３には、蓋体３がウェーハ出し入れ開口２に取り付けられた状態をロックするための公知のロック機構等が設けられているが、それらについての説明は省略する。

図１及び図２に示されるように、容器本体１内のウェーハ出し入れ開口２から見て奥側の領域には、複数の半導体ウェーハＷの外縁部を個々に容器本体１内に位置決め保持するための奥側リテーナ５が配置されている。奥側リテーナ５は公知のものでよく、例えば、各半導体ウェーハＷを保持する部分が水平なＶ溝状に形成されている。

一方、蓋体３の内壁部には、図２に略示されるように、複数の半導体ウェーハＷの外縁部をウェーハ出し入れ開口２側から奥側リテーナ５側に個々に弾力的に押し付けて位置決め保持するための公知の蓋側リテーナ６が設けられている。

蓋側リテーナ６は、例えば、蓋体３が容器本体１のウェーハ出し入れ開口２に取り付けられた時に各半導体ウェーハＷの外周部に当接するＶ溝状の部分が、ばね性があって弾性変形し易い支持部材で支持された構成を備えているが、公知のものなのでその詳細な図示は省略する。

容器本体１内のウェーハ出し入れ開口２から見て左右両側の位置には、蓋体３がウェーハ出し入れ開口２に取り付けられていない状態の時に、水平な状態の複数の半導体ウェーハＷの外縁部を個々に支持するためのウェーハ支持棚１０，１０が設けられている。ウェーハ支持棚１０，１０は、容器本体１内に収容される半導体ウェーハＷの数に合わせて、左右に例えば２５段づつ等間隔に設けられている。

各半導体ウェーハＷは、蓋体３がウェーハ出し入れ開口２に取り付けられていない状態では、容器本体１内の左右両側部においてウェーハ支持棚１０，１０に支持された状態になることにより、略水平の状態を保持する。

なお、ウェーハ支持棚１０，１０と奥側リテーナ５とは、この実施例ではいずれも容器本体と一体成型で形成されているが、その一方又は両方を、容器本体とは別部品で形成して容器本体に取り付けた構成にしても差し支えない。また、ウェーハ支持棚１０，１０の最も奥側の部分に奥側リテーナ５を形成しても差し支えない。

ウェーハ出し入れ開口２から見て左右両側に配置されたウェーハ支持棚１０，１０には各々、図３に半導体ウェーハＷとの位置関係が略示されるように、蓋体３がウェーハ出し入れ開口２に取り付けられていない状態において半導体ウェーハＷの外縁部が局部的に載置されるウェーハ支持凸部Ａ，Ｂ１，Ｂ２が、ウェーハ出し入れ開口２側から見て半導体ウェーハＷの中心位置より奥側に一か所と手前側に二箇所ずつ設けられている。

各ウェーハ支持凸部Ａ，Ｂ１，Ｂ２は、そのウェーハ支持凸部Ａ，Ｂ１，Ｂ２が形成されているウェーハ支持棚１０，１０の他の領域より僅かに高い位置に形成された小さな面である。

ウェーハ支持凸部Ａ，Ｂ１，Ｂ２は各々、完全な点というほど狭い面積のものではないが、図４に、奥側ウェーハ支持凸部Ａの一例が拡大図示されているように、ウェーハ支持棚１０，１０の総面積と比べたら非常に小さな面積しかないものである。

図示されていないロボットアーム等を用いてウェーハ出し入れ開口２から容器本体内に差し込まれた半導体ウェーハＷは、ウェーハ支持棚１０，１０に沿って容器本体１内に進入し、ロボットアームが退避させられると、半導体ウェーハＷが６箇所のウェーハ支持凸部Ａ，Ｂ１，Ｂ２上に載置された状態に支持される。そのようにしてウェーハ支持棚１０，１０に支持された半導体ウェーハＷは、ウェーハ支持凸部Ａ，Ｂ１，Ｂ２だけでしかウェーハ支持棚１０，１０と接触していない。

図３に略示されるように、半導体ウェーハＷの中心位置より奥側の左右に一か所ずつ設けられた奥側ウェーハ支持凸部Ａは、半導体ウェーハＷの中心位置を通りウェーハ出し入れ開口２と平行をなす基準中心線ＤＯに対して４５°（±５°程度）をなす範囲の方向に設けられている。

半導体ウェーハＷの中心位置より手前側の左右に二箇所ずつ設けられた手前側ウェーハ支持凸部Ｂ１，Ｂ２のうち基準中心線ＤＯに近い方の第１の手前側ウェーハ支持凸部Ｂ１は、基準中心線ＤＯに対して２０°（±５°程度）をなす範囲の方向に設けられている。

そして、左右に二か所ずつ設けられた手前側ウェーハ支持凸部Ｂ１，Ｂ２のうち基準中心線ＤＯから遠い方の第２の手前側ウェーハ支持凸部Ｂ２は、基準中心線ＤＯに対して４５°（±１５°程度）をなす範囲の方向に設けられている。

図５は、上述のように構成された第１の実施例に係るウェーハ収納容器１のウェーハ支持棚１０，１０に半導体ウェーハＷが載置された場合の、半導体ウェーハＷの各位置における撓み量の計測データ（実測値）を示す図表である。図１１に示した従来のウェーハ収納容器と比較して、半導体ウェーハＷの外縁部だけでなく、前後方向中心線ＢＰ上においても半導体ウェーハＷの撓み量が大幅に減少している。

その結果、ウェーハ出し入れ開口２に蓋体３が取り付けられていない状態において、直径が４５０ｍｍあるような半導体ウェーハＷであっても、支障なくロボットアーム等で取り出すことができ、本発明により、支持凸部Ａ，Ｂ１，Ｂ２を必要最小限の数に制限して、パーティクルの発生や半導体ウェーハＷの姿勢にばらつきの発生等を防ぎつつ、半導体ウェーハＷの撓み量を抑制することができる。

図６は、本発明の第２の実施例に係るウェーハ収納容器の平面断面図であり、第２の手前側ウェーハ支持凸部Ｂ２が、図７に略示されるように、基準中心線ＤＯに対して３０°をなす範囲の方向に設けられている。それ以外は第１の実施例と同様である。このように構成しても、図８に示されるように、第１の実施例ほどではないものの、ウェーハ出し入れ開口２に蓋体３が取り付けられていない状態における半導体ウェーハＷの撓み量を従来よりも軽減することができる。

なお、第２の手前側ウェーハ支持凸部Ｂ２の位置を第１の実施例よりも基準中心線ＤＯに対して大きな角度方向に設けることもできる。しかし、その位置が容器本体１の側壁から次第に遠く離れることになる（即ち、ウェーハ支持棚１０の深さが深くなる）ため、製造上第２の手前側ウェーハ支持凸部Ｂ２の位置精度が低下すると共に、ロボットアームを差し込むための空間の幅が確保し難くなるので、最大限６０°程度が限界である。

このように、第１と第２の手前側ウェーハ支持凸部Ｂ１，Ｂ２の相対的位置関係が、半導体ウェーハＷの中心位置回りにおいて１０°〜３０°の範囲で相違する向きに設けられていることが望ましい。

なお、ウェーハ支持棚１０，１０に半導体ウェーハＷが支持された状態において、半導体ウェーハＷが第１と第２の手前側ウェーハ支持凸部Ｂ１，Ｂ２に同時に接触、載置された状態になることが望ましく、そのためには、第２の手前側ウェーハ支持凸部Ｂ２が、第１の手前側ウェーハ支持凸部Ｂ１より高さ方向において０．２ｍｍ以内の範囲で低い位置に設けられているとよい。

また、左右に一か所ずつ設けられた奥側ウェーハ支持凸部Ａが、左右に二箇所ずつ設けられた手前側ウェーハ支持凸部Ｂ１，Ｂ２のどれよりも低い位置に設けられている（即ち、奥側が少し下がっている）と、半導体ウェーハＷを保持する上でよいバランスが得られる場合が少なくない。

なお、本発明は実施例に限定されるものではなく、例えば、容器本体１内に収納される半導体ウェーハＷの直径が４５０ｍｍ以外のものであっても差し支えない。

１ 容器本体
２ ウェーハ出し入れ開口
３ 蓋体
５ 奥側リテーナ
６ 蓋側リテーナ
１０ ウェーハ支持棚
Ａ 奥側ウェーハ支持凸部
Ｂ１，Ｂ２ 手前側ウェーハ支持凸部
Ｗ 半導体ウェーハ

Claims (4)

1. 半導体ウェーハを複数並列に並べた状態で収納するための容器本体と、上記容器本体に上記半導体ウェーハを出し入れするために上記容器本体の前面に形成されたウェーハ出し入れ開口と、上記ウェーハ出し入れ開口を塞ぐために上記ウェーハ出し入れ開口に着脱自在に前方から取り付けられる蓋体と、上記蓋体が上記ウェーハ出し入れ開口に取り付けられていない状態の時に上記半導体ウェーハを水平に支持するように上記容器本体内の上記ウェーハ出し入れ開口側から見て左右両側の位置において上記複数の半導体ウェーハの外縁部が個別に載置されるウェーハ支持棚とを備えたウェーハ収納容器において、
   上記ウェーハ出し入れ開口から見て左右両側に配置された上記ウェーハ支持棚に各々、上記半導体ウェーハの外縁部が局部的に載置されるウェーハ支持凸部が、上記ウェーハ出し入れ開口側から見て上記半導体ウェーハの中心位置より奥側に一か所と手前側に二箇所ずつ設けられ、
   左右に二か所ずつ設けられた上記手前側ウェーハ支持凸部のうち、上記半導体ウェーハの中心位置を通り上記ウェーハ出し入れ開口と平行をなす基準中心線から遠い方の第２の手前側ウェーハ支持凸部が、上記基準中心線に対して４５°±１５°をなす範囲の方向に設けられ、
   上記半導体ウェーハの中心位置より手前側の左右に二箇所ずつ設けられた手前側ウェーハ支持凸部のうち上記基準中心線に近い方の第１の手前側ウェーハ支持凸部が、上記基準中心線に対して２０°±５°をなす範囲の方向に設けられ、上記第１と第２の手前側ウェーハ支持凸部の相対的位置関係が、上記半導体ウェーハの中心位置回りにおいて１０°〜３０°の範囲で相違しているウェーハ収納容器。
2. 請求項１のウェーハ収納容器において、上記ウェーハ支持棚に上記半導体ウェーハが支持された状態において、上記半導体ウェーハが上記第１と第２の手前側ウェーハ支持凸部に同時に接触、載置された状態になるウェーハ収納容器。
3. 請求項２のウェーハ収納容器において、上記第２の手前側ウェーハ支持凸部が、上記第１の手前側ウェーハ支持凸部より０．２ｍｍ以内の範囲で低い位置に設けられているウェーハ収納容器。
4. 請求項１のウェーハ収納容器において、左右に一か所ずつ設けられた上記奥側ウェーハ支持凸部が、左右に二箇所ずつ設けられた上記手前側ウェーハ支持凸部のどれよりも低い位置に設けられているウェーハ収納容器。
   

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