JPH08250581A

JPH08250581A - ウェーハ収納容器

Info

Publication number: JPH08250581A
Application number: JP7472095A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Suzuki; 勤鈴木; Sadaisa Kumai; 貞勇熊井; Tatsuaki Hirohata; 達明廣畑
Original assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd; Shin Etsu Chemical Co Ltd; Shin Etsu Handotai Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd; Shin Etsu Chemical Co Ltd; Shin Etsu Handotai Co Ltd
Priority date: 1995-03-08
Filing date: 1995-03-08
Publication date: 1996-09-27

Abstract

(57)【要約】【目的】ポリプロピレン樹脂製のウェーハ収納容器内
に保管されるウェーハの有機汚染をなくし信頼性のある
容器とする。【構成】ポリプロピレン樹脂から成形されたウェーハ
収納容器であって、前記ポリプロピレン樹脂１００重量
部に対して、ステアリン酸金属塩０．００５〜０．１重
量部と、ハイドロタルサイト類化合物０．０１〜０．１
重量部と、酸化防止剤０．０１〜０．２重量部とが添加
されている樹脂材料を成形温度１７０〜３００℃、射出
圧力１００〜１０００ｋｇ／ｃｍ²、金型温度１５〜８
０℃の成形条件で、かつ水滴がケースに収納したウェー
ハ表面との接触点において、ウェーハ表面に対して接触
角度２〜４度をなすケースに射出成形したことで、ウェ
ーハをポリプロピレン樹脂のウェーハ収納容器内にウェ
ーハを汚染することなく安全に収納することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、集積回路チップへと加
工されるウェーハ或いは磁気ディスクなどを運搬するた
めに使用されるポリプロピレン製ウェーハ収納容器に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ウェーハ収納容器は、ウェーハ
表面を常に清浄に保って輸送することが重要で、合成樹
脂、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチ
レン、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン、ポリ
アセタール等の汎用樹脂からポリアミド、ポリブチレン
テレフタレート、ポリカーボネート、ポリサルホン、フ
ッ素系樹脂、液晶ポリマー、ポリフェニレンサルファイ
ド、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルエーテルケト
ン等の高機能または超高機能樹脂材料で成形される。そ
の中でも、そのバランスのとれた機械物性、成形性、約
０．９の比重を生かした軽量性、さらに合成樹脂の中で
も大量に生産され価格的に有利な経済性など、さまざま
な観点からの総合的なコストパーフォーマンスのよさか
らポリプロピレン樹脂が多用されている。このポリプロ
ピレン樹脂は、ホモポリマまたはコポリマをベース樹脂
とし各種の添加剤が配合されるが、これには熱、熱酸
化、光酸化などから樹脂の劣化を防ぐための酸化防止
剤、樹脂中に残存する触媒成分を中和する酸中和剤のほ
か、必要に応じて各種の加工助剤や紫外線吸収剤などが
ある。この中でも、特に、ウェーハ収納容器として用い
られるポリプロピレン樹脂組成物は、収納するウェーハ
に与える汚染の影響をできるだけ少なくするため、触媒
の残査量を低減したり、オリゴマなどの揮発成分を除去
するなどの精製を強化し、添加剤についても特にその使
用量については、それらの効果の認められる範囲内で最
小限にするなど配慮がなされている。

【０００３】例えば、このウェーハ収納容器に使用され
るポリプロピレンのベース樹脂には、チーグラ・ナッタ
触媒または、これをモディファイした高活性の触媒を用
いて重合した、プロピレン単一成分からなるホモポリマ
ー、または耐衝撃性を向上させるために、エチレンその
他のオレフィン成分を添加したランダムもしくはブロッ
ク共重合体などがあり、汎用用途向け樹脂に比べ重合プ
ロセス中の洗浄工程を強化するなどの対策が施されて、
樹脂から発生するオリゴマなどを含むアウトガスや樹脂
中に残存する触媒成分が、収納するウェーハを汚染する
のを防いでいる。また、添加剤に関しては、酸化防止剤
は、汎用用途向けには、１次酸化防止剤としてフェノー
ル系酸化防止剤を、また必要に応じ２次酸化防止剤とし
て、リン系またはイオウ系酸化防止剤を使用した併用系
で３，０００ｐｐｍ以下、通常１，０００〜３，０００
ｐｐｍの範囲で添加するのが最も一般的であるが、ウェ
ーハケース用としては、２次酸化防止剤に含まれるリン
またはイオウ成分は、ウェーハ上に移行した場合に汚染
源となる可能性があるため、これらは使用せず、フェノ
ール系酸化防止剤など１次酸化防止剤だけとし、添加量
についてもベース樹脂に対し、１，０００ｐｐｍ以下の
範囲で添加される。また、中和剤としては、一般に金属
石鹸類であるステアリン酸金属塩として、ステアリン酸
カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸
亜鉛等のほか、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウ
ムなどがあるが、最も一般的には成形加工時の滑剤とし
ての役割もあるステアリン酸カルシウムが汎用用途向け
には、通常１，０００ｐｐｍ程度添加されるが、ウェー
ハケース用としては、それ自身のブリートアウトによる
ウェーハへの影響を考慮し、１，０００ｐｐｍ以下ので
きるだけ少ない範囲で添加される。特に、透明ケース用
として収納するウェーハが外部から見えるように、透明
性を得るため透明性付与剤として、ポリプロピレンのよ
うなオレフィン系樹脂に多用されるジベンジリデンソル
ビトール系の核剤が、通常１００から５，０００ｐｐｍ
の範囲で添加されるが、ウェーハケース用としては、そ
れ自身のブリードアウトによるウェーハへの影響を考慮
し、３，０００ｐｐｍ以下としている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】これら従来のウェーハ
収納容器に要求される品質は、保管或いは輸送時にウェ
ーハ表面の清浄度を保つことであるが、このウェーハ表
面の清浄度は、表面に付着する微粒子、金属、有機物或
いはイオン性不純物の量が一定基準値を越えれば汚染と
する定量限界測定で判断されている。これらウェーハの
汚染の程度を示す評価法としては、有機物であれば一つ
の方法として、ウェーハ表面に滴下した純水が、ウェー
ハ表面との接触点となす角度、即ち接触角を測定する方
法がある。また、イオン性不純物については、一つの方
法としてウェーハを純水に浸すことでイオン性不純物を
純水に回収し、その純水をイオンクロマトグラフィで測
定することが行われている。汚染物のうち微粒子および
金属は容器の原料の純度、成形時の条件および使用前の
容器洗浄を厳格にすれば、ウェーハを汚染することが少
ないが、有機物およびイオン性不純物については、それ
程効果がなく問題があった。洗浄直後の洗浄表面を有す
るウェーハでは接触角は２〜４度であり、イオン性不純
物のうちＣｌイオン量は２．２×１０¹²ｉｏｎｓ／ｃｍ
²以下であるのに対し、容器に保存したウェーハでは接
触角は１０度以上に増加し、また、Ｃｌイオン量は洗浄
直後より増加し、容器より汚染されることが明らかであ
る。このように汚染されることにより、ウェーハの汚染
で不良率が高くなってしまう欠点があった。

【０００５】本発明は、ウェーハ収納容器内に収納され
たウェーハの表面に対する有機物汚染、イオン汚染を引
き起こすことなく、ウェーハを保存したり、運搬したり
するのに適したウェーハ収納容器を提供することを目的
とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、ポリプロピレ
ン樹脂から成形されたウェーハ収納容器であって、前記
ポリプロピレン樹脂１００重量部に対して、ステアリン
酸金属塩０．００５〜０．１重量部と、ハイドロタルサ
イト類化合物０．０１〜０．１重量部と、酸化防止剤
０．０１〜０．２重量部とが添加されている樹脂材料を
成形温度１７０〜３００℃、射出圧力１００〜１０００
ｋｇ／ｃｍ²、金型温度１５〜８０℃の成形条件で、か
つ水滴がケースに収納したウェーハ表面との接触点にお
いて、ウェーハ表面に対して接触角度２〜４度をなすケ
ースに射出成形したものである。

【０００７】

【作用】ウェーハをポリプロピレン製ウェーハ収納容器
内に備えられるバスケットに保持してウェーハを汚染す
ることなく安全に運送し、また収納することができる
が、容器がポリプロピレン樹脂１００重量部に対してス
テアリン酸金属塩０．００５〜０．１重量部と、ハイド
ロタルサイト類化合物０．０１〜０．１重量部と、酸化
防止剤０．０１〜０．２重量部とが添加されている樹脂
材料を成形温度１７０〜３００℃、射出圧力１００〜１
０００ｋｇ／ｃｍ²、金型温度１５〜８０℃の成形条件
で、かつ水滴がケースに収納したウェーハ表面との接触
点において、ウェーハ表面に対して接触角度２〜４度の
ケースに射出成形したことで、容器樹脂からのＨＣｌガ
スの放出を抑制し、ケースに保管したウェーハのＣｌイ
オンレベルは、洗浄ウェーハと同等程度に維持できる
し、ウェーハが疏水性となることもなく、従ってウェー
ハ処理に余分な洗浄工程を必要とせず、コスト的にも優
位なウェーハ収納容器として用いられる。

【０００８】

【実施例】本発明の実施例を図１の例で説明すると、ウ
ェーハの多数枚をそれぞれ一定間隔をおいて配列担持し
うる弾性リブ１を複数並列突設して、該弾性リブ１，１
間にＶ溝状のウェーハ収納溝を形成したケース状のキャ
リア２を、ウェーハ収納容器本体３に嵌脱自在にもう
け、該容器本体３に蓋体４が開閉自在に設けられ、該蓋
体４の内面に嵌装されるウェーハ緩衝材支持枠体５と容
器本体３及び蓋体４間に介在されるシール機能のあるガ
スケット６とからウェーハ収納容器としてある。

【０００９】この場合、前記キャリア２と、容器本体３
及び蓋体４などを成形するのに、ポリプロピレン樹脂に
ステアリン酸金属塩、例えばＣａ（Ｃ₁₇Ｈ₃₅ＣＯＯ）₂
を０．００５〜０．１重量部とハイドロタルサイト類化
合物０．０１〜０．１重量部、酸化防止剤０．０１〜
０．２重量部とが添加されている樹脂の成形材料を所定
の成形条件で、射出成形し、水滴がケースに収納したウ
ェーハ表面との接触点においてウェーハ表面に対して接
触角度２〜４度のケースに射出成形してある。

【００１０】本発明に用いるステアリン酸金属塩として
は、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウ
ム、ステアリン酸亜鉛などから選ばれた１種を用い、添
加量はポリプロピレン樹脂１００重量部に対し、０．０
０５から０．１重量部の範囲であり、０．００５重量部
未満の添加量では、触媒残査の中和が不十分となるため
か、接触角が大きくなってしまうし、また、０．１重量
部を越えて添加した場合、添加剤自身のブリードアウト
が生じ、これがウェーハ上に移行、汚染し、接触角を大
きくしてしまうので避けるべきである。また、ハイドロ
タルサイト類化合物としては、Ｍｇ_4.5Ａｌ₂（ＯＨ）
₁₃ＣＯ₃・３．５Ｈ₂Ｏが好ましく、添加量はポリプロ
ピレン樹脂１００重量部に対し、０．０１から０．１重
量部の範囲であり、０．０１重量部未満の添加量では、
触媒残査の中和が不十分となるためか、接触角が大きく
なってしまうし、また、０．１重量部を越えて添加して
もそれ以下と接触角に対する効果は変わることがなく、
経済的に利点がない。

【００１１】さらに、本発明に用いる酸化防止剤は、フ
ェノール系が望ましく、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−
クレゾール、ブチル化ヒドロキシアニソール（ＢＨ
Ａ）、２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−エチルフェノー
ル、ステアリル−β−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−
ヒドリキシフェニル）プロピオネート、２，２’−メチ
レンビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、
２，２’−メチレンビス（４−エチル−６−ｔ−ブチル
フェノール）、４，４’−チオビス（３−メチル−６−
ｔ−ブチルフェノール）、４，４’−ブチリデンビス
（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、１，１，
３−トリス（２−メチル−４−ヒドロシキ−５−ｔ−ブ
チルフェニル）ブタン、１，３，５−トリメチル−２，
４，６−トリス（３，５−ジーｔ−ブチル−４−ヒドロ
キシベンジル）ベンゼン、テトラキス〔メチレン−３−
（３’−５’−ジ−ｔ−ブチル−４’−ヒドロキシフェ
ニル）プロピオネート〕メタン、ビス〔３，３−ビス
（４’−ヒドロキシ−３’−ｔ−ブチルフェニル）ブチ
リックアシッド〕グリコールエステルなどから選ばれた
１種が用いられ、添加量はポリプロピレン樹脂１００重
量部に対し、０．０１から０．２重量部の範囲であり、
０．０１重量部未満の添加量では、組成物の成形中、ま
たは成形後の安定性が低下し、接触角およびそのばらつ
きが大きくなり、また、０．２重量部を越えて添加して
も、それ以下の添加量と効果が変わらないばかりか、余
剰分の酸化防止剤が密閉容器内に揮散しウェーハ表面を
汚染、結果的に接触角が大きくなり、不良率が高くなる
から用いない。

【００１２】また、本発明での成形条件としては、成形
温度については１７０から３００℃であり、１７０℃以
下では成形品の表面平滑性が低下するため、収納するウ
ェーハ面との摩擦によって生ずる微粒子により汚染され
接触角が高くなってしまい、また３００℃を越えると添
加剤の一部が揮散し、接触角が大きくなる。また、射出
圧力は１００から１，０００ｋｇ／ｃｍ²、金型温度は
１５℃から８０℃の範囲であり、それ以外の範囲では低
射出圧，低温金型により成形品の表面平滑性が低下した
り、高射出圧，高温金型のため、組成物からガスが発生
するなどして収納するウェーハ面が汚染され、接触角が
高くなるので配慮すべきである。

【００１３】前記ベース樹脂は、樹脂から発生するオリ
ゴマなどを含むアウトガスや樹脂中に残存する触媒成分
が収納中のウェーハを汚染するのを防ぐのに、高活性触
媒例えば、ＴｉＣｌ₄／ＭｇＣｌ₂／ＡｌＥｔ₃成分
（Ｅｔ→エチル基）で表わされるような担持接触を用
い、その使用量も従来のより大巾に削減した上で、これ
ら触媒成分を除去するように重合プロセス中の洗浄工程
を強化しポリプロピレン樹脂中の全Ｃｌイオン量低減す
ることができるようにしてあるポリプロピレンパウダー
２種を使用した。即ちＡ）η＝１．６０、沸騰ｎ−ヘプ
タン不溶分９７．８（沸騰ｎ−ヘプタンで６時間抽出し
た抽出成分の割合）、燃焼法で算出した灰分２０ｐｐ
ｍ、塩素分３ｐｐｍ、Ｂ）η＝１．５８、沸騰ｎ−ヘプ
タン不溶分９７．０、灰分１８ｐｐｍ、塩素分８ｐｐｍ
で実施例１〜４はパウダーＡ），実施例５〜６は、パウ
ダーＢ）を使用し、比較例１〜２はパウダーＡ）、比較
例３〜６は、パウダーＢ）を使用した。

【００１４】この場合、ポリプロピレンモノマーを重合
させたのち、洗浄乾燥してパウダーとしてから添加剤を
いれて押出機等により押出してペレット化したものを射
出成形機で、シリンダ温度２１０℃、金型温度６０℃、
射出圧力６００ｋｇ／ｃｍ²の成形条件下で、加熱溶融
された成形材料を高圧により金型内に射出し、その中で
冷却固化させ、次で金型を開き成形品、例えばキャリア
２、容器本体３、蓋体４などに成形した成形品として取
り出すものである。

【００１５】そして、各成形品では、図２に示すように
ウェーハ表面上に置いた脱イオン水の水滴の端部から水
滴表面との接触線、水滴のベースへの接線ａとの間の角
度θいわゆる接触角度が２〜４とし、ケース表面上での
疏水性がかなり小さく、親水性が非常に富んでいるもの
である。なお角度θが１０度を超える範囲であると、ウ
ェーハ上での疏水性が大きくなり過ぎて汚染率が高いの
で避けるべきである。

【００１６】本発明の実施例と、比較例とのＨＣｌガス
放出の抑制結果は成形ケースでの保管中の洗浄ウェーハ
表面に対するＣｌイオン量を測定したところ、表１に示
す通りとなった。

【００１７】

【表１】

【００１８】表１に示すように、本発明でのケースにお
いて、ケース保管ウェーハ表面のＣｌイオン量は、従来
の比較例より大巾に低下されウェーハ表面のＣｌイオン
レベルは洗浄ウェーハと同等となった。

【００１９】これは本発明のベース樹脂組成でのケース
製造時にステアリン酸カルシウムは〔化１〕となり、ま
たハイドロタルサイト類化合物は〔化２〕となってＣｌ
を補集し、ケースからのＨＣｌガスの放出を抑制し、洗
浄ウェーハレベルに保つことができる。

【００２０】

【化１】

【００２１】

【化２】

【００２２】

【発明の効果】本発明は、ポリプロピレン樹脂から成形
されたウェーハ収納容器であって、前記ポリプロピレン
樹脂１００重量部に対して、ステアリン酸金属塩０．０
０５〜０．１重量部と、ハイドロタルサイト類化合物
０．０１〜０．１重量部と、酸化防止剤０．０１〜０．
２重量部とが添加されているベース樹脂材料を成形温度
１７０〜３００℃、射出圧力１００〜１０００ｋｇ／ｃ
ｍ²、金型温度１５〜８０℃の成形条件で、かつ水滴が
ケースに収納したウェーハ表面との接触点において、ウ
ェーハ表面に対して接触角度２〜４度をなすケースに射
出成形したことで、容器樹脂からのＨＣｌガスの放出を
抑制し、ケース保管ウェーハのＣｌイオンレベルは洗浄
ウェーハと同等程度に維持できるし、洗浄水がウェーハ
上に広がらずに疏水性となることもなく、ウェーハ処理
に余分な洗浄工程を必要とせず、コスト的にも優位なウ
ェーハ収納容器とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す分離状態の斜視図であ
る。

【図２】ウェーハ上での水滴の接触角度の説明図であ
る。

【符号の説明】

１弾性リブ２キャリア３容器本体４蓋体５ウェーハ緩衝材支持体６ガスケット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者廣畑達明福島県西白河郡西郷村大字小田倉字大平 150 信越半導体株式会社半導体白河研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリプロピレン樹脂から成形されたウェ
ーハ収納容器であって、前記ポリプロピレン樹脂１００
重量部に対して、ステアリン酸金属塩０．００５〜０．
１重量部と、ハイドロタルサイト類化合物０．０１〜
０．１重量部と、酸化防止剤０．０１〜０．２重量部と
が添加されている樹脂材料を成形温度１７０〜３００
℃、射出圧力１００〜１０００ｋｇ／ｃｍ²、金型温度
１５〜８０℃の成形条件で、かつ水滴がケースに収納し
たウェーハ表面との接触点において、ウェーハ表面に対
して接触角度２〜４度をなすケースに射出成形したこと
を特徴とするウェーハ収納容器。