JPH0831921A - 半導体ウエーハ運搬用容器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ウエーハ運搬用容器においてウエーハと容器
との摩擦から生じる摩耗粉の発生とがたつきを防止す
る。 【構成】 ウエーハ運搬用容器内に装着されるウエーハ
キャリヤーの溝幅をウエーハの厚さの１．２以上２倍以
下と従来のものより小さくし、かつ、ウエーハキャリヤ
ーの成形材料として非晶性ポリオレフィン系プラスチッ
クで動弾性率の温度による変化率のが１０％以内である
ものを使用することによって摩擦、摩耗による微粉末の
発生量を極小にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウエーハを破
損、汚染することなく収納し運搬するためのウエーハ運
搬容器に関するものである。

【従来の技術】

【０００２】現在、このような目的に使用される容器の
構造は、半導体ウエーハを直接収容するウエーハキャリ
ヤー、これを収納する容器（本体）及びウエーハを輸送
中の振動による破損を防止するためのウエーハ緩衝支持
具を装着した蓋との組み合わせで構成されている。

【０００３】このウエーハキャリヤーは、複数の半導体
ウエーハが互いに接触し或いは運搬時に容器が不測の衝
撃を受けて破損するという事故をなくするため、図３に
示したような４．７６（３／１６インチ）又は６．３５
（４／１６インチ）ｍｍのピッチで刻設した収納溝を形
成するようにポリプロピレン、ポリエチレン、或いはポ
リエステル系熱可塑性プラスチックで成形されている。
そして、その各収納溝にそれぞれ一枚の半導体ウエーハ
を挿入して、次いで該キャリヤーを本体である容器に装
入し、さらに蓋をすることによってその蓋の裏面に嵌合
付設した緩衝支持具により各々のウエーハを押圧して確
実に保持するようになされている（例えば実公平４−２
３３２７）。

【０００４】このようなウエーハキャリヤーにウエーハ
を収納し、あるいは取り出しを行う際にウエーハのエッ
ジがキャリヤーの溝の側面を摺動摩擦をしながら移動し
て切削による切り屑を発生し、また、その容器を携帯移
動中にウエーハ表面（鏡面仕上面）が振動によりウエー
ハキャリヤーの溝の側面と摩擦して摩耗粉を発生するこ
とがしばしばである。この切り屑、摩耗粉はウエーハに
付着してその後のエッチング、スパッタリングなどの極
微細加工の障害になっていた。

【０００５】以上のようなウエーハとウエーハキャリヤ
ーとの接触によるウエーハの汚染を減少するためにウエ
ーハキャリヤーの収納溝の幅をウエーハ厚さ（例えば６
００μｍ）の２．５ないし３．３倍にまでに広くして、
ウエーハの収容、取り出し時に収納溝側面に接触する可
能性を減少したものが使用されている。しかし、収納溝
の幅を拡大することは反面において収容したウエーハの
傾きを大きくする事になる。そのために、ウエーハキャ
リヤーに収められたウエーハの上面を押圧保持する複数
のウエーハ緩衝支持具がそれぞれのウエーハを確実に押
圧することが困難となっている（図４ａ）。その対策と
してウエーハ支持具の相互間にＶ字形案内膜を蛇腹状に
配設して収納溝（装填溝）の中心位置を外れたウエーハ
を収納溝の中心に導きウエーハ緩衝板によって押圧固定
（図５参照、実公平４−２３３２７ ｐ３左欄下から９
行目〜５行目）するものなどの工夫がなされているのが
現状である。

【０００６】また、ウエーハ緩衝支持具において多数の
短冊状の弾性片の先端部下面に設けられた係止片が互い
に断面が対称で全体としての側面がＭ字状を呈する１組
の側壁からなり、その一方の側壁が隣接する弾性片上の
係止片の他方の側壁と側面の一部が重なり合う位置に互
いに隣接して設けられているので弾性片間にはまり込む
虞れはないとする（図６参照、実開平１−１２９８３６
ｐ８ ３〜９）考案なども開発されている。

【０００７】上記のウエーハ運搬容器は工場内において
しばしば容器の蓋を取り外し、したがって緩衝支持具で
ウエーハを押さえない状態で運搬されている。この場
合、前記のように収納溝が幅広に形成されているために
ウエーハが溝内で著しくガタついて破損したり、或いは
ウエーハがウエーハキャリヤーの溝側面と接触摺動し、
その側面を著しく切削、摩耗して大量の微粉末を発生
し、よってウエーハを汚染する結果となった。このよう
にウエーハの収納、取り出し時の汚染防止を優先する
か、工場内の運搬時の破損及び汚染を防止するかの二律
背反の選択に迫られるのが従来技術であり問題点でもあ
った。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このようにウエーハキ
ャリヤーにはその両側面および底面にＶ型ないしコの字
型の収納溝が一定ピッチで形成されていて、その収納溝
にウエーハが挿入されるが、ウエーハの挿入、取り出し
時に収納溝の側面をウエーハで削って切削粉を、あるい
は携帯移動時の振動によりウエーハとその側面との間で
生じる摺動摩擦により樹脂の摩耗粉を発生させることが
最大の問題点である。また工場内等における容器の小移
動には蓋をせず、したがってウエーハ緩衝支持具でウエ
ーハを押圧せずに運搬することがしばしばあるが、この
場合にウエーハがウエーハキャリヤー内においてがたつ
いて破損することがあり問題であった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに本発明は、ウエーハキャリヤーにおいてウエーハの
破損原因の主たるものがウエーハと収納溝とのがたつき
にあることに鑑み、収納溝を従来のものよりも狭小に、
すなわちウエーハの厚みの１．２倍ないし２倍以下に制
限し、かつウエーハキャリヤー及び緩衝支持具の使用成
形材料として耐摩耗性の極めて優れた非晶性ポリオレフ
ィン系プラスチックのうち０〜８０℃において動弾性率
の変化が１０％以内のものを選定したものである。

【００１０】

【作用】上記の構成及び材料により成形したウエーハキ
ャリヤー、緩衝支持具及びそれらを装着したウエーハ運
搬容器は容器内でのウエーハのがたつきが当然少なく、
したがってウエーハの破損事故が減少すると共に、ウエ
ーハキャリヤー成形品の表面硬度が高く、かつその使用
温度範囲において低下しないためにウエーハとウエーハ
キャリヤーの収納溝との接触による摩耗粉の発生が極小
になり、したがってウエーハの汚染がなくなり、したが
って後加工であるエッチング、スパッタリングにおいて
の不良率の減少が図れる。

【００１１】

【実施例】本発明のウエーハ運搬容器の実施例について
説明する。図１に示すものは一般的なウエーハ運搬容器
の全体像を示す分解図であり、具体的には容器本体１の
底部に緩衝載置台５が取り付けられており、ウエーハＷ
を整列収納したウエーハキャリヤー２が容器１の上方開
口部から装入され、さらにその上方よりウエーハ支持具
４を装着した蓋３が容器１と嵌合、被覆されるようにな
っている。図２はその組み立て状態を示す中央断面図で
ある。

【００１２】ウエーハＷを整列収納するこのウエーハキ
ャリヤー２において、図３に示すようにその両側面から
底面にわたって刻設したウエーハの整列収納用溝２ａの
幅Ｔをウエーハの厚さｔ（例えば０．６ｍｍ）の１．２
ないし２．０倍、望ましくは２倍以内とする。これによ
って整列収納したウエーハＷの該溝２ａ内でのガタつき
を制限するものである。

【００１３】このように整列収納用溝２ａの幅Ｔを狭く
することはウエーハＷの挿入、取り出しに際してその溝
２ａの側壁２ｂにウエーハＷが接触するチャンスがより
多くなり、したがってその溝の側壁２ｂをより多く摩耗
することになる可能性が大きい。

【００１４】本発明においてはウエーハキャリヤー２の
素材、すなわちプラスチック成形材料を種々改良の結
果、ポリオレフィン系樹脂を非晶性化し、かつ０ないし
５０℃、好ましくは０ないし８０℃における動弾性率が
１×１０9ないし１×１０10の範囲内の物であって、か
つその変化率が１０％以下の樹脂とすること、及びウエ
ーハ整列収納用溝２ａの幅を前記のようにウエーハの厚
さｔの１．２ないし２．０倍以下にすることによってウ
エーハＷに対する摩耗性を極小とすることができた。

【００１５】この動弾性率の温度による変化の相違と樹
脂の微粉末発生についての試験をＪＩＳ Ｋ ７２１８
「プラスチックの滑り摩耗試験方法」により行った。具
体的には、非晶性ポリオレフィンで動弾性率の０℃に対
する５０℃、８０℃における変化率が０％のもの（ＣＯ
Ｃ単体）、６．５％のもの（ＣＯＣ＋ＥＰＲ）及び７
７．５％、９０％の一般的なポリプロピレン（ＰＰ、ブ
ロックコポリマ）の３種のプラスチックについて中空円
筒状の試験片を作成し、これを環境温度23℃及び相対湿
度５０±５％のもとでウエーハの表面に接触させて一定
試験条件によりプラスチック試験片を回転した。摩耗試
験終了後、暗室内でウエーハの表面に斜光を投射し、そ
こに付着したプラスチックの摩耗粉をカウントすること
によって判定した。その結果を表１に示す。

【００１６】

【表１】

【００１７】この表１によってウエーハキャリヤー成形
材料の動弾性率の温度による変化率の相違がウエーハと
の摩耗に及ぼす影響が明瞭にわかる。すなわち動弾性率
の変化率が０℃の値に対して５０℃において０％、８０
℃において６．５％である非晶性ポリオレフィンのＣＯ
Ｃ及び０％、２．２％のＣＯＣ＋ＥＰＲによるもの（図
７）はウエーハとの摩擦による摩耗粉の発生がほとんど
ない。これに対して０℃における動弾性率に対してその
変化率が５０℃で７７．５％、８０℃で９０％の一般的
なＰＰ（プロックコポリマ）（図７）については環境温
度が２０℃、５０℃において共に摩耗粉が発生する。こ
れは、動弾性率がウエーハキャリヤーの使用温度におい
て安定したものがウエーハとの関係において耐摩耗性が
優れていることを示している。したがって、少なくても
５０℃以上、好ましくは８０℃以上においてその動弾性
率の変化が１０％以内の樹脂、特に環状ポリオレフィン
樹脂により成形したウエーハキャリヤーがウエーハへの
樹脂摩耗粉の付着が極めて少なくウエーハの非汚染性に
優れていることが実証された。

【００１８】なお、上記の成形材料はエチレン成分と環
状オレフィン成分とからなるランダム共重合体、あるい
はこれにエチレン・α−オレフィン系弾性共重合体を配
合した組成物であり、キャリヤーを使用する温度範囲内
において硬度が高く耐摩耗性に優れた性質を有してい
る。この種の材料は一般的に環状オレフィンコポリマ
（ＣＹＣＬＯ ＯＬＥＦＩＮ ＣＯＰＯＬＹＭＥＲ）と
称され市販品としては商品名アペル（ＡＰＥＬ、三井石
油化学工業）の商品名で入手可能である。本発明の説明
においてもＣＯＣとして記載した。また、ＥＰＲは耐衝
撃向上剤である。

【００１９】さらに、前記の材料で整列収納用溝２ａの
幅をウエーハＷの厚さｔの２倍（１．２ｍｍ）にしたウ
エーハキャリヤー２を成形し、環境温度２０℃及び５０
℃にてウエーハＷを該ウエーハキャリヤー２に挿入整列
し、次いで取り出すという一連の操作を３回行い、その
後、前記と同様に暗室内でそのウエーハＷの表面及び裏
面に投光して目視により微細粉末の付着状況を確認した
が表１とほぼ同様の傾向が得られた。

【００２０】

【発明の効果】ウエーハキャリヤー２の素材として動弾
性率の温度上昇に対する低下率が小さい非晶性ポリオレ
フィン系材料を使用し、ウエーハＷの整列収納用溝２ａ
を収納するウエーハＷの厚さの１．２ないし２．０倍に
することによって、ウエーハＷとその整列収納用溝２ａ
との間で生じる摩耗が減少した。また、整列収納用溝２
ａを狭く形成したために、ウエーハ運搬容器１に蓋３を
しない状態、すなわち緩衝支持具４ａでウエーハＷを押
圧保持せずに該容器を持ち運びしてもウエーハのがたつ
きが少なく、破損事故の発生が減少した。

【００２１】また、収納溝２ａをウエーハの厚さの１．
２〜２倍に限定したので収納したウエーハＷの傾きが小
さく（図４ａ）、したがって容器１の蓋を閉じる際に複
数の緩衝支持具４ａ、４ａ相互間にウエーハＷが挟まる
ことがなく、ウエーハＷの破損事故発生が減少した。こ
のことは簡単な構造のウエーハ緩衝支持具によって確実
に保持できることを意味して金型製作費用が軽減され、
したがってウエーハ運搬容器のトータルコストを引き下
げる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】ウエーハ運搬容器の部品構成を示す斜視図であ
る。

【図２】ウエーハ運搬容器の中央断面図である。

【図３】ウエーハキャリヤーにおけるウエーハ整列収納
用溝を示す平面図とそのＡ−Ａ断面図である。

【図４】ウエーハキャリヤーに整列収納したウエーハの
傾きを従来品（ａ）と本発明品（ｂ）について示した参
考正面図である。

【図５】従来のウエーハ運搬容器におけるウエーハのガ
タつき防止のためのウエーハ支持具を示す参考斜視図で
ある。

【図６】従来のウエーハ運搬容器におけるウエーハのガ
タつき防止のためのウエーハ緩衝支持具を示す参考斜視
図である。

【図７】使用プラスチック成形材料の動弾性率の温度依
存性を示すグラフである。

【符号の説明】

１ ウエーハ運搬容器本体 ２ ウエーハキャリヤー ２ａ ウエーハ整列収納用溝 ２ｂ 側壁 ３ 容器の蓋 ４ 緩衝保持枠 ４ａ 緩衝保持具 ５ 緩衝載置台

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウエーハ収納溝の幅がウエーハ厚みの
   １．２以上２倍以下であるウエーハキャリヤーを備えた
   ことを特徴とするウエーハ運搬用容器。
2. 【請求項２】 ０ないし５０℃における動弾性率が１×
   １０9から１×１０10の範囲内にあり、かつその変化率
   が１０％以下の非晶性ポリオレフィン系プラスチック成
   形材料でもってウエーハキャリヤーが成形されているこ
   とを特徴とする請求項１記載のウエーハ運搬用容器。