JPH0831922A - 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
クでガラス転移温度が５０°Ｃ以上の性能を有するもの
を使用することにより摩擦、摩耗粉の発生量を極小のも
のとした。

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
構成は、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）及びウエーハが輸送
中の振動により破損すること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】このウエーハ運搬容器を持ち運びする時な
どにおいて、容器に不測の衝撃が加わって収容している
半導体ウエーハが破損することがあり、また、振動によ
りウエーハが互いに接触し擦り傷を生ぜさせるという事
故をなくするために、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したウエーハキャリヤー
をポリプロピレン、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し、その溝に各一枚の半
導体ウエーハを挿入して、次いで該キャリヤーを本体容
器内に装入し、蓋をすることによって該蓋の裏面に嵌合
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（実公平４−２３３２
７）。

【０００４】このようなウエーハキャリヤーにウエーハ
を収納、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し切削する状態になって樹脂の切
り屑を発生し、また、その容器を携帯移動中にウエーハ
が振動し、ウエーハキャリヤーの溝の側面との摺動摩擦
によっ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に行われる
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（６００μ
ｍ）の２．５ないし３．３倍にまで大きくして、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が
大きくなる（図４ａ）。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設けられているが、その傾きが大き
いためにそれぞれのウエーハを押圧することが困難とな
っている。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
緩衝支持具によって押圧固定（実公平４−２３３２７
ｐ３左欄下から９行目〜５行目）する方法（図５）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独立し
た多数の短冊状弾性片の先端部下面に設けられた係止片
（緩衝支持具）は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（図
６）ので弾性片間にウエーハがはまり込む虞れはないと
する（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
ウエーハを押さえることなく運搬されることがある。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
いはウエーハがキャリヤーの溝側面と接触摺動し、その
側面を著しく摩耗して大量の樹脂の微粉末を発生し、そ
れによってウエーハを汚染することになる。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
の選択に迫られており、ウエーハの出し入れ作業時の摩
耗を避けることを優先し、運搬時の振動に対してはウエ
ーハの緩衝支持具を改良することによって対応している
のが現状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
ャリヤーには複数のウエーハを一定のピッチで整列収納
するためのＶ型ないしＵ型の収納溝が形成されていて、
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
ることのないものが要求されている。さらにウエーハキ
ャリヤーの収納溝に収納したウエーハをがたつき無く安
定して保持し、ウエーハの割れを防止するウエーハキャ
リヤーの開発が課題である。

【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１．２〜２倍までに制限し、
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
としてそのガラス転移温度が５０°そ以上、好ましくは
８０°Ｃ以上である非晶性ポリオレフィン系プラスチッ
クを使用したものである。

【００１０】

【作用】上記の構成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。また、ウエーハキ
ャリヤーをその使用温度より高いガラス転移温度を有す
る非晶性ポリオレフィンをもって成形したのでウエーハ
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
発生もほとんど無くしたがってウエーハの汚染が減少
し、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らる。

【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】このウエーハＷを整列収納するウエーハキ
ャリヤー２において、図３に示すウエーハを整列するた
めの整列収納用溝２ａの幅をウエーハの厚さｔ（０．６
ｍｍ）の１．２ないし２．０倍に刻設し、それによって
整列収納したウエーハＷの該溝２ａ内でのがたつきを制
限するものである。

【００１３】このように整列収納用溝２ａの幅を狭くす
ることはウエーハＷの挿入、取り出し時にその溝２ａの
側壁２ｂ側面にウエーハＷが接触するチャンスがより多
く、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、非晶性のポリオレフィン系樹脂で、そのガラス転移
温度が５０℃、好ましくは８０℃以上である材料（図
７）に限定した。ウエーハキャリヤー２の材料としてガ
ラス転移温度が５０°Ｃ以下であるプラスチックを使用
すると、ウエーハＷを挿入するときの溝側壁２ｂとの摩
擦や輸送中の振動により材料が容易に削られウエーハＷ
の汚染につながるが、ガラス転移温度が５０°Ｃ以上の
ものにおいては摩耗量が極端に減少した。この結果、ウ
エーハＷの収納用溝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倍にすることが可能になっ
た。

【００１５】このガラス転移温度とウエーハ収納による
微粉末の発生とウエーハへの付着状況の試験を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ガラス
転移温度が１１２℃のもの（ＣＯＣ単体）、１１３℃の
もの（ＣＯＣ＋ＥＰＲ）及び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
材料のガラス転移温度がウエーハとの摩耗に及ぼす影響
が明瞭にわかる。すなわちガラス転移温度が１１２℃、
１１３℃である非晶性ポリオレフィンのＣＯＣ及びＣＯ
Ｃ＋ＥＰＲによるものはウエーハのエッジによる削れが
ほとんど無く、また、ウエーハ表面との摩擦による摩耗
粉も発生しない。これに対してガラス転移温度が１．９
℃の一般的なＰＰ（プロックコポリマ）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、ガラス転移温度がウエーハキャリヤーの使用温
度より高いものがウエーハとの関係において耐摩耗性が
優れていることを明瞭に示している。したがって、少な
くても５０℃以上、好ましくは８０℃以上のガラス転移
温度を有する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】なお、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の素材としてガラ
ス転移温度が少なくても５０℃、好ましくは８０℃以上
の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、摩耗粉の発生が
減少する。また、整列収納用溝２ａ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を押圧保持しない状態で該
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４ｂ）、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
傾き量を従来品（ａ）と本発明品（ｂ）について示した
参考側面図である。

【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ガラス転移温度を
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 (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウエーハ保持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】 ガラス転移温度が５０℃以上のプラスチ
   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。
3. 【請求項３】 ウエーハキャリヤーが非晶性のポリオレ
   フィン系樹脂で成形されていることに特徴を有する請求
   項２記載のウエーハ運搬用容器。