KR100446842B1 - 반도체웨이퍼의수납용기,수납구조및수납.인출방법 - Google Patents

반도체웨이퍼의수납용기,수납구조및수납.인출방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체 웨이퍼의 수납용기, 수납구조 및 수납·인출 방법으로, 자동제어기구에 적합한 (즉, 로봇대응의), 전용의 웨이퍼의 수납용기를 제공한다. 또한, 충격에 의한 반도체 웨이퍼의 파손방지 및 마찰 등에 의한 정전기의 발생방지를 시행한 상기 수납구조 및 수납·인출 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 반도체 웨이퍼의 수납용기는 반도체 웨이퍼가 스페이서 시트를 사이에 두고 다수매 포개여져 수납되는 통부를 가지는 용기본체와, 해당 용기본체에 덮여지는 덮개로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 또한, 반도체 웨이퍼의 수납구조는 용기본체내에, 반도체 웨이퍼가 스페이서 시트를 통해 다수매 포개여져 수납된 것을 특징으로 한다.

Description

반도체 웨이퍼의 수납용기, 수납구조 및 수납·인출 방법
(기술배경)
반도체 웨이퍼(이하, 단지 「웨이퍼」라 한다)는 일반적으로는 실리콘 단결정 잉곳을 얇은 원판상으로 잘라낸 것으로, 그 직경은 예를들면 2 내지 8 인치 정도이다. 이 웨이퍼의 표면에, 다수의 LSI 등의 회로를 형성하고, 이 웨이퍼를 칩으로 절단하고, 그 다음 이들의 칩을 패키징하여 LSI 등의 반도체장치를 제조한다.
그런데, 상기 잉곳을 웨이퍼로 잘라내는 공정과, 상기 웨이퍼에 회로를 형성하는 공정과, 이 웨이퍼를 칩으로 절단하여 패키징하는 공정과는 다른 장소에서 행하여지는 일이 많다. 통상, 어떤 공정이 행하여지는 장소에서 다른 공정이 행하여지는 장소로의 웨이퍼의 운반에는 수납용기가 사용된다. 또한, 회로가 형성된 웨이퍼의 표면의 정전파괴는 수율의 저하로 이어지는 일이 많기 때문에, 상기 수납용기에의 웨이퍼의 수납에는 특별한 배려가 이루어진다.
종래, 내벽면에 다수의 홈이 형성되고, 웨이퍼를 이들의 홈에 끼워 지지하는 웨이퍼의 수납용기가 공지되어 있다. 또한, 폴리에틸렌 필름을 순차로 개재시킨 상태로 웨이퍼를, 수납용기에 겹쳐 쌓는 수납구조도 공지되어 있다.
그러나, 내벽면에 다수의 홈을 형성한 수납용기에 의한 수납구조에서는 그 운반시에 있어서의 진동이라든지 뜻하지 않은 낙하에 의한 충격이, 직접 해당 수납 용기를 통하여 웨이퍼에 도달하고, 웨이퍼가 물리적으로 (역학적으로) 파손한다. 또한, 상기의 각 웨이퍼 사이에 폴리에틸렌 필름을 개재시키는 수납구조에서는 운반시에 있어서의 진동등에 의해, 폴리에틸렌 필름과 웨이퍼가 서로 미동하는 일이 많다. 이 미동에 의해 정전기가 발생하고, 폴리에틸렌 필름이라든지 웨이퍼에 전하가 축적되고, 그 방전에 의해 웨이퍼에 형성된 회로가 손상한다.
또한, 상기 수납용기로의 웨이퍼의 수납이라든지, 수납용기로부터의 웨이퍼의 인출을 사람의 손에 의해 행하는 경우, 오류 조작등에 의해 웨이퍼에 손상을 줄 위험이 크다. 이 때문에, 상기 웨이퍼의 수납·인출은 자동제어기구를 사용하는 것이 바람직하지만, 종래의 수납용기를 사용한 경우에는 해당 자동제어기구가 복잡하게 된다.
(발명의 목적)
본 발명의 목적은 자동제어기구에 적합한 (즉, 로봇에 대응하는), 전용의 웨이퍼의 수납용기를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기의 여러가지 문제를 해결하기 위해서 제안된 것이고, 운반시의 충격에 대한 웨이퍼의 물리적, 전기적인 손상 방지대책을 시행한웨이퍼의 수납구조를 제공하는 것이다.
본 발명의 또한 다른 목적은 수납용기내에서 웨이퍼와 스페이서 시트가 밀착 상태로 (즉, 타이트하게) 접촉한 결과, 웨이퍼와 스페이서 시트을 수납용기로부터 순서대로 인출하고자 할 때에 양자가 일체가 되어버리는 단점을 방지할 수 있는 웨이퍼의 수납구조를 제공하는 것이다.
덧붙여, 본 발명의 또 다른 목적은 자동제어기구에 적합한, 전용의 웨이퍼의 수납용기로의 수납, 수납용기로부터의 인출을 위한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 원판상의 반도체 웨이퍼의 수납용기, 수납구조 및 반도체 웨이퍼의 수납·인출 방법에 관한 것으로, 특히, 운반시에 있어서의 충격에 의한 반도체 웨이퍼의 파손방지, 및 마찰에 의한 정전기의 발생방지를 시행한 수납용기, 수납구조 및 수납·인출 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 웨이퍼의 수납용기의 일례를 일부 파단(破斷)하여 나타내는 사시도.
도 2는 도 1의 웨이퍼 수납용기를 반단면으로서 나타내는 측면도.
도 3은 본 발명의 수납구조의 일례를 나타내는 사시도.
도 4는 도 3에 있어서의 웨이퍼 수납상태에 있어서의 수납용기의 개략적인 측단면도.
도 5는 본 발명의 수납구조에 있어서의 웨이퍼의 유지상태를 나타내는 일부 확대단면도.
도 6(a)는 웨이퍼와의 밀착상태를 원래부터 생기게하지 않은 구조, 또는 웨이퍼와의 밀착상태가 생겼다고 해도, 이 밀착상태를 용이하게 해제하는 구조의 스페이서 시트를 예시하는 도면으로, 표면에 엠보스가 형성된 스페이서 시트를 도시한 도면.
도 6(b)는 웨이퍼와의 밀착상태를 원래부터 생기게 하지 않는 구조, 또는 웨이퍼와의 밀착상태가 생겼다고 해도, 이 밀착상태를 용이하게 해제하는 구조의 스페이서 시트를 예시하는 도면으로, 주위에서 내측으로 복수의 커트라인이 잘라넣어진 스페이서 시트를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 웨이퍼의 수납·인출 방법이 응용되는 반송시스템의 개략적인 구성을 나타내는 사시도.
도 8은 도 7의 반송시스템에 의해 웨이퍼를 용기에 수납하기 전의 상태를 나타내는 개략도.
도 9는 도 7의 반송시스템에 의해 웨이퍼를 용기에 수납하는 도중의 상태를나타내는 개략도.
도 10은 도 7의 반송시스템에 의해 웨이퍼를 용기에 수납한 후의 상태를 나타내는 개략도.
(발명이 개요)
본 발명의 웨이퍼의 수납용기는 웨이퍼가 스페이서 시트를 사이에 두고 다수 매 중첩되어 수납되는 통부(筒部)를 가지는 용기본체와, 해당 용기본체에 덮여지는 덮개로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 여기에서, 상기 통부는 웨이퍼의 수납 및/또는 인출을 용이하게 하기 위해서, 픽업아암이 들어가는 적어도 1 개의 슬릿을 가질 수 있다. 또한, 상기 용기본체는 평면에서 보아 사각형상을 이루는 기초부에, 상기 통부가 세워져 설치되고, 상기 덮개는 평면에서 보아 상기 용기본체의 기초부의 평면에서 보는 형상과 거의 동일한 사각형상을 이루고, 상기 덮개와 상기 용기 본체는 상대적인 회전에 의해, 양자의 평면에서 보아 형상이 일치하도록 결합하도록 하는 것도 가능하다.
수납용기 내부에서 발생한 정전기를 빠르게 외부로 보내기 위해서, 또는 외부전기장으로부터의 수납용기 내부로의 영향을 방지하기 위해서, 수납용기의 표면저항은 106Ω /□ 이하로 하는 것이 바람직하다. 상기 수납용기는 전형적으로는 전도성필러를 첨가한 전도성 플라스틱, 혹은 폴리머 얼로이 처리한 전도성 플라스틱을 소재로서 일체성형에 의해 제조할 수 있다. 또한, 첨가하는 전도성필러로서는 카본 블랙, 그래파이트 카본, 탄소섬유, 금속분말, 금속섬유, 금속산화물의 분말, 금속 코팅한 무기질 미분말, 유기질 미분말 및 섬유를 사용할 수 있다.
본 발명의 웨이퍼의 수납구조는 용기본체내에, 웨이퍼가 스페이서 시트를 사이에 두고 다수매 중첩되어 수납된 것을 특징으로 한다. 여기에서, 웨이퍼를 충격으로부터 보호하기 위해서, 상기 다수매 중첩되어 수납된 웨이퍼의 상하 말단부에, 말단부 쿠션재를 배치할 수 있다. 본 발명의 웨이퍼의 수납구조에 있어서의 용기본체로서는 상술한 본 발명의 웨이퍼의 수납용기에 있어서의 용기본체를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 스페이서 시트는 통상, 종이, 합성지, 합성수지 필름, 합성수지 폼시트 등에 의해 형성된다. 스페이서 시트는 전도성을 가지고 있어도 좋고, 가지고 있지 않아도 좋다. 상기 스페이서 시트가 전도성을 가지는 경우, 그 표면저항은 106Ω/□ 이하로 하는 것이 바람직하다. 전도성을 가지는 스페이서 시트로서, 폴리비닐, 폴리아닐린 등의 전도성 폴리머를 복합화한 섬유, 탄소섬유, 금속피복섬유 등의 전도성 섬유를 분산한 폴리올레핀계 합성지, 혹은 상기 전도성필러라든지 대전방지제를 첨가한 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 텔레프탈레이트 등의 필름이라든지 폼시트를 사용할 수 있다.
상기 스페이서 시트는 상기의 합성지 등의 단층구조로서도 좋고, 상기의 합성지 등의 적층구조로서도 좋지만, 단층구조로 한 스페이서 시트가 취급용이성, 물성 등의 점에서 바람직하다.
또한, 폴리피롤을 복합화한 섬유를 사용한 합성지가 전도성 컨트롤의 용이성, 내구성 등의 점에서 바람직하다.
스페이서 시트는 투기도(透氣度)(JIS P8117)가 1800 초/100cc 이하, 평활성 (JIS P8119)이 10초 이하, 발진성(發屢性: 일본 CIC사 방식)이 0.5 μm 이상의 입자 200 개/100 mm x 100 mm 이하인 것이 바람직하다.
본 발명의 수납용기에서는 상기 수납구조에 따라서 웨이퍼를 수납하는 경우, 방진(먼지방어)의 견지에서, 수납용기마다 진공포장되는 일이 있다. 웨이퍼는 그 표면이 극히 평활하기 때문에, 스페이서 시트와 웨이퍼는 양자사이에 공기가 실질상 존재하지 않은 상태로 밀착하여 (즉, 타이트하게) 접촉하는 일이 있다.
이 때문에, 웨이퍼의 수납용기로부터, 스페이서 시트와 웨이퍼를 순서대로 인출할 때에, 밀착한 상태의 웨이퍼와 스페이서 시트 분리는 통상 용이하지 않고, 사람이 손에 의해 웨이퍼로부터 스페이서 시트를 한장 한장 벗기지 않으면 안된다고 하는 번거로움가 있다. 특히, 후술하는 자동제어에 의한 웨이퍼의 수납·인출방법에 있어서는 상기 웨이퍼와 스페이서 시트의 밀착한 상태가 장해가 되는 일이 있다.
이러한 단점을 해소하기 위해서, 본 발명에 있어서는, 스페이서 시트를, 웨이퍼와의 밀착상태를 원래부터 생기게 하지 않는 구조로 할 수 있고, 또한, 웨이퍼와의 밀착상태가 생겼다고 해도, 이 밀착상태를 용이하게 해제하는 구조로 할 수 있다.
즉, 상기 스페이서 시트를, 그 적어도 한쪽의 면에, 복수의 오목형상부 및/또는 볼록형상부를 가지도록, 또는 상기 스페이서 시트가 스페이서 주위에서 내측으로 잘라넣은 커트라인을 가지도록 형성할 수 있다. 또한, 상기 오목형상부 또는/및 볼록형상부의 형성은 전형적으로는 엠보스가공에 의해 형성할 수 있다. 또한, 상기 커트라인은 전형적으로는, 커터에 의한 커트 또는 커트라인에 폭을 갖게 한 펀칭에 의해 형성할 수 있다.
말단부 쿠션재의 소재로서, 연질 폴리우레탄폼, 폴리에틸렌폼, 폴리프로필렌폼, 폴리스티렌폼등을 사용할 수 있다. 또한, 먼지의 침입을 방지하기 위해서, 독립기포폼으로 하는 것이 바람직하고, 완충성의 점에서 연질 폴리우레탄이 바람직하다. 또한, 말단부 쿠션재에도 전도성을 갖게 하는 것도 가능하며, 이 표면저항은 1011Ω/□ 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 말단부 쿠션재가 전도성을 가지지 않는 경우에는, 최상부의 웨이퍼와 최하부의 웨이퍼의 사이에, 전도성을 가지는 스페이서 시트를 설치하는 것이 바람직하다.
본 발명의 수납구조에서는, 말단부 쿠션재는 상술한 바와 같이 교대로 겹쳐 쌓아진 스페이서 시트와 웨이퍼와 상하 말단부에 설치되어, 이들을 유지한다.
말단부 쿠션재로서, 그 압축시 응력(10%)은 0.01 내지 0.6 kg/cm2정도가 되는 것을 채용하는 것이 바람직하다. 예를들면, 발포합성고무로서는 0.01 내지 0.03kg/cm2, 폴리에틸렌폼으로서는 0.2 내지 0.4 kg/cm2, 폴리스티렌폼으로서는 0.2 내지 0.6 kg/cm2정도의 응력을 가지는 것을 채용하는 것이 바람직하다.
상기 구성에 의한 본 발명의 웨이퍼의 수납구조에 있어서, 웨이퍼와 스페이서 시트는 교대로 포개여지고 웨이퍼의 수납용기내에 수납됨과 동시에, 그 상하 말단부에는 말단부 쿠션재가 설치된다. 따라서, 운반시의 진동등에 의해 웨이퍼의 수납용기에 주어지는 충격은 말단부 쿠션재에 의해서 흡수되고, 웨이퍼는 해당 충격으로부터 보호된다.
또한, 스페이서 시트로서, 전도성을 가지는 것을 사용한 경우에는 운반시에 있어서의 진동으로 웨이퍼와 스페이서 시트의 사이에, 또는 웨이퍼와 말단부 쿠션재의 사이에 마찰이 생기더라도, 정전기는 발생하지 않거나, 가령 발생하더라도, 수납용기 내부에서 머무르는 것은 아니다. 따라서 웨이퍼에 형성된 회로가 정전기에 의해 손상한다고 하는 단점은 생기지 않는다.
또한, 겹쳐 쌓은 스페이서 시트와 웨이퍼를, 상기 수납용기내에서 상하방향으로 유지함에 의하여, 수납용기내에서 각 웨이퍼는 서로 위치차이를 일으키는 일없이 안정적으로 유지된다. 따라서 수납용기 내면에의 웨이퍼의 접촉에 의한 파손이라든지, 웨이퍼끼리의 마찰에 의한 정전기의 발생을 또한 효율좋게 억제할 수 있다.
또한, 본 발명의 웨이퍼의 수납·인출 방법은 1 개 또는 2 개의 픽업아암을 사용하고, 적어도 하나의 슬릿을 가지는 통부를 가지는 용기본체(예를들면, 본 발명에 있어서의 웨이퍼의 수납용기에 있어서의 용기본체)의 해당 통부내에, 웨이퍼, 스페이서 시트를 수납하고, 혹은 해당 통부내에서 이들을 인출하는, 웨이퍼의 수납·인출 방법으로서, 자동제어기구에 적용된다.
하나의 픽업아암을 사용하는 경우에는, 픽업아암은 상기의 적어도 하나의 슬릿에 들어가고, 상기 웨이퍼와 상기 스페이서 시트를, 교대로, 상기 통부내에 수납하거나, 또는 상기 통부내에서 인출한다.
또한, 2 개의 픽업아암을 사용하는 경우에는, 이들 픽업아암중 한쪽은 상기 슬릿에 들어간다. 또한 2 개의 픽업아암중 다른쪽은 상기 한쪽의 픽업아암이 들어가는 슬릿과 동일한 슬릿, 또는 다른 슬릿으로 들어간다. 그리고, 2 개의 픽업아암으로, 상기 웨이퍼와 상기 스페이서 시트를, 교대로, 상기 통부내에 수납하거나, 또는 상기 통부내에서 인출한다.
본 발명의 웨이퍼의 수납·인출 방법에서는, 슬릿이 있는 통부를 가지는 수납용기를 사용하기 때문에, 웨이퍼 등을 용기본체(예를들면, 본 발명에 있어서의 웨이퍼의 수납용기에 있어서의 용기본체)의 통부내에 수납하거나, 또는 웨이퍼등을 해당 통부내에서 인출하는 때에, 픽업아암의 선단부를, 통부의 내부에 까지 들어가게 하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 자동제어기구에 있어서, 웨이퍼의 수납시에 웨이퍼 매수가 순차로 증가하거나, 혹은 웨이퍼의 인출시에 웨이퍼 매수가 순차 감소하더라도, 상기 픽업아암의 제어가 극히 용이하게 된다.
이하, 본 발명의 실시예를 도면에 근거하여 설명한다.
도 1은 웨이퍼의 수납용기(이하, 「웨이퍼 수납용기」라고 한다)의 일례를 일부파단하여 나타내는 사시도, 도 2는 그 웨이퍼 수납용기를 반단면으로서 나타내는 측면도이다. 이들 각 도에 있어서, 웨이퍼 수납용기(1)는 원판상의 웨이퍼를 다수 매 겹쳐 수납할 수 있는 유저원통상(有底圓筒狀)의 용기본체(2)와, 이 용기본체 (2)에 덮여지는 덮개(3)로 구성되어 있다.
용기본체(2)는 정사각형상의 기저부(2a)상에 원통부(2b)가 돌출하여 설치된 것으로, 해당 원통부(2b)에 의해 형성되는 수납공간(2e)내에, 다수의 웨이퍼가 쌓여 중첩되어 수납된다. 원통부(2b)의 내경은 수납되는 웨이퍼 직경에 맞추어서 해당 직경보다도 수밀리정도 크게 형성된다. 이 원통부(2b)에는 그 선단부로부터 기단부에 걸쳐 슬릿(2c1 내지 2c4)이 원주방향으로 4 등배한 위치에 형성되어 있다. 이들의 슬릿(2c1 내지 2c4)은 후술하는 수납·인출시스템에 있어서의 반송로봇의 픽업아암이 들어갈 수 있는 폭치수를 가지고 있다. 슬릿의 위치는 기저부의 1 변의 중앙부에 설치하면, 픽업아암의 스트로크가 짧게되어 바람직하다. 물론, 시스템에 따라서는 기저부의 대각선상에 위치하더라도 상관없다.
또한, 원통부(2b)의 상단외주면에는, 부분나사를 구성하는 4 개의 경사상단부(2d)가 대략 등간격로 형성되어 있고, 이것은 덮개(3)의 원주홈(3d)의 내측에 형성한 경사홈(3e)과 비틀린 위치로 위치가 맞추어져, 용기본체(2) 또는 덮개(3)가 약간의 회전에 의해 양자를 결합상태로 하는 것이다. 또한, 용기본체(2)의 기저부 (2a) 상면(용기측내면)은 도 2에 나타낸 바와 같이, 동심원상의 복수의 보강리브가 돌출하는 요철형상으로 되어있지만, 이들의 상단은 동일면상에 위치하고 있어, 웨이퍼를 수평으로 적재할 수 있게 되어있다.
한편, 덮개(3)는 전체가 정사각 기둥형상을 이루며, 원통부(3a)와, 이 원통부(3a)에 외접하는 각 통부(3b)에 의해 구성되어 있다. 이 원통부(3a)는 용기본체 (2)의 원통부(2b)를 덮고, 하단부가 용기본체(2)의 기저부(2a)의 일부를 남기고 덮고 있다, 원통부(3a)는 덮개(3)와 용기본체(2)와의 착탈시의, 안내수단등으로서의 역할을 하고 있다,
덮개(3)의 천정면에는 상기 용기본체(2)의 원통부(2b)의 상단을 받아 들이는 원주홈(3d)이 형성되어 있음과 동시에, 용기본체(2)의 수납공간(2e)에 대응하는 위치에, 동심원상으로 복수의 리브 및 볼록부(이하, 단지 리브(3c))가 하방으로 돌출형상으로 형성되어 있다. 이들 리브(3c)는 덮개(3)를 용기본체(2)에 장착한 상태로, 도 2에 나타낸 바와 같이, 수납공간(2e)의 상부에 조금 진입한 상태로, 웨이퍼를 쌓아겹친 곳의 상부에 접한다. 가장 본 발명을 구성하는데 적합한 것은 상기 웨이퍼의 쌓아겹친 곳의 상부가 덮개(3)의 내면측에 의해서 하방으로 눌러지는 구성이 취해지면 되는 것이고, 리브(3c)를 설치하는 것, 및 이것을 수납공간(2e)내에 진입시키는 것은 필수의 요건이 아니다.
상기 덮개(3)는 용기본체(2)에 대하여, 상술한 원통부(2b)의 경사상단부(2d)와 원주홈(3d)내의 경사홈(3e)의 결합에 의해서, 착탈가능하게 장착된다. 즉, 덮개 (3)는 용기본체(2)에 대한 비틀린위치로, 원통부(2b)에 덮여지고, 소정 각도(15° 내지 45°) 회전됨에 따라, 경사홈(3e)의 경사각도만큼 용기본체(2)측으로 진행하면서, 서서히 조여 고정되게 된다. 또한, 용기본체(2)의 하면은 덮개(3)의 상부가 받아들여지도록, 내측으로 오목하게 들어가 형성되고, 이것에 의해서 웨이퍼 수납용기(1)는 상하방향으로 다수 겹쳐 쌓을 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 웨이퍼 수납용기(1)로서, 체적저항 200 Ω·cm, 표면 저항 106Ω/□ 이하의 전도성 폴리프로필렌 수지를 소재로서 사용하였다.
다음에, 상기 웨이퍼 수납용기(1)내에, 다수의 웨이퍼를 수납하는 태양에 대하여 설명한다. 도 3은 용기본체(2)내에 웨이퍼를 수납한 상태를 나타내는 사시도, 도 4는 웨이퍼 수납상태에 있어서의 용기본체(2)의 종단면도, 도 5는 웨이퍼 수납용기(1)내에서의 웨이퍼의 유지상태를 나타내는 도 2의 일부확대단면도이다.
이들 각 도에 있어서, 웨이퍼(4)는 용기본체(2)의 수납공간(2e)내에, 다수겹쳐쌓아 수납되고, 각 웨이퍼(4) 사이에는 스페이서 시트(도 3에서는 단층의 전도성 시트: 5)가 개재된다.
웨이퍼는 일반적으로는, 직경 2 인치(약 50 mm) 내지 8 인치(약 200 mm) 및 두께 350, 500, 750 μm등, 각종 목적에 따른 크기의 것이 있지만, 실시예에서는, 두께 350 μm의 8 인치 사이즈의 것을 채용하였다. 실시예에 도시하는 웨이퍼 수납용기(1)는 이 웨이퍼 사이즈에 맞추어서 설계된 것으로, 25 매의 웨이퍼를 수납할 수 있다.
스페이서 시트(5)는 웨이퍼(4)를 겹쳐 쌓았을 때에, 웨이퍼(4)끼리가 직접 접촉하지 않도록 하여, 웨이퍼끼리의 마찰에 의한 흠집을 방지함과 동시에, 웨이퍼 (4) 사이에서의 정전기의 발생을 억제하도록 작용한다. 이 때문에 스페이서 시트 (5)는 표면저항이 106Ω/□ 이하의 연질소재에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는, 스페이서 시트(5)로서 강연도(剛軟度) 80 mm 이하의 폴리올레핀계 합성지를 소재로 하여, 두께 230 μm, 직경 200 mm로 형성한 것을 사용하였다.
또한, 웨이퍼는 청정상태를 유지하지 않으면 안되기 때문에, 스페이서 시트 (5)의 발진성(發塵性)은 낮지 않으면 안된다. 본 실시예에서는, 해당 발진성(일본 CIC 사 방식)은 0.5 μm 이상의 입자 200 개/ 100 mm x 100 mm 이하의 것을 사용하였다.
한편, 말단부 쿠션재(6A, 6B)는 용기본체(2)의 수납공간(2e)의 최상부 및 최하부에 배치된다. 즉, 말단부 쿠션재(6A, 6B)는 상술한 웨이퍼(4)와 스페이서 시트 (5)를 교대로 겹쳐 쌓고, 그 양단부에 이 겹쳐 쌓은 것을 끼우는 형으로 배치된다. 이 말단부 쿠션재(6A, 6B)에 의해, 겹쳐 쌓아진 웨이퍼(4)가 용기본체(2)의 기저부 (2a) 및 덮개(3)의 천상면의 리브(3c)에 직접 접촉하는 것은 아니다. 말단부 쿠션재(6A, 6B)는 적절한 충격흡수력을 가지고 있고, 웨이퍼 수납용기(1)에 충격이 주어진 경우라도, 이것을 흡수하여, 웨이퍼(4)측에는 전하지 않도록 기능한다.
본 실시예에서는, 이 말단부 쿠션재(6A, 6B)로서, 표면저항 8 x 1011Ω/□ 이하, 대전압 감쇠시간(50%) 1.4 초 이하, 밀도(JIS K6401) 27 kg/m3, 경도(JIS K6401) 6.5 kgf, 반발탄성(JIS K6402) 40%의 여러가지 특성을 가지는 연질 폴리우레탄 폼시트를, 직경 200 mm, 두께 15 mm로 가공한 것을 사용하였다. 또한, 말단부 쿠션재로서의 연질 폴리우레탄 폼시트의 반발탄성은 20 내지 60% 정도가 바람직하게 사용된다.
25 매의 웨이퍼(4)는, 상술한 바와 같이 스페이서 시트(5)를 사이에 두고 겹쳐 쌓아지고, 그 상하 말단부에 말단부 쿠션재(6A, 6B)를 배치한 상태로, 도 4에 나타낸 바와 같이, 용기본체(2)의 수납공간(2e)내로 수납된다.
도시하지는 않았지만, 이 상태로, 용기본체(2)에는 덮개(3)가 씌워지고 장착되어, 웨이퍼(4)는 운반, 보관가능하게 수납된다. 웨이퍼(4)와, 스페이서 시트(5)를, 말단부 쿠션재(6A, 6B)와 겹쳐 쌓아, 덮개(3)를 장착한 경우, 덮개(3)의 천상면(天上面)에 형성한 리브(3c)는 말단부 쿠션재(6A)에 가압력을 준다.
즉, 덮개(3)가 용기본체(2)에 대하여 비틀린 위치로 씌워지면, 이 위치에서 리브(3c)는 말단부 쿠션재(6A)에 접촉하고, 덮개(3)가 회전되어, 용기본체(2)측의 경사형상단부(2d)가 덮개(3)측의 경사홈(3e)과 깊이 결합한다. 덮개(3)의 적층방향으로의 진행에 따라서, 리브(3c)는 서서히 말단부 쿠션재(6A, 6B)를 하방으로 눌러간다(도 5의 흰화살표 참조). 덮개(3)가 용기본체(2)에 완전히 장착된 상태로, 각 상하의 말단부 쿠션재(6A, 6B)는 두께가 약 10% 수축하고, 이것에 의해 생기는 응력이 적층된 웨이퍼(4)를 끼우는 힘으로 되어, 웨이퍼(4), 스페이서 시트(5) 및 말단부 쿠션재(6A, 6B)는 웨이퍼 수납용기(1)내에서 안정적으로 유지된다.
또한, 말단부 쿠션재(6A)는 덮개(3)의 회전동작에 따라, 리브(3c)와 미끄럼 접촉하기 때문에, 말단부 쿠션재(6A)가 회전하지 않도록, 그 표면(S)을 평활하게 하여 두는 것이 바람직하다.
또한, 스페이서 시트(5)로서, 도 6(a), (b)에 나타내는 웨이퍼(4)의 밀착상태를 원래부터 생기게하지 않는 구조, 또는 웨이퍼와의 밀착상태가 생겼다고 해도, 이 밀착상태를 용이하게 해제하는 구조의 것을 사용할 수 있다.
도 6(b)에는 표면에 엠보스(51)가 형성된 상기 구성의 스페이서 시트(5)가 나타나고 있다. 물론, 이 엠보스(51)는 상기 구성의 스페이서 시트(5)로 형성하는 것에 한정되지 않고, 전도성을 가지지 않는 스페이서 시트로 형성하는 것도 가능하다. 또한, 엠보스(51)의 패턴도, 웨이퍼(4)와의 밀착상태를 원래부터 생기게 하지 않거나, 또는 웨이퍼와의 밀착상태가 생겼다고 하여도, 이 밀착한 상태를 용이하게 해제할 수 있으면, 어떠한 패턴(예를들면, 도 6(a)으로 나타낸 산점상(散点狀)의 패턴, 혹은 시트의 중심에서 주위로 연장되는 방사선상, 줄무늬상, 격자상의 패턴)이라도 좋다.
엠보스(51)의 패턴이라든지 스페이서 시트(5)의 재질등에도 의하지만, 엠보스 가공후의 시트의 시각적 두께는 엠보스 가공전의 시트소재의 두께의, 1.1 내지 3 배 정도인 것이 바람직하다. 또한, 엠보스가 형성된 스페이서 시트를 사용하는 경우에는, 웨이퍼에 대한 해당 스페이서 시트에 의한 완충효과를 증대시킬 수 있다.
상기 실시예의 구성의 합성지로 이루어지는 스페이서 시트(5)를 사용하여 웨이퍼(4)를 웨이퍼 수납용기(1)에 수납한 뒤, 용기(1) 전체를 진공포장하고, 또한 그 다음, 포장을 풀어 수납용기(1)로부터 웨이퍼(4)를 꺼내는 테스트를 행하였지만, 웨이퍼(4)와 스페이서 시트(5)는 밀착상태로 되지않고, 웨이퍼의 인출등에 있어서 지장이 생기는 일은 없었다. 또한, 카본블랙 30 중량%을 포함한다. 두께 약 50 μm의 폴리에틸렌 시트에, 가공후의 시트의 두께가 120 μm가 되는 엠보스를 행하여 제작한 스페이서 시트를 사용하여 상기와 같은 테스트를 행하였지만, 웨이퍼 (4)와 이 스페이서 시트가 밀착한 상태가 되는 것은 아니었다.
도 6(b)에는 주위에서 내측으로 복수의 커트라인(52)으로 잘라넣어진 상기 구성의 스페이서 시트(5)가 도시되어 있다. 물론, 이 커트라인(52)은 도 6(a)의 엠보스의 경우와 같고, 상기한 구성의 스페이서 시트(5)로 형성하는 것으로 한정되지 않는다. 또한, 커트라인(52)의 패턴도, 웨이퍼(4)와의 밀착상태를 원래부터 생기게하지 않거나, 또는 웨이퍼와의 밀착상태가 생겼다고 해도, 이 밀착상태를 용이하게 해제할 수 있으면, 어떠한 패턴(예를들면, 도 6(b)에 나타낸 주위에서 중심으로 향하는 패턴, 혹은 주위에서 소용돌이상으로 내측으로 향하는 패턴)이라도 좋다.
스페이서 시트(5)의 재질 등에도 의하지만, 커트라인(52)의 수는 2 내지 36개로 하는 것이 바람직하다.
다음에, 본 발명의 웨이퍼의 수납·인출 방법을, 웨이퍼의 반송시스템에 응용한 경우를 예로 설명한다. 도 7은 웨이퍼의 수납·인출시스템의 개략적인 구성을나타내는 사시도, 도 8 내지 도 10은 해당 시스템에 의해 웨이퍼 수납용기에 웨이퍼를 순차로 수납하여 가는 순서에 대하여 도시하는 개략도이다.
도 7에 있어서, 다수의 웨이퍼(4)는 컨베이어(7)상으로 반송되어, 순차 용기로의 수납공정에 이른다. 또한, 웨이퍼(4)를 수납하기 위한 용기본체(2)도, 별도의 컨베이어(8)에 의해 수납공정에 이르고, 웨이퍼(4)가 수납되는 것을 순차로 대기한다. 반송로봇(9)은 수납공정에서 양 컨베이어(7, 8) 사이에 설치되고, 그 픽업아암 (9a)의 선단에 진공흡착부(9b)를 구비한다. 컨베이어(7)상으로 반송되어 오는 웨이퍼(4)는 이 진공흡착부(9b)에 의해서 진공흡착되고, 용기본체(2)내에 수납된다. 또한, 반송로봇(10)은 반송로봇(9)과 같은 구성을 가지며, 컨베이어(도시하지 않음) 상에서 반송되는 스페이서 시트(5) 및 말단부 쿠션재(6A, 6B)를 용기본체(2)내로 반송하여, 수납한다.
이와 같이 구성되는 수납·인출시스템에 있어서, 컨베이어(8)상에서 반송되어온 빈 용기본체(2)에는 최초에, 반송로봇(10) 또는 수작업에 의해서 말단부 쿠션재(6B)가 수납된다. 스페이서 시트(5)는 반송로봇(10)의 진공흡착부(10b)에 의해 흡착되고, 상방에서 용기본체(2)의 수납공간(2e)내로 받아들여지지만, 이 때, 반송로봇(10)의 픽업아암(10a)은 용기본체(2)에 형성된 슬릿(도 7에서는 부합(2c1)으로 나타내는 것)에 의해서, 흡착한 스페이서 시트(5)를 수납공간(2e) 저부까지 들어가게 하는 것이 가능하게 된다.
반송로봇(10)의 픽업아암(10a)은 수납공간의 저부(底部)에서, 진공흡착부 (10b)의 흡착상태를 해제하고, 스페이서 시트(5)를 해방하고, 말단부 쿠션재(6B)상에 적재한 후, 초기위치로 되돌아간다.
다음에, 반송로봇(9)이 가동하고, 컨베이어(7)상의 웨이퍼(4)를 흡착하여(도 8의 파선으로 나타낸 픽업아암(9a) 참조), 용기본체(2)의 상방으로 이동한 후(도 8의 실선으로 나타낸 픽업아암(9a) 참조), 픽업아암(9a)의 선단을 수납공간(2e)내로 하강시키고, 수납한 스페이서 시트(5) 상의 근접한 위치(혹은 스페이서 시트(5)에 면접촉시킨 위치)로, 웨이퍼(4)의 흡착을 해제한다(도 9 참조). 상기의 경우에도, 용기본체(2)의 슬릿(2c1)과는 다른 슬릿(도 7에서는, 부합(2c3)으로 나타낸다)에 의해서, 반송로봇(9)의 픽업아암(9a)은 하강하는 것이 가능하게 된다. 상기 픽업아암(9a)의 수납공간(2e)내에서의 하강제어는 진공흡착부(9b)에 설치한 거리센서(광 센서등)에 의해, 스페이서 시트(5)와의 거리를 계측하고, 설정한 위치에서 픽업아암(9a) 선단을 정지시키도록 제어할 수 있다. 또한, 픽업아암(9a)의 관절부에 토크 센서를 설치하고, 웨이퍼(4)가 스페이서 시트(5)에 접촉한 때의 토크를 검출하고, 픽업아암(9a)을 정지제어하는 것도 가능하다. 웨이퍼(4)를 해제한 반송로봇(9)은 수납공간(2e)내를 상승하여(도 10참조), 초기위치로 되돌아가고, 다음 웨이퍼반송를 위해 대기한다.
이어서, 용기본체(2)내의 웨이퍼(4) 상에는 반송로봇(10)에 의해서 스페이서시트(5)가 같은 방법에 의해 적재되고, 그 다음, 순차 스페이서 시트(5)와 웨이퍼 (4)는 교대로 적층되어간다. 25 매의 웨이퍼(4)가 용기본체(2)내에 수납되고, 그위에 스페이서 시트(5)가 놓여지면, 마지막으로 반송로봇(10) 혹은 수작업에 의해서 말단부 쿠션재(6A)가 수납되어, 수납작업이 완료한다. 수납작업이 완료한 시점에서, 용기본체(2)는 컨베이어(8)로 반송되고, 다음 공정에서 덮개(3)가 장착되어 웨이퍼의 수납이 완료한다.
또한, 덮개(3)의 장착은 상기 웨이퍼의 수납공정과 동시에 자동화시키는 것도 가능하고, 작업원에 의한 수작업으로 하는 것도 가능하다. 또한, 웨이퍼(4)와 스페이서 시트(5)를, 동일한 로봇에 의해서 각각 이동하는 것도 가능하고, 이들을 수작업에 의해서 수납하여 가는 것도 가능하다.
한편, 웨이퍼 수납용기내에 수납된 웨이퍼(4)를 반출하는 공정은 수납공정을 반대로 실행함에 의하여 달성된다.
상기 실시예에서는, 픽업아암(9a,10a)의 제어는 쌓아 겹친 최상의 웨이퍼(4) 또는 스페이서 시트(5)와의 거리를 거리센서에 의해 계측하고, 픽업아암(9a,10a)의 선단을 쌓아 겹친 최상의 웨이퍼(4) 또는 스페이서 시트(5)의 위치에서 정지시키고 있지만, 다음과 같은 제어를 행하는 것도 가능하다.
즉, 웨이퍼(4) 또는 스페이서(5)의 수납이라든지 인출이 행하여질 때마다, 웨이퍼(4) 또는 스페이서(5)의 두께분만큼 하강 또는 상승하는 기구의 테이블에 용기본체(2)에 적재해 둔다. 이것에 의해, 쌓아 겹친 최상의 웨이퍼(4) 또는 스페이서 시트(4)의 위치는 항상 일정높이로 유지된다. 이것에 의해, 픽업아암(9a,10a)은 항상 같은 높이로, 웨이퍼(4)라든지 스페이서 시트(5)의 수납이나 인출을 행할 수 있다.
상술한 수납·인출시스템에 있어서는, 용기본체(2), 웨이퍼(4)등은 각 컨베이어 및 반송로봇에 의해서 정확히 위치제어되고, 반송되기 때문에, 웨이퍼(4)가용기본체(2)에의 수납시에, 원통부(2b)에 접촉하여, 이것이 원인이 되어 파손하는 사고가 발생하는 일은 없다.
수납용기의 통부에 슬릿을 형성하고, 자동제어기구의 픽업아암이 들어가도록 하는 것으로, 웨이퍼를 용기의 통부내에 용이하게 수납하거나, 또는 웨이퍼를 해당 통부내에서 용이하게 인출할 수 있다. 이 결과, 종래, 수작업에 의해서, 웨이퍼를 수납용기에 수납하는 경우에, 해당 웨이퍼를 용기에 접촉시켜 파손되는 사고가 없어짐과 동시에, 작업효율을 비약적으로 향상시킬 수 있다.
각 웨이퍼 사이에 개재시키는 스페이서 시트를 전도성으로 한 경우에는, 운반시에 있어서의 진동으로 웨이퍼와 스페이서 시트의 사이에 마찰이 생기더라도, 정전기는 발생하지 않는다 (또는, 정전기가 발생하였다고 해도 용기내에는 머무르지 않는다). 따라서, 웨이퍼에 형성된 회로가 정전기에 의한 손상을 받는 일이 없다.
스페이서 시트를, 웨이퍼와의 밀착상태를 원래부터 생기게 하지 않는 구조, 또는 웨이퍼와의 밀착상태가 생겼다고 해도, 이 밀착상태를 용이하게 해제하는 구조로 한 경우에는, 웨이퍼의 용기로부터의 인출에 있어서, 웨이퍼와 스페이서 시트가 일체화한 채로 있는 일이 없어, 원활한 웨이퍼의 인출작업을 행할 수 있다.
또한, 적층된 웨이퍼는 탄성부재에 끼워진 상태로 용기내에 수납되고, 운반시의 낙하, 진동에 의해 용기에 주어지는 충격은 탄성부재에 의해서 흡수되고, 웨이퍼에 전달되는 것이 저지되고, 그 물리적인 파손이 방지된다. 또한, 탄성부재,스페이서 시트 및 웨이퍼로 이루어지는 적층체를, 상기 용기내에서 상하방향으로 유지함으로써, 용기내에서 각 웨이퍼는 서로 위치어긋남을 일으키는 일 없이 안정적으로 유지되고, 따라서 용기내면에의 웨이퍼의 접촉에 의한 파손이라든지, 마찰에 의한 정전기의 발생을 또한 억제할 수 있다.

Claims (15)

  1. 반도체 웨이퍼가 스페이서 시트를 사이에 두고 다수매 포개어져 수납되는 통부를 갖고, 표면 저항치 106Ω/□ 이하의 도전성 플라스틱으로 이루어지는 용기본체와, 상기 용기본체에 덮여지는 덮개로 이루어지며,
    상기 통부는 반도체 웨이퍼의 수납 및/또는 인출을 위한 픽업아암이 들어가는 적어도 하나의 슬릿을 가지며,
    상기 용기본체는 평면도에서 보아 사각형상을 이루는 기초부에, 상기 통부가 세워져 설치되어 이루어지고,
    상기 덮개는 평면도에서 보아 상기 용기본체의 기초부의 평면도에서 본 형상과 거의 동일한 사각형상을 이루며,
    상기 덮개와 상기 용기본체는 상대적인 회전에 의해, 양자의 평면도에서 본 형상이 일치하도록 결합하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 수납용기.
  2. 제 1 항에 기재된 용기 본체 내에 반도체 웨이퍼가 스페이서 시트를 사이에 두고 다수매 포개어져 수납된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 수납구조.
  3. 제 2 항에 있어서, 말단부 쿠션재가 상기 다수매 포개어져 수납된 반도체 웨이퍼의 상하 말단부에 배치된 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 수납구조.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 스페이서 시트의 표면저항이 106Ω/□ 이하인 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 수납구조.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 스페이서 시트가 폴리피롤을 복합화한 섬유를 사용한 전도성의 합성지인 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 수납구조.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 스페이서 시트가 적어도 한쪽의 면에, 복수의 오목 형상부 및/또는 볼록형상부를 가지는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 수납구조.
  7. 제 4 항에 있어서, 상기 스페이서 시트가 주위에서 내측으로 잘라넣어진 커트라인을 가지는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 수납구조.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 스페이서 시트가 주위에서 내측으로 잘라넣어진 커트라인을 가지는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 수납구조.
  9. 하나의 픽업아암을 사용하여, 적어도 하나의 슬릿을 구비한 통부를 가지는 용기본체의 상기 통부내에, 반도체 웨이퍼, 스페이서 시트를 수납하고, 혹은 상기통부내에서 이들을 인출하는 반도체 웨이퍼의 수납·인출 방법에 있어서,
    상기 픽업아암은 상기 적어도 하나의 슬릿에 들어가고, 상기 반도체 웨이퍼와 상기 스페이서 시트를, 교대로, 상기 통부내에 수납하고, 또는 상기 통부내에서 인출하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 수납·인출 방법.
  10. 2개의 픽업아암을 사용하고, 적어도 하나의 슬릿을 구비한 통부를 가지는 용기본체의 상기 통부내에, 반도체 웨이퍼, 스페이서 시트를 수납하고, 혹은 상기 통부내에서 이들을 인출하는 반도체 웨이퍼의 수납·인출 방법에 있어서,
    상기 픽업아암중 한쪽은 상기 슬릿에 들어가고, 상기 픽업아암중 다른쪽은 상기 한쪽의 픽업아암이 들어가는 슬릿과, 동일한 슬릿 또는 다른 슬릿에 들어가고. 상기 반도체 웨이퍼와 상기 스페이서 시트를, 교대로, 상기 통부내에 수납하고, 또는 상기 통부내에서 인출하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 수납·인출 방법.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 스페이서 시트의 표면저항이 106Ω/□ 이하인 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 수납용기.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 스페이서 시트가 폴리피롤을 복합화한 섬유를 사용한 전도성의 합성지인 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 수납용기.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 스페이서 시트가 적어도 한쪽의 면에, 복수의 오목 형상부 및/또는 볼록형상부를 가지는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 수납용기.
  14. 제 5 항에 있어서, 상기 스페이서 시트가 적어도 한쪽의 면에, 복수의 오목 형상부 및/또는 볼록형상부를 가지는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 수납구조.
  15. 제 5 항에 있어서, 상기 스페이서 시트가 주위에서 내측으로 잘라넣어진 커트라인을 가지는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 수납구조.
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