TWI579210B - 基板收納容器 - Google Patents

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TWI579210B
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Tsutomu Suzuki
Satoshi Odashima
Hiroshi Mimura
Osamu Ogawa
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Shin-Etsu Polymer Co Ltd
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Description

基板收納容器
本發明係關於一種將矽等半導體晶圓、玻璃晶圓、遮罩玻璃、液晶元件等電子元件用之基板於製造步驟內搬送、保管，或於工廠間輸送時使用之基板收納容器。
隨著各種半導體用元件之微細化、高集成化之發展，由無塵室內之製造環境因素所引起之微粒、有機物、酸．鹼性物質等各種污染物質對在元件製程中進行搬送之矽晶圓造成的影響更日趨成為問題。
針對此種狀況，於使用矽晶圓作為素材之半導體製程中，尤其以晶圓口徑成為300mm為契機，開始採用將矽晶圓收納於密閉容器中而於製造裝置間進行搬送、保管之稱作局部環境(Mini Environment)之系統，作為該搬送．保管容器，多使用以塑膠作為主要材料之基板收納容器。
具體而言，此種基板收納容器係由聚丙烯、聚碳酸酯、環烯烴聚合物等合成樹脂形成，尤其作為收納300mm晶圓(基板)之基板收納容器，由聚碳酸酯樹脂所形成者由於具有高剛性、且可視認內部，故而主要使用該者。
又，提出有於使用基板收納容器時，為防止收納於其內部之基板表面之氧化或加工中途之多餘之反應的促進、經由水分之有機物附著等污染，而利用氮氣等惰性氣體或乾燥空氣置換基板收納容器之內部之氣體。
藉由使用此種基板收納容器，可減少無塵室內之製造環境因素所引起之微粒、有機物、酸．鹼性物質等各種污染物質之影響(例如參照日本專利特開2009-246154號公報)。
但，另一方面，隨著近來逐漸發展之電路圖案之微細化，顯然於元件製程之中，例如金屬製程等中，晶圓周邊環境之相對濕度、即水分亦對良率造成較大影響，必需於利用乾燥氮氣等置換(吹拂)基板收納容器之內部封閉空間而使相對濕度降低之後，可長時間將該基板收納容器之內部封閉空間之相對濕度一直維持在低濕度。就此方面而言，先前之基板收納容器之材料中主要使用的聚碳酸酯吸水率較高，難以長時間將利用乾燥氮氣等置換(吹拂)容器內而使濕度降低之後的容器內部一直維持低濕度。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2009-246154號公報
本發明係有鑒於此種情況而完成者，其目的在於提供一種吹拂後亦可長時間將內部封閉空間之相對濕度維持在低濕度之基板收納容器。
上述目的係藉由下述(1)~(7)之本發明而達成。
(1)本發明提供一種基板收納容器，其係將基板收納於內部封閉空間者，其特徵在於：使用於23℃之水中浸漬24小時之後所測定的吸水率為0.1重量%以下之特定構成材作為劃分上述內部封閉空間之構成材。
(2)較佳為上述內部封閉空間被設定為基於上述特定構成材，以 該內部封閉空間之相對濕度為0%之狀態作為起始基準，於自然放置狀態下經過24小時之時的相對濕度止於10%以下。
(3)較佳為上述特定構成材之材料中環狀烯烴樹脂((A)成分)為100質量份，纖維狀導電性填料((B)成分)相對於(A)成分100質量份為3~25質量份，作為抗衝擊材之聚烯烴系及/或聚苯乙烯系熱塑性彈性體((C)成分)相對於(A)成分100質量份為5~25質量份。
(4)較佳為上述特定構成材之表面電阻值為1.0×E+10Ω以下。
(5)較佳為於150℃、20分鐘之條件下藉由頂空法所測定之上述特定構成材之逸氣總量為40ppm以下。
(6)較佳為上述特定構成材之材料進而含有黏度平均分子量為100萬以上之聚乙烯((D)成分)。
(7)較佳為上述特定構成材之材料進而含有鄰苯二甲酸二丁酯吸油量為180mL/100g以上之粒子狀導電性填料((E)成分)。
根據本發明，可提供一種吹拂後亦可長時間將內部封閉空間之相對濕度維持在低濕度之基板收納容器。
1‧‧‧基板收納容器
2‧‧‧外殼本體
3‧‧‧內部封閉空間
4‧‧‧門
4a‧‧‧門本體
4b‧‧‧蓋板
5‧‧‧支持構件
6‧‧‧基板
7‧‧‧貫通孔
8、8A、8B‧‧‧開閉閥
9‧‧‧機器人凸緣
10‧‧‧上鎖機構
11‧‧‧旋轉構件
12‧‧‧連結桿
13‧‧‧卡止部
14‧‧‧操作孔
15‧‧‧襯墊
16‧‧‧保持器
17‧‧‧框體
18‧‧‧彈性片
19‧‧‧保持槽
20‧‧‧運動耦接件
30‧‧‧測定裝置
31‧‧‧支持構件
32‧‧‧矽晶圓
33‧‧‧釣線
34‧‧‧拉力測定機
圖1係表示本發明之實施形態之基板收納容器(FOUP)的展開立體圖。
圖2係表示基板收納容器(FOUP)之耐電壓衰減之測定的概略圖。
圖3係表示基板收納容器(FOUP)之滑動性之測定的概略圖。
以下，參照隨附圖式，對用以實施本發明之形態(以下，稱作實施形態)進行詳細說明。
作為成為本發明之實施形態之基板收納容器，對如圖1所示之於半導體工廠中作為步驟內容器使用之FOUP(Front Opening Unified Pod，前開式晶圓傳送盒)進行說明。基板收納容器(FOUP)1包括：外殼本體2，其前表面具有開口；及門4，其封閉該外殼本體2之開口並與該外殼本體2協動而於內部形成內部封閉空間3。
於上述外殼本體2之相對向之內側壁，如圖1所示，以相互對向之方式設有複數組之一對支持構件5。該複數組之一對支持構件5沿上下方向分別隔開固定間隔地配置，基板6以水平狀態由該各組之一對支持構件5支持。
又，於外殼本體2(之底面)，形成有2~4處之貫通孔7。於貫通孔7中，安裝有供給用與排氣用之2種開閉閥8A、8B(於內容共同之情形時使用8作為代表符號)，藉由利用該開閉閥8A、8B，可置換內部封閉空間3之氣體。具體而言，開閉閥8A(8B)包括：上部筒體，其可自外殼本體2之貫通孔7之上表面側進行安裝；下部筒體，其可自外殼本體2之貫通孔7之下表面側進行安裝；閥體，其由彈性構件支持且可動地內置於上部筒體及下部筒體之內部；過濾器；密封用O型環，其配設於該等零件之間；及彈性構件，其使閥體可動；且於平時將基板收納容器1之內部封閉空間3保持為密封狀態，於連接有吹拂口時，打開閥體而使基板收納容器1之內部封閉空間3與外部可連通(可進行吹拂之狀態)。
進而，於外殼本體2之頂面，具有搬送用機器人凸緣(robotic flange)9，於外殼本體2之底面，設有進行門4之開閉操作之開閉裝置(省略圖示)、或將基板收納容器1定位於對基板6進行各種處理加工之加工裝置之定位器件(省略圖示)。
上述門4包括皿狀之門本體4a、及以封閉該門本體4a之開口部之方式安裝之蓋板4b，且於其內部，具有將門4卡止於外殼本體2之上鎖機構10。該上鎖機構10包含旋轉構件11、藉由該旋轉構件11之旋轉而沿長度方向移動之連結桿12、及設於該連結桿12之前端之卡止部13。 於蓋板4b之與上述旋轉構件16對向之部分，形成有操作孔14，可經由該操作孔14對上鎖機構10進行操作。又，於門本體4a之側面全周具有襯墊15。該襯墊15係於門4封閉外殼本體2之開口時，確保與外殼本體2之開口周緣部之間的密封性。
進而，於上述門4之背面，如圖1所示，設有保持器16。保持器16構成為包括矩形狀之框體17、及自該框體17分支為短條狀並向基板6側伸出之彈性片18，於彈性片18形成有與基板2接觸之剖面為V或U字狀之保持槽19。
此種基板收納容器1於使用時，於其外殼本體2內收納基板(半導體晶圓)6，完成該收納後，藉由門4封閉(密閉)外殼本體2之開口。繼而，將基板收納容器1投入半導體零件之生產步驟中。於該生產步驟之各步驟中，將基板收納容器1裝載於設定於潔淨環境之加工裝置的口部分(裝載口)之後，打開門4，自外殼本體2內經由開口取出基板6。將該基板6裝載於加工裝置內，對其進行各種處理或加工，完成該各種處理或加工後，再次將其收納於外殼本體2內。完成基板6之收納後，藉由門4封閉外殼本體2之開口，並將該門4上鎖。利用搬送裝置將該基板收納容器1搬送至後續步驟，以下，重複相同之操作。於該情形時，視需要藉由利用設於基板收納容器1之開閉閥8A、8B，將惰性氣體注入至基板收納容器1之內部封閉空間3內，置換該內部封閉空間3內之氣體。
上述基板收納容器1於使用時，如上所述，作為其構成材之外殼本體2、門4及開閉閥8劃分內部封閉空間3，該外殼本體2、門4、開閉閥8、內部封閉空間3等具有如下之特有之構成。
(吸水率)
作為劃分內部封閉空間3之構成材即外殼本體2、門4及開閉閥8，使用於23℃之水中浸漬24小時之後(經過時間點)所測定的吸水率 為0.1重量%以下之特定構成材。基於本發明者之見解，如此可顯著地抑制水分自外殼本體2、門4及開閉閥8釋放至內部封閉空間3。
藉由水溫、時間、吸水率對特定構成材進行特定之原因在於，於依據JIS K7209標準、或ISO62標準之基準下，可進行客觀判斷。
以於23℃之水中浸漬24小時之後所測定的吸水率為0.1重量%以下作為條件之原因在於，若於23℃之水中浸漬24小時之後所測定的吸水率超過0.1重量%，則無法獲得水分釋放抑制能力客觀地滿足現實之要求者，無法於吹拂後亦長時間將內部封閉空間3之相對濕度維持在低濕度。
(濕度)
基板收納容器1之內部封閉空間3被設定為基於上述外殼本體2、門4及開閉閥8(特定構成材)，以內部封閉空間3之相對濕度為0%之狀態作為起始基準，於自然放置狀態下經過24小時之時的相對濕度止於10%以下。其係為了滿足半導體零件之生產步驟等中之現實要求。
於該情形時，以將上述內部封閉空間3之相對濕度維持在10%以下作為條件，可使外殼本體2、門4及開閉閥8、以及設置於內部封閉空間3內之支持構件5、保持器16全部為特定構成材，亦可使外殼本體2、門4及開閉閥8、以及設置於內部封閉空間3內之支持構件5、保持器16中一部分為特定構成材。不言而喻，隨著外殼本體2、門4及開閉閥8、以及設置於內部封閉空間3內之支持構件5、保持器16為特定構成材之比率變高，可使內部封閉空間3之相對濕度維持得較低，基於此，可將上述內部封閉空間3之相對濕度適當調整為10%以下之特定值(例如5%)。
以內部封閉空間3之相對濕度為0%之狀態作為起始基準，於自然放置狀態下經過24小時之時的內部封閉空間3之相對濕度為10%，將此用作基準係為了作為經考慮半導體零件之生產步驟等中之現實要求 所得之客觀之判斷基準而使用。根據上述構成，可提供能夠滿足現實要求者作為可將內部封閉空間之相對濕度維持在低濕度者。
(材料)
構成基板收納容器1之外殼本體2、門4及開閉閥8較佳為由環狀烯烴樹脂、液晶聚合物、聚苯硫醚、聚丙烯、聚醚醚酮等熱塑性樹脂形成(成形)。其原因在於，該等熱塑性樹脂吸水率較低，水分釋放抑制能力較高，藉由利用該性質，如上所述，可將內部封閉空間3之相對濕度維持在10%以下。
於該情形時，作為上述熱塑性樹脂，尤其較佳為使用環狀烯烴樹脂。其原因在於，其就成形性或尺寸精度、成本之觀點而言優異。作為該環狀烯烴樹脂，可使用具有降莰烯環之單體之開環聚合物及其氫化物，特佳為開環聚合物之氫化物。又，只要藉由依據JIS K7121之測定方法所測定之玻璃轉移溫度為101~160℃，則可減少逸氣之產生，並且提高機械強度(耐熱強度)。
例如，可使用ZEONEX(註冊商標)(日本ZEON股份有限公司製造)、ZEONOR(註冊商標)(日本ZEON股份有限公司製造)等。又，亦可使用以該等環狀烯烴樹脂作為主體之與其他樹脂之共聚物或合金等且吸水率為0.1重量%以下者。又，只要藉由依據JIS K7121之測定方法所測定之玻璃轉移溫度為101~160℃，則可減少逸氣之產生，並且提高機械強度(耐熱強度)。
可於此種環狀烯烴樹脂((A)成分)100質量份中，添加纖維狀導電性填料((B)成分)3~25質量份、作為抗衝擊材之聚烯烴系及/或聚苯乙烯系熱塑性彈性體((C)成分)5~25質量份。根據上述構成，就吸水率之觀點而言，可使用較佳者作為樹脂，並且亦有如後文所述之優點。
關於上述外殼本體2、及支持材5，作為(B)成分，為賦予導電性，可於上述熱塑性樹脂100質量份中，添加碳纖維、奈米碳管、被 覆有金屬之聚合物纖維、被覆有貴金屬之聚合物纖維、不鏽鋼等金屬纖維、晶須等纖維狀導電性物質3~25質量份。纖維狀導電性物質係指於JIS K3850「空氣中之纖維狀粒子測定方法」中所定義之縱橫比(長度/寬度)為3以上之導電性填料。若此種纖維狀導電物質未達3質量份，則難以獲得充分之導電性，若超過25質量份，則容易導致耐衝擊性之降低。尤其更佳為3~15質量份。
為獲得上述表面電阻值1.0×E+10Ω以下之導電性能，纖維狀導電性物質可使用聚丙烯腈系(PAN系)之碳纖維、或瀝青系之碳纖維。關於該纖維尺寸，可使用長纖維、短纖維(切斷纖維)、磨碎纖維等，進而視需要亦可使用例如環氧系、胺基甲酸酯系等適合之表面處理劑(上漿劑)改善與樹脂界面之親和性、接著性。尤其較佳為纖維長度為3~6mm，纖維直徑為5~15μm者。又，就逸氣之觀點而言，上漿劑之含浸率較佳為2質量%以下。此種碳纖維之調配量與以表面電阻值為首之材料之諸特性並非藉由所使用之碳纖維之已述纖維長度等特性而被唯一地特定出數值，除表面電阻值以外，可於按照材料之機械特性、成形性、尺寸等本發明之主旨之範圍內適當地設定其種類與調配量。
(C)成分可單獨使用聚烯烴系熱塑性彈性體、或聚苯乙烯系熱塑性彈性體，亦可組合該等而使用。藉由將(C)成分設為5質量份以上，可謀求耐衝擊性之提高，藉由將其設為25質量份以下，可防止耐熱性之降低。又，更佳為5~15質量份。
聚烯烴系熱塑性彈性體係指以如下方式製作且於常溫下為彈性體之高分子物質：使乙烯-丙烯橡膠或乙烯-丙烯橡膠-二烯橡膠微分散於聚乙烯或聚丙烯中，或者使乙烯-丙烯橡膠或乙烯-丙烯橡膠-二烯橡膠一部分交聯之後混合聚丙烯或聚乙烯。
聚苯乙烯系熱塑性彈性體係指藉由使硬質段之聚苯乙烯部分、 與作為軟質段之聚丁烯、聚乙烯、丁二烯、異戊二烯等部分成為嵌段共聚物而製作，且於常溫下為彈性體之高分子物質。以芳香族乙烯-共軛二烯嵌段共聚物為代表，可列舉苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS，Styrene-Butadiene-Styrene)、苯乙烯-丁二烯-丁烯-苯乙烯(SBBS，Styrene-Butadiene-Butylene-Styrene)、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS，Styrene-Ethylene-Butylene-Styrene)等。
於構成基板收納容器1之構件中，尤其支持構件5、外殼本體2、及開閉閥8可含有黏度平均分子量為100萬以上之超高分子量聚乙烯(D)成分作為特定構成材，其含量相對於(A)成分100質量份較佳為1~20質量份，更佳為5~15質量份。若相對於(A)成分100質量份，(D)成分之含量未達較佳之下限值，則對晶圓之滑動性及焊接部之外觀、強度之提高效果不充分，若超過較佳之上限值，則有損樹脂組合物之流動性，容易導致成形體之表面外觀變差。
又，樹脂組合物中之(D)成分之含量相對於(A)成分+(B)成分+(C)成分之合計100質量份，較佳為1~20質量份，更佳為5~15質量份。若相對於(A)成分+(B)成分+(C)成分之合計100質量份，(D)成分之含量未達較佳之下限值，則對晶圓之滑動性及焊接部之外觀、強度之提高效果不充分，若超過較佳之上限值，則有損樹脂組合物之流動性，容易導致成形體之表面外觀變差。
黏度平均分子量係測定135℃之癸烷溶劑中之極限黏度[η]，並根據式：[η]=kMνα(Mν為黏度平均分子量，k與α為常數)而算出。若為100萬以上，則對晶圓之耐磨性、焊接接著性提高。若為400萬以下，則可容易地將成形時之流動性維持為良好。
如上所述，於構成基板收納容器1之構件中，尤其於支持構件5、及/或外殼本體2、及開閉閥8之材料中，較佳為調配超高分子量聚乙烯1~20質量份。其係為了對於支持構件5提高對晶圓之滑動性，對 於外殼本體2、門4及開閉閥8提高焊接部之外觀、強度。設為「1~20質量份」之原因在於，若未達1質量份則無法獲得所期望之滑動性，若超過20質量份則有損成形性。
於構成基板收納容器1之構件中，尤其門本體4a、及門蓋板4b之特定構成材可含有DBP(Dibutyl Phthalate，鄰苯二甲酸二丁酯)吸油量為180mL/100g以上之粒子狀導電性填料(E)成分，其含量相對於(A)成分100質量份，較佳為1~15質量份，更佳為5~12質量份。若相對於(A)成分100質量份，(E)成分之含量未達較佳之下限值，則難以於門零件平面內穩定地獲得1.0×E+10Ω以下之表面電阻值，對基板收納容器1所需之導電性能產生阻礙，且變得難以獲得門構件之平面性，由此於將門關閉時，有損與外殼本體之外周接觸部處之嵌合性、氣密性，而容易變得難以長時間維持吹拂後之FOUP內濕度。另一方面，若超過較佳之上限值，則容易導致耐衝擊性之降低，又，有成為污染源之虞。
又，樹脂組合物中之(E)成分之含量相對於(A)成分+(B)成分+(C)成分之合計100質量份，較佳為1~12質量份，更佳為1~10質量份。若相對於(A)成分+(B)成分+(C)成分之合計100質量份，(E)成分之含量未達較佳之下限值，則難以於門零件平面內穩定地獲得1.0×E+10Ω以下之表面電阻值，對基板收納容器1所需之導電性能產生阻礙，且變得難以獲得門構件之平面性，由此於將門關閉時，有損與外殼本體之外周接觸部處之嵌合性、氣密性，而容易變得難以長時間維持吹拂後之FOUP內濕度。另一方面，若超過較佳之上限值，則容易導致耐衝擊性之降低，又，有成為污染源之虞。
又，於使用(E)成分之情形時，樹脂組合物中的(B)成分與(E)成分之合計之含量於將樹脂組合物整體設為100質量%時，較佳為5~25質量%，更佳為5~18質量%。若(B)成分與(E)成分之合計之含量未達較 佳之下限值，則難以獲得所期望之導電性，若超過較佳之上限值，則容易導致耐衝擊性。
(E)成分之粒子狀導電填料可使用包含科琴黑之各種碳黑、被覆有金屬之聚合物微粒子、導電性氧化鈦、銅、銅合金、銀、鎳、低熔點合金(焊錫等)之金屬微粒子、氧化鋅、氧化錫、氧化銦等金屬氧化物微粒子等、聚吡咯、聚苯胺等導電性聚合物粒子、被覆有貴金屬之銅或銀之微粒子等。
再者，外殼本體2、支持構件5、定位器件等必需零件可形成為一體，亦可作為個別之零件而形成並進行組裝。
於上述各情形時，為獲得特定之導電性、機械物性、逸氣等化學清潔度等，可配合成為基礎之熱塑性樹脂，在不脫離本發明之目的之範圍內選擇適當之表面處理等。
可製成如下基板收納容器：構成基板收納容器1之外殼本體2、門4、開閉閥8及支持構件5含有相對於(A)成分+(B)成分+(C)成分之合計100質量份而為1~20質量份、較佳為5~15質量份之黏度平均分子量為100萬以上之超高分子量聚乙烯(D)成分、及相對於(A)成分+(B)成分+(C)成分之合計100質量份而為1~12質量份、較佳為1~10質量份之DBP吸油量為180mL/100g以上之粒子狀導電性填料(E)成分作為上述特定構成材。根據上述構成，除表面電阻值之觀點以外，就滑動性或焊接強度之改善之觀點而言亦可使用較佳者作為材料。
關於構成基板收納容器1之外殼本體2、門4及開閉閥8之材料，於150℃、20分鐘之條件下藉由頂空法所測定的逸氣總量較佳為40ppm以下。其原因在於，若於150℃、20分鐘之條件下藉由頂空法所測定的逸氣總量超過40ppm，則該逸氣會對基板6等造成不良影響。根據上述構成，就逸氣之觀點而言，可使用較佳者作為材料。
[實施例]
上述內容藉由表示下述實施例及比較例之結果的表1至表3之內容而證明。分別將實施例1至實施例6示於表1中，將實施例7至實施例13示於表2中，將比較例1至比較例8示於表3中。
[實施例1]
作為外殼本體2、開閉閥8、支持構件5、及門本體4a、門蓋板4b(以下稱為門4)用材料，利用雙軸擠出機混練對於環狀烯烴樹脂(商品名：ZEONOR(註冊商標)1420R、日本ZEON股份有限公司製造)(A1)成分100質量份，以纖維狀導電性填料(商品名「EPU-LCL」、日本聚合物股份有限公司製造)(B)成分6質量份、聚烯烴系彈性體(商品名：「TAFMER A(註冊商標)4085S」、三井化學股份有限公司製造)(C1)成分12質量份之比率調配而成之混合物，獲得射出成形用之顆粒形狀之樹脂組合物。將其藉由射出成形，且利用常用方法分別成形強度測定用啞鈴試驗片(ISO標準之多目的試驗片A)、及導電性用之75mm見方之平板，而製作供各種評價之試驗片。再者，於其他實施例中，(A1)成分亦可設為其他環狀烯烴樹脂(商品名：ZEONOR(註冊商標)1020R、日本ZEON股份有限公司製造)(A2)成分。又，(C1)成分亦可設為聚苯乙烯系彈性體樹脂(C2)成分。進而可視需要添加適量(D)成分、(E)成分。
例如，作為(C2)成分，可使用商品名：Tuftec(註冊商標)H1053、旭化成化學股份有限公司製造，作為(D)成分，可使用商品名：Miperon(註冊商標)XM-220、三井化學股份有限公司製造，作為(E)成分，可使用商品名：Ketjenblack(註冊商標)EC300J、LION股份有限公司製造。
(吸水率測定)
使用該射出成形板，於依據JIS K7209標準、或ISO62標準之基準下，於23℃水中浸漬24小時，測定取出後之重量增加率，結果為0.01%。
作為機械強度之指標，分別藉由以下所示之方法測定彎曲強度、查皮衝擊強度(Charpy impact strength)。
(彎曲強度)
彎曲強度係藉由依據ISO 178/A/2之方法而測定。將該彎曲強度超過80MPa之情形視為合格，結果測定為85MPa。
(查皮衝擊強度)
查皮衝擊強度係藉由依據ISO 179-1eA之方法而測定。將該查皮衝擊強度超過3.0kJ/m2之情形視為合格，結果測定為5.0kJ/m2。
(表面電阻值測定)
作為導電性指標之表面電阻率，係藉由依據ASTM D256之方法，對將測試板分割成6個部分之各部分進行測定，並求出其平均值與標準偏差。將該表面電阻率之平均值為1.0×E+10(1.0×1010)Ω以下之情形視為合格，結果為9.3×E+8Ω。
(逸氣測定)
自同一板，取樣約0.1g，於氦氣流下，於150℃、20分鐘之條件下對其進行加熱。將於此期間自樣品中產生之逸氣成分一次收集於利用液態氮冷卻之收集管中，對其進行加熱，藉由連接於質譜儀之氣相層析儀(GC-MS)，利用以正癸烷作為標準物質之校正曲線定量所收集的全部逸氣(動態頂空法)。其結果，逸氣量為20ppm。
(製作300mm晶圓用步驟內容器(基板收納容器1(FOUP)))
使用包含環狀烯烴聚合物、碳纖維、及聚烯烴系彈性體之上述材料並藉由射出成形而獲得外殼本體2，該外殼本體2係於圖1所示之外殼本體2內部之相對向的左右兩側壁部包含在兩端支持基板(晶圓)6之各25個支持構件(齒狀部分)5、於底部包含用以吹拂基板收納容器1之內部封閉空間3內之氣體的供給側開閉閥8A、排氣側開閉閥8B(以下稱為開閉閥8)，且包含用以對各種裝置進行定位之運動耦接件20。
另一方面，藉由使用相同材料進行射出成形，獲得設置於外殼本體2之開口部而將其密閉之門本體4a。使用聚醚醚酮樹脂(Victrex Japan股份有限公司製造)藉由射出成形，於該門本體4a內部成形並嵌合設置作為用以自門方向之側面保持收納於外殼本體2之基板6的零件之保持器16，於門本體4a之外周部，安裝有包含氟系橡膠之襯墊15，其用以當將門本體4a閉合於外殼本體2時，接觸外殼本體2之嵌合部而密閉保持基板收納容器1內部。進而，使用相同之聚醚醚酮樹脂，於門4外部成形、設置用以當將門本體4a閉合於外殼本體2時機械地進行嵌合、密閉之構成閂鎖系統之一系列零件。
再者，關於此處所使用之聚醚醚酮樹脂，使用該樹脂並藉由射出成形所得之75mm×3mm尺寸之板的利用已述之各方法所測定之吸水率為0.07%、表面電阻值為1.0×E+16Ω、逸氣量為1.5ppm。
(吹拂後經過24小時之時的基板收納容器1內之濕度測定)
分別準備上述中所得之外殼本體2、門本體4a，將市售之資料記錄器TR-77Ui(T&D股份有限公司製造)設置於外殼本體4a底部，並使用設置於門本體4a之閂鎖機構關閉門4。對於該外殼本體2，於調節為溫度23℃、濕度45%之無塵室內，一面自設置於外殼本體2之底部的吹拂口部之供給側導入露點為-50℃之乾燥氮氣，一面自排氣側吹拂口部進行排氣，將基板收納容器1內之內部封閉空間3之相對濕度置換為乾燥氮氣，確認濕度計之相對濕度達到0%之後，停止乾燥氮氣之導入，關閉2處之吹拂口。其後，測定經過24小時為止之基板收納容器1內的內部封閉空間3之相對濕度，其結果，於24小時後成為相對濕度2.7%，可維持作為實用性之目標之10%以下。
(耐電壓衰減)
準備上述中所得之外殼本體2，如圖2所示，分為利用帶電平板監測儀CPM210(ION Systems Inc.原田產業股份有限公司製造)之測定端子使外殼本體2頂面與底面之運動耦接件20之間連接的情形((a)態樣)、與利用帶電平板監測儀CPM210之測定端子使外殼本體2內之最 上段之齒狀部分5與運動耦接件20之間連接的情形((b)態樣)之2種情形，測定施加1000V施加電壓之後衰減直至100V為止之時間，其結果，該衰減時間於(a)、(b)態樣中均為0.1秒，為作為實用性之目標之1秒以下。
(基板(晶圓)附著有機物評價)
分別準備上述中所得之外殼本體2、門本體4，使用市售之氣相層析儀/質譜(GC-MS)與測定對象之基板專用之元件連接而成的基板有機物分析裝置(SWA、GL Science公司製造)，將於He氣流下且於400℃下經3小時加熱預處理之直徑300mm之矽晶圓1片設置於外殼本體2之中央齒狀部，關閉門4，於調節為溫度23℃、濕度45%之無塵室內放置7日。其後，取出該晶圓，藉由經預處理之基板有機物分析裝置，於相同之氦氣流下且於400℃下進行加熱，收集自晶圓脫離之有機物，藉由該裝置進行分析，利用以正癸烷作為標準物質之校正曲線定量所收集之全部有機物，其結果，每單位面積之有機物量為1.2ng/cm2，為作為實用性之目標之4ng/cm2以下。
(基板(晶圓)滑動性)
將外殼本體2樣品設置於如圖3所示之測定裝置30，將矽晶圓32裝填於預先選定之任意之支持部31中，利用膠帶將釣線33與矽晶圓32固定。確認釣線33相對於矽晶圓32成為垂直水平，使用拉力測定機34測定矽晶圓32之拉拽荷重，為1.2N，且為考慮到實用範圍之2.0N以下。
[實施例2]
除變更為如表1所示之組成以外，與實施例1同樣地，對使用射出成形用顆粒而成形之試驗片所評價之吸水率、彎曲強度、查皮衝擊強度、表面電阻值、逸氣量分別為0.02%、97MPa、6.0kJ/m2、1.3×E+6Ω、22ppm。又，除變更為表1所示之組成以外，與實施例1同樣 地，對於使用包含該樹脂組合物之顆粒進行成形、組裝而成之基板收納容器1所測定之吹拂24小時後之相對濕度、耐電壓衰減、晶圓附著有機物量、晶圓拉拽荷重分別為2.4%、0.1秒、1.7ng/cm2、1.1N，任一值均在實用範圍內。
[實施例3]
除變更為如表1所示之組成以外，與實施例1同樣地，對使用射出成形用顆粒而成形之試驗片所評價之吸水率、彎曲強度、查皮衝擊強度、表面電阻值、逸氣量分別為0.01%、85MPa、9.7kJ/m2、2.2×E+6Ω、24ppm。又，除變更為如表1所示之組成以外，與實施例1同樣地，對於使用包含該樹脂組合物之顆粒進行成形、組裝而成之基板收納容器1所測定之吹拂24小時後之相對濕度、耐電壓衰減、晶圓附著有機物量、晶圓拉拽荷重分別為3.3%、0.1秒、2.1ng/cm2、0.9N，任一值均在實用範圍內。
[實施例4]
除變更為如表1所示之組成以外，與實施例1同樣地，對使用射出成形用顆粒而成形之試驗片所評價之吸水率、彎曲強度、查皮衝擊強度、表面電阻值、逸氣量分別為0.01%、105MPa、4.0kJ/m2、2.6×E+6Ω、14ppm。又，除變更為如表1所示之組成以外，與實施例1同樣地，對於使用包含該樹脂組合物之顆粒進行成形、組裝而成之基板收納容器1所測定之吹拂24小時後之相對濕度、耐電壓衰減、晶圓附著有機物量、晶圓之拉拽荷重分別為2.2%、0.1秒、1.3ng/cm2、1.1N，任一值均在實用範圍內。
[實施例5]
除變更為如表1所示之組成以外，與實施例1同樣地，對使用射出成形用顆粒而成形之試驗片所評價之吸水率、彎曲強度、查皮衝擊強度、表面電阻值、逸氣量分別為0.01%、100MPa、5.2kJ/m2、 2.4×E+6Ω、20ppm。又，除變更為如表1所示之組成以外，與實施例1同樣地，對於使用包含該樹脂組合物之顆粒進行成形、組裝而成之基板收納容器1所測定之吹拂24小時後之相對濕度、耐電壓衰減、晶圓附著有機物量、晶圓之拉拽荷重分別為3.6%、0.1秒、1.8ng/cm2、0.9N，任一值均在實用範圍內。
[實施例6]
除變更為如表1所示之組成以外，與實施例1同樣地，對使用射出成形用顆粒而成形之試驗片所評價之吸水率、彎曲強度、查皮衝擊強度、表面電阻值、逸氣量分別為0.02%、80MPa、8.6kJ/m2、3.1×E+6Ω、30ppm。又，除變更為如表1所示之組成以外，與實施例1同樣地，對於使用包含該樹脂組合物之顆粒進行成形、組裝而成之基板收納容器1所測定之吹拂24小時後之相對濕度、耐電壓衰減、晶圓附著有機物量、晶圓之拉拽荷重分別為4.1%、0.2秒、2.7ng/cm2、0.8N，任一值均在實用範圍內。
[實施例7]
除變更為如表2所示之組成以外，與實施例1同樣地，對使用射出成形用顆粒而成形之試驗片所評價之吸水率、彎曲強度、查皮衝擊強度、表面電阻值、逸氣量分別為0.01%、98MPa、5.7kJ/m2、4.7×E+6Ω、19ppm。又，除變更為如表2所示之組成以外，與實施例1同樣地，對於使用包含該樹脂組合物之顆粒進行成形、組裝而成之基板收納容器1所測定之吹拂24小時後之相對濕度、耐電壓衰減、晶圓附著有機物量、晶圓之拉拽荷重分別為2.9%、0.1秒、1.7ng/cm2、0.7N，任一值均在實用範圍內。
[實施例8]
除變更為如表2所示之組成以外，與實施例1同樣地，對使用射出成形用顆粒而成形之試驗片所評價之吸水率、彎曲強度、查皮衝擊 強度、表面電阻值、逸氣量分別為0.01%、95MPa、5.4kJ/m2、5.2×E+6Ω、23ppm。又，除變更為如表2所示之組成以外，與實施例1同樣地，對於使用包含該樹脂組合物之顆粒成形支持構件5及外殼本體2、使用包含實施例2之樹脂組合物之顆粒成形其他零件、並組裝而成之基板收納容器1所測定之吹拂24小時後之相對濕度、耐電壓衰減、晶圓附著有機物量、晶圓拉拽荷重分別為3.3%、0.1秒、2.1ng/cm2、0.7N，尤其晶圓之滑動性變得良好，並且外殼本體2之背面部所產生的焊接部之外觀得到改善。
[實施例9]
除變更為如表2所示之組成以外，與實施例1同樣地，對使用射出成形用顆粒而成形之試驗片所評價之吸水率、彎曲強度、查皮衝擊強度、表面電阻值、逸氣量分別為0.01%、90MPa、5.0kJ/m2、6.1×E+6Ω、30ppm。又，除變更為如表2所示之組成以外，與實施例1同樣地，對於使用包含該樹脂組合物之顆粒成形支持構件5及外殼本體2、使用包含實施例2之樹脂組合物之顆粒成形其他零件、並組裝而成之基板收納容器1所測定之吹拂24小時後之相對濕度、耐電壓衰減、晶圓附著有機物量、晶圓拉拽荷重分別為3.0%、0.2秒、2.7ng/cm2、0.5N，尤其晶圓之滑動性變得良好，並且外殼本體2之背面部所產生的焊接部之外觀得到改善。
[實施例10]
除變更為如表2所示之組成以外，與實施例1同樣地，對使用射出成形用顆粒而成形之試驗片所評價之吸水率、彎曲強度、查皮衝擊強度、表面電阻值、逸氣量分別為0.01%、98MPa、5.5kJ/m2、4.5×E+5Ω、21ppm。又，除變更為如表2所示之組成以外，與實施例1同樣地，對於使用包含該樹脂組合物之顆粒成形支持構件5及外殼本體2、使用包含實施例2之樹脂組合物之顆粒成形其他零件、並組裝而成 之基板收納容器1所測定之吹拂24小時後之相對濕度、耐電壓衰減、晶圓附著有機物量、晶圓拉拽荷重分別為1.7%、0.1秒、1.7ng/cm2、0.9N，尤其表面電阻值之標準偏差較小，不取決於部位而使穩定性提高，並且晶圓之滑動性變得良好。又，外殼本體2之背面部所產生的焊接部之外觀得到改善。
[實施例11]
除變更為如表2所示之組成以外，與實施例1同樣地，對使用射出成形用顆粒而成形之試驗片所評價之吸水率、彎曲強度、查皮衝擊強度、表面電阻值、逸氣量分別為0.01%、95MPa、5.2kJ/m2、3.7×E+5Ω、24ppm。又，除變更為如表2所示之組成以外，與實施例1同樣地，對於使用包含該樹脂組合物之顆粒成形門4、使用包含實施例2之樹脂組合物之顆粒成形其他零件、並組裝而成之基板收納容器1所測定之吹拂24小時後之相對濕度、耐電壓衰減、晶圓附著有機物量、晶圓拉拽荷重分別為1.6%、0.1秒、1.9ng/cm2、0.9N，尤其表面電阻值之標準偏差較小，不取決於部位而使穩定性提高，並且門本體4a之平面度有所提高，吹拂24小時後之相對濕度之保持性得到改善。
[實施例12]
除變更為如表2所示之組成以外，與實施例1同樣地，對使用射出成形用顆粒而成形之試驗片所評價之吸水率、彎曲強度、查皮衝擊強度、表面電阻值、逸氣量分別為0.01%、88MPa、4.4kJ/m2、2.1×E+5Ω、28ppm。又，除變更為如表2所示之組成以外，與實施例1同樣地，對於使用包含該樹脂組合物之顆粒成形門4、使用包含實施例2之樹脂組合物之顆粒成形其他零件、並組裝而成之基板收納容器1所測定之吹拂24小時後之相對濕度、耐電壓衰減、晶圓附著有機物量、晶圓拉拽荷重分別為1.4%、0.1秒、2.2ng/cm2、0.8N，尤其表面電阻值之標準偏差較小，不取決於部位而使穩定性提高，並且門本體4a之 平面度有所提高，吹拂24小時後之相對濕度之保持性得到改善。
[實施例13]
除變更為如表2所示之組成以外，與實施例1同樣地，對使用射出成形用顆粒而成形之試驗片所評價之吸水率、彎曲強度、查皮衝擊強度、表面電阻值、逸氣量分別為0.01%、95MPa、4.8kJ/m2、7.3×E+5Ω、25ppm。又，除變更為如表2所示之組成以外，與實施例1同樣地，對於使用包含該樹脂組合物之顆粒成形支持構件5及門4、使用包含實施例2之樹脂組合物之顆粒成形其他零件、並組裝而成之基板收納容器1所測定之吹拂24小時後之相對濕度、耐電壓衰減、晶圓附著有機物量、晶圓拉拽荷重分別為1.4%、0.1秒、2.7ng/cm2、0.6N，尤其表面電阻值之標準偏差較小，不取決於部位而使穩定性提高，並且吹拂24小時後之相對濕度之保持性、外殼本體2之背面部所產生的焊接部之外觀分別得到改善。
[比較例1]
除變更為如表3所示之組成以外，與實施例1同樣地，對使用射出成形用顆粒而成形之試驗片所評價之吸水率、彎曲強度、查皮衝擊強度、表面電阻值、逸氣量分別為0.19%、140MPa、6.0kJ/m2、8.7×E+8Ω、10ppm。又，除變更為如表3所示之組成以外，與實施例1同樣地，對於使用包含該樹脂組合物之顆粒進行成形、組裝而成之基板收納容器1所測定之耐電壓衰減、晶圓附著有機物量、晶圓拉拽荷重分別為0.1秒、1.4ng/cm2、1.3N，但吹拂24小時後之相對濕度為23.0%，無法維持作為實用性之目標之10%以下。
[比較例2]
除變更為如表3所示之組成以外，與實施例1同樣地，對使用射出成形用顆粒而成形之試驗片所評價之吸水率、彎曲強度、查皮衝擊強度、表面電阻值、逸氣量分別為0.01%、100MPa、1.0kJ/m2、 4.7×E+6Ω、12ppm，查皮衝擊強度極其低下，對於構成基板收納容器之任一零件均未達作為實用範圍之3.0kJ/m2，因此，未實施作為基板收納容器之評價。
[比較例3]
除變更為如表3所示之組成以外，與實施例1同樣地，對使用射出成形用顆粒而成形之試驗片所評價之吸水率、彎曲強度、查皮衝擊強度、表面電阻值、逸氣量分別為0.02%、85MPa、6.8kJ/m2、1.0×E+14Ω、17ppm，由於無法獲得1.0×E+10Ω以下之表面電阻值，故而未實施作為基板收納容器之評價。
[比較例4]
除變更為如表3所示之組成以外，與實施例1同樣地，對使用射出成形用顆粒而成形之試驗片所評價之吸水率、彎曲強度、查皮衝擊強度、表面電阻值、逸氣量分別為0.01%、105MPa、2.8kJ/m2、2.3×E+2Ω、26ppm，由於查皮衝擊強度對於構成基板收納容器之任一零件均未達作為實用範圍之3.0kJ/m2，故而未實施作為基板收納容器之評價。
[比較例5]
除變更為如表3所示之組成以外，與實施例1同樣地，對使用射出成形用顆粒而成形之試驗片所評價之吸水率、彎曲強度、查皮衝擊強度、表面電阻值、逸氣量分別為0.01%、77MPa、9.8kJ/m2、5.5×E+6Ω、42ppm。又，除變更為如表3所示之組成以外，與實施例1同樣地，對於使用包含該樹脂組合物之顆粒進行成形、組裝而成之基板收納容器1所測定之吹拂24小時後之相對濕度、耐電壓衰減、晶圓附著有機物量、晶圓拉拽荷重分別為2.8%、0.1秒、5.3ng/cm2、1.2N，其結果，認為起因於來自樹脂組合物之逸氣量的晶圓附著有機物量超過作為實用性之目標之4ng/cm2。
[比較例6]
除變更為如表3所示之組成以外，與實施例1同樣地，對使用射出成形用顆粒而成形之試驗片所評價之吸水率、彎曲強度、查皮衝擊強度、表面電阻值、逸氣量分別為0.01%、82MPa、2.5kJ/m2、1.8×E+6Ω、45ppm，由於查皮衝擊強度對於構成基板收納容器之任一零件均未達作為實用範圍之3.0kJ/m2，故而未實施作為基板收納容器之評價。
[比較例7]
除變更為如表3所示之組成以外，與實施例1同樣地，對使用射出成形用顆粒而成形之試驗片所評價之吸水率、彎曲強度、查皮衝擊強度、表面電阻值、逸氣量分別為0.01%、79MPa、4.5kJ/m2、2.5×E+10Ω、44ppm，無法獲得1.0×E+10Ω以下之表面電阻值。又，由於亦難以成形，故而未實施作為基板收納容器之評價。
[比較例8]
除變更為如表3所示之組成以外，與實施例1同樣地，對使用射出成形用顆粒而成形之試驗片所評價之吸水率、彎曲強度、查皮衝擊強度、表面電阻值、逸氣量分別為0.01%、80MPa、2.5kJ/m2、7.8×E+4Ω、35ppm，由於查皮衝擊強度對於構成基板收納容器之任一零件均未達作為實用範圍之3.0kJ/m2，故而未實施作為基板收納容器之評價。
如以上說明，藉由使用於23℃之水中浸漬24小時之後所測定的吸水率為0.1重量%以下之特定構成材作為基板收納容器1之外殼本體2、門4及開閉閥8(至少為劃分內部封閉空間3之構成材)，可長時間使利用乾燥氮氣等置換(吹拂)基板收納容器1之內部封閉空間3而使相對濕度降低之後的該內部封閉空間3之相對濕度一直維持在低濕度。又，使上述特定構成材之表面電阻值為1.0×E+10Ω以下，使於 150℃、20分鐘之條件下利用頂空法所測定的逸氣總量為40ppm以下，藉此，可防止收納於基板收納容器1之內部封閉空間3內的基板6之靜電擊穿、由有機物所導致之污染。
進而，對於該特定構成材之材料((A)成分+(B)成分+(C)成分之合計100質量份)，調配超高分子量聚乙烯粉末1~20質量份，藉此，期待降低基板進出時之故障之產生風險等，大幅度地提高由收納於基板收納容器1內之基板6所製作的元件之可靠性或良率。
對於該特定構成材之材料((A)成分+(B)成分+(C)成分之合計100質量份)，調配DBP吸油量為180mL/100g以上之粒子狀導電性填料1~15質量份，較佳為調配1~12質量份，藉此，除表面電阻值之觀點以外亦期待滑動性或焊接強度之改善。
以上，使用實施形態對本發明進行了說明，但不言而喻，本發明之技術範圍並不限定於上述實施形態中所記載之範圍。業者應明白於上述實施形態中，可施加各種變更或改良。又，自申請專利範圍之記載應明白該施加各種變更或改良之形態亦包含於本發明之技術範圍內。
1‧‧‧基板收納容器
2‧‧‧外殼本體
3‧‧‧內部封閉空間
4‧‧‧門
4a‧‧‧門本體
4b‧‧‧蓋板
5‧‧‧支持構件
6‧‧‧基板
7‧‧‧貫通孔
8、8A、8B‧‧‧開閉閥
9‧‧‧機器人凸緣
10‧‧‧上鎖機構
11‧‧‧旋轉構件
12‧‧‧連結桿
13‧‧‧卡止部
14‧‧‧操作孔
15‧‧‧襯墊
16‧‧‧保持器
17‧‧‧框體
18‧‧‧彈性片
19‧‧‧保持槽

Claims (6)

  1. 一種基板收納容器，其係將基板收納於內部封閉空間者，其特徵在於：使用於23℃之水中浸漬24小時之後所測定的吸水率為0.1重量%以下之特定構成材作為劃分上述內部封閉空間之構成材，上述特定構成材之材料含有環狀烯烴樹脂((A)成分)100質量份，且相對於(A)成分100質量份含有含浸了上漿劑之纖維狀導電性填料((B)成分)3~25質量份，相對於(A)成分100質量份含有作為抗衝擊材之聚烯烴系及/或聚苯乙烯系熱塑性彈性體((C)成分)5~25質量份，並進而含有黏度平均分子量為100萬以上之聚乙烯((D)成分)。
  2. 如請求項1之基板收納容器，其中上述內部封閉空間係設定為基於上述特定構成材，以該內部封閉空間之相對濕度為0%之狀態作為起始基準，於自然放置狀態下經過24小時之時的相對濕度止於10%以下。
  3. 如請求項1之基板收納容器，其中上述特定構成材之表面電阻值為1.0×E+10Ω以下。
  4. 如請求項2之基板收納容器，其中上述特定構成材之表面電阻值為1.0×E+10Ω以下。
  5. 如請求項1至4中任一項之基板收納容器，其中於150℃、20分鐘之條件下藉由頂空法所測定之上述特定構成材之逸氣總量為40ppm以下。
  6. 如請求項1至4中任一項之基板收納容器，其中上述特定構成材之材料進而含有鄰苯二甲酸二正丁酯吸油量為180mL/100g以上之粒子狀導電性填料(E)。
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