WO2020183511A1 - 基板収容容器 - Google Patents

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WO2020183511A1
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秀洋 益子
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秀洋 益子
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Definitions

  • the present invention relates to a substrate container used for transporting and storing substrates such as silicon wafers and glass substrates used in a semiconductor manufacturing process.
  • LSIs large-scale integrated circuits
  • CPUs central processing units
  • memories storage media
  • substrate transport containers used for transporting substrates such as silicon wafers and glass masks have a history of more than 20 years, and are constantly being developed to meet the demands of the times.
  • the analysis technology has been remarkably improved, and it has become possible to analyze the factors of various problems occurring on these substrates.
  • Silicon wafers (bare wafers), which are materials for making storage media such as integrated circuits (ICs) and memories, are made by slicing a single crystal silicon material called an ingot at a wafer manufacturing company and polishing it.
  • FOSB Front Opening Shipping Box
  • This FOSB houses a silicon wafer inside, it has excellent dimensional stability and rigidity, suppresses the generation of outgas, elutes less metal ions, and generates less particles (dust that cannot be seen with the naked eye). Must be.
  • thermoplastic resins such as high-purity treated polycarbonate resin, polybutylene terephthalate resin, and polyetheretherketone, which are low in elution ions and metals, are used as the material of FOSB.
  • the FOUP5 is a carrier container for transporting and storing wafers, and the bareware contained in the FOUP5 is converted into an IC or a memory through many semiconductor manufacturing processes.
  • the FOUP5 is required to have rigidity in order to move between machines in the factory by running on the ceiling, and is required to have a conductive or antistatic function in order to prevent electrostatic breakdown of the circuit formed on the wafer. ing.
  • the current mainstream of FOUP5 is a polycarbonate resin mixed with a conductive filler such as carbon fiber that imparts conductivity.
  • the wafer on which the IC circuit was formed at the IC production factory is transferred from FOUP to FOSB again, and it is a specialized factory for performing dicing, chip mounting, circuit check, and packaging, which are the post-processes of semiconductor manufacturing. Will be transferred to.
  • the semiconductor-related substrate transport container such as FOSB and FOUP described above is made of a high-purity polycarbonate resin (insulator) or the like, static electricity is likely to be generated, and the charging voltage due to static electricity may exceed 6 KV. possible.
  • insulator polycarbonate resin
  • static electricity is likely to be generated, and the charging voltage due to static electricity may exceed 6 KV. possible.
  • antistatic measures such as antistatic and imparting conductivity to semiconductor-related substrate transport containers such as FOSB and FOUP.
  • reliable conductivity is required by semiconductor manufacturers, and the surface resistance value of semiconductor-related substrate transport containers is ideally required to be 10 4 to 10 9 ⁇ .
  • conductive polycarbonate carbon-blended polycarbonate
  • black carbon or carbon nanotubes are mixed with polycarbonate to give conductivity, and electric charges can be instantly dissipated when grounded.
  • Conductive polycarbonate is widely used as a material suitable for transporting and storing wafers because it has strength and generates little outgas (see, for example, Non-Patent Document 1).
  • antistatic ABS resin is also used. Since the polymer itself has antistatic properties, the antistatic ABS resin has a permanent and stable antistatic effect. In addition, since it generates less outgas, it is suitable for transporting and storing wafers, and is used for molding chip trays and the like (see, for example, Non-Patent Document 1).
  • the substrate transport container such as FOSB and FOUP5 shown in FIG. 5 is required to have a "viewing window 5a" for visually confirming the state of the wafer housed inside from the outside. Therefore, in order to satisfy the conductivity of the substrate transport container, all the components thereof cannot be made of a thermoplastic resin mixed with carbon. That is, at present, a resin that satisfies the required level of conductivity and has transparency cannot be realized except by coating. For example, countermeasures against static electricity in the "viewing window 5a" of FOUP5 are dealt with by using a transparent resin material coated with an antistatic agent or a conductive material.
  • this kind of coating agent peels off little by little every time it is used or washed, and it does not provide a stable and permanent countermeasure against static electricity in the "view window 5a" and thus the substrate transport container, which is a big problem. It is being viewed.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and even if a material in which carbon is mixed with a transparent thermoplastic resin is used, it satisfies the level of conductivity required in the semiconductor manufacturing process and also has transparency. It is an object of the present invention to provide a substrate accommodating container including the components provided.
  • the present invention is a substrate container for transporting or storing substrates used in a semiconductor manufacturing process, wherein (a) thermoplastic resin 99.8 to 98.5 wt% and (b) single-walled carbon nanotubes 0.2. It is characterized by having at least one component made of a material containing up to 1.5 wt%.
  • the substrate is a silicon wafer or a glass substrate
  • the thermoplastic resin is at least one of polycarbonate, cycloolefin, polyetherimide, polyetheretherketone, and polyethersulfone. It is preferably composed of one or more resins.
  • the surface resistance value of the material is preferably 1.0 ⁇ 10 10 ⁇ or less.
  • the substrate container according to the present invention polycarbonate 99 wt%, the component comprising at least one or more of using the material formed by mixing a single-walled carbon nanotubes 1.0 wt%, the surface resistivity of the material is 10 4 to It is preferably in the range of 10 9 ⁇ .
  • the material has a transmittance of 10% or more when it is formed with a thickness of 1 mm.
  • the substrate container is a FOUP (Front Opening Unified Pod) used for transporting and storing a silicon wafer
  • the FOUP includes a container body, a lid, and a bottom plate.
  • the component includes a viewing window formed in the container body and for a worker to visually confirm the state of the wafer housed inside from the outside.
  • the substrate accommodating container is a FOSB (Front Opening Shipping Box) used for transporting and storing a silicon wafer.
  • FOSB Front Opening Shipping Box
  • the substrate accommodating container is an RSP (Reticle Smif Pod) for accommodating a photomask, and the component is formed on the upper lid of the RSP, and a worker can use it. It is preferable to include a viewing window for visually confirming the state of the wafer housed inside from the outside.
  • RSP Reticle Smif Pod
  • the substrate accommodating container is a blanks case for carrying the photomask case glass, and the component includes the upper lid of the blanks case.
  • the substrate containing container according to the present invention it is preferable that all the constituent parts are made of the above-mentioned material.
  • the substrate container according to the present invention includes at least one component made of a material containing (a) a thermoplastic resin of 99.8 to 98.5 wt% and (b) a single-walled carbon nanotube of 0.2 to 1.5 wt%. ..
  • a thermoplastic resin of 99.8 to 98.5 wt%
  • a single-walled carbon nanotube of 0.2 to 1.5 wt%. ..
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of the back side of the FOUP, which is the substrate storage container according to the embodiment of the present invention.
  • 2 (a) and 2 (b) are reference photographic views for explaining the transmittance of the material A constituting the substrate storage container of the same as above.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the RSP, which is the substrate storage container of the same as above.
  • FIG. 4 is a perspective view of the blanks case, which is the substrate storage container of the same as above.
  • FIG. 5 is a perspective view of the back side of a conventional FOUP, which is a substrate transport container.
  • FIG. 1 shows a substrate storage container 1 according to the present embodiment, and the substrate housed in the substrate storage container 1 is, for example, a silicon wafer or a glass substrate used in a semiconductor manufacturing process.
  • the substrate storage container 1 is a substantially box-shaped container called FOUP, which is a carrier for transporting and storing 300 mm wafers used in semiconductor manufacturing factories, etc., and is a front-opening cassette that holds wafers. It is a figure.
  • a wireless tag called an RF tag that can be read and written is used for the substrate containing container 1, and this wireless tag is stored in the pocket of the FOUP, and the state of each substrate containing container 1 is collectively managed by a computer.
  • the substrate containing container 1 includes a container body 11, a bottom plate 12, and a lid 13.
  • the container body 11 includes a side wall 11a of the substrate containing container 1 and a top wall 11b, and the top wall 11b is formed with a substantially plate-shaped robotic flange 11c as a grip portion used for automatically transporting the substrate containing container 1. Will be done.
  • a bottom plate 12 serving as a positioning member for accurately positioning the substrate storage container 1 is attached to the bottom wall of the container body 11.
  • the bottom plate 12 is formed as a plate-shaped member, and is fixed to the bottom of the container body 11 via bolts or the like.
  • the bottom plate 12 is provided with, for example, various sensing pads and identification holes.
  • a viewing window 11d is formed on the back surface of the container main body 11 for workers to visually check the state of the wafer housed inside from the outside.
  • a card case holder (not shown) that can store a document or tag on which instructions and information for workers are written may be attached.
  • Manual handles 11e for manual handling are attached to the left and right side walls 11a of the container body 11.
  • the left and right inner surfaces of the container body 11 are provided with supporting portions having a plurality of shelves for horizontally gripping the silicon wafers at regular intervals so as to face each other.
  • the lid 13 is a plate-shaped member for closing the opening surface formed on the front surface of the container body 11 so as to be sealable, and prevents gas from entering from the outside of the substrate storage container 1 and is housed inside. Prevents contamination of the wafer.
  • this component is a component using material A made by blending 99 wt% of polycarbonate and 1.0 wt% of single-walled carbon nanotubes.
  • This component includes a viewing window 11d formed in the container body 11, and the viewing window 11d has a surface resistance value of 10 4 to 10 9 ⁇ , which is a level of conductivity required by a semiconductor manufacturer. Since it is satisfied and has a certain level of transparency, the worker can visually check and confirm the state of the wafer housed inside from the outside even while shining a light such as a light. It is also possible to make all the components of the substrate containing container 1 by injection molding using this material A.
  • the components of the board storage container 1 are, for example, a container body 11, a bottom plate 12, a lid 13, a robotic handle 11c, a viewing window 11d, a manual handle 11e, a side rail, a card case holder, and the like.
  • the thermoplastic resin is transparent and is composed of, for example, at least one resin of polycarbonate, cycloolefin, polyetherimide, polyetheretherketone, and polyethersulfone.
  • the thickness of the material A when used is preferably about 1 mm, and if it is less than 1 mm, sufficient rigidity cannot be obtained, while if it exceeds 1 mm, the permeability decreases.
  • the transmittance is 10% or more. In this case, as shown in FIG. 2B, the material A has a level of transparency at which the internal state can be visually recognized.
  • Carbon nanotubes carbon nanotubes
  • SWNTs single-walled carbon nanotubes
  • DWNTs double-walled carbon nanotubes
  • MWNTs multi-walled carbon nanotubes
  • Single-walled carbon nanotubes are seamless cylindrical materials formed from single-walled graphene. It is known that single-walled carbon nanotubes have very high thermal and electrical conductivity.
  • Multi-walled carbon nanotubes have a structure in which multiple tubes with rounded graphene are concentrically stacked, and many nanocarbon fibers are intertwined. Since the structure of multi-walled carbon nanotubes is more complicated and diverse than that of single-walled carbon nanotubes, the structure cannot be clearly defined. Multi-walled carbon nanotubes are easier to mass-produce than single-walled carbon nanotubes, have a lower cost per unit, and have excellent thermal and chemical stability. That is, the multi-walled carbon nanotubes are different substances from the single-walled carbon nanotubes.
  • Double-walled carbon nanotubes show intermediate characteristics between single-walled nanotubes and multi-walled nanotubes. Double-walled carbon nanotubes are found in single-walled carbon nanotubes, along with useful properties found in multi-walled carbon nanotubes, such as high lifetime and field emission current density, and high stability in chemical, mechanical, and thermal treatments. It also shows the flexibility to be.
  • the numerical range of 0.2 to 1.5 wt% by weight of single-walled carbon nanotubes is not only polycarbonate but also other amorphous resins (thermoplastic resins) such as cycloolefin resin and polyetherimide as thermoplastic resins. This is because it is assumed that the case will occur.
  • FIG. 3 shows RSP (Reticle SMIF Pod) 2 used in the semiconductor manufacturing process.
  • RSP2 is a type of substrate storage container 1 for transporting and storing a reticle for creating a circuit pattern like a negative on a silicon wafer and a photomask on which a circuit pattern is formed.
  • RSP2 by using the material A for the part of the viewing window 21a provided in the upper lid 21, it is possible to satisfy the level of conductivity required by the manufacturer as a countermeasure against static electricity and also the level of visibility, from the outside to the inside. You will be able to check the condition of the board.
  • the reticle and photomask are placed on the bottom plate 22.
  • the conventional RSP having conductivity is opaque, and the state of the internal substrate cannot be confirmed from the outside.
  • FIG. 4 is a schematic view of a blanks case 3 used in the semiconductor manufacturing process.
  • the photomask uses a wafer of a glass substrate (mostly artificial quartz glass), and the blanks case 3 is a photomask case (generally).
  • Mask case) A case for transporting glass.
  • the blanks case 3 is composed of an upper lid 31 and a container 32, and by forming at least one component (for example, the upper lid 31) using the material A, the requirement for conductivity is satisfied and the transparency is also satisfied. It becomes the substrate accommodating container 1.
  • the conventional conductive blank case has zero permeability (black), and the state of the internal substrate cannot be confirmed from the outside.
  • the substrate accommodating container 1 is the substrate accommodating container 1 for transporting or storing the substrate used in the semiconductor manufacturing process, and (a) thermoplastic resin 99.8 to 98.5 wt%, and ( b) At least one component using material A (conductive plastic) made of a mixture of 0.2 to 1.5 wt% of single-walled carbon nanotubes is provided.
  • This material A is formed to have a thickness of about 1 mm.
  • the substrate storage container 1 has a conductivity level (10 4 to 10 9 ⁇ surface) required in the semiconductor manufacturing process as a countermeasure against static electricity even if the material A in which carbon is mixed with a transparent thermoplastic resin is used.
  • the substrate accommodating container 1 can prevent electrostatic destruction of the IC substrate, and the state of the wafer accommodating inside can be visually recognized from the outside, and thus the yield of the final product can be improved.
  • the substrate container 1 can be applied as a container for transporting and storing various other semiconductor materials such as sapphire wafers, compound semiconductors, and pellicle.
  • the substrate storage container 1 is not limited to the FOUP, and can naturally be the FOSB used for transporting and storing the silicon wafer described above.
  • Example 1 In Example 1, a mixture of 99.2 wt% polycarbonate resin and 0.8 wt% single-walled carbon nanotubes was used as the resin constituting the substrate container 1 to form a thickness of 1 mm. In Example 2, a mixture of 98.8 wt% polycarbonate resin and 1.2 wt% single-walled carbon nanotubes was used as the resin constituting the substrate container 1 to form a thickness of 1 mm.
  • Comparative Examples 1 to 4 Further, for comparison with Examples 1 and 2, as Comparative Example 1, a mixture of 98 wt% polycarbonate resin and 2 wt% single-walled carbon nanotubes was used to form a thickness of 1 mm. As Comparative Example 2, it was formed with a thickness of 1 mm using 100 wt% of polycarbonate resin. As Comparative Example 3, a mixture of 97.5 wt% polycarbonate resin and 2.5 wt% multi-walled carbon nanotubes was used to form a thickness of 1 mm. As Comparative Example 4, a mixture of 90 wt% polycarbonate resin and 10 wt% carbon black was used to form a thickness of 1 mm.
  • the surface resistance value is in the range of 10 4 to 10 9 ⁇
  • the transmittance is 10% or more.
  • the resins of Comparative Examples 1 to 4 cannot simultaneously satisfy the range of surface resistance values of 10 4 to 10 9 ⁇ and the permeability of 10% or more.
  • the present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment, and various modifications can be made without changing the gist of the invention.
  • the material A can be applied to open cassettes, photomask cases, chip trays and the like used in semiconductor processes other than FOSB, FOUP, RSP and blanks cases. Needless to say, it can be applied to containers other than the semiconductor manufacturing field, such as the medical field, which require both antistatic measures and permeability at the same time.
  • Substrate storage container 2 RSP 3 Blanks case 11 Container body 11a Side wall 11b Top wall 11c Robotic flange 11d, 21a Peep window 11e Manual handle 12 Bottom plate 13 Lid 31 Top lid

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Abstract

基板収容容器１は、半導体製造工程に用いる基板を搬送又は保管し、（ａ）熱可塑性樹脂99.8～98.5wt%、及び（ｂ）単層カーボンナノチューブ0.2～1.5wt%を配合して成る材質を用いた構成部品（例えば覗き窓１１ｄ）を少なくとも１以上備える。この構成により、基板収容容器１は、ポリカーボネートなど透明な熱可塑性樹脂にカーボンを配合した材質を用いても、半導体製造過程において要求される導電性のレベルを満たし、且つ透過性をも有した構成部品を備えることができる。

Description

基板収容容器
　本発明は、半導体製造プロセスにおいて使用するシリコンウエハ、ガラス基板などの基板を搬送・保管する際に使用する基板収容容器に関する。
　半導体は、ＣＰＵ（演算素子）に代表されるＬＳＩ（大規模集積回路）やメモリ（記憶媒体）などの現在の生活において欠かすことのできない必須の電子部品である。半導体製造プロセスにおいて、シリコンウエハ、ガラスマスク等の基板搬送に用いられる基板搬送容器には２０年余りの歴史があり、常に時代の要求に適応した開発が進められている。そして、近年では分析技術が格段に向上した事により、これら基板に発生する様々な問題の要因解析が可能となっている。
　集積回路（IC）やメモリ等の記憶媒体を作る材料であるシリコンウエハ（ベアウエハ）は、ウエハ製造会社においてインゴットと呼ばれる単結晶シリコンの素材をスライスして、研磨加工して作られる。
　その後、シリコンウエハ（ベアウエハ）を作るウエハメーカからIC生産工場へ納入されるシリコンウエハの搬送には、通常、FOSB（Front Opening Shipping Box）と呼ばれる密封タイプの搬送容器が用いられている。このFOSBは、シリコンウエハを内部に収容するため、寸法安定性や剛性に優れ、アウトガスの発生を抑え、金属イオンの溶出が少なく、且つパーティクル（目では確認できないレベルのほこり）の発生が少ない容器である必要がある。この要求を満たすため、FOSBの材質には、溶出イオンや金属の少ない高純度処理したポリカーボネート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン等の熱可塑性樹脂が使用されている。
　次に、ウエハメーカからIC生産工場に運ばれたシリコンウエハは、FOSBから図５に示すFOUP（Front Opening Unified Pod）５と呼ばれる専用容器に移載されてIC生産工程に進む。FOUP５は、ウエハ用の搬送・保管を目的としたキャリア容器であって、FOUP５に入ったベアウエアは多くの半導体製造工程を経てICやメモリに作り替えられる。FOUP５には、工場内のマシン間を天井走行で移動するために剛性が必要とされると共に、ウエハに形成される回路の静電破壊を防止するために、導電性又は帯電防止機能が要求されている。これらの要求を満たすために、現在のFOUP５の主流は、ポリカーボネート樹脂に、導電性を付与するカーボン繊維など導電フィラーを配合したものが使用されている。
　その後、IC生産工場でIC回路の形成がされたウエハは、FOUPからFOSBに再度移し替えられ、半導体製造の後工程となるダイシングやチップのマウンティング、回路チェック、パッケージングまでを行うための専門工場に移送される。
　ここで、上述したFOSBやFOUPなどの半導体関連の基板搬送容器は、純度の高いポリカーボネート樹脂（絶縁体）などで構成されているため静電気が発生し易く、静電気による帯電電圧が６ＫＶを超えることもあり得る。このような基板搬送容器を用いてIC回路を形成したウエハを収容して搬送すると、静電気によるIC回路の静電破壊が発生する要因となり、非常に問題視されている。従って、FOSBやFOUPなどの半導体関連の基板搬送容器には、帯電防止や導電性付与などの静電気対策を施す必要がある。これには、半導体製造メーカから確実な導電性が求められており、半導体関連の基板搬送容器の表面抵抗値としては104～109Ωまでの表面抵抗が理想的に要求されている。
　近年、半導体関連の搬送容器の静電気対策として、例えば、導電性ポリカーボネート（カーボン調合ポリカーボネート）を使用することがある。この導電性ポリカーボネートは、ポリカーボネートにブラックカーボンやカーボンナノチューブ（より正確には多層カーボンナノチューブ）を調合して導電性を与えて、アースを取れば瞬時に電荷を消散できるようにしている。導電性ポリカーボネートは、強度もありアウトガスの発生も少ないのでウエハの搬送・保管に適した素材として広く用いられている（例えば、非特許文献１参照）。
　その他、帯電防止ABS樹脂も用いられる。この帯電防止ABS樹脂は、ポリマー自体に制電性があるため、帯電防止効果が永久的かつ安定的となる。また、アウトガスの発生が少ないのでウエハの搬送・保管に適し、チップトレーなどの成形に使用されている（例えば、非特許文献１参照）。
　また、導電性を有しながら剛性に優れ、しかもソリや流動方向と垂直方向の成形収縮率の差による異方性の少ない平面性を実現し、パーティクルの発生が少ない半導体搬送容器用部品も開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開2008-141130号公報
"大日商事　ウエハー関連商品　総合カタログP126"[平成31年3月6日検索]、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.dainichi-shoji.co.jp/product/semiconductor/＞
　しかしながら、ポリカーボネートなど透明な熱可塑性樹脂を材質として用いた基板搬送容器の静電気対策として、104～109Ωまでの表面抵抗値を得ようとすれば、2.5wt%以上の多層カーボンナノチューブ（或いはカーボンブラック）を配合しなければならない。この結果、導電性ポリカーボネートの透過性（視認性）はゼロ（黒色）となり、基板搬送容器の外部から内部のシリコンウエハの様子が全く見えなくなる。
　その一方、FOSBや図５に示すFOUP５など基板搬送容器には、内部に収容されたウエハの状態を外部から目視で確認するための「覗き窓５ａ」があることが要求されている。このため、基板搬送容器の導電性を満たすためにその全ての構成部品を、カーボンを調合した熱可塑性樹脂とすることはできない。すなわち、現状においては、導電性の要求レベルを満たし且つ透過性を有した樹脂はコーティングすること以外では実現できない。例えば、FOUP５の「覗き窓５ａ」における静電気対策には、帯電防止剤や導電材をコーティングした透明樹脂素材を用いることで対応している。当然、この種のコーティング剤は、使用や洗浄の度に少しずつ剥がれてゆき、「覗き窓５ａ」ひいては基板搬送容器の安定的・永久的な静電気対策とはならず、このことが多大に問題視されている。
　また、ポリカーボネートなど透明な熱可塑性樹脂にカーボンを配合して半導体製造過程で要求される導電性を得る場合、上述のようにカーボンブラックやＣＮＴ（多層カーボンナノチューブ）を2.5wt％以上配合しなければならず、カーボンの脱落も皆無ではない。その結果、基板搬送容器におけるパーティクル（目では確認できないレベルのほこり）の発生や鉛筆現象が生じ、これらのことも半導体製造製品の歩留まりを低下させる要因となり、問題となっている。
　さらに、現状ではＡＢＳ樹脂やアクリル樹脂を用いた帯電対策もあるが、これらの樹脂は純度の関係で半導体製造分野、特に基板搬送容器としては今後使われない方向である。
　本願発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、透明な熱可塑性樹脂にカーボンを配合した材質を用いても、半導体製造過程において要求される導電性のレベルを満たし、且つ透過性をも有した構成部品を備える基板収容容器を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために本発明は、半導体製造工程に用いる基板を搬送又は保管する基板収容容器であって、（ａ）熱可塑性樹脂99.8～98.5wt%、及び（ｂ）単層カーボンナノチューブ0.2～1.5wt%を配合して成る材質を用いた構成部品を少なくとも１以上備えることを特徴とする。
　また、本発明に係る基板収容容器において、前記基板は、シリコンウエハ又はガラス基板であり、前記熱可塑性樹脂は、ポリカーボネート、シクロオレフィン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、及びポリエーテルサルフォンの少なくとも１以上の樹脂から構成されることが好ましい。
　また、本発明に係る基板収容容器において、前記材質の表面抵抗値は1.0×1010Ω以下となることが好ましい。
　また、本発明に係る基板収容容器において、ポリカーボネート99 wt%、単層カーボンナノチューブ1.0wt%を配合して成る材質を用いた構成部品を少なくとも１以上備え、当該材質の表面抵抗値は104～109Ωの範囲となることが好ましい。
　また、本発明に係る基板収容容器において、前記材質は、厚さ1ｍｍで形成された場合において透過率１０％以上となることが好ましい。
　また、本発明に係る基板収容容器において、前記基板収容容器は、シリコンウエハの搬送・保管に用いられるFOUP（Front Opening Unified Pod）であり、前記FOUPは、容器本体、蓋体、及びボトムプレートを備え、前記構成部品には、前記容器本体に形成され、作業員が内部に収容されたウエハの状態を外側から目視で確認するための覗き窓が含まれることが好ましい。
　また、本発明に係る基板収容容器において、前記基板収容容器は、シリコンウエハの搬送・保管に用いられるFOSB（Front Opening Shipping Box）であることが好ましい。
　また、本発明に係る基板収容容器において、前記基板収容容器は、フォトマスクを収容するためのRSP（Reticle　Smif　Pod）であり、前記構成部品には、前記RSPの上蓋に形成され、作業員が内部に収容されたウエハの状態を外側から目視で確認するための覗き窓が含まれることが好ましい。
　また、本発明に係る基板収容容器において、前記基板収容容器は、フォトマスクケースガラスを運搬するブランクスケースであり、前記構成部品には、前記ブランクスケースの上蓋が含まれることが好ましい。
　また、本発明に係る基板収容容器において、全ての構成部品が前記材質から構成されることが好ましい。
　本発明に係る基板収容容器は、（ａ）熱可塑性樹脂99.8～98.5wt%、及び（ｂ）単層カーボンナノチューブ0.2～1.5wt%を配合して成る材質を用いた構成部品を少なくとも１以上備える。この構成により、本発明に係る基板収容容器は、ポリカーボネートなど透明な熱可塑性樹脂にカーボンを配合した材質を用いても、半導体製造過程において要求される導電性のレベルを満たし、且つ透過性をも有した構成部品を備えることができる。
図１は、本発明の実施の形態に係る基板収容容器であるFOUPの背面側の概略斜視図である。 図２（ａ）及び図２（ｂ）は、同上基板収容容器を構成する材質Ａの透過度を説明するための参考写真図である。 図３は、同上基板収容容器であるRSPの分解斜視図である。 図４は、同上基板収容容器であるブランクスケースの斜視図である。 図５は、基板搬送容器である従来のFOUPの背面側の斜視図である。
（実施の形態）
　本発明の実施の形態に係る基板収容容器について図１乃至図４を参照して説明する。図１は、本実施の形態に係る基板収容容器１を示し、この基板収容容器１に収容される基板は、例えば、半導体製造プロセスに用いられるシリコンウエハやガラス基板である。
　基板収容容器１は、FOUPと呼ばれる略箱形状の容器であり、半導体製造工場で使われる 300ｍｍウェーハ用などの搬送・保管を目的としたキャリアであり、正面開口式で、ウエハを把持するカセット一体型のものである。基板収容容器１には、読み取りと書き込みが可能なRFタグと呼ばれる無線タグが使われ、この無線タグはFOUPのポケットに格納され、各基板収容容器１の状態がコンピュータにより一括管理されている。
　次に、基板収容容器１の構造に関して説明する。基板収容容器１は、図１に示すように、容器本体１１、ボトムプレート１２、及び蓋体１３を備える。容器本体１１は、基板収容容器１の側壁１１ａと、天壁１１ｂとを備え、天壁１１ｂには基板収容容器１を自動搬送する際に用いる把持部たる略板形状のロボティクフランジ１１ｃが形成される。
　容器本体１１の底壁には、加工装置に基板収納容器１を精度良く位置決めするための位置決め部材となるボトムプレート１２が取り付けられている。ボトムプレート１２は、板状の部材として形成されていて、容器本体１１の底部にボルトなどを介して固定される。ボトムプレート１２には、例えば各種のセンシングパッドや識別孔が備わる。
　容器本体１１の背面には、作業員が内部に収容されたウエハの状態を外側から目視で確認するための覗き窓１１ｄが形成されている。また、作業員への指示書や情報が記入された書面やタグを収納可能なカードケースホルダ（図示せず）も取り付けられる場合がある。容器本体１１の左右の側壁１１ａには、手動でハンドリングを行う為のマニュアルハンドル１１ｅが取り付けられている。なお、図示はしていないが、容器本体１１の左右の内側面には、シリコンウエハを一定間隔で水平に把持するための複数の棚を有する支持部が相対するように備わっている。
　蓋体１３は、容器本体１１の正面に形成された開口面をシール可能に閉鎖するための板状の部材であり、基板収納容器１の外部からの気体の侵入を防止し、内部に収容されているウエハの汚染を防止する。
　本実施の形態に係る基板収容容器１は、（ａ）熱可塑性樹脂99.8～98.5wt%、及び（ｂ）単層カーボンナノチューブ0.2～1.5wt%（ただし（ａ）+（ｂ）＝100wt%とする）を配合して成る材質Ａを用いた構成部品を、少なくとも１以上備える。この際、材質Ａの表面抵抗値は1.0×1010Ω以下となる。
　より具体的には、例えば、ポリカーボネート99 wt%、単層カーボンナノチューブ1.0wt%を配合して成る材質Ａを用いた構成部品である。この構成部品には容器本体１１に形成される覗き窓１１ｄが含まれ、覗き窓１１ｄは104～109Ωまでの表面抵抗値が得られ、半導体製造メーカより要求される導電性のレベルを満たし、且つ一定以上の透過性を有するために作業員が、ライトなどの光を当てながらでも、外部から内部に収容されたウエハの状態を視認・確認できる。なお、基板収容容器１の全ての構成部品をこの材質Ａを用いて、射出成形で作ることも可能である。
　基板収納容器１の構成部品とは、例えば、容器本体１１、ボトムプレート１２、蓋体１３、ロボティックハンドル１１ｃ、覗き窓１１ｄ、マニュアルハンドル１１ｅ、サイドレール、カードケ－スホルダなどである。熱可塑性樹脂は、透明であり、例えば、ポリカーボネート、シクロオレフィン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、及びポリエーテルサルフォンの少なくとも１以上の樹脂から構成される。
　使用される際の材料Ａの厚さは、１ｍｍ厚程度で成形するものが望ましく、１ｍｍ厚未満の場合、十分な剛性が得られず、一方、１ｍｍを超える場合には透過性が低下する。材料Ａが１ｍｍ厚の場合、透過度が１０%以上となり、この場合、図２（ｂ）に示すように、材質Ａは内部の様子を視認できるレベルの透過性を有する。
　次に、材料Ａを構成する単層カーボンナノチューブに関して説明する。カーボンナノチューブ（CNT：carbon nanotube）は、独特の構造的、機械的、電気的特性を有している。このカーボンナノチューブの種類には、単層カーボンナノチューブ（SWNT：single-walled carbon nanotube）、二層カーボンナノチューブ（DWNT：double-walled carbon nanotube）、及び多層カーボンナノチューブ（MWNT：multi-walled carbon nanotube）があり、それぞれ異なる独特の構造的、機械的、電気的特性を有している。
　単層カーボンナノチューブは、単層のグラフェンから形成される継ぎ目のない円筒状物質である。単層カーボンナノチューブの熱伝導度および電気伝導度は非常に高いことが知られている。
　多層カーボンナノチューブは、グラフェンが丸まったチューブが同心円状に複数重なった構造を有し、多くのナノカーボン繊維が絡み合っている。多層カーボンナノチューブは単層カーボンナノチューブと比較して構造が複雑かつ多様なため、その構造は明確に定義できない。多層カーボンナノチューブは単層カーボンナノチューブよりも量産が容易で単位当たりのコストが低く、熱的および化学的安定性に優れている。すなわち、多層カーボンナノチューブは単層カーボンナノチューブとは異なる物質である。
　二層カーボンナノチューブは、単層ナノチューブと多層ナノチューブの中間的な特性を示す。二層カーボンナノチューブは寿命および電界放出電流密度が高く、化学的、機械的、熱的処理にも高い安定性を示すなど多層カーボンナノチューブに見られる有用な特性と併せて、単層カーボンナノチューブに見られる柔軟性も示す。
　そして、材質Ａは、単層カーボンナノチューブを用いることが必須となる。これは、多層カーボンナノチューブの場合には2.5wt%以上の重量比を熱可塑性樹脂に配合しないと、要求されるような導電性（1.0×109Ω近辺）は付与されず、この場合には透過性がなくなるという欠点があるためである。一方、本実施の形態では、材質Ａに単層カーボンナノチューブ0.2～1.5wt%を熱可塑性樹脂99.8～98.5wt%と配合することで、要求されるような導電性（1.0×109Ω近辺）を満たすことができると共に、透過性をも有することが特徴となる。なお、単層カーボンナノチューブの重量比0.2～1.5wt％の数値幅は、熱可塑性樹脂としてポリカーボネートだけでなくシクロオレフィン樹脂、ポリエーテルイミドなど、他の非晶性の樹脂（熱可塑性樹脂）を配合する場合をも想定しているためである。
　図３は、半導体製造過程で用いるRSP（Reticle SMIF Pod）２を示す。RSP２は、シリコンウエハにネガのような回路パターンを作成するためのレチクルや回路パターンが形成されたフォトマスクの搬送・保管を目的とした基板収容容器１の一種である。RSP２において、上蓋２１に備わる覗き窓２１ａの部分に材質Ａを用いることで、静電気対策としてメーカから要求される導電性のレベルを満たすと共に、視認性のレベルをも満たすことができ、外部から内部の基板の状態を確認できるようになる。レチクルやフォトマスクは底板２２上に載置される。一方、従来の導電性を有するRSPは、不透明であり、外部から内部の基板の状態は確認できない。
　図４は、半導体製造過程で用いるブランクスケース３の概略図であり、フォトマスクはガラスの基板（多くは人工石英ガラス）のウエハを使用し、このブランクスケース３は、フォトマスクケース（一般的にマスクケース）ガラスを運搬するケースである。ブランクスケース３は、上蓋３１と容器３２とから構成され、少なくとも１の構成部品（例えば上蓋３１など）を材質Ａを用いて構成することで、導電性の要求を満たすと共に、透過性をも満たす基板収容容器１となる。一方、従来の導電性のあるブランスクケースは、透過性がゼロ（真黒）であり、外部から内部の基板の状態は確認できない。
　以上のように、本実施の形態に係る基板収容容器１は、半導体製造工程に用いる基板を搬送又は保管する基板収容容器１であって、（ａ）熱可塑性樹脂99.8～98.5wt%、及び（ｂ）単層カーボンナノチューブ0.2～1.5wt%を配合して成る材質Ａ（導電性プラスチック）を用いた構成部品を少なくとも１以上備える。この材質Ａは厚さ１ｍｍ程度で形成される。この構成により、基板収容容器１は、透明な熱可塑性樹脂にカーボンを配合した材質Ａを用いても、静電気対策として半導体製造過程において要求される導電性のレベル（104～109Ωの表面抵抗値）を満たし、且つ透過性をも有する構成部品を備えることができる。この構成部品は、例えばFOUPに形成される覗き窓１１ｄである。この結果、基板収容容器１は、IC基板の静電破壊を防止できると共に、外部から内部に収容されたウエハの状態を視認できるようになり、ひいては、最終製品の歩留まりを向上させることができる。
　また、単層カーボンナノチューブ0.2～1.5wt%とすることで、従来に比較してカーボンナノチューブの配合量を減らし、カーボンの脱落が減り、カーボンのパーティクル（目では確認できないレベルのほこり）の発生や鉛筆現象を防止できる。この結果、半導体製造製品の歩留まりを向上させろことができる。また、基板収容容器１は、その他の様々な半導体素材、例えばサファイヤウエハ、化合物半導体、ペリクルなどの搬送・保管用容器として応用が可能となる。なお、基板収容容器１は、FOUPに限定されず、上述したシリコンウエハの搬送・保管に用いられるFOSBとすることも当然にできる。
　＜導電性・透過性試験＞
　次に、本実施の形態に係る基板収容容器１に用いる配合樹脂を有する実施例１，２と、従来の基板収容容器に用いる配合樹脂の比較例１～４とを用いて試験を行った。なお、この試験は、各配合樹脂の表面抵抗値及び透過率（視認性があるか否）を判断するための試験である。
　（実施例１，２）
　実施例１では、基板収容容器１を構成する樹脂として、ポリカーボネート樹脂99.2wt%、単層カーボンナノチューブ0.8wt%の配合物を用いて１ｍｍ厚で形成した。実施例２では、基板収容容器１を構成する樹脂として、ポリカーボネート樹脂98.8wt%、単層カーボンナノチューブ1.2wt%の配合物を用いて１ｍｍ厚で形成した。
　（比較例１～４）
　また、上記実施例１，２との比較のため、比較例１として、ポリカーボネート樹脂98wt%、単層カーボンナノチューブ2wt%の配合物を用いて１ｍｍ厚で形成した。比較例２として、ポリカーボネート樹脂100wt%を用いて１ｍｍ厚で形成した。比較例３として、ポリカーボネート樹脂97.5wt%、多層カーボンナノチューブ2.5wt%の配合物を用いて１ｍｍ厚で形成した。比較例４として、ポリカーボネート樹脂90wt%、カーボンブラック10wt%の配合物を用いて１ｍｍ厚で形成した。
　上記のように作製した実施例１，２と比較例１～４とに係る配合樹脂の各サンプルを評価した。評価方法・条件としては以下の測定を行った。
　・表面抵抗率の測定
　実施例１，２、及び比較例１～４の配合樹脂の表面抵抗値を抵抗値測定器（三和ＭＩテクノス社製：モデル５５０１ＤＭ）によりそれぞれ測定し、表１にまとめた。
　・透過率の測定
　実施例１，２、及び比較例１～４の配合樹脂の表面抵抗値をＴＩＮＴ　ＭＥＴＥＲと呼ばれる可視光線測定器（Ｐ＆Ｓ社製：ジェネリック ウィンドウ ティントメーター ビジュアルライトトランスミッション 18ｍｍテスター）によりそれぞれ測定して表１にまとめた。そして、各サンプルの試験結果を下記の［表１］に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　［表１］に示す実施例１，２、及び比較例１～４に係る表面抵抗値及び透過率の結果から明らかなように、実施例１，２の（ａ）熱可塑性樹脂99.8～98.5wt%、及び（ｂ）単層カーボンナノチューブ0.2～1.5wt%を配合して成る材質を用いる場合には、表面抵抗値104～109Ωの範囲を満たし、且つ透過性１０％以上となっている。一方、比較例１～４の樹脂に関しては、表面抵抗値104～109Ωの範囲と透過性１０％以上とを同時に満たすことができないことが分かる。
　なお、本発明は、上記の実施の形態の構成に限られず、発明の要旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、材質ＡをFOSB,FOUP,RSPやブランクスケース以外の半導体工程に用いるオープンカセット、フォトマスクケース、チップトレーなどに適用することもできる。また、半導体製造分野以外の、例えば医療分野などの静電気対策と透過性とを同時に必要とする容器に応用可能であることは言うまでもない。
　１　基板収容容器
　２　RSP
　３　ブランクスケース
　１１　容器本体
　１１ａ　側壁
　１１ｂ　天壁
　１１ｃ　ロボティクフランジ
　１１ｄ，２１ａ　覗き窓
　１１ｅ　マニュアルハンドル
　１２　ボトムプレート
　１３　蓋体
　３１　上蓋

Claims (10)

  1. 　半導体製造工程に用いる基板を搬送又は保管する基板収容容器であって、
    　（ａ）熱可塑性樹脂99.8～98.5wt%、及び（ｂ）単層カーボンナノチューブ0.2～1.5wt%を配合して成る材質を用いた構成部品を少なくとも１以上備える、ことを特徴とする基板収容容器。
  2. 　前記基板は、シリコンウエハ又はガラス基板であり、
    　前記熱可塑性樹脂は、ポリカーボネート、シクロオレフィン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、及びポリエーテルサルフォンの少なくとも１以上の樹脂から構成される、ことを特徴とする請求項１記載の基板収容容器。
  3. 　前記材質の表面抵抗値は1.0×1010Ω以下となる、ことを特徴とする請求項１又は２記載の基板収容容器。
  4. 　前記基板収容容器は、ポリカーボネート99 wt%、単層カーボンナノチューブ1.0wt%を配合して成る材質を用いた構成部品を少なくとも１以上備え、当該材質の表面抵抗値は104～109Ωの範囲となる、ことを特徴とする請求項３記載の基板収容容器。
  5. 　前記材質は、厚さ１ｍｍで形成された場合において透過率１０％以上となる、ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の基板収容容器。
  6. 　前記基板収容容器は、シリコンウエハの搬送・保管に用いられるFOUP（Front Opening Unified Pod）であり、
    　前記FOUPは、容器本体、蓋体、及びボトムプレートを備え、
    　前記構成部品には、前記容器本体に形成され、作業員が内部に収容されたウエハの状態を外側から目視で確認するための覗き窓が含まれる、ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の基板収容容器。
  7. 　前記基板収容容器は、シリコンウエハの搬送・保管に用いられるFOSB（Front Opening Shipping Box）である、ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の基板収容容器。
  8. 　前記基板収容容器は、フォトマスクを収容するためのRSP（Reticle　Smif　Pod）であり、
    　前記構成部品には、前記RSPの上蓋に形成され、作業員が内部に収容されたウエハの状態を外側から目視で確認するための覗き窓が含まれる、ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の基板収容容器。
  9. 　前記基板収容容器は、フォトマスクケースガラスを運搬するブランクスケースであり、
    　前記構成部品には、前記ブランクスケースの上蓋が含まれる、ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の基板収容容器。
  10. 　前記基板収容容器の全ての構成部品が前記材質から構成される、ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の基板収容容器。
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