JP2004111830A - 基板収納容器 - Google Patents

Abstract

【課題】支持部材の摩擦抵抗を小さくして基板の破損等を抑制し、基板を立てて取り扱う場合に、基板の傾きを抑制して基板が支持部材と接触したり、基板同士が接触して破損等するのを防止できる基板収納容器を提供する。
【解決手段】複数枚の基板Ｗを整列収納する容器本体１と、容器本体１の開口正面をシール可能に閉鎖する蓋体とを備える。容器本体１の内部両側に基板用の支持部材２０を配設し、各支持部材２０の基板接触領域２３の少なくとも一部に、支持部材２０の非基板接触領域よりも摩擦抵抗の小さい低摩擦抵抗部２４を形成するとともに、低摩擦抵抗部２４の算術表面粗さを平均粗さ（Ｒａ）で０．２ａ以上にする。基板接触領域２３に摩擦抵抗の小さい低摩擦抵抗部２４を形成するので、基板Ｗがリヤリテーナの収納溝の途中で停止することがない。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウェーハやマスクガラス等の基板の収納、基板の輸送・保管、基板の加工等に使用される基板収納容器に関し、より詳しくは、基板の支持構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体業界では、生産性をより一層向上させるため、３００ｍｍという大口径サイズのシリコンウェーハやガラスウェーハからなる基板が使用され始めている。この基板は、水平方向に支持しても、垂直方向に起立させても、自重で撓み易いという特徴を有しているので、破損しないよう所定の基板収納容器に収納して安全に取り扱うことが求められる。
【０００３】
この種の基板収納容器は、例えば図１１に示すように、複数枚の基板Ｗを整列収納する容器本体１と、この容器本体１の開口正面を開閉する蓋体と、この蓋体の閉鎖時に容器本体１と蓋体との間に介在してシールするシールガスケットとから構成されている（特許文献１参照）。容器本体１は、その内部両側に基板Ｗを水平に支持する支持部材２０が配設され、内部背面にはリヤリテーナ３０が設けられている（図１０参照）。このリヤリテーナ３０は、基板Ｗの後部周縁を支持し、基板Ｗのローディングの際、基板Ｗの載置位置を決定する。また、蓋体の内面には、基板Ｗの前部周縁を個別に支持するフロントリテーナが装着されている。
【０００４】
これらリヤリテーナ３０とフロントリテーナとは、基板Ｗに接触して保護する観点から支持部材２０に比べてより柔軟性を有する材料を使用して形成され、基板Ｗとの接触部には複数の収納溝３１が所定の間隔で並設されている。各収納溝３１は、斜面からなる断面略Ｕ字形あるいは略Ｖ字形に形成され、中心高さが支持部材２０の基板載置位置よりも高い位置に設定されており、蓋体の閉鎖時に基板Ｗが支持部材２０から僅かに持ち上げられる際、基板Ｗと支持部材２０との接触摩擦を減少させ、磨耗粉による基板Ｗの汚染を抑制防止するよう機能する。
【０００５】
なお、基板Ｗは、基板収納容器からの取り出しや挿入に関し、生産工程では自動機により水平に取り扱われる。しかしながら、検査等の特別な工程では容器本体１の開口正面が上方に向けられ、垂直方向に起立した状態で手動あるいは自動で取り扱われる（図１１参照）。この場合、蓋体が取り外されると、基板Ｗは下方に位置するリヤリテーナ３０のみで支持されることとなる。
【０００６】
【特許文献１】
特開平２０００−１５９２８８号公報（図１、図２参照）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の基板収納容器は、以上のように構成されているので、図１０に示すように容器本体１から蓋体を取り外すと、基板Ｗがリヤリテーナ３０の収納溝３１の斜面から完全に滑り落ちずに途中で停止し、基板Ｗの載置位置が正規の位置からずれてローディングミスしたり、取り出しロボットの基板チャック用ハンドが基板Ｗと干渉して破損してしまうという問題がある。このような問題の原因としては、基板Ｗが大口径で撓み易いということがあげられるが、蓋体の取り外し時に基板Ｗと接触する支持部材２０の摩擦抵抗が大きいので、斜面を滑る際の抵抗になることもあげられる。加えて近年、基板Ｗの表面のみならず、基板Ｗの裏面もパーティクル対策の一環として鏡面加工されるので、鏡面同士の吸着により、基板Ｗと支持部材２０との摩擦抵抗が大きくなるのに拍車のかかることが考えられる。
【０００８】
さらに、容器本体の開口正面を上方に向け、基板Ｗを垂直方向に起立させた状態で取り扱う場合、基板Ｗをリヤリテーナ３０の浅い収納溝３１でのみ支持することとなるので、基板Ｗが前後方向のいずれかに傾いてしまう傾向がある。この場合には、基板Ｗが支持部材２０と接触したり、隣接する基板Ｗが異なる方向に倒れ、容器本体の開口側で基板同士が接触して破損や汚染を招くという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みなされたもので、支持部材の摩擦抵抗を小さくして基板の破損等を抑制し、しかも、基板を立てて取り扱う場合に、基板の傾きを抑制して基板が支持部材と接触したり、基板同士が接触して破損等するのを防ぐことのできる基板収納容器を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、上記課題を達成するため、一端面が開口した容器本体に基板を収納するものであって、
容器本体の内部両側に基板用の支持部材をそれぞれ設け、これら容器本体の内部両側と支持部材のうち、少なくとも各支持部材の基板接触領域の一部に、支持部材の非基板接触領域よりも摩擦抵抗の小さい低摩擦抵抗部を形成したことを特徴としている。
【００１１】
なお、容器本体の内部他端面に、基板支持用の溝を備え、この溝の断面形状を、基板の水平方向における中心線に対して非対称形に形成することが好ましい。また、低摩擦抵抗部の算術表面粗さを平均粗さ（Ｒａ）で０．２ａ以上にすると良い。
【００１２】
ここで特許請求の範囲における容器本体の開口一端面は蓋体で開閉されるが、この蓋体には、蓋体の周面から複数の係止爪等を出没させる施錠用のラッチ機構を内蔵しても良いし、そうでなくても良い。基板には、少なくとも単数複数枚の半導体ウェーハやフォトマスクガラス等が含まれる。また、低摩擦抵抗部は、支持部材の全基板接触領域に設けることもできるし、容器本体の内部両側と支持部材の基板接触領域にそれぞれ設けることもできる。容器本体の内部他端面に、基板支持用の溝が設けられる場合には、この溝の少なくとも一部に低摩擦抵抗部を設けることも可能である。さらに、算術平均粗さ（Ｒａ）とは、粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さだけ抜き取り、この抜き取り部分の方向にＸ軸、縦倍率の方向にＹ軸をｙ＝ｆ（ｘ）で表した時に、所定の式で求められる値をいう。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明すると、本実施形態における基板収納容器は、図１ないし図９に示すように、複数枚の基板Ｗを整列収納する容器本体１と、この容器本体１の開口をシール可能に閉鎖する蓋体１０とを備え、容器本体１の内部両側に、基板Ｗの両側部周縁を支持する複数の支持部材２０をそれぞれ配設するとともに、各支持部材２０の基板接触領域２３の少なくとも一部に、支持部材２０の非基板接触領域よりも摩擦抵抗の小さい低摩擦抵抗部２４を形成し、容器本体１の内部他端面である内部背面には、基板Ｗの後部周縁を支持する複数のリヤリテーナ３０を並べて設置するようにしている。
【００１４】
複数枚の基板Ｗとしては、例えば複数枚の半導体ウェーハがあげられる。より詳しくは、３００ｍｍの（例えば、２５枚や２６枚等）のシリコンウェーハ等が使用される。
【００１５】
容器本体１は、図１、図４、図５に示すように、例えば透明のポリカーボネート等を使用して一端面である正面の開口したフロントオープンボックスタイプに形成される。この容器本体１は、その底部に、基板収納容器の種類を検知して区別するための貫通孔を有する平面略Ｙ字形のボトムプレート２が装着され、このボトムプレート２の前部両側と後部とに、断面略Ｖ字形を呈した加工装置用の位置決め部材３がそれぞれ形成される。また、容器本体１の天井にはハンドル４が着脱自在に装着され、このハンドル４がＯＨＴ（オーバーヘッドホイストトランスファー）と呼ばれる自動搬送機構に保持されることにより、基板収納容器が工程内を搬送される。
【００１６】
容器本体１の開口正面には図１や図５に示すように、蓋体嵌合用のリム部５が幅広に一体形成され、このリム部５の両側には、蓋体用の係止溝を備えた係止部６がそれぞれ一体的に突出形成される。また、容器本体１の外部両側には、手動搬送用の把持ハンドル７がそれぞれ着脱自在に装着される。
【００１７】
蓋体１０は、図１、図４、図７に示すように、四隅部が丸く湾曲した横長の略矩形に形成され、内面に容器本体１のリム部５と嵌合する段差部１１が突出形成されるとともに、この段差部１１には、複数枚の基板Ｗを所定のピッチで上下方向に水平に整列支持するフロントリテーナ１２が装着される。この蓋体１０は、その段差部１１にエンドレスのシールガスケット１３が嵌合され、このシールガスケット１３が蓋体閉塞時の密封性を確保する。蓋体１０の両側部には、容器本体１の係止部６に係合する一対の係止片１４がそれぞれ揺動可能に支持される。
【００１８】
なお、容器本体１、ボトムプレート２、ハンドル４、一対の把持ハンドル７、蓋体１０は、例えばポリカーボネート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、環状オレフィン樹脂からなる熱可塑性樹脂等を使用して成形される。また、把持ハンドル７は、図１のようなＵ字形でも良いし、基板収納容器に収納される基板Ｗが水平状態にある場合と垂直状態にある場合のいずれでも、作業員が安定して容器本体１を把持することができるよう、略直角に形成される２つの把持部を備えた逆Ｌ字形あるいはＬ字形等でも良い。
【００１９】
複数の支持部材２０は、図１、図５、図６、図７に示すように、容器本体１の内部両側に一体的に形成され、上下方向に所定のピッチで並設される。各支持部材２０は、基板Ｗの側部周縁に対応するよう自由一側部が湾曲した略棚板形に形成され、前部他側に飛び出し防止突起２１が基板Ｗの側部周縁に沿うよう形成されており、後部のストッパとなる側壁には、基板Ｗの挿抜位置を定める断面略Ｖ字形の傾斜面２２が形成される。飛び出し防止突起２１は、基板Ｗの厚さ相当の高さ、具体的には０．３〜０．７ｍｍの範囲の高さに形成される。
【００２０】
各支持部材２０の前部一側と後部の傾斜面２２、換言すれば、基板接触領域２３の少なくとも一部（図２と図３の囲んだ部分）は支持部材２０の非基板接触領域よりも摩擦抵抗の小さい低摩擦抵抗部２４とされ、この低摩擦抵抗部２４の算術表面粗さはＪＩＳ　Ｂ　０６０１−２００１に準じて測定した場合に平均粗さ（Ｒａ）で０．２ａ（０．２μｍ）以上、好ましくは０．３ａ（０．３μｍ）〜６．３ａ（６．３μｍ）の範囲に設定される。低摩擦抵抗部２４は、支持部材２０の成形に使用する金型の表面を部分的に梨地や皮シボ等のシボ加工をしておき、これを成形時に支持部材表面に転写することにより形成することができる。金型に対するシボ加工は、サンドブラスト、放電加工、エッチング等により行われる。
【００２１】
低摩擦抵抗部２４の算術表面粗さが平均粗さ（Ｒａ）で０．２ａ（０．２μｍ）以上とされるのは、０．２ａ（０．２μｍ）未満の場合には、基板Ｗとの摩擦抵抗が大きいままとなり、容器本体１を縦置きから横置きに変更する際、基板Ｗがリヤリテーナ３０から円滑に移動せずに途中で停止し、基板Ｗが位置ずれしてピックアップできなくなったり、基板Ｗの破損を招くおそれがあるからである。
【００２２】
低摩擦抵抗部２４の算術表面粗さが好ましくは平均粗さ（Ｒａ）で０．３ａ（０．３μｍ）〜６．３ａ（６．３μｍ）の範囲なのは、成形条件やガス抜きの状態により転写精度が左右されるので、係る範囲とすれば量産時の安定性を図ることができるからである。また、平均粗さ（Ｒａ）が６．３ａ（６．３μｍ）を超える場合、摩擦抵抗は良好であるものの、成形後に金型から離型する際に支持部材２０を形成したシボの部分が損傷したり、抵抗になって金型から容易に離型できなくなるからである。
【００２３】
各リヤリテーナ３０は、図４、図５、図７ないし図９に示すように、相対向するフロントリテーナ同様、基板Ｗに個別に接触して保護する観点から支持部材２０に比べてより柔軟性を有する材料を使用して形成され、基板Ｗとの接触部には複数の収納溝３１が所定の間隔で並設されており、各収納溝３１には起立した基板Ｗの転倒を規制する転倒規制部材３２が一体的に設けられる。各収納溝３１は、斜面からなる断面略Ｕ字形あるいは略Ｖ字形に形成される。また、各転倒規制部材３２は、収納溝３１の水平方向の中心線から一方に位置する垂直壁３３と、中心線から他方に位置する傾斜面３４とから形成され、収納溝３１の断面形状を基板Ｗの水平方向における中心線に対して非対称とするよう機能する。
【００２４】
このようなリヤリテーナ３０は、容器本体１の開口正面に蓋体１０が嵌合閉鎖されると、フロントリテーナ１２と共に基板Ｗの周縁を収納溝３１を介して支持部材２０から掬い上げ、転倒規制部材３２の中心部で挟持する。また、容器本体１の開口正面から蓋体１０が取り外されると、基板Ｗの後部周縁を転倒規制部材３２の傾斜面２２により支持部材２０にスライドさせる。
【００２５】
上記構成によれば、蓋体１０の取り外し時に基板Ｗがリヤリテーナ３０から各支持部材２０にスライドするが、支持部材２０の基板接触領域２３に摩擦抵抗の小さい低摩擦抵抗部２４を形成しているので、基板Ｗがリヤリテーナ３０の収納溝３１の途中で停止することがない。したがって、基板Ｗの載置位置が正規の位置からずれてローディングミスしたり、取り出しロボットの基板チャック用ハンドが基板Ｗと干渉して破損してしまうという問題を解消することができる。
【００２６】
また、図９に示すように容器本体１の開口正面を上方に向け、基板Ｗを垂直方向に起立させた状態で取り扱う場合でも、リヤリテーナ３０の収納溝３１を形成する転倒規制部材３２が基板Ｗの水平方向における中心線に対して非対称なので、複数枚の基板Ｗを全て同一方向に傾けることができる。したがって、基板Ｗが支持部材２０と接触したり、隣接する基板Ｗが異なる方向に倒れ、容器本体１の開口側で基板同士が接触して破損や汚染を招くおそれを排除することが可能になる。
【００２７】
なお、上記実施形態では支持部材２０の前部一側と後部の傾斜面２２に低摩擦抵抗部２４をそれぞれ形成したが、なんらこれに限定されるものではなく、支持部材２０やこの支持部材２０に連続する容器本体１の内部両側に形成しても良い。また、リヤリテーナ３０の収納溝３１の一部あるいは全部に低摩擦抵抗部２４を形成しても良い。
【００２８】
【実施例】
以下、本発明に係る基板収納容器の実施例について比較例と共に説明する。
実施例
基板収納容器の容器本体をポリカーボネートを用いて成形し、この容器本体の支持部材に、表面粗度が平均粗さ（Ｒａ）で０．３ａ（０．３μｍ）の低摩擦抵抗部をシボ加工により形成した。表面粗さは、プローブ接触方式の表面粗さ計（三豊製モデル　サーフテスト５０１）を用いて測定した。
そして、支持部材に基板であるφ３００ｍｍのウェーハを支持させ、このウェーハを水平方向に移動させた場合の摩擦抵抗をフルスケール５０Ｎのプッシュプルゲージ（アイコーエンジニアリング社製　ＡＷＦ−５０）により測定し、測定結果を表１にまとめた。この測定は、下から１段目、５段目、１０段目、１５段目、２０段目、２５段目の６箇所で行い、その平均値を算出した。
【００２９】
比較例
容器本体をポリカーボネートを用いて成形し、この容器本体の支持部材にシボ加工を施すことなく、支持部材の表面粗度を平均粗さ（Ｒａ）で０．１ａ（０．１μｍ）以下とした。
そして、支持部材にφ３００ｍｍのウェーハを支持させ、このウェーハを水平方向に移動させた場合の摩擦抵抗をフルスケール５０Ｎのプッシュプルゲージ（アイコーエンジニアリング社製　ＡＷＦ−５０）により測定し、測定結果を表１にまとめた。測定は、下から１段目、５段目、１０段目、１５段目、２０段目、２５段目の６箇所で行い、その平均値を算出した。
【００３０】
【表１】

【００３１】
表１から明らかなように、実施例の支持部材とウェーハの摩擦抵抗が１／６に低下した。また、ウェーハがリヤリテーナの収納溝から支持部材に円滑にスライドするのを確認した。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、支持部材の摩擦抵抗を小さくして基板の破損等を抑制することができるという効果がある。また、基板を立てて取り扱う場合にも、基板の傾きを抑制して基板が支持部材と接触したり、基板同士が接触して破損等するのを有効に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る基板収納容器の実施形態を示す斜視全体説明図である。
【図２】本発明に係る基板収納容器の実施形態における支持部材を示す平面図である。
【図３】本発明に係る基板収納容器の実施形態における支持部材を示す正面図である。
【図４】図１の横断面説明図である。
【図５】図１の縦断面説明図である。
【図６】本発明に係る基板収納容器の実施形態における支持部材を示す模式説明図である。
【図７】本発明に係る基板収納容器の実施形態におけるリテーナが基板を支持する状態を示す模式説明図である。
【図８】本発明に係る基板収納容器の実施形態における容器本体から蓋体を取り外し、支持部材に基板を支持させる状態を示す模式説明図である。
【図９】本発明に係る基板収納容器の実施形態における容器本体を上向きにした状態を示す模式説明図である。
【図１０】従来の基板収納容器の支持部材が基板を水平に支持する状態を示す模式説明図である。
【図１１】従来の基板収納容器の開口正面を上方に向け、基板を立てた状態で取り扱う場合を示す断面説明図である。
【符号の説明】
１　　　　　容器本体
１０　　　　蓋体
１３　　　　シールガスケット
２０　　　　支持部材
２２　　　　傾斜面
２３　　　　基板接触領域
２４　　　　低摩擦抵抗部
３０　　　　リヤリテーナ
３１　　　　収納溝（溝）
３２　　　　転倒規制部材
３３　　　　垂直壁
３４　　　　傾斜面
Ｗ　　　　　基板

Claims (3)

1. 一端面が開口した容器本体に基板を収納する基板収納容器であって、
   容器本体の内部両側に基板用の支持部材をそれぞれ設け、これら容器本体の内部両側と支持部材のうち、少なくとも各支持部材の基板接触領域の一部に、支持部材の非基板接触領域よりも摩擦抵抗の小さい低摩擦抵抗部を形成したことを特徴とする基板収納容器。
2. 容器本体の内部他端面に、基板支持用の溝を備え、この溝の断面形状を、基板の水平方向における中心線に対して非対称形に形成した請求項１記載の基板収納容器。
3. 低摩擦抵抗部の算術表面粗さを平均粗さ（Ｒａ）で０．２ａ以上とした請求項１又は２記載の基板収納容器。

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