JP2011138863A - 基板収納容器 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の汚染を排除し、基板を高精度に支持でき、しかも、基板に関する作業の簡素化や容易化を図り得る基板収納容器を提供する。
【解決手段】ガラスウェーハＷ収納用の容器本体１と、ガラスウェーハＷをサポートするサポート治具３０とを備え、容器本体１の内部両側に、ガラスウェーハＷとサポート治具３０を水平支持可能な支持体５を配設したもので、支持体５は、ガラスウェーハＷ用の支持片７を備え、支持片７の前部に、ガラスウェーハＷの飛び出しを規制する段差部８を形成し、支持片７の後部に、ガラスウェーハＷの収納位置を規制する位置規制壁９を形成する。サポート治具３０は、ガラスウェーハＷに対向する治具本体３１と、治具本体３１に形成されて容器本体１の上下方向に湾曲する屈曲支持部３２・３２Ａと、治具本体３１の両側端部に突出形成されて支持片７に支持される平坦なレール３６とを備え、段差部８と位置規制壁９に挟持される。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガラスウェーハ、半導体ウェーハ、マスクガラス等の基板を収納、支持、保管、搬送、輸送等する際に使用される基板収納容器に関するものである。

従来の基板収納容器は、図示しないが、複数枚の半導体ウェーハを収納するフロントオープンボックスの容器本体と、この容器本体の開口した正面を開閉する着脱自在の蓋体とを備え、容器本体の内部両側に、半導体ウェーハを水平に支持する支持体がそれぞれ配設されている。

ところで現在、半導体業界で多く使用されている半導体ウェーハ（例えば、φ２００ｍｍで厚さ７２５μｍのシリコンウェーハやφ３００ｍｍで厚さ７７５μｍのシリコンウェーハ等）は、表面に電子回路が形成され、裏面が研削された後、半導体部品として使用される肉厚、例えば通常の肉厚の半分以下である５０μｍ〜３００μｍまで薄く加工されることがある。このため、係る薄い半導体ウェーハを基板収納容器の容器本体に収納して保管したり、搬送する必要がある。

一方、ＣＣＤセンサ、ＣＭＯＳセンサ、光学フィルター等に使用されているガラスウェーハは、φ３００ｍｍで厚さ３５０〜５００μｍ程度のタイプが使用されている。こうしたガラスウェーハは、自重による撓みが大きく、弓なりに変形すると、保管や取り扱いに問題が生じるので、撓みを別体の治具により規制する方法が提案されている（特許文献１、２参照）。

例えば、特許文献１に開示されているウェーハ収納カセットの場合には、複数のウェーハの支持部にウェーハ保持部が挿入して使用される技術が提案されている。また、特許文献２の場合には、ウェーハキャリアの複数のスロットに挿入体を摩擦係合させ、この挿入体に形成された直線的な突起により薄いウェーハを支持する技術が提示されている。

特開２０００−９１４００号公報 特開２００４−５２９４９３号公報

しかしながら、特許文献１に開示されているウェーハ収納カセットの場合には、ウェーハ保持部が平坦に形成されているので、ウェーハとの接触面積が拡大し、擦れてウェーハの汚染を招くおそれがある。また、ウェーハ保持部が位置ずれすることがあるので、ウェーハを高精度に支持することができないという問題もある。

また、特許文献２の場合には、ウェーハキャリアの複数のスロットに挿入体が摩擦係合するので、この摩擦係合によりウェーハが汚染するおそれがある。さらに、複数のスロットに挿入体が予め固定される必要があるので、挿入体が不要な場合、例えば通常のウェーハを支持する場合等に、複数のスロットから挿入体を取り外すことが容易でなく、結果として作業の複雑化や煩雑化を招くという問題がある。

本発明は上記に鑑みなされたもので、基板の汚染のおそれを排除し、基板を高精度に支持することができ、しかも、基板に関する作業の簡素化や容易化を図る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。

本発明においては上記課題を解決するため、基板を収納するフロントオープンボックスの容器本体と、この容器本体に収納されて基板をサポートするサポート治具とを備え、容器本体の内部側方に、基板とサポート治具とを略水平に支持可能な支持体を設けたものであって、
支持体は、容器本体の前後方向に伸びて基板を支持する支持片を含み、この支持片の前部に、基板の飛び出しを規制する段差部を形成し、支持片の後部には、基板の収納位置を規制する位置規制部を形成し、
サポート治具は、基板に容器本体の上下方向から対向する板形の治具本体と、この治具本体に形成されて容器本体の上下方向に曲がる屈曲支持部と、治具本体の側端部に突出形成されて支持体の支持片に支持される平坦なレールとを含み、支持体の段差部と位置規制部とに挟まれることを特徴としている。

なお、サポート治具の少なくとも一部を弾性の材料により形成するか、あるいはレールに吸振層を積層することができる。
また、サポート治具の治具本体を連続した断面略波形に形成し、この治具本体の中央部を下方に突出する屈曲支持部とするとともに、両側部をそれぞれ上方に突出する屈曲支持部とし、これらの屈曲支持部に、基板と接触可能な突起を形成することができる。

また、サポート治具の治具本体の前部を平面略円弧形に形成してその周縁には補強リブを形成し、治具本体の後部を直線的に形成してその両側には支持体の位置規制部に干渉する回転規制部をそれぞれ形成することもできる。

ここで、特許請求の範囲における基板には、少なくとも薄く脆く割れ易い単数複数のガラスウェーハ、半導体ウェーハ、マスクガラス等が含まれる。容器本体は、透明、不透明、半透明のいずれでも良い。また、サポート治具の屈曲支持部は、少なくとも一つあれば良い。突起は、単数複数いずれでも良い。

本発明によれば、基板収納容器の容器本体に基板を収納する場合には、容器本体に、基板とサポート治具とを支持体の支持片を介し収納支持させ、基板の下方にサポート治具の治具本体を位置させてその屈曲支持部に基板を支持させれば、例え基板が薄く脆く撓み易い場合でも、基板の変形を抑制して収納することができる。

本発明によれば、基板の汚染のおそれを有効に排除し、基板を高精度に支持することができ、しかも、基板に関する作業の簡素化や容易化を図ることができるという効果がある。
また、サポート治具の少なくとも一部を弾性の材料により形成するか、あるいはレールに吸振層を積層すれば、基板収納容器の移動に伴う振動や衝撃を緩和することができる。

また、サポート治具の治具本体を連続した断面略波形に形成し、この治具本体の中央部を下方に突出する屈曲支持部とするとともに、両側部をそれぞれ上方に突出する屈曲支持部とし、これらの屈曲支持部に、基板と接触可能な突起を形成すれば、治具本体の剛性を向上させたり、基板との接触面積を減少させつつ、撓みを低減させながら基板を支持することができる。また、サポート治具の下方に位置する基板が撓んだ場合に、下方に突き出た屈曲支持部の突起により、撓んだ基板のそれ以上の過剰な撓みを規制することが可能となる。

さらに、サポート治具の治具本体の前部を平面略円弧形に形成してその周縁には補強リブを形成し、治具本体の後部を直線的に形成してその両側には支持体の位置規制部に干渉する回転規制部をそれぞれ形成すれば、治具本体の強度を高めたり、治具本体の位置ずれや回転を防ぐことが可能となる。

本発明に係る基板収納容器の実施形態を模式的に示す全体斜視説明図である。 本発明に係る基板収納容器の実施形態におけるサポート治具を模式的に示す斜視説明図である。 本発明に係る基板収納容器の実施形態におけるサポート治具を模式的に示す正面説明図である。 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にサポート治具を収納した状態を模式的に示す斜視説明図である。 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にサポート治具を収納した状態を模式的に示す正面説明図である。 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にサポート治具を収納した状態を模式的に示す要部拡大説明図である。

以下、図面を参照して本発明の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６に示すように、複数枚のガラスウェーハＷを収納する容器本体１と、この容器本体１の開口した正面を開閉する蓋体１０と、容器本体１に収納されてガラスウェーハＷをサポートするサポート治具３０とを備え、容器本体１の内部両側に、ガラスウェーハＷとサポート治具３０とを水平にそれぞれ支持可能な支持体５を配設するようにしている。

ガラスウェーハＷは、図１に示すように、例えばφ３００ｍｍの薄く丸い円板に形成され、自重により上下に弓なりに撓みやすいという特徴を有しており、容器本体１内に水平に挿入されてその上下方向に所定の枚数が並べて収納される。

容器本体１と蓋体１０とは、所定の樹脂を含有する成形材料により複数の部品がそれぞれ射出成形され、この複数の部品の組み合わせで構成される。この成形材料の所定の樹脂としては、例えば力学的性質や耐熱性等に優れるポリカーボネート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリブチレンテレフタレート、ポリアセタール、液晶ポリマー、あるいは環状オレフィン樹脂等があげられる。所定の樹脂には、カーボン、カーボン繊維、金属繊維、カーボンナノチューブ、導電性ポリマー、帯電防止剤、又は難燃剤等が必要に応じて選択的に添加される。

容器本体１は、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、開口した正面を水平横方向に向けた状態で半導体加工装置や気体置換装置上に位置決めして搭載されたり、洗浄槽の洗浄液により洗浄される。この容器本体１の底板の前部両側と後部中央とには、基板収納容器、具体的には容器本体１を位置決めする位置決め具がそれぞれ装着される。また、容器本体１の底板には、複数の位置決め具をそれぞれ露出させるボトムプレートが水平に装着される。

容器本体１の天板の中央部には、工場の天井搬送機構に把持される搬送用のトップフランジが着脱自在に装着される。また、容器本体１の背面壁の内面両側には、ガラスウェーハＷの後部周縁を保持するリアリテーナ２が配列される。また、容器本体１の正面は、周縁から外方向に張り出すリムフランジ３が膨出形成され、このリムフランジ３内に着脱自在の蓋体１０が図示しない蓋体開閉装置により圧入して嵌合される。このリムフランジ３の内周面の上下両側部には、蓋体１０用の係止穴４がそれぞれ穿孔される。

各支持体５は、所定の樹脂、例えば滑り性に優れるポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、あるいはＣＯＰ等を含有する成形材料により射出成形される。この成形材料には、カーボン繊維、金属繊維、カーボンナノチューブ、導電性ポリマー、導電性の付与された樹脂等が必要に応じて添加される。

支持体５は、容器本体１の側壁内面に着脱自在に装着される取付板６を備え、この取付板６からガラスウェーハＷを水平に支持する複数の支持片７が並べて突出し、各支持片７の表面前部には、ガラスウェーハＷに接触してその飛び出しを規制する段差部８が形成されるとともに、各支持片７の表面後部には、ガラスウェーハＷに接触してその挿入限度や収納位置を規制する位置規制壁９が形成される。各支持片７は、ガラスウェーハＷの側部周縁に沿うよう平面円弧形の板に湾曲形成され、容器本体１の前後方向に伸びるとともに、容器本体１の内方向に水平に突出する。

蓋体１０は、図１に示すように、容器本体１の開口した正面内にガスケット１５を介して嵌合する筐体１１と、この筐体１１の開口した表面（正面）を被覆する表面プレート１６と、これら筐体１１と表面プレート１６との間に介在される施錠機構１８とを備えて構成される。筐体１１は、基本的には枠形の周壁を備えた浅底の断面略皿形に形成され、中央部と周壁の左右両側部との間に施錠機構１８用の設置空間がそれぞれ区画形成される。この筐体１１の周壁の上下両側部には、施錠機構１８用の貫通孔１２がそれぞれ穿孔され、各貫通孔１２が容器本体１のリムフランジ３の係止穴４に対向する。

筐体１１の裏面両側部には、ガラスウェーハＷを弾発的に保持するフロントリテーナ１３がそれぞれ着脱自在に装着される。各フロントリテーナ１３は、筐体１１の裏面に着脱自在に装着され、かつ施錠機構１８の後方に位置して蓋体１０の変形を防止する枠体を備え、この枠体には、分岐しながら容器本体１の背面壁方向に伸びる弾性片１４が上下に並べて一体形成されており、各弾性片１４には、ガラスウェーハＷの前部周縁をＵ字溝又はＶ溝により保持する小さな保持ブロックが一体形成される。

筐体１１の裏面周縁部には枠形の嵌合溝が形成され、この嵌合溝にはリップタイプのガスケット１５が密嵌されており、このガスケット１５が容器本体１のリムフランジ３内周に圧接して変形する。このガスケット１５は、例えば耐熱性や耐候性等に優れるフッ素ゴム、シリコーンゴム、各種の熱可塑性エラストマー（例えば、オレフィン系、ポリエステル系、ポリスチレン系等）等を成形材料として弾性変形可能な枠形に成形される。また、表面プレート１６は、筐体１１の開口した表面に対応する平板に形成され、左右両側部には、施錠機構１８用の操作口１７がそれぞれ穿孔される。

施錠機構１８は、表面プレート１６の操作口１７を貫通した蓋体開閉装置の操作ピンに回転操作される左右一対の回転プレート１９と、各回転プレート１９の回転に伴い上下方向にスライドする複数のスライドプレート２０と、各スライドプレート２０のスライドに伴い筐体１１から突出して容器本体１の係止穴４に係止する複数の係止爪２１とを備えて構成され、フロントリテーナ１３の前方に位置する。

サポート治具３０は、所定の樹脂等を含有する成形材料により成形されるが、輸送時の振動を抑制したい場合には、全部又は少なくとも一部が弾性の材料により形成される。成形材料の所定の樹脂等としては、例えば弾性や滑り性を有するポリアセタール、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルエーテルケトンやポリエステル系、ポリオレフィン系の各種熱可塑性エラストマー等があげられる。

成形材料の所定の樹脂等には、カーボン繊維、カーボンパウダー、カーボンナノチューブ等が導電性を得る観点から適宜添加される。また、剛性の向上を図る場合には、ガラス繊維が添加されたり、摺動性を向上させる場合には、フッ素系樹脂やマイカ等が選択的に配合される。

サポート治具３０は、図１ないし図６に示すように、ガラスウェーハＷに容器本体１の下方向から対向する板形の治具本体３１と、この治具本体３１に形成されて容器本体１の上下方向に湾曲するガラスウェーハＷ用の複数の屈曲支持部３２・３２Ａと、治具本体３１の両側端部にそれぞれ突出形成されて支持体５の支持片７に水平に支持される平坦なレール３６とを備えて形成され、支持片７の段差部８と位置規制壁９との間に着脱自在に挟持されてガラスウェーハＷの挿入方向（容器本体１の前後方向）の位置ずれを規制するよう機能する。

治具本体３１は、図２や図３に示すように、剛性を向上させる観点から、水平面に対して上下方向に湾曲し、かつ左右方向に連続する断面略波形に湾曲形成され、中央部が下方に滑らかに突出してガラスウェーハＷとの間に隙間を区画する屈曲支持部３２に形成されるとともに、両側部がそれぞれ上方に滑らかに突出する屈曲支持部３２Ａに形成されており、これらの各屈曲支持部３２・３２Ａの表裏面に、ガラスウェーハＷと接触可能な突起３３・３３Ａがそれぞれ形成される。

突き出た両側の屈曲支持部３２Ａの表面に位置する突起３３Ａは、図２に示すように、均等に３個あるいは４個配置されることにより、ガラスウェーハＷの裏面に接触してその撓みを低減しながら支持するよう機能する。これに対し、上方が凹み、下方に突き出た屈曲支持部３２の裏面に位置する突起３３は、サポート治具３０の直下に位置するガラスウェーハＷが振動や衝撃等で大きく上方に撓んだ場合に弾性的に干渉・接触し、撓んだガラスウェーハＷのそれ以上の過剰な撓みを抑制する。各突起３３・３３Ａは、例えば平面円形に形成され、屈曲支持部３２・３２Ａの表面前後部あるいは裏面中央部から略垂直に突出する。

治具本体３１の前部は、ガラスウェーハＷの前部周縁に対応するよう平面円弧形に湾曲形成され、周縁には上下方向に伸びる補強リブ３４が一体形成されており、この補強リブ３４により撓みや変形が防止される。また、治具本体３１の後部は、ガラスウェーハＷの挿入方向と垂直に交わる直線形に形成され、両側には、対向する支持体５の位置規制壁９に係合する回転規制部３５がそれぞれ丸く面取り形成される。各回転規制部３５は、レール３６の後方に位置し、位置規制壁９との擦れを回避しつつ位置ずれを規制する。

各レール３６は、サポート治具３０の前後方向に平板形に伸長形成され、輸送時の振動を緩和したい場合には、裏面に各種のフィルムやシートからなる吸振層が選択的に貼着される。このレール３６は、支持体５の支持片７との接触面積を縮小する観点から、治具本体３１の前後方向の長さよりも短く形成される。

上記構成において、基板収納容器の容器本体１に撓みやすいガラスウェーハＷを収納する場合には、先ず、容器本体１にサポート治具３０を対向する一対の支持体５の支持片７を介し着脱自在に支持させ、支持片７の段差部８と位置規制壁９との間にサポート治具３０の治具本体３１を挟持させる。

こうして容器本体１にサポート治具３０を収納したら、容器本体１にガラスウェーハＷを支持体５の支持片７を介し水平に支持させ、ガラスウェーハＷの直下にサポート治具３０を位置させてその屈曲支持部３２Ａの複数の突起３３ＡにガラスウェーハＷを点接触によりそれぞれ支持させれば、ガラスウェーハＷの変形を抑制して安全に収納することができる。

容器本体１にガラスウェーハＷを収納したら、容器本体１の開口した正面に蓋体１０を蓋体開閉装置により圧入してシール状態に嵌合し、蓋体１０のフロントリテーナ１３にガラスウェーハＷの前部周縁を保持させれば、ガラスウェーハＷを安全に搬送したり、輸送することができる。この際、サポート治具３０によりガラスウェーハＷの撓みが少ないので、蓋体１０のフロントリテーナ１３にガラスウェーハＷの前部周縁を確実に保持させることができる。

上記構成によれば、各屈曲支持部３２Ａが平坦ではなく、湾曲形成されてその複数の突起３３ＡがガラスウェーハＷを点接触により支持するので、ガラスウェーハＷとの接触面積を大幅に縮小することができ、擦れに伴うガラスウェーハＷの汚染のおそれを有効に排除することができる。また、サポート治具３０の回転規制部３５が位置ずれを確実に規制するので、ガラスウェーハＷを高精度に支持することができる。

また、左右一対のレール３６が治具本体３１の前後方向の長さよりも短いので、支持片７との摩擦係合領域が少なく、ガラスウェーハＷの汚染のおそれを払拭することができる。また、サポート治具３０が不要な場合、例えば通常の厚さのウェーハを支持する場合等には、左右一対の支持体５間からサポート治具３０を簡単に取り外すことができるので、ガラスウェーハＷの出し入れ作業の複雑化や煩雑化を防止することが可能となる。

また、治具本体３１の中央部の屈曲支持部３２を下方に凹ませ、両側部の屈曲支持部３２Ａを上方に突出させるので、治具本体３１の中央部をハンドリング用のロボットで簡易にリフトアップすることが可能となる。また、治具本体３１の中央部に位置する屈曲支持部３２がガラスウェーハＷの裏面との間に作業用の隙間を形成するので、この隙間にハンドリング用のロボットのアームを挿入してガラスウェーハＷをローディングしたり、アンローディングすることが可能となる。

さらに、屈曲支持部３２の裏面に位置する突起３３は、直下に位置するガラスウェーハＷが上方に弓なりに撓むのを抑制するので、上方に位置するガラスウェーハＷの他、下方に位置するガラスウェーハＷの安全な保持も大いに期待できる。

なお、上記実施形態ではサポート治具３０を成形材料により成形したが、このサポート治具３０の表裏面には、導電性や耐擦傷性を得る観点から、π電子共役結合を有するポリチオフェンやポリピロール等の導電性ポリマーやダイヤモンドライクコーティング等をそれぞれコーテインングしても良い。

また、上記実施形態の治具本体３１を断面略波形に湾曲形成し、中央部を上方に滑らかに突出する屈曲支持部３２・３２Ａに形成するとともに、両側部をそれぞれ下方に突出する屈曲支持部３２・３２Ａに形成しても良い。さらに、上記実施形態では突起３３・３３Ａを平面円形に形成したが、何らこれに限定されるものではない。例えば、突起３３・３３Ａを平面楕円形、矩形、多角形等に適宜形成しても良いし、上端部が半球形に湾曲したピン形等に形成しても良い。

１ 容器本体
５ 支持体
７ 支持片
８ 段差部
９ 位置規制壁
１０ 蓋体
１１ 筐体
１３ フロントリテーナ
１６ 表面プレート
１８ 施錠機構
３０ サポート治具
３１ 治具本体
３２ 屈曲支持部
３２Ａ 屈曲支持部
３３ 突起
３３Ａ 突起
３４ 補強リブ
３５ 回転規制部
３６ レール
Ｗ ガラスウェーハ（基板）

Claims (4)

1. 基板を収納するフロントオープンボックスの容器本体と、この容器本体に収納されて基板をサポートするサポート治具とを備え、容器本体の内部側方に、基板とサポート治具とを略水平に支持可能な支持体を設けた基板収納容器であって、
   支持体は、容器本体の前後方向に伸びて基板を支持する支持片を含み、この支持片の前部に、基板の飛び出しを規制する段差部を形成し、支持片の後部には、基板の収納位置を規制する位置規制部を形成し、
   サポート治具は、基板に容器本体の上下方向から対向する板形の治具本体と、この治具本体に形成されて容器本体の上下方向に曲がる屈曲支持部と、治具本体の側端部に突出形成されて支持体の支持片に支持される平坦なレールとを含み、支持体の段差部と位置規制部とに挟まれることを特徴とする基板収納容器。
2. サポート治具の少なくとも一部を弾性の材料により形成するか、あるいはレールに吸振層を積層した請求項１記載の基板収納容器。
3. サポート治具の治具本体を連続した断面略波形に形成し、この治具本体の中央部を下方に突出する屈曲支持部とするとともに、両側部をそれぞれ上方に突出する屈曲支持部とし、これらの屈曲支持部に、基板と接触可能な突起を形成した請求項１又は２記載の基板収納容器。
4. サポート治具の治具本体の前部を平面略円弧形に形成してその周縁には補強リブを形成し、治具本体の後部を直線的に形成してその両側には支持体の位置規制部に干渉する回転規制部をそれぞれ形成した請求項１、２、又は３記載の基板収納容器。

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