JP2009283537A - 基板収納容器 - Google Patents

Abstract

【課題】直径が４５０ｍｍ以上の半導体ウェーハを収納する際、半導体ウェーハが大きく撓んだとしても、半導体ウェーハを適切に支持することのできる基板収納容器を提供する。
【解決手段】φ４５０ｍｍの半導体ウェーハ１を収納するフロントオープンボックスの容器本体１０と、容器本体１０の開口した正面部に着脱自在に嵌合される蓋体とを備え、容器本体１０の内部両側に、半導体ウェーハ用の支持片１５を対設して各支持片１５の切り欠き１６に、半導体ウェーハ１裏面の周縁部２を除く内側領域３に接触する支持ピン１７を後付けする。また、容器本体１０の内部両側の後方に、支持片１５の後方に位置する半導体ウェーハ１用の突き当て壁１８をそれぞれ設けてその半導体ウェーハ１の周縁部２に接触する接触部１９を接触領域２０とし、接触領域２０に、半導体ウェーハ１の周縁部２を保持する複数の凹凸２１を配列形成する。
【選択図】図７

Description

本発明は、φ４５０ｍｍ以上の半導体ウェーハを収納する基板収納容器に関するものである。

薄く丸い半導体ウェーハは、φ２００ｍｍや３００ｍｍが主流であるが、多数のＩＣチップを獲得する観点からφ４５０ｍｍの開発が検討され、これに伴い、φ４５０ｍｍ用の基板収納容器についても世界中で議論され、規格化・標準化が進行しつつある。係るφ４５０ｍｍの半導体ウェーハを収納する基板収納容器は、φ３００ｍｍの半導体ウェーハを収納するタイプ（特許文献１、２参照）に準じ、容器本体の正面部が開口したフロントオープンボックスに成形され、容器本体の内部両側には、半導体ウェーハ用の支持片が複数対設される。
特開２００２−３４７０６１号公報 特開平０６−１１２３０４号公報

ところで、φ４５０ｍｍの半導体ウェーハは、φ３００ｍｍの半導体ウェーハと比較すると、多数のＩＣチップを得ることができるものの、半導体の製造工程が進むにつれ、上下方向に大きく不規則に撓み易くなるという特徴がある。したがって、φ４５０ｍｍの半導体ウェーハを収納する基板収納容器には、例えφ４５０ｍｍの半導体ウェーハが上下方向に大きく撓んだとしても、半導体ウェーハを確実に支持するため、支持片とは別の支持機構が新たに設置されることが望ましい。

本発明は上記に鑑みなされたもので、直径が４５０ｍｍ以上の半導体ウェーハを収納する際、半導体ウェーハが大きく撓んだとしても、半導体ウェーハを適切に支持す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、直径が４５０ｍｍ以上の半導体ウェーハを収納する容器本体を正面部の開口したフロントオープンボックスに構成したものであって、
容器本体の内部における半導体ウェーハの周縁部と接触する接触領域に、半導体ウェーハの周縁部を保持する複数の凹凸を並べて形成したことを特徴としている。

なお、容器本体の内部背面に、半導体ウェーハの周縁部後端に接触する弾性片を取り付け、この弾性片により、半導体ウェーハを容器本体の正面部方向に付勢することが好ましい。

また、容器本体の内部両側に、半導体ウェーハ用の支持片をそれぞれ設けて各支持片には切り欠きを形成し、この切り欠きに、半導体ウェーハの裏面の周縁部を除く内側領域に接触する支持ピンを後付けし、
容器本体の内部両側の後方に、支持片の後方に位置する半導体ウェーハ用の突き当て壁をそれぞれ設けてその半導体ウェーハに接触する接触部を接触領域とすることが好ましい。

ここで、特許請求の範囲における半導体ウェーハは、容器本体に単数複数の必要枚数が収納される。この容器本体は、必要に応じ、透明、半透明、不透明に構成される。また、容器本体と支持片とは、樹脂を含む成形材料を用いて一体成形されるのが一般的である。弾性片は、板バネが主ではあるが、樹脂製やゴム製のリテーナ等でも良い。

本発明によれば、直径が４５０ｍｍ以上の半導体ウェーハは、容器本体に収納されると、周縁部が接触領域の凹凸に支持される。すなわち、半導体ウェーハの周縁部は、凹凸の凹部に嵌め入れられたり、強く接触したり、複数の凸部に挟まれる。

本発明によれば、容器本体の内部における半導体ウェーハの周縁部と接触する接触領域に、半導体ウェーハの周縁部を保持する複数の凹凸を並べて形成するので、直径が４５０ｍｍ以上の半導体ウェーハを収納する際、半導体ウェーハが大きく撓んだとしても、半導体ウェーハを適切に支持することができるという効果がある。

また、容器本体の内部背面に、半導体ウェーハの周縁部後端に接触する弾性片を取り付け、この弾性片により、半導体ウェーハを容器本体の正面部方向に付勢すれば、半導体ウェーハの取り出しの際、複数の凹凸に半導体ウェーハの周縁部が引っかかることが少ないので、容器本体から半導体ウェーハを円滑に取り出すことができる。

以下、図面を参照して本発明に係る基板収納容器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１０に示すように、φ４５０ｍｍの半導体ウェーハ１を収納するフロントオープンボックスの容器本体１０と、この容器本体１０の開口した正面部に嵌合される蓋体３０とを備え、容器本体１０の内部両側に、半導体ウェーハ１用の支持片１５を対設して各支持片１５の切り欠き１６に、半導体ウェーハ１の裏面の周縁部２を除く内側領域３に接触する支持ピン１７を後付けし、容器本体１０の内部両側の後方に、半導体ウェーハ１用の突き当て壁１８を配設してその接触部１９を接触領域２０とし、この接触領域２０に、半導体ウェーハ１の周縁部２を保持する複数の凹凸２１を形成するようにしている。

半導体ウェーハ１は、図６、図７、図９に示すように、例えば薄く（例えば９２５μｍ）丸いφ４５０ｍｍのシリコンタイプからなり、周縁部２に位置合わせや識別用の平面略半円形のノッチが選択的に形成される。この半導体ウェーハ１は、図示しない専用のロボットにより、容器本体１０に水平に挿入して収納されたり、取り出される。

容器本体１０は、図１、図２、図６ないし図８に示すように、成形用の金型に所定の樹脂を含む成形材料が射出されることにより、２５枚の半導体ウェーハ１を上下に並べて整列収納するフロントオープンボックスタイプに射出成形され、開口した正面部に同形の蓋体３０がエンドレスのガスケットを介し着脱自在に嵌合されており、必要に応じて搬送用の嵌合保持体１１に着脱自在に嵌合される。

容器本体１０を成形する成形材料の所定の樹脂としては、例えば力学的性質、耐熱性、寸法安定性等に優れるポリカーボネート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリブチレンテレフタレート等があげられる。これらの樹脂には、必要なカーボン、カーボン繊維、金属繊維、カーボンナノチューブ、帯電防止剤、難燃剤等が選択的に添加される。

容器本体１０の内部背面の略中央には図７や図８に示すように、半導体ウェーハ１の周縁部後端に弾接する複数の板バネ１２が棒形の取付片１３を介し上下方向に並べて装着され、この可撓性を有する複数の板バネ１２が半導体ウェーハ１の容器本体１０との直接接触に伴う欠けや割れ等の不具合を防止するよう機能する。

各板バネ１２は、上下方向に指向する取付片１３から水平方向に伸びる細長い線条に形成され、先端部には半導体ウェーハ１の周縁部後端を保持する保持部１４が一体形成されており、容器本体１０に蓋体３０が嵌合される場合には、撓んで容器本体１０の内部背面に接触するとともに、容器本体１０から蓋体３０が取り外される場合には、元の状態に復帰して半導体ウェーハ１を容器本体１０の正面部前方に弾圧付勢するよう機能する。

容器本体１０の内部、具体的には相対向する内部両側には図７ないし図９に示すように、半導体ウェーハ１の周縁部側方に下方向から対向する一対の支持片１５が水平に対設され、この一対の支持片１５が容器本体１０の上下方向に間隔をおいて複数配列される。各支持片１５は、同図に示すように、内側が平面略半円弧形に湾曲した平坦な板形に形成され、内側の前後部に平面半円形あるいは半楕円形等の切り欠き１６がそれぞれ切り欠き形成される。

各切り欠き１６には、半導体ウェーハ１裏面の周縁部２を除く内側領域３に下方から点接触する支持ピン１７が所定の方法、例えば超音波融着法やカシメ等の方法により後から一体化される。各支持ピン１７は、図９に示すように、例えばポリエーテルエーテルケトン等からなる成形材料を用い、上部が丸まった短いピン形や断面略茸形に成形されており、半導体ウェーハ１裏面の内側領域３に上部が点接触して半導体ウェーハ１を水平に支持するよう機能する。

容器本体１０の内部両側の後方には図７に示すように、支持片１５の後方に位置する半導体ウェーハ１用の突き当て壁１８がそれぞれ一体成形され、各突き当て壁１８の平面視で先細りの先端部が半導体ウェーハ１の周縁部側方に接触する接触部１９に形成される。この接触部１９には、半導体ウェーハ１の周縁部側方を支持する複数の凹凸２１が間隔をおいて上下方向に配列形成され、この複数の凹凸２１が半導体ウェーハ１の撓みにかかわらず、半導体ウェーハ１の周縁部側方を摩擦力により確実に保持したり、半導体ウェーハ１の上下方向へのがたつきを有効に規制する。

複数の凹凸２１は、図１０に示すように、複数の凹部２２と凸部２３とが交互に配列され、これら２２・２３が例えば縦一列、矩形配列、千鳥形等に並設されており、半導体ウェーハ１の周縁部側方に嵌挿されたり、圧接されたり、挟持するよう機能する。凹部２２を上下から挟む凸部２３は、ブロック形、円錐台形、角錐台形、半球形、半楕球形等に形成され、０．０５〜０．３ｍｍ程度の大きさとされる。

容器本体１０の底面には、断面略Ｖ字形の位置決め具２４が間隔をおいて複数配設され、この複数の位置決め具２４が図示しない半導体加工装置の位置決めピンに上方から嵌合して容器本体１０を位置決めする。

蓋体３０は、図１、図２、図６に示すように、容器本体１０の開口した正面部に着脱自在に嵌合される筐体３１と、この筐体３１の開口した表面を覆う表面プレート３２とを備え、筐体３１の中央部には、収納された半導体ウェーハ１の周縁部前端を接触保持するフロントリテーナ３３が設けられる。筐体３１の周縁部あるいは裏面周縁部には、容器本体１０の正面部内に圧接する弾性変形可能なガスケットが嵌合される。

上記構成によれば、複数の支持ピン１７に支持された半導体ウェーハ１の周縁部側方を凹凸２１が摩擦力によりさらに支持するので、いずれかの箇所に半導体ウェーハ１が絶えず支持されることとなり、例え半導体ウェーハ１が上下方向に大きく不規則に撓んだとしても、半導体ウェーハ１を確実に支持することができる。また、容器本体１０から蓋体３０が取り外されると、板バネ１２が半導体ウェーハ１を容器本体１０の正面部前方に突き出すので、凹凸２１に半導体ウェーハ１の周縁部２が係止されたままの状態が継続することがなく、ロボットにより半導体ウェーハ１を支障なく取り出すことができる。

また、支持片１５に支持ピン１７が一体化されるので、半導体ウェーハ１裏面の内側領域３に複数の支持ピン１７を適切に接触させることができ、φ４５０ｍｍ用の基板収納容器の規格化・標準化の要件を満たすことができる。また、支持片１５と支持ピン１７とが一体成形されるのではなく、成形後の支持片１５に支持ピン１７が後から設けられるので、容器本体１０と支持片１５の成形の自由度が向上し、これらの一体成形に何ら支障を来たすことがない。

また、支持ピン１７の後付けにより、支持ピン１７の材料選定の自由度が著しく高まり、しかも、支持ピン１７の高さを個別、かつ容易に調整してロボットの作業を円滑化することが可能になる。さらに、左右の支持片１５の後方に突き当て壁１８がそれぞれ位置するので、簡易な構成で半導体ウェーハ１の前後方向へのがたつきや位置ずれを抑制防止することが可能になる。

なお、上記実施形態ではφ４５０ｍｍの半導体ウェーハ１を示したが、何らこれに限定されるものではない。例えば、φ４５０ｍｍを超える大きさの半導体ウェーハ１でも良い。また、容器本体１０の天井には、搬送用の複数の螺子孔を穿孔したり、搬送用のフランジを着脱自在に取り付けても良い。また、内側が平面略半円弧形の支持片１５を示したが、支持片１５を平面視で略雲形定規形等に形成しても良い。

また、容器本体１０の内部背面の両側に、半導体ウェーハ１用の突き当て壁１８をそれぞれ設けてその半導体ウェーハ１に接触する接触部１９を接触領域２０とし、この接触領域２０に、半導体ウェーハ１の周縁部２を保持する複数の凹凸２１を形成することもできる。また、必要に応じ、突き当て壁１８の接触部１９以外を接触領域２０とすることもできる。さらに、蓋体３０には、容器本体１０に嵌合した蓋体３０を施錠する外部操作可能な施錠機構を内蔵することもできる。

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を模式的に示す側面説明図である。 本発明に係る基板収納容器の実施形態を模式的に示す背面説明図である。 本発明に係る基板収納容器の実施形態を模式的に示す底面説明図である。 本発明に係る基板収納容器の実施形態を模式的に示す断面説明図である。 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を模式的に示す断面平面図である。 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半導体ウェーハと支持ピンとの関係を模式的に示す説明図である。 本発明に係る基板収納容器の実施形態における半導体ウェーハと凹凸との関係を模式的に示す要部拡大説明図である。

符号の説明

１ 半導体ウェーハ
２ 周縁部
３ 内側領域
１０ 容器本体
１２ 板バネ（弾性片）
１５ 支持片
１６ 切り欠き
１７ 支持ピン
１８ 突き当て壁
１９ 接触部
２０ 接触領域
２１ 凹凸
２２ 凹部
２３ 凸部
３０ 蓋体
３３ フロントリテーナ

Claims (3)

1. 直径が４５０ｍｍ以上の半導体ウェーハを収納する容器本体を正面部の開口したフロントオープンボックスに構成した基板収納容器であって、
   容器本体の内部における半導体ウェーハの周縁部と接触する接触領域に、半導体ウェーハの周縁部を保持する複数の凹凸を並べて形成したことを特徴とする基板収納容器。
2. 容器本体の内部背面に、半導体ウェーハの周縁部後端に接触する弾性片を取り付け、この弾性片により、半導体ウェーハを容器本体の正面部方向に付勢するようにした請求項１記載の基板収納容器。
3. 容器本体の内部両側に、半導体ウェーハ用の支持片をそれぞれ設けて各支持片には切り欠きを形成し、この切り欠きに、半導体ウェーハの裏面の周縁部を除く内側領域に接触する支持ピンを後付けし、
   容器本体の内部両側の後方に、支持片の後方に位置する半導体ウェーハ用の突き当て壁をそれぞれ設けてその半導体ウェーハに接触する接触部を接触領域とした請求項１又は２記載の基板収納容器。

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