基板収納カセット及び収納ケース

【課題】基板を枚葉単位で取り扱うことができ、しかも、収納や搬送時には複数枚同時に取り扱うことのできる基板収納カセット及び収納ケースを提供する。
【解決手段】口径４５０ｍｍタイプの半導体ウェーハＷの周縁部の一端から両側に亘る被収納領域Ｓに対向するベースプレート２と、ベースプレート２との間に半導体ウェーハＷの周縁部の一端から両側に亘る被収納領域Ｓを隙間を介して挟持する保護プレート１０と、ベースプレート２と保護プレート１０とを接続し、半導体ウェーハＷの周縁部の一端側を接触支持する支持ホルダ２０と、ベースプレート２に設けられて半導体ウェーハＷの周縁部の両側に対向し、半導体ウェーハＷを複数の支持ホルダ２０方向に案内する一対のスライドガイド３０とを備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェーハ等からなる基板を収納する基板収納カセット及び収納ケースに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、薄くスライスされた半導体ウェーハに所定の加工を施す場合には、図示しない基板収納容器の容器本体に複数枚（２５枚）の半導体ウェーハを上下多段に整列収納し、この基板収納容器を各種の半導体製造装置に搬送・セットした後、半導体ウェーハを一枚ずつロード、アンロードすることにより、パターン形成、バックグラインド、あるいはダイシング等の所定の加工を施している（特許文献１、２参照）。この際、半導体ウェーハは、一枚ずつの枚葉単位ではなく、基板収納容器単位、すなわち２５枚単位でまとめて取り扱われている。
【０００３】
ところで、半導体ウェーハは、現在、口径２００ｍｍや３００ｍｍのタイプが主流であるが、将来的には口径４５０ｍｍの大口径タイプの採用が検討されている。また、この半導体ウェーハの大口径化、重量の増大、撓み量の増加に伴い、加工や搬送の過剰、無駄を抑制等する観点から小ロット生産やかんばん方式の採用も検討されている。
【特許文献１】特開２００６‐１２８４６１号公報
【特許文献２】特開２００２‐２８０４４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の半導体ウェーハは、以上のように複数枚単位で基板収納容器に多段に収納されたり、搬送・加工されるので、将来、口径４５０ｍｍの大口径タイプが採用され、小ロット生産やかんばん方式が用いられる場合には、収納量が無駄に増大したり、搬送効率、加工効率が低下するおそれがある。
【０００５】
本発明は上記に鑑みなされたもので、基板を枚葉単位で取り扱うことができ、しかも、収納や搬送時には複数枚同時に取り扱うことのできる基板収納カセット及び収納ケースを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明においては上記課題を解決するため、基板の少なくとも周縁部の一端から両側に亘る被収納領域に対向するベース部材と、このベース部材との間に基板の被収納領域の少なくとも一部を隙間を介して挟む保護部材と、これらベース部材と保護部材とを接続し、基板の周縁部を接触支持する支持部材と、ベース部材に設けられて基板の周縁部の両側に対向し、基板を支持部材方向に案内するガイドとを含んでなることを特徴としている。
【０００７】
なお、基板を口径４５０ｍｍの半導体ウェーハとし、ベース部材を略Ｕ字形に形成することができる。
また、ベース部材を略Ｕ字形に形成し、このベース部材の湾曲部、及びベース部材の湾曲部と側部との境界付近のうち、少なくとも湾曲部に保護部材を設けることができる。
【０００８】
また、ベース部材の両側部間に補強部材を架設することができる。
また、支持部材を柱形に形成してその周面には基板の周縁部に嵌まり合う嵌合溝を形成することもできる。
また、ガイドに、基板の周縁部の両側に接触するガイド面を傾斜形成することが好ましい。
【０００９】
また、基板の少なくとも周縁部の一端から両側に亘る被収納領域に対向するベース部材と、このベース部材との間に基板の被収納領域の少なくとも一部を隙間を介して挟む保護部材と、これらベース部材と保護部材とを接続し、基板の周縁部を接触支持する支持部材と、ベース部材に設けられて基板の周縁部の両側に対向し、基板を支持部材方向に案内するガイドとを含み、
ベース部材を略Ｕ字形に形成してその少なくとも略半円弧形の湾曲部と両側部のうち湾曲部に保護部材を支持部材を介し対向状態に取り付け、ベース部材の直線的な両側部にガイドをそれぞれ設けたことを特徴としても良い。
【００１０】
また、本発明においては上記課題を解決するため、ケース内に、請求項１ないし５いずれかに記載の基板収納カセットを収納することを特徴としている。
【００１１】
なお、基板収納カセットのベース部材と保護部材の少なくともいずれか一方に、位置決め用の凹部を形成し、ケースの内部には、基板収納カセットの凹部と嵌まり合う凸部を設けることができる。
さらに、ケースを、積層（積み重なる）した複数の基板収納カセットを収納可能に形成し、このケースの内部には、複数の基板収納カセットの間に位置する仕切り板を内蔵することもできる。
【００１２】
ここで、特許請求の範囲における基板は、口径４５０ｍｍの半導体ウェーハが主ではあるが、何らこれに限定されるものではなく、例えば口径２００ｍｍや３００ｍｍの半導体ウェーハでも良いし、矩形の液晶基板やガラス基板等でも良い。また、ベース部材は、基板の少なくとも周縁部の一端から両側に亘る被収納領域に対向する細長い部材でも良いし、基板の表裏面のいずれか一方の全面に対向する板形の部材でも良い。
【００１３】
保護部材、支持部材、補強部材、凹部、凸部は、単数複数を特に問うものではない。保護部材は、ベース部材との間に基板の被収納領域の少なくとも一部を隙間を介して挟む部材でも良いし、被収納領域の全部を隙間を介して挟む部材でも良い。さらに、ガイドは、単数複数の他、透明、不透明、半透明を問うものではない。
【００１４】
本発明において、基板収納カセットに基板を収納する場合には、ベース部材内に基板を嵌め入れてその周縁部の両側をガイドにそれぞれ接触させ、基板をベース部材の開口部側から支持部材方向にスライドさせて接触させれば、基板収納カセットに基板を収納することができ、基板収納カセット単位で基板を縦横に収納したり、搬送、管理等することができる。
【００１５】
また、基板収納カセット内から基板を取り出す場合には、ベース部材と保護部材との間の隙間に突き出し治具を支持部材に干渉しないよう挿入して基板を基板収納カセットの開口部側に移動させ、基板と保護部材との干渉を回避する。こうして保護部材から基板を離したら、基板収納カセットの開口部側にハンドを挿入して基板をクランプさせ、ハンドを上昇させれば、基板収納カセットから基板を取り出すことができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、基板収納カセットに基板を複数枚ではなく、枚葉単位で収納・管理することができ、しかも、収納や搬送時には収納ケースを利用することにより、複数枚同時に取り扱うことができるという効果がある。
【００１７】
また、ベース部材を略Ｕ字形に形成すれば、ベース部材の材料を節減することができるとともに、基板が口径４５０ｍｍの半導体ウェーハの場合、半導体ウェーハ用のハンド等の出し入れが容易化する。また、基板用ハンドのハンドリングスペースを大きく確保することができるので、基板の撓みや整列ピッチ等に特別の注意を払うことなく、ハンドリングしたり、基板加工装置の負荷を低減することができる。
【００１８】
また、ベース部材の両側部間に補強部材を架設すれば、ベース部材の剛性を確保して基板の出し入れに支障を来たすのを防ぐことができる。
また、支持部材を柱形に形成してその周面には基板の周縁部に嵌まり合う嵌合溝を形成すれば、基板の位置決めが容易化し、しかも、基板との接触面積が減少するので、塵埃の発生等を抑制することができる。
【００１９】
また、ガイドに、基板の周縁部の両側に接触するガイド面を傾けて形成すれば、基板のがたつきを防止しつつ円滑にスライドさせることが可能になる。
さらに、収納ケースのケース内に、請求項１ないし５いずれかに記載の基板収納カセットを収納するようにすれば、必要数の基板の加工、搬送、管理が容易となる。
さらにまた、ケースの内部に、複数の基板収納カセットの間に位置する仕切り板を内蔵すれば、簡易な構成で複数の基板収納カセットのがたつきを防ぎ、整理整頓することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態を説明すると、本実施形態における基板収納カセット１は、図１ないし図１６に示すように、大口径化された半導体ウェーハＷの周縁部の一端から左右の両側に亘る被収納領域Ｓに平行に対向するベースプレート２と、このベースプレート２との間に半導体ウェーハＷの被収納領域Ｓを挟持・対向する透明の保護プレート１０と、これらベースプレート２と保護プレート１０とを接続する支持ホルダ２０と、ベースプレート２に設けられる一対のスライドガイド３０とを備え、管理・搬送用の収納ケース４０に必要数収納される。
【００２１】
ベースプレート２は、所定の材料を使用して図１ないし図４に示すように略Ｕ字形の板に形成され、口径４５０ｍｍタイプの半導体ウェーハＷの大きさ以上の大きさを有しており、半円弧形の湾曲部が半導体ウェーハＷの裏面周縁部の最奥である一端（図１や図６の半導体ウェーハＷの下端部）から左右の両側に亘る半円弧形の被収納領域Ｓに部分的に対向するよう機能する。
【００２２】
ベースプレート２は、その閉じた半円弧形の湾曲部周方向に位置決め用の複数の凹部３が所定の間隔をおいて切り欠かれ、両端部の内面には、略Ｌ字形の取手４がそれぞれ内側に向けて装着されており、直線的な両側部の間には、撓みやすいベースプレート２の変形や損傷を抑制防止する板形で透明の補強プレート５が直線的に架設される。このベースプレート２の両側部の間は、口径４５０ｍｍタイプの半導体ウェーハＷの直径以上の長さに調整される。
【００２３】
保護プレート１０は、所定の材料を使用して図１、図３、図４に示すように半導体ウェーハＷの被収納領域Ｓあるいはベースプレート２の湾曲部に隙間１１を介して対向する細長い半円弧形の板に湾曲成形され、ベースプレート２に支持ホルダ２０や複数の取付具を介して装着される。この保護プレート１０は、ベースプレート２の湾曲部との間に半導体ウェーハＷの被収納領域Ｓを隙間１１を介して挟持するとともに、基板収納カセット１から半導体ウェーハＷが脱落するのを防止するよう機能する。
【００２４】
支持ホルダ２０は、図５に示すように、加工しやすい円柱形に形成されてベースプレート２と保護プレート１０の湾曲した一端部同士を接続し、半導体ウェーハＷの周縁部の一端側を接触支持する。この支持ホルダ２０の周面には、半導体ウェーハＷの周縁部の一端のみに線接触で嵌合する傾斜角９０°以上の嵌合溝２１が断面略Ｖ字形のエンドレスに切り欠かれる。
【００２５】
一対のスライドガイド３０は、図１、図３、図４に示すように、ベースプレート２の表面両側部にそれぞれ積層して接着され、半導体ウェーハＷの周縁部の両側に左右から対向しており、半導体ウェーハＷをベースプレート２の開口部側（図１の上方向）から支持ホルダ２０方向（図１の下方向）に案内するよう機能する。各スライドガイド３０は、細長い直線的な板形に形成され、半導体ウェーハＷの周面に対向する内面には、半導体ウェーハＷの周縁部の両側に面接触ではなく、線接触で摺接して案内するガイド面３１が段付きに切り欠いて傾斜形成される。
【００２６】
収納ケース４０は、図６や図７に示すように、積層した複数（本実施形態では５個）の基板収納カセット１を収納可能な隙間を介して対向する透明な一対の対向板４１と、この一対の対向板４１の底部から両側部間にかけて介在して接続され、基板収納カセット１の開口部を除く周囲に接触する略Ｕ字形の接続板４２とを備えた箱形のケースに形成される。接続板４２の湾曲部内面には、複数の基板収納カセット１の間に位置する複数の仕切り板４３が収納ケース４０の開口方向に向けて配列されるとともに、各基板収納カセット１の複数の凹部３とそれぞれ嵌合して位置決めする凸部４４が配列して形成される。
【００２７】
上記構成において、基板収納カセット１に大口径の薄い半導体ウェーハＷを一枚収納する場合には、ベースプレート２の両側部間に半導体ウェーハＷを嵌入してその周縁部の両側をスライドガイド３０のガイド面３１にそれぞれ接触させ、半導体ウェーハＷをベースプレート２の開口部側から湾曲部側、換言すれば、支持ホルダ２０方向に僅かにスライドさせてその嵌合溝２１に位置決め接触させれば、基板収納カセット１に半導体ウェーハＷを収納することができ、基板収納カセット単位で半導体ウェーハＷを縦横に収納したり、搬送、管理等することができる。
【００２８】
これに対し、水平に寝かせた基板収納カセット１内から半導体ウェーハＷを取り出す場合には、基板収納カセット１の湾曲部側、換言すれば、ベースプレート２と保護プレート１０との間の隙間１１に二股の突き出し治具５０を支持ホルダ２０に干渉しないよう水平に挿入（図８、図９参照）して半導体ウェーハＷを基板収納カセット１の開口部側に突き出し（図１０参照）、保護プレート１０の干渉領域から半導体ウェーハＷを離隔させる。
【００２９】
こうして保護プレート１０から半導体ウェーハＷを離隔させたら、基板収納カセット１の開口部側にエッジクランプ式のハンド５１を水平に挿入して半導体ウェーハＷの周縁部を下方から把持（図１１、図１２参照）させ、ハンド５１を図１１の手前方向に上昇させれば、ベースプレート２の両側部間から半導体ウェーハＷを離隔させ、基板収納カセット１から半導体ウェーハＷを取り出すことができる。
【００３０】
また、垂直に起立した基板収納カセット１内から半導体ウェーハＷを取り出す場合には、基板収納カセット１のベースプレート２と保護プレート１０との隙間１１に二股の突き出し治具５０Ａを支持ホルダ２０に衝突しないよう垂直上方に挿入（図１３参照）して半導体ウェーハＷを基板収納カセット１の開口部側に突き上げ（図１４参照）、保護プレート１０の干渉領域から半導体ウェーハＷを上昇させ、離隔させる。
【００３１】
保護プレート１０から半導体ウェーハＷを離隔させたら、基板収納カセット１の開口部側にエッジクランプ式のハンド５１Ａを鉛直に挿入して半導体ウェーハＷの周縁部を裏面側から把持（図１５、図１６参照）させ、ハンド５１Ａを上昇させれば、ベースプレート２の両側部間から半導体ウェーハＷを離隔させ、基板収納カセット１から半導体ウェーハＷを取り出すことが可能になる。
【００３２】
上記によれば、基板収納カセット１に口径４５０ｍｍの半導体ウェーハＷを複数枚ではなく、一枚収納して枚葉単位で管理するので、例え半導体の製造に小ロット生産やかんばん方式が将来的に採用されたとしても、収納量が無駄に増大したり、搬送効率、加工効率が低下するおそれが全くない。
【００３３】
また、ベースプレート２を単なる板形ではなく、半導体ウェーハＷの直径以上の開口を備えた略Ｕ字形に形成するので、製造のための材料を著しく節約することができ、しかも、ハンド５１・５１Ａの出し入れがきわめて容易となる。また、複数枚の半導体ウェーハＷを多段に整列収納せず、ハンド５１・５１Ａのハンドリングスペースを大きく確保するので、半導体ウェーハＷの撓みや整列ピッチに特別の注意を払うことなく、簡単にハンドリングしたり、半導体製造装置の負荷を大幅に軽減することができる。
【００３４】
また、本実施形態の基板収納カセット１を使用すれば、半導体ウェーハＷを水平方向と垂直方向のいずれにもハンドリングすることができるので、半導体製造装置に対する自由度を著しく向上させることができる。また、ベースプレート２に複数の凹部３を配設するので、収納ケース４０に基板収納カセット１を収納する際、適切な位置に簡単に収納することができ、収納時の位置ずれ防止が大いに期待できる。また、ベースプレート２に係止用の取手４を取り付けるので、基板収納カセット１の出し入れや取り扱いの際の便宜を図ることが可能になる。
【００３５】
また、支持ホルダ２０の周面に、断面略Ｖ字形の嵌合溝２１を切り欠くので、半導体ウェーハＷの厚さ方向の位置決めが大幅に容易化し、しかも、半導体ウェーハＷとの接触面積が減少するので、パーティクルの発生等を有効に抑制防止することが可能になる。さらに、各スライドガイド３０の内面に傾斜したガイド面３１を切り欠くので、半導体ウェーハＷの厚さ方向へのがたつきや傾斜を防止しつつ円滑にスライドさせることが可能になる。さらにまた、エッジクランプ式のハンド５１により半導体ウェーハＷの中央部ではなく、周縁部を把持するので、基板収納カセット１から整列した半導体ウェーハＷを円滑に取り出すことができる。
【００３６】
次に、図１７、図１８は本発明の第２の実施形態を示すもので、この場合には、保護プレート１０を細長い半円弧形の板ではなく、複数の小さな個片に分割してエッジクランプ式のハンド５１に干渉しない領域、具体的には、ベースプレート２の湾曲部の一端、及び湾曲部と各側部との境界付近に支持ホルダ２０を介しそれぞれ配設するようにしている。その他の部分については、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００３７】
本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、突き出し治具５０を省略して半導体ウェーハＷを簡単に出し入れすることができる。この点について説明すると、保護プレート１０が細長く大きな半円弧形の場合には、構成が簡素で製造が容易であるものの、ベースプレート２と保護プレート１０との間に十分な隙間１１が確保されなければ、保護プレート１０が障害物となってエッジクランプ式のハンド５１に干渉し、半導体ウェーハＷの被収納領域Ｓにまでエッジクランプ式のハンド５１が到達できないおそれがある。
【００３８】
しかしながら、エッジクランプ式のハンド５１に干渉しない領域に小型の保護プレート１０を複数配設すれば、半導体ウェーハＷの被収納領域Ｓにまでハンド５１を円滑に到達させることが可能になる（図１７参照）。したがって、突き出し治具５０を使用することなく、半導体ウェーハＷをハンド５１のみによりハンドリングし、出し入れすることが可能になる。
【００３９】
なお、上記実施形態ではベースプレート２を略Ｕ字形に形成したが、何らこれに限定されるものではなく、ベースプレート２を、長方形の板と半円形の板とを組み合わせた形に形成しても良い。また、ベースプレート２の両端部内面に取手４をそれぞれ装着したが、取手４を省略しても良いし、ベースプレート２の両端部に作業を容易化する貫通孔をそれぞれ穿孔しても良い。
【００４０】
また、支持ホルダ２０を、複数にしたり、幅広の略半円弧形に形成したり、あるいは取り付け位置を変更しても良い。また、支持ホルダ２０をベースプレート２あるいは保護プレート１０と一体化したり、支持ホルダ２０の周面に断面略Ｕ字形の嵌合溝２１を切り欠くこともできる。また、半導体ウェーハＷの周縁部の一端のみならず、両側をも接触支持する複数の支持ホルダ２０を用いることもできる。
【００４１】
また、収納ケース４０の対向板４１の全部又は一部を不透明や半透明にすることも可能である。さらに、収納ケース４０の一対の対向板４１の底部間に底板を、両側部間に側板をそれぞれ介在し、一対の対向板４１の内部間には、基板収納カセット１の開口部を除く周囲に接触する略Ｕ字形の接続板４２を介在させることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に係る基板収納カセットの実施形態を模式的に示す正面説明図である。
【図２】本発明に係る基板収納カセットの実施形態を模式的に示す端面図である。
【図３】本発明に係る基板収納カセットの実施形態を模式的に示す側面説明図である。
【図４】図２のＩＶ部を模式的に示す断面説明図である。
【図５】図１のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】本発明に係る基板収納カセット及び収納ケースの実施形態を模式的に示す正面説明図である。
【図７】本発明に係る基板収納カセット及び収納ケースの実施形態を模式的に示す断面側面図である。
【図８】本発明に係る基板収納カセットの実施形態における半導体ウェーハを水平に押し出す状態を模式的に示す説明図である。
【図９】図８の側面説明図である。
【図１０】本発明に係る基板収納カセットの実施形態における半導体ウェーハの水平押し出し状態を模式的に示す説明図である。
【図１１】本発明に係る基板収納カセットの実施形態における半導体ウェーハの水平ハンドリング状態を模式的に示す説明図である。
【図１２】図１１の側面説明図である。
【図１３】本発明に係る基板収納カセットの実施形態における半導体ウェーハを垂直に押し出す状態を模式的に示す正面説明図である。
【図１４】本発明に係る基板収納カセットの実施形態における半導体ウェーハの垂直押し出し状態を模式的に示す正面説明図である。
【図１５】本発明に係る基板収納カセットの実施形態における半導体ウェーハの垂直ハンドリング状態を模式的に示す正面説明図である。
【図１６】図１５の側面説明図である。
【図１７】本発明に係る基板収納カセットの第２の実施形態を模式的に示す正面説明図である。
【図１８】本発明に係る基板収納カセットの第２の実施形態における半導体ウェーハのハンドリング状態を模式的に示す正面説明図である。
【符号の説明】
【００４３】
１基板収納カセット
２ベースプレート（ベース部材）
３凹部
５補強プレート（補強部材）
１０保護プレート（保護部材）
１１隙間
２０支持ホルダ（支持部材）
２１嵌合溝
３０スライドガイド（ガイド）
３１ガイド面
４０収納ケース
４１対向板
４２接続板
４３仕切り板
４４凸部
Ｓ被収納領域
Ｗ半導体ウェーハ（基板）

【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の少なくとも周縁部の一端から両側に亘る被収納領域に対向するベース部材と、このベース部材との間に基板の被収納領域の少なくとも一部を隙間を介して挟む保護部材と、これらベース部材と保護部材とを接続し、基板の周縁部を接触支持する支持部材と、ベース部材に設けられて基板の周縁部の両側に対向し、基板を支持部材方向に案内するガイドとを含んでなることを特徴とする基板収納カセット。
【請求項２】
基板を口径４５０ｍｍの半導体ウェーハとし、ベース部材を略Ｕ字形に形成した請求項１記載の基板収納カセット。
【請求項３】
ベース部材の両側部間に補強部材を架設した請求項２記載の基板収納カセット。
【請求項４】
支持部材を柱形に形成してその周面には基板の周縁部に嵌まり合う嵌合溝を形成した請求項１、２、又は３記載の基板収納カセット。
【請求項５】
ガイドに、基板の周縁部の両側に接触するガイド面を傾斜形成した請求項１ないし４いずれかに記載の基板収納カセット。
【請求項６】
ケース内に、請求項１ないし５いずれかに記載の基板収納カセットを収納することを特徴とする収納ケース。
【請求項７】
基板収納カセットのベース部材と保護部材の少なくともいずれか一方に、位置決め用の凹部を形成し、ケースの内部には、基板収納カセットの凹部と嵌まり合う凸部を設けた請求項６記載の収納ケース。
【請求項８】
ケースを、積層した複数の基板収納カセットを収納可能に形成し、このケースの内部には、複数の基板収納カセットの間に位置する仕切り板を内蔵した請求項６又は７記載の収納ケース。

【図１】