JPH1131739A

JPH1131739A - 半導体ウェハ包装容器のウェハカセット

Info

Publication number: JPH1131739A
Application number: JP18526297A
Authority: JP
Inventors: Atsuhiko Hirozawa; 敦彦広沢; Akira Sumiya; 明住谷; Satoshi Fukuhara; 聡福原
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1997-07-10
Filing date: 1997-07-10
Publication date: 1999-02-02

Abstract

(57)【要約】【課題】縦置き姿勢にあるウェハカセットに対する多数
の半導体ウェハの収容時、また半導体ウェハ包装容器の
容器本体に対するウェハカセットの挿脱時、或いはウェ
ハを収容した同カセットの単独移動時に、半導体ウェハ
が支持凹溝内でガタついて傾倒しても、隣り合う半導体
ウェハ同士が接触することのないウェハカセットを提供
する。【解決手段】標準化されたウェハカセットはフロント及
びリアのサイドドメイン(4,5) に多数の半導体ウェハ
(W) を所定の間隔を置いて並列支持するための支持凹溝
(7,9) を構成するティース(8,10)を備えている。更に前
記フロントサイドドメイン(4) の半導体ウェハ接触縁部
には同縁部に沿って突条(8a)が延設され、前記縁部にお
けるティースの肉厚Ｔが、Ｔ＞（Ｌｔ＋Ｒｔ）の式を満
たす値に設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウェハ包装
容器の内部に収納され、複数枚の半導体ウェハを所定の
間隔をおいて並列支持するウェハカセットに関し、具体
的には半導体ウェハが収容された同ウェハカセットが縦
置き状態にあるときに、同半導体ウェハが支持ティース
内で傾倒しても、隣り合う前記ウェハ同士が接触して破
損することのないよう、半導体ウェハの前記ウェハカセ
ット内における接触を防止できるウェハカセットに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウェハの包装容器は、通常、複数
の半導体ウェハを収容するウェハカセット、ウェハカセ
ットを収納保持する容器本体、ウェハの周縁を弾性的に
把持するウェハ押圧部材等から構成されている。そし
て、前記ウェハカセット及び外箱本体の一般的な材質と
しては、ポリプロピレンが使われており、蓋体はポリプ
ロピレン又はポリカーボネートから構成されている。ま
た、前記ウェハ押圧部材にはポリエチレン又は熱可塑性
エラストマー等が使われる。

【０００３】前記半導体ウェハはシリコン等の単結晶を
薄くスライスして製造されるものであり、脆性が高い上
に汚染による物性への影響が大きいため、包装時はもと
より輸送中や以降の各種処理工程において、その破損や
汚染を防止するための最大限の努力が払われなければな
らない。即ち、前記半導体ウェハの前記包装容器への収
納時には、同ウェハのウェハカセットとの衝接による汚
染或いは損傷を回避しなければならず、更には、包装状
態にあっても、外部からの衝撃によるウェハの破損を防
ぐばかりでなく、容器内におけるウェハ押圧部材との摩
擦などで発生するパーティクルによる汚染を避ける必要
がある。そのため、容器収容時のウェハの固定性を確保
すると共にウェハカセットやウェハ押圧部材等との面接
触やその摩擦を避けること等が厳しく要求される。

【０００４】例えば実開平６−２６２６３号公報には小
型の半導体ウェハ用ウェハカセットが開示されている。
前記ウェハカセットは底部の一部が切除された無蓋箱体
形状をなし、その左右側壁部の底部側が半導体ウェハの
周縁形状に沿って円弧状に湾曲している。前記左右側壁
部の内面にはティースが前記円弧に沿って延設され、同
ティース間には前記半導体ウェハを収容支持するための
支持凹溝が形成されている。同公報に開示されたウェハ
カセットは、同カセットへの半導体ウェハの挿脱時に発
塵を抑えると共に、前記カセット内で前記ウェハを正確
に支持するため、前記ティースの肉厚をカセット開口か
ら底部へ向けて漸増させて、前記カセットの底部におけ
る前記支持凹溝の溝幅を狭めている。或いは、前記ティ
ースの肉厚を均一に形成した場合には、前記ティースの
半導体ウェハ載置面に隆起部を形成し、前記底部側の支
持凹溝端部においてその溝幅を狭くしている。

【０００５】しかしながら、上記公報に開示された構成
は、最大径がせいぜい８インチである小型の半導体ウェ
ハに適用されるものである。この小型の半導体ウェハ
は、特にウェハカセットへのウェハ収容、同カセットか
らのウェハ取出しを専ら人手に頼っており、上述の各公
報に開示された構成をもっても必要最小限の要求が満足
されていたが、ウェハ径の大型化と取り扱いの自動化に
伴う様々な課題が発生し、それらの課題に対する標準化
の検討がなされてきている。具体的には、１２インチ
（３００ｍｍ）の最大径をもつ半導体ウェハの実用化が
決まっている。更には、今後に予測されるところでは１
２インチ以上の径にも対応できるよう、半導体ウェハの
大型化に向けてウェハの製造元、輸送関連分野、デバイ
スメーカなど半導体ウェハを取扱う多様な分野におい
て、それぞれのウェハ取扱い仕様等の標準化がなされる
ことは必至である。

【０００６】前述のウェハ包装容器に対する基本的な部
分における標準化が、既に国際的な規格であるＳＥＭＩ
(Semiconductor Equipment and Material Internationa
l)により決定されている。その規格化の基本理念は半導
体ウェハの大型化に伴う多様な処理工程における全自動
化に適切に対応することにある。すなわち、従来は人手
に頼っていた部分、例えばデバイスメーカにおける洗
浄、プリント、切断等の多様な工程内の処理が標準化さ
れ、各工程における半導体ウェハの取扱いを全てロボッ
トに任せ、完全な自動化を図ろうとするものである。そ
の結果、ウェハ包装容器にあっても前記自動化に適合さ
せる必要に迫られる。因みに、現在のＳＥＭＩ規格で
は、デバイスメーカまでの輸送時以外のデバイスの各種
処理工程において半導体ウェハが全て水平姿勢で取り扱
われることが基本となっている。

【０００７】ところで、従来も大型ウェハ用の包装容器
が開発されている。この大型の半導体ウェハ用包装容器
は、大別すると縦置タイプと横置タイプの２タイプに分
けられる。すなわち、縦置タイプのウェハ包装容器は、
半導体ウェハを収容支持したウェハカセットを垂直姿勢
で容器本体に収納し、後の処理工程では前記ウェハカセ
ットを水平姿勢に転換して半導体ウェハを抜き出すタイ
プであり、横置タイプのウェハ包装容器は、半導体ウェ
ハを収容支持したウェハカセットを水平姿勢で容器本体
に収納し、その水平姿勢のままウェハカセットを容器本
体から取り出してウェハを抜き出し、輸送時には垂直姿
勢とするタイプである。

【０００８】ここで、現時点における上記ＳＥＭＩ規格
では、半導体ウェハを水平姿勢で操作する上記横置タイ
プの半導体ウェハ包装容器について、前記ウェハカセッ
トの仕様が標準化され、その基本構造は共通化されてい
る。しかしながら、今後、半導体ウェハを垂直姿勢で輸
送するとともに、そのウェハカセットを縦置姿勢で操作
する縦置タイプの半導体ウェハ包装容器及びウェハカセ
ットが標準化されていくことも十分に考えられる。従っ
て、本発明は、現在のＳＥＭＩ規格に則った横置タイプ
のウェハカセットだけでなく、将来に向けての縦置タイ
プのウェハカセットに対する適用の可能性を含めて検討
されている。

【０００９】縦型及び横型のいずれのタイプの半導体ウ
ェハ包装容器においても、複数枚の半導体ウェハはウェ
ハカセットのフロント及びリアサイドドメインの内面に
並列して形成されている半導体ウェハの支持凹溝内に収
容支持されている。なお、本明細書においてフロントと
は、ウェハカセットに半導体ウェハを挿入する側をい
い、リアとは同挿入側とは反対の奥側をいう。

【００１０】このように前記ウェハカセットを容器本体
の内部に収納した状態で同容器本体が係着部材により閉
塞される。このとき、前記容器本体の裏面中央部には前
記支持凹溝と同一形態をもつ複数の凹溝が形成されたウ
ェハ押圧部材が取り付けられており、係着部材により容
器本体を閉塞するとき、ウェハカセットの支持凹溝内に
収容支持された複数枚の半導体ウェハの対向する各周縁
を前記ウェハ押圧部材の各凹溝に収容すると同時に同押
圧部材で押圧して、容器内における半導体ウェハはガタ
ツキのないように、しっかりと把持される。

【００１１】ここで留意しなければならない点は、上記
ウェハカセットの容器本体に対する挿脱操作、或いは大
径の半導体ウェハを上記ウェハカセットから抜き出した
り、挿入したりするのは専らロボットによってなされる
ことである。従って、このロボットのカセット把持部及
びウェハグリップ部も規格化されており、例えば半導体
ウェハをウェハカセットから抜き出すときにウェハを破
損させることなく円滑に移動できるように同グリップ部
のウェハカセット内での最大移動範囲やグリップ力の許
容範囲等が規格化されている。

【００１２】この規格化に対応して、前記ウェハカセッ
トのフロント及びリアサイドドメインの形成領域につい
ても制限がある。上記ＳＥＭＩ規格によれば、図１２に
示すように、前記ウェハカセット３１の前後に延びる中
心線Ｙと前記フロントサイドドメイン３４の内側端との
間隔ｘ3 が１２５ｍｍ以上で、且つ同中心線Ｙとフロン
トサイドドメイン３４の外側端との間隔ｘ9 は１６７ｍ
ｍ以下に、更に、前記ウェハカセットの左右に延びる中
心線Ｂと前記フロントサイドドメイン３４のフロント側
端部との間隔ｙ11は８５ｍｍ以下に、リア側端部との間
隔ｙ4 は８５ｍｍ以下に規制されている。また、リアサ
イドドメイン３５は、中心線Ｙとその内側端との間隔ｘ
1 が５０ｍｍ以上で、外側端との間隔ｘ2 は７５ｍｍ以
下に、更に、前記ウェハカセットの左右に延びる中心線
Ｘと前記リアサイドドメイン３５のフロント側端部との
間隔ｙ5 は１２０ｍｍ以下、リア側端部との間隔ｙ6 は
１５２ｍｍ以下に規制されている。

【００１３】また、フロント及びリアサイドドメインに
形成されている上記支持凹溝の形態に関しても、前記Ｓ
ＥＭＩ規格に厳しく規定されている。この規定によれ
ば、前記支持凹溝の溝幅ｗは３００ｍｍφの半導体ウェ
ハＷの半径に対応させた奥行きまでの間を少なくとも６
ｍｍ幅とすることが規定され、これは通常の半導体ウェ
ハの肉厚（０．７７５ｍｍ）の略１０倍弱もあることに
なる。更に、前記支持凹溝は図１３に示すように、同凹
溝３７の溝側面３７ａはトップ及びボトムドメインと平
行な平面に形成されいる。更に、その溝底面が溝幅中央
で２分され、一方の溝底面３７ｃは溝側面３７ａに対し
て直交し、他方の溝底面３７ｄは溝側面３７ａに対して
傾斜させている。このように溝底面の半分を傾斜底面３
７ｄに形成しているのは、半導体ウェハを垂直に立てて
輸送する輸送姿勢から、後の処理工程のために水平姿勢
に転換して溝側面３７ａにウェハを載置する際に、前記
溝側面３７ａに前記半導体ウェハが衝接しないよう、前
記傾斜底面３７ｄにより半導体ウェハを溝側面３７ａま
で案内させるためである。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の半導
体ウェハ包装容器では、半導体ウェハをウェハカセット
に収容した状態で、ウェハカセットを容器本体に対して
挿脱する際、或いはウェハカセットを容器本体から取り
出して、同カセットを人手又はロボットによって所定の
作業位置まで移動させる際には、前記ウェハカセットの
みで多数の半導体ウェハを支持することとなる。そのよ
うな際に、前記ウェハカセットに形成された支持凹溝の
溝幅は上述したように半導体ウェハの肉厚の略１０倍弱
もあるため、同ウェハは前記支持凹溝内で揺動すると傾
倒する。このとき、前記支持凹溝内で傾倒した前記ウェ
ハは、前記フロントサイドドメインにおけるフロント端
部近傍の、前記支持凹溝を構成するティースのエッジに
接触することとなる。このとき、前記ティースの肉厚が
適切に設定されておらず、しかも、同ティースを挟んで
隣り合う半導体ウェハ同士が互いに接近する方向に傾倒
した場合には、同ウェハ同士で接触し、損傷するといっ
た不都合が生じる。

【００１５】本発明はかかる課題を解決すべくなされた
ものであり、その具体的な目的は、縦置き姿勢にあるウ
ェハカセットに対する多数の半導体ウェハの収容時、ま
た半導体ウェハ包装容器の容器本体に対するウェハカセ
ットの挿脱時、或いはウェハを収容した同カセットの単
独移動時に、半導体ウェハが支持凹溝内でガタついて傾
倒しても、隣り合う半導体ウェハ同士が接触することの
ないウェハカセットを提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段及び作用効果】上述の目的
を達成するために、本発明は、半導体ウェハ包装容器に
収容され、フロント及びリアのサイドドメインに多数の
半導体ウェハを所定の間隔を置いて並列支持するための
支持凹溝を構成するティースを備えた標準化されたウェ
ハカセットであって、前記フロントサイドドメインの半
導体ウェハ接触縁部における前記ティースの肉厚Ｔが、
Ｔ＞（Ｌｔ＋Ｒｔ）の式を満たす値に設定されてなるこ
とを特徴とするウェハカセットを主要な構成としてい
る。なお、Ｌｔは１のティースのトップ側に配された半
導体ウェハのフロント端におけるボトム側への倒れ込み
量を、Ｒｔは前記１のティースのボトム側に配された半
導体ウェハのフロント端におけるトップ側への倒れ込み
量を示す。

【００１７】半導体ウェハはフロントサイドドメイン４
及びリアサイドドメイン５の各ティース８，１０間に形
成された支持凹溝７，９に収容される。前記支持凹溝
７，９の溝幅は上述したようにＳＥＭＩ規格により、前
記ウェハの厚みよりもかなり大きな値に設定されている
ため、前記ウェハは前記支持凹溝７，９内で傾倒しやす
い。この傾倒した半導体ウェハは、フロントサイドドメ
イン４のフロント端縁又は内側端縁に接触して、支持さ
れる。

【００１８】ここでは、半導体ウェハがフロントサイド
ドメイン４のフロント端縁に接触する場合を例に説明す
る。フロント及びリアサイドドメイン４，５の各支持凹
溝７，９内に収容され傾倒する半導体ウェハには、図１
に示すように隣り合う各支持凹溝７，９内でボトム側に
傾倒する半導体ウェハＷＬとトップ側に傾倒する半導体
ウェハＷＬとのフロント端Ｆ_L，Ｆ_R同士が接近するこ
とがある。この互いに接近する方向に傾倒した隣り合う
２つの半導体ウェハＷＬ，ＷＲがそれぞれ最大に傾倒し
た場合には、フロントサイドドメインのカセット中心か
らフロント端縁までの高さ寸法ｙ11をＳＥＭＩ規格で規
定された最大寸法（85mm) に設定するとともに、その溝
幅が一定にすれば、半導体ウェハＷの接触を防ぐことは
できるが、一般的にティースの肉厚を以降の操作性及び
成形型からの取り出しを容易にすべく、その基部から先
端にかけて漸減させて溝幅を漸増させて成形されるのが
通常であるため、それらウェハＷＬ，ＷＲのフロント端
Ｆ_L，Ｆ_R同士の接触が回避できない。

【００１９】この隣り合うウェハ同士の接触を防ぐため
には、それらウェハの傾斜角度を可能な限り小さくして
垂直に近い状態におく必要がある。そのためには、前記
高さ寸法ｙ11をより大きくすることでウェハの傾斜角度
が小さくなり、隣り合うウェハ同士の接触を回避するこ
とが可能である。しかるに、現在のＳＥＭＩ規格では、
前記高さ寸法ｙ11は厳しく規定されているため、現状に
おいてはその寸法ｙ11を大きくすることは不可能であ
る。

【００２０】本発明者等は、標準化された規格に順守す
ると共に、サイドドメインに支持される隣り合うウェハ
同士が接触しないウェハカセット構造について鋭意検討
した。その結果、上記高さ寸法ｙ11及びティース間の溝
幅を格別に変更させることなく、大型の半導体ウェハを
非接触状態で支持できる合理的な構造が存在することを
発見した。すなわち、少なくともフロントサイドドメイ
ン４の半導体ウェハ接触縁部におけるティース８の肉厚
Ｔを局部的に大きくすることで解決できる。すなわち、
その肉厚Ｔを、隣り合う半導体ウェハＷＬ，ＷＲのそれ
ぞれの倒れ込み量Ｌｔ，Ｒｔの和よりも大きくすると、
図１に仮想線で示すように半導体ウェハＷＲの傾斜角度
が小さくなり、前記隣り合う半導体ウェハＷＬ，ＷＲ同
士の接触が回避される。しかしながら、その局部的な肉
厚Ｔを決定するにあたり、必要な前記倒れ込み量Ｌｔ，
Ｒｔについては一律に求められるものではなく、半導体
ウェハＷの径Ｒ、支持凹溝の幅ｚ11、支持高さＭにより
変更される。

【００２１】以下、上記式のＬｔ及びＲｔの算出方法に
ついて、図１〜図３を参照して説明する。なお、ここで
Ｘ軸及びＹ軸はＳＥＭＩ規格における各寸法の基準とな
る軸線を採用する。また、半導体ウェハＷは図２に示す
ようにフロントサイドドメイン４の内側端縁に接触する
場合と、図３に示すようにフロントサイドドメイン４の
フロント側端縁に接触する場合とがある。

【００２２】１．リアサイドドメイン５と半導体ウェハ
Ｗとの接触点Ｓの座標（Ｘ_S，Ｙ_S）を求める。前記接
触点Ｓは必ずリアサイドドメイン５の内部にあるため、ｘ1 ≦Ｘ_S≦ｘ2 となる。また、前記接触点ＳとＳＥＭＩ規格におけるＹ
軸上の点（０，ｙ1 ）との距離はｒに設定されている。
前記２点を斜辺とする直角三角形を使い、ピタゴラスの
定理から、Ｘ_S ²＋（ｙ1 ＋Ｙ_S）²＝ｒ² 従って、Ｙ_S＝ｙ1 −√（ｒ²−Ｘ_S ²）となる。

【００２３】２．半導体ウェハＷの中心Ｃの座標（０，
Ｙ_C）を求める。前記ウェハ中心Ｃと前記接触点Ｓとの
距離は前記半導体ウェハＷの半径Ｒに相当する。ところ
で、本発明では前記半導体ウェハＷが前記ウェハカセッ
ト内で傾倒した場合を想定している。そのため、前記半
導体ウェハＷはＸ−Ｙ平面に対して角度θで傾斜してい
るとすると、前記中心Ｃと前記接触点Ｓの２点のＹ軸上
での距離は、（Ｙ_S−Ｙ_C）／ cosθ となる。前記中
心Ｃと前記接触点Ｓの２点を斜辺とする直角三角形を使
い、ピタゴラスの定理から、（Ｙ _S−Ｙ _C） ² Ｘ_S ²＋ cos²θ ＝Ｒ² 従って、Ｙ_C＝Ｙ_S＋ cosθ・√（Ｒ²−Ｘ_S ²）・・・・・・・また、接触点ＳのＺ座標をＺ_Sとすると、Ｙ _D−Ｙ _S cosθ＝ √｛（Ｙ_D−Ｙ_S）²＋Ｚ_S ²｝・・・・・・・となる。

【００２４】３．フロントサイドドメイン４と半導体ウ
ェハＷの接触点Ｄの座標（Ｘ_D，Ｙ_D）を求める。前記
ウェハ中心Ｃと前記接触点Ｄとの距離は前記半導体ウェ
ハＷの半径Ｒに相当する。ここで、前記中心Ｃと前記接
触点Ｄの２点のＹ軸上での距離は、（Ｙ_D−Ｙ_C）／ co
sθ である。前記中心Ｃと前記接触点Ｄの２点を斜辺
とする直角三角形を使い、ピタゴラスの定理から、（Ｙ _D−Ｙ _C） ² Ｘ_D ²＋ cos²θ ＝Ｒ² ・・・・・・・ここで、半導体ウェハＷが図２に示すように、フロント
サイドドメイン４の内側端縁に接触する場合には、Ｘ_D＝ｘ3 を式に代入すればよい。また、前記接触点Ｄはフロン
トサイドドメイン４内にあるため、Ｙ_D≦ｙ11 ・・・・・・・である。

【００２５】４．Ｙ_Dを求める。 (1) 半導体ウェハＷのフロントサイドドメイン４との接
触点Ｄが図２に示すようにフロントサイドドメイン４の
内側端縁である場合以上の式、及びの連立方程式を解くと２つの解が
求められ、そのうちの大きいほうの値が選択される。

【００２６】Ｙ_D＝Ｙ_S＋√［２Ｒ²−ｘ3 ²−Ｘ_S ²＋２√｛（Ｒ²−Ｘ_S ²）（Ｒ²−ｘ3 ²）｝−Ｚ_S ²］・・・・・・・式から求められたＹ_Dの値がＹ_D≧ｙ11の場合、前記
接触点Ｄはフロントサイドドメイン４内にあるため、Ｙ
_D≦ｙ11（式）となる。従って、この場合Ｙ_D＝ｙ11
（一定）となる。式から求められたＹ_Dの値がＹ_D＜
ｙ11の場合、Ｙ_Dとして、上述の式で求められた計算
値を使用する。 (2) 前記接触点Ｄが図３に示すように前記フロントサイ
ドドメイン４のフロント端縁である場合、Ｙ_D＝ｙ11 である。

【００２７】５．半導体ウェハＷのリアサイドドメイン
５との接触点Ｓとフロントサイドドメイン４との接触点
ＤとのＹ軸方向における寸法Ｍを求める。Ｍ＝Ｙ_D−Ｙ_S となる。

【００２８】６．前記接触点Ｓと半導体ウェハＷのフロ
ント端とのＹ軸方向における寸法Ｌを求める。Ｌ＝Ｒ cosθ＋Ｙ_C−Ｙ_S となる。

【００２９】７．１のティースのトップ側に配された半
導体ウェハＷＬのフロント端Ｆ_Lにおけるボトム側への
倒れ込み量Ｌｔを求める。図１における点Ｄ_Lと点Ｆ_L
を結ぶ線を斜辺とする直角三角形と、点Ｄ_Lと点Ｓ_Lを
結ぶ線を斜辺とする直角三角形とは相似形である。よっ
て、Ｌｔ：Ｚ_S(L)＝Ｌ_L−Ｍ_L：Ｍ_L となり、従ってＺ _S(L)・（Ｌ _L−Ｍ _L）Ｌｔ＝Ｍ_L である。

【００３０】８．前記１のティースのボトム側に配され
た半導体ウェハＷＲのフロント端Ｆ_Rにおけるトップ側
への倒れ込み量Ｒｔを求める。図１における点Ｄ_Mと点
Ｆ_Mを結ぶ線を斜辺とする直角三角形と、点Ｄ_Mと点Ｓ
_Mを結ぶ線を斜辺とする直角三角形とは相似形である。
よって、Ｒｔ：Ｚ_S(R)＝Ｌ_R−Ｍ_R：Ｍ_R となり、従ってＺ _S(R)・（Ｌ _R−Ｍ _R）Ｒｔ＝Ｍ_R である。

【００３１】上述の式Ｔ＞（Ｌｔ＋Ｒｔ）を満たすウェ
ハカセットに半導体ウェハＷを収容し、同カセットを縦
置き状態にしたとき、前記支持凹溝の幅寸法ｚ11は、上
述したようにＳＥＭＩ規格により規定されており、その
寸法は半導体ウェハの厚みと比べて非常に大きな値とな
っている。そのため、前記ウェハカセットを縦置きした
場合に、前記支持凹溝に収容された半導体ウェハは僅か
な衝撃によっても同凹溝内で簡単に傾倒する。このと
き、本発明ではの前記フロントサイドドメイン４におけ
るティース８のウェハ支持端部の肉厚ＴがＴ＞（Ｌｔ＋
Ｒｔ）の条件を満たしているため、１のティースを挟ん
でトップ側とボトム側に配された半導体ウェハＷＬ，Ｗ
Ｒ同士が、互いに接近する方向に傾倒した場合にも、そ
のウェハＷＬ，ＷＲのフロント端同士が接触することは
ない。従って、接触により半導体ウェハが損傷するのを
完全に阻止できる。

【００３２】なお、ＳＥＭＩ規格に則ったカセットの仕
様において、Ｔ＞（Ｌｔ＋Ｒｔ）の条件を満たすため
に、前記フロントサイドドメインにおける前記各ティー
スのウェハ載置面とは反対側のウェハ接触縁部に突条を
有し、同突条を含む前記ティースの肉厚がＴであること
が好ましい。

【００３３】前記突条は、同突条との接触による半導体
ウェハの汚染をできるだけ少なくするために、前記半導
体ウェハと点接触する頂面形状を備ることが好ましく、
その態様としては、例えば、前記突条の断面が略台形を
なす場合や、前記突条の断面が略半円をなす場合などが
ある。

【００３４】また、前記フロントサイドドメインにおけ
る前記各ティースのウェハ載置面とは反対側のウェハ接
触縁部に突起を有し、同突起を含む前記ティースの肉厚
がＴとすることもできる。この突起も、前記半導体ウェ
ハと点接触する頂面形状を備えることが望ましく、例え
ば、前記突起は円柱状をなし、或いは、前記突起は半球
状をなすことが望ましい。

【００３５】更に、前記リアサイドドメインの前記支持
凹溝は、底面形状を断面略Ｖ字状に形成することで、半
導体ウェハの傾斜角度を垂直方向に起立させることもで
きる。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
及び具体例を、表１及び図面に基づいて詳細に説明す
る。表１には、半導体ウェハの半径Ｒが１５０ｍｍ、フ
ロントサイドドメインのフロント端の高さ寸法ｙ11が８
０ｍｍとした場合の半導体ウェハが同フロントサイドド
メインの内側端縁に接触すると同時に、隣り合うウェハ
のフロント端同士が接触するティースの接触端縁におけ
る肉厚Ｔの上限値を求めたときのウェハの倒れ込み量Ｌ
ｔ，Ｒｔの具体的数値に基づく計算結果を示す。なお、
同表中の具体例１及び２に挙げた規定された数値のう
ち、図２におけるｒ及びＺ_Sの値を変更した。

【００３７】

【表１】

【００３８】具体例１では、各数値を代入して式から
計算で求めたＹ_Dの値が、８２．４４ｍｍ及び８２．３
８ｍｍと、ｙ11の値よりも大きな値である。従って、Ｙ
_D＝ｙ11、すなわち８０ｍｍとしてＭ及びＬの値を求
め、Ｌｔ及びＲｔの値を算出したところ、Ｌｔ＝０．９
９ｍｍ、Ｒｔ＝１．９８ｍｍとなった。従って、半導体
ウェハ接触端縁におけるティースの肉厚Ｔを０．９９＋
１．９８＝２．９７ｍｍよりも大きな値に設定すれば、
隣り合う半導体ウェハ同士の接触を完全に回避すること
ができる。

【００３９】具体例２でも同様に、各数値を代入して
式から計算で求めたＹ_Dの値がｙ11の値よりも大きな値
であったため、Ｙ_D＝８０ｍｍとした。計算の結果、Ｌ
ｔ＝０．９５ｍｍ、Ｒｔ＝０．９５ｍｍとなり、半導体
ウェハ接触端縁におけるティースの肉厚Ｔを０．９５＋
０．９５＝１．９０ｍｍよりも大きな値に設定すれば、
隣り合う半導体ウェハ同士の接触を完全に回避すること
ができる。

【００４０】次に、Ｔ＞Ｌｔ＋Ｒｔの条件を満たすウェ
ハカセットの具体的な形態について図示実施例を参照し
て説明する。図４は本発明の第１実施例による半導体ウ
ェハ包装容器のウェハカセットを示す分解斜視図であ
り、図５は同ウェハカセットに形成された支持凹溝の拡
大斜視図である。

【００４１】ウェハカセット１は、半導体ウェハが水平
姿勢となる横置きしたときの天板部をなすトップドメイ
ン２と、底部をなすボトムドメイン３と、所定の幅を有
して前記トップ及びボトムドメイン２，３の周縁中央部
にて両者を連結する左右のフロントサイドドメイン４，
４と、半導体ウェハが垂直姿勢となる縦置きしたときの
底部をなすとともに前記トップ及びボトムドメイン２，
３間を連結する間隔をおいて並列する左右の一対のリア
サイドドメイン５，５とからなる。従って、トップ及び
ボトムドメイン２，３は、横置きしたときの姿勢で前記
左右のフロントサイドドメイン４，４と前記左右のリア
サイドドメイン５，５の４つのサイドドメインがそれぞ
れ所定の間隔をおいて連結されており、それらのサイド
ドメイン間は全て内外が連通した開口部をなしている。

【００４２】前記トップドメイン２及びボトムドメイン
３は、既述したＳＥＭＩ規格に則った形態を有してお
り、円形の周縁円弧部を上記左右のサイドドメイン４，
５部分を残して、同サイドドメイン４，５の半導体ウェ
ハの挿入側であるフロント側にそれぞれ２箇所の切欠き
２ａ，３ａが形成された略円盤状をなしている。前記切
欠き２ａ，３ａは、ウェハカセットの姿勢を検出する検
出光の通過を確保するため前記ＳＥＭＩ規格により厳し
く規定されており、例えばその肩部の交点位置Ｏ′は図
４において前記トップドメイン２の中心Ｏを通る左右に
延びる中心線Ｘとの間隔が９５ｍｍ以下であって、同じ
くトップドメイン２の中心Ｏを通る前後に延びる中心線
Ｙとの間隔が１１２．５ｍｍ以内でなければならないと
されている。

【００４３】そして、前記トップドメイン２及びボトム
ドメイン３の対向面はそれぞれ略平坦面をなしている。
なお、ウェハカセット１を縦置きするとき、安定性を確
保するため、前記トップ及びボトムドメイン２，３の半
導体ウェハの挿入側とは反対のリア周縁には左右の脚部
６が一体に突設されている。

【００４４】一方、左右の上記サイドドメイン４，５は
鏡面対象をなしており、その内面は収容する半導体ウェ
ハの径と略等しい径を有する円弧状をなしている。前記
フロントサイドドメイン４の周方向内面には、所定の肉
厚を有する板状のティース８が、前記トップ及びボトム
ドメイン２，３と平行する方向に所定の間隔をおいて多
数延設され、その隣り合う前記ティース８間で半導体ウ
ェハを並列支持するための支持凹溝７を構成する。

【００４５】前記支持凹溝７は溝底が溝幅の略中央で２
分され、一方は前記ティース８と直交する直交底面７ａ
に形成され、もう一方は前記ティース８に対して傾斜す
る傾斜底面７ｂに形成されている。また、同傾斜底面７
ｂに連続する溝側面７ｃは、前記ウェハカセット１を横
置きしたときのウェハ載置面を構成する。前記ウェハカ
セット１を横置きしたときの前記ウェハ載置面と反対側
の溝側面７ｄは、半導体ウェハＷの接触縁部であるフロ
ント端縁に沿って断面が略台形をなす突条８ａが延設さ
れている。なお、前記ウェハ載置面と反対側の溝側面７
ｄをトップ及びボトムドメイン２，３と平行な面ではな
く、僅かに傾斜させることもできる。

【００４６】前記突条８ａの突出寸法は、前記フロント
縁部における同突条８ａを含む前記ティース８の肉厚Ｔ
が、Ｔ＞Ｌｔ＋Ｒｔを満たす値に設定される。ここで、
Ｌｔとは１のティース８のトップ側に配された半導体ウ
ェハＷＬのフロント端Ｆ_Lにおけるボトム側への倒れ込
み量であり、Ｒｔは前記１のティース８のボトム側に配
された半導体ウェハＷＲのフロント端Ｆ_Rにおけるトッ
プ側への倒れ込み量Ｒｔである。

【００４７】更に、リアサイドドメイン５の内面にも、
先細板状のティース１０が、前記トップ及びボトムドメ
イン２，３と平行する方向に所定の間隔をおいて多数延
設され、その隣り合う前記ティース１０間で半導体ウェ
ハを並列支持するための支持凹溝９を構成する。同支持
凹溝９は図６に示すように、半導体ウェハＷを横置きし
たときに下方に位置し半導体ウェハの載置面となる溝側
面９ａが前記トップ及びボトムドメイン２，３と平行に
形成されている。一方、半導体ウェハＷを横置きしたと
きの前記ウェハ載置面と反対側の溝側面９ｂは、前記凹
溝９の深さが浅くなるにつれて溝幅を増加させるように
傾斜している。前記凹溝９の底面は、その略溝幅中央で
２分され、前記ウェハ載置面９ａに連続する側が傾斜し
た第１傾斜底面９ｃに形成され、同第１傾斜底面９ｃに
続いて前記ウェハ載置面９ａと直交する直交底面９ｄが
形成されている。更に、同直交底面９ｄと前記溝側面９
ｂとの間に第２傾斜底面９ｅが形成されている。

【００４８】前記フロントサイドドメイン４に形成され
た支持凹溝７及び前記リアサイドドメイン５に形成され
た支持凹溝９はいずれもその溝幅ｚ11がＳＥＭＩ規格で
規定されており、上述したように、半導体ウェハＷの厚
みの１０倍弱の寸法に設定される。従って、半導体ウェ
ハＷを収容したウェハカセット１を縦置きすると、前記
支持凹溝７，９の溝幅ｚ11が半導体ウェハＷの厚みに比
して極端に大きく設定されているため、前記半導体ウェ
ハＷは僅かな衝撃によっても前記支持凹溝７，９内で傾
倒する。

【００４９】例えば隣り合う前記支持凹溝９，９に収容
された半導体ウェハＷＬ，ＷＲが互いに接近する方向に
傾倒したときに、それら半導体ウェハＷＬ，ＷＲのフロ
ント端Ｆ_R，Ｆ_Lが最も接近するのは、図６における左
側、即ちボトム側の半導体ウェハＷＲの前記ボトムサイ
ドドメインにおける接触点Ｓ_Rが、前記第１傾斜底面９
ｃと直交底面９ｄとの境界部分にあり、トップ側の半導
体ウェハＷＬの前記ボトムサイドドメインにおける接触
点Ｓ_Lが、前記直交底面９ｄと第２傾斜底面９ｅとの境
界部分にある場合である。即ち、半導体ウェハＷＬ，Ｗ
Ｒの各リアサイドドメインとの接触点Ｓ_R，Ｓ_Lが最も
離間している場合に、半導体ウェハＷＬ，ＷＲの各フロ
ント端Ｆ_R，Ｆ_Lが最も接近する。

【００５０】前記支持凹溝７，９内で傾倒した半導体ウ
ェハＷは、図３に示すようにフロントサイドドメイン２
のティース８におけるフロント端縁に接触する。このと
き、前記フロント端縁には突条８ａを延設して前記ティ
ース８の肉厚Ｔを、前記隣り合う半導体ウェハＷＬ，Ｗ
Ｒの互いに接近する方向へのウェハフロント端Ｆ_R，Ｆ
_Lでの傾倒寸法Ｒｔ，Ｌｔの和よりも大きく設定してい
るため、前記フロント端Ｆ_R，Ｆ_L同士が接触して同ウ
ェハＷＬ，ＷＲが損傷することがない。

【００５１】なお、断面が略台形をなす前記突条８ａに
替えて、図７に示すように、断面半円の半円突条８ｂと
することもできる。この場合には、半導体ウェハが同半
円突条８ｂに倒れかかって同突条８ｂに接触した際に、
同半円突条８ｂには角ばった部分がないため、半導体ウ
ェハが損傷される危険性が少なく、しかも半導体ウェハ
は前記半円突条８ｂに点接触するにすぎないため、同突
条８ｂとの接触による汚染も低減される。

【００５２】また、傾倒した半導体ウェハがティース８
の隅角部分に接触する場合には、同隅角部分に図８に示
すような円柱突起８ｃや、図９に示すような半球突起８
ｄを形成して、同部分におけるティース８の肉厚Ｔを、
Ｔ＞Ｌｔ＋Ｒｔの条件を満たす値に設定することもでき
る。

【００５３】更に、半導体ウェハ接触縁部が、図２に示
すようにフロントサイドドメイン４におけるティース８
の内側端縁である場合には、図１０に示すように、ティ
ース８のトップ側における前記内側端縁に沿って突条８
ｅを延設する。なお、前記半導体ウェハＷのフロントサ
イドドメイン４における接触点Ｄは上述したように算出
可能である。そのため、前記接触点Ｄの位置を予め算出
し、その接触点Ｄの近傍にのみ前記突条８ｅを形成する
こともできる。

【００５４】また、リアサイドドメイン５に形成された
支持凹溝９を、図１１に示す支持凹溝９′とすることも
できる。前記支持凹溝９′は底面が溝幅の略中央で２分
され、それぞれ互いに向き合って傾斜する第１及び第２
傾斜底面９ｆ，９ｇから構成された断面Ｖ字状をなして
いる。従って、前記支持凹溝９に収容された半導体ウェ
ハＷは、カセット１を縦置きした場合に、前記第１及び
第２傾斜底面９ｆ，９ｇの境界部分で支持される。

【００５５】なお、本発明のウェハカセットは、いずれ
の実施例及び変形例においても、ＳＥＭＩ規格の規定を
逸脱するものではなく、前記ＳＥＭＩ規格に則った仕様
であることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の式を説明するためのウェハカセットの
一部を概略的に示す断面図である。

【図２】同ウェハカセットの一部を概略的に示す正面図
である。

【図３】他のウェハカセットの一部を概略的に示す正面
図である。

【図４】本発明の実施例によるウェハカセットの全体斜
視図である。

【図５】前記ウェハカセットにおけるフロントサイドド
メインの拡大斜視図である。

【図６】前記ウェハカセットの部分断面図である。

【図７】本発明の第１変形例によるフロントサイドドメ
インの拡大斜視図である。

【図８】本発明の第２変形例によるフロントサイドドメ
インの拡大斜視図である。

【図９】本発明の第３変形例によるフロントサイドドメ
インの拡大斜視図である。

【図１０】本発明の第４変形例によるフロントサイドド
メインの拡大斜視図である。

【図１１】本発明の第５変形例によるウェハカセットの
部分断面図である。

【図１２】ＳＥＭＩ規格について説明するウェハカセッ
トの概略正面図である。

【図１３】ＳＥＭＩ規格のウェハ支持凹溝の形状につい
ての説明図である。

【符号の説明】

１ウェハカセット２トップドメイン２ａ切欠き３ボトムドメイン３ａ切欠き４フロントサイドドメイン５リアサイドドメイン６脚部７支持凹溝７ａ直交底面７ｂ傾斜底面７ｃ溝側面（半導体ウェハの載置面）７ｄ溝側面８ティース８ａ突条８ｂ半円突条８ｃ円柱突起８ｄ半球突起８ｅ突条９，９′ 支持凹溝９ａ溝側面９ｂ溝側面９ｃ第１傾斜底面９ｄ直交底面９ｅ第２傾斜底面９ｆ第１傾斜底面９ｇ第２傾斜底面１０ティース

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者福原聡神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製作所研究本部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体ウェハ包装容器に収容され、フロ
ント及びリアのサイドドメインに多数の半導体ウェハを
所定の間隔を置いて並列支持するための支持凹溝を構成
するティースを備えた標準化されたウェハカセットであ
って、前記フロントサイドドメインの半導体ウェハ接触縁部に
おける前記ティースの肉厚Ｔが下式を満たす値に設定さ
れてなることを特徴とするウェハカセット。Ｔ＞（Ｌｔ＋Ｒｔ）但し、Ｌｔ：１のティースのトップ側に配された半導体ウェハ
のフロント端におけるボトム側への倒れ込み量（ｍｍ）Ｒｔ：前記１のティースのボトム側に配された半導体ウ
ェハのフロント端におけるトップ側への倒れ込み量（ｍ
ｍ）である。
【請求項２】前記フロントサイドドメインにおける前
記各ティースのウェハ載置面とは反対側のウェハ接触縁
部に突条を有し、同突条を含む前記ティースの肉厚がＴ
である請求項１記載のウェハカセット。
【請求項３】前記突条は前記半導体ウェハと点接触す
る頂面形状を備えてなる請求項２記載のウェハカセッ
ト。
【請求項４】前記突条は断面が略台形をなす請求項３
記載のウェハカセット。
【請求項５】前記突条は断面が略半円をなす請求項３
記載のウェハカセット。
【請求項６】前記フロントサイドドメインにおける前
記各ティースのウェハ載置面とは反対側のウェハ接触縁
部に突起を有し、同突起を含む前記ティースの肉厚がＴ
である請求項１記載のウェハカセット。
【請求項７】前記突起は前記半導体ウェハと点接触す
る頂面形状を備えてなる請求項６記載のウェハカセッ
ト。
【請求項８】前記突起は円柱状をなす請求項７記載の
ウェハカセット。
【請求項９】前記突起は半球状をなす請求項７記載の
ウェハカセット。
【請求項１０】前記リアサイドドメインの前記支持凹
溝は、底面形状が断面略Ｖ字状に形成されてなる請求項
１記載のウェハカセット。