(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウェーハが収納されるウェーハケースを、複数個収納して移送するウェーハシッピングボックスであって、
このウェーハシッピングボックスは、密閉時、蓋とボックス本体の底面とが平行となる平型箱状に金属で作製し、
ボックス本体内に、その表面が該表面からのごみ類の発生を防ぐために平滑化処理された合成樹脂フォーム製の緩衝材を介して上記各ウェーハケースを収納するとともに、
上記ボックス本体および蓋のうちの少なくともいずれか一方の外壁に、ウェーハシッピングボックスの内外を連通するフィルタを設け、
上記緩衝材には、上記各ウェーハケースを埋没状態で収納する複数の収納ポケットが上記緩衝材の上面に開口を有して形成され、
上記蓋と上記緩衝材との間には、該緩衝材の上面の全域にわたって空間が形成されたウェーハシッピングボックス。
【請求項２】
上記フィルタが、０．２μｍ以上の大きさのごみ類を濾過することができるフィルタである請求項１に記載のウェーハシッピングボックス。
【請求項３】
上記蓋の上面および／またはボックス本体の底面に、上段配置されるウェーハシッピングボックスおよび／または下段配置されるウェーハシッピングボックスと嵌合する嵌合構造を有している請求項１または請求項２に記載のウェーハシッピングボックス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は半導体ウェーハが装填されたウェーハケースを、複数個まとめて納めるウェーハシッピングボックス、詳しくは大気中のごみを濾過しながら、密閉されたボックス内の圧力を外部の圧力と等しくするフィルタ付きのウェーハシッピングボックスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ウェーハ製造工場で作製されたシリコンウェーハは、輸送中における損傷や汚染などを防止するため、通常、ガスケット（パッキング材）によって蓋が密閉されたウェーハケースに収納される。
このウェーハケースは、トラック、航空機などへの積み出し時の取り扱いが容易なように、ウェーハシッピングボックスと呼ばれるダンボール箱のような大型の輸送用ボックスに、複数個まとめて納められる。
従来のウェーハシッピングボックスは、プラスチック製の箱体であり、ウェーハケースと同様に、ガスケットによって蓋が密閉されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ウェーハ輸送の一形態として、航空機を使った航空輸送がある。このとき、ウェーハを搭載した航空機は高度数千〜１万ｍを飛行し、機内の貨物室の気圧は、おおよそ０．７〜０．８ａｔｍに達する。その結果、気圧の低い上空において、気圧差から、空気の膨張により、常圧で空気が密封されたウェーハシッピングボックスが膨らむ。その結果、ボックスの変形や破損を生じる。そして差圧により、空気は、蓋とボックス本体とを封止するガスケットのわずかな隙間から、外部へと流出する。
【０００４】
一方、着陸時に航空機が常圧の地上へ下降してくると、上空飛行時とは反対の気圧関係から、ボックス内の低圧の空気が、比較的高い外圧により圧縮されてボックスが収縮する。しかも、ガスケットによって蓋がボックス本体の開口部へ堅固に密着するので、この外部の空気はボックス内に流れ込まない。その結果、このウェーハシッピングボックスが、ちょうど四方から押し潰されたように変形する。
この変形により、ボックス内でのウェーハケースの収納位置によっては、内側へ凹んだボックスの壁板に押されて、ウェーハケースが変形し、中のウェーハを傷つけるおそれがあった。
しかも、この蓋はボックス本体へ強固に密着しているので、開蓋時になかなか蓋が開かないという問題点も発生していた。
また、シッピングボックスは再利用されるが、変形を起こすと、その再利用ができないという問題点があった。
【０００５】
そこで、比較的密閉性能が低いウェーハシッピングボックスを採用することが考えられる。しかしながら、これでは大気圧の低い上空を飛行中や、大気圧が上昇する航空機の下降時に、ガスケットの隙間から空気が流通しやすい。その結果、空輸時の圧力差で変形したボックス壁板によるウェーハの損傷を解消でき、かつ着陸後の開蓋時に蓋を簡単に開けられるという特長を有している反面、蓋の密閉性が悪いことから、航空機の下降時に、機内を浮遊するごみやほこりが、ガスケットの隙間からボックス内に流入し、これがウェーハケース表面に付着して、デバイスメーカー側で、このケースを開閉した際に、このケース表面に付着したごみによって、シリコンウェーハが汚れるおそれがあった。
【０００６】
【発明の目的】
この発明は、ボックス内外に生じた圧力差を比較的短時間で自動的に解除することができ、これにより圧力差によるボックス変形を防止すことができ、しかもウェーハケース側への外部のごみ、ほこりの付着を防止することができ、さらにこれらの効果が比較的低コストで得られ、またボックスの再利用も図れ、そして外部からの衝撃がウェーハケース内に収納された半導体ウェーハに伝達されにくいウェーハシッピングボックスを提供することを、その目的としている。
また、この発明は、微細なごみ類の濾過性が高いウェーハシッピングボックスを提供することを、その目的としている。
さらに、この発明は、安全かつ確実に、高くボックスを積み重ねることができるウェーハシッピングボックスを提供することを、その目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、半導体ウェーハが収納されるウェーハケースを、複数個収納して移送するウェーハシッピングボックスであって、このウェーハシッピングボックスは、密閉時、蓋とボックス本体の底面とが平行となる平型箱状に金属で作製し、ボックス本体内に、その表面が該表面からのごみ類の発生を防ぐために平滑化処理された合成樹脂フォーム製の緩衝材を介して上記各ウェーハケースを収納するとともに、上記ボックス本体および蓋のうちの少なくともいずれか一方の外壁に、ウェーハシッピングボックスの内外を連通するフィルタを設け、上記緩衝材には、上記各ウェーハケースを埋没状態で収納する複数の収納ポケットが上記緩衝材の上面に開口を有して形成され、上記蓋と上記緩衝材との間には、該緩衝材の上面の全域にわたって空間が形成されたウェーハシッピングボックスである。
【０００８】
半導体ウェーハの品種は限定されない。例えば、シリコンウェーハ，ガリウム砒素ウェーハなどでもよい。また、半導体ウェーハの大きさも限定されない。例えば、８インチウェーハ，３００ｍｍウェーハなどが挙げられる。なお、この発明は、従来の段ボール製またはプラスチック製のものに比べて強度が高い金属製ボックスである。このことから、特に３００ｍｍウェーハなどの重量が嵩張る大口径ウェーハ用のものに効果的な技術である。
また、ウェーハケースの構造、大きさ、形状および材質などは限定されない。一般的なウェーハケースは、ウェーハが収納される容器本体とその蓋とを有している。これらの部材の素材としては、例えばポリカーボネート，ポリエチレン，ポリプロピレン，ポリスチレン，ＰＥＥＫ，ＰＢＴ，ＰＶＣ，ＰＭＭＡなどの各種のプラスチックが挙げられる。
【０００９】
ウェーハシッピングボックスの外形状は、平型の箱体であればよい。例えば、平面視して円形または楕円形のボックスでも、また平面視して三角形，四角形，五角形，六角形以上の多角形のボックスでも、さらに平面視して上記以外の任意形状のボックスでもよい。
ボックス本体および蓋の素材は、金属であれば限定されない。例えば硬質アルミニウム，鉄，ステンレス，真鍮などが挙げられる。このうち、比較的軽量で強度が高い素材である硬質アルミニウムなどが好ましい。
緩衝材の素材は合成樹脂フォームである。合成樹脂フォームの具体例を挙げれば、発泡スチロール，ウレタンフォームなどがある。このうち、発泡スチロールなどの場合は、その微細な凹凸がある表層部分だけを溶融させ、この表面の平滑性を高めている。
【００１０】
収納ポケットの大きさ、形状、個数などは限定されない。このポケットの大きさ、形状は、ウェーハケースの大きさや形状によって異なる。また、その形成個数は、通常、ウェーハシッピングボックスの大きさ、具体的にはボックス本体の容積に応じて増減する。
複数の収納ポケットは、ボックス本体内で横並びに配置される必要がある。横並びにすることで、このボックスが比較的嵩の低い平型のボックスとなる。ただし、その並び方までは限定されない。例えば、緩衝材の表面に沿って規則的に配置されてもよいし、不規則な配置でもよい。規則的な並び方の例としては、一列配置，複数列配置が挙げられる。また、マトリクス状に配列してもよい。
【００１１】
フィルタの品種および素材は限定されない。素材としては、例えばニトロセルロース，セルロースアセテート，四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ），親水性四フッ化エチレン樹脂などの各種合成樹脂からなるメンブランフィルタなど、周知のフィルタが採用できる。なお、メンブランフィルタは、通常、厚さ０．１〜０．２ｍｍのプラスチックの薄膜に、目の細かい一定の大きさの孔を多数形成したものである。
フィルタの平均孔径は、大気中に浮遊するごみなどをフィルタリングできる大きさであれば限定されない。また、フィルタの外形寸法も、フィルタがケース内外の圧力差に耐えられる寸法であれば、限定されない。
さらに、フィルタの組み付け位置は、ボックス本体，蓋の外壁のどの部分でもよい。また、両部材に組み付けてもよい。また、フィルタの組み付け個数も限定されない。このフィルタは、再使用時に交換を可能とすることで、シッピングボックスの再利用の寿命を延長することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、上記フィルタが、０．２μｍ以上の大きさのごみ類を濾過することができるフィルタである請求項１に記載のウェーハシッピングボックスである。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、上記蓋の上面および／またはボックス本体の底面に、上段配置されるウェーハシッピングボックスおよび／または下段配置されるウェーハシッピングボックスと嵌合する嵌合構造を有している請求項１または請求項２に記載のウェーハシッピングボックスである。
嵌合構造が設けられるボックスの部分は、蓋の所定部分でも、ボックス本体の底部でも、これらの両部分でもよい。嵌合構造の形状は限定されない。一般的には、単純な凸部と凹部または突条と溝とから構成される。
【００１４】
【作用】
請求項１〜請求項３に記載の発明によれば、何らかの事情により外部の気圧が変化し、例えばパッキング材により密閉されたウェーハシッピングボックスの内外で圧力差が生じた場合には、フィルタを介して、このボックス内外において、圧力の大きい方から小さい方へと空気が流れる。これにより、自動的にボックス内外の圧力差が解除される。よって、この圧力差によるボックス変形を原因としたウェーハケースの変形、引いてはこのケース内の半導体ウェーハの損傷を防ぐことができる。
しかも、大気中の微細なごみやほこりは、フィルタにより濾過されて除去される。このため、この圧力差解除時に、従来手段のように大気中に浮遊するごみやほこりが、ボックス内のウェーハケースの表面に付着したりすることはない。しかも、構造的には、ウェーハシッピングボックスにフィルタを取り付けただけであるので、比較的低コストでこれらの効果が得られる。
【００１５】
特に、請求項２に記載の発明によれば、フィルタとして、０．２μｍ以上の大きさのごみ類を濾過できるものを採用しているので、ケース内外の圧力差を解除する際に、大気中のかなり微細なごみまでフィルタリングすることができる。
【００１６】
また、請求項３に記載の発明によれば、ウェーハシッピングボックスを積み重ねる際には、蓋および／またはボックス本体の底部に設けられた嵌合構造を介して積み重ねていく。上下段のボックスは、嵌合構造によりしっかりと一体化するので、ウェーハシッピングボックスを安全かつ確実に、しかもボックスを単純に積み上げた場合に比べて、より高く積み上げることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施例に係るウェーハシッピングボックスを説明する。
図１はこの発明の一実施例に係るウェーハシッピングボックスの開蓋状態の斜視図である。図２はこの発明の一実施例に係るウェーハシッピングボックスの閉蓋状態を示す斜視図である。図３はこの発明の一実施例に係るウェーハシッピングボックスの積み重ね状態を示す斜視図である。
図１において、１０はこの発明の一実施例に係るウェーハシッピングボックスである。このウェーハシッピングボックス１０は、ＣＺ法により作製されたシリコンインゴットを所定寸法にブロック切断後、スライシング、外縁部の面取り、ラッピング、エッチング、研磨を施して得られたシリコンウェーハＷ（φ３００ｍｍウェーハ）を２５枚ずつ収納する合計６個のウェーハケース１１を、それぞれボックス内の収納ポケット１２に納めるものである。以下、それぞれの構成部品を詳細に説明する。
【００１８】
まず、ウェーハケース１１は、容器本体１３と、この容器本体１３の上面にある開口部を閉蓋する蓋１４と、これらの容器本体１３および蓋１４の開口周縁部の外壁間に介在されたパッキング材の一例である環状ゴム製のガスケット１５と、を備えている。なお、容器本体１３および蓋１４の素材としては、透明もしくは半透明のポリプロピレンと、ポリカーボネートが使用されている。
ウェーハシッピングボックス１０は、図１および図２に示すように、長さ１９００ｍｍ×幅１３００ｍｍ×高さ７００ｍｍのボックス本体１６と、このボックス本体１６に、上記ガスケット１５と同一素材からなるガスケット１７を介して、開閉自在に軸着される蓋１８とを備えている。
このウェーハシッピングボックス１０は、ボックス本体１６および蓋１８の素材としてアルミニウム，ジュラルミンなどが採用され、しかもこのボックス本体１６の底面と、蓋１８の上面とが平行な平型ボックスである。また、ガスケット１７は、幅１０ｍｍ，高さ１０ｍｍの平面視して矩形状をした可撓性の枠部材である。
【００１９】
ボックス本体１６の内部には、厚さ２００〜２２０ｍｍの発泡スチロール製の緩衝材１９が装填されている。なお、この緩衝材１９の表面は、微細な凹凸が現出している表層部分だけを一旦溶融した後、冷却する平滑化処理が施されている。これにより、緩衝材１９の表面から発泡スチロールのごみ類が発生しにくくなる。なお、蓋１８の寸法は、長さ１９００ｍｍ×幅１３００ｍｍ×高さ３００ｍｍである。また、ボックス本体１６の底部には、その底面の外周部分を除いて、下段配置される別のウェーハシッピングボックス１０と嵌合する雄嵌合部１６ａ（一方の嵌合構造）が突設されている。また、蓋１８の上板には、上段配置される他のウェーハシッピングボックス１０の雄嵌合部１６ａと嵌合する雌嵌合部１８ａ（他方の嵌合構造）が陥没形成されている。すなわち、上下段配置されるウェーハシッピングボックス１０同士は、積み重ね状態を安定させるために、雄雌嵌合部１６ａ，１８ａを介して嵌合されている。なお、これらのボックス本体１６と蓋１８とは、周知の密閉手段により蓋開閉可能に密閉される。
【００２０】
緩衝材１９には、３個ずつ前後２列、合計６個の収納ポケット１２が陥没形成されている。各収納ポケット１２の寸法は、縦４１０ｍｍ×横３４０ｍｍ×高さ３００ｍｍである。また、それぞれの収納ポケット１２同士の隙間は、縦横ともに２２０ｍｍである。さらに、規定枚数の３００ｍｍウェーハＷを納めたウェーハケース１１を各収納ポケット１２に納めたときのウェーハシッピングボックス１０の全体重量は、約８ｋｇとなる。
ボックス本体１６の前側板の両端部には、ボックス内外を連通する一対のフィタ２０が設けられている。なお、フィルタ２０は、前側板の一端部に１個だけ設けてもよい。このフィルタ２０はＰＴＦＥ製であり、０．２μｍ以上の大きさの微細なごみ類を濾過することができる。フィルタ２０のハウジングは、ポリプロピレン製である。
フィルタ２０の具体的な寸法および性能は、直径５０ｍｍ、平均孔径０．２μｍ、耐圧強度（２５℃時）２．１ｋｇ／ｃｍ２である。なお、このフィルタ２０の濾過速度は１５リットル／ｍｉｎである。
【００２１】
次に、この一実施例に係るウェーハシッピングボックス１０は、以下のようにして、ウェーハ製造工場とデバイスメーカーとの間で循環使用される。すなわち、まずウェーハシッピングボックス１０の損傷およびごみ類の付着を検査する。
次いで、図１に示すように、まず６つの収納ポケット１２内に、あらかじめシリコンウェーハＷが規定枚数だけ装填されたウェーハケース１１をそれぞれ収納し、その後、図外の密閉手段によって、ボックス本体１６の開口部が、蓋１８により密閉される。なお、この蓋１８の閉蓋作業は、常圧で行われる。
それから、図３に示すように、密閉状態のウェーハシッピングボックス１０は、図外のフォークリフトにより取り扱いがしやすいように、運搬用のパレット２１上に、順次、積み重ねられる。この際、下段配置されたウェーハシッピングボックス１０と、上段配置されたウェーハシッピングボックス１０とは、この下段側の雌嵌合部１８ａに、この上段側の雄嵌合部１６ａを嵌合しながら、積み重ねられる。
【００２２】
この結果、積み重ねられるウェーハシッピングボックス１０は、この嵌合構造１６ａ，１８ａによってしっかりと一体化される。その結果、このウェーハシッピングボックス１０を、単純に積み上げた場合に比べ、安全かつ確実に、しかもより以上に高く積み上げることができる。
なお、この図３ではウェーハシッピングボックス１０の３段積みを例示している。しかしながら、これには限定されない。例えば１段積みまたは２段積みの場合でも、さらには４段積み以上でもよい。また、積み上げたウェーハシッピングボックス１０は、紐２２を使って締結した方が崩れにくい。
【００２３】
その後、この積み上げたウェーハシッピングボックス１０は、航空機に搭載されて、デバイスメーカーの工場へと空輸される。以下、この場合を説明する。図外のフォークリフトを使い、パレット２１を介して、この積み上げられたウェーハシッピングボックス１０を航空機内に運び込む。その後、これらを空輸することで、離陸後、高度数千〜１万ｍ付近（大気圧０．７〜０．８ａｔｍ）を飛行することになる。
すなわち、気圧が低い上空において、常圧で密閉されたケース内と、気圧の低いケース外との間で０．２〜０．３気圧という圧力差が生じる。このとき、各ウェーハシッピングボックス１０にはフィルタ２０が装着されている。その結果、蓋１８が密閉されているにもかかわらず、略気圧が等しくなるまで、このフィルタ２０を通して、ボックス内の空気がボックス外へ流出し、自動的にボックス内外の圧力差が解除される。
【００２４】
また、航空機が着陸のために下降して外圧が上昇すると、気圧の低いボックス内に外部空気が流れ込もうとする。ここで、ボックスにフィルタ２０がない場合は、密閉性を保つガスケット１７の存在により、蓋１８がボックス本体１６の開口部に圧着されて、ボックス変形を起こし、収納されたウェーハケース１１をも変形させて、ケース内のシリコンウェーハＷを傷めるおそれがあった。
ところが、フィルタ２０を有するこの一実施例の場合には、フィルタ２０を通して、外部空気がボックス内へ流れ込み、自動的にボックス内外の圧力差が解除される。これにより、従来、ボックス内外の圧力差により生じていたウェーハシッピングボックス１０の変形を解消でき、この変形に伴うウェーハケース１１の変形・損傷、引いてはこのケース内のシリコンウェーハＷの損傷を防ぐことができる。また、シッピングボックスの再利用が可能となる。
【００２５】
その結果、圧力差解除時に、従来手段のような大気中に浮遊するごみやほこりが、ボックス内のウェーハケース１１の表面に付着したり、直接、ケース内のシリコンウェーハＷの表面に付着したりすることがない。しかも、構造的には、ウェーハシッピングボックス１０にフィルタ２０を取り付けただけの単純なものであるので、比較的低コストで、これらの効果が得られる。
特に、フィルタ２０として、０．２μｍ以上の大きさの微細なごみ類を濾過するものを採用したので、ケース内外の圧力差を解除する際に、大気中のかなり微細なごみまでフィルタリングすることができる。
【００２６】
その後、デバイスメーカーにおいて、ウェーハシッピングボックス１０内から各ウェーハケース１１を取り出し、次いで、空のウェーハシッピングボックス１０を、ストックヤードに一旦保管する。次に、再び航空機等に乗せてウェーハ製造工場へと返却する。それから、この工場では、返却されたウェーハシッピングボックス１０を検査し、洗浄し、再検査してから、上記ウェーハシッピングボックス１０内へのウェーハケース１１の箱詰め作業が行われる。
【００２７】
以上、この発明の一実施例を説明したが、この発明はこの実施例に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で設計変更したものを含む。
例えば、図４の別の形態に係るウェーハシッピングボックスの開口状態を示す斜視図に示すように、ウェーハシッピングボックス３０を、緩衝材１９に４つの収納ポケット１２が陥没形成されて、ウェーハケース１１を４個だけ収納することができる小型のボックスとしてもよい。ここでは、フィルタ２０を１個使用している。なお、４個入りボックス３０の寸法は、長さ１３００ｍｍ×幅１３００ｍｍ×高さ７００ｍｍである。
【００２８】
【発明の効果】
請求項１〜請求項３に記載の発明にあっては、ウェーハシッピングボックスを金属製の平型ボックスとし、このボックス本体内に複数の収納ポケット付きの緩衝材を設け、しかもボックス内外を連通するフィルタを設けたので、ボックス内外圧差の短時間での自動解除、ボックス変形を原因とするウェーハ損傷の防止、ウェーハ表面へのごみやほこりの付着防止、およびこれらの効果の低コスト化が同時に図れる。しかも、ボックスの再利用化が図れ、さらに外部からの衝撃がウェーハ側に伝搬しにくくもなる。
【００２９】
特に、請求項２に記載の発明によれば、フィルタとして、０．２μｍ以上の大きさの微細なごみ類を濾過できるものを採用したので、ケース内外の圧力差を解除する際に、大気中のかなり微細なごみまでフィルタリングすることができる。
【００３０】
また、請求項３に記載の発明によれば、蓋および／またはボックス本体の底部に嵌合構造を設けたので、ウェーハシッピングボックスを安全かつ確実に、しかも単に積み上げた場合より高く積み上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の一実施例に係るウェーハシッピングボックスの開蓋状態の斜視図である。
【図２】  この発明の一実施例に係るウェーハシッピングボックスの閉蓋状態を示す斜視図である。
【図３】  この発明の一実施例に係るウェーハシッピングボックスの積み重ね状態を示す斜視図である。
【図４】  この発明の別の形態に係るウェーハシッピングボックスの開口状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０，３０  ウェーハシッピングボックス、
１１  ウェーハケース、
１２  収納ポケット、
１６  ボックス本体、
１６ａ  雄嵌合部（嵌合構造）、
１８  蓋、
１８ａ  雌嵌合部（嵌合構造）、
１９  緩衝材、
２０  フィルタ、
Ｗ  シリコンウェーハ（半導体ウェーハ）。
【図１】
0003918342.tif 000002
【図２】
0003918342.tif 000003
【図３】
0003918342.tif 000004
【図４】
0003918342.tif 000005