(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベント式射出成形機を用いてポリブチレンテレフタレートからなる半導体搬送用冶具を成形するに際し、加熱筒に溶融したポリブチレンテレフタレートから発生するガス成分を排出するベント孔を備えるベント式射出成形機を用いて強制脱気方法により成形することを特徴とする半導体搬送用冶具の製造方法。
【請求項２】
半導体搬送用冶具がシリコンウェハーキャリア、シリコンウェハーカセット、シリコンウェハーキャリアボックス、シリコンウェハーカセットボックスまたはシリコンウェハー押え棒である請求項１記載の半導体搬送用冶具の製造方法。
【請求項３】
成形された半導体搬送用冶具が、ヘッドスペースガスクロマトグラフィー（ガス発生条件；150℃×1時間又は80℃×2時間）のテトラヒドロフランのピークを基準とし、そのピーク以降に検出される１００ｐｐｍ以下のピーク数が５本以下である、請求項１記載の半導体搬送用冶具の製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法で成形され、ヘッドスペースガスクロマトグラフィー（ガス発生条件；150℃×1時間又は80℃×2時間）のテトラヒドロフランのピークを基準とし、そのピーク以降に検出される１００ｐｐｍ以下のピーク数が５本以下である半導体搬送用冶具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体搬送用冶具の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＳＩの高集積化に伴い、半導体プロセルに対するクリーン化の要求レベルはますます厳しくなってきている。デバイス特性に影響を与える半導体プロセル中の汚染としては、パーティクル、金属、有機物などが挙げられる。シリコンウェハー上への有機物の付着は製造歩留り及び製品の信頼性に重大な悪影響を及ぼす。
【０００３】
半導体搬送用冶具の材料として、ポリブチレンテレフタレート（以下、ＰＢＴと略する場合がある）が使用されることがあるが、これはＰＢＴが成形性、機械特性、剛性、耐衝撃性等に優れるためである。
【０００４】
半導体製造工程に使用される半導体搬送用冶具として、永久帯電防止性ＰＢＴを使用した場合、永久帯電防止剤の熱安定性等に起因し、揮発ガスの発生が多くなり、半導体搬送用冶具の外観が悪化して商品価値が下がる等の問題がある。
【０００５】
ところで、通常の射出成形機を用いＰＢＴ製半導体搬送用冶具を成形した場合、シリンダー内の熱履歴等によって分解物が生じる。このため、ＰＢＴ製半導体搬送用冶具から発生する分解物を低減し、シリコンウェハー上への有機物の付着を減らし、製造歩留りや製品の信頼性を高めることが、重要な課題である。
【０００６】
しかし半導体搬送用冶具からの揮発ガスの発生量と製造歩留りの関連を直接見ることは、各種の要因が含まれるため困難であった。このため、一般に半導体搬送用冶具からの揮発ガス発生量はヘッドスペースガスクロマトグラフィー（ガス発生条件；150℃×1時間又は80℃×2時間）で測定されたガス発生量を相対比較して評価されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題点の解消を目的とするものであり、本発明の課題は、半導体搬送用冶具を熱処理した時の不純物の半導体搬送用冶具表面への染み出しおよび揮発ガスの発生が、シリコンウェハー等の半導体製品の表面汚れとして支障を及ぼさない程度にまで少ない半導体搬送用冶具を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するたの手段】
本発明者は鋭意検討した結果、加熱筒に溶融した熱可塑性樹脂から発生するガス成分を排出するベント孔を備えるベント式射出成形機を用いて、半導体搬送用冶具を成形すると、揮発ガスが非常に低減された半導体搬送用冶具を製造することができることを見出した。さらに、このとき有機物の半導体搬送用冶具表面への滲みだしが被搬送物の表面汚れとして障害を及ぼさない程度にまで少なくなり、この点からも半導体搬送冶具として特に好適であることを見出した。
【０００９】
すなわち、本発明は、ベント式射出成形機を用いてポリブチレンテレフタレートからなる半導体搬送用冶具を成形するに際し、加熱筒に溶融したポリブチレンテレフタレートから発生するガス成分を排出するベント孔を備えるベント式射出成形機を用いて強制脱気方法により成形することを特徴とする半導体搬送用冶具の製造方法である。
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１０】
[ベント式射出成形機]
本発明では射出成形機として、加熱筒に溶融した熱可塑性樹脂から発生するガス成分を排出するベント孔を備えるベント式射出成形機を用いる。これは言葉を替えれば、脱気装置を備えるベント式射出成形機である。
【００１１】
射出成形機において、油圧モータによってシリンダバレル内のスクリュを回転駆動すれば、ホッパから供給される溶融成形材料が混練溶融されながら、スクリュフライトによる推力を受けて押出され、スクリュヘッドとノズルとの間の貯溜空間に次第に流入する。
【００１２】
そして、溶融成形材料が貯溜空間に貯溜されるのに伴って、スクリュの前端面及びスクリュフライトの搬送圧力の反力が後方に向けて作用し、スクリュが徐々に後退して貯溜空間の溶融成形材料が増加し、所定量が計量される。この工程は計量工程といわれる。
【００１３】
本発明においては、特に脱気装置を備えるベント式射出成形機を用いることにより、計量工程において、シリンダバレルの中間部に位置する溶融状態の溶融成形材料から、水分・揮発分を脱気する。この脱気により、半導体搬送用に適した揮発ガスが少ない冶具を作ることができる。
【００１４】
脱気装置の脱気方法としては、強制脱気方法を用いる。脱気方法には自然脱気方法と強制脱気方法があるが、自然脱気方法（シリンダバレル内に外部に解放するベント口から、シリンダバレル内の水分・揮発分を大気圧下にて脱気する方法）を用いた場合には、水分・揮発分がベント口にて体積増加して、ベント口で詰まりやすく、吸水率の低い溶融成形材料でなければ適用できず、さらに、成形品に揮発分が残存しやすい。この揮発分の残存現象は、吸水率の高い溶融成形材料を用いた場合に顕著である。
【００１５】
そこで、本発明では脱気装置の脱気方法として強制脱気方法を用いる。強制脱気方法は、シリンダバレルのベント口に例えば真空ポンプ等の強制気体排出システムを接続し、シリンダバレル内の溶融成形材料から水分・揮発分を強制的に脱気する、脱気方法である。
【００１６】
本発明に用いられるベント式射出成形機は、強制脱気方法による脱気装置を備えたものであり、ベント口での真空度が好ましくは１００Torr以下、さらに好ましくは、１０Torr以下になるものである。１００Torrを超える場合、半導体搬送用冶具から揮発ガスを十分に排除できず好ましくない。
【００１７】
本発明に用いられるベント式射出成形機は型締め力１５ｔ以上の任意のものを使用することが好ましい。その時の成形条件は使用する樹脂によって異なるが、例えば、ＰＢＴを使用して型締め力１００ｔのベント式射出成形機を用いる場合、その成形条件は好ましくはシリンダー温度２４０〜２７０℃、金型温度３０〜１００℃、射出圧力２００〜１０００kgf/cm2の範囲である。この範囲を外れた場合、熱分解による揮発ガスの多量発生や成形不良などが生じ好ましくない。
【００１８】
［熱可塑性樹脂］
熱可塑性樹脂は例えば、熱可塑性ポリエステル；ポリオレフィン；ポリカーボネート；アクリル樹脂；熱可塑性ポリウレタン樹脂；ポリ塩化ビニル；フッ素樹脂；ポリアミド；ポリアセタール；ポリスルホン；ポリフェニレンスルフィドである。就中、熱可塑性ポリエステルが好ましい。
【００１９】
熱可塑性ポリエステルは、ジカルボン酸成分およびジオール成分からなる。ジカルボン酸成分としては、テレフタル酸および2,6−ナフタレンジカルボン酸を例示することできる。ジオール成分としては、エチレングリコール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ネオペンチルグリコールを例示することができる。
【００２０】
熱可塑性ポリエステルとして、結晶化速度が速いことから、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレートおよびポリブチレン−2,6−ナフタレートが好ましく、特にポリブチレンテレフタレートが好ましい。
【００２１】
熱可塑性ポリエステルは、全ジカルボン酸成分に対して例えば３０モル％以下、好ましくは２０モル％以下、さらに好ましくは１０モル％以下の共重合成分を共重合して成ることができる。
【００２２】
かかる共重合成分としては、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸；メチルテレフタル酸、メチルイソフタル酸等のアルキル置換フタル酸；2,6−ナフタレンジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、1,5−ナフタレンジカルボン酸等のナフタレンジカルボン酸；4,4'−ジフェニルジカルボン酸、3,4'−ジフェニルジカルボン酸等のジフェニルジカルボン酸、4,4'−ジフェノキシエタンジカルボン酸等のジフェノキシエタンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、アゼライン酸、デカンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸等の脂肪族または脂環族ジカルボン酸；1,4−シクロヘキサンジメタノール等の脂環族ジオール；ハイドロキノン、レゾルシン等のジヒドロキシベンゼン；2,2’−ビス（4−ヒドロキシフェニル）−プロパン、ビス（4−ヒドロキシフェニル）−スルホン等のビスフェノール類、ビスフェノール類とエチレングリコールのごときグリコールとから得られるエーテルジオール等の芳香族ジオール；ε−オキシカプロオン酸、ヒドロキシ安息香酸、ヒドロキシエトキシ安息香酸等のオキシカルボン酸が例示される。
【００２３】
熱可塑性ポリエステルには、分岐成分として、トリメシン酸、トリメリット酸等の多官能のエステル形成能を有する酸、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の多官能のエステル形成能を有するアルコールを全ジカルボン酸成分の１．０モル％以下、好ましくは０．５モル％以下、更に好ましくは０．３モル％以下共重合せしめてもよい。
【００２４】
熱可塑性ポリエステルは、その固有粘度が好ましくは０．６〜１．２である。固有粘度が０．６未満であると十分な機械的特性が得られず好ましくなく、１．２を超えると溶融粘度が高く流動性が低下して成形性が損なわれるため好ましくない。ここで、固有粘度とは３５℃におけるオルトクロルフェノール中での測定値から算出された値である。
【００２５】
熱可塑性樹脂のポリオレフィンとしては、ポリプロピレンおよびポリエチレンを例示することができる。
【００２６】
熱可塑性樹脂として、スチレン類、（メタ）アクリル酸エステル、（メタ）アクリロニトリル、ブタジエンからなる群より選ばれる少なくとも一種を構成単位とする重合体および／または共重合体を用いることができる。このよう重合体および／または共重合体として、例えば、ポリスチレン、スチレン/アクリロニトリル共重合体、アクリロニトリル/ブタジエン/スチレン共重合体、メタクリル酸メチル/ブタジエン/スチレン共重合体、メタクリル酸メチル/メタクリル酸エチル/ブタジエン/スチレン共重合体及びスチレン/メタクリル酸メチル/アクリロニトリル共重合体を例示することができる。これらのうち好ましいものは、ポリスチレン、ポリメタクリル酸メチル、スチレン/アクリロニトリル共重合体、アクリロニトリル/ブタジエン/スチレン共重合体、メタクリル酸メチル/ブタジエン/スチレン共重合体、スチレン/メタクリル酸メチル/アクリロニトリル共重合体、ポリプロピレンおよびポリエチレンである。
【００２７】
なお、スチレン類としては、メチルスチレン等の置換スチレンおよびスチレンを例示することができる。
【００２８】
本発明の半導体搬送用冶具の製造方法で製造された半導体搬送用冶具は、ヘッドスペースガスクロマトグラフィー（ガス発生条件；150℃×1時間又は80℃×2時間）のテトラヒドロフランのピークを基準とし、そのピーク以降に検出される１００ｐｐｍ以下のピーク数が５本以下であることが好ましい。６本以上あると揮発ガスの成形物表面への滲み出しが多くなり、搬送品に付着するなど、製品の信頼性を低めたり、製造歩留りを低めるため好ましくない。
【００２９】
【実施例】
以下、実施例により本発明を説明する。なお、特性の評価は下記の評価方法による。
【００３０】
［低ガス性評価］
ベント式射出成形機にて成形したシリコンウェハーキャリアの一部を取り、これを200μmの粒度に凍結粉砕したものを試料とした。試料は約0.6gとり、22mlのヘッドスペース中に、150度で１時間放置した後、発生したガスをガスクロマトグラフィーによって測定した。そしてTHF検出以降のガス成分（ガス検出時間6.61〜17.26分）の面積比較を行った。なお、THFは、沸点が約64℃で発生しても問題ないガスである。
測定条件を以下に示す。
装置；パーキンエルマーHS−40XL、HP6890
カラム；TC1701、60mm、IP＝0.25mm、IF＝0.25μm
昇温条件；50℃（2分間）→10℃/min．→280℃（10分間）
ディテクター；FID
【００３１】
［色相測定］
色相(Ｌ*、a*、b*）の測定はカラーアナライザーTC-1800MK-II（東京電色(株）製）で行った。
【００３２】
［実施例１、比較例１］
原料としてポリブチレンテレフタレート（帝人(株）製  CA7200）を使用し、日精100Tベント式射出成形機を用いて、シリンダー240〜250℃、金型温度60℃、射出圧力700〜900kgf/cm2の成形条件でシリコンウェハーキャリアを成形した。ただし、実施例１では成形時にベント孔を用いて強制脱気した。比較例１ではベント孔を閉鎖し、ベント孔から脱気すること無く成形した。
得られたシリコンウェハーキャリアを上記の測定方法で評価した。結果を表１および２に示す。
【００３３】
【表１】
0004169413.tif 000002
【００３４】
【表２】
0004169413.tif 000003
【００３５】
表１に示すように、成形時にベント孔から脱気することにより、揮発ガス成分が著しく少ないシリコンウェハーキャリアを得た。
【００３６】
実施例１の場合、特に11.30分〜17.26分に検出される高沸点物が測定限界以下であり、１００ｐｐｍ以下のピークの本数は２本であった。他方、比較例１は揮発ガスの１００ｐｐｍ以下のピークが少なくとも６本観測された。
【００３７】
また、従来の射出成形の場合（比較例１）、得られるシリコンウェハーキャリアは、b*が高いもの、即ち、黄色みを帯びたシリコンウェハーキャリアであり、商品価値の低いものであったが、ベント孔を備えた射出成形機で脱気しながら成形すると、表２に結果を示すようにb*値は1/2になり、商品価値が高いシリコンウェハーキャリアを得ることができた。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、半導体搬送用冶具を熱処理した時の不純物の半導体搬送用冶具表面への染み出しおよび揮発ガスの発生が、シリコンウェハー等の半導体製品の表面汚れとして支障を及ぼさない程度にまで少ない半導体搬送用冶具を提供することができる。半導体搬送用冶具としては、シリコンウェハーキャリア、シリコンウェハーカセット、シリコンウェハーキャリアボックス、シリコンウェハーカセットボックス、シリコンウェハー押え棒を例示することができる。