(57)【要約】【課題】優れた気密効果を具備したウェーハキャリアを提供する。【解決手段】開口を形成する一側面を有し、複数個のウェーハを収納可能な複数個のスロットが内部に設けられた筐体を含み、ドアを利用して前記筐体の開口と結合してその内部のウェーハを保護する。筐体は、開口の内縁に磁性体が配置され、ドアの内面の磁性体に対抗する箇所に、断面が凹形を呈する導磁体中に設けられた磁石が配置されていることを特徴とする。これによって、ドア上の磁石が筐体の開口箇所の磁性体を吸引し、ドアを筐体にロックして一体化する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に複数個のウェーハを収納し、かつ一側面に複数個のウェーハの出し入れを行う開口が形成された筐体と、外面および内面を有し、該内面が該筐体の該開口と結合したドアとを主に含むウェーハキャリアであって、
該筐体は、該開口の内縁に磁性体が配置され、該ドアの該内面が該磁性体に対向する箇所に、断面が凹形を呈する導磁体の中に設けられた磁石が配置され、
該ドアの該磁石が該筐体の開口箇所の該磁性体を吸引することによって、該ドアを該筐体にロックして一体化することを特徴とするウェーハキャリア。
【請求項２】
請求項１において、前記筐体の導磁体の周囲が特殊な複合磁性材質であることを特徴とするウェーハキャリア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェーハキャリアに関し、特に磁石を利用してドアと筐体とを気密ロックするフープとするウェーハキャリアに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェーハは、各種の異なる流れの処理を経て、かつ工程設備を組み合わせる必要があるため、異なる作業ステーションに搬送される。ウェーハの搬送を便利にし、かつ外部からの汚染を受けないようにするため、常に密封容器を利用して自動化設備で輸送される。公知のフープ（Front Opening Unified Pod,FOUP）は、筐体とドアとを有し、複数個のウェーハを水平に収納可能な複数個のスロットが筐体内部に設けてある。かつウェーハのアンロードおよびロードが可能な開口が筐体の一側面に設けてあり、ドアは外面および内面を有する。ドアは、内面および筐体の開口により結合し、筐体内部の複数個のウェーハを保護する。また、ドアの外面と内面との間には、カムとカムに係合する１対の摺動手段とを含む２つのラッチ手段が配置されている。そのため、ある方向にカムが転動するときに、この摺動手段の自由端にドアを突出させ、筐体上の対応する挿孔中に係入し、ドアを筐体とロックして一体化する。
【０００３】
前記フープは、筐体の開口付近に気密部材を有するため、摺動手段の自由端がドアを突出するときに、筐体の気密部材を当接して気密の効果を達成する。
しかしながら、通常、ドアは２つのカムおよび２対の摺動手段しか有していないため、ドアは４つの点のみで気密部材を当接し、フープの気密効果が悪くなりやすい。
図１は、公知のウェーハキャリアの概略図である（特許文献１）。このウェーハキャリアのドア２００の内面２２０には、磁石２５０が配置されている。筐体１００の開口１２０の内縁には、例えば、金属ブロックなど、磁石２５０が吸引する磁性素子１３０が設けてある。前記磁石２５０および磁性素子１３０は、外面が気密材質で被覆されている。そのため、ドア２００の内面２２０と外面２１０との間のラッチ手段２４０が筐体１００をロックするときに、磁石２５０が磁性素子１３０を吸引し、ドア２００内面２２０の気密材質（すなわち磁石２５０を被覆する気密材質）を筐体１００上の気密材質（すなわち磁性素子１３０を被覆する気密材質）と接触させて気密効果を高める。
【０００４】
図２は、公知のもう１つのウェーハキャリアの筐体の概略図である（特許文献２）。このウェーハキャリアの筐体１００の開口１２０の内縁には、磁石１４０および複数個の挿孔１５０が配置される。磁石１４０は第一ドア内面周囲の磁性素子（図には未表示）を吸引することができる。筐体１００は磁気吸引の方式を利用してドアとロックして一体化する。かつ、同一の筐体１００は、第二ドア（図には未表示）とロックして一体化することもできる。第二ドアの内面と外面との間には、カムと摺動手段とが配置されており、第二ドアがカムの転動により摺動手段を筐体１００の複数個の挿孔１５０中に係入することができるようにする。そのため、この筐体１００は、異なるロック形式のドアと組み合わせることができる。
【０００５】
前記特許文献１は、磁石２５０および磁性素子１３０を利用して気密機能を増進するが、ラッチ手段２４０がドア２００の内面２２０と外面２１０との間に配置され、ドア２００自体の厚さが比較的大きいため、フープの前後径距離を効果的に短縮することができない。
【０００６】
特許文献２は、磁気吸引の方式を利用して、ドアと筐体とをロックして一体化することを開示しているが、磁石の磁力線が筐体内部に漏洩して筐体内部のウェーハの回路の安定性に影響を及ぼす可能性がある。かつ、磁力線が漏洩することにより、磁性吸引力が下がるため、ウェーハ（例えば、４５０ｍｍのウェーハ）を充填したウェーハキャリアの搬送中に、ドアと筐体が離脱しやすい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００７／０１７５７９２号明細書
【特許文献２】米国特許第６，４９１，１７７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は先行技術のウェーハキャリアの気密効果がよくなく、ドアの厚さが比較的大きく、磁力線が漏洩するなどの問題に鑑みてなされたもので、本発明の主な目的は、ドア内面周囲に磁石が設けてあり、かつ筐体の開口の内縁に、例えば金属バーなどの、磁石で吸引可能な素子が配置されている、磁石を利用してロック方式とするウェーハキャリアを提供することである。
このロック方式は、ドア内部にカムと摺動手段とを設ける必要がないため、ドアの厚さを効果的に薄くすることができる。かつ、カムと摺動手段との間の作動がないため、微粒子（particle）の生成を減少することもできる。
【０００９】
本発明のもう１つの主な目的は、ドア内面の周囲に磁石が設けてあり、かつ磁石の外面にさらに気密部材が設けてあり、筐体の開口の内縁に金属バーが設けてあるため、ドアと筐体とをロックして一体化したときに、気密部材が磁石と金属バーとの間に挟まれ、ウェーハキャリアに比較的優れた気密効果をもたせる、磁石を利用してロック方式とするウェーハキャリアを提供することである。
【００１０】
本発明のさらにもう１つの主な目的は、ドア内面の周囲に磁石が設けてあり、かつ磁石は断面が凹形を呈する導磁体中に配置されているため、磁石の磁力線を筐体の開口の内縁に効果的に誘導し、または集中させることができ、磁力線が他の方向に漏洩することを防止することができ、ドアと筐体とをしっかりとロックして一体化し、かつ筐体内部のウェーハの回路の安定性を高めることができる、磁石を利用してロック方式とするウェーハキャリアを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記した目的を達成するため、本発明は、筐体とドアとを含み、複数個のウェーハを収納する複数個のスロットが筐体の内部に設けてあり、かつウェーハの出し入れを行う開口が筐体の一側面に設けてあり、開口の内縁に磁性体が配置され、ドアの内面の磁性体に対向する位置に磁石が配置され、断面が凹形を呈する導磁体中に磁石が配置されることによって、ドアの磁石が筐体の開口箇所の磁性体を吸引し、ドアを筐体にロックするウェーハキャリアを開示する。
【００１２】
本発明のもう１つのウェーハキャリアは、筐体とドアとを含み、磁石を筐体上に配置し、磁性体をドア上に配置しても、同様にドアを筐体にロックして一体化することができる。本発明のウェーハキャリアは、磁石の外面にも気密部材が配置されているため、ドアを筐体にロックして一体化するときに、気密部材が磁石と磁性体との間に挟持され、公知のウェーハキャリアの気密がよくないという欠点を改善することができる。
【００１３】
また、本発明のウェーハキャリアは、筐体とドアとを含み、複数個のウェーハを収納する複数個のスロットが筐体の内部に設けてあり、かつウェーハの出し入れを行う開口が筐体の一側面に設けてあり、開口の内縁に磁性体が配置され、ドアの内面の磁性体に対向する位置に磁石が配置されることによって、断面が凹形を呈する導磁体中に磁石が置かれ、かつドア自体に金属粉体が混入しているため、磁石の磁力線を筐体の開口の内縁にさらに集中させ、ドアをさらにしっかりと筐体にロックして一体化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】公知のウェーハキャリアの概略図である。
【図２】公知のもう１つのウェーハキャリアの筐体の概略図である。
【図３】本発明の１種類目のウェーハキャリアの概略図である。
【図４】本発明の１種類目のウェーハキャリアの筐体の概略図である。
【図５】本発明の１種類目のウェーハキャリアのドアの概略図である。
【図６】本発明の１種類目のウェーハキャリアのドアを筐体にロックしたときの断面図である。
【図７】本発明の１種類目のウェーハキャリアのドア上の制限部材モジュールの概略図である。
【図８】本発明の２種類目のウェーハキャリアのドアの概略図である。
【図９】本発明の２種類目のウェーハキャリアの制限部材モジュールがウェーハに接触した概略図である。
【図１０】本発明の２種類目のウェーハキャリアの制限部材モジュールの概略図である。
【図１１】本発明の３種類目のウェーハキャリアの概略図である。
【図１２】本発明の３種類目のウェーハキャリアの制限部材モジュールの概略図である。
【図１３】本発明のウェーハキャリアのドアに金属粉体を混入した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明で説明する技術内容、発明の目的およびその達成する効果をさらに完全かつ明確に開示するため、図面および符号を用いて、以下のとおり詳細に説明する。
【００１６】
先ず、図３は、本発明の１種類目のウェーハキャリアの概略図である。
このウェーハキャリアは、一種のフープであり、主に筐体１０とドア２０とを含み、筐体１０内部に収納スペースを有する。
複数個のウェーハを収納する複数個のスロット１１がこの収納スペースに設けてあり、かつウェーハの出し入れを行う開口１２が筐体１０の一側面に設けてある。
ドア２０は、外面２１と内面２２とを有し、ドア２０の内面２２の約中間の領域に、陥没領域２３が設けてある。
かつ陥没領域２３は、ドア２０の内面２２を左右２つの突出プラットフォーム２４に分割する。
各突出プラットフォーム２４上の陥没領域２３に近い箇所に、ドア２０と一体成形した制限部材モジュール３０がそれぞれ１個形成されている。
間隔をあけて配列した複数個の凹溝３２が各制限部材モジュール３０上に配置されているため、ドア２０を筐体１０にロックするときに、これらの凹溝３２を筐体１０内部のウェーハに接触させ、各ウェーハの一部の面積を陥没領域２３内に延伸させることができる。
前記ドア２０を筐体１０にロックする方式は、主にドア２０内面２２の周囲に磁石２５が配置され、筐体１０上の磁石２５に対向する箇所に磁性体（図には未表示）が配置され、ドア２０上の磁石２５を介して筐体１０上の磁性体（例えば一種の金属材料）を吸引し、ドア２０と筐体１０の開口とを１つに結合するものである。
このような設計によって、ドア内部にカムと摺動手段とを設ける必要がなくなり、ドアの厚さを薄くすることができるだけでなく、カムと摺動手段との間の作動のために微粒子（particle）が生成することも防止することができる。かつ、自動化機械上で真空チャックを利用するだけでドアを開くことができ、キーバー（key bar）を利用せずにカムを転動させることができる。
【００１７】
続いて、図４および図５は、前記図３のウェーハキャリアの筐体およびドアの概略図である。
図４に示すように、横方向に外向きに延伸する接触プラットフォーム１３を筐体１０の一側と開口１２との間に形成し、ドア２０を筐体１０と結合するときに、ドア２０は開口１２の内縁に置かれ、かつドア２０の内面２２の辺縁領域は接触プラットフォーム１３と接触して接合して一体化する。
特に説明すべきことは、筐体１０周囲の接触プラットフォーム１３上に、第一溝１４がそれぞれ設けてあり、各第一溝１４中に磁性体１５を嵌入することである。
また、磁性体１５を第一溝１４内に置いた後、本発明はさらに第一蓋板１６と各第一溝１４とを利用して固定するとともに、前記磁性体１５を被覆することができる。
また、前記磁性体１５の材質は金属、セラミックスまたは高分子材質とすることができ、磁石２５に吸引される特性を有すればよい。第一蓋板１６の材料は、例えばプラスチックなどの高分子材質とすることができる。
【００１８】
続いて、図５に示すように、ドア２０の内面２２の４つの辺に近い場所、すなわちドア２０の内面２２の磁性体１５に対向する場所に、第二溝２６がそれぞれ配置される。
断面が「凹形」を呈する導磁体２７が各第二溝２６内に置かれ、かつ各導磁体２７内にさらに磁石２５が配置されている。
前記導磁体２７の材質は、例えば鉄類または鋼類などの金属である。
特に強調すべきことは、導磁体２７は、筐体２０の接触プラットフォーム１３に対向する開放された側面を有することである。
そのため、導磁体２７は磁石２５の磁力線を筐体１０の接触プラットフォーム１３の方向に誘導し、または集中させることができ、磁力線を吸引磁性体１５に集中させることができる。
かつ、磁力線は、筐体１０内部のウェーハ方向ではなく、接触プラットフォーム１３の方向に集中させることができ、筐体内部のウェーハの回路の安定性に影響を及ぼすことを防止することができる。
また、ドア２０上の磁石２５と磁性体１５外の第一蓋板１６とが直接接触することによって不純物（particle）が生成されることを防止するため、本発明の磁石２５が導磁体２７に被覆されていない側面上に、さらに高分子材質の第二蓋板２８を提供し、各第二溝２６および導磁体２７と固定する。
好ましい実施例においては、本発明の第二蓋板２８は１対の第二蓋板２８を使用し、導磁体２７の開放側面の２つの側部上に配置し、気密部材２９を収納可能な隙間をこの蓋板２８の間に残す。
この気密部材２９は、円形または円形に近似した一種のＯリング（O‐ring）である。
Ｏリングを収納可能な隙間をドア２０内面２２の４つの角に有するため、図６に示すように、ドア２０と筐体１０とをドア２０上の磁石２５により筐体１０上の磁性体１５に吸引してロックし、一体化した後、前記Ｏリングが筐体１０上の第一蓋板１６と接触し、ウェーハキャリア内部の気体と筐体外部の気体とが阻隔を形成する。
【００１９】
続いて、図７は、図３のウェーハキャリアのドア上の制限部材モジュールの概略図である。
上述したように、ドア２０の内面２２は陥没領域２３によって２つの突出プラットフォーム２４に仕切られ、２つの突出プラットフォーム２４の陥没領域２３に近い両側に、ドア２０と一体成形された制限部材モジュール３０をそれぞれ有する。
この一体成形とは、ドア２０内面２２または突出プラットフォーム２４と、陥没領域２３と、２つの制限部材モジュール３０とが、高分子プラスチック材料により、射出成形または射出圧縮成形などの方式でともに形成されることをいう。
各制限部材モジュール３０は、陥没領域２３から筐体１０の方向に突出した後、突出プラットフォーム２４に向けて延伸して細長い台座３１を形成する。
この細長い台座３１上に、さらに間隔をあけて配列した複数個の凹溝３２を形成する。
前記２つの突出プラットフォーム２４上の制限部材モジュール３０は、凹溝３２が相互に面一であり、左右の対向する凹溝３２が、共同でウェーハと接触して、ウェーハの一部が陥没領域２３内に伸び入るとともに、ウェーハ搬送中の筐体１０開口１２方向への移動を制限する。
凹溝３２は、「Ｖ」形または弧形に近似したガイド溝構造とすることができ、ウェーハをその中にスムーズに導入し、しっかりと固定する。
かつ、この凹溝３２の表面は、さらに例えばＰＥＥＫ材質などの耐磨耗材で被覆するか、または塗り、ウェーハに対する摩擦を下げることができる。
【００２０】
続いて、図８は、本発明の２種類目のウェーハキャリアのドアの概略図である。図９は、図８のドアの制限部材モジュールがウェーハに接触した概略図である。図１０は、図８のドアの制限部材モジュールの概略図である。
本発明の２種類目のウェーハキャリアは、ドア上の制限部材モジュールが独立素子であり、回転して係合する方式でドア２０の２つの突出プラットフォーム２４上に固定する。
制限部材モジュール４０は、２つの長辺４１Ｌおよび２つの短辺４１Ｓを有する台座４１を含み、陥没領域２３に近い方の長辺４１Ｌ上に複数個のカンチレバー４０１が延伸して形成されている。
各カンチレバー４０１は、その自由端との間に半円形に近似した突出部４０２が形成されており、突出部４０２上に中央ガイド溝４０３を有し、これらの中央ガイド溝４０３を介して筐体内部のウェーハと接触する。
中央ガイド溝４０３がウェーハと接触する場所は、例えばポリエーテルエーテルケトン（polyetheretherketone,PEEK）などの耐磨耗材を表面被覆するか、または塗り、摩擦および微粒子粉塵の生成を減少させることができる。
また、中央ガイド溝４０３の幅は、ウェーハの厚度と同じとすることができ、ウェーハをこの中央ガイド溝４０３中に陥入させ、ウェーハが上下に移動しないようにすることができる。
台座４１がカンチレバー４０１と角度を形成することは明らかであり、この角度は１０〜６０度とすることができる。
【００２１】
台座４１上には取付穴４３を有し、この取付穴４３の形状は、矩形、菱形または楕円形とすることができる。
ドア２０の内面２２には固定部材４４が設けてあり、この固定部材４４は、突出部４４１と固定部４４２とを含み、突出部４４１の一端はドア２０の内面２２に固定し、他端または自由端は固定部４４２に接続する。
固定部４４２の形状または大きさは、台座４１の取付穴４３と同じであり、矩形、菱形または楕円形とすることができる。
そのため、固定部材４４は、台座４１上の取付穴４３を貫通することができ、かつ制限部材モジュール４０を一定の角度回転（例えば図８は時計回りに９０度回転）させた後、固定部材４４が制限部材モジュール４０の台座４１を固定し、制限部材モジュール４０をドア２０の内面２２に固定することができる。
【００２２】
続いて、図１１は、本発明の３種類目のウェーハキャリアの概略図である。図１２は、図１１のウェーハキャリアの制限部材モジュール５０の概略図である。
この実施例のウェーハキャリアは、ドア２０の内面２２に、図７または図８のような陥没領域２３を有さず、かつ制限部材モジュール５０がドア２０の内面２２の中央に配置されている。
制限部材モジュール５０は、ベース５１を有し、かつベース５１の中央に複数個の制限部材５００を有する。隣接する制限部材５００の間には隙間があり、制限部材５００が筐体１０内の対向するウェーハに対応するようにする。各制限部材５００は、ベース５１の中央から両側に向けてそれぞれ湾曲部５０１を形成し、かつ各湾曲部５０１は、その自由端がガイド溝５０２を形成し、このガイド溝５０２を介してウェーハと接触する。
ガイド溝５０２がウェーハと接触する場所は、耐磨耗材（例えばＰＥＥＫ材質）を表面被覆するか、または塗り、摩擦および微粒子粉塵の生成を減少させることができる。ベース５１と湾曲部５０１とは、角度θを形成し、この角度は１０〜６０度とすることができる。
角度が小さいほど、左右の２つのガイド溝５０２の距離が遠くなり、開口の比較的外側方向への制限を提供することができる。角度が大きいほど、制限の方向は開口方向の中央に集中する。
【００２３】
ここで特に説明すべきことは、前記図８〜図１０および図１１〜図１２は、異なる制限部材モジュールであるが、この２つの制限部材モジュールは、いずれもドア２０の内面２２に取り付け可能であり、かつドア２０の内面２２の４つの辺に近い場所に、図５に示すような第二溝２６、導磁体２７、磁石２５、第二蓋板２８および気密部材２９の構造を有し、磁力吸引の方式を利用してドア２０を筐体１０と結合できるようにすることである。
また、前記３つの実施例は、磁石２５および磁性体１５を４つの組成に分離するが、本発明の磁石２５、磁性体１５は、連続したものとすることもでき、筐体１０およびドア２０の４つの角に溝を形成し、かつ連続した磁石２５および磁性体１５を置いてもよい。
連続した磁石２５および磁性体１５を使用する場合には、気密部材２９は、連続して、または完全に磁石２５と磁性体１５との間に挟持されるため、このウェーハキャリアはさらに優れた気密効果を有する。
【００２４】
続いて、図１３に示すように、本発明は、さらに反復射出成形の方式を利用して、ドア２０内部の導磁体２７の周囲の領域に、例えば鉄粉などの金属粉体２７Ｂを混入し、この追加した金属粉体２７Ｂを利用して、導磁体２７の開口の脇から漏れ出す磁力線を吸収するか、または依然として導磁体２７から漏れ出す一部の磁力線を吸収することができる。
また、ここで特に強調すべきことは、本発明の前記ウェーハキャリアは、磁石２５をドア２０の中に配置し、磁性体１５を筐体１０に配置する実施例で説明しているが、本発明は筐体１０の接触プラットフォーム１３の中に導磁体２７、磁石２５、第二蓋板２８および気密部材２９を配置し、ドア２０の中に磁性体１５および第一蓋板１６を配置しても、同様にドア２０を筐体１０にロックして一体化する結果を達成することができることである。
【００２５】
本発明は、前記好ましい実施例を以上のとおり開示したが、これは本発明を限定するためのものではなく、当業者は、本発明の主旨および範囲を逸脱せずに、いくつかの修正および変更を行うことが可能であるため、本発明の特許の保護範囲は、本明細書に添付した特許請求の範囲で定めたものを基準とする。
【符号の説明】
【００２６】
１０          筐体
１１          スロット
１２          開口
１３          接触プラットフォーム
１４          第一溝
１５          磁性体  
１６          第一蓋板
２０          ドア
２１          外面
２２          内面
２３          陥没領域
２４          突出プラットフォーム
２５          磁石
２６          第二溝
２７          導磁体
２７Ｂ        金属粉体
２８          第二蓋板
２９          気密部材
３０          制限部材モジュール  
３１          台座
３２          凹溝
４０          制限部材モジュール
４１          台座
４３          取付穴
４４          固定部材
５０          制限部材モジュール
５１          ベース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2010263185.tif 000007
【図６】
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【図７】
2010263185.tif 000009
【図８】
2010263185.tif 000010
【図９】
2010263185.tif 000011
【図１０】
2010263185.tif 000012
【図１１】
2010263185.tif 000013
【図１２】
2010263185.tif 000014
【図１３】
2010263185.tif 000015