(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部ハウジング及び下部ハウジングを備え、前記下部ハウジングは少なくとも１つの半導体ウェーハを格納するための内側空洞を具備し、
前記上部ハウジングは、ベースを少なくとも１つのリブと共に有し、当該少なくとも１つのリブは、前記上部ハウジングの前記ベースから垂直方向において実質的に円形方向にのび、
前記下部ハウジングは、ベースを少なくとも１つのリブと共に有し、当該少なくとも１つのリブは、前記下部ハウジングの前記ベースから垂直方向にのび、前記下部ハウジング上の前記少なくとも１つのリブは、前記上部ハウジングのベースから垂直方向にのびる前記少なくとも１つのリブから同心状に異なる半径で配置され、前記下部ハウジング上の前記少なくとも１つのリブは３６０°未満の弧角を有しており、
前記下部ハウジング上の前記少なくとも１つのリブは、少なくとも１つの一体ヒンジをさらに含み、当該少なくとも１つの一体ヒンジは、前記ベースに対して垂直に配置され、前記一体ヒンジは少なくとも１つの可撓性壁部セグメントから形成され、前記少なくとも１つの可撓性壁部セグメントは前記下部ハウジング上の前記少なくとも１つのリブ内の可撓性パネルであり、
前記少なくとも１つの可撓性壁部セグメントはボスを有し、
前記上部ハウジングは、テーパー領域を有し、前記テーパー領域は、前記ボスと係合するように構成され、前記上部ハウジングが前記下部ハウジング上に配置されると、前記ボスは前記テーパー領域を押圧して、前記可撓性壁部セグメントを前記内側空洞に向かって押圧する、
ウェーハコンテナ。
【請求項２】
複数の可撓性壁部セグメントを有し、当該複数の可撓性壁部セグメントは移動することによって、前記少なくとも１つの半導体ウェーハを前記ウェーハコンテナと共に、同心状にラジアル方向に維持することを特徴とする請求項１に記載のウェーハコンテナ。
【請求項３】
前記可撓性壁部セグメントは、弾性インサートをさらに含み、当該弾性インサートは、前記可撓性壁部セグメントと、前記少なくとも１つの半導体ウェーハとの間に配置されることを特徴とする請求項１に記載のウェーハコンテナ。
【請求項４】
前記可撓性壁部セグメントは、前記一体ヒンジと前記ボスとの間の位置において、前記少なくとも１つの半導体ウェーハと接触することを特徴とする請求項１に記載のウェーハコンテナ。
【請求項５】
少なくとも２つの可撓性壁部セグメントを含むことを特徴とする請求項１に記載のウェーハコンテナ。
【請求項６】
少なくとも４つの可撓性壁部セグメントを含むことを特徴とする請求項１に記載のウェーハコンテナ。
【請求項７】
少なくとも８つの可撓性壁部セグメントを含むことを特徴とする請求項１に記載のウェーハコンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェーハの移送のためのコンテナの向上に関する。より詳細には、本ウェーハコンテナは、ウェーハへの移動を回避するクランピング側壁の向上を含む。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェーハ処理において、プロセス間または他の施設への移動時においてウェーハの移送が必要になることが多い。半導体ウェーハは脆弱であり、ウェーハ表面に損傷が発生した場合、当該ウェーハを意図して目的に用いることができなくなる。ウェーハ損傷の可能性が高いことに起因して、損害を最小化するために、半導体を包装した上で移送する必要がある。移送時において、複数の半導体ウェーハは移送コンテナ内に積み重ねられる。シリコンウェーハへの損傷の最小化を試みるために、複数の格納用製品が販売され、および特許が特許化されている。これらの製品を網羅する特許の例を本明細書中に開示する。
【特許文献１】米国特許公開番号ＵＳ２００６／００４２９９８
【特許文献２】米国特許第７，１００，７７２号
【特許文献３】米国特許第６，９８８，６２０号
【特許文献４】米国特許第５，４０２，８９０号
【特許文献５】米国特許第５，０２４、３２９号  米国特許公開番号ＵＳ２００６／００４２９９８（公開日：２００６年３月２日、ＣｌｉｆｆｔｏｎＣ．Ｈａｇｇａｒｄ）において、ウェーハ上に配置されたクッションインサートの使用についての開示がある。前記クッションインサート上の蓋部が閉鎖されると、支持部が前記蓋部の内部上に押圧される。その結果、クッショニング部材が接触点においてウェーハの周囲に適合する。この文献の場合、ウェーハ移動は最小化されるものの、ウェーハは垂直方向に保存され、エンクロージャーの閉鎖側部上にクッショニングが適用される。この運搬装置が閉鎖されると、前記運搬装置は、前記クッション上をスライドするのではなく、前記クッションを押圧する。前記クッションはさらに前記エンクロージャーと一体化されておらず、別個の構成要素として存在する。  米国特許第７，１００，７７２号（発行日：２００６年９月５日、Ｊｏｈｎ  Ｂｕｒｎｓら）において、半導体ウェーハの側部を押圧するためのいくつかの方法を用いた、半導体ウェーハを保持する格納デバイスについての開示がある。これらの実施形態全てにおいて、ハウジングのうち半分が前記ハウジングの第２の半分内に配置されたアームと相互作用して、半導体ウェーハの側部を押圧する。一実施形態において、バネ付勢型ピストンが、分岐部材を押圧する。別の実施形態において、一体ヒンジ上のアームを押圧することで、ウェーハと接触させる。同特許においては、ウェーハの移動を低減させるウェーハ運搬装置が開示されているものの、ウェーハは垂直方向に保存されており、エンクロージャーの閉鎖側部上にクッショニングが適用される。この運搬装置が閉鎖されると、前記運搬装置は、前記クッション上をスライドするのではなく、前記クッションを押圧する。同特許においては複数のアームが用いられており、そのうち１つは各ウェーハのためのものである。前記上部ハウジングは、前記アーム上をスライドするのではなく、前記クッション上を押圧されて、前記クッションを提供する。  米国特許第６，９８８，６２０号（発行日：２００６年１月２４日、ＣｌｉｆｔｏｎＣ．Ｈａｇｇａｒｄら）において開示されているウェーハコンテナは、上部ハウジングを側壁タブ部と共に有する。前記側壁タブ部は、チャンファ縁部を有する。前記チャンファ縁部は、下部ハウジング内の対応するチャンファ縁部上に押圧されて、これにより、延長部を前記ウェーハに押圧する。同特許において、前記ヒンジは前記下部ハウジングから屈曲し、湾曲可能であるため、前記ウェーハのうち全てではなくいくつかと接触する。前記ヒンジは、前記ウェーハ運搬装置の側壁から揺動せず、前記ウェーハ上の接触点は、前記ヒンジから遠位方向ではないため、力を均等に前記ウェーハへと負荷する。  米国特許第５，４０２，８９０号（発行日：１９９５年４月４日、Ｔｏｓｈｉｔｓｕｇｕ  Ｙａｊｉｍａら）において、可撓性ライナーボックス部材を備えたボックスコンテナが開示されている。前記可撓性ライナーボックスは、上部ハウジングと、下部ハウジングとの間に配置される。楔状のリブが設けられており、これらのリブは内部側壁上をスライドする。前記内部側壁は、前記ライナーボックス部材をエンクロージャー内に配置されたシート体へと押圧する。ハウジング閉鎖時における相互作用により、一部が変形して、前記ハウジング内のシート体全てと接触する。同特許の場合、クッショニングを得るために別個のインサートが必要であり、クッションは、いずれのハウジングからも一体化またはヒンジ付けされていない。  米国特許第５，０２４、３２９号（発行日：１９９１年６月１８日、ＰｅｔｅｒＧｒｏｈｒｏｃｋ）において、ヒンジ付けされた可動側壁を用いたウェーハシッパーが開示されている。この側壁は、複数の一体ヒンジを有する。前記複数の一体ヒンジは、下部ハウジングが上部ハウジング内に固定される際、ウェーハ固定手段をウェーハへと押圧する。ハウジング閉鎖時における相互作用により、一部が変形して、前記ハウジング内のウェーハ全てと接触する。同特許の場合、ウェーハは垂直方向に保存される。このクッションは、１つの側部のみから押圧し、ウェーハを外部壁部へと押圧する。外部壁部においては、ウェーハが損傷を受けやすい。上部ハウジングは、前記クッション上をスライドするのではなく、前記クッション上に押圧される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような背景よって、求められているのは、ウェーハに対する内部移動、側部保護および上部保護が向上した半導体ウェーハコンテナである。前記向上したウェーハ運搬装置は、可動側壁を有する。前記可動側壁は、ウェーハの対向する側部に押圧されて、これにより、前記運搬装置内のウェーハの移動を無くす。本係属中の出願は、前記特定された領域における新規な向上により、これらの要求を満足するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の半導体ウェーハコンテナの目的は、コンテナ内のウェーハのラジアル移動量を制限することである。ラジアル移動の制限が重要である理由として、スペーサリングの唯一の接触先であり、かつ、スペーサリング上に積み重ねることが必要な「隆起状の」ウェーハを搬出する場合、前記ウェーハの周囲は、前記半田隆起を含む領域内にラジアル方向に移動しない。この向上により、半導体ウェーハを保護するウェーハ格納デバイスの能力と、隆起状ウェーハおよび非隆起状ウェーハ双方のラジアルウェーハ移動を低減するウェーハ格納デバイスの能力とが向上する。この設計は、垂直スタック内のウェーハ間のスペーサリングを用いて、または、用いずに利用することが可能である。
さらに、本発明の半導体ウェーハコンテナの目的は、可撓性壁部セグメントを採用することである。前記可撓性壁部または壁部セグメントは、ラジアル方向に内側に移動して、前記ウェーハと前記コンテナの主要内径との間の余剰空間を占有する。前記可撓性壁部は、前記ウェーハの移動を低減させ、または、前記壁部と共に移動するインサートを含み得、これにより、前記ウェーハの移動を低減させる。これらの壁部セグメントにより、上部カバーとパネルとの間の締まりばめが可能となり、または、前記上部カバーおよび／または前記下部部材のいずれかにおける傾斜係合表面により、前記締まりばめが可能となる。前記可撓性壁部セグメントは、可撓性インサートを備えた個々の構成要素からなり得るか、または、前記セグメントが一体成形される場合、前記ベースと一体化され得る。
本発明の半導体ウェーハコンテナの目的は、可撓性パネルを抑制壁部内に設けることである。前記可撓性パネルは、前記ウェーハコンテナの主要内壁内に設けられる。前記可撓性壁部セグメントは、単なる前記壁部の可撓性部であってもよいし、あるいは、ウェーハコンテナとウェーハまたはウェーハスタックとの間のラジアル空間を低減させる別個のパネルであってもよい。この機構は、前記側壁内に埋設された弾性インサートのラジアル移動も含み得、前記上部カバーによって係合されて、前記弾性インサートの垂直フィーチャをラジアル方向に内側に移動させる。
前記半導体ウェーハコンテナの別の目的は、可撓性インサートを含むことである。前記可撓性インサートは、前記可撓性壁部上に埋設されるか、または、前記可撓性壁部内に埋設される。前記インサートは、別個のピースであるか、または、前記壁部上にオーバーモールドされたものであるかに関わらず、弾性材料を用いた可撓性インサートまたは弾性インサートである。前記壁部は、前記インサートの挿入および保持のための穴部または溝部を含み得る。
前記半導体ウェーハコンテナのさらに別の目的は、傾斜した係合表面を含むことである。前記壁部セグメントがラジアル方向に内側に押圧された場合、前記壁部セグメントは、概して垂直方向となる。傾斜した表面を用いることにより、ウェーハスタックを含む上部カバーおよび下部部材を共に組み立てるために必要な力の量が最小になる。前記傾斜した表面は、前記可撓性壁部またはパネルセグメントの後側に設けられ、前記上部カバー上に対応する傾斜部を有する。前記対応する傾斜部は、前記可撓性壁部傾斜部と係合し、前記パネルをラジアル方向に内側に駆動する。
本発明の多様な目的、特徴、環境および利点は、以下の本発明の好適な実施形態の詳細な説明を添付図面と共に読めば、より明らかとなるであろう。図面中、類似の参照符号は、類似の構成要素を指す。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】図１は、複数のウェーハを含むウェーハコンテナの斜視分解図であり、前記複数のウェーハは、２つのウェーハコンテナ二等分部間に配置される。
【図２】図２は、リブを備えた下部ハウジングと、前記可撓性とを示す上面図である。
【図３】図３は、前記リブを２つの可撓性壁部セグメントと共に示す斜視図である。
【図４】図４は、前記上部ハウジングの斜視断面図であり、前記傾斜した係合リブを示す。
【図５】図５は、前記下部ハウジングの斜視断面図であり、前記可撓性壁部セグメントを示す。
【図６】図６は、前記可撓性壁部および前記傾斜した係合リブの斜視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
図１は、ウェーハコンテナの斜視分解図であり、複数のウェーハが２つのウェーハコンテナクラムシェル間に配置されている。複数の半導体ウェーハ２０、２１および２２が、上部ハウジング５０と下部ハウジング１００との間に図示されている。ウェーハセパレータまたはスペーサリング２５も図示されている。上部ハウジング５０は、平面状上面１０５を有する。内部ベース表面１０２は、ベース表面１０３の外部へと延びる。この外部において、前記下部ハウジングは、リブ付きパターン１０１を有する。リブ付きパターン１０１は、ほとんどの下部半導体ウェーハ２０の下部を支持し、ほぼ平面状のベース表面１０２および１０３の構造強度を増加させる。上部ハウジング５０および下部ハウジング１００は、どちらとも、本質的に平面状の矩形または四角形のベースを有する。複数の内側リブ壁部１１０および１１は、下部ハウジング１００から本質的に垂直方向に「延び、半導体ウェーハ２０〜２２を移動する側部損傷から保護する。リブ１１５は、下部ハウジングの外側縁部から隆起して、ウェーハ運搬装置をラベルするための領域を提供する。前記ラベル領域に加えて、前記ウェーハ運搬装置は、ＲＦＩＤタグ６５（図５にも図示）をウェーハ運搬装置ハウジング内に挿入するための領域も有する。この部分のこの領域は、前記ＲＦＩＤの位置を特定するようにマーク付けされ、これにより、前記ＲＦＩＤの走査を支援し、前記ＲＦＩＤを検索するために前記運搬装置の全側部を走査する必要性を無くす。
前記内側リブ壁部は、前記上部ハウジング内に形成されており、これにより、可撓性壁部セグメントを提供する。上部ハウジング５０が下部ハウジング１００上に挿入される際、前記可撓性壁部セグメントは屈曲される。この好適な実施形態において、４つの垂直リブがあり、各垂直リブは、２つの可撓性壁部を有する。前記壁部が屈曲されると、前記壁部は、ラジアル方向に内側にまたは同心状に前記ウェーハ運搬装置の中心内に押圧され、これにより、中央空洞の内部直径が低減し、ウェーハ２０〜２２、ウェーハセパレータおよび／またはスペースリング２５がクランプされる。本出願の図２〜図６中、これをより詳細に図示および記載する。
図２は、リブ１１０、１１１、１１２および１１３を備えた下部ハウジングの上面図である。リブ１１０、１１１、１１２および１１３は全て、２つの可撓性壁部それぞれを有する。前記可撓性壁部を図３中により詳細に示す。図３は、前記リブの斜視図であり、リブ１１０上の２つの可撓性壁部セグメント１２２および１２３を示す。各可撓性壁部１２２および１２３は、関連付けられたボス１２４および１２５をそれぞれ有する。ボス１２４および１２５は、上部ハウジング内に配置された噛み合いリブにより押圧される。前記上部ハウジングが前記下部ハウジング上に押圧されると、ボス１２４および１２５は、ウェーハ運搬装置の中心に向かって押圧される。
壁部１２２および１２３は、リブ１１０の外側抑制部上において屈曲し、前記ウェーハ運搬装置の中心内に屈曲する。８つの可撓性壁部がウェーハ運搬装置前記壁部の周囲に配置されているため、これらの可撓性壁部は全て、一斉に内側方向に移動して、全方向から前記ウェーハを押圧して、前記ウェーハを前記ウェーハ運搬装置の中心へとクランプする。前記壁部全てを一斉に移動させることで、前記ウェーハの損傷がさらに回避される。なぜならば、前記ウェーハは１方向のみにおいて押圧されず、前記上部ハウジングが除去されると、前記ウェーハは中立位置に戻らないからである。なぜならば、前記ウェーハは全てクランプされており、複数の外側方向から解放されるからである。
図３において、４つのセンタリングリブ１２６のうち１つがボス１２４および１２５間にある様子が図示される。このセンタリングリブは、上部ウェーハ運搬装置ハウジングおよび下部ウェーハ運搬装置ハウジングのアライメントを支援し、垂直壁部またはリブに剛性を提供するように配置される。ロッキングタブまたはラッチ７０も、図３に図示される。ロッキングタブまたはラッチ７０のフィーチャおよび機能については、本発明者の他の特許出願番号第１２／５４８，３６８号および１２／６０６，９２１号（本明細書中、参考のため援用する）中により詳細に図示および記載がある。これは、ウェーハ移送時において上部ハウジング内に配置された溝部内にロックされて前記ウェーハ運搬装置の二等分部分を共に固定する４つのラッチのうちの１つである。ボス１２４および１２５は、前記上部ハウジング上に配置された傾斜リブと共に押圧される。前記傾斜した係合リブを図４に図示および記載する。
図４は、上部ハウジングの斜視断面図であり、８つの傾斜した係合リブのうちの１つを示す。前記上部ハウジングを切断することで、外部リブ壁部５４から延びるリブ１４３をより明確に示す。外部リブ壁部５４は、ウェーハ空洞の周囲において連続的に存在しており、これにより、前記ウェーハ運搬装置内に配置される任意の保存された半導体ウェーハ内またはその上部への汚染物質の侵入を回避する。リブ１４３は、傾斜壁部１４４または階段状壁部１４４を有する。壁部１４４は、係合を開始させた後、図５に示すようにボス１２４および１２５のテーパー領域１４５を下側ハウジング上に押圧する。この図は、ノッチ７５も示す。ノッチ７５は、図３に示すようにロッキングタブ７０と係合する。これについて、本発明者の他の特許出願番号第１２／５４８，３６８号および１２／６０６，９２１号（本明細書中、同文献を参考のため援用する）において、より詳細な記載がある。
図５は、前記下部ハウジングの斜視断面図であり、可撓性壁部セグメントを示す。図５において、（図３に示す）ロッキングタブまたはラッチ７０を省略しており、これにより、可撓性壁部１２２および１２３を障害物無しで示す。（図４からの）リブ１４３は、ボス１２４および１２５上に係合して、可撓性壁部１２２および１２３を内側方向にヒンジ付けする。センタリングリブ１２６は、ボス１２４および１２５間に図示される。このセンタリングリブは、上部ハウジング５０内に配置された２つのリブ１４３間を通過することで、リブ１４３が下部ハウジング１００上の望ましくない位置へと押圧される事態を回避する。アライメントのより詳細を図６に示す。
図６は、下部ハウジング１００のリブ１１０上の可撓性壁部１２３と、上部ハウジング上の傾斜した係合リブ１４３とを示す斜視断面図である。ロッキングタブまたはラッチ７０が上部ハウジング５０内のノッチ７５と係合およびロックするまで、上部ハウジング５０を下部ハウジング１００上に押圧する。前記２つのハウジングを分離するために、前記ロッキングタブまたはラッチ７０をノッチ７５から押圧すると、前記ハウジングを引き離すことが可能になる。前記ハウジングが引き離されると、係合リブ１４３はボス１２５からスライドして、可撓性壁部１２３はバネにより再度遠位方向に付勢され、これにより前記ウェーハを解放する。この図において、インサートまたはパッド１２７が前記可撓性壁部の内部上に図示されている。パッド１２７は、前記壁部内に挿入、オーバーモールドまたは一体化することもできるし、あるいは前記壁部から前記壁部内に挿入、オーバーモールドまたは一体化することもできる。このパッド１２７は好適には弾性であり、さらなるクッションを前記ウェーハへと提供し、前記可撓性壁部の摩擦係数を増加させて、シリコンウェーハまたはスペーサをグリップする。このクッションまたはパッド１２７の位置は、ヒンジ端部に配置されず、ボス１２５が存在する箇所の直接下側においても配置されない点に留意されたい。クッションまたはパッド１２７の位置は、これらの２つの位置間に配置され、これにより、前記可撓性壁部が前記ウェーハ（単数または複数）との接点において屈曲する。前記接触点は前記ヒンジ位置と前記ボスとの間にあるため、前記可撓性壁部はさらなる屈曲を提供し、これにより、前記ウェーハをさらにクッションする。クッション、パッドまたは可撓性インサート１２７は、前記可撓性壁部上に埋設または前記可撓性壁部内に埋設され得る。前記インサートは、別個のピースであっても、あるいは弾性材料を用いて壁部上にオーバーモールドされたものであっても、可撓性または弾性のインサートである。前記壁部は、インサートの挿入および保持のための穴部または溝部を含み得る。この図において、一体ヒンジ領域１２８が図示されている。一体ヒンジ領域１２８において、壁部は薄型であるため、屈曲が可能となる。前記一体ヒンジは、壁部材料が３つの側部上において支持されていない前記壁部材料から形成されたヒンジである。前記ヒンジの自由端部に圧力を付加すると、前記壁部は屈曲する。前記壁部は、位置１２８において薄型になっており、これにより、前記壁部のより局所的領域においてより容易な屈曲またはヒンジ付けが可能となる。
ウェーハリング１２９のラジアル支持部も図示されている。このラジアル支持部は、最下ウェーハリングを支持する。
上記のように、半導体ウェーハコンテナの特定の実施形態について開示してきた。しかし、当業者にとって、本明細書中の発明コンセプトから逸脱することなく、記載したものに加えてより多くの改変可能であることが明らかである。よって、本発明の内容は、添付の特許請求の範囲に制限されるべきではない。
【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】
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【図６】
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