(57)【要約】  半導体ウェハディスクを支持するためのウェハ容器（１００）である。ウェハ支持体（１２０，１２２）が筐体部（１０２）内に配置され、スロット（１２４，１２６）を画成するための鉛直方向に積み重ねられた複数の棚を有する。ウェハ支持体は筐体部内に、底縁にて堅固に固定され、上縁にて弾性的に固定される。
2005509304.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、上部、底部、１対の対向する側部、背部、開放前部、および、開放前部を閉鎖するためのドアを有する筐体部と、
前記筐体部の内側に配置された１対のウェハ支持体とを備え、該ウェハ支持体はスロットを画成するための鉛直方向に積み重ねられた複数の棚を形成し、各ウェハ支持体は底縁、上縁、底縁に形成された複数の締結ボス、および、上縁に配置された複数の板バネを有し、前記板バネの各々は前記ウェハ支持体と結合されて支点を形成する第１の端部と締結ボスを有する第２の端部とを有し、前記ウェハ支持体の各々の底縁は前記筐体部の底部に前記複数の締結ボスにより固定され、前記板バネの各々の締結ボスは前記筐体部の上部に取り付けられている、ウェハ容器。
【請求項２】
前記筐体部の底部に動的連結部をさらに有し、各ウェハ支持体の底縁における前記複数の締結ボスの各々は前記筐体部の底部の穴に延在し、かつ前記動的連結部と接触する請求項１に記載のウェハ容器。
【請求項３】
前記ウェハ支持体の各々、動的連結部、および、前記板バネの各々が導電性材料から形成されている請求項２に記載のウェハ容器。
【請求項４】
導電性材料が導電性プラスチックである請求項３に記載のウェハ容器。
【請求項５】
少なくとも閉鎖上部、閉鎖底部、１対の対向する閉鎖側部、閉鎖背部、開放前部、および、開放前部を閉鎖するためのドアを有する筐体部と、
前記筐体部の内側に配置された１対のウェハ支持体と、該ウェハ支持体はウェハスロットを画成するための鉛直方向に積み重ねられた複数の棚を形成することと、各ウェハ支持体は底縁および上縁を有し、前記上縁が前記筐体部の前記閉鎖上部に弾性的に締結され、前記底縁が前記筐体部の前記閉鎖底部に堅固に固定されることとを備え、
各ウェハ支持体が、筐体部に対して横方向、前後方向および鉛直方向に移動しないように堅固に拘束され、これにより、各ウェハ支持体が、前記筐体部の前記上部の歪みおよび鉛直方向の相対移動から弾性的に隔離されている、ウェハ容器。
【請求項６】
動的連結部をさらに備え、前記動的連結部が前記筐体部の前記閉鎖底部に配置され、各ウェハ支持体が前記動的連結部に直接固定されている請求項５に記載のウェハ容器。
【請求項７】
前記ウェハ支持体の各々、動的連結部、および、前記板バネの各々が導電性材料から形成されている請求項６に記載のウェハ容器。
【請求項８】
導電性材料が導電性プラスチックである請求項７に記載のウェハ容器。
【請求項９】
少なくとも、上部、底部、１対の対向する側部、背部、開放前部、および、開放前部を閉鎖するためのドアを有する筐体部と、
前記筐体部の内側に配置された１対のウェハ支持体と、
前記１対のウェハ支持体の各々を前記筐体部に、各ウェハ支持体が筐体部に対して横方向移動、前後移動および鉛直方向移動をしないように堅固に拘束されるように、かつ、各ウェハ支持体が前記筐体部の前記上部の歪みおよび相対移動から弾性的に隔離されるように取り付けるための手段とを備えたウェハ容器。
【請求項１０】
各ウェハ支持体が上縁および底縁を有し、前記ウェハ支持体の各々の底縁が前記筐体部の前記底部に堅固に取り付けられ、前記ウェハ支持体の各々の上縁が前記筐体部の前記上部に弾性的に取り付けられた請求項９に記載のウェハ容器。
【請求項１１】
前記ウェハ支持体の各々、および前記複数の板バネの各々が導電性プラスチックからつくられた請求項１０に記載のウェハ容器。
【請求項１２】
各ウェハ支持体が上縁および底縁を有し、前記ウェハ支持体の各々の底縁が前記筐体部の前記底部に堅固に取り付けられており、ウェハ支持体の各々の上縁が前記筐体部の前記１対の対向する側部の一方に弾性的に取り付けられている請求項９に記載のウェハ容器。
【請求項１３】
ウェハ容器の製造方法において、
ポリカーボネートプラスチックから、少なくとも上部および底部を有する筐体部を形成する工程と、
１対のウェハ支持体を成形する工程と、
１対のウェハ支持体を筐体内に、複数のウェハ着座位置をウェハ支持体間に画成するように配置する工程と、
１対のウェハ支持体の各々を筐体の底部に堅固に取り付ける工程と、
１対のウェハ支持体の各々を筐体の上部に弾性的に取り付ける工程とを備える製造方法。
【請求項１４】
筐体部を含むウェハ容器において、前記筐体部は複数のウェハを収容しかつ保持するための開放前部と開放前部を閉鎖するためのドアとを有し、前記筐体部は閉鎖上部、閉鎖底部、１対の対向する閉鎖側部、閉鎖背部、および、開放前部を有し、同筐体部はさらに、筐体部の内側に配置された１対のウェハ支持体を含み、各ウェハ支持体は上縁および底縁を有し、かつウェハ着座位置を画成する複数の棚を含み、ウェハ支持体の各々は閉鎖底部に堅固に取り付けられているとともに閉鎖上部に弾性的に取り付けられている、ウェハ容器。
【請求項１５】
ウェハ支持体の各々が閉鎖上部に、閉鎖上部とウェハ支持体の各々の上縁との間に延在する弾性的に柔軟なプラスチックコネクタにより弾性的に取り付けられた請求項１４に記載のウェハ容器。
【請求項１６】
弾性的に柔軟なプラスチックコネクタの各々が、閉鎖上部の取付点からウェハ支持体の取付点に延在する延長部を有し、前記延長部の水平成分の長さが鉛直成分の長さよりも長い請求項１５に記載のウェハ容器。
【請求項１７】
弾性的に柔軟なプラスチックコネクタの各々が平坦なバーを含み、バーの幅がバーの厚さよりもほぼ大きく、バーの長さがバーの幅よりもほぼ大きい請求項１５に記載のウェハ容器。
【請求項１８】
ウェハ支持体の各々が閉鎖上部に、閉鎖上部とウェハ支持体の各々の上縁との間に延在する細長い板バネとして構成された弾性的に柔軟なプラスチックコネクタにより弾性的に取り付けられた請求項１４に記載のウェハ容器。
【請求項１９】
ウェハ支持体が導電性プラスチックからつくられ、筐体部の閉鎖上部が、導電性プラスチックから形成されたロボットフランジを含み、ウェハ支持体がロボットフランジの閉鎖上部に、弾性的に柔軟な導電性のプラスチックバネ部材により弾性的に取り付けられる請求項１４に記載のウェハ容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集積回路の製造に用いられる半導体ウェハディスクの支持、固定、貯蔵および正確な配置のために設計されたウェハキャリア一般に関する。より詳細には、本発明はウェハ支持体をウェハ容器の筐体内に、ウェハ支持体を筐体内に正確に配置し、なおかつウェハ支持体をウェハ容器筐体壁の移動および歪みから隔離することを可能にするように取り付けることに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェハディスクを集積回路チップに形成することは、しばしば多くのステップを含み、これらのステップにて、ディスクの処理、貯蔵および搬送が繰り返される。ウェハは、ワークステーションからワークステーションへ、また設備から設備へと搬送する必要がある。ウェハディスクは壊れ易く、物理的衝撃により容易に損傷する。また、半導体ウェハ近傍での静電荷の蓄積および放出も破壊を生ずる。ウェハの繊細な性質と高価格とにより、これらの処理工程中にウェハが、汚染物や物理的および電気的損傷から適切に保護されることが重要である。
【０００３】
特別なキャリアまたは容器が、ウェハのハンドリング、貯蔵および出荷のために用いられる。このような装置は通常、ウェハを、その長手方向に並んだ列にして保持し、例えば１列に２５個のウェハを保持する。容器の主要構成要素は、ウェハの取り扱いの間にウェハを衝撃および振動による物理的損傷から保護するように支持するための手段である。このウェハ支持手段には、静電散逸のための接地路が、容器底部上の機械インタフェースを通して設けられる。このような容器および支持手段は、例えば特許文献１〜４に開示され、公知である。これらの特許は全て本発明の所有者により所有されており、これらの特許を全て援用して本文の記載の一部とする。このような容器は半導体処理産業において、前開き一体型ポッド（ＦＯＵＰ）として公知である。
【０００４】
これらの特殊な容器は、より効率的なウェハの自動ハンドリングを、損傷を低減して行うことを可能にしてきたが、製造プロセスでのディスクの正確な自動ハンドリングを可能にするようにウェハディスクをウェハ容器内に正確に配置することにおいては重大な問題が残っている。ウェハ支持体およびその取付装置は、容器の使用中にウェハを堅固に、かつ正確に支持および配置するための十分な剛性を有して設計されなければならない。ウェハディスクの処理は概して自動化されているため、容器がウェハディスクを、用いられる処理装置の規格に従って正確に位置合わせすることが必須である。容器が有し得る許容差は、処理装置とウェハディスクの適切な相互作用のために、概して非常に小さい。ウェハキャリア製造産業は常に、キャリアと処理装置との正確な位置合わせをより確実にするための改良された許容差を有するキャリアを設計するように尽力している。
【０００５】
概して、ウェハ容器は、ガイドプレートまたは動的連結部（キネマティックカップリング）およびロボットリフティングフランジを含む機械インタフェース部を含み、これらはキャリアを、処理装置がもたらすキャリアインタフェース部に対して移動し、適切に指向させるためのものである。機械インタフェース部、特に動的連結部は、しばしば、自動処理のためにウェハディスクの相対位置を特定するための基準点として用いられる。容器壁部、特にロボットリフティングフランジに連結された容器上部は、容器の重量を運んでいるときに曲りや歪みを生じやすい。この曲りや歪みの動きは、ウェハ支持体に、ウェハ支持体の取付部を介して伝達される。その結果、容器内のウェハ支持体の位置における応力および望ましくない移動が生じて、キャリアと装置の許容差不一致、およびウェハへの物理的損傷の可能性が高まる。
【０００６】
典型的に、ウェハ支持体はウェハ容器に堅固に取り付けられている。最も一般的には、ネジ付き締結具が容器壁の開口部に挿入され、ウェハ支持体に螺合される。しかし、容器の組立体中にウェハ支持体を挿入および配置することを可能にするためにウェハ支持体と容器壁の間に少量の間隙を与えなければならないことにより問題が生じる。この問題は、射出成形プロセスにおいて時々生じる容器筐体およびウェハ支持体の寸法の変化およびワーピング（反り）によりさらに深刻になる。これらの変化は、個々の筐体の全てに固定量の間隙を有して嵌るための十分な精密さを有するウェハ支持体を製造することを困難にする。ウェハ支持体を所定位置に固定するときに間隙を完全に埋めることが不可能なことがしばしばあり、この結果、ディスク配置に要求される精密性が達成されない。
【０００７】
別の問題は、ウェハ容器筐体とウェハ支持体の熱膨張係数が異なることにより生じる。典型的に、ウェハ容器筐体はポリカーボネート材料からつくられ、ポリカーボネート材料の熱膨張係数は、約６８×１０-6インチ／インチ／℃である。しかし、ウェハ支持体は、しばしば、熱膨張係数が約４２×１０-6インチ／インチ／℃のＰＥＥＫ、または、熱膨張係数が２０×１０-6インチ／インチ／℃の炭素繊維充填ポリカーボネートまたは炭素繊維充填ＰＥＥＫからつくられる。ウェハ容器には洗浄処理が、典型的に７０〜８０℃で施される。堅固に取付けられたウェハ支持体に関して、筐体材料の熱膨張係数がウェハ支持体材料の熱膨張係数よりもかなり高いことにより、ウェハ支持体と筐体の両方に応力が加えられることになる。時間の経過に伴い、構成要素の欠陥および寸法クリープが生じることがある。
【特許文献１】米国特許第５，７８８，０８２号
【特許文献２】米国特許第６，０１０，００８号
【特許文献３】米国特許第６，２１６，８７４号
【特許文献４】米国特許第６，２６７，２４５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、自動処理のためのウェハディスクの堅固な支持と正確な位置決めをもたらすウェハ支持体を有するウェハ容器が必要である。同時に、ウェハ支持体は、筐体の部分の屈曲から隔離され、かつ、接地電気路を理想的に維持しなければならない。また、ウェハ支持体は容器内に、支持体の配置のための余剰間隙を与える必要なく設置可能であるべきである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、ウェハを受け入れて保持するための開放前部と、開放前部を閉鎖するためのドアとを有する筐体部を備えたウェハ容器を含む。筐体部は、閉鎖上部、閉鎖底部、１対の対向する閉鎖側部、閉鎖背部、および開放前部を有する。１対のウェハ支持体が筐体部の内側に配置され、各ウェハ支持体が上縁および底縁を有し、かつ、ウェハ着座位置を画成する複数の棚を含む。ウェハ支持体の各々は閉鎖底部に堅固に取り付けられ、かつ閉鎖上部に弾性的に取り付けられる。ウェハ支持体を閉鎖上部に弾性的に取り付けることは、閉鎖上部とウェハ支持体の各々の上縁との間に延在する弾性的に柔軟なプラスチックコネクタにより行われ得る。これらの弾性的に柔軟なプラスチックコネクタの各々は、閉鎖上部の取付点からウェハ支持体の取付点に延在する延長部を有し得る。延長部は、水平成分の長さが鉛直成分の長さよりも長い。弾性的に柔軟なプラスチックコネクタの各々は平坦なバーを含み、バーの幅はバーの厚さよりもほぼ大きく、バーの長さはバーの幅よりもほぼ大きい。ウェハ支持体は導電性プラスチックから形成され得る。筐体部の閉鎖上部は、導電性プラスチックから形成されたロボットフランジを含むことができ、ウェハ支持体は、閉鎖上部にロボットフランジにて、弾性的に柔軟な導電性プラスチックバネ部材により弾性的に取り付けられ得る。
【００１０】
本発明は、また、ウェハ容器を構成する方法を含む。この方法は、少なくとも上部および底部を有する筐体部をポリカーボネートプラスチックから形成することと、１対のウェハ支持体を成形することと、１対のウェハ支持体を筐体内に、複数のウェハ着座位置をウェハ支持体間に画成するように配置することと、１対のウェハ支持体の各々を筐体の底部に堅固に取り付けることと、１対のウェハ支持体の各々を筐体の上部に弾性的に取り付けることとを含む。
【００１１】
本発明は、前面開放型ウェハ容器における従来のウェハ支持体取付システムにより生じる問題に対処する。このような容器は、開放前部を有する筐体部と、容器部の側部に配置された容器内ウェハ支持体とを含む。ドアが開放前部を閉鎖する。本発明において、各ウェハ支持体の上部が、ウェハ支持体をコンテナ筐体の屈曲または移動から少なくとも部分的に隔離するように配向されたコネクタにより取り付けられている。コネクタの寸法形状および材料は、コネクタの幾らかの屈曲を許容するように、なおかつ、完全にウェハを装填したときにウェハ支持体の過剰な移動を防止するための十分な剛性を維持するように選択される。
【００１２】
容器の使用中に、コネクタは、筐体部の上部とウェハ支持体の間の横方向および前後方向の安定性をもたらし、さらに、鉛直方向に対する弾性をもたらす。容器の上部に、例えばロボットリフティングフランジにより荷重が加えられると、この結果生じた容器ハウジングの歪みはウェハ支持コネクタに吸収される。さらに、ウェハ容器が高温洗浄処理されるとき、ウェハ支持体と容器筐体との熱膨張差の大部分がウェハ支持体コネクタにより吸収される。好ましい実施形態において、コネクタは片持ち板バネとして構成され、ウェハ支持体と一体的であり、筐体部の上部に締結具により取り付けられる。
【００１３】
したがって、本発明の幾つかの実施形態の目的および利点は、ウェハ容器に加えられる荷重により伝達される歪みおよび応力を吸収するための、ウェハ支持体の上部の堅固で弾性的な連結を提供することにある。
【００１４】
本発明の幾つかの実施形態の別の目的および利点は、ウェハ支持体の上部の連結部であって、ウェハ支持体挿入の間隙をウェハ容器およびウェハ支持体に組み込んで設計する必要を最小限にし、それにより、ウェハ容器の寸法精度および処理性能を改善する連結部を提供することにある。
【００１５】
本発明の幾つかの実施形態の別の目的および利点は、半導体ウェハ材料および処理方法に対する望ましい物理的適合性を有するウェハ支持体を提供することにある。
本発明の幾つかの実施形態の別の目的および利点は、静電荷を散逸させるための接地電気路を維持する望ましい特性を有するウェハ支持体を提供することにある。
【００１６】
本発明の幾つかの実施形態の別の目的および利点は、ウェハ容器組立のための方法であって、ウェハ支持体の配置を可能にするための設置間隙が筐体またはウェハ支持体に予め組み込まれて設計されることを必要としない方法を提供することにある。
【００１７】
本発明の好ましい実施形態において、コネクタがウェハ支持体と一体に成形される。概して、コネクタのために用いられる材料は、ウェハ支持体自体のために用いられる材料と同じであり、これにより、材料により与えられる望ましい特性、例えば、導電性、および、ウェハディスク材料に対する物理的適合性が維持される。ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、特に、炭素繊維充填ＰＥＥＫは、望ましい特性、すなわち導電性および物理的適合性を有し、現在好ましい材料である。好ましい実施形態において、２つのコネクタが、各ウェハ支持体を筐体にウェハ支持体の上縁にて連結するために用いられる。ウェ
ハ支持体の、上縁と反対側の縁には堅固な取付方法が用いられる。この縁に堅固な取付を用いることにより、容器底部に取り付けられた機械インタフェースが、処理中にウェハディスクを正確に配置するための基準面として用いられることができる。公差スタッキングによる影響を最小にし、かつ導電性を高めるために、ウェハ支持体の底縁の一部が筐体底部の穴を通って延在し、動的連結部に直接締結されることが好ましい。
【００１８】
本発明のさらなる目的、利点および新規の特徴の一部が、以下の詳細な説明に記載され、また一部が、当業者に、以下の説明を考察することにより明らかになり、または、本発明の実施により理解されるであろう。本発明の目的および利点は、添付の特許請求の範囲に特に指摘された手段および組合せにより実現され、また達成され得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
添付の図面は、本発明のウェハ容器の実施形態、および、この容器の特徴および構成要素を示す。前後、左右、上下、上方および下方、ならびに水平方向および鉛直方向に関する表記はいずれも説明の便宜を図るためのものであり、本発明およびその構成要素をいずれの１つの位置的または空間的方位にも限定するものではない。添付図面および本明細書に詳細に記載された寸法のいずれも、本発明の実施形態の可能な設計および意図される用途により、本発明の範囲から逸脱せずに変化し得る。また、様々な締結方法が、例示された実施形態に示されているが、当業者は、任意の適切な締結装置または方法が、例示された装置または方法の代わりに本発明の範囲から逸脱せずに用いられることを理解するであろう。これらの装置および方法は、任意のタイプの締結具、超音波溶接もしくは他の溶接、ステーキングまたはモールディングを含む。
【００２０】
図１は、ウェハ容器１００の全体を示す。ウェハ容器１００は、ポリカーボネートプラスチックから構成された筐体部１０２を有する。筐体部１０２は、閉鎖上部１０４、閉鎖底部１０６、１対の対向する閉鎖側部１０８，１１０、および、閉鎖背部１１２を含む。ドア１１４が筐体部１０２の開放前部１１６を閉鎖することにより筐体が完成する。ドア１１４はドア凹部１１８に嵌り込む。１対のウェハ支持体１２０（図示せず）および１２２が、半導体ウェハを支持するために筐体１０２内に設けられている。ウェハ支持体１２０，１２２は、各々、複数のリブ１２４を有して凹部１２６を形成し、これにより、容器１００の使用中にウェハディスクを支持するためのスロットまたは棚を画成している。各棚は、ウェハのためのウェハ着座位置を画成している。
【００２１】
動的連結部１２８が筐体底部１０６の外面に取り付けられており、これが使用中の容器の自動ハンドリングを容易にし、また、処理中のウェハをハウジング内に配置するための基準面をもたらしている。動的連結部１２８は、図１に点線で示されているように、連結部の下側に３つの溝１３０を有する。各溝１３０は、処理装置の一部品の上方に突出した対応するポスト（図示せず）を受け入れ、それにより、容器１００が処理装置上に正確かつ確実に配置されることを可能にする。また、動的連結部１２８は、導電性材料、例えば導電性プラスチックから形成されて、ウェハ支持体からの接地電気路の一部を形成し得る。動的連結部の例が、米国特許第６，８２１，６７４号に、より詳細に記載されており、この特許を援用して本文の記載の一部とする。
【００２２】
ロボットリフティングフランジ１３２が筐体上部１０４の外面に設けられて、使用中の容器１００の自動ハンドリングおよび搬送を容易にしている。ロボットフランジ１３２は導電性プラスチックから形成されることができ、ウェハ支持体１２０，１２２の各々と導電的に連結され得る。
【００２３】
図１は、また、ウェハ容器に適用されるｘ‐ｙ‐ｚ座標の相対方向を参照用に示す。ｘ軸方向、ｙ軸方向もしくはｚ軸方向における移動または歪み、あるいはｘ軸、ｙ軸もしく
はｚ軸を中心とした回転に関する本文中の記載は、いずれもこれらの座標軸に基づいている。ｙ軸は、ウェハの容器への挿入、および容器からの取出しの方向における容器の前後方向に延在し、ｚ軸は鉛直方向に延在し、ｘ軸は、ｚ軸およびｙ軸に対して垂直であり、かつ、容器の側方から側方へ横方向に延在する。
【００２４】
図２〜図５を参照すると、対向するウェハ支持体１２０，１２２が筐体部１０２内に配置された様子が示されている。図３は、ウェハ容器１００の断面３−３にてウェハ支持体１２２を通って切断した部分断面図である。弾性的に柔軟なプラスチックコネクタ１３４，１３６がウェハ支持体１２２の上縁と一体に成形され、ウェハ支持体に支点１４０，１４２にて取り付けられている。上部締結ボス１４４，１４６がコネクタ１３４，１３６の端部に配置され、これらのボスは、コネクタを筐体部１０２の上部１０４に固定するための取付点である。締結ボス１４４，１４６の各々は、筐体上部１０４内の穴１５２，１５４を通って延在する部分１４８，１５０を有する。締結具１５６，１５８は、各々、ワッシャ１６０，１６２を有し、締結ボス１４４，１４６内に延在してウェハ支持体１２２を筐体上部１０４に固定する。各コネクタ１３４，１３６は、締結ボス１４４，１４６における取付点と、それぞれの支点１４０，１４２における取付点とを連結する延長部１５９，１６１を有する。したがって、延長部１５９，１６１の各々は、細長い板バネとして構成されている。図３にＤ１およびＤ２でそれぞれ示されている延長部の水平方向長さは、好ましくは、Ｄ３およびＤ４でそれぞれ示された鉛直方向長さよりも長い。支点１４０，１４２は、ウェハ支持体１２２の上縁１３８に沿って間隔をあけて配置されて、ウェハ支持体１２２がｚ軸を中心に回転することに対する抵抗と、横方向の移動（ｘ‐ｘ軸に沿った方向の移動としても示され得る）に対する抵抗をもたらす。
【００２５】
ウェハ支持体１２２と対向するウェハ支持体１２０も、ウェハ支持体１２２と同様に容器上部１０４に取り付けられる。また、ウェハ支持体１２０，１２２の各々に配置された１以上のコネクタ１３４，１３６がロボットフランジ１３２に導電的に連結されて、支持体、および、支持体内に支持されたウェハのための電気接地をもたらす。
【００２６】
図４は、筐体底部１０６におけるウェハ支持体１２２の取付けの、断面４−４における断面図を示す。ウェハ支持体１２２は、ウェハ支持体１２２の底縁１６８に一体成形され得る締結ボスを有する。締結ボス１６４，１６６は、各々、筐体底部１０６内の穴１７４，１７６を通って延在する部分１７０，１７２を有する。これにより、締結ボス１６４，１６６は、各々、動的連結部１２８に直接的に接触する。ワッシャ１８２，１８４を有する締結具１７８，１８０は、締結ボス１６４，１６６内に延在し、これにより、ウェハ支持体１２２を筐体底部１０６および動的連結部１２４に固定する。締結ボス１６４，１６６と動的連結部１２４とが直接接触することにより、連結部における公差スタッキングが最小になり、また、連結部に導電性をもたらし得る。
【００２７】
図５は、ウェハ支持体の上側コネクタ１３４の、断面５−５に沿った横断面図である。コネクタ１３４の、「ｂ−ｂ」軸を中心とした慣性モーメントが「ａ−ａ」軸を中心とした慣性モーメントよりもかなり高いことが明らかであろう。このように、各コネクタは、幅が厚さよりもほぼ大きく、長さが幅よりもほぼ大きい平坦なバーである。したがって、コネクタ１３４は、ウェハ支持体１２２がｘ軸方向において側方から側方に横方向移動することに対しては比較的頑強に抵抗するが、筐体上部１０４がウェハ支持体１２２に対してｚ軸方向に鉛直移動することは比較的柔軟に許容する。こうして、ウェハ支持体１２２は鉛直のｚ軸方向において、筐体上部１０４の移動および歪みから弾性的に隔離され、また、容器背部１１２および容器側部１０８，１１０におけるｚ軸方向の歪みから弾性的に隔離されている。同時に、各ウェハ支持体と容器底部１０６との堅固な連結により支持体の正確な配置が可能になり、また、支持体の、容器の底部、側部、背部および前部に対する移動が防止される。先に述べたように、ウェハ支持体がｘ軸方向に沿って横方向移動を
しにくいことが、ウェハ支持体がｚ軸を中心に回転運動することへの抵抗ももたらす。
【００２８】
したがって、示されたウェハ支持体の構造により、先に述べたように、筐体上部１０４の移動および歪みがウェハ支持体１２０，１２２から隔離され、なおかつ、ウェハ支持体が横方向移動および回転運動をしないように堅固に拘束される。当業者は、本発明の別の実施形態、すなわち、締結ボス１４４，１４６が容器の側部１１０に取り付けられるようにコネクタ１３４，１３６に対して９０度回転されている別の実施形態もまた、先に述べたような上部１０４からの隔離と、横方向および回転方向における堅固な拘束とを望ましく同時に達成することを理解するであろう。
【００２９】
図１〜５を参照すると、本発明の作用が理解されよう。ウェハ支持体１２０，１２２は、筐体部１０２内に、３つの軸、すなわちｘ軸，ｙ軸，ｚ軸の各々に対して、自動ウェハ処理機械によるウェハの正確な配置を可能にするために正確に位置決めされなければならない。すなわち、ウェハ支持体と、ウェハ支持体に支持されるウェハとは、容器内に、横方向、鉛直方向および前後方向において正確に配置されなければならない。ウェハ支持体１２０，１２２は、各々、図４に示されている堅固な連結により、３方向軸の各々における移動を防止されるように支持体底縁にて堅固に拘束される。ウェハ支持体１２０，１２２の各々の上部は、ｘ軸方向に横移動しないように、またｚ軸を中心に回転しないように、図３に示されているように板バネコネクタ１３４，１３６により堅固に拘束されている。しかし、板バネコネクタは、ｚ軸方向において鉛直に加えられた荷重に対しては比較的剛性が低いため、筐体上部１０４の、ウェハ支持体１２０，１２２に対する移動または歪みは許容する。このような歪みは、機械的荷重または熱膨張により生じ得る。このような移動または歪み、および関連する応力は板バネコネクタ１３４，１３６に吸収されるため、ウェハ支持体１２０，１２２には伝達されない。このように、これらの連結部の鉛直のＺ軸方向における弾性は、使用中のウェハ支持体１２０，１２２の、より正確な位置決めを可能にし、また、ウェハ支持体１２０，１２２および筐体部１０２に生じる応力を低減する。
【００３０】
本発明は、また、概して、ウェハ容器を構成する方法を含み得る。ウェハ支持体１２２の各々を、筐体部１０２の内側に配置する。底部締結ボス１６４，１６６を、筐体底部１０６に設けられた穴１７４，１７６に差し込んで所定位置に締結する。コネクタ１３４，１３６を曲げて上部締結ボス１４４，１４６をウェハ支持体１２２に向って押し込む。締結ボス１４４，１４６が筐体上部１０４の穴１５２，１５４と位置合わせされると、各コネクタの弾性により締結ボスが穴の内部に入る。次いで締結ボスを所定位置に締結し、ウェハ支持体を筐体内に固定する。ウェハ支持体１２０に関しても同一の手順を行う。
【００３１】
図１〜５に示した好ましい実施形態において、コネクタ１３４，１３６は、弾性的に柔軟なプラスチックコネクタである。一実施形態において、コネクタは、厚さが１〜２ｍｍ、幅が１０〜１５ｍｍ、片持ち長さが３５〜５５ｍｍである。コネクタおよびウェハ支持体のための好ましい材料は、炭素繊維充填ＰＥＥＫである。もちろん、異なる様々な材料、寸法形状および取付方法を含む本発明の他の多くの実施形態が可能である。
【００３２】
例えば、図６は、ウェハ支持体の上部取付けの各々に１以上の弾性部材が用いられている本発明の別の実施形態を示す。この実施形態において、ウェハ支持体１２２は、上縁１３８に形成された締結ボス１８６，１８８を有する。締結具１８７が上部１０４の穴１８９にスライド可能に配置され、締結ボス１８６内に延在している。同様に、締結具１９１が穴１９３にスライド可能に配置され、締結ボス１８８内に延在している。弾性部材１９０が締結具１８７の頭部１９５と係合している。同様に弾性部材１９６が締結具１９１の頭部１９７と係合している。弾性部材１９０，１９６は、それぞれ、上部１０４と締結具頭部１９５，１９７の各々の間に配置され、したがって、上部１０４の上方移動が弾性部
材１９０，１９６を押し、それにより、締結具１８７，１９１、および、締結具が連結されたウェハ支持体１２２に伝達される上向きの力の量を大幅に低減する。
【００３３】
別の実施形態において、弾性部材１９２，１９４は、それぞれ、上部１０４の下側と締結ボス１８６，１８８の各々の間に配置され得る。このように配置する場合、弾性部材１９２が弾性部材１９０，１９６と協働して、上部１０４に加えられる下向きの力を吸収することができ、なおかつ、さらなる横方向の安定性をウェハ支持体１２２にもたらす。また、さらに別の実施形態においては、弾性部材１９２，１９４を、弾性部材１９０，１９６なしで用いることもできる。
【００３４】
弾性部材１９０，１９２，１９４，１９６は、弾性的に柔軟なプラスチックコネクタ構造物、または、適切な弾性特性を有する任意の構造物であり得る。一実施形態において、これらの弾性部材はエラストマ材料から固体に形成されることができる。あるいは、弾性の機構または機械構成要素、例えばコイルスプリングが用いられてもよい。
【００３５】
図７に別の実施形態が示されている。この実施形態においては、弾性機構１９８がウェハ支持体１２２の上縁１３８に形成される。弾性機構１９８は、締結具２０２を受け入れるための締結ボス２００を有する。締結具２０２は、上部１０４の穴２０４を通って延在し、先に示した実施形態と同様にウェハ支持体１２２を上部１０４に固定する。上部１０４の鉛直方向の歪みのいずれも弾性機構１９８に吸収され、ウェハ支持体１２２に伝達されない。もちろん、弾性機構１９８は、弾性的に柔軟な任意の適切なプラスチックコネクタ、あるいは、他の任意の適切に弾性の機構、例えば、コイルバネ、または固体エラストマ部材であり得る。
【００３６】
以上の記載は多くの特性を含み得るが、これらは本発明の範囲を限定するものと解釈されるべきでなく、本発明の現在好ましい実施形態の幾つかを例示するに過ぎない。したがって、本発明の範囲は、与えられた例によってではなく、特許請求の範囲、およびその法的均等物により決定される。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】典型的な半導体ウェハ搬送容器を示す斜視図。
【図２】ウェハ支持体が容器内に配置されている様子を示す、ウェハ容器の上面図。
【図３】本発明の好ましい実施形態における筐体上部でのウェハ支持体の取付を示す断面図。
【図４】本発明の一実施形態における筐体底部へのウェハ支持体の取付を示す断面図。
【図５】ウェハ支持体コネクタの横断面図。
【図６】本発明の別の実施形態を示す部分断面図。
【図７】本発明のさらに別の実施形態を示す部分断面図。
【図１】
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【図２】
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【図５】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年6月5日(2003.6.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、上部、底部、１対の対向する側部、背部、開放前部、および、開放前部を閉鎖するためのドアを有する筐体部と、
前記筐体部の内側に配置された１対のウェハ支持体とを備え、該ウェハ支持体はスロットを画成するための鉛直方向に積み重ねられた複数の棚を形成し、各ウェハ支持体は底縁、上縁、底縁に形成された複数の締結ボス、および、上縁に配置された複数の板バネを有し、前記板バネの各々は前記ウェハ支持体と結合されて支点を形成する第１の端部と締結ボスを有する第２の端部とを有し、前記ウェハ支持体の各々の底縁は前記筐体部の底部に前記複数の締結ボスにより固定され、前記板バネの各々の締結ボスは前記筐体部の上部に取り付けられている、ウェハ容器。
【請求項２】
前記筐体部の底部に動的連結部をさらに有し、各ウェハ支持体の底縁における前記複数の締結ボスの各々は前記筐体部の底部の穴に延在し、かつ前記動的連結部と接触する請求項１に記載のウェハ容器。
【請求項３】
前記ウェハ支持体の各々、動的連結部、および、前記板バネの各々が導電性材料から形成されている請求項２に記載のウェハ容器。
【請求項４】
導電性材料が導電性プラスチックである請求項３に記載のウェハ容器。
【請求項５】
少なくとも閉鎖上部、閉鎖底部、１対の対向する閉鎖側部、閉鎖背部、開放前部、および、開放前部を閉鎖するためのドアを有する筐体部と、
前記筐体部の内側に配置された１対のウェハ支持体と、該ウェハ支持体はウェハスロットを画成するための鉛直方向に積み重ねられた複数の棚を形成することと、各ウェハ支持体は底縁および上縁を有し、前記上縁が前記筐体部の前記閉鎖上部に弾性的に締結され、前記底縁が前記筐体部の前記閉鎖底部に堅固に固定されることとを備え、
各ウェハ支持体が、筐体部に対して横方向、前後方向および鉛直方向に移動しないように堅固に拘束され、これにより、各ウェハ支持体が、前記筐体部の前記上部の歪みおよび鉛直方向の相対移動から弾性的に隔離されている、ウェハ容器。
【請求項６】
動的連結部をさらに備え、前記動的連結部が前記筐体部の前記閉鎖底部に配置され、各ウェハ支持体が前記動的連結部に直接固定されている請求項５に記載のウェハ容器。
【請求項７】
前記ウェハ支持体の各々、動的連結部、および、前記板バネの各々が導電性材料から形成されている請求項６に記載のウェハ容器。
【請求項８】
導電性材料が導電性プラスチックである請求項７に記載のウェハ容器。
【請求項９】
少なくとも、上部、底部、１対の対向する側部、背部、開放前部、および、開放前部を閉鎖するためのドアを有する筐体部と、
前記筐体部の内側に配置された１対のウェハ支持体と、
前記１対のウェハ支持体の各々を前記筐体部に、各ウェハ支持体が筐体部に対して横方向移動、前後移動および鉛直方向移動をしないように堅固に拘束されるように、かつ、各ウェハ支持体が前記筐体部の前記上部の歪みおよび相対移動から弾性的に隔離されるように取り付けるための手段とを備えたウェハ容器。
【請求項１０】
各ウェハ支持体が上縁および底縁を有し、前記ウェハ支持体の各々の底縁が前記筐体部の前記底部に堅固に取り付けられ、前記ウェハ支持体の各々の上縁が前記筐体部の前記上部に弾性的に取り付けられた請求項９に記載のウェハ容器。
【請求項１１】
前記ウェハ支持体の各々、および前記複数の板バネの各々が導電性プラスチックからつくられた請求項１０に記載のウェハ容器。
【請求項１２】
各ウェハ支持体が上縁および底縁を有し、前記ウェハ支持体の各々の底縁が前記筐体部の前記底部に堅固に取り付けられており、ウェハ支持体の各々の上縁が前記筐体部の前記１対の対向する側部の一方に弾性的に取り付けられている請求項９に記載のウェハ容器。
【請求項１３】
ウェハ容器の製造方法において、
ポリカーボネートプラスチックから、少なくとも閉鎖上部、閉鎖底部、１対の対向する閉鎖側部、閉鎖背部、開放前部、および、開放前部を閉鎖するためのドアを有する筐体部を形成する工程と、
１対のウェハ支持体を成形する工程と、
１対のウェハ支持体を筐体内に、複数のウェハ着座位置をウェハ支持体間に画成するように配置する工程と、
１対のウェハ支持体の各々を筐体の底部に堅固に取り付ける工程と、
１対のウェハ支持体の各々を筐体の上部に弾性的に取り付ける工程とを備える製造方法。
【請求項１４】
筐体部を含むウェハ容器において、前記筐体部は複数のウェハを収容しかつ保持するための開放前部と開放前部を閉鎖するためのドアとを有し、前記筐体部は閉鎖上部、閉鎖底部、１対の対向する閉鎖側部、閉鎖背部、および、開放前部を有し、同筐体部はさらに、筐体部の内側に配置された１対のウェハ支持体を含み、各ウェハ支持体は上縁および底縁を有し、かつウェハ着座位置を画成する複数の棚を含み、ウェハ支持体の各々は閉鎖底部に堅固に取り付けられているとともに閉鎖上部に弾性的に取り付けられている、ウェハ容器。
【請求項１５】
ウェハ支持体の各々が閉鎖上部に、閉鎖上部とウェハ支持体の各々の上縁との間に延在する弾性的に柔軟なプラスチックコネクタにより弾性的に取り付けられた請求項１４に記載のウェハ容器。
【請求項１６】
弾性的に柔軟なプラスチックコネクタの各々が、閉鎖上部の取付点からウェハ支持体の取付点に延在する延長部を有し、前記延長部の水平成分の長さが鉛直成分の長さよりも長い請求項１５に記載のウェハ容器。
【請求項１７】
弾性的に柔軟なプラスチックコネクタの各々が平坦なバーを含み、バーの幅がバーの厚さよりもほぼ大きく、バーの長さがバーの幅よりもほぼ大きい請求項１５に記載のウェハ容器。
【請求項１８】
ウェハ支持体の各々が閉鎖上部に、閉鎖上部とウェハ支持体の各々の上縁との間に延在する細長い板バネとして構成された弾性的に柔軟なプラスチックコネクタにより弾性的に取り付けられた請求項１４に記載のウェハ容器。
【請求項１９】
ウェハ支持体が導電性プラスチックからつくられ、筐体部の閉鎖上部が、導電性プラスチックから形成されたロボットフランジを含み、ウェハ支持体がロボットフランジの閉鎖上部に、弾性的に柔軟な導電性のプラスチックバネ部材により弾性的に取り付けられる請求項１４に記載のウェハ容器。
【国際調査報告】
2005509304.tif 000010