(57)【要約】電荷を散逸する基板キャリアは、実質的に一体型のコンテナ内にオーバーモールドされた導電性グリッドまたは網状構造を備えている。このグリッドは下に存在する接地されたサドルと電気接続している。キャリアは実質的に透明な側壁と、保管された基板を概ね軸方向に整列して保持するための導電性の棚とをさらに備え得る。
2007511097.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板コンテナであって、
ドアと、
コンテナ部分と、該コンテナ部分は一対の概ね向かい合う側壁を有し、前記側壁の各々は前記基板が前記コンテナ内にある場合に前記基板を見るべく露出された透明な部分を有することと、
背面壁と、
上壁と、
底部と、
一対の概ね向かい合う側柱と、前記側柱の一つが前記側壁の各々から内部に延び、前記側柱の各々が、前記基板を収容する棚と、前記基板を収容するスペースを区画形成する前記側壁、前記背面壁、および底部とを区画形成することと、
静電気を放散するための接地経路を提供する、前記透明な部分の外側に面する表面に延びる実質的に連続しかつ分離した導電性材料の反復配列と、
を備えた基板コンテナ。
【請求項２】
反復配列がグリッドとして構成される請求項１に記載のコンテナ。
【請求項３】
前記配列が前記棚と電気的に連絡している請求項１に記載のコンテナ。
【請求項４】
前記配列が前記上壁にもさらに存在する、請求項３に記載のコンテナ。
【請求項５】
前記配列前記底部にもさらに存在する、請求項４に記載のコンテナ。
【請求項６】
前記上壁と前記底部を電気接続する、前記側壁に存在する導電性主要通路をさらに備えた、請求項１に記載のコンテナ。
【請求項７】
前記棚は導電性である、請求項１に記載のコンテナ。
【請求項８】
前記グリッドは概ね一様である、請求項２に記載のコンテナ。
【請求項９】
前記グリッドは直線である、請求項２に記載のコンテナ。
【請求項１０】
前記コンテナは主にポリカーボネートで構成されている、請求項１に記載のコンテナ。
【請求項１１】
前記棚は導電性である、請求項１に記載のコンテナ。
【請求項１２】
コンテナであって、
構造体を囲むスペースから該構造体の中に配置された基板を密封して分離する該構造体と、
前記構造体内に配置された前記基板を保持するための複数の棚と、
前記構造体に存在する静電気を放散する手段と、
を備えたコンテナ。
【請求項１３】
基板を提供するコンテナであって、
一対の概ね向かい合う側壁と、
前記側壁の各々に実質的に隣接している背面壁と、
前記側壁の各々および前記背面壁に実質的に隣接している底部と、
前記側壁の各々および前記背面壁に実質的に隣接している上壁と、
ドアを受け取る開放された正面部を区画形成するドアフレームと、
前記側壁の各々から延びる棚を有する柱と、
前記コンテナからの静電気を導くための接地経路を提供する、前記側壁に存在する概ね分離しかつ連続した導電性反復のグリッドと
を備えたコンテナ。
【請求項１４】
側壁の各々に実質的に透明な窓をさらに備えた、請求項１３に記載のコンテナ。
【請求項１５】
基板を密封収容するコンテナから静電気の電荷を放散させる方法であって、該コンテナは、該コンテナに埋め込まれると共に前記静電気に対する接地経路を提供する概ね分離しかつ連続した導電性材料の網状構造を有し、前記方法は、前記コンテナから前記導電性材料の網状構造上を通って静電気を導くことから成る、方法。
【請求項１６】
前記放散手段は、導電性材料の概ね分離しかつ連続したグリッドを含み、前記コンテナから電荷を導くことは前記グリッドを介して前記電荷を導くことから成る、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記コンテナは向かい合う側壁、上壁、背面壁、および底部を有し、前記グリッドは前記側壁、前記上壁、前記背面壁、および前記底部に埋め込まれている、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記コンテナは前記側壁の各々の内部表面から延びる導電性リブ配列を備え、前記コンテナから前記電荷を導くことは前記リブ配列の各々を介して前記電荷を導くことから成る、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
基板を密封収容するコンテナを製造する方法であって、
透明な部分に隣接している分離し概ね連続した導電性材料の反復グリッドワークと共にコンテナの該透明な部分を成形すること、および
シェルの一部分を前記透明な部分にオーバーモールドすること、
から成る方法。
【請求項２０】
前記透明な部分の成形は射出成形を含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
ポリカーボネートがオーバーモールドされる、請求項２０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本願は米国特許法第§１１９（ｅ）条の優先権を主張し、２００３年１１月７日出願の米国仮出願第６０／５１８，１８８号を援用により組み込むものとする。
（発明の属する技術分野）
本発明は、輸送、保管および加工（processing）用にシリコンウエハ、メモリ・ディスクおよびその同種のものを閉じ込めるための装置に関する。詳細には、本発明は、静電気保護機能を備えた基板コンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
基板キャリアは加工前、加工中、および加工後に基板を保持、輸送、および保管するために利用される。そのような基板の例には、半導体装置の製作に使用されるウエハ、磁気記録ディスク基板、液晶ディスプレイパネル基板、およびその同種のものがある。最終製品に作り変えられる前に、そのような繊細で高価な基板は加工、保管および輸送を繰り返し受ける。半導体ウエハが、微粒子、静電気放電、振動（jarring）およびガス封入のよ
うな環境上の影響を非常に受けやすいことはよく知られている。
【０００３】
周囲雰囲気からの塵や他の粒子という形での汚染物質は、仮にそれらが基板に付着した場合には、取り返しのつかないほど基板を汚す恐れがある。集積回路のサイズが縮み続けるにつれて集積回路を汚染する恐れのある粒子のサイズもより小さくなっており、そのため汚染物質を最小限にすることが一層重要になっている。半導体業界は、まさにそうした発生を防ぐために、クリーンルームを始めとする精巧な手段を使用している。汚染は半導体業界の歩留まり損失のただ一つの最大の原因として認められている。
【０００４】
粒子の形をした汚染物質は、摩滅により、例えばウエハまたはディスク、キャリヤ・カバーまたはエンクロージャ（enclosure）、他のキャリア、もしくは加工装置でキャリア
を磨くかまたは擦ることにより生成され得る。それ故、キャリアの最も望ましい特性は、プラスチック成形材料が摩滅、摩擦または擦過した際の粒子生成に対する抵抗である。特許文献１はウエハ・キャリアのそのような材料の適性に関連するプラスチックの種々の特性について説明している。特許文献１は援用により本明細書に組み込まれる。
【０００５】
上記に照らせば、製作プロセスの各工程で基板を保護する必要があることは明らかである。ウエハ・キャリアの１つの目的は、この保護を提供することである。ウエハ・キャリアの例は、エンテグリス社（Entegris）製のF300 Wafer Carrierのような前面開放型の一体型ポッド・システム（Front Opening Unified Pod, ＦＯＵＰ）である。ＦＯＵＰは製
作、移動、輸送または保管中に、雰囲気中の塵粒子や化学汚染物質からウエハを保護するための保護エンクロージャを提供する。
【０００６】
ウエハ・キャリアの第２の目的は、輸送中にウエハ・ディスクをしっかり保持することである。キャリアは通常、ウエハまたはディスクをスロット内に軸方向に整列させ、かつウエハまたはディスクをキャリアの周端付近で支持するように構成されている。ウエハまたはディスクは従来、径方向に上方または側方にキャリアから取外し可能である。本願と同一の出願人に譲渡された特許文献２は、ウエハ支持棚を具備する加工強化キャリアとして構成されたウエハ・キャリアを開示している。特許文献２は援用により本明細書に組み込まれる。
【０００７】
さらに、ウエハ・ディスクの加工は通常自動化されているため、ウエハをロボットが除
去および挿入できるよう、ディスクは加工装置に対して正確に配置される必要がある。例えば多数の構成部品を利用するウエハ・キャリアのような先行技術のウエハ・キャリアでは、構成プラスチック部品のスタッキングまたは公差（tolerance）によって引き起こさ
れる、重要な寸法の不都合な変化がある場合がある。ウエハ面と外部加工装置インタフェースとの間に許容できる公差を有するウエハ・キャリアを製造する際のこのような問題を克服するために、従来より単一体（monolithic）のウエハ・キャリアが使用されている。
【０００８】
キャリア・シェルに使用される材料は、加工や輸送の繰り返しによってキャリアにかかるストレスに拘わらずキャリアがその製品寿命中に寸法安定性を維持するようなものでなければならない。寸法安定性は、ウエハまたはディスクの損傷を防ぎ、かつキャリア内でのウエハまたはディスクの移動を最小限にするのに必要である。ウエハとディスクを保持するスロットの公差は通常は非常に小さく、キャリアのいかなる変形も非常に脆いウエハを直接損傷させるか摩耗を増大させる可能性があるため、ウエハまたはディスクがキャリア内へ、キャリア外へ、またはキャリア内で移動される場合に粒子生成が増大する場合がある。キャリアが出荷中に積み重ねられる場合やキャリアが加工装置に組み入れられる場合のようにキャリアがある方向に積まれる場合にも、寸法安定性は非常に重要である。キャリア材料は、保管中または洗浄中に遭遇し得る高温下でもその寸法安定性を維持すべきである。
【０００９】
半導体ウエハの取り扱いおよび加工の際、静電気は絶えず関心事である。半導体業界で使用されている従来のキャリアは、静電荷を発達させて保持する場合がある。帯電したプラスチック部品が電子機器または加工装置と接触すると、静電気放電（ＥＳＤ）という有害な現象で放電し得る。それ故、ＥＳＤを無くすと同時に粒子の引き付けを回避する静電気散逸特性を備えたキャリアを有することが望ましい。ウエハ・キャリアは、カーボン充填ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）やカーボン充填ポリカーボネート（ＰＣ）を始めとする従来の静電気散逸材料により製造されている。
【００１０】
閉じたコンテナ内のウエハが見えることは非常に望ましいことであり、これはエンド・ユーザによって要求される場合がある。ポリカーボネート類を始めとする透明プラスチックは、かかるプラスチックはコストが低いために、この目的で使用されている。しかしながら、それらのプラスチックは望ましい静電気散逸特性または望ましい摩滅抵抗を有していない。
【００１１】
キャリアは通常、ポリカーボネート（ＰＣ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ペルフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）およびポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）のような射出成形されたプラスチックから形成される。通常、１つのキャリア機能に理想的な材料は、同じキャリアの異なる機能には理想的な材料でないことが認識される。例えばＰＥＥＫはウエハの接触部分には理想的な摩滅抵抗特性を有する材料であるが、他のプラスチックに比べて成形が困難でコストが法外にかかる。
【００１２】
静電気散逸の目的で、充填材がさらに射出成形プラスチックに加えられる場合がある。そのような充填材には炭素粉末または炭素繊維、金属繊維、金属コートを施した黒鉛、および有機（アミンベースの）添加物が含まれる。特許文献２は複合基板キャリア、特に、最適な性能のために少なくとも２つのプラスチック材料が戦略的に配置された、少なくとも２つの異なる溶融加工性プラスチック材料から形成されたウエハ・キャリアについて教示している。
【００１３】
ウエハ・キャリアの設計で考慮すべき重要な点の１つが、キャリアの構築に使用される材料のコストおよび材料の成形し易さであることが強調される。
【特許文献１】米国特許第５，７８０，１２７号
【特許文献２】米国特許第６，４２８，７２９号（発明の開示）  加工、輸送、および支持中に基板を閉じ込めて保護するための内部キャビティを有するコンテナ部分を備えた基板キャリアが開示される。コンテナ部分はキャリアが静電荷を蓄積するのを防止するための固有の手段と、最適性能特性を提供する複数材料の組み合わせとを有している。好ましい実施形態では、ウエハは、コンテナ部分の壁から延びオーバーモールド等により一体成形された側面支持柱で支持される。閉じたポッドの中のウエハへの目に見えるアクセスは、実質的にシェル全体であり得る透明な部分により、またはコンテナへのオーバーモールドにより形成された窓により、容易にされる。導電性材料の配列として構成される経路は、オーバーモールドプロセスを使用して作成され、シェルの窓または透明部分、側面ウエハ支持柱、ならびにポッド・シェルにまたがり得る。導電性材料は、取扱人または物体による透明部分との物理的接触を防止するか最小限にする、透明部分から突出する物理的障壁を形成することが可能である。
【００１４】
好ましい実施形態では、一連の離間した導電性経路がウエハ・コンテナのシェルの外部に形成されることを利点および特徴とする。そのような一連の経路はグリッドを有する配列として配置され、特定の透明部分、特に静電荷を有し得るか接触により電荷を生成し得る物体と接触しやすい部分を、効果的にカバーする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１を参照すると、数字２０で全体的に指定されたウエハ用のコンテナ・モジュールまたはＦＯＵＰは、リフト・サドル２７を備えたコンテナ部分２５と、コンテナ２５を閉じラッチ機構２９によりコンテナ２５に固定されるドア２８（図６）とを有している。
【００１６】
図１に示されるように、数字２０で全体的に指定されたＦＯＵＰシェルは、正面部３５、背面部４０、上壁４２，側壁４５，４６、および底部５０を備えたポッド・シェル３０から主として構成される。ポッド・シェルは導電性の接地されたプレート５５で支持され、底部５０が接地されたプレート５５と接触した関係にある。好ましい実施形態では、導電性プレート５５が電気接地され、図４に示した運動学的カプリング５７を有する溝５６として構成された３つのインタフェース構造を有するように設計される。側壁４５，４６は連続しており、中実である。図１および２は、コンテナの開放された内部６５を示す。側壁４５，４６と一体的に一対のウエハ側柱７０が存在し、柱７０の各々は複数の棚７５を備え、ウエハ受け取り領域８０を区画形成する。各棚はウエハ係合部分８５を有する。好ましい実施形態では、上壁４２にはガイド・リブ１１０が設けられ、このガイド・リブ１１０は天井ホイスト型移動セクション（ＯＨＴ）（非図示）によってポッドを把持して持ち上げるべくロボット・フランジ１１５を摺動可能に受けるのに適している。
【００１７】
好ましい実施形態では、ポッド・シェル３０はポリカーボネートまたはポリエーテルイミドもしくはその同種のものから射出成形されることが好ましい。一般に、ポッドが不透明な材料から製造される場合には、視界窓１２０がポッド・シェル３０に望ましくは成形される。窓１２０は実質的に透明または半透明の材料より好ましくは構成される。通常側壁４５，４６の各々には、不透明なポッド・シェル３０の内部にあるウエハへの目に見えるアクセスを許容する、実質的に透明な窓が設けられ得る。
【００１８】
別の好ましい実施形態では、側柱７０はポッド・シェルと一体的に射出成形され、ポッド・シェルと側柱は単一体（monolithic body）を構成する。側柱７０は、図２に例証さ
れた炭素充填ＰＥＥＫのような静電気散逸材料（ＳＤＭ）から成るオーバーモールドされた導電性の主要通路部分を有してもよい。図２に描かれているように、主要通路部分は上壁４２を底部５０および電気接地されたプレート５５に接続する導電性の経路を形成する。図５に示した別の実施形態では、導電性主要通路は、導電性パッド１３５と電気的に結
合し得る。導電性パッド１３５は、負荷を分配するリフト・サドル２７の側壁に対する取り付け箇所を形成する位置１４０，１４１で、側壁４５，４６内に成形されると共に側壁４５，４６から突出する。導電性経路は、シェルの透明材料によって分離された反復経路を有するグリッドを備え得る配列に配置される。導電性経路の分離は約１．２７ｃｍ（約２分の１インチ）〜約３．８３ｃｍ（約１．５インチ）であると考えられる。リフト・サドル２７はロボット・フランジ１１５と連接されており、ロボット・フランジ１１５から側壁４５，４６へと負荷を分配する役目を果たす。リフト・サドルの導電性パッド１３５との相互連結は、動作中にロボット・フランジ１１５に蓄積し得る静電荷を接地する電気経路を有効に提供する。
【００１９】
本明細書では「導電性」とは、構成要素または通路、もしくは材料が少なくとも静電気散逸性であり、ウエハ・コンテナに関して一般に見られるように静電気の蓄積を放出することができることを意味する。一般に、静電気散逸材料は１０5〜１０12オーム／スクエ
ア（Ω／□）の表面抵抗を有する。材料が接地のための導電経路を提供するためには、これより小さい抵抗が適当であり得る。
【００２０】
代替実施形態では、図４で示されるように、側柱７０と同様に窓１２０も導電性リブ１９０を有するオーバーモールドされた導電性リブ配列１７０を備え得る。導電性リブ配列１７０は理想的には炭素充填ＰＥＥＫまたは静電気散逸特性を提供する同様な材料からオーバーモールドにより形成され得る。しかしながら、リブ配列は側壁４５，４６の領域のかなり大きな範囲に及ぶため、ＰＥＥＫのようなコストが法外にかかるＳＤＭ材料を最少量使用することより、ポッド・シェル３０が及んでいる領域にわたって静電荷を接地する手段を提供する。さらに、好ましい実施形態では、リブ配列は、窓またはキャリアの他の重要な部分と接触する物理的障壁を提供し得る。本明細書で説明する配列は、外側に面する透明表面と面一であるか、該表面の下に埋め込まれているか、または外側に面する透明表面から外側に突出し得る。この突出形状は物理的障壁を提供する。
【００２１】
図６を参照すると、別の代替実施形態では、導電性のグリッド網状構造１８０が透明ポッド・シェル３０の実質的全体の上にオーバーモールドされている。配列またはグリッドは導電性材料１８５を有し、ポッドの任意の所望の部分に静電荷の接地経路を提供するように適応され得る。配列またはグリッドの網目が一様ではなく、静電荷が蓄積しやすいポッドの領域には、より細かいメッシュまたはより密なメッシュの分布を有していてもよいことが理解されよう。配列またはグリッドはシェルの外部に任意選択で露出される反復する一連の導線を有していてもよい。例えばグリッド１８０は直線であっても非直線であってもよく、曲線または非曲線のシェル３０が最初に成形され、次に該シェル３０が射出成形の型に戻して配置されてその上にＰＥＥＫグリッド１７０が成形されてもよい。このプロセスでは、型の温度は、ポリカーボネート基本部分の歪みを防止するために、理想的には約１４９℃であるポリカーボネートのガラス転移温度未満に維持される。図７および８は、側壁断面のリブと窓における導電性材料１８５をそれぞれ示す。
【００２２】
特定の適用例では、第１の射出成形部分すなわちグリッド部分を、第２のオーバーモールドされる部分すなわちポッド・シェルよりも相対的に小さい体積にすることが適当であり得る。別の適用例では、例えば導電性グリッドを有する第１の材料が、型の重要な位置、例えば、ウエハ接触領域および窓領域に配置されて凝固され、ポッド・シェルの材料を含むポリカーボネートを始めとする第２部分は型を変更せずに第１の材料上にオーバーモールドされる。
【００２３】
別の特定の適用例では、第２の材料を凝固させる必要はなく、２つの材料を溶融する間に両材料は接合され得る。この同時成形は第１部分と第２部分の間の界面の位置決めに関しては正確さを提供しないが、余分な成形や、第１の部分を凝固させ、第１の部分を型か
ら取外し、第１の部分を第２の型の中に配置するという工程の必要性を無くすものである。
【００２４】
本発明は、本発明の精神または実質的な属性から逸脱することなく、他の特定の形で実施することができる。それ故、本発明の実施形態は、すべての点で説明のためのものであって本発明を制限するものではないと見なされたい。本発明の範囲を示しているのは、上記説明ではなく添付の特許請求の範囲である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明のウエハ・キャリアのコンテナ部分の斜視図。
【図２】ウエハ支持柱の斜視図。
【図３】ウエハ・キャリアの側壁の導電性タブを描いたウエハ・キャリアの一部分。
【図４】本発明のウエハ・キャリアのコンテナ部分の斜視図。
【図５】ウエハ支持体における導電性経路の、ハンドルとの接続箇所の詳細図。
【図６】本発明のウエハ・コンテナの斜視図。
【図７】本発明の、リブの配列が突出した窓部分の断面図。
【図８】本発明の、導電性材料のグリッドが成形された窓部分の断面図。
【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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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
2007511097.tif 000011
2007511097.tif 000012