(57)【要約】前部開口式のウェハーコンテナ（３０）は、透明なシェルを備えたコンテナ部分（３２）と、開口した前部を閉じるためのドア（３４）を有している。コンテナ部分（３２）はシェルの底部に設けられた運動学的連結部（５６）などの機械インターフェースと、特にロボット持ち上げ用フランジあるいはアダプタプレート（５０）とからなるアクセサリを受容するための、シェルの上部に設けられた受容部（７３）を有している。アダプタプレート（５０）はウェハーキャリアを積み重ねることができるように、協働する機械インターフェースを有しているのが理想的である。好ましい実施の形態においては、受容部（７３）は摺動式のサポートガイド（７２，７４）を有し、サポートガイドはロボット持ち上げ用フランジあるいはアダプタプレート（５０）を保持するためのアンダーカット部（７５）を有している。アクセサリは、このアクセサリをコンテナ部分の上で解放可能に定位置にロックするためにアクセサリに設けられた戻り止めを有しているがことが理想的である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）開口した前部と、上部と、底部とを有するコンテナ部分と、
ｂ）前記開口した前部を閉じるためのドアと、
ｃ）前記コンテナ部分の底部にあって第１の構造を有する機械インターフェースと、
ｄ）前記コンテナ部分の上部に設けられた受容部と、
ｅ）前記受容部においてコンテナ部分と係合する積み重ね用アダプタプレートとを有し、前記積み重ね用アダプタが前記第１の構造を有する機械インターフェースと協働するように構成されているウェハーコンテナシステム。
【請求項２】
前記積み重ね用アダプタプレートが、少なくとも三つの丸い突起部と、受容部においてコンテナ部分にラッチするための戻り止めとを有する請求項１記載のウェハーコンテナシステム。
【請求項３】
前記積み重ね用アダプタプレートが、下方へ延びかつ前記少なくとも三つの丸い突起部に近接して配置されている三つのコンテナ部分接触部を有する請求項１記載のウェハーコンテナシステム。
【請求項４】
上部と運動学的連結部を備えた底部とを各々有する複数のウェハーコンテナを積み重ねるための積み重ね用アダプタプレートであって、該積み重ね用アダプタプレートは複数のウェハーコンテナの積み重ねを容易にするためにウェハーコンテナの上部へ取り付けられるものであり、上方を向いた運動学的連結部分を有している積み重ね用アダプタプレート。
【請求項５】
前記アダプタプレートが、プレートをウェハーコンテナへ取外し可能に取り付けるための戻り止めを有する請求項４記載の積み重ね用アダプタプレート。
【請求項６】
複数のウェハーを保持するためにその中に複数のスロットを有するコンテナ部分を有し、前記コンテナ部分が、上部と、底部と、該底部に配置された機械インターフェースとを有し、ウェハーコンテナの上部と係合するように形成されたアダプタプレートを有し、該アダプタプレートが少なくとも三つの丸い突起部を有し、これらの突起部が運動学的連結部の一つの部分を有するウェハーコンテナシステム。
【請求項７】
前記アダプタプレートが、プレートをウェハーコンテナへ取外し可能に取り付けるための戻り止めを有する請求項４記載の積み重ね用アダプタプレート。
【請求項８】
前記プレートが水平方向に延びる三つの脚を有し、これらの脚が互いに等しく離間している請求項６記載の積み重ね用アダプタプレート。
【請求項９】
前記プレートが水平方向に延びる三つの脚を有し、それぞれ一つの脚が前記少なくとも三つの丸い突起部の一つを有する請求項６記載の積み重ね用アダプタプレート。
【請求項１０】
複数のウェハーを保持するためにその中に複数のスロットを有するコンテナ部分を有し、該コンテナ部分が、上部と、底部と、この底部に配置された機械インターフェースとを有し、該機械インターフェースが運動学的連結部の一部として三つの溝を有し、ウェハーコンテナの上部に設けられた積み重ね用アダプタを有し、該アダプタプレートが少なくとも三つの丸い突起部を有し、この突起部が運動学的連結部の協働部分を有し、前記複数のウェハーコンテナが、隣接する各対の間に運動学的連結部の二つの部分を挟んで互いに積み重ねられるウェハーコンテナシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
この出願は２０００年１２月４日に出願された仮出願第６０／２５１，０２５号に対する優先権を主張している。前記出願は参照によってここに導入されている。
【０００２】
【発明の背景】
この発明は半導体ウェハー用のキャリアに関する。さらに詳しくは、この発明はウェハーを貯蔵し輸送するための閉鎖可能なコンテナに関する。
【０００３】
一般的にトランスポートモジュールと呼ばれるシール可能な囲み部が、処理工程の間及び／あるいは設備の間でウェハーを貯蔵し輸送するために、半導体処理産業において長年にわたって利用されてきた。周知のように、半導体ウェハーは粒子などの汚染物質によって傷つきやすい。クリーンルームや、半導体ウェハーを貯蔵したり回路に加工したりするその他の環境においては、汚染物質をなくすために尋常でない手段が用いられている。
【０００４】
２００ｍｍあるいはそれより小さい範囲のウェハーに対しては、清浄なシールされたミニ環境を実現するためにＳＭＩＦポッド（標準機構インターフェース（ｓｔａｎｄａｒｄｉｚｅｄ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ））として知られるコンテナが利用されてきた。こうしたポッドの例がアメリカ合衆国特許第４，５３２，９７０号及び第４，５３４，３８９号に開示されている。このＳＭＩＦポッドは一般に透明なボックス形状のシェルを利用しており、開口した底部を形成する下側のドアフレームあるいはフランジと、ラッチ可能なドアを有している。ドアフレームが処理装置の上へクランプして、処理装置の上に設けられたドアと、開口した底部を閉じる下側のＳＭＩＦポッドドアが、シェルから同時に下方へ下げられて前記処理装置の中のシールされた処理環境の中へ入れられる。前記ウェハーへアクセスして処理するためには、ＳＭＩＦポッドの上部内側表面に配置されていてウェハーが装着されている別個のＨバーキャリアを、ポッドのドアといっしょに下げる。そうしたポッドでは貯蔵及び輸送のときにウェハーの重量はドアへ直接掛かることになる。
【０００５】
半導体処理産業は、より大きくて重いウェハーを、なかでも特に３００ｍｍウェハーを利用する方向へ向かっている。こうしたモジュールに対するトランスポートモジュールは、ウェハーを挿入したり取り出したりするために、モジュールから下方へ落下する底部ドアではなくて前部開口部を利用している。ドアがウェハーの荷重を支えるのではなく、透明なプラスチック（ポリカーボネートなどの）シェルや粒子発生の少ないプラスチック（ポリエーテルエーテルケトンなど）から成形されたウェハーを支えるための他の部材を有するコンテナ部分が、ウェハーの荷重を支える。必然的に、こうしたコンテナ部分は一体に組み合わされた多数のコンポーネントから形成されている。
【０００６】
こうした３００ｍｍモジュールに対する工業標準では、モジュールを処理装置に対して再現性よくかつ精密に位置合わせするために、モジュールの底部に機械式連結部などの機械インターフェースが要求される。これによって、ロボットハンドリング手段がモジュールの前部でドアと係合して、ドアを開けて、必要な精確な把持を行って、特定の水平方向に配置されたウェハーを取り出すことが可能となる。装置の機械インターフェースに対してウェハーを特定の高さ及び方向に配置することによって、前記ウェハーをロボットで取り出したり挿入したりするときにウェハーが動いて傷つけられないようにすることが極めて重要である。
【０００７】
３００ｍｍウェハーは２００ｍｍモジュールよりも寸法及び重量がかなり大きい。従って、ウェハーのバッチを輸送するために、構造的により強いモジュールが必要とされる。一般に、２００ｍｍのＳＭＩＦポッドでは、モジュールは、単にシェルのドアフランジとドアの連結部で下端を掴むことによって運ばれる。底部開口式のポッドに対してはシェル部分の上部にハンドルが設けられていた。３００ｍｍウェハーに対するより大きくで重く、かさの大きいモジュールを運ぶためには、サイドハンドルが適している。ある用途に対しては、３００ｍｍモジュールの移動はもっぱらロボット手段によっている。こうしたロボット手段は、キャリアの上部の上側表面に設けられた持ち上げ用フランジによって行われる。
【０００８】
処理を行い、貯蔵し、輸送するときには、与えられた領域にできる限り多くのウェハーコンテナを一体に組み付けることが有利である。特にスペースが貴重な工場では、装着されていても、装着されていなくても、ウェハーコンテナの積み重ねることによってスペースを節約することができ、多数のウェハーコンテナへ即座にアクセスすることができる。一般には、与えられた領域に貯蔵可能なウェハーコンテナは多いほどよい。
【０００９】
３００ｍｍウェハーコンテナの底部に設けられた機械インターフェースは、コンテナが機械式連結部を備えた処理装置とインターフェースするときに非常に安定した位置決め機構を提供する。しかし、これまでは、こうしたウェハーコンテナを互いの上に積み重ねることは危険を伴い、一般にこうしたウェハーキャリアを単純に積み重ねることはされない。最小限のスペースで容易にウェハーキャリアを安定して積み重ねる手段が必要とされている。
【００１０】
さらに、半導体ウェハーキャリアあるいはコンテナにおいては、ポッドのどんな場所でも金属ファスナやその他の金属部材を使用することは、非常に望ましくない。金属部材は擦ったり引っ掻いたりすると、非常に損傷を与えやすい粒子を発生する。モジュールにファスナを組み付けると、擦ったり引っ掻いたりすることになる。従って、金属ファスナやその他の金属部材を必要とするトランスポートモジュールの使用は避けなければならない。従って、金属ファスナを利用した手段は避けなければならない。
【００１１】
【特許文献１】
アメリカ合衆国特許第４，５３２，９７０号公報
【特許文献２】
アメリカ合衆国特許第４，５３２，９７０号公報
【特許文献３】
アメリカ合衆国特許第５，７５５，３３２号公報
【特許文献４】
アメリカ合衆国特許第５，９４４，１９４号公報
【特許文献５】
アメリカ合衆国特許第６，０１０，００８号公報
【特許文献６】
アメリカ合衆国特許第６，０１０，００９号公報
【特許文献７】
アメリカ合衆国特許第６，２１６，８７４号公報
【００１２】
【発明の概要】
前部開口式のウェハーコンテナは透明なシェルを備えたコンテナ部分と、開口した前部を閉じるためのドアとを有している。コンテナ部分はシェルの底部に設けられた運動学的連結部（ｋｉｎｅｔｉｃ ｃｏｕｐｌｉｎｇ）などの機械インターフェースを有し、また一般に、ロボット持ち上げ用フランジなどのアクセサリを受容するために、シェルの上部に受容部を有している。このアダプタプレートは、ウェハーキャリアを積み重ねられるように、協働する機械インターフェースを有しているのが理想的である。好ましい実施の形態においては、受容部は摺動式のサポートガイドを有している。サポートガイドはロボット持ち上げ用フランジあるいはアダプタプレートを保持するためのアンダーカット部を有している。アクセサリは、このアクセサリをコンテナ部分に解放可能な状態でロックするためにアクセサリに設けられた戻り止めを有していることが理想である。
【００１３】
この発明の特徴及び利点は、ウェハーコンテナが通常のロボットによる取り扱い機能を有しており、またしっかりと積み重ねられることである。積み重ね用アダプタプレートはコンテナ部分に取外し可能に設置、あるいは固定され、上に積み重ねられるウェハーコンテナの機械インターフェースに対するしっかりとした着座部を提供する。いくつかのウェハーコンテナを一体に積み重ねて、工場スペースを節約することができる。
【００１４】
この発明による特定の実施の形態における別の特徴及び利点は、積み重ね用アダプタプレートが支えている上側のウェハーコンテナとの三つの接触箇所と、アダプタプレートを支える下側のウェハーコンテナとの三つの接触箇所を、このアダプタプレートが提供していることである。
【００１５】
【好ましい実施形態の詳細な説明】
このような機械インターフェースの図１は従来のウェハーコンテナ３０を示している。こうしたキャリアはコンテナ部分３２と、ドア３４と、ロボット用フランジ３６と、マニュアルハンドル４４とを有している。このウェハーキャリアは、コンテナ部分の中に配置された複数のウェハー棚対から形成された複数の水平ウェハースロットを有している。図２は、同じようにコンテナ部分３２とハンドル４４とを有する別の種類のウェハーコンテナを示しており、運動学的連結部（ｋｉｎｅｍａｔｉｃ ｃｏｕｐｌｉｎｇ）として第１の構造に形成された機械インターフェース４８を示している。この運動学的連結部は、アメリカ合衆国特許第５，７５５，３３２号や第５，９４４，１９４号、第６，０１０，００８号、第６，０１０，００９号に開示されているような三つの溝４９を有している。これらの特許はすべてここで参照によって導入されている。この運動学的連結部は有効な機械インターフェースであることがわかっており、３００ｍｍのウェハーキャリアに対する工業標準になっている。この運動学的連結の機械インターフェースは互いに協働する部分を有している。その一方の部分は、正三角形の三つの頂点に配置された部分球などの三つの突起部を有している。他方の部分はその部分球を受容して二つの部分を繰り返し、また正確に一緒に着座させるための三つの溝を有している。こうした運動学的連結部は射出成形などで別個に形成して、コンテナ部分の底部へ適当に取り付けられていてもよい。そうした部材が本出願人により同様に所有されているアメリカ合衆国特許第６，２１６，８７４号に示されている。この特許もここで参照によって導入する。別の場合には機械インターフェースはコンテナ部分と一体化された部分であるか、アメリカ合衆国特許第６，０１０，００８号に開示されている構造フレームワークの一部でもよい。積み重ね用アダプタ５０は図２においては運動学的連結部と係合する位置で示されている。
【００１６】
図３、図４及び図５は積み重ね用アダプタの好ましい実施の形態を示している。このプレートは本体５４を有している。本体５４は、運動学的連結部５６を有する上側５５と、取り付け部分５９を有する下側５８を有している。運動学的連結部は図示されているように少なくとも三つの丸い突起部６０と、三つの補助突起部６２からなる別のセットとを有している。三つの脚６３が水平方向に延びており、各脚は前記少なくとも三つの突起部の少なくとも一つを有している。これらの突起部は別個に形成されていて適当なファスナ６８で取り付けられているか、本体部分と一体に成形されている。下側５８は三つのウェハーキャリア接触部６６を有している。これらの接触部は上側に設けられた運動学的連結部に近接して設置されている。また、接触部７０がロボット用フランジのベースに対応して形成されており、ロボット用フランジを設置したときにウェハーキャリアの上側と協働的に係合する。アダプタは戻り止めとして機能するフック形状の部材７１も有している。
【００１７】
図６はコンテナ部分３２の受容部７３を示している。受容部はロボット用持ち上げフランジや積み重ね用アダプタプレートなどのアクセサリを受容する。受容部は一対の摺動式のガイド部材７２、７４を有している。これらのガイド部材はスロット７８、７９を形成するアンダーカット部７５、７６を有している。このアンダーカット部は水平に対して斜めになっており、アクセサリがくさび止めされて、アクセサリがコンテナ部分の上にさらにしっかりと固定されるようになっている。また、ラッチ部８０がアクセサリの戻り止めを受容して、アクセサリを受容部へ解放可能に固定する。図６はまた、この発明による積み重ね用アダプタを用いて互いに積み重ねられようとしている一対のウェハーキャリアを示している。
【００１８】
図４を参照するとわかるように、二つのくさび部材８８、９０が、受容部のスロット７８、７９と協働する。運動学的連結アダプタプレートに対する取り付け部は、図に示されているようにロボット用フランジの取り付け部と同じに形成された取り付け部を設けることができる。ロボット用フランジと積み重ね用アダプタプレートはカーボンファイバやカーボンが充填されたポリカーボネートなどの熱可塑性プラスチックを射出成形することによって形成することができる。他のプラスチックを用いてもよいし、金属など他の材料も適している。カーボンが充填されたプラスチックについては、カーボンが望ましい静電気消散特性を提供してくれる。積み重ね用アダプタプレートはコンテナ部分の機械式連結部へ導電的に接続してもよい。そして、アダプタプレートをその上に取り付けて、ウェハーキャリアを積み重ねることによって導電性経路が形成される。
【００１９】
別の実施の形態においては、ロボット用フランジは定位置にあり、積み重ね用アダプタプレートは前記ロボット用フランジと協働して、好ましくはこれに直接取り付けられる。他の実施の形態においては、積み重ね用アダプタはロボット用フランジのまわりで、あるいはこれを覆うようにコンテナ部分の上部へ取り付けられる。受容部やロボット用フランジを持たないウェハーキャリアにおいては、積み重ね用アダプタの特定の実施の形態は、ウェハーキャリアの上の利用可能な他の上部構造へ係合される。特定の実施の形態においては、積み重ね用アダプタはウェハーキャリアの上部へ永久的に取り付けられているか、あるいは一体化されている。ある実施の形態においては、積み重ね用アダプタプレートは、米国特許第６，０１０，００９号などに開示されている開口したウェハーキャリアに取り付けられる。
【００２０】
この発明は、その精神あるいは本質から逸脱することなく、他の形態で実現することが可能である。従って、上述した実施の形態は単なる例であり、発明を限定するものではない。この発明の範囲については、上述した説明ではなく、添付の特許請求の範囲を参照すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
コンテナ部分の上部へ取り付けられたロボット用フランジを有する従来のウェハーキャリアの斜視図である。
【図２】
協働する積み重ね用アダプタが変位した状態にある運動学的連結機械インターフェースを有するウェハーキャリアの斜視図である。
【図３】
積み重ね用アダプタの正面図である。
【図４】
図３の積み重ね用アダプタの斜視図である。
【図５】
図３及び図４の積み重ね用アダプタの斜視図である。
【図６】
この発明に従って積み重ねられようとしている一対のウェハーキャリアの斜視図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004515916.tif 000016
2004515916.tif 000017
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004515916.tif 000018
2004515916.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成14年9月11日(2002.9.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）開口した前部と、上部と、底部とを有するコンテナ部分と、
ｂ）前記開口した前部を閉じるためのドアと、
ｃ）前記コンテナ部分の底部にあってその底面に形成された複数のポケットを有する機械インターフェースと、
ｄ）前記コンテナ部分の上部に設けられたリセプタクル部と、
ｅ）上側と下側とを有する積み重ね用アダプタプレートとを有し、その下側は前記リセプタクル部と係合するためのものであり、前記上側は別のウェハーコンテナの機械インターフェースの複数のポケットと係合するための複数の丸い突起部を有し、前記積み重ね用アダプタプレートは前記コンテナ部に締結されておらず、それによって、前記積み重ね用アダプタプレートは多数のウェハーコンテナの積み重ねを容易とするウェハーコンテナシステム。
【請求項２】
前記積み重ね用アダプタプレートの上側が、少なくとも三つの丸い突起部を有する請求項１記載のウェハーコンテナシステム。
【請求項３】
前記積み重ね用アダプタプレートの下側が、下方へ延びかつ前記少なくとも三つの丸い突起部に近接して配置されている三つのコンテナ部分接触部を有する請求項１記載のウェハーコンテナシステム。
【請求項４】
上部と、底部と、該底部に備えられた運動学的連結部とを各々有する複数のウェハーコンテナを積み重ねるための積み重ね用アダプタプレートであって、該積み重ね用アダプタプレートは
ウェハーコンテナの上部に係合するためのものであり、また、その上に重ねられる別のウェハーコンテナの運動学的連結部と係合するための上方を向いた運動学的連結部分を有している積み重ね用アダプタプレート。
【請求項５】
前記アダプタプレートが、プレートをウェハーコンテナへ取外し可能に取り付けるための戻り止めを有する請求項４記載の積み重ね用アダプタプレート。
【請求項６】
複数のウェハーを保持するためにその中に複数のスロットを有するコンテナ部分を有し、前記コンテナ部分が、上部と、底部と、該底部に配置された機械インターフェースとを有し、ウェハーコンテナの上部と取外し可能に係合するように形成されたアダプタプレートを有し、該アダプタプレートは、別のウェハーコンテナが積み重ねられたときにこの別のウェハーコンテナの機械インターフェースと係合するためのものであるウェハーコンテナシステム。
【請求項７】
前記アダプタプレートが、プレートをウェハーコンテナへ取外し可能に取り付けるための戻り止めを有する請求項６記載の積み重ね用アダプタプレート。
【請求項８】
前記プレートが水平方向に延びる三つの脚を有し、これらの脚が互いに等しく離間している請求項６記載の積み重ね用アダプタプレート。
【請求項９】
前記機械インターフェースは運動学的連結部であり、前記プレートが水平方向に延びる三つの脚を有し、これらの三つの脚の各々はその上に重ねられる別のウェハーコンテナの運動学的連結部と係合するための上向きの丸い突起部を有する請求項６記載の積み重ね用アダプタプレート。
【請求項１０】
複数のウェハーを保持するためにその中に複数のスロットを有するコンテナ部分を有し、該コンテナ部分が、上部と、底部と、この底部に配置された機械インターフェースとを有し、該機械インターフェースが運動学的連結部の一部として三つの溝を有し、ウェハーコンテナの上部に設けられた積み重ね用アダプタを有し、該アダプタプレートが少なくとも三つの丸い突起部を有し、この突起部が運動学的連結部の協働部分を有し、前記複数のウェハーコンテナが、隣接する各対の間に運動学的連結部の二つの部分を挟んで互いに積み重ねられるウェハーコンテナシステム。
【請求項１１】
各々が少なくとも底部と上部とを有する囲み部を備え、さらには前記底部に機械インターフェース部を備えた少なくとも第１及び第２のウェハーコンテナと、
前記第１及び第２のウェハーコンテナ積み重ねを容易にするための手段とを有し、該手段は前記第１のウェハーコンテナの上部に取外し可能に取付けることができかつ前記第２ウェハーコンテナの機械インターフェース部と係合可能である、ウェハーコンテナ積み重ねシステム。
【請求項１２】
積み重ねを容易にするための前記手段は少なくとも一つの積み重ね用アダプタプレートを有し、該プレートは上側と下側とを有し、前記上側は前記第２のウェハーコンテナがその上に積み重ねられたときに前記第２のウェハーコンテナの機械インターフェース部と係合するものであり、前記下側は前記第１のウェハーコンテナの前記上部と係合するものであるクレーム１１のウェハーコンテナ積み重ねシステム。
【請求項１３】
前記機械インターフェース部の各々は運動学的連結部である請求項１２のウェハーコンテナ積み重ねシステム。
【請求項１４】
前記運動学的連結部は３つの丸い溝を有し、前記アダプタプレートは前記溝に係合するための３つの丸い突起部を有するクレーム１３のウェハーコンテナ積み重ねシステム。
【請求項１５】
前記第１のウェハーコンテナはアダプタープレート受容部を有し、前記アダプタプレートの前記下側は前記アダプタプレート受容部と取外し可能に係合可能な戻り止めを有する請求項１２記載の積み重ね用アダプタプレート。
【請求項１６】
前記アダプタプレート受容部はロボットによる取扱用のフランジである請求項１５のウェハー積み重ね用アダプタプレート。
【請求項１７】
ウェハーコンテナを積み重ねるための方法であって、
上側と下側とを有する積み重ね用アダプタプレートを提供することを有し、前記上側はウェハーコンテナの機械インターフェース部と係合するものであり、前記下側はウェハーコンテナの上側と係合するためのものであり、
第１のウェハーコンテナの上側に積み重ね用アダプタプレートを配置することを有し、また、
第２のウェハーコンテナの機械インターフェース部に前記積み重ね用アダプタプレートを係合させることによって第２のウェハーコンテナを前記第１のウェハーコンテナに積み重ねることを有する方法。
【国際調査報告】
2004515916.tif 000020