(57)【要約】  フロントオープニングウェーハ容器は、前方及び後方の積み重ねられたＶ形状のウェーハ縁部を受け入れる部分の組と、ウェーハ棚構成要素の後方の組とを有し、ＰＢＴで予備形成されるとともにポリカーボネートでオーバーモールド成型される薄膜を備える。積み重ねられたＶ形状のウェーハ縁部を受け入れる部分の組は、棚上の着座位置の上方に棚間の着座位置を提供する。ＰＢＴがウェーハ縁部に低摩擦の滑り係合表面を提供することによって、ウェーハ容器のドアが取り除かれたときに棚間の位置から棚上の位置までウェーハの均一且つ一貫した落下を提供する。【選択図】図１１
2017527997.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シェル部分、及び開放前面を画定するドアフレームを備える容器部分と、
前記ドアフレームに受け入れられるような大きさのドアであって、前記ドアを前記容器部分に係止するためのラッチ機構を備えるドアと、
ウェーハを受け入れる領域を画定するための前記容器部分内に位置する１対のウェーハ棚構成要素と
を備え、
前記ウェーハ棚構成要素のそれぞれは、複数のＶ形状の着座部分を有し、前記着座部分は、ウェーハ縁部を係合するための前記着座部分上で露出されるポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）を含む薄膜のストリップでＶ形状の凹部を画定する、フロントオープニングウェーハ容器。
【請求項２】
前記容器部分は、３００ｍｍのウェーハを受け入れる大きさである、請求項１に記載のフロントオープニングウェーハ容器。
【請求項３】
前記ウェーハ棚構成要素のそれぞれはさらに、複数の垂直方向に配置された棚を有し、前記棚のそれぞれは棚上着座位置を画定する、請求項１に記載のフロントオープニングウェーハ容器。
【請求項４】
さらに、前記容器部分の底面にキネマティックカップリングを備え、前記容器部分の上面にロボットフランジを備える、請求項３に記載のフロントオープニングウェーハ容器。
【請求項５】
前記薄膜のストリップは前記ウェーハ棚構成要素の母材に接合され、前記母材はポリカーボネートを含む、請求項１に記載のフロントオープニングウェーハ容器。
【請求項６】
前記薄膜のストリップは、オーバーモールド成型プロセスによって前記母材に接合される、請求項５に記載のフロントオープニングウェーハ容器。
【請求項７】
３００ｍｍ又は４５０ｍｍのウェーハを受け入れるように構成されるとともに開放前面及び前記ウェーハを受け入れるように構成された１組の積み重ねられた傾斜部を有する容器部分を備え、前記傾斜部のそれぞれは棚間のウェーハの着座位置に通じ、１対の組の棚は複数の棚上の着座位置を提供し、前記開放前面を閉じるためにドアが前記容器部分によって受け入れられるような大きさにされ、前記ドアは、前記容器部分内で前記１組の積み重ねられた傾斜部と協働する１組の積み重ねられた傾斜部を有し、
前記容器部分の前記１組の積み重ねられた傾斜部は、前記ドアの前記積み重ねられた傾斜部に比べて前記ウェーハの縁部に対する滑り摩擦が小さいポリマーで形成される、フロントオープニングウェーハ容器。
【請求項８】
前記ドアは複数の分離したフィンガ部分を有し、各フィンガ部分は、前記ドアの前記１組の積み重ねられた傾斜部を画定する、請求項７に記載のフロントオープニングウェーハ容器。
【請求項９】
前記１組の積み重ねられた傾斜部はポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）を含む、請求項７に記載のフロントオープニングウェーハ容器。
【請求項１０】
前記ＰＢＴは、母材に接合された薄膜の形態である、請求項９に記載のフロントオープニングウェーハ容器。
【請求項１１】
前記母材はポリカーボネートであり、前記ＰＢＴは、前記ＰＢＴ上に前記ポリカーボネートをオーバーモールド成型することによって前記ポリカーボネートに接合される、請求項１０に記載のフロントオープニングウェーハ容器。
【請求項１２】
前記分離したフィンガ部分はポリカーボネートからなる、請求項７に記載のフロントオープニングウェーハ容器。
【請求項１３】
前記１組の積み重ねられた傾斜部のそれぞれは、ＰＢＴ以外のポリマーをＰＢＴ上にオーバーモールド成型することによって形成される、請求項７に記載のフロントオープニングウェーハ容器。
【請求項１４】
開放前面及び前記開放前面を閉じるためのドアを有する容器部分を備え、前記容器部分は、棚上の着座位置を画定する複数の棚及び高い棚間の着座位置を画定する複数の傾斜部を備え、前記棚は第１のポリマー材料で形成され、前記複数の傾斜部は第２のポリマー材料で形成されるフロントオープニングウェーハ容器。
【請求項１５】
前記複数の棚は、前記容器部分の１つの面にある第１の１組の積み重ねられた棚と、前記容器部分の前記１つの面とは反対側の面にある第２の１組の積み重ねられた棚とを備え、前記複数の傾斜部は、前記容器部分の前記１つの面にある第１の１組の積み重ねられた傾斜部と、前記容器部分の前記反対側の面にある第２の１組の積み重ねられた傾斜部とを備える、請求項１３に記載のフロントオープニングウェーハ容器。
【請求項１６】
前記第１の１組の積み重ねられた棚と前記第１の１組の積み重ねられた傾斜部は、ウェーハ棚構成要素内で一体であり、前記第２の１組の積み重ねられた棚と前記第２の１組の積み重ねられた傾斜部は、別のウェーハ棚構成要素内で一体である、請求項１５に記載のフロントオープニングウェーハ容器。
【請求項１７】
前記第１の１組の積み重ねられた棚は、ウェーハ棚構成要素内で一体であり、前記第２の１組の積み重ねられた棚は、別のウェーハ棚構成要素内で一体であり、前記第１の１組の積み重ねられた傾斜部及び前記第２の１組の積み重ねられた傾斜部は、前記ウェーハ棚構成要素内又は前記別のウェーハ棚構成要素のいずれとも一体ではない、請求項１５に記載のフロントオープニングウェーハ容器。
【請求項１８】
各組の積み重ねられた傾斜部は、オーバーモールド成型された基部を有するポリブチレンテレフタレートの薄膜ストリップによって画定される、請求項１４から１７のいずれか一項に記載のフロントオープニングウェーハ容器。
【請求項１９】
ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）から、１組の積み重ねられた傾斜部を備える予備形成品を形成することと、
ウェーハ棚構成要素用の型に前記予備形成品を挿入することと、
前記型内にポリカーボネートを注入することによって前記ＰＢＴの予備形成品上にポリカーボネートをオーバーモールド成型することと、
前記オーバーモールド成型されたＰＢＴと共に前記成形されたウェーハ棚構成要素を前記型から取り除くことと、
容器部分内に前記ウェーハ棚構成要素を設置することと
を含む、ウェーハ容器を製造する方法。
【請求項２０】
前記ＰＢＴの予備形成品用に薄膜ストリップを選択することを含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
ポリカーボネートで前方の１組の積み重ねられた傾斜部を成型することと、前記容器部分用の大きさのドアに前記１組の積み重ねられた傾斜部を設置することとを含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記ポリカーボネートの注入中に前記予備形成品を機械的に押さえることを含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
キャビティに対して前記型内の前記予備形成品の位置とは反対に位置するゲートから前記ポリカーボネートを注入することを含む、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に、ウェーハ容器、並びにウェーハ容器及び他の基板容器を成型する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
関連出願
この出願は、２０１４年８月２８日に出願された米国仮出願第６２／０４３２９７号、及び２０１４年９月１１日に出願された米国仮出願６２／０４９１４４号の優先権を主張する。両出願は、参照によりその全体が本明細書に援用される。
【０００３】
半導体産業は、独特な異例の純度及び汚染防止要件を製品設計及び製造プロセスの開発及び実施に導入する。材料の選択は、構成要素及びアセンブリの製造、保管、及び輸送に必須である。
【０００４】
ウェーハディスクを集積回路チップにする処理は、多くの場合、ディスクが繰り返し処理され、ウェーハ容器を含むウェーハキャリアに保管され、搬送されるいくつかのステップを伴う。ディスクの繊細さ及び極端な価値のため、この手順でディスクが適切に保護されることが重要である。ウェーハキャリアの１つの目的は、この保護を提供することである。さらに、ウェーハディスクの処理は概して自動化されているので、ロボットによるウェーハの取出し及び挿入のためにディスクを処理装置に対して正確に位置決めする必要がある。ウェーハキャリアの２番目の目的は、ウェーハディスクを輸送中に安全に保持することである。
【０００５】
ウェーハキャリアは概して、棚又はスロット内にウェーハ又はディスクを軸方向に配置し、ウェーハ又はディスクをそれらの周縁部のそば又は近くで支持するように構成される。ウェーハ又はディスクは従来、キャリアから半径方向上方又は水平に取出し可能である。キャリアは、ウェーハ又はディスクを封入するために、補足的な上蓋、底蓋、又はエンクロージャを有してもよい。ある知られたウェーハ出荷者は２つの部分、すなわち基部及び蓋しか有していないが、３００ｍｍ及び４５０ｍｍの大きなウェーハ用のフロントオープニングウェーハ容器は、ラッチシステム、別々の棚、外部に取り付けられた取り扱い構成要素及びマシンインターフェイス構成要素、バラストシステム、センサ、及び環境制御器さえも有して非常に複雑なものとなり得る。また当然ながら、大きなウェーハは、小さなウェーハよりも非常に高価であり、高い品質管理と損傷からの保護を必要とする。
【０００６】
ウェーハ容器を含む、基板キャリア用のキャリア及び容器は、典型的には、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ペルフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリプロピレン（ＰＰ）及び他のような射出成型プラスチックで形成される。キャリアのタイプ及び問題のキャリアの特定の部品又は構成要素に応じて、ウェーハキャリアに有用且つ有利ないくつかの材料特性がある。そのような特徴は、材料のコスト及び材料を成型する際の容易さ又は困難さを含む。材料特性に関するような半導体製造に関連する様々な問題を以下に論じる。多くの場合、あるポリマーを１つの構成要素に使用し、別のポリマーを異なる構成要素に使用する。或いは、構成要素は２つ以上のポリマーで作られてもよい。
【０００７】
半導体ウェーハ又は磁気ディスクの処理中、粒子の存在又は生成が非常に深刻な汚染問題を引き起こす。半導体産業では、汚染は、歩留り損失の単一の最大の原因として受け取られる。集積回路構成のサイズが低下し続けているので、集積回路を汚染し得る粒子のサイズもより小さくなっており、汚染物質の最小化がますます重要となる。粒子の形状の汚染物質は、ウェーハ又はディスク、キャリアカバー又はエンクロージャ、保管ラック、他のキャリア、若しくは処理機器によるキャリアの摩擦又は擦れのような摩耗によって生成し得る。したがって、キャリアの最も望ましい特徴は、プラスチック成型材料の摩耗、摩擦、又は擦れ時の粒子生成耐性である。本出願の所有者の前身会社が所有する米国特許第５７８０１２７号を参照されたい。その特許は、ウェーハキャリア用のそのような材料の適性に適合するプラスチックの様々な特徴について論じている。前記特許は、全ての目的で参照により本明細書に援用される。
【０００８】
キャリア材料は、揮発性成分のガス抜けも最小限にするべきである。なぜなら、ウェーハ及びディスクに損傷を与え得る汚染物質をも構成する膜を残し得るからである。汚染物質を放出するポリマー材料は「汚い」材料として知られ、囲まれたウェーハ閉じ込め環境内での使用は汚染問題を引き越す。１つのそのような材料は、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）であり、したがって、そのようなものの使用は、ウェーハキャリア、特にウェーハ容器内に限定されてきた。
【０００９】
また、キャリア材料は、キャリアが負荷をかけられたときに適切な寸法安定性、すなわち剛性を有していなければならない。寸法安定性は、ウェーハ又はディスクへの損傷を防止するために、またキャリア内でのウェーハ又はディスクの移動を最小にするために必要である。ウェーハ及びディスクを保持するスロットの公差は、典型的には、非常に小さく、キャリアの変形は、かなりもろいウェーハを直接損傷する場合があり、又は、摩耗を増大する場合があり、したがって、ウェーハ又はディスクがキャリア内へ移動し、キャリアから移動し、又はキャリア内で移動するときに粒子が生成する。キャリアが輸送中に積み重ねられるとき又はキャリアが処理機器と一体化するときのようになんらかの方向にキャリアが荷重をかけられるときに寸法の安定性も非常に重要である。キャリア材料は、保管又は洗浄中に遭遇し得る高温下でその一体性も維持すべきである。
【００１０】
閉じられた容器内のウェーハが見えることは、多くの場合に望ましいと考えられ、エンドユーザによって必要とされる場合がある。ポリカーボネートのような、そのような容器に適切な透明なプラスチックは、コストが低いが、摩耗耐性、熱耐性、化学耐性、ガス抜け閉じ込め、剛性特性、クリープ低減、流体吸収閉じ込め、ＵＶ保護等のような十分な性能特性を有さない場合があるという点で望ましい。
【００１１】
ＰＥＥＫのような粒子状の特殊化したポリマーの１つの主要な利益は、摩耗耐性特性である。典型的には、安価な従来のプラスチックは、摩耗したとき、さらには他の材料又は物体に接して摩擦を受けたときでさえ、大気中に小さな粒子を放出する。これらの粒子は、一般に肉眼で見えないが、処理される半導体構成要素に付着し得る潜在的に有害な汚染物質を、必然的に制御される環境に導入することになる。そのような特殊化した熱可塑性ポリマーは、従来のポリマーよりも劇的に高価である。
【００１２】
その結果、基板容器、特にウェーハ容器の製造業者によってオーバーモールド成型が採用されており、それぞれが射出成型され異なるポリマーで形成された２つの別の部分が、２つの異なるポリマー間に隙間がなく亀裂がない密封接合部があるように、オーバーモールド成型中に一体的に作られる。本出願の所有者によって所有される米国特許第６４２８７２９号及び米国特許第７１６８５６４号を参照されたい。これらの特許は、全ての目的で参照により本明細書に援用される。ある状況では、オーバーモールド成型された構成要素、特に、容器部分のようなポリマーの著しい膨張がある部品に応力が関連し得ることが分かった。これらの応力は、衝撃を受ける状況下での破砕をより一般的なものにする。破砕問題に対する解決策を有することが役立つであろう。さらに、両方の（又はそれより多くの）部分を射出成型するときにオーバーモールド成型用の異なる型構成要素を作成することは費用がかかる。さらに、オーバーモールド成型の適用において薄膜成型が開示された米国特許出願公開第２００５０２３６１１０号及び米国特許出願第２００５００５６６０１号を参照されたい。これらの文献は、全ての目的で参照により本明細書に援用される。薄膜は、それらを三次元の複雑な構造体に挿入することが問題となるほど、最小の剛性しか有していない。前記文献に開示された技術は、様々な理由、おそらくは実際の使用における困難さ、及び薄膜を使用して一貫した製品を繰り返し成型する困難さのために、商業的に採用されていない。
【００１３】
上述したように、ウェーハが適切に掴まれるとともにロボットによる取り扱い機器によって損傷されないように、ウェーハをウェーハキャリア内に適切に位置決めすることが重要である。ＦＯＳＢ（「フロントオープニングシッピングボックス」）のような、３００ｍｍのウェーハ容器のドアを取り除く間に、ウェーハが棚間の着座位置から棚上の着座位置まで一貫性なく落ちることが分かった。すなわち、ウェーハは棚上に均一に位置しない。この問題の解決策が歓迎されるであろう。
【００１４】
薄膜をオーバーモールド成型する不都合を克服すること、及び薄膜成型の有利な用途を見つけることが半導体産業で歓迎されるであろう。
【発明の概要】
【００１５】
本開示の実施形態は概して、半導体処理産業で利用されるハンドラ、運搬装置、キャリア、トレイ及び同様のデバイスのための成型プロセスに薄い保護閉じ込め熱ポリマー膜を含めるシステム及び方法に関する。適切なサイズ及び形状の熱可塑性膜は、所望の構成要素部分の最終形状に近似する予備形成品に真空成型することができる。形作られた予備形成品はその後、構成要素の型に入れられ、主たる射出成型ポリマーでオーバーモールド成型される。実施形態では、注入されるポリマーが予め形作られた薄膜を置き換えないか又は動かさないように、ピン又は他の構造体が薄膜を適所に固定できる。構成要素の型内に挿入前に適切なテクスチャを薄膜に提供してもよく、又は、最終的に成型された構成要素の薄膜表面のテクスチャを修正するための表面処理を型が有してもよい。
【００１６】
実施形態では、ＰＢＴの薄いストリップが、ストリップを加熱することによって適切な形状に予め形作られて、ウェーハ容器の背面にウェーハを係合する傾斜部表面を形作る。予備形成されたストリップ、すなわち「予備形成品」はその後、ウェーハ棚及び傾斜部表面を含む型内に入れられ、予備形成されたストリップの上に従来のポリカーボネートが射出成型される。実施形態では、ＰＢＴ薄膜は、０．２５４ｍｍの厚さ、又は、０．２５４ｍｍのプラス又はマイナス２５％の範囲内であってもよい。ＰＢＴは、フロントオープニングシッピングボックス（ＦＯＳＢ）では通常であるように、Ｖ形状の凹部の谷内の着座位置から棚上に着座するようにウェーハが容易に滑り降りることを可能にする。
【００１７】
他の実施形態では、ＰＢＴ膜は約０．２５４ｍｍであってもよい。他の実施形態では、ＰＢＴ薄膜は０．２５４ｍｍ±０．０５０ｍｍであってもよい。他の実施形態では、ＰＢＴ薄膜は０．１００から０．４００ｍｍの厚さであってもよい。他の実施形態では、ＰＢＴ薄膜は０．３００ｍｍ未満であってもよい。他の実施形態では、ＰＢＴ薄膜は０．５００ｍｍ未満であってもよい。他の実施形態では、ＰＢＴ薄膜は１ｍｍ未満であってもよい。上記範囲は、特にＰＥＥＫ、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＰＣのような他の薄膜にも適用可能である。そのような膜は、ポリマーの混合物で形成してもよく、添加剤を有してもよい。
【００１８】
いくつかの実施形態の特徴及び利点は、非オーバーモールド成型用途に元々用いられる従来の型が、オーバーモールド成型の最初の部分用に構成される新しい型なしに、オーバーモールド成型用途に使用できることである。むしろ、予備形成品を形成するために、薄い構成要素を真空成型するための型枠のような、より精度の低い型枠を利用してもよい。そのような型枠は、射出成形型よりも著しく安価である。
【００１９】
実施形態では、予備形成された膜の上にポリマーを射出成型する前及びその間に、ピン又はつめ又は他の構造体が予備形成された膜を適所に保持することができる。
【００２０】
実施形態では、主たる成型動作前に薄膜を予備形成するために、元々の型を十分に加熱してもよい。「主たる」とは、基部用にポリカーボネートが注入されるときのように、より多くの量を意味する。
【００２１】
実施形態では、構成要素の型は、型内の薄膜の保持を改善するために、薄膜部分の着座位置とは正反対のキャビティ内に溶融ポリマーを注入するためのゲートを有してもよい。機能性のための薄膜の所望の位置が注入ゲートから変位される場合、薄膜挿入部は、薄膜のより良好な固定のために、ゲートの反対側の薄膜の一部を位置付けるように拡大されてもよい。
【００２２】
実施形態では、型は、薄膜が配置される場所の反対側に配置されたゲートを有し、補助ピン、フック、又は他の押さえ機構を有してもよい。
【００２３】
実施形態では、ウェーハを係合する表面、レチクルを係合する表面、マシンインターフェイスを係合する表面、その他が接触する表面用に、薄膜を予備形成してもよい。実施形態では、閉じ込め表面を画定し、これによって、ガス抜け、又は、例えばＰＣであってもよい主たる閉じ込め材料からの水分の拡散を防止するためのバリアを提供するために、薄膜を形作ってもよい。
【００２４】
特定の実施形態の特徴及び利点は、望ましいポリマーを選択的に利用するコスト効率のよい方法と、必要以上にポリマーを利用する必要のない、ポリマーの対応する機能的特徴とを提供することである。
【００２５】
特定の実施形態の別の利点及び特徴は、機能的な熱可塑性膜が、ウェーハキャリア、チップトレイ、他の半導体構成要素のハンドラ又は傷つきやすい部分に接触する運搬装置、若しくは処理機器の一部に選択的に接合できることである。
【００２６】
特定の実施形態のさらなる利点及び特徴は、基板に接触する表面の機能的な部分の係合のために半導体処理産業で使用される部分上の好ましくは低摩擦及び／又は摩耗耐性ポリマー膜を選択的に使用することである。
【００２７】
特定の実施形態のさらに別の利点及び特徴は、選択された表面に依然として機能的特性を向上しながら透明又は半透明のポリマー膜の表面領域で半導体部品取り扱い装置を形成することである。そのような取り扱い装置は、装置の選択された目標構造体上に十分薄い材料の層を利用し、層を予備形成し、ＰＣのような材料で構成された実質的に透明又は半透明の装置本体に構造体をオーバーモールド成型することによって形成される。
【００２８】
実施形態の特徴及び利点は、予備形成された薄膜の中間に射出成型されたオーバーモールド成型された部分の利用である。そのような用途では、初めに射出成型された部分に薄膜が適用され、その上に、次に射出成型された部分が成型されるように薄膜を予備形成してもよい。
【００２９】
実施形態の特徴及び利点はフロントオープニングウェーハ容器であり、それは、前方及び後方のＶ形状のウェーハ縁部を受け入れる部分と棚上の着座位置とによって画定される、ウェーハ用の棚間の着座位置を有し、前方のＶ形状のウェーハ縁部を受け入れる部分に利用される材料より小さいウェーハに対する摩擦係数を有する後方のＶ形状のウェーハ縁部を受け入れる部分の材料を利用する。それによって、フロントオープニングウェーハ容器からドアが取り除かれると、ウェーハが、棚間の着座位置から棚上の着座位置までより均一に落ち、適切に着座しない傾向が小さくなる。そのような実施形態では、後方のＶ形状のウェーハ縁部を受け入れる部分の材料はＰＢＴであってもよく、前方のＶ形状のウェーハ縁部を受け入れる部分の材料は、ポリカーボネート、又は、Ｖ形状のウェーハ縁部を受け入れる部分の傾斜部上を滑るウェーハに摩擦耐性を与える他の材料であってもよい。
【００３０】
本明細書の実施形態に対する特徴及び利点は、本開示を組み込んだ３００ｍｍのウェーハ容器へのドアを開くと、ウェーハは、従来技術のウェーハ容器と比較して、ウェーハの棚上により均一に落下して着座することである。本開示の実施形態の特徴及び利点は、ウェーハをＰＢＴからの許容できないレベルの汚染物質に曝すことなく、ウェーハの着座部分にＰＢＴを利用することである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本開示の実施形態に係るフロントオープニングウェーハ容器の斜視図である。
【図２】図１のウェーハ容器の容器部分の前方斜視図である。
【図３】ウェーハ棚構成要素を取り除いた図２の容器部分の部分分解図である。
【図４】図１のドアの内部表面及び側壁の斜視図である。
【図５】本発明の実施形態に係る、ドアが適所にないウェーハ容器の一部の側方断面図であって、ウェーハの棚上の着座位置を図解する図である。
【図６】ドアが配置されて容器部分に受け入れられた後の、本発明の実施形態に係る、ドアが閉じられた図５のウェーハ容器の一部の側方断面図であって、棚間の着座位置にウェーハを上げることを図解する図である。
【図７】ウェーハ容器が回転することによって容器内のウェーハが輸送に関して垂直に向く、本発明の実施形態に係る図５及び６のウェーハ容器の一部の側方断面図である。
【図８】本発明の実施形態に係る、ポリカーボネートでオーバーモールド成型された予備形成されたウェーハを係合する膜を有するポリカーボネートのウェーハの棚の斜視図である。
【図９Ａ】本発明の実施形態に係る、予備形成品に適した薄膜ストリップの正面図である。
【図９Ｂ】本発明の実施形態に係る予備形成された薄膜の正面図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る、型内において押さえる目的でストリップの機能的な部分から延びるつまみを有する予備形成された薄膜ストリップの正面図である。
【図１１】ポリカーボネートでオーバーモールド成型されたインサートストリップ（斑点を付けて示される）を図解する、本発明の実施形態に係る図８のウェーハ棚構成要素の詳細図である。
【図１２】ポリカーボネートでオーバーモールド成型されたインサートストリップ（斑点を付けて示される）のＶ形状のウェーハを受け入れる部分を図解する、本発明の実施形態に係る図８及び１１のウェーハ棚構成要素の詳細図である。
【図１３】本発明の実施形態に係るウェーハ容器のドア又は背面に取り付けるのに適したウェーハを受け入れる積み重ねられた傾斜部構成要素の斜視図である。
【図１４】本発明の実施形態に係る、予備形成品の配置位置を図解する、ウェーハ棚構成要素の抜き型子の断面図である。
【図１５】本発明の実施形態に係る、締め付け部材を有するウェーハ棚構成要素の型の断面図である。
【図１６】本発明の実施形態に係る、締め付け部材が予備形成品を固定するとともに溶融ポリマーが注入される図１５の型の断面図である。
【図１７】本発明の実施形態に係る、締め付け部材が予備形成品を固定するとともに溶融ポリマーが注入された図１５の型の断面図である。
【図１８】本発明の実施形態に係る、締め付け部材が引っ込んでいる図１５の型の断面図である。
【図１９】本発明の実施形態に係る、締め付け部材が引っ込むとともに締め付け部材によって以前に変位された領域内にポリマーを充填する図１５の型の断面図である。
【図２０】予備形成品の配置位置及び配置位置とは反対側のキャビティ内に位置する射出成型ゲートを図解する、本発明の実施形態に係るウェーハ棚構成要素の型の断面図である。
【図２１】溶融ポリマーの射出成型流動態を図解する、本発明の実施形態に係る図２０のウェーハ棚構成要素の型の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図１〜４を参照すると、フロントオープニングウェーハ容器２０は容器部分２２及びドア２３を備え、３００ｍｍ、４５０ｍｍのウェーハ２４に適している。容器部分は、左側壁２５及び右側壁２６と、後壁２７と、底壁２８と、１対のウェーハ棚構成要素３０と、底壁に取り付けられるキネマティックカップリング３２と、ロボットフランジ３４と、手動ハンドル取り付け構造体３６とを有する。ウェーハ２４は、開いた内部４２に通じるドアフレーム４１によって画定された開放前面４０を介して受け入れられる。
【００３３】
図１及び４を参照すると、ドア２３は、前面４３と、背面４４と、前面でアクセス可能はラッチ機構４５と、背面の凹部４７に取り付けられたウェーハクッション構成要素４６とを有する。ウェーハを係合する構成要素は、ウェーハの縁部を係合するための傾斜部５３を有するＶ形状のウェーハ縁部を受け入れる部分４９をそれぞれ有する複数のフィンガ４８と、頂部における着座位置５４とを有する。傾斜部を有するフィンガは、２組の積み重ねられた傾斜部５５を形成する。
【００３４】
図１〜４及び８〜１３を参照すると、ウェーハ棚構成要素３０は、容器部分の側壁２５、２６上の出張り５６及び突起５７のような特徴部に取り付けるコネクタ５０及びラッチ５２によって側壁２５、２６に取り付けてもよい（図３）。ウェーハ棚構成要素３０は複数のウェーハの棚６０を有し、これは、棚６０の縦方向の寸法を横断するように延びるウェーハの着座隆起部６２を有する。実施形態におけるウェーハ棚構成要素は、複数のＶ形状のウェーハ縁部を受け入れる部分６４を有し、それぞれは、１組の垂直に積み重ねられた傾斜部６６を形成する傾斜部６５（図１２）を有する。Ｖ形状のウェーハ縁部を受け入れる部分６４はそれぞれ、Ｖ形状の凹部６８の頂部にウェーハ縁部着座位置６７を有する（図１１）。図１３を参照すると、いくつかの実施形態では、１組の積み重ねられた傾斜部６６は、棚６０とは別の積み重ねられた傾斜部構成要素７０であってもよく、棚構成要素３０は、図３において破線６９によって図示された位置等において後壁２７に取り付けてもよい。代替的に、そのような構成要素は、分離したウェーハフィンガ４８によって設けられた積み重ねられた傾斜部の代わりに、ドア２３の内部又は背面に取り付けてもよい（図４）。構成要素７０は、ドア又は容器部分上の突起上への孔を有する圧入つまみ７１のような従来の手段、又は、本明細書に記載されたウェーハ棚構成要素を取り付けるための手段と同様の手段によって取り付けてもよい。
【００３５】
図５、６及び７を参照すると、棚６０の上にウェーハ２４がある状態でドア２３が開放前面４０を閉じると、ウェーハは、「棚上の」着座位置７５から「棚間の」着座位置７７内のＶ形状の凹部６８の頂部の着座部まで、傾斜部７６にずり上がる。ドア２３が取り除かれると、ウェーハは滑り降りて再び棚上に着座する。本願の所有者によって所有される米国特許第６２６７２４５号を参照されたい。これは、全ての目的で参照により本明細書に援用される。本発明者らは、ウェーハ容器に使用される普通の材料であるポリカーボネートで形成された傾斜部が高い摩擦係数を有することと、図５において破線８０によって図示されるように、ドアが取り除かれたときにウェーハが棚へ完全には落下しない場合があることとが分かった。効果的な解決策は、ドアを取り除いたときにウェーハが棚へ完全には落下しないという問題を実質的に除去することが分かっているＰＢＴを、ウェーハ縁部が接触する表面として利用することであった。図解されるようなウェーハ縁部を受け入れる部分６４の積み重ねは、オーバーモールド成型によって提供されるＰＢＴのストリップ８４を備える。ストリップは、ＰＣの基部８６に接合される。他の実施形態では、ＰＢＴでないウェーハを係合する表面を有するＰＢＴでないウェーハクッションをドア２３が含んでもよい。荷重の下で偏向する分離したフィンガ４８によって１組の積み重ねられた傾斜部が画定される場合（図４）、ＰＢＴと比べてポリカーボネート又は他のポリマーのより高い摩擦係数は、それほど重要ではない。さらに、ドアが外されると、ウェーハは必ず、前方又は後方のＶ形状のウェーハ縁部を受け入れる部分の少なくとも一方から落ち、その後、棚に係合する。その後、棚は、ドアから必ず放出するようにウェーハを「つかむ」であろう。ＰＢＴストリップの使用は、棚間着座位置から棚上着座位置までのウェーハの均一で一貫した放出特性を提供することが分かっている。注目すべきことに、ＰＢＴは汚染物質を放出することが知られているが、この用途で利用される量は汚染問題を顕著には増大させないことが分かっている。したがって、使用するのに適した本明細書の薄膜ストリップは、幅が１インチ未満であり、長さが１４インチ未満である。
【００３６】
実施形態では、ＰＢＴ薄膜は０．２５４ｍｍの厚さ若しくはプラス又はマイナス２５％の範囲内であってもよい。他の実施形態では、ＰＢＴ薄膜は０．２５４ｍｍ±０．０５０ｍｍの厚さであってもよい。他の実施形態では、ＰＢＴ薄膜は０．１００から０．４００ｍｍの厚さであってもよい。他の実施形態では、ＰＢＴ薄膜は０．３００ｍｍ未満であってもよい。他の実施形態では、ＰＢＴ薄膜は０．５００ｍｍ未満であってもよい。他の実施形態では、ＰＢＴ薄膜は１ｍｍ未満であってもよい。上記範囲は、特にＰＥＥＫ、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＰＣのような他の薄膜にも適用可能であってもよい。そのような膜は、ポリマーの混合物で形成してもよく、添加剤を有してもよい。
【００３７】
図９Ａ〜９Ｂ及び１４〜１９を参照すると、オーバーモールド成型の順序が本開示の実施形態に従って図解される。図９Ａの平坦なストリップ９０は、例えば米国特許第３０４１６６９号に記載されるような様々な公知の真空成型手段によって図解されるような真空成型等によって予備形成品に供される。前記文献は、全ての目的で参照により本明細書に援用される。予備形成品は、図９Ｂに図解されるように、予備形成されたストリップ９２として構成される。予備形成品は、型９４（図１４）内に着座するように、最終的な型形状及び構成の近似又はより良好な形状及び構成を有する。予備形成品は、ウェーハ棚構成要素３０の積み重ねられた傾斜部６６の位置を反映する型９４内の適切な配置位置９７に配置される。最終的な部品形状を反映するキャビティ９１がそれぞれ第１の型部分９５及び第２の型部分９６によって画定されるように、型は図１５に示されるように閉じられる。
【００３８】
構成要素の型内に挿入前に適切なテクスチャを薄膜に提供してもよく、又は、最終的に成型された構成要素の薄膜表面のテクスチャを修正するための表面処理を型が有してもよい。
【００３９】
傾斜部及びＶ形状の係合部から変位される予備形成品の機能的な部分９８から変位されるつまみのような保持部９３を予備形成品９２は有してもよい。射出成型プロセスの間に溶融ポリマー１００が流れる間、予備形成品が適所に保持されるように、保持部は、ピンのように構成された締め付け部材１０４によって型９４（図１５及び１６参照）内でつかまれる又は締め付けられてもよい。いくつかのそのような締め付け部材は使用され、図１６に見られるような予備形成部分の「上流」側に理想的に位置してもよい。溶融ポリマーが流れていないか、又は、実質的に流れるのが止まるように型のキャビティが充填された後（図１７）、締め付け部材１０４は引っ込む（図１８）。その後、ポリマーは、締め付け部材１０４によって以前に変位された領域１０７内へ埋め戻されることができる。図１８及び１９において破線によって図示されるような第１の型片９５内で作動するフック片１０９のような他の構成の締め付け部材を利用することができる。
【００４０】
単一の膜をインサート成型することに加えて、複数の膜が積層されて、半導体構成要素取り扱い装置に成型可能に接合するために複合膜構造体を形成することができる。例えば、様々な膜の層は、本明細書に列挙された異なる性能又は閉じ込め特性を含むことができ、又はそれらの組み合わせを提供する。膜の積層技術の当業者に知られている無数の膜の積層技術が、本開示の実施形態と共に使用するために想定される。例えば、米国特許第３６６０２００号、米国特許第４６０５５９１号、米国特許第５１９４３２７号、米国特許第５３４４７０３号、及び米国特許第５８１１１９７号は、熱可塑性積層技術を開示し、全ての目的で参照によりその全体が本明細書に援用される。
【００４１】
図２０及び２１を参照すると、予備成型品を適所に保持するための別の成型方法が図解される。予備成型品９２は、上述の方法では、配置位置９７内に配置される。第２の型片は、溶融ポリマーを注入するためのゲート１１６を含み、ゲートは、予備成型品の配置位置９７とは正反対の型のキャビティに位置する。予備成型品に叩きつける移動する溶融ポリマーの力は、予備成型品を第１型片上の適所に効果的に固定する。矢印は、溶融ポリマーの流れ方向を示す。予備成型品を適所に固定するために、他の公知の技術を使用することもできる。
【００４２】
この出願の全ての節における上記文献は、全ての目的で参照によりその全体が本明細書に援用される。
【００４３】
この明細書（参照により援用される文献を含み、添付の特許請求範囲、要約及び図面を含む）に開示される特徴の全て及び／又はこの明細書に開示される方法及びプロセスのステップの全ては、そのような特徴及び／又はステップの少なくともいくつかが相互に両立しがたい組み合わせを除いて、任意の組み合わせで組み合わされてもよい。
【００４４】
この明細書（参照により援用される文献を含み、添付の特許請求範囲、要約及び図面を含む）に開示される各特徴は、他に明示的に記載されていない限り、同じ、等価又は類似の目的を果たす代替の特徴に置き換えることができる。したがって、他に明示的に記載されていない限り、開示される各特徴は、同等又は同様の特徴の一般的な一連の一例に過ぎない。
【００４５】
本開示は、前述の実施形態の詳細に限定されない。本開示は、この明細書（参照により援用される文献を含み、添付の特許請求範囲、要約及び図面を含む）に開示された特徴の任意の新規な１つ又は任意の新規な組み合わせ、若しくは、この明細書に開示された方法のステップ又はプロセスの新規な１つ又は任意の新規な組み合わせまで拡張する。この出願の全ての節の上記文献は、全ての目的で参照によりその全体が本明細書に援用される。
【００４６】
特定の例が本明細書に図解及び記載されているが、同じ目的を達成するように計算された任意の配置を、図示される特定の例に置き換えられることが当業者には理解されるであろう。この出願は、本主題の適応又は変形を保護するように意図する。したがって、本開示は、添付の特許請求の範囲及びそれらの法的等価物並びに以下に図解する態様によって定義されることが意図される。上述の態様及び本開示の実施形態は単にその原理を記載するものであって限定と考えるべきではない。本明細書に開示された開示のさらなる修正は各分野の当業者に生じ、そのような修正は、本開示の範囲内であると考えられる。
【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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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【国際調査報告】
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