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Technisches Gebiet:
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Die vorliegende Erfindung betrifft Behälter für Halbleiterwafer.
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Hintergrundtechnik:
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Ein Behälter für Halbleiterwafer, der weitläufig und allgemein eingesetzt wird, hat ein Behältergehäuse mit einer Öffnung zum Einsetzen und Entnehmen einer Anzahl Halbleiterwafer, einen außen an der Öffnung zu deren Verschluss lösbar befestigten Deckel, Wafer-Haltemittel zum Halten der Anzahl Halbleiterwafer individuell und voneinander unabhängig in dem Behältergehäuse, und einen an der Rückseite des Deckels vorgesehenen vorderen Halter zum elastischen Drücken der Halbleiterwafer von der Öffnung zur innersten Seite des Behältergehäuses.
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Es ist zu bemerken, dass ein Halbleiterwafer durch die Wafer-Haltemittel, Halter o. ä. beschädigt werden kann, wenn sie mit dem Halbleiterwafer in Flächenberührung kommen. Deshalb haben die Wafer-Haltemittel, Halter o. ä. eine V-nutenförmige Querschnittsform an einem Halteabschnitt für einen Halbleiterwafer, so dass nur die Ränder der Außenkante eines Halbleiterwafers berührt werden.
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Die Strukturen der Wafer-Haltemittel zum Halten von Halbleiterwafern in solchen Halbleiterwafer-Behältern sind grob in zwei Typen unterteilt. Bei dem ersten Typ sind V-nutförmige Waferhaltenuten (oder rückseitige Halter) an der Innenfläche des innersten Teils des Behältergehäuses (von der Öffnung her gesehen) vorgesehen, um Halbleiterwafer darin durch elastische Druckkraft zu halten, die von dem an dem Deckel vorgesehenen vorderen Halter her ausgeübt wird.
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Hierbei sind aber Führungsnuten in Reihen an den Innenflächen der Seitenwände des Behältergehäuses beiderseits der Öffnung ausgebildet, da jeder Halbleiterwafer beim Einsetzen in das Behältergehäuse von der Öffnung zu dem Innenraum hin ordentlich geführt werden muss.
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Die Führungsnuten müssen nicht einen V-förmigen Querschnitt haben. Die Halbleiterwafer kommen außer Eingriff mit den Führungsnuten, wenn sie zwischen den vorderen Halter mit V-förmigen Querschnitt und den V-nutförmigen Waferhaltenuten (oder hinteren Haltern) von vorn und hinten her geklemmt werden (z. B. Patentliteratur 1).
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Bei dem zweiten Typ der Halbleiterwafer-Behälter sind V-nutförmige Wafer-Haltenuten in Reihen und einander gegenüberliegenden Paaren an den Innenflächen der Seitenwände des Behältergehäuses vorgesehen und beiderseits in der Öffnung angeordnet.
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Bei diesem Typ sind die Waferhaltenuten, die an den Seitenwänden angeordnet sind, per se mit die Bewegung der Wafer begrenzenden Teilen versehen, die eine Einwärtsbewegung der Halbleiterwafer so begrenzen, dass sie die innerste Wand des Behältergehäuses nicht erreichen (z. B. ist der Abstand eines jedes Paars einander gegenüberstehender Waferhaltenuten an deren innerstem Ende verringert). An der innersten Position in dem Behältergehäuse schweben die Außenkanten der Halbleiterwafer in dem Raum, ohne die Wandfläche o. ä. des Behältergehäuses zu berühren (z. B. Patentliteratur 2).
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Literaturstellenliste:
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Patentliteratur:
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- Patentliteratur 1: Japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2002-9142 8 usw.
- Patenliteratur 2: Japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2000-68363
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Zusammenfassung der Erfindung:
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Technische Aufgabe:
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Die oben beschriebenen beiden Typen der Halbleiterwafer-Behälter können Halbleiterwafer ordentlich und sicher in einem Normalzustand festhalten. Wird aber ein starker Stoß auf das Behältergehäuse bei einem Fallen oder anderen Handhabungsfehlern ausgeübt, können bei beiden Typen einige Probleme auftreten.
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Dies bedeutet, dass bei dem oben beschriebenen ersten Typ der Halbleiterlaser-Behälter, wenn eine starke Kraft einen Halbleiterwafer, von der Öffnung her gesehen, vorwärts und rückwärts schüttelt, die Außenkante des Halbleiterwafers momentan aus der zugeordneten Waferhaltenut an der innersten Seite austreten und mit einer benachbarten Waferhaltenut in Eingriff kommen kann. Dies führt dazu, dass mehrere Halbleiterwafer in einer Waferhaltenut sitzen und unvermeidbar aneinander reiben und somit beschädigt werden können.
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Wenn eine starke Kraft einen Halbleiterwafer in Richtung quer zu seiner Fläche schüttelt, wird seine Oberfläche mit einer starken Kraft unvermeidbar in Flächenberührung mit der Innenseite der zugeordneten Wafer-Führungsnut gebracht und dabei beschädigt.
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Das vorstehend beschriebene Problem wird bei dem zweiten Typ der Halbleiterwafer-Behälter, wie sie in der Patentliteratur 2 usw. beschrieben sind, nicht auftreten. Schüttelt eine starke Kraft jedoch einen Halbleiterwafer, von der Öffnung her gesehen, vorwärts und rückwärts, wie es der Pfeil A in 7 zeigt, so bewegt sich der Halbleiterwafer W momentan extensiv zu der innersten Wand 90 des Behältergehäuses.
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Dabei schlägt die Außenkante des Halbleiterwafers W gegen die innerste Wand 90 des Behältergehäuses und gleitet dann durch Kraftimpuls über einen beachtlichen Betrag längs der Oberfläche der innersten Wand 90, wie es durch doppelt strichpunktierte Linien gezeigt ist. Dabei kann der Halbleiterwafer W zerspringen. An der Deckelseite (nicht dargestellt) des Halbleiterwafer-Behälters kann der Halbleiterwafer W aus der zugeordneten V-Nut des vorderen Halters austreten und beschädigt werden.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Halbleiterwafer-Behälter anzugeben, der einen verbesserten Stoßwiderstand hat, welcher eine Beschädigung von Halbleiterwafern in dem Gehäuse vermeidet, auch wenn eine starke Stoßwirkung durch Fallen oder andere Handhabungsfehler auftritt.
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Lösung der Aufgabe:
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Zum Lösen der vorstehend genannten Aufgabe sieht die Erfindung einen Behälter für Halbleiterwafer vor, umfassend ein Behältergehäuse mit einer Öffnung zum Einsetzen und Herausnehmen einer Anzahl Halbleiterwafer, einen außen an der Öffnung lösbar befestigten Deckel zum Verschließen der Öffnung, und an den Innenflächen von Seitenwänden des Behältergehäuses beiderseits der Öffnung paarweise einander gegenüber angeordnete Waferhaltenuten zum Halten der Anzahl Halbleiterwafer individuell und unabhängig in dem Behältergehäuse. Die Waferhaltenuten haben Wafer-Bewegungsbegrenzungsteile zum Begrenzen der Bewegung der durch die Waferhaltenuten gehaltenen Halbleiterwafer derart, dass die Außenkanten der Halbleiterwafer die innerste, der Öffnung gegenüberliegende Wand des Behältergehäuses nicht erreichen. Der Halbleiterwafer-Behälter hat ferner einen vorderen Halter an der Rückseite des Deckels zum elastischen Drücken der von den Waferhaltenuten gehaltenen Halbleiterwafer von der Öffnungsseite zu der innersten Wand. Ferner enthält der Halbleiterwafer-Behälter Waferschutznuten an der innersten Wand des Behältergehäuses. Die Waferschutznuten haben einen wellenförmigen Querschnitt mit Tälern, die zur Öffnung den größten Abstand jeweils an einer Stelle gegenüber den Außenkanten der von den Waferhaltenuten gehaltenen Halbleiterwafer und eine gegenüber der Dicke eines jeden Halbleiterwafers größere Öffnungsweite haben. In einem Normalzustand liegt eine die Wellenberge verbindende imaginäre Linie innerhalb oder an der Position der ihr zugewandten Außenkanten der Halbleiterwafer.
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Es sei bemerkt, dass die Waferschutznuten einen sinusförmigen Querschnitt haben können. Die Waferschutznuten können in zwei zu den Achsen der von den Waferhaltenuten gehaltenen Halbleiterwafer parallelen Reihen angeordnet sein, die einen gegenseitigen Abstand haben.
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Die Waferschutznuten können, gesehen in Richtung parallel zu den Achsen der von den Waferhaltenuten gehaltenen Halbleiterwafer, eine gebogene Form parallel zu den Außenkanten der Halbleiterwafer haben. Die Waferschutznuten können integral mit dem Behältergehäuse geformt sein.
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Vorteilhafte Effekte der Erfindung:
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Gemäß der vorliegenden Erfindung sind Waferschutznuten an der innersten Wand des Behältergehäuses vorgesehen. Die Waferschutznuten haben einen Querschnitt in der Form von Wellen mit einer Öffnungsweite größer als die Dicke eines jeden Halbleiterwafers. In einem Normalzustand liegt eine imaginäre, die Wellenberge verbindende Linie innerhalb oder an der Position der Außenkante der ihr zugewandten Halbleiterwafer. Somit ist es möglich, einen verbesserten Stoßwiderstand zu erzielen, der eine Beschädigung der Halbleiterwafer in dem Behältergehäuse unwahrscheinlich macht, auch wenn ein starker Stoß durch Fallen oder andere Handhabungsfehler auf sie ausgeübt wird.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen:
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1 ist eine vergrößerte Schnittansicht (Schnitt I-O in 4) eines Waferschutznutteils eines Halbleiterwafer-Gehäuses gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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2 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht des Waferschutznutteils des Halbleiterwafer-Gehäuses gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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3 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die den Waferschutznutteil des Halbleiterwafer-Behälters gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, wenn ein Stoß auf den Halbleiterwafer-Behälter durch Fallen oder ein anderes Ereignis ausgeübt wird.
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4 ist eine vordere Schnittansicht des Halbleiterwafer-Behälters gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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5 ist eine Schnittansicht (Schnitt V-O-V in 4) des Halbleiterwafer-Behälters gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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6 ist eine Schnittansicht längs der Linie VI-O in 4, die den Halbleiterwafer-Behälter gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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7 ist eine schematische Ansicht eines konventionellen Halbleiterwafer-Behälters bei einem durch Fallen oder ein anderes Ereignis einwirkendem Stoß.
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Beschreibung von Ausführungsformen:
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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4 ist eine vordere Schnittansicht eines Halbleiterwafer-Behälters, und 5 ist eine Schnittansicht längs der Linie V-O-V in 4. Es sei bemerkt, dass in jeder Schnittansicht die meisten Elemente oder Teile hinter der Schnittebene nicht dargestellt sind.
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Das Bezugszeichen 1 bezeichnet ein Behältergehäuse aus einem Kunststoffmaterial, z. B. aus Polycarbonatharz. Das Behältergehäuse 1 ist in einer Größe ausgebildet, die das Lagern einer Anzahl (z. B. 25) Halbleiterwafer W parallel zueinander ermöglicht, und es hat eine Öffnung 1a zum Einsetzen und Herausnehmen einer Anzahl Halbleiterwafer W. Die Öffnung 1a ist in einer Seite (in 4 die Oberseite) des Behältergehäuses 1 ausgebildet.
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Das Bezugszeichen 2 bezeichnet einen an der Öffnung 1a des Behältergehäuses 1 extern lösbar befestigten Deckel zum Verschließen der Öffnung 1a. Der Deckel 2 hat eine an seinem gesamten Umfang befestigte Dichtung 3. Die Dichtung 3 kommt in Druckberührung mit der inneren Umfangsfläche der Öffnung 1a des Behältergehäuses 1 und dichtet den von dem Behältergehäuse 1 und dem Deckel 2 eingeschlossenen Raum gasdicht ab. Der Deckel 2 hat zwei Riegelmechanismen 4 o. ä. zum Verriegeln des Deckels 2 an dem Behältergehäuse 1.
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Das Bezugszeichen 5 bezeichnet Waferhaltenuten, die beiderseits der Öffnung 1a an den Innenflächen der Seitenwände des Behältergehäuses 1 einander paarweise gegenüberliegen, so dass sie eine Anzahl Halbleiterwafer W individuell und unabhängig in dem Behältergehäuse 1 halten können.
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Die Waferhaltenuten 5 sind in 25 Paaren, z. B. entsprechend der Anzahl der Halbleiterwafer W, vorgesehen. Es sei bemerkt, dass die Waferhaltenuten 5 bildende Elemente separat zum Behältergehäuse 1 oder integral mit diesem geformt sein können.
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Wie in 6 gezeigt, die den Schnitt VI-O in 4 zeigt, ist jede Waferhaltenut 5 als V-Nut ausgebildet und hat einen weitgehend V-förmigen Querschnitt, gesehen von der Öffnung 1a her. Somit wird jeder in einer Waferhaltenut 5 sitzende Halbleiterwafer W so gehalten, dass nur die Ränder seiner Außenkante die Waferhaltenut 5 berühren.
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Wie 4 zeigt, ist jede Waferhaltenut 5 so ausgebildet, dass eine Hälfte ihres inneren Teils (d. h. Innenteil gesehen von der Öffnung 1a; unterer Teil in 4) längs der Außenkante eines Halbleiterwafers W gebogen ist. Der Abstand zwischen jeweils zwei einander gegenüberstehenden (linken und rechten) Waferhaltenuten 5 nimmt zur innersten Seite hin allmählich ab.
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Somit bildet jedes Paar Waferhaltenutteile 5a, deren Abstand allmählich abnimmt, Waferbewegungsbegrenzungsteile, die eine nach innen gerichtete Bewegung des zugeordneten Halbleiterwafers W begrenzen. Im Normalzustand begrenzen die Waferbewegungsbegrenzungsteile 5a die Bewegung der Halbleiterwafer W, die von den Waferhaltenuten 5 gehalten werden, so dass die Halbleiterwafer W eine innerste Wand 1b des Behältergehäuses 1 gegenüber der Öffnung 1a nicht erreichen werden.
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Wie 4 und 5 zeigen, ist ein vorderer Halter 6 an der Rückseite des Deckels 2 angeordnet, um die Halbleiterwafer W, die von den Waferhaltenuten 5 gehalten werden, von der Öffnung 1a her elastisch zur innersten Wand 1b zu drücken.
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Der vordere Halter 6 hat V-Nuten, die mit dem jeweiligen Halbleiterwafer W in Eingriff kommen. Die V-Nuten bilden z. B. 25 Reihen mit derselben Neigung wie die Waferhaltenuten 5. Entsprechend werden die Halbleiterwafer W durch den vorderen Halter 6 elastisch in das Innere des Behältergehäuses 1 hineingedrückt und gegen die Waferbewegungsbegrenzungsteile 5a der Waferhaltenuten 5 gedrückt, wenn der Deckel 2 nach dem Einsetzen der Halbleiterwafer W von der Öffnung 1a her in die jeweilige Waferhaltenut 5 an der Öffnung 1a befestigt wird. Dadurch werden die Halbleiterwafer W in einer stabilen Position gesichert.
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Das Bezugszeichen 8 in 5 bezeichnet einen Aufhänger 8 zum Aufhängen an einem Arm zum Tragen des Halbleiterwafer-Behälters beim Transport o. ä. Wenn der Halbleiterwafer-Behälter getragen wird, zeigt der Aufhänger 8 in Richtung der Schwerkraft nach oben, und die Halbleiterwafer W liegen horizontal. Bei anderen Gelegenheiten wird der Halbleiterwafer-Behälter in einer solchen Position gelagert, dass die Halbleiterwafer W aufrecht stehen, wie es die Figuren zeigen. Die vorliegende Erfindung ist darauf jedoch nicht beschränkt.
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Wie 4 zeigt, hat die innerste Wand 1b des Behältergehäuses 1 Waferschutznuten 10, die den Außenkanten der Halbleiterwafer W gegenüberstehen und die Wafer W schützen, wenn eine starke Kraft die Halbleiterwafer W in Vorwärts-Rückwärtsrichtung, gesehen von der Öffnung 1a her, schüttelt (d. h. in vertikaler Richtung in 4) oder in einer Richtung schräg zu der Vorwärts-Rückwärtsrichtung infolge eines Falls, verursacht durch einen Handhabungsfehler oder ein anderes Ereignis.
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Wie 1 zeigt, die eine vergrößerte Ansicht des Schnitts I-O in 4 ist, und in 2 dargestellt ist, die eine perspektivische Ansicht von 1 ist, haben die Waferschutznuten 10 einen wellenförmigen Querschnitt mit Tälern 10b, die den größten Abstand von der Öffnung 1a haben, an der jeweiligen Stelle den Außenkanten der Halbleiterwafer W gegenüberstehen und eine Öffnungsweite größer als die Dicke eines jeden Halbleiterwafers W haben.
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Genauer gesagt, haben die Waferschutznuten 10 in dieser Ausführungsform einen weitgehend sinusförmigen Querschnitt mit derselben Neigung wie die Waferhaltenuten 5 und die Neigung der Nut des vorderen Halters 6. Die Waferschutznuten 10 mit diesem Querschnitt können ohne Fehler in eine genaue Form gebracht werden. Die Anzahl der Täler 10b stimmt mit der Anzahl der Waferhaltenuten 5 und der Anzahl der Nuten des vorderen Halters 6 überein.
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Wie 4 zeigt, sind die Waferschutznuten 10 in zwei Reihen parallel zu den Achsen der Halbleiterwafer W angeordnet, die von den Waferhaltenuten 5 gehalten werden, wobei die beiden Reihen einen Abstand haben. Dies bedeutet, dass auf zwei Seiten zwei Reihen Waferschutznuten 10 ausgebildet sind, die über eine Position direkt unter den Mitten der Halbleiterwafer W einander gegenüberstehen.
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Jede Waferschutznut 10 hat eine Nutlänge M in der Größenordnung von z. B. 3 mm bis 30 mm. Eine solche Länge M einer jeder Waferschutznut 10 erlaubt eine Verringerung der erzeugten Staubmenge, wenn die Waferschutznuten 10 die Halbleiterwafer W berühre.
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Es sei bemerkt, dass die Waferschutznuten 10 in dieser Ausführungsform an den Spitzen rippenförmiger Teile vorgesehen sind, die von der innersten Wand 1b des Behältergehäuses 1 nach innen vorstehen und die Stabilität der innersten Wand 1b erhöhen. Die Waferschutznuten 10 sind mit dem Behältergehäuse 1 integral geformt. Die Anordnung kann aber auch so getroffen sein, dass die Elemente, welche die Waferschutznuten 10 bilden, als Komponenten separat zum Behältergehäuse 1 geformt und an der innersten Wand 1b des Behältergehäuses 1 befestigt sind.
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Jede Waferschutznut 10 (d. h. das Tal 10b und der Wellenberg 10t einer jeden Waferschutznut 10) hat gemäß 4 eine gebogene Form parallel zu der Außenkante des Halbleiterwafers W, in Richtung parallel zu den Achsen der Halbleiterwafer W gesehen, die von den Waferhaltenuten 5 gehalten werden.
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Jede Waferschutznut 10 steht jedoch einem sehr kurzen Bereich der Außenkante des Halbleiterwafers W gegenüber, und die Außenkante des Halbleiterwafers W kommt in diesem Bereich einer geraden Linie nahe. Deshalb kann jede Waferschutznut 10 auf weitgehend parallel zu der Außenkante des Halbleiterwafers W geradlinig geformt sein.
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Wie 1 zeigt, ist jede Waferschutznut 10 so geformt, dass der Winkel θ an dem Tal 10b (d. h. der von den einander gegenüberstehenden Nutflächen 10a der Waferschutznut 10 eingeschlossene Winkel) bei dieser Ausführungsform in der Größenordnung von 120° bis 140° liegt. Die Waferschutznuten 10 können jedoch weitgehend die Funktion des Schutzes der Halbleiterwafer W gegen Stoß erfüllen, wenn θ in der Größenordnung von 60° bis 160° liegt.
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Zusätzlich sind die Waferschutznuten 10 so geformt, dass ohne Stoßwirkung o. ä. auf den Halbleiterwafer-Behälter die imaginäre Linie Q, welche die Wellenberge 10t verbindet, innerhalb oder an der Position der Außenkanten der Halbleiterwafer W liegt, die ihr zugewandt sind. In 1 bedeutet dies e ≥ 0.
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Entsprechend berühren die Halbleiterwafer W die Waferschutznuten 10 nicht, wenn sie infolge einer starken Kraftwirkung in Richtung senkrecht zu ihren Flächen stark geschüttelt werden, und ein Schaden an den Halbleiterwafern W ist nicht zu befürchten.
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Der Abstand L zwischen der Außenkante eines jeden Halbleiterwafers W und dem Tal 10b der zugeordneten Waferschutznut 10 liegt im Größenordnungsbereich von z. B. 1 mm bis 3 mm. Durch das Setzen des Abstandes L auf einen solch kleinen Wert wird verhindert, dass die Halbleiterwafer W sich von dem vorderen Halter 6 an dem Deckel 2 lösen, auch wenn die Halbleiterwafer W in Vorwärts-Rückwärtsrichtung, gesehen von der Öffnung 1a her (d. h. in 4 in vertikaler Richtung) geschüttelt werden.
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Bei einer Anordnung des Halbleiterwafer-Behälters in vorstehend beschriebener Form bewegt sich jeder Halbleiterwafer W momentan zur innersten Wand 1b des Behältergehäuses 1 hin, in 3 durch den Pfeil A gezeigt, wenn eine starke Kraft, von der Öffnung 1a her gesehen, die Halbleiterwafer W z. B. bei einem Fall in Vorwärts-Rückwärtsrichtung schüttelt.
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Entsprechend schlägt die Außenkante des Halbleiterwafers W an die innerste Wand 1b des Behältergehäuses 1, und danach wird der Halbleiterwafer W durch Kraftimpuls in eine seitliche Bewegung gebracht. Die seitliche Bewegung des Halbleiterwafers W wird aber unterdrückt (jedoch nicht gesperrt) durch die Nutflächen 10a der wellenförmigen Waferschutznut 10, wie es die doppelt strichpunktierten Linien zeigen.
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Dadurch gibt es nicht die Erscheinungen, dass die Außenkante des Halbleiterwafers W seitlich zu weit verlagert wird und der Halbleiterwafer W reißt, und dass sich der Halbleiterwafer W aus der V-Nut des vorderen Halters 6 an dem Deckel 2 löst. Entsprechend kann ein Schaden an dem Halbleiterwafer W vermieden werden. Die Waferschutznuten 10 können stabil eine Schutzfunktion der Halbleiterwafer W erfüllen, da die beiden Reihen der Waferschutznuten 10 auf zwei einander gegenüberstehende Seiten über eine Stelle direkt unter den Mitten der Halbleiterwafer W verteilt sind.
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Es sei bemerkt, dass die Nuttiefe D der Waferschutznuten 10 (d. h. der Höhenunterschied des Tales 10b und des Wellenberges 10t) vorzugsweise im Größenordnungsbereich von z. B. 2 mm bis 4 mm liegen sollte. Das Einstellen der Nuttiefe D auf einen solchen Wert ermöglicht eine sichere Funktion des Schutzes der Halbleiterwafer W gegen einen Stoß, wie oben beschrieben.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Behältergehäuse
- 1a
- Öffnung
- 1b
- innerste Wand
- 2
- Deckel
- 5
- Waferhaltenut
- 5a
- Waferbewegungsbegrenzungsteil
- 6
- vorderer Halter
- 10
- Waferschutznut
- 10a
- Nutfläche
- 10b
- Tal
- 10t
- Wellenberg
- Q
- imaginäre Linie
- W
- Halbleiterwafer
