JP2003524550A - 低公差蓄積を有するウェハーキャリア - Google Patents
低公差蓄積を有するウェハーキャリアInfo
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- H01L21/67379—Closed carriers characterised by coupling elements, kinematic members, handles or elements to be externally gripped
Abstract
Description
持し、締め付け、蓄積し、そして正確に位置決めするように設計さっるウェハー
キャリア及びそれを組み立てる方法に関する。より詳しくは、本発明は、キャリ
ア構成要素を接続するための圧力嵌めファスナー(press-fit fastener)を用い
る低公差蓄積ウェハーキャリア(low tolerance build-up wafer carrier)に
関する。
処理し、蓄積し、そして輸送する複数のステップが存在する。ディスクの繊細な
特性やその膨大な量のため、この工程中に汚染物からディスクを適切に保護する
必要がある。ウェハーキャリアの一つの目的は、ディスクを汚染物から保護する
ことである。 一般的に、ウェハーディスクの処理は自動化されているため、使用される処理
装置の仕様に応じて、キャリアをウエハーディスクに正確に整列させる必要があ
る。一般的に、キャリアに有効な公差は、非常に厳密であり、処理装置とウェハ
ーディスクとの間で適切な相互作用を得るためには約0.2インチである。ウェ
ハーキャリア製造産業は、より正確なキャリア装置整列(carrier-equipment al
ignment)を補償するために、改善された公差をを有するキャリアを設計する努力
をしている。
ce build-up or stacking)が生じる。発生するギャップ、グリップ(grip)あ
るいは干渉は、個々の部品の寸法及び公差に関係する。個々の部品の公差が大き
いほど、ギャップあるいは干渉が発生する可能性が高くなる。したがって、ギャ
ップ及び干渉の公差の蓄積あるいは積重ねを最小にするために、使用する構成要
素の数を最小にする必要がある。 キャリアは、単一モールドデザイン(single mold design)あるいは複数の小
さな個々のモールドされた部品からなる複合デザイン(composite design)によ
り構成される。公差蓄積の問題は、明らかに、複数の部品による複合キャリアの
場合に存在する。加えて、複合キャリアは、より多くの部品、したがって更に増
加する公差蓄積を引き起こす構成要素を接続するファスナー(fastener)(止め具
)を必要とする。したがって、公差蓄積を引き起こさない複合ウェハーキャリア
を組み立てるためのファスナーが要望される。
ている。これらのファスナーを使用する際に問題が生じる。第一に、スクリュー
を締め付ける時にキャリアがねじれ、それによって公差蓄積が増大する。第二に
、構成要素とスクリューを結ぶ時間が必要である。したがって、ねじれを発生さ
せず、キャリアの構成要素同士を迅速に結ぶことができるファスナーが要望され
る。 複合キャリアは、単一モールドキャリアよりも公差蓄積しやすいが、単一モー
ルドキャリアにも問題はある。単一モールドキャリアは、より大きいモールドの
ために、複合キャリアよりもねじれやすい。単一モールドキャリアのねじれの制
御及びねじれによる製品への影響の程度を予測するのが困難であるため、しばし
ば、より予測しやすい複合キャリアデザインの使用が望まれる。単一モールドキ
ャリアをより小さい、個々のモールド要素に分割することによって、ねじれは減
少し、厳密な仕様をより確実に得ることができる。
結合部(kinematic coupling)等の装置インターフェース部(equipment interfa
ce portion)を有している。この装置インターフェース部により、処理装置によ
って提供されるキャリアインターフェース部(carrier interface portion)に
対してキャリアは適切な方向に向けられる。ガイドプレートは、しばしば、単一
モールドキャリア内に一体的に設けられる。これらの装置インターフェースをキ
ャリアデザインの残りの部分から分離させることによって、モールド部分の大き
さ、したがって、たわみの可能性を減少させることができる。したがって、公差
蓄積のない臨界のキャリア仕様を容易に得ることができ、単一モールドキャリア
に取り付けられる、分離した装置インターフェースを用いる必要がある。 運動結合部等の装置インターフェースは、単一モールドキャリアデザインのね
じれを増加させる傾向の他に、キャリアの重量を運ぶ際にたわみやすい。このた
わみによりキャリアが好ましくない位置にシフトされ、それによって、公差蓄積
が発生し、またキャリア装置(carrier-equipment)のミスマッチの可能性が増大
する。したがって、処理装置とインターフェース(連係)可能であり、取り付け
られた運動結合部のたわみが発生しにくいキャリアが必要である。
る方法を提供する。 本発明の一つの目的は、キャリア関連要素(carrier-related component)と圧
力嵌めファスナーを接続することによって公差蓄積を減少させることである。 本発明の他の目的は、より正確なキャリア装置整列(carrier-equipment alig
nment)のために、キャリアインターフェース部を直接に接触させる、キャリア上
のインターフェース接触部(carrier interface portion)を提供することで
ある。 本発明のさらに他の目的は、キャリアの重量によるガイドプレートのたわみに
関連する配列問題を回避するように設計されたキャリアを提供することである。 本発明の他の目的は、公差蓄積を減少させるために、ガイドプレートを圧力嵌
めファスナーを有するキャリアに取り付けることである。 本発明のさらに他の目的は、組立コストが低い複合ウェハーキャリアを提供す
ることである。 本発明の他の目的は、圧力嵌めファスナーを有する複合ウェハーキャリアを組
み立てる方法を提供することである。 本発明のさらに他の目的は、キャリア構成要素同士を迅速に取り付けるファス
ナーを提供することである。
ンターフェース部(cooperating machine interface portion)と対向する装置
インターフェースと同等のものと連係する。好ましい実施例では、協同マシンイ
ンターフェース部は、キャリアのインターフェース側部に位置するインターフェ
ース接触部対に誘導される。 他の好ましい実施例では、第1の要素と一体である第1の部分及び第2の要素
と一体である第2の部分を有するファスナーが、公差蓄積無しに、第1及び第2
の要素を取り付けるために用いられる。これらのファスナーは、複合ウェハーキ
ャリアを組み立てるため、また装置インターフェースをキャリアに取り付けるた
めに用いられる。
ャリアあるいはポッド(pod)は、図1及び図2に示されている。ウェハーキャリ
あるいはポッド14は、底部26を有する外わくあるいはハウジング部16と、
開口23を有する前面側22と、開口23と反対側の後側24を有している。キ
ャリア14は、ウエハーディスク12を水平位置に支持するための一対の側壁1
04を有している。ディスク12が汚染されるのを防止するために、開口23を
閉じ、そして外わく16をシール(密封)するドア20が設けられている。
ターフェース側部18に一体化されている。インターフェース部40は、図5に
示されているように、対応するガイドプレートあるいは運動結合部120と相互
作用する位置に配置される、リブのようなインターフェース接触部42の対を有
している。一般的に、インターフェース部42は、正三角形のコーナー部に配置
される。雌ファスナー部166は、図4に示されている。これらは、図1及び図
5に示されているように、ガイドプレートをインターフェース側部18に取り付
けるのを容易にするために、ガイドプレート120からの対応する雄ファスナー
部200を受け取る。 インターフェース部42や、連係される装置に依存する圧力嵌めファスナー部
166の異なる配置が可能である。これらの異なる形態では、インターフェース
部42や圧力嵌めファスナー部166の対より多いあるいはより少ない対を含ん
でいる。加えて、雄ファスナー部200及び雌ファスナー部166は、本発明の
全ての実施例において交換可能である。
装置側部136、キャリア前部22に対応する表部138、及びキャリア後部2
4に対応する後部140を有している。ガイドプレート120は、ガイドアーム
126、センサーパッド128、圧力嵌めファスナー部200、ガイド部(guide
-in portion)122及び開口124を有するガイド面130を有している。ガ
イドアーム126は、通常は、調節アーム間の120度の角度を残して、正三角
形の中心から三角形のポイントまで延びている。この配列は、当業者の間で一般
的に用いられている。 ガイドプレートあるいは運動結合部120の目的は、図6に示されているよう
に、キャリアインターフェース部66をガイド面130に沿って開口124まで
誘導し、インターフェース接触部44の場所でインターフェース接触部42と係
合する。キャリアインターフェース部66は、処理装置64に対して固定されて
いるため、ガイドプレート120は、キャリア14を処理装置64に対して適切
に整列させる。インターフェース部42とキャリアインターフェース部66が直
接に接触しているため、ガイドアーム126がたわんでも、公差蓄積は増大しな
い。
7aは、インターフェース部42としてリブを使用することを示している。この
形態では、リブの比較的小さな寸法により、重大なねじれが発生しにくいため、
好ましい。インターフェース部42の他の実施例が、図7b及び図7cに示され
ている。これらは、必要な接触点44を形成するために、門(arch)あるいは丘(h
ump)を用いる。
5は、前端部材80を有するキャリアフレーム78、後端部材82、対向する側
壁支持部材84、側壁104、及び着脱可能な装置インターフェース部40を備
えている。装置インターフェース部40は、圧力嵌めファスナー148とともに
前端部材80に取り付けられる。なお、雄ファスナー部200は、装置インター
フェース部40に一体化され、雌ファスナー部166は、前端部材80と一体化
されている。装置インターフェース部40及び後端部材82は、Hバー52、ロ
ボットフランジ50あるいは装置と連係するための他のマシンインターフェース
の形態としてもよい。 続けて図8を参照すると、側壁104は、ウェハーディスク12を支持及び拘
束するための垂直方向に整列されたリブ106と、くぼんだロワ−部(lower po
rtion)108と、ほぼ垂直なアッパー部(upper portion)110を有している。
側壁104は、圧力嵌めファスナー148、リブ90及び溝92を用いてキャリ
アフレーム78に取り付けられる。ロワ−部108に一体化された雄ファスナー
部200及びアッパー部110に一体化されたリブ90が示されている。これら
は、側壁104のキャリアフレーム78への固定を容易とするため、対応する、
底部86に一体化された雌ファスナー部166、トップ部材88と一体化された
溝92に挿入される。
48は、ポリカーボネートあるいはPEEK等の硬いプラスチックで製造するの
が適切である。各ファスナー148は、雌ファスナー部166及び雄ファスナー
部200を有している。雌ファスナー部166は、ボデー部168、多角形に形
成された穴170、肩部186及びベース部182により構成されている。多角
形に形成された穴170は、最小穴直径D1及び最大穴直径D2を有している。
雄ファスナー部200は、ベース部214、肩部220及び円柱210により構
成されている。円柱210は、表面206、直径D3及び柱端部212を有して
いる。 ベース部182及び214は、通常は、図1、図4及び図8に示されているよ
うに、取り付けられるそれぞれの要素に一体化される。図10a〜図10cに示
すように、柱210が穴206に圧入される時に干渉が発生する。柱の表面20
6は、穴の表面172との相互作用から雌ファスナー部166内に固定するよう
ゆがめられる。結果的に、直径は、D2よりは小さいが、D1よりは大きいD3
となる。
。図10aにおいて、肩部186、220及び端部108、208は、雄ファス
ナー部200の挿入を停止させ、圧力嵌めファスナー148をシールオフするた
めに係合する。図10bは、肩部186と220との間にシールを形成するため
のオーリング164を用いる圧力嵌めファスナー148を示す。 圧力嵌めファスナー148の他の実施例が、図11に記載されている。ここで
、柱210は、多角形の表面206を有し、穴170は、円である。この実施例
は、図9に示したものと同じように動作する。更に、圧力嵌めファスナー148
の実施例が、図12a〜図12hに示されている。 図12a〜図12hには、固定の目的のために、円形に形成された柱210の
表面206と干渉的に相互に作用することができる穴170の種々の形状を記載
している。 本発明は、本発明の精神あるいは本質的な特質を逸脱することなく他の形態で
実施することができる。それゆえ、本発明の実施例は、説明として全ての観点に
おいて考慮し、限定して考慮すべきではなく、また、発明の特徴を示すための前
記した記載よりもクレームに対する参考文献を考慮すべきである。
解組立、正面図である。
る。
を有する、図5のA−A線に沿った部分断面図である。
ャリアの分解組立図である。
全に係合された圧力嵌めファスナーの断面図を示す。
全に係合された圧力嵌めファスナーの断面図を示す。
された圧力嵌めファスナーの断面図を示す。
Claims (29)
- 【請求項1】 装置と連係し、装置に対して正確な位置にウェハーを支持す
るウェハーキャリアであり、装置はキャリアインターフェース部を有しており、 キャリアは、 インターフェース側部と、 インターフェース側部と一体化されたインターフェース接触部の対と、インタ
ーフェース接触部に隣接し、キャリアインターフェース部を対応するインターフ
ェース接触部に係合させるように配置されたガイド部を有するガイドプレートと
を備え、 キャリアインターフェース部と装置接触部との係合によって、キャリアが、ウ
ェハーを適切に扱うために装置に対して正確な位置に整列される。 - 【請求項2】 請求項1に記載のキャリアであって、ガイドプレートのガイ
ド部は、更に、開口部と、開口部に導くガイド面と、インターフェース接触部と
を有する。 - 【請求項3】 請求項1に記載のキャリアであって、更に、複数の圧力嵌め
ファスナーを備え、各圧力嵌めファスナーは、インターフェース側部と一体化さ
れた第1の部分と、ガイドプレートと一体化された第2の部分とを有し、第1及
び第2の部分は、互いが押圧された時に互いに干渉的に係合し、それによって、
ガイドプレートがハウジングのインターフェース側部に固定される。 - 【請求項4】 請求項3に記載のキャリアであって、圧力嵌めファスナーの
第1の部分は柱であり、第2の部分は柱受入部であり、各柱受入部は、対応する
柱を干渉的に受け入れる穴を有する。 - 【請求項5】 請求項4に記載のキャリアであって、各柱及び柱受入部は互
いにシール状態で係合し、それによって、対応する穴がシール状態で閉じる。 - 【請求項6】 請求項3に記載のキャリアであって、圧力嵌めファスナーの
第1及び第2の部分は、更に、肩部、オーリングを有し、オーリングは、第1及
び第2の部分が互いに押圧された時に肩部の間にシール状態で係合する。 - 【請求項7】 請求項1に記載のキャリアであって、キャリアはHバーキャ
リアである。 - 【請求項8】 請求項1に記載のキャリアであって、キャリアは、開口前部
を有し、ウェハーを収納及び支持するボックスであり、ボックスは、更に、開口
前部を閉じるドアを有する。 - 【請求項9】 請求項1に記載のキャリアであって、キャリアはポッドであ
る。 - 【請求項10】 請求項1に記載のキャリアであって、更に、ウェハーを支
持し、インターフェース側部と一体化された側壁を有する。 - 【請求項11】 装置と連係し、ウェハーを装置に対して正確な位置に支持
するウェハーキャリアであって、装置はキャリアインターフェースを有し、 キャリアは、 インターフェース側部と、 キャリアインターフェースを係合させるための複数の圧力嵌めファスナーと共
にインターフェース側部に取り付けられる装置インターフェース部とを備え、 各圧力嵌めファスナーは、インターフェース側部に一体化された第1の部分と
、装置インターフェース部に一体化された第2の部分とを有し、第1及び第2の
部分は、互いに押圧されると干渉的に係合し、それによって装置インターフェー
スがキャリアのインターフェース側部に固定される。 - 【請求項12】 請求項11に記載のキャリアであって、キャリアはHバー
キャリアである。 - 【請求項13】 請求項11に記載のキャリアであって、装置インターフェ
ース部は運動結合部である。 - 【請求項14】 請求項11に記載のキャリアであって、装置インターフェ
ース部はロボットフランジである。 - 【請求項15】 請求項11に記載のキャリアであって、圧力嵌めファスナ
ーの第1の部分は雌ファスナー部であり、圧力嵌めファスナーの第2の部分は雄
ファスナー部であり、各雌ファスナー部は、表面を有する軸方向に沿った穴が設
けられたボディー部を有し、各雄ファスナーは、雌ファスナー要素の穴に挿入さ
れた時に、雌ファスナー部の穴の表面と連係するボディー部を有する。 - 【請求項16】 請求項11に記載のキャリアであって、更に、インターフ
ェース側部と一体化され、ウェハーを支持する側壁を備える。 - 【請求項17】 ウェハーディスクを支持及び拘束する複合ウェハーキャリ
アであって、 キャリアは、 ウェハーディスクを支持する第1の要素と、 複数の圧力嵌めファスナーと共に第1の要素に取り付けられる第2の要素とを
備え、 各圧力嵌めファスナーは、第1の要素と一体化された第1の部分と、第2の要
素と一体化された第2の部分とを有し、第1及び第2のファスナー部は、互いに
押圧されると干渉的に係合し、それによって、ウェハーキャリアを形成するため
に第1の要素が第2の要素に固定される。 - 【請求項18】 請求項17に記載の複合ウェハーキャリアであって、圧力
嵌めファスナーは、永久的に、第1の要素を第2の要素に接続する。 - 【請求項19】 請求項17に複合ウェハーキャリアであって、第2の要素
は、キャリアを装置に送る装置インターフェース部であり、それによって、装置
がキャリア及びウェハーディスクと連係可能である。 - 【請求項20】 請求項19に記載の複合ウェハーキャリアであって、装置
インターフェースはロボットフランジである。 - 【請求項21】 請求項19に記載の複合ウェハーキャリアであって、装置
インターフェースはHバーである。 - 【請求項22】 請求項19に記載の複合ウェハーキャリアであって、装置
インターフェースは運動結合部である。 - 【請求項23】 請求項19に記載の複合ウェハーキャリアであって、装置
インターフェースはマシンインターフェースである。 - 【請求項24】 請求項17に記載の複合ウェハーキャリアであって、第1
の要素は、更に、前端部材、後短部材、前端部材と後端部材との間に伸びる側壁
支持部材及びウェハーディスクを支持する一対の側壁を有するキャリアフレーム
を備え、各側壁は、複数の圧力嵌めファスナーと共に側壁支持部材の1つに取り
付けられ、各圧力嵌めファスナーは、側壁の1つに一体化された第1の部分と、
側壁支持部材の1つに一体化された第2の部分を有し、第1及び第2の部分は、
互いに押圧された時に干渉的に係合し、それによって、側壁が、対応する側壁支
持部材に固定される。 - 【請求項25】 複合ウェハーキャリアを組み立てる方法であって、 ウェハーディスクを支持し、複数の第1の圧力嵌めファスナー部を有する第1
のキャリア要素を提供するステップと、 取り付けのために、第1のファスナー部と干渉的に係合する複数の第2の圧力
嵌めファスナー部を有する第2のキャリア要素を提供するステップと、 対応する第1及び第2の圧力嵌めファスナー部を整列させるステップと、 第1及び第2のファスナー部を互いに押圧し、第1及び第2のキャリア要素を
互いに固定するステップと、 を備える。 - 【請求項26】 請求項25に記載の複合ウェハーキャリアを組み立てる方
法であって、第2のキャリア要素は、キャリアを装置に送る装置インターフェー
ス部であり、それによって、装置は、キャリア及びウェハーディスクと相互に作
用可能である。 - 【請求項27】 請求項26に記載の複合ウェハーキャリアであって、装置
インターフェース部は運動結合部である。 - 【請求項28】 請求項26に記載の複合ウェハーキャリアであって、装置
インターフェース部はロボットフランジである。 - 【請求項29】 請求項26に記載の複合ウェハーキャリアであって、装置
インターフェース部はHバーである。
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US09/349,323 | 1999-07-08 | ||
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JP2000559578A Withdrawn JP2003524550A (ja) | 1998-07-10 | 1999-07-09 | 低公差蓄積を有するウェハーキャリア |
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