JP2006527919A - 動きを限定するウェファボックス - Google Patents

Abstract

半導体ウェファ収納装置又はウェファボックスは、平面の床を備えた下部構造と、そこから立ち上がる円筒形壁とを含む。二重の同心円の壁構造はスロットを含んでいて、スロットは、運搬時に半導体ウェファを保護するため、及び半導体ウェファの動きを妨げるために、内側の円筒形壁とウェファとの間に形成される隙間に延伸する本体チップウェファピンを受容する。代案として、単一の円筒形壁がスロットを含んでいて、スロットは運搬時に半導体ウェファを保護するため、及び半導体ウェファの動きを妨げるために、円筒形壁の範囲内に形成される隙間の内側に延伸するフィンを含む押出し成形のフィン付きピンを受容する。半導体ウェファ収納装置又はウェファボックスは、さらに下部構造に係合される蓋を含んでいて、それによって運搬時に押出し成形のフィン付きピンを捕捉している。

Description

本発明は、半導体ウェファ用の収納装置又はウェファボックスに関する。さらに詳細には、この収納装置は、スロットを備えた壁を有していて、スロットは押出し成形の本体チップウェファフィン（body chip wafer fins）又はフィン付きピンを受容し、本体チップウェファフィン又はフィン付きピンは、運搬時にウェファを保護するために半導体ウェファの後に挿入される。本体チップウェファフィン又は押出し成形のフィン付きピンは、半導体ウェファの自動化した取り外しの前に収納装置から取り除かれる。

先行技術は、半導体ウェファの収納と運搬のための様々な構造を包含する。これらの構造は、そこに収納されたウェファのために、静電気からの保護及び機械的な保護の何れについても備えているに違いない。

先行技術のいくつかの例として、米国特許発明第6193068号明細書、タイトル「半導体ウェファを保持するための収納装置」発明者Lewis他、2001年2月27日発行、米国特許発明第6286684号明細書、タイトル「保管と出荷のための構造を有する容器内に保持する集積回路（IC）ウェファ用保護システム」発明者Brooks他、2001年9月11日発行、米国特許発明第6003674号明細書、タイトル「汚染物質に敏感な商品を梱包するための方法と装置及びその梱包」発明者Brooks、1999年12月21日発行、及び米国特許発明第5724748号明細書、タイトル「汚染物質に敏感な商品を梱包するための装置及びその梱包」発明者Brooks他、1998年3月10日発行がある。

半導体ウェファ収納装置は、半導体ウェファを装填又は取り外す様々な自動化された装置に容易に適合可能なようにすべきである。このような収納装置は、信頼性があって大量生産にも経済的である単純な構造を有すべきである。さらにそれは、既存の半導体ウェファ収納装置に後から組込まれる半導体ウェファ収納技術において、どのような進歩に対しても有利となるだろう。

上記の及びその他の目的を達成するために、半導体ウェファ収納装置の円筒形壁は、スロットを備えている。これらのスロットは、半導体ウェファの装填後に、押し出し成形の本体チップウェファフィン又はフィン付きピンを受容する。収納装置の蓋は、運搬のために所定の場所で押し出し成形フィン付きピンを捕捉する。押し出し成形の本体チップウェファフィン又はフィン付きピンは、ロボット又は同様の方法によってウェファを取り外す前に取り除かれる。押し出し成形の本体チップウェファフィン又はフィン付きピンは、半導体ウェファが収納装置内で動かないようにベースボックスの隙間を減少し、半導体ウェファを堅固に係合するようになっている。本体チップウェファフィン又はフィン付きピンは、必要な隙間を取るのに十分な硬さであって、しかしウェファを破損することなく、不測の側面壁の衝撃を許容するのに十分な柔軟さがある。フィン又はピンは、円筒形壁の周縁部の全体に、又は円筒形壁の周縁部の半分に配置されてもよい。

さらなる目的と有用性は、以下の記述及び添付図から明白になるであろう。

いくつかの図の中で同一の符番は同一の要素を表している。図面を詳細に参照して、図1は、本発明の半導体ウェファ収納装置又はウェファボックスの下部構造１０の、第一実施形態の上部の平面図である。下部構造１０は、側面１４、１６、１８、２０から形成される、概ね平面の四角な床１２を含む。内側と外側の同心円の分割された円筒形壁２２，２４は、平面の床から立上る。内側と外側の同心円の分割された円筒形壁２２、２４は、比較的小さな整列した隙間を含み、それ故、壁２２、２４の周縁部に90度の間隔でスロット２６、２８、３０、３２を形成する。同様に、内側と外側の同心円の分割された円筒形壁２２、２４は、比較的大きな整列した隙間を含み、それ故、壁２２、２４の周縁部に互いに180度で対向する開口部３４、３６を形成する。図3の断片部分に示されるように、開口部３４、３６に隣接する内側の同心円の分割された円筒形壁２２は、部分的な切り欠き部分３８を含んでいる。ウェファ収納領域４０は、内側の同心円の分割された円筒形壁２２に形成される。この実施形態において、ウェファ収納領域４０は、直径203.2mm（8in）のウェファに適合してもよいが、その他の大きさの物も、確実に適合できる。内側に向かう棚部４８、５０を端部とする留め金４４、４６は、床１２の一組の対向している角から立ち上がっている。

図4は、下部構造１０の底部の平面図を示していて、床１２と、下部構造１０がおかれている表面（示されていない）との間のオフセットを提供するために、床１２の周縁部に位置する周縁脚部構造６０を含む。加えて、格子の加工品６２が、床１２の底部に形成される。

図7-13は、蓋７０を示していて、蓋７０は、本発明の半導体ウェファ収納装置又はウェファボックスの開示された様々な実施形態に適合が可能である。蓋７０は、周縁部の上に向かって伸びる棚部７４によって囲まれた上部の平面矩形表面７２を含む。スロット７６，７８は、上部の平面矩形表面７２の対角に形成される。装着した状態において、スロット７６，７８は、移動止めの形態を成すために留め金４４、４６を受容する。外側の円筒形壁８０は上部の平面矩形表面７２の下側に形成される。外側の円筒形壁８０はさらに、180度離れて配置される開口部８２を含む。装着した状態において、外側の円筒形壁８０は、外側の同心円の分割された円筒形壁２４に外側から同心円状に隣接する。同様の蓋は、米国特許発明第6193068号明細書、タイトル「半導体ウェファを保持するための収納装置」で開示されていて、その内容は本開示に含まれる。

図14は、本発明の半導体ウェファ収納装置又はウェファボックスの、下部構造１０の第二実施形態を開示する。この実施形態は、六つのスロット２６、２７、２８、２９、３０、３２が、壁２２、２４の周縁部に形成されることを除いて、図1-6で開示される実施形態と非常に類似している。スロット２６と２７との間、スロット２７と２８との間、スロット２９と３０との間、及びスロット３０と３２との間の間隔は、約45度であるのに対して、スロット２６と３２との間の及びスロット２８と２９との間の間隔は約90度であって、これら90度の間隔は、それぞれ隙間３４と３６を含む。この実施形態において、ウェファ収納領域４０は、直径203.2mm（8in）のウェファに適合してもよいが、その他の大きさの物も、確実に適合できる。

図15は、本発明の半導体ウェファ収納装置又はウェファボックスの下部構造１０の第三実施形態を開示していて、八つのスロット２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３は、壁２２、２４の周縁部に、どの二つの隣接するスロットも45度の間隔で形成される。この実施形態において、ウェファ収納領域４０は、直径203.2mm（8in）のウェファに適合してもよいが、その他の大きさの物も、確実に適合できる。

図16-19は、本発明の、半導体ウェファ収納装置又はウェファボックスの、下部構造１０の第四実施形態を開示する。この第四実施形態は、上述の実施形態より大きさが大きなウェファに適合していて、概ね直径304.8mm（12in）のウェファがウェファ収納領域で保持されるが、その他の大きさの物にも、確実に適合できる。この実施形態の下部構造１０が、上述の実施形態の下部構造１０より大きな場合に、留め金４４、４５、４６、４７を下部構造１０の四隅にそれぞれ備えるために、それぞれ内側に向かう棚部４９、５１を備える追加の留め金４５、４７が準備される。勿論、この下部構造１０に対応する蓋７０は、互換性のある寸法を有し、留め金４４、４５、４６、４７と係合するために、図7と9に示したスロット７６、７８と同様な四つのスロットを含む。

図20と21は、本発明の半導体ウェファ収納装置又はウェファボックスの、下部構造１０の第五と第六実施形態をそれぞれに開示する。第五と第六の実施形態は、図20が壁２２、２４の周縁部に90度の間隔で配置される四つのスロット２６、２８、３０、３２を開示しているのに対して、図21が壁２２、２４の周縁部に45度の間隔で配置される八つのスロット２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３を開示していることを除いて、第四実施形態の下部構造１０と類似している。

図22と23は、上に述べた半導体ウェファ収納装置又はウェファボックスの、第一から第六の実施形態で使用された本体チップウェファピン９０の、それぞれ斜視図と端面図である。本体チップウェファピン９０は円筒形頭部９２を含み、円筒形頭部がスロット２６から３３の何れも通過しないように、十分大きな直径を有するように形成されている。中央の長手方向に開いた孔９１は、頭部９２を貫通している。本体チップウェファピン９０はさらに、頭部９２から延伸する尾部９４を含んでいて、尾部の幅に沿って形成される一連の歯状突起９６を含み、歯状突起は、尾部９４から垂直に延伸する。

ウェファ収納領域４０内のウェファチップ（示されていない）を係合する確かでしかし弾力に富んだ形態を成すために、ウェファ（概ね、203.2mm（8in）又は304.8mm（12in）の直径であるが、その他の直径も本構造で完全に適合可能である）は、ウェファ収納領域４０に配置される。内側の同心円の分割された円筒形壁２２と、ウェファの外周縁部との間には隙間がある。この隙間を満たすために、頭部９２が外側の同心の分割された円筒形壁２４に外側から隣接して、尾部９４がそれぞれのスロットを通過し、末端部９８がそれぞれのスロットを戻って通過して、それ故、頭部９２に隣接し、ウェファチップを弾性的に刺激するループを形成するように、本体チップウェファピン９０はスロット２６から３３の中に配置される。代案として、頭部９２は部分的にスロット２６から３３の内に収まるように、内側壁２２の内側に配置されて、尾部９４はスロット２６から３３を介して外側に伸長して、適切な時間で本体チップウェファピン９０を取り除くための握り部分として働く。

図24-29は、半導体ウェファ収納装置又はウェファボックスの、第七実施形態の下部構造１１０を示す。下部構造１１０は、概ね平面の四角な床１１２を含んでいて、そこから円筒形壁１１４が立ち上がる。単一の円筒形壁１１４が図面に開示されているが、幾つかの応用では、汚染の可能性をさらに減少するために二重の同心円の円筒形壁１４を必要としてもよい。円筒形壁１１４は、その周縁部に六つのスロット１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０を含んでいて、さらに開口部１２２を含んでいる。さらに汚染の可能性を減少するために任意の遮蔽壁が、各々のスロット１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０の周囲の外側に形成されることも可能である。図29は、スロット１１９の周囲の外側に形成される単一の任意の遮蔽壁１２３を想像線で示す。

円筒形の安定化装置１２４、１２６は、床１１２の一組目の対向している角から立ち上がり、一方内側に向かう棚部１３２、１３４を端部とする留め金１２８、１３０は、床１１２の二組目の対向している角から立ち上がる。

押出し成形のフィン付きピン１４０は、図30及び31で詳細に示される。押出し成形のフィン付きピン１４０の断面は、外側に丸い部分１４２と、外側に丸い部分１４２の両端部に形成されたスロット１４４、１４６と、内側に伸長するフィン１４８とを含む。

図24に示したように、一般的に円形半導体ウェファ（示されていない）が、円形半導体ウェファと円筒形壁１１４との間の多少の隙間で円筒形壁１１４に装填された後に、押出し成形のフィン付きピン１４０は、円筒形壁１１４のスロット１１５、１１６、１１７、１１８、１１９，１２０に挿入される。押出し成形のフィン付きピン１４０のスロット１４４、１４６は、スロット１１５、１１６、１１７、１１８、１１９，１２０を形成する円筒形壁１１４の端部を捕捉する。押出し成形のフィン付きピン１４０の内側に伸長するフィン１４８は、円形半導体ウェファを係合するために、円筒形壁１１４内の隙間に延伸する。図24は、円筒形壁１１４の周縁部の各々のスロット１１５、１１６、１１７、１１８、１１９，１２０に挿入された押出し成形のフィン付きピン１４０を示す。しかしながら、幾つかの応用では、円筒形壁１１４の周縁部の半分だけに押出し成形のフィン付きピン１４０を使用してもよい。同様に下部構造１１２の幾つかの実施形態では、円筒形壁１１４の周囲の一部分だけにスロットを含んでもよい。

押出し成形のフィン付きピン１４０は、半導体ウェファ（示されていない）を保護するために薄くて柔軟でなければならないが、しかしフィン１４８が積層した半導体ウェファを優しく押し付けるバネのように作用するように、動きを妨げるのに十分な硬さであることも必要である。押出し成形のフィン付きピン１４０の一般的な材料は、クレイトン（Kraton）であるが、当業者は、この開示の検討後に相当材料の範囲を認識するだろう。

半導体ウェファを取り外す前に、（図7-11で開示したように）蓋７０及び押し出し成形のフィン付きピン１４０は取り除かれる。

このように、先に幾つか述べられた目的及び有用性は、最も効果的に達成される。本発明の所望される実施形態が、ここに開示されて詳細に述べられたけれど、この発明がそれによって限定されるものではなく、かつ発明の範囲は添付の請求項によって規定されていることは理解されるだろう。

図1は、本発明の半導体ウェファ収納装置の第一実施形態の下部構造の上部の平面図であって、二重の壁の配置及び本体チップウェファフィンを係合するための四つのスロットを備えている。 図2は、本発明の半導体ウェファ収納装置の第一実施形態の下部構造の側面図である。 図3は、図1の矢視3-3に沿った断面図である。 図4は、本発明の半導体ウェファ収納装置の第一実施形態の下部構造の底部の平面図である。 図5は、図1の矢視5-5に沿った断面図である。 図6は、図3の部分をさらに詳細にした断面図である。 図7は、本発明の半導体ウェファ収納装置の第一実施形態のための蓋であって、かつその他の実施形態の特徴でもある蓋の上部の平面図である。 図8は、図7の矢視8-8に沿った断面図である。 図9は、図7の蓋の底部の平面図である。 図10は、図7の蓋の正面図である。 図11は、図7の蓋の側面図である。 図12は、図7の矢視12-12に沿った断面図である。 図13は、図8の部分をさらに詳細にした断面図である。 図14は、本発明の半導体ウェファ収納装置の第二実施形態の下部構造の上部の平面図であって、二重の壁の配置及び本体チップウェファフィンを係合するための六つのスロットを備えている。 図15は、本発明の半導体ウェファ収納装置の第三実施形態の下部構造の上部の平面図であって、二重の壁の配置及び本体チップウェファフィンを係合するための八つのスロットを備えている。 図16は、本発明の半導体ウェファ収納装置の第四実施形態の下部構造の上部の平面図であって、第一、第二、及び第三の実施形態より概ね大きくて、二重の壁の配置及び本体チップウェファフィンを係合するための六つのスロットを備えている。 図17は、本発明の半導体ウェファ収納装置の第四実施形態の下部構造の側面図である。 図18は、図16の矢視18-18に沿った断面図である。 図19は、本発明の半導体ウェファ収納装置の第四実施形態の下部構造の底部の平面図である。 図20は、本発明の半導体ウェファ収納装置の第五実施形態の下部構造の上部の平面図であって、第四実施形態と概ね同一の大きさであるが、本体チップウェファフィンを係合するための四つのスロットを備えている。 図21は、本発明の半導体ウェファ収納装置の第六実施形態の下部構造の上部の平面図であって、第四と第五実施形態と概ね同一の大きさであるが、本体チップウェファフィンを係合するための八つのスロットを備えている。 図22は、本発明の本体チップウェファフィンの斜視図である。 図23は、本発明の本体チップウェファフィンの端面図である。 図24は、本発明の半導体ウェファ収納装置の第七実施形態の下部構造の斜視図であって、周縁部のいたるところに挿入された押出し成形のフィン付きピンを備えて示す。 図25は、本発明の半導体ウェファ収納装置の第七実施形態の下部構造の斜視図であり、周縁部の位置に挿入された一つの押出し成形のフィン付きピンを備えて示す。 図26は、本発明の半導体ウェファ収納装置の第七実施形態の下部構造の第一側面図であって、挿入された押出し成形のフィン付きピンを備えて示す。 図27は、本発明の半導体ウェファ収納装置の第七実施形態の下部構造の第二側面図であり、挿入された押出し成形のフィン付きピンを備えて示す。 図28は、本発明の半導体ウェファ収納装置の第七実施形態の下部構造の第三側面図であり、挿入された押出し成形のフィン付きピンを備えて示す。 図29は、本発明の半導体ウェファ収納装置の第七実施形態の下部構造の上部の平面図であって、挿入された押出し成形のフィン付きピンを備えて示す。加えてこの図に、一つの任意な遮蔽壁を想像線で示す。 図30は、本発明の押出し成形のフィン付きピンの第一斜視図である。 図31は、本発明の押出し成形のフィン付きピンの第二斜視図である。

Claims (20)

1. 半導体ウェファを保持するための収納装置であって、
   前記半導体ウェファを保持するための収納装置が、下部構造と蓋とを具備していて、
   前記下部構造がそこから延伸する少なくとも一つの円筒形壁を含み、前記少なくとも一つの円筒形壁がその範囲にウェファ収納領域を形成し、前記少なくとも一つの円筒形壁の少なくとも一部分が分割されてその結果、前記少なくとも一つの円筒形壁の範囲内にスロットを形成し、前記スロットが前記ウェファ収納領域に延伸するスペーサ要素を受容しており、
   前記蓋が、前記下部構造に係合するための手段を含んでいて、前記下部構造と前記蓋とが共に装着される場合に、前記収納装置の上部を形成する、半導体ウェファを保持するための収納装置。
2. 前記少なくとも一つの円筒形壁が、前記下部構造から垂直に延伸する、請求項1に記載の半導体ウェファを保持するための収納装置。
3. 前記下部構造を係合するための前記手段が、前記下部構造に形成される留め金を受容するスロットを含む、請求項1に記載の半導体ウェファを保持するための収納装置。
4. 前記蓋が蓋の円筒形壁を含んでいて、前記下部構造と前記蓋とが共に装着される場合に、前記蓋の円筒形壁が前記下部構造の前記少なくとも一つの円筒形壁に外側から隣接するようになる、請求項1に記載の半導体ウェファを保持するための収納装置。
5. 前記スロットが、前記少なくとも一つの円筒形壁の周囲に周期的に形成される、請求項1に記載の半導体ウェファを保持するための収納装置。
6. 前記少なくとも一つの円筒形壁が、前記スロットより大きな少なくとも一つの隙間を含む、請求項1に記載の半導体ウェファを保持するための収納装置。
7. 前記スペーサ要素が、前記スロットを形成する前記少なくとも一つの円筒形壁の端部を捕捉する溝を含んでいて、さらに前記ウェファ収納領域に伸長するフィンを含む、請求項1に記載の半導体ウェファを保持するための収納装置。
8. 前記スペーサ要素が、押出し成形によって形成される、請求項7に記載の半導体ウェファを保持するための収納装置。
9. 前記スペーサ要素が、前記ウェファ収納領域で半導体ウェファのための緩衝体を形成するのに十分に柔軟である、請求項8に記載の半導体ウェファを保持するための収納装置。
10. 前記少なくとも一つの円筒形壁の前記スロットの周囲に形成されるアーチ型の遮蔽壁をさらに含む、請求項1に記載の半導体ウェファを保持するための収納装置。
11. 半導体ウェファを保持するための収納装置であって、
    前記半導体ウェファを保持するための収納装置が、下部構造と蓋とを具備していて、
    前記下部構造がそこから延伸する内側の同心円の円筒形壁及び外側の同心円の円筒形壁を含み、前記内側の同心円の円筒形壁がその範囲にウェファ収納領域を形成し、前記内側と外側の同心円の円筒形壁の少なくとも一部分が分割されてその結果、前記内側と外側の同心円の円筒形壁の範囲内にスロットを形成し、前記スロットが前記ウェファ収納領域に延伸するスペーサ要素を受容しており、
    前記蓋が、前記下部構造に係合するための手段を含んでいて、前記下部構造と前記蓋とが共に装着される場合に、前記収納装置の上部を形成する、半導体ウェファを保持するための収納装置。
12. 前記内側と外側の同心円の円筒形壁が、前記下部構造から垂直に延伸する、請求項11に記載の半導体ウェファを保持するための収納装置。
13. 前記下部構造を係合するための前記手段が、前記下部構造に形成される留め金を受容するスロットを含む、請求項11に記載の半導体ウェファを保持するための収納装置。
14. 前記蓋が蓋の円筒形壁を含んでいて、前記下部構造と前記蓋とが共に装着される場合に、前記蓋の円筒形壁が、前記下部構造の前記外側の同心円の円筒形壁に外側から隣接するようになる、請求項11に記載の半導体ウェファを保持するための収納装置。
15. 前記スロットが、前記内側と外側の同心円の円筒形壁の周囲に周期的に形成される、請求項11に記載の半導体ウェファを保持するための収納装置。
16. 前記内側と外側の同心円の円筒形壁が、前記スロットより大きな少なくとも一つの隙間を含む、請求項11に記載の半導体ウェファを保持するための収納装置。
17. 前記スペーサ要素が、円筒形の頭部及びそこから延伸する尾部を含む、請求項11に記載の半導体ウェファを保持するための収納装置。
18. 前記尾部が、そこから延伸する歯状突起を含む、請求項17に記載の半導体ウェファを保持するための収納装置。
19. 前記スペーサ要素が、前記ウェファ収納領域で半導体ウェファのための緩衝体を形成するのに十分に柔軟である、請求項18に記載の半導体ウェファを保持するための収納装置。
20. 前記円筒形頭部が、前記スロットを通過しないように十分に大きい、請求項17に記載の半導体ウェファを保持するための収納装置。

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