JP2006527921A

JP2006527921A - 半径方向に軸回転する掛け金要素を備えるウェファボックス

Info

Publication number: JP2006527921A
Application number: JP2006517114A
Authority: JP
Inventors: エル．フォーサイス，バロリス; ガーディナー，ジム; ブラウン，ベリー
Original assignee: イリノイトゥールワークスインコーポレイティド
Priority date: 2003-06-17
Filing date: 2004-05-11
Publication date: 2006-12-07
Anticipated expiration: 2024-05-11
Also published as: WO2005001890A3; US7565980B2; JP4564004B2; WO2005001890A2; US20060180499A1; EP1638864A4; KR20060026423A; ATE535936T1; US6988621B2; US20040256285A1; EP1638864A2; EP1638864B1

Abstract

半導体ウェファ収納装置又はウェファボックスは、平面の床と、そこから立ち上がる二重の同心円の円筒形壁構造とを備えた下部構造含む。二重の同心円の円筒形壁構造は、スロットを含んでいて、スロットを介して掛け金要素は、半径方向に軸回転する。掛け金要素は、内部パッド付きスペーサ要素を含む。掛け金要素は、パッド付きスペーサ要素がウェファ収納スペースから相対的に離れる外側の位置と、パッド付きスペーサ要素がウェファ収納スペースに突き当たる内側の垂直な位置との間で軸回転し、そこで半導体ウェファを押し付ける。蓋の傾斜部は、外側の位置にある掛け金要素を捕捉し、内側の垂直な位置へ軸回転するよう掛け金要素を押込めて、蓋に形成されたスロットによってこの位置で移動止めの係合をする。

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、円筒形壁の中のスロットを介して、半径方向に軸回転する掛け金要素を有する。掛け金要素は、円筒形壁の範囲内に半導体ウェファを係合するためのスペーサ要素を内表面に含んでいて、掛け金要素が垂直の位置に在る時、蓋要素と移動止めの係合をする。掛け金要素が蓋と移動止めの係合をしていない時に、スペーサ要素と共に掛け金要素は拘束がなく、半導体ウェファへの自由なアクセスを提供するために、半径方向外側に軸回転する。

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、そこに収納されるウェファのために、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なければならない。

先行技術のいくつかの例として、特許文献1、特許文献2、特許文献3、及び特許文献4がある。

米国特許第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される集積回路（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日発行米国特許第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

好ましくは、このような収納装置は、半導体ウェファを装着又は離脱する様々な自動装置に、容易に適合することが出来るべきである。このような収納装置は、大量生産のために信頼性が高く経済性のある簡単な構造を有するべきである。

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は、ウェファ収納スペースを形成する少なくとも一つの円筒形壁を備えている。円筒形壁はスロットを含み、スロットを介して掛け金要素は半径方向に軸回転する。掛け金要素は、その内側の表面にスペーサ要素を含む。掛け金要素が、蓋によって移動止めの係合をされる時、掛け金要素は垂直の位置となり、スペーサ要素が円筒形壁の中に形成されたウェファ収納スペースに伸長する。それによって、スペーサ要素は、ウェファ収納スペース内で半導体ウェファを押し付ける。掛け金要素が蓋との係合から自由になる時、掛け金要素は、半導体ウェファとの係合を開放するために半径方向外側に軸回転して自由になり、半導体ウェファがさらなる工程のために、手動工程又は自動工程によって取り除かれることを可能にする。一般的に、掛け金要素の内側のスペーサ要素は、ウェファを損傷することなく半導体ウェファに係合するために、幾分軟らかな又はスポンジのような材料から形成される。

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。

ここに、幾つかの図面を通して同一の符番は同一の要素を表示している。詳細な図面を参照して、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の上部平面図である。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形床１２を含む。内側及び外側の、同心円の円筒形壁２２、２４が、平面の床１２から立ち上がる。雄合わせ（male aligning）要素１５、１９は、外側の同心円の円筒形壁２４の外側の側面１４、１８の中心位置に形成される。内側の及び外側の同心円の円筒形壁２２、２４は、向き合っている隅にスロット２６、２８と、互いに180度の反対側にある開口部３４、３６を形成する整列したギャップとを含む。図3の分解部分で示されるように、開口部３４、３６に隣接する内側の同心円の円筒形壁２２の部分は、部分的な切り欠き３８を含む。ウェファ収納スペース４０は、内側の同心円の円筒形壁２２の中に形成される。ウェファ収納スペース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、確実に適合可能である。下向きの棚部（inverted ledges）で終端となる軸回転する掛け金要素４４、４６は、床１２の対角線に向き合っている隅から支えられ、スロット２６、２８を介して半径方向に軸回転する。軸回転する掛け金要素４４、４６は、半導体ウェファ１００（図14、16及び18から21を参照）との係合のために、軸回転する掛け金要素の内表面に、押出し成形パッド付きスペーサ要素５２、５３を有する。図16と17に示したように、軸回転する掛け金要素４４、４６は、押出し成形パッド付き要素５２、５３（図22を参照）の外部の補完的なＴ形状フランジ５６、５８を受容するためのＴ形状溝５４、５５を含む。

押出し成形パッド付きスペーサ要素５２、５３は、半導体ウェファ１００を保護するために柔軟であることが必要だが、しかし押出し成形パッド付きスペーサ要素５２、５３が、積層した半導体ウェファ１００を徐々に押し付ける、バネのように作用する場合には、運動を防止するために十分に堅固であることも必要である。押出し成形パッド付きスペーサ要素５２、５３の一般的な材料は、クラトン（Kraton）であろうが、しかし当業者は、この開示の学習の後に、一連の相当材料を理解するだろう。

図4は、下部構造１０の底部平面図を示していて、床１２と下部構造１０が載っている表面（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の脚構造６０を含んでいる。加えて、格子加工品６２が、床１２の底部に形成される。さらに、図4は、軸回転する掛け金要素４４、４６のピボット軸６４、６６の下面を示す。

図23と24は、下部構造１０の代替の実施形態を示していて、軸回転する掛け金要素を受容するための四つのピボット軸６４、６５、６６，６７を備えた、四つのスロット２６、２７、２８、２９を有する。このような配置は、一般的により大きなウェファサイズのために使用される。

図5は、軸回転する掛け金要素４４のピボット軸６４の（同様にピボット軸６６にも適用する）断面の詳細を示す。軸回転する掛け金要素４４は、副アーム５９に装着される主アーム５７を含む。副アーム５９は、下部構造１０のポケット６１の中に設置され、ピボット軸６４を終端とする。主アーム５７は、90度よりわずかに大きな鈍角で副アーム５９に装着される。この鈍角は、その他の寸法と共に、外向きの角度を画定し又は制限していて、軸回転する掛け金要素４４の主アーム５７は、副アーム５９がポケット６１の床にある場合に、外向きの角度で延伸が可能で、故に結果として、軸回転する掛け金要素４４は、図１４、１６、１８及び２１に示されるような外側の位置になる。外向きの角度又は外側の位置の制限は、これ以降で述べるような蓋７０の構造が、軸回転する掛け金要素４４、４６を外側の位置で捕捉し、それらを垂直な移動止めの位置に押込むことを確実にするために必要である。

図６は、内側及び外側の、多少詳細な同心円の円筒形壁２２、２４を示す。

図7-10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蓋７０を示す。蓋７０は、周縁の上方に向かって延伸する棚部７４によって囲まれ、概ね四角い外側端部壁８２によって境界をなす、上部が平面の四角い表面７２を含む。円筒形壁８０は、外側端部壁８２の内側に形成される。スロット７６、７８は、上部が平面の四角い表面７２の向き合っている隅に形成される。スロットは、図23と24で示される下部構造１０の実施形態に適合が可能な蓋７０のために、それぞれの隅に形成される。傾斜部(ramps)７７、７９は、スロット７６、７８と外側端部壁８２との間に形成される。図20の設置された位置となった状態において、傾斜部７７、７９は、半径方向外側に軸回転した位置（図21を参照）から、軸回転する掛け金要素４４、４６（図18を参照）を捕捉して、移動止めの配置（図20を参照）を形成するためにスロット７６、７８によって受容されるように、軸回転する掛け金要素４４、４６を垂直の配置に押込めて（図19を参照）、それによってウェファ収納スペース４０の半導体ウェファ１００に突き当てるために、押出し成形パッド付きスペーサ要素５２、５３を押し付ける。

つまみ要素８１、８３は、スロット７６、７８から半径方向内側に形成されて、蓋７０を取り外す時に、スロット７６、７８から内側方向に解除するために、ユーザが軸回転する掛け金要素４４、４６を手動で動かすことを可能にする。外側円筒形壁８０は、上部が平面の四角い表面７２の下側に形成される。外側円筒形壁８０は、180度離れて位置付けられる雌合わせ（female aligning）要素８５、８７をさらに含む。設置された位置において、外側円筒形壁８０は、外側の同心円の円筒形壁２４に外側から同心円で隣接し、雌合わせ要素８５、８７は、雄合わせ要素１５、１９と係合する。

本発明のウェファ収納ボックスを使用するために、ユーザは一般的に、外側の位置にある軸回転する掛け金要素４４、４６を備えた、空の下部構造１０（すなわち、ウェファ収納スペース４０に半導体ウェファ１００が入っていない）から使い始めるであろう。ユーザはそれから、手動又は自動化装置で、半導体ウェファ１００をウェファ収納スペース４０に置き、軸回転する掛け金要素４４、４６を捕捉するために下部構造１０を覆って蓋７０を置き、図18から20で順序を追って示したように及び上述したように、垂直な移動止め位置に、軸回転する掛け金要素４４、４６を押込めて、押出し成形パッド付きスペーサ要素５２、５３が、半導体ウェファ１００に突き当たるようにするだろう。ウェファ収納ボックスは、それから一般的には運搬される。蓋７０から軸回転する掛け金要素４４、４６を解除するために、つまみ要素８１、８３の方向へ軸回転する掛け金要素４４、４６に力を作用することによって、蓋７０は手動で取り外されてもよく、それによって軸回転する掛け金要素４４、４６が、（図21に示したような）外側の位置に向かって軸回転できて、半導体ウェファ１００への容易なアクセスを可能にする。

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。本発明の一つ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、発明の範囲は添付の特許請求の範囲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下部構造の上部の平面図である。図2は、本発明の半導体ウェファ収納装置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、本発明の軸回転する掛け金要素の斜視図であって、スペーサ要素が半導体ウェファを係合するために直立した位置にある。図15は、本発明の下部構造の下部の斜視図であって、軸回転する掛け金要素の軸回転の機構を示す。図16は、本発明の軸回転する掛け金要素の斜視図であって、スペーサ要素は、半導体ウェファとの係合から十分に自由であるために、外側に軸回転した位置にある。図17は、本発明の軸回転する掛け金要素の斜視図であって、スペーサ要素が取り外されたピボット機構を示している。図18は、下部構造と係合にいたる半導体ウェファ収納装置の蓋の、部分的に切り取った斜視図であって、蓋が下部構造と係合にいたる時に、蓋の内部の傾斜部が、軸回転する掛け金要素を外側に軸回転した位置から垂直な位置へ押込める。図19は、下部構造とさらに係合にいたる半導体ウェファ収納装置の蓋の、部分的に切り取った斜視図であって、軸回転する掛け金要素は、ほぼ垂直の位置で、蓋のスロットと係合に近づいている。図20は、軸回転する掛け金要素と係合する半導体ウェファ収納装置の蓋の、部分的に切り取った斜視図であって、軸回転する掛け金要素が垂直の位置で、スペーサ要素が半導体ウェファを押し付けている。図21は、下部構造の軸回転する掛け金要素との係合から自由な半導体ウェファ収納装置の蓋の、部分的に切り取った斜視図であって、軸回転する掛け金要素が外側に軸回転して、それ故にスペーサ要素が半導体ウェファから離れている。図22は、スペーサ要素の斜視図である。図23は、本発明の半導体ウェファ収納装置の代替の実施形態の下部構造の上部斜視図であって、四つの軸回転する掛け金要素で形成されている。図24は、本発明の半導体ウェファ収納装置の代替の実施形態の下部構造の底部斜視図であって、四つの軸回転する掛け金要素で形成されている。

Claims

下部構造と蓋とを具備する、半導体ウェファ用収納装置であって、
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、その中にウェファ収納スペースを形成し、前記少なくとも一つの円筒形壁が、スロットを含み、スロットを介して掛け金要素が、半径方向に軸回転して、
前記蓋が、前記ウェファ収納スペースの中で半導体ウェファを係合するために、外側に軸回転した位置で前記掛け金要素を捕捉して、半径方向の内側の位置に前記掛け金要素を押込む手段を含み、それによって、前記掛け金要素は前記蓋と移動止めの係合をなし、前記下部構造と前記蓋とが共に移動止めの係合をした時に、前記蓋は、前記収納装置の上部を形成する、半導体ウェファ用収納装置。
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用収納装置。
前記掛け金要素が、前記ウェファ収納スペースから十分に離れる外側の位置と、前記ウェファ収納スペースに突き当たる内側の垂直な位置との間で軸回転する、請求項2に記載の半導体ウェファ用収納装置。
補足するための及び押込むための前記手段が、前記蓋の外側部分から前記外側部分の内側に近接して形成されるスロットまでの間に形成される傾斜部を含んでいて、前記傾斜部が前記外側の位置で前記掛け金要素を捕捉し、前記スロットが前記垂直の位置で前記掛け金要素と移動止めの係合をする、請求項3に記載の半導体ウェファ用収納装置。
前記掛け金要素が、比較的に剛である外側部分と、内側のスペーサ要素とを含み、前記内側のスペーサ要素が、前記ウェファ収納スペースに突き当たるようになっている、請求項4に記載の半導体ウェファ用収納装置。
前記比較的に剛である部分が溝を含み、前記内側のスペーサ要素が、前記溝と係合するためのフランジを含む、請求項5に記載の半導体ウェファ用収納装置。
前記軸回転する掛け金要素が、互いに鈍角である第一アームと第二アームを含んでいて、前記第一アームが、前記蓋と移動止めの係合をするための要素を含み、前記第二アームが、ピボット軸を含む、請求項6に記載の半導体ウェファ用収納装置。
前記第二アームが、前記下部構造のポケットの範囲内で動く、請求項7に記載の半導体ウェファ用収納装置。
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、共に移動止めの係合をする時に、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っている、請求項1に記載の半導体ウェファ用収納装置。
雄合わせ要素が、前記少なくとも一つの円筒形壁の外側に形成され、雌合わせ要素が前記蓋の円筒形壁に形成され、それによって、前記下部構造と前記蓋とが共に移動止めの係合をする時に、前記雄合わせ要素と前記雌合わせ要素とが係合する、請求項9に記載の半導体ウェファ用収納装置。
下部構造と蓋とを具備する、半導体ウェファ用収納装置であって、
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、前記内側の円筒形壁が、その中にウェファ収納スペースを形成し、前記内側の及び外側の、同心円の円筒形壁がスロットを含み、スロットを介して掛け金要素が、半径方向に軸回転して、
前記蓋が、前記ウェファ収納スペースの中で半導体ウェファを係合するために、外側に軸回転した位置で前記掛け金要素を捕捉して、半径方向の内側の位置に前記掛け金要素を押込む手段を含み、それによって、前記掛け金要素は前記蓋と移動止めの係合をなし、前記下部構造と前記蓋とが共に移動止めの係合をした時に、前記蓋は、前記収納装置の上部を形成する、半導体ウェファ用収納装置。
前記内側の及び外側の、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用収納装置。
前記掛け金要素が、前記ウェファ収納スペースから十分に離れる外側の位置と、前記ウェファ収納スペースに突き当たる内側の垂直な位置との間で軸回転する、請求項12に記載の半導体ウェファ用収納装置。
補足するための及び押込むための前記手段が、前記蓋の外側部分から前記外側部分の内側に近接して形成されるスロットまでの間に形成される傾斜部を含んでいて、前記傾斜部が前記外側の位置で前記掛け金要素を捕捉し、前記スロットが前記垂直の位置で前記掛け金要素と移動止めの係合をする、請求項13に記載の半導体ウェファ用収納装置。
前記掛け金要素が、比較的に剛である外側部分と、内側のスペーサ要素とを含み、前記内側のスペーサ要素が、前記ウェファ収納スペースに突き当たるようになっている、請求項14に記載の半導体ウェファ用収納装置。
前記比較的に剛である部分が溝を含み、前記内側のスペーサ要素が、前記溝と係合するためのフランジを含む、請求項15に記載の半導体ウェファ用収納装置。
前記軸回転する掛け金要素が、互いに鈍角である第一アームと第二アームを含んでいて、前記第一アームが、前記蓋と移動止めの係合をするための要素を含み、前記第二アームが、ピボット軸を含む、請求項16に記載の半導体ウェファ用収納装置。
前記第二アームが、前記下部構造のポケットの範囲内で動く、請求項17に記載の半導体ウェファ用収納装置。
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、共に移動止めの係合をする時に、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っている、請求項11に記載の半導体ウェファ用収納装置。
雄合わせ要素が、前記外側の同心円の円筒形壁の外側に形成され、雌合わせ要素が前記蓋の円筒形壁に形成され、それによって、前記下部構造と前記蓋とが共に移動止めの係合をする時に、前記雄合わせ要素と前記雌合わせ要素とが係合する、請求項19に記載の半導体ウェファ用収納装置。