JP2013522885A

JP2013522885A - 薄型ウェーハシッパー

Info

Publication number: JP2013522885A
Application number: JP2012557302A
Authority: JP
Inventors: グレガーソン，バリー; ステフンズ、ジェイソン; ラシク，ラス
Original assignee: Entegris Inc
Current assignee: Entegris Inc
Priority date: 2010-03-11
Filing date: 2011-03-11
Publication date: 2013-06-13
Also published as: MY159162A; US9472431B2; TWD176128S; SG184004A1; TW201545959A; TWI508905B; KR20130054246A; WO2011113033A2; WO2011113033A3; TW201206791A; US20170062253A1; US20130056389A1; EP2544965A2; EP2544965A4; TWI554455B; EP2544965B1; US10276414B2; CN102883973B; CN102883973A

Abstract

複数の軸方向に並んだ薄く、多くは円形のウェーハ基板を運ぶのに便利なウェーハ容器における、改良されたウェーハ支持構造。容器は、基板を受け入れるために隣接して配置された複数の歯を有するカセットを含み、ここで、各リブ部材がカセットの開口上部からカセットの開口底部まで連続しており、また容器は、取り外し可能なトップカバー部分、取り外し可能なボトムカバー部分、容器のトップカバーに取り外し可能に取り付けられたクッションアセンブリ、及び、容器のボトムカバー内に取り外し可能に設置され、ウェーハカセットの重量によって位置固定されるもう一つのクッションアセンブリを含む。トップクッションは各々が端部において延長した誘導特性を持つ複数の独立セグメントを含み、各セグメントにはスプリング部分が有り、各セグメントはウェーハの縁を受け入れるためＶ字断面を有する。トップ及びボトムクッションはそれぞれトップ及びボトム容器カバーに入れられ、各ウェーハのほぼ全周にわたってウェーハ支持を広げる。

Description

関連出願
本出願は、参照によってここに全体を導入するところの、２０１０年３月１１日に出願された米国仮出願第６１／３１２，７１８の利益を主張するものである。

発明の技術的分野
本発明は、概して回路基板や半導体ウェーハなどを運ぶための容器に関する。より具体的には、本発明は、軸方向に並んだ薄く、多くは円形のウェーハ基板を複数運ぶのに便利なウェーハ容器における、改良されたウェーハ支持構造に関する。容器は、カセット開口上部からカセット開口底部まで連続し、回路基板を受け入れるために隣接して配列されたリブ部材を複数有するカセット、取り外し可能なトップカバー部分、取り外し可能なボトムカバー部分、容器のトップカバーに取り外し可能に取り付けられたクッションアセンブリ、及び、容器のボトムカバー内に取り外し可能に設置され、ウェーハカセットの重量によって位置固定されるもう一つのクッションアセンブリを含む。

何年もの間、製造者は基板や半導体ウェーハなどを運搬し保管するための特別な容器を製造してきた。ウェーハは精巧な性質を持ち、非常に価値があるものであるため、運搬工程全体を通して適切に保護されることが必須である。ウェーハの取り扱いは一般に自動化されているので、ロボットによる出し入れのために取り扱い装置に対してウェーハが精確に配置される必要がある。

半導体ウェーハを輸送し、保管し、或いは処理する際には常に破損による損傷からの保護に加え、清浄度及び汚染度制御が重要である。粒子が剥がれ落ちない、または剥がれ落ちるのを最小限にし、ガスのようなウェーハ上に薄膜層を形成し得る汚染物を発散させないために、使用されている部品や材料は非常に清浄でなければいけない。容器や部品は一般に再利用されており、洗浄に適していなければならず、繰り返される洗浄と乾燥のサイクルに耐えられなければいけない。さらに、ウェーハ容器の製品特性により、特に１００ｍｍと１５０ｍｍのウェーハのシッパーは、安価に製造されかつ部品交換のようなメンテナンスが安価になされることが重要である。

特に１００ｍｍと１５０ｍｍのウェーハについての従来のシッパーは、複数の半導体ウェーハを保持しウェーハカセット容器内に入ったウェーハカセットを含む。その組み合わせは、保管及び運搬の間における機械的な損傷と汚染物からウェーハを保護する。代表的なウェーハシッパーの先行技術については、例えば、米国特許第４，９４９，８４８号、第４，９６６，２８４号、第４，７９３，４８８号、及び、第５，２７３，１５９号を参照されたい。これらの特許は、本発明の所有者に所有されており、参照をもってここに導入する。

従来のウェーハカセットは、一体成形部品で、一般に、Ｈバーマシンインターフェース部を有する前端、パネルを有する後端、及び、下部がウェーハの曲率に沿ってカーブ又は収束しているスロットを有する側壁を含んでおり、参照によってここに全てを導入するところの米国特許第５，７８２，３６２号に開示されている装置のような開口上部と開口底部を伴う。

前記参照文献の図１２における要素１を参照されたい。また、本発明の所有者に所有されている米国特許第４，９４９，８４８号も参照されたい。このようなカセットの開口底部は、平行かつ上下に配置された収束部から下向きに延びる側壁と、該側壁から下向きにのびる脚とによって限定される。これらの脚は通常、平面かつ平行で、開口上部を上向きにして設置されたときにキャリヤが載る平行なエッジ面を有する。該エッジ面は一般に、適切な位置決めと前後方向の固定のために設置面上の協働するリブと係合するための、業界標準の位置決め切欠きを持っている。

このような既存のカセットは、一般に、比較的互換性を持ち様々な製造者のロボット処理装置で使用可能になるように、規格化された寸法、機能、及び、構造を持っている。これには、Ｈバーと、切欠きを有する平行で細長い脚とが含まれる。加えて、例えば、“ピッチ”つまり隣接するスロットに格納されたウェーハの同じ面の間の距離は、一般的に０．１８７５インチで、各々の側壁におけるスロットの深さは一般的に０．４４０インチである。

ウェーハカセット容器、又は、シッパーの容器部分は、輸送の間にウェーハを保護するためのクッション性を持った底部ベース部分と独立したトップカバー部分とを含む。一般に２００ｍｍ以上のウェーハのために設計されたシッパーの中には、ベース部に固定されたボトムクッションを含むものもある。例えば、米国特許第５，２７３，１５９号を参照。カセットは通常、Ｈバー側が底面に位置するように向けられたカセットを用いて、ロボットで装填される。そのとき、ウェーハが水平な状態でロボットによってカセットの開口前面へと挿入されるよう、カセットを装置面上に適切に設置するために、Ｈバーがマシンインターフェースとして機能する。装填されたカセットは、９０°回転され、ウェーハが垂直になり、装填されたカセットがウェーハキャリヤ容器の底部ベース部分に入れられる。このような既存のウェーハキャリヤは、カセットを適切に方向付け、設置するために、一方または両方の脚の位置決め切欠きと協働するように、設置面の底部に位置決めリブを持ち得る。

最近は、半導体産業では非常に薄い断面寸法を持つウェーハが使用され始めた。これらの薄いシリコンウェーハの厚さは、一般的な既存のＳＥＭＩ規格のウェーハ厚さと対照的に、２００μｍほどの薄さになり得る。また、薄いゲルマニウムウェーハの厚さは１２５μｍになり得る。薄いウェーハは特有の設計留意点を持つので、カセット型のシッパーはより薄いウェーハと使用するには、いくつかの点において不十分である。薄いウェーハは、次の表に示されるウェーハのＳＥＭＩ規格公称厚さより薄いウェーハ厚さであるとみなされる。
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│ ウェーハ標準直径 │ ウェーハ標準厚さ │
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│ １００ｍｍ │ ５２５μｍ │
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│ １２５ｍｍ │ ６２５μｍ │
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│ １５０ｍｍ │ ６７５μｍ │
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│ ２００ｍｍ │ ７２５μｍ │
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│ ３００ｍｍ │ ７７５μｍ │
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│ ４５０ｍｍ │ ９２５μｍ │
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薄いウェーハのもう一つの特徴は、標準ウェーハより大幅に壊れやすく、物理的損傷が起きやすいことである。ウェーハの最も縁の周囲において、ウェーハに対して限られた支持しか備えていない従来のウェーハキャリヤは、衝撃の際により大きな応力を引き起こす。生じた応力によって、衝撃又は振動からのウェーハの物理的損傷がさらに起こりやすくなる。

薄いウェーハの縁は非常に鋭くなることがあり、シリコンやゲルマニウムのようなとても硬い素材から形成される。カバーが取り付けられたとき、鋭い縁がクッションに引っかかり、クロススロッティング（ｃｒｏｓｓ−ｓｌｏｔｔｉｎｇ）を起こし、ウェーハを損傷する可能性がある。加えて、薄いウェーハは、ウェーハ周辺の縁と接触するウェーハキャリヤのプラスチック材のようなより柔らかい素材を切り得る。

既存の容器は、薄くて壊れやすいウェーハを損傷する可能性のある物理的衝撃の影響を低減するよう設計されているが、衝撃を低減する特性をさらに改良したウェーハ容器が必要である。製造コストは低く抑えたまま、非常に薄いウェーハと使用するのに適し、特にその壊れやすさに適合するよう、特別に設計されたウェーハキャリヤの要求がある。

米国特許第４，９４９，８４８号米国特許第４，９６６，２８４号米国特許第４，７９３，４８８号米国特許第５，２７３，１５９号米国特許第５，７８２，３６２号米国特許第４，９４９，８４８号米国特許第５，２７３，１５９号

本発明は、薄いデータ半導体ウェーハ、又は、他の薄い回路基板を運搬、保管、又は処理するのに使用する、改良されたウェーハ容器の一実施形態である。本発明は概略的にカセット部分と容器部分を含む。ウェーハカセット部は通常、Ｈバーのマシンインターフェース部を有する前端、パネルを有する後端、及び、下部がウェーハの曲率に沿ってカーブ又は収束しているスロットを有する側壁を含み、開口上部と開口底部を伴う一体成形部品である。平行な脚部分は収束部の底部から下向きに延び、脚のエッジ面を持っている。

前記カセットは、運搬のために２つの部品から成る容器に入れられる。該容器はボトムカバーに取り付けられるトップカバーを含む。トップとボトムカバーは、ウェーハがクロススロッティングしないこと、及び、損傷を避けるため、運搬の間に十分に固定されていることを確証するよう設計されたクッションを含む。トップカバーのウェーハ保持クッションアセンブリは取り外し可能で、カセット脇における一方の側壁リブの頂点から、反対側の側壁リブの頂点にわたって、ウェーハ周縁に接触するように形成されている。この上部クッションは、クッションアセンブリの両脇付近の各リブにおいて、運搬や輸送の間にウェーハが回転することを防ぐために圧縮力を制御するＵ字部分として構成されるスプリング特性を有する。上部クッションはまた、クッションアセンブリ脇の各リブの端に突起物として構成される、延びた歯のガイド部分を有する。トップカバーをベース部分上に置くとき、ウェーハのクロススロッティングを妨げるため、ウェーハ縁部はまずウェーハガイドに出会い、場合によっては係合する。ウェーハのクロススロッティングとは、ウェーハが上部クッションに取り付けられ、クッション部分セグメントにおいて隣接する下部クッションに取り付けられたときの状態と定義する。ボトムカバーもまた、取り外し可能なウェーハ保持クッションアセンブリを含む。該クッションアセンブリは、カセット脇における一方の側壁リブの底部から、反対側の側壁リブの底部にわたって、ウェーハ周縁と接触するように形成されている。ボトムクッションは、重力による固定のみで、簡単にカセットの底部の一致する領域に設置される。ボトムクッションは、弓形ウェーハクッション部が懸架されている部分から軸方向に延びているレールを有する。ボトムクッションのレールは、横方向に延び、ベース部分の上向きの設置面に接触するパッドを有する。カセットの脚部分はこれらのパッドの上に設置されることがあり、パッドがベース部分とカセット部分に挟まれる。

トップ及びボトムカバークッションアセンブリを伴う側壁リブの効果は、容器内の各ウェーハをより広い範囲のウェーハ外周で支持し、それによって、従来のウェーハクッションがウェーハ縁部に接触して生じていた応力点を減少させることである。ウェーハは容器部分に格納されるときに側壁のスロットから離れて懸架されている。しかし、隙間が０．００５〜０．０１５インチとなる可能性があり、衝撃条件下では溝で側壁と接触する可能性がある。

本発明の実施形態の利点は、カセット、トップカバー、ボトムカバー、及び、２つのウェーハクッションは、ポリプロピレンのような同一のポリマー材料で形成され得ることである。これは、シッパーに関して可能性のある汚染物源として調査する材料が一種類のみなので、容器内で運ばれたウェーハに関する汚染物問題の確認をとても容易にする。

本発明の一実施形態の利点は、軸方向に並んだ薄い半導体ウェーハを複数運ぶためのウェーハ容器である。該容器は、短期間の保管や運搬に対して薄いウェーハを支えるためにトップ及びボトムカバーのクッションアセンブリと協働する、側面ウェーハ支持を有するカセットを有する。

一実施形態の他の利点は、運搬／輸送中の回転を防ぐために、クッション設計が圧縮力をもたらすスプリング構造を含んでいることである。

一実施形態の他の利点は、ウェーハのクロススロッティングを防ぐために、クッション設計が上部クッションの縁に配置特性を含むことである。

本発明の実施形態における他の利点は、下部クッションを単に底部に置くだけで、クッションが底部の一致する凹部に設置されることである。実施形態に加えて、クッションはウェーハの軸方向に延びる１対の水平なレールを持ち、その間に複数のウェーハクッションを伴う。レールはウェーハカセット部分の脚とベース部分の間に挟まれ、レールから延びるパッドを持ち得る。このように、特定の実施形態においては、下部クッションはウェーハに直接係合し緩衝作用を与え、カセット部にも緩衝作用を与える。

本発明のさらなる目的、利点、及び新たな特徴は、以下の説明において部分的に説明され、一部は、下記の調査で当業者に対して明らかになる、あるいは、本発明の実施によって習得され得る。本発明の目的と利点は添付の請求項で特に指摘する手段と組み合わせによって実現し達成され得る。

本発明によるウェーハシッパーの斜視図。本発明によるウェーハシッパーの分解図。本発明による図１のウェーハシッパーの断面図。図３に示されるシッパーのベース部の上面斜視図。ベース部分に設置される上部ウェーハクッションの上面斜視図。図５に示されるウェーハクッションの底面の斜視図。図５及び６のウェーハクッションの断面図。図７の８−８線における断面図。ウェーハクッションが設置された状態のベース部分の上面斜視図。ベース部分とウェーハカセットの脚の間に挟まれたウェーハクッションのパッドを見せるために一部を取り除いた、組み立てられたシッパーの正面図。トップカバーに適し本発明に合うウェーハクッションの上面斜視図。図１１のウェーハクッションの底面斜視図。図１１及び１２のウェーハクッションの断面図。図１３の１４−１４線における断面図。クッションが内部にある状態の容器トップカバー内部の斜視図。図１５のウェーハクッションとトップカバー部分の取り付け構造を詳細に示す断面図。本発明により規制されるウェーハの概略図。

図１と２を参照すると、本発明の実施形態によるウェーハシッパー２０が例示されており、概略的には、ベース部分２４、トップカバー部分２８、カセット３０、下部クッション３４、及び、上部クッション３８を有する容器部分２２を含んでいる。

本発明は、ウェーハ容器部分２２のカバー部分２８及びベース部分２４内に取り付けられる基板クッションアセンブリを備えている。これらのクッションアセンブリは、衝撃、振動、及び、回転によるウェーハの損傷を、二次包装を追加することなく最小限にするために、運搬の間にウェーハＷに対する付加的な支持を与えるものである。容器のトップカバーが取り付けられると、これらの付加的なウェーハクッションアセンブリはまた、ウェーハをカセット内の最適な着座位置へ誘導でき、装填操作及び運搬の間におけるウェーハのクロススロッティングのリスクを減らす。隣り合うウェーハ同士が触れ合わないように、ウェーハの上側周部と下側周部は、上部クッションセグメント５０のＶ字溝４９と下部クッションセグメントのＶ字溝４０の、それぞれの中心線に接触しており、それによりウェーハの接触を低減し、ウェーハ表面の汚染を最小限にしている。さらに、ウェーハの上側周部がクッションに接触すると、クッションアセンブリの弾性復元によってウェーハの正確な位置決めが確実となり、該弾性クッションはウェーハ周部がＶ字溝４９、４０の中心線内に動くようにするため弓形に曲げられている。クッションアセンブリの弾性復元は、ウェーハ容器を運搬する間にウェーハに加わる振動及び機械的な衝撃に対して減衰効果を示し、そこに格納されたウェーハを損傷から保護できる。既存のクッション技術では、３８インチの自由落下において２５ｇの力でウェーハが損傷を示し、本発明のクッションアセンブリの試験では３８インチの自由落下において４６ｇから５１ｇの力でウェーハが損傷を示す。

図３〜１０を参照すると、容器部分２２の底部ベース部分２４とウェーハクッションの詳細が例示されている。容器は、容器内に置かれたカセットに格納されたウェーハの軸と一致する軸方向を持っている。本実施形態において、ウェーハクッションは一つのパネルとして構成されており、つまり、個々のウェーハ係合部分又はセグメント５６の間は分離されていない。クッションは、弓形のウェーハ係合部分５６に構造的支持を与える１対のレール５８を有する。レールの下縁部５８からは脚部分６３を備えたタブあるいはパッド６２が延びている。パッドは、ベース部分２４の底床面６８の設置面６６と接触する底面６４を有する。ベース部分の底床面は、軸方向に延びる溝７１として構成される、クッション、特にクッションのレールと合致するクッション受け部７０を持っている。つまり、凹部７２は、原則的にクッションが定位置に落とされて適正に設置されることを可能にする。レールは、ベース部分の凹部の位置決めリブ７６とさらに協働する切欠き７４も有する。該レールはさらに、クッションを非常に簡単に設置するのに役立つ。とりわけ、ボトムクッションを取り付けるにあたっての操作は、クッションを定位置に落下させるのみである。

また、底部は筐体を限定する２つの端壁８４と２つの側壁とを備えた４つの壁８２を有する。傾斜面８８を備えた角度がついた又は斜めになった２つの壁部分８６は、さらにボトムクッションを適正な設置位置へ誘導するのに役立つ。

ベース部分はまた、カセット３０を受け入れ、カセット３０に対して適合する形状を有している。カセットは、端壁９３と９４とに接続している一組の側壁９２を有する。これらの側壁は、スロット１００を限定する、垂直上部９５、収束下部９６、及び、リブ又は歯９８を有する。収束壁部の下縁１０２からは、エッジ部分１０８とエッジ面１１０とを備えた１組の脚１０６が下向きに延びている。これらの脚は位置決め切欠き１１２を有する。開口上部が上向きのとき、カセットはこれらの脚の上に載る。該カセットは開口上部１１３と開口底部１１４とを有する。ロボットによりこのようなカセットを搬入しかつ搬出するため、多くの場合、ウェーハが水平に搬入及び搬出されるようにカセットは前方向に９０度回転されて従来型のＨバー１１６上に載せられる。

凹部７０と傾斜面８８とはさらに、カセット３０の脚がベース部分内に下ろされるときに案内を行なう。下部クッション３４がベース部分内に置かれた後、カセットがベース部分内に置かれる。その脚は、クッションレールの横方向外側にある、溝７１内のカセット受け部１１６へと導かれる。特定の実施形態において、底面エッジは床の表面に載せられるのではなく、図１０に最も良く示されているように下部クッションのパッド６２の上に載せられる。パッドはカセットとベース部分の間に挟まれて、安定性をもたらし、また、ポリマーの付加的な層と厚さとによってカセットにさらなる衝撃吸収をもたらす。

さらには、前述のクッションと同様に、カセットもベース部分床面上の位置決めリブ７６を利用して、カセットが前後方向つまり軸方向に適正に位置決めされ、固定される。従来では、これらのリブはウェーハカセットを装置上や容器内に配置し安定させるために利用されているが、クッションの位置決めには利用されていない。クッション及びカセットの位置決めのためにリブを利用することで、特に下部クッションがベース部分に固定され或いは取り付けられていない特定の実施形態において、ウェーハのずれ、又は、クロススロッティング及び、それに関連する損傷を防ぐための適正な協働と位置揃えとが確実となる。

図３及び１１〜１６を参照すると、上部クッション３８とトップカバー部分２８の詳細が示されている。上部クッションは複数の細長いウェーハ係合セグメント５０を有し、これらはウェーハの周部に倣った弓形に形成され、セグメント端部１３０には支持レール１４０に接合するＵ字ポリマースプリングとして構成されたスプリング１３４を有している。レールは、タブ１４８に取り付けられる内側に凹んだ凹部１４４を有する。特定の実施形態において、上部クッションは、トップカバー部分に取り付けるために矢印１６０で示される方向に圧縮される必要がある。側部のレール１６４は、便宜的にハンドルとして機能し、また射出成形工程の際に金型から部品を取り出すためのエジェクタピンに対するエジェクタパッドとしても機能する。支持レール１４０から下方に延びているのは、突起物１７０として構成されるウェーハガイドである。これらの突起物は細長く、先細になっていて、トップカバー部分がベース部分に設置されたカセット上にまで下げられたときに、ウェーハと最初に出会うるトップカバーの部分である。突起物は、半径方向の長さ１１を有し、これは関連するウェーハセグメント５０のＶ字溝４９の深さの２倍以上である。突起物は、ウェーハセグメントの長手方向に平行な方向に幅寸法を有し、この幅寸法はウェーハセグメントの長手方向に対して横方向に直角な方向における突起物の幅の少なくとも２倍であり、この突起物の幅は少なくとも２の乗数である。他の実施形態では、乗数は１．５以上で、その他の実施形態では２．５以上である。突起物は、ウェーハカセットの歯によって限定されまたクッションのＶ字溝によっても限定されるスロットの各々の中間に位置する。

使用に当たって、カセットは一般に開口上部を前方に回転した状態で装填される。次にカセットは開口上部を上側にするために後方に回転される。下部クッションがすでにベース部分の中に設置された状態で、カセットがベース部分内に下ろされる。ベース部分が装填済カセットを受け入れると、ウェーハの下側周縁１７４が、下部クッション上の弓形のウェーハ係合部分５６に係合する。次に、カセットがベース部分に設置されているときに下縁部１７６とウェーハＷの間に隙間１７９が生じるように、ウェーハを下縁部１７６からわずかに離れるように持ち上げるよう、クッションを設定する。ある実施形態においては、隙間は何千分の１インチになり得る。例えば、０．００５インチから０．０２０インチ。あるいは、０．００２インチから０．５０インチである。隙間は、下端部の上側のスロットにおいてほぼ大きくなり、下縁部からの距離が大きくなるほど、隙間は大きくなる。次に、トップカバー部分２８が、カセット上に下ろされ、トップカバー部分が下げられるにつれてガイド１７０がウェーハの間に入り込む。トップカバーが底部カバーと完全に係合すると、上部クッションはウェーハの上側周縁１８３と弓形のウェーハ係合セグメントにて係合する。弓形のウェーハ係合セグメントはウェーハがガイドから空間を隔てて位置させ、さらに、スロットの下縁部分とウェーハとの隙間とほぼ同じ隙間を、クッションの外側のばね付勢されていない部分又はセグメント１８５において生じさせる。特定の実施形態においては、隙間は何千分の１インチになり得る。例えば、０．００５インチから０．０２０インチ。あるいは、０．００２インチから０．５０インチである。ばね付勢されていないセグメント１８５はトップカバーの内部の取付機構と係合する上部クッションの部分にある。

図１７を参照すると、完全に装填され閉じられた状態で、ウェーハは、ウェーハの上死点に位置する上部クッションの弓形部と、ウェーハの下死点に位置する底部クッションの弓形部との間に周部で支持され、懸架される。弓形の係合部分は矢印２２１で示される圧縮力をもたらし、一実施形態において、各々約５５度の円弧２１０にわたってウェーハの周囲に延びかつ係合する。ある実施形態においては、弓形の係合部分は５０度から６０度の円弧２１０にわたってウェーハの周囲に延びかつ係合する。または、約４９度から約６１度である。衝撃条件においては、弓形部から距離を置いた位置において、さらに周辺に、より堅固な周部支持部２１６が備えられる。ウェーハの下側周部において、このより堅固な支持部はクッションの端部から約５度の間隔２２０を有し、溝の下縁部分によって与えられている。ウェーハの上側周部において、このより堅固な支持部はクッションの端部から約５度の間隔２２２を有し、クッションの支持レール隣接する、上部クッションのバネ付勢されていないセグメントによって与えられている。ウェーハの上側周部におけるこれらのより堅固な支持部の両者は、ウェーハに沿って４度から１０度、あるいはそれ以上の円弧２２６をなしている。ここでの“周部支持部”は、例えば、Ｖ字溝によって与えられる支持のような、ウェーハの外周面に対する、及び／又は、ウェーハの互いに反対側の平面間にある角部の周部に対する支持部を意味する。軸方向の衝撃条件において有効になりうる、ウェーハの表面上に延びて直接ウェーハに介入する支持は、通常、破線で概略を図示した部分によって示されるウェーハ歯２３０によって与えられるが、ここではほぼ垂直に並んでいて破線で示されたガイドつまり突起物２３２によっても与えられる。

そして衝撃条件において、ウェーハは懸架された弓形のウェーハ係合部分によって与えられた懸架装置内で動き得る。このような動作の間、ウェーハスロットの下側縁部１７６は上部クッションの１８５の外側のバネ付勢されていない部分と係合し得る。さらに、ウェーハの間に、ほぼ正確にウェーハの間に、延びるガイド１７０によってさらなる支持がもたらされる。ガイドは、カセットの歯によってもたらされる衝撃に対する表面支持とほぼ対称または類似した、衝撃に対する表面支持を与える。衝撃条件においてウェーハがさらに係合することによって、脆いウェーハの曲げ量が制限される。この対称な表面支持が生じて、従来のシッパーにおいて与えられる荷重よりも、より大きな荷重の下で薄いウェーハに対してさらなる保護をもたらす。ここでの“表面”支持とは、ウェーハの周部において、ウェーハの表面と３５度以下の角度を形成する表面によってもたらされる支持を意味する。

従って、衝撃がない条件では、ウェーハは、ウェーハの上部と底部において約５５度で延びる円弧で支えられる。さらに、衝撃条件におけるより堅固な支持が周部でもたらされる。

特に図３を参照すると、衝撃がない条件においては、ウェーハが下部クッション３４の弓形ウェーハ係合部５６によって支持されるような、新しい懸架が与えられる。

ここでの部品は、通常は射出成形によって製造される。適切な材料はポリプロピレンである。他のポリマーもまた適切である。

図、特に図３を参照すると、ベース部分の水平に延びかつ連続する上側縁部１９０は、ウェーハカセット高さの２５％以上の距離と同じ高さまで上向きに延びていることが好ましい。同様に、トップカバー部分の連続する水平な下側縁部１９２は、カセット高さの２５％以上の距離で、カセットの上面から下方の高さまで下方に延びる。上側縁部はトップカバーの協働する水平な下側縁部１９２と係合し、掛止される。縁部は互いに合わさって、掛止操作のための凹部１９５を備えた容器部分の外面に連続する表面を形成する。底部ベース部分に対するトップカバーの接合部１９６は、ウェーハカセットの中央部１９７の周囲全体に延びている。同様の容器の構造や特徴は、米国特許第４，９４９，８４８号、第４，９６６，２８４号、第４，７９３，４８８号、及び、第５，２７３，１５９号に例示されており、このような構造や特徴は本発明とともに使用するのに適している。これらの特許は本発明の所有者に所有されており、参照によりここに導入される。とりわけ、ここに示される容器部分は水平面に設置するのに適した面は一つしか持っていない。つまり、該容器部分は、Ｈバーカセットや、特に３００ｍｍ以上の大きな直径のウェーハのために一般的に利用されるＦＯＳＢｓ（前面開口輸送ボックス）として知られる特定の容器のような、隣接する側における設置特性を備えていない。本発明の実施形態において、トップカバーとベース部分はそれぞれ高さを持っており、それぞれの高さは他方の高さの２５％以内である。

ここで寸法や距離について使われる“ほぼ”とは、寸法と比較して比較対象の寸法の１５％以内を意味する。

上述の実施例は説明を意図するものであり、限定するものではない。追加の実施例は請求項の範囲内にある。本発明は特定の実施例を参照して説明したが、当業者は本発明の精神と範囲から逸脱することなく形態と内容についての変更がなされることを認識するであろう。

Claims

カセット及びカセット容器を含み、薄いウェーハを保持するように構成されたウェーハシッパーであって、
前記カセットは、ウェーハを保持するためのスロットを限定する一対の側壁、該側壁の間に延びる一対の端壁であって一方はＨバーマシンインターフェースとして構成される端壁、及び、それぞれの前記側壁から下向きに延びる一対の細長い脚を含み、
前記カセット容器は、前記カセットを内部に受け入れるための底部ベース部分、及び、該底部ベース部分に取り付け可能なトップカバーを含み、該トップカバーと前記ベース部分とは４つの壁と該４つの壁の間にまたがる共通の壁とを各々有し、前記トップカバーと前記ベース部分とは前記ベース部分に対して前記トップカバーを閉じるための接合部を各々有し、前記カセット容器は前記トップカバーに取り付け可能な上部クッション及び前記底部ベース部分内の受容部に設置される下部クッションをさらに有する、ウェーハシッパー。
前記ベース部分はその床面から延びる位置決めリブを有し、前記カセットは下縁部を備えた脚を有し、前記下縁部は前記カセットが前記底部ベース部分に設置されたときに位置決めリブ上に設置されるように配置された切欠きを有し、前記下部クッションは、それらの間に延びるウェーハ係合部分を備えた一対のレールを有し、該レールは下縁部を有し、該下縁部の少なくとも一つは前記位置決めリブ上にまた設置されるように配置された、中央に位置する切欠きを有する、請求項１のウェーハシッパー。
前記底部ウェーハクッションは複数のウェーハ係合部分を支持する一対のレールを含み、前記底部ウェーハクッションはさらに当該の一対のレールから横方向外方に延びる複数のパッドを含み、前記ウェーハクッションは前記複数のパッドを用いて前記ベース部分の床に設置される、請求項１のウェーハシッパー。
前記パッドはそれぞれ上面を有し、前記カセットが前記ベース部分に配置されると、前記カセットの前記脚は前記パッドの上に設置され、それによって前記パッドが前記ベース部分の床と前記カセットとの間に挟まれる、請求項１のウェーハシッパー。
前記上部クッションは前記トップカバー内に固定され、前記上部クッションは前記カセット内に設置された１００ｍｍウェーハの周縁から少なくとも５ｍｍ半径方向内側に延びる突起物を有する、請求項１のウェーハシッパー。
前記上部クッションは前記トップカバー内に固定され、前記上部クッションは前記トップカバーに取り付けられかつ複数のウェーハ係合セグメントを支持する一対のレールを有し、前記ウェーハ係合セグメントは該ウェーハ係合セグメントと同じ材料で形成された、対応する一対のＵ字型スプリングを介して前記一対のレールに接続している、請求項１のウェーハシッパー。
前記上部クッションは前記トップカバー内に固定され、前記上部クッションはウェーハの周部を受け入れるためのＶ字溝を有し、該Ｖ字溝はウェーハスロットを限定し、前記上部クッションは前記Ｖ字溝によって限定されるスロットの間にそれぞれ位置する複数の突起物を有する、請求項１のウェーハシッパー。
前記上部クッションは前記トップカバー内に固定され、前記上部クッションは複数のウェーハ係合セグメントを有し、該ウェーハ係合セグメントは最大の深さを有するＶ字溝を各々有し、該Ｖ字溝はウェーハの周部を受け入れ、前記上部クッションは、前記Ｖ字溝によって限定されるスロットの間にそれぞれ位置し、ウェーハが前記カセット内部に装填された状態で前記トップカバーが前記ベース部分に取り付けられるときにウェーハと出会うウェーハクッションの最初の部品となるように配置された複数の突起物を有する、請求項１のウェーハシッパー。
前記突起物はそれぞれ、前記トップカバーが前記底部ベース部分上に完全に設置されたとき、ウェーハの周部から半径方向内側に延び、距離はＶ字溝の最大深さの２倍以上である、請求項８のウェーハシッパー。
前記カセットが設置されていないときに、前記下部クッションが前記底部ベース部分内に設置され、重量によってのみ内部に固定される、請求項１のウェーハシッパー。
カセット、及び、カセット容器を含むウェーハシッパーであって、
前記カセットは、ウェーハを保持するためのスロットを限定する一対の側壁、該側壁の間に延びる一対の端壁であって、一方はＨバーマシンインターフェースとして構成される端壁、及び、それぞれの前記側壁から下向きに延びる一対の細長い脚を含み、
前記カセット容器は、前記カセットを内部に受け入れるための底部ベース部分、及び、該底部ベース部分に取り付け可能なトップカバーを含み、該トップカバーと前記ベース部分とは４つの壁と該４つの壁の間にまたがる共通の壁とを各々有し、前記トップカバーと前記ベース部分とは前記ベース部分に対して前記トップカバーを閉じるための接合部を各々有し、前記カセット容器は前記トップカバーに取り付け可能な上部クッション及び前記底部ベース部分内に受容される下部クッションをさらに含み、前記上部クッションは前記トップカバー内に固定され、前記上部クッションは前記トップカバーに取り付けられかつ複数のウェーハ係合セグメントを支持する一対のレールを有し、前記ウェーハ係合セグメントは該ウェーハ係合セグメントと同じ材料で形成された、対応する一対のＵ字型スプリングを介して前記一対のレールに接続している、ウェーハシッパー。
カセット、及び、カセット容器を含むウェーハシッパーであって、
前記カセットは、ウェーハを保持するためのスロットを限定する一対の側壁、該側壁の間に延びる一対の端壁であって、一方はＨバーマシンインターフェースとして構成される端壁、及び、それぞれの前記側壁から下向きに延びる一対の細長い脚を含み、
前記カセット容器は、前記カセットを内部に受け入れるための底部ベース部分、及び、該底部ベース部分に取り付け可能なトップカバーを含み、該トップカバーと前記ベース部分とは４つの壁と該４つの壁の間にまたがる共通の壁とを各々有し、前記トップカバーと前記ベース部分とは前記ベース部分に対して前記トップカバーを閉じるための接合部を各々有し、前記カセット容器は前記トップカバーに取り付け可能な上部クッション及び前記底部ベース部分内に受容される下部クッションをさらに含み、前記上部クッションは前記トップカバー内に固定され、前記上部クッションは前記トップカバーに取り付けられかつ複数のウェーハ係合セグメントを支持する一対のレールを有し、前記ウェーハ係合セグメントは該ウェーハ係合セグメントと同じ材料で形成された、対応する一対のＵ字型スプリングを介して前記一対のレールに接続している、ウェーハシッパー。
カセット、及び、カセット容器を含むウェーハシッパーであって、
前記カセットは、ウェーハを保持するためのスロットを限定する一対の側壁、該側壁の間に延びる一対の端壁であって、一方はＨバーマシンインターフェースとして構成される端壁、及び、それぞれの前記側壁から下向きに延びる一対の細長い脚を含み、
前記カセット容器は、前記カセットを内部に受け入れるための底部ベース部分、及び、該底部ベース部分に取り付け可能なトップカバーを含み、該トップカバーと前記ベース部分とは４つの壁と該４つの壁にまたがる共通の壁とを各々有し、前記トップカバーと前記ベース部分とは前記ベース部分に対して前記トップカバーを閉じるための接合部を各々有し、前記カセット容器は前記トップカバーに取り付け可能な上部クッション及び前記底部ベース部分内に受容される下部クッションをさらに含み、前記上部クッションは前記トップカバー内に固定され、前記上部クッションは前記トップカバーに取り付けられかつ複数のウェーハ係合セグメントを支持する一対のレールを有し、前記ウェーハ係合セグメントはそれぞれＶ字溝を有し、前記上部クッションは前記レールから下向きに延びてかつ各々先端を有する、複数の先細状ガイドをさらに有し、該ガイドはウェーハの縁がＶ字溝に入る前にガイドの先端がウェーハの周部を通過するように各々位置している、ウェーハシッパー。
カセット、及び、カセット容器を含むウェーハシッパーであって、
前記カセットは、ウェーハを保持するためのスロットを限定する一対の側壁、該側壁の間に延びる一対の端壁であって、一方はＨバーマシンインターフェースとして構成される端壁、及び、それぞれの前記側壁から下向きに延びる一対の細長い脚を含み、
前記カセット容器は、前記カセットを内部に受け入れるための底部ベース部分、及び、該底部ベース部分に取り付け可能なトップカバーを含み、該トップカバーと前記ベース部分とは４つの壁と該４つの壁の間にまたがる共通の壁とを各々有し、前記トップカバーと前記ベース部分とは前記ベース部分に対して前記トップカバーを閉じるための接合部を各々有し、前記カセット容器は前記トップカバーに取り付け可能な上部クッション及び前記底部ベース部分内に受容される下部クッションをさらに含み、前記下部ウェーハクッションは複数のウェーハ係合部を支持する一対のレールを含み、前記下部クッションは前記一対のレールから外側横方向に延びる複数のパッドを含み、前記ウェーハクッションは前記複数のパッドを介して前記ベース部分の床上に設置され、各パッドは上面を有し、前記カセットが前記ベース部分内に配置されると、前記カセットの前記脚は前記パッドの上に設置され、それにより、前記パッドは前記ベース部分の床と前記カセットの間に挟まれる、ウェーハシッパー。
輸送中にＨバーカセット内の薄いウェーハを保護する方法であって、前記Ｈバーカセットは底部に堅固なエッジ部を各々有する複数のスロットを備えたものにおいて、
ウェーハの上死点付近を中心とする弓形縁部に係合する、端部を懸架された上部弓形ウェーハ係合部の列と、ウェーハの下死点付近を中心とする弓形縁部に係合する、端部を懸架された下部弓形ウェーハ係合部の列との間でウェーハを懸架することで、ウェーハをカセットと接触しないよう持ち上げること、
それぞれのウェーハと対応するそれぞれの堅固なエッジ部との間に所定の半径方向の隙間が存在するように、ウェーハを前記カセットから離隔させ、及び、それぞれの下部弓形係合部の各端と前記堅固なエッジ部との間に所定の周方向隙間が存在するように、前記下部クッションを位置させること、及び以下の段階の一方又は両方を行なうこと：
各々が前記端部を懸架された上部弓側ウェーハ係合部の端部から隔てられた一対の列の堅固な上部弓形支持部分を設けて、該一対の列の堅固な上部弓形支持部分を前記前記堅固なエッジ部とほぼ垂直に並んで位置させること、及び、
隣り合うウェーハの間に延びるように配置される一対の列の突起物を設けて、各列が対応する堅固なエッジ部の列の一つと垂直に並ぶようにすること、
を有する方法。
輸送中にウェーハが前記堅固な上部弓形支持部に接触せずかつ衝撃条件下以外で前記堅固なエッジ部に接触しないように、ウェーハと前記堅固な上部弓形支持部の列と間に隙間を設けることをさらに有する、請求項１５の方法。
輸送中にＨバーカセット内の薄いウェーハを保護する方法であって、前記Ｈバーカセットは底部に堅固なエッジ部を各々有する複数のスロットを備えたものにおいて、
ウェーハの上死点付近を中心とする弓形縁部に係合する、端部を懸架された上部弓形ウェーハ係合部の列と、ウェーハの下死点付近を中心とする弓形縁部に係合する、端部を懸架された下部弓形ウェーハ係合部の列との間でウェーハを懸架することで、ウェーハをカセットと接触しないよう持ち上げること、
それぞれのウェーハと対応するそれぞれの堅固なエッジ部との間に所定の半径方向の隙間が存在するように、ウェーハを前記カセットから離隔させ、及び、それぞれの下部弓形係合部の各端と前記堅固なエッジ部との間に所定の周方向隙間が存在するように、前記下部クッションを位置させること、及び、
各々が前記端部を懸架された上部弓側ウェーハ係合部の端部から隔てられた一対の列の堅固な上部弓形支持部分を設けて、該一対の列の堅固な上部弓形支持部分を前記前記堅固なエッジ部とほぼ垂直に並んで位置させること、及び、前記堅固な上部弓形支持部分の各々を、ウェーハの各々と対応する堅固なエッジ部の各々との間の前記所定の半径方向の隙間に相当する半径方向の隙間を有するように、間隔を隔てること、を含む方法。
隣り合うウェーハの間に延びるように配置される一対の列の突起物を設けて、各列が対応する堅固なエッジ部の列の一つと垂直に並ぶようにし、また各突起物が内側に伸びる歯の半径方向の最大距離とほぼ等しい半径方向の最大距離まで内側に延びるようにすることをさらに有する、請求項１７の方法。
輸送中に薄いウェーハを保護する方法であって、
ウェーハを、上部弓形ウェーハ係合部と底部弓形ウェーハ係合部との間に懸架すること、ここで前記上部弓形ウェーハ係合部と前記底部弓形ウェーハ係合部との各々は、それぞれのウェーハの上死部において円弧で広がり、前記底部弓形ウェーハ係合部の列はそれぞれのウェーハの下死部において円弧で広がり、また前記上部及び底部弓形ウェーハ係合部は一対の端部を各々有している、及び
より堅固な弓形支持部を、前記上部弓形ウェーハ係合部の各端部から離れており、また前記底部弓形ウェーハ係合部の各端から離れた複数対の堅固な支持部に設けること、ここで弓形ウェーハクッションの各端、前記より堅固な支持部は衝撃条件のとき以外は輸送中にウェーハと係合しない、
を有する方法。
それぞれの部品はポリプロピレンで形成される、先の請求項のいずれか。
Ｈバーウェーハカセットの開口上部に配置するためのウェーハクッションであって、各々がＶ字溝を有する、別個でかつ端部を支持された複数の弓形ウェーハ係合セグメントを有し、各ウェーハ係合セグメントの端部から延びるＵ字型スプリングを有し、該Ｕ字スプリングはレール部に接続しており、該レール部はそれぞれの弓形ウェーハ係合セグメントから半径方向外側に離れている堅固な弓形ウェーハ係合面を備えており、各レール部はさらにウェーハ係合セグメントによって固定されたウェーハの間に位置するために半径方向内側に延びる複数の突起物を有する、ウェーハクッション。
互いに反対側の側壁備えたカセットを有するウェーハシッパーであって、前記側壁は互いに反対側の端壁により接続されており、各側壁は垂直な上部と収束する下部とを有し、前記側壁の内面は軸方向に並んだウェーハを保持するため相互間にスロットを備えた複数の歯を限定しており、Ｈバーウェーハカセットの開口上部に配置するためのクッションを有し、該クッションはＶ字溝を各々有する複数の弓形ウェーハ係合セグメントを備えており、前記クッションはさらに前記ウェーハ係合セグメントの端部に近接配置された複数のガイドを有し、該ガイドは前記カセットの歯に対して垂直に並んで配置されるように半径方向内側に延びる、ウェーハシッパー。
前記ガイドは内部に保持されたウェーハの縁から半径方向最大距離で内側に延び、前記歯は内部に保持されたウェーハの縁から内側に、前記ガイドがウェーハの縁から内側に延びる半径方向最大距離とほぼ等しい、半径方向最大距離で延びる、請求項２２のウェーハシッパー。
内部に保持されたウェーハの端から内側に前記ガイドが延びる半径方向最大距離は、前記歯がウェーハの端から内側に延びる半径方向最大距離の２０％以内である、請求項２３のウェーハシッパー。
前記歯の各々は、最も低い部分を有し、前記ガイドは前記歯の最も低い部分と垂直に並んでいる。