JP2018522418A - 収納部が強化された基板容器 - Google Patents

Abstract

半導体製造業界で使用される基板容器および／またはその一部は、金属スラリーを射出成形することによって形成することができる。より詳細には、このような基板容器および／またはその一部は、マグネシウムまたはマグネシウム合金を含む金属スラリーを射出成形することによって形成することができる。基板容器の少なくとも一部がマグネシウムまたはマグネシウム合金を含む金属スラリーから射出成形された基板容器は、ポリマーベースの材料で形成された、同等の基板キャリアに対して、および同等の基板キャリアと比較して、水分および酸素の透過制御を改善することができる。例示的な基板容器には、ウエハ容器、レチクルポッド、ディスクシッパーおよび／またはワークインプロセスボックスが含まれ得る。【選択図】図２

Description

関連出願との相互参照
本出願は、２０１５年７月１３日に出願された米国仮特許出願第６２／１９２，０１１号からの利益を主張し、その開示は、参照によりその全体が本明細書に援用される。

本開示は、一般に、シリコンウエハ容器およびレチクル容器等の半導体製造に使用される基板容器に関する。

コンピュータチップを含む集積回路に製造される半導体ウエハは、様々な加工装置での加工中に多数のステップを通る。ウエハは、ワークステーションからワークステーションに移送しなければならず、また、必要な加工工程に適応させるために一時的に格納しなければならないことが多くある。さらに、ウエハは、ウエハ製造施設から、ウエハをさらに加工する別の場所に移送、または輸送しなければならない場合もある。これは、しばしば、基板容器を用いて達成される。

このような容器には、多くの運用性能要件が関連付けられている。一般に、そのような容器は、強度、堅牢性、重量、トレランス制御、および費用効果が最適に組み合わせられていなければならない。容器は、オーバーヘッド機械によって移送される場合があり、洗浄されて再利用される場合もあり、何百回も開閉される場合もあり、何百回も積み降ろされる場合もある。

３００ｍｍウエハを、加工工程同士の間で保管するために使用される容器は、前面開口一体化ポッド（ＦＯＵＰ）として知られており、３００ｍｍウエハを、施設同士の間で輸送するために従来用いられている容器は、前面開口輸送ボックス（ＦＯＳＢ）として知られている。ＦＯＵＰおよびＦＯＳＢの各々は、開いた内部を有するシェルを有し、そのシェル内に、間隔をおいて積層されたウエハを保持するための棚を有する。装置との正確なインタフェースのために、底部にキネマティックカップリングが設けられている。シェルの前面開口部はドアを受ける。ドアは、シェルに対して密封するシールと、シェルにドアを固定するラッチ機構とを有する。

いくつかのブランドのファスナーを除き、ほぼすべての構成部品は、射出成形されたポリマー部品で形成されている。ほとんどの製造業者は、汚染の問題のために、可能な限りウエハ容器における、金属製のファスナーおよび金属を完全に避けている。完全に、または実質的にポリマーで形成された基板容器は、費用効果が高いことが判明しており、半導体産業において普遍的に使用されている。

しかしながら、ポリマーベースの容器、特にウエハ容器は、管理しなければならない欠点を有することが判明している。例えば、半導体の大規模化、すなわち単位面積当たりの回路数の増加に伴い、またウエハの大型化に伴い、汚染物質がますます問題となってきている。汚染物質は、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）を含む粒子または浮遊分子状汚染物質（ＡＭＣ）であり得る。金属の除去、ならびに特殊ポリマーおよび他の手段の使用により、粒子汚染の問題に対処してきた。ＡＭＣに関して、ポリマーは水分および他のＡＭＣを吸収および放出する傾向がある。容器を継続的にパージすることによって、部分的な解決策が提供されてきたが、ウエハの輸送等、パージが常に利用可能なわけではない。

さらに、集積回路に製造される途中のウエハは、静電気放電にも敏感である。半導体基板のハンドリングおよび保管に関わる構成部品の静電気放電（「ＥＳＤ」）が求められ、望まれることが多い。従来のポリマーはこの特性を提供せず、添加剤および／または特別な配合物を用いなければならない。これは、ポリマーのコストを上昇させ、ポリマーの成形および他の特性を変えるだけでなく、汚染の問題も加える場合がある。

さらに、大きく膨張するポリマー壁の射出成形容器には、正確に制御された壁厚、プロセス制御が必要とされ、また強度、形状安定性および寸法安定性のための補助構造が必要とされることが多い。すなわち、成形後の冷却は、通常、望ましくない／不均一な収縮および形状変形を引き起こすので、例えばシェルの異なる部分で壁厚を大きく変えることはできない。非常に厳密に制御された工程が存在しても、ポリマー製品のための金型は、所望のサイズの最終ポリマー構成部品を提供するために、オーバーサイズでなければならならず、最終ポリマー部品は、金型とは寸法的に異なる。したがって、ＦＯＵＰおよびＦＯＳＢのシェル等の、より大きな膨張する構成部品は、全体にわたって均一な壁厚を有する。さらに、薄いポリマー壁は脆弱である。ポリマー容器を真空引きすることは、一般的に実用的ではないと考えられている。しかし、ある種のポリマーは、基板容器、特にＦＯＵＰやＦＯＳＢ等のより大きな基板用の容器に望ましい特性を有する。フルオロポリマー、ポリエーテルエーテルケトン、および液晶ポリマー等のこれらのポリマーは、粒子生成特性が低く、ＶＯＣ吸収率が低いが、成形するのが非常に困難であり得る。上記の成形の問題は、これらのポリマーについては、より悪いものとなる。

ＦＯＵＰおよびＦＯＳＢは、業界標準グループＳＥＭＩ（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ）が定めた標準に準拠して製造される。これらの標準は、サーフェスとフィーチャの公差位置要求の精度が非常に厳しい。上記のような成形の不正確さは、仕上げがされた成形品を使用不能にする可能性がある。

また、ＳＥＭＩ標準は、ＦＯＵＰおよびＦＯＳＢの上部にロボットフランジを配置する。ロボットフランジは、容器に収容された、間隔をおいて積層されたウエハの中心と同軸に、中心に配置されている。ポリマー成形シェルの従来の均一な壁厚、および容器の前方部分のドアフレームおよびドアの存在に起因して追加される前方に配置されるポリマーを考慮すると、そのような容器がロボットフランジによって支持されて移送されるとき、容器の前方部分は後方部分よりもかなり重い。このように重心が前方に移動すると、フランジと移送システムの接続部にモーメントが加わり、容器が上方から吊り下げられたときに、容器の前部を下方に付勢する。これは、特に、容器のオーバーヘッド移送中に不利な影響を及ぼすことがあり、例えば、ロボットフランジ上に高い応力点を生じさせ、かつ移送システムに応力を生じさせる。これによって、接続が不十分となり、移送の異常を引き起こす潜在的な可能性がある。この問題に対処するための１つの既知の方法は、容器上後方に別個のバラストウェイトを追加することである。（米国特許第８，８８１，９０７号参照。）

米国特許第８，８８１，９０７号

一般に、振動および衝撃は、基板容器内に粒子を生成および／または放つ傾向があるため、移送およびハンドリング中に、振動および衝撃を最小限に抑えることが望ましい。このような振動および衝撃吸収の改善および／または最小化は歓迎されるであろう。

費用効果の高いソリューションを提供しながら、これらの問題が克服され、性能が改善されるという点で、半導体加工業界に歓迎されるであろう。

半導体製造に使用される基板用の保管容器および／または移送容器（「基板容器」）は、ポリマー構成部品を射出成形すること、および収納部部品を適切にコーティングするマグネシウム合金等の半固体金属と共に収納部構成部品を射出成形することによって製造され、これらの構成部品は、基板容器内に組み立てられる。ＦＯＵＰおよびＦＯＳＢ等の前面開口ウエハ容器では、収納部構成部品は、一般に容器部分と呼ばれるシェルと、ドアまたは容器の内部に面するドアの一部分であってもよい。ポリマー部品は、ラッチ部分、オーバーヘッドロボットフランジ、手動ハンドル、ウエハ棚および／または拘束部、ベース部分および／または容器の底部にある、キネマティックカップリングを提供する部分、取り付け部品、タワー部、およびパージポート等のパージ構成部品に適切に用いられる。特定の部分では、射出成形された金属構成部品は、ファスナーによって、またはスナップフィット係合によってポリマー構成部品と接続されてもよく、またはポリマーが金属構成部品の上にオーバーモールドされてもよい。さらに、ガスケットおよびシールは、フォームインプレイス（ｆｏｒｍ−ｉｎ−ｐｌａｃｅ）加工によって、金属構成部品に付加することができる。

本発明の実施形態の特徴および利点は、金型から取り出した後の収縮が最小限になるように、収納部構成部品を成形できることである。すなわち、金型は、意図された製品と本質的に同じサイズ、または射出成形ポリマーにおけるよりも、意図された製品に近いサイズのキャビティを有するように構成される。また、壁厚は収納部構成部品全体にわたって変えることができる。さらに、収納部壁は、内部に部分真空を引くのに十分、強くすることができる。特にＦＯＵＰ、ＦＯＳＢ、およびオーバーヘッド移送ロボットフランジを有する他の容器のための本発明の実施形態の特徴および利点は、マグネシウム合金のためのシェルモールドが、本質的に重量が後方に集中するように設計され、それによって、前方ドアに関係する質量をずらし、本質的にバランスがとれ、追加のバラストを必要としない基板容器を提供する。

射出成形されたマグネシウムで形成された基板容器の実施形態の特徴および利点は、容器が、内部に真空を引くことができるように十分強く、強化された保管環境を提供することである。１．０×１０^−７ｔｏｒｒの真空が得られるように封止することができる。さらに、１００ｐｐｍ未満の低酸素（Ｏ_２）レベルを、６〜１２時間にわたって維持すると共に、５％未満の相対湿度制御を、６〜１２時間にわたって維持してもよい。これは、ウエハ容器、レチクルポッド、および磁気ディスク容器に有利である。

本発明の実施形態における複合金属基板容器の特徴および利点は、マグネシウム合金収納部構成部品に提供される導電性コーティングである。導電性コーティングは、マグネシウム合金を環境から隔離し、収納部構成部品に静電気放電特性を提供する。マグネシウム合金成分は、本質的にはそのような特性を有しない。実施形態では、収納部構成部品は、前面開口ウエハ容器のシェルであり、底板上にキネマティックカップリングを有し、キネマティックカップリングは静電気放電材料で形成され、底板とシェルとが、互いに導電接続されている。実施形態において、シェル内の棚は静電気放電性であり、導電性シェルおよびベースプレートに導電接続されている。

少なくとも一部分がマグネシウムチクソモールド材料で形成された基板容器が開示される。基板容器または部分は、マグネシウムチクソモールド材料の表面に塗布される、耐腐食性のためのコーティングを含む。いくつかの実施形態では、コーティングは化成皮膜である。様々な実施形態によれば、基板容器は、ウエハ容器、レチクルポッド、ディスクシッパーおよびワークインプロセスボックスとして構成することができる。

いくつかの実施形態では、基板容器の少なくとも一部分は、射出されたポリマー組成物で形成されている。射出されたポリマーは、ノズルを、基板容器の一部分の表面上で直接移動させることによって射出することができる。マグネシウムチクソモールディングされた部分および射出されたポリマーは、基板容器の構成において結合される。射出される部分は、例えばドアとシェルとの間のガスケットまたはシールであってもよい。

様々な実施形態において、基板容器は、レチクル容器またはレチクルポッドとして構成される。本明細書で開示するように、レチクルポッドの部分、またはレチクルポッドは、実質的にマグネシウムチクソモールド材料で形成することができる。

様々な実施形態では、基板容器は、前面開口部、および前面開口部に封止可能に挿入でき、前面開口部から取り外すことができるドアを有する容器シェル部分と、複数の半導体ウエハを移送するのに適した構造要素とを有するウエハキャリアとして構成されている。本明細書に開示されるように、ウエハキャリアの一部分、またはウエハキャリアは、実質的に、マグネシウムチクソモールド材料で形成することができる。いくつかの実施形態では、ウエハキャリアの容器シェル部分は、成形ポリマー材料を含み、ドアまたはドアの一部分はマグネシウムモールド材料を含む。そのようなウエハキャリアのいくつかの実施形態の設計は、基板容器が空で、水平面に置かれているときに、基板容器が転倒に抵抗するように位置づけられた重心を有する。いくつかの実施形態では、重心は基板容器内の中心に位置づけられる。

いくつかの実施形態では、基板容器は容器シェル部分を有するウエハキャリアであり、容器シェル部分は、壁と、前面開口部と、前面開口部に封止可能に挿入でき、前面開口部から取り外すことができるドアとを含む。容器シェル部分は、実質的に、マグネシウムチクソモールド材料で形成される。いくつかの実施形態では、シェル部分の壁は約２ｍｍ（±１０％）の厚さを有し、様々な実施形態ではシェル部分はさらに約５７ｉｎ^３（±１０％）の体積を有する。実施形態では、ドアまたはドアの一部分は、さらに、マグネシウムチクソモールド材料で形成される。ドアは、シェル部分とインタフェースし、実施形態では、エラストマーシールがドアの周囲に設けられる。

本開示は、基板容器を形成する方法をさらに含む。この方法では、ある量のマグネシウム合金をチクソモールディング用に用意し、押出機に入れる。マグネシウム合金を加熱し、せん断を加えてスラリーを形成する。このスラリーは、金型に高速で射出され、基板容器または基板容器の構成部品を形成する。基板容器または構成部品は、耐腐食性のためにコーティングされる。いくつかの実施形態では、コーティングは化成皮膜である。

基板容器は、ウエハキャリア、レチクルポッド、ＥＵＶレチクルポッド、ディスクシッパー、およびワークインプロセスボックスからなる群から選ばれる物品として構成されてもよい。ＥＵＶレチクルポッドでは、内部ポッドおよび／または外部ポッドは、射出成形された金属、特にチクソモールドされたマグネシウムで形成されてもよい。いくつかの実施形態では、基板容器は、レチクルポッドとして構成される。いくつかの実施形態では、基板容器は、複数の半導体ウエハを移送するのに適した構造要素を有するウエハキャリアとして構成されている。

いくつかの実施形態では、基板容器は、複数の半導体ウエハを移送するのに適した構造要素と、容器シェル部分と、前面開口部と、前面開口部に封止可能に挿入でき、前面開口部から取り外すことができるドア構成部品とを有するウエハキャリアである。いくつかの実施形態では、この方法は、容器シェル部分もしくはその一部、ドア構成部品もしくはその一部、またはそれらの組み合わせをマグネシウムチクソモールディングすることを含む。形成後、容器シェル部分とドア構成部品とが接続され、組み合わせられる。マグネシウムチクソモールド材料の部分は、化成皮膜でさらにコーティングされる。

いくつかの実施形態では、この方法は、ドアまたはドアの内部に面する部分を形成することを含む。ドアは、ウエハキャリアのシェル部分に接続され、組み合わせられる。いくつかの実施形態では、シェルはまた、部分的に、または実質的にマグネシウムチクソモールド材料で形成される。いくつかの実施形態では、基板容器は、ウエハ容器の重心が、容器内に積層されたウエハの軸と実質的に一致するように構成される。これに関連して、実質的に、とは、ウエハ容器の前方から後方への長さの１０％を意味する。

本発明の実施形態の物品には、ウエハキャリア、レチクルポッド、シッパー、チップトレイ、および（読み取りおよび／または書込み）ヘッドトレイ等であるが、これらに限定されない基板容器が含まれ得る。いくつかの実施形態では、基板容器は、ウエハの支持のためのスロットを有するように形成され、スロットはウエハ接点を含む。いくつかの実施形態では、マグネシウムチクソモールド基板容器またはその一部中のマグネシウムは、マグネシウムチクソモールド材料中に９８重量％以上の濃度で存在する。本明細書に開示される基板容器は、３００ｍｍまたは４５０ｍｍのウエハに適応するようにさらに構成することができる。

いくつかの実施形態では、マグネシウム成形品は、半導体製造業界で使用される基板容器に従来から使用されている様々なエンジニアリングおよび構造用プラスチックと組み合わせて使用することができる。

開示された基板キャリアのいくつかの実施形態では、マグネシウムチクソモールド基板キャリアは、ポリマーベースの材料で形成された既知の基板キャリアに対して、またそのような既知の基板キャリアと比べて、水分および酸素の透過制御が改善されている。これによって、ＦＯＵＰの集積回路歩留まりに影響を及ぼす有害なトレースガスに対して従来行われている監視および検出の必要性を低減するという利点が得られる。

本発明の様々な実施形態では、マグネシウムチクソモールドされた基板キャリアまたはその一部は、軽量で、ポリマーベースの材料で形成された既知の基板キャリアまたはその一部と比べて、比例して、より高い強度を有する。基板容器の成型材料の軽量化および改善された強度の特徴は、さらなる利点を提供する。一例として、本発明の実施形態の、より軽量でより強度の高い（より柔軟性が低い）組成物により、より高速の自動材料ハンドリングシステム（ＡＭＨＳ）技術を実現することができ、工場要員、およびレチクルおよびウエハ等の、移送されているキャリア内のペイロードの安全性を高めることができる。容器が真空を保持する実施形態では、マグネシウムチクソモールディングが軽量であること、および比例的に高い強度によって、より大量な生産における手頃な価格および移送性が可能になる。

いくつかの実施形態では、本発明の実施形態によって提供される利点には、水分を低く保ち、既知のポリマーウエハキャリアまたはレチクルキャリアと比較して、実質的に酸素透過を除去することによって、運搬された、または格納されたレチクル内のヘイズや、その他の透明度の欠陥を低減または制限して装置製造における歩留まりロスを低減または制限することと、制御され、封止されたウエハ、レチクルまたは他の敏感な基板環境内でのガス抜きによる、相互汚染を低減または除去することとが含まれる。

本開示の様々な代表的態様の上記要約は、本開示の図示された態様の各々、またはあらゆる実施形態を説明することを意図したものではない。そうではなく、これらの態様は、当業者が本開示の原理および実施を理解することができるように選ばれ、説明されている。

本開示のさらに他の目的および利点、ならびにその配合方法および構築方法は、以下の詳細な説明から当業者に容易に明らかになるであろう。詳細な説明では、本開示の実施を意図した最良の形態を単に例示するものとして、好ましい実施形態のみが示され、説明されている。理解されるであろうように、本開示は、他の異なる実施形態および構築方法が可能であり、本開示から逸脱することなく、様々な明らかな点で、いくつかの詳細を変更することができる。したがって、図面および説明は、本質的に例示的であり、限定的ではないとみなされるべきである。

図１は、本発明の一実施形態によるレチクルポッドの正面斜視図である。 図２は、本発明の一実施形態による前面開口ウエハ容器の正面斜視図である。 図２Ａは、本発明の一実施形態による前面開口ウエハ容器シェルの正面斜視図である。 図２Ｂは、図２Ａの前面開口ウエハ容器シェルの平面図である。 図２Ｃは、図２Ａの前面開口ウエハ容器シェルの正面図である。 図２Ｄは、図２Ａの前面開口ウエハ容器シェルの側面図である。 図２Ｅは、図２Ｄの線２Ｅ−２Ｅに沿った角部分および壁部分の断面図である。 図３は、本発明の一実施形態によるウエハ容器の正面斜視図である。 図４は、本発明の一実施形態による、開いている前面開口ウエハ容器の正面斜視図である。 図５は、図３のウエハ容器の右面図である。 図６は、本発明の一実施形態によるディスクシッパーの正面斜視図である。 図７は、図６のディスクシッパーのカセット部分の正面斜視図である。 図８は、本発明の一実施形態による底部開口ポッドの斜視図である。 図９は、図８の底部開口ポッド基板容器を上方から見た斜視図である。 図１０は、チクソモールディング装置の機械注入を一部断面で示す概略側面図である。

本開示は、様々な修正形態および変更形態が可能であるが、その詳細は、図面において例として示され、詳細に説明される。しかしながら、本開示を、説明される特定の態様に限定することを位置していないことを理解されたい。そうではなく、添付の特許請求の範囲に規定される本開示の趣旨および範囲内にあるすべての修正形態、等価形態、および変更形態をカバーすることを意図している。

本開示は、多くの異なる形態で具体化することができる、ここでは、本開示の特定の実施形態を詳細に説明する。この説明は、本開示の原理の例示であり、本開示を図示されている特定の実施形態に限定することを意図するものではない。本開示の目的のために、図中の同様の参照番号は、そうでないことが示されない限り、同様の特徴部を指すものとする。

本開示の基板容器は、マグネシウム合金（マグネシウム射出成形またはマグネシウムチクソモールディング）を用いた射出成形によって直接加工される。一例として、図１〜図７は、本発明による方法を使用して形成され得る様々な例示的な従来の基板容器を示す。

図１〜図６を参照すると、基板容器のいくつかの異なる構成が示されている。図１は、収納部構成部品として、上側シェル部分すなわちカバー２２であって、底部開口を有する上側シェル部分すなわちカバー２２と、上部シェル部分すなわちカバー２２の底部開口に封止可能に挿入できるベース２３またはドアとを有するレチクルポッド２０を示す。シェル部分２２は、ハンドル２６を有するフランジ付きドーム部分２４として構成された上部部分を含む。さらなるレチクルポッドの開示については、例えば、すべて本出願の所有者によって所有されている米国特許第８，６１３，３５９号、第８，２３１，００５号、第８，１４６，６２３号、第７，６０７，５４３号、第７，４５０，２１９号、第７，４００，３８３号、第７，１３９，０６６号、第６．８２５９．１６号、および米国特許出願第２０１４０１８３０７６号の、様々なレチクルポッド構成および様々なレチクルポッドの製造方法および使用方法を参照されたい。以下に列挙されている、関連する援用された特許公報および／または出願公報も参照されたい。上記の特許公報および出願公報は、レチクルポッド構成および部品、ならびに製造方法および使用方法を含む、すべての目的に関してその全体が参照により本明細書に援用される。

図２を参照すると、本発明の実施形態によるＦＯＵＰ等のウエハ容器またはウエハキャリアが示されており、主に、ウエハを保持するためのエンクロージャ部分３０として構成された収納部部分と、収納部部分内に封止可能に挿入でき、収納部部分から取り外し可能なドア３２とを備える。図２〜２Ｅを参照すると、エンクロージャ部分３０は、上部３８を有するシェル３６と、一対の側面３４，３５と、底部と、ドアフレーム４４と、ロボットリフティングフランジ３９と、側面ハンドル４０と、オープンフロント４６と、内部４８とを含む。ドア３２は、概して、フレーム構造と、外面と、内面とを有する。援用された特許公報および出願公報に示されているように、ドア３２は、ＦＯＵＰの封止において機能する、例えばウエハ拘束部、ラッチ機構およびコンパートメント、およびキースロット等の、様々に形成された部分、および接続された、または結合された部分を含んでもよく、これらは固定され、すなわち受動的でもよく、移動可能、すなわち能動的であってもよい。本開示のキャリアおよびキャリア部品は、超薄壁性能を示すことができ、プラスチックで形成された従来のキャリア壁と同等またはそれ以上の強度および剛性を有するより薄い壁部分を有することができる。図２Ａ〜２Ｄは、そのようなマグネシウム射出成形法によって形成されたＦＯＵＰまたはＦＯＳＢシェルを示す。一例として、図示された、チクソモールディングされてコーティングされたＦＯＵＰまたはＦＯＳＢシェルは、図２Ａ〜２Ｄに示された寸法（±１０％）および約２ｍｍ（±１０％）の壁厚を有することができる。実施形態では、ＦＯＵＰまたはＦＯＳＢは、約１ｍｍ±１０％の壁厚を有することができる。図２Ａ〜図２Ｄに示すようなＦＯＵＰまたはＦＯＳＢシェルは、さらに約５７ｉｎ^３（±１０％）の材料体積を有することができる。図２Ａの構成部品に示すように、ポリマー射出成形ウエハ支持体４９、ポリマー射出成形コンベヤ５０および／またはキネマティックカップリングプレート５０、およびポリマー射出成形ロボットフランジ５１等の部品をシェルに取り付けることができる。他の実施形態では、上記の構成部品の一部または全部をマグネシウムで形成することができる。

図２Ｅを参照すると、実施形態において、壁の部分は、他の部分よりも薄くてもよい。例えば、角部分５２は、角部分からずれた壁部分５３より厚くてもよい。壁部分は、少なくとも２０％薄く、実施形態では少なくとも３０％薄く、実施形態では少なくとも５０％薄く、実施形態では少なくとも６５％薄くすることができる。このような実施形態では、角部分と壁部分とは互いに一体である。これにより、設計に大きな柔軟性がもたらされ、壁厚を変化させるだけでＣｏＧを前方にずらすことができる。

そのような容器に関するさらなる開示は、本出願の所有者が所有する米国特許第８２７６７５９号、第７８８６９１０号、第７５７８４０４号、第７０５９４７５号、第７０４０４８７号、第６８４８５７８号、第６８２５９１６号、第６７３６２６８号、第６５５０６１９号、第６３５４６０１号、第６２６７２４５号、第６２０６１９６号、第６０８２５４０号、第６０１０００８号、第５７８８０８２号、および第５７１１４２７号に見ることができる。以下に列挙されている、関連する援用された特許公報および／または出願公報も参照されたい。上記の特許公報および出願公報は、ウエハ容器、またはウエハキャリアの構成および部品、ならびに製造方法および使用方法を含む、すべての目的に関してその全体が参照により本明細書に援用される。

図３、４、５は、ＷＩＰすなわちワークインプロセスボックス６０を示し、このワークインプロセスボックス６０は、底部部分６６と、上側部分６４と、ヒンジ６８と、ラッチ６９と、内部に封止されたＨバー・ウエハキャリア６２を典型的に含む。

図６、７は、ハードディスクドライブに使用される基板用のディスクシッパー７０を示し、カセットすなわちベース７６と、側壁７７と、上部カバー７８と、底部カバー７９と、端壁８２と、カセット内のスロット８４とを有する。そのような容器に関するさらなる開示は、米国特許第８７３４６９８号、第７２５２１９９号、第６９９４２１７号および米国特許出願第２０１３０００１１１４号に見ることができる。上記の特許公報および出願公報は、ウエハ容器、またはウエハキャリアの構成および部品、ならびに製造方法および使用方法を含む、すべての目的に関してその全体が参照により本明細書に援用される。

図８、９は、容器部分９０およびドア部分９２を含む底部開口基板容器を示す。容器部分は、シェル９３と、ハンドル９４と、ロボットフランジ９５とを含み、ドア部分は、ラッチ機構９６を含む。

マグネシウムチクソモールディングとしても知られ、本明細書で使用されるマグネシウム射出成形は、マグネシウム基板容器または基板容器のマグネシウム構成部品を形成するために用いられる。マグネシウム射出成形、すなわちマグネシウムチクソモールディングは、マグネシウムの、チクソトロピックで半固体の成形加工である。マグネシウム用のマグネシウムチクソモールディング機（図１０で１００に示されている）は、ツール用の同様のクランプと、スクリューベースの射出バレル１１０とを備えた射出成形機によく似ている。マグネシウムチクソモールディング機は、加熱されたマグネシウムを覆うために不活性雰囲気を使用する点、関係する温度が、プラスチックと比べてマグネシウムかなり高い点、およびプラスチックと比べて、マグネシウムはかなり高速に射出される点で、従来の射出成形機とは異なる。

一実施形態では、マグネシウムまたはマグネシウム合金チップ１１２が、周囲温度で、回転スクリュー１１４を有する射出成形機の加熱されたバレル１１０内に供給される。チップ１１２は、加熱素子、例えば抵抗タイプのヒータバンド１１６によって高温にされ、マグネシウムを覆うアルゴンカバー雰囲気を維持しながら、射出成形機１００の回転スクリュー１１４による高いせん断力を受ける。往復スクリュー１１４は、材料を、溶融マトリックス内の球状固体粒子のスラリー１１７であるチクソトロピック（ゲル状）状態にする。

その後、スラリーは、予熱された基板容器の金型、すなわちダイ１１８内に高速かつ高圧下で射出される。マグネシウム半固体スラリーは、かなり大きな射出圧力下で金型１１８内にチクソトロピー的に流れる。その後、スラリーを加圧下に保持し、冷却して、本発明の高精度のネットシェイプ、またはニアネットシェイプの基板容器１２０を形成する。

特徴および利点は、スラリーが低粘度であることであり、金型のより小さい空間のすべてに、迅速かつ均一に完全に行き渡り、その結果、厳しい公差、および成形後仕上げ／加工をほとんど必要としない完全に密な容器、または容器部分が得られる。特徴および利点は、マグネシウムスラリーの流動性、および低粘度、およびポリマー材料に対して改善された材料の剛性が、従来のポリマー材料を超える小さな部分および表面構造の形成を可能にすることである。例えば、固定される、すなわち受動的である、基板容器エンクロージャ、カバー、および／またはドアの部品は、成形後に接続または結合されたであろうが、本実施形態では容器エンクロージャ、カバーおよび／またはドアに一体的に形成することができる。

マグネシウム射出成形加工で使用されるマグネシウム組成物の原料は、市販されているマグネシウムチップの形態であってもよい。好適な材料の例には、ＴｈｉｘｏｍｏｌｄｉｎｇＡＺ−９１−Ｄ等の鋳造マグネシウム合金が含まれる。いくつかの実施形態では、マグネシウム組成物および成形品は、９８重量％以上のマグネシウム濃度を含んでもよい。いくつかの実施形態では、マグネシウム組成物には、２重量％以下の非マグネシウム材料、例えば、アルミニウム、銅、アルミニウム、亜鉛、マンガン、シリコン、銅、希土類、ジルコニウムおよびそれらの組み合わせ等の非鉄金属を含む合金材料が配合され、組み合わせられ、すなわち含んでいてもよい。

開示された方法の少なくともいくつかの実施形態によれば、形成された基板容器は、本明細書で説明される環境に適したコーティングまたは仕上げ剤で、コーティングまたは仕上げをすることができる。いくつかの実施形態では、工具も、射出成形された工具のように研磨面に仕上げることもできる。成形されたキャリア部品は、腐食保護、耐摩耗性および／または電気絶縁性を提供する、両立できる仕上げ剤で仕上げることができる。いくつかの実施形態では、良好な接着を確実にするために、洗浄したマグネシウム表面に化成皮膜を塗布する。化成変換加工には、マグネシウム表面と反応してマグネシウム表面の一部を化成してコーティングにする適切な仕上げ剤を塗布することが含まれる。マグネシウム成形されたキャリアまたはキャリア部品に適した仕上げ剤の例には、市販のＡｌｏｄｉｎｅ ５２００（非クロム酸塩）、Ａｌｏｄｉｎｅ（Ｈｅｎｋｅｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの商標）５９００（３価クロメート）、ＮＡＬＴＩＣ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｓ， ＬＬＣから入手可能なＭｅｔａｌａｓｔ ＴＣＰ−ＨＦ（ＭｅｔａｌａｓｔはＭｅｔａｌａｓｔ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ＬＬＣの商標である）、ＮＨ３５（六価クロメート）、Ｔａｇｎｉｔｅ（Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ Ｇｒｏｕｐ Ｉｎｃ．の商標）、Ａｎｏｍａｇ（Ｋｅｒｏｎｉｔｅ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｌｉｍｉｔｅｄ Ｃｏｍｐａｎｙの商標）、およびＫｅｒｏｎｉｔｅ（Ｋｅｒｏｎｉｔｅ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｌｉｍｉｔｅｄの商標）が含まれる。いくつかの実施形態では、コーティングには、概して、ｅコーティング、パウダーコーティング、無電解ニッケル、クロム、ウレタン、ＵＶ硬化コーティングおよび陽極酸化がさらに含まれ得る。このようなコーティングによれば、他の部品への取り付けおよび接続性が改善され、フォームインプレイス性能が得られ、具体的には、マグネシウム成形されたキャリア部品に、フィーチャおよび構成部品をオーバーモールディングまたはフォームインプレイスモールディングすることができる。コーティングはまた、汚染基板容器に使用される従来のポリマーに対して、アウトガス性能を改善することができる。

本発明の、コーティングされた基板容器は、耐腐食性が増し、表面硬度が増す。いくつかの実施形態では、コーティングは非常に薄く、例えば数１００分の１インチとすることができる。

さらなる仕上げ加工には、静電気放電加工（ＥＤＭ）、ケミカルミーリング、アブレーションまたはレーザ切断が含まれ得る。

いくつかの実施形態では、本開示の成形品には、半導体製造に使用される基板用の移送および保管エンクロージャとして使用される物品が含まれ得る。そのような物品には、基板容器／容器を含むことができ、その例は図示されており、ウエハキャリア（ＦＯＵＰ）、レチクルポッドおよびディスクシッパー、ＷＩＰボックス、チップトレイ等を含むことができる。物品のさらに具体的な例には、３００ｍｍ／４５０ｍｍ ＥＢＭ ＦＯＵＰ／レチクルポッド／ＥＵＶポッドが含まれる。

いくつかの実施形態では、キャリアの部分は、押出成形されたポリマー組成物を使用して従来形成された部分と組み合わせてチクソモールディングされたマグネシウムである。当業者は、このようなポリマー組成物および従来の成形加工に関する知識を有するであろう。本明細書に組み込まれる特許公報および出願公報は、さらなる指針および開示を提供する。適切なポリマー組成物の例には、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリオレフィン（ＰＯ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、スチレンブロック共重合体、スチレン−ブタジエンゴム、ポリエーテルブロックポリアミドの形態のナイロン（ＰＥＢＡ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリ（ビニリデンフルオライド）、ポリ（テトラフルオロエチレン）（ＰＴＦＥ）、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、エチルビニルアセテート、およびこれらの配合物および共重合体からなる群から選択されるポリマーが含まれる。そのようなポリマーは、ポリマー全体に混合されたカーボンナノチューブを含み得る。

一例として、いくつかの実施形態では、ＦＯＵＰが構成されるが、ここで、容器部分は、従来どおり押出成形されたポリマー組成物を用いて形成され、ドアは、ここでは、マグネシウムチクソモールディング加工を用いて形成される。この組み合わせは、ＦＯＵＰの重心（「ＣｏＧ」）を集中させるという利点を有し、空のＦＯＵＰを、従来のＦＯＵＰよりもＣｏＧが前方に位置づけられた状態で、より安定させることができる。これは、ＡＭＨＳ装置が、必要とされる高速度でキャリアをハンドリングすることをより困難にする可能性がある。本発明の実施形態の材料および方法によって、ＳＥＭＩ国際標準の下で十分な剛性を有し、軽量でキャリアのＣｏＧを改善するドアの形成が可能になる。

本明細書に開示された方法およびマグネシウムスラリー材料の流動性によって、厳しい公差の成形が可能となり、一貫した正確な寸法公差が可能になる。これによって、形成されたキャリアの、ウエハ面／ウエハ位置の再現性が高くなる。これはまた、フォームインプレイス（ＦＩＰ）ガスケット性能を提供し、それによって例えば、ドアとシェルガスケットとの間のインタフェース、およびパージモジュールガスケットインタフェース等の封止インタフェースを、ウエハおよびレチクルキャリア内に作成することを可能にする。通常は、成形後に他のキャリア部品に組み込まれるか、接続されるか、または結合される、より小さくより複雑な部品も、一体の表面構造として形成することができる。例えば、固定される、すなわち受動的である、基板容器エンクロージャ、カバー、および／またはドアの部品は、成形後に接続または結合されたであろうが、本実施形態では容器エンクロージャ、カバーおよび／またはドアに一体的に形成することができる。

開示されたキャリアおよびキャリア部品の、形成された壁は、良好な減衰特性も示す。例えば、それらは、手動および自動加工中のウエハへのエネルギー入力を減衰させることができる。

従来の熱可塑性物品に対する、本開示の物品のいくつかの改善の実例として、微小環境（ＭＥ）用途において、本開示によるマグネシウム成形部品と射出成形ＥＢＭ材料（高性能Ｅｎｔｅｇｒｉｓ独自ポリマー）との間の透過試験の比較が実施された。以下の、加工および結果の説明に見られるように、マグネシウム部品は、ほぼ一桁だけ、透過性能が良い。

試験１
第１の試験は、射出成形されたマグネシウム試料の透過特性を、水素ガスおよび標準的なマノメータ技術を用いて判定するために行われた。第２の試験では、ＥＢＭ材料として知られているＥｎｔｅｇｒｉｓ， Ｉｎｃ．の熱可塑性の独自樹脂で、水素と酸素の透過抵抗を評価した。

第１の試験では、３８ミルの射出成形マグネシウム試料を試験した。透過ガスとして、水素（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｇｒａｄｅ， Ｔｏｌｌ Ｃｏ．， Ｍｉｎｎｅａｐｏｌｉｓ， ＭＮから）を使用した。ガス透過装置は、温度制御室内のサンプルホルダーと、一連のバルブと、上流のバラストタンクと、上流ガスのための圧力トランスデューサー（３００ｐｓｉ Ｈｅｉｓｅ ＰＭデジタルインジケーター）と、下流の固体状態マノメータ（１０ＴｏｒｒのＭＫＳ Ｂａｒａｔｒｏｎ Ｔｙｐｅ ６２７Ｂ）とから構成されている。ガス透過装置はステンレス鋼で構成された。接続部は、漏れを防ぐために、溶接またはＶＣＲフランジで形成された。

透過率は、標準的なマノメータ手順（ＡＳＴＭ， Ｗｅｓｔ Ｃｏｎｓｈｏｈｏｃｋｅｎ， ＰＡ， １９９８による、Ｄ１４３４−８２、プラスチック膜およびシートのガス透過率特性を判定するための標準試験方法に従って測定した。ＪＩＳ Ｋ７１２６も参照のこと。）。直径４．６ｃｍ、有効面積（Ａ）１３．７ｃｍ^２の円形試料をガス透過装置に入れた。揮発性成分を装置および試料から除去するために、装置を約２０ｍＴｏｒｒまでポンプで排気し、一晩保持した。翌日、装置は漏れ試験を受けた。漏れ速度が十分に低い場合、装置の上流側には、透過ガスが充填された。

圧力および温度を数分間平衡させた後、試験を開始した。下流圧の上昇（Δρι）を時間の経過とともに記録した。（温度および上流圧（Δρ）もまた、その安定性を保証するために、実験の継続時間にわたって監視した。）すべての測定は２５°Ｃ（７７°Ｆ）で行った。２種の圧力（２気圧および３気圧）を使用して、１つの厚さ（３８ミル）から測定した。

分析：
ガスは、まず溶解し、次に拡散することによって、均質材料を透過する。透過物の下流圧の上昇（Δρι）は、標準的な温度および圧力（ＳＴＰ）における同等の体積のガス（Ｖ）に変換することができ、Ｔを測定温度、Ｖ_ｓを透過装置の下流側の体積、Ｔ_０を標準温度（３２°Ｆ＝２７３Ｋ）、Δρ_０を標準圧力（＝１気圧または７６ｃｍＨｇ）としたとき、
Ｖ＝（Δρι／Δρ_０）（Ｔ_０／Ｔ）Ｖ_ｓ
で表される。定常状態条件下で、時間（ｔ）で膜を透過するガスの体積（Ｖ）は、膜厚（Ｂ）、膜面積（Ａ）、およびかけられる上流圧（Δρ）（４，５）だけでなく、透過係数（Ｐ）にも依存し、
Ｖ＝Ｐ・Ａ・Δρ・ｔ／Ｂとなる。

透過物が膜を突破するのに要する時間（ｔ_ｂ）は、膜厚（Ｂ）および材料の拡散係数に依存し、
ｔ_ｂ＝Ｂ^２／６Ｄとなる。

溶解係数は、透過係数および拡散係数に対して、
Ｓ＝Ｐ／Ｄとして計算される。

結果：
透過速度は、かけられた上流圧に比例した。したがって、２種の圧力からのデータは、Ｐ、Ｄ、およびＳに一意の値を与えた。以下の表１は、マグネシウム試料の物質移動係数をまとめたものである。その全体平均は、Ｐ＝（０．０５６±０．００１）×１０^−１０ｃｍ^３・ｃｍ／ｃｍ^２・ｓ・ｃｍＨｇ、Ｄ＝（５．６６±０．５３）×１０^−８ｃｍ^２／ｓ、Ｓ＝（０．０９８±０．０１０）×１０^−３ｃｍ^３／ｃｍ^３・ｃｍＨｇである。

Ｐ値はかなり低く、測定可能な最小値より１桁分より低い。この装置の水素の下限値を表２に示す（ＥＲＧ ０６０８−０１を用いた試験、ガス透過モジュールの漏れ速度および性能の判定）。

試験２：
第２の試験では、水素と酸素の透過抵抗を、高性能の独自ポリマーの圧縮成形で評価した。試料は、２８０℃（５３６°Ｆ）の温度で、ＰＨＩ Ｂｅｎｃｈ Ｄｅｓｉｇｎ， Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ Ｐｒｅｓｓを用いて圧縮成形した。特定の量の樹脂を様々な厚さの膜のために計量し、真ちゅうプラークモールド（ｐｌａｑｕｅ ｍｏｌｄ）の中心に注ぎ、その後薄いアルミニウムシートとＰＩ膜との間に挟み込んだ。挟み込まれた状態のものを、プレスの、予熱した下側プラテン上に置き、上側プラテンとの「キス」位置にし、２分間保持した後、２０，０００ポンドの荷重を１分間加えた。その後、それらを２つのアルミニウムブロック（７ｍｉｌ）の間に置くか、またはそれらをプレスから取り出し、試料を室温（１２ｍｉｌ）でゆっくりと冷却することによって、試料を冷却した。

示差走査熱量測定（Ｐｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ Ｄｉａｍｏｎｄ ＤＳＣ）を用いて、ＥＢＭ樹脂および様々な膜のガラス転移温度（Ｔｇ）を測定した。質量が４ｍｇ〜８ｍｇの範囲のサンプルを、試料から切り出し、２５℃（７７°Ｆ）から２００℃（３９２°Ｆ）まで加熱し、２００℃から２５℃まで冷却し、その後２５℃から２００℃まで１０℃／分（１８°Ｆ／分）の速度で加熱した。３重のＤＳＣスキャンを、各材料および膜厚について実施し、分析した。

透過ガスは、Ｍｉｎｎｅａｐｏｌｉｓ， ＭＮのＴｏｌｌ Ｃｏ．からのＩｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｇｒａｄｅであった。ガス透過装置は、温度制御室内のサンプルホルダーと、一連のバルブと、上流バラストタンクと、上流ガスのための圧力トランスデューサー（３００ｐｓｉ Ｈｅｉｓｅ ＰＭデジタルインジケーター）と、下流の固体状態マノメータ（１０ＴｏｒｒのＭＫＳ Ｂａｒａｔｒｏｎ Ｔｙｐｅ ６２７Ｂ）とから構成されている。ガス透過装置はステンレス鋼で構成された。接続部は、漏れを防ぐために溶接またはフランジで形成された。

透過率は、標準的なマノメータ手順（ＡＳＴＭ， Ｗｅｓｔ Ｃｏｎｓｈｏｈｏｃｋｅｎ， ＰＡ， １９９８による、Ｄ１４３４−８２、プラスチック膜およびシートのガス透過率特性を判定するための標準試験方法に従って測定した。ＪＩＳ Ｋ７１２６も参照のこと。）。直径４．６ｃｍ、有効面積（Ａ）１３．７ｃｍ^２の円形試料をガス透過装置に入れた。揮発性成分を装置および試料から除去するために、装置を約２０ｍＴｏｒｒまでポンプで排気し、一晩保持した。翌日、装置は漏れ試験を受けた。漏れ速度が十分に低い場合、装置の上流側には、透過ガスが充填された。圧力および温度を数分間平衡させた後、試験を開始した。下流圧の上昇（Δρι）を時間の経過とともに記録した。（温度および上流圧（Δρ）もまた、その安定性を保証するために、実験の継続時間にわたって監視した。） すべての測定は２５°Ｃ（７７°Ｆ）で行った。測定は、水素ガスの３種の圧力（１気圧、２気圧、および３気圧）、および酸素ガスの２種の圧力（１気圧および２気圧）を用いて行った。

分析：
ガスは、まず溶解し、次に拡散することによって、均質材料を透過する。透過物の下流圧の上昇（Δρι）は、標準的な温度および圧力（ＳＴＰ）における同等の体積のガス（Ｖ）に変換することができ、Ｔを測定温度、Ｖ_ｓを透過装置の下流側の体積、Ｔ_ｏを標準温度（３２°Ｆ＝２７３Ｋ）、Δρ_０を標準圧力（＝１気圧または７６ｃｍＨｇ）としたとき、
Ｖ＝（Δρι／Δρ_０）（Ｔ_０／Ｔ）Ｖ_ｓ
で表される。定常状態条件下で、時間（ｔ）で膜を透過するガスの体積（Ｖ）は、膜厚（Ｂ）、膜面積（Ａ）、およびかけられる上流圧（Δρ）だけでなく、透過係数（Ｐ）にも依存し、
Ｖ＝Ｐ・Ａ・Δρ・ｔ／Ｂとなる。

透過物が膜を突破するのに要する時間（ｔ_ｂ）は、膜厚（Ｂ）および材料の拡散係数に依存し、
ｔ_ｂ＝Ｂ^２／６Ｄとなる。

溶解係数は、透過係数および拡散係数に対して、
Ｓ＝Ｐ／Ｄとして計算される。

結果：
ＥＢＭ独自のポリマーの熱的性質を、膜の２種の厚さおよび樹脂について測定した。平均値を表３に示す。これらの値は、ほぼ仕様と一致している。

試料を、より適合性のあるものとするために、より緩慢な冷却方法（すなわち、室温冷却）を用いた。冷却方法が異なっても、データに影響しないことを確認するために、ブロック冷却された試料および室温冷却された試料の両方に水素を流した。実際、両方の冷却方法は同じ透過結果をもたらした。

透過速度は、かけられた上流圧に比例し、厚さに反比例した。所与のガスについて、様々な圧力および厚さからのデータが、独特な値Ｐ、Ｄ、Ｓを示した。表４は、Ｅｎｔｅｇｒｉｓで圧縮成形されたＥＢＭ膜上で使用された水素および酸素ガスの全体平均を列挙している。

表５は、同じガスを用いて測定した、２種のポリカーボネート膜、すなわちポリカーボネート１、および透過グレードが低い膜ポリカーボネート２の全体平均を列挙する。ＥＢＭは、我々の標準ポリカーボネート１よりも良好な透過抵抗を示したが、低透過ＰＣはＥＢＭよりわずかに良好であった。ＥＢＭを通る酸素の透過速度は、ポリカーボネート１の２倍であった。

以下に示す表６〜８は、方法における厚さおよび使用されるガスに基づくＥＭＢ膜のＤＳＣデータならびに物質移動係数をまとめたものである。

２つの異なる種類のガスを用いてＥｎｔｅｇｒｉｓの高性能独自ポリマーＥＢＭの透過係数、拡散係数、および溶解係数を測定した。ＥＢＭから成形された試料は、ポリカーボネート２よりも柔軟性があったが、サンプルホルダー内のＯリングの界面に、いくつかの微細な亀裂が見られた。結果は、かけられた上流圧および厚さとは無関係であることが判明した。ＥＢＭはポリカーボネート１よりも良好な透過抵抗を示し、低透過ポリカーボネート２はＥＢＭよりわずかに良好であった。ＥＢＭを通る酸素の透過速度は、ポリカーボネート１の２倍であった。主に、分子サイズが小さいことに起因して、水素は酸素よりも速く透過した。

結果および結論
上記の試験および測定された透過係数、拡散係数、および溶解係数を考慮すると、射出成形されたマグネシウム合金は熱可塑性材料よりもはるかに不透過性である。この射出成形されたマグネシウム合金の透過速度は、ポリカーボネートより２桁小さい。

本発明または特許請求の範囲を解釈する際に与えられる範囲の、特定の理論または設計によって限定されるものではないが、本開示の方法から形成された基板キャリー、例えばＦＯＵＰは、従来のポリマーキャリアと比較して改善された性能品質を与え、半導体製造分野のユーザーが望む要件を満たすと考えられる。

例えば、本開示に従って製造され、コーティングされた、マグネシウムチクソモールディングされたＦＯＵＰは、以下の性能基準のいずれか、すべて、または組み合わせにおいて、ポリマーベースのＦＯＵＰに適応するか、またはポリマーベースのＦＯＵＰを超えて改善すると考えられる。すなわち、１８０℃〜２４０℃の高温ウエハ挿入温度に適応すること、再現可能かつ変化しにくい（（１０ｍｍピッチで）公称±０．５ｍｍ）ウエハ面を提供すること、バランスのとれたウエハ面（左から右に±０．１５ｍｍ）を提供すること、（パージガスＮ２，ＸＣＤＡを用いて）１００ｌｐｍ（リットル／分）のパージ性能条件（ドア開放は５％ＲＨ未満（標準機器フロントエンドモジュール−ロードポート（ＥＦＥＭ）条件）、ドア解放は１００ｐｐＭ（パーツパーミリオン）のＯ_２、ドア閉鎖は、５％ＲＨ未満６０秒未満）を満たすか、または超えること、最小６時間で１００ｐｐｍ未満、最小２時間で５０ｐｐｍ未満の低酸素環境、および６時間で５％未満の低水分環境で、７０ｌｐｍのパージで、０．１ミクロンで、９９．９９９％の粒子効率に適応すること、輸送時に（Ａｄｉｘｅｎ ＡＰＡを用いて）２００ｐｐｂ以下の低ＶＯＣ排出環境に適応し、従来のＦＯＵＰ洗浄における、ポリマーベースのＦＯＵＰに対して、乾燥時間を改善（６分未満）すること、ウエハの平面維持および振動を改善（粒子の生成および補足を低減し）すること、垂直振動試験後の粒子発生に関して２Ｎのウエハ保持力を有すること、１．６度回転未満のＯＨＴ（オーバーヘッド移送）リフティング中のウエハ保護を改善すること、薄型ウエハ、３Ｄウエハ、３０１ｍｍウエハ、および３０２ｍｍウエハを含む非標準のウエハ厚および直径を提供すること、Ｒ１が改善され、ウエハ中心が１．００ｍｍ以内になり、スロット間の差異（Ｎｏｍｉｎａｌ＋）が低減すること、光によって誘発される欠陥から保護すること、ＳＥＭＩ標準寸法が可能（エンドエフェクタとストッカとの界面、後壁のクリアランス、ＯＨＴフランジの干渉、センサ位置のミス）であること、静電気放電（ＥＳＤ）保護可能（グランドへの静電気放電１０^６／１０^９パスが０．１秒未満、Ｑｕａｌｃｏｍｍ仕様と一致）であること、ポリマーベースのＦＯＵＰに対して、シール性、および寸法制御、および変動するＥＦＥＭ条件に対向するためにシェル剛性を改善することである。

結果として得られるネットシェイプまたはニアネットシェイプの、マグネシウム射出成形によって形成されるマグネシウム基板容器またはマグネシウム構成部品は、ここでは、ポリマーシリコンウエハキャリアまたはレチクルキャリアと比べて軽量で、強度が高く（柔軟性が低く）、一方、超薄壁を提供し、気孔率／透過率が低く、吸脱収量が低く、延性が高く、ダンピング特性が良好で、耐性が高く、表面仕上げが改善され、引火性が低く、リサイクル性の観点から環境への悪影響を低減する。このような基板容器はさらに、充填剤も添加剤も無しに、ＥＭＩ（電磁干渉）遮蔽を内在し、耐性が高いことを特徴とする。

基板容器の成型材料の気孔率／透過率が低いという特性は、例えば、キャリアによって示される水分および酸素の透過制御の改善に反映される。マグネシウム合金の成形物品では、水分および酸素の透過が制御され、非常に低く維持され、それによって制御され、封止されたウエハ、レチクルまたは他の敏感な基板環境内でのガス抜きによる、相互汚染が制限される。対照的に、ポリマーベースのキャリアは、水分を吸収することができる。キャリアによって示される水分および酸素の透過制御は、ＦＯＵＰの集積回路歩留まりに影響を及ぼす有害なトレースガスに対して従来行われている監視および検出の必要性を低減するという利点を有する。そのような監視および検出は、一般に、量子カスケードレーザ（「ＱＣＬ」）技術を用いて実行され、それによって加工コストが増加する。

基板容器の成型材料の軽量化および改善された強度の特徴は、さらなる利点を提供する。改善された基板容器材料の強度対重量比が比較的高いことによって、貨物の安全性をより確実にすることが可能になる。そのような改善は、さらに、より高速な自動材料ハンドリングシステム（ＡＭＨＳ）技術を可能にし、工場要員および移送されているキャリア（すなわち、レチクル、ウエハ等）内のペイロードの効率を高め、安全性を高めることができる。例えば、ＳＥＭＩの国際標準では、例えば３００ｍｍのキャリア等の特定の基板容器のドアが最小の剛性を有することが要求されている。ＳＥＭＩ国際標準の下で十分な剛性を有する基板容器ポリマーのドアの重量は、基板容器の重心（「ＣｏＧ」）をドアに向かって移動させる傾向を有する場合がある。これによって、ＡＭＨＳ装置が、必要とされる高速度でキャリアをハンドリングすることがより困難となり得る。本発明の材料および方法は、ＳＥＭＩ国際標準の下で十分な剛性を有し、かつより軽量でキャリアＣｏＧを改善するドアの形成を可能にする。

さらなる利点には、開示されたマグネシウムチクソトロピック射出成形基板容器において用いられる合金の費用が、従来の熱可塑性キャリアの成形に用いられる原料よりも低いことが含まれる。また、開示された方法および組成物から製造された基板容器およびキャリアは、繰り返し再利用することができ、すなわち、リサイクルして、導電性を著しく損なうことなくさらなる製品を形成することができる。

本発明の実施形態は、実質的に均一な表面抵抗率を有する物品を提供する。いくつかの実施形態では、物品の表面上の任意の点の実質的に均一な表面抵抗率は、その物品上の任意の他の試験点から１００倍以内であり、ある実施形態では１０倍以内である。これは、チップトレイ、レチクル、ウエハキャリア、およびウエハシッパー等物品中の複合材料の静電気放電用途に有利である。

一般に、適切な押出機は市販されている。押出機は、一軸スクリュー押出機であっても、二軸スクリュー押出機等の多軸スクリュー押出機であってもよい。適切な押出機および使用方法に関するさらなる詳細は、以下に列挙する援用された特許公報および特許出願公報に見られる。当業者であれば、特定の押出機および成形装置の選択が、特定の物品の意図された用途によって導かれ得ることを認識するであろう。

加工、組成物成分、濃度および物理的特性のさらなる開示は、以下に列挙する援用された特許公報および特許出願公報に見ることができる。以下の米国特許番号および米国特許出願番号における、方法、材料、機器および物品を含む開示は、本開示の方法、材料、機器および物品に組み込まれ、それらに使用され、および／またはそれらと組み合わせることができ、すべての目的に関してその全体が参照により本明細書に援用される。

上記の実施形態は、例示的なものであり、限定するものではない。さらなる実施形態は、特許請求の範囲内にある。本発明を、特定の実施形態を参照して説明してきたが、当業者であれば、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、形態および詳細に変更を加えられることを認識するであろう。

さらに、本発明の実施形態には、以下が含まれる。
・複数の半導体ウエハを移送するように構成された構造要素を有するウエハ容器を形成する方法であって、上記のウエハキャリアが、容器シェル部分と、前部開口部と、前部開口部に封止可能に挿入可能かつ取り外し可能なドアとを有し、上記の方法が、ある量のマグネシウム合金材料を準備することと、上記の量のマグネシウム合金材料を押出機内に入れることと、上記の量のマグネシウム合金を加熱し、せん断を加えてスラリーを形成することと、上記のスラリーを、上記の容器シェル部分および上記のドア部分のうち少なくとも１つの構成要素を形成する金型に射出することと、ドアおよび容器シェル部分を組み立ててウエハ容器にすることとを含む。
・耐腐食性のために、上記の構成部品のうち、少なくとも１つをコーティングすることをさらに含む上記方法。上記のコーティングが化成皮膜加工である上記方法。
・３００ｍｍのウエハおよび４５０ｍｍのウエハのうち、１つを保持するようにウエハ容器を構成することをさらに含む上記の方法のいずれか。
・上記のウエハ容器の重心を、上記のウエハ容器に収容された上記のウエハの軸と実質的に一致するように位置づけることをさらに含む上記のいずれかの方法。
・上記のウエハキャリアの重心が、中心に位置する、上記のいずれかの方法。
・マグネシウムチクソモールド材料を９８重量％以上の濃度に維持することをさらに含む上記のいずれかの方法。

本発明のさらなる実施形態には、以下の、番号が付された段落に記載されるものが含まれ得る。
１．射出成形された構成部品で形成された基板容器であって、上記の構成部品が、容器部分およびドア部分を備え、上記の容器部分が、最も厚い壁部分と最も薄い壁部分との間で少なくとも４０％変化する壁厚を有する、基板容器。
２．前部開口部と、封止可能に挿入可能かつ前記容器部分から取り外し可能なドアとを備える基板容器であって、容器シェル部分が、成形されたポリマー材料を含み、上記のドアがマグネシウムチクソモールド材料を含む、基板容器。
３．１．０×１０^−７ｔｏｒｒの真空で基板エンクロージャ環境を維持する方法であって、マグネシウムを含むシェル部分と、マグネシウムを含み上記のシェル部分との間の界面にシールを有するドア部分とを備える容器を提供することと、内部雰囲気を１．０×１０^−７ｔｏｒｒの真空に下げることとを含む方法。
４．閉じた後６〜１２時間、相対湿度５％未満に基板エンクロージャ環境を維持する方法であって、マグネシウムを含むシェル部分と、上記のシェル部分との間の界面にシールを有するチクソモールドされたマグネシウムで形成されたドア部分とを備える容器を提供することを含む方法。
５．６〜１２時間、１００ｐｐｍ未満の低酸素（Ｏ２）レベルに基板エンクロージャ環境を維持する方法であって、チクソモールドされたマグネシウムを含むシェル部分と、上記のシェル部分との間の界面にシールを有するチクソモールドされたマグネシウムを含むドア部分とを備える容器を提供することを含む方法。
６．複数の射出成形されたポリマー基板構成部品を提供することと、上記の容器収納部構成部品を上記の複数の射出成形されたポリマー構成部品と共に組み立てて基板容器にすることとをさらに含む、番号３〜５のいずれかが付された段落の方法。

本明細書で使用する用語は、特定の実施形態のみを説明するためのものであり、限定することを意図するものではない。本明細書で使用されるように、単数形「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、文脈がそうでないことを明確に示さない限り、複数形も含むことが意図される。「第１」、「第２」等の用語の使用は、特定の順序を意味するものではなく、個々の要素を識別するために含まれる。本明細書で使用される場合、用語「備える」および／もしくは「備えている」、または「含む」および／もしくは「含んでいる」は、記載された特徴、領域、整数、ステップ、操作、要素、および構成部品の存在を明示しており、他の特徴、領域、整数、ステップ、操作、要素、構成部品、および／またはそれらのグループのうち、１以上の存在または追加を排除するものではないことを理解されたい。

そうでないことが定義されない限り、本明細書で使用されるすべての用語（技術的および科学的用語を含む）は、実施形態が属する技術分野の当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。一般的に使用される辞書に定義されているような用語は、関連する技術および本開示の文脈におけるそれらの意味と一致する意味を有すると解釈すべきであり、本明細書において明示的に定義しない限り、理想化された、または過度に正式な意味に解釈すべきではない。

本明細書に含まれる「実施形態」、「本開示の実施形態」および「開示される実施形態」への言及は、本特許出願の明細書（本文、特許請求の範囲および図面を含む）を指し、これらは先行技術と認めない。

本明細書（参照により援用されている文献を含み、任意の添付の特許請求の範囲、要約書、および図面を含む）に開示されているすべての特徴および／または開示された方法またはプロセスのすべてのステップは、特徴および／またはステップの少なくとも一部が互いに排他的である組み合わせを除き、任意の組み合わせで組み合わせることができる。

本明細書（参照により援用されている文献を含み、任意の添付の特許請求の範囲、要約書、および図面を含む）に開示された各特徴は、そうでないことを明記しない限り、同じ、同等の、または類似の目的を果たす代替の特徴によって置き換えることができる。したがって、そうでないことを明記しない限り、開示された各特徴は、同等または類似の特徴の一般的な一組のうちの、一例に過ぎない。

本発明は、前述の実施形態の詳細に限定されない。本発明は、本明細書（参照により援用されている任意の文献を含み、任意の添付の特許請求の範囲、要約書、および図面を含む）に開示された特徴のうち、任意の新規の１つまたは任意の新規の組み合わせに及び、または、そのように開示された任意の方法またはプロセスのステップのうち、任意の新規の１つまたは任意の新規の組み合わせに及ぶ。
本出願のすべてのセクションにおける上記文献は、あらゆる目的のためにその全体が参照により本明細書に援用される。

特定の例が本明細書に図示され説明されているが、当業者であれば、同じ目的を達成するために計算された任意の構成を、示された特定の例と置き換えることができることを理解するであろう。本出願は、本主題の適応形態または変形形態を包含することを意図している。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲およびその法的同等物、ならびに以下の例示的な態様によって定義されることが意図される。本発明の上記態様の実施形態は、単にその原理を説明するものであり、限定するものとみなされるべきではない。本明細書に開示された、本発明のさらなる修正形態は、それぞれの技術分野の当業者には明らかであり、そのような修正形態はすべて本発明の範囲内であるとみなされる。

それぞれの請求項に、特定の用語「手段」または「ステップ」が記載されていない限り、本発明の実施形態に関して、特許請求の範囲を解釈する目的で、米国特許法１１２条（ｆ）を実施すべきではないことが明示的に意図される。

Claims (23)

1. オープンフロントと、前記オープンフロント用に寸法決めされたドアとを有する容器部分を備える基板容器であって、前記容器部分が金属シェルと、３００ｍｍウエハおよび４５０ｍｍウエハのうちの１つを保持するための一対のウエハ支持体とを備える、基板容器。
2. 前記金属シェルが、マグネシウムからなり、コーティングを有する、請求項１に記載の基板容器。
3. 前記ドアが、マグネシウムからなり、コーティングを有する、請求項２に記載の基板容器。
4. 前記ウエハ支持体が、ポリマー材料を含む、請求項１、２、または３に記載の基板容器。
5. 前記容器部分が、ポリマーロボットフランジをさらに含む、請求項１、２、または３に記載の基板容器。
6. 前記金属シェルが、チクソモールドされたマグネシウムから形成される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板容器。
7. 前記ドアが、チクソモールドされたマグネシウムから形成される、請求項６に記載の基板容器。
8. 前記金属シェルが、複数の角部分と複数の壁部分とを備え、前記壁部分が、前記複数の角部分からずれた部分を有し、前記ずれた部分が、前記角部分のうちの１つにおける壁厚の６０％以下の壁厚を有する、請求項１に記載の基板容器。
9. 少なくとも１つの壁部分が、少なくとも１つの前記角部分の、ある領域の厚さより少なくとも３０パーセント小さい薄肉部分を有する、請求項８に記載の基板容器。
10. 収納部部分を備える基板容器であって、前記基板容器の前記収納部部分が、マグネシウムチクソモールド材料で形成され、前記収納部部分が、前記マグネシウムチクソモールド材料の表面上のコーティングを有し、前記収納部部分が、さらに基板支持体を有する、基板容器。
11. 前記基板支持体が、３００ｍｍウエハおよび４５０ｍｍウエハのうちの１つを保持するように構成され配置されている、請求項１０に記載の基板容器。
12. 前記基板支持体が、レチクルを保持するように構成されている、請求項１０に記載の基板容器。
13. 前記基板容器が、ウエハキャリア、レチクルポッド、ディスクシッパー、およびワークインプロセスボックスからなる群から選ばれる物品として構成されている、請求項１０に記載の基板容器。
14. 前記基板容器が、複数の半導体ウエハを移送するのに適した構造要素を有するウエハキャリアとして構成されている、請求項１０に記載の基板容器。
15. 前記ウエハキャリアが、実質的に前記マグネシウムチクソモールド材料で形成されている、請求項１０に記載の基板容器。
16. 前記レチクル支持体が、実質的に前記マグネシウムチクソモールド材料で形成されている、請求項１２に記載の基板容器。
17. 前記基板容器の少なくとも一部分が、射出成形されたポリマー組成物で形成される、請求項１０〜１６のいずれか一項に記載の基板容器。
18. 前記基板容器が、前記マグネシウムチクソモールド材料の、コーティングされた表面に結合された構成部品を備える、請求項１０〜１６のいずれか一項に記載の基板キャリア。
19. 前記コーティングが化成皮膜である、請求項１０〜１６のいずれか一項に記載の基板容器。
20. 前記コーティングの厚さが１０^−４〜１０^−５インチである、請求項１０に記載の基板容器。
21. 前記化成皮膜が、Ａｌｏｄｉｎｅ ５２００（非クロム酸塩）、Ａｌｏｄｉｎｅ ５９００（３価クロメート）、Ｍｅｔａｌａｓｔ ＴＣＰ−ＨＦ、ＮＨ３５（六価クロメート）、Ｔａｇｎｉｔｅ、Ａｎｏｍａｇ、およびＫｅｒｏｎｉｔｅからなる群から選ばれる、請求項１９に記載の基板容器。
22. 前記化成皮膜が、ｅコーティングまたはパウダーコーティングによって塗布される、請求項１９に記載の基板容器。
23. 前記ウエハキャリアの重心が、ウエハの積層体の、ほぼ垂直軸に位置する、請求項１〜３、および１４のいずれか一項に記載の基板容器。

Images