JP2555501B2 - シッパ用ウェハーコンテナ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の背景〕 この発明は半導体製造に使用されるウェハーを貯蔵し
かつ輸送するシッパ用ウェハーコンテナに関する。

半導体製造プロセスに使用されるウェハーは一般にシ
リコンあるいはガリウムひ素から形成されている。ウェ
ハーはかなり脆くデリケートであり、容易に破損する。
シリコンウェハーはほこりや粒子がないクリーンな環境
内に保管されなければならない。異物粒子は一般にウェ
ハー上にエッチングされた極めて細かい回路に悪影響を
与える。

シリコンウェハーは多くのプロセス工程を通過する
が、こうしたプロセス工程の最中や工程あと、また任意
のプロセス工程あるいはすべての工程において、シリコ
ンウェハーを貯蔵したり輸送したりすることが必要とな
る。こうした場合には、シリコンウェハーはしばしば、
シール可能なシッパあるいはシッピングコンテナ（ship
ping container）の中に装着される。シッパあるいはコ
ンテナは、脆くてデリケートなウェハーが破損したり粒
子によって汚染されないように保護している。米国特許
第4,043,451号、第4,450,960号、第4,520,925号にはこ
うしたシッパが開示されている。

従来の周知のシッパは多くの欠点を有し、シッパの中
に収容されたシリコンウェハーから製造される半導体の
生産性は低くなる。すなわち、周知のシッパ内のウェハ
ーはシッパ内において固定されないことがしばしばであ
り、その結果、ウェハーを破損したり、隣接するウェハ
ーを汚したりする。さらに、ウェハーは固定されなけれ
ばならず、そしてどんな面とも擦れ合ってはならない。
なぜなら、そうした場合にはウェハー上の回路が粒子に
汚染されたり、損傷を被ったりするからである。

背景をさらに詳しく見るために、図１及び図２を参照
する。ウェハー８は一般に、丸い周辺端部を有するが、
上端14はインデックス用として平坦な端部２にされるこ
とが多い。

ウェハー８は周知のウェハーキャリヤ16の中に保持さ
れ、運ばれたり、貯蔵されたり、輸送されたりする。ウ
ェハーキャリヤ16あるいはウェハーバスケットは一般に
開口した上部18と、ウェハー支持用のリブを備えた側壁
20と、インデックス用（indexing）のＨバー24を備えた
前壁22と、後壁26と、側壁20に沿って設けられた上部フ
ランジ28を有する。

上述したように、シッパはよく知られたものであり、
図面には参照番号32で表されたものが図示されている。
シッパ32は底部キャビティ34を有する。底部キャビティ
34は、その中に形成されたキャリヤインデックス用構造
すなわちリブ36を有する。シッパ32は、ウェハーキャリ
ヤ16を用いずにウェハーを保持できるようにするため、
その底部キャビティの中にリブ構造をも有する。シッパ
32は内側に天井（ceiling）40を備えた上部あるいはカ
バー38も有する。この発明では、天井40は長手方向に設
けられた細長いスロットを有し、またスロット42と隣接
して直角方向に設けられた幾つかのより短いスロット44
をも有する。別のシッパ46は天井50を備えたカバー48を
有する。天井50は下方へ突き出たボタン52を有する。

ウェハーシッパの中においてウェハーと係合しこれを
保持してウェハーの動きを防止するために使用されるウ
ェハークッションが必要とされている。ウェハークッシ
ョンによってウェハーの動きを防止しないと、ウェハー
の粒子汚染及び／あるいはウェハーの破損が生じる。ウ
ェハーキャリヤあるいはウェハーバスケットがそうした
シッパとともに使用される場合には、ウェハークッショ
ンはキャリヤをシッパの中で固定する。そうしないと、
ウェハーの汚染や粒子発生や破損が生じる。

〔発明の概要〕

ウェハーシッパの中に軸方向に並べられた複数のウェ
ハーを保持するために使用されるウェハークッションで
ある。シッパは解放可能に底部とインターロック（inte
rlock）されるカバーを有する。貯蔵や輸送を行うため
にカバーはシールを保った状態でウェハーをシッパの中
に閉じ込める。クッションやウェハーシッパの中でカバ
ーによって支持されるフレームを有する。各ウェハーに
対して個々にクッション部が設けられている。各クッシ
ョン部はフレキシブルな一対のアームを有する。アーム
はフレームから下方へ延びている。各クッション部は溝
状の係合面を備えたクッションセグメント（cushioning
segment）を有する。係合面はＬ字型を有する一対のア
ームによって支持されている。係合面はウェハーの上端
をウェハーの上部中心線において適切に係合し、把持す
る。

この発明のウェハー用コンテナの利点及び目的は、コ
ンテナ内で各ウェハーを弾力的に保持するウェハークッ
ションが比較的簡単で、取り外し可能であり、安価なこ
とである。従って、ウェハークッションをシッパ内で係
合し支持したあと捨てることができる。そのため、繰り
返し使用することによって起きる粒子の発生や汚染を最
小限に抑え、半導体製造における生産性の低下を抑える
ことができる。

この発明の別の利点及び目的は、ウェハークッション
がウェハーと直角な方向における動きの他にウェハー面
内におけるウェハーの動きをも制限していることであ
る。これは、ウェハークッションが摺動接触を行うこと
なくシッパの内部でウェハーの上端を把持して支え、そ
の結果、ウェハーの破損や粒子発生、汚染が抑えられる
ためである。

この発明のウェハークッションの別の利点及び目的
は、シリコンウェハーの問題としている（particular）
端部が丸くても平坦であっても、ウェハークッションが
ウェハー端部を押さえつけることである。すなわち、ウ
ェハーはウェハークッションに対して特定の方向に設置
する必要がなく、またウェハークッションを十分に機能
させるためにシッパにウェハーを満載することも必要で
はない。

この発明のウェハークッションの別の目的及び利点
は、ウェハークッションがウェハーの上部中心線に沿っ
てウェハーの中心を支持する一方、通常、ウェハーはウ
ェハーキャリヤのような位置をずらして設けられた側壁
構造によっても支持されることである。こうした配置に
よれば、ほぼ等しい距離にある３点でより均一なウェハ
ー支持が行われ、ウェハー破損の可能性がさらに抑えら
れる。

この発明の別の利点及び目的は、ウェハークッション
が従来のクッションのようにウェハーと摺動的に係合し
ない、すなわち摺動的に接触しないことである。その結
果、粒子の発生や半導体の汚染が著しく低減される。

この発明のさらに別の利点及び目的は、シッパのカバ
ーを底部とインターロックしたとき、シッパの中に設置
されたウェハーキャリヤバスケットを押さえつけウェハ
ーキャリヤをシッパの中で固定することによって、ウェ
ハーの破損や汚染を抑えることである。

〔図面の簡単な説明〕

図１は、中にウェハーキャリヤを有するシッパを簡単
に示した側部立面図である。シッパ及びキャリヤを部分
的に切り欠きして示しており、シッパのカバーによって
支持されたこの発明のウェハークッションの側部立面図
である。

図２は図１の２−２線断面図であり、シッパの中でウ
ェハーキャリヤを下に保持しつつシリコンウェハーと係
合し把持しているウェハークッションを示している。

図３はウェハークッションの平面図である。

図４はウェハークッションの端面図である。

図５はクッションセグメントを切り欠きして示した図
４の５−５線断面図である。

図６はウェハークッションの底面図である。

図７は図３に示されたウェハークッションの７−７線
断面図である。

図８は図２の８−８線断面図である。

図９はこの発明のウェハークッションの別の実施例に
対する平面図である。

図10は図９の10−10線部分断面図である。

図11は図10の11−11線部分断面図である。

〔詳細な説明〕

図１〜図８によって第１実施例を説明する。シッパす
なわちウェハーコンテナ32は、底部キャビティ部34とカ
バー部38とを外郭とし、底部キャビティ部34内に対面状
に保持されたウェハーキャリヤ16と、カバー部38の下面
に係着されたウェハークッション60とを有する。ウェハ
ーキャリヤ16は内側に多数のウェハー８を個別に保持す
るリブを有し、ウェハークッション60は矩形状のフレー
ム62とフレーム内側に延びた多くのアーム対76とフレー
ムの四隅から外側に延出された４本の支持脚86とを有
し、各アーム対はそれぞれの内端の間にクッションセグ
メント78をウェハーに個別に係合可能に有する。ウェハ
ークッション60は単一の部材として成形されており、ポ
リプロピレンやポリカーボネートのような適当なプラス
チック材料から一体化された構造に成形されている。

フレーム62は端部68及び側部70を有し、側部70の上面
64はレール72を形成し、カバー部38の内面に設けられた
縦方向のスロット42に嵌着され、同時に側部70から外側
に突出された数個のタブあるいは耳部74はカバー部内面
の横方向のスロット44に係着され、ウェハークッション
60をカバー部の天井中央に正しく位置付けする。

位置が揃えられたフレキシブルなアーム76の複数の対
がフレーム72から下方へ延びている。シッパ32の中に設
置されたウェハー８の各々に対して一対のアーム76が延
びている。図面からわかるように、アーム76は内側へ適
切に延び、そのあと下方へ延びることによってＬ字形を
形成している。

独立したクッションセグメント78が独立したアーム76
の各対の端部の間を延びており、各ウェハーに対して単
一の独立したクッションセグメント78を形成している。
独立したクッションセグメント78は比較的堅く、ウェハ
ー８の中心の上端14を上部中心線において下方へ当接し
把持している。クッションセグメント78の下側にはそれ
に沿ってノッチ80、あるいは溝、あるいはチャンネル、
あるいは凹部が設けられている。ノッチ80は細長い形状
を有し、ウェハー８の面と平行に配置されている。ノッ
チ80は、ウェハーの周辺端部10と形状が整合する内径82
を有する。下方へ延びる対向する先端84がノッチ80の内
径82に隣接して設けられている。

ウェハークッション60は支持脚86を有する。支持脚86
はシッパ32内においてウェハーキャリヤ16を下へ押さえ
つけており、ウェハーキャリヤ16を底部キャビティ34の
中で固定してシッパ32内におけるウェハーキャリヤ16の
動きやガタツキを防止している。支持脚86はフレーム62
の端部68と側部70とが接する角部から端部68の方向に外
方へ延びている。四つの支持脚86の各々はほぼ水平に延
びる第１の部分88とこれに続いてやや下方に延びる第２
の部分とを有する。この構造によれば、支持脚86は下方
に付勢力を加えている。第１の部分88と第２の部分90の
下側にはその間に中間のガセット92が設けられている。
ガセット92は支持脚86にさらに強度を付加している。第
２の部分90の端部にはキャリヤフランジへ接触する足94
が設けられている。

ウェハークッション60の構造、動作について次に説明
する。まず、フレーム62の上部に設けられたレール72を
シッパ32のカバー38が有する天井40のスロット42の中に
設置する。耳74は横方向のスロット44に位置が揃えられ
る。次にウェハー８が装着されたウェハーキャリヤ16が
インデッックスに従って正しくシッパすなわちウェハー
コンテナ32の底部キャビティ部34の中に収納される。そ
のあとカバー38を底部キャビティ34の上に設置し、下方
へ押して底部キャビティ34とカバー38をインターロック
する。この操作によって、各ウェハー８の上方で位置合
わせされた各クッションセグメント78は、ウェハーキャ
リヤ16内のウェハー８の周辺端部10上へ、その周辺端部
10が平坦であろうが丸い場合であろうが、当接して把持
する。同時に、支持脚86がウェハーキャリヤ16の上部フ
ランジ28に当接し、シッパ32の底部キャビティ34の中で
ウェハーキャリヤ16を下方に押さえつける。そのあと、
シッパ32を輸送したり、貯蔵したりする。

別のシッパ46は図９〜図11に示されている修正された
ウェハークッション100を利用している。ウェハークッ
ション100は上面104及び底面106を備えたフレーム102を
有する。フレーム102は端部108及び側部110を有する。
ボタン穴112がフレーム102を貫いている。ボタン穴112
はシッパ46のボタン52と位置合わせ可能である。

独立したフレキシブルなアーム114はＬ字形を有して
いる。アーム114はまず外側へ延び次に下方内側へ延び
ており、そこで独立したウェハークッションのセグメン
ト116によって連結されている。セグメント116は細長い
ノッチあるいはチャンネル118をその中に有する。チャ
ンネル118には下方へ延びる先端120,122が設けられてい
る。先端120,122の高さは様々である。

ウェハーキャリヤの押さえつけを行う脚124は外側へ
延びる第１の部分126と外側かつ下方へ延びる第２の部
分128を有する。第１の部分126と第２の部分128の下側
には中間にガセット130が設けられている。脚124の足13
2がウェハーキャリヤ16の上部フランジ28とを係合す
る。

本発明のウェハーコンテナは、特にそのカバー部天井
内面に着脱可能な一体成形の可撓性プラスチックより成
るウェハークッション部にすぐれた特長と有します。

すなわち、ウェハークッション部の天井係着フレーム
からその内側下方に延出された多数のアーム対は、水平
に近い斜行部分と下方へ延びて中央のクッションセグメ
ントを中間に保持する直交部分とを有し、このＬ字形に
よって十分な弾力可撓性を発揮し、クッションセグメン
トを介しての各貯蔵ウェハーに対する良好な保持を実現
します。またクッションセグメントはそれぞれ対応のウ
ェハー頂部に接し、各セグメント下側の断面ほぼＶ形の
直線状の溝によってウェハーを無理なく捕捉しかつずれ
ることなく良好に保持し、ウェハーの輸送中に何等破損
等の障害を発生させません。

この発明は発明の精神あるいは本質から逸脱すること
なく、他の形によっても実現が可能である。従って、図
面に示された実施例は単に説明のためのものであり、発
明を制限することはない。この発明の範囲については前
述した実施例よりも添付された請求の範囲を参照すべき
である。

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体製造に使用されるウェハーを貯蔵し
   かつ輸送するためのシッパ用ウェハーコンテナであっ
   て、複数のウェハーをそれぞれの周辺両側部分で係合・
   支持してウェハーを互いに間隔を置いて対面状に保つ係
   合部材を有する底部キャビティ部と、この底部キャビテ
   ィ部の周壁上に係着され、キャビティ部に対して天井部
   を有する取り外し可能のカバー部と、この天井部の内側
   に取り付けられて各ウェハーの頂部に弾力的に係合する
   ウェハークッションとより成り、ウェハークッションが
   カバー部天井内面に係着される矩形状のフレームと、こ
   のフレームの四隅から横へ延出する支持脚と、フレーム
   の両側部より内方へ延びる多数の可撓性アーム対と、各
   アーム対の下端部内端に一体状に取付けられたほぼ水平
   なクッションセグメントとを有し、コンテナ内に収納さ
   れた各ウェハーの頂部に係合する多数の細長いクッショ
   ンセグメントは、互いに横に並んでカバー部の内側に隣
   接しかつ間隔を置いて配置され、しかも前記底部キャビ
   ティ部とは向かい合う位置にあり、各クッションセグメ
   ントはそれぞれのウェハーの面に平行して延びており、
   各クッションセグメントの両端に取付けられたそれぞれ
   のアーム対は、クッションセグメントの端部からほぼ上
   方へ延出し次いで湾曲して前記ウェハークッションのフ
   レーム側部に結合されていて、前記カバー部が底部キャ
   ビティ部に被着され、各クッションセグメントが対応す
   るウェハーの頂部に係合するとき、各セグメントはその
   取付けアーム対の弾力的な撓みによってウェハー頂部周
   辺部分に対してウェハー平面部に沿って係着されるシッ
   パ用ウェハーコンテナ。
2. 【請求項２】前記底部キャビティ部とカバー部とは、そ
   の内部に複数のウェハーが並列状に収容される空間を有
   し、キャビティ部の前記係合部材はその間にウェハーを
   収容する空間を限定する側壁上の保持リブより成り、各
   リブ間のウェハー収容空間に対して前記クッションセグ
   メントが前記側壁間のほぼ中央において上方から各対応
   ウェハーに対して係合可能に配置されている請求の範囲
   第１項記載のシッパ用ウェハーコンテナ。
3. 【請求項３】前記可撓性取付けアームの対は、その下端
   部の間に取付けられたクッションセグメントを対応のウ
   ェハー頂部の縁部に対して付勢するためのおおむねＬ字
   形の弾力的部分を有する請求の範囲第１項記載のシッパ
   用ウェハーコンテナ。
4. 【請求項４】前記可撓性取付けアーム対はクッションセ
   グメントの両端に結合され、前記カバー部の内側に向っ
   て延びているほぼ直立状の部分を有する請求の範囲第３
   項記載のシッパ用ウェハーコンテナ。
5. 【請求項５】前記可撓性アーム対は前記直立状の部分の
   上端と前記ウェハークッションのフレームに結合された
   基端との間にほぼ水平な部分を有する請求の範囲第４項
   記載のシッパ用ウェハーコンテナ。
6. 【請求項６】前記クッションセグメントの各々が一対の
   可撓性取付けアームによって懸架され、クッションセグ
   メントの各々がウェハーとその中心線で係合する請求の
   範囲第１項記載のシッパ用ウェハーコンテナ。
7. 【請求項７】前記クッションセグメントの係合面がウェ
   ハーの頂部を受容するためのほぼＶ形断面の溝を有する
   請求の範囲第１項記載のシッパ用ウェハーコンテナ。
8. 【請求項８】前記底部キャビティ部の係合部材は、その
   側壁上端にフランジを有するウェハーキャリヤより成
   り、このウェハーキャリヤはその側壁内面にウェハーの
   周辺側部に係合する多数のリブを並列状に有し、ウェハ
   ーキャリヤは、前記カバー部が底部キャビティ部に係着
   されているときには、前記ウェハークッションのフレー
   ムの四隅から横方向下方へ延出した弾力的に可撓性の４
   本の支持脚によってキャリヤ上端の前記フランジを押圧
   されて底部キャビティ内に安定して受容される請求の範
   囲第１項記載のシッパ用ウェハーコンテナ。
9. 【請求項９】前記押圧用支持脚は前記カバー部の内面に
   接して側方へ延びる第１の部分と引続き斜め下方へ延び
   る第２の部分とを有し、第２の部分はその外端に前記キ
   ャリヤフランジに接する足を有する請求の範囲第８項記
   載のシッパ用ウェハーコンテナ。
10. 【請求項１０】前記支持脚の第１の部分と第２の部分と
    間に補強用の中間ガゼットが設けられている請求の範囲
    第９項記載のシッパ用ウェハーコンテナ。
11. 【請求項１１】前記カバー部はその内側に矩形状のスロ
    ットを備えた天井を有し、前記ウェハークッションの枠
    形フレームがこの天井のスロットに取外し可能に嵌着さ
    れている請求の範囲第１項記載のシッパ用ウェハーコン
    テナ。
12. 【請求項１２】前記枠形フレームがその側部外側に、天
    井の別のスロットと係合するインデックス用タブを有す
    る請求の範囲第11項に記載のシッパ用ウェハーコンテ
    ナ。