JP4266831B2 - ぴったり合う機構カバーを有するウェーハキャリアドア - Google Patents

Description

本願は、２００２年１月１６日提出の米国仮出願番号第６０／３４９７０８号についての米国特許法１１９条（ｅ）に基づく利益を主張するものである。

本発明は、ウェーハ容器に関する。より詳しくは、ラッチ機構を備えるドアを有する密封可能なウェーハエンクロージャに関する。

半導体ウェーハを完成電子部品に加工するためには、典型的には、ウェーハを取り扱い加工しなければならない多くの加工段階が要求される。ウェーハは非常に高価であり、極めて壊れ易く、物理的電気的な衝撃により容易に損傷を受ける。さらに、より高い生産性の加工を成功させるには、粒子その他の汚染物質が存在しない最大限の清浄度が要求される。そのため、ウェーハの加工や取り扱いや輸送の間に使用するための専用の容器やキャリアが開発されている。こうした容器はウェーハを物理的電気的な障害から保護し、汚染物質からウェーハを密封保護する。このようなウェーハキャリア又は容器は一般的には内部にいくつかのウェーハ保持棚を備えるエンクロージャを有する。容器の一側面はアクセスのために開いており、ドアによって閉じられる。ドアはラッチ機構を有し、ドアを定位置にしっかりと保持密封する。通常は、ラッチ機構はエンクロージャによって囲われて、損傷や不慮の衝撃から保護されている。

ウェーハエンクロージャが清浄な環境で使用されていても、時が経過すれば、望ましくない汚染物質がエンクロージャの表面や内部に蓄積する。粒子性汚染物質はエンクロージャの部品間の摩擦接触や、エンクロージャからのウェーハの積み卸し操作の際に生成される。したがって、ウェーハ容器の重要な特性は、工程の清浄度の維持が確保されるように十分に清掃できなければならないというものである。清掃は一般的には溶液を用いて行われ、その後部品は圧縮空気その他のガスを用いて乾燥される。

ラッチ機構エンクロージャはウェーハキャリアを効率的に清掃する点で特有の課題を提示している。例えば、本願においてそれぞれ文献援用される、Nyseth and Krampotichの米国特許第５９１５５６２号やMikkelsen, et, al.の米国特許第５９５７２９２号に示されているような従来技術のキャリアにおいては、ラッチ機構は平坦パネルによって覆われているドア内の空洞に配置されている。このようなエンクロージャはラッチ機構自体からの粒子生成を隔離し閉じ込めることには役立つが、清掃や乾燥のためにラッチ機構領域にアクセスすることは制限される。さらに、ラッチ構成部材の周囲には、比較的広い空洞がそれに対応する広い内表面領域を伴って形成されている。アクセスの制限と広い表面領域・容積領域とが組み合せられると、エンクロージャが定位置にある場合に機構領域を効果的に清掃乾燥することは一般的に実行不可能となる。また、広い空洞はそれに対応するより大量の粒子やその他の汚染物質を保有する可能性もある。結果的に、機構のエンクロージャを少なくとも部分的に分解することが必要となる。これは、工程の非効率性と遅延を導きかねない面倒で多大な労力を必要とする工程となり得る。したがって、機構の構成部材にアクセスする機会を多くできて、エンクロージャの内表面領域を少なくできるような機構のエンクロージャが望まれている。

ラッチエンクロージャの内表面領域を少なくする一つの方法は、エンクロージャを、それが保護するラッチ構成部材に適合させて不要な領域を排除することである。ラッチ機構の外形に、よりぴったり適合するラッチ機構カバーを有するウェーハキャリアドアは、ＰＣＴ出願公開第ＷＯ０１／０４０２２Ａ１号に開示されている。開示されている機構カバーはラッチ空洞を全て覆っているわけではなく、むしろ、ラッチアーム、運動伝達機構、及び手動ハンドル部分のみを覆っているにすぎない。開示されている機構カバーは、ラッチアームの片側の一部に対してのみ、ラッチアームの外形に適合している。したがって、機構カバーの下、特にラッチアームとドア縁との間の領域、には不必要に占められている大きな領域がある。こうした領域は機構カバーを定位置にしていると清掃乾燥作業が依然困難なままとなる。

さらに、ウェーハキャリアドアの製造及びその後の組立分解は、従来の設計のラッチ機構及びラッチ機構カバーでは複雑となる場合がある。典型的には、ラッチ機構の構成部材は、ドア筐体内に形成される構造物によって保持案内される。機構カバーは単にそのような設計のラッチ構成部材を覆う役割を果たすだけであり、決まって構成部材を案内したり側方から保持したりするわけではない。一般的には、そのような設計のドア筐体自体に、ラッチ構成部材を保持案内するための構造物を形成する必要がある。こうした構造物は形成が困難であり、ドア筐体を複雑にし、組立分解工程を複雑にする可能性がある。
米国特許第５９５７２９２号（図３〜図１０参照） 米国特許第４７１８５５２号（図１参照） 米国特許第５９１５５６２号 ＰＣＴ出願公開第ＷＯ０１／０４０２２Ａ１号

従来技術の設計によって提示されている困難性を克服する、改良型のウェーハ容器及びドアが必要とされている。

本発明はウェーハ容器及び改良型ドアである。ドアはラッチ機構の構成部材を保持案内するラッチ機構カバーを有している。ラッチ機構カバーはラッチ機構の形状にぴったり合わせられる。したがって、機構カバーの下に占められているドア筐体の表面領域を最小化し、それによって、ドアの構造物に保持されている粒子やその他の汚染物質の量を少なくすることができる。ラッチ機構カバーの保持案内機能によって、ドア筐体の案内及び保持構造物を不要とし、その結果、ドアの製造、組立、及び分解を単純化することができる。さらに、ラッチ機構カバーには、その内側の領域に清掃のためのアクセスをするための複数の開口を設けることもできる。

したがって、本発明は、概ねウェーハ容器とドアとを有している。ドアは、概ね、少なくとも一つのラッチ機構を有するドア筐体を備えている。ラッチ機構は、少なくとも一つの摺動可能なラッチアームを有している。ラッチ機構カバーはラッチ機構に亘って配置され、カバーは、ラッチ機構をほぼ覆いラッチ機構と向かい合う内表面を有するパネル部を備えている。ラッチアームに隣接するパネル部の内表面からは一対の相離間した案内部が突出している。ラッチアームは長手方向に摺動可能であり、ラッチアームを摺動可能に案内して設置するように適合させた案内部の間に配置されている。

本発明の目的と利点はラッチ機構部品を防護するラッチ機構カバーである。
本発明のもう一つの目的と利点はラッチ機構部品を保持案内するラッチ機構カバーである。
本発明のもう一つの目的と利点は、カバーが定位置にあるままでも、カバーの下にある領域を清掃乾燥できるラッチ機構カバーである。
本発明のさらにもう一つの目的と利点は、ラッチ機構カバーに開口を設け、機構カバーの下に設置されるドアの部分の清掃性を改善するオープン構造機構カバーを形成することである。

本発明の付加的な目的、利点、及び新規的な特徴は、一部は以下の説明に記載され、一部は以下の記載の考察に基づいて当業者にとって明確となる。あるいは、本発明の実施によって分かる可能性もある。本発明の目的及び利益は、添付の特許請求の範囲に特に指摘されている手段や組合せによって実現達成可能である。

添付図面には本発明に係るウェーハ容器の実施形態並びにその機能及び構成部材が示されている。前後、左右、上部底部、上位下位、水平垂直への言及はどれも記述の便宜を目的としたものであって、本発明又はその構成部材をどれか一つの位置的空間的方向に限定するものではない。添付図面及び本明細書に明細に記載された寸法はどれも、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、将来的な設計、及び本発明の実施形態の意図された用途に伴い変更される可能性がある。

まず、図１を参照すると、ウェーハ容器１０が自動処理装置１２に据えられている様子が示されている。ウェーハ容器１０はエンクロージャ部１４を有し、ポリカーボネートプラスチックから構成されており、上部１６、底部１８、一対の対向側面２０、２２、及び背部２４を有している。ドア２６はエンクロージャ部１４の開口前部２８を封じることによってエンクロージャを完成させ、ドア用凹部３０に嵌入する。ウェーハ支持部３２は半導体ウェーハ（図示せず）をエンクロージャ１４内に支持するために備えられている。キネマティックカップリング３４は、エンクロージャ底部１８の外表面に設けられ、使用中に容器の自動化された取り扱いを容易にしたり、加工中にハウジング内のウェーハの位置決めを行うための参照データを提供するために備えられている。ロボット持上げフランジ３６は、エンクロージャの上部１６の外表面に設けられ、使用中の容器１０の自動化された取り扱い及び輸送を容易にする役割を果たす。

図２を参照すると、本発明に係るウェーハキャリアドア２６が示されている。ドア２６は、概ね、ドア筐体３８、ラッチ機構４０、４２、及びラッチ機構カバー４４、４６を備えている。図２にはまた、参照目的のために、ウェーハキャリアドア２６に適用される際のｘ−ｙ−ｚ座標の相対方向が指定されている。本明細書中において、ｘ軸、ｙ軸、又はｚ軸内の構成部材の動き又は拘束、若しくはｘ軸、ｙ軸、又はｚ軸のまわりの回転を参照する場合は全てこの座標軸に関連づけるものとする。ｙ軸は容器１０に取り付けられる際のドア２６の上部から底部への方向であり、ｘ軸はｙ軸と直交し、容器１０に取り付けられる際のドア２６上の左右の方向であり、ｚ軸はｘ軸及びｙ軸の両者と直交し、容器１０に取り付けられる際にドア２６によって形成される平面と直交する方向である。

ドア筐体３８は、例えばポリカーボネートプラスチックのようなウェーハキャリアに適合する材料であればどんな材料から形成してもよく、概ね、ドアの外表面５０を形成する平面体部分４８を備えている。凹部５２、５４をラッチ機構４０、４２を受け入れるためにドア筐体３８に設けてもよい。

ラッチ機構４０、４２はそれぞれ、概ね、作動部５６、及び側方に摺動可能な一つ又はそれ以上の摺動可能なラッチアーム５８を備えている。本明細書においては、作動部５６は、回転するカム部材として図示されているが、ラッチアーム５８に直線摺動移動させることができる他の適合する部材や機構であれば、例えばＰＣＴ出願公開第ＷＯ０１／０４０２２Ａ１号に図示されているようなラック・ピニオン機構も含めて、どれでも使用可能である。本発明に係る使用に適合するカム作動ラッチ機構は、同時係属中の米国特許出願第１０／３０７８９４号、第１０／３１７０２３号、及び第１０／３１８３７４号に開示されている。それぞれは共に本発明の所有者によって所有されているので、それぞれは本明細書において完全に文献援用される。

図示された実施形態において、ラッチアーム５８はそれぞれが、カム部６６においてカム部材６４の外周６２と係合するカム追従部６０を有する。ラッチアーム５８のそれぞれは、カム追従部６０から反対側の端部にラッチ部６８を有している。キー（図示せず）がキースロット７０に挿入されて回転されると、カム追従部６０はカム部６６に沿って摺動する。カム部材６４の形状によって、ラッチアーム５８は半径方向すなわちｙ軸方向に並進移動し、ラッチ開口部７２を通ってラッチ部６８が出し入れされる。ラッチ部６８は、ウェーハ容器１０のラッチ受容部７４によって受け入れられ、ドア２６を定位置に固定することができる。

次に、図２から図４までを参照すると、本発明に係るラッチ機構カバー４４の実施形態が図示されている。簡潔にするため、以下の記載はラッチ機構カバー４４のみを参照するが、その記載は、図２に図示されているラッチ機構カバー４４、４６のいずれにも当てはまるものとみなしてよい。図３には、ドア２６の外側から見たラッチ機構カバー４４が図示されており、図４にはドア２６の内側から見たラッチ機構カバー４４が図示されている。ラッチ機構カバー４４は、概ね、パネル部７６及び突出案内部７８を備えている。また、ラッチ機構カバー４４は、ドア筐体３８にカバー４４を装着するための外周枠８０を備えてもよい。キーをキースロット７０に挿入可能とするためにキー開口部８２を設けてもよい。

図示されているように、パネル部７６は、ラッチ機構４０とほぼ同じ広がりで延びてラッチ機構４０を覆う。突出案内部７８は、ここではリブ８４の形態で図示されており、ラッチアーム５８に隣接して下方に延びている。ここではリブ８４として図示されているが、複数個の突出柱やその他の構造物を含むような本発明に従う他の様々な形状で案内部７８を設けてもよいことは容易に認識される。それぞれの突出案内部７８は、ラッチアーム５８と摺動接触する一つあるいはそれ以上の支承表面８６を備えてもよい。これらの支承表面８６は、ｘ軸方向において、ラッチアーム５８の側方の動きを拘束すると同時にラッチアーム５８を案内設置する役割を果たす。パネル部７６の内表面８８はラッチアーム５８と向かい合っており、ラッチアーム５８と摺動接触する部分を有してもよい。したがって、パネル部７６は、ｚ軸方向においてラッチアーム５８の動きを保持拘束する役割を果たす。突出案内部７８は、パネル部７６の内表面８８と共に各ラッチアーム５８に対する溝９０を画定する。

パネル部７６は、ラッチ機構４０の作動部５６を覆う中央部９２を含む。中央部９２は、ラッチ機構４０の作動部５６と向かい合う内表面９４を有し、カム部材６４を含む。支承部９６は、カム部材６４と摺動接触してもよく、カム部材６４を定位置に保持してｚ軸方向の動きを防止する。下方に突出するリブ９８を中央部９２の外周に設けて作動機構エンクロージャ１００を形成してもよい。この作動機構エンクロージャ１００は、溝９０と共に、ラッチ機構４０のためのほぼ完全なラッチエンクロージャ１０４を形成する。このラッチエンクロージャ１０４は、基本的にはラッチ機構４０の形状に対してぴったり合う。

もちろん、ラッチ機構４０が、上述のような作動機構を変形した種類、さらには一つ又はそれ以外のあらゆる数のラッチアーム、を含む様々な代替の態様や構成を取ってもよいことが認識される。本発明に係るラッチ機構カバーはそのようなあらゆる代替構成に対して適用可能である。

図２から図４を再び参照すると、外周枠８０が設けられることによって、機構カバー４４をドア筐体３８に装着することができる。本発明のもう一つの特徴は、外周枠８０がラッチエンクロージャ１０４と共に複数の開口１０６を画定していることである。開口１０６は、ラッチ機構カバー４４によって覆われているドア筐体３８のほぼ全ての領域を清掃するためのアクセスを可能としている。開口１０６がある場合又は外周枠８０がない場合には、ラッチ機構カバー４４はオープン構造を有する。このオープン構造設計により、ラッチエンクロージャ領域は開放され、ラッチ機構カバー４４の下に位置するドア２６の部分を清掃乾燥するためのアクセスが容易になる。開口１０６は、ラッチ機構カバー４４の下にあってラッチ機構４０をほぼ直接覆う位置にない総面積のうちの、少なくとも大半の総面積を有していることが好ましい。好ましい実施形態においては、開口は少なくとも２平方インチ（１３平方センチメートル）の面積でよい。

図２、図４、及び図５を参照すると、ラッチ機構カバー４４のさらなる実施例が開示されている。この実施形態においては、ラッチエンクロージャ部１０８は、ラッチ機構４０とほぼ同じ広がりで延びて、ラッチ機構４０にぴったり合う。ラッチエンクロージャ部１０８は外周枠８０及び凹部１１０によって画定される。凹部１１０は内表面１１２を有し、内表面１１２は、ラッチ機構カバー４４がドア筐体３８に装着されている際にはラッチエンクロージャ部１０８の内表面１１４よりもドア筐体３８に近接した位置にある。留意すべきなのは、凹部１１０が堅牢な材料で形成されており、本実施形態においては開口部を有していないことである。図示されているように、リブ８４を、前述のようにラッチ機構構成部材を案内保持するために設けてもよい。代替として、凹部１１０を十分くぼませて、ラッチエンクロージャ部１０８の側面１１６の内表面がラッチアーム５８を案内し側方から保持するように配置してもよい。

上述記載は多くの特定事項を含むが、これらは発明の範囲を制限するものとしてではなく、現時点で好ましい本発明の実施形態のうちのいくつかを単に例示するものとして解釈しなければならない。したがって、本発明の範囲は、示された例よりもむしろ、添付の特許請求の範囲及びその法的な均等物によって決められなければならない。

ウェーハ容器及びドアの斜視図である。 本発明に係るウェーハ容器のドアの拡大斜視図である。 本発明に係るラッチ機構カバーの外側から見た斜視図である。 本発明に係るラッチ機構カバーの内側から見た斜視図である。 本発明に係るラッチ機構カバーのさらなる実施形態の外側から見た斜視図である。 本発明に係るラッチ機構カバーのさらなる実施形態の内側から見た斜視図である。

Claims (15)

1. 少なくとも上部と、底部と、一対の対向側面と、背部と、開口前部と、を備えるエンクロージャ部および、該開口前部を閉じるドア、を有するウェーハ容器であって、
   前記ドアは、ドア筐体と、前記ドア筐体に配置される少なくとも一つのラッチ機構と、前記少なくとも一つのラッチ機構を覆って配置されるラッチ機構カバーと、を有し、
   前記ラッチ機構は、作動部と、それに動作可能に連結されて長手方向に摺動可能な少なくとも一つの長形のラッチアーム部と、を含み、
   前記ラッチ機構カバーは前記ラッチ機構をほぼ覆うパネル部を含み、前記パネル部の面積はラッチ機構の面積とほぼ等しく、また、前記ラッチ機構と向かい合う内表面を有し、前記ラッチ機構カバーはさらに、前記少なくとも一つのラッチアーム部に隣接した前記内表面から突出する一対の相離間した案内部を含み、前記少なくとも一つの長形のラッチアーム部は前記案内部間に長手方向に摺動可能に配置され、前記案内部は前記ラッチアーム部を摺動可能に案内設置するように適合されていることを特徴とするウェーハ容器。
2. 請求項１に記載のウェーハ容器であって、
   前記ラッチアーム部は少なくとも前記パネル部の一部と摺動可能に接触していることを特徴とするウェーハ容器。
3. 請求項１に記載のウェーハ容器であって、
   前記ラッチアーム部は前記内向きに突出する案内部のそれぞれの少なくとも一部と摺動可能に接触していることを特徴とするウェーハ容器。
4. 請求項１に記載のウェーハ容器であって、
   前記ドア筐体は外周を備える凹部を有し、
   前記ラッチ機構は前記凹部に配置され、
   前記ラッチ機構カバーはさらに、前記ラッチ機構カバーを前記外周で前記ドア筐体に装着するように適合した枠部を含むことを特徴とするウェーハ容器。
5. 請求項４に記載のウェーハ容器であって、
   前記枠部及び前記パネル部は、前記ドア筐体に清掃のためのアクセスをするための複数の開口部を画定することを特徴とするウェーハ容器。
6. 少なくとも上部と、底部と、一対の対向側面と、背部と、開口前部と、を有するエンクロージャ部および、該開口前部を閉じるドア、を備えるエンクロージャ部を有するウェーハ容器であって、
   前記ドアは、ドア筐体と、前記ドア筐体上の少なくとも第一のラッチ機構と、前記第一のラッチ機構を覆うラッチ機構カバーと、を有し、
   前記ラッチ機構は、回転可能なカムと、前記回転可能なカムに動作可能に連結されて長手方向に摺動可能な一対のラッチアームと、を含み、
   前記ラッチ機構カバーは、前記第一のラッチ機構とほぼ同じ面積であるパネル部と、複数の突出する案内リブと、を有し、前記案内リブは前記ラッチアームを受け入れるための一対の溝を画定するように配置されており、前記一対のラッチアームのそれぞれは前記溝のうちの別個の溝に摺動可能に配置されていることを特徴とするウェーハ容器。
7. 請求項６に記載のウェーハ容器であって、
   前記ラッチアームのそれぞれは前記パネル部の少なくとも一部と摺動可能に接触していることを特徴とするウェーハ容器。
8. 請求項６に記載のウェーハ容器であって、
   前記ラッチアームのそれぞれは該ラッチアームが配置されている溝を画定する案内リブのそれぞれの少なくとも一部と摺動可能に接触していることを特徴とするウェーハ容器。
9. 請求項６に記載のウェーハ容器であって、
   前記ドア筐体は外周を備える凹部を有し、
   前記ラッチ機構は前記凹部に配置され、
   前記ラッチ機構カバーはさらに、前記ラッチ機構カバーを前記外周で前記ドア筐体に装着するように適合した枠部を含むことを特徴とするウェーハ容器。
10. 請求項９に記載のウェーハ容器であって、
    前記枠部及び前記パネル部は、前記ドア筐体に清掃のためのアクセスをするための複数の開口部を画定することを特徴とするウェーハ容器。
11. 少なくとも上部と、底部と、一対の対向側面と、背部と、開口前部と、を備えるエンクロージャ部および、該開口前部を閉じるドア、を備えるエンクロージャ部を有するウェーハ容器であって、
    前記ドアは、ドア筐体と、該ドア筐体に配置される少なくとも一つのラッチ機構と、前記少なくとも一つのラッチ機構を覆うラッチ機構カバーと、を有し、
    前記少なくとも一つのラッチ機構は長形で長手方向に摺動可能なラッチアームを含み、
    前記ラッチ機構カバーは前記ラッチアームを案内し側方から拘束する手段を有し、
    パネル部が前記ラッチ機構を覆い、前記パネル部の面積が前記ラッチ機構の面積とほぼ同じであることを特徴とするウェーハ容器。
12. 請求項１１に記載のウェーハ容器であって、
    前記ラッチアームを案内し側方から拘束する前記手段は、前記ラッチアームに側方から隣接して前記ラッチ機構カバーから突出する一対の案内部を含み、前記ラッチアームは前記案内部間に摺動可能に配置されていることを特徴とするウェーハ容器。
13. 請求項１１に記載のウェーハ容器であって、
    前記ラッチアームは前記パネル部の少なくとも一部と摺動可能に接触していることを特徴とするウェーハ容器。
14. 請求項１１に記載のウェーハ容器であって、
    前記ドア筐体は外周を備える凹部を有し、
    前記ラッチ機構は前記凹部に配置され、
    前記ラッチ機構カバーはさらに、前記ラッチ機構カバーを前記外周で前記ドア筐体に装着するように適合した枠部を有することを特徴とするウェーハ容器。
15. 請求項１１に記載のウェーハ容器であって、
    前記枠部及び前記パネル部は、前記ドア筐体に清掃のためのアクセスをするための複数の開口部を画定することを特徴とするウェーハ容器。

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