JP4732359B2 - ウエハーキャリアドア - Google Patents

Description

本出願は、合衆国法典第３５編第１１９条（ｅ）のにより、２００３年１１月７日に出願された米国仮出願番号第６０／５１８，２３８号および２００３年１１月７日に出願された米国仮出願番号第６０／５１８，１８８号に対して優先権を主張するとともに、これらの出願を援用する。

本発明は、一般に半導体ウエハーを取り扱うためのシステムに関し、より詳しくはウエハーキャリア用のドアに関する。

半導体ウエハーは、処理の間、数多くの工程を経る。この処理は通常、専用機器による処理のために作業場所から別の作業場所へのウエハーの輸送を伴う。
この処理の一部として、ウエハーは、一時的に容器に保管されたり、容器に入れて他のプラントまたはエンドユーザーへ運ばれたりすることがある。これらの段階の間、ウエハーは、ウエハーに損傷を与える汚染物質に晒されることがある。

ウエハーに対する汚染物質の有害な影響を低減するために、汚染物質の発生を最小にすると共に、ウエハーを容器の外の汚染物質から隔離する専用容器が開発されている。これらの装置に共通の主要な特徴は、それらが取り外し可能なドアまたは筐体を備えていることである。

上記ウエハー輸送容器に関していくつかの問題がある。容器の実用寿命の間、筐体またはドアは、ロボット手段および手動手段の双方によって何度も着脱される。着脱のたびに、ドアの縁の一部分が容器のドアフレームと擦れ得る。この繰り返し過程によって、空中に浮遊して、容器内に収納されたウエハー上に留まる浮遊粒子を発生することがあり得る。

粒子発生の問題は、ドアおよび容器を製造するプロセスに起因することもあり得る。容器およびドアは通常、ポリカーボネイトなどのプラスチックでの射出成形によって形成される。そのような成形には成形部品の収縮および反りが伴う。

プラスチック射出成形技術は高度に進歩しているが、依然として同じ金型から形成される別の部品同士の間には個々のばらつきがあり得る。わずかなばらつきは一般に容器を閉鎖するドアの機能を損なうものではないが、ドアとドアフレームとの間の接触（およびその結果として生じる粒子発生）が増加するという程度まで作用寸法が変動することがあり得る。寸法変化は、通常の磨耗の結果として、金型それ自身によって生じることもあり得る。この問題はドアおよび容器の部品の許容誤差が累積される、すなわち合算される場合に際立ってくる。

半導体産業が発展するにつれて、ウエハー、従ってウエハーキャリアは寸法が著しく増大してきた。半導体製造装置は現在３００ｍｍのウエハーを処理している。３００ｍｍウエハー用のより大きなキャリアにより、成形キャリアにおける反り、収縮、および許容誤差問題は拡大される。

ウエハーキャリアの部品上における汚染物質の堆積を最小にするために、ウエハーキャ
リアは再使用に先立って徹底的な洗浄を必要とする。最適な洗浄は、ウエハーキャリアの外面および内面上からだけでなく、内部空洞からも汚染物質を除去する。

ウエハーキャリア筐体とウエハーキャリアドアが互いに擦れることによって生じる汚染物質の発生を減らすために、ウエハーキャリアドアの角部に取り付けられるドアガイドが考案されている。ドアガイドの例は米国特許第６，２０６，１９６号および米国特許第６，４６４，０８１号の中で述べられている。これらの特許は本出願の譲受人に譲渡されており、本願に援用される。

本発明は、ウエハーキャリア筐体と共に使用するためのウエハーキャリアドアに関する。このウエハーキャリアドアは内側ドア部と外側ドア部とを備える。本発明の第１実施態様においては、外側ドア部は、内側ドア部と外側ドア部との間の空洞の洗浄を容易にするためにその中に形成された複数の開口部を有する。

本発明の第２実施態様においては、外側ドア部は該外側ドア部から延びる複数のドアガイドを備える。内側ドア部はその中に形成された複数のドアガイド凹部を備える。内側ドア部が外側ドア部に取り付けられた場合、ドアガイドはドアガイド開口部を通って延びるので、ウエハーキャリアドアがウエハーキャリア筐体に取り付けられた場合、ドアガイドがウエハーキャリア筐体と接触する。

本発明の一実施態様は、図１の参照符号１０によって最も分かり易く示されているようなウエハーキャリアドアである。ウエハーキャリアドア１０は、ウエハーキャリア１４内に半導体ウエハー（図示せず）を保持するために、ウエハーキャリア筐体１２をほぼ密封する。

本発明のウエハーキャリアドア１０は、使用の合間にウエハーキャリアドア１０を効率的に洗浄できるように改善されている。ウエハーキャリアドア１０はまた、ウエハーキャリア１４の開閉の間における汚染物質の発生を低減する。ウエハーキャリアドア１０はまた、ウエハーキャリアドア１０とウエハーキャリア筐体１２との間の摩擦係合によって生じる汚染物質の発生を低減するドアガイド８０を備えている。

ウエハーキャリアドア１０は、図２および図３に示すように、内側ドア部２０および外側ドア部２２を備える。内側ドア部２０と外側ドア部２２とは組み合わされて共にそれらの間に空洞２４を形成している。

少なくとも一つのロック機構３０が、内側ドア部２０を通して見えるように、空洞２４の中に取り付けられている。この少なくとも一つのロック機構３０により、ウエハーキャリア筐体１２へのウエハーキャリアドア１０の取り付けが容易となる。前記少なくとも一つのロック機構３０を空洞２４内に取り付けることにより、前記少なくとも一つのロック機構３０をウエハーキャリア１４の使用中における損傷から保護することができる。

内側ドア部２０は、汚染物質が内側ドア部２０を通ってウエハーキャリア筐体１２に入るのを防ぐためにほぼ連続していることが好ましい。ウエハーキャリアドア１０とウエハーキャリア筐体１２との間の密封を更に容易にするために、弾性ガスケット３２を内側ドア部２０の外縁３４の周囲に設けてもよい。

内側ドア部２０は、その中心に近接した長方形の凹部３６を備えることが好ましい。この長方形の凹部３６は、本出願の譲受人に譲渡された米国特許第６，２６７，２４５号の
中で開示されているようなウエハークッション（図示せず）を受容するような形状に形成されていることが好ましい。

外側ドア部２２は、ウエハーキャリアドア１０をウエハーキャリア筐体１２に取り付けたときに、外側ドア部２２が内側ドア部２０をほぼ覆うように内側ドア部２０の外径寸法とほぼ一致した形状を有することが好ましい。

外側ドア部２２はその中に形成された複数の開口部４０を有している。この開口部４０により、使用の合間にウエハーキャリアドア１０を洗浄する場合に空洞２４から汚染物質を容易に除去することができる。またこの開口部４０により、洗浄工程を終了する場合に空洞２４から洗浄液を容易に除去することができる。開口部４０は、外側ドア部２２の表面の少なくとも２５パーセント以上に及ぶことが好ましく、外側ドア部２２の表面の少なくとも５０パーセント以上に及ぶことが更に好ましい。

開口部４０は細長い形状を有することが好ましく、少なくとも一つのロック機構３０の部品が動作中に摩擦することにより汚染物質を発生する可能性があるので、少なくとも一つのロック機構３０の側面に沿って配置されることが好ましい。開口部４０は、三つの群、即ち、第１側面群６２と中央群６４と第２側面群６６とに配置されることが好ましい。開口部４０は、外側ドア部２２の表面の少なくとも５０パーセント以上に及ぶことが好ましい。

外側ドア部２２に一連の開口部４０を設けることによって、ウエハーキャリアは潜在的に危険性を有する静電気を放電させると共に、ウエハーキャリア１８を開くことなくウエハーキャリア１８内の物を視認できるという利点を同時に示し得る。

開口部４０は、複数の横桟部４２と複数の縦桟部４４とによって画定される配列で配置されることが好ましい。複数の横桟部４２と複数の縦桟部４４とはほぼ直交するように配置されることが好ましい。各横桟部４２の幅は開口部４０の幅よりも小さいことが好ましい。

開口部４０は、洗浄液が、一般に開口部４０の長さにほぼ平行な方向にウエハーキャリアドア１０の内部を通って流れるのを容易にするために、幅よりも大きい長さを有することが好ましい。

横桟部４２および縦桟部４４は、通常の使用状態の間における変形に耐えるのに十分なレベルの構造上な剛性をウエハーキャリアドア１０に与えるような幅および厚みで形成される。

半導体部品の静電荷への悪影響の惧れがあるため、ウエハーキャリアの部品をそのような電荷を消散させる材料から形成することが知られている。望ましいレベルの静電気放電（ＥＳＤ）を示す一般的な材料は透明ではない。ウエハーキャリアドアを非透明材料から形成することにより、ウエハーキャリアの内部に収納された物を見ることができなくなる。この制限を克服するために、透明領域が、それを除けば非透明であるウエハーキャリアドアの中に形成される。

開口部４０は外側ドア部２２の表面のほぼすべてを覆うことが可能であるが、開口部４０をロック機構３０の上には配置しないことが好ましい。この構成においては、ロック機構３０の下にある外側ドア部２２の内面は、ロック機構３０の滑らかな動作を容易にするためにほぼ平坦である。

本発明のウエハーキャリアを別の観点から見ると、本発明のウエハーキャリアは、密封収納をもたらす内部シェルと、内部透明シェルから離間されて、内部透明シェルの少なくとも一部分の上に延びるアレイ、ケージ、またはグリッドとを備えるウエハー容器に適応可能である。ケージ、アレイ、またはグリッドはその中に形成された複数の開口部を有している。ケージはそれによって、人がウエハーキャリアを見えるように、好ましくはウエハーキャリアの内部にある物を見えるようにする一方で、内部シェルを接触から守ると共に、内部シェルを静電気ショックおよび摩耗などの一つ以上の危険要素から保護する。

外側ドア部２２は、図４と図５に最も明瞭に示されたように、外側ドア部２２から延びる複数のタブ７０を用いて内側ドア部２０に固定されることが好ましい。タブ７０は、主部７２と、外側ドア部２２の反対側へ主部７２から延びる端部７４を備えることが好ましい。

内側ドア部２０は一般に、中央パネル９０と、中央パネル９０からほぼ垂直に延びるサイドパネル９２を有している。サイドパネル９２は中央パネル９０のほぼ周囲に延びていることが好ましい。中央パネル９０の反対側には、サイドパネル９２からリップ９４が延びている。リップ９４はサイドパネル９２にほぼ直交することが好ましい。

サイドパネル９２およびリップ９４の少なくとも一方は、タブ７０のサイズにほぼ一致した形状に形成されたタブ開口部７６を備える。この構成により、タブ７０の端部７４がタブ開口部７６を通って延びることができる。次いで、端部７４は、図５に最も明瞭に示すように、タブ開口部７６内に収まり、内側ドア部２０を外側ドア部２２に対して静止するように保持する。

内側ドア部２０が外側ドア部２２に取り付けられた場合、タブ７０は内側ドア部２０を越えて延びることができるので、ウエハーキャリアドア１０がウエハーキャリア筐体１２に取り付けられた場合、タブ７０はウエハーキャリア筐体１２と接触する。この構成により、内側ドア部２０とウエハーキャリア筐体１２との間の摩擦接触が減少する。

外側ドア部２２はまた、外側ドア部２２から延びる複数のコーナーガイド８０も備えることが好ましい。コーナーガイド８０は、図４に示すように、外側ドア部２２からほぼ直立して延びていることが好ましい。コーナーガイド８０は、コーナーガイド８０が隣接している外側ドア部２２の縁に対してほぼ法線をなす向きに配置されていることが好ましい。外側ドア部２２の各側面は、その各端に近接したコーナーガイド８０の一つを含むことが好ましい。

内側ドア部２０はまた、コーナーガイド８０のサイズにほぼ一致した形状のコーナーガイド開口部８２を備えることが好ましい。この構成により、コーナーガイド８０はコーナーガイド開口部８２を通って延びることができる。内側ドア部２０が外側ドア部２２に取り付けられた場合、コーナーガイド８０は内側ドア部２０の側壁を越えて延びる。コーナーガイド８０はウエハーキャリア筐体１２との摩擦係合を最小にする材料から形成されることが好ましい。

この構成により、内側ドア部２０とウエハーキャリア筐体１２との間の摩擦接触をほぼ排除することができる。この方法により、内側ドア部と外側ドア部とが別々に形成される従来技術のコーナーガイドと比較して部品点数を低減することもできる。

内側ドア部２０および外側ドア部２２は共に射出成形を用いて形成されることが好ましい。内側ドア部２０および外側ドア部２２は、ポリカーボネイト、ポリエチールイミド、ポリエーテルエーテルケトン、または当業者にとって既知の他の材料から形成されること
が好ましい。

この出願の中で開示された特徴と、参照により援用される上記出願の中で述べられた特徴は、個々の状況に適するように組み合わせて適合させることができる。種々の他の変更は当業者にとって明らかである。

本発明によるドアを使用したウエハーキャリアを示す図。 ウエハーキャリアドアの内面図。 ウエハーキャリアドアの外面図。 内側ドア部と外側ドア部が組み合わされていない状態におけるウエハーキャリアドアの角部を示す拡大図。 内側ドア部と外側ドア部が組み合わされた状態におけるウエハーキャリアドアの角部を示す拡大図。

Claims (19)

1. ほぼ連続した内面を有する内側ドア部と、前記内側ドア部の少なくとも一部分の上に拡がる外側ドア部とを備える、ウエハーキャリアドアであって、
   前記外側ドア部はその中に形成された複数の細長形状の開口部を有し、前記外側ドア部は前記内側ドア部に取り付けられて、それらの間に空洞を形成し、
   前記複数の開口部は第１側面群、中央群、及び第２側面群に配列され、前記第１側面群は前記外側ドア部の第１側面に近接して配置され、前記第２側面群は前記第１側面と反対側の前記外側ドア部の第２側面に近接して配置され、前記中央群は前記第１側面群と前記第２側面群との中間に配置され、同中央群がグリッドを備えることを特徴とするウエハーキャリアドア。
2. 請求項１に記載のウエハーキャリアドアであって、前記開口部は前記外側ドア部の表面積の少なくとも５０パーセント以上に及ぶことを特徴とするウエハーキャリアドア。
3. 請求項１に記載のウエハーキャリアドアであって、前記開口部は、少なくとも一つの行と少なくとも一つの列とを有する配列で配置されることを特徴とするウエハーキャリアドア。
4. 請求項１に記載のウエハーキャリアドアであって、前記開口部はそれぞれ、第１方向における長さと、同第１方向を横断する方向における幅とを有し、長さが幅より大きいことを特徴とするウエハーキャリアドア。
5. 請求項１に記載のウエハーキャリアドアであって、前記開口部は複数の横桟部と複数の縦桟部によって画定されることを特徴とするウエハーキャリアドア。
6. 請求項１に記載のウエハーキャリアドアであって、前記内側ドア部および前記外側ドア部の少なくとも一方に取り付けられ、少なくとも一部分が前記内側ドア部と前記外側ドア部との間に位置するロック機構を更に備えることを特徴とするウエハーキャリアドア。
7. 請求項１に記載のウエハーキャリアドアであって、前記外側ドア部の少なくとも一部分
   は非透明材料から形成されることを特徴とするウエハーキャリアドア。
8. 請求項１に記載のウエハーキャリアドアであって、前記外側ドア部の少なくとも一部分は静電気消散材料から形成されることを特徴とするウエハーキャリアドア。
9. 請求項１に記載のウエハーキャリアドアであって、前記内側ドア部および前記外側ドア部の少なくとも一方に取り付けられ、少なくとも一部分が前記内側ドア部と前記外側ドア部との間に位置するロック機構を更に備えることを特徴とするウエハーキャリアドア。
10. 複数のウエハーを収容するために内部に形成された凹部と該凹部のほぼ周囲に延びるドア開口部とを有するウエハーキャリア筐体と、
    ほぼ連続した内面を有し、透明材料から形成された内側ドア部と、前記内側ドア部を実質的に覆うように同内側ドア部の少なくとも一部分の上に拡がる外側ドア部とを有するウエハーキャリアドアとを備え、
    前記外側ドア部は静電気消散非透明材料から形成されると共に、アレイ状をなし且つ前記外側ドア部の中央に配置される複数の開口部を有し、それによって、前記ウエハーキャリアの内部の物体を視認できるように構成されたことを特徴とするウエハーキャリア。
11. 請求項１０に記載のウエハーキャリアであって、前記開口部は前記外側ドア部の表面積の少なくとも５０パーセント以上に及ぶことを特徴とするウエハーキャリア。
12. 請求項１０に記載のウエハーキャリアであって、前記開口部は、少なくとも一つの行と少なくとも一つの列を有する配列で配置されることを特徴とするウエハーキャリア。
13. 請求項１０に記載のウエハーキャリアであって、前記開口部はそれぞれ、第１方向における長さと、同第１方向を横断する方向における幅とを有し、長さが幅より大きいことを特徴とするウエハーキャリア。
14. 請求項１０に記載のウエハーキャリアであって、前記開口部は複数の横桟部と複数の縦桟部によって画定されることを特徴とするウエハーキャリア。
15. 請求項１０に記載のウエハーキャリアであって、前記開口部は第１側面群、中央群、および第２側面群に配列され、前記第１側面群は前記外側ドア部の第１側面に近接して配置され、前記第２側面群は前記第１側面と反対側の前記外側ドア部の第２側面に近接して配置され、前記中央群は前記第１側面群と前記第２側面群との中間に配置されることを特徴とするウエハーキャリア。
16. 請求項１０に記載のウエハーキャリアであって、前記内側ドア部および前記外側ドア部の少なくとも一方に取り付けられ、少なくとも一部分が前記内側ドア部と前記外側ドア部との間に位置するロック機構を更に備えることを特徴とするウエハーキャリア。
17. 透明材料から形成された内部ドアと、静電気消散非透明材料から形成された外側ドア部とを備える、ウエハーキャリアドアであって、
    前記外側ドア部はその中に形成され且つ同外側ドア部の中央に配置された一連の開口部を有し、前記外側ドア部は前記ウエハーキャリアドアを通した視界を提供するように前記内側ドア部と組み合わされることを特徴とするウエハーキャリアドア。
18. 請求項１７に記載のウエハーキャリアドアであって、前記開口部は前記外側ドア部の表面積の少なくとも５０パーセント以上に及ぶことを特徴とするウエハーキャリアドア。
19. 請求項１７に記載のウエハーキャリアドアであって、前記開口部は、少なくとも一つの行と少なくとも一つの列を有する配列で配置されることを特徴とするウエハーキャリアドア。

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