JP4848285B2 - 底板を有する正面開口基板容器 - Google Patents

Description

本発明は、輸送保存および処理のためにシリコンウエハ、平面パネル、他の基板などを閉じ込めるための掛け金システムを有する密閉可能な容器に関する。より詳細には、本発明は、関連機器との係合およびインターフェース接続を提供する下板を有する前記容器に関する。

ウエハ搬送器またはポッドは、処理前、処理中および処理後に基板を保持、輸送および保存するために利用されている。前記基板は、集積回路および液晶表示パネル等の半導体の製造に使用されている。それらの最終製品への変換において、これらの精巧で価値の高い基板は、反復処理、保存および輸送に曝されている。前記基板は、特定の汚染物質による損傷、静電放電、破損による物理的損傷、または処理に使用される材料からのガス抜け等の蒸気もしくはガスによる汚染から保護されなければない。

前記基板容器は、正面開口一体型ポッドの頭文字であるＦＯＵＰ、および正面開口搬送箱の頭文字であるＦＯＳＢと称されている。工業規格は、処理機器の三角形状に配置された三つの丸みを帯びた突起とインターフェース接続する容器の底部にある放射状に配置された三つの溝を備えるキネマティックカップリングを前記基板容器が利用することを指定している。これらのキネマティックカップリングは、ウエハ容器の正確な幾何学的配置を提供し、それによって、容器と内容物との正確な操作、例えばロボットによるウエハの除去および挿入が可能になる。前記容器は通常、容器と内容物とのロボットによる移送を可能にする手段を有している。ローラーまたは適切な台車を有する輸送装置で容器を適切に搬送するために、前記手段は、ウエハ容器上のロボットフランジと、容器の底部上の適当なレールまたは他の機構とを含んでもよい。装荷ウエハを有するウエハ容器の振動を生じる急発進および急停止がウエハに損傷を与える可能性があることは明らかである。従って、施設内での搬送を含む輸送の際に、ウエハに適した緩衝材を設けることが適切である。通常、ウエハの拘束および外部包装が、施設から施設への輸送の際に前記緩衝材を提供する。また、施設内でＦＯＵＰおよび／またはＦＯＳＢの底板と係合する輸送装置により容器が輸送される際に、ウエハの為に更なる吸収材および緩衝材を有することが望ましい。

前記ＦＯＵＰおよびＦＯＳＢは、密閉容器を作り出すために、それらのドアにおける掛け金機構とシールとを利用している。次に、前記容器は、圧力差、例えば気圧の変化による搬送器の変形または意図的でない漏洩を防止するために、通気孔および／またはパージを必要としている。ポッド上の様々な位置でこのようなフィルタを用いることは当該分野において公知であり、通常は外殻内の開口を有しており、開口には適当な固定具およびフィルタが固定されている。

一般的に、前記容器内に通じている開口の数を最小にすることが、業界によって望ましいと考えられている。先行技術の容器は通常、前記フィルタまたはパージ機構の取り付けのために、外殻部内においてモールド成型された開口を利用している。

キネマティックカップリングがウエハの外殻に対して正確に配置され、容器およびウエハを有する処理機器のこれらの正確な相互作用を可能にしなければならないという点で、自己の位置に対してウエハ容器の底部上の三つの溝の位置決めが絶対的に重要である。これらのウエハ容器が、成型過程中またはその後に歪むか変形され得る従来のプラスチックの熱成型からなるという点において、この正確な位置決めを行うことに最大限の注意を払わなければならない。キネマティックカップリング機構を容器部に取り付ける公知の手段としては、外殻に溝を直接成型すること、ねじによって溝を有する別の板を取り付けること、ウエハの外殻を含む内部超構造と溝を有するとともに外殻部に挿入される底板とを利用することが挙げられる。調節能力を有するとともに、ねじにより設けられる最小以上の近点付属装置により強固に取り付けられる容器に対して取り付け可能な別の成型板を利用することが望ましいだろう。従って、このような別の板は、輸送装置インターフェース機構、例えばレール、被覆手段、および異なる板構成を用いるか、または板に単に取り付けることによる別の付属品の取付け手段などの更なる機構を容易に加えることができる。また、キネマティックカップリングからウエハ容器が装着された装置または他の支持基部上のキネマティックカップリング突起への外殻上のウエハ接触領域の接地を容易にするために、理想的には適当な手段が設けられるべきである。

容器部と該容器部を閉鎖する掛け金ドアとを有する正面開口基板搬送器は、独特な取付け手段と新規の特徴および利点とを提供する、容器部の底部に取り付けられている別個の成形板を有している。好適な実施形態において、底板は、キネマティックカップリング溝と、前記板の周囲に配置される搬送レールとを有しており、キネマティックカップリング溝内には接触面が形成されている。好適な実施形態において、容器部の底部上の複数の位置に、板および容器部上の協働孔を通って延びる大きな直径、例えば約１２．７ｍｍ（約１／２インチ）よりも大きいとともに７６．２ｍｍ（３インチ）未満の複数のコネクタを用いて板が取り付けられてもよい。前記連結は、閉鎖され得る単一の嵌め込み式ブッシングにより作製されるか、またはそこを通って延びる孔を有していてもよい。好適な実施形態における前記孔は、フィルタおよび／または弁カートリッジもしくは部材を支持するように構成されてもよい。更に、搬送板と外殻との間に緩衝を設けるために、前記取り付け位置は、弾性ブッシングまたは異なる構成の弾性部材を用いてもよい。

他の好適な実施形態において、容器部は底部に複数の開口を有してもよく、底部は、該底部に取り付けられているとともに、外殻または容器部、従ってウエハ支持外殻に対する板の正確な垂直方向の位置決めを行うために回転可能な少なくとも一つの部材を有する板に取り付けられている第二部材と係合するねじ式末端を有する第一部材を有している。前記調節手段は、二つのねじ式部材を所望の位置に固定するために、Ｏリングまたは類似の摩擦提供装置を利用してもよい。前記各ねじ式部材は双方とも、容器部および板とは別個に形成されてもよいし、所定の位置に嵌め込まれてもよいし、適切な密閉のためにＯリングを利用してもよいし、フィルタおよび／または弁カートリッジまたは部材を支持するために双方の部材を通って延びる孔を有してもよい。

好適な実施形態において、熱可塑性エラストマーから形成され、一方向にＶ字状または逆Ｖ字状であるとともに前記第一の方向と垂直な方向において矩形状のダックビルパージ弁を含むカートリッジが設けられてもよい。好ましくは、前記部材の成型に続いてスリットが加えられることにより前記ダックビル弁が形成されてもよい。更に、カートリッジはフィルタ部材を有してもよい。

好適な実施形態において、容器部と板との間の幾つかの連結点、または板と容器部との間の全ての連結点間に弾性緩衝部材が配置され、それによって、弾性吸収材による容器部からの板の全面的な隔離が設けられてもよい。他の実施形態において、板の周囲のレール上での輸送に起因する振動を吸収するために弾性吸収材が配置されてもよいし、さらに、搬送板のより内部の正確で強固な連結を提供するために弾性吸収材が別の剛性締め具であってもよいし、それによって、ウエハの外殻にキネマティックカップリング溝の正確な位置決めが可能となる。

図１，２，３および４は、本願における発明を具体化するウエハ搬送器の異なる図を示す。搬送器は、ＦＯＳＢまたはＦＯＵＰなどのウエハ容器として構成されており、基本的には、開口正面２２を有する容器部２０と、開口正面を閉鎖するドア２４と、底板２６とから構成されている。容器部は概して、上部３０、底部３２、側部３４、背部３６、底面３７、および開口内部３８を有している。容器部の側部内に設置されるのは、図４に示されている単一のウエハＷを有する複数のウエハを支持する複数のウエハ支持体４０である。当該分野で公知の正面開口ウエハ搬送器は、米国特許第ＲＥ２８，２２１号明細書、米国特許第６，０１０，００８号明細書、米国特許第６，２６７，２４５号明細書に示されているような機構を有している。これらは通常この出願に割り当てられており、その全てが参照により本願に組み込まれている。

図２，３，４および６を参照すると、底板の詳細が示されている。底板は、上面４４、底面４６および外周４８を有している。図３に示されている輸送装置５１などの輸送装置とインターフェース接続するためのレール部５０は、板の外周の正面、背面、左側面および右側面に配置されている。板は三つのキネマティックカップリング溝５２を有しており、それらは、処理機器上の協働するキネマティックカップリングインターフェースの突起、または容器が装着される他の固定器と係合するためのキネマティックカップリング面５４を有している。板は、容器部の底部３７上の協働開口６２と一致する四つの開口６０を有している。一実施形態において、容器部の開口および板の開口を通って延びるとともに、二つの開口の外周６４，６６をともに固定するために、図４および図７に示されているような又付きブッシングが用いられてもよい。更なる構造肋材６８は、構造支持体と、容器部の底面３７との係合接触とを提供する。

図８を参照すると、容器部または外殻２０に底板２６を連結するための更なる方法および装置（スペーサ）１６９が開示されている。第一ブッシング７０は外殻の開口７２内の適所に嵌め込まれており、戻り止め７６により適所に固定されている。Ｏリング７８，８０は、システムの締め付けおよび安定性と、第一ブッシングの適所への摩擦による固定とを提供する。第一ブッシングは、孔８４と、ねじ式末端部８６と、環８８とを有している。第二環状ブッシングとして構成されている第二連結部材９２は、開口９４内の適所に嵌め込まれている。板において、戻り止め９６は、板の開口内の適所に第二環状ブッシングを固定している。第二環状ブッシングは、第一環状ブッシングのねじ式末端と協働するために、ねじ式の上端１００を有している。搬送板２６と外殻との間の間隔は、この実施形態においては第一環状ブッシング７０に対する第二環状ブッシング９２の回転により正確に調整され得る。更なるＯリング１０２は、正確に調整された位置のために所望の回転位置で第二環状ブッシングを保持すべく、摩擦手段を提供している。以下で説明されているフィルタ／カートリッジ、プラグ、またはフィルタが孔８４内に挿入されていてもよい。

図９，１０，１１および１２を参照すると、フィルタ／弁カートリッジ１３０、１３２の実施形態が示されている。注目すべきことは、カートリッジがダックビル弁部材１３８を有していることであり、ダックビル弁部材１３８は、好ましくは材料を射出成型し、次にダックビル弁部材の先端１４２のスリット１４０を薄く切ることにより形成されており、それによりフラップ１４４および１４６を形成している。ダックビル弁部材は、環１６０によりカートリッジの外殻１６４内の適所に適切に配置されている。孔８４などの適当な大きさの開口内の適所でカートリッジを密閉するためにＯリング１６８が用いられてもよい。また、図９，１０および１１のカートリッジは、当該分野において公知である適切なろ過材料から製造されたフィルタ部材１７２、１７４を有している。保持部材１７８、１８０はそれぞれ、フィルタ部材をカートリッジの適所に保持している。

図１３を参照すると、ウエハ搬送器の更なる発明の特徴が示されており、弾性吸収材１９０を備えている。前記吸収材は外殻と板との中間に配置され、板に与えられる任意の衝撃を吸収してウエハへの衝撃の移送を最小化する。図４の仮想および番号１９０で示されているような弾性吸収材が、板の外殻のそれぞれの開口６０、６２に配置されていてもよい。その代わりに、エラストマーが外殻と板との間の他の位置で別の適切な構造機構を用いて設置され得る。外殻と板との間で剛性プラスチックと剛性プラスチックとが直接接触することがない板と外殻との間の完全な隔離を設けるために、ブッシングが用いられてもよい。また、外殻の剛性構成要素と板との間が直接に係合可能であり、特に搬送レール５０がウエハ容器の搬送に使用される際に、吸収材は、ある程度の吸収を板の周囲で行うために板の周囲付近に設置され得る。更なる実施形態において、キネマティックカップリングは、外殻または容器部と一体であることができ、底部で暴露され得る。つまり、図３に示されるように、板は、輸送装置５１と係合する搬送レールを有することができ、吸収材により外殻から隔離され得る。

様々な材料がウエハ搬送器の構成要素の製造に適している。例えば、炭素繊維充填材を有するＰＥＩは、外殻および板に適している。炭素繊維充填ピーク（ｐｅｅｋ）も適しているが、より高価である。ポリカーボネート、特に、炭素粉末充填ポリカーボネートも利用され得るが、可燃性と、焼成時の煙およびガスの発生に関して望ましくない特徴を有している。

上述したように、基板搬送器の様々な発明の特徴が本願に記載および描写されている。前記発明の特徴は、具体的には、制限されることなく個々および様々な組み合わせで搬送板と外殻との中間の弾性吸収材の利用、外殻と板とを通って延びるとともに直径が約１２．７ｍｍ（１／２インチ）より大きい相対的に大きな複数の構造取付け部材の利用、外殻上に板を固定するための又付きブッシングの利用、フィルタ／弁カートリッジの前記孔内への挿入を可能にするコネクタを通って延びる孔付きのコネクタの利用、ウエハの外殻およびウエハの平面に対して板の正確な場所の位置を決める調整可能なねじ式部材の利用、適当な位置にそれぞれの部材を係止または固定するためのＯリングの利用、調整および取り付け用ねじ式部材の利用であって、該ねじ式部材は、フィルタカートリッジ、弁カートリッジ、両方の組み合わせまたはソリッドブランクの挿入のために、ねじ式部材を通って延びる孔を用いている調整および取り付け用ねじ式部材の利用とを含む。パージおよび／または圧力平衡を提供するために、弾性材料から形成されるダックビル弁として構成されている弁の利用が更に提供される。

本願における特徴が半導体ウエハ容器を参照して概して示されているが、本発明の特徴はまた、平面パネル搬送器、レチクル搬送器、フィルム枠搬送器などに対して適用可能であるとともに主張可能である。

本願における発明の特徴を具体化する底板を示すために、正面開口ウエハ容器をその後方に傾けた斜視図。 本願における発明を具体化するウエハ容器の底部に取り付けられた板の底面図。 本願における発明に係るウエハ搬送器の側面図。 本願における発明に係る容器部、板、およびコネクタの分解斜視図。 板が取り付けられていない図１のウエハ容器の底部の斜視図。 図１に示される板の上側部の斜視図。 本願における発明の特徴に係る又付きコネクタの斜視図。 本願における発明に係る容器部と板とを連結するねじ式部材を用いるウエハ平面を調節するための装置および方法の断面図。 本願における発明の特徴に係る別のフィルタ／弁カートリッジの斜視図。 本願における発明の特徴に係る別のフィルタ／弁カートリッジの斜視図。 本願における発明に係るダックビル弁の断面図。 図１１のダックビル弁の分解図。 本願における発明の特徴に係る弾性吸収材の斜視図。

Claims (7)

1. 開口正面を備えた容器部と、前記開口正面を密閉的に閉鎖するドアと、複数のコネクタを介して容器部に連結する底板とを備える基板容器であって、
   該容器部は、
   互いに連結され、かつ開口内部を画定する一対の対向側壁、底壁、上壁、および背壁と、
   該一対の側壁にあるとともに、水平に間隔をおいた配列の複数の基板を支持するために該開口内部内に延びている複数の基板支持体とを備えており、
   該底壁は前記開口内部内に開口した複数の底面開口を有しており、
   該底板は複数の板開口を有しており、前記底壁の底面および前記底板の上面において前記各板開口が前記複数の底面開口の一つと軸線方向に沿って整合し、
   該底板は、放射状に配置されている複数のキネマティックカップリング溝を有しており、
   前記複数のコネクタの各々は前記底板の板開口の一つと、整合した前記容器部の複数の底面開口の一つとに挿入され、
   前記コネクタの各々は前記開口内部から前記基板容器の外部まで貫通する孔を備える基板容器。
2. 前記各コネクタは前記底面開口の一つに配置された第一部材と、前記板開口の一つに配置され、かつ前記第一部材にねじ式で連結される第二部材とを備える請求項１に記載の容器。
3. 前記容器部に対する前記底板の垂直方向に沿う位置は、前記第一部材および前記第二部材の一つを回転させることによって調整可能である請求項２に記載の容器。
4. 前記コネクタの一つの孔に配置されたフィルタカートリッジ、ブランク、弁の少なくとも一つを更に備える請求項１に記載の容器。
5. 前記コネクタの各々は複数の叉付きである請求項２に記載の容器。
6. 前記コネクタの各々は１／２インチ（１２．７ｍｍ）より大きく、３インチ（７６．２
   ｍｍ）より小さな直径を備える請求項１に記載の容器。
7. 前記底板と前記容器部との間に配置された衝撃吸収材を更に備える請求項１に記載の容器。

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