JP5122484B2 - 衝撃吸収基板容器及びその形成方法 - Google Patents

Description

本発明は容器に関する。本発明は特に半導体ウェハ及びマスクのような基板を収容及び輸送するための容器に関する。

単一の半導体及び集積回路のような半導体要素が半導体ウェハを使用して製造される。この目的のために、比較的脆弱なマスク（或いはレチクル）が使用され、完成品の構造体の寸法及び構成を決定する。通常、これらのマスクは略平坦な基板の態様を採る。製造工程において、小さな粒子の異物がマスクや基板上に付着し、これらがマスクや製造中の製品に損傷を付与し、或いは製造工程を妨害する。これらの異物の粒子はマスクが収容され輸送される環境に存在する。マスクの脆弱な性質、及びマスクへの粒子の付着を防止する必要性により、容器が使用される。これらの容器はマスクを損傷から保護することと、埃のない微細環境を提供することの２つの役割を果たす。類似の容器が半導体ウェハ及び保存用の磁気ディスクのようなその他の基板の収容及び輸送のためにも使用される。

このような基板の脆弱な性質のため、容器が落下されたり、或いはぞんざいに扱われた場合にはこのような容器に収容されていても損傷を受け得る。従って、衝撃を吸収し、内部に収容された基板への損傷を防止する容器が要求されている。

好適な実施例に記載の発明は衝撃吸収基板容器である。通常、基板容器は複数の角部を備える開閉自在な容器と、容器内への基板保持具と、ラッチとを備える。衝撃吸収指部が容器の角部に設けられ、角部にて衝撃を吸収するように偏向自在で脆弱な性質を備える。基板容器は容器の周囲に設けられ、好適には角部に設けられる湾曲したフランジから構成される。各フランジはフランジが好適な衝撃吸収性能を備えるように肉薄な部分、或いは貫通する開口部を有する。好適な実施例において、４つの角部の４つのフランジは各角部の頂部における２つの端部にて支持される指部を画定する４つの開口部を有する。

好適な実施例の長所は容器による向上した衝撃吸収性能と、これによる堅固な基板保護にある。容器が側面にて落下された場合に、フランジの孔によりフランジは変形及び破砕のうち少なくともいずれか一方の状態になり、衝撃の時間を延長し、衝撃のエネルギーの大部分を吸収する。パッケージ内に伝達された衝撃のエネルギーは基盤を支持するパッド及びクッションによって更に吸収され、これにより最適に基板を保護する。

好適な実施例の別の長所及び特徴は向上した衝撃吸収性能により容器の開放に対して大きな抵抗力をもたらし、これによりラッチ機構に付与される衝撃やエネルギーが減少され、容器が開放される可能性を減少させることにある。

好適な実施例の別の長所は製造が容易になることにある。フランジ及び開口部は単純に容器の従来技術による型枠内に組み込み可能であり、従って、コストを高めたり製造が困難になることなく向上した衝撃吸収性能を得られる。

好適な実施例の別の長所及び特徴は開口部を備えたフランジが脆弱な性質を備え、衝撃の際に破砕することにより衝撃を消去不能に記録するように構成されることにある。例において、脆弱な性質は故意に衝撃以外の別の事象、例えば、使用、洗浄、修理、或いはその他の重要な事象を消去不能に示すように意図的に破砕されてもよい。実施例において、衝撃の記録は保存され、容器は脆弱な部分は開口部を備えるフランジ以外の形状を有してもよい。従って、本発明の実施例は基板容器の容易に破砕する部分を意図的に破砕する工程を含む基板容器に関する事象を消去不能に記録する方法である。脆弱な領域は角部のフランジに、或いはその他の好適な領域にあってもよい。

好適な実施例の特徴及び長所は衝撃吸収容器の製造方法において、容器が角部に設けられたフランジとフランジに設けられた開口部とを備え、角部に衝撃があった際に変形したり破砕したりすることにある。

好適な実施例の特徴及び長所は衝撃に対する高い抵抗力をフランジに付与するようにフランジを備える容器を変形する方法がフランジに孔を付加し、フランジにおける変形及び衝撃吸収性能を向上させる工程を含むことにある。

本発明の特徴及び長所は使用するマスクを保護し、半導体製造機能においてストレージをもたらす方法において、開口部を設けたフランジを備えるマスク容器はマスクを内包し、収容するために使用されることにある。

図１乃至３ａに本発明の実施例における衝撃吸収基板容器を示す。衝撃吸収基板容器は参照符号１００により示され、蓋１０２のような上部部材と、基部１０４、ヒンジ１０６、及びラッチ機構１０８等の下部部材とを含む。本実施例における基板は半導体を製造するためのマスクやレチクルである。別例において、基板は半導体ウェハや磁気ディスクである。

次に蓋１０２は通常平坦な上部１１６を備えるシェル１１４と、対向する前部１１８及び後部１２０と、対向する側部１２２，１２４とを有し、これらにより蓋空洞部１２６を画定する。蓋空洞部１２６内には長手方向に傾斜した隆起面１２８，１３０と、横断方向に対向するマスククッション１３２，１３４とが設けられる。

基部１０４は通常平坦な底部１３８を有するシェル１３６と、対向する前部１４０及び後部１４２と、通常対向する側部１４４，１４６と、これらにより画定される基部空洞部１４８とを有する。横断方向に対向する傾斜した隆起面１５８，１６０が側部１４４，１４６にそれぞれ設けられる。

リム１６２が蓋１０２の周囲に設けられ、突起１６４が基部１０４の周囲に設けられる。容器１００が閉じられる場合にリム１６２は突起１６４とシールして接触する。突起１６４は基部１０４の各隅に設けられる４つのフランジ部１１０を含んでもよい。各フランジ部１１０は図３に明瞭に示すように貫通する孔又は開口部１１２を更に含む。孔１１２は好適には容器１００が閉じられる場合に蓋１０２によって塞がれない。

使用の際、マスクのような基板は基部空洞部１４８内に載置され、支柱１５０，１５２，１５４，１５６によって内部に保持される。
孔１１２及びフランジ１１０は基部１０４上に設けられ、容器１００が側面において落下された場合に衝撃を吸収し、これにより内包する基板を損傷から保護する。落下による衝撃が容器１００上に付与された場合に、孔１１２によりフランジ１１０は変形可能となり、これにより衝突の時間を延長し、好適に衝突による衝撃を吸収する。従って、弱体化された圧力が容器１００の内部に伝播するが、これらは蓋内のクッション１３２，１３４及び支柱の弾性により吸収される。これにより基板は損傷を受けない。更に、弱体化された圧力はラッチ機構１０８に伝わり、容器１００が衝撃により開いてしまう可能性を減少させる。

孔１１２は十分に大きく、フランジ１１０が衝突により変形、或いは破砕するように構成される必要がある。しかしながら、孔１１２があまりに大きいとフランジ１１０は容易に変形してしまい、或いは容器及び内包物の重量を支持できなくなる。これらは多くの場合において好適なものではない。好適には孔の外周からフランジの外周までの最も短い長さは孔の半径、或いは非円形の孔の横断方向の口径の長さの半分より小さい。好適な実施例において、孔１１２の境界からフランジの外周１１３までの材料の厚みは０．０３０インチ乃至０．４００インチ（約０．０７６ｃｍ乃至約１．０１６ｃｍ）の範囲内である。

より好適な実施例において、孔からフランジの外周までの材料の厚みは０．０５０インチ乃至０．３００インチ（約０．１２７ｃｍ乃至約０．７６２ｃｍ）である。孔１１２の寸法及び形状は容器の落下等による負荷に際して好適な量だけ変形するように、フランジ１１０の寸法並びに容器１００の重量及び寸法に応じて変えてもよい。好適な実施例において、円形の場合の孔の半径は０．１２５インチ乃至０．３００インチ（約０．３１８ｃｍ乃至約０．７６２ｃｍ）の範囲である。別例において、孔は非円形である場合に約１インチ（約２．５４ｃｍ）までの幅の寸法を有してもよい。例えば、０．１００インチ乃至０．２００インチ（約０．２５４ｃｍ乃至約０．５０８ｃｍ）の幅の湾曲した溝が湾曲した隅の外周に沿って設けられてもよい。

好適な実施例において、フランジは容器の重要な部分であり、基部だけでなくカバーや蓋も好適である。場合に応じて、好適には各フランジに多数の開口部を設けてもよい。好適な実施例において、開口部は隅における衝撃を受承する場合に容器の衝撃吸収性能を生じ、向上させること以外に役割を持たない。図３ａ，３ｂ及び３ｃに示すように、開口部は開閉いずれの状態にあってもよい。「閉じる」というのは図３ａに示すように開口部がフランジの外周１８４まで延びない連続した外周又は境界１８０を有することを意味する。「開く」というのは図３ｂに示すように開口部の境界がフランジの外周まで延びることを意味する。

好適な実施例においてフランジは横断方向に延び（ｘ軸及びｙ軸方向に）、容器の縦の壁部１８８から（ｚ軸に対して略平行に）延びる。フランジは外周１１３において厚みが大きくなる外周の縁部１８９の周辺以外は均一な厚みを有することが好ましい。図３ｃに示すように、好適な実施例において、開口部を設けたフランジの端部の部分は、開口部の内周からフランジの外周までの距離と比較すると、開口部が閉じている場合において開口部がフランジの外周に最も近い部分における線により計測される角部の少なくとも約５０％、好適には約７０％である。これはフランジの角部の頂部１９２においてであってもそうではなくてもよい。言い換えると、ｂ／（ａ＋ｂ）は少なくとも約０．５であり、好適には約０．７である。更に、開口部の最も幅広の部分における径の長さは、縦の壁部１８８から外側に延びる水平方向のフランジの部分の全長と比較すると、好適には少なくとも約４０％であり、より好適には少なくとも約６０％である。言い換えると、ｂ／ｃは好適には約０．４であり、より好適には約０．６である。

図３ａ，３ｂにおいて、フランジにおける開口部１１２及び外周１１３は少なくとも１つの弾性的又は脆弱的な長尺状の指部１９５を形成している。指部１９５は図示のように指部の端部１９７，１９８の両者にてフランジと一体的に連結される。開口部が開いている場合に、第２の長尺状の指部１９６が形成されてもよい。材料及び特定の構造により、これらの指部は破砕されるように、或いは衝撃により屈曲するように構成されてもよい。図３ｃに示すように好適な実施例において、指部はフランジの面（ｘ−ｙ平面）に対して平行な方向において計測され、文字ａにより示される幅、及びフランジの面に直交する方向において計測され、文字ｄにより示される、ｚ方向における高さを有する。好適な実施例において、幅の寸法は最小限の幅の部分における高さの寸法、或いは角部の頂部における高さの寸法より小さい。

容器の構成に関して上述したが、当業者には本発明による衝撃吸収基板容器は類似の基板容器構造体を採用し、フランジ及び貫通する孔を付加することにより形成可能であることがわかるだろう。本発明により容易に変形可能である、マスクを収容する容器は米国特許出願第１１／３６４８１２号明細書に開示され、その全体がここで開示されたものとする。

図４乃至７に、本発明の実施例におけるその他の様々な衝撃吸収基板容器を示す。図４に半導体ウェハ用の基板荷送具を示す。この衝撃吸収パッケージ２００は基板が収容可能である内部領域を形成する上部部材２０２及び下部部材２０４を含む。このような容器は本発明の発明者による米国特許第４７９３４８８号明細書に開示されている。この特許はその全体がここで開示されたものとする。Ｈ型バーウェハカセットは基板、即ちウェハ用の支持システムであってもよい。上部部材２０２及び下部部材２０４はラッチ機構２０６によって熱融着により連結可能である。パッケージ２００はパッケージ２００が落下された場合に衝撃を吸収するための、貫通する開口部２１０を備えるフランジ２０８を更に含む。

図５において、衝撃吸収容器３００は基板を収容可能なシェル３０２を含む。通常容器はFOUP（Front Opening Unified Pod ）として周知である。このような容器は本発明の発明者による米国特許第５９４４１９４号明細書に開示されている。この特許はその全体がここで開示されたものとする。容器３００はドア３０４及びラッチ機構３０６により熱融着可能である。内部に収容する基板用の支持システムは前面ドアの内部上の一連の棚及びウェハ抑制部を備える。容器３００は同容器３００が落下された場合に衝撃を吸収するための、貫通する開口部３１０を備えるフランジ３０８を更に含む。

図６に容器の基板用のカセット４０２と、上部カバー４０４と、底部カバー４０６とを含む衝撃吸収基板搬送具４００を示す。これらのタイプの荷送具の基板は磁気ディスクであり、これらの荷送具は本発明の発明者による米国特許第６９０２０５９号明細書に開示されている。この特許はその全体がここで開示されたものとする。本実施例における基板の支持システムは上部カバー上の一連の歯画定スロット及びディスク「クッション」を備える。ラッチ機構４０８は上部カバー４０４及び底部カバー４０６をカセット４０２に熱融着可能である。搬送具４００は搬送具４００が落下された場合に衝撃を吸収するための、貫通する開口部４１２を備えるフランジ４１０を含む。

図７に衝撃吸収基板搬送具５００を示す。搬送具５００はドア５０４と熱融着可能である容器部５０２を含む。搬送具５００は搬送具５００が落下された場合に衝撃を吸収するための、貫通する複数の開口部５０８を含むフランジ部５０６を備える。

基板容器は射出成形であってもよいが、当業者が認識するその他の工程も使用可能である。従来技術による基盤容器成形では、同従来技術に対して本発明におけるフランジ及び孔を付加する変形が容易にでき、衝撃吸収基板容器となる。これに代えて、孔は基部のモールド成形後に別の工程により形成されてもよい。

基板の容器の好適な材料は、任意で静電気を逃がす性質（static dissipative）を備えるアクリロニトリルとブタジエンとスチレンの共重合体（ＡＢＳ樹脂）を含み、例えば本発明の出願人であるEntegris社から販売されている登録商標名StatPro435を含む。しかしながら当業者には通常これに代えて、特定の態様においてその他の重合体、例えばポリプロピレンやポリカーボネイトが使用可能であると認識されるだろう。

本発明の様々な変形が本発明の精神から逸脱することなく可能であり、本発明の範囲は上述した実施例に制限されるものではない。むしろ本発明の範囲は付加した請求項及びこれらの均等物によって決定される。

本発明の実施例において開放された衝撃吸収基板容器の内部を示す斜視図。 本発明の実施例において開放された衝撃吸収基板容器の外部を示す上面図。 衝撃吸収基板容器を示す部分図。 衝撃吸収基板容器を示す部分図。 開口が設けられたフランジを示す断面図。 衝撃吸収基板容器を示す斜視図。 衝撃吸収基板容器を示す斜視図。 衝撃吸収基板容器を示す斜視図。 衝撃吸収基板容器を示す斜視図。

Claims (30)

1. ４つの角部を備える薄型の衝撃吸収基板容器であって、
   ４つの角部によって連結される４つの側部を備える、重合体よりなる蓋と、各角部は２つの隣接する側部によって画定されることと、
   ４つの角部によって連結される４つの側部を備える、重合体よりなる基部と、各角部は２つの隣接する側部によって画定されることと、
   蓋及び基部を連結するヒンジ部と、
   内包する基板の保持システムと、
   蓋を基部に固定し、外部環境に対して容器を密封するラッチ機構と、
   基部及び蓋のうちの一方において、容器の周囲に設けられて同容器から外方に延びるフランジであって、同フランジは前記基部及び蓋のうちの一方の複数の側部から延びるとともに４つの角フランジを形成し、角フランジは前記基部及び蓋のうちの一方の各角部に１つ設けられ、前記４つの角フランジは前記基部及び蓋のうちの一方と一体的に形成されるとともに角部において連続した外周縁を形成し、各角フランジは角部の１つに設けられて角部の１つから外方に突出するとともに角部の周囲にて延び、これにより前記角フランジの一部は角部を画定する隣接する側部のそれぞれから延び、各角フランジは更に蓋の上面及び基部の底面に対して平行であり、前記フランジは、前記側部に沿って延びる部位よりも前記角部において前記基部及び蓋のうちの一方からより大きく外方に延びている、前記フランジと、
   前記角部にて衝撃を吸収する性能を備えるとともに角フランジのそれぞれを貫通するように前記外周縁の内側に設けられる開口部とを備え、同開口部は隣接する側部の間の角部の頂部に配置されることと、各開口部は基部及び蓋のうちいずれか一方にて指部を画定することと、同指部のそれぞれは前記角部のそれぞれにおいて衝撃を受承する場合に衝撃を吸収するように弾性的、或いは脆弱的であることを特徴とする衝撃吸収基板容器。
2. 前記開口部の外周縁及びフランジの外周縁の間の最短距離は開口部の半径より小さいことを特徴とする請求項１に記載の衝撃吸収基板容器。
3. 前記開口部の外周縁及びフランジの外周縁の間の最短距離は１インチ（約２．５４ｃｍ）の３／１６より小さいことを特徴とする請求項１に記載の衝撃吸収基板容器。
4. 前記開口部は基部に対して蓋を固定するように機能しないことを特徴とする請求項１に記載の衝撃吸収基板容器。
5. 前記開口部は蓋が基部に対して固定される場合に同蓋によって妨害されないことを特徴とする請求項１に記載の衝撃吸収基板容器。
6. 前記基部は４つの角部を有し、フランジがそれぞれの角部に設けられることを特徴とする請求項１に記載の衝撃吸収基板容器。
7. 前記容器は蓋が基部に固定される場合に１つ以上の内部に収容される基板を弾性により保持するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の衝撃吸収基板容器。
8. 前記容器は重合体から構成されることを特徴とする請求項１に記載の衝撃吸収基板容器。
9. 前記重合体はアクリロニトリルとブタジエンとスチレンの共重合体であることを特徴とする請求項６に記載の衝撃吸収基板容器。
10. 重合体から形成される衝撃吸収基板容器であって、
    通常平坦な頂部と、対向する前部及び後部と、互いに対向する一対の側部とを有する、重合体からなる上部部材と、上部と前部と後部と一対の側部とは上部空間を画定することと、
    通常平坦な底部と、対向する前部及び後部と、互いに対向する一対の側部とを有する、重合体からなる下部部材と、底部と前部と後部と一対の側部とは下部空間を画定することと、
    上部部材を下部部材に対して固定するラッチ機構と、
    上部部材及び下部部材のうち少なくとも１つに沿って容器と一体的に形成されるとともに容器から外方に水平方向に延び、容器の周囲を延びるフランジと、
    前記フランジと一体的に形成される４つの角フランジ部を備える４つの角部とを備え、各角部に１つの角フランジ部が設けられて各角部から外方に突出するとともに各角部において連続した外周縁を形成し、前記角フランジは上部部材及び下部部材のうち少なくとも１つと一体的に設けられ、各角フランジ部は角部の周囲にて延び、各角フランジ部は各角部の頂部それぞれにて外周縁の内側に開口部を有し、各角部は衝撃を受承する場合に衝撃を吸収し、各角フランジ部はフランジの厚みを画定する水平方向の頂面及び水平方向の底面を有し、前記角フランジ部は、フランジが角部間にて延びる部位よりも容器からより大きく外方に延びることを特徴とする衝撃吸収基板容器。
11. 前記上部部材及び下部部材を連結するヒンジ部を更に備えることを特徴とする請求項１０に記載の衝撃吸収基板容器。
12. 前記開口部の外周縁及び前記角フランジ部の外周縁の間の最短距離は開口部の半径より小さいことを特徴とする請求項１０に記載の衝撃吸収基板容器。
13. 各開口部は外周縁を有することと、各開口部の外周縁及び各フランジ部の外周縁の間の最短距離は１インチ（約２．５４ｃｍ）の３／１６より小さいことを特徴とする請求項１０に記載の衝撃吸収基板容器。
14. 各角部におけるフランジはそれぞれ丸みを帯び、各開口部は円形であることを特徴とする請求項１０に記載の衝撃吸収基板容器。
15. 前記開口部は上部部材が下部部材に対して固定される場合に同上部部材によって妨害されないことを特徴とする請求項１０に記載の衝撃吸収基板容器。
16. 前記角フランジ部は上部部材の上部及び下部部材の底部に対して平行であることを特徴とする請求項１０に記載の衝撃吸収基板容器。
17. 前記下部部材は４つの角部を有し、前記角フランジ部のうち１つがそれぞれの角部に設けられることを特徴とする請求項１０に記載の衝撃吸収基板容器。
18. 前記容器は上部部材が下部部材に固定される場合に１つ以上の内部に収容される基板を弾性により保持するように構成されることを特徴とする請求項１０に記載の衝撃吸収基板容器。
19. 前記容器は重合体から構成されることを特徴とする請求項１０に記載の衝撃吸収基板容器。
20. 前記重合体はアクリロニトリルとブタジエンとスチレンの共重合体であることを特徴とする請求項１０に記載の衝撃吸収基板容器。
21. 通常平坦な頂部と、対向する一対の長尺部と、対向する一対の側部とを有する上部部材と、頂部と一対の長尺部と一対の側部とは上部空間を画定することと、
    通常平坦な底部と、対向する一対の縦部と、対向する一対の側部とを有する下部部材と、頂部と一対の長尺部と一対の側部とは下部空間を画定することと
    上部部材を下部部材に対して固定するラッチ機構と、
    容器と一体的に形成される水平方向の頂面及び底面を有し、且つ前記上部部材及び下部部材のうち少なくとも１つに沿って容器の周囲に配置されるとともに容器から水平方向に外方に突出するフランジ部であって、同フランジ部は容器の角部に角フランジ部を含み、同角フランジ部は各角部において連続した外周縁を形成し、各角部は頂部を有し、前記角フランジ部はフランジ部と一体的に形成されるとともに容器から水平方向に外方に突出する水平方向の頂面及び底面を有し、前記角フランジ部はフランジ部が角部間にて延びる部位よりも容器からより大きく外方に延びる、フランジ部と、
    前記角フランジ部のそれぞれを貫通するとともに前記外周縁の内側に設けられる開口部とを備え、各開口部のそれぞれの外周縁と各角フランジ部のそれぞれの外周縁との間の最短距離は開口部の半径より小さく、開口部は上部部材を下部部材に固定するようには機能せず、上部部材が下部部材に固定される場合に上部部材によって妨害されないことを特徴とする衝撃吸収基板容器。
22. 前記上部部材を下部部材へ連結するヒンジ部を更に備えることを特徴とする請求項２１に記載の衝撃吸収基板容器。
23. 前記開口部の外周縁及び前記角フランジ部の外周縁の間の最短距離は１インチ（約２．５４ｃｍ）の３／１６より小さいことを特徴とする請求項２１に記載の衝撃吸収基板容器。
24. 前記容器は上部部材が下部部材に固定される場合に１つ以上の内部に収容される基板を弾性により保持するように構成されることを特徴とする請求項２１に記載の衝撃吸収基板容器。
25. 前記容器は重合体から構成されることを特徴とする請求項２１に記載の衝撃吸収基板容器。
26. 前記重合体はアクリロニトリルとブタジエンとスチレンの共重合体であることを特徴とする請求項２５に記載の衝撃吸収基板容器。
27. ４つの角部を形成する４つの側部を備える蓋を形成する工程と、
    ４つの角部を形成する４つの側部を備える基部を形成する工程であって、各角部は頂部を有する、基部を形成する工程と、
    該蓋及び基部を連結するヒンジ部を形成する工程と、
    該蓋を基部に固定するラッチ機構を形成する工程と、
    該基部及び蓋のうちの一方の周囲に設けられて該基部及び蓋のうちの一方から外方に延びるフランジ部を形成する工程であって、前記フランジ部は、前記基部及び蓋のうちの一方の４つの角部のそれぞれに角フランジを形成するとともに前記基部及び蓋のうちの１つと一体的に形成され、各角フランジは各角部の周囲を延び、これにより角フランジの一部は角部を形成する隣接する側部のそれぞれから延びるとともに角部に連続した外周縁を形成し、各角フランジは蓋の頂面及び基部の底面に対して更に平行であり、前記角フランジは前記側部に沿って延びる部位よりも前記角部において前記基部及び蓋のうちの一方からより大きく外方に延びている、前記フランジ部を形成する工程と、
    各フランジ部を貫通する少なくとも１つの開口部を角部のそれぞれの頂部にて各フランジ部に前記外周縁の内側に形成する工程とを含むことを特徴とする衝撃吸収基板容器の形成方法。
28. 該蓋と基部を射出成形する工程を更に含むことを特徴とする請求項２７に記載の衝撃吸収
    基板容器の形成方法。
29. 基部を射出成形する場合に開口部を形成する工程を更に含むことを特徴とする請求項２８に記載の衝撃吸収基板容器の形成方法。
30. 前記開口部は基部が形成された後に独立した処理工程において形成されることを特徴とする請求項２８に記載の衝撃吸収基板容器の形成方法。

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