JP6523479B2 - フィルムフレームシッパー向けの改良型ばねクッション - Google Patents

Description

関連出願
この出願は、開示内容が全体として参照により本書に援用されている、２０１５年３月１３日出願の米国仮特許出願第６２／１３３，１３１号の利益を主張するものである。

本開示は概して、ウエハのシッパーを対象とし、より具体的には、フィルムフレーム又はテープフレームのシッパーを対象としている。

フィルムフレーム又はテープフレームは、概括的に、フレーム間に延在しているフィルムを伴うステンレス鋼フレームからなる。フィルムはその一方の面上に接着剤を有する。円形の半導体ウエハが、典型的には、処理後にこのフィルム上に置かれる。半導体ウエハは、フィルム上に配置された後に、個別のピース（例えばチップ）に分割され、更なる処理のために搬送され、又は保存されうる。半導体処理業界では、より大型かつ薄型のウエハが使用されるようになっているが、これらのウエハは、その壊れやすさが増していることから、処理、搬送、及び保管時の取り扱いを困難にしている。そのため、従来型のフィルムフレームウエハのキャリアは、かかるより大型かつ薄型のウエハを伴うフィルムフレームの取り扱いについて、改善されうる。

フィルムフレームシッパーは、フィルムフレームを輸送するために半導体製造業界において広範に使用される。多種多様なフィルムフレームシッパーが、最大２５の、フィルムフレームに装着されたウエハ又は単一化ダイを輸送し、保管するための、安全かつ効率的な方法を提供する。交換可能な上部カバークッションが、シッパーの再使用を可能にする。フィルムフレームシッパーは、３００ｍｍ、２００ｍｍ、及び１５０ｍｍ直径のウエハを輸送するのに使用されるフィルムフレーム向けに、利用可能である。

従来型のフィルムフレームシッパー内に搭載されるフィルムフレームは、衝撃発生時に「ジャンプする」ことが知られている。例えば、フィルムフレームシッパーが角部を下にして落下した場合、その中のフィルムフレームが相当重いことで、ポリマーの形状が一瞬で変形することがある。また、フィルムフレームシッパーに内包されたフィルムフレームの慣性力により、フィルムフレームが、その所定の位置決め（ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ）スロットから飛び出し、近隣のフィルムフレーム及びその上のウエハ、又はシッパーに接触して、それぞれのウエハへの損傷が引き起こされうる。

図５を参照するに、既知のフィルムフレーム４０が描かれている。フィルムフレーム４０は、外縁部４４を画定するフレーム４２を含む。接着膜４６がフレームに張り渡されており、この接着膜４６にウエハ４８が接着される。衝撃発生時にフィルムフレームが飛び出すと、飛び出したフィルムフレーム上のウエハが他のウエハ、フレーム４２、又はシッパーの部分に接触して、ウエハへの損傷が引き起こされうる。

衝撃発生時の、所定の位置決め位置におけるフィルムフレームの保持の信頼性がより高い、フィルムフレームシッパーが求められている。

本開示の様々な実施形態は、フィルムフレームシッパー内でのフィルムフレームのジャンプに対する防止の強化を提供する。加えて、ジャンプを防止するこの構造は、更に、シッパーへの搭載時のフィルムフレームの位置合わせを向上させる。更に、ある種の実施形態では、上記の構造が、フィルムフレームの厚さと位置決めスロットとの、余裕度がより小さい嵌合を可能にし、それにより、フィルムフレームと位置決めスロットとの間の遊び（ｐｌａｙ）、及びそれに伴う粒子発生を減少させる。

各ウエハは、金属又はポリマーのウエハ支持リング又はウエハ支持フレーム上に支持される。ウエハ支持リングは、フィルムフレームシッパーの上部及び／又は底部に配置されたばねクッション内に受容され、かかるばねクッションによって保持される。ばねクッションは、フィルムフレームに径方向の力を加えて、各フィルムフレームを対応する位置決めスロットの中に固定し、それにより、この位置決めスロットの中でのフィルムフレームの動きを減少させると共に、輸送中の粒子の移行又は発生を減少させる。一部の実施形態では、ばねクッションは、取り外し可能かつ／又は交換可能であり、ばねクッションとシッパーとの連結を容易にするスナップフィーチャを含みうる。フィルムフレームシッパーの追加的な特徴は、シッパーの閉鎖を確保するための確動（ｐｏｓｉｔｉｖｅ）スナップラッチと、保管空間及び輸送コストを低減するための、非突出ラッチ及び積重可能設計と、洗浄時のウエハの引っかかり（ｅｎｔｒａｐｍｅｎｔ）を低減するための、角取りされた角部及び傾斜した側部とを、含む。フィルムフレームシッパーは、ＥＳＤ対応材料のものが利用可能である。無線識別（ＲＦＩＤ）及びレーザーマーキングのオプションも利用可能である。

本開示の一実施形態における、フィルムフレームシッパーとその中のフィルムフレームとの組み立て図である。 図１のフィルムフレームシッパーのレセプタクル内に搭載されているフィルムフレームの概略図である。 フィルムフレームが搭載されたフィルムフレームレセプタクルの斜視図である。 図１のフィルムフレームシッパーの斜視図である。 図１のフィルムフレームシッパーの断面図である。 図１のフィルムフレームを伴うフィルムフレームシッパーの断面斜視図である。 従来技術のフィルムフレームの平面図である。 本開示の一実施形態における、ばねフレームクッションの斜視図である。 本開示の一実施形態における、図６のばねフレームクッションの拡大斜視図である。 本開示の一実施形態における、ばねフレームクッションの斜視図である。 図６と図７のばねフレームの断面図である。 図１のフィルムフレームシッパーの上部カバーの内部の斜視図であり、ばねフレームを受容するための取り付けポストを示している。 ばねフレームが受容されている、図８Ａの図である。 本開示の一実施形態における、フィルムフレームシッパーの断面斜視図である。 本開示の一実施形態における、図９の側部櫛状構造物の拡大された断面斜視図である。 本開示の一実施形態における、図９の底部櫛状構造物の拡大された断面斜視図である。 本開示の一実施形態における、上側ばねフレームクッション及び下側ばねフレームクッションを有するフィルムフレームシッパーの概略断面図である。 本開示の一実施形態における、上側ばねフレームクッション及び一対の下側ばねフレームクッションを有するフィルムフレームシッパーの概略断面図である。

図１から図４には、本開示の一実施形態におけるフィルムフレームシッパー２０が描かれている。フィルムフレームシッパー２０は、レセプタクル２２と、このレセプタクル部分の上方で閉鎖を形成して、複数のフィルムフレーム２８を保管するための内部空間２６を画定する、カバー２４とを含む。レセプタクル２２は、フィルムフレーム２８をレセプタクル２２内へと導くためのガイド３４を含みうる、側部３２を含む（図２）。ばねフレームクッション３６が、レセプタクル２２とカバー２４の少なくとも一方に連結される。一実施形態では、フレームクッション３６は、レセプタクル２２又はカバー２４の溝付きレール３８に取り外し可能に装着される。図示しているように、フィルムフレーム２８は、方向Ａに、レセプタクル２２の内部空間２６へと方向付けられ、次いで、カバー２４が同じ方向Ａに移動して、レセプタクル２２と連結する。

図６から図８を参照するに、本開示の実施形態におけるばねフレーム３６の例が描かれている。ばねフレーム３６は、具体的にはばねフレーム３６ａ（図６）及びばねフレーム３６ｂ（図７）と称され、概括的又は集合的には、ばねフレーム（複数可）３６と称される。ばねフレーム３６は、前／後方向５６に延在し、端部壁５５、５７に接続して長方形の枠構造５９を形成する、向かい合ったレール又は側壁５２、５４を含む。このレールは、複数のばねクッション要素６０がレール間に差し渡されている、主要クッション部分５８を支持する。各ばねクッション要素６０が、位置決めスロット６２を画定している。複数の位置決めスロット６２の各々は、前／後方向５６に直角な横方向６４に延在し、位置決めスロット６４は、フィルムフレーム４０の外縁部４４を捉えて、前／後方向５６へのフィルムフレーム４０の動きを制限するよう適合している。

様々な実施形態において、第１櫛状構造物７２は、ばねフレームクッション３６の向かい合った第１の側壁５２から垂直方向７６に延在する、複数の第１櫛状突起７４を含む。（垂直方向７６は、前／後方向５６に直角であり、かつ、横方向６４に直角である。）複数の第１櫛状突起７４は、複数の第１櫛状間隙７８を画定するよう、互いから離間している。各突起は、直線部分７９とテーパ部分８０とを有する。複数の第１櫛状突起７４の隣り合った第１櫛状突起は、フィルムフレーム４０の外縁部を係合し、受容するよう適合しており、複数の第１櫛状間隙７８の各々が、第１櫛状構造物７２の第１櫛状突起７４の隣り合った突起の間に画定され、複数の櫛状間隙７８は、フィルムフレーム４０の外縁部４４を捉えて、前／後方向５６への外縁部４４の動きを制限するよう適合している。また、複数の位置決めスロット６２の各々は、横方向６４において、複数の第１櫛状間隙７８のうちの対応する間隙と位置が合っている。

一部の実施形態では、第２櫛状構造物８２は、ばねフレームクッション３６の向かい合った第２の側壁５４から垂直方向７６に延在する、複数の第２櫛状突起８４を含む。複数の第２櫛状突起８４は、複数の第２櫛状間隙８８を画定するよう、互いから離間している。複数の第２櫛状突起８４の隣り合った突起は、フィルムフレーム４０の外縁部４４を係合し、受容するよう適合しており、複数の第２櫛状間隙８８の各々が、第２櫛状構造物８２の複数の第２櫛状突起８４の隣り合った突起の間に画定され、複数の第２櫛状間隙８８の各々は、フィルムフレーム４０の外縁部４４を捉えて、前／後方向５６への外縁部４４の動きを制限するよう適合している。また、複数の位置決めスロット６２の各々は、横方向６４において、複数の第２櫛状間隙８８のうちの対応する間隙と位置が合っている。

様々な実施形態において、図６Ａに最も良く示されているように、複数の第１櫛状突起７４及び／又は複数の第２櫛状突起８４の少なくとも一部分は、各々、近位端部９２及び遠位端部９４を含み、かつ、横方向６４に突き出たテーパ形状９６を画定する。テーパ形状９６は、垂直方向７６に延在する突起軸９８（図６Ａ）の周囲で対称であってよく、近位端部９２から遠位端部９４へと、突起軸９８に向かって傾斜している。一実施形態では、テーパ形状９６の少なくとも一部分はアーチ型である（図示せず）。

一実施形態では、主要クッション部分５８が複数の貫通スロット１０２を画定し、複数の貫通スロット１０２（図７）の各々は、隣り合ったばねクッション要素６０であって、各々が対応する位置決めスロット６２を有するばねクッション要素６０の間に、配置される。

図８及び図９を参照するに、ばねフレームクッション３６は、カバー２４の内表面１０６と一体化され、かつ内表面１０６から延在しているテーパポスト１０４を用いた締まり嵌め（ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｆｉｔ）によって、カバー２４に取り付けられる。ポストは、摩擦によってばねフレームクッションを上部カバーに固定するのに十分なほどにスロット１０５内にレールが締め付けられるように、スロット１０５を形成する。上部カバー２４及びレセプタクル２２は、フィルムフレームを受容し、拘束するためのスロット１０８を画定する、リブ１０７を有する。

図９から図１１を参照するに、本開示の実施形態における別の櫛状構造物が開示されている。一実施形態では、レセプタクル２２の基部１１２上に、少なくとも１つの基部櫛状構造物１１０であって、レセプタクル２２の基部から内部空間２６へと、垂直方向７６に延在する複数の基部櫛状突起１１４を含む、基部櫛状構造物１１０が配置される。複数の基部櫛状突起１１４は、複数の基部櫛状間隙１１８を画定するよう、互いから離間している。複数の基部櫛状突起１１４の隣り合った突起は、フィルムフレーム４０の外縁部４４を係合し、受容するよう適合しており、複数の基部櫛状間隙１１８の各々が、基部櫛状構造物１１０の複数の基部櫛状突起１１４の隣り合った突起の間に画定される。

複数の基部櫛状間隙１１８は、フィルムフレーム４０の外縁部４４を捉えて、前／後方向５６への外縁部４４の動きを制限するよう適合している。また、ばねフレームクッション３６の複数の位置決めスロット６２の各々は、複数の基部櫛状間隙１１８のうちの対応する間隙と、平面的に位置が合っている。つまり、基部櫛状間隙１１８の各々の中心は、前／後方向５６に直角な一平面上にあり、この平面上には、位置決めスロット６２のうちの１つの中心もある。一実施形態では、複数の基部櫛状突起１１４の少なくとも一部分は、図６Ａに描かれたテーパ形状を含む。

一実施形態では、位置決めレール１１６が、基部から突き出して、前／後方向５６に延在する。この位置決めレールが、レセプタクル２２の基部１１２の上に、垂直方向７６にレール高さ１１２を画定する。複数の基部櫛状間隙１１８の各々の近位先端１２４（すなわち間隙１１８の「底部」）が、レール高さ１１２を下回る、基部１１２からの間隙オフセット１２６を画定し（図１１）、基部１１２に対する複数の基部櫛状突起１１４の各々の遠位先端１２８が、レール高さ１２２を上回る突起高さ１３２を画定する。

機能面では、基部１１２からの、レール高さ１２２が間隙オフセット１２６を上回るため、基部櫛状部１１２内に挿入されるフィルムフレーム４０は、位置決めレール１１６上に載ることになる。このことで、基部櫛状部１１０がある種の応力から解放され、フィルムフレームシッパー２０の中でのフィルムフレーム４０のより正確な位置決めが提供されうる。

一部の実施形態では、レセプタクル２２の側部３２に、少なくとも１つの側部櫛状構造物１４０であって、内部空間２６へと垂直方向７６に延在している複数の側部櫛状突起１４２を含む、側部櫛状構造物１４０が配置される。複数の側部櫛状突起１４２は、複数の側部櫛状間隙１４８を画定するよう、互いから離間している。複数の側部櫛状突起１４２の隣り合った突起は、フィルムフレーム４０の外縁部４４を係合し、受容するよう適合しており、前記複数の側部櫛状間隙の各々が、側部櫛状構造物の隣り合った側部櫛状突起の間に画定される。

複数の側部櫛状間隙は、フィルムフレーム４０の外縁部４４を捉えて、前／後方向５６への外縁部４４の動きを制限するよう適合している。また、ばねフレームクッション３６の複数の位置決めスロット６２の各々は、複数の側部櫛状間隙１４８のうちの対応する間隙と平面的に位置が合っている。一実施形態では、複数の側部櫛状突起１４２の少なくとも一部分は、図６Ａに描かれたテーパ形状を含む。

様々な実施形態において、図８を参照するに、複数の第１櫛状間隙７８及び第２櫛状間隙８８の各々は、近位先端１５４を有する間隙深さ１５２を画定する。複数の第１及び第２の櫛状突起７４、８４の各々は、複数の第１及び第２の櫛状間隙７８、８８のうちの隣接する一間隙の近位先端１５４から、複数の第１／第２の櫛状突起７４、８４のうちの隣接する一突起の遠位先端１５８までの、垂直方向７６の突起高さ１５６を画定する。複数の位置決めスロット６２の各々は、主要クッション部５８の上向き面に対して、垂直方向７６のスロット深さ１６２を画定する。

様々な実施形態では、突起高さ１５２のスロット深さ１６２に対する比率は、１．５以上５以下の範囲内である。一部の実施形態では、この比率は２以上４以下の範囲内である。一部の実施形態では、この比率は２．５以上３．５以下の範囲内である。（本書では、「以上・以下（ｉｎｃｌｕｓｉｖｅ）」と表現される範囲は、記載されている範囲の両端値を含む。）上記の実施形態の全てにおいて、第１及び第２の櫛状突起７４、８４は、スロット深さ１６２よりも高くなる。

機能面では、第１及び第２の櫛状突起７４、８４がスロット深さ１６２よりも高いことが、衝撃発生時のフィルムフレーム４０の「ジャンプ」の防止又は無効化に役立つ。本書で提示している図には、未変形状態のばねフレームクッション３６が描かれている。フィルムフレーム４０が搭載されると、主要クッション部５８は、スロット１６６の底部が近位先端１５４と同じ高さになるように、変形する。したがって、フィルムフレーム４０が位置決めスロット６２で「ジャンプ」しても、突起７８、８８の高さが高いことで、フィルムフレーム４０の外縁部４４が拘束され、フィルムフレーム４０は、位置決めスロット６２内に戻るように方向付けし直される。

図６Ａを再度参照するに、一実施形態では、複数の第１及び第２の櫛状間隙７８、８８の少なくとも一部分は、各々、前／後方向５６の最小間隙寸法１７２を画定する。最小間隙寸法１７２は、フィルムフレームとの密な滑り嵌めのために寸法決定されうる。一部の実施形態では、最小間隙寸法１７２は、０．０５インチ以上０．０８５インチ以下の範囲内である。一部の実施形態では、最小間隙寸法１７２は、０．０５５インチ以上０．０７５インチ以下の範囲内である。一部の実施形態では、最小間隙寸法１７２は、０．０５５インチ以上０．０６５インチ以下の範囲内である。

機能面では、フィルムフレーム４０の外縁部４４に対する最小間隙寸法１７２の余裕度がより厳しくなることで、フィルムフレーム４０がよりきつく保持され、それにより、前／後方向５６へのフィルムフレーム４０の動きが低減する。このことは、粒子発生を減少させるよう作用する。その一方、スロット６２は、搭載時の位置合わせ及び衝撃発生時の再位置合わせを容易にすることに順応するために、サイズが大きいままに保たれうる。

様々な実施形態において、ばねフレームクッション３６は、圧入嵌合によって溝付きレール３８に装着されていることにより、フィルムフレームシッパー２０から取り外し可能である。

図１２を参照するに、第１ばねフレームフレーム３６がカバーに配置され、第２ばねフレームクッション３６がレセプタクルに配置される。

図１３を参照するに、第３ばねフレームクッション３６がレセプタクルに配置される。

様々な実施形態において、図６及び図７を再度参照するに、ばねフレームクッション３２は連続フレーム１８２を含む。連続フレーム１８２は、４つの角部１８４を画定する４つの壁を含む。ばねフレームクッション３６ｂでは、第１及び第２の櫛状構造物７２及び８２が４つの角部１８４を囲んで延在する突起１８６を含む。

Claims (5)

1. レセプタクルと、
   レセプタクル部分の上方で閉鎖を形成して、内部空間を画定するカバーと、
   前記レセプタクルと前記カバーの少なくとも一方に連結された、ばねフレームクッションであって、ばねフレームが、前／後方向に延在し、かつ、主要クッション部分を支持する、向かい合った側壁を含み、前記主要クッション部分が複数の位置決めスロットを画定しており、前記複数の位置決めスロットの各々が、スロット深さ及び底部を有し、前記複数の位置決めスロットの各々が、前記前／後方向に直角な横方向に延在しており、かつ、フィルムフレームの外縁部を捉えて、前記前／後方向への前記フィルムフレームの動きを制限するよう適合している、ばねフレームクッションと、
   近位先端からその遠位先端までの突起長さのための、前記ばねフレームクッションの前記向かい合った側壁のうちの第１のものから垂直方向に延在する複数の第１櫛状突起を含む、第１櫛状構造物であって、前記複数の第１櫛状突起が、複数の第１櫛状間隙を画定するよう互いから離間しており、前記垂直方向は、前記前／後方向に直角であり、かつ、前記横方向に直角である、第１櫛状構造物とを備える、フィルムフレームシッパーであって、
   前記複数の第１櫛状突起の隣り合った突起が、前記フィルムフレームの前記外縁部を係合し、受容するよう適合し、前記複数の第１櫛状間隙の各々が、前記第１櫛状構造物の前記第１櫛状突起の隣り合った突起の間に画定され、前記複数の第１櫛状間隙の各々が、前記フィルムフレームの前記外縁部を捉えて、前記前／後方向への前記外縁部の動きを制限するよう適合しており、
   前記複数の位置決めスロットの各々は、前記横方向において、前記複数の第１櫛状間隙のうちの対応する間隙と位置が合っており、
   前記突起長さは、前記スロット深さよりも大きく、
   前記ばねフレームクッションは、前記フィルムフレームが搭載されると、前記位置決めスロットの１つの前記底部が前記近位先端と前記遠位先端との間の高さにある未変形状態から、前記位置決めスロットの前記底部が前記近位先端と同じ高さになるように、前記主要クッション部が変形する変形状態に移行する、フィルムフレームシッパー。
2. 前記ばねフレームクッションの前記向かい合った側壁のうちの第２のものから前記垂直方向に延在する複数の第２櫛状突起を含む、第２櫛状構造物であって、前記複数の第２櫛状突起が、複数の第２櫛状間隙を画定するよう互いから離間している、第２櫛状構造物を備え、
   前記複数の第２櫛状突起の隣り合った第２櫛状突起が、前記フィルムフレームの前記外縁部を係合し、受容するよう適合し、前記複数の第２櫛状間隙のうちの１つの第２櫛状間隙が、前記第２櫛状構造物の前記隣り合った第２櫛状突起の間に画定され、前記第２櫛状間隙が、前記フィルムフレームの前記外縁部を捉えて、前記前／後方向への前記外縁部の動きを制限するよう適合しており、
   前記複数の位置決めスロットの各々は、前記横方向において、前記複数の第２櫛状間隙のうちの対応する間隙と位置が合っている、請求項１に記載のフィルムフレームシッパー。
3. 前記主要クッション部分が複数の貫通スロットを画定し、前記複数の貫通スロットの各々が、前記複数の位置決めスロットの隣り合った位置決めスロットの間に配置されている、請求項１に記載のフィルムフレームシッパー。
4. 前記レセプタクルの基部上に配置された、少なくとも１つの基部櫛状構造物であって、前記レセプタクルの前記基部から前記内部空間へと、前記垂直方向に延在している複数の基部櫛状突起を含み、複数の基部櫛状間隙を画定するよう互いから離間した、複数の基部櫛状突起を含む、基部櫛状構造物を備え、
   前記複数の基部櫛状突起の隣り合った突起が、前記フィルムフレームの前記外縁部を係合し、受容するよう適合し、前記複数の基部櫛状間隙の各々が、前記複数の基部櫛状突起の隣り合った突起の間に画定され、前記複数の基部櫛状間隙が、前記フィルムフレームの前記外縁部を捉えて、前記前／後方向への前記外縁部の動きを制限するよう適合しており、
   前記ばねフレームクッションの前記複数の位置決めスロットの各々は、前記複数の基部櫛状間隙のうちの対応する間隙と平面的に位置が合っている、請求項１に記載のフィルムフレームシッパー。
5. 前記基部から突き出し、かつ、前記前／後方向に延在する位置決めレールであって、前記レセプタクルの前記基部の上に前記垂直方向にレール高さを画定する、位置決めレールを備え、前記複数の基部櫛状間隙の各々の近位先端が、前記レール高さを下回る前記基部からの間隙オフセットを画定し、前記基部に対する前記複数の基部櫛状突起の各々の遠位先端が、前記レール高さを上回る突起高さを画定する、請求項４に記載のフィルムフレームシッパー。

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