JPH03500713A - ウェハキャリア - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 ウェハ　キャリア 発明の背景 本発明は、集積回路のチップの製造の際に使用される、シリコン・ウェハを入れ て移動したり保管したりする、シリコン・ウニへのためのモールド・プラスチッ ク製のウェハ・バスケットあるいはウェハ・キャリアに関する。

ウェハの製造過程では、ウェハを次々に液体やガスに浸したり、ウェハに液体や ガスをスプレィする必要がある。いくつかのケミカル浴槽にはさまざまな腐蝕性 のケミカルが入っており、またあるものは非常に高温で、１８０°の温度領域で 使用される。ここでプロセスされるウェハは、直径が８インチの大きさである。

典型的には、２５枚のそのようなウェハが一個のバスケットあるいはキャリアに 入れられる、すなわちキャリアはこれに十分な容積を持つ必要がある。ウェハが 全部つめられたそのようなキャリアは、８−１０ボンドの重さとなる。最近では 、１０インチの直径のウェハが使用され始めており、近い将来にはこのサイズが 一般的となるだろう。

したがって、シリコン・ウェハをプロセッシングの間保持するために使用するウ ェハ・キャリアは、モールド製プラスチックで製作され、それは、使用されるケ ミカルの腐蝕効果に対して不活性で非常に抵抗性があるのが望ましく、また、ブ ロセッリンスの期間に常に遭遇する高い浴槽温度に対しても非常に抵抗性がある のが望ましい０通常、キャリアに使用されるモールド製プラスチックは、ＰＦＡ 　Ｔｅｆｌｏｎ（Ｅ、１．ｄｕ　Ｐａｎｔ　ｄｅ　ＮｅｍｏｕｒｓＣｏｍｐａｎ ｙの登録商標）、すなわち、バー・フルオロ・アルコキシを含有したポリ・テト ラ・フルオロ・エチレン樹脂である。

少し厳しくない環境でのウェハの保管や輸送のためには、キャリアはポリ・プロ ピレンで製作される。

シリコン・ウェハは極度にデリケートで、もろ（、しかも十分の数インチの厚み しかないことを認識する必要がある。シリコン・ウェハは大変に高価で、ウェハ が壊れると大きな損害となる。工業規格によって決められた基準の範囲内で動作 する集積回路を製造するためには、ウェハへの微粒子やその他の不純物の混入も また避けなければならない。したがって、シリコン・ウェハやキャリアを取る扱 うのに、人手によるハンドリングから自動ハンドリングへの移行が進んでいる。

可能な場合には、ウェハ・キャリアも個々のシリコン・ウェハ自身もハンドリン グするのに、ロボット腕を使用する例が増えている。

シリコン・ウェハおよびウェハ・キャリアの自動ハンドリングのためには、ある 特定のシリコン・ウェハが保持されるキャリアの中での層は、少ないトレランス を維持出来る必要がある。このことは、ウェハの破損を避けるために必要条件で ある。これらの大きなサイズで薄いシリコン・ウェハをハンドリングする際に、 ウェハ・キャリアが１８０＠Ｃの温度にさらされた時には柔らかくなり曲がるこ とが知られているので、問題が生じる。また、押し出しモールドの後の冷却期間 に、ウェハ・キャリアの曲がりが生じることも知られている。ウェハ。

キャリアのそのような曲がりや、ひずみや、ゆがみは、デリケートなウェハの端 部に圧縮力を加えることになる。したがって、モールド製のプラスチックで、ゆ がみゃ曲がりに強いウェハ・キャリアを提供することは、シリコン、ウェハをプ ロセッシングする過程で、ウェハを運んだり保管したりするために、大変型まれ るところである。

発明の概要 対面する直立した端壁があり、ウェハを出し入れするための開口上部がある、モ ールド・プラスチック製で、曲がりや歪みに強いウェハ・キャリア、キャリアの 中でウェハを軸方向に配列するために内側に対面するリブがあり、一方の直立す る端部はＨ形状で、キャリアの中間の高さ位置でそれを横切って伸びる水平方向 の指標づけ用棒があり、もう一方の端壁は一枚の中心パネルと、それぞれが中心 パネルに対して傾斜した角度に向いた二枚の側面パネルから構成される。中心パ ネルは、直立した中心線のある平板状の外側表面を持ち、二つの平板状内側表面 は中心線で互いに斜めに向いており、その結果、中心パネルは、中心線付近では 、その外側端部よりも薄くなっている。横方向に外側に伸びる上部フランジが、 それぞれの側壁についている。それぞれのフランジには、その端部に隣接して、 少なくとも二つの曲げ防止用刻み目がついており、モールドでウェハ・キャリア が冷却される時に、その元々の形状を保ち、したがってモールドでのウェハ・キ ャリアの曲がりを最小にする。

本発明の主な目的は、モールドの過程でその固形化のために冷却される際に、曲 がりがないように成型されて元の形状を保つ、ウェハ・キャリアを提供すること にある。

本発明のもう一つの目的は、シリコン・ウェハのプロセッシング段階で共通な極 度の高温や腐食性の浴槽にさらされる時に曲がりやたわみに非常に抵抗力のある ウェハ・キャリアを提供することにある。

本発明のもう一つの目的は、ウェハ・キャリアの安全な自動プロセス・ハンドリ ングが容易に可能で、ウェハ・キャリアの寸法が指定されたトレランスから最小 のズレしかないために、その中のシリコン・ウェハを壊さずに、ロボット腕ある いは機械腕でハンドリング出来るウェハ・キャリアを提供することにある。

図面の簡単な説明 第１図は、シリコン・ウェハの入った、本発明のウェハ・キャリアの透視図、 第２図は、ウェハ・キャリアの上面図、第３図は、ウェハ・キャリアの背面立面 図、第４図は、ウェハ・キャリアの側面立面図、第５図は、ウェハ・キャリアの 前両立面図、第６図は、第２図の線６−６に沿ったウェハの断面図。

発明の詳細な使用 第１図から第６図には、シリコン・ウェハ５の入った本発明のウエノい享ヤリア が見え、一般的に参照番号１０で示されている。ウェハ・キャリア１０は、前述 したように、プラスチックから適切な方法で、一体のものとして、押し出し成型 により作られる。

ウェハ・キャリア１０には、開口上部１１と開口底部１２がある。お互いに鏡像 関係にある直立した側壁１３があり、それぞれは、側壁１３を貫通する窓、切断 部あるいは洗い用スロット１６のついた、内側にオフセットのある対面する底壁 部１４があり、開口上部１１および開口底部１２と共に、挿入、取り出し、リン スおよびウェハ・キャリア１０を通してウェハ５の上に液の流れをつくる、など の点で改善をはかっている。ウェハ５は、対面して内側に伸びるリブ１８により 規定の場所に納められ、リブは、それぞれのウェハ５の間隔が予め決められたよ うに、ウェハ５をウェハ・キャリアの中で軸方向に並べるようになっている。

傾斜のついた足パネル２０は、基本的には互いに平行で、側壁１３のオフセット 部１４に沿ってその下にくる。傾斜のついた足パネル２０の上部表面２２はウェ ハ支持表面ユニを形成する。この配置により、ウェハの周辺端との接触が最小限 となる。傾斜のついた足パネル２０の底部表面２４には、中央部に位置する位置 決めノツチ２６があり、ウェハ・キャリア１０を特定の機械で使用するときに指 標付けしたり配列したりすることを可能にする。底部表面２４はそのパネル２０ の両端から位置決めノツチ２６に向かって上方に狭くなるように傾斜がついてい る。このデザインにより、傾斜のついた足パネル２０は四つの独立した足として 機能する。

それぞれの上部側壁１３もまた横方向外側の伸びる上部フランジ２８をもつ、一 方の側壁１３のフランジ２８には、上方に突き出したビン３０があり、もう一方 の側壁１３のフランジ２８には、ビン２３を受け入れるスロットあるいは穴３１ がある・ビン３０と穴３１の配置は、同じようなサイズの他のウェハ・キャリア １０から、ウェハ５を一挙に移し変えすることを可能にする。フランジ２８の対 応する終端部で離れた場所に位置して、曲がり防止用刻み目３２があり、それは 適当な穴、ノツチあるいは窪みで、液体プラスチックが固化し始めてウェハ・キ ャリアが冷え始めるときに、モールドがこのウェハ・キャリア１０をつかめるよ うにしている。

ウェハ・キャリア１０にはＨ−型をした端部４０があり、Ｈ型をしたフランジ４ ２が、機械の一部の中でウェハ・キャリアエ０に指標付けするために一般的に使 用される水平方向の指標付は棒４４を支持する。端部４０と側壁１３の接合部に はロボットが取りあげるフランジ４６があり、ウェハ・キャリア１０をロボット で取り扱うことを可能にしている。

三つのパネルがある端壁５０は、Ｈ−型をした端壁４０に対向しており、それは 側壁５２と中央パネル５４より構成される。中央パネル５４には垂直方向に中央 線５６があり、その線に沿って端壁５０の最も薄い部分がある。中央パネル５４ には、また、平板状の外側表面５８があり、その外側端部５９は側面パネル５２ に隣接している。中央パネル５４は、また、互いに傾斜した、そして中央ｌ！６ ２に隣接した、第一の平板状内部表面６０と、第二の平板状内部表面６２を持っ ている。端壁５０は、また、ロボットで取り上げられるフランジ四穴と同様の、 ロボットで取り上げられるフランジ穴口を持っている。

本発明の主な目的が、モールド・プラスチック性で、曲がりやたわみに抵抗性の あるウェハ・キャリアを提供することにあるのを思い出せば、本発明の新しい特 徴が個々で良く理解されよう。

ウェハ・キャリアー○を鋳型に入れて作るのに、誘拐したプラスチックが完全に も−るどの中に抽出された後に、プラスチックは液体から固体に変化し始める。

まず第一に、融解したプラスチックは皮相を形成し、その時、ウェハ・キャリア １０の内部は依然として融解状態である。この化学的な変化がモールドされたキ ャリアに応力を生じることが知られている。ウェハ、キャリアのある特定の部分 が厚いと、その場所には、より長くかかる準備および冷却時間のために、より大 きな内部応力が生じる。

その結果、ウエノいキャリア１０がそのモールドの中で固化し始めると、液体状 態から固体状態への化学変化のために生じる応力は、ウェハ・キャリア１０が冷 却されモールドの中で固化すると、上部側壁１３と端壁４０および５０がモール ドの内部表面から引き剥がされ始めるような形で、応力が生じる。

もし、モールドが、上部フランジ２８の領域に、曲がり防止用の窪みあるいは穴 ３２にはまりこむビンのような突き出た部品がある時には、ウエノいキャリア１ ０が融解状態から固体状態に変化する際に、モールドは、ウェハ・キャリア１０ を効果的に元の状態に保ち、したがって、曲がりの可能性を最小限にし、その結 果、ウェハ・キャリア１０は最初にモールドされた特定の状態に留まることが出 来る。

過去においては、一般的に、ウェハ・キャリアは、一様な壁の厚みを持つように モールドされてきた。しかしながら、厚い壁は、プラスチックが融解状態から固 体状態へ変化するのに長い冷却時間が必要となるので、より大きな内部応力を生 じる。

そのようなキャリアは変形やたわみや曲がりを受けやすい。その結果、端壁５０ の壁面を薄くすることは内部応力を最小にするが、一方、薄（すると、ウェハ・ キャリアが高温の化学物質槽に入れられた時に、曲がったりたわんだりしやすく なる。三つのパネルを持つ端壁５０は、中心線５６の方に向かって薄（なるよう な変化する厚みを持っている。さらに加えて、端壁５０は、側面パネル５２およ び中央パネル５４に対応して、四つの内部平板状表面５３．５３および６０．６ ２を持っている。三つのパネルを持つ端壁５０に対応するこの角だけでも、ウェ ハ・キャリア１０に強固さを加え、曲がりやたわみに対する低構成を増す。

本発明は、その精神や基本的な本質から離れない範囲で、他の形式で、実施する ことも可能である。したがって、図示された実施例は、すべての点で例示的なも のと考えるべきで、限定的なものではなく、照合すべきは、本発明の範囲を示す 前の記述ではな（て、むしろ、添付された特許請求項である。

国際調査報告 υＳ　８９１０１２５７ ＳＡ　２８Ｂ０２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．モールド・プラスチック製で、変形や曲がりに抵抗性のあるウエハ・キャリ アで、ウエハを出し入れするための開口上部があり、開口底部があり、対向する 垂直方向の端壁があり、さらに、キャリアの中でウエハを軸方向に間隔をあけて 並べるために内側に対面するリブのついた側壁があり、一つの垂直にたった端壁 はＨ−型をしていて、それにはキャリアの高さの真ん中を横切って伸びる水平方 向の指標棒があり、もう一方の垂直にたった端壁は、中央パネルと、中央パネル に対してそれぞれ斜めに向いた二つの側面パネルから構成され、中央パネルは、 垂直方向に中央線のある平板状の外側表面と、中央線で互いに斜めに向いた二つ の平板状の内側表面があり、したがって、中央パネルは中央線付近の方がその端 部よりも薄くなっており、このようにしてウエハ・キャリアに堅固さを増し、一 方、ウエハ・キャリアの曲がろうとするストレスを最小限に押さえ、ウエハ・キ ャリアが高温あるいは腐食性の化学物質にさらされたときに、もう一方の垂直に たった端壁が変形したり内側に曲がったりするのを防いでいる、ウエハ・キャリ ア。 ２．外側の直立した端壁の側面パネルは、平板状内側表面を持ち、側面パネルの 内側表面と中央パネルは、端壁から一般的に中央線に向かって外側に伸びている 、請求項１記載のウエハ・キャリア。 ３．もう一方の垂直にたった端壁の側面パネルが、外側に伸びている、請求項１ 記載のウエハ・キャリア。 ４．側壁に沿って、その下に、一対の直立した、平行な、傾斜のついた足パネル があり、それぞれは、端部の両端から上方に向かって狭くなるように傾斜のつい た底部表面を持つ、請求項１記載のウエハ・キャリア。 ５．傾斜のついた足部パネルの底部表面には、その中心部に指標を付けるための ノッチがついた、請求項４記載のウエハ・キャリア。 ６．それぞれの側壁は、その底部に内側にオフセットとなった壁面部を持つ、請 求項１記載のウエハ・キャリア７．モールド・プラスチック製で、変形や曲がり に抵抗性のあるウエハ・キャリアで、ウエハを出し入れするための開口上部があ り、開口底部があり、キャリアの中でウエハを軸方向に間隔をあけて並べるため に内側に対面するリブのついた側壁があり、対面する垂直に立った端壁があり、 一つの垂直に立った端壁はＨ−型をしていて、それにはキャリアの高さの真ん中 を横切って伸びる水平方向の指標棒があり、それぞれの側壁には横方向外側に伸 びるフランジもう一方の垂直に立った端壁は、中央パネルと、中央パネルに対し てそれぞれ斜めに向いた二つの側面パネルから構成され、中央パネルは、垂直方 向に中央線のある平板状の外側表面と、中央線で互いに斜めに向いた二つの平板 状の内側表面があり、したがって、中央パネルは中央線付近の方がその端部より も薄くなっており、このようにしてウエハ・キャリアに堅固さを増し、一方、ウ エハ・キャリアの曲がろうとするストレスを最小限に押さえ、ウエハ・キャリア が高温あるいは腐食性の化学物質にさらされたときに、もう一方の垂直にたった 端壁が変形したり内側に曲がったりするのを防いでいる、ウエハ・キャリア。 ８．曲がりを防止する窪みが、フランジを貫通する穴である、請求項７記載のウ エハ・キャリア。 ９．側壁に沿って、その下に、一対の直立した、平行な、傾斜のついた足パネル があり、それぞれは、端部の両端から上方に向かって狭くなるように傾斜のつい た底部表面を持つ、請求項７記載のウエハ・キャリア。 １０．傾斜のついた足部パネルの底部表面には、その中心部に指標を付けるため のノッチが付いた、請求項７記載のウエハ・キャリア。 １１．それぞれの側壁は、その底部に内側にオフセットとなった壁面部を持つ、 請求項７記載のウエハ・キャリア。 １２．モールド・プラスチック性で、変形や曲がりに抵抗性のあるウエハ・キャ リアで、ウエハ・キャリアを出し入れするための開口上部があり、開口底部があ り、対向する垂直方向の端壁があり、一つの垂直にたった端壁はＨ−型をしてい て、それにはキャリアの高さの真ん中を横切って伸びる水平方向の指標棒があり 、さらにキャリアの中でウエハを軸方向に間隔をあけて並べるために内側に対面 するリブのついた側壁があり、もう一方の垂直に立った端壁は、中央パネルと、 中央パネルに対してそれぞれ斜めに向いた二つの側面パネルから構成され、中央 パネルは、垂直方向に中央線のある平板状の外側表面と、中央線で互いに斜めに 向いた二つの平板状の内側表面があり、したがって、中央パネルは中央線付近の 方がその端部よりも薄くなっており、このようにしてウエハ・キャリアに堅固さ を増し、一方、ウエハ・キャリアの曲がろうとするストレスを最小限に押さえ、 ウエハ・キャリアが高温あるいは腐食性の化学物質にさらされたときに、もう一 方の垂直にたった端壁が変形したり内側に曲がったりするのを防いでおり、それ ぞれの側壁には横方向外側に伸びるフランジがあり、それぞれのフランジには少 なくとも二つの曲がり防止用窪みがあり、それぞれがフランジの対応する終端部 に近い位置についていて、ウエハ・キャリアがモールドの中で冷却されるときに 、モールドがウエハ・キャリアを最初にモールドされた形状に保持し、このよう にして、ウエハ・キャリアがモールド中で冷却され固化するときの曲がりを最小 におさえている、ウエハ・キャリア。 １３．外側の直立した端壁の側面パネルは、平板状内側表面を持ち、側面パネル の内側表面と中央パネルは、端壁から一般的に中央線に向かって外側に伸びてい る。請求項１２記載のウエハ・キャリア。 １４．もう一方の垂直に立った端壁の側面パネルが、外側に伸びている、請求項 １２記載のウエハ・キャリア。 １５．側壁に沿って、その下に、一対の直立した、平行な、傾斜のついた足パネ ルがあり、それぞれは、端部の両端から上方に向かって狭くなるように傾斜のつ いた底部表面を持つ、請求項１２記載のウエハ・キャリア。 １６．傾斜のついた足部パネルの底部表面には、その中心部に指標を付けるため のノッチがついた、請求項１５記載のウエハ・キャリア。 １７．それぞれの側壁は、その底部に内側にオフセットとなった壁面部を持つ、 請求項１２記載のウエハ・キャリア。