KR20130126620A - 웨이퍼 쿠션을 구비한 전면 개방형 웨이퍼 컨테이너 - Google Patents

Abstract

450 mm 웨이퍼에 적절한 전면 개방형 웨이퍼 컨테이너는 도어의 V자 형상 웨이퍼 쿠션 결합부의 하부 레그의 내면에서 다양한 경사도를 갖는 전면 도어의 웨이퍼 쿠션을 사용한다. 이런 배열로 인해 성능이 향상된다. 보다 구체적으로, 본 발명의 실시예에서 전면 개방형 웨이퍼 컨테이너는 단면이 수평 V자 형상인 요홈을 가지며, V자의 하부 레그의 내면은 수평면에 대해 상이한 경사도를 갖는 적어도 두 개의 표면부를 가진다. 웨이퍼의 에지가 안착되는 정점에 인접한 표면부는 정점에서 보다 멀리 있는 표면부보다 수평면에 대해 보다 작은 경사도를 가진다.

Description

웨이퍼 쿠션을 구비한 전면 개방형 웨이퍼 컨테이너{FRONT OPENING WAFER CONTAINER WITH WAFER CUSHION}

본 출원은 본 명세서에 원용되는 것으로, 2010년 10월 19일 출원된 미국 가출원 제61/394,633호의 우선권을 주장한다.

컴퓨터 칩과 같은 집적 회로는 실리콘 웨이퍼로부터 제조된다. 실리콘 웨이퍼는 운반 도중 및 제조 공정 단계 중간에 극히 청정하고 오염 없는 환경에서 유지되어야 한다. 또한, 반도체 웨이퍼를 운반 및/또는 보관하는 컨테이너가 갖추어야 하는 필수적인 또는 바람직한 특성에는 경량성, 강성, 청결성, 제한된 배출 가스 및 비용 효율적 제조능력 등이 포함된다. 폐쇄시 컨테이너는 웨이퍼의 밀폐형 또는 준밀폐형 격리를 제공한다. 요컨대, 이런 컨테이너는 웨이퍼를 청결하고 오염되지 않고 손상되지 않는 상태로 보존하여야 한다.

플라스틱 컨테이너는 공정 단계 중간에 웨이퍼를 운반하고 보관하는 용도로 수십 년간 사용되었다. 선별된 폴리머 재료는 적절한 특성을 제공한다. 이런 컨테이너는 처리 설비 및 컨테이너 운반 설비/로봇과의 접속을 위해 고도로 제어된 공차를 가진다.

비용 효율성과 개선된 제조 능력으로 인해 반도체 제조에 사용되는 웨이퍼의 크기는 계속 증가하고 있다. 현재 몇몇 제조 시설에서는 300 mm 웨이퍼를 사용한다. 전면 개방형 웨이퍼 컨테이너는 300 mm 대직경 웨이퍼를 운반하고 보관하기 위한 업계의 표준이 되었다.

이런 웨이퍼 컨테이너에서 전면 도어는 컨테이너부에 래치 고정될 수 있으며, 웨이퍼가 로봇식으로 삽입 및 제거되는 전면 접근 개구를 폐쇄한다. 컨테이너가 웨이퍼로 완전히 적재되면, 도어는 컨테이너부의 도어 프레임에 삽입되어 래치 고정된다. 이런 구성에서 웨이퍼는 측방 배치된 선반 상에 제1 수평 안착 위치를 가지며, 이어서 도어가 삽입되면 웨이퍼는 웨이퍼 컨테이너 뒤에 있는 경사로를 갖는 웨이퍼 지지체와, 흔히 "쿠션"으로 지칭되는 도어 내면의 웨이퍼 지지체에 의해 제2 안착 위치로 수직 상승한다. 본 출원의 소유권자가 소유하는 것으로 본 명세서에 원용되는 미국특허 제6,267,245호와 제6,010,008호를 참조하기 바란다. 경사로는 V자 형상 요홈의 일부인데, V자가 90도로 회전되면, V자의 하부 레그가 웨이퍼 에지와 결합되며, 웨이퍼 에지는 도어가 삽입됨에 따라 하부 레그의 경사를 타고 올라가 종국에는 V자 형상 요홈의 내측 정점에 안착된다. 안착시 도어의 쿠션은 상향, 하향 및 내향 구속력을 제공한다.

대형 웨이퍼를 유지 및/또는 운반하기 위한 전면 개방형 플라스틱 컨테이너, 예컨대 300 mm용 컨테이너의 제조시에 드러난 문제점은 웨이퍼 적재 중량의 증가로 인해 컨테이너의 상부, 저부, 측면, 전면 및 후면에 사용되는 플라스틱의 확장부(expanse)가 굴절될 수 있다는 것이다. 이는 특히 컨테이너가 해당 컨테이너의 상부에 부착되는 로봇식 플랜지에 의해 픽업될 때 그러하다. 굴절은 도어 프레임 형상을 왜곡시킴으로써, 즉 본질적으로 도어 프레임을 수직 방향, 즉 X 방향으로 신장시킴으로써 도어 프레임에 대한 도어의 밀봉을 손상시킬 수 있다.

이제 반도체 산업은 보다 큰 450 mm 직경 웨이퍼를 사용하는 단계로 나아가고 있다. 대직경 웨이퍼는 비용 효율성을 제공하긴 하지만, 증가한 취약성, 보다 무거워진 중량, 그리고 플라스틱으로 제조된 컨테이너에서 대형 웨이퍼를 취급 및 보관하는 것과 결부된 현재 드러나지 않은 문제 역시 야기한다. 상부, 저부, 측면, 전면 및 후면의 플라스틱의 확장부와 결부된 굴절 및 이에 대응하는 문제점이 더욱 심각해진다.

처리된 웨이퍼의 크기가 현저히 급증함에 따라, 소형 웨이퍼에는 나타나지 않았던 새로운 문제가 발생한다. 컨테이너 내의 웨이퍼의 개수와 웨이퍼 사이의 간격과 같은 다수의 450 mm 웨이퍼용 표준이 기존 설비의 호환성과 비용 압력으로 인해 300 mm 웨이퍼 컨테이너의 표준과 여전히 동일한 상태로 머물 수 있다. 그리고 물론 웨이퍼의 직경이 커지면서 이에 대응하여 웨이퍼의 무게도 증가한다. 표준화된 300 mm 컨테이너에 제공되는 것과 동일한 개수의 450 mm 웨이퍼를 유지하는 웨이퍼 컨테이너는 무게가 대략 40 파운드일 것으로 예상된다. 이 무게에서는 수동 조작이 보다 힘들어지기 시작한다.

대형 컨테이너용으로 비슷한 두께의 폴리머 벽을 사용하는 것은 컨테이너의 충분한 구조적 강성을 제공할 수 없다. 즉, 폴리머의 치수가 보다 커지고 그 확장부가 보다 커짐으로 인해 적재, 운반, 및 선적 중에 치수 안정성이 저하될 것으로 예상된다. 벽을 두껍게 하고 상당한 보강 구조물을 추가하는 것은 450 mm 웨이퍼 컨테이너의 무게를 보다 증가시킨다.

또한, 종래의 300 mm 웨이퍼 컨테이너는 통상적으로 사출 성형된다. 비슷한 사출 성형 작업 및 비슷하거나 보다 큰 벽 두께를 사용해서는 보다 큰 컨테이너의 치수를 적절히 제어하기가 어려울 것으로 예상된다. 일반적으로, 현재 300 mm 웨이퍼 컨테이너는 웨이퍼 및 외부 장비와 연계되는 구성요소, 즉 웨이퍼 지지체와 동적 결합 기계 인터페이스를 배치하기 위한 주된 구조 부재로서 쉘(shell)을 사용한다.

또한, 도어를 밀봉식으로 수납하는 개방형 전면부의 면적과 마찬가지로 개방 내부 체적도 현저히 증가할 것이다. 이는 도어와 컨테이너부 간의 보다 심각한 밀봉 문제를 제기한다.

보다 큰 치수의 웨이퍼는 또한 현저히 보다 큰 처짐을 갖게 되어 취급 및 운반 중에 손상을 입기 쉽고, 보다 작은 웨이퍼에 필요없는 독자적 지지체가 필요하게 된다. 처짐이 보다 커지게 되면 웨이퍼 사이에 바람직한 간격을 유지하면서 동시에 로봇 아암에 의해 로봇식으로 웨이퍼를 배치하고 제거하기가 곤란해진다.

따라서, 웨이퍼의 처짐을 최소화하고 컨테이너의 무게를 최소화하는 설계 속성을 갖는 450 mm 웨이퍼 컨테이너용 전면 개방형 구성을 개발하는 것이 바람직할 것이다. 또한, 도어에 대해 향상된 밀봉 특성을 제공하는 구성이 바람직할 것이다. 또한, 웨이퍼를 로봇식으로 취급하는 동안에도 웨이퍼 컨테이너에 450 mm 웨이퍼를 충분히 보관할 수 있도록 향상된 웨이퍼 지지를 제공하는 구성이 바람직할 것이다.

450 mm 웨이퍼에 적절한 전면 개방형 웨이퍼 컨테이너는 도어의 V자 형상 웨이퍼 쿠션 결합부의 하부 레그의 내면에서 다양한 경사도를 갖는 전면 도어의 웨이퍼 쿠션을 사용한다. 이 배열은 향상된 성능을 제공한다. 보다 구체적으로, 본 발명의 실시예에서 전면 개방형 웨이퍼 컨테이너는 단면이 수평 V자 형상인 요홈을 가지며, V자의 하부 레그의 내면은 수평면에 대해 상이한 경사도를 갖는 적어도 두 개의 표면부를 가진다. 웨이퍼의 에지가 안착되는 정점에 인접한 표면부는 정점에서 보다 멀리 있는 표면부보다 수평면에 대해 보다 작은 경사도를 가진다.

지금껏 인식되지 않은 문제점은 전면 도어의 쿠션과 결합되는 웨이퍼의 무게가 Z 방향으로의 상당한 힘 성분을 초래하고, 따라서 도어의 외향 굴절을 야기할 수 있다는 것이다. 웨이퍼의 에지가 (90도 회전된) V자 형상 요홈에 안착되는 통상적인 구성에서, V자의 하부 레그에 웨이퍼를 결합하는 것은 하부 레그의 경사각에 수직한 방향으로 힘을 제공한다. 이런 힘은 수평으로, 즉 Z 방향으로 연장되는 성분을 가지는데, 이는 도어를 외향으로 가압하는 상당한 힘을 초래한다. 이 힘은 도어의 편향 문제를 야기할 수 있을 뿐만 아니라 래치에 과도한 하중을 부담시켜 래치 고정을 곤란하게 만들 수도 있다고 여겨진다. 웨이퍼의 에지가 안착되는 V자의 하부 레그의 경사각을 축소함으로써 Z 방향으로의 힘 성분이 저감될 수 있다.

본 발명의 추가적인 관련 이점과 특징은 웨이퍼가 안착되는 하부 레그의 기단부의 수평면에 대한 경사각을 줄임으로써 웨이퍼 에지의 포획 성능이 향상되어 충격이 발생하는 적재 또는 여타의 운반 이벤트 중에 웨이퍼가 웨이퍼 쿠션에서 분리될 가능성이 줄어든다는 것이다. 본 발명의 실시예의 추가적인 특징과 이점은 V자 형상 요홈에의 웨이퍼 에지 포획 및 정점에 안착된 웨이퍼 에지의 보유를 유지하는데 필요한 압력이 하부 레그 표면의 경사도가 보다 큰 V자 형상 요홈보다 작다는 것이다.

본 발명의 실시예에서, 450 mm 웨이퍼와 같은 대직경 웨이퍼의 유지에 적절한 전면 개방형 웨이퍼 컨테이너는 복수의 V자 형상 요홈을 가지는 웨이퍼 쿠션을 구비한 전면 도어를 사용한다. 도어가 컨테이너부의 도어 프레임에 삽입될 때, 웨이퍼의 에지가 타고 올라가는 V자 형상 요홈의 하부 레그는 적어도 두 개의 웨이퍼 에지 결합면, 즉 도어가 삽입됨에 따라 웨이퍼 에지가 경사부를 타고 오르는 것을 용이하게 하는 제1 경사각을 갖는 제1 표면과, 제1 경사각보다 작은 것으로 웨이퍼가 V자 형상 요홈의 정점에 안착될 때의 제2 경사각을 갖는 제2 표면을 가진다.

본 발명의 일 실시예는 전면 개구와, 컨테이너부의 전면 개구에 작동적으로 결합되는 전면 도어를 구비한 컨테이너부를 포함하는 전면 개방형 웨이퍼 컨테이너에 관한 것이다. 도어는 복수의 V자 형상 웨이퍼 결합부를 포함하는 웨이퍼 쿠션을 가진다. 각각의 V자 형상 웨이퍼 결합부는 웨이퍼 안착용 정점에 수렴되는 요홈을 한정하는 상부 레그와 하부 레그를 구비한다. 또한 하부 레그는 다양한 경사도를 갖는 복수의 내향 표면부를 제공한다.

본 발명의 다른 실시예는 웨이퍼 컨테이너용 웨이퍼 쿠션에 관한 것이다. 웨이퍼 쿠션은 V자 형상 요홈을 제공하는 복수의 웨이퍼 결합 구조물을 포함한다. 각각의 V자 형상 요홈은 서로 수렴되는 상부 레그와 하부 레그에 의해 한정되는 정점을 포함하는 내측부를 가진다. 하부 레그는 정점을 기준으로 기단 웨이퍼 결합면과 말단 웨이퍼 결합면을 가진다. 또한, 기단 웨이퍼 결합면은 수평면에 대한 말단 웨이퍼 결합면의 제2 예각보다 작은 수평면에 대한 제1 예각으로 배치된다.

본 발명의 다른 실시예는 전면 개방형 웨이퍼 컨테이너 내부에 배치된 처진 웨이퍼를 안착시키는 방법을 포함한다. 본 방법은 내면과 외면을 가지는 웨이퍼 컨테이너 도어를 조작하는 단계를 포함한다. 내면은 서로에 대해 상이한 각도로 배치되는 기단면과 말단면으로 구성되는 하부 레그를 각각 가지는 복수의 V자 형상 부재를 포함하는 웨이퍼 쿠션을 구비한다. 본 방법은 또한 웨이퍼 쿠션의 하부 레그의 말단면과 접촉하도록 컨테이너 내에 웨이퍼를 배치하기 위해 웨이퍼 컨테이너의 전면 개구 내부에 컨테이너 도어를 정렬하는 단계를 포함한다. 마지막으로, 본 방법은 웨이퍼가 안착 위치까지 하부 레그의 기단부 쪽으로 하부 레그의 말단면을 타고 올라가도록 컨테이너 도어를 삽입하는 단계를 포함한다.

도 1은 본 발명에 따른 전면 개방형 웨이퍼 컨테이너의 사시도이다.
도 2는 도 1의 웨이퍼 컨테이너의 도어 내측을 도시하는 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 웨이퍼 쿠션 결합부의 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 웨이퍼 쿠션 결합부의 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 웨이퍼 쿠션 결합부의 단면도이다.
도 6a는 본 발명에 따른 제1 위치의 웨이퍼 쿠션 결합부의 단면도이다.
도 6b는 본 발명에 따른 제2 위치의 웨이퍼 쿠션 결합부의 단면도이다.
도 7은 작은 경사도의 하부 레그를 가지는 웨이퍼 쿠션 배열의 단면도이다.
도 8은 큰 경사도의 하부 레그를 가지는 웨이퍼 쿠션 배열의 단면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 웨이퍼 쿠션 결합부의 단면도이다.
도 10은 본 발명에 따른 안착 경사면과 리프팅 경사면을 도시하는 웨이퍼 쿠션 결합부의 단면도이다.
도 11은 본 발명에 따른 로봇식 수단에 의한 도어의 삽입을 도시하는 웨이퍼 쿠션 결합부의 단면도이다.
도 12a 내지 도 12b는 본 발명에 따른 것으로, 도어 삽입 이전의 처진 웨이퍼 위치와 도어 삽입시의 보정된 웨이퍼 위치를 도시하는 단면도이다.

도 1을 참조하면, 도어 프레임(28)에 의해 한정되는 전면 개구(24)와 개방된 전면을 폐쇄하도록 구성되는 전면 도어(30)를 구비한 컨테이너부(22)를 일반적으로 포함하는 전면 개방형 웨이퍼 컨테이너(20)가 도시되어 있다. 도어는 도어 하우징(44) 내부에 배치되는 래치 메커니즘(42)에 접근하는 한 쌍의 키홀(36, 38)을 가진다. 도어는 외면(50), 주연부(54) 및 내면(56)을 가진다. 주연부에는 슬롯(60)이 배치되어, 래치 결합 탭(64) 또는 팁이 도어 프레임 내면의 리세스(70)와 결합 및 분리되도록 도어로부터 연장 및 후퇴될 수 있도록 한다.

도어 내측의 중앙에는 리세스(74)가 배치된다. 리세스에는 컨테이너부(22)에 배치된 이격 웨이퍼의 수직 적층체와의 결합을 위해 배치되는 복수의 웨이퍼 결합부(76)가 배치된다. 도어는 도어 프레임과 결합되어 도어 프레임을 밀봉하는 시일 또는 개스킷(80)을 가진다. 웨이퍼 결합부(76)는 도어가 컨테이너부에 래치 고정될 때 웨이퍼를 지지하고 보호하는 웨이퍼 쿠션(78)을 포함한다.

도 3을 참조하면, 웨이퍼 결합부(76)의 다양한 단면과 450 mm 웨이퍼(110)가 도시되어 있다. 웨이퍼 결합부(76)는 90도로 회전되는 V자 형상을 가지며, 내향 하부 레그면(84)을 갖는 하부 레그(82)와 내향 상부 레그면(88)을 가지는 상부 레그(86)를 가진다. 하부 레그는 정점(90)과 정점에 대한 말단부(92)를 가지며, 말단부는 내향 말단부면(93)을 가진다. 하부 레그는 내향 기단부면(96)을 갖는 기단부(94)를 추가로 가진다. 기단부면은 수평으로부터 소정 각도(101)로 배치되고, 말단부면은 수평으로부터 소정 각도(103)로 배치되며, 기단부면에 의해 형성되는 각도는 말단부면에 의해 형성되는 각도보다 작다. 즉, 기단부. 웨이퍼(110)가 도어와 결합되어 도어 프레임에 배치될 때, 웨이퍼의 주연 에지(112), 보다 구체적으로 하부 모서리(114)는 하부 레그의 말단부의 내향면(93)과 결합되고 기단부까지 하부 레그를 타고 올라간다. 본 명세서에 원용되는 것으로, 이와 같은 컨테이너 내의 웨이퍼의 행동 및 제약에 대해 설명하는 미국 특허 제6,267,245호를 참조하기 바란다. 이 경우, 기단부는 하부 레그의 말단부에 마련되는 것과 같은 수직 경사면에 요구되는 것만큼 강한, 충격 상태 하에서의 웨이퍼 에지의 보유를 위한 내향력을 요하지 않고 웨이퍼의 에지를 지지할 수 있는 거의 선반에 가까운 특성을 제공한다.

도 4를 참조하면, 하부 레그가 상부 레그보다 예컨대 적어도 20%, 몇몇 실시예에서는 적어도 30%, 몇몇 실시예에서는 적어도 40%, 또는 몇몇 실시예에서는 적어도 60%가 더 긴 상이한 구성이 도시되어 있다.

도 5를 참조하면, 말단부와 기단부 간의 전이가 이전 실시예에서와 같이 확연하지 않은 추가 실시예가 도시되어 있다. 여기에서도, 수평면에 대한 말단부 표면의 평균 각도나 수평면에 대한 말단부의 이산점에서의 각도는 수평면에 대한 기단부 표면의 평균 각도나 기단부의 이산점의 수평면에 대한 각도보다 크다.

도 6a와 도 6b는 450 mm 웨이퍼(110)의 하부 레그(82)의 교번부와의 결합을 도시한다. 구체적으로, 도 6a는 쿠션(78)의 하부 레그의 말단부(92)와 접촉된 웨이퍼(110)를 도시하고, 도 6b는 쿠션(78)의 하부 레그의 기단부(94)와 접촉된 웨이퍼(110)를 도시한다. 따라서, 처짐이 발생할 가능성이 있는 대형 웨이퍼를 웨이퍼 쿠션을 사용하여 안착시키는 작업은 하기 검토와 참조 도면을 통해 보다 잘 이해할 수 있다.

처짐을 보정하기 위해 전면 개방형 웨이퍼 컨테이너에 적재되는 웨이퍼를 최종 안착시키는 과정은 여러 단계를 포함한다. 이들 단계는 내면과 외면을 갖되 내면은 본 출원 전반에 걸쳐 실시예에서 설명되는 바와 같은 복수의 V자 형상 부재를 구비한 웨이퍼 쿠션을 구비하는 웨이퍼 컨테이너 도어를 조작하는 단계를 포함한다. 구체적으로, 각각의 V자 형상 부재는 서로에 대해 상이한 각도로 배치되는 기단면(96)과 말단면(93)으로 구성되는 하부 레그(82)를 가진다. 작업은 웨이퍼 쿠션(78)의 하부 레그(82)의 말단면(93)과 접촉하도록 컨테이너 내의 웨이퍼(110)를 배치하기 위해 웨이퍼 컨테이너(20)의 전면 개구(24) 내부에 컨테이너 도어(30)를 정렬하는 단계를 필요로 한다. 이때, 웨이퍼는 도 6a에 보이는 것과 유사한 배치 상태에 있어야 한다. 하부 레그(82)는 선적 및 보관 중에 바람직한 보유 높이에서 아래로 편향되거나 처진 웨이퍼(110)와 용이하게 결합되기에 충분할 만큼 아래로 연장되도록 구성된다. 레그의 말단면(93)의 급경사각은 치수 면에서 도어와 관련하여 얇은 치수를 가지는 데 따른 이점이 있으며, 편향된 웨이퍼에 대한 접촉 면적이 확장될 수 있도록 한다. 몇몇 실시예에서, 수평면에 대한 말단면의 각도는 50도 미만의 예각이다. 몇몇 실시예에서, 상기 각도는 약 45도 내지 50도이다.

웨이퍼를 안착시킨 다음 단계는 웨이퍼(110)가 하부 레그의 기단면(96) 쪽으로 안착 위치까지 하부 레그의 말단면(93)을 타고 올라가도록 컨테이너 도어(30)를 삽입하는 단계이다. 웨이퍼가 하부 레그(82)의 기단면 및 기단부에 이르고 나면, 웨이퍼는 보유 및 보관을 위해 V자 형상 요홈의 정점 내로 보다 압박된다. 이로써 얻어지는 웨이퍼의 배치 상태가 도 6b에 도시되어 있다. 수평면에 대한 기단면(96)의 각도(101)는 수평면에 대한 말단면의 각도(103)보다 작다. 몇몇 실시예에서, 이 예각(101)은 30도 미만이다. 몇몇 실시예에서, 이 각도(101)는 약 30도이다. 각도 및 정점 안착 배열은 충격이 발생하는 적재와 운반 중에 향상된 충격 보호 및 웨이퍼 보유를 제공하고 절곡 및 편향에 대한 내성을 강화하기 때문에 이롭다.

본 발명의 실시예에서 제공하는 다중 표면 배열의 유리한 속성을 보다 자세히 도시하기 위해 힘 벡터가 도 6a와 도 6b에 추가되었다. 다중 각도 구성을 사용하는 이유 중 하나는 전면 도어의 쿠션과 결합되는 웨이퍼의 상당한 무게 때문인데, 이는 보다 크고 무거운 최신의 450 mm 직경 구성에 대해서 특히 그러하다. 이 무게로 인해 도어(30)에 상당한 힘이 가해져서 도어(30)가 외향으로 굴절될 수 있다. 정역학적 견지에서, 웨이퍼(110)의 에지가 V자 형상 결합 구조물의 하부 레그(82)에 결합되는 경우에는, 도 6a에 도시된 바와 같이 하부 레그의 경사각에 수직한 방향으로 힘(F)이 인가된다. 이 힘은 도어에 대해 Z 방향으로 연장되는 수평 성분을 가지는데, 이로 인해 상당한 힘이 도어에 가해져서 도어를 외향으로 가압할 가능성이 있다. 이 외향력은 도어의 편향에서 비롯하는 다양한 문제를 야기할 수 있다. 또한, 이런 하중은 래치(64)로 일부 전달될 수 있어서 추가적인 래치 관련 문제를 초래할 가능성이 있다. 웨이퍼(110)의 에지가 안착되는 하부 레그(82)의 기단부의 경사각을 줄임으로써, Z 방향으로의 힘 성분이 저감된다. 또한 경사각이 감소되면 이동을 방지하기 위해 마찰력을 보다 잘 활용할 수 있다. 따라서, 하부 레그(82)의 기단부(94) 상의 안착 위치는 충격 보유를 위한 보다 양호한 배열을 제공하며, 적재 상태 하에서 절곡 및 편향에 대해 보다 강한 내성을 지닌다.

도 7 및 도 8은 그 하부면이 단일 면각을 갖는 다양한 쿠션 단면이 어떻게 해서 쿠션의 웨이퍼 결합부의 하부 레그의 2면 배열의 이득을 제공하지 못하는 지를 예시하기 위해 제시되었다. 도 7은 단일한 표면 경사도를 갖는 하부 레그를 도시한다. 이 수평면에 대한 경사도는 비교적 작다. 이 경우, 하부 레그는 웨이퍼와 최초로 결합되는 큰 수직 접촉 면적을 제공할 수 없다. 일부 웨이퍼는 이런 조건 하에서 접촉이 쉽게 이루어지지 못할 정도로 편향될 수 있다. 이 각도로 레그를 보다 연장하면 도어 벽으로부터 바람직하지 않은 상당한 길이의 돌출부가 생길 것이다. 이런 연장된 돌출부는 자동화 관련 이유는 물론 구조상의 이유로 바람직하지 않다. 도 8은 단일한 표면 경사도를 갖되 수평면에 대한 경사도가 비교적 큰 대안적인 하부 레그를 도시한다. 이 경우, 하부 레그는 웨이퍼와 결합되어 웨이퍼를 보유하기 위해 상당한 힘을 필요로 하며, 따라서 상술한 바와 같이 상당한 힘이 도어에 가해질 수 있다. 도 7 및 도 8과는 달리, 본 발명의 실시예는 본 명세서에서 검토되는 문제점 없이 두 각도 모두를 취함으로써 얻는 이득을 제공하는 다중 각도를 제공한다.

도 9는 웨이퍼 쿠션 결합부의 단면도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 웨이퍼 쿠션(78)은 고경사면(120)과 인접 저경사면(122)을 모두 가지는 하부 레그(82)를 포함한다. 고경사면(120)은 상부 레그부와 하부 레그부가 서로 만나는 요홈의 정점(90)에 대해 대체로 먼 거리에 위치한다. 저경사면(122)은 정점(90) 근거리에 위치한다. 양 표면(120, 122)은 모두 비교적 편평하고 균일하다. 이들 표면은 고경사면(120)과 저경사면(122)이 만나는 곳에 위치한 하부 레그의 정점(124)에서 서로 연결된다. 고경사면(120)은 그 주목적이 상부 경사면(122)에 대한 경사부(127)로서의 역할을 하는 것이기 때문에, 일반적으로 리프팅면(126)으로 간주된다. 상부 경사면(122)은 경사도가 낮은 이 표면이 완전히 폐쇄된 웨이퍼 컨테이너에서 웨이퍼(110)가 상주하도록 의도된 장소이기 때문에 안착면(128)으로도 지칭될 수 있다. 또한, 저경사면(122)과 상부 레그(86)가 요홈을 형성하는 전체 영역은 일반적으로 안착부(130)로 지칭된다. 저경사면(122)의 한계는 요홈의 정점(90)과 하부 레그의 정점(124)에 의해 한정된다. 고경사면(120)의 한계는 정점(124)과 하부 레그(82)의 단부(131)에 의해 한정된다. 단부(131)는 하부 레그(82)의 한계(131)로도 지칭된다.

도 10은 안착 경사면과 리프팅 경사면을 도시하는 웨이퍼 쿠션 결합부의 단면도이다. 일반적으로, 웨이퍼(110a)는 리프팅 경사면(132) 상에 도시되어 있고, 웨이퍼(110b)는 안착 경사면(134) 상에 도시되어 있다. 일반적으로, 안착 경사면(134)은 안착면(128)에 대응하고 리프팅 경사면(132)은 리프팅면(126)에 대응한다. 안착부와 리프팅부는 정점(124), 즉 요홈의 정점(90)과 V자의 하부 레그의 한계 중간에 있는 하부 레그(82)의 정점(124)에 의해 분리되며, 정점(124)은 도어에서 멀리 떨어진 봉입부의 내부를 향해 내측으로 향한다.

도 11은 로봇식 수단에 의한 도어의 삽입을 도시하는 웨이퍼 쿠션 결합부의 단면도이다. 도어가 적재 포트에 의해 도어 프레임에 수평으로 삽입될 때, 대응하는 웨이퍼 컨테이너에 수평으로 포개지는 웨이퍼(110)는 웨이퍼의 처짐이 저감되는 안착 위치로 일반적으로 상승한다. 이는 도어에 고정되는 웨이퍼 쿠션(78)과 웨이퍼 결합부를 사용함으로써 이루어진다. 도어가 컨테이너의 도어 프레임에 최초로 삽입될 때, 웨이퍼는 웨이퍼 위치(130)에 도시된 바와 같이 쿠션의 리프팅면(120)과 가장 먼저 접촉한다. 도어와 웨이퍼 결합부(76)가 보다 깊이 삽입됨에 따라, 웨이퍼는 웨이퍼 위치(132)의 안착면(122)에 도달할 때까지 리프팅면(120)을 타고 올라간다. 웨이퍼(110)가 이 지점에 도달하면, 처짐이 크게 저감되고, 컨테이너가 용이하게 조작되거나 보관될 수 있도록 웨이퍼가 고정 위치에 보유된다.

도 12a 내지 도 12b 역시 웨이퍼 적재 개념을 도시한다. 도 12a는 도어가 삽입되기 전의 처진 웨이퍼(110c)의 단면도이고, 도 12b는 도어가 삽입되고 웨이퍼가 쿠션(78)에 의해 상승하였을 때의 배치 상태인 보정된 웨이퍼(110d)의 단면도이다.

특히 선적용으로 사용되는 다수의 전면 개방형 컨테이너에 있어, 도어 프레임에 전면 도어를 삽입하는 과정은 도어가 닫히고 밀봉되는 동안 선반에서 웨이퍼를 들어올리기 위해 전면 도어의 웨이퍼 쿠션에 형성된 V자 요홈의 경사부와 컨테이너 뒤에 형성되는 V자 요홈의 경사부를 활용한다. 이는 450 mm 계열에 채택될 것으로 보인다. 이 유형의 배열은 본 명세서에 원용되는 미국 특허 제6,267,245호에서 상세히 다루고 있다.

검토된 다양한 구성은 쿠션일 수도 있고 아닐 수도 있는, 봉입부 뒤의 웨이퍼 결합부에도 사용될 수 있다는 것에 주의해야 한다. 예컨대 이들 구조물은 선반의 일부인 경질 폴리머 안착부일 수 있다.

물론 예시적인 실시예 또는 예시적인 실시예들은 단지 예에 지나지 않으며 어떤 식으로든 본 발명의 범위, 적용성 또는 구성을 제한하도록 의도되지 않았다. 오히려 상기 상세한 설명은 기술분야의 당업자에게 예시적인 실시예 또는 예시적인 실시예들의 구현을 가능하게 하는 개시를 제공한다. 물론 첨부되는 특허청구범위와 그 합법적 균등례에서 제시되는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 요소의 기능과 배열에 대한 다양한 변경이 행해질 수 있다.

이상의 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것이 되도록 의도되었다. 추가적인 실시예는 특허청구범위에 속한다. 특정 실시예를 참조하여 본 발명을 설명하기 했지만 기술분야의 당업자라면 본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않고 형태와 세부사항에 대한 변경이 행해질 수 있다는 것을 알 것이다.

본 개시에 대한 검토를 통해 본 발명에 대한 다양한 변경이 기술분야의 당업자에게 명백해질 것이다. 예컨대 기술분야의 당업자는 본 발명의 상이한 실시예에 대해 설명된 다양한 특징이 본 발명의 범위 내에서 적절히 조합되고, 분리되고, 다른 특징과 함께, 단독으로 또는 상이한 조합으로 재조합될 수 있음을 인식할 것이다. 마찬가지로 위에서 설명된 다양한 특징은 모두 본 발명의 사상이나 범위에 대한 제한이 아니라 예시적인 실시예로 간주하여야 한다. 그러므로 상기 내용은 본 발명의 범위를 제한하지 않도록 되어있다.

Claims (28)

1. 전면 개구를 가지는 컨테이너부와,
   복수의 V자 형상 웨이퍼 결합부를 포함하는 웨이퍼 쿠션을 갖고 상기 컨테이너부의 상기 전면 개구에 작동적으로 결합되는 전면 도어를 포함하되, 각각의 V자 형상 웨이퍼 결합부는 웨이퍼 안착용 정점을 향해 수렴되는 요홈을 한정하는 상부 레그와 하부 레그를 구비하고, 하부 레그는 다양한 경사도를 갖는 복수의 내향 표면부를 제공하는 전면 개방형 웨이퍼 컨테이너.
2. 제1항에 있어서, 상기 복수의 내향 표면부는 상기 정점에서 근거리에 위치하는 제1 표면부와 상기 정점에서 원거리에 위치하는 제2 표면부를 포함하고, 상기 제1 표면부는 수평면에 대해 상기 제2 표면부보다 작은 경사각으로 배치되는 전면 개방형 웨이퍼 컨테이너.
3. 제2항에 있어서, 수평면에 대한 상기 제1 표면부의 경사각은 30도 이하인 전면 개방형 웨이퍼 컨테이너.
4. 제3항에 있어서, 수평면에 대한 상기 제1 표면부의 제2 경사각은 50도 미만인 전면 개방형 웨이퍼 컨테이너.
5. 제3항에 있어서, 수평면에 대한 상기 제1 표면부의 제2 경사각은 45도 내지 50도인 전면 개방형 웨이퍼 컨테이너.
6. 제2항에 있어서, 450 mm 직경 웨이퍼를 지지하도록 크기가 설정되는 전면 개방형 웨이퍼 컨테이너.
7. 제2항에 있어서, 상기 하부 레그는 상기 상부 레그보다 길이가 적어도 20% 더 긴 전면 개방형 웨이퍼 컨테이너.
8. 제2항에 있어서, 상기 하부 레그는 상기 상부 레그보다 길이가 적어도 30% 더 긴 전면 개방형 웨이퍼 컨테이너.
9. 제2항에 있어서, 상기 하부 레그는 상기 상부 레그보다 길이가 적어도 40% 더 긴 전면 개방형 웨이퍼 컨테이너.
10. 제2항에 있어서, 상기 하부 레그는 상기 상부 레그보다 길이가 적어도 60% 더 긴 전면 개방형 웨이퍼 컨테이너.
11. 제1항에 있어서, 다양한 경사도를 갖는 상기 복수의 내향 표면부는 일반적으로 상기 정점에 대해 말단부와 기단부를 갖되, 상기 말단부와 기단부는 불명확한 전이 위치를 가지고, 수평면에 대한 상기 기단부의 평균 면각보다 큰 수평면에 대한 상기 말단부의 평균 면각을 한정하는 전면 개방형 웨이퍼 컨테이너.
12. 제1항에 있어서, 다양한 경사도를 갖는 상기 복수의 내향 표면부는 일반적으로 상기 정점에 대해 말단부와 기단부를 갖되, 상기 말단부와 기단부는 불명확한 전이 위치를 가지고, 수평면에 대한 상기 기단부의 이산점에서의 면각보다 큰 수평면에 대한 상기 말단부의 이산점에서의 면각을 한정하는 전면 개방형 웨이퍼 컨테이너.
13. V자 형상 요홈을 제공하는 복수의 웨이퍼 결합 구조물을 포함하되, 각각의 V자 형상 요홈은 서로 수렴되는 상부 레그와 하부 레그에 의해 한정되는 정점을 포함하는 내측부를 가지며, 상기 하부 레그는 상기 정점에 대해 기단 웨이퍼 결합면과 말단 웨이퍼 결합면을 가지며, 상기 기단 웨이퍼 결합면은 수평면에 대한 상기 말단 웨이퍼 결합면의 제2 예각보다 작은 수평면에 대한 제1 예각으로 배치되는 웨이퍼 컨테이너용 웨이퍼 쿠션.
14. 제13항에 있어서, 상기 제1 예각은 30도 이하인 웨이퍼 쿠션.
15. 제14항에 있어서, 상기 제2 예각은 50도 미만인 웨이퍼 쿠션.
16. 제14항에 있어서, 상기 제2 예각은 45도 내지 50도인 웨이퍼 쿠션.
17. 제13항에 있어서, 450 mm 직경 웨이퍼를 지지하도록 크기가 설정되는 웨이퍼 쿠션.
18. 제13항에 있어서, 상기 하부 레그는 상기 상부 레그보다 길이가 적어도 20% 더 긴 웨이퍼 쿠션.
19. 제13항에 있어서, 상기 하부 레그는 상기 상부 레그보다 길이가 적어도 30% 더 긴 웨이퍼 쿠션.
20. 제13항에 있어서, 상기 하부 레그는 상기 상부 레그보다 길이가 적어도 40% 더 긴 웨이퍼 쿠션.
21. 제13항에 있어서, 상기 하부 레그는 상기 상부 레그보다 길이가 적어도 60% 더 긴 웨이퍼 쿠션.
22. 제13항에 있어서, 상기 기단 웨이퍼 결합면과 상기 말단 웨이퍼 결합면은 불명확한 전이 지점에서 수렴되는 웨이퍼 쿠션.
23. 전면 개방형 웨이퍼 컨테이너 내부에 배치된 처진 웨이퍼를 안착시키는 웨이퍼 안착 방법으로서,
    내면과 외면을 갖되, 상기 내면은 서로에 대해 상이한 각도로 배치되는 기단면과 말단면으로 구성되는 하부 레그를 각각 가지는 복수의 V자 형상 부재를 포함하는 웨이퍼 쿠션을 구비하는 웨이퍼 컨테이너 도어를 조작하는 단계와,
    상기 웨이퍼 쿠션의 상기 하부 레그의 말단면과 접촉하도록 컨테이너 내에 웨이퍼를 배치하기 위해 상기 웨이퍼 컨테이너의 전면 개구 내부에 상기 컨테이너 도어를 정렬하는 단계와,
    상기 웨이퍼가 안착 위치까지 상기 하부 레그의 기단면 쪽으로 상기 하부 레그의 말단면을 타고 올라가도록 상기 컨테이너 도어를 삽입하는 단계를 포함하는 웨이퍼 안착 방법.
24. 제23항에 있어서, 안착 대상 웨이퍼는 450 mm 직경 웨이퍼인 웨이퍼 안착 방법.
25. 제23항에 있어서, 상기 하부 레그의 기단면은 상기 하부 레그의 말단면의 수평면에 대한 각도보다 작은 수평면에 대한 각도를 가지는 웨이퍼 안착 방법.
26. 제23항에 있어서, 상기 하부 레그의 기단면은 수평면에 대해 30도 미만의 각도를 가지는 웨이퍼 안착 방법.
27. 제24항에 있어서, 상기 하부 레그의 말단면은 수평면에 대해 50도 미만의 각도를 가지는 웨이퍼 안착 방법.
28. 제24항에 있어서, 상기 하부 레그의 말단면은 수평면에 대해 45도 내지 50도의 각도를 가지는 웨이퍼 안착 방법.

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