特許 5986112 １段階および２段階のウエハ緩衝材

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5986112

(24)【登録日】2016年8月12日

(45)【発行日】2016年9月6日

(54)【発明の名称】１段階および２段階のウエハ緩衝材

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/673 20060101AFI20160823BHJP

   B65D 85/86 20060101ALI20160823BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/68 T

   B65D85/38 R

【請求項の数】20

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2013-554410(P2013-554410)

(86)(22)【出願日】2011年4月22日

(65)【公表番号】特表2014-507072(P2014-507072A)

(43)【公表日】2014年3月20日

(86)【国際出願番号】MY2011000037

(87)【国際公開番号】WO2012112023

(87)【国際公開日】20120823

【審査請求日】2014年4月22日

(31)【優先権主張番号】13/028,945

(32)【優先日】2011年2月16日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】513206935

【氏名又は名称】テックスチェム アドバンスド プロダクツ インコーポレイテッド スンディリアン ブルハド

(74)【代理人】

【識別番号】100114775

【弁理士】

【氏名又は名称】高岡 亮一

(74)【代理人】

【識別番号】100121511

【弁理士】

【氏名又は名称】小田 直

(74)【代理人】

【識別番号】100191086

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 香元

(72)【発明者】

【氏名】ピラント，ジェイムズ，ディー．

(72)【発明者】

【氏名】ウェイバー，アラン，エル．

(72)【発明者】

【氏名】マック，クリストファー，アール．

(72)【発明者】

【氏名】ミラー，デイビッド，エー．

【審査官】 西出 隆二

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−０４３８６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０３−１０２７３８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００２−３２４８３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０２５５７８３５（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／６７３

Ｂ６５Ｄ ８５／８６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

１段階のウエハ緩衝材であって、前記ウエハ緩衝材は、
連続したリング形状を有する下位の緩衝材であって、前記リング形状は単一の“Ｖ”字の断面からなり、“Ｖ”字の開口部はＶリングの外縁部上で開かれており、前記Ｖリングはヒンジ留め部分が内径において形成された適応物質で製造される、下位の緩衝材と、
最上位面であって、前記最上位面は、前記最上位面に作用力が加えられるとき、前記ヒンジ部分が屈曲して開かれた外縁部を閉じるように、前記開かれた外縁部の頂部および底部に位置する、最上位面と、
最下位面であって、前記最下位面は、前記最下位面に作用力が加えられるとき、前記ヒンジ部分が屈曲して前記開かれた外縁部を閉じるように、前記開かれた外縁部の頂部および底部に位置する、最下位面と、を備え、
前記ウエハ緩衝材が単一ユニットであり、
前記ウエハ緩衝材が第１段階で部分的に圧迫される、１段階のウエハ緩衝材。

【請求項2】

前記最上位面が、ウエハキャリアの収容部に接触するよう構成される、請求項１に記載の１段階のウエハ緩衝材。

【請求項3】

前記最下位面が、半導体ウエハに接触するよう構成される、請求項１に記載の１段階のウエハ緩衝材。

【請求項4】

作用力が前記開かれた外縁部の頂部および底部に加えられるとき、直線状のばね定数を有して緩衝材が生成される、請求項１に記載の１段階のウエハ緩衝材。

【請求項5】

作用力が前記開かれた外縁部の頂部および底部に加えられるとき、非直線状のばね定数を有して緩衝材が生成される、請求項１に記載の１段階のウエハ緩衝材。

【請求項6】

前記Ｖリングの少なくとも１つの周縁端部が鋸歯状である、請求項１に記載の１段階のウエハ緩衝材。

【請求項7】

前記開かれた外縁部の頂部および底部が互いに接触して終端するとき、前記内径の厚さより大きい外径の厚さが生成される、請求項１に記載の１段階のウエハ緩衝材。

【請求項8】

１段階および２段階のウエハ緩衝材であって、前記ウエハ緩衝材は、
内径および外径を有する連続したＶリングであって、前記Ｖリングの形状は単一の“Ｖ”字の断面を有し、“Ｖ”字の開口部は前記Ｖリングの外縁部上で開かれており、前記内径は第１のアームを有するヒンジ形状を有し、前記第１のアームは前記ヒンジ形状から前記外径へ伸び、前記第１のアームは内側表面および外側の頂部表面を有する、Ｖリングと、
前記ヒンジ形状から前記外径へ伸びる第２のアームであって、前記第２のアームは、前記外径において前記第１のアームと前記第２のアームとの間の開口部を形成する内側表面および外側の底部表面を有する、第２のアームと、を備え、
前記第１のアームおよび前記第２のアームが前記内径から離間され、
前記ウエハ緩衝材が単一ユニットであり、
前記ウエハ緩衝材が第１段階で部分的に圧迫され、
前記ウエハ緩衝材が第２段階で前記第１段階でよりも圧迫される、１段階および２段階のウエハ緩衝材。

【請求項9】

前記第１のアームおよび前記第２のアームが、前記ヒンジ形状と前記外径の間にエルボ区域をさらに含む、請求項８に記載の１段階および２段階のウエハ緩衝材。

【請求項10】

前記エルボ区域が互いへ曲がる、請求項９に記載の１段階および２段階のウエハ緩衝材。

【請求項11】

作用力が前記第１のアームの外側の頂部表面および前記第２のアームの外側の底部表面に加えられるとき、前記第１のアームおよび前記第２のアームがともに動かされて前記エルボ区域が接触し、それによって第１段階の緩衝材を提供することを可能にする、請求項１０に記載の１段階および２段階のウエハ緩衝材。

【請求項12】

付加的な作用力が前記第１のアームの外側の頂部表面および前記第２のアームの外側の底部表面に加えられるとき、前記第１のアームおよび前記第２のアームが、前記第１段階のばね定数が前記第２段階のばね定数と異なる第２の２段階緩衝材を提供する、請求項１１に記載の１段階および２段階のウエハ緩衝材。

【請求項13】

前記外側の底部表面が、ウエハキャリアの収容部に接触するよう構成される、請求項８に記載の１段階および２段階のウエハ緩衝材。

【請求項14】

前記外側の頂部表面が、半導体ウエハに接触するよう構成される、請求項８に記載の１段階および２段階のウエハ緩衝材。

【請求項15】

１段階および２段階のウエハ緩衝材であって、前記ウエハ緩衝材は、
内径および外径を有する連続したＶリングであって、前記Ｖリングの形状は“Ｖ”字の断面を有し、“Ｖ”字の開口部は前記Ｖリングの外縁部上で開かれており、前記Ｖリングは第１の底部表面および第１の頂部表面を有し、前記底部表面は前記内径において平坦な面を有する、Ｖリングと、
前記内径における平坦な面から第２の底部表面への少なくとも１つの角度の変化であって、前記少なくとも１つの角度の変化は、前記第１の底部表面と前記第１の頂部表面の間に負荷が加えられるときに、第１のばね定数を有する緩衝材を提供する、角度の変化と、を備え、
前記ウエハ緩衝材が単一ユニットであり、
前記ウエハ緩衝材が第１段階で部分的に圧迫され、
前記ウエハ緩衝材が第２段階で前記第１段階でよりも圧迫される、１段階および２段階のウエハ緩衝材。

【請求項16】

前記平坦な面と前記内径の間に位置し、前記第２の底部表面への曲げられた形状をさらに含む、請求項１５に記載の１段階および２段階のウエハ緩衝材。

【請求項17】

前記曲げられた形状が、前記Ｖリングが曲がる形状へ圧迫されるとき、第２のばね定数を提供する、請求項１６に記載の１段階および２段階のウエハ緩衝材。

【請求項18】

前記第１の底部表面が、ウエハキャリアの収容部に接触するよう構成される、請求項１５に記載の１段階および２段階のウエハ緩衝材。

【請求項19】

前記第１の底部表面が、前記ウエハキャリアの収容部に接合される、請求項１８に記載の１段階および２段階のウエハ緩衝材。

【請求項20】

前記第１の頂部表面が、半導体ウエハに接触するよう構成される、請求項１５に記載の１段階および２段階のウエハ緩衝材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ウエハ輸送容器内の半導体ウエハのスタックの緩衝のためのクッション装置の改良に関する。とりわけ、本クッション装置は、複合した屈曲、および複合した屈曲と表面が係合するとき量が変動する緩衝を提供する表面で形成されまたはひだを持つリングである。

【背景技術】

【0002】

半導体ウエハが輸送容器内に置かれるとき、ウエハのスタックは、向かいあう収容部に対して緩むか圧迫されるかのどちらかである。どちらの場合も、半導体ウエハの輸送により積層ウエハのいくつかまたは全ての磨耗を起こしかねない。半導体ウエハが輸送されるときに、外部の半導体ウエハを緩衝し、衝撃および移動を吸収する分離シート、パッドまたは発泡リングを使用したいくつかの特許が出願されてきた。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

半径方向の移動を限定して、回路を有するまたは有しないかもしれないプライムウエハの表面の磨耗を防ぐことが、配送時の重要な問題になる。ぶつかったウエハがスペーサリング上に積層しうるかしえないかもまた問題であり、スペーサリングでは、リングはウエハの外周のみに接触して、半径方向にはんだバンプを含む領域内にずれない状態でなければならない。ウエハ緩衝リングの半導体ウエハを保護する能力は、半径方向のウエハのずれを減少させるウエハ容器を使用するとき増強される。

【0004】

硬質のスペーサを使用すると、スペーサはウエハの損傷を起こしかねず、移動を防ぐウエハの十分な把持を提供しないかもしれない。発泡スペーサを使用すると、発泡スペーサは損傷および劣化の影響をうけやすい。これらの機能を開示する、いくつかの製品および特許が出願されてきた。これらの製品におよぶ特許の典型的な例を本明細書中に公開する。

【0005】

Ｓ．Ｆ．Ｆｌｙｎｎに１９６８年７月１６日に発行された米国特許第３，３９２，８２４号、およびＣｈｉｈ−Ｃｈｉｎｇ Ｌｉｎ ｅｔ ａｌ．に１９９４年１０月２２日に発行された米国特許第５，３６６，０７９号の両方は回路ウエハの緩衝に関する梱包システムを開示し、そこで緩衝システムは、Ｂｅｌｌｖｉｌｌｅタイプの円盤、または円盤の中心から伸びる屈曲した脚部を持つ円盤である。これらの特許はウエハの緩衝システムを開示するが、スペーサが輸送収容部内で破砕するとき、緩衝材はウエハの外表面上を半径方向に摺動する。これは、ウエハの損傷を起こしうる。

【0006】

Ｇｏｎｚｌｏ Ａｍａｄｏｒ ｅｔ ａｌ．に２００５年８月９日に発行された米国特許第６，９２６，１５０号、およびＴｏｓｈｉｔｓｕｇｕ Ｙａｊｉｍａ ｅｔ ａｌ．に２００９年５月１２日に発行された米国特許第７，５３０，４６２号の両方は、硬質のディスクスペースを用いたウエハ緩衝材を開示する。これらの特許は、半導体ウエハ間の、正しくは緩衝および間隙充填を提供するスペーサに、より関連する。多数のケースで、これらのスペーサには、ウエハの表面全体、またはウエハの外縁部のみのどちらかに位置付けられた発泡パッドが補われている。

【0007】

Ｊａｍｅｓ Ｒ．Ｔｈｏｍａｓ ｅｔ ａｌに２００８年９月１６日に発行された米国特許第７，４２５，３６２号、およびＭａｓａｈｉｋｏ Ｆｕｙｕｍｕｒｏに２００９年１１月３日に発行された米国特許第７，６１１，７６６号は波形パッドを開示し、そこではパッドの高低部分がウエハと輸送収容部の間のスペースを埋める。これらのパッドはプラスチックから紙までさまざまな材質で作られ、ウエハと輸送収容部の間のスペースを調節するようさまざまな形状で製造される。

【0008】

Ｇｏｎｚａｌｏ Ａｍａｄｏｒ ｅｔ ａｌ．に２００５年８月９日に発行された米国特許第６，９２６，１５０号、Ｐｅｉ−Ｌｉａｎｇ Ｃｈｉｕに２００８年１月８日に発行された米国特許第７，３１６，３１２号、およびＲａｙ Ｇ．Ｂｒｏｏｋｓ ｅｔ ａｌの２００２年１０月１０日に公開された米国特許出願第２００２／０１４４９２７号は、梱包内のウエハを緩衝する発泡パッドまたはリングを開示する。発泡パッドにより加えられる作用力の量は、発泡の劣化につれてかなり変動しうる。発泡はまた、発泡セル構造が壊れるとき、混入も起こす。発泡粒子もまた、半導体ウエハのドーピングを妨害する混入物である。一部のケースで、発泡物がウエハの表面全部と接触し、ウエハの変形を起こしうる。

【0009】

必要とされているのは、半導体ウエハの頂部および下部の小さな変形を調節するよう緩衝量を変動する緩衝リングである。申請中の設計は、１段階および２段階ウエハ緩衝材でこの解決を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0010】

ウエハキャリアの底部とキャリア内に置かれたウエハの頂部の両方に緩衝材が置かれた、ウエハキャリアとともに作動することが、１段階および２段階のウエハ緩衝材の目的である。緩衝材は、ウエハの厚さの変動およびキャリア収容部の変動を調節するよう、膨張および折りたたむ。個々のウエハの厚さの変動は小さいかもしれないが、変動が重なるとき、間隙は所望より大きくなりうる。緩衝材はウエハおよび収容部上の作用力を最小にして、収容部を開けやすくし、さらにウエハキャリア内のウエハの移動を限定する。

【0011】

ウエハキャリアの収容部内で適合するように製造することが、１段階および２段階のウエハ緩衝材の目的である。緩衝材の形状はひだ形成リングであり、ひだは外径で開いている。リングの外縁部のみがウエハの外縁部と接触するように、リングの外側縁部は、最大に拡張する。これはウエハとの接触領域を最小化して、ウエハの外縁部表面にあらゆる軸方向の負荷を置き、そこではウエハは、通常ウエハの内表面への損傷の最小化、およびウエハの中心の屈曲の最小化のため、セパレータディスク上に置かれる。

【0012】

衝撃がウエハスタックに伝えられる前に屈曲しあらゆる衝撃を吸収することが可能な物質で製造することが、１段階および２段階のウエハ緩衝材の他の目的である。その物質を成形、熱成形、鋳造または加硫することが可能である。

【0013】

断面の形状が”Ｖ”字の半分のみを有し、カバーが”Ｖ”字の失われた半分の限定する機能を提供するように、リングが頂部およびまたは底部カバーに接合またはクリップ留めされて製造することが、１段階および２段階のウエハ緩衝材の他の目的である。この設計は、１段階または２段階バージョンを有することが可能であろう。この設計は、１段階または複数のアームまたは”Ｖリング”を積層して、ボックス内の過剰なスペースを取ることを可能にする。

【0014】

非吸収性物質から製造することが、１段階および２段階のウエハ緩衝材の他の目的である。これは砕片または混入物がウエハ緩衝材内に埋め込まれるのを防ぎ、またウエハ緩衝材からの脱落を防ぐ。

【0015】

２段階ウエハに対し、１段階の第１段階のヒンジとして縁部ヒンジ、および第２の全長の中央のヒンジの両方を使用することが、１段階および２段階のウエハ緩衝材のさらに他の目的である。この２段階設計は、作用力がウエハ緩衝材の外表面に加えられる圧迫の量とともにライナである１段階設計の使用とは対照的に、２つの明らかに異なる緩衝作用力を提供する。

【0016】

本発明の種々の目的、機能、態様、および利点が、本発明の望ましい実施形態の後述の詳細な記載と添付の図からより明らかになる。添付の図では、同一の番号が同様の構成要素を示す。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】１段階および２段階のウエハ緩衝材の等角図を示す。

【図2】１段階および２段階のウエハ緩衝材の等角断面図を示す。

【図3】第２の望ましい実施形態の、１段階および２段階のウエハ緩衝材の等角断面図を示す。

【図4】第３の望ましい実施形態の、１段階および２段階のウエハ緩衝材の等角断面図を示す。

【図5】ウエハ輸送容器の頂部収容部が取り付けられていない、半導体ウエハのスタック上の１段階および２段階のウエハ緩衝材の等角図を示す。

【図6】ウエハ輸送容器の頂部収容部が取り付けられた、半導体ウエハのスタック上の１段階および２段階のウエハ緩衝材の等角図を示す。

【図7】ウエハ緩衝材が圧迫されていない状況の、１段階および２段階のウエハ緩衝材の側面断面図を示す。

【図8】ウエハ緩衝材が最初に圧迫された、１段階および２段階のウエハ緩衝材の側面断面図を示す。

【図9】ウエハ緩衝材が部分的に圧迫された、１段階および２段階のウエハ緩衝材の側面断面図を示す。

【図10】ウエハ緩衝材がより十分に圧迫された、１段階および２段階のウエハ緩衝材の側面断面図を示す。

【図11】第４の望ましい実施形態の、１段階および２段階のウエハ緩衝材の等角断面図を示す。

【図12】第４の望ましい実施形態の、ウエハがウエハ緩衝材上に取り付けられていない、底部収容部に接合された１段階および２段階のウエハ緩衝材の等角図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0018】

図１は１段階および２段階ウエハ緩衝材２０の等角図を示し、図２は１段階および２段階ウエハ緩衝材２０の等角断面図を示す。図１の１段階および２段階ウエハ緩衝材２０は、基本的にリング状の緩衝材を示し、ウエハ緩衝材２０の内側は開いている。望ましい実施形態で、２つの１段階および２段階ウエハ緩衝材２０が、図２に示されたように半導体ウエハ４０のスタックに置かれる。この図の半導体ウエハのスタックは、それぞれの半導体ウエハ４０の間に置かれたスペーサリング５０を有する。スペーサ５０が、最終製品または外部の回路との相互の電気接続に使用される小さなはんだボールとともに、”ぶつかった”ウエハ基板の積層化を可能にする。ぶつかったウエハスタックは通常、ウエハ間の、固定の高さの調節不可能なスペーサリング５０とともに使用され、はんだボール（隆起）が近接した基板４０と接触することで損傷されるのを防ぐ。

【0019】

この第１の望ましい実施形態は、２段階のばね定数または変動するばね定数で設計されたリングである。２段階版２０は、輸送容器の頂部カバー（図示せず）の容易な装填および閉鎖のための１つのばね定数を有し、一方でばねの第２段階が、輸送容器が落ちまたは使用ミスの場合にエネルギーを吸収するようより固いばね定数を提供し、よってウエハスタックまたは基板スタックを保護する。

【0020】

”Ｖリング”として構成された緩衝材で、断面は”Ｖ”字状の形状で、ウエハに対してばね、または緩衝をもたらす。この設計は自身に、Ｖ字状の断面に、注入成形プロセス、加硫または他の製造方法を加える。Ｖ字の先端部２３は、ウエハおよび輸送容器への接点をもたらす。複数の積層化”Ｖリング”を使用して、ウエハ輸送容器内部の過剰なスペースを取るケースもある。”Ｖ”字形状の１つの利点は、リングが周辺付近でウエハ４０上の小さいゾーン２３および３４のみで接触するのを可能にすることである。ぶつかったウエハに関して、ウエハの周辺から内側に伸びる回路またははんだバンプのために、通常３ｍｍ幅の除外ゾーンがある。我々の望ましい実施形態は、ウエハ接触点で半径にわずかに隆起したゾーンを有するが、この特徴を持つ必要はない。”Ｖ”字の先端部でわずかに隆起した領域は、”排除”ゾーン近辺のあらゆるはんだバンプに付加的な隙間を可能にする。図２は、下位の緩衝材が全てのウエハ４０の下のウエハキャリア２１内に置かれた、２つの分離したウエハ緩衝材を示す。下位の緩衝材の外径縁部２３は、ウエハキャリア２１内で、ウエハキャリア２１支持部の底部で支持された下位の底部表面２２と適合する大きさである。

【0021】

ウエハ４０および支持リング５０の重量は少なくとも下位のウエハ緩衝材に部分的にかかり、それによって、ウエハ緩衝材の第１段階または内径３０ヒンジ３１が少なくとも部分的にウエハ緩衝材を圧迫するように、少なくとも部分的に下位の緩衝材を圧迫する。図２から、第１段階が圧迫されるとき、第２の緩衝材の間隙は中心面３２の内側および外側の両方でなお視認可能であることを留意すべきである。図２はさらに、第１段階が接触のみをしたとき、外径縁部３４は、半導体ウエハ４０の外縁部および半導体ウエハの上のウエハ緩衝材”浮遊物”の内径表面の残りと、半導体ウエハの表面と接触することなく、接触することを示す。ウエハキャリアの頂部収容部（図示せず）が設置されるとき、頂部収容部は上部ウエハ緩衝材の頂面３５を圧迫し、下位のウエハ緩衝材に負荷をかけ、それによって頂部および底部のウエハ緩衝材の間の均一な緩衝を提供する。

【0022】

図３は、第２の望ましい実施形態の１段階および２段階ウエハ緩衝材の等角断面図を示す。この実施形態では、ウエハ緩衝材２０は、ヒンジ６５に付加的な強度をもたらし、ウエハ緩衝材２０をより容易に除去する把持面も提供する内側リップ６０を有する。外径６４は、ウエハキャリア内でウエハ緩衝材を中央におくのに十分な大きさである。ウエハ緩衝材２０の頂部表面６１および底部表面６２は、半導体ウエハの外縁部頂面または底表面のみとの接触を維持するわずかな半径方向の湾曲を有する。緩衝材の部分６６が破損、鋸歯状になる、または内径ヒンジ６５から独立して屈曲した複数のフィンガ部分を生じるよう形成されることがさらに考えられる。示された実施形態で、空洞領域６６が上位および下位のリップまたはアームを貫通して存在するが、また、１つの緩衝材の脚部のみを貫通して存在するよう形成され、それによって他の脚部を連続した状態に残すこともありうる。圧迫の第１段階において、ウエハ緩衝材の内側の外表面６４は接触し、内側のヒンジ領域６５から外表面へ空隙を残し、第２段階の緩衝を提供する。

【0023】

図４は、第３の望ましい実施形態の１段階および２段階ウエハ緩衝材２０の等角断面図を示す。この第３の望ましい実施形態を、この図で簡潔に記載し、図５〜図１０で詳細をさらに記載する。この実施形態は、内径ヒンジ領域７０および７５から伸びる複数の柔軟なアームを有する。最上位面および最下位面７１は、ウエハ緩衝材がウエハキャリア内に設置されるとき、半導体ウエハの外側の最上位面および最下位面と接触する。最外径７３は、ウエハキャリア内に適合しウエハキャリア内でわずかに移動または全く移動しない状態に充分な大きさである。ウエハ緩衝材は、拡大され、図５および図６のウエハキャリア内で第１段階が圧迫された段で示されている。

【0024】

図５は、ウエハ輸送容器の頂部収容部が設置されていない、半導体ウエハのスタック上の１段階および２段階ウエハ緩衝材の等角図を示し、図６は、ウエハ輸送容器の頂部収容部が設置された、半導体ウエハのスタック上の１段階および２段階ウエハ緩衝材の等角図を示す。図５および図６では下位の緩衝材が圧迫され、下位のリップ２２が底部収容部２１と接触し、上位リップ２３が最下位の半導体ウエハ４０と接触している。半導体ウエハ４０のスタックはそれぞれ分離され、ウエハセパレータ５０がそれぞれの半導体ウエハ４０の間に置かれる。図５で、上位ウエハ緩衝材が圧迫されずに示され、そこでは第１または１段階の緩衝材は圧迫されず、伸びたアームの中間は全長の中央７６および７７で接触しない。７２でのウエハ緩衝材の底部面は、頂部半導体ウエハ４０の外側の頂面と接触している。ウエハ緩衝材７１の正接アーチ状の頂面は、通常、半導体ウエハ４０および頂部２５収容部または底部２１収容部と直線状のポイントで接触するのみである。緩衝材の外縁部７４および７８は、半導体ウエハ４０の外径に近似する。

【0025】

頂部収容部２５がウエハ緩衝材上に下げられたとき、アームは内側半径７０からヒンジ状に動くので、ともに接近する。収容部２１および２５が固定されたとき、頂部収容部は頂部ウエハ緩衝材の外縁部２６を押し、アームの中央部分７７が接触して緩衝の第１段階を形成する。

【0026】

図７はウエハ緩衝材が圧迫されない状態の１段階および２段階のウエハ緩衝材の側面断面図を示し、図８はウエハ緩衝材が最初に圧迫された１段階および２段階のウエハ緩衝材の側面断面図を示し、図９はウエハ緩衝材が部分的に圧迫された１段階および２段階のウエハ緩衝材の側面断面図を示し、図１０はウエハ緩衝材がより十分に圧迫された１段階および２段階のウエハ緩衝材の側面断面図を示す。図７で開始すると、ウエハ緩衝材２０は、作用力１００および１０１のいずれも緩衝材を圧迫させない自然の圧迫されない状態である。ヒンジ７０および７５は湾曲し、アームを開いた”Ｕ”字または”Ｖ”字構成に保つ。ウエハ緩衝材の頂部表面７１および底部表面７２は、最大の大きさである。外側リップ７４および７８は基本的に同一の大きさであるが、同様に異なる半径で存在してもよいと考えられる。アームの中央７６および７７またはアームの第２段階（２段階）は開いており、接触していない。

【0027】

図８では、作用力１００および１０１はアームを圧迫させ、内部領域は圧縮し始める。両方の端部７０、７３および中間部のエルボ、形状またはヒンジ７６および７７は、作用力が増加するにつれて、図９に示されたようにアームの内側表面が接触するまで屈曲する。作用力１００および１０１は、第１の負荷またはばね定数形状を生じる。

【0028】

この段階で、緩衝を提供する抵抗バネ力は、レバーアームの長さが短縮されたので変化する。示された実施形態でアーム区域間の接触はおよそ全長の中央においてであるが、中央の接触は、異なる緩衝の作用力形状を生むよう、アームの全長のあらゆるポイントで行なうことができると考えられる。図９に示された形状は、収容部が閉じられ正常な輸送モードにある状態を示す。図９と図１０の１００／１０１詩１０２／１０３で示された間で付加的に加えられた作用力は、図７から図９で加えられた負荷またはばね定数と異なる第２の負荷またはばね定数を提供する。ばね定数は、ヒンジおよびまたは脚部の形状、角度および一定または変動する厚さに基き、直線状または非直線状に動くことが可能である。

【0029】

図１０は、ウエハキャリアが落とされまたはぶつかったときに起こりうる衝撃負荷状況を示す。作用力１０２および１０３は、アームの最端部を押し続ける。アームの外側長は、その長さに沿って圧迫されている。この負荷状況でさえ、空隙７９がなおいくぶんのさらなる緩衝を提供し、緩衝材の内側がなお半導体ウエハ上に置かれうる構成要素の除去のためのスペースを提供することに注目すべきである。

【0030】

図１１は、第４の望ましい実施形態内の１段階および２段階ウエハ緩衝材２９の等角断面図を示し、図１２は、ウエハをウエハ緩衝材上に設置しない、底部収容部に接合された、第４の望ましい実施形態の１段階および２段階ウエハ緩衝材の等角図を示す。

【0031】

”片面リング”−前述の緩衝リングの１つのバージョンは、断面が”Ｖ”字の半分のみの形状のリングで、カバーが”Ｖ”字の失われた半分の限定する機能を提供するように、リングが頂部カバーまたは底部カバーに取り付けられる（接合またはクリップ留めされる）であろう。この設計は、１段階または２段階バージョンを有することが可能であろう。この設計は、複数の”Ｖリング”を積層してボックス内の過剰なスペースを取ることを可能にする。この緩衝材９０の底部を、下位の収容部２１（または２５）に接合可能である。この片面リングは１つのアームのみを有するが、アームは、内側ヒンジ領域９１および９２、全長の中央のエルボ９３で同様の構成を有し、緩衝材の第１段階と第２段階の間に境界を形成する。外縁部９５は、自由な移動および屈曲を提供する収容部２１壁の隙間をもたらす大きさである。ウエハ緩衝材の頂縁部９６は、ウエハセパレータまたは半導体ウエハ（図示せず）の外縁部のみが接触するよう構成される。下位の半径９４は、ウエハスタックがウエハ緩衝材２９の大部分を平坦化するときに、付加的な衝撃緩衝をもたらす。

【0032】

望ましい実施形態で、ウエハ緩衝材はショアＤ硬度１０から７０の間の硬度を有する適合した物質で製造されるが、緩衝される物質および緩衝されるスタックの高さ／重量に基き、他の硬度が考えられる。また、ウエハ輸送容器内で使用される上位および下位のウエハ緩衝材は、重量に基き異なる特性および構成を有することが可能であること、または半導体ウエハがウエハ緩衝材の上方または下方に存在する事実が考えられる。中央ヒンジから外側の接触ポイントへの形状は、湾曲され、または変動する断面、または複数の段面、形状、エルボまたは屈曲を有して、非直線状の緩衝作用力または複数段階のウエハ緩衝材を得ることが可能である。

【0033】

よって、１段階および２段階のウエハ緩衝材の特定の実施形態が開示された。しかし当業者には、記載されたもの以外のより多くの改良が、本明細書の発明の概念から逸脱することなく可能であることが明らかであるはずである。本発明の主題は、従って添付の請求項の趣旨を除いて限定されない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】