特許 6220382 ドアに輸送用クッションが取り付けられたウェーハ容器

(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】6220382

(24)【登録日】2017年10月6日

(45)【発行日】2017年10月25日

(54)【発明の名称】ドアに輸送用クッションが取り付けられたウェーハ容器

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/673 20060101AFI20171016BHJP

   B65D 85/86 20060101ALI20171016BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/68 T

   B65D85/38 D

【請求項の数】15

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2015-510512(P2015-510512)

(86)(22)【出願日】2013年5月6日

(65)【公表番号】特表2015-517730(P2015-517730A)

(43)【公表日】2015年6月22日

(86)【国際出願番号】US2013039769

(87)【国際公開番号】WO2013166515

(87)【国際公開日】20131107

【審査請求日】2016年5月6日

(31)【優先権主張番号】61/643,158

(32)【優先日】2012年5月4日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】505307471

【氏名又は名称】インテグリス・インコーポレーテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000394

【氏名又は名称】特許業務法人岡田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】バリー・グレガーソン

【審査官】 宮久保 博幸

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−０６０９９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−００４３８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０２１９６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３０４１２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２３３９３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１５９２８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００７／０２９５６３８（ＵＳ，Ａ１）

(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】

大径ウェーハを搬送するための着脱式ウェーハクッションを備えたクッション付きウェーハ容器システムであって、
半導体ウェーハを複数枚収容できるよう構成された前面開口と後壁のあるウェーハ容器収容部があって、この収容部にウェーハの縁を受ける複数の挿入部が形成されたウェーハ支持部材が複数設けられ、各ウェーハの外周に第１、第２、第３、第４の象限を定めたときこのウェーハ支持部材がウェーハの第１象限の外周の第１部分と第４象限の外周の第１部分を支持するようになっており、
ウェーハ収容部の前面開口に取り付けられるよう構成された前側と裏側のある前面ドアがあって、その裏側がウェーハ収容部の内部に面しており、
前面ドアの裏側の中央部に主ウェーハクッションが設けられており、この主ウェーハクッションに複数のウェーハ溝が形成され、この溝でウェーハの第１象限の外周の第２部分と第４象限の外周の第２部分を受け入れて支持できるようになっており、主ウェーハクッションの溝がそれぞれウェーハ支持部材の挿入部と一直線上に並んでおり、
前面ドアの裏側に主ウェーハクッションの第１側面と隣接させて取り付けることのできる主ウェーハクッションとは別体の第１の着脱式ウェーハクッションがあって、この第１の着脱式ウェーハクッションに主ウェーハクッションの溝およびウェーハ支持部材の挿入部と一直線上に並ぶ複数のウェーハ受け溝が形成されており、この第１の着脱式ウェーハクッションでウェーハの第１象限の外周の第３部分を支持できるように構成されており、
前面ドアの裏側に主ウェーハクッションの第２側面と隣接させて取り付けることのできる主ウェーハクッションとは別体の第２の着脱式ウェーハクッションがあって、この第２の着脱式ウェーハクッションに主ウェーハクッションの溝およびウェーハ支持部材の挿入部と一直線上に並ぶ複数のウェーハ受け溝が形成されており、この第２の着脱式ウェーハクッションでウェーハの第４象限の外周の第３部分を支持できるように構成されていることを特徴とするウェーハ容器システム。

【請求項2】

請求項１のシステムであって、第１象限の外周に第４の支持されていない部分があり、この第４の支持されていない部分の周長が第１の着脱式ウェーハクッションで支持される第３部分の周長よりも短いことを特徴とするシステム。

【請求項3】

請求項１のシステムであって、第１の着脱式ウェーハクッションの溝の頂点に複数のウェーハ当接部が形成されており、ウェーハ収容部が輸送のため縦向きの姿勢にされたときに複数枚のウェーハの縁をこのウェーハ当接部でそれぞれ受けることができるように構成されていることを特徴とするシステム。

【請求項4】

請求項１のシステムであって、第１の着脱式ウェーハクッションがドアの裏側に取り付けるための複数の取り付け突出片を備えていることを特徴とするシステム。

【請求項5】

請求項４のシステムであって、複数の取り付け突出片がドアの縦方向の隔壁にある複数の穴に取り付けられることを特徴とするシステム。

【請求項6】

請求項１のシステムであって、第１の着脱式ウェーハクッションの前面が主ウェーハクッションの横の余白部に隣接して平行になることを特徴とするシステム。

【請求項7】

請求項１のシステムであって、ウェーハ収容部の後壁に後側の着脱式ウェーハクッションが取り付けられ、ウェーハの一部を受けて支持できるように構成されていることを特徴とするシステム。

【請求項8】

請求項１のシステムであって、第１の着脱式ウェーハクッションがドアの裏側に着脱可能に取り付けられていることを特徴とするシステム。

【請求項9】

請求項１のシステムであって、ウェーハの第１象限と第４象限において、ウェーハの外周のうち主クッションやウェーハ支持部材で支持されていない部分の半分以上を第１と第２の着脱式クッションで支持できるように構成されていることを特徴とするシステム。

【請求項10】

ウェーハクッションキットであって、
半導体ウェーハを複数枚収容できるよう構成された前面開口と後壁のあるウェーハ容器収容部があって、この収容部にウェーハの縁を受ける複数の挿入部が形成されたウェーハ支持部材が複数設けられており、
ウェーハ収容部の前面開口に取り付けられるよう構成された前側と裏側のある前面ドアがあって、その裏側がウェーハ収容部の内部に面しており、その前面ドアの裏側には主ウェーハクッションを備えており、
前面ドアの裏側に着脱可能に取り付けることができ、主ウェーハクッションとは別体の第１のウェーハクッションがあって、この第１のウェーハクッションに複数枚のウェーハの縁を受け入れるための複数のウェーハ溝が形成され、この主ウェーハクッションの溝がそれぞれウェーハ支持部材の挿入部と一直線上に並んでおり、この第１のウェーハクッションで複数枚のウェーハを水平状態で受けて支持できるように構成されており、
前面ドアの裏側に着脱可能に取り付けることができ、主ウェーハクッションとは別体の第２のウェーハクッションがあって、この第２のウェーハクッションに複数枚のウェーハの縁を受け入れるための複数のウェーハ溝が形成され、この主ウェーハクッションの溝がそれぞれウェーハ支持部材の挿入部と一直線上に並んでおり、この第２のウェーハクッションで複数枚のウェーハを立てた状態で受けて支持できるように構成されており、
前面ドアに第１のウェーハクッションと第２のウェーハクッションのいずれかを取り付けることができるように構成されていることを特徴とするウェーハクッションキット。

【請求項11】

請求項１０のウェーハクッションキットであって、第１ウェーハクッションが複数枚のウェーハの縁を受けるための複数の第１当接部を備え、第２のウェーハクッションが複数枚のウェーハの縁を受けるための複数の第２当接部を備えていることを特徴とするウェーハクッションキット。

【請求項12】

請求項１１のウェーハクッションキットであって、各ウェーハの外周のうち、第１ウェーハクッションの第１当接部が受ける部分よりも、第２のウェーハクッションの第２当接部が受ける部分のほうが長いことを特徴とするウェーハクッションキット。

【請求項13】

請求項１０のウェーハクッションキットであって、第２ウェーハクッションがドアの中央から横方向に、第１ウェーハクッションが横に張り出す距離よりも長く張り出していることを特徴とするウェーハクッションキット。

【請求項14】

請求項１０のウェーハクッションキットであって、ウェーハ収容部の後壁に取り付けられるように構成された後側ウェーハクッションをさらに備えていることを特徴とするウェーハクッションキット。

【請求項15】

大径で水平型ウェーハ容器をウェーハ輸送容器に転換する方法であって、加工プロセス中にウェーハを支持できるように構成された主ウェーハクッションがウェーハ容器のドアの中央に取り付けられており、
ウェーハ容器の収容部からウェーハ容器のドアを取り外す過程を含み、
ドアの第１部分に第１の着脱式ウェーハクッションを主ウェーハクッションの第１側面と隣接させて取り付ける過程を含み、第１の着脱式ウェーハクッションが主ウェーハクッションとは別体であり、
ドアの第２部分に第２の着脱式ウェーハクッションを主ウェーハクッションの第２側面と隣接させて取り付ける過程を含み、第２の着脱式ウェーハクッションが主ウェーハクッションとは別体であることを特徴とする方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願
本出願は、２０１２年５月４日に出願した「ドアに輸送用クッションが取り付けられたウェーハ容器」と題する米国仮出願第６１／６４３１５８号の優先権を主張し、その全文を本明細書に参照援用する。

【0002】

本発明は、半導体ウェーハ等の繊細な基板用の容器と、特にそのような容器のウェーハクッションに関するものである。

【背景技術】

【0003】

コンピュータチップなどの集積回路は半導体ウェーハから製造される。このウェーハは、集積回路を製造する過程で多くの工程を経る。これは一般的に、複数枚のウェーハを処理のためにひとつの場所から別の場所に搬送することが伴う。処理手順の一部として、ウェーハは容器に入れて一時的に保管したり、別の工場やエンドユーザに輸送することもある。このような施設内、施設間の移動があると、ウェーハをだめにする可能性のある汚染物質や物理的な衝撃が生じたり、そうした汚染物質や衝撃にウェーハがさらされたりすることがある。このような状態がウェーハに与える悪影響を低減するため、汚染物質の生成をできるだけ抑えるとともにウェーハを物理的な衝撃から隔離できる特殊な容器が開発されてきた。

【0004】

プラスチック製容器は、処理工程の間に、ウェーハを搬送・保管するための数十年間使用されてきた。このような容器は、処理設備だけでなく、容器を搬送する設備・ロボットとの接触部の許容範囲が高度に制御されている。ネジ等の金属製の固定具は取り付け、取り外し時に粒子生成を引き起こす可能性があるため、こうしたプラスチック容器には金属製の固定具を使わずに着脱できるような部品を使用するのが望ましい。

【0005】

他にも半導体ウェーハを搬送・保管する容器に必要となる望ましい特性としては、軽量、剛性、清潔で、ガスの排出量が限られており、製造の費用効果が高いことがある。容器が閉じている時は、ウェーハが気密状態、あるいは気密に近い状態に隔離される。簡単に言えば、こういった容器はウェーハを清浄でかつ汚染や損傷のない状態に維持できる必要がある。さらに搬送容器は、容器の上部に来たロボットフランジによって搬送容器を持ち上げられるなど、ロボットによる過酷な取り扱いの間もその機能を維持できる必要がある。

【0006】

前面開口ウェーハ容器は、３００ｍｍの大径ウェーハを搬送・保管する場合の業界標準となっている。このような容器では、前面のドアを収容部のドア枠内にラッチで止めて、ウェーハがロボットで挿入されたり取り出されたりする際に通る前面の出し入れ用開口を閉じることができるようになっている。ウェーハが容器に完全に格納されたら、ドアを収容部のドア枠に嵌め込みラッチを掛けてそこに止める。ドアが装着されるとドアに付いているクッションがウェーハを上方、下方、内方に拘束する。

【0007】

半導体産業は現在、さらに大きな直径４５０ｍｍのウェーハを使用する傾向にある。大径のウェーハは費用効果が大きいが、同時にもろさが増加し重さが大きくなり、プラスチック製の容器内で大径ウェーハを取り扱ったり保管したりすることに伴う未発見の問題もある。上面、下面、側面、前面、背面のプラスチックの面積が広がるのに伴い、たわみやこれに関連する問題は悪化してくるが、シールが不均一であったり容器表面がたわんでドアとドア枠との界面が歪んだりすることによるドアのシール問題もまた悪化してくる。

【0008】

施設間で輸送するとき、それも容器を個別に輸送する場合は特に、ウェーハ容器が物理的な衝撃を受ける可能性があるという特有の問題が発生する。ウェーハ容器のなかでも特に３００ｍｍと４５０ｍｍのウェーハなどの大径ウェーハ用のものは、通常、棚の上にウェーハを支持・緩衝して、各ウェーハの面が大体水平となるように設計されている。しかし個別に輸送する場合、ウェーハ容器がひっくり返されたりしてウェーハが水平にならないような姿勢に置かれることがある。また容器は取り扱いの際にかなりの衝撃荷重を受けることがある。こういった荷重は８Ｇを超えることや２０Ｇ以上に達することもあり、適切に支持あるいは拘束されていないウェーハは破損する可能性がある。

【0009】

ウェーハ容器の搬送中にウェーハが破損するというこの問題に対する以前からの試みは、密封されたウェーハ容器の外側に外部緩衝材や梱包を追加で設けるものであった。この従来の試みはある程度は成功しているが、容器を搬送する際にウェーハが損傷するという問題に完全には対処できていない。

【0010】

当業界で必要とされているのは、通常の輸送条件で物理的衝撃に対する耐久性が高くウェーハ支持性能の良好なウェーハ容器である。

【発明の概要】

【0011】

本発明の各種実施例は、通常の輸送条件で物理的衝撃に対する耐久性が高くウェーハ支持性能の良好なウェーハ容器のための当業界の需要に応える。この問題は特に直径４５０ｍｍ以上のウェーハ用の容器で発生する。

【0012】

ひとつの実施例として、ウェーハ容器の前面ドアの内側面にある通常の主ウェーハクッションの両横に着脱式輸送用クッションを設ける。この輸送用クッションは、容器内のウェーハの前縁に対し、離れた位置でのさらなる支えとなる。ここで開示している着脱式輸送用クッションを含め、この輸送用クッションによれば、ウェーハ容器の物理的衝撃に対する耐久性が従来技術のウェーハ容器の倍以上に向上する。これにより、ＳＥＭＩ標準規格Ｅ１５９でいう二次梱包の中での緩衝要件が緩和できるとともに自動化に伴う機能が完全なものになる。

【0013】

ひとつの実施例として、特許請求する本発明は、大径ウェーハを搬送するための着脱式ウェーハクッションを備えたクッション付きウェーハ容器システムを含む。このシステムには、半導体ウェーハを複数枚収容できるよう構成された前面開口と後壁のあるウェーハ容器収容部があって、この収容部にウェーハの縁を受ける複数の挿入部が形成されたウェーハ支持部材が複数設けられ、各ウェーハの外周に第１、第２、第３、第４の象限を定めたときこのウェーハ支持部材がウェーハの第１象限の外周の第１部分と第４象限の外周の第１部分を支持するようになっており、ウェーハ収容部の前面開口に取り付けられるよう構成された前側と裏側のある前面ドアがあって、その裏側がウェーハ収容部の内部に面しており、前面ドアの裏側の中央部に主ウェーハクッションが設けられており、この主ウェーハクッションに複数のウェーハ溝が形成され、この溝でウェーハの第１象限の外周の第２部分と第４象限の外周の第２部分を受け入れて支持できるようになっており、主ウェーハクッションの溝がそれぞれウェーハ支持部材の挿入部と一直線上に並んでおり、前面ドアの裏側に主ウェーハクッションの第１側面と隣接させて取り付けることのできる第１の着脱式ウェーハクッションがあって、この第１の着脱式ウェーハクッションに主ウェーハクッションの溝およびウェーハ支持部材の挿入部と一直線上に並ぶ複数のウェーハ受け溝が形成されており、この第１の着脱式ウェーハクッションでウェーハの第１象限の外周の第３部分を支持できるように構成されており、前面ドアの裏側に主ウェーハクッションの第２側面と隣接させて取り付けることのできる第２の着脱式ウェーハクッションがあって、この第２の着脱式ウェーハクッションに主ウェーハクッションの溝およびウェーハ支持部材の挿入部と一直線上に並ぶ複数のウェーハ受け溝が形成されており、この第２の着脱式ウェーハクッションでウェーハの第４象限の外周の第３部分を支持できるように構成されている。

【0014】

別の実施例として、特許請求する本発明は、大径ウェーハ容器のドアの裏側に取り付けられ、輸送中にウェーハ容器内のウェーハを支持するための着脱式ウェーハクッションを含む。この着脱式ウェーハクッションには、ウェーハの縁を受けることのできる複数の溝が形成された第１本体部があって、この溝の中にウェーハ当接部が形成され、ウェーハ収容部が輸送のため縦向きの姿勢にされたときにこのウェーハ当接部でウェーハの縁を受けるよう構成されており、第１本体部から外方に張り出す複数の第１取り付け突出片が第１本体部の長さ方向に分散配置されており、この取り付け突出片の先端がドアの裏側にある穴に嵌合できるように構成されている。

【0015】

別の実施例として、特許請求する本発明は、ウェーハクッションキットを含む。このウェーハクッションキットには、半導体ウェーハを複数枚収容できるよう構成された前面開口と後壁のあるウェーハ容器収容部があって、この収容部にウェーハの縁を受ける複数の挿入部が形成されたウェーハ支持部材が複数設けられており、ウェーハ収容部の前面開口に取り付けられるよう構成された前側と裏側のある前面ドアがあって、その裏側がウェーハ収容部の内部に面しており、前面ドアの裏側に着脱可能に取り付けることのできる第１のウェーハクッションがあって、この第１のウェーハクッションに複数枚のウェーハの縁を受け入れるための複数のウェーハ溝が形成され、この主ウェーハクッションの溝がそれぞれウェーハ支持部材の挿入部と一直線上に並んでおり、この第１のウェーハクッションで複数枚のウェーハを水平状態で受けて支持できるように構成されており、前面ドアの裏側に着脱可能に取り付けることのできる第１のウェーハクッションがあって、この第１のウェーハクッションに複数枚のウェーハの縁を受け入れるための複数のウェーハ溝が形成され、この主ウェーハクッションの溝がそれぞれウェーハ支持部材の挿入部と一直線上に並んでおり、この第１のウェーハクッションで複数枚のウェーハを立てた状態で受けて支持できるように構成されており、前面ドアに第１のウェーハクッションと第２のウェーハクッションのいずれかを取り付けることができるように構成されている。

【0016】

別の実施例として、特許請求する本発明は、大径で水平型ウェーハ容器をウェーハ輸送容器に転換する方法を含む。この方法は、加工プロセス中にウェーハを支持できるように構成された主ウェーハクッションがウェーハ容器のドアの中央に取り付けられており、ウェーハ容器の収容部からウェーハ容器のドアを取り外す過程と、ドアの第１部分に第１の着脱式ウェーハクッションを主ウェーハクッションの第１側面と隣接させて取り付ける過程と、ドアの第２部分に第２の着脱式ウェーハクッションを主ウェーハクッションの第２側面と隣接させて取り付ける過程とが含まれる。

【0017】

別の実施例として、特許請求する本発明は、大径・水平型ウェーハ容器をウェーハ輸送容器に転換する方法を含む。この方法は、ウェーハ容器の収容部からウェーハ容器のドアを取り外す過程と、ウェーハ容器のドアから主ウェーハクッションを取り外す過程と、ドアに着脱式ウェーハクッションを取り付けて主ウェーハクッションの代わりとする過程とを含み、ウェーハ容器内に収容される複数枚のウェーハのそれぞれの外周のうちこの着脱式ウェーハクッションで受けることのできる部分を大きくする。

【図面の簡単な説明】

【0018】

添付の図面に関連する様々な実施例についての以下の詳細な説明を考慮すれば、本発明の実施例をさらに完全に理解することができる。

【図1】図１は、本発明のひとつの実施例となる着脱式輸送用クッションを備えた前面開口ウェーハ容器の分解正面斜視図である。

【図2】図２は、本発明のひとつの実施例となる前面開口ウェーハ容器に二次梱包部材を設けた分解斜視図である。

【図3】図３は、図１のウェーハ容器の前面ドアとウェーハ支持部材の斜視図である。

【図4】図４は、図１のウェーハ容器の着脱式輸送用クッションを備えた前面ドア構造の分解斜視図である。

【図5】図５は、主ウェーハクッションを備えたウェーハ容器のドアの上面図である。

【図6】図６は、図５のドアに本発明のひとつの実施例となる着脱式ウェーハクッションとウェーハの入ったウェーハ収容部とを付け足した上面図である。

【図7】図７は、図６のクッションを備えたドアを図６の収容部に取り付けた上面図である。

【図8】図８は、主ウェーハクッションを備えたウェーハ容器のドアの上面図である。

【図9】図９は、図８のドアの主ウェーハクッションを本発明のひとつの実施例となる拡張型の着脱式ウェーハクッションに置き換えた上面図である。

【図10】図１０は、図９のクッションを備えたドアを図９の収容部に取り付けた上面図である。

【図11】図１１は、主ウェーハクッションを備えたウェーハ容器のドアの上面図である。

【図12】図１２は、図１１のドアに本発明のひとつの実施例となる着脱式ウェーハクッションとウェーハの入ったウェーハ収容部とを付け足した上面図である。

【図13】図１３は、図１２のクッションを備えたドアを図１２の収容部に取り付け、後壁に本発明のひとつの実施例となる左右一対の後側ウェーハクッションを取り付けたものの上面図である。

【図14】図１４は、主ウェーハクッションを備えたウェーハ容器のドアの上面図である。

【図15】図１５は、図１４のドアの主ウェーハクッションを本発明のひとつの実施例となる拡張型の着脱式ウェーハクッションに置き換えた上面図である。

【図16】図１６は、図１５のクッションを有するドアを図１５の収容部に取り付け、後壁に本発明のひとつの実施例となる後側ウェーハクッションを取り付けたものの上面図である。

【図17】図１７は、ウェーハを例示的に周方向にいくつかの領域に分割し、本発明のひとつの実施例となるウェーハ搬送容器に入れて支持させた上面図を表す。

【図18】図１８は、本発明のひとつの実施例となるウェーハクッションキットを示す。

【図19-20】図１９と図２０は、本発明の実施例となる着脱式輸送用クッションを備えていない従来のウェーハ容器を用いて行った脆弱性試験のグラフによる結果を示す。

【図21-22】図２１と図２２は、本発明のひとつの実施例となる着脱式輸送用クッションを備えたウェーハ容器を用いて行った脆弱性試験のグラフによる結果を示す。

【0019】

本発明は様々な修正や代替形態が可能であるが、その詳細は図面に例として示したほか、以下で詳細に説明する。その意図は本発明をここに説明する特定の実施例に限定するものではないばかりか、本発明の趣旨および範囲に含まれるすべての修正、均等物、代替物を包含させるものと理解すべきである。

【発明を実施するための形態】

【0020】

本出願の目的では相対的な方向を「ｘ」「ｙ」「ｚ」を用いて説明することがあるが、容器の各部品に対するこれらの呼称は図１の一部に示した方向指示と一致させているつもりである。前面、背面ないし後面、側面、上部、下部などの相対的な向きに関する用語は、特許請求する本発明の実施例に関連して以下でも説明しており、特に図１を参照している。

【0021】

図１を参照すると、前面開口ウェーハ容器２０は概して収容部２２と前面ドア２４から構成される。収容部２２は概して上壁２６、底壁２７、側壁２８（左壁）、側壁３０（右壁）、後方あるいは後壁３２、そして前面開口３６を形成するドア枠３４を備えている。また、ドア枠３４の上面４２と底面４６のそれぞれにラッチボルト用凹部５６が形成されている。ラッチボルト用凹部５６はそれぞれ隆起部５８に囲まれている。ドア枠３４の内縁５７には外側に面するロック溝５５が形成されている。収容部２２の中には、複数の挿入部６２にウェーハを受け入れることのできるウェーハ支持構造体６０を設けてもよい。当技術分野で知られているように、収容部２２の頂部と底部の外側の面にはそれぞれロボットで持ち上げるためのフランジ６４とキネマティックカップリング６６を設けてもよい。

【0022】

前面ドア２４は概して裏側７０、表側７２、外周上面７４、外周側面７６、７８、外周底面８０のある本体部６８を備えている。表側７２には一対のラッチ凹部（図示せず）が形成されており、前面パネル８２によって覆われている。ラッチ凹部はそれぞれキーで操作可能なラッチ機構（図示せず）を受け入れるようになっており、キーを前面パネル８２の鍵穴８４に挿入し随意にラッチボルト８６を前進させたり後退させたりすることで、収容部２２のラッチボルト用凹部５６に係合させ、前面ドア２４をドア枠３４に固定できるようになっている。このラッチ機構は概して米国特許第４９９５４３０号、第７１８２２０３号、第７１６８５８７号のいずれかに開示されている通りに構成することができる。これらの特許はすべて本出願の所有者が所有するものであり、すべて本明細書に参照援用する。

【0023】

特許請求する本発明のウェーハ容器２０、ウェーハ、着脱式クッションなどの様々な構成部材の向きを説明する目的で、本明細書を通して「前」「後」「上」「底」「側」（右側と左側を含む）などのような用語を使用する。このような相対的な位置に関する用語はそこで説明しているウェーハ容器２０の壁や開口と整合しており、例えば「前」は前面開口３６の向かう方向あるいはその付近の位置を示すものと理解されたい。

【0024】

図２に示すように、ウェーハ容器２０は個別に二次梱包８７に入れて輸送することができる。二次梱包８７は、一般的に段ボール箱８７Ａと緩衝材８７Ｂ、８７Ｃを含んでいてもよい。図に示しているように、輸送時に、前面ドア２４が設計通りの水平方向ではなく上を向いていることによってウェーハ容器２０内のウェーハの支持構造とウェーハに加わる応力が変わる可能性がある。

【0025】

図３、図４には、前面ドア２４の裏側７０が描かれている。裏側７０には二つの主ウェーハクッション８８、９０が前面ドア２４の中心縦軸９３について対称的に固定されている。各主ウェーハクッション８８、９０にはウェーハ９６を受ける溝９２が複数形成されており、そのそれぞれが一つ一つの挿入部６２に位置合わせされていることにより、ドア２４がドア枠３４内に収まったときにひとつの挿入部６２内に入って止まっているウェーハの前縁がひとつの溝９２に受け入れられるようになっている。二つの主ウェーハクッション８８、９０は別体の構造としてもよいが、一体化して二つのクッション部８８、９０を備えたひとつの主ウェーハクッションとしてもよい。

【0026】

本発明のひとつの実施例では、図３、図４に示すように、前面ドア２４の後側７０に二つの着脱式輸送用クッション９４が、左右各側で主ウェーハクッション８８、９０の隣に受けられる。各輸送用クッション９４は概して本体部分９６とそこから突き出た取り付け用突出片９８とを備えている。各本体部分９６はドア２４の後側に沿って上下方向に延びており、ウェーハ受け溝９９が形成され、ウェーハ当接部１０１を備えている。ウェーハ当接部１０１は本体部９６のうちウェーハ受け溝の「Ｖ」字の頂点を成す部分であり、ウェーハが輸送のための縦向きの姿勢でウェーハ容器２０内に置かれたときにウェーハと接触する。各取り付け用突出片９８の先端部１００は、前面ドア２４の裏側７０の縦仕切り１０４にある穴１０２で一つ一つ受けられる。各輸送用クッション９４は、ウェーハ受け溝９２が主ウェーハクッション８８、９０のウェーハ受け溝９９と位置を合わせて一直線に揃った状態となるよう、先頭の縁１０６を主ウェーハクッション８８、９０の横の余白部１０８の隣に平行に支持させる。

【0027】

使用時には、着脱式輸送用クッション９４が前面ドア２４の後側７０に組み付けられた状態で、各挿入部６２で複数のウェーハ（図示せず）を受け入れることができ、前面ドア２４を収容部２２のドア枠３４に嵌め込むことができる。各ウェーハの前側の縁は、主ウェーハクッション８８、９０のひとつのウェーハ受け溝９２に入って緩衝されるとともに各輸送用クッション９４のウェーハ受け溝９９内に入って緩衝される。このため、ウェーハはウェーハ容器２０の標準的なドア２４では通常支持されないような箇所でも支持される。これにより二次梱包の中での衝撃緩和要件が軽減され、ＳＥＭＩ Ｅ１５９で定められているところの自動化と完全な機能を可能にする。クッションは、底面を三角形状ないしＶ字状とし弾性のある柔軟な樹脂で形成することができる。図示したようにＶ字の一方の脚９４．１はウェーハの曲線に沿った弓形であり、他方の脚９４．２は、挿入部１０２と既存のウェーハクッションの縁領域１０２．１との間にクッションを固定する二つの脚を圧縮するのが容易になるよう湾曲させてもよい。クッションはばね付勢式とすることにより固定できる。例えば、突出片９８．１とこれに対応する脚９８．２とを互いの方向に撓ませ、ドアにある差し込み領域９８．３の中に差し込んだ後に解放する。このばね力によってクッションは所定の位置に保持される。

【0028】

また、着脱式輸送用クッション９４は必要に応じて組み付け、取り外しができるものと理解できるであろう。このように、着脱式輸送用クッション９４は、ウェーハの入った容器２０をある施設から別の施設へ輸送し、大きな物理的な衝撃荷重を受ける可能性のある場合に組み付けることができる。逆に、容器が施設内だけで扱う予定であって大きな衝撃荷重を受けたり普通でない姿勢になったりする可能性がない場合には着脱式輸送用クッション９４を取り外すことによって、輸送用クッション９４が施設内の容器２０の自動操作に干渉する可能性を防いで、容器２０の汎用性を高めることができる。

【0029】

図５から図７には、着脱式輸送用クッション９４をドア２４とウェーハ容器２０に取り付けたものが平面図で示されている。

【0030】

特に図５には、ウェーハクッション８８、９０が組み付けられた前面ドア２４の上面図が示されている。ウェーハクッション８８、９０は前面ドア２４の裏側７０にあり、そのうちウェーハクッション８８が中心から外れた位置すなわちドア２４の右側にあり、ウェーハクッション９０も中心から外れた位置すなわちドア２４の左側にある。この図では、左右の着脱式クッション９４が示されていない。この主クッション８８、９０のみが設けられたドア２４は、加工施設内で用いるためのドア２４の典型的な構成となる。

【0031】

図６には、主クッション８８、９０と二組の着脱式クッション９４の両方を備えた変更版のドア２４が、ウェーハ容器２０に取り付ける前の状態で示されている。着脱式クッション９４ａと着脱式クッション９４ｂからなるクッション９４は、主クッション８８、９０と区別するために破線で示している。右側の着脱式クッション９４ａは前面ドア２４に、右側の主ウェーハクッション８８に隣接して取り付けられている。左側の着脱式クッション９４ｂは前面ドア２４に、左側の主ウェーハクッション９０に隣接して取り付けられている。本体部分９６はドア２４から外方へ張り出している。このような形状はウェーハを施設間で搬送するときやウェーハを輸送するときなどに使用することができる。

【0032】

ドア２４は収容部２２に取り付けるためウェーハ収容部２２の正面に向けられる。収容部２２の中にはウェーハ１５０が一枚描かれている。

【0033】

図７では、主クッション８８、９０と着脱式クッション９４ａ、９４ｂの両方が設けられたドア２４が、ウェーハ収容部２２に結合されている。主クッション８８、９０は着脱式クッション９４ａ、９４ｂがないときと同じようにウェーハ１５０の縁に係合する。これに加えて、左側の着脱式クッション９４ｂがウェーハ１５０の縁に左側で係合するのに対し、右側の着脱式クッション９４ａはウェーハ１５０の縁に右側で係合する。このため、着脱式クッション９４ａ、９４ｂはウェーハ１５０のうち主クッション８８、９０にもウェーハ支持構造６０にも支持されない部分の支えとなり、ウェーハ容器２２の中のウェーハ１５０の安全性が高まる。

【0034】

収容部２２のウェーハ支持部材６０は依然として収容部の左右両側においてウェーハ１５０の大部分を支え、主ウェーハクッションは前側においてウェーハ１５０の一部を支える。そして前側の左右にある着脱式の部分がウェーハ１５０の追加の支えとなって、以前は支えられていなかったウェーハ支持部材６０と主ウェーハクッション８８、９０の間の領域においてウェーハ１５０を支える。

【0035】

これに代わる実施例として、既存の主ウェーハクッション８８、９０を着脱式クッション９４で補う代わりに、特許請求する本発明の実施例では上述の主ウェーハクッション８８、９０と着脱式クッション９４とを組み合わせて用いるのと同等のクッション性が得られるようなひとつの一体型の着脱式ウェーハクッション１６０用いる。

【0036】

図８から図１０には、着脱式ウェーハクッション１６０の実施例を説明・図示している。

【0037】

図８には、主クッション８８、９０が設けられた標準的な前面ドア２４を図示している。図示したように、クッション８８、９０は、単一のユニットとして着脱可能な、ひとつの一体型のクッションのセットとしてもよい。

【0038】

図９には、修正版の前面ドア２４とウェーハ収容部２２が描かれている。この修正版の前面ドア２４はもはや主クッション８８、９０を備えていない。主クッション８８、９０は取り外され、拡張型の着脱式クッション１６０に置き換えられている。

【0039】

拡張型の着脱式クッション１６０は前面ドア２４の裏側７０に支持される。拡張型の着脱式クッション１６０は、主クッション８８、９０と同様に、同じ構造を用いてドア２４に取り付けられるよう構成される。ひとつの実施例として、クッション１６０はドア２４の突起と凹部と結合する突起部と凹部を備えたものとする。

【0040】

拡張型の着脱式クッション１６０には右側部分１６２、左側部分１６４、中央部分１６６がある。右側部分１６２は、上述の着脱式クッション９４ａと実質同じである。左側部分１６４は上述の着脱式クッション９４ｂと実質同じである。中央部分１６６は主クッション８８、９０と実質同じである。

【0041】

このように、拡張型の着脱式クッション１６０は図１０に示すように中心軸９３（図３、図４も参照）から左右に張り出しており、ウェーハ１５０の大部分を連続的に支えられるようになる。

【0042】

拡張型の着脱式クッション１６０は別体型の対応物に対しいくつか改良点がある。一体型の構造であるため、着脱式クッション９４の先頭の縁１０６が主ウェーハクッション８８、９０の横の余白部１０８に出会う場所など、クッション体どうしの間には隙間が空かない。拡張型クッション１６０の一体構造によってそういった隙間がなくなるだけでなく、この隙間がないことによりクッション間の溝の位置合わせに関連したすべての問題を回避できる。

【0043】

輸送中は拡張型のクッション１６０がウェーハ１５０の支えとなる。加工設備などの目的地に到着したときに、ドア２４を取り外すこともできるし、拡張型の着脱式クッション１６０をドア２４から取り外すこともできるし、残りの加工工程に備えて主クッション８８、９０を組み付けることもできる。プロセスを繰り返すため、またウェーハ１５０の輸送を容易にするために、必要に応じて拡張型の着脱式クッション１６０を主クッション８８、９０の代わりに用いることもできる。

【0044】

別の実施例として、本発明の緩衝システムの実施例では、図１１から図１６に示すように前側クッションに加えて着脱式後側クッションなどの着脱式後部クッションを用いてもよい。後部着脱式ウェーハクッションを付け足すと、ウェーハ１５０をほぼその全周にわたって支えることが可能となる。

【0045】

図１１から図１３には、後側中央のクッションスペーサ１７０を含む前後両方のクッションを備えた緩衝システムの実施例を示す。

【0046】

特に図１１と図１２では、上で図５から図７について説明したように、主クッション８８、９０を前側左右の着脱式スペーサクッション９４ａ、９４ｂで補っている。

【0047】

図１３には、左右の後側ウェーハクッション１７０ｂ、１７０が後壁３２に取り付けられている。着脱式後側ウェーハクッション１７０ａ、１７０ａを付け加えると、ウェーハ１５０のうち以前は支持されていなかった部分を支えて、収容部１２２の後部におけるウェーハ１５０の支持を向上する。この実施例では、前後両方のウェーハクッションを付け足すことでウェーハ１５０のほぼ全周が支持されている。

【0048】

図１４から図１６には、後側ウェーハクッション１７０を備えた緩衝システムの別の実施例が示されている。

【0049】

この緩衝システムの実施例は前後の緩衝システムが違うのを除けば図１１から図１３に示したものと実質同じである。図１４から図１６の実施例では、前側での緩衝が上述の通り単一のクッション１６０によってなされるのに対し、後側クッション１７０は後壁３２の中央部にある一体型のクッションからなっている。図１１から図１３に示された実施例と同様に、図１４から図１６の実施例ではクッションシステムがウェーハ１５０に与える支持の程度が最大になる。

【0050】

図１７には、ウェーハ容器２２の中のウェーハ１５０が上面図で示されている。図１７は描写と様々な構造によってウェーハ１５０のどの部分が支持されているかを説明するため、ウェーハ１５０の外周（円周）を４つの象限と複数の領域に分割する。ウェーハ１５０は形状が円であるため、ウェーハ１５０の外周上のある点ａを０度として３６０度に分割することができる。向きを示す目的で、中央の縦軸であるＹ軸と、中央の横軸であるＸ軸とを図示している。また、ウェーハ１５０は外周でどのように支えられているかを説明する補助とするため、ＡからＨの複数の領域にはＡ１からＨの角度を対応させている。

【0051】

ウェーハの第１象限は０度から９０度までと定め、Ａ、Ｂ、Ｃ１の領域を含むものとする。ウェーハの第２象限は９０度から１８０度までと定め、Ｃ２、Ｄ、Ｅ１の領域を含むものとする。ウェーハの第３象限は１８０度から２７０度までと定め、Ｅ２、Ｆ、Ｇ１の領域を含むものとする。ウェーハの第４象限は２７０度から３６０度までと定め、Ｇ２、Ｈ、Ａ１の領域を含むものとする。

【0052】

特許請求する本発明の着脱式ウェーハクッションシステムが含まれていない典型的なウェーハ容器では、Ａの領域が前側の主クッション９０で支えられ、Ｃの領域が左側のウェーハ支持部材６０で支えられ、Ｇの領域が右側のウェーハ支持部材６０で支えられている。Ｂ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｈの領域は通常支えられていない。

【0053】

これに対し、前後の着脱式ウェーハクッションの様々な実施例を備えたウェーハ収納容器２２では、以前は支えられていなかったＢ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｈの領域でもウェーハ１５０を支えることができる。

【0054】

Ｂの領域は左前側の着脱式ウェーハクッション９４ｂで支えてもよい。Ｄ、Ｅ、Ｆの領域は後部ウェーハクッション１７０ｂ、１７０ａで支えてもよい（あるいはＥの領域は後側のウェーハクッション１７０で支える）。Ｈの領域は右前側の着脱式ウェーハクッション９４ａで支えてもよい。別の実施例では、Ｂ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｈの各領域の半分以上をそれぞれ独自の着脱式ウェーハクッションで支える。別の実施例では、Ｂ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｈの各領域の実質全部をそれぞれ独自の着脱式ウェーハクッションで支える。別の実施例では、輸送および搬送の目的のために必要な支えを所望のレベルに応じて、Ｂ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｈのうちいくつかの領域を部分的に着脱式ウェーハクッションで支える。

【0055】

図示したように、Ａ１の領域はウェーハ１５０の外周のうち０度から約２５度の範囲に対応しており、角度Ａ２が約２５度となっている。ウェーハ１５０の外周のＡ１の領域は通常主ウェーハクッション９０で支えられている。実施例によってはＡ１の領域を０度から約３０度あるいは約３５度までの範囲とする。

【0056】

外周のＢの領域は、ウェーハ１５０の外周の約２５度から約４５度までの範囲に対応しており、角度Ｂ１が約２０度となっている。前側の着脱式ウェーハクッション９４ｂを備えていないウェーハ容器では、ウェーハ１５０のこの領域は通常支えられていないであろう。Ｂの領域はウェーハクッション９４ｂで支えてもよいし、ウェーハクッション１６０で支えてもよい。

【0057】

外周のＣの領域は、ウェーハ１５０の外周の約４５度から約１３５度までの範囲に対応しており、角度Ｃ１、Ｃ２がそれぞれ約４５度となっている。この領域は通常ウェーハ支持部材６０で支えられる。

【0058】

外周のＤの領域は、ウェーハ１５０の外周の約１３５度から約１５０度までの範囲に対応しており、角度Ｄ１が約２０度となっている。前側の着脱式ウェーハクッション１７０ｂを備えていないウェーハ容器では、ウェーハ１５０のこの領域は通常支えられていないであろう。Ｂの領域はウェーハクッション１７０ｂで支えてもよいし、部分的にウェーハクッション１７０で支えてもよい。

【0059】

外周のＥの領域は、ウェーハ１５０の外周の約１５５度から約２０５度までの範囲に対応しており、角度Ｅ１、Ｅ２がそれぞれ約２５度となっている。前側の着脱式ウェーハクッション１７０、１７０ｂのいずれかを備えていないウェーハ容器では、ウェーハ１５０のこの領域は通常支えられていないであろう。Ｅの領域はウェーハクッション１７０、１７０ａ、１７０ｂの一部で支えてもよいし、全部で支えてもよい。

【0060】

外周のＦの領域は、ウェーハ１５０の外周の約２０５度から約２２５度までの範囲に対応しており、角度Ｆ１が約２０度となっている。前側の着脱式ウェーハクッション１７０ａ、１７０のいずれかを備えていないウェーハ容器では、ウェーハ１５０のこの領域は通常支えられていないであろう。Ｆの領域はウェーハクッション１７０ｂで支えることもできるし、部分的にウェーハクッション１７０で支えることもできる。

【0061】

外周のＧの領域は、ウェーハ１５０の外周の約２２５度から約３１５度までの範囲に対応しており、角度Ｇ１、Ｇ２がそれぞれ約４５度となっている。この領域は通常ウェーハ支持部材６０で支えられる。

【0062】

外周のＨの領域は、ウェーハ１５０の外周の約３１５度から約３３５度までの範囲に対応しており、角度Ｈ１が約２０度となっている。前側の着脱式ウェーハクッション９４ａと１６０を備えていないウェーハ容器では、ウェーハ１５０のこの領域は通常支えられていないであろう。Ｈの領域はウェーハクッション９４ａと１６０のいずれで支えてもよい。

【0063】

外周のＡ２の領域は、ウェーハ１５０の外周の約３３５度から約３６０度までの範囲に対応しており、角度Ａ１が約２５度となっている。この領域は通常主クッション８８で支えられる。

【0064】

上では図１７に関しておおよその角度や領域を記載したが、特許請求する本発明の実施例は例示の目的のために設けており、ここで記載した角度と領域は変えてもよいと理解されたい。

【0065】

図１８には、クッションキット１８０の実施例が示されている。ひとつの実施例としてのクッションキット１８０では、前側クッションと後側クッションの片方あるいは両方を用いることができる。このように、このクッションキット１８０には、主クッション８８、９０とともに右側の着脱式クッション９４ａと左側の着脱式クッション９４ｂを備えた前側緩衝システムを用いることができる。別の実施例として、クッションキット１８０には、拡張型の着脱式クッション１６０からなる前側緩衝システムを用いることもできる。いずれの実施例でも、クッションキット１８０には後側クッション１７０をも用いることができる。

【0066】

上述のように、後側クッション１７０は主クッション８８、９０をドア２４に取り付けたのと同様の方法でウェーハ収容部２２の内部後壁３２に取り付けてもよいし、スナップフィットやファスナーによるものなど当業者が知る別の方法で取り付けることもできる。

【0067】

いかなる組み合わせの前側と後側のクッションを用いても、安全で信頼性の高い輸送のためにウェーハ収納容器２２内のウェーハ１５０を支持、緩衝することができる。

【0068】

上述のシステムと装置に加え、特許請求する本発明の実施例ではウェーハ容器内のウェーハのクッションに関連する様々な方法を用いることができる。これらの方法の一部は上述しており、いくつかは以下に、大径水平ウェーハ容器をウェーハ輸送容器に変換する方法を含む。

【0069】

このような実施例のひとつとして、大径ウェーハ容器２２のドア２４を収容部２０から取り外す。着脱式ウェーハクッション９４ｂをドア２４と向きを揃える。左側の（部分的な）着脱式クッション９４ｂを、ドア２４の中央を外して左側に主クッション９０に隣接させて取り付ける。右側の（部分的な）着脱式クッション９４ａを、ドア２４の中央を外して右側に主クッション９０に隣接させて取り付ける。ウェーハ受け溝９９が主ウェーハクッション８８、９０のウェーハ受け溝９２と位置を合わせて一直線に並べた状態となるよう、左右の着脱式クッション９４ａ、９４ｂの先頭の縁１０６を主ウェーハクッション８８、９０の横の余白部１０８に平行かつ隣接させて支持させる。

【0070】

別の実施例として、上記の方法は、さらに、ウェーハ収容部３２の後壁３２に後側の着脱式クッション１８０を取り付ける。

【0071】

さらに別の実施例として、方法は、左右の部分的な着脱式クッションを取り付ける代わりに、ドア９０から中央の主クッション８８、９０を取り外し、ドア２４の中央縦軸から左右に張り出す拡張型ないし完全型の着脱式クッション１７０を取り付ける。拡張型の着脱式クッション１７０は、単一のクッションとしても、クッションアセンブリとしてもよい。

【0072】

特許請求する本発明のシステム、装置、方法の実施例によれば、輸送中や取り扱い中にウェーハが破損や損傷するのを低減する。以下の図１２から図１５で説明するように、そのような改善は重要になりうる。

【0073】

破損が起きることなくウェーハが耐えることのできる臨界速度における最大加速度を破壊試験で測定して「脆弱性」を定義する。図１９、図２０に示すように、着脱式輸送用クッション９４を備えていない従来のウェーハ容器を用いて行った物理的衝撃試験によれば、標準設計されたウェーハ支持・保持システムに基づき、水平方向の衝撃に対してウェーハが破損する直前と直後におけるウェーハの脆弱性の値が８．３１Ｇと１６．２６Ｇの間のどこかにあることがわかる。ウェーハ支持のための場所はＳＥＭＩ標準規格Ｅ１５９によって行った。

【0074】

図２１、図２２に示すように、着脱式輸送用クッション９４を容器内に組み付けた状態で、図２１、図２２に反映されている試験と同等かそれよりも厳しい衝撃条件（ボロフロートガラス製の試験用ウェーハを用いて容器を３２インチの高さから落下させる）で物理的衝撃試験を行った。着脱式輸送用クッション９４がある場合のウェーハの脆弱性の値は、故障や破損が起きる前にＧ値が２１．７４Ｇから２５．８７Ｇの間まで上昇しており、このため特に図２に示すようにウェーハ容器２０を個別に包装して輸送する場合において従来の容器に対し大きな利点が得られる。

【0075】

以上の説明では、本発明の各種実施例を完全に理解してもらうため、多数の具体的な詳細を記載している。これらの具体的な詳細の一部あるいは全てがなくとも本明細書に開示したような各種実施例を実施することができることは当業者であれば明らかであろう。また別の例として、当業者に知られている構成要素は、本発明が不必要に不明瞭になるのを避けるため本明細書に詳細には記載していない。以上の説明では、各種実施例の構造と機能の詳細とともに各種実施例の多くの特徴と利点を記載しているが、この内容は例示に過ぎないものと理解されたい。その他の実施例であっても本発明の原理と趣旨を採用するものを構成することができる。このように本出願は本発明のいかなる改変あるいは変形をカバーすることを意図している。

【0076】

本発明の特許請求の範囲を解釈する目的では、「〜ための手段」「〜ための工程」という特定の用語を請求項に記載していない限り、３５ＵＳＣ第１１２条第６項の規定を呼び起こすべきではないことを明示的に意図する。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】