特許 7646859 前部開口部および後部開口部を有する半導体基板搬送容器

(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】

(24)【登録日】2025-03-07

(45)【発行日】2025-03-17

(54)【発明の名称】前部開口部および後部開口部を有する半導体基板搬送容器

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/673 20060101AFI20250310BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 T

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2023555293

(86)(22)【出願日】2022-03-09

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2024-02-29

(86)【国際出願番号】 US2022019454

(87)【国際公開番号】W WO2022192335

(87)【国際公開日】2022-09-15

【審査請求日】2023-11-22

(31)【優先権主張番号】63/159,244

(32)【優先日】2021-03-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】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】110002077

【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】キング， ジェフリー ジェイ．

(72)【発明者】

【氏名】フラー， マシュー エイ．

【審査官】渡井 高広

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－０８００５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－０７０１８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２０／０６６０３９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】韓国登録特許第１０－１８０４７２１（ＫＲ，Ｂ１）

【文献】特開２０１６－１１９３５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－２０４６２９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／６７３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体基板搬送容器であって、
複数の壁、前部、および後部を有する前部開口一体化ポッドであって、前記複数の壁が、内部に複数の半導体基板を受け入れることができる大きさの内部空間を画定する、前部開口一体化ポッドと、
前記前部開口一体化ポッドの前記前部にあり、半導体基板を前記内部空間から取り出すこと、および前記内部空間に挿入することができる前部開口部と、
前記前部開口一体化ポッドの前記後部にあり、半導体基板を前記内部空間から取り出すこと、および前記内部空間に挿入することができる後部開口部と、
前記前部開口一体化ポッドに関連付けられたカバーであって、前記カバーは、前記カバーが前記前部開口一体化ポッドに取り付けられ、かつ前記後部開口部を覆う第１の位置と、前記カバーが前記後部開口部を覆わない第２の位置と、を有する、カバーと、を含み、
前記カバーが前記第２の位置にあるときに、半導体基板を、前記後部開口部を通して前記内部空間から取り出し、かつ前記内部空間に挿入することができる、半導体基板搬送容器。

【請求項2】

前記半導体基板搬送容器が、第１の数の半導体基板が前記前部開口部を介して前記内部空間から取り出されること、および前記内部空間に挿入されることを可能にするように構成され、かつ第２の数の半導体基板が前記後部開口部を介して前記内部空間から取り出されること、および前記内部空間に挿入されることを可能にするように構成され、前記第１の数の半導体基板は前記第２の数の半導体基板よりも多い、請求項１に記載の半導体基板搬送容器。

【請求項3】

前部開口一体化ポッドであって、
前部開口部および内部空間を有するシェルと、
前記前部開口部とは反対側の前記シェルの後部にあって、半導体基板を前記内部空間から取り出すこと、および前記内部空間に挿入することができる後部開口部と、
前記内部空間内にあり、前記シェルの側壁に取り付けられた複数の対の対向する支持レッジであって、各対の対向する支持レッジが、前記内部空間内で半導体基板を支持するように構成される、複数の対の対向する支持レッジと、
前記シェルに関連付けられたカバーであって、前記カバーは、前記カバーが前記シェルに取り付けられ、かつ前記後部開口部を覆う第１の位置と、前記カバーが前記後部開口部を覆わない第２の位置と、を有する、カバーと、を含み、
前記カバーが前記第２の位置にあるときに、半導体基板を、前記後部開口部を通して前記内部空間から取り出し、かつ前記内部空間に挿入することができる、前部開口一体化ポッド。

【請求項4】

各支持レッジが、前部部分および後部部分を含み、各対の前記対向する支持レッジの前記後部部分のうちの少なくとも１つが、前記半導体基板の前記内部空間への挿入を制限するために前記半導体基板と係合可能なストッパを含む、請求項３に記載の前部開口一体化ポッド。

【請求項5】

前部開口一体化ポッドの前部開口部に対向して位置する前記前部開口一体化ポッドの後部の後部開口部を通して、前記前部開口一体化ポッドの内部空間から半導体基板を取り出すこと、または前記前部開口一体化ポッドの前記内部空間に半導体基板を挿入することを含み、
前記前部開口一体化ポッドは、前記前部開口一体化ポッドに関連付けられたカバーであって、前記カバーは、前記カバーが前記前部開口一体化ポッドに取り付けられ、かつ前記後部開口部を覆う第１の位置と、前記カバーが前記後部開口部を覆わない第２の位置と、を有する、カバーをさらに含み、
前記カバーが前記第２の位置にあるときに、半導体基板を、前記後部開口部を通して前記内部空間から取り出し、かつ前記内部空間に挿入することができる、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本技術開示は、例えば半導体製造に使用される前部開口一体化ポッド（ＦＯＵＰ）などの半導体基板搬送容器に関する。

【背景技術】

【0002】

基板搬送容器は、半導体製造中に基板を搬送するために使用される。基板搬送容器は、例えば、ＦＯＵＰを含む。ＦＯＵＰは、典型的には、基板を保持するための内部空間を提供するシェルと、例えばＦＯＵＰを処理設備の周りで移動させることができるように、様々なコンベヤおよび他の装置とインターフェースするために使用されるプレートとを含む。ＦＯＵＰは、典型的には、基板を取り出してＦＯＵＰに挿入することができる前部開口部を含む。

【発明の概要】

【0003】

ＦＯＵＰなどの半導体基板搬送容器が本明細書に記載されており、半導体基板は、やはり取り出しおよび挿入を可能にする前部開口部の反対側に位置する後部開口部を介して、容器の内部空間にアクセスし、そこから取り出し、またはそこに挿入することができる。後部開口部を介した取り出しおよび挿入は、限定はしないが、ロボットアームなどの自動化機構を使用すること、または手動で行うことを含む任意の適切な方法で達成することができる。

【0004】

半導体基板は、半導体製造に使用される任意の基板とすることができる。本明細書に記載の容器内に配置することができる半導体基板の例は、ウエハおよびパネル（フラットパネルなど）、ならびにそれらの組み合わせを含むことができるが、これらに限定されない。

【0005】

半導体基板は、後部開口部を通して容器から取り出されてもよく、半導体基板は、後部開口部を通して容器に挿入されてもよく、または半導体基板は、後部開口部を通して容器から取り出され、その後に、同じ半導体基板が後部開口部を通して容器に再び挿入されてもよい。一実施形態では、半導体基板は、後部開口部を通して容器から取り出されてもよく、その同じ半導体基板は、その後に、前部開口部を通して容器に再び挿入されてもよい。別の実施形態では、半導体基板は、前部開口部を通して容器から取り出されてもよく、その同じ半導体基板は、その後に、後部開口部を通して容器に再び挿入されてもよい。別の実施形態では、半導体は、後部開口部を通して容器から取り出され、決して容器に挿入されなくてもよい。別の実施形態では、半導体基板は、後部開口部を通して容器に初めて挿入され、その後に、処理が完了するまで容器から取り出されなくてもよい。

【0006】

一実施形態では、本明細書に記載の半導体基板搬送容器は、複数の壁、前部、および後部を有する容器シェルを含むことができ、複数の壁は、内部に複数の半導体基板を受け入れることができる大きさの内部空間を画定する。前部開口部は、容器シェルの前面に配置され、内部空間から半導体基板を取り出し、内部空間に挿入することができる。さらに、後部開口部が、容器シェルの後部に配置され、半導体基板を内部空間から取り出し、内部空間に挿入することができる。

【0007】

別の実施形態では、本明細書に記載のＦＯＵＰは、前部開口部および内部空間を有するシェルを含むことができる。後部開口部は、前部開口部とは反対側のシェルの後部に配置され、半導体基板を内部空間から取り出して内部空間に挿入することができる。さらに、複数の対の対向する支持レッジが内部空間内に配置され、シェルの側壁に取り付けられる。対向する支持レッジの各対は、内部空間内で半導体基板を支持するように構成される。

【0008】

さらに別の実施形態では、本明細書に記載の方法は、半導体基板搬送容器の前部開口部に対向して位置する半導体基板搬送容器の後部の後部開口部を通して、半導体基板搬送容器の内部空間から半導体基板を取り出すこと、または半導体基板搬送容器の内部空間に半導体基板を挿入することを含む。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】後部開口部を有する半導体基板搬送容器の後部斜視図である。

【図2】図１と同様であるが、後部開口部を覆う容器上の定位置にある任意選択の取り外し可能なカバーを示す後部斜視図である。

【図3】カバーを取り外した状態の容器の背面図である。

【図4】図３の円４に含まれる部分の詳細図である。

【図5】容器の内部および内部空間に収容された半導体基板の上面図である。

【図6】図５の円６に含まれる部分の詳細図である。

【図7】容器の内部空間内の基板支持レッジの拡大側面図である。

【図8】容器から取り外された図２の取り外し可能なカバーの上面図である。

【図9】取り外し可能なカバーの内側の端面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

図１～図２を参照すると、半導体基板搬送容器１０の一例が示されている。一実施形態では、容器１０は、ＦＯＵＰと呼ばれてもよい。容器１０は、第１の側壁１４と、第１の側壁１４に対向する第２の側壁１６と、頂壁１８と、頂壁１８に対向する底壁２０とを含む複数の壁を有する容器シェル１２を含む。壁は、内部に複数の半導体基板２４（便宜上、半導体基板２４は、図１の位置２および位置１３においてのみ見える）を受け入れることができる大きさの内部空間２２を画定する。一実施形態では、容器１０は、２４個の基板２４を受け入れて保持するように構成することができるが、容器１０は、より多数または少数の基板２４を保持するように構成することができる。容器１０は、半導体基板２４の各々を内部空間２２から取り出して内部空間に挿入することができる前部開口部２８（図５に見える）を有する前部２６と、半導体基板２４の各々を内部空間２２から取り出して内部空間に挿入することができる後部開口部３２を有する後部３０とをさらに含む。さらに、機械接触面プレート３４がシェル１２の底壁２０に固定されている。

【0011】

半導体基板２４は、半導体製造に用いられる任意の基板とすることができる。本明細書に記載の容器１０内に配置することができる半導体基板２４の例は、ウエハおよびパネル（フラットパネルなど）、ならびにそれらの組み合わせを含むことができるが、これらに限定されない。図１の実施形態は、基板２４をウエハとして示している。

【0012】

基板容器１０は、これらに限られるわけではないが射出成形可能なポリマー材料を含む１つまたは複数のポリマー材料から形成することができる。ポリマー材料は、１つまたは複数のポリオレフィン、１つまたは複数のポリカーボネート、１つまたは複数の熱可塑性ポリマーなどを含むことができるが、これらに限定されない。一実施形態では、基板容器１０の一部または全部を射出成形することができる。１つまたは複数のポリマー材料は、炭素充填材を含むマトリックスを形成することができる。一実施形態では、１つまたは複数のポリマー材料は、基板容器１０の取り扱いおよび使用中の粒子脱落を最小限に抑えるように選択することができる。

【0013】

図２を参照すると、任意選択の取り外し可能なカバー４０を容器シェル１２に取り外し可能に固定して、後部開口部３２（図１を参照）を選択的に覆うこと、および覆いを取ることができる。いくつかの実施形態では、カバー４０は使用されず、後部開口部３２（図１を参照）は覆われないままであり得る。カバー４０のさらなる詳細は、図８および図９に関して以下でさらに説明される。

【0014】

図３～図７（図１と共に）を参照すると、内部空間２２内に半導体基板２４を支持するための支持構造体が設けられている。支持構造体は、半導体基板２４を支持するのに十分であり、本明細書で説明するように、後部開口部３２を通る半導体基板２４の取り出しおよび挿入を可能にする任意の構成を有することができる。図示する例では、支持構造体は、基板２４が互いに垂直に離間され、各基板２４が頂壁１８および底壁２０に実質的に平行に水平に配向される垂直に積み重ねられた配置で半導体基板２４を支持する。

【0015】

図１および図３～図７に示す例では、支持構造体は、内部空間２２内に、容器シェル１２の対向する側壁１４、１６に取り付けられた複数対の対向する支持レッジ（一般に４２を使用して参照される）を含む。図５のように容器１２を上から見る場合、対向する支持レッジ４２の各対は、右支持レッジ４２ａおよび左支持レッジ４２ｂを有すると呼ばれ得る。一対の支持レッジを形成する左右の支持レッジ４２ａ，４２ｂは、内部空間２２内の半導体基板２４のそれぞれ１つを支持するように構成されている。

【0016】

図５および図６を参照すると、左右の支持レッジ４２ａ、４２ｂの各々は、シェル１２の前部２６に向かって配置された前部部分４４と、シェル１２の後部３０に向かって配置された後部部分４６とを含む。支持レッジ４２ａ、４２ｂは、基板２４をＸＹ平面内で位置決めして支持する。支持レッジ４２ａ、４２ｂの後部部分４６の少なくとも一方、好ましくは支持レッジ４２ａ、４２ｂの後部部分４６の両方は、半導体基板２４と係合可能であり、半導体基板２４が前部開口部２８を通って内部空間２２にＹ方向に挿入されることを制限するストッパ４８を含む。

【0017】

引き続き図５および図６を参照すると、各支持レッジ４２ａ、４２ｂは、水平レッジ部分５０と、水平レッジ部分５０から上方に延在する垂直レッジ部分５２とをさらに含む。複数の半導体基板位置決めパッド５４（または位置決めパッド５４のみ）が水平レッジ部分５０上に配置される。位置決めパッド５４は、基板２４が載置され、基板２４をＸ－Ｙ平面内に位置決めする水平レッジ部分５０上の突起である。任意の数の位置決めパッド５４を設けることができる。図示する例では、支持レッジ４２ａ、４２ｂの各々は、前部位置決めパッド５４および後部位置決めパッド５４を含む。

【0018】

さらに図５を参照すると、後部開口部３２は、基板２４の各々を内部空間２２から取り出し、基板２４の各々を内部空間に挿入することを可能にする大きさである。図示する例では、基板２４は最大幅Ｗｓを有するものとして示されている。後部開口部３２は、内部空間２２への挿入時または内部空間からの取り出し時に基板２４が後部開口部３２を通過することを可能にするために、幅Ｗｓよりも大きい幅ＷＯを有するものとして示されている。一実施形態では、基板２４は、基板２４が挿入または取り出し中に後部開口部３２を通過するとき、実質的にＸ－Ｙ平面内に留まることができる。

【0019】

図３、図４、および図７を参照すると、一実施形態では、支持レッジ４２ａ、４２ｂは、基板２４の取り出し中に、基板２４が後部開口部３２を通して取り出される前に、基板２４が垂直に上方に持ち上げられるように構成されてもよい。同様に、基板２４を後部開口部３２に挿入する間に、基板２４を後部開口部３２に挿入し、次いで支持レッジ４２ａ、４２ｂによって支持するために支持レッジ４２ａ、４２ｂ上に垂直に下降させることができる。しかしながら、挿入または取り出し中に基板２４のいかなる垂直移動も必要としない他の取り出しおよび挿入シーケンスを利用することができる。

【0020】

引き続き図３および図４を参照すると、各支持レッジ４２ａ、４２ｂの後部部分４６において、ギャップまたは空間６４を画定するために、支持レッジの頂部縁部６０とその真上に位置する支持レッジの底部縁部６２との間に距離Ｄがある。さらに、図３および図４に最もよく示されているように、支持レッジ４２ａ、４２ｂは、基板２４が支持レッジ４２ａ、４２ｂ上に支持されるとき、基板が支持レッジ４２ａ、４２ｂの頂部縁部６０の下方に配置されるように構成される。図３は、３つの基板２４を示し、その各々は、シェル１２の基板位置２、１３、および２４と呼ぶことができるところで、対応する対の支持レッジ４２ａ、４２ｂによって支持されている。

【0021】

ここで、図３および図４を参照して、例示的な取り出しシーケンスを説明する。一方の基板２４を取り出す場合には、取り出し対象の基板２４をＺ軸方向に垂直に持ち上げる。例えば、基板２４は、手動で、または支持レッジ４２ａ、４２ｂの間の位置で基板２４を把持するロボットアームの把持機構を介して持ち上げることができる。持ち上げ中、基板２４は実質的にＸ－Ｙ平面内に留まることができる。基板２４は、基板２４を支持する支持レッジ４２ａ、４２ｂの頂部縁部６０の上方であるが、上方に位置する支持レッジ４２ａ、４２ｂの底部縁部６２の下方の位置まで持ち上げられる。基板２４が関連する支持レッジ４２ａ、４２ｂの頂部縁部６０の上方に持ち上げられると、基板２４は、その後に、後部開口部３２を通して、例えばＹ軸方向に引き抜かれてもよい。一方の基板２４の挿入はちょうど反対に機能し、挿入される基板２４は、Ｙ軸方向に後部開口部３２を通して隣接する対の支持レッジ４２ａ、４２ｂの間の位置に移動され、次いで基板２４は、関連する対の支持レッジ４２ａ、４２ｂ上に垂直下方に下降される。

【0022】

図２に戻ると、カバー４０の使用は任意選択である。カバー４０が使用される場合、カバー４０は、カバー４０がシェル１２に取り付けられ、後部開口部３２（図１を参照）を覆う第１の位置（図２および図５に示す）と、カバー４０が後部開口部３２を覆わず、それによって後部開口部３２を通る基板２４の１つまたは複数の取り出しおよび挿入を可能にする第２の位置とを有するように構成することができる。カバー４０は、第２の位置でシェル１２に取り付けられたままであってもよく、カバー４０は、第２の位置でシェル１２から取り外されてもよい。図２、図５、および図８～図９に示すカバー４０の例は、第２の位置でシェル１２から完全に取り外されているカバー４０を示す。さらに、カバー４０は、カバー４０が第１の位置および第２の位置をとることを可能にする任意の適切な方法でシェル１２に取り付けることができる。加えて、カバー４０は、第１の位置と第２の位置との間で自動的に作動されるように構成されてもよく、またはカバー４０は、第１の位置と第２の位置との間で手動で作動されるように構成されてもよい。

【0023】

図２、図５、および図８～図９を参照すると、図示する例では、カバー４０は、手動で作動され、シェル１２にスナップ嵌合接続するように構成されている。例えば、カバー４０は、後部開口部３２（図１を参照）でシェル１２の頂壁１８の一部７４の縁部７２を受け入れるスロットを有する上部保持機構７０（図９）と、後部開口部３２（図１を参照）でシェル１２の底壁２０上のフランジなどの対応する保持機構７８の背後にスナップ嵌合接続するように構成された可撓性リップを有する下部保持機構７６（図９）と、それぞれシェル１２の側壁１６、１４のうちの１つの縁部を受け入れるスロット８４を有する一対の側部保持機構８０、８２（図８および図９）と、を有することができる。

【0024】

一実施形態では、カバー４０は、後部開口部３２を形成するために取り外されたシェル１２の部分から作製されてもよい。他の実施形態では、カバー４０は、別個の材料から作製することができる。保持機構７０、７６、８０、８２は、後部開口部３２を形成するためにシェル１２から部分が取り出されると、後にカバー４０に取り付けられる別個の要素とすることができる。

【0025】

図１および図８～図９を参照すると、カバー４０をシェル１２上に第１の位置に設置して後部開口部３２を覆うために、上部保持機構７０がシェル１２の縁部７２と係合し、次いで、側部保持機構８０、８２のスロット８４がシェル１２の側壁の縁部と係合するまでカバー４０が下方に回転する。一般に、側部保持機構８０、８２が係合するのと同時に、下部保持機構７６は保持機構７８との係合を開始し、保持機構７６は屈曲し、スナップ嵌合接続が保持機構７８と接続する。第２の位置へのカバー４０の取り外しは逆である。下部保持機構７６は、最初に保持機構７８から切り離され、次いで、カバー４０が上方に揺動して、側部保持機構８０、８２、次いで上部保持機構７０を外す。その後に、後部開口部３２を通る挿入または取り出しがもはや必要でなくなるまで、カバー４０を脇に置くことができ、その時点でカバー４０をシェル１２に再取り付けして後部開口部３２を覆うことができる。

【0026】

容器１０内に後部開口部３２を有することは、いくつかの利点を提供する。図１および図５を参照すると、１つの利点は、半導体基板２４のうちの１つを後部開口部３２を介して取り出して、前部開口部２８を介して行われる基板の取り出しおよび挿入動作を妨げることなく、取り出された半導体基板に対して少なくとも１つの分析を実行できることである。分析は、基板上の処理動作の品質をチェックすること、例えば、基板がウエハである場合、ウエハに追加された半導体チップの品質をチェックすることができること、または基板の清浄度をチェックすることであってもよい。取り出された基板２４は、容器１０に再挿入されてもされなくてもよい。取り出された基板２４が再挿入される場合には、再挿入は、後部開口部３２を介して、または前部開口部２８を介して行われてもよい。いくつかの実施形態では、基板２４は、その基板２４が以前に容器１０から取り出されていない後部開口部３２を介して容器１０に挿入されてもよい（後部開口部３２または前部開口部２８のいずれかを介して）。例えば、ウエハは、後部開口部３２を介して容器に挿入されてもよい。

【0027】

引き続き図１および図５を参照すると、一実施形態では、容器１０は、第１の数の半導体基板２４を前部開口部２８を介して内部空間２２から取り出して内部空間２２に挿入することができ、第２の数の半導体基板２４を後部開口部３２を介して内部空間から取り出して内部空間に挿入することができ、第１の数の基板は第２の数の基板よりも多いように構成することができる。例えば、容器１０が最大２４個の基板２４を保持するように構成されている非限定的な例では、基板２４のうちの２４個が前部開口部を介して内部空間２２に挿入および取り出し可能であり、基板２４のうちの２２個のみが後部開口部３２を介して内部空間２２に挿入および取り出し可能である。しかしながら、容器１０の他の設計では、同じ数の基板２４が、前部開口部２８および後部開口部３２を介して挿入および取り出しされてもよい。

【0028】

本出願で開示される例は、すべての点で例示的であり、限定的ではないと見なされるべきである。本発明の範囲は、前述の説明ではなく添付の特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内にあるすべての変更は、特許請求の範囲に包含されることが意図されている。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】