專利名稱：具有輔助晶圓限制系統的晶圓容器的制作方法
技術領域：
本發明大體而言涉及用于半導體晶圓的可密封容器，且更具體而言涉及用于晶圓容器的晶圓限制系統。
技術背景將半導體晶圓盤轉變成集成電路芯片常常涉及到許多步驟，在這些步驟 中，對晶圓盤進行重復地處理、存儲及運輸。晶圓必須在工作站之間及在工廠 之間運輸。晶圓盤易碎且容易因實體震動而受到損壞。此外，在半導體晶圓附 近出現靜電荷積聚和放電也可造成嚴重的破壞。由于晶圓具有易于損壞的性質 且具有很高的價值，因而在這些程序中自始至終對晶圓進行妥善保護以防止出 現污染物以及實體損壞和電損壞，將至關重要。人們使用專用載具或容器來搬運、存儲及運輸晶圓。這些裝置通常以軸向對齊的陣列形式來容納晶圓，其中在一陣列中具有例如25個晶圓。這些容器 的一主要組件是支撐構件，用于在搬運期間支撐晶圓，以保護其不會因震動及 振動而受到實體損壞。可為此種晶圓支撐構件提供一接地路徑，以通過容器底 部上的機械界面耗散靜電荷。現有技術的容器通常在容器門上具有晶圓限制結構，其在所述門放置就位 時與容器中的晶圓支撐件相配合。這些晶圓限制結構的功能是對晶圓進行減震 并限制其運動，以防止因震動而受到損壞。然而，現有技術的晶圓限制結構在
某些情形中并不很令人滿意。在某些情形中，晶圓限制結構可能會使晶圓在出 現實體震動事件期間在豎向上平移得太遠，導致晶圓自身受損或損壞相鄰的晶 圓。在某些情形中，晶圓甚至可能會移動出晶圓限制件。在其他情形中，在此 等實體震動事件中，晶圓可能在相鄰的晶圓限制件之間交叉錯槽。因此，在本行業中需要一種用于晶圓載具的改良的晶圓限制系統，其應通 過在出現實體震動事件期間提供改良的晶圓限制來緩解上述問題。發明內容本發明是一種具有改良的晶圓限制系統的晶圓容器，其通過在出現震動事 件期間提供改良的晶圓限制而滿足了本行業中的需求。在本發明中，將一輔助 晶圓限制結構夾置于容器門上的相對的晶圓限制部件之間。在本發明的一實施 例中，所述輔助晶圓限制結構界定多個切口。所述切口可為傾斜狀，并由交匯 于一接合點的一個或多個會聚邊緣或表面界定而成。所述接合點定位成與各對 相對的晶圓限制部件的晶圓接納部分對齊，以便當所述門完全密封地嚙合容器 外殼時，晶圓邊緣會接觸所述接合點。在該位置上，因傳遞給容器的震動而引 起的晶圓的任何豎向運動均會使晶圓接觸所述會聚表面或邊緣，從而限制此種 運動。通過將輔助晶圓限制件定位于主晶圓限制件的相對的指狀件之間并緊靠 相對的指狀件，會限制晶圓在支撐點之間發生偏斜，并由此進一步阻止晶圓 "跳"出支撐件及交叉錯槽。相應地，本發明的一實施例包括多個晶圓與一容器的組合，所述容器用于 以軸向對齊、大體平行相間的排列方式容納所述晶圓。所述容器包括 一外殼 部分，其具有一頂部、 一底部、 一對相對的側面、 一背部及由一門框架界定而 成的一相對、敞開的正面；及一門，其可密封地接納于所述門框架中，以封閉所述敞開的正面。所述容器包括一晶圓限制系統，其在外殼部分中具有至少一 個晶圓支撐結構，且在門上包括一晶圓限制結構，以用于嚙合及限制晶圓。所 述至少一個晶圓支撐結構可包含多個晶圓支撐架，其界定多個狹槽，各狹槽適 于分別接納所述多個晶圓中一單獨的晶圓。所述門上的晶圓限制結構具有一主 限制結構及一輔助限制結構。所述主限制結構包括多個彈性晶圓嚙合部件，其 排列成使第一多個所述晶圓嚙合部件與第二多個所述晶圓嚙合部件相間隔并
相對。所述輔助限制結構定位于所述第一多個與第二多個晶圓嚙合部件中間， 并界定多個切口。所述切口排列成當所述門嚙合于門框架中時，在每一切口中 分別接納所述多個晶圓中 一 單獨的晶圓。在一實施例中，各彈性晶圓嚙合部件可具有第一細長連接部分及第一傾斜 狀的晶圓接納部分。第一晶圓接納部分緊靠第一連接部分的第一端定位，且第 —連接部分的第二端可操作地耦接所述門。此外，各彈性晶圓嚙合部件可具有 第二細長部分及第二傾斜形狀的晶圓接納部分。第二細長部分的第一端可操作 地緊靠第一晶圓接納部分耦接第一連接部分，且第二晶圓接納部分定位于第二 連接部分上一與第一晶圓接納部分相間隔的位置處。在一實施例中，所述晶圓限制結構可包括一本體部分，其具有一對相對的 側面及一中央部分。所述主限制結構的各彈性晶圓嚙合部件從每一個所述相對 側朝中央部分向內凸伸。所述晶圓限制結構的本體部分可具有緊靠中心的凸起 部分，其中所述凸起部分界定輔助限制結構的切口。在本發明的實施例中，各切口可分別由交匯于一接合點處的一對會聚邊緣 界定而成。各接合點的位置使得當門完全接納于門框架中時，各晶圓分別接觸 所述接合點中一單獨的接合點。此外，所述輔助限制結構可與門的內側形成一 整體。本發明實施例的目的及優點是在晶圓容器出現實體震動事件期間阻止晶 圓運動。本發明實施例的另一目的及優點是使因晶圓容器出現實體震動而移離晶 圓限制件的晶圓復位。本發明實施例的再一目的及優點是阻止晶圓因晶圓容器出現實體震動而 在各晶圓限制件之間交叉錯槽。本發明的其他目的、優點及新穎特征將在下文說明中部分地提及，且對于 閱讀完下文說明的所屬領域的技術人員而言將部分地顯而易見，或者可通過實 踐本發明而得知。
圖1為根據本發明一實施例的一晶圓容器的透視圖2為根據本發明一實施例具有已局部組裝的門的一晶圓容器的透視圖；圖3為一晶圓容器的已局部組裝的門的內側的透視圖；圖4為根據本發明一實施例的一晶圓容器門的內側透視分解圖；圖5為圖4中的門在組裝狀態中的內側透視圖；圖6為圖4中的門的主晶圓限制部分及輔助晶圓限制部分的一部分的放大 透視圖；圖7為根據本發明的一晶圓容器的另一實施例的透視圖；圖8為圖7中的晶圓容器的門的內側透視圖；圖9為圖7中的門的晶圓限制部分的側視立面圖；以及圖10為圖7中的門的晶圓限制件的透視圖。主要:元件標記說明10:晶圓容器12:處理設備14 :外殼16:門18:底部20:頂部22:側面24:側面26:背部28:正面30:門框架32:晶圓支撐結構34:晶圓支撐架36:動力耦合件38:機械手搬運凸緣40:本體部分42:周緣壁44:閂鎖槽46:閂鎖槽48:外側50:晶圓限制槽52:內側54:鎖眼槽56:晶圓限制結構58:周緣框架60:側軌62:側軌64:頂軌66:底軌68:指狀件70:間隙72:第一細長部分74:近端76:內側晶圓接納部分78:遠端80:第二細長部分
82:外伸端86:輔助晶圓限制結構90:邊緣/表面94:晶圓容器98:門102:內表面106:端部110:指狀件114:晶圓接納部分118:孔122:傾斜切口126:接合點84:外側晶圓接納部分88:晶圓限制部分92:接合點96:外殼部分100:晶圓限制件104:本體部分108:端部112:朝內端部116:間隙120:凸起部分124:邊緣/表面具體實施方式
根據本發明的一晶圓容器IO繪示于圖1中，其位于一臺處理設備12上。 晶圓容器10總體上包括外殼14及門16。外殼14 一般是由聚碳酸酯或其他適 合的熱塑性材料制成，且包括底部18、頂部20、相對的側面22、 24、以及背 部26。與背部26相對的是由門框架30界定而成的敞開的正面28。帶有多個 晶圓支撐架34的一個或多個晶圓支撐結構32定位于外殼14內，以用于接納 以大體平行、軸向對齊的排列方式相間隔的多個半導體晶圓或基材(未顯示)。 一動力耦合件36與一機械手搬運凸緣38可分別定位于底部18與頂部20的外 表面上，以便能夠使用自動搬運設備來轉移及使用所述容器。在第5,788,082 號、第5,915,562號、第6,010,008號、第6,216,874號、第6,267,245號、第6,464,081 號、及第6,644,477號美國專利中揭示了關于晶圓容器及支撐構件的構造及使 用的詳細說明，所有這些美國專利均由本發明的所有人擁有，且全文并入本文 中以提供參考。門16可選擇性地、密封地定位于門框架30上，由此使晶圓容器10密封 地封閉，從而為其中的晶圓形成一密封的環境。在圖2及3中所示的實施例中， 門16總體上包括具有周緣壁42的本體部分40。在本體部分40的外側48上界
定有一對閂鎖槽44、 46，而在內側52上界定有一晶圓限制槽50。在每一閂鎖 槽44、46中均設置有閂鎖機構，例如在前面并入本文以提供參考的第5,915,562 號美國專利中所揭示的閂鎖機構，以將門16在門框架28中緊固就位。可在閂 鎖上面設置一封蓋52，其帶有鎖眼槽54，以便能夠從容器10的外部致動所述 閂鎖機構。晶圓限制結構56緊固于晶圓限制槽50中。晶圓限制結構56包括周緣框 架58，周緣框架58具有一對側軌60、 62、 一頂軌64、及一底軌66。呈撓性 指狀件68形式的各彈性晶圓嚙合部件在周緣框架58中從側軌60、 62向內凸 伸，并跨越間隙70相對地定位。各指狀件68具有第一細長部分72，其具有與 側軌60或62相連的近端74。傾斜狀的內側晶圓接納部分76定位于各第一細 長部分72的遠端78上。第二細長部分80從內側晶圓接納部分76向外凸伸， 并具有一傾斜狀的外側晶圓接納部分84的外伸端82。撓性指狀件68跨越間隙 70相對地成對布置，以便使一大體平整的晶圓的邊緣接納于該每一對指狀件 68的內側76及外側84晶圓接納部分中，從而在四個接觸點處對晶圓進行限制 及減震。根據本發明的一實施例，將一輔助晶圓限制結構86定位于間隙70中，以 在出現震動事件期間阻止晶圓豎向運動，并防止由此造成的晶圓移出及交叉錯 槽。輔助晶圓限制結構86總體上包括從門16的內側52向外凸伸的多個傾斜 狀的晶圓限制部分88。各晶圓限制部分88包括一對相對傾斜的邊緣或表面90， 其在接合點92處交匯。各晶圓限制部分88的接合點92的位置與各對相對的 指狀件68的內側76及外側84晶圓接納部分對齊，并使得當門16完全密封地 嚙合于門框架30中時，使晶圓的邊緣接觸接合點92。在該位置上，因傳遞給 容器10的震動而引起的晶圓的任何豎向運動均會使晶圓接觸表面或邊緣90， 從而限制此種運動。通過將晶圓限制部分88定位于相對的指狀件68之間并緊 靠相對的指狀件68，會限制晶圓在支撐點之間發生偏斜，并由此進一步阻止晶 圓"跳"出支撐件及交叉錯槽。應了解，盡管將輔助晶圓限制結構86繪示為單一鋸齒形狀結構，然而各 晶圓限制部分88也可為單獨的結構，此仍歸屬于本發明的范圍內。此外，應 了解，輔助晶圓限制結構86可形成為門16的本體部分40的一整體組成部分，
或者可為單獨附著的結構，抑或可為晶圓限制結構56的一部分。輔助晶圓限制結構86可由適用于晶圓容器的任何材料制成，例如由聚碳酸酯、PEEK、PEI、 或其他具有預期性質的熱塑性材料制成，并可包含碳或其他填料，以提供靜電耗散性或導電性。在圖7-10中繪示根據本發明的一晶圓容器94的另一實施例。晶圓容器94 總體上包括一外殼部分96及一門98，以用于選擇性地密封封閉所述容器94。 在第60/592,156號美國臨時專利申請案中揭示了關于晶圓容器94的更詳細說 明，該美國臨時專利申請案由本發明的所有人一同擁有，全文并入本文中以提 供參考。根據本發明，將晶圓限制件100定位于門98的內表面102上。晶圓限制 件100總體上包括一本體部分104，其具有一對相對的端部106、 108。各對撓 性指狀件110從各端106、 108朝本體部分104的中心向內凸伸。在各指狀件 110的朝內端部112處是一傾斜狀的晶圓接納部分114。各撓性指狀件110跨 越間隙116相對地成對布置，使一大體平整晶圓的邊緣接納于該每一對指狀件 110的晶圓接納部分114中。本體部分104在端部106、 108處具有多個孔118， 以用于接納門98上的固緊結構(未顯示)，以便將晶圓限制件100緊固至門 上。本體部分104具有一對凸起部分120定位于相對指狀件U0之間的間隙U6 中。各凸起部分具有傾斜切口 122，這些傾斜切口 122定位成與相對指狀件no 的晶圓接納部分114對齊。各傾斜切口 122是由在接合點126處匯合的一對會 聚邊緣或表面124界定而成。接合點126的位置使得當門98完全密封地嚙合 外殼部分96時，晶圓邊緣會接觸接合點126。在該位置上，因傳遞給容器94 的震動而引起的晶圓的任何豎向運動均會使晶圓接觸表面或邊緣124,從而限 制此種運動。通過將傾斜切口 122形式的輔助晶圓限制件定位于相對的指狀件 U0之間并緊靠相對的指狀件110，會限制晶圓在支撐點之間發生偏斜，并由 此進一步阻止晶圓"跳"出支撐件及交叉錯槽。同樣，晶圓限制件100的其他構造也涵蓋于本發明中，包括其中輔助晶圓 限制件可為鋸齒狀結構的構造，且其中輔助晶圓限制件可與撓性指狀件成一整 體或與撓性指狀件相分離。輔助晶圓限制件可由適用于晶圓容器的任何材料制
成，例如由聚碳酸酯、PEEK、 PEI、或其他具有預期性質的熱塑性材料制成 并可包含碳或其他填料以提供靜電耗散性或導電性。
權利要求
1.一種多個晶圓與一容器的組合，所述容器用于以-軸向對齊、大體平行相間的排列方式容納所述晶圓，所述容器包括一外殼部分，其具有一頂部、一底部、一對相對的側面、一背部及由一門框架界定而成的一相對、敞開的正面；一門，其可密封地接納于所述門框架中，以封閉所述敞開的正面；以及一晶圓限制系統，包括位于所述外殼部分中的至少一個晶圓支撐結構及位于所述門上的一晶圓限制結構，以用于嚙合及限制所述晶圓，所述至少一個晶圓支撐結構包含多個晶圓支撐架，所述多個晶圓支撐架界定多個狹槽，各狹槽適于分別接納所述多個晶圓中一單獨的晶圓，位于所述門上的所述晶圓限制結構包括一主限制結構及一輔助限制結構，所述主限制結構包括多個彈性晶圓嚙合部件，其排列成使第一多個所述晶圓嚙合部件與第二多個所述晶圓嚙合部件相間隔并相對，所述輔助限制結構定位于所述第一多個與第二多個晶圓嚙合部件中間，并界定多個切口，所述切口排列成當所述門嚙合于所述門框架中時，在每一切口中分別接納所述多個晶圓中一單獨的晶圓。
2. 如權利要求l所述的組合，其特征在于，所述主限制結構包括一周緣框 架，所述周緣框架界定一中央開孔并具有一對側軌，所述彈性晶圓嚙合部件從 所述側軌凸伸至所述中央開孔內。
3. 如權利要求l所述的組合，其特征在于，每一個所述彈性晶圓嚙合部件中包括一第一細長連接部分及一第一傾斜狀晶圓接納部分，所述第一晶圓接納 部分緊靠所述第一連接部分的一第一端定位，所述第一連接部分的一第二端可操作地耦接所述門。
4. 如權利要求3所述的組合，其特征在于，各彈性晶圓嚙合部件進一步包括一第二細長部分及一第二傾斜狀晶圓接納部分，所述第二細長部分的一第一 端緊靠所述第一晶圓接納部分可操作地耦接所述第一連接部分，所述第二晶圓 接納部分定位于所述第二連接部分上與所述第一晶圓接納部分相間隔的一位 置處。
5. 如權利要求l所述的組合，其特征在于，所述晶圓限制結構包括一本體 部分，所述本體部分具有一對相對的側面及一中央部分，所述主限制結構的彈性晶圓嚙合部件從每一個所述相對的側面朝所述中央部分向內凸伸。
6. 如權利要求5所述的組合，其特征在于，所述晶圓限制結構的本體部分 緊靠所述中央具有一凸起部分，其中所述凸起部分界定所述輔助限制結構的切□。
7. 如權利要求1所述的組合，其特征在于，所述切口分別由交匯于一接合 點處的一對會聚邊緣界定而成，所述接合點定位成當所述門完全接納于所述門 框架中時，各晶圓分別接觸所述接合點中 一單獨的接合點。
8. 如權利要求l所述的組合，其特征在于，所述門具有一內側，且其中所 述輔助限制結構與所述門的內側成一整體地形成并從所述門的內側向外凸伸。
9. 一種多個晶圓與一容器的組合，所述容器用于以一軸向對齊、大體平行相間的排列方式容納所述晶圓，所述容器包括一外殼部分，其具有一頂部、 一底部、 一對相對的側面、 一背部及由一門框架界定而成的一相對、敞開的正面；一門，其可密封地接納于所述門框架中，以封閉所述敞開的正面；以及一晶圓限制系統，包括位于所述外殼部分中的至少一個晶圓支撐結構及位 于所述門上的一晶圓限制結構，以用于嚙合及限制所述晶圓，所述至少一個晶 圓支撐結構包含多個晶圓支撐架，所述多個晶圓支撐架界定多個狹槽，各狹槽 適于分別接納所述多個晶圓中一單獨的晶圓，位于所述門上的所述晶圓限制結 構包括一包含多個彈性晶圓嚙合部件的主限制結構，所述多個彈性晶圓嚙合部 件排列成使第一多個所述晶圓嚙合部件與第二多個所述晶圓嚙合部件相間隔 并相對，所述晶圓限制結構進一步包括，在所述容器經受實體震動時，用于阻 止所述晶圓移出所述彈性晶圓嚙合部件的構件。
10. 如權利要求9所述的組合，其特征在于，用于阻止所述晶圓移出的所 述構件包括定位于所述第一多個與第二多個晶圓嚙合部件中間的一輔助限制 結構。
11. 如權利要求IO所述的組合，其特征在于，所述輔助限制結構包括多個 切口，每一切口均由交匯于一接合點處的一對會聚表面界定而成，所述接合點 定位成當所述門完全接納于所述門框架中時，每一晶圓分別接觸所述接合點中 一單獨的接合點。
12. 如權利要求9所述的組合，其特征在于，所述主限制結構包括一周緣 框架，所述周緣框架界定一中央開孔并具有一對側軌，所述彈性晶圓嚙合部件 從所述側軌凸伸至所述中央開孔內。
13. 如權利要求9所述的組合，其特征在于，每一個所述彈性晶圓嚙合部件包括一第一細長連接部分及一第一傾斜狀晶圓接納部分，所述第一晶圓接納 部分緊靠所述第一連接部分的一第一端定位，所述第一連接部分的一第二端可操作地耦接所述門。
14. 如權利要求13所述的組合，其特征在于，各彈性晶圓嚙合部件進一步 包括一第二細長部分及一第二傾斜狀晶圓接納部分，所述第二細長部分的一第 一端緊靠所述第一晶圓接納部分可操作地耦接所述第一連接部分，所述第二晶 圓接納部分定位于所述第二連接部分上與所述第一晶圓接納部分相間隔的一 位置處。
15. 如權利要求9所述的組合，其特征在于，所述晶圓限制結構包括一本 體部分，所述本體部分具有一對相對的側面及一中央部分，所述主限制結構的 彈性晶圓嚙合部件從每一個所述相對的側面朝所述中央部分向內凸伸。
16. 如權利要求15所述的組合，其特征在于，所述晶圓限制結構的本體部分緊靠所述中央具有一凸起部分，且其中用于阻止所述晶圓移出的所述構件包 括界定于所述凸起部分中的多個切口。
17. —種用于以一軸向對齊、大體平行相間的排列方式容納多個晶圓的容 器，所述容器包括一外殼部分，其具有一頂部、 一底部、 一對相對的側面、 一背部及一相對、 敞開的正面；一門，其用于密封地封閉所述敞開的正面；以及一晶圓限制系統，包括位于所述外殼部分中的至少一個晶圓支撐結構及位 于所述門上的一晶圓限制結構，以用于嚙合及限制所述晶圓，所述至少一個晶 圓支撐結構包含多個晶圓支撐架，所述多個晶圓支撐架界定多個狹槽，各狹槽 適于分別接納所述多個晶圓中一單獨的晶圓，位于所述門上的所述晶圓限制結 構包括一主限制結構及一輔助限制結構，所述主限制結構包括多個彈性晶圓嚙 合部件，其排列成使第一多個所述晶圓嚙合部件與第二多個所述晶圓嚙合部件 相間隔并相對，所述輔助限制結構定位于所述第一多個與第二多個晶圓嚙合部 件中間。
18. 如權利要求17所述的組合，其特征在于，所述主限制結構包括一周緣 框架，所述周緣框架界定一中央開孔并具有一對側軌，所述彈性晶圓嚙合部件 從所述側軌凸伸至所述中央開孔內。
19. 如權利要求17所述的組合，其特征在于，每一個所述彈性晶圓嚙合部件中包括一第一細長連接部分及一第一傾斜狀晶圓接納部分，所述第一晶圓接 納部分緊靠所述第一連接部分的一第一端定位，所述第一連接部分的一第二端可操作地耦接所述門。
20. 如權利要求19所述的組合，其特征在于，各彈性晶圓嚙合部件進一步 包括一第二細長部分及一第二傾斜狀晶圓接納部分，所述第二細長部分的一第 一端緊靠所述第一晶圓接納部分可操作地耦接所述第一連接部分，所述第二晶圓接納部分定位于所述第二連接部分上與所述第一晶圓接納部分相間隔的一 位置處。
21. 如權利要求17所述的容器，其特征在于，所述輔助限制結構界定多個 切口，所述切口排列成當所述門嚙合于所述門框架中時，在每一切口中分別接納所述多個晶圓中 一 單獨的晶圓。
22. 如權利要求21所述的組合，其特征在于，所述晶圓限制結構包括一本體部分，所述本體部分具有一對相對的側面及一中央部分，所述主限制結構的 彈性晶圓嚙合部件從每一個所述相對的側面朝所述中央部分向內凸伸。
23. 如權利要求22所述的組合，其特征在于，所述晶圓限制結構的本體部 分緊靠所述中央具有一凸起部分，其中所述凸起部分界定所述輔助限制結構的 切口。
24. 如權利要求21所述的組合，其特征在于，所述切口分別由交匯于一接 合點處的一對會聚邊緣界定而成，所述接合點定位成當所述門完全接納于所述 門框架中時，各晶圓分別接觸所述接合點中 一單獨的接合點。
25. 如權利要求17所述的組合，其特征在于，所述門具有一內個ij，且其中 所述輔助限制結構與所述門的內側成一整體地形成并從所述門的內側向外凸 伸。
全文摘要
本發明揭示一種晶圓容器，其在實體震動事件期間對晶圓提供改良的限制。一具有多個切口的輔助晶圓限制結構夾置于容器門上的相對的晶圓限制部件之間。
文檔編號B65D85/48GK101119912SQ200580046699
公開日2008年2月6日 申請日期2005年11月23日 優先權日2004年11月23日
發明者杰弗瑞·J·金, 約翰·布恩斯, 馬丁·L·福柏斯, 馬修·A·伏勒, 馬克·V·斯密斯 申請人:安堤格里斯公司