[發(fā)明專利]最小化門撓曲的前開式晶圓容器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201180051027.8
• 申請日: 2011-10-19
• 公開（公告）號: CN103250237A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬修·A·富勒
• 申請（專利權(quán)）人: 恩特格里公司
• 主分類號: H01L21/673
• 分類號: H01L21/673
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

本申請案主張2010年10月20日申請的美國臨時(shí)專利申請?zhí)?1/394，770的優(yōu)先權(quán)，該美國臨時(shí)專利申請以引用的方式并入本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

例如計(jì)算機(jī)芯片等集成電路（IC)是由硅晶圓制成。該硅晶圓需要在其運(yùn)輸期間及在各制造過程步驟之間保持于極其干凈且無污染的環(huán)境中。另外，用于運(yùn)輸和/或儲存半導(dǎo)體晶圓的容器的所需或期望的特性包括輕量、剛性、潔凈、有限的氣體排放、以及劃算的可制造性。當(dāng)容器被封閉時(shí)，該容器提供晶圓的氣密性或接近氣密性的隔離。簡而言之，此類容器需要保持晶圓潔凈、無污染且不受損壞。

塑料容器被用于在過程步驟之間運(yùn)輸及儲存晶圓已達(dá)數(shù)十年之久。所選的聚合物材料提供充分的特性。此類容器具有嚴(yán)格受控的公差，以與處理設(shè)備以及用于運(yùn)輸該容器的設(shè)備/機(jī)器人交界。而且，較佳的是此種塑料容器中利用不使用例如螺栓等金屬緊固件即可附裝及移除的組件。金屬緊固件當(dāng)被插入和移除時(shí)會引起微粒的產(chǎn)生。

在成本效益及改善的制造能力驅(qū)動(dòng)下，制造半導(dǎo)體時(shí)所用的晶圓的尺寸在增大。如今，若干制造設(shè)施使用300毫米晶圓。隨晶圓的尺寸增加和電路的密度增加，電路易受越來越小的微粒和其他污染物的影響。因此，隨晶圓尺寸的增加，容器的尺寸也在增加；因晶圓更易受更小的微粒和其他污染物的影響，所以使晶圓保持潔凈和無污染的要求已變得更加嚴(yán)格，進(jìn)而使容器的尺寸增加。另外，載具需在劇烈的自動(dòng)搬運(yùn)中保持其性能，此種自動(dòng)搬運(yùn)包括由位于容器頂部的自動(dòng)凸緣來提升載具。

前開式晶圓容器已成為用于運(yùn)輸和儲存大直徑300毫米晶圓的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。在此類晶圓容器中，前門可閂鎖至容器部并封閉正面存取開口，晶圓通過該正面存取開口自動(dòng)式地插入和移除。當(dāng)容器裝滿晶圓時(shí)，該門被插入至該容器部的門框架中并閂鎖至該門框架。當(dāng)進(jìn)行安放時(shí)，該門上的襯墊則提供向上、向下及向內(nèi)的約束。

在制造用于容納和/或運(yùn)輸較大晶圓的前開式塑料容器（例如300毫米容器）時(shí)所發(fā)現(xiàn)的問題是容器的頂部、底部、側(cè)面、正面及背面上所用的塑料的廣闊區(qū)域在容器被提起時(shí)可能會由于晶圓負(fù)載重量增加而彎曲，且前門和后側(cè)可能會由于容器的前門和后側(cè)上的晶圓襯墊之間的晶圓的保持而朝外彎曲。

半導(dǎo)體行業(yè)如今正趨于使用更大的，450毫米直徑的晶圓。直徑更大的晶圓盡管提供成本效益，然而也會提供增大的易碎性、更大的重量、以及與搬運(yùn)和儲存該更大晶圓于塑料制成的容器中相關(guān)聯(lián)的尚未發(fā)現(xiàn)的難題。與頂部、底部、側(cè)面、正面及背面上的塑料的廣闊區(qū)域相關(guān)聯(lián)的彎曲和相應(yīng)問題加劇。

隨著被處理晶圓在尺寸上的顯著增大，較小尺寸的晶圓所不具有的新難題和問題隨之出現(xiàn)。由于現(xiàn)有設(shè)備兼容性和成本壓力，用于450毫米晶圓的許多標(biāo)準(zhǔn)，例如容器中晶圓的數(shù)目以及晶圓之間的間距等可能非常好地保持300毫米晶圓容器標(biāo)準(zhǔn)。并且當(dāng)然，隨著晶圓的直徑增大，該晶圓會相應(yīng)地變重。容納與標(biāo)準(zhǔn)化300毫米容器中提供的晶圓相同數(shù)目的450毫米晶圓的晶圓容器預(yù)期具有大約40磅的重量。在此重量下，人工搬運(yùn)開始變得更加困難。

對較大容器使用類似厚度的聚合物壁可能無法使容器具有足夠的結(jié)構(gòu)剛度。即，預(yù)期該容器會由于聚合物的較大尺寸和較大的廣闊區(qū)域而在裝載、轉(zhuǎn)移及裝運(yùn)時(shí)在尺寸上較不穩(wěn)定。加厚該壁并且添加顯著的強(qiáng)化結(jié)構(gòu)則會進(jìn)一步增大450毫米晶圓容器的重量。

此外，傳統(tǒng)的300毫米晶圓容器通常是注塑成型的。預(yù)期將難以充分控制利用類似注塑成型方式及類似或更大壁厚度的較大容器的尺寸。目前，300毫米晶圓容器一般使用殼體作為主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件來定位用于與晶圓和外部設(shè)備交界的組件，即晶圓支撐件及運(yùn)動(dòng)耦合機(jī)器界面。

另外，隨著密封地容納門的開放正面的面積，開放的內(nèi)部體積將顯著增大。這表明該門與該容器部之間的密封問題更加難以解決。

較大尺寸的晶圓還將具有明顯更大的下垂程度并需要使用較小晶圓所不需要的獨(dú)特支撐件，該更大的下垂程度會使晶圓在搬運(yùn)及運(yùn)輸期間更易損壞。該更大的下垂程度使得在仍允許由機(jī)械手臂自動(dòng)地放置和移除晶圓的同時(shí)難以維持晶圓間之間所期望的間距。

因此，期望開發(fā)出用于450毫米晶圓容器的前開式配置，該前開式配置具有用于最小化晶圓下垂程度并最小化容器重量的設(shè)計(jì)屬性。另外，提供改善的門密封特性的配置是所期望的。此外，在自動(dòng)地搬運(yùn)晶圓期間為了在晶圓容器中儲存450毫米晶圓而提供增強(qiáng)的晶圓支撐件的配置是所期望的。

發(fā)明內(nèi)容