TWI400766B - 具一體成形晶圓限制件模組之前開式晶圓盒 - Google Patents

Description

具一體成形晶圓限制件模組之前開式晶圓盒

本發明係關於一種前開式晶圓盒，特別是有關於一種將門體以及晶圓限制件一體成形地配置於門體內表面之凹陷區域兩旁之凸出平台上，除了使晶圓能落入門體內之凹陷區域以縮短前開式晶圓盒之尺寸外，亦能藉由晶圓限制件穩固地頂持晶圓，以避免晶圓在運輸過程中產生移動。

半導體晶圓由於需經過各種不同流程的處理且需配合製程設備，因此會被搬運到不同的工作站。為了方便晶圓的搬運且避免受到外界的污染，常會利用一密封容器以供自動化設備輸送。請參考第1圖所示，係習知技術之晶圓盒示意圖。此晶圓盒是一種前開式晶圓盒(Front Opening Unified Pod, FOUP)，係具有一盒體10及一門體20，盒體10內部係設有複數個插槽11可水平容置複數個晶圓，且在盒體10之一側面係具有一開口12可供晶圓的載出及載入，而門體20具有一個外表面21及一個內表面22，門體20係藉由內表面22與盒體10的開口12相結合，用以保護盒體10內部的複數個晶圓。此外，在門體20的外表面21上配置至少一個門閂開孔23，用以開啟或是封閉前開式晶圓盒。在上述前開式晶圓盒中，由於半導體晶圓係水平地置於盒體10內部，因此，在前開式晶圓盒搬運過程中需有一晶圓限制件，以避免晶圓因震動而產生異位或往盒體10的開口12方向移動。

請參考第2圖所示，係一美國公告專利6,736,268所揭露之一種前開式晶圓盒之門體20結構示意圖。如第2圖所示，門體20之內側面22配置有一凹陷區域24，此凹陷區域24係從內側面22的頂端221延伸到 底端222且係在左右二個鎖存機構230(於門體內部)之間，而在凹陷區域24中再進一步配置有晶圓限制件模組，此晶圓限制件模組係由左右二個晶圓限制件100所組成，而在每一個晶圓限制件100上係具有複數個晶圓接觸頭110，以利用此晶圓接觸頭110頂持其相對的晶圓，避免晶圓在傳送過程中因震動而異位或往盒體之開口方向移動。然而，上述晶圓限制件模組係設置於門體20內表面22的凹陷區域24之中，這使得晶圓僅能貼平門體20其內表面22或僅能稍微落入凹陷區域24，無法有效地讓晶圓落入凹陷區域24以縮短前開式晶圓盒前後徑的尺寸。此外，晶圓限制件模組與晶圓摩擦所產生的微粒粉塵容易累積在凹陷區域24內，在清潔上需先把晶圓限制件模組與門體20內表面22之凹陷區域24分離，如此反覆的分離及組裝，容易造成晶圓限制件模組的鬆脫。

依據先前技術之晶圓盒其晶圓限制件容易造成晶圓盒尺寸無法縮小、微粒粉塵清洗不易及鬆脫等問題，本發明之一主要目的在於提供一種以一體成形的方式所形成之門體，因此門體表面其位於凹陷區域兩側之凸出平台上的晶圓限制件模組的每一個凹槽能夠相對地與另一凸出平台上的晶圓制件模組之凹槽對齊，可以提高晶圓與凹槽接觸時的正確率。

本發明之再一主要目的在於提供一種具有晶圓限制件模組之前開式晶圓盒，將晶圓限制件模組配置於門體內表面之凹陷區域兩旁之凸出平台上，使凹陷區域能有效的容置晶圓，可縮短前開式晶圓盒的尺寸。

本發明之另一主要目的在於提供一種具有晶圓限制件模組之前開式晶圓盒，將晶圓限制件模組配置於門體內表面之凹陷區域兩旁之凸出平台上，故可使晶圓被晶圓限制件模組頂持歸位之距離縮 短，除了使得門可以平順的閉合外，還可以降低晶圓在歸位過程中產生微粒(particle)。

本發明之又一主要目的在於提供一種具有晶圓限制件模組之前開式晶圓盒，將晶圓限制件模組配置於門體內表面之凹陷區域兩旁之凸出平台上，因此，晶圓限制件與晶圓摩擦所產生的微粒粉塵可以聚集於凹陷區域角落，且要清潔晶圓盒時，可輕易地將微粒粉塵給予清除，不需將晶圓限制件模組移除。

為達上述之各項目的，本發明揭露一種前開式晶圓盒，主要包括一盒體，盒體內部係設有複數個插槽以容置複數個晶圓，且在盒體之一側面係形成一開口可供複數個晶圓之輸入及輸出，以及一門體，係具有一外表面及一內表面，門體係以內表面與盒體之開口相結合，用以保護盒體內部之複數個晶圓，其中前開式晶圓盒之特徵在於：門體係一體成形地在內表面配置一凹陷區域以將內表面分割成兩個凸出平台，並於兩凸出平台上各形成一限制件模組，每一限制件模組則包括一基座，且於基座上設有複數個間隔排列的凹槽，以藉由該複數個凹槽與該些晶圓接觸。

為使本發明所運用之技術內容、發明目的及其達成之功效有更完整且清楚的揭露，茲於下詳細說明之，並請一併參閱所揭之圖示及圖號：首先，請參閱第3圖所示，係本發明之一種前開式晶圓盒之示意圖。前開式晶圓盒主要係包括一盒體10及一門體20，在盒體10的內部係設有複數個插槽11以容置複數個晶圓，且在盒體10的其中一個側面係有一開口12可提供晶圓的輸入以及輸出，而門體20則是具有一外表面21及一內表面22。在門體20的內表面22且大約在中間處，則係配置有一凹陷區域24；因此，凹陷區域24可將門體20的內表面 22分割成兩凸出平台25。由於凹陷區域24內並未配置其他組件，故其可用來收納盒體10內部的複數個晶圓，也就是說晶圓的一部份可以伸入至凹陷區域24內。因此，藉由此凹陷區域24的設計，可以減少整個晶圓盒的前後徑尺寸。而為了能有效地固定晶圓，本發明係在門體20的兩凸出平台25上各配置一晶圓限制件模組30，使門體20關閉的過程中，能將盒體10中的每一個晶圓推至固定位置並固定，其優點，除了可限制晶圓往開口方向移動外，也可用來控制晶圓進入凹陷區域24的量。此外，在本發明之兩凸出平台25內部，均配置有一門閂裝置(未顯示於圖中)，且每一門閂裝置在相應的外表面21上形成門閂開孔。

位於門體20之內表面22中的凹陷區域24的長度係與盒體10內部的插槽11間距及晶圓數量有關。以12吋或是18吋的晶圓而言，對於晶圓之間的間距，產業間已有標準規定，以期達到最大的晶圓承載密度，同時能容納機器手臂伸入進行晶圓輸入及輸出；而目前常見的晶圓盒係大約可容置25片晶圓，因此，凹陷區域24的長度係較固定的。然而，本發明凹陷區域24的寬度及深度，則可較有彈性，當門體20的厚度維持不變時，將凹陷區域24的深度設的較大，則可允許晶圓較進入凹陷區域24，而此時凹陷區域24的寬度也需隨之增大。

其次，請參閱第4圖及第5圖所示，係本發明之一種前開式晶圓盒其一體成形門體之示意圖及放大示意圖。本發明之門體20係使用一體成形的方式形成，故在形成門體20的同時，位於門體20上的凹陷區域24、兩凸出平台25及晶圓限制件模組30也同時形成。而門體20以及配置於門體20內表面22之晶圓限制件模組30可以係用高分子塑膠材料經由射出成形或是射壓成形等方式來形成。如前所述，每一個晶圓限制件模組30係與門體20一體成形，也就是說門體20內表 面22係延伸並突出有一長條形的基座31，此長條形基座31其底面係跟門體20內表面22形成一體且基座31上係形成複數個間隔排列的凹槽32。同時，位於一凸出平台25上的晶圓限制件模組30之每一個凹槽32則會相對地與另一凸出平台25上的晶圓制件模組30之凹槽32對齊，以便每一相對應之凹槽32能夠以凹陷區域24為中心而相對地對齊並與一晶圓接觸，以限制盒體10內部的晶圓在運輸過程中往開口方向移動。由於門體20以及晶圓限制件模組30係採用一體成形之方式形成，因此，位於兩凸出平台25上的晶圓限制件模組30其每一個凹槽32均能夠準確地對準。而上述複數個凹槽32係近似一”V”形或弧形的導槽結構，以使晶圓平順地導入並穩固地固定於其中。此外，在此凹槽32表面亦可包覆一耐磨耗材，例如：PEEK材質，以降低對晶圓的摩擦。此外，如第5圖所示，本發明之門體20其一體成形的晶圓限制件30其可以係具有一斜面311，以減少射出成形所需的材料。當然，此晶圓限制件30其剖面亦可以係一矩形或長形，本發明並不加以限制。

接著，請參考第6圖，係本發明之一種前開式晶圓盒其晶圓限制件模組與晶圓接觸之示意圖。由於凹陷區域24兩旁凸出平台25上的晶圓限制件模組30係對稱的，故當晶圓限制件模組30與晶圓接觸時，可以產生一個僅往晶圓中心點方向推的合力，不會造成晶圓左右的晃動。且，由於凹陷區域24內並未配置其他組件，故晶圓的一部份可以伸入至凹陷區域24內。因此，藉由此凹陷區域24的設計，可以減少整個晶圓盒的尺寸，且前開式晶圓盒其重心可以非常接近整個前開式晶圓盒的中心，故在機械手臂搬運前開式晶圓盒的過程中，不易產生傾斜。此外，本發明也可藉由基座31的外形或凹槽32的角度來控制晶圓進入凹陷區域24的距離，因此本發明之晶圓盒的尺寸是可以做微調的。再由於本發明之晶圓限制件模組30係與門體 20一體成形地配置於門體20內表面22凹陷區域24兩旁的凸出平台25上，故可使晶圓被晶圓限制件模組30頂持歸位的距離縮短，除了使門可以平順的閉合外，還可以降低晶圓歸位過程中所產生的微粒(particle)。

本發明以前述之較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧盒體

11‧‧‧插槽

12‧‧‧開口

20‧‧‧門體

21‧‧‧外表面

22‧‧‧內表面

24‧‧‧凹陷區域

25‧‧‧凸出平台

30‧‧‧限制件模組

31‧‧‧基座

311‧‧‧斜面

32‧‧‧凹槽

第1圖 係習知一種前開式晶圓盒之示意圖；第2圖 係習知一種前開式晶圓盒之門體結構示意圖；第3圖 係本發明之一種前開式晶圓盒之示意圖；第4圖 係本發明之一種前開式晶圓盒其一體成形門體之示意圖；第5圖 係本發明之一種前開式晶圓盒其一體成形門體之放大示意圖；及第6圖 係本發明之一種前開式晶圓盒其晶圓限制件模組與晶圓接觸之示意圖。

20‧‧‧門體

21‧‧‧外表面

22‧‧‧內表面

24‧‧‧凹陷區域

25‧‧‧凸出平台

30‧‧‧限制件模組

31‧‧‧基座

32‧‧‧凹槽

Claims (14)

1. 一種前開式晶圓盒，主要包括一盒體，該盒體內部係設有複數個插槽以容置複數個晶圓，且在該盒體之一側面係形成一開口可供該複數個晶圓之輸入及輸出，以及一門體，係具有一外表面及一內表面，該門體係以該內表面與該盒體之該開口相結合，並用以保護該盒體內部之該複數個晶圓，其中該前開式晶圓盒之特徵在於：該門體係一體成形地在該內表面配置一凹陷區域以將該內表面分割成兩個凸出平台，並於該兩凸出平台上各形成一限制件模組，每一該限制件模組則包括一基座且該基座上設有複數個間隔排列的凹槽，以藉由該複數個凹槽與該些晶圓接觸；其中該凹陷區域係供該些晶圓進入，該些晶圓進入該凹陷區域的量係與該二限制件模組間之距離成正比，且該二限制件模組間之距離係與該凹陷區域的寬度成正比。
2. 如申請專利範圍第1項所述之前開式晶圓盒，其中該門體之材質為高分子塑膠材料。
3. 如申請專利範圍第1項所述之前開式晶圓盒，其中該複數個凹槽其每一個凹槽係近似V形之導槽結構。
4. 如申請專利範圍第1項所述之前開式晶圓盒，其中該複數個凹槽其每一個凹槽係近似弧形之導槽結構。
5. 如申請專利範圍第1項所述之前開式晶圓盒，其中該複數個凹槽係表面包覆一耐磨耗材。
6. 如申請專利範圍第5項所述之前開式晶圓盒，其中該耐磨耗材係PEEK材質。
7. 如申請專利範圍第1項所述之前開式晶圓盒，其中該兩凸出平台內部均配置一門閂裝置。
8. 一種前開式晶圓盒，主要包括一盒體，該盒體內部係設有複數個 插槽以容置複數個晶圓，且在該盒體之一側面係形成一開口可供該複數個晶圓之輸入及輸出，以及一門體，係具有一外表面及一內表面，該門體係以該內表面與該盒體之該開口相結合，並用以保護該盒體內部之該複數個晶圓，其中該前開式晶圓盒之特徵在於：該門體係一體成形地在該內表面配置一凹陷區域以將該內表面分割成兩個凸出平台，並於該兩凸出平台上各形成一限制件模組，每一該限制件模組則包括一具有斜面之基座，且於該斜面上配置有複數個間隔排列的凹槽，以藉由該複數個凹槽與該些晶圓接觸；其中該凹陷區域係供該些晶圓進入，該些晶圓進入該凹陷區域的量係與該二限制件模組間之距離成正比，且該二限制件模組間之距離係與該凹陷區域的寬度成正比。。
9. 如申請專利範圍第8項所述之前開式晶圓盒，其中該門體之材質為高分子塑膠材料。
10. 如申請專利範圍第8項所述之前開式晶圓盒，其中該複數個凹槽其每一個凹槽係近似V形之導槽結構。
11. 如申請專利範圍第8項所述之前開式晶圓盒，其中該複數個凹槽其每一個凹槽係近似弧形之導槽結構。
12. 如申請專利範圍第8項所述之前開式晶圓盒，其中該複數個凹槽係表面包覆一耐磨耗材。
13. 如申請專利範圍第12項所述之前開式晶圓盒，其中該耐磨耗材係PEEK材質。
14. 如申請專利範圍第8項所述之前開式晶圓盒，其中該兩凸出平台內部均配置一門閂裝置。