CN100513276C - 晶圆的贮存容器，贮存装置及贮存晶圆堆的方法 - Google Patents

Abstract

一种具有定向控制的晶圆运送装置，该装置贮存和运送晶圆，通过注模成形的容器，其包括一底部，该底部具有一晶圆区域用于在其上放置一个若干晶圆组合的堆，其中每一晶圆组合包括一个晶圆框架，在该晶圆框架上安装有一晶圆。一保护壁环绕在晶圆区域四周，该保护壁至少包括一壁外形制造物。根据本发明的每一晶圆框架包括一对应的相反的或用于配合的制造物。本发明对该保护壁装置和晶圆框架进行了配置，因此为了将该晶圆框架安装在该容器中，定向该晶圆框架必须要求该壁和框架制造物相配合。

Description

晶圆的贮存容器，贮存装置及贮存晶圆堆的方法

技术领域

本发明涉及晶圆的贮存容器，贮存装置及贮存晶圆堆的方法，尤其是关于一种与在其上安装晶圆的晶圆框架一同使用的装置，其中该装置被配置，以保证晶圆框架放置在该装置中时其只有一个单一的方向。

本发明申请与标题为“具有晶圆定位柱的晶圆贮存装置”的中国发明于同日申请专利，因此，援引该申请，以作为参考。

背景技术

半导体晶圆贮存和运送容器通常设计要达到存取容易以及保证晶圆的安全。专利人为Johnson、专利号为4043451的美国专利以一个被拉伸了的盒与盖的形式描述了半导体晶圆运送容器，其中用内肋来定位由弹性弯曲后的晶圆支架材料排列的晶圆。此处没有阐述晶圆的旋转定位。在专利人为Yajima等、专利号为6 499 602 B2的美国专利中公开了一种具有类似特征的容器，在其每一晶圆中提供了一条槽，但没有提及旋转定位。在专利人为Bores等、专利号为6 550 619 B2的美国专利中公开了一种用于放置成堆的晶圆、抗震能力改良后的容器。在专利人为Merkl等、专利号为6 218 727 B1的美国专利中公开了一种容器并描述了一晶圆框架。该容器在两个相对内壁中的任何一个上都具有平行的槽，其作用在于固定一晶圆框架，在该晶圆相对边上的线形片段放置在该容器槽中时可实现支撑的目的。

发明内容

本发明的一目的在于，其可在一晶圆容器中自动将晶圆对准。

本发明的另一目的在于，在一晶圆容器中自动对准晶圆的过程中，其降低了将晶圆从一容器中移动并使其处于对准位置的过程中所需的劳动强度。

为达上述目的，本发明提供的技术手段如下：

一种贮存若干晶圆的晶圆贮存容器，其特征在于，包括：

一晶圆贮存室，其包括一底部和从该底部延伸的壁结构；

至少两个定向用制造物，其设置在该壁结构上；

其中一第一定向用制造物是非对称于一第二定向用制造物，以确保插入到晶圆贮存室的任何晶圆元件具有预定的定向。

在本发明的技术手段包括在一具体实施例中，一个用于贮藏和运送晶圆并通过注模成形的容器，包括一个底部，该底部具有一个晶圆区域，在该区域上放置一堆晶圆组合，其中每一晶圆组合包括一晶圆框架和一被固定的晶圆。一保护壁装置围绕在该晶圆区域四周，并至少包括一壁晶圆定向用制造物。根据本发明，每一晶圆框架包括一对应的、相反的或用于配合的制造物。对该壁装置和晶圆框架进行了配置，因此定向该晶圆框架必须要求该壁和框架制造物相配合，以便使该晶圆框架安装在该容器中。

附图说明

图1A为一简图，其显示了根据本发明的晶圆组合的定向控制；

图1B为图1中所示的一横剖面图，用于显示一种在一个晶圆框架上固定/安装一晶圆的方法；

图2A显示了其壁具有一拔模角、柱状物具有垂直接触线的一个容器；

图2B为一显示该拔模角的横剖面图；

图3显示了一盖子和根据本发明构造的一容器；

图4A显示了一堆晶圆组合，其处于将被放入一容器中时所在的位置；

图4B显示了晶圆元件隔板；以及

图5为图3和图4中容器的一个俯视图。

具体实施方式

尽管此处将根据本说明中的特殊具体实施例描述本发明，但也可对其进行一定范围的更改、变化以及替换，并应了解在一些情况中，在不偏离本发明精神和范围的前提下，可在没有使用其它特征时，单独使用本发明的一些特征，如此陈述的关于较佳具体实施例的描述如下。

图1A为一用于描述本发明的一个简图，其图示了本发明的内容。一容器10具有一个从一底部14开始延伸的壁装置12，该容器至少包括一晶圆定向用制造物16，该制造物既可为如图所示的突出16或者为一个凹槽，也可以为其它与一对应且相反的用于配合的对准用制造物18接合的装置，该制造物可为一个在一个晶圆元件(可为如图所示的一晶圆框架20)中的一晶圆，或者其也可以为一个晶圆中的一个制造物，不管为那一种情形，其都是用于确定该晶圆元件(晶圆或者晶圆框架)在该容器10中的位置方向。在使用了一个晶圆框架20的情况下，一晶圆22可固定在每一框架20之上，且在该晶圆22相对于该制造物以一已知方向放置在该晶圆框架中时，该方向制造物16和对准用制造物18因此就可以用来确定该晶圆22的方向。一晶圆和框架，或者在没有框架时仅仅是晶圆，一般地将被称为一晶圆元件。壁装置12可为任何配置，用于为该容器10中的晶圆22提供保护。该壁可以如图所示的那样为连续构成的结构，但也可以是若干个片段构成的结构。

图1B为一个包括一个晶圆框架20和一个晶圆的晶圆元件23沿A-A方向的一个横剖面图。该晶圆框架此时为一通常的具有一孔29的环形形状，通过该孔放置一晶圆22。图1B中所示的固定是通过一粘胶带25来实现，放置时其带粘性的面与框架20的一底面和晶圆22的一底面接触。使用带用于固定在一框架20之内的一晶圆22已为所属技术领域的技术人员所熟知。带25一般几乎覆盖框架的所有底表面，以及晶圆的全部底部表面。该带一般具有不吸收用于切割晶圆的激光能量的特点(例如，蓝色)。在一些应用中，该带贴在框架上，然后晶圆通过带上的粘合剂放置在孔29之中。若该晶圆要被切割成小片，则利用激光将其切割成独立的部分。切割该晶圆时该带仍不受影响。晶圆框架的一般厚度为0.30英寸。

在本发明的一具体实施例中，该容器通过一注模成形。在这种情况下，该壁一般将具有一拔模角。这将在下面进行介绍，并根据图2A和2B通过图形显示。

图2A显示了一容器24的替代具体实施例，其中该壁装置具有一拔模角，其简单地显示为该壁28的内表面角度26和外表面角度27。线30和31代表与一平面垂直的直线。被称为一晶圆区域32上放置了该晶圆元件堆。一拔模角26的使用与注模成形中的标准操作规程相适应，通常为1度到5度之间的一个小角度。该构造方法用作依据本发明的容器的一个具体实施例。通常需要一拔模角，目的是为了容易从一个模中分离一个产品。其壁具有一拔模角的容器，在其顶部的内部宽度大于其在底部的内部宽度，因此内壁37具有一拔模角。一晶圆元件(即一晶圆，或者如果使用了一框架，则为一晶圆框架)和壁之间距离的增加与该晶圆元件与该晶圆区域32之间的距离成比例。在以前的技术中，该间距的增加可使该晶圆元件的移动范围加大，这不符合要求。图2B为一个沿B-B方向的横剖面图，其更清楚地显示了该内壁和外壁各自的拔模角26与27。

图2A用于显示本发明的一替代具体实施例，目的在于解决在壁具有一拔模角时，随着晶圆元件与该晶圆区域之间距离的增加，间距也不断增加的问题。柱状物36放置在该晶圆区域的周围，提供一垂直接触线以限制晶圆元件在该容器中的移动，否则就会因该拔模角导致的该保护壁28与上面所述的晶圆元件之间具有较大距离而会发生移动。在该柱状物36其中一个之上使用了虚线38，其显示了从该堆的底部到该堆的顶部，在该柱状物上用于相同地限制所有该晶圆元件在一个堆中移动的面接触线。该柱状物可以是提供一条垂直接触线的任何结构的任何配置，并且可与该保护壁结构以整体的形式注模而得(举例而言)。该保护壁28可为连续的壁，或者各种可能配置的若干片段的壁。尽管该垂直接触线没有一拔模角，该最后得到的垂直区域非常小，也就是说较整个壁区域来说比较薄弱，因此该垂直部分不会引起足够大的阻力阻止该容器从该模中移走。

图3显示了一个容器盖42和一个根据本发明设计的容器40。容器40的该保护壁装置44有四个片段46、48、50及52。根据本发明，将被称为定向用制造物的特殊不规则外形与该具体实施例的壁作为一个整体形成，并与放置在该容器中的该晶圆元件中对应的对准用制造物配合。该如图3、4与5中所示的特殊具体实施例与一个包括一个其中有一个晶圆(整体或者被切割成小片)的框架一起使用。本发明也适用于只包括一个晶圆的晶圆元件，该晶圆元件至少具有一个制造物。在后面的这种情况下，对该容器进行配置使其与通常为圆形的该晶圆相符。现在参看该特殊具体实施例，如随后将要描述的那样，该制造物保证所有的晶圆元件在该容器40中被相同地定向，其中的每一晶圆元件都包括一晶圆框架和一个晶圆，因此使所有该晶圆都在已知的方向上成为可能，其中假定它们都相对于该晶圆框架对准用制造物定向。

如图3所示，只保证一个晶圆框架的一个方向的该制造物为部分54和56。图3也显示了四个叉子58，用于通过该盖42中的槽60插入以将该盖42固定在该容器40之上。

图4A显示了晶圆元件的一个堆62，该晶圆元件包括固定有晶圆66的框架64。每一个晶圆框架64都具有一个对准用制造物68用于与容器40的一个定向用制造物54配合，同时还具有一个与一对应的容器配合定向用制造物56配合的对准用制造物70。图4A的该晶圆元件堆62(一般适用于任何堆)将在每一晶圆元件之间包括某些形式的隔板。举例而言，该隔板可以是薄圆板结构的纸或者泡沫塑料，及/或者一种碳/渗透了碳的材料。这样一种利用所有上面所述的设置图示在图4B中，其中在容器90中放置了一个晶圆元件92，及一碳中间层94，并且一纸中间层98在适当位置用于放置在晶圆元件92的顶部。其中也显示了一个盖100。

图5为图3和图4A中该容器40的一个俯视图，且更为清楚地显示了本发明的各种特征。该容器40中显示了一个框架(比如图4中的框架64)的轮廓。图中显示了框架外形制造物68和70各自与壁结构装置外形制造物54和56的配合。应注意，为了保证一框架在该容器中只有一个方向成为可能，仅需要该容器定向用制造物54或者56其中之一必须对应晶圆框架对准用制造物68或者70其中之一即可。作为替代方案，如果片段壁46、48、50以及52所形成的形状与一个普通圆一致，则一单个的不规则制造物应不对称，即为了保证框架不能颠倒地插入而缺少对称性。如图5所示，该特殊的片段壁46、48、50和52中每一段都具有一平面，通过该平面自身迫使该框架的方向与四个平面中的一个相一致。例如，该框架的平面72和74与该框架的平面部分76一致。在这样一种配置中，为了保证在该容器中该框架只有一个方向，同时保证该框架不能颠倒地安装，仍有必要使至少有一个制造物诸如54或者56非对称地安装。所属技术领域的技术人员将明了为实现如所公开的本发明目标的各种配置，而这些配置都包括在本发明的精神之内。

根据一替代具体实施例，如上所述，该容器也包括具有一拔模角的壁以及用于限制该晶圆组合移动的柱状物。图5也显示了这些替代具体实施例，其中包括16个柱状物78，所显示的结构为与该保护壁46—52以整体的形式注模而得。柱状物78都具有一个设计来提供一条垂直接触线的表面，也就是提供一条与该晶圆区域80垂直，并用于限制该晶圆组合在整个堆高度上侧向运动的接触线的表面。该接触线之垂直方向系相对于该晶圆区域80以一合适的角度向上延伸，在该晶圆区域80之上将放置一堆晶圆组合。由于图3中的该柱状物78是与该保护片段壁以整体的形式注模而得，同时因为该接触线为垂直/正交方向(即该接触线无拔模角)，所以该柱状物78在靠近该保护壁结构的顶部显得比其在底部80水平处该保护壁的底部要宽。每一柱状物的顶部表面82提供一实质的接触点，用于压迫该容器以使其从一模中移走。

该保护片段壁46、48、50和52的拔模角通过线84显示片段壁在该保护片段壁底部水平的内周长而变得明显。线86显示了在壁顶部的片段壁的内周长，很显然其在底部位于线84之外，因此显示了拔模角。该细节在放大后的片段A中显得更为清楚。

片段A也更清楚地显示了柱状物78。注意，图5的俯视图只显示了横穿接触线的一单条线88，也就是将接触一晶圆或者晶圆框架的一条线。该单条线88显示了接触线与底部80相垂直，并因此该接触线没有显示在图5的俯视图中。相反，84和86这两条线显示了片段壁46、48、50、52的拔模角。

尽管此处根据其中的特殊具体实施例描述了本发明，在前述之公开内容中可进行一定范围的更改，各种变化和替代，并应了解在一些情况中，在不偏离本发明精神和范围的前提下，可在不使用其它特征时单独使用本发明的一些特征，如权利要求书所述。

Claims (13)

1.一种贮存若干晶圆的晶圆贮存容器，其特征在于，包括：

一晶圆贮存室，其包括一底部和从该底部延伸的壁结构；

至少两个定向用制造物，其设置在该壁结构上；

其中一第一定向用制造物是非对称于一第二定向用制造物，以确保插入到晶圆贮存室的任何晶圆元件当其在晶圆贮存室中具有预定的定向。

2.根据权利要求1所述的晶圆贮存容器，其中还包括结合到所述壁结构内部的若干柱状物。

3.如权利要求2所述的晶圆贮存容器，其中该若干柱状物定位垂直于所述底部的平面。

4.一种贮存若干晶圆元件的晶圆贮存装置，包括：

一晶圆贮存室，其包括底部和从该底部延伸的壁结构，所述的贮存室具有一内部宽度，该宽度是上部区域比与底部相邻的下部区域大；

至少一个定向用制造物，其设置在所述贮存室的片断的壁结构上；

若干从该贮存室的内周突出的柱状物，以提供一垂直接触线，用于限制晶圆元件在贮存室中的移动，每个晶圆元件上具有至少一个对准用制造物，其接合到该贮存室的一个定向用制造物。

5.如权利要求4的所述的晶圆贮存装置，其中若干晶圆元件包括晶圆或被固定到晶圆框架的晶圆。

6.如权利要求4所述的晶圆贮存装置，其中该每个晶圆元件的对准用制造物接合该晶圆贮存室内的定向用制造物，使得每个晶圆元件的定向能够被确定。

7.一种在一个晶圆贮存容器中的一堆中贮存若干晶圆的方法，该方法包括步骤：

将若干晶圆中的每一个晶圆放置在对应的若干晶圆框架之上以获得若干晶圆组合，每一晶圆框架包括至少一个设置在其上的对准用制造物，该放置步骤使每一晶圆与对应的晶圆框架之间的附着力足以防止该晶圆相对于该对应的晶圆框架实质的运动；

按顺序将每一晶圆组合放置到一晶圆贮存室中形成一堆，该按顺序放置的步骤包括将在每一晶圆框架上的至少一个对准用制造物与设置在该晶圆贮存室中的至少一个定向用制造物对准，由此就将该晶圆贮存室中的每一晶圆框架定向，并防止该每一晶圆框架和在该贮存室中设置于该晶圆框架上的晶圆的实质旋转运动；以及

用一个盖覆盖该晶圆贮存室以完全封闭该晶圆堆。

8.根据权利要求7所述的方法，其中该放置步骤包括在每一晶圆框架的开口区域上放置一粘胶带。

9.根据权利要求8所述的方法，其中该放置步骤进一步包括在粘胶带上放置每一个晶圆。

10.根据权利要求7所述的方法，其中该顺序地将每一晶圆组合放入到该晶圆贮存室中，以形成该晶圆堆的步骤包括，将设置在该晶圆框架上的若干对准用制造物与设置在该晶圆贮存室中对应的若干定向用制造物对准。

11.一种具有一盖的晶圆贮存容器中贮存晶圆堆的方法，所述方法包括：

提供若干晶圆元件，每个晶圆元件具有至少一个在晶圆框架上的对准用制造物；

提供具有一贮存室的容器，该容器与该晶圆元件的外部尺寸一致，其中该容器包括至少一个定向用制造物，该定向用制造物能够与每个晶圆元件的对准用制造物接合；

将所述晶圆元件放置在该容器中，使得每个晶圆元件的对准用制造物与该容器内设置的至少一个定向用制造物相配。

12.如权利要求11所述的在晶圆贮存容器中贮存晶圆堆的方法，其中每个晶圆元件在该贮存室被打开时具有一已知的可见定向。

13.如权利要求11所述的在晶圆贮存容器中贮存晶圆堆的方法，其中将晶圆元件放置到该容器中的步骤还包括：将若干对准用制造物与该容器内设置的相应多个定向用制造物对准。

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