KR20040055815A - 정보화된 중합체 필름 삽입 성형 - Google Patents

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KR20040055815A KR10-2004-7007896A KR20047007896A KR20040055815A KR 20040055815 A KR20040055815 A KR 20040055815A KR 20047007896 A KR20047007896 A KR 20047007896A KR 20040055815 A KR20040055815 A KR 20040055815A
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엔테그리스, 아이엔씨.
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Abstract

반도체 제조 산업, 특히 클린 룸 환경에 사용되는 웨이퍼 용기(10) 및 다른 플라스틱 제품의 성형 공정에서 표시(36)를 접합하기 위해 얇은 중합체 필름 부재(34)를 사용하는 시스템 및 방법이 제공된다. 상기 시스템 및 방법은 다색 표시와 유일한 전자 판독식 표시가 상기 제품에 접합 가능하게 하며, 또한 표시로부터 발생하는 공정 오염을 억제하고 표시를 물리적 손상으로부터 보호하는 보호성 오염 차단막을 제공한다.

Description

정보화된 중합체 필름 삽입 성형{INFORMATIONAL POLYMER FILM INSERT MOLDING}
필름 삽입 성형은 다양한 소비재에서 미적 관심을 향상시키기 위한 제조 공정에 사용된다. 특히, 장식용 전사 도안, 설명, 로고 및 다른 시각적인 그래픽들은 얇고 투명한 중합체 필름의 일 표면상에 인쇄되어 양호한 시각적 효과를 달성하기 위해 제품의 플라스틱 부분에 삽입 성형될 수 있다. 또한, 필름 삽입 성형은 종종 제품에 바코드와 같은 기능적 표시를 영구히 부착시키는데 사용된다.
전형적으로, 사출 성형 공정에서 사용될 때, 삽입 필름은 용융된 중합체 재료의 사출 이전에 금형의 캐비티에 위치된다. 상기 용융 재료가 금형 내에서 고상화되기 때문에, 투명 필름과 성형부 사이에 영구 접합이 발생된다. 상기 공정을 사용하여 양호한 장식적 또는 기능적인 표시를 상기 성형부 상에 비교적 저렴한 비용으로 선택적으로, 영구히 위치될 수 있다. 또한, 상기 양호한 표시는 제품의 복잡한 윤곽 및 접근하기 힘든 위치 주위에 위치될 수 있다. 부가적인 이점은 금형 자체의 실제 표면으로 에칭되거나 또는 형상지어진 표시를 가질 필요성를 제거함으로써 제조 공정이 간단해진다는 것이다. 이것은 디자인 및 제조에 있어 유연성과 최종 제품에 포함될 수 있는 세밀함의 정도를 향상시킨다.
기능적인 표시를 도포하기 위한 필름 삽입 성형의 사용은 제한되어 있었다. 전형적으로, 양호한 표시는 삽입 필름 상에 스크린 인쇄된다. 이것은 모든 제품에 동일한 이미지가 도포되는 경우에 만족하게 수행될 수 있지만, 스크린 인쇄는 연속적이고 유일한 바코드식 일련 번호 또는 다른 유사한 정보와 같은 유일한 이미지가 각각 개별적인 장치에 도포된 적용예에는 스크린 프린팅을 용이사게 적용할 수 없다. 상기 정보 표시용 스크린 인쇄의 대체예들은 다양한 이유로 인해 식별이 어려운 것으로 판명되었다. 결국, 상기 정보는 필름 삽입 성형되기보다는 대개 접착 라벨을 사용하여 소비재에 부착된다.
반도체 장비 제조 산업에서는, 특히 실리콘 웨이퍼와 같은 다량의 값비싼 재료를 사용할 목적으로 저장하고 이송할 필요가 있다. 특수한 용기가 실리콘 웨이퍼를 저장 및 취급 중에 오염, 물리적 및 전기적 손상으로부터 보호하기 위해 개발되었다. 상기 특수한 용기의 예들은 모두 본 발명에 참조된 미국 특허 제6,428,729호와, 제6,039,186호와, 제5,485,094호와, 제5,944,194호에 개시되어 있다. 칩 트래이(chip trays)와 같은 다른 취급품들은 다양한 완성 단계에 있는 반도체 구성요소들을 취급하기 위해 사용된다. 또한, 상기 장치들은 종종 구성요소들의 오염과 손상을 최소화하기 위한 형상으로 특수하게 디자인된다.
반도체 조립 공정에서 최대 수율 및 비용 효과를 얻기 위해서는 그 안에 수용되는 용기, 장치 및 재료를 자동식으로 트랙킹(tracking)하는 수단을 갖는 것이 유익하다. 반도체 취급품 및 함유물을 자동 트랙킹하는 한가지 방법은 전자식으로 판독 가능한 표시를 취급품에 부착시켜 다양한 처리 위치에서 판독하는 것이다. 상기 방법을 컴퓨터 및 자동화 취급 장치와 관련지어 사용함으로써, 취급품들은 정밀하게 자동식으로 트랙킹되며 공정 위치로 이송된다. 웨이퍼 용기를 위한 상기 시스템의 일예는 본 발명에서 참조된 미국 특허 제 4,883,306호에 개시된다.
또한, 반도체 취급 장치 및 취급품 상에 다양한 표시를 마킹하는 것은 유익하다. 상기 표시들은 로고 또는 이름, 취급품 출처의 표시, 특허 표시, 설명 및 주의사항과 같은 정보를 포함할 수 있다.
현대 반도체 장치의 제조에는 매우 미세한 단위의 고정밀도가 요구되기 때문에, 극도로 높은 순도 및 모든 장치, 용기 및 공정에 사용되는 다른 취급품 내의 오염이 없어야 할 것이 요구된다. 반도체 장치 제조는 전형적으로 기술적 및 경제적으로 가능한 정도로 화학 및 미세 입자 오염으로부터 보호되는 "클린 룸"으로 공지된 환경에서 수행된다. 예로써, 포토리쏘그라피 공정 중 기판 또는 레티클(reticle) 상의 작은 먼지 입자 또는 화학적 오염물의 필름은 결점이 되어 반도체 구성요소를 완전히 무용한 것으로 만들 수 있다. 결과적으로, 웨이퍼 용기와 다른취급품에 사용되는 재료들은 솔벤트 및 "가스를 방출(offgas)"시켜 중요 표면에 오염물을 퍼뜨리는 다른 화학물질이 가능한 없어야 한다. 또한, 상기 재료들은 상기 공정을 오염시킬 수 있는 미세 입자를 발생하지 않도록 내마모성이어야 한다.
다양한 중합체 재료가 웨이퍼 용기 및 칩 트레이와 같은 반도체 공정 취급 장비 및 취급품에 특히 적절한 것으로 알려졌다. 상기 중합체 재료들은 예로써, 폴리카보네이트(PC), 폴리이미드(PI), 폴리에테르이미드(PEI), 폴리에틸에틸케톤(PEEK), 폴리에테르술폰(PES), 폴리스티렌(PS), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 퍼플루오로알콕시(PFA) 및 플로오리네이티드 에틸렌 프로필렌 공중합체(FEP)를 포함한다. 일반적으로, 상기 재료들은 비교적 내마모성이며 가스 방출을 통해 심각한 양의 화학적 오염물질을 방출하지 않는다.
요구되는 고순도와 사용된 재료의 특성은 반도체 제조 환경에서 사용되는 웨이퍼 용기 및 다른 취급품에 표시를 부착하는데 문제를 발생시킨다. 태그 또는 라벨을 부착하는데 사용되는 접착제의 솔벤트가 상기 공정에 화학적 오염물질을 퍼뜨릴 수 있기 때문에, 일반적으로 표면에 표시를 담지하는 태그 또는 라벨이 부착된 표면을 사용하는 것은 바람직하지 못하다. 또한, 표시를 인쇄하기 위해 사용되는 잉크 또한 반도체 제조 공정에 화학적 오염물질을 퍼뜨린다. 또한, 일반적으로 상기 취급품에 사용된 재료는 접착제로 접합하기 어렵다.
일반적으로, 로고, 특허 표시 등과 같은 표시는 금형 내에 음각을 형성하여, 웨이퍼 용기 및 다른 취급품 상에는 양각 등의 장식도안을 형성함으로써 웨이퍼 용기 또는 다른 취급품 상에 마킹된다. 그러나, 상기 방법은 비교적 비용이 많이 소모되며 그 자체가 바코드식 제품 일련 번호와 같은 정보 또는 유일한 정보를 교환하지는 못하게 한다. 또한, 상기 형태는 오직 한가지 색상만을 갖는다.
바코드와 같은 순차식 정보에 있어서, 몇몇 종래 시스템들은 투명한 웨이퍼 용기 쉘의 일부에 "묻혀진(buried)" 바코드를 담지하는 태그가 사용된다. 용기 쉘 또는 취급품의 일부에 태그를 묻는 것은 태그로부터의 화학적 또는 입자 오염을 방지하지만, 달성되기 어렵고 매우 고가일 수 있다. 또한, 기재 투명도의 소정의 결함은 표시의 전자식 판독을 방해 할 수 있다.
반도체 제조 클린 룸 환경에 사용되기 위한 웨이퍼 용기 또는 다른 반도체 취급품에 바코드 또는 다른 전자 판독식 표시를 포함한 표시를 부착하는 효과적인 방법 및 시스템에 대한 필요가 있다.
본 출원은 2001년 11월 27일자로 출원되고 명칭이 웨이퍼 캐리어의 바코드 접합용 중합체 필름 삽입 성형인 미국 임시 출원 제60/333,687호와, 2001년 11월 27일자로 출원되고 명칭이 정보화된 중합체 필름 삽입 성형인 미국 임시 출원 제60/333,681호를 우선권으로 주장하며, 이들 각각은 본 명세서에서 참조한다.
본 발명은 일반적으로 필름 삽입 성형 특히, 전자식으로 판독 가능한 표시(indicia)를 포함한 표시를 마킹하기 위해 플라스틱 반도체 재료 취급품의 성형 중 얇은 중합체 필름을 삽입 성형하는 것에 관한 것이다.
도1은 본 발명에 따른 것으로 그 위에 성형된 표시 삽입을 갖는 웨이퍼 용기의 사시도이다.
도2는 본 발명에 따른 것으로 그 위에 성형된 표시 삽입을 갖는 웨이퍼 용기의 다른 실시예의 사시도이다.
도3은 전자적으로 판독 가능한 표시가 그 위에 마킹된 필름 부재를 도시한 도2의 부분도이다.
도3a는 표시가 그 위에 마킹된 필름 부재를 도시한 도2의 부분도이다.
도3b는 다른 표시가 그 위에 마킹된 필름 부재를 도시한 도2의 부분도이다.
도4는 도3의 라인 4-4를 따라 취해진 본 발명의 일 실시예의 단면도이다.
도5는 도3의 라인 5-5를 따라 취해진 본 발명의 다른 실시예의 단면도이다.
도6은 성형 장치의 약식 단면도이다.
도7은 상기 장치의 삽입 성형부가 도시된 도7의 장치의 부분 확대도이다.
도8은 본 발명에 따른 필름 삽입 성형식 표시를 갖는 복수의 칩 트래이의 사시도이다.
본 발명은 일반적으로 반도체 제조 산업에 사용되기 위한 웨이퍼 용기 및 다른 플라스틱 제품을 제조하는 성형 공정에 표시를 접합하기 위해 얇은 중합체 필름 부재를 사용하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이며, 특히 상기 제품들은 반도체 제조 클린 룸 환경에 사용되기 위한 것이다. 상기 시스템 및 방법은 제품에 접합될 다양한 색상의 표시 및 유일한 전자 판독식 표시를 가능하게 하며, 또한 표시에서 발생된 공정 오염을 억제하고 물리적 손상으로부터 표시를 보호하기 위한 보호성 오염 차단막을 제공한다.
소정 크기와 형상의 필름 부재는 성형될 제품의 소정 목표 면에 정렬되기 위해 금형 캐비티에 선택적으로 위치된다. 필름 부재는 표면 상에 인쇄된 표시를 갖는 단일 층, 또는 층들 사이에 캡슐화된 표시를 갖는 다층 부재일 수 있다. 성형 공정 중, 필름의 표면은 필름이 영구히 최종 성형물에 부착되도록 제품의 표면과 접합된다. 필름 부재의 단일 층 실시예에서, 표시로 인쇄된 표면은 내면이 되어 표시가 취급품과 필름 부재 사이에 캡슐화되며, 필름 부재는 표시에 대한 보호성 오염 차단막을 형성한다. 다층 실시예에서, 표시는 내부층과 외부층 사이에서 캡슐화된다. 외부층은 표시의 보호성 오염 차단막을 형성하며, 내부층은 성형 공정 중의 손상으로부터 표시를 보호할 수 있고, 필름 부재와 제품 사이의 접합 강도 향상용 타이(tie) 층의 역할을 한다.
따라서, 본 발명은 마킹된 표시를 갖는 웨이퍼 용기를 구비할 수 있다. 상기 용기는 중합체 재료로 만들어지고 적어도 한 개의 웨이퍼를 보유하도록 구성된 외피부와 외피부 상에 성형된 필름부를 구비할 수 있다. 필름부는 표시에 마킹되며 표시의 보호성 오염 차단막을 형성하도록 구성된다.
또한, 본 발명은 마크된 표시를 갖는 웨이퍼 용기를 제조하는 방법을 구비할 수 있으며, 상기 웨이퍼 용기는 외피부를 구비한다. 상기 방법은 중합체 필름 재료로부터 필름 부재를 형성하고, 표시를 갖는 필름 부재를 마크하고, 금형의 가공된 표면 상에 필름 부재를 위치시키며, 외피부를 형성하기 위해 금형의 가공된 표면 및 필름 부재 위로 중합체 재료를 성형하는 단계를 구비할 수 있다. 따라서, 필름 부재는 외피부와, 표시에 대한 보호성 오염 차단막으로 영구히 접합된다.
또한, 본 발명은 클린 룸 환경에서 사용 가능한 반도체 취급품의 적어도 일부를 성형하고 취급품에 표시를 마킹하기 위한 시스템을 구비할 수 있다. 상기 시스템은 취급품 부분을 형성하기에 충분한 소정량의 성형식 중합체 재료와, 표시가 마크된 중합체 필름 부재와, 성형 유닛을 구비한다. 상기 성형 유닛은 취급품을 가공하기 위한 금형 캐비티를 형성하기 위해 작동식으로 배치 가능한 한 쌍의 대향 형상면을 가질 수 있다. 형상면들 중 하나는 소정의 영역을 가지며, 상기 영역과 접하는 중합체 필름 부재의 사실상 모든 표면으로 중합체 필름을 수용하기 위해 구성된다. 또한, 상기 성형 유닛은 용융 상태에 있는 다량의 성형식 중합체 재료를 금형 캐비티에 사출하기 위한 수단을 구비한다. 작업에 있어, 성형식 중합체 재료가 고상화됨에 따라, 중합체 필름 부재는 완성된 제품의 표면에 영구히 접합되며, 필름 부재는 표시에 대해 보호성 오염 차단막을 형성한다.
본 발명의 특정 실시예의 목적 및 특성은 필요한 것 이상의 중합체를 사용하지 않도록 바람직한 중합체 필름을 선택적으로 사용하는 비용에 있어 효과적인 공정에 있다.
본 발명의 특정 실시예의 다른 목적 및 특성은 접착제의 사용 또는 다른 오염 가능성 없이 바코드 또는 다른 전자적으로 판독 가능한 표시와 같은 표시의 선택적이며 목표된 접합을 허용하는데 있다.
예시적인 방식으로, 도1 및 도2는 반도체 제조 공정에 사용되는 웨이퍼 용기의 실시예를 도시한다. 일반적으로, 도시된 각각의 용기(10)는 외피부(12)와, 이동식 커플링(14)과 로봇 취급 플랜지(16)를 구비한다. 일반적으로, 외피부(12)는 상부(18), 바닥부(20), 한 쌍의 대향 측면(22, 24), 후방부(26) 및 개방식 전방부(28)를 구비한다. 개방식 전방부(28)는 도어(30)에 의해 선택적으로 폐쇄될 수 있다. 외피부(12) 내에, 하나 이상의 웨이퍼 지지부(32)가 웨이퍼들을 서로 평행하게 이격된 관계로 지지하기 위해 제공된다. 본 명세서에서 설명된 웨이퍼 용기들은 전방 개방 타입이지만, 많은 다른 스타일들의 웨이퍼 용기가 존재하며, 상기 용기들은 상이한 적용에에서 다양하게 사용될 수 있다. 예로써, 상기 도면에 도시된전방 개방 통합식 포드(FOUP) 디자인에 부가하여, FOSBs 및 SMIFs와 같은 다른 용기 디자인들이 반도체 장치 제조 설비에서 공통으로 사용된다. 또한, 특수 용기의 다른 타입들이 운반 및 다른 목적으로 사용될 수 있다. 운반용 용기의 예는 본 발명에 참조된 미국 특허 제5,642,813호에 개시된다.
도1 내지 도5에서, 삽입 필름 부재(34)는 웨이퍼 용기(10)의 외피부(12)에 삽입 성형된 것으로 도시된다. 필름 부재(34)는 그 위에 마킹된 표시(36)를 가지며, 표시는 광학적 문자 인식기(OCR) 장비 바코드(38) 수단에 의해 판독 가능한 문자 열(40) 또는 다른 타입의 전자 판독식 표시일 수 있다. 도3a 및 도3b에 도시된 바와 같이, 표시(36)는 웨이퍼 케리어(10)에 부착되는 것이 바람직한 회사명 또는 로고(37), 특허 표시 정보(39) 또는 소정의 다른 타입의 그래픽 또는 인쇄된 표시와 같은 다른 타입의 표시일 수 있다.
도4 및 도5는 단면으로 각각 내면(44)과 외면(45)을 갖는 두 개의 상이한 필름 부재(34)의 실시예를 도시한다. 도4의 실시예에서, 필름 부재(34)는 투명한 중합체 필름 재료의 단일 층(42)으로부터 제조된다. 상기 전자 판독식 표시(36)는 잉크를 사용하여 층(42)의 내면(44) 상에 인쇄된다. 필름 부재(34)가 도시된 바와 같이 외피부(12)에 삽입 성형될 때, 표시(36)는 필름 부재(34)와 외피부(12) 사이에 캡슐화되며, 필름 부재(34)는 표시(36)에 대해 보호성 오염 차단막을 형성한다. 특히, 필름 부재는 표시(36) 인쇄에 사용되는 잉크 내에 함유될 수 있는 임의의 솔벤트 또는 바람직하지 못한 화학물질의 가스 방출을 억제하며, 또한 물리적 손상으로부터 표시를 보호한다.
층(42)을 형성하는데 사용되는 중합체 필름 재료는 표시의 보호를 위해 바람직한 내마모 특성과, 표시로부터의 화학적 오염물의 침투에 대한 차단막을 형성하도록 비교적 낮은 투과성을 보이는 임의의 적절한 중합체 조성물일 수 있다. 층(42)은 낮은 투과성과 높은 순도 및 내마모성으로 인해 PEEK로 제조되는 것이 바람직하지만, 반도체 제조 클린 룸 환경에서 공통적으로 사용되는 다른 재료로 제조될 수도 있다. 상기 재료들은 예로써, 폴리에스테르(PE), 폴리카보네이트(PC), 폴리이미드(PI), 폴리에테르이미드(PEI), 퍼플루오로알콕시(PFA) 수지, 폴리비닐리디엔 플루오라이드(PVDF), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리에테르술폰(PES), 폴리스티렌(PS) 및 폴리프로필렌 설파이드(PPS)를 포함한다. 또한, 상기 또는 다른 적절한 중합체 재료의 혼합체가 유연성, 내열 수축성 및 크립과 같은 필름 부재의 바람직한 특성을 얻는데 사용될 수 있다. 또한, 필요시, 탄소 섬유, 탄소 나노튜브 또는 세라믹 미립자가 정전기 소멸성 또는 도전성 등의 바람직한 전기적 특성을 얻기 위해 부가될 수 있다. 또한, 본질적으로 폴리아닐린 또는 폴리아세틸렌과 같은 전기 도전식으로 도핑된 중합체 조성물이 바람직한 전기적 특성을 얻기 위해 층(42)과 혼합될 수 있다.
필름 부재(34)는 접착 적용예의 특정한 필요에 따라 소정의 형상 및 크기로 절단될 수 있다. 절단 후, 필름 부재(34)는 소정의 형상으로 가열 성형될 수 있다. 일반적으로, 필름 부재(34)는 성형이 용이하며 표시의 최적 판독성을 위한 투명도를 최대화하기 위한 얇은 시트형이다.
전자 판독식 표시(36)는 잉크를 사용하여 층(42)의 내면(44) 상에 디지털식으로 인쇄되는 것이 바람직하지만, 각각의 소정의 순서에 있는 개별적인 필름 부재(34) 또는 상기 필름 부재의 어레이 상에 표시가 인쇄될 수 있는 임의의 적절한 장치도 사용될 수 있다. 표시는 미국 캘리포니아주 팔로 알토(Palo Alto)의 휴렛 팩커드 콤파니에서 상용으로 입수 가능한 인디고(Indigo) 디지털 오프셋 프레스와 같은 디지털 오프셋 인쇄기를 사용하여 디지털식으로 인쇄되는 것이 바람직하다. 상기 디지털 오프셋 인쇄기는 오프셋 실린더의 각각의 해상도로 다양한 이미지를 인쇄할 수 있다. 따라서, 순차식 바코드와 같은 순차 코드식 표시는 로고 또는 정보 메시지와 같은 비 순차식 표시에서와 동일한 프레스에 의해 용이하게 인쇄될 수 있다. 또한, 표시는 하나 이상의 색상으로 동시에 인쇄될 수 있다. 물론, 종래의 오프셋 인쇄, 스크린 인쇄 또는 다른 공지된 인쇄 방법을 포함한 소정의 다른 적절한 인쇄 방법이 표시를 형성하는데 사용될 수 있다.
소정의 적절한 잉크로는 얼룩짐, 흘러내림 또는 다른 바람직하지 못한 표시의 뒤틀림 없이 삽입 성형 공정에서 겪게되는 온도 및 전단력을 견뎌낼 수 있는 것이 사용된다. 상기한 목적을 위한 적절한 잉크 재료의 하나는 상기한 휴렛 팩커드 콤파니로부터 또한 상용으로 입수 가능한 일렉트로잉크(ElectroInk) 제품의 오프셋 인쇄 장치와 특히 조화된다. 상기 잉크는 그 내열성 및 고해상도 특성에 있어 바람직하다. 그러나, 바람직한 특성을 갖는 소정의 다른 잉크 제품 또한 사용될 수 있다. 본 발명에서 사용되는 다양한 색상의 로고들을 가능하게 하는 임의의 다양한 색상의 잉크가 사용될 수 있음을 알 수 있다.
또한, 잉크를 사용한 인쇄 공정에서, 잉크 마킹 대신 사용될 수 있는 제로그래피(xerography) 또는 레이저 인쇄와 같은 마킹 재료 및 공정들을 기대할 수 있다. 상기 공정들이 사용되거나, 삽입 성형 공정을 견딜 수 있는 온도 및 전단 저항 특성이 필요치 않은 인쇄 잉크가 사용된다면, 표시는 바람직한 특성을 갖는 보호성 재료 층으로 중첩 코팅될 수 있다. 예로써, 고온의 내전단성 잉크의 코팅은 표시(36)가 도포된 후 내면(44) 위로 도포된 스프레이 또는 접촉점일 수 있다. 상기 목적에 적절한 하나의 잉크는 독일 페이센브루크의 프뢸 하게(Proell HG)사로부터 상용으로 입수 가능한 프뢸 라인 잉크이다. 물론, 유사한 내열 및 내전단성 특성을 갖는 임의의 다른 적절한 제품이 또한 사용될 수 있다. 건조시, 잉크 층은 삽입 성형 공중을 견딜 수 있는 인쇄된 표시 위로 보호 코팅을 형성한다. 물론, 소정의 다른 적절한 코팅 재료 및 공정이 삽입 성형 공정 중 가해지는 온도 및 압력에 견딜 수 있고, 필름 부재(34)와 외피부(12) 사이에 형성된 접합부의 강도를 상당히 저해하지 않는 보호성 코팅을 형성하는데 사용될 수 있음을 알 수 있다. 상기 재료 및 공정들은 예로써, 스크래치와 자외선을 막는데 사용되고, 플라즈마 화학 증착 공정 등에 의해 도포되는 공지된 광학적 코팅 재료를 구비할 수 있다.
필름 부재(34)의 다른 실시예가 도5에 도시된다. 상기 실시예에서, 필름 부재(34)는 투명, 반투명 또는 불투명한 내부층(46)과 투명한 외부층(48)을 구비한다. 전자 판독식 표시(36)는 상기한 바와 같이, 내부층(46)의 외면(50) 또는 외부층(48)의 내면(52) 상에 마킹될 수 있다. 이후, 상기 층들은 필름 부재(34)를 형성하기 위한 적층, 오버 몰딩(overmolding) 또는 다른 임의의 적절한 방법에 의해 서로 결합된다. 이에 대해, 본 발명의 사용하는 데에는 이 기술 분야의 기술자들에게는 공지된 수많은 필름 적층 기술이 고려된다. 예로써, 본 발명에서 참조된 미국 특허 제3,660,200호, 제4,605,591호, 제5,194,327호, 제5,344,703호 및 5,811,197호는 열가소성 적층 기술을 개시한다. 따라서, 상기 표시는 내부층(46)과 상기와 같이 표시(36)에 대한 보호성 오염 차단막을 형성하는 외부층(48) 사이에 캡슐화된다. 이후, 필름 층(34)은 상기와 같이 외피부(12)로 삽입 성형된다. 알 수 있는 바와 같이, 필름 부재(34)의 이러한 다층 실시예는 적층과 같은 비교적 저온 공정을 통해 표시를 캡슐화하여, 잉크 또는 표시를 마크하는데 사용되는 다른 게재물에 온도 및 응력 요구치의 더 낮은 필요성을 부가하는 이점을 제공할 수 있다.
도5에 도시한 바와 같은 다층 필름 부재(34)에서, 내부층(46)은 외부층(48)과 외피부(12)에 사용되는 상이한 중합체 재료를 접합하는 등에 필요할 수 있는 중간체 또는 "타이" 층이 될 수 있다. 예로써, 외부층(48)이 PEEK로 형성되고 외피부(12)가 폴리카보네이트(PC)로 형성된다면, 내부층(46)은 PC가 PEEK만으로 직접 접합되어 형성되었을 때 보다 PEEK와 PC를 사용하여 더 강한 접합부를 형성하는 폴리에테르이미드(PEI) 재료일 수 있다. 알 수 있는 바와 같이, 상기 중간 층의 소정의 개수는 최고의 접합 강도를 위한 재료의 최적 조합을 얻는데 필요한 만큼 사용될 수 있다.
일반적으로, 본 명세서에서 기술된 바와 같이 필름 부재(34)가 준비되면, 임의의 공지된 삽입 성형 장치 및 공정이 성형 필름 부재(34)를 외피부(12)에 삽입하는데 사용될 수 있다. 사출 성형 타입의 적절한 장치의 일예가 도6 및 도7에 간략화된 단면도로 도시된다. 성형 장치(54)는 일반적으로 형상면(58)을 제공하는 암형(female) 부재(56)와, 형상면(62)을 제공하는 수형(male) 부재(60)를 구비한다. 금형 캐비티(58)는 형상면(58)과 형상면(62) 사이에 형성된다. 수형 부재(58) 또는 암형 부재(56) 또는 양 부재들은 각각의 형성 면에 접근할 수 있도록 이동 가능하다.
암형 부재(56)는 성형 공정 중 용융 중합체 재료가 금형 케비티(64) 내로 가압될 수 있는 복수의 사출 채널(56)을 갖는다. 필름 삽입 성형에서, 하나 이상의 성형 영역(68)들은 일반적으로 금형의 형상면 상에 형성된다. 상기 성형 영역은 전자 판독식 표시로 부착되는 것이 요구되는 완성된 웨이퍼 케리어 외피부(12) 상의 목표 영역에 해당한다. 암형 부재(56)를 통해 형상면(58) 내의 개구(72)로부터 암형 부재의 외부(76) 상의 개구(74)로 연장되는 진공 채널(70)들은 성형 영역(68) 상의 위치에 필름 삽입 부재(34)를 임시적으로 유지하는 수단으로서 제공될 수 있다. 마찰, 정전기 또는 임시적인 패스너 등을 포함한 소정의 다른 적절한 방법 또는 수단이 성형 영역(68) 상의 위치에 필름 부재(34)를 유지하는데 사용될 수 있다.
작업에 있어, 암형 부재(56) 및 수형 부재(60)는 성형 영역(68)으로의 접근을 제공하기 위해 분리된다. 진공원이 진공 채널(70)들에 가해지며, 필름 부재(34)는 성형 면(68) 상과 형상면(58)과 접촉하는 사실상 모든 면(73)을 갖는 개구(72) 상에 위치된다. 따라서, 필름 부재(34)는 상기 진공에 의해 제 위치에 유지된다. 이후, 암형 부재(56) 및 수형 부재(60)는 외피부(12)의 형태에 해당하는 금형 캐비티(64)를 형성하기 위해 근접하여 위치된다. 금형 캐비티(64)를 완전히 충만시키고, 외피부(12)를 형성할 정도로 충분한 소정량의 용융 중합체 재료(78)는 사출 채널(66)을 통해 금형 캐비티(64)로 가압된다. 용융 중합체 재료가 냉각되어 고상화된 후, 암형 부재(60) 및 수형 부재(60)는 그 내부에 삽입 성형된 필름 부재(34)를 갖는 완성된 외피부(12)가 금형으로부터 빠져나올 수 있도록 분리된다.
중합체 재료(78)는 반도체 제조 산업에서 사용되는 성형 부품에 공통적으로 사용되는 일반적인 플라스틱이다. 전형적으로, 중합체 재료(78)는 폴리카보네이트이지만, PEEK, PI, PEI 또는 다른 재료 또는 중합체 혼합물과 같은 소정의 적절한 재료일 수 있다.
상기한 성형 공정이 완료된 후, 외피부(12)는 보조 성형과, 완성된 웨이퍼 캐리어(10)를 만들기 위한 조립 공정에 들어갈 수 있다. 상기 공정들은 성형된 외피부(12)에 부가적인 가열이 가해질 수 있는 부가적인 오버 몰딩을 포함할 수 있다. 본 출원인에 허여된 공동 계류 중이며, 본 발명에서 참조하는 미국 특허 출원 09/317,989호는 웨이퍼 캐리어 제조에 오버 몰딩의 사용을 개시한다. 또한, 본 발명에 또한 참조된 미국 특허 제6,439,984호는 웨이퍼 캐리어용 성형 기술을 개시한다. 삽입 성형식 필름은 다음의 공정 또한 견딜 수 있다는 것을 알 수 있다.
알 수 있는 바와 같이, 웨이퍼 용기에 부가하여, 본 발명에 설명된 필름 삽입 성형 장치 및 공정들은 예로써, 칩 취급 및 매트릭스 트래이와 같은 반도체 공정 클린 룸 환경에서 사용되는 소정의 다른 반도체 취급품과 동일한 방식으로 표시를 부착하는데 사용될 수 있다. 상기한 칩 취급 트래이의 예들은 본 발명에서 완전히 참조한 미국 특허 제5,484,062호 및 제6,079,565호에 개시된다. 예시 목적으로, 도8은 복수의 칩 취급 트래이(80)들을 도시하며, 각각은 본 발명에 따라 삽입 성형된 표시(36)를 갖는 필름 부재(34)를 갖는 본체부(82)를 갖는다.
본 발명은 그 기술 사상 또는 중요한 속성의 범위에서 다른 특정 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 본 실시예는 도시적인 것으로 고려되어야 하며 제한적인 것으로 고려되어야 한다.

Claims (39)

  1. 내부에 마킹된 표시를 갖는 외피부를 구비한 것으로,
    중합체 필름 재료로 필름 부재를 형성하는 단계와,
    상기 필름 부재에 표시를 마킹하는 단계와,
    상기 필름 부재를 금형의 형상면 상에 위치시키는 단계와,
    상기 외피부를 형성하도록 금형의 형상면 및 필름 부재에 중합체 재료를 성형하는 단계를 포함하며,
    상기 필름 부재는 외피부에 영구적으로 접착되는 웨이퍼 용기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 필름부는 투명한 중합체 재료이며 상기 외피부와 직접 접합된 내면을 갖고, 상기 표시는 필름부와 외피부 사이에서 캡슐화되도록 상기 내면 상에 마킹되는 웨이퍼 용기.
  3. 제2항에 있어서, 상기 내면 및 표시는 내열 및 내전단성 잉크 층으로 코팅되는 웨이퍼 용기.
  4. 제1항에 있어서, 상기 표시는 내열 및 내전단성 잉크로 마킹되는 웨이퍼 용기.
  5. 제1항에 있어서, 상기 필름부는 적어도 한 쌍의 층을 구비하며, 제1층은 그 표면 상에 마킹된 표시를 갖고, 제2층은 중합체 필름 재료로 제조되며, 제2층의 표면은 표시가 상기 쌍의 층들 사이에서 캡슐화되도록 표시로 마킹되는 웨이퍼 용기.
  6. 제5항에 있어서, 상기 쌍의 층 중 하나는 필름부와 외피부 사이의 접합 강도를 향상하기 위한 내부 타이 층이며, 상기 쌍의 층들중 다른 하나는 외부층이며, 상기 타이 층은 외피부와 외부층 사이에 배치되는 웨이퍼 용기.
  7. 제1항에 있어서, 상기 필름부는 사실상 폴리에스테르, 폴리이미드, 폴리에테르 이미드, 폴리에테르에테르케톤, 퍼플루오로알콕시 수지, 플루오리네이티드 에틸렌 프로필렌 공중합체, 폴리비닐리디엔 플루오라이드, 폴리메틸 메타아크릴레이트, 폴리에테르 술폰, 폴리스티렌 및 폴리페닐렌 설파이드로 구성된 그룹으로부터 선택된 재료로 구성되는 웨이퍼 용기.
  8. 제1항에 있어서, 상기 필름부는 사실상 폴리에테르에테르케톤으로 구성된 웨이퍼 용기.
  9. 제1항에 있어서, 상기 표시는 전자 판독식 표시인 웨이퍼 용기.
  10. 제9항에 있어서, 상기 전자 판독식 표시는 적어도 하나의 바코드를 구비하는마킹된 표시를 갖는 웨이퍼 용기.
  11. 마킹된 표시를 갖고, 외피부를 구비하는 웨이퍼 용기를 제조하는 방법이며,
    중합체 필름 재료로 필름 부재를 형성하는 단계와,
    필름 부재에 표시를 마킹하는 단계와,
    금형의 형상면 상에 중합체 재료를 위치시키는 단계와,
    상기 외피부를 형성하도록 상기 금형의 형상면과 필름 부재 상에 중합체 재료를 성형하는 단계를 포함하며,
    상기 필름 부재는 외피부에 영구히 접합되는 웨이퍼 용기 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서, 필름 부재는 투명하며, 상기 표시는 필름 부재의 표면 상에 마킹되고, 상기 필름 부재를 위치시키는 단계는 표시로 마킹된 표면이 형성 면으로부터 멀리 대면하고, 외피부가 형성될 때 표시가 필름 부재와 외피부 사이에서 캡슐화되도록 필름 부재를 위치시키는 것을 구비하는 웨이퍼 용기 제조 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 필름 부재는 한 쌍의 분리층들을 구비하며, 상기 층들 중 하나의 표면에 표시를 마킹하는 단계와, 상기 표시가 상기 쌍의 분리층들 사이에서 캡슐화되도록 층들 중 다른 하나를 표시가 마킹된 표면에 접합시키는 단계를 구비하는 웨이퍼 용기 제조 방법.
  14. 클린 룸 환경에서 사용 가능한 반도체 취급품의 적어도 일부분을 형성하고 상기 취급품을 표시로 마킹하기 위한 시스템이며,
    상기 취급품을 형성하기에 충분한 성형식 중합체 재료의 소정량과,
    표시로 마킹되는 내면과 외면을 갖는 중합체 필름 부재와,
    상기 취급품의 형성을 위해 금형 캐비티를 형성하는 작동식으로 위치 가능한 한 쌍의 대향식 형성 면을 갖고, 상기 형성 면 중 하나는 중합체 필름 부재와 접하는 사실상 외면 전체를 갖는 중합체 필름 부재를 수용하도록 구성된 소정의 영역을 갖는 성형 유닛을 포함하며, 상기 성형 유닛은 성형식 중합체 재료의 소정량을 용융상태로 금형 캐비티에 사출하기 위한 수단을 구비하며, 따라서, 상기 중합체 필름 부재는 성형식 중합체 재료가 고상화될 때 완성된 취급품의 표면에 영구히 접합되며, 상기 필름 부재는 표시에 대해 보호성 오염 차단막을 형성하는 시스템.
  15. 제14항에 있어서, 상기 필름 부재는 투명한 중합체 재료로 형성되며 내면을 갖고, 상기 표시는 필름부와 외피부 사이에서 캡슐화되도록 상기 내면 상에 마킹되는 시스템.
  16. 제14항에 있어서, 상기 필름 부재는 적어도 한 쌍의 층들을 구비하며, 제1층은 그 표면에 마킹되는 표시를 갖고, 제2층은 중합체 필름 재료로 제조되며, 제2층의 표면은 표시가 상기 쌍의 층들 사이에서 캡슐화되도록 표시를 갖는 제1층의 표면에 접합되는 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 상기 쌍의 층들 중 하나는 필름 부재와 취급품 사이의 접합 강도를 향상시키기 위한 내부 타이 층이며, 상기 쌍의 층들 중 다른 하나는 외부층이고, 상기 타이층은 취급품 부분과 외부층 사이에 배치되는 시스템.
  18. 제14항에 있어서, 상기 표시는 전자 판독식 표시를 구비하는 시스템.
  19. 제18항에 있어서, 상기 전자 판독식 표시는 적어도 하나의 바코드를 구비하는 시스템.
  20. 제14항에 있어서, 상기 취급품 부분은 웨이퍼 용기의 일부분인 시스템.
  21. 제14항에 있어서, 상기 취급부는 칩 취급 트래이의 일부분인 시스템.
  22. 유일한 전자 판독식 표시로 마킹되는 각각의 플라스틱부를 구비한 전자 판독식 표시를 갖는 반도체 재료 취급을 위한 복수의 제품 제조 방법이며,
    중합체 필름 재료로부터 복수의 필름 부재를 형성하는 단계와,
    유일한 전자 판독식 표시로 각각의 필름 부재를 마킹하는 단계와,
    각각의 취급품에 대해 각각의 플라스틱부를 순차식으로 성형하는 단계와,
    금형의 형성 면 상에 복수의 필름 부재 중 하나를 위치시키는 단계와,
    플라스틱부를 형성하기 위해 금형의 형성 면과 필름 부재 위로 중합체 재료를 성형하며, 따라서 상기 필름 부재는 영구히 플라스틱부에 접합되는 단계와,
    상기 성형된 플라스틱부를 빼내는 단계를 포함하는 제조 방법.
  23. 제22항에 있어서, 상기 제품은 웨이퍼 용기인 제조 방법.
  24. 제22항에 있어서, 상기 제품은 칩 취급 트래이인 제조 방법.
  25. 표시로 마킹되는 반도체 제조 클린 룸에 사용되는 플라스틱 제품의 적어도 일부를 성형하는 방법이며,
    소정의 표면을 갖고, 중합체 필름으로 필름 부재를 형성하는 단계와,
    상기 필름의 표면에 표시를 마킹하는 단계와,
    형성 면으로부터 멀리 대향하여 표시가 마킹된 표면을 갖는 금형의 형상면 상에 필름 부재를 위치시키는 단계와,
    상기 제품의 일부를 형성하기 위해 금형의 형성 면과 필름 부재 위로 중합체 재료를 성형하는 단계를 포함하며, 상기 필름 부재는 제품의 일부에 영구히 접합되는 성형 방법.
  26. 제25항에 있어서, 상기 필름 부재의 표면과 그 표면 상에 마킹되는 표시 위로 중합체 재료 층을 접합하는 단계를 더 포함하는 성형 방법.
  27. 제25항에 있어서, 상기 필름 부재의 표면과 그 표면 상에 보호성 코팅을 도포하는 단계를 더 포함하는 성형 방법.
  28. 제27항에 있어서, 상기 보호성 코팅을 도포하는 단계는 내열 및 내전단성 잉크 층을 도포하는 단계를 포함하는 성형 방법.
  29. 제27항에 있어서, 상기 보호성 코팅을 도포하는 단계는 플라즈마 화학 증착법에 의해 광학적 보호성 재료 층을 도포하는 단계를 포함하는 성형 방법.
  30. 마킹된 표시를 갖는 칩 취급 트래이이며,
    중합체 재료로 제조된 트래이부와,
    상기 트래이부 상에 성형된 필름부를 포함하며, 상기 필름부는 표시로 마킹되며, 상기 표시에 대해 보호성 오염 차단막을 형성하도록 구성된 칩 취급 트래이.
  31. 제30항에 있어서, 상기 필름부는 투명한 중합체 재료이며, 상기 트래이부와 직접 접합되는 내면을 갖고, 상기 표시는 필름부와 트래이부 사이에 캡슐화되도록 내면 상에 마킹되는 칩 취급 트래이.
  32. 제31항에 있어서, 상기 내면 및 표시는 내열 및 내전단 잉크 층으로 코팅되는 칩 취급 트래이.
  33. 제30항에 있어서, 상기 표시는 내열 및 내전단 잉크로 마킹되는 칩 취급 트래이.
  34. 제30항에 있어서, 상기 필름부는 적어도 한 쌍의 층들을 구비하며, 제1층은 그 표면 상에 마킹되는 표시를 갖고, 제2층은 중합체 필름 재료로 제조되며 표시가 상기 쌍의 층들 사이에서 캡슐화되도록 표시를 갖는 제1층의 상기 표면에 접합되는 칩 취급 트래이.
  35. 제34항에 있어서, 상기 쌍의 층들 중 하나는 필름부와 트래이부 사이의 접합 강도를 향상시키기 위한 내부 타이 층이며, 상기 쌍의 층들 중 다른 하나는 외부층이고, 상기 타이 층은 트래이부와 외부층 사이에 배치되는 칩 취급 트래이.
  36. 제30항에 있어서, 상기 필름부는 사실상 폴리에스테르, 폴리이미드, 폴리에테르 이미드, 폴리에테르에테르케톤, 퍼플루오로알콕시 수지, 플루오리네이티드 에틸렌 프로필렌 공중합체, 폴리비닐리디엔 플루오라이드, 폴리메틸 메타아크릴레이트, 폴리에테르 술폰, 폴리스티렌 및 폴리페닐렌 설파이드로 구성된 그룹으로부터 선택된 재료로 구성되는 칩 취급 트래이.
  37. 제30항에 있어서, 상기 필름부는 사실상 폴리에테르에테르케톤으로 구성된 칩 취급 트래이.
  38. 제30항에 있어서, 상기 표시는 전자 판독식 표시인 칩 취급 트래이.
  39. 제38항에 있어서, 상기 전자 판독식 표시는 적어도 하나의 바코드를 구비하는 칩 취급 트래이.
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