KR20040062643A - 성능 필름을 구비한 반도체 부품 취급 장치 - Google Patents

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KR20040062643A
KR20040062643A KR10-2004-7007895A KR20047007895A KR20040062643A KR 20040062643 A KR20040062643 A KR 20040062643A KR 20047007895 A KR20047007895 A KR 20047007895A KR 20040062643 A KR20040062643 A KR 20040062643A
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바트산지브엠.
에검션디.
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엔테그리스, 아이엔씨.
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Abstract

본 발명은 반도체 제조 산업에 이용되는 핸들러, 수송기, 캐리어, 트레이 및 유사 장치를 위한 성형 공정에 박형 보호 격납 열중합체 필름을 포함하는 시스템 및 방법에 관한 것이다. 소정 크기와 형상의 열가소성 필름은 성형가능한 재료의 바람직한 타겟면과 정렬하기 위해 금형 공동의 형상면을 따라 선택적으로 위치된다. 성형 공정은 필름의 표면이 성형가능한 재료의 접촉면에 결합되도록 해서 필름이 성형가능한 재료에 영구히 부착된다. 결과적으로, 양립할 수 있는 중합체 필름은 내마모, 내열, 내화학, 탈가스 격납, 강성 향상, 경도, 크립 감소, 유체 흡수 격납 등과 같은 성능 특성이 요구되는 타겟면에만 선택적으로 결합될 수 있다.

Description

성능 필름을 구비한 반도체 부품 취급 장치 {SEMICONDUCTOR COMPONENT HANDLING DEVICE HAVING A PERFORMANCE FILM}
종래의 필름 삽입 성형 기술은 다양한 소비자 제품으로 심미적 관심을 증가시키기 위해 제조 공정에 일반적으로 이용된다. 즉, 장식적 도안, 지시, 로고 및 다른 시각적 그래픽은 삽입 성형 처리에 사용하기 위해 박형 투명 중합체 필름의 일면에 인쇄된다. 그 후에 제품에 바코드와 같은 기능적 특징물을 영구히 고정시키기 위해 필름의 사용을 확장시키는 것이 발달되었다. 양쪽 상황에서, 필름은 성형가능한 재료의 분사전에 그 금형의 일부에 위치된다. 이는 복잡한 외형과 도달하기 어려운 위치 주위에 표시의 사용을 간략화하는 동시에 저가의 장식 또는 표시가 그 부분 위에 선택적으로 위치될 수 있도록 필름과 그 성형된 부분 사이에 접합물을 생성한다. 유사하게, 이러한 필름 삽입 성형 또는 장식적 성형은 금형 자체의 실제 표면에 에칭되거나 형상화된 표시를 갖을 필요성을 제거함으로써 제조 공정을 간략화한다. 이는 도안과 제조의 가요성 및 최종 제품에 포함될 수 있는 상세성의 수준을 증가시킨다.
반도체 산업은 특정 및 자유로운 순도와 오염방지 조건이 제품 도안과 제조 공정의 발달 및 실행에 도입된다. 더욱 중요하게, 재료 선택은 부품과 조립체의 제조, 저장 및 수송에 필수적이다. 예를 들어, 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC), 퍼플루에르알콕시(PFA), 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 등과 같은 다양한 중합체 재료가 웨이퍼 캐리어와 칩 트레이를 구성할 때 병합되는 구조와 부품의 제조에 일반적으로 이용된다.
웨이퍼 캐리어
집적된 회로 칩으로 웨이퍼 디스크의 처리는 디스크가 반복적으로 처리되고, 저장되고 수송되는 몇몇 단계를 종종 포함한다. 디스크의 섬세한 성질 및 그의 극단 수치로 인해, 이들은 이러한 절차를 통해서 보호되는 것이 중요하다. 웨이퍼 캐리어의 하나의 목적은 이러한 보호를 제공하는 것이다. 더욱이, 웨이퍼 디스크의 처리가 일반적으로 자동화이기 때문에, 디스크가 웨이퍼의 로봇식 제거와 삽입을 위한 처리 장치에 대해 정확하게 위치되는 것이 필요하다. 웨이퍼 캐리어의 제2 목적은 수송중에 웨이퍼 디스크를 고정식으로 유지하는 것이다.
캐리어는 일반적으로 선반이나 슬롯에 웨이퍼나 디스크를 축방향으로 정렬시키고 그 주연 엣지에 의해 또는 그 근처에 웨이퍼나 디스크를 지지하도록 구성된다. 웨이퍼나 디스크는 통상적으로 방사상 방향 상향 또는 축방향으로 캐리어로부터 제거가능하다. 캐리어는 추가적인 상부 커버, 바닥 커버 또는 웨이퍼나 디스크를 둘러싸기 위한 외피(enclosure)를 구비할 수 있다. 캐리어의 형태와 유출시 캐리어의 특정 부분에 따라 웨이퍼 캐리어에 대해 유용하고 장점적인 다수의 재료 특성이 있다.
반도체 웨이퍼 또는 자기 디스크의 처리동안, 미립자의 존재 및 발생은 매우 심각한 오염 문제를 나타낸다. 오염은 반도체 산업에서 산출 손실의 단일의 가장 큰 원인으로 여겨진다. 집적 회로의 크기가 지속적으로 감소되면서, 집적 회로를 오염시킬수 있는 입자의 크기는 또한 더 작아지고, 오염물질의 최소화가 더 중요하게 된다. 입자 형태의 오염물질은 캐리어를 웨이퍼나 디스크와, 캐리어 커버나 외피와, 저장 래크와, 다른 캐리어와, 또는 처리 장치와 마찰(rubbing)하거나 또는 스크래핑(scrapping)하는 것과 같은 마모(abrasion)에 의해 발생될 수 있다. 따라서, 캐리어의 가장 바람직한 특성은 플라스틱 성형된 재료의 마모, 마찰 또는 스크래핑 시에 입자 발생에 대한 저항성이다. 미국 특허 제5,780,127호는 웨이퍼 캐리어용 재료의 적합성에 관련있는 플라스틱의 다양한 특성을 설명하고, 이는 본 명세서에 참조로 병합된다.
캐리어 재료는 또한 웨이퍼와 디스크를 손상시킬 수 있는 오염물질을 구성하는 필름을 남기면서 휘발성 부품의 최소 탈가스성을 갖는다. 캐리어 재료는 캐리어가 로딩될 때 적절한 치수 안정성, 즉, 강성을 가져야 한다. 치수 안정성은 웨이퍼나 디스크로의 손상을 방지하고 캐리어 내의 웨이퍼나 디스크의 이동을 최소화하기에 필요하다. 웨이퍼와 디스크를 유지하는 슬롯의 공차는 전형적으로 아주 작고 캐리어의 임의 변형은 매우 깨지기 쉬운 웨이퍼를 직접 손상시킬 수 있거나 또는 마모를 증가시켜서 웨이퍼나 디스크가 캐리어 안으로, 그로부터 또는 그 안에서 이동될 때 입자 발생을 증가시킨다. 치수 안정성은 또한 캐리어가 선적되는 동안 적층될 때 또는 캐리어가 처리 장치에 집적될 때와 같은 몇몇 방향으로 로딩될 때 매우 중요하다. 캐리어 재료는 또한 저장 또는 세척중에 발생될 수 있는 상승된 온도 하에서 그 집적도를 유지해야 한다.
폐쇄 용기 내의 웨이퍼의 가시성은 매우 바람직하고 최종 사용자에 의해 요구될 수 있다. 폴리카보네이트와 같은 용기용으로 적절한 투명 플라스틱은 가격면에서 매우 낮다는 점에서 바람직하지만 이러한 플라스틱은 내마모, 내열, 내화학, 탈가스 격납, 강성 특성, 크립 감소, 유체 흡수 격납, UV 보호 등과 같은 충분한 성능 특성을 구비하지 않을 수 있다.
다른 중요한 고려사항은 캐리어 재료의 비용과 재료를 성형하는 것의 용이함을 포함한다. 캐리어는 전형적으로 PC, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS), 폴리프로필렌(PP), PE, PFA, PEEK 및 유사 재료와 같은 사출 성형된 플라스틱으로 형성된다.
특정 특화된 중합체의 하나의 주요한 장점은 내마모 특성이다. 전형적인 저가의 종래 플라스틱은 마모될 때 또는 다른 재료 또는 물질과 마찰될 때에도 공기로 작은 입자를 방출한다. 이러한 입자가 전형적으로 나안으로는 보이지 않지만,처리되는 반도체 부품과 필수적으로 제어되는 환경에 부착될 수 있는 잠재적으로 손상적인 오염물질의 도입을 가져온다. 그러나, 특화된 열가소성 중합체는 종래의 중합체보다 매우 고가이다. 실제로, 다양하게 특화된 열가소성 중합체 그 자체는 크게 변할 수 있고, 즉, PEEK는 PC보다 더 고가이다.
종래의 입자는 열거된 성능 특성 중 임의의 것을 달성하도록 재료의 전체 웨이퍼 캐리어/핸들러 부품을 구성하는 것을 포함한다. 그러나, 설명했듯이, PEEK와 같은 재료의 사용 및 제조는 매우 고가이고 종종 더 큰 핸들러 부품의 구성에서 그 재료를 이용하는 것이 바람직하지 않고 실행불가능할 수도 있다. 더욱이, PEEK는 이러한 반도체 핸들러를 제조할 때 요구되는 방식으로 조작하고 성형하는 것이 어려울 수 있다. 현재, 웨이퍼 캐리어의 제조자는 특정 열가소성재의 기능적 성능 특성의 장점과 재료로부터의 제품의 일부나 모든 제조에 대한 비용 사이에서 결정해야 한다. 기능적 열가소성 재료가 섬세한 반도체 부품 또는 처리 장치를 접촉하는 캐리어의 부품 표면 또는 특정 부분에 특정 적용예에서만 요구될 수 있지만, 핸들러의 부분 또는 전체 단면은 전형적으로 기능적 중합체로 구성된다. 전술된 바와 같이, 이는 비용 및 제조 집적도 면에서 불충분하다.
결과적으로, 반도체 산업에서 실제로 불필요한 제조 공정을 감소시키고 기능적 열가소성 재료의 타겟화되고 국부화된 실행이 타겟화된 핸들러 표면에 향상된 성능 특성을 구비하게 하는 제조 기술에 대한 필요가 있다. 이러한 개량은 양호하고 저가의 열가소성 중합체의 선택적인 사용을 허용함으로써 제조 및 도안의 비용을 상당히 감소시킨다.
본 발명은 웨이퍼 캐리어용 성능 중합체 필름 삽입 성형(PERFORMANCE POLYMER FILM INSERT MOLDING FOR WAFER CARRIERS)이라는 발명의 명칭으로 2001년 11월 27일에 출원된 가출원 제60/333,689호로 우선권을 청구하며 본 명세서에 참조로 병합된다.
본 발명은 필름 삽입 성형에 관한 것이고, 특히 반도체 부품 핸들러(handler) 또는 캐리어의 성형동안 박형 보호 격납 중합체 필름(thin protective containment polymer film)을 삽입 성형하는 것에 관한 것이다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 성능 필름 삽입 성형 시스템의 측단면도이다.
도2는 도1의 성능 필름 삽입 성형 시스템 일부의 측단면도이다.
도3은 본 발명의 실시예에 따른 성능 필름 삽입 성형 시스템의 측단면도이다.
도4는 본 발명의 실시예에 따른 성형된 부분과 결합된 성능 필름의 측단면도이다.
도5는 본 발명의 실시예에 따른 성형된 부분과 결합된 성능 필름 적층물의 측단면도이다.
도6은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 취급 장치의 사시도이다.
도7은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 취급 장치의 분해 사시도이다.
도8은 본 발명의 실시예에 따른 적층가능한 칩 취급 장치의 사시도이다.
도9는 본 발명의 실시예에 따른 적층가능한 칩 취급 장치의 측단면도이다.
본 발명은 반도체 제조 산업에 이용되는 핸들러, 수송기, 캐리어, 트레이 및 유사 장치를 위한 성형 공정에 박형 보호 격납 열중합체 필름을 포함하는 시스템 및 방법에 관한 것이다. 소정 크기와 형상의 열가소성 필름은 성형가능한 재료의 바람직한 타겟면과 정렬하기 위해 금형 공동의 형상면을 따라 선택적으로 위치된다. 성형 공정은 필름의 표면이 성형가능한 재료의 접촉면에 접합되도록 해서 필름이 성형가능한 재료에 영구히 부착된다. 결과적으로, 양립할 수 있는 중합체 필름은 내마모, 내열, 내화학, 탈가스 격납, 강성 향상, 경도, 크립 감소, 유체 흡수 격납 등과 같은 성능 특성이 요구되는 타겟면에만 선택적으로 접합될 수 있다. 예를 들어, 반도체 웨이퍼 캐리어 지지 구조물은 수용식 고정가능한 웨이퍼에 대해 내마모 접촉면을 제공하기 위해 적어도 일부를 따라 이러한 중합체 필름을 포함할 수 있다. 더욱이, 보호 격납 필름은 반도체 부품 취급 장치에 결합하기 위한 필름 적층물을 구비하고 다양한 기능적 성능 특성을 갖는 중합체층을 추가하는 추가적 필름층을 포함할 수 있다.
본 발명의 특정 실시예의 목적 및 특징은 중합체의 대응하는 기능적 특성 및 바람직한 중합체를 선택적으로 이용하는 비용 효율적인 방법을 제공하는 것이고, 이는 필요한 것보다 더 많은 중합체를 이용하는 것이 필요하지 않다.
본 발명의 특정 실시예의 다른 목적 및 특징은 기능적 열가소성 필름이 민감한 부분, 부품 또는 처리 장치에 접촉하는 웨이퍼 캐리어, 칩 트레이 또는 다른 반도체 부품 핸들러 또는 수송기의 일부에 선택적으로 접합될 수 있는 것이다.
본 발명의 특정 실시예의 다른 목적 및 특징은 반도체 제조 산업에 사용되는 부분에 바람직한 내마모 중합체 필름의 선택적 사용이다.
본 발명의 특정 실시예의 또 다른 목적 및 특징은 선택되는 표면에 기능적 성능 향상을 제공하면서 투명하거나 반투명인 중합체 피막된 표면 영역을 갖는 반도체 부품 취급 장치를 형성하는 것이다. 이러한 취급 장치는 장치의 선택된 타겟 구조물 상에서 재료의 충분히 얇은 층을 이용하고 PC와 같은 재료로 구성된 실제로 투명 또는 반투명 장치 본체에 중간층을 구비하거나 구비하지 않은 구조물을 오버몰딩(overmolding)함으로써 형성된다.
도1 내지 도9를 참조하면, 본 발명은 성형 유닛(20)을 이용하여 반도체 부품 취급 장치(12)의 선택된 타겟 표면에 적어도 하나의 보호 또는 격납 열가소성 필름(10)을 삽입 성형하는 것을 포함한다.
보호/격납 필름
적어도 하나의 보호 또는 격납 필름(10)은 기능적 성능 특성을 구비한 열가소성 중합체이다. 기능적 성능 특성은 반도체 제조의 분야에 고려되는 내마모, 내열, 내화학, 탈가스 격납, 유체 흡수 격납, UV 보호 및 유사한 관심사항을 포함할 수 있다. 추가적인 기능적 성능 특성은 강성 특성, 크립 감소, 경도 및 다수의 다른 치수 안정화 특성을 포함할 수 있다. 필름(10)은 적어도 부분적으로 제한된 두께로 한정된다. 예를 들어, 대략 0.040 인치(1000분의 40) 이하의 단일 필름층 두께가 마련된다. 바람직하게는, 단일 필름층은 대략 0.030인치(1000분의 30)이하이다. 물론, 다층 적층물의 실행은 이러한 바람직한 두께 기준을 변경시킨다. 임의의 적합한 재료가 이러한 기능적 성능 특성을 달성하기 위해 필름(10)용으로 이용될 수 있다. 예를 들어, 폴리에스테르, 폴리이미드(PI), 폴리에테르이미드(PEI), PEEK, 퍼플루오르알콕시 수지(PFA), 플루오르첨가 에틸렌 프로필렌 공중합체(FEP), 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 폴리메틸 메타아크릴레이트(PMMA), 폴리에테르술폰(PES), 폴리스티렌(PS), 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 및 다수의 다른 적합한 중합체가 이용가능하다. 반도체 부품 취급 장치(12)의 제조시 성능 향상 필름(10)을 채용하는 위해, 필름(10)은 접합 적용물의 특정 요구에 따라 소정의 형상과 크기로 절단된다. 절단 후에, 필름(10)은 열성형될 수 있다. 필름(10)은 투명 또는 반투명 특성의 재료를 이용하고 성형성을 더 용이하게 하기 위해 일반적으로 박형이고 시트형이다. "정전 확산 필름을 구비한 반도체 부품 취급 장치"라는 발명의 명칭으로 본 출원인이 소유한 공동 계류중인 미국 출원 제 호는 본 명세서에 그 전체가 참조로 병합된다.
단일 필름(10)을 삽입 성형하는 것에 더하여, 복수의 필름(10)은 반도체 부품 취급 장치(12)에 성형가능하게 접합하기 위한 합성 필름 구조물을 포함하도록 적층될 수 있다. 예를 들어, 다양한 필름층은 본 명세서에 열거된 다양한 성능 또는 격납 특성을 포함할 수 있거나 또는 그 조합을 제공한다. 본 필름 적층 분야에 숙련된 기술자에게 공지된 다수의 필름 적층 기술은 본 발명과 함께 사용하기 위해 마련된다. 예를 들어, 미국 특허 제3,660,200호, 제4,605,591호, 제5,194,327호, 제5,344,703호 및 제5,811,197호는 열가소성 적층 기술을 개시하고 본 명세서에 참조로 병합된다.
성능 필름 삽입 성형
도1 내지 도7을 주로 참조하면, 성형 유닛(20)은 일반적으로 금형 공동(22) 커버부(24), 및 적어도 하나의 분사 채널부(28)를 포함한다. 적어도 하나의 분사 채널(28)은 금형 공동(22)과 유체 연통된다. 금형 공동(22)은 성형 공정동안 필름(10) 및/또는 사출성형가능한 재료(30)를 형상화하도록 고안된 하나의 형상면(26) 또는 형상면들을 포함할 수 있다. 커버부(24)는 금형 공동(22)을 선택적으로 결합하거나 또는 덮는다. 성형 유닛(20)의 다양한 실시예는 필름(10)과 같은 물체를 금형 공동(22)에 고정시킬 때 진공 흡입을 도입하도록 형상면(26) 및/또는 금형 공동(22)과 연통하는 적어도 하나의 진공 채널(29)을 더 포함할 수 있다. 정적 고정과 가압가능한 결합을 이용하여 공동(22)과 형상면(26) 내에 필름(10)을 고정식으로 합치기 위한 다른 공지된 기술이 본 발명과 함께 사용하기 위해 또한 구비된다. 다양한 도면은 단지 도시적인 목적으로 대응하는 취급 장치와 비교하여 불균형적으로 크게 필름(10)을 나타내고 본 발명에 대한 실제 비례를 나타내는 것이 아니라는 것을 이해해야 한다.
일 실시예에서, 커버부(24)는 필름(10) 삽입 및 최종 취급 장치부 또는 부분(32)의 제거를 용이하게 하기 위해 금형 공동(22)에 제거식으로 고정가능하다. 성형된 부분(32)은 일반적으로 완성된 취급 장치(12)보다 다소 작다. 예를 들어, 측벽 삽입체 및 웨이퍼 캐리어의 선반은 분리식으로 성형되고 캐리어의 주본체와 비교해 유사하지 않은 플라스틱으로 성형되는 것이 일반적이다. 다양한 분사 및 삽입 성형 기술은 본 기술분야에 숙련된 기술자에게 일반적으로 공지되어 있고 본 발명의 기술사상 및 범위 내에서 실행될 수 있다.
성형가능한 재료(30)는 바람직하게는 반도체 제조 산업에 사용되는 임의의 취급 장치용 부품을 성형할 때 일반적으로 사용되는 비전도성 열가소성 재료이다. 또한, 재료(30)는 PFA, PE, PC 및 유사하게 공지된 재료일 수 있다. 더욱 특히,성형가능한 재료(30)는 웨이퍼 캐리어, 칩 트레이 및 부품 및 그의 부분에 통상적으로 사용되는 재료일 수 있다.
작동시, 성능 필름(10)은 소정의 형상으로 절단되고 다음에 필요한 형상으로 열성형된다. 열성형된 필름(10)은 필름(10)이 금형 공동(22)의 적어도 하나의 형상면(26)의 적어도 일부와 면접촉 상태에 있도록 성형 유닛(20)에 위치된다. 본 명세서에 나타나듯이, 진공, 정적 및 가압가능한 고정과 같은 다양한 기술이 형상면(26)이나 공동(22)에 필름(10)의 적절한 위치설정을 용이하게 하도록 실행될 수 있다. 다음에, 커버부(24)는 재료(30)의 분사를 위한 준비시에 폐쇄될 수 있다. 이러한 공정의 단계에, 성형가능한 재료(30)는 적어도 하나의 분사 채널(28)을 통해 사실상 용융 상태로 공동 안으로 분사된다. 필요한 냉각 기간을 대기한 후, 성형 유닛(20) 안의 성형가능한 재료(30)는 사실상 고체화된 성형된 부분(32)을 형성하기 위해 냉각된다. 냉각 공정과 결합된 사출 성형은 적어도 하나의 필름(10)과 성형된 부분(32) 사이에 영원한 부착 접합을 형성한다.
성형 처리를 완료한 후, 성형된 부분(32)은 선택적 타겟면에 영구히 접합되는 성능 향상 필름(10)을 갖는 부분(32)을 구비한 성형 유닛(32)으로부터 방출될 수 있다. 본 기술분야에서 숙련된 기술자에게 공지된 종래의 공구, 기술 및 관행은 재료(30)를 분사하고 부분(32)을 방출할 때 사용될 수 있다.
웨이퍼 핸들러/캐리어
다양한 종래의 웨이퍼 취급 장치(34) 및 장치(34) 부품 또는 부분이 도4 내지 도7에 도시된다. 필름(10) 또는 필름 적층물은 본 명세서에서 설명된 필름 삽입 성형 처리로 웨이퍼 취급 장치(34)(즉, 웨이퍼 캐리어)의 일부 및/또는 선택적 부품에 접합될 수 있다. 웨이퍼 핸들러(34)는 일반적으로 적어도 두 개의 상이한 용융 처리가능한 재료로 형성된다. 결과적으로, 일단 웨이퍼 핸들러(34)의 부분(32)이 설명된 바와 같이 사출 성형되면, 후에 웨이퍼 핸들러(34)의 다른 성형된 부분 또는 부품으로 오버몰딩하기 위해 제2 금형 공동에 부분(32)를 위치시키는 것이 종종 필요하다. 이는 내구성 중합체 플라스틱으로 형성된 필름(10)을 갖는 것이 필요한 또 다른 이유이다. 전단력에 대한 반복적인 노출 및 성형 처리의 고온은 바람직한 열중합체의 사용을 필요로한다. 본 출원인에 의해 소유된 공동 계류중인 미국 특허 출원 제09/317,989호는 웨이퍼 캐리어를 제조하기 위한 오버몰딩의 사용을 개시하고 본 명세서에 참고로 병합된다. 더욱이, 미국 특허 제6,439,984호는 웨이퍼 캐리어에 대한 성형 기술을 개시하고 본 명세서에 참고로 병합된다.
미국 특허 제6,428,729호, 제6,039,186호, 제5,485,094호 및 제5,944,194호는 웨이퍼 취급 장치(34)를 구성하기 위한 특정 형상 및 공정을 개시하고 본 명세서에 참고로 병합된다. 일 실시예에서, 웨이퍼 핸들러(34)는 적어도 본체부(38) 및 주연 엣지에 의해 또는 근처에 웨이퍼나 디스크를 수용식으로 지지할 수 있는 복수의 축선 지지 선반(42)을 구비한 지지 구조물(40)을 포함한다. 웨이퍼나 디스크는 통상적으로 방사상 방향 상향 또는 축방향으로 선반(42)에서 캐리어(34)로부터 제거가능하다. 선반(42)은 웨이퍼와 캐리어(34) 사이에 주요 접촉 지점으로 작용한다. 결과적으로, 본 발명의 일 실시예는 지지 선반(42) 및/또는 지지 구조물(40)의 적어도 일부에 삽입 성형 보호 필름(10)을 포함한다. 보호 필름(10)은 성형된 부분의 측면 또는 전체면을 덮하도록 성형 유닛(20)의 금형 공동(22) 내에 선택적으로 위치될 수 있고, 여기서 성형된 부분(32)은 지지물(40), 지지 선반(42), 선반(42)의 제한된 소정의 부분 또는 다양한 다른 조합물이다. 더욱이, 필름(10)은 확장된 보호를 제공하도록 웨이퍼 핸들러(23)의 다른 이웃하고 접합가능한 부품과 정렬하기 위해 특별히 접합될 수 있다. 필름(10)의 선택적 접합가능한 위치를 웨이퍼 핸들러(34)의 임의 표면 근처 또는 부품 표면에 진행시킴으로써, 내마모, 내열, 내화학, 탈가스 격납, UV 보호, 강성 특성, 크립 감소, 경도, 유체 흡수 격납 등을 도입하거나 증가시킨다.
본 발명의 다른 실시예에서, 웨이퍼 핸들러(34)는 반도체 공정 중에 로봇 장치에 의한 결합을 포함해서 수송을 용이하게 하기 위해 핸들러 본체(38)의 외측부를 따라 플렌지(44)(도6)를 포함할 수 있다. 플렌지(44)는 유사하게 내마모를 향상시키도록 삽입 성형된 성능 필름(10)을 포함할 수 있다. 이와 같이, 본체(38)의 표면과 잔류부(remaining portion)는 비싸지 않은 덜 기능적인 중합체로 구성될 수 있다. 다른 실시예는 운동식 커플링 구조물(46)의 선택된 표면에서 성형된 보호 필름(10)을 포함할 수 있고, 운동식 커플링(46)(도7)은 미국 특허 제6,010,008호에 설명된 바와 같이 취급 장치(34)와 장치 결합을 용이하게 하도록 형성된다.
임의 상황에서, 삽입 성형된 성능 필름(10)은 다른 중합체에 충분히 부착될 수 없다. 예를 들어, PEEK(즉, 필름(10))는 오버몰드된 PC(즉, 본체(38)와 같은 웨이퍼 핸들러(34) 부품)에 모든 경우에 부착되지는 않는다. 도5를 참조하면, PEI와 같은 중간 필름, 또는 타이 층(tie layer)은 PEEK와 PC 재료 모두에 부착된다.따라서, 적어도 두 개의 중합체 필름의 필름 적층물(10)은 필름(10) 중간에 위치된 중간 필름을 구비한 PC재료와 용융된 성형가능한 PC 재료(30)를 분사하기 전에 적층물로서 금형에 개별적으로 삽입될 수 있다. 이와 달리, 두 개의 필름은 본 명세서에서 설명된 적층 공정, 진공 성형함으로써 또는 두 개의 층 또는 필름이 성형 유닛(20) 내에 삽입 및 위치설정 전에 결합되는 다른 수단에 의해 서로 부착될 수 있다.
적어도 하나의 성능 또는 기능 필름(10)의 이러한 선택적 접합으로, 핸들러 부품과 특정 타겟면에서 특정 재료의 선택적 사용이 가능하다. 이 선택적 타겟팅은 바람직하거나 필요한 필름(10) 재료가 웨이퍼 캐리어(34)의 잔류부 또는 특정 부분(32)의 구성에 요구되는 것보다 아주 상이할 수 있어서 제조 및 비용 효율을 향상시킨다.
칩 핸들러/트레이
다른 실시예에서, 취급 장치(12)는 도8 및 도9에 도시된 바와 같이, 주연 측벽(52)과, 복수의 칩을 고정하도록 형성된 복수의 안착 리세스(50) 또는 리세스 조립체를 포함하는 칩 트레이(36)이다. 미국 특허 제5,484,062호 및 제6,079,565호는 이러한 칩 트레이를 개시하고 본 명세서에 참고로 병합된다. 웨이퍼 핸들러(34)용으로 본 명세서에서 설명된 재료 및 공정으로서, 트레이(36)의 부분 또는 특정면의 기능적 성능 특성을 도입하거나 또는 향상시키는 것이 이롭다. 예를 들면, 안착 리세스(50)에 접합된 내마모 필름(10)은 칩의 흔한 안착에 의해 야기된 접촉 및 마찰로부터 잠재적 미립자 분산을 최소화시킨다.
본 발명의 일 실시예는 안착 리세스(50)와 같은 칩 트레이(36)의 표면 또는 선택된 부분에 성능 필름(10)을 삽입 성형하는 것을 포함한다. 다른 실시예는 리세스(50), 측벽(52) 및 그 조합물을 포함하는 트레이(36)의 전체 상부면에 필름(10)을 삽입 성형하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들면, 필름(10)은 처리 장치 또는 자동화식 기계 및 로봇과의 접촉 또는 결합으로부터 내마모를 향상시키도록 측벽(52)의 부분에 선택적으로 접합될 수 있다.
더욱이, 칩 트레이(36)의 주연 측벽(52)은 다른 칩 트레이(36)와 적층가능하게 결합하도록 형성된다. 적층 기둥/부재 및/또는 트레이(36)의 바닥부 상의 주연 벽 렛지는 트레이(36)의 상부면 상에 대응하는 홈 또는 립부와 정렬하도록 형상화되고 크기가 정해질 수 있다. 본 기술 분야에 숙련된 기술자에게 공지된 다른 적층 기술 및 트레이 형상은 또한 본 발명을 실행하도록 마련된다. 보호 층을 구비하도록, 필름(10)은 주연 측벽(52)의 적층가능한 결합 구역에 성형될 수 있다.
웨이퍼 핸들러(34)를 사용하여, 칩 트레이(36)의 선택된 타겟면에 적어도 하나의 보호 성능 필름(10)의 선택적 접합은 제조자에게 다른 양호한 중합체의 트레이(36)의 잔류부를 구성하게 하면서 성능 향상 열가소성재의 양호한 사용을 제공한다.
본 발명은 기술사상 또는 그 필수 특성 내에서 다른 특정 형태로 실현될 수 있고 따라서, 본 발명은 모든 면에서 도시적인 것으로 고려되지만 그에 제한되지 않는 것이 바람직하다.

Claims (52)

  1. 웨이퍼 취급 장치의 일부를 구성하는 적어도 하나의 강성 열가소성 부품 구조물과,
    반도체 웨이퍼 취급 장치에 격납 특성을 도입하도록 삽입 성형 처리를 사용하여 적어도 하나의 열가소성 부품 구조물의 일부에 접합되는 적어도 하나의 보호 열가소성 필름을 포함하는 반도체 웨이퍼 취급 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 보호 열가소성 필름은 내마모, 내화학, 내열, 자외선 보호, 유체 흡수 장벽 특성 및 탈가스 장벽 특성을 구비한 그룹으로부터 선택된 격납 특성을 갖는 필름을 포함하는 반도체 웨이퍼 취급 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 보호 열가소성 필름은 적어도 두 개의 필름층 중 적어도 하나가 보호 필름인 적어도 두 개의 필름층을 갖는 필름 적층물인 반도체 웨이퍼 취급 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 적어도 두 개의 필름층 각각은 상이한 격납 특성을 갖는 반도체 웨이퍼 취급 장치.
  5. 제3항에 있어서, 적어도 두 개의 필름층 중 적어도 하나는 보호 필름과 적어도 하나의 열가소성 부품 구조물 사이에 접합 강도를 향상시키는 중간 타이 층인 반도체 웨이퍼 취급 장치.
  6. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 열가소성 부품 구조물은 반도체 웨이퍼를 수용하도록 형성된 복수의 이격된 지지 선반을 갖는 지지 구조물인 반도체 웨이퍼 취급 장치.
  7. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 열가소성 부품 구조물은 반도체 처리 장치와 기계적 연통하도록 형성된 운동식 커플링인 반도체 웨이퍼 취급 장치.
  8. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 열가소성 부품 구조물은 로봇 장치와 선택적 결합식 연통하도록 형성된 취급 플랜지인 반도체 웨이퍼 취급 장치.
  9. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 열가소성 부품 구조물은 웨이퍼 취급 장치의 본체 쉘 부분인 반도체 웨이퍼 취급 장치.
  10. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 보호 열가소성 필름은 사실상 반투명한 반도체 웨이퍼 취급 장치.
  11. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 보호 필름은 폴리에스테르, 폴리이미드, 폴리에테르 이미드, 폴리에테르에테르케톤, 퍼플루오르알콕시 수지, 불소첨가된 에틸렌 프로필렌 공중합체, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리메틸 메타아크릴레이트, 폴리에테르 술폰, 폴리스티렌 및 폴리페닐렌 설파이드로 구성된 그룹으로부터 선택된 재료로 구성되는 반도체 웨이퍼 취급 장치.
  12. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 보호 필름은 폴리에테르에테르케톤으로 구성되는 반도체 웨이퍼 취급 장치.
  13. 취급 장치의 제1 강성 열가소성 부분과,
    필름 삽입 성형 처리에 의해 제1 열가소성 부품의 적어도 일부에 접합된 적어도 하나의 열가소성 격납 필름을 포함하고, 상기 열가소성 격납 필름은 반도체 부품 처리 중 민감한 반도체 부품에 대한 보호를 제공하는 반도체 웨이퍼 취급 장치.
  14. 제13항에 있어서, 제1 열가소성 부분은 반도체 웨이퍼 취급 장치의 일부이고, 상기 웨이퍼 취급 장치는 반도체 웨이퍼를 수용하도록 웨이퍼 지지 구조물과 본체 쉘을 포함하는 반도체 웨이퍼 취급 장치.
  15. 제14항에 있어서, 적어도 하나의 열가소성 격납 필름은 공기로의 손상 미립자의 분산을 최소화하기 위해 웨이퍼 지지 구조물의 적어도 일부에 접합되는 반도체 웨이퍼 취급 장치.
  16. 제13항에 있어서, 제1 열가소성 부분은 반도체 칩 취급 트레이의 일부이고, 상기 트레이는 반도체 칩을 수용하도록 형성된 복수의 리세스 및 복수의 주연 측변 단면을 포함하는 반도체 웨이퍼 취급 장치.
  17. 제16항에 있어서, 적어도 하나의 주연 측벽 단면은 분리 반도체 칩 취급 장치와 정합식 적층가능하게 결합하도록 형성되는 반도체 웨이퍼 취급 장치.
  18. 제17항에 있어서, 적어도 하나의 격납 필름은 공기로의 손상 미립자의 분산을 최소화하도록 적어도 주연 측변 단면과 복수의 리세스에 접합되는 반도체 웨이퍼 취급 장치.
  19. 제13항에 있어서, 적어도 하나의 격납 필름은 복수의 필름층을 포함하는 필름 적층물이고, 상기 적어도 하나의 필름층은 격납 필름인 반도체 웨이퍼 취급 장치.
  20. 제19항에 있어서, 각각의 필름 적층물의 필름층은 특정 보호 특성을 갖는 반도체 웨이퍼 취급 장치.
  21. 제20항에 있어서, 각각의 필름 적층물의 필름층은 특정 보호 특성을 갖고, 각각은 내마모, 내화학, 내열, 자외선 보호, 유체 흡수 장벽 특성 및 탈가스 장벽 특성으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 반도체 웨이퍼 취급 장치.
  22. 제13항에 있어서, 적어도 하나의 격납 필름은 내마모, 내화학, 내열, 자외선 보호, 유체 흡수 장벽 특성 및 탈가스 장벽 특성으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 보호 특성을 갖는 반도체 웨이퍼 취급 장치.
  23. 제13항에 있어서, 적어도 하나의 격납 필름은 폴리에스테르, 폴리이미드, 폴리에테르 이미드, 폴리에테르에테르케톤, 퍼플루오르알콕시 수지, 불소첨가된 에틸렌 프로필렌 공중합체, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리메틸 메타아크릴레이트, 폴리에테르 술폰, 폴리스티렌 및 폴리페닐렌 설파이드로 구성된 그룹으로부터 선택된 재료로 구성되는 반도체 웨이퍼 취급 장치.
  24. 제13항에 있어서, 적어도 하나의 격납 필름은 폴리에테르에테르케톤으로 구성되는 반도체 웨이퍼 취급 장치.
  25. 적어도 일부의 열가소성 재료에 적어도 하나의 격납 열가소성 필름의 용융식 접합을 통해 반도체 취급 장치 부품을 필름 삽입 성형 방법이며,
    적어도 하나의 격납 열가소성 필름을 형성하는 단계와,
    적어도 하나의 형상면을 갖는 금형 공동을 구비한 성형 유닛을 접근시키는 단계와,
    적어도 하나의 형상면의 적어도 일부를 따라 성형 유닛의 공동 내에 적어도 하나의 형성된 격납 열가소성 필름을 위치설정하는 단계와,
    적어도 하나의 형상면의 형상과 일치하도록 성형 유닛의 공동에 용융된 열가소성 재료를 분사하는 단계와,
    반도체 취급 장치 부품 위에 보호 격납면을 생성하는 적어도 하나의 격납 열가소성 필름과 정합식 접합하기 위해 열가소성 재료가 고체화되는 냉각 기간을 휴지하는 단계와,
    성형 유닛으로부터 반도체 취급 장치 부품을 방출하는 단계를 포함하는 필름 삽입 성형 방법.
  26. 제25항에 있어서, 반도체 취급 장치 부품의 성형은 반도체 웨이퍼 취급 장치의 부품 일부를 형성하는 필름 삽입 성형 방법.
  27. 제26항에 있어서, 반도체 취급 장치 부품의 성형은 반도체 웨이퍼 취급 장치의 지지 구조물을 형성하고, 상기 지지 구조물은 복수의 이격된 지지 선반을 갖고, 상기 적어도 하나의 격납 열가소성 필름은 이격된 지지 선반의 일부에 접합되는 필름 삽입 성형 방법.
  28. 제25항에 있어서, 반도체 취급 장치 부품의 성형은 복수의 칩 수용 리세스를 갖는 반도체 칩 취급 트레이의 부품 일부를 형성하고, 상기 적어도 하나의 격납 열가소성 필름은 사용중 공기로 미립자의 방출을 최소화하도록 복수의 칩 수용 리세스에 접합되는 필름 삽입 성형 방법.
  29. 제25항에 있어서, 반도체 취급 장치 부품의 성형은 복수의 칩 수용 리세스와 주연 측벽을 갖는 반도체 칩 취급 트레이의 부품 일부를 형성하고, 상기 적어도 하나의 격납 열가소성 필름은 사용중 공기로 미립자의 방출을 최소화하도록 주연 측벽의 적어도 일부에 접합되는 필름 삽입 성형 방법.
  30. 제25항에 있어서, 적어도 하나의 격납 열가소성 필름을 형성하는 단계는 다층 필름 적층물을 열성형하는 단계를 포함하고, 상기 적어도 하나의 필름층은 격납 열가소성 필름인 필름 삽입 성형 방법.
  31. 제30항에 있어서, 다층 필름 적층물은 적어도 두 개의 필름층을 포함하고, 상기 적어도 두 개의 필름층 중 제1 층은 적어도 두 개의 필름층 중 제2 층과 상이한 격납 특성을 갖는 필름 삽입 성형 방법.
  32. 제25항에 있어서, 적어도 하나의 격납 열가소성 필름을 형성하는 단계는 사실상 반투명의 적어도 하나의 격납 열가소성 필름을 형성하는 단계를 포함하는 필름 삽입 성형 방법.
  33. 제25항에 있어서, 적어도 하나의 격납 필름은 내마모, 내화학, 내열, 자외선 보호, 유체 흡수 장벽 특성 및 탈가스 장벽 특성으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 보호 특성을 갖는 필름 삽입 성형 방법.
  34. 제25항에 있어서, 적어도 하나의 격납 열가소성 필름을 형성하는 단계는 폴리에스테르, 폴리이미드, 폴리에테르 이미드, 폴리에테르에테르케톤, 퍼플루오르알콕시 수지, 불소첨가된 에틸렌 프로필렌 공중합체, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리메틸 메타아크릴레이트, 폴리에테르 술폰, 폴리스티렌 및 폴리페닐렌 설파이드로 구성된 그룹으로부터 선택된 재료로 구성되는 적어도 하나의 격납 필름을 형성하는 단계를 포함하는 필름 삽입 성형 방법.
  35. 제25항에 있어서, 적어도 하나의 격납 열가소성 필름을 형성하는 단계는 폴리에테르에테르케톤 재료로 구성된 적어도 하나의 격납 필름을 형성하는 단계를 포함하는 필름 삽입 성형 방법.
  36. 반도체 부품을 수용할 수 있는 복수의 리세스된 부분과,
    다른 반도체 칩 취급 트레이로 적층성을 향상시키도록 형성된 외측 주연 벽부와,
    사용중 표면 보호를 제공하도록 복수의 리세스된 부분에 삽입 성형 처리로 부착식으로 접합된 적어도 하나의 격납 열가소성 필름을 포함하는 반도체 칩 취급 트레이.
  37. 제36항에 있어서, 적어도 하나의 격납 열가소성 필름은 사용중 공기로 미립자의 방출을 최소화하기 위해 칩 취급 트레이의 외측 주연 벽부의 적어도 일부에 더 성형되는 반도체 칩 취급 트레이.
  38. 제36항에 있어서, 적어도 하나의 격납 필름은 내마모, 내화학, 내열, 자외선 보호, 유체 흡수 장벽 특성 및 탈가스 장벽 특성으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 보호 특성을 갖는 반도체 칩 취급 트레이.
  39. 제36항에 있어서, 적어도 하나의 격납 필름은 사실상 반투명인 반도체 칩 취급 트레이.
  40. 제36항에 있어서, 적어도 하나의 격납 필름은 폴리에스테르, 폴리이미드, 폴리에테르 이미드, 폴리에테르에테르케톤, 퍼플루오르알콕시 수지, 불소첨가된 에틸렌 프로필렌 공중합체, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리메틸 메타아크릴레이트, 폴리에테르 술폰, 폴리스티렌 및 폴리페닐렌 설파이드로 구성된 그룹으로부터 선택된 재료로 구성되는 반도체 칩 취급 트레이.
  41. 제36항에 있어서, 적어도 하나의 격납 필름은 폴리에테르에테르케톤 재료로 구성되는 반도체 칩 취급 트레이.
  42. 적어도 일부의 격납 필름으로 반도체 부품 취급 장치의 적어도 일부를 성형하기 위한 필름 삽입 성형 시스템이며,
    반도체 취급 장치의 적어도 일부를 형상화하기 위한 용융된 열가소성 재료의 양과,
    성형 공동 및 적어도 하나의 형상면을 갖는 성형 유닛과, 상기 성형 공동 및 적어도 하나의 형상면은 용융된 열가소성 재료의 양을 수용하도록 형성되고,
    성형 처리중 용융된 열가소성 재료의 양에 영구히 접합하기 위해 적어도 하나의 형상면의 적어도 일부를 따라 성형 공동 내에 삽입가능한 적어도 하나의 격납 필름을 포함하는 필름 삽입 성형 시스템.
  43. 제42항에 있어서, 적어도 하나의 격납 필름은 내마모, 내화학, 내열, 자외선 보호, 유체 흡수 장벽 특성 및 탈가스 장벽 특성으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 보호 특성을 갖는 필름 삽입 성형 시스템.
  44. 제42항에 있어서, 적어도 하나의 격납 필름은 사실상 반투명인 필름 삽입 성형 시스템.
  45. 제42항에 있어서, 적어도 하나의 격납 필름은 폴리에스테르, 폴리이미드, 폴리에테르 이미드, 폴리에테르에테르케톤, 퍼플루오르알콕시 수지, 불소첨가된 에틸렌 프로필렌 공중합체, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리메틸 메타아크릴레이트, 폴리에테르 술폰, 폴리스티렌 및 폴리페닐렌 설파이드로 구성된 그룹으로부터 선택된 재료로 구성되는 필름 삽입 성형 시스템.
  46. 제42항에 있어서, 적어도 하나의 격납 필름은 폴리에테르에테르케톤으로 구성되는 필름 삽입 성형 시스템.
  47. 취급 장치의 제1 열가소성 부분과,
    필름 삽입 성형 처리에 의해 제1 열가소성 부품의 적어도 일부에 접합된 적어도 하나의 열가소성 치수 안정화 필름을 포함하는 반도체 부품을 취급하기 위한 장치.
  48. 제47항에 있어서, 적어도 하나의 열가소성 치수 안정화 필름은 제1 열가소성 부분의 적어도 일부에 대한 크립을 감소시키는 반도체 부품을 취급하기 위한 장치.
  49. 제47항에 있어서, 적어도 하나의 열가소성 치수 안정화 필름은 제1 열가소성 부분의 적어도 일부에 대해 증가된 강성 장점을 제공하는 반도체 부품을 취급하기 위한 장치.
  50. 제47항에 있어서, 적어도 하나의 열가소성 치수 안정화 필름은 제1 열가소성 부분의 적어도 일부에 대해 증가된 경도 장점을 제공하는 반도체 부품을 취급하기 위한 장치.
  51. 제47항에 있어서, 적어도 하나의 치수 안정화 필름은 폴리에스테르, 폴리이미드, 폴리에테르 이미드, 폴리에테르에테르케톤, 퍼플루오르알콕시 수지, 불소첨가된 에틸렌 프로필렌 공중합체, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리메틸 메타아크릴레이트, 폴리에테르 술폰, 폴리스티렌 및 폴리페닐렌 설파이드로 구성된 그룹으로부터 선택된 재료로 구성되는 반도체 부품을 취급하기 위한 장치.
  52. 제47항에 있어서, 적어도 하나의 치수 안정화 필름은 폴리에테르에테르케톤으로 구성되는 반도체 부품을 취급하기 위한 장치.
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