KR20170048429A - 기판 컨테이너 - Google Patents

Abstract

전방 및 후방 V자형 적층 웨이퍼 에지 수용부 세트를 갖는 전면 개방 웨이퍼 컨테이너, 후방 세트는 웨이퍼 선반 구성요소의 부분이고, 사전 형성된 PBT 박막을 포함하며, 폴리카보네이트로 오버몰딩됨. 선반-위 착석 위치 위에 선반-사이 착석 위치를 제공하는 V자형 적층 웨이퍼 에지 수용부 세트. 웨이퍼 에지에 대해 저마찰 활주(sliding) 결합 표면 제공함으로써 웨이퍼 컨테이너의 도어가 제거될 때 선반-사이 위치로부터 선반-위 위치로의 웨이퍼의 균일하고 일관된 낙하를 제공하는 PBT.

Description

기판 컨테이너{SUBSTRATE CONTAINER}

관련 출원

본 출원은 2014년 8월 28일에 출원된 미국 가출원 제62/043,297 호 및 2014년 9월 11일에 출원된 제62/049,144 호의 우선권을 주장한다. 양 출원은 모두 그 전문이 본원에 참조로 포함된다.

본 개시내용은 일반적으로 웨이퍼 컨테이너(wafer container) 및 웨이퍼 컨테이너와 다른 기판 컨테이너를 성형하기 위한 기술에 관한 것이다.

반도체 산업은 제품 설계 및 제조 공정의 개발 및 구현에 독창적이고 독특한 순도 및 오염방지 요구사항을 도입한다. 재료 선택은 부품 및 조립체의 제조, 저장, 및 운송에 필수적이다.

웨이퍼 디스크를 집적 회로 칩으로 가공하는 것은 종종 몇 가지 단계를 수반하며 디스크는 웨이퍼 컨테이너를 포함하는 웨이퍼 캐리어(wafer carrier)에서 반복적으로 가공, 저장 및 운송된다. 디스크의 섬세한 특성 및 그 극값 때문에, 이 절차를 통해 디스크가 적절히 보호되는 것이 중요하다. 웨이퍼 캐리어의 한 목적은 이러한 보호를 제공하는 것이다. 또한, 웨이퍼 디스크의 가공은 일반적으로 자동화 되었기 때문에, 디스크가 로봇 제거 및 웨이퍼 삽입용 가공 장비에 대해 정확하게 위치될 필요가 있다. 웨이퍼 캐리어의 두 번째 목적은 운송 도중 웨이퍼 디스크를 안전하게 고정하는 것이다.

웨이퍼 캐리어는 일반적으로 웨이퍼 또는 디스크를 선반 또는 슬롯(slot)에 축 방향으로 배열하도록, 및 웨이퍼 또는 디스크를 그 주변 모서리에 의해 또는 그 근방에서 지지하도록 구성된다. 웨이퍼 또는 디스크는 통상적으로 반경 방향으로 상향 또는 수평으로 캐리어로부터 제거 가능하다. 캐리어는 보조 상단 덮개, 하단 덮개, 또는 인클로저(enclosure)를 가져 웨이퍼 또는 디스크를 동봉할 수 있다. 공지된 특정 웨이퍼 시퍼(shipper)는 단지 베이스(base) 및 리드(lid)의 두 부품만 가질 수 있지만, 300 mm 및 450 mm의 대형 웨이퍼용 전면 개방 웨이퍼 컨테이너는 래치(latch) 시스템, 분리된 선반 및 외부 장착된 핸들링 및 기계 인터페이스 구성요소, 밸러스트(ballast) 시스템, 센서 및 심지어 환경적 제어장치로 상당히 복잡할 수 있다. 그리고 물론 대형 웨이퍼는 소형 웨이퍼보다 훨씬 더 비싸므로, 손상으로부터의 향상된 보호 및 품질 관리를 요구한다.

웨이퍼 컨테이너를 포함하는 기판 캐리어용 캐리어 및 컨테이너는 일반적으로 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌(PE), 퍼플루오로알콕시(PFA), 아크릴로나이트릴 부타디엔 스티렌(ABS), 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK), 폴리프로필렌(PP) 및 기타와 같은 사출 성형 플라스틱으로 형성된다. 당해 캐리어의 유형 및 캐리어의 특정 부분 또는 구성요소에 따라 웨이퍼 캐리어에 유용하고 유리한 다수의 재료 특성이 있다. 그러한 특성은 재료의 비용 및 재료 성형의 용이성 또는 난해성을 포함한다. 반도체 제조와 관련한 재료 특성에 관련된 다양한 이슈는 하기에 설명된다. 종종 하나의 구성요소에는 특정 중합체가 사용되고 상이한 구성요소에는 또 다른 중합체가 사용될 것이다. 또는 구성요소는 둘 이상의 중합체로 제조될 수 있다.

반도체 웨이퍼 또는 자기 디스크의 가공 도중, 미립자의 존재 또는 발생은 매우 심각한 오염 문제를 야기한다. 오염은 반도체 산업에서 수율 손실의 가장 큰 단일 원인으로 받아들여진다. 집적 회로의 크기가 계속 줄어듦에 따라, 집적 회로를 오염시킬 수 있는 입자의 크기 또한 작아져, 오염물질의 소형화가 더욱 심각한 문제가 되었다. 입자 형태의 오염물질은 웨이퍼 또는 디스크, 캐리어 덮개 또는 인클로저, 저장 래크(rack), 다른 캐리어, 또는 가공 장비로 캐리어를 문지르거나 긁는 것과 같은 마모에 의해 발생될 수 있다. 따라서, 캐리어의 가장 바람직한 특성은 플라스틱 성형 재료의 마모, 문지름, 또는 긁힘 하에 입자 발생에 대한 내성이다. 본 출원의 소유자의 피합병회사가 소유하는 미국 특허 제5,780,127 호를 참조하라. 이 특허는 그러한 웨이퍼 캐리어용 재료의 적합성과 관련한 플라스틱의 다양한 특성에 대해 설명한다. 상기 특허는 모든 목적상 본원에 참조로 포함된다.

캐리어 재료는 또한 휘발성 성분의 가스배출을 최소화해야 하는데, 이는 웨이퍼 및 디스크에 손상을 줄 수 있는 오염물질을 또한 구성하는 필름을 남길 수 있기 때문이다. 오염 물질을 방출하는 중합체 재료는 "불결한(dirty)" 재료로 알려져 있으며 밀폐된 웨이퍼 수용 환경 내에서의 사용은 오염 문제를 일으킨다. 이러한 재료 중 하나는 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT)이므로 이러한 사용은 웨이퍼 캐리어, 특히 웨이퍼 컨테이너에 있어서 제한이 있다.

또한, 캐리어 재료는 캐리어가 적재될 때 적절한 치수 안정성 즉, 강성(rigidity)을 가져야 한다. 치수 안정성은 웨이퍼 또는 디스크의 손상을 방지하고 캐리어 내에서 웨이퍼 또는 디스크의 움직임을 최소화하기 위해 필요하다. 웨이퍼 및 디스크를 고정하는 슬롯의 공차는 일반적으로 상당히 작고 캐리어의 임의의 변형은 웨이퍼 또는 디스크가 캐리어의 내부로, 외부로 또는 내에서 이동될 때, 매우 부러지기 쉬운 웨이퍼를 직접적으로 손상시키거나 마모 및 그에 따른 입자 발생을 증가시킬 수 있다. 치수 안정성은 또한 캐리어가 일부 방향으로 적재될 때, 예를 들어 캐리어가 선적 중에 적층될 때 또는 캐리어가 가공 장비와 결합할 때 매우 중요하다. 캐리어 재료는 또한 저장 또는 세척 도중 발생될 수 있는 고온 하에서 그 완전성을 유지해야 한다.

밀폐된 컨테이너 내에서의 웨이퍼의 가시성은 많은 경우에 바람직한 것으로 여겨지며 최종 사용자에 의해 요구될 수 있다. 그러한 컨테이너에 적절한, 폴리카보네이트와 같은 투명 플라스틱은 그러한 플라스틱이 저렴하다는 점에서 바람직하지만 그러한 플라스틱이 마모 내성, 열 내성, 화학 내성, 가스방출 오염물질, 강성 특성, 크리프 감소(creep reduction), 유체 흡수 억제, 및 자외선 차단 등과 같은 충분한 성능 특성을 갖지 않을 수 있다.

PEEK와 같은 특정 특수 중합체의 주요 이점 중 하나는 내마모성이다. 일반적인 저가의 종래의 플라스틱은 마모될 때 또는 심지어 다른 재료 또는 물체에 문질러질 때 공기 중에 작은 입자를 방출한다. 이들 입자는 일반적으로 육안으로 볼 수 없지만, 이로 인해 처리되는 반도체 구성요소에 부착될 수 있는 잠재적으로 유해한 오염물질이 제어된 환경 내로 반드시 도입되게 된다. 그러한 특수 열가소성 중합체는 종래의 중합체보다 훨씬 더 고가이다.

따라서, 오버몰딩(overmolding)은 기판 컨테이너, 특히 웨이퍼 컨테이너의 제조업체에 의해 채택되었으며, 각각 사출 성형되고 각각 상이한 중합체로 형성된 두 개의 별개 부분은 오버몰딩 도중 일체로 되어 상이한 두 중합체 사이에 틈이 없고, 균열이 없으며, 밀폐된 접합부가 있다. 본 출원의 소유자가 소유하는 미국 특허 제6,428,729 호, 제6,428,729 호, 및 제7,168,564 호를 참조하라. 이들 특허는 모든 목적상 본원에 참조로 포함된다. 특정 환경에서 응력은 오버몰딩된 구성요소, 특히 컨테이너 부(container portion)에서와 같이 중합체의 상당한 팽창이 있는 곳과 관련될 수 있다는 것이 밝혀졌다. 이들 응력은 충격 상황에서 더 흔하게 파단(fracturing)을 발생시킨다. 파단 문제에 대한 해결책을 갖는 것이 도움이 될 것이다. 또한, 양쪽(또는 더 많은) 부분이 사출 성형될 때 오버몰딩을 위한 상이한 몰드(mold) 구성요소를 제조하는 것은 고가이다. 또한, 박막 몰딩이 오버몰드 적용에 있어서 개시된 미국 특허 공보 제US20050236110 호, 및 제US20050056601 호를 참조하라. 이들 공보는 모든 목적상 본원에 참조로 포함된다. 박막은 상당한 최소 강성을 가지므로 이를 복잡한 삼차원 구조에 삽입하는 것은 문제가 있다. 상기 공보에 개시된 기술은 다양한 이유로 상업적으로 채택되지 않았고, 박막을 사용하여 일관된 제품을 반복적으로 성형하는 어려움을 포함하여 실제 사용에 있어서의 어려움 때문일 것이다.

상술한 바와 같이, 웨이퍼가 웨이퍼 캐리어에 적절히 위치되어 로봇식 핸들링 장비에 의해 적절히 파지되고 손상되지 않는 것이 중요하다. FOSBS("Front Opening Shipping Boxes")와 같은 300 mm 웨이퍼 컨테이너의 도어(door) 제거 동안, 웨이퍼는 선반-사이(between-shelf) 착석 위치로부터 선반-위(on-shelf) 착석 위치까지 불일치하게 낙하하는 것으로 밝혀졌다. 즉, 웨이퍼는 선반 상에서 균일하게 위치되지 않는다. 이 문제에 대한 해결책이 요구된다.

박막을 오버몰딩하는 단점을 해결하고 박막 성형에 대한 유리한 적용을 찾는 것이 본 발명에 속하는 기술분야에서 요구된다.

본 개시내용의 실시예는 일반적으로 반도체 공정 산업에서 이용되는 핸들러, 운송기, 캐리어, 트레이 및 유사 장치를 위한 성형 공정에 있어서 박형 보호성 수용 열중합체 필름을 포함하는 시스템 및 방법에 관한 것이다. 적절한 크기 및 모양의 열가소성 필름은 바람직한 구성요소 부분의 최종 형상에 근접한 사전형상(preform)으로 진공 형성될 수 있다. 그 후 성형된 사전형상을 구성요소 몰드에 넣고 1차 사출 성형 중합체로 오버몰딩시킨다. 실시예에서, 핀(pin) 또는 다른 구조물은 박막을 제자리에 고정시킬 수 있어 사출되는 중합체가 사전 성형된 박막을 변위(displace)시키거나 이동시키지 않는다. 적절한 조직화(texturing)는 구성요소 몰드에 삽입하기 전에 박막과 함께 제공될 수 있거나 몰드는 최종 성형된 구성요소의 박막 표면 텍스처를 변경하도록 표면 처리를 가질 수 있다.

실시예에서, 얇은 스트립(strip)의 PBT는 스트립을 적절한 형태로 가열함으로써 사전 형성되어 웨이퍼 컨테이너의 후면에서 웨이퍼 결합 램프(ramp) 표면을 형성한다. 그 후 사전 성형된 스트립, "사전형상"을 웨이퍼 선반 및 램프 표면을 포함하는 몰드에 넣고 종래의 폴리카보네이트를 사전 성형된 스트립 위에 사출 성형한다. 실시예에서, PBT 박막은 0.254 mm 두께 또는 0.254 mm의 ±25% 범위 내에 있을 수 있다. PBT는 전면 개방 시핑 박스(front opening shipping boxes, FOSBs)에서 일반적이듯이 웨이퍼가 V자형 리세스(recess)의 계곡에 있는 착석 위치로부터 하방으로 쉽게 미끄러져 선반 상에 착석할 수 있게 한다.

다른 실시예에서 PBT 필름은 약 0.254 mm 일 수 있다. 다른 실시예에서 PBT 박막은 0.254 mm ± 0.050 mm일 수 있다. 다른 실시예에서 PBT 박막은 0.100 내지 0.400 mm 두께일 수 있다. 다른 실시예에서 PBT 박막은 0.300 mm 미만일 수 있다. 다른 실시예에서 PBT 박막은 0.500 mm 미만일 수 있다. 다른 실시예에서 PBT 박막은 1 mm 미만일 수 있다. 또한, 상기 범위는 그 중에서도 특히, PEEK, PTFE, PFA, PC 등과 같은 다른 박막에도 적용될 수 있다. 이러한 필름은 중합체의 조합으로 형성될 수 있고 첨가제를 가질 수 있다.

일부 실시예의 특징 및 이점은 원래 비오버몰딩 적용에 사용된 종래의 몰드가 오버몰드의 제1 부분을 위해 구성된 새로운 몰드 없이 오버몰딩 적용에 사용될 수 있다는 것이다. 오히려 얇은 구성요소의 진공 형태 성형을 위한 형태와 같은 덜 정밀한 형태가 사전형상을 형성하기 위해 이용될 수 있다. 그러한 형태는 사출 몰드보다 상당히 저가이다.

실시예에서, 핀 또는 클로(claw) 또는 다른 구조물은 중합체의 사출 성형 전 및 도중에 사전 형성된 필름을 그를 통해 제자리에 유지할 수 있다.

실시예에서, 초기 몰드는 충분히 가열될 수 있어 주요 성형 작업 이전에 박막을 사전 형성할 수 있고, "주요"는 폴리카보네이트가 베이스에 사출될 때와 같이 더 큰 양이라는 의미이다.

실시예에서, 구성요소 몰드는 몰드 내의 박막의 개선된 유지를 제공하도록 박막 부분의 착석 위치에 직접 대향하는 공동(cavity) 내에 용융 중합체를 사출하기 위한 게이트를 가질 수 있다. 기능성을 위한 박막의 바람직한 위치가 사출 게이트로부터 변위되는 경우, 박막 삽입부는 박막의 더 나은 보호를 위해, 게이트에 대향하는 박막 부분을 위치시키도록 확대될 수 있다.

실시예에서, 몰드는 박막이 배치될 곳에 대향하여 배치된 게이트를 가질 수 있고, 추가 핀, 후크, 또는 다른 홀드다운(hold-down) 특징부를 가질 수 있다.

실시예에서, 박막은 웨이퍼 결합 표면, 레티클(reticle) 결합 표면, 기계 계면 결합 표면, 다른 접촉 표면에 대해 사전 형성될 수 있다. 실시예에서 박막은 수용 표면을 형성하도록 사전 형성됨으로써 예를 들어 PC일 수 있는 주요 수용 재료 외부로의 습기의 가스방출 또는 확산을 방지하기 위한 장벽을 제공할 수 있다.

특정 실시예의 특징 및 이점은 바람직한 중합체를 선택적으로 이용하는 비용 효율적인 방법 및 그 중합체의 상응하는 기능적 특성을 제공하는 것이며, 필요 이상으로 중합체를 더 사용할 필요가 없다.

특정 실시예의 또 다른 이점 및 특징은 기능성 열가소성 필름이 민감한 부품, 구성요소, 또는 가공 장비와 접촉하는 웨이퍼 캐리어, 칩 트레이, 또는 다른 반도체 구성요소 핸들러 또는 운송기의 일부에 선택적으로 결합될 수 있다는 것이다.

특정 실시예의 추가 이점 및 특징은 기판 접촉 표면의 기능부의 결합을 위해 반도체 처리 산업에서 사용되는 부품 상에 바람직한 저마찰 및/또는 내마모성 중합체 필름의 선택적 사용이다.

계속해서 특정 실시예의 또 다른 이점 및 특징은 선택된 표면에 여전히 기능적 성능 향상을 제공하면서 투명 또는 반투명한 중합체 필름화 표면 영역을 갖는 반도체 구성요소 핸들링 장치를 형성하는 것이다. 이러한 핸들링 장치는 장치의 선택된 타겟 구조 상에 충분히 얇은 재료 층을 사용하고, 층을 사전 형성하며, 구조체를 오버몰딩함으로써, PC와 같은 재료로 구성된 실질적으로 투명 또는 반투명한 장치 몸체에 형성된다.

실시예의 특징 및 이점은 사전 형성된 박막 중간 사출 성형 오버몰딩된 부분을 이용하는 것이다. 이러한 적용에서, 박막은 사전 형성되어 제1 사출 성형부에 도포될 수 있고 제2 사출 성형부는 그 위에 성형된다.

실시예의 특징 및 이점은 전방 및 후방 V자형 웨이퍼 에지 수용부에 의해 형성된 웨이퍼의 선반-사이 착석 위치 및 선반-위 착석 위치를 갖고, 전방 V자형 웨이퍼 에지 수용부에 사용된 재료보다 더 적은 웨이퍼에 대한 마찰계수를 갖는 후방 V자형 웨이퍼 에지 수용부의 재료를 이용하는 전면 개방 웨이퍼 컨테이너이다. 도어가 전면 개방 웨이퍼 컨테이너로부터 제거될 때, 웨이퍼는 선반-사이 착석 위치로부터 선반-위 착석 위치로 더 균일하게 낙하하고 적절하게 착석하지 않는 경향이 더 적다. 이러한 실시예에서, 후방 V자형 웨이퍼 에지 수용부의 재료는 PBT일 수 있고 전방 V자형 웨이퍼 에지 수용부의 재료는 V자형 웨이퍼 에지 수용부의 램프 상에서 미끄러지는 웨이퍼에 대한 마찰 저항을 나타내는 폴리카보네이트 또는 다른 재료일 수 있다.

본원의 실시예에 대한 특징 및 이점은 본 개시내용을 포함하는 300 mm 웨이퍼 컨테이너로의 도어 개방의 경우 종래 웨이퍼 컨테이너 기술과 비교하여 웨이퍼가 웨이퍼 선반 상에서 더 균일하게 낙하하고 착석하는 것이다. 본 개시내용의 실시예의 특징 및 이점은 웨이퍼를 PBT로부터의 허용할 수 없는 수준의 오염물질에 노출시키지 않고 웨이퍼 착석부에 PBT를 이용하는 것이다.

도 1은 본 개시내용의 실시예에 따른 전면 개방 웨이퍼 컨테이너의 사시도이다.
도 2는 도 1의 웨이퍼 컨테이너의 컨테이너 부의 전면 사시도이다.
도 3은 웨이퍼 선반 구성요소가 제거된 도 2의 컨테이너 부의 부분 분해도이다.
도 4는 도 1의 도어의 내부 표면 및 측면 벽의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 컨테이너 부분의 측단면도이며 도어가 제자리에 있지 않은 웨이퍼의 선반-위 착석 위치를 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 도어가 컨테이너 부에 의해 수용되고 놓여진 후의 도 5의 웨이퍼 컨테이너의 부분의 측단면도이며 도어를 폐쇄된 상태로 선반-사이 위치로 웨이퍼를 상승시키는 것을 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 웨이퍼 컨테이너가 회전함으로써 컨테이너 내의 웨이퍼가 선적을 위해 수직으로 배향된 도 5 및 6의 웨이퍼 컨테이너의 부분의 측단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리카보네이트로 오버몰딩된 사전 형성된 웨이퍼 결합 필름을 갖는 폴리카보네이트 웨이퍼 선반의 사시도이다.
도 9a는 본 발명의 일 실시예에 따른 사전형상에 적절한 박막 스트립의 입면도이다.
도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 사전 형성된 박막의 입면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 몰드 내에서 홀드다운을 위해 스트립의 기능부로부터 연장되는 탭을 갖는 사전 형성된 박막 스트립의 입면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 8의 웨이퍼 선반 구성요소의 상세도이며 폴리카보네이트로 오버몰딩된 삽입 스트립(점으로 도시됨)을 도시한다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 8 및 11의 웨이퍼 선반 구성요소의 상세도이며 폴리카보네이트로 오버몰딩된 삽입 스트립(점으로 도시됨)의 V자형 웨이퍼 수용부를 도시한다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 컨테이너의 도어 또는 후면으로의 부착에 적절한 웨이퍼 수용 적층 램프 구성요소의 사시도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 선반 구성요소 몰드부의 단면도이며 사전형상의 배치 위치를 도시한다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 클램핑(clamping) 부재를 갖는 웨이퍼 선반 구성요소 몰드의 단면도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 클램핑 부재가 사전형상을 고정하고 용융 중합체가 사출되는 도 15의 몰드의 단면도이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 클램핑 부재가 사전형상을 고정하고 용융 중합체가 사출된 도 15의 몰드의 단면도이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 인입된(retracted) 클램핑 부재를 갖는 도 15의 몰드의 단면도이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 인입된 클램핑 부재 및 클램핑 부재에 의해 미리 변위된 영역에서 중합체 파일링(filing)을 갖는 도 15의 몰드의 단면도이다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 선반 구성요소 몰드의 단면도이며 배치 위치에 대향하는 공동 내에 위치한 사출 성형 게이트 및 사전형상의 배치 위치를 도시한다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 20의 웨이퍼 선반 구성요소 몰드의 단면도이며 용융 중합체의 사출 성형 유동 특성(flow dynamics)을 도시한다.

도 1 내지 4를 참조하면, 전면 개방 웨이퍼 컨테이너(20)는 300 mm 450 mm 웨이퍼(24)에 적절한 컨테이너 부(22) 및 도어(23)를 포함한다. 컨테이너 부는 좌측 및 우측 벽(25, 26), 후면 벽(27), 바닥 벽(28), 한 쌍의 웨이퍼 선반 구성요소(30), 바닥 벽에 부착된 운동학적 커플링(kinematic coupling, 32), 로봇 플랜지(robotic flange, 34), 및 수동 핸들 부착 구조체(36)를 갖는다. 웨이퍼(24)는 개방 내부(42)로 이어지는 도어 프레임(frame, 41)에 의해 형성된 개방 전면(40)을 통해 수용된다.

도 1 및 4를 참조하면, 도어(23)는 전면(43), 후면(44), 전면 상에 접근 가능한 래치 메커니즘(45), 및 후면 상의 리세스(47)에 부착된 웨이퍼 쿠션 구성요소(46)를 갖는다. 웨이퍼 결합 구성요소는 복수의 핑거(48)를 갖고, 그 각각은 웨이퍼의 에지와 결합하기 위한 램프(53)를 갖는 V자형 웨이퍼 에지 수용부(49) 및 정점에서의 착석 위치(54)를 갖는다. 램프를 갖는 핑거는 두 세트의 적층 램프(55)를 형성한다.

도 1 내지 4 및 8 내지 13을 참조하면, 웨이퍼 선반 구성요소(30)는 컨테이너 부의 측벽(25, 26) 상의 러그(lug, 56) 및 너브(nub, 57)와 같은 특징부에 부착한 커넥터(50) 및 래치(52)를 통해 측벽(25, 26)에 부착될 수 있다(도 3). 웨이퍼 선반 구성요소(30)는 선반(60)의 길이방향 치수에 대해 횡으로 연장되는 웨이퍼 착석 리지(ridge, 62)를 갖는 복수의 웨이퍼 선반(60)을 갖는다. 실시예에서 웨이퍼 선반 구성요소는 복수의 V자형 웨이퍼 에지 수용부(64)를 갖고 그 각각은 적층 램프(66)의 수직 세트를 형성하는 램프(65, 도 12)를 갖는다. 각각의 V자형 웨이퍼 수용부(64)는 V자형 리세스(68)의 정점에서 웨이퍼 에지 착석 위치(67)를 갖는다(도 11). 도 13을 참조하면, 일부 실시예에서 적층 램프(66) 세트는 선반(60)으로부터 분리된 적층 램프 구성요소(70)일 수 있고, 선반 구성요소(30)는 도 3에서 점선(69)으로 도시된 위치와 같은 후면 벽(27)에 부착될 수 있다. 또한, 그러한 구성요소는 또한 개별 웨이퍼 핑거(48)에 의해 제공된 적층 램프 대신에 도어(23)의 내부 또는 후면 상에 장착될 수 있다(도 4). 구성요소(70)는 본원에 설명된 웨이퍼 선반 구성요소를 부착하기 위한 수단과 유사한 수단에 의해 또는 컨테이너 부 상의 또는 도어 상의 너브 상에 개구부를 갖는 압입 탭(press fitting tap, 71)과 같은 종래의 수단에 의해 부착될 수 있다.

도 5, 6, 및 7을 참조하면, 도어(23)가 선반(60) 상의 웨이퍼(24)로 개방 전면(40)을 폐쇄할 때, 웨이퍼는 "선반-위" 착석 위치(75)로부터 램프(76) 위로 올라가 "선반-사이" 착석 위치(77)의 V자형 리세스(68)의 정점에 착석한다. 도어(23)가 제거될 때, 웨이퍼는 미끄러져 다시 선반 상에 착석한다. 모든 목적 상 본원에 참조로 포함되고 본 출원의 소유자가 소유하는 미국 특허 제6,267,245 호를 참조하라. 본 발명의 발명자들은 웨이퍼 컨테이너에 사용되는 흔한 재료인 폴리카보네이트로 형성된 램프는 높은 마찰 계수를 가지며 웨이퍼는 도 5에서 점선(80)으로 도시된 것과 같이 도어가 제거될 때 선반에 완전히 낙하하지 않을 수 있음을 발견하였다. 효과적인 해결책은 웨이퍼 에지 접촉 표면으로서 PBT를 이용하는 것으로서, 도어를 제거할 때 웨이퍼가 선반에 완전히 낙하하지 않는 문제를 실질적으로 제거하는 것으로 밝혀졌다. 도시된 바와 같이 웨이퍼 에지 수용부(64)의 적층은 오버몰딩에 의해 제공된 PBT 스트립(84)을 포함한다. 스트립은 PC 베이스 부(86)에 결합된다. 다른 실시예에서, 도어(23)는 비PBT 웨이퍼 결합 표면을 갖는 비PBT 웨이퍼 쿠션을 포함할 수 있다. 적층 램프 세트가 적재 중 편향되는 개별 핑거(48)에 의해 형성될 때(도 4), PBT와 비교하여 폴리카보네이트 또른 다른 중합체의 더 높은 마찰계수는 그다지 중요한 인자가 아니다. 또한, 도어가 멀리 이동함에 따라 웨이퍼는 하나 이상의 전방 또는 후방 V자형 웨이퍼 수용부로부터 반드시 낙하하여 선반과 결합할 것이다. 그 후 선반은 웨이퍼를 "파지(grip)"하여 반드시 도어로부터 방출될 것이다. PBT 스트립의 사용은 선반-사이 착석 위치로부터 선반-위 착석 위치로의 웨이퍼의 균일하고 일관된 방출 특성을 제공하는 것으로 알려졌다. 특히, PBT는 오염물질을 방출할 수 있다고 알려졌지만, 본 출원에 이용되는 양은 오염 문제를 눈에 띄게 증가시키지 않는 것으로 밝혀졌다. 따라서, 사용하기 적절한 본원의 박형 파일 스트립은 1인치 미만의 너비 및 14인치 미만의 길이이다.

실시예에서, PBT 박막은 0.254 mm의 두께 또는 ±25%의 범위 내일 수 있다. 다른 실시예에서, PBT 박막은 0.254 mm ± 0.050 mm의 두께일 수 있다. 다른 실시예에서 PBT 박막은 0.100 내지 0.400 mm 두께일 수 있다. 다른 실시예에서 PBT박막은 0.300 mm 미만일 수 있다. 다른 실시예에서 PBT 박막은 0.500 mm 미만일 수 있다. 다른 실시예에서 PBT 박막은 1 mm 미만일 수 있다. 상기 범위는 또한, 그 중에서도 특히, PEEK, PTFE, PFA, PC 등과 같은 다른 박막에 대해서도 적용가능하다. 그러한 필름은 중합체의 조합으로 형성될 수 있고 첨가제를 가질 수 있다.

도 9a 내지 9b 및 14 내지 19를 참조하면, 본 개시내용의 실시예에 따른 오버몰딩의 순서가 도시되어있다. 도 9a의 평평한 스트립(90)은 예를 들어 미국 특허 제3,041,669 호에 설명된 것처럼 다양한 공지된 진공 성형 수단에 의해 도시된 바와 같은, 예를 들어, 진공 성형에 의한 사전형상을 필요로 한다. 상기 참조는 모든 목적 상 본원에 참조로 포함된다. 사전형상은 도 9b에 도시된 것과 같이, 사전 형성된 스트립(92)으로 구성된다. 사전형상은 최종 몰드 형상 및 구성의 근사 또는 더 나은 값을 가져 몰드(94) 내에 착석한다(도 14). 사전형상은 웨이퍼 선반 구성요소(30)의 적층 램프(66)의 위치를 반영하는, 몰드(94) 내의 적절한 배치 위치(97)에 배치된다. 몰드는 도 15에 도시된 것과 같이 폐쇄되어 최종 부품 형상을 반영하는 공동(91)은 제1 및 제2 몰드 부품(95, 96) 각각에 의해 형성된다.

구성요소 몰드에 삽입하기 전에 적절한 조직화가 박막에 제공될 수 있거나 몰드는 표면 처리를 가져 최종 성형된 구성요소의 박막 표면 텍스처를 변형할 수 있다.

사전형상(92)은 탭(tab)과 같은, 램프 및 V자형 결합부로부터 변위된 사전형상의 기능부(98)로부터 변위된 유지부(retention portion, 93)를 가질 수 있다. 유지부는 몰드(94)에서 핀으로 구성된 클램핑 부재(104)에 의해 파지 및 클램핑될 수 있으므로(도 15 및 16 참조), 사전형상은 사출 성형 공정 도중 용융 중합체(100)의 유동 중에 제자리에 유지된다. 도 16에서 알 수 있듯이 이러한 몇 가지 클램핑 부재가 사용될 수 있고 이상적으로 사전형상 부품의 "상류(upstream)" 측면 상에 위치된다. 몰드 공동이 채워짐으로써(도 17) 용융 중합체가 유동하지 않거나 실질적으로 유동이 정지된 후, 클램핑 부재(104)는 인입된다(도 18). 그 후 중합체는 클램핑 부재(104)에 의해 미리 변위된 영역(107) 내부로 역충전(backfill)될 수 있다. 도 18 및 19에서 점선으로 도시된 것과 같이 클램핑 부재의 다른 구성은 제1 몰드부(95)에서 작동하는 후크부(109)와 같이 사용될 수 있다.

단일 필름을 삽입 성형하는 것 외에, 복수의 필름이 적층되어 반도체 구성요소 핸들링 장치에의 성형 가능한 결합을 위한 복합 필름 구조를 형성할 수 있다. 예를 들어, 다양한 필름 층은 본원에 열거된 상이한 성능 또는 수용 특성을 포함할 수 있거나 이들의 조합을 제공할 수 있다. 필름 적층 기술의 당업자에게 공지된 무수한 필름 적층 기술은 본 개시내용의 실시예에 사용될 수 있다. 예를 들어, 미국 특허 제3,660,200 호, 제4,605,591 호, 제5,194,327 호, 제5,344,703 호, 및 제5,811,197 호는 열가소성 적층 기술을 개시하며 모든 목적 상 그 전문이 본원에 참조로 포함된다.

도 20 및 21을 참조하면, 사전형상을 제자리에 유지하는 또 다른 성형 방법이 도시되어 있다. 사전형상(92)은 상기 방법과 같이 배치 위치(97)에 배치된다. 제2 몰드부는 용융 중합체의 사출용 게이트(116)를 포함하고 게이트는 사전형상 배치 위치(97)에 직접 대향하는 몰드 공동에 위치된다. 사전형상에 대해 가해지는 이동 용융 중합체의 힘은 제1 몰드부 상에 사전형상을 효과적으로 제자리에 고정한다. 화살표는 용융 중합체의 유동 방향을 나타낸다. 다른 공지의 기술 또한 사전형상을 제자리에 고정하기 위해 이용될 수 있다.

상기 참고 문헌은 본 출원의 모든 부분에서 모든 목적 상 그 전문이 본원에 참조로 포함된다.

본 명세서(참조로 인용된 참고 문헌을 포함하고 임의의 수반하는 청구범위, 요약서 및 도면을 포함함)에 개시된 모든 특징, 및/또는 마찬가지로 개시된 임의의 방법 또는 공정의 모든 단계는 적어도 그러한 특징 및/또는 단계의 일부가 상호 배타적인 조합을 제외하고, 임의의 조합으로 결합될 수 있다.

본 명세서(참조로 인용된 참고 문헌, 임의의 수반하는 청구범위, 요약서 및 도면을 포함함)에 개시된 각각의 특징은 달리 명시하지 않는 한 동일한, 동등한 또는 유사한 목적을 제공하는 다른 특징에 의해 대체될 수 있다. 따라서, 달리 명시하지 않는 한, 개시된 각각의 특징은 동등 또는 유사한 특징의 일반 시리즈의 한 예시에 불과하다.

본 개시내용은 상기 실시예(들)의 세부 사항에 제한되지 않는다. 본 개시내용은 본 명세서(참조로 인용된 임의의 참고 문헌, 임의의 수반하는 청구범위, 요약서 및 도면을 포함함)에 개시된 특징의 임의의 신규한 하나, 또는 임의의 신규한 조합 또는 마찬가지로 개시된 임의의 방법 또는 공정의 단계의 임의의 신규한 하나, 또는 임의의 신규한 조합으로 확장된다. 상기 참조는 본 출원의 모든 부분에서 모든 목적 상 그 전문이 본원에 참조로 포함된다.

특정 예시가 본원에 도시 및 설명되었지만, 동일한 목적을 달성하도록 계산된 임의의 배열이 도시된 특정 예시를 대체할 수 있다는 것은 당업자에게 자명할 것이다. 본 출원은 본 주제의 변형 또는 변화를 포함하도록 의도된다. 따라서, 본 개시내용은 첨부된 청구범위 및 그 법적 등가물뿐만 아니라 뒤따르는 예시적 양태에 의해 정의되는 것으로 의도된다. 본 개시내용의 상술한 양태 실시예는 단지 그 원리를 설명하기 위한 것이며 제한적인 것으로 간주되어서는 안 된다. 본원에 개시된 개시내용의 추가 변경은 각각의 기술분야의 당업자에게 발생할 것이고 그러한 모든 변경은 본 개시내용의 범위 내에 있는 것으로 간주된다.

Claims (23)

1. 전면 개방 웨이퍼 컨테이너(front opening wafer container)로서,
   쉘부(shell portion)를 포함하는 컨테이너 부로서, 도어 프레임(door frame)이 개방 전면을 형성하는, 상기 컨테이너 부;
   도어 프레임에 수용되는 크기의 도어로서, 도어는 도어를 컨테이너 부에 래칭(latching)하기 위한 래치 메커니즘을 포함하는 상기 도어; 및
   컨테이너 부에 위치하여 웨이퍼 수용 영역을 형성하는 한 쌍의 웨이퍼 선반 구성요소로서, 각각의 웨이퍼 선반 구성요소는 웨이퍼 에지 결합을 위한 착석부 상에 노출된 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT)를 포함하는 박막 스트립(strip)을 갖는 V자형 리세스(recess)를 형성하는 복수의 V자형 착석부를 갖는 상기 웨이퍼 선반 구성요소
   를 포함하는 전면 개방 웨이퍼 컨테이너.
2. 제1항에 있어서, 컨테이너 부는 300 mm 웨이퍼 수용을 위한 크기인 전면 개방 웨이퍼 컨테이너.
3. 제1항에 있어서, 웨이퍼 선반 구성요소 각각은 복수의 수직 배열된 선반을 더 갖고, 각각의 선반은 선반-위(on-shelf) 착석 위치를 형성하는 전면 개방 웨이퍼 컨테이너.
4. 제3항에 있어서, 컨테이너 부의 바닥 면 상의 운동학적 커플링(kinematic coupling) 및 컨테이너 부의 상부 면 상의 로봇 플랜지(robotic flange)를 더 포함하는 전면 개방 웨이퍼 컨테이너.
5. 제 1항에 있어서, 박막 스트립은 웨이퍼 선반 구성요소의 베이스 재료에 결합되고, 베이스 재료는 폴리카보네이트를 포함하는 전면 개방 웨이퍼 컨테이너.
6. 제5항에 있어서, 박막 스트립은 오버몰딩(overmolding) 공정에 의해 베이스 재료에 결합되는 전면 개방 웨이퍼 컨테이너.
7. 전면 개방 웨이퍼 컨테이너로서,
   300 mm 또는 450 mm 웨이퍼를 수용하도록 구성되고, 개방 전면 및 웨이퍼를 수용하도록 구성된 적층 램프(stacked ramp) 세트를 갖는 컨테이너 부로서, 상기 램프 각각은 선반-사이(between-shelf) 웨이퍼 착석 위치로 이어지는, 상기 컨테이너 부와, 복수의 선반-위 착석 위치를 제공하는 한 쌍의 선반 세트와, 개방 전면을 폐쇄하도록 컨테이너 부에 의해 수용되는 크기의 도어로서, 상기 도어는 컨테이너 부에서 적층 램프 세트와 협력하는 적층 램프 세트를 갖는, 상기 도어를 포함하고,
   컨테이너 부의 적층 램프 세트는 중합체로 형성되어 도어의 적층 램프에 비해 웨이퍼의 에지에 대해 더 적은 미끄럼 마찰을 제공하는
   전면 개방 웨이퍼 컨테이너.
8. 제7항에 있어서, 도어는 복수의 개별 핑거부(finger portion)를 갖고, 각각의 핑거부는 도어의 적층 램프 세트를 형성하는 전면 개방 웨이퍼 컨테이너.
9. 제7항에 있어서, 적층 램프 세트는 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT)를 포함하는 전면 개방 웨이퍼 컨테이너.
10. 제9항에 있어서, PBT는 베이스 재료에 결합된 박막 형태인 전면 개방 웨이퍼 컨테이너.
11. 제10항에 있어서, 베이스 재료는 폴리카보네이트이고 PBT는 PBT 상에 폴리카보네이트를 오버몰딩함으로써 폴리카보네이트에 결합되는 전면 개방 웨이퍼 컨테이너.
12. 제7항에 있어서, 개별 핑거부는 폴리카보네이트를 포함하는 전면 개방 웨이퍼 컨테이너.
13. 제7항에 있어서, 각각의 적층 램프 세트는 PBT 이외의 중합체를 PBT 상에 오버몰딩함으로써 형성되는 전면 개방 웨이퍼 컨테이너.
14. 개방 전면을 갖는 컨테이너 부 및 개방 전면을 폐쇄하기 위한 도어를 포함하는 전면 개방 웨이퍼 컨테이너로서,
    상기 컨테이너 부는 선반-위 착석 위치를 형성하는 복수의 선반 및 상승된 선반-사이 착석 위치를 형성하는 복수의 램프를 포함하며, 선반은 제1 중합체 재료로 형성되고, 복수의 램프는 제2 중합체 재료로 형성되는,
    전면 개방 웨이퍼 컨테이너.
15. 제13항에 있어서, 복수의 선반은 컨테이너 부의 한 측면 상의 제1 적층 선반 세트 및 컨테이너 부의 한 측면에 대향하는 측면 상의 제2 적층 선반 세트를 포함하며, 복수의 램프는 컨테이너 부의 한 측면 상의 제1 적층 램프 세트 및 컨테이너 부의 대향하는 측면 상의 제2 적층 램프 세트를 포함하는 전면 개방 웨이퍼 컨테이너.
16. 제15항에 있어서, 제1 적층 선반 세트 및 제1 적층 램프 세트는 웨이퍼 선반 구성요소에서 단일체(unitary)이고, 제2 적층 선반 세트 및 제2 적층 램프 세트는 또 다른 웨이퍼 선반 구성요소에서 단일체인 전면 개방 웨이퍼 컨테이너.
17. 제15항에 있어서, 제1 적층 선반 세트는 웨이퍼 선반 구성요소에서 단일체이고, 제2 적층 선반 세트는 또 다른 웨이퍼 선반 구성요소에서 단일체이며 제1 적층 램프 세트 및 제2 적층 램프 세트는 웨이퍼 선반 요소 또는 또 다른 웨이퍼 선반 요소에 있어서 단일체가 아닌 전면 개방 웨이퍼 컨테이너.
18. 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 적층 램프 세트는 오버몰딩된 베이스 부를 갖는 폴리부틸렌 테레프탈레이트 박막 스트립에 의해 형성되는 전면 개방 웨이퍼 컨테이너.
19. 웨이퍼 컨테이너 제조 방법으로서,
    적층 램프 세트를 포함하는 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT)로부터 사전형상(pre-form)을 형성하는 단계;
    사전형상을 웨이퍼 선반 구성요소용 몰드(mold) 내로 삽입하는 단계;
    폴리카보네이트를 몰드 내로 사출함으로써 PBT 사전형상 상에 폴리카보네이트를 오버몰딩하는 단계;
    오버몰딩된 PBT를 갖는 성형된 웨이퍼 선반 구성요소를 몰드로부터 제거하는 단계; 및
    컨테이너 부 내로 웨이퍼 선반 구성요소를 설치하는 단계
    를 포함하는 웨이퍼 컨테이너 제조 방법.
20. 제19항에 있어서, PBT 사전형상용 박막 스트립을 선택(selecting)하는 단계를 포함하는 방법.
21. 제19항에 있어서, 폴리카보네이트의 적층 램프의 전방 세트를 성형하는 단계 및 컨테이너 부를 위한 크기인 도어 상에 상기 적층 램프 세트를 설치하는 단계를 포함하는 방법.
22. 제19항에 있어서, 폴리카보네이트의 사출 동안 사전형상을 기계적으로 홀드다운하는 단계를 포함하는 방법.
23. 제19항에 있어서, 공동(cavity)에 대해 몰드에서 사전형상의 위치에 대향하여 위치한 게이트로부터 폴리카보네이트를 사출하는 단계를 포함하는 방법.

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