TW201633434A - 具有衝擊狀態保護的晶圓容置盒 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種前開口晶圓容置盒，其具有一容置盒部及一門，該門之尺寸大小適合閉合該容置盒部之一開口前部。該容置盒部具有用於固持複數個晶圓且界定一安放位置之複數個擱架，且具有一前向晶圓支撐件及一後向晶圓支撐件，以將複數個晶圓以處於該安放位置上方之一運輸位置懸置於該前向晶圓支撐件與該後向晶圓支撐件之間。複數個衝擊狀態緩衝部鄰近該運輸位置配置，以用於在一衝擊狀態期間保護該等晶圓。該等晶圓可係為具有一經薄化晶圓側及一載體基板側之接合式晶圓。複數個晶圓嚙合墊及複數個指狀構件自該門上之一中心條帶沿相反方向延伸，從而提供一平衡晶圓嚙合。當閉合該門時，一主要晶圓支撐件首先嚙合晶圓，且一輔助彈性晶圓支撐件其次嚙合晶圓。用於將晶圓接納於該等晶圓支撐件中之一V形溝槽具有與該經薄化晶圓側間界定之一夾角大於與該載體基板側間界定之夾角，從而為該等接合式晶圓提供增強之保護。

Description

具有衝擊狀態保護的晶圓容置盒
半導體晶圓被加工成積體電路晶片。在晶圓自原始製造商運輸至製作設施期間及在製作設施中之加工步驟中，用晶圓容置盒來固持晶圓。該等晶圓經歷數十個或數百個加工步驟才能成為最終積體電路產品。該等晶圓係為極其易碎且昂貴的。晶圓所經歷之加工步驟愈多，投入即愈大，晶圓之價值即愈大，且在受損壞時之損失即愈大。
晶圓之直徑可具有各種大小、最高達300毫米，且正在開發用於450毫米晶圓之設備。在運輸裝有晶圓之容置盒期間及在對晶圓之裝載及卸載步驟期間以及在對晶圓之封閉期間，皆需要此等容置盒來保護晶圓免受污染及損壞。該等晶圓通常被支撐於僅藉由晶圓之邊緣來對其進行支撐之容置盒中。尤其用於300毫米晶圓之晶圓容置盒稱為FOUP及FOSB，其係為「front opening unified pod(前開口統一匣)」及「front opening shipping box(前開口裝運盒)」之縮寫字。此等前開口容置盒具有一前開口容置盒部及一門，該門閉合前開口且閂鎖至該容置盒部上。晶圓係藉由容置盒部中被定位於容置盒二側處之擱架支撐。該等晶圓亦由晶圓支撐件(亦稱為晶圓限動器(restraint))進行前向及後向支撐，其中晶圓邊緣安放於前向支撐件及後向支撐件中之複數個V形或U形凹槽中，其中該等支撐件對前向邊緣及後向邊緣提供一壓縮力。該等晶圓支撐件可係為具有複數個薄聚合物 彈簧之緩衝墊，該等聚合物彈簧連接至複數個晶圓邊緣嚙合部以對晶圓邊緣提供彈性支撐。在前開口統一匣中，晶圓在裝運期間通常被抬離擱架且僅由前向支撐件及後向支撐件支撐。該等晶圓邊緣嚙合部係為「彈簧支撐式」。依據行業慣例，對前開口統一匣及前開口裝運盒應用一x-y-z座標系，其中插入及縮回方向與z方向相關聯，垂直方向與x方向相關聯，且橫向方向、左方向及右方向與y方向相關聯。在裝運時，可將前開口裝運盒向後旋轉90度以使晶圓垂直懸置於前向晶圓支撐件及後向晶圓支撐件之間，且座標系亦隨著前開口裝運盒一起旋轉。
來自消費者及產品製造商之需求以及製造成本效率已使積體電路之大小及厚度縮減。此在晶圓加工層面處係由「電路密度」之增加及厚度之減小反映出。尤其係在大的晶圓大小上(諸如300毫米)，厚度之減小相當於對特別係在運輸已裝載晶圓容置盒期間保護晶圓之需求更大。舉例而言，較薄晶圓在衝擊狀態期間之偏轉將大於較厚晶圓且具有一更大易碎性。此對前向支撐件及後向支撐件產生更大需求。舉例而言，其可能需要更大的朝向及遠離晶圓(z方向)之移動範圍且需要更精細支撐，此包含需使對晶圓之壓縮力更小。
一般而言，在前開口晶圓容置盒中，改良前向晶圓支撐件及/或後向晶圓支撐件有效地支撐較薄晶圓之能力將深受歡迎。
最近，不能夠有效地自身進行支撐之極薄晶圓被接合至一載體基板，俾使該等極薄晶圓可被加工及處置。因此，「接合式晶圓(bonded wafer)」具有一載體基板側及載體基板面以及一經薄化晶圓側及經薄化晶圓面。在此等接合式晶圓中，極薄晶圓最終會自載體基板分離，在最終變換成積體電路之前。該載體基板可以透過經薄化晶圓邊緣相對於載體基板邊 緣向內偏移之邊緣被支撐。需要特別用以支撐及保護此等接合式晶圓之前向晶圓支撐件及/或後向晶圓支撐件。
一種前開口晶圓容置盒包含一容置盒部(container portion)及一門部，該容置盒部具有複數個內部擱架及位於一後壁處之一後向晶圓邊緣支撐件。前門之尺寸大小適合被接納於開口前部中且閂鎖至容置盒部且具有一前向晶圓支撐件，藉此晶圓以壓縮方式嚙合於前向晶圓支撐件與後向晶圓支撐件之間，各該晶圓支撐件具有複數個V形凹槽。該等前向晶圓支撐件包含由一彈簧構件支撐之一晶圓邊緣嚙合部(wafer edge engagement portion)，該彈簧構件連接至一基礎部，該基礎部附裝至前門之內表面。當門被閂鎖至容置盒部上時，前向晶圓支撐件對容置盒中之晶圓提供一壓縮力，藉此該等晶圓在該等V形凹槽內被保持於一第一晶圓邊緣嚙合部中之一主要安放位置(primary seating position)處，該第一晶圓邊緣嚙合部係由一第一聚合物形成。由一第二聚合物形成之一第二晶圓嚙合部相對於該安放位置軸向及/或沿圓周偏移，藉此該第二晶圓嚙合部僅在一衝擊狀態或事件中被嚙合。在實施例中，第二聚合物軟於第一聚合物且係為一衝擊狀態緩衝墊(shock condition cushion)。該衝擊狀態緩衝墊可係為一彈性材料。該前開口容置盒可係為一「前開口裝運盒」，俾使在晶圓被水平裝載之後，門被應用及閂鎖，且容置盒被向後旋轉90度，使得晶圓被垂直定向以用於裝運。
在特別適合於接合式晶圓之實施例中，晶圓邊緣嚙合部界定一凹槽且具有：一主要安放位置，位於該凹槽之最底區域處；以及一第二衝擊事件嚙合部，相對於該主要安放位置移置且由較該主要位置處之材料 軟之一材料形成。在本發明之實施例中，V形前向晶圓支撐件或V形後向晶圓支撐件具有一第一表面，該第一表面與接合式晶圓之載體基板側形成一第一夾角且與經薄化晶圓側形成一第二夾角。該第二夾角大於該第一夾角。在實施例中，晶圓邊緣接納凹槽在一端視圖或剖視圖中具有四個支腿，各該支腿對應於該凹槽之一表面或面。該晶圓邊緣接納凹槽具有：一第一支腿，面對載體基板面，該第一支腿連接至一第二支腿，其中接縫界定一最深接納區域；該第二支腿，面對經薄化晶圓面；以及第三支腿，連接至該第二支腿且亦面對經薄化晶圓面，該第二支腿與該第三支腿之接縫界定一衝擊事件限制區域。在實施例中，後向晶圓支撐件具有二行晶圓嚙合部，該等晶圓嚙合部具有帶四個支腿(及面)之晶圓邊緣接納凹槽。在實施例中，晶圓邊緣接納部並非係依靠指狀物彈動，亦即，該等接納部並非由用於各該晶圓嚙合部之離散彈簧構件支撐。
在實施例中，一種晶圓容置盒具有複數個晶圓嚙合部，各該晶圓嚙合部具有一第一面及一第二面，該第一面與該第二面在一接縫處連接以界定用於一接合式晶圓之一晶圓邊緣接納凹槽，該接合式晶圓具有一載體基板側表面及一經薄化晶圓側表面，當該接合式晶圓安放於該晶圓邊緣接納凹槽中時，該第一面與該載體基板側表面界定一第一會聚區域，且該第二面與該經薄化晶圓側表面界定一第二會聚區域。該第一會聚區域較該第二會聚區域「更尖」且「更窄」。該第二會聚區域較該第一會聚區域「更鈍」且「更寬」。該等晶圓嚙合部可係由剛性聚合物(諸如聚碳酸酯)形成。
在實施例中，一種接合式晶圓容置盒具有複數個晶圓嚙合部，各該晶圓嚙合部具有一凹槽，該凹槽具有一第一邊限及一第二邊限，其中各該第一邊限面對接納於該凹槽中之一晶圓之一基板載體側，且該第 二邊限面對該凹槽之一經薄化晶圓側，該晶圓邊緣接納部在高度上被定位成距該第一邊限較近，第二邊限藉此在一衝擊狀態中為接合式晶圓之經薄化晶圓側提供更大空隙。在實施例中，在一正常安放區域外側提供被構形為衝擊狀態晶圓嚙合部之複數個輔助晶圓嚙合部，以在一衝擊狀態中嚙合接合式晶圓。在實施例中，該等輔助晶圓嚙合部提供與接合式晶圓之一彈性嚙合。
在本發明之實施例中，一種前開口晶圓容置盒具有相對於一晶圓安放位置軸向移置之複數個衝擊狀態晶圓嚙合部。在本發明之實施例中，一種前開口晶圓容置盒具有除在一衝擊狀態外不嚙合晶圓之複數個衝擊狀態晶圓嚙合部。在本發明之實施例中，一種前開口晶圓容置盒具有由彈簧指狀物支撐之複數個衝擊狀態晶圓嚙合部。在本發明之實施例中，一種前開口晶圓容置盒具有係為彈性之複數個衝擊狀態晶圓嚙合部。在本發明之實施例中，一種前開口晶圓容置盒具有複數個衝擊狀態晶圓嚙合部，且與該等衝擊狀態晶圓嚙合部各自相關聯之主要嚙合部係藉由彼此上下包覆模製而形成。
在本發明之實施例中，一種具有一前向晶圓支撐件之晶圓容置盒具有一中心基礎條帶，該中心基礎條帶具有向外朝向晶圓且橫向朝向晶圓容置盒之側延伸之複數對的對置懸伸彈簧指狀部，各該彈簧指狀部與被構形為一墊之一晶圓邊緣接納部連接且成單體式。在實施例中，由彈性材料形成之一中心條帶在該中心基礎條帶上向下延伸，其中複數個向內伸出部朝向容置盒部之中心內部延伸且在由前向晶圓支撐件嚙合之晶圓面上延伸，該等伸出部被定位成除在一衝擊狀態外不嚙合晶圓。在實施例中，該等晶圓係為具有一經薄化晶圓側之接合式晶圓，且該等伸出部在該經薄 化晶圓側上延伸。
一種晶圓容置盒具有：一容置盒部，具有一開口前部；以及一門，用於閉合該開口前部，該晶圓容置盒具有一前向晶圓支撐件或後向晶圓支撐件，該前向晶圓支撐件或後向晶圓支撐件具有複數個晶圓邊緣嚙合部，各該晶圓邊緣嚙合部為該等晶圓其中之一界定一晶圓靜態安放位置。其他複數個輔助晶圓衝擊事件嚙合部定位於晶圓靜態安放位置外側以僅在一衝擊狀態中嚙合晶圓。在實施例中，該等輔助晶圓衝擊嚙合部係為彈性的。在實施例中，該等輔助晶圓衝擊嚙合部係為沿著該前向晶圓支撐件或後向晶圓支撐件之一長度延伸之一條帶之一部分。在實施例中，該等輔助晶圓衝擊嚙合部係為沿一方向向內延伸之複數個伸出部。
在實施例中，一種用於接合式晶圓之晶圓容置盒具有一前向晶圓支撐件或後向晶圓支撐件，該前向晶圓支撐件或後向晶圓支撐件具有一第一晶圓支撐件，該第一晶圓支撐件具有一接合式晶圓邊緣接納部，該接合式晶圓邊緣接納部具有接納接合式晶圓之邊緣之一凹槽，該晶圓容置盒更具有一輔助晶圓支撐件，該輔助晶圓支撐件具有在一靜態狀態中嚙合接合式晶圓之複數個第一嚙合部及定位於一正常晶圓安放區域外側且僅在一衝擊狀態中接觸晶圓之複數個第二嚙合部。該等第一嚙合部及該等第二嚙合部可位於附裝至該第一晶圓支撐件之一單體式彈性條帶中。
在實施例中，當前開口晶圓裝運器被裝載時，晶圓被水平安裝成安放於擱架上。該門被應用及閂鎖，從而使晶圓跨過前向晶圓支撐件及後向晶圓支撐件上之斜坡以安放於晶圓邊緣接納凹槽中。在前向支撐件中，該等斜坡係為被構形為一墊且與彈簧指狀部成一體之一晶圓邊緣接納部之一部分。在門被應用時，晶圓邊緣首先嚙合該墊，且該等墊及相應彈 簧指狀部偏轉，且隨後該等晶圓邊緣可嚙合被構形為一彈性衝擊狀態緩衝墊之輔助晶圓支撐件。在嚙合緩衝墊後，該緩衝墊隨著該墊及彈簧指狀部繼續偏轉而偏轉。該墊之偏轉距離小於該墊及彈簧指狀部之偏轉距離。容置盒隨後被旋轉90度以使晶圓垂直地配置。
在實施例中，一種前開口晶圓容置盒在前門及容置盒部之後側或後壁二者上具有一主要晶圓支撐件。該主要晶圓支撐件係由一聚合物形成。該容置盒亦在前門及容置盒部之後側至少其中之一處具有一輔助晶圓支撐件。該輔助晶圓支撐件藉由諸如凸塊(nub)及孔口等複數個協作式嚙合結構附裝至該主要晶圓支撐件。該輔助晶圓支撐件延伸達該主要晶圓支撐件之長度且具有用於各該晶圓之一系列嚙合部。該輔助晶圓支撐件係由較主要晶圓支撐件聚合物軟之材料形成。在實施例中，該輔助晶圓支撐件係由彈性材料形成。在實施例中，該輔助晶圓支撐件在晶圓處於一正常安放位置時使該等晶圓與一第一嚙合部嚙合，且在晶圓處於一衝擊狀態且自其正常安放位置移動時使晶圓與一第二嚙合部嚙合。在實施例中，晶圓僅在一衝擊狀態中嚙合該輔助晶圓支撐件。在其他實施例中，該輔助晶圓支撐件可與前門或容置盒部之後側上之主要晶圓支撐件分離。
本發明實施例之一特徵及優點係為，在衝擊狀態中，對晶圓載體中之晶圓且具體而言對接合式晶圓提供增強之保護。
20‧‧‧晶圓容置盒
30‧‧‧容置盒部
32‧‧‧門
33‧‧‧開口內部
34‧‧‧晶圓
36‧‧‧門框架
38‧‧‧開口前部
42‧‧‧左側
44‧‧‧右側
45‧‧‧後側
46‧‧‧頂側
48‧‧‧底側
52‧‧‧左側壁
54‧‧‧右側壁
56‧‧‧頂側壁
57‧‧‧後壁
58‧‧‧底壁
59‧‧‧支腳
60‧‧‧閂鎖機構
62‧‧‧閂鎖機構
63‧‧‧閂鎖收納部
64‧‧‧密封件
66‧‧‧周邊
68‧‧‧底架
70‧‧‧內表面
72‧‧‧外側表面
80‧‧‧晶圓擱架
82‧‧‧後向晶圓支撐系統
84‧‧‧衝擊事件保護特徵
88‧‧‧前向晶圓支撐件
100‧‧‧接合式晶圓
102‧‧‧載體基板
104‧‧‧經薄化晶圓
106‧‧‧黏附層
108‧‧‧經薄化晶圓側
110‧‧‧載體基板側
112‧‧‧晶圓邊緣
114‧‧‧邊緣隅角
120‧‧‧主要晶圓支撐件
122‧‧‧衝擊事件晶圓嚙合緩衝墊
124‧‧‧矩形框架
126‧‧‧閂鎖部
128‧‧‧導軌
130‧‧‧窗口
134‧‧‧中心基礎條帶
136‧‧‧彈簧指狀部
140‧‧‧晶圓邊緣接納部
141‧‧‧V形凹槽
144‧‧‧凸肋
146‧‧‧中心附裝部
152‧‧‧凸塊
154‧‧‧孔口
160‧‧‧中心條帶
162‧‧‧臂對
164‧‧‧臂
168‧‧‧彈簧指狀物及墊對
172‧‧‧伸出部
176‧‧‧主要安放位置
180‧‧‧突出部或凸塊
182‧‧‧孔口
186‧‧‧緩衝墊
188‧‧‧主要晶圓支撐件
189‧‧‧嚙合結構
191‧‧‧輔助晶圓支撐件
192‧‧‧輔助晶圓支撐件/伸出部
193‧‧‧波狀部
194‧‧‧伸出部
196‧‧‧凸塊
197‧‧‧孔口
198‧‧‧衝擊偏轉接觸區域
199‧‧‧凹槽
200‧‧‧主要晶圓支撐件
202‧‧‧衝擊事件緩衝墊
210‧‧‧矩形框架
222‧‧‧晶圓邊緣嚙合部
226‧‧‧元件
228‧‧‧內部V形凹槽
232‧‧‧非衝擊安放位置
237‧‧‧面
238‧‧‧面
239‧‧‧面
242‧‧‧支腿
244‧‧‧支腿
246‧‧‧接縫
248‧‧‧頂點
250‧‧‧夾角
260‧‧‧彈簧墊
270‧‧‧區域
272‧‧‧區域
273‧‧‧晶圓偏轉區域
283‧‧‧衝擊狀態緩衝嵌件
300‧‧‧前開口晶圓容置盒
302‧‧‧容置盒部
304‧‧‧前門
306‧‧‧晶圓擱架
310‧‧‧晶圓安放位置
314‧‧‧前向晶圓支撐件
318‧‧‧後向晶圓支撐件
320‧‧‧彈簧
324‧‧‧晶圓
326‧‧‧前開口
327‧‧‧運輸位置
330‧‧‧晶圓嚙合部
333‧‧‧衝擊狀態緩衝墊
350‧‧‧衝擊狀態緩衝墊
353‧‧‧主要非衝擊安放位置
356‧‧‧晶圓邊緣嚙合部
360‧‧‧晶圓
364‧‧‧彈簧部
366‧‧‧墊
第1圖係為根據本發明實施例之一300毫米晶圓容置盒之一立體圖；第2圖係為第1圖所示前開口晶圓容置盒之一側視立體圖； 第3圖係為第1圖所示晶圓載體之容置盒部之一正視立體圖；第4圖係為第1圖所示晶圓容置盒之前門之內表面之一立體圖，其例示具有衝擊保護之晶圓支撐系統；第5圖係為第1圖所示晶圓容置盒之前門之內表面之一立體圖，其中前向晶圓支撐系統未就位；第6圖係為第5圖所示門之晶圓支撐件之一立體圖；第7圖係為第1圖所示晶圓支撐件之後側之一立面圖，該後側面對門；第8圖係為第4圖所示晶圓支撐系統之一分解圖；第9A圖係為位於第1圖所示晶圓容置盒之前門之內側上之晶圓支撐件之一詳細立體圖；第9B圖係為第9A圖所示晶圓支撐件之一更詳細立體圖，其中一晶圓以幻影形式顯示；第9C圖係為穿過二個相鄰晶圓邊緣嚙合部之一剖視圖，該等晶圓邊緣嚙合部被顯示為與複數個接合式晶圓嚙合；第9D圖係為一衝擊事件晶圓嚙合緩衝墊之後側之一立體圖，該後側背對晶圓；第10圖係為第3圖所示後向晶圓支撐件之一立面圖；第11圖係為第10圖所示晶圓支撐件之後側之一立體圖；第12圖係為第3圖所示具有衝擊保護之後側晶圓支撐系統之一前側立 體圖；第13圖係為第12圖所示晶圓支撐系統之一分解立體圖；第14圖係為具有適合於接合式晶圓之衝擊特徵之一後向晶圓支撐系統之一側視立面圖；第15圖係為一前開口晶圓容置盒之一示意圖，其中晶圓安放於複數個擱架上且門相對於前開口移置；第16圖係為第15圖所示前開口晶圓容置盒之一示意圖，其中前門就位一閉合；第17圖係為第15圖所示前開口晶圓容置盒之一示意圖；第18圖係為將一晶圓以一垂直運輸定向懸置於中間之前向晶圓支撐件與後向晶圓支撐件之一剖視圖；第19A圖係為具有一衝擊狀態緩衝墊之一前向晶圓容置盒之一立體圖，該衝擊狀態緩衝墊具有沿著一主要晶圓支撐件之中心向下延伸之波狀部；第19B圖係為未附裝一輔助晶圓支撐件之第19A圖所示主要晶圓支撐件之一立體圖；第19C圖係為第19A圖所示彈性輔助晶圓支撐件之一立體圖；第19D圖係為適合於附裝至第19B圖所示主要晶圓支撐件之另一彈性輔助晶圓支撐件之一立體圖； 第19E圖係為附裝至一主要晶圓支撐件之第19D圖所示輔助晶圓支撐件之一剖視圖，其中晶圓處於一靜態狀態(非衝擊)；第19F圖係為附裝至一主要晶圓支撐件之第19D圖所示輔助晶圓支撐件之一剖視圖，其中晶圓處於一衝擊狀態，且薄晶圓嚙合彈性衝擊嚙合部；第20圖係為接合式晶圓與第19圖所示晶圓支撐件之嚙合之一剖視圖；第21圖係為一晶圓邊緣嚙合部之一側視剖視圖，在受到一晶圓之壓縮負荷後，該晶圓邊緣嚙合部偏轉以使衝擊狀態緩衝墊能夠對晶圓暴露出；以及第22圖係為已偏轉之第19圖所示晶圓邊緣嚙合部之一剖視圖，其中衝擊緩衝墊被暴露出且相關聯晶圓容置盒處於使晶圓垂直之一運輸位置。
參照第1圖至第6圖，一晶圓容置盒20大體包含一容置盒部30及一門32，門32界定用於固持複數個晶圓34之一開口內部33。該容置盒部具有界定一開口前部38之一門框架36、一左側42、一右側44、一後側45、一頂側46、及一底側48，該等側分別具有一左側壁52、一右側壁54、一頂側壁56、一後壁57、及一底壁58，各該壁具有相應之一面向內側之表面及一外側表面。後壁57在鄰近頂壁及底壁處具有支腳59，以用於在將容置盒旋轉90度(諸如為運輸容置盒)之後使該容置盒依靠後側安放。
前門32具有一對閂鎖機構60、62、複數個閂鎖收納部(containment)63、及一密封件64，密封件64環繞該門之一周邊66。該門具有一底架68、一內表面70及一外側表面72。
該晶圓容置盒在容置盒部上及前門之內表面上具有複數個晶圓嚙合特徵。在容置盒部中，晶圓安放於左側壁及右側壁之內表面處之複數個晶圓擱架80上且嚙合具有一衝擊事件保護特徵84之一後向晶圓支撐系統82。該後向晶圓支撐系統與一前向晶圓支撐系統協作，以將晶圓以壓縮方式約束於其之間，諸如第6,267,245號美國專利中所例示；參見第11B圖。本專利係由本申請案之所有人所擁有且特此以引用併入本文中。本文中及‘245專利中所例示之晶圓容置盒歸屬於FOSB(「front opening shipping box(前開口裝運盒)」之一縮寫字)類別。此等晶圓容置盒用以接納及運輸複數個300毫米晶圓。可在開口前門中接納晶圓，隨後將門附裝及閂鎖至容置盒部，且隨後可將容置盒向後旋轉90度以將晶圓垂直定向，諸如第17圖及第18圖中所示。更專門地在製作設施情景(而非裝運)中所使用之用於300毫米晶圓之類似晶圓容置盒稱為FOUP或前開口統一匣(front opening unified pod)。所揭示之發明可適合在前開口統一匣中使用且亦可適用於用於其他晶圓大小之容置盒。舉例而言，亦開發出用於450毫米晶圓之前開口晶圓容置盒，且本文之發明將適合於併入此等容置盒中。
在所例示實施例中，各該前向晶圓支撐件及後向晶圓支撐件可具備衝擊事件保護且特別適合於接合式晶圓。參照第14圖、第18圖及第20圖，接合式晶圓100具有一載體基板102、一經薄化晶圓104及一黏附層106，在加工期間，黏附層106將經薄化層固定至載體基板。該等接合式晶圓具有一經薄化晶圓側108、一載體基板側110、一晶圓邊緣112及複數個邊緣隅角114。
第4圖至第9D圖及第19圖至第20圖中提供複數個前向晶圓支撐件之細節。首先參照第7圖至第9D圖，前向晶圓支撐件88具有二個組 件：一主要晶圓支撐件120及被構形為一衝擊事件晶圓嚙合緩衝墊122之一輔助晶圓支撐件。該主要晶圓支撐件具有一矩形框架124，矩形框架124具有位於長導軌128上之複數個閂鎖部126。由該矩形框架界定之一窗口130給一中心基礎條帶134加框，中心基礎條帶134具有複數對的對置單體式懸伸彈簧指狀部136，彈簧指狀部136向外朝向晶圓且橫向朝向晶圓容置盒之側延伸，各該彈簧指狀部與一晶圓邊緣接納部140連接且成單體式，晶圓邊緣接納部140被構形為具有一V形凹槽141之一墊，V形凹槽141用於接納晶圓100之邊緣。矩形框架124嚙合門32之內表面70上之複數個細長凸肋144，且中心基礎條帶134安放於中心附裝部146上，中心附裝部146被構形為一凸肋及複數個結構伸出部且附裝有複數個凸塊152，凸塊152嚙合基礎條帶中之複數個孔口154。該基礎條帶在條帶頂部及底部處附裝至矩形框架，且在與容置盒部中之晶圓嚙合時，左側上之彈簧指狀物及墊對中心基礎條帶提供之一力矩被右側上之彈簧指狀物及墊所提供之力矩抵消。該等力之此種平衡使得能夠使用較少結構來支撐由前向晶圓支撐件提供之壓縮力。
衝擊事件晶圓嚙合緩衝墊122包含一中心條帶160，中心條帶160具有自其延伸之複數對162的臂164，該等對162的臂164與各對168的彈簧指狀物及墊對應。向內延伸之伸出部172係定位成相對於主要安放位置176軸向及/或沿圓周偏移。在實施例中，主要晶圓支撐件120係由剛性較衝擊事件緩衝墊122之聚合物大之一聚合物(諸如聚碳酸酯、尼龍(nylon)或聚乙烯)形成，衝擊事件緩衝墊122可係為一熱塑性彈性體或其他彈性材料。該衝擊事件緩衝墊可諸如藉由突出部或凸塊(nub)180插入至主要晶圓支撐件120中之孔口182中進行附裝。在其他實施例中，可在晶圓支撐件上為各該晶圓提供個別離散衝擊事件緩衝墊，諸如由第8圖中之緩衝墊186所例示。在其他實施例中，該衝擊事件緩衝墊可係包覆模製在主要晶圓支 撐件上(或反之亦然)。該衝擊事件緩衝墊可被定位成僅在一衝擊狀態時被嚙合，亦即，在一非衝擊狀態中不被嚙合，或者該衝擊事件緩衝墊可被定位成對其之嚙合度在一非衝擊狀態期間較在一衝擊狀態期間小。或者，該衝擊事件緩衝墊可具有在一正常非衝擊狀態中被嚙合之一部分以及在一衝擊狀態中被嚙合之另一部分。
參照第19A圖至第20圖，一主要晶圓支撐件188具有用於附裝至前門之一嚙合結構189且具有被構形為一衝擊狀態緩衝墊之一輔助晶圓支撐件192。第19D圖例示一輔助晶圓支撐件191之另一實施例。輔助晶圓支撐件可係為在主要晶圓支撐件上沿長度延伸之一條帶，該條帶具有複數個波狀部(undulation)193及複數個向內伸出部194。可將諸如輔助晶圓支撐件之凸塊196等協作式嚙合結構固定至主要晶圓支撐件中之孔口197中。在一非衝擊狀態期間，晶圓邊緣112可嚙合、輕微嚙合衝擊狀態緩衝墊、或者與衝擊狀態緩衝墊間隔開。伸出部194可被定位成在處於一衝擊狀態時嚙合接合式晶圓之經薄化晶圓側108，藉此防止經薄化晶圓側接觸將較可能損壞經薄化晶圓之其他表面。第19E圖例示一接合式晶圓以一靜態正常安放位置處於一凹槽199中。第19F圖例示一衝擊狀態，其中接合式晶圓100之經薄化晶圓部嚙合伸出部192之一衝擊偏轉接觸區域198。在衝擊狀態中，晶圓可仍與墊嚙合或可不再與墊嚙合。
參照第3圖以及第10圖至第14圖，其例示一後向晶圓支撐件82之實施例。該後向晶圓支撐件包含一主要晶圓支撐件200及一衝擊事件緩衝墊202。該主要晶圓支撐件具有一矩形框架210，矩形框架210具有複數個導軌212，導軌212咬接或以其他方式嚙合後壁57以使後向晶圓支撐件保持附裝至後壁57。該等衝擊狀態緩衝墊可係為如第12圖及第13圖中所例示之 一條帶，或者可係為針對各該晶圓定位之複數個離散緩衝墊。在一非衝擊狀態中，該衝擊狀態緩衝墊如同前向衝擊狀態緩衝墊可嚙合、局部地嚙合晶圓邊緣、或者與晶圓邊緣分離。在一衝擊狀態時，嚙合度將增大，或者將發生嚙合。該衝擊狀態緩衝墊可係為一彈性材料或者較主要後向晶圓支撐件之材料軟之其他材料。該等材料通常係為聚合物。
參照第13圖、第14圖及第18圖，後向主要晶圓支撐件具有複數個晶圓邊緣嚙合部222，晶圓邊緣嚙合部222總體呈現出一U形狀(見元件226)且具有一內部V形凹槽228，內部V形凹槽228包含用於晶圓102之非衝擊安放位置232。該V形凹槽在橫截面中具有一對面238、239或一對支腿242、244，其中一接縫246連接該等面或支腿。該接縫本質上界定晶圓之非衝擊安放位置且具有一頂點248。晶圓與面對晶圓之載體基板側110之面237間之夾角250小於面對經薄化晶圓側108之面238與晶圓間之夾角。換言之，與由經薄化晶圓與面對經薄化晶圓的V形凹槽之面界定之區域272相較，由載體基板與面對載體基板的V形凹槽之面界定之區域270朝向安放位置係更尖或更窄。界定一晶圓偏轉區域273，其中晶圓之邊緣預期在一衝擊狀態中延伸。如其他視圖中所例示，一衝擊狀態緩衝墊適合於被定位成在晶圓延伸至晶圓偏轉區域中時接觸晶圓。上述構形在一衝擊狀態中為經薄化晶圓提供更大空隙，俾使較不可能發生經薄化晶圓與主要晶圓支撐件之嚙合。亦可為前向晶圓支撐件之彈簧墊260提供此種構形，亦如第18圖中所示。
主要後向晶圓支撐件之晶圓邊緣嚙合部222具有複數個孔口280，孔口280可便於精確地模製組件且便於控制經薄化晶圓與晶圓邊緣嚙合部間之界面。在實施例中，孔口可接納提供一衝擊狀態緩衝嵌件283之嵌件。可藉由一包覆模製製程來模製此衝擊狀態緩衝嵌件並將其插入或結合 至主要晶圓支撐件。在實施例中，該衝擊狀態緩衝嵌件係為較晶圓邊緣嚙合部之聚合物材料軟之一聚合物材料。雖然晶圓邊緣嚙合孔口係例示於後向晶圓支撐件中，但此等晶圓邊緣嚙合孔口亦可用於前向晶圓支撐件中。
參照第15圖至第17圖，示意性例示之一前開口晶圓容置盒300具有一容置盒部302、一前門304、界定一晶圓安放位置310之複數個晶圓擱架306、複數個前向晶圓支撐件314及複數個後向晶圓支撐件318。該等前向晶圓支撐件具有一彈簧320。在門打開之一水平位置中，晶圓324被安放於該等擱架上。當門被閂鎖至前開口326時，該等晶圓由晶圓支撐件314、318之晶圓嚙合部330提升至如第16圖中所示之運輸位置327。在運輸時，該晶圓容置盒可被局部旋轉至第17圖所示位置。第17圖例示一衝擊狀態，其中一力撞擊容置盒之一下部隅角從而造成晶圓之移置，俾使該等晶圓嚙合衝擊狀態緩衝墊333。該衝擊狀態緩衝墊可固定至晶圓支撐件，或者可附裝至前門壁或後壁。如所例示之晶圓324可係為如本文中所述之一接合式晶圓，且其中經薄化晶圓側在第15圖至第16圖中係面向上且在第17圖中係面向右，俾使在衝擊狀態中係與經薄化晶圓側嚙合。
參照第21圖及第22圖，本發明之實施例可在晶圓邊緣嚙合部356之主要非衝擊安放位置353之二側上具有複數個衝擊狀態緩衝墊350。在一前裝式晶圓載體中，晶圓360可嚙合晶圓嚙合部之一下部斜坡、跨過該斜坡到達主要安放位置353且在門完全閉合後使彈簧部364及墊366偏轉，俾使衝擊狀態緩衝墊350被暴露出。在一衝擊狀態中，該等衝擊狀態緩衝墊可用於保護晶圓，例如防止與晶圓邊緣嚙合部脫離且提供衝擊吸收。
本文中所使用之「衝擊狀態緩衝部」可係指一離散組件、或者一組件之一部分或區段。衝擊狀態緩衝墊及衝擊狀態緩衝部可係由不止 一種聚合物形成，例如，一剛性聚合物與一較軟及/或彈性聚合物之一塗層或經包覆模製部。
本申請案之所有章節中之上述參考文獻出於所有目的以引用方式全文併入本文中。為便於解釋本發明之申請專利範圍，除非在一請求項中敍述特定用語「用於...之元件」或「用於...之步驟」，否則明確打算將不援引35 U.S.C.112(f)之第112節第6項之規定。
本說明書(包含以引用方式併入之參考文獻，包含任何隨附申請專利範圍、摘要及附圖)中所揭示之所有特徵及/或如此揭示之任一方法或製程之所有步驟皆可組合成任一組合形式，此等特徵及/或步驟其中之至少某些相互排斥之組合除外。
除非另有明確陳述，否則本說明書(包含以引用方式併入之參考文獻，包含任何隨附申請專利範圍、摘要及附圖)中所揭示之各特徵可由用於相同、等效或類似目的之替代特徵替換。因此，除非另有明確陳述，否則在一實例中所揭示之各特徵僅係為一系列泛用等效或類似特徵之一實例。
本發明並不限於前述實施例之細節。本發明可擴展至本說明書(包含任何以引用方式併入之參考文獻，包含任何隨附申請專利範圍、摘要及附圖)中所揭示之特徵之任一新穎特徵或任一新穎組合，或者擴展至如此揭示之任一方法或製程之步驟之任一新穎步驟或任一新穎組合。本申請案之所有章節中之上述參考文獻出於所有目的以引用方式全文併入本文中。
雖然本文中已例示及闡述特定實例，但此項技術領域中具有 通常知識者將瞭解，可用旨在達成相同目的之任一配置來替代所示特定實例。本申請案旨在涵蓋本標的物之更改或變化形式。因此，意欲使本發明由隨附申請專利範圍及其合法等效內容以及以下例示性態樣界定。本發明之上述態樣實施例僅說明本發明之原理且不應被視為限制性。熟習相應技術者將會想到對本文所揭示發明之其他潤飾，且所有此等潤飾皆被視為處於本發明之範圍內。
30‧‧‧容置盒部
33‧‧‧開口內部
34‧‧‧晶圓
36‧‧‧門框架
38‧‧‧開口前部
42‧‧‧左側
44‧‧‧右側
46‧‧‧頂側
48‧‧‧底側
56‧‧‧頂側壁
57‧‧‧後壁
58‧‧‧底壁
80‧‧‧晶圓擱架
82‧‧‧後向晶圓支撐系統
84‧‧‧衝擊事件保護特徵

Claims (26)

  1. 一種用於接納及運輸複數個晶圓之晶圓容置盒，該晶圓容置盒包含：一容置盒部(container portion)，具有一開口前部(open front)；以及一門，閉合該開口前部且界定一開口內部，該門具有一內表面，且該容置盒表面具有一後壁，該後壁具有一內表面，該晶圓容置盒更包含一晶圓支撐件(wafer support)，在一正常定向(normal orientation)中，該晶圓支撐件用於將該晶圓容置盒中沿軸向對準之複數個晶圓固定成使該等晶圓水平的一定向，且在一運輸定向(transport orientation)中，該晶圓支撐件可向後旋轉至使該等晶圓垂直的一定向；欲被接納及運輸之各該晶圓具有一上側及一下側，且包含位於該下側處之一載體基板及位於該上側處且黏附至該載體基板之一經薄化晶圓，該載體基板具有一邊緣，且該經薄化晶圓具有相對於該載體基板之該邊緣徑向向內移置之一邊緣，該晶圓支撐件係由一聚合物形成且附裝至該前門之該內表面及該容置盒部之該後壁其中之一，該晶圓支撐件具有複數對的晶圓邊緣嚙合部(wafer edge engagement portion)，各該晶圓邊緣嚙合部具有一正常安放位置(normal seating position)及一衝擊狀態接觸區域(shock condition contact region)，其中該正常安放區域係由剛性較該衝擊狀態接觸區域之材料大之一聚合物形成。
  2. 如請求項1所述之晶圓容置盒，其中該衝擊偏轉接觸區域定位於該正常安放區域上方。
  3. 如請求項1所述之晶圓容置盒，其中該衝擊偏轉接觸區域包含一熱塑性彈性體。
  4. 如請求項1、2或3所述之晶圓容置盒，其中該晶圓支撐件附裝至該前側，且一條帶(strip)設置於該晶圓支撐件上，該條帶具有由複數個向內伸出部(inward projection)形成之一堆疊，各該向內伸出部被定位成除在一衝擊狀態外不接觸該晶圓。
  5. 一種用於接納及運輸複數個接合式晶圓之晶圓容置盒，該晶圓容置盒包含：一容置盒部，具有一開口前部；以及一門，閉合該開口前部且界定一開口內部，該門具有一內表面，且該容置盒表面具有一後壁，該後壁具有一內表面，該晶圓容置盒更包含一晶圓支撐件，在一正常定向中，該晶圓支撐件用於將該晶圓容置盒中沿軸向對準之複數個接合式晶圓固定成使該等接合式晶圓水平的一定向，且在一運輸定向中，該晶圓支撐件可向後旋轉至使該等接合式晶圓垂直的一定向；各該接合式晶圓包含位於一側處之一載體基板及位於另一側處之一經薄化晶圓，該經薄化晶圓黏附至該載體基板；該載體基板具有圍繞該基板延伸之一邊緣，該經薄化晶圓具有相對於該載體基板之該邊緣徑向向內移置之一外露邊緣轉角；該晶圓支撐件係由一聚合物形成且附裝至該前門之該內表面及該容置盒部之該後壁其中之一，該晶圓支撐件具有複數對的晶圓邊緣嚙合部，各該晶圓邊緣嚙合部具有一正常安放區域及一衝擊偏轉區域，其中在不處於一衝擊狀態時，該邊緣接觸該正常安放區域；該晶圓容置盒更包含對應於各該晶圓邊緣嚙合部之一衝擊偏轉接 觸部，該衝擊偏轉接觸部係由較構成該正常安放區域之材料軟之一材料構成，該衝擊偏轉接觸部被定位成當該晶圓在一衝擊狀態中被偏轉時接觸該晶圓之該經薄化晶圓側。
  6. 如請求項5所述之晶圓容置盒，其中該衝擊偏轉接觸區域定位於該正常安放區域上方。
  7. 如請求項5所述之晶圓容置盒，其中該衝擊偏轉接觸區域包含一熱塑性彈性體。
  8. 如請求項5所述之晶圓容置盒，其中各該衝擊偏轉接觸區域係為由一熱塑性彈性體形成之一條帶之一部分。
  9. 如請求項8所述之晶圓容置盒，其中該晶圓邊緣嚙合部之各該衝擊偏轉區域較該晶圓邊緣嚙合部與該正常安放區域相對之部分更凹入。
  10. 如請求項5、6、7、8或9所述之晶圓容置盒，與該等接合式晶圓相組合。
  11. 如請求項5、6、7或8所述之晶圓容置盒，其中該晶圓支撐件附裝至該前門，且該晶圓支撐件包含一中心條帶，該中心條帶具有自該中心條帶之相對側延伸出之複數對的對置指狀物(finger)。
  12. 一種接合式晶圓容置盒，包含：一容置盒部；以及一門，用於閉合該容置盒部；一晶圓支撐總成，定位於該門及該容置盒部之一後壁其中之一上，該晶圓支撐總成具有：一第一聚合物組件，用於在一非衝擊狀態中嚙合複數個接合式晶圓；以及一第二聚合物組件位置，用於在一衝擊狀態中嚙合該等接合式晶圓，該第二聚合物軟於該第一聚合物。
  13. 一種用於固持複數個接合式晶圓之接合式晶圓容置盒，各該接合式晶圓具有一載體基板側及一經薄化晶圓側，該容置盒包含：一容置盒部，具 有一開口前部；以及一門，用於閉合該容置盒部；一晶圓支撐件，定位於該門及該容置盒部之一後壁其中之一上，該晶圓支撐件具有一晶圓邊緣嚙合部，該晶圓邊緣嚙合部具有一晶圓安放區域，該晶圓安放區域具有一基板側部及一經薄化晶圓側部，該經薄化晶圓側部較該基板側部更凹入。
  14. 一種用於固持複數個接合式晶圓之接合式晶圓容置盒，各該接合式晶圓具有一載體基板側及一經薄化晶圓側，該容置盒包含：一容置盒部，具有一開口前部；以及一門，用於閉合該容置盒部；一晶圓支撐件，定位於該門及該容置盒部之一後壁其中之一上，該晶圓支撐件具有：一晶圓邊緣嚙合部，具有用於接納該等接合式晶圓之一邊緣之晶圓凹槽，該凹槽被構形為在面對該經薄化晶圓之一側上具有一晶圓偏轉區域；以及一衝擊狀態緩衝墊(shock condition cushion)，嚙合該晶圓支撐件且具有一伸出部，該伸出部被定位成在該晶圓被移動至該晶圓偏轉區域時接觸該晶圓。
  15. 一種晶圓容置盒，包含：一容置盒部，具有一前開口；以及尺寸大小適合該前開口之一門，該門具有用於附裝至該容置盒部之一閂鎖；以及一前向晶圓支撐件，位於一面向內之門表面上，該晶圓支撐件具有居中定位於該前門之該內側上之一垂直聚合物條帶，該條帶具有複數對的對置指狀構件(finger member)及晶圓嚙合墊(wafer engagement pad)，該等對與該條帶成一體且係呈垂直對準，各該對被構形為關於一垂直平面互成鏡像，該垂直平面垂直於該門且穿過該垂直聚合物條帶；該垂直聚合物條帶具有複數個側周邊，且其中該等對的對置指狀部 係自該等側周邊延伸出；其中該垂直聚合物條帶附裝至該門上之一平坦表面，且各該指狀物係相對於該平坦平面以30度至45度之一角度延伸出；其中各該對中之各該個別指狀構件及晶圓嚙合墊對該中心聚合物條帶提供一力矩，該力矩由各該對中之另一個別指狀構件及晶圓嚙合墊抵消。
  16. 如請求項15所述之晶圓容置盒，其中該垂直聚合物條帶附裝至一矩形框架，該矩形框架固定至該內側門，該中心條帶僅在該條帶之二個端處被附裝。
  17. 如請求項15所述之晶圓容置盒，其中各該晶圓嚙合墊附裝有一相關聯衝擊狀態緩衝部或與該衝擊狀態緩衝部相關聯，該衝擊狀態緩衝部用以在一衝擊狀態中以緩衝方式接觸由相應之該晶圓嚙合墊約束之一晶圓。
  18. 如請求項17所述之晶圓容置盒，其中在該前向晶圓容置盒上，各該衝擊狀態緩衝部與其他衝擊狀態緩衝部係成單體式。
  19. 一種晶圓容置盒，具有：一第一晶圓支撐件，具有複數個主要晶圓邊緣嚙合部；以及對置之一第二晶圓支撐件，具有複數個主要晶圓邊緣嚙合部，該第一晶圓支撐件及該第二晶圓支撐件被配置成將複數個晶圓懸置於其之間，該晶圓容置盒在該第一晶圓支撐件及該第二晶圓支撐件至少其中之一處具有用於保護該等晶圓之複數個衝擊狀態緩衝部。
  20. 如請求項19所述之晶圓容置盒，其中該等衝擊狀態緩衝部之一材料軟於該第一晶圓支撐件及該第二晶圓支撐件該至少其中之一的一材料。
  21. 如請求項19所述之晶圓容置盒，其中該等衝擊狀態緩衝部附裝至該第一 晶圓支撐件及該第二晶圓支撐件至少其中之一。
  22. 如請求項19所述之晶圓容置盒，其中各該衝擊狀態緩衝部具有一伸出部，該伸出部徑向向內延伸超出相應晶圓之一圓周。
  23. 如請求項19至22中任一項所述之晶圓容置盒，其中該第一晶圓支撐件或該第二晶圓支撐件之該等衝擊狀態緩衝部皆彼此成單體式。
  24. 如請求項19至22中任一項所述之晶圓容置盒，其中該等衝擊狀態緩衝部係由一彈性體形成。
  25. 如請求項1至24中任一項所述之晶圓容置盒，用以固持複數個300毫米晶圓，且其中該容置盒在該後壁上具有複數個支腳，以用於將該容置盒安置成使該門朝上。
  26. 如請求項27所述之晶圓容置盒，與該晶圓容置盒中所收納之複數個300毫米接合式晶圓相組合。
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