TW201919141A - 儲存器 - Google Patents

Abstract

一種用於存放多個晶圓載體的儲存器包含框架、多個匣擋止件、多個椼架部件和多個分隔件。所述框架包含多個存儲單元。多個存儲單元中的每一個包含用於承載多個晶圓載體中的一個的承載板。匣擋止件豎立在多個承載板中的每一個的邊緣上。多個椼架部件跨越多個存儲單元中的至少一個的至少一個側表面而對角地設置，其中多個椼架部件中的每一個包括減震器。多個分隔件設置在多個存儲單元的側表面上且固定到框架。

Description

儲存器

本發明實施例是有關於一種用於存放晶圓載體的儲存器。

半導體積體電路製造設施（“fab”）已高度自動化。通過使用自動化材料搬運系統（automated material handling system，AMHS）可在各種製程工具之間移動半導體晶圓（semiconductor wafer）。通常以前開式通用匣（Front Opening Unified Pod，FOUP）在fab中運送晶圓，前開式通用匣為能夠固持多達25個直徑為300 mm的晶圓的晶圓固持裝置。

FOUP為專用殼體，經設計以在受控環境中牢固且安全地固持半導體晶圓，且允許移除晶圓以由配備有適當裝載端口和機械臂搬運機構（robotic handling system）的工具加以處理或測量。FOUP中的狹槽將晶圓固持在適當位置，且前開式門允許機械臂搬運機構直接從FOUP取出晶圓。FOUP可位於裝載端口上，且可由AMHS操縱。

在一些實施例中，用於存放晶圓載體的儲存器包括：存儲單元，包括用於承載所述晶圓載體的承載板；多個匣擋止件，豎立在所述承載板的邊緣上；以及至少一個定位銷，設置在所述承載板的前部部分上，使得所述晶圓載體倚靠在所述至少一個定位銷且朝向所述承載板的後部部分傾斜。

在一些實施例中，用於存放多個晶圓載體的儲存器包括：框架，包括用於存放所述多個晶圓載體的多個存儲單元；多個椼架部件，跨越所述多個存儲單元中的至少一個的至少一個側表面而對角地設置；以及多個分隔件，設置在所述多個存儲單元的側表面上且固定到所述框架。

在一些實施例中，用於存放多個晶圓載體的儲存器包括：框架，包括多個存儲單元，其中所述多個存儲單元中的每一個包括用於承載所述多個晶圓載體中的一個的承載板；多個匣擋止件，豎立在所述多個承載板中的每一個的邊緣上；多個椼架部件，跨越所述多個存儲單元中的至少一個的至少一個側表面而對角地設置，其中所述多個椼架部件中的每一個包括減震器；以及多個分隔件，設置在所述多個存儲單元的側表面上且固定到所述框架。

以下公開內容提供用於實施所提供主題的不同特徵的許多不同實施例或實例。下文描述組件以及布置的具體實例以簡化本公開。當然，這些只是實例且並不意欲為限制性的。舉例來說，在以下描述中，第一特徵在第二特徵之上或上的形成可包含第一特徵與第二特徵直接接觸地形成的實施例，並且還可包含額外特徵可形成於第一特徵與第二特徵之間從而使得第一特徵與第二特徵可不直接接觸的實施例。此外，本公開可能會在各種實例中重複參考標號及/或字母。此重複是出於簡化和清楚的目的，且本身並不指示所論述的各種實施方案和/或配置之間的關係。

另外，例如“下方”、“之下”、“下部”、“之上”、“上部”等的空間相對術語可在本文中為易於描述而使用以描述一個元件或特徵與另一（些）元件或特徵的關係，如圖中所說明。除圖中所描繪的定向之外，空間相對術語意圖涵蓋在使用或操作中的裝置的不同定向。設備可以其它方式定向（旋轉90度或處於其它定向），且本文中所使用的空間相對描述詞同樣可相應地進行解釋。

此外，例如“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等術語可在本文中為易於描述而使用以描述如圖中所說明的類似或不同元件或特徵，且可取決於存在次序或描述的上下文而互換使用。

圖1說明根據本公開的一些示範性實施例的儲存器的示意圖。圖2說明根據本公開的一些示範性實施例的從儲存器取出晶圓載體的操作情形的側視圖。參考圖1和圖2，在一些實施例中，儲存器10可用在複雜的非線性多步驟製造製程中，其中可用增強的機械強度操作儲存器。在一些實施例中，複雜的非線性多步驟製造製程可包含但不限於機械製造製程、電製造製程、機電製造製程和電子製造製程等。一般來說，為完成積體電路晶片的製造，必須在封裝積體電路晶片以裝運之前進行沉積、清潔、離子植入、蝕刻和鈍化步驟的各種步驟。這些製造步驟中的每一個必須在不同處理機器中執行，即化學氣相沉積腔室、離子植入腔室以及蝕刻裝置等。

在完成製造過程之前，經部分處理的半導體晶圓可能要在各種工作站之間輸送多次。通過運送裝置40輸送經部分處理的半導體晶圓或在製（work-in-process，WIP）零件。在一些實施例中，運送裝置40可包含沿著預定路線布置的軌道42和經配置以在軌道42上行進的多個載具（vehicle）44。在一些實施例中，運送裝置40可為（但不限於）自動引導載具（automatic guided vehicle，AGV）、空中升降運送機（overhead hoist transport，OHT）等。半導體晶圓通常裝載到用於輸送半導體晶圓的多個晶圓載體20中。晶圓載體20例如是（但不限於）標準化機器介面（standard machine interface，SMIF）或前開式通用匣（FOUP）等。此外，半導體晶圓接著被抓取且放置在自動輸送載具中。在一些實施例中，儲存器10經配置以用於存放多個晶圓載體20。儲存器10可與運送裝置40連接，以用於存放和運送在晶圓載體20中的半導體晶圓。在一些實施例中，載具44可包含多個夾持器（gripper），所述夾持器可分別通過多個引導杆升高和降低。由此，載具44可通過夾持器夾持晶圓載體20的頂部凸緣（flange），以將晶圓載體20運送、抓取且放置到特定位置。

在一些實施例中，例如是（但不限於）AGV和OHT的運送裝置40廣泛地用於盡可能地使晶圓運送過程自動化。AGE和OHT利用儲存器10的輸入/輸出端口來裝載或卸載晶圓載體20。圖1說明由承載晶圓載體且在軌道42上行進的載具44組成的運送裝置40。運送裝置40的載具44可停止在特定位置以將晶圓載體20卸載到儲存器10中或從儲存器10裝載晶圓載體20。

在一些實施例中，參考圖1和圖2，儲存器10包含框架110、多個椼架部件（truss member）130和多個分隔件140，如圖1中所示。框架110包含用於存放晶圓載體20的多個存儲單元120。在一些實施例中，框架110的材料可包含（但不限於）鋁，以提供有利的機械強度且同時為輕質的。椼架部件130跨越存儲單元120中的至少一個的至少一個側表面而對角地設置，以加強存儲單元120的機械強度。在一些實施例中，椼架部件130中的每一個以約45度角從存儲單元120的頂部角落到底部角落對角地設置。椼架部件130中的兩個可在存儲單元120中的一個的側表面上彼此交叉，如圖1中所示。在一些實施例中，椼架部件130跨越位於框架110的外圍區上的存儲單元120的背表面而對角地設置。舉例來說，椼架部件130可設置在位於框架110的右側和左側上的存儲單元120上，但本公開不限於此。

因此，利用椼架部件130的布置，儲存器100的機械強度得以改進。此外，儲存器10具有自然頻率，所述自然頻率為儲存器10於不存在任何驅動或衰減力的情況下傾向振蕩的頻率。如果儲存器10的頻率匹配儲存器10所位於的建築物的振蕩頻率，則儲存器10與建築物之間出現諧振，且儲存器10可能經受最大可能振蕩且遭受最大損壞。因此，可調整椼架部件130的數目和布置以避免儲存器10因儲存器10與建築物之間在地震期間的諧振而顯著振蕩。

在一些實施例中，椼架部件130中的每一個可包含減震器132。減震器132（也稱為避震器）可為經設計以吸收諧振頻率且使衝擊脈衝衰減的機械或液壓裝置。舉例來說，減震器132經配置以通過將衝擊的動能轉化成接著被耗散的另一形式的能量（例如，熱能）來吸收諧振頻率。因此，在地震期間對儲存器10的振蕩的影響可進一步減小。椼架部件130和減震器132的材料可包含不銹鋼或任何其它合適的材料。

在一些實施例中，分隔件140可設置在存儲單元120的側表面上且固定到框架110。在一實施方案中，分隔件140可設置在儲存器10的外壁上。換句話說，分隔件140可設置在存儲單元120中的每一個的外側表面上。在一些實施例中，存儲單元120中的每一個可具有前開放末端OP1，用於使機械臂裝置30能夠取出存放在其中的晶圓載體20，如圖2中所示。因此，分隔件140可設置在每一存儲單元120的除每一存儲單元120的前側表面以外的側表面上。

此外，框架110可進一步包含多個撐條部件112，以形成存儲單元120。椼架部件130固定到撐條部件112以提供對撐條部件112的對角支撐。分隔件140覆蓋椼架部件130，且通過例如是（但不限於）螺釘、鉸鏈等的多個緊固組件114固定到撐條部件112。應注意，圖1中的分隔件140以透視方式繪示，以便顯示下方的椼架部件130的配置。因此，分隔件140、椼架部件130和減震器132經布置以修改儲存器10的自然頻率，使得儲存器10與安裝有儲存器10的建築物之間在地震期間的諧振可得以避免。在一些實施例中，儲存器10經設計以考量可預期的地面運動的振蕩頻率，且考量在不通常發生的頻率下的諧振。

在一些實施例中，分隔件140中的每一個可包含多個阻燃層142和夾置在阻燃層142之間的金屬層144。舉例來說，阻燃層142的材料可包含聚乙烯（Polyethylene，PE）或任何其它合適的阻燃材料。金屬層的材料可包含鋁或任何其它合適的金屬材料。由此，分隔件140能夠為存儲單元120提供結構支撐和阻燃特性。

圖3說明根據本公開的一些示範性實施例的存儲單元的承載板的示意圖。圖4說明根據本公開的一些示範性實施例的存儲單元中的晶圓載體的橫截面圖。參考圖2到圖4，在一些實施例中，存儲單元120中的每一個包含用於承載晶圓載體20中的一個的承載板122。存儲單元120中的每一個可進一步包含多個匣擋止件（pod stopper）150和至少一個定位銷160（圖2至圖4繪示兩個定位銷160，但不限於此）。在一些實施例中，匣擋止件150豎立在承載板122的邊緣上，如圖3中所示。在一些實施例中，匣擋止件150中的每一個的高度可例如大於晶圓載體20的高度的3%，以抑制晶圓載體20在地震或任何振蕩期間的移動。在一實施方案中，匣擋止件150中的每一個的高度可在1.5 cm到4.5 cm的範圍內，但本公開不限於此。定位銷160可設置在承載板122的前部部分上，使得晶圓載體20倚靠在定位銷160上，且朝向承載板122的後部部分傾斜，如圖2中所示。利用此布置，匣擋止件150可將晶圓載體20固持在適當位置，以便在地震或任何振蕩出現時防止晶圓載體20墜落。此外，基於因定位銷160而向後傾斜的晶圓載體20的配置，晶圓載體20在地震期間從存儲單元120的前開放末端OP1墜落的風險可進一步減小。

在一些實施例中，晶圓載體20的底部部分22可包含經配置以與至少一個定位銷160接合的至少一個定位孔24。定位孔24的數目可匹配定位銷160的數目，且定位銷160的高度高於定位孔24的深度。在實施方案中的一個中，定位孔24的深度可實質上為0.5 cm，但本公開不限於此。由此，晶圓載體20不僅通過定位銷160定位，而且朝向承載板122的後部部分傾斜，以進一步降低晶圓載體20在地震或任何振蕩期間從存儲單元120的前開放末端OP1墜落的風險。

在一些實施例中，承載板122的前部部分呈拱形形狀（arched shape），且包含兩個延伸側124，如圖3中所示。因此，在晶圓載體20設置在承載板122上時，晶圓載體20的底部部分22由承載板122的弓部（arch）部分地暴露。由此，如圖2中所示的機械臂裝置30的機械臂32可延伸到承載板122的弓部中以抓取晶圓載體20。基於此配置，兩個定位銷160可分別設置在兩個延伸側124上，如圖3中所示。

此外，匣擋止件150可包含多個側擋止件152和多個前擋止件154。側擋止件152設置在兩個延伸側124的側表面上，以抑制晶圓載體20在兩個延伸側124的兩個側表面內的水平移位。在一些實施例中，底部部分22的尺寸可稍微大於晶圓載體20的主體的尺寸，如圖4中所示。因此，每一側擋止件152可呈倒L形狀，以便抑制晶圓載體20的底部部分22在側擋止件152的高度內的垂直移位。前擋止件154設置在兩個延伸側124的前表面上，以防止晶圓載體20由於地震或任何振蕩而經由前開放末端OP1掉出。

圖5說明根據本公開的一些示範性實施例的儲存器的透視圖。圖6說明根據本公開的一些示範性實施例的儲存器的橫截面圖。參考圖1、圖5和圖6，在一些實施例中，存儲單元120可包含彼此面對的第一存儲單元組120a和第二存儲單元組120b。換句話說，存儲單元120可包含構成第一存儲單元組120a的多個第一存儲單元和構成第二存儲單元組120b的多個第二存儲單元。在一些實施例中，第一存儲單元組120a可鏡像對稱於第二存儲單元組120b。儲存器10可進一步包含設置在第一存儲單元組120a與第二存儲單元組120b之間的中心通道170。換句話說，第一存儲單元組120a與第二存儲單元組120b由中心通道170彼此分離。機械臂裝置30可沿著中心通道170移動以取出第一存儲單元組120a或第二存儲單元組120b內的晶圓載體20或將晶圓載體20存放在第一存儲單元組120a或第二存儲單元組120b內。

在一些實施例中，中心通道170可包含導軌172，且機械臂裝置30經配置以沿著導軌172移動。此外，機械臂裝置30的機械臂32可分別通過例如引導杆34而升高和降低。此外，機械臂32可延伸以到達第一存儲單元組120a或第二存儲單元組120b。利用此類配置，機械臂裝置30能夠取出第一存儲單元組120a和第二存儲單元組120b中的每一晶圓載體20。

此外，返回參考圖1，儲存器10可進一步包含多個頂部椼架部件180和多個頂部分隔件190。頂部分隔件190中的每一個覆蓋第一存儲單元組120a的頂部單元、第二存儲單元120b的頂部單元和中心通道170。在一些實施例中，頂部分隔件190中的每一個覆蓋第一存儲單元組120a的最頂端存儲單元中的一個、第二存儲單元組120b的最頂端存儲單元中的一個和中心通道170的對應部分，如圖1中所示。頂部椼架部件180被頂部分隔件190覆蓋，且頂部椼架部件180中的一個跨越頂部分隔件190中的一個對角地設置。換句話說，第一存儲單元組120a的最頂端存儲單元中的一個、第二存儲單元組120b的最頂端存儲單元中的一個和中心通道170的對應部分可構成一個單元。因此，頂部椼架部件180中的每一個跨越此單元的頂表面而對角地設置，且頂部分隔件190覆蓋頂部椼架部件180。在一些實施例中，頂部椼架部件180中的兩個可在所述單元中的一個的頂表面上彼此交叉，且頂部分隔件190中的一個覆蓋頂部椼架部件180中的兩個。應注意，圖1中的頂部分隔件190以透視方式繪示，以便顯示下方的頂部椼架部件180的配置。在一些實施例中，椼架部件130中的一個可跨越第一存儲單元組120a、第二存儲單元組120b的儲料單元中的一個的側表面而對角地設置，且被分隔件140中的一個覆蓋。

在一些實施例中，除了尺寸差異，頂部椼架部件180的結構可與椼架部件130的結構實質上相同。換句話說，頂部椼架部件180中的每一個還可包含經配置以吸收諧振頻率且使衝擊脈衝衰減的減震器。類似地，除了尺寸差異，頂部分隔件190的結構可與分隔件140的結構實質上相同。換句話說，分隔件140中的每一個還可包含多個阻燃層和夾置在阻燃層之間的金屬層，以為儲存器10提供結構支撐和阻燃特性。頂部分隔件190和頂部椼架部件180的布置進一步增強儲存器10的機械強度，且將第一存儲單元組120a、中心通道170和第二存儲單元組120b鎖定在適當位置。此外，頂部分隔件190和頂部椼架部件180被布置以避免儲存器10與安裝有儲存器10的建築物之間在地震或任何振蕩期間的諧振。

儘管本公開的當前實施例說明儲存器10形成實質上為矩形的幾何配置，但本公開還可以實質上被應用為替代幾何形狀的儲存器。此替代幾何配置可包含但不限於圓形配置和規則多邊形配置。此外，本公開的當前實施例說明儲存器10包含的中心通道170具有定位在其中的機械臂裝置30，所述機械臂裝置可在中心通道170內移動。然而，在其它實施例中，例如（但不限於）隨機取用機械臂（random access robot）或其它非機械臂裝置隨機取用運送裝置（non-robotic random access transportation device）的機械臂裝置30不需要完全可在儲存器10內移動。在一些實施例中，操作者介面192包含控制器，經配置以控制機械臂裝置30。

如所屬領域的技術人員將類似地理解且從實際角度來說，為了使儲存器10更有效地操作，用在儲存器10內的機械臂裝置30將通常，但不必排它性地，定位在存儲單元120的相同側上。

根據本公開的一些實施例，用於存放晶圓載體的儲存器包括存儲單元、多個匣擋止件和至少一個定位銷。所述存儲單元包括用於承載所述晶圓載體的承載板。所述匣擋止件豎立在所述承載板的邊緣上。所述至少一個定位銷設置在所述承載板的前部部分上，使得所述晶圓載體倚靠在所述至少一個定位銷，且朝向所述承載板的後部部分傾斜。

在一些實施例中，所述承載板的所述前部部分呈拱形形狀且包括兩個延伸側。

在一些實施例中，所述至少一個定位銷的數目為兩個，且所述兩個定位銷分別設置在所述兩個延伸側上。

在一些實施例中，所述匣擋止件包括設置在所述兩個延伸側的側表面上的多個側擋止件。

在一些實施例中，所述匣擋止件包括設置在所述兩個延伸側的前表面上的多個前擋止件。

在一些實施例中，所述匣擋止件中的每一個的高度大於所述晶圓載體的高度的3%。

在一些實施例中，所述晶圓載體的底部部分包括經配置以與所述至少一定位銷接合的至少一個定位孔，且所述至少一定位銷的高度高於所述至少一定位孔的深度。

根據本公開的一些實施例，用於存放多個晶圓載體的儲存器包括框架、多個椼架部件和多個分隔件。所述框架包括用於存放所述多個晶圓載體的多個存儲單元。所述椼架部件跨越所述多個存儲單元中的至少一個的至少一個側表面而對角地設置。所述多個分隔件設置在所述多個存儲單元的側表面上且固定到所述框架。

在一些實施例中，所述多個椼架部件中的每一個包括減震器。

在一些實施例中，所述分隔件中的每一個包括多個阻燃層和夾置在所述多個阻燃層之間的金屬層。

在一些實施例中，所述框架進一步包括多個撐條部件以形成所述多個存儲單元，且所述多個分隔件覆蓋所述椼架部件且固定到所述多個撐條部件。

在一些實施例中，所述多個椼架部件設置在位於所述框架的外圍區上的所述多個存儲單元中的所述至少一個上。

在一些實施例中，所述多個存儲單元進一步包括彼此相對的第一存儲單元組和第二存儲單元組，所述儲存器進一步包括中心通道，所述中心通道設置在所述第一存儲單元組與所述第二存儲單元組之間以使機械臂裝置能沿著所述中心通道移動。

在一些實施例中，儲存器進一步包括：多個頂部分隔件，其中所述多個頂部分隔件中的每一個覆蓋所述第一存儲單元組的頂部單元、所述第二存儲單元組的頂部單元和所述中心通道；以及多個頂部椼架部件，被所述多個頂部分隔件覆蓋，其中所述多個頂部椼架部件中的一個跨越所述多個頂部分隔件中的一個而對角地設置。

根據本公開的一些實施例，用於存放多個晶圓載體的儲存器包括框架、多個匣擋止件、多個椼架部件和多個分隔件。所述框架包括多個存儲單元，其中所述多個存儲單元中的每一個包括用於承載所述多個晶圓載體中的一個的承載板。所述多個匣擋止件豎立在所述多個承載板中的每一個的邊緣上。所述多個椼架部件跨越所述多個存儲單元中的至少一個的至少一個側表面而對角地設置，其中所述多個椼架部件中的每一個包括減震器。所述多個分隔件設置在所述多個存儲單元的側表面上且固定到所述框架。

在一些實施例中，儲存器進一步包括：兩個定位銷，設置在所述多個承載板中的每一個的前部部分上，使得所述多個晶圓載體中的每一個倚靠在所述兩個定位銷且朝向所述多個承載板中的每一個的後部部分傾斜。

在一些實施例中，所述多個承載板中的每一個的所述前部部分呈拱形形狀且包括兩個延伸側，且所述兩個定位銷分別設置在所述兩個延伸側上。

在一些實施例中，所述匣擋止件包括：多個側擋止件，設置在所述多個承載板的側表面上；以及多個前擋止件，設置在所述多個承載板的前表面上。

在一些實施例中，所述多個存儲單元進一步包括彼此相對的第一存儲單元組和第二存儲單元組，所述儲存器進一步包括中心通道，所述中心通道設置在所述第一存儲單元組與所述第二存儲單元組之間以使機械臂裝置能沿著所述中心通道移動。

在一些實施例中，儲存器進一步包括：多個頂部分隔件，其中所述頂部分隔件中的每一個覆蓋所述第一存儲單元組的頂部單元、所述第二存儲單元組的頂部單元和所述中心通道；以及多個頂部椼架部件，被所述多個頂部分隔件覆蓋，其中所述多個頂部椼架部件中的一個跨越所述多個頂部分隔件中的一個而對角地設置。

前文概述若干實施例的特徵，以使得所屬領域的技術人員可更好地理解本公開的各方面。所屬領域的技術人員應瞭解，其可以易於使用本公開作為設計或修改用於進行本文中所介紹的實施例的相同目的和/或獲得相同優勢的其它制程和結構的基礎。所屬領域的技術人員還應認識到，此類等效構造並不脫離本公開的精神及範圍，且其可在不脫離本公開的精神和範圍的情況下在本文中進行各種改變、替代及更改。

10‧‧‧儲料器

20‧‧‧晶圓載體

22‧‧‧底部部分

24‧‧‧定位孔

30‧‧‧機械臂裝置

32‧‧‧機械臂

34‧‧‧引導杆

40‧‧‧運送裝置

42‧‧‧軌道

44‧‧‧載具

110‧‧‧框架

112‧‧‧撐條部件

114‧‧‧緊固組件

120‧‧‧儲料單元

120a‧‧‧第一儲料單元組

120b‧‧‧第二儲料單元組

122‧‧‧承載板

124‧‧‧延伸側

130‧‧‧椼架部件

132‧‧‧減震器

140‧‧‧分隔件

142‧‧‧阻燃層

144‧‧‧金屬層

150‧‧‧匣擋止件

152‧‧‧側擋止件

154‧‧‧前擋止件

160‧‧‧定位銷

170‧‧‧中心通道

172‧‧‧導軌

180‧‧‧頂部椼架部件

190‧‧‧頂部分隔件

192‧‧‧操作者介面

OP1‧‧‧前開放末端

當結合附圖閱讀時，從以下詳細描述最好地理解本公開的各方面。應注意，根據行業中的標準慣例，各種特徵未按比例繪製。實際上，為了論述清晰起見，可任意增大或減小各種特徵的尺寸。 圖1說明根據本公開的一些示範性實施例的儲存器的示意圖。 圖2說明根據本公開的一些示範性實施例的從儲存器取出晶圓載體的操作情形的側視圖。 圖3說明根據本公開的一些示範性實施例的存儲單元的承載板的示意圖。 圖4說明根據本公開的一些示範性實施例的存儲單元中的晶圓載體的橫截面圖。 圖5說明根據本公開的一些示範性實施例的儲存器的透視圖。 圖6說明根據本公開的一些示範性實施例的儲存器的橫截面圖。

Claims (1)

1. 一種用於存放晶圓載體的儲存器，包括： 存儲單元，包括用於承載所述晶圓載體的承載板； 多個匣擋止件，豎立在所述承載板的邊緣上；以及 至少一個定位銷，設置在所述承載板的前部部分上，使得所述晶圓載體倚靠在所述至少一個定位銷且朝向所述承載板的後部部分傾斜。