TWI276193B - Thin wafer carrier - Google Patents

Description

五、發明説明（i 丨丨：、申請案申明美國臨時申請案號6_，96。之35 U.S.( 引用&太子處’、於2〇0 1年7月12日建棺。該臨時申請案以 引用的方式併入本文中。 田壽 本::有關晶圓载具。更特別地是它有關合成的晶圓載 /、其用來存放與處理非常薄的半導體晶圓。 和處理曰晶圓成積體電路晶片通常包括許多重覆加工、存放 值，、=曰曰0的步驟。由於晶圓易脆的天性和他們的極高價 目的常重要的°晶®載具的-個 目的疋提供這個保護。 ,Λ τ _ 此外因為加工晶圓通常是自動，的 需要"心：：出和插入晶圓’所以晶圓相對於製程設備 牢固地抓住晶圓。 疋隹傳达期間 問是♦的模鑄零件通常包含:-具有Η 刀、刖鈿、一具有面板的後端、和—側脾盆呈 凹槽和下彎曲或著跟隨晶圓的曲率會合的邱八 、、 放的頂部和底部。傳統的載具通常擁有::: =二 :和^式各樣製造者的自動製程設備可互相交換和可使用 二;二的—， - 取近，半導.體產業已開始使用具有非常薄剖的曰 圓。相對於典型傳統0.75 mm的晶圓厚度，、* 尺寸的曰曰 又足二晶圓的厚度 本紙張尺度適财國國家標準(CNS) A4規格(210X297公董) -4 1276193 五、發明説明（ 可小於0.1 mm。這些薄晶圓呈 的截呈力4户士二〃 削f的δ又叶考量，且傳統 载”在终夕方面無法滿足來使用他們。 „ 當支撐在晶圓的周圍並讓晶圓 *時，薄晶圓比傳統晶圓傾向於τ::!:二= 是下垂量過度接近個別晶圓 ^义要 。力一 ★卩主、 便用自動的製程設備 二^況下，相鄰晶圓甚至會彼 宝。. s攸此稞觸對晶圓造成傷 薄晶圓的另一特徵是他們比傳統晶圓更易碎並更易於受 到自然的傷害。一傳統晶圓載且σ ' 图m , 疋日日u戰，、，、支撐罪近晶圓的極端周 “ ’ 口為他本身的淨重造成樑負荷附加於晶圓上。由摔負 ::引起的應力造成晶圓更易於受到來自晃動或震動的自 然傷害。 薄晶圓的邊緣可以非常地尖銳，不只因為他們是由非常 硬:材料形成的，像石夕；但也因為高單位壓力可運用在薄 邊緣：因此’薄晶圓可能切穿來接觸到晶圓周圍邊緣的較 軟材質，例如晶圓載具塑膠。 么取後，要讓任何薄晶圓厚度標準化的機會有一點小。傳 、充的曰曰圓载具具有一固定的間距尺寸不足以適應處置廣泛 的晶圓厚度和隨之發生的變形。 所以有需要一特殊設計的晶圓載具以便適合來使用在非 常薄的晶圓。 ， - 發明總結 一 本發明是一特別適合薄晶圓的晶圓載具。本發明的载具 跟傳統載具相比具有一些明顯的優點，特別是使用在非常 -5- 紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公爱） 1276193 五、發明説明（3 ) 薄的晶圓。相鄰晶圓間的較大間距尺寸容許晶圓間更多間 隙以防止晶圓和晶圓間的接觸，增加間隙給自動處置晶圓 的工/、並牦加間隙以防止晶圓邊緣和相鄰擱板的接觸。 向上傾侧◎反只沿著在摘板最内側邊緣的一細線產生接 觸’因此將晶圓和擱板間的接觸降至最低，沿著周圍的一 大部分提供連續支撐給晶圓，盡可能移動支撐區朝向晶圓 的中心，來將樑負荷和晶圓的下垂降至最低。@且，為了 相同2的，增加的擱板深度尺寸讓晶圓支撐區往晶圓的中 心^靠近。為了達到載具具有最佳的特性來承載任何特殊 的薄晶圓，#由側冑組合的彈性結構和^具的其他部分之 允許，這些特性可一起使用在一單一載具或可選擇任何的 組合。側牆組合包括的個別擱板構件可互鎖的一起移動， 允許載具可快'速簡易地以不同間距尺寸的凹槽、搁板深度 尺寸、和搁板角度從新架構，以便能容納如上所述不同厚 度和尺寸的晶圓。 本發明可根據現有最佳具體實施例的特徵，作為一種承 載夕數個軸向排列薄圓形晶圓的載具。此晶圓載具有一由 一對端點構件連接到一多數的側支撐構件而形成的骨架部 分。一對相對的側牆組合置放在一對端點構件之間，並至 少連結到一側支撐構件。每一側牆組合具有一多數的搁板 構成夕數的凹槽來接收晶圓。此側儒組合是由多數並列 在起的個別摘板構件構成的。每一擱；f反槔件有一主體部 刀其具有一上表面和一下表面。下表面具有一多數的栓其 被放到，由形成在立即相鄰個別擱板構件上表面的多數孔 -6 - 本紙張尺度適用巾國®家標準(CNS) A4規格(21G x 297公复) ---- 1276193 五、發明説明（4 ) 接收。 本發明的額外目的、優點、和新穎的特色將在後續 7部分地提出，且對熟諸此藝者部分將變得顯而易見的。， 透過後續的檢視或本發明演練而學得的。本發明的目的和 優點措由附屬申請專利範圍中特別點出的手段和 現和獲得。 只 圖！是根據本發明較佳具體實施例一組合载具的透視圖。 圖2是圖1所示載具之一部份分解透視圖。 圖3是圖1所示晶圓載具之正視圖。 圖4是圖3所示晶圓載具之剖面視圖。 圖5是圖3所示載具一部份之放大正視圖。 圖疋根據本赉明一較佳具體實施例一個別擱板構件的 平面視圖。 圖7是圖6搁板構件之剖面視圖。 較佳具體f施你丨娣沭 附圖.中指 並打算使 當在這裡 伴隨的圖示描述本發明晶圓容器的具體實施例，以及其 中的特徵和成分。任何前和後、右和左、項和底、上和； 、以及水平和垂直的參照符號目的是方便說明，而不是限 制本發明或其成分在任何一位置或空間的方向 出的任何尺寸和規格可隨有潛在的設計而變化 用本發明之具體實施例而不脫離本發明的精:神 使用參考尺寸“約，，的意思具有給定尺寸的2〇%。 參考圖1和2，顯示一用於薄晶圓的合成栽具的較佳具體 A4»(210X297^) 1276193

實施例，通常命名為100，用於傳送和存放具有非常薄斷面 的圓形半導體晶圓W。裝置100有一骨架部分1〇1其_由：第 個或H-閂直立的刖端構件丨〇2，其具有一設備介面部分 104，一第一個或直立的後端構件丨〇6，其具有一中間段落 結構如一面板108 ;以及頂部和底部骨架構件118、119，其 提供結構剛性給載具，三者構成。側牆組合11〇是可移動的 ，並具有一多數的突出搁板丨n形成一多數的凹槽丨12來抓 住晶圓w。在存放、傳送、和自動處置合成晶圓載具1〇〇的 期間，凹槽112適合來抓住和限制晶圓w。載具1〇〇有一用 來接收晶圓的開放頂部114和一開放底部丨16。 如圖2〜7最好的顯示，側牆組合11〇包括一多數的個別搁 板構件150並列在一起。每個個別的擱板構件15〇有主體部 182其具有一向内突出擱板部180。為了固定搁板構件15〇在 一起，主體部182有一多數的栓15.8從下表面189突出，其被 形成在相鄰個別擱板構件150上表面191的孔159接收。此外 ’個別搁板構件150也被強化桿154抓在一起，其延伸穿過 每個搁板構件150的環157。強化榉154也提供縱向剛性和排 列給側牆組合110。螺帽156固定強化桿154在原位。雖然任 何適當的材料可用來作為個載具的個別擱板構件15〇、強化 桿154和任何其他晶圓接觸的部位，現行作為這些部位的最 佳材料是（PEEK)，由於它的硬度、強渡、和最少的顆粒磨 耗品質。用於個別擱板構件150的材料亦可藉:由填入碳纖維 或其他方式做成可導電的。雖然個別擱板構件15〇可以附著 或其他永久的方式固定在一起，但以構件彼此可分開是最 本紙張尺度適巾@ @家鮮(CNS) A4規格(21GX 297公爱) 1276193 A7 _____B7 五、發明説明（6 ) 佳的。 每一個別擱板構件150上的垂片152結合底部構件119的凹 槽153，來固定側牆組合11〇在晶圓載具1〇〇底部的原位。每 一擱板構件150有一突出掛鉤16〇，其掛在頂部構件1 18之上 並結合於溝槽120，固定側牆組合110在晶圓載具ι〇〇頂部的 原位。一加強夾爪構件（無顯示）可提供來抓住掛鉤1 在原 位並因此防止側牆組合11〇從載具不希望的分開。 在圖4〜7中，可看到個別擱板構件15〇的詳細。搁板部ι8〇 有一頂表面181、一底表面183、一邊緣部184、和一襟部 186那裡搁板部180和主體部182相連。如圖5和7最好的顯示 ，擱板部180從襟部186到邊緣部184稍微向上傾斜。傾斜的 角度以角度α表示且現行較佳角度約5。，雖然選擇精確的 角度可能要根據晶圓保持在擱板上的變形特性，將於稍後 做進一步說明。擱板部i 8〇的向上傾斜提供一連續的晶圓接 觸面190其沿著擱板部18〇的整個邊緣部184。由於晶圓w停 留在凹槽112間重力產生的自然變形可能造成當晶圓的中央 下垂時晶圓的周圍邊緣鯉起，雖然這和形成在晶圓上的元 件有關。因此，晶圓W只接觸到擱板部18〇成一條線，在晶 圓接觸部190方向沿著邊緣部184。 如圖5所示的間距尺寸⑻和搁板深度尺寸⑷可最佳化仏 薄晶圓使用。針對非常薄的晶圓現行較佳間距尺寸（p)至少 是〇.3忖且更好為約G.5pf，以容許充分的間隙:給下垂的晶圓 中心，並在相鄰搁板下容許充分的空間給伴隨勉起的晶圓 邊緣。此外，現行較佳擱板深度尺寸⑷至少是卜纽更好為 -9- 1276193 五、發明説明（7 靠近-的φ目對標準的〇.75吋擱板深度’移動晶圓的支撐更 二心，因此降低來自重力之樑負荷的大小以及伴 :/下垂。熟諸此藝者亦將了解任何或所有的間距尺 寸=板深度尺寸⑷、和角度"以改變，當得 圭的架構給其他厚度、材料、和直徑的晶圓時。㈣ :者亦將了解藉由替代一間隔物構件(無顯示)在侧牆組合 別擱板構件15(3可得到更大彈性的間距尺寸。例如 ’假設擱板構件15〇有一〇 5吋的間距，且假 搁板構件⑼是由—具有相同間距尺寸的間隔物取 =鄰晶圓間有，的有效間距。也請了解間隔物構件 :有相同或不同於擱板構件15()的間距，以便容許最後只是 藉由替代零件來達到任何想要的間距尺寸。 藉由結合本發明的載具和美國專利號碼第6,〇39，186中說 明的合成載具可達到進一步的彈性，其通常由本發明的受 讓人所擁有’該專利在此完^料方切人本文中。 要疋本發明的可變通搁板安排和所示 架合，熟諸此藝者將了解—晶圓載具可架構來容納二： 何數量或結構的晶圓。 如圖i〜7所示請了解本發明的载具跟傳統载具相比且有一 些明顯的優點，特別是使用在非常薄的晶圓。側牆組合包 含互鎖在-起可移動的個別搠板構件，容許載旦可很快且 輕易地被重組成’具有不同間距尺寸的凹槽：、擱板深度尺 寸、和搁板角度以便能容納如上所述不同厚度和尺寸的晶 回。相鄰晶圓間的較大間距尺寸容許更多間隙在晶圓間， 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公袭) -10- 1276193 A7

:防：晶圓和晶圓間的接觸、增加間隙給自動處置晶圓工 斜广加間隙以防止晶圓邊緣接觸到相鄰搁板。向上傾 “閣板m在搁板最内側邊緣的—細線產生接觸，因 將晶圓和搁板間的接觸降至最低，沿著周圍的一大部分 ，支撐給晶圓’盡可能移動支撐區朝向晶圓的中心 的來將樑負荷和晶圓的下垂降至最低。而且1了相同目 、、曰力的擱板深度尺寸讓晶圓支撐區往晶圓的中心更靠 近。、熟諳此藝者將了解，為了達到載具具有最佳的特性來 載任何特殊的薄晶圓，藉由側牆組合的彈性結構和載具 裝- 的其他部分之允許，這些特性可一起使用在一單一載具或 可選擇任何的組合。 &雖j上述說明包含許多具體性，這些不應被解釋為本 I明圍的限制，而只是作為提供本發明較佳具體實施 訂

例的一些說明。因此，本發明的範圍應由附屬的申請專 利範圍和他們法定的等價物來決定，而不是由提供^例 子來決定。

Claims (1)

1276193 第091115530號申請案 土文申請專利範圍替換本(92车】〇 、 、申请專利範圍 2. 3. 4. 5. τ種承載多數個軸向排列薄圓形晶圓的晶圓載具，包括 ㈣冑分’其具有一對以多的侧支撑構件連接的 端點構件；和 一對相對的侧牆組合置放在該對端點構件之間，每一 :則：組合至少附著到該多數側支撐構件之一，每一側牆 組合具有—多數的搁板構成—多數的凹槽來接收晶圓: 包括—多數疊放在-起的個別搁板構件，每—搁板構 有-主體部分其具有一上表面和—下表面，上表面和下 ，面具有-多數的栓突出其中’上表面和下表面具有— 多數的孔形成其中用來接收緊鄰於個別搁板構件的多數 栓。 如申請專利範圍第旧之載具，其中該多數疊放在 的個別擱板構件是可彼此分開的。 如申請專利範圍第!項之載具，其中該個別搁板構件有 摘板。p其具有一邊緣部和一上表面，該擱板部從主 部到邊緣部成一向上傾斜的角度。 如申請專利範圍第3項之載具，其中在由主體部上表 所界定的平面和由搁板部上表面所界定的平面之間的 度約為5度。 如申請專利範圍第3項之載具，其中該搁板部有一深产 尺寸且該深度尺寸至少為1.0吋。 " 如申請專利範圍u項之載具，其中該多數的擱板構成 一間距尺寸且該間距尺寸至少為〇 · 3吋。 體 面 角 i張尺度適财㈣冢標準_) A4規格 公釐） 1276193

申請專利範圍 ==利範圍第1項之載具，其中該側牆組合更包含 8. 點構件向排列薄圓形晶圓的晶圓載具，該端 ^ 匕括一 H-閂，該載具包括： 端㈣mr其具有—對μ數的側支撐構件連接之 對相對的側牆組合置放在該端點構件之間，每一側 二、=具有一多數的向内突出擱板，該相對侧牆組合的 =犬—出搁板構成-多數的凹槽，每—凹槽調整來接收 日日lij ’母一側牆組合 —夕 田 構件可彼此分開。U㈣在—起的個別搁板 9. 如申δ月專利乾圍第8項之載具，其中該擱板構件有一主 Γ::其具有一上表面和-下表面，下表面具有-多數 才王大出其中，上表面具有一多數的孔形成其中用來接 收緊鄰於個別擱板構件的多數栓。 10· ^中晴專利範圍第8項之載具，其中該個別擱板構件有 擱板°卩/、具有一邊緣部和一上表面，該搁板部從主體 部到邊緣部成一向上傾斜的角度。 11. 如申請專利範圍第10項之載具，其中在由主體部上表面 界定的平面和由搁板部上表面界定的平面之間的角度約 為5度。 X 12. 如中请專利乾圍第1()項之載具，其中該擱板部有一深度 尺寸且該深度尺寸至少為1〇吋。 又 η.如中請專利範圍第8項之載具，其中該多數的搁板構成 -2- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(21〇χ297公董） 1276193 A8 B8 ---— ___ —____ 盟 六、^---— 門距尺寸且該間距尺寸至少為0.3吋。 4.如申凊專利範圍第8項之載具，其中該側牆組合更包含 一加強桿。 .種承載多數個軸向排列薄圓形晶圓的晶圓載具，該載 具包括： 一對側牆組合其具有一多數的擱板突出其中，每一擱 板有一淥度尺寸，相鄰的多數擱板構成一間距尺寸，側 牆組合是由一多數的個別搁板構件疊放在一起而成的， 每個別擱板構件具有附著到相鄰個別擱板構件的裝置 ;和 為了相對置放之該對側牆的骨架裝置，如此該相對側 牆組合的突出擱板一起構成凹槽，每一凹槽調整來接收 晶圓。 16.如中請專利範圍第15項之載具，其中該骨架裝置包括一 對以夕數的側支撐構件連接之端點構件。 17·如中請專利範圍第15項之載具，其中賴板構件有一主 體部分其具有一上表面和一下表面，該附著裝置包括從 下表面突出的一多數栓，和形成在上表面具的一多數孔 ，其用來接收緊鄰於個別擱板構件的多數栓。 18·如中請專利範圍第15項之載具，其中每—側牆組合和骨 架裝置是可彼此分開的。 19·如中請專利範圍第15項之载具，其中該多數的個別搁板 構件是可彼此分開的。 如申印專利犯圍第15項之載具，其中該個別擱板構件有

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A B CD 内 的 一擱板部其具有一邊緣 部到邊緣部成一向上傾斜:角度上表面’_板部從主體 21·載多數個軸向排列薄圓形晶圓的晶圓載具，該載 -對端點構件’端點構件之一包括一 H_閃介面 數的相對側牆置於端點構件之間並構成一晶圓接收區， :一側牆具有-多數的擱板其構成並_多數大體 的晶圓槽；和 每一搁板其具有一向上和向下傾斜的上表面。 22.如申請專利範圍第21項之載具，其中每一搁板有一最 部的邊緣部以及每-擱板有一沿著該最内部邊緣延伸 上翹邊緣部。 23·如申請專利範圍第21項之載具，其中該每—個別搁板構 件有-擱板部其具有-邊緣部和—上表面，該掷板部從 主體部到邊緣部成一向上傾斜的角度。 24. 如申請專利範圍第21項之載具，其中該多數的搁板構成 一間距尺寸且該間距尺寸至少為〇·3吋。 25. 種承載多數個軸向排列薄圓形晶圓的晶圓載具，該載 具包括： 一對端點構件，端點構件之一包括一閂介面，一多 數的相對側牆置於端點構件之間並構成一晶圓接收區， 每一側牆具有一多數的擱板其構成並一多數大體上水平 的晶圓槽，每一搁板有一最内部的邊緣部其具有一沿著 遠最内部邊緣延伸的上翹肋用於接觸晶圓。 -4- 裝 訂 本紙張尺度適财_家標準(CNS) 格(21GX297公董) 1276193

26.如巾請專利範圍第25項之栽具，其中該每—個別搁板構 件有㈣板。卩其具有-邊緣部和—上表面，該擱板部從 主體部到邊緣部成一向上傾斜的角产。 Ή請專利範圍第21項之載具，其;該多數的搁板構成 一間距尺寸且該間距尺寸至少為〇3吋。 28. -種製造晶圓載具的方法’其包括的步驟有： 鑄造一多數的個別晶圓擱板； 鑄造一對端點構件；和 二列，以端點構件為中間 ’更包含以一 Η-問介面來 組合多數的個別晶圓擱板成 物構成一多數的晶圓槽。 29. 如申請專利範圍第28項之方法 架構一端點構件的步驟。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐）