TWI290353B - Front opening wafer carrier with path to ground effectuated by door - Google Patents

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TWI290353B
TWI290353B TW091134461A TW91134461A TWI290353B TW I290353 B TWI290353 B TW I290353B TW 091134461 A TW091134461 A TW 091134461A TW 91134461 A TW91134461 A TW 91134461A TW I290353 B TWI290353 B TW I290353B
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Gregory Bores
Suraj Kalia
Anthony Mathias Tieben
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Entegris Inc
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Description

1290353 本申請案在2001年11月27日聲明申請序號 第 60/333, 682號之美國臨時申請案之優勢，相 同的部份在此以引用的方式倂入本文。 發明背景： · 本發明係關於晶圓載具，更特別地，它係關 於具有分隔載具門的前開式晶圓載具。 將晶圓圓盤加工處理成積體電路晶片通常包 含許多步驟，在此可將圓盤重複地加工、儲存、 以及輸送。由於圓盤的易碎特性以及它們的高 價値，於此整個過程，將它們恰當地保護則是 不可或缺的。一晶圓載具的一目的則在提供此 .種保護。在半導體晶圓或磁性圓盤的加工處理 期間內，顆粒的存在或產生會呈現出非常明顯 的污染問題。污染係令人認爲是在半導體工業 中產量耗損的單獨最大原因。因爲積體電路的 尺寸已經連續地予以縮小，所以可污染一積體 電路的顆粒尺寸同樣變得較小，其係使污染物 的最小化變得更具有關鍵性。 固持晶圓中間製程步驟用之架構如外殻的晶 圓載具，其係典型地由組裝在一起的許多塑膠 元件所形成。較大晶圓用的工業可接受架構， 亦即是 3 0 0 m m的晶圓，其係具有架構如一動態 耦合之一較低機械介面的一外殻部份、一可由 一載具門關閉的一開啓前部、以及在該外殼部 312/專利說明書(補件)/92-02/91134461 1290353 份內邊上成疊的晶圓架。具有一對閂扣機制的 載具門係密封式地關閉該開啓前部，並且將典 型地具有晶圓限制器，該限制器接觸並限制在 該外殻中晶圓的前部邊緣。 β 使用於半導體工業的習知載具可能發展並保 ~ 留靜電荷。載具上的.靜電增長可導致半導體製 程裝置自動地關閉。令人希望的係爲擁有具靜 電排散特徵的載具，以控制靜電荷。 當將一充電的塑膠部件接觸具有一明顯不同 ®
電位的電子裝置或製程設備時，一令人不希望 的靜電電荷效應則顯現而出，它可能以被認爲 是靜電放電（ESD)的有害現象來放電。在將 晶圓加工處理成半導體的期間內，這些放電可 以是相當破壞性。已知的方法係提供晶圓之接 地，以用來將此種放電的發生最小化。參見例 如給 N y s e t h的美國專利案第 5，7 1 1，0 8 2號，其 係由本發明的擁有者所擁有。 I 成顆粒型式的污染問題，其係可由磨損所產 生，譬如載體與晶圓或圓盤、與載體蓋子或外 殼、與儲存網架、與其它載體、或與其它製程 裝置的磨擦或切削。重要的是使晶圓免於污 * 染。晶圓載具外殼的聚碳酸酯塑膠殻已知係自 ， 然地具有些微負電荷。外殼內之晶圓架與晶圓 · 的接地可使得不具電荷的晶圓造成顆粒吸引到 塑膠外殼而非晶圓。參見給 Gregerson、 312/專利說明書(補件)/92-02/91134461 1290353
Gallagher、以及 Wiseman的美國專利第 5，9 4 4，1 9 4號，其係爲本發明之擁有者所擁有 5, 711，082 以及 5,9 4 4,1 方式倂入本文。這些參 圓載具的架構與結構， 徑的裝置。 發明槪述： 原貝(J上由塑膠形成以 載具門的前開式晶圓載 圓、由該載具門所達成 基座可能提供於其上放 或者經由緊握、操作、 動支臂所提供。接地路 括下述： 1 )從操作該載具門的 的鑰匙容納部份，經由 元件，譬如閂扣機制， 器，該限制器係安裝在 該晶圓。 2)從其上置有載具的 載具門接觸器部份，到 限制器，該導電性載具 門移入載具上的位置時 3 )從其上置有載具的 殻部份內的一可移動導 9 4號專利在此以引用的 考提供背景資訊以及晶 並說明習知提供接地路 及包含一外殼部份與一 具，其係具有相關於晶 之一接地路徑。”接地’ 置有載具的機械介面， 以及移動該.載具門的自 徑用的許多替代路徑包 自動支臂，例如該支臂 在該載具門中的導電性 而到一導電性晶圓限制 載具門上，以用來接合 機械介面，到一導電性 載具門上的導電性晶圓 門接觸器部份在該載具 接觸一部份的載具門。 機械介面，到附著於外 電性主動晶圓限制器， 312/專利說明書(補件)/92-02/91134461 1290353 到該晶圓。 4)從操作該載具門的自動化支臂，例如該支 臂的鑰匙插入部份，經由載具門裡的導電性元 件，譬如閂扣機制，到從該載具門延伸到安裝 在外殼部份內之主動晶圓限制器的一導電性接 觸器部份。該主動晶圓限制器可能由一固定的 導電性接觸器部份或者由載具門之閂扣機制所 操作之主動接觸器部份所促動。 導電性元件可能例如由碳纖維或充塡粉末的 聚合物、金屬合成物、塗有導電性薄膜的陶瓷、 或者導電性薄膜插入模塑聚合物元件所形成。 本發明較佳具體實施例的目標與優點乃在於 •晶圓的路徑到接地係經由該載具門所建立。 本發明較佳具體實施例的目標與優點乃在晶 圓接觸晶圓限制器之前，該載具門用的接地路 _徑可能會建立，從而將造成靜電放電之載具門 與晶圓之間的位能機會最小化。 本發明較佳具體實施例的目標與優點係爲安 裝在載具門上的墊子在接觸晶圓之前，將載具 門與晶圓之間的位能刪除。 本發明較佳具體實施例的目標與優點係爲提 供替代或額外的接地路徑。習知的接地路徑電 路，其係由晶圓，經由成行的晶圓支撐架，而 到較低的機械介面，該機械介面則經由接觸接 地的設備或者支撐基座而予以接地。替代性的 9 312/專利說明書(補件)/92_02/91134461 1290353 電路係如上所描述。這些可能替代或補充習知 的路徑，以及進一步提供位能之消除，晶圓係 接觸該載具門元件。 較佳具體實施例之詳細說明： 參考圖1與圖 2，其係說明根據本發明而設 計之晶圓載具，而且原則上包含固持晶圓 22 用的外殼部份 20以及載具門 24。該外殻部份 擁有具自動支臂抬起凸緣 2 9的頂部 2 8、具機 械介面部件 3 2的底部 3 0、一對邊 3 4、3 6、側 邊把柄 40、載具門框 4 4、開啓前部 4 6、以及 開啓內部 4 8。該載具門具有一外表面5 6、與內 表面 5 8、晶圓限制器 6 0、閂扣隔板 6 4、6 6、 以及鑰匙槽 68、70。具有用來與載具門接合之 鑰匙的自動支臂 69，其係以虛線來說明。該晶 圓限制器當安裝在載具門時可能是被動地，亦 即是，固定在載具門上，或者主動，如在 5，7 1 1，4 2 7中所說明的，其係在此以引用的方式 倂入本文。 如在圖 3、4與 5中所示的，來自晶圓的接地 路徑可能可經由載具門閂扣機制 7 1以及晶圓 限制器所達成。當使用於此時，”導電性與靜電 排散聚合物”意味著具有小於大約平方而且較 佳地小於每平方1 〇 8歐姆的表面電阻率。恰當 明確的表面電阻率可取決於元件以及路徑到地 面電路而改變。導電性塑膠部件 7 4、7 6可能插 10 312/專利說明書(補件)/92-02/91134461 1290353 入模塑入載具門罩殼 7 7內，以提供從該機制至 該安裝插座84的一導電性路徑給該晶圓限制 器。該晶圓限制器係由導電性材料所形成，較 佳地爲碳充塡聚合物，譬如 PEEK(聚芳醚酮）。 導電性塑膠部件 74、76之插入模塑可能由將剛 體部件插入模塑所完成，其係譬如在美國專利 申請案第 09/317, 989號中所說明的，於1999 年5月25日提出申請，並由本發明之擁有者所 擁有。該申請案在此以引用的方式倂入本文。 可將同樣插入模塑的塑膠導電性薄膜應用在該 載具門的元件上，以產生由虛線所說明的路徑 到接地 80。參見 2001年 11月 27日提出申請 的美國臨時專利申請案第 6 0 // 3 3 3，6 8 6號，標 題爲提供靜電排散用的聚合物薄膜插入模塑， 其係由本發明之擁有者所擁有而且在此以引用 的方式倂入本文。載具門閂扣機制 7 1具有一凸 輪襯套 9 1以及具有閂扣部份 9 8、9 9的一對鏈 結支臂 9 3、9 5，該閂扣部份係延伸出載具門罩 殻中的細縫1 〇 〇。該凸輪襯套將典型地由具有 碳塡充物的塑膠所模塑，以提供靜電排散特性 並且具有一對凸輪表面104，該表面係由凸輪 襯套上的凸輪隨動裝置107所接合。該凸輪襯 套 9 1同樣地具有一鑰匙孔1 1 0，以用來容納依 據本發明具體實施例而予以接地的鑰匙1 1 2， 並具有部份的自動操作支臂。因此，在本具體 11 312/專利說明書(補件)/92-02/91134461 1290353 實施例中，將接地的鑰匙 1 1 2插入於鑰匙孔1 1 0 內，其係並且與導電性凸輪襯套接觸。凸輪襯 套在作爲載具門罩殻之導電部件部份的突出物 1 1 3上轉動並且與之接觸。導電性的晶圓限制 器可能直接地接觸載具門罩殼的導電部件或者 導電性安裝插座8 4。當該載具門經由自動支臂 而放置在外殼部份上時，該閂扣機制則經由鑰 匙接地，而且當晶圓限制器接觸晶圓時，則提 供有接地路徑。在替代性具體實施例中，該載 具門罩殼可能由刪除導電部件的導電性塑膠製 成。 參考圖 6，其係說明提供由載具門所達成之 接地路徑的替代性構件。在本具體實施例中， 機械介面部件 3 2，其係由導電性塑膠所形成而 且具有未顯示於此具體實施例中的三槽，其係 形成一動態耦合於該部件中。導電性載具門接 觸部件1 9 0，架構如一支臂，其係從介面部件 延伸並當將該載具門關閉到外殼部份時予以適 當地放置以接觸該載具門。在較佳具體實施例 中，該支臂可能直接地接觸晶圓限制器，該支 臂將同樣地由導電性塑膠形成。在相關具體實 施例中，導電性塑膠支臂可能從該載具門延 伸、導電性地連接到晶圓限制器、並且當該載 具門關閉時接觸接地的機械介面部件。在這些 具體實施例中，該支臂可能是有角度並具有薄 12 312/專利說明書(補件)/92-02/91134461 1290353 的延伸部份，以在與各個元件接合期間內以及 之後使彎曲容易。其它具體實施例可能具有彎 曲可壓縮彈簧部份。因此，在此具體實施例中， 接地路徑的導電性電路係從機械介面達成，該 介面則接地到其上放置有容器的裝置或配件。 接地路徑電路從機械介面，經過架構如一支臂 的一容器-載具門橋接元件，而延伸到載具門， 而後延伸到晶圓限制器。較佳地，在晶圓限制 器接觸晶圓之前，容器-載具門橋接元件促成載 具門與外殼部份之間的連接。 參考圖 7與圖 8，其係說明本發明之一替代 性具體實施例。在此具體實施例中，外殼部份 具有一可移動的晶圓限制器機制，其係樞轉地 附著到外殻部份，並且架構如一樞軸式延長的 晶圓接觸元件1 9 4。如圖8所示，晶圓接觸元 件或晶圓限制器則樞轉，以將晶圓接合部份 96 引導成抑制並導電性地接觸該晶圓。晶圓限制 器的樞轉動作由從該載具門延伸的促動元件 1 9 8所影響，而且導電性延長晶圓接觸元件則 在晶圓外殼部份底部上的適當接地支撐部份 上，繞著接合於隙縫 2 0 2的導電性插栓 2 0 1轉 動。相同的插拴容納縫隙可在該晶圓外殻的 頂部上。依據該晶圓限制器的架構，該促動元 件可以是被動的，以藉由簡單地關閉該載具門 而促動該晶圓限制器，或者藉由閂扣機制199 13 312/專利說明書(補件)/92-02/91134461 1290353 之促動而予以主動地操作。當將該載具門移入 關閉位置時，該載具門促動元件 1 9 8則與該促 動元件接合，以移入一具有晶圓堆疊的接觸與 限制位置。在此具體實施例中，進一步的載具 門晶圓限制器 2 0 4則可能或不可能予以應用。 假如將其應用的話，載具門晶圓限制器可能藉 由促動元件而接地，該促動元件則接合接地延 長晶圓接觸元件。 因此，本發明的功能如下：當外殻部份具有 一晶圓堆疊或晶圓放置於其中時，該載具門則 藉由手動或自動構件而移入適當的位置。在較 佳具體實施例中，在晶圓限制器與該晶圓接觸 之前，晶圓限制器會經由接地路徑之完成而予 以接地。 本發明可能以其他具體的形式來具體實施， 而無須背離其精神或基本特性，而且因此令人 希望的是，本具體實施例在所有態樣中均視爲 說明性、·而非限制性。 【圖式簡單說明】 圖1係爲根據本發明在此設計之前開式晶圓 容器載具的透視圖。 圖2係爲根據本發明在此設計之晶圓載具之 載具門的透視p 。 圖3係爲具有外露的閂扣機制部件之載具門 罩殼的透視圖，其係說明提供接地路徑的插入 14 312/專利說明書(補件)/92-02/91134461 1290353 模塑元件。 圖 4係爲根據本發明 閂扣機制之晶圓載具之 圖 5係爲在此所說明 機制與鑰匙之元件的透 圖 6係爲具有切開部 份與載具門的透視圖， 具體實施例。 圖 7 係 爲 — 部 份 晶 圓 係 說 明 該 發 明 的 進 一 步 圖 8 係 爲 根 據 本 發 明 載 具 之 外 殻 部 份 之 切 開 (元 件符 號 說 明 ) 2 0 外 殼 部 份 2 2 晶 圓 2 4 載 具 門 2 8 頂 部 2 9 凸 緣 3 0 底 部 3 2 機 械 介 面 部 件 3 4 3 6 c息 4 0 側 邊 把 柄 4 4 載 具 門 框 4 6 開 啓 Λ 刖 4 8 開 啓 內 部 在此設計之具有外露的 外殻部份的分解圖。 之載具門所適合之閂扣 視圖。 份之晶圓載具之外殼部 其係說明在此之發明的 載具的平面截面圖，其 具體實施例。 在此所設計之圖 7晶圓 部份的透視圖。
312/專利說明書(補件)/92-02/91134461 15 1290353 5 6 外 表 面 5 8 內 表 面 6 0 晶 圓 限 制 器 6 4、 6 6 閂 扣 隔 板 6 8、 7 0 鑰 匙 槽 6 9 白 動 支 臂 7 1 載 具 門 閂 扣 機 制 7 4、 7 6 導 電 性 塑 膠 部 件 7 7 載 具 門 罩 殻 8 0 路 徑 到 接 地 8 4 安 裝 插 座 9 1 凸 輪 襯 套 9 3、 9 5 鏈 結 支 臂 9 8 、 9 9 閂 扣 部 份 9 6 晶 圓 接 合 部 份 1 0 0 細 縫 1 0 4 凸 輪 表 面 1 0 7 凸 輪 隨 動 裝 置 1 10 錄 匙 洞 1 12 接 地 的 繪 匙 1 13 突 出 物 1 9 4 晶 圓 接 觸 元 件 1 9 8 載 具 門 促 動 元 件 1 9 9 閂 扣 機 制 2 0 1 導 電 性 插 栓
312/專利說明書(補件)/92-02/91134461 16 1290353 2 0 2 隙縫 204 載具門晶圓限制器 312/專利說明書(補件)/92-02/91134461

Claims (1)

  1. MAY 2 1,2007 替换表 拾、申請專利範屬 1 . 一種晶圓容器，包含一具有一開啓前部的 外殻部份、一用來密封式地關閉該開啓前部的 載具門，該容器部份包含複數個用來固持水平 間隔置放之晶圓垂直堆疊的架子，該載具門具 有一載具門罩殻、一由具有複數個設置在該載 具門罩殼上之晶圓接合元件的導電性塑膠所形 成的晶圓限制器、以及一包含在該載具門罩殼 內的閂扣機制，該閂扣機制在該載具門具有一 鑰匙接收槽的前邊側上具有鑰匙接收部份，該 載具門罩殼與閂扣機制具有導電性部份，藉 此，當將一接地鑰匙插入該鑰匙槽以接合該鑰 匙接收部份時，該晶圓限制器經由該導電性部 份而接地。 2 .如申請專利範圍第1項之晶圓容器，其中 該載具門罩殻主要係由非導電性塑膠所形成。 3 .如申請專利範圍第 2項之晶圓容器，其中 一導電性部件係藉由插入模塑與該導電性部件 而設置於該載具門罩殼中，而且其中該接地之 路徑係延伸經過該導電性部件。 4 . 一種晶圓容器，包含一具有一開啓前部的 外殼部份、一用來密封式地關閉該開啓前部的 載具門，該容器部份包含複數個用來固持水平 間隔置放之晶圓垂直堆疊的架子，該載具門具 有一載具門罩殼、一由具有複數個設置在該載 18 326\||檔\91\91134461\91134461(替換)·1 1290353 具門罩殼上之晶圓接合元件的導電性塑膠所形 成的晶圓限制器、以及一包含在該載具門罩殼 內的閂扣機制，該閂扣機制具有一鑰匙接收部 份，該鑰匙接收部份係導電性地連接到該晶圓 限制器。 5 .如申請專利範圍第 4項之晶圓容器，其中 該載具門罩殼主要係由一非導電性塑膠所形 成，且其中該載具門進一步包含一閂扣機制， 且其中一接地路徑係延伸經過至少一閂扣機制 元件。 6 . —種晶圓容器，包含一具有一開啓前部的 外殻部份、一載具門，其可從一關閉位置移動， 藉此該載具門密封式地關閉該開啓前部，且可 移動到一開啓位置，藉此該載具門與該外殼部 份分開，該容器部份包含複數個用來固持水平 間隔置放之晶圓垂直堆疊的架子、以及一在該 外殼部份之較低邊上的可接地機械介面，該晶 圓容器進一步包含一導電性連接部份，其係當 該載具門處於關閉位置時橋接於該載具門與該 外殼部份之間，而當該載具門處於關閉位置 時，該連接部份在該晶圓限制器與該可接地機 械介面之間形成一部份的導電性接地路徑電 路。 7 .如申請專利範圍第 6項之晶圓容器，其中 該導電性連接部份包含一支臂，其係當該載具 19 326\總檔\91\91134461\91134461(替換 >1 1290353 門處於關閉位置時，從該載具門與外殼部份其 中一者延伸到該載具門與外殻部份的另一者。 8 .如申請專利範圍第6或 7項之晶圓容器， 其中該支臂係從該載具門延伸，並且可操作地 連接到該閂扣機制。 9 .如申請專利範圍第 7項之晶圓容器，其中 該導電性連接器係固定到該載具門，且該外殼 部份進一步包含一樞轉晶圓限制器，其係當將 該載具門移到關閉位置時，由該導電性連接器 所促動。 1 〇 .如申請專利範圍第 9項之晶圓容器，其中 該樞轉晶圓限制器係相關於自該複數個架子插 入及移除晶圓而可在一阻障位置與一非阻障位 置之間移動。 1 1 . 一種藉由晶圓容器之載具門提供接地路 徑的方法，該晶圓容器包含一具有一開啓前部 的外殻部份，用於插入與移除晶圓，以及一載 具門，用於密封式地關閉該開啓前部，該載具 門具有一晶圓限制器，用於限制固持於該外殼 部份的晶圓，該方法包含以下步驟： 經由該載具門到使用導電性塑膠的該晶圓限 制器而形成一導電性電路， 在該載具門移入一關閉位置以及該晶圓限制 器接合該晶圓之前，完成導通具有接地之該晶 圓限制器的該導電性電路，以及 20 326\總檔 \91\91134461\91134461(替換)-1 V 1290353 將該載具門移入該關閉位置，藉此該接地的 晶圓限制器接合該晶圓。 1 2 .如申請專利範圍第1 1項之方法，進一步 包含藉由將一接地鑰匙插入該門之一鑰匙接收 部份，而完成具有接地之導電性電路的步驟。 1 3 .如申請專利範圍第1 1項之方法，進一步 包含藉由使用在該載具門與該容器部份之一接 地部份之間延伸的一橋接導電性元件而完成具 有接地之導電性電路的步驟。 1 4 .如申請專利範圍第1 3項之方法，進一步 包含以該橋接導電性元件來促動樞轉地安裝在 該外殻部份中之晶圓限制器的步驟。 1 5 . —種藉由晶圓容器之載具門提供接地路 徑的方法，該晶圓容器包含一具有一開啓前部 的外殻部份，用於插入與移除晶圓，以及一載 具門，用於密封式地關閉該開啓前部，該晶圓 容器具有一晶圓限制器，用於限制放置於該外 殼部份的晶圓，該方法包含以下步驟： 經由該載具門到使用導電性塑膠的該晶圓限 制器而形成一導電性電路， 在該載具門移入一關閉位置以及該晶圓限制 器接合該晶圓之前，完成導通具有接地之該晶 圓限制器的該導電性電路，以及 將該載具門移入該關閉位置，藉此該接地的 晶圓限制器接合該晶圓。 21
    326\總檔 \91\91134461\91134461(替換)-1 1290353 1 6 .如申請專利範圍第 1 5項之方法，進一步 包含藉由將一接地鑰匙插入該門之一鑰匙接收 部份，而完成具有接地之導電性電路的步驟。 1 7 .如申請專利範圍第 1 5項之方法，進一步 包含藉由使用在該載具門與該容器部份之一接 地部份之間延伸的一橋接導電性元件，而完成 具有接地之導電性電路的步驟。 1 8 .如申請專利範圍第 1 7項之方法，進一步 包含以該橋接導電性元件來促動樞轉地安裝在 該外殼部份中之晶圓限制器的步驟。 1 9 . 一種晶圓容器，包含一具有一開啓前部的 外殼部份、一載具門，其可從一開啓位置移動， 藉此該載具門與該外殼部份分開，且可移動到 一關閉位置，藉此該載具門密封式地關閉該開 啓前部，該容器部份包含複數個用來固持水平 間隔置放之晶圓垂直堆疊的架子，該晶圓容器 包括一延伸經過導電性塑膠元件的接地路徑電 路，且當該載具門處於該開啓位置時，該接地 路徑電路打開，以及其中該載具門之關閉促動 該接地路徑電路之關閉。 2 0 .如申請專利範圍第1 9項之晶圓容器，其 中該接地路徑電路延伸經過包含於該載具門中 的一閂扣機制。 22 326\總檔\91\91134461\91134461(替換)-1 4 4 1290353 W '2 1 2007,. 替换泰 1/4 ___ 修(更)正本
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