TWI463595B - 半導體晶圓收納容器 - Google Patents

Description

半導體晶圓收納容器

本發明係關於一種半導體晶圓收納容器。

作為半導體晶圓收納容器，通常廣泛使用具有如下部分者：容器本體，具有用以存取數個半導體晶圓之開口部；蓋體，可自外側裝卸自如地安裝於開口部，以堵塞該開口部；晶圓保持手段，用以於容器本體內各別獨立地保持上述數個半導體晶圓；及前固持件，被配置於蓋體之背面，以自開口部側朝深側彈性按壓半導體晶圓。

再者，當晶圓保持手段或固持件等面接觸於半導體晶圓時，有可能會損傷半導體晶圓。由此，將晶圓保持手段或固持件等保持半導體晶圓部分之剖面形狀形成為V形溝狀，以僅與半導體晶圓之外緣稜線接觸。

此種半導體晶圓收納容器中，保持半導體晶圓之保持手段之構造大體上有兩種類型。第1種類型：於容器本體之深側(即自開口部觀看之深側)之內表面配置V形溝狀之晶圓保持溝(或後固持件)，藉由設置於蓋體之前固持件之彈性按壓力而將半導體晶圓按壓保持於該晶圓保持溝。

然而，必須將自開口部插入之各半導體晶圓朝深側井然有序地導引至容器本體內，因此於容器本體之開口部之兩側鄰接之側壁內表面部排列形成有導引溝。

導引溝之剖面形狀無須為V字狀，當半導體晶圓被自前後夾持於V字狀剖面形狀之前固持件與深側之晶圓保持溝(或後固持件)之間時，其會自導引溝脫離(例如專利文獻1)。

半導體晶圓收納容器之第2種類型：V形溝狀之晶圓保持溝，係以相對向而成對之狀態分別排列設置於位於開口部之兩側鄰接位置之容器本體的側壁內表面部。

該種類型下，於側部之晶圓保持溝本身形成有限制半導體晶圓朝深度方向移動之晶圓移動限制部，以使半導體晶圓不到達容器本體之深壁(例如，一對晶圓保持溝之間之間隔於深側變窄)，於容器本體內之深側位置處，半導體晶圓之外緣部懸於空間中而未接觸於容器本體之壁面等(例如專利文獻2)。

[先行技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2002-9142　圖8等

[專利文獻2]日本專利特開2000-68363

上述兩種類型之半導體晶圓收納容器，於通常狀態下均可井然有序確實保持半導體晶圓。然而當有時因落下及其他操作失誤等而導致收納容器受到較大衝擊，則任一種類型均會出現問題。

即，上述第1種類型之半導體晶圓收納容器中，當半導體晶圓受到自開口部觀看下而朝前後方向振動之強大作用力時等，則半導體晶圓之外緣有時會瞬間自深側之晶圓保持溝脫離，而使該半導體晶圓卡合於鄰接之晶圓保持溝。如此一來，將成為於一個晶圓保持溝中卡合有數個半導體晶圓之狀態，因此無法避免雙方之半導體晶圓摩擦而造成損傷之情況。

又，當半導體晶圓受到朝垂直於半導體晶圓面之方向振動之強大作用力時等，則將無法避免半導體晶圓面因強大之作用力而面接觸於其側部之晶圓導引溝之內表面而造成損傷之情況。

在專利文獻2等中所記載之第2種類型之半導體晶圓收納容器中則不易產生此種問題。然而，當半導體晶圓受到自開口部觀看下而朝前後方向振動之強大作用力時等，則將如圖7之箭頭A所示，半導體晶圓W朝容器本體之深壁90側瞬間大幅移動。

如此一來，在半導體晶圓W之外緣部碰觸於容器本體之深壁90後，則將如二點鏈線所示，更進一步趁勢以沿著深壁90面大幅滑動之方式移動。其結果，存在半導體晶圓W產生斷裂，或半導體晶圓W於未圖示之蓋體側自前固持件之V形溝脫離而造成損傷之情形。

本發明之目的在於提供一種耐衝擊性優異之半導體晶圓收納容器，即使因落下及其他操作失誤等而受到較大之衝擊，亦難以損傷收納於內部之半導體晶圓。

為了達成上述目的，本發明之半導體晶圓收納容器，其包括：容器本體，具有用以存取數個半導體晶圓之開口部；蓋體，可自外側裝卸自如地安裝於開口部而堵塞開口部；晶圓保持溝，於相對向而成對之狀態設置於位於開口部兩側鄰接位置之容器本體的側壁內表面部，而在容器本體內各別獨立地保持數個半導體晶圓，且具有限制半導體晶圓移動之晶圓移動限制部，以使其所保持之半導體晶圓之外緣部不會到達位於與開口部相對向位置處之容器本體的深壁；及前固持件，被配置於蓋體之背面，以自開口部側朝深壁側彈性按壓由晶圓保持溝所保持之半導體晶圓；如此之半導體晶圓收納容器，其具有晶圓保護溝，而該晶圓保護溝中與由晶圓保持溝所保持之各半導體晶圓之外緣部相對向之位置成為距開口部側最遠之谷部，而形成波形具有較半導體晶圓之厚度更寬之開口寬度的剖面形狀，常態下被設置於容器本體之深壁部，以使連接波形各頂部之假想線較所面向之各半導體晶圓之外緣部位於更深側位置或相同位置。

再者，晶圓保護溝之剖面形狀亦可形成為大致正弦曲線狀，晶圓保護溝亦可於與由晶圓保持溝所保持之半導體晶圓之軸線平行的方向成兩行，且各行彼此之間空開間隔而配置。

又，於在相對於由晶圓保持溝所保持之半導體晶圓之軸線而平行之方向觀看時，晶圓保護溝亦可形成為與半導體晶圓之外緣平行之圓弧狀，且晶圓保護溝亦可與容器本體一體地成形。

根據本發明，形成波形具有較半導體晶圓之厚度更寬之開口寬度之剖面形狀的晶圓保護溝，常態下被設置於容器本體之深壁部，以使連接波形各頂部之假想線較所面向之各半導體晶圓之外緣部位於更深側位置或相同位置，藉此，可獲得即使受到落下及其他操作失誤等之較大衝擊而亦難以損傷收納於內部之半導體晶圓之優異耐衝擊性。

以下，參照圖式說明本發明之實施例。

圖4係半導體晶圓收納容器之前視剖視圖，圖5係圖示出圖4之V-O-V剖面。再者，各剖視圖中，自剖面位置看起來較遠部分之圖示大部分已被省略。

元件符號1係由例如聚碳酸酯樹脂等塑膠材料形成之容器本體。容器本體1形成為可並排收納數個(例如25片)半導體晶圓W之大小，且於一面(圖4中上面)形成有用以存取數個半導體晶圓W之開口部1a。

元件符號2係可自外側裝卸自如地安裝於開口部1a以堵塞容器本體1之開口部1a之蓋體。蓋體2之全周安裝有密封用密封圈3，藉由使該密封圈3壓接於容器本體1之開口部1a內周面，而可使由容器本體1與蓋體2包圍之內部空間成為氣密密封之狀態。於蓋體2安裝有用以將蓋體2鎖固於容器本體1之一對閉鎖機構4等。

元件符號5係晶圓保持溝，其以相對向而成對之狀態設置於位於開口部1a之兩側鄰接位置之容器本體1的側壁內表面部，而於容器本體1內可各別獨立地保持數個半導體晶圓W。

晶圓保持溝5對應於半導體晶圓W之數量而設置有例如25對。再者，形成晶圓保持溝5之構件可作為與容器本體1不同之構件而形成、或亦可與容器本體1一體地成形。

如圖示出圖4之VI-O剖面之圖6所示，各晶圓保持溝5係形成為其自開口部1a側觀看下之剖面形狀為大致V字形之V形溝狀。其結果，與晶圓保持溝5卡合之各半導體晶圓W以僅外緣稜線部接觸於晶圓保持溝5之狀態而受到保持。

如圖4所示，各晶圓保持溝5之深側(即自開口部1a觀看下為深側，圖4中則為下側)半個部分沿半導體晶圓W之外緣而形成為圓弧狀，左右一對晶圓保持溝5之間隔隨著朝向深側而呈逐漸變窄之狀態。

其結果，該逐漸變窄之部分5a成為限制半導體晶圓W朝深度方向移動之晶圓移動限制部，於通常狀態下，保持於晶圓保持溝5之半導體晶圓W之移動受到晶圓移動限制部5a所限制，以防止到達位於與開口部1a對向位置處之容器本體1的深壁1b。

如圖4及圖5所示，於蓋體2之背面部安裝有前固持件6，以自開口部1a側朝深壁1b側彈性按壓由晶圓保持溝5所保持之半導體晶圓W。

於前固持件6，以與晶圓保持溝5相同之間隔形成有例如25行各半導體晶圓W所各別卡合之V形溝。因此，當將半導體晶圓W自開口部1a插入至各晶圓保持溝5並將蓋體2安裝於開口部1a時，由前固持件6而朝容器本體1之深側受彈性按壓的半導體晶圓W，會被壓靠於晶圓保持溝5之晶圓移動限制部5a而固定為穩定狀態。

圖5所示之元件符號8為當運送等時用以使懸吊半導體晶圓收納容器之機械臂卡合之容器吊持部，當運送時，容器吊持部8位於重力方向上側，半導體晶圓W處於水平狀態。除此以外之情形時，則如圖示，以朝向垂直方向之狀態保管半導體晶圓W。但本發明不受限於此。

如圖4所示，於容器本體1之深壁1b，與半導體晶圓W之外緣部相對向而設置有晶圓保護溝10，該晶圓保護溝10係當因操作失誤之落下等而產生使半導體晶圓W於自開口部1a觀看下而朝前後方向(圖4中為上下方向)或相對於此方向而呈傾斜等之方向振動之強大作用力時，用以保護半導體晶圓W。

如將圖4之I-O剖面放大後圖示之圖1及該圖1之立體圖之圖2所示，各晶圓保護溝10中與半導體晶圓W之外緣部相對向之位置成為距開口部1a側最遠之谷部10b，且形成為波形具有較半導體晶圓W之厚度更寬之開口寬度的剖面形狀。

具體而言，該實施例之各晶圓保護溝10形成為間距與晶圓保持溝5及前固持件6之溝間隔相同之大致正弦曲線狀之剖面形狀。此種晶圓保護溝10可不受變形而形成精確之形狀。該谷部10b之數量與晶圓保持溝5及前固持件6之溝數相同。

如圖4所示，晶圓保護溝10被設置為於與由晶圓保持溝5所保持之半導體晶圓W之軸線呈平行之方向各成兩行，且行彼此之間有隔開間隔。即，兩行晶圓保護溝10隔著半導體晶圓W中心之正下方位置分開兩側來配置。

各晶圓保護溝10之溝長M為例如3～30mm左右。藉由將晶圓保護溝10之溝長M設定為該較短程度，而可減少與半導體晶圓W接觸時所產生之粉塵。

再者，該實施例之晶圓保護溝10係與容器本體1一體成形而設置於自深壁1b朝內側突出形成之肋狀部突端部，以提高容器本體1之深壁1b之剛性。但即使構成為將形成為與容器本體1不同零件之晶圓保護溝10構件安裝於容器本體1之深壁1b亦無妨。

如圖4所示，當在相對於由晶圓保持溝5所保持之半導體晶圓W之軸線而呈平行之方向觀看時，晶圓保護溝10(即，各晶圓保護溝10之谷部10b與頂部10t)形成為與半導體晶圓W之外緣相平行之圓弧狀。

然而，晶圓保護溝10相對向之半導體晶圓W之外緣呈極短之範圍而該範圍接近於直線，因此各晶圓保護溝10亦可與半導體晶圓W之外緣大致平行地筆直形成。

如圖1所示，各晶圓保護溝10中看到谷部10b之角度(即，與晶圓保護溝10之溝面10a所成之角度)θ於該實施例中形成為120°～140°左右。其中，若θ處於60°～160°左右之範圍，則可相當程度地發揮保護半導體晶圓W免受衝擊之功能。

又，於未受到衝擊等之常態下，晶圓保護溝10形成為連接各波形頂部10t之假想線Q較相面向之各半導體晶圓W之外緣部而位於更深側位置或相同位置。即，圖1中e≧0。

因此，即便於半導體晶圓W受到朝與其面垂直之方向振動之強大作用力時等而半導體晶圓W大幅振動，半導體晶圓W亦不會接觸於晶圓保護溝10，而不存在損傷之顧慮。

又，各半導體晶圓W之外緣部與晶圓保護溝10之谷部10b之間的間隔L，設定為例如1～3mm左右之範圍。藉由設定如此較小之L，即便半導體晶圓W自開口部1a觀看下而朝前後方向(各圖中為上下方向)振動，其與蓋體2側之前固持件6間之卡合亦不會脫離。

根據如此構成之半導體晶圓收納容器，於因落下等而使半導體晶圓W受到自開口部1a觀看下而朝前後方向振動之強大作用力時等，則將如圖3之箭頭A所示，半導體晶圓W朝容器本體1之深壁1b側瞬間大幅移動。

如此一來，半導體晶圓W之外緣部與容器本體1之深壁1b碰觸後，會欲更進一步趁勢朝側方移動，但如二點鏈線所示，藉由形成波形之晶圓保護溝10之溝面10a而可抑制該移動(並非為固定之意思)。

其結果，不會發生半導體晶圓W之外緣部朝側方大幅滑動而導致半導體晶圓W產生斷裂、或半導體晶圓W自蓋體2側之前固持件6之V形溝脫離之現象等，而可避免損傷半導體晶圓W。兩行之晶圓保護溝10隔著半導體晶圓W中心之正下方位置而分開配置於兩側，藉此可穩定地發揮保護半導體晶圓W之功能。

再者，晶圓保護溝10之溝深(即，谷部10b與頂部10t之高低差)D設定為例如2～4mm左右之範圍既可。藉此，可確實地獲得保護半導體晶圓W免受上述衝擊之保護功能。

1．．．容器本體

1a．．．開口部

1b．．．深壁

2．．．蓋體

3．．．密封圈

4．．．閉鎖機構

5．．．晶圓保持溝

5a．．．晶圓移動限制部

6．．．前固持件

8．．．容器吊持部

10．．．晶圓保護溝

10a．．．溝面

10b．．．谷部

10t．．．頂部

L．．．間隔

Q．．．假想線

W．．．半導體晶圓

圖1係本發明第1實施例之半導體晶圓收納容器之晶圓保護溝部分之放大剖視圖(圖4之I-O剖視圖)。

圖2係本發明第1實施例之半導體晶圓收納容器之晶圓保護溝部分之放大立體圖。

圖3係本發明第1實施例之半導體晶圓收納容器受到落下等之衝擊作用時之晶圓保護溝部分之放大剖視圖。

圖4係本發明第1實施例之半導體晶圓收納容器之前視剖視圖。

圖5係本發明第1實施例之半導體晶圓收納容器之側視剖視圖(圖4之V-O-V剖視圖)。

圖6係本發明第1實施例之半導體晶圓收納容器中圖4之VI-O剖視圖。

圖7係習知半導體晶圓收納容器受到落下等之衝擊作用時之示意圖。

10．．．晶圓保護溝

10a．．．溝面

10b．．．谷部

10t．．．頂部

L．．．間隔

Q．．．假想線

W．．．半導體晶圓

θ．．．角度

Claims (5)

1. 一種半導體晶圓收納容器，其包括：容器本體，具有用以存取數個半導體晶圓之開口部；蓋體，可自外側裝卸自如地安裝於上述開口部而堵塞上述開口部；晶圓保持溝，於相對向而成對之狀態設置於位於上述開口部兩側鄰接位置之上述容器本體的側壁內表面部，而在上述容器本體內各別獨立地保持上述數個半導體晶圓，且具有限制上述半導體晶圓移動之晶圓移動限制部，以使其所保持之上述半導體晶圓之外緣部不會到達位於與上述開口部相對向位置處之上述容器本體的深壁；及前固持件，被配置於上述蓋體之背面，以自上述開口部側朝上述深壁側彈性按壓由上述晶圓保持溝所保持之上述半導體晶圓；如此之半導體晶圓收納容器，其特徵在於，其具有晶圓保護溝，而該晶圓保護溝中與由上述晶圓保持溝所保持之上述各半導體晶圓之外緣部相對向之位置成為距上述開口部側最遠之谷部，而形成波形具有較上述半導體晶圓之厚度更寬之開口寬度的剖面形狀，且常態下被設置於上述容器本體之深壁部，以使連接上述波形各頂部之假想線較所面向之上述各半導體晶圓之外緣部位於更深側位置或相同位置。
2. 如申請專利範圍第1項之半導體晶圓收納容器，其中，上述晶圓保護溝之剖面形狀形成為大致正弦曲線狀。
3. 如申請專利範圍第1項之半導體晶圓收納容器，其中，上述晶圓保護溝係於與由上述晶圓保持溝所保持之上述半導體晶圓之軸線平行之方向成兩行，且行彼此之間空開間隔而配置。
4. 如申請專利範圍第1項之半導體晶圓收納容器，其中，在相對於由上述晶圓保持溝所保持之上述半導體晶圓之軸線而平行之方向觀看時，上述晶圓保護溝形成為與上述半導體晶圓之外緣平行之圓弧狀。
5. 如申請專利範圍第1項之半導體晶圓收納容器，其中上述晶圓保護溝係與上述容器本體一體地成形。