TWI819523B - 具有前後開口之半導體基板攜載容器 - Google Patents

具有前後開口之半導體基板攜載容器 Download PDF

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Abstract

一種諸如一前開式晶圓傳送盒之半導體基板攜載容器經組態使得一半導體基板可經由相對於一前開口定位之一後開口自該容器之一內部空間接取及移除或插入至該內部空間中，該前開口亦允許透過其來移除及插入。經由該後開口之該移除及插入可以包含(但不限於)使用諸如一機械臂之一自動化機構或手動之任何適合方式達成。

Description

具有前後開口之半導體基板攜載容器
本發明涉及半導體基板攜載容器，諸如前開式晶圓傳送盒(FOUP)，例如用於半導體製造中之FOUP。
基板攜載容器用於在半導體製造期間運輸基板。基板攜載容器包含例如FOUP。FOUP通常包含：一殼體，其提供一內部空間用於固持基板；及一板，其用於對接各種輸送機及其他裝置，例如使得FOUP可來回移動於處理設施。一FOUP通常包含一基板可透過其移除及插入至FOUP中之一前開口。
本文中描述諸如FOUP之半導體基板攜載容器，其中一半導體基板可經由相對於一前開口定位之後開口自容器之內部空間接取及移除或插入至容器之內部空間中，前開口亦允許透過其來移除及插入。經由後開口之移除及插入可以包含(但不限於)使用諸如一機械臂之一自動化機構或手動之任何適合方式達成。
半導體基板可為用於半導體製造中之任何基板。可定位於本文中描述之容器中之半導體基板之實例可包含(但不限於)晶圓及面板(諸如平板)及其等之組合。
一半導體基板可透過後開口自容器移除，一半導體基板可透過後開口插入至容器中，或一半導體基板可透過後開口自容器移除且此後彼相同半導體基板可透過後開口插回至容器中。在一個實施例中，一半導體基板可透過後開口自容器移除，且彼相同半導體基板此後可透過前開口插回至容器中。在另一實施例中，一半導體基板可透過前開口自容器移除，且彼相同半導體基板此後可透過後開口插回至容器中。在另一實施例中，一半導體可透過後開口自容器移除且決不插回至容器中。在另一實施例中，半導體基板可透過後開口第一次插入至容器中且此後不自容器移除直至處理完成。
在一實施例中，本文中描述之一半導體基板攜載容器可包含具有複數個壁、一前部及一後部之一容器殼體，其中複數個壁界定經設定大小以能夠在其中接收複數個半導體基板之一內部空間。一前開口定位於容器殼體之前部處且一半導體基板能夠透過其自內部空間移除及插入至內部空間中。另外，一後開口定位於容器殼體之後部處且一半導體基板能夠透過其自內部空間移除及插入至內部空間中。
在另一實施例中，本文中描述之一FOUP可包含具有一前開口及一內部空間之一殼體。一後開口定位於殼體之一後部處與前開口相對且一半導體基板能夠透過其自內部空間移除及插入至內部空間中。另外，複數對相對支撐凸耳安置於內部空間內且附接至殼體之側壁。各對相對支撐凸耳經組態以將一半導體基板支撐於內部空間中。
在又一實施例中，本文中描述之一方法包含透過一半導體基板攜載容器之一後部處之一後開口自半導體基板攜載容器之一內部空間移除一半導體基板或將半導體基板插入至半導體基板攜載容器之一內部空間中，後開口相對於半導體基板攜載容器之一前開口定位。
參考圖1至圖2，描繪一半導體基板攜載容器10之一實例。在一個實施例中，容器10可稱為一FOUP。容器10包含具有複數個壁之一容器殼體12，該複數個壁包含一第一側壁14、與第一側壁14相對之一第二側壁16、一頂壁18及與頂壁18相對之一底壁20。壁界定經設定大小以能夠在其中接收複數個半導體基板24之一內部空間22 (為方便起見，半導體基板24僅在圖1中之位置2及13處可見)。在一個實施例中，容器10可經組態以接收及固持24個基板24，然容器10可經組態以固持更多或更少基板24。容器10進一步包含：一前部26，其具有一前開口28 (圖5中可見)，半導體基板24之各者能夠透過前開口28自內部空間22移除及插入至內部空間22中；及一後部30，其具有一後開口32，半導體基板24之各者能夠透過後開口32自內部空間22移除及插入至內部空間22中。另外，一機器介面板34固定至殼體12之底壁20。
半導體基板24可為用於半導體製造中之任何基板。可定位於本文中描述之容器10中之半導體基板24之實例可包含(但不限於)晶圓及面板(例如平板)及其等之組合。圖1中之實施例將基板24描繪為晶圓。
基板容器10可由包含(但不限於)可注塑模制聚合物材料之一或多種聚合物材料形成。聚合物材料可包含(但不限於)一或多種聚烯烴、一或多種聚碳酸酯、一或多種熱塑性聚合物及類似物。在一實施例中，部分或整個基板容器10可注塑模制。一或多種聚合物材料可形成包含碳填充物之一基質。在一實施例中，一或多種聚合物材料可經選擇以在基板容器10之處置及使用期間最小化粒子脫落。
參考圖2，一選用可移除蓋40可移除地固定至容器殼體12以選擇性覆蓋及揭開後開口32 (參閱圖1)。在一些實施例中，未使用蓋40且後開口32 (參閱圖1)可保持揭開。關於蓋40之進一步細節在下文結合圖8及圖9描述。
參考圖3至圖7 (以及圖1)，支撐結構提供於內部空間22中以在其中支撐半導體基板24。支撐結構可具有足以支撐半導體基板24且允許透過後開口32移除及插入半導體基板24之任何組態，如本文中描述。在所繪示實例中，支撐結構依一垂直堆疊配置支撐半導體基板24，其中基板24彼此垂直間隔且各基板24基本上平行於頂壁18及底壁20水平定向。
在圖1及圖3至圖7中繪示之實例中，支撐結構包括在內部空間22內且附接至容器殼體12之相對側壁14、16之複數對相對支撐凸耳(通常使用42指代)。當如同圖5自頂部看容器10時，各對相對支撐凸耳42可稱為具有一右支撐凸耳42a及一左支撐凸耳42b。形成各對支撐凸耳之右及左支撐凸耳42a、42b經組態以將半導體基板24中之一各自者支撐於內部空間22中。
參考圖5及圖6，右及左支撐凸耳42a、42b之各者包含接近殼體12之前部26定位之一前部分44及接近殼體12之後部30定位之一後部分46。支撐凸耳42a、42b將基板24定位及支撐於一X-Y平面中。支撐凸耳42a、42b之後部分46之至少一者且較佳地支撐凸耳42a、42b之兩個後部分46包含可與半導體基板24接合以限制半導體基板24在Y方向上透過前開口28插入至內部空間22中之一擋塊48。
繼續參考圖5及圖6，各支撐凸耳42a、42b進一步包含一水平凸耳部分50及自水平凸耳部分50向上延伸之一垂直凸耳部分52。複數個半導體基板定位墊54 (或簡稱定位墊54)安置於水平凸耳部分50上。定位墊54係水平凸耳部分50上之基板24靜置於其等上且將基板24定位於X-Y平面中之突起。可提供任何數目個定位墊54。在所繪示實例中，支撐凸耳42a、42b之各者包含一前定位墊54及一後定位墊54。
仍參考圖5，後開口32經設定大小以允許自內部空間22移除基板24之各者及將基板24之各者插入至內部空間22中。在所繪示實例中，基板24經描繪為具有一最大寬度W s。後開口32經描繪為具有大於寬度W s之一寬度W O以允許基板24在插入至內部空間22中或自內部空間移除時透過後開口32。在一個實施例中，基板24可隨著基板24在插入或移除期間穿過後開口32而基本上保持於X-Y平面中。
參考圖3、圖4及圖7，在一個實施例中，支撐凸耳42a、42b可以使得在基板24之移除期間，基板24在基板24透過後開口32移除之前垂直向上提升之一方式組態。類似地，在透過後開口32插入一基板24期間，基板24可透過後開口32插入且接著垂直降低至支撐凸耳42a、42b上以由支撐凸耳42a、42b支撐。然而，可利用無需在插入或移除期間對基板24進行任何垂直移動之其他移除及插入序列。
繼續參考圖3及圖4，在各支撐凸耳42a、42b之後部分46處，一支撐凸耳之一頂部邊緣60與定位於其正上方以界定一間隙或空間64之支撐凸耳之一底部邊緣62之間存在一距離D。另外，如圖3及圖4中最佳所見，支撐凸耳42a、42b經組態使得當基板24支撐於支撐凸耳42a、42b上時，基板定位於支撐凸耳42a、42b之頂部邊緣60下方。圖3描繪三個基板24，其中各者由對應對之支撐凸耳42a、42b支撐於可稱為殼體12之基板位置2、13及24之位置處。
一實例移除序列現將參考圖3及圖4描述。為移除基板24之一者，待移除之基板24在Z軸方向上垂直提升。例如，基板24可手動或經由一機械臂之一夾持機構提升，機械臂在支撐凸耳42a、42b之間之一位置處夾持基板24。在提升期間，基板24可基本上保持於X-Y平面中。基板24提升至高於支撐基板24之支撐凸耳42a、42b之頂部邊緣60但低於定位於上方之支撐凸耳42a、42b之底部邊緣62之一位置。一旦基板24提升至高於相關聯支撐凸耳42a、42b之頂部邊緣60，則基板24可透過後開口32取出，例如在Y軸方向上。基板24之插入正好相反，其中待插入之基板24在Y軸方向上透過後開口32移動至相鄰對之支撐凸耳42a、42b之間之一位置，且基板24接著向下垂直降低至相關聯對之支撐凸耳42a、42b上。
返回至圖2，蓋40之使用係選用的。若使用蓋40，則蓋40可經組態以具有其中蓋40附接至殼體12且覆蓋後開口32 (參閱圖1)之一第一位置(在圖2及圖5中展示)與其中蓋40不覆蓋後開口32以藉此容許透過後開口32移除及插入一或多個基板24之一第二位置。蓋40可在第二位置中保持附接至殼體12，或蓋40可在第二位置中自殼體12拆離。圖2、圖5及圖8至圖9中繪示之蓋40之實例將蓋40描繪為在第二位置中自殼體12完全拆離。另外，蓋40可以允許蓋40呈現第一位置及第二位置之任何適合方式附接至殼體12。另外，蓋40可經組態以自動致動於第一位置與第二位置之間，或蓋40可經組態以手動致動於第一位置與第二位置之間。
參考圖2、圖5及圖8至圖9，在所繪示實例中，蓋40經組態以手動致動且扣合連接至殼體12。例如，蓋40可具有：一上保持特徵70 (圖9)，其具有在後開口32 (參閱圖1)處接收殼體12之頂壁18之一部分74之一邊緣72之一狹槽；一下保持特徵76 (圖9)，其具有經組態以在後開口32 (參閱圖1)處之殼體12之底壁20上之一對應保持特徵78 (諸如一凸緣)後方扣合連接之一撓性唇；及一對側保持特徵80、82 (圖8及圖9)，其等各自具有接收殼體12之側壁16、14之一者之一邊緣之一狹槽84。
在一個實施例中，蓋40可由經移除以形成後開口32之殼體12之部分產生。在其他實施例中，蓋40可由單獨材料產生。保持特徵70、76、80、82可為在部分自殼體12移除以產生後開口32之後附接至蓋40之單獨元件。
參考圖1及圖8至圖9，為將蓋40安裝於殼體12上之第一位置以覆蓋後開口32，上保持特徵70與殼體12之邊緣72接合且蓋40接著向下旋轉直至側保持特徵80、82之狹槽84接合殼體12之側壁之邊緣。通常在側保持特徵80、82接合之同時，下保持特徵76開始接合保持特徵78且保持特徵76彎曲且與保持特徵78扣合連接。蓋40移除至第二位置正好相反。下保持特徵76首先與保持特徵78斷開，且蓋40接著向上擺動以脫離側保持特徵80、82且接著脫離上保持特徵70。接著，蓋40可放在一邊直至不再需要透過後開口32進行插入或移除，此時，蓋40可重新附接至殼體12以覆蓋後開口32。
在容器10中具有後開口32提供諸多益處。參考圖1及圖5，一個益處係半導體基板24之一者可經由後開口32移除以允許對經移除半導體基板執行至少一種分析，且不干擾透過前開口28發生之基板移除及插入操作。分析可檢查對基板之一處理操作之品質(例如在基板係一晶圓之情況中，可檢查添加至晶圓之半導體晶圓之品質)或檢查基板之潔淨度。經移除基板24可或可不再插回至容器10中。若經移除基板24要再插入，則再插入可透過後開口32或甚至經由前開口28發生。在一些實施例中，一基板24可經由後開口32插入至容器10中，其中該基板24先前未自容器10移除(經由後開口32或前開口28)。例如，一晶圓可經由後開口32插入至容器中。
繼續參考圖1及圖5，在一個實施例中，容器10可經組態使得第一數目個半導體基板24可經由前開口28自內部空間22移除及插入至內部空間22中，而第二數目個半導體基板24可經由後開口32自內部空間22移除及插入至內部空間22中，其中基板之第一數目大於基板之第二數目。例如，在其中容器10經組態以固持最多24個基板24之一非限制性實例中，24個基板24可經由前開口插入至內部空間22中及自內部空間22移除，而僅22個基板24可經由後開口32自內部空間22移除及插入至內部空間22中。然而，在容器10之其他設計中，相同數目個基板24可經由前開口28及經由後開口32插入及移除。
本申請案中揭示之實例在所有方面皆應被視為具繪示性而非限制性。本發明之範疇由隨附發明申請專利範圍而非以上描述指示；且意欲在其中涵蓋發明申請專利範圍之等效含義及範圍內之所有變化。
10:半導體基板攜載容器 12:容器殼體 14:第一側壁 16:第二側壁 18:頂壁 20:底壁 22:內部空間 24:半導體基板 26:前部 28:前開口 30:後部 32:後開口 34:機器介面板 40:蓋 42:支撐凸耳 42a:右支撐凸耳 42b:左支撐凸耳 44:前部分 46:後部分 48:擋塊 50:水平凸耳部分 52:垂直凸耳部分 54:定位墊 60:頂部邊緣 62:底部邊緣 64:間隙/空間 70:上保持特徵 72:邊緣 74:部分 76:下保持特徵 78:保持特徵 80:側保持特徵 82:側保持特徵 84:狹槽 D:距離 W O:寬度 W S:寬度
圖1係具有一後開口之一半導體基板攜載容器之一後透視圖。
圖2係類似於圖1但展示在容器上適當覆蓋後開口之一選用可移除蓋之一後透視圖。
圖3係其中已移除蓋之容器之一後視圖。
圖4係含於圖3之圓圈4中之部分之一詳圖。
圖5係容器之內部及含於內部空間中之一半導體基板之一俯視圖。
圖6係含於圖5之圓圈6中之部分之一詳圖。
圖7係容器之內部空間中之基板支撐凸耳之特寫側視圖。
圖8係自容器移除之圖2之可移除蓋之一俯視圖。
圖9係可移除蓋之內側之一端視圖。
10:半導體基板攜載容器
12:容器殼體
14:第一側壁
16:第二側壁
18:頂壁
20:底壁
22:內部空間
24:半導體基板
26:前部
30:後部
32:後開口
34:機器介面板
42:支撐凸耳
72:邊緣
74:部分
78:保持特徵

Claims (14)

  1. 一種半導體基板攜載容器，其包括：一容器殼體，其具有複數個壁、一前部及一後部，該複數個壁界定經設定大小以能夠在其中接收複數個半導體基板之一內部空間；一前開口，其在該容器殼體之該前部處且一半導體基板能夠透過其自該內部空間移除及插入至該內部空間中；及一後開口，其在該容器殼體之該後部處且半導體基板能夠透過其自該內部空間移除及插入至該內部空間中。
  2. 如請求項1之半導體基板攜載容器，其中該複數個壁包含相對側壁，且該半導體基板攜載容器進一步包括在該內部空間內且附接至該容器殼體之該等相對側壁之複數對相對支撐凸耳，各對相對支撐凸耳經組態以將一半導體基板支撐於該內部空間中。
  3. 如請求項1之半導體基板攜載容器，其進一步包括與該容器殼體相關聯之一蓋，該蓋具有其中該蓋附接至該容器殼體且覆蓋該後開口之一第一位置及其中該蓋不覆蓋該後開口之一第二位置，且當該蓋處於該第二位置時，一半導體基板可透過該後開口自該內部空間移除或插入至該內部空間中。
  4. 如請求項1之半導體基板攜載容器，其中該半導體基板攜載容器經組態以允許第一數目個半導體基板經由該前開口自該內部空間移除及插入至 該內部空間中且經組態以允許第二數目個半導體基板經由該後開口自該內部空間移除及插入至該內部空間中，且半導體基板之該第一數目大於半導體基板之該第二數目。
  5. 如請求項1之半導體基板攜載容器，其中該半導體基板攜載容器包括一前開式晶圓傳送盒。
  6. 如請求項1之半導體基板攜載容器，其中該半導體基板包括晶圓或平板。
  7. 一種前開式晶圓傳送盒，其包括：一殼體，其具有一前開口及一內部空間；一後開口，其在該殼體之一後部處與該前開口相對且一半導體基板能夠透過其自該內部空間移除及插入至該內部空間中；複數對相對支撐凸耳，其等在該內部空間內且附接至該殼體之側壁，各對相對支撐凸耳經組態以將一半導體基板支撐於該內部空間中。
  8. 如請求項7之前開式晶圓傳送盒，其中各支撐凸耳包括一前部分及一後部分，且各對之該等相對支撐凸耳之該等後部分之至少一者包含可與一半導體基板接合以限制該半導體基板插入至該內部空間中之一擋塊。
  9. 如請求項7之前開式晶圓傳送盒，其中各支撐凸耳包括一水平凸耳部分及自該水平凸耳部分向上延伸之一垂直凸耳部分，且該前開式晶圓傳送 盒進一步包括該水平凸耳部分上之複數個半導體基板定位墊。
  10. 如請求項7之前開式晶圓傳送盒，其進一步包括與該殼體相關聯之一蓋，該蓋具有其中該蓋附接至該殼體且覆蓋該後開口之一第一位置及其中該蓋不覆蓋該後開口之一第二位置，且當該蓋處於該第二位置時，一半導體基板可透過該後開口自該內部空間移除或插入至該內部空間中。
  11. 一種自一半導體基板攜載容器移除一半導體基板或將該半導體基板插入該半導體基板攜載容器之方法，其包括透過該半導體基板攜載容器之一後部處之一後開口自該半導體基板攜載容器之一內部空間移除該半導體基板或將該半導體基板插入至該內部空間中，該後開口相對於該半導體基板攜載容器之一前開口定位。
  12. 如請求項11之方法，其進一步包括在透過該後開口自該內部空間移除該半導體基板或將該半導體基板插入至該內部空間中期間在該內部空間內垂直移動該半導體基板。
  13. 如請求項11之方法，其中該半導體基板攜載容器包括一前開式晶圓傳送盒。
  14. 如請求項11之方法，其進一步包括：在至少一個分析之後，透過該後開口將該經移除半導體基板再插回至該半導體基板攜載容器中。
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