TWM500982U - 基板收納容器 - Google Patents

Description

基板收納容器

本創作係關於一種基板收納容器，特別係指一種藉由環繞其盒體內周緣所設之C型齒肋部，配合其特殊之縱、橫向比的結構設計，令收納於其內之薄化基板能夠更平坦，不會因重力而產生過大之向下、向外垂量或翹曲量的基板收納容器。。

近年來，電子相關產業的高度發展以及人們對電子產品輕薄短小的要求日益增加，故而作為積體電路基礎的半導體製程也越趨重要。一般半導體晶圓片在成為可用之積體電路(IC)之前，必須經過如擴散、印刻、蝕刻、光罩、或讀取晶圓片刻號等近百道製程，且目前積體電路製程已進入深次微米的階段，故環境潔度的要求更為嚴苛，但若要將整個工作環境的潔淨度提昇到較高的等級，則投入的成本將會暴增且效益不高。因此，一般係於製程設備週圍設一潔淨度較高之生產空間，而整體之工作環境則採用一般潔淨度即可。故必須使用內部可承載複數個晶圓片(wafer)之晶圓盒(即SMIF Pod、FOSB或FOUP)來進行晶圓片在各生產區塊之工作站、儲存櫃或晶圓製程所需之高潔淨度與一般工作環境之一般潔淨度之間移 動、儲存與傳送的工作，以進行各晶圓片在半導體各製作步驟所需之相關製程。

按，一般習用之前開式晶圓盒，請參閱第1圖所示之剖面，其盒體10係由兩側壁11、12，連結該兩側壁的一後壁13，與一上壁及一下壁(未標示)所構成者，以形成一容置空間而收納基板20(以虛線表示者)，且在該盒體10之前方設有一開口(未標示)以供基板進出該盒體10，並在對應該盒體10之開口設有一門板17以閉合該盒體10之開口並使該盒體10內部保持適當之氣密性，且在該側壁11、12內表面分別設有複數片相互平行且對向之側向齒肋片110、120，而在後壁13的兩側分別設有複數片相互平行之後向齒肋片131、132，藉由四個位置之齒肋片以供每塊基板20可穩固置放於該晶圓盒體內部。

然，IC的矽晶圓基板至今往逐漸薄型化之趨勢發展，其厚度由0.7厘米逐漸縮小至200微米或甚至更小，而在晶圓盒內卡設薄化基板20的齒肋片間之溝槽間距(約5mm)不變下，請再參閱第1圖所示，薄化基板20會因該等齒肋片110、120、131、132的結構，而使該薄化基板20產生向下或向外之垂量或翹曲量過大，導致在製程中取放基板20之機械手臂，容易碰撞到該基板20，而造成該基板20破損，亦即薄化晶圓片容易因垂量過大而被機械手臂取放行程所干涉，進而使破片的風險大增。

由此可見，上述業界習用前開式晶圓盒之齒肋結構仍有諸多缺失，實非一良善之設計者，而亟待加以改良。

有鑑於此，本案創作人本於多年從事相關產品之 製造開發與設計經驗，針對上述之目標，詳加設計與審慎評估後，終得一確具實用性之本創作。

本創作之主要目的，在於提供一種基板收納容器，係藉由環繞其盒體內周緣之多個垂直排列之C型齒肋部的設置，並配合此每一C型齒肋部具有特殊之縱、橫向比的結構設計，令收納於其內之薄化基板能夠更平坦，且所產生之向下或向外的垂量或翹曲量不超過C型齒肋部間的間距，據此大幅降低薄化基板破片的風險。

為達上述目的，本創作所揭示之基板收納容器，主要包括有：一本體、一門體及複數齒肋部；其中，該本體具有一容置空間與一開口，該容置空間用以收納多個薄化基板，而此薄化基板之厚度至多達200微米；該門體係用以蓋合該本體之該開口，藉以在該容置空間內形成一適當之氣密性；該些齒肋部係環繞該本體之內周緣而呈現C型開口且齒肋部之間係大致以垂直間隔相互對齊而設立者，藉以水平支撐該些薄化基板，而該每一齒肋部在靠近該C型開口的兩側端各設有一往該容置空間內突伸之延伸部，該每一齒肋部具有一自該延伸部最外緣至該齒肋部最內緣的縱向延伸長；且該每一齒肋部具有一較窄之橫向開口寬；其中，該每一齒肋部具有一縱向比介於0.85與1.0之間，而該縱向比係定義為該齒肋部之縱向延伸長與該薄化基板之直徑的比值，藉此確保該薄化基板向外之翹曲量不超過該些齒肋部之間垂直間隔的間距；其中，該每一齒肋部具有一橫向比介於0.6與0.7之間，而該橫向比係定義為該齒肋部之較窄之橫向開口寬與該薄化基板之直徑的比值，藉此確保該薄化基板向內(或向下)之翹曲量不超過該些齒肋部之間垂直間隔的間距。。

為便 貴審查委員能對本創作之目的、形狀、構造裝置特徵及其功效，做更進一步之認識與瞭解，茲舉實施例配合圖式，詳細說明如下：

(習用)

10‧‧‧盒體

11、12‧‧‧側壁

13‧‧‧後壁

17‧‧‧門板

110、120‧‧‧側向齒肋片

131、132‧‧‧後向齒肋片

(本創作)

30‧‧‧本體

40‧‧‧門體

50‧‧‧齒肋部

31、32‧‧‧側壁

33‧‧‧頂面

34‧‧‧底面

35‧‧‧開口

36‧‧‧後壁

37‧‧‧支撐肋

38‧‧‧容置空間

20‧‧‧基板

41‧‧‧扣合機構

51‧‧‧凹陷段差

52‧‧‧延伸部

W_R ‧‧‧橫向突伸長

L‧‧‧縱向延伸長

W_N ‧‧‧較窄橫向開口寬

D‧‧‧薄化基板之直徑

T‧‧‧厚度

301‧‧‧進氣埠

302‧‧‧出氣埠

3401‧‧‧運動耦合部

341‧‧‧凹接部

360‧‧‧導槽

361‧‧‧提把部

第1圖為習用基板收納容器之俯視剖面圖。

第2圖為本創作基板收納容器之立體外觀圖。

第3圖為本創作基板收納容器之使用示意圖。。

第4圖為本創作基板收納容器之本體與齒肋部之示意圖。

第5圖為本創作基板收納容器之齒肋部縱向比之示意圖。

第6圖為本創作基板收納容器之齒肋部橫向比之示意圖。

第7圖為本創作基板收納容器之齒肋部(尚未接合於支撐肋之前)之外觀示意圖。

第8圖為本創作基板收納容器之複數齒肋部(尚未接合於支撐肋之前)之示意圖。

第9圖為本創作基板收納容器之支撐肋與齒肋部之結合示意圖。

第10A圖為本創作基板收納容器之可拆卸式後壁於組裝過程中的示意圖。

第10B圖為第10A圖於組裝過程中本體的示意圖。

第10C圖為兩個基板收納容器堆疊的示意圖。

第11圖為本創作基板收納容器底部具有運動耦合 部的示意圖。

根據本創作的第一實施例，乃有關一種「基板收納容器」，請參閱第2、3、4圖所示，此基板收納容器，係用以收納厚度不超過200微米之薄化基板20，其主要包括有：一本體30、一門體40(虛線表示)及複數齒肋部50。

其中，該本體30可為一底開式或前開式晶圓盒(Front Opening Unified Pod，簡稱FOUP)之中空盒體，為了說明起見，係以前開式晶圓盒為主，此本體30係由一對左右側壁31、32及相鄰該對側壁31、32之相向一頂面33及一底面34所組成，並於一側邊形成一前向之開口35，而相對該開口35之另一面形成一後壁36以連接該對左右側壁31、32，且在該本體30之兩側壁31、32分別設置彼此垂直對齊之複數對左右支撐肋37(如第9圖所示)，該本體30內具有一容置空間38，經由該開口35以將多個一般或薄化基板20(如：矽晶圓)水平置入該容置空間38中，使該容置空間38水平收納多個垂直排列之基板20。

請再參閱第2圖，該門體40係用以蓋合該本體30之開口35，並藉由其扣合機構41(虛線表示)之閂鎖機制以將該門體40緊密扣合該開口35，使該容置空間38呈密封狀態，確保外界之微塵不會進入，藉以保持收納薄化基板20之該容置空間38內所需的潔淨度。

請再參閱第3圖，上述各齒肋部50外緣係環繞該本體30之整個內周緣且在其中央部位靠近該開口35而呈現C型開口，且各齒肋部50彼此間大致以垂直間隔相互對齊之，並 連接在對應上述各對左右支撐肋37之上，也就是在每一水平位置上之齒肋部50搭配一對相對應之左右支撐肋37，其中在該每一齒肋部50的下表面凹設有一部份之凹陷段差51(如第7、8圖所示)，使該每一齒肋部50於其兩側之特定水平位置之凹陷段差51分別接合對應之該支撐肋37的上表面(如第9圖所示)，藉以水平支撐該些薄化基板20，其中此接合之結構可以是黏附、焊接、螺固、卡固或一體射出成型等方式。進一步在該每一齒肋部50靠近該C型開口的兩側端前沿各設有一往該容置空間38內突伸之延伸部52，如第4圖所示。該延伸部52最外緣具有一橫向突伸長W_R ，且該每一齒肋部50在其前沿開口處具有一較窄橫向開口寬W_N ，如第6圖所示。該每一齒肋部50具有一自該延伸部52最外緣至該齒肋部50最內緣的縱向延伸長L，如第5圖所示。此外，為避免齒肋部50與支撐肋37之間因高溫或撓曲而生斷裂之現象，亦可將兩者採以一體成形之結構設計。

請再參閱第5圖，藉由在該每一齒肋部50左右側之延伸部52往外(即往開口方向)縱向突伸一特定長度(其與薄化基板20之直徑D相互平行)，使得該每一齒肋部50具有一縱向比介於0.85與1.0之間，其中該縱向比係定義為該齒肋部50之縱向延伸長L與該薄化基板20之直徑D的比值，據此確保當該薄化基板20置於該齒肋部50時，其往外之翹曲量不超過該些齒肋部50之間垂直間隔的間距，其中該間距至少達20厘米。

請再參閱第6圖，藉由在該每一齒肋部50左右側之延伸部52往內(對垂直於門體之基板中心軸線而言)橫向突伸一特定寬度(橫向突伸長W_R )，使得該每一齒肋部50具有一橫 向比介於0.6與0.7之間，其中該橫向比係定義為該齒肋部50之較窄橫向開口寬W_N 與該薄化基板20直徑D的比值，據此確保該薄化基板20往內之翹曲量不超過該些齒肋部50之間垂直間隔的間距，其中該間距至少達20厘米。

藉上述構件之組成，使用時，透過該每一齒肋部50具有一縱向比介於0.85與1.0之間或且同時具有一橫向比介於0.6與0.7之間的尺寸設計，令收納於該本體30之該容置空間38內之薄化基板20能夠更平坦，不會產生過大之下垂量，例如：不超過該些齒肋部50之間垂直間距，藉以避免因下垂量過大，導致取放薄化基板20之機械手臂，容易碰撞到該薄化基板20之下垂部分，而造成該薄化基板20之破損。

請再參閱第7圖所示，該每一齒肋部50之整體內周緣具有大致相同之厚度T，不同於習知齒肋之厚度在其中央部位漸薄的結構，可有效強化其水平支撐剛性。

請參閱第10A-10B圖，該本體30之後壁36係為可拆卸式結構，藉由在該左右側壁31、32之側端設有由一對導軌所構成之導槽360，以供該後壁36可拆卸式置入或移除，進而使該基板收納容器之本體30於清洗烘乾時，藉移除該後壁36而形成相對該本體30之該開口35的另一開口，致清洗液更易排除而不殘留於內，且烘乾之熱氣可於該前開式容器內快速對流。此外，請參閱第10C圖，下方基板收納容器之後壁36上緣設有一提把部361，用以對應上方基板收納容器之底面34所設的一凹接部341，而可將多個基板收納容器以垂直方向堆疊置放。此外，可拆卸式後壁36可使用透明材質，以利操作員在進行清洗烘乾該本體30時，可隨時觀察之。

請再參閱第2、3、4圖所示，該本體30內可容置 該些薄化基板20的數目不超過13，即相較於習知晶圓厚度300厘米且可收納25片之前開式晶圓盒而言，譬如可藉由抽調一半保留一半齒肋數的方式，藉以增大齒肋之間垂直間距，以此為例，則齒肋數為12或13，故可容置薄化基板20的數目為12或13。

請再參閱第2、3、4圖所示，該等齒肋部50之間垂直間距至少達20厘米，相同於上述薄化基板20的數目不超過13的例子，譬如當抽調一半保留一半齒肋數的方式，則原來可水平容納25片之晶圓盒本有10厘米之齒肋間距，將增大為20厘米。

請再參閱第2圖所示，該本體30內更進一步設有一進氣埠301及一出氣埠302，其中該進氣埠301與該出氣埠302鄰近該本體30之開口35，且分別相鄰該本體30之兩側壁32、31，可使清淨空氣藉由該進氣埠301而進入容置空間38且藉由該出氣埠302而使容置空間38之帶有微塵空氣排出，據此使該容置空間38中的空氣循環，以將該等薄化基板20表面上沾附微塵帶走。

如上所述，該等齒肋部50所用之材質，具有靜電消散的功效。請參閱第11圖，該基板收納容器在其底面34進一步包含三個具有凹面之運動耦合部340，該基板收納容器係收納複數個第一直徑晶圓(未繪示)，藉由該運動耦合部340的三點定位適當調整而使該基板收納容器可耦合至用以處理第二直徑晶圓之機台介面(未繪示)，其中第一直徑係小於第二直徑，例如：第一直徑為8吋，而第二直徑為12吋，可有效解決傳統適合較小尺寸(如8吋)之晶圓盒無法直接用在適合較大尺寸(如12吋)之晶圓加工設備的耦合界 接介面。

由以上詳細說明，可使熟知本項技藝者明瞭本創作的確可達成前述目的，實以符合專利法之規定，爰提出專利申請。惟以上所述之前開式晶圓盒，僅為本創作之較佳實施例而已，換言之，本創作實施之範圍亦可適用於底開式晶圓盒或其他用於半導體領域之基板收納容器；故，凡依本創作申請專利範圍及新型說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆應屬本創作專利涵蓋之範圍內。

30‧‧‧本體

31、32‧‧‧二側壁

33‧‧‧頂面

34‧‧‧底面

36‧‧‧後壁

38‧‧‧容置空間

40‧‧‧門體

41‧‧‧扣合機構

301‧‧‧進氣埠

50‧‧‧齒肋部

302‧‧‧出氣埠

Claims (20)

1. 一種基板收納容器，包括有：一本體，該本體具有一容置空間與一開口，該容置空間用以收納多個薄化基板；一門體，用以蓋合該本體之該開口；及複數齒肋部，係環繞該本體之內周緣而呈現C型開口且彼此間大致以垂直間隔相互對齊而設立者，藉以支撐該些薄化基板，而該每一齒肋部在靠近該C型開口的兩側端各設有一往該容置空間突伸之延伸部，該每一齒肋部具有一自該延伸部最外緣至該齒肋部最內緣的縱向延伸長；其中，該每一齒肋部具有一縱向比介於0.85與1.0之間，藉此確保該薄化基板向外之翹曲量不超過該些齒肋部之間垂直間隔的間距，該縱向比係定義為該齒肋部之縱向延伸長與該薄化基板之直徑的比值。
2. 如申請專利範圍第1項之基板收納容器，其中該每一齒肋部之內周緣具有大致相同之厚度，且具有靜電消散的功效。
3. 如申請專利範圍第1項之基板收納容器，其中在相鄰該本體開口之兩相對側壁分別設有複數支撐肋，使得每對支撐肋對應該每一齒肋部，且該每對支撐肋與該每一齒肋部之間係一體成型者。
4. 如申請專利範圍第3項之基板收納容器，其中在該每一齒肋部兩側的部份下表面分別進一步凹設一凹陷段差，以對應容置該每對支撐肋。
5. 如申請專利範圍第1項之基板收納容器，其中該薄化基板具有一厚度不大於200微米，而該基板收納容器係屬一前開式容器且該本體進一步具有一可拆卸之後壁，使得該基板收納容器於清洗後烘乾時，藉由移除該後壁而形成相對該門體之該開口的另一開口，致烘乾之熱氣可於該前開式容器內快速對流。
6. 如申請專利範圍第5項之基板收納容器，其中該本體內可容置該些薄化基板的數目不超過13，且該些齒肋部之間垂直間距至少達20厘米。
7. 如申請專利範圍第1項之基板收納容器，進一步在其底部包含一運動耦合部，該基板收納容器係收納複數個第一直徑晶圓，藉由該運動耦合部使該基板收納容器耦合至用以處理第二直徑晶圓之機台介面，其中第一直徑係小於第二直徑。
8. 如申請專利範圍第1項之基板收納容器，其中該本體內更進一步設有一進氣埠及一出氣埠，其中該進氣埠與該出氣埠相鄰該本體之開口，且分別相鄰該本體之兩側壁。
9. 如申請專利範圍第8項之基板收納容器，其中該基板收納容器屬於前開式容器，且其本體進一步具有一可拆卸之 後壁，使得該基板收納容器於清洗後烘乾時，藉由移除該後壁而形成相對該門體之該開口的另一開口，致烘乾之熱氣可於該前開式容器內快速對流。
10. 一種基板收納容器，包括有：一本體，該本體具有一容置空間與一開口，該容置空間用以收納多個薄化基板；一門體，用以蓋合該本體之該開口；及複數齒肋部，係環繞該本體之內周緣而呈現C型開口且彼此間大致以垂直間隔相互對齊而設立者，藉以支撐該些薄化基板，而該每一齒肋部在靠近該C型開口的兩側端各設有一往內突伸之延伸部，藉由該對相向之延伸部而使該每一齒肋部具有一較窄橫向開口寬；其中，該每一齒肋部具有一橫向比介於0.6與0.7之間，藉此確保該薄化基板向內之翹曲量不超過該些齒肋部之間垂直間隔的間距，該橫向比係定義為該齒肋部之該較窄橫向開口寬與該薄化基板之直徑的比值。
11. 如申請專利範圍第10項之基板收納容器，其中該每一齒肋部之內周緣具有大致相同之厚度，且在該基板收納容器之底部進一步包含一運動耦合部，而該基板收納容器係收納複數個第一直徑晶圓，藉由該運動耦合部使該基板收納容器耦合至用以處理第二直徑晶圓之機台介面，其中第一直 徑係小於第二直徑。
12. 如申請專利範圍第10項之基板收納容器，其中在相鄰該本體開口之兩相對側壁分別設有複數支撐肋，使得每對支撐肋對應該每一齒肋部，且該每對支撐肋與該每一齒肋部之間係一體成型者。
13. 如申請專利範圍第12項之基板收納容器，其中在該每一齒肋部兩側的部份下表面分別進一步凹設一凹陷段差，以對應容置該每對支撐肋。
14. 如申請專利範圍第10項之基板收納容器，其中該本體內更進一步設有一進氣埠及一出氣埠，其中該進氣埠與該出氣埠相鄰該本體之開口，且分別相鄰該本體之兩側壁，且該基板收納容器係屬一前開式容器，其本體進一步具有一可拆卸之後壁，使得該基板收納容器於清洗後烘乾時，藉由移除該後壁而形成相對該門體之該開口的另一開口，致烘乾之熱氣可於該前開式容器內快速對流，且該後壁之上緣設有一提把部，用以對應一凹接部，以將多個基板收納容器堆疊置放。
15. 一種基板收納容器，包括有：一本體，該本體具有一容置空間與一開口，該容置空間用以收納多個薄化基板；一門體，用以蓋合該本體之該開口；及複數齒肋部，係環繞該本體之內周緣而呈現C型開口且彼 此間大致以垂直間隔相互對齊而設立者，藉以支撐該些薄化基板，而該每一齒肋部在靠近該C型開口的兩側端各設有一往內突伸之延伸部，該每一齒肋部具有一自該延伸部最外緣至該齒肋部最內緣的縱向延伸長；且該每一齒肋部具有一較窄橫向開口寬；其中，該每一齒肋部具有一縱向比介於0.85與1.0之間，藉此確保該薄化基板向外之翹曲量不超過該些齒肋部之間垂直間隔的間距，該縱向比係定義為該齒肋部之縱向延伸長與該薄化基板之直徑的比值；其中，該每一齒肋部具有一橫向比介於0.6與0.7之間，藉此確保該薄化基板向內之翹曲量不超過該些齒肋部之間垂直間隔的間距，該橫向比係定義為該齒肋部之該較窄橫向開口寬與該薄化基板之直徑的比值。
16. 如申請專利範圍第15項之基板收納容器，其中該每一齒肋部之內周緣具有大致相同之厚度，且在該基板收納容器之底部進一步包含一運動耦合部，而該基板收納容器係收納複數個第一直徑晶圓，藉由該運動耦合部使該基板收納容器耦合至用以處理第二直徑晶圓之機台介面，其中第一直徑係小於第二直徑。
17. 如申請專利範圍第16項之基板收納容器，其中在相鄰該本體開口之兩相對側壁分別設有複數支撐肋，使 得每對支撐肋對應接合該每一齒肋部，且該每對支撐肋與該每一齒肋部之間係一體成型者。
18. 如申請專利範圍第17項之基板收納容器，其中在該每一齒肋部兩側的部份下表面分別進一步凹設一凹陷段差，以對應容置該每對支撐肋。
19. 如申請專利範圍第18項之基板收納容器，其中該本體內更進一步設有一進氣埠及一出氣埠，其中該進氣埠與該出氣埠相鄰該本體之開口且分別相鄰該本體之兩側壁，且該基板收納容器係屬一前開式容器，其本體進一步具有一可拆卸之後壁，使得該基板收納容器於清洗後烘乾時，藉由移除該後壁而形成相對該門體之該開口的另一開口，致烘乾之熱氣可於該前開式容器內快速對流，且該後壁之上緣設有一提把部，用以對應一凹接部，以將多個基板收納容器堆疊置放。
20. 一種基板收納容器，包含一本體與一門體，該本體包括有一對相向之側壁、一頂面、一底面及一後壁，該頂面與該底面係連接該對側壁，並於相向該後壁形成一前向開口，而該門體緊密扣合該開口且該本體之內部具有一容置空間，進一步分別在該對側壁之內表面設置彼此垂直對齊之複數齒肋部以在該容置空間內水平收納複數個垂直排列之第一直徑之晶圓，其中該後壁係藉由一導槽以供其可活動地置入或移除，且該本體之底部設有一運動耦合部，而藉由該運動耦合部使該基板收納容器耦合至用以處理第二直徑之晶圓的機台介面，其中該第一直徑係小於該第二直徑。