用於半導體晶片盤和類似物品的模塊式載體的製作方法
2023-05-30 20:05:46 1
專利名稱：用於半導體晶片盤和類似物品的模塊式載體的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種被構造成用於存放半導體晶片盤、膠片幀或者類似物品的容器或者載體。尤其是，本發明涉及一種通用的模塊式載體或者容器系統，用於在生產過程中容納和精確地定位半導體晶片盤、膠片幀或者類似物品，這種模塊式承載系統包括一個外框架，該外框架可以被連附到一個殼體部分上和從該殼體部分上拆卸下來，並且在其上連接有一個製造工藝附件。
背景技術：
將晶片盤加工成集成電路晶片會涉及許多步驟，在這些步驟中晶片盤需要被反覆處理、存儲和輸送。由於這些晶片盤非常精密並且價值很高，所以重要的是在整個生產過程中適當地防止它們遭受損壞或者粒子以及其它汙染。晶片載體的一種用途是提供這種防護。
為了滿足各種需求，載體已經具有各種形狀和尺寸。常用類型的載體是SMIF、FOUP、FOSB以及膠片幀載體。這些以及其它類型的載體、運輸裝置或者莢狀容器可以被構造成用於接收半導體晶片盤、膠片幀以及類似的電子器件。所述載體通常被構造和設置成可封閉的外殼，具有一個主體和一個門，所述門用於覆蓋住所述主體上的開口或者孔口，晶片盤通過所述開口或者孔口被插入到所述殼體的內部中或者從所述殼體的內部取出。
由於許多利用半導體晶片盤和類似物品的製造工藝均實現了自動化，所以載體提供了用於適應和優化自動化工藝以及其它工藝的部件或者附件。這些附件包括機器接口、導板、動態聯結器、自動操縱法蘭(robotic flanges)以及各種類型的標記、跟蹤以及信息提供裝置。此外，由於載體通常也被人工操作，所以需要人工操作把手。美國專利No.621687公開了一種用於自動化半導體器件操作中使用的晶片載體，在此通過引用結合入本發明。美國專利No.5944194公開一種基片載體，而美國專利No.6164664公開了一種動態聯結器，用於將一個莢狀載體連附到一個表面上，這兩篇美國專利也在此通過引用結合入本發明。
前述載體的一個缺點在於，由於附件被連附在用於晶片盤的外殼上，所以製造工藝必須具有許多載體，這些載體分別被設計成用於特定的用途或者製造工藝，或者具有一個較為「通用」的載體，該載體具有多個設於其上的附件，這些附件中的某些或者許多並不用於特殊的製造工藝。作為任一前述問題的後果，成本會過高，在工藝步驟中過多的附件有可能導致不方便，並且當殼體無用時附件與殼體一同被丟棄。其它也許在某些工藝步驟中不必要的載體部件示例在美國專利No.5711427和No.5785186中披露開。
因此，如果具有這樣一種承載系統，即附件可以被連附到所述殼體上的預定位置處和從所述殼體上的預定位置處拆卸下來，將是有益的，其中所述預定位置適合於並且有助於自動化製造工藝。
發明內容
一種模塊式承載系統，使用了一個殼體部分來容納半導體晶片盤或者類似物品。該模塊式承載系統使用了一個外框架，該外框架帶有連附在其上的附件，從而使得各個殼體部分可以具有多種附件構造，並且當所述殼體部分被丟棄時這些附件可以被回收再利用。
本發明優選實施例的一個目的和優點在於，提供一種晶片載體和用於組裝該載體的方法，它們滿足了前述需求。
本發明優選實施例的另外一個目的和優點在於，提供一種殼體部分，該殼體部分可以用作一個運輸裝置，並且可以輕易地、低成本地具有自動化部件和附加於其上的人工操作把手，來使得所述載體在製造工藝中更為通用和有用。
本發明優選實施例的另外一個目的和優點在於，提供一種具有較低組裝成本的模塊式晶片載體。
本發明優選實施例的另外一個目的和優點在於，提供一種模塊式晶片載體，其能夠與現有的製造機器和/或自動化設備協同工作。
本發明優選實施例的另外一個目的和優點在於，在預定次數使用之後，殼體部分可以被丟棄，而保留所述自動化部件和人工操作把手。
用於容納半導體晶片盤和類似物品的模塊式承載系統的優選實施例，包括一個殼體部分、一個外框架以及至少一個製造工藝附件。殼體部分進一步包括一個主體，該主體具有外表面、內部以及孔口，晶片盤可以穿過所述孔口被插入到所述主體的內部中或者從所述主體的內部取出，和一個與主體協同工作的門，由此相對於所述主體確定所述門的打開位置和閉合位置，從而使得當所述門處於打開位置時晶片盤可以被插入到所述主體的內部中和從所述主體的內部取出，而當所述門處於閉合位置時所述孔口被封閉起來。外框架可以具有多個公知名稱，比如表皮、外骨架、鞍座(saddle)、適配器。其以預定的構造至少部分地環繞或者包裹住所述殼體部分，從而使得該承載系統與自動化製造工藝附件或者製造系統協同工作，並且可以增強所述自動化製造工藝附件或者製造系統。通過使用一個框架，至少一個製造工藝附件可以被合適地定位於和連接在所述外框架上，從而使得其可以被用於合適的製造工藝附件步驟中並且被回收再利用，而不是伴隨所述殼體部分或者與所述殼體部分一起被處置。附件可以被永久地連附在框架上，或者可以被連附在所述框架上和從所述框架上拆卸下來。框架可以被連附在所述殼體部分上和從所述殼體部分上拆卸下來。附件也可以被連附在所述殼體部分上，來使得使用者在其所需的時候獲得一種最佳布置。
在工作過程中，一種製造半導體晶片盤和類似物品的方法包括提供一個模塊式承載系統，該模塊式承載系統包括一個殼體部分，該殼體部分具有一個門和一個主體，該主體具有一個孔口、一個內部以及一個外框架，以及至少一個製造工藝附件；將所述外框架連附到所述殼體部分上；將所述至少一個製造工藝附件連接到所述外框架上；提供至少一個半導體晶片盤；將所述至少一個晶片盤插入到所述主體的內部；以及利用所述門封閉住所述主體上的孔口。本技術領域中那些熟練技術人員將會明白，這些步驟也可以以其它順序高效執行。
圖1是一個根據本發明的模塊式承載系統優選實施例的平面俯視圖。
圖2是圖1中所示模塊式承載系統的分解視圖。
圖3是一個根據本發明的外框架替代實施例的透視圖。
圖4是一個根據本發明的外框架第二替代實施例的透視圖。
圖5是一個根據本發明的外框架第三替代實施例的透視圖。
具體實施例方式
本優選實施例涉及一種根據本發明的模塊式承載系統。該承載系統可以被用來容納和防護半導體晶片盤、膠片幀以及類似物品。因此，本發明的範圍涵蓋所有可以在莢狀容器中進行運送或者運輸的基片。如圖1-2中所示，模塊式承載系統20由一個殼體部分30、一個外框架70以及至少一個製造工藝附件80組成。殼體部分30進一步包括一個主體50和一個門60。所述主體具有內表面32、內部34、外表面36以及一個位於外表面36上的隆起部38。主體50的內部34被構造和設置成使得諸如晶片盤或者膠片幀這樣的物品可以被以牢固並且相互間隔開的方式容納在該內部34中。在本優選實施例中，比如使用形成於內表面32上的支撐隔板40來實現，這些支撐隔板40以水平方式支撐所述物品。
殼體部分30上的門或者蓋60被連附在主體50上，並且相對於主體50具有一個打開位置和一個閉合位置。門60被構造和設置成在其處於所述閉合位置時從外部封閉住主體50的內部34，而在其處於所述打開位置時允許將物品置入主體50之內或者從主體50內取出。門60具有多個第一卡鎖組件62，這些卡鎖組件62被構造和設置成與主體50上的多個第二卡鎖組件64相匹配，用於將門60連附在主體50上。本技術領域中的那些熟練技術人員將會明白，在不脫離本發明技術構思的條件下，可以使用若干種不同類型的機構將所述門連附在所述主體上。
外框架70可以被構造成一個整體構件，或者其可以利用多個由緊固件72固定在一起的構件組裝而成。外框架70被構造和設置成用於接收一個或者多個製造工藝附件或者部件80，比如人工操作把手81、機器接口、導板、動態聯結器、機械手操作法蘭82、以及各種類型的標記、跟蹤和信息提供裝置83。信息提供裝置83可以包括射頻標籤。在外框架70上可以設置一個存儲袋84，用於盛裝信息提供裝置83。本技術領域中那些熟練技術人員將會明白，根據各種製造工藝附件步驟中的需求，可以在外框架70上的許多不同位置處設置許多其它附件80。這些附件80中的每一個均可以被選擇性地連附在外框架70上或者從外框架70上拆卸下來，用於在製造過程中對載體20進行操作。可選擇地，一個或者多個附件可以被永久性地連附在外框架70上，或者與其整體式構造而成。
外框架70被構造成被連附在殼體部分30上和從殼體部分30上拆卸下來。外框架70被牢固地連附在殼體部分30上，從而使得殼體部分30中的內容物可以在於自動化設備上處理的過程中被合適地定位或者排列。外框架70允許在半導體製造工藝中使用多種殼體部分30，無需必須使用相同數目的附件80。通過降低在所述殼體部分上設置所有必要部件和附件80的必要性，外殼30可以被以較低的成本製造而成。使用一個具有所需附件80的獨立外框架70，也可以通過減少更換具有所有必要附件80的高成本運輸容器的成本而降低製造成本。
殼體部分30可以利用常規緊固方式連附在外框架70上，比如在圖2中示出的幹涉配合或者摩擦配合、螺釘、螺栓或者咬接式緊固裝置。用於晶片載體的咬接式緊固裝置的示例在美國專利No.6038186中公開，在此通過引用將其結合入本發明。
殼體30的外表面36可以具有一個唇部或者隆起部、疙瘩或者凸塊、或者其它突起結構38，來與外框架70協同工作，將殼體部分30定位於外框架70之內。殼體部分30的外表面36可以帶有一個動態聯結器，或者其可以帶有一個如美國專利No.6216874的圖3中所示的導板。在這種情況下，殼體部分30可以如同在所述同一美國專利的圖4中所示那樣具有三個整體式的動態聯結凸肋。外殼30可以由一種適用於半導體製造的塑料比如聚碳酸酯，模製而成。外框架70可以由鋁構造而成。其也可以由填充有石墨的聚碳酸酯或PEEK或者其它合適材料構造而成。
圖3-5示出了外框架的替代實施例。在圖3中，框架170總體上呈倒置的U形，並且在其被正確地連附時，至少部分地覆蓋住所述殼體部分的三個側面。底邊緣172具有導塊、凸緣或者鉤形部174，用於將外框架170固定在所述殼體部分上。在圖4中，外框架270也呈倒置的U形，並且在其被正確地連附時，至少部分地覆蓋住所述殼體部分的三個側面。頂邊緣272帶有導塊、凸緣或者鉤形部274，用於將外框架270固定到所述殼體部分上。外框架270的底表面276具有多個孔口，以允許觸及所述殼體部分上的動態聯結器。在圖5中，外框架370被加工成類似於一根剛性帶或者環狀帶。其它的可能形狀或者構造可以是套筒。
所述門可以被固定在所述主體上，與所述外框架協同工作或者獨立於所述外框架進行工作。通過將所述門定位於所述主體上的孔口上方並且固定住所述卡鎖從而將所述孔口封閉起來而被固定在所述主體上。
儘管在這裡已經描述了模塊式承載系統的優選實施例，但是可以進行多種改變和變型，並且希望本發明的範圍由所附的權利要求加以限定。
權利要求
1.一種用於容納半導體晶片盤和類似物品的模塊式承載系統，該模塊式承載系統包括一個殼體部分，該殼體部分進一步包括一個主體，該主體具有外表面、內表面和一孔口，晶片盤可以通過所述孔口被插入到所述主體的內部和從所述主體的內部取出；和一個門，該門與所述主體協同工作，由此相對於所述主體確定所述門的一打開位置和一閉合位置，從而使得當所述門處於打開位置時晶片盤可以被插入到所述主體的內部和從所述主體的內部取出，而在所述門處於閉合位置時所述孔口被封閉起來；一個外框架，它至少部分地包圍住所述外殼；以及至少一個連接於所述外框架上的製造工藝附件。
2.如權利要求1中所述的模塊式承載系統，其特徵在於所述框架的構造選自於組敞口容器、套筒、U形框以及至少一根環狀帶。
3.如權利要求1中所述的模塊式承載系統，其特徵在於至少一個製造工藝附件被連接在所述殼體部分上。
4.如權利要求1中所述的模塊式承載系統，其特徵在於不同的製造工藝附件可以在不同的時間被連附在所述外框架上的預定位置處。
5.如權利要求1中所述的模塊式承載系統，其特徵在於所述製造工藝附件選自於人工操作手柄、機器接口、導板、動態聯結器、自動操作法蘭以及射頻標籤。
6.如權利要求1中所述的模塊式承載系統，其特徵在於所述主體的外表面具有一個隆起部，用於將所述外框架定位於所述殼體部分上。
7.如權利要求1中所述的模塊式承載系統，其特徵在於所述殼體部分由一種適用於半導體製造工藝的塑料模製而成。
8.如權利要求1中所述的模塊式承載系統，其特徵在於所述外框架由一種材料製成，這種材料選自於鋁、填充有石墨的聚碳酸酯以及PEEK。
9.如權利要求1中所述的模塊式承載系統，其特徵在於所述框架可以被連附在所述殼體部分上和從所述殼體部分上拆卸下來。
10.如權利要求1中所述的模塊式承載系統，其特徵在於所述殼體部分可以被用作一個運輸裝置。
11.一種製造半導體晶片盤和類似物品的方法，包括a)提供一個模塊式承載系統，該模塊式承載系統包括一個殼體部分，該殼體部分具有一個門和一個主體，該主體具有內部和一孔口；一個外框架；以及至少一個製造工藝附件；b)將所述外框架連附到所述殼體部分上；c)將所述至少一個製造工藝附件連接到所述外框架上；d)提供至少一個半導體晶片盤或者類似物件；e)將所述至少一個晶片盤或者物件插入到所述殼體部分的內部中；以及f)利用所述門將所述主體上的孔口封閉起來。
12.一種用於容納半導體晶片盤和類似物品的模塊式承載系統，該承載系統包括一個晶片盤容納裝置，用於在製造過程中容納和防護所述晶片盤；一個外框架裝置，可以被連附在所述晶片盤容納裝置上和從所述晶片盤容納裝置上拆卸下來；以及至少一個被連接在所述外框架裝置上的製造工藝附件。
全文摘要
本發明涉及一種模塊式承載系統(20)，其使用了一個殼體部分(30)來容納半導體晶片盤。一個外框架(70)被連附在所述晶片盤運輸裝置上，同時多個附件(80)可以形成具有不同構造的承載系統。
文檔編號H01L21/673GK1549787SQ02816984
公開日2004年11月24日 申請日期2002年8月27日 優先權日2001年8月27日
發明者J·尼格, J 尼格, R·亨德雷爾, 呂錐 申請人:誠實公司