[发明专利]衬底容器

说明书

相关申请案

本申请案主张2014年8月28日申请的第62/043,297号美国临时申请案及2014年9月11日申请的第62/049,144号美国临时申请案的优先权。两个申请案都以全文引用方式并入本文中。

技术领域

本发明大体上涉及晶片容器及用于使晶片容器及其它衬底容器成型的技术。

背景技术

半导体工业将独特及非常规纯度及抗污要求引入到产品设计及制造工艺的发展及实施中。在组件及组合件的制造、存储及运输中，材料选择是很重要的。

将晶片圆盘加工到集成电路芯片中通常涉及若干步骤，其中圆盘在包含晶片容器的晶片载体中被重复处理、存储及运输。归因于圆盘的精致性质及其极值，贯穿此程序适当地保护其是至关重要的。晶片载体的一个目的是提供此保护。另外，因为晶片圆盘的加工通常是自动的，所以相对于加工设备精确地定位圆盘以用于晶片的机器人移除及插入是必要的。晶片载体的第二目的是在运输期间牢固地固持晶片圆盘。

晶片载体通常经配置以将晶片或圆盘轴向布置于架或狭槽中，且由其外围边缘支撑晶片或圆盘或接近其外围边缘支撑晶片或圆盘。常规地可在朝上的径向方向上或水平地从载体移除晶片或圆盘。载体可具有辅助顶盖、底盖或外壳以围封晶片或圆盘。尽管某些已知晶片托运人可仅具有两个部件：基底及盖，但用于300mm及450mm的大晶片的前开口晶片容器可相当复杂，其具有闩锁系统、分离架及外部安装的处理及机器界面组件、压载系统、传感器及甚至环境控制。此外，当然，大晶片比需要增强的质量控制及保护免受损坏的更小晶片贵得多。

载体及衬底载体的容器(其包含晶片容器)通常由注射成型塑料形成，例如聚碳酸酯(PC)、聚乙烯(PE)、全氟烷氧基(PFA)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、聚醚醚酮(PEEK)、聚丙烯(PP)及其它。存在数种材料特性，其取决于载体类型及争论中的载体的特定部件或组件对晶片载体有用且有利。此类特性包含材料成本及使材料成型中的轻松或困难。下文论述与半导体制造相关联的各种问题，因为其与材料特性有关。通常，某一聚合物将用于一个组件，且另一聚合物用于不同组件。或组件可由两个或两个以上聚合物制成。

在半导体晶片或磁盘的加工期间，颗粒的存在或产生呈现非常显著的污染问题。污染被认为是半导体工业中产率损失的唯一最大原因。随着集成电路的大小已继续减小，可污染集成电路的粒子的大小也已变得更小，从而使污染的最小化成为重中之重。呈粒子形式的污染物可通过磨损产生，例如载体与晶片或圆盘、与载体盖或外壳、与存储机架、与其它载体或与加工设备的摩擦或刮擦。因此，载体的最合意特性是对塑料成型材料的磨损、摩擦或刮擦之后产生的粒子的抵抗力。参见即时应用的所有者的公司前身拥有的第5,780,127号美国专利。所述专利论述与用于晶片载体的此类材料的适用性相关的塑料的各种特性。所述专利出于所有目的以引用方式并入本文中。

载体材料还应具有挥发性组分的最小释气，因为这些挥发性组分可能会离开也构成可损坏晶片及圆盘的污染物的膜。释放污染物的聚合物材料被认为是“脏”材料，且在密闭的晶片密封环境内使用所述聚合物材料会致使污染问题。一种此材料是聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)，且因此，此材料的使用已被限制于晶片载体，尤其是晶片容器。

此外，载体材料必须在载体装载时具有足够的尺寸稳定性，即，刚性。尺寸稳定性对防止损坏晶片或圆盘及最小化晶片或圆盘在载体内的移动是必要的。固持晶片及圆盘的狭槽的公差通常相当小，且载体的任何变形都可直接损坏高度易碎的晶片或增加磨损，且因此在晶片或圆盘被移入载体中、移出载体或移入载体内时产生粒子。尺寸稳定性在载体被装载于某一方向上，例如在于船运期间堆叠载体或在载体与加工设备集成时，也是极其重要的。载体材料还应在存储或清理期间可能遭遇的高温下维持其完整性。

在许多情况下，密闭容器内的晶片的可见性被认为是合意的，且可能是终端用户所需要的。适合于此类容器的透明塑料，例如聚碳酸酯是合意的，这在于此塑料成本低，但此类塑料可能不具有足够的性能特性，例如耐磨性，耐热性，耐化学性，释气密封性，刚性特性，蠕变减少，流体吸收密封性，UV保护及类似物。

特殊聚合物(例如PEEK)的一个主要优点是其耐磨性质。典型的廉价常规塑料在磨损或甚至在与其它材料或物体摩擦时释放微小粒子到空气中。虽然这些粒子通常是裸眼不可见的，但其导致可粘附到正加工的半导体组件的潜在破坏性污染物的引入且到必须控制的环境中。此类特殊热塑形材料聚合物比常规聚合物昂贵得多。