TW201408561A - 具有安裝在門上的運輸緩衝墊的晶圓容器 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種用於運送大直徑晶圓的帶緩衝墊之晶圓容器系統，該系統具有可移除式晶圓緩衝墊。該系統包含：一晶圓容器殼體，該晶圓容器界定一正面開口並包含一後壁、以及複數個晶圓支架，該等晶圓支架界定複數個狹槽；一前門，被設置成於該正面開口處附裝至該晶圓殼體，並界定一正面及一背面；一主晶圓緩衝墊，在該前門之一中心部耦合至該前門之一背面，該主晶圓緩衝墊界定複數個晶圓凹口，該主晶圓緩衝墊之各該凹口係與該等晶圓支架之一狹槽對齊；以及一第一可移除式晶圓緩衝墊，可鄰近該主晶圓緩衝墊而附裝至該前門之該背面，該第一可移除式晶圓緩衝墊界定複數個晶圓接納凹口，該等晶圓接納凹口係與上述凹口以及狹槽對齊。

Description

具有安裝在門上的運輸緩衝墊的晶圓容器

本發明係關於用於例如半導體晶圓等敏感基板之容器，特別係關於用於此等容器之晶圓緩衝墊。

例如電腦晶片等積體電路(integrated circuit；IC)係由半導體晶圓製成。該等晶圓於製作積體電路之製程中經歷大量步驟。此一般需要自一個場所運輸複數個晶圓至另一場所以供進行處理。作為處理程序之一部分，可將晶圓暫時儲存於容器中或於容器中運輸至其他工廠或最終使用者。此類設施內(intra-facility)移動及設施外(extra-facility)移動可產生潛在之晶圓破壞性污染物或物理震動或者使晶圓暴露於潛在之晶圓破壞性污染物或物理震動。為降低此等條件對晶圓之有害影響，已開發出專門容器來最小化污染物之產生以及使晶圓與物理震動隔絕。

塑膠容器被用於在各製程步驟之間運送及儲存晶圓已達數十年之久。此類容器具有嚴格受控之容差，以介接處理設備以及用於運送該等容器之設備/機械手臂。此外，較佳係於此類 塑膠容器中利用無需使用例如螺釘等金屬扣件即可附裝及可移除之組件，乃因金屬扣件於被插入及移除時可導致產生微粒。

用於運送及/或儲存半導體晶圓之容器之附加、所需或可取特性包含輕量化、有剛性、潔淨、氣體排放量有限、以及具有具成本效益之可製造性(cost effective manufacturability)。當容器被封閉時，該等容器使晶圓氣密性地隔離或接近氣密性地隔離。簡言之，此類容器需要保持晶圓潔淨、無污染且不受損壞。另外，載具需在劇烈之自動搬運中保持其性能，此種自動搬運包括藉由位於容器頂部之自動凸緣來提升載具。

前開式晶圓容器已成為用於運送及儲存大直徑300毫米晶圓之行業標準。在此類容器中，前門可閂鎖於一容器部之一門框架內並封閉一正面存取開口，晶圓係經由該正面存取開口藉由機械手臂而插入及移出。當容器裝滿晶圓時，該門被插入至該容器部之門框架中並閂鎖至該門框架。當進行安放時，該門上之緩衝墊(cushion)為晶圓提供向上、向下及向內之約束。

半導體行業如今正趨於使用甚至更大之450毫米直徑之晶圓。直徑更大之晶圓儘管提供成本效益，然而亦具有更大之易碎性(fragibility)、更大之重量，並具有與搬運及儲存該等更大晶圓於由塑膠製成之容器中相關聯之尚未發現之問題。與頂部、底部、側面、正面及背面上之塑膠區域相關聯之偏斜及相關問題加劇，因容器表面之偏斜而使門與門框架間之介面發生不均勻密封及畸變所導致之門密封問題亦加劇。

當在各設施之間運輸晶圓容器時，尤其是當各別地 運輸各容器時，會因晶圓容器可能會受到物理震動而造成一特別的問題。晶圓容器(尤其是用於例如300毫米及450毫米晶圓等大尺寸晶圓之容器)通常被設計成使晶圓被支撐於帶緩衝墊之擱架上，其中每一晶圓之平面皆大致為水平的。然而，當各別地運輸時，晶圓容器可能會被倒置或放置於使晶圓不為水平之位置。另外，在搬運時，容器可能會受到相當大之震動載荷。此等載荷可超過8G並可達到20G或以上，此可使未受到恰當支撐及約束之晶圓破碎。

先前為解決在晶圓容器運送中晶圓破碎之問題而作之嘗試涉及到在密封之晶圓容器之外側提供額外之外部緩衝構件以及包裝。此等先前技術之嘗試獲得了有限之成功，但未完全解決在運送容器時晶圓受損之問題。

因此，業內需要一種在典型運輸條件下能提供更強之抗物理震動性能及更佳之晶圓支撐之晶圓容器。

本發明之實施例即滿足業內對於一種如下晶圓容器之需求：此種晶圓容器在典型運輸條件下提供更強之抗物理震動性能及更佳之晶圓支撐，尤其是當用於450毫米直徑及更大直徑晶圓之容器經受此種問題時。

在一實施例中，在晶圓容器之前門之內表面上，在典型主晶圓緩衝墊之每一側上設置可移除式運輸緩衝墊。此等運輸緩衝墊為容器中之晶圓之前緣提供間隔開之額外支撐。相較先 前技術之晶圓容器，此等運輸緩衝墊使包含所揭露可移除式運輸緩衝墊之晶圓容器之抗物理震動性能提高至二倍或以上。此能降低二次包裝內之緩衝要求並達成SEMI標準E159中所規定之完整自動化功能。

在一實施例中，本發明包含一種用於運送大直徑晶圓的帶緩衝墊之晶圓容器系統，該系統具有可移除式晶圓緩衝墊。該系統包含：一晶圓容器殼體，被設置成容納複數個半導體晶圓，各該晶圓包含一晶圓周緣，該晶圓周緣界定一第一象限、一第二象限、一第三象限及一第四象限，該晶圓容器界定一正面開口並包含一後壁、以及複數個晶圓支架，該等晶圓支架界定複數個狹槽以用於接納複數個晶圓之邊緣部，該等晶圓支架支撐該晶圓之一第一象限周緣之一第一部分以及該晶圓之一第四象限周緣之一第一部分；一前門，被設置成於該正面開口處附裝至該晶圓殼體，並界定一正面及一背面，該背面本身面對該晶圓殼體之一內部；一主晶圓緩衝墊，在該前門之一中心部耦合至該前門之一背面，該主晶圓緩衝墊界定複數個晶圓凹口，該等晶圓凹口被設置成接納及支撐該晶圓之該第一象限周緣之一第二部分以及該晶圓之該第四象限周緣之一第二部分，該主晶圓緩衝墊之各該凹口係與該等晶圓支架之一狹槽對齊；一第一可移除式晶圓緩衝墊，可鄰近該主晶圓緩衝墊之一第一側而附裝至該前門之該背面，該第一可移除式晶圓緩衝墊界定複數個晶圓接納凹口，該等晶圓接納凹口係與該等主晶圓緩衝墊之該等凹口以及該等晶圓支架狹槽對齊，該第一可移除式晶圓緩衝墊被設置成支撐該晶圓之該第一象限周緣之一第三部分；以及一第二可移除式晶圓緩衝 墊，可鄰近該主晶圓緩衝墊之一第二側而附裝至該前門之該背面，該第二可移除式晶圓緩衝墊界定複數個晶圓接納凹口，該等晶圓接納凹口係與該等主晶圓緩衝墊之該等凹口以及該等晶圓支架狹槽對齊，該第二可移除式晶圓緩衝墊被設置成支撐該晶圓之該第四象限周緣之一第三部分。

在另一實施例中，本發明包含一種可移除式晶圓緩衝墊，用於附裝至一大直徑晶圓容器之一門之一背面並在運輸期間支撐被容納於該晶圓容器內之複數個晶圓，該可移除式晶圓緩衝墊包含：一第一本體部，界定複數個凹口以及形成於該等凹口內之複數個晶圓嚙合部，該等凹口被設置成接納該等晶圓之邊緣部，該等晶圓嚙合部被設置成在該晶圓殼體被定向於一垂直運輸位置時嚙合該等晶圓其中之一的一邊緣；一第一複數個附裝凸耳，沿該第一本體部之一長度分佈並遠離該本體部向外延伸，該等附裝凸耳界定有末端，該等末端被設置成配合於該門之該背面之複數個孔中。

在另一實施例中，本發明包含一種晶圓緩衝墊套組，包含：一晶圓容器殼體，被設置成容納複數個半導體晶圓，該晶圓容器界定一正面開口並包含一後壁、以及複數個晶圓支架，該等晶圓支架界定複數個狹槽以用於接納複數個晶圓之邊緣部；一前門，被設置成於該正面開口處附裝至該晶圓殼體，並界定一正面及一背面，該背面本身面對該晶圓殼體之一內部；一第一晶圓緩衝墊，可移除地附裝至該前門之一背面，該第一晶圓緩衝墊界定複數個晶圓凹口，該等晶圓凹口用於接納該等晶圓之邊 緣部，該主晶圓緩衝墊之各該等凹口係與該等晶圓支架之一狹槽對齊，該第一晶圓緩衝墊被設置成於一水平位置嚙合及支撐複數個晶圓；以及一第二晶圓緩衝墊，可移除地附裝至該前門之一背面，該第一晶圓緩衝墊界定複數個晶圓凹口，該等晶圓凹口用於接納該等晶圓之邊緣部，該主晶圓緩衝墊之各該等凹口係與該等晶圓支架之一狹槽對齊，該第二晶圓緩衝墊被設置成於一垂直位置嚙合及支撐該等晶圓；其中該前門被設置成接納該第一晶圓緩衝墊或該第二晶圓緩衝墊。

在另一實施例中，本發明包含一種用於將一大直徑水平晶圓容器轉變成一晶圓運輸器具之方法，該方法包含：自該晶圓容器之一殼體移除該晶圓容器之一門；鄰近被附裝至該門之一主晶圓緩衝墊之一第一側，將一第一可移除式晶圓緩衝墊附裝至該晶圓容器之該門之一第一部分，該主晶圓緩衝墊居中地位於該門上並被設置成在一製造製程中支撐一晶圓；以及鄰近被附裝至該門之該主晶圓緩衝墊之一第二側，將一第二可移除式晶圓緩衝墊附裝至該晶圓容器之該門之一第二部分。

在另一實施例中，本發明包含一種用於將一大直徑水平晶圓容器轉變成一晶圓運輸器具之方法，該方法包含：自該晶圓容器之一殼體移除該晶圓容器之一門；自該晶圓容器之該門移除一主晶圓緩衝墊；以及附裝一可移除式晶圓緩衝墊至該門，藉以替換該主晶圓緩衝墊，該可移除式晶圓緩衝墊被設置成嚙合被容納於該晶圓容器中之複數個晶圓其中每一晶圓之一更大圓周部分。

20‧‧‧晶圓容器

22‧‧‧晶圓容器/殼體部

24‧‧‧前門

26‧‧‧頂壁

27‧‧‧底壁

28‧‧‧側壁(左側壁)

30‧‧‧側壁(右側壁)

32‧‧‧後壁

34‧‧‧門框架

36‧‧‧正面開口

42‧‧‧頂側

46‧‧‧底側

55‧‧‧互鎖溝槽

56‧‧‧閂鎖螺栓凹槽

57‧‧‧內邊緣

58‧‧‧凸起部

60‧‧‧晶圓支撐結構

62‧‧‧狹槽

64‧‧‧自動提起凸緣

66‧‧‧運動耦合器

68‧‧‧本體部

70‧‧‧背面

72‧‧‧正面

74‧‧‧頂部周緣面

76‧‧‧側部周緣面

78‧‧‧側部周緣面

80‧‧‧底部周緣面

82‧‧‧前面板

84‧‧‧鑰匙孔

86‧‧‧閂鎖螺栓

87‧‧‧二次包裝

87a‧‧‧紙板箱

87b‧‧‧緩衝墊

87c‧‧‧緩衝墊

88‧‧‧主晶圓緩衝墊

90‧‧‧主晶圓緩衝墊

92‧‧‧晶圓接納凹口

93‧‧‧中心垂直軸線

94‧‧‧可移除式運輸緩衝墊

94a‧‧‧可移除式緩衝墊

94b‧‧‧可移除式緩衝墊

96‧‧‧本體部

98‧‧‧附裝凸耳

99‧‧‧晶圓接納凹口

100‧‧‧附裝凸耳之末端

101‧‧‧晶圓嚙合部

102‧‧‧孔

104‧‧‧垂直隔板

106‧‧‧前緣

108‧‧‧橫向邊緣

150‧‧‧晶圓

160‧‧‧可移除式緩衝墊

162‧‧‧右側部

164‧‧‧左側部

166‧‧‧中心部

170‧‧‧晶圓緩衝墊

170a‧‧‧晶圓緩衝墊

170b‧‧‧晶圓緩衝墊

閱讀以下結合附圖對各種實施例所作之詳細說明，可更徹底地理解本發明之該等實施例，在附圖中：第1圖係為根據本發明一實施例之一前開式晶圓容器之分解等距正視圖，該前開式晶圓容器具有可移除式運輸緩衝墊；第2圖係為根據本發明一實施例之一前開式晶圓容器之分解等距視圖，該前開式晶圓容器具有二次包裝組件；第3圖係為第1圖所示晶圓容器之前門及晶圓支撐組件之等距視圖；第4圖係為第1圖所示晶圓容器之具有可移除式運輸緩衝墊之前門總成之分解等距視圖；第5圖係為具有一主晶圓緩衝墊之一晶圓容器之一門之俯視圖；第6圖係為根據本發明一實施例，第5圖所示門及一晶圓殼體之俯視圖，該門附加有可移除式晶圓緩衝墊，該晶圓殼體容納一晶圓；第7圖係為第6圖所示具有緩衝墊之門附裝至第6圖所示殼體之俯視圖；第8圖係為具有一主晶圓緩衝墊之一晶圓容器之一門之 俯視圖；第9圖係為根據本發明一實施例，以一擴展之可移除式晶圓緩衝墊取代主晶圓緩衝墊之第8圖所示門之俯視圖；第10圖係為第9圖所示具有緩衝墊之門附裝至第9圖所示殼體之俯視圖；第11圖係為具有一主晶圓緩衝墊之一晶圓容器之一門之俯視圖；第12圖係為根據本發明一實施例，第11圖所示門及一晶圓殼體之俯視圖，該門附加有可移除式晶圓緩衝墊，該晶圓殼體容納一晶圓；第13圖係為根據本發明一實施例，附裝至第12圖所示殼體的第12圖所示具有緩衝墊之門、以及附裝至後壁的一對左後晶圓緩衝墊及右後晶圓緩衝墊之俯視圖；第14圖係為具有一主晶圓緩衝墊之一晶圓容器之一門之俯視圖；第15圖係為根據本發明一實施例，以一擴展之可移除式晶圓緩衝墊取代主晶圓緩衝墊之第14圖所示門之俯視圖；第16圖係為根據本發明一實施例，附裝至第15圖所示殼體的第15圖所示具有緩衝墊之門、以及附裝至後壁的一後部晶圓緩衝墊圓之俯視圖；第17圖係為根據本發明一實施例，被劃分成複數個實例 性周緣區域並由一晶圓載具容納及支撐之晶圓之俯視圖；第18圖繪示根據本發明一實施例之一晶圓緩衝墊套組；第19圖及第20圖繪示根據本發明實施例對無可移除式運輸緩衝墊之先前技術晶圓容器實施之易碎性測試之圖形結果；以及第21圖及第22圖繪示根據本發明實施例對具有可移除式運輸緩衝墊之晶圓容器實施之易碎性測試之圖形結果。

儘管本發明可作出各種修改及替代形式，然而在圖式中以舉例方式顯示並詳細說明本發明之細節。然而，應理解，並非旨在限制本發明於所述之特定實施例。相反，旨在涵蓋處於本發明之精神與範圍內之所有修改形式、等效形式及替代形式。

出於本申請案之目的，可能會以用語「x」方向、「y」方向及「z」方向來說明相關方向，並且此等關於容器部件之標識係依據於作為第1圖之一部分而提供之方向標示。在下文中亦參照本發明之實施例、尤其是參照第1圖闡述例如正面、背面/後面、側面、頂部、底部等相對性取向用語。

參見第1圖，一前開式晶圓容器20大致包含一殼體部22以及一前門24。殼體部22大致包含一頂壁26、一底壁27、一側壁28(左側壁)、一側壁30(右側壁)、一後壁32、及一門框架34，門框架34界定一正面開口36。另外，閂鎖螺栓凹槽56界定於門框架34之頂側42與底側46其中之每一者中。每一閂鎖螺 栓凹槽56皆由一凸起部58環繞。朝外之互鎖溝槽55界定於門框架34之內邊緣57處。晶圓支撐結構60可設置於殼體部22內，以於複數個狹槽62中容置晶圓。可分別於殼體部22之頂部外表面及底部外表面上設置此項技術中習知之一自動提起凸緣(robotic lifting flange)64及一運動耦合器(kinematic coupling)66。

前門24大致包含一本體部68，本體部68具有一背面70、一正面72、一頂部周緣面74、側部周緣面76、78、以及一底部周緣面80。一對閂鎖凹槽(圖未示出)界定於正面72中，並由一前面板82覆蓋。每一閂鎖凹槽皆容置一閂鎖機構(圖未示出)，該閂鎖機構可藉由一鑰匙而操作以選擇性地使閂鎖螺栓86延伸及縮回而嚙合於容器部22之閂鎖螺栓凹槽56中，進而將前門24穩固於門框架34中，該鑰匙可插穿過前面板82中之鑰匙孔84。該等閂鎖結構可大致具有如美國專利第4,995,430號、第7,182,203號或第7,168,587號中所揭露之配置，所有該等美國專利皆係為本申請案之擁有者擁有並以引用之方式併入本文中。

為描述本發明之晶圓容器20之各種結構組件、晶圓、可移除式緩衝墊等等之取向，在本說明書通篇中將使用例如「正面」、「背面」、「頂部」、「底部」、「側面」(包含右側及左側)等用語。此等相對位置用語應被理解成與晶圓容器20之所述壁及開口相一致，例如」正面「表示朝向正面開口36之方向或靠近正面開口36之位置。

如第2圖所示，晶圓容器20可在二次包裝87中各 別地運輸。二次包裝87可大致包含紙板箱(carton)87a以及緩衝墊87b、87c。如圖所示，在運輸時，前門24可被定向成朝上，而非如所設計般為水平的，藉此改變支撐幾何結構以及施加於晶圓容器20中所容納之晶圓上之應力。

在第3圖及第4圖中，繪示前門24之背面70。主晶圓緩衝墊88、90以前門24之中心垂直軸線93為中心對稱地黏附至背面70。各該主晶圓緩衝墊88、90界定複數個晶圓-96接納凹口92，各該晶圓接納凹口92與其中之一單獨狹槽62對齊，俾當門24被接納於門框架34中時，使被接納於及安置於其中一個狹槽62中之一晶圓被接納於該等凹口92其中之一中。主晶圓緩衝墊88及90可分別為單獨之結構，或者可被整合形成為包含緩衝墊88及90之一單一主晶圓緩衝墊。

根據本發明之一實施例，可移除式運輸緩衝墊94在前門24之背面70上被接納於主晶圓緩衝墊88、90之每一側及附近，如第3圖及第4圖所示。各該運輸緩衝墊94大致包含一本體部96以及自本體部96延伸之複數個附裝凸耳98。各該本體部96沿門24之背面垂直延伸，並界定晶圓接納凹口99，且包含晶圓嚙合部101。晶圓嚙合部101包含本體部96的形成晶圓接納凹口之「V」形狀之頂點的部分，且在一晶圓以一垂直運輸取向放置於晶圓容器20中時接觸該晶圓。附裝凸耳98之末端100分別被接納於位於前門24之背面70上之垂直隔板(bulkhead)104中的複數個孔102其中之一單獨孔中。各該運輸緩衝墊94之一前緣106被平行於且鄰近於主晶圓緩衝墊88、90之橫向邊緣108容納，其中 晶圓接納凹口99對齊於主晶圓緩衝墊88、90之晶圓接納凹口92。

在使用中，藉由安裝於前門24之背面70上之可移除式運輸緩衝墊94，可將複數個晶圓(圖中未示出)接納於各該狹槽62中，並可將前門24固定於殼體部22之門框架34中。各該晶圓之前緣被接納於主晶圓緩衝墊88、90之晶圓接納凹口92其中之一中並受到緩衝，且亦被接納於各該運輸緩衝墊94之晶圓接納凹口99中並受到緩衝。因此，晶圓在平常不受晶圓容器20之標準門24支撐之點處受到支撐。此能降低二次包裝內之緩衝要求並達成SEMI標準E159中所規定之完整自動化功能。

應理解，可移除式運輸緩衝墊94可根據需要安裝及移除。因此，在將其中容納有晶圓之容器20自一設施運輸至另一設施並因而將可能經受增大的物理震動載荷時，可安裝可移除式運輸緩衝墊94。相反，當容器將僅在設施內搬運且可能不經受增大之震動載荷或非標準定位時，則可移除可移除式運輸緩衝墊94，藉此防止運輸緩衝墊94對容器20在設施內之自動化搬運造成任何潛在之干擾、並增強容器20之多功能性。

參見第5圖至第7圖，其以俯視圖形式繪示附裝至門24及晶圓容器20之可移除式運輸緩衝墊94。

具體而言參見第5圖，其繪示前門24之俯視圖，其中晶圓緩衝墊88及90被組裝至門24。晶圓緩衝墊88及90位於前門24之背面70上，其中晶圓緩衝墊88位於非中心位置或者位於門24之右側、晶圓緩衝墊90亦位於非中心位置或者位於門24之左側。在該視圖中，未繪示右側及左側可移除式緩衝墊94。僅 具有主緩衝墊88及90之門24係為在製造設施內使用之門24之典型配置。

參見第6圖，其繪示具有主緩衝墊88及90與二組可移除式緩衝墊94的經修改之門24、以及其在定位於晶圓容器20上之前的取向。圖中以虛線繪示各緩衝墊94(包括可移除式緩衝墊94a及可移除式緩衝墊94b)，以將其與主緩衝墊88及90區分開。右側可移除式緩衝墊94a係鄰近右側主晶圓緩衝墊88而附裝至前門24；左側可移除式緩衝墊94b係鄰近左側主晶圓緩衝墊90而附裝至前門24。本體部96遠離門24向外延伸。此種配置可在各設施之間運送晶圓期間、在運輸期間等等時使用。

將門24定向於晶圓殼體22前面，以供附裝至殼體22。圖中顯示一晶圓50位於殼體22內。

參見第7圖，將具有主緩衝墊88、90以及可移除式緩衝墊94a、94b之門24耦合至晶圓殼體22。主緩衝墊88、90嚙合晶圓150之邊緣，恰如當不存在可移除式緩衝墊94a及94b時一般。另外，右側可移除式緩衝墊94a嚙合晶圓150在右側之一邊緣部，而左側可移除式緩衝墊94b則嚙合晶圓150在左側之一邊緣部。因此，可移除式緩衝墊94a及94b對晶圓150的原本不被主緩衝墊88及90或晶圓支撐結構60支撐之部分提供支撐，藉此提高晶圓150在晶圓容器22內之安全性。

殼體22之晶圓支架60仍在殼體之左側及右側支撐晶圓150之一大的部分；主晶圓緩衝墊在前面支撐晶圓150之一部分；左側及右側可移除式部分則藉由在先前不受支撐的晶圓支 架60與主晶圓緩衝墊88、90間之區域中支撐晶圓150而對晶圓150提供額外支撐。

在一替代實施例中，並非以可移除式緩衝墊94來補充現有之主晶圓緩衝墊88及90，而是本發明之實施例包含一種整合的單一可移除式晶圓緩衝墊160，整合的單一可移除式晶圓緩衝墊160提供與主晶圓緩衝墊88及90和上述可移除式緩衝墊94之組合等價之緩衝效果。

參見第8圖至第10圖，其描述及繪示可移除式晶圓緩衝墊160之一實施例。

參見第8圖，其繪示具有主緩衝墊88、90之標準前門24。如圖所示，緩衝墊88及90可包含一整合的單一緩衝墊套組，該整合的單一緩衝墊套組可作為一單一單元被移除。

參見第9圖，其繪示經修改之前門24及晶圓殼體22。經修改之前門24不再包含主緩衝墊88及90。主緩衝墊88及90已被移除並被代之以一擴展之可移除式緩衝墊160。

擴展之可移除式緩衝墊160被前門24在其背面70處接納。擴展之可移除式緩衝墊160被設置成以與主緩衝墊88及90所用之相同方式以及使用相同結構而附裝至門24。在一實施例中，緩衝墊160包含突出部及凹槽，此等突出部及凹槽與門24之凹槽及突出部相耦合。

擴展之可移除式緩衝墊160包含右側部162、左側部164、及中心部166。右側部162係實質相同於上文所述之可移除 式緩衝墊94a；左側部164係實質相同於上文所述之可移除式緩衝墊94b；且中心部166係實質相同於主緩衝墊88及90。

因此，擴展之可移除式緩衝墊160自中心軸線93(亦參見第3圖及第4圖)向左及向右延伸，以便以晶圓150之一顯著部分為中心提供連續之晶圓支撐，如第10圖所示。

擴展之可移除式緩衝墊160相對於單體式緩衝墊而言提供某些改良。由於為一整合式結構，因而不會在緩衝墊之間引入間隙(例如當可移除式緩衝墊94之前緣106與主晶圓緩衝墊88及90之橫向邊緣108交會時)。不僅擴展之緩衝墊160之整合式結構會避免此種間隙，而且在消除此種間隙後可避免與在各緩衝墊之間對齊凹口相關聯之任何問題。

在運輸期間，擴展之緩衝墊160為晶圓150提供支撐。當到達目的地(例如一製造設施)時，可將門24移除，並可將擴展之可移除式緩衝墊160自門24移除，並且可安裝主緩衝墊88、90以供進行其餘製造製程。擴展之可移除式緩衝墊160可根據需要而取代主緩衝墊88及90來重複進行所述過程、並有利於運輸其他晶圓150。

在另一實施例中，除前部緩衝墊外，本發明之緩衝墊系統之實施例亦可包含一可移除式後部緩衝墊(例如可移除式後部緩衝墊)，如第11圖至第16圖所示。藉由增加後部可移除式晶圓緩衝墊，可圍繞幾乎其整個圓周來支撐晶圓150。

參見第11圖至第13圖，其繪示包括前部緩衝墊及 後部緩衝墊二者之一緩衝墊系統(包含一中心後部緩衝墊間隔體170)之一實施例。

具體而言參見第11圖及第12圖，如上文參照第5圖至第7圖所示以前部左側可移除式間隔緩衝墊94a及右側可移除式間隔緩衝墊94b來補充主緩衝墊88及90。

參見第13圖，左側後部晶圓緩衝墊170b及右側後部晶圓緩衝墊170被附裝至後壁32。增加可移除式後部晶圓緩衝墊170a及170a能增強在殼體122之後部對晶圓150之支撐，進而支撐晶圓150的先前不受支撐之部分。在此實施例中，藉由增加前部及後部晶圓緩衝墊，晶圓150之幾乎整個圓周皆受到支撐。

參見第14圖至第16圖，其繪示具有一後部晶圓緩衝墊170之一緩衝墊系統之一替代實施例。

緩衝墊系統之該實施例實質相同於第11圖至第13圖所示者，不同之處在於前部及後部緩衝系統。在第14圖至第16圖之實施例中，前部緩衝係由如上文所述之整體式緩衝墊160達成，而後部緩衝墊170包含一一體式緩衝墊，該一體式緩衝墊位於後壁32之一中心部。類似於第11圖至第13圖所示之實施例，第14圖至第16圖之實施例使緩衝墊系統對晶圓150提供之支撐量最大化。

參見第17圖，其以俯視圖形式繪示處於一晶圓容器22中之晶圓150。第17圖將晶圓150之一周緣或圓周劃分成四個象限及多個區域，以繪示及描述晶圓150之哪些部分被各種結構 支撐。由於晶圓150係為圓形形狀，其可被劃分成360度，其中0度係為晶圓150之周緣上之點a。出於定向目的，圖中示出一中心垂直軸(Y軸)以及一中心橫軸(X軸)。所示多個區域A至H亦具有對應之角度A1至H，以幫助描述如何圍繞晶圓150之周緣支撐晶圓150。

一第一晶圓象限被定義為自0度至90度，並包含區域A、B及C1。一第二晶圓象限被定義為自90度至180度，並包含區域C2、D及E1。一第三晶圓象限被定義為自180度至270度，並包含區域E2、F及G1。一第四晶圓象限被定義為自270度至360度，並包含區域G2、H及A1。

在不包含本發明之可移除式晶圓緩衝墊系統的一典型晶圓容器中，區域A係由前部主緩衝墊90支撐，區域C係由左側晶圓支架60支撐，區域G係由右側晶圓支架60支撐。區域B、D、E、F及H則一般不受支撐。

相反，包含前部及後部可移除式晶圓緩衝墊之各種實施例之晶圓容器22則可在先前不受支撐之區域B、D、E、F及H中支撐晶圓150。

區域B可由左前可移除式晶圓緩衝墊94b支撐；區域D、E及F可由後部晶圓緩衝墊170b及170a支撐(或者作為另外一種選擇，區域E係由後部晶圓緩衝墊170支撐)；區域H可由右前可移除式晶圓緩衝墊94a支撐。在一實施例中，每一區域B、D、E、F及H之一大部分係由其相應之可移除式晶圓緩衝墊支撐。在另一實施例中，實質所有區域B、D、E、F及H皆由其相應之 可移除式晶圓緩衝墊支撐，在其他實施例中，端視運輸及運送目的所要求之期望支撐程度而定，某些區域B、D、E、F及H之某些部分係由可移除式晶圓緩衝墊支撐。

如圖所示，區域A1對應於晶圓150的自0度至約25度之一周緣，因而角度A2約為25度。晶圓150在區域A1中之周緣通常係由主晶圓緩衝墊90支撐。在某些實施例中，區域A1係自0度至約30度或35度。

周緣區域B對應於晶圓150的自約25度至約45度之一周緣，因而角度B1約為20度。在不具有可移除式前部晶圓緩衝墊94b之一晶圓容器中，晶圓150之該區域將一般不受支撐。區域B可被晶圓緩衝墊94b或晶圓緩衝墊160支撐。

周緣區域C對應於晶圓150的自約45度至約135度之一周緣，因而角度C1及C2皆約為45度。該區域一般係由晶圓支架60支撐。

周緣區域D對應於晶圓150的自約135度至約150度之一周緣，因而角度D1約為20度。在不具有可移除式前部晶圓緩衝墊170b之一晶圓容器中，晶圓150之該區域將一般不受支撐。區域B可由晶圓緩衝墊170b或部分地由一晶圓緩衝墊170支撐。

周緣區域E對應於晶圓150的自約155度至約205度之一周緣，因而角度E1與E2皆約為25度。在不具有可移除式前部晶圓緩衝墊170或170b之一晶圓容器中，晶圓150之該區域 將一般不受支撐。區域E可由晶圓緩衝墊170、170a或170b之全部或某些部分支撐。

周緣區域F對應於晶圓150的自約205度至約225度之一周緣，因而角度F1約為20度。在不具有可移除式前部晶圓緩衝墊170a或170之一晶圓容器中，晶圓150之該區域將一般不受支撐。區域F可由晶圓緩衝墊170b或部分地由晶圓緩衝墊170支撐。

周緣區域G對應於晶圓150的自約225度至約315度之一周緣，因而角度G1及G2皆約為45度。該區域一般係由晶圓支架60支撐。

周緣區域H對應於晶圓150的自約315度至約335度之一周緣，因而角度H1約為20度。在不具有可移除式前部晶圓緩衝墊94a或160之一晶圓容器中，晶圓150之該區域將一般不受支撐。區域H可由晶圓緩衝墊94a或160支撐。

周緣區域A2對應於晶圓150的自約335度至約360度之一周緣，因而角度A1約為25度。該區域通常係由主緩衝墊88支撐。

儘管上文參照第17圖闡述近似之角度及區域，然而應理解，本發明之實施例僅供用於例示目的且所述角度及區域可有所變化。

參見第18圖，其繪示一緩衝墊套組180之實施例。在一實施例中，緩衝墊套組180可包含前部緩衝及/或後部緩衝。 因此，緩衝墊套組180可包含一前部緩衝系統，該前部緩衝系統包含主緩衝墊88及90以及右側可移除式緩衝墊94a及左側可移除式緩衝墊94b。在另一實施例中，緩衝墊套組180可包含一前部緩衝系統，該前部緩衝系統包含擴展之可移除式緩衝墊160。在任一實施例中，緩衝墊套組180亦可包含後部緩衝墊170。

如上文所述，後部緩衝墊170可以與主緩衝墊88及90附裝至門24之方式類似之方式、或以熟習此項技術者所知之另一方式(包含藉由卡扣配合或扣件)附裝至晶圓殼體22內之後壁32。

可使用前部緩衝與後部緩衝之任意組合來支撐及緩衝晶圓容器22內之晶圓150，以供安全、可靠地運輸。

除上述系統及裝置外，本發明之實施例亦包含與在一晶圓容器內緩衝晶圓相關之方法。上文闡述了此等方法其中之某些方法，且下文亦將闡述此等方法其中之某些方法，包括一種用於將一大直徑水平晶圓容器轉換成一晶圓運輸器具之方法。

在一個此種實施例中，自殼體20移除大直徑晶圓容器22之門22。使可移除式晶圓緩衝墊94b與門24對齊。將左側或局部可移除式緩衝墊94b在門24之左側偏離中心處鄰近主緩衝墊90附裝至門24。將右側或局部可移除式緩衝墊94a在右側偏離中心處鄰近主緩衝墊90附裝至門24。左側可移除式緩衝墊94a及右側可移除式緩衝墊94b之前緣106被平行於且鄰近主晶圓緩衝墊88、90之橫向邊緣108接納，其中晶圓接納凹口99與主晶圓緩衝墊88、90之晶圓接納凹口92對齊。

在另一實施例中，上述方法更包含將可移除式後部緩衝墊180附裝至晶圓殼體32之後壁32。

在又一實施例中，並非附裝左側及右側局部可移除式緩衝墊，而是該方法包含自門90移除居中定位之主緩衝墊88及90，並附裝一擴展之或完整之可移除式緩衝墊170，該擴展之或完整之可移除式緩衝墊170自門24之一中心垂直軸線向左及向右延伸。擴展之可移除式緩衝墊170可包含一單一緩衝墊或緩衝墊總成。

本發明之系統、裝置及方法之實施例可減小晶圓在運輸及搬運期間之破損或損壞。如下文在第12圖至第15圖中所述，此種改良可頗為顯著。

「易碎性(fragility)」被定義為在以破壞性測試進行量測時，晶圓在發生破損之前在臨界速度下所能耐受之最大加速度。如第12圖及第13圖所示，利用無可移除式運輸緩衝墊94之先前技術晶圓容器實施之物理震動測試顯示：基於標準設計之晶圓支架及固持系統，晶圓在受到水平衝擊時在晶圓即將破損之前以及在晶圓剛剛破損之後的易碎性值係為8.31G與16.26G間之某一值。晶圓支架之位置係依據SEMI標準E159。

如第14圖及第15圖所示，在容器中安裝有可移除式運輸緩衝墊94之條件下，以與在第12圖及第13圖所反映之測試(使用一硼矽酸鹽(Borofloat)玻璃測試晶圓，使容器自32英吋高處跌落)中相似或甚至更為嚴苛之物理震動條件實施物理震動測試。在發生失效或破損之前，在具有可移除式運輸緩衝墊94 時之晶圓易碎性值之G值增大至21.74G與25.87G之間，藉此提供明顯優於先前技術容器之優點，當如第2圖所示在晶圓容器20被各別地包裝之條件下進行運輸時尤其如此。

上述說明提供可供透徹理解本發明各種實施例之諸多具體細節。熟習此項技術者將顯而易見，可在不利用某些或全部該等具體細節之條件下實踐本文所揭露之各種實施例。在其他實例中，為避免不必要地掩蓋本發明，在本文中未詳細說明此項技術中之通常知識者習知之組件。應理解，儘管在上述說明中述及各種實施例之諸多特性及優點以及各種實施例之結構及功能之細節，然而本揭露內容僅為例示性的。可構造出仍採用本發明之原理及精神之其他實施例。因此，本申請案旨在涵蓋本發明之任何修改形式或變化形式。

為解釋本發明之申請專利範圍，茲明確表明，除非在請求項中提及具體術語「用於...之手段(means for)」或「用於...之步驟(step for)」，否則不援引35 U.S.C.之第112部分、第六段之規定。

20‧‧‧晶圓容器

22‧‧‧晶圓容器/殼體部

24‧‧‧前門

26‧‧‧頂壁

27‧‧‧底壁

28‧‧‧側壁(左側壁)

30‧‧‧側壁(右側壁)

32‧‧‧後壁

34‧‧‧門框架

36‧‧‧正面開口

42‧‧‧頂側

46‧‧‧底側

55‧‧‧互鎖溝槽

56‧‧‧閂鎖螺栓凹槽

57‧‧‧內邊緣

58‧‧‧凸起部

62‧‧‧狹槽

64‧‧‧自動提起凸緣

66‧‧‧運動耦合器

68‧‧‧本體部

72‧‧‧正面

74‧‧‧頂部周緣面

76‧‧‧側部周緣面

78‧‧‧側部周緣面

80‧‧‧底部周緣面

82‧‧‧前面板

84‧‧‧鑰匙孔

86‧‧‧閂鎖螺栓

Claims (29)

1. 一種用於運送大直徑晶圓的帶緩衝墊之晶圓容器系統，具有可移除式晶圓緩衝墊，該系統包含：一晶圓容器殼體，被設置成容納複數個半導體晶圓，各該晶圓包含一晶圓周緣，該晶圓周緣界定一第一象限、一第二象限、一第三象限及一第四象限，該晶圓容器界定一正面開口並包含一後壁、以及複數個晶圓支架，該等晶圓支架界定複數個狹槽以用於接納複數個晶圓之邊緣部，該等晶圓支架支撐該晶圓之一第一象限周緣之一第一部分以及該晶圓之一第四象限周緣之一第一部分；一前門，被設置成於該正面開口處附裝至該晶圓殼體，並界定一正面及一背面，該背面本身面對該晶圓殼體之一內部；一主晶圓緩衝墊，在該前門之一中心部耦合至該前門之一背面，該主晶圓緩衝墊界定複數個晶圓凹口，該等晶圓凹口被設置成接納及支撐該晶圓之該第一象限周緣之一第二部分以及該晶圓之該第四象限周緣之一第二部分，該主晶圓緩衝墊之各該凹口係與該等晶圓支架之一狹槽對齊；一第一可移除式晶圓緩衝墊，可鄰近該主晶圓緩衝墊之一第一側而附裝至該前門之該背面，該第一可移除式晶圓緩衝墊界定複數個晶圓接納凹口，該等晶圓接納凹口係與該等主晶圓緩衝墊之該等凹口以及該等晶圓支架狹槽對齊，該第一可移除式晶圓緩衝墊被設置成支撐該晶圓之該第一象限周緣之一第三部分；以及一第二可移除式晶圓緩衝墊，可鄰近該主晶圓緩衝墊之一第二側而附裝至該前門之該背面，該第二可移除式晶圓緩衝墊界定複數個晶圓接納凹口，該等晶圓接納凹口係與該等主晶圓緩衝墊之該等凹口 以及該等晶圓支架狹槽對齊，該第二可移除式晶圓緩衝墊被設置成支撐該晶圓之該第四象限周緣之一第三部分。
2. 如請求項1所述之系統，其中該第一象限周緣包含一未被支撐之第四部分，該未被支撐之第四部分具有一周緣長度，該周緣長度小於由該第一可移除式晶圓緩衝墊所支撐之該第三部分之一周緣長度。
3. 如請求項1所述之系統，其中該第一可移除式晶圓緩衝墊包含複數個晶圓嚙合部，該等晶圓嚙合部形成於該等凹口之一頂點處並被設置成在該晶圓殼體被定向於一垂直運輸位置時嚙合該等晶圓其中之一的一邊緣。
4. 如請求項1所述之系統，其中該第一可移除式晶圓緩衝墊包含複數個附裝凸耳，以用於將該第一晶圓緩衝墊附裝至該門之該背面。
5. 如請求項4所述之系統，其中該等附裝凸耳被接納於該門之一垂直隔板中之複數個孔中。
6. 如請求項1所述之系統，其中該第一可移除式晶圓緩衝墊具有一前緣，該前緣平行於並鄰近該主晶圓緩衝墊之橫向邊緣。
7. 如請求項1所述之系統，更包含一後部可移除式晶圓緩衝墊，該後部可移除式晶圓緩衝墊附裝至該晶圓殼體之該後壁並被設置成嚙合及支撐該等晶圓之部分。
8. 如請求項1所述之系統，其中該第一可移除式晶圓緩衝墊係可移除地附裝至該門之該背面。
9. 如請求項1所述之系統，其中該第一可移除式緩衝墊及該第二可移除式緩衝墊被設置成在該晶圓之該第一象限及該第四象限中支撐該晶圓的未被該主緩衝墊或該等晶圓支架支撐之周緣部分中之大部分。
10. 一種可移除式晶圓緩衝墊，用於附裝至一大直徑晶圓容器之一門之一背面並在運輸期間支撐被容納於該晶圓容器內之複數個晶圓，該可移除式晶圓緩衝墊包含：一第一本體部，界定複數個凹口以及形成於該等凹口內之複數個晶圓嚙合部，該等凹口被設置成接納該等晶圓之邊緣部，該等晶圓嚙合部被設置成在該晶圓殼體被定向於一垂直運輸位置時嚙合該等晶圓其中之一的一邊緣；一第一複數個附裝凸耳，沿該第一本體部之一長度分佈並遠離該本體部向外延伸，該等附裝凸耳界定有末端，該等末端被設置成配合於該門之該背面之複數個孔中。
11. 如請求項10所述之可移除式晶圓緩衝墊，其中該等複數個凹口之每一個界定一V形狀。
12. 如請求項11所述之可移除式晶圓緩衝墊，其中該等嚙合部之每一個位於該等複數個凹口之每一個之該V形狀之一頂點處。
13. 如請求項10所述之可移除式晶圓緩衝墊，其中該等複數個附裝凸耳包含五個附裝凸耳。
14. 如請求項10所述之可移除式晶圓緩衝墊，其中該可移除式晶 圓緩衝墊被設置成取代一主晶圓緩衝墊，該可移除式晶圓緩衝墊更包含：一第二本體部，界定複數個凹口以及形成於該等凹口內之複數個晶圓嚙合部，該等凹口被設置成接納該等晶圓之邊緣部，該等晶圓嚙合部被設置成在該晶圓殼體被定向於一垂直運輸位置時嚙合該等晶圓其中之一的一邊緣；一第二複數個附裝凸耳，沿該第二本體部之一長度分佈並遠離該本體部向外延伸，該等附裝凸耳界定有末端，該等末端被設置成配合於該門之該背面之複數個孔中；其中該第一本體部沿一第一方向遠離該門之一垂直軸線延伸，且該第二本體部沿一第二方向遠離該垂直軸線延伸。
15. 一種晶圓緩衝墊套組，包含：一晶圓容器殼體，被設置成容納複數個半導體晶圓，該晶圓容器界定一正面開口並包含一後壁、以及複數個晶圓支架，該等晶圓支架界定複數個狹槽以用於接納複數個晶圓之邊緣部；一前門，被設置成於該正面開口處附裝至該晶圓殼體，並界定一正面及一背面，該背面本身面對該晶圓殼體之一內部；一第一晶圓緩衝墊，可移除地附裝至該前門之一背面，該第一晶圓緩衝墊界定複數個晶圓凹口，該等晶圓凹口用於接納該等晶圓之邊緣部，該主晶圓緩衝墊之各該等凹口係與該等晶圓支架之一狹槽對齊，該第一晶圓緩衝墊被設置成於一水平位置嚙合及支撐複數個晶圓；以及一第二晶圓緩衝墊，可移除地附裝至該前門之一背面，該第一 晶圓緩衝墊界定複數個晶圓凹口，該等晶圓凹口用於接納該等晶圓之邊緣部，該主晶圓緩衝墊之各該等凹口係與該等晶圓支架之一狹槽對齊，該第二晶圓緩衝墊被設置成於一垂直位置嚙合及支撐該等晶圓；其中該前門被設置成接納該第一晶圓緩衝墊或該第二晶圓緩衝墊。
16. 如請求項15所述之晶圓緩衝墊套組，其中該第一晶圓緩衝墊包含一主晶圓緩衝墊，該主晶圓緩衝墊係在一製造製程期間被附裝至該門。
17. 如請求項15所述之晶圓緩衝墊套組，其中該第二晶圓緩衝墊係在運輸期間被附裝至該門。
18. 如請求項15所述之晶圓緩衝墊套組，其中該第一晶圓緩衝墊包含一第一複數個嚙合部，該第一複數個嚙合部用於嚙合該等晶圓之邊緣部，且該第二晶圓緩衝墊包含一第二複數個嚙合部，該第二複數個嚙合部用於嚙合該等晶圓之邊緣部。
19. 如請求項18所述之晶圓緩衝墊套組，其中相較該第一晶圓緩衝墊之該等第一嚙合部所嚙合之該等複數個晶圓之每一個之一圓周部分，該第二晶圓緩衝墊之該等複數個第二嚙合部之每一個嚙合該等複數個晶圓之每一個之一更大圓周部分。
20. 如請求項15所述之晶圓緩衝墊套組，其中該第二晶圓緩衝墊遠離該門之一中心沿橫向延伸一距離，該距離大於該第一晶圓緩衝墊所延伸之一橫向距離。
21. 如請求項15所述之晶圓緩衝墊套組，更包含一後部晶圓緩衝 墊，該後部晶圓緩衝墊被設置成附裝至該晶圓殼體之該後壁。
22. 一種用於將一大直徑水平晶圓容器轉變成一晶圓運輸器具之方法，該方法包含：自該晶圓容器之一殼體移除該晶圓容器之一門；鄰近被附裝至該門之一主晶圓緩衝墊之一第一側，將一第一可移除式晶圓緩衝墊附裝至該晶圓容器之該門之一第一部分，該主晶圓緩衝墊居中地位於該門上並被設置成在一製造製程中支撐一晶圓；以及鄰近被附裝至該門之該主晶圓緩衝墊之一第二側，將一第二可移除式晶圓緩衝墊附裝至該晶圓容器之該門之一第二部分。
23. 如請求項22所述之方法，更包含將一第一後部可移除式晶圓緩衝墊附裝於該殼體之一後壁處。
24. 如請求項23所述之方法，其中該第一後部可移除式晶圓緩衝墊被附裝於該後壁之一中心部處。
25. 如請求項23所述之方法，更包含將一第二後部可移除式晶圓緩衝墊附裝於該殼體之該後壁處，該第一後部可移除式晶圓緩衝墊係位於該後壁之一左後部，且該第二後部可移除式晶圓緩衝墊係位於該後壁之一右後部。
26. 一種用於將一大直徑水平晶圓容器轉變成一晶圓運輸器具之方法，該方法包含：自該晶圓容器之一殼體移除該晶圓容器之一門； 自該晶圓容器之該門移除一主晶圓緩衝墊；以及附裝一可移除式晶圓緩衝墊至該門，藉以替換該主晶圓緩衝墊，該可移除式晶圓緩衝墊用以嚙合被容納於該晶圓容器中之複數個晶圓其中每一晶圓之一更大圓周部分。
27. 如請求項26所述之方法，更包含將一第一後部可移除式晶圓緩衝墊附裝於該殼體之一後壁處。
28. 如請求項27所述之方法，其中該第一後部可移除式晶圓緩衝墊被附裝於該後壁之一中心部處。
29. 如請求項27所述之方法，更包含將一第二後部可移除式晶圓緩衝墊附裝於該殼體之該後壁處，該第一後部可移除式晶圓緩衝墊係位於該後壁之一左後部，且該第二後部可移除式晶圓緩衝墊係位於該後壁之一右後部。