专利名称：基板容器的制作方法
技术领域：
本发明涉及限定装置，用于硅晶片，存储磁盘等的传送、存储和加工。具体地说，本发明涉及具有静电保护特征的基板容器。
背景技术：
在操作过程中及操作前后，基板承载器用于支承、传送和存储基板。例如，这样的基板包括用于制造半导体装置的晶片、存储磁盘基板、用于液晶显示面板的基板等。在把它们转变成最终产品之前，这些精密而贵重的基板要进行重复的加工、存储和传送。众所周知，半导体晶片易受到环境例如微粒、静电释放、震动和气体污染物的影响而损伤。
如果来自周围空气的灰尘或其它颗粒形式的污染物粘附到基板上，能够对其造成不可挽回的危害。随着集成电路的尺寸继续缩减，能够污染集成电路的颗粒尺寸也就变得更小，因此使所有的污染物最小化就相当重要。半导体业使用繁复的方法例如绝对无尘室来防止上述危害的发生。污染物被认为是造成半导体业产率损失的单个最大因素。
微粒形式的污染物可能产生自磨损，例如摩擦或刮擦带有晶片或磁盘的承载器、带有承载器盖体或外壳、带有存储架、带有其它承载器或带有加工设备的承载器。因此承载器最需要的特性就是抵抗在塑模材料磨损、摩擦或刮擦下产生微粒。第5,780,127号美国专利讨论了适用于晶片承载器的各种塑料的特性。上述专利列为本文参考文献。
鉴于以上所述，制造过程的各个步骤中保护基板的必要性是显而易见的。晶片承载器的一个目的即是提供保护。晶片承载器的一个例子是前开式标准片盒系统(Front Opening Unified Pod，FOUP)，例如Entegris公司制造的F300晶片承载器。FOUP提供保护性的外壳，保护晶片免受空气中的微尘或在制造、迁移、传送或存储过程中产生的化学污染危害。
晶片承载器的第二个目的是在传送过程中安全地支承晶片磁盘。承载器通常设置成把晶片或磁盘轴向排列在槽中并支承晶片或磁盘或其外周边缘。晶片或磁盘从承载器上公知以向上面或向侧面之径向移动。第6,428,729号美国专利公开了一种提供晶片支承架的加强承载器(该专利被列为本文参考文献)。
另外，因为加工晶片磁盘通常是自动化的，因此相对于机械人移动和插入晶片的加工设备，磁盘的精确定位是十分必要的。已有的晶片承载器，例如那些利用多分隔部份的晶片承载器，由于塑料部件偏差的累加而引起临界尺寸的改变。为了克服生产晶片承载器中的困难，使晶片平面和外部处理设备界面之间有可接受的偏差，具有一致性的晶片承载器已经在本领域中广泛应用。
尽管承载器在其产品寿命周期中，存在有重复操作和传送的压力，但用作承载器外壳的材料必须能使承载器保持其尺寸稳定性。尺寸稳定性是必需的，以防止晶片或磁盘受到危害，以及使晶片或磁盘在承载器内移动最小化。支承晶片或磁盘的插槽容许的偏差相当地小，承载器的任何变形都会直接对高易碎性的晶片造成损害或者增加磨损，这样，当晶片或磁盘在承载器中插进、拔出、或承载时就会产生微粒。当承载器在某些方向上负载时例如当出货时堆在一起或者与加工设备结合在一起时，尺寸稳定性也是非常重要的。承载器材料也应该在承载器存储或清洁期间温度升高条件下保持其尺寸稳定性。
处理加工半导体晶片时，静电的存在一直是我们所关心的议题。公知半导体工业中使用的承载器可能会发展并保留静电。当带电的塑料部件接触电子装置或加工设备时，可能造成静电释放(ESD)的损害现象。因此，需要一种具有消除静电特性的承载器消除ESD以避免吸附微粒。已经利用传统的静电消除材料例如加聚乙醚酮(PEEK)的碳和加聚碳酸酯(PC)的碳制造了晶片承载器。
密闭容器中晶片的可见度是很需要的，并且可能是终端用户所要求的。透明塑料，例如聚碳酸酯，已经出于这个目的且由于这种塑料成本低而被使用。然而，它们都不具有所需的消除静电的特性或者抵抗磨损的能力。
承载器典型地是由注模塑料形成的，这些塑料例如可以是聚碳酸酯(PC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、过氟烷氧基聚合物(PFA)以及聚乙醚酮(PEEK)。必须认识到，能提供一种承载器之其中一种功能的理想材料并不一定是同一承载器其它功能的理想材料。例如，PEEK对于晶片接触部位来说是一种具有耐磨损性能的理想材料，但相对于其它塑料而言，PEEK却是难以塑型且价格昂贵。
填充物也可以加入注模塑料中来消除静电。这样的填充物包括碳粉或纤维、金属纤维、包被石墨的金属以及有机(胺基)添加物。第6,428,729号美国专利提出了复合的基板承载器，尤其涉及至少由两种不同的金属可塑材料构成的晶片承载器，其中使用这两种可塑材料进行战略定位，以使其具有最佳性能。
须强调的是，设计晶片承载器的一个重要考虑是用于构建承载器的材料的成本和这种材料的易成型性。
发明内容
本发明公开了一种基板承载器，其包括一个有内部空腔的容器部分用于防止基板在加工、传送和支承过程中的污染物。该容器部分有独特的手段保护承载器免于产生静电，并且结合使用提供最佳性能的材料。在一较佳实施例中，晶片被支承在从容器壁伸出的侧部支承柱上，并通过例如注塑成型的方法整合成型。通过透明部分可以便利地看见封闭盒中的晶片，该透明部分可以为实质上的整个外壳或者是容器内注塑所形成的窗口。利用注塑方法创建结构如导体材料阵列的路径，其可以跨越窗口或者外壳、侧边的晶片支承柱以及盒外壳的透明部分。传导材料可以形成从透明部分突出的物理止挡，以阻止或尽可能地减小支承器或物体与透明部分的物理接触。
在较佳实施例中，其优点和特征是在晶片容器外壳的表面上设置了一系列间隔的传导路径。这一系列传导路径能够排布成如包含有效覆盖特殊透明部分的栅格的阵列，尤其是那些能够接触带静电或者因上述接触而产生静电的物体的阵列。
图1为本发明的晶片承载器的容器部分的透视图。
图2为晶片支承柱的透视图。
图3为晶片承载器的侧壁上有导电肋条的晶片承载器的部分示意图。
图4是本发明的晶片承载器的容器部分的透视图。
图5为晶片支承体的传导部同把柄连接的详细图。
图6为本发明的晶片承载器的透视图。
图7为本发明具有一排肋突的窗口部分的剖面图。
图8为本发明具有用导电材料塑造的栅格的窗口部分的剖面图。
具体实施例方式
参照图1，晶片的容器模块或FOUP 20具有带左侧鞍部27的容器部分25，门28能够关闭容器25(图6)并能依靠锁闭装置29固定。
如图1所示，FOUP外壳20主要由具有前部35、后部40、顶壁42、侧壁45、46以及底部50的盒外壳30构成。该盒外壳支承于与底部50接触的接地导板55。在一较佳实施例中，导板55电接地并设计有三个界面结构，设置如凹槽56，包含如图4所示的移动结合部57。侧壁45、46是连续的并且是固体的。图1和图2表示了容器开放的内部65。整合侧壁45、46的是一对晶片侧柱70，每一个侧柱70包括多个搁板75并限定出晶片接收区域80，各个搁板具有晶片结合部位85。在一较佳实施例中，顶壁42提供了适于滑动接收机械凸缘115的导杆110，该机械凸缘用于通过高架起重转移(Overhead hoist transfer，OHT)部件(图中未表示)抓握并提起盒体。
在一较佳实施例中，盒外壳30较佳是由聚碳酸脂或者聚醚铣亚胺或者类似物注模而成。通常，如果盒体是由不透明材料构成，需要在盒外壳30上造出视窗120。窗口120较佳地是由完全透明或半透明材料构成。通常，可以在每一个侧壁45、46上提供完全透明的窗口，以便可以看到不透明盒外壳30内的晶片。
在另一较佳实施例中，侧柱70与盒外壳整体注模，使得盒外壳和侧柱组成了单块集成体。如图2所示，侧柱70可以利用例如充填PEEK的碳的静电消除材料(SDM)注塑传导通路部分125。如图2所示，通路部分形成了连接顶壁42到底部50和接地导板55的导电路径。在如图5所示的另一个实施例中，导体通路可以电连接传导垫135，该传导垫注塑于侧壁45、46并凸起于位置140、141形成了侧壁上的附属物之承受负载的起重鞍部27的接点。传导路径被排成一排，能包括具有被外壳透明材料隔开的重复路径的栅格。传导路径之间的隔离距离为0.5英寸到1.5英寸。起重鞍部27与机械凸缘115铰接，用于从机械凸缘115到侧壁45、46分配负载。起重鞍部与传导垫135的相互连接为操作期间累积在机械凸缘115上的静电提供了接地路径。
文中的“传导”是指至少有部件或通路或材料能够消除静电并能释放静电累积，这种静电累积典型性的存在于晶片容器中。通常静电消除材料有105到1012欧姆每平方的表面电阻。对于提供传导路径接地的材料，电阻小点可能较合适。
在另一实施例中，窗口120同侧柱70可以注塑出具有传导肋条190的传导肋条阵列170(如图4所示)。理想地，传导肋条阵列170可以利用提供静电消除性能的加PEEK的碳或类似材料注塑成型。然而，因为肋条阵列跨越侧壁45、46的较大延伸面积，所以就为利用最少量的高成本SDM材料例如为PEEK，在大面积的盒体外壳30上实现静电接地提供了一种手段。此外，在较佳实施例中肋条阵列可以提供防止接触承载器的窗口或其它关键部分的物理止挡。本文所述的阵列可以布满朝外的透明表面，包埋于表面之下或者从透明材料的表面向外凸起。凸起构造提供了物理止挡。
参照图6，在另一个可替代的实施方案中，传导栅网180实质上注塑成型于整个透明盒外壳30上。该阵列或栅格包括传导材料185，并可适于提供盒体的任何部分所需的静电接地路径。阵列或栅格可以是不均匀的，具有较好的网孔或者具有更密集的网孔分布在盒体上从而更易消除静电累积。阵列或栅格可以包括随意暴露在外壳外部的重复序列的传导线。举例来说，栅格180可以是直线或非直线或曲线或非曲线的外壳30，并且可以首先成模，然后放回到注模中并在它上面塑造PEEK栅格170。在制造过程中理想的是保持塑造温度在聚碳酸脂的转变温度即大约149℃之下，从而防止聚碳酸脂基础部分变形。图7和图8分别显示肋状构架和窗口侧壁横截面中的传导材料185。
特殊的应用中，第一注模部分即栅部分比第二部分、注塑成型部分、盒外壳具有相应的较小的容积可能是适合的。其它应用中，可以将例如包括传导栅在内的第一材料沉积于模中晶片接触区域和窗口区域等重要位置，使材料固化，并且在不变换模子的情况下在第一材料上浇铸第二部分，例如包括盒外壳材料在内的聚碳酸脂。
在其它特殊应用中，不允许第二材料固化，而且两种材料都熔融时可以连接。这种接合注塑成型可能无法使第一部分和第二部分之间的界面精确定位；但是可以不需要另外的模子以及使第一部分固化，从模子中移去该部分和在第二个模子中放置第一部分的步骤。
可以在不脱离其精神和本质特征的前提下，以其它特别的形式实施本发明，因此本发明的实施例无论如何都应该被认为是举例说明而不是限制如上描述的本发明的范围。
权利要求
1.一种基板容器，包含门和容器部分容器部分包含一对通常相对的侧壁，每一个所说的侧壁包含用于查看该容器中的基板的外露透明部分；后壁；顶壁；底部，一对通常相对的侧柱，其中的每一个该侧柱均从各侧壁向内延伸，各侧柱界定适应该基板的架子，该侧壁，该后壁和该底部界定适应该基板的空间；以及实质上连续和分离的导电材料的重复阵列通过所说透明部分的朝外的表面延伸，为消除静电提供接地路径。
2.根据权利要求1所述的容器，其中该重复阵列构成栅格。
3.根据权利要求1所述的容器，其中该阵列同该架子电连接。
4.根据权利要求3所述的容器，其中该阵列还存在于该顶壁。
5.根据权利要求4所述的容器，其中该阵列还存在于该底部。
6.根据权利要求1所述的容器，还包含提供于与该顶壁和该底部电连接的该侧壁的导电路径。
7.根据权利要求1所述的容器，其中该架子是导电的。
8.根据权利要求2所述的容器，其中该栅格是总体均匀的。
9.根据权利要求2所述的容器，其中该栅格是直线的。
10.根据权利要求1所述的容器，其中该容器主要由聚碳酸酯构成。
11.根据权利要求1所述的容器，其中该架子是导电的。
12.一种容器，包括有从其周围空间置于其中的封闭隔离的基板的结构，该结构包含透明部分；多个用于支承置于该结构中的该基板的架子；以及消除该结构中静电的装置。
13.一种容纳基板的容器，包括一对相对的侧壁；与每个该侧壁实质上连接的后壁；与每个该侧壁和该后壁实质上连接的底部；与每个该侧壁和该后壁实质上连接的顶壁；门框，定义可接收门的前开口；从每个该侧壁伸出的一排架子；以及提供从该容器传导静电的接地路径的置于该侧壁的分离或连续的导电栅格。
14.根据权利要求13所述的容器，还包括每个侧壁上的实质透明的窗口。
15.一种从封装基板的容器消除静电的方法，该容器包含植于该容器中并提供该静电接地路径的分离或连续的导电材料网，该方法包括从该容器，通过传导到该导电材料网传导静电电荷。
16.根据权利要求15所述的方法，其中该消除静电装置包括通常分离和连续的导电材料栅格，并且从该容器传导上述电荷包括通过该栅格传导该电荷。
17.根据权利要求16所述的方法，其中该容器包括相对的侧壁，顶壁，后壁和底部，其中该栅格在该侧壁，该顶壁，该后壁和该底部中。
18.根据权利要求17所述的方法，其中该容器包含从每个该侧壁的内表面伸出的导电肋条阵列，其中从该容器传导该电荷包括通过每个上述肋条阵列传导该电荷。
19.一种制造封装基板的容器的方法，该方法包括塑造容器的透明部分和同该透明部分连接的分离和连续的导电材料的重复栅格网络；以及注塑成型外壳部分至透明部分。
20.根据权利要求19所述的方法，其中塑造该透明部分的方法包括注塑成型。
21.根据权利要求20所述的方法，其中聚碳酸酯被注塑成型。
全文摘要
一种可以消除静电的基板承载器，具有导电栅格或网，其注塑成型于实质上整体容器中该栅格电连接于在下面的接地的鞍形支座上。该承载器还可以包括实质上透明的侧壁和导电架以保持存储基板呈通常的轴向排列。
文档编号A47G19/00GK1897851SQ200480039006
公开日2007年1月17日 申请日期2004年11月8日 优先权日2003年11月7日
发明者约翰·布恩斯, 马修·A·福勒, 杰佛瑞·J·肯, 马丁·L·佛比斯, 马克·V·斯密斯 申请人:安堤格里斯公司