专利名称：用于半导体晶片盘和类似物品的模块式载体的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种被构造成用于存放半导体晶片盘、胶片帧或者类似物品的容器或者载体。尤其是，本发明涉及一种通用的模块式载体或者容器系统，用于在生产过程中容纳和精确地定位半导体晶片盘、胶片帧或者类似物品，这种模块式承载系统包括一个外框架，该外框架可以被连附到一个壳体部分上和从该壳体部分上拆卸下来，并且在其上连接有一个制造工艺附件。
背景技术：
将晶片盘加工成集成电路芯片会涉及许多步骤，在这些步骤中晶片盘需要被反复处理、存储和输送。由于这些晶片盘非常精密并且价值很高，所以重要的是在整个生产过程中适当地防止它们遭受损坏或者粒子以及其它污染。晶片载体的一种用途是提供这种防护。
为了满足各种需求，载体已经具有各种形状和尺寸。常用类型的载体是SMIF、FOUP、FOSB以及胶片帧载体。这些以及其它类型的载体、运输装置或者荚状容器可以被构造成用于接收半导体晶片盘、胶片帧以及类似的电子器件。所述载体通常被构造和设置成可封闭的外壳，具有一个主体和一个门，所述门用于覆盖住所述主体上的开口或者孔口，晶片盘通过所述开口或者孔口被插入到所述壳体的内部中或者从所述壳体的内部取出。
由于许多利用半导体晶片盘和类似物品的制造工艺均实现了自动化，所以载体提供了用于适应和优化自动化工艺以及其它工艺的部件或者附件。这些附件包括机器接口、导板、动态联结器、自动操纵法兰(robotic flanges)以及各种类型的标记、跟踪以及信息提供装置。此外，由于载体通常也被人工操作，所以需要人工操作把手。美国专利No.621687公开了一种用于自动化半导体器件操作中使用的晶片载体，在此通过引用结合入本发明。美国专利No.5944194公开一种基片载体，而美国专利No.6164664公开了一种动态联结器，用于将一个荚状载体连附到一个表面上，这两篇美国专利也在此通过引用结合入本发明。
前述载体的一个缺点在于，由于附件被连附在用于晶片盘的外壳上，所以制造工艺必须具有许多载体，这些载体分别被设计成用于特定的用途或者制造工艺，或者具有一个较为“通用”的载体，该载体具有多个设于其上的附件，这些附件中的某些或者许多并不用于特殊的制造工艺。作为任一前述问题的后果，成本会过高，在工艺步骤中过多的附件有可能导致不方便，并且当壳体无用时附件与壳体一同被丢弃。其它也许在某些工艺步骤中不必要的载体部件示例在美国专利No.5711427和No.5785186中披露开。
因此，如果具有这样一种承载系统，即附件可以被连附到所述壳体上的预定位置处和从所述壳体上的预定位置处拆卸下来，将是有益的，其中所述预定位置适合于并且有助于自动化制造工艺。
发明内容
一种模块式承载系统，使用了一个壳体部分来容纳半导体晶片盘或者类似物品。该模块式承载系统使用了一个外框架，该外框架带有连附在其上的附件，从而使得各个壳体部分可以具有多种附件构造，并且当所述壳体部分被丢弃时这些附件可以被回收再利用。
本发明优选实施例的一个目的和优点在于，提供一种晶片载体和用于组装该载体的方法，它们满足了前述需求。
本发明优选实施例的另外一个目的和优点在于，提供一种壳体部分，该壳体部分可以用作一个运输装置，并且可以轻易地、低成本地具有自动化部件和附加于其上的人工操作把手，来使得所述载体在制造工艺中更为通用和有用。
本发明优选实施例的另外一个目的和优点在于，提供一种具有较低组装成本的模块式晶片载体。
本发明优选实施例的另外一个目的和优点在于，提供一种模块式晶片载体，其能够与现有的制造机器和/或自动化设备协同工作。
本发明优选实施例的另外一个目的和优点在于，在预定次数使用之后，壳体部分可以被丢弃，而保留所述自动化部件和人工操作把手。
用于容纳半导体晶片盘和类似物品的模块式承载系统的优选实施例，包括一个壳体部分、一个外框架以及至少一个制造工艺附件。壳体部分进一步包括一个主体，该主体具有外表面、内部以及孔口，晶片盘可以穿过所述孔口被插入到所述主体的内部中或者从所述主体的内部取出，和一个与主体协同工作的门，由此相对于所述主体确定所述门的打开位置和闭合位置，从而使得当所述门处于打开位置时晶片盘可以被插入到所述主体的内部中和从所述主体的内部取出，而当所述门处于闭合位置时所述孔口被封闭起来。外框架可以具有多个公知名称，比如表皮、外骨架、鞍座(saddle)、适配器。其以预定的构造至少部分地环绕或者包裹住所述壳体部分，从而使得该承载系统与自动化制造工艺附件或者制造系统协同工作，并且可以增强所述自动化制造工艺附件或者制造系统。通过使用一个框架，至少一个制造工艺附件可以被合适地定位于和连接在所述外框架上，从而使得其可以被用于合适的制造工艺附件步骤中并且被回收再利用，而不是伴随所述壳体部分或者与所述壳体部分一起被处置。附件可以被永久地连附在框架上，或者可以被连附在所述框架上和从所述框架上拆卸下来。框架可以被连附在所述壳体部分上和从所述壳体部分上拆卸下来。附件也可以被连附在所述壳体部分上，来使得使用者在其所需的时候获得一种最佳布置。
在工作过程中，一种制造半导体晶片盘和类似物品的方法包括提供一个模块式承载系统，该模块式承载系统包括一个壳体部分，该壳体部分具有一个门和一个主体，该主体具有一个孔口、一个内部以及一个外框架，以及至少一个制造工艺附件；将所述外框架连附到所述壳体部分上；将所述至少一个制造工艺附件连接到所述外框架上；提供至少一个半导体晶片盘；将所述至少一个晶片盘插入到所述主体的内部；以及利用所述门封闭住所述主体上的孔口。本技术领域中那些熟练技术人员将会明白，这些步骤也可以以其它顺序高效执行。
图1是一个根据本发明的模块式承载系统优选实施例的平面俯视图。
图2是图1中所示模块式承载系统的分解视图。
图3是一个根据本发明的外框架替代实施例的透视图。
图4是一个根据本发明的外框架第二替代实施例的透视图。
图5是一个根据本发明的外框架第三替代实施例的透视图。
具体实施例方式
本优选实施例涉及一种根据本发明的模块式承载系统。该承载系统可以被用来容纳和防护半导体晶片盘、胶片帧以及类似物品。因此，本发明的范围涵盖所有可以在荚状容器中进行运送或者运输的基片。如图1-2中所示，模块式承载系统20由一个壳体部分30、一个外框架70以及至少一个制造工艺附件80组成。壳体部分30进一步包括一个主体50和一个门60。所述主体具有内表面32、内部34、外表面36以及一个位于外表面36上的隆起部38。主体50的内部34被构造和设置成使得诸如晶片盘或者胶片帧这样的物品可以被以牢固并且相互间隔开的方式容纳在该内部34中。在本优选实施例中，比如使用形成于内表面32上的支撑隔板40来实现，这些支撑隔板40以水平方式支撑所述物品。
壳体部分30上的门或者盖60被连附在主体50上，并且相对于主体50具有一个打开位置和一个闭合位置。门60被构造和设置成在其处于所述闭合位置时从外部封闭住主体50的内部34，而在其处于所述打开位置时允许将物品置入主体50之内或者从主体50内取出。门60具有多个第一卡锁组件62，这些卡锁组件62被构造和设置成与主体50上的多个第二卡锁组件64相匹配，用于将门60连附在主体50上。本技术领域中的那些熟练技术人员将会明白，在不脱离本发明技术构思的条件下，可以使用若干种不同类型的机构将所述门连附在所述主体上。
外框架70可以被构造成一个整体构件，或者其可以利用多个由紧固件72固定在一起的构件组装而成。外框架70被构造和设置成用于接收一个或者多个制造工艺附件或者部件80，比如人工操作把手81、机器接口、导板、动态联结器、机械手操作法兰82、以及各种类型的标记、跟踪和信息提供装置83。信息提供装置83可以包括射频标签。在外框架70上可以设置一个存储袋84，用于盛装信息提供装置83。本技术领域中那些熟练技术人员将会明白，根据各种制造工艺附件步骤中的需求，可以在外框架70上的许多不同位置处设置许多其它附件80。这些附件80中的每一个均可以被选择性地连附在外框架70上或者从外框架70上拆卸下来，用于在制造过程中对载体20进行操作。可选择地，一个或者多个附件可以被永久性地连附在外框架70上，或者与其整体式构造而成。
外框架70被构造成被连附在壳体部分30上和从壳体部分30上拆卸下来。外框架70被牢固地连附在壳体部分30上，从而使得壳体部分30中的内容物可以在于自动化设备上处理的过程中被合适地定位或者排列。外框架70允许在半导体制造工艺中使用多种壳体部分30，无需必须使用相同数目的附件80。通过降低在所述壳体部分上设置所有必要部件和附件80的必要性，外壳30可以被以较低的成本制造而成。使用一个具有所需附件80的独立外框架70，也可以通过减少更换具有所有必要附件80的高成本运输容器的成本而降低制造成本。
壳体部分30可以利用常规紧固方式连附在外框架70上，比如在图2中示出的干涉配合或者摩擦配合、螺钉、螺栓或者咬接式紧固装置。用于晶片载体的咬接式紧固装置的示例在美国专利No.6038186中公开，在此通过引用将其结合入本发明。
壳体30的外表面36可以具有一个唇部或者隆起部、疙瘩或者凸块、或者其它突起结构38，来与外框架70协同工作，将壳体部分30定位于外框架70之内。壳体部分30的外表面36可以带有一个动态联结器，或者其可以带有一个如美国专利No.6216874的图3中所示的导板。在这种情况下，壳体部分30可以如同在所述同一美国专利的图4中所示那样具有三个整体式的动态联结凸肋。外壳30可以由一种适用于半导体制造的塑料比如聚碳酸酯，模制而成。外框架70可以由铝构造而成。其也可以由填充有石墨的聚碳酸酯或PEEK或者其它合适材料构造而成。
图3-5示出了外框架的替代实施例。在图3中，框架170总体上呈倒置的U形，并且在其被正确地连附时，至少部分地覆盖住所述壳体部分的三个侧面。底边缘172具有导块、凸缘或者钩形部174，用于将外框架170固定在所述壳体部分上。在图4中，外框架270也呈倒置的U形，并且在其被正确地连附时，至少部分地覆盖住所述壳体部分的三个侧面。顶边缘272带有导块、凸缘或者钩形部274，用于将外框架270固定到所述壳体部分上。外框架270的底表面276具有多个孔口，以允许触及所述壳体部分上的动态联结器。在图5中，外框架370被加工成类似于一根刚性带或者环状带。其它的可能形状或者构造可以是套筒。
所述门可以被固定在所述主体上，与所述外框架协同工作或者独立于所述外框架进行工作。通过将所述门定位于所述主体上的孔口上方并且固定住所述卡锁从而将所述孔口封闭起来而被固定在所述主体上。
尽管在这里已经描述了模块式承载系统的优选实施例，但是可以进行多种改变和变型，并且希望本发明的范围由所附的权利要求加以限定。
权利要求
1.一种用于容纳半导体晶片盘和类似物品的模块式承载系统，该模块式承载系统包括一个壳体部分，该壳体部分进一步包括一个主体，该主体具有外表面、内表面和一孔口，晶片盘可以通过所述孔口被插入到所述主体的内部和从所述主体的内部取出；和一个门，该门与所述主体协同工作，由此相对于所述主体确定所述门的一打开位置和一闭合位置，从而使得当所述门处于打开位置时晶片盘可以被插入到所述主体的内部和从所述主体的内部取出，而在所述门处于闭合位置时所述孔口被封闭起来；一个外框架，它至少部分地包围住所述外壳；以及至少一个连接于所述外框架上的制造工艺附件。
2.如权利要求1中所述的模块式承载系统，其特征在于所述框架的构造选自于组敞口容器、套筒、U形框以及至少一根环状带。
3.如权利要求1中所述的模块式承载系统，其特征在于至少一个制造工艺附件被连接在所述壳体部分上。
4.如权利要求1中所述的模块式承载系统，其特征在于不同的制造工艺附件可以在不同的时间被连附在所述外框架上的预定位置处。
5.如权利要求1中所述的模块式承载系统，其特征在于所述制造工艺附件选自于人工操作手柄、机器接口、导板、动态联结器、自动操作法兰以及射频标签。
6.如权利要求1中所述的模块式承载系统，其特征在于所述主体的外表面具有一个隆起部，用于将所述外框架定位于所述壳体部分上。
7.如权利要求1中所述的模块式承载系统，其特征在于所述壳体部分由一种适用于半导体制造工艺的塑料模制而成。
8.如权利要求1中所述的模块式承载系统，其特征在于所述外框架由一种材料制成，这种材料选自于铝、填充有石墨的聚碳酸酯以及PEEK。
9.如权利要求1中所述的模块式承载系统，其特征在于所述框架可以被连附在所述壳体部分上和从所述壳体部分上拆卸下来。
10.如权利要求1中所述的模块式承载系统，其特征在于所述壳体部分可以被用作一个运输装置。
11.一种制造半导体晶片盘和类似物品的方法，包括a)提供一个模块式承载系统，该模块式承载系统包括一个壳体部分，该壳体部分具有一个门和一个主体，该主体具有内部和一孔口；一个外框架；以及至少一个制造工艺附件；b)将所述外框架连附到所述壳体部分上；c)将所述至少一个制造工艺附件连接到所述外框架上；d)提供至少一个半导体晶片盘或者类似物件；e)将所述至少一个晶片盘或者物件插入到所述壳体部分的内部中；以及f)利用所述门将所述主体上的孔口封闭起来。
12.一种用于容纳半导体晶片盘和类似物品的模块式承载系统，该承载系统包括一个晶片盘容纳装置，用于在制造过程中容纳和防护所述晶片盘；一个外框架装置，可以被连附在所述晶片盘容纳装置上和从所述晶片盘容纳装置上拆卸下来；以及至少一个被连接在所述外框架装置上的制造工艺附件。
全文摘要
本发明涉及一种模块式承载系统(20)，其使用了一个壳体部分(30)来容纳半导体晶片盘。一个外框架(70)被连附在所述晶片盘运输装置上，同时多个附件(80)可以形成具有不同构造的承载系统。
文档编号H01L21/673GK1549787SQ02816984
公开日2004年11月24日 申请日期2002年8月27日 优先权日2001年8月27日
发明者J·尼格, J 尼格, R·亨德雷尔, 吕锥 申请人:诚实公司