TWI615335B - 晶圓卡匣及其製造方法 - Google Patents

Abstract

一種晶圓卡匣，包含前面板及後面板，兩者互相對立；及至少二長頂桿、至少二長中桿及至少二長底桿，每一個長頂桿、長中桿、長底桿具有複數溝槽。每一個長頂桿、長中桿、長底桿具有二端，分別樞接於前面板與後面板。長頂桿、長中桿與長底桿包含實心鐵桿，其表面被包覆層所包覆。

Description

晶圓卡匣及其製造方法

本發明係有關一種晶圓卡匣(wafer cassette)，特別是關於一種具改良結構與強化精確度及強度的晶圓卡匣。

晶圓卡匣是一種用以夾持晶圓的裝置，以利運送於設備之間以進行晶圓的處理或量測。儲存於晶圓卡匣的晶圓可使用機械手(robotic hand)或牙叉(fork)將其取出或置入。

傳統晶圓卡匣於操作使用一段時間後，其精確度或強度會降低。舉例而言，冷縮熱脹會降低晶圓卡匣的精確度或強度。

傳統晶圓卡匣的結構具有缺陷，經常使得機械手(特別是機械手的前端)因為錯位而意外地撞到晶圓卡匣的底端，因而造成晶圓的彈落。

鑑於傳統晶圓卡匣具較低精確度、強度且結構具缺陷，因此亟需提出一種新穎的晶圓卡匣，以改善其結構並強化精確度與強度。

鑑於上述，本發明實施例的目的之一在於提出一種晶圓卡匣，用以儲存及運送晶圓。相較於傳統晶圓卡匣，本實施例之晶圓卡匣具有強化精確度與強度，且可避免機械手意外地撞到晶圓卡匣。

根據本發明實施例，晶圓卡匣包含前面板及後面板，兩者互相對立；及至少二長頂桿、至少二長中桿及至少二長底桿，每一個長頂桿、長中桿、長底桿具有複數溝槽。每一個長頂桿、長中桿、長底桿具有二端，分別樞接於前面板與後面板。長頂桿、長中桿與長底桿包含實心鐵桿，其表面被包覆層所包覆。

根據本發明另一實施例，提供一種製造晶圓卡匣的方法。以射出成形製程，將包覆層包覆於複數實心鐵桿的表面，以形成至少二長頂桿、至少二長中桿及至少二長底桿。將每一個長頂桿、長中桿與長底桿的二端分別樞接於前面板與後面板，其中前面板與後面板互相對立。

第一圖之透視圖顯示本發明實施例之晶圓卡匣100，用以儲存及運送晶圓。第二圖顯示第一圖之晶圓卡匣100的另一透視圖，其夾持一晶圓10，例如光學元件(如光學透鏡或玻璃)。為了讓內部結構更易於觀看，第二圖所示的晶圓卡匣100省略了一些元件未畫出來。

在本實施例中，晶圓卡匣100可包含前面板11及後面板12，兩者互相對立。本實施例之晶圓卡匣100還可包含至少二長頂桿13、至少二長中桿14及至少二長底桿15。每一個長頂桿13、長中桿14、長底桿15具有複數溝槽(groove)。溝槽可整個圍繞長頂桿13、長中桿14、長底桿15，或者部分圍繞長頂桿13、長中桿14、長底桿15。

如第一圖、第二圖所示實施例，二列晶圓卡匣並列在一起，其中一長頂桿13共用於該二列晶圓卡匣之間。然而，每一晶圓卡匣擁有自己的長中桿14及長底桿15。

每一個長頂桿13、長中桿14、長底桿15具有二端，分別樞接(pivotally connected)於前面板11與後面板12。因此，長頂桿13、長中桿14、長底桿15由上而下依序設置。

在本實施例中，位於同側的長中桿14與長底桿15更藉由至少一連接件17(圖示使用三連接件)使兩者固定在一起，因而強化晶圓卡匣100的精確度。

本實施例之晶圓卡匣100還可包含四固定桿16，設於前面板11與後面板12的四個角落，用以讓晶圓卡匣100更穩固，因而強化晶圓卡匣100的強度。每一固定桿16具有二端，分別樞接於前面板11與後面板12。

第三圖顯示第二圖之長頂桿13、長中桿14及長底桿15的部分放大視圖，其夾持有晶圓10。根據本實施例的特徵之一，晶圓10的底部承靠於二點(亦即二長底桿15)，而非承靠於單一點。本實施例之晶圓卡匣100具二個(而非單一)且分開的長底桿15，使得機械手(robotic hand)的前端不會因為錯位而意外地撞到設於中間位置的單一長底桿，造成晶圓10的彈落。

第四A圖顯示第一圖/第二圖之長頂桿13的剖面視圖，且第四B圖顯示第一圖/第二圖之長中桿14及長底桿15的剖面視圖。根據本實施例的另一特徵，長頂桿13、長中桿14、長底桿15可包含實心鐵桿(solid-iron rod)111，其表面被包覆層112所包覆，該包覆層112可為聚合物(polymer)。本實施例之包覆層112包含聚醚醚酮(polyether rather ketone，PEEK)，其具有優良的機械及化學抗性，可抵抗高溫及冷縮熱脹。本實施例之長頂桿13、長中桿14、長底桿15使用實心鐵桿111及聚醚醚酮(PEEK)之包覆層112，可強化晶圓卡匣100的強度與精確度，且能防止剝落與翹曲。在另一實施例中，於包覆該包覆層112之前，實心鐵桿111的表面更經咬花處理(texture treatment)使其表面粗糙化，改變實心鐵桿111與包覆層112之間的交互作用，因而更能避免包覆層112的剝落。

在本實施例中，實心鐵桿111為多角(polygon)實心鐵桿，特別是八角(octagon)實心鐵桿。由於實心鐵桿111具有多邊形(例如八邊形)截面，而非圓形截面，使得晶圓10與長頂桿13、長中桿14、長底桿15之間為線接觸，而非點接觸，因而得以減輕應力集中以避免晶圓破碎。此外，前面板11、後面板12與長頂桿13、長中桿14、長底桿15的樞接處具有凹槽。特別的是，該凹槽的形狀相應於實心鐵桿111的多邊形截面。藉此，晶圓10可精確地接觸於長頂桿13、長中桿14、長底桿15。

根據本實施例的又一特徵，包覆實心鐵桿111的包覆層112係使用射出成形(injection moulding)製程技術而一體成型製造的。詳而言之，首先將實心鐵桿111鎖入具溝槽形狀的模具內，再灌入包覆材料(例如聚醚醚酮)於實心鐵桿111的周圍，因而形成包覆層112圍繞實心鐵桿111，且於包覆層112的表面形成有溝槽。相較於使用電腦數值控制(CNC)工具所車出來的聚醚醚酮(PEEK)桿，本實施例之包覆層112不但可強化晶圓卡匣100的強度與精確度，且能防止剝落與翹曲。

以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限定本發明之申請專利範圍；凡其它未脫離發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含在下述之申請專利範圍內。

100‧‧‧晶圓卡匣

10‧‧‧晶圓

11‧‧‧前面板

12‧‧‧後面板

13‧‧‧長頂桿

14‧‧‧長中桿

15‧‧‧長底桿

16‧‧‧固定桿

17‧‧‧連接件

111‧‧‧實心鐵桿

112‧‧‧包覆層

第一圖之透視圖顯示本發明實施例之晶圓卡匣，用以儲存及運送晶圓。 第二圖顯示第一圖之晶圓卡匣的另一透視圖。 第三圖顯示第二圖之長頂桿、長中桿及長底桿的部分放大視圖。 第四A圖顯示第一圖/第二圖之長頂桿的剖面視圖。 第四B圖顯示第一圖/第二圖之長中桿及長底桿的剖面視圖。

100‧‧‧晶圓卡匣

10‧‧‧晶圓

12‧‧‧後面板

13‧‧‧長頂桿

14‧‧‧長中桿

15‧‧‧長底桿

16‧‧‧固定桿

17‧‧‧連接件

Claims (18)

1. 一種晶圓卡匣，包含：一前面板及一後面板，兩者互相對立；及至少二長頂桿、至少二長中桿及至少二長底桿，每一該長頂桿、該長中桿、該長底桿具有複數溝槽；其中每一該長頂桿、該長中桿、該長底桿具有二端，分別樞接於該前面板與該後面板；其中該長頂桿、該長中桿、該長底桿包含實心鐵桿，其表面被包覆層所包覆；其中該包覆層係使用射出成形製程而一體成型製造的。
2. 根據申請專利範圍第1項所述之晶圓卡匣，更包含至少一連接件，將位於同側的該長中桿與該長底桿連接在一起。
3. 根據申請專利範圍第1項所述之晶圓卡匣，更包含四固定桿，設於該前面板與該後面板的四個角落，每一該固定桿具有二端，分別樞接於該前面板與該後面板。
4. 根據申請專利範圍第1項所述之晶圓卡匣，其中該包覆層包含聚合物。
5. 根據申請專利範圍第4項所述之晶圓卡匣，其中該包覆層包含聚醚醚酮(PEEK)。
6. 根據申請專利範圍第1項所述之晶圓卡匣，於包覆該包覆層之前，該實心鐵桿的表面經咬花處理。
7. 根據申請專利範圍第1項所述之晶圓卡匣，其中該實心鐵桿為多角實心鐵桿。
8. 根據申請專利範圍第7項所述之晶圓卡匣，其中該實心鐵桿為八角實心鐵桿。
9. 根據申請專利範圍第7項所述之晶圓卡匣，其中該前面板、該後面板與該長頂桿、該長中桿、該長底桿的樞接處具有凹槽，其中該凹槽的形狀相應於該多角實心鐵桿的多邊形截面。
10. 一種製造晶圓卡匣的方法，包含：提供複數實心鐵桿；以射出成形製程，將包覆層包覆於該些實心鐵桿的表面，以形成至少二長頂桿、至少二長中桿及至少二長底桿；及將每一該長頂桿、該長中桿、該長底桿的二端分別樞接於一前面板與一後面板，該前面板與該後面板互相對立；其中該射出成形製程包含將該實心鐵桿鎖入具溝槽形狀的模具內，再灌入包覆材料於該實心鐵桿的周圍，因而於該包覆層的表面形成複數溝槽。
11. 根據申請專利範圍第10項所述製造晶圓卡匣的方法，其中該包覆材料包含聚合物。
12. 根據申請專利範圍第10項所述製造晶圓卡匣的方法，其中該包覆材料包含聚醚醚酮(PEEK)。
13. 根據申請專利範圍第10項所述製造晶圓卡匣的方法，更包含一步驟，使用至少一連接件將位於同側的該長中桿與該長底桿連接在一起。
14. 根據申請專利範圍第10項所述製造晶圓卡匣的方法，更包含一步驟，將四固定桿設於該前面板與該後面板的四個角落，其中每一該固定桿的二端分別樞接於該前面板與該後面板。
15. 根據申請專利範圍第10項所述製造晶圓卡匣的方法，於包覆該包覆層之前，更包含一步驟對該實心鐵桿的表面進行咬花處理。
16. 根據申請專利範圍第10項所述製造晶圓卡匣的方法，其中該實心鐵桿為多角實心鐵桿。
17. 根據申請專利範圍第16項所述製造晶圓卡匣的方法，其中該實心鐵桿為八角實心鐵桿。
18. 根據申請專利範圍第16項所述製造晶圓卡匣的方法，更包含一步驟，於該長頂桿、該長中桿、該長底桿與該前面板、該後面板的樞接處形成凹槽，其中該凹槽的形狀相應於該多角實心鐵桿的多邊形截面。