(57)【要約】  ウェハーコンテナ（１０）及び半導体製造業で用いられるその他任意のプラスチックアーティクル、特に、半導体製造クリーンルーム環境にて用いられる同様のアーティクルを製造するための成型プロセスにて、インディシア（３６）を結合させるべく、ポリマ薄膜部材（３４）を用いるためのシステム及び方法。同システム及び方法によって、多色インディシア及びユニークな電子読み取り可能インディシアをアーティクルに結合させることが可能になる。また、同システム及び方法は、インディシアに起因するプロセス汚染を阻止し、インディシアを物理的なダメージから保護するための保護封入バリアを供与する。
2005510416.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示されたインディシアを有する封入部を備えたウェハーコンテナであって、
ポリマフィルム材料からフィルム部材を形成する工程と、
同フィルム部材にインディシアを表示する工程と、
フィルム部材をモールドの成型面に位置決めする工程と、
前記封入部を形成すべく、同モールドの成型面及びフィルム部材上にてポリマ材料を成型する工程と、同フィルム部材は、そのことにより封入部と永久的に結合されることと、を備えるプロセスによって製造されるウェハーコンテナ。
【請求項２】
前記フィルム部は透明ポリマ材料であり、前記封入部に直接結合された１つの内側面を有し、前記インディシアは、同インディシアが同フィルム部と同封入部の間に封入されるように、同内側面に表示される、請求項１に記載のウェハーコンテナ。
【請求項３】
前記内側面及び前記インディシアは耐温度耐せん断インクから成る層により被覆されている、請求項２に記載のウェハーコンテナ。
【請求項４】
前記インディシアは耐温度耐せん断インクにより表示されている、請求項１に記載のウェハーコンテナ。
【請求項５】
前記フィルム部は少なくとも一対の層を備え、第１の層はその１つの面に表示されたインディシアを備え、第２の層はポリマフィルム材料から形成され、同第２の層の１つの面は、インディシアが同一対の層の間に封入されるように、第１の層のインディシア表示面と結合されている、請求項１に記載のウェハーコンテナ。
【請求項６】
前記一対の層のうちの一方は、前記フィルム部と封入部との結合力を向上させるための内側結合層であり、同一対の層のもう一方は外側層であり、同結合層は同封入部と同外側層の間に配置されている、請求項５に記載のウェハーコンテナ。
【請求項７】
前記フィルム部は、実質的に、ポリエステル、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ペルフルオロアルコキシ樹脂、フッ化エチレンプロピレンコポリマ、フッ化ポリビニルジエン、ポリメチルメタクリレート、ポリエーテルスルホン、ポリスチレン、及び硫化ポリフェニレンから成る群より選択された材料から成る、請求項１に記載のウェハーコンテナ。
【請求項８】
前記フィルム部は実質的にポリエーテルエーテルケトンから成る、請求項１に記載のウェハーコンテナ。
【請求項９】
前記インディシアは電子読み取り可能なインディシアである、請求項１に記載のウェハーコンテナ。
【請求項１０】
前記電子読み取り可能なインディシアは少なくとも１つのバーコードを含む、請求項９に記載のウェハーコンテナ。
【請求項１１】
表示されたインディシアを備えるウェハーコンテナの製造方法であって、同ウェハーコンテナは封入部を有し、同方法は、
ポリマフィルム材料からフィルム部材を形成する工程と、
同フィルム部材にインディシアを表示する工程と、
フィルム部材をモールドの成型面に位置決めする工程と、
封入部を形成するために、同モールドの成型面及びフィルム部材上にてポリマ材料を成
型する工程と、同フィルム部材は、そのことにより同封入部と永久的に結合されることと、を備える方法。
【請求項１２】
前記フィルム部材は透明であり、前記インディシアは同フィルム部材の１つの面に表示されており、フィルム部材を位置決めする工程は、インディシアを表示された面が成型面と対峙しないように、且つ、封入部が成形された際にインディシアがフィルム部材と封入部との間に封入されるように、同フィルム部材を配置することを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記フィルム部材は一対の別個の層を備え、前記方法は、同層の一方の層の１つの面にインディシアを表示する工程と、インディシアが同一対の別個の層の間に封入されるように、同層のもう一方をインディシアを表示された層の面と結合させる工程とを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
クリーンルーム環境で使用可能な半導体ハンドリングアーティクルの少なくとも一部を成型し、同アーティクルの一部にインディシアを表示するためのシステムであって、同システムは、
アーティクルの一部を形成するのに十分な量の成型可能なポリマ材料と、
インディシアを表示された内側面を有するポリマフィルム部材と、同フィルム部材はまた外側面を有することと、
前記アーティクルの一部を成型するためのモールドキャビティを画定すべく操作によって位置決め可能な、対向可能な一対の成型面を有する成型ユニットと、同成型面の一方は、前記ポリマフィルム部材の外側面の略全体が領域に接触した状態で、同ポリマフィルム部材を収容すべく適合された同領域を有することと、成型ユニットは、更に、溶融状態にある前記量の成型可能なポリマ材料を同モールドキャビティに射出するための手段を備えることと、同ポリマフィルム部材は、そのことによって、同成型可能なポリマ材料が凝固した際に、完成した前記アーティクルの一部の１つの面に永久的に結合されていることと、同フィルム部材は前記インディシアのための保護封入バリアを形成することと、を備えるシステム。
【請求項１５】
前記フィルム部材は透明ポリマ材料から形成されると共に１つの内側面を備え、前記インディシアは、同インディシアが同フィルム部と前記封入部との間に封入されるように、前記内側面に表示される、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記フィルム部材は少なくとも一対の層を備え、第１の層はその１つの面に表示されたインディシアを有し、第２の層はポリマフィルム材料から形成され、同第２の層の１つの面は、インディシアが同一対の層の間に封入されるように、第１の層のインディシアを表示された面と結合されている、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１７】
前記一対の層の一方は、前記フィルム部材とアーティクルの一部との間の結合力を向上させるための内側結合層であり、同一対の層のもう一方は外側層であり、同結合層は同アーティクルの一部と同外側層との間に配置されている、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記インディシアは電子読み取り可能なインディシアを含む、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１９】
前記電子読み取り可能なインディシアは少なくとも１つのバーコードを含む、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記アーティクルの一部はウェハーコンテナの一部である、請求項１４に記載のシステム
。
【請求項２１】
前記アーティクルの一部はチップハンドリングトレイの一部である、請求項１４に記載のシステム。
【請求項２２】
表示された電子読み取り可能なインディシアを有する、複数の半導体材料ハンドリングアーティクルを形成するための方法であって、各アーティクルはプラスチック部を備え、各プラスチック部はユニークな電子読み取り可能インディシアを表示されており、同方法は、
ポリマフィルム材料から複数のフィルム部材を形成する工程と、
各フィルム部材にユニークな電子読み取り可能インディシアを表示する工程と、
同複数のフィルム部材の１つをモールドの成型面に位置決めすることと、前記プラスチック部を形成すべく、前記モールドの成型面及びフィルム部材上にてポリマ材料を成型することと、同フィルム部材は、そのことによって、同プラスチック部と永久的に結合されることと、によって、各アーティクルの各プラスチック部を連続的に成型する工程と、を備える方法。
【請求項２３】
前記アーティクルはウェハーコンテナである、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記アーティクルはチップハンドリングトレイである、請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
半導体製造クリーンルームで用いるためのプラスチックアーティクルの少なくとも一部を成型するための方法であって、同アーティクルの一部にはインディシアが表示され、同方法は、
ポリマフィルム材料からフィルム部材を形成することと、同フィルム部材は１つの面を有することと、
同フィルム部材の面にインディシアを表示することと、
同インディシアを表示された面が成型面に対峙しない状態で、モールドの成型面にフィルム部材を位置決めすることと、
前記アーティクルの一部を形成すべく、前記モールドの成型面及びフィルム部材上にてポリマ材料を成型することと、同フィルム部材は、そのことによって、同アーティクルの一部と永久的に結合されることと、を備える方法。
【請求項２６】
前記フィルム部材の面と同面に表示されたインディシア上に、ポリマ材料から成る層を結合ざせる工程を更に備える、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記フィルム部材の面と同面に表示されたインディシア上に、保護コーティングを適用する工程を更に備える、請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
前記保護コーティング適用工程は、耐温度耐せん断インクから成る層を適用することを含む請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記保護コーティング適用工程は、プラズマ強化化学蒸着によって光学保護材料から成る層を適用することを含む請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
ポリマ材料から形成されるトレイ部と、
同トレイ部上にて成型されるフィルム部と、同フィルム部にはインディシアが表示されていることと、同フィルム部は同インディシアのための保護封入バリアを形成するように適合されていることと、を備える、表示されたインディシアを有するチップハンドリングトレイ。
【請求項３１】
前記フィルム部は透明ポリマ材料であり、前記トレイ部に直接的に結合された内側面を有し、前記インディシアは、同インディシアが同フィルム部とトレイ部との間に封入されるように同内側面に表示されている、請求項３０に記載のチップハンドリングトレイ。
【請求項３２】
前記内側面及びインディシアは、耐温度耐せん断インクから成る層により被覆される、請求項３１に記載のチップハンドリングトレイ。
【請求項３３】
前記インディシアは耐温度耐せん断インクにより表示される、請求項３０に記載のチップハンドリングトレイ。
【請求項３４】
前記フィルム部材は少なくとも一対の層を備え、第１の層はその１つの面に表示されたインディシアを有し、第２の層はポリマフィルム材料から形成され、同第２の層の１つの面は、インディシアが一対の層の間に封入されるように、第１の層のインディシアを表示された面と結合されている、請求項３０に記載のチップハンドリングトレイ。
【請求項３５】
前記一対の層の一方は、前記フィルム部と前記トレイ部との間の結合力を向上させるための内側結合層であり、同一対の層のもう一方は外側層であり、同結合層は同トレイ部と同外側層との間に配置されている、請求項３４に記載のチップハンドリングトレイ。
【請求項３６】
前記フィルム部は、実質的に、ポリエステル、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ペルフルオロアルコキシ樹脂、フッ化エチレンプロピレンコポリマ、フッ化ポリビニルジエン、ポリメチルメタクリレート、ポリエーテルスルホン、ポリスチレン、及び硫化ポリフェニレンから成る群より選択された材料から成る、請求項３０に記載のチップハンドリングトレイ。
【請求項３７】
前記フィルム部は実質的にポリエーテルエーテルケトンから成る、請求項３０に記載のチップハンドリングトレイ。
【請求項３８】
前記インディシアは電子読み取り可能なインディシアである、請求項３０に記載のチップハンドリングトレイ。
【請求項３９】
前記電子読み取り可能なインディシアは少なくとも１つのバーコードを含む、請求項３８に記載のチップハンドリングトレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフィルムインサート成型に関し、更に詳細には、電子読み取り可能なインディシア（indicia）を含むインディシアをプラスチック半導体材料ハンドリングアーティク
ルに表示すべく、同アーティクルを成型する際におけるポリマ薄膜のインサート成型に関する。
【背景技術】
【０００２】
フィルムインサート成型は、種々の消費者製品にて美観的なアピールを高めるために、製造プロセスにおいて用いられる。詳細には、装飾転写表示、指示事項、ロゴ及びその他の視覚的な図形が、所望の視覚的効果を得るために、透明ポリマ薄膜の１つの面に印刷され、製品のプラスティック部とインサート成型される。更に、フィルムインサート成型は、バーコード等の機能的インディシアを製品に永久的に固着させるためにも用いられる場合がある。
【０００３】
典型的には、射出成型プロセスにて用いられる場合のように、インサートフィルムは、溶融ポリマ材料の射出前にモールドのキャビティに配置される。溶融材料がモールド内にて凝固するに従い、透明フィルムと成型部分との間に永久結合が生じる。このプロセスを用いて、所望の装飾的又は機能的なインディシアが、選択的かつ永久的に、該当する部分に低コストで施される。更に、所望のインディシアは、製品における複雑な輪郭周囲及び到達困難な部位においても施され得る。１つの利益としては、インディシアをモールド自体の実際の面に食刻又は成形する必要性を解消することによって、製造プロセスが容易になるという点がある。このことにより、デザイン及び製造上の順応性、及び最終製品に含まれ得るディテールの水準が向上する。
【０００４】
機能的インディシアを適用するための薄膜インサート成型の使用は限定的である。典型的には、所望のインディシアは、インサート薄膜上にスクリーン印刷される。このことは全製品に同一の画像が適用されるランにおいては満足のいくものであるが、連続的でユニークな、バーコード化された連続番号又はその他の同様の情報等、ユニークな画像をそれぞれの個々のデバイスに施すような適用例においては、スクリーン印刷は容易には適合可能でない。このような情報についてスクリーン印刷の代替方法は、種々の理由により判然としない（elusive）ことが証明されている。その結果、このような情報は、もっとも頻
繁には、フィルムインサート成型ではなく、接着ラベルを用いて、消費製品に取り付けられている。
【０００５】
半導体デバイス製造業においては、大量の高価な材料、特にはシリコンウェハーを、使用のために保管及び搬送する必要がある。保管及び取り扱い時に、汚染、物理的及び電気的なダメージからシリコンウェハーを保護するために、専用コンテナが開発されている。このような専用コンテナの例は、特許文献１〜４に記載されている。これらの文献は、全て、本明細書において参照として完全に援用されている。種々の製造過程において半導体要素を取り扱うために、チップトレイ等のハンドリングデバイスが用いられる。これらのデバイスもまた、要素への汚染及びダメージを最小限にするため、特別に定義された特性をしばしば備えている。
【０００６】
半導体製造プロセスにて最大の効率及びコスト効果を得るためには、コンテナ、デバイス、及びそれらに含まれる材料を自動的にトラッキングする手段を備えることが有益である。半導体ハンドリングアーティクル及び内容物を自動的にトラッキングする方法の１つに、種々のプロセスロケーションにおいて読み取られ得る電子読み取り可能なインディシ
アをアーティクルに固着することがある。この方法をコンピュータ及び自動ハンドリングデバイスと共に用いることにより、アーティクルは自動的に、正確にトラッキングされプロセスロケーションに送られ得る。このようなウェハーコンテナのためのシステムの一例が、本明細書にて参照として完全に援用されている、特許文献５に記載されている。
【０００７】
また、その他の種々のインディシアを半導体ハンドリングデバイス及びアーティクルに表示することが有益である。このようなインディシアには、ロゴ又は名称、アーティクルのオリジンを示す事項、特許表示、指示及び警告事項等の情報が含まれる。
【０００８】
現在の半導体デバイス製造において必要とされる極端に小さいスケール及び高度な精確さのために、プロセッシングにおいて用いられる全てのデバイス、コンテナ、及びその他のアーティクルにおいて、極度の高純度及び汚染排除が要求される。半導体デバイスの製造は、典型的には、一般に「クリーンルーム」として知られる環境において行われ、そのクリーンルームにおいては、技術的及び経済的に実現可能な程度にて、化学物質及び粒子の汚染から作業室が保護されている。例えば、フォトリソグラフィプロセスの際に、基板又は焦点板に小粉塵粒子又は化学汚染物質薄膜が存在することは、欠陥のある、及び完全に使用不能な半導体要素という結果につながり得る。従って、ウェハーコンテナ及びその他のハンドリングアーティクルに用いられる材料は、「オフガス（offgas）」したり、重要な面に沈積し得る汚染物質を生じ得るような溶剤又はその他の化学物質から、可能な限り保護されなければならない。また、材料は、プロセスを汚染し得る粒子物質を生じないために、耐摩耗性を有する必要がある。
【０００９】
種々のポリマ材料が、ウェハーコンテナ及びチップトレイ等、半導体プロセスハンドリング機器及びアーティクルにて用いるのに特に適していることが判っている。これらのポリマ材料には、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエチルエチルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリスルホン（ＰＳ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ペルフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）、及びフッ化エチレンプロピレンコポリマ（ＦＥＰ）が含まれる。一般に、これらの材料は比較的耐摩耗性が高く、オフガッシング（offgassing）を通じて著明な量の汚染化学物質を放出することはない。
【特許文献１】米国特許第6,428,729号
【特許文献２】米国特許第6,039,186号
【特許文献３】米国特許第5,485,094号
【特許文献４】米国特許第5,944,194号
【特許文献５】米国特許第4,833,306号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
用いられる材料にて必要とされる高純度とその特性によって、半導体製造環境において用いられるウェハーコンテナ及びその他のアーティクルにインディシアを固着するうえで、複数の問題が生じている。例えば、表面接着タグ又はインディシア表示ラベルを用いることは、タグ又はラベルを接着するために用いられる接着剤の溶剤がプロセスの化学汚染につながることから、一般的には望ましくない。また、インディシアを印刷するためのインクも半導体製造プロセスの化学汚染につながる。更に、アーティクルに用いられる材料は、一般に、接着剤との結合が困難である。
【００１１】
一般的に、ロゴ、特許表示等のインディシアは、アーティクル自体にポジティブの凹状又は凸状のフィーチャー（feature）を形成することになるネガティブのフィーチャーを
モールドに形成することによって、ウェハーコンテナ及びその他のアーティクルに表示される。しかしながら、この方法は、比較的コスト高であると共に、バーコード化された製
品の連続番号等、しばしば変更される情報又はユニークな情報を固着することに役立たない。更に、このようなフィーチャーは、単色しか有し得ない。
【００１２】
バーコード等の連続性を有する情報については、いくつかの先行プロセスにおいて、透明ウェハーコンテナシェルの一部に後に「埋め込まれる」ことになるバーコード表示タグが用いられている。コンテナシェル又はアーティクルの一部にタグを埋め込むことは、タグからの化学的な又は粒子による汚染を回避するが、達成が困難であると共に非常に高価になり得る。更に、ベース材料の透明性に少しでも欠陥があれば、インディシアの電子読み取り性が阻害され得る。
【００１３】
いまだ必要とされているのは、半導体製造クリーンルーム環境において用いられるべきウェハーコンテナ又はその他の半導体ハンドリングアーティクルに、バーコード又は電子読み取り可能なその他のインディシアを含むインディシアを、効果的に固着するための方法及びシステムである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、一般に、半導体製造業にて用いられるウェハーコンテナ及びその他のプラスチックアーティクル、特には、半導体製造クリーンルーム環境にて用いられるアーティクルを製造する成型プロセスにおいて、インディシアを結合すべくポリマ薄膜部材を用いるためのシステム及び方法に関する。同システム及び方法は、多色インディシア及び電子読み取り可能なユニークなインディシアをアーティクルに結合することを可能にする一方で、また、インディシアに起因するプロセス汚染を阻止すると共にインディシアを物理的なダメージから保護するための、保護封入バリアを供与する。
【００１５】
所定の寸法及び形状を有するフィルム部材を、成型すべきアーティクルの所望のターゲット面と整列するように、モールドのキャビティ内に選択的に配置する。フィルム部材は、その一面に印刷されたインディシアを有する単一の層であっても、又は、層の間に封入されたインディシアを有する複数の層であってもよい。成型プロセスにおいて、フィルムの１つの面は、フィルムが完成した成型アーティクルに永久的に接着するように、アーティクルの１つの面と結合される。フィルム部材の単一の層における実施形態では、フィルム部材がインディシアのための保護封入バリアを形成すべくインディシアがアーティクルとフィルム部材との間に封入されるように、インディシアを印刷する面は内側面である。複数の層における実施形態では、インディシアは、内側層と外側層との間に封入される。外側層はインディシアのための保護封入バリアを形成し、内側層は成型プロセス中のダメージからインディシアを保護し、フィルム部材とアーティクルとの結合力を高めるための結合層として機能する。
【００１６】
従って、本発明は、表示されたインディシアを有するウェハーコンテナを含み得る。コンテナは、ポリマ材料から形成されると共に、少なくとも１つのウェハーを保持するように適合された封入部と、同封入部に成型されたフィルム部とを備え得る。フィルム部はインディシアを表示されると共に、同インディシアのための保護封入バリアを成すように適合されている。
【００１７】
また、本発明は、表示されたインディシアを備えるウェハーコンテナの製造方法を含み、同ウェハーコンテナは封入部を有する。同方法は、ポリマフィルム材料からフィルム部材を形成する工程と、同フィルム部材にインディシアを表示する工程と、フィルム部材をモールドの成型面に位置決めする工程と、封入部を形成するために、同モールドの成型面及びフィルム部材上にてポリマ材料を成型する工程とを含み得る。同フィルム部材は、そのことにより同封入部と永久的に結合されており、フィルム部材はインディシアのための保護封入バリアを形成する。
【００１８】
更に、本発明は、クリーンルーム環境で使用可能な半導体ハンドリングアーティクルの少なくとも一部を成型し、同アーティクルの一部にインディシアを表示するためのシステムを含み得る。同システムは、アーティクルの一部を形成するのに十分な量の成型可能なポリマ材料と、インディシアを表示されたポリマフィルム部材と、成型ユニットとを備える。同成型ユニットは、アーティクルの一部を成型するためのモールドキャビティを画定すべく操作によって位置決め可能な、対向可能な一対の成型面を有し得る。同成型面の一方は、ポリマフィルム部材の面の略全体が領域に接触した状態で、ポリマフィルム部材を収容すべく適合された同領域を有する。成型ユニットは、更に、溶融状態にある前述の量の成型可能なポリマ材料をモールドキャビティに射出するための手段を備える。操作においては、成型可能なポリマ材料が凝固した際に、ポリマフィルム部材は、完成したアーティクルの一部の１つの面に永久的に結合されており、同フィルム部材はインディシアのための保護封入バリアを形成する。
【００１９】
本発明の特定の実施形態における目的及び特徴は、必要とされる以上にポリマを用いることを不要とすべく、望ましいポリマフィルムを選択的に用いる、コスト効率の高いプロセスである。
【００２０】
本発明の特定の実施形態における別の目的及び特徴は、接着剤又はその他汚染の可能性がある物質を用いることなく、バーコード又はその他の電子読み取り可能なインディシア等のインディシアの、選択的な及びターゲットを定めての結合を可能にすることである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１及び図２は、半導体製造プロセスにて用いられるウェハーコンテナの複数の実施形態を例証的に示す。図示されている各コンテナ１０は、概して、封入部１２、運動学的連結部１４、及びロボットハンドリング部１６を備える。封入部１２は、概して、頂部１８、底部２０、一対の対向側部２２，２４、背部２６、及び開放前部２８を有する。開放前部２８は、ドア３０によって選択的に閉鎖され得る。封入部１２内に、１つ以上のウェハー支持部３２が、ウェハーを互いに平行に延びると共に離間した位置関係にて支持するために具備されている。図示されているウェハーコンテナは前部開放型であるが、その他の多くの様式のウェハーコンテナが存在し、それらのコンテナは種々の複数の適用例において用いられ得る。例えば、図示されている前部開放統合ポッド（front opening unified pod）設計の他に、半導体デバイス製造設備においては、ＦＯＳＢ及びＳＭＩＦ等のその
他のコンテナ設計もまた一般的に用いられている。また、その他の型の専用コンテナが、搬送及びその他の目的のために用いられ得る。搬送に用いられるこのようなコンテナの１つの例が、本願にて参照として完全に援用されている米国特許第5,462,813号により開示
されている。
【００２２】
図１〜５に、インサートフィルム部材３４を、ウェハーキャリア１０の封入部１２とインサート成型された状態で示す。フィルム部材３４には、バーコード３８、光学文字読み取り（ＯＣＲ）機器により読み取り可能な一連の文字群４０、又はその他任意の型の電子読み取り可能なインディシアであり得るインディシア３６が表示されている。図３Ａ及び図３Ｂに示すように、インディシア３６は、企業名又はロゴ３７、特許表示情報３９、又はウェハーキャリア１０に固着されることが望ましいその他任意の型の図形又は印刷インディシア等、その他の型のインディシアであってもよい。
【００２３】
図４及び図５は、それぞれ内側面４４及び外側面４５を備えるフィルム部材３４における、異なる２つの実施の形態を断面にて示す。図４の実施形態では、フィルム部材３４は、透明ポリマフィルム材料の単一の層４２から成る。電子読み取り可能なインディシア３６は、層４２の内側面４４にインクで印刷されている。図示のように、フィルム部材３４
が封入部１２とインサート成型されると、インディシア３６はフィルム部材３４と封入部１２との間に封入され、フィルム部材３４はインディシア３６の保護封入バリアを成す。詳細には、フィルム部材３４は、インディシア３６を印刷するのに用いられるインクに含まれ得る任意の溶剤又はその他の望ましくない化学物質のオフガッシングを抑止し、更に、インディシアを物理的なダメージから保護する。
【００２４】
層４２を形成するのに用いられるポリマフィルム材料は、インディシア保護のための所望の耐摩耗特性を示すと共に、インディシア由来の化学汚染物質の透過に対するバリアを成すべく比較的低い透過性を有する任意の適するポリマ組成であり得る。現在のところ、低透過性、高純度及び耐磨耗性を有することから、層４２はＰＥＥＫより形成されることが好ましいが、半導体製造のクリーンな環境にて一般的に用いられるその他の材料から形成されてもよい。このような材料には、例えば、ポリエステル（ＰＥ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ペルフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）、フッ化ポリビニルジエン（ＰＶＤＦ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリスチレン（ＰＳ）、及び硫化ポリフェニレン（ＰＰＳ）が含まれる。更に、これらの合金又はその他の適する同様のポリマ材料が、可撓性又は耐熱収縮性及び耐クリープ性等の所望のフィルム部材特性を達成するために用いられ得る。また、必要に応じて、カーボンファイバ、カーボンナノチューブ又はセラミック微粒子を、静電消散又は導電性のための所望の電気特性を達成すべく添加してもよい。代替の選択肢として、ポリアニリン又はポリアセチレン等、本質的に導電性を有するドープされたポリマ組成物を、所望の電気特性を達成するために層４２と合金化してもよい。
【００２５】
フィルム部材３４は、結合の適用例の特定の需要に応じて、所定の形状及び寸法にカットされ得る。カット後、フィルム部材３４は、所望の形状に熱成形され得る。一般に、フィルム部材３４は、成型性を高め、インディシアの光学読み取り性のため透明度を最大にすべく、薄型でシート状である。
【００２６】
電子読み取り可能なインディシア３６は、インクを用いて層４２の内側面４４にデジタル印刷されるのが好ましいが、同フィルム部材のシーケンス又はアレイにて各別個のフィルム部材３４にインディシアを印刷することを可能にする任意の適する装置を、印刷に用いてもよい。現在、米国カリフォルニア州パロアルト（Palo Alto, California, USA）のヒューレットパッカードカンパニー（Hewlett Packard Company）から入手可能な、イン
ディゴ（Indigo）デジタルオフセットプレス等のデジタルオフセットプリンタによって、インディシアはデジタル印刷されることが好ましい。これらのデジタルオフセットプリンタは、オフセットシリンダの一回転毎に異なる画像を印刷することが出来る。従って、連続バーコード等の連続的にコード化されたインディシアを、容易に、且つ、ロゴ又は情報メッセージ等のその他の非連続インディシアと同じプレスによって印刷することが出来る。また、インディシアは、同時に二色以上をもって印刷され得る。当然のことながら、例えば従来のオフセット印刷、スクリーン印刷、又はその他の周知の印刷方法を含む、その他任意の適する印刷方法を、インディシア形成のために用いてもよい。
【００２７】
汚れ（smearing）、浸出（bleeding）又はその他の望ましくないインディシアのゆがみを生じることなく、インサート成型プロセスにて曝される温度及びせん断力に耐える任意の適するインクが用いられ得る。前述のオフセット印刷装置と特に適合性がある上記目的に適するインク材の１つに、同じくヒューレットパッカードカンパニーから入手可能なエレクトロインク（ElectroInk）製品がある。同インクは、その耐温度性及び高い解像度特性から好ましい。しかしながら、所望の特性を備えるその他任意のインク製品を用いてよい。種々の色のインクを用いることで、本発明において多色ロゴ等を用いることを可能にできることが理解されよう。
【００２８】
更に、インクを用いての印刷プロセスに対して、インク表示の替わりに、ゼログラフィ又はレーザ印刷等、その他の表示材料及びプロセスが用いられることが予測される。これらのプロセスが用いられた際に、インサート成型プロセスに耐えるために必要な耐温度耐せん断性を備えていない印刷インクが用いられる場合、インディシアを、所望の特性を有する保護材料から成る層により被覆してもよい。例えば、インディシア３６の適用後、耐熱耐せん断性インクのコーティングが内側面４４上にスプレイ又は接触塗布され得る。この目的に適するインクの１つに、ドイツワイセンベルグ（Weissenburg, Germany）のプロール（Proll）ＨＧから入手可能なプロエル（Proell）インクラインがある。当然ながら
、同様の耐熱耐せん断特性を有するその他任意の適する製品が用いられ得る。乾燥後、同インクから成る層は、インサート成型プロセスに耐える保護コーティングを、印刷されたインディシア上に形成する。当然ながら、保護コーティングを形成するために、インサート成型プロセスにて生じる温度及び力に耐えると共に、フィルム部材３４と封入部１２との間の結合力に著しくマイナスの影響を及ぼすことのない、その他任意の適するコーティング材料及びプロセスを用いてもよいことが理解されよう。このような材料及びプロセスには、例えば、耐引っかき性又は耐紫外線性のために用いられ、プラズマ強化化学蒸着（plasma enhanced chemical vapor deposition）プロセス等によって適用される周知の光
学コーティング材料が含まれる。
【００２９】
フィルム部材３４の別の実施形態を図５に示す。同実施形態では、フィルム部材３４は、透明、半透明又は不透明であり得る内側層４６と、透明な外側層４８とを有する。電子読み取り可能なインディシア３６は、内側層４６の外側面５０又は外側層４８の内側面５２に、前述のような方法で表示され得る。その後、これらの層は、ラミネーション、オーバーモールディング、又はフィルム部材３４を形成するのに適するその他任意の方法によって結合され得る。当業者に知られる多数のフィルムラミネーション技術が、この点において本発明と共に用いられることが見込まれる。例えば、米国特許第3,660,200号、同第4,605,591号、同第5,194,327号、同第5,344,703号、及び同第5,811,197号は、熱可塑ラミ
ネーション技術を開示しており、本願にて参照として完全に援用されている。したがって、インディシアは内側層４６と外側層４８との間に封入され、外側層４８は、前述のように、インディシア３６のための保護封入バリアを形成する。次に、フィルム層３４が、前述と同様に、封入部１２にインサート成型され得る。フィルム部材34の多層から成る実施形態によって、ラミネーション等比較的低温のプロセスによりインディシアを封入するという有利な点が供与され、このことにより、インディシアを表示するために用いられるインク又はその他の媒体にとって、より要求の厳しくない温度及びストレス環境がもたらされることが理解ざれよう。
【００３０】
図５に示すように、多層フィルム部材３４においては、内側層４６は、外側層４８及び封入部１２に用いられる異なるポリマ材料を結合させるのに必要とされ得るような、中間層又は「結合」層として機能し得る。例えば、外側層４８がＰＥＥＫから成り、封入部１２がポリカーボネート（ＰＣ）から成る場合は、内側層４６は、一般には、ＰＣがＰＥＥＫと直接結合された場合よりもＰＥＥＫ及びＰＣとの強い結合を成すようなポリエーテルイミド（ＰＥＩ）材料であり得る。最大の結合力を得るうえで、最適な組み合わせの材料に合わせて、必要に応じ任意数の上記中間層が用いられ得ることが理解されよう。
【００３１】
一般に、本明細書に詳細に記載するようにフィルム部材３４を調製したのであれば、フィルム部材３４を封入部分１２にインサート成型するために、任意の周知のインサート成型装置及びプロセスを用いることが出来る。射出成型タイプの適する装置の一例を、図６及び図７に単純化された断面図として示す。成型装置５４は、一般に、成型面５８を示す雌部材５６と成型面６２を示す雄部材６０を有する。モールドキャビティ６４は、成型面５８と成型面６２との間に画定される。雄部材５８又は雌部材５６又はその両方は、それ
ぞれの成型面へのアクセスを可能にすべく移動可能である。
【００３２】
雌部材５６は、多数の射出チャネル６６を備える。成型プロセス時には、溶融ポリマ材料がチャネル６６を通してモールドキャビティ６４内に圧送され得る。フィルムインサート成型においては、一般に、１つ以上の成型領域６８がモールドの１つの成型面に画定される。これらの成型領域は、電子読み取り可能なインディシアを固着することが所望される、完成したウェハーキャリア封入部１２のターゲット領域に対応する。成型面５８の開口部７２から雌部材５６の外部７６の開口部７４まで雌部材５６を貫通する複数の真空チャネル７０が、フィルムインサート部材３４を成型領域６８の定位置に一時的に保持する手段として具備される。フィルム部材３４を成型領域６８の定位置に保持するために、摩擦、静電又は一時締結部材を含む、その他任意の適する方法又は手段が用いられることが理解されよう。
【００３３】
操作に際して、雌部材５６と雄部材６０は、成型領域６８にアクセスを供与するために離間される。真空源が真空チャネル７０に適用され、フィルム部材３４は、面７３の略全体が成型面５８と接触した状態で、成型領域６８にて開口部７２の上方にて位置決めされる。このことによって、フィルム部材３４は真空により定位置に保持される。次に、雌部材５６と雄部材６０は、封入部１２の形状に対応するモールドキャビティ６４を画定するために近接して位置決めされる。モールドキャビティ６４を完全に満たし封入部１２を形成するのに十分な量の溶融ポリマ材料７８が、射出チャネル６６を通じてモールドキャビティ６４内に圧送される。溶融ポリマ材料が冷却され凝固した後に、雌部材５６及び雄部材６０は、フィルム部材３４がインサート成型された封入部１２の完成品をモールドから取り出せるように、互いに離間される。
【００３４】
ポリマ材料７８は、一般に、半導体製造業において用いられる成型部材に一般的に用いられるようなプラスティック材料である。典型的には、ポリマ材料７８はポリカーボネートであるが、ＰＥＥＫ、ＰＩ、ＰＥＩ又はその他の材料又はポリマ合金等の、その他任意の適する材料であってよい。
【００３５】
前述の成型プロセスの完了後、封入部１２に、ウェハーキャリア１０の完成品を得るために、更なる成型プロセス及び組み立てプロセスを施し得る。これらのプロセスは、成型された封入部１２に更なる加熱を行う、更なるオーバーモールディングプロセスを含み得る。本願出願人所有で同時係属中の米国特許出願第09/317,989号は、ウェハーキャリアを製造するためにオーバーモールディングを用いることを開示しており、本願にて参照として援用されている。更に、米国特許第6,439,984号はウェハーキャリアの成型技術を開示
しており、同様に、本願にて参照として援用されている。インサート成型されたフィルムは、これらの可能な追加プロセスにも耐え得る必要があることが理解されよう。
【００３６】
本願にて開示されているフィルムインサート成型装置及びプロセスは、ウェハーコンテナ以外に、例えば、チップハンドリングトレイ及びマトリックストレイ等、半導体プロセスクリーンルーム環境にて用いられるその他任意の半導体ハンドリングアーティクルにインディシアを固着するために、同様の態様で用いられ得ることが理解されよう。同チップハンドリングトレイの例は、それぞれ本願で参照として完全に援用されている米国特許第5,484,062号及び同第6,079,565号に開示されている。図８に、本発明に従ってインサート成型されたインディシア３６を備えるフィルム部材３４を有する本体部分８２をそれぞれ具備する、複数のチップハンドリングトレイ８０を例示する。
【００３７】
本発明は、その精神及び本質的な属性を逸脱することなく、その他の特定の形態において実施可能であり、従って、記載されている実施の形態は、あらゆる観点において例示的であり限定的なものではないと捉えることが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明のインサート成型されたインディシアを有するウェハーコンテナを示す斜視図。
【図２】本発明のインサート成型されたインディシアを有するウェハーコンテナにおける別の実施形態を示す正面図。
【図３】電子読み取り可能なインディシアを表示されたフィルム部材を示す図２の部分図。
【図３Ａ】インディシアを表示されたフィルム部材を示す図２の部分図。
【図３Ｂ】別のインディシアを表示されたフィルム部材を示す図２の部分図。
【図４】図３の線４−４に沿って切り取った、本発明のフィルム部材の一実施形態を示す断面図。
【図５】図３の線５−５に沿って切り取った、本発明のフィルム部材の別の実施形態を示す断面図。
【図６】成型装置を示す単純化された断面図。
【図７】装置のインサート成型部分を図示するための、図７の装置の一部を示す拡大図。
【図８】本発明のフィルムインサート成型されたインディシアを有する複数のチップトレイを示す斜視図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年11月25日(2003.11.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示されたインディシアを有するウェハーコンテナであって、
ポリマフィルム材料から形成されると共に、少なくとも１つのウェハーを保持するように適合された封入部と、
同封入部の１つの面に一体に成型された薄フィルム部材と、同フィルム部材は、内側面を備える薄型可撓ポリマ材料の単一の層から成ることと、同内側面はインディシアを表示されると共に、同フィルム部材がインディシアを封入する保護封入バリアを形成するように、封入部と対峙することと、を備えるウェハーコンテナ。
【請求項２】
前記内側面及び前記インディシアは耐温度耐せん断インクから成る層により被覆されている、請求項１に記載のウェハーコンテナ。
【請求項３】
前記インディシアは耐温度耐せん断インクにより表示されている、請求項１に記載のウェハーコンテナ。
【請求項４】
表示されたインディシアを有するウェハーコンテナであって、
ポリマ材料から形成されると共に、少なくとも１つのウェハーを保持するように適合された封入部と、
同封入部の１つの面に一体に成型されたフィルム部材と、同フィルム部材は一対の層から成ることと、第１の層は薄型可撓ポリマ材料から形成されると共に、その１つの面に表示されたインディシアを備えることと、第２の層は可撓ポリマ薄膜材料から形成されることと、同第２の層の１つの面は、インディシアが同一対の層の間に封入されるように、第１の層のインディシア表示面と結合されていることと、を備えるウェハーコンテナ。
【請求項５】
前記一対の層のうちの一方は、前記フィルム部と封入部との結合力を向上させるための内側結合層であり、同一対の層のもう一方は外側層であり、同結合層は同封入部と同外側層の間に配置されている、請求項４に記載のウェハーコンテナ。
【請求項６】
前記フィルム部材は、実質的に、ポリエステル、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリ
エーテルエーテルケトン、ペルフルオロアルコキシ樹脂、フッ化エチレンプロピレンコポリマ、フッ化ポリビニルジエン、ポリメチルメタクリレート、ポリエーテルスルホン、ポリスチレン、及び硫化ポリフェニレンから成る群より選択された材料から成る、請求項１に記載のウェハーコンテナ。
【請求項７】
前記フィルム部材は実質的にポリエーテルエーテルケトンから成る、請求項１に記載のウェハーコンテナ。
【請求項８】
前記インディシアは電子読み取り可能なインディシアである、請求項１に記載のウェハーコンテナ。
【請求項９】
前記電子読み取り可能なインディシアは少なくとも１つのバーコードを含む、請求項８に記載のウェハーコンテナ。
【請求項１０】
表示されたインディシアを備えるウェハーコンテナの製造方法であって、同ウェハーコンテナは封入部を有し、同方法は、
可撓ポリマ薄膜材料から内側面を備えたフィルム部材を形成する工程と、
同フィルム部材の内側面にインディシアを表示する工程と、
フィルム部材をモールドの成型面に位置決めする工程と、
封入部を形成するために、同モールドの成型面、フィルム部材の内側面、及び同面に表示されたインディシア上にてポリマ材料を成型する工程と、同フィルム部材は、そのことにより、フィルム部材がインディシアを封入する保護封入バリアとして機能する状態で、同封入部と永久的に結合されることと、を備える方法。
【請求項１１】
前記フィルム部材は一対の別個の可撓ポリマ薄層を備え、前記方法は、同層の一方の層の１つの面にインディシアを表示する工程と、インディシアが同一対の別個の層の間に封入されるように、同層のもう一方をインディシアを表示された層の面と結合させる工程とを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
表示された電子読み取り可能なインディシアを有する、複数の半導体材料ハンドリングアーティクルを形成するための方法であって、各アーティクルはプラスチック部を備え、各プラスチック部はユニークな電子読み取り可能インディシアを表示されており、同方法は、
可撓ポリマ薄膜材料の単一の層から成ると共に、内側面を有する複数のフィルム部材を形成する工程と、
各フィルム部材の内側面にユニークな電子読み取り可能インディシアを表示する工程と、
同複数のフィルム部材の１つをモールドの成型面に位置決めすることと、前記プラスチック部を形成すべく、前記モールドの成型面及びインディシアを表示されたフィルム部材内側面上にてポリマ材料を成型することと、同フィルム部材は、そのことによって、電子読み取り可能なインディシアを封入すべく同プラスチック部と永久的に結合されることと、によって、各アーティクルの各プラスチック部を連続的に成型する工程と、
成型されたプラスチック部をモールドから取り出す工程と、を備える方法。
【請求項１３】
前記アーティクルはウェハーコンテナである、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記アーティクルはチップハンドリングトレイである、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
半導体製造クリーンルームで用いるためのプラスチックアーティクルの少なくとも一部を成型するための方法であって、同アーティクルの一部にはインディシアが表示され、同方
法は、
可撓ポリマ薄膜材料の単一の層からフィルム部材を形成することと、同フィルム部材は１つの面を有することと、
同フィルム部材の面にインディシアを表示することと、
同フィルム部材の面及び同面上に表示されたインディシア上に、保護コーティングを適用することと、
同インディシアを表示された面が成型面に対峙しない状態で、モールドの成型面にフィルム部材を位置決めすることと、
前記アーティクルの一部を形成すべく、前記モールドの成型面、及び、インディシアを表示されたフィルム部材の面上にてポリマ材料を成型することと、同フィルム部材は、そのことによって、同アーティクルの一部と永久的に結合され、そのことによりインディシアを封入することと、を備える方法。
【請求項１６】
前記保護コーティング適用工程は、耐温度耐せん断インクから成る層を適用することを含む請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記保護コーティング適用工程は、プラズマ強化化学蒸着によって光学保護材料から成る層を適用することを含む請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
表示されたインディシアを有するチップハンドリングトレイであって、
ポリマ材料から形成されるトレイ部と、
同トレイ部の１つの面に一体に成型されたフィルム部材と、同フィルム部材は、内側面を備える薄型可撓ポリマ材料の単一の層から成ることと、同内側面はインディシアを表示されると共に、同フィルム部材がインディシアを封入する保護封入バリアを形成するように、トレイ部と対峙することと、を備えるチップハンドリングトレイ。
【請求項１９】
前記内側面及びインディシアは、耐温度耐せん断インクから成る層により被覆される、請求項１８に記載のチップハンドリングトレイ。
【請求項２０】
前記インディシアは耐温度耐せん断インクにより表示される、請求項１８に記載のチップハンドリングトレイ。
【請求項２１】
表示されたインディシアを有するチップハンドリングトレイであって、
ポリマ材料から形成されるトレイ部と、
同トレイ部の１つの面に一体に成型されたフィルム部材と、同フィルム部材は一対の層から成ることと、第１の層は薄型可撓ポリマ材料から形成されると共に、その１つの面に表示されたインディシアを備えることと、第２の層は可撓ポリマ薄膜材料から形成されることと、同第２の層の１つの面は、インディシアが同一対の層の間に封入されるように、第１の層のインディシア表示面と結合されていることと、を備えるチップハンドリングトレイ。
【請求項２２】
前記一対の層の一方は、前記フィルム部と前記トレイ部との間の結合力を向上させるための内側結合層であり、同一対の層のもう一方は外側層であり、同結合層は同トレイ部と同外側層との間に配置されている、請求項２１に記載のチップハンドリングトレイ。
【請求項２３】
前記フィルム部は、実質的に、ポリエステル、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ペルフルオロアルコキシ樹脂、フッ化エチレンプロピレンコポリマ、フッ化ポリビニルジエン、ポリメチルメタクリレート、ポリエーテルスルホン、ポリスチレン、及び硫化ポリフェニレンから成る群より選択された材料から成る、請求項１８に記載のチップハンドリングトレイ。
【請求項２４】
前記フィルム部は実質的にポリエーテルエーテルケトンから成る、請求項１８に記載のチップハンドリングトレイ。
【請求項２５】
前記インディシアは電子読み取り可能なインディシアである、請求項１８に記載のチップハンドリングトレイ。
【請求項２６】
前記電子読み取り可能なインディシアは少なくとも１つのバーコードを含む、請求項２５に記載のチップハンドリングトレイ。
【国際調査報告】
2005510416.tif 000013
2005510416.tif 000014