CN104241164A - 一种晶圆/光罩密封式载具的充气净化系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种晶圆/光罩密封式载具的充气净化系统，特别指一种可控制进气速率、且高洁净效果的晶圆/光罩密封式载具的充气净化系统，其包含有至少一充气模组、一供气模组、一排气模组及一处理模组，该充气模组上分设有至少一连接供气模组的进气阀件，且该充气模组上设有至少一连接排气模组的排气阀件，又供气模组与该等进气阀件的进气回路间分设有一流量调整阀及一压力流量计，前述流量调整阀并连接于处理模组上，借此，当载具置于充气模组上进行充气时，可通过处理模组检知及显示充气模组的供气状况，且依实际状况调整其流量与压力，而能迅速完成载具的充气，并保持载具内部洁净气体的进、出稳定性，有效提高其内部洁净度。

Description

一种晶圆/光罩密封式载具的充气净化系统

技术领域

本发明是关于一种晶圆/光罩密封式载具的充气技术领域，具体而言是一种可有效控制及管理充气状况的晶圆/晶圆/光罩密封式载具的充气净化系统，以达增加晶圆良率、提高生产量与降低成本之效。

背景技术

电子产品不断朝向轻薄短小、高频、高效能等特性发展，而欲满足这个产品发展的方向，用于电子产品中的核心晶片就需微小化与具有高效能，而欲使晶片微小化与具高效能，则需使晶片上的集成电路线径微细化。受到集成电路微细化及制低成本的影响，晶圆的尺寸越来越大，但每一晶圆的晶片数越来越多，使晶圆价值不断的提高，因此工艺中晶圆上的任何问题都可能造成极大的损失。

但目前晶圆/光罩于制作、清洗、操作与储存、运输的过程中，不论置于容置晶圆/光罩的移转容器或无尘室的环境中，均存在有不少的微粒、水气、气体、化学溶剂分子等有害物质，这些有害物质会附着于晶圆或光罩表面，且在经长时间储存或曝光工艺的加热后，会于晶圆或光罩表面产生微粒附着、结晶、又或雾化等现象，以光罩应用于黄光微影工艺为例，其会直接影响到光罩的透光率，进而使光罩上的图形失真，其会造成晶圆良率降低的现象，且增加清理与改善的时间，造成生产量降低，相对上也会提高营运的成本；

因此，为了解决这个问题，而在半导体工艺中，运用自动化物料搬运系统【Automated Material Handling System，AMHS】，与隔离进出料标准机械接口【Standard Mechanical Interface，SMIF】设备，来进行光罩于不使用期间的维护与运送，不但能取代传统人工搬运、降低无尘室设备的建置与维护成本，还能提升光罩的洁净度，达到超高生产良率，故近年来，AMHS与SMIF已被列为是国际间半导体厂的标准设备规范。

根据上述技术概念，除了在曝光使用时，晶圆与光罩在运送过程或保存期间，都必须将晶圆或光罩放置在一个高洁净度、气密性佳与低气体逸出【Outgassing】的载具内，如晶圆传送盒【FOUP】、晶圆运输盒【FOSB】、光罩传送盒【Reticle SMIF Pod，RSP】，例如美国专利第US 4,532,970号与美国专利第US 4,534,389号的晶圆、光置密闭移转系统，有效防止晶圆与光罩受到污染，以确保周圆环境的 微粒不致进入紧邻光罩与晶圆的环境中。

根据上述技术概念，除了在曝光使用时，光罩在运送过程或保存期间，都必须放置在一个高洁净度、气密性佳、低气体逸出【Outgassing】与抗静电防护【ESD】的光罩传送盒【Reticle SMIF Pod，RSP】内，以防止晶圆与光罩受到污染，确保光罩的高洁净度与高生产良率。

而为了提高前述密封式载具的洁净度，通常会在前述密封式载具内充填干净的惰性气体【如氮气(N₂)】，以减少有害气体的为害，然受限于载具气密性不足的问题，通常在一段时间后，即会因漏气而失去效果，故近年来业界进一步开发有注入循环洁净气体的充气系统。惟其无法有效的控制其充气速率与效果，也无法有效保持其进、出气的平衡，降低其洁净效果，无法满足长时间储存的需求。再者，现有者为了工作方便，其充气系统通常不具管理设计，造成其气体不断的连续性排出，造成不必要的惰性气体浪费，不仅增加材料成本，同时大量的惰性气体排入工作环境中，也会对工作人员的健康造成威胁。换言之，如何开发一种充气速率佳、且可供管理控制的系统，是相当重要的课题。

发明内容

有鉴于此，本发明即在于解决上述晶圆/光罩无法长时间保持洁净的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种晶圆/光罩密封式载具的 充气净化系统，借以克服现有者无法长时间维持洁净度的问题，进一步增加充气管理的效能。

本发明提供的晶圆/光罩密封式载具的充气净化系统，其供用于对至少一容置晶圆或光罩的密封式载具进行循环充气，其中，该系统包含有：

至少一充气模组，该充气模组上分设有至少一进气阀件，且该充气模组上另分设有至少一排气阀件；

一供气模组，该供气模组提供洁净的惰性气体，且该供气模组利用一进气管路及至少一连接所述充气模组的进气歧管形成一进气回路，其中该进气歧管连接充气模组的进气阀件，又该对应各充气模组的进气歧管上分别串设有一控制流量的流量调整阀及一检知流量气压的压力流量计；

一排气模组，该排气模组供回收废气，且排气模组利用一排气导管及至少一连接所述充气模组的排气歧管形成一排气回路，其中该进气歧管连接充气模组的进气阀件；

一处理模组，该处理模组分别与供气模组的流量调整阀及压力流量计连接，供接收其检知信号与资料，且处理模组连接有一操控流量调整阀的人机接口，且处理模组并连接有一显示压力流量计数据的显示单元；

该载具具有对应充气模组进气阀件与排气阀件的进气阀件与出气阀件，使得充气模组对设置于其上的载具进行循环充气，组构成一晶圆/光罩密封式载具的充气净化系统。

作为优选技术方案，该充气模组表面设有多个定位感测件，且定位感测件连接至处理模组，供检知载具是否就充气位置。

作为优选技术方案，该充气模组上分设有一无线射频识别系统的无线射频读取元件，且无线射频读取元件连接至处理模组，而载具上设有对应的无线射频标签。

作为优选技术方案，该供气模组于进气管路上设有一可控制流量与压力的主流量控制阀，且主流量控制阀连接至处理模组。

作为优选技术方案，该排气模组于排气歧管上分别设有一检知元件，且检知元件连接至处理模组，供检知排气的流量。

作为优选技术方案，该处理模组连接一远端电脑，供工作人员于远端进行系统的监控。

作为优选技术方案，该载具为晶圆传送盒、晶圆运输盒或光罩传送盒。

本发明还提供一种充气净化系统，可气体连接至一晶圆/光罩密封式载具，其中，该系统包含有：

一充气模组，可气体连接至该晶圆/光罩密封式载具；

一供气模组，气体连接至该充气模组，以提供一惰性气体予该充气模组；及

一处理模组，该处理模组电性连接至该供气模组，控制流入该充气模组的该惰性气体的流量及/或压力，

借此，可控制地提供惰性气体予该晶圆/光罩密封式载具。

作为优选技术方案，该供气模组具有一控制流量的流量调整阀及一检知流量气压的压力流量计，分别电性连接至该处理模组。

本发明能够达到以下技术效果：

本发明提供的可长时间维持洁净度的晶圆/光罩密封式载具的充气净化系统，使得晶圆/光罩在储存过程中，可确保微粒、有害物质不接触与附着于晶圆或光罩膜表面，进而提升工艺良率。

本发明提供一种可控制的晶圆/光罩密封式载具的充气净化系统，借以加速充气速率，且维持进、出气的平衡及稳定，且进一步可供远端操控与管理，增进整体工艺管理的效能，并可减少气材的浪费。

本发明的晶圆/光罩密封式载具的充气净化系统在应用时，当载具置于充气模组上进行充气时，可通过处理模组检知及显示充气模组的供气状况，且依实际状况调整其流量与压力，而能迅速完成载具的充气，并保持载具内部洁净气体的进、出稳定性，有效提高其内部洁净度，可确保微粒、有害物质不接触与附着于晶圆或光罩膜表面，进而提升工艺良率，同时可减少气体的浪费，避免影响到工作人员的健康，且可供远端警示监控，使得晶圆/光罩在储存过程中，能被有效的监控其储存状况，增进整体工艺管理的效能。

附图说明

图1为本发明的晶圆/光罩密封式载具的充气净化系统的外观示意图，其说明各组件的态样及其相对关系。

图2为本发明的晶圆/光罩密封式载具的充气净化系统导压组装置的外观示意图。

图3为本发明的晶圆/光罩密封式载具的充气净化系统于盖合前的剖面示意图。

图4为本发明的晶圆/光罩密封式载具的充气净化系统于盖合后的剖面示意图。

【主要元件符号说明】

10、充气模组；11、进气阀件；

12、排气阀件；13、定位感测件；

20、供气模组；21、进气管路；

22、主流量控制阀；25、进气歧管；

26、流量调整阀；27、压力流量计；

30、排气模组；31、排气导管；

32、排气歧管；35、检知元件；

40、处理模组；41、人机接口；

42、显示单元；45、远端电脑；

50、充气座；51、承载板；

52、定位框；53、进气接头；

54、排气接头；60、载具；

65、进气阀件；66、出气阀件。

具体实施方式

本发明是一种晶圆/光罩密封式载具的充气净化系统，随附图例示的本发明具体实施例及其构件中，所有关于前与后、左与右、顶部与底面、上部与下部、以及水平与垂直的参考，仅用于方便进行描述，并非限制本发明，亦非将其构件限制于任何位置或空间方向。图式与说明书中所指定的尺寸，当可在不离开本发明的保护范围内，根据本发明的具体实施例的设计与需求而进行变化。

本发明晶圆/光罩密封式载具的充气净化系统的详细构成，则请参照图1、2所显示，其可供晶圆传送盒【FOUP】、晶圆运输盒【FOSB】、光罩传送盒【Reticle SMIF Pod，RSP】等晶圆/光罩的密封式载具60应用，且载具60上设有至少一进气阀件65及至少一出气阀件66，该充气净化系统包含有至少一充气模组10、一供气模组20、一排气模组30及一处理模组40。

该充气模组10上分设有至少一进气阀件11，且该充气模组10上另外分设有至少一排气阀件12，又充气模组10表面设有多个定位感测件13，供检知载具60是否就充气位置，再者该充气模组10上进一步可分设有一资料传输元件，于本实施例中此资料传输元件可为例如一典型无线射频识别系统的无线射频读取元件【图中未示】，但并不以此为限。该无线射频读取元件可供传输与读取载具60上无线射频标签的相关资讯。

又该供气模组20可提供洁净的惰性气体【如氮气(N₂)】，且供气模组20利用一进气管路21及多个连接前述充气模组10的进气歧管25形成一进气回路，其中该进气歧管25并连接充气模组10的进气阀件11，又供气模组20于进气管路21上设有一可控制流量与压力的主流量控制阀22，再者对应各充气模组10的进气歧管25上分别串设有一控制流量的流量调整阀26及一检知流量气压的压力流量计27。

另排气模组30可供回收废气，该排气模组30利用一排气导管31及多个连接前述充气模组10的排气歧管32形成一排气回路，其中该排气歧管32并连接充气模组10的排气阀件12，又排气模组30于排气歧管32上分别设有一检知元件35，供检知排气的流量。

再者，该处理模组40分别与供气模组20的主流量控制阀22、连接各充气模组10的流量调整阀26与压力流量计27、以及排气模组30的检知元件35连接，且处理模组40进一步连接充气模组10的定位感测件13与无线射频读取器，供接收其检知信号与资料，且处理模组40连接有一人机接口41，以操控及调整主流量控制阀22与流量调整阀26的压力大小与流量速率，且处理模组40并连接有一显示单元42，供显示压力流量计27与检知元件35所测知的数据，再者处理模组40进一步连接一远端电脑45，供工作人员于远端进行系统的监控。

借此，使得充气模组10可对设置于其上的载具60进行循环充气，让洁净的 惰性气体于可受监控的条件下不断注入载具60内，不但可以避免外部微粒与有害物质进入、带走有害物质，并控制载具60内环境，从而提高载具60内空间的洁净度，更可于受监控的情形下开启、关闭或调整供气模组的流量与压力，从而组构成一智慧型充气净化系统，克服现有充气系统连续性供气所造成的气体浪费及恶化工作环境等问题。

至于本发明的实际应用，则如图1、2所示，当以底部具光罩传送盒作为载具60的主要实施例时，本发明的系统可架构于一光罩传送盒的充气座50，该充气座50具有多个承载板51，且承载板51边缘上设有多个供载具60定位的定位框52，又承载板51表面设有两进气阀件11及两排气阀件12，再者承载板51上进一步设有多个定位感测件13，供检知载具60是否平整设置，再者充气座50的承载板51上分别设有一连通该进气阀件11的进气接头53及一连通该排气阀件12的排气接头54，其中进气接头53与排气接头54分别连接供气模组20与排气模组30；

而实际操作时，则如图2、3、4所示，将各载具60依序置于对应的充气座50上，使该载具60进气阀件65对应该充气座50充气模组10的进气阀件11，而载具60出气阀件66则对应该充气座50充气模组10的排气阀件12，当该充气座50充气模组10的定位感测件13检知载具60就定位后，接着通过处理模组40启动对应该充气模组10的 进气歧管25上的流量调整阀26，以提供洁净的 惰性气体，且经排气阀件12由排气模组30排出，供进行循环充气；

使用过程中，可通过处理模组40取得各充气模组10的压力流量计27与检知元件35的数据，并显示于显示单元42上，让工作人员可依实际状况通过人机接口41或远端电脑45进行流量操作，以提高充气速率，确保载具60内部气体的循环稳定性，且可依各充气座50上是否具有载具60通过对应的 流量调整阀26控制启闭，以达节省惰性气体之效，进一步可控制载具60内部的环境条件，如湿度、温度等。

再者，利用每个充气模组10可以借由压力流量计27、检知元件35，且通过处理模组40的人机接口41进行微调，并显示在显示单元45萤幕或是远端电脑45监控，而做到异常警示的功能。

经由前述技术手段的实现，本发明除了前述的效能外，进一步更具有下列的效能与功效增进：

1、通过本发明的循环充气设计，使载具60内部空间保持正压状态，因此外部的微粒、水分子等无法进入该载具60内，故应用于本发明的载具60可不具特殊气密度的条件下，仍能有效地确保移转容器内环境的洁净度，如此可降低载具60的设计、制造与组装成本。

2、由于本发明可将载具60内水分子、微粒与有害物质迅速带出，并不断注入干净的气体，使该载具60内部环境长时间维持洁净，减少晶圆/光罩表面的 微粒附着与雾化、结晶等现象，防止后续工艺时晶圆/光罩发生不可预期的污损，能有效提升良率，且减少晶圆/光罩的清洗与重工的时间，可增加产量，并降低营运成本。

3、又本发明通过处理模组的监控条件下提供适当流量及压力的循环干净气体，可进一步加速载具60材质中硫化物与氨气等有害物质的释出，同时依不同工艺的需要，预先通过注入的气体控制其内部环境，如湿度、温度、甚至特殊工艺气体或物质等，以减少后续工艺的处理流程并节省洁净气体的耗用量，但仍可以提升良率与降低营运成本。

4、承前所述，因本发明可长时间维持与控制载具60内部环境的洁净度与稳定度，故在储存晶圆/光罩时不需特别限定某一原则，如早进早出等原则，且减少重新清洗的次数，故可增进晶圆/光罩管理的便利性，进一步降低管理与营运的成本。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (9)

1.一种晶圆/光罩密封式载具的充气净化系统，其供用于对至少一容置晶圆或光罩的密封式载具进行循环充气，其特征在于，该系统包含有：

至少一充气模组，该充气模组上分设有至少一进气阀件，且该充气模组上另分设有至少一排气阀件；

一供气模组，该供气模组提供洁净的惰性气体，且该供气模组利用一进气管路及至少一连接所述充气模组的进气歧管形成一进气回路，其中该进气歧管连接充气模组的进气阀件，又该对应各充气模组的进气歧管上分别串设有一控制流量的流量调整阀及一检知流量气压的压力流量计；

一排气模组，该排气模组供回收废气，且排气模组利用一排气导管及至少一连接所述充气模组的排气歧管形成一排气回路，其中该进气歧管连接充气模组的进气阀件；

一处理模组，该处理模组分别与供气模组的流量调整阀及压力流量计连接，供接收其检知信号与资料，且处理模组连接有一操控流量调整阀的人机接口，且处理模组并连接有一显示压力流量计数据的显示单元；

该载具具有对应充气模组进气阀件与排气阀件的进气阀件与出气阀件，使得充气模组对设置于其上的载具进行循环充气，组构成一晶圆/光罩密封式载具的充气净化系统。

2.依权利要求1所述的晶圆/光罩密封式载具的充气净化系统，其特征在于，该充气模组表面设有多个定位感测件，且定位感测件连接至处理模组，供检知载具是否就充气位置。

3.依权利要求1所述的晶圆/光罩密封式载具的充气净化系统，其特征在于，该充气模组上分设有一无线射频识别系统的无线射频读取元件，且无线射频读取元件连接至处理模组，而载具上设有对应的无线射频标签。

4.依权利要求1所述的晶圆/光罩密封式载具的充气净化系统，其特征在于，该供气模组于进气管路上设有一可控制流量与压力的主流量控制阀，且主流量控制阀连接至处理模组。

5.依权利要求1所述的晶圆/光罩密封式载具的充气净化系统，其特征在于，该排气模组于排气歧管上分别设有一检知元件，且检知元件连接至处理模组，供检知排气的流量。

6.依权利要求1所述的晶圆/光罩密封式载具的充气净化系统，其特征在于，该处理模组连接一远端电脑，供工作人员于远端进行系统的监控。

7.依权利要求1所述的晶圆/光罩密封式载具的充气净化系统，其特征在于，该载具为晶圆传送盒、晶圆运输盒或光罩传送盒。

8.一种充气净化系统，气体连接至一晶圆/光罩密封式载具，其特征在于，该系统包含有：

一充气模组，气体连接至该晶圆/光罩密封式载具；

一供气模组，气体连接至该充气模组，以提供一惰性气体予该充气模组；及

一处理模组，该处理模组电性连接至该供气模组，控制流入该充气模组的该惰性气体的流量及/或压力，

借此，可控制地提供惰性气体予该晶圆/光罩密封式载具。

9.依权利要求8所述的充气净化系统，其特征在于，该供气模组具有一控制流量的流量调整阀及一检知流量气压的压力流量计，分别电性连接至该处理模组。