專利名稱：清洗基材載件的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發明大致關于半導體組件制造系統，且更明確而言，是關于制造設 備內的基材傳送。
背景技術：
半導體組件的制造通常包括一連串與基材(例如硅基材、玻璃板等)有 關的程序。前述基材可稱為晶片，無論經過圖案化與否。這些步驟可包括 研磨、沉積、蝕刻、微影、熱處理等等。通常數種不同制程步驟可于單一
制程系統、或r工具(tool)」中(包括數個制程處理室)進行。然而，其它制 程一般也需在制造設備內其它制程位置處進行。且因此需使基材能在制造 設備內由一制程位置傳送至另一位置。取決于欲制造的半導體組件類型， 可能需要在制造設備內許多不同制程位置處進行相當大數量的制程步驟。
一般基材是在基材載件內(如密封匣、卡盒、容器等)由一制程位置傳 送至另一制程位置。為避免傷及基材載件內運送的基材，需特別保護基材 以避免其在基材載件傳送期間受到污染。同時業界也需要可使基材栽件內 的基材遭受污染的方法及設備。
發明內容
本發明于某些實施態樣中是提供一種基材栽件，其包括一外殼，適于 密封并屏蔽至少一基材；以及一通至該外殼的第一端口 ，以在基材載件關 閉時讓氣體流入該外殼。
本發明其它實施態樣是提供一種裝載端口，其包括一板，適于耦接至 基材載件的門以開啟基材栽件。該板包括一第一開口，適于從該板第一側 上耦接至該基材栽件的門中的第一端口 ，以及耦接至該板的第二側上的氣 體源。該裝載端口適于讓氣體經由該板中的該第一開口流入基材載件。
本發明其它實施態樣是提供一種方法，其包括將氣體流入基材載件，以于基材載件內形成較基材載件外側為大的壓力；以及開啟基材載件的門， 以讓氣體經由門開口流出基材載件。
本發明其它實施態樣是提供一種方法，其包括將惰性氣體流入含有基 材的封閉基材載件；將氣體由基材載件排出；以及一旦氣體已大體上由惰 性氣體取代后，密封該基材載件。
本發明又一 實施態樣是提供一種方法，其包括將氣體由含有基材的封 閉基材載件排出；以及一旦氣體已大體上由基材載件移除后，密封該基材 載件。本發明亦提供其它實施態樣。
在下文例示實施例、附加申請專利范圍及圖標的詳細說明后，本發明 其它特征及實施態樣將更得以清楚領會。
圖1是公知基材載件的俯視截面圖。
圖2是依據本發明實施例的基材載件的等距視圖。
圖3A是依據本發明實施例的潔凈端口的等距視圖。
圖3B是依據本發明實施例的排氣端口的等距視圖。
圖4A是本發明實施例的基材載件與裝載端口的平面側視圖。
圖4B是本發明實施例用以開啟基材載件門的一板的等距前視圖。
圖5是本發明實施例于圖4B的板的等距后視圖。
圖6是本發明實施例于圖2的基材的俯視截面困。
圖7是依據本發明實施例第二例示性基材載件的潔凈氣體流動。
主要組件符號說明
101公知基材載件103外殼
105儲存區109門
111流動201基材載件
203外殼205基材
207門209潔凈端口
211排氣端口301中心開o
303第一密封件305第二密封件
307共中心區域401板
403潔凈開口405真空開口
407排氣開口501氣體配件
503真空配件505排氣配件
601儲存區603低壓區域
605流動701基材載件
703通道/文件板705外殼
707門709基材
711流動
具體實施例方式
于半導體組件制造期間， 一或多種基材可于傳統基材載件內作傳送。 然而，開啟傳統基材載件的門時可能會不利的影響半導體組件制造。例如，
圖1為公知基材載件101的俯視截面圖。參照圖1，公知基材載件101包 括一界定出一儲存區105的外殼103,其中可儲存一或多片基材(以虛線表 示)。該載件并設置一門109,以藉由密封靠抵外殼103的方式封閉基材載 件101。于此方式下，門109可將基材栽件101內的第一環境與基材栽件 101外的第二環境分隔開。
于公知半導體組件制造制程期間，基材載件101內的壓力P1與基材 載件101外的壓力P2(例如，周圍壓力)相同。因此，當門109開啟以將基 材插入及/或自基材載件101取出時，基材載件101中的壓力P1會下降(因 門109往外移動)，且基材載件101外的氣體(如，周圍空氣)會流入基材載 件101中。圖1例示性的繪出這樣流入111基材栽件101的氣體。
因為基材載件101外部的環境可能含有污染物，使得流入基材載件 101的氣體將污染物引入基材載件101內的任一基材。依據本發明，在基 材載件開啟時，載件門開啟的期間及/或之后流入基材載件的氣體(例如，潔 凈氣體)會減少及/或避免基材載件外的氣體進入基材載件。本發明細節將參 照下文第2至圖7進行說明。
圖2為本發明實施例的基材載件201的等距視圖。參照圖2,基材載 件201包括一界定出一儲存區(未示于圖2，圖6中的601)的外殼203,其 中可儲存一或多片基材205。基材載件201包括一門207,其可相對于該 外殼203密封該基材載件201。該門207可將基材載件201內的第一環境 與基材載件201外的第二環境分隔開。
基材載件201包括一或多個潔凈端口 209，其適于讓氣體(如空氣(如 清潔的干燥空氣)、氮氣、氬氣、其它惰性氣體或類似者)在門207開啟(如， 沿X軸移動)之前、期間及/或之后流入基材載件201。下文將參照圖3A描 述一或多個潔凈端口的細節。
基材栽件201包括一或多個排氣端口 211，用以將氣體排出基材載件 201(如，在門207移動時經由潔凈端口 209提供至基材載件201的氣體)。 于此方式下， 一或多個排氣端口 211可避免基材載件201過度加壓。于圖 2實施例中，潔凈端口 209及排氣端口 211位于門207上。然而，潔凈端 口 209及/或排氣端口 211可設于不同位置。例如，于某些實施例中，外殼 203可包括一或多個潔凈端口 209及/或一或多個排氣端口 211。此外，基 材載件201可包括較多或較少數目的潔凈端口 209及/或排氣端口 211。于 某些實施例中，可將過濾器(未示出)耦接至一排氣端口 211，以使流經排氣 端口 211的氣體通過，并在離開基材載件201之前由過濾器過濾(例如，用 以避免基材載件201內的污染物離開)。各潔凈端口 209同樣可包含一過濾 器(如下文所述)。
圖3A是依據本發明實施例的等距視圖。參照圖3A，潔凈端口 209包 括一中心開口(如，孔洞)301，其適于將氣體流入(如，單向流動)基材載件 201。過濾器(未示出)可耦接至中心開口 301,以使流過中心開口 301的氣 體在進入基材載件201之前通過該過濾器。雖然基材載件201的中心開口 301圖標為孔洞，但也可使用其它形狀的中心開口 301。
潔凈端口 209可包括第一密封件303,例如O型環、吸盤(suction cup) 或類似物，環設在中心開口 301周圍。環繞中心開口 301的該第一密封件 303可確保中心開口 301與流過中心開口 301的上游氣體源之間有適當密 封。 于潔凈端口 209設在基材載件門207中的實施例中，當氣體(如加壓氣 體)流過中心開口 301(如，并流經過濾器)時，氣體流動的方向上(如，遠離 該氣體流來源)會有力施加在門上并推動門207。因此，潔凈端口 209會包 括一環繞該第 一密封件303的第二密封件305(如，0型環、吸盤或類似物)， 以界定出一與該第一及第二密封件301、 305間的中心開口 301共中心的 區域307。真空力可施加至共中心區域307以抵消門207上的力，同時將 氣體送入基材載件201。共中心區域307及中心開口 301區域尺寸經設計， 以使施加至中心區域307的真空力大于氣體流入基材載件201時在門上施 加的力。此外，區域307的中心與中心開口 301可確保最后力矩負荷 (resulting moment loads)大致為零。
于某些實施例中，排氣端口 211可類似潔凈端口 209。圖3B為依據 本發明一實施例的排氣端口 211的等距視圖。參照圖3B，排氣端口 211 包括一中心開口(如，孔洞)301',其適于將空氣或氣體流出(如，單向流動) 基材載件201。過濾器309'可耦接至中心開口 301',以使流過中心開口 301' 的氣體在離開基材載件201之前通過該過濾器309'。雖然基材栽件201的 中心開口 301'圖標為孔洞，但也可使用其它形狀的中心開口 301'。
排氣端口 211可包括第一密封件303'，例如0型環、吸盤(suction cup) 或類似物，環設在中心開口 301'周圍。環繞中心開口 301'的該第一密封件 303'可確保中心開口 301'以及用以運送流經中心開口 301'的空氣/氣體的 排氣通道間有適當密封。
于排氣端口 211設在基材載件門207中的實施例中，當空氣或氣體(如 加壓氣體)流過中心開口 301'(如，并流經過濾器)時， 一股在氣體流動的方 向(如，遠離基材載件201)推動門207的力會施加在門207上。因此，排 氣端口 211會包括一環繞該第一密封件303'的第二密封件305'(如，O型 環、吸盤或類似物)，以界定出一與該第一及第二密封件301'、 305'間的中 心開口 301'共中心的區域307'。真空力可施加至共中心區域307'以抵消門 207上的力，同時將空氣或氣體從基材載件201移除。共中心區域307'及 中心開口 301'區域尺寸經設計，以使施加至中心區域307'的真空力大于當 空氣或氣體流出基材載件201時在門207'上施加的力。此外，區域307'
與中心開口 301'的共中心集中可確保最后力矩負荷(resulting moment loads)大致為零。亦可采用其它潔凈端口及/或排氣端口的設置。
參照圖4A,于半導體組件制造期間，基材載件201可由裝栽端口 400、 或類似支撐結構支持，且基材可插入基材載件201或由其取出。例如，裝 載端口 400可包括一板401或類似結構，以如下文圖4B所述開啟基材載 件門207(圖2)。
圖4B為依據本發明實施例開啟基材載件門207的例示性板401的等 距視圖。參照第4A與4B圖，該板401可設在裝載端口 400中。該板401 適于耦接至基材載件門207,且該門207由裝載端口 400所支撐(如，對接 在其中)。
該板401包括一潔凈開口(如，孔洞)403,其對應一門207中所設各潔 凈端口 209的各中心開口 301，且門207是與該板401耦接。各潔凈開口 403適配一門207的中心開口 301，以使中心開口 301的第一密封件303 在潔凈開口 403周圍、且因而在中心開口 301及對應潔凈開口 403之間形 成密封。該潔凈開口 403適于將潔凈氣體送入中心開口 301。雖然潔凈開 口 403圖標為孔洞，但也可利用其它形狀的潔凈開口 403。此外，于某些 實施例中，短管頭(nipple)或類似結構(未示出)可耦接至、或取代該潔凈開 口 403,以使門207耦接至該板401正面時，短管頭可配合潔凈端口 209 的中心開口 301。
同樣的，該板401可包括一真空開口(如，孑L洞)405，其對應該門207 中所設一或多個潔凈端口 209的各中心區域307,且該板401與門207耦 接。該板401區域(在真空開口 405周圍)是耦接至一門207的第二密封件 305,用以在板401、門207及第一與第二密封件303、 305之間形成密封 體積，而該真空開口 405適于將真空傳至前述體積 雖然真空開口 405圖 標為孔洞，但真空開口 405也可采用其它形狀。此外，雖然該第一及第二 密封件303、 305設于該門207中，但于某些實施例中，該第一及/或第二 密封件303、 305也可設在該板401中。
該板包括一排氣開口(如，孔洞)407，其對應該門207中所設的各排氣 端口 211。該排氣開口 407適于將氣體排出基材載件201。在排氣端口 211
包含一(共中心)真空區域(例如，在第一及第二密封件之間)的實施例中，該
板401可包括一真空開口(未示出)，用以將真空供應至該排氣端口 211的 真空區域。于至少一實施例中，短管頭或類似結構(未示出)可用來取代排 氣開口 407及/或任何真空開口。
圖5為圖4B的板401耦接至本發明實施例的基材載件201的等距后 視圖。參照圖5,當基材載件201由利用該板401的裝載端口(未示出)支 撐時，該基材載件201的門207(于圖5中被遮住)是與該板401的正面耦 接(如對接)。該板401的后側適于耦接至氣體源(如潔凈氣體)、真空及/或 排氣源。更明確而言，氣體配件501耦接至該板401后側上各潔凈開口 403(見圖4B)。各氣體配件501適于將氣體(如加壓潔凈氣體，諸如氮氣、 氬氣、清潔干燥氣體、惰性或非反應性氣體等)經由潔凈該口 403及中心開 口 301送入基材載件201。同樣的，真空配件503耦接至該板401后側上 各真空開口 405。各真空配件503適于傳送真空至該板401、門207及第 一及第二密封件303、 305間形成的密封體積。于至少一實施例中，傳至 該密封體積的真空可大于氣體流入該門207的中心開口 301所施加的力(例 如，當開啟基材載件207時)。于此方式下，該板401可維持連接至基材載 件門207,而同時氣體氣體流經該中心開口 301進入該基材載件2C)1(如， 當該板401開啟門207時)。
此外，排氣配件505耦接至該板401后側上的各排氣開口 407(見圖 4B)。各排氣配件505適于將一或多種氣體由基材載件201排出。應注意 的是若外殼203包含一或多個潔凈端口 209及/或一或多個排氣端口 211 時，對應的配件(群)可耦接至該外殼203上每一個這樣的端口。再者，若 排氣端口 211包含一真空區域，可設置額外的真空配件503以對其提供真
工o
圖6為本發明實施例的基材載件201的俯^f見截面圖。參照圖6，該基 材載件201的門207已移開(如，經由板401,未示出)。如前所述，在半 導體組件制造期間，可開啟門207以將基材送入及/或由基材載件201的儲 存區601取出。當門207移開時，門207可沿X軸移動。當門207移開 時，會形成體積與移位的門207的體積相當的低壓區域603。于公知半導
體組件制造系統以及前文關于圖1所述者，當基材載件門109(見圖1)移開
時，周圍空氣(如ISO Class 1000)會流到門109周圍進入基材載件103， 以占據前述任一低壓區域。
反的，依據本發明方法及設備，氣體(如潔凈氣體)是在門207開啟之 前、期間及/或之后經由一或多個潔凈氣體端口 209送入基材栽件201。該 潔凈氣體填充低壓區域603。例如，可送入大量的潔凈氣體以于基材載件 201內形成正壓。該潔凈氣體會增加基材載件201內的壓力，以使基材載 件201內的壓力大于周圍壓力。因此，當門207開啟時，氣體會由內部流 至基材載件201外側。因此，當門207開啟時，經由潔凈氣體端口 209送 入基材載件201的過量潔凈氣體會由基材載件門207的邊緣周圍排出。圖 6繪示前述由基材載件201例示性流入605的氣體。然也可使用其它的流 動型態。
此外，當門207開啟時，過量的潔凈氣體可由排氣端口 211排出。再 者，雖然可傳送在基材載件201內形成正壓的潔凈氣體，排氣端口211可 將潔凈氣體由基材載件201排出，以避免在基材載件201內形成過度壓力。 于此方式下，排氣端口 211可作為過壓釋放閥。
當潔凈氣體經由一或多個潔凈端口 209傳送時，例如當門207開啟時， 可經由該板401的真空開口 405(見圖4B)傳送真空至該板401、門207及 第一與第二密封件303、 305之間的密封體積。如前所述，真空可抗衡因 潔凈氣體流入潔凈端口 209的中心開口 301所形成的力，用以將門207固 定于板401。
圖7繪示依據本發明實施例第二例示性基材載件701中的示范潔凈氣 體流動。參照圖7，第二例示性基材載件701類似第2-3B及圖5-6的基材 載件201。然而，與圖2-3B及圖5-6的基材載件201不同的是，該第二例 示性基材栽件701包括一或多個特征，例如通道或文件板(以虛線表示)(例 如，通道或文件板703可沿著及/或形成在該第二例示性基材載件701的一 外殼705的內部底表面、內部上表面及/或側面之內)。該一或多個通道或 文件板703可有不同形狀及/或位置。
于某些實施例中，該第二例示性基材載件701可于其內形成層流的潔
凈氣體。此外，當第二例示性基材載件701的門707開啟時，通道或文件 板703可使送入第二例示性基材載件701內的潔凈氣體由基材載件701的 正面流向背面(在該基材栽件701中存放的基材709下方)，并于基材709 上方由基材載件701后方流向正面(反之亦然)。較佳而言，基材709周圍 潔凈氣體的流動可均勻些。前述氣體流可釋放由基材709表面逸出的粒子。 圖7繪示基材載件701中氣體的例示性流動711。然也可采用其它的流動 型態。例如，通道或文件板703可將氣體送至基材載件701的背面，同時 在基材709的頂面及底面上流向基材載件701的正面。
前文說明僅為本發明的例示性實施例。前述設備及方法的變化亦落入 本發明范圍內，并應可為熟習此項技術人士所領會。例如，雖然基材載件 201、 701是圖標為前開口式晶片傳送盒(FOUP),但在某些實施例中，也 可使用其它類型的基材載件，例如上開口或底開口的基材栽件。此外，雖 然在某些實施例中，裝載端口中會設板401,但該板401也可設在任何耦 接基材栽件201、 701的支撐結構中。雖然本發明設備及方法是描述小批 量(small lot)基材載件，但任何尺寸的基材載件也可使用在本發明設備及方 法中。
于某些實施例中，在放置在載件201、 701中的基材經處理、且門207、 707關閉后，潔凈端口 209可將基材栽件201、 701充以惰性氣體(如，氮 氣、氬氣等)。于此方式下，基材可存放在不會使基材上薄膜氧化的環境中 (例如，以避免薄膜因過長暴露空氣中而劣化)。同樣的，在某些實施例中， 在放置在載件201、 701中的基材經處理、且門207、 707關閉后，潔凈端 口 209及/或排氣端口 211可用以排空基材載件201 、 701 。當載件201 、 701備妥欲再開啟時，潔凈端口 209接著可將空氣再引入載件201、 701 中。
如此處所述，f小批量(small lot)」尺寸基材載件是指用于裝載最大基 材量較傳統「大批量J尺寸基材載件(其通常裝載13或25片基材)為少的 基材載件。如于一實施例的范例中，小批量尺寸基材載件適于裝載最大為 5片或更少的基材。然也可使用其它批量尺寸的基材載件，如裝載最大量 為1、 2、 3、 4、 5、 6、 7或更多基材的小批量基材載件，但明顯少于大批
量尺寸的基材載件。例如于一實施例中，各小批量尺寸的基材載件可裝載 少量基材以供人工在半導體組件制造設備內運送基材載件。
因此，雖然本發明說明是關于例示性實施例，但應可了解其它實施例 也應落入本發明的精神與范圍內，如權利要求所界定者。
權利要求
1.一種基材載件，其至少包含外殼，其可密封且可屏蔽至少一基材；以及第一端口，通至該外殼，其適于在基材載件關閉的同時使氣體流入該外殼。
2. 如權利要求1所述的基材載件，其中該外殼適于氣密(airtight)密封。
3. 如權利要求1所述的基材載件，其中該外殼適于容納-"^i過外部壓 力的內部壓力。
4. 如權利要求1所述的基材載件，其中該第一端口包括過濾器。
5. 如權利要求1所述的基材載件，其中該第一端口包括第一密封件， 其適于使氣體源密封地連接至該第一端口。
6. 如權利要求5所述的基材載件，其中該第一端口包括第二密封件。
7. 如權利要求6所述的基材載件，其中該第二密封件是配置環繞該第 一密封件。
8. 如權利要求6所述的基材載件，其中該第二密封件是共中心的配置 于該第一密封件周圍。
9. 如權利要求5所述的基材載件，其中該第一端口是設置在該基材載 件的門上。
10. 如權利要求9所述的基材載件，其中該第二密封件適于密封地連接至真空源，并使真空力能施加至該基材載件的該門。
11. 如權利要求10所述的基材載件，其中施加至該門的真空力適于 抵消氣體經由該第 一端口流入該基材載件時所形成的力。
12. 如權利要求1所述的基材載件，更包含第二端口，該第二端口適 于使氣體流出該基材載件，且該第二端口包含第一密封件，其適于使排氣 通道密封地連接至該第二端口 。
13. 如權利要求12所述的基材載件，其中該第二端口更包括第二密 封件，其設于該第二端口的該第一密封件周圍，且該第二密封件適于密封 地連接至真空源，且適于讓真空力施加至該基材栽件的該第二端口的第一 密封件周圍區域，用以抵消氣體經由該第 一端口流入該基材載件時所形成 的力。
14. 一種裝載端口，其至少包含一板，適于耦接至基材載件的門，以開啟該基材載件； 其中該板包括第一開口 ，其適于從該板的第一側上耦接至該基材載件 的該門中的第一端口，并耦接至該板的第二側上的氣體源；以及其中該裝載端口適于讓氣體經由該板中的該第一開口流入該基材載件。
15. 如權利要求14所述的裝載端口 ，更包含真空源，以及 其中該板更包括第二開口，且其中該第二開口是耦接至該板的第二側上的該真空源，且該第二開口 是經配置以使該板的第一側上設置在該第一開口周圍的體積可被排空，其 中該體積是由將該第一開口密封至該第一端口的第一密封件，以及設置在 該第 一密封件周圍且將該第二開口密封至該第 一端口的第二密封件所界 定。
16. 如權利要求14所述的裝載端口 ，更包括排氣通道，以及 其中該板更包括第三開口 ，其耦接至該板的第二側上的該排氣通道，以及耦接至該板的第一側上的該基材栽件上的第二端口。
17. —種方法，其至少包含流動氣體進入基材載件，以于該基材載件內形成壓力，其大于該基材 載件外側的壓力；以及開啟該基材栽件的門，以使該氣體經由門開口流出該基材載件。
18. 如權利要求17所述的方法，其中流動該氣體的步驟包括將該氣 體流入密封的基材栽件。
19. 如權利要求17所述的方法，其中流動該氣體的步驟包括將該氣 體經由設置在該基材栽件的該門上的第一端口流入該基材載件。
20. 如權利要求19所述的方法，其中將該氣體經由第一端口流入該 基材載件的步驟包括施加真空力至該門，以抵消將該氣體流入該基材載件 時所形成的力。
21. 如權利要求19所述的方法，更包括經由設置在該基材載件的該 門上的第二端口，將空氣由該基材載件排出。
22. —種方法，其至少包含將惰性氣體流入關閉的基材載件，該基材載件中含有數個基材； 將空氣自該基材載件排出；以及一旦該空氣已大體上由該惰性氣體取代后，密封該基材載件。
23. —種方法，其至少包含將空氣排出關閉的基材載件，該基材載件中含有數個基材；以及 一旦空氣已大體上由該基材載件移除后，密封該基材載件。
24.如權利要求23所述的方法，更包括將氣體流入該關閉的基材載件，以于該基材載件內形成壓力，其大于 該基材載件外側的壓力；以及 開啟該基材載件。
全文摘要
于本發明第一實施態樣中，是提供一基材載件，其包含一外殼，其可密封且可屏蔽至少一基材。該基材載件包括一通至該外殼的第一端口，且其適于在基材載件關閉時使氣體流入該外殼。本發明亦提供其它多種實施態樣。
文檔編號B23P21/00GK101370616SQ200780002712
公開日2009年2月18日 申請日期2007年1月11日 優先權日2006年1月11日
發明者E·恩爾哈特, J·C·赫金斯, M·埃利奧特, V·K·沙哈 申請人:應用材料股份有限公司