CN100468616C - 晶圆传送容器的净化 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施例公开了用于净化如标准化机械接口(SMIF)盒的传送容器的方法和系统。尤其是，净化后的净化气体可以净化前开式统集盒(FOUP)和其他非气密封闭的传送容器，因此该容器可以和密封室(如半导体处理工具)连接而不会由于有机物和其他有害污染物有害的污染密封室的环境。该方法和系统可用于在电子材料制造和处理中传送物体，如晶圆、半导体元件和其他要求暴露于极度干净的环境中的材料。

Description

晶圆传送容器的净化
相关申请
本申请要求2004年2月5日提交的美国临时申请No.60/542,032的权益，其内容在此全部参考并入。
技术领域
本发明涉及高清洁度环境的净化，以去除污染。具体地，本发明提供了一种净化标准化机械接口盒的方法，以保证其中的环境质量。本发明尤其涉及容纳半导体设备、晶圆、平板显示屏和其他要求高清洁度环境的产品的容器的净化，该容器和过程工具或者其他密封室连接。
背景技术
在半导体设备的制造中，硅晶圆经过许多过程步骤以建立设备所需的多层材料。每个过程步骤要求不同的工具来执行任务，而且晶圆必需在这些过程工具间传送。晶圆特征尺寸的减小促使在每个过程步骤中和晶圆接触的气体、化学物质和环境的清洁度持续增高。因为无尘室环境和晶圆表面相比清洁度明显偏低，在传送过程中把晶圆暴露在无尘室的空气中对过程是有害的，这导致瑕疵和晶圆浪费。标准化机械接口(SMIF)系统提供了在开放无尘室中传送晶圆的解决方案。
虽然每个过程的不洁容度级别不同，在大部分过程工具中使用净化的益处是显而易见的。过程气体通常在制造设备的长距离管道内传送至工具，经过的距离越长，气流中悬浮污染物的可能性越大。此外，通常供应商不可能为制造设备提供清洁度足够高的气体。既便可以实际制造清洁度足够高的气体，在传送和安装过程中产生污染物的可能通常依然排除的了直接使用这种气体的可能。因此，在先技术中有许多发明对过程工具中使用的基本所有气体进行净化。将这些方法和设备结合到过程工具中已成为工业界的标准做法。
为了保证清洁并易于传送，晶圆在向不同过程工具传送时通常容纳在标准的容器中。两种最常见的这种类型的容器是标准化机械接口(SMIF)盒和前开式统集盒(FOUP)。SMIF系统通过保护晶圆免受微粒污染以及提供和过程工具的清洁环境之间的标准的自动化接口，降低了晶圆的污染。在SMIF系统中，晶圆或其他如平板显示器的敏感设备容纳在盒中，盒由聚碳酸酯塑料构成。典型的FOUP容量为10—25个晶圆，每个晶圆固定在单独的架子上。FOUP通过接口设备或“端口”和过程工具连接，端口可以是如Asyst Technologies所提供的
Figure C200580009743D00061
。Isoport提供了运动连接装置，以把FOUP和工具对准，还提供了自动门，以打开并关闭FOUP使晶圆进出。打开时，FOUP环境和工具环境接触，接口通常由来自过程工具的正向流净化。
尽管对FOUP和过程工具之间的接口进行净化，FOUP环境依然易于受不洁物的影响，不洁物是微粒或者空中传播的分子污染物(AMC)，其来源有若干种。FOUP由密封于铝基座上的聚碳酸酯塑料体制成。FOUP中使用的密封剂和树脂会释放污染物，尤其是在清洗FOUP的湿树脂过程中吸收的污染物。在过程步骤中，晶圆连续地从FOUP中取出并放回。依赖于工具中发生的过程，晶圆表面会附着一些污染物。晶圆停留在FOUP中时，尤其是存储一段时间时，这些污染物会释放到FOUP环境中，污染更多的晶圆或晶圆的更多部分。而且，晶圆在FOUP中停留时，外部空气泄漏进FOUP中并污染FOUP环境。为了安全和操作的缘故，晶圆的构造不是气密封闭的。
Isoport站的设计中没有结合对FOUP的单独净化，这是因为实验证据表明净化FOUP对晶圆有害。Veillerot等(“Testing the use of purgegas in wafer storage and transport containers，”[online]1997-2003；在因特网<URL:http://www.micromagazine.com/archive/03/08/verlerot.html)进行了研究，其中他们检测了使用包括<2ppb碳氢化合物污染物的干净干空气，以及包括300ppt的碳氢化合物污染物的氮气对SMIF盒进行净化的效果。基于对存储的晶圆在有净化和无净化时的电子测量，他们得出结论，认为静态环境比净化的容器更优。因此，使用这种清洁度级别的气体净化FOUP显然是不符合需要的。
在授权给Asyst Technologies的专利中，公开了一些阀门设备、传感器和传动装置，当FOUP位于Isoport台上时，这些装置把净化气体流和FOUP结合。这些发明的核心是在Isoport中引入净化，而不考虑净化条件的控制。管理净化气体的条件对于该方法的成功很重要。除了由于清洁度级别不确定的气体引起的复杂情况外外，净化气体流的开始和停止在FOUP中引起了新的由气体湍流造成的复杂情况。该湍流发生在气体瞬时流经压力差的任何情况下，会引起沉积在FOUP底部的微粒悬浮在气流中，随后附着在晶圆表面上。净化的后果是晶圆受到污染，引起了瑕疵和晶圆损失。Asyst的专利显然是使净化气体和FOUP接触的新方法，但是不正确控制净化条件时，该专利是不能实际操作的。
在授权给IBM公司的美国专利号5,346,518中，公开了吸收剂和过滤器的精细系统，通过该系统，污染物，尤其是碳氢化合物被从SMIF盒中去除。该发明包括许多使用不同吸收剂装置的实施例，以补偿不同的过程和SMIF盒中可能遇到的变化。尽管本发明提供了保护FOUP环境的新方法，本方法的使用存在一些重大缺陷。本发明描述的蒸气去除元素或吸收剂依赖于静态环境下污染物向它们的扩散传递。因此，污染物在FOUP中停留的时间会比较长，一些不可逆地吸附于晶圆表面的污染物不能有效去除。既便污染物可逆地吸附于晶圆表面，晶圆表面仍然会达到污染物的准稳定级别，因此使用纯粹的扩散过程难以去除污染物。吸收剂自身通常依赖于可逆的平衡吸收条件以从FOUP环境中去除污染物。因此，当吸收剂上的污染物聚积时，污染物会释放到FOUP环境中。通过定期更换吸收剂来防止这种复杂情况，由此产生了新的过程步骤。此外，因为更换依赖于时间而不是污染物浓度，所以该方法易受过程不规则性的影响。例如，系统倒置会引起大量的不洁净气体进入FOUP，如从过程工具净化气体进入。这些气体中的不洁物可能会使FOUP中的吸收剂饱和，使其在预定的替换之前就不可用。因为FOUP通常以湿冲洗过程清洗，在该过程之前必需去除吸收剂或者对其进行保护。因此，同在适当条件下净化FOUP相比这种污染控制方法相当不便，但是这两种方法并非相互排斥的。
发明内容
在本发明的一个实施例中，描述了净化被污染的传送容器的方法。该方法包括将污染物浓度级别不大于约兆分之一百(100ppt)、10ppt或者1ppt的气体流入所述传送容器；将所述污染物从所述被污染的传送容器传入所述气体，从而形成被污染的气体；及将所述被污染的气体流出所述传送容器。传送容器可以包括塑料，也可以是标准化机械接口盒或前开式统集盒。被污染的传送容器中的污染物可以是有机污染物、碳氢化合物、胺、有机磷酸酯、硅氧烷、无机酸、氨或者任何前述元素的组合。用于流入传送容器的气体可以包括空气、氧气、氮气、水汽和惰性气体中的一种或多种。该气体流过传送容器的流速小于约300标准升每分钟(slm)，或者其流速在约5slm和200slm之间。该流速从0slm开始增加。
在本发明的另一个实施例中，描述了把物体从非气密封闭的传送容器传送到密封室的方法。该方法包括如下步骤：将污染物浓度不大于约100ppt的气体流入该传送容器，该传送容器含有污染物；将所述污染物从所述传送容器传入所述气体，从而形成被污染的气体；及将所述被污染的气体流出所述传送容器；连通送容器和密封室，在传送容器和密封室之间传送物体。用于净化传送容器的气体的污染物浓度不大于约100ppt。该方法可以进一步包括检测由传送容器净化的气体的污染物浓度的步骤，只有在检测的污染物浓度不大于阈值污染物浓度时，才连通传送容器和密封室。传送的物体可以是半导体设备或晶圆。传送容器可以在传送容器中具有至少一个非气密封闭的容器，其容纳要传送的物体。所述气体以约100slm和10000slm之间的流速流入该传送容器。
本发明的另一个实施例提供了在两个环境之间传送容器的系统。该系统包括非气密封闭的传送容器和密封室，该容器具有通过以下步骤被净化：i)将污染物浓度不大于约兆分之一百(100ppt)的气体流入所述传送容器，所述传送容器含有污染物；ii)将所述污染物从所述传送容器传入所述气体，从而形成被污染的气体；及iii)将所述被污染的气体流出所述传送容器。密封室和传送容器连接。可关闭的门关闭时隔开传送容器和环境和密封室的环境。可选地包括检测器，用于识别从传送容器流出的所述被污染的气体的污染物浓度。检测器还用于向控制器发送信号，以在所述被污染的气体的污染物浓度不大于阈值污染物浓度时打开可关闭的门。
附图说明
本发明的前述及其他目的、特征和有益方面将通过以下对本发明的优选实施例的更详细描述而显而易见，优选实施例结合附图进行说明，其中相同的参考特征在不同的视图中指代相同部件。附图不一定依比例绘制，相反重点在于说明本发明的原理。
图1说明本发明的概略实施例的过程流。
图2的图说明结合来自传感器反馈的本发明优选实施例的过程流。
图3A示出和过程工具连接的位于Isoport台上的FOUP，其中FOUP可以用根据本发明实施例的方法净化。
图3B示出和过程工具连接的位于Isoport台上的SMIF，其中SMIF可以用根据本发明实施例的方法净化。
图4是用于测试FOUP中污染物浓度的实验设备的示意图，一些测量利用根据本发明实施例的方法。
图5示出了在两个不同测试条件下FOUP中污染物浓度的结果，其中一个条件利用根据本发明的实施例的方法。
图6是用于测试FOUP和IsoPort连接的系统中不同位置的污染物浓度级别的实验设备的示意图，一些测量利用根据本发明实施例的方法。
图7是用于测试在不同系统配置和环境条件下，检查晶圆容器的总污染物浓度级别的实验设备的示意图，一些测量利用根据本发明实施例的方法。
图8A是根据本发明的实施例的储料盒的外部视图。
图8B是根据本发明的实施例的储料盒的剖面视图。
具体实施方式
下面描述本发明的优选实施例。
在制造设备中储存和运送敏感设备时，使用标准化机械接口(SMIF)系统控制其微环境极大地改进了过程控制并降低了设备污染。这些改进产生了更高的设备成品率，并且实现了设备和无尘室环境直接接触所不能实现的技术改进。SMIF系统在支持130mm集成电路和300mmULSI晶圆的污染控制中发挥了非常重大的作用。随着这些技术节点的进一步实施以及向未来次微米技术节点的接近，过程改进在继续，污染控制对半导体制造的过程而言变得愈发重要。因此，支持技术进步并提高晶圆成品率的SMIF系统的增强是必需的。
虽然前文公开了SMIF系统，尤其是SMIF盒和前开式统集盒(FOUP)的净化，其应用在本发明之前是不实际的。虽然也公开了其他的净化方法，但是这些被动系统中的控制缺失使其对污染控制而言不理想。此外，这些方法和FOUP的积极净化兼容互补。
本发明的实施例解决了和净化FOUP相关的问题，并且提供了对SMIF系统的增强，这种增强支持未来的技术发展。本发明的实施例应用极度纯净的净化气体，≦100ppt总有机物污染，优选的≦10ppt。这一清洁度级别在大多数在先技术方法里都不易达到。然而，申请人在气体净化技术方面的创新有利于获得所述纯度气体。本发明的其他实施例在FOUP中以非瞬态的方式导入净化气体流。需要指出的是，这些实施例的公开和在先技术所描述的净化应用是矛盾的。
在本发明的一个实施例中，净化气体4流过净化器5，因此，净化气体6的污染物浓度≦100ppt总有机物污染(TOC)，优选的≦10ppt。流量控制设备3使净化气体流2以某个速率从零流量条件增加到期望的流速4，因此充分消除了湍流及其所引起的微粒悬浮。然后使净化气体流经作为SMIF系统1的一部分的SMIF盒7。因此，在其最概略的实施例中，本发明的方法克服了净化运送设备的主要障碍，该运送设备用于处理易受低污染级别影响的设备，如半导体晶圆或者平板显示衬底等。
本发明的一个优选实施例涉及如图2所描述的下列步骤。SMIF盒，优选的为FOUP，和SMIF系统或者其组件连接，优选的是Isoport或类似的设备或者FOUP存储架9。该连接涉及多点接触装置的运动对准，以保证FOUP的正确放置10。如果FOUR没有正确对准11，即出现错误信息，并且必须重新进行对准。如果FOUR对准正确，·发送数字信号给流控制设备12，流控制设备12的参数已经预先设定，优选地该设备是数字压力补偿的质量流量控制器(MFC)。然后气体流经净化器，以保证其纯度在前述范围内13。净化气体流出净化器，通过FOUP和SMIF系统之间的阀门流入FOUP。优选地所述阀门的开口也受到控制，可以由FOUP的正确对准主动或者被动控制，如在前文Asyst Technologies所公开的设备中，参见美国专利号6,164,664并进行参考。净化气体通过和进气阀门类似的阀门流出FOUP，其污染物浓度由在该开口的下游由合适的分析设备进行控制14。当流出气体的污染物浓度达到预定级别时，分析设备向SMIF系统发送数字信号15。系统可以用各种方式使用该信号，其依赖于应用。在一些实施例中，可以存储该信号，以提供另外的过程控制16。在优选的Isoport或类似设备中，信号致使Isoport的FOUP过程工具门打开9。该信号也可以被所述数字MFC12利用，以把流经FOUP的净化气体调整到另一个预定设置点。因为通常连续地从FOUP中取出并放回晶圆，连续净化气体监控14提供关于刚制成的产品环境的连续信息。当把所有晶圆放回FOUP时，Isoport9关闭FOUP过程工具门。此时，可以向数字MFC12发送可选的数字信号，以把净化气体流调整到预定设置点。再次使用监控净化气体的污染物浓度14，直到净化气体到达终点，这时，数字信号通知FOUP现在可以进行传送和/或存储17。
在图3A中，过程工具300示为具有连接的载入端口310，FOUP320位于载入端口的台上，载入端口的一种为Isoport。在本发明的一个实施例中，在FOUP和过程工具的接触建立之前、建立当中以及/或建立之后，通过载入端口台上的端口对FOUP进行净化。根据该方法，净化气体流以总污染物浓度<100ppt，优选地<10ppt引入FOUP中，以充分消除净化气体流中的湍流及其引起的微粒悬浮。此外，在图3B中，示出了另一种过程工具305，其具有连接的载入端口315，并且载入端口上有SMIF盒325。
本发明不限于特定的净化气体。所使用气体的性质可以随制造过程的要求改变，也可以是过程或工具所专有的。因为在本发明之前不能实现SMIF盒净化，本领域的技术人员可能不知道最优的气体。然而，预计用于净化类似环境的最优气体的已知性质，也可用于净化FOUP。其他超高清洁度环境所使用的普通净化气体为，氮气、氩气、氧气、空气以及这些气体的组合。近来，本发明的申请人公开了比在先技术具有相当优势的新的气体，用于对超高清洁度气体传送线和组件进行净化。此外，期望所述气体能很快在发明中得到应用，尽管所述应用的方法未知。因此，本发明所使用的优选净化气体是极度干净的干空气(XCDA)，如美国专利申请No.10/683,903、美国专利申请No.10/683,904和国际申请No.PCT/US2004/017251中所定义的一样，其都在此并入作为参考。
根据本发明的另一方面，对净化气体进行净化，因此晶圆或者其他易受污染的设备，不会被所述净化气体污染。其比较宽泛的定义是净化气体比SMIF盒环境的环境气体更干净。本发明的实施例限于从SMIF盒的环境中有效去除污染的净化气体(即，≦100ppt总有机污染物，或者更优的为≦10ppt)。
如发明人在前文所公开的那样，在净化气体中加入一些含氧物，会提高净化气体的有效性。具体而言，在无氧的或者干净化气体中加入纯氧或者水，降低从净化环境流出的气体达到期望纯度级别所需的时间。据推测，O2和H2O的物理和化学性质，有助于有机物和气体污染物从不洁净表面的解吸附。此外，本领域的技术人员知道，这些含氧物在某些过程中是必需的化合物，如光致抗蚀剂聚合体的正确保存。因此，在本发明的一些实施例中，净化后可以在净化气体中加入水和/或氧气。在这些实施例中，加入这些物质不会降低位于所述范围内的净化气体的清洁度。
尽管前文所述的本发明的实施例旨在净化诸如FOUP和其他SMIF盒的晶圆传送容器，应该理解的是本发明可用于更广的范围。例如，本发明的实施例描述的方法不限于净化晶圆和SMIF盒的环境。该方法可用于任何非气密封闭的传送容器。同时，传送容器所传送和净化的物体可以是任何半导体设备、电子制造元件、平板显示元件或者其他需要传送到净化的密封室的物体(如高真空系统的元件)。
根据本发明实施例的一个方法，旨在净化非气密封闭的传送容器。该方法包括使用污染物浓度不大于100ppt的气体净化传送容器的步骤。
本发明的另一个实施例的目的是把物体从非气密封闭的传送容器传送到密封室的方法。该方法包括使用污染物浓度不大于100ppt的气体净化传送容器。接下来，传送容器和密封室连接(例如，通过连接器连接端口，以使传送容器和密封室的环境处于流通的状态)。最后，物体在传送容器和密封室之间传送；物体可以双向传送。可选地，该方法包括检测来自传送容器的被净化气体的污染物浓度的步骤。直到净化气体的污染物浓度等于或低于阈值浓度级别后，传送容器的环境才和密封室的环境连通。
在本发明的另一个实施例中，和前文所描述的传送方法类似，使用气体净化传送容器。气体的污染物浓度小于2ppb。而且，污染物浓度足够低，因此，在密封室和传送容器连通后，密封室内的污染连通浓度，低于传送容器未被净化是所预期的级别。
本发明的另一个实施例的目的是传送半导体设备的系统。该系统包括非气密封闭的传送容器，该容器用污染物浓度不大于兆分之一百的气体净化。该系统还包括和传送容器连通的密封室，以使半导体设备在密封室和传送容器间传送。这样的实施例可以在更广的范围内应用，其中要在传送容器和密封室间传送的物体不必限于半导体设备。
在本发明的另一个实施例中，用于在两个环境间传送物体的系统包括传送容器和密封室。传送容器是非气密封闭的容器，其使用污染物浓度不大于兆分之一百的气体净化。密封室和传送容器连接。可关闭的门关上时，把密封室的环境和传送容器的环境隔开。可选的还包括检测器。检测器用于识别从传送容器净化的气体的污染物浓度。当污染物浓度等于或小于阈值级别时，检测器用于向控制器发送信号，控制器打开关闭的门。随后，物体，如晶圆或其他半导体设备，可以通过传送容器和密封室。
前文的实施例所使用的密封室包括内部环境和外部环境密封隔绝的容器。这种容器用气体不可穿透的墙构成(如不锈钢)。因此，污染物向容器内的泄漏限于和其他环境连接的端口。密封室包括半导体过程工具(例如，光刻工具)和其他污染物容器，这些容器可以保持和开放空气隔离的真空或其他条件。
本发明的实施例所使用的传送容器不限于FOUP或者其他类型的SMIF盒。传送容器可以用如塑料的材料制造(例如聚碳酸脂或者聚丙烯)。因为传送容器非气密封闭，污染物可能会吸附于传送容器所包围的环境。同样的，使用塑料时，塑料的释放物会进一步污染传送容器中的环境。另一个污染源是容器所传送的物体。例如，晶圆在运送过程中会在传送容器的环境中释放并解吸附一定量的污染物。因此，本发明的实施例可以支持对这种传送容器及其容纳物的净化。
要从本发明的实施例所使用的净化气体中去除的污染物不限于如碳氢化合物的有机物，而且还包括高清洁度处理环境所关心的污染物。其他例子包括，胺、有机磷酸酯、硅氧烷、无机酸和氨。任何这些污染物或其混合物，都需要从净化气体中去除。而且，这种污染物可以在传送容器的净化中去除。
上述实施例中用于净化传送容器的气体包括在SMIF盒和FOUP净化实施例中所提及的任何气体。净化气体的类型包括空气(例如XCDA)、氧气、氮气、水汽、惰性气体和这些气体的混合物。
净化气体中污染物的浓度级别影响本发明的实施例有效净化传送容器以允许与密封室连接而不严重地污染密封室的环境的能力。本发明的实施例利用污染物浓度不大于约100ppt的净化气体。在本发明的一些实施例中，污染物浓度不大于约10ppt，另一个特殊例子中不大于约1ppt；在另一个特殊例子中约为百亿分之五百或更低。
净化气体流入传送容器的流动速率也影响传送容器环境的清洁度，在密封室和传送容器的容纳物接触时，其随后影响密封室的清洁度。本发明的实施例采用的净化气体流动速率小于约300标准升每分钟(slm)，而且在特殊实施例中使用约3slm和约200slm之间的气体流动速率。
在本发明的相关实施例中，净化传送容器时，可以用特殊的方式把净化气体流导入传送容器中，以抑止传送容器中的微粒污染物，其随后再引入密封室中。净化气体流从基本上没有流量的条件增加到期望的流动速率，而不是以阶梯形式引入或者基本上瞬时引入。这种流量的实现可以采用压力补偿的质量流量控制器(MFC)，或者结合用于引入气体的校准孔的压力控制器，或者本领域的技术人员理解的任何其他用于控制高纯度容器的气体流动速率的装置。这种有控制的引入净化气体有助于抑止湍流和旋涡的形成，这些湍流和旋涡会增强微粒传送，因此导致传送容器中的微粒污染。
本发明的另一个实施例可以使用包括一个或多个非气密封闭的传送容器的传送容器。例如，传送容器可以是如图8A和8B所示的储料器800，其包括一个或多个FOUP或者其他类型的SMIF盒。一个储料器可以包括25个待插入工具的环境中的FOUP，以便随后把FOUP中的物体分布到密封室中。在该例中，这种传送容器所使用的净化气体的流速可以在100slm到10,000sml的范围内。这种实施例允许FOUP中的容纳物在一定时间段内，相对于没有这种净化储料器的FOUP而言免受污染。例如，Cu沉淀过程的元素只可以暴露于空气中约16小时，然后污染就让这些元素降解。放置在嵌在储料器中的FOUP盒中时，同样的降解大约发生在两天之后。例子
下面的例子旨在说明本发明一些实施例的特殊方面。这些例子的意图不在于限制本发明所使用的任何特殊实施例的范围。
例1：FOUP空气测试
在静态条件和用XCDA净化的条件下，检查FOUP450空气中的碳氢化合物污染物。图4示出了FOUP污染测试的实验装置。质量流量控制器410用于把净化气体的流速保持在5slm。干净的干空气(CDA)利用Aeronex CE500KFO4R气体净化器(MykrolisCorporation，Billerica，Massachusetts)420进行净化，以产生污染物浓度低于1ppt的净化气体。真空泵430用在冷凝管440的下游以收集采样。使用校准曲线计算一组苯、甲苯、乙苯及二甲苯(BTEX)的组合污染物的污染物浓度时，考虑压力及流速的差别。
FOUP实验的结果在图5示出。在静态条件下，在开始XCDA净化之前，FOUP内组合非甲烷碳氢化合物(NMHC)浓度是71ppb。一旦FOUP内达到相变平衡，在净化气体下，平均组合总碳氢化合物(THC)浓度为357ppt。
例2：载入端口和FOUP实验
图6所示的实验系统用于另一个实验测试。对碳氢化合物污染物浓度进行四次测量：(i)在载入端口传送系统的出口处，通过和特氟纶管连接的硬管道(hard plumbing)获得采样(参见图6中位置610)；(ii)通过FOUP快速连接在载入端口的出口处(参见图6中位置620)；(iii)在FOUP内部净化入口过滤器处(参见图6中位置630)；以及(iv)在FOUP内部，不进行净化测量整体背景(参见图6中位置640)。
MFC用于在图6的位置610、620、630将净化气体的流速保持在25slm。CDA气体利用Aeronex CE500KFO4R气体净化器(MykrolisCorporation，Billerica，Massachusetts)进行净化，以产生污染物浓度低于1ppt的净化气体。只允许气体流过载入端口的一个气体出口。停止气流，同时测量静态条件下FOUP的THC浓度级别。浓度方法用于测定到ppt浓度级别的碳氢化合物浓度。
对于测量(i)，特氟纶管直接和GC/FID连接。背压调整器用于在测试中保持30磅/平方英寸的压力，MFC用于维持0.75slim的采样流速。
因为不能对图6中的位置620、630、640进行硬管道连接，构造了自定义的不锈钢罩子，以在这些位置进行采样。采样罩子支持对FOUP和载入端口的连接，因此采样可以发送到GC/FID。需要在GC/FID的下游使用泵，以收集位置620、630、640的采样。因此，当使用BTEX校准曲线进行浓度计算时，必须考虑压力和流速的不同。
表1根据在不同位置测量的污染碳氢化合物(CHCs)平均浓度总结了载入端口和FOUP实验的结果。如表中所示，位置610不是重要的污染源。
 
测量 分析点 平均C<sub>HCs</sub>(ppt)
(i) 特氟纶 6
(ii) 特氟纶和载入端口 236
(iii) 特氟纶和载入端口+FOUP 248
(iv) FOUP(静态) 224010
表1：载入端口和FOUP实验结果总结
例3：晶圆存储实验
图7是测量在静态和不同净化气体条件下由于暴露在FOUP环境中引起的晶圆污染的实验设备。该设备的主要目的是在碳氢化合物解吸附之前，消除晶圆在周围环境中的暴露；因此，晶圆上所有的污染都直接来自FOUP环境。
MFC710、711、712用于在实验过程中保持空气的流速。空气利用Aeronex CE500KFO4R气体净化器720，721进行净化，以产生污染物浓度低于1ppt的XCDA气流。背压调整器730将流向设备及用于采样测量的气流增压到30磅/平方英寸。因为FOUP 740未气密封闭，流向FOUP740的气流处于大气压。晶圆容器750由不锈钢组成。旋转式流量计760用于确定自FOUP 740向晶圆容器750的流量。晶圆容器的操作温度保持在环境容器770的温度。GC/FID 780用于测量气体采样中的碳氢化合物。冷凝管用于测量ppt浓度级别的碳氢化合物。冷凝管方法的低检测界限(LDL)是1ppt。MFC 712用于把通过GC/FID 780的采样流速维持在0.75slm。FOUP和GC/FID以及阀门V1到V5之间的管道用Sulfinert涂覆。
在三个不同条件下测量晶圆污染：
1、FOUP处于静态环境下七天；
2、FOUP处于使用XCDA净化的环境下七天；
3、FOUP处于使用UHP CDA净化的环境下七天。
在全部三个测量中，阀门V5保持开，以使XCDA气体净化阀门V4下游的管道。对于测量1，FOUP的入口关闭。阀门V1打开，阀门V2、V3和V4关闭，以把晶圆容器暴露在FOUP环境中。对于测量2和3，阀门V1和V3打开，阀门V2和V4关闭，以使净化气体以5slm的速率流经FOUP。净化气体流经晶圆容器流出到通气口的流速约为3.0到3.5slm。旋转式流量计用于确定实际通过FOUP流到晶圆容器的气体有多少。三个测量经过七天的测量周期后，晶圆容器被隔离并加热至150℃。一旦达到该温度，通过关闭阀门V5并打开阀门V2和V4来收集采样。在收集采样中间，晶圆容器被隔离，因此可以捕获所有释放的碳氢化合物以进行测量。
表2根据从晶圆收集的非甲烷碳氢化合物(NMHC)的总体积总结了所有三个测量的结果。
 
实验条件 晶圆污染(nl)
静态 421.817
XCDA净化气体 70.241
UHP CDA净化气体 1096.621
图2：晶圆存储实验总结
结果表明，XCDA净化气体条件在限制及去除晶圆表面的碳氢化合物方面，比静态和UHP CDA净化气体条件都有效。因为UHP CDA净化气体中出现的碳氢化合物，在该方法中，比静态条件下沉积到晶圆上的碳氢化合物更多。在进行UHP CDA净化条件之前，测量到UHP CDA中的碳氢化合物浓度为15ppt。因此，使用非净化的净化气体会在晶圆污染中增加碳氢化合物污染，而不是将其避免。
尽管特别参考优选实施例对本发明进行了说明和描述，本领域的技术人员应该理解，可以进行不同形式和细节的改变，而不背离所附的权利要求书所限定的本发明的范围。

Claims (20)

1、一种净化被污染的传送容器的方法，包括
将污染物浓度不大于兆分之一百的气体流入所述传送容器；
将污染物从所述被污染的传送容器传入所述气体，从而形成被污染的气体；及
将所述被污染的气体流出所述传送容器。
2、根据权利要求1所述的方法，其中传送容器包括塑料，该塑料接触所述传送容器内的气体。
3、根据权利要求1所述的方法，其中所述被污染的传送容器内的污染物包括至少一种有机污染物。
4、根据权利要求1所述的方法，其中所述被污染的传送容器内的污染物包括碳氢化合物、胺、有机磷酸酯、硅氧烷、无机酸和氨中的至少一种。
5、根据权利要求1所述的方法，其中所述气体以小于300标准升每分钟的流速流过所述传送容器。
6、根据权利要求5所述的方法，其中所述流速在5slm和200slm之间。
7、根据权利要求5所述的方法，其中所述流速从0slm开始增加。
8、根据权利要求1所述的方法，其中流入所述传送容器的气体中污染物的所述浓度不大于10ppt。
9、根据权利要求8所述的方法，其中流入所述传送容器的气体中污染物的所述浓度不大于1ppt。
10、根据权利要求1所述的方法，其中所述传送容器为前开式统集盒。
11、根据权利要求1所述的方法，其中所述传送容器为标准化机械接口盒。
12、根据权利要求1所述的方法，其中流入所述传送容器的所述气体包括空气、氧气、氮气、水汽和惰性气体中的至少一种。
13、一种把物体从传送容器传送到密封室中的方法，包括：
将污染物浓度不大于兆分之一百的气体流入该传送容器，该传送容器含有污染物；
将所述污染物从所述传送容器传入所述气体，从而形成被污染的气体；及
将所述被污染的气体流出所述传送容器；
连通所述传送容器和该密封室；以及
在该传送容器和该密封室之间传送该物体。
14、根据权利要求13所述的方法，其中所述物体为半导体设备。
15、根据权利要求13所述的方法，其中所述物体为晶圆。
16、根据权利要求13所述的方法，其中传送容器包括至少一个包括该物体的非气密封闭室。
17、根据权利要求16所述的方法，其中所述气体以100slm和10,000slm之间的流速流入所述传送容器。
18、根据权利要求13所述的方法，还包括：
检测流出所述传送容器的所述被污染的气体的污染物浓度，
其中连通所述传送容器和所述密封室发生在流出所述传送容器的所述被污染的气体的污染物浓度不高于阈值污染物浓度之后。
19、一种用于在两个环境间传送物体的系统，包括：
a)非气密封闭的传送容器，该容器具有通过以下步骤被净化的环境：
i)将污染物浓度不大于兆分之一百的气体流入所述传送容器，所述传送容器含有污染物；
ii)将所述污染物从所述传送容器传入所述气体，从而形成被污染的气体；及
iii)将所述被污染的气体流出所述传送容器；
b)和该传送容器连接的密封室；以及
c)可关闭的门，配置为在关闭时，用于分隔该密封室的环境和该传送容器的环境。
20、根据权利要求19所述的系统，还包括：
检测器，用于识别从该传送容器流出的所述被污染的气体的污染物浓度，该检测器用于向控制器发送信号，以在所述被污染的气体的污染物浓度不大于阈值污染物浓度时打开该可关闭的门。
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