CN101166681B - 带隔离系统的光罩盒 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光罩容器，其配备有辅助容器，所述辅助容器容纳光罩并容纳于主容器中。所述辅助容器通过震动及振动隔离部件固持于主容器内，从而使所述辅助容器在主容器内具有多个运动自由度。所述光罩紧固于所述辅助容器内部，从而使从光罩容器传递至光罩的震动及振动得到实质衰减。

Description

带隔离系统的光罩盒
相关申请案
本申请案主张基于2005年2月27日提出申请的第60/657,616号美国临时申请案、2005年2月27日提出申请的第60/657,355号美国临时申请案及2006年2月18日提出申请的编号尚未知的美国临时申请案(律师签号为2267.1110US01)的权利，这些美国临时申请案均以引用方式全文并入本文中。
技术领域
本发明涉及衬底载具，且具体而言涉及处理器载具及运输器具，更具体而言涉及光罩容器。
背景技术
光刻法是在半导体应用中处理硅晶片时常常遇到的其中一个工艺步骤。在光刻法中，在沉积有氮化硅的晶片表面上涂覆感光性液体聚合物或光阻剂，并随后使用带有所期望图案的模板使晶片表面选择性地曝光至辐射源。通常，使紫外光照射过掩膜或光罩或从所述掩膜或光罩的表面上反射，以将所期望图案投影至覆盖有光刻胶的晶片上。经过曝光的光刻胶部分会发生化学改性，并在随后使晶片经受化学媒体的作用以移除未曝光的光刻胶时不受影响，从而在晶片上留下恰好呈现掩膜图案形状的改性的光刻胶。通常，使晶片经受蚀刻工艺，以移除被曝光的氮化物层部分，从而在晶片上留下恰好呈现掩膜设计的氮化物图案。
制造越来越小及/或逻辑密度越来越高的芯片是所述行业中的趋势，这就需要在逐渐变大的晶片上具有越来越小的线宽。显然，对光罩表面进行图案化的精细程度以及所述图案可忠实地复制至晶片表面上的程度是影响最终半导体产品的质量的因素。图案可再现于晶片表面上的分辨率取决于在将图案投影至涂有光刻胶的晶片表面上时所用的紫外光的波长。现有技术的光刻工具是使用波长为193nm的深紫外光，其使最小形体尺寸能达到100nm数量级。目前正在开发的工具则使用157nm的极远紫外光(Extreme Ultraviolet，EUV)，其使形体分辨率能达到70nm以下的尺寸。
光罩是非常平坦的玻璃板，其包含要再现于晶片上的图案。典型的光罩衬底材料是石英。由于现代集成电路的关键元件具有很小的尺寸，因而使光罩的有效表面(即图案化表面)上不带有污染物至关重要，否则在处理过程中，这些污染物可能会损坏所述表面或使投影至光刻胶层上的图像发生畸变，从而导致最终产品的质量令人无法接受。通常，当EUV作为光刻工艺的一部分时，非图案化表面与图案化表面的临界粒径分别为0.1μm与0.03μm。通常，光罩的图案化表面上涂有光学透明的薄膜，所述薄膜通常由硝化纤维制成，其贴附至框架上且由所述框架支撑，并贴附至光罩上。其作用是隔绝污染物并减少由迁移至图像平面上的这些污染物所可能造成的印刷缺陷。然而，与深紫外光光刻法所特有的使光透射过光罩不同，极远EUV是利用图案化表面上的反射。目前，所属技术领域中并不提供对EUV可穿透的光罩护膜材料。因此，在EUV光刻法中所采用的反射性光掩膜(光罩)远比在传统光刻法中所用的光罩更容易受到污染及损坏。此种情形对为容纳、存储、运输及运送专用于EUV光刻法的光罩而设计的任何容器提出了更高的功能要求。
显然，鉴于光罩图案化表面上的精密形体容易因滑动摩擦及磨损而受到损坏，因而在制造、处理、运送、搬运、运输或存储期间发生不必要或意外的接触是非常不利的。其次，光罩表面上的任何微粒污染均有可能使光罩损坏到足以严重影响通过在处理过程中使用此光罩而获得的任何最终产品。在处理、运输及运送过程中，可能会在容纳光罩的受控环境内产生微粒。滑动摩擦及由此造成的磨损就是一个污染微粒来源。在运输过程中，例如光罩在光罩容器中滑离其所期望位置则是另一微粒来源。当以自动方式从容器中取出光罩并将其定位于处理设备中时，此种离位光罩还将有可能错位，从而有可能导致最终产品的质量无法预测。在从容器中放置及移出光罩至微影设备过程中的滑动摩擦也会造成微粒产生及污染的机会。最后，容器的震动及振动可能会传递至光罩及容纳光罩的组件，从而造成摩擦及相伴地产生微粒。
传统上，光罩是在一个容器中运送至要使用光罩的制造工厂中，并在各次使用之间以其他容器存储于制造工厂中。所述运送容器在使用后通常被丢弃。将光罩从运送容器转移至其在制造工厂中的存储容器中时会形成另一污染机会。对光罩运送器具与对在制造工厂内所使用的容器的传统要求相差很大。将这两种用途的容器相组合将会消除在从运送容器转移至制造工厂用容器过程中的微粒侵入及产生的机会，但会带来巨大的设计挑战。例如，此种容器将需要能够应对在运输过程中大气压力的巨大变化，例如与海拔及温度变化相关的变化。此外，对运输中减震能力的要求也比在制造工厂中进行受控机械手转移时高得多。
上文所述的某些考虑因素也适用于半导体晶片衬底。由于已认识到尤其是在存储、处理及运输期间在晶片周围需要具有受控环境，现有技术已演变出隔离技术方法，其通过提供用于容纳晶片的容器，使晶片可保持相对不会被微粒物侵入，而实现对紧靠晶片附近的环境的控制。
晶片通常是在运输容器中运送至制造工厂，随后转移至单独的容器中，所述单独的容器用于在制造工厂中在各处理步骤之间存储晶片。200mm的晶片通常是在密封的塑料“运输器具”中运送，这些密封的塑料“运输器具”或者以相间的矩阵形式通过边缘进行支撑，或者以“硬币叠放式晶片运输器具(coinstack wafer shipper)”形式使用薄片材料间隔物垂直叠放。用于在制造工厂中在各处理步骤之间容纳200mm晶片的工业标准容器称作标准机械界面盒或SMIF盒，并具有底开式的门。对于300mm的晶片，其运输器具称作前开式运输盒或FOSBS，而用于在各处理步骤之间容纳晶片的容器则称作前开式统一标准盒或FOUPS。在制造工厂中在各制造步骤之间所存储的光罩现在常常存储在类似于标准SMIF盒的底开式容器中，并称作光罩SMIP盒或RSP。
甚至当衬底(即晶片及光罩)处于此种受控环境中时，因受控环境中所捕获空气的压力变化或者因在容器快速运动时及/或在打破所捕获空气体积(例如仅仅因打开及合上容器)时所引起的所捕获空气的紊流，存在于所述受控环境内部的微粒也可发生移动。此外，薄壁式运输器具或FOSBS可能会因与海拔相关的压力变化而经历壁运动，引起受控环境内所捕获的空气发生移动。温度变化可在容器内形成对流。容器及其组件的尺寸变化可损坏支撑及固定机构的功能，导致容器内所载送的晶片错位及/或衬底翘曲。因压力波动而引起的容器壁尺寸变化可损坏载具的封盖与门之间的密封，从而使微粒能够侵入载具内。
现有技术的方法(尤其在晶片容器方面)是在外部环境与内部受控空气体积之间利用呼吸装置。所述呼吸装置提供供空气流过的路径。夹置于所述路径中的过滤器有望提供屏障，以阻挡微粒从外部环境侵入载具的受控环境中。然而，如上文所述，在EUV光刻工艺中所用的光罩具有非常细小且精密的形体，因而光罩的非图案化表面与图案化表面的临界粒径分别仅为0.1μm与0.03μm左右。对于如此小的粒径，过滤器将需要具有非常小的孔径，由此对流过过滤器的流体流造成非常大的阻力，从而需要较大的过滤器表面积。对使用较大过滤器表面积的替代方法是较慢地响应于骤然的压力变化，例如在运送此种容器时所遇到的骤然的压力变化。这两种方法均不符合人们的期望，因为光罩SMIF盒的一个设计目标是使受控体积保持最小，从而可对其进行有效密封以防止微粒侵入。使放置有光罩的受控空间最小、同时提供较大的过滤器面积以在受控空间内实现均压是相互矛盾的目标。
希望使在受控环境内所产生或以其他方式引入或存在的微粒不会沉降于光罩上。就此而言，较佳使要在其中载送光罩且为避免微粒污染而必须加以控制的环境的空间最小。还希望使受控空间内的空气保持相对呈静态。例如，容器壁相应大的及骤然的压差而出现的挠曲可在容器内引起压力波。
光罩具有各种尺寸，包括直径为5″、6″、7″、8″、150mm及200mm的光罩。然而，SMIF盒的门配备有符合现行“SMIF”(标准机械界面)盒标准的形体，使得SMIF盒的门可与自动光罩搬运处理机械进行接口。随着光罩尺寸持续演进，如果SMIF盒是针对较早的一代较大尺寸光罩所设计的遗留SMIF盒，则支撑光罩载送环境的体积很小的直径减小的光罩变得越来越具有挑战性。就此而言，能够利用遗留SMIF盒但支撑并非此种盒最初所设计用于的直径减小的光罩将较为有利。
因此，需要一种既适合用作运输器具、也适合用于在制造工厂中各处理步骤之间存储衬底的衬底容器。需要一种能在运输期间提供改良的减震能力的容器。还需要一种能更好地阻止微粒产生及在容器运输及开合期间使衬底容器内的微粒扰动或运动最小化的容器。
发明内容
本发明涉及一种用于支撑衬底以提供震动及振动隔离的装置，所述装置包含外侧主盒以及通过弹性震动及振动隔离部件支撑于其中的辅助盒，所述外侧主盒包含封盖及基座，所述基座较佳配置成底开式门。所述主盒的封盖及基座配置成相互啮合，以提供气密性密封的第一外壳。所述辅助盒较佳由从封盖与基座二者延伸出的弹性部件唯一地支撑。在较佳实施例中，所述辅助盒相对于主盒具有多个、较佳为六个的运动自由度，并和其中所容纳的光罩一起与外侧主盒隔离地进行运动。所允许的实际运动可能非常小，但足以吸收主盒所经受震动的一部分能量。所述辅助盒配置有配置为托盘形式的下部，所述托盘具有光罩支撑结构，较佳是具有横向限制件的拐角支柱以及使光罩安放于上面的弹性垫。所述托盘的上部与下部相啮合以界定辅助外壳，且还较佳具有弹性垫以啮合光罩的顶面。所述上部与下部可例如通过弹性部件或其他密封手段(例如硬平整表面对硬平整表面接触)而提供气密性密封，或者可具有受限开口，即实质围绕辅助盒周缘延伸的细长间隙，以使压力冲击波最小化并在无气密性密封的情况下阻止微粒。
另外，所述主盒的封盖可由弹性密封件支撑，以相对于顶盖与基座提供减震。在较佳实施例中，所述弹性密封件可具有两个悬臂部及一个中央跨度部，并可位于基座的朝上表面中的凹槽内，以啮合与顶盖成一体的向下延伸的肋。
可利用配置成在其中紧固一个不同尺寸光罩的具有上部及下部的主盒的实质相同构造来取代所述内侧辅助盒。
本发明较佳实施例的特征及优点是为光罩提供增强的震动及振动隔离。
本发明较佳实施例的特征及优点是在震动及振动到达其中所容纳的光罩之前提供增强的减震及减振。
本发明较佳实施例的特征及优点是为光罩提供双重密封，此特别有利于将所述盒同时用作运送装置及用于在制造工厂中，尤其在各处理步骤之间存储光罩的装置。
本发明较佳实施例的特征及优点是提供可用于使用常用规格(即200mm)来运输及存储不同规格的光罩的光罩SMIF盒。
本发明较佳实施例的特征及优点是提供特别适用于EUV光刻技术的光罩SMIF盒。
附图说明
图1为根据本发明一个实施例的组装好的容器的剖视正视图；
图2为根据本发明一个实例性实施例的容器总成的透视分解图；
图3为根据本发明主要实施例的容器总成的剖视正视分解图，所述容器总成包含隔离系统的组件；
图4为根据本发明主要实施例的封盖的透视图；
图5为根据本发明主要实施例的基座及支撑于所述基座上的衬底的透视图；
图6为根据本发明一个实例性实施例的封盖及辅助盒组件的透视仰视图；
图7A为根据本发明一个替代实施例的组装好的容器的剖视侧视图；
图7B为根据本发明一个实施例的组装好的容器的透视剖视图；
图8A为详视剖视图，其图解说明根据本发明一个替代实施例的封盖与基座之间的啮合；
图8B为详视剖视图，其图解说明根据本发明主要实施例的封盖与基座之间的啮合，其显示封盖接触基座；
图9A为根据本发明处于未变形形态的实例性密封件的示意图；
图9B为图9A所示实例性密封件的变形后形态的示意图；
图10A为根据本发明一个实例性实施例的下部(或托盘)的俯视图；
图10B为图10A所示下部(或托盘)的侧视剖视图；
图10C为根据本发明一个实例性实施例的下部(或托盘)的俯视透视图；
图10D为图10A-10D所示下部(或托盘)上用于固持衬底的支撑结构的详视图；
图11为图解说明根据本发明的一个实例性震动及振动隔离系统的示意图；以及
图12为图解说明根据本发明主要实施例的震动及振动隔离系统的示意图。
具体实施方式
在本文中所提及的例如上下、前后、左右等相对性用语旨在便于说明，而非意图将本发明或其组件限定为任位置或特殊取向。附图中所示的所有尺寸均可随本发明具体实施例的潜在设计及拟定用途而异，此并不背离本发明的范围。
本文所揭示的每一附图及方法均可单独使用或者与其他特征及方法结合使用来提供改良的容器以及用于制作和使用所述容器的方法。因此，本文所揭示各特征及方法的组合可能并非是为在最广意义上实践本发明所必需的，而只是为了具体说明本发明的代表性及较佳实施例而揭示。
现在参见图1，其图解说明根据本发明主要实施例的光罩容器10(也称为光罩“盒”或光罩“载具”抑或“主盒”)。光罩容器10大体上包含能够与基座20(也称为门)密封配合的封盖15，以在容器10内界定用于在存储、运输、处理及运送期间容纳光罩30的气密性密封外壳25。如此位于密封外壳25内的光罩30便有效地与外壳25外部的微粒污染物隔绝。如参照图3所最佳地解释，容器10在密封外壳25内大体上包含分别安装于基座20及封盖15上的光罩支撑结构32及光罩固定结构34。光罩30位于并支撑于安装至基座20上的光罩支撑结构32上。在使封盖15啮合基座20时，安装于封盖15上的光罩固定结构34便发挥作用而将光罩30紧固于光罩支撑结构32上，如在图1的示意图中所最佳地显示。光罩支撑结构32界定具有内腔41的辅助盒39的下部35，而光罩固定结构34界定辅助盒39的上部37。
现在参见图1、2及3，为在各种类型的晶片制造设备中进行自动化使用，基座20设置有符合半导体设备及材料国际(Semiconductor Equipment andMaterials International，SEMI)标准的形体。在实例性实施例中，基座20至少部分地与用于所属领域中众所周知的光刻系统的光罩“SMIF”(标准机械界面)盒上的类似基座相一致。在图2及5所示的实例性实施例中，基座20具有基座下表面21与基座上表面40相对，基座下表面21由基座周缘35限界并具有占用面积(未显示)，基座上表面40通过具有门外壳壁的基座侧面42与下表面隔开。基座下表面设置有符合SMIF标准的形体，以与半导体处理设备(未显示)兼容。与SMIF相符的基座20还适于通过基座-闩锁机构23可移开地耦合至封盖15，所述基座-闩锁机构23能够由符合SEMI的闩锁开启装置(未显示)开启。在由本申请案拥有者所拥有并以引用方式并入本文中的第4,995,430号美国专利中即揭示实例性闩锁机构。封盖15一般配备有自动化凸缘45，以配置用于与处理工具(未显示)进行接口以及用于在运输、存储或运送容器10期间用手抓握。在图1、2及3所示的实施例中，显示封盖15及基座20大体为矩形，以与光罩30的形状相一致。然而，所属领域的技术人员将易知，封盖及基座也可具有其他形状，此并不背离本发明的范围。
由例如封盖15及基座20所例示的各容器元件较佳通过射模成型工艺或其他适合的制造工艺由刚性的热塑性聚合物制成。所述聚合物可以透明，以便能够看到光罩30。另外，这些容器元件可以是能耗散静电的。此种透明且可耗散静电的材料的一个实例是聚甲基丙烯酸甲酯。或者，这些容器元件也可由可耗散静电的经碳纤维填充的不透明聚碳酸酯制成，并配置成包含一个(或多个)透明视窗(未显示)，以便可透过视窗看到光罩。再一选择为，这些容器元件可由透明的聚碳酸酯制成。作为对聚碳酸酯的替代，各元件可进一步由阻燃性聚醚酰亚胺制成。应了解，在替代实施例中，各容器元件也可由其他材料制成。这些容器元件较佳通过射模成型制成，但也涵盖其他已知的制造方法。在颁予Asyst Technologies公司的第6,216,873号美国专利中即阐述一种实例性光罩SMIF盒，所述美国专利的内容以引用方式并入本文中。光罩盒在EUV应用中的使用则揭示于第6,906,783号美国专利中，所述美国专利以引用方式并入本文中。
图2绘示根据本发明的实例性光罩30。如在图2中所示，光罩30大体上为正方形，具有第一图案化表面50与第二夹持表面55相对，第一图案化表面50与第二夹持表面55通过侧面60隔开。第一图案化表面50分别在第一及第二相对下部平行边65及70处与侧面60相交。第二夹持表面55则分别在第一及第二对上部平行边75及80处与侧面60相交。在图2所示的典型的矩形光罩中，第一及第二对下部边缘65及70分别平行于第一及第二对上部边缘75及80，表面的每一对对应的平行边均在倒圆角85处与另一对对应的平行边交汇。图案化表面50蚀刻有所期望的电路图案(未显示)。夹持表面55可在光罩的制造及搬运期间用作基准面。例如，可将夹持表面55固持于静电卡盘中。图案化表面55上非常细小的形体在与其他表面(例如容器10的表面)接触时可能很容易受到损坏。为避免此种接触，一般在光罩表面50及55的靠近倒圆角85的周缘部分处对光罩30进行支撑，因为这些部分通常不含图案。同样，也可沿光罩30的边缘接触光罩30，而不会使其受到损坏。但是必须限制接触面彼此相对移动，因为接触面的磨损会潜在地产生微粒。可在封盖15上包含位置定位器及其他结构形体，以对封盖与门之间的错位进行调整，从而减小光罩滑动摩擦。本发明是参照正方形光罩进行说明，但所属领域的技术人员将了解，所有形状的光罩均处于本发明的范围内。光罩可为但不限于多边形或矩形形状。
如在图4及6的示意图中所最佳显示，封盖15包含顶罩90、封盖侧壁95及封盖啮合面100。顶罩90包含顶罩周缘105、顶罩下凹内表面110与相对的顶罩外表面115。封盖啮合面100延伸于顶罩周缘105与封盖侧壁95之间并围绕顶罩周缘105与封盖侧壁95定位。在使封盖15啮合基座20时，基座上表面40面朝封盖啮合面100定位，使封盖侧壁95环绕基座侧面42布置，从而使基座100实质设置于顶罩90中。在此种配置中，顶罩的下凹内表面110与基座上表面40一同结合形成如下文所将说明的密封外壳25。在图4及6所示的实例性实施例中，顶罩90进一步包含界定通气孔20的结构。通气孔120用于在封盖15与基座20配合时将容器10内的密封外壳25连通至容器10外部的环境大气。图5所示的挠性隔膜125密封地粘附至顶罩90上，并配置成遮盖通气孔115，以防止密封外壳25通过通气孔115与环境大气连通。通过隔膜运动而有利地使密封外壳25内的压力变化达到平衡。自动化凸缘45附装至顶罩90的外表面115上，并配置有遮盖隔膜125的带开孔的圆顶形部分128，以便在允许暴露于环境大气时遮蔽隔膜125而防止受到外部接触。
在图2、5、10A、10B、10C及10D所示的主要实施例中，光罩支撑结构包含多个较佳由弹性材料(较佳为热塑性弹性体)制成的弹性耦合件，这些弹性耦合件配置成光罩支撑柱130及光罩支撑框架135(也称作辅助盒的下托盘或下部)形式。也可利用替代的减震材料。光罩支撑柱130安装至或形成于基座20上，并配置成从上表面40向外延伸而终止于支撑柱端部140处。光罩支撑框架135的实例性实施例包含实质正方形的板140，板140具有延伸于支撑框架角155与支撑框架边160之间的支撑框架上表面145以及相对的支撑框架下表面150。支撑框架上表面145通过可变的支撑框架厚度165与支撑框架下表面150隔开，使支撑框架板边缘160呈现拱形轮廓的截面170。每一支撑框架角155均设置有形成于支撑框架下表面150上的第一支撑框架联结板170及第二支撑框架联结板175，其中第一及第二支撑框架联结板170及175分别朝支撑框架对角155向内延伸及朝相对的支撑框架角向内延伸。光罩支撑柱130可在支撑柱端部140处靠近各个角155附连至支撑框架下表面150。与弹性支撑柱130的附连点相对的每一支撑框架角155均设置有光罩支撑垫180，光罩支撑垫180从光罩支撑框架上表面145向外延伸而呈现出从支撑框架上表面145移出的带斜面的凹部185。带斜面的凹部185包含一对带斜面凹部侧壁190及195，带斜面凹部侧壁190及195大体沿光罩支撑板135向下倾斜并在垂直于光罩30的侧面60的平面中彼此形成直角。包含于这两个带斜面凹部侧壁190与195之间且与侧壁190与195实质等距的是靠近支撑框架角155从第一支撑框架上表面145伸出的圆顶形凸起200。每一带斜面凹部185的倾斜侧壁190及195均通过靠近倒圆角85在第一及第二对平行下边缘65与70处接触光罩30而支撑光罩30。光罩30在非常小的接触面积上接触圆顶形凸起200，从而有效地使光罩30与容器10的总体接触最小化。在图7A所示的替代实施例中，圆顶形凸起的尺寸适于使光罩30与支撑框架上表面145分离而形成限制流体在图案化表面50上流动的扩散层210，以防止微粒被传送至图案化表面50上。
仍参见图2、3、5、6、10A、10B、10C及10D，光罩固定结构包含多个光罩固定柱230及光罩固定框架235(也称作辅助盒的上托盘或上部)。较佳由弹性材料(较佳为热塑性弹性体)制成的弹性耦合件配置成光罩固定柱230的形式且安装至或形成于封盖15上，并配置成从顶罩下凹内表面110向外延伸而终止于固定柱端部240处。光罩固定框架235的实例性实施例包含实质正方形的板240，其具有延伸于固定框架角255与固定框架边160之间的固定框架上表面245以及相对的固定框架下表面250。每一固定框架角255均设置有形成于固定框架下表面250上的第一固定框架联结板270及第二固定框架联结板275，其中第一及第二固定框架联结板270及275分别朝固定框架对角255向内延伸及朝相对的固定框架角向内延伸。光罩固定柱230可在固定柱端部240处靠近各个角255附连至支撑框架下表面250。与弹性固定柱230的附连点相对的每一固定框架角255均设置有靠近固定框架角255从固定框架上表面245延伸出的圆顶形固定凸起300。在使封盖15啮合基座20时，光罩支撑框架135与光罩固定框架235相互啮合而形成辅助盒300，以限定容纳光罩30的辅助外壳310。在此种配置中，圆顶形固定凸起301在靠近角85处接触光罩上表面55，以紧固光罩30而使其不会相对于辅助盒300运动。对中鳍片302或导向联结板可帮助使光罩居中或者帮助将上部正确地定位于下部上。在自行居中于带斜面凹部侧壁190及195上之后，光罩30在实质垂直于侧面60的平面中支撑于相间的光罩支撑垫180上，使图案化表面50位于圆顶形凸起200上并使圆顶形固定凸起300压靠在夹持表面55上。光罩支撑柱130与光罩固定柱230二者均适合在轴向方向(z方向)及横向方向(即x及/或y方向)上具有低的刚性，以便相应这些方向上的任何震动及振动载荷而发生变形及挠曲。光罩固定柱230适合与光罩支撑柱130、圆顶形凸起200及圆顶形固定凸起300相配合，以在封盖15与基座20相配合时，使光罩固定柱230及光罩支撑柱130在z方向上变形，以便以圆顶形凸起200及300在光罩30的表面50及55上维持连续的偏置量，从而在存储及运输期间施加足够的局部压力来将光罩30固定于夹于光罩支撑结构32与光罩固定结构34之间的所期望的固定基准位置上。圆顶形凸起200及圆顶形固定凸起300可由弹性材料制成，以实现与光罩30的表面50及55的高摩擦减震啮合。所属领域的技术人员将了解，光罩支撑柱130及光罩固定柱230的布置将会减轻安装座(即门及/或封盖15)的震动对光罩30的影响，根据图11及12中的示意图，此将显而易见。
参见图1、2、3及12，弹性耦合件130及230有效地将辅助盒300悬置于主盒10内，亦即，辅助盒完全或仅通过构成弹性耦合件的弹性材料在结构上连接至主盒。所述弹性耦合件可为管状，带有轴向孔231，以易于组装至辅助盒上部上的支柱232和下部上的支柱233以及主盒封盖上的支柱236及基座上的支柱237。
图11及12为由主盒10支撑容纳有光罩30的辅助盒300的理想化示意图。如在图11及12的示意图中所示，光罩支撑柱130及光罩固定柱230的行为就像弹簧减震器振动隔离元件，其使辅助盒300(以及其中所容纳的光罩30)能够以六个运动自由度支撑于主盒10内。所属领域的技术人员将容易得知，图11及12所示的布置将实质上衰减从主盒传递至辅助盒300的任何震动及振动。光罩支撑框架130及光罩固定框架230可由实质呈刚性、能耗散静电的非微粒性材料制成，例如(举例而言)由经碳纤维填充的聚醚醚酮(polyetheretherkeytone，PEEK)制成。当光罩容器10遇到使弹性支撑柱130及弹性固定柱230趋于挠曲的振动或震动载荷时，刚性的光罩支撑框架135与光罩固定框架235会作为实质呈刚性的实体移动，以用于限制支撑柱130及固定柱230挠曲并提供质量阻尼，从而使光罩30在容器10内始终保持处于所期望的形态。在替代实施例中，光罩固定框架235与光罩支撑框架135在主气密性密封外壳25内配合形成辅助外壳310(保护罩)，如在图1及7A中所最佳地显示。辅助外壳310与气密性密封外壳25流体连通，但辅助外壳310内所容纳的空气相对不易出现紊流，这是因为所包含的空气体积较小且主外壳25与由保护罩所形成的辅助外壳310之间具有曲折的流体流动路径。
参照图7A、7B、8A、8B、9A及9B来最佳地说明本发明隔离系统的另一特征。基座上表面40设置有界定多个同心凸脊400的结构，这多个同心凸脊400分别界定峰405及谷410，其环绕基座侧面42在基座上表面40上环形延伸并在径向上延伸至辅助盒300的外侧。提供构造成环形式的弹性密封件415。弹性密封件415包含在密封件的内周缘430与外周缘435之间横向延伸并形成连续环的第一及第二主密封面420及425。第二主密封面420配置有从第二主密封面425向外延伸的多个相间的同心楔形物440(也称作“指状件”、凸起、突出部、榫形突出部)，楔形物440的尺寸适于滑动配合地容纳及固持于基座上表面40上的同心凸脊400的各连续谷410中。同心凸脊400每一侧上的横向部445及450均悬伸于基座上表面40上方。封盖啮合面100设置有多个肋455，肋455与谷410互补且其尺寸适于压靠在弹性密封件415的第一主密封面420上并实质靠近楔形物440，以便在使封盖15与基座20配合形成气密性密封外壳25时压缩楔形物440而使其在谷410内形成密封接触。
在图9A及9B所示的实例性实施例中，弹性密封件415变形至呈实质像希腊字母∏的形状。在未变形状态下，∏的水平线条弯成像倒置的“C”一样的弓形。∏形密封件415的垂直“分支”是容纳于谷410内的楔形物440。在图9A及9B所示的实施例中，提供由楔形物415形成的两个同心环。封盖20具有由肋460、465及470形成的三个相间的同心环，使中央肋465实质在这两个楔形物415同心环之间接触第一主密封面415，而外侧肋460及470摩擦接触弹性密封件415的横向部445及450。此种布置使弹性密封件415在封盖15与基座20配合在一起时接触封盖15与基座20二者。然而，当取下基座20时，密封件415从与基座上表面40接触处“弹”回，从而避免在密封件粘着至基座上并需要借助基座操作者的作用来剥离时导致形成微粒。
弹性密封件415既可为实心部件也可为空心部件，具有例如在图8A及8B中所示的形状。其可由例如硅酮橡胶、氯乙烯树脂或所属领域中所知的其他适宜的合成树脂等不粘性材料制成。在图11所示的实例性实施例中，弹性密封件415与光罩支撑柱130及光罩固定柱230一同用作弹簧减震器，以防止主盒10上的震动及振动载荷传递至光罩30上。
上述构造特别适合于通过仅以具有朝内设置的拐角柱461的盒取代辅助盒而利用较小的光罩。带有隔离形体的整个主盒仍可利用。
容器10的另一实施例提供接地路径，以使静电从光罩30的图案化表面50及夹持表面55经过光罩支撑结构32及光罩固定结构34以及封盖15及基座20进行耗散。由此保护光罩30不会出现静电放电(Electrostatic Discharge，ESD)。在颁予Asyst Technologies公司的第6,513,654号美国专利中对所述方法及装置进行了论述，所述美国专利的内容以引用方式并入本文中。

Claims (22)

1.一种用于支撑衬底以提供震动及振动隔离的装置，所述装置的特征是包含：
主盒，其包含配置有下凹内表面的封盖以及基座，所述封盖适于可移开地啮合所述基座，以于所述下凹内表面与所述基座之间界定第一密封壳体，所述基座具有其中容纳有闩锁机构的内部；
辅助盒，其包含下部及上部，所述上部适于啮合所述下部，以界定用于容纳所述衬底的第二外壳，所述下部包含支撑结构以在上面固持衬底，且所述上部包含固定结构以用于在所述上部与所述下部啮合时固定所述衬底；以及
多个弹性耦合件，从所述主盒的所述基座向上延伸至所述辅助盒的所述下部，另外多个弹性耦合件从所述封盖向下延伸至所述上部,提供所述辅助盒包含所述上部及所述下部二者相对于所述主盒的主位置，所述辅助盒包含所述下部及所述上部二者可因震动或振动而可返回地移离所述主位置，所述多个弹性耦合件从所述基座向上延伸提供所述下部的弹性支撑,所述另外多个弹性耦合件从所述封盖向下延伸提供所述上部的弹性支撑,所述多个弹性耦合件及所述另外多个弹性耦合件为所述辅助盒包含所述下部及所述上部二者提供唯一的支撑,并为所述辅助盒包含所述上部及所述下部二者提供在所述主盒中的多个位移自由度。
2.如权利要求1所述的装置，其特征是在所述辅助盒包含所述上部及所述下部二者移离其主位置时，所述多个弹性耦合件提供六个运动自由度。
3.如权利要求1所述的装置，其特征是进一步包含在所述主盒与所述辅助盒之间延伸的多个弹性支柱件。
4.如权利要求2所述的装置，其特征是所述辅助盒具有四个角，且所述多个弹性耦合件在所述四个角的每一个处垂直延伸于所述辅助盒与所述主盒之间。
5.如权利要求4所述的装置，其特征是每一所述弹性耦合件均具有第一端及第二端，并在每一所述端处具有开口，且其中每一个所述弹性耦合件均通过从所述主盒及辅助盒延伸出的多个突起而连接至所述主盒与辅助盒二者，所述突起容纳于所述端处的所述开口中。
6.如权利要求1所述的装置，其特征是所述辅助盒的所述下部具有有四个角的实质正方形的轮廓，并具有在所述角之间延伸的四个边，每一边均具有弓形形状，从而当将所述衬底支撑于所述下部中时使所述衬底呈现凹部。
7.如权利要求1所述的装置，其特征是所述辅助盒的所述下部具有顶侧及底侧，所述下部具有有四个角的实质正方形的轮廓，其中每一所述角均具有形成于所述底侧上的朝对角向内延伸的联结板。
8.如权利要求6所述的装置，其特征是所述辅助盒的所述下部具有顶侧及底侧，所述下部具有有四个角的实质正方形的轮廓，其中每一所述角均具有形成于所述底侧上的朝对角向内延伸的联结板。
9.如权利要求7所述的装置，其特征是所述辅助盒的所述上部具有顶侧及底侧，所述上部具有有四个角的实质正方形的轮廓，其中每一所述角均在所述上部的所述顶侧上具有沿径向延伸的联结板。
10.如权利要求9所述的装置，其特征是所述上部的每一联结板具有凸起的中央部，所述凸起的中央部具有一对从所述凸起部向下延伸的侧壁，且所述下部的每一联结板具有有一对侧壁的向下延伸的下沉部。
11.如权利要求1所述的装置，其特征是所述主盒的所述基座具有有外边缘的朝上表面，所述朝上表面中具有沿所述边缘部延伸的凹槽，所述装置进一步包含弹性密封件，所述弹性密封件构造成位于所述凹槽中的环，且其中所述封盖具有用于与所述弹性密封件啮合的啮合突起，其中所述密封件与所述啮合突起提供连续啮合以在所述封盖与基座之间提供密封啮合。
12.如权利要求11所述的装置，其特征是所述密封件压缩于所述封盖与所述基座之间，且其中当所述封盖闩锁至所述基座上时，所述封盖可在所述基座上垂直移动至少0.10英寸的距离。
13.如权利要求11所述的装置，其特征是所述密封件具有顶面，所述顶面具有两个悬臂部及中间部，且其中所述封盖具有外周缘，所述外周缘具有围绕所述外周缘延伸的三个啮合肋，且其中所述三个啮合肋啮合所述两个悬臂部及所述中间部。
14.如权利要求1所述的装置，其特征是所述基座部包含四个角导向件。
15.一种用于支撑光罩以提供震动及振动隔离的容器，所述容器的特征是包含：
主盒，其包含封盖以及可闩锁至所述封盖上的门以界定第一外壳；
辅助盒，其包含下部及上部，所述上部适于啮合所述下部，以界定用于容纳所述光罩的第二外壳，所述下部包含用于在上面固持衬底的支撑结构，且所述上部包含固定结构以用于在所述上部与所述下部啮合时固定所述衬底；
多个弹性耦合件，从所述主盒的所述门向上延伸至所述辅助盒的所述下部，另外多个弹性耦合件从所述主盒的所述封盖向下延伸至所述辅助盒的所述上部,藉由所述多个弹性耦合件向上延伸与另外多个弹性耦合件向下延伸,为所述辅助盒包含所述下部及所述上部二者提供唯一的支撑。
16.如权利要求15所述的容器，其特征是所述辅助盒具有四个角，且所述多个弹性耦合件在所述四个角的每一个处垂直延伸于所述辅助盒与所述主盒之间。
17.如权利要求15所述的容器，其特征是每一所述弹性耦合件均具有第一端及第二端，并在每一所述端处具有开口，且其中每一所述弹性耦合件均通过从所述主盒及辅助盒延伸出的多个突起而连接至所述主盒与辅助盒二者，所述突起容纳于所述端处的所述开口中。
18.如权利要求15所述的容器，其特征是所述辅助盒的所述下部具有有四个角的实质正方形的轮廓，并具有在所述角之间延伸的四个边，每一边均具有弓形形状，从而当将所述光罩支撑于所述下部中时对所述光罩呈现凹部。
19.如权利要求15所述的容器，其特征是所述辅助盒的所述上部与下部具有从所述辅助盒的外部延伸至所述辅助盒的内部的间隙。
20.如权利要求15所述的容器，其特征是所述弹性耦合件是由热塑性弹性体制成。
21.一种容纳及隔绝衬底免于微粒污染物的方法，所述方法的特征是包含如下步骤：
形成包含封盖及基座的主盒，为所述封盖选择刚性的热塑性聚合物，并为所述基座选择刚性的热塑性聚合物，所述基座与所述封盖密封配合；
在所述主盒内界定气密性密封外壳；
在所述基座中提供闩锁机构，以用于将所述基座可移开地耦合至所述封盖上；
提供弹性密封件，以用于与所述封盖及所述基座密封地啮合，其中所述基座具有有外边缘的朝上表面，所述朝上表面中具有沿所述边缘部延伸的凹槽，并且所述弹性密封件构造成位于所述凹槽中的环，所述封盖具有用于与所述弹性密封件啮合的啮合突起，其中所述密封件与所述啮合突起提供连续啮合以在所述封盖与所述基座之间提供密封啮合；
提供包含光罩支撑结构及光罩固定结构的辅助盒，以用于将衬底紧固于其中；
通过从所述基座向上延伸至所述辅助盒的所述光罩支撑结构的多个弹性支撑件将所述辅助盒弹性地唯一地支撑于所述主盒内，且另外多个弹性支撑件从所述封盖向下延伸至所述辅助盒的所述光罩固定结构。
22.一种容纳及存储光罩的方法，所述方法的特征是包含如下步骤：
形成包含封盖及基座的主盒；
提供弹性密封件，以用于与所述封盖及所述基座密封地啮合，其中所述基座具有有外边缘的朝上表面，所述朝上表面中具有沿所述边缘部延伸的凹槽，并且所述弹性密封件构造成位于所述凹槽中的环，所述封盖具有用于与所述弹性密封件啮合的啮合突起，其中所述密封件与所述啮合突起提供连续啮合以在所述封盖与所述基座之间提供密封啮合；
将光罩刚性地支撑于具有光罩支撑结构及光罩固定结构的辅助盒中，以及
以六个自由度将所述辅助盒弹性地唯一地支撑于主盒内，藉由多个弹性支撑件从基座向上延伸至所述辅助盒的所述光罩支撑结构，且另外多个弹性支撑件从顶面封盖向下延伸至所述辅助盒的所述光罩固定结构，所述基座中提供基座-闩锁机构，所述主盒具有的所述封盖可移开地利用所述基座-闩锁机构耦合至所述基座。
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