CN102446790A - 密闭型容器以及半导体制造装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于抑制因密闭型容器内部的氛围气体引起的反应物的生成。半导体制造装置(1)具有作为被处理物的晶片(10)、收纳晶片(10)的密闭型容器的FOUP(20)、作为半导体处理装置的蚀刻装置(30)以及以密闭状态在FOUP(20)和蚀刻装置(30)之间进行晶片(10)的传送的EFEM(40)。FOUP(20)具有前门(20a)、在内侧检测温度、湿度和气体浓度的至少一个的传感器部(21)以及发送该传感器部检测到的信息的发送装置(25)。接收装置(31)接收来自发送装置(25)的信息，将该信息提供给净化部(43)。净化部直到FOUP(20)内的温度等满足预先确定的基准值为止进行净化处理。

Description

密闭型容器以及半导体制造装置
技术领域
本发明涉及收纳晶片等半导体衬底在传送中使用的密闭型容器以及包含它的半导体制造装置。
背景技术
以往，在半导体处理装置等的处理过程中存在以下的问题。在晶片等的被处理物上残留例如包含卤素原子的生成物和吸附物等，它们与真空处理室外的大气中的水分等接触后反应，发生微小的粒子、缺陷。
在明显精密化的半导体上，这些微小的异物对半导体器件的成品率影响很大。为了消除这些微小的异物，例如，在处理后从半导体衬底上除去包含卤素原子的生成物或吸附物。但是，为此需要被处理物的加热机构和水洗机构等的设备。
例如，在专利文献1中公开了将堆积在处理后的晶片上的卤素类硅、物理吸附在晶片上的C12、HBr等转化为卤化铵的技术。这些卤化铵因为是水溶性物质，所以能够容易通过液体洗净步骤除去。
在专利文献2中公开了向在向处理室传送晶片时通过的真空准备室中不断连续流入惰性气体的技术。在该技术中，能够防止从真空准备室向处理室传送晶片时的带电，和从处理室向真空准备室传送时的晶片上的自然氧化膜成长。
另一方面，作为用设置在晶片传送用的盒内的传感器检测放置在盒内的槽上的晶片的有无的技术，已知有专利文献3。在该技术中，将来自传感器的信息存储在存储部中，把存储着的槽信息向盒的外部的设备机器发送。
[专利文献1]特开2006-12940号公报
[专利文献2]特开平5-36618号公报
[专利文献3]特开2009-158600号公报
专利文献1所述的发明是设置液体洗净步骤除去晶片上的卤化铵。专利文献2所述的发明是通过在预备室中的惰性气体来防止自然氧化膜成长。但是，在这些技术中，当将处理后的晶片收纳在收纳容器中的情况下，该容器内部的温度、湿度、气体浓度等没有得到控制。因此，不能解决因容器内部的气体氛围引起的粒子和缺陷发生的问题。
另一方面，专利文献3所述的发明是在盒内设置传感器，以无线方式发送信息，但该信息是表示晶片的有无的槽信息，并未考虑温度等的环境信息。
发明内容
本发明的目的在于抑制因密闭型容器内部的气体氛围引起的反应物的生成。
本发明的密闭型容器以及半导体制造装置具有以下的特征：
(1)一种密闭型容器，是收纳半导体衬底并在传送中使用的密闭型容器，包括：
传感器部，设置在该容器主体内侧，检测该容器内的温度、湿度和气体浓度中的至少一个；以及
外部输出部，输出由该传感器检测到的信息。
(2)根据上述特征(1)所述的密闭型容器，其特征在于：上述外部输出部是发送装置。
(3)一种半导体制造装置，包括：
特征(2)所述的密闭型容器；
处理上述半导体衬底的处理装置；以及
传送装置，以密闭状态连接上述密闭型容器和上述处理装置，将上述半导体衬底从上述密闭型容器传送到上述处理装置，
所述半导体制造装置的其特征在于：
上述处理装置具有：
接收部，接收从上述发送装置输出的信息；
存储部，存储接收到的信息；以及
输出部，输出所存储的信息，
上述传送装置具有：
净化部，调整上述密闭型容器内部的气体氛围，
该净化部基于来自输出部的信息，在上述密闭型容器的内部的温度、湿度、气体浓度的至少一个满足预先确定的基准值为止进行净化。
如果采用本发明，则能够抑制因密闭型容器内部的气体氛围引起的反应物的生成。
附图说明
图1是表示实施方式的半导体制造装置构成的侧面图。
图2是表示实施方式的半导体制造装置构成的功能方框图。
图3是表示实施方式的净化输出部的平面图。
图4是表示实施方式的半导体制造装置的作用的流程图。
图5是另一实施方式的密闭型容器的立体图。
符号说明
1：半导体制造装置；10：晶片；20：FOUP；20a：前门；21：传感器部；22：温度传感器；23：湿度传感器；24：气体浓度传感器；25：发送装置；26：控制部；27：输入部；28：存储部；29：发送部；30：蚀刻装置；31：接收装置；32：控制部；33：接收部；34：存储部；35：输出部；40：EFEM；41：输入口；42：传送机器人；43：净化部；44：气体切换部；47：气体输出部；48：排气部；50a、50b：气体注入部；51a、51b：气体排出部；52：密闭盖；53：密闭盖导轨；54：螺旋弹簧；55：塞柱。
具体实施方式
图1所示的实施方式的半导体制造装置1基本上具有以下的构成。
(1)收纳作为被处理物的一个或者多个晶片10的密闭型容器的一个例子的FOUP(Front Opening Unified Pod)20。
(2)作为加工晶片10的处理装置的一个例子的蚀刻装置30。
(3)在FOUP20和蚀刻装置30之间，作为在密闭状态下传送晶片10的传送装置的一个例子的EFEM(Equipment Front EndModule：设备前端模块)40。
用图2说明半导体制造装置1的构成。FOUP20是以SEMI(Semiconductor Equipment and Materials International：半导体装置和材料国际标准)为标准的300毫米晶片用的传送装置，从一道工序到另一道工序维持密闭状态传送晶片10。FOUP20具有前门20；传感器部21；作为外部输出部的发送装置25。
传感器部21在FOUP主体20b(容器主体)的内侧具有：热电偶、IC温度传感器、放射温度计等的温度传感器22；IC湿度传感器等的湿度传感器23；气体浓度传感器24。用传感器部21的各传感器检测到的各个信息(例如，传感器的测量值、根据测量值的异常有无等的信息)被提供给发送装置25。
在FOUP主体(容器主体)内，在俯视FOUP主体时，在和收纳在该FOUP主体内的晶片的存在区域重合的位置上，并且在晶片的保持方向(图1中上下方向)上能够将传感器部21设置在上方。这样的话，则特别在检测气体浓度时，检测从处理后的晶片10的表面发生的毒气浓度变得容易。这是因为毒气比空气轻，在发生后从晶片的表面移动到上方的缘故。
另外，传感器部21即使不具有全部的检测温度、湿度、气体浓度的3个传感器，也可以至少具有其中的一个传感器，检测温度、湿度、气体浓度之一。
发送装置25作为一例具有：控制部26、输入部27、存储部28和发送部29。控制部26控制发送装置25的各部。在输入部27上输入来自传感器部21的各信息。存储部28存储输入到输入部27的信息。发送部29将存储在存储部28中的信息，即来自传感器21的发送到蚀刻装置30。
蚀刻装置30例如是干蚀刻装置。该干蚀刻装置通过反应性气体的低温等离子中的活化原子和试料的化学反应制作挥发性化合物来对晶片进行加工。该蚀刻装置30具备接收来自上述FOUP20的发送装置25的信息的接收装置31。
接收装置31作为一个例子具有：控制部32、接收部33、存储部34和输出部35。控制部32控制接收装置31的各部。接收部33接收从发送部29发送的信息(各传感器的测量值)。存储部34存储由接收部33接收到的信息，和以后说明的基准值进行比较，并存储其结果。输出部35将存储在存储部34上的信息输出到EFEM40中。而且，发送装置25和接收装置31的通信可以是有线方式也可以是无线方式，而特别是在无线方式时，由于取消了单元间配线连接，因而能够得到防止配线的麻烦、配线间错误、消减配线材料成本的效果。作为无线通信的例子能够使用无线LAN方式、高速PHS方式、CDMA方式、W-CDMA方式、红外线方式等。
EFEM40与FOUP20和蚀刻装置30以密闭状态连接，是将晶片10不暴露在外部气体中进行处理的装置。EFEM40具有：FOUP20的开关用的输入口41；进行FOUP20和蚀刻装置30之间的晶片10的传送的传送机器人42；EFEM40的净化部43；净化气体的排气部48。
更具体地说，输入口41是用于放置FOUP20将晶片10移动到EFEM40内的接口。传送机器人42是用于将收纳在EOUP20中的晶片10传送到蚀刻装置的清洁机器人。
净化部43具有气体切换部44和气体输出部47。气体切换部44例如用各配管的阀门切换来自净化部43的温度净化用气体、湿度净化用气体、浓度净化用气体的各输出。而且，净化部43还具有根据来自接收装置31的输出部35的输出进行气体切换部44和气体输出部47的控制的未图示的控制部。
温度净化用气体是为了将FOUP20内设置为最佳的温度而导入到FOUP20内的、用于冷却或者加热的气体。湿度净化用气体是为了将FOUP20内设置为最佳的湿度而导入到FOUP20内的、用于干燥或者加湿的气体。而且，为了抑制晶片10上的生成物和水的反应物，希望将湿度设置在比外部氛围气体更低的状态。浓度净化用气体在FOUP20内进行Ar、N2等的清洁，稀释毒气等的浓度。
如图3所示，气体输出部47对前门打开着的状态的FOUP20内例如从2个位置进行气体清洁。排气部48随着上述清洁将提供给FOUP20以及EFEM40内的净化气体排出。
而且，虽然未图示，但例如在气体输出部47的前方设置风向板，可以调整气流的方向。当向FOUP20内集中供给净化气体的情况下，将风向板固定在朝向FOUP20，使得从气体输出部47输出的净化气体向着FOUP20内流动。另外，当将净化气体提供给FOUP20和EFEM40双方的情况下，也可以让风向板摇摆。
另外，在图1中，气体输出部47从EFEM40的底部延伸，但也可以设置在EFEM40的顶部附近。在这种情况下，因为排气部48设置在EFEM40的底部，所以形成向下的气流，在可以高效率进行净化的同时，还能够防止粒子等的飞扬。
[实施方式的作用]
使用图4的流程图说明本实施方式的作用。
FOUP20在密闭的内部收纳晶片10，在半导体制造装置的各步骤间用机器人等传送。此时，发送装置25将由传感器21检测的FOUP20内部的温度等的发送到外部。而且，所谓本实施方式的情况下的“外部”是指接收装置31。
为了对收纳在FOUP20内的晶片10用蚀刻装置30进行处理，FOUP20设置并固定在输入口41上(步骤S100，S110)。
输入口41打开FOUP20的前门20a，以便能够将晶片10传送到蚀刻装置30中(步骤S120)。在该状态下，进行本实施方式的净化处理(步骤S300)。
净化处理(步骤S300)包含步骤S310～步骤S350的步骤。以下，说明该步骤。
首先蚀刻装置30一侧的接收装置31从FOUP20的发送装置25接收与FOUP20的内部的气体氛围有关的信息(步骤S310)。
接收到的这些信息例如和预先存储在存储部34中的各个基准值比较(步骤S320)。当这些信息满足基准值的情况下，不进行该净化处理而结束(步骤S320：是)
另一方面，当这些信息并不满足基准值的情况下(步骤S320：否)，净化部43对FOUP20内的1个或者多个晶片10开始气体净化(步骤S330)。即，根据接收装置31接收到的FOUP20内部的气体氛围，净化部43具有的未图示的控制部选择在该气体氛围的调整中需要的气体。将该选择结果送到气体切换部44，从气体切换部44预先准备的多个储气瓶和气体配管中选择需要的气体，经由气体输出部47送入到FOUP20内部。
例如，温度净化用气体是使用设置在配管的途中的加热器和冷却器调整了温度的N2气体等，通过从气体输出部47提供给FOUP20内部进行加热或者冷却，使得FOUP20内部的温度满足基准值。同样，让湿度净化用气体通过设置在配管途中等上的加湿器或者除湿器，使得FOUP20内的湿度满足基准值。通过用这样调湿的气体在FOUP20内进行净化，能够将FOUP20内的湿度氛围设置在基准值内。湿度的基准值理想的是设置在5％。例如传感器部21进行检测，当湿度大于等于5％的情况下，如以后说明的那样，直到变成小于等于5％的湿度为止进行除湿净化。
浓度净化用气体为了将FOUP20内的气体浓度设置在预先确定的一定值，从气体输出部47向FOUP20内进行N2等气体的净化。例如在渗杂有AS(砒霜)和P(磷)的POLY-Si等中，当在加工气体中使用毒性极强的ASH3(砷化氢)、PH3(磷化氢)等的气体的情况下，存在于晶片10的膜中以及膜表面上的毒气成分脱离，FOUP20内的毒气浓度增加。在这种毒气中有允许气体浓度(TLV值)s，例如，当是砷化氢的情况下是0.05ppm，当是磷化氢的情况下是0.3ppm，可以确认小于等于该值。另外通过这样将N2等的气体在FOUP20内净化，能够稀释FOUP20内的毒气等的浓度，使其在基准值内。
而且，作为这些净化气体预先准备多种气体，用气体切换部44切换来使用，也可以在1种气体的配管的途中配置加热器、冷却器、除湿器、加湿器，通过按照所要求的气体的特性让这些机器动作，能够得到需要的净化气体。
即使在上述的气体净化开始以后，FOUP20一侧的温度传感器22、湿度传感器23、气体浓度传感器24将它们的信息从FOUP20一侧的发送部29不断发送到蚀刻装置30一侧的接收部33。在蚀刻装置30中接收到的这些信息例如逐次和预先存储在存储部34中的各个基准值进行比较(步骤S340)。直到这些信息和基准值一致为止继续净化(步骤S340：否)，在这些信息达到满足基准值的状态的时刻，结束净化(步骤S340：是，S350)。
这样在晶片10的传送开始前的气体净化结束后，传送机器人42从FOUP20中搬出晶片10，经由EFEM40的内部传送到蚀刻装置30(步骤S130)。传送的晶片10在蚀刻装置中进行处理(步骤S140)。如果该蚀刻处理结束(步骤S150)，则晶片10用传送机器42传送，收纳在FOUP20中(步骤S160)。如果在FOUP20中还收纳有未处理的晶片10，则对剩下的晶片10重复加工处理。在这种情况下，当FOUP20的气体氛围成为未满足基准值的状态的情况下，进行(步骤S300)净化处理(步骤S170：否)。
收纳在FOUP20中的晶片10如果全部得到处理(步骤S170：是)，则再次进行净化处理(步骤S300)。在这种情况下，当FOUP20的内部气体氛围满足基准值的情况下，不执行净化处理(步骤S320：是)。如果净化处理结束，则输入口41关闭FOUP20前门20a，解除FOUP20的固定(步骤S180、S190)。其后，FOUP20从输入口41上收回，用机器人等传送到下一步骤(S200)。
[实施方式的效果]
本实施方式的半导体制造装置1和FOUP20起到以下的效果。
(1)半导体制造装置1能够用传感器部21测定FOUP20内部的温度、湿度、气体浓度等，通过将这些测定信息从发送装置25发送到接收装置31，能够用简单的构成监视FOUP20内的气体氛围，检测异常。另外因为用传感器部21直接测定FOUP20内的气体氛围，所以能够实时检测气体氛围的异常。而后因为直到FOUP20内部气体氛围变成正常为止进行来自净化部43的干式净化、N2净化，所以能够抑制因密闭型容器内部的气体氛围引起的反应物的发生。
(2)半导体制造装置1根据同一理由，由于能够抑制对晶片10的反应物，因而能够提高晶片10的生产性，即成品率。
(3)FOUP20当在半导体制造装置的各步骤之间传送的情况下，能够将内部的温度等的环境信息用发送装置提供到外部，能够实时提供异常等。
[其他实施方式]
本发明并不限于上述实施方式，还包含以下那样的其他的实施方式。
(1)实施方式的处理装置是半导体处理装置即蚀刻装置30，但并不限于此。例如可以是液晶和MD等的处理装置。
(2)实施方式的被处理物是半导体衬底即晶片10，但并不限于此。例如可以是液晶用的衬底和MD用的衬底。
(3)在图1以及图2的实施方式中，对前门20a打开着的状态的FOUP20内，是从2个位置进行气体净化的构成，但并不限于此。例如，也可以是图5(A)、(B)所示的构成。在其他的实施方式中，如图5(A)所示，在前门20a(参照图1)关闭着的状态中，来自净化部43的净化气体经由设置在输入口41上的气体注入部50a、形成在FOUP主体20b上的50b注入到FOUP20中。FOUP20内的气体经由设置在输入口41上的气体排气口51a、形成在FOUP主体20b上的51b被排气部48排气。另外在图5(A)中气体注入部50a可以连接在FOUP整体20b的底部上，但也可以将气体注入部50b设置在FOUP主体20b的顶部上，如与该气体注入部50b相对那样，将气体注入部50a设置在输入口41上。这种情况下，气体排气部51b只要如图5(A)所示那样设置在FOUP20的底部，就能够在FOUP20内形成向下的气流，在可以高效率地进行净化的同时，还能够防止粒子等的飞扬。
图5(B)表示气体注入部50a、50b的连接前和连接后。如图5(B)所示，气体注入部50b具有：用于密闭FOUP20内的密闭盖52、引导密闭盖52能够在上下移动的密闭盖导轨53，以及下压密闭盖52的螺旋弹簧54。气体注入部50a具有顶起上述密闭盖52的塞柱55，如果连接气体注入部50a、50b，则柱塞55顶起密闭盖52，将N2等的净化气体注入到FOUP20。
(4)在图1以及图2的实施方式中，虽然在蚀刻装置30中安装了接收装置31，但并不限于此。例如，也可以在放置FOUP20的输入口41上设置接收装置31，和发送装置25进行通信。
(5)实施方式的净化处理是在晶片10进行加工处理期间不进行，但并不限于此。例如也可以在该加工处理期间，在FOUP20内收纳其他的晶片10时进行净化处理。图4的流程图只不过是一例，也可以和晶片的加工处理无关地调整FOUP20内部的气体氛围。
(6)在实施方式中，具备进行从传感器部21检测到的信息的通信的发送部29和接收部33，但不具备它们也可以。例如，作为外部输出部通过在FOUP主体上设置显示来自传感器部21的信息的监视器等的显示部，能够经由该显示部让外部知道FOUP20内的气体氛围状态。在这种情况下，操作者观察该显示部根据需要让净化部43动作，能够进行FOUP内的净化处理。由此也可以抑制因密闭型容器内部的气体氛围引起的反应物的生成。
(7)在实施方式的净化处理中，虽然全部满足FOUP20内的温度、湿度、气体浓度的基准值，但更具体地说，首先在满足其中一个基准值后，能够进行净化使得满足剩下的条件。例如，如果砷化氢等的毒气和残存在FOUP内的水分结合，则立即引起化学反应，有可能对半导体衬底产生大的不良影响。因此，先进行浓度净化，如果在降低毒气浓度后进行温度、湿度的调整，则能够抑制由化学反应产生的不良影响。
(8)实施方式的密闭型容器列举了FOUP，但不管形状、大小如何，只要是能够收纳半导体衬底的容器，并没有任何限制。例如，只要是称为载物台、盒、筒、储料器那样的容器就能够适用本发明。

Claims (8)

1.一种密闭型容器，是收纳半导体衬底并在传送中使用的密闭型容器，包括：
传感器部，设置在该容器主体内侧，检测该容器内的温度、湿度和气体浓度中的至少一个；以及
外部输出部，输出由该传感器检测到的信息。
2.根据权利要求1所述的密闭型容器，其特征在于：上述外部输出部是发送装置。
3.根据权利要求1所述的密闭型容器，其特征在于：上述外部输出部是设置在容器主体上的监视器等的显示部。
4.根据权利要求1所述的密闭型容器，其特征在于：在俯视上述容器主体时，在和收纳在该容器主体内的上述半导体衬底的存在区域重合的位置上，并且在上述半导体衬底的保持方向上，将上述传感器部设置在上方。
5.根据权利要求1所述的密闭型容器，其特征在于：设置基于来自上述传感器部的信息注入净化气体的气体注入部。
6.根据权利要求5所述的密闭型容器，其特征在于：上述气体注入部设置在上述容器主体的顶部。
7.根据权利要求5所述的密闭型容器，其特征在于：在上述容器主体设置有对净化气体进行排气的排气部。
8.一种半导体制造装置，包括：
权利要求2所述的密闭型容器；
处理上述半导体衬底的处理装置；以及
传送装置，以密闭状态连接上述密闭型容器和上述处理装置，将上述半导体衬底从上述密闭型容器传送到上述处理装置，
所述半导体制造装置的其特征在于：
上述处理装置具有：
接收部，接收从上述发送装置输出的信息；
存储部，存储接收到的信息；以及
输出部，输出所存储的信息，
上述传送装置具有：
净化部，调整上述密闭型容器内部的气体氛围，
该净化部基于来自输出部的信息，在上述密闭型容器的内部的温度、湿度、气体浓度的至少一个满足预先确定的基准值为止进行净化。
CN2011102874020A 2010-09-30 2011-09-26 密闭型容器以及半导体制造装置 Pending CN102446790A (zh)

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