CN102714135A - 通过测量污染控制半导体制造的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在半导体制造厂内处理衬底的装置，所述半导体制造厂具有衬底处理设备、衬底存储装置、衬底传送装置和用于控制在功能上与所述衬底处理设备、衬底存储装置以及衬底传送装置相关的制造执行系统（MES）的系统。所述装置包括：至少一个通过所述传送装置传送并存储在所述存储装置中的衬底存储和传送盒；至少一个用于分析形成所述衬底存储和传送盒的内部气氛的气体的装置，所述分析装置产生表示所述存储和传送盒中能够产生分子污染的临界气体的量的分析信号；以及控制所述传送装置和存储装置的控制装置，所述控制装置包括用于基于所述气体分析装置所发射的分析信号检测分子净化需要的指令。

Description

通过测量污染控制半导体制造的方法和装置

技术领域

本发明涉及通过实施在半导体制造厂内制造半导体或微机电系统（MEMS）的方法和装置，更具体地说，本发明涉及提高半导体制造厂产量的装置。

背景技术

在半导体制造厂内，诸如半导体晶片和/或光掩模之类的衬底需要在处理腔中进行处理，其中会执行各种步骤，例如沉积材料的步骤和蚀刻步骤。每个步骤之间，衬底都会在各个设备之间移动。

当制造微电子芯片时，大量处理步骤（大约400个）会导致处理设备之间出现顺序限制。衬底在设备之间传送。因为设备间的等待时间可能很长（通常为数小时），所以有必要存储衬底。

因此，在半导体制造厂内，提供多个衬底处理设备、衬底存储装置、衬底传送装置和在功能上与所述衬底处理设备、衬底存储装置以及衬底传送装置相关的制造执行系统（MES）。

因此，制造执行系统（MES）适合于控制衬底处理设备，以便执行令人满意的处理步骤。所述制造执行系统还会给出指令，以将衬底从存储装置中取出并控制衬底传送装置按照工艺步骤的顺序将衬底传送到下一处理装置。

在给定需要实施的处理步骤的数目的情况下，为提高制造能力，一般会按批次（batch）处理衬底。因此需要存储、移动和处理衬底的批次。

但需要持续提高制造能力。为实现此目的，需要自动移动衬底的批并优化所述移动。因此，为了提高制造产量，文档US-7,610,111提出通过检查由衬底处理设备的负荷决定的优先级，检查存储装置中等待的衬底的批次，以及选择移动衬底的批次以最小化存储时间来优化衬底的批次的移动。

因此，半导体制造厂目前在特定步骤之间设置最大固定时间以避免有关这些等待时间的问题。这些持续时间根据经验来固定，其中要检查与下一步骤的可用设备数有关的最小可能时间，以及最大时间（超过此时间会出现因存储带来的污染问题）。

即使有这一改进，我们可以看到半导体制造厂的产量仍然不足，具体而言是由于在同一厂内用于制造不同半导体或微机电系统的处理步骤序列的基本上可变的本质。

这是因为衬底最大存储时间依赖于大量因素：依赖于厂必须制造的最终产品，应该理解为厂一般制造十种以上不同的产品，并且这些产品必须在不同序列和步骤中经过相同的处理装置；依赖于待处理衬底数和已处理批次的衬底内包含的衬底数；以及依赖于衬底批次的历史。

已知系统存在灵活性和适应性不足的缺陷。例如，改变可能的步骤序列之后，处理装置维护管理也会面临适应问题。在此类衬底批次流程管理中，对新产品或新技术引入的处理薄弱。

经常会超出最大存储时间，并且可以看到制造产品中的缺陷不断增加。

因此，本发明提出的问题是如何进一步提高半导体制造厂的产量和灵活性。

本发明的观点认为可看到的产量下降主要是因为在处理设备之间的过渡阶段出现污染问题。这些污染问题与衬底批次周围的气体有关，因为这些气体会发生反应并使衬底产生缺陷。这些缺陷与存在的气体浓度及和接触时间成比例。

可以通过气体浓度乘以时间来定义剂量。从特定剂量开始，假设衬底上将出现问题。

当前，衬底的批次被包含在由诸如前端开口片盒（FOUP）和标准机械接口盒（SMIF）之类的存储和传送盒构成的微环境中。这样减少了与衬底的批次接触的气体的体积。但是，这种体积的减少仍然不会对整个制造过程的可靠性及其产量产生足够的影响。

因此，本发明着重描述因存储和传送盒内部环境中存在反应气体而导致的空气分子污染（AMC）。

该空气分子污染是对可能与半导体晶片表面发生反应的分子的通称。这些化学反应可能造成半导体晶片不可用。在某些情况下，这些分子以盐粒或金属颗粒的形式出现，但是最常见的是它们形成气态物质。

例如，它们包括酸、基质（basis）、可凝元素及掺杂元素。

这些分子可能来自半导体制造厂内的空气。但是，这些分子主要来自制造期间半导体衬底处理步骤的残留物。

所述存储和传送盒一般由诸如聚碳酸酯之类的材料制成，这些聚碳酸酯在某些情况下包含污染聚合物，具体而言包括有机污染物、碱性污染物、氨基污染物、酸性污染物及掺杂污染物，这些污染聚合物可能源自所述存储和传送盒本身的制造过程和/或源自对它们的使用方式。

此外，在制造半导体期间，会处理所述存储和传送盒，从而导致形成污染颗粒，这些颗粒寄存在所述存储和传送盒的壁上并污染它们。附着在所述存储和传送盒壁上的颗粒随后可能脱落，落到这些盒子内放置的衬底上并劣化衬底。还可以看到，作为盒内污染物量的函数以及衬底暴露到所述存储和传送盒内气氛的持续时长的函数，所述存储和传送盒内放置的衬底的污染就会增加。

因此需要计划定期使用诸如去离子水之类的液体清洗这些盒子。在此清洗阶段（持续5至7分钟）之后，还有一个时间更长的干燥阶段（介于5至8小时之间），其中例如包括传送盒通过由红外辐射产生的热空气对流加热、离心，后跟一个将所述传送盒放在露天的阶段。虽有干燥，但液体残留物还会附着在所述存储和传送盒的壁上。

为了减少半导体制造处理设备所造成的污染，已经设计出传送盒处理方法和装置，例如文档WO-2009/021941中描述的方法和装置。

为了净化所述存储和传送盒和其中包含的衬底批次，已经提出净化封闭环境的方法和装置，如文档WO 2007/135347A1中描述的方法和装置。

最后，为了直接测量所述存储和传送盒内的污染，已经提出文档EP-1703547中描述的测量装置。

目前为止，这些测量装置和净化装置已经与旨在执行一个或多个制造方法步骤的一个或多个特定装置直接结合使用，以便在源头直接处理这些制造步骤导致的污染。但是，这仍然不足以使半导体制造厂的产量和灵活性得到令人满意的提高。

为了实现本发明的目标，所采取的理念是通过基于存储和传送盒内临界气体剂量的测量执行动态管理，来管理衬底批次存储和传送盒连续移动的定序限制。通过此信息，动态地做出有关所述存储和传送盒内包含的衬底批次的进程（course）的决定，以及有关在连续衬底处理步骤之间留多少时间的决定。

发明内容

因此，根据第一方面，本发明提出一种用于在半导体制造厂内处理衬底的装置，所述半导体厂具有衬底处理设备、衬底存储装置、衬底传送装置和在功能上与所述衬底处理设备、衬底存储装置以及衬底传送装置相关的制造执行系统。所述装置进一步包括：

-至少一个通过所述传送装置传送并存储在所述存储装置中的衬底存储和传送盒，每个盒都能包含一批衬底，

-至少一个分析形成所述衬底存储和传送盒内部气氛的气体的装置，所述分析装置产生表示所述存储和传送盒中存在的可能产生分子污染的临界气体的量的分析信号，

-控制所述传送装置和所述存储装置的执行装置，其中所述执行装置包括用于根据所述气体分析装置所发射的分析信号检测分子净化需要的指令。

根据第二方面，本发明提出一种用于在半导体制造厂内处理衬底的方法，包括以下步骤：

-将所述衬底分为批次，其中每个批次被包含在存储和传送盒中，

-分析所述存储和传送盒的内部气氛中的气体，

-根据所述气体分析的结果选择性地将所述存储和传送盒传送到存储装置或净化站。

所执行的分析不仅是对所述存储和传送盒中存在的气体种类中的至少一种的定性分析，也是对所有气体种类的定量分析。

由于管理衬底批次的移动基于对所述存储和传送盒中当前空气污染（AMC）量的真实了解，因此可以监视所述存储和传送盒中衬底污染的变化或为这些变化做准备，以便能够在可预见污染很低时没有任何风险地延长某些存储时间，并且当存在任何包含更多污染物或更多反应污染物的存储和传送盒时，优选地缩短存储和传送时间。这样能可得的选择的灵活性以优化制造时间。

同时，通过严格控制污染以及通过快速获知任何过度污染水平来增加可靠性。

在实践上，所述执行装置中保存的程序包含：

-用于产生和扫描分析信号的指令，

-用于执行所述分析信号和已记录阈值之间的比较的指令，

-用于根据该比较的结果控制所述传送装置和所述存储装置动作的指令。

优选地，提供：

-所述执行装置中保存的程序进一步包含用于根据所述分析信号模拟所述衬底存储和传送盒内的可预见污染变化的算法，

-用于根据所述模拟的结果控制所述传送装置和存储装置的指令。

因此，可以预见污染变化，以便进一步优化处理步骤和处理时间的选择。

因此，所述装置会主动影响选择包含待处理内容的衬底存储和传送盒。

此外，为了进一步增加选择项，提供：

-所述装置进一步包括至少一个当封闭时包含真空的内部净化站，以便在内部净化至少一个存储和传送储盒，

-所述执行装置中保存的程序进一步包含用于检测所述存储和传送盒的内部净化需要并且控制所述传送装置和内部净化装置以便确保所述存储和传送盒的内部净化的指令。

所述“当封闭时包含真空的内部净化站”是指诸如文档WO-2007/135347中描述的一类净化站。将封闭的存储和传送盒（无论是否包含衬底）放在净化站内，抽空所述净化站中包含的气体。由于所述存储和传送盒一般包括出口，因此同时抽空所述存储和传送盒中包含的气体，从而确保全部或部分地排出污染物。

实际上，所述执行装置中保存的程序可以包含用于指示在所述衬底处理装置的出口处分析存储和传送盒中包含的气体，以便在所述气体分析装置测量的临界气体（例如，HF）水平小于第一预定阈值时，将所述存储和传送盒传送到所述存储装置，以及在测量的临界气体水平大于所述第一预定阈值时，将所述存储和传送盒传送到包含真空的内部净化站的指令。

作为替代或补充，可以提供：

-所述装置进一步包括至少一个包含真空的开放式热净化站，用于对至少一个空存储和传送盒进行开放式净化，

-所述执行装置中保存的程序进一步包含用于检测涉及真空的开放式热净化需要和用于控制所述传送装置和开放式净化装置以便确保所述存储和传送盒的开放式真空净化或确保其隔离（quaranting）的指令。

所述包含真空的开放式热净化站是指诸如如文档WO-2009/021941中描述的一类净化站。不包含任何衬底的存储和传送盒放置在所述净化站内。在清洗和干燥步骤之后，盒表面经受低于大气压的气体压力和红外线辐射的组合作用。

有利地，所述执行装置中保存的程序可以包含用于指示在所述空的封闭存储和传送盒被清洁之后的等待时间之后分析其中的气体，以便如果在所述存储和传送盒中的临界气体测量水平在第二预定阈值和第三预定阈值之间，将所述空存储和传送盒传送到包含真空的开放式热净化站解吸小于5小时的时长（优选地介于2至5小时之间），以及如果所述临界气体测量水平大于所述第三预定阈值，将所述存储和传送盒传送到包含真空的开放式热净化站解吸大于10小时的时长（优选地介于10至20小时之间）的指令。

以这种方式，可以控制净化步骤，优化其持续时间，并且可以有效地验证其效果和充足性。

对于根据本发明的第二方面的用于处理衬底的方法，有利地提供：在处理步骤之后，如果所述存储和传送盒的内部气氛中的临界气体（例如，HF）测量水平大于第一预定阈值，则将在真空中内部净化封闭的所述存储和传送盒。

在这种情况下，在清洁步骤之后，如果所述空的封闭存储和传送盒中的临界气体的测量水平在大于2小时的等待时间之后在所述第二预定阈值和所述第三预定阈值之间，则将打开的存储传输盒在真空中热净化小于5小时的时长（优选地在2至5小时之间），如果所述临界气体的测量水平大于所述第三预定阈值，则将打开的存储和传送盒放真空中热净化大于10小时的时长（优选地在10至20小时之间）。

可以有利地提供了解步骤，以便判定临界气体量的允许限制，如果超过此允许限制，所述方法制造的产品便会出现缺陷。

还可以设想，在所述存储和传送盒存储在所述存储装置中期间周期地执行分析所述存储和传送盒的内部气氛中气体的步骤。

附图说明

通过下面参考附图对特定实施例的描述，本发明的其他目标、特征和优势将变得显而易见，在所述附图中：

-图1是根据本发明的一个特定实施例的半导体制造单元的功能示意图，

-图2是示出有关根据本发明的一个实施例，在方法的两个步骤之间移动存储和传送盒的决定制定的概要图，

-图3是有关在清洗后根据净化需求移动空存储和传送盒的决定制定的概要图，以及

-图4示出根据本发明的一个实施例配备污染测量装置和传送机械手臂的存储装置。

具体实施方式

首先，我们参考图1中的示意图，其中并入根据本发明的一个实施例的衬底处理装置。因此，可以识别半导体制造单元1具有多个衬底处理设备2a、2b、2c、2d、2e和2f，给出这些标号仅作为实例。每个处理装置2a-2f可以包括用于沉积或蚀刻的反应器，从而能够执行一系列用于处理半导体衬底批次的各种步骤。

半导体制造单元1进一步包括衬底存储装置3、衬底传送装置4以及在与衬底处理装置2a-2f、衬底存储装置3和衬底传送装置4功能相关的制造命令系统MES。在图1所示的实施例中，半导体制造单元1进一步包括气体分析装置5、包含真空的内部净化站6以及包含真空的开放式热净化站7。

所述制造命令系统MES包括带有处理器和已保存程序的执行装置8，所述执行装置能够根据从气体分析装置5接收的信号控制传送装置4和存储装置3。

最后，可以识别剔除装置9，可以将被宣称不适合所述气体分析装置使用的存储和传送盒传送到该装置中。

图1只是半导体制造厂1的示意性图示。处理设备2a-2f的数量可与六个极为不同，具体取决于厂容量。衬底存储装置3可以被集中，如图1所示。作为替代或补充，它们可以分布在多个存储区域。气体分析装置5的数量可能较多，例如分布在特定衬底处理设备2a-2f的输出，集成到一个或多个衬底存储装置3中，或者与一个或多个净化站6或7耦合。

将待处理衬底分为多个批次，每个批次的衬底放在存储和传送盒10a-10e中。

存储和传送盒10a-10e包含内部气氛并且可能包含一个或多个诸如半导体晶片之类的衬底。存储和传送盒10a-10e中的每个都限定封闭空间，所述封闭空间通过周壁与使用和传送衬底的环境隔离，所述周壁上有一个由门封盖的开口，衬底可经由此开口通过。

具体而言，称为FOUP（“前端开口片盒”）的前端开口标准衬底传送和存储盒或诸称为SMIF（“标准机械接口盒”）的底部开口盒、称为RSP（“分划盘SMIF盒”）的标准化光掩模传送和存储盒以及用于太阳能工业的衬底传送盒之间具有区别。

一般而言，这些存储和传送盒包含具有大气压力的内部气氛，并且旨在保持半导体制造单元1内的气氛的大气压力。

如有必要，还可以将存储和传送盒设计为存储在真空中。

这些存储和传送盒10a-10e由诸如聚碳酸酯之类的材料制成，这些聚碳酸酯在某些情况下包含有机污染物、碱性污染物、氨基污染物、酸性污染物及掺杂污染物的聚合物（AMC），这些污染聚合物可能源自所述存储和传送盒本身的制造过程和/或源自对它们的使用方式。

图1示出分布在装置的不同站或部分的存储和传送盒10a-10e。

在制造半导体或微机电系统的方法中，衬底需要经过在衬底处理设备2a-2f中执行的大量处理步骤。单个衬底处理装置无法执行全部操作。因此需要周期地将衬底批次从一个衬底处理装置传送到另一衬底处理装置。

由于处理步骤所需的持续时间在不同衬底处理装置2a-2f中不一样，并且每个衬底处理设备2a-2f执行的步骤数量也不同，因此需要通过将衬底存储在衬底存储装置3中来提供“缓冲区”。

这样衬底传送装置4可以在半导体制造厂1内传送衬底存储和传送盒10a-10e。这些衬底传送装置4例如可以包括多个用于传送多个存储和传送盒（例如，盒10b）的穿梭装置（shuttle）4a，以及限定在半导体制造厂1内移动穿梭装置4a的移动路径的传送系统4b。

衬底存储装置3能够存储多个衬底存储和传送盒（例如，盒10a），并包括存储区域以及位于所述存储区域和输入-输出区域之间的内部盒处理装置。

图4示意性地示出此类衬底存储装置3，其中包括诸如架3a之类的存储架，以及到达输入-输出区域3c的传送机械手臂3b。

图1所示的气体分析装置5例如可以位于FOUP存储和传送盒中，它是文档EP-1,703,547中描述的装置。

在气体分析装置5中，存储和传送盒10c的内部气氛与IMS（“离子迁移谱仪”）或IAMS（“离子附着质谱仪”）气体分析单元相连。在IMS技术中，来自存储和传送盒内部气氛的气体样本被引入试管的反应部分，其中对分子进行电离，例如通过电子轰击。将分子破裂产生的离子注入发生离子移动的区域，以便分析离子迁移性，通过电场中正离子和负离子产生的速度判定所述迁移性。所产生的离子被产生电流的电极吸引。然后处理所述电流以获取气体浓度（以ppbv表示）。

在图1中，示意性地示出包括两类净化站6和7的装置。

第一类净化站6是在封闭时包含真空的内部净化站，用于在内部净化至少一个封闭的存储和传送盒10d（可能包含衬底批次，也可能不包含衬底批次）。在这种情况下，例如可以使用诸如文档WO-2007/135347中描述的净化站。内部净化站6包括带有气体引入装置和气体泵吸装置的密封腔。将封闭的存储和传送盒10c放入所述密封腔内，并将所述密封腔内包含的气体抽出。由于存储和传送盒10c一般包括出口（FOUP盒就包括此出口），因此，泵吸同时抽出存储和传送盒10c内包含的气体，从而确保将所述盒内部气氛中的气态污染物全部或部分抽空。

内部净化站6本身可以包括泵吸气体分析装置，具体是为了确定污染源和监视存储和传送盒10c的质量。

内部净化站6中的净化步骤可通过读取来已经预先将存储和传送盒10d插入的自气体分析装置5的信号的触发而自动操作。

第二类净化站7是包含真空的开放式热净化站，能够净化未放置衬底批次的打开的存储和传送盒10e。在这种情况下，例如可以使用诸如文档WO-2009/021941中描述的净化站。

在这种开放式净化站7中，在使用去离子水之类的液体清洗存储和传送盒10e之后，确保对存储和传送盒10e的净化。此清洗步骤会持续5至7分钟，紧接着采取干燥步骤。在干燥步骤期间，在存储和传送盒10a处于打开状态的情况下，盒表面经受低于大气压的气体压力和红外线辐射的双重作用。因此，会消除表面上存在的，甚至位于存储和传送盒10e内的至少大部分污染物。

根据本发明，基于对在存储和传送盒内存在的临界气体剂量的测量动态地做出有关将存储和传送盒及其内部包含的衬底批次传送到何处的决定。此决定制定原则上在制造方法的每个处理步骤期间做出，这表示在步骤n和n+1之间做出。

图2示出根据本发明的一个实施例的此类决定制定。可以在两个连续步骤之间的每个过渡时使用此决定制定，也可以仅在连续步骤之间的特定过渡期间使用此决定制定。

在图2的实施例中，当所述存储和传送盒从执行步骤n（100）的衬底处理装置送出时，衬底传送装置4（图1）将其插入气体分析装置5。气体分析装置5产生对临界气体的分析，这表示所述临界气体可能产生影响所述存储和传送盒内包含的衬底的污染物，以及将所述分析的结果与预定临界气体浓度限制进行比较。

在最常见的情况下，如果至少一种临界气体的浓度小于第一阈值lim1，则指示衬底传送装置4将所述存储和传送盒传送到大气存储装置3。到一定时间后，传送装置4取出大气存储装置3内的存储和传送盒并将它传送到能够执行步骤n+1（101）的衬底处理装置。

在气体分析装置5检测到至少一种临界气体的浓度大于第一阈值lim1时，所述衬底传送装置将所述存储和传送盒放入包含真空的内部净化站6。在内部净化之后，如果包含真空的内部净化站6本身配备涉及测量临界气体的控制装置，则可以直接将所述存储和传送盒传送到大气存储装置3。如果未配备所述控制装置，则包含真空的内部净化站6可以将所述存储和传送盒传送回气体分析装置5以检查净化的成效。

在半导体制造厂内，所述存储和传送盒被周期地腾空并清洗。然后必须被干燥，必须清除清洗液的污染痕迹。干燥之后，将所述存储和传送盒封闭。本发明使得能够通过气体分析装置5中的气体分析步骤检查所述存储和传送盒的内部污染状态，从而做出图3所示的决定。

如果气体分析装置5检测的至少一种临界气体的浓度达到特定限制，便会指示衬底传送装置4将所述存储和传送盒传送到大气存储装置3以便在插入批次衬底之后在制造循环中使用，或者将其传送到剔除区域9，或者传送到开放式热净化站7。

例如，这表示在清洁FOUP存储和传送盒之后检查空存储和传送盒。

公知无尘室中的酸的平均浓度水平小于0.5ppbv。已经指出，空的FOUP存储和传送盒（表示里面不具有衬底批次）中包含的酸的平均浓度水平较大，例如达约1ppbv。该差别是由盒材料的酸脱气造成的。

因此测量所述存储和传送盒内部环境的酸度。

如果酸的测量值小于第二阈值lim2，例如约3ppbv，可以判定此水平令人满意，并且所述存储和传送盒重新进入生产流程。

如果酸的测量值大于第二阈值lim2且小于第三阈值lim3，例如约6ppbv，则将所述存储和传送盒传送到开放式净化站7解吸小于5小时（例如，约4小时）的持续时间。

如果酸的测量值大于第三阈值lim3，则将所述存储和传送盒传送到开放式净化站7解吸大于10小时（例如，约15小时）的持续时间。

对于甚至更大的测量值，可以将所述存储和传送盒传送到剔除区域9。

不能在清洁之后立即执行测量，因为盒子刚刚再次关闭，因此主要包含来自无尘室的空气。需要等待至少2小时。

在开放式净化之后，可以在所述存储和传送盒中放置一批衬底并将它们再次传送到气体分析装置5以判定是将它们传送回大气存储装置3，还是传送到内部净化站6。

包含具有超敏感表面并无法禁受大气的衬底的存储和传送盒必须在整个等待时间都被存储在真空中。这种情况下，在图2所示的真空存储装置30内提供中间存储。

当所述存储和传送盒在大气存储装置3中存储的时间超过最大预定等待时间时，会自动将所述存储和传送盒放回气体分析装置5以验证过长的存储时间未使污染超过最大允许值。

在这种情况下，有利地提供直接集成在存储装置3内的气体分析装置5，例如图4所示：包含气体分析装置5a的进入气封室（airlock）3d是著名的，从而能够定期检查存储装置3中包含的存储和传送盒。

实际上，步骤n（100）和n+1（101）之间的决定由本身可以集成在制造执行系统（MES）内的执行装置8中保存的程序自动做出。

换言之，制造执行系统（MES）被功能地连接到衬底处理装置2a-2f，而且也连接到衬底存储装置3、衬底传送装置4、气体分析装置5及净化站6和7。

执行装置8中保存的程序包含用于产生和扫描来自气体分析装置5的分析信号的指令、用于在所述分析信号和诸如lim1、lim2和lim3之类的预设阈值之间做出比较的指令，以及用于根据此比较的结果控制传送装置4和存储装置3的指令。

为了进一步提高发明的衬底处理装置的灵活性和可靠性，进一步设想执行装置8中保存的程序包含根据分析信号模拟所述衬底存储和传送盒内的可预见污染变化的算法。此模拟可能涉及污染气体的化学反应能力、任意多个污染物的可能存在以及所述存储和传送盒中存在的衬底的特性。

将理解，所做的决定必须考虑要处理的衬底的特性，以及衬底经过的一系列步骤，因为这些步骤确定是否引入污染体。因此，当使要制造的新产品合格时，很有必要先行了解以确定限制lim1、lim2和lim3，超过这些限制，就需要执行净化或剔除操作，这意味着超过这些限制，制造的产品中会出现缺陷。

特别地对于阈值lim2和lim3的确定，可以有利地执行统计分析。现在考虑半导体制造厂1内的多个空存储和传送盒，通过计算它们的均值M和标准差σ来测量它们各自的临界气体浓度。例如值lim2可以选择等于：lim2=M+3σ。例如值lim3可以选择等于：lim3=M+6σ。

已经注意到内部真空净化的积极作用。当制造电子芯片时，对于蚀刻线路时和使用铜填充线路时之间的金属层，在蚀刻之后的等待时间将出现结晶问题。出现这些问题是因为存在会使衬底脱气的氟化物种、无尘室中存在的湿度。如果在蚀刻线路之后使用内部真空净化，便不会出现晶体，即使在真空净化存储和传送盒之后的等待时间为20个小时。该结果为在选择如何移动衬底批次时更具灵活性，因为可以在没有污染风险的情况下增加存储持续时间。

本发明不限于明确描述的实施例；而且，本发明包括本领域的技术人员理解的任何变形及概括。

Claims (13)

1.一种用于在半导体制造厂内处理衬底的装置，所述半导体制造厂具有衬底处理设备、衬底存储装置、衬底传送装置和在功能上与所述衬底处理设备、所述衬底存储装置以及所述衬底传送装置相关的制造执行系统，包括：

-至少一个通过所述传送装置传送并存储在所述存储装置中的衬底存储和传送盒，

-至少一个用于分析形成所述衬底存储和传送盒的内部气氛的气体的装置，所述装置产生表示所述存储和传送盒中存在的可能产生分子污染的临界气体的量的分析信号，

-控制所述传送装置和所述存储装置的执行装置，其中所述执行装置包括用于根据所述气体分析装置所发射的分析信号来检测分子净化需要的指令。

2.如权利要求1中所述的装置，其中所述执行装置被并入在所述制造执行系统内。

3.如权利要求1和2中任一权利要求中所述的装置，其中所述执行装置中保存的程序包含：

-用于产生和扫描所述分析信号的指令，

-用于执行所述分析信号和已记录阈值之间的比较的指令，

-用于根据该比较的结果控制所述传送装置和所述存储装置的指令。

4.如权利要求3中所述的装置，其中：

-所述执行装置中保存的程序进一步包含用于根据所述分析信号模拟所述衬底存储和传送盒内的可预见污染变化的算法，

-用于根据所述模拟的结果控制所述传送装置和所述存储装置动作的指令。

5.如权利要求1至4中一项的权利要求中所述的装置，其中：

-所述装置进一步包括至少一个当封闭时包含真空的内部净化站，以便在内部净化至少一个封闭的存储和传送储盒，

-所述执行装置中保存的程序进一步包含用于检测所述存储和传送盒的内部净化需要并且控制所述传送装置和内部净化装置以便确保所述存储和传送盒的内部净化的指令。

6.如权利要求5中所述的装置，其中所述执行装置中保存的程序进一步包含这样的指令，该指令用于指示在衬底处理设备的出口处分析存储和传送盒中的气体，以便如果所述气体分析装置测量的临界气体水平小于第一预定阈值，将所述存储和传送盒传送到所述存储装置，以及如果测量的临界气体水平大于所述第一预定阈值，将所述存储和传送盒传送到包含真空的内部净化站。

7.如权利要求1至6中一项的权利要求中所述的装置，包括：

-至少一个包含真空的开放式热净化站，用于对至少一个空存储和传送盒进行开放式净化，

-所述执行装置中保存的程序进一步包含用于检测涉及真空的开放式热净化需要和用于指示所述传送装置和开放式净化装置以便确保所述存储和传送盒的开放式真空净化或确保其隔离的指令。

8.如权利要求7中所述的装置，其中所述执行装置中保存的程序进一步包含这样的指令，所述指令用于指示在所述空存储和传送盒被清洁之后的等待时间之后分析其中的气体，以便如果所述存储和传送盒中的临界气体的测量水平在第二预定阈值和第三预定阈值之间，将所述空存储和传送盒传送到所述包含真空的热净化站解吸小于5小时的时长，以及如果所述临界气体的测量水平大于所述第三预定阈值，将所述存储和传送盒传送到所述包含真空的热净化站解吸大于10小时的时长。

9.一种用于在半导体制造厂内处理衬底的方法，包括以下步骤：

-将所述衬底分为批次，其中每个批次被包含在存储和传送盒中，

-分析所述存储和传送盒的内部气氛中的气体，

-根据所述气体分析结果选择性地将所述存储和传送盒传送到存储装置或净化站。

10.如权利要求9中所述的方法，其中在处理步骤之后，如果所述存储和传送盒的内部气氛中的临界气体的测量水平大于第一预定阈值，则将封闭的存储和传送盒在真空中净化。

11.如权利要求9中所述的方法，其中在处理步骤之后，如果所述空的封闭存储和传送盒中的临界气体的测量水平在大于2小时的等待时间之后在第二预定阈值和第三预定阈值之间，则将打开的存储和传送盒在真空中净化小于5小时的时长，如果所述临界气体的测量水平大于所述第三预定阈值，则将打开的存储和传送盒在真空中净化大于10小时的时长。

12.如权利要求9至11中一项的权利要求中所述的方法，进一步包括了解步骤，以便确定允许限制，如果超过所述允许限制，所述方法制造的产品中会出现缺陷。

13.如权利要求9至12中一项的权利要求中所述的方法，其中所述分析所述存储和传送盒的内部气氛中的气体的步骤在所述存储和传送盒存储于所述存储装置中的期间周期地执行。

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