CN104231542A - 用于晶圆/光罩载具的塑料组合物及应用其的光罩传送盒 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于晶圆/光罩载具的塑料组合物及应用其的光罩传送盒。塑料组合物包含一主体材料，主体材料包含聚醚醚酮及纳米碳管。光罩传送盒，包含：一底座及一壳罩，壳罩相对底座盖合形成一光罩存放空间，底座具有一支撑组，以承托光罩，且壳罩具有一限制导正光罩的导压组；其中底座、支撑组、壳罩及导压组由一塑料组合物所制成，塑料组合物包含一主体材料，主体材料包含聚醚醚酮及纳米碳管。本发明利用含纳米碳管的聚醚醚酮构成载具的塑料部份，提高其硬度及抗静电效果，使载具塑料部份的耐磨性、耐刮性大幅提高，减少材料的灰尘或微粒剥落，降低破坏晶圆或光罩表面的机会，可减少有害气体的释出，防止晶圆/光罩表面产生雾霾的现象。

Description

用于晶圆/光罩载具的塑料组合物及应用其的光罩传送盒

技术领域

 本发明隶属一种塑料组成物的技术领域，具体而言是指一种应用该塑料组合物的晶圆/光罩载具，借以满足半导体产业可在无尘室中使用的特殊抗静电、低硫化物、耐磨耗及高洁净等需求。

背景技术

在半导体工艺中，受到半导体技术不断创新及微细化发展的影响，利用半导体技术制成的芯片被广泛的应用于各种领域中。受到集成电路微细化及制低成本的影响，晶圆的尺寸越来越大，但每一晶圆的芯片数越来越多，使晶圆价值不断的提高，因此工艺中晶圆上的任何问题都可能造成极大的损失。且一般集成电路工艺中的黄光工艺是一种关系到整体良率的重要工艺，其通常是在一光罩表面涂布有一不透明或半透明的期望图形，供将该期望图形投射到晶圆光阻层上。因此任何附着于光罩表面的缺陷都有可能被投射到晶圆的光阻层上，而导致集成电路组件成品的妥善率低或甚至无法使用。然而晶圆与光罩在工艺中，或因工艺材料、或工艺气体、或因零件微粒与油污的剥落、又或因无尘室的环境，使晶圆/光罩的相邻环境中存在有众多的微粒及气体游离分子等污染物，而这些污染物经积聚或化学变化后，极容易在晶圆/光罩于储存及运输期间产生微粒（Particles）或雾霾（Haze）等缺陷。

运用自动化物料搬运系统（Automated Material Handling System，AMHS），与隔离进出料标准机械接口（Standard Mechanical Interface，SMIF）设备，来进行晶圆与光罩于不使用期间的维护与运送，不但能取代传统人工搬运、降低无尘室设备的建置与维护成本，还能提升晶圆与光罩的洁净度，达到超高生产良率，故近年来，AMHS与SMIF已被列为是国际间半导体厂的标准设备规范。

根据上述技术概念，除了在曝光使用时，晶圆与光罩在运送过程或保存期间，都必须放置在一个高洁净度、气密性佳、低气体逸出（Outgassing）与抗静电防护（ESD）的载具内，如晶舟盒（Cassette）、晶圆传送盒（FOUP）、晶圆运输盒（FOSB）、光罩储存盒（Mask Package）、光罩传送盒（Reticle SMIF Pod，RSP），有效防止晶圆与光罩受到污染，确保高晶圆与光罩的洁净度与高生产良率。

再者，由于工艺的进步，当半导体厂进入更高阶的工艺时，除了静电效应外，半导体厂中的电磁脉冲(EMI)也会对晶圆与光罩产生危害，尤其在晶圆与光罩处于储存状态时，更无法预期周遭环境的变化，因此防止静电效应(ESD)以及电磁脉冲(EMI)对晶圆与光罩产生的损害前提下，也是一项重要问题。

而早期的晶圆与光罩的载具主要采用塑料材质所制成，其中最常为使用的就是PP塑料，然而PP材质所制成的晶圆与光罩载具却又最容易因有害气体离子释出（Outgassing），而于晶圆与光罩表面出现雾霾，甚至因磨擦或碰撞出现尘粒附着等问题。

换言之，如何能提供抗静电效果佳、低游离子释出、耐磨耗及高洁净等需求的晶圆/光罩载具，是相当重要的课题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种应用于晶圆/光罩载具的塑料组合物，其能解决现有晶圆/光罩载具无法有效降低有害游离子释出及耐磨性不佳所造成的不便与困扰。

本发明提供的用于晶圆/光罩载具的塑料组合物，包含一主体材料，且该主体材料包含聚醚醚酮及纳米碳管。

优选地，纳米碳管占该主体材料重量的1%～15%。

进一步优选地，纳米碳管占该主体材料重量的2%～5%。

优选地，该纳米碳管为单层纳米碳管或多层纳米碳管的其中之一或其组合。

本发明还提供一种光罩传送盒，其包含：

一底座及一壳罩，该壳罩相对该底座盖合形成一光罩存放空间，该底座具有一支撑组，以承托光罩，且该壳罩具有一限制导正光罩的导压组；

其中该底座、该支撑组、该壳罩及该导压组是由一塑料组合物所制成，该塑料组合物包含一主体材料，该主体材料包含聚醚醚酮及纳米碳管。

优选地，上述的光罩传送盒，其中，纳米碳管占该主体材料重量的1%～15%。

优选地，上述的光罩传送盒，其中，纳米碳管占该主体材料重量的2%～5%。

优选地，该纳米碳管为单层纳米碳管或多层纳米碳管其中之一或其组合。

本发明还提供一种晶圆/光罩载具，其中该晶圆/光罩载具是由一塑料组合物制成，该塑料组合物以主体材料，该主体材料包含聚醚醚酮及纳米碳管，其中，纳米碳管占该主体材料重量的1%～15%。

优选地，该晶圆/光罩载具为晶舟盒、晶圆传送盒、晶圆运输盒、光罩储存盒或光罩传送盒其中之一。

本发明能够达到以下效果：

本发明提供的一种塑料组合物，可应用于晶圆/光罩载具，借以能降低晶圆/光罩载具的有害气体离子释出，以减少晶圆/光罩表面的雾霾（Haze）产生。

本发明提供的一种应用于晶圆/光罩载具的塑料组合物，其能提高晶圆/光罩载具的硬度，以提升其耐磨度与耐冲击性，以满足载具的高洁净度需求，避免晶圆/光罩受到污染。

本发明提供的一种光罩传送盒，借以能具有较佳的消除静电效果，避免有害物质附着。

再者，本发明提供的一种应用于晶圆/光罩载具的塑料组合物，其能满足特殊抗静电、低有害气体释出、耐磨耗及高洁净等需求，避免光罩受到污染。

综上，本发明可利用含纳米碳管的聚醚醚酮（PEEK）的塑料组合物，组构成晶圆／光罩的载具的塑料部份，使该载具能大幅提高其硬度，而增进其耐磨性、耐刮性大幅提高，减少材料的灰尘或微粒剥落，以降低破坏晶圆或光罩表面的机会，且能提供较佳的抗静电效果，同时进一步可减少硫离子、氯离子、钠离子、铵离子及钾离子等有害气体离子的释出，以防止晶圆/光罩表面产生雾霾（Haze）的现象，避免在后续工艺中产生不良品，同时可减少清洗的次数，从而降低工艺成本。

附图说明

图1为本发明的光罩传送盒的外观示意图，其说明各组件的态样及其相对关系。

图2为本发明的光罩传送盒导压组装置的外观示意图。

图3为本发明的光罩传送盒于盖合前的剖面示意图。

图4为本发明的光罩传送盒于盖合后的剖面示意图。

主要组件符号说明:

10、底座；11、容置孔；

15、金属底片；16、阀座；

18、气阀组；20、支撑组；

21、撑托组件；22、承托块；

220、托片；23、侧片；

24、侧抵件；25、抵靠组件；

26、背靠片；30、壳罩；

31、把手；32、锁扣件；

35、金属内罩；40、导压组；

41、基座；42、螺柱；

43、压掣单元；44、透孔；

45、压抵件；450、凸压锥块；

47、导正单元；48、导正弧片；

480、弧压缘；50、光罩。

具体实施方式

本发明是一种塑料组合物及应用此塑料组合物的晶圆／光罩载具，随附图例示的本发明载具的具体实施例及其构件中，所有关于前与后、左与右、顶部与底部、上部与下部、以及水平与垂直的参考，仅用于方便进行描述，并非限制本发明，亦非将其构件限制于任何位置或空间方向。图式与说明书中所指定的尺寸，当可在不离开本发明的保护范围内，根据本发明的具体实施例的设计与需求而进行变化。

为使本发明晶圆／光罩载具具有上述实施内容所述的功效，本发明特利用一塑料组合物制作此晶圆／光罩载具，本发明的塑料组合物包含一主体材料，该主体材料包含聚醚醚酮（PEEK）及1%～15%的纳米碳管【Carbon nanotubes】（纳米碳管占主体材料重量的1%～15%），于本发明较佳的实施例中纳米碳管的成份比例为2%～5%（纳米碳管占该主体材料重量的2%～5%），且该等纳米碳管可选自多层纳米碳管或单层纳米碳管其中之一或其组合。

该载具的塑料材质部份是以通过上述的设计，由于本发明可利用含纳米碳管的聚醚醚酮（PEEK）构成载具的塑料部份，根据实验结果可知，本发明可大幅提高其硬度及抗静电效果，使载具塑料部份的耐磨性、耐刮性大幅提高，减少材料的灰尘或微粒剥落，以降低破坏晶圆或光罩表面的机会，且进一步可减少硫离子、氯离子、钠离子、铵离子及钾离子等有害气体的释出（如表一），以防止晶圆/光罩表面产生雾霾（Haze）的现象，避免在后续工艺中产生不良品，同时可减少清洗的次数，从而降低工艺成本。

表一： 

测试项目	本发明塑料组合物	纯聚醚醚酮的塑料组合物
			氯离子	N.D.	0.0044
钠离子	0.0020	0.0097
			铵离子	N.D.	0.0010
钾离子	N.D.	0.0089
			硫酸根离子	N.D.	N.D.
硝酸根离子	N.D.	N.D.
			亚硝酸根离子	N.D.	N.D.

1、测试方法将样品以100mL的去离子水浸置20分钟，以离子层析仪检测；

2、检测极限值为0.0010；

3、低于方法侦测极限的测定值以“N.D.”表示。

从上述表一可知，本发明晶圆／光罩的载具塑料部份组合物在氯离子、钠离子、铵离子及钾离子等释出量远低于单纯的聚醚醚酮（PEEK）塑料材料，可防止这些有害气体于储存过程中合成，以避免晶圆/光罩的表面产生雾霾（Haze）现象。

又本发明的塑料组合物可实际应用于一光罩传送盒（Reticle SMIF Pod，RSP），关于该光罩传送盒的详细构成，则请参照图1~4所显示，其包含有一底座10及一壳罩30，且壳罩30与底座10可相对盖合形成一容置光罩50的存放空间，底座10与壳罩30两者之间至少其一设有对应限制光罩50的导压组40。而本发明的具体实施例则是于底座10上设有供承托光罩50的支撑组20，而供限制导正光罩50的导压组40则设于壳罩30内面，且其中底座10、支撑组20、壳罩30及导压组40中至少其中之一是由主体材料所制成，该主体材料是由含纳米碳管的聚醚醚酮（PEEK）所构成，且该主体材料内含有1%～15%的纳米碳管（Carbon nanotubes）（纳米碳管占主体材料重量的1%～15%），而本发明较佳的成份纳米碳管的重量比例为2%～5%，且该纳米碳管可选自多层纳米碳管或单层纳米碳管其中之一或其组合，以使底座10、壳罩30、支撑组20与导压组40的塑料部份具有良好的具有优越的抗静电、高硬度、低硫化物、耐磨耗及高洁净等功效。

其中底座10上形成有多个上、下连通的容置孔11，且底座10上覆设有一金属底片15，该金属底片15上形成有多个对应容置孔11、且周缘具通孔的阀座16，而底座10容置孔11与金属底片15阀座16间分设有一进、出气用的气阀18；又支撑组20包含有两撑托组件21与一抵靠组件25，两撑托组件21顶面设有两供支撑于光罩50底面的承托块22，承托块22可为减少光罩50接触面积的角锥状，且两承托块22间并具有一道高度较低的托片220，以避免光罩50直接滑落，又两撑托组件21于相异的外侧分别形成有多个供光罩50边缘贴靠的侧片23，且侧片23内侧面并形成有对应光罩50边缘的侧抵件24，两侧撑托组件21的侧抵件24间距接近光罩50宽度，以减少光罩50限位前的滑移量，再者前述承托块22与侧抵件24可与撑托组件21呈一体结构或分离式结构，为降低成本，分离式的承托块22与侧抵件24进一步可选自前述耐磨性、高硬度的含纳米碳管的主体材料，以减少微粒的剥落。再者抵靠组件25具有至少一向上凸伸的背靠片26，该背靠片26可供光罩50背缘贴靠。

而壳罩30顶面则设有一把手31，且壳罩30周缘设有多个可选择卡扣底座10的锁扣件32，使壳罩30与底座10可选择性盖合，又壳罩30内锁设有一金属内罩35，该金属内罩35的周缘底端可与底座10金属底片15接触，而形成一具导电性的容置空间，供消除静电，再者壳罩30内部于金属内罩内侧并同步锁掣有一导压组40，前述由主体材料所制成的导压组40大致上包含有多个对称设置的压掣组件43与导正组件47，该压掣组件43与导正组件47并设于一基座41对应光罩50的一侧，且基座41顶面埋设形成有供锁固件螺锁的螺柱42，前述压掣组件43可对应压限光罩50的表面周缘，且压掣组件43于基座41上形成有一透孔44，且压掣组件43并于透孔44内悬设有一供压掣光罩50的压抵件45，该压抵件45并具有一呈倒锥状的凸压锥块450，以减少与光罩50的接触面积。又前述导正组件47分设于基座41异于支撑组20背侧抵靠组件25边缘与该边缘相邻的两侧边缘，如此可利用对应支撑组20开口的导正组件47将光罩50推向抵靠组件25的背靠片26归位，而两侧的导正组件47则可直接夹掣光罩50两侧，防止光罩50于光罩传送盒运输过程中任意滑移，至于前述的导正组件47则是由基座41向下延伸的弧弯状导正弧片48所构成，且导正弧片48对应光罩50的侧面并形成有一弧压缘480，供逐步推动调整光罩50归位，且前述压抵件45的凸压锥块450可呈一体结构或分离式结构，且凸压锥块450进一步可选自前述耐磨性、高硬度的含有纳米碳管的主体材料所制成，以减少微粒的剥落，且可降低成品的变形量。

通过前述的设计，组构成一具有高耐热性、良好的加工性、低热膨胀系数、且耐磨与高硬度的光罩传送盒。

通过前述的结构设计及说明可知，由于该光罩传送盒的底座10、壳罩30、支撑组20与导压组40中至少其中之一是由含纳米碳管的主体材料所制成，该光罩传送盒可大幅提高其硬度及抗静电效果，使光罩传送盒的塑料部份的耐磨性、耐刮性大幅提高，减少材料的灰尘或微粒剥落，以降低破坏光罩表面的机会，且进一步可减少硫离子、氯离子、钠离子、铵离子及钾离子等有害气体的释出（如表一），以防止光罩表面产生雾霾（Haze）的现象，避免在后续工艺中产生不良品，同时可减少清洗的次数，从而降低工艺成本。

除上述实施例之外，本发明的塑料组合物更可应用于其他晶圆/光罩载具中，此晶圆/光罩载具可为，例如，晶舟盒、晶圆传送盒、晶圆运输盒、光罩储存盒或光罩传送盒，但并不以此为限。此晶圆/光罩载具主要结构是由包含聚醚醚酮及1%～15%纳米碳管的塑料组合物所制成。因此，应用本发明塑料组合物的晶圆/光罩载具将同样具有上述的特性优点，克服了先前技术中所述的种种问题。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种用于晶圆/光罩载具的塑料组合物，其特征在于，该塑料组合物包含一主体材料，且该主体材料包含聚醚醚酮及纳米碳管。

2.根据权利要求1所述的塑料组合物，其特征在在于，纳米碳管占该主体材料重量的1%～15%。

3.根据权利要求1所述的塑料组合物，其特征在于，纳米碳管占该主体材料重量的2%～5%。

4.根据权利要求1～3任一项所述的塑料组合物，其特征在于，该纳米碳管为单层纳米碳管或多层纳米碳管的其中之一或其组合。

5.一种光罩传送盒，其特征在于，包含：

一底座及一壳罩，该壳罩相对该底座盖合形成一光罩存放空间，该底座具有一支撑组，以承托光罩，且该壳罩具有一限制导正光罩的导压组；

其中该底座、该支撑组、该壳罩及该导压组是由一塑料组合物所制成，该塑料组合物包含一主体材料，该主体材料包含聚醚醚酮及纳米碳管。

6.根据权利要求5所述的光罩传送盒，其特征在于，纳米碳管占该主体材料重量的1%～15%。

7.根据权利要求5所述的光罩传送盒，其特征在于，纳米碳管占该主体材料重量的2%～5%。

8.根据权利要求5～7任一项所述的光罩传送盒，其特征在于，该纳米碳管为单层纳米碳管或多层纳米碳管其中之一或其组合。

9.一种晶圆/光罩载具，其特征在于，该晶圆/光罩载具是由一塑料组合物制成，该塑料组合物包含一主体材料，该主体材料包含聚醚醚酮及纳米碳管， 其中，纳米碳管占该主体材料重量的1%～15%。

10.根据权利要求9所述的晶圆/光罩载具，其特征在于，该晶圆/光罩载具为晶舟盒、晶圆传送盒、晶圆运输盒、光罩储存盒或光罩传送盒其中之一。