CN109969456B - 一种foup盒内真空氮气填充系统及foup盒排空气法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种foup盒内真空氮气填充系统及foup盒排空气法。本发明提供的foup盒内真空氮气填充系统包括2条或2条以上基板进气通道；吹气置块，所述吹气置块与foup盒所在的基板固定连接，所述吹气置块的一面设有2个或2个以上吹气置块进气孔，所述吹气置块进气孔分别与所述基板进气通道相通，所述吹气置块的内部设有一条通气管道，所述通气管道上设有若干吹气置块吹气孔，所述吹气置块吹气孔与foup盒内相通且所述吹气置块吹气孔的吹气方向与基板面之间的夹角为40°‑50°；及基板排气通道，所述基板排气通道设置在foup盒所在的基板上，用于foup盒内的空气的排出。本发明解决了foup盒内空气排放不干净，氮气填充不充分，影响硅片加工等问题。

Description

一种foup盒内真空氮气填充系统及foup盒排空气法

技术领域

本发明属于自动化真空洁净设备，尤其涉及一种foup盒内真空氮气填充系统及foup盒排空气法。

背景技术

伴随着工业化的快速发展，应用于信息产业的硅片加工技术越来越重要，硅片的搬运、取放的洁净度和自动程度要求很高。Foup盒是用于硅片承载的最基本容器，保证foup盒真空内硅片在进入硅片加工设备之前的洁净度是硅片加工的技术难点，foup盒开启前填充氮气是保证foup盒洁净度的一种解决方法，但原有的氮气填充气路无法将foup盒内空气排干净，氮气填充不充分，影响硅片加工。

现有技术中公开有一种晶圆存储柜的氮气填充装置，包括晶圆存储柜以及晶圆传送盒，晶圆传送盒上设有氮气进气口以及空气排出口；晶圆存储柜上设有的进气管道以及排气管道，进气管道的一端与氮气进气口连通，其另一端与氮气源连接，排气管道的一端与空气排出口连通，其另一端与回收容器连接，氮气源与回收容器之间设有用于分离氮气的压缩机；其中，进气管道上设有第一启闭阀，排气管道上设有第二启闭阀。这种晶圆存储柜的氮气填充装置容易在晶圆存储柜内形成乱流，无法充分地填充氮气。

现有技术中公开有一种FOUP结构和FOUP清洁方法，通过在FOUP两侧侧板的内侧设置一根进气管和一根出气管，形成气体的单向流动通道，且进气管和出气管自上而下开设多个进气口和出气口，使得气流可以均匀分布于纵向空间，同时吹扫到FOUP上部和下部的晶圆。这种foup清洁方法，无法保证将foup盒内空气排干净。

现有技术中公开有一种晶圆承载机，在共用之洁净室內与半导体制造装置B相邻接而设置；包括：吹净台，具有可将foup内部的气体环境换为氮气的吹净机(注入用吹净机、排出用吹净机)；开口台，和吹净台并排设置，且具有通到半导体制造装置内的开口部、及开关开口部的门；移动机构，使foup在吹净台和开口台之间移动。这种晶圆承载机结构复杂，无法保证将foup盒内空气排干净。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种foup盒内真空氮气填充系统及foup盒排空气法。

第一方面，本发明实施例中提供了一种foup盒内真空氮气填充系统，包括：2条或2条以上基板进气通道，所述基板进气通道设置在foup盒所在的基板上，所述基板进气通道的一头与氮气气源相通，用于氮气的传输；吹气置块，所述吹气置块与foup盒所在的基板固定连接，所述吹气置块的一面设有2个或2个以上吹气置块进气孔，所述吹气置块进气孔分别与所述基板进气通道相通，所述吹气置块的内部设有一条通气管道，所述通气管道上设有若干吹气置块吹气孔，所述吹气置块吹气孔与foup盒内相通且所述吹气置块吹气孔的吹气方向与foup盒所在的基板的基板面之间的夹角为40°-50°；基板排气通道，所述基板排气通道设置在foup盒所在的基板上，用于foup盒内的空气的排出。

可选地，在一些实施例中，所述基板进气通道用于氮气气源接入的一头还连接有氮气充气弯头和或氮气充气直头，进一步优选地，所述基板进气通道用于氮气气源接入的一头还连接有氮气充气弯头，更好地节省了空间。

可选地，在一些实施例中，所述吹气置块吹气孔与foup盒内相通且所述吹气置块吹气孔的吹气方向与foup盒所在的基板的基板面之间的夹角为45°。

可选地，在一些实施例中，本发明foup盒内真空氮气填充系统还包括浮门封板，填充氮气时，所述foup盒的后盖打开，所述浮门封板和所述foup盒的内部形成一个密封空间；基板上固定有密封盖板，所述密封盖板与所述基板排气通道形成一个开口空间，所述开口空间位于所述密封空间的内部。此外，本发明使得foup盒在排气过程中foup盒与基板、浮门封板形成一个密闭的空间，隔绝了外部空气，也隔绝了硅片传输空间，使得外部空气不能污染foup盒，并且foup盒内气体不会进入硅片传输空间。

可选地，在一些实施例中，所述密封盖板上设有排气阀，当foup盒内的空气由基板排气通道排出后进入所述开口空间后，再由所述排气阀排到所述密封空间的外部。

可选地，在一些实施例中，本发明foup盒内真空氮气填充系统还包括泄压阀，所述泄压阀设置在foup盒所在的基板上，用于排出多余的氮气，保持foup盒恒压。

可选地，在一些实施例中，所述吹气置块与foup盒所在的基板的侧壁固定连接。

可选地，在一些实施例中，所述吹气置块进气孔的数量为2个，分别为第一吹气置块进气孔和第二吹气置块进气孔；所述基板进气通道的数量为2个，分别为第一基板进气通道和第二基板进气通道；所述第一吹气置块进气孔和所述第一基板进气通道相通，所述第二吹气置块进气孔和所述第二基板进气通道相通。

第二方面，本发明还提供了一种foup盒排空气法，利用本发明所提供的foup盒内真空氮气填充系统，包括步骤：

S101、打开foup盒的后盖，通过浮门封板将foup盒的内部空间密封形成一个密封空间；

S102、当氮气气源开始充气，氮气依次通过基板进气通道、吹气置块进气孔进入吹气置块；

S103、进入到吹气置块内的氮气通过吹气置块的吹气置块吹气孔向foup盒的内部传输氮气，吹气置块吹气孔向foup盒的内部传输氮气的传输方向与foup盒所在的基板平面之间的夹角为40°-50°，此时，氮气以与基板平面之间的夹角为40°-50°的方向填充入foup盒内，从而使得foup盒内的空气被挤压到基板排气通道的位置。

可选地，在一些实施例中，本发明还提供的foup盒排空气法还包括步骤：

S104、当所述密封空间的气压过大时，通过安装在密封盖板上的排气阀将空气排到外部；和/或，当foup盒内部气压过大时，传输进foup盒内的氮气通过泄压阀排出。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

本发明的foup盒内真空氮气填充系统使得氮气填充的方向是由foup盒底部侧边向foup盒内40-50度充气，这个角度吹气，不会在foup盒内形成乱流，而且更充分填充氮气，并使得foup盒内原有空气全部能排出foup盒，并通过基板排气通道从密封空间内排出。

附图说明

图1为根据本发明一实施例的foup盒内真空氮气填充系统的结构主视图；

图2为根据本发明一实施例的foup盒内真空氮气填充系统的结构剖视图；

图3为根据本发明一实施例的吹气置块的结构后视图；

图4为根据本发明一实施例的吹气置块的结构示意图；

图5为根据本发明一实施例的氮气填充气路示意图；

图6为根据本发明一实施例的氮气填充气路示意图。

附图标记：100、foup盒内真空氮气填充系统；1、基板；2、氮气充气弯头；3、泄压阀；4、foup盒；5、排气阀；6、密封盖板；7、吹气置块；8、浮门封板；9、基板进气通道；91、第一基板进气通道；92、第二基板进气通道；10、基板排气通道；11吹气置块吹气孔；12、吹气置块进气孔；121、第一吹气置块进气孔；122、第二吹气置块进气孔。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

结合图1-2所示，分别为根据本发明一实施例的真空氮气充气气路结构主视图和剖视图。如图3-4分别为本发明的吹气置块7的后视图和结构示意图。本发明提供了一种foup盒内真空氮气填充系统100，包括：2条或2条以上基板进气通道9，所述基板进气通道9设置在foup盒4所在的基板1上，所述基板进气通道9的一头与氮气气源相通，用于氮气的传输；吹气置块7，所述吹气置块7与foup盒4所在的基板1固定连接，所述吹气置块7的一面设有2个或2个以上吹气置块进气孔12，所述吹气置块进气孔12分别与所述基板进气通道9的另一头相通，所述吹气置块7的内部设有一条通气管道，所述通气管道上设有若干吹气置块吹气孔11，所述吹气置块吹气孔11与foup盒4内相通且所述吹气置块吹气孔11的吹气方向与基板面之间的夹角为40°-50°；基板排气通道10，所述基板排气通道10设置在foup盒4所在的基板1上，用于foup盒4内的空气的排出。所述吹气置块吹气孔11与foup盒4内相通且所述吹气置块吹气孔11的吹气方向与基板面之间的夹角为40°-50°可通过设计吹气置块吹气空孔11的朝向而实现。本发明利用合理的充气口排布和充气方向，可将foup盒内的空气排尽，并能实现foup盒内氮气充分填充，结构合理，解决了foup盒内空气排放不干净，氮气填充不充分，影响硅片加工等问题。

如图1-2所示，所述基板进气通道9用于氮气气源接入的一头还连接有氮气充气弯头2。氮气气源从氮气充气弯头2输入氮气到所述基板进气通道9。

在一些具体的实施例中，所述吹气置块吹气孔11与foup盒4内相通，且所述吹气置块吹气孔11的吹气方向与基板1平面之间的夹角为45°。

如图2所示，在一些具体的实施例中，本发明的foup盒内真空氮气填充系统100还包括浮门封板8。当填充氮气时，所述foup盒4的后盖(图中未示出)打开，所述浮门封板8和所述foup盒4的内部形成一个密封空间(图中未示出)；基板1上固定有密封盖板6，所述密封盖板6与所述基板排气通道10形成一个开口空间，所述开口空间位于所述密封空间的内部。在本发明中，密封盖板起到密封的作用，是密封空间用于隔绝外部的一个零件。

在一些具体的实施例中，所述密封盖板6上设有排气阀5，当foup盒4内的空气由基板排气通道10排出后进入所述开口空间后，再由所述排气阀5排到所述密封空间的外部。进一步优选地，所述密封盖板6的数量为两个，每个密封盖板6上设有两个排气阀5。

在一些具体的实施例中，本发明所提供的foup盒内真空氮气填充系统100还包括泄压阀3，所述泄压阀3设置在基板1上，用于排出多余的氮气，保持foup盒4恒压。进一步优选地，所述泄压阀3的数量为两个。

排气阀的排气压力小于泄压阀的排气压力，充气开始后，密封空间的压力不断增大，达到排气阀排气压力时开始排气，但是，密封空间压力会继续增加，压力达到泄压阀的排气压力时，氮气从与基板进气通道连通的泄压阀排出，平衡气压。

在一些具体的实施例中，所述吹气置块7与foup盒4所在的基板1的侧壁固定连接。

在一些具体的实施例中，所述吹气置块进气孔12的数量为2个，分别为第一吹气置块进气孔121和第二吹气置块进气孔122；所述基板进气通道9的数量为2个，分别为第一基板进气通道91和第二基板进气通道921；所述第一吹气置块进气孔121和所述第一基板进气通道91相通，所述第二吹气置块进气孔122和所述第二基板进气通道92相通。

具体地，优选地，在本发明中，foup盒4通过其他机构贴合在基板1上，工作时，先将foup盒4的后盖打开，通过浮门封板8将foup盒4内部空间密封形成一个密封空间。然后，基板1内部的两个基板进气通道9与气源(可以为氮气气源或惰性气体气源)连接，而吹气置块7与基板1的侧壁固定连接，吹气置块7的两个吹气置块进气孔12分别于基板1内部的两个基板进气通道9相通，当气源开始充气，氮气会通过基板进气通道9、吹气置块进气孔12进入吹气置块7，然后通过吹气置块7的吹气置块吹气孔11向foup盒4内吹气，吹气置块7的吹气置块吹气孔11的吹气方向是与基板1平面呈45度角，foup盒4内的氮气填充以45度角进入，此时foup盒4内的空气会被挤压到基板排气通道10的位置，再由于整个封闭空间的气压升高，空气进入固定在基板1上的密封盖板6和基板排气通道10所形成的一个小开口空间内，然后通过安装在密封盖板6上的排气阀5排到外面，从而将foup盒4内部的空气排除干净，并且能完全填充满氮气，基板进气通道9与在基板1安装的泄压阀3相通，当内部空间气压过大，排进来的氮气会通过泄压阀3排出。

第二方面，如图5所示为根据本发明一实施例的氮气填充气路示意图。本发明还提供了一种foup盒排空气法，利用本发明所提供的foup盒内真空氮气填充系统，包括步骤：

S101、打开foup盒的后盖，通过浮门封板将foup盒的内部空间密封形成一个密封空间；

S102、当氮气气源开始充气，氮气依次通过基板进气通道、吹气置块进气孔进入吹气置块；

S103、进入到吹气置块内的氮气通过吹气置块的吹气置块吹气孔向foup盒的内部传输氮气，吹气置块吹气孔向foup盒的内部传输氮气的传输方向与foup盒所在的基板平面之间的夹角为40°-50°，此时，氮气以与基板平面之间的夹角为40°-50°的方向填充入foup盒内，从而使得foup盒内的空气被挤压到基板排气通道的位置。氮气沿着40°-50°角吹入，而空气则会沿着对称角排出，故使得foup盒内的空气被挤压到基板排气通道的位置。

如图6所示为根据本发明的另一实施例的氮气填充气路示意图。进一步优选地，本发明还提供的foup盒排空气法还包括步骤：

S104、当所述密封空间的气压过大时，通过安装在密封盖板上的排气阀将空气排到外部；和/或，当foup盒内部气压过大时，传输进foup盒内的氮气通过泄压阀排出。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

本发明的foup盒内真空氮气填充系统使得氮气填充的方向是由foup盒底部侧边向foup盒内40-50度充气，这个角度吹气，不会在foup盒内形成乱流，而且更充分填充氮气，并使得foup盒内原有空气全部能排出foup盒，并通过基板排气通道从密封空间内排出。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、磁盘或光盘等。

以上对本发明所提供的一种foup盒内真空氮气填充系统及foup盒排空气法进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种foup盒内真空氮气填充系统，包括：2条以上基板进气通道，吹气置块及基板排气通道，其特征在于：

所述基板进气通道设置在foup盒所在的基板上，所述基板进气通道的一头与氮气气源相通，用于氮气的传输；

所述吹气置块与foup盒所在的基板固定连接，所述吹气置块的一面设有2个以上吹气置块进气孔，所述吹气置块进气孔分别与所述基板进气通道相通，所述吹气置块的内部设有一条通气管道，所述通气管道上设有若干吹气置块吹气孔，所述吹气置块吹气孔与foup盒内相通且所述吹气置块吹气孔的吹气方向与foup盒所在的基板的基板面之间的夹角为40°-50°；

所述基板排气通道设置在foup盒所在的基板上，用于foup盒内的空气的排出。

2.根据权利要求1所述的foup盒内真空氮气填充系统，其特征在于，所述基板进气通道用于氮气气源接入的一头还连接有氮气充气弯头。

3.根据权利要求1所述的foup盒内真空氮气填充系统，其特征在于，所述吹气置块吹气孔与foup盒内相通且所述吹气置块吹气孔的吹气方向与foup盒所在的基板的基板面之间的夹角为45°。

4.根据权利要求1所述的foup盒内真空氮气填充系统，其特征在于，还包括浮门封板，填充氮气时，所述foup盒的后盖打开，所述浮门封板和所述foup盒的内部形成一个密封空间；基板上固定有密封盖板，所述密封盖板与所述基板排气通道形成一个开口空间，所述开口空间位于所述密封空间的内部。

5.根据权利要求4所述的foup盒内真空氮气填充系统，其特征在于，所述密封盖板上设有排气阀，当foup盒内的空气由基板排气通道排出后进入所述开口空间后，再由所述排气阀排到所述密封空间的外部。

6.根据权利要求1所述的foup盒内真空氮气填充系统，其特征在于，还包括泄压阀，所述泄压阀设置在foup盒所在的基板上，用于排出多余的氮气，保持foup盒恒压。

7.根据权利要求1所述的foup盒内真空氮气填充系统，其特征在于，所述吹气置块与foup盒所在的基板的侧壁固定连接。

8.根据权要求1所述的foup盒内真空氮气填充系统，其特征在于，所述吹气置块进气孔的数量为2个，分别为第一吹气置块进气孔和第二吹气置块进气孔；所述基板进气通道的数量为2个，分别为第一基板进气通道和第二基板进气通道；所述第一吹气置块进气孔和所述第一基板进气通道相通，所述第二吹气置块进气孔和所述第二基板进气通道相通。

9.一种foup盒排空气法，其特征在于，利用权利要求1-8任一项所述的foup盒内真空氮气填充系统，包括步骤：

S101、打开foup盒的后盖，通过浮门封板将foup盒的内部空间密封形成一个密封空间；

S102、当氮气气源开始充气，氮气依次通过基板进气通道、吹气置块进气孔进入吹气置块；基板上固定有密封盖板，所述密封盖板与所述基板排气通道形成一个开口空间，所述开口空间位于所述密封空间的内部；

S103、进入到吹气置块内的氮气通过吹气置块的吹气置块吹气孔向foup盒的内部传输氮气，吹气置块吹气孔向foup盒的内部传输氮气的传输方向与foup盒所在的基板平面之间的夹角为40°-50°，此时，氮气以与foup盒所在的基板的基板面之间的夹角为40°-50°的方向填充入foup盒内，从而使得foup盒内的空气被挤压到基板排气通道的位置。

10.根据权利要求9所述的foup盒排空气法，还包括步骤：

S104、当所述密封空间的气压过大时，通过安装在密封盖板上的排气阀将空气排到外部；和/或，当foup盒内部气压过大时，传输进foup盒内的氮气通过泄压阀排出。

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