CN114378047B - 气体冲洗装置以及气体冲洗方法 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种用于冲洗晶圆容器以清洁晶圆的气体冲洗装置以及方法。气体冲洗装置包括第一喷嘴以及气门。第一喷嘴通过前置式晶圆盒的第一端连结前置式晶圆盒。气门通过第一管道连结第一喷嘴。气门包括第一质量流量控制器、第二质量流量控制器以及第一切换单元。第一质量流量控制器经配置以控制第一流量的第一气体。第二质量流量控制器经配置以控制第二流量的第二气体。第一切换单元耦合第一质量流量控制器以及第二质量流量控制器，且经配置以根据制程组态，通过第一管道提供第一喷嘴第一气体或通过第一管道接收第一喷嘴的第二气体。

Description

气体冲洗装置以及气体冲洗方法
技术领域
本申请案主张2020年10月22日申请的美国正式申请案第17/077,849号的优先权及益处，该美国正式申请案的内容以全文引用的方式并入本文中。
本公开是关于一种气体冲洗装置以及气体冲洗方法。特别是有关于一种用于冲洗晶圆容器以清洁晶圆的气体冲洗装置以及气体冲洗方法。
背景技术
在半导体产业中，晶圆容器用于存放晶圆。在晶圆的制造过程中，空气中的分子污染物(airborne molecular contamination，AMC)会进入晶圆容器且损坏晶圆容器中的晶圆。使用气体冲洗晶圆容器以移除AMC的各种技术被导入。然而，必须在不同的设备上使用不同的气体以执行冲洗制程，效率低且成本高。
上文的「先前技术」说明仅是提供背景技术，并未承认上文的「先前技术」说明揭示本公开的标的，不构成本公开的先前技术，且上文的「先前技术」的任何说明均不应作为本案的任一部分。
发明内容
本公开的一实施例提供一种气体冲洗装置，包括一第一喷嘴以及一气门。该第一喷嘴通过一前置式晶圆盒(front-opening unified pod，FOUP)的一第一端连结该前置式晶圆盒。该气门通过该第一管道连结该第一喷嘴。该气门包括一第一质量流量控制器(massflow controller，MFC)、一第二质量流量控制器以及一第一切换单元。该第一质量流量控制器经配置以控制一第一流量的一第一气体。该第二质量流量控制器经配置以控制一第二流量的一第二气体。该第一切换单元耦合该第一质量流量控制器以及该第二质量流量控制器，且经配置以根据一制程组态，通过该第一管道提供该第一喷嘴该第一气体或通过该第一管道接收该第一喷嘴的该第二气体。
在一些实施例中，该气体冲洗装置还包括一第二喷嘴连结该前置式晶圆盒。该气门还通过一第二管道连结至该第二喷嘴。该气门还包括一第三质量流量控制器、一第四质量流量控制器，以及一第二切换单元。该第三质量流量控制器经配置以控制一第三流量的该第一气体。该第四质量流量控制器经配置以控制一第四流量的该第二气体。该第二切换单元耦合该第三质量流量控制器以及该第四质量流量控制器，且经配置以根据该制程组态，通过该第二管道提供该第二喷嘴该第一气体或通过该第二管道接收该第二喷嘴的该第二气体。
在一些实施例中，当通过该第一切换单元提供该第一喷嘴该第一气体时，通过该第二切换单元接收该第二喷嘴的该第二气体。
在一些实施例中，该气体冲洗装置还包括连结该前置式晶圆盒的一第三喷嘴以及连结该前置式晶圆盒的一第四喷嘴。该气门还分别通过一第三管道以及一第四管道连结该第三喷嘴以及该第四喷嘴。该气门还包括一第五质量流量控制器、一第六质量流量控制器、一第七质量流量控制器、一第八质量流量控制器、一第三切换单元、以及一第四切换单元。该第五质量流量控制器经配置以控制一第五流量的该第一气体。该第六质量流量控制器经配置以控制一第六流量的该第二气体。该第七质量流量控制器经配置以控制一第七流量的该第一气体。该第八质量流量控制器经配置以控制一第八流量的该第二气体。该第三切换单元经耦合该第五质量流量控制器以及该第六质量流量控制器，且经配置以根据该制程组态，通过该第三管道提供该第三喷嘴该第一气体，或通过该第三管道接收该第三喷嘴的该第二气体。该第四切换单元耦合该第七质量流量控制器以及该第八质量流量控制器，且经配置以根据该制程组态，通过该第四管道提供该第四喷嘴该第一气体，或通过该第四管道接收该第四喷嘴的该第二气体。
在一些实施例中，通过该第一切换单元提供该第一喷嘴该第一气体，且分别通过该第二切换单元、该第三切换单元以及该第四切换单元接收该第二喷嘴、第三喷嘴以及该第四喷嘴的该第二气体。
在一些实施例中，分别通过该第一切换单元以及该第三切换单元提供该第一喷嘴以及该第三喷嘴该第一气体，且分别通过该第二切换单元以及该第四切换单元接收该第二喷嘴以及该第四喷嘴的该第二气体。
在一些实施例中，分别通过该第一切换单元、该第三切换单元以及该第四切换单元提供该第一喷嘴、该第三喷嘴以及该第四喷嘴该第一气体，且通过该第二切换单元接收该第二喷嘴的该第二气体。
在一些实施例中，该气门还包括一控制器。该控制器经配置以控制该第一切换单元、该第二切换单元、该第三切换单元、该第四切换单元、该第一质量流量控制器、该第二质量流量控制器、该第三质量流量控制器、该第四质量流量控制器、该第五质量流量控制器、该第六质量流量控制器、该第七质量流量控制器以及该第八质量流量控制器。
在一些实施例中，该控制器还经配置以接收一感测器产生的一感测信号，其中该感测器经配置以感测该前置式晶圆盒的该第一气体的一湿度、一浓度及/或该第二气体的一浓度。该控制器还根据该感测信号控制该第一切换单元、该第二切换单元、该第三切换单元、该第四切换单元、该第一质量流量控制器、该第二质量流量控制器、该第三质量流量控制器、该第四质量流量控制器、该第五质量流量控制器、该第六质量流量控制器、该第七质量流量控制器以及该第八质量流量控制器。
在一些实施例中，该控制器通过一可编程逻辑控制器(programmable logiccontroller，PLC)实现。
在一些实施例中，气体冲洗装置还包括一机构，经配置以夹紧且连结该前置式晶圆盒。
在一些实施例中，该气体冲洗装置经配置以提供该前置式晶圆盒中多个晶圆该第一气体。该多个晶圆为12英寸及/或18英寸晶圆。
在一些实施例中，该第一切换单元包括一第一阀门以及一第二阀门。该第一阀门经配置被打开以提供该第一喷嘴该第一气体。该第二阀门，经配置被打开以接收该第一喷嘴的该第二气体。当该第一阀门被打开时，该第二阀门被关闭。当该第一阀门被关闭时，该第二阀门被打开。
该气门还包括一第九质量流量控制器，经配置以控制一第九流量的一第三气体。该第三气体不同于该第一气体以及该第二气体。该第一切换单元还耦合该第九质量流量控制器，且经配置以通过该第一管道提供该第一喷嘴该第三气体。
该气门还包括一第十质量流量控制器，经配置以控制一第十流量的一第四气体。该第四气体不同于该第一气体、该第二气体以及该第三气体。该第一切换单元还耦合该第十质量流量控制器，且经配置以通过该第一管道提供该第一喷嘴该第四气体。
本公开的另一实施例提供一种气体冲洗方法，包括下列操作：通过一气体冲洗装置接收一前置式晶圆盒，该前置式晶圆盒中具有多个晶圆；决定该前置式晶圆盒的一第一数量的一第一进气端以及该前置式晶圆盒的一第二数量的一第二排气端；以及基于该第一数量以及该第二数量以清洁该前置式晶圆盒中的该晶圆。清洁该晶圆包括：通过该气体冲洗装置的一气门，通过该第一进气端提供该前置式晶圆盒该第一流量的该第一气体；以及通过该气门，通过该第二排气端接收该前置式晶圆盒的该第二流量的该第二气体。
在一些实施例中，清洁该晶圆还包括：控制连结该第一进气端的多个切换单元中的该第一数量个以选择一第一气源以提供该前置式晶圆盒该第一气体；以及控制连结该第二排气端的该些切换单元中的该第二数量个以选择一气罐以接收该前置式晶圆盒的该第二气体。
在一些实施例中，该气体冲洗方法还包括：决定该第一流量的该第一气体，以及该第二流量的该第二气体。清洁该晶圆还包括：设置该第一数量的一第一质量流量控制器使具有一第一总流量，且该第一总流量等于该第一流量；以及设置该第二数量的一第二质量流量控制器使具有一第二总流量，且该第二总流量等于该第二流量。该第一质量流量控制器连结该第一气源，且该第二质量流量控制器连结该气罐。该第一数量与该第二数量之和等于四，且该第一数量以及该第二数量皆大于零。
在一些实施例中，该气体冲洗方法还包括：决定该气体冲洗装置的一第三数量的一第三进气端。清洁该晶圆还包括：通过该气门，通过该第三进气端提供该前置式晶圆盒一第三流量的一第三气体；控制连结该第三进气端的多个切换单元中的该第三数量的以选择一第二气源提供该前置式晶圆盒该第三气体；设置该第三数量的一第三质量流量控制器使具有一第三总流量，且该第三总流量等于该第三流量；以及通过该气门，通过该第三进气端提供该前置式晶圆盒该第三流量的该第三气体。
在一些实施例中，接收该前置式晶圆盒包括：通过一夹具以夹紧该前置式晶圆盒以及该气体冲洗装置。
上文已相当广泛地概述本公开的技术特征及优点，而使下文的本公开详细描述得以获得较佳了解。构成本公开的权利要求标的的其它技术特征及优点将描述于下文。本公开所属技术领域中具有通常知识者应了解，可相当容易地利用下文揭示的概念与特定实施例可作为修改或设计其它结构或制程而实现与本公开相同的目的。本公开所属技术领域中具有通常知识者亦应了解，这类等效建构无法脱离后附的权利要求所界定的本公开的精神和范围。
附图说明
参阅实施方式与权利要求合并考量图式时，可得以更全面了解本申请案的揭示内容，图式中相同的元件符号是指相同的元件。
图1例示本公开一些实施例的一前置式晶圆盒(front-opening unified pod，FOUP)的示意图。
图2例示本公开一些实施例的该前置式晶圆盒的一底部的示意图。
图3例示本公开一些实施例的该前置式晶圆盒的该底部的侧视的方框图。
图4例示本公开一些实施例的该前置式晶圆盒的一气体管道的示意图。
图5例示本公开一些实施例的该前置式晶圆盒中的一气流的示意图。
图6例示本公开一些实施例的具有该前置式晶圆盒的一气体冲洗装置的示意图。
图7例示本公开一些实施例的一气源以及一气罐连结该前置式晶圆盒该底部的示意图。
图8例示本公开一些实施例的该气体冲洗装置的一切换单元的示意图。
图9例示本公开一些实施例的该气体冲洗装置的一气门的方框图。
图10例示本公开一些实施例的该气体冲洗装置的该气门的方框图。
图11例示本公开一些实施例的该气门的操作的示意图。
图12例示本公开另一些实施例的该气门的操作的示意图。
图13例示本公开各种实施例的该气门的操作的示意图。
图14例示本公开替代实施例的该气门的操作的示意图。
图15例示本公开一些实施例的该气体冲洗装置的示意图。
图16例示本公开另一些实施例的具有该前置式晶圆盒的一气体冲洗装置的示意图。
图17、图18、图19以及图20例示本公开一些实施例的该一气体冲洗方法的流程的示意图。
其中，附图标记说明如下：
100：前置式晶圆盒
105：晶圆
120：容器
120a：底部
121：端
122：端
123：端
124：端
125：结合槽
130：气体管道
130a：开口
131：气体管道
131a：开口
140：门
600：气体冲洗装置
600a：气源
600b：气罐
601：管道
602：管道
603：管道
604：管道
611：喷嘴
612：喷嘴
613：喷嘴
614：喷嘴
620：气门
621：切换单元
621a：质量流量控制器
621b：质量流量控制器
622：切换单元
622a：质量流量控制器
622b：质量流量控制器
623：切换单元
623a：质量流量控制器
623b：质量流量控制器
624：切换单元
624a：质量流量控制器
624b：质量流量控制器
630：控制器
640：机构
660：感测器
1700：气体冲洗方法
S1710：操作
S1711：操作
S1720：操作
S1721：操作
S1722：操作
S1723：操作
S1724：操作
S1730：操作
S1731：操作
S1732：操作
S1733：操作
S1734：操作
S1735：操作
S1736：操作
S1737：操作
具体实施方式
本公开的以下说明伴随并入且组成说明书的一部分的图式，说明本公开的实施例，然而本公开并不受限于该实施例。此外，以下的实施例可适当整合以下实施例以完成另一实施例。
「一实施例」、「实施例」、「例示实施例」、「其他实施例」、「另一实施例」等是指本公开所描述的实施例可包括特定特征、结构或是特性，然而并非每一实施例必须包括该特定特征、结构或是特性。再者，重复使用「在实施例中」一语并非必须指相同实施例，然而可为相同实施例。
为了使得本公开可被完全理解，以下说明提供详细的步骤与结构。显然，本公开的实施不会限制该技艺中的技术人士已知的特定细节。此外，已知的结构与步骤不再详述，以免不必要地限制本公开。本公开的较佳实施例详述如下。然而，除了详细说明之外，本公开亦可广泛实施于其他实施例中。本公开的范围不限于详细说明的内容，而是由权利要求定义。
应当理解，以下公开内容提供用于实作本发明的不同特征的诸多不同的实施例或实例。以下阐述组件及排列形式的具体实施例或实例以简化本公开内容。当然，该些仅为实例且不旨在进行限制。举例而言，元件的尺寸并非仅限于所公开范围或值，而是可相依于制程条件及/或装置的所期望性质。此外，以下说明中将第一特征形成于第二特征「之上」或第二特征「上」可包括其中第一特征及第二特征被形成为直接接触的实施例，且亦可包括其中第一特征与第二特征之间可形成有附加特征、进而使得所述第一特征与所述第二特征可能不直接接触的实施例。为简洁及清晰起见，可按不同比例任意绘制各种特征。在附图中，为简化起见，可省略一些层/特征。
此外，为易于说明，本文中可能使用例如「之下(beneath)」、「下面(below)」、「下部的(lower)」、「上方(above)」、「上部的(upper)」等空间相对关系用语来阐述图中所示的一个元件或特征与另一(其他)元件或特征的关系。所述空间相对关系用语旨在除图中所绘示的取向外亦囊括元件在使用或操作中的不同取向。所述装置可具有其他取向(旋转90度或处于其他取向)且本文中所用的空间相对关系描述语可同样相应地进行解释。
图1例示本公开一些实施例的一前置式晶圆盒(front-opening unified pod，FOUP)的示意图。如图1所示，在一半导体制程期间，晶圆105存放前置式晶圆盒100中且通过自动物料搬运系统AMHS(未示出)输送。前置式晶圆盒100包括容器120以及门140。容器120经配置以容纳晶圆105，且门140经配置以密封容器120，在容器120中形成一独立环境以存放晶圆105。换言之，当容器120通过门140密封时，晶圆105与环境污染(例如不利于制造的颗粒)隔离。前置式晶圆盒100还包括气体管道130以及气体管道131，经配置以促进容器120中的气体流动。
在一些实施例中，前置式晶圆盒100的配置符合SEMI标准规范。前置式晶圆盒100能承载12英寸晶圆105及/或18英寸晶圆105，且晶圆105由前置式晶圆盒100的底部120a堆迭。
图2例示本公开一些实施例的前置式晶圆盒100的底部120a的示意图。在该半导体制程期间，前置式晶圆盒100的底部120a做为该半导体制程中与半导体设备(例如图6中做为冲洗前置式晶圆盒100的一气体冲洗装置)的介面。
如图2所示，端121、端122、端123、端124以及结合槽125经设置在底部120a。端121至端124经配置输送气体以用于该半导体制程，且结合槽125经配置以被夹紧用以固定前置式晶圆盒100且防止前置式晶圆盒100在制程期间被移动。举例而言，在先前的配置中，当使用大流量的气体冲洗一晶圆容器时，该晶圆容器可能在冲洗的期间振动。然而，当前置式晶圆盒100被夹紧，前置式晶圆盒100可被固定以防止移动。
图3例示本公开一些实施例的前置式晶圆盒100底部120a的侧视图。端121至124穿透一厚度的底部120a且连接底部120a的两个表面。因此，气体可通过底部120a的两个表面之间的端121至124输送。结合槽125从底部120a的一底面凹入以便被另一装置夹紧。
图4例示本公开一些实施例的前置式晶圆盒100的气体管道130的示意图。在一些实施例中，气体管道130相同于气体管道131。气体管道130包括开口130a。气体管道130经配置以输入气体至容器120或从容器120移除气体。当气体管道130输入气体至容器120时，气体通过开口130a引入容器120，而气体管道130也称为一进气管道。当气体管道130从容器120移除气体时，气体通过开口130a离开容器120，而气体管道130也称为一排气管道。
图5例示本公开一些实施例的前置式晶圆盒100中一气流的示意图。在一些实施例中，端121以及端122分别对应于气体管道130以及气体管道131。为防止晶圆105输送受阻，端123、124未具有对应气体管道，其中端123、124比端121、122更接近门140。
在一气体冲洗制程的清洁晶圆105期间，通过该进气管道(即图5中的气体管道130)提供气体至容器120，且通过该排气体管道(即图5中的气体管道131)移除。气体管道130以及气体管道131在底部120a上垂直延伸。开口130a以及开口131a大体上彼此对齐，且每一对开口130a/131a大体上对齐晶圆105之间的一空间。当该气流通过开口130a沿晶圆105之间的该空间散布时，晶圆105之间该空间导引气流至开口131a。因此，该晶圆之间的该空间的污染物经冲洗，且晶圆105顶面以及底面可通过该气流清洁。
图6例示本公开一些实施例的具有前置式晶圆盒100的气体冲洗装置600的示意图。气体冲洗装置600经配置以在前置式晶圆盒100中晶圆105上执行该气体冲洗制程用以清洁晶圆105。气体冲洗装置600接收前置式晶圆盒100以致前置式晶圆盒100底部120a做为与气体冲洗装置600的介面。该气体通过底部120a输送。在一些实施例中，气体冲洗装置600连结气体源600a用于提供气体，且连接气罐600b用以移除气体。
气体冲洗装置600包括气门620、机构640、管道601、管道602、管道603以及管道604。管道601至管道604分别连结喷嘴611至喷嘴614，且喷嘴611至喷嘴614对应前置式晶圆盒100底部120a上的端121至端124。气门620连结气源600a与气罐600b以及管道601至604以用于接通气源600a与前置式晶圆盒100以及气罐600b与前置式晶圆盒100。机构640经配置以连结前置式晶圆盒100底部120a的结合槽125以致前置式晶圆盒100在该气体冲洗制程期间不移动。在一些实施例中，机构640通过一夹具(图中未示出)连结结合槽125。该夹具经配置以夹紧气体冲洗装置600的机构640与前置式晶圆盒100的结合槽125。如此，前置式晶圆盒100可在该气体冲洗制程期间仍静止不动在气体冲洗装置600上。
气门620包括控制器630，控制器630经配置以控制前置式晶圆盒100气体的提供以及前置式晶圆盒100的气体的移除。具体而言，控制器630选择气源600a或气罐600b连结管道601至管道604。在一些实施例中，控制器630通过一可编程逻辑控制器(programmablelogic controller，PLC)实现。
在一些实施例中，控制器630可包括一中央处理单元(central processing unit，CPU)、一微控制器单元(microcontroller unit，MCU)、其他能够执行相关指令的硬件电路元件、或者基于上述公开领域的技术人员所熟知的计算电路的组合。
在一些实施例中，气源600a为一气瓶，包含一惰性气体(noble gas)例如氩气(Ar)或氦气(He)。在其他实施例中，气源600a包含氮气(N)。气源600a提供气体引入前置式晶圆盒100，且替换前置式晶圆盒100中一空气。在一些实施例中，气罐600b为一真空泵，且该真空泵经配置以产生一真空用于抽出前置式晶圆盒100的气体且将前置式晶圆盒100维持于一压力下。上述提供的该气体仅供说明用途。各种气体通过气源600提供皆在本公开考量范围内。例如，在各种实施例中，气源600a包含一氧气(O2)或一不具有水蒸汽的混合空气。
图7例示本公开一些实施例的气源600a以及气罐600b连结前置式晶圆盒100底部120a的示意图。如图7所示，气源600a与气罐600b通过气门620连结底部120a端121至端124。为助于理解，图7中省略管道601至管道604与喷嘴611至喷嘴614。
气门620包括切换单元621至切换单元624，经配置以控制气源600a至前置式晶圆盒100的气流，或控制前置式晶圆盒100至气罐600b的气流。切换单元621至切换单元624中的每一个分别将气源600a与气罐600b连结至端121至端124。因此，端121至端124可分别受切换单元621至切换单元624控制以连结气源600a或气罐600b。换言之，端121至端124可做为一进气端或一排气端。
在一些实施例中，根据一制程的一制程组态在晶圆105上执行，控制器630决定端121至端124做为该进气端或该排气端。例如，在一实施例中，一清洁制程须两个进气端与两个排气端，控制器630控制切换单元621与切换单元622使气源600a分别接通端121与端122，且控制切换单元623与切换单元624使气罐600b分别接通端123与124。换言之，根据该清洁制程的该制程组态，控制器630决定一数量的进气端与一数量的排气端，且气体冲洗装置600基于该数量的进气端与该数量的排气端执行该清洁制程。
如图7所示，切换单元621至切换单元624中的每一个还耦合一对质量流量控制器(mass flow controller，MFC)。如图所示，切换单元621耦合质量流量控制器621a与质量流量控制器621b，切换单元622耦合质量流量控制器622a与质量流量控制器622b，切换单元623耦合质量流量控制器623a与质量流量控制器623b，以及切换单元624耦合质量流量控制器624a与质量流量控制器624b。
在一些实施例中，根据该制程组态，控制器630决定通过端121至端124的气体流量，且控制器630还控制质量流量控制器621a、621b、622a、622b、623a、623b、624a以及624b用于造成期望气体流量。
质量流量控制器621a、622a、623a以及624a分别使气源600a连结切换单元621、622、623以及624。质量流量控制器621a、622a、623a以及624a经配置以分别控制以及测量气源600a至切换单元621、622、623以及624的一进气流量。
质量流量控制器621b、622b、623b以及624b分别将气罐600b连结至切换单元621、622、623以及624。质量流量控制器621b、622b、623b以及624b经配置以分别控制以及测量切换单元621、622、623以及624至气罐600b的一排气流量。
在控制器630决定通过端121至端124的该气体流量、该数量的该进气端、以及该数量的该排气端后，气源600a提供该气体的全部进气流量以决定为一总进气流量，以及移除前置式晶圆盒100的该气体的全部排气流量以决定为一总排气流量。举例而言，当该数量的该进气端与该数量的该排气端分别被决定为二以及二时，控制器630控制两个切换单元(例如切换单元621与切换单元622)以选择气源600a用于提供该气体，且控制另外的2个切换单元623与切换单元624以选择气罐600b用以移除前置式晶圆盒100的该气体。控制器630还控制质量流量控制器621a与质量流量控制器622a使该全部进气流量等于气源600a提供该气体的该总进气流量，且控制质量流量控制器623b与质量流量控制器624b使该全部排气流量等于移除该气体至气罐600b的该总排气流量。在此例示中，质量流量控制器621b、622b、623a以及624a为闲置或设置其气体流量(进气流量或排气流量)等于零。
图8例示本公开一些实施例的切换单元621。切换单元621包括阀门V1与阀门V2。切换单元621通过阀门V1连结质量流量控制器621a，且通过阀门V2连结质量流量控制器621b。
当端121经决定为一进气端时，切换单元621经控制以连结质量流量控制器621a且断开质量流量控制器621b。在此情况下，阀门V1为打开，阀门V2为关闭。
当端121经决定为一排气端时，切换单元621经控制以连结质量流量控制器621b且断开质量流量控制器621a。在此情况下，阀门V2为打开，阀门V1为关闭。
阀门V1与阀门V2不能同时打开。然而，当该清洁制程不须端121输送气体时，阀门V1与阀门V2皆为关闭。
切换单元622至切换单元624中的每一个皆包括两个阀门。操作切换单元622至切换单元624类似切操作换单元621。因此，切换单元622至切换单元624的阀门操作于此不做重复描述。
图9例示本公开一些实施例的气门620的方框图。切换单元621至切换单元624以及质量流量控制器621a、621b、622a、622b、623a、623b、624a以及624b经电耦合控制器630且受控于控制器630。
在一些实施例中，气体冲洗装置600还包括感测器660，如图10所示。感测器660经配置以通过感测前置式晶圆盒100中的气体的一湿度及/或一浓度以产生一感测信号。图10例示本公开一些实施例的具有感测器660的气门620的方框图。类似于图9所示的方框图，图10中的控制器630还电耦合感测器660接收该感测信号以产生一感测接收信号。
在一些实施例中，控制器630基于该接收感测信号控制质量流量控制器621a、621b、622a、622b、623a、623b、624a以及624b用以调节该气体流量。举例而言，当在该清洁制程期间，气源600a提供该气体的该浓度(在前置式晶圆盒100中)超过一设定值时，感测器660产生该感测信号指示气源600a的该气体的该浓度过高。控制器630通过该感测接收信号，控制至少一个质量流量控制器用于连结气源600a以降低该进气流量，用以降低前置式晶圆盒100的该气体的该浓度且将该制程调回至一期望制程状态。
在一些实施例中，端121至端124的定义(进气或排气)随着不同制程变化，且随着不同前置式晶圆盒变化。图11到图14例示气体冲洗装置600在不同定义下的端121至端124的操作。应当理解，在图11到图14中仅示出气门620、前置式晶圆盒100的底部120a、气源600a以及气罐600b，且为便于理解，图11到图14中省略其他元件。
参考图11，在一些实施例中，前置式晶圆盒100仅须端121与端123执行该制程。在此实施例中，前置式晶圆盒100仅使用端121与端123。因此，喷嘴611与613分别连结端121与端123，且喷嘴612与614为闲置。
在图11的实施例中，控制器630决定该排气端的该数量为一个且该进气端的该数量为一个。控制器630控制切换单元621选择气罐600b，通过端121移除前置式晶圆盒100的该气体，且控制切换单元623选择气源600a，通过端123提供前置式晶圆盒100该气体。
质量流量控制器621b经配置以控制端121的该气体流量，且质量流量控制器621a为闲置或设置该进气流量等于零。质量流量控制器623a经配置以控制气源600a的该进气流量，且质量流量控制器623b为闲置或设置该排气流量等于零。喷嘴612与喷嘴614未使用，因此质量流量控制器622a、622b、624a以及624b为闲置或设置其气体流量(进气流量或排气流量)等于零。换言之，气源600a至端122与端124以及端122与端124至气罐600b的气体通路为断路。图11的灰线表示气源、气罐、质量流量控制器以及切换单元其间不具气体通路。
参考图12，在一些实施例中，前置式晶圆盒100须两个该进气端与两个该排气端执行该制程。在图12的实施例中，控制器630决定该排气端的该数量为二个且该进气端的该数量为二个。控制器630控制切换单元621与切换单元624选择气罐600b，分别通过端121与端124移除前置式晶圆盒100的该气体，且控制切换单元622与切换单元623选择气源600a，分别通过端122与端123提供前置式晶圆盒100该气体。
质量流量控制器621b经配置以控制端121的该气体流量，且质量流量控制器621a为闲置或设置该进气流量等于零。质量流量控制器624b经配置以控制端124的该气体流量，且质量流量控制器624a为闲置或设置该进气流量等于零。质量流量控制器622a经配置以控制气源600a的该进气流量，且质量流量控制器622b为闲置或设置该排气流量等于零。质量流量控制器623a经配置以控制气源600a的该进气流量，且质量流量控制器623b为闲置或设置该排气流量等于零。换言之，气源600a至切换单元621、624以及切换单元622、623至气罐600b的气体通路为断路。图12的灰线表示气源、气罐、质量流量控制器以及切换单元其间不具气体通路。
参考图13，在一些实施例中，前置式晶圆盒100须一个该进气端与三个该排气端执行该制程。在图13的实施例中，控制器630决定该排气端的该数量为三个且该进气端的该数量为一个。控制器630控制切换单元621、切换单元622以及切换单元624选择气罐600b，分别通过端121、端122以及端124移除前置式晶圆盒100的该气体，且控制切换单元623选择气源600a，通过端123提供前置式晶圆盒100该气体。
质量流量控制器621b经配置以控制端121的该气体流量，且质量流量控制器621a为闲置或设置该进气流量等于零。质量流量控制器622b经配置以控制端122的该气体流量，且质量流量控制器622a为闲置或设置该进气流量等于零。质量流量控制器624b经配置以控制端124的该气体流量，且质量流量控制器624a为闲置或设置该进气流量等于零。质量流量控制器623a经配置以控制气源600a的该进气流量，且质量流量控制器623b为闲置或设置该排气流量等于零。换言之，气源600a至切换单元621、622、624以及切换单元623至气罐600b的气体通路为断路。图13的灰线表示气源、气罐、质量流量控制器以及切换单元其间不具气体通路。
参考图14，在一些实施例中，前置式晶圆盒100须三个该进气端与一个该排气端执行该制程。在图14的实施例中，控制器630决定该排气端的该数量为一个且该进气端的该数量为三个。控制器630控制切换单元621选择气罐600b，通过端121移除前置式晶圆盒100的该气体，且控制切换单元622、切换单元623以及切换单元623选择气源600a，分别通过端122、端123以及端124提供前置式晶圆盒100该气体。
质量流量控制器621b经配置以控制端121的该气体流量，且质量流量控制器621a为闲置或设置该进气流量等于零。质量流量控制器622a经配置以控制气源600a的该进气流量，且质量流量控制器622b为闲置或设置该排气流量等于零。质量流量控制器623a经配置以控制气源600a的该进气流量，且质量流量控制器623b为闲置或设置该排气流量等于零。质量流量控制器624a经配置以控制气源600a的该进气流量，且质量流量控制器624b为闲置或设置该排气流量等于零。换言之，气源600a至切换单元621以及切换单元622、623以及624至气罐600b的气体通路为断路。图14的灰线表示气源、气罐、质量流量控制器以及切换单元其间不具气体通路。
图11到图14中气体冲洗装置600的上述操作仅供说明用途。各种操作的气体冲洗装置600皆在本公开考量范围内。举例而言，在各种实施例中，前置式晶圆盒100须两个该进气端与一个该排气端执行该制程。
参考图15，在一些实施例中，晶圆105还须另外气源600c及/或气源600d进行该清洁制程，其中气源600c与气源600d提供的气体不同于气源600a提供的该气体。气体冲洗装置600还连结气源600c与气源600d。
在图15的实施例中，气门620还包括耦合在切换单元621与气源600c之间的质量流量控制器621c，以及包括耦合在切换单元621与气源600d之间的质量流量控制器621d。当端121经决定为该进气端时，切换单元621经控制以选择气源600a、气源600c或气源600d以提供气体，并连结质量流量控制器621a、质量流量控制器621c或质量流量控制器621d。
气门620还包括耦合切换单元622、623以及624的质量流量控制器622c、质量流量控制器622d、质量流量控制器623c、质量流量控制器623d、质量流量控制器624c以及质量流量控制器624d(未示出)。质量流量控制器622c、622d、623c、623d、624c以及624d类似质量流量控制器621c与质量流量控制器621d，因此不做重复描述。此外，为简洁起见，图15中省略质量流量控制器622c、622d、623c、623d、624c以及624d。
如图16所示，在一些实施例中，控制器630设置在气门620外部。控制器630可与另外半导体设备共享。
参考图17到图20，图17到图20例示本公开一些实施例的气体冲洗方法1700的流程示意图。如图17所示，气体冲洗方法1700包括操作S1710、S1720以及S1730。下面详述气体冲洗方法1700的详细操作。
首先，通过气体冲洗装置600接收其中具有晶圆105的前置式晶圆盒100。对应的操作是示出在如图17所示的气体冲洗方法1700中的操作S1710。其次，气体冲洗装置600经组态以配置一清洁制程。对应的操作是示出在如图17所示的气体冲洗方法1700中的操作S1720。然后，气体冲洗装置600基于该配置的该清洁制程执行该清洁制程以清洁前置式晶圆盒100中的晶圆105。对应的操作是示出在如图17所示的气体冲洗方法1700中的操作S1730。
在一些实施例中，如图18所示，操作S1710还可包括操作S1711。在操作S1711中，一夹具夹紧前置式晶圆盒100的结合槽125以及气体冲洗装置600的机构640。
在一些实施例中，如图19所示，操作S1720还可包括操作S1721、S1722、S1723以及S1724。首先，气体冲洗装置600决定用于气源600a的该数量的该进气端且用于气罐600b的该数量的该排气端。对应的操作是示出在如图19所示的气体冲洗方法1700中的操作S1721。其次，气体冲洗装置600决定气源600a的该进气流量以及至气罐600b的该排气流量。对应的操作是示出在如图19所示的气体冲洗方法1700中的操作S1722。然后，气体冲洗装置600决定用于气体源600c的该数量的该进气端。对应的操作是示出在如图19所示的气体冲洗方法1700中的操作S1723。最后，气体冲洗装置600决定用于气体源600c的该进气流量。对应的操作是示出在如图19所示的气体冲洗方法1700中的操作S1724。在一些实施例中，操作S1720还可决定用于气源600d的该数量的该进气端，且经配置以决定气源600d的该进气流量。
在一些实施例中，如图20所示，操作S1730还可包括操作S1731、S1732、S1733、S1734、S1735、S1736以及S1737。首先，气体冲洗装置600控制该进气端连结相应的该切换单元选择气源600a以提供前置式晶圆盒100气体。对应的操作是示出在如图20所示的气体冲洗方法1700中的操作S1731。其次，气体冲洗装置600控制该排气端连结相应的该切换单元选择气罐600b以接收前置式晶圆盒100的气体。对应的操作是示出在如图20所示的气体冲洗方法1700中的操作S1732。然后，气体冲洗装置600控制该进气端连结相应的该切换单元选择气源600c以提供前置式晶圆盒100气体。对应的操作是示出在如图20所示的气体冲洗方法1700中的操作S1733。然后，气体冲洗装置600设置相应的质量流量控制器用以造成期望的气体流量。对应的操作是示出在如图20所示的气体冲洗方法1700中的操作S1734。接着，气体冲洗装置600的气源600a通过相应的该进气端提供前置式晶圆盒100气体。对应的操作是示出在如图20所示的气体冲洗方法1700中的操作S1735。之后，气体冲洗装置600的气源600c通过相应的该进气端提供前置式晶圆盒100气体。对应的操作是示出在如图20所示的气体冲洗方法1700中的操作S1736。最后，气体冲洗装置600通过相应的该排气端接收前置式晶圆盒100气体。对应的操作是示出在如图20所示的气体冲洗方法1700中的操作S1737。在一些实施例中，操作S1730还可经配置以控制该进气端连结相应的该切换单元选择气源600d以提供前置式晶圆盒100气体，且还经配置以设置相应质量流量控制器用于造成气源600d的决定气体流量。
在一些方法中，晶圆容器具有不同的配置，例如不同数量的气端。当一冲洗装置在不同晶圆容器上执一冲洗制程，该冲洗装置须进行硬件修改以符合不同晶圆容器的要求。然而，硬件修改昂贵。由于不同的晶圆容器，冲洗制程成本因此增加。
相较上述方式，本公开的一些实施例中，气体冲洗装置600以及气体冲洗方法1700能够控制切换单元621至624选择气源600a或气罐600b，以提供前置式晶圆盒100气体或移除前置式晶圆盒100的气体。即便不同配置的前置式晶圆盒100，亦不须修改硬件。因此，使用气体冲洗装置600以及气体冲化方法1700可降低制程成本且减少修改硬件的时间。
本公开的一实施例提供一种气体冲洗装置，包括一第一喷嘴以及一气门。该第一喷嘴通过一前置式晶圆盒的一第一端连接该前置式晶圆盒。该气门通过该第一管道连结该第一喷嘴。该气门包括一质量流量控制器、一第二质量流量控制器以及一第一切换单元。该第一质量流量控制器经配置以控制一第一流量的一第一气体。该第二质量流量控制器经配置以控制一第二流量的一第二气体。该第一切换单元耦合该第一质量流量控制器以及第二质量流量控制器，且经配置以根据一制程组态，通过该第一管道提供该第一喷嘴该第一第一气体或通过第一管道接收该第一喷嘴的一第二气体。
本公开的另一实施例提供一种气体冲洗方法，包括操作：通过该气体冲洗装置接收其中具有多个晶圆的一前置式晶圆盒；决定该气体冲洗装置的该第一数量的该第一进气端以及该气体冲洗装置的该第二数量的该第二排气端；以及根据该第一数量以及该第二数量以清洁该前置式晶圆盒中的该晶圆。清洁该晶圆包括：通过该气体冲洗装置的一气门，通过该第一进气端提供该前置式晶圆盒该第一流量的该第一气体；以及通过该气门，通过该第二排气端接收该前置式晶圆盒的该第二流量的该第二气体。
虽然已详述本公开及其优点，然而应理解可进行各种变化、取代与替代而不脱离权利要求所定义的本公开的精神与范围。例如，可用不同的方法实施上述的许多制程，并且以其他制程或其组合替代上述的许多制程。
再者，本申请案的范围并不受限于说明书中所述的制程、机械、制造、物质组成物、手段、方法与步骤的特定实施例。该技艺的技术人士可自本公开的揭示内容理解可根据本公开而使用与本文所述的对应实施例具有相同功能或是达到实质上相同结果的现存或是未来发展的制程、机械、制造、物质组成物、手段、方法、或步骤。据此，此等制程、机械、制造、物质组成物、手段、方法、或步骤是包括于本申请案的权利要求内。

Claims (15)

1.一种气体冲洗装置，包括：
一第一喷嘴，通过一前置式晶圆盒的一第一端连结该前置式晶圆盒；以及
一气门，通过一第一管道连结该第一喷嘴，其中该气门包括：
一第一质量流量控制器，经配置以控制一第一流量的一第一气体；
一第二质量流量控制器，经配置以控制一第二流量的一第二气体；
一第一切换单元，耦合该第一质量流量控制器以及该第二质量流量控制器，且经配置以根据一制程组态，通过该第一管道以提供该第一喷嘴该第一气体或通过该第一管道以接收该第一喷嘴的该第二气体；
一第二喷嘴，通过该前置式晶圆盒的一第二端连结该前置式晶圆盒；
一第三喷嘴，通过该前置式晶圆盒的一第三端连结该前置式晶圆盒；以及
一第四喷嘴，通过该前置式晶圆盒的一第四端连结该前置式晶圆盒，其中，该气门还通过一第二管道连结该第二喷嘴，通过该第二管道以提供该第二喷嘴该第一气体或通过该第二管道以接收该第二喷嘴的该第二气体，
其中，该气门还分别通过一第三管道以及一第四管道连结该第三喷嘴以及该第四喷嘴，通过该第三管道以提供该第三喷嘴该第一气体或通过该第三管道以接收该第三喷嘴的该第二气体，通过该第四管道以提供该第四喷嘴该第一气体或通过该第四管道以接收该第四喷嘴的该第二气体。
2.如权利要求1所述的气体冲洗装置，该气门还包括：
一第三质量流量控制器，经配置以控制一第三流量的该第一气体；
一第四质量流量控制器，经配置以控制一第四流量的该第二气体；以及
一第二切换单元，耦合该第三质量流量控制器以及该第四质量流量控制器，且经配置以根据该制程组态，通过该第二管道以提供该第二喷嘴该第一气体或通过该第二管道以接收该第二喷嘴的该第二气体。
3.如权利要求2所述的气体冲洗装置，其中当通过该第一切换单元提供该第一喷嘴该第一气体时，通过该第二切换单元接收该第二喷嘴的该第二气体。
4.如权利要求2所述的气体冲洗装置，该气门还包括：
一第五质量流量控制器，经配置以控制一第五流量的该第一气体；
一第六质量流量控制器，经配置以控制一第六流量的该第二气体；
一第七质量流量控制器，经配置以控制一第七流量的该第一气体；
一第八质量流量控制器，经配置以控制一第八流量的该第二气体；
一第三切换单元，耦合该第五质量流量控制器以及该第六质量流量控制器，且经配置以根据该制程组态，通过该第三管道以提供该第三喷嘴该第一气体，或通过该第三管道以接收该第三喷嘴的该第二气体；以及
一第四切换单元，耦合该第七质量流量控制器以及该第八质量流量控制器，且经配置以根据该制程组态，通过该第四管道以提供该第四喷嘴该第一气体，或通过该第四管道以接收该第四喷嘴的该第二气体。
5.如权利要求4所述的气体冲洗装置，其中通过该第一切换单元提供该第一喷嘴该第一气体，且分别通过该第二切换单元、该第三切换单元以及该第四切换单元接收该第二喷嘴、第三喷嘴以及该第四喷嘴的该第二气体。
6.如权利要求4所述的气体冲洗装置，其中分别通过该第一切换单元以及该第三切换单元提供该第一喷嘴以及该第三喷嘴该第一气体，且分别通过该第二切换单元以及该第四切换单元接收该第二喷嘴以及该第四喷嘴的该第二气体。
7.如权利要求4所述的气体冲洗装置，其中分别通过该第一切换单元、该第三切换单元以及该第四切换单元提供该第一喷嘴、该第三喷嘴以及该第四喷嘴该第一气体，且通过该第二切换单元接收该第二喷嘴的该第二气体。
8.如权利要求4所述的气体冲洗装置，其中该气门还包括：
一控制器，经配置以控制该第一切换单元、该第二切换单元、该第三切换单元、该第四切换单元、该第一质量流量控制器、该第二质量流量控制器、该第三质量流量控制器、该第四质量流量控制器、该第五质量流量控制器、该第六质量流量控制器、该第七质量流量控制器以及该第八质量流量控制器。
9.如权利要求8所述的气体冲洗装置，其中该控制器还经配置以接收一感测器产生的一感测信号，其中该感测器经配置以感测该前置式晶圆盒的该第一气体的一湿度、一浓度及/或该第二气体的一浓度，其中该控制器还根据该感测信号以控制该第一切换单元、该第二切换单元、该第三切换单元、该第四切换单元、该第一质量流量控制器、该第二质量流量控制器、该第三质量流量控制器、该第四质量流量控制器、该第五质量流量控制器、该第六质量流量控制器、该第七质量流量控制器以及该第八质量流量控制器。
10.如权利要求9所述的气体冲洗装置，其中该控制器通过一可编程逻辑控制器实现。
11.如权利要求1所述的气体冲洗装置，还包括：
一机构，经配置以夹紧且连结该前置式晶圆盒。
12.如权利要求1所述的气体冲洗装置，其中该气体冲洗装置经配置以提供该前置式晶圆盒中多个晶圆该第一气体，且该多个晶圆为12英寸及/或18英寸晶圆。
13.如权利要求1所述的气体冲洗装置，其中该第一切换单元包括：
一第一阀门，经配置被打开以提供该第一喷嘴该第一气体；以及
一第二阀门，经配置被打开以接收该第一喷嘴的该第二气体，
其中，当该第一阀门被打开时，该第二阀门被关闭，且当该第一阀门被关闭时，该第二阀门被打开。
14.如权利要求1所述的气体冲洗装置，其中该气门还包括：
一第九质量流量控制器，经配置以控制一第九流量的一第三气体，其中该第三气体不同于该第一气体以及该第二气体，
其中该第一切换单元还耦合该第九质量流量控制器，且经配置以通过该第一管道提供该第一喷嘴该第三气体。
15.如权利要求14所述的气体冲洗装置，其中该气门还包括：
一第十质量流量控制器，经配置以控制一第十流量的一第四气体，其中该第四气体不同于该第一气体、该第二气体以及该第三气体，
其中该第一切换单元还耦合该第十质量流量控制器，且经配置以通过该第一管道提供该第一喷嘴该第四气体。
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