CN117859198A - 用于减少晶片容器微环境中的污染的吸附剂及方法 - Google Patents
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Abstract
本公开提供一种吸附剂，其可经结构化用于晶片容器微环境中。这些吸附剂的装载物可针对要从所述晶片容器微环境移除的特定污染物而定制。所述装载物可包含用于一或多种污染物的吸附剂，所述污染物包含酸、碱、可冷凝有机化合物、及/或挥发性有机化合物。所述吸附剂可进一步包含除湿材料，例如分子筛。要移除的污染物可通过所述晶片容器的清洁或分级条件、工艺中使用的先前吸附剂的测试来确定。
Description
技术领域
本公开涉及经配置用于晶片容器中的吸附剂，及使用此类吸附剂从晶片容器目标性地移除污染物的方法。
背景技术
半导体晶片的处理需要极清洁的条件。然而，晶片容器的清洁及/或分级(staging)、一些工艺化学品及从晶片容器本身的排气可将污染物引入到晶片容器内的微环境。
发明内容
本公开涉及经配置用于晶片容器中的吸附剂，及使用此类吸附剂从晶片容器目标性地移除污染物的方法。
通过将吸附剂引入到晶片容器中，例如通过提供可装配在晶片槽中或所述晶片容器内的专门容纳处的吸附剂，可从晶片容器微环境移除污染物。此可改善所述晶片容器微环境的清洁度与纯度，及从而改善在所述晶片容器微环境内进行的工艺的精度与良率。
基于所使用的工艺化学品、清洁及/或分级条件及特定工艺对不同污染物的敏感性的差异，晶片容器内的潜在污染物可因应用而明显不同。通过基于特定应用定制吸附剂的装载物，吸附剂装载物可增加移除所关注污染物的效率。
在实施例中，一种减少晶片容器微环境内的污染的方法包含确定要从所述晶片容器微环境移除的一或多种污染物。所述方法进一步包含基于所述一或多种污染物为吸附剂介质选择一或多种成分。所述方法还包含基于所述一或多种污染物确定所述一或多种成分中的每一者的装载物。所述方法进一步包含制备吸附剂材料，其包含所述一或多种成分中的每一者的确定装载物。所述吸附剂材料经配置以当晶片存在于晶片容器微环境中时放置在所述晶片容器微环境中。
在实施例中，用于所述吸附剂介质的所述一或多种成分是从由碳材料、分子筛、离子交换树脂及沸石组成的群组选择。
在实施例中，确定所述一或多种污染物包含测试样品吸附剂，其已放置在测试晶片容器微环境中，使得其已吸收潜在污染物。
在实施例中，确定所述一或多种成分中的每一者的所述装载物包含测试样品吸附剂，其已放置在测试晶片容器微环境中，使得其已吸收潜在污染物。
在实施例中，确定所述一或多种污染物是基于界定所述晶片容器微环境的晶片容器的分级期间的周围条件。
在实施例中，确定所述一或多种成分中的每一者的所述装载物是基于界定所述晶片容器微环境的晶片容器的分级期间的周围条件。
在实施例中，确定所述一或多种污染物是基于界定所述晶片容器微环境的所述晶片容器的材料组合物。
在实施例中，确定所述一或多种成分中的每一者的所述装载物是基于界定所述晶片容器微环境的所述晶片容器的材料组合物。
在实施例中，确定所述一或多种成分是基于在所述晶片容器微环境内进行的工艺中使用的一或多种材料。
在实施例中，确定所述一或多种成分中的每一者的所述装载物是基于在所述晶片容器微环境内进行的工艺中使用的一或多种材料。
在实施例中，界定所述晶片容器微环境的晶片容器是前开式晶片传送盒(FOUP)。
在实施例中，所述一或多种污染物是从由无机酸、碱、挥发性有机化合物及可冷凝有机化合物组成的群组选择。
在实施例中，所述吸附剂材料经塑形使得其可装配在所述晶片容器微环境的晶片槽中。在实施例中，所述吸附剂材料具有与经配置以放置在所述晶片容器微环境内的晶片相同的形状及尺寸。
在实施例中，所述方法进一步包含将所述吸附剂材料放置在所述晶片容器微环境内，且其中当所述一或多种污染物存在于所述微环境中时，所述吸附剂材料吸附所述污染物。
在实施例中，所述吸附剂材料在晶片处理操作期间吸附所述一或多种污染物。在实施例中，所述吸附剂材料在晶片存储操作期间吸附所述一或多种污染物。
在实施例中，所述吸附剂材料放置在位于所述晶片容器微环境内的吸附剂固持器中。
附图说明
图1展示根据实施例的用于晶片容器中的吸附剂。
图2展示根据实施例的经配置成容纳吸附剂的晶片容器。
图3展示根据实施例的用于减少晶片容器内的特定污染物的方法的流程图。
具体实施方式
本公开涉及经配置用于晶片容器中的吸附剂，及使用此类吸附剂从晶片容器目标性地移除污染物的方法。
图1展示根据实施例的用于晶片容器中的吸附剂的分解图。吸附剂100包含吸附剂体102，其含有吸附剂介质104及包住吸附剂介质的覆盖物106。覆盖物106可在外围108处密封。
吸附剂100经配置为放置在晶片容器微环境中。在实施例中，吸附剂100经设置大小及塑形，使得其可装配在用于容纳晶片的容器的槽中的一者中。在实施例中，吸附剂100经塑形及设置大小为与要容纳在晶片容器内的晶片类似或相同，例如350mm晶片或放置在晶片容器微环境中的晶片的任何其它大小及形状。在实施例中，吸附剂100经塑形及设置大小为与要容纳在晶片容器内的晶片不同，同时保持能够插入到及保持在晶片容器的晶片槽中的一者中。例如，经配置以容纳圆形晶片的晶片容器可具有吸附剂100，其形状为正方形，但其经设置大小以装配在晶片容器的晶片槽内。虽然图1中所示的吸附剂100经设置大小及塑形以放置在晶片槽内，但应理解，类似组合物及/或构造的吸附剂可制成具有适合于放置在晶片容器内设置的吸附剂固持器中的大小及形状，例如如下所述及如图2所示。
吸附剂体102是吸附剂100的主体。吸附剂体含有吸附剂介质104。在实施例中，吸附剂体是含有吸附剂介质104的装载物的层压物。吸附剂体102可经塑形及设置大小，使得所得吸附剂100可装配在晶片容器内的吸附剂固持器中，例如通过将包含吸附剂介质104的经形成层压物切割成预定形状。
吸附剂介质104可包含用于从晶片容器微环境移除一或多种选定污染物的任何一或多种合适的吸附剂。污染物的非限制性实例包含挥发性有机化合物(VOC)、半冷凝有机化合物、可冷凝有机化合物、酸、碱、离子污染物及类似物。作为非限制性实例，吸附剂可包含碳材料、分子筛、离子交换树脂、沸石或用于从环境移除污染物的任何其它合适的吸附剂或其组合。吸附剂介质104的装载物可为依据经选择以便包含的介质及此经选择介质的量而选择的用于吸附一或多种特定目标污染物的装载物。目标污染物的确定可根据任何合适的方法，例如本文所述及图3所示的方法。定制吸附剂介质104的装载物可改善吸附剂介质104的效率，因为不必要或不太有效的成分可从吸附剂介质省略。吸附剂体102可进一步含有用于从晶片容器微环境移除水分的任何合适的材料，例如，一或多种分子筛、干燥剂或类似物。
吸附剂主体102可由覆盖物106包住。覆盖物106可为用于包装吸附剂主体102同时允许气体通过使得污染物可被吸附剂介质104捕获以从晶片容器微环境移除的任何合适的多孔材料。在实施例中，覆盖物106可包含织造材料及/或非织造材料。在实施例中，覆盖物106包含聚合物材料。在实施例中，覆盖物106可包含聚酯非织造材料。覆盖物106可包含两个或更多个彼此连接的部分，使得其包住吸附剂主体。例如，覆盖物106可包含经塑形成类似于吸附剂主体102且大小稍大的两部分材料。所述两部分材料可放置在吸附剂主体的任一侧上且在材料部分的外围108处彼此连接。两个或更多个材料部分可通过任何合适的连接材料部分的方法来连接，例如通过焊接。在实施例中，焊接是超声波焊接。
图2展示根据实施例的经配置以容纳吸附剂的晶片容器。晶片容器200包含容器体202，其包含开口端204及门206。由容器体202界定的内部空间包含晶片槽208。任选地，晶片容器200可包含吸附剂固持器210。
晶片容器200是用于处理、运输及/或存储晶片(例如半导体晶片)的容器。晶片容器200可为例如前开式晶片传送盒(FOUP)。容器体202界定晶片容器200内的内部空间，其中在容器体202的一侧上设置开口端204。开口端204可允许晶片放置在由容器体202界定的内部空间内及/或从所述内部空间移除。门206可用于关闭开口端204。当开口端204由门206关闭时，可形成密封，使得晶片容器200内的内部空间提供微环境。
容器体202的内表面可包含界定晶片槽208的特征。每一晶片槽208可包含用于固持晶片的一或多个支撑结构，例如凸缘、突片、梁或任何其它合适的支撑结构。每一晶片槽208经配置以容纳一个晶片并以适合于处理、运输及/或存储的方式将其定位于晶片容器200内。在实施例中，可将吸附剂，例如上述及图1所示的吸附剂100放置于晶片槽208中的至少一者中，以吸附晶片容器200内的微环境内的目标污染物。
任选地，晶片容器200可包含吸附剂固持器210。吸附剂固持器210可为与晶片槽208分离的经配置以容纳吸附剂的一或多个结构。例如，吸附剂固持器210可包含一或多个夹子、笼、袋子或类似物，其经配置以将吸附剂保持在晶片容器200内提供的微环境内。吸附剂固持器210可经集成到或经附接到晶片容器体202及门206中的至少一者。在实施例中，吸附剂固持器210可经集成到任何其它合适的组件，所述组件经集成到或附接到晶片容器体202或门206，例如用于容器的牌照固持器、净化组件或类似物。每一吸附剂固持器210可经配置使得气体可通过吸附剂固持器以与其中含有的吸附剂相互作用，使得吸附剂可从界定在晶片容器200内的微环境的内容物移除污染物。
图3展示根据实施例的用于减少晶片容器内的特定污染物的方法的流程图。方法300包含确定要从晶片容器微环境移除的一或多种污染物302。方法300进一步包含基于污染物为吸附剂介质选择一或多种成分304且基于所述污染物确定成分中的每一者的装载物306。方法300进一步包含制备吸附剂308，其包含成分的确定装载物。方法300可任选地包含将吸附剂放置到晶片容器中310及加入晶片存储操作312或晶片处理操作314。在实施例中，方法300进一步包含在310处将吸附剂放置到晶片容器中之后对其进行测试316。
可在302处确定要从晶片容器微环境移除的一或多种污染物。要移除的污染物可为特定于晶片容器微环境或所述微环境中的特定工艺或活动的污染物。污染物的选择可基于晶片容器的组合物、晶片容器的分级条件、使用晶片容器的工艺、污染物的影响或关于污染物的存在及/或影响的任何其它合适的标准。要移除的污染物可为例如酸、碱、离子污染物及/或有机化合物，例如挥发性有机化合物或可冷凝有机化合物。作为非限制性实例，要移除的污染物可包含来自周围环境的污染物，例如分级或处置条件、工艺化学品、来自晶片容器或其内容物的排气产物、水分或可存在于晶片容器微环境中的任何其它可能污染物。
在实施例中，在302处确定一或多种污染物可包含测试吸附剂，其已在代表性晶片容器微环境中使用。例如，可将样品吸附剂放置在测试晶片容器内且随后进行测试以确定捕获的污染物。在实施例中，方法300可通过测试根据方法300制备的吸附剂及将吸附剂放置在微环境中310，及随后测试所述吸附剂316而迭代。可基于此测试的结果确定要移除的污染物。测试可为能够识别污染物的存在或浓度的任何合适的测试，例如，作为非限制性实例，热重分析、逸出气体分析、气相层析质谱分析、质子转移反应质谱分析及其组合及类似者。在实施例中，可基于从列表的选择而确定要移除的污染物，例如识别最关注的污染物及确定要从微环境移除的污染物。可基于污染物对特定工艺的影响、与特定污染物相关联的任何风险、其相对或绝对浓度或任何其它合适的标准来确定所关注的污染物。
在实施例中，可在302处基于对晶片容器微环境处或周围的特定条件的了解来确定一或多种污染物。在实施例中，确定一或多种污染物是基于界定晶片容器微环境的晶片容器的分级期间的周围条件。在实施例中，确定一或多种污染物是基于在晶片容器微环境内进行的工艺中使用的一或多种材料。在实施例中，一或多种污染物可基于对晶片容器微环境内的潜在排气的了解来确定，例如通过基于界定晶片容器微环境的晶片容器的材料组合物。
方法300进一步包含基于污染物为吸附剂介质选择一或多种成分304。可基于对关于一或多种确定污染物的成分的性质的了解来选择成分。用于吸附剂介质的成分的非限制性实例包含碳材料、分子筛、离子交换树脂、沸石及其组合。方法300进一步包含确定每一成分的装载物306。装载物包含每一成分的量，例如吸附剂的单位面积或体积的每一成分的质量。可基于成分与一或多种确定污染物之间的关系来确定装载物。在实施例中，装载物可解释成分之间的相互作用，例如影响其吸附效力的任何相互作用。在实施例中，装载物是基于要吸收的每一污染物的相对量。在实施例中，装载物是基于移除污染物的相对重要性，例如由于污染物对在晶片容器微环境中进行的工艺的影响。成分及装载物的确定允许制备适合晶片容器微环境的特定需要或晶片容器及其界定的微环境的特定用途的吸附剂。
方法300还包含制备吸附剂308，其包含成分的确定装载物。吸附剂可通过任何合适的制备吸附剂的方法来制备。例如，吸附剂可为上述及图1所示的吸附剂100。在实施例中，在308处制备吸附剂可包含提供层压体，其含有在306处针对304处确定的成分所确定的装载物。在308处的吸附剂的制备可进一步包含用覆盖物包住吸附剂体，例如多孔覆盖物，例如织造或非织造材料。覆盖物可为聚合物材料，例如聚合物。在实施例中，覆盖物是聚酯非织造材料。可通过提供经连接的多个覆盖物区段(例如通过焊接，例如超声波焊接)而使覆盖物包住吸附剂体。可任选地地移除焊接外的多余材料以产生吸附剂。
方法300可任选地包含将吸附剂放置到晶片容器中310。吸附剂在晶片容器中的放置可根据吸附剂的大小与形状及晶片容器的结构来执行。在实施例中，吸附剂可放置到晶片容器的晶片槽中。在实施例中，吸附剂可放置在位于由晶片容器界定的内部空间中的固持器中。一旦吸附剂放置在晶片容器内，晶片容器就可被关闭以界定微环境。吸附剂可通过凭借包含在吸附剂中的成分的装载物吸附污染物而从微环境移除污染物。一旦晶片容器关闭，就可使用晶片容器，例如通过加入晶片存储操作312或晶片处理操作314。
在实施例中，方法300进一步包含在310处将吸附剂放置到晶片容器中之后对其进行测试316。例如，测试可为吸附剂介质的破坏性测试。例如，在316处的测试可用于确定吸附剂在晶片容器内310时其所捕获的污染物的量。在316处的测试结果可用于方法300的迭代以精进在302处污染物的确定、在304处成分的确定，及/或在306处吸附剂介质中成分的装载物。
表1展示从现存前开式晶片传送盒(FOUP)内获取的样品的色谱图的结果。
表1：
| 浓度单位： | ppbV | μg/m3 |
| 总有机物(既可冷凝又具挥发性) | 57 | 260 |
| 总可冷凝有机物(仅HMW) | 14 | 63 |
如表1所示，FOUP微环境包含大量存在的既可冷凝又具挥发性的有机物。这些有机物中的一些可能是非预期的，其取决于在FOUP内存储或处理的内容物。在非限制性实例中，这些色谱图结果可用于识别要从FOUP微环境移除的一或多种污染物。例如，基于表1，可选择特别用于移除有机物，特别是挥发性有机物的吸附剂材料，以包含在用于FOUP中的吸附剂的装载物中。
表2展示根据实施例的通过从含有吸附剂的FOUP内取得的样品的色谱图获得的总有机物及总可冷凝有机物的浓度。在具有表2中所示结果的色谱图的实施例中，将具有经选择以移除甲苯的成分的吸附剂放置在先前用于产生表1的FOUP微环境中。
表2：
| 浓度单位： | ppbV | μg/m3 |
| 总有机物(既可冷凝又具挥发性) | 5.6 | 25 |
| 总可冷凝有机物(仅HMW) | 0.1 | 0.6 |
如在表2中可见，在包含吸附剂的FOUP微环境中的结果展示在FOUP微环境内具挥发性且可冷凝有机物的含量显著降低。与表1相比，添加吸附剂展示出FOUP微环境内有机化合物(包含可冷凝有机物)的存在减少到约十分之一。因此，目标吸附剂展示出显著减少FOUP微环境内目标污染物存在的能力。类似目标定位可使用适于污染物或污染物组合的吸附剂的装载物而用于任何合适的污染物或污染物组合。
方面：
方面1.一种减少晶片容器微环境内的污染的方法，其包括：
确定要从所述晶片容器微环境移除的一或多种污染物；
基于所述一或多种污染物为吸附剂介质选择一或多种成分；
基于所述一或多种污染物确定所述一或多种成分中的每一者的装载物；
制备吸附剂材料，其包含所述一或多种成分中的每一者的所述确定装载物，其中所述吸附剂材料经配置以当晶片存在于所述晶片容器微环境中时放置在所述晶片容器微环境中。
方面2.根据方面1所述的方法，其中用于所述吸附剂介质的所述一或多种成分是从由碳材料、分子筛、离子交换树脂及沸石组成的群组选择。
方面3.根据方面1到2中任一方面所述的方法，其中确定所述一或多种污染物包含测试样品吸附剂，其已放置在测试晶片容器微环境中，使得其已吸收潜在污染物。
方面4.根据方面1到3中任一方面所述的方法，其中确定所述一或多种成分中的每一者的所述装载物包含测试样品吸附剂，其已放置在测试晶片容器微环境中，使得其已吸收潜在污染物。
方面5.根据方面1到4中任一方面所述的方法，其中确定所述一或多种污染物是基于界定所述晶片容器微环境的晶片容器的分级期间的周围条件。
方面6.根据方面1到5中任一方面所述的方法，其中确定所述一或多种成分中的每一者的所述装载物是基于界定所述晶片容器微环境的晶片容器的分级期间的周围条件。
方面7.根据方面1到6中任一方面所述的方法，其中确定所述一或多种污染物是基于界定所述晶片容器微环境的所述晶片容器的材料组合物。
方面8.根据权利要求1到7中任一权利要求所述的方法，其中确定所述一或多种成分中的每一者的所述装载物是基于界定所述晶片容器微环境的所述晶片容器的材料组合物。
方面9.根据方面1到8中任一方面所述的方法，其中确定所述一或多种成分是基于在晶片容器微环境内进行的工艺中使用的一或多种材料。
方面10.根据方面1到9中任一方面所述的方法，其中确定所述一或多种成分中的每一者的所述装载物是基于在所述晶片容器微环境内进行的工艺中使用的一或多种材料。
方面11.根据方面1到10中任一方面所述的方法，其中界定所述晶片容器微环境的晶片容器是前开式晶片传送盒(FOUP)。
方面12.根据方面1到11中任一方面所述的方法，其中所述一或多种污染物从由无机酸、碱、挥发性有机化合物及可冷凝有机化合物组成的群组选择。
方面13.根据方面1到12中任一方面所述的方法，其中所述吸附剂材料经塑形使得其可装配在所述晶片容器微环境的晶片槽中。
方面14.根据方面13所述的方法，其中所述吸附剂材料具有与经配置以放置在所述晶片容器微环境内的晶片相同的形状及尺寸。
方面15.根据方面1到14中任一方面所述的方法，其进一步包括将所述吸附剂材料放置在所述晶片容器微环境内，且其中当所述一或多种污染物存在于所述微环境中时，所述吸附剂材料吸附所述污染物。
方面16.根据方面15所述的方法，其中所述吸附剂材料在晶片处理操作期间吸附所述一或多种污染物。
方面17.根据方面15到16中任一方面所述的方法，其中所述吸附剂材料在晶片存储操作期间吸附所述一或多种污染物。
方面18.根据方面1到17中任一方面所述的方法，其中所述吸附剂材料放置在位于所述晶片容器微环境内的吸附剂固持器中。
在本申请中公开的实例在所有方面都被认为是阐释性的而不是限制性的。本发明的范围由所附权利要求书而不是由前述描述指示；且在权利要求书范围的等效含义及范围内的所有变化都希望包含在其中。
Claims (18)
1.一种减少晶片容器微环境内的污染的方法，其包括：
确定要从所述晶片容器微环境移除的一或多种污染物；
基于所述一或多种污染物为吸附剂介质选择一或多种成分；
基于所述一或多种污染物确定所述一或多种成分中的每一者的装载物；
制备吸附剂材料，其包含所述一或多种成分中的每一者的所述确定装载物，其中所述吸附剂材料经配置以当晶片存在于所述晶片容器微环境中时放置在所述晶片容器微环境内。
2.根据权利要求1所述的方法，其中用于所述吸附剂介质的所述一或多种成分是从由碳材料、分子筛、离子交换树脂及沸石组成的群组选择。
3.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述一或多种污染物包含测试样品吸附剂，其已放置在测试晶片容器微环境中，使得其已吸收潜在污染物。
4.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述一或多种成分中的每一者的所述装载物包含测试样品吸附剂，其已放置在测试晶片容器微环境中，使得其已吸收潜在污染物。
5.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述一或多种污染物是基于界定所述晶片容器微环境的晶片容器的分级期间的周围条件。
6.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述一或多种成分中的每一者的所述装载物是基于界定所述晶片容器微环境的晶片容器的分级期间的周围条件。
7.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述一或多种污染物是基于界定所述晶片容器微环境的所述晶片容器的材料组合物。
8.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述一或多种成分中的每一者的所述装载物是基于界定所述晶片容器微环境的所述晶片容器的材料组合物。
9.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述一或多种成分是基于在所述晶片容器微环境内进行的工艺中使用的一或多种材料。
10.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述一或多种成分中的每一者的所述装载物是基于在所述晶片容器微环境内进行的工艺中使用的一或多种材料。
11.根据权利要求1所述的方法，其中界定所述晶片容器微环境的晶片容器是前开式晶片传送盒(FOUP)。
12.根据权利要求1所述的方法，其中所述一或多种污染物从由无机酸、碱、挥发性有机化合物及可冷凝有机化合物组成的群组选择。
13.根据权利要求1所述的方法，其中所述吸附剂材料经塑形使得其可装配在所述晶片容器微环境的晶片槽中。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述吸附剂材料具有与经配置以放置在所述晶片容器微环境内的晶片相同的形状及尺寸。
15.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括将所述吸附剂材料放置在所述晶片容器微环境内，且其中当所述一或多种污染物存在于所述微环境中时，所述吸附剂材料吸附所述污染物。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述吸附剂材料在晶片处理操作期间吸附所述一或多种污染物。
17.根据权利要求15所述的方法，其中所述吸附剂材料在晶片存储操作期间吸附所述一或多种污染物。
18.根据权利要求1所述的方法，其中将所述吸附剂材料放置在位于所述晶片容器微环境内的吸附剂固持器中。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US202163224564P | 2021-07-22 | 2021-07-22 | |
| US63/224,564 | 2021-07-22 | ||
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|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| Country | Link |
|---|---|
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2022
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