CN1625795A - 微环境方式半导体制造装置 - Google Patents

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Abstract

本发明是在备有载入晶片的开口处(98)的半导体制造装置中，使晶片(73)传送在密闭容器(71)中进行的微环境方式半导体制造装置(76)。即备有净化空气喷出装置(1)的半导体制造装置，在位于半导体制造装置上述载入晶片开口处前面的上述密闭容器打开时，为防止外部空气从该密闭容器敞开的开口处(74)流入，净化空气喷出装置(1)在上述密闭容器开口处和上述载入晶片开口处之间形成净化空气帘幕。

Description

微环境方式半导体制造装置
技术领域
本发明涉及在制造半导体用净化室中使用的微环境方式半导体制造装置，特别是涉及在晶片密闭装置和半导体制造装置之间传送晶片时，为防止外部空气进入密闭装置内，在半导体制造装置送入晶片的开口处设有清扫空气喷出装置的微环境方式半导体制造装置。
背景技术
以前，为节省投资和能源，制造半导体用净化室采用将晶片的传送和处理放在密闭容器中进行的微环境方式，而且，由于采用由一块晶片制许多半导体芯片，晶片尺寸正向直径300mm发展。
对300mm直径这一代的微环境方式半导体制造装置，正决定把收纳晶片的密闭容器，以及为使来自上述密闭容器的晶片在半导体制造装置内出入时不接触外部空气而设装载部分的做法当作世界标准。
现有技术中，设置在净化室70内的微环境方式半导体制造装置如图19和图20所示，其中，图19是现有技术微环境方式半导体制造装置的纵剖面简图，图20是密闭容器和装载装置的装配分解斜视图。在密闭容器71的接收部分72，连续多次收放晶片73；上述密闭容器71，采用盖75闭锁上述晶片73的出入口74使之密闭，并置于台盘79上，台盘79前后移动自如地设置在与半导体制造装置76前面板77一体安装的装载部分78上。
上述半导体制造装置76中央部分设置的区域划分壁80将前方侧的高净化空间81和后方侧的低净化空间82区分开。
上述高净化空间81上方顶面，设置了带有风扇83和过滤器84的风扇过滤组件85，并由该风扇过滤组件85向高净化空间81输送净化空气86，以保持高净化氛围。
上述半导体制造装置76中，在高净化空间81的前面板77面对密闭容器71的盖75的位置处，设置了开口处87，通过该开口处87将晶片73从该密闭容器71内取出至高净化空间81内、或者将其装入密闭容器71之内，且与装载部分78的开口处98连通。
电动机88固定在上述前面板77内面的下部，介于该电动机88和与之联动的减速机构(图中未示)之间并在上下前后方向上移动自如的开关臂89连接在上述减速机构上，同时在该开关臂89上方上述的开口处87一侧，契合(结合)固定在上述密闭容器71的盖75上，而使盖75连接固定在开关板90上。另外，图中91是突设在上述板90上的契合凸起，将该契合凸起91契合固定于设置在盖75上的契合受部92，使上述板90与盖75成为一体。
为了将晶片73从密闭容器71中取出至上述高净化空间81内或者插入密闭容器71，在该高净化空间81中设置了上方备有臂93的遥控机械装置(自动装置)94。晶片73由上述密闭容器71移载到上述臂93上，再从该高净化空间81内取出，通过上述遥控机械装置94送到设置在低净化空间82内的小室95中进行加工。然后，把上述加工过的晶片73从上述小室95移载到上述臂93上，再装入上述密闭容器71。
为将收纳在上述密闭容器71中的晶片73移载到臂93上并取出，首先启动电动机88，使开关臂89向前移动，将板90的契合凸起91，契合固定在密闭容器71的盖75的契合受部92上，从而使上述板90与盖75成为一体；再使上述开关臂89向后移动，盖75被打开并与板90一起被拉进高净化空间81内，然后上述开关臂89向下移动，使上述密闭容器71前面开口处87、98敞开，然后停掉电动机88。
之后，启动遥控机械装置94，使上述臂93通过上述开口处87、98移动到密闭容器71内要移载的晶片73下面，将该晶片73移载到该臂93上，并从上述密闭容器71中取出到构成半导体制造装置76的高净化空间81内，进一步用上述遥控机械装置94将该晶片73移送到构成上述半导体制造装置76的低净化空间82内的小室95中，进入晶片73的加工过程。
取出到半导体制造装置76的高净化空间81内，并移送到上述小室95中加工过的晶片73，通过启动遥控机械装置94移载到臂93上，再经开口处87、98和再度打开的出入口74装回密闭容器71内。以下反复同样的操作，将密闭容器71内的各晶片73顺序地移送到半导体制造装置76中加工；待密闭容器71内全部晶片73加工完毕，再启动电动机88，使开关臂89上升同时向前移动，将与该开关臂89的板90一体固定的盖75，装回并固定在密闭容器71的出入口74上，解除上述契合凸起91与契合受部92的契合状态，使该密闭容器71处于密闭状态。
但是，对上述现有技术标准做法的密闭容器71和装载部分78而言，在用开关臂89向构成半导体制造装置76的高净化空间81内侧打开设置在装载部分78上的密闭容器71的盖75时，密闭容器71内的压力短时间内比外部气体(所谓向半导体制造装置76外的净化室70内输送的低净化空气)的压力低，而来自风扇过滤器组件85的气流风量、风压不足，因而如图21中箭头指示的外部气体97会从密闭容器71出入口74和装载部分78的开口处98之间的间隙96吸入，这样外部气体中的灰尘附着在密闭容器71内的晶片73上，从而造成问题。
本发明就是要解决这一问题，它提供的微环境方式半导体制造装置，在安装于作为晶片通路的半导体制造装置的前面板上的装载部分的开口处周边配设了净化空气喷出装置，由上述净化空气喷出装置喷出的净化空气，在上述开口处和上述密闭容器晶片出入口的间隙处形成空气帘幕，因而不会从上述间隙吸入外部气体，也不会发生在密闭容器内的晶片73上附着灰尘的问题。
本发明概述
本发明采用如下手段解决上述课题：在将密闭容器中收纳的晶片在半导体制造装置内取出或者将在半导体制造装置中加工过的晶片装回密闭容器的微环境方式半导体制造装置中，在晶片出入密闭容器的出入口和安装在半导体制造装置上的装载部分开口处之间的间隙处，利用从软管与供气装置连接的净化空气喷出装置喷出的净化空气形成空气帘幕，使得密闭容器的盖在向半导体制造装置内侧打开时，能够阻断在上述密闭容器出入口和安装在半导体制造装置上的装载部分开口处之间间隙流通、从而侵入密闭容器的外部空气。
附图说明
图1是本发明优选实施例1所示微环境方式半导体制造装置整体的纵剖面简图。
图2是相同微环境方式半导体制造装置中的净化空气喷出装置与供气装置的斜视简图。
图3是相同微环境方式半导体制造装置的主要部分的纵剖面简图。
图4是相同微环境方式半导体制造装置中的净化空气喷出装置整体斜视图。
图5是相同微环境方式半导体制造装置中构成净化空气喷出装置的喷出部分整体斜视图。
图6是相同微环境方式半导体制造装置中构成净化空气喷出装置的喷出部分的装配分解剖面图。
图7是相同微环境方式半导体制造装置中构成净化空气喷出装置的喷出部分横剖面图。
图8是相同微环境方式半导体制造装置中构成净化空气喷出装置的导向盖的整体斜视图。
图9是相同微环境方式半导体制造装置中的净化空气喷出装置正面图。
图10是相同微环境方式半导体制造装置中的净化空气喷出装置横剖面图。
图11是本发明优选实施例2所示微环境方式半导体制造装置中的净化空气喷出装置的整体斜视图。
图12是相同微环境方式半导体制造装置中的净化空气喷出装置横剖面图。
图13是本发明优选实施例3所示微环境方式半导体制造装置中的净化空气喷出装置与供气装置切取一部分的斜视简图。
图14是相同微环境方式半导体制造装置中的净化空气喷出装置的横剖面图。
图15是本发明优选实施例4所示微环境方式半导体制造装置中的净化空气喷出装置与供气装置切取一部分的斜视简图。
图16是相同微环境方式半导体制造装置中的净化空气喷出装置横剖面图。
图17是本发明微环境方式半导体制造装置中构成净化空气喷出装置的喷出部分其他实施形态正面图。
图18是本发明微环境方式半导体制造装置中构成净化空气喷出装置的喷出部分另外一种其他实施形态正面图。
图19是现有技术微环境方式半导体制造装置的整体纵剖面简图。
图20是现有技术微环境方式半导体制造装置中密闭容器和装载装置装配分解斜视图。
图21是现有技术微环境方式半导体制造装置中主要部分纵剖面简图。
本发明优选实施方案
下面结合附图，来详细说明本发明的优选实施方案。在本发明中，对于与前面所述现有技术中半导体制造装置所用符号相同的部件采用相同的符号，同时省略对相同符号所示部件的构成和作用的说明。
本发明微环境方式半导体制造装置的构成是：在现有技术共知的微环境方式半导体制造装置76的前面板77上，在构成该半导体制造装置76的高净化空间81内将密闭容器71中收纳的晶片73取出或者装入密闭容器71时作为通路开口的装载部分78开口处98的周边，设置净化空气喷出装置1；由该喷出装置1向上述开口处98外侧外周边方向喷出净化空气，在上述密闭容器71的出入口74和上述开口处98之间形成空气帘幕，阻止从该密闭容器71的出入口74与上述开口处98之间的间隙96吸入净化室70中含有灰尘的外部空气，使该密闭容器71中晶片73上不会附着灰尘。
图1是本发明优选实施例1所示微环境方式半导体制造装置的纵剖面简图。图1所示设置在净化室70中的半导体制造装置的装载部分78，是按世界标准做法确定的，在由上述世界标准做法确定的半导体制造装置76的高净化空间81限定的空间内，配设了净化空气喷出装置1a和供气装置2a。
如图2斜视简图所示，上述净化空气喷出装置1a用软管3与供气装置2a连接，在上述半导体制造装置76内有限的空间中，该净化空气喷出装置1a和供气装置2a是相互分离并能够装配起来的装置。
上述净化空气喷出装置1a形成薄型框状，为了使在板90上下前后移动没有障碍，装配固定在上述装载部分78的开口处98的周边；另外，上述供气装置2a形成使电动机88与开关臂89动作无障碍的薄型，与上述电动机88有一定间隔地固定在前面板77内侧面上。
因为上述供气装置2a必须以薄型使用，因此如图2所示形成由多翼通风机4吸气的环状吸气部分5，由该多翼通风机4吸引高净化空间81内的净化空气，经过软管3送至净化空气喷出装置1a。
上述净化空气喷出装置1a，设置在图3所示安装于半导体制造装置76前面板77上的装载部分78的开口处98的周边，向该开口处98外侧外周边方向喷出净化空气。在本发明优选实施方案中，上述净化空气喷出装置1a形成适合于方形开口处98的方棒状。
即，上述净化空气喷出装置1a，由框状喷出部分6，和配置在该喷出部分6前面的导向盖(整流盖)7构成。上述喷出部分6如图6和图7所示，在中央与上述开口处98外周形状大致一样的空间部分8的棒状内周壁板9底缘外侧方向上，成直角设置底板10，形成前面侧构件11；同时在中央与上述前面侧构件11有相同空间部分8的顶板12的外周缘部垂直设置外周壁板13，形成后面侧构件14，而且使该后面侧构件14能从上述前面侧构件11上卸下而戴帽固定；在上述前面侧构件11和后面侧构件14之间形成环形送风通路15，而且在上述环形送风通路15中，在上述内周壁板9的上周缘与底板10的外周缘处呈角锥状层叠设置多个除尘用过滤器16；该过滤器16作为划分壁，使上述送风通路15区分为靠近顶板12的流入空气通路17和靠近底板10的净化空气通路18；再沿上述底板10四边设置喷出净化空气用的狭缝19。
上述狭缝19如图5所示靠近在上述喷出部分外侧开口的吸气口20，其幅宽g狭窄，但随着离该吸气口20越远而慢慢变宽，即g1＜g2＜g3＜g4＜g5。由于如上形成狭缝19，则经过流入空气通路17和净化空气通路18空气的压力损失，可以弥补远离上述吸气口20的狭缝19净化空气喷出量的下降，使狭缝19能从四周各面均匀喷出净化空气。
进一步，如图8所示，构成上述净化空气喷出装置1a的导向盖7设计形成如下：在对从上述喷出部分6的狭缝19喷出的净化空气整流的同时，为使风速分布均一，备有两侧尖端方向上慢慢变狭的两块整流板21，且周边设置与该整流板21尖端同样幅宽的导向狭缝22，在上述喷出部分6的前面配置空间部分23。
将上述构成的导向盖7固定在上述喷出部分6的前面(下流侧)，形成净化空气喷出装置1a(图9和图10)。由此，通过上述喷出部分6的狭缝19调整喷出风量，同时对使风量均一的导向盖7内喷出的净化空气以整流板21整流，并从使风速均一的导向狭缝22中喷出。
使上述构成的净化空气喷出装置1a的导向狭缝22一侧，面对上述密闭容器71的出入口74和开口处98的间隙96的方向，将上述净化空气喷出装置1a固定在该开口处98的周缘上，进一步用软管3连接上述供气装置2a的送气口24和设在净化空气喷出装置1a的流入空气通路17一侧的吸气口20。
由于构成净化空气喷出装置1a喷出部分6的过滤器16设置成角锥状，随着该过滤器16表面积的增大，过滤面积也增大，同时单位面积的风量变小，具有降低压力损失的作用。另外，由于净化空气喷出装置1a、前面侧(倒)构件11是能从后面侧(倒)构件14上卸下那样戴帽固定，而净化空气喷出装置1a不能整体从前面板77上卸下，只能卸下后面侧构件14，因此更换过滤器16很容易。
图11是本发明优选实施例2所示微环境方式半导体制造装置中净化空气喷出装置与供气装置的斜视简图，图12是相同净化空气喷出装置的横剖面图。上述本发明优选实施例1中净化空气喷出装置1a将过滤器16呈角锥状设置在送风通路15内，该送风通路15将流入空气通路17与净化空气通路18区分开。与此相反，本发明优选实施例2中在前面侧构件11和后面侧构件14之间形成的送风通路25中没有设置过滤器。
本发明优选实施例2中，在前面侧构件11和后面侧构件14之间形成的送风通路25整体作为净化空气送风通路。而且，在净化空气喷出装置1b吸气口26的上方、可拆卸连接的过滤器容器28内，设有层叠配置多个除尘用过滤器27，且用软管3连接供气装置2b送气口24和上述过滤器容器28，同时，这样的净化空气喷出装置1b和供气装置2b，与上述优选实施例1中一样，设置在半导体制造装置76的高净化空间81内。
上述优选实施例2中从供气装置2b经过软管3送入的空气，由上述过滤器27净化后，经过上述吸气口26连通的送风通路25送风，从设置在上述喷出部分6上的狭缝19向导向盖7内喷出，进一步经过导向狭缝22的净化空气向上述开口处98外侧外周缘方向喷出。过滤容器28内的过滤器27可以从该过滤容器28中卸出，更换新的过滤器。其他作用与上述优选实施例1相同，说明省略。
图13是本发明优选实施例3所示微环境方式半导体制造装置中的净化空气喷出装置与供气装置切取一部分的斜视简图，图14是相同净化空气喷出装置的横剖面图。上述本发明优选实施例1的净化空气喷出装置1a，是在送风通路15内呈角锥状设置过滤器16，将送风通路15区分成流入空气通路17与净化空气通路18，同时，供气装置2a备有多翼通风机4。
与此相反，本发明优选实施例3中，净化空气喷出装置1c的形成与上述优选实施例2相同，在前面侧构件11和后面侧构件14之间形成的送风通路31，整体作为净化空气送风通路；且供气装置2c是由半导体制造装置76的高净化空间81内设置的备有风扇32和过滤器33的小型风扇过滤组件34形成的。而且上述供气装置2c的送气口35与净化空气喷出装置1c吸气口36由软管3连接，同时，这种净化空气喷出装置1c和供气装置2c，与上述优选实施例1一样，设置在半导体制造装置76的高净化空间81中。
上述优选实施例3中，小型风扇过滤组件34吸引高净化空间81中的净化空气进一步净化，经过软管送入连接在吸气口36的送风通路31中，从设置在上述喷出部分6的狭缝19喷向导向盖7内，然后，经过导向狭缝22的净化空气喷向上述开口处98外侧外周缘方向。另外，将小型风扇过滤组件34内过滤器33更换成新的过滤器也很简单。其他作用与优选实施例1相同，说明省略。
图15是本发明优选实施例4所示微环境方式半导体制造装置中的净化空气喷出装置与供气装置切取一部分的斜视简图，图16是相同净化空气喷出装置的横剖面图。净化空气喷出装置1d与上述优选实施例2、3相同，在前面侧构件11和后面侧构件14之间形成的送风通路41，整体作为净化空气的送风通路；且供气装置2d的形成，是将吸入并压送净化空气到半导体制造装置76外净化室70的压缩机43设置在上述半导体制造装置76外净化室70内，同时，该压缩机43与在上述半导体制造装置76高净化空间81内、由多个除尘用的过滤器44层叠形成的过滤装置45，由贯通该半导体制造装置76前面板77的连接管46连接。而且，构成上述供气装置2d的过滤装置45与净化空气喷出装置1d的吸气口47用软管3连接；同时，过滤装置45和净化空气喷出装置1d，与上述优选实施例1一样，设置在半导体制造装置76的高净化空间81内。
上述优选实施例4中，压缩机43吸引净化室70中的低净化空气，由过滤装置45进一步净化，经过软管3送入连通吸气口47的送风通路41中，从设置在上述喷出部分6的狭缝19喷入导向盖7内，然后，经过导向狭缝22的净化空气喷向上述开口处98外侧外周缘。另外，过滤装置45的过滤器44更换成新的过滤器也很简单。其他作用与优选实施例1相同，说明省略。
图17是构成本发明净化空气喷出装置1的喷出部分6的其他实施形态正面图。与上述图5所示喷出部分6是设置狭缝19而形成的不同，图17所示喷出部分6是由穿设多个直径相同的喷出孔48代替上述狭缝而形成的。即按照靠近吸气口20一侧采用较宽的间隔，且随着远离该吸气口20间隔慢慢变窄，同时数量变多那样穿设喷出孔48。而且，在上述构成的喷出部分6的前面配置与上述结构相同的导向盖7。图17所示喷出部分6的作用与上述图5所示相同，说明省略。另外，图中所示喷出部分6，在净化空气喷出装置1a～1d中均可使用。
图18是构成本发明净化空气喷出装置1的喷出部分6另外一种其他实施形态的正面图。与上述图5所示喷出部分6是设置狭缝19形成的不同，图18所示喷出部分6是由穿设多个直径不同的喷出孔49代替上述狭缝而形成的。即按照靠近吸气口20一侧穿设直径较小的喷出孔49，且随着远离该吸气口20直径慢慢变大。而且，在上述构成的喷出部分6的前面配置与上述结构相同的导向盖7。图18所示喷出部分6的作用与上述图5所示相同，说明省略。另外，图18中所示喷出部分6，在净化空气喷出装置1a～1d中均可使用。
若根据上述构成的本发明，在半导体制造装置76内将密闭容器71的盖75打开，将晶片73移载到臂93上拉出时，或者将加工好的晶片73经过上述臂93装入上述密闭容器71之际，如图3所示，在半导体制造装置76开口处98外侧外周缘方向上，从供气装置2和与软管3连接的净化空气喷出装置1的狭缝19，按照箭头所示方向喷出净化空气，在上述开口处98和上述密闭容器71的出入口74之间的间隙96形成空气帘幕，如弯曲箭头所示，由于该开口处98和出入口74之间的间隙96，可以阻止携带灰尘的外部气体侵入密闭容器71中，防止灰尘附着在上述密闭容器71内的晶片73上。
关于本发明，说明了几种优选实施方案，其优选实施方案如优选实施例所示，但不局限于这些实施例。作为业内人士应该明白，这些优选实施方案可以有多种变更和变形，本发明也包含这些变更和变形。从而本发明是根据权利要求记载的范围确定的，也包含与权利要求记载内容等同的内容。
工业应用可能性
如上所述，本发明在从密闭容器中将晶片移载到臂上并取出或者将加工好的晶片经过上述臂装入上述密闭容器中时，在该密闭容器出入口处与安装在半导体制造装置上的装载部分的开口处之间的间隙，从用软管与供气装置连接的净化空气喷出装置中喷出的净化空气形成空气帘幕，从而阻止含有灰尘的外部气体从该间隙侵入，也就防止了灰尘向上述密闭容器中的晶片上附着。

Claims (10)

1、一种微环境式半导体制造装置，该装置在向密闭容器传送晶片的载入晶片开口处备有形成空气帘幕的净化空气喷出手段；当位于上述载入晶片开口处前面的上述密闭容器打开时，为防止外部空气从该密闭容器敞开的开口处流入，该净化空气喷出手段在上述密闭容器开口处和上述载入晶片开口处之间形成净化空气帘幕。
2、权利要求1所述的装置，其特征在于，上述喷出净化空气的手段包括安装在上述载入晶片开口处周边的环状空气喷出部分、供气设施段、和连通上述空气喷出部分和上述供气设施的连接管，上述空气喷出部分有环状流路，而且沿该环状流路配置了至少一个空气喷出口，该空气喷出口部分的开口面积，从该部分上述喷出部分与上述连接管接合处沿上述环状流路离开越远变得越大。
3、权利要求2所述的装置，其特征在于，上述至少一个空气喷出口，有一个环状狭缝，该环状狭缝部分的开口面积从该部分上述接合处沿上述环状流路离开越远变得越大。
4、权利要求2所述的装置，其特征在于，上述至少一个空气喷出口，沿上述环状流路设置多个孔，位于上述空气喷出口部分的孔的总开口面积，从该部分上述接合处沿上述环状流路离开越远变得越大。
5、权利要求2所述的装置，其特征在于，上述连接管是柔性管；半导体制造装置有靠近上述载入晶片开口处的高净化空间，上述供气设施配置在上述高净化空间，将上述高净化空间内高净化空气送入上述空气喷出部分。
6、权利要求2所述的装置，其特征在于，从上述供气设施至上述空气喷出口的空气流路中，在上述空气喷出部分、上述连接管以及上述供气设施内至少设置一个过滤器。
7、权利要求2或5所述的装置，其特征在于，上述供气设施包括多翼通风机。
8、权利要求2所述的装置，其特征在于，上述供气设施包括风扇过滤器组件。
9、权利要求2所述的装置，其特征在于，上述空气喷出部分，包括后面侧构件，以及使该后面侧构件可装卸式安装、并与上述前面侧构件一起形成上述环状流路的前面侧构件；而且，上述空气喷出部分，具有配置在上述环状流路内、将上述环状流路截面分割成第一和第二区的过滤器，上述第一区与上述连接管连通，上述第二区与上述至少一个空气喷出口连通，从上述供气设施送来的空气进入上述第一区，再经上述过滤器流入上述第二区，从上述至少一个空气喷出口喷出。
10、权利要求2或9所述的装置，其特征在于，上述环状空气喷出部分，备有将从配置在该空气喷出部分前面的上述空气喷出口喷出的净化空气导向前方的整流盖；上述环状空气喷出部分包括第一个框和第二个框，第二个框设置在第一个框内侧，并形成将从与该第一个框之间上述喷出口喷出的净化空气导向前方的整流流路，还包括使上述整流流路随着向前行进其宽度变小，从而形成上述第一和第二个框的整流盖。
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