CN204011384U - 晶圆收纳盒 - Google Patents

Abstract

一种晶圆收纳盒，包括：壳体，其内形成具有开口的空室，并具有包围开口的门框；门扉，用来配置于门框，以关闭开口，并具有外表面与面对开口且具有周缘的内表面；以及气密构件，配置于门扉的周缘，并位于门扉与门框之间，并具有向空室延伸的延伸部，其中气密延伸部具有早期调压装置，当门扉处于关闭状态下，通过充气至空室，使空室内气体从早期调压装置排出。

Description

晶圆收纳盒

技术领域

本实用新型是关于一种晶圆收纳盒，更详细来说，本实用新型是关于一种加速晶圆收纳盒的开启与充气过程的晶圆收纳盒。

背景技术

在目前的半导体制程中，多采用标准式接口（SMIF）系统，确保晶圆在储存及运输过程处于气密状态，使周围环境中的微粒不致于附着于晶圆上造成质量劣化。在此储存与运输过程中，通常会将晶圆储存在密封的晶圆收纳盒中，以隔绝外界环境。例如十二吋晶圆厂的标准配备“前开式晶圆盒（FrontOpening Unified Pod,FOUP）”已被广为使用。在如十二吋晶圆厂的奈米铜制程中，其晶圆更容易受到微粒影响而导致氧化、劣化，降低产品良率，所以不同于以往的class1（一级），需要至少class1K以上等级的无尘室，才能具备所需的洁净度。因此如何提高晶圆盒的洁净度，减少洁净步骤所需时间，降低晶圆氧化、劣化机会，并提升晶圆盒的气密效能，一直是本领域人士的努力方向。

台湾专利公告号I341282提出了一种配置在门体的内表面四周的边缘的密封装置。该密封装置具有充泄气阀，通过充气使弹性的充气密封单元膨胀，来达成确实密封的功效。但是这种充气密封单元需要复杂的结构与额外的气密步骤，会导致制程增加，且多次对弹性气密件的充泄气也会导致气密件劣化，产生额外的成本。

台湾专利公告号I269400提出了一种晶圆容器，包括具有门框的壳体以及用于插入门框的门。通过配置在门的凹槽与弹性密封构件，使壳体与弹性密封构件进入该凹槽，以避免密封构件脱落或滑落。但是随着晶圆盒的气密状态越好，其打开晶圆盒时所遭遇的抵抗就越大。在当前十二吋晶圆制程中，由于需要以机械手臂打开气密状态下的晶圆盒的门以便进一步载出晶圆，此开门步骤会在晶圆盒内外产生短时间的内外压力差，若在此短时间内晶圆盒因气密而难以开启，有时会导致系统判断必须停止机械手臂运作而处于停机状态，此停机状态造成生产线的停顿，严重降低生产效率，成为亟待解决的新问题。

再者，在目前的技术中，对晶圆盒进行洁净的制程中需要充入氮气等洁净气体，并以湿度变化作为观察晶圆盒内洁净度的指标，而越是能快速降低盒内湿度完成洁净步骤，则越能减少盒内晶圆暴露于粉尘微粒中并降低晶圆表面产生氧化物的机会，进而更能提高晶圆良率。但现有晶圆盒的充泄气结构并没有的额外设计可以加速此步骤的进行，因此如何减少制程所需时间加速充气效率，成为亟待解决的另一问题。

实用新型内容

本实用新型为了克服先前技术中的缺陷，提出一种晶圆收纳盒，通过其特殊的早期调压装置，在晶圆收纳盒面临压力变化的状况时，迅速地进行盒内外压力的调整，并且可以加速进行盒内气体的洁净步骤，不需要额外步骤并能节省时间、降低成本，改善现有制程问题，增进生产效率。

根据上述构想，本实用新型提供一种晶圆收纳盒，包括：壳体，其内形成具有开口的空室，并具有包围所述开口的门框；门扉，配置于该门框，以关闭该开口，并具有外表面与面对该开口且具有周缘的内表面；以及气密构件，配置于该门扉的周缘，并位于该门扉与该门框之间，并具有向该空室延伸的延伸部，其中该气密延伸部具有早期调压装置，当该门扉处于关闭状态下，通过充气至该空室，使该空室内气体从该早期调压装置排出。

根据上述构想，本实用新型提供一种晶圆收纳盒，包括：壳体，具有开口与包围该开口的门框，其中该开口是用以通过晶圆；门扉，用来配置于该门框，以关闭该开口；以及气密构件，配置于该门扉与该门框之间，该气密构件具有至少早期调压装置，当该门扉处于关闭状态下进行充气至该壳体时，经由该至少早期调压装置以加速该晶圆收纳盒内气体的排出。

根据上述构想，本实用新型提供一种晶圆收纳盒的充气方法，通过在该晶圆收纳盒的门扉与门框之间设置具有早期调压装置的气密构件，在对该晶圆收纳盒充气时，经由该些早期调压装置使该晶圆收纳盒内气体加速排出。

根据上述构想，本实用新型提供一种晶圆收纳盒的开启方法，通过在该晶圆收纳盒的门扉与门框之间设置具有早期调压装置的气密构件，在打开处于气密状态的该晶圆收纳盒时，使该晶圆收纳盒的内外压力迅速一致。

根据上述构想，本实用新型提供一种晶圆收纳盒，包括：门框；门扉，用来与该门框结合；气密构件，设置于该门扉与该门框之间；以及早期调压装置，设于该气密构件上，用以早期调整该晶圆收纳盒的内外压力条件。

根据上述构想，本实用新型提供一种晶圆收纳盒的气密构件，其中该晶圆收纳盒具门框与门扉，该气密构件包括：气密构件本体，用以设置于该门扉与该门框之间；以及早期调压装置，设于该气密构件上，用以早期调整该晶圆收纳盒的内外压力条件。

附图说明

图1表示根据本实用新型实施例的晶圆收纳盒1于关闭状态下的侧剖面图；

图2是根据本实用新型实施例的门扉20与气密构件30的分解图；

图3是图2的气密构件30A部分的放大图；

图4是图2的气密构件30的B部分的放大图；

图5是图2的门扉20关闭状态下的C部分的放大图；

图6是图2的晶圆收纳盒1于充气状态下的C部分的放大图；

图7是根据本实用新型实施例的气密构件30与惯用胶条的气密效果比较图；

图8是传感器A、B、C及D配置于本实用新型的门扉20的位置图；

图9是充气气体流量（LPM）与门扉移动距离（d1）的曲线图。

附图标记

1 晶圆收纳盒

10 壳体

11 空室

11a 开口

12 门框

12a 角部

13 充气阀

14 抽气阀

15 间隙

20 门扉

20a 内表面

20b 外表面

20c 周缘部

20c1 孔

30 气密构件

30a 突起

301 第一延伸部

301a、302a 凹部（早期调压装置）

302 第二延伸部

303 气密构件本体

θ 夹角

d、d1 距离

具体实施方式

本实用新型可由以下的实施例说明而得到充分了解，使得本领域技术人员可以据以完成，然而本案的实施并非可由下列实施例而被限制其实施型态，本领域技术人员仍可依据除既揭露的实施例的精神推演出其他实施例，该等实施例皆当属于本实用新型的范围。

又，本实用新型是以“前开式晶圆盒（FOUP）”为例来说明，因此与本案关联较小的结构，在附图与说明书中予以省略，且本实用新型不应受限于前开式晶圆盒，只要是具有气密需求的晶圆收纳容器皆属于本实用新型的范围。

请参阅图1，表示关于本实用新型实施例的晶圆收纳盒1的侧剖面图。如图1所示，晶圆收纳盒1包括：壳体10与门扉20。壳体10内形成空室11。空室11可用来收纳多个晶圆（图未显示）。当门扉20打开时，可看到晶圆收纳盒1具有开口11a。晶圆收纳盒1是通过开口11a使晶圆进出。壳体10进一步具有包围开口11a的门框12，门框12可用来配置门扉20。门扉20是独立于壳体10的部件，用来配置于门框12并与门框12结合，以关闭晶圆收纳盒1的开口11a。

在图1中，晶圆收纳盒1进一步包括至少充气阀13与抽气阀14、充气装置以及抽气装置。充气装置（图未显示）用以将充气气体充入晶圆收纳盒1的空室11。充气阀13配置于壳体10并连接于该充气装置，用以将来自该充气装置的该充气气体充入空室11。抽气装置（图未显示）用以从晶圆收纳盒1的空室11抽气。抽气阀14，配置于壳体10并连接于该抽气装置，用以对空室11抽气。当上述充气装置对充气阀13进行充气时，可同时利用上述抽气装置经由抽气阀14进行抽气。上述关于充气抽气的结构，也可参照本实用新型申请人的其他台湾专利：公告号I341816“具门闩及气密结构之前开式晶圆盒”以及公告号I379171“充气设备”，以作为本申请案的补充说明于说明书中。又，该充气气体可选自氮气、惰性气体及除去水分的纯净气体。

请参阅图2，其为根据本实用新型的实施例的门扉20与气密构件30的分解图。如图2所示，门扉20具有内表面20a与外表面20b。内表面20a面对开口11a，具有周缘部20c。周缘部20c具有可用来安装气密构件30的结构。例如，周缘部20c可相对于内表面20a形成为凹陷结构，并可形成多个孔20c1。孔20c1可配合气密构件30的突起30a，使气密构件30固定于周缘部20c上。又，气密构件30具有弹性，其材质可选自聚酰胺系、苯乙烯系、聚烯烃系、聚氨酯系等热塑性弹性体以及橡胶材质。

请参阅图3，其为本实用新型实施例的气密构件30的A部分的放大图。在图3中，气密构件30包括：第一延伸部301、第二延伸部302以及气密构件本体303。第一延伸部301位于靠近该周缘的最外侧，第二延伸部302相对于第一延伸部301位于较内侧，其中第一延伸部301与第二延伸部302相隔一定距离，且第一延伸部301与第二延伸部302皆从气密构件本体303向内（即面对空室11的方向）延伸。第一延伸部301与第二延伸部302的延伸方向相对于气密构件本体303形成有一夹角θ。夹角θ为90°～180°，较佳为120°～150°。又，于第一延伸部301上，进一步形成有作为第一早期调压装置的凹部301a。

请再参阅图4，其为本实用新型实施例的气密构件30的B部分的放大图。从图4可知，于第二延伸部302上，进一步形成有作为第二早期调压装置的凹部302a。需要特别注意，早期调压装置除了作为凹部外，尚可选自穿孔、缝隙、通道以及槽，且可形成于气密构件30上的任何部位，较佳为形成于第一延伸部301与第二延伸部302上缘。此外，在本实用新型实施例中，虽然气密构件30具有两个延伸部301、302，但也可以只有一个延伸部，或是具有多个延伸部，原则上延伸部越多，所造成的气密效果越好。

请参阅图5，其为本实用新型实施例的门扉20关闭状态下C部分的放大图。在图5中，门扉20处于关闭并锁住状态。气密构件30配置于门框12与门扉20之间，即配置于间隙15。也就是说，若无气密构件30配置于门框12与门扉20之间，空室11会透过间隙15与外界相通。在门扉20的关闭状态下，由于门框12与门扉20之间有预留间隙15，因此是通过气密构件30来隔绝晶圆收纳盒1的内外，完成气密。从图5可知，在门扉20关闭时，气密构件30受到挤压而变形，因此延伸部301、302的上缘贴紧门框12，使形成于延伸部301、302上缘的凹部301a、302a贴紧门框12，此时，门扉20的内表面20a是相对于门框12的角部12a，进一步往空室11方向延伸距离d。

请参阅图6，其为图2的晶圆收纳盒1于充气状态下的C部分的放大图。在图6中，当门扉20处于关闭状态下，起动充气装置以固定流量来进行充气至空室11时，由于此时空室1内充满充气气体，使空室11的内压大于空室11外的外压，使空室11内的气体推动门扉20向外移动距离d1。由于门扉20的位移，进一步导致气密构件30的变形，延伸部301、302上缘的凹部301a、302a不再贴紧于门框12，充气气体除了经由抽气阀14之外，更得以经由凹部301a、302a排出，如此，可加速晶圆收纳盒1内部气体的排出。

也就是说，从图5和图6可知，即使门扉20处于关闭状态，一旦晶圆收纳盒1处于充气状态时，门扉20会被增大的内压略往外推，气密构件30不再紧靠门框12，使晶圆收纳盒1内的气体会从凹部301a、302a排出。请参阅图7，其为关于本实用新型的实施例的气密构件30与惯用胶条的气密效果比较图。图7是以晶圆收纳盒内的湿度变化为判断气密性的基准，从图7可知，本实用新型的气密构件30在气密后也具有优于惯用胶条的气密效果。

为了测试本实用新型的门扉20在充气时被推动的状况，申请人在门扉20设置多个传感器（雷射位移计）来进行测试。请参阅图8，其为传感器A、B、C及D配置于本实用新型的门扉20的位置图。通过传感器A、B、C及D可以测量出门扉20各部的位移状况，随着充气气体的流量越大，门扉20的位移位置也越大，其结果如第九图。第九图为充气气体流量（LPM）与门扉移动距离（mm）的曲线图。整理第九图的相关数据如下表一。由表一可知，越靠近门扉20下方，移动距离（即距离d1）越大，但无论充气流量多大，门扉移动距离不超过2mm，且即使充气流量很小，也能使门扉移动至少0.5mm，而达到加速充气净化晶圆收纳盒1内气体的效果。

表一

综合上述，本实用新型的晶圆收纳盒及其气密构件，是通过由在气密构件上所形成的早期调压装置，在晶圆收纳盒面临压力变化的状况时，迅速地进行盒内外压力的调整，并且可通过加速进行盒内气体的洁净，不需要额外步骤并能节省时间、降低成本，而能改善现有制程问题，增进生产效率。

兹提供更多本实用新型实施例如下。

实施例1：一种晶圆收纳盒，包括：壳体，其内形成具有开口的空室，并具有包围该开口的门框；门扉，用来配置于该门框，以关闭该开口，并具有外表面与面对该开口且具有周缘的内表面；以及气密构件，配置于该门扉的周缘，并位于该门扉与该门框之间，并具有向该空室延伸的延伸部，其中该气密延伸部具有早期调压装置，当该门扉处于关闭状态下，通过充气至该空室，使该空室内气体从该早期调压装置排出。

实施例2：如实施例1所述的晶圆收纳盒，其中该早期调压装置是选自凹部、穿孔、缝隙、通道以及槽所成群组中之一。

实施例3：如实施例1～2所述的晶圆收纳盒，进一步包括：充气装置，用以将充气气体充入该晶圆收纳盒的该空室；以及充气阀，配置于该壳体并连接于该充气装置，用以将来自该充气装置的该充气气体充入该空室。

实施例4：如实施例1～3所述的晶圆收纳盒，进一步包括：抽气装置，用以从该空室抽气；以及抽气阀，配置于该壳体并连接于该抽气装置，用以对该空室抽气。

实施例5：如实施例1～4所述的晶圆收纳盒，其中该充气气体是选自氮气、惰性气体及除去水分的纯净气体所成群组中之一。

实施例6：如实施例1～5所述的晶圆收纳盒，其中该延伸部包括：第一延伸部，位于靠近该周缘的最外侧，具有至少第一早期调压装置；以及第二延伸部，相对于该第一延伸部位于较内侧，具有至少第二早期调压装置。

实施例7：如实施例1～6所述的晶圆收纳盒，其中该气密构件的材质是选自聚酰胺系、苯乙烯系、聚烯烃系、聚氨酯系等热塑性弹性体以及橡胶材质所成群组中之一。

实施例8：一种晶圆收纳盒，包括：壳体，具有开口与包围该开口的门框，其中该开口是用以通过晶圆；门扉，用来配置于该门框，以关闭该开口；以及气密构件，配置于该门扉与该门框之间，该气密构件具有至少早期调压装置，当该门扉处于关闭状态下进行充气至该空室时，经由该至少早期调压装置以加速该晶圆收纳盒内气体的排出。

实施例9：如实施例8所述的晶圆收纳盒，其中该壳体内进一步形成具有该开口的空室，该门扉具有面对该开口且具有周缘的内表面，该气密构件具有向该空室延伸的延伸部。

实施例10：一种晶圆收纳盒的充气方法，通过在该晶圆收纳盒的门扉与门框之间设置具有早期调压装置的气密构件，在对该晶圆收纳盒充气时，经由该些早期调压装置使该晶圆收纳盒内气体加速排出。

实施例11：一种晶圆收纳盒的开启方法，通过在该晶圆收纳盒的门扉与门框之间设置具有早期调压装置的气密构件，在打开处于气密状态的该晶圆收纳盒时，使该晶圆收纳盒的内外压力迅速一致。

实施例12：一种晶圆收纳盒，包括：门框；门扉，用来与该门框结合；气密构件，设置于该门扉与该门框之间；以及早期调压装置，设于该气密构件上，用以早期调整该晶圆收纳盒的内外压力条件。

实施例13：一种晶圆收纳盒的气密构件，其中该晶圆收纳盒具门框与门扉，该气密构件包括：气密构件本体，用以设置于该门扉与该门框之间；以及早期调压装置，设于该气密构件上，用以早期调整该晶圆收纳盒的内外压力条件。

本实用新型深具产业价值，援依法提出申请。此外，本实用新型可以由本领域技术人员做任何修改，但不脱离如所附权利要求书所要保护的范围。

Claims (10)

1.一种晶圆收纳盒，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体内形成具有开口的空室，并具有包围所述开口的门框；

门扉，所述门扉配置于所述门框，以关闭所述开口，并具有外表面与面对所述开口且具有周缘的内表面；以及

气密构件，所述气密构件配置于所述门扉的周缘，并位于所述门扉与所述门框之间，并具有向所述空室延伸的延伸部，其中所述延伸部具有早期调压装置，当所述门扉处于关闭状态下，通过充气至所述空室，使所述空室内气体从所述早期调压装置排出。

2.如权利要求1所述的晶圆收纳盒，其特征在于，所述早期调压装置是选自凹部、穿孔、缝隙、通道以及槽所成群组中之一。

3.如权利要求1所述的晶圆收纳盒，其特征在于，进一步包括：

充气装置，所述充气装置用以将充气气体充入所述空室；

充气阀，所述充气阀配置于所述壳体并连接于所述充气装置，用以将来自所述充气装置的所述充气气体充入所述空室；

抽气装置，所述抽气装置用以从所述空室抽气；以及

抽气阀，所述抽气阀配置于所述壳体并连接于所述抽气装置，用以对所述空室抽气。

4.如权利要求3所述的晶圆收纳盒，其特征在于，所述充气气体是选自氮气、惰性气体及除去水分的纯净气体所成群组中之一。

5.如权利要求1所述的晶圆收纳盒，其特征在于，所述延伸部包括：

第一延伸部，所述第一延伸部位于靠近该周缘的最外侧，具有至少第一早期调压装置；以及

第二延伸部，所述第二延伸部相对于所述第一延伸部位于较内侧，具有至少第二早期调压装置。

6.如权利要求1所述的晶圆收纳盒，其特征在于，所述气密构件的材质是选自包括聚酰胺系、苯乙烯系、聚烯烃系、聚氨酯系的热塑性弹性体以及橡胶材质所成群组中之一。

7.一种晶圆收纳盒，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体具有开口与包围所述开口的门框，其中所述开口是用以通过晶圆；

门扉，所述门扉配置于所述门框，以关闭所述开口；以及

气密构件，所述气密构件配置于所述门扉与所述门框之间，所述气密构件具有至少早期调压装置，当所述门扉处于关闭状态下进行充气至所述壳体时，经由所述至少早期调压装置以加速所述晶圆收纳盒内气体的排出。

8.如权利要求7所述的晶圆收纳盒，其特征在于，所述壳体内进一步形成具有所述开口的空室，所述门扉具有面对所述开口且具有周缘的内表面，所述气密构件具有向所述空室延伸的延伸部。

9.如权利要求8所述的晶圆收纳盒，其特征在于，所述延伸部包括：

第一延伸部，所述第一延伸部位于靠近所述周缘的最外侧，具有至少第一早期调压装置；以及

第二延伸部，所述第二延伸部相对于所述第一延伸部位于较内侧，具有至少第二早期调压装置。

10.如权利要求7所述的晶圆收纳盒，其特征在于，所述早期调压装置是选自凹部、穿孔、缝隙、通道以及槽所成群组中之一。