CN204696087U - 用于承载Foup的装载端口及设备前端装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于承载Foup的装载端口及设备前端装置，所述用于承载Foup的装载端口包括装载端口主体以及设置于装载端口主体中并与Foup连通的氮气管道，以通过氮气管道将氮气输送至Foup的内部，使得Foup内的晶圆可以沉浸在氮气环境中，从而避免了晶圆表面自然氧化问题，提升了产品良率，同时也使得Foup内晶圆的等待时间可以增加，从而降低了生产线排货难度以及跑货压力。此外，所述装载端口主体包括竖直部分以及与竖直部分连接并用于承载Foup的水平部分，这两部分一体成型且为中空结构，使得氮气管道可以穿过竖直部分和水平部分与Foup连通，不占用生产车间空间，易于实施。

Description

用于承载Foup的装载端口及设备前端装置

技术领域

本实用新型涉及集成电路制造技术领域，特别涉及一种用于承载Foup的装载端口以及设备前端装置。

背景技术

半导体制造工厂中，晶圆通常需要在生产线上不同的工艺模块之间进行高效的传输和定位，设备前端装置(Equipment Front End Module，简称EFEM)正是这一任务的关键装备，是连接物料搬运系统与晶圆处理系统的桥梁，是晶圆生产线不可或缺的组成部分。

设备前端装置至少包括用于存储晶圆的前开口一体化片盒(Front OpeningUnified Pod，简称Foup)、用于承载Foup的装载端口(Load Port)以及用于将晶圆从Foup内取出和收纳至Foup内的操作机械手。具体的，当半导体生产线上的空中运输小车将Foup放置到Load Port后，便由Load Port执行Foup的开盒动作，进而由操作机械手取出Foup中晶圆并输送至机台进行相应的制程，待晶圆加工处理后，再由操作机械手将晶圆收纳至Foup中。

一般的，一个Foup可同时容纳一批(25片)晶圆，而这25片晶圆通常是逐片进行制程，为此，必须所有晶圆完成某一制程之后方可转移到下一机台进行下一制程，也就是说，每一晶圆在Foup内的等待时间(Q-time)都是非常长的。而在这批晶圆进行制程的过程中，必须不停地打开以及关闭Foup以从Foup中将晶圆取出送至机台内以及完成制程后将晶圆放回Foup。

发明人发现，这些开闭Foup动作给实际晶圆生产带来了不良影响。具体地说，Foup的开闭动作使得外部的空气进入到Foup内部，导致晶圆与空气中的氧气、水气较长时间的接触，在接触过程中，氧气、水气会与Foup内的晶圆产生化学反应，并在晶圆表面生成一层氧化物，所述氧化物不仅破坏了晶圆表面的完整性，降低了制程良率，而且对敏感的栅极(Gate)层厚度控制也产生了不利影响，特别是对于28nm以及32nm的产品影响尤为大。

目前，为了降低空气对晶圆表面的氧化影响，通常采取以下两种方法：

第一种方法是调整晶圆在Foup内的等待时间(Q-time)，以减少空气与晶圆表面的接触时间；

第二种方法是将可能会受到影响的Foup放入氮气箱(N2box)中，以使晶圆处于氮气环境中，使得晶圆表面不会因与空气中的氧气接触而产生氧化物，从而确保已清洗过之晶圆表面的完整性。

然而，上述两种方法都存在一定的问题，其中，调整Q-time不但会增加生产线排货难度以及跑货压力，而且也不易控制，而设置氮气箱需要占用较多的空间，这对于原本就很紧凑的生产车间来说不太现实，因此，目前只能选择将一些等级较高的货优先放置于氮气箱中，其它的货只能放弃，这较大地降低了产品良率，提高了生产成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于承载Foup的装载端口以及设备前端装置，以解决放置于Foup中的晶圆表面自然氧化问题，提高产品的良率，降低生产成本。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用于承载Foup的装载端口，包括用于承载Foup的装载端口主体以及设置于所述装载端口主体中并与所述Foup连通的氮气管道，通过所述氮气管道将氮气输送至所述Foup的内部。

可选的，在所述的用于承载Foup的装载端口中，所述Foup上设置有与所述氮气管道连通的氮气注入孔，所述氮气管道通过所述氮气注入孔与所述Foup连通。

可选的，在所述的用于承载Foup的装载端口中，所述氮气注入孔的数量为多个。

可选的，在所述的用于承载Foup的装载端口中，所述氮气管道包括多个支管以及与所述多个支管连接的总管，每个所述支管连通一个氮气注入孔。

可选的，在所述的用于承载Foup的装载端口中，所述氮气管道还包括用于连通所述总管与所述多个支管的多通管接头。

可选的，在所述的用于承载Foup的装载端口中，所述Foup上还设置有用于排出所述Foup内空气的出气孔以及设置于所述出气孔处用于防止所述Foup外空气进入所述Foup内的单向阀。

可选的，在所述的用于承载Foup的装载端口中，所述装载端口主体包括竖直部分以及与所述竖直部分连接并用于承载所述Foup的水平部分，所述竖直部分与所述水平部分一体成型且为中空结构，所述氮气管道穿过所述竖直部分和水平部分与所述Foup连通。

可选的，在所述的用于承载Foup的装载端口中，所述竖直部分以及所述水平部分连接形成一倒L形结构。

可选的，在所述的用于承载Foup的装载端口中，所述Foup自动卡接在所述水平部分上。

可选的，在所述的用于承载Foup的装载端口中，所述氮气管道上设置有阀门。

此外，本实用新型还提供了一种设备前端装置，包括Foup以及如上任意一项所述的用于承载Foup的装载端口。

可选的，在所述的设备前端装置中，所述设备前端装置为刻蚀设备前端装置或湿法清洗设备前端装置。

综上所述，本实用新型提供的用于承载Foup的装载端口以及设备前端装置具有以下有益效果：

1、本实用新型通过设置于装载端口主体中并与Foup连通的氮气管道，使得氮气可以通过所述氮气管道输送至所述Foup的内部，进而使得Foup内部的晶圆可以沉浸在氮气环境中，由此避免了晶圆表面自然氧化问题，提升了产品良率，同时也使得Foup内晶圆的等待时间可以增加，从而降低了生产线排货难度以及跑货压力；

2、所述装载端口主体包括竖直部分以及与所述竖直部分连接并用于承载Foup的水平部分，所述竖直部分与所述水平部分一体成型且为中空结构，使得所述氮气管道可以穿过所述竖直部分和水平部分与所述Foup连通，因此，本实用新型通过将氮气管道设置在装载端口主体的内部，不占用生产车间空间，易于实施。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的用于承载Foup的装载端口的俯视结构示意图；

图2为本实用新型实施例一的用于承载Foup的装载端口的纵向剖视结构示意图。

图3为本实用新型实施例一较佳的用于承载Foup的装载端口的纵向剖视结构示意图。

具体实施方式

本实用新型提供的用于承载Foup的装载端口以及设备前端装置中，所述用于承载Foup的装载端口包括用于承载Foup的装载端口主体以及设置于所述装载端口主体中并与所述Foup连通的氮气管道，通过所述氮气管道将氮气输送至所述Foup的内部。

所述用于承载Foup的装载端口通过在装载端口主体中设置与Foup连通的氮气管道，使得氮气可以通过所述氮气管道输送至Foup的内部，进而使得Foup内部的晶圆可以沉浸在氮气环境中，由此避免了晶圆表面自然氧化问题，提升了产品良率；并且，所述氮气管道的设置也使得Foup内晶圆的等待时间可以较大增加，从而降低了生产线排货难度以及跑货压力。

以下结合附图1至附图3对本实用新型提出的用于承载Foup的装载端口以及设备前端装置作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

[实施例一]

如图1所示，本实施例的用于承载Foup的装载端口包括用于承载Foup 200的装载端口主体100，使用时，当半导体生产线上的空中运输小车将所述存储有晶圆的Foup 200放置到所述装载端口主体100上后，便由所述用于承载Foup的装载端口执行所述Foup 200的开盒动作，以将晶圆输送至机台进行相应的制程。

如图2所示，为了解决放置于所述Foup 200内部的晶圆表面自然氧化问题，在所述装载端口100主体中设置了与所述Foup 200连通的氮气管道120，由此，按照图中框形箭头所示，通过所述氮气管道120可以将氮气输送至所述Foup 200的内部，进而使得所述Foup 200内部的晶圆可以沉浸在氮气环境中，从而确保晶圆表面的完整性。

本实施例中，所述装载端口主体100优选包括水平部分110a以及与所述水平部分110a连接的竖直部分110b，其中，所述竖直部分110b用于支撑所述水平部分110a，使用时，通过半导体生产线上的空中运输小车将所述Foup 200放置在所述水平部分110a上。

作为优选的实施例，所述水平部分110a与所述竖直部分110b一体成型且为中空结构，那么，所述氮气管道120可以穿过所述竖直部分110b和所述水平部分110a而与所述Foup 200连通，如此，将所述氮气管道120设置在所述装载端口主体100的内部，不仅不占用生产车间空间，而且也易于实施，同时又不影响所述用于承载Foup的装载端口的外观以及正常运动。

可选的，所述竖直部分110b以及所述水平部分110a连接形成一倒L形结构。更可选的，所述Foup 200自动卡接在所述水平部分110a上。

继续参考图2，所述竖直部分110b与所述水平部分110a上分别设置有氮气进口孔130以及氮气出口孔140，以使所述氮气管道120通过所述氮气进口孔130与所述氮气出口孔140穿过所述竖直部分110b和所述水平部分110a并与所述Foup 200连通。

如图1和图2所示，所述Foup 200上设置有与所述氮气管道120连通的氮气注入孔210(图1中虚线示出)，便于所述氮气管道120通过所述氮气注入孔210与所述Foup 200连通。

此外，所述Foup 200上还设置有用于排出所述Foup 200内空气的出气孔220(图1中虚线示出)，以使所述Foup 200内的空气直接通过所述出气孔220排出至所述Foup 200的外部。或者，所述出气孔220处可以另外设置一个排出管路(图中未示出)，以通过所述出气孔220和所述排出管路将所述Foup 200内部的空气排出至Foup 200的外部。

其中，为了防止所述Foup 200外部的空气进入所述Foup 200的内部，所述出气孔220处设置有单向阀(图中未示出)，且所述单向阀的设置也不会影响到所述Foup 200内空气的正常排出。

为了更好的实施本申请，所述氮气出口孔140优选设置在所述装载端口主体100用于承载所述Foup 200的承载面上，同时所述氮气注入孔210相应设置在所述氮气出口孔140处。如图1和图2所示，本实施例的所述承载面为水平部分110a的上表面，所述氮气出口孔140优选设置在所述上表面上，且所述氮气注入孔210优选设置在与所述上表面相对的Foup 200的底部，从而所述Foup200上无需额外设置氮气管路，而是直接通过所述氮气注入孔210将所述氮气管道120内的氮气输送至其内部，一方面结构简单，另一方面不会对所述Foup 200的外观造成影响。

本实施例中，如图1所示，所述氮气注入孔210以及所述出气孔220的数量优选为多个，相应的，所述氮气出口孔140的数量也为多个。当然，本实用新型对所述氮气注入孔210以及所述出气孔220的具体数量并不作限定，可以根据实际需要作相应选择。此外，本实施列的出气孔220同样可以设置在所述Foup 200的底部，而当所述氮气注入孔210以及所述出气孔220均设置在所述Foup 200的底部上时，本实用新型也并不限定所述氮气注入孔210以及所述出气孔220的相对位置，只要两者的相对位置不影响氮气的输入以及Foup 200内空气的正常排出即可。

本实施例中，所述氮气管道120为直线型氮气管道或曲线型氮气管道。所述曲线型氮气管道优选为软管。

如图3所示，当所述氮气注入孔210的数量为多个时，所述氮气管道120包括总管121以及与所述总管121连接的多个支管122，如图中框形箭头所示，通过所述总管121以及所述多个支管122将氮气分配到所述氮气注入孔210，进而输送至所述Foup 200的内部。可选的，所述总管121通过一多通管接头160与所述多个支管122连通。

可选的，所述氮气管道120上设置有阀门，便于对氮气进行控制如通断、流量、压力等。所述阀门可以为电磁阀和/或手动阀。更可选的，所述氮气管道120采用可溶性聚四氟乙烯(PFA)材料。

[实施例二]

本实施例提供一种设备前端装置，包括用于装载晶圆的Foup 200以及实施例一所述的用于承载Foup的装载端口。

较佳地，所述设备前端装置还包括用于控制所述氮气管道120中氮气供给的氮气控制模块。

其中，所述设备前端装置还包括用于从Foup 200内取出和收纳晶圆至Foup200中的操作机械手以及用于控制所述操作机械手运动的驱动机构。

本实施例中，所述设备前端装置优选为刻蚀设备前端装置，或单晶圆设备前端装置，或湿法清洗设备前端装置。所述刻蚀设备前端装置适用于刻蚀设备机台如LAM DV-P机台，或者所述湿法清洗设备前端装置适用于湿法清洗设备机台如WET DV-P机台。

综上所述，本实用新型提供的用于承载Foup的装载端口以及设备前端装置，通过在装载端口主体100中设置氮气管道120，可以使晶圆表面摆脱自然氧化问题，从而提升了产品良率，同时也使得晶圆的等待时间(Q-Time)可以较大增加，进而降低了生产线排货难度以及跑货压力。

从外，所述装载端口主体100包括竖直部分110b以及与所述竖直部分110b连接并用于承载Foup 200的水平部分110a，这两部分一体成型且为中空结构，使得所述氮气管道120可以穿过所述竖直部分110b与水平部分110a与所述Foup200连通，因此，本实用新型不占用生产车间空间，易于实施。

本实用新型虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (12)

1.一种用于承载Foup的装载端口，其特征在于，包括用于承载Foup的装载端口主体以及设置于所述装载端口主体中并与所述Foup连通的氮气管道，通过所述氮气管道将氮气输送至所述Foup的内部。

2.如权利要求1所述的用于承载Foup的装载端口，其特征在于，所述Foup上设置有与所述氮气管道连通的氮气注入孔，所述氮气管道通过所述氮气注入孔与所述Foup连通。

3.如权利要求2所述的用于承载Foup的装载端口，其特征在于，所述氮气注入孔的数量为多个。

4.如权利要求3所述的用于承载Foup的装载端口，其特征在于，所述氮气管道包括多个支管以及与所述多个支管连接的总管，每个所述支管连通一个氮气注入孔。

5.如权利要求4所述的用于承载Foup的装载端口，其特征在于，所述氮气管道还包括用于连通所述总管与所述多个支管的多通管接头。

6.如权利要求2所述的用于承载Foup的装载端口，其特征在于，所述Foup上还设置有用于排出所述Foup内空气的出气孔以及设置于所述出气孔处用于防止所述Foup外空气进入所述Foup内的单向阀。

7.如权利要求1所述的用于承载Foup的装载端口，其特征在于，所述装载端口主体包括竖直部分以及与所述竖直部分连接并用于承载所述Foup的水平部分，所述竖直部分与所述水平部分一体成型且为中空结构，所述氮气管道穿过所述竖直部分和水平部分与所述Foup连通。

8.如权利要求7所述的用于承载Foup的装载端口，其特征在于，所述竖直部分以及所述水平部分连接形成一倒L形结构。

9.如权利要求7所述的用于承载Foup的装载端口，其特征在于，所述Foup自动卡接在所述水平部分上。

10.如权利要求1至9中任一项所述的用于承载Foup的装载端口，其特征在于，所述氮气管道上设置有阀门。

11.一种设备前端装置，其特征在于，包括Foup以及如权利要求1至10中任一项所述的用于承载Foup的装载端口。

12.如权利要求11所述的设备前端装置，其特征在于，所述设备前端装置为刻蚀设备前端装置或湿法清洗设备前端装置。