TW200531180A - Purging of a wafer conveyance container - Google Patents

Description

200531180 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種高純度環境的淨化，以移除污染 物。更具體而言，本發明係提供一種淨化一標準化機械介 面（standardized mechanical interface)的方法，以確 保其中之環境的品質。本發明特別係有關於淨化一種容 器’其係用於半導體裝置、晶圓、平面顯示器、以及其他 需要高純度環境之產品，當該容器係與一製程工具或者是 其他密封腔室產生介面。 【先前技術】 在製造半導體裝置的過程當 热7日日圓I進行許多 的製程步驟，來建構出用於該裝置所需的材料層。每—個 製程步驟均需要一個個別的工具來進行該項工作，而該晶 圓就必須在這些製程工具之間進行輪送。在每―個製^ 驟期間，晶圓上之特徵尺寸的減小，會驅使與該晶圓二

觸的氣體、化學物質、以及環境，不斷地增加純度。由於 潔淨室環境相較於該晶圓的表面’較為不純，因此將在輸 迗過程當中，將該晶圓暴露於潔 θ 净至空乳，對於整個製程 而吕疋有害的，因而造成缺陷和晶圓 絲人二， 阳圓的知失。該標準化機 戒”面（SMIF )糸統以提供一種將曰 ^ ^ , 將日日0輸送至開啟之潔淨 至中的解決方法。 糸手 程而不同，但是在大部分 的好處都是很清楚的。通 免過長距離的輸送貫穿整 雖然雜質忍受程度會隨著製 的製程工具當中，使用純化之點 常會將製程氣體輸送至該工具， 6 200531180 個製造設備，經過的距離越 動中輸送。更進… 有可能在該流 更進一步而^對於供應商而言 純度的氣體至該製造設備要杈H ^^^ , 通㊉疋不可仃的。即使是在可 夠純度氣體的例子當中，在輸送與安裝的過程 田 π木的可能性通常都會妨礙這種氣體的直接使用。 因：’許多的發明均存在於習知技藝當中，其重點是為了 將製程卫具巾所使用之幾乎所有的氣體加以純化的用途。

:這：方法和裝置併入至製程工具中在工業中已經是屬於 標準慣例。 為了峰保清潔以及輸送的容易度，當該晶圓運送至不 同的製程工具時，典型地會將其包含在—個標準化的容器 當中。這些容器中最為普遍的兩種形式係為標準機械介面 (SMIF )晶圓盒（pods )以及前開式晶圓傳送盒（^〇nt opening Unified pQds，刚ps)。該㈣系統係藉由保 護該晶圓不受到微粒的污染，並且提供一種標準化且自動 化的介面，來減少晶圓污染物，而該介面具有製程工具之 乾淨環境。在該SMIF系統當中，該晶圓或者是其他的感應 裝置’諸如平面顯示器，係包含在該晶圓盒當中，該晶圓 係由I奴酸酯塑膠所構成。一種典型的係具有1 〇 -25晶圓的容量，其係固定在特定的架子上。該ρ〇υρ係透 過一個介面裝置或者是埠（p〇rt)而連接至該製程，諸如 可由皮/e>s獲得之IS0p0rt®。該丨扣叫“提 供了一種運動學的耦合機制，將該F〇Up與該工具和一自動 化門排成直線，來開啟和關閉該F0UP以進入該晶圓之中。 7 200531180 -旦開啟之後，該聰環境就會與該卫具環境相接觸，而 該介面-般而言係藉由來自於該製程工具之正流動而被淨 儘管將介於該聰與製程卫具之間的介面進行淨化， 該F0UP環境憾容易受到來自於許多來源之雜質的影響， 亦即微粒與空中分子污染物（airb〇rne 心 contaminants，AMCs)。該F0UP是由聚碳酸醋塑膠主體所 製成，其係被密封至一鋁基材上。在該F〇up中所使用之密 封材與樹脂，可將污染物進行除氣，特別是在將F〇ups進 行清潔之濕式處理過程當中所吸收的污染物。在製程步驟 期間，係將該晶圓從該F0UP連續地進行移除和返回。取決 於發生在該工具中之製程，有許多的㈣物會殘留在該= 圓之表面上。當該晶圓留在該F〇up之中時，特別是如果是 被儲存一段延長的時間，這些污染物就會被釋放至該F〇up 環境中，並且污染了額外的晶圓或者是晶圓的部份。同樣 地，當該晶圓留在該F0UP之中時，外部的空氣洩露至其中， 並且污染了該F0UP環境。為了安全與操作上的緣故，並 沒有建造FOUPs來加以密封之。 在I soport基台之設計當中，並沒有將特定用於F〇up 之分離淨化併入其中，其係因為實驗證據支持將該F〇up淨 化會對於該晶圓有害的論點。Vei丨1 er〇t等人（「測試在晶 圓儲存與輸送容器中淨化氣體的用途（〇/ purge gas in wafer storage and transport containers、△ [〇nline] 1 997 — 2003 ;網址在 CURL : http: / / 200531180

www.micromagazine.com / arrh i λζ〇 / verllerot. htinl·)進行了一項研究，其中他們係針對利用乾 淨乾燥氣體（包含小於2 ppb之碳氫化合物污染物）與^ (包含300 PPt之碳氫化合物污染物）來淨化smif晶圓= 的效果進行檢測。基於在儲存之晶圓（有淨化與無^化^ 上進行電的Ϊ測’其結論為一個靜態環境（shhc environment)比一個經淨化之容器還要來的好。因此，J 用在此純度等級之氣體進行的F0UPs淨化，彳艮明顯地是不 希冀的。 在hyM 叹yetS所獲准之專利當_，揭示了一 些閥門裝置、感應器、以及引動器，為了將淨化氣流併入 至該F0UP當中，當其出現在該Is〇p〇rt之臺面上時。這些 發明的焦點係在於將淨化導入至該Is〇p〇rt中，而不管該 淨化條件。要完成該方法’控f淨化氣體的條件是很重要 的。複雜度除了有因為氣體不具有某種純度等級以外，淨 化氣流的起始與結束也會併入在該F〇up中之氣體亂流 (turbulent flow)所產生的複雜度。此氣體亂流係發2 在每當氣體-旦被製造來流經一壓力差時，其會導致沉澱 在該F0UP之底部上的微粒，變成夾帶在該流動當中，並且 隨即在該晶圓的表面上沉澱。由於淨化該晶圓變成污染， 因而導致缺陷以及晶圓的浪費。該Asyst專利對於具有F〇up 之介面淨化氣流而f，很明顯地是一種新穎的裝置，但是 在沒有適當控制該淨化條件的情形下，還是心實用的。 在頒給IBM Corp.之美國專利案第5, 346, 51 8號當中， 9 200531180 係揭不了-種吸收劑和過遽器之精密系統，藉此將污毕 物’具體而言為破氫化合物，從一贿晶圓盒中

除。本發明係牵涉到利用許多交替之吸收劑裝置的具體態 樣’來補償在不同製程和腳晶圓盒當中會遇到的變數。 雖然本發明提供了-種保護該卿環境之新穎的裝置’作 疋當在使用此方法的同時，還是存在著一些主要的缺點。 在本發明中所敘述之氣體移除元件或者是吸收劑，係取決 於在靜態條件之下，污染物的擴散輸送至其上。因此，污 染物在該F0UP當中的停留時間可能會很長，並且某些不可 逆.地黏結至該晶圓表面上的污染物，會無法有效地移除。 即使該污染物是可逆地黏結至該晶圓表面上，該曰 仍然可達到-種類似穩定的污染程度，其很難藉由使用純 擴散製程來加以移除。該吸收劑其本身典型地係依賴可逆 的平衡吸收條件，從該F0UP環境移除污染物。因此，當污 染物變得更濃縮於該吸收劑上時’其舊有可能會被釋:至 該F0UP環境之中。這種困難是可以藉由週期性地取代該吸 收劑來加以避免，藉此創造出一種新的製程步驟。此外， 由於取代是取決於時間，而不是污染物濃度，因此該方法 會很容易受到製程不規律的影響。舉例而言’系統混乱可 能會導致大量不純的氣體進入至該F〇up當中，諸如來自於 製程工具的淨化氣體。在此種氣體當中的雜質會將該吸收 劑吸收劑滲透至該F0UP當中，並且在其計畫性取代之前就 使其具有不可操作性。由於在正常情形下，F〇UPs H 一 式沖洗製程當中被清潔，因此該吸收劑就必須移除，不然 200531180 種污染控制的方法 具有相當多的缺點 就是在此製程以前加以保護。因此，此 相較於在適當條件之下F0UPs的淨化， 但是此兩種方法彼此排除。 【發明内容】 發明概要 〜在本發明之一具體態樣中，係敘述了一種將-個輪送 谷…的方法。該方法包括了利用一氣體將一個非密封 的輸达容器加以淨化’該氣體具有不超過大約每死m份 =〇、10 ppt、或者是i ppt的污染物濃度等級。該 送容器可包括塑膠，並且亦可為一種標準化之機械介面晶 回盒、或者是前開式晶圓傳送盒（fr〇nt。卿_㈣心 P〇d)。在被用來淨化該輸送容器之氣體中的污染物，可以 是一種有機污染物、-種碳氫化合物、一種胺類、一種有 機構酸醋、一種石夕氧烧、一種有機酸、氨、或者是一種由 以上所提及之成分中任何一種的結合。該被用來淨化輸送 谷益之乳體，可包括空氣、氧氣、氮氣、水、以及惰性氣體 中之-種或者是更多。該氣體可具有小於大約每分鐘_ 標：：升 Wdlltersperminute，slm)之通過輸 运谷益的流速’或者是介於大約5心和2〇〇心之間的 流速。可以藉由將該氣體傾斜而導入至該輸送容器之中， 流速大約是從〇 slm開始。 ° 在本發明之另一個具體態樣當中，係敘述了一種將一 個物體從-非密封輸送容器運送至一密封腔室的方法。該 方法包括的步驟為：以氣體將該輸送容器進行淨化、將該 200531180 輸送容器暴露於該密封腔室、以及將該物體運送至該輸送 容器和該密封腔室之間。用來淨化該輸送容器之氣體具有 不超過大約100 ppt的污染物濃度。該方法可更進—步包 括的步驟為Η貞測從該輸送容器淨化而來之氣體的污^ 濃度；唯有當該經债測之污染物濃度不高於門植污染物濃 度時’才將該輸送容器暴露於該密封腔室。預被運送之物 體，可以是-種半導體裝置、或者是晶圓。該輸送容器可 具有至少一種非密封容器於該輪送容器之中其係將預被 運达之物體支托住。用來淨化該輸送容器之氣體可具有介 於大約100 slm和1 0000 slm的流速。 本發明之另-個具體態樣，係有關於將一物體從一非 密封輸送容器運送至-密封腔室的另一種方法。該方法包 ”驟為以&體將錢送容11進行淨化、將該輸送容 裔暴路於該密封腔室、以菸彼# t 至u及將该物體運送至該輸送容器和 该岔封腔室之間。用來淨化呤鈐 丄供0 淨化4輸送容器之氣體具有低於每 :“PPb)的污染物濃度。該污染物濃度係足夠低， /該密封腔室在暴露於該輸送容器情形下，相較於如果 该輸送容器沒有以氣體加以 濃度。 寺化的忐，具有較低的污染物 本發明之另一個且髀能接 、體心樣，係有關於一種將一物體if 达至介於二個環境之問沾么w 7瓶逆 φ/ν、、， 、糸、、先。該系統包括了一個非密封 輸送容器以及一個密封胪f n 非在封 且古 I至该輸送容器包含了一個利用 八有不超過l〇〇ppt之污 該密封腔室係、連接至該^: Λ氣體加以淨化的環境。 -亥輪达谷器上。一個可關閉的門，當 12 200531180 其關閉的時候 境分離。^雨送谷器之環境與該密封> π 嶢刀離。選擇性地 也玎腔至之環 從該輸送容器淨化 、· ’並且將其安裝來確認 之氣體的污染=不ΐ氣體的污染物濃度。當該經淨化 裝該她，以=Γ門插濃度的時候，同樣可以安 門。 彳傳送㈣至-控制器，來開啟該可關閉之 本發明之較佳具體態樣的敘述如下。

=製造設備中儲存與傳輸的過程當中，將標準化機 )系統用來控制感應裝置之微環境的用途， 具有顯者改良之fj @扯本丨也7 ^ 1 裏輊拴制與經減少的裴置污染。 已經使得該裝置產生較高的產 …文良 、、H〜π冰 並且如果將遠裝置與該 ^至料以接觸的方式放置，則可以完成過去無法達成 的技術性改良。㈣系統在讓130韻積體電路與3〇〇μ ULS+I曰曰圓可仃之巧染控制方面，扮演著特別重要的角色。 隨者製程改良繼續更進一步地完成這些技術節點，並且朝 向未來的次微米技術節點，污染控制對於半導體製造的製 程而言變得更為重要。因此，具有技術性改良之smif系統 的增強、以及增加晶圓的產率都是必要的。 雖然過去已經揭示了 SMIF系統的淨化，也就是SMIF 晶圓盒以及前開式晶圓傳送盒（F〇uPs )，但是其應用在本 發明以前都是不實用的。同樣也已經揭示了淨化的替代 物’但是在這些被動系統當中，缺乏控制使其對於污染的 控制更為不希冀。此外，這些方法可與主動淨化該F〇UP相 容且互補。 13 200531180 本發明之具體態樣解決了有關淨化FOUPs的問題，並 且提供了對SMIF系統的增強，該SMIF系統可以完成未來 的技術性研發。本發明之具體態樣係使用極純的淨化氣 體，s 100 ppt總有機污染，較佳為：^ 1 〇 ppt。此純度等級 在大多數的先前技藝方法中均無法輕易達成。然而，申靖 人在氣體淨化技術方面的創新，促進了氣體能夠達到該純 度本舍明之其他具體悲樣’係將遠淨化氣流以非瞬間的 方式導入至該F0UP之中。相關應該要注意的是，這些具體 態樣的教示，與在先前技藝當中所敘述之淨化的應用而言 都是對立矛盾的。

在本發明之一具體嘘樣當中，製造了淨化氣體4，來流 經一個淨化器5,使得該淨化氣體6之污染物濃度幻〇〇p的 的總和有機污染（T0C)，較佳為< 1〇 pp1^一個流動控制 裝置3使得淨化氣流2從一個零流動條件增加到一希冀之 流速4,其速率是在亂流與最終夾帶微粒充分地消除的速 率。然後製造淨化氣體，以流經—個謝晶圓盒7，其係 為SMIF系統丄的一部分，此’在最為廣泛的具體態樣中， 針對很令易X到非常低污染物程度之裝置的製帛，例如， 半導體晶圓、或者是平板顯示器基板，本發明之方法克服 了輸运裝置之淨化最主要的障礙。 本發明之較佳具體態樣’牽涉到下列步驟，如圖2中

所說明。：―個謝晶圓盒’較佳為F0UP，連接至一 SMIF 系統或者是其元件上，較佳為一 .，、、個S〇P〇rt或者是相似的 置或者疋—個隱儲存架9上。此連接牽涉到多點 14 200531180 連接機制之運動學線性，以確保適當取代該剛p} ◦。如果 該謂並沒有被適當地加以校準u，就會產生錯誤訊息， 而必須要重新再進行較準。如果該請有適當地較準，就 曰將個數位訊號傳輸至一個流動控制裝置i 2中，該裝置 之操作參數已經被預先定義，較佳的情形下為該裝置係為 一個數位壓力補償質流控制器（_s fl⑽⑽troller，

MFC)。然後將該氣體流經_個淨化器，以確保其純度落於 先前所提及之範圍13當中。從淨化器排出之純氣體，透過 一個介於該F0UP和該SMIF系統之間的閥門，而流至一個 F0UP田中在較佳的情形下，該閥門的開口也要受到控制， 不是主動就是被動，其係藉由該F〇up之適當的較準而達 成，舉例而言，在先前由Asyst Techn〇1〇gies所揭示之裳 置當中，參見美國專利案第6，164,664號、以及其中之參 考資料。該淨化氣體從F0UP排出，穿過一個相似於該入口 閥門的閥門，並藉由此開口 14之適當的分析裝置下游，來 監控其污染物濃度。當該流出物之污染物濃度達到一個預 先定義的程度時，該分析裝置會將一數位訊號傳送至該 SMIF系統1 5。此訊號可以各種方式被該系統所使用，其係 取決於應用的方面。在某些具體態樣之中，可以將其儲存 以提供額外的製程控制1 6。在較佳之I sopor1：或者是相似 的裝置當中，該訊號會藉由Isoport 9而導致F〇up —製程 工具門的開啟。此訊號同樣可以被該數位MFC 12所使用 以調整淨化氣流，穿過該F0UP至另一個預先決定的設定 點。由於晶圓在正常情形下會不停地從該F〇up上移除並且 15 200531180 又：到該F0UP上，使得連續淨化氣體監控i4在初期產品 之^兄周圍上提供固定資訊。當所有的晶圓都回到該剛p 上時，該Is〇P〇rt 9會將該F〇up—製程工具門關閉。在此 點上’可以將一個▼選擇之數位訊號傳遞至該數& MFC 12 之上，以調整淨化氣流至一個預先定義之設定點上。再一 次監㈣淨化氣體中之污染物濃纟14，㈣其到達結束 點’此時’數位訊號會發出通知，該酬卩就準備好可以輸 送及/或錯存1 7。 在圖3A之中’係敘述了附帶有連接埠（1_咖） 31〇(^P〇rt是其中的_個變化）的製程工具期，並具 一個出現在該連接埠之臺面上的刚p 32()。在本發明之 :個具«樣當中建立與製程卫具的接觸之 刚、期間、及/或之後，係透過一個在該連接埠之臺面上 =個槔進行淨化。根據此方法，係將淨化氣流導入至且 了之總污染物濃度的腑，較佳為<ι〇ρρ:，、 位。消除亂流以及最終在淨化氣流中所挾帶的微 豆附帶有广B之中，係說明一種替代的製程工具3。5, 連接痒315。 要車上之_晶圓盒325的 ::明並不侷限在一特定的淨化氣體。所使用之氣體 的本貝可以根據製造方法而變化，並且 J J^成為該方法*式 :::專二由於晶圓盒淨化在過去是不可行的，因 而:、、需；預上=並沒！辦法知道最理想的淨化氣體。然 而而要預先考慮到的是，用來淨化相似環境之氣n 200531180

最理想之習知特性將可應用至FOUPs的淨化上。在其他極 高純度環境中所使用的一般淨化氣體，係為氮氣、氬氣、 氧氣空氣、以及其混合物。最近，本發明之申請人已揭 示了 一種新穎的淨化氣體，其被發現具有相當多的優於先 月’j技藝的優點，用於極高純度氣體輸送線及元件的淨化 上。再者’在本發明之中已預先想到使用該種氣體，雖然 該用途的方法並無所悉。因此，與本發明一起使用之較佳 的淨化氣體係為極度乾淨之乾燥氣體（XCDA )，如同美國 專利申請案第1 0/ 683, 903號、美國專利申請案第1〇/ 683,904、以及國際申請案第pcT/US2〇〇4/〇i 725i號，這 些所有的資料都在此併位參考文獻。 低像冬發明 ^二 ，一〆、肌咬佩，脾碌化氣體淨化， 使得該晶圓、或其他容易受到污染影響的裝置，並不會受 2該淨化氣體的污染。對此―種寬廣的定義即為該淨化氣 體相較於該SMIF晶圓盒環境的環境氣體還要更純。本發明 之具體態樣係受限於能有效將污染物從該謝晶圓盒之環 境移除的淨化氣體（例如， A /、有<100 ppt總有機污染物的 淨化氣體，較佳為s10 ppt)。 淨化人揭：過’添加特定的含氧種類至 ..a S 可？（淨化氣體的有效程度。具體而言， 純氧或水至無氧或乾燥淨化氣體當中，會使得該 竟中流田出的氣體’縮短達到所希冀之純度等 特性有助…亥加“索的是’〇2及/或h2〇的物理和化學 以有助於吸附來自於-個不純表面的有機和其他污： 17 200531180

物。此外，對於熟習該項技H ^ ^ 技術者所習知的是，這些含氧種 一 而的化合物，諸如光阻劑聚合物 的適當热化。因此，在本發明+甘 、 , 方之某些具體態樣當中，可以 添加水及/或氧氣至#亥淨化翁牌〜 乳體後淨化當中。在這些具體 態樣裡，添加這些種類在所陸f 所陳返之限制條件當中並不會降 低該淨化氣體的純度。 雖然先前所敘述之本發明 间M,、 „。 ^明具體態樣係有關於淨化晶 圓輸送容裔，諸如FOUPs以；5 f从 曰 以及其他的SMIF晶圓盒，應該要 了解到的是，本發明可以更廣 又飧/乏地加以實施。舉例而言， 本發明之具體態樣所敘述之方 万法並不侷限在淨化SMIF晶圓 盖之晶圓和環境。該方法可 任何一種未密封之輸送腔室 來加以貫施。同樣地，被輪 ^ , 在該輪送容器當中清潔之 物體可以疋任何一種丰導舻驻 牛導體裝置、電子製造原件、平板顯 不器元件、或者是其他需要被鈐、* $ 十板，，、、員 *要被輸送至一個經淨化之密封腔 至（例如4真空系統的元件）當中的物體。 根據本發明之<目能 h 具體悲樣的方法，係有關於淨化-個 未經密封之輸送容5!。兮古、土 4 1 1 , ° 方法匕括的步驟為利用具有不超 10°ppt之污染物濃度的氣體來淨化該輸送容器。 本^月之另一個具體態樣，係有關於-種將一物體從 一非密封輸送容5|於译P ^ 4工 ^輸廷至一岔封腔室中的方法。該方法包 =”：超過大約10…污染物濃度的氣體來淨 1匕遣輸迗容器。i , w〜 — 八 ^ μ輸适谷器暴露於該密封腔室（例

口，藉由利用一個連接 I 連接°。來連接一個埠，使得該輸送容器 愧至的環境能夠以流體交流）。最後，將該傳送至 18 .200531180 該輸送容器與該密封腔室之間；該物體可以在任何—個 =亡進行輸送。可選擇地，該方法包括了積測從該輸送= 淨化而來之氣體污染物濃度的步驟。該輸送容器的璟产 並沒有暴露至該密封腔室的環境，直到該經淨化之氣體污 染物濃度等於或低於門檻濃度的程度。 7 在本發明之另一個具體態樣當中，相似於以上所敘述 之輸送方法，係利用一種氣體來將該輸送容器進行淨化。

在該氣體當中之污染物濃度係低於2_。該污染物濃度亦 足=低，使得該污染物在該密封腔室當中之暴露濃度（在 =密封腔室暴露至該輸送容器、之後）低於如果該輸送容器 沒有被淨化而所期待之濃度。 本么月之另一個具體態樣，係有關於一種用於輸送半 導體裝置的系、统。該系統包括了 一個非密封輸送容器，盆 :利用具有不超過大約每兆1〇〇份之污染物濃度的氣體所 淨化二忒系統亦包括一個與該輸送容器交流之密封腔室， 乂使付及半導體裝置被輸送至該㈣腔室與輸送容器之 2 >如此的一個具體態樣亦可以在-廣泛的内容當中加以 只鉍’其中介於該輸送容器與密封腔室間之預被運送的物 體，並不侷限於半導體裝置。 在本發明之另—個具體態樣當中’用於輸送介於兩種 環境間之物體的系# ^ . ’、、、、，匕括了 一個輸送容器、和一個密封 腔：。該輸送容器係為一種非密封容器，其係利用一具有 不超過大約每兆1 η η 乂八丄、丄 知之污染物濃度的氣體加以淨化。該 密封腔室係與該輪送容器相連接。 19 200531180 -個可關閉的門，當其關閉的時 室之環境與該輸送容器之 “、將i亥进封腔 測器。並且將該偵：列考 ” 。4擇性地包括-個偵 而來之氣體的二;::：以!裝來確認從該輪送容器淨化 度等於或低於w/ W °亥經淨化之氣體的污染物濃 以傳送訊號至—控制器，來啟Γ安装㈣測器， 將-個物體(諸如晶圓、之門;隨即’再 該輸送容器與密封腔室之間。 ，、’導體$置）通過 了具二之具體態樣中所使用的密封腔室，包括 係利用氣:可:::::之内部環境的腔室。這樣的腔室 污染物_該腔室之;所=例如，不錄鋼）。因此， 的蟑。密封腔室包括二至另一個環境 印刷工具）以及其他的污毕容u;:例如，一種光石 開啟空氣分離出來的其他:：其可支持真空或者是從 本智明之具體態樣所借 _ps或^ 輸送容器，並不偈限於 如塑Γ夕4 /工之SMIF晶圓盒。該輸送容器可以諸 :材料來加以建構（例如，聚碳酸 = 容器並沒有加以密封，使得污染物可以進入由 日士 :二备^所圍繞之環境當中。同樣地，當使用塑膠材料 :产二塑膠的廢氣可能會更進一步地污染該輸送容器當中 舉 二另種，可染的來源，係為由該容器所輸送的物體。 /田正在輸达晶圓的時候，晶圓可能會排放廢氣 η釋出大®的污染物至該輪送容器環境之中。因此，本 20 200531180 發明之具體態樣可能可以將這種輸送腔室之 容物進行淨化。 及丨兄以及其内 要從本發明具體態樣中所使 物’並不偈限於有機物質，諸如碳氮化C污染 了在高純度製程環境♦中會i从 但疋其包括 牙衣兄田中重要的污染物範圍。1他的舒 =包括了胺類、有機鱗酸醋、彻、無機酸：以：：： 这些π染物當中任何一種，或者是其混合物匕合= 從淨化氣體上移除。同樣的，這樣的污染物可能=需= 送腔室期間被移除。 b甲化輸 々在以上所敘述之具體態樣當十所用來淨化輸送容器的 軋體，包括了任何一種先前所提及在s 、

、< 日日圓盒與F0IIP 淨化具體態樣當中的氣體。淨化氣體的 μ匕枯了空_ γ] 如，XCDA)、氧氣、氮氣、水、惰性氣體（例如，氯、 以及這種氣體之混合物。 Λ氣 在該淨化氣體當中之污染物濃度等級，會影響到本 明之具體態樣充分淨化輸送容器的能力 — R丹侍以暴露於 岔封腔▲室而不會有害地污染到該密封腔室的環境。本發明 之具體怨樣係使用不超過大約丨00 ppt之污染物濃产等、 的淨化氣體。在本發明之某些具體態樣當中， '' 该/可染物濃 度不超過大約U)ppt;不超過大約lppt係為另_個_ 具體態樣；而大約每千萬億（quadri 11 i〇n) 5〇〇份戍者Θ 更低則是在又另一個特別具體態樣。 尺 淨化氣體流進一輸送腔室當中的流速，同樣會影響至 該輸送容器之環境的純度，以及在其暴露至該輸送腔室之 21 200531180 内容物後，隨即的密封腔室純度。本發明之具體態樣係使 用低於大約每分鐘300標準公升（slm)的淨化氣體流速， 以及另一個特定具體態樣中介於大約3 s丨m和大約2 〇 〇 s i m 之間的流速。 在本發明之相關的具體態樣當中，當輸送容器被淨化 的時候，淨化氣體的流動可以依特定方式導入，以抑制在 T輸送容器中的微粒污染，之後再進人該經暴露的密封腔 至畜中。將淨化氣體的流動傾斜，從完全沒有流動的狀態 、斤希冀的机速，相反於以步驟方式或者實質上非瞬間方 式的導入。要達到此流動，藉由使用壓力補償質流控 制：（MFC)、或者是-個與經校準之模孔相連接之壓力控 制:x用於氣體導人，或者是任何-種熟習該項技術者 都能了解於高純度腔宮φ扯生| $ Λ至中控制乳體流速的機制來達成。淨 化氣體之這種經括味丨丨沾道χ 制的導入，有助於抑制氣體亂流與漩渦 (會增強微粒的傳輸）的形成’以及在該輸送腔室中的微 粒污染。 θ二發明之替代具體態樣’可以使用-種擁有-個或者 個非密封輸送容器的輸送容器。舉例而言，該輸送 ::個暫存盒，其包含-個或者是更多個 S_，或者是其他形式之㈣晶圓盒，如圖^與⑽中 所颂不。一個暫存盒可 ^ ρΠΙΙρ 们預破肷入至工具環境當中

FOUPs’以用於後來該F 宮中。/ + α 4物分佈至該該密封腔 在此利子當中，使用在此輸送容 的流速範圍’可以從大約100sl '中…乳體 至大約 10, 〇〇〇 slin。此 22 .200531180 具體態樣可以使得FGUPs的内容物，能夠保持不受到污毕 的保護’歷時-段相料未經淨化之暫存盒之延長的時 間。舉例WU沉積方法的元件，在污染降解該元件之 前’可能只有暴露至空氣中大約16個小時。當放置在一個 套疊於-暫存盒中之F0UP裡時，在發生相同的降解以前大 約會度過2天。 【實施方式】

以下的實施例之意思係用於說明本發明之某些具體態 樣的特定方面。該些實施例並非用於侷 任何-個特定具體態樣的範.。 所使用之 實施例1 : F0UP氣氛試驗 在靜態條件之下利用XCDA淨化’針對碳氫化合物污染 物來檢測卿P 45〇之氣氛。該膽污染測試之實驗機構 概要圖係顯示於圖4之中。使用一個質流控制3 41。來保 ㈣淨化氣體之流速於5心下。利用Aer〇nex ce5〇〇kf〇4r ^ ^ ^ib ^ ( Mykrolis Corporation > Billerica » jt ^ 塞州）420，來淨化乾淨乾燥空氣（CDA)氣體，以產生具 有低於1 ppt之污染物濃度的淨化氣體。使用一個真空泵 430在該冷阱（c〇ld trap) 44〇的下游以用於樣本的收集。 當利用—個校準曲線（用於一組苯、甲苯、乙苯、以及二 曱苯（BTEX )《結合的污染物）來在計算污染物濃度時， 係將壓力與流速的差併為其中之因素。 在靜態條件之 烷碳氫化合物 該F0UP實驗的結果係顯示於圖5之中。 下，在XCDA淨化開始以前，該經結合之非甲 23 200531180 (NMHC ) /辰度在F0UP之中係為71 ppb。一旦在F0UP當中 達到相平衡’该平均經結合之總碳氫化合物（THC)濃度在 淨化氣體之下則為357 ppt。 實施例2 :連接珲與F0UP試驗 >在圖6之中所說明之實驗系統，是在另一個試驗流程 當中使用。針對碳氫化合物污染濃度進行了四種量測：（i ) 在連接皐傳遞系統的出口 ，藉由硬船錘測量（hard plumMng)將一樣本帶至鐵說龍管（參見圖6中之位置 610) , (11)在連接埠的出口處透過快速連接（參 見圖6中之位置620 ) ; (iu)該F〇up的内部於淨化入口 濾器處（參見圖6中之位置63〇);以及（丨^該叩卯内 P在；又有/爭化之下里測表體背景（bu 1 k background )(參 見圖6中之位置640 )。 就圖6中之位置61〇、62〇、63〇使用Μρχ來維持該淨 化氣體之流速在25 slm。利用Aeronex CE500KF04R氣體淨 化器（Mykrolis Corporation，Bii!erica ,氟癃諸塞州） 來淨化泫CDA氣體，以產生具有低於！ ppt之污染物濃度 的淨化氣體。δ亥氣體可以只流經一個連接埠氣體出口。當 孩F0U.P之THC濃度程度進行量測時（參見圖6中之位置“ο ) 氣机就被終止。使用該濃度方法來量測碳氳化合物至口的 濃度的程度。 就量測（i )而言，係將該鐵氟龍管直接連接至該GC / FID上。在此試驗期間，使用一個反壓調節器來維持3 〇 pslg的壓力，並且使用一個MFC來維持〇.753111)之樣品流 24 200531180 速0 由於無法對圖6之位置62G、63G、64G進行硬錯錘連 接’因此建構-訂製的不銹鋼護套，以於這些位置上抽樣。 該抽樣的護套可以連接至該_與連接蟑，使得樣本可以 被达至該GC/FID。必須使用一個泵於該GC/FID的下游， 以收集在位置620、63G、640上的樣本。因此，當要使用 BTEX棱準曲線來計算濃度的時候，就必須要將壓力與流速 的差列入因素。 在各種不同位置上就該平均污染物濃度碳氫化合物 (Cl)進行量測，來自於連接埠與F〇up試驗的結果係總結 於表1中。如該表中所顯示，位置61〇並非係為一個重要 的污染來源。 分析點 平均 Chcs ( ppt) (1)_1 i氟龍 '~—- 6 (ϋ) 鐵氟龍&連接埠 236 (iii) 鐵氟龍&連接埠+ F0UP 248 (iv) Ιΰυρ (靜態) 224010

表1 :該連接埠與F0UP試驗結果的概要 實施例3 :晶圓儲存實驗 圖7係為在靜態與各種不同之淨化氣體條件下，用來 置測因為暴露至F0UP環境而產生之晶圓污染的實驗機構概 要圖。此设定最主要的目的在於吸附該碳氫化合物之前， 排除Α μ圓暴露至周遭環境；因此，所有在晶圓上的污染 都會直接地從該F0UP環境移除。 25 200531180 使用MFCs 71 0、711、712來保持在實驗過程當中的空

氣流速。使用Aeronex CE500KF04R淨化器720、721，將空 氣加以淨化，以提供具有低於1 ppt之污染物濃度的xcdA 氣流。為了儀器和樣本量測，利用反壓調節器730將氣流 加壓至30 psig。由於該F0UP 740沒有被密封，流至其中 的氣流就是在大氣壓力之下。該晶圓腔室75〇係由不銹鋼 所製成。使用一台浮子流量計（r〇 tame t er ) 76 0來檢測從 該FOUP 740至該晶圓腔室750的流動。該晶圓腔室係利用 環境腔室770來保持其操作溫度。使用GC/FID 78〇來量 測在該氣體樣本中的碳氫化合物。並使用一個冷牌來量測 在PPt濃度程度下的碳氫化合物。該冷阱方法的較低偵測 限制（lower detection limit，LDL)。使用一個 MFC 712 將流經該GC/FID 780樣本流速維持在〇· 75 slm下。介於 該F0UP與該GC/FID之間的管，以及從閥門n至v5均係 以Sul f i nert來加以塗佈。 / 〜·、IT「返仃. 1.在靜態條件下之F0UP歷時七天。 2·在淨化條件下使用xCDa之f〇UP歷時七天。 3·在淨化條件下使用UHP CDA之F0UP歷時七天 體將量測期間’係將閥nV5開啟以使得聰氣 之下游官加以淨化。為了量測1’將通往該F0UP 、入主。將閥V1開啟’並且將閥門V2 ; V3、與V4 關閉’以將該晶圓腔室暴露至該贿環境。 ； 3,係將間門…開啟，並且將閥門…關、1，:; 26 200531180 使得該淨化氣體在5 Slm之下流_ F。料化氣體流 過晶圓腔室並流出至出口的流速大約為3. 〇至大約3. 5 s i m。使用浮子流量計來檢測實際上有多少氣體流經該 F0UP’並且流至該晶圓腔室。對這三種量測之每—個進行 七天的試驗週期之後，將該晶圓腔室隔絕，並且加熱至 150。(：。一旦達到此溫度，將會將閥門V5關閉並且開啟閥門

V2與集樣本之間，係將該晶圓腔室隔 絕，使得所有被釋放之碳氫化合物均能夠為了量測而被捕 三種量測的結果係概述於表2之中，其係關於從該晶 圓冤集而來之非甲烧碳氫化合物（NMHCs)的總體積。

表2 ·晶圓儲存實驗的概要 其結果指示XCDA淨化氣體條件，在限制以及從該晶圓 表：上移除碳氫化合物時，比靜態與UHp CM淨化氣體條 件還要有效率。由於在UHp CDA淨化氣體當中出現的碳氯 化口物&此方法之靜態條件下，有更多的碳氫化合物裝 載在曰曰口上在執行该UHP CDA淨化條件以前，於 中之碳氫化合物濃度係量測& 15 _。因此，利用一位淨 化之氣體來進行淨化，將會在該晶圓上增加碳氫化合物的 27 200531180 污染，而不會產生預防效果。 雖然已經根據本發明之較佳具體態樣 別的說明及敘述，但异古九习习外 〜丁特 疋无、白4項技術者應該要了解 是，在不背離本發明之附帶申# 、 ^ ^ 甲μ專利乾圍所包含的範嘴 下，均係可以進行形式盥細 了 /、、’’卩上之各種不同的變化。 【圖式簡單說明】 本發明先前所提及^ 敌及以及其他的物體、特徵、以及優點， 將於以下更多本發明之較佳且 &點 體m樣的特別敘述而更為 盡，如同在伴隨之圖式中的說 更為°乎 /、中相似的元件符號在 不同的Μ圖當中係代表著相同 Ρ給制 ^ Λ σΡ位。5亥圖式無需加以縮 尺、，，0裳，所奴強調的僅係說明本發明之原理。 圖1係為說明本發明之廣泛 m 9… 八之/、體態樣中的方法流程圖。 圖 係為說明本發明之較佳且俨能接山 m甘n, 住具體恶樣中的方法流程 圖，其係併入了感應器的反饋。 圖3A係說明了在連接至一 衣往工具之Isop0rt臺面上 的F0UP，其中該F0UP可以藉由太菸日日 …备於 肖由本發明之具體態樣的方法來 加以淨化。 圖3B係說明了在連接至一製程工具之 的fIF晶圓盒，其中該謝晶圓盒可以藉由本發明之具 體悲樣的方法來加以淨化。 圖4係為用來測試F〇up中之 ^ 社办古 L曰 木％度的貫驗機構概要 圖，其中有一些罝測係使用本發明之一呈 — ”體態樣的方法。 圖5以圖示表示在兩種不同測試條件之下， 之污染物濃度的結果’其中一個條件係使用本發明之一具 28 200531180 體態樣。 係為用來測試在一系統當中不同位置之污染程度 、貝I双杜:構概要圖，其中一 F〇up係連接至一 I S0p0rt，其 中有 jtb 'Q 1 二里測係使用本發明之一具體態樣的方法。 圖7係為用來測試在不同系統結構和環境條件下，於 一晶圓腔室Φ _ 一、★ Y + 宁、、、心〉可朱程度的實驗機構概要圖，並中有一此 量測係傕用士 & ^ r ^ ^ 吏用本發明之一具體態樣的方法。 圖8A係為一個暫存各 態樣相一致。 里 ，，、係與本發明之一具體 觀圖，其係與本發明之 圖8B係為一個暫存盒的橫截面 一具體態樣相一致。 【主要元件符號說明】 1 SMIF系統 2 ·淨化氣流

3 · 流動控制裝置 4·淨化氣體 5 ·淨化器 6·淨化氣體 7· SMIF晶圓盒 9· F0UP儲存架 10. F0UP 11 ·校準 1 2.質流控制器 1 3.範圍 29 200531180 14. 淨化氣體監控 15. SMIF 系統 16. 製程控制 17. 輸送及/或儲存 300.製程工具 305.製程工具 310.連接埠 315.連接埠 320. FOUP 325. SMIF晶圓盒 410.質流控制器 420. Aeronex CE500KF04R 氣體淨化器 430.真空泵 44 0.冷阱

450. F0UP 6 1 0.位置 6 2 0.位置 630.位置 640.位置 710. MFCs 711. MFCs 712. MFCs 720. Aeronex CE500KF04R 淨化器 721. Aeronex CE500KF04R 淨化器 30 200531180 730.反壓調節器 740. F0UP 750.晶圓腔室 760.浮子流量計 770. 環境腔室 780. GC/FID 800.暫存盒

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Claims (1)

1. 200531180 十、申請專利範圍： 1 · 一種淨化輸送容器的方法，其包括：利用具有污染 物濃度不超過大約每兆i00份（ppt)的氣體來淨化該輪送 容态，该輸送容器沒有加以密封。 ，、 2 ·根據申請專利範圍第1項之方法，其中該輸送容器 包括塑膠，當淨化該輸送容器時，該塑膠包含該氣體。 3 ·根據申請專利範圍第1項之方法，其中該污染物包 括了至少一種有機污染物。 ® 4 ·根據申請專利範圍第丨項之方法，其中該污染物包 括了碳氫化合物、胺類、有機磷酸酯、矽氧烷、無機酸、 以及氨中的至少一種。 5 ·根據申請專利範圍第丨項之方法，其中該淨化包括 了將氣體以大約每分鐘300標準公升（standard 1 iters per minute，slm)將氣體流經該輸送容器。 6.根據申請專利範圍第5項之方法，其中該流速係介 於大約5 s 1 m與大約2 0 〇 s 1 m之間。

   8.根據申請專利範圍第i 項之方法，其中在該氣體中 之污染物澧麿不招涡士奶1η

   項之方法，其中該輸送容器 之污染物濃度不超過大約1 ppt 1 0 ·根據申請專利範圍第 32 200531180 係為一個前開式晶圓傳送盒。 n.根據申請專利範圍第1項之方法 係為-個標準化機械介面晶圓盒。’ 1 2.根據申請專利範圍第1項之方法 了空氣、氧氣、氮氣、水、 13. 一種將一物體從一 方法，其包括： 和惰性氣體中 輸送容器輸送 其中該輪送容器 其中該氣體包括 之至少一種。 至一密封腔室的

   利用具有污染物濃度不超過大約每兆100份（ppt)的 氣體來淨化該輸送容器’該輸送容器沒有加以密封； 將該輸送容器暴露至該密封腔室；以及 將邊物體輸送至介於該輸送容器與該密封腔室之間。 14·根據申請專利範圍第i3項之方法，其中該物體係 為一半導體裝置。 1 5 ·根據申請專利範圍第14項之方法，其中該半導體 裝置係為一晶圓。 1 6 ·根據申請專利範圍第13項之方法，其中該輸送容 器包括了至少一種具有該物體之非密封容器。 1 7 ·根據申請專利範圍第1 6項之方法，其中該淨化包 括了將氣體以介於大約1 〇 〇 s 1 m與大約1 〇，0 0 0 s 1 m之間 的流速將氣體流進至該輸送容器當中。 1 8·根據申請專利範圍第1 3項之方法，更進一步包括： 在經化該輸送容器時，偵測從該輸送容器出去之氣體 的污染物濃度， 其中將纟玄輸送谷裔暴露至該密封腔室，是在该污染物 33 200531180 濃度不高於門檻污染物濃度之後。 1 9 · 一種將一物體從一輸送容器輪送至一密封腔室的 方法，其包括： a) 利用一氣體將該該輸送容器加以淨化，該輸送容器 沒有加以密封； b) 將該輸送容器暴露至該密封腔室；以及 c) 將該物體輸送至介於該輸送容器與該密封腔室之 間， 藉此，該氣體具有低於每十億2份的污染物濃度，而 在該氣體中之污染物濃度係足夠低，使得該輸送容器暴露 於該密封腔室之後，相較於如果只有執行步驟b)和C)的 話，其具有較低的污染物暴露濃度。 20· 一種將—物體輸送至介於兩種環境之間的“，其 包括： 一個非密封輸送容器，該容 3- ^ ^ ^ ^ P，、有一個經氣體淨化之 …個:具有不超過大約每幻〇。份的污染物濃度； 一個人該該輸送容器相連接之密封腔室；以及 一個可關閉之門，其係建構用於卷 該密封腔室之環境從j γ _ ' 才、時候，可 衣兄攸该輸达容器之環境分開。 21.根據申請專利範圍第20 括： 貝之糸統，其更進一步包 個偵測器，其係用於確認從該 < 氣體的污毕物、、曲硌 Μ雨k谷态淨化而來之 了木物/辰度，而安裝該偵測器 體的污染物遺谇 係虽该經淨化之氣 卞物很度不局於門檻濃度的 夭以傳廷訊號至一 34 200531180 控制器，來開啟該可關閉之門。 十一、圖式： 如次頁

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