TW201440002A

TW201440002A - 儲存櫃充氣系統之無線監控系統

Info

Publication number: TW201440002A
Application number: TW102112974A
Authority: TW
Inventors: Ming-Sheng Chen
Original assignee: Ming-Sheng Chen
Priority date: 2013-04-12
Filing date: 2013-04-12
Publication date: 2014-10-16

Abstract

本發明涉及一種儲存櫃充氣系統之無線監控系統，其包含有一內部設有至少一充氣模組之櫃體，且該等充氣模組分別連接一供氣模組，又該等充氣模組上設有一流量監控模組，該等流量監控模組係由一供檢知氣體流量與壓力之壓力流量計所構成，又該等壓力流量計分別具有一連接壓力流量計之無線傳輸組，再者該櫃體內設有一可接收該等無線傳輸組所傳輸之資料的無線接收模組，該無線接收模組並利用一連接線與前述之處理模組連接，藉此，由於充氣模組之流量模組係以無線方式傳遞資料，而無需使用訊號線，如此不僅可便於裝配，且由於其係模組化設計，故檢修時無需進行訊號線的查修，有效降低維護與維修的成本。

Description

儲存櫃充氣系統之無線監控系統

本發明係關於一種晶圓/光罩密封式載具之充氣系統的監控技術，具體而言係一種配線的無線監控系統，藉以能進行充氣動作及流量之設定，且易於系統之檢修及維護。

按，電子產品不斷朝向輕薄短小、高頻、高效能等特性發展，而欲滿足這個產品發展的方向，用於電子產品中的核心晶片就需微小化與具有高效能，而欲使晶片微小化與具高效能，則需使晶片上的積體電路線徑微細化。受到積體電路微細化及製低成本的影響，晶圓的尺寸越來越大，但每一晶圓的晶片數越來越多，使晶圓價值不斷的提高，因此製程中晶圓上的任何問題都可能造成極大的損失。

但目前晶圓/光罩於製作、清洗、操作與儲存、運輸的過程中，不論係置於容置晶圓/光罩的移轉容器或無塵室的環境中，均存在有不少的微粒、水氣、氣體、化學溶劑分子等有害物質，這些有害物質會附著於晶圓或光罩表面，且在經長時間儲存或曝光製程的加熱後，會於晶圓或光罩表面產生微粒附著、結晶、又或霧化等現象，以光罩應用於黃光微影製程例，其會直接影響到光罩的透光率，進而使光罩上的圖形失真，其會造成晶圓良率降低的現象，且增加清理與改善的時間，造成生產量降低，相對上也會提高營運的成本；因此，為了解決這個問題，而在半導體製程中，運用自動化物料搬運系統【Automated Material Handling System ，AMHS】，與隔離進出料標準機械介面【Standard Mechanical Interface，SMIF】設備，來進行光罩於不使用期間的維護與運送，不但能取代傳統人工搬運、降低無塵室設備之建置與維護成本，還能提升光罩的潔淨度，達到超高生產良率，故近年來，AMHS與SMIF已被列為是國際間半導體廠的標準設備規範。

根據上述技術概念，除了在曝光使用時，晶圓與光罩在運送過程或保存期間，都必須將晶圓或光罩放置在一個高潔淨度、氣密性佳與低氣體逸出【Outgassing】的密封式載具內，如晶圓傳送盒【FOUP】、晶圓運輸盒【FOSB】、光罩傳送盒【Reticle SMIF Pod，RSP】，例如美國專利第US 4,532,970號與美國專利第US 4,534,389號之晶圓、光置密閉移轉系統，有效防止晶圓與光罩受到污染，以確保周圓環境之微粒不致進入緊鄰光罩與晶圓的環境中。而為了提高前述密封式載具的潔淨度，通常會在前述密封式載具內充填乾淨的惰性氣體【如氮氣(N2)】，以減少有害氣體的為害，然受限於載具氣密性不足的問題，通常在一段時間後，即會因漏氣而失去效果，故近年來業界進一步在該等密封式載具及其儲存櫃之對應充氣座上開發有可循環注入潔淨氣體的充氣系統。

然現有的充氣系統無法有效的獲得監控，使工作人員無法有效掌控其充氣速率與效果，也無法有效保持其進、出氣的平衡，無法滿足長時間儲存的需求。再者，現有者為了工作方便，其充氣系統通常不具管理設計，造成其氣體不斷的連續性排出，造成不必要的惰性氣體浪費，不僅增加材料成本，同時大量的惰性氣體排入工作環境中，也會對工作人員的健康造成威脅。

換言之，如能開發一種可有效監控儲存櫃充氣系統的系統，將可讓工作人員即時掌控儲存櫃中該等晶圓與光罩之載具的充氣與儲存條件，是相當重要的課題。

有鑑於此，本發明即在於解決上述現有晶圓/光罩之載具儲存櫃無法即時掌控充氣狀態的問題，而由本發明人長期從事相關產業的研發與製作經驗，經不斷努力的改良，終於成功開發一種儲存櫃充氣系統之無線監控系統，藉以克服現有者無法進行充氣管理的不便與困擾。

因此，本發明主要係在提供一種即時監控充氣狀態的儲存櫃充氣系統之無線監控系統，使得每一個晶圓/光罩之載具在儲存過程中，可確保其充氣效率及內部充氣的有效性，使有害物質不接觸與附著於晶圓或光罩膜表面，進而提升製程良率。

又，本發明另在提供一種可控制的儲存櫃充氣系統之無線監控系統，藉以加速充氣速率，且維持進、出氣的平衡及穩定，且進一步可供遠端操控與管理，增進整體製程管理的效能，並可減少氣材的浪費。

再者，本發明另在提供一種易於檢修的儲存櫃充氣系統之無線監控系統，其能模組化設計，檢修時無需進行訊號線的查修，有效降低維護與維修的成本。

基於此，本發明主要係透過下列的技術手段來具體實現前述的目的與效能；其包含有一櫃體、至少一充氣模組、一供氣模組、至少一流量監控模組、一無線接收模組及一處理模組所組成；其中該櫃體可供貯放至少一晶圓或光罩之載具，而該等充氣模組係分層設於櫃體內部，又該等充氣模組具有一供前述載具擺置之基體，且該等充氣模組於基體上分設有對應前述載具進行充、排氣之至少一充氣閥件及至少一排氣閥件，而供氣模組係透過一導氣管路與該等充氣閥件連接，且該等排氣閥件並透過一導氣管路另連接一排放模組；又該等流量監控模組係分設於該等充氣模組之充氣閥件與供氣模組間的導氣管路上，且該等流量監控模組係由一供檢知氣體流量與壓力之壓力流量計所構成，又該等壓力流量計分別具有一連接壓力流量計之無線傳輸組，該無線傳輸組可將壓力流量計檢知之數據以無線技術傳輸出去；至於該無線接收模組可設於櫃體內部，無線接收模組可接收該等充氣模組之無線傳輸組所傳輸來的資料，又該無線接收模組並利用一連接線與前述之處理模組連接，而該處理模組內建有一充氣管理及狀態顯示之程式；藉此，透過前述技術手段的展現，使得本發明儲存櫃充氣系統之無線監控系統在應用時，當載具置於儲存櫃之對應充氣模組上進行充氣時，可透過流量模組即時檢知充氣模組對載具的供氣狀況，且可過無線模組即時傳遞至主機模組，而可供遠端警示監控，使得晶圓/光罩之載具在儲存過程中，能被有效的監控其儲存狀況，增進整體製程管理的效能，且進一步可供遠端操控與管理，並可減少氣材的浪費；再者，本發明之充氣模組的流量監控模組係以無線方式傳遞資料，而無需使用訊號線，如此不僅可便於裝配，且由於其係模組化設計，故檢修時無需進行訊號線的查修，有效降低維護與維修的成本。

為使貴審查委員能進一步了解本發明的構成、特徵及其他目的，以下乃舉本發明之較佳實施例，並配合圖式詳細說明如后，同時讓熟悉該項技術領域者能夠具體實施。

(10)‧‧‧櫃體

(20)‧‧‧充氣模組

(21)‧‧‧基體

(22)‧‧‧氣閥件

(23)‧‧‧排氣閥件

(30)‧‧‧供氣模組

(35)‧‧‧排放模組

(40)‧‧‧流量監控模組

(41)‧‧‧壓力流量計

(45)‧‧‧無線傳輸組

(50)‧‧‧無線接收模組

(51)‧‧‧連接線

(52)‧‧‧連接線

(55)‧‧‧無線中繼接收器

(60)‧‧‧處理模組

(65)‧‧‧顯示單元

(80)‧‧‧載具

第一圖：為本發明儲存櫃充氣系統之無線監控系統的簡要架構示意圖。

第二圖：為本發明儲存櫃充氣系統之無線監控系統中充氣模組的外觀示意圖。

第三圖：為本發明儲存櫃充氣系統之無線監控系統的線路配置示意圖。

第四圖：為本發明儲存櫃充氣系統之無線監控系統另一實施例的簡要架構示意圖。

本發明係一種儲存櫃充氣系統之無線監控系統，隨附圖例示之本發明具體實施例及其構件中，所有關於前與後、左與右、頂部與底面、上部與下部、以及水平與垂直的參考，僅用於方便進行描述，並非限制本發明，亦非將其構件限制於任何位置或空間方向。圖式與說明書中所指定的尺寸，當可在不離開本發明之申請專利範圍內，根據本發明之具體實施例的設計與需求而進行變化。

本發明儲存櫃充氣系統之無線監控系統的詳細構成，係請參照第一、二圖所顯示者，其包含有一櫃體(10)、至少一充氣模組(20)、一供氣模組(30)、至少一流量監控模組(40)、一無線接收模組(50)及一處理模組(60)所組成，其中該櫃體(10)係一種可供貯放至少一晶圓或光罩之載具(80)的儲存櫃，該載具(80)可選自晶圓傳送盒【FOUP】、晶圓運輸盒【FOSB】、光罩傳送盒【Reticle SMIF Pod，RSP】等晶圓/光罩之密封式載具；而關於本發明之詳細構成，則係請同時參閱第一、二圖所示，其中櫃體(10)至少一側表面具有至少一可選擇性啟閉之門板，而該等充氣模組(20)係分層設於櫃體(10)內部，又該等充氣模組(20)具有一供前述載具(80)擺置之基體(21)，且該等充氣模組(20)於基體(21)上分設有至少一充氣閥件(22)及至少一排氣閥件(23)，而前述之供氣模組(30)係透過一導氣管路與該等充氣閥件(22)連接，且該等排氣閥件(23)並透過一導氣管路另外連接一排放模組(35)，使該等充氣模組(20)可利用充氣閥件(22)與排氣閥件(23)對個別之載具(80)進行循環充氣作用；又該等流量監控模組(40)係分設於該等充氣模組(20)之充氣閥件(22)與供氣模組(30)間的導氣管路上，且該等流量監控模組(40)係由一供檢知氣體流量與壓力之壓力流量計(41)所構成，且該等流量監控模組(40)之壓力流量計(41)分別具有一無線傳輸組(45)，該等無線傳輸組(45)可將壓力流量計(41)所檢知之導氣管路內的氣體流量值與壓力值以數位訊號傳遞出去；至於無線接收模組(50)可設於櫃體(10)內部，供接收前述該等充氣模組(20)之各流量監控模組(40)中無線傳輸組(45)所傳遞來的資料，又該無線接收模組(50)並可利用一連接線(51)與前述之處理模組(60)連接，其中連接線(51)可選自RJ45訊號線，以避免櫃體(10)金屬屏蔽的干擾問題，有效確保資料傳輸的正確性及有效性，且處理模組(60)具有邏輯、運算等功能，又處理模組(60)可內建充氣管理程式，該處理模組(60)可選自一般電腦，再者該處理模組(60)並連接有一顯示單元(65)，供顯示各充氣模組(20)之狀態；藉此，使得該等充氣模組(20)之流量監控模組(40)透過壓力流量計(41)測知的氣體流量與壓力，可利用流量監控模組(40)之無線傳輸組(45)以無線方式經無線接收模組(50)傳遞給處理模組(60)，令該等氣體流量與壓力之數據可顯示於處理模組(60)的顯示單元(65)上，供工作人員於遠端進行系統之監控，從而組構成一儲存櫃充氣系統之無線監控系統。

而本發明於實際應用時，則係如第一、二及三圖所示，當載具(80)置於櫃體(10)內部的充氣模組(20)基體(21)上後，連接充氣模組(20)之供氣模組(30)可開始進行充氣動作，以提供潔淨之惰性氣體，且經排氣閥件(23)與排放模組(35)排出，而形成循環充氣之狀態；接著，可利用供氣模組(30)與該等充氣閥件(22)間導氣管路上的流量監控模組(40)進行流量與壓力的檢測，當壓力流量計(41)檢知其充氣之流量與壓力等數據後，可透過無線傳輸組(45)向外傳遞，並由無線接收模組(50)統一接收前述該等流量監控模組(40)之無線傳輸組(45)所傳送過來的數據資料，且由無線接收模組(50)利用連接線(51、52)傳送至處理模組(60)內；使用過程中，可透過處理模組(60)在取得櫃體(10)內各充氣模組(20)之流量監控模組(40)流量監控模組(40)的數據，經處理後可顯示於處理模組(60)的顯示器上，讓工作人員可依實際狀況透過進行操作，以提高充氣速率，確保載具(80)內部氣體的循環穩定性，以達節省惰性氣體之效，進一步可控制載具(80)內部的環境條件，如溼度、溫度等。

又本發明另有一實施例，其係如第四圖所示，該無線接收模組(50)可設於櫃體(10)外部，且於櫃體(10)內部另設有一無線中繼接收器(55)，該無線中繼接收器(55)可供接收前述該等充氣模組(20)之各流量監控模組(40)中無線傳輸組(45)所傳遞來的資料，並且傳遞給外部之無線接收模組(50)，又該無線接收模組(50)並可利用一連接線(52)與前述之處理模組(60)連接，其中連接線(52)可選自RS232之訊號線，以降低櫃體(10)金屬屏蔽的干擾問題，從而提高資料傳輸的正確性及有效性，且該櫃體(10)可進一步為用於承載晶圓或光罩之移動式載具(80)，如搬運車等。且使得該等充氣模組(20)之流量監控模組(40)透過壓力流量計(41)測知的氣體流量與壓力，可利用流量監控模組(40)之無線傳輸組(45)以無線方式經無線中繼接收器(55)與無線接收模組(50)傳遞給處理模組(60)，令該等氣體流量與壓力之數據可顯示於處理模組(60)的顯示單元(65)上，供工作人員於遠端進行系統之監控。

經由前述技術手段的實現，本發明除了前述之效能外，進一步更具有下列的效能與功效增進：

1、本發明之充氣模組(20)與流量監控模組(40)可分別模組化設計，可依需求加裝流量監控模組(40)，且流量監控模組(40)係屬無線傳輸之設計，故在檢修時無需進行訊號線的查修，有效降低維護與維修的成本。

2、透過本發明的循環充氣設計，使載具(80)內部空間保持正壓狀態，因此外部的微粒、水分子等無法進入該載具(80)內，故應用於本發明之載具(80)可不具特殊氣密度之條件下，仍能有效地確保移轉容器內環境的潔淨度，如此可降低載具(80)的設計、製造與組裝成本。

3、由於本發明可將載具(80)內水分子、微粒與有害物質迅速帶出，並不斷注入乾淨的氣體，使該載具(80)內部環境長時間維持潔淨，減少晶圓/光罩表面之微粒附著與霧化、結晶等現象，防止後續製程時晶圓/光罩發生不可預期的污損，能有效提升良率，且減少晶圓/光罩之清洗與重工的時間，可增加產量，並降低營運成本。

4、又本發明透過處理模組之監控條件下提供適當流量及壓力的循環乾淨氣體，可進一步加速載具(80)材質中硫化物與氨氣等有害物質的釋出，同時依不同製程的需要，預先透過注入的氣體控制其內部環境，如溼度、溫度、甚至特殊製程氣體或物質等，以減少後續製程的處理流程並節省潔淨氣體之耗用量，但仍可以提升良率與降低營運成本。

藉此，可以理解到本發明為一創意極佳之創作，除了有效解決習式者所面臨的問題，更大幅增進功效，且在相同的技術領域中未見相同或近似的產品創作或公開使用，同時具有功效的增進，故本發明已符合發明專利有關「新穎性」與「進步性」的要件，乃依法提出申請發明專利。