TW397717B - Air stream delivery apparatus - Google Patents

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-i -i 修正曰期：88/07/01 第87106285號說明書修正頁 五、發明説明ί 12) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 5 _處理物 6 微昇降裝置 7 伸縮囊 8 電場產生用電源 9 短路開關 10 正負切換開關 11a、 11b 排氣孔 12a、 12b 排氣孔 13 滚筒部機構 5 t J t i 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A妨見格（210X297公釐） A7 κ/ 五、發明説明（i) -- 【發明技術領域】 本發明是有關於利用氣流在運送管路内將被處理物浮 起運送的運送裝置’特別是有關於半導體製造裝置之中， 用以運送半導體晶圓的氣流運送裝置所使用的粒子集塵裝 ' . - ... . ..... — . _ 首 Ο .......... "" ........................._ …........................................_....... 【習知的技術】 半導體製造裝置之中，為了運送半導體晶圓於各製程 裝置間而使用運送裝置。上述運送裝置一般具有，在運送 車積載半導體晶圓卡匣治具而運送的運送裝置；以及利用 機械手臂將每一片半導體晶圓分別運送的運送裝置。然 而’适些運送裝置的半導體晶圓之處理空間是在大氣環境 氣體中，並非在充分的清淨環境氣體空間。最近也有一種 半導體晶圓卡匣治具運送於密閉容器的方法，但仍無法解 決容器材質、密閉用卡匣等污染^ ^因此，有一種試作的氣流運送裝置，其利用氣流（空 氣軸承)將半導體晶圓運送至運送管路内，上述氣流運送裝 置可使運送管路成為密閉式（密閉系），所以可形成充分高 清淨的環境氣體空間。 【發明欲解決的問題】 然而，氣流運送裝置之中，即使裝置内的構造不具產 生灰塵的區域，且維持著清淨空間，亦有可能從外部帶入 例如附著於半導體晶圓的粒子至裝置内。 上述粒子具有附著於其他清淨的半導體晶圓之問題。 而且伴隨著形成於半導體晶圓的半導體積體電路等的微細 4 Κ紙張尺㈣;f】t ( CNS )~A4W^ 21 OX 297公釐） (請先閲盘背面之注意事項再填寫本頁)

A7 B7 五、發明説明（2) 化，高性能化，幾乎無法容許污染或附著物存在，並且從 半導體裝置的可靠度或提高半導體晶圓的生產性（產率）等 的觀點看來，上述問題變非常嚴重。 有鑑於上述問題，本發明的目的在於提供一種粒子集 塵去除裝置「可防玄逮送―管—路内的粗子 【解決問題的方法】 本發明的氣流運送裝置，利用氣流運送被處理物，其 特徵在於：形成運送管路的除塵對象面之運送面以及運送 管路隔壁為表面生成有薄絕緣層之導電性材料所製成；設 置一面狀集塵電極，位於面對上述被處理物的位置；以及 設置一可喷射氣流並且使集塵電極與除塵對象物接近的裝 置；設置一施加電壓的裝置，用以施加電壓於運送面與集 塵電極之間，以及運送管路隔壁與集塵電極之間。 上述集塵電極最好為，使用表面電阻率5Χ105〜108Ω • cm的半導電性材料之板狀體或箔所構成。 上述集塵電極與除塵對象之運送面之間的距離最好小 於 2.0mm。而 0.2〜0.5mm 更好。 上述裝置最好再設置有一電路，用以在上述運送面與 運送管路隔壁及集塵電極之間產生電場；以及一可任意切 換該施加電場為正極與負極的電源裝置。 上述裝置在粒子集塵去除時，最好變化氣流的喷射 量，而藉由氣膜維持集塵電極與運送面•運送管路隔壁之 微小距離的絕緣。 本發明的氣流運送裝置，利用氣流運送被處理物，其 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (誚先閱讀賞面之注意事項再填寫本頁 訂 A7 B7 五、發明説明（3) 特徵在於：形成運送管路的除塵對象面之運送面以及運送 管路隔壁為表面生成有薄絕緣層之導電性材料所製成；設 置一用以將預先帶電的半導電性板狀體，在上述運送管路 進行浮起運送的裝置；將該半導電性板狀體當作集塵電 極0 侵入裝置内的粒子受重力、布朗運動、慣性運動、靜 電力、布朗擴散、凡得瓦力（Vander Waals力）等各種影響 力而附著於運送面·運送管路隔壁。當粒子尺寸小於l"m 時，在乾燥的處理條件下，一邊維持高清淨氣體環境，一 邊集塵去除粒子極為困難。一邊維持高清淨氣體環境，一 邊去除粒子最有效的方式為使用靜電力（庫侖力），然而實 驗的結果發現不論任何粒子材質（金屬等良導體、半導體、 非導體、樹脂），去除皆有困難。 為了使粒子利用靜電力脫離，必須減弱上述附著力以 及藉由靜電誘導使帶電變得容易。 :¾¾部中决"'^而’，;;工消货合作沏卬？人· ("先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 實驗的結果可得知，採用表面生成有薄絕緣層的導電 性材料，並且在絕緣層的表面粒子施加電場，則很容易地 利用靜電力使粒子脫離。這種情況的粒子，可推斷為上述 各種影響力變弱的關係。 適合當作生成有電絕緣層之導電性材料，且可維持高 清淨氣體環境者，例如可避免重金屬污染且逸出極少量水 分或其他氣體的高純度鋁·鋁合金材料表面生成ai2o3者， 以及在不鏽鋼SUS316L的表面分別生成5〜10 /z m之Cr203 者。除了氧化物之外，氮化物亦可。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ^•"•部中戎^^^奴^消货含竹私卬妒 A7 ------------------- B7 五、發明説明（4) 一 、絕緣物之中’高介電率者會因電場分極，而妨礙粒子 的脫離’而且會使庫命力變弱力，所以介電體不合適。 利用靜電力將粒子捕獲至集塵電極時，上述粒子的電 阻=若:於1〇5Ω ·εηι則會失去電荷，由電場引起的靜電 誘V會又逆方向靜電吸引力的影響而朝運送面•運送管路 隔壁，反覆地進行再荷電•再捕獲，而產生介電再飛散的 現象。 準備純鋁（AUOO)的粒子，集塵電板的表面電阻愈小， 且粒子尺寸愈大時，愈容易產生飛散。利用表面電阻】〇8 Ω «cm的介電性板當作集塵電極時，可防止2〇ym以下 的導電性粒子再飛散。此是因為粒子電荷中和變慢，並且 尺寸小的粒子暫時被捕獲，凡得瓦力成為決定性的影響 力。 曰 上述絕緣層狀的粒子，不論材質的種類，同樣為非導 體，為了利用靜電誘導使粒子帶電集塵，可使集塵電極與 運送面•運送管路隔壁之間的電極間隔非常接近。根據實 驗的結論，當間隔小於2.0mm ,最好是〇 2mm〜〇.5mm，並 且施加lkV〜2.5kV的電壓，可使以下的粒子集塵成 功。 , 以下說明申請專利範圍第6項之發明氣流運送裝置的 粒子集塵方法。 本發明’使形成運送管路的除塵對象面之運送面以及 運送管路隔壁為表面生成有薄絕緣層之導電性材料所製 成’没置一用以將半導電性板狀體，在上述以運送面以及 本紙張尺度適/1]中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇χ297公褒） (諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

A7 B7 發明説明（5) ~~ 運送管路隔㈣成的奴管料料起料的裝置；料 半導電性板狀體當作集塵電極，以在運送管路中浮起^ 送。使集塵電極用的半導體電性板狀體相對於運送面 送管路隔壁為帶正或貞電，且將板狀體送人裝置内以取代 被處理物’然後以小於2mm，最好是〇 2〜〇 5醜的高度進 行浮起運送，將粒子捕獲完成後，取出於運送裝置之外， 進行裝置内的清潔而回收板狀體。 這種情況不論帶正或負任何一種電性的粒子，皆可禮 實地吸附。再者’增加喷射孔4时射纽之流量，則板 狀體的浮起高度變高，藉由接近運送管路上部（天井部仰 地進行運送，進行裝置清潔㈣時’亦可進行浮游於運送 管路内空間以及氣流中的粒子的清潔。 半導電性板狀體可使用第5圖所示各種形式。第5圖 白色部分為5Χ1〇Μ〇8Ω .cm的半導電性材料所構成的板 狀體’細線部分為形成於上述半導電性材料構成的板狀體 上之強介電體帶電部。 私紙張尺度適财家縣（CNS )八4規格（21Gx297公楚 (謂先閱讀背面之注意事項再填寫本頁}

A7 B7 五、發明説明（6) A〜K.的本身重量以及靜電吸引力以下表所示。 【表1】 尺寸(mm) 本身重量(g〇 靜電吸引力(gf) 合計(gf) A 400X400X0.8t 307 790 1097 B 400X200X0.8t 154 450 604 C 4000 X0.8t 192 620 813 D 300φ X0.8t 136 447 583 E 400X200X0.8t 307 395 702 F 400X200X0.8t 154 225 379 G 400 0 X0.8t 192 332 524 Η 300 0 X0.8t 136 244 380 I 400 0 X0.8t 192 487 679 J 400$ X0.8t 192 511 703 K 400(/) X0.8t 192 394 586 (誚先閱讀背面之注意事項再填寫本頁 以2.4的比重計算。 、1Τ 設置一產生電路，用以在集塵電極與運送面•運送管 路隔壁之間產生電場。並且設置可任意地切換該施加電場 之正負極的電源裝置，以在清潔時施加電壓於裝置而供給 電場。 在粒子集塵去除時，為了保持集塵電極與運送面•運 送管路隔壁之間微小間隔，可變化喷射孔的氣流，而藉由 產生的微小間隔的氣膜保持絕緣。採用箔於集塵電極時特 別具有效果。 本纸張尺廋適川中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ρ. J}.> 經".部中呔"'^-^^^消卟合竹"卬^· A7 B7 五、發明説明（7) 【實施例】 第1、2圖為顯示本發明具備粒子集塵裝置之氣流運 送裝置的概略裝置剖面圖。 第3圖為顯示本發明具備粒子集塵裝置之氣流運送裝 置的概略立體圖。 第1圖之中’氣流運送裝置運送管路1的内面處具有 運送面la以及運送管路上部隔壁（天井面）lb所構成，使運 送管路1變成與大氣遮斷的密閉空間。 運送面la上設有複數個氣體喷射孔4，而氣體噴射孔 4與間的噴射氣體供給裝置（圖未顯示）連接著；接近運 送管路上部隔壁lb處具有絕緣的箔狀集塵電極3，其緊跨 於捲取滾筒2a、2b之間，且連通滾筒2a而與電場產生用 電源8連接。而且，藉由設置於運送面la與運送管路上部 隔壁1b之間伸縮囊等可收縮構造體7之微動昇降裝置6a、 6b’而調節運送管路上部隔壁ib以及集塵電極3與運送 面之間的間隔。 如第1圖所示的氣流運送裝置，開啟電源電路内開關 10 ’且關閉開關9,在集塵電極連接於運送管路1的狀態， ，藉由從喷射孔4送入高純度N2氣體至運送管路内，使被處 理物（半導體晶圓等）5浮起〇.2〜〇.5mm而運送。當喷射氣 體充滿運送經過管路後，從排氣孔12a、12b以及lla、Ub 進行排氣。上述排氣量可與噴射氣體總量平衡。以上為一 般的運送。 (集塵的作用） __ 10 本紙張尺度準（CNS ) A视格（210X297公楚.) ~—~ ~ 一~ (諳先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} -訂 A7 B7 經沪部中 Λ"·4,·Λ1,;ί-τ;Λ·於仓竹.^卬$ 五、發明説明（8) 第2隨科讀“物的料，且進 動作，則運送管路隔壁^ 與^電極3會下降而接近運送面la，再從喷射孔*喷射 乳〜·，使集塵電極與運送面 之間形成虱膜而維持微小間隔 的絕緣。 其次，開啟電源電路的開關9,且關閉開關1〇，而施 加電壓於集塵電極3與運送面la •運送管路隔壁化之間。 上述粒子除塵對象表面為絕緣層，粒子由運送面h•運送 管路隔壁㈣基體金屬呈浮起狀態，使錢影響力變弱， 而容易藉由靜電力脫離運送面la•運送管路隔壁ib到達 集塵電極3。由於集塵電極3的表面電阻率大，所以可確 實，捕捉粒子而防止被誘導再飛散。而且，同時浮游於運 送管路空間的粒子，隨著於喷射孔4的氣流而反覆地與集 塵電極3接近、接觸，所以可被集塵電極3捕捉。 捕捉有粒子的集塵電極3捲取於捲取滚筒2b，由於 集塵電極兩面皆可容納粒子，所以即使切斷電源粒子亦無 法掉落。另一方面，捲取的同時藉由從滾筒2a送出新的集 塵面，可進行後續的集塵。 集塵完畢後，開啟電源電路的開關1〇，且關閉開關9， 使集塵電極的電荷中和，而排除靜電傷害對於被處理物的 影響。其次，使微動昇降裝置6a、6b(用以使集塵電極與 除塵對象面接近的裝置）動作，而將運送管路隔壁lb以及 集塵電極3上昇至一般的運送位置，以進行被處理物的氣 流運送。 11 本紙张尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (誚先閱讀背面之注意事項再填艿本頁) ¢. 訂 A7 A7 經沪部中决榀準而力-7'消於合竹.^印％ ------------- y y 、發明説明（9) ' ---~~-——_ 於裝置外的壓力=:1 :的高清淨_力保持在相對 力為正壓，而且卸下滾筒部橫槽13a，將滾 :a的終端部分與備㈣集塵電極滾㈣進行交換後，送 淨箱。另-面的粒子集塵完畢滚…同樣地 丁父換’使粒子被容納於集塵完畢的滾筒而去除。 略剑面第„4。㈣本制p歧料裝置之好集塵方法概 ,運送裝X 1之運送φ la，•運送管路隔壁化•是利用表 面形成有薄絕緣層之導電性材料所製成。而且利用表面電 ，率5X 10〜10 Q · em的半導電性材料作成之板狀體y， §作集塵電極以進行浮起運送。 為了將半導電性板狀體浮起運送，可以與浮起運送被 處理物時同樣地從下面噴射氣流。因此，可使用浮起運送 被處理物的構造，當作浮起運送半導電性板狀體的震置。 準備複數片集塵電極用的半導電性板狀體3，，並且預 先使板狀體3,相對於運送面la，·運送管路隔壁lb,成為帶 正或負電的狀態，然後將上述板狀體送入裝置丨，内，以取 代被處理物，然後使上述板狀體距離運送面上小於2mm、 最好是0.2〜0_5mm的高度進行浮起運送。 運送面la’的粒子與上述集塵條件同樣地容易集塵， 並且集塵電極用的半導電性板狀體3,可取出於運送裝置p 以外’而進行回收。 依序運送複數片的集塵板狀體，以進行裝置丨，内的清 12 本紙张尺廋適/fl中國國家榇準（CNS ) /^規格d〇x297公釐 (誚先閱讀背面之注意事項再硪寫本頁}

A7 ---------- B7 ----- - ___ 五、發明説明（10) 潔。並且’由於運送帶有正以及負電的集塵板狀體3·，所 以可確實地將帶正或負任何一種電性的粒子加以集塵，再 者’從噴射孔4,喷出的氣體流量愈大，則集塵板狀體3,的 浮起高度愈高，而且，藉由接近運送管路隔壁lb，地進行運 送，可清潔運送管路隔壁lb'，同時清潔運送管路空間以及 氣流中浮游的粒子。 而且’如第1圖所示’可設置用以使集塵電極面與除 塵對象面接近的裝置。 此例當中，運送管路的構造變得非常簡單，而且沒有 產生灰塵的區域。 上述實施例雖然說明被處理物為半導體晶圓的情況， 然而本發明亦為可適用於運送玻璃基板等其他被處理物的 氣流運送裝置。 而且，本案雖然說明氣流運送裝置之粒子集塵裝置， 然而，本發明亦適用於去除附著在各種半導體製造裝置隔 壁面之粒子。 並且，運送管路内為常壓亦可，在4〇〇T〇rr的減壓或 是50Torr的減壓下亦可。即使在上述減壓情況下亦可將 被處理物或半導電性板狀體浮起運送。 【發明效果】 如第1、2、3圖所示具備集塵裝置的氣流運送裝置之 中，運送管路不與大氣相連通，且可進行集塵作用，並且 可確實去除裝置内的粒子，因此，運送管路内的粒子不會 附著於被處理物。 --___ 13 ( cns ) A4ii7T^x29-7-^il ----- (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁〕 訂 A7 A7 輕",部中头"·準/0,,^^消於合竹^印^ 五、發明説明（11 ) ~-— 再者，第4圖所示構造的氣流運送裝置，是將預先帶 電的半導電性板狀體當作集塵電極，以取代被處理物進行 浮起運送，不需加入操作於任何一個裝置，而且可隨時在 不與大氣相連通的運送管路進行裝置内的清潔。 該運送裝置為不具可動部之極為簡單的靜止機器，所 以不需發展可動部。 本案的清潔方法為準備複數片的集塵用板狀體，連續 反覆地實施，可處理帶正或負任何一種電性的粒子，所以 運送管路内的粒子不會附著於被處理物。 【圖式之簡單說明】： 第1圖為具備集塵裝置的氣流運送裝置，在被處理物 運送時之概略刮面圖。 第2圖為具備集塵裝置的氣流運送裝置，在運送管路 内清潔時之概略剖面圖。 第3圖為顯示氣流運送裝置的集塵電極部以及一部分 的運送面之概略立體圖。 第4圖為顯示氣流運送裝置之粒子集塵方法的概略剖 面圖。 第5圖為半導電性板體的上視圖。 【符號之說明】 1 氣流運送裝置本體 2 集塵電極收納滾筒 3 集塵電板 4 期望噴射孔 14 木紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29?公漦） (誚先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 0丨丨.----、玎------ • m^i ϋ^ί In -i -i 修正曰期：88/07/01 第87106285號說明書修正頁 五、發明説明ί 12) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 5 _處理物 6 微昇降裝置 7 伸縮囊 8 電場產生用電源 9 短路開關 10 正負切換開關 11a、 11b 排氣孔 12a、 12b 排氣孔 13 滚筒部機構 5 t J t i 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A妨見格（210X297公釐）

Claims (1)

1. 8 S 8 BCD 六、申請專利範圍 1. 一種氣流運送裝置，利用氣流運送被處理物，其特 徵在於： 形成運送管路的除塵對象面之運送面以及運送管路隔 壁為表面生成有薄絕緣層之導電性材料所製成； 設置一面狀集塵電極，位於面對上述被處理物的位 置；以及 設置一可喷射氣流並且使集塵電極與除塵對象物接近 的裝置； 設置一施加電壓的裝置，用以施加電壓於運送面與集 塵電極之間，以及運送管路隔壁與集塵電極之間。 2. 如申請專利範圍第1項所述之氣流運送裝置，其中 上述集塵電極為，使用表面電阻率5X105〜108Ω · cm的半 導電性材料之板狀體或箔所構成。 3. 如申請專利範圍第1或2項所述之氣流運送裝置， 其中上述集塵電極與除塵對象之運送面之間的距離小於 2.0mm ° 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4. 如申請專利範圍第1項所述之氣流運送裝置，其中 更設置有一電路，用以在上述運送面與運送管路隔壁及集 塵電極之間產生電場；以及一可任意切換該施加電場為正 極與負極的電源裝置。 5. 如申請專利範圍第1項所述之氣流運送裝置，在粒 子集塵去除時，變化氣流的唢射量，而藉由氣膜維持集塵 電極與運送面•運送管路隔壁之微小距離的絕緣。 6. —種氣流運送裝置，利用氣流運送被處理物，其特 16 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐〉 六、申請專利範園 徵在於： 形成運送管路的除塵對象面之運送面以及運送管路隔 壁為表面生成有薄絕緣層之導電性材料所製成； 設置一用以將預先帶電的半導電性板狀體，在上述運 送管路進行浮起運送的裝置； 將該半導電性板狀體當作集塵電極。 7. 如申請專利範圍第6項所述之氣流運送裝置，其中 更設置有一電路，用以在上述運送面與運送管路隔壁及集 塵電極之間產生電場；以及一可任意切換該施加電場為正 極與負極的電源裝置。 8. 如申請專利範圍第6或7項所述之氣流運送裝置， 在粒子集塵去除時，變化氣流的喷射.量，而藉由氣膜維持 集塵電極與運送面·運送管路隔壁之微小距離的絕緣。 9·如申請專利範圍第6項所述之氣流運送裝置，其中 設置有一可喷射氣流並且使集塵電極與除塵對象物接近的 裝置。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ規格（210X297公釐）