TWI281186B - Low oxygen-containing and low moisture sealing method and apparatus therefor - Google Patents

Description

1281186 A7 B7 五、發明説明（i 發明領域 本發明揭示一種用以形成低含氧低濕氣之封存容器之、 係關於一種應用於長期保存易氧化二 抑或儀益《封存方法及執行該方法之裝置。 發明背景 在半導體的晶圓（wafer)之線路製作過程中 圓在機台與機台之間沾你认土 A ~ N曰曰 《間的傳輸速度，且避免晶圓在傳送過程 受到2氣中的微粒污染，需要將多片晶圓儲存於— (―中作為傳輸之載具。已完成線路製作之二 晶舟中，待指示再送至測試廠及封裳廠進行後續 電子業之銷售與需求市場常因許多不可預期之因素而波 動’因此需要暫時將晶舟置放在合適之環境或氮氣握中: 等待進-步確認市場反應及訂單之新交期，有時短則幾週 或甚至要數個月才能狀況明朗。這對於存放在晶舟中之晶 圓有著潛在的問題’因為晶舟是在無塵室之標準作業環: (濕度約40〜60%)中進行封蓋，雖然有時會以膠帶將上蓋 與本體之接合線密封，但仍有氧氣及濕氣存留在晶舟的: 體空間内。即便是以靜電袋抽真空封套住晶舟，並且將氧 氣及濕氣吸附用之化學包放入袋内，也仍然無法改變晶舟 内的2氣成分。而這些氧氣和濕氣會和晶圓上的金屬線路 產生氧化作用’最常見的就是鋁銲墊（b〇nding pad)的表面 生成一氧化鋁層，嚴重至該鋁銲墊會變色或鏽姓。 在測試之程序中，鋁銲墊需要與探針接觸才可以測得每 (_H:\HU\LGC\K28506\76414\76414.DOC - 4 - 本紙張尺度適财_轉準(CNS) A4规格(靠^ 1281186 A7

個日曰片的電氣功能及特性M曰若 锃航本工人 彳一右有過厚之氧化層附著在鋁 鲜墊表面會造成電阻過大， 、#柄# 上丑而要重新量測才能通過測 武裇準，即將探針再碰觸鋁銲 hs 丄 /入或兩次。同樣的氧化 ==料裝之良率討靠性更是不利，因為封裝之銲線 ^需要將錢與1S銲㈣接在-起，往往由於氧化層 之予在造成無法相互接合，一 邊又多％為打不黏（non_stick bond) 〇更不幸的是二者 可1彳亍疋接合在一起，但實際並未 有足夠且良好之鎔接面穑，口 積，、要些許應力就會造成分離 (bond lift)。 方面彳多呢子零件或精密儀器亦會受到濕氣之侵 入而致使#壞，或者在金屬接點部分產生絕緣之氧化層。 總而言之，若不將晶舟或容器内之氧氣和濕氣排除，仍有 潛在之氧化的問題會造成保存物之功能失效。 要說明 本i明之第一目的係提供一種用以形成低含氧低濕氣之 封存谷器之方法，將存放物品之容器内（例如晶舟）的氧 氣與濕氣降至.安全之含量，俾使氧化之問題不會發生。 本發明之第二目的係提供一種用以形成低含氧低濕氣之 封存容器之裝置，在一封閉之空間内執行抽真空及氮氣充 填的動作，使參加氧化作用之氣體在容器封蓋之前即被排 除。 為了達到上述目的，本發明提供一種用以形成低含氧低 濕氣之封存容器之方法及其裝置。將已打開上蓋之存放物 品 < 容器置入一密閉之空間内，先將該空間之空氣抽至一

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u真空狀態，再進行氮氣之持續充填。t空間内的氮氣 壓力大於外在環境壓力’且其濕度與溫度均維持在標準值 <下’就可以把容器封蓋及密封。如此確保存留於内的氣 體不會造成氧化之發生，也就是以氮氣為主體之低含氧及 低濕氣的氣體q 显^式之簡單說明 本發明將依照後附圖式來說明，其中·· 圖1係本發明之用以形成低含氧低濕度之封存容器之方 法之作業流程圖； 圖2係本發明之用以形成低含氧低濕度之封存容器之裝 置之主筆功能區塊之示意圖；及 圖3係本發明之用以形成低含氧低濕度之封存容器之裝 置之一較佳實施例之外觀圖。 元件符號說明 2 0本發明之封存裝置之功能區塊 2 1操作腔室 2 1 2取放門 23濕度計 2 5弟'一組電磁閥 3 0本發明之封存裝置 3 1 1密閉門 3 2目視安全玻璃 3 4濕度顯示器 3 6電源開關 2 1 1操作門 2 2溫度計 2 4正負壓力計. 2 6第二組電磁閥 3 1操作門區 312遮蓋簾幕 3 3電控箱 3 5溫度顯示器 37正負壓力顯示及設定器 H:\HU\LGC\K28S06\76414\76414.DOC - 6 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 1281186 A7 __ B7 五、發明説明（4 ) 3 9操作開關 4 2晶舟之上蓋 51純氮氣供應 3 8電源指示燈 4 1晶圓 4 3晶舟之本體 5 0廠務設施 52真空產生裝置 較佳實施例說明 圖1係本發明之用以形成低含氧低濕氣之封存容器之方 法之作業流程圖。依照步驟1 1，將一裝載晶圓之晶舟或存 放物品之容器置入一密閉的空間，值得注意的是該晶舟或 容器之上蓋必須要打開，俾使晶舟或容器和密閉空間内之 氣體可以自由交換。確認密閉空間之氣密性無誤後，即進 行真空狀態之建立，如步驟1 2。一般負壓力約達到6大氣 壓，即代表真空度已符合作業標準，如步驟1 3。若真空度 不足需要繼續排除密閉空間内殘存之空氣，反之則進入下 一個步驟1 4執行氮氣充填，此步驟將純度9 9 %以上之氮氣 灌入該密閉空間，使氮氣儘可能的充滿整個空間，這當然 包含晶舟或容器之内外也被氮氣包圍。為使氮氣之佔有率 更高，可在氮氣充填動作之開始時仍保留局部建立真空之 功能，俾使氧氣與濕氣被氮氣排擠出去而無法有殘存之死 角，待充填動作已持續進行一段時間後再完全關閉真空之 功能。由於氮氣不斷充填至終該密閉空間會達到一定飽 壓，也就是與氮氣充填來源之壓力達到平衡而無法讓氮氣 繼續灌入，如步驟1 5。在達到飽壓後，同時應確認溫度與 濕度是否符合標準。若無異常狀態則將晶舟或容器之上蓋 _H:\HU\LGC\K28506\76414\76414.DOC · 7 - 本紙張尺度適用巾闘家鮮(CNS) A4規格(21GX297公發) 1281186 A7

與本體部分密合，或可另外使用膠帶將接合部份密封以確 保曰曰舟或谷器内之氣體成分不被破壞。密封後之晶舟或容 器則可取出留待進一步指示而動作。 圖2係本發明之用以形成低含氧低濕度之封存容器之裝 置之主要功能區塊之示意圖。圖中央有一操作腔室2丨可容 納晶舟或容器通過取放門2丨2置入其内。一般作業中取放 門2 1 2保持關^在、合之狀態，僅在將晶舟或容器置入或取 出時才開啟。晶舟或容器妥善㈣上蓋並放入操作腔室21 内，可以將真空功能啟動使能留存之空氣盡可能被排出， 即第一組％磁閥2 6打開使真空產生裝置5 2與操作腔室2 i 連通另有正負壓力計24可檢知操作腔室21内的壓力， 並包含當壓力達設定值時送出訊號之功能，且利用此一訊 號可控制相關電磁閥之開啟與關閉。當代表真空度之負壓 值達到設定之作業標準時，正負壓力計24會送出訊號使第 二組電磁閥26關閉，並將第一組電磁閥25打開使純氮氣供 應5 1之管路與操作腔室21連通，因此純氮氣源源不絕地灌 入操作腔室21内。當然如前文所述，在第—組電磁闕…丁 開時仍可保持第二組電磁閥26中部分之電磁閥開啟，利用 氮氣灌入之壓力使殘存之空氣能再被排擠出去，經過一段 的時間就要把第二組電磁閥26完全關閉 填達到飽壓。在充填之過財，利用„之^== 度計23監控操作腔室21内之氣體狀況，若溫度與濕度不符 合作業標準值’則需要繼續充填氮氣使其滿足條件。另外 還可以增加-測氧含量之感測元件，以確認造成氧化作用 1281186 A7

1281186 五、發明説明（7 操作面板將清楚得知内部各種狀況。真空與壓力之標準作 業值可由正負壓力顯示及設定器37輸入，當達到該標準作 =值時會送出訊號控制相關電磁閥之開關。在圖的左側有 -電控箱33 ’其内部包含電磁閥、繼電器、感測元件之處 理器（圖未示出）。 本發明之用以形成低含氧低濕度之容器之封存方法及其 裝置可用於晶圓之保存，但不因此而限制其使用範圍，諸 如電子零件、精密儀器或易氧化物品皆可利用本發明得到 艮好 <封存條件。換言之，本發明係提供一個低含氧及低 濕度之容器空間，可利用本發明之技術思想之各種應用產 品皆在本發明之權利範圍之内。 本發明之技術内容及技術特點巳揭示如上，然而熟悉本 項技術之人士仍可能基於本發明之教示及揭示而作種種不 背離本發明精神之替換及修飾；因此，本發明之保護範圍 應不限於實施例所揭示者，而應包括各種不背離本發明之 替換及修飾，並為以下之申請專利範圍所涵蓋。 H:\HU\LGC\K28506\76414\76414.DOC - 10 -

Claims (1)

1281186 Α8 BS C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 1 · 一種用以形成低含氧低濕度之封存容器之方法，包含下 列步驟： 提供一存放物品之容器； 打開該容器之上蓋，並置入一密閉空間； 建立該密閉空間之真空狀態至一預定標準值； 充填氮氣至該密閉空間内；及 當該密閉空間之壓力達一預定標準值，則將該蓉器之 上蓋密合且由該密閉空間取出。 2 ·如申請專利範圍第1項之用以形成低含氧低濕度之封存 容器之方法，其中該氮氣在剛開始充填時仍保持抽真空 之動作。 3 ·如申請專利範圍第丨項之用以形成低含氧低濕度之封存 容器之方法，其中該氮氣是否繼續充填係依據該密閉空 間之溫度、濕度及含氧量之量測值而定。 4· 一種用以形成低含氧低濕度之封存容器之裝置，可供一 操作人員將一存放物品之容器内部形成低含氧及低濕度 之密封條件，包含： 一操作腔室，具有一可供已打開上蓋之該容器通過並 置入該操作腔室内之操作門； · 第一組電磁閥，用於控制該操作腔室充填氮氣之時 機； 第二組電磁閥，用於控制該操作腔室抽真空之時機； 及 一正負壓力計，用於量測該操作腔室之正負壓力值， H:\HU\LGC\K28506\76414\76414 Γ)ΠΓ -11 - <请先閱讀背面之注辛爹 訂· 丨線」 用 過 S 尺 紙 本 ¾ 公 97 2 X ο 21 /^、 格 規 A4 Ns (α 準 標 冡 函 國 1281186 A8 Βδ C8 D8 六、申請專利範圍 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制机 且&制乂第組電磁閥與該第二組電磁閥之開啟與關 閉； 精由該已打開上蓋之容器置入該操作腔室後，該第二 組私磁閥會先致動使該操作腔室與一抽真空管路相連 通，田泫正負壓力計之負壓達到預定值時，該第二組電 磁閥曰々刀關閉；則該第-组電磁閥致動使氮氣進入該 操作腔室内；讀第二組電磁閥完全關閉，可供該操作人 員經由該該操作門使該容器與該上蓋密合。 5·如申請專利範圍第4項之用以形成低含氧低濕度之封存 容器之裝置’其中該操作腔室之操作門包含一可由外部 打開之舍閉門及一内部具部分密合功能之簾幕。 6·如申請專㈣圍第4項之用以形成低含氧低濕度之封存 容器之裝置，其中該操作腔室另包含一取放門，其通道 大於該操作門之通道。 7 ·如申請專利範圍第4項之用以形成低含氧低濕度之封存 容器之裝置其另包含一溫度計，用於量測並顯示該操 作腔室之溫度。 8 ·如申請專利範圍第4項之用以形成低含氧低濕度之封存 容器足裝置，其另包含一濕度計，用於量測並顯示該操 作腔室之濕度。 9 ·如申請專利範圍第4項之用以形成低含氧低濕度之封存 容器之裝置，其另包含一氧含量感測計，用於量測並顯 示該操作腔室之含氧量。 H \HTAT1Λ Τ -19 . 本紙5艮尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2ΐ〇 χ 297公I) —— 注意事項 訂： —線·