TWI379374B - Method of processing an object in a container and lid opening/closing system used in the method - Google Patents

Description

1379374 九、發明說明 . 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於當固持於稱爲晶圓盒的轉移容器 係於半導體製程或類似者中轉移在半導體處理設備 所使用之所謂的前開式介面機械標準（FIMS)。更 '，本發明係關於具有用於清潔晶圓盒的內側之清潔 FIMS系統，且其中供作用於容納晶圓的氣密容器 φ 盒（稱爲前開式晶圓盒（FOUP ))被配置以及晶 由開啓/關閉晶圓盒的蓋（亦即蓋開啓/關閉系統） 該晶圓盒移動。 【先前技術】 迄今，半導體製程已被實施於所謂清潔室，其 持於遺中之高清潔性來處理半導體晶圓。然而，爲 晶圓尺寸的增加及降低清潔室的維護所需的成本， φ 利用僅保持處理設備的內側、晶圓盒（晶圓容器） 於自晶圓盒轉移基板至處理設備之小型環境於高清 的方法。 晶圓盒包括具有實質立方體形狀的主體部及蓋 部包括能夠於晶圓相互平行地分離的狀態來固持數 於其中之架體、及設在主體的表面上且使用於放J 晶圓之開口。開口係以蓋關閉。開口的形成表面不 地位在晶圓盒下方而是在晶圓盒的側表面上（小型 前方）之晶圓盒通常稱爲前開式晶圓盒（FOUP ) 之晶圓 之間時 明確地 機構之 之晶圓 圓係藉 相對於 中以保 了克服 近幾年 、及用 潔狀態 。主體 個晶圓 〈/取出 是垂直 環境的 。本發 1379374 明主要地用於使用FOUP的結構。 上述小型環境包括與晶圓盒的開口相對之第一開口部 、用於關閉第一開口部之門、設在半導體處理設備側上之 第二開口部、及轉移機械裝置，其經由第一開口部移至晶 圓盒的內側以固持晶圓，且通過第二開口部以使晶圓轉移 至半導體處理設備側。用於形成小型環境之結構包括安裝 座，用於支承晶圓盒使得晶圓盒的開口與門的前表面同時 相對。 插入設在晶圓盒的下表面上之定位孔以調整晶圓盒的 安裝位置之定位銷及設在晶圓盒的下表面上以固定晶圓盒 至安裝座之與待夾緊的部份接合之夾鉗係位在安裝座的上 表面上。安裝座通常可相對於門方向來回移動達預定距離 。當晶圓盒中的晶圓將被轉移至處理設備時，晶圓盒係移 於晶圓盒被安裝的狀態直到晶圓盒的蓋與門接觸爲止。在 該接觸之後，藉由門自晶圓盒的開口部移除該蓋。藉由上 述之操作，晶圓盒的內側係經由小型環境連接至處理設備 的內側。接著，晶圓轉移操作被重複。包括安裝座、門、 開口部、門開啓/關閉機構、壁（其爲包括開口部的小型 環境的一部份）、及類似者之系統一般稱爲前開式介面機 械標準（FIMS )系統。 一般例子，具有晶圓或類似者之晶圓盒的內側裝入其 中係以乾氫氣或類似者來充塡，該氣體控制於高度乾淨以 防止污染物、氧化氣體及類似者進入晶圓盒。然而，當晶 圓盒中的晶圓被引入各種處理設備中以受到預定處理時， -6 - 1379374 晶圓盒的內側及處理設備的內側一直保持相互連通。風扇 及過濾器係位在室上方，在該處轉移機械係配置使得具有 受控粒子及類似者的乾淨空氣被導入該室。然而，當此空 氣進入晶圓盒時，有晶圓的表面可能被空氣中的氧或水份 氧化之疑慮。 當半導體裝置變更小且達到更高性能時，更注意到由 於進入晶圓盒的氧及類似者之氧化，其在習知上尙未成爲 大問題。此種氧化氣體將非常薄的氧化物膜形成在晶圓的 表面上。有以下的可能性，亦即，由於此種氧化物膜，小 型裝置的想要特性不可能被確定。針對此問題的對策包括 氣體進入晶圓盒的控制，而沒有自晶圓盒的外側控制其中 之氧及類似者的部份壓力。更特別地，日本專利先行公開 申請案第1 1 - 1 45245號揭示以下結構，其中FIMS系統中 鄰接晶圓盒開口之區係設有氣體用的供應噴嘴及吸入噴嘴 以形成用於實質關閉晶圓盒開口部之氣流幕。藉由形成氣 流幕，防止外部氣體進入晶圓盒。 於半導體製造設施中，有些使用污染形成在晶圓上的 各種配線及類似者的氣體之處理（諸如蝕刻處理）係實施 於處理設備之例子。此例中控制氣體自處理設備的內側進 入晶圓盒的方法係揭示於曰本專利先行公開申請案第 2003 -0 0 7 799號。此方法亦使用風扇將氣流幕狀成於FIMS 系統中之晶圓盒開口的前方以防止氣體自處理設備進入晶 圓盒。當然，此方法在控制氧氣流入晶圓盒亦被認爲是有 效。 1379374 然而，當這些方法被付諸實施時，實際上確定，立即 在晶圓盒開口開啓之後，晶圓盒的氧氣的部份壓力明顯地 增加。因此，爲了符合進一步改善這些方法》根據此些情 況，本發明的發明人已提議藉由些改氣體排出噴嘴的形狀 及類似者來防止氧化氣體滲入晶圓盒，氣體排出噴嘴係使 用來以各種方式產生氣流幕使得氣流幕中的氧濃度於離開 噴嘴的位置同樣地降低。本發明的發明人亦已提議晶圓盒 中的氧化氣體係藉由將清潔氣體導入晶圓盒同時形成氣流 幕而減少甚至更多之結。然而’因爲用於半導體製造設備 的更高半導體性能及改善處理能力之各種需求，需要進一 步降低固定至FIMS系統的晶圓盒中之氧化氣體的部份壓 力。 【發明內容】 本發明係針對上述情況而完成的，且本發明的目的在 於提供處理晶圓的方法以及作爲使用於其方法的氣密容器 之晶圓盒的蓋開啓/關閉系統，其使其可能甚至在晶圓盒 開啓之後將晶圓盒中諸如氧氣之氧化氣體的部份壓力控制 在預定低位準。 爲了解決上述問題，依據本發明，提供一種處理容器 中的物件之方法，該容器係具有實質盒狀主體及蓋之儲存 容器，該主體能夠容納物件且於一面具有開口，該蓋可與 該主體分開且關閉該開口以與該主體一起產生氣密空間， 待容納的該物件係藉由使該蓋與該儲存容器分開且因此開 -8- 1379374 啓該開口而放入該儲存容器及自該儲存容器取出，待容納 的該物件在該儲存容器外側接收給定處理，該方法包含： 與實質矩形開口部直接相對地定位該開口，該開口部係設 於構成控制粒子的小型環境之壁；以門固持該蓋，其實質 地關閉該開口部；使固持該蓋的門繞著在該開口部下方且 平行於該壁之水平軸而樞轉達給定角度，以使該蓋移入該 小型環境且將該門置於撤離姿勢，以及向下垂直地驅動保 持於該撤離姿勢的該門以開啓該開口部；經由該開口及該 開口部放入及取出待容納的該物件；向上垂直地驅動處於 該撤離姿勢的該門以使該門回到該門已樞轉達該給定角度 之後所在之停止位置，然後使該門反向地樞轉達該給定角 度以藉由該蓋來關閉該開口；及釋放被該門固持的該蓋， 其中氣體幕可藉由自該開口部的頂側流至底側之給定氣體 而形成，及其中該方法另包含，當該門停止樞轉後而保持 該撤離姿勢時，藉由致使該氣體幕與該門所固持的該蓋接 觸來清潔該儲存容器的內部，藉此重新導向形成該氣體幕 之該給定氣體流向該儲存容器的內部。 再者，爲了解決上述問題，依據本發明，提供一種蓋 開啓/關閉系統，用於將待容納的物件放入儲存容器及自 該儲存容器取出該物件，該儲存容器具有實質盒狀主體及 蓋，該主體能夠容納物件且於一面具有開口，該蓋可與該 主體分開且關閉該開口以與該主體一起產生氣密空間，待 容納的該物件係藉由使該蓋與該儲存容器分開且因此開啓 該開口而放入該儲存容器及自該儲存容器取出，該系統包 -9- 1379374 含：安裝座，該儲存容器係安裝在該安裝座；小型環境’ 其係定位鄰接該安裝座，其中具有受控粒子的下向流係經 由配置在上方的風扇過濾單元而產生，以及其容納用於轉 移待容納的該物件之機構；實質矩形開口部，其設於鄰接 該安裝座且界定該小型環境的一部份之壁，以及在該儲存 容器安裝至該安裝座時與該儲存容器中的該開口直接相對 地定位；，其能夠固持該蓋且實質地關閉該開口部，以 及藉由固持該蓋來開啓該開口部使得該開口及該開口部相 互連通；清潔噴嘴，其置於該小型環境中及該開口部的兩 個垂直面外側以使给定氣體經由該開口部及該開口供入該 儲存容器；及流入防止構件，其置於該開口部的正前方及 該開口部的頂側上方之該小型環境中，以防止該等下向流 流入該開口部的正前方之空間，其中該流入防止構件包括 幕狀噴嘴，其能夠於平行於自該開口部的該頂側流向該開 口部的底側之該等下向流的方向之方向供應該給定氣體， 其中，當該開口將被開啓時，固持該蓋之該門繞著在該開 口部下方且平行於該壁之水平軸而樞轉達給定角度，以使 該蓋移入該小型環境，及其中該流入防止構件覆蓋矩形區 域，該矩形區域在該門樞轉達該給定角度時形成，及該矩 形區域的相對二側相對於該等下向流的流動方向係該蓋的 頂側及該壁，以及來自該幕狀噴嘴之該給定氣體係朝向該 矩形區域供應。 依據本發明，氣體幕係藉由惰性氣體流形成於鄰接晶 圓盒的開口且藉由氣體幕關閉開口之位置，且使用作爲在 -10- 1379374 清潔晶圓盒的內部時將清潔氣體供入晶圓盒之附加路徑。 雖然熟習此項技藝的清潔操作係僅經由原本用於清潔氣體 之氣體供應路徑而實施，本發明的清潔操作可經由附加路 徑而實施，其加速清潔操作或改善清潔效率。 再者，惰性氣流中其本身形成氣體幕之惰性氣體的濃 度可保持在高位準。例如，眾所周知’當自噴嘴射出氣體 時，該氣體含有接近噴嘴開口存在之其它氣體’且氣體混 合物形成氣體流。更明確地，因爲形成氣體幕之氣體含有 接近噴嘴開口存在之其它氣體，形成氣體幕之惰性氣體的 濃度減小，且有自氣體幕將氧化氣體供至晶圓盒的內側之 疑慮。且，放入氣體幕的周圍氣體可能降低形成氣體幕之 惰性氣體的濃度。依據本發明，幕蓋使構成周圍氣體與幕 狀噴嘴的下向流或繞著幕狀噴嘴的空間而分離，且因此， 惰性氣體的高濃度同樣地構成噴嘴開口部的附近之氣體。 當氣體幕流在與蓋接觸時重新導向晶圓盒的內部時’幕蓋 亦防止下向流進入壁及蓋間的區域。本發明因此防止下向 流或含有氧化氣體的其它氣體進入或擴散超過引至此區的 氣體幕，結果，可有效地防止氧化氣體滲入晶圓盒。 氣體幕的形成亦減少周圍氣體擴散入晶圓盒。實施惰 性氣體的供應至晶圓盒的內側於預定方向以致不會影響氣 體幕。更特別地，氣體幕控制來自晶圓盒的內側之氣體進 入晶圓盒的內側，且，同時，惰性氣體係供應至晶圓盒的 內側以使晶圓盒中之惰性氣體的濃度保持在恆定位準。藉 由結合這些功效，甚至當晶圓盒開啓時，晶圓盒中之氧化 -11 - 1379374 氣體的部份壓力一直保持在預定低位準。再者，結合此些 功效，相較於藉由簡單供應惰性氣體至晶圓盒的內側來防 止氧化氣體進入晶圓盒的內側且因此需要大量惰性氣體之 例子，可以極小量惰性氣體獲得將氧化氣體的部份壓力保 持在低位準的可比較或較佳功效。 自示範性實施例的以下說明（參照附圖），本發明的 進一步特徵將變得顯而易見。 【實施方式】 以下將參考附圖說明本發明的實施例。圖1解說依據 本發明的第一實施例之蓋開啓/關閉系統（FIMS，以下稱 爲裝載埠）的重要部份的簡要結構。圖1係自小型環境側 所見之簡要立體圖’且僅解說安裝座、門、開口部、門開 啓/關閉機構的一部份 '及具有該開口部且構成小型環境 的一部份之壁（以上已述）’以及最近加入本發明之流入 φ 防止構件及輔助組件。圖2A係解說裝載埠及晶圓盒的簡 要結構之剖面圖’其中該晶圓盒安裝於裝載埠（安裝座） * . 且該晶圓盒的蓋緊靠該門。圖2B係沿著圖2A的線2B-2B 且自小型環境側所取之剖面圖。安裝座及其它組件具有各 種輔助組件，該等組件不是與本發明相關且因此將不會在 本文中圖式及說明。 首先（見圖2A)將說明安裝於裝載埠及容納於晶圓 盒的晶圓之晶圓盒。晶圓盒2的主體2 a的內部係用於容 納晶圓1之空間，晶圓1係待處理的物件。主體2a具有 -12- 1379374 似盒形狀，其具有設於位於其水平方向之諸表面的一者之 開口。晶圓盒2包括：用於關閉主體2a的開口 2b之蓋4 。主體2a中包括架體（未顯示），其具有數個用於堆疊 晶圓1之支架’晶圓1係水平保持於垂直方向。放置在支 架上之每一晶圓1係以預定間隔儲存於晶圓盒2的內側。 晶圓1相當於本發明的待容納物件，且晶圓盒2相當於儲 存容器。主體2a (基本上爲盒狀）相當於主體，其係界定 爲實質上盒狀形狀。晶圓盒2的開口 2b (基本上爲矩形） 相當於開口，其係界定爲實質上矩形形狀。 依據本發明的裝載埠係由51標示，且包括安裝座53 、門6、開口部1 〇 (其作用如裝載璋的開口部）、門開啓 /關閉機構60、及壁1 1，壁1 1具有開口部且係構成小型 環境（後述轉移室52)之諸構件的一者。安裝座53包括 具有平頂面之可移動板54，晶圓盒2係實際安裝在該平頂 面上。可移動板54能夠移動安裝晶圓盒更接近或遠離開 口部1 〇。定位銷54a係崁入可移動板54的平面，且係裝 入設於主體2a的底面之定位凹部2c，藉此獨特地決定晶 圓盒2及可移動板54間的位置關係。 設於壁11之開口部10係設計成，當定位在可移動板 54上之晶圓盒2被該板帶至最接近開口部1〇之點時，覆 蓋開口 2b之蓋4裝入開口部10。換言之，開口部1〇係比 蓋4的矩形輪廓大一號之矩形。只要門6可使晶圓盒2的 蓋4與主體2a分開，可移動板54可將晶圓盒2帶至在任 何位置之停止點。門6係經由門支臂6a藉由門開啓/關閉 -13- 1379374 機構60而支撐。門開啓/關閉機構6〇能夠使門6移動在 開口部10實質上爲關閉的位置及撤離位置之間，在該撤 離位置，開口部10係完全開啓使得轉移構件（未顯示） 可將晶圓1放入晶圓盒2且經由開口部10自晶圓盒2取 出晶圓1。 門開啓/關閉機構60係由諸如數個氣缸的未顯示組件 所構成，且使門6與門支臂6a —起繞著支點61而樞轉。 門6在被驅動至垂直地較低的撤離位置之前，於開口部1〇 關閉的位置及門6採取撤離姿勢之位置之間而樞轉。當門 6處於撤離姿勢時，門6正對開口部10的面6c及開口部 1 〇開啓的平面（壁丨丨）間的距離自開口部丨〇的頂側朝向 底側連續地減小。換言之，門6於撤離姿勢的相對面6c， 其正對開口部10，係位在相對於含有壁11的平面之指定 仰角。鑑於晶圓盒內部清潔（將後述），將門6的相對面 6c置於遠離開口部10的底側之撤離姿勢不是令人滿意。 於本發明，當處於撤離姿勢的門6正固持著蓋4時，開口 部1 〇的底側及蓋4正對晶圓盒的內部的面之間的間隙保 持在防止蓋4干擾清潔氣體的流量之距離，考慮到蓋4的 厚度，清潔氣體係自清潔噴嘴（如後述）而供應至晶圓盒 內部。 幕狀噴嘴12係置於開口部1〇的正前方之空間的上部 (第一開口的頂側上方）。幕狀噴嘴12係安裝以藉由開 口部10的正前方之下向流於小型環境52中而形成氣體幕 。此實施例之幕狀噴嘴丨2係成形像矩形六面體’且具有 -14- 1379374 底面12a，底面12a正對開口部10的正前^ 個噴嘴開口 12b被形成於底面12a。於開口 側外面之小型環境52的區域中，清潔噴嘴 應清潔氣體以清除晶圓盒2的內部。每一 ^ 有延伸於一方向之管形清潔噴嘴主體21a， 潔氣體供應系統（未顯示）。清潔噴嘴主體 潔噴嘴主體21a形成一對以接近於且平行护 側外面的裝載埠開口部的兩垂直側。 圖3解說自上方所見到之清潔噴嘴主 盒2及晶圓1的簡要結構。較佳地，數個 21b係形成在沿著每一清潔噴嘴主體21a的 隔，且清潔噴嘴開口 2 1 b間的間隔匹配晶圓 圓1的間隔及一晶圓1與另一晶圓間的距離 口 2 1 b亦形成使得氣體朝向每一晶圓1的中 言之，自清潔噴嘴所供應的氣體之方向較低 直至幕狀噴嘴的氣體供應方向之平面且朝向 兩清潔噴嘴等距之點而指向之方向。 將清潔氣體供應方向設定垂直至幕狀氣 以確定清潔氣體供應至晶圓盒2的內部。鑑 下的最大有效方式將噴出清潔氣體使得清潔 表面，在此，清潔氣體係平行地供應至包括 晶圓1間的窄間隙之晶圓表面》實際上，清 上述幕狀噴嘴12係連接至氣體供應系統（ 式中省略該氣體供應系統以使本發明的結構 「之空間以及數 部10的兩垂直 2 1係配置來供 賢潔噴嘴21具 且係連接至清 21a與另一清 開口部的垂直 體2 1 a、晶圓 清潔噴嘴開口 長度之規則間 盒2中含有晶 。清潔噴嘴開 央而排出。換 地爲平行於垂 與此平面內的 體流動的方向 於在正常條件 氣體傳至晶圓 晶圓盒2中的 潔噴嘴21及 未顯示），圖 更容易瞭解》 -15- 1379374 而且，在此省略氣體供應系統的說明，其係由氣體源、調 節閥、及其它組件組成之共同模型。 接著說明當晶圓1實際上放入晶圓盒2且自晶圓盒2 取出時之結構如何操作。當晶圓盒2係安裝至安裝座53 時，此實施例的門6係設計成，當門6位於開口部10關 閉的位置時，用於使小型環境5 2與外部空間連通之間隙 係留在門6周圍。因此，此實施例之門6可僅實質上而未 完全地關閉開口部1〇。在安裝晶圓盒2之後，可移動板 54朝向開口部10移動且停止在蓋4緊靠門6之點。門6 以接合機構（未顯示）來固持蓋4。風扇過濾單元63保持 產生下向流於小型環境52中，且在安裝晶圓盒2之前， 開口部10正前方之氣體幕係保持由供自幕狀噴嘴12的氣 體而形成。 門開啓/關閉機構60則使門支臂6a繞著支點61而樞 轉，使得門6採取圖4A所述之撤離姿勢，藉此使晶圓盒 2對小型環境5 2部份地開啓。圖4 A及4B (將後述）係以 如圖2 A的相同方式所見之開口部1 〇的周圍的側視圖。如 上述，門6於撤離姿勢所保持之蓋4的下端實質上關閉開 口部10，而蓋4的上端係保持在距開口部1〇指定距離。 移離開口部1 〇且向上開啓的蓋4所形成之間隙保持在幕 狀噴嘴12的噴嘴開口 12b所含蓋之範圍內。此點，清潔 噴嘴2 1開始供應清潔氣體。門開啓/關閉機構6 0使門6 撤回到撤離位置，該位置係門6的驅動範圍的最下端，同 時保持門6於撤離姿勢。圖4B解說在撤離位置之門6。 -16- 1379374 當門6在撤離位置時，晶圓盒2的開口 2b開啓，藉此能 夠使安裝於小型環境52之轉移機構（未顯示）將晶圓1 轉入與轉出晶圓盒2的內部。 圖4C係以如圖2B的相同方式自小型環境52所見之 開口部10的簡要結構示意圖。幕狀噴嘴12以產生平行於 壁11的下向流之方式來供應如清潔氣體之相同氣體。該 對清潔噴嘴21的每一者供應清潔氣體使得每一清潔氣體 流係朝向容納於晶圓盒2之晶圓1的中央而指向。晶圓1 係轉移於此狀態。於晶圓轉移操作期間，晶圓盒2的內部 的清潔係延續以使晶圓盒內之氧化氣體的部份壓力保持低 。在待容納的晶圓1轉入晶圓盒2之後，執行關閉蓋4的 以下操作。 於蓋關閉操作期間，門開啓/關閉機構.60升高門6以 使門6回到門6已停止樞轉且採取圖4A所述的撤離姿勢 的位置。門開啓/關閉機構60於此狀態中止其操作，且使 門6在樞轉前保持於門6已處於樞轉之姿勢。此將門6保 持之蓋4放置在相對於氣體幕的角度，且改變自下方至朝 向晶圓盒的內部的方向之氣體流的方向。然後，當門6處 於撤離姿勢時，因爲僅蓋4的下彎部實質地關閉開口部10 ，供應至蓋4的上端部上方之清除之大部份幕狀氣體係朝 向晶圓盒2的內部而傳送。 在蓋關閉晶圓盒之前，此立即增加長向晶圓盒內部所 供應之清潔氣體的總量而更大於單獨供應自正常清潔噴嘴 之清潔氣體的總量。圖4A所述的狀態係保持達一給定期 -17- 1379374 間，以及在晶圓盒2的內部足夠清潔以滿意地減少存在於 此空間之氧化氣體的量，門開啓/關閉機構60樞轉門6且 以蓋4關閉主體2a。經由以上操作，晶圓1可在低於習知 結構曾經達到的濃度之氧化氣體濃度來密封晶圓盒2。 於上述操作，因爲當自晶圓盒2取出最先晶圓時直到 當最後晶圓放入晶圓盒時，門6在放入與取出晶圓的操作 期間保持於撤離位置。然而，於單獨使用供自清潔噴嘴的 清潔氣體之例子，保持晶圓盒2開啓達一長時間，晶圓盒 2中的氧化氣體的部份壓力可能由於來自小型環境52之大 氣空氣的擴散而逐漸地增加。於此些例子，每當將一晶圓 1放入晶圓盒2及自晶圓盒2取出時，改善的清潔效率係 藉由自撤離位置升高門6以達到圖4A所述之狀態。替代 地，較佳的是，一旦在達到圖4A的狀態後，增加關閉晶 圓盒的操作。因此更有效地防止氧化氣體的部份壓力上升 〇 上述的實施例中，爲了晶圓盒內之氧化氣體的部份壓 力的有效降低，保持氣體幕的形成。爲了藉由保持所使用 之清潔氣體的量低而降低成本，另一方面，較佳的是，僅 在需要時形成氣體幕。於極端例子，當晶圓放入晶圓盒且 自晶圓盒取出時，如果晶圓盒中的氧化氣體的部份壓力在 晶圓盒的關閉之時下降，這係足夠的。以下說明此例的清 潔方法。圖5A係解說啓動自蓋4與晶圓盒2分開時直到 放入及取出晶圓1時之操作之流程圖。圖5B係解說在放 入及取出晶圓1的完成之後將蓋4附接至晶圓盒2的操作 -18- 1379374 之流程圖。 於步驟1執行晶圓盒2的安裝，於步驟2藉由可移動 板54的移動使蓋4與門6接合，於步驟3使蓋4與晶圓 盒2分開，及於步驟4之門6採取撤離姿勢且然後移動至 撤離位置。測繪機構（未顯示）在執行步驟4的同時測繪 晶圓盒2中的晶圓。於步驟5，在門6的下端之感測器（ 未顯示）檢測到門6已停在撤離位置。於步驟6，清潔噴 嘴2 1啓動供應清潔氣體以回應檢測結果。當以上串列操 作完成時’ 一般公認到，裝載晶圓盒2的操作被完成’以 及自晶圓盒2取出晶圓1且將晶圓丨放入晶圓盒2的操作 被執行。開始於步驟6之清潔氣體供應係延續在放入及取 出晶圓1的整個操作。 圖5B解說卸載晶圓盒2的操作。首先，步驟11，放 入及取出晶圓1的操作被完成且開始卸載操作之指令被發 出。於此實施例，清潔氣體供應係暫時中止於步驟12以 避免諸如粒子的灰麈，該等粒子係在清潔氣體對著諸如門 6的移動組件而噴吹時所造成。門6然後於步驟13而上升 ，且，於步驟14，門6的抵達在上升範圍的上端（門6在 樞轉之後已採取撤離姿勢之位置）被檢測。於步驟15,清 潔噴嘴21開始供應清潔氣體，且幕狀噴嘴12同時開始供 應幕狀氣體以回應檢測結果。幕狀氣體流在與蓋4的接觸 時改變方向，且朝向晶圓盒2的內部而行進，且因此，清 潔氣體及幕狀氣體兩者供應至晶圓盒的內部。 此狀態係保持直到給定期間的過去被檢測於步驟！ 6。 -19- 1379374 在該給定期間過去之後，清潔氣體供應及幕狀氣體供應停 在步驟17，且門6將蓋4附接至晶圓盒2於後續步驟18 。在盖4固定至晶圓盒主體2a之後，可移動板54向後移 動於步驟19，且，於步驟20，晶圓盒2的卸載操作的結 束被確定。於上述卸載操作，來自幕狀噴嘴之幕狀氣體（ 如清潔氣體的相同氣體）係在蓋關閉前附加地立即供應至 原本供自清潔噴嘴的清潔氣體單獨使用於清潔之結構。因 此可在短時間內供應大量清潔氣體，習知結構係不可能有 此情形。結果，晶圓盒可被關閉同時有效地降低晶圓盒中 之氧化氣體的部份壓力。 上述實施例的幕狀噴嘴12係矩形六面體，且具有形 成在其所有底面之氣體射出孔。較佳地，射出孔的形狀、 配置、數量或類似者係適當地修改以適合，例如，供應氣 體的流率或當門6處於撤離姿勢時（將後述）在蓋4的頂 側及開口部1〇的頂側間之間隙。於此例中，其最好是藉 由適當修改氣體射出開口 2 1 b的形狀、配置或類似者。實 質上關閉開口部10之門6可被架構，使得開口部10完全 關閉。 當有諸如清潔氣體之氣體流時，該氣體流周圍之氣體 被吸入該氣體流至某一程度，且逐漸地降低起自該氣體流 的周圍之流動氣體的純度。有鑑於此現象，上述實施例中 ’在小型環境52的側上，設於幕狀噴嘴12以產生氣體幕 之噴嘴開口 1 2b所含蓋之範圍係比形成在開口部1 〇的頂 側及蓋4的頂側間之矩形區域設定更寬，在門6停止自開 -20- 1379374 口部10所關閉的位置而樞轉之後，蓋4係由門6固持在 撤離姿勢。即使當來自下向流產生於小型環境52的氣體 之幕狀氣體被混合時，包括該混合氣體之幕狀氣體被防止 流入開口部1 〇及蓋4間的空間。 於供應諸如來自清潔噴嘴或類似者的惰性氣體之清潔 氣體時，自噴嘴孔射出之清潔氣體可能吸入孔周圍的氣體 ，且混入氣體可能降低清潔氣體的純度。以下參照圖式所 給的說明係關於用於實施本發明之另一結構實例，其中針 對吸入噴嘴孔周圍的氣體之對策被考量。圖6係解說以如 圖2A的相同方式放大的重要部份之結構實例的側視圖。 於圖6，提供如圖2A及2B所示的組件之相同功效的組件 將以相同參考號碼所標示，且在此將省略這些組件的說明 〇 於此實施例，幕蓋23進一步覆蓋幕狀噴嘴12的頂面 上方之空間，且延伸至超過正對小型環境52的端面1 2c 之小型環境側。幕蓋23係成形如同L字形剖面，以覆蓋 幕狀噴嘴12的矩形六面體形狀。與幕狀噴嘴12的端面 12c相對之幕蓋23的垂直面23a係延伸直到垂直面23a係 於垂直方向與撤離姿勢之門6的最頂側實質地緊接。幕蓋 23消除周圍氣體（供自僅控制粒子的下向流的氣體）對噴 嘴附近的恆定供應。且，下向流延伸之垂直面23a防止下 向流被拉入氣體幕。自幕狀噴嘴12至蓋4之幕狀氣體的 純度因此可被保持在比上述實施例的結構甚至更高位準。 圖7以如圖6的相同方式來解說圖6的模式的修改實 -21 - 1379374 例。相似於圖6的模式，圖7提供如已述組件的相同功效 之組件係以相同參考號碼所標示，且在此將省略這些組件 的說明。於此模式，沿著晶圓盒2的驅動方向運轉之幕狀 噴嘴12的側被給予更短的長度，且因此，噴嘴開口 12b 所含蓋之範圍係小於形成在開口部10的頂側及蓋4的頂 側之間於撤離姿勢之門6所固持之矩形區域。此結構使氣 體幕變更薄，其意指，幕狀氣體的氣流速度可被提高而不 會大程度地增加使用於幕狀氣體之清潔氣體的流率，以及 幕狀氣體可被供應至晶圓盒2的背部。例如，晶圓盒的內 部可藉由將供自清潔噴嘴的氣體送至相對更接近晶圓盒2 的相對側之區同時將幕狀氣體送至晶圓盒2的背部之區而 被清除在低流率。 於此例中，防止噴嘴開口周圍之氛圍被吸入且防止幕 狀氣體流被拉入周圍氣體係大於上述結構之需要。幕蓋23 因此需要有效地含蓋自幕狀噴嘴12至矩形區域之空間， 矩形區域係形成在開口部1 〇的頂側（壁1 1的小型環境側 面）及門6所固持之蓋4的頂側之間。於此模式，幕蓋2 3 的水平面2 3 b的寬度（自連接於壁1 1的側至其相對側之 長度）係設定成實質地等於幕狀噴嘴12的對應寬度。水 平面23b係經由入射面23c連接於垂直面23a，入射面 23c係設置使該空間變更小。垂直面23a係向下延伸在超 過門6的最頂側之小型環境側上。*甚至於幕狀噴嘴1 2的 縮小尺寸的例子，以此方式避免使幕蓋2 3成形來自小型 環境中的下向流之大氣空氣後退。 -22- 1379374 上述幕狀噴嘴12及幕蓋23兩者於產生於小型環境中 之下向流的方向而置於包括壁11及蓋4作爲兩個相對側 的上述矩形區域與風扇過濾單元之間。幕狀噴嘴12及幕 蓋23作用如流入防止構件，其減少或防止自風扇過濾單 元供應至小型環境的內部之氛圍空氣由於下向流而達到矩 形區域。爲了以單獨由幕狀噴嘴構成之流入防止構件而達 到此目的，這是需要藉由給予幕狀噴嘴比矩形區域的形狀 更大形狀來確定幕狀噴嘴覆蓋矩形區域之功效。於此例中 ，噴嘴開口所含蓋之範圍較佳地設定成大於如上述模式之 矩形區域。於幕狀噴嘴具有比矩形區域的形狀更小的形狀 之例子，其最好是，幕蓋係設置成覆蓋矩形區域。幕蓋較 佳地具有上述垂直面以具有調節來自風扇過濾單元的下向 流及氣體幕的流量兩者的功效。 實施例 接著，說明作爲實施本發明的實際蓋開啓/關閉系統 之FIMS系統及使用該系統之半導體晶圓處理設備。圖8 解說符合所謂的小型環境系統之半導體晶圓處理設備50 的簡單結構。半導體晶圓處理設備50主要是由裝載埠部 (FIMS系統、蓋開啓/關閉裝置）51、轉移構件（小型環 境）5 2及處理室5 9所形成。裝載埠的側上之隔板5 5 a及 蓋5 8a與處理室的側上之隔板55b及蓋58b係分別設於裝 載埠部51及轉移室52之間以及設於轉移室52與處理室 59之間。爲了移除污染物及保持半導體晶圓處理設備5〇 -23- 1379374 的轉移室52中的高純度，設於轉移室52上方之風扇過濾 單元63產生自轉移室52的頂部至轉移室52的下部之氣 流（下向流）。再者，下向流排氣通道係定位在轉移室52 的下表面上。依據此架構，此一直向下射出污染物。 晶圓盒2，其係用於儲存矽晶圓或類似者（以下僅稱 爲”晶圓”）之儲存容器，係安裝在安裝座53上。如更早 前所述，轉移室5 2的內側係保持於高清潔性以處理晶圓1 °再者，轉移室52包括實際上可藉由轉移機構而固持晶 圓之機械臂55。由於機械臂55，晶圓係轉移在晶圓盒2 及處理室59之間。處理室59通常包括用於實施諸如薄膜 形式且晶圓的表面上的薄膜處理之處理之各種機構。然而 ，該等機構未直接相關於本發明，且因此將省略說明。 如上述，晶圓盒2具有用於儲存晶圓1於其中的空間 ，每一晶圓係待處理的物件。晶圓盒2包括具有設於其中 一表面的開口之盒主體部2a及用於封閉該開口之蓋4。主 體2a包括具有將晶圓1堆疊於一方向的該數個支架之架 體。放置支架上的每一晶圓1係以預定間隔儲存於晶圓盒 2的內側。於此實施例中，堆疊晶圓1的方向係設定於垂 直方向。開口部10及上述流入防止構件係設在轉移室52 的裝載埠部5 1側上。當將晶圓盒2定位在裝載埠部5 1上 使得晶圓盒2接近開口部1 0時，開口部1 〇係相對於晶圓 盒2的開口部而定位。在此將省略依據本發明的主要組件 (諸如幕狀噴嘴1 2及門6 )的敘述及解說，因爲這些組件 已說明於上述實施例，且爲了更易於瞭解圖式的目的。 -24- 1379374 圖9A係習知設備中的門6及門開啓/關閉機構60之 放大側橫向剖面圖，及圖9B係解說自轉移室52側所見之 門6及門開啓/關閉機構60之前視圖。圖9C係解說使用 門開啓/關閉機構60自晶圓盒2移除蓋4的狀態之簡要側 橫向剖面圖。門6係接合於固定構件4 6。門6係經由固定 構件46連接至門支臂6a的一端以使可繞著門支臂42的 另一端而樞轉。門支臂6a係在其另一端支承至桿件37的 尖端部，桿件37係穿過樞轉40之空氣驅動缸57的一部 份以使可繞著樞轉40而樞轉。 通孔係設在門支臂42的一端及門支臂42的另一端之 間。銷（未顯示）延伸穿過通孔且固定至可移動部56的 支承構件60之固定構件39的孔，用於上下移動該架構以 開啓及關閉門支臂42的門，藉此形成支點6 1。因此，由 於空氣驅動缸57的驅動，門支臂42係依據桿件37的延 伸及雖回可繞著支點61而樞轉。門支臂42的支點61係 固定至支承構件60，可垂直可移動部56係設置於支承構 件60。 當藉由上述結構處理晶圓1時，首先，晶圓係位在安 裝座53上以鄰接於轉移室開口部，且蓋4係由門6固持 。注意到，接合機構（未顯示）係設在門6的表面上，而 被接合機構（未顯示）係設在蓋4的表面上。藉由啓動具 有蓋4的表面及門6的表面相互接觸之這些機構，蓋4係 由門6固持。在此，當空氣驅動缸57的桿件縮回時，門 支臂42藉由作爲旋轉軸的支點61移離轉移室開口部10。 -25- 1379374 依據此作用，門6與蓋4~起旋轉以自晶圓盒2移除蓋4 ，如圖9C所述。亦即，可移動部56被降低以使蓋4移至 預定縮回位置。上述實施例中已說明轉移的操作，因此將 省略其說明。 再者，於此實施例中，其說明係於FOUP及FIMS的 文脈中，而本發明的應用不限於此。只要容器係容納數個 待容納物件且係在待容納物件插入或移出系統中的容器時 而開啓及關閉之前開口型容器。，可應用依據本發明之蓋 開啓/關閉裝置以使容器中之氧化氛圍的部份壓力保持在 低位準。再者，當充塡容器之氣體不是惰性氣體而是具有 想要特性的預定氣體時’可使用依據本發明的蓋開啓/關 閉系統以使容器中的預定氣體的部份壓力保持在高位準。 依據本發明’不僅以自如熟習此項技藝者而言之清潔 噴嘴所供應之清潔氣體，而且以自不同於清潔噴嘴的方向 之方向以氣體幕的形式而供應之清潔氣體，可清除晶圓盒 的內部。氣體幕防止大氣空氣自小型環境側進入晶圓盒的 內部，且’與大氣空氣的關閉分開地將清潔氣體供應至晶 圓。於關閉晶圓盒時，除了來自清潔噴嘴的清潔氣體外， 幕狀氣體係使用於清潔。因此有效地防止晶圓盒內之氧化 氣_體的部份壓力上升。本發明可藉由僅附加幕狀噴嘴、清 潔噴嘴及類似者至現有FIMS系統來實施，且可以低成本 容易地安裝於標準化系統。 雖然已參照示範性實施例說明本發明，將瞭解到，本 發明未受限於所揭示的示範性實施例。以下申請專利範圍 -26- 1379374 的範圍將符合最廣詮釋以含蓋所有此種修改及等效結構與 功能。 本案請求2007年7月31日申請之日本專利申請案第 2007-198622號的優先權，其倂入本文中作爲參考。 【圖式簡單說明】 圖1係解說依據本發明的實施例之蓋開啓/關閉系統 的主要部份的簡要結構之立體圖； 圖2A解說如圖1所述的依據本發明的實施例之蓋開 啓/關閉系統的簡要結構之剖面示意圖，特別是，裝載埠 、晶圓盒、晶圓盒的蓋及垂直至晶圓盒的開口所見之開啓 器的一部份的垂直剖面圖： 圖2B係自由圖2A中的箭頭2B所示之方向所見之圖 1的開口部1〇的示意圖； 圖3係解說清除氣體的供應方向之示意圖，清除氣體 係自清除噴嘴供應至晶圓盒的內部； 圖4A係解說圖1的蓋開啓/關閉系統中之蓋開啓/關 閉操作的階段之示意圖； 圖4B係解說圖1的蓋開啓/關閉系統中之蓋開啓/關 閉操作的另一階段之示意圖： 圖4C係於如於圖2B中的相同方向所見到之圖4B的 階段之開口部1 〇的示意圖； 圖5A係解說將晶圓盒載入依據本發明的蓋開啓/關閉 系統的操作步驟之流程圖 -27- 1379374 圖5B係解說自依據本發明的蓋開啓/關閉系統卸載晶 圓盒的操作步驟之流程圖； 圖6係解說依據本發明之蓋開啓/關閉系統的另一模 式之示意圖； 圖7係解說依據本發明之蓋開啓/關閉系統的另一模 式之不意圖； 圖8係解說應用本發明之共同半導體晶圓處理設備的 簡單結構之整個側視圖； 圖9A係圖8的設備中之門開啓/關閉機構及接近該機 構的組件的簡要結構的放大側視圖： 圖9B係自轉移室所見之圖9A的組件的簡要結構示意 圖； 圖9 C係圖9A的組件的示意圖，其中蓋係藉由門與晶 圓盒分離，圖9 C係如圖9 A之放大側視圖。 【主要元件符號說明】 FIMS:前開式介面機械標準 FOUP :前開式晶圓盒 1 :晶圓 2 :晶圓盒 2a :主體 2b :開口 2c :定位凹部 4 ··蓋 -28- 1379374 6 :門 6a :門支臂 6c :面 1 〇 :開口部 1 1 :壁 12 :幕狀噴嘴 1 2a :底面 1 2b :噴嘴開口 12c :端面 21 :清潔噴嘴 21a:管形清潔噴嘴主體 2 1 b :清潔噴嘴開口 23 :幕蓋 23 a :垂直面 2 3 b :水平面 2 3 c :入射面 3 7 :桿件 3 9 :固定構件 4 0 :樞轉 42 :門支臂 46 :固定構件 50:半導體晶圓處理設備 5 1 :裝載垾 5 2 :小型環境 -29 1379374 安裝座 :定位銷 可移動板 :隔板 :隔板 機械臂 可移動部 空氣驅動缸 :蓋 ：蓋 處理室 門開啓/關閉機構 支點 風扇過濾單元 -30-

Claims (1)

1379374 第097127648號專利申請案中文申請專利範圍修正本 • _民國101年4月26 曰修正 十、申請專利範圍[仵+月难修正本 1.—種處理容器中的物件之方法，該容器係具有實質 盒狀主體及蓋之儲存容器，該主體能夠容納物件且於一面 具有開口，該蓋可與該主體分開且關閉該開口以與該主體 一起產生氣密空間，待容納的該物件係藉由使該蓋與該儲 • 存容器分開且因此開啓該開口而放入該儲存容器及自該儲 存容器取出，待容納的該物件在該儲存容器外側接收給定 處理，該方法包含： 與實質矩形開口部直接相對地定位該開口，該開口部 係設於構成控制粒子的小型環境之壁； 以門固持該蓋，其實質地關閉該開口部； 使固持該蓋的門繞著在該開口部下方且平行於該壁之 水平軸而樞轉達給定角度，以使該蓋移入該小型環境且將 ^ 該門置於撤離姿勢，以及向下垂直地驅動保持於該撤離姿 勢的該門以開啓該開口部； 經由該開口及該開口部放入及取出待容納的該物件； 向上垂直地驅動處於該撤離姿勢的該門以使該門回到 該門已樞轉達該給定角度之後所在之停止位置，然後使該 門反向地樞轉達該給定角度以藉由該蓋來關閉該開口；及 釋放被該門固持的該蓋， 其中氣體幕可藉由自該開口部的頂側流至底側之給定 氣體而形成， 1379374 其中該方法另包含，當該門停止樞轉後而保持該撤離 姿勢時，藉由致使該氣體幕與該門所固持的該蓋接觸來清 潔該儲存容器的內部，藉此重新導向形成該氣體幕之該給 定氣體流向該儲存容器的內部，及 其中在該門保持該撤離姿勢時而形成於.該壁與該蓋的 頂側之間的矩形區域係設定於施加區域內，在該施加區域 中，藉幕狀噴嘴施加預定氣體用於形成該氣體幕。 2.—種蓋開啓/關閉系統，用於將待容納的物件放入儲 存容器及自該儲存容器取出該物件，該儲存容器具有實質 盒狀主體及蓋，該主體能夠容納物件且於一面具有開口， 該蓋可與該主體分開且關閉該開口以與該主體一起產生氣 密空間，待容納的該物件係藉由使該蓋與該儲存容器分開 且因此開啓該開口而放入該儲存容器及自該儲存容器取出 ，該系統包含= 安裝座，該儲存容器係安裝在該安裝座； 小型環境，其係定位鄰接該安裝座，其中具有受控粒 子的下向流係經由配置在上方的風扇過濾單元而產生，以 及其容納用於轉移待容納的該物件之機構； 實質矩形開口部，其設於鄰接該安裝座且界定該小型 環境的一部份之壁，以及在該儲存容器安裝至該安裝座時 與該儲存容器中的該開口直接相對地定位； 門，其能夠固持該蓋且實質地關閉該開口部，以及藉 由固持該蓋來開啓該開口部使得該開口及該開口部相互連 通； -2- 1379374 清潔噴嘴，其置於該小型環境中及該開口部的兩個垂 - 直面外側以使给定氣體經由該開口部及該開口供入該儲存 . 容器；及 流入防止構件，其置於該開口部的正前方及該開口部 的頂側上方之該小型環境ΐ，以防止該等下向流流入該開 口部的正前方之空間， 其中該流入防止構件包括幕狀噴嘴，其能夠於平行於 • 自該開口部的該頂側流向該開口部的底側之該等下向流的 方向之方向供應該給定氣體， 其中，當該開口將被開啓時，固持該蓋之該門繞著在 該開口部下方且平行於該壁之水平軸而樞轉達給定角度， 以使該蓋移入該小型環境， 其中該流入防止構件覆蓋矩形區域，該矩形區域在該 門樞轉達該給定角度時形成，及該矩形區域的相對二側相 對於該等下向流的流動方向係該蓋的頂側及該壁，以及來 # 自該幕狀噴嘴之該給定氣體係朝向該矩形區域供應，及 其中該幕狀噴嘴上施加有預定氣體之射出區域係設定 包括該矩形區域，且於該小型環境中係設定大於該矩形區 域。 3.如申請專利範圍第1項之方法，其中複數待容納 的物件係容納於該儲存容器中，以及在該等物件的一者被 置入或自該儲存容器取出後之時，該門在停止樞轉於該門 的升高範圍的上端之後回到該撤離姿勢，且該氣體幕係以 該門所固持的該蓋帶入以清潔該儲存容器的內部。 -3- 1379374 4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中，於該門在 停止樞轉於該門的升高範圍的上端之後而保持該撤離姿勢 的期間，清潔該儲存容器的內部的步驟係執行在藉該蓋關 閉該儲存容器的開口的時候。 5. 如申請專利範圍第1項之方法，其中自設在該小 型環境的開口部外側垂直側面之清潔噴嘴將清潔氣體供入 該儲存容器內部中之第二清潔操作被執行，以及當該門升 高且採該撤離姿勢時，被停止。 6. 如申請專利範圍第2項之蓋開啓/關閉系統，其中 該幕狀噴嘴具有立方體形狀，且具有全都形成在該幕狀噴 嘴的底面上之氣體射出孔用於供應預定氣體。