TWI674642B - 具有微粒減少特徵之基板容器及其相關方法 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種基板容器，其可包含用於調節氣體流動以減少一氣流內之微粒之一數量之一通道。該通道經構形使得其依慣性撞擊之原理操作。該通道包含該氣流通過其之複數個區段，從而導引任何氣載微粒朝向該區段中充當一收集表面之該通道之一壁，藉此自該氣流移除至少一些微粒。

Description

具有微粒減少特徵之基板容器及其相關方法
本發明大體上係關於用於保持晶圓、平板、其他基板及其類似者用於運輸、儲存及加工之基板容器。更特定言之，本發明係關於包含用於調節氣體流動以減少一氣流內之微粒之一數量之一通道之一前開式基板容器。
基板容器及載體用於在加工之前、期間及之後固持、運輸及儲存基板。此等基板用於諸如積體電路及液晶顯示面板之半導體之製造中。在其等轉變成最終產品中，此等精細且高價值基板經受重複加工、儲存及運輸。必須保護此等基板以避免微粒污染、靜電放電、破裂造成之實體損壞或來自諸如自加工中所使用之材料脫氣之蒸氣或氣體之污染。
此等基板容器對在運輸及儲存之後一基板上所允許之微粒之數目具有受控限制。微粒可由各種內表面及外表面產生且可在運輸及儲存期間沈積至基板表面上。傳統上，墊片已用於提供容器之內部環境與容器之外部環境之間之一障壁以努力減少可自容器外環境引入至容器中之微粒之數目。然而，用於提供此一障壁之材料亦可能為經展示為促成容器之內部環境中所發現之一定數量之微粒之非所要污染物(諸如金屬/油/揮發 物)之一來源。因而，需要用於控制及/或減少一基板容器內之微粒之數目之額外或替代解決方案。
本發明大體上係關於用於保持晶圓、平板、其他基板及其類似者用於運輸、儲存及加工之基板容器。更特定而言，本發明係關於一種包含一通道之前開式基板容器，該通道用於調節該通道內之一氣流之一氣體流動以減少該氣流內之微粒之一數量。
在一繪示實施例中，一種基板容器包含：一容器部分，其界定一內部；一門架，其由該容器部分界定；一門，其可接納於該門架中；及一通道，其界定於該門架與該門之間。該通道經構形以調節該通道內含有一定數量之微粒之一氣流之一氣體流動以將至少一些微粒與該氣流內之該數量之微粒分離。
在一些實施例中，該通道可包含具有在自約70°至約110°或自約80°至約100°或(更特定而言)自約85°至約95°之範圍內之一方向變化之至少一方向變化。在一些情況中，該通道包含具有約90°之一方向變化之至少一方向變化。在其他實施例中，該通道包含兩個或兩個以上波形或彎曲區段。
在一些實施例中，該通道界定一第一體積及一第二體積，其中該第二體積大於該第一體積。
在一些實施例中，該門及該門架包含互補特徵。在一實例中，該門包含一突出部且該門架包含經構形以接納該門之該突出部之一凹部。在另一實例中，該門架包含一突出部且該門包括經構形以接納該架之該突出部之一凹部。
在另一繪示實施例中，一種方法包含：藉由調節界定於一基板容器之一門與一門架之間之一通道內之一氣流之一氣體流動來減少含於該氣流內之微粒之一數量。
前述[發明內容]經提供以促進本發明獨有之發明特徵之若干者之一理解且不意為一完全描述。可藉由將整個說明書、申請專利範圍、圖式及摘要視為一整體來獲得本發明之一完全瞭解。
10‧‧‧基板容器
20‧‧‧容器部分
22‧‧‧門架
24‧‧‧門
26‧‧‧底板
30‧‧‧頂壁
32‧‧‧底壁
34‧‧‧側壁
36‧‧‧後壁/背壁
40‧‧‧晶圓支撐件
44‧‧‧凸緣
47‧‧‧運動耦合組件
48‧‧‧V形溝槽
50‧‧‧通道
50A-50G‧‧‧通道
52‧‧‧壁
54‧‧‧壁
60‧‧‧區段
66‧‧‧區段
72‧‧‧區段
78‧‧‧區段
84‧‧‧區段
160‧‧‧區段
166‧‧‧區段
172‧‧‧區段
178‧‧‧區段
184‧‧‧區段
190‧‧‧突出部
192‧‧‧凹部
194‧‧‧凹部
196‧‧‧突出部
266‧‧‧區段
272‧‧‧區段
366‧‧‧區段
372‧‧‧區段
466‧‧‧區段
472‧‧‧區段
566‧‧‧區段
572‧‧‧區段
600‧‧‧彎曲區段/波形
606‧‧‧彎曲區段/波形
612‧‧‧彎曲區段/波形
618‧‧‧彎曲區段/波形
624‧‧‧彎曲區段/波形
630‧‧‧彎曲區段/波形
636‧‧‧彎曲區段/波形
750‧‧‧通道
752‧‧‧區段
754‧‧‧區段
d‧‧‧深度
w‧‧‧寬度
可結合附圖考量各種繪示實施例之以下描述來更全面地明瞭本發明，其中：圖1係根據本發明之各種實施例之一例示性基板之一透視圖；圖2係其中移除門之圖1中所展示之基板容器之另一透視圖；圖3係圖1中所展示之基板容器之一俯視平面圖；圖4係圖1中所展示之基板容器之一仰視平面圖；圖5係圖1中所展示之基板容器之一部分橫截面圖；圖6至圖12係根據本發明之各種實施例之用於調節一氣流之一通道之示意表示；及圖13係在一通道內流動之含有微粒之氣流之一示意表示。
儘管本發明可有各種修改及替代形式，但其具體形式已舉例展示於圖式中且將作詳細描述。然而，應瞭解，本發明不受限於所描述之特定實施例之發明態樣。相反，本發明意欲涵蓋所有落入本發明之精神及範疇內之修改、等效物、及替代物。
相關申請案之交叉參考
本申請案主張2017年6月9日申請之美國臨時申請案第62/517,262號之權利及優先權，該案之全文係以引用方式併入本文中用於全部目的。
除非內文另有明確指示，否則如本說明書及附屬申請專利範圍中所使用，單數形式「一」及「該」包含複數個指涉物。除非內文另有明確指示，否則如本說明書及附屬申請專利範圍中所使用，術語「或」一般用於意指包含「及/或」。
應參考圖式來閱讀以下[實施方式]，其中不同圖式中之類似元件標有相同元件符號。[實施方式]及未必按比例繪製之圖式描繪繪示實施例，且不意在限制本發明之範疇。所描繪之繪示實施例僅用作例示。除非明確說明相反的情形，否則任何繪示實施例之選定特徵可被併入一額外實施例中。
儘管在一前開式基板容器之背景下描述本發明之細節，但熟悉此項技術者將普遍認知，相同或類似原理及特徵可被併入至諸如一主光罩盒、一主光罩標準機械介面(SMIF)盒，或一極紫外線(EUV)盒之一底開式基板容器中。
圖1至圖4展示用於儲存或運輸一或多個矽晶圓或其他基板之一例示性基板容器10的不同視圖。容器10可為經構形以含有一或多個晶圓或其他基板之一前開式基板容器之任一者，其包含一前開式運輸盒(FOSB)、一前開式晶圓盒(FOUP)，或一多應用載體(MAC)。根據本文中所揭示之各種實施例，基板容器10一般包含：一容器部分20，其界定一 門架22；一門24，其可被接納於門架22內；及一底板26。容器部分20一般具有一頂壁30、一底壁32、側壁34及一後壁或背壁36，其等一起界定一敞開內部。一對側手把(圖中未展示)可係設置於容器部分20之左側壁及右側壁34上，使得容器10可被一人拾取且手動移動。如圖2中所見，用於支撐諸如(例如)一晶圓之一或多個基板之晶圓支撐件40可係定位於內部，相鄰於容器部分20之側壁34之各者的內表面。另外，基板容器10可包含：一凸緣44，其促進經由一空中運輸(OHT)系統在一製造設施內運輸；及一整合或單獨運動耦合組件47。在一些情況中，如圖3中最佳所見，運動耦合組件可具有用於與經設置於一製造設施內之自動設備上之運動耦合(KC)銷介接之一V形溝槽48。
基板容器10可由各種材料製成，更特定而言，由經設計以最小化微粒脫落之一熱塑性聚合物製成。在一些情況中，基板容器10之一部分(若非全部)可包含一靜電耗散性材料。在其他情況中，基板容器20之一部分(若非全部)可由具有一低水蒸氣透過率之一防濕材料製造。可使基板容器10之一部分(若非全部)射出成型。
根據各種實施例，如圖5中最佳所見，基板容器10包含一通道50，其用於在一氣流通過通道50並進入至容器部分20之內部中之前調節通道內之該氣流之一氣體流動速率，以緩解且(更特定而言)減少氣流內之微粒之一數量。當氣體流動通過通道50時，藉由使至少一些微粒與含於氣流內之大量微粒分離來減少氣流內之微粒之數目。通道50界定於容器門24之一壁與由容器部分20界定之門架22之一壁之間。在一些實施例中，通道50圍繞門24之一外周邊連續。習知地，容器10不包含安置於通道50內之一墊片。
歸因於存在於基板容器外之環境(外部環境)與基板容器內之環境(內部環境)之間之一壓力差而引起一氣流在通道50內流動。此壓力差變化可在容器之運輸或儲存期間發生且可歸因於溫度變化、海拔變化、氣壓變化及其類似者。通常，內部環境之壓力小於外部環境之壓力，且此壓力梯度驅動氣流進入通道50中且隨後進入容器10之內部環境中。
通道50經構形使得其依慣性撞擊之原理操作。更特定而言，通道50經構形使得其調節在通道50內流動之一氣流之一氣體流動速率以減少且(更特定而言)分離至少一些微粒與含於氣流內之更大數量之微粒。如本文中將進一步詳細描述，通道50包含氣流通過其之複數個區段，從而導引任何氣載微粒朝向該區段中充當一收集表面之通道50之一壁。一特定微粒在流動通過通道之一選定部分時是否撞擊由通道壁界定之收集表面取決於微粒之大小。大小可由尺寸、質量或質量及尺寸之一組合判定。具有較大尺寸之微粒具有較大慣性且將撞擊通道50之一選定區段之壁，而具有較小尺寸之微粒具有較小慣性且將保持挾帶於氣流中且轉至其中程序被重複之通道50之下一區段。一氣體流動速率變化引起某些微粒撞擊通道之一特定區段之一壁，藉此自氣流移除此等微粒。氣體流動速率變化可由通道50之兩個相鄰區段之間之一體積變化、通道50之兩個相鄰區段之間之一方向變化或通道50之兩個相鄰區段之間之一方向變化及體積變化之一組合實現。
圖6至圖12提供一通道50A至50G(統稱為50)之若干示意表示，通道50A至50G界定於一基板容器(諸如(例如)基板容器10)之門24之一壁52與門架22之一壁54之間。在諸多實施例中，通道50可包含一氣流可流動通過其之複數個相鄰區段。另外，通道50可包含發生於兩個相鄰區 段之間之至少一方向變化，如圖6至圖12中所展示。在諸多實施例中，通道50可包含複數個方向變化，各方向變化發生於通道50之相鄰區段之間。在使用中，理論上較大微粒將撞擊其中發生方向變化之界定通道50之壁52、54之表面，藉此在氣流進入容器部分之內部之前減少氣流內之微粒之數目。
現轉向圖6及圖7，通道50A包含：一第一方向變化，其介於相鄰區段60與66之間；一第二方向變化，其介於相鄰區段66與72之間；一第三方向變化，其介於相鄰區段72與78之間；及一第四方向變化，其介於相鄰區段78與84之間。通道50A可包含額外區段及額外方向變化。類似地，通道50B包含：一第一方向變化，其介於相鄰區段160與166之間；一第二方向變化，其介於相鄰區段166與172之間；一第三方向變化，其介於相鄰區段172與178之間；及一第四方向變化，其介於相鄰區段178與184之間。通道50B亦可包含額外區段及額外方向變化。發生於相鄰區段之間的方向變化可引起一氣體流動速率變化，其接著可引起具有一較大慣性之較大微粒撞擊通道之一壁。具有較小慣性之較小微粒可通過方向變化。可提供多個區段及多個方向變化，使得程序被重複，藉此引起含於氣流內之微粒的數目減少，此係因為其等陷獲於通道內之各種位置處。圖8至圖12亦展示其中通道50C至50G包含多個區段及多個方向變化之實施例。
方向變化之程度可係由經界定於一第一區段與一第二區段(諸如(例如)圖6中所展示之通道50A之區段60與66或圖7中所展示之通道50B之第一區段160與第二區段166)之間之一角度α來量測。如由角度α所量測，方向變化可具有在自約70°至約110°、自約80°至約100°、自約85° 至約95°之範圍內且更特定而言約90°之一方向變化。圖6展示其中兩個相鄰區段60與66之間之方向變化約為90°之一實施例。圖7展示其中兩個相鄰區段160與166之間之方向變化約為100°之一實施例。
圖8至圖11展示其中通道50C、50D、50E、50F包含除一方向變化之外之兩個相鄰區段之間之一體積變化的實施例。箭頭指示通道內之氣流的流動方向。如圖8中所展示，通道50C包含相鄰區段266與272之間之一方向變化及一體積變化。類似地，圖9之通道50D包含相鄰區段366與372之間之一方向變化及一體積變化。通道50E包含區段466與472之間之一方向變化及一體積變化，且通道50F包含區段566與572之間之一方向變化及一體積變化。在各實施例中，如所展示，通道50A至50F之各者之上游區段(例如區段266、366、466、566)具有小於通道50A至50F之相鄰下游區段(區段272、372、472、572)的體積。配置通道之區段，使得通道之一下游區段具有大於通道之一相鄰上游區段之一體積之一體積而提供一擴散體積以引起包含於氣流內之某些微粒的擴散過濾，藉此自氣流移除額外微粒。
圖12示意性地表示本發明之又另一實施例。在一些實施例中，如圖12中所展示，通道50G可包含一氣流可流動通過其之複數個彎曲區段或波形600、606、612、618、624、630、636。彎曲區段提供通道之相鄰區段之間之複數個方向變化。在使用中，如本文中所描述，理論上較大微粒將撞擊界定其中發生方向變化之通道50G之壁52、54之表面，藉此減少氣流內之微粒之數目。如圖12中所展示，通道50G包含六個彎曲部分。然而，一般將認知，彎曲區段之數目可改變。
在一些實施例中，如圖6、圖7及圖12中所展示，門24及容 器部分22之壁52、54之各者可經構形使得其等界定互補特徵。互補特徵係具有彼此對應之一一般大小及形狀使得一第一結構能夠接納一第二結構之結構特徵。例如，如圖6中所展示，門24之壁52可界定一突出部190且門架22之壁54可界定一凹部192。在其他實施例中，門架之壁54可界定至少一突出部且門24之壁52可界定一對應凹部。如圖6、圖7及圖12中所展示，凹部192可具有對應於突出部190之大小及形狀之一大小及形狀，但圖8及圖9中所展示之全部實施例中並不需要如此。圖8至圖10描繪其中由門架之壁54界定之一凹部194界定具有一寬度w及一深度d之一開口之實施例，該開口經定大小以接納由門24之壁52界定之一突出部196。然而，凹部之整體形狀不對應於突出部之形狀。
現參考圖13，含有一定數量之微粒之一氣流歸因於存在於基板外部之環境(外部環境)與基板容器內之環境(內部環境)之間之一壓力差而沿箭頭方向流動於通道750內。在到達第一方向變化A之後，具有足夠慣性之微粒撞擊一通道壁且保持於由任一壁界定之一收集表面上。含於氣流內之具有較小慣性之較小微粒流動至下一區段752。可在下一方向變化B處透過慣性撞擊自氣流移除額外微粒。由區段754提供之體積增加稀釋氣流且經由擴散自氣流過濾額外微粒。體積之稀釋減小微粒進入通道之下一區段之統計概率。另外，區段754可增加氣流在通道750內之駐留時間，其繼而提高通道之擴散效率。
已描述本發明之若干繪示實施例，熟悉此項技術者將易於瞭解，可在所附申請專利範圍之範疇內製成且使用又其他實施例。已在上述描述中闡述本發明所涵蓋之發明之諸多優點。然而，應瞭解，在諸多方面，本發明僅供繪示。可在未超過本發明之範疇的情況下詳細地作出改 變，尤其是部件之形狀、大小及配置。當然，依用於表述隨附申請專利範疇之語言界定本發明之範疇。

Claims (10)

  1. 一種基板容器，其包括：一容器部分，其界定一內部；一門架，其係由該容器部分界定；一門，其係可接納於該門架中；及一通道，其經界定於該門架與該門之間，該通道經構形以調節該通道內之含有一定數量之微粒之一氣流之一氣體流動，以將至少一些微粒與該氣流內之該數量的微粒分離，其中該通道界定一第一體積及一第二體積，其中該第二體積大於該第一體積。
  2. 如請求項1之基板容器，其中該通道包括具有在自約70°至約110°之範圍內之一方向變化之至少一方向變化。
  3. 如請求項1之基板容器，其中該通道包括具有自約80°至約100°之一方向變化之至少一方向變化。
  4. 如請求項1之基板容器，其中該通道包括具有自約85°至約95°之一方向變化之至少一方向變化。
  5. 如請求項1之基板容器，其中該通道包括具有約90°之一方向變化之至少一方向變化。
  6. 如請求項1之基板容器，其中該通道包括兩個或兩個以上波形。
  7. 如請求項1之基板容器，其中該門及該門架包括互補特徵。
  8. 如請求項7之基板容器，其中該門包括一突出部，且該門架包括一凹部，其中該凹部經構形以接納該突出部。
  9. 如請求項7之基板容器，其中該門架包括一突出部，且該門包括經構形以接納該門架之該突出部之一凹部。
  10. 一種基板容器內減少微粒之方法，其包括：藉由調節經界定於該基板容器之一門與一門架之間之一通道內之一氣流之一氣體流動來減少含於該氣流內之微粒之一數量，其中該通道界定一第一體積及一第二體積，其中該第二體積大於該第一體積。
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