TWI753040B - 用於控制針對半導體基板之輸送及大氣儲存的傳輸外殼之緊密性的裝置及方法 - Google Patents

用於控制針對半導體基板之輸送及大氣儲存的傳輸外殼之緊密性的裝置及方法 Download PDF

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Abstract

本發明有關用於控制針對半導體基板(3)之傳送及大氣儲存的至少一個傳輸外殼(2)之緊密性的裝置(1)，該傳輸外殼(2)包含具有開口(4)之堅硬殼體(4)、能夠使該開口(5)被封閉的可移除門件(6)、及至少二個換氣通口(8、9)。該控制裝置(1)包含被建構來耦接至該傳輸外殼(2)之至少一個介面(20)，該介面(20)包含： 　　　至少二個連接頭(23、24)，至少一個連接頭係藉由被建構來嚙合於該傳輸外殼(2)的換氣通口(8)中之測量頭(23)所形成，該測量頭(23)包含： 　　　　突出端部件(29)，貫通至少一個孔口(30)；及 　　　　周邊密封元件(31)，環繞該端部件(29)，該周邊密封元件(31)被配置在該至少一個孔口(30)的上游； 　　　該傳輸外殼(2)之所有該換氣通口(8、9)被耦接至該介面(20)的連接頭(23、24)。 　　本發明亦有關用於控制該至少一個傳輸外殼之緊密性的方法。

Description

用於控制針對半導體基板之輸送及大氣儲存的傳輸外殼之緊密性的裝置及方法
[0001] 本發明有關用於控制針對半導體基板之輸送及大氣儲存的至少一個傳輸外殼之緊密性的裝置。本發明亦有關用於控制至少一個傳輸外殼之緊密性的方法。
[0002] 於半導體製造工業中，傳輸外殼、諸如FOUPs(前開式晶圓傳送盒)可被用來由一設備傳輸基板、諸如半導體晶圓至另一設備，或在二製造步驟之間儲存該等基板。這些傳輸外殼在大氣壓力下提供一被限制的空間，與該基板被使用及傳輸之環境分開，用於在絕塵室中傳輸及儲存一或多個基板，其中該內部大氣被保持在很低的污染程度。這些傳輸外殼為標準化元件，其之打開及封閉可為藉由該製造設備所自動及直接地控制。 　　[0003] 每一傳輸外殼包含堅硬的周邊殼體，其具有能被可移除之門件所封閉的開口；門件密封件，被介入於該門件及該殼體之間。然而，該傳輸外殼未被完全地密封，因為換氣通口(“呼吸通口”)被形成在該殼體或該門件中，以允許該外殼的內側及外側間之壓力平衡。 　　[0004] 為達成這些外殼內側的污染風險中之進一步減少，目前被推薦的是這些外殼的內部大氣被規律地淨化。 　　[0005] 近來之發展亦提供用於一些傳輸外殼的換氣通口中之止回閥的配置，該止回閥被串連地裝配以過濾器。該等止回閥能夠使該等外殼以實際上密封之方式被封閉，以便維持該等外殼的內部大氣中之淨化氣體的輕微過壓，而沒有氣體與外側之任何交換。 　　[0006] 在該換氣通口的緊密性程度中之此增加意指該門件的緊密性程度係一決定性因素。這是因為如果該門件之緊密性不被確保，未過濾的氣體可進入該傳輸外殼，且這對於該等基板是尤其有害的。其實，測量已在該傳輸外殼之門件的緊密性程度及以這些外殼中所含有基板之微粒所污染的程度之間建立一相互關係。該門件的緊密性程度係因此直接地與生產效率有關。然而，沒有用於以自動方式控制傳輸外殼之門件的緊密性之現存機構，其將能夠使該緊密性在生產過程中被控制。
[0007] 本發明的目的之其中一者係因此提出用於控制針對半導體基板之輸送及大氣儲存的至少一個傳輸外殼之緊密性的裝置，其能被自動化，以在生產過程中提供緊密性之快速及可靠的控制。 　　[0008] 用於此目的，本發明提出用於控制針對半導體基板之輸送及大氣儲存的至少一個傳輸外殼之緊密性的裝置，該傳輸外殼包含： 　　[0009] -具有開口之堅硬殼體； 　　[0010] -用於封閉該開口的可移除門件；及 　　[0011] -至少二個換氣通口； 　　[0012] 其中該控制裝置包含被建構來耦接至該傳輸外殼之至少一個介面，該介面包含： 　　[0013] -至少二個連接頭，至少一個連接頭係藉由被建構來嚙合於該傳輸外殼的換氣通口中之測量頭所形成，該測量頭包含： 　　[0014] -突出端部件，貫通至少一個孔口；及 　　[0015] -周邊密封元件，環繞該端部件； 　　[0016] -該傳輸外殼的所有該換氣通口被耦接至該介面的連接頭。 　　[0017] 如此，該控制裝置可被用來藉由從該傳輸外殼之外側接近該傳輸外殼的內部大氣來控制該外殼之門件的緊密性，並以密封之方式及沒有修改該外殼，其保持一標準型式。該傳輸外殼的封閉之緊密性可因此在生產過程中被控制，並以完全自動化的方式，同時該外殼含有半導體基板。該緊密性可因此在幾分鐘內、譬如少於五分鐘被控制，用於具有0.01 l/s至數個l/s之傳導率的洩漏之範圍，該傳導率係該洩漏流率對產生該洩漏的壓力差之比率。 　　[0018] 該測量頭可被建構用於嚙合在該傳輸外殼的換氣通口中，如果該換氣通口係配備有入口止回閥則推回該入口止回閥。如此，藉由打開可為存在該傳輸外殼上之任何止回閥，該測量頭能被用來將測量管線連接至該傳輸外殼的換氣通口。尤其，該等入口止回閥藉由該測量頭被保持打開之事實使其可能將控制下的氣流注射進入該傳輸外殼，而未遭受該等閥門之彈性構件的變動性，其能增加該測量不確定性，考慮到該等彈性構件之硬度可由一傳輸外殼至另一傳輸外殼顯示大的差異。如果該等閥門進入該打開位置及該封閉位置間之不穩定狀態，它們被保持打開的事實亦使其可能避免該等閥門之震動的效應。 　　[0019] 至少一個連接頭可為藉由包含盲密封元件之阻塞頭所形成，該密封元件被建構來封閉該傳輸外殼的換氣通口，該傳輸外殼之所有該換氣通口係藉由測量頭所嚙合或藉由阻塞頭所封閉。 　　[0020] 如此，異於那些位於該門件及該傳輸外殼的殼體間之所有可能的氣體洩漏被控制，那就是說它們被阻塞或連接至測量頭，以致該傳輸外殼之緊密性的控制僅只反映該外殼門件之封閉的緊密性之控制。 　　[0021] 根據被個別地或組合地考慮的控制裝置之一或多個特徵： 　　[0022] -當該傳輸外殼被耦接至該介面時，該至少一個周邊密封元件係彈性的及至少局部地壓縮或變形； 　　[0023] -當該傳輸外殼被耦接至該介面時，該至少一個盲密封元件係彈性的及至少局部地壓縮或變形； 　　[0024] -該介面包含至少一個鎖固機構，被建構用於鎖固該傳輸外殼； 　　[0025] -該介面包含定位機構，被建構用於定位及支撐該傳輸外殼； 　　[0026] -該定位機構包含由該介面之板件突出的三個中心定位栓銷； 　　[0027] -該中心定位栓銷被建構用於嚙合在該傳輸外殼之底部中所形成的三個互補孔腔； 　　[0028] -該連接頭係可移動的； 　　[0029] -該介面另包含至少一個頭部致動器，被建構用於在縮回位置及突出位置之間移動該連接頭，用於控制該緊密性； 　　[0030] -該頭部致動器的衝程係超過0.5毫米； 　　[0031] -該連接頭被固定及由該介面突出； 　　[0032] -在該未壓縮或未變形狀態中之周邊及盲密封元件由該介面的板件突出超過該定位機構之端部； 　　[0033] -該至少一個周邊密封元件及／或該盲密封元件包含吸盤、圓環密封件、唇部密封件、或伸縮管； 　　[0034] -該介面包含二個測量頭及二個阻塞頭； 　　[0035] -該控制裝置包含被連接至測量頭的末端件之至少一個測量管線，該測量管線包含流率控制裝置及／或壓力感測器； 　　[0036] -該測量管線包含被裝配為來自該測量頭之分支的至少一個經校準之自行控制孔口、及用於使該測量管線的流率控制裝置及壓力感測器與該至少一個經校準之自行控制孔口相通的三通閥，而它們係與該測量頭隔離； 　　[0037] -該控制裝置包含連接至測量頭之端部件的取樣管線，該取樣管線包含取樣泵； 　　[0038] -該控制裝置包含連接至測量頭之端部件的校準管線，該校準管線包含至少一個經校準之校準孔口。 　　[0039] 本發明亦提出用於藉著如上述的控制裝置，控制針對半導體基板之輸送及大氣儲存的至少一個傳輸外殼之緊密性的方法，其中傳輸外殼被耦接至該控制裝置之介面，以致該傳輸外殼的所有該換氣通口被耦接至該介面之連接頭，至少一個連接頭係藉由嚙合於該傳輸外殼的換氣通口中之測量頭所形成。 　　[0040] 根據一實施例，該傳輸外殼之所有該換氣通口係藉由測量頭所嚙合或藉由該介面的阻塞頭所封閉，藉由阻塞頭所形成之至少一個連接頭封閉該傳輸外殼的換氣通口。 　　[0041] 根據被個別地或組合地考慮的控制方法之一或多個特徵： 　　[0042] -當該傳輸外殼被耦接至該介面時，該至少一個周邊密封元件被至少局部地壓縮或變形； 　　[0043] -當該傳輸外殼被耦接至該介面時，該至少一個盲密封元件被至少局部地壓縮或變形； 　　[0044] -控制下的氣流被注射進入連接至測量頭之測量管線，該測量頭嚙合於被耦接至該介面的傳輸外殼之換氣通口中，在此之後停止該注射，且該測量管線中的壓降被測量； 　　[0045] -恆定之氣流被注射進入連接至測量頭之測量管線，該測量頭嚙合於被耦接至該介面的傳輸外殼之換氣通口中，而該測量管線中的壓力隨著時間之消逝的變化被測量； 　　[0046] -該控制方法包含初級調節步驟，其中預定之初始壓力係在連接至測量頭的測量管線中建立，該測量頭嚙合於被耦接至該介面之傳輸外殼的換氣通口中； 　　[0047] -該控制方法包含校準步驟，其中校準管線係藉由測量頭連接至該傳輸外殼，該測量頭嚙合於被耦接至該介面之傳輸外殼的換氣通口中，以產生經校準之洩漏，且該壓力係於連接至測量頭的測量管線中被測量，該測量頭嚙合於被耦接至該介面之傳輸外殼的換氣通口中； 　　[0048] -該控制方法包含自行控制步驟，其中在包含被裝配為來自該測量頭之分支的經校準自行控制孔口之測量管線中測量該壓力，該自行控制孔口將與該測量管線的流率控制裝置及壓力感測器相通，同時係與該測量頭隔離。
[0063] 圖1顯示用於控制至少一個傳輸外殼2之緊密性的裝置1之範例的概要剖開側視圖。 　　[0064] 該傳輸外殼2允許至少一個半導體基板3、諸如“晶圓”、或光罩於半導體製造的步驟之間的輸送及儲存。該傳輸外殼2之內部大氣係在空氣或氮的大氣壓力。所討論之外殼係譬如該FOUP型(前開式晶圓傳送盒)的標準橫側開口盒子或該MAC型(多用途載具)之標準橫側開口盒子或該SMIF型(標準機械介面)的底部開口盒子或用於該RSP型(光罩自動化傳送盒)之光罩的傳輸盒。 　　[0065] 該傳輸外殼2包含塑膠材料之堅硬殼體4，具有開口5及可移除的門件6，該可移除的門件6具有周邊密封件7，且能夠使該開口5被封閉。該開口5可為橫側的(圖1)或在該底部上。 　　[0066] 該傳輸外殼2包含至少二個換氣通口8、9，每一個換氣通口8、9包含於橫側開口外殼之案例中被形成在該外殼4之底部4a、或於底部開口外殼的案例中形成在該門件6中之孔口12。 　　[0067] 每一換氣通口8、9包含被配置在該孔口12中的微粒過濾器10，防止微粒進入該傳輸外殼2。 　　[0068] 該等換氣通口8、9可僅只藉由配備有過濾器10之孔口12所形成，該氣流係能夠同時地進入及離開該外殼2的每一換氣通口，並以相同之方式。 　　[0069] 傳輸外殼2的其他範例具有包含入口止回閥11之至少一個換氣通口8(在下面被稱為“入口通口”)、及包含出口止回閥15的至少一個換氣通口9(在下面被稱為“出口通口”)。該等閥門11、15之每一個被配置於個別孔口12中，在該過濾器10的上游或下游。 　　[0070] 如果在該傳輸外殼2內側相對該外部大氣壓力有過多氣體，該出口止回閥15打開；反之，如果在該外殼2內側有負壓，該入口止回閥11打開。 　　[0071] 淨化氣體可在入口止回閥11被注射進入該傳輸外殼2該過多的空氣經由出口止回閥15被排出。如此，該傳輸外殼2之內部大氣可被淨化，而不會打開及不會修改該外殼2，也就是說在生產過程中。 　　[0072] 該傳輸外殼2包含譬如二個入口通口8及二個出口通口9(圖2a)。該四個入口及出口通口8、9可被配置在該外殼2的殼體4之底部4a的四個角落。用於具有橫側開口5之傳輸外殼2，該等出口通口9係譬如位在該門件6的最近角落。 　　[0073] 其他實施例係可施行的。譬如，用於具有橫側開口5之傳輸外殼2，該傳輸外殼2可包含單一入口通口8及單一出口通口9，其譬如係位在該底部4a靠近該門件6之二個角落(圖2b)。根據另一範例，該傳輸外殼2包含三個入口通口8及單一個出口通口9，該出口通口9譬如被配置在靠近該門件6的角落中。 　　[0074] 根據實施例之範例，該入口止回閥11包含可移動的閘板13及彈性構件14(圖1)。該閘板13係可於打開位置及封閉位置之間移動，該閘板在該封閉位置中封閉該孔口12。其包含譬如與該孔口12的圓柱形支承部份互補之盤片。該彈性構件14、諸如壓縮彈簧使該可移動閘板13偏向進入封閉位置。 　　[0075] 在外部力量的施加至該傳輸外殼2之下，該入口止回閥11的打開允許氣體進入該傳輸外殼2，該閥門之位置係藉由該閥門的上游與下游端部間之壓力差所決定。如果該傳輸外殼2的外部壓力及內部壓力間之壓力差係大於該閥門的設定閾值，該可移動閘板13與該彈性構件14相反地移動進入該打開位置，且氣體能進入該傳輸外殼2。 　　[0076] 該出口通口9與該入口通口8不同，其中其孔口允許氣體之由該傳輸外殼2排出，該出口止回閥15在該傳輸外殼2內側所運用之力量的施加之下打開。如此，如果該傳輸外殼2的內部壓力及外部壓力間之壓力差係大於該閥門的設定閾值，該可移動閘板13與該彈性構件14相反地移動進入該打開位置，且氣體能離開該傳輸外殼2。 　　[0077] 該至少一個入口通口8及該至少一個出口通口9之孔口12及過濾器10可為完全相同的。該入口止回閥11及該出口止回閥15之可移動閘板13及彈性構件14亦可為彼此相同的，該入口止回閥11之可移動閘板13相對該出口止回閥15的可移動閘板13被配置在倒轉位置中。 　　[0078] 用於控制至少一個傳輸外殼2之緊密性的裝置1包含被建構用於耦接至該傳輸外殼2之至少一個介面20。 　　[0079] 該介面20包含至少二個連接頭，其中的至少一個被建構用於嚙合在該傳輸外殼2之換氣通口8的孔口12中之測量頭23。該等連接頭可全部為測量頭23。 　　[0080] 至少一個連接頭可為藉由阻塞頭24所形成。該介面20接著包含至少一個測量頭23及至少一個阻塞頭24。 　　[0081] 該測量頭23包含突出端部件29，隨同環繞該端部件29的周邊密封元件31貫穿至少一個孔口30，譬如在該至少一個孔口30之上游。該至少一個孔口30被介入於該端部件29的端部及該周邊密封元件31之間。 　　[0082] 該端部件29譬如係堅硬的。其係譬如由金屬材料所製成之管件。其在軸向方向中突出，意欲為垂直於耦接至該介面20的傳輸外殼2之壁面。二個孔口30譬如由該端部件29的端部橫側地打開，該等孔口30係譬如直徑相向的。 　　[0083] 經由該至少一個孔口30，該周邊密封元件31允許該端部件29及耦接至其上之傳輸外殼2的換氣通口8間之密封式氣流。 　　[0084] 該周邊密封元件31係譬如由彈性材料、諸如聚矽氧烷所製成。其係譬如吸盤(圖3b)、圓環密封件、唇部密封件或伸縮管。該吸盤使其可能以簡單的方式獲得非常好之緊密性，因該傳輸外殼2的重量可為充分使由水平板件25突出之吸盤變形。 　　[0085] 該周邊密封元件31亦可為由堅硬材料、諸如PEEK材料所製成，於該入口通口8包含入口止回閥11之案例中，該緊密性盡可能為藉由該彈性構件14的壓縮所提供。 　　[0086] 該測量頭23被建構用於嚙合在該傳輸外殼2之換氣通口8的孔口12中，顯著地係如果該換氣通口8係配備有入口止回閥11，同時推回該入口止回閥11之可移動閘板13，且譬如，同時壓縮或至少局部地使該周邊密封元件31變形。 　　[0087] 如此，當該測量頭23被嚙合於配備有入口止回閥11的外殼2之換氣通口8中，該堅硬的端部件29之端部支承在該可移動閘板13上，以將其推回。 　　[0088] 如此，該測量頭23可被用來以密封方式、及藉由打開任何可為存在的入口止回閥11將測量管線40連接至該傳輸外殼2的換氣通口8。 　　[0089] 該阻塞頭24包含被建構用於至少局部地壓縮或變形之盲密封元件32，以當該傳輸外殼2被耦接至該介面20時封閉該傳輸外殼2的換氣通口9。 　　[0090] 該盲密封元件32係譬如至少局部地由彈性材料、諸如聚矽氧烷所製成。其係譬如吸盤(圖3b)、圓環密封件、唇部密封件或伸縮管。 　　[0091] 該介面20可包含複數個測量頭23及可包含複數個阻塞頭24。 　　[0092] 如此，於圖1中及於圖2a中所說明之第一範例中，在此該傳輸外殼2包含二個入口通口8及二個出口通口9，該介面20包含二個測量頭23及二個阻塞頭24(圖3a與3b)，一個測量頭23被建構用於嚙合於個別入口通口8中，且一個阻塞頭24被建構用於接近個別出口通口9。 　　[0093] 另外，當該傳輸外殼2被耦接至該介面20時，該傳輸外殼2的所有該換氣通口8、9被耦接至該介面20。該換氣通口8、9係藉由測量頭23所嚙合或藉由阻塞頭24所封閉，至少一個測量頭23被嚙合於換氣通口8中。在該耦接狀態中，該周邊及盲密封元件31、32可被至少局部地壓縮或變形。 　　[0094] 如此，異於那些位於該門件6及該殼體4間之所有可能的氣體洩漏被控制，那就是說它們被阻塞或連接至測量頭23，以致該傳輸外殼2之緊密性的控制僅只反映該外殼2之門件6的封閉之緊密性的控制。 　　[0095] 另外，遍及緊密性控制之持續期間，該測量頭23能夠讓任何可為存在之入口止回閥11被保持在該打開位置中，允許接近至該傳輸外殼2內側，而沒有修改及沒有打開該外殼。 　　[0096] 該介面20亦可包含定位機構21，被建構用於定位及支撐該傳輸外殼2。 　　[0097] 該定位機構21包含譬如由該介面20的板件25突出之三個中心定位栓銷21a、21b、21c(圖3b)。該等中心定位栓銷21a、21b、21c被建構用於嚙合在該傳輸外殼2的底部4a中所形成之三個互補孔腔16a、16b、16c中(圖2a)，以便定位及支撐該傳輸外殼2。這根據該SEMI標準形成一定位機構。於自動操作中，傳輸外殼2可藉由將該傳輸外殼2降低至該中心定位栓銷21a、21b、21c上而被裝配在介面20上，該傳輸外殼2與該等栓銷21a、21b、21c的接觸中止該傳輸外殼2之下降。 　　[0098] 該介面20亦可包含被建構用於鎖固該傳輸外殼2的至少一個鎖固機構。 　　[0099] 該鎖固機構包含譬如鎖固突指22，其係可在備用位置(圖3a)及鎖固位置(圖3b)之間移動，該突指22於該鎖固位置中鎖固該傳輸外殼2。該鎖固突指22係譬如可平移地移動。其係能夠在該鎖固位置中嚙合於該傳輸外殼2的底部4a中所形成之互補形狀的扣持孔腔17中(圖2a)，用於軸向地扣持該傳輸外殼2。 　　[0100] 該介面20可包含不同的標準化鎖固機構，以致在該橫側開口型式之案例中，不同型式的傳輸外殼2能被固持。 　　[0101] 該介面20可包含鎖固機構，包含可於備用位置(圖3a)及鎖固位置(圖3b)之間移動的鎖定鍵26，該鎖定鍵26在該鎖固位置中鎖固該傳輸外殼2。該鎖定鍵26係可軸向地移動，且係能夠樞轉經過90度進入該鎖固位置，以便嚙合該傳輸外殼2之底部4a中所形成的互補扣持孔腔中。 　　[0102] 根據實施例之範例，該至少一個測量頭23及該至少一個阻塞頭24被固定及由該介面20的板件25突出。如此，藉由嚙合於換氣通口8中之至少一個測量頭23中及藉由嚙合至少一個換氣通口9與阻塞頭24，該傳輸外殼2的定位在該至少一個測量頭23及阻塞頭24上能夠讓該傳輸外殼2被定位及耦接至該介面20。 　　[0103] 如果該介面20包含定位機構21及鎖固機構22，且如果該周邊及盲密封元件31、32為彈性的，於該未壓縮或未變形狀態中之周邊及盲密封元件31、32可由該介面20稍微突出超過該定位機構21的端部。如此，被耦接至該介面20之傳輸外殼2的定位及鎖固能夠讓至少一個測量頭23被嚙合於換氣通口8中，及能夠讓至少一個換氣通口9被以阻塞頭24阻塞。 　　[0104] 根據實施例之另一範例，該控制裝置1包含至少一個頭部致動器33、諸如起重器，被建構用於在縮回位置(圖3a)及用於控制該緊密性的突出位置(圖3b)之間移動該至少一個測量頭23及該至少一個阻塞頭24。於此案例中，該介面20較佳地係包含鎖固機構22，用於在該致動器33的移動之時鎖固該傳輸外殼2。 　　[0105] 該頭部致動器33的衝程d取決於該周邊及盲密封元件31、32於該縮回位置中之位置。這些元件可為與該介面20的板件25中所形成之孔洞34齊平，或在該縮回位置中可為位在該板件25下方或可延伸超過該板件25。 　　[0106] 譬如，該致動器33的衝程d可被製成為大於0.5米(圖6)，藉此能夠使於該縮回位置中與該板件25齊平之周邊及盲密封元件31、32移動超過該定位機構21，以便至少局部地打開該入口止回閥11，而不管該彈性構件14的硬度，同時盡可能至少局部地壓縮或變形該周邊及盲密封元件31、32。 　　[0107] 該控制裝置1可包含至少一個被連接至測量頭23之端部件29的測量管線40。該測量管線40包含流率控制裝置41及／或壓力感測器42。 　　[0108] 該流率控制裝置41係譬如可調整之質量流量計。其可被使用於不同氣流的控制下之注射，譬如在由0sccm-2000sccm的範圍內，於該測量管線40之管子39中在該測量頭23的端部件29上打開。 　　[0109] 該壓力感測器42係譬如能夠在該管子39中測量於0及10 mbar間之壓力。 　　[0110] 該流率控制裝置41係譬如介入於該端部件29及微粒過濾器43a之間、被配置在可調整的減壓器43b下游，其本身係配置於淨化氣體之來源的下游，在來自該氣體來源之氣體朝該流率控制裝置41的流動之方向中。 　　[0111] 該流率控制裝置41及該壓力感測器42可被配置在該相同測量管線40上(圖1)。如果該控制裝置1包含二個測量頭23，該流率控制裝置41可被裝配在連接至第一端部件29的第一測量管線40上，且該壓力感測器42可被裝配在連接至第二端部件29的第二測量管線40上。於這些案例之兩者中，配備有該流率控制裝置41及／或該壓力感測器42的測量管線40係連接至測量頭23，其意欲被嚙合於沒有閥門之換氣通口中或具有入口止回閥11的入口通口8。 　　[0112] 該控制裝置1可包含被連接至測量頭23之端部件29的取樣管線49，以減少被連接至該測量頭23之管子的壓力。 　　[0113] 該取樣管線49包含諸如小薄膜泵之取樣泵44、及隔離閥44a。該取樣泵44於該氣體的流動之方向中被裝配在該隔離閥44a的下游，以致該取樣泵44能被由該測量頭23隔離。 　　[0114] 該取樣管線49可被裝配為來自包含流率控制裝置41及／或壓力感測器42之測量管線40的分支。其亦可為分開之管線。配備有取樣泵44的取樣管線49可被連接至測量頭23，其意欲被嚙合於沒有閥門之換氣通口中或在具有入口止回閥11的入口通口8中或於具有出口止回閥15之出口通口9中。 　　[0115] 該取樣泵44可被用來促進該傳輸外殼2中的壓力之控制，顯著地在該外殼2的緊密性之控制期間藉由允許想要的壓力被更迅速地建立。 　　[0116] 該測量管線40亦可包含隨同三通閥47被裝配為來自該測量頭23之分支的至少一個經校準之自行控制孔口46。該經校準的自行控制孔口46可包含微粒過濾器。 　　[0117] 如果該取樣管線49存在，該三通閥47係能夠將該流率控制裝置41及該壓力感測器42置入與該經校準的自行控制孔口46相通，同時它們係與該測量頭23隔離，用於控制該測量管線40之目的(圖1中之箭頭F1)。 　　[0118] 如果該取樣管線49存在，該三通閥47係亦能夠將該流率控制裝置41及該壓力感測器42置入與該測量頭23相通，同時它們係與該經校準的自行控制孔口46隔離，用於控制該傳輸外殼2的緊密性之目的(圖1中之箭頭F2)。 　　[0119] 該控制裝置1可包含被連接至測量頭23的端部件29之校準管線50，該校準管線50包含至少一個經校準的校準孔口48(圖4)。該經校準之校準孔口48可包含微粒過濾器。 　　[0120] 該校準管線50可被裝配為來自包含流率控制裝置41及／或壓力感測器42的測量管線40之分支，該經校準的校準孔口48接著被裝配在閥門之上游。其亦可為分開的管線，譬如亦包含取樣管線49之管線。於此案例中，該測量頭23可為配備有專用的頭部致動器33，用於僅只於校準步驟期間將該測量頭23運動進入突出位置。 　　[0121] 配備有經校準之校準孔口48的此取樣管線50可被連接至測量頭23，其意欲被嚙合於沒有閥門之換氣通口中或在具有入口止回閥11的入口通口8中，以確保該閥門於該校準期間維持打開。 　　[0122] 如此，該校準管線50可被用來在該傳輸外殼2中產生經校準的洩漏，用於該控制裝置1之校準。 　　[0123] 該控制裝置1可包含複數個介面20，用於複數個傳輸外殼2的緊密性之同時控制，每一個傳輸外殼2被耦接至個別的介面20。 　　[0124] 現在將敘述用於藉著包含譬如二個測量頭23及二個阻塞頭24之控制裝置1控制傳輸外殼2的緊密性之方法100的範例(圖5)，該控制裝置10另包含頭部致動器33。 　　[0125] 該控制方法100可包含自行控制步驟101，在其中測量該測量管線40之壓力，其被連接至經校準的洩漏，同時與該測量頭23隔離。 　　[0126] 用於此目的，且如果該取樣泵44存在，測量管線40之流率控制裝置41及壓力感測器42被置入與該經校準的自行控制孔口46相通，同時它們係與該測量頭23隔離(圖1中之箭頭F1)。 　　[0127] 該測量管線40的自行控制步驟101可有或沒有被耦接之傳輸外殼2地隨時執行。這使其可能證實該控制裝置1的正確操作，如此避免該壓力測量之判讀中的誤差。 　　[0128] 該控制方法100之以下步驟需要傳輸外殼2至該介面20的耦接。 　　[0129] 用於此目的，譬如，該傳輸外殼2最初被定位在該中心定位栓銷21a、21b、21c上，該鎖固突指22係在該備用位置中，且該測量頭23及該阻塞頭24係於該縮回位置中(圖3a)。 　　[0130] 該鎖固突指22接著被造成移入該鎖固位置，以鎖固該傳輸外殼2(圖3b及6)。 　　[0131] 該頭部致動器33接著被操作，以將該測量頭23及該阻塞頭24移動進入該突出位置，用於控制該緊密性(圖3b、7)。 　　[0132] 該傳輸外殼2之個別換氣通口8之孔口12中的每一測量頭23之嚙合推回該入口止回閥11的可移動閘板13，且至少局部地變形該周邊密封元件31。 　　[0133] 該阻塞頭24之盲密封元件32係亦至少局部地變形，且它們的每一者封閉該傳輸外殼2之個別換氣通口9。 　　[0134] 該傳輸外殼2接著被耦接至該介面20。 　　[0135] 該傳輸外殼2的入口通口8及出口通口9被測量頭23所嚙合或被阻塞頭24所封閉，至少一個測量頭23被嚙合於換氣通口8中，該周邊及盲密封元件31、32係至少局部地變形。 　　[0136] 該控制方法100可包含校準步驟102，其中校準管線50係藉由測量頭23連接至該傳輸外殼2，以產生經校準之洩漏(圖4)。測量被連接至測量頭23的測量管線40中之壓力，該測量頭嚙合於耦接至該介面20的傳輸外殼2之換氣通口8中。 　　[0137] 尤其，此校準步驟102可被使用，以藉由與真實情況中的資料比較，調整由該壓力測量所推論之洩漏的理論值，以便尤其避免考慮過壓中之傳輸外殼2的變形。該校準步驟102可在起動該監視裝置1時被執行，且此後規律地執行。 　　[0138] 該控制方法100可包含初步調節步驟103，其中預定初始壓力P0被建立在連接至測量頭23之測量管線40中，該測量頭嚙合於耦接至該介面20的傳輸外殼2之換氣通口8中。該預定初始壓力P0可藉著該取樣泵44及該流率控制裝置41被建立。 　　[0139] 在該相同傳輸外殼2上所作的測量接著顯示良好之可重複性程度。在不同傳輸外殼2上所作的測量可接著被彼此比較，而利於該結果之判讀。另外，該取樣泵44提供該預定初始壓力P0的快速及輕易控制，如此避免生產率中之掉落。用於該緊密性之每一新的控制，此調節步驟103可被反覆。 　　[0140] 正確稱呼之傳輸外殼2的緊密性之控制能被以二主要方式施行。 　　[0141] 根據第一範例，藉由將控制下的氣流注射進入測量頭23，該傳輸外殼2的內部大氣被帶至過壓，那就是說超過大氣壓力達數個毫巴之壓力，該測量頭嚙合於耦接至該介面20的傳輸外殼2之換氣通口8中(圖8，壓力增加的步驟104)。 　　[0142] 該注射接著被停止，且嚙合於換氣通口8中之測量頭23的測量管線40中之壓降被測量(壓力減少的步驟105)。 　　[0143] 隨著時間之消逝的壓降之曲線可被用來決定洩漏流動的傳導率。當該壓降之速率增加時，該洩漏變得較大。此方法係敏銳的，且特別適合用於小洩漏、諸如那些約0.1 l/s者。隨著時間之消逝的壓降之測量係可能的，因為該入口止回閥11藉由該測量頭23遍及該控制時期被保持打開。 　　[0144] 根據第二範例，恆定之氣流被注射進入測量頭23，該測量頭嚙合於耦接至該介面20的傳輸外殼2之換氣通口8中，且測量該測量管線40中的壓力隨著時間之消逝的變化(圖9)。 　　[0145] 當作時間與所注射之氣流的函數，壓力中之變化可被用來決定洩漏流動。此方法可被用來測量較大的洩漏、諸如那些約數l/s者。 　　[0146] 該入口止回閥11藉由該測量頭23被保持打開之事實使其可能注射控制下的氣流，而不會遭受該等閥門之彈性構件14的變動性，其能增加該測量不確定性，考慮到該彈性構件14之硬度可由一傳輸外殼2至另一傳輸外殼顯示大的差異。當該等閥門係在該打開位置及該封閉位置間之不穩定狀態中時，它們被保持打開的事實亦使其可能避免該等閥門之震動的效應。 　　[0147] 如此，藉由從該傳輸外殼2外側接近該傳輸外殼2之內部大氣，該控制裝置1可被用來在該周邊密封件7控制該傳輸外殼2的緊密性，而未修改該外殼2，其維持標準型式，而不管該傳輸外殼2是否包含止回閥11、15。該傳輸外殼2可因此在生產過程中以完全自動化之方式被控制，同時該外殼含有半導體基板3。
[0148]1‧‧‧裝置2‧‧‧傳輸外殼3‧‧‧半導體基板4‧‧‧殼體4a‧‧‧底部5‧‧‧開口6‧‧‧門件7‧‧‧周邊密封件8‧‧‧換氣通口9‧‧‧換氣通口10‧‧‧微粒過濾器11‧‧‧入口止回閥12‧‧‧孔口13‧‧‧閘板14‧‧‧彈性構件15‧‧‧出口止回閥16a‧‧‧孔腔16b‧‧‧孔腔16c‧‧‧孔腔17‧‧‧扣持孔腔20‧‧‧介面21‧‧‧定位機構21a‧‧‧中心定位栓銷21b‧‧‧中心定位栓銷21c‧‧‧中心定位栓銷22‧‧‧鎖固突指23‧‧‧測量頭24‧‧‧阻塞頭25‧‧‧板件26‧‧‧鎖定鍵29‧‧‧端部件30‧‧‧孔口31‧‧‧周邊密封元件32‧‧‧密封元件33‧‧‧頭部致動器34‧‧‧孔洞39‧‧‧管子40‧‧‧測量管線41‧‧‧流率控制裝置42‧‧‧壓力感測器43a‧‧‧微粒過濾器43b‧‧‧減壓器44‧‧‧取樣泵44a‧‧‧隔離閥46‧‧‧孔口47‧‧‧三通閥48‧‧‧校準孔口49‧‧‧取樣管線50‧‧‧校準管線
[0049] 本發明之其他特徵及優點將從經由非限制性範例所提供的以下敘述、並參考該等附圖而變得明顯，其中： 　　[0050] 圖1顯示具有入口及出口止回閥之傳輸外殼在該封閉位置中所表現的範例、隨同用於控制該傳輸外殼之緊密性的裝置之概要剖開側視圖； 　　[0051] 圖2a係圖1的傳輸外殼之殼體的底部之概要視圖； 　　[0052] 圖2b係傳輸外殼的底部之另一範例的概要視圖； 　　[0053] 圖2c係傳輸外殼的底部之另一範例的概要視圖； 　　[0054] 圖3a實質上由上面顯示圖1之控制裝置的介面在該縮回位置中之視圖； 　　[0055] 圖3b係類似於圖3a的視圖，使該介面之二個測量頭及二個阻塞頭在突出位置中； 　　[0056] 圖4係類似於圖1的視圖，顯示該介面之校準管線； 　　[0057] 圖5顯示用於控制傳輸外殼的緊密性之方法的不同步驟； 　　[0058] 圖6係類似於圖1之視圖，顯示該傳輸外殼被定位及固持在該介面上； 　　[0059] 圖7係類似於圖6的視圖，顯示被耦接至該介面之傳輸外殼； 　　[0060] 圖8係曲線圖，顯示用於根據圖5的方法所施行之緊密性控制的壓力隨著時間之消逝中的變動；及 　　[0061] 圖9係曲線圖，顯示用於根據另一方法所施行之緊密性控制的過程中之氣流的二個恆定及不同注射之壓力隨著時間的消逝中之變動。 　　[0062] 於這些圖面中，完全相同的元件具有相同之參考數字。以下實施例是範例。雖然該敘述意指一或多個實施例，這不須意指每一參考有關該相同實施例，或該等特徵係僅只可適用於單一實施例。不同實施例的簡單特徵亦可被組合或交換，以提供其他實施例。
1‧‧‧裝置
2‧‧‧傳輸外殼
3‧‧‧半導體基板
4‧‧‧殼體
4a‧‧‧底部
5‧‧‧開口
6‧‧‧門件
7‧‧‧周邊密封件
8‧‧‧換氣通口
9‧‧‧換氣通口
10‧‧‧微粒過濾器
11‧‧‧入口止回閥
12‧‧‧孔口
13‧‧‧閘板
14‧‧‧彈性構件
15‧‧‧出口止回閥
17‧‧‧扣持孔腔
20‧‧‧介面
21‧‧‧定位機構
21a‧‧‧中心定位栓銷
21b‧‧‧中心定位栓銷
22‧‧‧鎖固突指
23‧‧‧測量頭
24‧‧‧阻塞頭
25‧‧‧板件
29‧‧‧端部件
30‧‧‧孔口
31‧‧‧周邊密封元件
32‧‧‧密封元件
33‧‧‧頭部致動器
34‧‧‧孔洞
39‧‧‧管子
40‧‧‧測量管線
41‧‧‧流率控制裝置
42‧‧‧壓力感測器
43a‧‧‧微粒過濾器
43b‧‧‧減壓器
44‧‧‧取樣泵
44a‧‧‧隔離閥
46‧‧‧孔口
47‧‧‧三通閥
49‧‧‧取樣管線

Claims (20)

  1. 一種用於控制針對半導體基板(3)之傳送及大氣儲存的至少一個傳輸外殼(2)之緊密性的控制裝置(1)，該傳輸外殼(2)包含至少二個換氣通口(8、9)，其特徵為該控制裝置(1)包含被建構來耦接至該傳輸外殼(2)之至少一個介面(20)，該介面(20)包含：至少二個連接頭(23、24)，至少一個連接頭係藉由被建構來嚙合於該傳輸外殼(2)的換氣通口(8)中之測量頭(23)所形成，該測量頭(23)包含：突出端部件(29)，貫通至少一個孔口(30)；及周邊密封元件(31)，環繞該端部件(29)；該傳輸外殼(2)的所有該換氣通口(8、9)被耦接至該介面(20)之連接頭(23、24)，其中該控制裝置更包含連接至測量頭(23)之端部件(29)的至少一個測量管線(40)，該測量管線(40)包含流率控制裝置(41)及/或壓力感測器(42)。
  2. 如請求項1的控制裝置(1)，其中至少一個連接頭係藉由包含盲密封元件(32)之阻塞頭(24)所形成，該密封元件(32)被建構來封閉該傳輸外殼(2)的換氣通口(9)，該傳輸外殼(2)之所有該換氣通口(8、9)係藉由測量頭(23)所嚙合或藉由阻塞頭(24)所封閉。
  3. 如請求項1的控制裝置(1)，其中該測量頭(23)被建構來嚙合於該傳輸外殼(2)之換氣通口(8)中，同時如果該換氣通口(8)係配備有入口止回閥(11)，則推回該入口止回閥(11)。
  4. 如請求項1的控制裝置(1)，其中該至少一個周邊密封元件(31)係彈性的，且當該傳輸外殼(2)被耦接至該介面(20)時，該至少一個周邊密封元件(31)被至少局部地壓縮或變形。
  5. 如請求項1的控制裝置(1)，其中該介面(20)包含被建構用於鎖固至該傳輸外殼(2)之至少一個鎖固機構(22、26)。
  6. 如請求項1的控制裝置(1)，其中該連接頭(23、24)係可移動的，該介面(20)另包含至少一個頭部致動器(33)，被建構來在縮回位置及突出位置之間移動該連接頭(23、24)以用於控制該緊密性。
  7. 如請求項1的控制裝置(1)，其中該連接頭(23、24)被固定及由該介面(20)突出。
  8. 如請求項1的控制裝置(1)，其中該周邊密封元件(31)包含吸盤。
  9. 如請求項2的控制裝置(1)，其中該介面(20)包含二個測量頭(23)及二個阻塞頭(24)。
  10. 如請求項1的控制裝置(1)，其中該測量管線(40)包含被裝配為來自該測量頭(23)之分支的至少一個經校準之自行控制孔口(46)、及用於使該測量管線(40)的該流率控制裝置(41)及該壓力感測器(42)與該至少一個經校準之自行控制孔口(46)相通的三通閥(47)，而它們係與該測量頭(23)隔離。
  11. 如請求項1的控制裝置(1)，其中該控制裝置包含連接至測量頭(23)之該端部件(29)的取樣管線(49)，該取樣管線(49)包含取樣泵(44)。
  12. 如請求項1的控制裝置(1)，其中該控制裝置包含連接至測量頭(23)之該端部件(29)的校準管線(50)，該校準管線(50)包含至少一個經校準之校準孔口(48)。
  13. 一種藉著如請求項1至12中任一的控制裝置(1)，用於控制針對半導體基板(3)之輸送及大氣儲存的至少一個傳輸外殼(2)之緊密性的方法(100)，其中傳輸外殼(2)被耦接至該控制裝置(1)之介面(20)，以致該傳輸外殼(2)的所有該換氣通口(8、9)被耦接至該介面(20)之連接頭(23、 24)，至少一個連接頭(23)係藉由嚙合於該傳輸外殼(2)的換氣通口(8、9)之測量頭(23)所形成。
  14. 如請求項13的控制方法(100)，其中該傳輸外殼(2)之所有該換氣通口(8、9)係藉由測量頭(23)所嚙合或藉由該介面(20)的阻塞頭(24)所封閉，藉由阻塞頭(24)所形成之至少一個連接頭(24)封閉該傳輸外殼(2)的換氣通口(9)。
  15. 如請求項13的控制方法(100)，其中當該傳輸外殼(2)被耦接至該介面(20)時，該至少一個周邊密封元件(31)被至少局部地壓縮或變形。
  16. 如請求項13的控制方法(100)，其中受控制之氣流被注射進入連接至測量頭(23)的測量管線(40)，該測量頭(23)嚙合於耦接至該介面(20)之該傳輸外殼(2)的換氣通口(8)中，在此之後該注射被停止，並測量該測量管線(40)中的壓降。
  17. 如請求項13的控制方法(100)，其中恆定之氣流被注射進入連接至測量頭(23)的測量管線(40)，該測量頭(23)嚙合於耦接至該介面(20)之該傳輸外殼(2)的換氣通口(8)中，同時測量該測量管線(40)中之壓力隨著時間消逝的變化。
  18. 如請求項13的控制方法(100)，其中該控制方法包含初級調節步驟(103)，其中預定之初始壓力(P0)被建立在連接至測量頭(23)的測量管線(40)中，該測量頭(23)嚙合於耦接至該介面(20)之該傳輸外殼(2)的換氣通口(8)中。
  19. 如請求項13的控制方法(100)，其中該控制方法包含校準步驟(102)，其中校準管線(50)藉由測量頭(23)被連接至該傳輸外殼(2)，該測量頭(23)嚙合於耦接至該介面(20)之該傳輸外殼(2)的換氣通口(8)中，以產生經校準之洩漏，且該壓力係在連接至測量頭(23)的測量管線(40)中被測量，該測量頭(23)嚙合於耦接至該介面(20)之該傳輸外殼(2)的換氣通口(8)中。
  20. 如請求項13的控制方法(100)，其中該控制方法包含自行控制步驟(101)，其中在包含被裝配為來自該測量頭(23)之分支的經校準自行控制孔口(46)之測量管線(40)中測量該壓力，該自行控制孔口(46)將與該測量管線(40)的該流率控制裝置(41)及該壓力感測器(42)相通，同時係與該測量頭(23)隔離。
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