TWM467169U - 應用於晶圓／光罩載具之氣閥結構及應用彼之光罩傳送盒 - Google Patents

Description

應用於晶圓/光罩載具之氣閥結構及應用彼之光罩傳送盒

本創作係關於一種應用於晶圓/光罩載具之閥件技術，具體而言係一種可利用自身重量動作之氣閥結構，藉以能提升氣密性，增加載具離開充氣座的時間，以增進載具移動作業的靈活性。

按，近年來受到半導體技術不斷創新及微細化發展的影響，利用半導體技術製成的晶片被廣泛的應用於各種領域中。受到積體電路微細化及製低成本的影響，晶圓的尺寸越來越大，但每一晶圓的晶片數越來越多，使晶圓價值不斷的提高，因此製程中晶圓上的任何問題都可能造成極大的損失。且一般積體電路製程中的黃光製程是一種關係到整體良率的重要製程，其通常係在一光罩表面塗佈有一不透明或半透明的期望圖形，供將該期望圖形投射到晶圓光阻層上。因此任何附著於光罩表面的缺陷都有可能被投射到晶圓的光阻層上，而導致積體電路元件成品的妥善率或甚至無法使用。然而晶圓與光罩在製程中，或因製程材料、或製程氣體、或因零件微粒與油污之剝落、又或因無塵室的環境，使晶圓或光罩的相鄰環境中存在有眾多的微粒及氣體游離分子等污染物，而這些污染物經積聚或化學變化後，極容易在晶圓或光罩於儲存及運輸期間產生微 粒【Particles】或霧霾【Haze】等缺陷。

而在半導體製程中，運用自動化物料搬運系統【Automated Material Handling System，AMHS】，與隔離進出料標準機械介面【Standard Mechanical Interface，SMIF】設備，來進行晶圓與光罩於不使用期間的維護與運送，不但能取代傳統人工搬運、降低無塵室設備之建置與維護成本，還能提升晶圓與光罩的潔淨度，達到超高生產良率，故近年來，AMHS與SMIF已被列為是國際間半導體廠的標準設備規範。

根據上述技術概念，除了在曝光使用時，晶圓與光罩在運送過程或保存期間，都必須放置在一個高潔淨度、氣密性佳、低氣體逸出【Outgassing】與抗靜電防護【ESD】的載具內，如晶舟盒【Cassette】、晶圓傳送盒【FOUP】、晶圓運輸盒【FOSB】、光罩儲存盒【Mask Package】、光罩傳送盒【Reticle SMIF Pod，RSP】，有效防止晶圓與光罩受到污染，確保高晶圓與光罩的潔淨度與高生產良率。

而為了提高前述載具的潔淨度，目前常見的作法是在前述密封式載具內充填乾淨的惰性氣體【如氮氣(N2)】，以減少有害氣體的為害，然受限於載具氣密性不足的問題，通常在一段時間後，即會因漏氣而失去效果，故近年來業界進一步開發有注入潔淨氣體的充氣座，該充氣座並可被設計應用於各種載具的收納設備上，如製程設備旁的進出料工作站、儲存用之收納櫃、充氣櫃或運輸設備等，供對每一個晶圓或光罩之密封式載具進行獨立的流動充氣。

惟，現有的充氣設備，不論係使用何種充氣方式 或手段，均需在載具上設置對應的氣閥，如我國專利公告第I238804號，其主要係在傳送盒係具有座體，而座體上方為覆蓋有蓋體，且蓋體內為具有可容置光罩或晶圓之容置空間，其中座體內為設置有透孔，並於透孔內穿設有填充裝置，而填充裝置內為具有中空通道，且中空通道的一端為設置有開合部，俾使充氣管可藉由開合部而伸入傳送盒內充填氣體，且當充氣管抽出時該開合部會自行閉合。

然前述的設計，主要係利用填充裝置的開合部的回復預力來閉合，其氣密效果極差，雖然部份座體內表面設有金屬底板，且該利用該金屬底板切縫形成的彈壓片來增加其壓掣力，但在長時間作業後，其仍然會因彈性疲乏而無法有效壓掣形成氣密，且在充氣時氣體係呈單側注入，無法使潔淨氣體在載具內部完全流動換氣。再者，因其氣密性不佳，故需不斷充注的潔淨氣體，以保持載具內部的潔淨度，然如此連續性的充氣會造成氣體之浪費，且當載具需要移動或進出料時，由於其無法被持續充氣，故當其離開一段時間後，會因漏氣而破壞環境的潔淨度，因此工作人員需掌握載具移動的時間，影響移動作業的靈活度與便利性。

換言之，由於現有載具在充氣上存在有上述種種問題，造成其在充氣時面臨不同的困擾與不便，因此如何解決這些問題，對於改善晶圓或光罩載具的氣體浪費及氣密性，是相當重要的課題。

緣是，本創作人仍針對現有載具之氣閥在使用時所面臨的問題深入探討，並藉由本創作人多年從事相關產業的 研發與製作經驗，經不斷努力的改良，終於成功開發一種應用於晶圓/光罩載具之氣閥結構，藉以克服現有者因氣密性不足所造成的不便與困擾。

因此，本創作之主要目的係在提供一種應用於晶圓/光罩載具之氣閥結構，藉以能利用載具重量來自動啟閉，使氣源為非連續性充氣，達到節省氣體之目的。

又，本創作之另一目的係在提供一種應用於晶圓/光罩載具之氣閥結構，其能有效增進其氣密性，延長載具內部環境潔淨的時間，以增加其移動作業的靈活度與便利性。

再者，本創作之再一目的係在提供一種光罩傳送盒，其能透過本身重量來自動啟閉氣閥，使氣源呈非連續性充氣，以節省氣體，同時可增進其氣密性，進而延長載具內部環境潔淨的時間，以增加其移動作業的靈活度與便利性。

基於此，本創作主要係透過下列的技術手段來具體實現前述的目的與效能；其應用於晶圓或光罩之載具上，包含有：一下閥體，該環狀之下閥體內緣底端向內凸伸有一道抵緣，且下閥體周緣形成有複數向上凸伸的柵片，該等相鄰之柵片間形成有貫穿內外之通孔；一上閥體，該蓋體狀之上閥體周緣形成有複數向下凸伸、且對應下閥體柵片的柵片，而該等相鄰之柵片間形成有貫穿內外之通孔；一浮動閥塊，該浮動閥塊係容設於下閥體內、且 可貼抵於抵緣上，又浮動閥塊與上閥體間撐設有一彈性件，令浮動閥塊具有一下壓閉合的預力，又下閥體底面具有一對接槽，且對接槽內底面具有一能與導氣閥間形成氣體流動間隙之導氣部。

藉此，透過前述技術手段的展現，使得本創作應用於晶圓/光罩載具之氣閥結構可利用本身重量使浮動閥塊往上，讓氣體就可以從上、下閥體的側邊通孔進入載具內部，而且不是直接往上噴到容置的晶圓或光罩表面，且在載具離開充氣系統，則彈性件會將浮動閥塊下壓歸位，使的氣閥關閉，有效形成氣密結構，如此可大幅延長載具內潔淨氣體流失的時間，增加載具移動作業的靈活性。

為使 貴審查委員能進一步了解本創作的構成、特徵及其他目的，以下乃特舉本創作之較佳實施例，並配合圖式詳細說明如后，同時讓熟悉該項技術領域者能夠具體實施。

(10)‧‧‧底座

(11)‧‧‧容置孔

(15)‧‧‧金屬底片

(16)‧‧‧閥柵凸部

(20)‧‧‧支撐組

(21)‧‧‧撐托元件

(25)‧‧‧抵靠元件

(30)‧‧‧殼罩

(31)‧‧‧把手

(32)‧‧‧鎖扣件

(35)‧‧‧金屬內罩

(40)‧‧‧導壓組

(41)‧‧‧基座

(42)‧‧‧壓抵件

(43)‧‧‧導正弧片

(50)‧‧‧氣閥

(51)‧‧‧下閥體

(510)‧‧‧抵緣

(52)‧‧‧第一柵片

(520)‧‧‧通孔

(521)‧‧‧嵌插孔

(53)‧‧‧上閥體

(530)‧‧‧容槽

(54)‧‧‧第二柵片

(540)‧‧‧通孔

(541)‧‧‧嵌插部

(55)‧‧‧浮動閥塊

(550)‧‧‧容槽

(56)‧‧‧對接槽

(57)‧‧‧導氣部

(570)‧‧‧導槽

(58)‧‧‧彈性件

(59)‧‧‧濾網

(60)‧‧‧充氣座

(65)‧‧‧導氣閥

(66)‧‧‧推桿

(68)‧‧‧導氣孔

第一圖：為本創作應用於光罩傳送盒之氣閥結構的外觀示意圖。

第二圖：為本創作之氣閥結構的分解示意圖，其說明各組件的態樣及其相對關係。

第三圖：為本創作之氣閥結構另一視角的分解示意圖。

第四圖：為本創作之氣閥結構的側視剖面示意圖，供說明其組成後之各組件的相對關係。

第五圖：為本創作應用於光罩傳送盒時實際使用前的狀態 示意圖。

第六圖：為本創作應用於光罩傳送盒時實際使用前的側視剖面示意圖。

第七圖：為本創作之氣閥結構於實際使用動作後的局部放大剖面示意圖。

本創作係一種應用於晶圓/光罩載具之氣閥結構及應用彼之光罩傳送盒，隨附圖例示之本創作具體實施例及其構件中，所有關於前與後、左與右、頂部與底面、上部與下部、以及水平與垂直的參考，僅用於方便進行描述，並非限制本創作，亦非將其構件限制於任何位置或空間方向。圖式與說明書中所指定的尺寸，當可在不離開本創作之申請專利範圍內，根據本創作之具體實施例的設計與需求而進行變化。

而本創作應用於晶圓/光罩載具之氣閥結構，本創作之載具可為各式晶圓或光罩之載具，此晶圓或光罩之載具可為，例如，晶舟盒、晶圓傳送盒、晶圓運輸盒、光罩儲存盒或光罩傳送盒，但並不以此為限。而本創作以儲存光罩之光罩傳送盒【Reticle SMIF Pod，RSP】為主要實施例，則請參照第一圖所顯示者，其包含有一底座(10)及一殼罩(30)所組成，且殼罩(30)與底座(10)可相對蓋合形成一容置光罩的存放空間，底座(10)與殼罩(30)兩者之間至少其一設有對應撐托及導正光罩的支撐組(20)與導壓組(40)；其中底座(10)上形成有複數上、下連通之容置孔(11)，且底座(10)上覆設有一金屬底片(15)，該金屬 底片(15)上形成有複數對應容置孔(11)、且周緣具通孔的閥柵凸部(16)，而底座(10)之各容置孔(11)與金屬底片(15)之各閥柵凸部(16)間分設有一進、出氣用的氣閥(50)。又支撐組(20)係鎖設於金屬底片(15)表面，其包含有兩撐托元件(21)與一抵靠元件(25)，且該等撐托元件(21)與抵靠元件(25)呈ㄇ狀排列，供光罩撐托及抵靠；另殼罩(30)頂面則設有一把手(31)，且殼罩(30)殼罩(30)周緣設有複數可選擇卡扣底座(10)之鎖扣件(32)，使殼罩(30)與底座(10)可選擇性蓋合，又殼罩(30)內鎖設有一金屬內罩(35)，該金屬內罩(35)的周緣底端可與底座(10)金屬底片(15)接觸，而形成一具導電性的容置空間，供消除靜電，再者殼罩(30)內部於金屬內罩內側並同步鎖掣有一導壓組(40)，該導壓組(40)具有一基座(41)，且基座(41)上懸設有複數供壓掣光罩的壓抵件(42)，再者基座(41)邊緣向下延伸有複數導正弧片(48)，該等導正弧片(48)可供推動調整光罩歸位，使光罩能被穩固的夾掣於底座(10)支撐組(20)與殼罩(30)導壓組(40)之間【如第六圖所示】；再者，關於前述之氣閥(50)的詳細構成，則請配合參看第二、三及四圖所示，其係由一下閥體(51)、一上閥體(53)及一浮動閥塊(55)所組成，其中環狀之下閥體(51)內緣底端向內凸伸有一道供浮動閥塊(55)下移貼抵之抵緣(510)，且下閥體(51)周緣形成有複數向上凸伸的柵片(52)，該等相鄰之柵片(52)間形成有貫穿內外之通孔(520) ，再者下閥體(51)於對應各柵片(52)底端外緣分別形成有一嵌插孔(521)，以供上閥體(53)插掣，又呈蓋體狀之上閥體(53)周緣形成有複數向下凸伸、且對應下閥體(51)柵片(52)的柵片(54)，而該等相鄰之柵片(54)間形成有貫穿內外之通孔(540)，再者上閥體(53)於各柵片(54)底端分別形成有一可對應插掣於前述嵌插孔(521)之嵌插部(541)，使上、下閥體(53、51)可蓋合、且側邊通孔(540、520)呈相對狀，另浮動閥塊(55)係容設於下閥體(51)內，且浮動閥塊(55)與上閥體(53)的相對面分別形成有一容槽(550、530)，而浮動閥塊(55)與上閥體(53)之容槽(550、530)間撐設有一彈性件(58)，使浮動閥塊(55)具有一下壓密合的預力，讓氣體無法由下閥體(51)的下方連通側邊的通孔(520、540)，並可受力後選擇性向上開通，又下閥體(51)底面具有一對接槽(56)，供對應一充氣座(60)之導氣閥(65)，且對接槽(56)內底面具有一能與導氣閥(65)間形成氣體流動間隙之導氣部(57)，該導氣部(57)可選自頂撐導氣閥(65)之凸塊或凹槽，而本創作之導氣部(57)係以形成於對接槽(56)內面之十字形導槽(570)為主要實施例【如第三圖所示】，再者下閥體(51)與上閥體(53)之柵片(52、54)間夾設有一濾網(59)，該濾網(59)可有效過濾氣體中的粉塵；藉此，組構成一利用載具本身重量啟閉的晶圓/光罩載具之氣閥結構。

而關於本創作之實際應用，則係如第五、六及七 圖所示，該載具可應用於一充氣座(60)上，且充氣座(60)上具有複數對應載具氣閥(50)之導氣閥(65)，該等導氣閥(65)具有一凸出對接於氣閥(50)對接槽(56)之推桿(66)，且推桿(66)上具有一導氣孔(68)，當載具未置於充氣座(60)上時，其各氣閥(50)內之浮動閥塊(55)受彈性件(58)回復力作用而向下壓合於下閥體(51)上【如第六圖所示】，使氣閥(50)呈閉合狀，讓載具內部的氣體不致外漏，故不會破壞載具內部環境的潔淨度，讓工作人員可掌握更多載具移動的時間，大幅增進移動作業的靈活度與便利性；再者，當該等載具置於充氣座(60)上時，載具的氣閥(50)與導氣閥(65)對接，使氣閥(50)之浮動閥塊(55)受導氣閥(65)推桿(66)作用而向上移動，進而令浮動閥塊(55)對接槽(56)之導氣部(57)與氣閥(50)側邊的通孔(520、540)連通【如第七圖所示】，進而讓氣源由導氣閥(65)之推桿(66)導氣孔(68)及氣閥(50)之導氣部(57)與通孔(520、540)注入載具內部，以保持載具內部環境的潔淨度。

經由前述技術手段的實現，使得本創作用於晶圓或光罩載具之氣閥(50)可利用載具本身重量使浮動閥塊(55)往上，讓氣體就可以從上、下閥體(51、53)的側邊通孔(520、540)進入載具內部，而且不是直接往上噴到容置的晶圓或光罩表面，且在載具離開充氣座(60)，則氣閥(50)內的彈性件(58)會將浮動閥塊(55)下壓歸位，使的氣閥(50)關閉，而形成有效的氣密，進一步並利用設在上、下閥體(51 、53)間的濾網(59)進行過濾，以避免零件磨擦之粉塵進入載具內部，有效維持其潔淨度，如此可大幅延長載具內潔淨氣體流失的時間，增加載具移動作業的靈活性。再者，載具在置入充氣座(60)時，可利用氣閥(50)之浮動閥塊(55)具伸縮移動的特性，使載具能克服局部誤差，讓載具順利、且平整的定位於充氣座(60)上，且能完全密合，不致因重新調整載具，而影響工作效率。

綜上所述，可以理解到本創作為一創意極佳之新型創作，除了有效解決習式者所面臨的問題，更大幅增進功效，且在相同的技術領域中未見相同或近似的產品創作或公開使用，同時具有功效的增進，故本創作已符合新型專利有關「新穎性」與「進步性」的要件，乃依法提出申請新型專利。

(50)‧‧‧氣閥

(51)‧‧‧下閥體

(510)‧‧‧抵緣

(52)‧‧‧第一柵片

(520)‧‧‧通孔

(53)‧‧‧上閥體

(530)‧‧‧容槽

(54)‧‧‧第二柵片

(540)‧‧‧通孔

(541)‧‧‧嵌插部

(55)‧‧‧浮動閥塊

(56)‧‧‧對接槽

(57)‧‧‧導氣部

(570)‧‧‧導槽

(58)‧‧‧彈性件

(59)‧‧‧濾網

Claims (12)

1. 一種應用於一晶圓/光罩載具之氣閥結構，其包含有：一下閥體，具有一抵緣及複數第一柵片，其中該抵緣自該下閥體內緣底端向內凸伸，該第一柵片自該下閥體周緣向上凸伸，該等相鄰柵片間形成有貫穿內外之一通孔，該通孔得與一導氣閥形成氣體流動；一上閥體，具有複數第二柵片，自該上閥體周緣向下凸伸且對應該下閥體之第一柵片，且該等相鄰柵片間得對應該第一柵片之該通孔；一浮動閥塊，該浮動閥塊係容設於該下閥體內、且可貼抵於該抵緣上；一彈性件，設置於該浮動閥塊與該上閥體間，令該浮動閥塊具有一下壓閉合的預力，又下閥體底面具有一對接槽，且對接槽內底面具有一能與導氣閥間形成氣體流動間隙之導氣部。
2. 依申請專利範圍第1項所述之氣閥結構，其中該下閥體更具有一對接槽形成於該下閥體底面，且對接槽內底面具有一能與導氣閥間形成氣體流動間隙之導氣部。
3. 依申請專利範圍第1項所述之氣閥結構，其中該下閥體於對應各柵片底端外緣分別形成有一嵌插孔，而上閥體於各柵片底端分別形成有一可對應插掣之嵌插部，以供上、下閥體相對插掣蓋合。
4. 依申請專利範圍第1項所述之氣閥結構，其中該浮動閥塊與上閥體的相對面分別形成有一容槽，而彈性件係撐設於兩容槽間。
5. 依申請專利範圍第1項所述之氣閥結構，其中該下閥體之導氣部係選自形成於對接槽內面之十字形導槽。
6. 依申請專利範圍第1項所述之氣閥結構，其中該下閥體與上閥體之柵片間夾設有一濾網，供過濾氣體中的粉塵。
7. 依申請專利範圍第1項所述之氣閥結構，其中該晶圓或光罩載具可為晶舟盒、晶圓傳送盒、晶圓運輸盒、光罩儲存盒或光罩傳送盒其中之一。
8. 一種光罩傳送盒，其包含一底座及一殼罩，該殼罩可相對該底座蓋合形成一光罩存放空間，該底座具有一支撐組，用以承托光罩，且該殼罩具有一導壓組，用以限制導正光罩，該底座上設有至少一供選擇性啟閉之氣閥；前述之氣閥具有一下閥體、一上閥體及一浮動閥塊，其中環狀之下閥體內緣底端向內凸伸有一道抵緣，且下閥體周緣形成有複數向上凸伸的第一柵片，該等相鄰之第一柵片間形成有貫穿內外之通孔，又蓋體狀之上閥體周緣形成有複數向下凸伸、且對應下閥體第一柵片的第二柵片，而該等相鄰之第二柵片間得對應該第一柵片之該通孔，而該浮動閥塊係容設於下閥體內、且可貼抵於抵緣上，又浮動閥塊與上閥體間撐設有一彈性件，令浮動閥塊具有一下壓閉合的預力，又下閥體底面具有一對接 槽，且對接槽內底面具有一能與導氣閥間形成氣體流動間隙之導氣部。
9. 依申請專利範圍第8項所述之光罩傳送盒，其中該氣閥之下閥體於對應各柵片底端外緣分別形成有一嵌插孔，而上閥體於各柵片底端分別形成有一可對應插掣之嵌插部，以供上、下閥體相對插掣蓋合。
10. 依申請專利範圍第8項所述之光罩傳送盒，其中該氣閥之浮動閥塊與上閥體的相對面分別形成有一容槽，而彈性件係撐設於兩容槽間。
11. 依申請專利範圍第8項所述之光罩傳送盒，其中該氣閥之下閥體之導氣部係選自形成於對接槽內面之十字形導槽。
12. 依申請專利範圍第8項所述之光罩傳送盒，其中該氣閥之上、下閥體的柵片間夾設有一濾網，供過濾氣體中的粉塵。