[发明专利]用于控制衬底污染的方法和设备

说明书

相关申请

本申请要求2007年12月18日提交的美国临时申请No.61/014,709的优先权，该临时申请通过引用全文并入本文。

技术领域

本发明涉及衬底容器和保持这类容器的内部干燥以及使其内的污染最小。

背景技术

已经认识到，光罩盒(reticle pod)或晶片容器的聚合物壁中的水分以及经聚合物壁渗透的水分是这类容器中容纳的衬底的污染源。

在运输、储存或后续制造过程中的暂停期间，半导体晶片储存在特殊容器如SMIF容器中，例如SMIF盒(标准机械接口的简称)和FOUP(前开式标准盒的简称)。根据多个因素如生产运行规模和周期时间，在处理步骤之间晶片可在这种容器中停留很长时间。在该时间期间，经处理的晶片受到不利于生产良率的环境湿气、氧和其他AMC(“空气中分子态污染物”)影响。

例如，水分可导致不受控制的自然氧化层生长，形成雾度(haze)和腐蚀，而已知氧气影响Cu互连的可靠性。实验数据和计算研究显示，内部有晶片的封闭FOUP可以用通过壳下底部或FOUP门上的进入端口导入的连续氮气流进行有效的吹扫。已知约4升/分钟的氮气缓流显著降低负载的FOUP内的氧和水分水平，在4至5分钟内降至约1％RH和1％的O₂。实验数据还显示氮气吹扫流的终止可在几分钟之内导致水分浓度非常迅速地提高(在FOUP内的水平大于1％)。这种效应被认为是由通过FOUP壁的水分渗透和由FOUP的聚碳酸酯壁的水分脱附造成的。

需要更好的系统和方法来更好地保护衬底如晶片免受环境水分和氧损害。

发明内容

在某些实施方案中，在负载的衬底容器如FOUP的存放和区内(intra bay)运输(如借助于PGV(人导车辆)进行的运输)期间，为其提供双重吹扫。双重吹扫可包括洁净干燥的空气(“CDA”)的流，或导向或限于衬底容器外侧的其他吹扫气体流，其防止水分渗透到衬底容器中或使其最小化，并且实现例如对例如为聚碳酸酯的聚合物容纳壁的逐步干燥。FOUP内部的常规内部吹扫，例如通过氮气进行的吹扫阻止氧累积并从内部为容纳壁提供干燥。

用于衬底容器的储存储料器(stocker)内部的分隔壁或遮蔽件将确保有效的CDA循环。在吹扫站上的区内小型存储器和外壳内的类似的遮蔽件和分隔壁也提供有效的CDA用途。配有充注CDA和N₂的可再充低压容器的PGV可在运输中为FOUP提供双重吹扫。

在本发明的实施方案中，一种用于在由聚合物形成的衬底容器内保持极其干燥的环境的系统提供衬底容器外部的补充外部气体清洗，以使通过容器聚合物壁发生的水分和氧渗透最小化，并且还提供在容器的聚合物壁中夹带的水的脱附。

可以在作为储料器一部分的排放喷嘴下游提供特定的遮蔽件和/或吹扫气导板以控制和容纳外部清洗。可向晶片容器提供遮蔽件和双壁以提供用于外部吹扫气体清洗的限定通路。

在某些实施方案中，本发明的特征和优点是提供一种具有壁腔的衬底容器，以提供对所述内壁的面向外的表面具有外部清洗能力的内壁。所述壁腔可基本上用限定的入口区域(例如小于1平方英寸)来封闭。出口区域也可限定为例如小于1平方英寸。入口和出口可在入口和/或出口处具有另外的限制构件，例如单向阀或过滤器。在某些实施方案中，本发明的特征和优点在于提供具有未固定到晶片容器的衬底容器遮蔽件的储料器，从而提供距离晶片容器的外表面约0.25英寸至2英寸的间隙。

在某些实施方案中，本发明的特征和优点在于提供一种具有内部容纳壁的衬底容器，所述内部容纳壁具有固定连接到晶片容器的外部遮蔽件，从而提供距离外表面约0.25英寸至2英寸的间隙，并且在固定连接的遮蔽件和内部容纳壁之间形成腔，由此可向所述腔提供外部吹扫气。在一个实施方案中，对遮蔽件的大部分内表面而言，所述间隙小于2英寸。

本发明的某些实施方案的特征和优点是一种改进衬底容器的方法，所述方法包括向衬底容器添加外部遮蔽件片，以在衬底容器的容纳壁的面向外的表面和遮蔽件之间提供腔，以便可向所述腔中提供外部吹扫气。

本发明的某些实施方案的特征和优点在于提供源自衬底容器的吹扫出口，其中在衬底容器内部循环的吹扫气在离开内部之后改变方向以清洗所述衬底容器的外表面。

本发明的某些实施方案的特征和优点在于提供一种在吹扫出口处具有导流器片的衬底容器，由此在衬底容器内部循环的吹扫气在离开内部之后改变方向以清洗所述衬底容器的外表面。