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1、10申请公布号CN102007569A43申请公布日20110406CN102007569ACN102007569A21申请号200980113844422申请日20090416080228420080424FRH01L21/0020060171申请人阿尔卡特朗讯公司地址法国巴黎72发明人A法夫尔E戈多B贝莱74专利代理机构北京市中咨律师事务所11247代理人杨晓光于静54发明名称用于测量半导体衬底传送盒的污染的站和方法57摘要本发明涉及用于测量用于传送和大气保存半导体衬底的传送盒的微粒污染的测量站，该盒包括能通过可拆卸入口门被关闭的外壳，该站包括接口5，其连至传送盒外壳3而不是门，该接口包括。
2、设于导管活动端的至少一个喷嘴9，该导管从该接口伸出以在与连至测量站的外壳内部10的一部分壁13垂直的方向中引导气体射流，从而借助于气体射流对壁13的冲击而使得微粒11从外壳分离；和测量设备7，其包括真空泵17、微粒计量器19和测量管道21，该管道的入口23通往外壳3内部10而其出口25连至真空泵17，该管道21还连至微粒计量器19以创建连至测量站的传送盒的外壳3内部10与微粒计量器19之间的连通。本发明还涉及一种用于测量用于传送和大气保存半导体衬底的传送盒的微粒污染的方法。30优先权数据85PCT申请进入国家阶段日2010101986PCT申请的申请数据PCT/FR2009/050713200。
3、9041687PCT申请的公布数据WO2009/138637FR2009111951INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书6页附图3页CN102007583A1/1页21一种用于测量用于传送和大气保存半导体衬底的传送盒的微粒污染的测量站，所述盒包括能够借助于可拆卸入口门而关闭的外壳，所述站包括接口，其能够连至所述传送盒的外壳而不是所述门，所述接口包括安排在导管的一个活动端上的至少一个喷嘴，所述导管从所述接口伸出以在与连至所述测量站的外壳的内部的壁的一部分相垂直的方向中引导气体射流，从而借助于该气体射流对所述壁的冲击而使得微粒从所述外壳分离，和测量设备，其。
4、包括真空泵、微粒计量器和测量管道，该测量管道的入口通往所述外壳的内部并且其出口连至所述真空泵，所述测量管道还连至所述微粒计量器以创建在连至所述测量站的传送盒的外壳的内部与所述微粒计量器之间的连通。2根据权利要求1所述的测量站，其中，所述接口配备有多个垫片以使得所述接口能够连至所述外壳同时留出间隙以使得泄漏流能够在所述外壳的内部与外部环境之间通过。3根据权利要求2所述的测量站，其特征在于，所述垫片具有凸点的形状。4根据权利要求1所述的测量站，包括围绕所述接口的ISO3认证的清洁室型的大气室。5根据前述权利要求之一所述的测量站，其中，所述喷嘴被配置成喷射脉冲气体射流。6根据前述权利要求之一所述的测。
5、量站，其中，所述接口包括配备有微粒过滤器的多个喷嘴。7根据前述权利要求之一所述的测量站，包括用于阻止已过滤气体通过所述传送盒的外壳的塞子。8根据前述权利要求之一所述的测量站，包括用于向清洁单元发送代表所述盒的外壳的清洁状态的信号的处理单元。9一种用于测量用于传送和大气保存半导体衬底的传送盒的微粒污染的方法，包括第一步骤，其中，与连至所述微粒污染测量站的盒子的外壳的内部的壁的一部分相垂直地引导气体射流，如前述权利要求之一所限定的那样，从而借助于所述气体射流对所述壁的冲击而使得所述微粒从所述外壳分离，并且所述真空泵被启动以产生从连至所述测量站的传送盒的外壳的内部向所述微粒计量器排出的气体，和第二步。
6、骤，其中，利用所述微粒计量器测量微粒的数量，并且将所述测量的结果与预定阈值相比较以基于比较结果来确定是否需要进行液体清洁步骤。10根据权利要求9所述的测量方法，其中，在所述测量方法的第一步骤中以不连续的方式喷射气体射流。11根据权利要求9所述的测量方法，其中，在所述第一步骤期间，对着所述壁喷射所述气体射流，然后，在所述第二步骤期间，停止喷射以测量微粒的数量并且垂直于新的壁区域而放置所述喷嘴，和所述第一和第二步骤重复进行以基于比较结果来确定是否需要进行液体清洁步骤。12根据权利要求9至13之一所述的测量方法，其中，喷射流大于泵浦流。权利要求书CN102007569ACN102007583A1/6。
7、页3用于测量半导体衬底传送盒的污染的站和方法技术领域0001本发明涉及用于传送盒的微粒污染物测量站，所述传送盒用于半导体衬底的运送和大气保存，例如半导体晶圆WAFER或光罩RETICLE。本发明还涉及相应的测量方法。背景技术0002传送和保存盒建立了大气压下的有限空间，其与衬底传送和使用环境隔开并且用于传送和保存一个或多个衬底。0003在半导体制造行业中，这些盒子被用来从一个设备向另一个设备传送衬底，或者在两个制造步骤之间保存衬底。0004特别地在标准打开的FOUP前开式晶圆盒，FRONTOPENINGUNIFIEDPOD或FOSB前开门搬运盒，FRONTOPENINGSHIPPINGBOX或。
8、底部打开的SMIF标准化机械式接口，STANDARDMECHANICALINTERFACEPOD型晶圆传送和保存盒与用于传送和保存光罩的标准RSP光罩传送盒，RETICLESMIFPOD或MRP多光罩传送盒，MULTIPLERETICULESMIFPOD型的盒子之间进行了区分。0005所述传送盒是用例如聚碳酸酯的材料制成的，该材料在一些情况下会聚集污染物以及特别是有机的、氨基、或酸性污染物。0006实际上，在制造半导体期间，传送盒被操纵，这导致了污染微粒的形成，所述微粒留在传送盒的壁上，这因而污染了传送盒。0007粘附在传送盒壁上的微粒然后会变得松动，掉在保存于这些盒子的衬底上并且损坏它们。0。
9、008这种污染会大大损坏衬底。因此有必要定期清洁盒子以使得它们能够迅速地采取必要的净化措施。0009通过用液体例如纯净水清洗盒子来定期清洁它们因而是有计划的。这种清洁步骤或者是直接在半导体衬底制造工厂中执行，或者是在专门清洁大气传送盒的公司中执行。0010为了确定何时需要清洗盒子，已知一种微粒污染测量方法，该方法在于借助于液体微粒检测器来测量沉积于传送盒壁上的微粒数量。然而，这种方法的不利之处在于其在工业半导体制造过程中的实现是耗时且麻烦的。0011此外，这种方法是不可再现的。实际上，所获得的测量结果与实现它的专门公司直接相关的，其无法实现标准化检查。0012制造商因而更愿意送出传送盒以定期清。
10、洁。0013因此，一些没有微粒的传送盒也被清洗，这因而无益地降低了生产率，而被微粒污染的那些盒子继续保存和/或传送半导体衬底从而造成了衬底污染的可能风险。0014制造商因而计划经常进行预防性清洁从而不增加衬底的缺陷级别。说明书CN102007569ACN102007583A2/6页4发明内容0015本发明的目的因而是提出一种测量站和相应的方法，从而能够借助于可直接在制造工厂的工业制造链过程中实现的实时测量来测量用于传送和大气保存半导体衬底的传送盒的微粒污染级别。0016为此，本发明涉及一种用于测量用于传送和大气保存半导体衬底的传送盒的微粒污染的测量站，这种盒子包括能借助于可拆卸入口门被关闭的外。
11、壳，该站包括0017接口，其能够连至所述传送盒外壳而不是所述门，该接口包括至少一个喷嘴，该喷嘴被安排在导管的一个活动端上，该导管从所述接口伸出以在与连至所述测量站的外壳内部的壁的一部分相垂直的方向中引导气体射流，从而通过所述气体射流对所述壁的冲击而使得微粒从所述外壳分离，以及0018测量设备，其包括真空泵、微粒计量器和测量管道，该测量管道的入口通往所述外壳的内部而其出口连至该真空泵，所述测量管道此外还连至所述微粒计量器，从而创建连至所述测量站的所述传送盒外壳的内部与所述微粒计量器之间的连通。0019根据所述测量站的其他单一的或组合的特征0020所述接口配备有多个垫片从而使得所述接口能够与所述外。
12、壳相连同时留出间隙以使得泄漏流能够在所述外壳内部与外部环境之间通过，0021所述垫片呈凸点的形状，0022所述测量站包括围绕所述接口的ISO3认证的清洁室型的大气室，0023所述喷嘴被配置成喷射脉冲气体射流，0024所述接口包括多个配备有微粒过滤器的喷嘴，0025所述测量站包括旨在阻止已过滤的气体通过传送盒外壳的塞子，0026所述测量站包括用于向清洁单元发送代表所述盒子外壳的清洁状态的信号的处理单元。0027本发明还涉及一种用于测量用于传送和大气保存半导体衬底的传送盒的微粒污染的方法，包括0028第一步骤，其中在与连至所述微粒污染测量站的盒子外壳的内壁的一部分相垂直的方向中引导气体射流，如之前。
13、定义的那样，从而借助于该气体射流对所述壁的冲击使得所述微粒从所述外壳分离，并且真空泵被启动以产生从连至所述测量站的传送盒外壳的内部流向所述微粒计量器的气体，和0029第二步骤，其中利用所述微粒计量器测量微粒数量，并且将测量结果与预定阈值相比较以基于比较结果来确定是否需要进行液体清洁步骤。0030根据所述测量方法的单一的或组合的一个或多个特征，0031在所述测量方法的第一步骤中，以不连续的方式喷射气体射流，0032在所述第一步骤期间，所述气体射流是对着所述壁喷射的，然后在所述第二步骤期间，停止喷射以测量微粒数量，并且将所述喷嘴垂直于新的壁区域而放置，并且所述第一和第二步骤重复进行以根据比较结果来。
14、确定是否需要进行液体清洁步骤，0033喷射流大于泵浦流。说明书CN102007569ACN102007583A3/6页5附图说明0034参考附图，通过阅读本发明的描述，其他优点和特征将变得明显，其中0035图1示意性地示出了与传送盒外壳相连的测量站；0036图2示出了图1的测量站的变型；0037图3和4示意性地示出了工作中的连至盒子外壳的测量站的部件；0038图5是测量方法的流程图。0039为了清楚，所述测量方法的各步骤从100开始编号。具体实施方式0040本发明涉及一种用于测量用于传送和大气保存半导体衬底的传送盒的外壳的微粒污染的测量站。0041所述测量站能够特别地与至少一个SMIF、FOU。
15、P、FOSB、RSP或MRP型标准化传送外壳相连。0042这种传送和/或保存盒以及它们的内部大气是处于大气空气或氮气压力下的。大气压力是传送盒在它们的使用环境中的压力，例如清洁室的大气压力。0043所述传送盒包括能够通过可拆卸入口门而关闭的外壳，所述入口门的大小被设计成能引入和抽出衬底。0044在所述外壳内部，所述传送盒配备有用于保持和支撑一个或多个衬底的衬底支撑件。0045所述盒子是防泄漏的，但是紧密级别是通过所述外壳与门之间的密封垫会发生轻微的泄漏。0046一些传送盒，特别是FOUP类型的，包括过滤气体通道用以平衡该传送盒内部和外部的压力。0047图1示出了连至FOUP型传送盒的外壳3的测。
16、量站，该传送盒用于传送和大气保存半导体衬底。0048所述测量站例如被置于清洁室中以构成控制台。0049所述测量站还可以并入半导体制造设备中。该制造设备因而优选地包括符合标准ISO146441的ISO3认证的清洁室型的三个室，该标准ISO146441从悬浮于空气中的微粒浓度这一方面定义了受控环境和清洁室中的空气清洁等级。0050第一个室用于去除传送盒的入口门，第二个室构成用于测量外壳3的微粒污染的测量站，并且第三个室例如是能够实施液体清洁过程的清洁单元。0051第二个室与第一个和第三个室连通从而能够从一个室向另一个室转移传送盒外壳3。0052测量站1一方面包括能够与传送盒外壳3相连的接口5，另一。
17、方面包括测量设备7。0053接口5与传送盒门的大小一样并且因而能够容易地连至传送盒外壳3而不是入口门。0054尽管在图1中垂直地显示，然而接口5也可以被安排在任何位置中，例如水平位置。0055接口5还包括至少一个喷嘴9用以在与连至测量站1的盒子外壳3的内部10的壁13的一部分相垂直的方向中引导气体射流，从而通过该气体射流对壁13的冲击而使得说明书CN102007569ACN102007583A4/6页6微粒11从外壳3分离。0056所述气体是清洁气体，例如空气或氮气。0057利用气体射流的靶向喷射，气流具有角度很小的散布并且在几秒钟内产生能将粘附于外壳3的内壁13上的微粒移除的气动力。0058。
18、为了改进微粒移除，喷射非连续的气流，即脉冲气体射流，能够清扫壁13的一部分的活动的气体射流，通过多个喷嘴9依次喷射的气体射流，或幅度调制的气流，例如气流斜坡。0059因此，气体射流以断续的方式攻击壁13以增加的气体加速阶段的数量，在此期间微粒11被分离，这促进了对污染级别的测量并且因而明显改善了微粒移除。0060测量设备7包括真空泵17、微粒计量器19和测量管道21，该测量管道的入口能够连至相连外壳3的内部10而其出口25连至真空泵17。0061优选地，入口23直接导向接口5的前面图1或者它可以通过超出接口5的测量管道21延长部分22而被安排在传送盒外壳3的内部10图2。0062测量管道21还。
19、连至微粒计量器19，以创建连至测量站1的传送盒3的外壳的内部10与微粒计量器19之间的连通。0063微粒计量器19是喷雾型的，即它能够提供与悬浮于气体环境中的微粒11有关的量化信息。例如，该微粒计量器是基于激光技术的。0064优选地，真空泵17的泵浦流大约是17M3/H。0065由喷嘴9产生的气体的输送被并入由真空泵17产生的气体输送中，这实现了包含分离微粒11的流出气体在入口23方向中的放大。0066图3示出了流出气体的轨迹18的例子。由泵浦流产生的流出气体18一方面使之能够收集悬浮的分离微粒11，另一方面能够将它们导向测量设备7的入口23。0067因此，外壳3上的大部分分离微粒11可以被微。
20、粒计量器19检测到。0068此外，测量站1有利地包括处理单元未显示用以向清洁单元发送代表所述盒子3的外壳的清洁状态的信号。0069如图2所示，喷嘴9被安排在接口5的伸出导管32的活动端。0070导管32的端部还可以指向外壳3的内部10。因此，气体射流还可以到达附于传送盒3外壳内部的衬底支撑件。0071有利地，气体喷嘴9被配置成喷射脉冲气体射流。气体射流9的频率和脉冲强度因而关联于真空泵17的泵浦速率而被调节，该泵浦速率是以例如在外壳3中产生流出气体波31以优化微粒11的分离的方式而被适配的。0072导管32的端部的平移和/或转动的活动性实现了气体射流对内壁13的腐蚀速率的适配，具体地是气体射流。
21、的速度的垂直分量的适配，从而优化能使得微粒11分离的冲击。0073测量管道21的入口23因而有利地被安排在测量管道21的延长部分22中，优选地也能够以平移和/或转动的方式活动。0074因此，入口23可以关于喷嘴9而以固定的距离和角度被放置，从而实现与喷嘴9的指向无关的测量。0075测量管道21和导管32有利地被安排在同一个活动臂未显示上。说明书CN102007569ACN102007583A5/6页70076根据图4所示的第二实施例，接口5包括多个喷气嘴9。0077非连续喷射因而通过将气体射流依次喷入每个喷嘴9而获得。0078有利地，接口5包括几个喷气嘴9，该喷气嘴被配置成喷射脉冲气体射流。非。
22、连续喷射因而通过依次清扫不同的喷嘴9和/或通过气体射流的脉冲化而获得。0079通过不同喷嘴9的依次喷射一方面使之能够将喷射指向外壳3的某些死区，另一方面使之能够通过气体射流的清扫而到达壁13的绝大部分。0080有利地，所述处理单元可以确定关于每个喷嘴9的与外壳3的污染有关的数据。因此，该处理单元发送代表与外壳3的每个部分有关的清洁状态的待分析信号，从而能够确定外壳3的较脏或不太脏的区域。0081图4示出了接口5的有利实施例，其中接口5包括多个喷气嘴9，即在该实施例中是五个。0082喷嘴9可以在接口5的前面的外围带中排齐，从而垂直于由接口5限定的平面来引导气体射流。0083喷嘴9的大小和倾斜度适。
23、于在盒外壳3的内壁13的方向中产生垂直气体射流，从而使得附着于壁13上的微粒11分离，特别是在代表传送盒外壳3的污染状态的区域中。0084因此，喷嘴9的大小相对较小，例如喷嘴9包括直接约为1毫米的口，从而生成高速气体射流，同时易于实现。0085为了迫使气体射流射向外壳3的内部10，测量站1有利地包括用于阻止已过滤气体通过传送盒外壳3的塞子该图中未显示。0086该塞子例如可以在测量站1的平台16上被承载。该塞子也使之能够确保不会有外部微粒进入传送盒外壳3的内部10。0087此外，接口5与传送外壳3相连是以非防漏的方式来实现的。为此，接口5配备有多个垫片未显示以使得接口5能够在与外壳3相连的同时为。
24、使得泄漏流在外壳3的内部10与外部之间通过而留出间隙。所述垫片例如是以有规则地分布于接口5的前面的外围带上的凸点的形式的。0088还假设气体喷射流大于泵浦流，以使得传送外壳3的内部10相比外部环境而言处于轻微的过压下，以促进流体流向外壳3的外部。泄漏流因而通过所述间隙而被引向外部环境。这因而避免了外壳3的内部10上的微粒污染。0089类似地，喷嘴9有利地配备有微粒过滤器用以过滤源自外部环境的任何可能的污染微粒。0090还可以假设测量站1包括围绕接口5的符合ISO146441标准的、优选地是ISO3认证的清洁室型的大气室27，从而构成围绕接口5的微环境，由此加强气体喷射的清洁度。0091在操作中。
25、，所述处理单元被配置成处理并使用微粒计量器19的测量结果并且实现测量方法100。0092图5示出了测量方法100中的不同步骤。微粒污染测量方法100优选地在发送传送盒至液体清洁单元之前被实施。0093在第一步骤101中，与连至测量站1的传送盒外壳3的内部10的壁13的一部分相垂直地引导气体射流，从而借助于该气体射流使得微粒11从外壳3分离。0094气体射流的喷射可以在将外壳3连至测量站1之前或之后进行。说明书CN102007569ACN102007583A6/6页80095同时，真空泵17被启动以产生从连至测量站1的传送盒外壳3的内部向微粒计量器19流出的气体。0096喷射流大于泵浦流，从而产。
26、生去往站外部的泄漏流。0097气体喷射被脉冲化，和/或气体射流被依次注入每个喷嘴9，和/或喷嘴9的指向和/或位置被调整成能够清扫壁13的一部分，和/或气流斜坡在测量方法100的第一步骤101期间被喷射以获得不连续的气体喷射。0098因此，从壁13分离的微粒11被导向测量设备7的入口23以由微粒计量器19检测。0099在第二步骤102期间，利用微粒计量器10测量微粒11的数量，并且测量结果与预定阈值相比较以基于比较结果确定是否需要进行液体清洁步骤步骤103，或传送盒是否足够清洁用以继续生产并继续传送或保存衬底步骤104。0100也可以对壁13执行一系列测量以测量不同点上的微粒污染。0101为此，。
27、在第一步骤101期间，气体射流垂直于壁13地被喷射相对较短的时期，即5至30秒。0102然后，在第二步骤102期间，停止喷射，并且测量微粒数量。当测量稳定时，或当微粒计量器19不再对微粒计数时，喷嘴9被垂直于新的壁部分而放置。喷嘴9例如通过平移伸出导管32而被轴向地放置，以使得喷射角度保持与同一个壁13垂直。0103然后，第一和第二步骤101、102重复进行以基于比较结果确定是否需要进行液体清洁步骤。0104因此，可以估计同一个壁13以及每个壁的几个测量点的污染。也可以通过使得喷嘴9的端部转动以使其朝向垂直于外壳3的新壁13的方向，来估计另一个壁的几个测量点的污染。0105测量方法100因而借助于可以在工业制造链过程内实现的一系列步骤而实现对传送盒的微粒污染级别的实时测量。0106因此，可以迅速地检验传送盒的微粒清洁状态。这在不会无用地清洁微粒或被微粒污染的情况下防止传送盒继续保存和/或传送半导体衬底。说明书CN102007569ACN102007583A1/3页9图1图2说明书附图CN102007569ACN102007583A2/3页10图3图4说明书附图CN102007569ACN102007583A3/3页11图5说明书附图CN102007569A。