專利名稱：在受控空氣中傳輸襯底的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在為了制造半導(dǎo)體和微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)而進(jìn)行的處理中對(duì)襯底進(jìn)行的各工作步驟之間，在凈室內(nèi)保藏并移動(dòng)諸如半導(dǎo)體晶片或者掩模之類的襯底。
背景技術(shù)：
在制造半導(dǎo)體和MEMS的過程中，在使襯底避免受到仍存在于凈室的大氣中的污染的小環(huán)境密閉室內(nèi)傳輸諸如硅晶片或者掩模之類的襯底。
當(dāng)前，在通常稱為標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口(SMIF)盒的底部開口密閉室內(nèi)傳輸直徑為200毫米(mm)的硅晶片。
在通常被稱為標(biāo)準(zhǔn)前開口通用盒(FOUP)的前開口密閉室內(nèi)傳輸直徑為300mm的硅晶片。
已經(jīng)設(shè)計(jì)出適于傳輸單襯底晶片的小環(huán)境密閉室。
通常，在各處理步驟之間，半導(dǎo)體晶片或者其它晶片要在半導(dǎo)體制造單元內(nèi)保留幾個(gè)星期。在該時(shí)間段內(nèi)，需要使半導(dǎo)體或者其它晶片免于任何受到污染的風(fēng)險(xiǎn)，這就是通過在小環(huán)境密閉室內(nèi)傳輸并保藏這些晶片，保證它們與凈室內(nèi)的大氣隔離的原因。
當(dāng)在各工作站之間移動(dòng)時(shí)，小環(huán)境密閉室必須與任何外部電源斷開。在該時(shí)段內(nèi)，小環(huán)境密閉室本身必須能夠保持圍繞它所密封的襯底的受控空氣。這樣就需要在小環(huán)境密閉室內(nèi)具有可用能源以及用于保持受控空氣的泵送系統(tǒng)，該受控空氣的氣壓非常低，即與通向處理室的傳送與裝載室內(nèi)的氣壓處于同一個(gè)數(shù)量級(jí)。
在現(xiàn)行的半導(dǎo)體制造標(biāo)準(zhǔn)中，通常使得晶片的活性表面朝上放置來保存要保護(hù)的半導(dǎo)體晶片，但是，可以通過使得活性表面朝上或者朝下保存掩模。例如，用于進(jìn)行遠(yuǎn)紫外線(EUV)蝕刻的掩模具有朝下的活性表面。因此，需要一種能夠兼容其活性表面朝上或者朝下放置的襯底、能夠兼容小環(huán)境密閉室可以與其耦合以獲得長(zhǎng)期存儲(chǔ)的調(diào)節(jié)站并且能夠兼容通向處理室的傳送和裝載室的入口/出口結(jié)構(gòu)的小環(huán)境密閉室。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明解決的第一個(gè)問題是，設(shè)計(jì)一種小環(huán)境密閉室，其保證有效地保護(hù)其所密封的襯底，同時(shí)仍可以容易地兼容其活性表面朝上的襯底和其活性表面朝下的襯底。必須以簡(jiǎn)單、廉價(jià)的方式確保兼容性。
本發(fā)明要解決的第二個(gè)問題是，設(shè)計(jì)一種小環(huán)境密閉室，其具有足夠小的尺寸和足夠長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間，以在傳輸襯底的各步驟期間保持受控空氣，而且還可以在將襯底保藏適當(dāng)時(shí)長(zhǎng)的各步驟期間保持受控空氣。
因此，本發(fā)明提供了用于在受控空氣中傳輸襯底的設(shè)備，該設(shè)備包括具有內(nèi)部空腔的小環(huán)境密閉室。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，為了解決第一個(gè)問題，可以使襯底取朝向相反方向的位置，即活性表面朝上或者活性表面朝下，為了便于生產(chǎn)，本發(fā)明提出了一種小環(huán)境密閉室，其包括外殼，朝向相對(duì)的第一主表面和第二主表面敞開，并具有用于插入和取出襯底的可關(guān)閉側(cè)開口；第一主壁，適于根據(jù)襯底活性表面的取向裝配并固定到第一主表面和第二主表面之一上，并以密封方式封閉該主表面；第二主壁，適于根據(jù)襯底活性表面的取向裝配并固定到第一主表面和第二主表面之一上，并以密封方式封閉該主表面，將第一主壁和第二主壁安裝在與含有該襯底的平面平行的平面上；以及機(jī)載泵送裝置，具有連接到小環(huán)境密閉室的內(nèi)部空腔的入口，并用于在小環(huán)境密閉室的內(nèi)部空腔中保持受控的真空度。
因此，以模塊方式，使主壁具有不同且可交換的功能。這也使得制造小環(huán)境密閉室更容易。
為了解決在與小尺寸的小環(huán)境密閉室斷開時(shí)保持真空度的問題，應(yīng)當(dāng)使用也具有機(jī)載電源的小環(huán)境密閉室的機(jī)載泵送系統(tǒng)。由于小環(huán)境密閉室是密封的，所以泵送能力可以比較小，僅足以在期望的時(shí)間段內(nèi)保持適當(dāng)?shù)恼婵铡Ｒ虼?，可以設(shè)想使用微型泵，例如由多個(gè)單獨(dú)的熱流逸單元構(gòu)成的微型泵，假設(shè)氣壓較低，該單獨(dú)的熱流逸單元就以滿意的方式運(yùn)行。然而，存在的困難是，這樣的泵不能將抽吸的氣體直接傳送到空氣中，因此，需要與該微型泵的出口串聯(lián)的主泵，然后，它自己將抽吸的氣體傳送到空氣中。這樣就需要電源，該電源具有足夠容量，以便既對(duì)微型泵供電，又對(duì)主泵供電，這樣就增大了含有該微型泵、主泵以及電源的小環(huán)境密閉室的尺寸和重量。因此，不可能設(shè)計(jì)體積和重量均足夠小的組件。
為此，在有利的實(shí)施例中，本發(fā)明提出微型泵，其入口連接到小環(huán)境密閉室的內(nèi)部空腔；主真空保留室，與小環(huán)境密閉室的內(nèi)部空腔隔離，與外部空氣隔離，連接到微型泵的出口，并具有使其連接到外部泵送設(shè)備的可關(guān)閉主泵送孔；以及電源，用于對(duì)微型泵供電，以使其工作。
為了在小環(huán)境密閉室內(nèi)產(chǎn)生適當(dāng)?shù)恼婵斩龋瑢⒅鞅盟涂走B接到外部泵送設(shè)備，并使微型泵和外部泵送設(shè)備同時(shí)工作。此后，斷開并關(guān)閉主泵送孔，從而保持以這種方式形成的真空度。因此，該小環(huán)境密閉室是獨(dú)立的。微型泵保持內(nèi)部空腔中的受控真空度，將氣體傳送到其氣壓逐漸升高的保留室內(nèi)。
因此，自然地可以提供其體積大到足以確保其內(nèi)部氣壓升高得更緩慢的保留室。然而，為了避免過度地增大該組件的總體積，有利的是，該保留室的體積不大于為確保隨著微型泵將氣體從小環(huán)境密閉室內(nèi)的空腔泵送到該保留室內(nèi)而逐漸升高的該保留室內(nèi)的氣壓在滿意的時(shí)長(zhǎng)內(nèi)一直足夠低，即一直低于導(dǎo)致該微型泵不能再傳送由其抽吸的氣體的最高氣壓閾值。
如上所述，有利的是，微型泵可以包括多個(gè)單獨(dú)的熱流逸泵送單元。這種熱流逸泵送單元利用了努森于20世紀(jì)90年代描述的熱流逸效應(yīng)，因此，當(dāng)兩個(gè)續(xù)接容器通過橫斷面尺寸非常小、其半徑小于所涉及的氣體分子的平均自由程的通路相連時(shí)，以及該通路的兩端處于不同溫度時(shí)，在兩個(gè)續(xù)接容器之間產(chǎn)生壓差。在該小尺寸通路上，分子在分子條件下移動(dòng)，并因此由于溫度差在該通路的兩端產(chǎn)生的不同氣壓。在分子條件下，當(dāng)達(dá)到熱平衡時(shí)，該通路兩端的氣壓的比值等于相應(yīng)溫度的比值的平方根。然后，當(dāng)分子到達(dá)與通路的一端相鄰的容器時(shí)，其運(yùn)動(dòng)處于粘性介質(zhì)條件下，而且不再返回該通路。這樣就產(chǎn)了泵送的效果。
單個(gè)單元的壓縮比較小，但是為了達(dá)到適當(dāng)?shù)膲嚎s比和適當(dāng)?shù)谋盟湍芰?，可以增加串?lián)和/或并聯(lián)的單元的數(shù)量，以獲得氣流。
因此，在斷開時(shí)，這種小環(huán)境密閉室適于保持足夠長(zhǎng)時(shí)間的真空度，即其具有足夠長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間，這是因?yàn)槲⑿捅孟牡哪芰枯^少，也是因?yàn)橐粋€(gè)事實(shí)，即在斷開時(shí)，在密閉室工作所需要的期望的時(shí)長(zhǎng)期間，不需要使用主泵輸送空氣。
有利的是，該設(shè)備還可以包括調(diào)節(jié)站適于容納小環(huán)境密閉室，并適于與主泵送孔相連；以及包括主泵和控制裝置，用于從保留室抽吸氣體，以在保留室以及小環(huán)境密閉室的內(nèi)室中產(chǎn)生適當(dāng)真空度。
該優(yōu)點(diǎn)在于，在調(diào)節(jié)之前的步驟期間，調(diào)節(jié)站可以在小環(huán)境密閉室內(nèi)產(chǎn)生低壓空氣，在于隨后在小環(huán)境密閉室內(nèi)使其內(nèi)部空氣與凈室內(nèi)的環(huán)境空氣分離，并在于在小環(huán)境密閉室與調(diào)節(jié)站分離時(shí)，在適當(dāng)條件下，利用機(jī)載電源供電的微型泵足以在足夠的時(shí)長(zhǎng)內(nèi)保持內(nèi)部空氣。
在該調(diào)節(jié)站，主泵最好與連接裝置配合，用于將其入口連接到小環(huán)境密閉室的保留室。因此，通過首先利用微型泵，然后利用主泵泵送空氣，可以調(diào)節(jié)小環(huán)境密閉室內(nèi)的空氣，該微型泵和主泵是串聯(lián)的。
在有利的實(shí)施例中微型泵使用電能；小環(huán)境密閉室的電源包括用于存儲(chǔ)電能的裝置；以及調(diào)節(jié)站包括供電裝置和用于對(duì)小環(huán)境密閉室的電源進(jìn)行充電的電連接裝置。
上述布置適于確保密閉室具有足夠長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間。
實(shí)際上，為了容納微型泵和電源，可以提供第二主壁，以具有微型泵，其入口連接到小環(huán)境密閉室的內(nèi)部空腔；電源，用于對(duì)該微型泵供電；以及保留室，連接到微型泵的出口，并具有可關(guān)閉主泵送孔。
在特定實(shí)施例中，第一主壁具有利用熱流逸工作的去污板以及用于冷卻所述去污板的裝置。
實(shí)際上，需要將上述去污板平行于襯底的活性表面布置，使其面向且盡可能靠近該活性表面。
在有利的實(shí)施例中，用于利用熱流逸冷卻去污板的裝置包括一個(gè)或者多個(gè)珀耳貼元件冷源。
在使用熱流逸去污板時(shí)，也可以配備與顆粒捕集裝置相配的熱流逸去污板。該顆粒捕集裝置可以捕獲到達(dá)熱流逸去污板附近的入射顆粒，從而實(shí)現(xiàn)改善的去污效果。
有利的是，在保留室內(nèi)提供吸附元件，該吸附元件吸附氣體分子，因此有助于在保留室內(nèi)保持足夠低的氣壓。
作為一種補(bǔ)充或選擇，可以放置與位于小環(huán)境密閉室內(nèi)的空腔中的空氣相接觸的吸附元件。因此，作為微型泵的補(bǔ)充或者替代，該吸附元件用于吸附氣體分子，從而有助于在內(nèi)部空腔中保持真空，并提供分子去污。
應(yīng)當(dāng)理解用于確保小環(huán)境密閉室具有足夠長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間的裝置，特別是保留室、電源以及微型泵本身構(gòu)成可以單獨(dú)使用裝置的發(fā)明，該裝置使相同的小環(huán)境密閉室用于容納其活性表面朝上或者朝下的襯底的。


根據(jù)下面參考附圖對(duì)特定實(shí)施例所做的說明，本發(fā)明的其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯，其中圖1是構(gòu)成本發(fā)明第一實(shí)施例的、適于傳輸或者存儲(chǔ)其活性表面朝上的襯底的小環(huán)境密閉室的概要側(cè)面視圖；圖2示出了為了傳輸或存儲(chǔ)其活性表面朝下的襯底而修改的圖1所示的結(jié)構(gòu)；圖3示出了圖1所示的小環(huán)境密閉室的變型；圖4示出了用于將晶片支承在本發(fā)明的傳輸設(shè)備內(nèi)的靜電夾持器的細(xì)節(jié)；以及圖5示出了與調(diào)節(jié)站相連的圖1所示的實(shí)施例中的小環(huán)境密閉室。
具體實(shí)施例方式
在圖1所示的實(shí)施例中，本發(fā)明的小環(huán)境密閉室1包括適合于容納并密封半導(dǎo)體行業(yè)所用的一類襯底3，例如半導(dǎo)體晶片或者掩模的內(nèi)部空腔2。
根據(jù)要密封的襯底3的尺寸，選擇內(nèi)部空腔2的尺寸，最好保證內(nèi)部空腔2的尺寸僅稍大于襯底3的尺寸，以確保圍繞襯底3的空氣的體積相對(duì)較小，并因此而在長(zhǎng)期斷開期間更容易保持滿意的狀態(tài)。
有利的是，內(nèi)部空腔2具有適于匹配盤形半導(dǎo)體晶片3的輪廓的圓柱形部分。然而，該形狀還適于密封具有方形輪廓的掩模。
內(nèi)部空腔2被防漏壁包圍，該防漏壁包括外圍壁4a、第一主壁8以及第二主壁9。第一主壁和第二主壁位于與容納該襯底的平面平行的平面上。
在圖1所示的實(shí)施例中，第一主壁8構(gòu)成頂壁，而第二主壁9構(gòu)成小環(huán)境密閉室1的底壁。
在同一個(gè)實(shí)施例中，小環(huán)境密閉室1具有機(jī)載泵送裝置，其用于使小環(huán)境密閉室1的內(nèi)部空腔2保持受控的真空。
圖1示出了構(gòu)造小環(huán)境密閉室1的細(xì)節(jié)，特別是使同樣的小環(huán)境密閉室結(jié)構(gòu)用于密封并傳輸其活性表面朝上或朝下的襯底3的裝置。
作為例子，外殼4構(gòu)成外壁4a以及凸緣4b，凸緣4b封閉了頂主表面5和底主表面6的一小部分外圍部分。因此，外殼4是朝向第一主表面5和第二主表面6敞開的。
第一主壁8適于根據(jù)襯底活性表面的取向裝配并固定到第一主表面5和第二主表面6之一上，并以密封方式封閉該主表面。
同樣，第一主壁9適于根據(jù)襯底活性表面的取向裝配并固定到第一主表面5和第二主表面6之一上，并以密封方式封閉該主表面。
在圖1中，第一主壁8裝配到第一主表面5，而第二主壁9裝配到第二主表面6。
圍繞主表面5和6上的開口，墊圈10保證第一主壁8與外殼4之間是密封的，而墊圈11保證第二主壁9與外殼4之間是密封的。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，機(jī)載泵送裝置包括微型泵12，該微型泵12具有連接到小環(huán)境密閉室1的內(nèi)部空腔2的入口12a。電源16用于對(duì)微型泵12提供能源，以使它工作。將與小環(huán)境密閉室1的內(nèi)部空腔2隔離并與外部空氣隔離的保留室13連接到微型泵12的出口12b。如下所述，保留室13具有使其連接到外部泵送裝置的可關(guān)閉主泵送孔15。
通過提供與內(nèi)部空氣接觸并與控制裝置16a相連的傳感器裝置12c，可以控制內(nèi)部空腔2內(nèi)的空氣。如果期望這樣，則根據(jù)傳感器裝置12c輸出的信號(hào)，控制裝置16a可以對(duì)從電源16送到微型泵12的電力進(jìn)行控制。
還可以為小環(huán)境密閉室配備跟蹤能力控制單元20，該小環(huán)境密閉室具有用于監(jiān)控并存儲(chǔ)小環(huán)境密閉室1內(nèi)發(fā)生的事件的裝置。
有利的是，微型泵12可以是由多個(gè)單獨(dú)的泵送單元構(gòu)成的熱流逸微型泵，其中一些泵送單元是串聯(lián)的，多個(gè)串聯(lián)組件可以并聯(lián)，以獲得預(yù)定應(yīng)用所期望的流速和壓縮比特性。
為了產(chǎn)生壓縮效應(yīng)，各熱流逸泵送單元分別具有可以由適于供電的電阻構(gòu)成的熱源。因此，小環(huán)境密閉室1的電源16具有用于存儲(chǔ)電力的裝置，例如，可再充電電池。
可以在內(nèi)部空腔6與保留室13之間的中間壁上直接實(shí)現(xiàn)各熱流逸泵送單元。無須將所有單元連接到公共入口孔12a和公共出口孔12b。實(shí)際上，可以提供與分布在中間壁區(qū)域上的各入口孔和出口孔相連的各熱流逸泵送單元的不同組。
保留室13的用途是在小環(huán)境密閉室1與外部電源斷開時(shí)，采集微型泵12從內(nèi)部空腔2抽取的氣體分子。例如，這些氣體分子可能從小環(huán)境密閉室1各壁面的脫氣中、從插入小環(huán)境密閉室1的襯底3的脫氣中、或者從小環(huán)境密閉室1各壁的泄漏氣體中產(chǎn)生。盡管小環(huán)境密閉室1與外部電源是斷開的，但是傳送到保留室13內(nèi)的氣體分子仍使保留室13內(nèi)的氣壓逐漸升高，從而大于為了將襯底3保持在合適的空氣中而在內(nèi)部空腔2所期望的氣壓。保留室13的體積必須足以確保在斷開期間結(jié)束時(shí)，保留室13內(nèi)的氣體分子的壓力繼續(xù)保持低于微型泵12可以接受的最大下游氣壓閾值，即超過該閾值，微型泵12不能再將氣體分子泵送到保留室13內(nèi)。
實(shí)際上，在微型泵12的出口處于1托(Torr)氣壓下的情況中，微型泵12可以使內(nèi)部空腔2中保持約10毫托(mTorr)的真空度。
在圖1所示的實(shí)施例中，第二主壁9包含微型泵12。微型泵12容納在使保留室13與小環(huán)境密閉室1的內(nèi)部空腔2隔離的中間壁內(nèi)。外壁14使保留室13與外部空氣隔離。外壁14包括用于耦合到調(diào)節(jié)站的可關(guān)閉主泵送孔15。
諸如蓄電池之類的電源16也可以位于在第二主壁9內(nèi)，以對(duì)微型泵12供電，并對(duì)傳感器裝置12c和控制裝置16a供電。
圖1所示的實(shí)施例中的第一主壁8具有利用熱流逸工作的去污板17，該板構(gòu)成小環(huán)境密閉室1的內(nèi)部空腔2的頂板，并平行于并朝向襯底的活性表面而布置。由電源19供電的冷源18使熱流逸去污板17保持低溫。因此，冷源18和電源19包含在承載熱流逸去污板17的第一主壁8內(nèi)。
最好將熱流逸去污板17可拆卸地安裝在小環(huán)境密閉室1上，以便可以從小環(huán)境密閉室1臨時(shí)抽出，或者利用另一個(gè)去污板更換?？梢酝ㄟ^卸下整個(gè)第一主壁8來抽出去污板17，或者僅通過可關(guān)閉側(cè)開口7來卸下去污板17。通過利用氮?dú)獯祾吆?或通過加熱，可以脫離小環(huán)境密閉室1更新去污板17。
可關(guān)閉側(cè)開口7的結(jié)構(gòu)適于以常規(guī)的方式與自動(dòng)外部開啟與關(guān)閉裝置配合，并與用于處理襯底3的裝置配合，從而插入或者取出襯底3。因此，可關(guān)閉側(cè)壁7通常具有不對(duì)稱結(jié)構(gòu)，因此，不能翻轉(zhuǎn)小環(huán)境密閉室1以便同樣地與朝上或者朝下的主壁8和9一起使用，這樣將不能調(diào)節(jié)和傳輸其主表面朝上或者朝下的襯底3。
為了實(shí)現(xiàn)這種可能性，圖1所示的包括3個(gè)主要部分，即外殼4以及裝配到其上的第一主壁8和第二主壁9的一般結(jié)構(gòu)是相對(duì)于水平中板對(duì)稱的，使得第一主壁8位于外殼4的頂面5或者底面6上。這樣，在使主壁8和9位于外殼4的頂部或者底部時(shí)，可以節(jié)省由可關(guān)閉側(cè)開口7構(gòu)成的輸入-輸出結(jié)構(gòu)，而不必改變?cè)摻Y(jié)構(gòu)的取向。
因此，圖1示出了小環(huán)境密閉室1的位置，其中第一主壁8裝配到第一主表面5，而第二主壁9裝配到第二主表面6。
相反，圖2示出了在其第二主表面6上容納第一主壁8，而在其第一主表面5上容納第二主壁9的相同的外殼結(jié)構(gòu)4。
因?yàn)榈谝恢鞅?和第二主壁9以相反方向圍繞同一個(gè)外殼4，所以對(duì)于其活性表面朝上的襯底3，可以將去污板17布置在襯底3之上，對(duì)于其活性表面朝下的襯底3，可以將去污板17布置在襯底3之下。
現(xiàn)在參考圖5，圖5示出了包括上述小環(huán)境密閉室1和調(diào)節(jié)站22的本發(fā)明的整個(gè)設(shè)備的實(shí)施例。
調(diào)節(jié)站22適于容納小環(huán)境密閉室1，并適于連接主泵送孔15。為此，調(diào)節(jié)站22具有適于以密封方式連接到主泵送孔15的連接裝置26。在小環(huán)境密閉室1耦合到調(diào)節(jié)站22時(shí)，連接裝置26耦合到主泵23的入口，主泵23與控制裝置24相連，用于從保留室13抽吸氣體。然后，主泵23與微型泵12串聯(lián)，以形成氣流，這樣可以在小環(huán)境密閉室1的內(nèi)部空腔2內(nèi)形成合適的氣壓，例如，約10毫托(mTorr)的氣壓。主泵23必須能夠基本達(dá)到該10毫托的工作氣壓。
應(yīng)當(dāng)理解保留室13的存在使微型泵12能在小環(huán)境密閉室1被斷開的時(shí)間內(nèi)正常地工作，而不需要在小環(huán)境密閉室1上有機(jī)載主泵，因此也不需要用于對(duì)這種機(jī)載主泵供電的裝置。
仍參考圖5，主泵23與諸如管線26之類的連接裝置配合，該管線26用于將其入口27連接到小環(huán)境密閉室1的保留室13。為此，在小環(huán)境密閉室1耦合到調(diào)節(jié)站22時(shí)，管線26適于耦合到可關(guān)閉主泵送孔15。在未連接到小環(huán)境密閉室1時(shí)，再一次關(guān)閉可關(guān)閉主泵送孔15，以保持保留室13以及內(nèi)部空腔2內(nèi)的真空度。
主泵23與控制裝置24相連，控制裝置24用于對(duì)從小環(huán)境密閉室1抽吸氣體進(jìn)行控制，以在連接小環(huán)境密閉室1時(shí)，產(chǎn)生適當(dāng)真空度。調(diào)節(jié)站22還具有用于對(duì)小環(huán)境密閉室1的電源16進(jìn)行充電的裝置25。為此，在調(diào)節(jié)站22上配備電連接裝置28，而在小環(huán)境密閉室1上配備輔助電連接裝置28a。在調(diào)節(jié)站22上配備控制裝置29，以控制在小環(huán)境密閉室內(nèi)實(shí)現(xiàn)的真空度，為此，該控制裝置29與位于小環(huán)境密閉室1內(nèi)的諸如傳感器裝置12c之類的狀態(tài)傳感器相連。
圖3示出了本發(fā)明的小環(huán)境密閉室1的第二實(shí)施例，其中第二主壁9的結(jié)構(gòu)相同，但是第一主壁8的結(jié)構(gòu)不同。在該實(shí)施例中，第一主壁8沒有熱流逸去污板，但是卻具有可以使用戶觀察小環(huán)境密閉室1的內(nèi)部情況的透明窗口21。
在具有保留室13的實(shí)施例中，通過配備保留室13以含有適于吸附氣體分子的吸附元件30(圖1)，可以有效地延長(zhǎng)保留室13的有效時(shí)長(zhǎng)，因此有助于在保留室13內(nèi)保持低壓。
沸石是適合制造吸附元件30的材料的例子。沸石是具有規(guī)則的、較大的微孔的適當(dāng)結(jié)構(gòu)的晶化堿性硅鋁酸鹽，其中陽(yáng)離子象在液體中一樣運(yùn)動(dòng)。這就產(chǎn)生了交換、吸附以及催化能力。沸石構(gòu)成用于確定各大內(nèi)部空腔的固體結(jié)構(gòu)，在這些內(nèi)部空腔內(nèi)，可以吸附分子。利用分子可以通過的孔口，將這些空腔互連在一起。由于結(jié)晶性質(zhì)，孔和空腔的尺寸都是規(guī)則的，而且非常小，利用這種開口尺寸，該結(jié)構(gòu)可以吸附對(duì)應(yīng)于開口尺寸的某些分子，而不能吸附更大的其它分子。因此，根據(jù)要吸附的氣體分子的大小，選擇適當(dāng)?shù)姆惺?br> 作為一種選擇，可以利用通常用于構(gòu)造吸氣劑泵的任何其它材料構(gòu)造吸附元件30。
如圖1所示，作為一種選擇或補(bǔ)充，在具有熱流逸去污板17的實(shí)施例中，可以配備用于捕獲入射顆粒的顆粒捕集裝置31。
顆粒捕集31位于熱流逸去污板17的活性表面即朝向襯底3的面上。
實(shí)際上，熱流逸去污板17可以由因?yàn)槿肷漕w粒粘附其上而本身具有顆粒捕集特性的材料構(gòu)成。作為一種選擇或補(bǔ)充，可以對(duì)熱流逸去污板17進(jìn)行使其具有顆粒捕集特性的適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚怼?br> 例如，熱流逸去污板17的活性表面可以是加在熱流逸污板17本身上的由適當(dāng)材料構(gòu)成的薄表面膜的外表面。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，可以利用吸氣劑泵代替第二主壁9上的微型泵12和保留室13。如圖1所示，可以使吸氣劑泵的吸附元件32位于第二主壁9中。最好將吸附元件32制造為可拆卸的，以便在使用一段時(shí)間后，在小環(huán)境密閉室外對(duì)其進(jìn)行更換和/或更新，應(yīng)當(dāng)理解該更新需要將吸附材料加熱到較高溫度，該溫度可能使小環(huán)境密閉室1老化。應(yīng)該選擇在下降到相對(duì)較低的溫度時(shí)具有滿意的吸附特性的吸附元件，以避免消耗機(jī)載電源。
在上升到高溫時(shí)，吸附元件32通常具有解吸特性，而在處于低溫時(shí)，則具有吸附特性。因此，當(dāng)吸附元件32位于小環(huán)境密閉室1之外時(shí)，通?？梢酝ㄟ^，對(duì)其充分加熱來更新吸附元件32。有利的是，在吸附元件32仍相對(duì)較熱，即其溫度高到足以使其具有滿意的吸附特性但低于導(dǎo)致解吸特性的溫度時(shí)，可以將其插入小環(huán)境密閉室1吸附元件32和內(nèi)部空腔2內(nèi)的氣體的逐漸冷卻使內(nèi)部空腔2內(nèi)的氣壓逐漸降低，因此，當(dāng)在小環(huán)境密閉室1內(nèi)傳輸和/或存儲(chǔ)襯底時(shí)，對(duì)泵送性能和在空腔2內(nèi)保持受控的真空度有所幫助。
在上述所有實(shí)施例中，應(yīng)當(dāng)將襯底3支承在密閉室的內(nèi)部空腔2內(nèi)。在傳輸密閉室時(shí)，必須適當(dāng)?shù)刂С幸r底3，以避免發(fā)生破壞襯底3的風(fēng)險(xiǎn)，并避免發(fā)生擦傷襯底3的風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)檫@樣可能產(chǎn)生污染襯底3的主表面的顆粒，例如為形成構(gòu)成半導(dǎo)體組件的圖形而加工的半導(dǎo)體晶片面的顆粒。同時(shí)，需要支承裝備，以消耗少許能量，從而避免縮短傳輸密閉室的持續(xù)時(shí)間。
特別有利的是，為此，使用靜電夾持器40，用于將襯底3支承在內(nèi)部空腔2內(nèi)的水平位置上。
圖4示出了靜電夾持器40的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。該靜電夾持器包括確定電絕緣夾持結(jié)構(gòu)42的夾持板41，襯底3壓在電絕緣夾持結(jié)構(gòu)42上。夾持板41具有通過連接器45a和45b與夾持控制電路45電連接的多個(gè)電極43和44。例如，用其厚度為微米數(shù)量級(jí)的各薄膜絕緣層46和47覆蓋電極43和44，而且電極43和44由絕緣板48承載，而絕緣板48本身由固定在外殼44上的金屬板49承載。
夾持控制電路45對(duì)電極43和44施加電壓，以對(duì)著夾持面42靜電夾持襯底3。例如，由其基本頻率為幾十赫茲，而其幅值為1000伏數(shù)量級(jí)的方波脈沖構(gòu)成該夾持電壓。
由于與襯底3的耦合是靜電的，所以?shī)A持控制電路45發(fā)出的電能非常小，因此滿足本發(fā)明對(duì)襯底傳輸密閉室的要求，從而具有較長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間。
對(duì)電極43和44供電可以保證靜電夾持襯底3，而中斷供電則可以保證立即釋放襯底3。因此，在夾持或者釋放靜電夾持器時(shí)不會(huì)產(chǎn)生摩擦，所以不釋放污染顆粒。
本發(fā)明并不局限于上面詳細(xì)說明的實(shí)施例，本發(fā)明包括本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能力范圍內(nèi)的任何變型和推廣。
權(quán)利要求
1.一種用于在受控空氣中傳輸襯底的設(shè)備，該設(shè)備包括具有內(nèi)部空腔的小環(huán)境密閉室、向相對(duì)的第一主表面和第二主表面敞開的外殼、第一主壁以及第二主壁，其中外殼進(jìn)一步包括用于插入和取出襯底的可關(guān)閉側(cè)開口；第一主壁適于根據(jù)襯底活性表面的取向裝配并固定到第一主表面和第二主表面之一上，并以密封方式封閉該主表面；第二主壁適于根據(jù)襯底活性表面的取向裝配并固定到第一主表面和第二主表面之一上，并以密封方式封閉該主表面，將第一主壁和第二主壁安裝在與含有該襯底的平面平行的平面上；以及小環(huán)境密閉室進(jìn)一步包括具有連接到小環(huán)境密閉室的內(nèi)部空腔的入口的機(jī)載泵送裝置，以在小環(huán)境密閉室的內(nèi)部空腔中保持受控的真空度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，包括微型泵，其入口連接到小環(huán)境密閉室的內(nèi)部空腔；主真空保留室，與小環(huán)境密閉室的內(nèi)部空腔隔離，與外部空氣隔離，連接到微型泵的出口，并具有使其連接到外部泵送設(shè)備的可關(guān)閉主泵送孔；以及電源，用于對(duì)微型泵供電，以使其工作。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中保留室的體積正好足以保證在斷開期間，傳輸設(shè)備保持滿意的持久性，因?yàn)橛晌⑿捅脧男…h(huán)境密閉室的內(nèi)部空腔內(nèi)抽氣并被傳送到保留室內(nèi)的氣體而逐漸升高的保留室內(nèi)的氣壓不會(huì)達(dá)到使得該微型泵不能再傳送由其抽吸的氣體的最高氣壓閾值。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，包括傳感器裝置，該傳感器裝置接觸內(nèi)部空氣，并與用于控制送到微型泵的能量的控制裝置相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中微型泵包括多個(gè)單獨(dú)的熱流逸泵送單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中第二主壁包括其入口連接到小環(huán)境密閉室的內(nèi)部空腔的微型泵、用于對(duì)該微型泵供電的電源以及連接到微型泵的出口并具有可關(guān)閉的主泵送孔的保留室。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中第一主壁包括透明的窗口。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中第一主壁包括熱流逸去污板和用于冷卻所述去污板的裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中用于冷卻所述熱流逸去污板的裝置包括一個(gè)或者多個(gè)珀耳貼元件冷源。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中熱流逸去污板包括用于捕獲入射顆粒的顆粒捕集裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中該熱流逸去污板可拆卸地安裝在小環(huán)境密閉室上，以脫離小環(huán)境密閉室，通過利用氮?dú)獯祾吆?或通過加熱，對(duì)該熱流逸去污板進(jìn)行更新。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，其包括調(diào)節(jié)站適于容納小環(huán)境密閉室，并適于與主泵送孔相連；以及包括主泵和控制裝置，用于從保留室抽吸氣體，以在保留室以及小環(huán)境密閉室的內(nèi)室中產(chǎn)生適當(dāng)真空度。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中主泵與連接裝置配合，用于將該泵的入口連接到小環(huán)境密閉室的保留室。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中微型泵使用電能；小環(huán)境密閉室的電源包括用于存儲(chǔ)電能的裝置；以及調(diào)節(jié)站包括供電裝置和用于對(duì)小環(huán)境密閉室的電源進(jìn)行充電的電連接裝置。
15.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中保留室含有用于吸附氣體分子的吸附元件，因此有助于在保留室內(nèi)保持足夠低的氣壓。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，將吸附元件與小環(huán)境密閉室的內(nèi)部空腔相接觸地放置，以吸附氣體分子，從而有助于在該內(nèi)部空腔中保持真空，并實(shí)現(xiàn)分子去污。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中吸附元件是可拆卸的，以便能夠在小環(huán)境密閉室的外部對(duì)該吸附元件進(jìn)行更換和/或更新。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中吸附元件是在高溫下具有解吸特性，而在低溫下具有吸附特性的一類元件，而且其中在該吸附元件仍相對(duì)較熱時(shí)將其插入小環(huán)境密閉室，因此該吸附元件的逐漸冷卻對(duì)泵送性能和在小環(huán)境密閉室內(nèi)保持受控的真空度有所幫助。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，包括靜電夾持器，用于將襯底支承在內(nèi)部空腔中的適當(dāng)位置。
全文摘要
本發(fā)明的用于傳輸襯底(3)的設(shè)備包括可以移動(dòng)而且可以耦合到調(diào)節(jié)站(22)的小環(huán)境密閉室(1)。該小環(huán)境密閉室(1)包括微型泵(12)，該微型泵(12)的入口連接到含有要傳輸?shù)囊r底(3)的內(nèi)部空腔(2)。在小環(huán)境密閉室(1)內(nèi)還有對(duì)該微型泵(12)供電的電源(16)。小環(huán)境密閉室(1)包括向兩個(gè)相對(duì)的主表面(5、6)敞開的外殼(4)，并包括可關(guān)閉側(cè)開口(7)。第一主壁(8)封閉第一主表面(5)。第二主壁(9)封閉第二主表面(6)。將第一主壁和第二主壁安裝在與含有該襯底的平面平行的平面上。這樣更容易制造小環(huán)境密閉室，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了模塊化，因此主壁(8、9)可以具有不同且能夠互換的功能。
文檔編號(hào)B65G49/07GK1689929SQ20051006615
公開日2005年11月2日 申請(qǐng)日期2005年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月21日
發(fā)明者羅蘭·貝爾納, 神原久德, 讓·呂克·里瓦爾, 卡特林·勒蓋 申請(qǐng)人:阿爾卡特公司