專利名稱：傳送盒接口的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于MEMS (微機(jī)電系統(tǒng))或諸如晶片或掩模之類的半導(dǎo) 體的傳送和/或存儲盒接口 。
本發(fā)明還涉及諸如分析站或半導(dǎo)體制造設(shè)備的輸入/輸出腔的分析設(shè) 備，該分析設(shè)備包括用于測量和控制傳送盒的內(nèi)部氣氛的至少一個接口 。
背景技術(shù)：
持久控制潔凈室的污染率以及半導(dǎo)體制造處理和/或設(shè)備轉(zhuǎn)移室的內(nèi) 部氣氛，以便在發(fā)生任何污染時制造處理可以迅速做出反應(yīng)。
在不同的制造階段之間，在稱為FOUP ("前開口一體盒")的標(biāo)準(zhǔn) 化側(cè)面開口盒或稱為SMIF ("標(biāo)準(zhǔn)才幾械接口")的底部開口盒中隔離襯 底，從而為隨后的^f吏用而存儲襯底或?qū)⒁r底傳遞到半導(dǎo)體制造工藝的下一 步驟。
然而，襯底存儲和/或傳送盒卻是在某些情況下會積累污染物(特別地， 有.機(jī)、胺或酸性污染物)的多孔滲透環(huán)境。
當(dāng)退出半導(dǎo)體制造處理工藝時，襯底變得加載有工藝氣體。這些氣體 會從襯底釋放并排放到傳送盒的壁上和內(nèi)部環(huán)境中，由此污染它們。于是， 存儲在這些盒中的襯底便#*露到這些污染氣氛。
即4吏是在小到十億分之幾的痕量大小，這些污染物也可能對襯底非常 有害。因此，還成為關(guān)鍵的是要分析傳送盒的內(nèi)部氣氛，以檢測痕量的氣 體污染物，從而能夠快速采取所有的必要的去污染措施。
已經(jīng)/>知如何構(gòu)建用于測試襯底污染的裝置，該裝置包括氣體分析器 和允許氣體分析器與傳送盒的內(nèi)部氣氛直接相通的接口裝置以進(jìn)行實時氣體分析。
這些接口裝置包括適配器，其被設(shè)計為與包括收集器的標(biāo)準(zhǔn)化傳送盒 相互作用，其中收集器限定了圍繞傳送盒的開口的取樣腔并且使其下部的 門可以至少部分地^皮打開。
然而，當(dāng)打開傳送盒時，環(huán)境氣氛也會滲透到盒中，由此稀釋封閉在 盒中的成分。因此，僅僅可以獲得與氣體的實際成分(具體地，傳送盒的 污染狀態(tài))相近似的結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容
為了進(jìn)一步改善測量痕量污染氣體的質(zhì)量，本發(fā)明公開了一種接口 ， 該接口可以集成到例如分析站或半導(dǎo)體制造設(shè)備的輸入/輸出腔的分析設(shè)
備中，以便在傳送端或存儲盒內(nèi)進(jìn)行分析，其中極大減小了稀釋現(xiàn)象。
為了該目的，本發(fā)明的主題為一種傳送盒接口，其包括將要連接到氣 體分析器的取樣探頭以及致動器，所述致動器在耦合位置與傳送盒入口耦 合以便工作，并在收回位置將設(shè)定門移向接口基底，其中在收回位置所述 取樣探頭可以探及包含在所述傳送盒內(nèi)的有待分析的氣體體積。所述傳送 盒接口包括至少一個密封接頭，所述至少一個密封接頭恒常接觸與耦合到 所述門相反的板和所述基底的至少一個壁兩者，并且凈皮配置為確保至少在 所述收回位置時所述致動器與所i^底之間的空間是氣密的，從而隔離所 述有待分析的氣體體積。
所述密封接頭(31)被配置為使得所述致動器到所述收回位置的移動 至少部分地擠壓所述密封接頭。
所述致動器包括與所述門耦合的板，和用于移動與所述門耦合的所述 板的釭體(cylinder)。
在一個實施例中，所述密封接頭圍繞所述釭體。
在另 一實施例中，所述密封接頭被固定到所g的與耦合到所述門的 表面相反的表面。
在又一實施例中，所述密封接頭^L固定到所述基底的至少一個壁上。外圍密封接頭被設(shè)置在所述盒的蓋的邊緣接觸所述接口的區(qū)域上。 所述接口包括附加的密封接頭，所述附加的密封接頭能夠隔離包含在 耦合到所述門的板的表面與所述門自身之間的體積。
所述接口可以與至少一個標(biāo)準(zhǔn)化傳送盒相耦合，所述標(biāo)準(zhǔn)化傳送盒可
以是SMIF (標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口 )或FOUP (前開口一體盒)。
本發(fā)明還公開了諸如分析站或半導(dǎo)體制造設(shè)備的輸入/輸出腔的分析 設(shè)備，該分析設(shè)備包括用于測量和控制傳送盒的內(nèi)部氣氛的至少一個接口 。


通過閱讀本發(fā)明的說明書和附圖，其他優(yōu)點和特征將變得明顯，其中 圖1是處于耦合位置的本發(fā)明的接口的第一實施例的示意性視圖； 圖2是圖1的接口處于收回位置的示意性視圖； 圖3是耦合到傳送盒的接口的第二實施例的示意性視圖；以及 圖4是耦合到傳送盒的接口的第三實施例的示意性視圖。
具體實施例方式
在半導(dǎo)體或微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)的制造工藝中，在工藝步驟之間， 通常在標(biāo)準(zhǔn)化傳送盒和/或存儲盒內(nèi)傳送和/或存儲諸如晶片的襯底和掩 模，所述傳送盒和/或存儲盒可以是稱為FOUP ("前開口一體盒")的側(cè) 面開口盒i或稱為SMIF("標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口")的底部開口盒)。
這些傳送盒和/或存儲盒及其內(nèi)部氣氛包含大氣壓力的空氣或氮?dú)狻?br> 通過分析設(shè)備來分析包含在盒內(nèi)的氣體，所述分析設(shè)備例如是設(shè)置在 潔凈室內(nèi)諸如用于形成測試站的分析站，或例如是半導(dǎo)體制造設(shè)備輸入/ 輸出腔，其包括用于測試襯底或盒自身的污染的至少一個接口。
圖1示出了 SMIF傳送盒1,其包括具有邊緣4的蓋3，并通過尺寸適 合于插入和移除襯底的入口門5蓋帽。
盒1是完全氣密的，但氣密性的水平為通過在蓋3與門之間的密封接 頭(joint) 9會發(fā)生小的泄漏。如圖1所示，在通過致動器7耦合到盒接口 6之后，門5可以從底部 打開或關(guān)閉。
接口 6通過諸如旋轉(zhuǎn)指10的四分之一圈的旋轉(zhuǎn)從而約束蓋3的邊緣4， 由此將盒1的耦合鎖定就位。
出于該原因，至少兩個旋轉(zhuǎn)指10將被設(shè)置在蓋3的任一側(cè)，并通過千 斤頂(例如氣動或電動千斤頂)ll旋轉(zhuǎn)每一個旋轉(zhuǎn)指。
有利地，接口 6包括外圍密封接頭12，接頭12被設(shè)置在盒1的蓋3 的邊緣4接觸接口 6的區(qū)域上。
接頭12可以將盒1與接口 6之間的體積與耦合到蓋3的接口 6的外部 氣氛隔離。接口 12至少部分地受到約束旋轉(zhuǎn)指10的擠壓。
本發(fā)明的接口 6還包括取樣探頭15，其吸氣口 16排空到由基底14及 其周壁(圖1)所界定的開力文空間13。
通過小直徑(幾毫米的量級)的長管來構(gòu)建取樣探頭15，探頭15旨 在被連接到氣體分析器(未示出)從而取樣有待分析的氣體并將其導(dǎo)引向 分析器。
可以將泵浦設(shè)備增加到長管，以便將氣體導(dǎo)引到分析器，由此形成"吸 氣探針(sniffer)，，取樣探頭15。
在耦合位置(圖1)與收回位置(圖2 )之間的開放空間13內(nèi)移動時， 接口 6的致動器7被可移動地安裝。
有利地，致動器7具有板17，以便與門5耦合。
板17具有的尺寸近似等于入口門5的尺寸，并有利地適宜于將盒1 定位到《^氐靠致動器7 (例如，通過使用定位銷21)。
通過將千斤頂致動的25鎖定裝置旋轉(zhuǎn)四分之一圈，將板17與門5之 間的耦合鎖定就位。
有利地，密封接頭22設(shè)置在耦合到一起的致動器7的板17與傳送盒 l之間，從而隔離在板17的表面與門5之間的體積。
致動器7還具有千斤頂19 (例如，氣動千斤頂)以在接口 6的開放空 間13內(nèi)沿箭頭27示例的向下方向移動板17進(jìn)而移動耦合到板17的門5。包括導(dǎo)引器23以在接口 6內(nèi)導(dǎo)引耦合到門5的板17的移動。
由此，在耦合位置，致動器7被耦合到傳送盒1的入口門5,在收回
位置致動器7可以將盒1的該門5移向接口 6的基底14，在收回位置，探
頭15可以恭義包含在傳送盒1中的一定體積的有待分析的氣體。
重要的是，板17所移動的路徑要盡可能地短，從而使探頭15能夠探
及有待分析的氣體體積，同時，盡可能地限制由打開盒l(wèi)而固有引入的附
加的氣體量。
因此，附加的氣體量應(yīng)盡可能小，便可以限制對有待測量的氣體的稀釋。
此外，這樣是有利的，即，將板17的端部與圍繞開放空間13的壁之間的傳導(dǎo)性和板17移動的力和速度設(shè)計為，使得板17從耦合位置移動到收回位置時泄漏到有待分析的氣體體積中的氣流最小化。
由此，板17的向下移動可以驅(qū)除在板17位于耦合位置時開放空間13內(nèi)的板17之下的空氣，由此可以限制對有待測量的氣體體積的稀釋。
為了最小化對盒l(wèi)內(nèi)的氣體的任何稀釋，本發(fā)明的接口 6還包括至少一個密封接頭31，其被配置為確保至少在收回位置(圖2)，致動器7與基底14之間的空間得以密封，以隔離有待分析的氣體體積。
優(yōu)選地，應(yīng)該使用環(huán)面形狀的(torus-shaped)密封接頭31，其可以是唇凸(lipped)或倒角(chamfered)的。
在圖l和2所示的實施例中，所述密封接頭31被固定到板17的與耦合到盒1的門5的表面相反的表面。
密封接頭31被配置為使得將致動器7移動到收回位置可以至少部分地擠壓密封接口 31。
當(dāng)接口 6處于進(jìn)行氣體分析的操作模式時，首先使用定位銷6將傳送盒1設(shè)置到處于耦合位置的接口 6的板17的頂部。
然后，接口 6通過旋轉(zhuǎn)盒1的蓋3的邊緣4上的指10而鎖定盒l(wèi)的耦合；同時，該動作會至少部分地擠壓設(shè)置在接口 6與蓋3之間的接頭12。
然后，千斤頂25致動用于將板17與門5之間的耦合鎖定就位的裝置，并部分地擠壓耦合到一起的板17與傳送盒1之間的密封接頭22。
接下來，千斤頂19將致動器7從耦合位置(圖1)沿導(dǎo)引器23向下
移動到收回位置(圖2)而i^到開放空間13中。
致動器7朝向收回位置的移動同時可以驅(qū)使板17之下包含的空氣向下
流動并驅(qū)除。
在千斤頂19的移動結(jié)束時，致動器7部分地擠壓密封接頭31，由此隔離有待測量的氣體體積，如圖1和2中的點圖形所示。
由此，將有待分析的氣體體積與耦合到接口 6的盒1內(nèi)包含的氣體的外部環(huán)境氣氛相隔離，因此，在進(jìn)行測量時不會稀釋有待分析的氣體體積。
然后，探頭15取樣有待分析的氣體，并將其導(dǎo)引向分析器，如圖2所示，在圖2中，接口6正在進(jìn)行污染分析。
對于實時分析(即，時間延時非常短并且對于檢測痕量氣體(ppb量級)導(dǎo)致的非常低水平的污染足夠敏感的分析)， 一個選擇是使用測量離子遷移的氣體分析器，例如使用IMS ("離子遷移語儀")的儀器概念或稱為IAMS("離子吸附質(zhì)譜儀")的技術(shù)。
圖3和4示出了兩個其他的實施例，其中密封接頭31被設(shè)置在板17的與耦合到門5的表面相反的表面和基底14之間。
在第二實施例中，如圖3所示，密封接頭31被固定到接口 6的基底14的至少一個壁。由此，當(dāng)千斤頂19停止移動并到達(dá)致動器7的收回位置時，隔離了有待測量的氣體體積。
在第三實施例中，如圖4所示，密封接頭31恒常地接觸板17的與耦合到盒1的門5的表面相反的表面，以及接口 6的基底14的當(dāng)板17被設(shè)置到收回^:置時所移動向的至少一個壁兩者。
在該實施例中，從接口 6與盒1耦合時到致動器處于收回位置7時，將測量的氣體體積一直得到隔離。
可選地，可以將密封接口 31設(shè)置為與基底14的壁的內(nèi)周成一角度。
此外，密封接頭31可以被設(shè)計為圍繞千斤頂31， 4吏得由于千斤頂19的移動而移位的顆粒遠(yuǎn)離有待測量的氣體體積。應(yīng)該理解，由于使用了接口 6，該接口 6包括能夠隔離有待分析的氣體體積的密封接頭31,因此可以進(jìn)行污染氣體的痕量的實時分析，而將測量的氣體體積不會受到傳送盒1的周圍的氣氛的顯著稀釋。
該方案易于實施，在進(jìn)行時也不會存在由移動部件導(dǎo)致的進(jìn)一步污染襯底的危險。
此外，該接口使得有可能進(jìn)行測量而不必需從包含襯底的盒中移出襯底，也不必修改標(biāo)準(zhǔn)化傳送盒的結(jié)構(gòu)。
在不背離本發(fā)明的精神的情況下，可以設(shè)計多種接口，每一個關(guān)聯(lián)于
不同的取樣探頭，并可以鏈接到包括氣體分析器的單系統(tǒng)以及例如復(fù)用系統(tǒng)。
9
權(quán)利要求
1.一種傳送盒接口，包括將要連接到氣體分析器的取樣探頭以及致動器，所述致動器在耦合位置與所述傳送盒上的入口門耦合，并在收回位置將所述門移向所述接口的基底，其中在收回位置所述取樣探頭可以探及包含在所述傳送盒內(nèi)的有待分析的氣體體積，所述接口包括至少一個密封接頭，所述至少一個密封接頭恒常接觸板的與所述門耦合到的表面相反的表面以及所述基底的至少一個壁兩者，并且所述接口被配置為確保至少在所述接口處于所述收回位置時，以隔離所述有待分析的氣體體積的方式來密封所述致動器與所述基底之間的空間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l的接口，其中所述密封接頭被配置為使得所述致動 器到所述收回位置的移動至少部分地擠壓所述密封接頭。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l的接口，其中所述致動器包括用于與所述門耦合的 板和用于移動與所述門耦合的所g的千斤頂。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3的接口，其中所述密封接頭圍繞所述千斤頂。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4的接口，其中所述密封接頭被固定到所a的 與耦合到所述門的所M面相反的表面。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3或4的接口，其中所述密封接頭被固定到所述基底 的至少一個壁上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l的接口，其中在所述盒的蓋的邊緣接觸所述接口的 區(qū)域內(nèi)設(shè)置周邊密封接頭。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l的接口，其包括附加的密封接頭，所述附加的密封 接頭能夠隔離耦合到所述門的所述板的表面與所述門自身之間包含的體 積。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1的接口 ，所述接口可以與至少一個標(biāo)準(zhǔn)化SMIF(標(biāo) 準(zhǔn)機(jī)械接口 )或FOUP (前開口一體盒)傳送盒相耦合。
10. —種分析設(shè)備，包括至少一個根據(jù)前i^又利要求中的任一項的接cr 。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種傳送盒(1)接口(6)，包括將要連接到氣體分析器的取樣探頭(15)以及致動器(7)，所述致動器在耦合位置耦合到為所述傳送盒(1)提供入口的門(5)，并在收回位置可以將所述門(5)移向所述接口(6)的基底(14)，其中在收回位置所述取樣探頭(15)可以探及包含在所述傳送盒(1)內(nèi)的有待分析的氣體體積。本發(fā)明的特征在于所述接口包括至少一個密封(31)，其被配置為至少在所述收回位置提供所述致動器(7)與所述基底(14)之間的密封，以便隔離有待分析的氣體體積。
文檔編號H01L21/677GK101681865SQ200880018676
公開日2010年3月24日 申請日期2008年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月4日
發(fā)明者E·戈多 申請人:阿爾卡特朗訊公司