基材载体及基材载体堆叠制造技术

一种基材载体堆叠，其包括：基材载体，所述基材载体彼此堆叠或可堆叠并且将基材承载在基材载体堆叠的内容纳空间内。基材载体堆叠包括至少一个第一吹扫通道和至少一个第二吹扫通道，它们在内容纳空间的相对侧处竖直地平行于内容纳空间延伸；以及吹扫结构，其允许在基材载体堆叠内通过由基材载体保持的基材之间的空间的水平吹扫流。基材载体各包括外载体框架，外载体框架设有座以承载基材，其中外载体框架围绕第一和第二吹扫通道以及内容纳空间延伸。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基材载体及基材载体堆叠相关申请的交叉引用本申请要求2018年6月27日提交的德国专利申请No.202018103662.9、2018年11月9日提交的美国专利申请No.16/185,541以及2019年3月29日提交的德国专利申请No.202019101794.5的优先权。这些申请中的每个的全部内容由此通过引用并入本文。
本公开总体上涉及在半导体生产中基材的搬运、存储、处理和加工。具体地，本公开涉及未经加工的或预加工的或已加工的半导体晶圆形式的基材的搬运、存储、处理和加工。然而，待搬运或存储的基材也可以是掩膜版(mask)或光罩(reticle)或类似物，其含有例如在半导体或半导体电路的制造中在半导体晶圆上形成图案所需的图案信息。由于300mm晶圆半导体材料的引人，前开式晶圆传送盒或“FOUP”已变成基材及类似材料的标准存储及运输方法。FOUP已被用来隔离和保持在半导体生产中使用的硅晶圆。在数字电路、微处理器和晶体管的设计中是基本的半导体要求这些晶圆保持在尽可能接近如存储单元允许的无暇状况。因此，FOUP允许晶圆在晶圆的加工及测量中使用的其它机器之间转移。
技术介绍
先前的FOUP大体上用来将晶圆从周围洁净室环境保存。在常规的半导体项目中，FOUP允许晶圆经由装载端口和前开门进入设备。通常，机器人搬运机构可以将晶圆放置到FOUP中，在FOUP中晶圆被鳍片夹持就位且被保持以供后续使用。但常规的FOUP受到作为各种各样的构造的结果而可能污染其内容物、擦伤晶圆以及延迟基材晶圆内容物的装载和卸载的方法和系统的妨碍。从而，存在对于更有效地和精确地完成FOUP的所期望的任务的需要。长期以来已知道的是，至少在某些工艺中，在加工相对长的时间后半导体基材脱气(outgas)。由该加工所得的气态成分被排放到环境中。这些气体可能与环境空气(特别是与氧气和/或氢气，如包含在具有空气湿度的水中)形成化合物，该化合物然后作为杂质或者甚至作为表面层再次沉淀在基材的表面上。二者都是杂质，其要求后加工以去除这些污染物，否则会使基材对于生产中的进一步使用完全不可用(也被称为“产量损失”)。因此使半导体晶圆经受吹扫处理是长期的实践，即在加工或相应的加工步骤之后将半导体晶圆浸在吹扫气体流(例如，氮气气体流或干燥洁净的空气流)中。该吹扫气体流通过气体的运动来去除固体和气态杂质，并且取决于所使用的吹扫气体，可以避免脱气与环境空气的反应。为此，氮气作为吹扫气体是优选的，因为那样在基材周围的大气仅具有较小比例的氧气和氢气。氮气常规上从存储在工厂中的气体容器取出并且在相应的加工步骤之后以及在半导体晶圆被递送至下一个加工步骤之前被送到半导体晶圆被存储其中的存储装置中。然而，长期以来已知道的是，尽管有这些措施，但先前描述的所不期望的反应及其在基材表面上的沉淀物到目前为止仍无法被可靠地和充分地防止。因此，在电子部件的生产中仍是通常的实践是基材被规律地移除为报废物或必须以时间和成本密集的方式使其不含这种杂质或这种不希望的层。该工艺可能影响到已加工的晶圆中的很大一部分，造成显著的成本。用于半导体晶圆的形式的基材的存储、搬运、处理和运输的新型装置由TEC-SEMAG，Tagerwilen(CH)提出。源自TEC-SEMAG且在2014年7月17日公布的公开公布文本WO2014/107818A2提出一种基材载体及由多个基材载体构成的基材载体堆叠。所提出的基材载体堆叠包括多个基材载体，这些基材载体在竖直方向上被堆叠，使得对于基材载体堆叠中的每对竖直相邻的基材载体，相应的下基材载体支撑相应的上基材载体，其中每个基材载体具有外载体框架，该外载体框架在水平框架平面中围绕包括内开口的内区域延伸，并且设有基材座用于将板状基材容纳并承载在基材载体堆叠的内容纳空间内，其中内容纳空间或其部分由基材载体堆叠的基材载体的内开口限定。所提出的基材载体堆叠的每个基材载体在其外载体框架处具有至少一上支撑形成构造和至少一下支撑形成构造，使得基材载体堆叠的相应一对竖直相邻的基材载体中的下基材载体用其至少一个上支撑形成构造在该对竖直相邻的基材载体中的上基材载体的至少一下支撑形成构造处支撑该上基材载体。所提出的基材载体堆叠的每个基材载体进一步包括以下特征：外载体框架包括沿着第一框架腹板轴线延伸的第一框架腹板、沿着第二框架腹板轴线延伸的第二框架腹板、沿着第三框架腹板轴线延伸的第三框架腹板以及及沿着第四框架腹板轴线延伸的第四框架腹板，第一框架腹板轴线与第四框架腹板轴线在第一顶点以及外载体框架的第一框架顶点区域处以直角相交，该第一顶点与第一框架腹板和第四框架腹板相关联，第一框架腹板和第四框架腹板在该第一框架顶点区域处被一体地连接，第一框架腹板轴线与第二框架腹板轴线在第二顶点以及外载体框架的第二框架顶点区域处以直角相交，该第二顶点与第一框架腹板和第二框架腹板相关联，第一框架腹板和第二框架腹板在该第二框架顶点区域处被一体地连接，第三框架腹板轴线与第四框架腹板轴线在第四顶点以及外载体框架的第四框架顶点区域处以直角相交，该第四顶点与第三框架腹板和第四框架腹板相关联，第三框架腹板和第四框架腹板在该第四框架顶点区域处被一体地连接，第三框架腹板轴线与第二框架腹板轴线在第三顶点以及外载体框架的第三框架顶点区域处相交，该第三顶点与第三框架腹板和第二框架腹板相关联，第三框架腹板和第二框架腹板在该第三框架顶点区域处被一体地连接，多个基材保持臂从外载体框架向内且向上地延伸，其与内区域重叠并形成基材座，该基材座定位在载体框架的竖直延伸之上一定距离处并且适于承载板状基材，该板状基材具有圆形周边和一直径，该直径对应于预定的可允许直径或在由预定的可允许最小直径和预定的可允许最大直径给定的预定的可允许直径范围内，基材座限定水平承载平面，该水平承载平面在以下情况下与板状基材的下表面共面：具有圆形周边和与预定的可允许直径或预定的可允许最大直径对应的直径的板状基材被基材座水平地承载并保持。因此，鉴于以上描述的框架腹板和框架轴线的布置，基材载体的外载体框架具有大体上或至少粗略的正方形或矩形形状。WO2014/107818A2的公开内容通过引用以其整体并入本文。也源自TEC-SEMAG且在2017年12月28日公布的公开公布文本US2017/0372930Al公开了这种基材载体及具有额外表征特征的这种基材载体堆叠。如在US2017/0372930Al中提出的，所提出的基材载体堆叠的每个基材载体除了以上提到的特征之外还包括以下特征：多个分隔腹板从外载体框架延伸穿过内区域，其限定内区域的内开口以及至少两个辅助开口，其中内开口和基材座被布置和定尺寸为使得板状基材不与分隔腹板的任何部分重叠，该板状基材被基材座承载并且具有圆形周边和一直径，该直径对应于预定直径或在预定直径范围内，分隔腹板的至少一个第一弓形部在第四框架腹板与内开口之间的空间中延伸，限定出至少一个第一辅助开口，分隔腹板的至少一个第二弓形部在第二框架腹板与内开口之间的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基材载体堆叠，其包括：/n多个基材载体，其在竖直方向上堆叠，使得对于每对竖直相邻的基材载体，下基材载体支撑上基材载体；其中/n所述多个基材载体中的每个包括外载体框架，所述外载体框架在水平框架平面中围绕包括内开口的内区域延伸；/n所述多个基材载体中的每个包括基材座以将基材容纳并承载在所述基材载体堆叠的内容纳空间内，所述内容纳空间由所述多个基材载体的所述内开口限定；/n所述多个基材载体中的每个在所述外载体框架处包括上支撑形成构造和下支撑形成构造，所述下基材载体的所述上支撑形成构造支撑所述上基材载体的所述下支撑形成构造；/n所述多个基材载体中的每个的所述外载体框架包括沿着第一框架腹板轴线延伸的第一框架腹板、沿着第二框架腹板轴线延伸的第二框架腹板、沿着第三框架腹板轴线延伸的第三框架腹板以及沿着第四框架腹板轴线延伸的第四框架腹板；/n所述第一框架腹板轴线与所述第四框架腹板轴线在所述第一框架腹板和所述第四框架腹板的第一顶点处以直角相交，所述第一框架腹板和所述第四框架腹板在所述外载体框架的第一框架顶点区域处连接；/n所述第一框架腹板轴线与所述第二框架腹板轴线在所述第一框架腹板和所述第二框架腹板的第二顶点处以直角相交，所述第一框架腹板和所述第二框架腹板在所述外载体框架的第二框架顶点区域处连接；/n所述第三框架腹板轴线与所述第四框架腹板轴线在所述第三框架腹板和所述第四框架腹板的第四顶点处以直角相交，所述第三框架腹板和所述第四框架腹板在所述外载体框架的第四框架顶点区域处连接；/n所述第三框架腹板轴线与所述第二框架腹板轴线在所述第三框架腹板和所述第二框架腹板的第三顶点处相交，所述第三框架腹板和所述第二框架腹板在所述外载体框架的第三框架顶点区域处连接；/n所述多个基材载体中的每个包括多个基材保持臂，所述多个基材保持臂从所述外载体框架向内和向上延伸，与所述内区域重叠并且限定所述基材座；/n所述基材座定位在所述外载体框架在竖直方向上的上方的一定距离处；/n所述多个基材载体中的每个包括多个分隔腹板，所述多个分隔腹板从所述外载体框架延伸穿过所述内区域以限定所述内区域的所述内开口以及两个辅助开口；/n所述多个分隔腹板的第一弓形部在所述第四框架腹板与所述内开口之间的第一空间中延伸以限定所述两个辅助开口中的第一辅助开口；/n所述多个分隔腹板的第二弓形部在所述第二框架腹板与所述内开口之间的第二空间中延伸以限定所述两个辅助开口中的第二辅助开口；/n所述多个基材载体的所述内区域的所述第一辅助开口和所述第二辅助开口共同限定第一吹扫通道和第二吹扫通道，所述第一吹扫通道和所述第二吹扫通道在所述内容纳空间的相对侧处竖直地平行于或实质上平行于所述内容纳空间延伸；以及/n所述多个基材载体包括吹扫结构，所述吹扫结构在所述基材载体堆叠内创建通过由所述多个基材载体的基材座保持的基材之间的空间的水平吹扫流。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180627 DE 202018103662.9;20190329 DE 202019101791.基材载体堆叠，其包括：
多个基材载体，其在竖直方向上堆叠，使得对于每对竖直相邻的基材载体，下基材载体支撑上基材载体；其中
所述多个基材载体中的每个包括外载体框架，所述外载体框架在水平框架平面中围绕包括内开口的内区域延伸；
所述多个基材载体中的每个包括基材座以将基材容纳并承载在所述基材载体堆叠的内容纳空间内，所述内容纳空间由所述多个基材载体的所述内开口限定；
所述多个基材载体中的每个在所述外载体框架处包括上支撑形成构造和下支撑形成构造，所述下基材载体的所述上支撑形成构造支撑所述上基材载体的所述下支撑形成构造；
所述多个基材载体中的每个的所述外载体框架包括沿着第一框架腹板轴线延伸的第一框架腹板、沿着第二框架腹板轴线延伸的第二框架腹板、沿着第三框架腹板轴线延伸的第三框架腹板以及沿着第四框架腹板轴线延伸的第四框架腹板；
所述第一框架腹板轴线与所述第四框架腹板轴线在所述第一框架腹板和所述第四框架腹板的第一顶点处以直角相交，所述第一框架腹板和所述第四框架腹板在所述外载体框架的第一框架顶点区域处连接；
所述第一框架腹板轴线与所述第二框架腹板轴线在所述第一框架腹板和所述第二框架腹板的第二顶点处以直角相交，所述第一框架腹板和所述第二框架腹板在所述外载体框架的第二框架顶点区域处连接；
所述第三框架腹板轴线与所述第四框架腹板轴线在所述第三框架腹板和所述第四框架腹板的第四顶点处以直角相交，所述第三框架腹板和所述第四框架腹板在所述外载体框架的第四框架顶点区域处连接；
所述第三框架腹板轴线与所述第二框架腹板轴线在所述第三框架腹板和所述第二框架腹板的第三顶点处相交，所述第三框架腹板和所述第二框架腹板在所述外载体框架的第三框架顶点区域处连接；
所述多个基材载体中的每个包括多个基材保持臂，所述多个基材保持臂从所述外载体框架向内和向上延伸，与所述内区域重叠并且限定所述基材座；
所述基材座定位在所述外载体框架在竖直方向上的上方的一定距离处；
所述多个基材载体中的每个包括多个分隔腹板，所述多个分隔腹板从所述外载体框架延伸穿过所述内区域以限定所述内区域的所述内开口以及两个辅助开口；
所述多个分隔腹板的第一弓形部在所述第四框架腹板与所述内开口之间的第一空间中延伸以限定所述两个辅助开口中的第一辅助开口；
所述多个分隔腹板的第二弓形部在所述第二框架腹板与所述内开口之间的第二空间中延伸以限定所述两个辅助开口中的第二辅助开口；
所述多个基材载体的所述内区域的所述第一辅助开口和所述第二辅助开口共同限定第一吹扫通道和第二吹扫通道，所述第一吹扫通道和所述第二吹扫通道在所述内容纳空间的相对侧处竖直地平行于或实质上平行于所述内容纳空间延伸；以及
所述多个基材载体包括吹扫结构，所述吹扫结构在所述基材载体堆叠内创建通过由所述多个基材载体的基材座保持的基材之间的空间的水平吹扫流。


2.根据权利要求1所述的基材载体堆叠，其进一步包括：
盖，所述盖被堆叠在所述多个基材载体上并且由所述多个基材载体中的最上面的基材载体支撑；以及
基部，所述多个基材载体被堆叠在所述基部上，所述基部支撑所述多个基材载体中的最下面的基材载体。


3.根据权利要求2所述的基材载体堆叠，其中
所述上支撑形成构造包括上密封形成构造，并且所述下支撑形成构造包括下密封形成构造；
所述多个基材载体中的最上面的基材载体的所述上密封形成构造与所述盖的密封形成构造接合；以及
所述多个基材载体中的最下面的基材载体的下密封形成构造与所述基部的密封形成构造接合以将所述内容纳空间、所述第一吹扫通道和所述第二吹扫通道与围绕所述基材载体堆叠的区域密封。


4.根据权利要求2或3所述的基材载体堆叠，其中
所述盖和所述基部中的一个包括连接到所述第一吹扫通道的第一端口；
所述盖和所述基部中的一个包括连接到所述第二吹扫通道的第二端口；以及
吹扫气体经由所述第一端口和所述第二端口中的限定出供应端口的那一个被供应至所述基材载体堆叠中，以及经由所述第一端口和所述第二端口中的限定出排放端口的另一个从所述基材载体堆叠被排放，使得吹扫气体经由所述第一吹扫通道、所述第二吹扫通道和由所述吹扫结构限定的吹扫通路流过所述内容纳空间。


5.根据权利要求4所述的基材载体堆叠，其中
所述第一端口经由第一层流化器被连接到所述第一吹扫通道，所述第一层流化器被包括在所述盖和所述基部中的包括所述第一端口的那一个中；
所述第二端口经由第二层流化器被连接到所述第二吹扫通道，所述第二层流化器被包括在所述盖和所述基部中的包括所述第二端口的那一个中；以及
所述第一层流化器和所述第二层流化器中的每个包括气体过滤介质和/或气体分布歧管，所述气体分布歧管抑制通过其中的吹扫气体中的湍流。


6.根据权利要求2所述的基材载体堆叠，其中
所述盖包括吹扫形成构造，所述吹扫形成构造被连接到所述第一吹扫通道和所述第二吹扫通道并且提供吹扫通路，在所述吹扫通路中，吹扫气体流动到所述多个基材载...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·朔贝尔，B·拉赫巴赫，C·沃汉卡，Y·芬纳，G·多维德，J·菲德斯，
申请(专利权)人：村田机械株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP