在受控空气中传输衬底的设备制造技术

本发明专利技术的用于传输衬底（３）的设备包括可以移动而且可以耦合到调节站（２２）的小环境密闭室（１）。该小环境密闭室（１）包括微型泵（１２），该微型泵（１２）的入口连接到含有要传输的衬底（３）的内部空腔（２）。在小环境密闭室（１）内还有对该微型泵（１２）供电的电源（１６）。小环境密闭室（１）包括向两个相对的主表面（５、６）敞开的外壳（４），并包括可关闭侧开口（７）。第一主壁（８）封闭第一主表面（５）。第二主壁（９）封闭第二主表面（６）。将第一主壁和第二主壁安装在与含有该衬底的平面平行的平面上。这样更容易制造小环境密闭室，同时还实现了模块化，因此主壁（８、９）可以具有不同且能够互换的功能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在为了制造半导体和微电子机械系统(MEMS)而进行的处理中对衬底进行的各工作步骤之间，在净室内保藏并移动诸如半导体晶片或者掩模之类的衬底。
技术介绍
在制造半导体和MEMS的过程中，在使衬底避免受到仍存在于净室的大气中的污染的小环境密闭室内传输诸如硅晶片或者掩模之类的衬底。当前，在通常称为标准机械接口(SMIF)盒的底部开口密闭室内传输直径为200毫米(mm)的硅晶片。在通常被称为标准前开口通用盒(FOUP)的前开口密闭室内传输直径为300mm的硅晶片。已经设计出适于传输单衬底晶片的小环境密闭室。通常，在各处理步骤之间，半导体晶片或者其它晶片要在半导体制造单元内保留几个星期。在该时间段内，需要使半导体或者其它晶片免于任何受到污染的风险，这就是通过在小环境密闭室内传输并保藏这些晶片，保证它们与净室内的大气隔离的原因。当在各工作站之间移动时，小环境密闭室必须与任何外部电源断开。在该时段内，小环境密闭室本身必须能够保持围绕它所密封的衬底的受控空气。这样就需要在小环境密闭室内具有可用能源以及用于保持受控空气的泵送系统，该受控空气的气压非常低，即与通向处理室的传送与装载室内的气压处于同一个数量级。在现行的半导体制造标准中，通常使得晶片的活性表面朝上放置来保存要保护的半导体晶片，但是，可以通过使得活性表面朝上或者朝下保存掩模。例如，用于进行远紫外线(EUV)蚀刻的掩模具有朝下的活性表面。因此，需要一种能够兼容其活性表面朝上或者朝下放置的衬底、能够兼容小环境密闭室可以与其耦合以获得长期存储的调节站并且能够兼容通向处理室的传送和装载室的入口/出口结构的小环境密闭室。
技术实现思路
因此，本专利技术解决的第一个问题是，设计一种小环境密闭室，其保证有效地保护其所密封的衬底，同时仍可以容易地兼容其活性表面朝上的衬底和其活性表面朝下的衬底。必须以简单、廉价的方式确保兼容性。本专利技术要解决的第二个问题是，设计一种小环境密闭室，其具有足够小的尺寸和足够长的持续时间，以在传输衬底的各步骤期间保持受控空气，而且还可以在将衬底保藏适当时长的各步骤期间保持受控空气。因此，本专利技术提供了用于在受控空气中传输衬底的设备，该设备包括具有内部空腔的小环境密闭室。根据本专利技术的第一方面，为了解决第一个问题，可以使衬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，为了便于生产，本专利技术提出了一种小环境密闭室，其包括外壳，朝向相对的第一主表面和第二主表面敞开，并具有用于插入和取出衬底的可关闭侧开口；第一主壁，适于根据衬底活性表面的取向装配并固定到第一主表面和第二主表面之一上，并以密封方式封闭该主表面；第二主壁，适于根据衬底活性表面的取向装配并固定到第一主表面和第二主表面之一上，并以密封方式封闭该主表面，将第一主壁和第二主壁安装在与含有该衬底的平面平行的平面上；以及机载泵送装置，具有连接到小环境密闭室的内部空腔的入口，并用于在小环境密闭室的内部空腔中保持受控的真空度。因此，以模块方式，使主壁具有不同且可交换的功能。这也使得制造小环境密闭室更容易。为了解决在与小尺寸的小环境密闭室断开时保持真空度的问题，应当使用也具有机载电源的小环境密闭室的机载泵送系统。由于小环境密闭室是密封的，所以泵送能力可以比较小，仅足以在期望的时间段内保持适当的真空。因此，可以设想使用微型泵，例如由多个单独的热流逸单元构成的微型泵，假设气压较低，该单独的热流逸单元就以满意的方式运行。然而，存在的困难是，这样的泵不能将抽吸的气体直接传送到空气中，因此，需要与该微型泵的出口串联的主泵，然后，它自己将抽吸的气体传送到空气中。这样就需要电源，该电源具有足够容量，以便既对微型泵供电，又对主泵供电，这样就增大了含有该微型泵、主泵以及电源的小环境密闭室的尺寸和重量。因此，不可能设计体积和重量均足够小的组件。为此，在有利的实施例中，本专利技术提出微型泵，其入口连接到小环境密闭室的内部空腔；主真空保留室，与小环境密闭室的内部空腔隔离，与外部空气隔离，连接到微型泵的出口，并具有使其连接到外部泵送设备的可关闭主泵送孔；以及电源，用于对微型泵供电，以使其工作。为了在小环境密闭室内产生适当的真空度，将主泵送孔连接到外部泵送设备，并使微型泵和外部泵送设备同时工作。此后，断开并关闭主泵送孔，从而保持以这种方式形成的真空度。因此，该小环境密闭室是独立的。微型泵保持内部空腔中的受控真空度，将气体传送到其气压逐渐升高的保留室内。因此，自然地可以提供其体积大到足以确保其内部气压升高得更缓慢的保留室。然而，为了避免过度地增大该组件的总体积，有利的是，该保留室的体积不大于为确保随着微型泵将气体从小环境密闭室内的空腔泵送到该保留室内而逐渐升高的该保留室内的气压在满意的时长内一直足够低，即一直低于导致该微型泵不能再传送由其抽吸的气体的最高气压阈值。如上所述，有利的是，微型泵可以包括多个单独的热流逸泵送单元。这种热流逸泵送单元利用了努森于20世纪90年代描述的热流逸效应，因此，当两个续接容器通过横断面尺寸非常小、其半径小于所涉及的气体分子的平均自由程的通路相连时，以及该通路的两端处于不同温度时，在两个续接容器之间产生压差。在该小尺寸通路上，分子在分子条件下移动，并因此由于温度差在该通路的两端产生的不同气压。在分子条件下，当达到热平衡时，该通路两端的气压的比值等于相应温度的比值的平方根。然后，当分子到达与通路的一端相邻的容器时，其运动处于粘性介质条件下，而且不再返回该通路。这样就产了泵送的效果。单个单元的压缩比较小，但是为了达到适当的压缩比和适当的泵送能力，可以增加串联和/或并联的单元的数量，以获得气流。因此，在断开时，这种小环境密闭室适于保持足够长时间的真空度，即其具有足够长的持续时间，这是因为微型泵消耗的能量较少，也是因为一个事实，即在断开时，在密闭室工作所需要的期望的时长期间，不需要使用主泵输送空气。有利的是，该设备还可以包括调节站适于容纳小环境密闭室，并适于与主泵送孔相连；以及包括主泵和控制装置，用于从保留室抽吸气体，以在保留室以及小环境密闭室的内室中产生适当真空度。该优点在于，在调节之前的步骤期间，调节站可以在小环境密闭室内产生低压空气，在于随后在小环境密闭室内使其内部空气与净室内的环境空气分离，并在于在小环境密闭室与调节站分离时，在适当条件下，利用机载电源供电的微型泵足以在足够的时长内保持内部空气。在该调节站，主泵最好与连接装置配合，用于将其入口连接到小环境密闭室的保留室。因此，通过首先利用微型泵，然后利用主泵泵送空气，可以调节小环境密闭室内的空气，该微型泵和主泵是串联的。在有利的实施例中微型泵使用电能；小环境密闭室的电源包括用于存储电能的装置；以及调节站包括供电装置和用于对小环境密闭室的电源进行充电的电连接装置。上述布置适于确保密闭室具有足够长的持续时间。实际上，为了容纳微型泵和电源，可以提供第二主壁，以具有微型泵，其入口连接到小环境密闭室的内部空腔；电源，用于对该微型泵供电；以及保留室，连接到微型泵的出口，并具有可关闭主泵送孔。在特定实施例中，第一主壁具有利用热流逸工作的去污板以及用于冷却所述去污板的装置。实际上，需要将上述去污板平行于衬底的活性表面布置，使其面向且尽可能靠近该活性表面。在有利的实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在受控空气中传输衬底的设备，该设备包括具有内部空腔的小环境密闭室、向相对的第一主表面和第二主表面敞开的外壳、第一主壁以及第二主壁，其中：外壳进一步包括用于插入和取出衬底的可关闭侧开口；第一主壁适于根据衬底活性表面的取 向装配并固定到第一主表面和第二主表面之一上，并以密封方式封闭该主表面；第二主壁适于根据衬底活性表面的取向装配并固定到第一主表面和第二主表面之一上，并以密封方式封闭该主表面，将第一主壁和第二主壁安装在与含有该衬底的平面平行的平面上；以 及小环境密闭室进一步包括具有连接到小环境密闭室的内部空腔的入口的机载泵送装置，以在小环境密闭室的内部空腔中保持受控的真空度。

【技术特征摘要】
FR 2004-4-21 04507511.一种用于在受控空气中传输衬底的设备，该设备包括具有内部空腔的小环境密闭室、向相对的第一主表面和第二主表面敞开的外壳、第一主壁以及第二主壁，其中外壳进一步包括用于插入和取出衬底的可关闭侧开口；第一主壁适于根据衬底活性表面的取向装配并固定到第一主表面和第二主表面之一上，并以密封方式封闭该主表面；第二主壁适于根据衬底活性表面的取向装配并固定到第一主表面和第二主表面之一上，并以密封方式封闭该主表面，将第一主壁和第二主壁安装在与含有该衬底的平面平行的平面上；以及小环境密闭室进一步包括具有连接到小环境密闭室的内部空腔的入口的机载泵送装置，以在小环境密闭室的内部空腔中保持受控的真空度。2.根据权利要求1所述的设备，包括微型泵，其入口连接到小环境密闭室的内部空腔；主真空保留室，与小环境密闭室的内部空腔隔离，与外部空气隔离，连接到微型泵的出口，并具有使其连接到外部泵送设备的可关闭主泵送孔；以及电源，用于对微型泵供电，以使其工作。3.根据权利要求2所述的设备，其中保留室的体积正好足以保证在断开期间，传输设备保持满意的持久性，因为由微型泵从小环境密闭室的内部空腔内抽气并被传送到保留室内的气体而逐渐升高的保留室内的气压不会达到使得该微型泵不能再传送由其抽吸的气体的最高气压阈值。4.根据权利要求2所述的设备，包括传感器装置，该传感器装置接触内部空气，并与用于控制送到微型泵的能量的控制装置相连。5.根据权利要求2所述的设备，其中微型泵包括多个单独的热流逸泵送单元。6.根据权利要求2所述的设备，其中第二主壁包括其入口连接到小环境密闭室的内部空腔的微型泵、用于对该微型泵供电的电源以及连接到微型泵的出口并具有可关闭的主泵送孔的保留室。7.根据权利要求6所述的设备，其中第一主壁包括透明的窗口。8.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗兰贝尔纳，神原久德，让吕克里瓦尔，卡特林勒盖，
申请(专利权)人：阿尔卡特公司，
类型：发明
国别省市：FR[]