[发明专利]用于测量运送及在大气压力下存储半导体基材的运送腔室的颗粒污染的站及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用来测量运送及在大气压力下存储半导体基材(譬如，半导体晶片或光掩模)的运送载具(carrier)的颗粒污染的站。本发明亦关于一种相对应的测量方法。

背景技术

运送载具限定在大气压力下且和外部环境分隔开之受限制的空间，用来运送并存储一片或多片基材。

在半导体制造工业中，这些载具允许基材从一个工具被运送至另一工具，或允许基材在两个制造步骤之间被存储。顺带一提，用运送并存储晶片的标准化的载具，如前开式载具，譬如FOUP(前开式晶片匣(front opening unified pod))或FOSB(前开式搬运盒(front opening shipping box))，底开式载具，譬如SMIF匣(标准机械式接口匣)，或甚至是用于运送及存储光掩模的标准化的载具，譬如RSP(标线(reticle)SMIF匣)或MRP(多标线SMIF匣)。

这些载具是用譬如像是聚碳酸酯的材料来制造，其在某些例子中富含污染物，尤其是有机物、胺或酸污染物。详言之，在半导体的制造期间，运送载具被搬运，这导致污染颗粒的形成，污染颗粒留在运送载具的壁上并污染它们。附着在运送载具的壁上的颗粒然后会松脱并落在存储于载具内的基材上，造成基材不能被使用。此污染对于基材而言是非常有害的。因此，必须要清洗这些载具。因此，做出了载具必须定期地在液体中(譬如，纯水中)加以清洗的规定。这些清洁步骤若不是由半导基材制造工厂本身实施，就是由专门清洁大气压下的运送载具的公司来实施。

为了决定载具何时需要清洁，一种用来测量颗粒污染的已知方法包含了使用液体颗粒检测器来测量沉积在运送载具的壁上的颗粒数量。然而，此方法具有耗时且不易在半导体制造工业中实施的缺点。此外，此类型的处理是不可重复的。详言之，所获得的测量和实施此测量的专家企业直接相关，而这让标准化品质控管程序无法被实施。因此，某些无颗粒的运送载具无论如何都会被清洁，而这亦让生产率被不必要地降低，反之，其它被颗粒污染的运送载具则继续被用来存储和/或运送半导体基材，形成基材污染的潜在风险。

因此，在业界经常地实施预防性的清洁处理，用以不会对基材缺陷水平造成影响。

为了防止此情形，用来在制造工厂内实时测量运送载具的颗粒污染的装置被提出，例如在文献WO 2009/138637中被提出。该测量装置包含第一腔室，其用来将该门从运送载具取下，及第二腔室，其用来测量该载具的刚性外壳的颗粒污染。接口包含铰接式注入喷嘴，用来将气体喷流朝向刚性外壳的内壁导引，用以将颗粒弄松脱并用颗粒计数器测量它们。为了改善颗粒的松脱，被注入的气流被脉冲化。

然而，此检测装置具有某些缺点。

详言之，允许被铰接的注入喷嘴被致动的机械式致动器以及铰接的注入喷嘴本身是颗粒产生的来源，尤其是因为活动部件之间的摩擦。

相类似地，脉冲式气流注入需要气体入口阀被快速地重复打开及关闭，这亦是污染的来源。

发明内容

因此，本发明的目标之一是要提供一种测量站及一种相应的测量方法，其允许大气的运送载具的颗粒污染程度被快速地且干净地被测量，此测量是在制造工厂内被实时且直接地实施。

为此目的，本发明的一个主体是一种用于测量用来运送及在大气压力下存储半导体基材的运送载具的颗粒污染的站，所述运送载具包含刚性外壳，其包含孔口及可去除的门以允许所述孔口被关闭，所述测量站包含：

-受控环境腔室，其包含至少一个载入端口，所述载入端口能够一方面耦合至所述刚性外壳及另一方面耦合至所述运送载具的所述门，用以将所述门移入所述受控环境腔室内并将所述刚性外壳的内部和所述受控环境腔室的内部相连通；及

-测量模块，其包含颗粒测量单元及外壳－测量接口，所述外壳－测量接口被配置为在所述门的位置处耦合至所述被耦合至所述受控环境腔室的所述刚性外壳，

其特征在于，所述外壳－测量接口包含从所述外壳－测量接口的基部伸出的测量头，其带有连接至所述颗粒测量单元的第一取样口及至少两个注入喷嘴，所述注入喷嘴被配置为将气体喷流引导至被耦合至所述受控环境腔室的所述刚性外壳上的至少两个分开的位置，所述注入喷嘴的各自的取向被相对于所述被耦合的刚性外壳而固定。

气体因而经由具有固定取向的注入喷嘴被吹送，用以在所述刚性外壳的所述受限制的体积内没有活动的部件的条件下，让颗粒松脱并实施测量，其由所述外壳－测量接口关闭。因此，可确保在吹气操作期间，在不移动所述注入喷嘴的条件下，气体可从尽可能靠近所述刚性外壳的内壁处被吹送。