避免出气污染之前开式晶圆盒以及避免出气污染的方法

摘要

一种避免出气污染之前开式晶圆盒，此前开式晶圆盒至少是由前开式晶圆盒本体与清洁装置所构成。前开式晶圆盒本体具备有开口部与底板，且底板与开口部相对。清洁装置至少具备有设置于前开式晶圆盒本体之内的吹气构件，连接吹气构件并供给气体至吹气构件的气体供应装置。

说明书

技术领域

本发明是有关于一种半导体制程及设备，且特别是有关于一种避免出气污染之前开式晶圆盒以及避免出气污染的方法。

背景技术

随着集成电路的半导体元件的积集度日益增加，相对的制程的准确度就显得格外重要。因为一旦在制程中发生些微的错误(Error)或污染，即可能就会造成制程的失败，导致晶圆的毁损或报废，因而耗费大量成本。

一般的半导体制程中，半导体制程的机台是由数个模件(制程/传输/储存/安全连锁/反应气体)所组成，并借由晶圆传输系统(Wafer TransferSystem)，使晶圆在制程模件与储存模件间传输。而晶圆的传输是利用机器手臂(Robot Blade)，将晶圆从晶圆载具中取出，传送至制程反应室内进行制程反应，并于制程结束后将晶圆传回，再送回晶圆载具中，以进行一系列的制程步骤。

传统8寸晶圆是使用一种称做标准机械界面(Standard MechanicalInter-Face，SMIF)的晶圆载具。然而，随着半导体制造技术的进步，晶圆尺寸已增至12寸，其使用的晶圆载具与8寸晶圆的晶圆载具不同，称为前开式晶圆盒(Front Opening Unified Pod，FOUP)，以适合较大的晶圆。此种前开式晶圆盒(FOUP)是将晶圆固定保持于密闭空间中，以防御大气中的微尘污染晶圆。当要将晶圆载入制程设备时，再开启前开式晶圆盒(FOUP)的盒盖，并利用机械手臂拿取晶圆。

图1所绘示为已有的处理晶圆的一种半导体制程设备上视示意图。请参照图1所示，此制程设备100包括反应室102、加载互锁区(Load_Lock)104、迷你环境区(Mini Environment)106、机械手臂108、110与前开式晶圆盒座112。

在进行反应制程时，先将前开式晶圆盒114固定于前开式晶圆盒座112上。当要使前开式晶圆盒114内的晶圆载入反应室102时，先利用迷你环境区106内的机械手臂108拿取前开式晶圆盒114内的晶圆，并将其放置在加载互锁区104的晶舟116上。接着再以机械手臂110传送晶舟116至反应室102进行反应。当反应结束后，再利用机械手臂110移出晶舟116，并利用机械手臂108拿取晶舟116上的晶圆后，传送晶圆回到前开式晶圆盒114中。然后，重复上述步骤直到前开式晶圆盒内的每一片晶圆都反应完毕。

在上述步骤是以单一晶圆进行制程反应。而一般前开式晶圆盒内通常可放置数十片的晶圆，因此需要一段时间才能使整个前开式晶圆盒内的晶圆都进行制程完毕。于是，当晶圆经过处理而放回前开式晶圆盒中时，若经处理过的晶圆产生出气现象(Outgassing)，则从晶圆上扩散出的气体(如磷气体)会充满前开式晶圆盒内部，而污染晶圆盒内的其他未经过处理的晶圆，导致产品的优良率降低。

发明内容

本发明的一目的为提供一种避免出气污染之前开式晶圆盒以及避免出气污染的方法，可以防止晶圆因出气现象而彼此污染，并可以提升产品优良率。

本发明提供一种避免出气污染之前开式晶圆盒，此前开式晶圆盒至少是由前开式晶圆盒本体与清洁装置所构成。前开式晶圆盒本体具备有开口部与底板，且底板与开口部相对。清洁装置至少具备有设置于前开式晶圆盒本体之内的吹气构件以及连接吹气构件并供给气体至吹气构件的气体供应装置。

其中，吹气构件是设置于底板两侧，且出气构件可为过滤器或喷嘴。从吹气构件吹出的气体可为惰性气体或氮气。

本发明在前开式晶圆盒内加装清洁装置，此清洁装置喷吹出的气体可将从晶圆上扩散出的气体带离前开式晶圆盒，因此可以避免晶圆彼此污染。而且，此种前开式晶圆盒构造简单，因此不需要另外更改制程装置的设计，而可以节省制程设备的成本。此外，此种前开式晶圆盒可以自由的从制程装置上装卸，其应用较为简便，而且吹气构件同时具有过滤的功能，而可以维持前开式晶圆盒具有一定的洁净度。

本发明提供一种避免出气污染的方法，此方法是先将复数晶圆载入一前开式晶圆盒，此前开式晶圆盒内部至少设置有可吹出气体的一清洁装置。接着，从前开式晶圆盒载出未处理的晶圆至制程反应室，并在制程反应室中对晶圆进行处理。然后，将经处理的晶圆传回前开式晶圆盒后，重复上述步骤直到前开式晶圆盒内的所有晶圆都已经过处理。其中在进行上述步骤的期间，利用清洁装置吹出气体，以清洁前开式晶圆盒内部，避免晶圆因出气现象而彼此污染。

上述清洁装置至少具备有设置于前开式晶圆盒本体之内的吹气构件以及连接吹气构件并供给气体至吹气构件的气体供应装置。吹气构件是设置于底板两侧，且出气构件可为过滤器或喷嘴。从吹气构件吹出的气体可为惰性气体或氮气。

本发明在进行半导体制程步骤的期间，利用加装有清洁装置的前开式晶圆盒，将从晶圆上扩散出的气体带离前开式晶圆盒，因此可以避免晶圆因出气现象而彼此污染。而且，此种前开式晶圆盒构造简单，因此不需要另外更改制程装置的设计，而可以节省制程设备的成本。此外，此种前开式晶圆盒可以自由的从制程装置上装卸，其应用较为简便，而且吹气构件同时具有过滤的功能，而可以维持前开式晶圆盒具有一定的洁净度。

附图说明

图1所绘示为已有一种处理晶圆的半导体制程设备上视示意图；

图2所绘示为本发明的前开式晶圆盒的立体结构示意图；

图3所绘示为装设有本发明的前开式晶圆盒的一种处理晶圆的半导体制程设备上视示意图。

具体实施方式

为让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：

图2为绘示本发明的前开式晶圆盒的立体结构示意图。

请参照图2所示，本发明的前开式晶圆盒200包括前开式晶圆盒本体202与清洁装置204。清洁装置204例如是由吹气构件206a～206d、气体供给装置208、管路210、212所构成。

吹气构件206a～206d设置于前开式晶圆盒本体202内部，多个吹气构件206a～206d例如是以每隔一段距离以交错的方式设置于与前开式晶圆盒本体202的开口202a相对的底板202b的左右两侧。举例来说，吹气构件206a、206b是设置于底板202b的一侧，且吹气构件206a与吹气构件206b彼此相距一段距离。吹气构件206c、206d是设置于底板202b的另一侧上，且吹气构件206a与吹气构件206b彼此相距一段距离。而吹气构件206a、206b与吹气构件206c、206d吹气构件彼此交错。吹气构件206a～206d例如是喷嘴或过滤器，其材质可为树脂材料或陶瓷材料等。从吹气构件206a～206d吹出的气流较佳为层流(Laminar Flow)状态216，而可以稳定的将从晶圆214表面扩散出的气体吹出，并且吹气构件206a～206d也可以过滤供给气体中的杂质。气体供给装置208例如是用于供给乾净的压缩空气或惰性气体(包括氮气、氦气、氖气、氩气、氪气、氙气等)。管路210、212连接吹气构件206a～206d与气体供给装置208。其中，管路210连接吹气构件206a、206b，管路212连接吹气构件206c、206d。

接着，说明本发明的前开式晶圆盒的动作原理，首先利用气体供给装置208供给气体(例如是氮气)，然后气体经过管路210、212到达吹气构件206a～206d并流入前开式晶圆盒200中，当气体通过吹气构件206a～206d时，气体中的微尘或其他杂质会被吹气构件206a～206d过滤，而且气体通过吹气构件206a～206d后就会变成层流状态216，并吹拂晶圆214表面并带走晶圆214表面扩散出的杂质，使前开式晶圆盒内具有一定的洁净度。

在上述说明中，吹气构件的个数是以四个为例做说明，当然吹气构件的个数并不限定为四个，而可以是实际需要而设置适当的个数。而且，在吹气构件是以设置在与前开式晶圆盒本体的开口相对的底板的左右两侧。当然。吹气构件也可以设置在底板的上下两侧或任何位置，甚至于整个底板上。

图3所绘示为设置本发明的前开式晶圆盒的半导体制程装置的上视图。请参照图3所示，制程装置300包括反应室302、加载互锁区304、迷你环境区306、机械手臂308、310、前开式晶圆盒座312与前开式晶圆盒314。其中，前开式晶圆盒314是设置于前开式晶圆盒座312上，且前开式晶圆盒314内设置有清洁装置316。

接着说明装上具备有本发明的前开式晶圆盒的制程装置的操作原理。

首先，将晶圆载入前开式晶圆盒314内，然后在将前开式晶圆盒314内的晶圆载入反应室302时，以迷你环境区306的机械手臂308伸入前开式晶圆盒314中拿取晶圆。机械手臂308拿取晶圆后，将晶圆放置于加载互锁区304的晶舟上，然后再以加载互锁区304的机械手臂310将放置有晶圆的晶舟传送至反应室302进行反应。

当对晶圆进行制程结束后，先以加载互锁区304的机械手臂310将放置有晶圆的晶舟从反应室302中移出，再以迷你环境区306的机械手臂308拿取晶舟上的晶圆后，将晶圆放回前开式晶圆盒314中。然后，再重复同样的动作将前开式晶圆盒314内的其他的晶圆依序送至反应室302中进行反应，直到前开式晶圆盒314内所有的晶圆都完成制程。在对前开式晶圆盒314内的第一片晶圆进行反应直到对前开式晶圆盒314内的最后一片晶圆进行反应的过程中，开启前开式晶圆盒上的清洁装置316，使气体从气体供给装置316c送出，并通过管路316b后，从设置于前开式晶圆盒314内的吹气构件316a喷出。于是，当经处理过的晶圆产生排气现象(Outgassing)时，从晶圆上扩散出的气体(如磷气体)会被从吹气构件316a吹出的气体带离前开式晶圆盒314内，因此可以避免污染晶圆盒内的其他未经过处理的晶圆，导致产品的优良率降低。

依照本发明实施例所述，在前开式晶圆盒内加装清洁装置，此清洁装置喷吹出的气体可将从晶圆上扩散出的气体带离前开式晶圆盒，因此在进行半导体制程步骤的期间，可以避免晶圆因出气现象而彼此污染。

而且，本发明直接于前开式晶圆盒内加装清洁装置，其构造简单，因此不需要另外更改制程装置的设计，而可以节省制程设备的成本。

此外，本发明的前开式晶圆盒可以自由的从制程装置上装卸，其应用较为简便，而且吹气构件同时具有过滤的功能，而可以维持前开式晶圆盒具有一定的洁净度。

虽然本发明已以一较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。