用于精密生产的环境保持系统及方法与流程

【技术领域】

本发明涉及一种半导体与平板显示技术领域，特别是涉及一种在无尘室等级的精密生产环境下提升洁净度的系统及方法

背景技术：

近年来，人们对液晶显示面板要求越来越高，超薄、重量轻、低耗电，可以提供更艳丽的色彩和更清晰的影像的低温多晶硅(lowtemperaturepoly-silicon，ltps)等高阶面板越来越受到青睐。但是，ltps等高价面板生产遇到良率不高的技术瓶颈。其中很大一部分原因在于无尘室环境的洁净度(空气污染物如灰尘、酸碱气体、有机物、硼元素等)以及温度和湿度等无法达到分辨率要求。

一直以来，制造液晶显示组件、半导体组件(集成电路)等电子组件的工厂，为了保证产品的洁净度，现有的做法通过设计无尘室，主要是采用气流(airflow)的理念形成一封闭型式的环境，利用空气过滤单元(fanfilterunit，ffu)产生洁净气体将原本环境内部的脏空气带走，再由滤网过滤脏空气内的微粒子(particle)，进而达到符合无尘等级的环境。无尘室内自动仓储系统、装载卸载装置、缓存装置、基板平台等使用的回风均采用整个无尘室大环境的气流循环方式。

然而，因无尘室环境较大，各设备间气流循环时相互干扰，产品在仓储、搬运及生产过程中极易受到环境洁净度的影响，其无尘等级仅能维持到class10(0.3u)(1立方米空气中大于0.3um大小的颗粒不超过10颗)。而未来高分辨率ltps/oled等高价产品则可能要求class1(0.1u)的洁净度(1立方米空气中大于0.1um大小的颗粒不超过1颗)。因此造成现有技术无法解决ltps/igzo/am-oled等高精密产品生产洁净度、温湿度等达不到要求的问 题。

有鉴于此，有必要提供一种用于精密生产的环境保持系统及方法，以解决现有无尘室环境的洁净度不足的问题。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种用于精密生产的环境保持系统及方法，其主要包含一输送卡匣及一制程处理设备。所述输送卡匣与所述制程处理设备可以分别或在结合后保持良好的环境的洁净度，无论是在储存、搬运还是在生产过程中，都能有效提高产品的洁净度，并解决ltps/igzo/oled等高精密产品生产洁净度、温湿度等达不到要求的问题。

为达上述目的，本发明提供一种用于精密生产的环境保持系统，其包含：

一输送卡匣，其包含一容置空间、一可开关的第一活动舱门及一第一环境保持装置，其中所述容置空间用于承载至少一待加工产品；所述第一活动舱门设于所述容置空间的一侧边以使所述容置空间形成密封，所述第一环境保持装置使所述容置空间内保持一正压环境；及

一制程处理设备，其包含一作业空间、一可开关的第二活动舱门、一内部运输单元及一第二环境保持装置，其中所述作业空间用于加工所述待加工产品；所述第二活动舱门设于所述作业空间的一侧边；当所述输送卡匣的第一活动舱门与所述制程处理设备的第二活动舱门结合并打开时；所述输送卡匣的容置空间暴露于所述制程处理设备的作业空间内；所述内部运输单元用于在所述容置空间及所述作业空间之间来回运送所述待加工产品；当所述第二活动舱门关闭时，所述作业空间形成密封，所述第二环境保持装置使所述作业空间内保持一正压及恒温/恒湿环境。

在本发明的一实施例中，所述第一环境保持装置包含一第一空气过滤单元，其使所述容置空间内保持一正压环境。

在本发明的一实施例中，所述第二环境保持装置包含一第二空气过滤单 元及一温湿度控制单元，所述第二空气过滤单元使所述制程处理设备内保持一正压环境，所述温湿度控制单元使所述制程处理设备内保持一恒温/恒湿环境。

在本发明的一实施例中，所述内部运输单元为一机械手臂。

在本发明的一实施例中，所述制程处理设备是一化学气相沉积(cvd)设备或一准分子激光退火(ela)设备。

为达上述目的，本发明另提供一种用于精密生产的环境保持方法，其包含以下步骤：

(a)提供一输送卡匣，其包含一容置空间、一可开关的第一活动舱门及一第一环境保持装置，其中所述容置空间承载多个待加工产品；关闭所述第一活动舱门使所述容置空间形成密封，运作所述第一环境保持装置使所述容置空间内保持一正压环境；

(b)提供一制程处理设备，其包含一作业空间、一可开关的第二活动舱门、一内部运输单元及一第二环境保持装置；并运作所述第二环境保持装置使所述作业空间内保持一正压及恒温/恒湿环境；

(c)使用一外部运输单元将所述输送卡匣运送至所述制程处理设备；

(d)结合所述输送卡匣的第一活动舱门与所述制程处理设备的第二活动舱门并同时打开，使所述输送卡匣的容置空间暴露于所述制程处理设备的作业空间内；

(e)使用所述内部运输单元取出所述容置空间内的所述待加工产品，并放置于所述制程处理设备的作业空间内；及

(f)运作所述制程处理设备以对所述待加工产品进行制程加工作业。

在本发明的一实施例中，所述第一环境保持装置包含一第一空气过滤单元，其使容置空间内保持一正压环境。

在本发明的一实施例中，所述第二环境保持装置包含一第二空气过滤单 元及一温湿度控制单元，所述第二空气过滤单元使所述制程处理设备内保持一正压环境，所述温湿度控制单元使所述制程处理设备内保持一恒温/恒湿环境。

在本发明的一实施例中，所述制程处理设备是一化学气相沉积(cvd)设备或一准分子激光退火(ela)设备。

在本发明的一实施例中，所述内部运输单元为一机械手臂。

在本发明的一实施例中，所述外部运输单元为一自动仓储系统的运输单元。

【附图说明】

图1：本发明实施例的一种用于精密生产的环境保持系统的示意图。

图2a至2f：本发明实施例的一种用于精密生产的环境保持方法的动作示意图。

【具体实施方式】

为让本发明上述目的、特征及优点更明显易懂，下文特举本发明实施例，并配合附图，作详细说明。为让本发明上述目的、特征及优点更明显易懂，下文特举本发明较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。再者，本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参照附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。

附图和说明被认为在本质上是示出性的，而不是限制性的。在图中，结构相似的单元是以相同标号表示。另外，为了理解和便于描述，附图中示出的每个组件的尺寸和厚度是任意示出的，但是本发明不限于此。

在附图中，为了清晰起见，夸大了层、膜、面板、区域等的厚度。在附图中，为了理解和便于描述，夸大了一些层和区域的厚度。将理解的是，当例如层、膜、区域或基底的组件被称作“在”另一组件“上”时，所述组件可以 直接在所述另一组件上，或者也可以存在中间组件。

另外，在说明书中，除非明确地描述为相反的，否则词语“包括”将被理解为意指包括所述组件，但是不排除任何其它组件。此外，在说明书中，“在......上”意指位于目标组件上方或者下方，而不意指必须位于基于重力方向的顶部上。

请参照图1，其是本发明实施例的一种用于精密生产的环境保持系统的示意图。本发明实施例的一种用于精密生产的环境保持系统100，其可包含：一输送卡匣10及一制程处理设备20。

所述输送卡匣10其包含一容置空间11、一可开关的第一活动舱门12及一第一环境保持装置13，其中所述容置空间11用于承载至少一待加工产品200；所述第一活动舱门12设于所述容置空间11的一侧边以使所述容置空间11形成密封，所述第一环境保持装置13使所述容置空间11内保持一正压环境。

所述制程处理设备20包含一作业空间21、一可开关的第二活动舱门22、一内部运输单元23及一第二环境保持装置24，其中所述作业空间21用于加工所述待加工产200；所述第二活动舱门22设于所述作业空间21的一侧边；当所述输送卡匣10的第一活动舱门12与所述制程处理设备20的第二活动舱门22结合并打开时；所述输送卡匣10的容置空间11暴露于所述制程处理设备20的作业空间21内；所述内部运输单元23用于在所述容置空间11及所述作业空间21之间来回运送所述待加工产品200；当所述第二活动舱门21关闭时，所述作业空间21形成密封，所述第二环境保持装置24使所述作业空间21内保持一正压及恒温/恒湿环境。

在本发明的一实施例中，所述第一环境保持装置13包含一第一空气过滤单元13a，其使所述容置空间11内保持一正压环境。在本发明一实施例中，所述第一空气过滤单元13a例如是一风扇过滤组(ffu，fanfilterunit)，所述 ffu保持通电运转状态，所述ffu使所述输送卡匣10内保持正压，使所述产品200(如液晶面板的玻璃基板或半导体的基板)表面如有灰尘会持续被吹出所述输送卡匣10外。

在本发明另一可能实施例中，所述第一空气过滤单元13a例如是一高压泵单元(hpu，high-pressurepumpunit)以及化学过滤(chemicalfilter)单元。

在本发明的一实施例中，所述第二环境保持装置24包含一第二空气过滤单元24a及一温湿度控制单元24b，所述第二空气过滤单元24a使所述制程处理设备20内保持一正压环境，所述温湿度控制单元24b使所述制程处理设备20内保持一恒温/恒湿环境。所述第二空气过滤单元24a例如是一高效滤网(hepa，highefficiencyparticulateairfilter)。

在本发明的一实施例中，所述内部运输单元23为一机械手臂、滚轮或履带等运输装置。

在本发明的一实施例中，所述制程处理设备20例如是一化学气相沉积(cvd)设备，ltps工艺流程中化学气相沉积(chemicalvapordeposition，简称cvd)是通过气相或者在基板表面上的化学反应，在基板上形成薄膜。用化学气相沉积方法制备薄膜材料时，为了合成出优质的薄膜材料，必须控制好反应气体组成、工作气压、基板温度、气体流量以及原料气体的纯度等。cvd制程通过本专利设计方式，可有效解决成膜前异物偏高问题。

在本发明的另一实施例中，所述制程处理设备20例如是一准分子激光退火(ela)设备，ltps的一个关键工艺是准分子激光退火(excimerlaserannealing，ela)技术，亦即利用准分子激光作为热源以将非晶硅结构转换为多晶硅结构，具有更高的分辨率和更快的反应速度。环境空气污染物如灰尘、酸碱气体、有机物、硼元素等对该制程的影响尤为明显。ela制程通过本专利设计方式，可有效解决酸碱及有机气体影响图形异常问题。

然不限于上述实施例，在其他实施例中，制程处理设备20也可应用于其 他的半导体制程、或光电制程等精密制程中。

在本发明的一实施例中，所述制程处理设备20密封的方式是可以是将所述设备的四周及上、下方密封起来隔离，仅保留提供所述输送卡匣10进出的出入口，如所述第二活动舱门22。另外，优选地，所述制程处理设备20是由上方送入超洁净的恒温恒湿的空气，并从下方抽走洁净度低的空气，因此所述制程处理设备20内始终保持恒温恒湿超洁净的状态。

综上所述，本发明实施例的一种用于精密生产的环境保持系统100可用来提升精密生产环境(如无尘室)的洁净度，无论是在储存、搬运还是在生产过程中，除了依赖整个工厂大环境的回风系统外，均将产品使用小环境增加独立的回风系统。并且，本发明可针对工厂内某些对产品洁净度及温湿度要求极高的制程单独设计小环境增加独立的回风系统。

请参照图2a-2f，其是本发明实施例的一种用于精密生产的环境保持方法的动作示意图。本发明实施例的一种用于精密生产的环境保持方法，其包含以下步骤：

(a)如图2a所示，提供一输送卡匣10，其包含一容置空间11、一可开关的第一活动舱门12及一第一环境保持装置13，其中所述容置空间11承载多个待加工产品200；关闭所述第一活动舱门12使所述容置空间11形成密封，运作所述第一环境保持装置13使所述容置空间11内保持一正压环境。

(b)如图2b所示，提供一制程处理设备20，其包含一作业空间21、一可开关的第二活动舱门22、一内部运输单元23及一第二环境保持装置24；并运作所述第二环境保持装置24使所述作业空间21内保持一正压及恒温/恒湿环境。

(c)如图2c所示，使用一外部运输单元300将所述输送卡匣10运送至所述制程处理设备20。

(d)如图2d所示，结合所述输送卡匣10的第一活动舱门12与所述制程 处理设备20的第二活动舱门22并同时打开，使所述输送卡匣10的容置空间11暴露于所述制程处理设备20的作业空间21内。

(e)如图2e所示，使用所述内部运输单元23取出所述容置空间11内的所述待加工产品200，并放置于所述制程处理设备20的作业空间21内。

(f)如图2f所示，运作所述制程处理设备20以对所述待加工产品200进行制程加工作业。

优选地，所述外部运输单元300为一自动仓储系统的运输单元。

另外，所述制程加工作业完成后，使用所述内部运输单元23将所述制程处理设备20的作业空间21内的产品200送回所述输送卡匣10的所述容置空间11内，并可接着取出下一个待加工产品200以进行制程加工作业。当所述输送卡匣10内的所有产品200都完成作业后，即可关闭所述输送卡匣10的第一活动舱门12与所述制程处理设备20的第二活动舱门22，并通过所述外部运输单元300将所述输送卡匣10移出所述制程处理设备20。

通过上述本发明的一种用于精密生产的环境保持系统与方法，使产品在整个储存、搬运及生产过程中均净化处理空气污染物(灰尘、酸碱气体、有机物硼元素等)，以及恒定温度和恒定湿度。因此可以解决ltps/igzo/am-oled等高精密产品生产洁净度、温湿度等达不到要求的问题。其中，通过所述输送卡匣10及所述制程处理设备20，可显着提高了产品洁净度从class10(0.3u)提升到class1(0.1u)。并且，系统中各装置环境相互独立，各自洁净度、温湿度等独立可控，以及可针对工厂内某些对产品洁净度及温湿度要求极高的制程单独设计小环境增加独立的回风系统。既达到洁净度要求，又节约成本。

“在一些实施例中”及“在各种实施例中”等用语被重复地使用。该用语通常不是指相同的实施例；但它亦可以是指相同的实施例。“包含”、“具有”及“包括”等用词是同义词，除非其前后文意显示出其它意思。

虽然各种方法、设备、及系统的例子已被描述于本文中，但本揭示内容涵盖的范围并不局限于此。相反地，本揭示内容涵盖所有合理地落在权利要求界定的范围内的方法、设备、系统及制造之物，权利要求的范围应依据已被建立的申请专利范围解释原理来加以解读。例如，虽然上面揭示的系统的例子在其它构件之外还包括可自硬件上执行的软件或或韧体，但应被理解的是，该等系统只是示范性的例子，并应被解读为是限制性的例子。详言之，任何或所有被揭示的硬件、软件、及/或韧体构件可被专门地被体现为硬件、专门地被体现为软件、专门地被体现为韧体、或硬件、软件及/或韧体的一些组合。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已公开的实施例并未限制本发明的范围。相反地，包含于权利要求书的精神及范围的修改及均等设置均包括于本发明的范围内。