专利名称：用于处理用于半导体基底的运送和大气下储存的运输支撑件的方法,以及用于实施这种 ...的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于处理用于基底的运送和大气下储存的运输支撑件的方法，例如用于半导体晶片或分划板的运输盒，该运输支撑件可能已经经历了之前的使用液体的清 洁过程，例如用纯水清洗。本发明还包括用于实施这种方法的处理站。
背景技术：
运输和储存盒(pods)形成在大气压力下的与基底运输和使用环境分开的受限制 空间，用于一个或更多基底的运输和储存。在半导体制造工业，这些盒被用于运输基底，例如半导体晶片或分划板，将其从一 个设备运输到另一个上，或者在两个制造阶段之间储存基底。区别尤其是存在于用于运输和储存晶片的前方开口一体盒(FOUP)和用于运输和 储存分划板(reticles)的分划板SMIF盒(RSP)、底部开口标准机械界面盒(SMIF盒)、“开 匣”盒、以及用于运输用于太阳能工业的基底的盒之间。这些运输盒由诸如聚碳酸酯这样的材料制造，在某些情况下，可能使污染物集中， 尤其是有机的、基的、胺、酸和掺杂性污染物(AMC)，这可能是来自运输盒的制造及/或它们 的使用。此外，在半导体制造过程中，运输盒被操作，这引起污染颗粒的形成，而污染颗粒 停留在运输盒的壁上，因而污染壁。附着在运输盒的壁上的颗粒随后会变松，落在储存在这 些盒中的基底上并损坏基底。因此计划经常性清洁这些盒，用诸如去离子水冲洗盒。这个清洗阶段持续5到7 分钟之间，随之而来是更长时间的干燥阶段(在5至8小时之间)，包括例如其中运输盒被 由红外辐射加热的热空气的对流加热以及被离心的阶段，跟着的是其中将运输盒留在露天 的阶段。残余的清洁流体，尤其是水蒸汽是主要的需要除去的污染物。干燥阶段的缺点是它不足够有效。用于通过对流以进行加热的空气的温度被限制到50°C，因为需要避免损坏制造运 输盒的材料以及避免它变形而导致它不适于自动机器使用。结果这样的温度太低而无法去 除所有残余液体。同样地，被离心的运输盒的旋转速度受到限制以致不产生新的污染颗粒。结果残留的水仍被截留在盒的壁中。还注意到干燥是不一致的。运输盒具有复杂的几何结构，包括许多死区，这些死区难以接近并且捕捉湿气以 及其他外来物质。此外，运输盒不是全部来自相同的制造过程，并且某些盒可能比其他盒需要在露天中干燥更长时间。而且，某些盒壁是新的，而其他盒壁则已经被经常处理并且呈现出更多孔的表面。即使长时间在露天中，某些运输盒仍残留湿气。此外，在露天中干燥要求运输盒几个小时都不动。平均来说，让盒的壁的退吸作用 流达到足够低和可接受的水平，需要5到8个小时。制造商因此规划安装大的干燥室，其中储存运输盒，同时等待盒完全干燥。同样地，要求大的运输盒队(fleet)。这些清洁室的安装和后勤管理，其中清洁度、空气的温度、湿度和压力必须被时不 时地调整，构成主要的且昂贵的投资。此外，日益苛刻的污染标准迫使制造商提高对运输盒的清洁频率，因此进一步增 大对储存它们同时等待干燥阶段结束所需要的空间。因此，需要确保更有效且更快地清洁例如运输盒等运输支撑件。一个困难是制造运输支撑件的材料通常是多孔的，容易包含需要被去除或阻塞的 外来物质。另一个困难是运输支撑件不支撑接触清洁，这会冒着产生污染颗粒的风险。考虑了微波辐射加热残余湿气以及帮助除去它的可能性。然而，该方法不能与新 一代运输盒一起使用，因为其包括不能被接地的射频波识别装置和金属元件。另一个限制是运输支撑件的表面污染必须是最小的一般运输支撑件的内表面一 定不能包含任何大于65nm的颗粒，它一定不能包含任何湿气，并且它一定不能包含干扰电 荷。
发明内容
因而本发明的目的是提出一种用于运输支撑件的方法和处理站，其在相当程度上 改善和加速外来物质的移除，尤其是分子污染化合物(AMC，V0C)及/或清洗阶段后的湿气， 用于减小它们的不动时间并且保证运输支撑件的壁有令人满意的清洁度。实际上，本发明目的在于保证处理在十分钟以内，不会降低运输支撑件的品质或 者使运输支撑件变形，并且不会产生干扰静电电荷。为此，本发明提出一种处理用于基底的运送和储存的运输支撑件的方法，包括处 理阶段，在该阶段期间，运输支撑件上的待处理的表面受到低于大气压的气态压力和红外 辐射的结合作用，以从所述待处理的表面去除外来物质。由于作用在所述待处理的表面的低于大气压的气态压力和红外辐射的这种结合 作用，外来物质的移除特别地快速和完整，提供一种在要求时间(换句话说，在10分钟)内 具有清洁的运输支撑件的意想不到的方式，并且不会使运输支撑件降级或变形。为了实现让处理时间尽可能短，大约在10分钟内，目的是尽可能大地减小所述待 处理地表面所受到的气态压力。然而，太低的压力加速蒸发并且同时降低液体的温度，并且 避免要被除去的液体外来物的凝固是重要的，因为这种凝固会在相当程度上延长用于去除 这些外力物体的时间，并且使其几乎不可能检测出处理过程的结束，意味着得到的清洁质 量是不令人满意的。为了避免这种不合时宜的凝固，在本发明的方法期间，可以有利地保证低于大气压的压力保持为大于要被除去的液体外来物质的相图的三态点的压力。同时，所关心的是，提高红外辐射的效率以便将要去除的外来物质置于足够高的温度下以避免它们的固化，同时保持该温度在可允许的温度界限以下，超出所述温度界限 运输支撑件可能被降级，例如变形使得它不适于利用机器人，或者例如材料的结构改变使 其多孔而易受污染。由于这个原因，优选红外辐射应具有最大强度在要去除的外来物质的吸收波长附 近的发射光谱。优选地，红外辐射可以是间歇辐射，其包括初始的连续阶段将所述待处理的表面 设定到适当温度。因而该辐射优选作用到要被除去的水基外来物质上，该初始阶段被用于 加速所述设定到适当温度这一过程，因而在相当程度上减少处理时间。此外，这用于分开地 控制红外发射光谱以及待处理的表面的温度。实际上，为了进行间歇辐射，有利的是测量测试温度，其表示待处理的表面的温 度，并且可以根据所述测试温度控制红外辐射，以使保持待处理表面的所述温度在低于最 大可允许温度阈值的温度设定附近。由此，允许尽可能地接近最大可允许温度，因而减少处 理时间。同样为了减少处理时间的目的，尽可能地将压力设定低，低于大气压的气态压力 能有利地被测量以及与压力设定相比较，以便根据比较结果控制调整压力的手段，例如抽 吸速度、抽吸传导率、气态流注入传导率，以便使所述低于大气压气态压力到压力设定附近 并将其保持在该水平上。如前面所指出的那样，除去外来物质的一个困难在于运输支撑件的复杂形状。这 个复杂形状包括陷阱区域或凹陷，外来物质会积聚在其中并因而难以去除。从这些凹陷除去外来物质的时间可以通过允许局部化的气态流被注入到接近待 处理的表面上的外来物质被俘获的至少一个区域处的阶段而被进一步减少。局部化的气态 流有助于该陷阱区域的污染元素的去除，在相当程度上减少了处理时间。所用的气体例如 可以是氮或氦，氦更为有效并且允许进一步缩短处理时间。在处理过程结束处，可以有利地包括调节阶段，在该阶段期间，待处理的表面受到 温度至环境温度左右的逐步下降以及同时随着清洁气流的注入受到气态压力的至大气压 力的逐步上升，清洁气流没有要被除去的外来物质。在该阶段期间使用清洁气流，以使待处理表面区域被清洁气体分子饱和，于是在 压力上升以及冷却过程中，通过海绵效应避免待处理表面被环境大气再次污染。清洁气流应该有利地选择为处于足够低的速度，例如在大约大气压力下低于 0. 4m/s，但是广泛分布以允许较高的流动速率，从而避免产生干扰静电电荷以及夹带污染 性颗粒。有了这样的相当多但是低速的气态流，蒸汽相(steam phase)被抽空到接近液状 残渣，因而改变液_汽平衡，由此加速了处理。因为经济和安全的原因，在低于大气压的过程的结束处，优选使用氮或空气。根据有利的实施例，能够测量参数，该参数表示外来物质从待处理的表面上移除， 并且一旦该代表性参数到达参照值则中断处理。以这种方式，适应所述处理到由传输支撑件在处理之前表现的实际情况，可以确保有效处理。例如，代表性参数可以是运输支撑件的重量，或者在真空泵的出口处的AMC或湿 度的量，或者在密封的室中的气态压力。根据另一方面，本发明计划一种用于基底的运送和储存的运输支撑件处理站，包 括
-密封室，用于连接到抽吸装置并适于接受带有待处理表面的至少一个运输支撑 件，-至少一个红外辐射源，适合用于让所述待处理表面经受红外辐射，-控制装置，适于将抽吸装置以及用于让所述待处理表面经受红外辐射的红外辐 射源控制成为低于大气压力的气态压力和红外辐射的结合作用。这样的站被用来实施上面限定的方法，以及获得非常短的处理时间和有效的处理。优选地，处理站应包含至少一个温度传感器，放置在密封室中，并适于测量代表待 处理的表面的温度的测试温度。因此，可以一直知道待处理表面的温度，并且如果需要的话，记住该温度以保证没 有降级。实际上，根据一个特定实施例，温度传感器包含测试层，其由类似于构成待处理的 运输支撑件的材料制成，并且是低厚度的，其一个表面受到所述红外辐射，而其相对的表面 与温度探针接触。这样，温度传感器能存在于密封室中，在用于插入或移除运输支撑件在密封室的 阶段期间，温度传感器不需要移动或者被装设电线。在原理上，测试层的温度与待处理的表面的温度非常相似，由于测试层的低厚度， 温度探针能测量与待处理表面的温度非常接近的温度。优选地，控制装置应该包括红外控制程序，其检查由温度传感器产生的温度数据， 当由温度传感器测得的温度比起温度设定(temperaturesetting)被降低超过预定差时， 温度设定自身温度低于最大可允许温度阈值，该程序触发红外辐射源的电源，并且当温度 传感器测得的温度超出所述温度设定大于预定差时，该程序中断红外辐射的电源。这样，处理站被用于保持温度尽可能接近最大可允许温度阈值，以进一步减少处 理时间。有益的是，红外辐射源能够基本照射在包含要被除去的外来物质的待处理表面区 域上，尤其是凹陷区域和其他陷阱区域。因此实际上，红外辐射源可以包括至少一个源部分，其适合被插入到盒形式的运 输支撑件内。处理时间因而被缩短。为了也减少处理时间，初始气体注入装置也能有利地被设计成将第一局部化的气 体流注入到待处理表面的附近。相反地，在再加压期间，优选地让被注入的气体以低速产生分布的流。然后第二气 体注入装置可以有利地设计成将清洁气体流注入到密封室中，与待处理的表面分开。根据一个有利的实施例，处理站可包括装置，该装置用于测量代表外来物质从待 处理的表面上的移除的参数，并且可以设计让控制装置适于在所述代表性参数到达参照值时中断该处理。实际上，处理站可以包括至少一个电子秤，其位置使得能测量至少一个运输支撑 件的重量并产生重量信号，以及处理该重量信号以从该重量信号推论出处理阶段的结束的
直ο该秤可包含电反馈电路，其包含放置在永久磁铁的磁场中的至少一个补偿绕组以 便能在运输支撑件对所述秤施加力时产生电磁补偿。作为另一个选择，处理站可以有利地包含在抽吸装置的真空泵的出口处的湿度及 /或AMC传感器，及/或密封室的压力计。处理站可以具有其他特征，可以单独或结合采用这些特征，尤其是-放置在室的开口的周界上的垫圈，与室的关闭盖相对，并且包括适于压缩该垫圈 在室的关闭位置上的至少一个汽缸；-用于衰减振动的装置，放置在所述站的框架的下侧面和所述底边之间；-用于气体种类的控制装置，包括连接到该室的衍生的激发单元(derived excitation cell)并包括适合用于在所述单元内形成等离子体的电磁激发天线。处理站还能被连接到用于使用液体清洁运输支撑件的设备，其包括将运输支撑件 从所述清洁设备运送到所述处理站的装置。本发明也适用于包含真空泵和至少一个如前所述的处理站的处理设备。
结合附图，在阅读本发明的描述后，其他优点和特征会变得显而易见，在附图中图1为流程图，示出根据本发明一个实施例的方法的不同阶段；图2为根据本发明一个实施例在打开位置中的处理站的透视侧视图；图3呈现的是图2中的处理站的概观图示；图4呈现的是根据放置在真空中的时刻，运输支撑件的测得的重量的进展图；图5示出水的相图；图6示出用水吸收红外辐射的曲线；图7、8和9分别地以前视图、后视图和横截面侧视图示出根据本发明的一个实施 例的温度传感器；图10示出形成图7到9的温度传感器的操作的图示；和图11示出图解说明在该方法中红外辐射、温度和压力的变化的时间图。
具体实施例方式在这些所附的图示中，赋予相同的元件以相同的附图标记。为了清楚起见，该方法的阶段从100开始被编号，而站的元件从1到60被编号。图1示出对用于基底的运送和储存的运输支撑件的处理方法(在虚线的矩形100 内)。该方法适用于运输支撑件1，如图2所示，支撑件可以例如已经经历过使用液体的 诸如图1中所示的阶段101用去离子水清洗人清洁过程。运输支撑件1是用于运送和在大气下储存诸如半导体晶片、分划板、用于太阳能工业中的薄膜的基底的装置。例如，运输支撑件1是运输盒的壳体2、盒门3及/或运输盒本身。运输盒可以特 别是F0UP类型的一体的运输盒、SMIF盒、RSP或者“开匣”，或者用于太阳能传感器的基底 的运输盒。根据本发明的方法特征在于它包括处理阶段，在图3和图10中示出，在该阶段中， 运输支撑件1被放在连接到真空泵5上的密封室4中(阶段102)，运输支撑件1的待处理 的表面la受到通过真空泵5 (阶段103)的低于大气压力的气态压力PSA和红外辐射IR的
结合作用。壁的处理允许仅在大约10分钟后就干燥到令人满意的水平而且使这些壁的脱气 (degassing)最优化。运输支撑件1的处理目的在于通过干燥和解吸附(desorption)去除液体残余以 及蒸汽形式的那些物质，并且有时甚至是某些固体残渣，尤其是诸如水的清洁剂。另外观察到该方法被用于获得运输支撑件，对于该方法，可以从一个支撑件到另 一个支撑件上完全再现解吸附流水平以及因此的干燥水平，而不会如现有技术的方法那样。在现有技术的干燥方法中，首先，水汽残余会残留嵌入在运输支撑件1的死区，并 且其次，脱气水平取决于运输支撑件的历史。本方法的再现性因此用于保证在接着液体清洁后在相同的处理方法后，运输支撑 件1具有相同水平的清洁度。例如，运输支撑件1受到前级真空，其中所述低于大气压力的压力(pressure subatmospheric)PSA低于1000毫巴，优选在100毫巴左右或10毫巴左右，并且观察到所述 低于大气压力的压力PSA保持大于要被除去的外来物质的相图的三相点的压力PT。例如， 在水作为上述要被去除的外来物质的情况中，三相点的压力PT是6毫巴(见图5)。为了去除运输支撑件1的壁的脱气流到更低的水平，在去除待处理的表面la上的 诸如水的液体外来物质以后，运输支撑件1可以经受次级真空，其中所述低于大气压力的 压力低于0. 1毫巴，并且优选地在0. 001毫巴左右。因此可以设计成，例如开始使运输支撑件1经受前级抽吸，然后，当达到要求的干 燥水平时，切换到次级抽吸。根据该方法，运输支撑件1被红外辐射IR加热，而运输支撑件1经受低于大气压 力的压力PSA。运输支撑件1被红外辐射IR加热到预定温度。通过测量运输支撑件1材料的温度TM控制从辐射IR发出的能量，以避免超出运 输支撑件1材料的最大可允许温度TA。图11示出对于红外加热过程的优选实施例。在这种情况中，红外辐射IR是间歇 的。它有利地包含将待处理的表面la设定到适当的温度的连续的初始阶段E1。然后，红外 辐射IR被交替地切断并且恢复令人满意的持续时间，以保持材料的温度TM在温度设定TC 附近。同时，在控制红外辐射产生装置的波长频谱的时候，允许间歇的红外辐射可允许待处 理的表面la的温度受到控制。在其中红外发射是连续的初始阶段E1期间，材料的温度TM快速地上升直到达到温度设定Tc。然后温度TM被保持在温度设定TC附近，温度设定TC自身低于最大可允许温 度阈值TA。实际上，表示待处理表面Ia的温度TM的测试温度被测量，并根据所述测试温度控 制红外辐射IR 当温度TM超过温度设定TC预定差时，例如1度，中断该红外辐射IR。然 后，当温度TM下降到低于温度设定TC预定差时，例如1度，恢复红外辐射。结果是在图11 的时间图中所示的温度TM曲线。此外，红外辐射IR波长发射谱线以使得加热发生在所述表面上并且在运输支撑 件1的材料内在第一层中的方式被选择，并且优选地发生在要被除去的液体外来物质上。 因此，大约3 μ m的波长对移除水是有利的。也可以选择让红外辐射作用在两个或更多不同波长上，这些波长易于被两种或更 多类型的要被除去的元素选择性地吸收。实际上，该红外辐射IR可以有利地具有发射光谱，该发射光谱的最大强度在要被 除去的外来物质的吸收波长附近。温度设定TC有利地大于环境温度，优选在50°C左右。低于大气压力的压力PSA尽可能低是必要的，但是一直地保持高于要被去除的物 质的三相点的压力PT，否则，要被去除的液体物质可能凝固，并且它们的去除可能变得非常 缓慢。为此原因，气态压力PSA可以有利地在密封室4内被测量并与压力设定PC相比较，以 根据比较结果控制诸如抽吸速度、抽吸传导率46、气态流注入传导率18的调整压力措施， 以便让所述低于大气压力的压力PSA在压力设定PC附近并且保持其在该水平。已经注意到，通过注射被局部化的气态流47靠近在运输支撑件1的待处理表面 Ia上的对外来物质的陷阱区域，在处理中可以获得相当程度的加速。这种局部化的气态流 47 (图10)有利于在待处理表面Ia附近中的分子和颗粒的夹带。优选地，返回到环境温度和大气压力附近发生，保持运输支撑件1在密封室4内， 因为冷却有利于清洁气体的吸收，而清洁气体能被用于将密封室4设定到大气压力并且使 待处理表面Ia钝化。实际上，可以有利地设计调节阶段EC(图11)，在调节阶段中，在注入没有要被除 去的外来物质的清洁气体流48的情况下，待处理表面Ia受到气态压力PAS的逐渐升高至 大约大气压力Pa附近，以及受到温度TM的下降至大约环境温度Ta。清洁气体流48 (图10) 不是局部化的，换句话说，它必须分布在密封室4中。清洁气体流48被选择为处于足够低 的速度下并且广泛分布以允许高的流动速率，并且避免产生干扰静电电荷以及污染颗粒在 待处理表面Ia上的夹带。对于优选经历过同样的在前清洗阶段的相同类型的盒，可以假定处理所需要的时 间是大致相同的。在这种情况中，在所述类型的运输支撑件1的预定持续时间特征以后，可 以中断处理，从这以后，运输支撑件1受到低于大气压力的压力。根据在图1的流程图上示出的一个有利的变型测量参数，该参数是外来物质从运 输支撑件1的待处理表面Ia上去除(阶段104)的特征，该参数的进展与参照物相比较(阶 段105)，换句话说，该参照物是参照值或参照曲线，其考虑了运输支撑件1的类型。参照物是运输支撑件的令人满意的解吸附水平的特征，并且因此是干燥的特征， 当该代表性参数到达参照值时，可以中断处理。
每种类型的运输支撑件1可以通过一组物理参数例如尺寸、材料、结构和几何形状而被辨别。特别是，有一体类型的盒，例如FOUP型盒、SMIF盒、RSP或“开匣”型盒，或者 用于太阳能传感器的基底的运输盒。一旦测得的参数等于或小于参照值，在密封室4中的压力然后可以被计划成尽可 能快地增加到大气压力。大气压力Pa是运输支撑件1在它们的使用环境下的压力，例如清洁室的大气压。当测得参数等于或低于参照值时，解吸附流水平已经达到足够低的水平。在这种情况中，可以进行选择，或者增大密封室4中的压力并移出运输支撑件 1 (阶段106)，或者将运输支撑件1储存在真空中从而在等待或者被再使用或者释放密封室 4的空间(阶段107)的时候继续解吸附它的壁。根据一种可能性，该特征参数是在密封室4中的气体的全部压力或部分压力。对抽吸的限制真空状态中的全部压力的测量是密封室4中的被解吸附流的指示 器，主要地来自待处理的运输支撑件1的脱气。这种测量方法对于高气流(大约几个sccm)是非常有效的。然而，当解吸附流较 低时(小于几个sccm)，这种测量技术可能缺乏准确性。此外，当气态流47被注入到密封室4中，解吸附流的信号可能被注入流的信号淹 没。对于该方法，也可以包括额外的净化阶段，该净化阶段包括净化气体填充操作， 在该填充操作期间，净化气体被引入到密封室4 ；以及净化气体抽吸操作，在该抽吸操作期 间，净化气体和初始气体的混合物通过抽吸从密封室4中抽出。根据另一种可能性，该特征参数是运输支撑件1的测得重量。该重量值随着外来物质的去除以及运输支撑件1的壁的被脱气流而变化。该测量优选地可以从真空泵5的稳态开始，以避免由于例如运输支撑件1所经历 的浮力以及在密封室4中的流移动而导致的对测量的干扰。图4为其中纵坐标上给定以克为单位的重量P，而横坐标上给定以小时、分钟和秒 为单位的时间T的图示。曲线150表示根据当密封室4被放置在真空中时的时间测得的运 输支撑件1的重量。应注意到支撑件1的重量随着时间的增加而减小。运输支撑件1的壁在真空中脱 气。因此，重量测量是运输支撑件1的处理水平的良好的指示器。根据另一种可能性，参照物可以是在真空泵5的出口处的湿度或AMC的量。有利地，参照物可以是该特征参数的预定义的时间变化。因而，当压力或者测得的重量的时间变化变得太低时，根据时间的解吸附流可能 不再是足够高以证明应当将运输支撑件1保持在真空中。备选地，参照物可以是预定义的阈值数值。为了说明根据本发明的处理方法的有效性，对放置在密封室4中并且经受了本发 明的不同作用的样品进行了测试。在所有情况中，在样品上使用了红外辐射IR。在两种情况中比较处理的速度，第一种情况是在大气压力下而第二种情况是在接 近水的三相点压力下(10毫巴)在接近三相点的压力下的情况种速度的增加是67%。
通过比较导致冰形成的过渡低压(6毫巴)以及在整个干燥时间内保证不会形成任何冰的正确压力(6. 7毫巴)，也测试了正确维持压力的重要性。速度上的增加是57%。 对于相同压力50毫巴，然后研究了插入气态流以保证维持该压力的效果。与没有气态流的 处理相比，插入气态流允许速度增加13%。然后研究了待处理的表面Ia相对于插入的气态流的位置的效果。发现，通过设置 待处理的表面Ia的位置在注入气态流的路径中，可以在速度上得到19%的增益。也研究了被注入的气体的性质的效果。使用氦，与注入氮相比，在相同的条件下在 速度上得到22%的增加。此外，在FOUP型运输支撑件上进行测试，测量在处理之后的运输支撑件的残余脱 气a)在通过红外辐射(50°C)在大气压力Pa下加热一个小时以后，残余脱气为 2. 5sccm，b)在放置在真空中并且没有额外加热的情况下1小时以后，残余脱气为 0. 77sccm，c)在放置在真空中并且用红外辐射(50°C )额外加热一小时以后，残余脱气为 0. 6sccm0这表明真空和红外辐射的结合的协同作用。根据本发明，如图2所示，还设计了用于运输支撑件1的处理站10，该支撑件用于 基底的运送和大气下储存，用于实施如前所述的处理方法。站10包含至少一个密封室4，优选地安装在框架7上。处理站10的密封室4被设计连接到抽吸装置真空泵5上(见图3)，并适于接受带 有待处理表面的至少一个运输支撑件1，例如用于基底的运输盒。处理站10包含至少一个红外辐射源49，适于使运输支撑件1的待处理表面Ia经 受红外辐射IR。图2示出接受4个FOUP型运输盒的处理站10。根据第一变型，真空泵5是前级真空泵。备选地，真空泵5可以包含要被连接到前级真空泵上的管道以及在所述前级真空 泵的上游的该管道的分支，被设计以连接到次级泵上，以便在实施该处理方法时能够从前 级抽吸切换到次级抽吸。密封室4优选地是圆筒形的，并由不锈钢制成以承受被放在真空中。它也包含开 口 9，开口可以被关闭盖11阻塞，关闭盖有利地安装在铰链13上(图2)。关闭盖11有利地在正面14上包含至少一个窗口 15，窗口由例如玻璃制成，允许操 作者检查是否运输支撑件1出现在里面。有利的是，窗口 15设计在每个运输支撑件的高度。此外，关闭盖11的正面14有利地包含塔状物16，用于显示处理站10的工作状态， 以及显示屏(无法看见)，该显示屏连接到处理站10的CPU17(图3)上。如在图3和10中能看到的那样，密封室4包含引入清洁气体60的装置，例如引入 干燥氮气的装置，以在处理运输支撑件1以后将密封室4设定到大气压下。当运输支撑件1是运输盒时，可以有利地被打开放置在密封室4中，以便当将它放置在真空中时不会使盒的壁变形。为此，处理站10包含例如被设计支撑每个运输支撑件1的搁架23、25。如图2中能看到的那样，处理站10优选地包括第一系列搁架23，盒的外壳2放 置在所述第一系列搁架23上；和第二系列搁架25，相应的门3放置在所述第二系列搁架25 上。有利的是，第二系列搁架25在关闭盖11的内部凹陷27中在垂直位置上支撑门3。第二系列搁架25的搁架还包含锁定突起29以保持盒的门3位于它下方。为了限制尺寸以及简化对运输支撑件1的接近，处理站10被设计为适于在密封室 4的固定部分中接受支撑件1的大块部分，以及在关闭盖11的凹陷27中接受第二部分。密封室4还包含门垫板31，其放置在开口 9的周围，以便当关闭盖11在关闭位置 (未示出)时密封该密封室4。也设计处理站10以包含至少一个汽缸33，优选地是气动的，安装在密封室4的铰 链13的关节上，以能够压迫门垫板31在密封室4的关闭位置。为了进一步改善关闭盖11在开口 9上的引导，设计了几个汽缸33，其均勻地沿处 理站10的铰链13的长度分布。优选是三个汽缸33如图2所示位于铰链的三个关节上。为了保证均勻地压迫门垫板31，还设计了至少一个引导件35，其由两个部件构 成，首先是销37，优选地连接到盖11，和其次是对应的孔，该孔被放置在密封室4的开口的 周界中，在门垫板31外面。优选地应该有与铰链关节一样多的引导件35，沿密封室4的开口 9的与包含铰链 13的那一侧相对的一侧均勻地分布，并大致在和汽缸33相同的高度上。因此，当关闭密封室4时，关闭盖11首先被在密封室4的开口 9上的销37引导和 确定中心。其次，一旦被放置到位，汽缸33的致动被用于将关闭盖11扣牢在开口 9上，并因 而压迫门垫板31，密封该室4。这种布局用于限制在门垫板31上在铰链13位置中的剪切约束。备选地，设计成使关闭盖11的至少两个引导件35大致对称地放在密封室4的开 口 9的边缘上以在密封室4的开口 9上对中关闭盖11。在该备选实施例中，还设计为使泵5的尺寸能够简单地通过放置密封室4在真空 中而压迫门垫板31。在图3和图10中，处理站10还包括具有CPU17的控制装置，其首先是设法使用抽 吸装置将密封室4放置在低于大气压力的压力下(PSA)，其次是控制红外辐射源49。这样， 处理站10适合使待处理表面Ia经受低于大气压力的气态压力和红外辐射IR的结合作用。对于红外辐射源49的控制，如图10中所示，有利的是有至少一个温度传感器50， 其放置在密封室4中并适用于测量代表待处理表面Ia的温度TM的测试温度。温度传感器 50被连接到密封室4，并被放置在以和待处理表面Ia相似的方式接受来自辐射源49的红 外辐射IR的区域中。确保红外辐射IR的作用在温度传感器50上产生的温度的上升与待 处理表面Ia所经历的相似。实际上，可以如在图7到9中所示地制造温度传感器50 温度传感器可以是基本平面平行的板，其材料与制造待处理的运输支撑件1的材料相似，例如加碳PEEK，大约60mm 长、约20mm宽、约8mm厚，具有定位孔51和52，用于将温度传感器连接到密封室4的壁，并 且具有用于插入温度探针54的盲孔53。盲孔53被低厚度(大约1毫米的十或二十分之一)的测试层55阻塞，测试层的 一面56经受红外辐射IR，而相反面接触温度探针54。测试层55的低厚度e被用于保证热 惯性低以及温度传感器50有良好的反应。实际上，CPU控制装置17包括红外控制程序，其检查由温度传感器50产生的温度 数据，当由温度传感器50测得的温度低于温度设定TC超过预定差并且该温度自身低于可 允许的温度阈值TA时，其触发红外辐射源49的电源，当由温度传感器50测得的温度高于 所述温度设定TC超过预定差时，其中断红外辐射源49的电源。在图10中所示出的实施例中，运输支撑件1为中空运输箱型元件。在这种情况中， 红外辐射源49有利地包括至少一个源部分49a，其适于插入到箱形式的运输支撑件1中。 因而，红外辐射源49尽可能地接近易于俘获要被除去的外来物质的凹陷箱区域，并减少任 何可能的阴影区域。仍然在图10所示的实施例中，处理站还包括初始气体注入装置18，以在待处理表 面Ia的附近产生第一局部化的气态流47。这个第一局部化气态流47可以被用作在处理过 程中保持在密封室4中的气态压力PSA的手段。在这种情况下，CPU可以管理由初始气体 注入装置18确保的气态流速率。然而，对于调节阶段EC，第二气体注入装置60被设计以注入清洁气流48进入密封 室4中，与待处理表面Ia分开。此外，CPU17可以被连接到用于检查处理的进展的参数特性的传感器上。这些传 感器可以是密封室4的压力计45 (图3)及/或秤41及/或在真空泵5的出口处的湿度及 /或AMC传感器57 (图10)。备选地或者另外地，为了压力的测量，用于气体种类的控制装置(未显示)也可以 被使用，包含能够经由阀连接到真空泵5的管道或直接地连接到密封室4以与密封室4的 气体连通的导出激发单元(derived excitationcell)。用于气体种类的控制装置还包含由发电机供电的电磁激发天线，其以在该单元内 形成等离子体的方式放在该单元的周围。然后，由等离子体发出的光辐射被检测并发送到光学分光计。可以用光纤或者用 适合的连接器来进行该发射。光学分光计产生检测到的光谱的图像，并将它们送到例如 CPU17。优选地并且为了允许站10完全自动工作，CPU17可以包含识别运输支撑件1的装 置，例如条形码读码机、RFID阅读机(换能器)或接受器或接收器。根据本发明的另一特定实施例，站10包含至少一个电子秤41，其位置设置成能够 测量至少一个运输支撑件1的测得重量的进展。对重量的测量可以和运输支撑件1的壁的脱气流相关联，这样允许确定它们的干 燥进展。为了让测量有意义，对于满标为几公斤的情况(对FOUP型运输盒为大约4kg，对 RSP型盒为大约700g)，测量的精度有利地处于百分之一克左右。
为了限制由于外部环境导致的干扰，还设计让处理站10包括减弱振动的手段(未 示出)，其放置在站的框架7的较低面和地板之间，优选地在站10的足44下面。如果站10适合包含几个运输支撑件1并且为了限制费用，通过检查单个运输支撑 件1来确定运输支撑件1的干燥进展。
在运输支撑件是相同类型并且从相同的在前清洁阶段中取出的情况下，可以认为 从运输支撑件1的测量中得到的信息可以应用到所有运输支撑件1的干燥的进展中。因此，如图2所示，处理站10包含例如三个搁架或固定平台23，设计为每个接受 FOUP型运输箱的一个外壳2并且还包括在移动平台43下面的秤41，适于测量FOUP型运输 箱的第四个外壳2的重量。有利的是，秤41包含电子反馈电路，其包含至少一个补偿绕组，绕组放在永久磁 体的磁场中的，以便在运输支撑件1施加力到秤41上时能产生电磁补偿。在读零之后，平衡秤41所需要的补偿力与平台43上的重量成比例，并且因而电流 的强度被转换成重量。根据一个变型实施例，处理站10被连接运输支撑件的清洗设备(未示出)。在该变型中，站10及/或该设备被设计以包含运送运输支撑件1的装置，用于从 清洗设备运输到处理站10的密封室4。例如，运送装置是用于运输支撑件1的操作机器人或传送带。在一个或更多处理站10与清洗设备(未示出)之间也可以有转移室。还可以具有包括真空泵5和至少一个处理站的处理设备，优选地适于接收单个 FOUP类型传输支撑件1。因此，在运行中，处理站10适于实施跟在清洗阶段之后的处理方法。开始是放置运输支撑件1在使用盖11关闭的密封室4中。然后，使用泵5排空容纳在密封室4中的气体，并产生红外辐射IR。根据脱湿程度的参数特征的进展与参照物的比较结果，可以有利地停止气体通过 泵的排空以及红外辐射IR。然后，留下运输支撑件1以冷却并且通过清洁气体通过第二气体引入装置60的引 入增大密封室4的压力到大气压，然后打开关闭盖11以从密封室4中移出运输支撑件1。根据另一个实施例，处理站10还可包括清洗装置58，例如固定的或移动的喷口， 具有流出装置59，在真空处理阶段之前允许运输支撑件1在密封室4本身内被直接地清洗。 因而避免了操作设备的使用，连通相关的再污染的风险。减少了总的处理时间。通过同时 清污以及对清洗设备它们自身的控制，处理的有效性也提高了。还降低了费用并节省空间。通过根据本发明的运输支撑件的处理方法，以及通过使用根据本发明的实施该方 法的处理站，运输支撑件1被放置在真空中，它的待处理表面Ia被选择性地加热。这有利 于在运输支撑件1的壁上液体的蒸发，尤其是有利于在支撑件的材料的第一层中液体的蒸 发，并且因而加速用于外来物质的去除的处理。本发明并不限于已经明确描述的这些实施例，而是包括在本领域技术人员的可想 到范围内的任何变型和概括。
权利要求
一种用于运送和储存基底的运输支撑件(1)的处理方法，其特征在于所述方法包括处理阶段，在所述处理阶段期间，在所述运输支撑件(1)上的待处理表面(1a)受到低于大气压力的气态压力(PSA)和红外辐射(IR)的结合作用，以从所述待处理表面(1a)除去外来物质。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述低于大气压力的压力(PSA)大于要 被除去的外来物质的相图的三相点的压力(PT)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述红外辐射(IR)提供的发射谱线 的最大强度在所述要被除去的外来物质的吸收波长附近。
4.根据权利要求1-3中任一所述的方法，其特征在于所述红外辐射(IR)是间歇辐射。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述间歇红外辐射(IR)包括将所述待处 理表面(la)设定到适当温度的连续初始阶段(E1)。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于对代表所述待处理表面(la)的温度 (TM)的测试温度进行测量，并且根据所述测试温度控制所述红外辐射(IR)以保持所述待 处理表面的所述温度(TM)在低于最大可允许温度阈值(TA)的温度设定(TC)附近。
7.根据权利要求1-6中任一所述的方法，其特征在于所述低于大气压力的气态压力 (PSA)被测量并与压力设定(PC)相比较，以根据比较结果控制调整压力的手段，例如抽吸 速度、抽吸传导率、气态流注入传导率，以使所述低于大气压力的气态压力(PSA)到达所述 压力设定(PC)附近并保持压力在该水平。
8.根据权利要求1-7中任一所述的方法，其特征在于所述方法包括局部化的气态流 (47)被注入到在所述待处理表面(la)上的用于外来物质的至少一个俘获区域附近的阶 段。
9.根据权利要求1-8中任一所述的装置，其特征在于它包括调节阶段(EC)，在该阶 段期间，在不包含要被除去的外来物质的清洁气体流(48)注入的情况下，所述待处理表面 (la)经受气态压力(PSA)逐渐上升至大气压力(Pa)附近，和经受温度(TM)逐渐下降至环 境温度(Ta)附近。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于所述清洁气体流(48)被选择为处于足 够低的速度但是广泛地分布，以允许高的流量并且因而避免干扰静电电荷的产生以及污染 性颗粒的夹带。
11.根据权利要求1-10中任一所述的方法，其特征在于代表所述外来物质从所述待 处理表面(la)的去除的参数(诸如所述运输支撑件的重量、在所述真空泵的出口处的湿度 或AMC的量、在所述密封室中的部分压力或者全部压力)被测量，并且当所述代表性参数达 到参照值时中断处理。
12.一种用于运输支撑件(1)的处理站(10)，所述运输支撑件(1)用于基底的运送和 储存，其特征在于，所述处理站(10)包括-密封室(4)，用于被连接到抽吸装置(5，46)并适于接受具有待处理表面(la)的至少 一个运输支撑件(1)；至少一个红外辐射源(49)，适于使待处理表面(la)经受红外辐射(IR)；-控制装置(17)，适于控制所述抽吸装置(5，46)以及红外辐射源(49)，用于让所述待处理表面(la)经受低于大气压力的压力(PSA)和红外辐射(IR)的结合作用。
13.根据权利要求12所述的处理站，其特征在于所述处理站包括至少一个温度传感 器(50)，所述至少一个温度传感器放置在所述密封室(4)中，并适于测量代表所述待处理 表面(la)的温度(TM)的测试温度。
14.根据权利要求13所述的处理站，其特征在于所述温度传感器(50)包含测试层 (55)，所述测试层由与构成待处理的运输支撑件(1)的材料相似的材料制成，所述测试层 具有低厚度(e)，所述测试层的一个表面(56)经受所述红外辐射(IR)，并且与其相反的表 面与温度探针(54)接触。
15.根据权利要求13或14所述的处理站，其特征在于所述控制装置(17)包括红外 控制程序，所述红外控制程序检查由所述温度传感器(50)产生的温度数据，当由所述温度 传感器(50)测得的温度比自身低于最大可允许温度阈值(TA)的温度设定(TC)低超过预 定差值时，所述红外控制程序触发所述红外辐射源(49)的供电，当由所述温度传感器(50) 测得的温度高于所述温度设定(TC)超过预定差值时，所述红外控制程序中断所述红外辐 射源(49)的供电。
16.根据权利要求12-15中任一所述的处理站，其特征在于所述红外辐射源(49)包 括至少一个源部分(49a)，所述源部分(49a)适于插入到盒形式的运输支撑件(1)内部。
17.根据权利要求12-16中任一所述的处理站，其特征在于所述处理站包括初始气体 注入装置(18)，用于在所述待处理表面(la)附近注入第一局部化的气态流(47)。
18.根据权利要求12-17中任一项所述的处理站，其特征在于所述处理站包括第二 气体注入装置(60)，用于与所述待处理表面(la)分离地注入清洁气流(48)到所述密封室 (4)中。
19.根据权利要求12-18中任一项所述的处理站，其特征在于所述处理站包括对代表 外来物质从所述待处理表面(la)的去除的参数进行测量的装置(41，45，17)，并且在于，所 述控制装置(17)适于在所述代表性参数到达参照值时中断处理。
20.根据权利要求18所述的处理站，其特征在于，用于代表性参数的测量装置包括 -秤(41)，所述秤适于测量运输支撑件(1)的重量并产生重量信号，以及处理所述重量信号(17)以从所述重量信号推论出所述处理阶段的结束的装置，-及/或在所述抽吸装置(5，46)的真空泵(5)的出口处的湿度及/或AMC传感器(57)， -及/或用于所述密封室(4)的压力计(45)。
21.根据权利要求12-20中任一所述的处理站，其特征在于所述处理站还包括清洗装置(58)，所述清洗装置(58)用于直接地在所述密封室(4)自身内清洗所述运输支撑件 ⑴。
全文摘要
本发明的目的是提供一种用于半导体基底的运送和储存的运输支撑件(1)的处理方法，所述支撑件(1)可以首先经历使用液体的清洁操作。该方法包括处理阶段，其中运输支撑件(1)被放置在连接到真空泵(5)的密封室(4)中，并且所述运输支撑件(1)受到低于大气压力的压力和红外辐射的结合作用，以促进在运输支撑件(1)的壁上的外来物质的去除。本发明还涉及用于实施上述方法的用于运输支撑件(1)的处理站。
文档编号F26B3/30GK101821573SQ200880110810
公开日2010年9月1日 申请日期2008年8月11日 优先权日2007年8月13日
发明者欧文·戈多, 阿诺·法夫雷, 雷米·托莱 申请人:阿尔卡特朗讯