用于半导体衬底储存物体的清洁系统和方法
【技术领域】
[0001]本申请要求于2013年10月23日提交的、题目为“用于半导体衬底储存物体的清洁系统和方法”、序列号为61/894,883的美国临时专利申请的优先权，在此通过引用将其并入本文。
【背景技术】
[0002]半导体装置的生产需要衬底以及用于储存和转移这些衬底的物体的清洁。微粒和其它污染物的存在会负面地影响成品率。半导体衬底的运输通常在特定物体中进行，或更具体地，在容器中，容器诸如盒，载体，托盘，前开口式晶元传送盒(FOUP)，前开口装运箱(FOSB)，标准机械界面(SMIF)，MAC(多用途载体)，舱和箱。例如，FOUP通常包括定位在壳体内部用于支撑衬底的一个或多个梳状引导结构。FOUP还包括门，其可以从壳体移除并允许处理衬底的机械人从壳体接近衬底。
[0003]用于储存和转移半导体衬底的FOUP和其它物体需要定期清洁，以防止衬底的污染，并保持衬底所需的清洁标准。FOUP和其他物体可以使用特定的清洁和干燥设备进行清洁。随着清洁要求变得愈加严格，清洁周期的数量以及每个周期的复杂性增加。例如，FOUP可能需要在每次单独使用后清洁，以防止交叉污染。
[0004]总体而言，期望的是缩短清洁用于储存和转移衬底的FOUP和其它物体所需的时间。同时，增加FOUP和其他物体的机械复杂性，以便适应新的衬底处理系统并执行新的功能。例如，使用设置有FOUP门的复杂的移动件组将FOUP门与FOUP主体接合。此外，FOUP门和主体可以包括用于使用例如衬底处理设备联接到这些部件和接合这些部件的多个开口。这些开口可能使诱捕的清洁和/或其它液体的干燥复杂化。
【发明内容】
[0005]在一些实施例中，本发明公开了用于清洁各种物体的方法和系统，物体诸如包括容器的半导体衬底储存物体，诸如FOUP容器门和主体。FOUP容器和其它类似物体通常具有开口，诸如空腔或间隙，其可以在清洁工艺过程中诱捕清洁液体。一些诱捕的液体可能不会在干燥工艺过程中移除，尤其是对于高纵横比开口。所描述的清洁系统可以包括防止液体进入难以干燥的开口中的工艺和部件，由此可以便于干燥工艺。
[0006]在一些实施例中，开口可以例如在湿式清洁工艺期间通过气态流保护。气态流可以使进入开口的液体最少化或可以防止液体进入开口，或可以从开口排空所有液体。气态流可以帮助清洁开口，例如，通过气态流或通过进入开口的液体和由气态流排出的液体的全士么云口口 ο
[0007]在一些实施例中，可以提供接触点，用于接合物体并部分或完全覆盖这些开口。接触点也可以用于支撑物体并用于通过气体给物体中的开口加压。气体可以通过一个或多个接触点供应。其防止液体进入开口，即使在开口没有完全密封的情况下。加压可以通过清洁工艺的整个湿部维持。当清洁和/或其他液体或气体通过喷洒喷嘴组分配时，物体可在清洁系统中旋转。喷洒喷嘴可以移动以增强对物体的清洁。
【附图说明】
[0008]图1A-1B示出了现有技术的清洁工艺。
[0009]图2示出了根据一些实施例的示意性清洁系统。
[0010]图3A-3F示出了根据一些实施例的用于清洁物体的各种构造。
[0011 ]图4A-4D示出了根据一些实施例的物体中的开口的各种构造。
[0012]图5示出了根据一些实施例的用于物体清洁的流程图。
[0013]图6A-图6B示出了根据一些实施例的旋转清洁系统。
[0014]图7示出了根据一些实施例的用于清洁物体的流程图。
[0015]图8A-图8B示出了根据一些实施例的FOUP容器的立体图。
[0016]图9A-9B示出了根据一些实施例的FOUP门的示意性图示。
[0017]图10A-10B示出了根据一些实施例的FOUP主体的示意性图示。
[0018]图11示出了根据一些实施例的示意性清洁系统。
[0019]图12A-12B示出了根据一些实施例的用于容器盖的示意性清洁工艺。
[0020]图13A-13D示出了根据一些实施例的支撑用于清洁的FOUP门的组件的示意图。
[0021]图14示出了根据一些实施例的支撑用于清洁的FOUP门的组件的示意图。
[0022]图15示出了根据一些实施例的用于支撑物体的驱动机构。
[0023]图16示出了根据一些实施例的另一示意性清洁系统。
[0024]图17A-17B示出了根据一些实施例的支撑用于清洁的FOUP门的另一组件的示意图。
[0025]图18和图19A-19C示出了根据一些实施例的用于在清洁工艺期间接合物体的各种接触点。
[0026]图20A-20D示出了根据一些实施例的用于清洁喷嘴的示意构造。
[0027]图21示出了根据一些实施例的用于清洁物体的流程图。
[0028]图22示出了根据一些实施例的用于清洁物体的另一流程图。
[0029]图23示出了根据一些实施例的在清洁前的FOUP门支撑件的一个示例。
[0030]图24示出了根据一些实施例的在清洁前的FOUP门支撑件的一个示例。
【具体实施方式】
[0031]在下面的描述中，阐述了多个具体的细节，以提供对所提出的概念的透彻理解。所提出的概念可以无需这些具体细节的部分或全部而实施。在其他实例中，公知的工艺操作未被详细描述，以便混淆所描述的概念。虽然一些概念会结合具体实施例进行描述，但是应当理解，这些实施例并不旨在进行限制。
[0032]在一些实施例中，本发明公开了用于清洁物体的系统和方法。清洁工艺可以包括湿式清洁，例如，用诸如清洁化学剂和水的液体进行清洁。清洁工艺可以包括将液体从物体表面去除的干燥步骤。物体可具有开口，诸如间隙，空腔，孔，围口、孔口、管孔或能够诱捕并保留液体的任何其他类型的开口。例如，开口可以包括穿过物体的狭长的孔。开口可以包括具有接收螺栓机构的小孔口的大空腔。该物体可以是构造为储存一个或多个诸如晶片或掩模的衬底的半导体容器。
[0033]在一些实施例中，清洁工艺可以保护开口在湿式清洁工艺期间免于诱捕和/或保留液体。该保护可以方便后续的干燥工艺，因为在难以干燥的区域中存在最少的液体或没有液体。该保护可以是气态流的形式，例如，从气体喷嘴朝向开口引导。该保护可以是阻挡部件的形式，其部分地或完全地覆盖开口，以尽量减少或防止液体进入开口。
[0034]在一些实施例中，本发明公开了用于清洁半导体衬底储存容器和诸如盒，保持件、FOUP和MAC的其它物体的方法和系统。虽然经常提及F0UP，但是本领域的普通技术人员可以理解，所描述的方法和系统也可应用到其他物体。在一些实施例中，多种不同的物体可使用相同的清洁设备一起清洁或相继清洁。例如，该清洁设备可用于清洁处于分解状态的FOUP单元的主体和门。FOUP单元可设置为在其组装状态进行清洁。该设备可以分解，清洁，干燥，并重新组装FOUP单元。此外，该设备可以包括特定的检查特征，以在清洁完成后检验物体的清洁。
[0035]图1A-1B说明了现有技术的清洁工艺。物体110可以例如通过喷嘴120递送清洁液体125而经受清洁工艺。物体110可在表面处具有开口，诸如通孔170，间隙175或空腔177。在液体清洁工艺期间，液滴130和135可以保持在物体的表面上，包括开口 170，175和177的内表面上。对于具有高纵横比或堵塞的开口，液滴，例如液滴135，可被诱捕在开口中并可以在干燥物体的干燥工艺(例如，将液体从物体的表面去除)后保留。
[0036]在干燥工艺后仍保留在物体上的诱捕液体，例如，液滴，会污染物体。例如，液滴会从物体释放并污染衬底。或者，液滴会吸弓I微粒，这会污染物体。
[0037]在一些实施例中，本发明公开了一种方法和系统，该方法和系统用于清洁物体而没有液体保留在物体上或仅有最少量的液体保留在物体上，甚至是在诱捕液体的开口中。开口可以例如通过物理覆盖或通过气态流堵塞而被阻塞，以防止液滴被诱捕在开口中或防止液滴在干燥工艺之后被保持在开口中。
[0038]图2示出根据一些实施例的示意性清洁系统。物体210可以例如通过喷嘴220递送清洁液体225而经受清洁工艺。还可以使用其他清洁工艺，诸如将物体浸没到液池中，或使液体流动到物体，直到该物体被浸没在液体中。在以下的说明中，输送液体流的液体喷嘴示出为用于清洁物体，但本发明并不局限于此，并且可以包括其他液体清洁工艺，诸如将物体浸没到液池中，或流动超声波液体，或超声波处理物体。此外，清洁工艺可以包括清洁物体，以去除物体表面处的污染物或微粒。因此可使用化学洗涤或水冲洗。
[0039]物体210可在表面处具有开口，诸如通孔270，间隙275或空腔277。开口 270，275和277可构造为阻挡液体225进入或保持在开口中。喷嘴250可放置在开口 270附近，并且可以将气态流240递送到开口 270。气态流240可以例如沿着液体流的大体方向定位在开口 270的一端，以防止液体进入开口。气态流240可以例如沿着液体流的相反方向定位在开口 270的另一端，以将所有的液体推离开口。气流240可以例如通过驱逐开口中的任何微粒而帮助清洁开口 270，同时尽量减少或避免液体被诱捕在开口中，例如，在干燥工艺后还保持在开口中。
[0040]接触点可以用于阻挡开口，以避免液体进入开口。接触点257可用于阻挡开口 277，将开口与液体环境阻隔。接触点255与气态流245—起可以被用于阻挡开口 275。接触点255可以放置在开口275附近，完全或部分阻挡开口。气流245可以例如通过驱逐开口中的任何微粒而帮助清洁开口 275，同时尽量减少或避免液体被诱捕在开口中，例如，在干燥工艺后还保持在开口中。因此，在清洁过程中，液滴230可以保持在物体的表面上，而没有液滴或只有很少量的液滴会留在开口 270，275和277内部。开口内部没有液滴会显著简化随后的干燥工艺。
[0041]图3A-3F示出了根据一些实施例的用于清洁物体的各种构造。物体310可以具有开口370，其例如通过来自喷嘴320的液体流而经受清洁工艺。在图3A中，承受气流340的喷嘴350可被引导朝向开口。喷嘴350可垂直于开口放置，阻挡开口。在图3B中，喷嘴351可以与开口表面形成角度，在该开口处或附近递送气流341。在图3C中，接触点352部分地阻挡开口，与气流342—起在开口附近创建加压区域。接触点352的部分阻挡可以最大限度地减少由于接触表面产生的微粒。在图3D中，接触点353阻挡开口，与气流343—起在开口附近创建加压区域。在图3E中，具有曲面的接触点354可以用于部分地阻挡开口，其中气流344朝向开口径向流动。在图3F中，接触点355部分地阻挡开口，具有来自开口内部的可选的气流345。
[0042]图4A-4D根据一些实施例示出了物体中的开口的各种构造。总地来说，开口可以在湿式清洁工艺中捕获液滴，这些液滴在随后的干燥工艺过程不容易去除。例如，该开口可以具有小的孔口，例如，小于几毫米的间隙，诸如小于I或2毫米的间隙。开口可具有高纵横比，例如，大于10:1 (例如，深度是开口尺寸的十倍)，诸如大于20:1或50:1。
[0043 ] 物体410可以具有穿过物体(例如从一个表