半导体装置及传输接口系统的制作方法

专利名称：半导体装置及传输接口系统的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种载具与设备接口 ，且特别是关于一种半 导体晶圆载具与半导体设备接口 。
背景技术：
随着电子产品的演进，半导体科技已广泛地应用于制造存 储器、中央处理器(CPU)、液晶显示装置(LCD)、发光二极管 (LED)、激光二极管以及其他装置或晶片组。为了满足高集成 度与高速度的需求，半导体集成电路的尺寸已进一步的缩减， 并已应用铜与极低介电常数材料并发展出了相关的制造技术。
图l显示了 一已知介层洞(via hole)结构的示意图。于基底 IOO上形成有一铜层IIO。于铜层110上形成有一一及低介电常数层 120。于极低介电常数层120内则形成有一介层洞130。当铜层IIO 棵露于空气中时，铜层110的顶面将与空气成分中的氧反应，因 此氧化形成一氧化铜层140。氧化铜层140将负面地影响介于铜 层110顶面与填入于介层洞130的导电介层插拴间电性连接关 系。此外，极低介电常数层120于暴露于空气中时也会吸收水气。 如此，于形成如介层物开口、铜晶种层与于铜金属化学机械研 磨等重要制程步骤时需注意尽量避免暴露于空气的情形。
一般而言，于结束重要的一制程步骤后，基底100将自施行 上述重要制程步骤的 一 制程腔体移出并暂时地储存于 一 已知晶圆盒(Cassette)或一前开式晶圆盒(FOUP)内，并等待下一步骤的 进行。当晶圆盒或前开式晶圆盒的门盖打开并允许基底100放置 于其内时，来自于周遭环境中包括氧气的空气将流进于此晶圆 盒或前开式晶圆盒内。并于关闭门盖后，空气与基底100将密封 于此晶圆盒或前开式晶圆盒内。如前所述，氧气将与基底IOO 上的铜层110反应并形成氧化铜层140,而介电层则吸收晶圆盒 中的水气。
为了要解决这个问题，于半导体制程中的如此重要制程步 骤结束后需设定 一 排队时间(Q - time)。后续的 一 制程步骤需于 一既定时间内或于此排队时间内施行，例如为2-4小时内。当 如形成阻障层的后续制程步骤并未于此排队时间内进行，便需 要额外施行一 清洗步骤以移除铜层1 IO上的氧化铜层140。
为了于基底100上形成高集成度的半导体装置，于整体半导 体制程中则采用了需进行排队时间控管的多道重要步骤以保护 基底。如此的排队时间需求进而复杂化了整体制造流程。此外， 当错过排队时间时，需采用如清洗步骤的额外步骤因而增加制 程时间与困难度。
于美国第6，506，009号专利中提供了 一种已知晶圓盒保管 库(cassette stocker),其将以提及方式而并入于本文中。而于美 国第2003/0070960号的公开专利申请案则提供了用于储存与运 输晶圆的一种已知晶圆盒，其将以提及方式并入于本文中。上 述已知技术并无提供当基底储存于或传输至晶圆盒或前开式晶 圆盒时用于限制氧化形成或保护基底表面的装置。
因此，便需要较佳的晶圆盒或载具以及设备接口。

发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种载具、半导体装置与传输接口系统。
本发明所提供的载具包括
一密闭容器，包括一门盖； 一储存槽，连接该载具，该储 存槽包括至少 一 阀件且含有至少 一流体，该流体包含至少 一还 原气体、非反应气体或惰性气体；以及至少一基板载具，设置 于该密闭容器内以支撑至少一基板。
本发明所述的载具，其中该载具内的一压力是维持于高于 环绕该载具的环境的一压力。
本发明所述的载具，更包括一压力维持装置，以维持该载 具内压力于 一压力范围之间。
本发明所述的载具，更包括一密封装置，设置于该密闭容 器与该门盖之间，以于该门盖处于关闭位置时密封该载具，并 于该门盖处于开启位置或经移除后密封该密闭容器与一接口装 置。
本发明所述的载具，其中该储存槽包括一第一阀件与一第 二阀件，该笫二阀件是用于当该密闭容器内的压力是低于一既 定压力时释放该流体的一气体进入该密闭容器内，而该第一阀
件是用于注入该流体进入该储存槽内。
本发明所述的载具，其中该既定压力约为l大气压。 本发明所述的载具，其中该流体包括氢气与氨气的气体或
液体之一 。
本发明所述的载具，其中该储存槽是设置于相邻于该密闭 容器的一顶部区而该流体的分子量是低于该载具内的一气体的 分子量，或者该储存槽是设置于相邻于该密闭容器的一底部区 而该流体的分子量是高于该载具内的 一 气体的分子量。
本发明所述的载具，其中该密闭容器内具有一气体，该气 体包括一还原气体与对于该基板而言不具反应性的 一 气体。本发明所述的载具，其中该还原气体包括至少氢气与氨气 之一，而该不具反应性气体包括至少钝气与氮气之一。
本发明所述的载具，其中于该气体中，该氢气的体积含量
是不高于4 % (体积比)，而该氨气的体积含量不高于15.5 % (体积 比)。
本发明另提供一种半导体装置，包括
一密闭容器，包括一气体与至少一门盖，该门盖覆盖通往 该密闭容器内的一开口，该气体包括至少一还原气体、非反应 气体或惰性气体； 一机械手臂，设置于该密闭容器内； 一平台， 设置于相邻于该开口处，以支撑一载具；以及至少一注入阀与 一减压阀，设置于该密闭容器的一内壁上并连接于该密闭容器。
本发明所述的半导体装置，其中该注入阀是当该密闭容器 内压力低于 一 第 一 既定压力时注入该气体进入该密闭容器内， 而该减压阀是当该密闭容器内压力高于 一 第二既定压力时排放
自该密闭容器处包含的该气体。
本发明所述的半导体装置，其中该还原气体包括至少氢气 或氨气之一。
本发明所述的半导体装置，其中当该气体的分子量是低于 该密闭容器内的一气体的分子量时，该注入阀是设置于相邻于 该密闭容器的 一顶部区，或者当该气体的分子量高于该载具内 的 一 气体的分子量时，该注入阀是设置于相邻于该密闭容器的 一底部区。
本发明所述的半导体装置，其中于该密闭容器内的气体包 括至少钝气或氮气之一。
本发明所述的半导体装置，更包括一压力维持装置，以维 持该载具内压力于一既定压力范围间。
本发明又提供一种传输接口系统，包括一装置。而该装置包括一第一密闭容器，该第一密闭容器 包括一气体以及至少一第一门盖，该第一门盖覆盖进入该第一
密闭容器的一开口 ，该气体包括至少一还原气体； 一机械手臂， 设置于该密闭容器内； 一平台，设置于相邻于该开口处，以支 撑一载具；以及至少一注入阀与一减压阀，设置于该密闭容器 的一内壁上并连接于该密闭容器，其中该载具包括 一第二密 闭容器，包括一第二门盖； 一储存槽，连接于该载具，包括至 少一第二阀件，该储存槽包含至少一还原流体；至少一基板握 把，设置于该第二密闭容器内以支撑至少一基板。
本发明所提供的载具、半导体装置与传输接口系统，基板 大体不会暴露于空气中。


图l显示了一已知介层洞结构的示意图； 图2A为一示意图，显示了依据本发明一实施例的一晶圓载 具的剖面情形；
图2B为一示意图，显示了如图2A中的载具于移除载具中门 盖时的一前视端图式；
图3A为一示意图，显示了依据本发明一实施例的一设备接
口 ；
图3B为一放大图，显示了图3A中密闭容器的储存、运输、
密封装置与墙壁部分；
图4A至图4C为 一 系列剖面图，显示了依据本发明 一 实施例 中，安装如图3B所示的载具200至设备接口 300的一流程；
图5A及图5B为一系列剖面图，显示了依据本发明一实施例 中，于装载与卸下位于一平台上的一外罩后压力变化的一流程。
具体实施例方式
为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易
懂，下文特举一4交佳实施例，并配合所附图示，作详细"i兌明如 下
图2A显示了 一晶圓载具(wafer carrier)的剖面示意图。如图 所示，载具200包括一密闭容器(enclosure)210，而密闭容器210 则包括用于开启与关闭密闭容器210的一门盖220。载具200亦包 括连接于其或整合地形成于其中的一储存槽230。储存槽230可 为正方形、长方形、椭圆形或其他外形，以储存一流体(fluid)。 图2A中显示了设置于邻近一内壁260的一储存槽230,在此内壁 260例如为密闭容器210顶部处的内壁。于其他实施例中，储存 槽230可设置于远离门盖220之处，使得储存槽230的位置不至于 妨碍基板280的传输。储存槽230可垂直或水平设置于载具200 的一侧边的内壁、 一顶部的内壁或一底部的内壁之上。或者， 储存槽230可设置于门盖220上。储存槽230通常为一槽体，其内 含有至少一流体235，其部分填入于储存槽230内。储存槽230 包括至少一阀件，例如为一阀件240与一注入阀250。于密闭容 器210内则设置有至少一基板载具270且该基板载具是连接于密 闭容器210的至少一 内壁上，以搬运至少一晶圆基板或如用于液 晶显示器、等离子显示器、阴极射线管显示器或电激发光灯泡、 发光二极管基板等的 一 显示基板或 一 光罩(在此通称为基板 280)。
载具200例如为一晶圆盒、前开式晶圓盒(FOUP)、光罩载 具或其他用于传输一或多个半导体基板的已知载具。于一实施 例中，载具200为一前开式晶圆盒而门盖220是设置于载具200 的一侧。于本实施例中，载具200亦包括一框架225,因此门盖 220可于框架225内自由移出或移入。再者，框架225的一表面225a是贴附于设置在一设备接口(未显示于图2A但显示于图4B 中)上的一密封装置。于部分实施例中，载具200为一晶圆盒而 门盖220是设置于载具的底部。或者，门盖220是设置于载具200 的顶面。门盖220的尺寸并不需要符合如图2A中密闭容器210的 一面的尺寸。举例来说，密闭容器210可包括具有一开口穿透并 允许放置一基板280的一内壁260。于本实施例中，门盖220仅需 覆盖上述开口即可。于其他实施例中，门盖220是"i殳置于内壁260 内或接合于内壁260，因此可通过滑动或摆动方式移动开启或关 闭位于密闭容器210的内壁260上的开口 。或者，门盖220可移除。 如前所述，可以理解的是密闭容器210仅需包括具有尺寸可允许 基板280平顺地移出或移入密闭容器210的一开口与用于遮蔽开 口并密封密闭容器210的一门盖(即一遮罩)。
于图2A所示的实施例中，当门盖220是连接于或关闭于通 往密闭容器210的开口时，密闭容器210是为密封状态。于部分 的实施例中，于密闭容器210与门盖22 0之间则设置有 一 密封装 置215,以密封载具200的一表面。密封装置215是设置于密闭容 器210、门盖220之一上或上述两者之上。密封装置215可为如胶 条、O型环、凝胶或适用于密封载具200的其他装置。于其他实 施例中，当密闭容器210与门盖22 0间是通过如扣件的器具而紧 密地结合时，则不需要使用密封装置215。
通过开启或移除门盖220后可传输至少一基板280进出密闭 容器210。于传输基板时，密闭容器210是连接于一接口装置(未 图示)。密封装置215(位于密闭容器210及/或接口装置之上)则密 封了介于密闭容器210与接口装置间的缝隙，并于下文中详细描 述其实施情形。于部分实施例中，当门盖220开启时基板280可 能暴露于环境中。然而，于基板280传输后密闭容器210也有可 能立即地接触于接口设备或为门盖220所密封。基板280接触环境的时间极短而仅足够使得基板280与环境产生极少反应。此 外，于环境中于载具200中供应有还原气体(reduction gas)，以 降低下述的氧化反应。
请参照图2A,于密封的载具200内的压力维持于高于环绕 载具2 0 0的环境的 一 压力，以于长时间储存情形下防止或降低来 自于环境中的气流进入载具200内。举例来说，当环境压力约为 l大气压(atm)时，载具200的压力约维持于约为高于l大气压的 情形。如此，载具200内的压力可依据环境压力而改变。于部分 实施例中，载具200内的压力是维持一既定范围内，例如1 2.5 大气压间。于部分实施例中，载具200内的压力将维持于一既定 范围内，例如是1 1.3大气压间，如此可使得环境与载具200间 的压力差不至造成载具200的毁损。
前述的载具内压力是通过供应至载具200内的一气体所维 持。上述气体包括一还原气体(reduction gas)、与基板280间为 非反应性的一气体或上述气体的组成。还原气体的供应是降低 或避免由于基板280于传输进入载具200时的暴露或起因于载具 200内的氧气于基板280的表面所造成的氧化情形。于部分实施 例中，基板280包括露出的铜层(未显示于图2A中而显示于图1 中)，而还原气体包括氢气、氨气或其他还原气体与上述气体的 混合物。非反应性气体则包括如氦气、氩气、氖气、氪气、氙 气、氡气等的钝气、或如氮气的大体不会与基板280表面反应而 形成 一 氧化物或其他期望的反应(例如低介电常数层内的水气 吸附)的一气体。于部分实施例中，非反应性气体可通过连接于 载具200与一外部源头的一阀件而供应至载具200内。于其他实 施例中，非反应性气体自储存槽230处供应至进入载具200内当 储存槽230包括还原气体流体与非反应性流体，或可自另一第二 储存槽处(未显示)供应至载具200内。当所采用的还原气体为活性气体时，需控制还原气体的用 量以避免爆炸或其他活化情形。举例来说，当采用氬气作为载
具200内的还原化学物时，载具200的氢气总量需等于或少于体 积比的4%,而剩余比例则需包含至少一非反应气体。于部分的 实施例中，当氨气作为还原化学品时，载具200内的氨气总量内 需等于或少于体积比的15.5 % 。氨气的较佳使用量需介于体积 比的10ppm至15.50/0,而剩余的比例则为包4舌至少一种非反应气 体。
于部分的实施例中，密封装置215并非完全密封载具200， 而位于载具2 00内的气体则可能露出或流进环绕载具200的 一 环 境中，至少是少量的流出。当气体为如氨气的有毒气体时，需 控制载具200内的气体量使得气体的外漏并不会造成人体的伤 害。举例来说，环境中氨气含量不允许达到25ppm,因此需控 制于载具2 0 0内的如氨气的气体含量并进行调整以避免上述问 题。
请参照图2A,储存槽230包括以液体、气体或此两种型态 储存的至少 一还原流体及/或非反应流体235(在此通称为流体)。 阀件240,例如为一针阀，是当载具200内的压力处于低压力阶 段时，即低于一既定或量测压力时，例如一环境压力(即l大气 压)时，释放由流体235所形成的一气体至储存槽230中并进入载 具200内。而注入阀250则当于储存槽230中的流体235的含量低 于一既定量或一期望量时，用于填入流体235进入储存槽230中。 于部分情形中，上述流体包括氮气与氢气的混合物，其中氢气 约为4 10%(体积比)。而于其他情形中，流体235为一液态氢气。 由于于介于1 2.5大气压的压力范围下与室温环境中，氢气为气 态。 一旦液态氢释放至环境中，其将自动地转变成为气态并注 入于载具200内的密闭容器210中。或者，流体235的气体可通过安装一泵(未图示)而注入于储存槽230内。于其他情形中，阀件 240可通过一连4矣通道265(未显示于图2A^f旦显示于图4A中)而 连接一压力计261 ，借以送出启动阀件240并释》文还原流体的气 体的一信号。于其他情形中，当阀件240已设定为时段性操作以 释放流体2 3 5的气体或其本身为压力敏感性设定时，则不需要压 力计261。
于部分情形中，注入阀250处安装或连接有一量测单元(未 图示)。上述量测单元主要量测于储存槽230内的流体235总量， 并当储存槽230内的流体235量低于一既定量时，传送一信号以 启动其注入阀250自 一来源，例如一外部的流体槽(未图示)，注 入流体235进入储存槽230。或者，当注入阀采用时间设定以注 入流体235进入储存槽230内或其本身为压力敏感型设定时，则 不需要设置上述量测单元。
于部分情况中，于前述的条件下，仅采用上述阀件240与注 入阀250之一，以注入还原流体235进入4诸存槽内与释放还原流 体235的气体进入密闭容器210内。
于部分的实施例中，当流体235是自 一外部来源处直接经由 一阀件而注入于密闭容器210内时，则可不需要设置储存槽230。
当没有泵时，为了快速传递气体进入密闭容器210内，且当 流体235的分子量大于载具200内气体的分子量，储存槽230是安 装于密闭容器210的底部区域处。举例来说，假设流体235为氨 气时，而载具200内的气体为氨气与氦气的混合物时，由于氨气 的分子量为17而氦气的分子量为4。故当气体包含10%的氨气与 90%的氦气时，该气体的分子量约为5.3且少于氨气的分子量 (17)。因此，储存槽230可设置于密闭容器210的底部区域，且 当装设有阀件240时氨气可充分地扩散进入密闭容器210内。相 反地，当流体235的分子量低于载具200内气体的分子量时，储存槽230将设置于密闭容器210的顶部区域处。举例来说，假设 流体235包含氢气而载具200内气体包含氢气与氮气的混合物 时。由于氩气的分子量为2而氮气的分子量为28。故当气体包含 1 %的氢气与99%的氮气时，气体的分子量约为27.74并大于氢气 的分子量(2)。因此，流体235中气体于储存槽230内需设置于密
阀件240时。值得注意的是，顶部区域并不限于为密闭容器的上 层内壁部分。密闭容器210中内壁260的顶部部分可为顶部区域。 此外，密闭容器210中内壁260的底部区域可作为底部区域之用。 储存槽230的外型并非以前述内容而加以限制。由于当具有 足够的气体扩散时间时，流体235所释放出的气体可均匀地扩散 于密闭容器210内。当密闭容器210内的气体扩散情形可有效地 避免基板的氧化或其他化学反应时，储存槽230可设置于任何期 望的位置处。
于部分情形中，基板280的传输是于当门盖220移除后气体 不会流入密闭容器210内的环境中施行。于如此的情形时，流体 235可为对于基才反280而言(例如为 一钝气或氮气)的 一 非反应性 流体而无须使用还原气体。
请再次参照图2A,于一实施例中，压力计261与减压阀 (release valve)263是设置于密闭容器210的内壁260上。压力计 261是用于感测载具200内的压力。减压阀263则用于调整载具 200内的压力，例如当载具200内压力高于一既定极限，例如2.5 大气压时。调整载具200内的压力可避免如前所述的于载具200 内所含可燃性还原气体可能造成的爆炸情形。于部分情形中， 压力计261可同时感测到载具200内外的压力。而当载具200内的 压力高出载具200外压力至一既定百分比时，压力计261将送出 一信号至减压阀263并开启之，以排出载具200内 一部分气体。于部分情形中，减压阀263包括具有机械特性的一弹簧(未 显示)以使得载具200内的压力可挤压上述弹簧以开启减压阀 263。针对上述情形，由于减压阀263为压力每丈感，因而不需设 置压力计261。于其他情形中，减压阀263包括具有一材料特性 为当载具200内压力才齐压此压电材泮牛而产生 一信号以开启减压 阀263的一压电材料。针对上述情形，由于压力计261可连接于 阀件240故不需要另外设置压力计261。
请参照图2A,密闭容器210的内壁包括一或多个基板载具 270。所述基板载具270是用于支撑基板280之用。而基板载具270 例如为如平^1、位于内壁260内的^:小凸出部或凹槽、或其他用 于握持基板280的握持结构。
图2B则为一前视示意图，显示了当移除载具200的门盖220 后的情形。如图所示，密封装置215是设置于并环绕密闭容器210 的开口处。
图3A为一示意图，显示了一设备接口系统的剖面。此设备 接口系统包括一密闭容器300。密闭容器300包括一密封空间 310，其内具有一气体且于密闭容器300之上或内的至少一内壁 上具有一 门盖325。在此气体包括前述的载具200内所含气体， 例如为一还原气体、非反应性气体或其混合物。于密闭容器300 内设置有至少一机械手臂330。于密封空间310之外设置有至少 一平台340且位于或邻近于密闭容器300的内壁之一的外侧表面 上并紧邻于门盖325以支撑密闭容器210。或者，密闭容器210 可直接地连接于密闭容器300并仅为其内壁320所支撑。门盖325 的存在可使得储存于密闭容器210内的基板280可妥善地于密闭 容器210与设备接口间传输。密闭容器300具有至少一阀件。于 部分情形中，密闭容器300包括一阀件350与一减压阀360。压力 计370可连接于所述阀件。透过机械手臂330的操作可于载具200与制程腔体380间传输基板280并通过门盖323与325。
透过阀件350与减压阀360与压力计370的作用，可维持密闭 容器300内的压力高于环绕密闭容器300的环境压力，借以防止 或避免环境中气流进入密闭容器300内。举例来说，当环境压力 约为1大气压时，于密闭容器300内的压力需维持高于一大气压。 如此，于密闭容器300内的压力可随着环境压力而变化。于部分 实施例中，密闭容器300内的压力约为1 2.5大气压。密闭容器 300包含如前述密闭容器210中所包含对于基板280至少 一还原 气体或一非反应气体的一气体。还原气体是用于降低或避免于 基板280上的氧化且其含量需控制于如前述的载具200内的相同 范围内。
于部分的实施例中，密闭容器300是连接于一制程腔体或传 输腔体380。制程腔体380可为一湿式化学电镀槽、用于形成介 层开口的一干式蚀刻腔体、形成铜晶种层的一制程腔体、用于
化学机械研磨的制程腔体、用于形成低介电常数介电材料或其 他形成或露出位于基板上可能与环境产生反应的材料的制程腔体。
请参照图3A，阀件350与减压阀360是设置于密闭容器300 的一 内壁320上。阀件350是于当密闭容器300内的压力低于一既 定压力时，例如低于一大气压时，自一来源注入包括还原气体 的混合气体至密闭容器300内，借以调整密闭容器300内的压力。 于部分情形中，流入阀件350的气体包括氮气与氢气的混合物， 其中氢气约为4 10%(体积比)。当密闭容器300的内压力高于另 一特定值时，例如2.5大气压时，减压阀360将自密闭容器300 中排出气体以调整其内压力。除了利用阀件350与减压阀360之 外，于部分情形中可^f又利用阀件350或减压阀360之一。于如此 的情形中，当密闭容器300内压力低于一既定量，例如低于l大气压时，阀件350或减压阀360注入包括还原气体的 一 气体混合 物进入密闭容器300中，并于当密闭容器300内的压力高于另一 既定量时，例如高于2.5大气压时自密闭容器300处排放包括还 原气体的气体混合物。于部分情形中，阀件350及或减压阀360 连接于一质流控制器(MFC,未图示)，借以分别地控制进入与 流出密闭容器300的气体流量。
于部分情形中，阀件350或减压阀360之一或两者是连接一 压力计370,借以送出启动阀件350而注入包含还原气体的混合 气体进入密闭容器300内的 一信号以及压力达到 一 既定压力时 排放包括还原气体的一气体混合物的。于其他情形中，当阀件 350与减压阀360为经时间设定而释》文包含还原气体的气体混合 物或其本身为压力敏感型设定或包括整合型量测单元时，可不 需要使用压力计370。
于部分实施例中，压力计370感测密闭容器300里外的压力。 且当密闭容器300内的压力高于密闭容器外压力一既定程度时， 压力计3 7 0将传送 一 信号至减压阀3 6 0处，以排出密闭容器中气 体于直到达到一既定的压差时。
于部分实施例中，于密闭容器300内只有通过阀件350的使 用而注入还原气体而非混合气体。然而，于密闭容器内混合气 体的压力与体积比需维持如前所述的方式。当密闭容器300内的 混合气体的条件大体维持如前所述的条件时，便可接受还原气 体的注入。其所考量的因子包括如前载具200相关内容所述的阀 件350与减压阀360的设置条件并可应用于密闭容器300的应用 上。
图3B为一放大图，部分显示如图3A所示的平台340、密闭 容器210、密封装置215与密闭容器300的一内壁320。于开启移 除位于内壁320上的门盖325后，接着开启位于密闭容器210的门盖，以使得基板280可于密闭容器210与设备接口间通过机械手 臂330而传送。密闭容器210是连接于内壁320。对应密闭容器300 的内壁320,密封装置327(显示于图4A)则密封了密闭容器210。 于部分的实施例中，密闭容器300内的压力与气体状态大体相似 于载具200内的状态。于部分的实施例中，两者间的状态可能不 尽相同且存在有差异，但并不会造成基板280表面上的化学反应。
请再次参照图3A，于基板280自密闭容器210移至密闭容器 300内之后，将开启位于制程腔体380与密闭容器300间的门盖 323。基板280接着传送进入制程腔体380内以进行制程，而介于 制程腔体380与密闭容器300间的门盖323接着关闭。于制程结束 后，接着自制程腔体380内传送基板280至密闭容器300内。于制 程腔体380内的条件会近似于密闭容器300内的正压控制条件， 而介于制程腔体380与密闭容器300间的开口的开或关也不会使 得基板280表面上产生氧化且不会负面地影响如图l所示的连接 于铜层110表面与填入于介层洞130内的导电介层插拴的形成。
图4A至图4C为 一 系列剖面图，显示了安装载具200至如图 3B所示的设备接口 300的流程。
请参照图4A,将载具200移近密闭容器300的一内壁310a。 密闭容器300的内壁310a包含门盖325，其用以遮盖进入密闭容 器300的 一开口 。于内壁310a的内表面与介于内壁310a与门盖 325间设置有一密封装置328,例如是一橡胶圈、一O型环、凝 胶或其他适用于密封密闭容器300的其他装置，以使得门盖325 可附着于其他装置且310a紧密地密封密闭容器300。于部分的实 施例中，密封装置328是设置于门盖上位于环绕开口 325a的周边 区域(如图4C所示)。内壁310a的外表面则包括另 一密封装置 327,例如为一橡胶圈、一O型环、凝胶或于粘附载具200与内壁310a后适用于密封门盖220与325间区域的其他装置。如图4B 所示，当门盖220粘附于内壁310a时，密封装置327是用于密封 介于载具200的框架225与内壁310a间的间隙。于部分的实施例 中，密封装置是设置于框架225的表面225a并环绕开口 325a(如 图4C)。
此外，于内壁310a邻近于密封装置327的边缘可利用如卡钳 或其他装置的至少一固定器322以固定载具200与内壁310a的外 表面，例如是固定框架225。固定器322可为旋转式或垂直地移 动以固定载具200。固定器322的数量则不以图4A中所示情形为 限。可使用 一或多个固定器322直到载具200固定于内壁310a上。
于内壁310 a内i殳置有至少 一 阀件，例如岡件3 24与3 2 6系。 阀件324与326的开口是安装于为密封装置327所露出的一区域 内，以自如图4B所示为密封装置327所密封的一区域中移除空 气以及注入一《屯气或包含如前所述的还原气体的一混合物进入 此区域。于部分情形中，当所采用的阀件可用于自为密封装置 327所密封的区域中移除空气与注入一钝气或包括还原气体的 一混合物进入该区域时，可仅采用了上述阀件324与326之一。 于部分情形中，阀件324及/或326是连接于至少一质量流体控制 器，以控制气体的移除率以及钝气或混合气体的注入率。
请参照图4B,载具200是粘附至内壁310a上，例如密封装 置327。于本实施例中，框架225的表面225a是粘着于面对密封 装置327的一面，以至于密封装置紧密地密封介于密封装置215 与门盖3 2 5间的间隙。阀件3 2 4接着移除于此区域内为密封装置 327所密封的空气。阀件326则接着注入钝气或混合气体于此区 域内，使得本区域于上述气体注入后而使得大体储存于载具200 内的基板280不会产生反应。于部分情形中，至少施行移除气体 与注入钝气或混合气体等程序至少 一 次，例如是施行三至五次，以大体移除于此为密封装置327所密封的区域中的气体。
请参照图4C,依序移除门盖325与220且不会影响基板280 传输的位置。所述位置例如为邻近于内壁310a的内表面与低于 开口 325a且为门盖325所覆盖的一位置。此外，门盖220的尺寸 可小于门盖325的尺寸。于移除门盖325之后，门盖220因而可朝 向密闭容器310而移动。如前所述，密闭容器300与载具200内包 括含还原气体的气体。再者，通过密封装置327所密封的区域内 的气体与钝气或混合气体接着注入于此区域中。如此，基板280
大体不会暴露于空气中。本发明中，并非以此加以限定。基板 2 8 0的传输仍可通过如图3 A方式所施行。
图5A至5B为一系列图表，显示了于下载/传输/上载阶段时， 自平台340上载具200处密闭容器210的压力变化。
请参照图5A， Pe显示了环绕密闭容器210的环境压力，P0 则显示了 一低压，Pl显示了于设备接口的密闭容器300内的一 既定压力，P2显示了密闭容器210内的最小期望压力而P3显示 了于密闭容器210内的最高期望压力。于部分实施例中，当密闭 容器300或载具200内的压力低于PO时，便假设为于密闭容器 300及/或载具200与环境间产生了漏气现象。因此于传输基板 280之前便需要先行检查密闭容器300及/或载具200。
于T1之前，密闭容器210是座落于平台340上且实体地连接 于如图3B所示具有门盖220开启或移除且具有门盖325开启的 密闭容器300。由于密闭容器210与300内的空间是相互连接，于 密闭容器210内的压力大体等同于密闭容器300内的压力，即 Pl。于一或多个基板280传输至载具200后，于T1时，门盖220 将粘附于或关闭载具200以密封如图2A所示的密闭容器210。于 T1 T2的时间，载具200自平台340处举起并移至下一站的制程 装置。于本实施例中，于密闭容器210内所期望的最低压力P2高于环境压力Pe与维持在密闭容器300内的压力PI 。为了增加 于密闭容器210内的压力至期望的最小压力P2，需释放储存于 储存槽230内的流体235的气体进入密闭容器210内以增加压力。 当前往下一站的时间较短时，于时间T2时，为了施行其后续制 程，密闭容器210再次上载，即座落设备接口的相关第二制程装 置的一平台340上而门盖220是为移除。密闭容器210是实体的连 接于如图3A所示的一密闭容器300。图5A显示了时间T1与T2的 时间不够长，因而使得于密闭容器210内压力无法达到所期望的 最小压力P2。于时间T2时，由于密闭容器210与300内的空间是 为连接而密闭容器300内的空间大体大于密闭容器210内的空 间，于密闭容器210内的压力则下降并维持大体相同于密闭容器 300内的压力P1。
图5B内的时间线则显示了载具200的操作当过了 Tl时间点 后(当载具2 0 0自设备接口处移除之后)足够时间后，以作为载具 200内的压力所达到期望的最小压力P2。自时间点T1至T4，基 板280是储存且/或传输于载具200内。而于时间点T3时，压力达 到期望的最小压力P2，而自时间点T3至T4时，通过阀件240、 注入阀250、减压阀263、压力计261及/或储存槽230的操作，压 力是维持于期望的压力范围之间(P2-P3)。于时间点T4时，载 具200则再次置放于下一站设备接口的平台上。当压力等同于密 闭容器300的压力P1时，载具200的门盖开启或移除使载具200 连接于密闭容器300。
于其他实施例中，于门盖220关闭后，阀件240注入还原气 体至载具200内。当载具200内的气体压力高于P2，如含一弹簧 的减压阀263，释放了位于载具内的气体至环境中而无须使用压 力计261。
虽然图5A至图5B显示了实施例的操作当P1低于P2，于部分情形中，期望的压力可维持于密闭容器210内大体等同于密闭容
器300内的压力。于其他实施例中，于密闭容器210内期望的压 力则维持低于密闭容器300内的压力但高于环境的压力Pe。
以上所述仅为本发明较佳实施例，然其并非用以限定本发 明的范围，任何熟悉本项技术的人员，在不脱离本发明的精神 和范围内，可在此基础上做进一步的改进和变化，因此本发明 的保护范围当以本申请的权利要求书所界定的范围为准。
附图中符号的简单说明如下
100:基底
110:铜层
120:极低介电常数层 130:介层洞 140:氧化铜层 200:载具
210、 300:密闭容器 215、 327、 328:密封装置 220、 323、 325:门盖 225:框架
225a:框架的一表面 230:储存槽 235:流体
240、 324、 32、 350:阀件
250: 注入阀
260、 320:内壁
261:压力计
263、 360:减压阀
265:连4妄通道270:基板载具
280:基板
310:密封空间
310a:密闭容器的内壁
325a:开口
330:机械手臂
340:平台
370:压力计
380:制程腔体。
权利要求
1.一种半导体装置，其特征在于，该半导体装置包括一密闭容器，包括一气体与至少一门盖，该门盖覆盖通往该密闭容器内的一开口，该气体包括至少一还原气体、非反应气体或惰性气体；一机械手臂，设置于该密闭容器内；一平台，设置于相邻于该开口处，以支撑一载具；以及至少一注入阀与一减压阀，设置于该密闭容器的一内壁上并连接于该密闭容器。
2. 根据权利要求l所述的半导体装置，其特征在于，该注 入阀是当该密闭容器内压力低于 一 第 一 既定压力时注入该气体 进入该密闭容器内，而该减压阀是当该密闭容器内压力高于一 第二既定压力时排放自该密闭容器处包含的该气体。
3. 根据权利要求l所述的半导体装置，其特征在于，该还 原气体包括至少氢气或氨气之一。
4. 根据权利要求l所述的半导体装置，其特征在于，当该 气体的分子量是低于该密闭容器内的一气体的分子量时，该注 入阀是设置于相邻于该密闭容器的一顶部区，或者当该气体的 分子量高于该载具内的一气体的分子量时，该注入阀是设置于 相邻于该密闭容器的一底部区。
5. 根据权利要求l所述的半导体装置，其特征在于，于该 密闭容器内的气体包括至少钝气或氮气之一。
6. 根据权利要求l所述的半导体装置，其特征在于，更包 括一压力维持装置，以维持该载具内压力于 一 既定压力范围间。
7. —种传输接口系统，其特征在于，该传输接口系统包括 一装置包括一第一密闭容器，该第一密闭容器包括一气体以及至少一 第一门盖，该第一门盖覆盖进入该第一密闭容器的一开口 ，该气体包括至少一还原气体；一机械手臂，设置于该密闭容器内；一平台，设置于相邻于该开口处，以支撑一载具；以及至少 一 注入阀与 一减压阀，设置于该密闭容器的 一 内壁上 并连接于该密闭容器；其中该载具包括一第二密闭容器，包括一第二门盖；一储存槽，连接于该载具，包括至少一第二阀件，该储存 槽包含至少一还原流体；至少一基板握把，设置于该第二密闭容器内以支撑至少一 基板。
全文摘要
本发明提供一种半导体装置及传输接口系统，该半导体装置包括一密闭容器，包括一气体与至少一门盖，该门盖覆盖通往该密闭容器内的一开口，该气体包括至少一还原气体、非反应气体或惰性气体；一机械手臂，设置于该密闭容器内；一平台，设置于相邻于该开口处，以支撑一载具；以及至少一注入阀与一减压阀，设置于该密闭容器的一内壁上并连接于该密闭容器。本发明所提供的半导体装置及传输接口系统，基板大体不会暴露于空气中。
文档编号H01L21/677GK101577238SQ200910203738
公开日2009年11月11日 申请日期2007年1月9日 优先权日2006年5月17日
发明者余振华, 萧义理 申请人:台湾积体电路制造股份有限公司