本实用新型涉及一种气体切换系统，特别是一种能依据所接收不同信号，以进行气体切换的气体切换系统。
背景技术：
晶圆片属于高精密的组件，因此，现今晶圆片多是利用晶圆盒(FOUP)承装及运送，且相关厂商为了维持晶圆片的稳定，多会于晶圆盒中填充特定气体，例如氮气(N2)或是超洁净气体(XCDA)。然，在晶圆盒被开启以取出晶圆片、置放晶圆片、待传送前等的过程中，晶圆盒中的环境状态例如温度、湿度，可能受外部环境影响，进而可能会影响晶圆片。因此，如何避免晶圆片在运送或是被作业的过程中，受外部环境影响成为了相关厂商极需解决的问题之一。缘此，本实用新型人乃潜心研究并配合学理的运用，而提出一种设计合理且有效改善上述问题的本实用新型。
技术实现要素：
本实用新型的主要目的在于提供一种气体切换系统，在晶圆盒被开启时，能实时地切换供应至晶圆盒中的气体种类，以维持晶圆盒内原本的温、湿度，以改善现有技术中，晶圆盒开启后，晶圆盒中的环境容易被影响的问题。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种气体切换系统，其包含：一气体切换单元，其连接多个气体供应设备，多个所述气体供应设备分别提供彼此不同种类的气体，且所述气体切换单元连接一主进气管路，所述气体切换单元能受控制而选择性地使其中一个所述气体供应设备所提供的气体，进入所述主进气管路；所述主进气管路的一端连接至一待充气空间；其中，两个所述气体供应设备分别提供氮气及超洁净气体；一处理模块，其电性连接所述气体切换单元，所述处理模块能接受一开门信号或一关门信号；所述处理模块接收所述开门信号时，能控制所述气体切换单元进行气体切换作业，以使所述主进气管路由排出氮气转换为排出超洁净气体；所述处理模块接收所述关门信号时，能控制所述气体切换单元进行气体切换作业，以使所述主进气管路由排出超洁净气体转换为排出氮气。
优选地，所述处理模块能控制所述气体切换单元所输出的气体流量，所述处理模块接收所述开门信号时，所述处理模块能控制所述气体切换单元，而使所述主进气管路由输出一第一流量的氮气，转换为输出一第二流量的超洁净气体，所述第二流量大于所述第一流量。
优选地，所述外部设备为一晶圆载具平台，所述晶圆载具平台包含有一感测单元，所述晶圆载具平台用以承载一晶圆载具，所述晶圆载具内部具有一容置空间，所述容置空间用以容置至少一个晶圆，所述容置空间即为所述待充气空间；所述晶圆载具平台的一控制模块，能选择性地控制所述晶圆载具的一活动门，以使所述待充气空间与位于所述晶圆载具平台一侧的一主机空间相连通；所述感测单元用以感测所述活动门的启闭状态，以对应产生所述开门信号或所述关门信号。
优选地，所述外部设备为一晶圆载具平台，所述晶圆载具平台用以承载一晶圆载具，所述晶圆载具内部具有一容置空间，所述容置空间用以容置至少一个晶圆，所述容置空间即为所述待充气空间；所述晶圆载具平台的一控制模块，能选择性地控制所述晶圆载具的一活动门，以使所述待充气空间与位于所述晶圆载具平台一侧的一主机空间相连通；当所述控制模块控制所述活动门开启，以使所述待充气空间与所述主机空间相连通时，所述控制模块能传递所述开门信号至所述处理模块；当所述控制模块控制所述活动门关闭，以使所述待充气空间与所述主机空间相连通时，所述控制模块能传递所述关门信号至所述处理模块。
优选地，所述气体切换单元能依据各个所述气体供应设备与所述主进气管路相连通的状态，而对应产生一连通状态数据，所述处理模块接收所述开门信号或是所述关门信号时，能依据所述连通状态数据，而选择性地控制所述气体切换单元进行气体切换作业，以切换由所述主进气管路进入所述待充气空间的气体种类。
优选地，所述主进气管路邻近于所述气体切换单元的位置，连接有一副进气管路，而通过所述气体切换单元的气体能同时进入所述主进气管路及所述副进气管路；所述主进气管路设置有一气动开关单元，所述气动开关单元与所述副进气管路的另一端相连通，所述气动开关单元能选择性地阻断所述主进气管路的连通；所述副进气管路设置有一电动开关单元，所述电动开关单元能选择性地阻断所述副进气管路的连通；其中，所述电动开关单元受控制而使所述副进气管路的两端相连通时，通过所述副进气管路的气体，能驱使所述气动开关单元开启，而使通过所述气体切换单元的气体能通过所述主进气管路进入所述待充气空间中。
优选地，所述气体切换系统还包含有一排气模块，其包含有一排气管路及一排气单元，所述排气管路与所述待充气空间相连接，所述排气单元能受所述处理模块控制，而选择性地使所述待充气空间的气体向外排出；所述处理模块接收所述开门信号或所述关门信号，而使所述气体切换单元切换进入所述主进气管路的气体种类时，所述处理模块能同时控制所述排气模块，而使所述排气单元将所述待充气空间中的气体，通过所述排气管路向外排出。
优选地，所述排气模块还包含有一辅助排气单元，其设置于所述排气管路，所述辅助排气单元与所述主进气管路相连通，而部份所述主进气管路的气体能进入所述辅助排气单元，所述辅助排气单元能与所述排气单元相互配合，以使所述排气管路呈现为负压状态。
优选地，所述排气模块还包含有一调节单元，其连接所述主进气管路及所述辅助排气单元，所述调节单元能调节由所述主进气管路进入所述辅助排气单元的气体流量。
为了实现上述目的，本实用新型还提供一种气体切换系统，其包含：两个气体切换单元，其分别连接一气体供应设备，两个所述气体切换单元连接的所述气体供应设备，分别提供氮气及超洁净气体，各个所述气体切换单元连接一主进气管路；两个所述气体切换单元所连接的所述主进气管路的一端连接至一待充气空间；一处理模块，其电性连接两个所述气体切换单元，所述处理模块能接受一开门信号或一关门信号；所述处理模块接收所述开门信号时，能控制两个所述气体切换单元，以使所述气体供应设备提供的氮气不进入相对应的所述主进气管路，并使所述气体供应设备提供的超洁净气体进入相对应的所述主进气管路；所述处理模块接收所述关门信号时，能控制两个所述气体切换单元，以使所述气体供应设备提供的超洁净气体不进入相对应的所述主进气管路，并使所述气体供应设备提供的氮气进入相对应的所述主进气管路。
本实用新型的有益效果可以在于：处理模块能在接收开门信号时，控制气体切换单元进行气体切换，以对晶圆盒内部充入超洁净气体(XCDA)；处理模块能在接收关门信号时，控制气体切换单元进行气体切换，以对晶圆盒内部充入氮气。换言之，可在晶圆盒的活动门被开启时，其内部被填充有超洁净气体(XCDA)，而在晶圆盒的活动门被关闭时，其内部被填充有氮气，如此，可有效避免晶圆片在运送或是被作业的过程中受外部环境影响。
为使能更进一步了解本实用新型的特征及技术内容，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制者。
附图说明
图1为本实用新型的气体切换系统的第一实施例的方块示意图。
图2为本实用新型的气体切换系统应用于晶圆载具平台的示意图。
图3为本实用新型的气体切换系统应用于晶圆载具平台的方块示意图。
图4为本实用新型的气体切换系统应用于晶圆载具平台的另一实施例的方块示意图。
图5为本实用新型的气体切换系统应用于晶圆载具平台的另一实施例的方块示意图。
图6为本实用新型的气体切换系统应用于晶圆载具平台的又一实施例的方块示意图。
具体实施方式
以下是通过特定的具体实例说明本实用新型的气体切换系统的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型也可通过其他不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本实用新型的精神下进行各种修饰与变更。又本实用新型的图式仅为简单说明，并非依实际尺寸描绘，亦即未反应出相关构成的实际尺寸，先予叙明。以下的实施方式是进一步详细说明本实用新型的观点，但并非以任何观点限制本实用新型的范畴。
请参阅图1，其为本实用新型的气体切换系统的方块示意图。如图所示，气体切换系统1包含有一气体切换单元10及一处理模块20。气体切换单元10连接两个气体供应设备IN1、IN2。两个气体供应设备IN1、IN2分别提供彼此不同种类的气体。当然，于实际应用中，气体切换单元10连接的气体供应设备的数量可以是依据需求增加，于本实施例中仅以两个气体供应设备IN1、IN2为例，但不以此为限。于本实施例中，两个气体供应设备IN1、IN2是分别提供氮气(N2)及超洁净气体(XCDA)。
气体切换单元10连接一主进气管路11，气体切换单元10能受控制而选择性地使其中一个气体供应设备IN1(IN2)所提供的气体进入主进气管路11。于实际应用中，气体切换单元10可以依据需求包含有气体流量侦测件、气体切换阀件、气体压力侦测件、气体状态侦测件(侦测气体的湿度、温度、浓度等)等，于此不加以限制。
主进气管路11的一端连接至待充气空间SP1，所述待充气空间SP1可以是依据需求加以选择，且待充气空间SP1的容积于此也不加以限制。举例来说，待充气空间SP1可以是晶圆载具B的内部空间。主进气管路11可以是任何可传递气体的结构，例如是硬管、软管等，于此不加以限制。
处理模块20电性连接气体切换单元10，处理模块20能接受一开门信号S1或一关门信号S2。处理模块20可以是利用有线或是无线的方式，接收所述开门信号S1或关门信号S2。所述开门信号S1或关门信号S2可以是来自任何的外部设备(图未示)，或者也可以是来自气体切换系统1所包含的一感测单元(图未示)，于此不加以限制。处理模块20例如可以是微处理器、工业计算机，也可是与计算机相连接的信号接收器等。处理模块20接收开门信号S1或关门信号S2时，能控制气体切换单元10进行气体切换作业，以变换由主进气管路11进入待充气空间SP1的气体种类。具体来说，处理模块20接收到开门信号S1时，将控制气体切换单元10，而使主进气管路11由输出氮气转换为输出超洁净气体(XCDA)；处理模块20接收到关门信号S2时，将控制气体切换单元10，而使主进气管路11由输出超洁净气体(XCDA)转换为输出氮气。
请一并参阅图2及图3，本实用新型的气体切换系统，可以应用于晶圆载具平台A。晶圆载具平台A用以承载一晶圆载具(FOUP)B，晶圆载具平台A可以是包含有一承载台A1，承载台A1可以是设置有多个气嘴，而该些气嘴则可用以对晶圆载具B进行换气作业。晶圆载具B内部具有一容置空间，容置空间用以容置至少一个晶圆(图未示)，容置空间即为前述实施例所指的待充气空间SP1。晶圆载具平台A的一侧具有一主机空间SP2；一般来说，主机空间SP2可以是设置有机械手臂等装置，而该些机械手臂是用以运载晶圆载具B或是晶圆载具B中的晶圆；前述主进气管路11相反于与气体切换单元10相连接的一端，则是对应与晶圆载具B的内部容置空间(待充气空间SP1)相连通；当然，在实际应用中，主进气管路11可以是透过喷嘴或是相关构件，而与晶圆载具B的内部相连通。
晶圆载具B可以是具有一活动门B1，晶圆载具平台A的相关控制模块或是前述的处理模块20可以电性连接活动门B1，以选择性控制活动门B1开启，从而使晶圆载具B的内部容置空间(待充气空间SP1)与主机空间SP2相连通，如此可使设置于主机空间SP2的相关机械手臂对晶圆载具B及其所承载的晶圆进行相关的作业。
晶圆载具平台A可以是包含有一感测单元30，感测单元30是用以感测晶圆载具B的活动门B1的启动状态，以对应产生一切换信号301，而处理模块20则可在感测单元30感测到活动门B1开启时，控制气体切换单元10进行气体的切换；举例来说，感测单元30感测活动门B1为开启状态时，所对应产生的切换信号301可以是定义为一开门信号S1，反之，活动门B1为关闭时，所对应产生的切换信号301则可以是定义为一关门信号S2。
具体来说，在活动门B1未开启的90状态下，主进气管路11可以是对晶圆载具B内部的容置空间填充氮气(N2)，而当活动门B1被控制开启时，处理模块20则可以是对应控制气体切换单元10进行气体切换作业，而使主进气管路11对晶圆载具B内部充入超洁净气体(XCDA)。其中，感测单元30可以是利用任何方式，对活动门B1的状态进行感测，例如可以是利用红外线、超音波、或是机械构件等方式，且感测单元30可以是设置于晶圆载具平台A，于此不加以限制。其中，处理模块20能控制气体切换单元10所输出的气体流量，处理模块20接收开门信号S1时，处理模块20能控制气体切换单元10，而使主进气管路11由输出一第一流量的氮气，转换为输出一第二流量的超洁净气体，第二流量大于第一流量，如此，将可有效避免外部的环境影响，晶圆载具B内部的湿度、温度等环境状态。
请参阅图4，其显示为本实用新型的气体切换系统应用于晶圆载具平台A的另一实施例的方块示意图。如图所示，晶圆载具平台A可以是包含有一控制模块A2，所述控制模块A2能对应控制晶圆载具B的活动门B1的启闭。控制模块A2可以是以无线或是有线的方式电性连接处理模块20，而控制模块A2控制活动门B1开启(以使晶圆载具B内的容置空间与主机空间SP2相连通)时，控制模块A2将对应传递前述开门信号S1至处理模块20，而处理模块20则可以据以控制气体切换单元10，以使主进气管路11由排出氮气转换为排出超洁净气体(XCDA)。当然，在不同的应用中，控制模块A2可以是在控制活动门B1开启的同时，传递开门信号S1至处理模块20，或者控制模块A2可以是在处理模块20接收开门信号S1并对应回传相关信号后，控制模块A2再控制活动门B1开启；换言之，处理模块20可以是在接收所述开门信号S1后，对应传递一回传讯号至晶圆载具平台A的控制模块A2，而控制模块A2接收所述回传讯号后，将对应控制所述活动门B1启动，以使所述待充气空间SP1与主机空间SP2相连通。
相对地，控制模块A2控制活动门B1关闭时，传递关门信号S2至处理模块20，而处理模块20接收关门信号S2后，将控制气体切换单元10作动，以使主进气管路11由排出超洁净气体(XCDA)转换为排出氮气，以使晶圆载具B内部充满氮气，如此，可使晶圆载具B在运送过程中或是等待运送的时候，晶圆载具B内的晶圆片处于充满氮气的环境中，而可保持相对稳定的状态。
值得一提的是，在不同的应用中，气体切换系统可以是包含有前述的感测单元30及控制模块A2，而处理模块20可以接收感测单元30及控制模块A2，分别传递的开门信号S1及关门信号S2，处理模块20可以是在接收到两个开门信号S1或是两个关门信号S2时，控制气体切换单元10进行相对应的气体切换作业，或者，处理模块20可以是接收到任一个开门信号S1或是任一个关门信号S2时，即对应控制气体切换单元10进行相对应的气体切换作业。
在不同的应用中，气体切换单元10能依据各个气体供应设备IN1、IN2与主进气管路11相连通的状态，而对应产生一连通状态数据101，处理模块20接收开门信号S1或是关门信号S2时，能依据连通状态数据101，而选择性地控制气体切换单元10进行气体切换作业，以切换由主进气管路11进入待充气空间SP1的气体种类。
请参阅图5，其为本实用新型的气体切换系统应用于晶圆载具平台A的另一实施例的方块示意图。如图所述，气体切换系统1还可以包含有一进气模块1A及一排气模块1B，进气模块1A及排气模块1B分别与待充气空间SP1相连通，而进气模块1A及排气模块1B能受处理模块20控制，以对待充气空间SP1进行换气作业。
进气模块1A包含有前述气体切换单元10及前述主进气管路11，且气体切换单元10所连接的主进气管路11可以是依序设置有一压力阀11A、一气压侦测单元11B、一气动开关单元11C、一流量侦测单元11D及一气体过滤单元11E。压力阀11A邻近于气体切换单元10设置，压力阀11A用以调节通过气体切换单元10后，进入主进气管路11的气体压力；压力阀11A的控制可以机械式或是电子式，于此不加以限制。气压侦测单元11B用以侦测主进气管路11的气体压力；气压侦测单元11B电性连接处理模块20，而处理模块20能据以接收气压侦测单元11B侦测主进气管路11的气体压力值。较佳地，处理模块20也可以是电性连接压力阀11A，而处理模块20能依据来自压力阀11A及气压侦测单元11B所传递的信号，判断主进气管路11中的气体压力，是否处于预定状态，且处理模块(20)亦可据以调整压力阀11A。气动开关单元11C能在通入特定气体压力的状态下，使主进气管路11连通，而当进入气动开关单元11C的气体压力低于预定值时，气动开关单元11C则阻断主进气管路11的连通，此时，主进气管路11中的气体，将无法进入待充气空间SP1(晶圆载具的内部容置空间)。
主进气管路11还可以连接有一副进气管路12，副进气管路12的一端与主进气管路11连通，副进气管路12的另一端则与气动开关单元11C相连接。副进气管路12设置有一压力调整阀12A及一电动开关单元12B。压力调整阀12A用以调整副进气管路12中的气体压力。电动开关单元12B能选择性地阻断副进气管路12两端的连通；所述电动开关单元12B电性连接处理模块，处理模块20能利用电子控制的方式，控制电动开关单元12B的启闭。
当电动开关单元12B使副进气管路12的两端相互连通时，通过副进气管路12的气体，能对应启动气动开关单元11C，据以使主进气管路11呈现为连通的状态，而由通过气体切换单元10的气体将可以流动至待充气空间SP1中。换句话说，气动开关单元11C必需是在副进气管路12畅通的状态下，才得以被开启，而在副进气管路12不畅通(即处理模块控制电动开关单元12B关闭)时，气动开关单元11C则是呈现为关闭的状态。当然，在不同应用中，也可以是使气动开关单元11C可以在特定的状态下，可以直接透过主进气管路11的气体进行启闭作业。
在特殊的应用中，电动开关单元12B可以是设计为在电动开关单元12B发生不预期的断电问题时，电动开关单元12B仍可保持未断电前的状态。亦即，电动开关单元12B在通电而使副进气管路12的两端相连通的状态下，遭遇不预期的断电时，电动开关单元12B可以是仍保持副进气管路12两端的连通；相反地，电动开关单元12B在通电且使副进气管路12阻断的状态下，遭遇不预期的断电时，电动开关单元12B可以是仍保持副进气管路12的两端不连通。
流量侦测单元11D用以侦测通过气动开关单元11C的气体流量。流量侦测单元11D可以是透过有线或无线的方式电性连接处理模块，而可据以将侦测所产生的相关信号传递至处理模块；当然，流量侦测单元11D也可以是机械指针式。透过流量侦测单元11D的设置，不但可以量测通过气动开关单元11C的气体流量外，还可以用以判断气动开关单元11C是否正常运作。气体过滤单元11E用以对即将进入待充气空间SP1中的气体进行过滤，气体过滤单元11E实际的过滤方式及其所欲拦截的物质，可依据需求加以设计，于此不加以限制。
排气模块1B包含有一排气管路13，排气管路13与待充气空间SP1相连通，且排气管路13可以依序设置有一温湿度侦测单元13A、一电磁阀13B、一气压侦测单元13C、一辅助排气单元13E及一排气单元13D。温湿度侦测单元13A用以检测由待充气空间SP1所排出的气体的温度、湿度；具体来说，各气体供应设备IN1、IN2是用以提供相对干臊的气体，处理模块透过温湿度侦测单元13A，即可判断待充气空间SP1所排出的气体是否符合预定的湿度，当待充气空间SP1所排出的气体，其湿度符合预定的湿度，则表示处理模块20可以控制进气模块1A及排气模块1B不再对待充气空间SP1进行换气作业；反之，处理模块20则可控制进气模块1A及排气模块1B持续对待充气空间SP1进行换气作业。
电磁阀13B电性连接处理模块，处理模块能控制电磁阀13B，而选择性地阻断排气管路13的连通。气压侦测单元13C用以侦测排气管路13中的气体压力；较佳地，气压侦测单元13C可以是电性连接处理模块，而处理模块能接收气压侦测单元13C所量测的相关结果。排气单元13D用以排气管路13中的气体，向远离待充气空间SP1的方向流动，排气单元13D可以任何可导引气体流动的组件，于此不加以限制。辅助排气单元13E与主进气管路11相连通，而主进气管路11的部份气体，能进入辅助排气单元13E中，借此，辅助排气单元13E能使排气管路13产生负压，从而加速排气管路13中的气体向远离待充气空间SP1流动的速度。较佳地，辅助排气单元13E与主进气管路11相连通的管路，可以是设置有一调节单元13F，调节单元13F能调节主进气管路11进入辅助排气单元13E的气体流量，据以调整辅助排气单元13E使排气管路13所产生的负压大小。
请参阅图6，其显示为本实用新型的气体切换系统的另一实施例的方块示意图。请一并参阅图5及图6，本实施例与前述实施例最大不同之处再于，气体切换系统1’可以是包含有两个进气模块1A、1A’及一排气模块1B，两个进气模块1A、1A’分别连接不同的气体供应设备IN1、IN2，且两个进气模块1A、1A’及排气模块1B分别与待充气空间SP1相连通。关于各个进气模块1A、1A’所包含的构件：气体切换单元10、主进气管路11、压力阀11A、气压侦测单元11B、副进气管路12、压力调整阀12A、电动开关单元12B、气动开关单元11C、流量侦测单元11D、气体过滤单元11E的相关作动及连接关系，与前述实施例相同，于此不再赘述。本实施例的气体切换系统1’的两个进气模块1A、1A’所分别包含的两个气体切换单元10可以是电性连接同一个处理模块20，且两个进气模块1A、1A’所分别连接的两个气体供应设备IN1、IN2，是分别提供氮气及超洁净气体。在具体应用中，处理模块20可以是在接收到开门信号S1时，处理模块20可以是对应控制两个进气模块1A、1A’的气体切换单元10，而使气体供应设备IN1所提供的氮气不进入相对应的主进气管路11中，而使气体供应设备IN2所提供的超洁净气体进入相对应的主进气管路11中，据以使待充气空间中充满超洁净气体。相对地，当处理模块20接收到关门信号S2时，处理模块20可以是对应控制两个进气模块1A、1A’的气体切换单元10，而使气体供应设备IN1所提供的氮气进入相对应的主进气管路11中，并使气体供应设备IN2所提供的超洁净气体不进入相对应的主进气管路11中，据以使待充气空间中充满氮气。以上所述仅为本实用新型的较佳可行实施例，非因此局限本实用新型的专利范围，故举凡运用本实用新型说明书及图式内容所做的等效技术变化，均包含于本实用新型的保护范围内。