CN106573277A - 用于处理用于基板的输送和大气储存的由塑料材料制成的运输容器的方法和工作站 - Google Patents
用于处理用于基板的输送和大气储存的由塑料材料制成的运输容器的方法和工作站 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种用于处理用于基板的输送和大气储存的塑料运输容器的方法,塑料运输容器具有界定出意图用于储存基板的体积的壁,其特征在于,此方法包括至少一个等离子体处理步骤(103;105),在等离子体处理步骤中,运输盒(3)的至少一个内壁在低于10000帕斯卡的气体压力下经受处理气体的等离子体。本发明也涉及一种用于处理用于基板的输送和大气储存的运输容器的工作站。
Description
本发明涉及一种用于处理用于基板的输送和大气储存的塑料运输盒的方法,基板例如是半导体晶片或光掩膜,运输盒可以预先已在液体中被清洁,例如已在纯水中洗涤。
运输和储存盒界定了用于一个或多个基板的运输与储存的封闭空间,在大气压力下的此空间将一个或多个基板从使用/运输环境分离。
在半导体制造工业中,这些盒允许将基板、例如半导体晶片或光掩膜从一个工具运输到另一个工具,或允许在两个制造步骤之间储存这些基板。
这种类型的盒特别包括以下三种类型的标准化晶片运输和储存盒:前方开口的FOUP(前开式晶片传送盒,front-opening unified pod)和FOSB(前开式晶片运输盒,front-opening shipping box)、以及底部开口的SMIF盒(标准机械界面盒,standardmechanical interface pod);以及被称作开放式卡匣的盒;被称作RSP(光掩膜SMIF盒,reticle SMIF pod)的标准化的光掩膜运输和储存盒;以及在太阳能工业中所使用的基板运输盒。
由塑料所制成且一般由聚合物、例如聚碳酸酯制成的这些盒可能受到生产处理气体的污染,例如气态HF、HCL、NH3以及PGMEA,尤其是由经历在先生产操作的半导体晶片所释放的这些气体。
被释放的气体可能吸附在盒的表面上,接着扩散到聚合物中,导致污染分子在聚合物中累积。这些污染分子可能接着解吸,并吸附在储存于这些盒中的基板的表面上,且可能与其发生化学反应,这将可能造成在基板表面上的缺陷。
因此需要通过在例如去离子水的液体中洗涤来定期清洁这些盒,这允许容器的表面被去污。然而,已扩散到塑料中的特定污染物未被移除,因此留下可能的污染源。
此外,在清洗步骤之后进行干燥步骤,干燥步骤可能会是非常长时间的,例如包括将运输盒通过被红外辐射加热的热空气的对流而加热且进行离心分离的阶段;接着是将运输盒留在开放的空气中的阶段。明确而言,清洁流体残留物以及水蒸气尤其是必须被移除的主要污染物。
在盒已经被清洗之后用于干燥盒的方法从文献WO2009021941A1中是已知的,其中特别需要改进在盒体积中或经由盒体积的去污染作用。此方法包括使运输盒经受低于大气压的压力和红外辐射的组合作用。来自红外辐射的加热允许已扩散到聚合物厚度中的污染物被有效地解吸,因此加速了它们的移除。
然而,现在仍然需要进一步改进此方法的有效性以及减少其持续时间。
为此目的,本发明的一个主题是用于处理用于基板的输送和大气储存的塑料运输盒的方法,塑料运输盒具有界定出意图用于储存基板的体积的壁,其特征在于:此方法包括至少一个等离子体处理步骤,在等离子体处理步骤中,运输盒的至少一个内壁在低于10000帕斯卡的气体压力下经受处理气体的等离子体。
经由化学或机械作用,等离子体处理步骤允许运输盒的内壁表面被处理以移除污染分子。具体而言,经由机械作用,等离子体提供了促进附着于塑料运输盒表面的分子进行去耦合(decoupling)的能量。因为所产生的离子化物质可能与污染物发生反应且因此促进污染物的移除,等离子体也可以具有化学作用。因此,与简单的真空加热操作相比,在运输盒中的等离子体的产生允许表面的去污染作用被加速。
处理方法可以具有以下特征的一个或多个、或是它们的组合:
-在等离子体处理步骤中,至少将运输盒的内壁加热到超过50℃的温度,例如70℃;因此可以同时改进运输盒的内壁表面和体积的去污染作用;
-在等离子体处理步骤中,气体压力是在1000-0.1帕斯卡之间;
-在至少一个等离子体处理步骤中,处理气体是选自稀有气体,例如氩气,或选自反应性气体,例如氧气、氮气或水蒸气;
-在至少一个等离子体处理步骤中,等离子体是在预定期间内被交替地多次点燃和熄灭;间歇性的等离子体使得能够防止可能由于材料被等离子体的离子化物质撞击所导致的运输盒塑料的降解,或能够防止可能由于等离子体的离子化物质的化学蚀刻以及通过等离子体产生的UV所导致的塑料老化;
-处理方法包括非等离子体处理步骤,在非等离子体处理步骤中,至少运输盒的内壁经受低于10000帕斯卡的气体压力和加热到超过50℃温度的组合作用;
-在非等离子体处理步骤中,气体压力是低于在等离子体处理步骤中的气体压力;
-在非等离子体处理步骤中,气体压力是低于100帕斯卡;
-处理方法包括非等离子体处理步骤,在其之前是等离子体处理步骤;
-处理方法包括非等离子体处理步骤,在其之后是等离子体处理步骤;例如通过改变表面的接触角,后续等离子体处理步骤可以允许调节运输盒的表面,使得运输盒比在处理前解吸得更少,或使得运输盒的内壁比在处理前吸附得更好;以及
-处理方法包括非等离子体处理步骤,在其之前是预先等离子体处理步骤,且在其之后是后续等离子体处理步骤,并且预先等离子体处理步骤和后续等离子体处理步骤的等离子体是不同的。
本发明的另一主题是用于处理用于基板的输送和大气储存的运输盒的工作站,其包括:
-密封室,其适于接收用于基板的输送和大气储存的塑料运输盒的至少一个内壁;
-泵装置,其连接到密封室;以及
-至少一个红外辐射源;
其特征在于,工作站包括等离子体源和处理单元,处理单元适于控制泵装置、红外辐射源以及等离子体源,从而实施如上所述的用于处理用于基板的输送和大气储存的塑料运输盒的方法。
本发明的其他特征和优点将在下文中更清楚地描述,其并非以限制性的方式给出,而是参照附图以示例的方式给出,其中:
-图1显示处理工作站的示意图;
-图2是显示用于处理塑料运输盒的方法的各个步骤的流程图;
-图3是显示在一个处理方法中具有等离子体点燃和熄灭阶段的间歇
性等离子体的例子的示意图;
-图4a显示处理方法的示例性实施方案;
-图4b显示处理方法的另一个示例性实施方案;
-图4c显示处理方法的另一个示例性实施方案;
-图5a显示处理方法的另一个示例性实施方案;
-图5b显示处理方法的另一个示例性实施方案;
-图5c显示处理方法的另一个示例性实施方案;以及
-图6显示处理方法的另一个示例性实施方案;
在这些附图中,相同的元件已被标注为相同的标号。此方法的步骤从100开始编号。
图1显示用于处理用于基板的输送和大气储存的运输盒的示例性的工作站1。
处理工作站1包括适于接收至少一个塑料运输盒3的至少一个壁的密封室2,连接到密封室2的泵装置4,至少一个红外辐射源5,等离子体源6以及处理单元7。
塑料运输盒包括壁,这些壁界定出意图用于储存基板的内部体积,基板例如是半导体晶片、光掩膜或用于太阳能工业的薄膜。其是一种用于基板的输送和大气储存的装置。运输盒3的一个壁例如是中空的周边包壳(图1),或连接到中空周边包壳以形成盒3的盖子(未示),内壁是这些界定出意图用于储存基板的内体积的壁。
运输盒可以特别是标准化的运输外壳,例如FOUP、FOSB、SMIF盒、RSP、或“开放式卡匣”,或是用于太阳能板基板的运输外壳。
塑料运输盒是例如由聚合物制成,例如聚碳酸酯。
处理工作站1可以连接到用于湿式清洁运输盒的工具,其包括用于将运输盒从清洁工具输送到处理工作站1的装置。
处理单元7被配置用于控制泵装置4、一个或多个红外辐射源5以及等离子体源6,从而实施如图2所示的用于处理用于基板的输送和大气储存的塑料运输盒的方法100。
处理方法100包括至少一个等离子体处理步骤103、105,其中运输盒3的至少一个壁被放置在密封室2中,使得其可以在低于10000帕斯卡(或100毫巴)的气体压力下经受处理气体的等离子体,运输盒3的内壁可能预先就已在液体中被清洁,例如在去离子水中洗涤(如在步骤101中)。
至少运输盒3的壁的内侧面经受等离子体。
处理气体的气压例如是在1000Pa(或10毫巴)和0.1Pa(或10-3毫巴)之间。运输盒或开放式运输盒的一个壁被放置在密封室2内,使得当盒被放置在真空下时,运输盒的壁不会变形。
经由化学作用或经由机械作用,等离子体处理步骤103、105允许运输盒3的内壁的表面被处理,以移除污染分子。具体而言,经由机械作用,等离子体提供了促进附着于塑料运输盒表面的分子进行去耦合的能量。因为所产生的离子化物质可能与污染物发生反应且因此促进污染物的移除,等离子体也可以具有化学作用。因此,与简单的真空加热操作相比,在运输盒上的等离子体的产生允许加速表面的去污染作用。
等离子体是通过等离子体源6产生的,例如ICP、RF、微波或电容型来源。
密封室2包括至少一个用于引入处理气体8的装置,从而在等离子体处理步骤103、105中引入至少一种处理气体。处理气体可以选自稀有气体,例如氩气,或选自反应性气体,例如氧气、氮气或水蒸气。
在稀有气体等离子体具有足够能量的情况下,离子化物质可以具有离子溅射作用:撞击塑料运输盒3的内壁表面的离子将分子从被撞击的材料的表面拉出。
在反应性气体等离子体的情况下,所形成的离子化物质易于与在塑料表面上的分子反应:氧气特别用于移除抗蚀性残留物,氢气用于移除含碳的污染物和酸,这具有与在真空下仅仅通过加热运输盒所实现的功效相比更高的功效。
用于引入处理气体8的装置也可以进一步用于引入清洁气体,例如干燥的氮气,从而在运输盒已被处理之后,使密封室2通风到大气压力。
根据一个示例性实施方案,等离子体在预定期间内被交替地多次点燃和熄灭。此交替可以是周期性或部分周期性的。其中等离子体为间歇性的预定期间可以是等离子体处理步骤103、105的整个期间或部分期间。例如且如图3所示,在等离子体处理步骤103中,等离子体被点燃、熄灭且接着再被重新点燃一次。
间歇性的等离子体使得能够防止可能由于材料被等离子体的离子化物质撞击所导致的运输盒塑料的降解,或能够防止可能由于等离子体的离子化物质的化学蚀刻以及通过等离子体产生的UV所导致的塑料的老化。
此外,可以至少将运输盒3的内壁加热到超过50℃的温度,例如加热到约70℃,同时运输盒的内壁经受等离子体的作用。运输盒3的内壁的表面和体积的去污染作用因此同时得到改进。此外,通过在与等离子体的同时加热运输盒3的壁,减少了气态物质、例如水蒸气的凝结或固化的风险,这些风险尤其当处理方法以非常低压力的等离子体处理步骤105(约0.1Pa(10-3毫巴)的压力)开始时发生。然而,温度被保持在低于容许温度限度之下,超过此容许温度限度,例如100℃,塑料运输盒可能降解。
处理方法100也可以包括非等离子体处理步骤104,在非等离子体处理步骤104中,塑料运输盒3的内壁在没有等离子体的情况下经受低于10000帕斯卡的气体压力和加热到高于50℃的温度、例如加热到约70℃的组合作用。
非等离子体处理步骤104特别允许加剧运输盒的体积的脱气。具体而言,在没有等离子体的情况下并且由于运输盒3的壁被加热,可以例如通过进一步将运输盒3的壁所经受的气体压力减少到低于等离子体处理步骤103、105的气体压力而加速脱气。在非等离子体处理步骤104中,例如气体压力低于100Pa(或1毫巴),例如气体压力是在100Pa(或1毫巴)和10-4Pa(或10-6毫巴)之间。
通过使运输盒3的内壁经受红外辐射,塑料运输盒可以在等离子体处理步骤103、105中、或在非等离子体处理步骤104中被加热。红外辐射优选具有发射光谱,此发射光谱在待移除的一种或多种污染分子的一个或多个吸收波长的附近具有最大强度。
优选地,红外辐射可进行波幅调制(amplitude modulated)。经过波幅调制的红外辐射允许塑料运输盒材料的温度保持在温度设定点附近,而红外辐射的发射光谱被独立地控制。可以因此选择辐射优先地作用在待移除的基于水的污染分子上。红外辐射也可以包括使待处理表面达到合适的温度以减少达到合适温度所需时间的连续初始步骤,因此显著减少处理时间。
在处理方法100中,多种配置是可能的。
根据图4a所显示的第一个例子,处理方法包括非等离子体处理步骤104,在其之前是没有加热的等离子体处理步骤103。
根据图4b所显示的第二个例子,非等离子体处理步骤104之后是没有加热的等离子体处理步骤103。例如通过改变表面的接触角,后续等离子体处理步骤可以允许调节运输盒的表面,使得运输盒比在处理前解吸得更少,或使得运输盒3的内壁比在处理前吸附得更好。
处理方法100也可以包括预先等离子体处理步骤103,在其之后是非等离子体处理步骤104,接着是后续等离子体处理步骤103’,如图3和4c所示。预先等离子体处理步骤103和后续等离子体处理步骤103’的等离子体可以是不同的;处理气体、气体压力和/或等离子体的能量在预先等离子体处理步骤103和后续等离子体处理步骤103’可以是不同的。
此外,图4a、4b和4c中所示的循环可以重复和/或组合进行。
根据另一个示例性实施方案,在等离子体处理步骤105中,运输盒3的内壁被加热。在此被加热的等离子体处理步骤105之后可以是非等离子体处理步骤104(图5a)、或在其之前可以是非等离子体处理步骤(图5b),或者,被加热的等离子体处理步骤105可以在非等离子体处理步骤104之前和之后(图4c)。
此外,图5a、5b和5c中所示的循环可以重复和/或组合进行。
此外,其它组合是可能的,例如此方法可以包括没有加热的第一等离子体处理步骤103,然后是非等离子体处理步骤104,然后是有加热的等离子体处理步骤105(图6)。
根据另一各例子,此方法可以包括有加热的第一等离子体处理步骤105,然后是非等离子体处理步骤104,然后是没有加热的等离子体处理步骤103。
此处理方法之后可以是验证步骤106(图2),在验证步骤中,检测代表污染分子移除的参数;此方法可以在代表性参数达到参考值时停止,参考值指示从运输盒3的壁进行解吸的满意水平。例如代表性参数可以是在密封室2中的总气体压力或部分气体压力。在限定的泵真空规范下所检测的总压力是在密封室2中正在解吸的通量的指标,这主要是由于运输盒的脱气。
因此,通过等离子体表面处理步骤,污染分子的移除得到改进,并且处理的持续时间减少。
Claims (12)
1.一种用于处理用于基板的输送和大气储存的塑料运输盒的方法,此塑料运输盒具有界定出意图用于储存基板的体积的壁,其特征在于此方法包括至少一个等离子体处理步骤(103;105),在等离子体处理步骤中,运输盒(3)的至少一个内壁在低于10000帕斯卡的气体压力下经受处理气体的等离子体。
2.根据前一项权利要求的处理方法,其特征在于在等离子体处理步骤(105)中,运输盒(3)的至少内壁被加热到50℃以上的温度。
3.根据前述权利要求中任一项的处理方法,其特征在于在等离子体处理步骤(103;105)中,气体压力是在1000和0.1帕斯卡之间。
4.根据前述权利要求中任一项的处理方法,其特征在于在至少一个等离子体处理步骤(103;105)中,处理气体是选自稀有气体,例如氩气,或选自反应性气体,例如氧气、氮气或水蒸气。
5.根据前述权利要求中任一项的处理方法,其特征在于在至少一个等离子体处理步骤(103;105)中,等离子体在预定期间内被交替地多次点燃和熄灭。
6.根据前述权利要求中任一项的处理方法,其特征在于此处理方法包括非等离子体处理步骤(104),在非等离子体处理步骤(104)中,运输盒(3)的至少内壁经受低于10000帕斯卡的气体压力和加热到50℃以上的温度的组合作用。
7.根据前一项权利要求的处理方法,其特征在于在非等离子体处理步骤(104)中,气体压力是低于在等离子体处理步骤(103;105)中的气体压力。
8.根据权利要求6或7的处理方法,其特征在于在非等离子体处理步骤(104)中,气体压力是低于100帕斯卡。
9.根据权利要求6-8中任一项的处理方法,其特征在于此方法包括非等离子体处理步骤(104),在非等离子体处理步骤(104)之前是等离子体处理步骤(103;105)。
10.根据权利要求6-9中任一项的处理方法,其特征在于此方法包括非等离子体处理步骤(104),在非等离子体处理步骤(104)之后是等离子体处理步骤(103;105)。
11.根据权利要求6-10中任一项的处理方法,其特征在于此方法包括非等离子体处理步骤(104),在非等离子体处理步骤(104)之前是预先等离子体处理步骤(103;105),并且在非等离子体处理步骤(104)之后是后续等离子体处理步骤(103;105),并且其中预先等离子体处理步骤(103;105)和后续等离子体处理步骤(103;105)的等离子体是不同的。
12.一种用于处理用于基板的输送和大气储存的运输盒的工作站,包括:
-密封室(2),其适于接收用于基板的输送和大气储存的塑料运输盒的至少一个内壁;
-泵装置(4),其连接到密封室(2);以及
-至少一个红外辐射源(5);
其特征在于,工作站包括等离子体源(6)以及处理单元(7),处理单元(7)适于控制泵装置(4)、红外辐射源(5)以及等离子体源(6),从而实施根据前述权利要求中任一项所述的用于处理用于基板的输送和大气储存的塑料运输盒的方法(100)。
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