DE102022105133B4 - Feuchtigkeitssteuerungsvorrichtung für equipment front end module (efem) eines halbleiterbearbeitungs- oder -charakterisierungs-tools sowie waferhandhabungsverfahren - Google Patents

Feuchtigkeitssteuerungsvorrichtung für equipment front end module (efem) eines halbleiterbearbeitungs- oder -charakterisierungs-tools sowie waferhandhabungsverfahren Download PDF

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Abstract

Eine Ladeöffnung nimmt einen Waferträger auf. Ein Equipment Front End Module (EFEM) befördert Halbleiterwafer zu und von dem Waferträger durch eine Zugriffsöffnung eines Gehäuses des EFEM und befördert außerdem Wafer zu und von einem Halbleiterbearbeitungs- oder -charakterisierungs-Tool. Eine Gasstromvorrichtung, die in dem Gehäuse des EFEM angeordnet ist, ist so geschaltet, dass sie ein Gas mit niedriger Feuchtigkeit, das eine relative Feuchtigkeit von 10 % oder weniger hat, aufnimmt, wobei die Gasstromvorrichtung so positioniert ist, dass sie das aufgenommene Gas mit niedriger Feuchtigkeit quer über die Zugriffsöffnung strömen lässt. Eine Sättigungsdruckschicht der Gasstromvorrichtung hat eine mit zunehmendem Abstand von dem Gaseinlassrand der Sättigungsdruckschicht zunehmende Durchlässigkeit für das Gas mit niedriger Feuchtigkeit zum Beispiel aufgrund von Löchern mit unterschiedlichem Durchmesser und/oder unterschiedlicher Dichte, die durch die Sättigungsdruckschicht hindurchgehen. Mit einer Filterschicht der Gasstromvorrichtung wird das Gas, das die Sättigungsdruckschicht verlässt, uniformiert.

Description

  • Hintergrund
  • Das Nachstehende betrifft das Gebiet der Halbleiterherstellung, der Übertragung von Halbleiterwafern, der Halbleiterherstellungsvorrichtungen, des Equipment Front End Module (EFEM) und verwandte Gebiete.
  • Die JP H11- 145 245 A beschreibt eine Waferverarbeitungsvorrichtung und einen Behälter zur Aufnahme von Wafern. In einem geschlossenen Zustand schirmt der Wafer-Behälter Wafer in seinem Inneren von einer äußeren Atmosphäre ab. Der Behälter kann geöffnet werden, sodass die im Wafer-Behälter untergebrachten Wafer durch eine Öffnung zu der Waferverarbeitungsvorrichtung transportiert werden können. In diesem Fall bilden eine Zufuhrdüse, die in einem oberen Abschnitt der Öffnung angeordnet ist, und eine Saugdüse, die in einem unteren Abschnitt der Öffnung angeordnet ist, einen Luftfilm. Durch den Luftfilm kann verhindert werden, dass eine Waferverarbeitungsatmosphäre in den Wafer-Behälter eindringt.
  • Die KR 10 2020 0 031185 A beschreibt ein load port module (LPM) und load purge purge (LPP) System mit einer Luftschichteinheit. Das LPM- und LPP-System umfasst eine Filterbox, einen Luftkanalkörper, der mit einer Seite der Filterbox verbunden ist und mehrere Luftsprühdüsen, die mit dem Luftkanalkörper gekoppelt sind und dazu ausgeführt sind, Luft in den Luftkanalkörper zu sprühen.
  • Figurenliste
  • Aspekte der vorliegenden Offenbarung lassen sich am besten anhand der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen verstehen. Es ist zu beachten, dass gemäß der branchenüblichen Praxis verschiedene Elemente nicht maßstabsgetreu dargestellt sind. Vielmehr können die Abmessungen der verschiedenen Elemente zugunsten einer klaren Erläuterung willkürlich vergrößert oder verkleinert sein.
    • 1 zeigt schematisch eine Waferhandhabungsvorrichtung, die eine Ladeöffnung, die einen Waferträger aufnimmt, ein Equipment Front End Module (EFEM) und eine Gasstromvorrichtung aufweist, die in dem EFEM angeordnet ist.
    • 2 zeigt schematisch die in 1 angegebene Darstellung V - V, die die Ladeöffnung und den Waferträger aus dem Inneren des EFEM betrachtet zeigt.
    • 3 zeigt schematisch eine perspektivische Darstellung einer montierten Gasstromvorrichtung.
    • 4 zeigt schematisch eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung der Gasstromvorrichtung von 3.
    • Die 5 und 6 zeigen schematisch perspektivische Darstellungen, die eine Oberseite (5) und eine Unterseite (6) der Sättigungsdruckschicht der Gasstromvorrichtung der 3 und 4 zeigen.
    • 7 zeigt schematisch eine Draufsicht der Oberseite einer Sättigungsdruckschicht mit vergrößerten Teildarstellungen, die Lochdurchmesser h1, h2 ... hn und Lochabstände W1, W2 ... Wn entlang den geraden Linien von Löchern angeben.
    • 8 zeigt schematisch eine perspektivische Darstellung der Einheitsschicht (z. B. Filterschicht) und der Ablenkungsschicht der Gasstromvorrichtung der 3 und 4.
    • 9 zeigt schematisch eine perspektivische Darstellung der Einheitsschicht, die als eine Riffelfilterschicht implementiert ist, mit einer vergrößerten Teildarstellung, die mehrere Falten der Riffelfilterschicht zeigt.
    • 10 zeigt schematisch ein Waferhandhabungsverfahren unter Verwendung einer Gasstromvorrichtung, die im Inneren des Gehäuses eines EFEM angeordnet ist.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Die nachstehende Offenbarung liefert viele verschiedene Ausführungsformen oder Beispiele zum Implementieren verschiedener Merkmale des bereitgestellten Gegenstands. Nachstehend werden spezielle Beispiele für Komponenten und Anordnungen beschrieben, um die vorliegende Offenbarung zu vereinfachen. Diese sind natürlich lediglich Beispiele. Zum Beispiel kann die Herstellung eines ersten Elements über oder auf einem zweiten Element in der nachstehenden Beschreibung Ausführungsformen umfassen, bei denen das erste und das zweite Element in direktem Kontakt hergestellt werden, und sie kann auch Ausführungsformen umfassen, bei denen zusätzliche Elemente zwischen dem ersten und dem zweiten Element hergestellt werden können, sodass das erste und das zweite Element nicht in direktem Kontakt sind. Darüber hinaus können in der vorliegenden Offenbarung Bezugszahlen und/oder -buchstaben in den verschiedenen Beispielen wiederholt werden. Diese Wiederholung dient der Einfachheit und Übersichtlichkeit und schreibt an sich keine Beziehung zwischen den verschiedenen erörterten Ausführungsformen und/oder Konfigurationen vor.
  • Darüber hinaus können hier räumlich relative Begriffe, wie etwa „darunter befindlich“, „unter“, „untere(r)“/„unteres“, „darüber befindlich“, „obere(r)“/„oberes“ und dergleichen, zur einfachen Beschreibung der Beziehung eines Elements oder einer Struktur zu einem oder mehreren anderen Elementen oder Strukturen verwendet werden, die in den Figuren dargestellt sind. Die räumlich relativen Begriffe sollen zusätzlich zu der in den Figuren dargestellten Orientierung andere Orientierungen der in Gebrauch oder in Betrieb befindlichen Vorrichtung umfassen. Die Vorrichtung kann anders ausgerichtet werden (um 90° gedreht oder in einer anderen Orientierung), und die räumlich relativen Deskriptoren, die hier verwendet werden, können entsprechend interpretiert werden.
  • In einer Halbleiterfertigungsanlage werden Lose von Wafern in Waferbehältern transportiert, wie etwa einem Front Opening Unified Pod (FOUP), der so konzipiert ist, dass er mit einer Reihe von unterschiedlichen Halbleiterbearbeitungs- und Charakterisierungs-Tools kompatibel ist. In einem typischen Halbleiterwaferbearbeitungs-Workflow zum Herstellen von integrierten Schaltkreisen (ICs) weist ein Halbleiterbearbeitungs- oder Charakterisierungs-Tool (das hier allgemein als ein „Tool“ bezeichnet wird) ein Equipment Front End Module (EFEM) mit einer Ladeöffnung auf. Ein Overhead-Transportsystem (OHT-System) oder ein anderes automatisches Transportsystem befördert einen FOUP oder einen anderen Waferbehälter zu der Ladeöffnung des Tools, und ein automatischer Mechanismus des EFEM lädt Wafer aus dem FOUP in eine Prozesskammer des Tools zum Bearbeiten oder Charakterisieren. Der automatische Mechanismus könnte als ein erläuterndes Beispiel ein Mehrachsen-Roboter oder dergleichen sein. Die Prozesskammer kann mit Vakuum- und/oder Gasanschlüssen zum Bereitstellen einer kontrollierten Atmosphäre für die Waferbearbeitung oder die Charakterisierung konzipiert sein. Zum Beispiel kann zur Förderung der Halbleiterwaferbearbeitung oder -charakterisierung die Bearbeitungskammer auf eine gewünschte Vakuumstufe abgepumpt werden und mit Stickstoff- oder einem anderen Formungsgas (Stickstoff-/Sauerstoff-Gemisch) oder einer anderen gewählten Atmosphäre aufgefüllt werden, wobei verschiedene Prozessgase in die Prozesskammer eingeleitet werden, oder dergleichen. Nachdem das Tool die beabsichtigte Bearbeitung oder Charakterisierung durchgeführt hat, wird die Prozesskammer (bei Bedarf) auf eine zur Waferentfernung geeignete Atmosphäre zurückgeführt, und der automatische Mechanismus des EFEM entlädt die Wafer aus der Prozesskammer des Tools zurück in den FOUP oder den anderen Waferbehälter, der dann von dem OHT-System aufgenommen wird und zu der Ladeöffnung eines anderen Tools für den nächsten Schritt in dem IC-Bearbeitungs-Workflow befördert wird. Dieser automatische Waferhandhabungs- und -transportprozess ermöglicht einen hocheffizienten Waferdurchsatz und begrenzt (in Verbindung mit Reinraum-Einrichtungen) eine Waferverunreinigung durch Staub, Hautzellen oder dergleichen, die Fertigungsarbeiter verlieren oder von Lüftungseinrichtungen in Umlauf gebracht werden.
  • Idealerweise ist der Workflow kontinuierlich, sodass der FOUP oder der andere Waferbehälter nur zum Transportieren von Waferlosen zwischen Tools verwendet wird. In der Praxis kann der Wafertransport jedoch verzögert werden, wenn ein Tool eine Bearbeitung oder Charakterisierung eines anderen Loses in dem Workflow durchführt, oder aufgrund von Verzögerungen beim Wechseln von Betriebsstoffen oder dergleichen. In diesen Fällen kann ein Waferlos für einige Zeit in seinem FOUP aufbewahrt werden.
  • In Anbetracht dieser Erwägungen kann zum weiteren Verringern der Gefahr einer Waferverunreinigung der FOUP oder der andere Waferbehälter eine abgedichtete Einheit sein, die bei einigen Ausführungen mit extrem reiner Trockenluft (XCDA) oder Stickstoff, gespült werden kann, um die Wafer gegen Verunreinigungen und zu hohe relative Feuchtigkeit zu schützen. Insbesondere kann Feuchtigkeit in der Luft aufgrund hoher relativer Feuchtigkeit mit restlichen Materialien reagieren, die auf den Wafern mit einem vorher durchgeführten Prozess abgeschieden worden sind, und diese Reaktionen können zu Waferdefekten führen, die die IC-Ausbeute negativ beeinflussen. Als ein erläuterndes Beispiel kann ein Rest eines Chlor- oder Fluorgases, das häufig bei der IC-Bearbeitung verwendet wird, mit Wasser reagieren kann, sodass nachteilige Waferdefekte entstehen. Diese Probleme sind bei der IC-Herstellung mit kleineren Strukturgrößen manchmal ernster.
  • Wie vorstehend dargelegt worden ist, kann ein Spülen des FOUP mit einem Spülgas wie Stickstoff oder XCDA beim Reduzieren der relativen Feuchtigkeit in dem FOUP günstig sein. Dies beinhaltet ein Verwenden von Gaseinkopplungen in den FOUP, die automatisch mit Spülgas- und Abgasleitungen der Ladeöffnung eines Tools verbunden sind. Die Frontöffnung eines FOUP stellt jedoch eine Grenzfläche mit einer großen Fläche dar, über die während des Wafertransports Gas aus dem EFEM in den und aus dem FOUP gelangen kann. Aufgrund des Vorhandenseins von beengten Bereichen, wie etwa zwischen Wafern des Waferloses, kann das Spülen des Innenvolumens des FOUP unvollständig sein. Insbesondere werden Halbleiterwafer in dem FOUP typischerweise in Stützrahmen mit mehreren Schlitzen oder in Stützrahmen mit mehreren Einschüben mit kleinen Spalten zwischen benachbarten Wafern des Stapels gelagert. Diese Zwischenräume zwischen Wafern stellen beengte Bereiche dar, die schwer zu spülen sind.
  • Bei Ausführungsformen, die hier offenbart werden, wird eine Feuchtigkeitsregelungsvorrichtung in das Equipment Front End Module (EFEM) integriert und bei einigen Ausführungsformen in dem Zugangsweg positioniert, auf dem Wafer sich quer über die Frontöffnung des FOUP bewegen, wenn sie zu oder von dem Tool befördert werden.
  • Diese und weitere Aspekte werden nachstehend näher beschrieben.
  • In 1 wird ein Halbleiterbearbeitungs- oder -charakterisierungs-Tool 1 von einem Equipment Front End Module (EFEM) 2 (insbesondere einer Waferhandhabungsvorrichtung 2) versorgt. 1 zeigt schematisch einen Teil des Halbleiterbearbeitungs- oder -charakterisierungs-Tools 1 mittels eines Teilkastens. Das Halbleiterbearbeitungs- oder -charakterisierungs-Tool 1 kann im Allgemeinen eine Art von Vorrichtung sein, die beim Bearbeiten von integrierten Schaltkreisen (ICs) oder beim Charakterisieren von ICs verwendet wird, die gerade auf einem Halbleiterwafer hergestellt werden. Als ein erläuterndes Beispiel könnte ein Halbleiterbearbeitungs-Tool 1 Folgendes sein: eine Abscheidungskammer zum Abscheiden von Metallen, Dielektrika, Polysilizium oder anderen Arten von Materialien als Einfachschichten oder Schichtstapel mit einem Verfahren wie Atomlagenabscheidung (ALD), Sputtern, Abscheidung durch Elektronenstrahlverdampfung (E-Strahlverdampfung), Hochfrequenz-Plasma-Abscheidung (HF-Plasma-Abscheidung) oder dergleichen; eine Ätzkammer zum Durchführen einer plasmabasierten Ätzung von Material; ein Spinner zum Aufschleudern eines Materials, wie etwa eines Fotoresists; eine Fotolithografie-Anlage zur maskierten Belichtung einer abgeschiedenen Fotoresistschicht; ein fotolithografisches Entwickler-Tool; ein Ofen- oder RTA-Tool (RTA: rasches thermisches Tempern) zum Durchführen einer thermischen Bearbeitung von Wafern; und/oder dergleichen. Als ein erläuterndes Beispiel könnte ein Halbleitercharakterisierung-Tool 1 Folgendes sein: ein Rasterelektronenmikroskop (REM) für CD-Messungen (CD: kritische Abmessung) von IC-Strukturelementen (d. h., ein CD-REM); ein Ellipsometrie-Tool zum Messen von Schichtdicken; ein Röntgenbeugungssystem zum Durchführen von röntgenbasierten Messungen; oder dergleichen. Diese Beispiele sind auch hier wieder lediglich erläuternde Beispiele, und das EFEM 2 kann, allgemeiner gesagt, das Front End Module für jede Art von Halbleiterbearbeitungs- oder -charakterisierungs-Tool 1 sein.
  • Das EFEM 2 weist einen Roboter (z. B. einen Mehrachsen-Roboter, einen Linear-Track-Roboter oder dergleichen) oder eine andere automatische Waferhandhabungseinrichtung 3 auf, die derart eingerichtet ist, dass sie Halbleiterwafer W zu dem Halbleiterbearbeitungs- oder -charakterisierungs-Tool 1 befördert. Die dargestellte automatische Waferhandhabungseinrichtung 3 ist ein Roboter, der Endeffektoren 4 zum Anheben eines ausgewählten Wafers W aufweist, der gerade befördert wird. Obwohl es nicht dargestellt ist, kann die Waferhandhabungseinrichtung 3 optional auch eine Waferjustiereinrichtung oder eine andere Einrichtung zum Ausführen einer anderen Waferhandhabungsfunktionalität aufweisen, wie etwa Durchbiegungskorrektur, Waferjustierung und/oder dergleichen. Das EFEM 2 weist außerdem ein Gehäuse 5 auf, das einen Innenraum 6 des EFEM 2 umschließt, in dem die automatische Waferhandhabungshardware 3 arbeitet. Eine optionale Luftstromeinheit 7, die in dem oberen Teil des EFEM 2 angeordnet ist, weist ein Luftfilter 8 auf, durch das Luft aus der Umgebung des Gehäuses 5 des EFEM 2 nach unten in den Innenraum 6 des Gehäuses 5 des EFEM 2 eingeleitet wird. In einem erläuternden Beispiel weist die beispielhafte Luftstromeinheit 7 ein Gebläse 9 auf, das Luft aus einem Lufteinlasskanal (nicht dargestellt) durch das Luftfilter 8 treibt, das zum Beispiel ein Hochleistungs-Partikelfilter (HEPA-Filter) 8 sein kann. Die Luftstromeinheit 7 stellt vorteilhafterweise in dem Innenraum 6 gefilterte Luft bereit, aus der mittels des HEPA-Filters 8 Partikel entfernt worden sind, sodass die Wahrscheinlichkeit einer Partikel-Verunreinigung eines Wafers W, der von der Waferhandhabungseinrichtung 3 des EFEM 2 befördert, gesenkt wird. Da das EFEM 2 typischerweise in einem Reinraum einer Halbleiter-Fertigungsanlage („Mikrochip-Fabrik“) installiert ist, ist die optionale Luftstromeinheit 7 als eine Einheit zu verstehen, die eine zusätzliche Luftfilterung zum Zeitpunkt der Waferhandhabung bereitstellt.
  • Bleiben wir bei 1 und nehmen außerdem auf 2 Bezug. Hier wird der Wafertransport in das EFEM 2 näher beschrieben. Ein Front Opening Unified Pod (FOUP) 10 (oder, allgemeiner gesagt, ein Waferträger oder Waferspeicher 10) nimmt ein Los von Halbleiterwafern W zum Bearbeiten oder Charakterisieren mittels eines Halbleiterbearbeitungs- oder -charakterisierungs-Tools 1 auf. Der FOUP 10 kann zum Beispiel Schlitze zum Festhalten von einzelnen Wafern aufweisen. Der FOUP 10 wird auf eine Ladeöffnung 11 in einer festen Position aufgenommen, die in geeigneter Weise von passenden Justierstiften und/oder -öffnungen oder anderen Justierelementen des FOUP 10 und der Ladeöffnung 11 definiert wird. Der beispielhafte FOUP 10 weist einen Griff oder ein anderes Element 12 auf, mit dem eine Roboter-Spannvorrichtung eines Overhead-Transportsystems (OHT-Systems) oder dergleichen den FOUP 10 befördern kann und ihn auf die Ladeöffnung 11 platzieren kann, um ein Los von Wafern W zum Bearbeiten zuzuführen und nach dem Bearbeiten den FOUP 10 aus der Ladeöffnung 11 zu heben und ihn zu einem nächsten Bearbeitungs- oder Charakterisierungs-Tool in dem Workflow zu transportieren. Das Laden des FOUP 10 auf die Ladeöffnung 11 umfasst typischerweise auch ein automatisches Öffnen einer Fronttür oder -abdeckung (nicht dargestellt) des FOUP 10 und einer entsprechenden Tür oder Abdeckung (nicht dargestellt) in der nächstgelegenen vertikalen Wand des Gehäuses 5 des EFEM 2, wobei durch die letztgenannte Operation eine Zugriffsöffnung 14 freigelegt wird, die in der vertikalen Wand des Gehäuses 5 des EFEM 2 definiert ist. In diesem Zusammenhang zeigt 2 die in 1 angegebene Darstellung V - V, das heißt, eine Betrachtung aus dem Innenraum 6 des EFEM-Gehäuses 5 an der Zugriffsöffnung 14 heraus. In 2 ist außerdem der Roboter 3 weggelassen, um zu vermeiden, dass er die Darstellung der Zugriffsöffnung 14 verdeckt. Vorzugsweise sind die Frontöffnung des FOUP 10 und die entsprechende Zugriffsöffnung 14 mit einer Dichtung oder dergleichen konzipiert, um eine Abdichtung an dieser Verbindungsstelle zwischen dem FOUP 10 und dem EFEM-Gehäuse 5 bereitzustellen. Wenn der FOUP 10 auf die Ladeöffnung 11 geladen worden ist und somit die Zugriffsöffnung 14 festgelegt worden ist, arbeitet der Roboter 3 des EFEM 2 so, dass er die Endeffektoren 4 veranlasst, durch die Zugriffsöffnung 14 hindurchzugehen und einen Halbleiterwafer W zum Transport zu dem Halbleiterbearbeitungs- oder -charakterisierungs-Tool 1 herauszuheben. Nachdem der Wafer mit dem Tool 1 bearbeitet oder charakterisiert worden ist, wird der Wafer dann mit dem Roboter 3 aus dem Tool 1 und zurück in den FOUP 10 befördert.
  • Es versteht sich, dass das schematisch dargestellte EFEM 2 und die Ladeöffnung 11 für das Halbleiterbearbeitungs- oder -charakterisierungs-Tool 1 lediglich ein erläuterndes Beispiel sind und zahlreiche Varianten in Betracht gezogen werden. Als einige Beispiele für diese Varianten können - obwohl die dargestellte Anordnung eine durchgehende Geometrie hat, bei der das EFEM 2 zwischen der Ladeöffnung 11 und dem Tool 1 angeordnet ist - andere Geometrien verwendet werden, wie etwa eine Rechts- oder Linksgeometrie, bei der (wenn man die Ladeöffnung als 0°-Referenzwinkel nimmt), sich das Tool 1 in einem +90°- oder -90°-Winkel befindet, sodass der Waferweg von der Ladeöffnung bis zu dem Tool einen rechten Winkel hat. Bei einer weiteren in Betracht gezogenen Variante kann, wenn das Tool 1 mehr als einen Wafer auf einmal bearbeiten kann, die Roboter-Waferhandhabungseinrichtung 3 komplexer sein und kann zum Beispiel mehrere getrennt manipulierbare Endeffektoren zum gleichzeitigen Laden von mehreren (z. B. zwei oder mehr) Wafern in das oder aus dem Tool 1 aufweisen. Bei einer ähnlichen Variante kann ein einziges EFEM 2 zwei oder mehr unterschiedliche Tools versorgen, sodass ein simultanes (unterschiedliches) Bearbeiten mehrerer Wafer möglich ist, und auch hier kann die Roboter-Waferhandhabungseinrichtung 3 des EFEM 2 in geeigneter Weise konfiguriert sein, um die daraus resultierende komplexere Waferhandhabung durchzuführen. In dem Fall, dass das Tool 1 eine Ofen- oder RTA-Einheit oder ein anderes Tool ist, das die Wafer W einer erhöhten Temperatur aussetzt, wird in Betracht gezogen, dass die Wafer W auf Scheibenhalter (nicht dargestellt) gestützt werden, um das Laden und Entladen in das und aus dem Tool 1 zu erleichtern. Bei weiteren in Betracht gezogenen Varianten kann das EFEM 2 mit mehreren Ladeöffnungen 11 zum simultanen Platzieren von zwei oder mehr FOUPs 10 konzipiert werden, um die Workflow-Effizienz zu erhöhen. Bei einer weiteren in Betracht gezogenen Variante kann die automatische Waferhandhabungseinrichtung 3 einen Stapel von Endeffektoren zum simultanen Entladen des gesamten Loses von Wafern W aus dem FOUP 10 aufweisen. Auch hier sind diese Beispiele lediglich erläuternde Beispiele für in Betracht gezogene Varianten.
  • Wie vorstehend dargelegt worden ist, kann die optionale Luftstromeinheit 7 mit dem beispielhaften HEPA-Filter 8 ein niedriges Niveau von Partikeln oder Schadstoffen in dem Innenraum 6 des EFEM-Gehäuses 5 bereitstellen, wodurch die Wahrscheinlichkeit einer Partikel-Verunreinigung der Wafer W beim Transport durch das Innenraumvolumen 6 vorteilhaft verringert wird. Die Luftstromeinheit 7 geht jedoch nicht die Feuchtigkeit der Luft in dem Innenraum 6 des EFEM-Gehäuses 5 an. Ein Problem kann insofern entstehen, als dass die Gebläseluft, die von der Luftstromeinheit 7 in den Innenraum 6 gefördert wird, eine hohe relative Feuchtigkeit haben kann. Wenn die Luftstromeinheit 7 Umgebungsluft, die von dem HEPA-Filter 8 gefiltert worden ist, fördert, so hat diese Luft in der Regel ungefähr dieselbe relative Feuchtigkeit wie die Luft in dem Reinraum oder einer anderen Umgebung. Reinraum-Lüftungsanlagen regeln normalerweise die relative Feuchtigkeit (RH) der Luft so, dass sie in einem Bereich von 30 % bis 50 % liegt und, allgemeiner gesagt, etwa 35 % bis 40 % beträgt. (Relative Feuchtigkeitswerte, die hier angegeben sind, beziehen sich auf eine normale „Raumtemperatur“ in einem Reinraum, die etwa 19 °C bis 23 °C für einen typischen Reinraum beträgt, z. B. 21 °C als eine typische spezielle Temperatur.) Verschiedene Erwägungen beeinflussen die Auswahl einer unteren RH-Grenze für die Reinraumluft. Zum Beispiel kann der Aufbau von statischer Elektrizität bei einer RH zunehmen, die niedriger als etwa 35 % ist. Ein Absenken der Reinraumluft auf eine RH von weniger als 30 % kann auch Unwohlsein beim Reinraumpersonal hervorrufen und kann zum Beispiel zu rissiger oder trockener Haut und potentiell auch zu Atemwegsbeschwerden führen.
  • Bei einem typischen EFEM kann die von der Luftstromeinheit 7 bereitgestellte Gebläseluft in den FOUP 10 blasen, was die RH in dem FOUP 10 auf etwa dieselbe RH wie die der Reinraumluft (z. B. auf 30 % bis 35 % oder höher) anheben kann. Diese relativ hohe RH in dem FOUP 10 kann zur Entstehung von Rest-Nebenprodukten auf den Wafern W führen, die in dem FOUP 10 gelagert sind. Bei modernen Halbleiterprozessen, bei denen die Linienbreite klein ist, zum Beispiel Knoten N16 oder eine kleinere CD-Größe (CD: kritische Abmessung), kann eine zu hohe RH zu einer Wechselwirkung von Nebenprodukten führen, sodass es zu einer Qualitätsminderung der Wafer kommt. Das heißt, eine Kombination aus hoher RH in dem FOUP 10 und Restchemikalien auf den Wafern W von vorhergehenden Bearbeitungsschritten kann zu nachteiligen chemischen Reaktionen zwischen der Feuchtigkeit in der Luft und den übrigen Materialien führen, die durch die vorhergehende Bearbeitung auf den Wafern abgeschieden worden sind. Durch diese Reaktionen können Waferdefekte entstehen, die die IC-Ausbeute nachteilig beeinflussen. Als erläuternde Beispiele kann Chlor- oder Fluorgas, das normalerweise bei der IC-Bearbeitung verwendet wird, Chlor- oder Fluorverbindungsreste auf der Waferoberfläche hinterlassen, und diese Verbindungen können mit Wasser reagieren, sodass nachteilige Waferdefekte entstehen.
  • Ein Ansatz zum Angehen dieses Problems besteht darin, dafür Vorsorge zu treffen, dass der FOUP 10 mit einem Gas mit niedriger Feuchtigkeit, wie etwa Stickstoff, gespült und aufgefüllt wird. 1 zeigt eine solche Anordnung, bei der Gaseinlass- und -auslassleitungen 15 und 16, die in die Ladeöffnung 11 integriert sind, ein Auffüllen des FOUP 10 mit Stickstoffgas oder einem anderen trockenes Gas ermöglichen. Dies hat jedoch einige Nachteile. Das Auffüllen kann nur durchgeführt werden, wenn die Fronttür des FOUP 10 abgedichtet ist, sodass die Wafer W der hohen RH ausgesetzt werden, während der FOUP 10 zu dem EFEM 2 über die Zugriffsöffnung 14 offen ist. Außerdem kann der FOUP 10 beengte Zwischenräume haben, wie etwa die Spalte zwischen Wafern des Loses von Wafern W, und diese beengten Zwischenräume werden möglicherweise nur unvollständig gespült.
  • Eine weitere Option könnte es sein, den Einlasskanal der Luftstromeinheit 7 mit einer Quelle eines Gases mit niedriger RH, wie etwa Stickstoff oder Trockenluft, zu verbinden. Dies würde jedoch ein hohes Volumen des trockenen Gases zur Folge haben, und dieser große Volumenfluss würde in die Reinraumatmosphäre abgelassen werden, sodass eine unerwünschte und potentiell unsichere Situation entstehen würde (z. B. wird die Reinraumluft durch Stickstoff ersetzt). Außerdem würde die trockene Luft, die in das FOUP-Gehäusevolumen 6 gedrückt wird, auch in das Tool 1 gelangen, was in Abhängigkeit von der Art des Tools 1 unerwünscht sein könnte.
  • Bei Ausführungsformen, die hier offenbart sind, wird Luft mit hoher RH in dem Innenraum 6 des Gehäuses 5 des EFEM 2 mittels einer dedizierten Gasstromvorrichtung 20, die in dem Gehäuse 5 des EFEM 2 angeordnet ist, daran gehindert, in den FOUP 10 einzufließen. Die Gasstromvorrichtung 20 ist so geschaltet, dass sie ein Gas 22 mit niedriger Feuchtigkeit aufnimmt, wie etwa extrem reine Trockenluft (XCDA), Stickstoff oder dergleichen. Bei einigen Ausführungsformen hat das Gas 22 mit niedriger Feuchtigkeit eine relative Feuchtigkeit von 10 % oder weniger. Die Gasstromvorrichtung 20 ist so positioniert, dass sie das aufgenommene Gas 22 mit niedriger Feuchtigkeit quer über die Zugriffsöffnung 14 des Gehäuses 5 des EFEM 2 strömen lässt, durch die die Halbleiterwafer W mittels des Roboters 3 zu und von dem FOUP 10 befördert werden. Dieser Strom von Gas mit niedriger Feuchtigkeit ist in 1 als ein Abwärtspfeil 24 angegeben. Die Feuchtigkeitsregelungsvorrichtung 20 stellt ein abwärtsfließendes Gas 24 zur Reinheit an dem Eingangsbereich (d. h., der Zugriffsöffnung 14) bereit, durch den Wafer W zu oder von dem FOUP 10 befördert werden. Insbesondere begrenzt die Gasstromvorrichtung 20 die Menge von Feuchtigkeit, die in den FOUP 10 gelangt - daher wird die Gasstromvorrichtung 20 hier gelegentlich auch als eine Feuchtigkeitsregelungsvorrichtung 20 bezeichnet. Zu diesem Zweck hat bei einigen Ausführungsformen das Gas 22 mit niedriger Feuchtigkeit eine relative Feuchtigkeit von 10 % oder weniger, sodass die Gasstromvorrichtung 20 die relative Feuchtigkeit in dem FOUP 10 leichter auf einem Wert von 25 % oder weniger halten kann. Allgemeiner gesagt, das Gas 22 mit niedriger Feuchtigkeit hat entsprechend eine relative Feuchtigkeit, die ausreichend niedriger als die relative Sollfeuchtigkeit in dem FOUP 10 ist, sodass der Strom des Gases 24 mit niedriger Feuchtigkeit ausreicht, um diese relative Sollfeuchtigkeit in dem FOUP 10 zu erreichen. Die relative Feuchtigkeit des Gases 22 mit niedriger Feuchtigkeit, die zum Erreichen der relativen Sollfeuchtigkeit in dem FOUP 10 geeignet ist, kann bequem dadurch bestimmt werden, dass ein Hygrometer in dem FOUP 10 platziert wird, um die relative Feuchtigkeit in dem FOUP 10 während einer Operation, wie etwa eines Wafertransports in den oder aus dem FOUP 10, zu messen, während die Feuchtigkeitsregelungsvorrichtung 20 in Betrieb ist.
  • Die Gasstromvorrichtung 20 wird hier zwar zum Steuern der Feuchtigkeit beschrieben, aber es versteht sich, dass sie in Abhängigkeit von der Art des Gases 22, das mit der Gasstromvorrichtung 20 verbunden ist, weitere und/oder andere Vorteile bieten kann. Zum Beispiel kann die Menge von Sauerstoffgas, das in den FOUP 10 eintritt, dadurch begrenzt werden, dass Stickstoff als das Gas 22 mit niedriger Feuchtigkeit gewählt wird. Eine zu hohe Sauerstoff-Exponierung der Wafer W kann in einigen Fällen auch zu nachteiligen Effekten führen, zum Beispiel dadurch, dass sie zu einer Oxidation beiträgt, was als ein erläuterndes Beispiel potentiell zu einer Änderung einer Oberflächenoxiddicke führt.
  • Die Gasstromvorrichtung 20 regelt den Eintritt von Feuchtigkeit (und optional von Sauerstoff) in den FOUP 10, wodurch eine Verbesserung der Waferqualität ermöglicht wird. Die verschiedenen Ausführungsformen der offenbarten Feuchtigkeitsregelungsvorrichtung 20 bieten verschiedene Vorzüge, unter anderem eine Verbesserung der Waferqualität, zum Beispiel durch Regeln der Feuchtigkeit (und optional des Sauerstoffgehalts) von Luft (oder, allgemeiner gesagt, Gas), die in den FOUP 10 eintritt. Die Gasstromvorrichtung 20 erzeugt eine Luftsperre (oder, allgemeiner gesagt, eine Gassperre, d. h., das abwärtsfließende Gas 24, das in 1 gezeigt ist), um ein Eindringen von Feuchtigkeit in den FOUP 10 zu vermeiden (oder zumindest zu verringern). In einigen erläuternden Beispielen wird die relative Feuchtigkeit in dem FOUP 10 so geregelt, dass sie niedriger als oder gleich 25 % ist, zum Beispiel durch Verwenden des Gases 22 mit niedriger Feuchtigkeit, das in einigen erläuternden Beispielen eine relative Feuchtigkeit von 10 % oder weniger hat. Ein weiterer Vorzug der Gasstromvorrichtung 20 ist, dass der Durchsatz des Gases 22 mit niedriger Feuchtigkeit relativ niedrig sein kann, da es speziell quer über die Zugriffsöffnung 14 geführt wird. Zum Beispiel kann der Durchsatz des Gases 22 mit niedriger Feuchtigkeit viel niedriger sein, als es erforderlich wäre, wenn das Gas mit niedriger Feuchtigkeit stattdessen mit dem Einlasskanal der Luftstromeinheit 7 verbunden wäre, um es durch das gesamte Innenvolumen 6 des Gehäuses 5 des FOUP 10 strömen zu lassen. Ein niedriger Verbrauch des Gases 22 mit niedriger Feuchtigkeit hat zahlreiche Vorteile, unter anderem reduzierte Kosten für das Verbrauchsmaterial Gas 22 mit niedriger Feuchtigkeit, Verringern oder Eliminieren der Sorge um die Reinraum-Luftverdrängung (z. B. wenn das Gas 22 mit niedriger Feuchtigkeit Stickstoff ist) und die Option, das Gas 22 mit niedriger Feuchtigkeit als eine Gasflasche, z. B. eine XCDA-Gasflasche oder eine Stickstoff-Gasflasche, zu liefern. Außerdem wird bei einigen Ausführungsformen der hier offenbarten Gasstromvorrichtung 20 das abwärtsfließende Gas 24 mit einem ULPA-Filter gefiltert, sodass es eine niedrige Partikelanzahl hat, wodurch die Wahrscheinlichkeit einer Partikel-Verunreinigung der Wafer W während des Transports in den oder aus dem FOUP 10 (weiter) verringert wird.
  • Unter Bezugnahme auf die 3 und 4 wird nun eine erläuternde Ausführungsform der Gasstromvorrichtung 20 beschrieben, die die Effektivität der Gasstromvorrichtung 20 beim Bereitstellen der vorgenannten Vorteile erhöht. Die erläuternde Gasstromvorrichtung 20 erzeugt das abwärtsfließende Gas 24 als einen gut gefilterten und räumlich einheitlichen Gasstrom 24 quer über die Zugriffsöffnung 14, der einen schützenden Luftschleier bildet. 3 zeigt schematisch eine perspektivische Darstellung der montierten Gasstromvorrichtung 20, während 4 schematisch eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung der Gasstromvorrichtung 20 zeigt. Die erläuternde Gasstromvorrichtung 20 weist Folgendes auf: eine Gaseintrittsschicht 30; eine oder mehrere (beispielhaft drei) Gasdüsen 32; mindestens eine Sättigungsdruckschicht 34; mindestens einen O-Ring 36; mindestens eine Verbindungsschicht 38; mindestens eine Einheitsschicht 40; und eine Ablenkungsschicht 42. Die in den 3 und 4 gezeigte Feuchtigkeitsregelungsvorrichtung 20 kann in Verbindung mit dem EFEM 2, der Ladeöffnung 11 und dem FOUP 10 in geeigneter Weise als die Feuchtigkeitsregelungsvorrichtung 20 dienen, die in den vorhergehenden 1 und 2 gezeigt ist.
  • Bleiben wir bei den 3 und 4 und nehmen außerdem auf die 5 und 6 Bezug. Bei einigen Ausführungsformen erzeugen die Gaseintrittsschicht 30 und die Sättigungsdruckschicht 34 gemeinsam eine Gaskammer 30, 34, wobei die Sättigungsdruckschicht 34 eine Wand der Gaskammer 30, 34 bildet. Die Sättigungsdruckschicht 34 hat eine in 5 gezeigte Gaseinlassseite 50, die eine Innenseite der Gaskammer 30, 34 bildet, sowie eine in 6 gezeigte Gasauslassseite 52, die eine Außenseite der Gaskammer 30, 34 bildet. Die Gaskammer 30, 34 ist so geschaltet, dass sie das Gas 22 mit niedriger Feuchtigkeit in die Gaskammer 30, 34 (über die Gasdüsen 32) an einem Gaseinlassrand 54 der Sättigungsdruckschicht 34 aufnimmt. Die Sättigungsdruckschicht 34 hat eine Durchlässigkeit für das Gas 22 mit niedriger Feuchtigkeit, die mit zunehmendem Abstand von dem Gaseinlassrand 54 zunimmt. In dem dargestellten Beispiel wird diese Durchlässigkeit, die mit zunehmendem Abstand von dem Gaseinlassrand 54 zunimmt, mittels Löchern 60 erreicht, die durch die Sättigungsdruckschicht 34 hindurchgehen, um einen Luftstrom von der Gaseinlassseite 50 bis zu der Gasauslassseite 52 bereitzustellen. Durch diese Abstufung der Durchlässigkeit der Sättigungsdruckschicht 34 wird vorteilhafterweise die schrittweise Abnahme des Drucks des Gases in der Luftkammer 30, 34 von einem höchsten Druck in der Nähe des Gaseinlassrands 54 zu einem niedrigsten Druck von dem Gaseinlassrand 54 entfernt verschoben.
  • Bleiben wir bei den 4 bis 6. Die Abstufung der Durchlässigkeit der Sättigungsdruckschicht 34 bei der erläuternden Ausführungsform wird mittels eines Designs von Löchern (d. h., Öffnungen oder Poren) 60 der Sättigungsdruckschicht 34 erreicht, die das Gas mit niedriger Feuchtigkeit kontinuierlich in die Einheitsschicht 40 und die Ablenkungsschicht 42 drücken, und dadurch kann die Zuverlässigkeit verbessert werden. Die Löcher 60 gehen durch die Sättigungsdruckschicht 34 hindurch, damit das Gas mit niedriger Feuchtigkeit, das quer über die Sättigungsdruckschicht 34 auf einer von der Einheitsschicht 40 entfernten Seite strömen gelassen wird, durch die Löcher 60 hindurchgehen kann, um die Einheitsschicht 40 und die Ablenkungsschicht 42 zu erreichen. Anders ausgedrückt, die Sättigungsdruckschicht 34 hat eine Gaseinlassseite 50, über die das Gas aus den Gasdüsen 32 strömt, und eine Gasauslassseite 52 gegenüber der Gaseinlassseite (die nur in 6 gezeigt ist), von der das Gas mit niedriger Feuchtigkeit zu der Einheitsschicht 40 und der Ablenkungsschicht 42 ausgegeben wird, nachdem es durch die Löcher 60 hindurchgegangen ist. Die Löcher 60 erstrecken sich von der Gaseinlassseite 50 durch die Sättigungsdruckschicht 34 bis zu der Gasauslassseite 52, damit Gas aus den Gasdüsen 32, das quer über die Gaseinlassseite 50 strömt, durch die Sättigungsdruckschicht 34 hindurchgehen kann, um an der Gasauslassseite 52 auszutreten.
  • In 7 ist eine Draufsicht eines Teils der Sättigungsdruckschicht 34 gezeigt, und zwar wird die Gaseinlassseite 50 betrachtet. In einigen erläuternden Beispielen weist die Sättigungsdruckschicht 34 die Löcher 60 mit mindestens zwei Arten von Lochgrößen auf (die in dem erläuternden Beispiel z. B. in einer geraden Linie angeordnet sind). In einigen erläuternden Beispielen sind zusätzliche Löcher, z. B. beispielhaft zusätzliche vier oder mehr zusätzliche Löcher 60c, in jeder der vier Ecken der Sättigungsdruckschicht 34 angeordnet. Die Gasdüsen 32 lassen das Gas 22 mit niedriger Feuchtigkeit von dem Gaseinlassrand 54 quer über die Sättigungsdruckschicht 34 (quer über deren Gaseinlassseite 50) strömen. Je kleiner der Abstand der Löcher 60 zu den Gasdüsen 32 ist (oder, entsprechend, je dichter sie an dem Gaseinlassrand 54 der Sättigungsdruckschicht 34 sind), umso kleiner ist der Lochdurchmesser. Außerdem gilt: Je kleiner der Abstand der Löcher 60 zu den Gasdüsen 32 ist (oder, entsprechend, je dichter sie an dem Gaseinlassrand 54 der Sättigungsdruckschicht 34 sind), umso kleiner ist die Anzahl von Löchern. In 7, in der die Lochgrößen mit h1, h2 ... hn bezeichnet sind, ist zu erkennen, dass für die Lochgrößen h1 ≤ h2 ≤ ... ≤ hn gilt (wobei in einigen erläuternden Beispielen h1 ≥ 0,1 mm und ≤ 3 mm ist). Bei einigen Ausführungsformen gilt eine strenge Ungleichung, d. h., h1 < h2 < ... < hn. Ohne auf eine bestimmte Theorie der Funktionsweise beschränkt zu sein, wird angenommen, dass durch Erhöhen der Lochgrößen mit zunehmendem Abstand von dem Gaseinlassrand 54 (z. B. h1 < h2 < ... < hn) der höhere Gasdurchfluss und/oder der höhere Druck in der Nähe des Gaseinlassrands 54 der Sättigungsdruckschicht 34 vorteilhaft im Gleichgewicht gehalten werden, um einen im Wesentlichen einheitlichen Gasdurchsatz durch die Sättigungsdruckschicht 34 über ihren gesamten Oberflächenbereich hinweg bereitzustellen. Dies ermöglicht eine verbesserte Einheitlichkeit des abwärtsfließenden Gases 24 (siehe 1) im Vergleich zu einem alternativen Design, bei dem die Sättigungsdruckschicht 34 eine einheitliche Dichte und Größe von Löchern über ihre Oberfläche hinweg hat.
  • Der Loch-Loch-Abstand für jede gerade Linie von Löchern wird mit W1, W2 ... Wn bezeichnet, und es ist zu erkennen, dass W1 ≥ W2 ≥ ... > Wn ist (wobei in einigen erläuternden Beispielen W1 ≥ 1 mm und ≤ 50 mm ist). Bei einigen Ausführungsformen gilt eine strenge Ungleichung, d. h., W1 > W2 > ... > Wn. Ohne auf eine bestimmte Theorie der Funktionsweise beschränkt zu sein, wird angenommen, dass durch Verringern des Loch-Loch-Abstands mit zunehmendem Abstand von dem Gaseinlassrand 54 (z. B. W1 > W2 > ... > Wn) der höhere Gasdurchfluss und/oder der höhere Druck in der Nähe des Gaseinlassrands 54 der Sättigungsdruckschicht 34 vorteilhaft im Gleichgewicht gehalten werden, um einen im Wesentlichen einheitlichen Gasdurchsatz durch die Sättigungsdruckschicht 34 über ihren gesamten Oberflächenbereich hinweg bereitzustellen. Dies ermöglicht eine verbesserte Einheitlichkeit des abwärtsfließenden Gases 24 (siehe 1) im Vergleich zu einem alternativen Design, bei dem die Sättigungsdruckschicht 34 eine einheitliche Dichte und Größe von Löchern über ihre Oberfläche hinweg hat. Wie in 7 zu erkennen ist, können beide Ansätze (W1 > W2 > ... > Wn und h1 < h2 < ... < hn) in derselben Ausführungsform verwendet werden, um den gewünschten einheitlichen Gasdurchsatz durch die Sättigungsdruckschicht 34 über ihren gesamten Oberflächenbereich hinweg zu erreichen.
  • Anders ausgedrückt, die Dichte der Löcher 60 nimmt mit zunehmendem Abstand von den Gasdüsen 32 (oder, entsprechend, mit zunehmendem Abstand von dem Gaseinlassrand 54) zu, und/oder die Durchmesser der Löcher 60 nehmen mit zunehmendem Abstand von den Gasdüsen 32 (oder, entsprechend, mit zunehmendem Abstand von dem Gaseinlassrand 54) zu. Es ist zu beachten, dass die Lochgröße hier zwar mit „Durchmesser“ bezeichnet ist, was kreisförmige Löcher oder Öffnungen 60 impliziert, aber die Löcher oder Öffnungen 60 im Allgemeinen andere Querschnittsgeometrien haben können, z. B. quadratische Löcher sein können.
  • In den erläuternden 5 bis 7 sind die Löcher 60 (anders als die Ecklöcher 60c) in zueinander parallelen geraden Linien angeordnet, die auch parallel zu dem Gaseinlassrand 54 der Sättigungsdruckschicht 34 sind. Die geraden Linien von Löchern mit dem kleinsten Durchmesser h1 sind dem Gaseinlassrand 54 am nächsten und haben den größten Abstand W1. Die geraden Linien von Löchern mit dem nächstgrößten Durchmesser h2 sind dem Gaseinlassrand 54 am zweitnächsten und haben den zweitgrößten Abstand W2, und so weiter bis zu der letzten geraden Linie von Löchern mit dem größten Durchmesser hn, die am weitesten weg von dem Gaseinlassrand 54 angeordnet sind und den kleinsten Abstand Wn haben. In einigen erläuternden Beispielen weist die Sättigungsdruckschicht 34 ein festes Material mit einer Dicke von 20 mm oder weniger auf. Die Sättigungsdruckschicht 34 kann aus verschiedenen Materialien hergestellt werden. Zum Beispiel kann bei einigen erläuternden Ausführungsformen die Sättigungsdruckschicht 34 aus einem Kunststoff oder einem Polymer, wie etwa Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylen hoher Dichte (HDPE), Polyvinylchlorid (PVC), Polyethylen niedriger Dichte (LDPE), Polypropylen (PP), Polystyren (PS), Polyethylen mit ultrahoher Molekülmasse (UPE) oder Polyethylen (PE) als einige erläuternde Beispiele, hergestellt werden (d. h., diese aufweisen). Bei weiteren erläuternden Ausführungsformen kann die Sättigungsdruckschicht 34 aus einem Metall, wie etwa einer Aluminiumlegierung, einem nichtrostenden Stahl oder einer Titanlegierung als einige erläuternde Beispiele, hergestellt werden (d. h., diese aufweisen). Bei weiteren erläuternden Ausführungsformen kann die Sättigungsdruckschicht 34 aus einem Glasmaterial, wie etwa Quarzglas als ein erläuterndes Beispiel, hergestellt werden (d. h., dieses aufweisen). Bei weiteren erläuternden Ausführungsformen kann die Sättigungsdruckschicht 34 aus einem Keramikmaterial, wie etwa Aluminiumoxid (Al2O3) oder Zirconiumoxid (ZrO2) als einige erläuternde Beispiele, hergestellt werden (d. h., diese aufweisen).
  • Bei weiteren in Betracht gezogenen Ausführungsformen können die Löcher 60 andere Anordnungen als gerade Linien haben, wobei die Lochgrößen mit zunehmendem Abstand von dem Gaseinlassrand 54 zunehmen und/oder die Dichte der Löcher mit zunehmendem Abstand von dem Gaseinlassrand 54 zunimmt.
  • Ohne auf eine bestimmte Theorie der Funktionsweise beschränkt zu sein, wird angenommen, dass - wie in dem Beispiel von 7 zu sehen ist - durch Erhöhen der Lochdichte und/oder der Lochgröße der Sättigungsdruckschicht 34 mit zunehmendem Abstand von dem Gaseinlassrand 54 der höhere Gasdurchfluss und/oder der Druck in der Nähe des Gaseinlassrands 54 der Sättigungsdruckschicht 34 vorteilhaft im Gleichgewicht gehalten werden, um einen im Wesentlichen einheitlichen Gasdurchsatz durch die Sättigungsdruckschicht 34 über ihren gesamten Oberflächenbereich hinweg bereitzustellen. Die einzelnen Werte für die Lochdurchmesser und die Lochdichte (oder, analog, den Loch-Loch-Abstand) können für ein gegebenes Design empirisch und/oder durch Computersimulationen des Gasstroms für unterschiedliche Lochkonfigurationen optimiert werden, um die gewünschte Einheitlichkeit des Gasdurchsatzes durch die Sättigungsdruckschicht 34 über ihren gesamten Oberflächenbereich hinweg zu erreichen.
  • Ohne auf eine bestimmte Theorie der Funktionsweise beschränkt zu sein, wird angenommen, dass die optionalen zusätzlichen Löcher 60c, die sich in jeder der vier Ecken der Sättigungsdruckschicht 34 befinden, ein gezieltes Ändern des Gasstroms durch die Sättigungsdruckschicht 34 an den Ecken ermöglichen und stagnierende Zonen an den Ecken und eine daraus resultierende Uneinheitlichkeit des Gasstroms 24 an den Ecken der Sättigungsdruckschicht 34 vermeiden. Die einzelnen Konfigurationen der zusätzlichen Ecklöcher 60c (z. B. Anzahl von Löchern, Lochdurchmesser und -anordnung) können auch hier wieder für ein gegebenes Design empirisch und/oder durch Computersimulationen des Gasstroms für unterschiedliche Ecklochkonfigurationen optimiert werden.
  • Die erläuternde Sättigungsdruckschicht 34 erreicht - mittels der zunehmenden Durchmesser h1, h2 ... hn und/oder des abnehmendem Abstands W1, W2 ... Wn der Löcher 60 mit zunehmendem Abstand von dem Gaseinlassrand 54 - eine Durchlässigkeit für das Gas mit niedriger Feuchtigkeit, die mit zunehmendem Abstand von dem Gaseinlassrand 54 zunimmt. Es werden jedoch auch andere Anordnungen zum Erreichen einer mit zunehmendem Abstand von dem Gaseinlassrand 54 zunehmenden Durchlässigkeit des Gases mit niedriger Feuchtigkeit in Betracht gezogen. Als ein weiteres Beispiel könnte die Sättigungsdruckschicht ein Vlies von zufällig angeordneten Fasern sein, wie etwa ein HEPA-Filter, bei dem die Faserdichte mit zunehmendem Abstand von dem Gaseinlassrand abnimmt, um das HEPA-Filter mit zunehmendem Abstand von dem Gaseinlassrand zunehmend gasdurchlässig zu machen.
  • Kehren wir wieder zu 4 zurück. Die Einheitsschicht 40 umfasst bei einer erläuternden Ausführungsform eine Filterschicht. Die Ablenkungsschicht 42 befindet sich an der Unterseite der Feuchtigkeitsregelungsvorrichtung 20. Bei einigen erläuternden Ausführungsformen ist die Dicke T der Ablenkungsschicht 42 größer als eine Dicke der Einheitsschicht 40, und die Einheitsschicht 40 kann optional in der Ablenkungsschicht 42 angeordnet werden (z. B. kann die Einheitsschicht 40 teilweise oder vollständig in der Ablenkungsschicht 42 angeordnet werden). Bei einigen erläuternden Ausführungsformen ist die Dicke der Ablenkungsschicht 42 größer als oder gleich 3 mm. Bei einigen erläuternden Ausführungsformen kann die Einheitsschicht 40 aus einem Kunststoff oder einem Polymermaterial, wie etwa Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylen hoher Dichte (HDPE), Polyvinylchlorid (PVC), Polyethylen niedriger Dichte (LDPE), Polypropylen (PP), Polystyren (PS), Polyethylen mit ultrahoher Molekülmasse (UPE) oder Polyethylen (PE) als einige erläuternde Beispiele, hergestellt werden (d. h., diese aufweisen). Die Ablenkungsschicht 42, die sich unter der Einheitsschicht 40 erstreckt, kann die Zuverlässigkeit verbessern, zum Beispiel dadurch, dass sie den Gasstrom, der das abwärtsfließende Gas 24 bildet, das von der Feuchtigkeitsregelungsvorrichtung 20 ausgegeben wird, so führt, dass ein genau definierter Luftschleier erzeugt wird, der die Zugriffsöffnung 14 des Gehäuses 5 des EFEM 2 schützt.
  • Bleiben wir bei 4 und nehmen nun außerdem auf die 8 und 9 Bezug. Bei einigen Ausführungsformen ist die Einheitsschicht 40 eine Filterschicht 40. Die Filterschicht 40 kann zum Beispiel ein ULPA-Filter sein, das vorteilhafterweise eine starke Filterung von Partikeln aus dem abwärtsfließenden Gas 24 ermöglicht, das von der Feuchtigkeitsregelungsvorrichtung 20 ausgegeben wird. In einem weiteren erläuternden Beispiel kann die Filterschicht 40 ein HEPA-Filter sein. Bei der erläuternden Ausführungsform von 8 bildet die Ablenkungsschicht 42 einen Filterbehälter, in dem die Filterschicht 40 angeordnet ist. Bei einigen erläuternden Ausführungsformen hat der Filterbehälter 42 eine Dicke T von mindestens 3 mm. Wie in 9 gezeigt ist, ist bei einigen erläuternden Ausführungsformen die Filterschicht 40 eine Riffelfilterschicht mit Falten 70. Bei diesen Ausführungsformen haben die Falten 70 eine Faltenhöhe HP von 40 mm oder weniger und einen Faltenabstand PP von mehr als oder gleich 0,1 mm. In einem erläuternden Beispiel, in dem die Einheitsschicht 40 ein ULPA-Riffelfilter mit einer Länge von 400 mm ist, ist die Anzahl von Falten 70 größer als oder gleich 400. In einem weiteren erläuternden Beispiel beträgt der Abstand PP der Falten 70 0,1 mm bis 2 mm, und eine Höhe HP der Falten 70 beträgt 2 mm bis 40 mm.
  • Kommen wir zu 4 zurück. Die Verbindungsschicht 38 dient zum Verbinden des oberen Teilmoduls (d. h., der Gaskammer) 30, 34, das die Gaseintrittsschicht 30 und die Sättigungsdruckschicht 34 aufweist, mit dem unteren Teilmodul, das die Ablenkungsschicht 42 und die Filter- oder andere Einheitsschicht 40 aufweist. Die Verbindungsschicht 38 stellt einen begrenzten Abstand zwischen diesen zwei Teilmodulen bereit. Bei einigen Ausführungsformen hat die Verbindungsschicht 38 eine Dicke, die bewirkt, dass ein Abstand von 0,5 mm oder mehr zwischen dem oberen Teilmodul 30, 34 und dem unteren Teilmodul 40, 42 gewährleistet ist. Typischerweise hat die Verbindungsschicht 38 eine Dicke von mindestens 0,5 mm und weniger als 50 mm.
  • Somit nimmt in 1 die Ladeöffnung 11 einen Waferträger 10 (zum Beispiel einen beispielhaften FOUP 10) auf. Das EFEM 2 befördert Halbleiterwafer W zu und von dem Waferträger 10 über die Zugriffsöffnung 14 des Gehäuses 5 des EFEM 2, und es befördert außerdem die Wafer W zu und von dem Halbleiterbearbeitungs- oder -charakterisierungs-Tool 1. Die Gasstromvorrichtung 20, die in dem Gehäuse 5 des EFEM 2 angeordnet ist, ist so geschaltet, dass sie das Gas 22 mit niedriger Feuchtigkeit (das bei einigen Ausführungsformen eine relative Feuchtigkeit von 10 % oder weniger hat) aufnimmt, und sie ist so positioniert, dass sie das aufgenommene Gas mit niedriger Feuchtigkeit quer über die Zugriffsöffnung 14 strömen lässt (z. B. als abwärtsfließendes Gas 24). Wie in allen Einzelheiten in den 5 bis 7 gezeigt ist, hat die Sättigungsdruckschicht 34 der Gasstromvorrichtung 20 eine Durchlässigkeit für das Gas 22 mit niedriger Feuchtigkeit, die mit zunehmendem Abstand von dem Gaseinlassrand 54 der Sättigungsdruckschicht 34 zunimmt. Die unterschiedliche Durchlässigkeit der Sättigungsdruckschicht 34 kann durch die Löcher 60 mit unterschiedlichem Durchmesser und/oder Dichte bedingt sein, die durch die Sättigungsdruckschicht 34 hindurchgehen. Eine Filterschicht 40 ist so eingerichtet, dass sie das Gas mit niedriger Feuchtigkeit, das die Sättigungsdruckschicht 34 verlässt, aufnimmt und uniformiert.
  • Die erläuternden Ausführungsformen sind als erläuternde Beispiele zu verstehen, und es werden zahlreiche Abwandlungen davon in Betracht gezogen. Nachstehend werden einige weitere in Betracht gezogene Abwandlungen anhand von Beispielen beschrieben.
  • Der O-Ring 36 und/oder die Verbindungsschicht 38 von 4 können durch eine abdichtende Dichtung oder einen anderen Dichtungsmechanismus und/oder andere Kleinteile zum Verbinden der Gaseintrittsschicht 30 mit der Baugruppe aus der Einheitsschicht 40 und der Ablenkungsschicht 42 ersetzt werden.
  • 1 zeigt zwar eine Feuchtigkeitsregelungsvorrichtung 20, die so eingerichtet ist, dass sie nach unten gerichtetes abwärtsfließendes Gas 24 erzeugt, aber es werden auch andere Orientierungen der Feuchtigkeitsregelungsvorrichtung 20 und des ausgegebenen Gasstroms 24 in Betracht gezogen. Bei einer abgewandelten Ausführungsform ist die Feuchtigkeitsregelungsvorrichtung so ausgerichtet, dass das abwärtsfließende Gas teilweise zu der Zugriffsöffnung 14 geführt wird, um einen Teil der Luft 22 mit niedriger Feuchtigkeit in den FOUP 10 zu treiben.
  • Was die erläuternde Sättigungsdruckschicht 34 mit Löchern 60 einer konzipierten variablen Größe (z. B. h1 < h2 < ... < hn) und Verteilung (W1 < W2 < ... < Wn) betrifft, die in 7 gezeigt ist, so können bei einer abgewandelten Ausführungsform die Durchmesser der Löcher 60 unterschiedlich sein (z. B. können die Löcher 60 unterschiedliche Durchmesser h1 < h2 < ... < hn haben), während die Abstände zwischen den Löchern unterschiedlicher Durchmesser gleich groß sein können (d. h., W1 = W2 = ... = Wn) (d. h., die Dichte der Löcher ist einheitlich). Ebenso können bei einer weiteren abgewandelten Ausführungsform die Durchmesser der Löcher 60 gleich groß sein (z. B. h1 = h2 = ... = hn), während die Abstände zwischen den Löchern unterschiedlich sein können (W1 < W2 < ... < Wn) (oder, allgemeiner gesagt, die Dichte der Löcher kann uneinheitlich sein und mit zunehmendem Abstand von dem Gaseinlassrand 54 zunehmen).
  • Bei einer noch weiteren Variante brauchen die Löcher 60 nicht in zueinander parallelen geraden Linien wie bei der Ausführungsform der 5 bis 7 angeordnet zu sein. Bei einer weiteren Ausführungsform sind die Löcher in einem Gitter von quadratischen, hexagonalen oder oktogonalen Zellen angeordnet, wobei der Durchmesser und/oder die Dichte der Löcher mit zunehmendem Abstand von der Gaseinlassrand 54 zunehmen.
  • Bei einer weiteren Variante kann die Sättigungsdruckschicht 34 mit Löchern 60 einer konzipierten variablen Größe und/oder Verteilung (oder einer anderen Quelle einer sich räumlich ändernden Gasdurchlässigkeit) ohne die Einheitsschicht 40 und/oder ohne die Ablenkungsschicht 42 verwendet werden.
  • Die offenbarte Gasstromvorrichtung 20, die den Gasstrom 24 bereitstellt (siehe das Beispiel von 1) kann auch für andere Zwecke als zur Feuchtigkeitsregelung oder zusätzlich zu dieser verwendet werden, wie etwa zur Partikelkontrolle, Sauerstoffkontrolle und/oder dergleichen. In diesem Zusammenhang kann das Gas, das über die Gasdüsen 32 in die Gasstromvorrichtung 20 strömt, für eine gegebene Anwendung gewählt werden, z. B. kann das Gas gefilterte und/oder gereinigte Luft (z. B. extrem reine Trockenluft, d. h. XCDA) mit einer gewählten relativen Feuchtigkeit sein, oder es kann Stickstoff, ein Edelgas oder ein anderes gewähltes Gas sein.
  • Als eine weitere Variante kann die Gasstromvorrichtung 20 eine andere Konfiguration als die haben, die unter Bezugnahme auf die 3 bis 9 beschrieben worden ist. Zum Beispiel kann die Gasstromvorrichtung eine Vorrichtung sein, die ein Gas strömen lassen kann und in dem Gehäuse 5 des EFEM 2 angeordnet ist und so geschaltet ist, dass sie ein Gas 22 mit niedriger Feuchtigkeit (das z. B. eine relative Feuchtigkeit von 10 % oder weniger hat) aufnimmt, und die so positioniert ist, dass sie das aufgenommene Gas mit niedriger Feuchtigkeit quer über die Zugriffsöffnung 14 des Gehäuses 5 des EFEM 2 strömen lässt. Andere Absätze zum Bereitstellen eines einheitlichen Gas-Abwärtsstroms werden ebenfalls in Betracht gezogen, wie zum Beispiel Verwenden eines Stapels von HEPA-Filtern mit einem abschließenden ULPA-Filter zum Eindiffundieren von Einlassgas in einen einheitlichen Gasschleier.
  • Als eine weitere Variante kann die Feuchtigkeitsregelungsvorrichtung 20 vorteilhafterweise entweder allein oder in Kombination mit den in 1 gezeigten Gaseinlass- und -auslassleitungen 15 und 16 verwendet werden, die in die Ladeöffnung 11 integriert sind, um ein Auffüllen des FOUP 10 mit Stickstoffgas oder einem anderen trockenen Gas zu ermöglichen. Die Kombination aus diesen zwei Systemen bekämpft vorteilhafterweise eine hohe Feuchtigkeit in dem FOUP 10 sowohl dadurch, dass sie das Eindringen von feuchter Luft über die Zugriffsöffnung 14 während des Wafertransports mittels der Feuchtigkeitsregelungsvorrichtung 20 begrenzt, als auch durch Spülen des FOUP 10 nach dem Schließen der Frontöffnung des FOUP 10. Wie vorstehend dargelegt worden ist, kann es schwierig sein, beengte Zwischenräume in dem FOUP 10, wie etwa in den Spalten zwischen benachbarten Wafern W, zu spülen, und daher kann die zusätzliche Unterdrückung des Eindringens von feuchter Luft mittels der Feuchtigkeitsregelungsvorrichtung 20 synergistisch mit der FOUP-Spülung wirken, indem die Menge von zu spülender Feuchtigkeit reduziert wird.
  • Kommen wir zu 1 zurück und nehmen außerdem auf 10. Hier wird ein Waferhandhabungsverfahren offenbart, bei dem eine Gasstromvorrichtung, wie etwa die der 3 bis 9, verwendet wird. In einem Schritt 80 wird mindestens ein Halbleiterwafer W mittels des EFEM 2 aus dem FOUP oder dem anderen Waferträger 10 zu dem Halbleiterbearbeitungs- oder -charakterisierungs-Tool 1 befördert. Zum Beispiel kann der Wafertransport mit dem Roboter 3 von 1 durchgeführt werden. In einem Schritt 82 (der bei einigen Ausführungsformen möglicherweise nicht als Teil des Waferhandhabungsverfahrens selbst angesehen wird) wird der mindestens eine Halbleiterwafer W unter Verwendung des Halbleiterbearbeitungs- oder -charakterisierungs-Tools 1 bearbeitet oder charakterisiert. Der Schritt 82 kann zum Beispiel eine Waferbearbeitung umfassen, wie etwa eine Materialabscheidung, eine Materialätzung, eine lithografische Bearbeitung (z. B. Belichtung oder Entwicklung), eine Wärmebehandlung, wie etwa Tempern, oder dergleichen; oder der Schritt 82 kann eine Wafercharakterisierung umfassen, wie etwa Mikroskopie-Messungen unter Verwendung eines REM, eines Lichtmikroskops oder einer anderen Art von Mikroskop, Ellipsometrie-Messungen, die unter Verwendung eines Polarimeters durchgeführt werden, Röntgenbeugungsmessungen, die unter Verwendung eines Röntgendiffraktometers durchgeführt werden, oder dergleichen. In einem Schritt 84 wird nach Beendigung der Bearbeitung oder Charakterisierung 82 der mindestens eine Wafer W mittels des EFEM 2 von dem Halbleiterbearbeitungs- oder -charakterisierungs-Tool 1 zurück zu dem Waferträger 10 befördert.
  • Um die Feuchtigkeit, die während der Transportschritte 80 und 84 in den Waferträger 10 eindringt, zu regeln, wird die Gasstromvorrichtung 20 zumindest während der Transportschritte 80 und 84 betrieben. Insbesondere wird in einem Schritt 86 die Gasstromvorrichtung 20 während des Transportschritts 80 betrieben, und in einem Schritt 88 wird die Gasstromvorrichtung 20 während des Transportschritts 84 betrieben. Dies ist eine Mindestbetriebszeit, um die gewünschte Feuchtigkeitsregelung zu ermöglichen (gesetzt den Fall, dass die Tür des Waferträgers 10 außer während der Transportschritte 80 und 84 geschlossen ist), und durch Betreiben nur während der Mindestbetriebszeit wird der Verbrauch des Gases 22 mit niedriger Feuchtigkeit vorteilhaft minimiert.
  • Allgemeiner gesagt, kann die Gasstromvorrichtung 20 über ein oder mehrere längere Zeitintervalle betrieben werden, die die Zeitintervalle der Transportschritte 80 und 84 umspannen. Zum Beispiel kann bei einer alternativen Ausführungsform, die durch den gestrichelten Kasten 90 in 10 dargestellt ist, die Gasstromvorrichtung 20 kontinuierlich betrieben werden, zumindest während sich der Waferträger 10 auf der Ladeöffnung 11 befindet. Die Ladeöffnung 11 kann zum Beispiel einen Schalter aufweisen, der durch Platzieren des Waferträgers 10 auf der Ladeöffnung 11 aktiviert wird (z. B. kann der auf der Ladeöffnung platzierte Waferträger 10 einen Tauchschalter drücken), und durch die Aktivierung des Tauchschalters wird die Gasstromvorrichtung 20 eingeschaltet. Ein solcher Schalter kann bereits zum Steuern anderer Vorgänge vorhanden sein, wie etwa automatisches Öffnen der Fronttür des FOUP 10, wenn er auf die Ladeöffnung 11 platziert wird, und in diesem Fall kann das von dem Schalter erzeugte Signal zusätzlich zum Steuern der Gasstromvorrichtung 20 verwendet werden. Dieser kontinuierliche Schritt 90 ermöglicht eine potentiell bessere Feuchtigkeitsregelung im Vergleich zum Betreiben der Gasstromvorrichtung 20 nur während der Transportschritte (gemäß den beispielhaften Schritten 86 und 88) dadurch, dass der Abwärtsstrom 24 des Gases mit niedriger Feuchtigkeit einige Zeit vor und nach jedem Transportschritt 80, 84 realisiert wird. Außerdem ist der Kontinuierlicher-Schritt-Ansatz des Schritts 90 geeignet, wenn die Tür des Waferträgers 10 während der gesamten Zeit offengehalten wird, in der sich der Waferträger 10 auf der Ladeöffnung 11 befindet. In dem Schritt 90 wird jedoch mehr Gas 22 mit niedriger Feuchtigkeit im Vergleich zu der Mindestzeit der Schritte 86 und 88 verbraucht.
  • Bei einer weiteren in Erwägung gezogenen Variante wird der Gasstrom-Schritt 90 kontinuierlich durchgeführt, unabhängig davon, ob die Ladeöffnung 11 einen Waferträger 10 aufgenommen hat. Zum Beispiel kann bei dieser Variante die Gasstromvorrichtung 20 einen Ein-Aus-Schalter aufweisen, der manuell betätigt wird und normalerweise eingeschaltet wird, wenn das Tool 1 zur Verwendung in einem Halbleiterbearbeitungs- oder -charakterisierungs-Workflow vorgesehen ist. Dies ermöglicht zwar eine mechanisch einfache Bauweise, aber hier wird die höchste Menge des Gases 22 mit niedriger Feuchtigkeit verbraucht.
  • Die Erfindung wird durch den Hauptanspruch und die nebengeordneten Patentansprüche definiert. Die Unteransprüche geben weitere Ausführungsformen der Erfindung wieder.

Claims (19)

  1. Gasstromvorrichtung (20) mit: mindestens einer Sättigungsdruckschicht (34), die eine Gaseinlassseite (50), eine Gasauslassseite (52) und Löcher (60) aufweist, die sich von der Gaseinlassseite durch die Sättigungsdruckschicht bis zu der Gasauslassseite erstrecken; einer oder mehreren Gasdüsen (32), die so eingerichtet sind, dass sie ein Gas (22) von einem Gaseinlassrand (54) der Sättigungsdruckschicht (34) über die Gaseinlassseite (50) der Sättigungsdruckschicht strömen lassen; einer Gaseintrittsschicht (30), die an der Gaseinlassseite (50) der Sättigungsdruckschicht (34) angeordnet ist; und mindestens einer Einheitsschicht (40), die an der Gasauslassseite (52) der Sättigungsdruckschicht (34) angeordnet ist, wobei (I) eine Größe der Löcher (60), die durch die Sättigungsdruckschicht (34) hindurchgehen, mit zunehmendem Abstand von dem Gaseinlassrand (54) der Sättigungsdruckschicht zunimmt, und/oder (II) eine Dichte der Löcher, die durch die Sättigungsdruckschicht hindurchgehen, mit zunehmendem Abstand von dem Gaseinlassrand der Sättigungsdruckschicht zunimmt.
  2. Gasstromvorrichtung (20) nach Anspruch 1, wobei die Löcher (60), die durch die Sättigungsdruckschicht (34) hindurchgehen, als zueinander parallele gerade Linien von Löchern angeordnet sind, die außerdem parallel zu dem Gaseinlassrand (54) der Sättigungsdruckschicht sind, wobei die Löcher (60) jeder geraden Linie von Löchern eine Lochgröße haben, die mit zunehmendem Abstand der geraden Linie von Löchern von dem Gaseinlassrand (54) zunimmt.
  3. Gasstromvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Löcher (60), die durch die Sättigungsdruckschicht (34) hindurchgehen, einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen.
  4. Gasstromvorrichtung nach Anspruch 3, wobei Löcher der geraden Linie von Löchern mit dem kleinsten Abstand von dem Gaseinlassrand (54) einen Durchmesser von mindestens 0,1 mm aufweisen.
  5. Gasstromvorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Löcher (60), die durch die Sättigungsdruckschicht (34) hindurchgehen, als zueinander parallele gerade Linien von Löchern angeordnet sind, die außerdem parallel zu dem Gaseinlassrand (54) der Sättigungsdruckschicht sind, wobei die Löcher (60) jeder geraden Linie von Löchern einen Lochabstand haben, der entlang der geraden Linie von Löchern mit zunehmendem Abstand der geraden Linie von Löchern von dem Gaseinlassrand (54) abnimmt.
  6. Gasstromvorrichtung (20) nach Anspruch 5, wobei ein Lochabstand von benachbarten Löchern der geraden Linie von Löchern mit dem kleinsten Abstand von dem Gaseinlassrand (54) höchstens 50 mm beträgt.
  7. Gasstromvorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Einheitsschicht (40) eine Riffelfilterschicht umfasst.
  8. Gasstromvorrichtung (20) nach Anspruch 7, wobei Falten (70) der Riffelfilterschicht eine Höhe von 2 mm bis 40 mm und einen Abstand von 0,1 mm bis 2 mm haben.
  9. Gasstromvorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die weiterhin eine Ablenkungsschicht (42) aufweist, in der zumindest ein Teil der mindestens einen Einheitsschicht (40) angeordnet ist, wobei die Ablenkungsschicht eine Dicke von mindestens 3 mm hat.
  10. Gasstromvorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die weiterhin mindestens einen O-Ring (36) und/oder mindestens eine Verbindungsschicht (38) aufweist, die an der Gasauslassseite (52) der Sättigungsdruckschicht (34) angeordnet sind und eine abgedichtete Verbindung zwischen der Gasauslassseite und der mindestens einen Einheitsschicht (40) bereitstellen.
  11. Waferhandhabungsvorrichtung mit: einer Ladeöffnung (11), die derart eingerichtet ist, dass sie einen zugehörigen Waferträger (10) aufnimmt; einem EFEM (2), das ein Gehäuse (5) aufweist und derart eingerichtet ist, dass es Halbleiterwafer zu und von dem zugehörigen Waferträger (10) befördert, der an der Ladeöffnung (11) über eine Zugriffsöffnung (14) des Gehäuses des EFEM aufgenommen wird, wobei das EFEM weiterhin derart eingerichtet ist, dass es die Halbleiterwafer zu und von einem zugehörigen Halbleiterbearbeitungs- oder -charakterisierungs-Tool (1) befördert; und einer Gasstromvorrichtung (20), die in dem Gehäuse (5) des EFEM (2) angeordnet ist und so geschaltet ist, dass sie ein Gas (22) mit niedriger Feuchtigkeit, das eine relative Feuchtigkeit von 10 % oder weniger hat, aufnimmt, wobei die Gasstromvorrichtung so positioniert ist, dass sie das aufgenommene Gas mit niedriger Feuchtigkeit quer über die Zugriffsöffnung (14) des Gehäuses des EFEM strömen lässt; wobei die Gasstromvorrichtung (20) Folgendes aufweist: eine Gaskammer (30, 34), die eine Sättigungsdruckschicht (34) aufweist, die eine Wand der Gaskammer bildet, wobei die Sättigungsdruckschicht eine Gaseinlassseite (50), die eine Innenseite der Gaskammer bildet, und eine Gasauslassseite (52) hat, die eine Außenseite der Gaskammer bildet, wobei die Gaskammer (30, 34) so geschaltet ist, dass sie das Gas (22) mit niedriger Feuchtigkeit in die Gaskammer an einem Gaseinlassrand (54) der Sättigungsdruckschicht (34) aufnimmt, wobei die Sättigungsdruckschicht eine mit zunehmendem Abstand von dem Gaseinlassrand zunehmende Durchlässigkeit für das Gas mit niedriger Feuchtigkeit hat.
  12. Waferhandhabungsvorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Sättigungsdruckschicht (34) Löcher (60) aufweist, die sich von der Gaseinlassseite (50) durch die Sättigungsdruckschicht bis zu der Gasauslassseite (52) erstrecken, wobei die mit zunehmendem Abstand von dem Gaseinlassrand (54) zunehmende Durchlässigkeit für das Gas (22) mit niedriger Feuchtigkeit von Folgendem bestimmt wird: (I) einer Größe der durch die Sättigungsdruckschicht (34) hindurchgehenden Löcher (60), die mit zunehmendem Abstand von dem Gaseinlassrand (54) der Sättigungsdruckschicht zunimmt; und/oder (II) einer Dichte der durch die Sättigungsdruckschicht (34) hindurchgehenden Löcher (60), die mit zunehmendem Abstand von dem Gaseinlassrand (54) der Sättigungsdruckschicht zunimmt.
  13. Waferhandhabungsvorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Sättigungsdruckschicht (34) ein Vlies mit zufällig angeordneten Fasern ist, wobei eine Dichte der Fasern mit zunehmendem Abstand von dem Gaseinlassrand (54) abnimmt.
  14. Waferhandhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei die Gasstromvorrichtung (20) weiterhin eine Filterschicht (40) aufweist, die so eingerichtet ist, dass sie das Gas (22) mit niedriger Feuchtigkeit aufnimmt, das die Gaskammer (30, 34) an der Gasauslassseite (52) der Sättigungsdruckschicht (34) verlässt.
  15. Waferhandhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei die Ladeöffnung (11) derart eingerichtet ist, dass sie den zugehörigen Waferträger (10) aufnimmt, der einen FOUP (10) aufweist, wobei die Zugriffsöffnung (14) des Gehäuses (5) des EFEM (2) derart eingerichtet ist, dass sie zu einer Frontöffnung des FOUP passt.
  16. Waferhandhabungsvorrichtung nach Anspruch 15, wobei: die Zugriffsöffnung (14) des Gehäuses (5) des EFEM (2) durch eine vertikale Wand des Gehäuses des EFEM hindurchgeht, und die Gasstromvorrichtung (20) in dem Gehäuse (5) des EFEM (2) an der vertikalen Wand über der Zugriffsöffnung (14) montiert ist und so ausgerichtet ist, dass sie das aufgenommene Gas (22) mit niedriger Feuchtigkeit nach unten quer über die Zugriffsöffnung des Gehäuses des EFEM strömen lässt.
  17. Waferhandhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, wobei das EFEM (2) eine Luftstromeinheit (7) mit einem Luftfilter (8) aufweist, durch das Luft von einer Umgebung des Gehäuses (5) des EFEM nach unten in einen Innenraum (6) des Gehäuses (5) des EFEM strömen gelassen wird.
  18. Waferhandhabungsverfahren mit den folgenden Schritten: Befördern (80) mindestens eines Halbleiterwafers von einem Waferträger (10) bis zu einem Tool (1) unter Verwendung eines EFEM (2); nach Bearbeitung oder Charakterisierung (82) des mindestens einen Halbleiterwafers unter Verwendung des Tools (1), Befördern (84) des mindestens einen Halbleiterwafers von dem Tool zu dem Waferträger (10) unter Verwendung des EFEM (2); und zumindest während der Beförderungsschritte (80, 84), Betreiben (86, 88, 90) einer Gasstromvorrichtung (20), die in einem Gehäuse (5) des EFEM (2) angeordnet ist und so geschaltet ist, dass sie ein Gas (22) mit niedriger Feuchtigkeit, das eine relative Feuchtigkeit von 10 % oder weniger hat, aufnimmt, so, dass sie das aufgenommene Gas mit niedriger Feuchtigkeit quer über eine Zugriffsöffnung (14) des Gehäuses des EFEM strömen lässt, durch die der mindestens eine Halbleiterwafer befördert wird; wobei die Gasstromvorrichtung (20) Folgendes aufweist: eine Gaskammer (30, 34) mit einer gasdurchlässigen Sättigungsdruckschicht (34), die eine Wand der Gaskammer bildet, wobei die gasdurchlässige Sättigungsdruckschicht eine Gaseinlassseite (50), die eine Innenseite der Gaskammer bildet, und eine Gasauslassseite (52) hat, die eine Außenseite der Gaskammer bildet; Gaseinlassdüsen, die so eingerichtet sind, dass sie das Gas (22) mit niedriger Feuchtigkeit in die Gaskammer (30, 34) an einem Gaseinlassrand (54) der gasdurchlässigen Sättigungsdruckschicht (34) strömen lassen; und eine Filterschicht, die so eingerichtet ist, dass sie das Gas (22) mit niedriger Feuchtigkeit aufnimmt, das die Gaskammer (30, 34) an der Gasauslassseite (52) der gasdurchlässigen Sättigungsdruckschicht (34) verlässt, wobei die gasdurchlässige Sättigungsdruckschicht (34) eine mit zunehmendem Abstand von dem Gaseinlassrand (54) zunehmende Durchlässigkeit für das Gas (22) mit niedriger Feuchtigkeit hat.
  19. Waferhandhabungsverfahren nach Anspruch 18, wobei die gasdurchlässige Sättigungsdruckschicht (34) Löcher (60) aufweist, die sich von der Gaseinlassseite (50) bis zu der Gasauslassseite (52) erstrecken, wobei die mit zunehmendem Abstand von dem Gaseinlassrand (54) zunehmende Durchlässigkeit für das Gas (22) mit niedriger Feuchtigkeit von Folgendem bestimmt wird: (I) einer Größe der Löcher (60), die mit zunehmendem Abstand von dem Gaseinlassrand (54) zunimmt; und/oder (II) einer Dichte der Löcher (60), die mit zunehmendem Abstand von dem Gaseinlassrand (54) zunimmt.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH11145245A (ja) 1997-11-13 1999-05-28 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理装置
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