一种改进了用于把微环境净化到所需水平的相对湿度、氧气或颗粒物的系统和方法，通过采用可以在微环境内均匀分布吹扫气体的吹扫气体输送装置和方法。一种具有沿塔的长度延伸的流体流动通道的净化塔的衬底容器。在孔和流体流动通道之间具有多孔介质的孔可以调节每个孔排出气体的流量和压力。可替代地，塔也可以由多孔管状聚合材料构成。套管可以在内部引导排出的吹扫气体。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及适用于在超净环境中储存或运输物体，如半导体晶圆的便携式衬底容器，特别涉及用于净化上述容器内部环境，使其达到所需水平的相対湿度、氧气和大气颗粒物的系统和方法。
技术介绍
在衬底的运输和储存过程中，如果周围空气中痕量的灰尘或气体杂质附着在半导 体晶圆或其他物体上，由受影响的晶圆得到的后续产品的产量将会下降。随着集成程度的増加，这种趋势变得越来越明显。因此，对于实现这些运输容器内高清洁度环境的需求不断増加，这种清洁度不仅是针对灰尘而言，也包括气体杂质。目前，为了产生在储存和运输时容纳衬底的洁净空间，采用惰性气体来浄化微环境，通过进气ロ把惰性气体注入容器中，使得容器内的空气从排气ロ排出。这些吹扫气体进气口和排气ロ通常位于容器壳体的底面上，并从容器内部通过壳体底面延伸出去，在壳体底面与吹扫气体输送系统连接。这种方法使用位于净化进气ロ的单向阀和圆形聚四氟こ烯微粒过滤器来控制和过滤进来的吹扫气体。这样惰性的吹扫气体就会取代容器内的空气和污染物，而遭受污染的空气会通过净化排气ロ或门孔(如果门孔被移除)被強制排出。也有人设计了其他几种方法来把吹扫气体输送到容器内以改善容器内环境，这些现有技术的尝试都存在明显的缺陷，促成了对本专利技术的需求。例如，Roberson等人的美国专利号6，221，163的专利技术公开了ー种控制分子污染的系统和方法，可以净化容器达到所需水平的相対湿度、氧气和颗粒物。容器包括进气口和排气ロ，每个都包括单向阀和过滤器组件，以提供干净、干燥的气态工作流体来保持低水平的湿度、氧气或颗粒物。进气ロ与气态工作流体源连接，排气ロ则连接在排空系统上。集成的定向单向阀在非常低的压差下(例如小于10毫巴)下运转。在一个实施方式中，容器内的吹扫气体流可以通过一个或多个喷嘴塔引向村底，促使在舱(pod)内形成层流。还可以提供与进气塔具有类似功能的一个或多个出气塔，以促进容器内的层流。这种方法在在位于塔的底部的有单向阀/过滤器组件内设置有颗粒物过滤器。这种方法的缺点是，当吹扫气体流通过塔上的孔时，气体的分布从塔顶的孔到塔底的孔是逐渐减少的。结果导致从微环境中排出水与氧气的时间延长。净化的目标之ー是降低微环境的内体积内的湿度与氧气水平。净化的一大挑战是如何快速和高效地把吹扫气体均匀分布到容器内的衬底上。目前使用容器底部的进气口和排气ロ的浄化方法对快速和高效两个要求均不能满足，因为对吹扫气流来说，阻力最小的路径是直接从进气ロ到排气ロ。很少有气体流经晶圆之间，晶圆之间的空间成为不会立刻受到吹扫气体作用的死区。这导致微环境中湿度和氧气水平的不均匀。利用浄化塔可以提高浄化的速度和效率，但即使采用渐变的孔，塔内的孔依然不能使吹扫气体在晶圆之间均匀分布。实际上，当吹扫气体通过塔上的孔时，气体的分布从塔顶的孔到塔底的孔是減少的。这就导致了微环境中的氧气和水的排出效率低。净化的另ー个目标是除去容器内环境中中的大气污染物，这些污染物主要是通过浄化ロ的过滤设备来捕获，并在浄化容器时被有效地清除棹。然而，容器是可重复使用的，而且再次使用前必须清洗。作为清洗过程中的一部分，人工操作员必须卸下浄化塔和浄化ロ /过滤设备，以防止这些设备中积水。在拆卸并重新安装浄化塔和浄化ロ /过滤设备的过程中，污染物又会由人工操作员引入到微环境中。因此，需要一种改进的浄化方法，来解决如何以快速且高效的方式排出晶圆容器中的污染物的问题。特别是需要一种净化方法和装置让吹扫气体在塔中积聚，从而由于气体积聚导致塔内压强上升，当气体流经塔进入微环境中时就可以均匀分布在晶圆之间。另外一个需求就是减少或消除人工操作员接触容器内部。目前，当容器被清洗并重新使用吋，操作员必须接触容器内部来拆卸并重新安装浄化塔和浄化ロ/过滤器。 专利技术简述 鉴于上述问题，本专利技术提供了一种改进的用于净化微环境的系统和方法，通过采取一种在微环境中提供均匀分布的吹扫气体的吹扫气体输送装置和方法，以净化微环境至所需水平的相対湿度、氧气或颗粒物。本专利技术的另外ー个优势是可采用疏水材料制成浄化塔的多孔隔板，以防止水在清洗过程中进入净化塔，因而在清洗过程中无需拆卸吹扫气体输送装置，从而避免了清洗后在拆卸和重新安装吹扫气体输送装置过程中把颗粒物引入微环境中。本专利技术的另ー个优点是多孔隔板可被形成为与进化塔的非平面的几何形状相匹配的形状，并通过阻断气流，多孔隔板使吹扫气体积聚在塔内。随着气体积聚，塔内的压强増加，且当压强足以克服隔板材料时，气流通过隔板材料进入晶圆容器内，并平均分布在容器内安装的晶圆之间。本专利技术的另ー个优点是在晶圆通道门板被卸掉的情况下，浄化塔显著降低微环境内的相対湿度水平。本专利技术另ー个优点是，浄化塔的多孔隔板提高了微环境从顶部到底部的净化效率。在一个优选的实施方式中，微环境包括进气口和排气ロ，每个都包括单向阀配件和连接在用于干净、干燥的气态工作流体的进气口和排气口上的净化塔，为微环境中所容纳的材料周围提供可控的低水平的湿度、氧气和颗粒物浓度。微环境容器的进气ロ与气态工作流体源连接，排气ロ则连接在排空系统上。根据ー个实施方式，在操作中，塔包括在塔基部分内的密封垫圈，从而保持了对容器壳体的密封，以防止不需要的化学物质或颗粒物进入晶圆容器内部。因此，任何流经晶圆容器内部和外部之间的气流都被限制在由垫圈限定的通道中流动。流体流动的类型包括引入晶圆容器内部的吹扫气体,例如氮气。流体流动可以进ー步由多孔隔板元件进行限制。多孔隔板在吹扫气体被引入晶圆容器内之前，为其过滤去除颗粒物，以及氧气和湿气。集成的定向单向阀在非常低的压カ差下工作。在此实施方式中，多孔薄膜隔板被直接放置在进气塔的塔孔后。薄膜隔板在两方面提高了塔的性能。首先，薄膜隔板使得可以在塔内对吹扫气体均匀地施加压力。加压的气体就可以均匀地流经薄膜和塔的孔，并进入容器内部。塔上的孔可以是任何形状，包括从塔的顶端到底部连续的垂直开ロ，这样从上往下看，塔呈现“C”形。这样就会使得吹扫气体在微环境内的衬底之间均匀分布，塔降低微环境内的相対湿度和氧气的能力也获得了改进。其次，隔板可以采用具有疏水特性的材料制成，从而在清洗微环境时起到隔水的作用。这种疏水隔板在清洗过程中可以把水隔离在浄化塔之外，因此也把水隔离在浄化ロ之外。多孔薄膜隔板也可以起到颗粒物过滤器的功能，除去气流中颗粒物，这样也就不需要在塔基的浄化口上的颗粒物过滤器了。在另ー个实施方式中，薄膜隔板是由多孔聚合物制成的，可以做成与塔的几何形状相匹配的几何形状。这种成形的隔板的好处是它还可以用来密封组成净化塔的后部和有槽的前部的啮合面。此外，隔板可以形成扁平的编织形状，并用于覆盖塔前部的孔。另ー个实施方式中，浄化塔本身可以用与制造薄膜隔板相同的多孔聚合材料制成，这样就不需要由孔、径向槽，或者単独的塔部分来组成塔。这样的塔可以制成加盖的多孔管，直接连接在容器的底部的进气和排气ロ。这种塔可以做成“C”形的套管，将其安放在一定位置，仅简单的由套管在微环境中的位置就可決定，气流是直接地流向村底还是流向容器壁的位置，还是任意其他需要的方向。 另ー实施方式是，多孔薄膜过滤器可以制成气囊安装在塔内。在这个实施方式中，多孔材料不仅覆盖净化塔的喷嘴，也覆盖净化塔前后两部分之间的缝隙(reveal)。这可以让任何从本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·伯恩斯，马克·史密斯，马修·富勒，
申请(专利权)人：恩特格里公司，
类型：发明
国别省市：
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