清潔系統(tǒng)和方法
【專利說明】清潔系統(tǒng)和方法
[0001 ]本申請是申請人動力微系統(tǒng)公司的國際申請日為2012年6月23日的國際申請?zhí)枮镻CT/IB2012/001250的申請的分案申請，其進入中國國家階段日期是2013年12月23日，進入中國國家申請?zhí)枮?01280031013.4。
[0002]本申請主張2011年6月23日提出申請的題目為“Semiconductor cleaner systemsand methods”的美國臨時專利申請第61/500,608號的優(yōu)先權(quán)，該申請通過引用在此并入供參考。
【背景技術(shù)】
[0003]半導(dǎo)體元件的制造要求清潔度，例如對顆粒、雜質(zhì)或異物的控制。這些微粒的存在可能會影響處理好的晶片內(nèi)的合格裝置的產(chǎn)量。因此，通常在專用輸送容器中執(zhí)行這些晶片的輸送，例如，暗盒、托架或盤以及可打開或可密封容器或箱，包括前開式統(tǒng)集盒(FOUP)、前開式輸送箱(FOSB)、標準機械接口(SMIF)盒或箱。FOUP通常在兩個面對長側(cè)處具有用于支撐晶片的梳狀引導(dǎo)件，并且可以使用可移除罩閉合。在沒有罩的情況下，F(xiàn)OUP是具有帶有矩形表面面積的壺狀基本形狀的中空容器。除了晶片之外，掩模版被存儲在掩模版載具中，所述掩模版載具存儲在掩模版存儲機中。當(dāng)需要掩模曝光時，掩模版載具被輸送到光刻儀。
[0004]有時候需要清潔FOUP和掩模版載具以保持在處理半導(dǎo)體晶片時所需的清潔度的標準?？梢栽趯Ｓ们謇砗透稍镌O(shè)備中執(zhí)行清潔處理。在對清潔度的要求越來越高的情況下，在現(xiàn)代化半導(dǎo)體工廠中的清潔周期數(shù)與對清潔度的增加的要求一起升高。例如，理想的是在每一個個體使用之后清潔FOUP以防止例如從一個晶片負載到下一個晶片負載的交叉污染。
[0005]因此，理想的是縮短FOUP的全部清潔所需的時間。此外，還期望的是保持清潔消耗盡可能小，尤其是在增加清潔周期的情況下。另一方面，清理必須非常徹底以便滿足現(xiàn)代化半導(dǎo)體工廠的清潔度要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]在一個實施例中，本發(fā)明公開了一種用于清潔諸如載具的工件的清潔系統(tǒng)和方法。清潔系統(tǒng)包括:分離的骯臟環(huán)境和潔凈環(huán)境中的至少一個;用于雙容器載具的不同部件的單獨的清潔室；用于使用相同的機械手拾取和放置不同部件的夾持臂；用于將部件保持在不同位置處的夾持臂；用于外容器的水平自旋清潔和干燥;熱水和熱空氣(70°C)清潔處理；用于通過熱空氣噴嘴清潔內(nèi)容器以進行干燥的垂直噴嘴和格柵式兆聲波噴嘴；用于使用吹掃氣體除氣不同部件的單獨的真空凈化室，例如，在高真空(例如，<10—6托)情況下，用于內(nèi)容器的真空凈化室和用于外容器的真空凈化室;在真空室內(nèi)部的加熱器和氣體監(jiān)測器(例如，RGA傳感器)；吹掃氣體組裝臺；和吹掃氣體裝載和卸載臺。
【附圖說明】
[0007]圖1示出了要被清潔的EUV掩模版載具的一個示例性結(jié)構(gòu)；
[0008]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的清洗系統(tǒng)的示例性結(jié)構(gòu)；
[0009]圖3A-3C示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于清潔系統(tǒng)的不同結(jié)構(gòu)；
[0010]圖4A-4B示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的在骯臟環(huán)境和潔凈環(huán)境的示例性流動結(jié)構(gòu)；
[0011]圖5A-5B示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于清洗清潔室的示例性結(jié)構(gòu)；
[0012]圖6A-6B示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于使用分離的骯臟環(huán)境和潔凈環(huán)境清潔對象的示例性流程圖；
[0013]圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的使用分離的骯臟環(huán)境潔凈環(huán)境的另一個示例性清潔過程；
[0014]圖8A-8B示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于對象的不同組分的示例性分離清潔室；
[0015]圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的使用用于對象的不同部件的單獨的清潔室的示例性清潔系統(tǒng)；
[0016]圖10A-10B示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于使用單獨的清潔室清潔對象的示例性流程圖；
[0017]圖11示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于使用單獨的清潔室分別清潔對象的示例性流程圖；
[0018]圖12A-12B示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的示例性機械手；
[0019]圖13A-13C示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的夾持臂的示例性夾持結(jié)構(gòu)；
[0020]圖14A-14B示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于使用本夾持臂夾持對象的示例性流程圖；
[0021]圖15示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于使用單獨的清潔室分別清潔對象的示例性流程圖；
[0022]圖16A-16C示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的對象的示例性清潔次序；
[0023]圖17A-17B示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于清潔對象的示例性流程圖；
[0024]圖18A-18C和19A-19B示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的采用超音速或兆聲波液體噴射的示例性清潔室；
[0025]圖20A-20B示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于清潔對象的示例性流程圖；
[0026]圖21A示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的示例性凈化室；
[0027]圖21B示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的另一個示例性凈化室；
[0028]圖22A-22B示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于對對象進行凈化的示例性流程圖；
[0029]圖23A-23B示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的示例性組裝臺和過程；
[0030]圖24A-24B示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于組裝對象的示例性流程圖；
[0031]圖25示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的具有吹掃噴嘴的示例性輸送和/或存儲臺；
[0032]圖26A-26B示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的清潔器的示例；
[0033]圖27示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的混合清潔系統(tǒng)的示例；以及
[0034]圖28示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的清潔系統(tǒng)的示例。
【具體實施方式】
[0035]本發(fā)明公開了用于諸如半導(dǎo)體工件容器和掩模版載具的對象的綜合清潔的方法和設(shè)備。清潔過程可以包括液體清潔、干燥、和真空凈化。
[0036]清潔方法包括除去諸如有機、無機金屬、自然氧化物和微粒物的顆粒和/或污染物以及除去水漬的方法。對于諸如暗盒、F0UP、保持器、載具等的半導(dǎo)體制品來說清潔可能是關(guān)鍵的要求。在清潔處理中，在幾微米范圍內(nèi)除去顆粒降至子微米水平并減少殘余污染物(金屬或離子)已經(jīng)變成半導(dǎo)體清潔行業(yè)所關(guān)心的問題的一部分。
[0037]清潔處理可以提供具有最小液體剩余的有效對象清潔，這可以有助于隨后的干燥處理。例如，要被清潔的物品以最小液阱位于例如水平或垂直表面上。另外，在可能的圈閉位置處，氣體噴嘴可以被定位成吹走任何被圈閉液體以有助于最小化液體殘余并輔助干燥處理。氣體噴嘴優(yōu)選地提供氮氣或過濾空氣，但是還可以提供液體或充氣液體。在一個方面中，氣體噴嘴可以執(zhí)行清潔動作，并且液體噴嘴可以除去圈閉液體。
[0038]在一個實施例中，本發(fā)明公開了用于諸如超紫外線(EUV)掩模版載具的高水平清潔度物品的清潔方法和系統(tǒng)。隨后的描述使用超紫外輻射掩模版載是示例性的，但是本發(fā)明不受此限制，而是可以被應(yīng)用于具有嚴格清潔度要求的任何對象，例如低微粒污染物和低除氣部件。
[0039]圖1示出了要被清潔的EUV掩模版載具79的一個示例性結(jié)構(gòu)。EUV掩模版70通常被存儲在雙容器載具79中，且在內(nèi)容器與外容器之間的空間77中具有氮氣。內(nèi)容器通常由金屬制成，所述內(nèi)容器包括與下支撐件配合的上罩71。外容器通常由低除氣聚合物制成，所述外容器包括與下支撐件74配合的上罩73。兩個容器都可以具有用于被操作者或自動輸送系統(tǒng)保持的手柄。手柄75被顯示為用于外容器的上罩73。外容器的支撐件74可以具有用于接收清除到掩模版載具的內(nèi)容積77的氮氣的入口。
[0040]雙容器EUV掩模版載具是用于半導(dǎo)體處理的高水平清潔度的一個示例，其中掩模版被存儲在兩個水平的容器中以防止污染。另外，兩個水平之間的容積被氮氣清除以避免細菌增長，或防止來自外容器的除氣顆粒附到內(nèi)容器。因此，用于這種清潔對象的種清潔系統(tǒng)需要在被清潔之后保持期望的清潔度水平的改進的特征。
[0041 ]在一個實施例中，本發(fā)明公開了在清潔之后，在潔凈環(huán)境下進行清潔之前，分離骯臟環(huán)境。分離可以例如通過防止清潔對象被骯臟環(huán)境中的污染物所污染來在對象被清潔之后保持對象的清潔度。在以下說明中，術(shù)語“骯臟”用于表示與術(shù)語“清潔”的關(guān)系，并表示不潔凈環(huán)境。例如，對象可能是骯臟的，例如需要清潔，在半導(dǎo)體處理所需的清潔度水平方面，而不是日常操作方面。在清潔之后，對象可以是潔凈的，例如，比當(dāng)對象在骯臟狀態(tài)時更潔凈。
[0042]在一個實施例中，清潔系統(tǒng)包括一個或多個清潔室，所述清潔室具有與分離的骯臟環(huán)境和潔凈環(huán)境連通的分離的輸入端口和輸出端口。例如，清潔室具有連接到骯臟環(huán)境用于接收將要被清潔的對象的輸入端口。清潔室還具有連接到潔凈環(huán)境以用于將在清潔室中被清潔之后的對象輸送到潔凈環(huán)境的單獨的輸出端口。清潔室因此將清潔系統(tǒng)分成輸入骯臟環(huán)境和輸出潔凈環(huán)境。清潔室的輸入端口和輸出端口同步以防止骯臟環(huán)境與潔凈環(huán)境之間的交叉污染。例如，一次僅打開一個端口以防止骯臟環(huán)境中的臟空氣進入潔凈環(huán)境。在一個實施例中，在打開朝向潔凈環(huán)境的輸出端口之前，清潔室具有清潔清除氣體(或者清潔壓縮空氣或氮氣)。另外，在打開朝向骯臟環(huán)境的輸入端口之前，可以在清潔室中建立正壓力，因此最小化來自骯臟環(huán)境的臟空氣的任何回流?？梢栽诖蜷_朝向潔凈環(huán)境的輸出端口之前在清潔室中建立負壓力，從而最小化臟空氣到潔凈環(huán)境的任何回流。
[0043]在一個實施例中，可以使用不同的裝載端口。例如，輸入裝載端口用于骯臟環(huán)境中以用于接收要被清潔的對象。分開的輸出卸載端口用于潔凈環(huán)境中以用于輸出清潔對象。進一步地，可以使用不同的機器人操作系統(tǒng)。例如，臟機器人用于骯臟環(huán)境中，而分開的清潔機器人用于潔凈環(huán)境中。
[0044]可以在骯臟環(huán)境和潔凈環(huán)境中建立不同的清潔度水平。例如，骯臟環(huán)境可以具有過濾層流。潔凈環(huán)境可以具有提高的清潔度，例如，具有增加的底部和冷卻器的過濾的再循環(huán)空氣或氮氣流。潔凈環(huán)境中的再循環(huán)流可以使清潔室與外部環(huán)境隔離，從而最小化來自外部空氣的任何可能的污染物。冷卻器可以安裝在再循環(huán)通路、冷卻空氣或氮氣流中并防止空氣分子的熱瑞流。
[0045]另外，在與清潔室的輸出端口的接口處包括在頂部頂板處的風(fēng)扇和在底部地板處的風(fēng)扇的清潔空氣簾可以進一步隔離潔凈環(huán)境與骯臟環(huán)境的任何可能連通。
[0046]在一個實施例，耐用部件優(yōu)選地位于骯臟環(huán)境中以最小化對潔凈環(huán)境的方位，從而盡可能保持潔凈環(huán)境清潔。
[0047]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的清洗系統(tǒng)的示例性結(jié)構(gòu)。清潔室14將骯臟環(huán)境12與潔凈環(huán)境16分開，且臟機器人12B和輸入裝載端口 12A位于骯臟環(huán)境12中，而清潔機器人16B和輸出卸載端口 16位于潔凈環(huán)境16中。在典型工件流中，將要被清潔的對象(例如，EUV掩模版載具)被裝載到輸入裝載端口 12A中(步驟11 )，接著通過臟機器人12B被輸送到清潔14在(步驟13)。在清潔室14中被清潔之后，清潔對象通過清潔機器人16B被輸送到輸出卸載端口 16A(步驟15)以被卸載(步驟17)。清潔室可以具有分開的輸入門和輸出門，且臟對象進入骯臟的輸入門13，而清潔對象離開清潔輸出門15。進一步地考慮可以被包括以防止?jié)崈舡h(huán)境與骯臟環(huán)境之間的交叉污染。例如，可以在清潔對象的輸送期間在潔凈環(huán)境中建立高壓力以產(chǎn)生遠離潔凈環(huán)境的層流，從而最小化來自骯臟環(huán)境的顆?；亓?。另外，可以例如通過使清潔室門互鎖而在潔凈環(huán)境和骯臟環(huán)境之間建立隔離，從而防止同時打開輸入門和輸出門。
[0048]圖3A