專利名稱：夾具干燥設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的各實(shí)施方式涉及用于在已經(jīng)清洗過(guò)制造夾具之后基本上干燥并減少干 燥時(shí)間的設(shè)備和方法，優(yōu)選為包括但不限于前端開(kāi)口標(biāo)準(zhǔn)晶片盒或晶片運(yùn)送器(FOUP)夾 具的晶片承載器。本發(fā)明還可以用在要求加速干燥或去除流體的制成品、加工夾具和其它 元件上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施方式涉及用于清洗和干燥承載器的設(shè)備，其包括能夠保持承載器的 腔體，所述腔體包括所述腔體內(nèi)部的承載器-內(nèi)部噴射系統(tǒng)和承載器-外部噴射系統(tǒng)，所述 承載器-外部噴射系統(tǒng)包括將流體噴射在承載器的外表面上的至少一個(gè)槽孔，并且所述內(nèi) 部噴射系統(tǒng)包括將流體噴射在承載器內(nèi)部的至少一個(gè)槽孔。承載器可以為半導(dǎo)體晶片承載 器和/或半導(dǎo)體晶片承載器的蓋。流體可以為液體或氣體。噴射系統(tǒng)可以彼此垂直移動(dòng)， 以防止承載器移動(dòng)。承載器-外部噴射系統(tǒng)和/或承載器-外部噴射系統(tǒng)可以是至少部分 可旋轉(zhuǎn)的。在一種實(shí)施方式中，所述噴射系統(tǒng)中的一個(gè)或二者以掃描運(yùn)動(dòng)方式振蕩或來(lái)回移 動(dòng)。此外，可以設(shè)置用于使承載器旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)。還可以設(shè)置至少一個(gè)加熱系統(tǒng)，并且所述加 熱系統(tǒng)包括至少一個(gè)加熱墊?？蛇x地，所述設(shè)備可以設(shè)置在微清潔環(huán)境內(nèi)。在一種實(shí)施方 式中，多個(gè)設(shè)備可以設(shè)置在室內(nèi)。本發(fā)明的實(shí)施方式還涉及一種清洗和干燥承載器的方法，該方法包括可以下述 步驟將承載器設(shè)置在腔體中的步驟；采用外部噴射系統(tǒng)噴射液體在承載器的外部上的步 驟；采用內(nèi)部噴射系統(tǒng)噴射液體在承載器的內(nèi)部上的步驟；采用外部噴射系統(tǒng)噴射氣體在 承載器的外部上的步驟；以及采用內(nèi)部噴射系統(tǒng)噴射氣體在承載器的內(nèi)部上的步驟?？蛇x 地，以彼此垂直地運(yùn)動(dòng)的方式噴射承載器的外部和內(nèi)部。所述噴射步驟中的至少一個(gè)可以 包括以掃描運(yùn)動(dòng)的方式噴射。


作為結(jié)合并形成說(shuō)明書的一部分的圖示和描述的附圖1-39圖示了本發(fā)明的一種 或多種實(shí)施方式，并與說(shuō)明書一起用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的原理。附圖僅僅是用于圖示本發(fā)明的 一個(gè)或多個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式的目的，且將不解釋為限制本發(fā)明。在附圖中圖1為圖示了安裝有晶片承載器的清洗和干燥體腔的實(shí)施方式的正面透視圖；圖2為圖示圖1實(shí)施方式的正面透視圖，其中門關(guān)閉；
圖3為圖示圖1實(shí)施方式的透視圖，其中門被移除了 ；圖4為圖示圖1實(shí)施方式的正視圖，其中門關(guān)閉；圖5為圖示圖1實(shí)施方式的側(cè)視圖；圖6為圖示圖1實(shí)施方式的背面透視圖；圖7為圖示本發(fā)明的實(shí)施方式的后視圖；圖8為圖示沒(méi)有側(cè)板的體腔的實(shí)施方式的透視圖；圖9為圖示本發(fā)明的一種實(shí)施方式中的晶片承載器的正面的正視圖；圖10為圖示根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的內(nèi)部噴射系統(tǒng)橫截面?zhèn)纫晥D；圖11為圖示本發(fā)明的一種實(shí)施方式的頂視圖；圖12為圖示本發(fā)明的一種實(shí)施方式的各元件的分解圖；圖13為圖示本發(fā)明的一種實(shí)施方式的各元件的分解透視圖；圖14A-G為圖示晶片承載器的不同視圖的附圖；圖15為晶片承載器的底側(cè)視圖；圖16為圖示晶片承載器的頂視圖；圖17A和B分別為氣刀組件的正視圖和分解圖；圖18為氣刀組件的局部分解圖；圖19為圖示圖1中的的實(shí)施方式的正視圖，其中未顯示正門；圖20為底架的分解圖；圖2IA-B為圖示蝶形閥的視圖；圖22為根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的蓋式腔體的正面透視圖；圖23為圖22中的實(shí)施方式的正面透視圖，其中門打開(kāi)了 ；圖M為圖示圖22中的實(shí)施方式的透視圖，其中門從腔體上分解下來(lái)了 ；圖25為圖示圖22中的實(shí)施方式的正視圖，其中門關(guān)閉。圖沈?yàn)閳D示圖22中的實(shí)施方式的側(cè)視圖；圖27為圖示圖22中的實(shí)施方式的背面透視圖；圖28為圖示圖22中的實(shí)施方式的后視圖；圖四為圖示拆除了后板的一種實(shí)施方式的后視圖；圖30圖示了一種實(shí)施方式的透視圖，其拆除了前門并示出晶片承載器蓋；圖31圖示了一種實(shí)施方式的正視圖，其中拆除了前門并示出晶片承載器蓋；圖32為圖示蓋式腔體組件的一種實(shí)施方式的剖視圖；圖33為圖示蓋式腔體組件的一種實(shí)施方式的頂視圖；圖34為圖示蓋式腔體組件的一種實(shí)施方式的分解頂視圖；圖35為蓋式腔體組件的一種實(shí)施方式的各元件的分解圖；圖36為圖示微環(huán)境的一種實(shí)施方式的透視圖；圖37為圖示微環(huán)境的腔室的一種實(shí)施方式的透視圖；圖38為圖示腔室的一種實(shí)施方式的剖視圖；以及圖39為圖示具有機(jī)械手的微環(huán)境中的腔室的一種實(shí)施方式的透視圖。
具體實(shí)施例方式如圖1-21所示，本發(fā)明的實(shí)施方式包括夾具清洗和干燥體設(shè)備腔，優(yōu)選用于清洗 和干燥晶片承載器型制造夾具。圖22-35圖示了本發(fā)明的蓋式腔的實(shí)施方式。圖36-39圖 示了微環(huán)境和腔室的實(shí)施方式。本發(fā)明的實(shí)施方式涉及用于清洗和干燥夾具的設(shè)備和方法，特別用于晶片承載 器。必須在超凈環(huán)境中清潔晶片承載器。本發(fā)明的實(shí)施方式包括體腔組件和蓋式腔體組件。 晶片承載器設(shè)備體腔10(圖1)為用于清洗和干燥晶片承載器的本體的腔體。如在整個(gè)說(shuō)明書和權(quán)利要求書中使用的術(shù)語(yǔ)"腔"包括但不限于“至少基本封閉 的空間”的含義"。體腔10的實(shí)施方式(參見(jiàn)圖1)可以由聚偏氟乙稀(PVDF)板或類似的材料構(gòu)成， 可選地約25. 5英寸深X約21英寸寬，約沈英寸高，但尺寸可以改變。在一種實(shí)施方式中， 本發(fā)明可以模塊化和可縮放的。如圖1所示，體腔10優(yōu)選具有門12和移動(dòng)外部噴射桿18 的帶輪驅(qū)動(dòng)輪(pulley drivendrive) 22 (還參見(jiàn)圖1 。體腔10優(yōu)選包括通過(guò)傳動(dòng)帶沈 連接至噴射桿集合管20的驅(qū)動(dòng)輪22。體腔10還具有用于清洗和干燥優(yōu)選直接被驅(qū)動(dòng)的晶 片承載器的內(nèi)部的內(nèi)部噴射桿M(圖10)。晶片承載器本體14優(yōu)選位于框架16上。優(yōu)選 設(shè)置角部支撐件，并且最優(yōu)選地，角部支撐件是稍微傾斜的，以防止水聚積和顆粒聚沉?？?架16的所有露出側(cè)面在頂部都是斜面，也是防止水聚積和顆粒聚沉。外部噴射桿18優(yōu)選 包含沿著管道的面向晶片承載器本體14和腔體10壁的側(cè)面定位的孔和/或槽孔19。雖然 可以通過(guò)本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方式形成槽孔19，但最優(yōu)選采用激光形成槽孔14，并且所 述槽孔用作清洗周期期間的水噴嘴以及在氣刀和干燥周期期間的通風(fēng)空氣噴嘴。優(yōu)選地， 內(nèi)部噴射桿M包括覆蓋晶片承載器14本體的內(nèi)部的孔和兩個(gè)通水噴嘴。體腔10、外部噴射 桿18和內(nèi)部噴射桿54優(yōu)選用水工作，且采用槽孔19清除顆粒，隨后用吹走水滴的空氣或壓 縮空氣凈化和/或干燥。體腔10優(yōu)選包括多個(gè)板24和蝶形閥幻，但是其它閥型當(dāng)然可以代 替蝶形閥幻使用。體腔10優(yōu)選構(gòu)造為具有通風(fēng)位置，以確保在運(yùn)行期間具有輕微的正壓力。在圖2中圖示的實(shí)施方式中，帶輪驅(qū)動(dòng)輪22連接至外部噴射桿集合管20，外部噴 射桿集合管20還包含用于空氣和水的進(jìn)口連接裝置。該實(shí)施方式幫助防止由壓力變化和 管道材料(其可以但不限于由PVDF制成)的伸縮引起的噴射桿的不對(duì)準(zhǔn)或偏移。優(yōu)選地， 蝶形排氣閥23控制腔體10內(nèi)的壓力。在清洗周期期間，不像應(yīng)受到高的氣壓和大的空氣 體積的氣刀周期期間一樣重要地具有高壓釋放?？蛇x地，蝶形閥23經(jīng)由空氣致動(dòng)打開(kāi)，隨 后壓力釋放關(guān)閉。還如在圖21A-B中的實(shí)施方式中圖示的那樣，隔膜的設(shè)計(jì)允許在關(guān)閉時(shí) 被抽出最少量的廢氣。本發(fā)明的實(shí)施方式包括顆粒的在線監(jiān)控，以確保潔凈度。圖2圖示了體腔10的一個(gè)實(shí)施方式，其前門12閉合。帶輪驅(qū)動(dòng)輪22由皮帶沈 連接至外部噴射桿集合管20。門12具有鉸鏈觀和腔體空氣閥30。板M最優(yōu)選用來(lái)形成 腔體10的頂部、底部和側(cè)面。圖3圖示了體腔10的局部分解圖。外部噴射桿19優(yōu)選包括大量部件，所有的部 件優(yōu)選由PVDF和/或特氟綸等制成。體腔10包括門12。門12優(yōu)選具有包括但不限于門 組件34的多個(gè)元件，圖3還示出了門鎖組件36。流體噴霧(在一種實(shí)施方式中優(yōu)選為水) 優(yōu)選在噴射出噴射槽孔19 (參見(jiàn)圖1)時(shí)被加熱至約130° F至150° F之間，并在噴射時(shí) 稍微冷卻。流體穿過(guò)旋轉(zhuǎn)接頭，且最優(yōu)選是超純凈的，且通過(guò)過(guò)濾凈化。0型環(huán)和旋轉(zhuǎn)接頭優(yōu)選使用將不會(huì)污染流體的材料設(shè)計(jì)和構(gòu)造。圖4-7圖示了本發(fā)明的實(shí)施方式的不同透視圖。在一種實(shí)施方式中，體腔10優(yōu)選 包括門12 ；板對(duì)；進(jìn)水口管道38 ；門鎖36 ；門組件34 ；進(jìn)氣口管道42 ；和蝶形閥23?？蛇x 地，水管道38具有用以防止污染物回流的豆?fàn)钍占?pea trap) 0圖8圖示了一個(gè)不具有 側(cè)板的實(shí)施方式。集合管40優(yōu)選將帶輪驅(qū)動(dòng)輪22、進(jìn)氣口 42和進(jìn)水口 38、以及噴射桿18 連接在一起。三個(gè)大的孔122(參見(jiàn)圖17A和B)優(yōu)選允許空氣和水流入外部噴射桿18，而 不會(huì)由旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生壓力。固定支架46優(yōu)選焊接或以其它方式固定地固定至管道，并防止干擾 或阻塞槽孔，以便使空氣和水充分接觸承載器本體14。帶輪驅(qū)動(dòng)輪22的驅(qū)動(dòng)側(cè)優(yōu)選利用限 位開(kāi)關(guān)44 (以及80，圖1 防止外部噴射桿18過(guò)旋轉(zhuǎn)和損壞管道。外部噴射桿18優(yōu)選以 掃描運(yùn)動(dòng)從后向前和從前向后旋轉(zhuǎn)約270°。可替換地，外部噴射桿19可以是靜止的或振 蕩或來(lái)回移動(dòng)的。圖8圖示出體腔10的透視圖。集合管驅(qū)動(dòng)裝置40和切換集合管46優(yōu)選幫助控 制至系統(tǒng)的流體的流量。體腔10還包括腔體框架50。圖9圖示了在內(nèi)部具有晶片承載器14的腔體10。圖10圖示了橫截面?zhèn)纫晥D，其 中體腔10包括承載器56、內(nèi)部板58、內(nèi)部噴射桿M、進(jìn)氣口 62和水管道60。圖11和12圖示了體腔的實(shí)施方式的頂視圖。進(jìn)氣口 64(圖11)和分解圖，具有 穩(wěn)定器66、管道連接器68和管道70、驅(qū)動(dòng)裝置72、板74、開(kāi)關(guān)80、活塞84、皮帶輪88和外 部噴射桿78。圖13圖示了分離的體腔10和后部98的分解圖。圖13還圖示了加熱覆蓋層或加 熱墊108。加熱覆蓋層或加熱墊108優(yōu)選加熱所述腔的壁。本發(fā)明的實(shí)施方式可選地采用 一個(gè)和/或多個(gè)加熱覆蓋層或加熱墊以加熱腔體10的PVDF板24。板M吸收并將熱量輻 射到腔體10中。可替換的實(shí)施方式包括但不限于使用其它傳熱材料作為板和/或用于壁 內(nèi)的夾層加熱元件或它們的任何組合?？蛇x地，加熱覆蓋層或加熱墊108用于目標(biāo)加熱和/ 或圍繞腔體或它們的任何組合。優(yōu)選地，腔體10在清洗和干燥周期之間不被冷卻，以便提 高清潔過(guò)程的效率。圖14A-G和15圖示了可以與本發(fā)明的實(shí)施方式結(jié)合使用的晶片承載器。工業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)定了晶片承載器14的尺寸，但取決于制造廠商，在設(shè)計(jì)和復(fù)雜度方面會(huì)存在差異。多個(gè) 晶片承載器為由聚碳酸鹽構(gòu)成的單次注射模制容器，其具有焊接到外部和內(nèi)部的附件(參 見(jiàn)圖14A-G)。晶片承載器具有至少三個(gè)不同的附件/特征機(jī)器人凸緣(圖14G)、晶片格 或晶片巢狀物(wafer comb)和運(yùn)動(dòng)凸緣(圖14E)。機(jī)器人凸緣(圖14G)是可用來(lái)從一個(gè) 位置或空間到另一個(gè)位置或空間操作晶片承載器的機(jī)器人運(yùn)送和工具。晶片格將容器中的 晶片隔開(kāi)，以防止運(yùn)送期間的損壞，通常的晶片承載器可以容納25片晶片。運(yùn)動(dòng)凸緣(圖 14E和圖15)用作用以穩(wěn)定晶片承載器的基座。運(yùn)動(dòng)凸緣保持與晶片承載器的容量、制造以 及鎖定集合管118(圖14G)相關(guān)的信息。圖17B和18圖示了還用作干燥過(guò)程期間的氣刀的外部噴射桿126的分解圖。集 合管1 優(yōu)選連接帶輪驅(qū)動(dòng)輪130、132、134和136。三個(gè)大的孔122優(yōu)選允許空氣流動(dòng)，支 架120防止阻塞或干擾槽孔用于水充分接觸。圖19圖示了內(nèi)部具有承載器14的體腔10的正視圖。體腔內(nèi)部噴射桿144(圖20)優(yōu)選為直接驅(qū)動(dòng)裝置，其還優(yōu)選采用限位開(kāi)關(guān)。內(nèi)部噴射桿144優(yōu)選為簡(jiǎn)單的熔焊管(fusion welded pipe)和彎管，其頂部鉆有較小尺寸的 孔，在側(cè)面鉆有較大尺寸的孔。噴射桿144優(yōu)選在底架146的前圍緣140中的孔138中自由 轉(zhuǎn)動(dòng)。內(nèi)部噴射桿144優(yōu)選以約180°的掃描運(yùn)動(dòng)從一側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)到另一側(cè)。優(yōu)選地，使用兩種 不同的掃描運(yùn)動(dòng)，以便不單向或逆向地推動(dòng)晶片承載器，如果強(qiáng)制進(jìn)行，這會(huì)損壞邊緣。晶 片承載器本體的移動(dòng)優(yōu)選采用角部支撐件142來(lái)防止，其中兩個(gè)側(cè)面上的短小突出部將晶 片承載器保持在合適的位置?？蛇x地采用電容傳感器143，以幫助檢測(cè)運(yùn)動(dòng)。傳感器143可 以非常靠近但不接觸承載器，以檢測(cè)承載器是否偏離角部支撐件142。如果出現(xiàn)偏離，不僅 會(huì)損壞晶片承載器本體，而且會(huì)損壞內(nèi)部和外部噴射桿。圖21A-B圖示了優(yōu)選用作壓力閥的蝶形閥150的側(cè)視圖和正視圖。為了在指定時(shí)間內(nèi)干燥晶片承載器本體，優(yōu)選保持腔體10是熱的。在一種實(shí)施方 式中，晶片承載器14優(yōu)選具有位于聚碳酸鹽上的涂層，其幫助防止在運(yùn)送期間對(duì)承載器的 損壞，并且該涂層不能被加熱到60°C (140° F)以上，否則會(huì)發(fā)生翹曲。因此，為了維持在 合理的溫度下需要的熱，可選地添加加熱覆蓋層108(參見(jiàn)圖1 至腔體的外部。優(yōu)選地， 覆蓋層108設(shè)為大約180° F，并將腔體10加熱至約160° F?？梢栽谇惑w10側(cè)面上設(shè)置 紅外傳感器，其監(jiān)測(cè)晶片承載器14的最靠近承載器變得最熱的頂部的溫度。在其中晶片承 載器14和腔體10的溫度急劇下降的凈化和氣刀周期期間，在清洗周期之后腔體10的加熱 變得關(guān)鍵。從兩個(gè)噴射桿的流體噴射優(yōu)選是雙向的。因此，通過(guò)使干燥周期也被加熱，返回 到腔體的期望的內(nèi)部溫度，這維持規(guī)定的工藝時(shí)間。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，用于清潔晶片 承載器本體的優(yōu)選方法和時(shí)間選擇為1.體腔門打開(kāi)(T = 0)2.機(jī)器人將晶片承載器本體放置到框架上(T = 40秒)3.體腔門閉合并鎖定(T = 60秒)4.清洗周期(T = 6I秒)5.凈化周期(T = 121秒)6.氣刀周期(T = 131秒)7.加熱的CDA干燥周期(T = 371秒)8.噴射桿返回原位置(T = 731秒)9.體腔門打開(kāi)(T = 732秒)從一個(gè)加載端口到另一個(gè)加載端口，包括清潔過(guò)程的整個(gè)工藝時(shí)間在約10分鐘 和約21分鐘之間，更優(yōu)選在約10分鐘和約17分鐘之間，最優(yōu)選在約12分鐘和約14分 鐘之間，其中清潔工藝時(shí)間約12分鐘。采用這種工藝操作過(guò)程，可以實(shí)現(xiàn)在啟動(dòng)時(shí)每小時(shí) 約21個(gè)晶片承載器和持續(xù)地每小時(shí)約25個(gè)晶片承載器的優(yōu)化產(chǎn)出。本發(fā)明的實(shí)施方式 優(yōu)選模塊化和可調(diào)整的，并且可以適應(yīng)任何操作。可替換地，取決于情況需求，輸出或產(chǎn)出 (output)可以變化。在清洗和干燥周期期間，蓋158(參見(jiàn)圖2 以不同的速度和方向旋轉(zhuǎn)。由于蓋158 的復(fù)雜性，清洗和干燥優(yōu)選采用旋轉(zhuǎn)操作，以到達(dá)夾具的所有區(qū)域。在整個(gè)清洗周期中，蓋 158優(yōu)選緩慢地旋轉(zhuǎn)，以允許水進(jìn)入門并洗掉已經(jīng)收集的任何顆粒。在一種實(shí)施方式中，在 干燥周期期間，門優(yōu)選以大約300轉(zhuǎn)每分鐘(RPM)的速度順時(shí)(CW)旋轉(zhuǎn)5分鐘，在干燥周 期的剩余時(shí)間逆時(shí)針(CCW)旋轉(zhuǎn)。蓋158的高速旋轉(zhuǎn)幫助排出可能在清洗周期期間收集在門內(nèi)的水滴。在一種實(shí)施方式中，所使用的馬達(dá)優(yōu)選具有減慢當(dāng)不停止在合適的原位置的 能力。因此，存在可以由空氣啟動(dòng)的停止裝置，以將馬達(dá)鎖定在合適的原位置。在干燥周期期間，壓縮氣體，最優(yōu)選空氣，可以指向或引向夾具之上和之內(nèi)，因?yàn)?進(jìn)入內(nèi)部允許促進(jìn)殘留的清洗流體的去除。可選地，壓縮氣體被加熱，并被定向或引導(dǎo)通過(guò) 至少一個(gè)周期旋轉(zhuǎn)分配管、導(dǎo)管、集合管或本領(lǐng)域熟知的其它氣體分配構(gòu)件。替換地，用于 壓縮空氣的分配系統(tǒng)的一部分可以振蕩或來(lái)回移動(dòng)而不是旋轉(zhuǎn)。圖22-23圖示了蓋式(Iid)腔體156的實(shí)施例。蓋158可以具有復(fù)雜的內(nèi)部設(shè)計(jì)， 具有復(fù)雜的鎖定機(jī)構(gòu)和晶片格，晶片格分開(kāi)并在運(yùn)送期間支撐單獨(dú)的晶片。在蓋158的正 面具有用于引導(dǎo)機(jī)器人的裝置(endifector)到達(dá)鑰匙孔的兩個(gè)孔(參見(jiàn)圖15和16)。為 了確保蓋158緊密地固定在晶片承載器14，在內(nèi)部存在襯墊。蓋式腔體156的實(shí)施方式可 以具有類似于應(yīng)用于斜面156的體腔的結(jié)構(gòu)。圖22圖示了蓋式腔體156，其具有門160、晶片承載器蓋158、板162、進(jìn)氣和進(jìn)水 口 164，圖23還圖示了門銷168和門鉸鏈166。清潔蓋158包括但不限于將空氣注入到孔 (上文所述)并通過(guò)開(kāi)口。圖23圖示了加熱覆蓋層或加熱墊163。圖M圖示了具有門組件170和門鎖172的蓋式腔體156。圖25圖示了蓋式腔體 156和進(jìn)水口 174的一個(gè)實(shí)施例的正視圖。圖沈圖示了包括進(jìn)氣口 176和進(jìn)水口 174的蓋式腔體156。圖27圖示了具有安 裝的門鎖組件172、蝶形閥178和支撐件180的蓋式腔體156。圖28圖示了蓋式腔體156 的一個(gè)實(shí)施例的后視圖，圖四圖示了拆除板并示出進(jìn)氣口元件182的后視圖。圖30圖示了蓋式腔體156的一個(gè)實(shí)施例。一旦從晶片承載器本體上分離，則門 158被放入裝配有支架夾具157的清洗和干燥腔156中。支架夾具157(圖3 包括用來(lái) 將門158穩(wěn)定地保持在合適的位置同時(shí)在周期之后旋轉(zhuǎn)的夾持設(shè)備。支架夾具157優(yōu)選為 粉末涂覆的鋁，并且?jiàn)A持設(shè)備159優(yōu)選整個(gè)由聚偏氟乙稀(PVDF)或類似物制成。夾持設(shè)備 159(圖35)夾持蓋158，蓋158包括包含用于蓋158鎖定機(jī)構(gòu)的槽孔的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。當(dāng)鎖定 機(jī)構(gòu)啟動(dòng)時(shí)，它優(yōu)選打開(kāi)空氣流入門158內(nèi)部的路徑。這是優(yōu)選使用的，因?yàn)樵谇逑粗芷谄?間，水進(jìn)入門內(nèi)部，這收集需要被吹走的水滴。因此，支架夾具優(yōu)選裝配為經(jīng)由如圖32-34 中看到的馬達(dá)軸184和190連接至馬達(dá)188?？諝鈨?yōu)選通過(guò)馬達(dá)中的連接進(jìn)入，該連接優(yōu)選 由耐高溫復(fù)合材料(Ultem)制成，其中連接經(jīng)由導(dǎo)管連接至夾持機(jī)構(gòu)，如圖33-35中看到的 那樣。晶片承載器蓋式腔體156可以由與體腔相同的材料構(gòu)成。以類似于體腔的方 式，蓋式腔體156優(yōu)選包含清洗和干燥門158和腔體156的四個(gè)噴射桿186、189(參見(jiàn)圖 32-35)。兩個(gè)下噴射桿189優(yōu)選采用噴嘴187清洗和干燥門。在一種實(shí)施方式中，優(yōu)選在 蓋式腔體中使用噴嘴，因?yàn)殚T由容易受到高壓損壞的薄聚碳酸鹽材料構(gòu)成，由此通過(guò)使用 噴嘴，可以控制壓力。兩個(gè)上噴射桿優(yōu)選幫助干燥腔壁。類似于體腔，可選地，蓋式腔體具 有直接放置在外壁上的加熱覆蓋層或加熱墊，用以保持腔體被加熱，并輔助干燥過(guò)程。圖36示出了微環(huán)境的實(shí)施方式。為了保持該過(guò)程盡可能地干凈，優(yōu)選的是獲得將 空氣微粒數(shù)維持為接近ISO標(biāo)準(zhǔn)3或1級(jí)的微環(huán)境。微環(huán)境194優(yōu)選容納超低微粒空氣 (ULPA)過(guò)濾器195，其產(chǎn)生從天花板至地板的超凈層流。層流有助于防止微粒聚沉在格柵 式微環(huán)境地板下面，并將可能粘附至晶片承載器的任何大顆粒推出該環(huán)境，而不是收集在各個(gè)腔中。在一種實(shí)施方式中，微環(huán)境優(yōu)選由約2" X約2"的經(jīng)過(guò)粉末涂敷的不銹鋼梁 制成，并且地板由格柵式聚丙烯壓板構(gòu)成。在一種實(shí)施方式中，微環(huán)境優(yōu)選容納六軸清潔室 機(jī)器人198。機(jī)器人198將晶片承載器本體196和門操縱到它們的適合的腔200中，用于清潔。如整個(gè)在說(shuō)明書中定義的術(shù)語(yǔ)"層流"包括但不限于非湍流。圖37-39圖示了蓋和本體室202的實(shí)施方式。蓋和本體室202優(yōu)選由約2英寸X 約2英寸的304不銹鋼框架構(gòu)成，其優(yōu)選整個(gè)由Corzan G2和/或類似物包封。每個(gè)蓋和 本體室優(yōu)選分別保持6個(gè)蓋和體腔204?？蛇x地，這些設(shè)備或工具通過(guò)頂部進(jìn)入室202，并 下降到排氣管道旁邊的工具的中間。室優(yōu)選在206完全排空，以防止由加熱覆蓋層或加熱 墊和干凈干燥空氣(CDA)加熱器帶來(lái)的過(guò)度加熱。所述室優(yōu)選在內(nèi)部面的底部具有格柵式 排放口 208，以捕獲可能從腔中泄漏的任何水。在一種實(shí)施方式中，室202還優(yōu)選包括具有 泄漏傳感器的排出口，如果所有六個(gè)室同時(shí)泄漏(參見(jiàn)圖38)，則該排出口能夠排出所有的 水(參見(jiàn)圖38)。替換地，蓋和體腔室可以保持任何數(shù)量的蓋和/或體腔。室202優(yōu)選是模塊化的。圖38圖示了室202的一種實(shí)施方式，其中每個(gè)腔體210 配備有可以拆除用于維護(hù)和更換的一組閥和電子元件。各個(gè)腔體210還優(yōu)選，在需要用于 維護(hù)和更換時(shí)是可拆除的。在一種實(shí)施方式中，優(yōu)選地，除了其上的門向左或向右打開(kāi)之 外，腔體210都是相同的。如果必要，腔體210可以在室202內(nèi)隨著門方向的改變而四處移 動(dòng)?？蛇x地，腔體210可以被旋轉(zhuǎn)地模制，以得到局部光滑的角部，減少接縫，并允許接縫布 置，由此降低污染的可能。圖39圖示了包括機(jī)器人214、腔體216和晶片承載器218的微環(huán) 境212的橫截面。用于壓縮氣體的分配系統(tǒng)還可以利用分配構(gòu)件中的節(jié)流通氣口(restricted orifice)。該通氣口優(yōu)選與不同尺寸的標(biāo)準(zhǔn)噴嘴結(jié)合。優(yōu)選地，通氣口的尺寸形成為維持 足夠的壓力和作用力，用于從夾具上轉(zhuǎn)移走殘留的清洗流體，并促進(jìn)蒸發(fā)。具有噴嘴的分配 系統(tǒng)構(gòu)件可選地采用各種噴射圖案成型特征或部件?？蛇x地，使用壓縮空氣分配系統(tǒng)或類似但獨(dú)立的氣體分配系統(tǒng)來(lái)冷卻夾具，如果 需要，同時(shí)使用制冷空氣、氮?dú)狻⒍趸?、一氧化二氮或熟知的冷卻氣體，但最優(yōu)選是氮 氣。采用如圖1-35所示的雙用途清洗和干燥腔，正被干燥的夾具的本體溫度可以被冷卻。 通過(guò)關(guān)閉加熱元件，并通過(guò)使用未被加熱的和/或如前所述的冷卻氣體，夾具本體溫度可 以在從干燥腔拆除之前冷卻。被冷卻的、未被加熱的或被加熱的氣體可以通過(guò)壓縮氣體干 燥分配系統(tǒng)、類似的但獨(dú)立的氣體分配系統(tǒng)或凈化清洗流體分配系統(tǒng)引入到干燥腔。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，之前已經(jīng)被清洗過(guò)的承載器或蓋可以從清洗腔體手動(dòng)地 或更優(yōu)選通過(guò)機(jī)器人拆除。可選地，還可以通過(guò)一系列傾斜、旋轉(zhuǎn)和搖動(dòng)運(yùn)動(dòng)操縱夾具，以 去除殘留的清洗流體。優(yōu)選地，承載器或蓋隨后被放入用于干燥的腔體，如果這種腔體也至少為用于干 燥的雙用途腔體，則該用于干燥的腔體可以為用于清洗的腔體?；蛘叱休d器或蓋可以放入 獨(dú)立的干燥腔，更優(yōu)選地，放入周期加熱的空氣周期的專用的干燥腔。優(yōu)選地，本發(fā)明的實(shí) 施方式為全自動(dòng)的。然而，可替換的實(shí)施方式包括手動(dòng)和半自動(dòng)實(shí)施方式。本發(fā)明的實(shí)施方式可以包括單個(gè)清洗和干燥腔?？商鎿Q地，可以在類似于圖1-35 中描述的那些腔體的獨(dú)立腔體中進(jìn)行清洗和干燥。在另一種實(shí)施方式中，用于晶片承載器的名義清洗和干燥周期持續(xù)時(shí)間優(yōu)選在約5分鐘至約1小時(shí)的范圍，更優(yōu)選在約10分鐘至 約40分鐘的范圍內(nèi)，最優(yōu)選在約15分鐘至約30分鐘的范圍內(nèi)。在一種實(shí)施方式中，本發(fā) 明使用晶片承載器清潔設(shè)備，其中，通過(guò)采用下述可替換方法中的一種或多種，干燥工藝持 續(xù)時(shí)間被最小化，且該工藝的效率提高在清洗周期之后，可以由機(jī)器人將晶片承載器從清洗腔體中移除，并且可選地，機(jī) 器人對(duì)晶片承載器進(jìn)行一系列操作，可以包括傾斜、轉(zhuǎn)動(dòng)、抖動(dòng)和搖動(dòng)，其中從晶片承載器 上去除殘留清洗流體。操作的速率、持續(xù)時(shí)間和程度優(yōu)選通過(guò)編程的機(jī)器人指令控制。晶 片承載器隨后可以優(yōu)選由同一機(jī)器人轉(zhuǎn)移至同一或不同的用于干燥的腔體。這種無(wú)論是手動(dòng)還是由機(jī)器人進(jìn)行的操作的一個(gè)可行例子可以包括以下描述的 動(dòng)作用于縮短夾具干燥持續(xù)時(shí)間。雖然所述系列以順時(shí)針(CW)旋轉(zhuǎn)開(kāi)始，但很明顯旋轉(zhuǎn)方 向可以相反，并且代替以逆時(shí)針(CCW)旋轉(zhuǎn)開(kāi)始。接下來(lái)描述了干燥方法的一種可替換實(shí) 施方式1.打開(kāi)腔體門(T = 0秒)2.取出晶片承載器本體(T = 4秒)3.使機(jī)械臂旋轉(zhuǎn)，以使夾具以大約30°的角指向下(T = 5秒)4.以約120° /秒的速度使晶片承載器本體緩慢地順時(shí)針滾動(dòng)至其被反轉(zhuǎn)的位置 (約 180° ) (T = 6 秒)5.以約120° /秒的速度使晶片承載器本體緩慢地逆時(shí)針滾動(dòng)約360° (T = 9 秒)6.以約120° /秒的速度使晶片承載器本體緩慢地順時(shí)針滾動(dòng)約360° (T= 12 秒)7.以約120° /秒的速度使晶片承載器本體緩慢地逆時(shí)針滾動(dòng)約360° (T= 15 秒)8.抖動(dòng)晶片承載器本體，以搖掉所有水滴9.以約120° /秒的速度使晶片承載器本體緩慢地順時(shí)針滾動(dòng)至水平面(T = 17 秒)10.使機(jī)械臂旋轉(zhuǎn)，以使夾具以約30°的角指向上(T = 18秒)11.以約120° /秒的速度使晶片承載器本體緩慢地順時(shí)針滾動(dòng)至它被反轉(zhuǎn)的位 置(約 180° ) (T = 20 秒)12.以約120° /秒的速度使晶片承載器本體緩慢地逆時(shí)針滾動(dòng)約360° (T = 23 秒)13.抖動(dòng)晶片承載器本體，以搖掉任何水滴14.將晶片承載器本體返回至腔體外部的正常的水平位置(T = 24秒)15.將晶片承載器本體放回腔體中，并關(guān)閉門(T = 30秒)采用如圖1-35所示的替換的清洗和干燥腔，通過(guò)首先采用上述系列操作或從晶 片承載器上物理地去除多余的液體的其它操作，可以減少通常30分鐘的干燥周期。在清洗周期之后，優(yōu)選在前述系列的機(jī)器人操作之后，可以將晶片承載器放入專 用干燥腔，與典型的雙用途清洗和干燥腔不同，專用干燥腔具有起初干燥的內(nèi)部。冷空氣或其它氣體被以選定的間隔引入到干燥腔，以加快干燥周期階段的冷卻，并降低晶片承載器的溫度。凸輪驅(qū)動(dòng)裝置或其它可移動(dòng)系統(tǒng)被用來(lái)使壓縮空氣或氣體分配系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)與簡(jiǎn) 單的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)一起振蕩或來(lái)回移動(dòng)，或代替簡(jiǎn)單的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)?？梢圆捎脟娚鋰娮?，其可以控制引入的壓縮氣體的體積、壓力、溫度和方向。噴嘴 可選地對(duì)用于壓縮氣體供給要求的普通鉆孔提供更好的控制，并對(duì)壓力、體積、溫度和目標(biāo) 特性提供更好的控制。在一種實(shí)施方式中，晶片承載器清洗和干燥周期可以包括將晶片承載器的兩部分 (本體和片盒)分開(kāi)，將晶片承載器放入雙用途清洗和干燥腔(優(yōu)選通過(guò)機(jī)器人)，清洗，干 燥，從腔中移出晶片承載器，并將片盒和本體塊重新連接在一起。采用直接驅(qū)動(dòng)馬達(dá)或其它系統(tǒng)使空氣分配桿、管、集合管或其它空氣分配構(gòu)件旋 轉(zhuǎn)可以允許壓縮氣體流過(guò)正被干燥的夾具和干燥腔內(nèi)壁。采用振蕩或來(lái)回移動(dòng)凸輪驅(qū)動(dòng)馬達(dá)系統(tǒng)可以將更多的壓縮空氣分配至正被干燥 的夾具的本體，而不直接和受益地吹在所述腔的壁上。約70° -110°范圍的往復(fù)旋轉(zhuǎn)允許 將壓縮空氣有效地弓I導(dǎo)至夾具本體上。成功干燥晶片承載器的一種方法可以包括將在干燥周期后即刻的密封的晶片承 載器內(nèi)的濕度與在穩(wěn)定約兩個(gè)小時(shí)之后的同一晶片承載器內(nèi)的濕度進(jìn)行比較。小于約 10%，更優(yōu)選小于約7%，最優(yōu)選小于約5%的濕度增加可以認(rèn)為是成功干燥的晶片承載 器。例如，如果晶片承載器在干燥近之后具有31%的內(nèi)部濕度，并且在約兩小時(shí)之后具有 36%或更小的內(nèi)部濕度，則晶片承載器可以被認(rèn)為是合格地干燥了。如果干燥過(guò)程在晶片 承載器內(nèi)部留下視覺(jué)上可以看到的清洗流體，則通?？梢园l(fā)現(xiàn)測(cè)量到的濕度的增大值為約 10%至約22%，因?yàn)楸徽J(rèn)為是失敗的或不完全的干燥過(guò)程。外部可見(jiàn)的清洗流體滴也是否 決干燥過(guò)程的根據(jù)，并且表示需要采用其它氣體噴嘴或其它方法。壓縮氣體分配構(gòu)件可以具有通過(guò)增大鉆孔直徑而加大的通氣口。增大通氣口直徑 可以增大傳遞至夾具本體的氣體的體積，但不用氣體供給改變，并且取決于初始供給配置， 這種修改可以降低氣流速率，由此降低干燥系統(tǒng)的效率，因此延長(zhǎng)干燥持續(xù)時(shí)間。例如，通 過(guò)使導(dǎo)向夾具外部的干燥桿孔的直徑加倍，從約1/32英寸的直徑增大到約1/16英寸的直 徑，并且將夾具內(nèi)部干燥構(gòu)件通氣口從約1/16英寸的直徑增加至約3/32英寸的直徑，與由 較小尺寸得到的干燥時(shí)間相比，增加了所需的干燥時(shí)間。對(duì)于組合的清洗和干燥腔，外表面(上部)清洗噴射桿優(yōu)選被凈化，以防止液體滴 落到晶片承載器上。閥和噴射桿之間管道的長(zhǎng)度的縮短還可以幫助降低可能滴在晶片承載 器上(伴隨清潔過(guò)程)的液體的量。晶片承載器本體的內(nèi)表面和外表面優(yōu)選同時(shí)進(jìn)行清洗， 由此節(jié)約約1至1. 5分鐘。作為一種可行的例子，采用傳送帶系統(tǒng)的清洗周期可以具有接 近2分鐘的內(nèi)部清洗，接著接近1分鐘的外部清洗。使干燥腔快速地降溫可以減少在后處理濕度測(cè)量時(shí)腔體中的濕度。采用單個(gè)單元 非傳送帶式腔體，晶片承載器本體固定器不需要是壁裝式的。因此，昂貴的涂層加工部件優(yōu) 選由簡(jiǎn)單且便宜的晶片承載器本體固定器代替。在清洗之后且在從清洗腔移除晶片承載器之前，可以引入約12秒的延遲。這允許 內(nèi)部噴射桿調(diào)整到其靜止位置。晶片承載器的一些具體模型可以得益于沿著該本體的前下 脊指向以去除積聚的水滴的一個(gè)或多個(gè)其它噴嘴。
預(yù)加熱晶片承載器可以提高工藝可靠性。這可以包括采用熱水進(jìn)行清洗，和/或 在臟晶片承載器本體等待處理時(shí)將加熱的氣體吹向它們。柔性軸聯(lián)接器可以減少馬達(dá)問(wèn) 題。類似于增大通氣口直徑，在沒(méi)有其它的變化且取決于初始供給配置的情況下增大 干燥桿中的孔可以通過(guò)降低速率而降低干燥晶片承載器本體的效率，因此降低從分配構(gòu)件 通氣口傳遞的氣體的作用力。對(duì)于在分配構(gòu)件中鉆的平孔優(yōu)選通過(guò)采用標(biāo)準(zhǔn)噴嘴來(lái)控制通 氣口尺寸。在干燥過(guò)程開(kāi)始之前采用一種或多種熱流體(特別是為氣體或容易蒸發(fā)的流體) 預(yù)加熱晶片承載器縮短了干燥工藝持續(xù)時(shí)間。例如，如果被加熱的水用來(lái)在清洗周期期間 加熱晶片承載器，則與采用室溫水清洗相比，這可以更容易恰當(dāng)?shù)馗稍锞休d器本體。冷卻干燥腔和/或晶片承載器本體對(duì)后處理濕度結(jié)果具有可測(cè)量的影響。在通過(guò) 干燥周期是重要的情形中，冷卻方法可以改善干燥結(jié)果。僅僅加熱至觸摸程度的干燥晶片 承載器本體通常將經(jīng)過(guò)兩小時(shí)后處理濕度測(cè)試。在干燥周期降溫完成之后重新加熱晶片承載器干燥腔通常是有有利的。晶片承載 器干燥腔在使用后通常溫度約30° -35°C。為了使腔體在下一次周期開(kāi)始之前快速地重新 升溫，關(guān)掉吸入氣體縮短腔體加熱時(shí)間。例如，代替采用約8-10分鐘加熱腔體，關(guān)閉吸入氣 體可以將重新加熱時(shí)間縮短至約5-6分鐘。腔體尺寸會(huì)影響干燥時(shí)間。無(wú)論腔體是否具有分開(kāi)的或共用的清洗和干燥周期， 較小的腔體具有小的容積，并且如果提供與較大的腔體一樣大小的功率，則較小的腔體可 以較快地進(jìn)行干燥。較小腔體的較緊密的限制還可以推動(dòng)空氣更靠近晶片承載器本體的表 面流動(dòng)。較小腔體尺寸的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，對(duì)于需要這種工具的產(chǎn)品形式的廠商來(lái)說(shuō)，較小 的覆蓋區(qū)(footprint)可能是希望的。晶片承載器固定部件可以為捕獲不想要的殘留清洗流體的源，并且可以通過(guò)設(shè)計(jì) 改進(jìn)來(lái)解決。一些可行的整體設(shè)計(jì)改進(jìn)包括但不限于1)用塑料形成晶片承載器固定器代替加工的并且專門涂敷的鋁結(jié)構(gòu)的晶片承載 器固定器。2)使晶片承載器固定器腳類似于單晶片承載器測(cè)試胞元腳可以減少在晶片承載 器中收集潮氣的潛在的源。這種改進(jìn)可以與晶片承載器本體固定系統(tǒng)的其它改進(jìn)結(jié)合?；帽桓稍锏膯卧獌?yōu)選經(jīng)受對(duì)清洗流體滴的肉眼檢查以及后續(xù)的濕度測(cè)試。在一種 實(shí)施方式中，任何晶片承載器本體內(nèi)部中的清洗流體滴被認(rèn)為失敗，其中視覺(jué)上可看到的 流體通常將濕度向上增加約10%。本發(fā)明的可替換實(shí)施方式包括但不限于采用專用干燥腔，或者確保雙用途清洗和 干燥腔的內(nèi)部在把將要干燥的夾具放置在該腔中之前是干燥的可以縮短干燥周期持續(xù)時(shí) 間。在腔體用作干燥腔之前從該腔體的壁上清除清洗流體提高了干燥過(guò)程的效率。從腔體 的內(nèi)表面上清除多余的液體允許改進(jìn)夾具的干燥環(huán)境。減小雙用途腔體的尺寸還可以減小 可能的流體覆蓋區(qū)域的大小，并提高干燥效率。而且，減小干燥腔的尺寸可以提高氣體循環(huán) 速率，由此提高效率。工業(yè)應(yīng)用性通過(guò)接下來(lái)的非限制性的實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。接下來(lái)的實(shí)施例包括其后跟著干燥周期的清洗周期，其中晶片承載器和晶片承載器蓋安裝在類似于圖1-35中圖示的腔體中。此外，已經(jīng)將腔室和微環(huán)境構(gòu)造成與圖36-39中圖示的類似。實(shí)施例1體腔由具有25.5英寸深X21英寸寬以及26英寸高的聚偏氟乙稀(PVDF)板制成 和構(gòu)成。該體腔具有用于該腔左側(cè)上的外部噴射桿的側(cè)開(kāi)門和從動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)輪。體腔還具有 被直接驅(qū)動(dòng)的內(nèi)部噴射桿。晶片承載器本體位于允許內(nèi)部由內(nèi)部噴射桿清潔的框架上。角 部支撐件稍微傾斜，以防止水聚積和顆粒聚沉?？蚣艿乃新冻鰝?cè)面在頂部都是斜面，也用 以防止水聚積和顆粒聚沉。外部噴射桿包括沿著面向晶片承載器本體和腔體壁的管道的側(cè) 面定位的0.010英寸寬X0. 080英寸長(zhǎng)的槽孔。槽孔采用激光形成，并用作清洗周期期間的 水噴嘴，并用作氣刀和干燥周期期間的通風(fēng)噴嘴。內(nèi)部噴射桿包括0. 03125英寸和0. 0625 英寸的孔和覆蓋晶片承載器本體的內(nèi)部的兩個(gè)通水噴嘴。帶輪驅(qū)動(dòng)輪連接至外部噴射桿集合管，外部噴射桿集合管也包括用于空氣和水的 進(jìn)口連接裝置。這是體腔的重要方面，因?yàn)樗鼛椭乐褂蓧毫ψ兓凸艿啦牧?其為PVDF) 伸縮引起的噴射桿的偏移。體腔的另一個(gè)重要方面是控制腔內(nèi)的壓力的蝶形排氣閥。在清 洗周期期間，不像應(yīng)受到高的氣壓和大的空氣體積的氣刀周期期間一樣重要地具有大的壓 力釋放。蝶形閥經(jīng)由空氣啟動(dòng)打開(kāi)，隨后壓力釋放而關(guān)閉。隔膜的設(shè)計(jì)允許在閉合時(shí)將要 被抽出的排氣的量最小。體腔外部噴射桿為獨(dú)特的裝置。外部噴射桿由都由PVDF和特氟綸制成的大量部 件構(gòu)成。集合管將帶輪驅(qū)動(dòng)輪、進(jìn)氣口和進(jìn)水口以及噴射桿連接在一起。三個(gè)大的孔允許 空氣和水流入外部噴射桿，而不會(huì)由旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生壓力。固定支架焊接至管道，并防止阻塞或干 擾槽孔，以便使空氣和水充分接觸承載器本體。帶輪驅(qū)動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)側(cè)利用限位開(kāi)關(guān)防止外 部噴射桿過(guò)旋轉(zhuǎn)和損壞管道。外部噴射桿以掃描運(yùn)動(dòng)的方式從后向前和從前向后旋轉(zhuǎn)約 270°。體腔內(nèi)部噴射桿構(gòu)造為也采用限位開(kāi)關(guān)的直接驅(qū)動(dòng)裝置。內(nèi)部噴射桿為簡(jiǎn)單的熔 焊管和彎管，其在頂部鉆有較小尺寸的孔，在側(cè)面鉆有較大尺寸的孔。噴射桿在底架的前圍 緣中的孔中自由地轉(zhuǎn)動(dòng)。內(nèi)部噴射桿垂直于外部噴射桿，以約180°的掃描運(yùn)動(dòng)從一側(cè)到另 一側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)。使用兩種不同的掃描運(yùn)動(dòng)，以便不單向或逆向推動(dòng)晶片承載器。使用角部支撐 件還可以防止或阻止晶片承載器本體的運(yùn)動(dòng)，其中兩個(gè)側(cè)面上的短小突出部將晶片承載器 保持在合適的位置。采用電容傳感器以幫助檢測(cè)運(yùn)動(dòng)。傳感器可以非?？拷唤佑|承載 器，以檢測(cè)承載器是否偏離角部支撐件。如果出現(xiàn)偏離，不僅損壞晶片承載器本體，而且會(huì) 損壞內(nèi)部和外部噴射桿。為了在指定時(shí)間內(nèi)干燥晶片承載器本體，有必要保持腔體是盡可能熱的。晶片承 載器具有位于聚碳酸鹽上的涂層，其幫助防止在運(yùn)送期間對(duì)承載器的損壞，并且該涂層不 能被加熱到60°C (140° F)以上。否則將發(fā)生翹曲。因此，為了將需要的熱維持在合理的 溫度，添加加熱覆蓋層或加熱墊至腔體的外部。這些覆蓋層設(shè)為約180° F，并將腔體加熱 至約160° F?？梢栽谇惑w側(cè)面上設(shè)置紅外傳感器，其監(jiān)測(cè)晶片承載器的最靠近承載器變得 最熱的頂部的溫度。在其中晶片承載器和腔體的溫度急劇下降的凈化和氣刀周期期間，在 清洗周期之后腔體的加熱變得關(guān)鍵。因此，通過(guò)使干燥周期被加熱，返回腔體的期望的內(nèi)部 溫度，這維持規(guī)定的工藝時(shí)間。用于清潔晶片承載器本體的過(guò)程如下
10.體腔門打開(kāi)(Τ = 0)11.機(jī)器人將晶片承載器本體放置到框架上(Τ = 40秒)12.體腔門閉合并鎖定(Τ = 60秒)13.清洗周期(Τ = 61秒)14.凈化周期(Τ = 121 秒)15.氣刀周期(Τ = 131 秒)16.加熱的CDA干燥周期(Τ = 371秒)17.噴射桿返回原位置(Τ = 731秒)18.體腔門打開(kāi)(Τ = 732秒)從一個(gè)加載端口到另一個(gè)加載端口，整個(gè)工藝時(shí)間為14分鐘，其中清潔工藝時(shí)間 約12分鐘。采用這種工藝時(shí)間，可以實(shí)現(xiàn)在啟動(dòng)時(shí)每小時(shí)約21個(gè)晶片承載器和連續(xù)不斷 地每小時(shí)約25個(gè)晶片承載器的優(yōu)化產(chǎn)出或輸出。微環(huán)境為了保持該過(guò)程盡可能地干凈，需要獲得將空氣微粒數(shù)維持為接近ISO標(biāo)準(zhǔn)3或 1級(jí)的微環(huán)境。微環(huán)境容納超低微粒空氣(ULPA)過(guò)濾器，其產(chǎn)生從天花板至地板的超凈層 流。層流幫助防止微粒聚沉在格柵式微環(huán)境地板下面，并將可能粘附至晶片承載器的任何 大顆粒推出該環(huán)境，而不是收集在各個(gè)腔中。微環(huán)境由2" X2"的粉末涂敷的不銹鋼梁制 成，并且地板由格柵式聚丙烯壓板構(gòu)成。微環(huán)境容納六軸清潔室機(jī)器人。機(jī)器人將晶片承 載器本體和門操縱到它們的適合的腔中，用于清潔。蓋和本體室蓋和本體室由2英寸X 2英寸的304不銹鋼框架構(gòu)成，其整個(gè)由CorZanG2包封。 對(duì)于每個(gè)蓋和本體室，尺寸為108英寸高X60英寸深X82.5英寸寬。每個(gè)蓋和本體室分 別保持6個(gè)蓋和體腔。這些設(shè)備或工具通過(guò)頂部進(jìn)入室，并下降到排氣管道旁邊的工具的 中間。室被完全排空，以防止來(lái)自加熱覆蓋層或加熱墊和干凈干燥空氣(CDA)加熱器的過(guò) 度加熱。所述室在內(nèi)部面的底部具有格柵式排放口，以捕獲可能已經(jīng)從腔中泄漏的任何水。 室還包括具有泄漏傳感器的排出口，該排出口能夠在所有六個(gè)室同時(shí)泄漏排出所有的水。每個(gè)腔體配備有可以拆除用于維護(hù)和更換的一組閥和電子元件。各個(gè)腔體還是可 拆除的，在需要時(shí)用于維護(hù)和更換。除了門打開(kāi)的側(cè)邊，向左或向右打開(kāi)之外，體腔都是相 同的，如室的附圖所示。這對(duì)于所有的蓋式腔都是相同的。因此，如果必要，腔體可以在室內(nèi)隨著門方向的改變而四處移動(dòng)。獨(dú)立清洗和干燥腔體與組合的腔體對(duì)比在一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，采用如圖2所示的雙用途清洗和干燥腔并預(yù)加熱至約 135° F(57°C)的溫度，手動(dòng)進(jìn)行如前所述的一系列操作。發(fā)現(xiàn)整體干燥時(shí)間的總的縮短約 為4分鐘。在插入晶片承載器之前預(yù)加熱腔體減少了來(lái)自腔體壁的殘留流體。實(shí)施例2在干燥處理期間供給腔內(nèi)冷卻氣體發(fā)現(xiàn)關(guān)閉腔體熱源在第一分鐘內(nèi)將腔體溫度降低近10°C，隨后影響逐漸減小。將 冷卻氣體同時(shí)輸送至夾具本體的外部和內(nèi)部快速地降低夾具本體溫度。使用發(fā)射大約室溫 的干凈干燥空氣的1/4英寸的噴嘴和兩個(gè)18英寸的氣刀，并且發(fā)現(xiàn)在約2分鐘內(nèi)冷卻晶片承載器。 通過(guò)取代本發(fā)明的大致或具體描述的在之前的實(shí)施例中使用的元件和/或操作 條件，可以以類似的成功重復(fù)前述實(shí)施例。雖然已經(jīng)特別參考這些優(yōu)選實(shí)施方式詳細(xì)描述了本發(fā)明，但其它實(shí)施方式可以實(shí) 現(xiàn)相同的結(jié)果。本發(fā)明的各種變化和修改將對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員是明顯的，并且是要在隨附 的權(quán)利要求中涵蓋所有這種修改和等同物。因此通過(guò)引用將上文引用的所有參考、申請(qǐng)、專 利和公開(kāi)文件的全部?jī)?nèi)容結(jié)合于此。
權(quán)利要求
1.一種用于清洗和干燥承載器的設(shè)備，該設(shè)備包括 能夠保持承載器的腔體；所述腔體包括所述腔體內(nèi)部的承載器-內(nèi)部噴射系統(tǒng)和承載器-外部噴射系統(tǒng)； 所述承載器-外部噴射系統(tǒng)包括將流體噴射在承載器的外表面上的至少一個(gè)槽孔；并且所述內(nèi)部噴射系統(tǒng)包括將流體噴射到承載器的內(nèi)部的至少一個(gè)槽孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述承載器包括半導(dǎo)體晶片承載器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述承載器包括承載器蓋。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述流體包括液體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述流體包括氣體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述噴射系統(tǒng)彼此垂直地移動(dòng)，以防止承載器移動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述噴射系統(tǒng)以掃描運(yùn)動(dòng)的方式振蕩或來(lái)回移動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括用于使承載器旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括至少一個(gè)加熱系統(tǒng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中加熱系統(tǒng)包括至少一個(gè)加熱墊。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備設(shè)置在微清潔環(huán)境內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中多個(gè)設(shè)備設(shè)置在室內(nèi)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述承載器-外部噴射系統(tǒng)是至少部分可旋轉(zhuǎn)的。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述承載器-內(nèi)部噴射系統(tǒng)是至少部分可旋轉(zhuǎn)的。
15.一種清洗和干燥承載器的方法，該方法包括下述步驟 將承載器設(shè)置在腔體中的步驟；采用外部噴射系統(tǒng)將液體噴射在承載器的外部上的步驟； 采用內(nèi)部噴射系統(tǒng)將液體噴射在承載器的內(nèi)部上的步驟； 采用外部噴射系統(tǒng)將氣體噴射在承載器的外部上的步驟；以及 采用內(nèi)部噴射系統(tǒng)將氣體噴射在承載器的內(nèi)部上的步驟。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中設(shè)置承載器的步驟包括設(shè)置半導(dǎo)體晶片承載器。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中設(shè)置承載器的步驟包括設(shè)置承載器蓋。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括加熱腔體的外部的步驟。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中以彼此垂直的運(yùn)動(dòng)方式噴射承載器的外部和內(nèi)部。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述噴射步驟中的至少一個(gè)包括以掃描運(yùn)動(dòng)的 方式噴射。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了晶片承載器清洗和干燥設(shè)備，特別用于半導(dǎo)體工業(yè)。
文檔編號(hào)H01L21/673GK102105973SQ200980129372
公開(kāi)日2011年6月22日 申請(qǐng)日期2009年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月28日
發(fā)明者喬·穆?tīng)? 克里斯·施內(nèi)勒爾, 凱溫·弗格森, 凱瑟琳·惠特克, 吉姆·皮桑, 斯科特·羅伯茨, 斯蒂芬·伊斯拉斯 申請(qǐng)人:波利-弗洛工程有限公司