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CN104823271B - 测量用于运送及在大气压下存储半导体基材的运送腔室的颗粒污染的站及方法 - Google Patents

测量用于运送及在大气压下存储半导体基材的运送腔室的颗粒污染的站及方法 Download PDF

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CN104823271B
CN104823271B CN201380062199.4A CN201380062199A CN104823271B CN 104823271 B CN104823271 B CN 104823271B CN 201380062199 A CN201380062199 A CN 201380062199A CN 104823271 B CN104823271 B CN 104823271B
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Abstract

本发明涉及一种测量用于运送及在大气压下存储半导体基材的运送载具的颗粒污染的方法，其被用在测量站中。所述测量方法包含：将所述测测量模块(5)耦合至刚性外壳(2)的步骤，限定了在所述外壳‑测量接口外壳(16)和被耦合的所述刚性外壳(2)之间的第一测量空间(V1)，用以实施所述刚性外壳(2)的内壁的污染的测量，以及，将所述门(3)耦合至所述测量模块(5)的步骤，限定了在所述测量表面(22)和相对的门(3)之间的第二测量空间(V2)，用以实施所述门(3)的所述污染的测量。本发明亦涉及一种相关的测量站。

Description

测量用于运送及在大气压下存储半导体基材的运送腔室的颗 粒污染的站及方法
技术领域
本发明涉及一种用来测量在大气压力下运送及存储半导体基材(譬如，半导体晶片或光掩模)的运送载具(carrier)的颗粒污染的站。本发明亦涉及相对应的测量方法。
背景技术
运送载具限定在大气压力下且和外部环境分隔开之受限制的空间，用来运送并存储一片或多片基材。
在半导体制造工业中，这些载具允许基材从一个工具被运送至另一工具，或允许基材在两个制造步骤之间被存储。顺带一提，用运送并存储晶片的标准化的载具，如前开式载具，譬如FOUP(前开式晶片匣(front opening unified pod))或FOSB(前开式搬运盒(front opening shipping box))，底开式载具，譬如SMIF匣(标准机械式接口匣)，或甚至是用于运送及存储光掩模的标准化的载具，譬如RSP(标线(reticle)SMIF匣)或MRP(多标线SMIF匣)。
这些载具是用譬如像是聚碳酸酯的材料来制造，其在某些例子中富含污染物，尤其是有机物、胺或酸污染物。详言之，在半导体的制造期间，运送载具被搬运，这导致污染颗粒的形成，污染颗粒留在运送载具的壁上并污染它们。附着在运送载具的壁上的颗粒然后会松脱并落在存储于载具内的基材上，造成基材不能被使用。此污染对于基材而言是非常有害的。因此，必须要清洗这些载具。因此，做出了载具必须定期地在液体中(譬如，纯水中)加以清洗的规定。这些清洁步骤若不是由半导基材制造工厂本身实施，就是由专门清洁大气压下的运送载具的公司来实施。
为了决定载具何时需要清洁，一种用来测量颗粒污染的已知方法包含了使用液体颗粒检测器来测量沉积在运送载具的壁上的颗粒数量。然而，此方法具有耗时且不易在半导体制造工业中实施的缺点。此外，此类型的处理是不可重复的。详言之，所获得的测量和实施此测量的专家企业直接相关，而这让标准化品质控管程序无法被实施。因此，某些无颗粒的运送载具无论如何都会被清洁，而这亦让生产率被不必要地降低，反之，其它被颗粒污染的运送载具则继续被用来存储和/或运送半导体基材，形成基材污染的潜在风险。
因此，在业界经常地实施预防性的清洁处理，用以不会对基材缺陷水平造成影响。
为了防止此情形，用来在制造工厂内实时测量运送载具的颗粒污染的装置被提出，例如在文献WO 2009/138637中被提出。该测量装置包含第一腔室，其用来将该门从该载具取下，及第二腔室，其用来测量该载具的刚性外壳的颗粒污染。接口包含铰接式注入喷嘴，用来将气体喷流朝向刚性外壳的内壁导引，用以将颗粒弄松脱并用颗粒计数器测量它们。为了改善颗粒的松脱，被注入的气流被脉冲化。
然而，此测量装置并没有检测门的颗粒污染程度，而该运送载具的门通常是最受污染的壁。
发明内容
因此，本发明的目的之一是要提供一种测量站及相对应的测量方法，其能够测量大气压下的运送载具的所有内壁(包括门在内)的颗粒污染程度。
为此目的，本发明的一个主体是一种测量站，其用于测量用于运送及在大气压下存储半导体基材的运送载具的颗粒污染，所述运送载具包含刚性外壳，其包含孔口及可去除的门以允许所述孔口被关闭，所述测量站包含：
-受控环境腔室，其包含至少一个载入端口，所述载入端口一方面能够耦合至所述刚性外壳且另一方面耦合至所述运送载具的所述门，用以将所述门移入所述受控环境腔室内；及
-测量模块，其包含颗粒测量单元，
其特征在于所述测量模块包含：
-外壳-测量接口，其被配置来在所述门的位置处耦合至被耦合至所述受控环境腔室的刚性外壳，从而限定第一测量体积，所述外壳-测量接口包含至少一个注入喷嘴及连接至所述颗粒测量单元的第一取样口；及
-中空的门-测量接口，其被配置来耦合至所述门，从而限定在所述测量模块的测量面和相对的门之间的第二测量体积，所述测量面包含至少一个注入喷嘴及连接至所述颗粒测量单元的第二取样口。
所述中空的门-测量接口因而允许受限制的测量体积被限定，所述注入喷嘴将气体吹入到所述受限制的测量体积内用以让颗粒从所述门上松脱，且当测量被实施的时候，连接至所述颗粒测量单元的第二取样口从所述受限制的测量体积内采集气体样本。因此，可测量所述门的颗粒污染。再者，所述运送载具的周边外壳的壳状形状被用来限定所述受限制的测量体积，该体积和所述受控环境腔室是分隔开的。
所述中空的门-测量接口例如具有通常地框状形状。
所述门例如能够被在所述中空的门-测量接口的方向上移动。
所述测量模块可包含模块移动机构，其被配置为在所述被耦合的刚性外壳内的停置位置和测量位置之间移动所述外壳-测量接口。
依据一个实施例，所述外壳-测量接口和所述中空的门-测量接口被背靠背地被设置。例如，所述外壳-测量接口能够被平移至所述被耦合的刚性外壳内，且所述门能够被在所述中空的门-测量接口的方向上平移。
所述颗粒测量单元的取样管路可包含包括阀的装置，用以选择性地在所述第一及第二取样口之间切换。因此，单一的颗粒计数器被用来测量所述门的颗粒污染水平及所述刚性外壳的内壁的颗粒污染水平这两者，从而让测量站的成本及维修成本这两者可被降低。
依据一个实施例，所述外壳-测量接口包含至少两个注入喷嘴，其被配置为将气体喷流导引到所述被耦合至所述受控环境腔室的所述刚性外壳的至少两个分开的位置上，所述注入喷嘴的各自的取向被相对于所述被耦合的刚性外壳而固定。
因此，所述注入喷嘴不能够再像现有技术一样被移动来将气体吹到所述刚性外壳的内壁的不同区域上。相反地，气体经由所述取向已被固定的注入喷嘴被吹送，用以在被所述外壳-测量接口关闭的所述刚性外壳的所述受限制的体积内没有活动的部件的条件下，让颗粒松脱并实施测量。因此，可确保在吹气操作期间，在不移动所述注入喷嘴的条件下，气体可从尽可能靠近所述刚性外壳的内壁处被吹送。
再者，在所述注入喷嘴的出口和所述刚性外壳的内壁之间的距离被控制且可被最优化。
此外，所述气体喷流的取向及所述注入喷嘴的流率/压力对被一劳永逸地被控制且被限定，所述颗粒的松脱的条件可被一样地重现，确保了测量的可再现性。
所述测量站可包含处理单元，其被配置来控制所述气体至所述注入喷嘴内的选择性地注入。
依据一个实施例，所述外壳-测量接口包含从所述外壳-测量接口的基部伸出的测量头。例如，所述测量头具有通常地平行六面体的形状，且从所述外壳-测量接口的基部伸出的所述测量头的五个面的每一面可包含至少一个注入喷嘴。因此可选择性地控制进入到所述刚性外壳的五个面的每一面的气体注入，并反过来，测量所述面的每一面的污染，从而能够精确地判定所述载具的每一内壁的污染的起源及洁净状态。
所述注入喷嘴可包含用硬质材料(譬如，红宝石、蓝宝石)制造的注入器、或氧化锆注入器，其可允许注入孔的尺寸被高精密度地限定，从而让良好测量的再现性成为可能。此外，用硬质材料制造的注入器耐磨损，从而避免在长时间使用后尺寸有所偏差。
所述注入喷嘴例如可被配置为将气体喷流导引于至少两个彼此垂直且垂直于被耦合至所述受控环境腔室的刚性的运送载具外壳的壁的方向上。被垂直于壁地限制的气体喷流可改善对于所述壁的冲击，可以有效地让附着于所述刚性外壳的内壁上的颗粒松脱。
所述颗粒测量单元可包含清洁装置，其被配置来将清除气体注入至所述取样管路中。
所述门-致动机构的致动器及/或所述模块-移动机构可被设置在受控环境腔室内，且所述受控环境腔室可包含过滤层流单元，用来将所述受控环境腔室的内部气氛置于经过过滤的空气的层流下，使得所述致动器所产生的任何颗粒被排出所述测量站外。
所述测量站可包含被设置在所述受控环境腔室旁的电气柜，所述电气柜容纳所述颗粒测量单元的真空泵，容纳在所述电气柜内的各式构件因而被防止污染所述受控环境腔室。
依据一个特殊的实施例，所述受控环境腔室包含两个载入端口，其能够耦合至各自的运送载具。所述模块-移动机构例如被配置为将所述外壳-测量接口在所述被耦合的刚性外壳的一者或另一者内的停置位置和测量位置之间移动。
本发明的另一个主体是一种用于在测量站(譬如，上文中所描述的)实施的方法，用于测量运送及在大气压下存储半导体基材的运送载具的颗粒污染，其特征在于所述测量方法包含：
-将所述测量模块耦合至所述刚性外壳的步骤，从而限定在所述外壳-测量接口和所述被耦合的刚性外壳之间的第一测量体积，用以测量所述刚性外壳的内壁的污染；及
-将所述门耦合至所述测量模块的步骤，从而限定在所述测量表面和相对的门之间的第二测量体积，用以测量所述门的污染。
依据一个实施例，第一间隙(interstice)被留在所述外壳-测量接口和被耦合至所述外壳-测量接口的刚性外壳之间。被注入到所述注入喷嘴内的所述气体喷流相对于所述被取样的气体而被参数化(parameterized)，用以产生渗漏气流，其经由所述第一间隙被朝向所述刚性外壳的外部而导引。第二间隙被留在所述中空的门-测量接口和被耦合至所述中空的门-测量接口的所述刚性外壳之间。被注入到所述注入喷嘴内的所述气体喷流相对于所述被取样的气体而被参数化，用以产生渗漏气流，其经由所述第二间隙被朝向所述中空的门-测量接口的外部而导引。
藉由注入比被取样的气体还多的气体即可确保所述刚性外壳及所述门都不会被污染。
因此，一种快速、自动化且可再现的测量可被获得，其更可提供颗粒相关于所述运送载具的内壁的起源的细节。
附图说明
其它的好处及特征在配合附图阅读本发明的示范性及非限制性的例子的描述之后将变得更加明显，其中：
图1显示被耦合至运送载具的用来测量颗粒污染的站的第一实施例的立体图；
图2显示耦合至测量站的运送载具的刚性外壳的放大图，其中该测量模块在其测量位置；
图3a显示测量站及运送载具的示意图；
图3b显示在测量方法的第一步骤期间和图3a类似的图，在该步骤中该测量站的载入端口(load port)耦合至运送载具的门；
图3c显示在测量方法的第二步骤期间和图3a类似的图，在该步骤中载入端口的门和被耦合的门被移到受控环境腔室内；
图3d显示在测量方法的第四步骤期间和图3a类似的图，在该步骤中外壳-测量接口被耦合至刚性外壳；
图3e显示在测量方法的第七步骤期间和图3a类似的图，在该步骤中门被耦合至测量模块；
图4显示测量头的实施例；
图5显示门的侧视图，其被夹设在中空的门-测量接口和载入端口的门之间；
图6显示用来测量颗粒污染的站的第二实施例的立体图；及
图7显示图6的颗粒测量站的示意图。
具体实施方式
图1显示耦合至用来运送及在大气压力下存储半导体基材的FOUP运送载具的颗粒污染的用来测量颗粒污染的站1。
虽然该图示出能够耦合至FOUP运送载具的测量站，但该测量站可被应用至在大气压力下运送及存储半导体基材的其它运送载具，譬如，尤其是标准化的载具，例如SMIF、FOSB、RSP或MRP。
这些运送载具具有在大气压力下(即，在实质等于无尘室的操作环境的压力下，但和无尘室隔开)受局限的空气或氮气内部氛围。
如可从图2及3a中看到的，运送载具包含外围刚性外壳2，其具有通常大致上平行六面体的形状且包含孔口，其可用可移动的门3予以关闭且其大小可允许基材被置入及移出。外壳2及门3是用譬如像是聚碳酸酯的材料制造。在FOUP运送载具的例子中，刚性外壳2具有大体上圆筒形的底壁。内侧及底壁以及门3设有用来固持基材的沟槽。载具被相当良好地密封，但密封水平为小量的泄漏会发生在介于刚性外壳2和该门3之间的密封处。某些运送载具，尤其是FOUP载具，包含经过过滤的气体的通气口，用以允许运送载具的内部和外部的压力达到平衡。
为了测量，运送载具内的基材被清空。
如可在图3a的示意性图中所见到的，测量站1包含受控环境腔室4及测量模块5。
受控环境腔室4的内部氛围是在如上文所限定的大气压力下。腔室4是无尘室。例如，它是依据ISO 146644-1标准认证过的ISO 3，并形成俗称的“迷你环境”。为此目的，受控环境腔室4可包含过滤层流单元6。
过滤层流单元6包含空气过滤器，用来将颗粒从渗透到受控环境腔室4内的外部空气中过滤掉。过滤层流单元6亦包含流动扩散器(flow diffuser)，用来将经过过滤的空气扩散至层流中，例如从站1的顶部扩散至底部，如图3a中的箭头F1所示。再者，受控环境腔室4的底部被穿孔，用以允许层流扫过。该过滤层流单元6因而允许受控环境腔室4的内部氛围被经过过滤的空气的层流扫过，用以防止循环空气或运动于受控环境腔室4内的构件所可能产生的颗粒进入，并确保颗粒被疏散。
测量站1包含电气柜7，其允许测量站的所有或某些电子构件被容纳于其内且被供应功率。电气柜7被有利地设置在受控环境腔室4旁边，在过滤的空气的层流的外面，用以防止受控环境腔室4受到容纳在电气柜7内的各式构件的污染。
受控环境腔室4包含前出入口(front access)10及设置在该出入口10底下的载入端口8。
载入端口8一方面能够耦合至刚性外壳2，另一方面能够耦合至运送载具的门3，用以将该门3移入到该受控环境腔室4内并让刚性外壳2的内部和受控环境腔室4的内部连通。
载入端口8包含平台9，用来承接及放置运送载具。平台9可包含存在(presence)传感器，其适用于检查运送载具型号是否和接受载具的测量站1相容。此外，为了要耦合至刚性外壳2，载入端口8的平台9包含对接(docking)装置，其一方面用来夹住刚性外壳2，另一方面用来让它向着受控环境腔室4的进出口10前进(如，图3a中的箭头D1所示)。
载入端口8亦包括载入端口门11。载入端口门11和运送载具的门3的尺寸基本上相同。载入端口门11尤其可允许受控环境腔室4的进出口10在运送载具没有出现时被关闭。它进一步包含锁合致动装置，用来将门3的锁合件锁定及解锁。
门3的锁合件本身例如包含被门3承载的螺栓，这些螺栓是透过径向或侧向滑移运动来致动且在运送载具被关闭时和运送载具的刚性外壳2啮合。
当锁合件被解锁时，锁合致动装置反向地将门3固定至载入端口门11。门/门组件3、11然后可被一体地移动进入受控环境腔室4中。为了要实施此动作，载入端口门11包含门致动机构。
门致动机构例如包含能够线性平移(譬如，水平平移，如图3b的箭头D2所示)的第一机动化线性轴(motorized linear axis)(未示出)。这些致动器优选地是磁性轴承致动器，用以允许它们没有摩擦地及干净地运动。门致动机构被设置在在过滤的层流底下的受控环境腔室4中，使得致动器所产生的任何颗粒都被疏散。
门/门组件3、11被移出进出口10的前方区域外，例如靠近受控环境腔室4的与进出口10相对的内壁。依据另一实施例(未示出)，门致动机构将门/门组件3、11朝向受控环境腔室4的底部移动，而不是水平地移动。
当门3被移离开刚性外壳2时，刚性外壳2的内部空间被与受控环境腔室4的内部空间连通。
测量模块5包含外壳-测量接口16、颗粒测量单元14、模块移动机构15，外壳-测量接口16被配置来在门2的位置处耦合至被耦合至受控环境腔室4的刚性的运送载具外壳2。
外壳-测量接口16设有至少两个注入喷嘴20，其被配置来将气体喷流导引至被耦合的刚性外壳2的至少两个分开的位置，注入喷嘴20的各自方向被相对于被耦合的刚性外壳2而固定。外壳-测量接口16亦包含第一取样口12，其被连接至颗粒测量单元14。
取样口12和注入喷嘴20例如被设置在从外壳-测量接口16的基部突伸出的测量头13上。
注入喷嘴20包含用红宝石、蓝宝石或氧化锆等硬质材料制成的注入器。注入器是硬质材料制成的中空圆柱，其内径系以极高精密度(约数微米)来限定，此内径限定气体注入流率/介于受控环境腔室4的氛围压力和气体的入口压力配对之间的压力差。用硬质材料制造的注入器是耐磨损的，从而避免在长时间之后它们尺寸上有偏差，并确保它们可被极精密地制造，因而可达成良好测量的再现性。
注入器被连接至设有隔离阀(未示出)的气体供应系统，其穿过测量模块5的罩壳5a。被注入的气体是惰性气体，譬如氮气。注入喷嘴20进一步被设置有颗粒过滤器，用以将会污染被注入的气体的颗粒过滤掉。
注入喷嘴20例如被配置来将气体喷流导引于至少两个彼此垂直且垂直于被耦合至受控环境腔室4的刚性外壳2的壁的方向上(参见图3d中用虚线表示的气体喷流例子)。被局限为垂直于壁的气体喷流可改善对于壁的冲击，用以有效地将壁上的颗粒松脱。
测量头13例如具有和刚性外壳2的内部形状基本上互补的大致平行六面体形状。测量头13的从外壳-测量接口16的基部突伸出的五个面中的每一个面包含至少一个注入喷嘴20，用以将气体喷流导引于和测量头13的面基本上正交的方向上。因此可个别地测量刚性外壳2的五个面中的每一个面。
再者，每一个面都包含多个注入喷嘴20，其例如被配置来将气体喷流导引于彼此平行的方向上。
例如，且如图2中所示，测量头13在五个突伸出的面中的每一个面包含四个注入喷嘴20。面上的四个注入喷嘴20被设置在方形的四个角。
依据另一个例子，如图4所示，每一个面的四个注入喷嘴20沿着基本上中心的水平线被对齐。
为了要提高测量的可靠性，例如可将气体喷流局部化至刚性外壳2上特别关键的区域，譬如用来固持基材的沟槽，或刚性外壳2的角。亦可将内壁的表面的覆盖率最大化，尤其是藉由增加每一个面上的注入喷嘴20数量。
第一取样口12例如被容纳在测量头13的面的一个面中。
测量头13被配置成使得介于注入喷嘴20的出口和被耦合的刚性外壳2的内壁之间的距离小于数公分，譬如在1mm至10cm之间。为了要将颗粒的松脱最优化，注入喷嘴20的流率例如是在10至30l/min之间，譬如约20l/min，取决于注入喷嘴20的数量，流率随着注入喷嘴20数量的增加而降低。介于受控环境腔室4的氛围压力和气体的入口压力之间的压力差例如是约3至4巴(bars)。
模块移动机构15被配置来将外壳-测量接口16移动于停置(rest)位置(图3a)和用来测量耦合至受控环境腔室4的刚性外壳2的位置(图3d)之间。模块移动机构15包含第二机动化线性轴，其例如能够允许两个线性平移，譬如图3c中的箭头D3所示的水平平移，及用来在门3朝向/远离刚性外壳2的运动期间将测量头13移出进出口10的前方区域的垂直平移。关于门致动机构，模块移动机构15的致动器有利地是磁性轴承致动器，且被设置在受控环境腔室4内在经过过滤的空气的层流底下。
测量头13从外壳-测量接口16的基部突伸于受控环境腔室4的进出口10的方向上。外壳-测量接口16的基部的形状及大小和运送载具的门3的形状及大小基本上相同，用以在门3的位置被轻易地耦合至刚性的运送载具外壳2。测量头13例如被牢牢地紧固至外壳-测量接口16的基部的中心。
当外壳-测量接口16被移入到被耦合至受控环境腔室4的刚性外壳2内时(即，进入测量位置时)，外壳-测量接口16在门3的位置处将刚性外壳2关闭，从而限定第一测量体积V1(图3d)。测量头13被容纳于第一测量体积V1内，从而让刚性外壳2的内部与连接至颗粒测量单元14的第一取样口12相连通，且和注入喷嘴20相连通。因此，运送载具的周边外壳的壳状形状被用来限定第一测量体积V1于刚性外壳2和外壳-测量接口16之间。测量然后在此与测量站1的其它部分隔开来的被限定的第一测量体积V1内被实施。
外壳-测量接口16并没有密封地关闭刚性外壳2，微小的第一间隙被留在这两者间作为渗漏气流的路径。被注入到注入喷嘴20内的气体喷流被参数化，用以在第一测量体积V1内产生相对于外部的环境稍微的过压，因而促使气流经由第一间隙朝向外部流动，从而降低颗粒污染的风险。
颗粒测量单元14例如包含真空泵17、连接至真空泵17的上游的颗粒计数器18、及在颗粒计数器18上游的取样管路19，如图3a所示。真空泵17例如被设置电子柜室7内。
取样管路19在其端部被连接至测量头13的第一取样口12。取样管路19可包含第一隔离阀19a，其被设置在第一取样口12和颗粒计数器18之间。取样管路19够柔软且够长，用以允许测量头13来回移动。颗粒测量单元14例如可包含电缆线链体，用来夹持并导引取样管路19。颗粒计数器18例如被容纳在受控环境腔室4内，尽可能地靠近取样口12，用以限制连接至颗粒计数器18的取样管路19的长度。
再者，颗粒测量单元14可包含清洁装置29，其被配置来将清除气体注入到取样管路19内，用以将可能留在取样管路19内的颗粒清除掉。
气体样本通过抽吸经由测量头13的第一取样口12从耦合至外壳-测量接口16的刚性外壳2的第一测量体积V1取得。包含在气体样本内的颗粒的数目是由颗粒计数器18来测定。颗粒计数器18例如是浮质颗粒(aerosol particle)计数器，即，它可从悬浮在气体环境中的颗粒获取数量信息。它是例如根据激光技术。真空泵17的抽吸流量例如是约1.7m3/h。
载入端口的定位装置、检验运送载具型号的装置、锁合致动装置、门制动机构及气体注入装置由测量站1的处理单元27来控制。处理单元27进一步被配置来控制喷入到注入器20中的气体的选择性注入。处理单元27被连接至用户接口28，其例如尤其包含屏幕及键盘，如在图1中所见。
测量站1亦被设计来测量运送载具的门3。
为了实施此操作，测量模块5包含中空的门-测量接口21，其被配置来耦合至门3，从而限定第二测量体积V2于测量模块5的测量面22和与之对立的门3之间(图3e及5)。在测量头13已被移入到刚性外壳2内之后，载入端口8的门致动机构例如能够将门3移动于中空的门-测量接口21的方向上。
测量面22包含至少一个注入喷嘴23及第二取样口24。测量面22例如包含四个注入喷嘴23。中空的门-测量接口21因而让第二测量体积V2的内部与被连接至颗粒测量单元14的第二取样口24相连通，且和注入喷嘴23相连通。
鉴于门3本身不提供被局限的可让被松脱的颗粒被测量的体积部分，所以中空的门-测量接口21适用于限定第二测量体积V2，当测量被实施时，注入喷嘴23将气体吹入到第二测量体积中用以将颗粒从门3上松脱，且被连接至颗粒测量单元14的第二取样口24从第二测量体积采集气体样本(图3e)。
中空的门-测量接口21例如具有大致框架状的形状，它的周边尺寸和门3的尺寸基本上相同，且其厚度基本上等于在注入喷嘴20的出口和被耦合的刚性外壳2的内壁之间的最佳距离之间。最佳距离大约数公分，譬如介于1至10公分之间。第二测量体积V2因而是运送载具的内部体积的大约五分之一大。
注入喷嘴23和测量头13的注入喷嘴20类似，且例如被配置来将气体喷流引导于和测量表面22基本上正交的方向上(参见图3e中的虚线所代表的气体喷流的例子)。
中空的门-测量接口21并没有密封地关闭门3，很小的第二间隙被留在这两者之间以作为渗漏气流的路径。被注入到注入喷嘴20内的气体喷流被参数化，用以在第二测量体积V2内产生相对于外部的环境稍微的过压，因而促使气流经由第二间隙朝向外部流动，从而降低颗粒污染的风险。
外壳-测量接口16和中空的门-测量接口21例如被背靠背地设置。测量头13能够被平移至被耦合的刚性外壳2内，且门3能够被平移于中空的门-测量接口21的方向上。
取样管路19包含包括阀的装置，用来选择性地在第一及第二取样口12、24之间切换(图3a)。
包含阀的装置例如包含第一隔离阀19a，其被设置在第一取样口12和颗粒计数器18之间，及第二隔离阀19b，其被设置在第二取样口24和颗粒计数器18之间。第一及第二隔离阀19a、19b可被处理单元27控制，用以选择性地测量运送载具的门3或刚性外壳2的内壁的一个内壁。因此，单一颗粒计数器18被用来测量门3及刚性外壳2的内壁这两者。依据另一实施例，包含阀的装置包含三通阀。
在停置位置时，测量模块5被设置于受控环境腔室4内，受控环境腔室4的进出口10被载入端口门11关闭(图3a)。
接下来，当操作者或机器将运送载具放在载入端口8的平台9上时，载入端口8放置并检查运送载具的型号，然后夹住载具的刚性外壳2并将它朝向受控环境腔室4的出入口10前进(图3a的箭头D1)。
载入端口门11的锁合致动机构然后将门3的锁合件解锁并将门3固定至载入端口门11(第一步，图3b)。
门/门组件3-11然后被移入受控环境腔室4内，远离进出口10(图3b的箭头D1)，让刚性外壳2的内部体积和受控环境腔室4的内部体积相连通(第二步，图3c)。测量站1可包含互锁传感器，其可确认在运送载具被打开之后，刚性外壳2已确实将其内的基材清空。
在第三步骤中，外壳-测量接口16移动于刚性外壳2的方向上。
在第四步骤中，外壳-测量接口16在门3的位置处在测量位置耦合至刚性外壳2。在耦合的状态中，测量头13被固定在由外壳-测量接口16和被耦合的刚性外壳2所限定的第一测量体积V1内。此第一测量体积V1因而一方面与容纳在测量头13内并连接至颗粒测量单元14的第一取样口12连通，另一方面则与测量头13的注入喷嘴20连通(图3d)。
在第五步骤中，气体喷流被同步注入到在给定方向的所有注入喷嘴20。例如，气体喷流被注入到测量头13的给定的面上的四个注入喷嘴20内。气体喷流让出现在被耦合的刚性外壳2的内壁上的颗粒样本松脱。在注入喷嘴20的出口和内壁之间的距离被控制(具体地是因为测量头13的尺寸的关系)，从而让颗粒能够被可再现地从一个运送载具上被脱离到另一个。
气体透过抽吸经由取样管路19从第一测量体积V1被取样。包含在气体样本内的颗粒的数目是被颗粒计数器18连续地测定。
相对于外部的环境，注入气体流在第一测量体积V1内产生稍微的过压，因而促使气体流经由介于外壳-测量接口16和刚性外壳2之间的第一间隙朝向外部流动，从而降低刚性外壳2的颗粒污染的风险。
接下来，测量操作针对测量头13的每一面上的给定方向的注入喷嘴20而重复实施。
处理单元27将运送载具的每一面的清洁状态一个面一个面地通知使用者。
当外壳-测量接口16已耦合至刚性外壳2时，载入端口门11及被耦合的门3被门致动机构的动作移动于中空的门-测量接口21的方向上(第六步骤，图3d中的箭头D4)。
接下来，在第七步骤中，门3耦合至测量模块5，从而限定第二测量体积V2于测量模块5的测量面和相对立的门3之间(图3e)。在耦合的状态中，中空的门-测量接口21相对于测量面22而固定。第二测量体积V2因而和一方面和容纳在测量面22内并连接至颗粒测量单元14的第二取样口24相连通，另一方面则和测量面22的注入喷嘴23相连通。第七步骤可被连贯地实施到第四步骤。
在第八步骤中，注入喷嘴23将气体喷流注入于门3的方向上。气体喷流使存在于门3上的颗粒的样本松脱。介于注入喷嘴23的出口和门3之间的距离被控制，从而让颗粒能够被可再现地从一个运送载具上被脱离到另一个。
在第一隔离阀19a被关闭且第二隔离阀19b被打开之后，气体透过抽吸经由取样管路19从第二测量体积V2被取样。包含在气体样本内的颗粒的数目是被颗粒计数器18连续地测定。相对于外部的环境，注入气体流在第二测量体积V2内产生稍微的过压，因而促使气体流经由介于中空的门-测量接口21和门3之间的第二间隙朝向外部流动，从而降低颗粒污染的风险。
处理单元27将运送载具(包括门3在内)的清洁状态一个面一个面地通知使用者。
当测量被完成时，门/门件3、11被移离开中空的门-测量接口21，测量头13从刚性外壳2被卸除，且运送载具被重新关闭，用以被送去清洁，或继续被用于运送及输送，取决于它的洁净状态而定。
依据测量站的第二实施例，如图6及7所示，受控环境腔室4包含两个载入端口8a、8b，其能够耦合至各自的运送载具。
每一载入端口8a、8b包含自己的门致动机构25a、25b。
模块移动机构26被配置来将测量头13移入被耦合的刚性外壳2的一者或另一者中的测量位置。为了要实施此动作，模块移动机构26例如允许测量头13相对于它的轴向运动被侧向地移动于受控环境腔室4内。测量头13因而可从受控环境腔室4的进出口10被移位，用以让出路来给门致动机构25a或25b用。

Claims (12)

1.一种测量用于运送及在大气压下存储半导体基材的运送载具的颗粒污染的测量站，所述运送载具包含刚性外壳(2)，所述刚性外壳包含孔口及可去除的门(3)以允许所述孔口被关闭，所述测量站包含：
受控环境腔室(4)，其包含至少一个载入端口(8)，所述载入端口能够一方面耦合至所述刚性外壳(2)且另一方面耦合至所述运送载具的所述门(3)，用以将所述门(3)移入所述受控环境腔室内(4)；及
测量模块(5)，其包含颗粒测量单元(14)，
其特征在于所述测量模块(5)包含：
-外壳-测量接口(16)，其被配置为在所述门(3)的位置处耦合至被耦合至所述受控环境腔室(4)的所述刚性外壳(2)，从而限定第一测量体积(V1)，所述外壳-测量接口(16)包含至少一个注入喷嘴(20)及连接至所述颗粒测量单元(14)的第一取样口(12)；以及
-中空的门-测量接口(21)，其被配置为耦合至所述门(3)，从而限定在所述测量模块(5)的测量面(22)和相对的门(3)之间的第二测量体积(V2)，所述测量面(22)包含至少一个注入喷嘴(23)及连接至所述颗粒测量单元(14)的第二取样口(24)。
2.如权利要求1所述的测量站，其特征在于，所述中空的门-测量接口(21)具有通常地框状形状。
3.如权利要求1或2所述的测量站，其特征在于，所述门(3)能够在在所述中空的门-测量接口(21)的方向上被移动。
4.如权利要求1或2所述的测量站，其特征在于，所述测量模块(5)包含模块移动机构(15；26)，其被配置为在停置位置和所述被耦合的刚性外壳(2)内的测量位置之间移动所述外壳-测量接口(16)。
5.如权利要求1或2所述的测量站，其特征在于，所述外壳-测量接口(16)和所述中空的门-测量接口(21)被背靠背地设置，并且在于所述外壳-测量接口(16)能够被平移至所述被耦合的刚性外壳(2)内，以及在于所述门(3)能够被在所述中空的门-测量接口(21)的方向上平移。
6.如权利要求1或2所述的测量站，其特征在于，所述颗粒测量单元(14)的取样管路(19)包含包括阀的装置(29a，29b)，用以选择性地在所述第一及第二取样口(12，24)之间切换。
7.如权利要求1或2所述的测量站，其特征在于，所述外壳-测量接口(16)包含至少两个注入喷嘴(20)，其被配置为将气体喷流导引到被耦合至所述受控环境腔室(4)的所述刚性外壳(2)的至少两个分开的位置上，所述注入喷嘴(20)的各自取向被相对于所述被耦合的刚性外壳(2)而固定。
8.如权利要求1或2所述的测量站，其特征在于，所述外壳-测量接口(16)包含测量头(13)，所述测量头从所述外壳-测量接口(16)的基部而伸出。
9.如权利要求8所述的测量站，其特征在于，所述测量头(13)具有通常地平行六面体形状，并且在于从所述外壳-测量接口(16)的所基部而伸出的所述测量头(13)的五个面中的每一面包含至少一个注入喷嘴(20)。
10.如权利要求1或2所述的测量站，其特征在于，所述测量站包含处理单元(27)，所述处理单元被配置为控制所述气体至所述注入喷嘴(20，23)内的选择性注入。
11.一种在如权利要求1至10中的一项所述的测量站内实施的用于测量运送及在大气压力下存储半导体基材的运送载具的颗粒污染的方法，其特征在于所述测量方法包含：
-将所述测量模块(5)耦合至所述刚性外壳(2)的步骤，从而限定在所述外壳-测量接口(16)和所述被耦合的刚性外壳(2)之间的第一测量体积(V1)，用以测量所述刚性外壳(2)的内壁的污染；以及
-将所述门(3)耦合至所述测量模块(5)的步骤，从而限定在所述测量面(22)和相对的门(3)之间的第二测量体积(V2)，用以测量所述门(3)的污染。
12.如权利要求11所述的用于测量运送及在大气压力下存储半导体基材的运送载具的颗粒污染的方法，其特征在于，第一间隙被留在所述外壳-测量接口(16)和被耦合至所述外壳-测量接口(16)的所述刚性外壳(2)之间，被注入到所述注入喷嘴(20)内的所述气体喷流被参数化，用以产生经由所述第一间隙被朝向所述刚性外壳(2)的外部导引的渗漏气流，并且在于第二间隙被留在所述中空的门-测量接口(21)和被耦合至所述中空的门-测量接口(21)的所述门(3)之间，被注入到所述注入喷嘴(23)内的所述气体喷流被参数化，以产生经由所述第二间隙被朝向所述中空的门-测量接口(21)的外部导引的渗漏气流。
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