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研究生:陳俊銘
研究生(外文):CHUN-MING CHEN
論文名稱:300mm晶圓載卸模組FOUP/LPU之汙染粒子特性及裝設呼吸孔有效性確認之研究
論文名稱(外文):A Study for the Particle Characteristics and the Validation of Breather Port Performance of 300mm Wafer FOUP/LPU Systems
指導教授:胡石政
指導教授(外文):SHIH-CHENG HU
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:冷凍與低溫科技研究所
學門:工程學門
學類:其他工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2003
畢業學年度:91
語文別:中文
論文頁數:88
中文關鍵詞:300mm晶圓傳送盒FOUP晶圓載入機LPU微環境呼吸孔
外文關鍵詞:FOUPLPUMinienvironmentBreather Port
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具有FOUP(Front Opening Unified Pod)及LPU(Load Port Unit)的微環境(Minienvironment)系統為300mm晶圓廠中主要的晶圓傳輸設備,FOUP在裡面專作晶圓的儲存及傳輸之用,而LPU則是用來開啟FOUP的邊門,使得儲存於FOUP內之晶圓得以經由一機械手臂而載入製程機台。在整個運轉過程中,有些問題是必須被重視的,例如FOUP與微環境之接合面碰撞時所產生的汙染微粒是否會進入系統中,FOUP/LPU拉開FOUP邊門瞬間動作下所產生的負壓是否會使得系統外的汙染微粒對晶圓造成汙染,當FOUP加裝呼吸孔是否能真正排除系統外之汙染微粒,這些都是非常重要的技術瓶頸。
在本篇論文建立了一套完整的測試流程,可利用壓差計與微粒子計數器來實際量測FOUP/LPU在連續的晶圓載卸動作下,在微環境所建立的不同壓力下,以評估系統所面臨之氣流及汙染粒子問題。進一步的了解系統內之微粒特性,並針對呼吸孔的有效性做確認,另外並使用氧氣分析儀與空氣壓縮機來針對FOUP的氣密性作測試,以作為發展FOUP/LPU之參考依據。

A minienvironment system combined with FOUP (Front Opening Unified Pod) and LPU(Load Port Unit) is the main wafer transmission equipment in 300mm wafer manufacturing processes. FOUP is used to held and transport of wafers, while LPU is used to open the side door of FOUP and makes the wafer stored in FOUP can be loaded into the production machine through a robot arm. During the operating procedures, some problems need to be placed importance on. For example, whether the particles produced by colliding with FOUP and the joint surface of minienvironment will enter the system? Whether the negative pressure produced by instant action of opening side door of FOUP will make the particles outside of system contaminate the wafers? If FOUP equipped with a breather port, can FOUP exclude the particles outside of system? These all are the key technical bottlenecks.
Using a manometer, an oxygen detector and several particle counters, this thesis establishes a complete testing process to practically estimate the particle problems under various conditions. In addition, using oxygen detector and air compressor, the leakage characteristics of the FOUPs were quantitatively determined.

中文摘要 i
ABSTRACT ii
誌謝 iii
目錄 iv
表目錄 vii
圖目錄 ix
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 潔淨室簡介 3
1.2.1 潔淨室規範 4
1.2.2 潔淨室測試 6
1.3 文獻回顧 7
1.4 研究目的 9
第二章 實驗設備與晶圓載卸模組簡介 10
2.1 實驗設備 10
2.2 晶圓載卸模組簡介 11
2.2.1 PWP指標簡介 13
2.2.2 晶圓載卸設備之動作過程簡介 13
2.2.3 實驗用FOUP簡介 14
第三章 實驗規劃與步驟 17
3.1 實驗儀器 17
3.2 實驗步驟 20
3.2.1 壓差部分 20
3.2.2 微粒子部分 21
3.2.3 氧氣滲入部分 22
3.2.4 空氣洩出部分 22
第四章 實驗結果 23
4.1 壓差部分 23
4.2 微粒子部分 27
4.2.1 晶圓載卸模組-FOUP前後移動測試 27
4.2.2 晶圓載卸模組-FOUP邊門持續開關測試 29
4.2.3 晶圓載卸模組-LPU持續上下測試 37
4.2.4 晶圓載卸模組在連續的晶圓載卸動作測試 37
4.2.5 FOUP邊門持續開關與連續的晶圓載卸動作比對 45
4.2.6 FOUP邊門開啟瞬間所產生的負壓與持續開關所產生微粒比對 46
4.2.7 FOUP邊門開啟瞬間與流經呼吸孔之速度關係 49
4.3 氧氣滲入部分 50
4.4 空氣洩出部分 52
4.5 微粒子部分與氣密性之關係分析 54
第五章 結論與建議 55
5.1 結論 55
5.2 建議 56
5.3 未來可繼續研究方向 57
參考文獻 58
附錄 60
附錄A 以空氣齡概念評價一亂流型無塵室之換氣性能 61
附錄B 亂流型無塵室風扇濾網單元(FFU)的設置對無塵室通風效率影響之研究 69
附錄C 亂流型無塵室風扇濾網單元(FFU)下方增設開孔板對無塵室氣流影響之研究 78
作者簡介 87

1.千葉孝男, “工業用淨室概論”,開立技術叢書8501,1985.
2.“Procedural Standards for Certified Testing of Cleanrooms”,NEBB Second Edition,1996.
3.“Cleanrooms and Associated Controlled Environments”,ISO 14644-1 First Edition,1999.
4.Honold, A., W. Scheler, A. Mages, and H. Schneider, “Interface System for 300mm Wafer Front Opening Carrier”, Institute of Environmental Sciences, Orlando Florida, May 12-16 1996, pp486-492.
5.Schneider, H., P. Fabian, R. Sczepen, S. Hollemann, and A. Honold, “Airflow Modeling and Testing of 300 mm Minienvironment /Load Port System”, Proceedings of the 44th IES Annual Technical Meeting, Institute of Environmental Sciences, Phoenix Arizcna, April 26-May 1 1998, pp411-418.
6.Sherwood, E., D. Hope, J. Whitmore, C. Ottesen, C. Davis, “Integrated Minienvironment Design Best Practices”, Technology Transfer #99033693A-ENG International SEMATECH, March 31, 1999.
7.南 輝雄,加藤浩二和小林義明, “Characterization of airflow and particles around FOUP”,第18回空氣清淨研究大會論文集.pp.230-232,April 2000.
8.Kobayashi, S., K. Tokunaga, Y Kobayashi, K. Kato, and T. Minami, “Particle Characteristics of 300-mm Minienvironment (FOUP and LPU)”in IEEE Transactions on Semiconductor Manufacturing. Vol. 13, NO.3, Aug. 2000.
9.K. Mikkelsen and T. Niebling, Entegris, “Characterizing FOUPs and Evaluating their Ability to Prevent Wafer Contamination”, MICRO March 2001.
10.南 輝雄,後藤田龍介,高橋稔,平田順太和小林義明, “A method of particles contamination reduction in 300mm FOUP”,第19回空氣清淨研究大會論文集.pp.83-85,April 2001.
11.蕭宗容 胡石政,300mm晶圓載卸模組FOUP/ LPU之氣流及汙染粒子特性研究,國立台北科技大學冷凍低溫研究所碩士論文,民91.
12.Hu, S. C. and T. M. Wu, Experimental studies of airflow and particle Characteristics of a 300mm POUP/LPU minienvironment system, IEEE Transactions on Semiconductor Manufacturing., 2003. (accepted)

QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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