气体扩散装置及包含气体扩散装置的晶圆容器的制作方法

1.本发明关于一种气体扩散装置，特别是关于一种安装于晶圆容器中用于填充特定气体的气体扩散装置，更特别是一种安装于晶圆容器中的气体扩散塔。


背景技术：

2.干燥气体或惰性气体一般被用来填充至晶圆容器中，使晶圆容器中的湿度下降至10％之下。在晶圆容器的开启过程中，压力差迫使外部空气引入容器中的容置空间，导致湿度突然上升。且，微粒可能经由外部空气夹带而附着至晶圆表面。因此，干燥气体或惰性气体必须持续性地填充至晶圆容器中，以抵抗容器开启时引入的外部空气。
3.然而，安装在晶圆容器中的气体扩散器，受限于晶圆容器的内部面积，且底部开设用来充气的通孔位置是固定的，所以现有充气技术是将进气模组装设于晶圆容器充气的通孔，进气模组自进气口经多孔管(扩散塔)的出气路径以非直通方式配置，也就是将进气模组的中心轴偏置于多孔管的中心轴，借此弯折结构设计来完成充气目的，并解决晶圆容器空间受限制的问题。如此的偏置或错位配置策略，使气体必须经由弯折路径从进气模组进入多孔管中，导致气体行进过程中因绕折而增加通流时间与造成流畅度不佳，进而发生吹扫效率差的问题。此外，随着扩散气流量有增加需求，增加多孔管尺寸虽然为一种解决方案，仍面临晶圆容器空间限制的问题，现有多孔管(扩散塔)结构设计为圆管，此圆管会360度出气，会造成晶圆容器空间内的扰流现象，另外增加径向尺寸的多孔管可能会与晶圆产生干涉。
4.这种偏置的进气模组和多孔管还具有安装不易的缺点，在所述弯折路径的下游端，也就是多孔管的底部，在安装时容易发生弯折或破损，影响气流质量。现有多孔管是以单一材质制成，多孔管和进气模组的连接结构容易在组装时产生破裂或有密封不佳的问题，导致微粒附着至晶圆表面。再者，如图1所示，一般在晶圆容器10中配置一对扩散器总成，两者具有各自的进气模组11及多孔管12，进气模组11具有逆止阀13(check valve)。充气盘面14可连接晶圆容器10底部的进气模组11并供应气体。当其中一逆止阀13的性能表现下降或失效，两扩散器总成的进气气流即会产生落差，导致进入容器内部的气流不均匀或者总流量不足。此外，晶圆在半导体制程过程可能因高温状态下被放置于晶圆容器10中，会导致晶圆容器10的内部空间升温，甚至影响到组装于晶圆容器10的组件性能。
5.有鉴于此，本领域技术人员有必要发展出一种改良的气体扩散装置，以解决现有非直通结构、多孔管连接处结构脆弱、充气性能表现不一致而造成气流质量不佳的问题，以及因晶圆容器内部高温所造成的性能受损皆为亟待解决的问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种气体扩散装置，包含：至少一多孔管，具有一纵向空间，该纵向空间具有一封闭端与一开口端；以及至少一套环，该套环连接于该开口端用以缓冲该多孔管组装至一晶圆容器的一底部上的对应耦合结构，以避免该开口端破裂。
7.在一具体实施例中，该多孔管的一水平截面形状为具有一长轴与一短轴的椭圆形或狭长形，或为具有一直径的圆形。
8.在一具体实施例中，该底部的耦合结构界定一贯穿通道，该贯穿通道允许一气体进入该纵向空间。
9.在一具体实施例中，该多孔管或该套环为耐热材质所制，该耐热材质选自peek、htpc、fkm、pps、ppo、氯化聚醚、pob、torlon、ep、pf、pei、pi、lcp、以及以上之至少两种之组合组成的群组。
10.在一具体实施例中，该贯穿通道具有一中心轴，且该中心轴位于该纵向空间内。
11.在一具体实施例中，当该多孔管组装至该晶圆容器中，该多孔管的一侧面面向一晶圆容器中的复数个晶圆，且该侧面形成有复数个凹槽，每一凹槽的水平高度界于该晶圆容器中两相邻晶圆之间。
12.在一具体实施例中，该多孔管是由可拆卸的一顶盖、一塔及一开口端组装而成。
13.本发明另一目的在于提供一种气体扩散装置，安装于具有一容置空间的一晶圆容器，该气体扩散装置包含：一缓冲气室，配置于该晶圆容器的一底部，该底部设置有至少一耦合结构，且该耦合结构界定具有一中心轴的一贯穿通道，该缓冲气室具有至少一进气通道，该进气通道、该缓冲气室、该贯穿通道及该容置空间彼此之间相连通；以及至少一多孔管，具有一纵向空间，该多孔管安装至该晶圆容器之该耦合结构，该多孔管的该纵向空间与该缓冲气室相通，该缓冲气室提供一气体通过该多孔管进入该容置空间，且该气体之一进气中心轴与该耦合结构的一中心轴为同轴。
14.在一具体实施例中，该耦合结构为该晶圆容器的该底部延伸而成，该多孔管的一开口端具有一中心轴，该多孔管的该纵向空间具有一中心轴，该耦合结构的该中心轴、该多孔管的该开口端的该中心轴与该进气中心轴为同轴。
15.在一具体实施例中，该耦合结构为该晶圆容器的该底部延伸而成，该多孔管的一开口端具有一中心轴，该多孔管的该纵向空间具有一中心轴，该耦合结构的该中心轴、该多孔管的该开口端的中心轴与该进气中心轴为同轴，而该多孔管的该纵向空间的中心轴偏置于该耦合结构的中心轴、该多孔管的该开口端的中心轴与该进气中心轴。
16.在一具体实施例中，该多孔管的该纵向空间具有一封闭端与一开口端，而该开口端套接于对应的该耦合结构，使该气体经该缓冲气室内并通过该开口端进入该纵向空间。
17.在一具体实施例中，该多孔管的一水平截面形状为具有一长轴与一短轴之椭圆形或狭长形，或为具有一直径之圆形。
18.在一具体实施例中，气体扩散装置进一步包含：一第一套环，设置于该开口端内，该第一套环位于该开口端与该耦合结构之间。
19.在一具体实施例中，气体扩散装置进一步包含：一第二套环，设置于该耦合结构时，该第二套环位于该第一套环及该耦合结构之间，以加强气密。
20.在一具体实施例中，该第一套环的材质较该多孔管的材质为柔软，以避免该开口端破裂。
21.在一具体实施例中，该第二套环与多孔管烧结或黏合为一体，以避免该开口端破裂。
22.在一具体实施例中，该耦合结构、该多孔管、该第一套环及/或该第二套环为耐热
材质所制，该耐热材质选自peek、htpc、fkm、pps、ppo、氯化聚醚、pob、torlon、ep、pf、pei、pi、lcp、以及以上之至少两种之组合组成的群组。
23.在一具体实施例中，气体扩散装置进一步包含：一气流导引件，邻近设置于该多孔管之一侧，该气流导引件用以调节该气体的气流方向进入该容置空间。
24.在一具体实施例中，气体扩散装置进一步包含：至少一进气模组，连通耦接该缓冲气室，该进气模组具有该进气中心轴，系供应单一进气方向之该气体经该进气通道进入该缓冲气室。
25.本发明又一目的在于提供一种气体扩散装置，安装于具有一容置空间的一晶圆容器，该气体扩散装置包含：一气匣，配置于该晶圆容器的一底部以界定一缓冲气室，该底部设置有至少两个耦合结构，且每一个该耦合结构界定具有一中心轴的一贯穿通道，该缓冲气室具有至少一进气通道，该进气通道、该缓冲气室、贯穿通道及该容置空间彼此之间相连通；以及至少两个多孔管，每一个多孔管具有一纵向空间，该至少两个多孔管分别安装至该晶圆容器之对应耦合结构，该两个多孔管的该纵向空间与该缓冲气室相通，该缓冲气室提供一气体通过该至少两个多孔管进入该容置空间。
26.在一具体实施例中，该至少两个耦合结构为该晶圆容器的该底部延伸而成，每一个多孔管的该纵向空间的一开口端具有一中心轴，该纵向空间具有具有一中心轴，每一个该贯穿通道的该中心轴、每一个该多孔管的该开口端的该中心轴、每一个该多孔管的该纵向空间的该中心轴与该气体通过的一进气中心轴为同轴。
27.在一具体实施例中，该至少两个耦合结构为该晶圆容器的该底部延伸而成，每一个多孔管的一开口端具有一中心轴，每一个该多孔管的该纵向空间具有一中心轴，每一个该贯穿通道的该中心轴、每一个该多孔管的该开口端的该中心轴与该气体通过的一进气中心轴为同轴，而每一个该多孔管的该纵向空间的该中心轴偏置于该贯穿通道的该中心轴、该多孔管的该开口端的该中心轴与该进气中心轴。
28.在一具体实施例中，该至少两个耦合结构为该晶圆容器的该底部延伸而成，每一个多孔管的该纵向空间的一开口端具有一中心轴，每一个多孔管的该纵向空间具有一中心轴，每一个贯穿通道的该中心轴、每一个多孔管的该开口端的该中心轴及每一个多孔管的纵向空间的该中心轴为同轴，而该气体通过的一进气中心轴的位置偏置于同轴的该贯穿通道的该中心轴、该开口端的中心轴与该纵向空间的该中心轴。
29.在一具体实施例中，该至少两个耦合结构为该晶圆容器的该底部延伸而成，每一个多孔管的一开口端具有一中心轴，每一个多孔管的该纵向空间具有一中心轴，每一个该贯穿通道的该中心轴、每一个该多孔管的该开口端的该中心轴为同轴，而该气体通过的一进气中心轴及该纵向空间的该中心轴皆偏置于同轴的该贯穿通道的该中心轴及该开口端的该中心轴。
30.在一具体实施例中，该气匣具有一底部与自该底部延伸之一侧壁，该气匣的底部形成有该进气通道。
31.在一具体实施例中，该气匣安装于该晶圆容器的底部，使该气匣的底部、侧壁与该晶圆容器的底部界定该缓冲气室。
32.在一具体实施例中，该气匣的底部的下表面还延伸有复数个环形侧壁，每一环形侧壁界定一安装空间用于装填一进气模组，该进气模组具有该进气中心轴，该安装空间、该
气匣底部的该进气通道与该缓冲气室相连通，使该进气模组供应单一进气方向之该气体经该进气通道进入该缓冲气室。
33.在一具体实施例中，该晶圆容器包含一底盘，安装于该晶圆容器的底部，该缓冲气室介于该晶圆容器的底部与该底盘之间。
34.在一具体实施例中，该底盘的制造材质包含自润性材质。
35.本发明尚一目的在于提供一种晶圆容器，包含：一壳体，包含一底部，该底部配置有复数个耦合结构，且多个该耦合结构界定复数个贯穿通道；一缓冲气室，形成于该底部的下方，且该缓冲气室具有复数个进气通道，且多个该进气通道流体连通对应的贯穿通道；以及复数个多孔管，各多孔管具有一开口端，该开口端对应套接于该底部的耦合结构，且经由对应的贯穿通道连通该缓冲气室，使气体可通过多个该多孔管进入该壳体的一容置空间。
36.在一具体实施例中，该晶圆容器更包含可拆卸结合至该壳体的一门及配置于该壳体内侧的一对支撑部，该晶圆容器为耐热材质所制，该耐热材质选自peek、htpc、fkm、pps、ppo、氯化聚醚、pob、torlon、ep、pf、pei、pi、lcp、以及以上之至少两种之组合组成的群组。
37.在一具体实施例中，晶圆容器进一步包含：一底盘，连接于该壳体的下方，以支撑该壳体，该缓冲气室介于该壳体的底部与该底盘之间。
附图说明
38.参照下列图式与说明，可更进一步理解本发明。非限制性与非穷举性实例系参照下列图式而描述。在图式中的部件并非必须为实际尺寸；重点在于说明结构及原理。
39.图1示意现有晶圆容器经由一对扩散组件填充气体。
40.图2显示本发明晶圆容器第一实施例的爆炸图。
41.图3为本发明晶圆容器第一实施例的正视图。
42.图4为本发明晶圆容器第一实施例的内部俯视图
43.图5为图4沿a-a线的剖视图。
44.图6为图5的局部放大图，显示本发明气体扩散装置的第一实施例。
45.图7显示本发明气体扩散装置的第二实施例。
46.图8a及图8b显示多孔管形状的不同变化例。
47.图9a及图9b显示不同多孔管形状与进气模组的关系。
48.图10a及图10b显示多孔管(同轴)的不同实施例。
49.图11a及图11b显示多孔管(非同轴)的不同实施例。
50.图12a及图12b显示本发明气体扩散装置的第三实施例。
51.图13a及图13b示意多孔管及挡板的变化例。
52.图14a及图14b示意多孔管及挡板的另一变化例。
53.图15a及图15b示意多孔管及挡板的其他变化例。
54.图16示意多孔管与挡板结合的变化例。
55.图17显示本发明晶圆容器的第二实施例。
56.图18显示本发明气匣的爆炸图。
57.图19显示本发明气匣配置于晶圆容器的剖面图。
58.图20显示本发明气匣配置于晶圆容器的局部剖面放大图。
59.图21a至图21d分别显示多孔管与气匣间配置的实施例示意图。
60.图22显示本发明多孔管的又一实施例。
61.图23a及图23b显示多孔管槽孔的变化例。
62.图24a及图24b显示多孔管槽孔的另一变化例。
63.附图标记说明
64.10：晶圆容器
65.11：进气模组
66.12：多孔管
67.13：逆止阀
68.14：充气盘面
69.20、20’：晶圆容器
70.201：底部
71.202：顶部
72.203：内壁
73.204：环形侧壁
74.205：耦合结构
75.206：贯穿通道
76.21：壳体
77.22：门
78.23：开口
79.24：支撑部
80.25：进气模组
81.251：弹性套筒
82.252：逆止阀
83.253：滤膜
84.254：缓冲气室
85.255:密封环
86.26：出气模组
87.27、27’：多孔管
88.271、271’：开口端
89.272、272’：纵向空间
90.273：套环
91.274：挡板
92.275：套环
93.29：底盘
94.60：肩部
95.70：塔
96.71：顶盖
97.72：开口端
98.80：背板
99.81、81’：侧翼
100.83：弧形背板
101.84：弧形背板
102.90：气匣
103.91：底部
104.92：侧壁
105.93：狭长形凹槽
106.94：定位机构
107.95：密封环
108.96：环形侧壁
109.97：缓冲气室
110.98：进气通道
111.827a、827b：多孔管
112.925a至925e：进气模组
113.927a至927e：多孔管
114.9205a至9205e：耦合结构
115.1027a至1027d：多孔管
116.1327a至1327c：多孔管
117.2227：多孔管
118.2300：槽孔
119.2400：槽孔
120.w：晶圆
121.c、c’、c”：中心轴
122.x：短轴
123.y：长轴
124.d、d：横向长度
125.θ、θ1、θ2:夹角
具体实施方式
126.底下将参考附图更完整说明本发明，并且借由例示显示特定范例具体实施例。不过，本发明权利要求可具体实施于许多不同形式，因此所涵盖或申请权利要求的建构并不受限于本说明书所揭示的任何范例具体实施例；范例具体实施例仅为例示。同样，本发明在于提供合理宽阔的范畴给所申请或涵盖的权利要求。除此之外，例如权利要求可具体实施为方法、装置或系统。
127.本说明书内使用的词汇“一实施例”并不必要参照相同具体实施例，且本说明书内使用的“其他(一些/某些)实施例”并不必要参照不同的具体实施例。其目的在于例如权利液体包括全部或部分范例具体实施例的组合。
128.请同时参阅图2至图5。图2显示本发明晶圆容器20第一实施例的爆炸图。图3为本
发明晶圆容器20第一实施例的正视图(无门)。图4为本发明晶圆容器20第一实施例的内部俯视图(含有晶圆w)。图5为根据图4a-a线的剖视图。晶圆容器20包含一壳体21及一门22，壳体21具有容置晶圆的一容置空间。门22可拆卸地结合至壳体21前端的开口23，以作为启闭容置空间。一对支撑部24分别配置于壳体21的容置空间内，位于壳体21相对内侧壁，且支撑部24的尺寸面积足够用于支撑与堆叠多个晶圆。进气模组25可拆卸地组装于晶圆容器20的底部，且靠近晶圆容器20的后端。出气模组26可拆卸地组装于晶圆容器20的底部，且靠近晶圆容器20的前端。在本实施例中，进气模组25与出气模组26的数量分别以两个为例，可因应实际运作而调整使用数量。多孔管27或称扩散塔(gas tower)的底端可拆卸地组装于晶圆容器20的后端并与进气模组25流体连接。多孔管27的顶端可经由定位部件(省略未显示)而定位于壳体21的内侧。尽管图2未显示，多孔管27与壳体21的后端内之间可提供一气流导引件或一挡板，如后续图12a至图12b所示。壳体21的底部可拆卸地连接至一底盘29。
129.如图3至图5所示，多孔管27位于晶圆容器20的后端内，且自晶圆容器20的底部201朝顶部202垂直延伸，多孔管27所延伸的高度尽可能覆盖到晶圆容器20的容置空间所能容纳最大数量晶圆w的堆叠高度；或至少大于最高位置的晶圆w上表面。多孔管27的出气孔基本上配置于晶圆之间的水平高度且朝开口23的方向吹拂。本发明采直通式的配置，故晶圆与晶圆容器20的内壁203之间仍保有一空间，此空间不仅足够容置多孔管27，且多孔管27可因应实际需求而调整结构设计，故具备多种不同的变化例应用，详细说明如后。
130.图6为图5的局部放大图(如虚线框)，显示本发明气体扩散装置的第一实施例。进气模组25与多孔管27安装于晶圆容器20的壳体21上的示意图。进气模组25包含一弹性套筒251及一逆止阀252。弹性套筒251具有一进气通道贯穿其两端，逆止阀252稳固地容置于进气通道中。一滤膜253配置于弹性套筒251及壳体21的底部201之间以提供进气过滤。为了避免进气压力过大而使滤膜253变形或破裂，弹性套筒251在靠近底部201的内壁具有较大的直径，故进气通道与滤膜253之间形成有一缓冲气室254。通过滤膜253之前，气体在缓冲气室254横向分散，以降低对于滤膜253所施加的压力。壳体21的底部201形成有向下延伸的至少一环形侧壁204，界定一安装空间，用以容置进气模组25。弹性套筒251的外径可略大于环形侧壁204的内径，弹性套筒251和环形侧壁204之间可提供有密封环，借此使弹性套筒251可稳固地容置于环形侧壁204的安装空间中。弹性套筒251的外侧形成有多个凸缘，但在其他实施例中弹性套筒251的外侧面亦可为平坦面。
131.底盘29可将进气模组25保持在环形侧壁204的安装空间中。当底盘29组装至壳体21的底部201时，底盘29的一部分抵持住弹性套筒251的底端，使弹性套筒251被夹持在底部201和底盘29之间。如图1所示的充气盘面14可抵持在底盘29下方并对弹性套筒251中的逆止阀252施以流体(如气体)压力，进而打开逆止阀252，使气体可经由逆止阀252进入弹性套筒251的进气通道。在实施例中，底盘29包含可操作的锁定部件，用来锁定或释放弹性套筒251。弹性套筒251的进气通道中可配置滤膜253，以过滤微粒，可有效防止微粒进入晶圆容器20的容置空间内。底盘29通常会放置在设备的装载埠口(load port)，且可选自一自润性材质，其基本上为包含至少两种材质的复合材质，使底盘29整体或部分的磨擦系数低于装载端口口接触接口的磨擦系数，便于在装载端口口的接口上位移底盘29。
132.晶圆容器20的底部201设置有至少一耦合结构205。举例来说，耦合结构205是自壳体21的底部201内侧面向上延伸而成，耦合结构205的结构可设计为柱状喷嘴，其具有贯穿
底部201与容置空间的一贯穿通道206。耦合结构205用以连接多孔管27，多孔管27具有一纵向空间272，纵向空间272具有一封闭端与一开口端271。耦合结构205的外径略小于多孔管27的内径，使多孔管27底端的开口端271可套接耦合结构205，而气体可经由贯穿通道206进入多孔管27的纵向空间272。
133.接着说明本发明应用直通方式进行充气。耦合结构205界定具有一中心轴c的贯穿通道206，值得注意的是，气体的一进气中心轴与耦合结构205的中心轴c为同轴，进气模组25的中心轴亦与具有该进气中心轴为同轴，进气模组25供应单一进气方向的气体经进气通道进入缓冲气室254。如图6所示，在气体扩散装置的第一实施例中，进气通道、缓冲气室254、贯穿通道206及容置空间彼此之间相连通。由于多孔管27安装至晶圆容器20的耦合结构205，多孔管27的纵向空间272与缓冲气室254相通，且多孔管27的开口端271具有一中心轴，多孔管27的纵向空间272具有一中心轴。当耦合结构205的中心轴c、多孔管27的开口端的中心轴、与进气中心轴为同轴时，进气模组25供应单一进气方向的气体经进气通道进入缓冲气室254，接着缓冲气室254提供气体依序经过多孔管27的开口端271、纵向空间272直至进入容置空间。这样的直通配置可保证气流基本上是以直线的路径从进气模组25进入多孔管27，用最短路径将气体直接对容置空间内晶圆进行吹扫，不仅能提升吹扫效率，亦能有效降低门22自壳体21进行开门时，内部湿度回升的问题。换句话说，本发明可解决现有所使用弯折结构设计而导致气流流通路径变长，对容置空间内的气体吹扫效率变差而造成湿度回升等诸多缺点。
134.更进一步来说，本发明更包括至少一套环273，套环273用以连接于多孔管27的开口端271内。套环273具有缓冲保护作用，套环273的材质较多孔管27材质为柔软。当多孔管27的开口端271组装至晶圆容器20的底部201上的对应耦合结构205时，套环273可避免开口端271与耦合结构205之间的应力衔接，所导致开口端271或整个多孔管27破裂的问题。本发明的套环273可为独立组件，或是套环273与多孔管27可烧结或黏合为一体。多孔管27、套环273为耐热材质所制，耐热材质选自peek、htpc、fkm、pps、ppo、氯化聚醚、pob、torlon、ep、pf、pei、pi、lcp、以及以上的至少两种的组合组成的群组。
135.图7显示本发明气体扩散装置的第二实施例，其与气体扩散装置的第一实施例的主要差异在于：随着扩散气流量有增加需求，以不改变现有晶圆容器的容置空间面积，本发明利用晶圆与晶圆容器20的内壁203之间的空间，进行最大空间利用率，设计一种可增加气流量的多孔管27’结构。增加多孔管27’的尺寸，且增加的部分朝壳体21的内壁203延伸。在不改变气体的进气中心轴与耦合结构205的中心轴c为同轴的结构设计下，因多孔管27’的尺寸朝向壳体21的内壁203延伸增加，使得多孔管27’的开口端271的中心轴与纵向空间272’的中心轴c’为不同轴。也就是说，多孔管27’的纵向空间272’的中心轴c’偏置于耦合结构205的中心轴c、多孔管27’的开口端271的中心轴与进气中心轴。
136.应了解，尽管第二实施例的耦合结构205的中心轴c和多孔管27’的纵向空间272’的中心轴c’为不同轴，但耦合结构205的中心轴c、多孔管27’的开口端271’的中心轴与进气中心轴仍为同轴。所以进气模组25供应单一进气方向的气体经进气通道进入缓冲气室254，接着缓冲气室254提供气体依序经过多孔管27’的开口端271’、纵向空间272’直至进入容置空间，气流基本上仍是以用最短路径(直通方式)将气体直接对容置空间内晶圆进行吹扫，且多孔管27’的尺寸增加、气流量增加，同时也提升了吹扫效率。
137.图8a及图8b为晶圆容器内部的局部俯视图，显示多孔管827a、827b形状的不同变化例。为了避免干涉晶圆w边缘，多孔管827a、827b的形状为狭长形，其具有一长轴和一短轴，且短轴通常为气体扩散的主要方向并可指向晶圆中心。图8b的多孔管827b在长轴方向具有较长的延伸，使多孔管可提供涵盖范围相对较广的气体扩散。
138.图9a及图9b是以俯视视角呈现不同多孔管形状与耦合结构及进气模组的关系。
139.图9a的多孔管927a、927b与耦合结构9205a、9205b及进气模组925a、925b为同轴。多孔管927a、927b的纵向空间水平截面形状为具有一短轴x和一长轴y的狭长形，耦合结构9205a、9205b的贯穿通道的水平截面为圆形。而，多孔管927a、927b的纵向空间水平截面形状与耦合结构9205a、9205b的贯穿通道水平截面形状均为狭长形。在本实施中，多孔管不限于为狭长形，可因应实际应用需求而作形状结构的调整，以达到改变气体流通方向与增加对容置空间内晶圆进行吹扫的面积，就如多孔管927a的长轴y比多孔管927b的长轴y截面积更大，故出气面积也更大。
140.请一并参阅图7、图9b的多孔管927c、927d、927e的开口端的中心轴偏置于耦合结构9205c、9205d、9205e及进气模组925c、925d、925e。其中，多孔管927c、927d、927e的纵向空间水平截面形状可分别为所述狭长形、具有一直径的圆形及椭圆形，而耦合结构9205c、9205d、9205e的贯穿通道水平截面形状可分别为狭长形及圆形。且耦合结构9205c、9205d、9205e的中心轴均位于多孔管927c、927d、927e的纵向空间中。在本实施中，为增加对容置空间内晶圆进行吹扫面积，就如多孔管927c、927d、927e的短轴x截面积增加，出气面积亦相对增加；为避免因增加的截面积而干涉到晶圆，故多孔管927c、927d、927e的短轴x截面积是朝向壳体21的内壁203延伸。
141.考虑射出成型的某些限制，图10a及图10b显示(同轴)多孔管的不同实施例。图10a为多孔管1027a的组装及爆炸图，多孔管1027a具有纵向延伸的一塔70、一顶盖71及一开口端72。顶盖71作为封闭端，其和开口端72分别可拆卸地连接至塔70的顶端和底端，以界定纵向空间。图10a呈现的纵向空间的面积大于开口端72的开口空间面积。图10b多孔管1027b的塔70、顶盖71及开口端72为一体成形，故纵向空间的面积大于开口端72的开口空间面积。这两种多孔管1027a、1027b可具有不同的气体扩散表现，以及具有纵向空间的中心轴与开口端72的中心轴为同轴特性。
142.图11a及图11b显示(非同轴)多孔管的不同实施例。多孔管1027c、1027d具有纵向空间偏置于开口端72的中心轴特性。如图11a，多孔管1027c可为一体成形的部件，多孔管1027c的塔70的纵向空间的面积大于开口端72的开口空间。再如图11b，多孔管1027d可拆卸的塔70及顶盖71，塔70与开口端72为一体成形，塔70的纵向空间面积大于开口端72的开口空间面积。
143.图12a及图12b显示本发明气体扩散装置的第三实施例。图12a的剖面侧视图显示多孔管27与内壁203之间提供有一气流导引件，即一挡板274，挡板274沿着多孔管27纵向延伸且延伸高度相同或是略高。图12b显示，挡板274的水平截面形状是由至少一弧度所界定以遮蔽多孔管27的部分周围。在多孔管27配置成辐射扩散的例子中，挡板274将气体引导及反弹回晶圆区域，避免过多气体在壳体内侧无意义地流动。本发明不限于挡板274的结构态样，可因应实际需求而调整挡板274的结构角度与形状，来达到控制气流方向之需求目的。
144.图13a及图13b示意多孔管及挡板的变化例。以狭长形多孔管1327a为例，所述挡板
由一背板80和两个侧翼81、81’所形成。多孔管1327a的横向长度d小于挡板的横向长度d。侧翼81和背板80夹角为θ1，侧翼81’和背板80夹角为θ2。图13a显示两个侧翼81、81’的夹角θ1、θ2及形状相同，所以控制气流方向亦相同。图13b显示两个侧翼81、81’的形状相同，但夹角θ1、θ2不同，所以控制气流方向不相同，夹角θ2的气流扩散方向大于夹角θ1。应了解，侧翼的夹角及形状可决定气体扩散的表现。
145.图14a及图14b示意多孔管及挡板的另一变化例。以椭圆形多孔管1327b为例，所述挡板是一弧形背板83。多孔管1327b的横向长度d小于挡板的横向长度d。弧形背板83从顶点至两侧端可界定夹角θ。当夹角θ与两侧端的延伸长度d不同，控制气流方向也随之不同。图14a显示弧形背板83的两侧夹角θ及弧形相同，即控制气流方向相同。图14b显示两侧延伸长度d及夹角θ1、θ2不同，故控制气流方向也不相同，夹角θ1的气流扩散方向大于夹角θ2。
146.图15a及图15b示意多孔管及挡板的其他变化例。以圆形多孔管1327c为例，所述挡板是一弧形背板84。多孔管1327c的横向长度d小于挡板的横向长度d。弧形背板84从顶点至两侧端可界定夹角θ。图15a显示弧形背板84的两侧夹角θ及弧形相同，即控制气流方向相同。图15b显示两侧延伸长度d及夹角θ1、θ2不同，故控制气流方向也不相同，夹角θ2的气流扩散方向大于夹角θ1。
147.从上述变化例可知，挡板相对于多孔管可以是对称或不对称的配置。在不对称的配置中，可借由所述夹角θ决定不对称的程度，或者可借由挡板与多孔管错位来达成。夹角θ可借于0度至90度，但本发明不以此为限制。挡板搭配多孔管的应用，除了达到控制气流方向的需求目的之外，同时也解决了现有的圆管结构因360度出气，导致晶圆容器20的内部空间产生扰流现象。
148.图16示意圆形多孔管、椭圆形多孔管及狭长形多孔管与挡板结合的变化例。这些挡板成形为可匹配这些多孔管的外表面，即挡板可贴附至这些多孔管的外表面形成无缝隙结合。在多孔管为辐射扩散的案例中，部分扩散孔被挡板遮蔽而迫使气体必须从未遮蔽的部分扩散出去，借此增加各方向的流量。在其他实施例中，多孔管亦可形成有部分的扩散孔来达到相同目的。
149.图17显示本发明晶圆容器20’的第二实施例，其与晶圆容器20的第一实施例具有相同组件符号与相同说明，在此就不加以赘述，仅说明差异处。第二实施中的晶圆容器20’包括一气匣90，可拆卸地连接至壳体21底部，气匣90可提供至少两个进气通道于气体进入晶圆容器20’的内部空间前，具气体缓冲裕度及气体扩散共同流通空间的功效，容后详述。当底盘29组装至壳体21底部时，气匣90被维持在壳体21底部及底盘29之间。事实上，壳体21底部具有倾斜度，如图5所示，底部201从前端至后端为逐渐升高。因此，底盘29后端和壳体21底部201后端之间有足够空间配置气匣90，但本发明不以此为限制。
150.请同时参阅图18及图19，图18显示配置于晶圆容器20’的底部201的气匣90爆炸图。图19显示本发明气匣90配置于晶圆容器20’的剖面图。气匣90是由一底部91与自底部91延伸的一侧壁92、以及壳体21的底部201组成。底部91和侧壁92基本上形成气匣90的一狭长形外壳。壳体21的底部201外侧表面形成有一狭长形凹槽93，用于收容由底部91和侧壁92形成的狭长形外壳。狭长形凹槽93与狭长形外壳之间界定一缓冲气室97。请同时参阅图20，显示本发明气匣90配置于晶圆容器20’的局部剖面放大图。壳体21的底部201内侧表面形成有耦合结构205及其贯穿通道206，耦合结构205位于狭长形凹槽93的相对侧面。狭长形凹槽93
经由各耦合结构205的贯穿通道206连通晶圆容器20’的容置空间。狭长形凹槽93更可设置有一或多个定位机构94，用以定位收容的狭长形外壳。一狭长形密封环95设置于侧壁92与狭长形凹槽93之间的接触接口，以达到环形密封功能。
151.气匣90的底部91的下表面还延伸有多个环形侧壁96，以不改变现有晶圆容器20’与搭配应用的移载设备(load port)上的喷嘴数量与位置，在本实施中以一对环形侧壁96为例。每一个环形侧壁96界定一安装空间用于装填一进气模组25，安装空间可为圆柱形空间，以搭配进气模组25的结构态样。气匣90的底部91形成有一进气通道98，进气通道98与安装空间相连通。
152.进气模组25包含弹性套筒251、逆止阀252、滤膜253及密封环255。进气模组25和环形侧壁96之间可设置密封环255以形成密封，防止气匣90漏气。此外，气匣90的狭长形外壳可经由已知的连接手段固定至壳体21的底部201，如螺合连接(screwing connection)或任何形式的连接手段皆属本发明的专利保护范畴。
153.由上述可得知狭长形凹槽93与狭长形外壳之间界定有缓冲气室97，缓冲气室97具备狭长形的空间，所以范围涵盖了气匣90的底部91形成的两个进气通道98，作为两个进气通道的共通缓冲空间功能。本实施例以两个进气通道配置有对应数量的两个耦合结构205、两个多孔管27为例说明，当然数量设计可依实际应用需求而作调整，本发明不局限于数量配置实施态样。缓冲气室97的进气通道98与进气模组25的气道流体连通，各耦合结构205界定具有一中心轴的贯穿通道206，其与多孔管27流体连通，贯穿通道206允许一气体进入多孔管27的纵向空间内，气体最终会自纵向空间吹扫至容置空间内。
154.承接上段说明，进气模组25为供应单一进气方向的气体经进气通道98进入缓冲气室97，缓冲气室97可平衡两个进气模组25的气压。换言之，当两进气模组25的进气压力有差异时，气体可在缓冲气室97的狭长形空间中扩散而使气压获得平衡。因此，缓冲气室97提供气压平衡后的气体从各耦合结构205的贯穿通道206通过多孔管27进入晶圆容器20’的容置空间，此时多孔管27的气体扩散表现一致。同时本发明也解决了现有技术的扩散器总成因进气气流会产生落差，导致进入容器内部的气流不均匀或者总流量不足等诸多问题。
155.进一步说明本发明的结构设计优点，多孔管27的底端(即开口端)可经由一套环273(即第二套环)套接至耦合结构205。此外，还可提供另一套环275(即第一套环)设置于多孔管27的开口端内。套环273、275材质较多孔管27材质为柔软，借由双套环273、275的保护组件，不仅可以避免多孔管27于套接时，因应力过大而造成开口端破裂，更可提升多孔管27与耦合结构205之间的气密效果。套环275除了组合式之外，也可以烧结或黏合手段附着在多孔管27的开口端，以达到保护开口端之目的。上述进气模组25、耦合结构205、多孔管27、套环273、275、气匣90及/或晶圆容器20’所包含的其他部件为一或多个耐热材质的组合所制。较佳地，耐热材质选自peek、htpc、fkm、pps、ppo、氯化聚醚、pob、torlon、ep、pf、pei、pi、lcp、以及以上之至少两种的组合组成的群组。
156.以晶圆容器20’的第二实施例更进一步说明各种变化实施例。请同时参阅图18及图21a至图21d分别显示多孔管与气匣间配置的实施例示意图。图21a显示进气方向为同一中心轴c。耦合结构205为晶圆容器20’的底部201延伸而成。多孔管27的纵向空间272的开口端271具有一中心轴，纵向空间272具有具有一中心轴。贯穿通道206的中心轴、多孔管27的开口端271的中心轴、多孔管27的纵向空间272的中心轴与进气模组25的进气中心轴皆为同
轴，并以中心轴c呈现。气体的进气方向以同一中心轴c直通(即最短路径)进入多孔管27的纵向空间272，并向晶圆容器20’的容置空间内进行吹扫。
157.图21b显示进气方向为非为同一中心轴。由于气匣90的底部91形成的两个进气通道98，作为两个进气通道的共通缓冲空间功能，故就算进气方向为非为同一中心轴，也属于进气方向直通技术特点，并不会发生气体行进过程中因绕折而增加通流时间与造成流畅度不佳的问题。贯穿通道206的中心轴、多孔管27的开口端271的中心轴及多孔管27的纵向空间272的中心轴为同轴，并以中心轴c’呈现。进气模组25的进气中心轴以中心轴c呈现。气体通过中心轴c的位置偏置于中心轴c’。尽管在偏置配置下，气体从进气模组25不以直线进入多孔管27的纵向空间272，但是气体在进入多孔管27之前，已经先在缓冲气室97中扩散并形成较稳定的气压，此确保各多孔管27的气体扩散表现具有一致性。
158.再一实施例，进气方向为非为同一中心轴，如图21c所示。随着扩散气流量有增加需求，设计一种增加气流量的多孔管27，增加多孔管27的尺寸，且增加的部分朝壳体21的内壁203延伸。进气模组25的进气中心轴以中心轴c呈现。贯穿通道206的中心轴、多孔管27的开口端271的中心轴为同轴，并以中心轴c’呈现。多孔管27的纵向空间272的中心轴以中心轴c”呈现。借由气匣90的底部91形成的两个进气通道98，作为两个进气通道的共通缓冲空间功能，就算中心轴c、中心轴c’与中心轴c”皆为偏置状态，不仅不会增加气体行进路径，更可增加气体流量而提升进行吹扫效能。
159.再一实施例，进气方向为非为同一中心轴，如图21d所示，增加多孔管27的尺寸，且增加的部分朝壳体21的内壁203延伸。贯穿通道206的中心轴、多孔管27的开口端271的中心轴为同轴，并以中心轴c呈现。多孔管27的纵向空间272的中心轴以中心轴c”呈现，气体通过中心轴c的位置偏置于中心轴c”。尽管在偏置配置下，气体在进入多孔管27的纵向空间272之前，已经先在缓冲气室97中扩散并形成较稳定的气压，此不仅可确保各多孔管27的气体扩散表现具有一致性，更可增加气流量，以提升多孔管27向晶圆容器20’的容置空间内进行吹扫效率。
160.图22显示本发明多孔管2227的又一实施例及平行长轴方向y的纵向截面形状。多孔管2227的开口端可拆卸地与套环275连接，使套环275附着于开口端的内侧。如图中纵向截面所示，开口端内侧具有一肩部60用于结合套环275。套环275的硬度可低于多孔管2227的硬度，以保护开口端结构。套环275可具有锥度(tapered)以易于进入开口端。可替代地，套环275可经由特定的手段，如加热烧结，而附着于开口端内侧。借此，强化后的开口端可套接至耦合结构205上，防止开口端破裂。
161.图23a及图23b显示多孔管扩散孔(槽孔)的变化例。图23b示意多孔管的纵向空间具有一圆形的水平截面形状。槽孔2300由内至外为发散的空间。图23b示意槽孔2300的外侧具有一锥形空间，且槽孔2300均安排在相邻的上下晶圆w之间，让扩散气流(如箭头所指)在晶圆之间流动顺畅。
162.图24a及图24b显示多孔管扩散孔(槽孔)的另一变化例。图24a示意多孔管的纵向空间具有一狭长形的水平截面形状。槽孔2400由内至外为发散的空间。图24b示意槽孔2400的外侧具有由曲面形成的内凹空间，且槽孔2400均安排在相邻的上下晶圆w之间，让扩散气流(如箭头所指)在晶圆之间流动顺畅。
163.综上所述，本发明为了解决现有的晶圆在承载过程中因制程导致的高温，使晶圆
容器的内部空间升温，而影响整体晶圆容器及其所有零组件性能，故所使用的晶圆容器及其所有零组件的材质皆为耐热材质，也就是说本发明所有揭露的组件皆属于专利保护范畴。
164.虽然为了清楚了解已经用某些细节来描述前述本发明，申请人将了解在申请专利范围内可实施特定变更与修改。因此，以上实施例仅用于说明，并不设限，并且本发明并不受限于此处说明的细节，但是可在附加的申请专利范围的领域及等同者下进行修改。