專利名稱：降低物品內(nèi)部有害氣體濃度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種降低有害氣體的方法，特別是涉及一種降低物品內(nèi)部空間的有害 氣體濃度的方法。
背景技術(shù)：
目前在電子、醫(yī)學(xué)和化工行業(yè)中通常使用專用的存儲柜儲存具有有害氣體的物品 或設(shè)備，并在該存儲柜內(nèi)通入惰性氣體降低該物品或設(shè)備內(nèi)部的有害氣體，使得該些物品 或設(shè)備被更好的使用以及延長使用周期?，F(xiàn)有的降低有害氣體濃度的方法是在儲存有物 品的存儲柜內(nèi)直接通入惰性氣體，使被保護的物品處于惰性氣體環(huán)境之中，通過惰性氣體 的流通帶走部分擴散在該存儲柜中的有害氣體，以減少或降低存儲柜內(nèi)物品的有害氣體濃 度，達到保護該物品的目的，延長其后續(xù)使用壽命。然而，對于某些具有特殊結(jié)構(gòu)的物品，例 如由于其特殊結(jié)構(gòu)而在物品內(nèi)部形成了內(nèi)部空間，且該內(nèi)部空間的表面上僅具有小孔將內(nèi) 部空間與外界連接以進行氣體交換的情況來說，惰性氣體只能通過小孔緩慢擴散進入該內(nèi) 部空間中，該擴散過程需要較長的時間，無法快速有效地降低物品內(nèi)部空間的有害氣體濃 度，不利于這些物品的保存和后續(xù)使用。下面以典型的半導(dǎo)體光掩膜板的存儲作為示例來具體進行說明。如圖1所示，圖1 示出了現(xiàn)有技術(shù)中的存儲柜儲存光掩膜板104的截面示意圖。圖1中的存儲柜101包括進 氣口 102、出氣口 103、密閉門和控制系統(tǒng)，以及儲存于該存儲柜101內(nèi)部的光掩膜板104。 該光掩膜板104由于其特殊結(jié)構(gòu)而在內(nèi)部形成一空間，在制作半導(dǎo)體器件的工藝過程中的 使用光掩膜板可能會在其內(nèi)部空間中附著有氨氣、水蒸氣、硫酸根及含硫酸根化合物等有 害氣體。因此，在儲存光掩膜板的同時需要降低其內(nèi)部空間的有害氣體濃度。通常在光掩 膜板的上表面設(shè)有擴散該光掩膜板內(nèi)部有害氣體的孔105，進而使流動氣體擴散進入所述 孔105內(nèi)以降低光掩膜板內(nèi)部的有害氣體濃度，具體步驟包括檢查該存儲柜的進氣口 102 和出氣口 103，使其均處于打開狀態(tài)；再將光掩膜板104放置在存儲柜101中；接著在存儲 柜101中通入氮氣(如圖中箭頭所示方向流動)。持續(xù)通入氮氣一段時間后檢測該光掩膜 板104內(nèi)部的有害氣體濃度，若該光掩膜板104內(nèi)部的有害氣體濃度較高，則重復(fù)上述步 驟，直到有害氣體濃度降低到所要求的標準為止。鑒于光掩膜板104在后續(xù)的處理中會反復(fù)多次使用，因此如何降低該光掩膜板 104內(nèi)部殘留的有害氣體濃度成為存儲和使用該光掩膜板的關(guān)鍵?，F(xiàn)有的光掩膜板104的 表面設(shè)有孔徑較小的孔105，該孔105用于擴散光掩膜板104內(nèi)部的有害氣體，業(yè)界通常 采用上述步驟降低該光掩膜板104內(nèi)部的有害氣體濃度。在實際應(yīng)用中，采用氮氣循環(huán)的 方式使光掩膜板處于循環(huán)流動的氮氣環(huán)境中，進而使氮氣擴散進入光掩膜板104表面的孔 105以用來驅(qū)趕有害氣體從而降低光掩膜板內(nèi)部的有害氣體濃度的方法。然而，由于這些孔 105的孔徑非常小，常需要花費較長的時間來排出有害氣體，不僅不能快速有效降低光掩膜 板內(nèi)部有害氣體濃度的目的，還導(dǎo)致在該存儲的過程中，消耗較多的氮氣，浪費成本，不利 于光掩膜板的保存和后續(xù)使用，最終導(dǎo)致該光掩膜板在后期的使用中的壽命周期變短。
由上所述，如何使有效地降低存儲柜中的物品內(nèi)部的有害氣體，延長該物品的使 用壽命，并可以節(jié)省成本成為當前需要解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
在發(fā)明內(nèi)容部分中引入了一系列簡化形式的概念，這將在具體實施方式
部分中進 一步詳細說明。本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護的技術(shù)方案的 關(guān)鍵特征和必要技術(shù)特征，更不意味著試圖確定所要求保護的技術(shù)方案的保護范圍。為解決上述問題，本發(fā)明提供一種降低物品內(nèi)部有害氣體濃度的方法，將所述物 品放置在存儲柜內(nèi)，所述物品的表面設(shè)有擴散其內(nèi)部有害氣體的孔，所述方法包括對所述密閉的存儲柜內(nèi)空間充入第一氣體，使該存儲柜內(nèi)空間的氣壓從第一壓力 值提高至第二壓力值，再排出所述存儲柜內(nèi)空間的氣體，所述第二壓力值高于第一壓力值。進一步地，所述存儲柜具有一個或多個進氣口和出氣口 ；對所述存儲柜內(nèi)空間充入第一氣體之前，密封所述包含物品的存儲柜的出氣口。 通過所述存儲柜的進氣口充入所述第一氣體，以及檢測所述存儲柜內(nèi)空間的壓力值；當所述壓力值達到第二壓力值時，不再對所述存儲柜內(nèi)空間充入該第一氣體，關(guān) 閉所述進氣口。進一步地，所述存儲柜上設(shè)有關(guān)閉或打開所述進氣口的第一閥門、和關(guān)閉或打開 所述出氣口的第二閥門，該第一閥門和第二閥門分別連接于自動控制系統(tǒng)；所述自動控制系統(tǒng)通過第一閥門自動關(guān)閉或打開所述進氣口，以及控制所述第二 閥門關(guān)閉或打開所述出氣口。進一步地，所述有害氣體和第一氣體彼此不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。進一步地，所述物品為光掩膜板。進一步地，所述有害氣體選自氨氣、硫酸根、含硫酸根化合物的氣體或水蒸汽。進一步地，所述第一氣體選自惰性氣體，優(yōu)選地為氮氣。本發(fā)明提供的一種降低有害氣體濃度的方法，能夠有效地降低存儲柜中儲存的物 品內(nèi)部的有害氣體濃度，且該方法不限于使用在電子工業(yè)中。另外，本發(fā)明的方法應(yīng)用于降 低光掩膜板內(nèi)部的有害氣體濃度方面，有效地提高了光掩膜板的使用壽命和存放周期，并 且在降低光掩膜板內(nèi)部有害氣體濃度的同時節(jié)省了氮氣的使用量，縮短了降低光掩膜板的 儲存時間，提高了光掩膜板在后續(xù)使用中的利用率。


本發(fā)明的下列附圖在此作為本發(fā)明的一部分用于理解本發(fā)明。附圖中示出了本發(fā) 明的實施例及其描述，用來解釋本發(fā)明的原理。在附圖中，圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的存儲柜儲存光掩膜板的截面示意圖；圖2A為使用本發(fā)明的方法提高存儲柜內(nèi)空間的壓力值截面示意圖；圖2B為將圖2A中的充入氮氣的存儲柜降低壓力值的截面示意圖；圖3為采用本發(fā)明所述方法降低光掩膜板內(nèi)部的有害氣體濃度的步驟流程圖。
具體實施例方式在下文的描述中，給出了大量具體的細節(jié)以便提供對本發(fā)明更為徹底的理解。然而， 對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的是，本發(fā)明可以無需一個或多個這些細節(jié)而得以實施。在 其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進行描述。本發(fā)明提供一種降低物品內(nèi)部空間有害氣體濃度的方法，該方法主要是通過改變 儲存物品的存儲柜內(nèi)空間通入的惰性氣體壓力值，從而可以快速有效地將光掩膜板內(nèi)部的 有害氣體排出。該方法可以將惰性氣體和物品(例如，光掩膜板)內(nèi)部的有害氣體一并排 出，進而可以達到降低光掩膜板內(nèi)部的有害氣體濃度的目的，以及能夠延長光掩膜板的后 續(xù)使用壽命。參照圖2A和圖2B所示，圖2A示出了本發(fā)明中的一種使用本發(fā)明的方法提高存儲 柜內(nèi)空間的壓力值截面示意圖，圖2B為將圖2A中的充入氮氣的存儲柜降低壓力值的截面 示意圖。具體地，存儲柜201外部設(shè)置有出氣口 203和進氣口 202，在出氣口 203和進氣口 202的管道上分別設(shè)有檢測氣體流量的流量控制器(圖中未示出)，該流量控制器為自動 控制裝置，可以檢測氣體流量的同時顯示存儲柜201內(nèi)空間的壓力值。所述存儲柜201還 包含有密封門，該存儲柜的內(nèi)空間設(shè)有存放各種物品的物品架，在該存儲柜內(nèi)空間中可以 存放多個不同類型的物品。優(yōu)選地，該存儲柜上可以設(shè)有一個或多個進氣口和出氣口，且該 進氣口和出氣口均連接于自動控制系統(tǒng)，該自動控制系統(tǒng)分別控制進氣口 202的第一閥門 208和出氣口 203的第二閥門207的打開與關(guān)閉。本實施例中以存儲柜201內(nèi)空間儲存光掩膜板204為例進行說明。在制備和使用 光掩膜板的過程中，常會使得該光掩膜板204的內(nèi)部附著有各種有害氣體，如氨氣、水蒸汽 和硫酸根及含硫酸根化合物等有害氣體。本實施例中通過充入氮氣調(diào)整存儲柜內(nèi)空間的壓 力值，從而改變進入光掩膜板內(nèi)部的氮氣的氣體量，使得光掩膜板內(nèi)部的有害氣體通過其 表面的孔205快速地排出，進而有效地降低了該光掩膜板內(nèi)部的有害氣體濃度，使得該光 掩膜板在后續(xù)工藝中被更好的利用。本實施例中降低該光掩膜板內(nèi)部的有害氣體濃度的具 體操作包括首先將光掩膜板204放置在存儲柜內(nèi)空間，并將存儲柜的密封門關(guān)緊；其次， 調(diào)節(jié)該存儲柜連接的自動控制系統(tǒng)，使該自動控制系統(tǒng)控制和記錄所述存儲柜內(nèi)部的壓力 值變化。進一步地，所述自動控制系統(tǒng)執(zhí)行的操作有，關(guān)閉第二閥門207，實現(xiàn)密封所述包 含光掩膜板204的存儲柜201的出氣口 203(圖2A所示)，并測定該存儲柜內(nèi)空間的初始 壓力值；接著，打開進氣口 202的第一閥門208，在所述存儲柜201的內(nèi)空間充入氮氣，同時 檢測存儲柜進氣口進入該氮氣的流量，獲取所述存儲柜201內(nèi)空間的壓力值。當該存儲柜 內(nèi)空間的壓力值達到設(shè)定的第二壓力值時(第二壓力值大于存儲柜內(nèi)空間初始壓力值)， 停止對該存儲柜內(nèi)空間充入氮氣，同時關(guān)閉第一閥門208，達到密封所述存儲柜201，使得 該存儲柜內(nèi)空間不再通入氮氣；最后打開出氣口 203的第二閥門207，將所述有害氣體和氮 氣的混合氣體排出(如圖2B中箭頭所示)，降低存儲柜內(nèi)空間的壓力，可以將該存儲柜201 內(nèi)空間的壓力值恢復(fù)至原存儲柜內(nèi)空間的初始壓力值。其中，降低光掩膜板內(nèi)部的有害氣 體濃度的具體過程為，當增大存儲柜內(nèi)空間的壓力值時，光掩膜板內(nèi)部的壓強小，光掩膜板 外部壓強大，導(dǎo)致較多的氮氣通過其表面的孔205進入該光掩膜板內(nèi)部，而快速降低所述 存儲柜內(nèi)空間的壓強時，由于光掩膜板周圍的壓強的變化，使得光掩膜板內(nèi)部的有害氣體 很快被氮氣帶出，進而達到有效降低光掩模板內(nèi)部的有害氣體濃度的目的。
在實際操作過程中，可以隨時檢測該光掩膜板204內(nèi)部的有害氣體的濃度是否達 到所需要的濃度，若光掩膜板內(nèi)部的有害氣體濃度較高時，可以重復(fù)執(zhí)行上述操作，達到符 合實際需求的光掩膜板。本實施例中的方法可以有效地將光掩膜板內(nèi)的有害氣體排出，有 利于延長光掩膜板的使用壽命，有效地防止有害氣體對光掩膜板的腐蝕破壞，以及能夠節(jié)
省氮氣量。需要注意的是，充入存儲柜201內(nèi)空間的氮氣(第一氣體)和物品所攜帶的有害 氣體彼此不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，如在本實施例中還可以采用氮氣以外的惰性氣體，如氖氣、氬 氣、氪氣、氙氣或氡氣，以降低光掩膜板內(nèi)部的氨氣、水蒸氣或硫酸根及含硫酸根化合物的 有害氣體。然而，出于成本的考慮，優(yōu)選使用氮氣作為充入儲存柜的惰性氣體。優(yōu)選地，本實施例不限制于物品的結(jié)構(gòu)和尺寸，即對于0. 25 μ m、0. 18 μ m、 0. 13μπι、0. 09μπι、0. 065μπι、0. 045μπι以及相應(yīng)于關(guān)鍵尺寸(⑶)更小的光掩膜板均可使 用，當然，還可以在同一個存儲柜中放置多個光掩膜板。當然，本實施例中可以通過預(yù)先設(shè)定存儲柜內(nèi)空間的第二壓力值(P2),該第二壓 力值(P2)的計算如下設(shè)定光掩膜板內(nèi)部的氣體體積為:r (升)；該光掩膜板內(nèi)部的氣體量為N’敬 mol (摩爾)；存儲柜內(nèi)空間的氣體體積為VeL(升)；該存儲柜內(nèi)空間的氣體量(摩 爾)；充入存儲柜內(nèi)空間的氮氣的氣體量為ANemol (摩爾)；進入光掩膜板內(nèi)部的氮氣 的氣體量為Δ N’ ftmol (摩爾)；保持操作中存儲柜內(nèi)空間的溫度不變；由熱力學(xué)公式PV/T = nR，其中，η為物質(zhì)的量(單位摩爾)，R為常數(shù)；Ve>> Vft ；存儲柜內(nèi)空間壓力值變化首先加壓使存儲柜內(nèi)空間的由P1升至P2再降低P2使存儲 柜內(nèi)空間的壓力值恢復(fù)至P1(P2SSP1)；PV = nRT;由于V，R，T不變，P與N成正比；即RT = P1V'柜/N，柜=P2V'柜/(N，柜+ ΔΝ，柜)=P1V'板/N，板=P2 V，板/(N，板+ ΔΝ，板)此時，光掩膜板內(nèi)部原有氣體的濃度為原來的P倍ρ =N，板/(N，板+ ΔΝ，板)=Pl/P2當壓力值還原時，P = P1A32如此循環(huán)K次(K為正整數(shù))，最終光掩膜板內(nèi)部原有氣體的濃度為P = (P1A32) k，從而達到排出光掩膜板內(nèi)部原有氣體的目的。通常光掩膜板內(nèi)部的氨氣濃度Ibbp和濕度45%，在后續(xù)使用中需要該光掩膜板 內(nèi)部的氨氣的濃度在0. Ibbp以下，由此可以通過在存儲光掩膜板的存儲柜內(nèi)，變化該存儲 柜內(nèi)空間的壓力的有效降低該光掩膜板內(nèi)部的氨氣和水蒸汽。參考圖3所示，圖3示出了本實施例中降低物品內(nèi)部的有害氣體濃度的步驟流程 圖。所述物品的表面設(shè)有擴散有害氣體的孔，具體地，將具有孔的物品放置在存儲柜內(nèi)空 間，并將存儲柜的密封門關(guān)緊，測量該存儲柜內(nèi)空間的壓力值P1 ；接著，調(diào)節(jié)該存儲柜連接 的自動控制系統(tǒng)，使該自動控制系統(tǒng)對存儲柜執(zhí)行如下的操作步驟
步驟S301 密封所述包含物品的存儲柜的出氣口，用于提高存儲柜內(nèi)空間的壓力 值，測定該存儲柜內(nèi)空間的第一壓力值(P1)；步驟S302 對存儲柜的內(nèi)空間充入第一氣體，同時檢測存儲柜進氣口進入該第一 氣體的流量；步驟S303 檢測所述存儲柜內(nèi)空間的壓力值，當該存儲柜內(nèi)空間的壓力值達到設(shè) 定的第二壓力值(P2)時，停止對該存儲柜內(nèi)空間充入第一氣體，同時密封該存儲柜的進氣
π ；步驟S304 將存儲柜內(nèi)空間的有害氣體和第一氣體的混合氣體排出，降低存儲柜 內(nèi)空間的壓力，同時檢測該存儲柜內(nèi)空間的壓力值，可以將該存儲柜內(nèi)空間的壓力恢復(fù)至 原存儲柜內(nèi)空間的第一壓力值(P》。本實施例中的方法可以有效地將光掩膜板內(nèi)的有害氣體排出，有利于延長光掩膜 板的使用壽命，縮短存放時間，還可以節(jié)省氮氣的用量。此外，上述實施例中所示出的降低 有害氣體濃度的方法可以使用在任何領(lǐng)域，如醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中對口小的容器消毒后的處理、化 工領(lǐng)域也可以使用，不限于使用在電子工業(yè)中。另外，本實施例中設(shè)計的方法還適用于使用 兩種不發(fā)生反應(yīng)的氣體互相置換的過程。本發(fā)明已經(jīng)通過上述實施例進行了說明，但應(yīng)當理解的是，上述實施例只是用于 舉例和說明的目的，而非意在將本發(fā)明限制于所描述的實施例范圍內(nèi)。此外本領(lǐng)域技術(shù)人 員可以理解的是，本發(fā)明并不局限于上述實施例，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)還可以做出更多種的 變型和修改，這些變型和修改均落在本發(fā)明所要求保護的范圍以內(nèi)。本發(fā)明的保護范圍由 附屬的權(quán)利要求書及其等效范圍所界定。
權(quán)利要求
1.一種降低物品內(nèi)部有害氣體濃度的方法，其特征在于，將所述物品放置在存儲柜內(nèi)， 所述物品的表面設(shè)有擴散其內(nèi)部有害氣體的孔，所述方法包括對所述密閉的存儲柜內(nèi)空間充入第一氣體，使該存儲柜內(nèi)空間的氣壓從第一壓力值提 高至第二壓力值，再排出所述存儲柜內(nèi)空間的氣體，所述第二壓力值高于第一壓力值。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述存儲柜具有一個或多個進氣口和出氣Π ；對所述存儲柜內(nèi)空間充入第一氣體之前，密封所述包含物品的存儲柜的出氣口。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，通過所述存儲柜的進氣口充入所述第一氣體，以及檢測所述存儲柜內(nèi)空間的壓力值； 當所述壓力值達到第二壓力值時，不再對所述存儲柜內(nèi)空間充入該第一氣體，關(guān)閉所 述進氣口。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述存儲柜上設(shè)有關(guān)閉或打開所述進氣口 的第一閥門、和關(guān)閉或打開所述出氣口的第二閥門，該第一閥門和第二閥門分別連接于自 動控制系統(tǒng)；所述自動控制系統(tǒng)通過第一閥門自動關(guān)閉或打開所述進氣口，以及控制所述第二閥門 關(guān)閉或打開所述出氣口。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述有害氣體和所述第一氣體彼此不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述物品為光掩膜板。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述有害氣體選自氨氣、硫酸根、含硫酸根 化合物的氣體或水蒸汽。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一氣體選自惰性氣體。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一氣體為氮氣。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種降低物品內(nèi)部有害氣體濃度的方法，將所述物品放置在存儲柜內(nèi)，所述物品的表面設(shè)有擴散其內(nèi)部有害氣體的孔，所述方法包括對所述密閉的存儲柜內(nèi)空間充入第一氣體，使該存儲柜內(nèi)空間氣壓從第一壓力值提高至第二壓力值，再排出所述存儲柜內(nèi)空間的氣體，所述第二壓力值P2高于第一壓力值。進一步地，所述存儲柜具有一個或多個進氣口和出氣口；對所述存儲柜內(nèi)空間充入第一氣體之前，密封所述包含物品的存儲柜的出氣口。使用本發(fā)明的方法能夠有效地降低存儲柜中儲存的物品內(nèi)部的有害氣體濃度，有效地提高了物品的使用壽命和存放周期。
文檔編號B08B17/00GK102125922SQ201010022889
公開日2011年7月20日 申請日期2010年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月14日
發(fā)明者鄧若巖, 金普楠 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司