CN100473949C

CN100473949C - 半导体设备制程环境微震监测系统

Info

Publication number: CN100473949C
Application number: CNB031019862A
Authority: CN
Inventors: 蔡宏毅
Original assignee: TAIWAN NANOTECHNOLOGY CORP
Current assignee: TAIWAN NANOTECHNOLOGY CORP
Priority date: 2003-01-30
Filing date: 2003-01-30
Publication date: 2009-04-01
Anticipated expiration: 2023-01-30
Also published as: CN1521478A

Abstract

一种半导体设备制程环境微震监测系统，其抗微震平台是由一钢结构体固定在一混凝土基础上，一阻尼结构体定位在该钢结构体上，该阻尼结构体的面材上是承载一标的机台；复数个加速度规，布设在该抗微震承载平台的钢结构体与阻尼结构体之间；一信号集录及处理装置，包括有复数个信号通道，经由信号线连接于该加速度规，用以集录各个加速度规所检测到的信号，该每一个信号通道包括有一模拟至数字转换器、一资料栓锁器，以将各个加速度规所量测到的信号传送至一中央处理器中。

Description

半导体设备制程环境微震监测系统

技术领域

本发明涉及一种微震监测的技术，尤其涉及一种半导体设备制程环境微震监测系统。

背景技术

在传统的产业中，震动能量对于机台的运转及产品的良率并不会受到特别的影响。但随著各种高科技产业的微小化与超精密化，其制程与检测设备的振动敏感度也随之提高，以致设备对从环境传递而来的允许振动量也要求愈严苛，以半导体制程而言，美国半导体产业协会(SIA)于1998年预测在2001年将进入0.18μm制程，其对振动量要求比1995年的0.35μm制程严苛一倍，未来十年也将以此趋势发展，目前半导体制程精度超前SIA当时的预测，因此振动问题须更加重视。

对于例如电子元件的制造、晶圆厂的晶圆制造等高科技产业，如果无法完善解决振动的问题，则对于精密机台本身的运作及产品的良率即会产生很大的影响。因此，在许多厂房设计中、或是在机台承载平台的结构设计方面，皆会要求具有抗微震的功能。

以台南科学工业园区为例，高速铁路的振动规格为距离高铁中心线200公尺处的振动量，在低频(<12.5Hz)振动部份须小于68dB(ref：1μin./sec)，在高频(≥12.5Hz)振动部份须小于46dB(ref：1μin./sec)。此规格在低频振动部分与一般的振动准则仍有相当大的差距。一般而言，曝光制程设备对于振动加速度较敏感，而光学检测设备对于振动位移较敏感。依照半导体设备制造商的振动规格及相关的研究文献归纳，高速铁路所引致振动有可能对园区内厂商造成影响，因此实际的振动量测与分析实有其必要性。

发明内容

因此，鉴于上述习用技术的缺失，本发明的主要目的即是提供一种半导体设备制程环境微震监测系统，藉由本创作的技术，可提供各项精密设备运转时的振动监测，使得生产过程中的制程良率与当时的振动状况可以做一完整的比对、追踪，并可以了解环境因素对厂房振动环境的影响。

本发明的另一目的是提供一种半导体设备微震平台的振动监测技术，藉由本创作监测系统的硬体及布置的感测器定期做振动资料的撷取、分析以及判读的工作，以掌握整个设备系统的振动状况。

为了要达到上述的目的，本发明半导体设备制程环境微震监测系统，其特征在于包括：

抗微震平台，其由一钢结构体固定在一混凝土基础上，一阻尼结构体定位在该钢结构体上，该阻尼结构体的面材上承载一标的机台；复数个加速度规，布设在该抗微震承载平台的钢结构体与阻尼结构体之间；

一信号集录及处理装置，包括有复数个信号通道，经由信号线连接于该加速度规，用以集录各个加速度规所检测到的信号，该每一个信号通道包括有一模拟至数字转换器、一资料栓锁器，以将各个加速度规所量测到的信号传送至一中央处理器中。

该加速度规的电压灵敏度至少1V/g，有效频宽至少1～800Hz，频谱杂讯1～800Hz小于5μg(rms)。

该信号集录及处理装置的各个信号通道的有效频宽至少1～800Hz，频谱杂讯1～800Hz小于0.5μg(rms)，解析度至少0.1μg。

该钢结构体与混凝土基础之间，也布设有复数个加速度规。

该钢结构体也布设有复数个加速度规。

该信号集录及处理装置包括有一数值设定记忆体及一数值设定单元，该数值设定记忆体记录有振动上限设定值、定时记录时间设定值、随机振动设定值等数值设定值。

该信号集录及处理装置包括有一信号传输界面，以将各个量测出的信号或是经过运算处理过的信号资料经由该信号传输界面及传输线传送至一电脑装置，以作进一步的贮存、分析、以及建立完整资料库。

经由本发明的监测、记录可达到下列预期效果：

(1)固定式微振量测系统可长期定时自动记录，每日均能即时监测制程设备在运转时的环境振动量，可用于分析、研判振动状况，并建立完整资料库。

(2)监测系统可将过大的随机振动及其发生的时间记录下，以便于使现场的制程工程师以及品保人员针对此一资讯进一步对所需的制程进行分析及改善。

(3)藉由本创作的辅助，可协助业者建立自有的振动量测技术，并可以建立全厂的振动历史纪录，以供工程师以及建厂人员在采购仪器设备以及生产线规划时可做为重要的参考依据。

本发明的其它目的及其结构设计，将藉由以下的实施例及附呈图式作进一步的说明。

附图说明

图1是显示本发明半导体设备抗微震承载平台的立体图；

图2是显示图1中A—A断面的剖视图；

图3是显示本发明控制装置的连接示意图；

图4是显示本发明信号集录及处理装置的进一步控制电路方块图。

实施方式

参阅图1所示，其显示本发明半导体设备抗微震承载平台的立体图，而图2是显示图1中A—A断面的剖视图。在本发明抗微震承载平台10的结构设计中，主要包括有一钢结构体1以及一阻尼结构体2，其中该阻尼结构体2是以复数支固定螺栓51配合螺帽52定位在该钢结构体1上，再于该阻尼结构体2的顶面承载一标的机台3，在本发明的较佳实施例中，该标的机台3乃为晶圆制程设备，也可为其它需要防震的机台设备。钢结构体1的底部也是藉由复数支固定螺栓51配合螺帽52固定在混凝土基础4上。

该阻尼结构体2包括有一底材21，在该阻尼结构体2的侧边形成侧框架22，四边的侧框架22与底材21间所围构出的内部槽体空间中，可供灌注混凝土层24。较佳地，该底材21与侧框架22的交界处预留有一适当宽度的馀隙21a。

在混凝土层24的一预定高度处，铺设有点焊钢丝网23a、23b，以在该框架槽体空间中形成一钢筋混凝土层。该混凝土层24是作为本发明阻尼结构体2的基材，可提供符合机械载重的高弹性模数需求，并在其初期膨胀收缩时添加化剂抑制其活动，以产生高应力，达到高耐震材的目的。

在该混凝土层24的顶面覆设有一高强度纤维层25，该高强度纤维层25是作为本发明的中材，其设置的目的是因为前述的基材(即混凝土层24)表面尚有孔隙，故以高强度纤维材料予以填补，以防止本发明在实际承载机台时，该基材因受压而产生内部应力的潜变。

在形成该高强度纤维层25之后，再于其表面覆设一阻尼面材26，其采用高阻尼材料形成，是一种耐机械冲击载重而无破坏之虑的高分力应力材料(例如Epoxy材料)。最后，该阻尼面材26的顶面即可供承载标的机台3。

在该抗微震承载平台的钢结构体1与阻尼结构体2之间，乃布设有复数个加速度规60，在该钢结构体1与混凝土基础4之间、以及钢结构体1也可布设有复数个加速度规60。每一个加速度规60皆为高灵敏度、低杂讯的加速度规。其电压灵敏度(Voltage Sensitivity)至少1V/g，有效频宽(Frequency Range)至少1～800Hz，频谱杂讯(Spectral Noise for 1/3 octave band)1～800Hz小于5μg(rms)。

参阅图3所示，各个加速度规60经由信号传输线连接至一资料集录装置6。该资料集录装置6包括有复数个信号通道，可经由信号线51集录各个加速度规60所检测到的信号。

在本发明的实施例中，该资料集录装置6的各个信号通道的有效频宽至少1～800Hz，频谱杂讯(Spectral Noise for 1/3 octave band)1～800Hz小于0.5μg(rms)，解析度(Resolution)至少0.1μg。资料集录装置6可透过信号传输界面61及信号线而连接于一工业型电脑或一般电脑装置7。

该资料集录装置6配备有一至少可维持4小时以上的不断电电源供应装置8，以确保信号的撷取、监测。

图4是显示本发明资料集录装置6的进一步控制电路方块图，其包括有数个信号通道6a、6b...6n，每一个信号通道中皆包括有一模拟至数字转换器61、一资料栓锁器62，以将各个加速度规60所量测到的信号传送至中央处理器63中。

该中央处理器63配置有一数值设定记忆体64及一数值设定单元65。该数值设定记忆体64用以记录振动上限设定值、定时记录时间设定值、随机振动设定值等数值设定值。该振动上限值设定值是可由业主订定适当的振动上限值(vibration level)，此界限值可视需要由操作者藉由数值设定单元65而予以更改。定时记录时间设定值是由业主订定的适当自动记录时间周期。随机振动设定值也可由业主订定的随机振动预定值。该中央处理器63另可包括有一信号传输界面66，以将各个量测出的信号或是经过运算处理过的信号资料经由该信号传输界面66及传输线传送至电脑装置7，而这些传送过来的资料也可进一步由该电脑装置7予以贮存、分析、以及建立完整资料库。

对于正常状况下的环境振动及随机产生的振动的资料处理方式，可分为：

(1)环境振动的测试：

分析频谱为1/3倍频带(1/3 octave band)，分析频宽为1～800Hz，频谱显示值为均方根植(rms value，平均方法为线性平均(linear average)，每笔平均时间10分钟以上，每30分钟至少1笔，连续24小时，每一地点监测三个方向，分别为两个水平方向及一个垂直方向。计算各频率日变化值的最大值、平均值加一倍标准差、平均值及最小值。

(2)随机陡振的记录：

由业主订定适当的振动上限(vibration level)此界限值可视需要而更改，当振动量超过此一上限值时，系统可自动记录发生的时间，以便于制程及品保人员根据记录的时间回溯至有问题的产品，进而做为制程改善的根据。

经由本创作的监测、记录可达到下列预期效果：

以上已将本发明的较佳实施例加以说明，凡精于此项技艺者当可依据上述的说明作其它种种的改良，惟这些改变仍属于本发明的创作精神及以下所界定的权利要求范围中。

Claims

1、一种半导体设备制程环境微震监测系统，其特征在于包括：

抗微震平台，其由一钢结构体固定在一混凝土基础上，一阻尼结构体定位在该钢结构体上，该阻尼结构体的面材上承载一标的机台；

复数个加速度规，布设在该抗微震平台的钢结构体与阻尼结构体之间；

2、根据权利要求1所述的半导体设备制程环境微震监测系统，其特征在于该加速度规的电压灵敏度至少1V/g，有效频宽至少1～800Hz，频谱杂讯1～800Hz的均方根值小于5μg。

3、根据权利要求1所述的半导体设备制程环境微震监测系统，其特征在于该信号集录及处理装置的各个信号通道的有效频宽至少1～800Hz，频谱杂讯1～800Hz的均方根值小于0.5μg，解析度至少0.1μg。

4、根据权利要求1所述的半导体设备制程环境微震监测系统，其特征在于该钢结构体与混凝土基础之间，也布设有复数个加速度规。

5、根据权利要求1所述的半导体设备制程环境微震监测系统，其特征在于该钢结构体也布设有复数个加速度规。

6、根据权利要求1所述的半导体设备制程环境微震监测系统，其特征在于该信号集录及处理装置包括有一数值设定记忆体及一数值设定单元，该数值设定记忆体记录有振动上限设定值、定时记录时间设定值、随机振动设定值数值设定值。

7、根据权利要求1所述的半导体设备制程环境微震监测系统，其特征在于该信号集录及处理装置包括有一信号传输界面，以将各个量测出的信号或是经过运算处理过的信号资料经由该信号传输界面及传输线传送至一电脑装置，以作进一步的贮存、分析、以及建立完整资料库。