CN111029285B - 装载埠和检测装载埠的foup盖的异常的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种装载埠，其被设置于半导体处理装置的装载/卸载埠，以用于运送半导体晶圆，其包括：FOUP支架，其被构造为用于支撑包括FOUP盖的FOUP，并且使FOUP相对于装载/卸载埠在前后方向上移动；盖部，其被构造为用于打开和关闭装载/卸载埠；FOUP盖传感器，其被设置为用于在盖部处于关闭状态的位置与FOUP盖在通过使FOUP相对于装载/卸载埠后退预定距离而正常完成卸载时的位置之间执行检测操作；以及观察装置，其被构造为用于在卸载完成之后观察FOUP盖传感器已经执行了检测操作。

Description

装载埠和检测装载埠的FOUP盖的异常的方法
相关申请的交叉引用
本申请以2018年10月9日提交的日本专利申请第2018-181020号为基础并要求其优先权，该申请的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明涉及一种装载埠和一种检测装载埠的FOUP(Front Opening Unified Pod，前开式晶圆盒)盖的异常的方法。
背景技术
已经广泛使用被设置于半导体处理装置的装载/卸载埠并用于运送半导体晶圆的装载埠(例如，参见专利文献1：日本专利第3954287号公报)。在局部形成具有高清洁度的区域的“微环境法”中，半导体晶圆被储存在称为FOUP的密封容器中，保持比外部大气更高的清洁度。装载埠可以将半导体晶圆装载到FOUP中和从FOUP中卸载。然后，在保持清洁环境的同时将储存在FOUP中的半导体晶圆运送到下一个工序。
为了装载和卸载半导体晶圆，FOUP具有可以打开和关闭的FOUP盖。此外，装载埠包括FOUP支架，其支撑FOUP以使其可相对于半导体处理装置来回移动。
为了保持清洁环境，在关闭FOUP时，FOUP盖必须正确附接到FOUP主体上并且必须保持在密封状态下。然而，例如由于在将FOUP盖锁定到FOUP主体上时的失误，有时可能出现FOUP盖未被正确附接到FOUP主体上的异常情况。在这种情况下，当通过将FOUP后退到离半导体处理装置预定距离而完成卸载时，例如，FOUP盖可能与FOUP主体分离。
在传统的装载埠中，设置了各种传感器，但是没有设置用于检测FOUP盖的分离的装置。出于此原因，可能在FOUP盖处于分离状态时运送FOUP。因此，半导体晶圆可能暴露于清洁度低的大气中，或者半导体晶圆可能从FOUP掉出并与其分离，并且可能在运送期间被损坏。
另外，专利文献1中描述的装载埠被构造为用于检测容纳半导体晶圆的晶圆承载件(对应于FOUP)的盖是否保持在装载埠的主体侧上(专利文献1的第0053段)。然而，在盖与装载埠的主体侧分离开并且附接到晶圆承载件上之后，该装载埠不检测盖是否正确附接到晶圆承载件上。出于此原因，在专利文献1中描述的构造中，不可能检测FOUP盖未正确附接到FOUP主体上的异常。
发明内容
本发明提供了一种装载埠和一种检测装载埠的FOUP盖的异常的方法，其能够检测FOUP盖未正确附接到FOUP主体上的异常。
根据本发明的实施方式，提供了一种装载埠，其被设置于半导体处理装置的装载/卸载埠，以用于运送半导体晶圆，该装载埠包括：FOUP支架，其被构造为用于：支撑FOUP，该FOUP包括能够打开和关闭的FOUP盖并且是被构造为用于容纳半导体晶圆的容器；以及使FOUP相对于装载/卸载埠在前后方向上移动；盖部，其被构造为用于打开和关闭装载/卸载埠；FOUP盖传感器，其被设置为用于在盖部处于关闭状态的位置与FOUP盖在通过使FOUP相对于装载/卸载埠后退预定距离而正常完成卸载时的位置之间执行检测操作；以及观察装置，其被构造为用于在卸载完成之后观察FOUP盖传感器已经执行了检测操作。
根据这种构造，装载埠包括FOUP盖传感器和观察装置。因此，例如，可以通过FOUP盖传感器检测与FOUP主体分离的FOUP盖，并且这种检测可以通过观察装置检测。
在装载埠中，FOUP盖传感器可以是光学传感器。
根据这种构造，光学传感器用作FOUP盖传感器。因此，例如，可以通过阻挡光束容易地检测FOUP盖与FOUP主体的分离。
在装载埠中，FOUP盖传感器可以包括在前后方向上倾斜的光轴。
根据这种构造，通过使光轴在前后方向上倾斜，可以加宽前后方向上的检测范围。
根据本发明的另一个实施方式，提供了一种检测装载埠FOUP的FOUP盖的异常的方法，该方法在被设置于半导体处理装置的装载/卸载埠以用于运送半导体晶圆的装载埠中使用，该装载埠包括：FOUP支架，其被构造为用于支撑包括能够打开和关闭的FOUP盖并且作为被构造为用于容纳半导体晶圆的容器的FOUP，并且使FOUP相对于装载/卸载埠在前后方向上移动；盖部，其被构造为用于打开和关闭装载/卸载埠；以及FOUP盖传感器，其被设置为用于在盖部处于关闭状态的位置与FOUP盖在通过使FOUP相对于装载/卸载埠后退预定距离而正常完成卸载时的位置之间执行检测操作，其中该方法包括：关闭FOUP盖；在FOUP支架上使FOUP相对于装载/卸载埠后退；以及通过FOUP盖传感器执行检测操作。
根据该方法，在使FOUP相对于装载/卸载埠后退之后，例如，可以通过FOUP盖传感器检测与FOUP主体分离的FOUP盖。
附图说明
包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施方式，并且与上文给出的一般说明和下文给出的实施方式的详细说明一起用于解释本发明的原理。
图1是示出根据本发明的实施方式的装载埠的立体图。
图2是示出FOUP放置在装载埠的FOUP支架处的状态的立体图。
图3是示出用于装载埠的FOUP的例子的立体图。
图4是示出FOUP盖传感器及其在装载埠中的光轴的局部放大立体图。
具体实施方式
现在将详细参照各种实施方式，它们的例子在附图中示出。在以下详细说明中，阐述了许多具体细节以便提供对本发明的透彻理解。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实施本发明。在其他情况下，没有详细描述众所周知的方法、步骤、系统和组件，以免不必要地使各种实施方式的方面不清楚。
下面将参照附图描述本发明的实施方式。当在以下说明中描述前后关系时，朝向被设置为与装载埠的面板部接触的半导体处理装置的方向将被称为“前向”，而远离半导体处理装置的方向将被称为“后向”。另外，以下说明中描述的垂直关系对应于图1中所示的垂直关系。
本实施方式的装载埠1被设置于半导体处理装置的装载/卸载埠(未示出)。半导体处理装置在图1中定位在装载埠1的右上侧(到盖部13和面板部14的内侧)。假设根据本实施方式的半导体处理装置包括运送要处理的半导体晶圆的运送设备，例如EFEM(设备前端模块)等。装载埠1连接至这种运输设备。半导体处理装置(包括运送设备)的内部保持在比外部大气更高的清洁度下。
如图1所示，装载埠1主要包括主体部11、FOUP支架12和盖部13。装载埠1的基础(机械)构造与已知构造相同。
主体部11是盒形部分并且设置在半导体处理装置的后向上。面板部14设置在安装到(例如，装入)半导体处理装置的开口部分的、主体部11的前侧。面板部14例如设置有指示装载埠1的操作状态的显示部141。
FOUP支架12被设置成可相对于主体部11的上表面在前后方向上移动。如图2所示，FOUP 2放置并固定在FOUP支架12的上方。这使FOUP支架12能够支撑FOUP 2。因此，如图1中示意性所示，用于定位和固定FOUP 2的销或爪设置在FOUP支架12的上表面上。在这方面，例如，FOUP 2具有图3所示的形状，并且包括其中具有空间的FOUP主体21以及可拆卸地附接至FOUP主体21并且能够打开和关闭FOUP 2的FOUP盖22。FOUP 2是能够在其中储存多个半导体晶圆的容器。尽管没有示出，但是FOUP 2可设置有进气口和排气口。在这种情况下，例如，可以使用进气口和排气口在FOUP 2内部执行氮气清洗。FOUP 2放置在FOUP支架12上面，使得FOUP盖22面向半导体处理装置(参见图2)。图2所示的状态是FOUP 2的FOUP盖22在后向上与装载埠1的盖部13分离的状态。此外，当FOUP 2通过FOUP支架12被前推时，FOUP主体21的开口周围的接触部与面板部14进行气密接触。因此，半导体晶圆可以在具有高清洁度的环境中在半导体处理装置与FOUP 2之间运送。
盖部13是板状部分，其能够打开和关闭被设置为用于在半导体处理设备中装载和卸载半导体晶圆的装载/卸载埠(开口部分的一部分)。在本实施方式中，如图1所示，盖部13具有大致矩形的形状。盖部13设置成可相对于面板部14移动(例如，可垂直移动)。例如，盖部13可在向上移动时气密地关闭装载/卸载埠，并且可在向下移动时打开装载/卸载埠。在向下移动时，为了不干扰面板部14，盖部13首先被前推(朝半导体处理装置移动)，然后沿面板部14向下移动。在盖部13的面向FOUP 2的表面上设置有要装配到FOUP盖22上的配合部(闭锁机构等)131。FOUP盖22设置有与配合部131对应的被配合部221。FOUP 2在FOUP支架12上被前推，使得FOUP盖22放置在盖部13上，由此使盖部13的配合部131与FOUP盖22的被配合部221进入装配状态。因此，FOUP盖22和盖部13成为一体。通过在该状态下使盖部13相对于面板部14移动，可以使FOUP盖22与FOUP主体21分离，并且可以使盖部13相对于半导体处理装置的装载/卸载埠打开。在这种状态下，装载/卸载埠与FOUP主体21的内部彼此连通，由此例如可以通过使用设置在EFEM内部的机器人臂将半导体晶圆装载到FOUP主体21中和从FOUP主体21中卸载。
装载埠1设置有各种传感器。特别地，在本实施方式中，设置了FOUP盖传感器15。FOUP盖传感器15被设置为用于在盖部13处于关闭状态的位置与FOUP盖22在通过使FOUP 2相对于半导体处理装置的装载/卸载埠后退预定距离而正常完成卸载时(换言之，在通过使FOUP 2与装载/卸载埠分离而完成解锁时)的位置之间执行检测操作。关于FOUP盖传感器15的检测操作，观察装置(未示出)被设置为用于观察FOUP盖传感器15在卸载完成之后已经执行了检测操作。观察装置可以设置在装载埠1的控制器(或任何合适类型的处理器)中。
在本实施方式中，光学传感器用作FOUP盖传感器15。如图4所示，FOUP盖传感器15的发光部151设置在面板部14处，并且FOUP盖传感器15的光接收部152设置在主体部11的顶部处，更具体地，设置在卸载完成时已经后退的FOUP支架12的前方。用于检测的光从上到下投射。FOUP盖传感器15的光轴15L(由双点划线表示)在前后方向上倾斜。具体而言，如图4所示，下部的光接收部152定位在上部的发光部151的后向上(远离盖部13)。也就是说，光轴15L相对于FOUP盖22的表面方向(即，垂直方向)倾斜。通过如上所述以倾斜的方式设置光轴15L，可以使前后方向上的检测范围比光轴平行于FOUP盖22的表面方向时更宽。因此，当FOUP盖22与FOUP主体21分离时，可以提高检测的可靠性。
接下来，将描述根据本实施方式的检测装载埠1的FOUP盖22的异常的方法。在检测时，首先执行关闭FOUP盖22的步骤。然后，在FOUP支架12上执行使FOUP 2与FOUP支架12一起相对于半导体处理装置的装载/卸载埠后退的步骤。随后，当通过另一个传感器等的检测确定了FOUP 2在装载埠1中的后退操作正常完成时，FOUP盖传感器15然后执行检测操作。当FOUP盖传感器15的检测可能表明在正常状态下不应该存在任何物体的位置处存在异物时(在本实施方式中，当从发光部151发射到光接收部152的光束被阻挡时)，异物很可能是与FOUP主体21分离的FOUP盖22。因此，可以检测到FOUP盖22未正确附接到FOUP主体21上的异常。
尽管上面已经描述了本发明的一个实施方式，但是本发明不限于上述实施方式，而是可以在不脱离本发明的主旨的情况下进行各种修改。
在上述实施方式中作为检测目标的、FOUP盖22未正确附接到FOUP主体21上的异常是FOUP盖22与FOUP主体21的分离，即，FOUP盖22完全分离的状态。然而，本发明不限于此。例如，FOUP盖22从FOUP主体21的移位(即，FOUP盖22的不完全分离)可以是检测目标，只要它发生在FOUP盖传感器15可以检测到检测目标的位置即可。FOUP盖传感器15还可以检测除FOUP盖22之外的异物。
此外，尽管在上述实施方式中光学传感器用作FOUP盖传感器15，但是本发明不限于此。也可以使用其他类型的传感器，例如接触型传感器等。当使用光学传感器时，光轴15L的方向不限于上述实施方式中的垂直方向，而可以是水平的或对角线的。另外，尽管在上述实施方式中为一个装载埠1设置了一个FOUP盖传感器15，但是也可以设置多个FOUP盖传感器15。
根据本发明，在一些实施方式中，可以检测FOUP盖未正确附接到FOUP主体上的异常。
虽然已经描述了某些实施方式，但是这些实施方式仅作为例子给出，并且不用于限制本发明的范围。实际上，本文描述的实施方式可以实现为各种其他形式。此外，在不脱离本发明的精神的情况下，可以对本文描述的实施方式的形式进行各种省略、替换和改变。所附权利要求及其等同物旨在涵盖落入本发明的范围和精神内的这些形式或修改。

Claims (2)

1.一种装载埠，其被设置于半导体处理装置的装载/卸载埠，以用于运送半导体晶圆，所述装载埠包括：
前开式晶圆盒支架，其被构造为用于：
支撑前开式晶圆盒，所述前开式晶圆盒包括能够打开和关闭的前开式晶圆盒盖并且是被构造为用于容纳所述半导体晶圆的容器；以及
使所述前开式晶圆盒相对于所述装载/卸载埠在前后方向上移动；
盖部，其被构造为用于打开和关闭所述装载/卸载埠；
前开式晶圆盒盖传感器，其是包括在所述前后方向上倾斜的光轴的光学传感器，并且被设置为用于在所述盖部处于关闭状态的位置与所述前开式晶圆盒盖在通过使所述前开式晶圆盒相对于所述装载/卸载埠后退预定距离而正常完成卸载时的位置之间执行检测操作；以及
观察装置，其被构造为用于在所述卸载完成之后观察所述前开式晶圆盒盖传感器已经执行了所述检测操作。
2.一种检测装载埠的前开式晶圆盒盖的异常的方法，所述方法在被设置于半导体处理装置的装载/卸载埠以用于运送半导体晶圆的所述装载埠中使用，所述装载埠包括：前开式晶圆盒支架，其被构造为用于支撑包括能够打开和关闭的前开式晶圆盒盖并且作为被构造为用于容纳所述半导体晶圆的容器的前开式晶圆盒，并且使所述前开式晶圆盒相对于所述装载/卸载埠在前后方向上移动；盖部，其被构造为用于打开和关闭所述装载/卸载埠；以及前开式晶圆盒盖传感器，其是包括在所述前后方向上倾斜的光轴的光学传感器，并且被设置为用于在所述盖部处于关闭状态的位置与所述前开式晶圆盒盖在通过使所述前开式晶圆盒相对于所述装载/卸载埠后退预定距离而正常完成卸载时的位置之间执行检测操作，
其中，所述方法包括：
关闭所述前开式晶圆盒盖；
在所述前开式晶圆盒支架上使所述前开式晶圆盒相对于所述装载/卸载埠后退；以及
通过所述前开式晶圆盒盖传感器执行所述检测操作。
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