CN111952226B - 晶圆载具监控系统及其监控方法 - Google Patents

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Abstract

一种晶圆载具监控系统包括监控模块，监控模块用以接收由传感器所感测到的晶圆盒的状态的感测数据，并记录在第一时间点与在第二时间点之间由传感器所感测到晶圆盒于状态下的监控信息，并将第一时间点及第二时间点之间的监控信息传送给外部装置；第一时间点是当晶圆传载装置开始改变晶圆盒的状态的时间点，及第二时间点是当晶圆传载装置停止对晶圆盒改变状态的时间点。本发明还提供一种晶圆传载装置的监控方法，可实时监控晶圆盒内的环境状态。

Description

晶圆载具监控系统及其监控方法
技术领域
本发明为涉及本发明涉及晶圆载具传送的技术领域，特别是一种晶圆载具监控系统及晶圆传载装置的监控方法。
背景技术
随着科技的进步，各式电子产品的生产商发现影响成品良率的因素，除了相关工艺设计及控制外，半成品及成品在运载或是制作过程中，其所处的环境状态，对最终的成品良率也存在着直接或是间接的相关性。是以对于晶圆设备制造厂而言，从生产商取得影响成品良率的工艺参数，进而客制化生产商所需要的晶圆设备的技术已渐渐成为发展趋势。
晶圆的半成品或成品在运载或是制作过程中易受环境状态影响的问题是晶圆设备制造厂及生产商所欲实时关注的，举凡晶圆所处环境的温湿度、水平高低、振动幅度等等。然而现有技术仍缺乏实时监控该等环境因素的监控系统，依然存在无法稳定控制成品良率的问题。
发明内容
为了解决先前技术的问题，本发明的主要目的在提供一种晶圆载具监控系统，藉由监控晶圆盒内的环境状态，以期提升成品良率。
为达上述目的，本发明首先提供一种晶圆载具监控系统，与承载晶圆盒的晶圆传载装置连接，晶圆盒中容纳至少一个传感器，传感器用以持续感测晶圆盒的状态以得到感测数据，其中晶圆载具监控系统包括监控模块，监控模块用以接收由传感器所感测到的晶圆盒的状态的感测数据，并记录在第一时间点与在第二时间点之间由传感器所感测到晶圆盒于状态下的监控信息，并将第一时间点及第二时间点之间的监控信息传送给外部装置。其中，第一时间点是当晶圆传载装置开始改变晶圆盒的状态的时间点，及第二时间点是当晶圆传载装置停止对晶圆盒改变状态的时间点。
此外，本发明还提供一种晶圆传载装置的监控方法，其中晶圆传载装置内承载有晶圆盒，监控方法包括：感测晶圆盒的状态以得到感测数据；接收晶圆盒的状态的感测数据；记录在第一时间点与在第二时间点之间晶圆盒于状态下的监控信息，其中第一时间点是改变晶圆盒的状态的时间点，及第二时间点是停止对晶圆盒改变状态的时间点；以及将在第一时间点及在第二时间点之间的监控信息传送给外部装置。
本发明的晶圆载具监控系统、及晶圆传载装置的监控方法藉由实时记录第一时间点与在第二时间点之间晶圆盒内环境状态的温湿度值、晶圆盒的水平值及/或振动值，以达到实时监控并留下记录的目的；并藉由实时将第一时间点及在第二时间点之间的监控信息传送给外部装置，以达到实时远端监控的目的。
附图说明
图1是根据本发明所述的技术，表示晶圆载具监控系统与晶圆传载装置的配置示意图。
图2是根据本发明所述的技术，表示晶圆载具监控系统的一实施例的示意图。
图3是根据本发明所述的技术，表示晶圆载具监控系统的另一实施例的示意图。
图4是根据本发明所述的技术，表示晶圆传载装置的监控方法的流程图。
图5是根据本发明所述的技术，表示晶圆载具监控系统所记录的第一时间点及在第二时间点之间的监控信息表示湿度对时间变化图。
图6是根据本发明所述的技术，表示晶圆载具监控系统所记录的第一时间点及在第二时间点之间的监控信息表示晶圆盒的振动幅度对时间变化图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术特征及优点，能更为相关技术领域人员所了解，并得以实施本发明，在此配合所附的图式、具体阐明本发明的技术特征与实施方式，并列举较佳实施例加以说明。以下文中所对照的图式，为表达与本发明特征有关的示意，并未亦不需要依据实际情形完整绘制。而关于本案实施方式的说明中涉及本领域技术人员所熟知的技术内容，亦不再加以陈述。
首先，请参考图1，是本发明的晶圆载具监控系统与晶圆传载装置的配置示意图。如图1所示，晶圆传载装置100中具有框架110、与框架110垂直连接的平台部112，框架110在第一侧边111以平台部112为界线区分为下半部110B与上半部110A。其中，上半部110A具有用以容置晶圆盒F的容置空间SF，而晶圆盒F负载于平台部112上的接触盘面113，接触盘面113与辨识装置114连接并配置于平台部112，辨识装置114为一种无线射频辨识装置(RadioFrequency Identification)，用以自动辨识及追踪晶圆盒F。上半部110A位于容置空间SF的另一侧设有开门部115，接触盘面113可以被驱向开门部115移动，使得晶圆盒F的活动门(图未示)能与开门部115接触而带动晶圆盒F的活动门移动打开以使晶圆盒F内部与外部环境连通，藉此，外部的机械手臂或是人员将可依据需求由晶圆盒F中取放晶圆(图未示)。此外，晶圆传载装置100的下半部110B配置有充气模块116，平台部112设置于容置充气模块116的下半部110B的顶端，充气模块116用以对设置于平台部112上的晶圆盒F进行充气工序。充气模块116可以是依据需求与至少一个外部供气设备(图未示)相连通，且充气模块116可以是透过设置于接触盘面113的喷嘴组件(图未示)，而将外部供气设备所提供的气体充入设置于平台部112上的晶圆盒F中。
接着请同时参考图2及图3，图2是本发明的晶圆载具监控系统的一实施例的示意图及图3是本发明的晶圆载具监控系统的另一实施例的示意图。如图2、图3所示，晶圆盒F中容纳至少一个传感器S。具体应用中，可以将多个传感器S安装在仿晶圆的测试盘117，仿晶圆的测试盘117较佳为圆形，多个传感器S布置于仿晶圆的测试盘117的盘面上多个间隔相同的位置及盘面的中心位置，如图2所示，将具有至少一传感器S的仿晶圆的测试盘117放置于晶圆盒F内，用以持续感测晶圆盒F的状态以得到感测数据。另外可以如图3所示，单独将至少一传感器S放置于晶圆盒F内任何位置，用以持续感测晶圆盒F的状态以得到感测数据，传感器S可以放置于晶圆盒F的底部、顶部、或侧边，不特别加以限制。
晶圆传载装置100的充气模块116是用于对晶圆盒F内以惰性气体(例如氮气)或超洁净气体进行充气，以维持晶圆盒F的内部清洁，避免晶圆盒F内的晶圆受到外部气体的污染，及/或使晶圆盒F内气体的温湿度值保持5％以下。具体应用中，传感器S可用以持续感测晶圆盒F被充气的状态，并得到当充气模块116对晶圆盒F充气时，晶圆盒F内气体的温湿度值、晶圆盒F的水平值及/或振动值(指晶圆盒F的振动幅度)。在一实施例中，当充气模块116对晶圆盒F充气时，晶圆盒F内气体的湿度值会渐渐下降，而温度通常不会有太大的变化；晶圆盒F受到充气可能会有所振动，造成晶圆盒F可能会有不同的振动幅度。此外，在一实施例中，当晶圆传载装置100在安装时平台部112可能会有所倾斜，导致晶圆盒F在落位时可能会有高低不一的水平值。上述温湿度值、晶圆盒F的水平值、晶圆盒F的振动值等等感测数据皆可藉由设置于晶圆盒F内的传感器S侦测得到。在此要说明的是，在本发明的实施例中所称的晶圆盒F内气体的湿度值指的是相对湿度值，以下的说明书内容就不再加以注明。
接着请参考图3。如图3所示，本发明的晶圆载具监控系统1包括监控模块CM，监控模块CM用以接收由传感器S所感测到的晶圆盒F的状态(充气时)的感测数据，并记录从晶圆传载装置100开始改变晶圆盒F的状态(开始充气)的时间点(以下简称第一时间点)至晶圆传载装置100停止对晶圆盒F改变状态(停止充气)的时间点(以下简称第二时间点)之间、由传感器S所感测到晶圆盒F于充气状态下的晶圆盒F内气体的温湿度值、晶圆盒F的水平值、晶圆盒F的振动值等等感测数据，作为监控信息。在一实施例中，开始充气至停止充气的期间例如为10分钟左右，也就是说第一时间点开始至第二时间点结束经过了10分钟左右；则监控信息可以是充气模块116对晶圆盒F进行10分钟的充气过程中，由传感器S所感测到晶圆盒F于充气状态下的晶圆盒F内气体的温湿度值、晶圆盒F的水平值、晶圆盒F的振动值等等感测数据。需要说明的是，本发明的实施例并不局限于开始充气至停止充气的期间为10分钟，可以是超过10分钟、或10分钟以下。
本发明的晶圆载具监控系统1的监控模块CM可以设置于充气模块116上，可以更包含与监控模块CM连接的显示器装置DP，用以实时显示由监控模块CM在第一时间点及在第二时间点之间监控得到的监控信息，以便用户可以透过显示器装置DP随时观看监控信息。另外，还可以包含软件(例如绘图软件)及/或输入设备(例如键盘)与监控模块CM连接，用以对由监控模块在第一时间点及在第二时间点之间监控得到的监控信息进行绘图分析，以便使用者可以现场对监控信息做分析。
监控模块CM还可以将第一时间点及第二时间点之间的监控信息传送给外部装置IT。传送给外部装置IT的传送方式可以透过有线或无线的通讯方式传送。具体应用中，外部装置IT可以是远端的电子装置，可为终端客户专用，较佳为服务器、云端储存装置等等，但不限于此。
以下提供本发明不同实施例的详细内容，以更加明确说明本发明，然而本发明并不受限于下述实施例。
请参考图4，是本发明的晶圆传载装置的监控方法的流程图。如图4所示。
首先，进行步骤S1，以传感器S感测晶圆盒F的充气状态以得到感测数据。传感器S设置于晶圆盒F内，于晶圆盒F为充气状态的期间，持续感测晶圆盒F内气体的温湿度值、晶圆盒F的水平值及/或振动值(指晶圆盒F的振动幅度)。传感器S在感测的同时，还可以将晶圆盒F内气体的温湿度值、晶圆盒F的水平值、晶圆盒F的振动值等等感测数据以有线或无线的通讯方式传送至监控模块CM。
接着，进行步骤S2，以监控模块CM接收晶圆盒F的充气状态的感测数据；监控模块CM接收来自传感器S所传送的感测数据，感测数据主要是包含圆盒F内气体的温湿度值、晶圆盒F的水平值及/或振动值(指晶圆盒F的振动幅度)。于实际操作上，当启动晶圆传载装置10后，并于能取得有线或无线通信方式的条件下，设置于晶圆传载装置10的下半部10B的监控模块CM即开始接收来自传感器S所传送的感测数据，包括晶圆盒F于充气状态下的感测数据、及晶圆盒F非处于充气状态下的感测数据。
再接着，进行步骤S3，以监控模块CM记录在第一时间点与在第二时间点之间晶圆盒F于充气状态下的监控信息。第一时间点是改变晶圆盒F的状态的时间点，即充气模块116开始对晶圆盒F进行充气的时间点；第二时间点是停止对晶圆盒F改变状态的时间点，即充气模块116停止对晶圆盒F进行充气的时间点。在一实施例中，第一时间点开始至第二时间点结束例如为经过10分钟左右；监控模块CM可以于充气模块116对晶圆盒F进行10分钟的充气过程中，将由传感器S所感测到晶圆盒F于充气状态下的晶圆盒F内气体的温湿度值、晶圆盒F的水平值、晶圆盒F的振动值等等感测数据记录下来，以作为监控信息。在一实施例中，监控模块CM可以选择所记录的监控信息为在第一时间点与第二时间点之间由传感器S所感测到晶圆盒F在充气状态下，晶圆盒F内气体的温湿度值、晶圆盒F的水平值、晶圆盒F的振动值等等感测数据的其中任一种或两种以上。
最后，进行步骤S4，以监控模块CM将在第一时间点及在第二时间点之间的监控信息传送给外部装置IT。传送给外部装置IT的传送方式可以透过有线或无线的通讯方式传送。于一实施例中，外部装置IT可以是远端的电子装置，可为终端客户专用，较佳为服务器、云端储存装置等等，但不限于此。在一实施例中，可以一边记录在第一时间点与第二时间点之间晶圆盒F于充气状态下的监控信息，一边将监控信息透过有线或无线的通讯方式持续传送给外部装置IT；亦可以先完成记录在第一时间点与第二时间点之间晶圆盒F于充气状态下的监控信息后，一次性地将监控信息透过有线或无线的通讯方式传送给外部装置IT。
关于晶圆盒F内气体的湿度值的监控信息请参考图5，是本发明的晶圆载具监控系统所记录的第一时间点及在第二时间点之间的监控信息表示湿度对时间变化图。如图2所示，将仿晶圆的测试盘117放置于晶圆盒F内，于仿晶圆的测试盘117的圆周及中心分别安装一个传感器S。当充气模块116对晶圆盒F进行10分钟(相当于600秒钟)的充气过程中，监控模块CM接收来自位于仿晶圆的测试盘117的圆周及中心的传感器S所传送的晶圆盒F内气体的湿度值，并记录600秒钟内的湿度值，作为监控信息。于图5中虚线为记录来自位于仿晶圆的测试盘117中心的传感器S充气过程600秒钟内的监控信息；实线为记录来自位于仿晶圆的测试盘117圆周的传感器S充气过程600秒钟内的监控信息。由虚线及实线的监控信息可以看出进行充气大约160秒后，晶圆盒内气体的湿度值可以降至5％。
关于晶圆盒F的振动值的监控信息请参考图6，是本发明的晶圆载具监控系统所记录的第一时间点及在第二时间点之间的监控信息表示晶圆盒的振动幅度对时间变化图。如图6所示，监控模块CM接收来自位于仿晶圆的测试盘117的传感器S所传送的晶圆盒F的振动值，并将20秒钟左右的振动幅度记录以作为监控信息。
本发明致力于晶圆盒F内环境状态的监控，将传感器S与蓝芽、WIFI等无线传输方式结合，以将感测数据传输至监控模块CM以记录晶圆盒F于充气状态下晶圆盒F内的温湿度值、晶圆盒F的水平值、及晶圆盒F的振动值，并实时将监控信息传送至外部装置IT，可达到实时远端监控的目的；此外，利用连接于监控模块CM的显示器装置DP、软件及/或输入设备，可进一步加快成品良率问题的分析速度。
以上所述仅为本发明之较佳实施例，并非用以限定本发明之权利范围；同时以上的描述，对于相关技术领域之专门人士应可明了及实施，因此其他未脱离本发明所揭示之精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在申请专利范围中。

Claims (9)

1.一种晶圆载具监控系统，与承载晶圆盒的晶圆传载装置连接，所述晶圆传载装置的平台部的上方为上半部，下方为下半部，于所述上半部具有容置所述晶圆盒的容置空间，于所述下半部配置有充气模块，所述充气模块包括负载在所述平台部上的所述晶圆盒内的喷嘴组件，所述喷嘴组件用以对所述晶圆盒内进行充气，所述晶圆盒中容纳至少传感器，所述传感器用以持续感测所述晶圆盒的状态以得到感测数据，所述状态为所述充气模块对所述晶圆盒内进行充气的充气状态，其特征在于，所述晶圆载具监控系统包括：
监控模块，设置于所述充气模块上以有线或无线的通讯方式接收由所述传感器所感测到所述晶圆盒于所述充气状态的所述感测数据，并记录在第一时间点与在第二时间点之间由所述传感器所感测到所述晶圆盒于所述充气状态下的监控信息透过有线或无线的通讯方式，并将所述第一时间点及所述第二时间点之间的所述监控信息传送给外部装置；以及
显示器装置，与所述监控模块连接，用以实时显示由所述监控模块在所述第一时间点及在所述第二时间点之间监控得到的所述监控信息；
所述第一时间点是当所述晶圆传载装置开始改变所述晶圆盒的所述充气状态的时间点，及所述第二时间点是当所述晶圆传载装置停止对所述晶圆盒改变所述充气状态的时间点。
2.如权利要求1所述的晶圆载具监控系统，其特征在于，所述感测数据是温湿度值、水平值及/或振动值。
3.如权利要求1所述的晶圆载具监控系统，其特征在于，所述外部装置为远端的电子装置。
4.如权利要求1所述的晶圆载具监控系统，其特征在于，更包含软件与所述监控模块连接，用以对由所述监控模块在所述第一时间点及在所述第二时间点之间监控得到的所述监控信息进行绘图分析。
5.一种晶圆传载装置的监控方法，所述晶圆传载装置内承载有晶圆盒，所述晶圆传载装置的平台部的上方为上半部，下方为下半部，于所述上半部具有容置所述晶圆盒的容置空间，于所述下半部配置有充气模块，所述充气模块包括负载在所述平台部上的所述晶圆盒内的一喷嘴组件，所述喷嘴组件用以对所述晶圆盒内进行充气，其特征在于，所述监控方法包括：
感测所述晶圆盒的状态以得到感测数据，所述状态包括所述充气模块对所述晶圆盒内进行充气的充气状态；
以有线或无线的通讯方式接收所述晶圆盒的所述充气状态的所述感测数据；
记录在第一时间点与在第二时间点之间所述晶圆盒于所述充气状态下的监控信息，所述第一时间点是开始改变所述晶圆盒的所述充气状态的时间点，及所述第二时间点是停止对所述晶圆盒改变所述充气状态的时间点；以及
将在所述第一时间点及在所述第二时间点之间的所述监控信息实时显示于显示器装置，并透过有线或无线的通讯方式传送给外部装置。
6.如权利要求5所述的晶圆传载装置的监控方法，其特征在于，所述感测数据包括温湿度值、水平值及/或振动值。
7.如权利要求5所述的晶圆传载装置的监控方法，其特征在于，感测所述晶圆盒的所述状态是由传感器所达成。
8.如权利要求5所述的晶圆传载装置的监控方法，其特征在于，改变所述晶圆盒的所述状态包括对所述晶圆盒充气。
9.如权利要求5所述的晶圆传载装置的监控方法，其特征在于，停止对所述晶圆盒改变所述状态包括停止对所述晶圆盒充气。
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