CN216450598U

CN216450598U - 一种晶圆盒在线检测装置

Info

Publication number: CN216450598U
Application number: CN202123042724.7U
Authority: CN
Inventors: 刘立军
Original assignee: Jiangsu Xinmeng Semiconductor Equipment Co ltd
Current assignee: Jiangsu Xinmeng Semiconductor Equipment Co ltd
Priority date: 2021-12-06
Filing date: 2021-12-06
Publication date: 2022-05-06
Anticipated expiration: 2031-12-06

Abstract

本实用新型公开了一种晶圆盒在线检测装置，包括基座、设置在基座上的支撑架，以及设置在支撑架上的称重组件，称重组件具有用于支撑晶圆盒的支撑面，称重组件包括设于支撑面下方的称重传感器，称重传感器具有分设于支撑架第一方向相异两侧的两组，第一方向沿水平方向延伸，支撑架上还设有用于为晶圆盒提供定位并使得晶圆盒位于预设位置的定位组件，定位组件包括用于判断晶圆盒是否位于预设位置的光电传感器，光电传感器的上表面低于支撑面，且光电传感器沿第一方向位于两组称重传感器之间。该晶圆盒在线检测装置，能够集成在晶圆生产工艺设备中，实现搬运、定位、称重、逻辑判断等步骤的全自动化控制，高效、准确、安全，且能够有效降低成本。

Description

一种晶圆盒在线检测装置

技术领域

本实用新型涉及半导体加工技术领域，尤其涉及一种晶圆盒在线检测装置。

背景技术

FOUP（Front Opening Unified Pod，前开式晶圆传送盒）作为保护、运送并储存晶圆的一种重要容器，主要作用是确保晶圆在不同生产机台之间传送的过程中不会被外部环境中的微尘等杂质所污染，从而提升晶圆的生产良率。在晶圆的生产工艺中，FOUP是循环使用的，完成一批晶圆运输的FOUP会回到初始位置，等待装载下一批晶圆。在装载晶圆之前，需要对FOUP进行清洗，而清洗前首先需要确认FOUP本身是否完好无损，以及其内部是否残留有晶圆的碎片，否则在后续的清洗过程中碎片可能会损坏清洗设备，或者损坏FOUP导致无法正常使用。

目前，许多厂家采用人工的方法来检测FOUP的内部情况：先通过肉眼观察FOUP是否完好，然后再将FOUP放置在称重设备上面称重，得出结果后和标准FOUP的重量做对比，如果误差在合理范围内则表明FOUP内不含有碎片，然后再手动放置在清洗机上进行后续的操作。上述人工检测方法存在诸多弊端：第一是检测效率低，FOUP需要人工先搬运到称重设备上，确认完以后再从称重设备搬运到清洗机台，很多时间会浪费在FOUP搬运和确认上；第二是检测准确率不够高，因为实际使用的FOUP会有很多种，而每一种FOUP的重量会存在细微的差别，在检测的过程中全程需要人的肉眼去观察，再和不同的标准FOUP重量做对比，可能会出现遗漏和失误，进而对后续的制程产生影响；第三是人工操作不可避免地要将FOUP在相对暴露的环境中搬运，这就增加了FOUP被外部环境污染的风险，而为了达到相对清洁的工作环境，又会增加车间的生产维护成本。因此，目前尚缺少一种能够高效、准确且成本可控的检测FOUP的技术。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种能够高效、准确、便于操作且成本可控的晶圆盒在线检测装置。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种晶圆盒在线检测装置，包括基座、设置在所述基座上的支撑架，以及设置在所述支撑架上的称重组件，所述称重组件具有用于支撑晶圆盒的支撑面，所述称重组件包括设于所述支撑面下方的称重传感器，所述称重传感器具有分设于所述支撑架第一方向相异两侧的两组，所述第一方向沿水平方向延伸，所述支撑架上还设有用于为所述晶圆盒提供定位并使得所述晶圆盒位于预设位置的定位组件，所述定位组件包括用于判断所述晶圆盒是否位于所述预设位置的光电传感器，所述光电传感器的上表面低于所述支撑面，且所述光电传感器沿所述第一方向位于两组所述称重传感器之间。

优选地，所述检测装置还包括控制系统，所述控制系统与两组所述称重传感器及所述光电传感器分别信号连接。

进一步优选地，所述检测装置还包括用于发出报警信号的报警机构，所述控制系统与所述报警机构信号连接。

优选地，两组所述称重传感器在第二方向上错位设置，所述第二方向沿水平方向延伸且与所述第一方向相交。

进一步优选地，当所述晶圆盒位于所述预设位置时，所述第一方向为所述晶圆盒的左右方向，所述第二方向为所述晶圆盒的前后方向。

优选地，所述晶圆盒上具有间隔设置的至少两个定位孔，所述定位组件包括能够配合插入所述定位孔中的两个定位销，每个所述定位销自所述支撑面向上延伸。

优选地，所述称重组件包括安装板及保护罩，所述安装板及所述保护罩分别具有分设于所述支撑架两侧的两组，每组所述安装板上均固设有一组所述称重传感器，每组所述保护罩均具有开口向下的容纳腔，每组所述称重传感器相应设置在同侧的所述容纳腔中，所述保护罩的上表面构成所述支撑面。

优选地，所述支撑架包括支架杆及支撑台，所述支撑台位于所述基座的上方，所述支架杆沿上下方向连接在所述支撑台与所述基座之间，所述称重组件及所述定位组件均固设于所述支撑台上。

进一步优选地，所述支撑台包括上下间隔设置的上支撑台与下支撑台，所述上支撑台位于所述下支撑台的上方，所述光电传感器设置在所述上支撑台上，所述称重组件设置在所述下支撑台上，所述上支撑台具有分设于所述第一方向相异两侧的侧台及沿所述第一方向连接在两组所述侧台之间的连台，两组所述侧台与所述连台围设形成一工作空间。

优选地，所述检测装置还包括控制系统及用于传输所述晶圆盒的传输机构，所述控制系统与所述传输机构信号连接。

优选地，所述晶圆盒为前开式晶圆传送盒。

由于以上技术方案的运用，本实用新型提供的晶圆盒在线检测装置，能够集成在整套晶圆生产工艺设备中，并通过计算机程序在线控制运行，实现搬运、定位、称重、逻辑判断等步骤的全自动化控制，整个检测过程无需人工操作，安全高效且避免了外部环境的污染，光电传感器及间隔设置的称重传感器使得检测结果更为准确，支撑架在确保结构稳定的同时能够允许与其他设备相配合，实现工艺上的流畅连贯，整台检测装置结构简单、占用空间小，生产、运行及维护成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

附图1为本发明一具体实施例中晶圆盒尚未到达预设位置时检测装置的立体示意图；

附图2为本实施例中晶圆盒位于预设位置时检测装置另一角度的立体示意图；

附图3为本实施例中检测装置的结构分解立体示意图；

其中：100、晶圆盒；101、定位孔；200、基座；300、支撑架；310、支架杆；320、支撑台；321、上支撑台；321a、侧台；321b、连台；321c、工作空间；322、下支撑台；323、连接柱；400、称重组件；410、称重传感器；420、安装板；430、保护罩；430a、支撑面；430b、通孔；431、保护罩固定钣金；500、定位组件；510、光电传感器；520、固定块；521、定位销；X、第一方向；Y、第二方向。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域的技术人员理解。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“左右方向”、“高度方向”、“前后方向”等指示的方位或位置关系为基于附图1，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、仅具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

参见图1至图3所示，一种晶圆盒在线检测装置，包括基座200、支撑架300、称重组件400、定位组件500等，其中支撑架300固设于基座200上，称重组件400及定位组件500均设置在支撑架300上。该检测装置能够集成在晶圆生产设备中，实现全自动化操作和监控。本实施例中待检测的晶圆盒100以前开式晶圆传送盒（FOUP）为例，当晶圆盒100以预设位置放置在该检测装置上时，晶圆盒100的左右方向为第一方向X，晶圆盒100的前后方向为第二方向Y，晶圆盒100的左右两侧底部分别开设有定位孔101。

具体地，基座200用于与晶圆生产设备中的其他装置（图中未示出）连接，从而将该检测装置安装在所需的位置。一般地，该检测装置安装于整套晶圆生产设备的前部，用于接收上游置空的晶圆盒100，检测合格的晶圆盒100被接着传输至晶圆盒清洗装置（图中未示出）进行清洗，而检测不合格的晶圆盒100将被移出生产线。

因此，该检测装置还包括用于传输晶圆盒100的传输机构（图中未示出），传输机构的具体结构可采用常规设计，例如机械手或升降气缸等，本实用新型不作限定。

为了配合传输机构及其他装置的安装使用，本实施例中，支撑架300包括支架杆310及支撑台320，支撑台320位于基座200的上方，支架杆310沿上下方向连接在支撑台320与基座200之间。支撑台320进一步包括上下间隔设置的上支撑台321与下支撑台322，上支撑台321位于下支撑台322的上方，上支撑台321与下支撑台322之间通过连接柱323连接。上支撑台321整体呈U字型的形状，其具有分设于第一方向X相异两侧的侧台321a及沿第一方向X连接在两组侧台321a之间的连台321b，且连台321b连接在两组侧台321a的后部，从而两组侧台321a与连台321b之间围设形成一开口向前的工作空间321c，工作空间321c可供升降气缸等传输机构通过并从底部支撑和移动晶圆盒100。

本实施例中，支架杆310为圆柱，其具有沿上支撑台321的周向间隔设置并连接在上支撑台321底部的四根，从而从四周稳定地支撑住包括上支撑台321在内的整个支撑台320。下支撑台322具体包括分设于第一方向X两侧的两组，每组下支撑台322与同侧的侧台321a之间通过多根连接柱323相连，连接柱323具体采用六角柱，也就是说，下支撑台322实际是悬吊于上支撑台321的下方。

参见图3所示，称重组件400包括称重传感器410及配套设置的安装板420、保护罩430。其中，称重传感器410具有分设于两侧下支撑台322上的两组，相应地，每侧下支撑台322上均设有一组安装板420及保护罩430。每侧的安装板420固设于下支撑台322上，称重传感器410固设于安装板420上，称重传感器410上进一步固设有保护罩固定钣金431及固定块520，固定块520上具有向上延伸的定位销521。保护罩430具有开口向下的容纳腔，每侧的安装板420、称重传感器410、保护罩固定钣金431及固定块520均收容在该容纳腔中。保护罩430的上表面构成用于支撑晶圆盒100的支撑面430a，支撑面430a上还开设有通孔430b，定位销521能够自下而上穿设在通孔430b中。

参见图3所示，本实施例中，两组称重传感器410不仅在第一方向X上间隔设置，并且在第二方向Y上错位设置，即，两组称重传感器410大致位于支撑台320的两个对角上，从而能够更为平衡、准确地测得晶圆盒100的重量。

如上文所述，为了获得尽可能准确的检测数据，需要将每个晶圆盒100都摆放在基本相同的预设位置，以使得称重传感器410能够均匀地称重。因此，定位组件500就用于为晶圆盒100提供定位并使得晶圆盒100位于该预设位置。上述固定块520上的定位销521即构成定位组件500的一部分，当晶圆盒100被传输至支撑台320上方大致的位置时，两组定位销521能够对应配合地插入同侧的定位孔101中，从而使得晶圆盒100保持在预设位置不会偏移。

本实施例中，定位组件500还包括用于判断晶圆盒100是否达到预设位置的光电传感器510，光电传感器510嵌设于上支撑台321上，光电传感器510的上表面低于支撑面430a，且光电传感器510沿第一方向X位于两组称重传感器410之间，从而当晶圆盒100达到预设位置时，晶圆盒100的底部会完全覆盖住光电传感器510，能够被准确地检测到。

此外，为了实现全自动化运行，该检测装置还包括控制系统及报警机构（图中未示出），控制系统与两组称重传感器410、光电传感器510、报警机构、传输机构等分别信号连接，从而控制系统能够对各个部件进行统一的信号收发及数据处理——在晶圆盒100达到预设位置后读取并计算晶圆盒100的重量，进而与已知的标准值进行比对，判断待检测的晶圆盒100是否合格，再控制报警机构或传输机构进行报警或传输动作。控制系统包括远程连接的显示屏，从而便于外部的工作人员随时监控检测装置的工作情况并及时作出反应。

本实施例中晶圆盒在线检测装置的具体工作原理如下：

在该检测装置的上游工序中，RFID（Radio Frequency Identification，射频识别系统）识别出待检测晶圆盒100的种类和当前的状态，然后据此在系统中设定基准的重量值。

另一方面，在整个检测装置开始称重检测前，应对称重传感器410进行校准处理，来保证称重传感器410得出的结果是准确的。

上述步骤完成后，传输机构将上游的晶圆盒100传输至该检测装置，并由定位组件500定位到预设位置，接着称重组件400进行称重，控制系统同时读取两组称重传感器410的测量数据并计算得到两者之和，即为待检测晶圆盒100的重量。

然后，控制系统将待检测晶圆盒100的重量与基准的重量值进行比较，判断两者之差是否在合理范围内。一般地，当两者之差的绝对值小于50g时，判定待检测的晶圆盒100合格；否则该晶圆盒100可能损坏或存在晶圆的碎片，因而不合格。

当检测结果为合格时，控制系统继续向传输机构发出指令，传输机构将晶圆盒100传输至下一工序的装置，本实施例中为晶圆盒清洗装置；当检测结果为不合格时，控制系统控制报警机构发出报警信号，报警信号可以是显示在上述显示屏上的图文信号和/或声音信号，同时控制系统控制传输机构将晶圆盒100移出晶圆生产线，可由人工或其他机构进一步排查该晶圆盒100的问题，从而不影响正常的晶圆生产进度。

综上所述，本实施例的晶圆盒在线检测装置，检测效率高，能够对检测数据实时记录和存储，便于工作人员远程监控，检测装置正常工作过程中无需人工的操作和判断，减少了计算的失误和环境的干扰，检测的结果更为准确。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种晶圆盒在线检测装置，其特征在于：包括基座、设置在所述基座上的支撑架，以及设置在所述支撑架上的称重组件，所述称重组件具有用于支撑晶圆盒的支撑面，所述称重组件包括设于所述支撑面下方的称重传感器，所述称重传感器具有分设于所述支撑架第一方向相异两侧的两组，所述第一方向沿水平方向延伸，所述支撑架上还设有用于为所述晶圆盒提供定位并使得所述晶圆盒位于预设位置的定位组件，所述定位组件包括用于判断所述晶圆盒是否位于所述预设位置的光电传感器，所述光电传感器的上表面低于所述支撑面，且所述光电传感器沿所述第一方向位于两组所述称重传感器之间。

2.根据权利要求1所述的晶圆盒在线检测装置，其特征在于：所述检测装置还包括控制系统，所述控制系统与两组所述称重传感器及所述光电传感器分别信号连接。

3.根据权利要求2所述的晶圆盒在线检测装置，其特征在于：所述检测装置还包括用于发出报警信号的报警机构，所述控制系统与所述报警机构信号连接。

4.根据权利要求1所述的晶圆盒在线检测装置，其特征在于：两组所述称重传感器在第二方向上错位设置，所述第二方向沿水平方向延伸且与所述第一方向相交。

5.根据权利要求4所述的晶圆盒在线检测装置，其特征在于：当所述晶圆盒位于所述预设位置时，所述第一方向为所述晶圆盒的左右方向，所述第二方向为所述晶圆盒的前后方向。

6.根据权利要求1所述的晶圆盒在线检测装置，其特征在于：所述晶圆盒上具有间隔设置的至少两个定位孔，所述定位组件包括能够配合插入所述定位孔中的两个定位销，每个所述定位销自所述支撑面向上延伸。

7.根据权利要求1所述的晶圆盒在线检测装置，其特征在于：所述称重组件包括安装板及保护罩，所述安装板及所述保护罩分别具有分设于所述支撑架两侧的两组，每组所述安装板上均固设有一组所述称重传感器，每组所述保护罩均具有开口向下的容纳腔，每组所述称重传感器相应设置在同侧的所述容纳腔中，所述保护罩的上表面构成所述支撑面。

8.根据权利要求1所述的晶圆盒在线检测装置，其特征在于：所述支撑架包括支架杆及支撑台，所述支撑台位于所述基座的上方，所述支架杆沿上下方向连接在所述支撑台与所述基座之间，所述称重组件及所述定位组件均固设于所述支撑台上。

9.根据权利要求8所述的晶圆盒在线检测装置，其特征在于：所述支撑台包括上下间隔设置的上支撑台与下支撑台，所述上支撑台位于所述下支撑台的上方，所述光电传感器设置在所述上支撑台上，所述称重组件设置在所述下支撑台上，所述上支撑台具有分设于所述第一方向相异两侧的侧台及沿所述第一方向连接在两组所述侧台之间的连台，两组所述侧台与所述连台围设形成一工作空间。

10.根据权利要求1至9任一项所述的晶圆盒在线检测装置，其特征在于：所述检测装置还包括控制系统及用于传输所述晶圆盒的传输机构，所述控制系统与所述传输机构信号连接；和/或，所述晶圆盒为前开式晶圆传送盒。