DE102017125778A1 - Erkennung und Reparatur einer Substratträgerbeschädigung - Google Patents

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Chih-Wei Lin
Fu-Hsien Li
Yi-Ming Chen
Cheng-Ho Hung
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Abstract

Ein Verfahren weist die folgenden Schritte auf: Empfangen eines Trägers mit mehreren Wafern darin; Zuführen eines Spülgases zu einem Einlass des Trägers; Abführen eines Abgases von einem Auslass des Trägers; und Erzeugen eines Zustandsindikators des Trägers während des Zuführens des Spülgases und des Abführens des Abgases.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Bei der Halbleiterherstellung durchläuft ein Wafer viele Bearbeitungsschritte, um integrierte Schaltkreise (ICs) darauf herzustellen. Diese Prozessschritte werden von verschiedenen Bearbeitungsanlagen ausgeführt. Wenn ein oder mehrere Wafer zwischen den Bearbeitungsanlagen befördert werden, geschieht das in einem Waferträger, um die Wafer vor äußerer Verunreinigung zu schützen. Außerdem wird der Waferträger (mit den darin befindlichen Wafern) mit einem Inertgas gespült, um Chemikalienrückstände auf den Wafern zu entfernen. Andernfalls könnten die Chemikalienrückstände die nachfolgende Bearbeitung beeinträchtigen.
  • Die Waferträger haben meistens ein oder mehrere Luftfilter. Diese Luftfilter können nach wiederholter Spülung des Waferträgers beschädigt sein (z. B. zerrissen oder verstopft sein). Wenn das beschädigte Luftfilter nicht rechtzeitig ersetzt wird, wird der Waferträger nicht effektiv gespült, was zu einer Waferverunreinigung und zu Herstellungsfehlern führen kann.
  • Figurenliste
  • Aspekte der vorliegenden Erfindung lassen sich am besten anhand der nachstehenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verstehen. Es ist zu beachten, dass entsprechend der üblichen Praxis in der Branche verschiedene Elemente nicht maßstabsgetreu gezeichnet sind. Vielmehr können der Übersichtlichkeit der Erörterung halber die Abmessungen der verschiedenen Elemente beliebig vergrößert oder verkleinert sein.
    • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Teils eines Systems zur Halbleiterherstellung gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Erfindung.
    • 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Substratträger-Spülstation gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Erfindung.
    • 3 zeigt eine Substratträger-Reparaturstation und einen zugehörigen Arbeitsablauf, gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Erfindung.
    • 4 zeigt eine detailliertere Darstellung der Substratträger-Reparaturstation gemäß einer Ausführungsform.
    • 5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur automatischen Erkennung einer Luftfilterbeschädigung in einem Substratträger, gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Erfindung.
    • 6 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur automatischen Ersetzung eines Substratträgers, gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Erfindung.
    • 7 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur automatischen Ersetzung von Teilen in einem Substratträger, gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Erfindung.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Die nachstehende Beschreibung liefert viele verschiedene Ausführungsformen oder Beispiele zum Implementieren verschiedener Merkmale des bereitgestellten Gegenstands. Nachstehend werden spezielle Beispiele für Komponenten und Anordnungen beschrieben, um die vorliegende Erfindung zu vereinfachen. Diese sind natürlich lediglich Beispiele und sollen nicht beschränkend sein. Zum Beispiel kann die Herstellung eines ersten Elements über oder auf einem zweiten Element in der nachstehenden Beschreibung Ausführungsformen umfassen, bei denen das erste und das zweite Element in direktem Kontakt ausgebildet werden, und sie kann auch Ausführungsformen umfassen, bei denen zusätzliche Elemente zwischen dem ersten und dem zweiten Element so ausgebildet werden können, dass das erste und das zweite Element nicht in direktem Kontakt sind. Darüber hinaus können in der vorliegenden Erfindung Bezugszahlen und/oder -buchstaben in den verschiedenen Beispielen wiederholt werden. Diese Wiederholung dient der Einfachheit und Übersichtlichkeit und schreibt an sich keine Beziehung zwischen den verschiedenen erörterten Ausführungsformen und/oder Konfigurationen vor.
  • Darüber hinaus können hier räumlich relative Begriffe, wie etwa „darunter befindlich“, „unter“, „untere(r)“/„unteres“, „darüber befindlich“, „obere(r)“/„oberes“ und dergleichen, zur einfachen Beschreibung der Beziehung eines Elements oder einer Struktur zu einem oder mehreren anderen Elementen oder Strukturen verwendet werden, die in den Figuren dargestellt sind. Die räumlich relativen Begriffe sollen zusätzlich zu der in den Figuren dargestellten Orientierung andere Orientierungen des in Gebrauch oder in Betrieb befindlichen Bauelements umfassen. Die Vorrichtung kann anders ausgerichtet werden (um 90 Grad gedreht oder in einer anderen Orientierung), und die räumlich relativen Deskriptoren, die hier verwendet werden, können ebenso entsprechend interpretiert werden.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein die Halbleiterherstellung und insbesondere Systeme und Verfahren zum Handhaben von Substratträgern, wie etwa Waferträgern, während der Halbleiterherstellung. Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Beschädigung in einem Substratträger automatisch zu erkennen, den beschädigten Substratträger automatisch durch einen neuen Substratträger zu ersetzen und den beschädigten Substratträger automatisch zu reparieren. Die vorliegende Erfindung bietet zahlreiche Vorzüge für die Halbleiterherstellung. Erstens erhöht sie die Produktionsleistung und senkt die Produktionskosten (z. B. erfordert sie weniger Arbeitsaufwand und weniger manuelle Arbeit). Zweitens ist sie zuverlässiger und reduziert operative Fehler. Drittens erkennt sie eine Substratträgerbeschädigung rechtzeitig und reduziert Waferdefekte. Das hier verwendete Substrat kann Folgendes sein: ein Wafer (wie etwa ein Siliziumwafer mit einem Durchmesser von 125 mm, 150 mm, 200 mm, 300 mm oder 450 mm), ein Halbleitersubstrat oder -wafer, eine Maske, ein Retikel, eine Plasmafilterplatte, ein Adsorptions-Pad, ein Grundmaterial, das bearbeitet wird, um neue Materialschichten herzustellen, und/oder Kombinationen davon.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Teils eines Halbleiterherstellungssystems 10, das gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung konfiguriert ist. In 1 umfasst das System 10 mehrere Halbleiter-Bearbeitungsanlagen 12 mit einer Bearbeitungsanlage 1, einer Bearbeitungsanlage 2, ..., einer Bearbeitungsanlage N. Das System 10 umfasst weiterhin eine oder mehrere Substratträger-Spülstationen 14, eine oder mehrere Substratträger-Wechselstationen 16 und eine oder mehrere Substratträger-Reparaturstationen 18. Das System 10 umfasst weiterhin eine Überkopf-Hebe- und Transportvorrichtung (overhead hoist transport; OHT) 20, die wie eine Straße an den verschiedenen Anlagen und Stationen vorbeiführt, um einen oder mehrere Substratträger 22 zu befördern. Das System 10 umfasst weiterhin ein automatisches Steuergerät 24, wie etwa ein automatisches Handhabungssystem für Materialien (AMHS), zum Befördern der Substratträger 22 zwischen den Anlagen und Stationen. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann das System 10 weitere Komponenten umfassen, die hier nicht dargestellt sind, oder einige der hier erörterten Komponenten können weggelassen werden.
  • Die Bearbeitungsanlagen 12 können jeweils eine oder mehrere Aufgaben in Verbindung mit der Herstellung von integrierten Schaltkreisen auf Substraten, wie etwa Halbleiterwafern, ausführen. Die Aufgaben können FEOL-Bearbeitung (FEOL: Front End of Line), MEOL-Bearbeitung (MEOL: Middle End of Line) und BEOL-Bearbeitung (BEOL: Back End of Line) umfassen. Die Aufgaben können zum Beispiel Folgendes umfassen: Substratreinigung; Materialabscheidung, wie etwa Epitaxie, chemische Aufdampfung (CVD), physikalische Aufdampfung (PVD), Atomlagenabscheidung (ALD), und Metallplattierung; Ätzung, wie etwa Trockenätzung, Nassätzung, reaktive Ionenätzung und Atomlagenätzung (ALE); chemisch-mechanische Planarisierung (CMP); Härtung; Fotoresist-Beschichtung, - Belichtung, -Entwicklung und -Ablösung; und verschiedene andere Aufgaben. Die Bearbeitungsanlage 12 kann ein Substrat einzeln oder mehrere Substrate als einen Stapel bearbeiten. Bei einer Ausführungsform kann die Bearbeitungsanlage 12 Ein- und Ausladedocks umfassen, die als Puffer zum Sammeln von mehreren Substraten vor und nach der Bearbeitung fungieren.
  • Ein oder mehrere Substrate werden entsprechend einem Herstellungsablauf von einer Bearbeitungsanlage zu einer anderen Bearbeitungsanlage befördert. Normalerweise wird nach einem Bearbeitungsschritt ein Substrat aus einer Bearbeitungsanlage, die den Bearbeitungsschritt ausgeführt hat, herausgenommen und zu einem Substratträger 22 befördert, in dem das Substrat bis zur Weiterbearbeitung vorübergehend verbleibt. Der Substratträger 22 stellt ein schützendes Gehäuse zum Aufnehmen eines oder mehrerer Substrate, wie etwa von 1, 12, 13 oder 25 Substraten, bereit. Bei einigen Ausführungsformen ist der Substratträger 22 ein Front Opening Unified Pod (FOUP). 1 zeigt einen Substratträger 22 als Teil des Systems 10. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann das System 10 mehrere Substratträger 22 umfassen, und die Substratträger können unterschiedliche Arten umfassen. Zum Beispiel können sich Substratträger für die FEOL-Bearbeitung von Substratträgern für die BEOL-Bearbeitung unterscheiden. Zum Beispiel können die Erstgenannten eine reinere Umgebung für darin untergebrachte Substrate als die Letztgenannten bereitstellen.
  • Weiterhin ist in 1 die Trägerspülstation 14 so konfiguriert, dass sie den Substratträger 22 mit einem Inertgas spült, um zu gewährleisten, dass der Substratträger 22 weiter eine reine und sichere Umgebung für darin untergebrachte Substrate bereitstellt. Ein typischer Halbleiter-Herstellungsablauf kann zahlreiche (z. B. etwa 70 bis 100) Spülschritte umfassen. Zum Beispiel kann der Substratträger 22 nach jedem der Prozesse Trockenätzung, Nassätzung, Ablösung, Trockenreinigung, Nassreinigung, Abscheidung, CMP und Plattierung und anderen Prozessen gespült werden. Zum Beispiel kann der Substratträger 22 (mittels der OHT 20) zu der Trägerspülstation 14 befördert werden, nachdem sich eine bestimmte Anzahl von Substraten angesammelt hat, die von der Bearbeitungsanlage 12 bearbeitet worden sind. Dann spült die Trägerspülstation 14 den Substratträger 22 mit einem Inertgas, wie etwa Stickstoff, oder mit hochreiner Trockenluft. Durch die Spülung werden Chemikalienrückstände (z. B. NH3, SO4, F, Cl, NO3, PO4 usw.) von dem Substratträger 22 entfernt. Anschließend wird der Substratträger 22 (mittels der OHT 20) zu der nächsten Bearbeitungsanlage 12 zur Weiterbearbeitung befördert. In einigen Schritten des Herstellungsablaufs kann der Substratträger 22 (mittels der OHT 20) von einer Bearbeitungsanlage 12 zu einer anderen Bearbeitungsanlage 12 befördert werden, ohne in der Trägerspülstation 14 gespült zu werden.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform umfasst der Substratträger 22 ein oder mehrere Luftfilter, die zu einem reinen Gehäuse beitragen. Diese Luftfilter können nach wiederholter Spülung beschädigt (z. B. zerrissen oder verstopft) sein. Die Trägerspülstation 14 ist so konfiguriert, dass sie die Beschädigung bei diesen Luftfiltern erkennt, und weitere Einzelheiten hierzu werden in Verbindung mit 2 erörtert. Wenn die Trägerspülstation 14 erkennt, dass die Luftfilter (und andere Teile, die mit den Luftfiltern verbunden sind) für den Substratträger 22 nicht mehr sicher sind, kann sie dies dem automatischen Steuergerät 24 melden, das den Substratträger 22 anschließend mittels der OHT 20 zu der Trägerwechselstation 16 befördern kann. Die Trägerspülstation 14 kann über einen oder mehrere drahtlose oder drahtgebundene Kommunikationskanäle mit dem automatischen Steuergerät 24 kommunizieren.
  • Die Trägerwechselstation 16 ist so konfiguriert, dass sie einen beschädigten Substratträger durch einen neuen Substratträger ersetzt. Zum Beispiel ist sie so betreibbar, dass sie alle Substrate, die in dem beschädigten Substratträger untergebracht sind, in den neuen Substratträger verschiebt. Außerdem kann sie den neuen Substratträger mit einem Inertgas spülen, bevor er in die Produktion zurückgeführt wird (d. h., zu den Bearbeitungsanlagen 12 befördert wird). Alternativ kann sie den neuen Substratträger zu der Trägerspülstation 14 zurück befördern, die den neuen Substratträger spült. Bei einigen Ausführungsformen des Systems 10 können die Trägerspülstation 14 und die Trägerwechselstation 16 als eine einzige Vorrichtung oder als getrennte Vorrichtungen implementiert werden.
  • Beschädigte Substratträger werden (z. B. von der Trägerspülstation 14 oder der Trägerwechselstation 16) mittels der OHT 20 zu der Trägerreparaturstation 18 befördert. Bei einer Ausführungsform ist die Trägerreparaturstation 18 so konfiguriert, dass sie den beschädigten Substratträger empfängt; eine oder mehrere Schrauben löst und/oder einen oder mehrere Deckel und/oder Gehäuse öffnet, die die Luftfilter in dem Substratträger abdecken; die Luftfilter entfernt; neue Luftfilter installiert; die neu installierten Luftfilter kontrolliert; die Schrauben wieder festzieht und/oder die Deckel und/oder Gehäuse wieder montiert; und den Substratträger wieder in die Produktion zurückgeführt. Weitere Einzelheiten zu den Systemen und Verfahren zum Implementieren der Trägerreparaturstation 18 werden in Verbindung mit den 3 und 4 näher beschrieben.
  • Das System 10 bietet zahlreiche Vorzüge gegenüber bestehenden Halbleiter-Herstellungssystemen. Zum Beispiel ermöglicht die Trägerspülstation 14 eine automatische Erkennung einer Beschädigung in einem Substratträger. Diese automatische Erkennung erhöht die Produktionsleistung und verringert operative Fehler im Vergleich zur visuellen Kontrolle des Substratträgers durch einen Bediener. Außerdem ermöglicht die Trägerreparaturstation 18 eine automatische Teile-Ersetzung in einem Substratträger, wodurch im Vergleich zu einer manuellen Ersetzung der Teile durch einen Bediener ebenfalls die Produktionsleistung erhöht wird und operative Fehler verringert werden.
  • In 2 ist die Trägerspülstation 14, die einen Substratträger 22 spült, gemäß einigen Ausführungsformen gezeigt. Bei der vorliegenden Ausführungsform weist der Substratträger 22 einen Körper (oder eine Außenabdeckung) 26 und Nuten oder andere Strukturen in dem Körper 26 zum Festhalten mehrerer Substrate (z. B. Siliziumwafer) 31 auf. Der Substratträger 22 weist weiterhin einen Halter 28 zum Befestigen des Substratträgers an der OHT 20 auf. Der Substratträger 22 weist weiterhin eine Tür (nicht dargestellt) auf, durch die das Substrat 31 in dem Substratträger 22 platziert oder aus diesem herausgenommen wird. Der Substratträger 22 weist einen Einlass 30 mit einem darin montierten Zuluftfilter 32 und einen Auslass 34 auf, in dem ein Abluftfilter 36 montiert ist. In dem Einlass 30 und dem Auslass 34 kann der Substratträger 22 weiterhin ein Filtergehäuse (nicht dargestellt) zum Festhalten des Luftfilters, einen Deckel (nicht dargestellt) zum Fixieren des Filtergehäuses und optional einen O-Ring (nicht dargestellt) zwischen dem Filtergehäuse und dem jeweiligen Luftfilter aufweisen. Bei einigen Ausführungsformen kann der Substratträger 22 mehr als einen Einlass und mehr als einen Auslass aufweisen. Bei einer Ausführungsform kann der Substratträger 22 weiterhin einen Sensor 60 in dem Gehäuse 26 aufweisen. Der Sensor 60 kann ein Feuchtesensor oder ein Luftdrucksensor sein.
  • Weiterhin umfasst in 2 bei der vorliegenden Ausführungsform die Trägerspülstation 14 einen Tisch oder eine Grundplatte 40, einen Justiersensor 42 zum Unterstützen der Ausrichtung der Trägerspülstation 14 zu der OHT 20, Führungsstifte 44 zum Ausrichten der Trägerspülstation 14 zu dem Substratträger 22 (z. B. durch Einpassen in Führungslöcher in dem Substratträger 22), einen Einlass 46 zum Einleiten eines Spülgases 50 in den Einlass 30 des Substratträgers 22, und einen Auslass 48 zum Abführen eines Abgases 52 aus dem Auslass 34 des Substratträgers 22. Das Spülgas 50 kann Stickstoffgas, hochreine Trockenluft oder andere geeignete Inertgase umfassen. Wie in 2 gezeigt ist, vertreibt das Spülgas 50 einige Chemikalienrückstände oder -teilchen 33 aus dem Substratträger 22 und treibt sie in das Abgas 52. Einige Chemikalienrückstände oder - teilchen 33 können von dem Abluftfilter 36 adsorbiert werden.
  • Wie vorstehend dargelegt worden ist, kann ein und derselbe Substratträger 22 zahlreiche Spülschritte durchlaufen. Nach wiederholter Benutzung können das Luftfilter 32 und/oder das Luftfilter 36 beschädigt sein. Zum Beispiel kann eine Ablagerung von Teilchen die Luftfilter 32 und 36 verstopfen, sodass ihr Fließwiderstand steigt und ihre Filterleistung sinkt. In einem weiteren Beispiel können die Luftfilter 32 und 36 ihre mechanische Festigkeit verlieren und im Laufe der Zeit zerreißen. Wenn die Luftfilter 32 und 36 zerrissen sind, verliert der Substratträger 22 seine Effektivität beim Schützen der Substrate 31 vor der Umgebung. Daher ist die rechtzeitige Erkennung dieser Beschädigung (z. B. Verstopfen oder Zerreißen) für die Gewährleistung einer qualitativ hochwertigen Produktion wichtig.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform weist die Trägerspülstation 14 weiterhin einen oder mehrere Feuchtesensoren 62, einen oder mehrere Gasdurchsatz-Sensoren 64 und einen oder mehrere Teilchensensoren 66 auf. Der Feuchtesensor 62, der Gasdurchsatz-Sensor 64 und der Teilchensensor 66 werden bei der vorliegenden Ausführungsform in der Nähe des Auslasses 48 montiert. Außerdem haben die Sensoren 62, 64 und 66 direkten Kontakt mit dem Abgas 52 während der Spülung. Der Feuchtesensor 62 ist so betreibbar, dass er die Feuchte des Abgases 52 detektiert. Der Gasdurchsatz-Sensor 64 ist so betreibbar, dass er den Durchsatz des Abgases 52 detektiert. Die Trägerspülstation 14 kann außerdem einen weiteren Gasdurchsatz-Sensor (nicht dargestellt) aufweisen, der so betreibbar ist, dass er den Durchsatz des Spülgases 50 detektiert. Der Teilchensensor 66 ist bei einer Ausführungsform so betreibbar, dass er die Größen der Teilchen in dem Abgas 52 detektiert. Alternativ oder zusätzlich ist der Teilchensensor 66 so betreibbar, dass er die Anzahl von Teilchen (oder die die Teilchenanzahl) in dem Abgas 52 detektiert, oder er ist so betreibbar, dass er die Dichte von Teilchen in dem Abgas 52 detektiert. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann die Trägerspülstation 14 nur einen Teilchensensor 66 zum Detektieren der Teilchengrößen, Teilchenanzahl und Teilchendichte in dem Abgas 52 aufweisen, oder sie kann getrennte Teilchensensoren zum jeweiligen Ausführen der vorgenannten Funktionen aufweisen. Unter Verwendung der verschieden Sensoren 60, 62, 64 und 66 kann die Trägerspülstation 14 einen Zustandsindikator des Substratträgers 22 erzeugen. Bei einer Ausführungsform gibt der Zustandsindikator an, ob die Luftfilter 32 und 36 ersetzt werden müssen oder nicht.
  • Die Trägerspülstation 14 weist weiterhin ein Detektionssteuergerät 68 auf. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Detektionssteuergerät 68 ein computergestütztes Gerät, wie etwa ein Computer, auf dem eine Software läuft. Das Detektionssteuergerät 68 kann zum Beispiel einen Prozessor oder einen Mikroprozessor, eine Eingabevorrichtung, eine Speichervorrichtung und eine Kommunikationsvorrichtung umfassen, die durch einen oder mehrere Busse miteinander verbunden sind, und es kann Software-Befehle zum Ausführen verschiedener Aufgaben der Trägerspülstation 14 abarbeiten. Einige dieser Aufgaben werden nachstehend erörtert.
  • Bei einer Ausführungsform erzeugt die Trägerspülstation 14 den Zustandsindikator auf Grund einer Messung des Luftdrucks in dem Substratträger 22. Zum Beispiel kann das Detektionssteuergerät 68 den von dem Sensor 60 gemessenen Luftdruckwert zum Beispiel unter Verwendung einer drahtgebundenen oder drahtlosen Verbindung zwischen den beiden lesen. In einem anderen Beispiel kann das Detektionssteuergerät 68 den Luftdruck in dem Substratträger 22 ohne Verwendung des Sensors 6o detektieren. Stattdessen kann es den Luftdruck in dem Substratträger 22 auf Grund des Durchsatzes des Abgases 52 (der von dem Gasdurchsatz-Sensor 64 detektiert wird) und optional des Durchsatzes des Spülgases 50 berechnen. Für das Detektionssteuergerät 68 können auch andere Verfahren oder Mechanismen zum Detektieren oder Messen des Luftdrucks in dem Substratträger 22 verwendet werden. Wenn der Wert des Luftdrucks in dem Substratträger 22 bekannt ist, kann das Detektionssteuergerät 68 dann den Wert mit einem erwarteten oder vorgegebenen Luftdruckbereich (der eine obere und eine untere Grenze hat) vergleichen. Wenn der gemessene oder detektierte Luftdruckwert außerhalb des vorgegebenen Luftdruckbereichs liegt, wird der Zustandsindikator aktiviert, um anzuzeigen, dass der Substratträger 22 repariert werden muss.
  • Bei einer Ausführungsform erzeugt die Trägerspülstation 14 den Zustandsindikator auf Grund einer Messung der Feuchte in dem Abgas 52. Zum Beispiel kann das Detektionssteuergerät 68 einen Feuchtewert des Abgases 52 lesen, der von dem Feuchtesensor 62 gemessen wird, und kann den gemessenen Feuchtewert mit einem vorgegebenen Feuchtebereich (der eine obere und eine untere Grenze hat) vergleichen. Wenn der gemessene Feuchtewert außerhalb des vorgegebenen Feuchtebereichs liegt, wird der Zustandsindikator aktiviert, um anzuzeigen, dass der Substratträger 22 repariert werden muss.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform erzeugt die Trägerspülstation 14 den Zustandsindikator auf Grund einer Messung des Durchsatzes des Abgases 52. Zum Beispiel kann das Detektionssteuergerät 68 einen Durchsatzwert des Abgases 52 lesen, der von dem Gasdurchsatz-Sensor 64 gemessen wird, und kann den gemessenen Durchsatzwert mit einem vorgegebenen Durchsatzbereich (der eine obere und eine untere Grenze hat) vergleichen. Wenn der gemessene Durchsatzwert außerhalb des vorgegebenen Durchsatzbereichs liegt, wird der Zustandsindikator aktiviert, um anzuzeigen, dass der Substratträger 22 repariert werden muss. Zum Beispiel weist ein sehr niedriger Durchsatz darauf hin, dass das Luftfilter 32 und/oder das Luftfilter 36 verstopft sein können, und ein sehr hoher Durchsatz weist darauf hin, dass das Luftfilter 32 und/oder das Luftfilter 36 zerrissen sein können.
  • Bei einer noch weiteren Ausführungsform erzeugt die Trägerspülstation 14 den Zustandsindikator auf Grund einer Messung der Teilchengrößen in dem Abgas 52. Zum Beispiel kann das Detektionssteuergerät 68 die von dem Teilchensensor 66 detektierte maximale Teilchengröße lesen und den Wert mit einem Teilchengrößen-Schwellenwert vergleichen. Wenn die detektierte Teilchengröße den Teilchengrößen-Schwellenwert überschreitet, wird der Zustandsindikator aktiviert, um anzuzeigen, dass der Substratträger 22 repariert werden muss. Zum Beispiel weist das Vorhandensein von großen Teilchen in dem Abgas 52 darauf hin, dass das Luftfilter 36 seine erwartete Filterleistung nicht mehr erreicht.
  • Bei einer noch weiteren Ausführungsform erzeugt die Trägerspülstation 14 den Zustandsindikator auf Grund einer Messung der Teilchenanzahl in dem Abgas 52. Zum Beispiel kann das Detektionssteuergerät 68 die von dem Teilchensensor 66 ermittelte Teilchenanzahl lesen und diesen Wert mit einem Teilchenanzahl-Schwellenwert vergleichen. Wenn die detektierte Teilchenanzahl den Teilchenanzahl-Schwellenwert überschreitet, wird der Zustandsindikator aktiviert, um anzuzeigen, dass der Substratträger 22 repariert werden muss. Zum Beispiel weist das Vorhandensein von zu vielen Teilchen in dem Abgas 52 darauf hin, dass das Luftfilter 32 und/oder das Luftfilter 36 ihre erwartete Filterleistung nicht mehr erreichen.
  • 3 zeigt eine Ausführungsform einer Trägerreparaturstation 18 und der OHT 20 in einer perspektivischen Darstellung sowie den entsprechenden Arbeitsablauf, gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Erfindung. In 3 umfasst bei der vorliegenden Ausführungsform die Trägerreparaturstation 18 eine Eingangsöffnung 80 zum Empfangen eines Substratträgers 22 von der OHT 20 und eine Ausgangsöffnung 82 zum Zurückführen des Substratträgers 22 zu der OHT 20 nach der Reparatur. Zwischen der Eingangsöffnung 80 und der Ausgangsöffnung 82 umfasst die Trägerreparaturstation 18 weiterhin einen ersten Mechanismus (z. B. einen Roboterarm) zum Entfernen von Schrauben, Deckeln und/oder Filtergehäusen von dem Substratträger 22, um die Luftfilter 32 und 36 (2) freizulegen; und einen zweiten Mechanismus (z. B. einen oder mehrere Roboterarme) zum Herausnehmen der alten Luftfilter aus dem Substratträger 22 und zum Installieren von neuen Luftfiltern in dem Substratträger 22. Bei einer Ausführungsform umfasst die Trägerreparaturstation 18 weiterhin einen dritten Mechanismus (z. B. einen Roboterarm) zum Wiederanziehen der Schrauben und/oder zum Wiedermontieren der Deckel und/oder Filtergehäuse in dem Substratträger 22. Bei einer anderen Ausführungsform nutzen der erste und der dritte Mechanismus die gleiche Vorrichtung oder den oder die gleichen Roboterarme. Die Trägerreparaturstation 18 umfasst weiterhin einen automatischen Kontrollmechanismus (z. B. optische Sensoren) zum Kontrollieren der neu installierten Luftfilter in dem Substratträger 22. Die Trägerreparaturstation 18 weist weiterhin ein Steuergerät 104 zum Koordinieren des Arbeitsablaufs in der Station auf.
  • 4 zeigt eine detailliertere Darstellung der Trägerreparaturstation 18 gemäß einer Ausführungsform. In 4 können die Eingangsöffnung 80 und die Ausgangsöffnung 82 so konzipiert sein, dass sie nur einen Substratträger 22 auf einmal aufnehmen. Alternativ können sie so konzipiert sein, dass sie mehrere Substratträger 22 auf einmal aufnehmen. Außerdem können die Eingangsöffnung 80 und die Ausgangsöffnung 82 so konzipiert sein, dass sie verschiedene Arten von Substratträgern 22 aufnehmen, die z. B. unterschiedliche Größen und Konfigurationen haben. Eine Träger-Bewegungsvorrichtung 84 ist so betreibbar, dass sie nach dem Empfang eines Substratträgers 22 durch die Eingangsöffnung 80 den Substratträger 22 von der Eingangsöffnung 80 zu anderen Komponenten der Trägerreparaturstation 18 bewegt, wie etwa zu einer Öffnungs-/Schließvorrichtung 86, einer Drehvorrichtung 88, einer Montage-/Demontagevorrichtung 90 und einer Montage-Kontrollvorrichtung 94. 4 zeigt mehrere Substratträger 22, die von der Trägerreparaturstation 18 stromlinienförmig repariert werden.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Drehvorrichtung 88 so betreibbar, dass sie den Substratträger 22 in eine solche Position dreht, dass verschiedene Komponenten der Trägerreparaturstation 18, wie etwa die Öffnungs-/Schließvorrichtung 86, die Montage-/Demontagevorrichtung 90 und die Montage-Kontrollvorrichtung 94, problemlos zu den Luftfiltern und anderen Teilen des Substratträgers 22 Zugang haben können. Zum Beispiel können bei anderen Arten von Substratträgern (z. B. Substratträgern für FEOL, Substratträgern für BEOL, Substratträgern von anderen Anbietern usw.) die Luftfilter an anderen Positionen der jeweiligen Substratträger installiert sein. Die Drehvorrichtung 88 kann so konfiguriert sein, dass sie die Substratträger 22 so dreht, dass deren Luftfilter unabhängig von der Art der Substratträger 22 stets an der gleichen Position in Bezug zu der Öffnungs-/Schließvorrichtung 86, der Montage-/Demontagevorrichtung 90 und der Montage-Kontrollvorrichtung 94 erscheinen.
  • Die Öffnungs-/Schließvorrichtung 86 ist so betreibbar, dass sie ein Filtergehäuse des Substratträgers 22 z. B. durch Abschrauben eines Deckels und Herausziehen des Filtergehäuses öffnet und das Filtergehäuse z. B. durch Wiedereinsetzen des Filtergehäuses in den Substratträger und Wiederanschrauben des Deckels schließt. Die Montage-/Demontagevorrichtung 90 ist so betreibbar, dass sie alte Luftfilterteile, wie etwa O-Ringe und Luftfilter, entfernt und entsprechende neue Teile installiert. Die Montage-Kontrollvorrichtung 94 ist so betreibbar, dass sie neu installierte Teile, und insbesondere neu installierte Luftfilter, kontrolliert. Bei einer Ausführungsform umfasst die Montage-Kontrollvorrichtung 94 einen Lasersensor und/oder optische Sensoren zum Detektieren der Planheit des Luftfilters nach seiner Montage in dem Substratträger 22. Bei einer anderen Ausführungsform weist die Montage-Kontrollvorrichtung 94 eine Kamera zum Aufnehmen eines Bilds des Luftfilters auf, das von dem Steuergerät 104 zum Feststellen der Planheit des Luftfilters verwendet werden kann. Bei einer noch weiteren Ausführungsform ist die Montage-Kontrollvorrichtung 94 so betreibbar, dass sie die Ausrichtung des neu installierten Luftfilters in Bezug zu dem Einlass 30 und/oder dem Auslass 34 (2) kontrolliert. Nachdem der Substratträger 22 die Kontrolle durch die Montage-Kontrollvorrichtung 94 bestanden hat, kann die Träger-Bewegungsvorrichtung 84 den Substratträger 22 zu der Ausgangsöffnung 82 befördern.
  • Die Trägerreparaturstation 18 weist außerdem verschiedene Komponenten zum Zuführen von neuen Teilen, wie etwa neuen Luftfiltern und neuen O-Ringen, zu der Montage-/Demontagevorrichtung 90 auf. Bei der vorliegenden Ausfiihrungsform umfasst die Trägerreparaturstation 18 einen oder mehrere Teilebehälter 98 zum Aufnehmen der neuen Teile, eine Teile-Kontrollvorrichtung 96 zum Kontrollieren der neuen Teile, eine Schiebevorrichtung 92 zum Zuführen der neuen Teile, die die Kontrolle bestanden haben, zu der Montage-/Demontagevorrichtung 90, eine Teile-Entsorgungsvorrichtung 100 zum Aufnehmen alter Teile, die aus dem Substratträger 22 herausgenommen worden sind, und einen Teile-Diagnosebehälter 102 zum Aufnehmen von neuen Teilen, die die Kontrolle nicht bestanden haben. Bei einer Ausführungsform weist die Teile-Kontrollvorrichtung 96 eine Kamera (z. B. eine CCD-Kamera oder eine CMOS-Kamera) zum Aufnehmen eines Bilds eines neuen Teils (z. B. eines neuen Luftfilters) auf, und das Steuergerät 104 kann anhand des Bilds feststellen, ob das neue Teil eine gute Qualität hat oder nicht, zum Beispiel ob es die erwartete Größe und Form hat und frei von Unebenheiten und Löchern ist.
  • Es ist zu beachten, dass die Trägerreparaturstation 18 bei einigen Ausführungsformen weitere Komponenten aufweisen kann, die hier nicht dargestellt sind, und bei einigen Ausführungsformen einige der vorstehend erörterten Komponenten weggelassen werden können. Außerdem können einige Komponenten, die hier erörtert werden, bei Ausführungsformen der Trägerreparaturstation 18 zu einer einzigen Komponente zusammengefasst werden.
  • 5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 200 zum Spülen eines Substratträgers und zum automatischen Erkennen einer Beschädigung in dem Substratträger gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung. Zum Beispiel können Ausführungsformen des Verfahrens 200 von oder mit der Trägerspülstation 14 implementiert werden. Das Verfahren 200 ist lediglich ein Beispiel und soll die vorliegende Erfindung nicht über das hinaus beschränken, was ausdrücklich in den Ansprüchen dargelegt ist. Weitere Schritte können vor, während und nach dem Verfahren 200 vorgesehen werden, und einige der beschriebenen Schritte können bei weiteren Ausführungsformen des Verfahrens ersetzt, weggelassen oder verschoben werden. Die Reihenfolge der Schritte/Prozesse ist austauschbar. Das Verfahren 200 wird in Verbindung mit den 1 und 2 näher beschrieben.
  • Im Schritt 202 wird bei dem Verfahren 200 (5) ein Träger, wie etwa der Substratträger 22, empfangen. Der Träger nimmt mehrere Substrate auf. In 1 kann der Träger mit der Trägerspülstation 14 mittels der OHT 20 von einer der Bearbeitungsanlagen 12 oder von der Trägerwechselstation 16 empfangen werden. Die mehreren Substrate können in einem Beispiel Siliziumwafer sein. Der Träger weist einen Einlass zum Aufnehmen eines Spülgases und einen Auslass zum Abführen eines Abgases auf. Der Träger weist weiterhin ein Zuluftfilter an dem Einlass und ein Abluftfilter an dem Auslass auf.
  • Im Schritt 204 wird bei dem Verfahren 200 (5) ein Spülgas in den Träger z. B. über einen Einlass des Trägers eingeleitet. Bei einigen Ausführungsformen kann das Spülgas mit einem Durchsatz von 1 bis 15 Liter je Minute (l/min) zugeführt werden. Das Spülgas kann Stickstoffgas, hochreine Trockenluft oder andere geeignete Inertgase umfassen. Im Schritt 206 wird das Abgas aus dem Träger z. B. über den Auslass des Trägers abgeführt. Die Schritte 204 und 206 können gleichzeitig ausgeführt werden. Außerdem können die Schritte 204 und 206 bei einigen Ausführungsformen für etwa 10 bis 650 s ausgeführt werden.
  • Das Verfahren 200 (5) umfasst während der Ausführung der Schritte 204 und 206 weiterhin einen Schritt 208, bei dem die Betriebsumgebung des Trägers überwacht wird. Der Schritt 208 kann zum Beispiel einen oder mehrere der Schritte 208a, 208b, 208c, 208d, 208e und 208f umfassen. In dem Schritt 208a wird der Luftdruck in dem Träger gemessen. In dem Schritt 208b wird die Feuchte in dem Abgas gemessen. In dem Schritt 208c wird der Durchsatz des Abgases gemessen. In dem Schritt 208d wird die Teilchenanzahl in dem Abgas gemessen. In dem Schritt 208e werden die Teilchengrößen in dem Abgas gemessen. In dem Schritt 208f wird der Durchsatz des Spülgases gemessen.
  • Im Schritt 210 wird bei dem Verfahren 200 (5) ein Zustandsindikator des Trägers auf Grund der Betriebsumgebung des Trägers erzeugt. Der Zustandsindikator kann zum Beispiel auf Grund eines oder mehrerer der folgenden Bedingungen erzeugt werden: (a) ob der im Schritt 208 gemessene Luftdruck außerhalb eines vorgegebenen Luftdruckbereichs liegt, (b) ob der im Schritt 208b gemessene Feuchtewert außerhalb eines vorgegebenen Feuchtebereichs liegt, (c) ob der im Schritt 208c gemessene Abgasdurchsatz außerhalb eines vorgegebenen Durchsatzbereichs liegt, (d) ob die im Schritt 208d gemessene Teilchenanzahl einen Teilchenanzahl-Schwellenwert überschreitet, und (e) ob die im Schritt 208e gemessene Teilchengröße einen Teilchengrößen-Schwellenwert überschreitet. Wenn eine oder mehrere der vorgenannten Bedingungen erfüllt sind, nimmt der Zustandsindikator einen Wert an, der anzeigt, dass der Träger in einem schlechten Zustand ist. Für das Verfahren 200 können zusätzlich oder alternativ weitere Kriterien zum Erzeugen des Zustandsindikators verwendet werden.
  • Im Schritt 212 wird bei dem Verfahren 200 (5) ermittelt, ob der Träger repariert werden muss. Bei einer Ausführungsform ist der Träger reparaturreif, wenn der Zustandsindikator anzeigt, dass der Träger in einem schlechten Zustand ist. Bei einer weiteren Ausführungsform kann bei dem Verfahren 200 die Anzahl von Spülschritten verfolgt werden, die für ein und denselben Träger verwendet werden. Wenn die Anzahl einen Schwellenwert überschreitet, ist der Träger reparaturreif. Zum Beispiel kann ein Luftfilter eine maximale Nutzungsdauer (d. h. Lebensdauer des Luftfilters) haben, die von dem Luftfilter-Lieferanten oder dem Träger-Lieferanten festgelegt werden kann. Nachdem diese Grenze erreicht ist, hat das Luftfilter das Ende seiner Lebensdauer erreicht und wird für die Weiterverwendung als unsicher angesehen. In diesem Fall kann das Verfahren 200 festlegen, dass der Träger unabhängig davon repariert werden muss, ob der Zustandsindikator anzeigt, dass der Träger in einem schlechten Zustand ist.
  • Wenn im Schritt 212 entschieden wird, dass der Träger nicht repariert werden muss, wird bei dem Verfahren 200 der Träger im Schritt 214 zu der nächsten Bearbeitungsanlage für weitere Herstellungsprozesse befördert. Wenn im Schritt 212 entschieden wird, dass der Träger repariert werden muss, wird bei dem Verfahren 200 der Träger im Schritt 216 zu einer Trägerwechselstation befördert, wo die Substrate, die in dem Träger untergebracht sind, aus dem Träger herausgenommen und in einen anderen Träger platziert werden können.
  • 6 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 300 zum Auswechseln eines Substratträgers gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung. Zum Beispiel können Ausführungsformen des Verfahrens 300 von oder mit der Trägerwechselstation 16 implementiert werden. Das Verfahren 300 ist lediglich ein Beispiel und soll die vorliegende Erfindung nicht über das hinaus beschränken, was ausdrücklich in den Ansprüchen dargelegt ist. Weitere Schritte können vor, während und nach dem Verfahren 300 vorgesehen werden, und einige der beschriebenen Schritte können bei weiteren Ausführungsformen des Verfahrens ersetzt, weggelassen oder verschoben werden.
  • Im Schritt 302 wird bei dem Verfahren 300 (6) ein Träger mit darin untergebrachten Substraten empfangen. In 1 kann der Träger durch die Trägerwechselstation 16 mittels der OHT 20 von der Trägerspülstation 14 empfangen werden. Im Schritt 304 wird bei dem Verfahren 300 der Träger geöffnet und die Substrate werden von dem Träger zu einem anderen Träger („neuen Träger“) befördert. Im Schritt 306 wird bei dem Verfahren 300 der neue Träger mit den darin untergebrachten Substraten zum Beispiel von der Trägerspülstation 14 (1) gespült. Nach dem Spülen wird bei dem Verfahren 300 im Schritt 308 der neue Träger zum Beispiel dadurch in die Produktion zurückgeführt, dass er mit den darin untergebrachten Substraten zu einer Bearbeitungsanlage 12 (1) befördert wird. Im Schritt 310 wird der alte Träger bei dem Verfahren 300 zu einer Trägerreparaturstation, wie etwa der Trägerreparaturstation 18, zur Reparatur geschickt.
  • 7 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 400 zum Reparieren eines Substratträgers gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung. Zum Beispiel können Ausführungsformen des Verfahrens 400 von oder mit der Trägerreparaturstation 18 implementiert werden. Das Verfahren 400 ist lediglich ein Beispiel und soll die vorliegende Erfindung nicht über das hinaus beschränken, was ausdrücklich in den Ansprüchen dargelegt ist. Weitere Schritte können vor, während und nach dem Verfahren 400 vorgesehen werden, und einige der beschriebenen Schritte können bei weiteren Ausführungsformen des Verfahrens ersetzt, weggelassen oder verschoben werden.
  • Im Schritt 402 wird bei dem Verfahren 400 (7) ein Träger empfangen. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind in dem Träger keine Substrate untergebracht. In 1 kann der Träger durch die Trägerreparaturstation 18 mittels der OHT 20 von der Trägerwechselstation 16 empfangen werden. Insbesondere kann der Träger durch die Eingangsöffnung 80 der Trägerreparaturstation 18 (3 und 4) empfangen werden.
  • Im Schritt 404 werden bei dem Verfahren 400 (7) Deckel an den Einlass- und Auslassgehäusen des Trägers zum Beispiel durch Abschrauben entfernt. Im Schritt 406 wird bei dem Verfahren 400 optional der Träger so gedreht, dass der Zugang zu dem Gehäuse und den darin befindlichen Luftfiltern einfach ist. Im Schritt 408 werden bei dem Verfahren 400 das Einlass- und das Auslassgehäuse von dem Träger demontiert, um die Luftfilter in dem Träger freizulegen. Im Schritt 410 wird bei dem Verfahren 400 gegebenenfalls ein O-Ring von dem Träger entfernt. Im Schritt 412 werden bei dem Verfahren 400 die Zu- und Abluftfilter von dem Träger entfernt.
  • Im Schritt 414 werden bei dem Verfahren 400 (7) neue Teile bereitgestellt, die in dem Träger installiert werden sollen, wie etwa neue Luftfilter und optional neue O-Ringe. Im Schritt 416 werden bei dem Verfahren 400 die neuen Teile kontrolliert, um sicherzustellen, dass sie fehlerfrei sind. Wenn an den neuen Teilen Fehler festgestellt werden, werden bei dem Verfahren 400 die Schritte 414 und 416 so lange wiederholt, bis neue Teile gefunden werden, die fehlerfrei sind.
  • Im Schritt 418 werden bei dem Verfahren 400 (7) die neuen Teile, wie etwa neue Zu- und Abluftfilter, in dem Träger installiert. Bei dem Verfahren 400 können optional bei Bedarf neue O-Ringe in dem Träger montiert werden. Im Schritt 420 werden bei dem Verfahren 400 die Einlass- und Auslassgehäuse und die Deckel wieder an den Träger montiert. Im Schritt 422 werden bei dem Verfahren 400 die neu installierten Teile kontrolliert. Zum Beispiel können optische Sensoren zum Detektieren der Oberflächenplanheit der neu installierten Luftfilter verwendet werden. Wenn die neu installierten Teile die Kontrolle nicht bestehen, geht das Verfahren 400 zu dem Schritt 408 zurück und wiederholt die Schritte 408 bis 422. Wenn die neu installierten Teile die Kontrolle bestehen, führt das Verfahren 400 den Träger in die Produktion zurück (Schritt 424). In den 3 und 4 kann der Träger in der Ausgangsöffnung 82 platziert werden und auf die Beförderung mittels der OHT 20 warten.
  • Bei einer Ausführungsform werden ein oder mehrere der vorgenannten Schritte des Verfahrens 400 mit computergestützten mechanischen Vorrichtungen, wie etwa Roboterarmen, implementiert. Dadurch wird vorteilhafterweise die Stillstandszeit bei der Herstellung verringert, und die Zuverlässigkeit und Qualität des Trägers werden erhöht.
  • Eine oder mehrere Ausfiihrungsformen der vorliegenden Erfindung, die jedoch nicht beschränkend sein sollen, bieten zahlreiche Vorzüge für die Halbleiterherstellung. Zum Beispiel wird bei Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung automatisch eine Beschädigung in einem Substratträger erkannt, wodurch die manuelle Arbeit verringert wird und die Produktionsleistung erhöht wird. Das geschieht außerdem zuverlässiger und zeitnah, sodass Waferdefekte verringert werden. Außerdem werden bei Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschädigte Luftfilter in den Substratträgern automatisch ersetzt, wodurch die Produktionsleistung steigt und operative Fehler abnehmen.
  • Bei einem beispielhaften Aspekt ist die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren gerichtet. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf: Empfangen eines Trägers mit mehreren Wafern darin; Zuführen eines Spülgases zu einem Einlass des Trägers; Abführen eines Abgases von einem Auslass des Trägers; und Erzeugen eines Zustandsindikators des Trägers während des Zuführens des Spülgases und des Abführens des Abgases.
  • Bei einer Ausführungsform des Verfahrens beruht das Erzeugen des Zustandsindikators auf einer oder mehreren der folgenden Messungen: (a) einer Messung eines Luftdrucks in dem Träger; (b) einer Messung einer Feuchte das Abgases; (c) einer Messung eines Durchsatzes des Abgases; und (d) einer Messung von Teilchen in dem Abgas.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Erzeugen des Zustandsindikators die folgenden Schritte: Lesen eines Luftdruckwerts, der mit einem Drucksensor gemessen wird, der in dem Träger installiert ist; Vergleichen des Luftdruckwerts mit einem vorgegebenen Luftdruckbereich; und Anzeigen, dass der Träger repariert werden muss, wenn der Luftdruckwert außerhalb des vorgegebenen Luftdruckbereichs liegt.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Erzeugen des Zustandsindikators die folgenden Schritte: Lesen eines Feuchtewerts des Abgases, der mit einem Feuchtesensor gemessen wird, der benachbart zu dem Auslass des Trägers installiert ist; Vergleichen des Feuchtewerts mit einem vorgegebenen Feuchtebereich; und Anzeigen, dass der Träger repariert werden muss, wenn der Feuchtewert außerhalb des vorgegebenen Feuchtebereichs liegt.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Erzeugen des Zustandsindikators die folgenden Schritte: Messen eines Durchsatzes des Abgases; Vergleichen des Durchsatzes mit einem vorgegebenen Durchsatzbereich; und Anzeigen, dass der Träger repariert werden muss, wenn der Durchsatz außerhalb des vorgegebenen Durchsatzbereichs liegt.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Erzeugen des Zustandsindikators die folgenden Schritte: Messen der Größen von Teilchen, die in dem Abgas befördert werden; Vergleichen der Größen mit einem Größen-Schwellenwert; und Anzeigen, dass der Träger repariert werden muss, wenn eine der Größen den Größen-Schwellenwert überschreitet.
  • Bei einer noch weiteren Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Erzeugen des Zustandsindikators die folgenden Schritte: Messen einer Anzahl von Teilchen, die in dem Abgas befördert werden; Vergleichen der Anzahl mit einem Anzahl-Schwellenwert; und Anzeigen, dass der Träger repariert werden muss, wenn die Anzahl den Anzahl-Schwellenwert überschreitet.
  • Bei einer Ausführungsform umfasst das Verfahren weiterhin Folgendes für den Fall, dass der Zustandsindikator anzeigt, dass der Träger repariert werden muss: Herausnehmen der mehreren Wafer aus dem Träger; und Befördern des Trägers zu einer Trägerreparaturstation über eine Überkopf-Transportvorrichtung (OHT). Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren Folgendes: Empfangen eines Trägers durch die Trägerreparaturstation; Ersetzen, mittels eines ersten Geräts mit Motorantrieb, eines Einlassfilters an dem Einlass des Trägers durch ein neues Einlassfilter; Ersetzen, mittels eines zweiten Geräts mit Motorantrieb, eines Auslassfilters an dem Auslass des Trägers durch ein neues Auslassfilter; und Kontrollieren, mittels eines dritten Geräts mit Motorantrieb; des neuen Einlassfilters und des neuen Auslassfilters. Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren für den Fall, dass sowohl das neue Einlassfilter als auch das neue Auslassfilter die Kontrolle bestehen, das Befördern des Trägers mit dem neuen Einlassfilter und dem neuen Auslassfilter über die OHT zu einer Bearbeitungsanlage. Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren für den Fall, dass das neue Einlassfilter oder das neue Auslassfilter die Kontrolle nicht besteht, das Ersetzen des neuen Einlassfilters oder des neuen Auslassfilters durch ein Ersatzfilter; und das Kontrollieren des Ersatzfilters.
  • Bei einem beispielhaften Aspekt ist die vorliegende Erfindung auf eine Vorrichtung zur Halbleiterherstellung gerichtet. Die Vorrichtung weist Folgendes auf: eine Eingangsöffnung zum Empfangen eines Trägers, wobei der Träger einen Trägerkörper, ein an den Trägerkörper montiertes Gehäuse und ein Filter aufweist, das zwischen dem Trägerkörper und dem Gehäuse installiert ist; einen ersten Roboterarm zum Demontieren des Gehäuses von dem Träger und zum Montieren des Gehäuses in den Träger; einen oder mehrere zweite Roboterarme zum Herausnehmen des Filters aus dem Träger und zum Installieren eines neuen Filters in dem Träger; und eine Ausgangsöffnung zum Zurückführen des Trägers in die Produktion.
  • Bei einer Ausführungsform sind der eine oder die mehreren zweiten Roboterarme weiterhin so konfiguriert, dass sie einen O-Ring zwischen dem Filter und dem Gehäuse einsetzen und herausnehmen. Bei einer Ausführungsform umfasst die Vorrichtung weiterhin einen ersten Kontrollmechanismus zum Kontrollieren des neuen Filters vor seiner Installation mit dem einen oder den mehreren zweiten Roboterarmen. Bei einer Ausführungsform umfasst der erste Kontrollmechanismus eine Kamera zum Aufnehmen eines Bilds des neuen Filters; und ein Kontrollgerät zum Ermitteln der Qualität des neuen Filters auf Grund des Bilds.
  • Bei einer Ausführungsform umfasst die Vorrichtung weiterhin einen zweiten Kontrollmechanismus zum Kontrollieren des neuen Filters nach seiner Installation mit dem einen oder den mehreren zweiten Roboterarmen. Bei einer Ausführungsform umfasst der zweite Kontrollmechanismus einen Lasermechanismus zum Erkennen der Planheit einer Oberfläche des neuen Filters.
  • Bei einem weiteren beispielhaften Aspekt ist die vorliegende Erfindung auf ein System gerichtet. Das System weist Folgendes auf: mehrere Halbleiter-Bearbeitungsanlagen; eine Trägerspülstation; eine Trägerreparaturstation; und eine Überkopf-Transportschleife (OHT-Schleife) zum Befördern eines oder mehrerer Substratträger zwischen den mehreren Halbleiter-Bearbeitungsanlagen, der Trägerspülstation und der Trägerreparaturstation. Die Trägerspülstation ist so konfiguriert, dass sie einen Substratträger von einer der mehreren Halbleiter-Bearbeitungsanlagen empfängt, den Substratträger mit einem Inertgas spült, und ermittelt, ob der Substratträger repariert werden muss. Die Trägerreparaturstation ist so konfiguriert, dass sie einen Substratträger, der repariert werden soll, empfängt und ein oder mehrere Teile in dem Substratträger ersetzt.
  • Bei einer Ausführungsform weist das System weiterhin eine Trägerwechselstation auf, die so konfiguriert ist, dass sie einen Substratträger mit Substraten empfängt, die Substrate aus dem Substratträger herausnimmt, und die Substrate in einen anderen Substratträger platziert.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform des Systems ist die Trägerspülstation so konfiguriert, dass sie auf Grund mindestens eines der folgenden Faktoren ermittelt, ob der Substratträger repariert werden muss: ob das eine oder die mehreren Teile in dem Substratträger ihre jeweilige Lebensdauer erreicht haben; eine Messung eines Luftdrucks in dem Substratträger, während der Substratträger gespült wird; eine Messung einer Abgasfeuchte, während der Substratträger gespült wird; eine Messung eines Abgasdurchsatzes, während der Substratträger gespült wird; und eine Messung von Teilchen in dem Abgas, während der Substratträger gespült wird.
  • Bei einer Ausführungsform des Systems umfassen das eine oder die mehreren Teile ein Luftfilter in dem Substratträger. Bei einer anderen Ausführungsform des Systems ist der Substratträger so konfiguriert, dass er mehrere Wafer trägt.
  • Bei einem weiteren beispielhaften Aspekt ist die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren gerichtet. Das Verfahren umfasst das Spülen eines Waferträgers, sodass ein Abgas entsteht; und das Ermitteln, ob der Waferträger repariert werden muss, auf Grund eines oder mehrerer der folgenden Faktoren: ob ein Luftdruck in dem Waferträger innerhalb eines vorgegebenen Luftdruckbereichs liegt; ob eine Feuchte des Abgases innerhalb eines vorgegebenen Feuchtebereichs liegt; ob ein Durchsatz des Abgases innerhalb eines vorgegebenen Durchsatzbereichs liegt; ob Größen von Teilchen in dem Abgas kleiner als ein Größen-Schwellenwert sind; ob eine Anzahl von Teilchen in dem Abgas kleiner als ein Anzahl-Schwellenwert ist; und ob ein Filter in dem Waferträger das Ende seiner Lebensdauer erreicht hat.
  • Bei einer Ausführungsform umfasst das Verfahren für den Fall, dass bei dem Ermitteln ermittelt wird, dass der Waferträger repariert werden muss, weiterhin das Befördern des Waferträgers zu einer Trägerreparaturstation mittels einer Überkopf-Transportschleife (OHT-Schleife); und das Ersetzen eines oder mehrerer Teile des Waferträgers in der Trägerreparaturstation. Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst das Ersetzen des einen oder der mehreren Teile Folgendes: Empfangen des Waferträgers unter Verwendung der OHT-Schleife; Herausnehmen des einen oder der mehreren Teile aus dem Waferträger mit mindestens einem Roboterarm; Installieren eines oder mehrerer Ersatzteile in dem Waferträger mit mindestens einem weiteren Roboterarm; und Kontrollieren des einen oder der mehreren Ersatzteile mit mindestens einem optischen Gerät. Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren für den Fall, dass das eine oder die mehreren Ersatzteile die Kontrolle bestehen, weiterhin das Zurückführen des Waferträgers zu einer Halbleiter-Bearbeitungsanlage unter Verwendung der OHT-Schleife.
  • Bei einem weiteren beispielhaften Aspekt ist die vorliegende Erfindung auf eine Vorrichtung gerichtet. Die Vorrichtung weist Folgendes auf: eine Eingangsöffnung zum Empfangen eines Waferträgers; einen Vorratsbehälter zum Aufnehmen mehrerer neuer Luftfilter; einen ersten Mechanismus zum Herausnehmen eines Luftfilters aus dem Waferträger; einen zweiten Mechanismus zum Aufnehmen eines neuen Luftfilters aus dem Vorratsbehälter; einen dritten Mechanismus zum Installieren des neuen Luftfilters in dem Waferträger; und eine Ausgangsöffnung zum Zurückführen des Waferträgers, nachdem das neue Luftfilter installiert worden ist.
  • Bei einer Ausführungsform weist die Vorrichtung weiterhin eine Drehvorrichtung zum Drehen des Waferträgers auf. Bei einer anderen Ausführungsform weist die Vorrichtung außerdem einen vierten Mechanismus zum Herausnehmen des Gehäuses aus dem Waferträger zum Freilegen des Luftfilters auf, wobei der vierte Mechanismus so konfiguriert ist, dass er das Gehäuse wieder installiert, nachdem das neue Luftfilter installiert worden ist.
  • Bei einer Ausführungsform weist die Vorrichtung weiterhin einen ersten Kontrollmechanismus zum Kontrollieren des neuen Luftfilters vor seiner Installation in dem Waferträger auf. Bei einer Ausführungsform weist die Vorrichtung weiterhin einen Entsorgungsbehälter zum Aufnehmen des Luftfilters nach seiner Herausnahme aus dem Waferträger auf. Bei einer noch weiteren Ausführungsform weist die Vorrichtung außerdem einen zweiten Kontrollmechanismus zum Kontrollieren des neuen Luftfilters nach seiner Installation in dem Waferträger auf.
  • Bei einem noch weiteren beispielhaften Aspekt ist die vorliegende Erfindung auf ein System gerichtet. Das System weist Folgendes auf: mehrere Halbleiter-Bearbeitungsanlagen; einen Waferträger; eine Waferträger-Spülstation; eine Waferträger-Wechselstation; eine Waferträger-Reparaturstation; und ein Überkopf-Transportsystem (OHT-System) zum Transportieren des Waferträgers zwischen den Halbleiter-Bearbeitungsanlagen, der Waferträger-Spülstation, der Waferträger-Wechselstation und der Waferträger-Reparaturstation.
  • Bei einer Ausführungsform des Systems ist eine der mehreren Halbleiter-Bearbeitungsanlagen so konfiguriert, dass sie den Waferträger mit mehreren Wafern unter Verwendung des OHT-Systems empfängt; die mehreren Wafer bearbeitet, sodass mehrere bearbeitete Wafer entstehen; und unter Verwendung des OHT-Systems die mehreren bearbeiteten Wafer zu dem Waferträger befördert, der zu der Waferträger-Spülstation geschickt werden soll.
  • Bei einer anderen Ausführungsform ist die Waferträger-Spülstation so konfiguriert, dass sie den Waferträger mit mehreren Wafern unter Verwendung des OHT-Systems empfängt; ein Spülgas in den Waferträger einleitet; und ein Abgas von dem Waferträger überwacht. Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Waferträger-Spülstation so konfiguriert, dass sie das Abgas überwacht, um mindestens einen der folgenden Faktoren zu bestimmen: Feuchte des Abgases; Gasdurchsatz des Abgases; Teilchenanzahl in dem Abgas; und Teilchengrößen in dem Abgas. Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Waferträger-Spülstation außerdem so konfiguriert, dass sie einen Luftdruck in dem Waferträger überwacht. Bei einer noch weiteren Ausführungsform ist die Waferträger-Spülstation außerdem so konfiguriert, dass sie ermittelt, ob der Waferträger repariert werden muss.
  • Bei einer Ausführungsform des Systems ist die Waferträger-Wechselstation so konfiguriert, dass sie den Waferträger mit mehreren Wafern unter Verwendung des OHT-Systems empfängt; die mehreren Wafer aus dem Waferträger in einen anderen Waferträger platziert; und den Waferträger ohne einen Wafer unter Verwendung des OHT-Systems zu der Waferträger-Reparaturstation befördert. Bei einer weiteren Ausfiihrungsform ist die Waferträger-Reparaturstation so konfiguriert, dass sie den Waferträger ohne einen Wafer unter Verwendung der OHT-Systems empfängt; ein Gehäuse von dem Waferträger entfernt, um ein Luftfilter freizulegen; das Luftfilter durch ein neues Luftfilter ersetzt; das Gehäuse wieder in dem Waferträger installiert; und den Waferträger mit dem neuen Luftfilter unter Verwendung des OHT-Systems zurückführt.
  • Vorstehend sind Merkmale verschiedener Ausführungsformen beschrieben worden, sodass Fachleute die Aspekte der vorliegenden Erfindung besser verstehen können. Fachleuten dürfte klar sein, dass sie die vorliegende Erfindung ohne Weiteres als eine Grundlage zum Gestalten oder Modifizieren anderer Verfahren und Strukturen zum Erreichen der gleichen Ziele und/oder zum Erzielen der gleichen Vorzüge wie bei den hier vorgestellten Ausführungsformen verwenden können. Fachleute dürften ebenfalls erkennen, dass solche äquivalenten Auslegungen nicht von dem Grundgedanken und Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abweichen und dass sie hier verschiedene Änderungen, Ersetzungen und Abwandlungen vornehmen können, ohne von dem Grundgedanken und Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Claims (20)

  1. Verfahren mit den folgenden Schritten: Empfangen eines Trägers mit mehreren Wafern darin; Zuführen eines Spülgases zu einem Einlass des Trägers; Abführen eines Abgases von einem Auslass des Trägers; und Erzeugen eines Zustandsindikators des Trägers während des Zuführens des Spülgases und des Abführens der Abgases.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Erzeugen des Zustandsindikators auf einer oder mehreren der folgenden Messungen beruht: (a) einer Messung eines Luftdrucks in dem Träger; (b) einer Messung einer Feuchte das Abgases; (c) einer Messung eines Durchsatzes des Abgases; und (d) einer Messung von Teilchen in dem Abgas.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Erzeugen des Zustandsindikators Folgendes umfasst: Lesen eines Luftdruckwerts, der mit einem Drucksensor gemessen wird, der in dem Träger installiert ist; Vergleichen des Luftdruckwerts mit einem vorgegebenen Luftdruckbereich; und Anzeigen, dass der Träger repariert werden muss, wenn der Luftdruckwert außerhalb des vorgegebenen Luftdruckbereichs liegt.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Erzeugen des Zustandsindikators Folgendes umfasst: Lesen eines Feuchtewerts des Abgases, der mit einem Feuchtesensor gemessen wird, der benachbart zu dem Auslass des Trägers installiert ist; Vergleichen des Feuchtewerts mit einem vorgegebenen Feuchtebereich; und Anzeigen, dass der Träger repariert werden muss, wenn der Feuchtewert außerhalb des vorgegebenen Feuchtebereichs liegt.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Erzeugen des Zustandsindikators Folgendes umfasst; Messen eines Durchsatzes des Abgases; Vergleichen des Durchsatzes mit einem vorgegebenen Durchsatzbereich; und Anzeigen, dass der Träger repariert werden muss, wenn der Durchsatz außerhalb des vorgegebenen Durchsatzbereichs liegt.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Erzeugen des Zustandsindikators Folgendes umfasst: Messen von Größen von Teilchen, die in dem Abgas befördert werden; Vergleichen der Größen mit einem Größen-Schwellenwert; und Anzeigen, dass der Träger repariert werden muss, wenn eine der Größen den Größen-Schwellenwert überschreitet.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Erzeugen des Zustandsindikators Folgendes umfasst: Messen einer Anzahl von Teilchen, die in dem Abgas befördert werden; Vergleichen der Anzahl mit einem Anzahl-Schwellenwert; und Anzeigen, dass der Träger repariert werden muss, wenn die Anzahl den Anzahl-Schwellenwert überschreitet.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren für den Fall, dass der Zustandsindikator anzeigt, dass der Träger repariert werden muss, weiterhin Folgendes umfasst: Herausnehmen der mehreren Wafer aus dem Träger; und Befördern des Trägers zu einer Trägerreparaturstation über eine Überkopf-Transportvorrichtung (OHT).
  9. Verfahren nach Anspruch 8, das weiterhin Folgendes umfasst: Empfangen eines Trägers durch die Trägerreparaturstation; Ersetzen, mittels eines ersten Geräts mit Motorantrieb, eines Einlassfilters an dem Einlass des Trägers durch ein neues Einlassfilter; Ersetzen, mittels eines zweiten Geräts mit Motorantrieb, eines Auslassfilters an dem Auslass des Trägers durch ein neues Auslassfilter; und Kontrollieren des neuen Einlassfilters und des neuen Auslassfilters, mittels eines dritten Geräts mit Motorantrieb.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, das für den Fall, dass sowohl das neue Einlassfilter als auch das neue Auslassfilter die Kontrolle bestehen, weiterhin das Befördern des Trägers mit dem neuen Einlassfilter und dem neuen Auslassfilter über die OHT zu einer Bearbeitungsanlage umfasst.
  11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, das für den Fall, dass das neue Einlassfilter oder das neue Auslassfilter die Kontrolle nicht besteht, weiterhin Folgendes umfasst: Ersetzen des neuen Einlassfilters oder des neuen Auslassfilters durch einen Ersatzfilter; und Kontrollieren des Ersatzfilters.
  12. Vorrichtung zur Halbleiterherstellung mit: einer Eingangsöffnung zum Empfangen eines Trägers, wobei der Träger einen Trägerkörper, ein an den Trägerkörper montiertes Gehäuse und ein Filter aufweist, das zwischen dem Trägerkörper und dem Gehäuse installiert ist; einem ersten Roboterarm zum Demontieren des Gehäuses von dem Träger und zum Montieren des Gehäuses in den Träger; einem oder mehreren zweiten Roboterarmen zum Herausnehmen des Filters aus dem Träger und zum Installieren eines neuen Filters in dem Träger; und einer Ausgangsöffnung zum Zurückführen des Trägers in die Produktion.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei der eine oder die mehreren zweiten Roboterarme weiterhin so konfiguriert sind, dass sie einen O-Ring zwischen dem Filter und dem Gehäuse einsetzen und herausnehmen.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, die weiterhin einen ersten Kontrollmechanismus zum Kontrollieren des neuen Filters vor seiner Installation mit dem einen oder den mehreren zweiten Roboterarmen aufweist.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei der erste Kontrollmechanismus Folgendes aufweist: eine Kamera zum Aufnehmen eines Bilds des neuen Filters; und ein Kontrollgerät zum Ermitteln der Qualität des neuen Filters auf Grund des Bilds.
  16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, die weiterhin einen zweiten Kontrollmechanismus zum Kontrollieren des neuen Filters nach seiner Installation mit dem einen oder den mehreren zweiten Roboterarmen aufweist.
  17. Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei der zweite Kontrollmechanismus einen Lasermechanismus zum Erkennen der Planheit einer Oberfläche des neuen Filters aufweist.
  18. System mit: mehreren Halbleiter-Bearbeitungsanlagen; einer Trägerspülstation; einer Trägerreparaturstation; und einer Überkopf-Transportschleife (OHT-Schleife) zum Befördern eines oder mehrerer Substratträger zwischen den mehreren Halbleiter-Bearbeitungsanlagen, der Trägerspülstation und der Trägerreparaturstation, wobei die Trägerspülstation so konfiguriert ist, dass sie einen Substratträger von einer der mehreren Halbleiter-Bearbeitungsanlagen empfängt, den Substratträger mit einem Inertgas spült, und ermittelt, ob der Substratträger repariert werden muss, und die Trägerreparaturstation so konfiguriert ist, dass sie einen Substratträger, der repariert werden soll, empfängt und ein oder mehrere Teile in dem Substratträger ersetzt.
  19. System nach Anspruch 18, das weiterhin eine Trägerwechselstation aufweist, die so konfiguriert ist, dass sie einen Substratträger mit Substraten empfängt, die Substrate aus dem Substratträger herausnimmt, und die Substrate in einen anderen Substratträger platziert.
  20. System nach Anspruch 18 oder 19, wobei die Trägerspülstation so konfiguriert ist, dass sie auf Grund mindestens eines der folgenden Faktoren ermittelt, ob der Substratträger repariert werden muss: ob das eine oder die mehreren Teile in dem Substratträger ihre jeweilige Lebensdauer erreicht haben; eine Messung eines Luftdrucks in dem Substratträger, während der Substratträger gespült wird; eine Messung einer Abgasfeuchte, während der Substratträger gespült wird; eine Messung eines Abgasdurchsatzes, während der Substratträger gespült wird; und eine Messung von Teilchen in dem Abgas, während der Substratträger gespült wird.
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