半导体生产系统及其量测系统和量测设备技术方案

本申请公开了一种半导体生产系统及其量测系统和量测设备。该半导体量测设备具有机体，机体内设有量测室。机体外设置有连接接口。连接接口与量测室连通并布置成能够连接至半导体生产设备的片库接口。本申请的设备能够大大提高半导体量测的效率并降低成本。

【技术实现步骤摘要】
半导体生产系统及其量测系统和量测设备
本专利技术涉及半导体设备，具体涉及半导体量测设备。
技术介绍
目前芯片制造工艺中，硅片在生产线不同工艺加工模块之间需要通过半导体设备前端模块(EquipmentFrontEndModule，简称EFEM)和自动导引车系统(AutomatedGuidedVehicle，简称AGV，或称天车系统)进行高效传输和定位。现有技术的EFEM示意如图1所示。片库(loadport)7用来进行硅片的上下料。片库7上有片盒(Front-openingunifiedpod，简称Foup)用来盛放硅片。EFEM内部含有机械手，通过片库接口8从片盒取硅片，将硅片准确的送到工艺设备，而后将工艺处理完成的硅片再通过片库接口放回片盒。当今半导体工艺采用的国际SEMI(SemiconductorEquipmentandMaterialsInternational)标准准确定义了片库和片盒的外形尺寸，即EFEM同片盒连接的片库接口是标准化的。图2中进一步展示了目前半导体设备的立体图。图3中右侧图为现有技术的量测设备的构造图。相对于工艺设备，量测设备亦为独立的一整套设备。硅片通过上下料口11进入工件台，而后通过测试探头对硅片进行光学测量，例如膜厚测量，关键尺寸(CD)测量，图形套刻(Overlay)测量，表面自动光学检测(AOI)测量等等。量测设备和工艺设备间的传输通过如前所述的天车系统(硅片装在片盒中)来完成。现有量测设备有如下问题：1.硅片需要在工艺设备和量测设备间传输耗费时间，影响硅片的生产效率；2.因为硅片的生产洁净室有很高的要求，洁净室的运营成本同洁净室的空间大小直接相关，在Fab厂极度有限的空间内，独立的量测设备抢占了工厂空间；3.独立的量测设备除了需要测量系统，还需要配备独立的机械臂系统上下料，整体造价成本高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能够提高硅片的量测效率的半导体设备。进一步地，本申请的目的是提供一种能够降低硅片的生产和量测成本的设备。为实现上述目的，本专利技术提供了一种半导体量测设备，所述半导体量测设备具有机体，所述机体内设有量测室，其中，所述机体外设置有连接接口，所述连接接口与所述量测室连通并设置成能够连接至半导体生产设备的片库接口。一实施例中，所述连接接口布置成在连接至所述片库接口时，所述量测室与所述片库接口可操作地连通。一实施例中，所述连接接口布置有量测设备接口门，所述量测设备接口门可操作地打开或关闭。一实施例中，所述连接接口具有连接框，所述连接框布置成能够连接至所述片库接口。一实施例中，所述连接接口具有布置于所述连接框外部的密封件。一实施例中，所述连接接口具有连接框和对位件，其中所述连接框上设有对位结构，所述对位件设有与所述对位结构对应的对位部。一实施例中，所述连接接口进一步设有方位调节机构，用于调节所述连接接口相对于所述片库接口的方位。一实施例中，所述半导体量测设备进一步设有气路系统，所述气路系统布置成向所述量测室充入气体。一实施例中，所述气路系统布置成使得所述量测室的气压相对于大气为正压。一实施例中，所述气路系统具有气体压力传感器，所述气路系统进一步布置成根据所述气体压力传感器检测到的压力来调节进入所述量测室的进气量。一实施例中，所述量测室内设有工件台，所述工件台能够朝向所述连接接口运动。一实施例中，所述工件台布置成能够沿横向、纵向和垂向运动。一实施例中，所述量测室布置成能够对硅片进行检测。一实施例中，所述半导体生产设备是半导体设备前端模块(EFEM)。一实施例中，所述片库接口是符合国际SEMI标准的接口。一实施例中，所述片库接口设有片库接口门和接口外框。一实施例中，所述连接接口设置成能够连接至半导体设备前端模块的检修门的位置或者能够连接至半导体设备前端模块的侧壁上，在除了设有片库接口的位置之外的其他合适的位置处。本申请进一步提供了一种半导体量测系统，所述半导体量测系统包括半导体设备前端模块，所述半导体设备前端模块具有多个片库接口，其中所述半导体量测系统进一步包括至少一个如上所述的半导体量测设备，每个半导体量测设备连接至对应的一个片库接口。一实施例中，所述半导体量测设备包括分别用于硅片的膜厚测量、关键尺寸测量、图形套刻测量和表面自动光学检测测量的半导体量测设备。一实施例中，所述半导体量测系统进一步包括控制装置，所述半导体量测设备和所述半导体设备前端模块具有对应的工控机，其中所述控制装置与各所述工控机电连接，以控制各所述半导体量测设备和所述半导体设备前端模块的运行。一实施例中，所述半导体量测设备进一步设有气路系统，所述气路系统布置成向所述量测室充入气体，并使得所述量测室的气压相对于大气和/或半导体前端模块为正压。一实施例中，所述气路系统具有压差传感器，所述压差传感器布置在所述连接接口处并用于检测所述半导体量测设备与所述半导体前端模块之间的压差，其中所述气路系统进一步布置成根据所述压差传感器检测到的压差来调节进入所述量测室的进气量。本申请还提供了一种半导体生产系统，所述半导体生产系统包括半导体工艺设备，其中所述半导体生产系统进一步包括如上所述的半导体量测系统，其中所述半导体工艺设备连接于所述半导体设备前端模块。一实施例中，所述半导体量测设备包括分别用于硅片的膜厚测量、关键尺寸测量、图形套刻测量和表面自动光学检测测量的半导体量测设备。一实施例中，所述半导体生产系统进一步包括半导体工艺自动化系统，各所述半导体量测设备、所述半导体工艺设备和所述半导体设备前端模块的对应工控机电连接至所述半导体工艺自动化系统，由所述半导体工艺自动化系统协调控制所述半导体量测设备、所述半导体工艺设备和所述半导体设备前端模块的运行。一实施例中，所述半导体生产系统进一步包括半导体工艺自动化系统，各所述半导体量测设备的工控机电连接至所述半导体工艺设备对应的工控机，以及所述半导体工艺设备的工控机和所述半导体设备前端模块的工控机均电连接至所述半导体工艺自动化系统，由所述半导体工艺自动化系统协调控制所述半导体量测设备、所述半导体工艺设备和所述半导体设备前端模块的运行。本专利技术的技术效果：1.硅片可以同时在同一EFEM的操作下完成工艺加工和测量，省去了经过天车系统传输的过程，不仅节省了天车系统资源，而且节省了传输时间，特别是现代芯片加工工艺中需要对硅片在同一加工工艺和测量中多次交替进行，大大提高了硅片的产能效率；2.本专利技术的模块量测设备可以通过片库接口直接集成到现有的工艺设备的EFEM上，不仅不会增加现有工艺设备的改装成本，而且空间上在片库的工位，基本不需要额外的空间，与原来独立的量测设备相比，大大节省了安装空间，降低了Fab厂的维护成本。3.此量测设备模块不需要独立的机械臂系统，利用EFEM的机械臂直接上下料，而且整体上小型化，相比独立的量测设备，极大的降低了量测设备的物料成本。4.本申请的半导体量测设备设置有气路系统，以向量测室内通入气体，使得量测室内相对于大气和/或者EFEM保持正压，由此保证量测室内的量测环境。附图说明图1是现有的带有半导体设备前端模块(EFEM)的半导体生产系统的组成结构示意图。图1A是EFEM中的片库的结构示意图。图2是现有的半导体设备前端模块(EFEM)的立体图。图3是现本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体量测设备，所述半导体量测设备具有机体，所述机体内设有量测室，其特征在于，所述机体外设置有连接接口，所述连接接口与所述量测室连通并设置成能够连接至半导体生产设备的片库接口。

【技术特征摘要】
1.一种半导体量测设备，所述半导体量测设备具有机体，所述机体内设有量测室，其特征在于，所述机体外设置有连接接口，所述连接接口与所述量测室连通并设置成能够连接至半导体生产设备的片库接口。2.如权利要求1所述的半导体量测设备，其特征在于，所述连接接口布置有量测设备接口门，所述量测设备接口门可操作地打开或关闭。3.如权利要求1所述的半导体量测设备，其特征在于，所述连接接口具有连接框和对位件，其中所述连接框上设有对位结构，所述对位件设有与所述对位结构对应的对位部。4.如权利要求1所述的半导体量测设备，其特征在于，所述半导体量测设备进一步设有气路系统，所述气路系统布置成向所述量测室充入气体。5.一种半导体量测系统，所述半导体量测系统包括半导体设备前端模块，所述半导体设备前端模块具有多个片库接口，其特征在于，所述半导体量测系统进一步包括至少一个如权利要求1所述的半导体量测设备，每个半导体量测设备连接至对应的一个片库接口。6.如权利要求5所述的半导体量测系统，其特征在于，所述半导体量测系统进一步包括控制装置，所述半导体量测设备和所述半导体设备前端模块具有对应的工控机，其中所述控制装置与各所述工控机电连接，以控制各所述半导体量测设备和所述半导体设备前端模块的运行。7.如权利要求5所述的半导体量测系统，其特征在于，所述半导体量测设备进一步设有气路系统，所述气路系统布置成向所述量测室充入气体，并使得所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘亮，李仲禹，唐海明，
申请(专利权)人：上海精测半导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31