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半導體生產系統(tǒng)及其量測系統(tǒng)和量測設備

專利號
CN109545722B
公開日期
2019-08-20
申請人
上海精測半導體技術有限公司(上海市青浦區(qū)趙巷鎮(zhèn)滬青平公路3398號1幢2層Q區(qū)202室)
發(fā)明人
劉亮; 李仲禹; 唐海明
IPC分類
H01L21/67
技術領域
半導體,導體,efem,硅片,接口,工控機,工藝,前端,測量,申請
地域: 上海市 上海市青浦區(qū)

摘要

本申請公開了一種半導體生產系統(tǒng)及其量測系統(tǒng)和量測設備。該半導體量測設備具有機體,機體內設有量測室。機體外設置有連接接口。連接接口與量測室連通并布置成能夠連接至半導體生產設備的片庫接口。本申請的設備能夠大大提高半導體量測的效率并降低成本。

說明書

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[0025] 一實施例中,所述半導體量測系統(tǒng)進一步包括控制裝置,所述半導體量測設備和 所述半導體設備前端模塊具有對應的工控機,其中所述控制裝置與各所述工控機電連接, 以控制各所述半導體量測設備和所述半導體設備前端模塊的運行。 [0026] 一實施例中,所述半導體量測設備進一步設有氣路系統(tǒng),所述氣路系統(tǒng)布置成向 所述量測室充入氣體,并使得所述量測室的氣壓相對于大氣和/或半導體前端模塊為正壓。 [0027] 一實施例中,所述氣路系統(tǒng)具有壓差傳感器,所述壓差傳感器布置在所述連接接 口處并用于檢測所述半導體量測設備與所述半導體前端模塊之間的壓差,其中所述氣路系 統(tǒng)進一步布置成根據所述壓差傳感器檢測到的壓差來調節(jié)進入所述量測室的進氣量。 [0028] 本申請還提供了一種半導體生產系統(tǒng),所述半導體生產系統(tǒng)包括半導體工藝設 備,其中所述半導體生產系統(tǒng)進一步包括如上所述的半導體量測系統(tǒng),其中所述半導體工 藝設備連接于所述半導體設備前端模塊。 [0029] 一實施例中,所述半導體量測設備包括分別用于硅片的膜厚測量、關鍵尺寸測量、 圖形套刻測量和表面自動光學檢測測量的半導體量測設備。 [0030] 一實施例中,所述半導體生產系統(tǒng)進一步包括半導體工藝自動化系統(tǒng),各所述半 導體量測設備、所述半導體工藝設備和所述半導體設備前端模塊的對應工控機電連接至所 述半導體工藝自動化系統(tǒng),由所述半導體工藝自動化系統(tǒng)協(xié)調控制所述半導體量測設備、 所述半導體工藝設備和所述半導體設備前端模塊的運行。 [0031] 一實施例中,所述半導體生產系統(tǒng)進一步包括半導體工藝自動化系統(tǒng),各所述半 導體量測設備的工控機電連接至所述半導體工藝設備對應的工控機,以及所述半導體工藝 設備的工控機和所述半導體設備前端模塊的工控機均電連接至所述半導體工藝自動化系 統(tǒng),由所述半導體工藝自動化系統(tǒng)協(xié)調控制所述半導體量測設備、所述半導體工藝設備和 所述半導體設備前端模塊的運行。 [0032] 本發(fā)明的技術效果: [0033] 1.硅片可以同時在同一EFEM的操作下完成工藝加工和測量,省去了經過天車系統(tǒng) 傳輸的過程,不僅節(jié)省了天車系統(tǒng)資源,而且節(jié)省了傳輸時間,特別是現(xiàn)代芯片加工工藝中 需要對硅片在同一加工工藝和測量中多次交替進行,大大提高了硅片的產能效率; [0034] 2.本發(fā)明的模塊量測設備可以通過片庫接口直接集成到現(xiàn)有的工藝設備的EFEM 上,不僅不會增加現(xiàn)有工藝設備的改裝成本,而且空間上在片庫的工位,基本不需要額外的 空間,與原來獨立的量測設備相比,大大節(jié)省了安裝空間,降低了Fab廠的維護成本。 [0035] 3.此量測設備模塊不需要獨立的機械臂系統(tǒng),利用EFEM的機械臂直接上下料,而 且整體上小型化,相比獨立的量測設備,極大的降低了量測設備的物料成本。 [0036] 4.本申請的半導體量測設備設置有氣路系統(tǒng),以向量測室內通入氣體,使得量測 室內相對于大氣和/或者EFEM保持正壓,由此保證量測室內的量測環(huán)境。 附圖說明 [0037] 圖1是現(xiàn)有的帶有半導體設備前端模塊(EFEM)的半導體生產系統(tǒng)的組成結構示意 圖。 [0038] 圖1A是EFEM中的片庫的結構示意圖。 [0039] 圖2是現(xiàn)有的半導體設備前端模塊(EFEM)的立體圖。 [0040] 圖3是現(xiàn)有的硅片量測過程示意圖。 [0041] 圖4是根據本申請的一實施例的半導體量測設備的組成結構示意圖。 [0042] 圖5是集成有圖4的半導體量測設備的半導體生產系統(tǒng)的結構示意圖。 [0043] 圖6是根據本申請的一實施例的片庫接口和半導體量測設備的連接接口的結構示 意圖。 [0044] 圖7是根據本申請的另一實施例的片庫接口和半導體量測設備的連接接口的結構 示意圖。 [0045] 圖8是根據本申請的又一實施例的片庫接口和半導體量測設備的連接接口的結構 示意圖。 [0046] 圖8A示出根據本申請的一實施例的半導體量測設備的結構示意圖。 [0047] 圖9和10分別是根據本申請的一實施例的集成有本申請的半導體量測設備的半導 體生產系統(tǒng)的俯視圖和立體圖。 [0048] 圖11和12分別是根據本申請的另一實施例的集成有本申請的半導體量測設備的 半導體生產系統(tǒng)的俯視圖和立體圖。 [0049] 圖13是根據本申請的一實施例的半導體生產系統(tǒng)的控制系統(tǒng)圖。 [0050] 圖14是根據本申請的另一實施例的半導體生產系統(tǒng)的控制系統(tǒng)圖。 具體實施方式 [0051] 以下將結合附圖對本發(fā)明的較佳實施例進行詳細說明,以便更清楚理解本發(fā)明的 目的、特點和優(yōu)點。應理解的是,附圖所示的實施例并不是對本發(fā)明范圍的限制,而只是為 了說明本發(fā)明技術方案的實質精神。 [0052] 在下文的描述中,出于說明各種公開的實施例的目的闡述了某些具體細節(jié)以提供 對各種公開實施例的透徹理解。但是,相關領域技術人員將認識到可在無這些具體細節(jié)中

權利要求

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15.一種半導體量測系統(tǒng),所述半導體量測系統(tǒng)包括半導體設備前端模塊,所述半導體設備前端模塊具有多個片庫接口,其特征在于,所述半導體量測系統(tǒng)進一步包括至少一個如權利要求1所述的半導體量測設備,每個半導體量測設備連接至對應的一個片庫接口。 16.如權利要求15所述的半導體量測系統(tǒng),其特征在于,所述半導體量測系統(tǒng)進一步包括控制裝置,所述半導體量測設備和所述半導體設備前端模塊具有對應的工控機,其中所述控制裝置與各所述工控機電連接,以控制各所述半導體量測設備和所述半導體設備前端模塊的運行。 17.如權利要求15所述的半導體量測系統(tǒng),其特征在于,所述半導體量測設備的所述量測室的氣壓相對于半導體前端模塊的氣壓為正壓。 18.如權利要求15所述的半導體量測系統(tǒng),其特征在于,所述半導體量測設備包括分別用于硅片的膜厚測量、關鍵尺寸測量、圖形套刻測量和表面自動光學檢測測量的半導體量測設備。 19.如權利要求15所述的半導體量測系統(tǒng),其特征在于,所述氣路系統(tǒng)具有壓差傳感器,所述壓差傳感器布置在所述連接接口處并用于檢測所述半導體量測設備與所述半導體前端模塊之間的壓差,其中所述氣路系統(tǒng)進一步布置成根據所述壓差傳感器檢測到的壓差來調節(jié)進入所述量測室的進氣量。 20.一種半導體生產系統(tǒng),所述半導體生產系統(tǒng)包括半導體工藝設備,其特征在于,所述半導體生產系統(tǒng)進一步包括如權利要求15-19任一項所述的半導體量測系統(tǒng),其中所述半導體工藝設備連接于所述半導體量測系統(tǒng)前端模塊。 21.如權利要求20所述的半導體生產系統(tǒng),其特征在于,所述半導體生產系統(tǒng)進一步包括半導體工藝自動化系統(tǒng),各所述半導體量測設備、所述半導體工藝設備和所述半導體設備前端模塊的對應工控機電連接至所述半導體工藝自動化系統(tǒng),由所述半導體工藝自動化系統(tǒng)協(xié)調控制所述半導體量測設備、所述半導體工藝設備和所述半導體設備前端模塊的運行。 22.如權利要求21所述的半導體生產系統(tǒng),其特征在于,所述半導體生產系統(tǒng)進一步包括半導體工藝自動化系統(tǒng),各所述半導體量測設備的工控機電連接至所述半導體工藝設備對應的工控機,以及所述半導體工藝設備的工控機和所述半導體設備前端模塊的工控機均電連接至所述半導體工藝自動化系統(tǒng),由所述半導體工藝自動化系統(tǒng)協(xié)調控制所述半導體量測設備、所述半導體工藝設備和所述半導體設備前端模塊的運行。
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