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半導體生產(chǎn)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(chǎn)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(nèi)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(chǎn)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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的一個或多個細節(jié)的情況來實踐實施例。在其它情形下,與本申請相關聯(lián)的熟知的裝置、結 構和技術可能并未詳細地示出或描述從而避免不必要地混淆實施例的描述。 [0053] 除非語境有其它需要,在整個說明書和權利要求中,詞語“包括”和其變型,諸如 “包含”和“具有”應被理解為開放的、包含的含義,即應解釋為“包括,但不限于”。 [0054] 在整個說明書中對“一個實施例”或“一實施例”的提及表示結合實施例所描述的 特定特點、結構或特征包括于至少一個實施例中。因此,在整個說明書的各個位置“在一個 實施例中”或“在一實施例”中的出現(xiàn)無需全都指相同實施例。另外,特定特點、結構或特征 可在一個或多個實施例中以任何方式組合。 [0055] 如該說明書和所附權利要求中所用的單數(shù)形式“一”和“所述”包括復數(shù)指代物,除 非文中清楚地另外規(guī)定。應當指出的是術語“或”通常以其包括“和/或”的含義使用,除非文中清楚地另外規(guī)定。 [0056] 在以下描述中,為了清楚展示本發(fā)明的結構及工作方式,將借助諸多方向性詞語 進行描述,但是應當將“前”、“后”、“左”、“右”、“外”、“內(nèi)”、“向外”、“向內(nèi)”、“上”、“下”等詞語理解為方便用語,而不應當理解為限定性詞語。 [0057] 圖1-2是應用于本申請的現(xiàn)有的半導體生產(chǎn)系統(tǒng)的組成結構示意圖。如圖1所示, 該半導體生產(chǎn)系統(tǒng)具有半導體工藝設備1和半導體設備前端模塊(EFEM)3,兩者之間通過硅 片傳送連接口2連接。半導體設備前端模塊3設有維護門4和維護門5,以用于日常的檢修維 護。半導體設備前端模塊3還設有控制其運行的工控機6。進一步地,半導體設備前端模塊3 具有片庫(load?port)7,用來進行硅片的上下料。片庫7具有片庫接口8和片盒7a。如圖1A所 示,片庫接口8具有接口外框8a和片庫接口門8b。片盒(Foup)7a用來盛放硅片。片盒7a還設 有片盒門7b。這里,片庫和片盒符合當今半導體工藝采用的國際SEMI標準準確定義了片庫 和片盒的外形尺寸,即EFEM同片盒連接的片庫接口是標準化的。 [0058] EFEM內(nèi)部含有機械手,通過片庫接口8從片盒7a取硅片,將硅片準確的送到工藝設 備,而后將工藝處理完成的硅片再通過片庫接口放回片盒。 [0059] 圖4示出根據(jù)本申請的一實施例的半導體量測設備15的結構示意圖。如圖4所示, 該半導體量測設備15具有機體15a和位于機體15a內(nèi)的量測室15b。量測室15b內(nèi)具有工件臺 13和測試探頭14。工件臺13用于放置待量測的硅片。工件臺13可以選擇性地沿橫向(x方 向)、縱向(y方向)和垂向(z方向)運動。測試探頭14用于對硅片進行量測,諸如膜厚測量,關 鍵尺寸(CD)測量,圖形套刻(Overlay)測量,表面自動光學檢測(AOI)測量等等。 [0060] 該半導體量測設備15具有同EFEM上標準定義的片庫接口匹配的連接接口16,如圖 4所示。半導體量測設備15通過該連接接口16與EFEM的片庫接口8連接,可以將量測設備和 EFEM連接到一起,如圖5所示。同時,為保護硅片所需的環(huán)境(潔凈度、氣體氣氛等),在兩者 的連接處采用橡膠等密封材料,通過諸如螺栓等緊固件固定壓緊。 [0061] 圖6示出根據(jù)本申請的一實施例的片庫接口8和半導體量測設備的連接接口19的 結構示意圖。如圖6所示,連接接口19具有連接框17。連接框17固定安裝于半導體量測設備 15的機體15a的外壁。連接框17為大致筒狀件。在連接框17的末端設有安裝法蘭20。安裝法 蘭上設有安裝孔,螺栓穿過該安裝孔并擰入片庫接口8,由此將半導體量測設備連接于 EFEM。 [0062] 連接接口19具有布置于連接框外部的密封件21。密封件21采用橡膠等密封材料制 成。在安裝后,密封件21位于片庫接口8與連接框17之間,從而有效地保護硅片所處的環(huán)境 (潔凈度、氣體氣氛)。 [0063] 圖7示出根據(jù)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。本實施例與圖6所示的實施例不同之處在于片庫接口8設有片庫接口門8b,而連 接接口23設有量測設備接口門22。其余相同,在此不再詳述。片庫接口門8b和量測設備接口 門22的設置可保證各腔體的環(huán)境穩(wěn)定。當需要機械臂傳輸硅片時,打開片庫接口門和量測 設備接口門,傳輸完成后關閉,由此實現(xiàn)諸如量測室等各腔體的環(huán)境穩(wěn)定。 [0064] 圖8示出根據(jù)本申請的又一實施例的片庫接口8和半導體量測設備的連接接口27 的結構示意圖。如圖8所示,連接接口27具有連接框24和對位件26。連接框24為筒狀。連接框 的末端設有對位結構25。本實施例中,對位結構25為插銷。對位件26為板狀件,其上設有與 對位結構對應的對位部26a。本實施例中,對位部26a為孔。對位件26可通過螺栓18連接至片 庫接口8的接口外框8a。對位件26和螺栓可共同組成方位調(diào)節(jié)機構,用于調(diào)節(jié)連接接口27相

權利要求

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23.如權利要求20所述的半導體生產(chǎn)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。
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