新型硅片盒氮气填充柜的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种新型硅片盒氮气填充柜，包括：密封的硅片盒上设置有氮气充气孔；氮气填充柜壳体和封闭氮气填充柜壳体的柜门，氮气填充柜壳体上设置有第一氮气填充口，柜门上设置有触动机关；设置于氮气填充柜壳体和柜门所形成的封闭空间内的多层存放架，硅片盒放置于存放架上，每层存放架上放置硅片盒的位置处设置有第二氮气填充口和压感传感器，硅片盒上的氮气充气孔与第二氮气填充口连通；设置于氮气填充柜壳体上的氮气充气装置，氮气充气装置分别与第一氮气填充口和第二氮气填充口连接；设置于氮气填充柜壳体的外壁上的操作面板，操作面板与氮气充气装置连接。本实用新型能够对硅片盒内部及外部进行双重氮气填充提高晶圆制品的良率。
【专利说明】新型硅片盒氮气填充柜
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及半导体设备，尤其涉及一种延长晶圆存放时间而进行氮气填充的
一种装置。
【背景技术】
[0002]由于半导体工艺的复杂性以及随着关键尺寸的进一步减小，晶圆对周围环境要求变得更加严格，周围环境中的污染物含量会影响到晶圆制品的良率。晶圆在半导体工厂内绝大部分时间存储在硅片盒中，硅片盒内部的环境状况更是直接影响到晶圆制品的良率，而硅片盒与工厂外界大气相通，外界的环境因素(氧气、湿度等)会对硅片盒内的晶圆产生一定影响；此外，当晶圆完成某些工艺流程之后，晶圆被传送回硅片盒后，会将部分酸碱性气体带入硅片盒，晶圆长时间在酸碱气体环境下会在其表面长生缺陷，影响制品良率。因此，改善硅片盒内部环境对于提升制品良率有着深远的意义。
[0003]然而，现有的氮气填充设备只针对硅片盒内部进行氮气填充，但由于硅片盒为非完全密封，氮气只能在硅片盒内保持一定时间，无法提供长时间的保存条件。因此，如何提供一种能够长时间保存晶圆、延长晶圆的等待时间的设置是本领域的技术人员亟待解决的一个技术问题。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的在于提供一种新型硅片盒氮气填充柜，解决现有的晶圆保存时间不够长、等待时间较短的问题。
[0005]为解决上述问题，本实用新型提供一种新型硅片盒氮气填充柜，包括:
[0006]密封的硅片盒，所述硅片盒上设置有氮气充气孔；
[0007]氮气填充柜壳体和封闭所述氮气填充柜壳体的柜门，所述氮气填充柜壳体上设置有第一氮气填充口，所述柜门上设置有控制第一氮气填充口充气的触动机关；
[0008]设置于氮气填充柜壳体和柜门所形成的封闭空间内的多层存放架，所述硅片盒放置于存放架上，每层存放架上放置所述硅片盒的位置处设置有第二氮气填充口和压感传感器，所述硅片盒上的氮气充气孔与所述第二氮气填充口连通；
[0009]设置于所述氮气填充柜壳体上的氮气充气装置,所述氮气充气装置分别与所述触动机关、压感传感器、第一氮气填充口和第二氮气填充口连接；
[0010]设置于所述氮气填充柜壳体的外壁上的操作面板，所述操作面板与所述氮气充气装置连接。
[0011]进一步的，在上述新型硅片盒氮气填充柜中，所述氮气充气装置包括:
[0012]干燥压缩空气气路；
[0013]分别与所述第一氮气填充口和第二氮气填充口连通的氮气气路；
[0014]设置于干燥压缩空气气路上的电磁阀，所述电磁阀的输入端通过所述干燥压缩空气气路与一干燥压缩空气气源连通；[0015]设置于所述氮气气路的气动阀，所述气动阀的第一输入端通过所述干燥压缩空气气路与所述电磁阀的第一输出端连通，所述气动阀的第二输入端通过所述氮气气路与一氮气气源连通，所述气动阀的输出端通过所述氮气气路与所述第一氮气填充口和第二氮气填充口连通；
[0016]分别与所述触动机关、压感传感器、所述电磁阀的第二输出端和操作面板连接的控制器。
[0017]进一步的，在上述新型硅片盒氮气填充柜中，所述控制器为PLC控制器。
[0018]进一步的，在上述新型硅片盒氮气填充柜中，所述氮气充气装置还包括:
[0019]设置于所述氮气气源与气动阀之间的氮气气路上第一调压阀。
[0020]进一步的，在上述新型硅片盒氮气填充柜中，所述氮气充气装置还包括:
[0021]设置于所述第一调压阀与气动阀之间的氮气气路上的第一节流阀。
[0022]进一步的，在上述新型硅片盒氮气填充柜中，所述氮气充气装置还包括:
[0023]设置于所述干燥压缩空气气源与电磁阀之间的干燥压缩空气气路上第二调压阀。
[0024]进一步的，在上述新型硅片盒氮气填充柜中，所述氮气充气装置还包括:
[0025]设置于所述第二调压阀与电磁阀之间的干燥压缩空气气路上的第二节流阀。
[0026]进一步的，在上述新型硅片盒氮气填充柜中，所述氮气充气装置还包括:
[0027]设置于所述气动阀与第二氮气填充口之间的氮气气路上的压力传感器。
[0028]进一步的，在上述新型硅片盒氮气填充柜中，还包括:
[0029]设置于每个硅片盒上的射频标签；
[0030]设置于每层存放架上放置所述硅片盒的位置处的射频识别读写设备，每个射频识别读写设备与一个射频标签配合。
[0031]进一步的，在上述新型硅片盒氮气填充柜中，每个射频识别读写设备与所述控制器连接。
[0032]与现有技术相比，本实用新型包括:密封的硅片盒，所述硅片盒上设置有氮气充气孔；氮气填充柜壳体和封闭所述氮气填充柜壳体的柜门，所述氮气填充柜壳体上设置有第一氮气填充口，所述柜门上设置有控制第一氮气填充口充气的触动机关；设置于氮气填充柜壳体和柜门所形成的封闭空间内的多层存放架，所述硅片盒放置于存放架上，每层存放架上放置所述硅片盒的位置处设置有第二氮气填充口和压感传感器，所述硅片盒上的氮气充气孔与所述第二氮气填充口连通；设置于所述氮气填充柜壳体上的氮气充气装置，所述氮气充气装置分别与所述触动机关、压感传感器、第一氮气填充口和第二氮气填充口连接；设置于所述氮气填充柜壳体的外壁上的操作面板，所述操作面板与所述氮气充气装置连接，能够对硅片盒内部及外部进行双重氮气填充，即在对硅片盒内部进行氮气填充的基础上，同时对于硅片盒外围环境进行氮气氛围填充，以去除硅片表面的杂质气体，将硅片盒内部及外部湿度及含氧量降低到极低的水平，消除因水气及氧气对硅片表面造成的影响，且改善了硅片盒内部的环境，延长硅片盒的清洗周期，提高硅片盒的使用效率，从而降低生产成本，提高晶圆制品的良率，便于简单高效且低成本地长期保存存放于硅片盒的晶圆制品(如标准硅片)。
【专利附图】
【附图说明】[0033]图1是本实用新型一实施例的新型硅片盒氮气填充柜的结构图；
[0034]图2是本实用新型一实施例的氮气充气装置的结构图。
【具体实施方式】
[0035]为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的说明。
[0036]如图1和2所示，本实用新型提供一种新型硅片盒氮气填充柜，包括:
[0037]密封的硅片盒(FOUP) I，所述硅片盒I上设置有氮气充气孔；
[0038]氮气填充柜壳体2和封闭所述氮气填充柜壳体2的柜门3，所述氮气填充柜壳体2上设置有第一氮气填充口 4，所述柜门3上设置有控制第一氮气填充口 4充气的触动机关5 ；
[0039]设置于氮气填充柜壳体2和柜门3所形成的封闭空间内的多层存放架6，所述硅片盒I放置于存放架6上，每层存放架6上放置所述硅片盒I的位置处设置有第二氮气填充口 7和压感传感器8，所述硅片盒I上的氮气充气孔与所述第二氮气填充口 7连通；
[0040]设置于所述氮气填充柜壳体2上的氮气充气装置9，所述氮气充气装置9分别与所述触动机关5、压感传感器8、第一氮气填充口 4和第二氮气填充口 7连接；
[0041]设置于所述氮气填充柜壳体2的外壁上的操作面板10，所述操作面板与所述氮气充气装置9连接。具体的，晶圆11被放置于硅片盒I内，硅片盒I上还设置有排气口 13，当压感传感器8感应到硅片盒I放置于存放架6上后，启动氮气充气装置9对所述第二氮气填充口 7向密封的硅片盒I充入高纯氮气；当柜门3关闭时，所述触动机关5被触动，所述触动机关5启动氮气充气装置9对所述第一氮气填充口 4向密封的氮气填充柜充入高纯氮气，在硅片盒外围进行氮气氛围保护，从而实现针对硅片盒内部及外部进行双重氮气填充，确保硅片盒内外部处于相同的极低湿度及含氧量的水平，可以对硅片进行长时间的保存。另外，可以根据柜子内部环境当前的湿度及含氧量开启氛围氮气填充，通过操作面板10针对每一个硅片盒的需求设置不同的氮气填充数量和充气速度的方案。
[0042]优选的,如图2所示,所述氮气充气装置9包括:
[0043]干燥压缩空气气路91;
[0044]分别与所述第一氮气填充口 4和第二氮气填充口 7连通的氮气气路92 ；
[0045]设置于干燥压缩空气气路91上的电磁阀93，所述电磁阀93的输入端通过所述干燥压缩空气气路与一干燥压缩空气气源94连通；
[0046]设置于所述氮气气路92的气动阀95，所述气动阀95的第一输入端通过所述干燥压缩空气气路91与所述电磁阀93的第一输出端连通，所述气动阀95的第二输入端通过所述氮气气路92与一氮气气源96连通，所述气动阀95的输出端通过所述氮气气路92与所述第一氮气填充口 4和第二氮气填充口 7连通；
[0047]分别与所述触动机关5、压感传感器8、所述电磁阀93的第二输出端和操作面板10连接的控制器97。具体的，如图2所示，所述控制器97通过控制电路971分别与压感传感器8和所述电磁阀93连接。
[0048]优选的，所述控制器97为PLC控制器(可编程逻辑控制器，Programmable LogicController)。[0049]优选的，所述氮气充气装置2还包括:
[0050]设置于所述氮气气源96与气动阀95之间的氮气气路92上第一调压阀981。
[0051]优选的，所述氮气充气装置2还包括:
[0052]设置于所述第一调压阀981与气动阀92之间的氮气气路92上的第一节流阀991。
[0053]优选的，所述氮气充气装置2还包括:
[0054]设置于所述干燥压缩空气气源94与电磁阀93之间的干燥压缩空气气路91上第二调压阀982。
[0055]优选的,所述氮气充气装置2还包括:
[0056]设置于所述第二调压阀982与电磁阀93之间的干燥压缩空气气路91上的第二节流阀992。
[0057]优选的,所述氮气充气装置2还包括:
[0058]设置于所述气动阀95与第二氮气填充口 7之间的氮气气路92上的压力传感器100。
[0059]优选的，还包括:
[0060]设置于每个硅片盒I上的射频标签；
[0061]设置于每层存放架3上放置所述硅片盒的位置处的射频识别(RFID)读写设备12，每个射频识别读写设备12与一个射频标签配合。具体的，射频识别读写设备12可读取每个置于硅片盒内的射频标签信息。
[0062]优选的，每个射频识别读写设备12与所述控制器97连接。具体的，所述控制器97可通过射频识别读写设备12对硅片盒进行集中管理。
[0063]如图2所述，硅片盒内部充气流程如下:
[0064]SI,硅片盒放入填充柜后，压感传感器8检测到硅片盒放入后将信号传递给PLC控制器97 ；
[0065]S2，PLC控制器97发出充气信号给电磁阀93，电磁阀93开启，干燥压缩空气(CDA)气路91打开；
[0066]S3，干燥压缩空气气路91将气动阀95打开，氮气气路(N2) 92开启，
[0067]S4，氮气气路(N2)92通过存放架上的第二氮气填充口 7和硅片盒上的氮气充气孔对硅片盒进行氮气充气。
[0068]本实用新型的新型硅片盒氮气填充柜，不仅具有硅片盒存储功能，同时还具有对硅片盒进行氮气填充及进行硅片盒信息读取的功能，而且，能够对硅片盒内部及外部进行双重氮气填充，即在对硅片盒内部进行氮气填充的基础上，同时对于硅片盒外围环境进行氮气氛围填充，以去除硅片表面的杂质气体，将硅片盒内部及外部湿度及含氧量降低到极低的水平，消除因水气及氧气对硅片表面造成的影响，且改善了硅片盒内部的环境，延长硅片盒的清洗周期，提高硅片盒的使用效率，从而降低生产成本，提高晶圆制品的良率，便于简单高效且低成本地长期保存存放于硅片盒的晶圆制品(如标准硅片)。
[0069]显然，本领域的技术人员可以对实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包括这些改动和变型在内。
【权利要求】
1.一种新型硅片盒氮气填充柜，其特征在于，包括: 密封的硅片盒，所述硅片盒上设置有氮气充气孔； 氮气填充柜壳体和封闭所述氮气填充柜壳体的柜门，所述氮气填充柜壳体上设置有第一氮气填充口，所述柜门上设置有控制第一氮气填充口充气的触动机关； 设置于氮气填充柜壳体和柜门所形成的封闭空间内的多层存放架，所述硅片盒放置于存放架上，每层存放架上放置所述硅片盒的位置处设置有第二氮气填充口和压感传感器，所述硅片盒上的氮气充气孔与所述第二氮气填充口连通； 设置于所述氮气填充柜壳体上的氮气充气装置，所述氮气充气装置分别与所述触动机关、压感传感器、第一氮气填充口和第二氮气填充口连接； 设置于所述氮气填充柜壳体的外壁上的操作面板，所述操作面板与所述氮气充气装置连接。
2.如权利要求1所述的新型硅片盒氮气填充柜，其特征在于，所述氮气充气装置包括: 干燥压缩空气气路； 分别与所述第一氮气填充口和第二氮气填充口连通的氮气气路； 设置于干燥压缩空气气路上的电磁阀，所述电磁阀的输入端通过所述干燥压缩空气气路与一干燥压缩空气气源连通； 设置于所述氮气气路的气动阀，所述气动阀的第一输入端通过所述干燥压缩空气气路与所述电磁阀的第一输出端连通，所述气动阀的第二输入端通过所述氮气气路与一氮气气源连通，所述气动阀的输出端通过所述氮气气路与所述第一氮气填充口和第二氮气填充口连通； 分别与所述触动机关、压感传感器、所述电磁阀的第二输出端和操作面板连接的控制器。
3.如权利要求2所述的新型硅片盒氮气填充柜，其特征在于，所述控制器为PLC控制器。
4.如权利要求2所述的新型硅片盒氮气填充柜，其特征在于，所述氮气充气装置还包括: 设置于所述氮气气源与气动阀之间的氮气气路上第一调压阀。
5.如权利要求4所述的新型硅片盒氮气填充柜，其特征在于，所述氮气充气装置还包括: 设置于所述第一调压阀与气动阀之间的氮气气路上的第一节流阀。
6.如权利要求2所述的新型硅片盒氮气填充柜，其特征在于，所述氮气充气装置还包括: 设置于所述干燥压缩空气气源与电磁阀之间的干燥压缩空气气路上第二调压阀。
7.如权利要求6所述的新型硅片盒氮气填充柜，其特征在于，所述氮气充气装置还包括: 设置于所述第二调压阀与电磁阀之间的干燥压缩空气气路上的第二节流阀。
8.如权利要求2所述的新型硅片盒氮气填充柜，其特征在于，所述氮气充气装置还包括: 设置于所述气动阀与第二氮气填充口之间的氮气气路上的压力传感器。
9.如权利要求2所述的新型硅片盒氮气填充柜，其特征在于，还包括: 设置于每个硅片盒上的射频标签； 设置于每层存放架上放置所述硅片盒的位置处的射频识别读写设备，每个射频识别读写设备与一个射频标签配合。
10.如权利要求9所述的新型硅片盒氮气填充柜，其特征在于，每个射频识别读写设备与所述控制器连接。
【文档编号】H01L21/673GK203774266SQ201420134107
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年3月24日 优先权日:2014年3月24日
【发明者】李炯 申请人:上海华力微电子有限公司