一种验证晶圆老化的烘烤装置、系统及其方法与流程

本发明属于晶圆测试技术领域，具体涉及一种验证晶圆老化的烘烤装置、系统及其方法。

背景技术

在半导体晶圆生产制造过程中,晶圆通常需要放置在烤箱中进行烘烤操作。一是为了在晶圆打上墨印后烤干墨印,二是为了高温性能测试，即测试晶圆产品在特定高温状态下功能是否正常。晶圆在烘烤过程中，要求精确控制温度和时间，烘烤后需要仔细检查剔除缺陷晶圆。但现有工业烤箱进行晶圆烘烤时存在较多缺陷：例如晶圆烘烤时晶圆的批次、使用的烤箱编号、晶圆测试过程中烤箱内的温度、风速变化等无法自动获取和存储，不利于追溯烘烤流程；晶圆烘烤参数需要人工手动输入设定，容易出现差错，导致测试失败；晶圆烘烤结束后需要人工检测缺陷品；通过人工开合烤箱门可能出现误开烤箱，而造成测试失败、人员烧伤、烫伤等事故。

因此急需一种具有较高自动化信息录入存储查询和自动化烤箱控制的晶圆老化的烘烤装置、系统及其方法。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供验证晶圆老化的烘烤装置、系统及其方法，该装置、系统及其方法能够实时监测记录晶圆烘烤过程中的温度、风速以及晶圆自身变化，方便监管追溯晶圆测试过程，信息录入自动化程度高，可减少人工信息录入的错误，提高测试效率和测试质量。

本发明提供了如下的技术方案：

一种验证晶圆老化的烘烤装置，包括烤箱，烤箱包括加热器、电子锁、风机、风速传感器、温度传感器和控制器，加热器、电子锁、风机、风速传感器和温度传感器与控制器电连接。

优选的，风速传感器和温度传感器各有4个，风速传感器和温度传感器分别设置在烤箱内壁的四边角处。

优选的，还包括网络摄像头和报警器，网络摄像头设置在烤箱内壁顶部中央下方，报警器设置于烤箱外壁上方，网络摄像头和报警器与控制器连接，网络摄像头与监控终端连接。

优选的，控制器包括定时器、存储器和信号处理器，控制器接收风速传感器和温度传感器传输的风速和温度信号，信号处理器用于将风速和温度信号转换为风速和温度数据，存储器用于存储信息，定时器在烘烤时间到达预设烘烤时间时向控制器发送信号。

一种验证晶圆老化的烘烤系统，包括数据采集器、监控电脑和上述的烘烤装置，烘烤装置的控制器和数据采集器与监控电脑相连，烘烤装置用于烘烤晶圆，数据采集器用于采集晶圆批号和预设烘烤参数信息，监控电脑用于接收数据采集器和控制器传输的信息并向控制器传输控制指令。

优选的，监控电脑包括数据库模块、数据分析模块、数据管理模块和数据显示模块，控制器将风速和温度数据传输给监控电脑，数据管理模块将风速和温度数据存储入数据库模块中，数据分析模块读取数据库模块中的风速和温度数据形成风速-时间和温度-时间关系分析结果，数据显示模块显示分析结果，分析结果包括分析曲线。

优选的，还包括管理中心，管理中心通过有线或无线网络与监控电脑连接。

一种验证晶圆老化的烘烤方法，包括以下步骤：

s1：获取待烘烤晶圆烘烤初始信息，利用数据采集器扫描待烘烤晶圆的二维码获取待烘烤晶圆的批号和预设烘烤步骤类别输入监控电脑中；监控电脑从数据库模块中查询获得预设烘烤步骤类别对应的详细预设烘烤步骤、各步骤的预设烘烤时间和温度参数；监控电脑将待烘烤晶圆的批号、详细预设烘烤步骤、各步骤的预设烘烤时间、温度参数和手工输入的烤箱编号存入数据库模块中形成待烘烤晶圆烘烤初始信息；

s2：烘烤，将待烘烤晶圆放入烤箱内并开启烤箱开关，烤箱电子锁启动锁定烤箱，烤箱加热器和风机运行，烤箱控制器获取监控电脑内的预设烘烤时间和温度参数，烤箱控制器控制烤箱加热器升高烤箱内温度到达预设温度并保持，烤箱定时器计时，烤箱内的风速传感器和温度传感器向控制器传输风速和温度信号，烤箱内的网络摄像头向控制器和/或监控终端传输视频监控信号；

s3：烘烤结束，当烤箱定时器计时到达预设烘烤时间时向控制器发送中断信号，控制器接收到中断信号后关闭烤箱加热器并启动报警器报警；

s4：冷却烤箱，控制器控制电子锁解锁打开烤箱，控制器控制风机运行以加速烤箱冷却，当烤箱内温度传感器检测的烤箱内温度达到40度时，控制器启动报警器告警，取出晶圆；

s5：数据上传和存储，控制器向监控电脑传输风速和温度数据、烤箱关闭时间并存入数据库模块中，数据库模块将风速和温度数据、烤箱关闭时间和待烘烤晶圆烘烤初始信息存储起来形成烘烤日志；

s6：数据分析与查看，监控电脑的数据分析模块读取数据库模块中的风速和温度数据形成风速-时间和温度-时间关系分析结果，数据显示模块显示分析结果。

本发明的有益效果是：

1、本发明烤箱内四角各设有一个风速传感器和一个温度传感器，它们通过控制器可向监控电脑传输实时的风速和温度监测数据，通过监控电脑中的数据分析模块，可形成风速-时间和温度-时间关系分析结果，方便烘烤后追溯烘烤流程，提升测试质量。

2、本发明烤箱内设置网络摄像头，通过网络摄像头连接监控终端，如手机、监控电脑等方便测试人员实时或事后查看烘烤过程中晶圆的变化。由于晶圆是竖直放置在晶圆盒中再放入烤箱的，因此，通过网络摄像头拍照可以看到各晶圆竖直方向的形状变化，如果晶圆烘烤过程中发生破裂则竖直方向会有相应变形，易于被网络摄像头捕捉到，从而可以很方便地剔除缺陷晶圆，同时结合风速传感器和温度传感器可以做到追溯缺陷晶圆破裂时的烤箱温度、风速情况，方便企业分析缺陷晶圆的缺陷原因，改进生产制造过程，提供晶圆的质量。

3、本发明烤箱设有电子锁，在烤箱烘烤晶圆期间，由控制器控制保持关闭状态，在烤箱烘烤晶圆完成时，由控制器控制解锁并打开烤箱，可避免操作者误开烤箱，而造成测试失败、人员烧伤、烫伤等事故。

4、本发明信息录入自动化程度高，可减少人工信息录入的错误，提高测试效率。其中通过扫描录入预设烘烤步骤类别，监控电脑再从数据库模块中查询获得预设烘烤步骤类别对应的详细预设烘烤步骤、各步骤的预设烘烤时间和温度参数；监控电脑将这些预设烘烤时间和温度参数发送给控制器，由控制器控制烤箱依照预设烘烤步骤进行晶圆烘烤，使整个烘烤流程的温度、时间控制更加精确，并可满足复杂烘烤步骤的需求。

5、本发明烤箱打开后，控制器可控制风机运行加速烤箱冷却，减小烤箱冷却花费的时间，有利于提升测试效率。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明烤箱结构示意图；

图2是本发明主要功能模块连接示意图；

图3是本发明验证晶圆老化的烘烤方法步骤示意图。

图中标记为：1、烤箱；11、加热器；12、电子锁；13、风机；14、风速传感器；15、温度传感器；16、控制器；161、定时器；162、存储器；163、信号处理器；164、处理器；17、网络摄像头；18、报警器；2、数据采集器；3、监控电脑；31、数据管理模块；32、数据库模块；33、数据分析模块；34、数据显示模块；4、管理中心；5、无线网络。

具体实施方式

下面结合附图描述本发明的优选实施方式。

如图1和图2所示，一种验证晶圆老化的烘烤装置，包括烤箱1，烤箱1包括加热器11、电子锁12、风机13、风速传感器14、温度传感器15和控制器16，加热器11、电子锁12、风机13、风速传感器14和温度传感器15与控制器16电连接。

风速传感器14和温度传感器15各有4个，风速传感器14和温度传感器15分别设置在烤箱1内壁的四边角处。

具体的，还包括网络摄像头17和报警器18，网络摄像头17设置在烤箱1内壁顶部中央下方，报警器18设置于烤箱1外壁上方，网络摄像头17和报警器18与控制器16连接，网络摄像头17与监控终端连接。网络摄像头17可通过无线网络与监控终端连接，监控终端可以是手机、平板或电脑。

控制器16包括定时器161、存储器162和信号处理器163。控制器16接收风速传感器14和温度传感器15传输的风速和温度信号，信号处理器163用于将风速和温度信号转换为风速和温度数据，存储器162用于存储信息，包括风速和温度数据、预设烘烤时间、预设烘烤温度，定时器161在烘烤时间到达预设烘烤时间时向控制器16发送信号。具体的，控制器16包括处理器164，定时器161、存储器162和信号处理器163和处理器164连接，处理器164用于进行执行计算处理和控制。

一种验证晶圆老化的烘烤系统，包括数据采集器2、监控电脑3和上述烘烤装置烤箱1，烘烤装置的控制器16和数据采集器2与监控电脑3相连，烘烤装置用于烘烤晶圆，数据采集器2用于采集晶圆批号和预设烘烤参数信息，监控电脑3用于接收数据采集器2和控制器16传输的信息并向控制器16传输控制指令。

监控电脑3包括数据管理模块31、数据库模块32、数据分析模块33、和数据显示模块34，控制器16将风速和温度数据传输给监控电脑3，数据管理模块31将风速和温度数据存储入数据库模块32中，数据分析模块33读取数据库模块32中的风速和温度数据形成风速-时间和温度-时间关系分析结果，数据显示模块34显示分析结果，分析结果包括分析曲线。

具体的，还包括管理中心4，管理中心4通过有线或无线网络5与监控电脑3连接。

具体的，监控电脑3可同时连接5部烤箱1，多部监控电脑3可连接管理中心4。管理中心4用于存储处理多部监控电脑3上传的分析结果和数据，并向监控电脑3共享信息。监控电脑3和管理中心4可安装制造企业生产过程执行(mes)系统，实现企业内的生产信息化管理和共享功能。

如图3所示，一种验证晶圆老化的烘烤方法，包括以下步骤：

s1：获取待烘烤晶圆烘烤初始信息，利用数据采集器2扫描待烘烤晶圆的二维码获取待烘烤晶圆的批号和预设烘烤步骤类别输入监控电脑3中；监控电脑3从数据库模块32中查询获得预设烘烤步骤类别对应的详细预设烘烤步骤、各步骤的预设烘烤时间和温度参数；监控电脑3将待烘烤晶圆的批号、详细预设烘烤步骤、各步骤的预设烘烤时间、温度参数和手工输入的烤箱编号存入数据库模块32中形成待烘烤晶圆烘烤初始信息。

s2：烘烤，将待烘烤晶圆放入烤箱1内并开启烤箱开关，烤箱电子锁12启动锁定烤箱1，烤箱加热器11和风机13运行，烤箱控制器16获取监控电脑3内的预设烘烤时间和温度参数，烤箱控制器16控制烤箱加热器11升高烤箱1内温度到达预设温度并保持，烤箱定时器161计时，烤箱内的风速传感器14和温度传感器15向控制器16传输风速和温度信号，烤箱1内的网络摄像头17向控制器16和/或监控终端3传输视频监控信号。网络摄像头17也可向监控终端传输视频信号，监控终端可以是手机、平板或电脑。

s3：烘烤结束，当烤箱定时器161计时到达预设烘烤时间时向控制器16发送中断信号，控制器16接收到中断信号后关闭烤箱加热器11并启动报警器18报警，提示烘烤结束。

s4：冷却烤箱，控制器16控制电子锁12解锁打开烤箱1，控制器16控制风机13运行以加速烤箱1冷却，当烤箱1内温度传感器15检测的烤箱1内温度达到40度时，控制器16启动报警器18告警，取出晶圆；

s5：数据上传和存储，控制器16向监控电脑3传输风速和温度数据、烤箱关闭时间并存入数据库模块32中，数据库模块32将风速和温度数据、烤箱关闭时间和待烘烤晶圆烘烤初始信息存储起来形成烘烤日志，以便日后追溯查阅。

s6：数据分析与查看，监控电脑3的数据分析模块33读取数据库模块32中的风速和温度数据形成风速-时间和温度-时间关系分析结果，数据显示模块34显示分析结果，分析结果包括分析曲线。该分析曲线可根据时间选择不同时间段的曲线，并能从数据库模块32调取详细数据查看。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。