[实用新型]半导体晶圆检测设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体制造设备技术领域，具体来说，本实用新型涉及一种半导体晶圆检测设备。

背景技术

半导体制造业发展的早期见证了1级洁净室的建设。一个典型的200mm晶圆厂的建设成本超过10亿美元，而一旦晶圆厂建成后，花费还远不止于此，还将增加维持这些无尘环境的运营成本。这些晶圆厂建造得灵活而牢固，拥有大型风扇和循环风扇用以保持一种无尘环境和满足空调负载计算的需要；并在不同位置安装了空气粒子监测系统，以监测任何可能的大量粒子的出现。洁净度条件要求采用一种非常严格的着装规定。所有晶圆厂的最低要求是工作人员必须身着单层长袍、橡胶手套、短靴和发套等。

1984年，Asyst Technologies，Inc推出一种新技术，用以降低传统晶圆厂的建设和运营费用。这种名为“标准机械界面(Standard Mechanical Interface，SMIF)”的技术以“隔离技术”概念为中心。隔离技术旨在通过将晶圆封闭在一个超洁净的环境中，同时放宽对这个封闭环境以外的洁净度要求来防止产品被污染。SMIF由三部分组成：(1)用来封闭在制造过程中存储和运输盒装半导体晶圆的集装箱，即SMIF-Pod(标准机械界面晶圆盒)；(2)用来打开SMIF-Pods的输入输出装置，即装载端口；以及(3)通过工艺系统实现装载端口整合的超洁净封闭式小型环境(Mini Environment)。国际半导体设备材料协会(Semiconductor Equipment Material International Association，SEMI)早已将SMIF列为12寸(300mm)晶圆厂的标准，成为未来进入更细微线宽工艺需求洁净度的主流技术。

操作员通过人工将SMIF-Pod送至装载端口；装载端口自动打开SMIF-Pod，除去盒子，并将其中的晶舟(Cassette)置于小型环境中。然后，内建于小型环境中的一个晶圆处理装置就会移动每个晶圆，使其与制程工艺系统接触。一旦制程步骤完成，晶圆就被放回盒子和SMIF-Pod，操作员人工再将其送往下一个步骤。

SMIF提供了一个洁净的环境(优于ISO三级标准(1级))，同时允许将制造过程的总体洁净程度降至ISO五级(100级)，最终提供优于传统1级净室10倍以上的晶圆保护。这使得节约巨额先期和运营成本成为可能，同时也使晶圆厂能够更有效、更具成本效益。

随着半导体晶圆从200mm向300mm大小的转变，并且伴随着制造技术的进步，晶圆厂的自动化程度越来越高，整个制造过程发生了翻天覆地的变化。通过操作员在生产线上人工搬运晶圆盒已经逐渐不再适应当今先进的半导体制造技术。例如，一个满载300mm晶圆的传送盒(Front-Opening-Unified-Pod，FOUP)的重量接近10公斤，而即便是一个满载200mm晶圆的SMIF-Pod的重量也有4公斤之多，不宜长期依靠人工搬运。

因此，从各方面来看，晶圆厂采用SMIF乃至自动化物料搬运系统(Automated Material Handling System，AMHS)是半导体代工产业的大势所趋。但是在从人工搬运方式向自动化的SMIF转变过程中，会产生一些新的问题。例如，半导体晶圆检测设备与之相配套的晶圆盒开盒器分属两个不同的供应商，它们在工艺整合的过程中会出现一些原先不存在的问题。

图1为现有技术中一个半导体晶圆检测设备的正面结构示意图，该半导体晶圆检测设备(Wafer Inspection Equipment)100可以与晶圆盒开盒器配合使用。图2为现有技术中一个晶圆盒开盒器的侧面结构示意图。如图2所示，该晶圆盒开盒器201右侧方向为与半导体晶圆检测设备100配合使用的方向。

如图1所示，该半导体晶圆检测设备100具有检测设备主体101，其上具有固定平台104；在固定平台104之上有左、右两个腔体102、103，在每个腔体102、103中均设置有旋转平台105。该半导体晶圆检测设备100与晶圆盒开盒器201实际配合使用时，操作员按动开盒器201的开关，将晶圆盒(Pod)打开，用机械手(未图示)取出其中的晶舟(Cassette)放入检测设备100的腔体102、103中的旋转平台105上，该旋转平台105承载着晶舟并根据检测设备100的菜单作旋转。当晶舟内的晶圆在检测设备100中处理完毕时，该旋转平台105停止旋转，操作员又按动开盒器201的开关，用机械手从检测设备100的腔体102、103中的旋转平台105上取回晶舟，放入晶圆盒中重新封闭起来。