晶圆存储系统及晶圆污染监控系统

技术领域

本申请涉及半导体制程领域，尤其涉及一种晶圆存储系统及晶圆污染监控系统。

背景技术

在大尺寸的半导体晶圆的工艺中，通常使用晶圆盒作为储存及输送晶圆的装置，以减少生产环境中掉落颗粒在晶圆上。然而一般的晶圆盒无法监测晶圆存储环境中的微量气体的状态，随着制程技术的持续提升，晶圆盒内的微量气体也会造成晶圆的缺陷与良率的降低。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种晶圆存储系统及晶圆污染监控系统，能够高效的监测晶圆盒内的晶圆存储环境。

本申请的第一方面提供一种晶圆存储系统，包括晶圆盒，所述晶圆盒用于存储晶圆，所述晶圆存储系统还包括检测管道、控制单元和检测单元；

所述晶圆盒设置有出气接头及进气接头；

所述检测管道的一端连接所述出气接头，所述检测管道的另一端连接所述进气接头；

控制单元电连接至所述检测单元，用于向所述检测单元发送第一控制信号；

所述检测单元包括设置于所述检测管道的第一传感器，所述第一传感器用于响应于所述第一控制信号，检测所述晶圆盒内的气体，以得到晶圆存储环境数据。

可选地，所述晶圆存储系统还包括：与所述控制单元电连接的存储单元及通信单元；所述存储单元用于存储所述晶圆存储环境数据；所述控制单元还用于向所述通信单元发送第二控制信号；所述通信单元用于响应于所述第二控制信号，将存储的所述晶圆存储环境数据传输至数据库模块。

可选地，所述第一传感器为温湿度传感器、挥发性有机化合物传感器、氧气浓度传感器中的一种或多种。

可选地，所述晶圆盒设置有通孔，所述控制单元设置在所述晶圆盒的外部；所述检测单元包括第二传感器，所述第二传感器连接检测线的一端，所述检测线的另一端穿过所述通孔，并连接至所述控制单元。

可选地，所述第二传感器为气压传感器。

可选地，所述检测单元还包括第三传感器，所述第三传感器为加速度传感器，用于检测所述晶圆盒在移动过程中的加速度。

可选地，所述晶圆存储系统还包括显示单元，所述显示单元用于显示所述检测单元检测到的所述晶圆存储环境数据。

可选地，所述晶圆存储系统还包括输入单元，所述输入单元用于触发所述控制单元生成所述第一控制信号。

可选地，所述晶圆盒上设置有第一循环通道及第二循环通道，所述第一循环通道为气体出口，所述第二循环通道为气体入口；所述晶圆存储系统还包括气体循环单元，所述气体循环单元对应所述第一循环通道设置，用于通过所述第一循环通道将所述晶圆盒内的气体抽出，再通过所述第二循环通道将抽出的气体流入至所述晶圆盒内，以驱动所述晶圆盒内的气体循环流动。

本申请的第二方面提供一种晶圆污染监控系统，包括：数据库模块、电子设备及晶圆存储系统；

所述晶圆存储系统包括晶圆盒，所述晶圆盒用于存储晶圆，所述晶圆存储系统还包括检测管道、控制单元和检测单元；所述晶圆盒设置有出气接头及进气接头；所述检测管道的一端连接所述出气接头，所述检测管道的另一端连接所述进气接头；控制单元电连接至所述检测单元，用于向所述检测单元发送第一控制信号；所述检测单元用于响应于所述第一控制信号以进行检测，所述检测单元包括第一传感器，所述第一传感器设置于所述检测管道，用于对所述晶圆盒内抽出的气体进行检测，以得到晶圆存储环境数据，所述晶圆存储系统还用于将所述晶圆存储环境数据传输给所述数据库模块；

所述数据库模块用于接收所述晶圆存储系统发送的所述晶圆存储环境数据；

所述电子设备通信连接所述数据库模块，用于查看并调用所述晶圆存储环境数据。

本申请相比于现有技术，至少具有如下有益效果：

本申请通过为晶圆盒增加检测单元，从而在存储晶圆的同时，实现高效地对晶圆的存储环境进行监测，以得到晶圆存储环境数据。

附图说明

图1为本申请一实施方式提供的晶圆污染监控系统的示意图。

图2为图1所示的晶圆存储系统的示意图。

图3为图1所示的晶圆存储系统的模块示意图。

图4为图2所示晶圆盒的示意图。

主要元件符号说明

晶圆污染监控系统 1000

晶圆存储系统 100

数据库模块 200

电子设备 300

晶圆盒 10

加装模块 101

开口 11

容纳槽 12

进气口 13

排气口 14

出气接头 15

进气接头 16

通孔 17

第一循环通道 18

第二循环通道 19

控制单元 20

检测单元 30

第一传感器 31

第二传感器 32

第三传感器 33

存储单元 40

通信单元 50

电源 60

显示单元 70

输入单元 80

气体循环单元 90

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本申请的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本申请进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的所有的和任意的组合。

在本申请的各实施例中，为了便于描述而非限制本申请，本申请专利申请说明书以及权利要求书中使用的术语“连接”并非限定于物理的或者机械的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“上方”、“下方”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

请一并参阅图1，本申请的实施例提供一种晶圆污染监控系统1000。晶圆污染监控系统1000包括晶圆存储系统100、数据库模块200及电子设备300。

晶圆存储系统100与数据库模块200通信连接。晶圆存储系统100用于存储晶圆并对晶圆存储环境进行监测，以获得晶圆存储环境数据，再将晶圆存储环境数据传输至数据库模块200。晶圆存储环境数据包括但不限于晶圆盒10内的气体的温度、湿度、压力、氧气浓度、挥发性有机化合物(volatile organic compounds，VOC)等。

在本实施方式中，晶圆污染监控系统1000包括有多个晶圆存储系统100，每一晶圆存储系统100内监测到的晶圆存储环境数据均发送至数据库模块200。

数据库模块200用于接收并保存晶圆存储系统100发送的晶圆存储环境数据。在一种可能的实现方式中，数据库模块200还用于保存晶圆存储系统100所存储的晶圆的良率数据。可以理解，数据库模块200例如可以设置于服务器当中。

电子设备300通信连接至数据库模块200。在本实施方式中，电子设备300可查看并调用任何一个晶圆存储系统100所监测到的晶圆存储环境数据。电子设备可以为个人计算机、平板电脑、智能手机、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)等，但并不局限于此。

可以理解，电子设备300可利用晶圆存储系统100所监测到的晶圆存储环境数据及晶圆的良率数据进行晶圆良率的分析，从而得到影响晶圆良率的因素。如此，可针对特定的影响因素对晶圆的良率进行提升。

请一并参阅图2及图3，本申请还提供一种晶圆存储系统100。晶圆存储系统100包括晶圆盒10、加装模块101、控制单元20、检测单元30、存储单元40、通信单元50、电源60、显示单元70及输入单元80。

请一并参阅图4，晶圆盒10用于装载晶圆。晶圆盒10的一侧设置有开口11，开口11处设置有活动门(图未示)。活动门可被相关的设备、人员开启。如此，可通过开口11取出设置于晶圆盒10中的晶圆或将晶圆设置于晶圆盒10中。晶圆盒10还设置有若干个容纳槽12，容纳槽12用于容纳晶圆。在一种可能的实现方式中，若干容纳槽12沿晶圆盒10的竖直方向层叠设置。

晶圆盒10的底部还设置有进气口13及排气口14，用于分别配合充气装置和抽气装置(图未示)来更换晶圆盒10内的气体。例如，充气装置通过进气口13将气体充入晶圆盒10内。抽气装置通过排气口14将晶圆盒10内的气体排出。如此，充气装置及抽气装置能够实现对晶圆盒10内的气体进行换气，从而清除晶圆盒10内的水分和氧气，使得晶圆能够在晶圆盒10内保存更长时间。

晶圆盒10上还设置有出气接头15、进气接头16及通孔17。出气接头15及通孔17例如设置在晶圆盒10的侧壁上。进气接头16例如设置在晶圆盒10的底部。出气接头15用于连接检测管道(图未示)的一端，检测管道的另一端连接进气接头16。晶圆盒10内气体可通过出气接头15流出，再通过进气接头16流入到晶圆盒10内。

在一种可能的实现方式中，控制单元20、存储单元40、通信单元50、电源60、显示单元70及输入单元80均设置在加装模块101上。

电源60用于给控制单元20、检测单元30、存储单元40、通信单元50、显示单元70及输入单元80等部件供电。电源60可包括电池和电源控制板。电源控制板用于控制电池充电、放电、以及功耗管理等功能。

检测单元30包括第一传感器31、第二传感器32及第三传感器33。所述检测单元30检测到的数据为晶圆存储环境数据。

第一传感器31设置在检测管道内。用于检测由晶圆盒10内抽出的气体的性质，从而间接检测晶圆盒10内部的气体的性质。在一种可能的实现方式中，第一传感器31例如可以是温湿度传感器，用于检测晶圆盒10抽出的气体的温度及湿度。在另一种可能的实现方式中，第一传感器31也可以是挥发性有机化合物(volatile organic compounds，VOC)传感器，用于检测晶圆盒10内抽出的气体的挥发性有机化合物，例如甲醛、甲苯等。在另一种可能的实现方式中，第一传感器31也可以是氧气浓度传感器，用于检测晶圆盒10内抽出的气体的氧气浓度。可以理解，第一传感器31的具体类型及数量在此不作限制，第一传感器31可以是测量气体其他性质的传感器，第一传感器31的数量也可以根据需要进行设置。

第二传感器32设置在晶圆盒10内部，用于直接检测晶圆盒10内部的气体的性质。第二传感器32电连接至一根检测线(图未示)的一端，检测线的另一端穿过通孔17设置并电连接至控制单元20。在一种可能的实现方式中，第二传感器32可以是气压传感器，用于检测晶圆盒10内气体的压力。可以理解，将第二传感器32直接放置在晶圆盒10的内部能够更加精确的对晶圆盒10内的气体的压力进行检测。

第三传感器33设置在加装模块101内。在一种可能的实现方式中，第三传感器33可以为加速度传感器，用于检测晶圆盒10在搬运过程中的加速度，以监测晶圆盒10是否受到外力冲击。可以理解，如果晶圆盒10受到外力冲击，晶圆盒10内的晶圆可能存在受损的情况。

存储单元40用于存储软件程序以及各种数据。存储单元40可主要包括程序存储区和数据存储区，其中，程序存储区可存储操作系统程序、控制程序、应用程序(比如文本编辑器)等；数据存储区可存储晶圆存储系统100在使用中所生成的数据等，例如用于存储检测单元30测量得到的晶圆存储环境数据。此外，存储单元40可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如磁盘存储器、闪存器、或其他易失性固态存储器。

通信单元50，用于与数据库模块200之间进行数据交互。通信单元50包括如WiFi模块、4G模块、5G模块、蓝牙模块等。通信单元50可以将存储单元40内存储的晶圆存储环境数据发送至数据库模块200。

控制单元20为晶圆存储系统100的控制中心。控制单元20与晶圆存储系统100的各个部件电连接。控制单元20可发送第一控制信号至检测单元30，检测单元30(例如第一传感器31)响应于第一控制信号，对晶圆盒10内的晶圆存储环境进行检测，以得到晶圆存储环境数据，例如对晶圆盒10内的温度及湿度进行检测，对晶圆盒10内的VOC进行检测等。控制单元20还可以发送第二控制信号至通信单元50，通信单元50响应于第二控制信号，向外发送晶圆存储环境数据，例如向数据库模块200发送晶圆存储环境数据。

显示单元70设置于晶圆盒10的外壁上。显示单元70用于显示检测单元30检测到的晶圆存储环境数据。显示单元70可包括显示面板，其中，显示面板可以采用液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)、有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode,OLED)等形式来配置显示面板。

在一种可能的实现方式中，显示单元70可用于显示检测单元30对气体的取样频率、取样时间段等。

输入单元80可用于接收输入的数字或字符信息。在本实施方式中，输入单元80可以是实体按键。在一种可能的实施方式中，输入单元80可用于触发控制单元80生成第一控制信号，以控制检测单元30进行检测。在另一种可能的实现方式中，输入单元80可用于触发控制单元20生成第二控制信号，以控制通信单元50将存储在存储单元40的晶圆存储环境数据传输至数据库模块200。在另一种可能的实时方式中，用户可以使用输入单元80对显示单元70显示的画面进行切换，例如由显示第一传感器31检测到数据的画面切换为显示第二传感器32检测到的数据的画面。

可以理解，输入单元80也可以为触控面板，也成为触摸屏，可收集用户的触摸操作(比如用户使用手掌、手指或适合的附件在触控面板上或在触控面板附近的操作)，并根据预先设定的程序驱动相应的连接装置。

在进一步的实施方式中，晶圆存储系统100还包括气体循环单元90。气体循环单元90连接至控制单元20，用于在控制单元20的控制下驱动晶圆盒10内的气体循环流动。晶圆盒10靠近加装模块101的一侧设置有第一循环通道18及第二循环通道19。第一循环通道18为气体出口，第二循环通道19为气体入口。第一循环通道18及第二循环通道19之间通过循环管路(图未示)连接。气体循环单元90设置于循环管路中，且靠近第一循环通道18设置。

在一种可能的实现方式中，气体循环单元90可以是风扇，风扇用于将晶圆盒10内的气体通过第一循环通道18抽出后，再通过第二循环通道19流入到晶圆盒10内。在另一种可能的实现方式中，气体循环单元90可以是泵。

可以理解，在一些实施方式中，晶圆存储系统100未设置有气体循环单元90，即省略了气体循环单元90。在这些实施例中，晶圆盒10内的气体可通过自然扩散的方式进行气体循环。

本申请通过为晶圆盒10增加检测单元30，从而在存储晶圆的同时，实现高效地对晶圆的存储环境进行监测，以得到晶圆存储环境数据。

最后应说明的是，以上实施方式仅用以说明本申请的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施方式对本申请进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本申请技术方案的精神和范围。