CN112346502A - 一种半导体晶圆储存环境智能控制设备 - Google Patents

一种半导体晶圆储存环境智能控制设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种半导体晶圆储存环境智能控制设备，包括服务端、操作端、晶圆柜体以及安装在晶圆柜体表面的控制设备，服务端通过互联网与操作端相连接，服务端通过线缆与控制设备相连接，控制设备包括壳体、设备主板、仪表盘、电磁阀、流量计、报警蜂鸣器和电源，电磁阀的输入端连接有氮气源，电磁阀的输出端与晶圆柜体相连通，电磁阀与晶圆柜体之间串联有流量计，控制设备还设有配合数据监测的温湿度传感器、氧含量传感器和接近开关传感器。本发明通过在晶圆柜体的表面设有控制设备，方便自动对晶圆柜体内的各项数据进行检测，解决了过去晶圆柜持续充入氮气的浪费问题，在非人为因素下，可100％保证晶圆环境安全。

Description

一种半导体晶圆储存环境智能控制设备
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，具体为一种半导体晶圆储存环境智能控制设备。
背景技术
晶圆是制作硅半导体积体电路所用的硅晶片，其主要原始材料是硅，高纯度的多晶硅溶解后掺入硅晶体晶种后慢慢拉出，形成圆柱形的单晶硅。硅晶棒在经过研磨抛光切片后，形成硅晶圆片。
晶圆是极易氧化的，所以它对于环境的温湿度及氧含量要求极高，通常要求氧含量低于0.5％，相对温度范围：17℃～25℃，湿度范围：7％～25％。
现有技术是通过净化气体来控制温湿度及氧含量，目前使用最多的是氮气，通过直冲氮气来控制晶圆存储的环境，但持续直充氮气时间较长后，会使得相对湿度低于7％，低于7％后会增加静电累计，静电累计则极易吸附尘埃、污物，将影响产品质量，恶化产品性能，大大降低成品率。现有技术为解决此问题，采用定时循环冲入氮气方式，勉强维持晶圆环境要求。
目前，现有的设备为定时循环通充入氮气来基本控制晶圆环境的温湿度和氧含量，需要人工参与调整白天和夜间的循环时长，时长设定多为经验值，不能满足各种厂房内部温湿度的场景，且工人极易忘记调整，易带来晶圆损坏的重大损失；并且对于设备巡检、控制，现有的设备需要巡检员到达厂房现场，对设备进行单台挨个巡检，效率极低。为此，需要设计一种新的技术方案给予解决。
发明内容
本发明的目的在于提供一种半导体晶圆储存环境智能控制设备，解决了现有技术中库存半导体晶圆储存存储环境不容易控制且不方便工作人员进行管理的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种半导体晶圆储存环境智能控制设备，包括服务端、操作端、晶圆柜体以及安装在晶圆柜体表面的控制设备，所述服务端通过互联网与操作端相连接，所述服务端通过线缆与控制设备相连接，所述控制设备包括壳体、设备主板、仪表盘、电磁阀、流量计、报警蜂鸣器和电源，所述设备主板、电磁阀、报警蜂鸣器和电源均固定连接在壳体的内部，所述仪表盘和流量计均固定连接在壳体的表面，所述电磁阀的输入端连接有氮气源，所述电磁阀的输出端与晶圆柜体相连通，所述电磁阀与晶圆柜体之间串联有流量计，所述控制设备还设有配合数据监测的温湿度传感器、氧含量传感器和接近开关传感器，所述温湿度传感器和氧含量传感器固定安装在晶圆柜体的内部，所述接近开关传感器固定连接在晶圆柜体表面的柜门处。
作为上述技术方案的改进，所述服务端由服务器、网络交换机和数据库组成，所述网络交换机和数据库分别通过线缆与服务器相连接。
作为上述技术方案的改进，所述服务端内部署有客户端，所述操作端通过安装相应的软件程序访问部署在服务端内的客户端。
作为上述技术方案的改进，所述操作端包括手机、平板、笔记本电脑或台式电脑中的一种或多种。
作为上述技术方案的改进，所述设备主板的表面焊接连接有网口模组和I/O串口模组，所述网口模组与网络交换机之间通过信号线相连接，所述I/O串口模组分别与温湿度传感器、氧含量传感器、接近开关传感器相连接。
作为上述技术方案的改进，所述控制设备与服务端之间采用socket长连接通信方式进行连接。
作为上述技术方案的改进，所述接近开关传感器的数量与晶圆柜体表面柜门的数量相同，所述接近开关传感器与柜门一一对应。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明通过在晶圆柜体的表面设有控制设备，方便自动对晶圆柜体内的各项数据进行检测，解决了过去晶圆柜持续充入氮气的浪费问题，可节省60％氮气，解决了过去通过定时循环开启氮气方式依旧存在的静电累计和晶圆氧化的问题，在非人为因素下，可100％保证晶圆环境安全。
2、本发明通过设备主板对电磁阀的开关进行控制，便于自动控制氮气的充入时间和充入量，提高了工作效率，且无需人工操作，避免人工遗忘未调参数风险，设备自动实时控制环境温湿度及氧含量。
3、本发明通过将控制设备与服务器相连接，方便对数据集中收集和存储，便于工作人员快速对晶圆柜体的状态进行检查，大大提升巡检效率和节省人员成本。
4、本发明通过数据化的管理，便于对数据进行存储，既可以自动控制，也可提供设备数据供以事后数据分析。
附图说明
图1为本发明单个半导体晶圆储存环境智能控制设备结构示意图；
图2为本发明所述多个半导体晶圆储存环境智能控制设备联动结构示意图。
图中：服务端-1，操作端-2，晶圆柜体-3，控制设备-4，壳体-5，设备主板-6，仪表盘-7，电磁阀-8，流量计-9，报警蜂鸣器-10，电源-11，氮气源-12，温湿度传感器-13，氧含量传感器-14，接近开关传感器-15，服务器-16，网络交换机-17，数据库-18，客户端-19，网口模组-20，I/O串口模组-21。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种半导体晶圆储存环境智能控制设备，包括服务端1、操作端2、晶圆柜体3以及安装在晶圆柜体3表面的控制设备4，所述服务端1通过互联网与操作端2相连接，所述服务端1通过线缆与控制设备4相连接，所述控制设备4包括壳体5、设备主板6、仪表盘7、电磁阀8、流量计9、报警蜂鸣器10和电源11，所述设备主板6、电磁阀8、报警蜂鸣器10和电源11均固定连接在壳体5的内部，所述仪表盘7和流量计9均固定连接在壳体5的表面，所述电磁阀8的输入端连接有氮气源12，所述电磁阀8的输出端与晶圆柜体3相连通，所述电磁阀8与晶圆柜体3之间串联有流量计9，所述控制设备4还设有配合数据监测的温湿度传感器13、氧含量传感器14和接近开关传感器15，所述温湿度传感器13和氧含量传感器14固定安装在晶圆柜体3的内部，所述接近开关传感器15固定连接在晶圆柜体3表面的柜门处。
进一步改进地，所述服务端1由服务器16、网络交换机17和数据库18组成，所述网络交换机17和数据库18分别通过线缆与服务器16相连接，通过使用线缆将网络交换机17、数据库18分别与服务器16相连接，方便服务器16对数据的收集和存储。
进一步改进地，所述服务端1内部署有客户端19，所述操作端2通过安装相应的软件程序访问部署在服务端1内的客户端19，通过在服务端1的内部部署有客户端19，方便工作人员通过客户端19对服务端1内部的数据进行访问。
进一步改进地，所述操作端2包括手机、平板、笔记本电脑或台式电脑中的一种或多种，通过采用多样的客户端19设备，方便工作人员进行数据查看和管理。
进一步改进地，所述设备主板6的表面焊接连接有网口模组20和I/O串口模组21，所述网口模组20与网络交换机17之间通过信号线相连接，所述I/O串口模组21分别与温湿度传感器13、氧含量传感器14、接近开关传感器15相连接。
进一步改进地，所述控制设备4与服务端1之间采用socket长连接通信方式进行连接，便于实时将传感器采集到的温湿度、氧含量、电磁阀8开关状态(氮气流通与关闭状态)、柜体门开关状态传输至服务器16。
具体改进地，所述接近开关传感器15的数量与晶圆柜体3表面柜门的数量相同，所述接近开关传感器15与柜门一一对应，通过采用接近开关传感器15与柜门一一对应的设置，方便设备维护人员快速对晶圆柜体3表面柜门的位置进行定位，提高设备维护人员对故障处理的工作效率。
本发明通过在晶圆柜体3的表面设有控制设备4，方便自动对晶圆柜体3内的各项数据进行检测，解决了过去晶圆柜持续充入氮气的浪费问题，可节省60％氮气，解决了过去通过定时循环开启氮气方式依旧存在的静电累计和晶圆氧化的问题，在非人为因素下，可100％保证晶圆环境安全；通过设备主板6对电磁阀8的开关进行控制，便于自动控制氮气的充入时间和充入量，提高了工作效率，且无需人工操作，避免人工遗忘未调参数风险，设备自动实时控制环境温湿度及氧含量；通过将控制设备4与服务器16相连接，方便对数据集中收集和存储，便于工作人员快速对晶圆柜体3的状态进行检查，大大提升巡检效率和节省人员成本。
实施例1
本发明在工作时，将控制设备4固定连接在晶圆柜体3的表面，将温湿度传感器13和氧含量传感器14固定安装在晶圆柜体3的内部，将接近开关传感器15安装在晶圆柜体3的柜门处，然后将温湿度传感器13、氧含量传感器14和接近开关传感器15的线缆与设备主板6表面的I/O串口模块插接连接，将电磁阀8的输入端与氮气源相连接，将流量计9的输出端与晶圆柜体3相连通，完成控制设备4的安装工作，电源11向控制设备4供电，设备主板6内通过执行预制程序，对晶圆柜体3的内部状态进行实时监测，设备主板6实时计算，得出电磁阀8开启时长(氮气持续流通时长)、柜体门持续开启时长，当电磁阀8开启时长超过60分钟，或者门开启持续超过5分钟，设备中的蜂蜜器将开启报警，提供工人排查是否柜体存在不密封情况，或忘记关柜门情况。同时也通过socket(一种通信方式)方式将是否蜂鸣报警、电磁阀8开启时长(氮气持续流通时长)、柜体门持续开启时长传输至服务器16。
实施例2
本发明在对大量晶圆柜体3进行控制时，使用网络线缆连接设备主板6表面的网口模块，另一端连接工厂内服务端1的网络交换机17，每个单独的控制设备4通过socket长连接通信方式将监测数据上传至服务端1，服务器16对数据进行整理、分析后存储在数据库18内，工厂设备维护人员可直接在办公电脑中打开客户端19查看设备状态并远程控制，大大提升巡检效率和节省人员成本。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种半导体晶圆储存环境智能控制设备(4)，包括服务端(1)、操作端(2)、晶圆柜体(3)以及安装在晶圆柜体(3)表面的控制设备(4)，其特征在于：所述服务端(1)通过互联网与操作端(2)相连接，所述服务端(1)通过线缆与控制设备(4)相连接，所述控制设备(4)包括壳体(5)、设备主板(6)、仪表盘(7)、电磁阀(8)、流量计(9)、报警蜂鸣器(10)和电源(11)，所述设备主板(6)、电磁阀(8)、报警蜂鸣器(10)和电源(11)均固定连接在壳体(5)的内部，所述仪表盘(7)和流量计(9)均固定连接在壳体(5)的表面，所述电磁阀(8)的输入端连接有氮气源(12)，所述电磁阀(8)的输出端与晶圆柜体(3)相连通，所述电磁阀(8)与晶圆柜体(3)之间串联有流量计(9)，所述控制设备(4)还设有配合数据监测的温湿度传感器(13)、氧含量传感器(14)和接近开关传感器(15)，所述温湿度传感器(13)和氧含量传感器(14)固定安装在晶圆柜体(3)的内部，所述接近开关传感器(15)固定连接在晶圆柜体(3)表面的柜门处。
2.根据权利要求1所述的一种半导体晶圆储存环境智能控制设备，其特征在于：所述服务端(1)由服务器(16)、网络交换机(17)和数据库(18)组成，所述网络交换机(17)和数据库(18)分别通过线缆与服务器(16)相连接。
3.根据权利要求1所述的一种半导体晶圆储存环境智能控制设备，其特征在于：所述服务端(1)内部署有客户端(19)，所述操作端(2)通过安装相应的软件程序访问部署在服务端(1)内的客户端(19)。
4.根据权利要求1所述的一种半导体晶圆储存环境智能控制设备，其特征在于：所述操作端(2)包括手机、平板、笔记本电脑或台式电脑中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种半导体晶圆储存环境智能控制设备，其特征在于：所述设备主板(6)的表面焊接连接有网口模组(20)和I/O串口模组(21)，所述网口模组(20)与网络交换机(17)之间通过信号线相连接，所述I/O串口模组(21)分别与温湿度传感器(13)、氧含量传感器(14)、接近开关传感器(15)相连接。
6.根据权利要求1所述的一种半导体晶圆储存环境智能控制设备，其特征在于：所述控制设备(4)与服务端(1)之间采用socket长连接通信方式进行连接。
7.根据权利要求1所述的一种半导体晶圆储存环境智能控制设备，其特征在于：所述接近开关传感器(15)的数量与晶圆柜体(3)表面柜门的数量相同，所述接近开关传感器(15)与柜门一一对应。
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