晶圆传送盒的制作方法

1.本发明涉及集成电路制造技术领域，尤其涉及一种晶圆传送盒。


背景技术：

2.目前，晶圆智能化生产过程中主要借助前开式晶圆传送盒foup(front opening unified pod)来保护、运送、并储存晶圆，以保护晶圆传送盒内的晶圆，避免所述晶圆在传送过程中受到外部环境的微尘污染，提高产品良率。
3.在大型集成电路晶圆的生产过程中，为了实现或改善器件性能，需要进行离子注入工艺(ion implantation，imp)在晶圆上不同深度的不同区域以不同能量打入不同种类的离子。然而，目前的imp工艺存在掺杂离子析出的问题，由于imp工艺结束后晶圆会存放在密闭的晶圆传送盒内，因此析出的掺杂离子会聚集在晶圆传送盒内并与晶圆的表面材料发生反应，形成缺陷，例如，当imp工艺后的等待时间(q time)过长时，晶圆可能析出氟离子，所述氟离子(f
‑
)与晶圆的表面材料发生反应后生成白色或无色叶状结晶的氟化铵(nh4f)缺陷，或生成具有强氧化性的挥发性气体氨气(nh3)，具体的化学反应式如下：
4.f
‑
nh4

→
nh4f heat
→
(nh4)hf2 nh35.目前常规的缺陷监控方法主要通过光学扫描来监控副产物，然而，这类方法无法监控不可见的气体类副产物，对于氟化铵及其他可以继续反应生成不可见气体的副产物，现有的缺陷监控方法也存在监控时效性的问题，无法有效地监控离子注入工艺的缺陷。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种晶圆传送盒，通过气敏传感单元监控晶圆传送盒内设定气体的浓度变化情况。
7.为了达到上述目的，本发明提供了一种晶圆传送盒，所述晶圆传送盒包括：一侧设置有开口的盒体、对称设置在所述开口两侧的侧壁的卡槽及设置在与所述开口相对的后壁上的气敏传感单元，以监控晶圆传送盒内设定气体的浓度变化情况。
8.可选的，所述气敏传感单元包括若干个在竖直方向均匀排布的半导体气敏传感器，所述半导体气敏传感器在竖直方向的排布方向垂直于所述卡槽在所述侧壁上的延伸方向。
9.可选的，一个所述半导体气敏传感器对应多个所述卡槽，以监测多个所述卡槽所在区域内所述设定气体的浓度变化情况。
10.可选的，所述半导体气敏传感器在竖直方向排布的长度大于或等于所述卡槽所在区域的高度。
11.可选的，所述半导体气敏传感器包括薄膜型气体传感器，所述薄膜型气体传感器包括n型半导体薄膜传感器或p型半导体薄膜传感器。
12.可选的，所述盒体的外壁上设置有指示灯，所述指示灯连接所述气敏传感单元。
13.可选的，所述指示灯的数量与所述气敏传感单元中半导体气敏传感器的数量相
同，所述指示灯与所述半导体气敏传感器对应连接。
14.可选的，所述盒体的外壁上设置有报警系统，所述报警系统连接所述气敏传感单元。
15.可选的，所述晶圆传送盒用于传送进行离子注入工艺后的晶圆。
16.可选的，所述设定气体为晶圆析出的离子与所述晶圆的表面材料发生反应后生成的。
17.可选的，所述设定气体包括氨气。
18.综上所述，本发明提供一种晶圆传送盒，包括：一侧设置有开口的盒体、对称设置在所述开口两侧的侧壁的卡槽及设置在与所述开口相对的后壁上的气敏传感单元，以监控晶圆传送盒内设定气体的浓度变化情况。本发明利用气敏传感单元监控晶圆传送盒内设定气体的浓度变化情况。此外，可以通过所述设定气体的浓度变化情况分析晶圆进行离子注入工艺后析出离子的浓度，从而实现对晶圆离子注入工艺的注入浓度的侧面监控。
附图说明
19.图1为本发明一实施例提供的晶圆传送盒的立体结构示意图；
20.图2为图1中所述晶圆传送盒沿ab方向的剖面结果示意图；
21.图3为本发明一实施例提供的晶圆传送盒中部分区域出现离子或气体浓度异常时的情况示意图；
22.其中，附图标记如下：
[0023]1‑
盒体；11
‑
开口；12
‑
气敏传感单元；121
‑
半导体气敏传感器；13
‑
卡槽；
[0024]2‑
盒盖；3
‑
晶圆。
具体实施方式
[0025]
下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
[0026]
图1为本发明一实施例提供的晶圆传送盒的立体结构示意图；图2为图1中所述晶圆传送盒沿ab方向的剖面结果示意图。参阅图1和图2，本实施例所述的晶圆传送盒包括一侧设置有开口11的盒体1、对称设置在所述开口11两侧的侧壁的卡槽13及设置在与所述开口11相对的后壁上的气敏传感单元12，以监控晶圆传送盒内设定气体的浓度变化情况。
[0027]
参阅图2，所述盒体1的开口11处还设置有与所述开口11相配合的盒盖2，以使所述晶圆传送盒内形成一个密闭的空间，避免所述晶圆传送盒内的晶圆3被污染。本实施例中，所述晶圆传送盒一次最多可以装载二十五片晶圆(即所述晶圆传送盒的晶圆承载量为25)，在本发明的其他实施例中，所述晶圆传送盒的晶圆承载量可以根据实际需要进行调整，本发明对此不作限制。
[0028]
本实施例中，所述气敏传感单元12包括五个在竖直方向均匀排布的半导体气敏传感器121，所述半导体气敏传感器121在竖直方向的排布方向垂直于所述卡槽13在所述侧壁上的延伸方向，一个所述半导体气敏传感器121对应多个所述卡槽13，以监测多个所述卡槽13所在区域内所述设定气体的浓度变化情况(相当于监测所述多个卡槽13上放置的晶圆3
周围的设定气体的浓度变化情况)。在本发明的其他实施例中，所述气敏传感单元12包含的半导体气敏传感器121的个数可以为若干个，例如所述气敏传感单元12包含的半导体气敏传感器121的个数可以调整为一个、两个或十个，且所述半导体气敏传感器121的设置方式可以根据实际需要进行调整，本发明对此不作限制。优选的，所述半导体气敏传感器121在竖直方向排布的长度(即图2中a所表示的长度)大于或等于所述卡槽13所在区域的高度(即图2中b所表示的高度)，以确保所述气敏传感单元12的监控范围覆盖所述盒体1内的所有晶圆3。
[0029]
本实施例中，所述晶圆传送盒用于传送进行离子注入工艺后的晶圆3，所述设定气体为晶圆3析出的离子与所述晶圆的3表面材料发生反应后生成的。可选的，所述设定气体包括氨气，所述半导体气敏传感器121用于监控所述盒体1内氨气的浓度变化情况。具体的，在对晶圆3进行离子注入工艺后，所述晶圆3存放在所述晶圆传送盒内，所述盒盖2覆盖所述盒体1上的开口11，使所述晶圆传送盒内形成一个密闭环境。由于离子注入工艺存在掺杂离子析出的问题，因此，所述晶圆3会析出离子，使得所述晶圆传送盒内的离子浓度发生改变。
[0030]
示例性的，若所述晶圆3的离子注入工艺注入了过高浓度的氟离子(f
‑
)，或离子注入工艺后所述晶圆3在晶圆传送盒内的静置时间(q time)过长，均会导致所述晶圆3析出氟离子，析出的氟离子与所述晶圆3的表面材料发生反应会生成白色或无色叶状结晶的氟化铵(nh4f)缺陷，或生成具有强氧化性的挥发性气体氨气(nh3)，具体的化学反应式如下：
[0031]
f
‑
nh4

→
nh4f heat
→
(nh4)hf2 nh3[0032]
本实施例中，所述半导体气敏传感器121包括薄膜型气体传感器，所述薄膜型气体传感器包括n型半导体薄膜传感器或p型半导体薄膜传感器。由于氨气具有强氧化性，会与半导体气敏传感器121中的半导体薄膜接触并发生氧化还原反应，从而改变所述半导体薄膜的电阻率，因此可以通过监控所述半导体气敏传感器121的电阻率变化情况得到所述晶圆传送盒内氨气的浓度变化情况，从而得到所述晶圆3析出的氟离子的浓度变化情况。
[0033]
当所述半导体气敏传感器为n型半导体薄膜传感器时，氨气与n型半导体薄膜接触会引起载流子减少，导致所述n型半导体薄膜传感器的电阻率上升；当所述半导体气敏传感器为p型半导体薄膜传感器时，氨气与p型半导体薄膜接触会引起载流子增多，导致所述p型半导体薄膜传感器的电阻率下降。在本发明的其他实施例中，当所述离子注入工艺的注入离子类型发生改变时，析出离子与所述晶圆3的表面材料发生反应后产生的副产物(所述副产物包括所述设定气体)也会相应改变，因此，可以根据析出离子和副产物的类型更换相应的半导体气敏传感器。
[0034]
基于此，可以结合现有数据设置浓度阈值和电阻率阈值，以判断晶圆传送盒内离子或气体浓度是否异常。以所述n型半导体薄膜传感器为例，将晶圆表面出现氟化铵缺陷时的晶圆传送盒内的氨气浓度值设置为浓度阈值，并将晶圆传送盒内氨气浓度为所述浓度阈值时半导体气敏传感器的电阻率设置为电阻率阈值；所述半导体气敏传感器的电阻率大于或等于所述电阻率阈值时，所述晶圆传送盒内的氨气浓度大于或等于所述浓度阈值(即晶圆传送盒内离子或气体浓度异常)，说明晶圆表面可能存在氟化铵缺陷，或所述晶圆在离子注入工艺中注入了过高浓度的氟离子。
[0035]
相应地，所述盒体1的外壁上还设置有指示灯(图中未示出)，所述指示灯连接所述气敏传感单元12。当所述晶圆传送盒内的设定气体的浓度异常时，所述气敏传感单元12向
所述指示灯发出电信号，所述指示灯变亮。优选的，所述指示灯的数量与所述气敏传感单元12中半导体气敏传感器121的数量相同，所述指示灯与所述半导体气敏传感器121对应连接。参阅图3，当所述晶圆传送盒内仅有部分区域(即图3中x所表示的区域)的离子或气体浓度异常时，所述气敏传感单元12中负责监控相应区域的半导体气敏传感器向与其相连的指示灯发出电信号并使相应的指示灯变亮。此方法可以直观地显示晶圆传送盒内出现离子或气体浓度异常的区域，方便定位出现表面缺陷的晶圆或离子注入浓度异常的晶圆。
[0036]
可选的，所述盒体1的外壁上还设置有报警系统(图中未示出)，所述报警系统连接所述气敏传感单元12。当所述晶圆传送盒内的气体或离子浓度异常时，所述气敏传感单元12向所述报警系统发出电信号，所述信号发送单元在收到所述电信号之后报警，从而实现对晶圆离子注入工艺的注入浓度的侧面监控，判断晶圆传送盒内的晶圆是否存在表面缺陷或所述晶圆的离子注入工艺的注入浓度是否过高。
[0037]
综上，本发明提供一种晶圆传送盒，包括：一侧设置有开口的盒体、对称设置在所述开口两侧的侧壁的卡槽及设置在与所述开口相对的后壁上的气敏传感单元，以监控晶圆传送盒内设定气体的浓度变化情况。本发明利用气敏传感单元监控晶圆传送盒内设定气体的浓度变化情况。此外，可以通过所述设定气体的浓度变化情况分析晶圆进行离子注入工艺后析出离子的浓度，从而实现对晶圆离子注入工艺的注入浓度的侧面监控。
[0038]
上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。