本發(fā)明涉及晶圓的存放裝置，具體是涉及一種單元式獨控箱體結構。

背景技術：

隨著半導體產業(yè)制造線徑越來越微小化，污染防治從粉塵微粒慢慢重視到氣狀分子污染物上，在集成電路的制作過程中，晶圓表面的潔凈度及硅片表面穩(wěn)定狀態(tài)對高質量的硅器件工藝是至關重要的。如果晶圓表面質量達不到要求，無論其它工藝步驟控制得多么優(yōu)秀，也不可能獲得高質量的半導體器件。現(xiàn)有半導體制造公司晶圓通常儲存于氮氣柜或無氧氮氣柜，其最低氧含量僅可到達1％左右，導致晶圓在存儲過程中依然有氧化的風險；且現(xiàn)有氮氣柜需一直補充氮氣，運營成本高。此外，氮氣柜結構為一體式，即將多個料盒(Foup)一塊放入氮氣柜的存儲空間內進行保存，這就限制了多個料盒必須同進同出，如果需要拿出一個料盒，也需要抽出整個存儲空間內的氮氣，這樣就造成一定程度的資源浪費，并且操作限制性大。

目前，半導體封裝用的工業(yè)烤箱也為一體式烤箱，存取期間，需要整個烤箱內所有產品溫度調整，以便取放，造成一定程度的資源浪費。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術問題，本發(fā)明提出一種通過獨立小腔室單獨存放晶圓料盒的單元式獨控箱體結構，可保證單獨存取晶圓料盒時，單獨箱體內環(huán)境調整，避免整個大箱體環(huán)境變化，而引起的不必要浪費，大大節(jié)約成本。

本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的：

一種單元式獨控箱體結構，包括箱體，所述箱體被分割成若干個具有獨立密閉空間的腔室，每個腔室主要由具有開口的腔室壁和可封閉該開口的箱門組成；還包括真空泵、破真空氣源和控制系統(tǒng)，所述真空泵通過真空管路連接至各腔室，用于對每個腔室進行抽真空，該真空管路上設有抽真空閥；所述破真空氣源通過破真空管路連接至各腔室，用于向各腔室通入氣體破除真空，該破真空管路上設有破真空閥；所述控制系統(tǒng)包括控制器主機和人機操作界面；存取時，所述人機操作界面獲取存取信息并發(fā)送給所述控制器主機，所述控制器主機根據該存取信息，控制空閑的腔室或待取的腔室對應的破真空閥打開，使該腔室與所述破真空氣源連通，以破真空并打開該腔室的箱門；存取后，所述箱門關閉通過感應開關向所述控制器主機提供閉合信號，所述控制器主機根據該閉合信號控制所述抽真空閥打開，并啟動所述真空泵對該腔室進行抽真空。

優(yōu)選的，設有按照排和列排布呈陣列的九個或十二個所述腔室，所述人機操作界面設于該腔室的一側。

優(yōu)選的，對應每一排所述腔室，設有一個主管路，該主管路分出三個所述真空管路，連通至該排的三個所述腔室，該主管路上及各真空管路上均設有所述抽真空閥。

優(yōu)選的，對應每個腔室，設有一用于采集分析其內氧氣含量的分析儀，所述分析儀與所述控制器主機電連接。

優(yōu)選的，還包括不間斷電源，用于為所述控制系統(tǒng)、所述真空泵、所述破真空氣源提供不間斷的電力供應。

優(yōu)選的，所述控制系統(tǒng)為IPC控制系統(tǒng)或PLC控制系統(tǒng)。

優(yōu)選的，所述抽真空閥、所述破真空閥均為電磁閥，所述感應開關為觸碰式開關，設于所述箱門閉合處。

一種單元式獨控箱體結構，包括箱體，所述箱體被分割成若干個具有獨立密閉空間的腔室，每個腔室主要由具有開口的腔室壁和可封閉該開口的箱門組成；還包括對單個腔室單獨作用或對幾個腔室共同作用的功能組件，該功能組件對所述腔室的作用是指通過加熱冷卻的方式或充氣排氣的方式改變腔室的內部環(huán)境，并使其恢復外部環(huán)境，還包括一控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括控制器主機和人機操作界面；存取時，所述人機操作界面獲取存取信息并發(fā)送給所述控制器主機，所述控制器主機根據該存取信息，控制空閑的腔室或待取的腔室對應的功能組件停止工作，并恢復外部環(huán)境，以打開該腔室的箱門；存取后，所述箱門關閉通過感應開關向所述控制器主機提供閉合信號，所述控制器主機根據該閉合信號控制所述功能組件開始工作。

優(yōu)選的，所述功能組件包括加熱元件、送風馬達、風輪、控制該加熱元件進行加熱的溫度控制器、探測腔室內溫度的溫度傳感器，所述送風馬達帶動風輪送出冷風，冷風經過加熱元件加熱攜帶熱能后經風道進入所述腔室內。

優(yōu)選的，各腔室上設有進氣口和排氣口，所述功能組件包括通過進氣管理連通至所述進氣口的氮氣源、控制氮氣通入所述腔室的進氣啟閉閥、控制腔室內空氣排出的排氣啟閉閥和探測腔室內溫濕度的傳感器。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供一種單元式獨控箱體結構，將整體式的存儲柜分割成若干個具有獨立密閉空間的小腔室，每個腔室連通對其抽真空的真空泵和對其破真空的破真空氣源，并采用智能控制系統(tǒng)(IPC控制系統(tǒng)或PLC控制系統(tǒng))對抽真空及破真空過程進行智能控制，實現(xiàn)了真空智能存儲晶圓的功能，相比傳統(tǒng)的氮氣柜，本發(fā)明單元式獨控箱體結構，晶圓存儲全過程處于真空狀態(tài)，可保證氧含量不高于10ppm，杜絕晶圓在存儲過程中的氧化問題，且晶圓存儲過程無需使用氮氣，大大節(jié)約成本，每個腔室的存取操作不影響其他腔室，降低運營成本；此外，控制系統(tǒng)更具智能化，有儲存歷史狀態(tài)供查詢，可自動保存各腔室當前或歷史所存儲的晶圓批號及其儲存時間，方便后續(xù)追溯。人機操作界面采用觸摸屏及二維碼掃描槍，人工操作方便，使用掃描槍掃描即可完成作業(yè)。本發(fā)明還提供了另兩種單元式獨控箱體結構，將整體式的存儲柜分割成若干個具有獨立密閉空間的小腔室，通過功能組件對單個腔室單獨作用或對幾個腔室共同作用，比如通過加熱冷卻的方式或充氣排氣的方式，改變獨立腔室的內部環(huán)境，并使其恢復外部環(huán)境，避免整個大箱體環(huán)境變化而引起的不必要浪費，大大節(jié)約了成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明單元式獨控箱體結構一實施例正視圖；

圖2為本發(fā)明單元式獨控箱體結構一實施例側視圖；

圖3為本發(fā)明單元式獨控箱體結構一實施例俯視圖；

圖4為本發(fā)明邏輯控制框圖。

結合附圖，作以下說明：

1-箱體，11-腔室，111-腔室壁，112-箱門，2-真空泵，21-真空管路，22-抽真空閥，31-破真空管路，32-破真空閥，4-人機操作界面，5-不間斷電源。

具體實施方式

為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的技術內容，特舉以下實施例詳細說明，其目的僅在于更好理解本發(fā)明的內容而非限制本發(fā)明的保護范圍。實施例附圖的結構中各組成部分未按正常比例縮放，故不代表實施例中各結構的實際相對大小。

如圖1、圖2圖3和圖4所示，一種單元式獨控箱體結構，包括箱體1，所述箱體被分割成若干個具有獨立密閉空間的腔室11，每個腔室主要由具有開口的腔室壁111和可封閉該開口的箱門112組成；還包括真空泵2、破真空氣源(未示出)和控制系統(tǒng)，所述真空泵通過真空管路21連接至各腔室，用于對每個腔室進行抽真空，該真空管路上設有抽真空閥22；所述破真空氣源通過破真空管路31連接至各腔室，用于向各腔室通入氣體破除真空，該破真空管路上設有破真空閥32；所述控制系統(tǒng)包括控制器主機和人機操作界面4；存取時，所述人機操作界面獲取存取信息并發(fā)送給所述控制器主機，所述控制器主機根據該存取信息，控制空閑的腔室或待取的腔室對應的破真空閥打開，使該腔室與所述破真空氣源連通，以破真空并打開該腔室的箱門；存取后，所述箱門關閉通過感應開關向所述控制器主機提供閉合信號，所述控制器主機根據該閉合信號控制所述抽真空閥打開，并啟動所述真空泵對該腔室進行抽真空。這樣，將整體式的存儲柜分割成若干個具有獨立密閉空間的小腔室，每個腔室連通對其抽真空的真空泵和對其破真空的破真空氣源，并采用智能控制系統(tǒng)(IPC控制系統(tǒng)或PLC控制系統(tǒng))對抽真空及破真空過程進行智能控制，實現(xiàn)了真空智能存儲晶圓的功能，相比傳統(tǒng)的氮氣柜，本發(fā)明單元式獨控箱體結構，晶圓存儲全過程處于真空狀態(tài)，可保證氧含量達到10ppm，杜絕晶圓在存儲過程中的氧化問題，且晶圓存儲過程無需使用氮氣，大大節(jié)約成本，每個腔室的存取操作不影響其他腔室，降低運營成本；此外，控制系統(tǒng)更具智能化，有儲存歷史狀態(tài)供查詢，可自動保存各腔室當前或歷史所存儲的晶圓批號及其儲存時間，方便后續(xù)追溯。

優(yōu)選的，設有按照排和列排布呈陣列的九個或十二個所述腔室，所述人機操作界面設于該腔室的一側。但不限于此，在其他實施例中，還可以根據實際需要，設計成16個腔室或其他數(shù)目的腔室。

優(yōu)選的，對應每一排所述腔室，設有一個主管路，該主管路分出三個所述真空管路，連通至該排的三個所述腔室，該主管路上及各真空管路上均設有所述抽真空閥。

優(yōu)選的，對應每個腔室，設有一用于采集分析其內氧氣含量的分析儀，所述分析儀與所述控制器主機電連接。通過分析儀對腔室內的氧含量進行分析，在一定時間內腔室內氧含量小于10ppm時，控制系統(tǒng)可控制真空泵停止抽真空作業(yè)。

優(yōu)選的，所述人機操作界面包括觸摸屏及二維碼掃描槍。人機操作界面采用觸摸屏及二維碼掃描槍，人工操作方便，使用掃描槍掃描即可完成作業(yè)。

優(yōu)選的，所述腔室內可放置一個或多個晶圓料盒。

優(yōu)選的，還包括不間斷電源5(UPS)，用于為所述控制系統(tǒng)、所述真空泵、所述破真空氣源提供不間斷的電力供應。

優(yōu)選的，所述控制系統(tǒng)為IPC控制系統(tǒng)或PLC控制系統(tǒng)。

優(yōu)選的，所述抽真空閥、所述破真空閥均為電磁閥，所述感應開關為觸碰式開關，設于所述箱門閉合處。

優(yōu)選的，所述真空泵為干式真空泵，所述破真空氣源為氮氣源。但不限于此，也可以為其他類型的真空泵或氣源。

優(yōu)選的，每個腔室上均設有真空壓力傳感器，該真空壓力傳感器與所述控制器主機電連接，這樣，通過真空壓力傳感器可以采集各腔室內的真空壓力，以控制真空泵停止抽真空作業(yè)。

本發(fā)明由多個獨立的腔室組成的單元式獨控箱體結構作為真空晶圓儲存柜使用時，每個腔室可放置1個或多個晶圓料盒(Foup或Open Cassette)，其存取流程如下：

儲存：人工點擊觸摸屏上的存儲按鈕-人工輸入(手寫及Barcode掃描)儲存產品的人員信息-人工輸入(手寫及Barcode掃描)儲存產品的產品信息-自動破真空并打開空閑的腔室的箱門-人工手動放置晶圓料盒-人工手動關閉該腔室的箱門-感應開關感應關門后接通真空泵與該腔室-真空泵立即對該腔室抽真空-15S內到達氧含量10ppm內-產品存儲完畢。

取出：人工點擊觸摸屏上的存儲按鈕-人工輸入(手寫及Barcode掃描)儲存產品的人員信息-人工輸入(手寫及Barcode掃描)儲存產品的產品信息或人工選擇腔室編號-自動破真空并打開放置該產品的腔室的箱門-人工手動取出產品-人工手動關閉腔室的箱門-感應開關感應關門后接通真空泵與該腔室-真空泵立即對該腔室抽真空-15S內到達氧含量10ppm內-產品存儲完畢。

自動破真空原理為：人員通過存儲柜人機操作界面輸入存取產品信息及人員信息后，人機操作界面將所接收到的存取產品信息發(fā)送給控制器主機(比如IPC中央處理器)，IPC中央處理器通過其I/O控制給破真空閥提供電源，有了電源破真空閥將自動打開，接到閥門端的氣體將直接進入到腔室內，從而起到破真空功能。

自動抽真空原理為：腔室的箱門人工合上后，位于門把手邊緣的感應開關被門擠壓而合上，合上后，向控制系統(tǒng)提供一閉合信號，控制系統(tǒng)控制抽真空閥(電磁閥)通電打開，并控制真空泵的氣動閥，開始對腔室進行抽真空作業(yè)。

另一實施例，一種單元式獨控箱體結構，所述箱體被分割成若干個具有獨立密閉空間的腔室，每個腔室主要由具有開口的腔室壁和可封閉該開口的箱門組成；還包括對單個腔室單獨作用或對幾個腔室共同作用的功能組件，該功能組件對所述腔室的作用是指通過加熱冷卻的方式或充氣排氣的方式改變腔室的內部環(huán)境，并使其恢復外部環(huán)境，還包括一控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括控制器主機和人機操作界面；存取時，所述人機操作界面獲取存取信息并發(fā)送給所述控制器主機，所述控制器主機根據該存取信息，控制空閑的腔室或待取的腔室對應的功能組件停止工作，并恢復外部環(huán)境，以打開該腔室的箱門；存取后，所述箱門關閉通過感應開關向所述控制器主機提供閉合信號，所述控制器主機根據該閉合信號控制所述功能組件開始工作。

優(yōu)選的，所述功能組件包括加熱元件、送風馬達、風輪、控制該加熱元件進行加熱的溫度控制器、探測腔室內溫度的溫度傳感器，所述送風馬達帶動風輪送出冷風，冷風經過加熱元件加熱攜帶熱能后經風道進入所述腔室內。

優(yōu)選的，各腔室上設有進氣口和排氣口，所述功能組件包括通過進氣管理連通至所述進氣口的氮氣源、控制氮氣通入所述腔室的進氣啟閉閥、控制腔室內空氣排出的排氣啟閉閥和探測腔室內溫濕度的傳感器。

通過功能組件對單個腔室單獨作用或對幾個腔室共同作用，比如通過加熱冷卻的方式或充氣排氣的方式，改變獨立腔室的內部環(huán)境，并使其恢復外部環(huán)境，避免了整個大箱體環(huán)境變化而引起的不必要浪費，大大節(jié)約了成本，每個腔室的存取操作不影響其他腔室，降低運營成本。

以上實施例是參照附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細說明。本領域的技術人員通過對上述實施例進行各種形式上的修改或變更，但不背離本發(fā)明的實質的情況下，都落在本發(fā)明的保護范圍之內。