CN111968923B - 半导体设备 - Google Patents

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Abstract

本申请公开一种半导体设备，所公开的半导体设备中：承载本体(300)设置于壳体(200)内，承载本体(300)设有至少一个承载片位(310)，至少一个承载片位(310)用于承载待加工件(100)，至少一个承载片位(310)中的第一个承载片位(310)对应的位置为第一位置，最后一个承载片位(310)对应的位置为第二位置；检测传感器(410)设置于壳体(200)的侧壁，且能够在第一位置与第二位置之间移动，检测传感器(410)用于在每个承载片位(310)对应的位置发射检测信号，以及接收检测信号的反射信号或者检测信号。上述方案能够解决半导体设备的承载片位数量较少的问题。

Description

半导体设备
技术领域
本申请涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种半导体设备。
背景技术
晶圆的制造包含许多不同的阶段，每一阶段又包含各种不同的制程，气相沉积是其中重要的制程之一。气相沉积过程主要包含利用加热或等离子体等各种能源，通过化学反应的方式，在反应器内使实验物质之间发生化学反应或与相应的气体发生化学反应生成另一种气态化合物的技术，然后经过物理载带或者化学迁移的方式，使得这种气态化合物被输送到与反应物质源区温度不同的相应区域进行沉积，从而形成固态沉积物。
晶圆在气相沉积的过程中需要被加热，被加热的晶圆通常无法直接进行下道工序，而需要被置于冷却装置中进行冷却。随着半导体加工设备产能的不断提高，半导体加工设备内部反应器的数量增加，就需要冷却装置具备同时冷却多个晶圆的能力。目前，冷却装置通常为具有多层承载片位的半导体设备，该半导体设备包括一个承载本体和多个检测传感器，承载本体设置有多层承载片位，每层承载片位均需要与一个检测传感器相对应，这种一对一的检测方式，导致检测传感器的数量较多，由于承载片位的层数受多个检测传感器体积的限制，在相同空间的情况下，半导体设备仅能够设计较少层承载片位，致使半导体设备用于承载晶圆的承载片位数量较少。
发明内容
本申请公开一种半导体设备，能够解决半导体设备的承载片位数量较少的问题。
为解决上述技术问题，本申请是这样实现的：
本申请实施例公开一种半导体设备，所述半导体设备包括：
壳体；
承载本体，所述承载本体设置于所述壳体内，所述承载本体设有至少一个承载片位，所述至少一个承载片位用于承载待加工件，所述至少一个承载片位中的第一个所述承载片位对应的位置为第一位置，最后一个所述承载片位对应的位置为第二位置；
检测传感器，所述检测传感器设置于所述壳体的侧壁，且能够在所述第一位置与所述第二位置之间移动，所述检测传感器用于在每个所述承载片位对应的位置发射检测信号，以及接收所述检测信号的反射信号或者所述检测信号。
本申请采用的技术方案能够达到以下有益效果：
本申请公开的半导体设备中，承载本体设有至少一个承载片位，检测传感器能够在每个承载片位对应的位置发射检测信号，以及接收检测信号的反射信号或者检测信号，从而检测每个承载片位是否承载有待加工件，此种情况下，检测传感器能够检测多个承载片位是否承载有待加工件，在半导体设备检测每个承载片位是否承载有待加工件时，仅需设置一个检测传感器即可，防止半导体设备设置多个检测传感器，从而能够避免因多个检测传感器而导致半导体设备的承载片位较少，进而使得在半导体设备腔室相同空间尺寸的情况下，半导体设备能够设置有多个用于承载待加工件的承载片位。
与此同时，由于检测传感器的成本较高，本实施例通过减少检测传感器的数量有利于降低半导体设备的成本。
附图说明
图1为本申请实施例公开的半导体设备的示意图；
图2为本申请实施例公开的半导体设备在另一视角下的示意图；
图3为本申请实施例公开的半导体设备的剖视图。
附图标记说明：
100-待加工件、200-壳体、210-容纳腔、220-检测口、230-底壳、240-腔体盖板、250-观察窗口、300-承载本体、310-承载片位、330-避让槽、340-冷却流体流道、410-检测传感器、420-反射部、500-透光盖板、600-驱动装置、700-安装支架、710-第一段、720-第二段。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请各个实施例公开的技术方案进行详细地说明。
请参考图1至图3，本申请实施例公开一种半导体设备，用于承载待加工件100，所公开的半导体设备包括壳体200、承载本体300和检测传感器410。
其中，壳体200为半导体设备的基础构件，壳体200能够为半导体设备的其他部件提供安装基础。壳体200形成容纳腔210，容纳腔210可以为密封容纳腔，防止外部杂质(灰尘或水汽)进入容纳腔210内，当然，容纳腔210还可以为真空容纳腔，该半导体设备能够在待加工件100加工过程中起到过渡或转载的目的，例如，在半导体加工设备上下料时可以通过该半导体设备进行过渡或转载，再或者，待加工件100在上序工艺与下序工艺之间进行过渡或转载，本申请实施例中对此不做限制。
承载本体300设置于壳体200内，也就是设置在容纳腔210内，承载本体300设有至少一个承载片位310，承载片位310用于承载待加工件100，本申请实施例中不限制承载片位310的数量，以使承载本体300能够同时承载多个待加工件100。至少一个承载片位310中的第一个承载片位310对应的位置为第一位置，最后一个承载片位310对应的位置为第二位置。
检测传感器410可以为光电传感器，也可以为超声波传感器，当然，检测传感器410还可以为其他种类的传感器。检测传感器410设置于壳体200的侧壁，且检测传感器410能够在第一位置与第二位置之间移动，检测传感器410用于在每个承载片位310对应的位置发射检测信号，以及接收检测信号的反射信号或者检测信号，此种情况下，检测传感器410能够检测每个承载片位310是否承载有待加工件100。在承载本体300设置有更多个承载片位310的情况下，检测传感器410能够在更多个位置之间移动，以使检测传感器410能够分别检测每个承载片位310是否承载有待加工件100。具体地，检测传感器410可以在第一位置与第二位置之间不断地循环扫描，以检测每个承载片位310是否承载有待加工件100。
本申请公开的半导体设备中，承载本体300设有至少一个承载片位310，检测传感器410能够在每个承载片位310对应的位置发射检测信号，以及接收检测信号的反射信号或者检测信号，从而检测每个承载片位310是否承载有待加工件100，此种情况下，检测传感器410能够检测多个承载片位310是否承载有待加工件100，在半导体设备检测每个承载片位310是否承载有待加工件100时，仅需设置一个检测传感器410即可，防止半导体设备设置多个检测传感器410，从而能够避免因多个检测传感器410而导致半导体设备的承载片位310较少，进而使得在半导体设备腔室相同空间尺寸的情况下，半导体设备能够设置有多个用于承载待加工件100的承载片位310。
与此同时，由于检测传感器410的成本较高，本实施例通过减少检测传感器410的数量有利于降低半导体设备的成本。
检测传感器410的种类可以有多种，检测传感器410可以为反射式传感器，半导体设备还可以包括反射部420，反射部420可以设置于壳体200的内侧壁，且与检测传感器410相对设置，承载本体300可以位于检测传感器410和反射部420之间。具体地，在检测传感器410移动至第一位置时，检测传感器410发射检测信号，当承载片位310没有承载待加工件100时，检测信号通过反射部420反射回至检测传感器410，当承载片位310承载有待加工件100时，检测信号被待加工件100阻挡，无法通过反射部420反射回至检测传感器410，从而检测出承载片位310是否承载有待加工件100，检测传感器410位于第二位置进行检测承载片位310是否承载有待加工件100的检测过程与上述检测过程相似，为了文本简洁，在此不再赘述。
进一步地，反射部420可以固定设置于壳体200的内侧壁，避免反射部420因需要移动设置而导致半导体设备的结构复杂，从而简化半导体设备的结构，降低设计人员的设计难度。当然，反射部420也可以固定设置于壳体200的外侧壁，此种情况下，壳体200上与反射部420相对的区域需要透光设置，会增加一定的制造成本。
通过上述检测过程可知，检测传感器410能够可靠地检测多个承载片位310是否承载有待加工件100，同时，此种检测方式简单可靠，方便设置检测传感器410，简化半导体设备的结构，降低设计人员的设计难度。
为了进一步提高检测传感器410在检测承载片位310是否承载有待加工件100时的准确性，在一种可选的实施例中，承载本体300可以开设有避让槽330，检测传感器410可以通过避让槽330与反射部420相对设置，以使检测传感器410发射的检测信号通过避让槽330传播至反射部420，反射部420反射的反射信号通过避让槽330传播至检测传感器410，防止因承载本体300的其他结构(除待加工件100以外的结构)阻挡检测信号的传播，从而避免检测传感器410的检测有误，以使检测传感器410较难被干扰，进而提高检测传感器410在检测承载片位310是否承载有待加工件100时的准确性。
可选地，检测传感器410还可以为对射式传感器，检测传感器410可以包括相对设置的发射部和接收部，发射部和接收部相对于壳体200同步移动，也就是说，发射部和接收部均设置于壳体200的内侧壁，且发射部和接收部同步移动，以使发射部和接收部在第一位置和第二位置之间同步移动，同时，承载本体300位于发射部和接收部之间。具体地，在检测传感器410移动至第一位置时，发射部发射检测信号，当承载片位310没有承载待加工件100时，检测信号传播至接收部，当承载片位310承载有待加工件100时，检测信号被待加工件100阻挡，无法传播至接收部，从而检测出承载片位310是否承载有待加工件100，检测传感器410位于第二位置进行检测承载片位310是否承载有待加工件100的检测过程与上述检测过程相似，为了文本简洁，在此不再赘述。
通过上述检测过程可知，检测传感器410也能够可靠地检测多个承载片位310是否承载有待加工件100，同时，此种检测方式也简单可靠，方便设置检测传感器410，简化半导体设备的结构，降低设计人员的设计难度。
为了进一步提高检测传感器410在检测承载片位310是否承载有待加工件100时的准确性，在一种可选的实施例中，承载本体300可以开设有避让槽330，发射部可以通过避让槽330与接收部相对设置，以使发射部发射的检测信号通过避让槽330传播至接收部，防止因承载本体300的其他结构阻挡检测信号的传播，从而避免检测传感器410的检测有误，以使检测传感器410较难被干扰，进而提高检测传感器410在检测承载片位310是否承载有待加工件100时的准确性。
如上文所述，检测传感器410可移动地设置于壳体200的侧壁，可选地，检测传感器410可以设置在壳体200的内部，但是，在工作人员维护或更换检测传感器410时需要拆卸壳体200，导致检测传感器410的维护或更换工作困难、繁琐，且容易破坏容纳腔210的密封性能。有鉴于此，在一种可选的实施例中，壳体200可以开设有检测口220，半导体设备还可以包括透光盖板500，透光盖板500可以设置于壳体200上，且覆盖检测口220，检测传感器410可设置于壳体200的外侧壁，且检测传感器410的信号发射部朝向检测口220，以使上文中提到的检测信号和反射信号能够透过透光盖板500。
此种情况下，检测传感器410设置在壳体200的外部，方便工作人员维护或更换检测传感器410，避免工作人员在维护或更换检测传感器410需要拆卸壳体200，从而方便工作人员维护或更换检测传感器410，同时，本方案能够防止因工作人员维护或更换检测传感器410而破坏容纳腔210的密封性能，进而提高容纳腔210的密封性能，防止外部杂质进入容纳腔210内。
具体地，透光盖板500为透明板，例如，玻璃盖板、树脂盖板和亚克力盖板等，透明板能够使得检测信号的透过率较高，防止透光盖板500损耗部分的检测信号，进而使得检测传感器410能够精准地检测承载片位310是否承载有待加工件100。
当然，壳体200可以为透光壳体，检测传感器410可移动地设置于壳体200的外侧壁，同样能够使得检测传感器410设置在壳体200的外部，且检测传感器410能够通过透光壳体检测承载片位310是否承载有待加工件100。
如上文所述，检测传感器410可在第一位置与第二位置之间移动，具体地，用户可以手动驱动检测传感器410在第一位置与第二位置之间移动，但是，工作人员手动驱动的精度较差，同时，在半导体设备工作过程中，工作人员手动驱动检测传感器410移动不利于工作人员的人身安全，且不利于半导体设备的自动化运行，导致半导体设备的自动化程度较低。
有鉴于此，在一种可选的实施例中，半导体设备还可以包括驱动装置600，驱动装置600可以设置于壳体200的侧壁，且检测传感器410可以与驱动装置600相连，驱动装置600用于驱动检测传感器410在第一位置与第二位置之间移动。驱动装置600能够较为精准地驱动检测传感器410在第一位置与第二位置之间移动，从而使得检测传感器410较为精准地移动至第一位置或第二位置，进而使得检测传感器410能够精准地检测承载片位310是否承载有待加工件100。同时，本方案能够避免工作人员手动驱动检测传感器410移动，从而有利于保障工作人员的人身安全，且有利于半导体设备的自动化运行，进而使得半导体设备的自动化程度较高。
为了使驱动装置600能够较为可靠地设置于壳体200，提高驱动装置600与壳体200的连接强度，可选地，半导体设备还可以包括安装支架700，安装支架700可以具有向着第一方向延伸的第一段710和向着第二方向延伸的第二段720，第一方向与第二方向垂直，驱动装置600与第一段710相连，第二段720与壳体200相连。请再次参考图3，安装支架700能够加强驱动装置600与壳体200的连接强度，从而使得驱动装置600较难与壳体200分离，进而使驱动装置600能够较为可靠地设置于壳体200，第一方向为重力方向。
与此同时，在壳体200的安装位置不足的情况下，第一段710能够为驱动装置600提供安装位置，且第一段710能够使得检测传感器410靠近壳体200，从而使得检测传感器410与壳体200之间的间隙较小，以使检测传感器410发出的检测信号较多地进入到容纳腔210内，进而提高检测传感器410检测的准确性。
在本申请实施例中，驱动装置600的种类可以有多种，可选地，驱动装置600可以为气缸、液压缸或直线电机，气缸的活塞杆、液压缸的活塞杆或直线电机的动力输出轴可以与检测传感器410相连，此种情况下，气缸的活塞杆、液压缸的活塞杆或直线电机的动力输出轴均能够直接检测传感器410相连，以使气缸的活塞杆、液压缸的活塞杆或直线电机的动力输出轴均能够直接驱动检测传感器410朝向伸出位置运动。
当然，驱动装置600还可以为旋转电机，电子设备还可以包括传动件，旋转电机可以通过传动件与检测传感器410相连。气缸、液压缸、旋转电机以及直线电机等均能够可靠地驱动检测传感器410在第一位置与第二位置之间移动，同时，气缸、液压缸、旋转电机以及直线电机的使用寿命较长，性价比较高。
具体地，传动件可以包括齿轮齿条结构、螺母丝杠机构和凸轮机构中的任意一者。上述的几种传动件结构简单，方便设置，且传动可靠，能够有效地将动力传递至检测传感器410，从而使得驱动装置600能够较好地驱动检测传感器410在第一位置与第二位置之间移动。
如上文所述，壳体200形成容纳腔210，可选地，壳体200可以包括底壳230和腔体盖板240，底壳230可以开设有容纳槽，腔体盖板240可以设置于底壳230，且覆盖容纳槽，以形成容纳腔210，此种方式设置简单，方便工作人员进行安装，同时，在待加工件100传送至容纳腔210的过程中，可以开启腔体盖板240，方便待加工件100的传送，且在容纳腔210内的部件需要维护或更换时，仅需开启腔体盖板240即可，方便工作人员维护或更换容纳腔210内的部件，提高半导体设备的使用便捷性。
在一种可选的实施例中，承载本体300可以开设有冷却流体流道340，冷却流体流道340用于通入冷却流体，冷却流体可以为冷却水、冷却气体和冷却液等。在具体的工作过程中，待加工件100上的热量传递至承载本体300，冷却流体流道340中的冷却流体带走传递至承载本体300上的热量，从而能够较快地将待加工件100上的热量散出，进而使得待加工件100的温度能够较快地降低。
当然，为了使待加工件100的温度能够较快地降低，可选地，容纳腔210可以设置有进风口和出风口，可以通过进风口向容纳腔210通入常温氮气，实现对待加工件100的强制对流散热的效果，进而使得待加工件100的温度能够较快地降低。
壳体200可以开设有观察窗口250，观察窗口250设置有透明板。观察窗口250能够便于工作人员观察容纳腔210内部件的运行情况，方便工作人员调试、控制以及维护半导体设备。
在该实施例中，半导体设备可以为晶圆冷却机构，以使晶圆冷却机构能够同时冷却多个晶圆，从而能够使得晶圆冷却机构的产能较高。
本申请上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种半导体设备，其特征在于，所述半导体设备包括：
壳体(200)；
承载本体(300)，所述承载本体(300)设置于所述壳体(200)内，所述承载本体(300)设有至少一个承载片位(310)，所述至少一个承载片位(310)用于承载待加工件(100)，所述至少一个承载片位(310)中的第一个所述承载片位(310)对应的位置为第一位置，最后一个所述承载片位(310)对应的位置为第二位置；
检测传感器(410)，所述检测传感器(410)设置于所述壳体(200)的侧壁，且能够在所述第一位置与所述第二位置之间移动，所述检测传感器(410)用于在每个所述承载片位(310)对应的位置发射检测信号，以及接收所述检测信号的反射信号或者所述检测信号。
2.根据权利要求1所述的半导体设备，其特征在于，所述检测传感器(410)为反射式传感器，所述半导体设备还包括反射部(420)，所述反射部(420)设置于所述壳体(200)的内侧壁，且与所述检测传感器(410)相对设置，所述承载本体(300)位于所述检测传感器(410)和所述反射部(420)之间。
3.根据权利要求2所述的半导体设备，其特征在于，所述承载本体(300)开设有避让槽(330)，所述检测传感器(410)发射的所述检测信号通过所述避让槽(330)传播至所述反射部(420)，所述反射部(420)反射的所述反射信号通过所述避让槽(330)传播至所述检测传感器(410)。
4.根据权利要求1所述的半导体设备，其特征在于，所述检测传感器(410)为对射式传感器，所述检测传感器(410)包括相对设置的发射部和接收部，所述发射部和所述接收部相对于所述壳体(200)同步移动，所述承载本体(300)位于所述发射部和所述接收部之间。
5.根据权利要求4所述的半导体设备，其特征在于，所述承载本体(300)开设有避让槽(330)，所述发射部通过所述避让槽(330)与所述接收部相对设置，所述发射部发射的所述检测信号通过所述避让槽(330)传播至所述接收部。
6.根据权利要求1所述的半导体设备，其特征在于，所述壳体(200)开设有检测口(220)，所述半导体设备还包括透光盖板(500)，所述透光盖板(500)设置于所述壳体(200)上，且覆盖所述检测口(220)，所述检测传感器(410)设置于所述壳体(200)的外侧壁，且所述检测传感器(410)的信号发射部朝向所述检测口(220)。
7.根据权利要求1所述的半导体设备，其特征在于，所述壳体(200)为透光壳体，所述检测传感器(410)设置于所述壳体(200)的外侧壁。
8.根据权利要求1所述的半导体设备，其特征在于，所述半导体设备还包括驱动装置(600)，所述驱动装置(600)设置于所述壳体(200)的侧壁，且与所述驱动装置(600)相连，所述驱动装置(600)用于驱动所述检测传感器(410)在所述第一位置与所述第二位置之间移动。
9.根据权利要求8所述的半导体设备，其特征在于，所述半导体设备还包括安装支架(700)，所述安装支架(700)具有向着第一方向延伸的第一段(710)和向着第二方向延伸的第二段(720)，所述第一方向与所述第二方向垂直，所述驱动装置(600)与所述第一段(710)相连，所述第二段(720)与所述壳体(200)相连。
10.根据权利要求1所述的半导体设备，其特征在于，所述承载本体(300)开设有冷却流体流道(340)，所述冷却流体流道(340)用于通入冷却流体。
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