CN202423231U

CN202423231U - 半导体处理设备

Info

Publication number: CN202423231U
Application number: CN2011205645476U
Authority: CN
Inventors: 马彦圣; 温子瑛
Original assignee: Wuxi Huaying Microelectronics Technology Co Ltd
Current assignee: Wuxi Huaying Microelectronics Technology Co Ltd
Priority date: 2011-12-30
Filing date: 2011-12-30
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2021-12-30

Abstract

本实用新型公开了一种半导体处理设备，其包括半导体处理模块和流体传送模块。所述流体传送模块包括支撑框，组装于所述支撑框上的围出一个流体空间的多个基板以及用于流体传送的各种阀门、泵、仪表、传感器、接头和管道，其中的至少一个基板上设有安装孔，所述阀门的设置有连通端口的端部穿过所述基板上的安装孔延伸至所述流体空间内。所述流体传送模块具有结构简单、组装方便灵活、易于维修和组件更换方便等优点。

Description

半导体处理设备

【技术领域】

本实用新型涉及半导体表面处理领域，尤其涉及一种对半导体晶圆进行表面处理的半导体处理设备。

【背景技术】

目前集成电路逐渐被应用到很多领域中，比如计算机、通信、工业控制和消费性电子等。集成电路的制造业，已经成为和钢铁一样重要的基础产业。

晶圆是生产集成电路所用的载体。在实际生产中需要制备的晶圆具有平整、超清洁的表面，而用于制备超清洁晶圆表面的现有方法可分为两种类别：诸如浸没与喷射技术的湿法处理过程，及诸如基于化学气相与等离子技术的干法处理过程。其中湿法处理过程是现有技术采用较为广泛的方法，湿法处理过程通常包括采用适当化学溶液浸没或喷射晶圆之一连串步骤组成。

然而，一般现有的制备超清洁晶圆表面的设备一般具有如下缺点：1、设备体积较大；2、处理液和超纯水的消耗量较高；3、些设备一旦出现故障，排除故障常会影响生产通量。

因此，有必要提出一种解决方案来解决上述问题。

【实用新型内容】

本实用新型要解决的技术问题在于提供一种体积较小、结构简单、组件易于更换的半导体处理装置。

为了解决上述问题，根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供了一种半导体处理设备，其包括半导体处理模块和流体传送模块，所述半导体处理模块包括一用于容纳和处理半导体晶圆的微腔室，所述微腔室包括一个或多个供流体进入所述微腔室的入口和一个或多个供流体排出所述微腔室的出口，所述流体传送模块用于将各种未使用流体通过管道和所述微腔室入口输送至所述微腔室内，所述流体传送模块包括支撑框，组装于所述支撑框上的多个基板以及阀门，所述多个基板围出一个流体空间，其中的一个或多个基板上设有安装孔，所述阀门的设置有连通端口的端部穿过所述基板上的安装孔延伸至所述流体空间内。

进一步的，组装于所述支撑框上的多个基板包括底部基板、与所述底部基板间隔设置的顶部基板和两个互相间隔设置的侧面基板，所述侧面基板上设置有安装孔。

更进一步的，两个侧面基板平行设置，所述顶部基板和所述底部基板平行设置。

更进一步的，在所述底部基板上开设有连通所述流体空间的下开口，该下开口供连接用的管道穿过。

更进一步的，在所述顶部基板上开设有连通所述流体空间的上开口，该上开口供连接用的管道穿过。

更进一步的，每个侧面基板上都安设有多个阀门。

更进一步的，所述流体传送模块还包括有泵，所述泵的设置有吸入液体的吸入口和排出液体的排出口的端部穿过其中的一个侧面基板上的安装孔延伸至所述流体空间内，所述阀门的设置有连通端口的端部穿过其中的另一个侧面基板上的安装孔延伸至所述流体空间内。

再进一步的，所述泵的吸入口、所述泵的排出口、所述阀门的连通端口、所述微腔室的入口和/或所述微腔室的出口可通过管道连通。

更进一步的，所述流体传送模块还包括从底部基板延伸至顶部基板的第五基板，该第五基板与两个侧面基板垂直并相交，该第五基板的一侧包括所述流体空间，另一个侧的空间中设置有气体装置。

进一步的，所述微腔室包括形成上工作表面的上腔室部和形成下工作表面的下腔室部，所述上腔室部和所述下腔室部可在一驱动装置的驱动下在装载和/或移除该半导体晶圆的打开位置和一处理该半导体晶圆的关闭位置之间相对移动，当上腔室部或者所述下腔室部处于关闭位置时，半导体晶圆安装于所述上工作表面和下工作表面之间。

与现有技术相比，本实用新型中半导体处理装置可以大幅度降低用于制备超清洁晶圆表面的处理液和超纯水用量，减少废水排放。此外所述半导体处理装置中的流体传送模块中设置封闭式的流体空间，不仅可以方便管道的连接，也可以使得在发生液体泄漏或喷洒等情况时防止处理流体扩散到其他区域，产生安全问题和对其它组成部件造成破坏。

关于本实用新型的其他目的，特征以及优点，下面将结合附图在具体实施方式中详细描述。

【附图说明】

结合参考附图及接下来的详细描述，本实用新型将更容易理解，其中同样的附图标记对应同样的结构部件，其中：

图1为本实用新型中的模块化半导体处理设备的结构示意图；

图2为图1中的流体承载模块在一个实施例中的立体结构示意图；

图3A为图1中的流体传送模块在一个实施例中的立体结构示意图

图3B为图3A中的流体传送模块的平面投影视图；

图3C为图1中的流体传送模块在另一个实施例中的立体结构示意图；

图3D为图3C中的流体传送模块的平面投影视图；和

图4为图1中的控制模块在一个实施例中的结构框图。

【具体实施方式】

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指与所述实施例相关的特定特征、结构或特性至少可包含于本实用新型至少一个实现方式中。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非必须都指同一个实施例，也不必须是与其他实施例互相排斥的单独或选择实施例。本实用新型中的“多个”、“若干”表示两个或两个以上。本实用新型中的“和/或”表示“和”或者“或”。

图1示出了本实用新型中的模块化半导体处理设备1的结构示意图。如图1所示，所述模块化半导体处理设备1包括半导体处理模块10、流体传送模块20、流体承载模块30和控制模块40。

所述半导体处理模块10包括一用于容纳和处理半导体晶圆的微腔室，所述微腔室包括一个或多个供处理流体进入所述微腔室的入口和一个或多个供处理流体排出所述微腔室的出口。所述微腔室包括形成上工作表面的上腔室部和形成下工作表面的下腔室部，所述上腔室部和所述下腔室部可在一驱动装置的驱动下在装载和/或移除该半导体晶圆的打开位置和一用于容纳该半导体晶圆的关闭位置之间相对移动。当上腔室部或者所述下腔室部处于关闭位置时，半导体晶圆安装于所述上工作表面和下工作表面之间。由于采用微腔室的结构，所述半导体处理模块10的体积变得很小。因此，所需要的处理液和超纯水用量大幅度减少。

所述流体承载模块30用于承载各种处理所述半导体晶圆所需要的化学制剂、超清洁水或其他流体(可以统称为未使用流体)和/或承载处理过所述半导体晶圆的已使用流体，所述流体可以是液体，也可以是气体。如图2所示，其示出了所述流体承载模块30的一个实施例，所述流体承载模块30包括支撑框31及放置于所述支撑框31内的多个容器32，所述容器可以容纳用于处理所述半导体晶圆所需要的各种未使用流体和/或处理过所述半导体晶圆的各种已使用流体。比如一个容器内盛超清洁水，另一个容器内盛利用超清洁水处理过所述半导体晶圆后得到的废液。当然废液也可以直接通过预定排出管道排出，而不放置于所述流体承载模块30的容器32内。在一个实施例中，流体可以由预定供给管道实时供给，此时可以不用专门设置流体承载模块30来承载各种流体。

所述流体传送模块20通过管道与所述微腔室的入口和出口相连通，通过管道与所述流体承载模块30中的流体相通，其用于将流体承载模块30内或由预定流体供给管道供给的各种未使用流体通过管道和所述微腔室的入口驱动至所述微腔室内。所述流体在所述微腔室内对所述半导体晶圆进行处理，比如利用超清洁水对所述半导体晶圆进行表面清洗，之后由于压力、重力或气体的运载驱使所述已使用过污染流体经由所述微腔室的出口和管道送入所述流体承载模块30中的相应容器或预定流体排出管道内。

如图3A和3B所示，其示出了所述流体传送模块20的一个实施例，所述流体传送模块20包括支撑框21、组装于所述支撑框21上的底部基板22、与所述底部基板22间隔设置的顶部基板23和两个互相间隔设置的侧面基板24和25，多个阀门26，以及一个或多个泵27。在此实施例中，两个侧面基板24和25平行设置，所述顶部基板23和所述底部基板24平行设置，所述底部基板22与两个侧面基板24和25相交，所述顶部基板23与两个侧面基板24和25相交。所述底部基板22、所述顶部基板23和两个侧面基板24和25的中间围出一个流体空间28。

所述阀门26的一端部上设置有多个连通端口261，根据外部控制所述阀门26可以选择性的将其两个连通端口261连通。所述泵27的一端部上设置有一个吸入液体的吸入口271和一个排出液体的排出口272。每个侧面基板上设有一个或多个安装孔(未标记)。所述阀门26的设置有连通端口261的端部穿过所述侧面基板24上的安装孔延伸至所述流体空间28内，所述阀门26的另一端部包括有电性线缆(未图示)，所述阀门26的电性线缆位于所述侧面基板24的非流体空间28的一侧。所述泵27的设置有吸入口271和排出口272的端部穿过所述侧面基板25上的安装孔延伸至所述流体空间28内，所述泵27的另一端部包括有电性线缆(未图示)，所述泵27的电性线缆位于所述侧面基板25的非流体空间28的一侧。

在使用时，可以利用管道将所述泵27的吸入口271、所述泵27的排出口272、所述阀门26的连通端口261、所述微腔室的入口、所述微腔室的出口和/或所述流体承载模块承载30的流体连通。这样，在泵27的驱动下可以将所述流体承载模块承载30的流体通过管道和/或所述阀门26输送至所述微腔室内，从所述微腔室流出的流体通过管道和/或所述阀门26输送至所述流体承载模块承载30或预定流体排出管道内。

在所述底部基板22上开设有连通所述流体空间28的下开口221，该下开口221供连接用的管道穿过。举例来说，假如各个模块10、20、30和40的位置关系图1所示，那么从所述下开口221穿过的管道将连通至所述流体承载模块30。在所述顶部基板23上开设有连通所述流体空间28的上开口231，该上开口231供连接用的管道穿过。举例来说，假如各个模块10、20、30和40的位置关系图1所示，那么从所述上开口231穿过的管道将连通至所述半导体处理模块10的微腔室。

本实用新型中的流体传送模块20的一个特点或优点在于：由于所述泵27的设置有吸入口271和排出口272的端部穿过所述侧面基板25延伸至所述流体空间28内，所述阀门26的设置有连通端口261的端部穿过所述侧面基板24延伸至所述流体空间28内，这样使得所述泵27的吸入口271和排出口272和所述阀门26的连通端口261相对设置，从而尽可能的缩短泵27的吸入口和排出口与所述阀门26的连通端口的距离，方便它们通过管道连通，空间利用率很高，使得整体的体积变小。

本实用新型中的流体传送模块20的另一个特点或优点在于：所述流体传送模块20的底部基板22、顶部基板23和两个侧面基板24和25围成了一个相对较为封闭的流体空间28，所述流体传送模块20传送的流体都从这个流体空间28中通过，如果发生流体泄漏或喷射的情况，泄漏或喷射的流体都会被限制在流体空间28中，不会扩散到其它区域而产生安全隐患和造成其它部件的损伤和破坏，这样可以最大限度的提高设备的安全性。举例来说，所述液体通常为酸性或碱性液体，如果不设定封闭的流体空间，如果发生液体泄漏等情况，所述酸性或碱性液体很可能会腐蚀所述阀门或所述泵的电性线缆及其他部分，从而可能诱发安全事故或损坏设备。

再次参考图3A和3B所示，所述流体传送模块20还包括从底部基板22延伸至顶部基板23的第五基板29，该第五基板29与所述侧面基板24和25垂直并相交。该第五基板29的一侧包括所述流体空间28，另一个侧的空间中设置有气阀和气压计等气体装置。所述流体承载模块30的容器内的或预定气体供给管道供给的气体可以通过所述气阀和管道被输送至所述半导体处理模块10的微腔室内，所述半导体处理模块10的微腔室排出的气体可以通过管道和所述气阀排出至所述流体承载模块30的容器内或预定气体排出管道。所述气压计可以检测微腔室内的气压。这样，所述第五基板29可以将所述流体空间28与包括气阀和气压计的气体空间隔开，这样在出现液体泄漏时不会影响到气体区的设备，从而进一步提高安全性。所述气阀也包括有电性线缆。

如图3C和3D所示，其示出了所述流体传送模块20的另一个实施例。为了更能明确所述流体传送模块20中的内部结构，在图3C中并未示出所述顶部基板23。图3C和图3D中的流体传送模块与图3A和图3B中的大部分结构相同，不同之处在于：图3C示出的流体传送模块的侧面基板25上安装的不是泵，而还是阀门26，所述阀门26的设置有连通端口261的端部穿过所述侧面基板25上的安装孔延伸至所述流体空间28内。也就是说，在此实施例中，两个侧面基板24和25上都设置所述阀门26，此时流体可以由预定流体供给管道实时供给，经由所述阀门26被输送至所述微腔室内，并从所述微腔室经由所述阀门26被输送给预定流体排出管道。

所述控制模块40用于与半导体处理模块10内的驱动装置的电性线缆(未图示)、所述阀门26的电性线缆、所述泵27的电性线缆和/或气阀的电性线缆进行电性连接，从而可以实现对驱动装置、阀门26、泵27和/或气阀进行控制。图4其示出了所述控制模块40的一个实施例，所述控制模块40包括阀门控制器41、驱动控制器42、泵控制器43和气阀控制器44。所述阀门控制器41可以控制所述流体传送模块20内的各个阀门26，比如各个阀门26是否连通，哪个连通端口和哪个连通端口连通等。所述驱动控制器42控制所述半导体处理模块10内的驱动装置，比如可以控制所述驱动装置使得上下微腔室处于打开位置，此时可以装载和/或移除该半导体晶圆，也可以控制所述驱动装置使得上下微腔室处于关闭位置。所述泵控制器43对所述流体传送模块20内的泵27进行控制，比如开启或关闭，再比如各种参数，比如液压、转速等。还可以控制所述气阀控制器44对所述流体传送模块20内的气阀进行控制，比如开启或关闭，再比如控制各种参数，比如气压等。所述控制模块40还可以包括监控单元，所述监控单元根据来自半导体处理模块10内的传感器或设置于其他位置的传感器的感应信号进行实时监控，例如：当泄露传感器检测到有液体泄漏时进行报警或提醒。

在通常的应用中，所述半导体处理模块10通过管道与所述流体传送模块20连通，所述流体传送模块20通过管道与所述流体承载模块30中的流体连通，所述控制模块40通过电性线缆与所述半导体处理模块10中的驱动装置、所述流体传送模块20中的泵、阀门、气阀电性相连，各个模块的连接关系非常简单，组装和更换非常方便。在一个实施例中，各个模块可以按照图1所示的位置关系将各个模块放置在一起，所述流体承载模块30放置于最底部，所述流体传送模块20放置于所述流体承载模块30的上部，所述半导体处理模块10放置于所述流体传送模块20的上部，所述控制模块40放置于所述流体传送模块20和所述流体承载模块30的侧面。在其他实施例中，可以根据需要对各个模块进行位置调整各个模块之间的位置关系。

相对于庞大复杂的现有半导体处理设备来说，本实用新型中的半导体处理装置具有如下优点：1、体积小，结构相对简单，2、易维护和易维修；3、处理液和超纯水用量非常低；4、所述流体传送模块中设置封闭式的流体空间，不仅可以方便管道的连接，也可以使得在发生液体泄漏或喷洒等情况时防止处理流体扩散到其他区域，产生安全问题和对其它组成部件造成破坏，设备安全性较高。

上述说明已经充分揭露了本实用新型的具体实施方式。需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本实用新型的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本实用新型的权利要求书的范围。相应地，本实用新型的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述具体实施方式。

Claims

1.一种半导体处理设备，其特征在于，其包括半导体处理模块和流体传送模块，

所述半导体处理模块包括一用于容纳和处理半导体晶圆的微腔室，所述微腔室包括一个或多个供流体进入所述微腔室的入口和一个或多个供流体排出所述微腔室的出口，

所述流体传送模块用于将各种未使用流体通过管道和所述微腔室入口输送至所述微腔室内，所述流体传送模块包括支撑框，组装于所述支撑框上的多个基板以及阀门，所述多个基板围出一个流体空间，其中的一个或多个基板上设有安装孔，所述阀门的设置有连通端口的端部穿过所述基板上的安装孔延伸至所述流体空间内。

2.根据权利要求1所述的半导体处理设备，其特征在于，组装于所述支撑框上的多个基板包括底部基板、与所述底部基板间隔设置的顶部基板和两个互相间隔设置的侧面基板，所述侧面基板上设置有安装孔。

3.根据权利要求2所述的半导体处理设备，其特征在于，两个侧面基板平行设置，所述顶部基板和所述底部基板平行设置。

4.根据权利要求2所述的半导体处理设备，其特征在于，在所述底部基板上开设有连通所述流体空间的下开口，该下开口供连接用的管道穿过。

5.根据权利要求2所述的半导体处理设备，其特征在于，在所述顶部基板上开设有连通所述流体空间的上开口，该上开口供连接用的管道穿过。

6.根据权利要求2所述的半导体处理设备，其特征在于，每个侧面基板上都安设有多个阀门。

7.根据权利要求2所述的半导体处理设备，其特征在于，所述流体传送模块还包括有泵，所述泵的设置有吸入液体的吸入口和排出液体的排出口的端部穿过其中的一个侧面基板上的安装孔延伸至所述流体空间内，所述阀门的设置有连通端口的端部穿过其中的另一个侧面基板上的安装孔延伸至所述流体空间内。

8.根据权利要求7所述的半导体处理设备，其特征在于，所述泵的吸入口、所述泵的排出口、所述阀门的连通端口、所述微腔室的入口和/或所述微腔室的出口可通过管道连通。

9.根据权利要求2所述的半导体处理设备，其特征在于，所述流体传送模块还包括从底部基板延伸至顶部基板的第五基板，该第五基板与两个侧面基板垂直并相交，该第五基板的一侧包括所述流体空间，另一个侧的空间中设置有气体装置。

10.根据权利要求1所述的半导体处理设备，其特征在于，所述微腔室包括形成上工作表面的上腔室部和形成下工作表面的下腔室部，所述上腔室部和所述下腔室部可在一驱动装置的驱动下在装载和/或移除该半导体晶圆的打开位置和一处理该半导体晶圆的关闭位置之间相对移动，当上腔室部或者所述下腔室部处于关闭位置时，半导体晶圆安装于所述上工作表面和下工作表面之间。