CN207517648U - 晶圆处理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种晶圆处理装置,其涉及半导体技术领域,该晶圆处理装置包括:半导体处理装置,其包括第一腔室部和第二腔室部,第一腔室部和第二腔室部之间形成有微腔室,第一腔室部具有第一通孔;进样装置,其包括能与第一通孔相连通的处理流体定量单元和与处理流体定量单元相连接的处理流体选择单元,处理流体选择单元能够在提供的多种流体中选择此次所需的流体种类,处理流体定量单元能使处理流体选择单元定量量取所需流体;出样装置,出样装置能与半导体处理装置的第一通孔相连通;管路控制装置,管路控制装置分别与进样装置、出样装置以及第一通孔相连接,其能够控制出样装置、半导体处理装置和出样装置之间的相互通断。
Description
技术领域
本实用新型涉及半导体技术领域,特别涉及一种晶圆处理装置。
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。而晶圆是生产集成电路所用的载体。随着集成电路尺寸的进一步减小,一方面晶圆硅材料本身所含有的杂质成为质量控制中需要检测监控的要求,另外一方面在晶圆的生产和制备过程中都需要晶圆表面保持足够的清洁程度,因此,在生产晶圆或对晶圆进行工艺加工的过程中,经常会出现需要对晶圆的表面或者内部进行检测,以获取晶圆表面或内部的杂质含量,从而确定晶圆是否满足要求。
然而,在目前的现有技术中,一般都需要通过传统设备对晶圆进行浸没或喷射技术等的湿法处理,再对处理后的液体进行检测以得到晶圆表面或内部的杂质含量。但是上述检测方法中,缺乏专门的检测晶圆用的装置导致对晶圆的处理过程不够快捷方便,其次,为了检测晶圆杂质而用于对晶圆进行处理的液体较多,由于本身晶圆中的杂质已经较低,在后续对液体进行检测以确定晶圆杂质含量的检测过程中的检测精度或准确度无法得到保证或不能够进一步提高。因此,有必要提出一种专门用于检测晶圆杂质的晶圆处理装置以解决上述问题。
实用新型内容
为了克服现有技术的上述缺陷,本实用新型实施例所要解决的技术问题是提供了一种晶圆处理装置,其能够对晶圆进行处理,进而为对晶圆进行污染杂质检测而做好前期准备。
本实用新型实施例的具体技术方案是:
一种晶圆处理装置,其包括:
半导体处理装置,所述半导体处理装置包括第一腔室部和可相对于第一腔室部在打开位置和关闭位置之间移动的第二腔室部,第一腔室部和第二腔室部之间形成有微腔室,第一腔室部具有自外部穿过该第一腔室部以与所述微腔室连通的第一通孔;
进样装置,所述进样装置包括能与所述第一通孔相连通的处理流体定量单元和与所述处理流体定量单元相连接的处理流体选择单元,所述处理流体选择单元能够在提供的多种流体中选择此次所需的流体种类,所述处理流体定量单元能使所述处理流体选择单元定量量取所需流体;
出样装置,所述出样装置能与所述半导体处理装置的第一通孔相连通,其用于收集自所述半导体处理装置的所述第一通孔排出的反应溶液;
管路控制装置,所述管路控制装置分别与所述进样装置、所述出样装置以及所述半导体处理装置的所述第一通孔相连接,所述管路控制装置能够控制所述出样装置、所述半导体处理装置和所述出样装置之间的相互通断。
本实用新型的技术方案具有以下显著有益效果:
本申请中的晶圆处理装置采用具有微腔室的半导体处理装置对晶圆进行处理,相比于传统的处理装置而言,整个检测过程中使用的溶液的量得到大幅减少,因此在溶液与晶圆反应后的溶液中污染杂质的相对含量比例也得到了大幅度的提高,如此可以有效降低对反应后溶液进行检测污染杂质含量的检测仪器的精度等级要求,同时,可以有效提高在检测仪器精度等级相同的条件下的检测灵敏度与精度。其次,本申请中的晶圆处理装置是一种专门用于检测晶圆杂质的晶圆处理装置,其具有进样装置管路控制装置,其可以在自动化控制下直接选择不同的处理溶液并输送至半导体处理装置中以完成与晶圆的反应处理,并在出样装置中收集得到反应后的溶液。操作人员只需将需检测的晶圆放置入半导体处理装置中以及取出出样装置中的溶液通过相应的检测仪器检测便可以获取晶圆中杂质的含量浓度,如此,大大降低了操作人员的检测步骤和工作强度,提高了对晶圆进行杂质检测的效率。
本申请中的晶圆处理装置还实现了对取样的液体流动各项参数的精确控制,以适应半导体处理装置的各项要求,如:液体体积、流动速度、液体种类等;同时,模块化的结构使各区块可以很方便地扩充或删减,操作人员可以迅速掌握系统的操作方法和技巧。
附图说明
在此描述的附图仅用于解释目的,而不意图以任何方式来限制本实用新型公开的范围。另外,图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的,用于帮助对本实用新型的理解,并不是具体限定本实用新型各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本实用新型的教导下,可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本实用新型。
图1A为本实用新型中晶圆处理装置的结构示意图;
图1B为本实用新型中晶圆处理装置的系统连接示意图;
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中的管路控制装置和流体流速控制单元在一个实施例中的立体结构示意图
图3B为图3A中的管路控制装置和流体流速控制单元的平面投影视图;
图4为图1中的电气控制模块在一个实施例中的结构框图;
图5A为图1中的通风模块在一个实施例中的立体结构示意图;
图5B为图1中的通风模块在一个实施例中的剖视示意图;
图6为本实用新型中的半导体处理装置的另一实施例的示意图;
图7a为本实用新型中的半导体处理装置在一个实施例中的剖视示意图;
图7b为图7a中的圈A的放大示意图;
图7c为图7a中的圈B的放大示意图;
图8a为本实用新型中的第一腔室部在一个实施例中的俯视图;
图8b为图8a中的圈C的放大示意图;
图8c为图8a中的圈D的放大示意图;
图8d为沿图8a中的剖面线A-A的剖视示意图;
图8e为图8d中的圈E的放大示意图;
图8f为图8a中的圈F的放大示意图;
图9a为本实用新型中的第二腔室部在一个实施例中的俯视图;
图9b为图9a中的圈G的放大示意图;
图9c为图9a中的圈H的放大示意图;
图9d为沿图9a中的剖面线B-B的剖视示意图;
图9e为图9d中的圈I的放大示意图;
图9f为图9a中的圈J的放大示意图;
图10a为本实用新型中的第一腔室部在另一个实施例中的俯视图;
图10b为沿图10a中的圈M的放大示意图;
图11A为图1中的半导体处理模块在另一个实施例中的立体示意图;
图11B为图11A中的半导体处理模块的主视示意图;
图12为图11A中的下盒装置在另一个实施例中的立体示意图;
图13为图11A中的第一腔室板在另一个实施例中与所述下盒装置的组装示意图;
图14为图11A中的插件在另一个实施例中的反面立体示意图;
图15为图11A中的上盒装置在另一个实施例中的立体示意图;
图16为图11A中的上盒装置在另一个实施例中的俯视示意图;
图17为图11A中的隔板在另一个实施例中的俯视示意图。
图18A为本实用新型中的设备支撑装置在一个实施例中的立体结构示意图;
图18B为图18A中的设备支撑装置的平面视主图;
图18C为图18A中的设备支撑装置的平面左视图;
图19为本实用新型中的设备支撑装置在另一个实施例中的组装立体结构示意图。
具体实施方式
结合附图和本实用新型具体实施方式的描述,能够更加清楚地了解本实用新型的细节。但是,在此描述的本实用新型的具体实施方式,仅用于解释本实用新型的目的,而不能以任何方式理解成是对本实用新型的限制。在本实用新型的教导下,技术人员可以构想基于本实用新型的任意可能的变形,这些都应被视为属于本实用新型的范围。需要说明的是,当元件被称为“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是机械连接或电连接,也可以是两个元件内部的连通,可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
为了能够对晶圆进行处理,进而为对晶圆进行污染杂质检测而做好前期准备,在本申请中特别提出一种专门用于检测晶圆杂质的晶圆处理装置,图1A为本实用新型中晶圆处理装置的结构示意图,图1B为本实用新型中晶圆处理装置的系统连接示意图,图7a为本实用新型中的半导体处理装置在一个实施例中的剖视示意图,图7b为图7a中的圈A的放大示意图,图7c为图7a中的圈B的放大示意图,如图1A、图1B、图7a至7c所示,该晶圆处理装置1包括:半导体处理装置10,半导体处理装置10包括第一腔室部120和可相对于第一腔室部在打开位置和关闭位置之间移动的第二腔室部110,第一腔室部120和第二腔室部110之间形成有微腔室,第一腔室部120具有自外部穿过该第一腔室部120以与微腔室连通的第一通孔125;进样装置60,进样装置60包括能与第一通孔相连通的处理流体定量单元和与处理流体定量单元相连接的处理流体选择单元,处理流体选择单元能够在提供的多种流体中选择此次所需的流体种类,处理流体定量单元能使处理流体选择单元定量量取所需流体;出样装置70,出样装置70与半导体处理装置10的第一通孔125相连通,其用于收集自半导体处理装置的第一通孔125排出的反应溶液。
当需要对半导体晶圆进行处理以检测晶圆表面或内部的杂质含量时,将晶圆放置在半导体处理装置10的微腔室中,并使得第一腔室部120和第二腔室部110处于闭合状态,然后再通过进样装置60中的处理流体选择单元在多种准备好的反应溶液中选择此次需要的流体种类,由于半导体处理装置的微腔室容积有限且只存在第一通孔125,所以在处理流体定量单元603的作用下定量量取所需流体,然后通过管路控制装置20使得进样装置60与半导体处理装置10的第一通孔125相连通,再向半导体处理装置10的第一通孔125中输送以避免输入至微腔室中的流体量超出范围,该流体为能够对晶圆表面或内部进行处理以溶解获取晶圆表面或内部的杂质的溶液。该溶液在微腔室中与放置在微腔室中的晶圆表面相接触反应以溶解获取晶圆表面或内部的杂质。待反应完成后,通过管路控制装置20使得半导体处理装置10与处理流体定量单元603断开,出样装置70与半导体处理装置10的第一通孔125相连通,从而通过第一通孔125将反应后的溶液排至出样装置70中进行收集。操作人员可以方便的直接取出出样装置70中的溶液通过相应的检测仪器80检测以获取溶液中杂质的含量浓度,从而确定晶圆是否满足要求。
本申请中的晶圆处理装置采用具有微腔室的半导体处理装置对晶圆进行处理,相比于传统的处理装置而言,整个检测过程中使用的溶液的量得到大幅减少,因此在溶液与晶圆反应后的溶液中污染杂质的相对含量比例也得到了大幅度的提高,如此可以有效降低对反应后溶液进行检测污染杂质含量的检测仪器的精度等级要求,同时,可以有效提高在检测仪器精度等级相同的条件下的检测灵敏度与精度。其次,本申请中的晶圆处理装置是一种专门用于检测晶圆杂质的晶圆处理装置,其具有进样装置60以及管路控制装置等,其可以在自动化控制下直接完成与晶圆的反应处理,并在出样装置70中收集得到反应后的溶液。操作人员只需将需检测的晶圆放置入半导体处理装置中以及取出出样装置70中的溶液通过相应的检测仪器检测便可以获取晶圆中杂质的含量浓度,如此,大大降低了操作人员的检测步骤和工作强度,提高了对晶圆进行杂质检测的效率。
本申请中的晶圆处理装置还实现了对取样的液体流动各项参数的精确控制,以适应半导体处理装置10的各项要求,如:液体体积、流动速度、液体种类等;同时,模块化的结构使各区块可以很方便地扩充或删减,操作人员可以迅速掌握系统的操作方法和技巧。
为了更好的了解本申请中的晶圆处理装置,下面将对其各个部件做进一步解释和说明。进样装置60中的处理流体定量单元603通过管道与管路控制装置30相连接,管路控制装置 30再与半导体处理装置10的第一通孔125相连接。进样装置60中的处理流体选择单元602 与处理流体定量单元603相连接,其能够根据设置自动选择已准备好的各种流体种类,当处理流体选择单元602选择好某一流体种类后,处理流体定量单元603将处理流体选择单元602 选择的流体定量量取一定体积,再将该部分定量量取的溶液输送给半导体处理装置10的第一通孔125,进而溶液进入半导体处理装置10的微腔室中与晶圆反应。处理流体选择单元 602可以有多种具体形式,例如,处理流体选择单元602包括多条与已准备好的各种流体相连接的管路,每一条管路上均设置有一电磁阀。当需要选择某一流体时,需要将与该流体相连接的管路上的电磁阀开启,将与其它流体相连接的管路上电磁阀关闭,此时流体选择单元 602即完成了按照设置选择了此时需要的流体种类。在另一可行的实施方式中,处理流体选择单元602可以包括一带有管路的机械臂,当需要选择某一流体时,在机械臂的运转下,机械臂上的管路能够插入盛有所需某一流体的容器或者该流体的供应源中,当不需要该流体或者需要切换成别的流体时,在机械臂的运转下,机械臂上的管路能够离开该流体或者插入另一所需流体的容器或者供应源中。
处理流体定量单元603可以是具有预设容积的容器,当处理流体选择单元602选择完合适的流体种类后,该种类流体进去上述容器以满足预设容积,如此,输送至半导体处理装置中微腔室的溶液总量便可以得到控制。
管路控制装置20分别与进样装置60、出样装置70以及半导体处理装置的第一通孔125 相连接。管路控制装置20中可以包括多条具有阀门和/或气阀的管路,不同的管路连接着进样装置60、出样装置70以及半导体处理装置10的第一通孔125,通过阀门以控制管路的通断以及不同管路之间的切换。当流体需要流入半导体处理装置10的微腔室时,管路控制装置20连通半导体处理装置10的第一通孔125与进样装置60。当半导体处理装置10微腔室内流体需要排出至出样装置70时,管路控制装置20连通半导体处理装置10的第一通孔125与出样装置70。
本申请中晶圆处理装置1中的进样装置60还包括分别与处理流体定量单元603和第一通孔125相连通的流体流速控制单元601,流体流速控制单元601用于控制向半导体处理装置10输送的流体的流速。具体而言,流体流速控制单元601可以连接在管路控制装置20与处理流体定量单元603之间。当处理流体定量单元603定量量取所需流体后,通过流体流速控制单元601将处理流体定量单元603内的流体在可控的状态下按照预设流速通过管路输送给管路控制装置20,再流入半导体处理装置10的第一通孔125,如此,可以控制半导体处理装置微腔室中的晶圆与溶液的反应程度或速率等。
本申请中晶圆处理装置的半导体处理装置10中的第一腔室部120还可以具有自外部穿过该第一腔室部120以与微腔室的第二位置连通的第二通孔126,管路控制装置20与第二通孔126相连接,管路控制装置20能控制进样装置60、半导体处理装置10的第一通孔125、半导体处理装置10的第二通孔126和出样装置70之间的相互通断。通过管路控制装置20 可以控制流体是否流入第一通孔125以及半导体处理装置10微腔室中的流体是否从第一通孔流出还是第二通孔126流出。同时,管路控制装置20还可以控制进样装置60是否与第二通孔126连通、出样装置70是否与第一通孔连通,进样装置60是否与第二通孔126连通、出样装置70是否与进样装置60连通等,以及上述装置连通之间的切换。例如,通过流体流速控制单元601控制与半导体晶圆反应的液体的流入速度,再通过打开管路控制装置20中该液体流入第一通孔125相对应的管路以使液体流入第一通孔125中,当流入的液体满足要求的量以后,通过管路控制装置20关闭液体流入第一通孔125相对应的管路,待液体与半导体晶圆反应满足要求后再打开第二通孔126与出样装置60之间的管路以使微腔室中的反应后的溶液排出至出样装置60。管路控制装置20中可以包括多条具有阀门和/或气阀的管路,不同的管路连接着进样装置60、出样装置70以及半导体处理装置10的第一通孔125、第二通孔126,通过阀门以控制管路的通断以及不同管路之间的切换。
当半导体处理装置10中的第一腔室部120具有自外部穿过该第一腔室部120以与微腔室的第二位置连通的第二通孔126时,可以通过进样装置60向管路控制装置20输送流体,再通过打开管路控制装置20中该液体流入第一通孔相对应的管路以使液体流入第一通孔125 中,进而进入微腔室中,此时,可以通过管路控制装置20使得半导体处理装置10的第二通孔126与出样装置70相连通,微腔室中与晶圆反应后的溶液能够从半导体处理装置10的第二通孔126中流出,进而流入出样装置70中。当流入的液体满足要求的量以后,还可以通过管路控制装置20关闭液体流入第一通孔125相对应的管路,或者还可以通过处理流体选择单元602选择其他流体,例如,不与晶圆进行反应的气体,再通过流体流速控制单元601的控制,在气体速度满足要求的状态下向微腔室中输送气体,气体自半导体处理装置10的第一通孔125流入微腔室中,从而推动微腔室中的溶液前进,最终在气体的推动下,微腔室中反应后的溶液从半导体处理装置10的第二通孔126排出,再流入至出样装置70中以进行收集。如图3A和3B所示,其示出了管路控制装置20和流体流速控制单元601的一个实施例,管路控制装置20可以包括支撑框21、组装于支撑框21上的底部基板22、与底部基板 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。流体流速控制单元601可以包括一个或多个泵27。在此实施例中,两个侧面基板24和25平行设置,顶部基板23和底部基板24平行设置,底部基板22与两个侧面基板24和25相交,顶部基板23与两个侧面基板24和25相交。底部基板22、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。
阀门26的一端部上设置有多个连通端口261,根据外部控制阀门26可以选择性的将其两个连通端口261连通。泵27的一端部上设置有一个吸入流体的吸入口271和一个排出流体的排出口272。每个侧面基板上设有一个或多个安装孔(未标记)。阀门26的设置有连通端口261的端部穿过侧面基板24上的安装孔延伸至流体空间28内,阀门26的另一端部包括有电性线缆(未图示),阀门26的电性线缆位于侧面基板24的非流体空间28的一侧。泵27 设置有吸入口271和排出口272的端部穿过侧面基板25上的安装孔延伸至流体空间28内,泵27的另一端部包括有电性线缆(未图示),泵27的电性线缆位于侧面基板25的非流体空间28的一侧。
在使用时,可以利用管道将泵27的吸入口271、泵27的排出口272、阀门26的连通端口261、微腔室的第一通孔125、微腔室的第二通孔126和/或流体承载模块承载30的流体连通。这样,在泵27的驱动下可以将流体通过管道和/或阀门26输送至微腔室内,从微腔室流出的流体通过管道和/或阀门26输送至内出样装置70内。
本实用新型中的管路控制装置20和流体流速控制单元601的一个特点或优点在于:由于泵27的设置有吸入口271和排出口272的端部穿过侧面基板25延伸至流体空间28内,阀门26的设置有连通端口261的端部穿过侧面基板24延伸至流体空间28内,这样使得泵27的吸入口271和排出口272和阀门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。
本实用新型中的管路控制装置20和流体流速控制单元601的另一个特点或优点在于:管路控制装置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,管路控制装置20的流体管道都从这个流体空间28中通过,方便这些流体管道的管理和与其它模块的交流。此外,如果发生流体泄漏或喷射的情况,泄漏或喷射的流体大都会被限制在流体空间28中,便于实施及时、有效地处理,同时还能尽可能地避免泄露扩散到其它区域,造成其它部件的损伤和破坏及产生其它安全问题。举例来说,流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,酸性或碱性液体很可能会腐蚀阀门或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。
在一种优选的实施方式中,晶圆处理装置还可以包括电气控制模块40,电气控制模块40用于控制半导体处理装置10、管路控制装置20、和进样装置60等。电气控制模块40用于与半导体处理装置10内的驱动装置的电性线缆(未图示)、阀门26的电性线缆、泵27的电性线缆和/或气阀的电性线缆进行电性连接,从而可以实现对半导体处理装置10中的驱动装置、阀门26、泵27和/或气阀进行控制。图4其示出了电气控制模块40的一个实施例,电气控制模块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。阀门控制器41可以控制管路控制装置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。驱动控制器42控制半导体处理模块10内的驱动装置,比如可以控制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,也可以控制驱动装置使得上下微腔室处于关闭位置。泵控制器43对流体流速控制单元601 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。还可以控制气阀控制器44对管路控制装置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。电气控制模块40还可以包括监控单元,监控单元根据来自半导体处理装置10内的传感器、出样装置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。
相对于庞大复杂的现有半导体处理设备来说,本实用新型中的晶圆处理装置对装置的组成进行合理的模块化设计,该模块化的结果具有如下优点:1、实现生产线外设备部件的维护和故障排查、维修;当设备出现故障,只需要用事先准备好的备件模块将有问题的模块替换下来就可以恢复设备的运行,尽可能小地影响整个生产线的生产进度,换下来的模块在进行严格地检查、修复和维护后可成为下一次故障的备件模块;2、方便设备的组装和搬运;3、模块的组装形式多样化,可以根据不同厂家、不同生产线和其他要求、条件的变化进行组装; 4、应用范围的扩大和延伸,当生产工艺需要改变时,只需要对设备的某个模块进行调整或重新设计后替换掉老的模块,例如:用可处理300毫米晶圆的半导体处理装置换掉只能处理 200毫米晶圆的半导体处理装置。
在一种优选的实施方式中,晶圆处理装置还可以包括:流体承载模块30,流体承载模块 30用于承载各种未使用流体和/或处理过半导体晶圆的已使用流体。本申请中的半导体处理装置10中所需使用的流体可以由预定流体供给管道实时供给,以作为流体供应源,此时可以不用专门设置流体承载模块30来承载各种流体。为了该晶圆处理装置能够对晶圆进行快速处理以便于检测,为此在本申请中的晶圆处理装置中还可以包括有流体承载模块30,流体承载模块30用于承载各种处理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/或承载处理过半导体晶圆的已使用流体,流体可以是液体,也可以是气体。进样装置60中的处理流体选择单元602可以根据需求选择流体承载模块30内的流体,以供流体流速控制单元601和/或处理流体定量单元603输送至半导体处理装置10的微腔室中。如图2所示,其示出了流体承载模块30的一个实施例,流体承载模块30包括支撑框31 及放置于支撑框31内的多个容器32,容器可以容纳用于处理半导体晶圆所需要的各种未使用流体和/或处理过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,另一个容器内盛有将用于处理晶圆的化学处理液,再另有一个容器内盛利用超清洁水处理过半导体晶圆后回收得到的废液。当然,该晶圆处理装置在对晶圆进行检测前的处理时,将对晶圆进行处理后的溶液直接排出至出样装置中进行收集,而可以不放置于流体承载模块30的容器32 内。
在通常的应用中,半导体处理装置10通过管道与管路控制装置20连通,管路控制装置 20通过处理流体定量单元603与处理流体选择单元602相连通。电气控制模块40通过电性线缆与半导体处理模块10中的驱动装置、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,流体承载模块30放置于最底部,管路控制装置20和流体流速控制单元601放置于流体承载模块30的上部,半导体处理装置10放置于流体传送模块20的上部,电气控制模块40放置于管路控制装置20、流体流速控制单元601和流体承载模块30的侧面。
在一种优选的实施方式中,晶圆处理装置1还包括与出样装置70相连接的检测仪器80,以对出样装置70中收集的反应溶液进行杂质含量检测。通过上述方式,本晶圆处理装置可以直接完成对出样装置70中收集的反应溶液的杂质含量进行检测。
在一种优选的实施方式中,晶圆处理装置还可以包括:通风模块50,通风模块70用于对半导体处理装置10、进样装置60、管路控制装置60、流体承载模块30和/或出样装置70进行通风换气。通风模块50被放置于半导体处理装置10、管路控制装置20、进样装置60、流体承载模块30和电气控制模块40之间,用于对半导体处理装置10、管路控制装置20、进样装置60和/或电气控制模块30处进行通风。这样,可以降低各个模块内的空气中的化学成分的浓度,减少各模块间空气的相互干扰,提高安全性,延长电气部件使用寿命。
图5A为图1A中的通风模块50在一个实施例中的立体结构示意图;图5B为图1A中的通风模块在一个实施例中的剖视示意图。如图5A和图5B所示的,通风模块50包括第一侧壁51、与第一侧壁51间隔相对的第二侧壁52、与第一侧壁51和第二侧壁52的顶部邻接的第一通风接口53、与第一侧壁51和第二侧壁52的底部邻接的第二通风接口54,以及位于第一侧壁51、第二侧壁52、第一通风接口53、第二通风接口54之间的通风腔室(未标识)。半导体处理装置10、管路控制装置20、进样装置60、流体承载模块30与通风模块50的第一侧壁51相邻接,控制模块40与通风模块50的第二侧壁52相邻接。
通风模块50还包括有贯穿通风模块50的第一侧壁51的多个通风端口55,贯穿通风模块50的第一侧壁51的通风端口55的一端与通风腔室连通,另一端分别与半导体处理装置10、管路控制装置20、进样装置60、流体承载模块30连通,从而分别实现对半导体处理装置10、管路控制装置20、进样装置60、流体承载模块30的通风。通风模块50还包括有贯穿通风模块50的第二侧壁52的多个通风端口(未图示),贯穿通风模块的第二侧壁52的通风端口的一端与通风腔室连通,另一端与控制模块40连通,从而分别实现对控制模块40的通风,也可以提到对控制模块40散热的所用。这样,可以降低各个模块内的空气中的化学成分的浓度,提高安全性。通风模块50还可以包括有与第一通风接口53和/或第二通风接口54相连通的风机(未图示),这样可以加强通风效果。
在一种优选的实施方式中,晶圆处理装置1还可以包括:过滤器(图中为示出),过滤器可以连接在进样装置60和管路控制装置20之间,其用于对自进样装置60流出的流体进行过滤,过滤器也可以连接在流体承载装置30和进样装置60之间,其用于对自流体承载装置30流出的流体直径进行过滤。过滤器也可以仅设置在输送气体的管线上,如此仅对自进样装置60向管路控制装置20输送的气体进行过滤,当然的,过滤器也可以为多个,其设置在自进样装置60向管路控制装置20中输送不同的流体管路上,如此,可以对各种流体均进行相应的过滤处理。
图6为本实用新型中的晶圆处理装置在另一个实施例中的结构示意图。晶圆处理装置可以包括有多个半导体处理装置10、多个管路控制装置20、多个进样装置60和多个电气控制模块40。在此例中,半导体处理装置10为三个,分别为第一、第二和第三半导体处理装置,管路控制装置20为三个,分别为第一、第二和第三流体传送模块,进样装置60为三个,分别为第一、第二和第三进样装置60,电气控制模块40为三个,分别为第一、第二和第三电气控制模块。每个半导体处理装置10通过管道与一个对应的管路控制装置20连接,再和进样装置60连接,第一电气控制模块40控制三个半导体处理装置10,第二电气控制模块40 控制三个管路控制装置20,第三电气控制模块40控制三个进样装置60。在此实施例中,可以包括流体承载模块30,也可以不设置流体承载模块30。在其中的一个半导体处理装置(比如第二半导体处理装置)发生故障或需要维护时,可以先用备用的第四半导体处理装置将该第二半导体处理装置替换掉,之后再对第二半导体处理装置进行故障排除和/或必要的维护,这样可以尽可能减少发生故障和排除故障过程对生产运行的影响。同样的,在其中的一个管路控制装置20(比如第二管路控制装置)发生故障或需要维护时,也可以先用备用的第四管路控制装置将该第二管路控制装置替换掉,之后再对第二管路控制装置进行故障排除和/或维护。
图7a-9f示出了半导体处理装置10的一个或多个详细的实施例,下面结合图7a-9f对半导体处理装置10进行详细介绍。在本实施例中的半导体处理装置10,其可以精确控制处理流体的流动方向以及流动速度,同时可以大大节省处理流体的用量。如图7a所示的,半导体处理装置10包括第二腔室部110和第一腔室部120。第二腔室部110包括第二腔室板111和自第二腔室板的周边向下延伸而成的第一凸缘112。第一腔室部120包括第一腔室板121和在第一腔室板121的周边向下凹陷而成的第一凹槽122。
第二腔室部110可相对于第一腔室部120在打开位置和关闭位置之间移动。在第二腔室部110相对于第一腔室部120处于打开位置时,可以将待处理半导体晶圆放置于第一腔室部 120的内壁表面上,或者可以从第一腔室部120的内壁表面上取出待处理半导体晶圆。在第二腔室部110相对于第一腔室部120处于关闭位置时,在第二腔室部110相对于第一腔室部 120处于关闭位置时,第一凸缘112与第一凹槽122配合,以在第二腔室部110和第一腔室部120之间形成密封的微腔室,待处理半导体晶圆能够容纳于微腔室内,等待被后续处理。
图8a为本实用新型中的第一腔室部120在一个实施例中的俯视图。图8b为图8a中的圈 C的放大示意图。图8c为图8a中的圈D的放大示意图。图8d为沿图8a中的剖面线A-A的剖视示意图。图8e为图8d中的圈E的放大示意图。图8f为图8a中的圈F的放大示意图。结合图8a-8f所示,第一腔室部120具有自该第一腔室部120面向微腔室的内壁表面123凹陷形成的凹槽道124、自外部穿过该第一腔室部以与凹槽道124的第一位置连通的第一通孔 125和自外部穿过该第一腔室部以与凹槽道124的第二位置连通的第二通孔126。凹槽道124 的截面可以为U形、V形或半圆形,还可以是其他形状。凹槽道124内的通孔数量可以大于或等于1个。
如图7a、7b和7c所示的,在第二腔室部110相对于第一腔室部120位于关闭位置且待处理半导体晶圆200容纳于微腔室内时,待处理半导体晶圆200的一个表面(下表面)与形成凹槽道124的内壁表面123相抵靠,此时凹槽道124借助待处理半导体晶圆200的表面的阻挡形成一条封闭通道,该条封闭通道通过第一通孔125和第二通孔126与外部相通。在应用时,处理流体能够通过第一通孔125进入封闭通道,进入封闭通道的流体能够沿封闭通道的导引前行,此时处理流体能够接触到并处理待处理半导体晶圆200的表面的部分区域,处理过待处理半导体晶圆200的表面的流体能够通过第二通孔126流出并被提取。这样,这样不仅可以精确的控制处理流体的流动方向以及流动速度,还可以大大节省处理流体的用量。
在一个实施例中,如图8a、8b和8c所示的,凹槽道124环绕形成螺旋状,其中第一通孔125位于螺旋状的凹槽道中心区域(圈D的区域),第二通孔126位于螺旋状的凹槽道 124周边区域(圈C的区域)。第一通孔125可以被用作为入口,第二通孔126可以被用作为出口。在其他实施例中,也可以将第一通孔125可以被用作为出口,第二通孔126可以被用作为入口。
在一个实施例中,如图8d、8e和8f所示的,第一通孔125包括与凹槽道124直接相通且较凹槽道124更深、更宽的第一缓冲口部125a和与该第一缓冲口部125a直接相通的第一通孔部125b。由于设置了第一缓冲口部125a,可以避免处理流体通过第一通孔125进入的初速度过快导致半导体晶圆的中心区域被过分处理。第二通孔126包括与凹槽道124直接相通且较凹槽道124更深、更宽的第二缓冲口部126a和与该第二缓冲口部126a直接相通的第二通孔部126b。由于设置了第二缓冲口部126a,可以防止处理流体不能及时从第二通孔126排出而溢出。优选的,第一缓冲口部125a可以为锥形凹槽,第二缓冲口部126a可以为圆柱形凹槽。
图9a为本实用新型中的第二腔室部110在一个实施例中的俯视图;图9b为图9a中的圈 G的放大示意图;图9c为图9a中的圈H的放大示意图;图9d为沿图9a中的剖面线B-B的剖视示意图;图9e为图9d中的圈I的放大示意图;图9f为图9a中的圈J的放大示意图。
结合图9a至9f所示的,第二腔室部110包括第二腔室板111和自第二腔室板111的周边向下延伸而成的第一凸缘112。第二腔室部110具有自该第二腔室部面向微腔室的内壁表面113凹陷形成的凹槽道113,形成于第二腔室部的内壁表面113上的凹槽道114的槽壁(相邻的凹槽道114之间的部分)与形成于第一腔室部120的内壁表面123上的凹槽道124的槽壁(相邻的凹槽道124之间的部分)相对应(图7b、图7c)。这样,在第二腔室部110相对于第一腔室部120位于关闭位置且待处理半导体晶圆200容纳于微腔室内时,第二腔室部 110的凹槽道114的槽壁能够抵压待处理半导体晶圆200的相应位置,并使得待处理半导体晶圆200能够更紧地抵靠于第一腔室部120的凹槽道124的槽壁上,使得最后形成的封闭通道的封闭性能更好。此外,形成于第二腔室部的内壁表面113上的凹槽道114的槽壁(相邻的凹槽道114之间的部分)与形成于第一腔室部120的内壁表面123上的凹槽道124的槽壁 (相邻的凹槽道124之间的部分)也可以相交错排布。
图10a为本实用新型中的第一腔室部在另一个实施例620中的俯视图;图10b为沿图10a 中的圈M的放大示意图。自该第一腔室部620面向微腔室的内壁表面623凹陷形成的凹槽道 624为多个,图10a中有5个,在其他实施例中,可以为其他数目个,每个凹槽道624都对应有一个第一通孔625和一个第二通孔626。第一腔室部620的不同的凹槽道624位于内壁表面623的不同区域内。这样可以针对不同的区域进行不同的处理,它们互相独立。
请参考图11A和图11B,其分别示出了本实用新型中的半导体处理装置10在另一个实施例中的立体示意图和正面示意图。简单来讲,半导体处理装置10包括平整校正装置1100、微腔室模块1200、驱动装置1300和立柱装置1400。前三个模块中的各个组件由四根互相平行的立柱装置1400所固定、支撑或导引,并沿立柱装置1400由下往上分别为驱动装置1300、微腔室模块1200和平整校正装置1100。其中微腔室模块1200包括一处理半导体晶圆的微腔室,微腔室包括有第二腔室板1220和第一腔室板1260,第二腔室板1220由上盒装置1240 支撑,并由位于其上方的平整校正装置1100固定于上盒装置1240内;相应地,第一腔室板 1260由下盒装置1280支撑,下盒装置1280又由位于其下方的驱动装置1300支撑并驱动。
驱动装置1300可驱动下盒装置1280依立柱装置1400导引而相对于上盒装置1240移动,以便当需要装载及移除半导体晶圆时能够打开或关闭上盒装置1240和下盒装置1280,也即能够打开或关闭第二腔室板1220和第一腔室板1260形成的微腔室。当关闭微腔室时,可将化学试剂及其他流体通过微腔室的入口引入微腔室内部以供对其内的半导体晶圆进行化学分析、清洁、蚀刻及其他处理,并在处理完毕后,将化学试剂及其他流体通过微腔室的出口引出微腔室。
驱动装置1300由下向上依次包括底板1320、位于底板上方的第一中间板1340、位于第一中间板1340上方的第二中间板1360和位于第二中间板1360上方的上板138。底板1320、第一中间板1340、第二中间板1360和上板1380形成的一个圆柱形的空腔,其内部空间可容纳有驱动器,驱动器是现有技术中较为成熟的产品,比如说气动驱动器,类似地,也可以采用其他诸如机械驱动、电动驱动或者液压驱动原理的驱动器。但是应当了解到,当驱动器产生向上的驱动力时,第二中间板1360和上板1380会被驱动器的驱动力所驱动而向上移动;当驱动器产生向下的驱动力时,第二中间板1360和上板1380会被驱动器的驱动力和自身重力所驱动而向下移动,从而使微腔室完成从打开状态到关闭状态的变换。易于思及的,在另外一个实施例中,底板1320和第一中间板1340可以一体成型制作成为一块底部板;第二中间板1360和上板1380可以结合制作成为一块顶部板。也就是说,驱动装置1300并不拘泥于上述实施例中描述的实施例,只要能够达到同样的或者更优的效果的实施方式皆可。
微腔室模块1200由下向上依次包括下盒装置1280、由下盒装置1280支撑的第一腔室板1260、隔板1250、隔板1250上方的上盒装置1240和由上盒装置1240支撑的第二腔室板1220。下盒装置1280和由下盒装置1280支撑的第一腔室板1260可在驱动装置1300的驱动下沿立柱装置1400的导引而向上或者向下移动。隔板1250、隔板1250上方的上盒装置1240 和由上盒装置1240支撑的第二腔室板1220通常静止不动,只可由平整校正装置1100进行有关平整性的略微调整,有关该细节下文将会详述。当下盒装置1280和由下盒装置1280支撑的第一腔室板1260在驱动装置1300的驱动下沿立柱装置1400的导引而向上移动并与第二腔室板1220和上盒装置1240闭合后,将形成微腔室。
图12为下盒装置1240在一个实施例中7000的立体示意图。下盒装置7000的形状大体上呈底面为正方形的无盖盒状。在下盒装置7000的四角包括对应于立柱装置1400的四个柱位孔7020。下盒装置7000的底面较厚,且相对于上盒装置1240的一面包括有三个倾斜角度和倾斜方式相同、并列且宽度相同的斜坡面7040,此处包括斜坡面的底面设计用于收集位于其上方的第一腔室板滴漏的化学药剂或者其他流体。藉由上述斜坡面,化学制剂或者其他流体最终可流动到斜坡面7040的坡底。此时再配合连通斜坡面的坡底7040的导流凹槽、孔洞、管线或者收纳盒之类的装置即可收集该流体。
同时应当认识到奇数斜坡面的坡底7040朝向的盒壁缺失不存在的,而其他三个盒壁 7060与底面接触的内壁部位向水平方向凹陷形成一凹槽7070。第一腔室板1280可经由缺失的盒壁部位,沿其他盒壁7060上的凹槽7070水平滑动进入下盒装置7000并由底面支撑。同理,当第一腔室板1280位于下盒装置7000内时也可以沿凹槽7070滑动,从缺失的盒壁部位滑动出下盒装置7000。下盒装置7000的四边还分别形成有矩形的缺口7080。
请参考图13,其示出了第一腔室板8000在一个实施例中与下盒装置7000的组装示意图。虽然第一腔室板8000通常为一体成型。第一腔室板8000包含下部8200和位于下部8200 之上的上部8400。下部8200的尺寸和边缘厚度分别对应于下盒装置7000的盒壁7060之间的距离和凹槽7070的宽度。以使第一腔室板8000可以沿下盒装置7000的盒壁7060上的凹槽7070滑动。上部8400上形成有腔壁,腔壁围成开口空腔,空腔的底面为微腔室的下工作面。
应当认识到,第一腔室板8000采用可抽拉式的方式滑动进入或者移出,可以非常方便地进行装载和移除。由于半导体晶圆的大小分为4英寸、5英寸、6英寸、8英寸等等规格,加工时需要根据不同尺寸的晶圆更换匹配的第一腔室板。同时,在第一腔室板8000滑动进入下盒装置7000时,还可以使用一插件1600(如图11A中所示)将其卡合于下盒装置内,在图14中示出了插件1600在一个实施例9000中的反面立体示意图。插件9000的两边包含与下盒装置7000的凹槽7070对应的凸肋9020,插件9000的底部也即图示中的上面包含有对应于偶数斜坡面的凸起9040和奇数斜坡面的凹陷9060以对应下盒装置7000的底面构造。显然地,藉由插件9000的固定作用,第一腔室板8000可以被固定于下盒装置7000内。
第二腔室板1220基本包括有大体上对称于第一腔室板8000的结构。第二腔室板1220 包括呈正方形的上部和呈圆盘形的下部,本领域的技术人员通过图12非常易于思及到第二腔室板1220的构造,故本文省略第二腔室板1220的相关示意图。显然,第二腔室板1220 的正方形的上部的边长和圆盘形下部的直径都可以与第一腔室板8000相同或者相近,且下部上形成有腔壁,腔壁围成开口空腔,空腔的底面为微腔室的上工作面。应当认识到,当第一腔室板8000的腔壁和第二腔室板的腔壁闭合或者紧贴时,其中会形成一用于容纳半导体晶圆的空腔。
图15和图16分别示出了上盒装置1240在一个实施例10000中的立体示意图和仰视图。上盒装置10000的形状大体上为底部为正方形的无盖盒装。上盒装置10000的四角分别有对应于立柱装置1400的柱位孔10200底部的中央部分包含有略大于第二腔室板的下部的圆形空腔10400,圆形空腔10400包含有向下延伸出底部的圆周凸肋10420。并且藉由包含三个盒壁10600的与第二腔室板1220的上部相吻合的盒状空间,形成可紧密容纳第二腔室板1220 的结构。藉由该结构,第二腔室板1220可以被上盒装置10000所稳定的支撑。
图17示出了隔板1250在一个实施例12000中的俯视示意图。隔板12000的形状呈正方形,并在隔板12000的四角包括对应于立柱装置1400的四个柱位孔12200。隔板12000的中央部分包含有可以紧密接收上盒装置10000的圆周凸肋10420的圆形缺口12400。隔板12000的主要作用是支撑位于其上方的上盒装置10000和容纳于上盒装置10000内的第二腔室板1220。隔板12000的四边还分别形成有矩形的缺口12600,缺口12600可以用于容纳管线及安装其他诸如阀、流动控制器、感测器之类的元件。在一个实施例中,隔板12000可以采用不锈钢材料制作。
平整校正装置1100包括校正板1140、顶板1120以及螺钉1520。首先通过调节校正板 1140的四角上方的螺帽给予校正板1140的四角适当的压力,可以初步调节第二腔室板1220 的平整性。再利用现有的水平测量装置或者观察闭合状态的微腔室,根据测量结果或者观察结果,配合多个螺钉1520在顶板1120上的安装,可以精确地调整校正板1220上的压力分布,从而使得第二腔室板1220处于较为符合工艺要求的状态。当然,在一些实施例中,也可能需要调节第二腔室板1220处于一定倾角的状态,以方便对半导体晶圆做相应的处理,此时调节第二腔室板1220的方式可以从上述描述中很容易地联想到。
平整校正装置1100可以使第二腔室板1220的下表面处于较为合适的固定状态,而驱动装置1300可以使第一腔室板1260的上表面下降或者上升而使得第二腔室板1220的下表面和第一腔室板1260的上表面形成的微腔室处于打开或者关闭状态。当然,为了获得较为严密的微腔室,第二腔室板1220的下表面和第一腔室板1260的上表面可以具有相应的贴合或者耦合结构,第二腔室板1220、上盒装置1240、第一腔室板1260和下盒装置1280的贴合处还可以采用诸如橡胶质地的密封O环等元件。同时为了能够使化学制剂或者其他流体能够进入和排出微腔室,第二腔室板1220和第一腔室板1260还应当具有中空的微小管道和导流槽之类的入口和出口结构。譬如需要使得半导体晶圆在微腔室内部时,半导体晶圆和微腔室的内壁形成有可供化学制剂流通的空隙,该空隙的预定宽度通常在0.01mm与10mm之间。诸如上述这些本文中未详细描述的部分,均为本领域技术人员所熟知的内容,在此不再累述。
在一个具体的实施例中,当采用本实用新型中上述半导体处理装置1000处理半导体晶圆时,处理过程大概可分为如下几个过程:腔室板更换过程、化学处理过程。
在腔室板更换过程,可以根据要处理的半导体晶圆尺寸而更换匹配的腔室板。首先将驱动器产生向下的驱动力而使下盒装置1280和第一腔室板1260下降,然后打开或者拔出插件 1600,再将原有的第一腔室板1260沿下盒装置1280的导航凹槽中滑动取出。将合适的第一腔室板1260沿下盒装置1280的导航凹槽中滑动装入,安装插件1600以使第一腔室板1260 固定于下盒装置1280内。
在化学处理过程,首先利用驱动装置1300将微腔室闭合,再通过第二腔室板1220内的中空的微小管道及入口将化学制剂或其他流体引入微腔室以对内部的晶圆进行诸如分析、蚀刻之类的处理,然后通过内部的压力、诸如气体的运载或者重力驱使化学制剂或其他流体经由第一腔室板1260内的中空的微小管道或者导流槽之内的结构以及出口排出。特别地,由于第二腔室板1220和第一腔室板1260在设计时需要考虑诸如中空的微小管道或者导流槽之类的结构,根据具体实施例第二腔室板1220和第一腔室板1260可能有多种变形和更为复杂的结构,并不完全如本文中对于第二腔室板1220和第一腔室板1260的描述,故有关此处的区别不应当作为制约本实用新型的保护范围的因素。
为了更好放置上述半导体处理装置10、管路控制装置20、进样装置60、出样装置60、流体承载模块30和/或过滤器等装置模块等,在本申请中还提供了一种设备支撑装置,其具有功能上能完全满足支撑架和框架的要求,结构上易于组装拆卸,大部分材料可回收利用等特点。在一种优选的实施方式中,晶圆处理装置还可以包括上述设备支撑装置1001,图18A 示出了本实用新型中的设备支撑装置1001在一个实施例中的立体结构示意图,图18B为图 18A中的设备支撑装置1001的平面视主图,图18C为图18A中的设备支撑装置1001的平面左视图,该设备支撑装置包括四个竖杆1101、两个顶部第一横杆1201、两个顶部第二横杆 1301、两个底部第一横杆1401和两个底部第二横杆1501。四个竖杆1101竖直间隔放置并互相平行。两个顶部第一横杆1201与竖杆1101垂直并互相平行,每个顶部第一横杆1201的两端分别与两个竖杆1101的顶端面抵靠并连接。两个顶部第二横杆1301与竖杆1101以及顶部第一横杆1201垂直并互相平行,每个顶部第二横杆1301的两端分别与两个顶部第一横杆1201的一端的侧面抵靠并连接。两个底部第一横杆1401与竖杆1101垂直并与顶部第一横杆1201平行,每个底部第一横杆1401的两端分别与两个竖杆1101的底端面抵靠并连接。两个底部第二横杆1501与竖杆1101以及顶部第二横杆1301平行,每个底部第二横杆1501 的两端分别与两个底部第一横杆1401的一端的侧面抵靠并连接。这样,设备支撑装置1001 就形成了一个长方体框架(或称为长方体框架),四个竖杆1101形成长方体框架的竖直边,四个第一横杆1201和1401形成长方体框架的第一横边,四个第二横杆1301和1501形成长方体框架的第二横边。位于长方体框架的同一侧的一个顶部第一横杆1201、两个竖杆1101和一个底部第一横杆1401形成长方体框架的一个侧面,位于长方体框架的同一侧的一个顶部第二横杆1301、两个竖杆1101和一个底部第二横杆1501形成长方体框架的一个侧面,两个顶部第一横杆1201和两个顶部第二横杆1301形成长方体框架的顶面,两个底部第一横杆1301和两个底部第二横杆1501形成长方体框架的底面。
对于长方体框架来讲,竖杆1101在竖直方向上可以对顶部第一横杆1201和顶部第二横杆1301提供强有力的支撑,使得长方体框架的顶面上可以放置较重的晶圆表面处理设备中的部分部件。长方体框架内也可以放置晶圆表面处理设备中的部分部件。
设备支撑装置1001还包括两个平行的第一支撑杆1601、一个第二支撑杆1701和两个平行的第三支撑杆1801。每个第一支撑杆1601位于两个底部第一横杆1401之间并与两个底部第一横杆1401的一端连接。第二支撑杆1701的两端分别连接于两个第一支撑杆1601上。两个第三支撑杆1801分别位于两个顶部第二横杆1301的内侧,每个第三支撑杆1801的两端分别连接在两个顶部第一横杆1201的一个侧面上。
第一支撑杆1601、第二支撑杆1701和底部第一横杆1401的上侧面共同形成长方体框架的内侧底面,可以在该内侧底面上放置晶圆表面处理设备部件。同时,第一支撑杆1601第二支撑杆1701也可以对整个设备支撑装置1001起到一定的加固作用。第三支撑杆1801和顶部第二横杆1301的上侧面共同形成长方体框架的顶面,可以在该顶面上放置晶圆表面处理设备的部分部件。第三支撑杆1801的位置可根据其上所放设备部件的尺寸而调整;同时,第三支撑杆1801也可以对整个设备支撑装置1001起到一定的加固作用。
请重点参阅图18B和图18C所示,每个横杆向外延伸并形成超出与该横杆连接的竖杆的外侧面的外延部,每个横杆的外延部的面向其对应的另一个横杆的外延部的一面设置有一条贯穿该横杆的沟道,外延部相向面对的两个横杆的沟道相对设置。
具体来讲,每个顶部第一横杆1201向外延伸并形成超出与该顶部第一横杆1201连接的竖杆1101的外侧面1111的外延部1211,每个底部第一横杆1401向外延伸并形成超出与该底部第一横杆1401连接的竖杆1101的外侧面1111的外延部1411,每个顶部第二横杆1301向外延伸并形成超出与该顶部第二横杆1301连接的竖杆1101的外侧面1111的外延部1311,每个底部第二横杆1501向外延伸并形成超出与该底部第二横杆1501连接的竖杆1101的外侧面1111的外延部1511。每个顶部第一横杆1201的外延部1211的面向其对应的底部第一横杆1401的外延部1411的一面设置有一条贯穿该顶部第一横杆1201的沟道1221,同样的,每个底部第一横杆1401的外延部1411的面向其对应的顶部第一横杆1201的外延部1211的一面设置有一条贯穿该底部第一横杆1401的沟道1421。每个顶部第二横杆1301的外延部1311的面向其对应的底部第二横杆1501的外延部1511的一面设置有一条贯穿该顶部第二横杆1301的沟道1321,同样的,每个底部第二横杆1501的外延部1511的面向其对应的顶部第二横杆1301的外延部1311的一面设置有一条贯穿该底部第二横杆1501的沟道1521。
图19为本实用新型中的设备支撑装置1001在一个进一步的实施例中的组装立体结构示意图。图19所示的设备支撑装置与图18A所示的设备支撑装置相比,其还包括有四个侧面插板2101。结合参考图18B和图18C所示,每个侧面插板2101可拆卸的插接于对应的一个顶部横杆的外延部和一个底部横杆的外延部的沟道之间,每个侧面插板2101的上边缘收容于顶部横杆的外延部的沟道内,每个侧面插板2101的下边缘收容于底部横杆的外延部的沟道内。
具体的,有两个侧面插板2101分别插接于对应的顶部第一横杆1201的外延部1211和底部第一横杆1401的外延部1411之间,该两个侧面插板2101的上边缘收容于顶部第一横杆1201的外延部1211的沟道12211内,其下边缘收容于底部第一横杆140的外延部1411 的沟道1421内。有两个侧面插板2101分别插接于对应的顶部第二横杆1301的外延部1311 和底部第二横杆1501的外延部1511之间,该两个侧面插板2101的上边缘收容于顶部第二横杆1301的外延部1311的沟道1321内,其下边缘收容于底部第二横杆1501的外延部1511 的沟道1521内。
侧面插板2101可以给设备支撑装置1001内的晶圆表面处理设备部件提供一定的半封闭式的容纳空间。这样,既可以保护其内的晶圆表面处理设备部件,也可以防止其内的晶圆表面处理设备部件发生故障(比如出现意外的液体泄漏或喷洒)之后影响到外部环境。此外,侧面插板也使得整个设备支撑装置的外观更加美观。
该设备支撑装置可以通过多个竖杆1101、多个第一横杆1201、多个第二横杆1301和多个侧面插板2101形成第一长方体框架、和位于第一长方体框架下方的第二长方体框架、以及位于第二长方体框架下方的第三长方体框架,半导体处理装置10位于第一长方体框架内,管路控制装置20和/或出样装置70位于第二长方体框架内,晶圆处理装置还包括位于第三长方体框架内的流体承载模块30。
为了将侧面插板2101更好的进行固定,图19所示的设备支撑装置1001还包括有四个与竖杆1101平行的定位柱2201。每个定位柱2201的顶端位于相邻的顶部第一横杆1201和顶部第二横杆1301之间,每个定位柱2201的底端位于相邻的底部第一横杆1401和底部第二横杆1401之间。相邻的两个定位柱2201可以将插接于顶部横杆和底部横杆之间的侧面插板2101定位于两者之间。
定位柱2201中有两个为活动定位柱2201A,定位柱2201中有两个为固定定位柱2201B。固定定位柱2201B与相邻的横杆固定连接。活动定位柱2201A与相邻的横杆活动连接。在一个活动定位柱2201A移动至开启位置时,与该活动定位柱2201A相邻的两个侧面插板2101 可以从该活动定位柱2201A位置处插入对应的位置,在该活动定位柱2201A移动至关闭位置时,已经插入的侧面插板2101则被定位在其位置上。在需要将侧面插板2101取下时,同样可以将活动定位柱2101移动至开启位置,从而可以从该活动定位柱2201A处取下对应的侧面插板2101。如果两个活动定位柱2201A间隔设置,这样可以实现4个侧面插板2101的随意安装与拆卸。如果两个活动定位柱2201A相邻设置,这样可以实现其中3个侧面插板2101的随意安装与拆卸。如果只有一个活动定位柱2201A,有3个固定定位柱2201B,这时只有与该活动定位柱2201A相邻的2个侧面插板2101可以随意安装与拆卸。可根据需要而定。
在一个实施例中,活动定位柱2201A通过枢轴(未图示)可转动的枢接于第一横杆1201 和1401或第二横杆1301和1401上,活动定位柱2201A可沿枢轴转动至开启位置,之后再转动至关闭位置。在活动定位柱2201A处于关闭位置上时,活动定位柱2201A与相邻的横杆连接在一起,比如通过磁铁吸附在一起。
本说明书中的上述各个实施方式均采用递进的方式描述,各个实施方式之间相同相似部分相互参照即可,每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式不同之处。以上仅为本实用新型的几个实施方式,虽然本实用新型所揭露的实施方式如上,但内容只是为了便于理解本实用新型而采用的实施方式,并非用于限定本实用新型。任何本实用新型所属技术领域的技术人员,在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下,可以在实施方式的形式上及细节上作任何的修改与变化,但本实用新型的专利保护范围,仍须以所附权利要求书所界定的范围为准。
Claims (13)
1.一种晶圆处理装置,其特征在于,其包括:
半导体处理装置,所述半导体处理装置包括第一腔室部和可相对于第一腔室部在打开位置和关闭位置之间移动的第二腔室部,第一腔室部和第二腔室部之间形成有微腔室,第一腔室部具有自外部穿过该第一腔室部以与所述微腔室连通的第一通孔;
进样装置,所述进样装置包括能与所述第一通孔相连通的处理流体定量单元和与所述处理流体定量单元相连接的处理流体选择单元,所述处理流体选择单元能够在提供的多种流体中选择此次所需的流体种类,所述处理流体定量单元能使所述处理流体选择单元定量量取所需流体;
出样装置,所述出样装置能与所述半导体处理装置的第一通孔相连通,其用于收集自所述半导体处理装置的所述第一通孔排出的反应溶液;
管路控制装置,所述管路控制装置分别与所述进样装置、所述出样装置以及所述半导体处理装置的所述第一通孔相连接,所述管路控制装置能够控制所述出样装置、所述半导体处理装置和所述出样装置之间的相互通断。
2.根据权利要求1所述的晶圆处理装置,其特征在于,所述进样装置还包括与所述处理流体定量单元和所述第一通孔相连通的流体流速控制单元,所述流体流速控制单元用于控制向所述半导体处理装置输送的流体的流速。
3.根据权利要求1所述的晶圆处理装置,其特征在于,所述第一腔室部还具有自外部穿过该第一腔室部以与微腔室的第二位置连通的第二通孔,所述管路控制装置与所述第二通孔向连接,所述管路控制装置能控制所述进样装置、所述半导体处理装置的第一通孔、所述半导体处理装置的第二通孔和所述出样装置之间的相互通断。
4.根据权利要求1所述的晶圆处理装置,其特征在于,所述晶圆处理装置还包括与所述出样装置相连接的检测仪器,以对所述出样装置中收集的反应溶液进行杂质含量检测。
5.根据权利要求1所述的晶圆处理装置,其特征在于,所述第二腔室部和所述第一腔室部可在一驱动装置的驱动下在用于装载和/或移除该半导体晶圆的打开位置和用于处理该半导体晶圆的关闭位置之间相对移动,当半导体处理装置处于关闭位置时,所述半导体晶圆能安装于微腔室中。
6.根据权利要求3所述的晶圆处理装置,其特征在于,所述第一腔室部具有自该第一腔室部面向所述微腔室的表面凹陷形成的凹槽道,所述第一通孔连通所述凹槽道的第一位置处,所述第二通孔连通所述凹槽道的第二位置处,第一通孔包括与所述凹槽道直接相通的第一缓冲口部和与该第一缓冲口部直接相通的第一通孔部,第二通孔包括与所述凹槽道直接相通的第二缓冲口部和与该第二缓冲口部直接相通的第二通孔部。
7.根据权利要求1所述的晶圆处理装置,其特征在于,所述晶圆处理装置还包括:流体承载模块,所述流体承载模块用于承载各种未使用流体和/或处理过所述半导体晶圆的已使用流体。
8.根据权利要求7所述的晶圆处理装置,其特征在于,所述流体承载模块中承载的未使用的流体被所述进样装置输送至所述微腔室内,进而在所述微腔室内对其内的半导体晶圆进行处理,之后已使用过的流体经由所述半导体处理装置再流入所述出样装置内或流回所述流体承载模块的废液回收装置内。
9.根据权利要求7所述的晶圆处理装置,其特征在于,所述晶圆处理装置还包括:通风模块,所述通风模块用于对所述半导体处理装置、流体流速控制单元所述进样装置、所述流体承载模块和/或所述出样装置进行通风换气。
10.根据权利要求1所述的晶圆处理装置,其特征在于,所述晶圆处理装置还包括电气控制模块,所述电气控制模块用于控制所述半导体处理装置、所述进样装置流体流速控制单元。
11.根据权利要求1所述的晶圆处理装置,其特征在于,所述晶圆处理装置还包括设备支撑装置,所述设备支撑装置包括多个竖杆、多个第一横杆、多个第二横杆和多个侧面插板,所述竖杆、第一横杆和第二横杆构成一个长方体框架,所述竖杆形成所述长方体框架的竖直边,所述第一横杆形成所述长方体框架的第一横边,所述第二横杆形成所述长方体框架的第二横边,
每个横杆向外延伸并形成超出与该横杆连接的竖杆的外侧面的外延部,每个横杆的外延部的面向其对应的另一个横杆的外延部的一面设置有一条贯穿该横杆的沟道,所述侧面插板插接于相对的两个第一横杆和/或两个第二横杆的外延部的沟道之间。
12.根据权利要求11所述的晶圆处理装置,其特征在于,所述第一横杆包括两个顶部第一横杆和两个底部第一横杆,所述第二横杆包括两个顶部第二横杆和两个底部第二横杆,所述竖杆为四个,每个顶部第一横杆的两端分别与两个竖杆的顶端面抵靠并连接,每个顶部第二横杆的两端分别与两个顶部第一横杆的一端的侧面抵靠并连接,每个底部第一横杆的两端分别与两个竖杆的底端面抵靠并连接,每个底部第二横杆的两端分别与两个底部第一横杆的一端的侧面抵靠并连接。
13.根据权利要求11所述的晶圆处理装置,其特征在于,所述设备支撑装置通过多个竖杆、多个第一横杆、多个第二横杆和多个侧面插板形成第一长方体框架、和位于所述第一长方体框架下方的第二长方体框架、以及位于第二长方体框架下方的第三长方体框架,所述半导体处理装置位于所述第一长方体框架内,所述流体流速控制单元进样装置和/或出样装置位于所述第二长方体框架内,所述晶圆处理装置还包括位于所述第三长方体框架内的流体承载模块。
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TWI794963B (zh) * | 2021-03-08 | 2023-03-01 | 大陸商杭州眾硅電子科技有限公司 | 一種晶圓位置檢測裝置 |
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- 2017-11-24 CN CN201721587848.4U patent/CN207517648U/zh active Active
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