流體承載裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種流體承載裝置，其包括支撐框和位于支撐框底部的重量傳感裝置。重量傳感裝置包括有多個重量傳感器，每個重量傳感器上能夠放置一個承載流體的容器，每個重量傳感器能夠感測位于其上方的容器的重量，并將其感測到的相應(yīng)容器的重量數(shù)據(jù)傳輸出去，所述重量傳感裝置包括安裝本體、多個容器托盤、多個連接接頭、多個重量傳感單元和底部封板，相應(yīng)的容器托盤、連接接頭、重量傳感單元組裝在一起形成一個重量傳感器。這樣可以實時的了解各個容器的重量，從而根據(jù)這些數(shù)據(jù)來監(jiān)測使用容器內(nèi)的流體的半導(dǎo)體處理裝置的運行情況。
【專利說明】流體承載裝置
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體表面處理領(lǐng)域，尤其涉及一種對半導(dǎo)體晶圓進行表面化學(xué)處理的半導(dǎo)體處理設(shè)備及其在線故障檢測方法。
【【背景技術(shù)】】
[0002]集成電路制造業(yè)是現(xiàn)代高科技重要的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，且集成電路設(shè)計制造的電子產(chǎn)品被喻為“工業(yè)糧食”，是所有整機設(shè)備的“心臟”，普遍應(yīng)用于計算機、消費類電子、網(wǎng)絡(luò)通信、汽車電子等幾大領(lǐng)域。
[0003]晶圓是生產(chǎn)集成電路所用的載體。在實際生產(chǎn)中需要制備的晶圓必須具有平整、超清潔的表面，而用于制備超清潔晶圓表面的現(xiàn)有方法可分為兩種類別:諸如浸沒與噴射技術(shù)的濕法處理過程，及諸如基于化學(xué)氣相與等離子技術(shù)的干法處理過程。其中濕法處理過程是現(xiàn)有技術(shù)采用較為廣泛的方法，濕法處理過程通常包括采用適當化學(xué)溶液浸沒或噴射晶圓之一連串步驟組成。
[0004]一般現(xiàn)有的制備超清潔晶圓表面的設(shè)備主要由反應(yīng)容器、化學(xué)液存儲系統(tǒng)、化學(xué)液傳送系統(tǒng)組成。反應(yīng)容器為浸沒式的反應(yīng)槽池或噴淋式的反應(yīng)腔室；化學(xué)液存儲系統(tǒng)主要由容器、泵、閥門、過濾器等組成；化學(xué)傳送系統(tǒng)主要由泵、閥門、壓力和流量控制零件、管道等組成。一旦各系統(tǒng)中的部件如泵、閥門發(fā)生故障，如閥門不能正常開關(guān)，將會影響晶圓的清洗效果，從而影響產(chǎn)品的良率，因此，生產(chǎn)線上50%的良率問題是與清洗工藝有關(guān)。通常，需要對所有的系統(tǒng)部件進行實時監(jiān)察以及定期維護，但由于系統(tǒng)部件太多，難以保證每個有問題的部件都能及時地被發(fā)現(xiàn)。
[0005]因此，有必要提出一種解決方案能及時檢查到化學(xué)傳送系統(tǒng)和化學(xué)液存儲系統(tǒng)中發(fā)生的故障，及時停止晶圓處理，并快速找到有問題的部件。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種流體承載裝置，其不僅可以實現(xiàn)流體的承載，還可以通過實時的監(jiān)控流體的使用情況，發(fā)現(xiàn)可能發(fā)生的故障，及時采取必要措施，找到出現(xiàn)問題的地方。
[0007]為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提供了一種流體承載裝置，其包括支撐框和位于支撐框底部的重量傳感裝置。重量傳感裝置包括有多個重量傳感器，每個重量傳感器上能夠放置一個承載流體的容器，每個重量傳感器能夠感測位于其上方的容器的重量，并將其感測到的相應(yīng)容器的重量數(shù)據(jù)傳輸出去，所述重量傳感裝置包括安裝本體、多個容器托盤、多個連接接頭、多個重量傳感單元和底部封板，相應(yīng)的容器托盤、連接接頭、重量傳感單元組裝在一起形成一個重量傳感器。
[0008]進一步的，所述安裝本體包括有形成于其頂面上的多個凸起部、形成于所述凸起部下側(cè)的多個容納腔體以及貫穿所述凸起部并與所述容納腔體連通的多個穿孔，每個容器托盤包括本體部、形成于所述本體部底部的凹槽及形成于所述本體部底部中心的孔道,每個容器托盤安裝于所述安裝本體的對應(yīng)凸起部上，其中所述孔道的側(cè)壁延伸入所述凸起部的穿孔并固持于其內(nèi)，所述凸起部則延伸入所述容器托盤的凹槽并固持于其內(nèi)。每個重量傳感器單元包括有形成于其頂部中心的連接孔，其收容于所述安裝本體的對應(yīng)的容納腔體中，其中所述連接接頭的一端延伸入所述重量傳感器的連接孔內(nèi)，另一端經(jīng)過所述穿孔延伸入所述托盤的孔道內(nèi)，所述底部封板安裝于所述安裝本體的底部，并將各個重量傳感單元封裝于所述安裝本體內(nèi)。
[0009]進一步的，所述容器托盤的本體部的周邊形成有凸肋。
[0010]進一步的，所述托盤的凹槽的底部還設(shè)置有環(huán)形槽道。
[0011]進一步的，所述安裝本體包括有形成于其頂面周邊上的阻擋部，各個凸起部之間具有縫隙空間。
[0012]進一步的，所述安裝本體是一體式結(jié)構(gòu)。
[0013]進一步的，所述安裝本體的側(cè)壁上形成有將阻擋部和凸起部圍成的空間連通至外界的通道。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明中在各個容器下方設(shè)置重量傳感器，這樣可以實時的了解各個容器的重量，從而根據(jù)這些數(shù)據(jù)來確定目前的半導(dǎo)體處理裝置是否發(fā)生故障，或進行其他分析。
[0015]關(guān)于本發(fā)明的其他目的，特征以及優(yōu)點，下面將結(jié)合附圖在【具體實施方式】中詳細描述。
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0016]結(jié)合參考附圖及接下來的詳細描述，本發(fā)明將更容易理解，其中同樣的附圖標記對應(yīng)同樣的結(jié)構(gòu)部件，其中:
[0017]圖1為本發(fā)明中的半導(dǎo)體處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2A為圖1中的流體承載裝置在一個實施例中的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2B為圖2A中的流體承載裝置的立體分解示意圖；
[0020]圖3A為圖1中的流體傳送模塊在一個實施例中的立體結(jié)構(gòu)示意圖
[0021]圖3B為圖3A中的流體傳送模塊的平面投影視圖；
[0022]圖3C為圖1中的流體傳送模塊在另一個實施例中的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3D為圖3C中的流體傳送模塊的平面投影視圖；
[0024]圖3E為圖1中的流體傳送模塊中的收液盒的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖4為圖1中的控制模塊在一個實施例中的結(jié)構(gòu)框圖；
[0026]圖5A為本發(fā)明中的半導(dǎo)體處理設(shè)備的另一種組裝方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖5B為本發(fā)明中的半導(dǎo)體處理設(shè)備的再一種組裝方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖6A為圖2B中的重量傳感裝置在一個實施例的放大組裝示意圖；
[0029]圖6B為圖6A所示的重量傳感裝置的立體分解示意圖；
[0030]圖6C為圖6B中的重量傳感裝置的容器托盤的剖視圖；
[0031]圖6D為圖6B中的重量傳感裝置的容器托盤的仰視圖；
[0032]圖6E為圖6B中的重量傳感裝置的安裝本體的另一個角度的立體示意圖；
[0033]圖6F為圖6B中的重量傳感裝置的重量傳感單元的立體圖；
[0034]圖7A為圖1中的半導(dǎo)體處理模塊在一個實施例中的立體示意圖；
[0035]圖7B為圖7A中的半導(dǎo)體處理模塊的主視示意圖；
[0036]圖8為圖7A中的下盒裝置在一個實施例中的立體示意圖；
[0037]圖9為圖7A中的下腔室板在一個實施例中與所述下盒裝置的組裝示意圖；
[0038]圖10為圖7A中的插件在一個實施例中的反面立體示意圖；
[0039]圖11為圖7A中的上盒裝置在一個實施例中的立體示意圖；
[0040]圖12為圖7A中的上盒裝置在一個實施例中的俯視示意圖；
[0041]圖13為圖7A中的隔板在一個實施例中的俯視示意圖。
【【具體實施方式】】
[0042]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0043]此處所稱的“一個實施例”或“實施例”是指與所述實施例相關(guān)的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性至少可包含于本發(fā)明至少一個實現(xiàn)方式中。在本說明書中不同地方出現(xiàn)的“在一個實施例中”并非必須都指同一個實施例，也不必須是與其他實施例互相排斥的單獨或選擇實施例。本發(fā)明中的“多個”、“若干”表示兩個或兩個以上。本發(fā)明中的“和/或”表示“和”或者“或”。
[0044]圖1示出了本發(fā)明中的半導(dǎo)體處理設(shè)備I的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，所述半導(dǎo)體處理設(shè)備I包括半導(dǎo)體處理模塊10、流體傳送模塊20、流體承載裝置30和控制模塊40。
[0045]所述半導(dǎo)體處理模塊10包括一用于容納和處理半導(dǎo)體晶圓的微腔室，所述微腔室包括一個或多個供處理流體進入所述微腔室的入口和一個或多個供處理流體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驅(qū)動裝置的驅(qū)動下在裝載和/或移除該半導(dǎo)體晶圓的打開位置和一用于容納該半導(dǎo)體晶圓的關(guān)閉位置之間相對移動。當上腔室部或者所述下腔室部處于關(guān)閉位置時，半導(dǎo)體晶圓放置在所述上工作表面和下工作表面之間。由于采用微腔室的結(jié)構(gòu)，所述半導(dǎo)體處理模塊10的體積變得很小。
[0046]如圖2A和2B所示，所述流體承載裝置30用于承載各種處理所述半導(dǎo)體晶圓所需要的化學(xué)制劑、超清潔水或其他流體(可以統(tǒng)稱為未使用流體)和/或承載處理過所述半導(dǎo)體晶圓的已使用過流體。如圖2A和2B所示，其示出了所述流體承載裝置30的一個實施例，所述流體承載裝置30包括支撐框31、放置于所述支撐框31內(nèi)的多個容器32和位于所述容器32下方的重量傳感裝置33，所述容器可以容納用于處理所述半導(dǎo)體晶圓所需要的各種未使用流體和/或處理過所述半導(dǎo)體晶圓的各種已使用流體。比如一個容器內(nèi)盛超清潔水，另一個容器內(nèi)盛有用于處理所述晶圓表面的化學(xué)處理液，在另有一個容器內(nèi)盛利用超清潔水處理過所述半導(dǎo)體晶圓后回收得到的廢液。當然廢液也可以直接通過預(yù)定流體排出管道排出，而不放置于所述流體承載裝置30的容器32內(nèi)。在一個實施例中，流體可以由預(yù)定流體供給管道實時供給，此時可以不用專門設(shè)置流體承載裝置30來承載各種流體。當然，所述容器32也可以被認為不是流體承載裝置30的一部分，此時所述流體承載裝置30包括支撐框31和位于支撐框31底部的重量傳感裝置33。
[0047]如圖6A所示，所述重量傳感裝置33包括多個重量傳感器330，每個重量傳感器330感測位于其上方的容器32的重量，并將其感測到的相應(yīng)容器的重量數(shù)據(jù)傳輸給所述控制模塊40。
[0048]在一個具體的實例中，如圖6B所示，所述重量傳感裝置33包括多個容器托盤331、安裝本體332、多個連接接頭333、多個重量傳感單元334和底部封板335。
[0049]如圖6B和6E所示，所述安裝本體332包括有形成于其頂面上的多個凸起部3321、形成于所述凸起部下側(cè)的多個容納腔體3322以及貫穿所述凸起部3321并與所述容納腔體3322連通的多個穿孔3323。
[0050]如圖6C和6D所示，每個容器托盤331包括本體部3311、形成于所述本體部3311底部的凹槽3312及形成于所述本體部3311底部中心的孔道3313。每個容器托盤331安裝于所述安裝本體332的對應(yīng)凸起部3321上，其中所述孔道3313的側(cè)壁延伸入所述凸起部3321的穿孔3323并定位于其內(nèi)，所述凸起部3321則延伸入所述托盤331的凹槽3312并定位于其內(nèi)。
[0051]如圖6F所示，每個重量傳感器單元334包括有形成于其頂部中心的連接孔3341，其收容于所述安裝本體332的對應(yīng)的容納腔體3322中，其中所述連接接頭333的一端延伸入所述重量傳感器334的連接孔3341內(nèi)，另一端經(jīng)過所述穿孔3323延伸入所述托盤331的孔道3313內(nèi)。底部封板335安裝于所述安裝本體332的底部，并將各個重量傳感單元334封裝于所述安裝本體332內(nèi)。對應(yīng)的容器托盤331、連接接頭333和重量傳感單元334共同形成一個重量傳感器330。
[0052]優(yōu)選的，如圖6C和6D所示，所述托盤331的本體部3311的周邊形成有凸肋，這樣在容器32放置于所述托盤331上時更加穩(wěn)定。所述托盤331的凹槽3312的底部還設(shè)置有環(huán)形槽道3314，該環(huán)形槽道3314的設(shè)置有利于重量傳感器單元334更加穩(wěn)定的定位于所述容納腔體3322內(nèi)。
[0053]優(yōu)選的，如圖6A和6B所示，所述安裝本體332包括有形成于其頂面周邊上的阻擋部3324，各個凸起部3321之間具有縫隙空間，這樣在容器中的液體發(fā)生泄露時，泄露的流體也會留存在阻擋部3324和凸起部3321圍成的空間中，在這個空間中加入流體傳感器可以檢測到此處是否有流體泄露發(fā)生。在一個實施例中，所述安裝本體332的凸起部3321與其頂面之間沒有任何縫隙，它們是一體式結(jié)構(gòu)，這樣從容器中泄露的流體留存在阻擋部3324和凸起部3321圍成的空間中時，不會滲透至所述安裝本體332的下面，從而避免了重量傳感器334收到腐蝕。在一個更進一步的實施例中，所述安裝本體332的側(cè)壁上形成有將阻擋部3324和凸起部3321圍成的空間連通至外界的通道(未圖示)，這樣可以將泄露的流體及時排出。
[0054]所述流體傳送模塊20通過管道與所述微腔室的入口和出口相連通，通過管道與所述流體承載裝置30中的流體相通，其用于將流體承載裝置30內(nèi)或由預(yù)定流體供給管道供給的各種未使用流體通過管道和所述微腔室的入口驅(qū)動至所述微腔室內(nèi)。所述流體在所述微腔室內(nèi)對所述半導(dǎo)體晶圓進行處理，比如利用超清潔水對所述半導(dǎo)體晶圓進行表面清洗，之后采用壓力、重力或真空，通過氣體的運動，運載驅(qū)使所述已使用過污染流體經(jīng)由所述微腔室的出口和管道及流體傳送模塊里的各種閥門、接頭、管道送入所述流體承載裝置30中的相應(yīng)容器或預(yù)定流體排出管道內(nèi)。
[0055]如圖3A和3B所示，其示出了所述流體傳送模塊20的一個實施例，所述流體傳送模塊20包括支撐框21、組裝于所述支撐框21上的底部基板22、與所述底部基板22間隔設(shè)置的頂部基板23和兩個互相間隔設(shè)置的側(cè)面基板24和25，多個閥門26，以及一個或多個泵27。在此實施例中，兩個側(cè)面基板24和25平行設(shè)置，所述頂部基板23和所述底部基板24平行設(shè)置，所述底部基板22與兩個側(cè)面基板24和25相交，所述頂部基板23與兩個側(cè)面基板24和25相交。所述底部基板22、所述頂部基板23和兩個側(cè)面基板24和25的中間圍出一個流體空間28。
[0056]所述閥門26的一端部上設(shè)置有多個連通端口 261，根據(jù)外部控制所述閥門26可以選擇性的將其兩個連通端口 261連通。所述泵27的一端部上設(shè)置有一個吸入液體的吸入口 271和一個排出液體的排出口 272。每個側(cè)面基板上設(shè)有一個或多個安裝孔(未標記)。所述閥門26的設(shè)置有連通端口 261的端部穿過所述側(cè)面基板24上的安裝孔延伸至所述流體空間28內(nèi)，所述閥門26的另一端部包括有電性線纜(未圖示)，所述閥門26的電性線纜位于所述側(cè)面基板24的非流體空間28的一側(cè)。所述泵27的設(shè)置有吸入口 271和排出口272的端部穿過所述側(cè)面基板25上的安裝孔延伸至所述流體空間28內(nèi)，所述泵27的另一端部包括有電性線纜(未圖示)，所述泵27的電性線纜位于所述側(cè)面基板25的非流體空間28的一側(cè)。
[0057]在使用時，可以利用管道將所述泵27的吸入口 271、所述泵27的排出口 272、所述閥門26的連通端口 261、所述微腔室的入口、所述微腔室的出口和/或所述流體承載裝置承載30的流體連通。這樣，在泵27的驅(qū)動下可以將所述流體承載裝置承載30的流體通過管道和/或所述閥門26輸送至所述微腔室內(nèi)，從所述微腔室流出的流體通過管道和/或所述閥門26輸送至所述流體承載裝置承載30或預(yù)定流體排出管道內(nèi)。
[0058]在所述底部基板22上開設(shè)有連通所述流體空間28的下開口 221，該下開口 221供連接用的管道穿過。舉例來說，假如各個模塊10、20、30和40的位置關(guān)系圖1所示，那么從所述下開口 221穿過的管道將連通至所述流體承載裝置30。在所述頂部基板23上開設(shè)有連通所述流體空間28的上開口 231，該上開口 231供連接用的管道穿過。舉例來說，假如各個模塊10、20、30和40的位置關(guān)系圖1所示，那么從所述上開口 231穿過的管道將連通至所述半導(dǎo)體處理模塊10的微腔室。在一個優(yōu)選的實施例中，所述流體傳送模塊20還包括位于所述下開口 221的下方的如圖3E所示的收液盒210，所述收液盒210的開口對準所述下開口 221，這樣流體空間28中的泄漏的液體都可以被收集至所述收液盒27中。
[0059]在所述收液盒內(nèi)設(shè)置有用于探測是否有泄漏流體的流體傳感器(未圖示)，在所述流體傳感器探測到收液盒內(nèi)有泄漏流體時，則將感應(yīng)數(shù)據(jù)傳輸給所述控制模塊40，及時發(fā)出泄露警報信號，并由所述控制模塊40分析泄漏故障發(fā)生地方。
[0060]本發(fā)明中的流體傳送模塊20的一個特點或優(yōu)點在于:由于所述泵27的設(shè)置有吸入口 271和排出口 272的端部穿過所述側(cè)面基板25延伸至所述流體空間28內(nèi)，所述閥門26的設(shè)置有連通端口 261的端部穿過所述側(cè)面基板24延伸至所述流體空間28內(nèi)，這樣使得所述泵27的吸入口 271和排出口 272和所述閥門26的連通端口 261相對設(shè)置，從而盡可能的縮短泵27的吸入口和排出口與所述閥門26的連通端口的距離，方便它們通過管道連通，空間利用率很高，使得整體的體積變小。
[0061]本發(fā)明中的流體傳送模塊20的另一個特點或優(yōu)點在于:所述流體傳送模塊20的底部基板22、頂部基板23和兩個側(cè)面基板24和25圍成了一個相對較為封閉的流體空間28，所述流體傳送模塊20的流體管道都從這個流體空間28中通過，方便這些流體管道的管理和與其它模塊的交流。此外，如果發(fā)生流體泄漏或噴射的情況，泄漏或噴射的流體大都會被限制在流體空間28中，便于實施及時、有效地處理，同時還能盡可能地避免泄露擴散到其它區(qū)域，造成其它部件的損傷和破壞及產(chǎn)生其它安全問題。舉例來說，所述液體通常為酸性或堿性液體，如果不設(shè)定封閉的流體空間，如果發(fā)生液體泄漏等情況，所述酸性或堿性液體很可能會腐蝕所述閥門或所述泵的電性線纜及其他部分，從而可能誘發(fā)安全事故或損壞設(shè)備。
[0062]本發(fā)明中的流體傳送模塊20的再一個特點或優(yōu)點在于:在所述下開口 221的下方還設(shè)置有所述收液盒210，這樣可以在發(fā)生流體泄漏或噴射時，及時收納和排除所述液體，避免對其他部分造成影響。
[0063]再次參考圖3A和3B所示，所述流體傳送模塊20還包括從底部基板22延伸至頂部基板23的第五基板29，該第五基板29與所述側(cè)面基板24和25垂直并相交。該第五基板29的一側(cè)包括所述流體空間28，另一個側(cè)的空間中設(shè)置有氣閥和氣壓計等氣體裝置。所述流體承載裝置30的容器內(nèi)的或預(yù)定氣體供給管道供給的氣體可以通過所述氣閥和管道被輸送至所述半導(dǎo)體處理模塊10的微腔室內(nèi)，所述半導(dǎo)體處理模塊10的微腔室排出的氣體可以通過管道和所述氣閥排出至所述流體承載裝置30的容器內(nèi)或預(yù)定氣體排出管道。所述氣壓計可以檢測微腔室內(nèi)的氣壓。這樣，所述第五基板29可以將所述流體空間28與包括氣閥和氣壓計的氣體空間隔開，這樣在出現(xiàn)液體泄漏時不會影響到氣體區(qū)的設(shè)備，從而進一步提高安全性。所述氣閥也包括有電性線纜。
[0064]如圖3C和3D所示，其示出了所述流體傳送模塊20的另一個實施例。為了更能明確所述流體傳送模塊20中的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在圖3C中并未示出所述頂部基板23。圖3C和圖3D中的流體傳送模塊與圖3A和圖3B中的大部分結(jié)構(gòu)相同，不同之處在于:圖3C示出的流體傳送模塊的側(cè)面基板25上安裝的不是泵，而還是閥門26，所述閥門26的設(shè)置有連通端口 261的端部穿過所述側(cè)面基板25上的安裝孔延伸至所述流體空間28內(nèi)。也就是說，在此實施例中，兩個側(cè)面基板24和25上都設(shè)置所述閥門26，此時流體可以由預(yù)定流體供給管道實時供給，經(jīng)由所述閥門26被輸送至所述微腔室內(nèi)，并從所述微腔室經(jīng)由所述閥門26被輸送給預(yù)定流體排出管道。
[0065]所述控制模塊40通過半導(dǎo)體處理模塊10內(nèi)的驅(qū)動裝置的電性線纜(未圖示)、所述閥門26的電性線纜、所述泵27的電性線纜和/或氣閥的電性線纜進行電性連接，實現(xiàn)對驅(qū)動裝置、閥門26、泵27和/或氣閥進行控制。所述控制模塊40還與重量傳感器330相連接以接收感應(yīng)到的各個容器32的重量數(shù)據(jù)。
[0066]圖4其示出了所述控制模塊40的一個實施例，所述控制模塊40包括閥門控制器41、驅(qū)動控制器42、泵控制器43、氣閥控制器44和監(jiān)控單元45。所述閥門控制器41可以控制所述流體傳送模塊20內(nèi)的各個閥門26，比如各個閥門26是否連通，哪個連通端口和哪個連通端口連通等。所述驅(qū)動控制器42控制所述半導(dǎo)體處理模塊10內(nèi)的驅(qū)動裝置，比如可以控制所述驅(qū)動裝置使得上下微腔室處于打開位置，此時可以裝載和/或移除該半導(dǎo)體晶圓，也可以控制所述驅(qū)動裝置使得上下微腔室處于關(guān)閉位置。所述泵控制器43對所述流體傳送模塊20內(nèi)的泵27進行控制，比如開啟或關(guān)閉，再比如各種參數(shù)，比如液壓、轉(zhuǎn)速等。還可以控制所述氣閥控制器44對所述流體傳送模塊20內(nèi)的氣閥進行控制，比如開啟或關(guān)閉，再比如控制各種參數(shù)，比如氣壓等。所述監(jiān)控單元45根據(jù)來自重量傳感器330、收液盒27內(nèi)的流體傳感器或設(shè)置于其他位置的傳感器的感應(yīng)信號進行實時監(jiān)控，例如:當泄露傳感器檢測到有液體泄漏時進行報警或提醒，并協(xié)助故障排除。
[0067]在通常的應(yīng)用中，所述半導(dǎo)體處理模塊10通過管道與所述流體傳送模塊20連通，所述流體傳送模塊20通過管道與所述流體承載裝置30中的流體連通，所述控制模塊40通過電性線纜與所述半導(dǎo)體處理模塊10中的驅(qū)動裝置、所述流體傳送模塊20中的泵、閥門、氣閥電性相連，各個模塊的連接關(guān)系非常簡單，組裝和更換非常方便。在一個實施例中，各個模塊可以按照圖1所示的位置關(guān)系將各個模塊放置在一起，所述流體承載裝置30放置于最底部，所述流體傳送模塊20放置于所述流體承載裝置30的上部，所述半導(dǎo)體處理模塊10放置于所述流體傳送模塊20的上部，所述控制模塊40放置于所述流體傳送模塊20和所述流體承載裝置30的側(cè)面。
[0068]在其他實施例中，可以根據(jù)需要對各個模塊進行位置調(diào)整各個模塊之間的位置關(guān)系。圖5A示出了本發(fā)明中的半導(dǎo)體處理設(shè)備的另一種組裝方式的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖5A所示，所述流體承載裝置30、所述流體傳送模塊20和所述半導(dǎo)體處理模塊10依次從左到右放置，所述控制模塊40放置于所述流體承載裝置30和所述流體傳送模塊20上方。圖5B示出了本發(fā)明中的半導(dǎo)體處理設(shè)備的再一種組裝方式的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖5B所示，所述流體承載裝置30放置于所述流體傳送模塊20的上方，所述半導(dǎo)體處理模塊10放置于所述流體傳送模塊20的右側(cè)，所述控制模塊40放置于所述流體承載裝置30和所述流體傳送模塊20左側(cè)。
[0069]相對于龐大復(fù)雜的現(xiàn)有半導(dǎo)體處理設(shè)備來說，本發(fā)明中的半導(dǎo)體處理裝置對裝置的組成進行合理的模塊化設(shè)計，該模塊化的結(jié)果具有如下優(yōu)點:1、實現(xiàn)生產(chǎn)線外設(shè)備部件的維護和故障排查、維修；當設(shè)備出現(xiàn)故障，只需要用事先準備好的備件模塊將有問題的模塊替換下來就可以恢復(fù)設(shè)備的運行，盡可能小地影響整個生產(chǎn)線的生產(chǎn)進度，換下來的模塊在進行嚴格地檢查、修復(fù)和維護后可成為下一次故障的備件模塊；2、方便設(shè)備的組裝和搬運；3、模塊的組裝形式多樣化，可以根據(jù)不同廠家、不同生產(chǎn)線和其他要求、條件的變化進行組裝；4、應(yīng)用范圍的擴大和延伸，當生產(chǎn)工藝需要改變時，只需要對設(shè)備的某個模塊進行調(diào)整或重新設(shè)計后替換掉老得模塊，例如:用可處理300毫米晶圓的處理腔模塊換掉只能處理200毫米晶圓的處理腔模塊。
[0070]在一個實施例中，如圖4所示，所述監(jiān)控單元45中記錄有在半導(dǎo)體晶圓處理過程中的各個容器32的預(yù)置時間對重量數(shù)據(jù)。所述監(jiān)控單元45根據(jù)各個重量傳感器330傳輸過來的重量數(shù)據(jù)得到各個容器32的實際時間對重量數(shù)據(jù)，并基于各個容器的預(yù)置時間對重量數(shù)據(jù)和實際時間對重量數(shù)據(jù)確定該容器對應(yīng)的流體傳輸通路是否出現(xiàn)故障。如果一個容器32的預(yù)置時間對重量數(shù)據(jù)和實際時間對重量數(shù)據(jù)偏差超過預(yù)定閾值，則判斷該容器32對應(yīng)的流體傳輸通路可能出現(xiàn)故障，比如泄漏或一個閥門沒有正常開關(guān)，其中一個容器32對應(yīng)的流體傳輸通路是指流體從該容器中被驅(qū)動入所述微腔室內(nèi)的通路，或流體從所述微腔室中流入所述容器32中的通路。從所述容器的時間對重量數(shù)據(jù)中可以得知流體的使用情況，假如某一時段用量過大或過小都可能是由于發(fā)生故障而引起的。此外，所述監(jiān)控單元45還可以根據(jù)所述容器的時間對重量數(shù)據(jù)來調(diào)整從該容器32抽取流體的流速，可以通過所述泵控制器43對所述泵27進行調(diào)整來調(diào)整從該容器抽取流體的流速。
[0071]所述監(jiān)控單元45還可以接收來自收液盒27內(nèi)的流體傳感器的感應(yīng)數(shù)據(jù)確定是否發(fā)生流體泄漏故障。在一個優(yōu)選的實施例中，所述監(jiān)控單元45可以綜合流體傳感器和重量傳感器的感應(yīng)數(shù)據(jù)進行判斷，這樣可以更準確的進行故障檢測，比如可以直接判斷是哪條通路出現(xiàn)故障，哪條通路的哪個位置出現(xiàn)故障。
[0072]上文僅對半導(dǎo)體處理模塊10進行了簡單的介紹，圖7A和7B示出了所述半導(dǎo)體處理模塊10的一個詳細的實施例，下面結(jié)合圖7A和圖7B對所述半導(dǎo)體模塊10進行詳細介紹。
[0073]請參考圖7A和圖7B，其分別示出了本發(fā)明中的半導(dǎo)體處理模塊在一個實施例中的立體示意圖和正面示意圖。簡單來講，所述半導(dǎo)體處理模塊包括平整校正裝置110、微腔室模塊120、驅(qū)動裝置130和立柱裝置140。所述前三個模塊中的各個組件由四根互相平行的立柱裝置140所固定、支撐或?qū)б?，并沿所述立柱裝置140由下往上分別為驅(qū)動裝置130、微腔室模塊120和平整校正裝置110。其中微腔室模塊120包括一處理半導(dǎo)體晶圓的微腔室，所述微腔室包括有上腔室板122和下腔室板126，所述上腔室板122由上盒裝置124支撐，并由位于其上方的平整校正裝置110固定于所述上盒裝置124內(nèi)；相應(yīng)地，所述下腔室板126由下盒裝置128支撐，下盒裝置128又由位于其下方的驅(qū)動裝置130支撐并驅(qū)動。
[0074]所述驅(qū)動裝置130可驅(qū)動所述下盒裝置128依所述立柱裝置140導(dǎo)引而相對于所述上盒裝置124移動，以便當需要裝載及移除半導(dǎo)體晶圓時能夠打開或關(guān)閉上盒裝置124和下盒裝置128，也即能夠打開或關(guān)閉上腔室板122和下腔室板126形成的微腔室。當關(guān)閉所述微腔室時，可將化學(xué)試劑及其他流體通過所述微腔室的入口引入所述微腔室內(nèi)部以供對其內(nèi)的半導(dǎo)體晶圓進行化學(xué)分析、清潔、蝕刻及其他處理，并在處理完畢后，將所述化學(xué)試劑及其他流體通過所述微腔室的入口引出所述微腔室。
[0075]為了便于描述本發(fā)明，首先描述所述驅(qū)動裝置130，所述驅(qū)動裝置130由下向上依次包括底板132、位于底板上方的第一中間板134、位于第一中間板134上方的第二中間板136和位于第二中間板136上方的上板138。所述底板132、第一中間板134、第二中間板136和上板138形成的一個圓柱形的空腔，其內(nèi)部空間可容納有驅(qū)動器，所述驅(qū)動器是現(xiàn)有技術(shù)中較為成熟的產(chǎn)品，比如說氣動驅(qū)動器，類似地，也可以采用其他諸如機械驅(qū)動、電動驅(qū)動或者液壓驅(qū)動原理的驅(qū)動器。但是應(yīng)當了解到，當所述驅(qū)動器產(chǎn)生向上的驅(qū)動力時，所述第二中間板136和上板138會被所述驅(qū)動器的驅(qū)動力所驅(qū)動而向上移動；當所述驅(qū)動器產(chǎn)生向下的驅(qū)動力時，所述第二中間板136和上板138會被所述驅(qū)動器的驅(qū)動力和自身重力所驅(qū)動而向下移動，從而使所述微腔室完成從打開狀態(tài)到關(guān)閉狀態(tài)的變換。易于思及的，在另外一個實施例中，所述底板132和第一中間板134可以一體成型制作成為一塊底部板；所述第二中間板136和上板138可以結(jié)合制作成為一塊頂部板。也就是說，所述驅(qū)動裝置130并不拘泥于上述實施例中描述的實施例，只要能夠達到同樣的或者更優(yōu)的效果的實施方式皆可。
[0076]接著描述如圖7A和圖7B中所示出的微腔室模塊120。所述微腔室模塊120由下向上依次包括下盒裝置128、由下盒裝置128支撐的下腔室板126、隔板125、隔板125上方的上盒裝置124和由上盒裝置124支撐的上腔室板122。所述下盒裝置128和由下盒裝置128支撐的下腔室板126可在所述驅(qū)動裝置130的驅(qū)動下沿所述立柱裝置140的導(dǎo)引而向上或者向下移動。所述隔板125、隔板125上方的上盒裝置124和由上盒裝置124支撐的上腔室板122通常靜止不動，只可由所述平整校正裝置110進行有關(guān)平整性的略微調(diào)整，有關(guān)該細節(jié)下文將會詳述。當所述下盒裝置128和由下盒裝置128支撐的下腔室板126在所述驅(qū)動裝置130的驅(qū)動下沿所述立柱裝置140的導(dǎo)引而向上移動并與所述上腔室板122和上盒裝置124閉合后，將形成微腔室。
[0077]圖8為所述下盒裝置124在一個實施例中700的立體示意圖。所述下盒裝置700的形狀大體上呈底面為正方形的無蓋盒狀。在所述下盒裝置700的四角包括對應(yīng)于所述立柱裝置140的四個柱位孔702。所述下盒裝置700的底面較厚，且相對于上盒裝置124的一面包括有三個傾斜角度和傾斜方式相同、并列且寬度相同的斜坡面704，此處包括斜坡面的底面設(shè)計用于收集位于其上方的下腔室板滴漏的化學(xué)藥劑或者其他流體。藉由上述斜坡面，化學(xué)制劑或者其他流體最終可流動到所述斜坡面704的坡底。此時再配合連通所述斜坡面的坡底704的導(dǎo)流凹槽、孔洞、管線或者收納盒之類的裝置即可收集該流體。
[0078]同時應(yīng)當認識到所述奇數(shù)斜坡面的坡底704朝向的盒壁缺失不存在的，而其他三個盒壁706與所述底面接觸的內(nèi)壁部位向水平方向凹陷形成一凹槽707。所述下腔室板128可經(jīng)由缺失的盒壁部位，沿其他盒壁706上的凹槽707水平滑動進入所述下盒裝置700并由所述底面支撐。同理，當所述下腔室板128位于下盒裝置700內(nèi)時也可以沿所述凹槽707滑動，從缺失的盒壁部位滑動出所述下盒裝置700。所述下盒裝置700的四邊還分別形成有矩形的缺口 708。
[0079]請參考圖9，其示出了所述下腔室板128在一個實施例800中與所述下盒裝置700的組裝示意圖。雖然所述下腔室板800通常為一體成型。所述下腔室板800包含下部820和位于所述下部820之上的上部840。所述下部820的尺寸和邊緣厚度分別對應(yīng)于所述下盒裝置700的盒壁706之間的距離和凹槽707的寬度。以使所述下腔室板800可以沿所述下盒裝置700的盒壁706上的凹槽707滑動。所述上部840上形成有腔壁，所述腔壁圍成開口空腔，空腔的底面為所述微腔室的下工作面。
[0080]應(yīng)當認識到，所述下腔室板800采用可抽拉式的方式滑動進入或者移出，可以非常方便地進行裝載和移除。由于半導(dǎo)體晶圓的大小分為4英寸、5英寸、6英寸、8英寸等等規(guī)格，加工時需要根據(jù)不同尺寸的晶圓更換匹配的下腔室板。同時，在所述下腔室板800滑動進入所述下盒裝置700時，還可以使用一插件160(如圖7A中所示)將其卡合于所述下盒裝置內(nèi)，在圖10中示出了所述插件160在一個實施例900中的反面立體示意圖。所述插件900的兩邊包含與所述下盒裝置700的凹槽707對應(yīng)的凸肋902，所述插件900的底部也即圖示中的上面包含有對應(yīng)于所述偶數(shù)斜坡面的凸起904和奇數(shù)斜坡面的凹陷906以對應(yīng)所述下盒裝置700的底面構(gòu)造。顯然地，藉由所述插件900的固定作用，所述下腔室板800可以被固定于所述下盒裝置700內(nèi)。
[0081]所述上腔室板122基本包括有大體上對稱于所述下腔室板800的結(jié)構(gòu)。所述上腔室板122包括呈正方形的上部和呈圓盤形的下部，本領(lǐng)域的技術(shù)人員通過圖8非常易于思及到所述上腔室板122的構(gòu)造，故本文省略所述上腔室板122的相關(guān)示意圖。顯然，所述上腔室板122的正方形的上部的邊長和所述圓盤形下部的直徑都可以與所述下腔室板800相同或者相近，且所述下部上形成有腔壁，所述腔壁圍成開口空腔，空腔的底面為所述微腔室的上工作面。應(yīng)當認識到，當所述下腔室板800的腔壁和所述上腔室板的腔壁閉合或者緊貼時，其中會形成一用于容納半導(dǎo)體晶圓的空腔。
[0082]圖11和圖12分別示出了所述上盒裝置124在一個實施例1000中的立體示意圖和仰視圖。所述上盒裝置1000的形狀大體上為底部為正方形的無蓋盒裝。所述上盒裝置1000的四角分別有對應(yīng)于所述立柱裝置140的柱位孔1020所述底部的中央部分包含有略大于所述上腔室板的下部的圓形空腔1040，所述圓形空腔1040包含有向下延伸出所述底部的圓周凸肋1042。并且藉由包含三個盒壁1060的與所述上腔室板122的上部相吻合的盒狀空間，形成可緊密容納所述上腔室板122的結(jié)構(gòu)。藉由該結(jié)構(gòu)，所述上腔室板122可以被所述上盒裝置1000所穩(wěn)定的支撐。
[0083]圖13示出了所述隔板125在一個實施例1200中的俯視示意圖。所述隔板1200的形狀呈正方形，并在所述隔板1200的四角包括對應(yīng)于所述立柱裝置140的四個柱位孔1220。所述隔板1200的中央部分包含有可以緊密接收上盒裝置1000的圓周凸肋1042的圓形缺口 1240。所述隔板1200的主要作用是支撐位于其上方的上盒裝置1000和容納于所述上盒裝置1000內(nèi)的上腔室板122。所述隔板1200的四邊還分別形成有矩形的缺口 1260，所述缺口 1260可以用于容納管線及安裝其他諸如閥、流動控制器、感測器之類的元件。在一個實施例中，所述隔板1200可以采用不銹鋼材料制作。
[0084]所述平整校正裝置110包括校正板114、頂板112以及螺釘152。首先通過調(diào)節(jié)所述校正板114的四角上方的螺帽給予所述校正板114的四角適當?shù)膲毫?，可以初步調(diào)節(jié)所述上腔室板122的平整性。再利用現(xiàn)有的水平測量裝置或者觀察閉合狀態(tài)的微腔室，根據(jù)測量結(jié)果或者觀察結(jié)果，配合多個螺釘152在頂板112上的安裝，可以精確地調(diào)整所述校正板122上的壓力分布，從而使得所述上腔室板122處于較為符合工藝要求的狀態(tài)。當然，在一些實施例中，也可能需要調(diào)節(jié)所述上腔室板122處于一定傾角的狀態(tài)，以方便對半導(dǎo)體晶圓做相應(yīng)的處理，此時調(diào)節(jié)所述上腔室板122的方式可以從上述描述中很容易地聯(lián)想到。
[0085]所述平整校正裝置110可以使所述上腔室板122的下表面處于較為合適的固定狀態(tài)，而所述驅(qū)動裝置130可以使所述下腔室板126的上表面下降或者上升而使得所述上腔室板122的下表面和所述下腔室板126的上表面形成的微腔室處于打開或者關(guān)閉狀態(tài)。當然，為了獲得較為嚴密的微腔室，所述上腔室板122的下表面和所述下腔室板126的上表面可以具有相應(yīng)的貼合或者耦合結(jié)構(gòu)，所述上腔室板122、上盒裝置124、下腔室板126和下盒裝置128的貼合處還可以采用諸如橡膠質(zhì)地的密封O環(huán)等元件。同時為了能夠使化學(xué)制劑或者其他流體能夠進入和排出微腔室，所述上腔室板122和下腔室板126還應(yīng)當具有中空的微小管道和導(dǎo)流槽之類的入口和出口結(jié)構(gòu)。譬如需要使得半導(dǎo)體晶圓在所述微腔室內(nèi)部時，半導(dǎo)體晶圓和所述微腔室的內(nèi)壁形成有可供化學(xué)制劑流通的空隙，該空隙的預(yù)定寬度通常在0.0lmm與1mm之間。諸如上述這些本文中未詳細描述的部分，均為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的內(nèi)容，在此不再累述。
[0086]在一個具體的實施例中，當采用本發(fā)明中的半導(dǎo)體處理裝置100處理半導(dǎo)體晶圓時，處理過程大概可分為如下幾個過程:腔室板更換過程、化學(xué)處理過程。
[0087]在腔室板更換過程，可以根據(jù)要處理的半導(dǎo)體晶圓尺寸而更換匹配的腔室板。首先將驅(qū)動器產(chǎn)生向下的驅(qū)動力而使下盒裝置128和下腔室板126下降，然后打開或者拔出插件160，再將原有的下腔室板126沿所述下盒裝置128的導(dǎo)航凹槽中滑動取出。將合適的所述下腔室板126沿所述下盒裝置128的導(dǎo)航凹槽中滑動裝入，安裝所述插件160以使所述下腔室板126固定于所述下盒裝置128內(nèi)。
[0088]在化學(xué)處理過程，首先利用所述驅(qū)動裝置130將所述微腔室閉合，再通過所述上腔室板122內(nèi)的中空的微小管道及入口將化學(xué)制劑或其他流體引入所述微腔室以對內(nèi)部的晶圓進行諸如分析、蝕刻之類的處理，然后通過內(nèi)部的壓力、諸如氣體的運載或者重力驅(qū)使所述化學(xué)制劑或其他流體經(jīng)由所述下腔室板126內(nèi)的中空的微小管道或者導(dǎo)流槽之內(nèi)的結(jié)構(gòu)以及出口排出。特別地，由于上腔室板122和下腔室板126在設(shè)計時需要考慮諸如中空的微小管道或者導(dǎo)流槽之類的結(jié)構(gòu)，根據(jù)具體實施例所述上腔室板122和下腔室板126可能有多種變形和更為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，并不完全如本文中對于上腔室板122和下腔室板126的描述，故有關(guān)此處的區(qū)別不應(yīng)當作為制約本發(fā)明的保護范圍的因素。
[0089]除了圖7A和7B示出的結(jié)構(gòu)，所述半導(dǎo)體處理模塊10還可以是采用其他類似的微腔室的結(jié)構(gòu)。
[0090]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，本發(fā)明還提供圖1所示的半導(dǎo)體處理裝置的在線故障檢測方法，其包括:所述控制模塊40中記錄有在半導(dǎo)體晶圓處理過程中的各個容器的預(yù)置時間對重量數(shù)據(jù)；每個重量傳感器330感測位于其上方的容器32的重量，并將其感測到的相應(yīng)容器的重量數(shù)據(jù)傳輸給所述控制模塊40 ;所述控制模塊40根據(jù)各個重量傳感器330傳輸過來的重量數(shù)據(jù)得到各個容器32的實際時間對重量數(shù)據(jù)，并基于各個容器的預(yù)置時間對重量數(shù)據(jù)和實際時間對重量數(shù)據(jù)確定該容器32對應(yīng)的流體傳輸通路是否出現(xiàn)故障。
[0091]上述說明已經(jīng)充分揭露了本發(fā)明的【具體實施方式】。需要指出的是，熟悉該領(lǐng)域的技術(shù)人員對本發(fā)明的【具體實施方式】所做的任何改動均不脫離本發(fā)明的權(quán)利要求書的范圍。相應(yīng)地，本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍也并不僅僅局限于前述【具體實施方式】。
【權(quán)利要求】
1.一種流體承載裝置，其特征在于，其包括支撐框和位于支撐框底部的重量傳感裝置， 重量傳感裝置包括有多個重量傳感器，每個重量傳感器上能夠放置一個承載流體的容器，每個重量傳感器能夠感測位于其上方的容器的重量，并將其感測到的相應(yīng)容器的重量數(shù)據(jù)傳輸出去， 所述重量傳感裝置包括安裝本體、多個容器托盤、多個連接接頭、多個重量傳感單元和底部封板，相應(yīng)的容器托盤、連接接頭、重量傳感單元組裝在一起形成一個重量傳感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體承載裝置，其特征在于， 所述安裝本體包括有形成于其頂面上的多個凸起部、形成于所述凸起部下側(cè)的多個容納腔體以及貫穿所述凸起部并與所述容納腔體連通的多個穿孔， 每個容器托盤包括本體部、形成于所述本體部底部的凹槽及形成于所述本體部底部中心的孔道， 每個容器托盤安裝于所述安裝本體的對應(yīng)凸起部上，其中所述孔道的側(cè)壁延伸入所述凸起部的穿孔并固持于其內(nèi)，所述凸起部則延伸入所述容器托盤的凹槽并固持于其內(nèi)， 每個重量傳感器單元包括有形成于其頂部中心的連接孔，其收容于所述安裝本體的對應(yīng)的容納腔體中，其中所述連接接頭的一端延伸入所述重量傳感器的連接孔內(nèi)，另一端經(jīng)過所述穿孔延伸入所述托盤的孔道內(nèi)，所述底部封板安裝于所述安裝本體的底部，并將各個重量傳感單元封裝于所述安裝本體內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的流體承載裝置，其特征在于，所述容器托盤的本體部的周邊形成有凸肋。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的流體承載裝置，其特征在于，所述托盤的凹槽的底部還設(shè)置有環(huán)形槽道。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的流體承載裝置，其特征在于，所述安裝本體包括有形成于其頂面周邊上的阻擋部，各個凸起部之間具有縫隙空間，所述阻擋部和所述凸起部圍成一定空間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的流體承載裝置，其特征在于，所述安裝本體是一體式結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的流體承載裝置，其特征在于，所述安裝本體的側(cè)壁上形成有將阻擋部和凸起部圍成的空間連通至外界的通道。
【文檔編號】H01L21/673GK203932028SQ201420336968
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年6月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月23日
【發(fā)明者】溫子瑛, 倪元旺 申請人:無錫華瑛微電子技術(shù)有限公司