半導體處理設備及其在線故障檢測方法
【專利說明】
【技術領域】
[0001]本發明涉及半導體表面處理領域，尤其涉及一種對半導體晶圓進行表面化學處理的半導體處理設備及其在線故障檢測方法。
【【背景技術】】
[0002]目前集成電路電子產品廣泛被應用到很多領域中，比如計算機、通信、工業控制和消費性電子等。集成電路的制造業，已經成為和鋼鐵一樣重要的基礎產業。
[0003]晶圓是生產集成電路所用的載體。在實際生產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有方法可分為兩種類別:諸如浸沒與噴射技術的濕法處理過程，及諸如基于化學氣相與等離子技術的干法處理過程。其中濕法處理過程是現有技術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溶液浸沒或噴射晶圓之一連串步驟組成。
[0004]一般現有的制備超清潔晶圓表面的設備主要由反應容器、化學液存儲系統、化學液傳送系統組成。反應容器為浸沒式的反應槽池或噴淋式的反應腔室；化學液存儲系統主要由容器、泵、閥門、過濾器等組成；化學傳送系統主要由泵、閥門、壓力和流量控制零件、管道等組成。一旦各系統中的部件如泵、閥門發生故障，如閥門不能正常開關，將會影響晶圓的清洗效果，從而影響產品的良率，因此，生產線上50%的良率問題是與清洗工藝有關。通常，需要對所有的系統部件進行實時監察以及定期維護，但由于系統部件太多，難以保證每個有問題的部件都能及時地被發現。
[0005]因此，有必要提出一種解決方案來解決上述問題。
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【發明內容】
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[0006]本發明要解決的技術問題在于提供一種體積較小、結構簡單、組件易于更換、方便搬運的半導體處理裝置，其運行可靠，具有自動監測設備運行狀態的能力，在線監測設備零部件的工作狀態，及時發現和處理出現問題的部件，確保工藝效果和質量。本發明要解決的技術問題在于提供一種半導體處理裝置的在線故障檢測方法，其可以方便的在線檢測該半導體處理裝置是否發生故障，保證設備的運行質量及工藝效果，提高設備智能自動化程度。
[0007]為了解決上述問題，根據本發明的一個方面，本發明提供了一種半導體處理設備，其包括半導體處理模塊、流體傳送模塊、流體承載模塊和控制模塊。所述半導體處理模塊包括一用于容納和處理半導體晶圓的微腔室，所述微腔室包括一個或多個供流體進入所述微腔室的入口和一個或多個供流體排出所述微腔室的出口。所述流體承載模塊還包括用于承載各種流體的多個容器和分別位于所述多個容器下方的多個重量傳感器，每個重量傳感器感測位于其上方的容器的重量，并將其感測到的相應容器的重量數據傳輸給所述控制模塊。所述流體傳送模塊用于將所述容器內的未使用流體通過管道和所述微腔室的入口輸送至所述微腔室內，被所述流體傳送模塊輸送至所述微腔室內的流體在所述微腔室內對其內的半導體晶圓進行處理，之后已使用過的流體經由所述微腔室的出口、管道以及所述流體傳送模塊流入所述流體承載模塊中的相應容器或流體排出管道內，所述控制模塊用于控制所述半導體處理模塊和所述流體傳送模塊。
[0008]進一步的，所述控制模塊中記錄有在半導體晶圓處理過程中的各個容器的預置時間對重量數據，所述控制模塊根據各個重量傳感器傳輸過來的重量數據得到各個容器的實際時間對重量數據，并基于各個容器的預置時間對重量數據和實際時間對重量數據自動控制容器內流體的添加或排放。
[0009]進一步的，所述控制模塊中記錄有在半導體晶圓處理過程中的各個容器的預置時間對重量數據，所述控制模塊根據各個重量傳感器傳輸過來的重量數據得到各個容器的實際時間對重量數據，并基于各個容器的預置時間對重量數據和實際時間對重量數據確定該容器對應的流體傳輸通路是否出現故障。
[0010]進一步的，如果一個容器的預置時間對重量數據和實際時間對重量數據偏差超過預定閾值，則判斷該容器對應的流體傳輸通路出現故障，例如:傳輸通路上的某閥門沒有按照指令運動到指定位置，或傳送泵沒能按設置速度傳送處理液。
[0011]進一步的，所述流體傳送模塊包括支撐框、組裝于所述支撐框上的多個基板以及閥門，所述多個基板圍出一個小空間，所述閥門的設置有連通端口的端部穿過所述基板上的安裝孔延伸至所述流體空間內，組裝于所述支撐框上的多個基板包括底部基板、與所述底部基板間隔設置的頂部基板和兩個互相間隔設置的側面基板。
[0012]進一步的，兩個側面基板平行設置，所述頂部基板和所述底部基板平行設置，在所述底部基板上開設有連通所述流體空間的下開口，該下開口供連接用的管道穿過，所述流體傳送模塊還包括設置于所述下開口的下方的收液盒，在所述頂部基板上開設有連通所述流體空間的上開口，該上開口供連接用的管道穿過，每個側面基板上都安設有多個閥門。
[0013]進一步的，所述半導體處理設備還包括設置于所述收液盒內的用于探測是否有泄漏流體的流體傳感器，在所述流體傳感器探測到收液盒內有泄漏流體時，則將感應數據傳輸給所述控制模塊，由所述控制模塊確定是否發生泄漏故障。
[0014]進一步的，所述流體傳送模塊還包括有泵，所述泵的設置有吸入液體的吸入口和排出液體的排出口的端部穿過其中的一個側面基板上的安裝孔延伸至所述流體空間內，所述閥門的設置有連通端口的端部穿過其中的另一個側面基板上的安裝孔延伸至所述流體空間內，所述泵的吸入口、所述泵的排出口、所述閥門的連通端口、所述微腔室的入口和/或所述微腔室的出口通過管道連通。
[0015]進一步的，所述控制模塊根據所述容器的預置時間對重量數據來調整從該容器抽取流體的流速。
[0016]根據本發明的另一個方面，本發明提供了一種上述半導體處理裝置的在線故障檢測方法，其包括:所述控制模塊中記錄有在半導體晶圓處理過程中的各個容器的預置時間對重量數據；每個重量傳感器感測位于其上方的容器的重量，并將其感測到的相應容器的重量數據傳輸給所述控制模塊；所述控制模塊根據各個重量傳感器傳輸過來的重量數據得到各個容器的實際時間對重量數據，并基于各個容器的預置時間對重量數據和實際時間對重量數據確定該容器對應的流體傳輸通路是否出現故障。
[0017]進一步的，如果一個容器的預置時間對重量數據和實際時間對重量數據偏差超過預定閾值，則判斷該容器對應的流體傳輸通路出現故障。
[0018]進一步的，所述控制模塊還接收設置于所述收液盒內的流體傳感器發出的感應數據，并在所述流體傳感器探測到所述收液盒內有泄漏流體時確定是否發生泄漏故障。
[0019]與現有技術相比，本發明中的半導體處理裝置由幾個模塊組成，具有結構簡單，組裝方便靈活，易于更換、便于維修等優點。同時，由于設置了在各個容器下方設置重量傳感器，這樣可以實時的了解各個容器的重量，從而根據這些數據來確定目前的半導體處理裝置是否發生故障。
[0020]關于本發明的其他目的，特征以及優點，下面將結合附圖在【具體實施方式】中詳細描述。
【【附圖說明】】
[0021]結合參考附圖及接下來的詳細描述，本發明將更容易理解，其中同樣的附圖標記對應同樣的結構部件，其中:
[0022]圖1為本發明中的半導體處理設備的結構示意圖；
[0023]圖2A為圖1中的流體承載模塊在一個實施例中的立體結構示意圖；
[0024]圖2B為圖2A中的流體承載模塊的立體分解示意圖；
[0025]圖3A為圖1中的流體傳送模塊在一個實施例中的立體結構示意圖
[0026]圖3B為圖3A中的流體傳送模塊的平面投影視圖；
[0027]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構示意圖；
[0028]圖3D為圖3C中的流體傳送模塊的平面投影視圖；
[0029]圖3E為圖1中的流體傳送模塊中的收液盒的結構示意圖；
[0030]圖4為圖1中的控制模塊在一個實施例中的結構框圖；
[0031]圖5A為本發明中的半導體處理設備的另一種組裝方式的結構示意圖；
[0032]圖5B為本發明中的半導體處理設備的再一種組裝方式的結構示意圖；
[0033]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；
[0034]圖6B為圖6A所示的重量傳感裝置的立體分解示意圖；
[0035]圖6C為圖6B中的重量傳感裝置的容器托盤的剖視圖；
[0036]圖6D為圖6B中的重量傳感裝置的容器托盤的仰視圖；
[0037]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；
[0038]圖6F為圖6B中的重量傳感裝置的重量傳感單元的立體圖；
[0039]圖7A為圖1中的半導體處理模塊在一個實施例中的立體示意圖；
[0040]圖7B為圖7A中的半導體處理模塊的主視示意圖；
[0041]圖8為圖7A中的下盒裝置在一個實施例中的立體示意圖；
[0042]圖9為圖7A中的