晶圆处理装置及其工作方法与流程

本发明涉及半导体领域，尤其涉及一种晶圆处理装置及其工作方法。

背景技术：

在半导体领域，通常利用机械手将晶圆放入腔室内进行处理，只有晶圆置于正确的位置，晶圆处理装置才能正常运转。若晶圆所处的位置不对，将触发晶圆处理装置的报警系统。此时，需要人工将晶圆置于正确位置。

然而，人工将晶圆置于正确位置，易对晶圆造成污染。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题是提供一种晶圆处理装置及其工作方法，以降低晶圆被污染。

为解决上述技术问题，本发明提供一种晶圆处理装置，包括：腔体，所述腔体内包括正位区，所述正位区用于放置晶圆，所述腔体具有第一外表面；自所述第一外表面通入所述腔体内的开口；固定于所述第一外表面的旋转装置，所述旋转装置与第一外表面平行；可动连接于所述旋转装置的复位装置，所述复位装置可绕所述旋转装置转动；探测装置，用于获取晶圆的位置信息；判断单元，用于根据所述位置信息判断是否至少部分晶圆位于所述正位区外；发射单元，当至少部分晶圆位于所述正位区外时，所述发射单元用于向所述复位装置发送复位信号，驱动所述复位装置绕旋转装置向开口旋转。

可选的，所述探测装置包括固定于所述第一外表面的若干探测发射端和若干探测接收端，且若干探测发生端与若干探测接收端分别位于所述开口相对两侧，若干所述探测发射端位于开口的同一侧，若干所述探测接收端位于开口的同一侧，所述探测发射端和探测接收端一一对应；所述探测发射端用于发射探测光，所述探测接收端用于接收探测光；所述探测发射端的排列方向平行于晶圆的表面。

可选的，所述开口包括相对的第一侧和第二侧，所述第一侧和第二侧壁垂直于探测发射端的排列方向，所述开口还包括相对的第三侧和第四侧，所述第三侧和第四侧平行于探测发射端的排列方向。

可选的，所述旋转装置仅位于第一侧、第二侧、第三侧和第四侧时，所述复位装置旋转至平行于第一外表面所在平面时，所述复位装置在所述第一外表面所在平面上具有第一投影图像，所述开口在所述第一外表面所在平面上具有第二投影图形，所述第一投影图形与所述第二投影图形至少部分重合。

可选的，所述复位装置的形状包括长方体。

可选的，旋转装置包括分别设置于开口相对两侧的第一旋转轴和第二旋转轴；所述复位装置包括第一复位部和第二复位部，所述第一复位部与第一旋转轴可动连接，所述第二复位部与第二旋转轴可动连接。

可选的，所述第一复位部的形状包括长方体；所述第二复位部的形状包括长方体。

可选的，所述第一复位部包括第一连接部和第二连接部，所述第一连接部包括第一端和第二端，所述第一连接部的第一端与第一旋转轴相连，所述第一连接部的第二端与第二连接部相连，所述第一连接部垂直于第一旋转轴，所述第二连接部平行于第一旋转轴；所述第二复位部包括第三连接部和第四连接部，所述第三连接部包括第三端和第四端，所述第三连接部的第三端与第二旋转轴相连，所述第三连接部的第四端与第四连接部相连，所述第三连接部垂直于第二旋转轴，所述第四连接部平行于第二旋转轴；第二连接部与第一旋转轴之间的距离小于晶圆的尺寸，且所述第四连接部与第二旋转轴之间的距离小于晶圆的尺寸。

可选的，当第一复位部和第二复位部旋转至平行于第一外表面所在平面时，所述第一复位部和第二复位部的侧壁相互接触。

可选的，所述复位装置还包括：压力传感器，用于获取复位装置对晶圆的压力信息；控制单元，当所述压力信息大于压力传感器的预设值时，用于使复位装置停止向开口旋转。

相应的，本发明还提供一种晶圆处理装置的工作方法，包括：提供晶圆；提供上述晶圆处理装置；通过所述开口将晶圆放入腔体内；获取所述晶圆的位置信息；根据所述位置信息判断是否至少部分晶圆位于所述正位区外；当至少部分晶圆位于所述正位区外时，使复位装置沿旋转装置向开口旋转，将晶圆推入正位区内。

可选的，所述复位装置的旋转速度为：5转/分～10转/分。

可选的，将晶圆推入正位区内之后，还包括：复位所述复位装置；复位所述复位装置的方法包括：使复位装置沿旋转装置向背离开口的方向运动。

与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：

本发明技术方案提供的晶圆处理装置中，当判断单元根据晶圆的位置信息判断至少部分晶圆处于所述正位区外时，发射单元使复位装置沿旋转装置向开口旋转，当复位装置接触到晶圆时，复位装置继续沿旋转装置向开口旋转，使得处于正位区外的晶圆被推入正位区内。由于复位装置洁净，使得利用复位装置将正位区之外的晶圆推入正位区的过程中，不易给晶圆带来污染。

进一步，所述复位装置包括第一复位部和第二复位部，所述第一复位部和第二复位部同时向开口旋转，有利于防止晶圆被推至腔室内的一侧因受腔室内侧壁的挤压而发生破碎。

进一步，所述第一复位部包括第一连接部和第二连接部，所述第一连接部包括第一端和第二端，所述第一连接部的第一端与第一旋转轴相连，所述第一连接部的第二端与第二连接部相连，所述第一连接部垂直于第一旋转轴，所述第二连接部平行于第一旋转轴；所述第二复位部包括第三连接部和第四连接部，所述第三连接部包括第三端和第四端，所述第三连接部的第三端与第二旋转轴相连，所述第三连接部的第四端与第四连接部相连，所述第三连接部垂直于第二旋转轴，所述第四连接部平行于第二旋转轴。利用所述第一复位部和第二复位部将处于正位区外的晶圆推入正位区的过程中，易于观察晶圆的移动情况。

附图说明

图1是一种晶圆处理装置的结构示意图；

图2是本发明一实施例的晶圆处理装置的结构示意图；

图3是本发明另一实施例的晶圆处理装置复位状态时的结构示意图；

图4是本发明又一实施例的晶圆处理装置复位状态时的结构示意图；

图5是本发明再一实施例的晶圆处理装置复位状态时的结构示意图；

图6是本发明还有一实施例的晶圆处理装置复位状态时的结构示意图；

图7是本发明晶圆处理装置工作方法的流程图；

图8是图2晶圆处理装置工作状态时的结构示意图。

具体实施方式

正如背景技术所述，利用现有晶圆处理装置复位晶圆时易对晶圆造成污染。

图1是一种晶圆处理装置的结构示意图。

请参考图1，所述腔体100内包括正位区ⅰ，所述正位区ⅰ用于放置晶圆，所述腔室100具有第一外表面x；自所述第一外表面x通入腔室100内的开口101；固定于开口101相对两侧第一外表面x的探测装置102，用于获取晶圆的位置信息；判断单元(图中未示出)，根据所述位置信息判断是否至少部分晶圆位于所述正位区ⅰ外；当至少部分晶圆位于所述正位区ⅰ外时，报警系统报警。

上述晶圆处理装置中，所述探测装置102包括相对设置的探测发射端102a和探测接收端102b，所述探测发射端102a用于发射探测光，所述探测接收端102b用于接收探测光。当所述探测接收端102b接收不到探测光时，则判断单元判断至少部分晶圆处于正位区ⅰ外，则报警系统将报警。当报警系统报警时，需要手工将处于正位区ⅰ外的晶圆移动至正位区ⅰ内。

然而，手工移动晶圆时，易对晶圆表面带来污染。

为解决所述技术问题，本发明提供了一种晶圆处理装置，包括：所述腔体内包括正位区，所述正位区用于放置晶圆，所述腔体具有第一外表面；自所述第一外表面通入所述腔体内的开口；固定于所述第一外表面的旋转装置，所述旋转装置与第一外表面平行；可动连接于所述旋转装置的复位装置，所述复位装置可绕所述旋转装置转动。利用所述晶圆处理装置能够降低对晶圆的污染。

为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

图2是本发明一实施例的晶圆处理装置复位状态时的结构示意图。

请参考图2，腔体200，所述腔体200内包括正位区a，所述正位区a用于放置晶圆，所述腔体200具有第一外表面y；自所述第一外表面y通入所述腔体200内的开口201；固定于所述第一外表面y的旋转装置203，所述旋转装置203与第一外表面y平行；可动连接于所述旋转装置203的复位装置204，所述复位装置204可绕所述旋转装置203转动；探测装置202，用于获取晶圆的位置信息；判断单元(图中未示出)，用于根据所述位置信息判断是否至少部分晶圆位于所述正位区a外；发射单元(图中未示出)，当至少部分晶圆位于所述正位区a外时，所述发射单元用于向所述复位装置204发生复位信号，驱动所述复位装置204沿旋转装置203向开口201旋转。

腔体200为处理晶圆提供一密闭环境，防止在处理晶圆的过程中受外界环境的影响。

所述腔室200内具有若干层支架(图中未示出)，所述支架用于承载晶圆。

在本实施例中，腔室200为冷却腔室，所述冷却腔室用于对晶圆进行冷却处理。

所述探测装置202包括固定于第一外表面y的若干探测发射端202a和若干探测接收端202b，且若干探测发生端202a与若干探测接收端202b分别位于所述开口201相对两侧，若干所述探测发射端202a位于开口201的同一侧，若干所述探测接收端202b位于开口201的同一侧，所述探测发射端202a和探测接收端202b一一对应，所述探测发射端202a用于发射探测光，探测接收端202b用于接收探测光；所述探测发射端202a的排列方向平行于晶圆的表面。

在本实施例中，以所述探测发射端202a的个数为3个，所述探测接收端202b的个数为3个进行说明。

在其他实施例中，所述探测发射端的个数为1个～2个，或者，所述探测发射端的个数为3个以上；所述探测接收端的个数为1个～2个，或者，所述探测接收端的个数为3个以上。

判断单元的工作原理包括：当探测接收端202b接收不到探测光时，判断单元判断至少部分晶圆处于正位区a外，发射单元使复位装置204沿旋转装置203旋转。当所述复位装置204旋转至开口201时，所述复位装置204用于将位于正位区a外的晶圆推入正位区a内。所述复位装置204洁净，利用复位装置204将处于正位区a外的晶圆推入正位区a的过程中，不易对晶圆造成污染。

所述正位区a为晶圆希望被放置的位置，所述正位区a之外的区域为晶圆不希望放置的位置。

所述开口201用于将晶圆置于腔室200内，将晶圆放入腔室200内的工具包括机械手。利用机械手将晶圆放入腔室200内，难以保证所有的晶圆都被放入正位区a内，个别晶圆被放入正位区a外。

当晶圆处于正位区a外，发射单元使得复位装置204能够沿旋转装置203朝开口201方向旋转，将处于正位区a外的晶圆移至正位区a内。

所述复位装置204还包括：压力传感器(图中未示出)，所述压力传感器用于获取复位装置204对晶圆的压力信息；控制单元(图中未示出)，当复位装置204对晶圆的压力大于预设值时，用于使复位装置204停止向开口201旋转，有利于防止复位装置204对处于正位区a外的晶圆的压力过大，造成晶圆碎片。

在本实施例中，旋转装置203垂直于探测发射端202a的排列方向，所述旋转装置203包括分别设置于开口201相对两侧的第一旋转轴203a和第二旋转轴203b。

在本实施例中，所述复位装置204包括第一复位部204a和第二复位部204b。当第一复位部204a和第二复位部204b旋转至平行于第一外表面y所在平面时，所述第一复位部204a和第二复位部204b的侧壁相互接触。

在本实施例中，所述第一复位部204a包括第一连接部(图中未标出)和第二连接部(图中未标出)，所述第一连接部包括第一端b和第二端c，所述第一端b与第一旋转轴203a相连，第二端c与第二连接部相连，所述第一连接部垂直于第一旋转轴203a，所述第二连接部平行于第一旋转轴203a；所述第二复位部204b包括第三连接部(图中未标出)和第四连接部(图中未标出)，所述第三连接部包括第三端d和第四端e，所述第三端d与第二旋转轴203b相连，第四端e与第二连接部相连，所述第三连接部垂直于第二旋转轴203b，所述第四连接部平行于第二旋转轴203b。

在本实施例中，第二连接部与第一旋转轴203a之间的距离小于晶圆的尺寸，且所述第四连接部与第二旋转轴203b之间的距离小于晶圆的尺寸，使得晶圆不能从第二连接部和第一旋转轴203a之间的间隙、以及第四连接部与第二旋转轴203b之间的间隙穿过，因此，所述第一复位部204a和第二复位部204b能够将置于正位区a外的晶圆推入正位区a内。并且，第一复位部204a绕第一旋转轴203a旋转，且第二复位部204b绕第二旋转轴203b旋转的过程中，能够看到晶圆的移动情况。

在本实施例中，第一复位部204a和第二复位部204b旋转至正位区a外接触的是晶圆的侧壁，而不是晶圆的表面，因此，有利于防止晶圆沿厚度方向上被压弯。

在本实施例中，所述第一复位部204a和第二复位部204b同时工作，不仅能够将晶圆推至正位区a内，还能够防止晶圆被推向腔室200的一侧，防止晶圆因受腔室200内侧壁的挤压而发生碎片。具体的，当晶圆被放置于靠近第一旋转轴203a的正位区a外，所述第一复位部204a用于将晶圆推入正位区a内。同时，第二复位部204b用于防止晶圆被第一复位部204a推入正位区a内的过程中，被推向靠近第二旋转轴203b的腔室200的内侧壁，因此，所述第二复位部204b用于防止晶圆靠近第二旋转轴203b的腔室200内侧壁的挤压发生碎片；同样的，当晶圆被放置于靠近第二旋转轴203b的正位区a外，所述第二复位部204b用于将晶圆推入正位区a内。同时，第一复位部204a用于防止晶圆被第二复位部204b推入正位区a内的过程中，被推向靠近第一旋转轴203a的腔室200的内侧壁，因此，所述第一复位部204a用于防止晶圆受靠近第一旋转轴203a的腔室200内侧壁的挤压发生碎片。

图3是本发明另一实施例的晶圆处理装置复位状态时的结构示意图。

本实施例中与图2实施例的不同之处仅在于：所述第一复位部300a的形状为长方体，所述第二复位部300b的形状为长方体。

图4是本发明又一实施例的晶圆处理装置复位状态时的结构示意图。

所述开口201包括相对的第一侧11和第二侧12，所述第一侧11和第二侧12垂直于探测发射端202a。

在本实施例中，所述复位装置400仅位于第一侧11。

在其他实施例中，所述复位装置仅位于第二侧。

所述复位装置400旋转至平行于第一外表面y所在平面时，所述复位装置400在所述第一外表面y所在平面上具有第一投影图形，所述开口201在所述第一外表面y所在平面上具有第二投影图形，所述第一投影图形与所述第二投影图形至少部分重合使得复位装置400旋转至开口201时，能够将处于正位区a外的晶圆推入正位区a内。

图5是本发明再一实施例的晶圆处理装置复位状态时的结构示意图。

所述开口201包括相对的第三侧13和第四侧14，所述第三侧13和第四侧14平行于探测发射端202a。

在本实施例中，所述复位装置500仅位于第三侧13。

在其他实施例中，所述复位装置仅位于第四侧。

所述复位装置500沿旋转装置203旋转至平行于第一外表面y所在平面时，所述复位装置500在所述第一外表面y所在平面上具有第一投影图形，所述开口201在所述第一外表面y所在平面上具有第二投影图形，所述第一投影图形与所述第二投影图形至少部分重合，使得复位装置500运动至开口201时，能够将处于正位区a外的晶圆推入正位区a内。

图6是本发明还有一实施例的晶圆处理装置复位状态时的结构示意图。

在本实施例中，所述复位装置包括第一复位部600a和第二复位部600b，所述第一复位部600a位于第三侧边13，所述第二复位部600b位于第四侧边14，当第一复位部600a和第二复位部600b旋转至平行于第一外表面y所在平面时，所述第一复位部600a和第二复位部600b的侧壁相互接触。

所述第一复位部600a和第二复位部600b同时向开口201运动，有利于将处于正位区a外的晶圆推入正位区a内。

相应的，本发明还提供一种晶圆处理装置工作方法的流程图，请参考图7，包括：

步骤s1：提供晶圆；

步骤s2：提供上述晶圆处理装置；

步骤s3：通过所述开口将晶圆置于腔体内；

步骤s4：获取所述晶圆的位置信息；

步骤s5：根据所述位置信息判断是否至少部分晶圆位于正位区外；

步骤s6：当至少部分晶圆位于正位区外，使所述复位装置沿旋转装置向开口旋转，将晶圆推入正位区。

现结合图2进行详细说明：

请参考图2，将晶圆放入腔室200内；获取晶圆的位置信息；根据所述位置信息判断是否至少部分晶圆位于正位区外；当至少部分晶圆位于正位区外，使复位装置204沿旋转装置203向开口201运动，将晶圆推入正位区a内。

所述复位装置的旋转速度为：5转/分～10转/分，选择所述复位装置的选择速率的意义在于：若所述复位装置的旋转速率小于5转/分，不利于提高将正位区a外晶圆的推入正位区a内的效率；若所述复位装置的旋转速度大于10转/分，使得复位装置对正位区a外晶圆侧壁的冲击过大，使得晶圆易发生破碎。

将晶圆推入正位区a内之后，还包括：复位所述复位装置204。复位所述复位装置204的方法包括：所述复位装置204沿旋转装置203沿背离开口201的方向运动。

图8是图2中晶圆处理装置工作状态时的结构示意图。

在本实施例中，所述第一复位部204a和第二复位部204b同时沿旋转装置203向开口201旋转，不仅能够将晶圆推至正位区a内，还能够防止晶圆被推向腔室200的一侧，防止晶圆受腔室200一侧的挤压而发生碎片。

在本实施例中，所述第一复位部204a包括第一连接部(图中未标出)和第二连接部(图中未标出)，所述第一连接部包括第一端b和第二端c，所述第一端b与第一旋转轴203a相连，第二端c与第二连接部相连，所述第一连接部垂直于第一旋转轴203a，所述第二连接部平行于第一旋转轴203a；所述第二复位部204b包括第三连接部(图中未标出)和第四连接部(图中未标出)，所述第三连接部包括第三端d和第四端e，所述第三端d与第二旋转轴203b相连，第四端e与第二连接部相连，所述第三连接部垂直于第二旋转轴203b，所述第四连接部平行于第二旋转轴203b，使得复位装置204绕旋转装置203旋转的过程中，能够看到晶圆的移动情况。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。