半导体处理设备及其在线故障检测方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本发明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化学处理的半导体处理设备及其在线故障检测方法。
【【背景技术】】
[0002]目前集成电路电子产品广泛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。
[0003]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必须具有平整、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。
[0004]一般现有的制备超清洁晶圆表面的设备主要由反应容器、化学液存储系统、化学液传送系统组成。反应容器为浸没式的反应槽池或喷淋式的反应腔室；化学液存储系统主要由容器、泵、阀门、过滤器等组成；化学传送系统主要由泵、阀门、压力和流量控制零件、管道等组成。一旦各系统中的部件如泵、阀门发生故障，如阀门不能正常开关，将会影响晶圆的清洗效果，从而影响产品的良率，因此，生产线上50%的良率问题是与清洗工艺有关。通常，需要对所有的系统部件进行实时监察以及定期维护，但由于系统部件太多，难以保证每个有问题的部件都能及时地被发现。
[0005]因此，有必要提出一种解决方案来解决上述问题。
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【发明内容】
】
[0006]本发明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、方便搬运的半导体处理装置，其运行可靠，具有自动监测设备运行状态的能力，在线监测设备零部件的工作状态，及时发现和处理出现问题的部件，确保工艺效果和质量。本发明要解决的技术问题在于提供一种半导体处理装置的在线故障检测方法，其可以方便的在线检测该半导体处理装置是否发生故障，保证设备的运行质量及工艺效果，提高设备智能自动化程度。
[0007]为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了一种半导体处理设备，其包括半导体处理模块、流体传送模块、流体承载模块和控制模块。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。所述流体承载模块还包括用于承载各种流体的多个容器和分别位于所述多个容器下方的多个重量传感器，每个重量传感器感测位于其上方的容器的重量，并将其感测到的相应容器的重量数据传输给所述控制模块。所述流体传送模块用于将所述容器内的未使用流体通过管道和所述微腔室的入口输送至所述微腔室内，被所述流体传送模块输送至所述微腔室内的流体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微腔室的出口、管道以及所述流体传送模块流入所述流体承载模块中的相应容器或流体排出管道内，所述控制模块用于控制所述半导体处理模块和所述流体传送模块。
[0008]进一步的，所述控制模块中记录有在半导体晶圆处理过程中的各个容器的预置时间对重量数据，所述控制模块根据各个重量传感器传输过来的重量数据得到各个容器的实际时间对重量数据，并基于各个容器的预置时间对重量数据和实际时间对重量数据自动控制容器内流体的添加或排放。
[0009]进一步的，所述控制模块中记录有在半导体晶圆处理过程中的各个容器的预置时间对重量数据，所述控制模块根据各个重量传感器传输过来的重量数据得到各个容器的实际时间对重量数据，并基于各个容器的预置时间对重量数据和实际时间对重量数据确定该容器对应的流体传输通路是否出现故障。
[0010]进一步的，如果一个容器的预置时间对重量数据和实际时间对重量数据偏差超过预定阈值，则判断该容器对应的流体传输通路出现故障，例如:传输通路上的某阀门没有按照指令运动到指定位置，或传送泵没能按设置速度传送处理液。
[0011]进一步的，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小空间，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，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。
[0012]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，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，所述流体传送模块还包括设置于所述下开口的下方的收液盒，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，每个侧面基板上都安设有多个阀门。
[0013]进一步的，所述半导体处理设备还包括设置于所述收液盒内的用于探测是否有泄漏流体的流体传感器，在所述流体传感器探测到收液盒内有泄漏流体时，则将感应数据传输给所述控制模块，由所述控制模块确定是否发生泄漏故障。
[0014]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，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通过管道连通。
[0015]进一步的，所述控制模块根据所述容器的预置时间对重量数据来调整从该容器抽取流体的流速。
[0016]根据本发明的另一个方面，本发明提供了一种上述半导体处理装置的在线故障检测方法，其包括:所述控制模块中记录有在半导体晶圆处理过程中的各个容器的预置时间对重量数据；每个重量传感器感测位于其上方的容器的重量，并将其感测到的相应容器的重量数据传输给所述控制模块；所述控制模块根据各个重量传感器传输过来的重量数据得到各个容器的实际时间对重量数据，并基于各个容器的预置时间对重量数据和实际时间对重量数据确定该容器对应的流体传输通路是否出现故障。
[0017]进一步的，如果一个容器的预置时间对重量数据和实际时间对重量数据偏差超过预定阈值，则判断该容器对应的流体传输通路出现故障。
[0018]进一步的，所述控制模块还接收设置于所述收液盒内的流体传感器发出的感应数据，并在所述流体传感器探测到所述收液盒内有泄漏流体时确定是否发生泄漏故障。
[0019]与现有技术相比，本发明中的半导体处理装置由几个模块组成，具有结构简单，组装方便灵活，易于更换、便于维修等优点。同时，由于设置了在各个容器下方设置重量传感器，这样可以实时的了解各个容器的重量，从而根据这些数据来确定目前的半导体处理装置是否发生故障。
[0020]关于本发明的其他目的，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】】
[0021]结合参考附图及接下来的详细描述，本发明将更容易理解，其中同样的附图标记对应同样的结构部件，其中:
[0022]图1为本发明中的半导体处理设备的结构示意图；
[0023]图2A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；
[0024]图2B为图2A中的流体承载模块的立体分解示意图；
[0025]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
[0026]图3B为图3A中的流体传送模块的平面投影视图；
[0027]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；
[0028]图3D为图3C中的流体传送模块的平面投影视图；
[0029]图3E为图1中的流体传送模块中的收液盒的结构示意图；
[0030]图4为图1中的控制模块在一个实施例中的结构框图；
[0031]图5A为本发明中的半导体处理设备的另一种组装方式的结构示意图；
[0032]图5B为本发明中的半导体处理设备的再一种组装方式的结构示意图；
[0033]图6A为图2B中的重量传感装置在一个实施例的放大组装示意图；
[0034]图6B为图6A所示的重量传感装置的立体分解示意图；
[0035]图6C为图6B中的重量传感装置的容器托盘的剖视图；
[0036]图6D为图6B中的重量传感装置的容器托盘的仰视图；
[0037]图6E为图6B中的重量传感装置的安装本体的另一个角度的立体示意图；
[0038]图6F为图6B中的重量传感装置的重量传感单元的立体图；
[0039]图7A为图1中的半导体处理模块在一个实施例中的立体示意图；
[0040]图7B为图7A中的半导体处理模块的主视示意图；
[0041]图8为图7A中的下盒装置在一个实施例中的立体示意图；
[0042]图9为图7A中的