半导体处理设备的制作方法

【】本发明涉及半导体处理领域，尤其涉及一种对半导体晶圆进行处理的半导体处理设备。

背景技术

0、
背景技术：

1、在半导体制造过程，半导体晶圆需要经过很多道工序，以满足半导体行业内的高标准。在半导体晶圆的先进制程中，晶圆的边缘要求均匀、平整、无损伤且光滑。晶圆边缘表面均匀且精确地腐蚀的高要求给半导体晶圆工艺带来了巨大挑战。

2、图1a为一种半导体晶圆100的结构俯视图。半导体晶圆100包括衬底层101和沉淀在衬底层101上的薄膜层102。图1b为图1a的a-a的剖视图。测量点1-8是测量半导体晶圆在操作中相关数据的位置。如图1b所示，腐蚀宽度是衬底层101与薄膜层102的半径之差。腐蚀宽度应在每个测量点1-8处基本相同。最大腐蚀宽度与最小腐蚀宽度之差越小，均匀性就越高，例如，当边缘宽度设计为0.7mm时，很多高端制程技术要求最大腐蚀宽度与最小腐蚀宽度之差不得大于0.1mm，否则会造成腐蚀宽度的不均匀。最大腐蚀宽度与最小腐蚀宽度的差值，如果超过0.1mm，将直接影响后续加工操作的效果，最终导致集成电路芯片性能不佳，影响芯片制造良率。

3、半导体晶圆湿法处理工艺拥有原理简洁、工艺灵活且成本较低等优点。传统的半导体晶圆表面边缘湿法腐蚀方法有好几种，例如，半导体晶圆边缘区域进行抛光的方法，旋转半导体晶圆，利用物理摩擦和化学腐蚀结合从衬底层去除一层薄膜层。由于容易损坏保留的薄膜层以及衬底层，因此抛光法主要用于对精度要求较低的半导体晶圆制造。边缘损坏可能会导致晶圆边缘在热加工过程中错位滑移，最终导致晶圆报废。还有一种常用的方法是用真空吸附半导体晶圆。真空吸附法使用真空吸头吸住晶圆，真空吸头的功能是吸住晶圆把需要保留的薄膜的部分保护在真空吸头里，把需要去除的薄膜部分暴露在真空吸头外，然后将真空吸头和晶圆一起浸泡在化学腐蚀液里，腐蚀掉暴露在真空吸头外的膜部分。然而，真空吸附方法导致薄层去除不光滑和腐蚀宽度不均匀。还有一种常用方法是贴膜法，采用纯净防腐的ptfe、pe等塑料薄膜保护需要保留的薄膜的部分，然后整体暴露在化学腐蚀气体环境中或浸泡于化学腐蚀液里，腐蚀暴露的部分。贴膜法常因为预裁剪的薄膜的中心可能不与晶片的衬底中心对齐，导致腐蚀宽度不均匀；且工艺步骤多，需要使用多种设备完成，其中包括贴膜、湿法腐蚀、清洗及去膜等设备。还有一种新出的喷淋法，其工作原理是采用特制的喷头把用于腐蚀的流体精准地喷射到旋转中的晶圆边缘需要腐蚀的区域，实现精确、均匀、平整和无损伤腐蚀。喷淋法虽然能达到较高的腐蚀效果，但其对设备的设计及部件的加工精度要求极高，设备成本很高，工艺条件要求也较苛刻，工艺成本高。有必要研制出一种新型的能够解决上述问题的半导体晶圆边缘处理装置。

4、此外，申请号为201610446274.2，申请日为2016年06月21日的中国专利申请公开了一种模块化半导体处理设备。然而这种半导体处理设备每次只能处理一个晶圆，处理能力和效率较低。对于需要处理大量晶圆的应用来说，这种模块化半导体处理设备的处理效率明显不能满足要求。

5、因此，有必要提出一种解决方案来解决上述问题。

技术实现思路

0、
技术实现要素：

1、本发明要解决的技术问题在于提供一种半导体处理设备，其具有结构简单，组装方便灵活、结构紧凑等特点，还能够提高晶圆的处理效率。

2、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：相邻放置的至少两个半导体处理模块，每个半导体处理模块内设置有一台半导体处理装置，所述半导体处理装置包括：第一腔室部、第二腔室部和驱动第二腔室部可相对于第一腔室部在打开位置和关闭位置之间移动的驱动部，其中在第二腔室部相对于第一腔室部位于所述关闭位置时，第一腔室部和第二腔室部之间形成有微腔室，半导体晶圆能够容纳于所述微腔室内，在第二腔室部相对于第一腔室部位于所述打开位置时，所述半导体晶圆能够被取出或放入，第一腔室部和/第二腔室部上设置有与所述微腔室连通的一个或多个通孔，所述通孔用于向所述微腔室内引入或引出流体；紧邻所述半导体处理模块的第一侧设置的设备前端组件，其包括晶圆承载装置和晶圆搬运装置，所述晶圆搬运装置通过机械手将晶圆承载装置中的半导体晶圆放入所述半导体处理装置的第一腔室部和第二腔室部之间，从所述半导体处理装置的第一腔室部和第二腔室部之间取出所述半导体晶圆并搬运至所述晶圆承载装置；位于所述半导体处理模块下方的流体承载模块，用于承载各种未使用过的流体和/或已使用过的流体；和紧邻所述半导体处理模块的与第一侧相对的第二侧设置的至少两个阀门模块，每个阀门模块包括多个受控阀门，通过所述受控阀门将所述流体承载模块提供的流体通过管线和所述通孔受控的传输至所述微腔室内，通过所述受控阀门将所述微腔室内的流体通过管线和所述通孔受控的传输至所述流体承载模块。

3、与现有技术相比，本发明中的半导体处理设备由几个模块组成，具有组装方便灵活、结构紧凑的特点，并且能够提高晶圆的处理效率。

4、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。

技术特征：

1.一种半导体处理设备，其特征在于，其包括：

2.根据权利要求1所述的半导体处理设备，其特征在于，所述阀门模块下方也设置有所述流体承载模块，所述流体承载模块包括支撑框及放置于所述支撑框内的多个容器，所述容器容纳用于处理所述半导体晶圆所需要的各种未使用流体和/或处理过所述半导体晶圆的各种已使用流体，

3.根据权利要求2所述的半导体处理设备，其特征在于，所述半导体处理模块中有两个竖向叠放，所述阀门模块中有两个竖向叠放，

4.根据权利要求3所述的半导体处理设备，其特征在于，其还包括：

5.根据权利要求3所述的半导体处理设备，其特征在于，其还包括：

6.根据权利要求3所述的半导体处理设备，其特征在于，其还包括设置于所述半导体处理模块的第二侧的厂务对接模块，

7.根据权利要求3所述的半导体处理设备，其特征在于，其还包括：

8.根据权利要求3所述的半导体处理设备，其特征在于，

9.根据权利要求1所述的半导体处理设备，其特征在于，在每个半导体处理装置中，第一腔室部具有第一槽道，第二腔室部具有第二槽道，在第二腔室部相对于第一腔室部位于所述关闭位置且所述微腔室内容纳有半导体晶圆时，第一槽道和第二槽道连通并与半导体晶圆的边缘共同形成边缘微处理空间，容纳于所述微腔室内的半导体晶圆的外缘伸入所述边缘微处理空间，该边缘微处理空间通过边缘处理通孔与外部相通，来自流体承载模块的容器的流体通过受控阀门、管线、所述边缘处理通孔进入所述边缘微处理空间，所述边缘微处理空间内的流体通过所述边缘处理通孔、管线、受控阀门被引出至流体承载模块的容器中，第一腔室部上具有位于第一槽道外侧的密封接合部，第二腔室部上具有与密封接合部对应的接合凹槽。

10.根据权利要求9所述的半导体处理设备，其特征在于，在每个半导体处理装置中，所述半导体晶圆的外缘的第一边缘表面、第二边缘表面和外端斜边面暴露于所述边缘微处理空间，所述边缘处理通孔中的一个或多个作为流体入口，所述边缘处理通孔中的一个或多个作为流体出口，

11.根据权利要求10所述的半导体处理设备，其特征在于，在每个半导体处理装置中，第一凹陷部和第二凹陷部为环形或弧形，在利用所述边缘微处理空间腐蚀所述半导体晶圆的边缘时，向第一凹陷部和第二凹陷部内引入液体或气体，以防止所述边缘微处理空间内的液体向内渗透，

12.根据权利要求10所述的半导体处理设备，其特征在于，在第二腔室部相对于第一腔室部关闭过程中，所述密封接合部的内边缘表面实现对所述半导体晶圆的中心定位，如果所述半导体晶圆在放置时的中心与期望中心有偏差，那么所述密封接合部的内边缘表面通过挤靠所述半导体晶圆以使得其中心被校正至期望中心。

技术总结
本发明公开了一种半导体处理设备，其包括：相邻放置的至少两个半导体处理模块；紧邻所述半导体处理模块的第一侧设置的设备前端组件；位于所述半导体处理模块下方的流体承载模块，用于承载各种未使用过的流体和/或已使用过的流体；和紧邻所述半导体处理模块的与第一侧相对的第二侧设置的至少两个阀门模块，每个半导体处理模块对应一个阀门模块。本发明中的半导体处理设备由几个模块组成，具有结构简单，组装方便灵活、结构紧凑等特点，还能够提高晶圆的处理效率。

技术研发人员：温子瑛,王博洋,孙富成,王吉,温欣,樊裕斌,沈爱华,丁维维
受保护的技术使用者：无锡华瑛微电子技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13