晶圆加工机台报警处理系统的制作方法

1.本实用新型属于集成电路制造技术领域，具体涉及一种晶圆加工机台报警处理系统。


背景技术：

2.晶圆加工机台的反应腔内，正常工序(例如湿法腐蚀)中化学药品喷在晶圆上，若晶圆加工机台出现报警导致反应腔的制程中断，通常报警处理程序(晶圆恢复程序)为：超纯水清洗和氮气下干燥以去除晶圆表面的化学品并使晶圆保持干燥状态。
3.在实际制程过程中，报警导致晶圆制程中断后，要想晶圆加工机台自动执行报警处理程序是需要前提条件的，包括：超纯水手臂状态正常以及氮气手臂状态正常等一系列前提条件，其中任何一个前提条件的状态异常都会导致报警处理程序无法自动执行，从而导致晶圆表面化学品残留，使晶圆产品有缺陷甚至报废。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种晶圆加工机台报警处理(反应)系统，确保晶圆加工机台的反应腔异常中断后，晶圆加工机台能第一时间去除晶圆表面的化学品并保持晶圆干燥状态，避免产品产生缺陷及报废。
5.本实用新型提供一种晶圆加工机台报警处理系统，包括：系统控制器、第一马达、第二马达、超纯水管路和晶圆托盘；
6.所述系统控制器控制所述第二马达驱动所述晶圆托盘上的晶圆旋转；
7.紧急状况时，所述系统控制器控制所述第一马达驱动所述晶圆托盘上的所述晶圆旋转，且所述系统控制器控制所述超纯水管路先清洗晶圆；之后所述第一马达继续驱动所述晶圆托盘上的所述晶圆旋转实现干燥；
8.同一时间内，所述系统控制器控制所述第一马达和第二马达中仅有一个马达驱动所述晶圆托盘上的所述晶圆旋转。
9.进一步的，所述报警处理系统还包括带动所述晶圆托盘旋转的托盘旋转轴承结构，所述旋转轴承结构包括托盘旋转轴和托盘轴承，所述托盘轴承的内圈与所述托盘旋转轴固定连接，所述托盘轴承的外圈固定；所述晶圆托盘、所述托盘轴承的内圈和所述托盘旋转轴三者同步旋转。
10.进一步的，所述托盘轴承为中空柱体结构，具有中空的管道；干燥用的氮气管路设置在所述中空的管道内。
11.进一步的，所述托盘旋转轴上固定有第一齿轮，所述第二马达的旋转轴上固定有第二齿轮，所述第一齿轮与所述第二齿轮通过第一皮带传动。
12.进一步的，所述第二马达的旋转轴上还固定有第三齿轮，所述第一马达的旋转轴上固定有第四齿轮，所述第三齿轮与所述第四齿轮通过第二皮带传动。
13.进一步的，还包括：第一驱动器、设置于所述第一驱动器与所述第一马达之间的第
一继电器；第二驱动器、设置于所述第二驱动器与所述第二马达之间的第二继电器；所述系统控制器控制所述第一继电器和所述第二继电器的开合状态相反。
14.进一步的，当晶圆加工机台的反应腔正常运作或者制程中断但可立刻自动执行超纯水清洗和氮气下干燥工序时，所述第一继电器断开，所述第二继电器吸合。
15.进一步的，所述紧急状况时，所述第二继电器断开，所述第一继电器吸合。
16.进一步的，所述系统控制器与所述超纯水管路之间依次设置有电磁阀和气动阀，所述系统控制器通过所述电磁阀控制所述气动阀的打开与关闭。
17.进一步的，所述超纯水管路的出水方向与所述晶圆托盘的底面的夹角范围为：30
°
～60
°
。
18.进一步的，所述晶圆托盘的周侧区域还设置有化学品手臂、氮气手臂和超纯水手臂。
19.进一步的，当晶圆加工机台的反应腔正常运作或者制程中断但可立刻自动执行超纯水清洗和氮气下干燥工序时，所述超纯水手臂供水；所述紧急状况下，所述超纯水管路供水。
20.进一步的，所述紧急状况包括：晶圆加工机台的反应腔制程中断且无法立刻自动执行超纯水清洗和氮气下干燥工序。
21.与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
22.本实用新型提供一种晶圆加工机台报警处理系统，包括：系统控制器、第一马达、第二马达、超纯水管路和晶圆托盘；所述系统控制器控制所述第二马达驱动所述晶圆托盘上的晶圆旋转；紧急状况时，所述系统控制器控制所述第一马达驱动所述晶圆托盘上的所述晶圆旋转，且所述系统控制器控制所述超纯水管路先清洗晶圆；之后所述第一马达继续驱动所述晶圆托盘上的所述晶圆旋转实现干燥；同一时间内，所述系统控制器控制所述第一马达和第二马达中仅有一个马达驱动所述晶圆托盘上的所述晶圆旋转。确保紧急状况时例如晶圆加工机台的反应腔异常中断后，晶圆加工机台能第一时间去除晶圆表面的化学品并保持晶圆干燥状态，避免产品产生缺陷及报废。在报警处理程序的前提条件状态异常时，也能在晶圆制程中断后及时启动报警处理程序(流程)，提高晶圆产品的良率。
附图说明
23.图1为本实用新型的晶圆加工机台正常工作示意图；
24.图2为本实用新型的晶圆加工机台出现报警能自动执行超纯水清洗示意图。
25.图3为本实用新型的晶圆加工机台出现报警能自动执行氮气下干燥示意图。
26.图4为本实用新型的晶圆加工机台出现报警不能自动执行晶圆恢复程序紧急反应系统启动示意图。
27.其中，附图标记如下：
28.01
‑
晶圆托盘；02
‑
晶圆；03
‑
化学品手臂；04
‑
氮气手臂；05
‑
超纯水手臂；06
‑
托盘旋转轴；07
‑
托盘轴承；11
‑
第一马达；12
‑
第一驱动器；k1
‑
第一继电器；21
‑
第二马达；22
‑
第二驱动器；k2
‑
第二继电器；31
‑
系统控制器；32
‑
机台电脑；33
‑
电磁阀；34
‑
气动阀；35
‑
手动阀；36
‑
超纯水管路；41
‑
第一齿轮；42
‑
第二齿轮；43
‑
第三齿轮；44
‑
第四齿轮；51
‑
第一皮带；52
‑
第二皮带。
具体实施方式
29.如背景技术所述，报警处理程序(晶圆恢复程序)中任何一个前提条件的状态异常都会导致报警处理程序无法自动执行，从而导致晶圆表面化学品残留，使晶圆产品有缺陷甚至报废。
30.具体的，晶圆加工机台的反应腔晶圆制程异常中断，报警处理程序(晶圆恢复程序)的前提条件包括但不限于：1、超纯水手臂状态正常；2、氮气手臂状态正常；3、晶圆托盘旋转马达状态正常；4、超纯水/氮气手臂运动路径无阻挡；5、机台软件正常。研究发现，以上条件必须同时满足，报警处理程序(晶圆恢复程序)才能自动执行。但是若晶圆加工机台报警是上述前提条件其中相关的问题，则不会立刻自动执行报警处理程序，导致晶圆表面化学品残留，产品缺陷及报废产生。
31.基于上述研究，本实用新型实施例提供了一种晶圆加工机台报警处理系统。以下结合附图和具体实施例对本实用新型进一步详细说明。根据下面说明，本实用新型的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图均采用非常简化的形式且使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
32.本实用新型的晶圆加工机台报警处理系统，包括：系统控制器、第一马达、第二马达、超纯水管路和晶圆托盘；
33.所述系统控制器控制所述第二马达驱动所述晶圆托盘上的晶圆旋转；
34.紧急状况时，所述系统控制器控制所述第一马达驱动所述晶圆托盘上的所述晶圆旋转，且所述系统控制器控制所述超纯水管路先清洗晶圆；之后所述第一马达继续驱动所述晶圆托盘上的所述晶圆旋转实现干燥；
35.同一时间内，所述系统控制器控制所述第一马达和第二马达中仅有一个马达驱动所述晶圆托盘上的所述晶圆旋转。
36.以下结合图1至图4详细介绍本实用新型的晶圆加工机台报警处理系统。
37.图1为晶圆加工机台正常工作示意图，化学药品与晶圆反应，晶圆加工机台的反应腔内，第二马达21驱动晶圆托盘01上的晶圆02旋转，化学品手臂03下降(打开)流出化学药品c，化学药品c滴在旋转的晶圆02上并与晶圆02发生反应。氮气手臂04和超纯水手臂05均抬起，均处于关闭状态。
38.图2为晶圆加工机台出现报警能自动执行晶圆恢复程序中的超纯水清洗示意图。化学品手臂03抬起，处于关闭状态；氮气手臂04抬起，处于关闭状态；超纯水手臂05下降(打开)流出超纯水w。
39.图3为晶圆加工机台出现报警能自动执行晶圆恢复程序中的氮气下干燥示意图。化学品手臂03抬起，处于关闭状态；氮气手臂04下降(打开)流出氮气n2；超纯水手臂05抬起，处于关闭状态。
40.图4为晶圆加工机台出现报警不能自动执行晶圆恢复程序，紧急反应系统处理示意图。
41.本实用新型实施例提供了一种晶圆加工机台报警处理系统，如图4所示，包括：系统控制器31、第一马达11、第二马达21、超纯水管路36和晶圆托盘01。紧急状况时，所述系统控制器31控制所述第一马达11驱动所述晶圆托盘01上的所述晶圆02旋转，且所述系统控制器31控制所述超纯水管路36先清洗晶圆；之后所述第一马达11继续驱动所述晶圆托盘01上
的所述晶圆02旋转实现干燥。同一时间内，所述系统控制器31控制所述第一马达11和第二马达21中仅有一个马达驱动所述晶圆托盘01上的所述晶圆旋转。
42.具体的，晶圆托盘01可由第二马达21驱动旋转，第二驱动器22驱动第二马达21旋转，第二驱动器22与第二马达21之间设置有第二继电器k2。第二继电器k2连接系统控制器31。第二马达21为晶圆加工机台反应腔内的晶圆托盘01的旋转驱动马达。
43.本实施例的晶圆加工机台报警处理系统还包括带动所述晶圆托盘01旋转的托盘旋转轴承结构，所述托盘旋转轴承结构包括托盘旋转轴06和托盘轴承07，所述托盘轴承07的内圈与所述托盘旋转轴06固定连接，所述托盘轴承07的外圈固定(不转)；托盘轴承07的内圈带动晶圆托盘01旋转。所述晶圆托盘02、所述托盘轴承07的内圈和所述托盘旋转轴06三者同步旋转。较佳的，所述托盘轴承07为中空柱体结构，具有中空的管道；为有效利用空间结构，干燥用的氮气n2管路可设置在托盘轴承07的中空的管道内。
44.托盘旋转轴06上固定有第一齿轮41，第二马达21的旋转轴上固定有第二齿轮42，第一齿轮41与第二齿轮42通过第一皮带51传动。第一马达11的旋转轴上固定有第四齿轮44，第二马达21的旋转轴上还固定有第三齿轮43，第三齿轮43与第四齿轮44通过第二皮带52传动。第一马达11为紧急反应马达。第一驱动器12驱动第一马达11旋转，第一驱动器12与第一马达11之间设置有第一继电器k1。第一驱动器12连接系统控制器31，系统控制器31连接机台电脑。
45.在晶圆托盘01的周侧区域设置有超纯水管路36，超纯水管路36流出的超纯水流向晶圆02。较佳的，超纯水管路36的管口对准晶圆02的圆心。超纯水管路36的出水方向可与所述晶圆托盘底面(或晶圆所在平面)呈一固定角度，所述固定角度例如为30
°
～60
°
。超纯水进水口in与超纯水管路36之间可设置有气动阀34，气动阀34可通过电磁阀33连接至系统控制器31，由系统控制器31通过电磁阀33控制气动阀34，从而控制超纯水的打开与关断。超纯水进水口in与超纯水管路36之间还可设置手动阀35，通过手动阀35可人工调节超纯水管路36中超纯水流量的大小。当晶圆加工机台的反应腔正常运作或者制程中断但晶圆加工机台可立刻自动执行报警处理程序(晶圆恢复程序)时，第一继电器k1断开，第二继电器k2吸合，第一马达11(紧急反应马达)处于断电状态，紧急反应系统不启动。紧急状况时，例如当晶圆加工机台的反应腔制程中断且无法立刻自动执行报警处理程序(晶圆恢复程序)时，第二继电器k2断开，第一继电器k1吸合，紧急反应系统启动，一方面，系统控制器31控制第一驱动器12驱动第一马达11(紧急反应马达)以预定转速旋转，以实现第一马达11驱动晶圆托盘01上的晶圆02在清洗过程的旋转。晶圆02固定在晶圆托盘01上。具体的，第一马达11的旋转轴旋转带动第四齿轮44旋转，第四齿轮44通过第二皮带52传动带动第三齿轮43转动，第三齿轮43和第二齿轮42固定在第二马达21的旋转轴上，第三齿轮43转动使第二马达21的旋转轴转动，从而带动第二齿轮42旋转，第二齿轮42通过第一皮带51传动带动第一齿轮41转动，第一齿轮41固定在托盘旋转轴06上，第一齿轮41转动带动托盘旋转轴06转动时晶圆02旋转。
46.在第一马达11驱动下，第三齿轮43转动使第二马达21的旋转轴转动过程中，第二马达21由于第二继电器k2断开不起驱动作用，第二马达21包括：第二轴承和与其配合的第二马达21的旋转轴，第二马达21不设置刹车，即第二马达21的第二轴承不锁死，因此第一马达11驱动第二马达21的旋转轴转动时，第二马达21的第二轴承可跟着空转(不起实质性作用)。在第一马达11起驱动作用时，第二马达21不干涉第一马达11驱动晶圆02旋转。
47.另一方面，第一马达11带动晶圆托盘01上的晶圆02实现旋转的过程中，系统控制器31通过电磁阀33控制超纯水的气动阀34打开，超纯水管路36出水清洗晶圆02。至系统控制器31设定的清洗时间结束后，超纯水的气动阀34关闭，此时第一马达11(紧急反应马达)继续旋转，进入干燥工序。
48.干燥工序中，第一马达11(紧急反应马达)继续旋转驱动晶圆托盘01上的晶圆02旋转实现干燥。晶圆02可通过位于晶圆托盘01周圈的支撑柱支撑，并通过向晶圆中心靠拢的活动柱夹紧固定晶圆。优选的，干燥的过程中通入氮气(n2)，以使晶圆托盘01(例如上表面)与晶圆02(例如下表面)之间保持间隙，实现晶圆02下表面和周侧更好的干燥。至系统控制器31设定的干燥时间结束后，紧急反应系统关闭，第一继电器k1断开，第二继电器k2吸合。其中第一继电器k1和第二继电器k2保持永远是相反状态，即第一继电器k1吸合时，第二继电器k2断开；第一继电器k1断开时，第二继电器k2吸合。
49.第一继电器k1断开，第二继电器k2吸合时，第二马达21带动晶圆托盘01上的晶圆02实现旋转。第一继电器k1断开，第二继电器k2吸合时，晶圆加工机台的反应腔正常运作或者制程中断但晶圆加工机台可立刻自动执行报警处理程序(晶圆恢复程序)。具体的，第二驱动器22驱动第二马达21的旋转轴旋转，第二齿轮42固定在第二马达21的旋转轴上，第二马达21的旋转轴旋转带动第二齿轮42转动，第二齿轮42通过第一皮带51传动带动第一齿轮41转动，第一齿轮41固定在晶圆托盘01的旋转轴上，第一齿轮41转动带动晶圆托盘01的旋转轴，从而使晶圆02旋转。
50.第二继电器k2吸合时，第一继电器k1断开时，第二马达21起驱动作用，驱动第二马达21的旋转轴旋转，第二马达21的旋转轴上的第三齿轮43跟着旋转，通过第二皮带52和第四齿轮44带动第一马达11的旋转轴旋转。第一马达11包括：第一轴承和与其配合的第一马达11的轴旋转。由于第一继电器k1断开第一马达11不起驱动作用，第一马达11不设置刹车，即第一马达11的第一轴承不锁死，第一马达11的旋转轴旋转过程中，第一马达11的第一轴承可跟着空转(不起实质性作用)。在第二马达21起驱动作用时，第三齿轮43连带的第一马达11不干涉第二马达21驱动晶圆02旋转。
51.第二马达21的旋转驱动晶圆托盘01上的晶圆旋转，晶圆可进入反应腔的正常运作状态，例如继续加入化学品，进行晶圆例如湿法腐蚀或其他化学反应工序。
52.综上所述，本实用新型提供一种晶圆加工机台报警处理系统，在识别紧急状况时(例如晶圆加工机台的反应腔制程中断且无法立刻自动执行超纯水清洗和氮气下干燥工序)启动，确保晶圆加工机台的反应腔异常中断后，晶圆加工机台能第一时间去除晶圆表面的化学品并保持晶圆干燥状态，避免产品产生缺陷及报废。在报警处理程序的前提条件状态异常时，也能在晶圆制程中断后及时启动报警处理程序(流程)，提高晶圆产品的良率。
53.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方法而言，由于与实施例公开的器件相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
54.上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型权利范围的任何限定，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本实
用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。