一种半导体用微工厂设备

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体涉及一种半导体用微工厂设备。

背景技术

在半导体的精细加工和检验过程中常常因为温度变化引起的热胀冷缩导致加工误差变大，从而无法完成精细加工、或者导致整体精度不够等问题；同时，也常常存在灰尘问题影响芯片、传感器等半导体产品的加工质量。

因此，半导体工厂常常投资巨大用于厂房建设，以创造一个无尘恒温的加工制造检验环境。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种半导体用微工厂设备，来解决目前半导体工厂中无尘恒温厂房建设投资巨大的问题。

为了实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种半导体用微工厂设备，包括：

常压加工设备；

常压设备箱体，所述常压加工设备设于所述常压设备箱体中；所述常压设备箱体包括内保护层机构、外保护层机构，所述内保护层机构、所述外保护层机构两者均为设有金属层的绝热保护层结构、且两者之间围设构成气流缓冲层；

温度补偿单元，与所述常压加工设备所在的加工区域连接，用于补偿所述加工区域内设备功率变化引起的温度波动；

灰尘过滤单元，设于所述常压设备箱体中。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述半导体用微工厂设备还包括高精度温度综合传感器，其与所述温度补偿单元连接，用于控制及反馈温度。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述半导体用微工厂设备还包括常压设备电流传感器，用于监控所述常压加工设备的设备功率变化；所述常压设备电流传感器的输出端与所述温度补偿单元连接，用于反馈设备功率变化信息。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述半导体用微工厂设备还包括温度混合单元，用于均匀混合所述温度补偿单元附近气流与所述常压设备箱体的整体气流、使得温度场分布均匀稳定。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述半导体用微工厂设备还包括气体过滤单元，位于所述气流缓冲层中、设于所述内保护层机构上，用于处理所述常压加工设备生产过程中产生的有机气体及其他尾气。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述半导体用微工厂设备还包括晶圆转移单元、第一阀门、第一机械手；所述晶圆转移单元设于所述常压设备箱体的第一外侧，所述第一阀门贯穿所述内保护层机构、所述外保护层机构两者，所述第一机械手设于所述常压设备箱体中；所述晶圆转移单元、所述常压加工设备的所述加工区域、所述第一阀门依次连接，用于通过所述第一机械手将原料晶圆进行转进或将成品芯片进行转出。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述半导体用微工厂设备还包括真空加工设备、真空设备接口、第二阀门、第二机械手；所述真空加工设备设于所述常压设备箱体的第二外侧，所述第二阀门贯穿所述内保护层机构、所述外保护层机构两者，所述第二机械手设于所述真空加工设备中；所述常压加工设备的所述加工区域、所述第二阀门、所述真空设备接口、所述真空加工设备依次连接，用于对加工晶圆进行转移。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述半导体用微工厂设备还包括真空加工箱体，用于罩设所述真空加工设备与所述真空设备接口。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述绝热保护层结构为不锈钢绝热材料夹层保温结构、不锈钢外敷绝热层保温结构中的至少一种。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述半导体用微工厂设备还包括气体处理单元，设于所述温度补偿单元、所述常压加工设备的所述加工区域两者之间，用于预先处理气体。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

在半导体用微工厂设备中，将其壁板设计为设有金属层的绝热保护层结构，形成内保护层机构，既保证微工厂强度、又可以绝热，用以降低微工厂内部受到外界温度变化的影响；

此外，在内保护层机构外面设置同样结构的外保护层机构，来进一步加强避免外界温度引起的温度变化；

两层之间形成气流缓冲层，可避免外界气体直接与微工厂气体通过内保护层机构直接热传导；

同时，温度补偿单元，用以补偿加工区域设备功率变化引起的温度波动；功率大时适当冷却；功率低时放热功率小适当加温，以维持温度恒定；

灰尘过滤单元则用于满足整个微工厂的洁净等级、以及促进温度场更均匀；

由此，可以在更加经济的情况下，实现半导体加工制造的无尘恒温环境。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例中半导体用微工厂设备的结构示意图。

其中附图中所涉及的标号如下：

常压设备箱体10，内保护层机构11，外保护层机构12，温度补偿单元13，气体处理单元14，气体过滤单元15，晶圆转移单元20，第一阀门21，真空加工箱体30，第二阀门32，真空设备接口33，真空加工设备34。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施方式及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，本发明一实施例提供了一种半导体用微工厂设备，包括：

常压加工设备；

常压设备箱体10，常压加工设备设于常压设备箱体10中；常压设备箱体10包括内保护层机构11、外保护层机构12，内保护层机构11、外保护层机构12两者均为设有金属层的绝热保护层结构、且两者之间围设构成气流缓冲层；

温度补偿单元13，与常压加工设备所在的加工区域连接，用于补偿加工区域内设备功率变化引起的温度波动；

灰尘过滤单元，设于常压设备箱体10中。

具体的，在半导体用微工厂设备中，将其壁板设计为设有金属层的绝热保护层结构，形成内保护层机构11，既保证微工厂强度、又可以绝热，用以降低微工厂内部受到外界温度变化的影响；

此外，在内保护层机构11外面设置同样结构的外保护层机构12，来进一步加强避免外界温度引起的温度变化；

两层之间形成气流缓冲层，可避免外界气体直接与微工厂气体通过内保护层机构11直接热传导；

同时，温度补偿单元13，用以补偿加工区域设备功率变化引起的温度波动；功率大时适当冷却；功率低时放热功率小适当加温，以维持温度恒定；

灰尘过滤单元则用于满足整个微工厂的洁净等级、以及促进温度场更均匀；

由此，可以在更加经济的情况下，实现半导体加工制造的无尘恒温环境。

在实际使用中，常压加工设备可以是光刻机、清洗机、涂膜显影机、或检查机等装置。

进一步的，半导体用微工厂设备还包括高精度温度综合传感器，其与温度补偿单元13连接，用于控制及反馈温度。

在实际使用中，上述半导体用微工厂设备内部还设有多个高精度温度综合传感器，用于温度控制及反馈。

进一步的，半导体用微工厂设备还包括常压设备电流传感器，用于监控常压加工设备的设备功率变化；常压设备电流传感器的输出端与温度补偿单元13连接，用于反馈设备功率变化信息。

在实际使用中，上述半导体用微工厂设备内部还进一步设有加工区域设备电流传感器(或者是用于监测功率的其他相关传感器)，用于监控设备功率变化、反馈温度补偿单元13，以进行精细控制。

进一步的，半导体用微工厂设备还包括温度混合单元，用于均匀混合温度补偿单元13附近气流与常压设备箱体10的整体气流、使得温度场分布均匀稳定。

在实际使用中，上述半导体用微工厂设备内部增加设置温度混合单元，用于将温度补偿单元13输出气体与箱内气流均匀混合，使得温度场分布均匀、持续稳定。

进一步的，半导体用微工厂设备还包括气体处理单元14，设于温度补偿单元13、常压加工设备的加工区域两者之间，用于预先处理气体。

进一步的，半导体用微工厂设备还包括气体过滤单元15，位于气流缓冲层中、设于内保护层机构11上，用于处理常压加工设备生产过程中产生的有机气体及其他尾气。

在实际使用中，上述半导体用微工厂设备还设有气体过滤单元15，用于处理生产过程中产生的有机气体及其他尾气。

进一步的，半导体用微工厂设备还包括晶圆转移单元20、第一阀门21、第一机械手；晶圆转移单元20设于常压设备箱体10的第一外侧，第一阀门21贯穿内保护层机构11、外保护层机构12两者，第一机械手设于常压设备箱体10中；晶圆转移单元20、常压加工设备的加工区域、第一阀门21依次连接，用于通过第一机械手将原料晶圆进行转进或将成品芯片进行转出。

在实际使用中，上述半导体用微工厂设备还设有多个晶圆转入转出单元，其能在常压和真空转换，用以通过微工厂内机械手对原料晶圆或成品芯片等进行转进转出。

进一步的，半导体用微工厂设备还包括真空加工设备34、真空设备接口33、第二阀门32、第二机械手；真空加工设备34设于常压设备箱体10的第二外侧，第二阀门32贯穿内保护层机构11、外保护层机构12两者，第二机械手设于真空加工设备34中；常压加工设备的加工区域、第二阀门32、真空设备接口33、真空加工设备34依次连接，用于对加工晶圆进行转移。

在实际使用中，上述半导体用微工厂设备还设有真空设备接口33，用以连接晶圆加工过程中的真空工艺设备，可通过微工厂内机械手及真空设备内的真空机械手对晶圆相互转移。

在实际使用中，真空加工设备34可以是CVD等机器。

进一步的，半导体用微工厂设备还包括真空加工箱体30，用于罩设真空加工设备34与真空设备接口33。

同时，真空加工设备34外周还设置了真空工艺设备操作维护微空间箱体。

进一步的，绝热保护层结构为不锈钢绝热材料夹层保温结构、不锈钢外敷绝热层保温结构中的至少一种。

在实际使用中，金属层为不锈钢层；

内保护层机构11、外保护层机构12两者的结构不限，可根据实际情况进行选择。

需要说明的是，在实际使用中，上述半导体用微工厂设备还设用辅助水电气以及特气尾排等厂务接口。

综上，本发明提供一种半导体用微工厂设备，其具有以下优点：

1.投资规模更经济更环保；

2.微环境控制的体积更小、温度更易控，保证加工误差，使产品加工精度更好、品质更好；

3.微环境控制的体积更小、箱体温度分布更加均匀；

4.箱体温度连续恒定、精度高、稳定性好。

5.微环境控制的体积更小、洁净度更易控，过程更可控、良品率提高、品质更为保证；

6.微环境控制的体积更小，还可实现无水无氧操作，可用于未来新型空气敏感半导体的研发和应用；

7.无人操作工厂，其环境更可控。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。