掌桥专利:专业的专利平台
掌桥专利
首页

密封结构、超临界干燥装置和基板处理系统

文献发布时间:2024-04-18 19:59:31


密封结构、超临界干燥装置和基板处理系统

技术领域

本发明涉及基板处理技术领域,具体涉及一种密封结构、超临界干燥装置和基板处理系统。

背景技术

在集成电路发展过程中,随着层数的不断增加,集成度越来越高,进一步促进了基板表面图案的微细化和高深宽比增加,在基板表面的液体干燥的过程中,图案倒伏的现象更容易出现,基板的良率得不到保障。针对此类问题提出新的清洗干燥工艺,采用超临界流体(比如CO2)来干燥基板,在超临界状态下将图案和基板表面的液体(比如IPA)置换掉排出,最后超临界流体在合适的工艺控制下,达到合适的工艺参数,以气体的形式排出,此工艺可以降低基板表面的图案倒伏现象,大大提高基板的良率。

但是,现有的超临界干燥装置,在晶圆进入腔室后难以对腔室进行有效密封,容易降低基板的良率。

发明内容

有鉴于此,本发明提供了一种密封结构、超临界干燥装置和基板处理系统,以解决现有的超临界干燥装置在晶圆进入腔室后难以对腔室进行有效密封,容易降低基板的良率的问题。

第一方面,本发明提供了一种密封结构,包括:

腔室主体,腔室主体的内侧周壁围合形成干燥腔室;腔室主体的长度方向一侧设置有第一密封部;

旋转门,旋转门靠近腔室主体的一侧设置有第二密封部,第二密封部适于与第一密封部贴合;

旋转门远离腔室主体的一侧设置有第一楔形部,第一楔形部设置于旋转门的高度方向两侧;

密封驱动块,设置于腔室主体的高度方向两侧;密封驱动块上设置有第二楔形部;密封驱动块适于沿高度方向靠近旋转门,使得第二楔形部抵顶第一楔形部,并驱动旋转门沿长度方向靠近腔室主体,以使第二密封部与第一密封部完全贴合,以密封所述干燥腔室。

在一种可选的实施方式中,密封驱动块的长度方向两侧设置有弧形凸起,弧形凸起沿高度方向靠近旋转门的一侧适于开设形成第二楔形部。

在一种可选的实施方式中,密封结构还包括真空管,真空管与干燥腔室相连通,真空管适于对旋转门辅助密封锁紧。

在一种可选的实施方式中,腔室主体的高度方向两侧设置有第一限位部和第二限位部,第一限位部与第二限位部之间间隔形成限位槽,限位槽适于对旋转门沿高度方向进行限位。

第二方面,本发明还提供了一种超临界干燥装置,包括:

安装板,以及设置于安装板上的如上述的密封结构;

旋转驱动机构,设置于腔室主体的宽度方向一侧,旋转驱动机构与旋转门转动连接于第一转轴,旋转驱动机构适于驱动旋转门以第一转轴为转动中心相对腔室主体转动;

直线驱动机构,设置于安装板上,直线驱动机构与旋转驱动机构相连接,直线驱动机构适于带动旋转驱动机构沿长度方向直线移动,以使旋转驱动机构带动旋转门沿长度方向直线移动。

在一种可选的实施方式中,直线驱动机构包括:

直线驱动模块,固定设置于安装板上;

驱动导轨,与直线驱动模块传动连接,驱动导轨沿长度方向设置;

滑台,与驱动导轨传动连接,滑台适于带动旋转驱动机构沿驱动导轨移动;

直线导轨,其沿宽度方向一侧与腔室主体固定连接,另一侧适于与旋转门滑动连接,直线导轨适于引导旋转门沿长度方向直线移动。

在一种可选的实施方式中,旋转驱动机构包括:

旋转驱动模块,固定设置于滑台上,旋转驱动模块适于驱动旋转门以第一转轴为转动中心相对腔室主体转动;

限位轨道,设置于安装板上;

支撑杆,设置于旋转门上与第一转轴相对的一侧,支撑杆沿高度方向的一端与旋转门相连接,另一端与限位轨道滚动连接。

在一种可选的实施方式中,限位轨道包括圆弧段和直线段,圆弧段适于在旋转门转动过程中与第一转轴共同对旋转门进行限位,直线段适于在旋转门移动过程中与直线导轨共同对旋转门进行限位。

在一种可选的实施方式中,超临界干燥装置还包括承载盘,承载盘固定设置于旋转门上靠近第二密封部的一侧,承载盘适于在旋转门的带动下承载基板本体进行运动;

承载盘上沿高度方向开设有避让孔;

超临界干燥装置还包括转接机构,转接机构设置于安装板上;转接机构适于由初始位置沿高度方向上升并穿过避让孔以承接基板本体,再承载基板本体沿高度方向下降,直至再次穿过避让孔并将基板本体转接至承载盘上,然后继续下降至初始位置。

在一种可选的实施方式中,承载盘上设置有定位调节柱,定位调节柱沿高度方向远离承载盘的一端适于与基板本体相抵接,定位调节柱适于将基板本体调节至水平状态。

在一种可选的实施方式中,承载盘沿高度方向远离安装板的一侧设置有若干道隔墙,若干道隔墙在承载盘上周向设置;每相邻两道隔墙沿径向间隔形成沟槽,沟槽和隔墙适于承接干燥腔室内的颗粒污染物以及洒落的液体。

在一种可选的实施方式中,承载盘沿高度方向远离安装板的一侧还设置有弧形挡板,弧形挡板沿高度方向远离承载盘的一侧高于承载盘的上表面,弧形挡板适于内置于干燥腔室内超临界流体的进口侧,以防止超临界流体对基板液膜进行直吹。

在一种可选的实施方式中,转接机构包括:

转接架;

转接吸盘,设置于转接架的高度方向一侧,转接吸盘适于吸附基板本体;

转接升降机构,其沿高度方向一端设置于安装板上,另一端与转接架相连接,转接升降机构适于带动转接架沿高度方向往复移动;

负载传感器,设置于转接架沿高度方向远离转接吸盘的一侧,负载传感器适于获取基板本体和液膜的重量以及监测转接架上基板本体的有无。

在一种可选的实施方式中,超临界干燥装置还包括液膜厚度检测机构,液膜厚度检测机构包括:

液膜厚度传感器,液膜厚度传感器适于对基板本体的液膜厚度进行检测;

液膜厚度检测升降机构,固定设置于腔室主体沿长度方向靠近旋转门的一侧;液膜厚度检测升降机构适于带动液膜厚度传感器沿高度方向靠近或者远离基板本体。

在一种可选的实施方式中,腔室主体沿长度方向远离旋转门的一侧开设有清洁维护口;

超临界干燥装置还包括密封板,密封板沿长度方向远离旋转门的一侧由密封驱动块驱动,另一侧适于对清洁维护口进行密封。

第三方面,本发明还提供了一种基板处理系统,包括:

前端处理单元;

中转单元;

后端处理单元,后端处理单元包括清洗液膜形成装置以及如上述的超临界干燥装置。

本发明所提供的密封结构具有以下有益效果:

本发明所提供的密封结构,在腔室主体的长度方向一侧设置第一密封部,并在旋转门靠近腔室主体的一侧设置第二密封部,通过第二密封部与第一密封部贴合,以保证旋转门与腔室主体之间的密封性;通过在腔室主体的高度方向两侧设置密封驱动块,在旋转门远离腔室主体的一侧设置第一楔形部,并在密封驱动块设置第二楔形部,第二楔形部通过与第一楔形部相互贴合抵顶,以驱动旋转门沿长度方向靠近并挤压腔室主体,从而使得第二密封部与第一密封部完全贴合,保证腔室主体的干燥腔室的密封性,保证干燥腔室内稳定的工艺环境,有利于提高基板的良率。

本发明所提供的超临界干燥装置具有以下有益效果:

本发明所提供的超临界干燥装置,通过在腔室主体的宽度方向一侧设置旋转驱动机构,使得旋转驱动机构与旋转门转动连接于第一转轴,既能够通过第一转轴对旋转门沿宽度方向进行限位,避免了旋转门沿宽度方向的偏移,保证了第二密封部与第一密封部的对中,有利于保证旋转门与腔室主体之间的密封性,又能够通过旋转驱动机构承接来自上一个工序的晶圆本体,保证了晶圆前后工艺处理的衔接过渡,实现晶圆的自动化处理;通过设置直线驱动机构带动旋转驱动机构沿长度方向直线移动,从而带动旋转门沿长度方向直线移动,当旋转门上的承载盘承接晶圆本体后,旋转驱动机构带动旋转门转动,直至旋转门的第二密封部与腔室主体的第一密封部平行,此时直线驱动机构通过带动旋转驱动机构从而带动旋转门沿长度方向直线移动,以将晶圆本体送入腔室主体的干燥腔室内,并使得旋转门的第二密封部与腔室主体的第一密封部重合,进一步保证了晶圆前后工艺处理的衔接过渡,实现晶圆的自动化处理;在直线驱动机构动作过程中,限位槽能够对旋转门沿高度方向进行限位,避免了旋转门沿高度方向的偏移,保证了第二密封部与第一密封部的对中;旋转门在直线驱动机构的带动下沿长度方向移动就位后,第二密封部与第一密封部贴合,真空管对腔室主体的干燥腔室抽真空,腔室主体两侧的密封驱动块挤压旋转门,从而使得第二密封部与第一密封部完全贴合,保证腔室主体的干燥腔室的密封性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式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,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,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为本发明实施例的一种密封结构的整体结构示意图;

图2为图1中A处包括第一密封部的局部示意图;

图3为本发明实施例的一种密封结构在完全密封前的工作原理示意图;

图4为本发明实施例的一种密封结构在完全密封后的工作原理示意图;

图5为本发明实施例的一种密封结构的密封驱动块的整体结构示意图;

图6为本发明实施例的一种超临界干燥装置的在一个立体视角下的整体结构示意图;

图7为本发明实施例的一种超临界干燥装置的在另一个立体视角下的整体结构示意图;

图8为本发明实施例的一种超临界干燥装置在放料前旋转驱动机构初始状态下的工作原理示意图;

图9为本发明实施例的一种超临界干燥装置在放料后旋转驱动机构动作后的工作原理示意图;

图10为本发明实施例的一种超临界干燥装置在放料后旋转驱动机构转动到位的工作原理示意图;

图11为本发明实施例的一种超临界干燥装置在放料后直线驱动机构动作后的工作原理示意图;

图12为本发明实施例的一种超临界干燥装置的承载盘的整体结构示意图;

图13为本发明实施例的一种超临界干燥装置的转接机构的整体结构示意图;

图14为本发明实施例的一种基板处理系统的工作原理示意图;

图15为本发明实施例的一种基板处理系统的液膜完整性检测装置的工作原理示意图;

图16为本发明实施例的一种基板处理系统的腔室内温度和浓度检测装置的工作原理示意图;

图17为本发明实施例的一种基板处理系统的工作流程示意图;

图18为本发明实施例的一种基板处理系统的吹扫原理示意图。

附图标记说明:

811、腔室主体;8111、第一密封部;8112、第一限位部;8113、第二限位部;8114、限位槽;8115、清洁维护口;812、旋转门;8121、第二密封部;8122、第一楔形部;813、密封驱动块;8131、第二楔形部;8132、弧形凸起;814、真空管;815、密封板;

82、安装板;

83、旋转驱动机构;830、第一转轴;831、旋转驱动模块;832、限位轨道;8321、圆弧段;8322、直线段;833、支撑杆;

84、直线驱动机构;841、直线驱动模块;842、驱动导轨;843、滑台;844、直线导轨;

85、承载盘;851、避让孔;852、定位调节柱;853、隔墙;854、沟槽;855、弧形挡板;

86、转接机构;861、转接架;862、转接吸盘;863、转接升降机构;864、负载传感器;

87、液膜厚度检测机构;871、液膜厚度传感器;872、液膜厚度检测升降机构;

100、前端处理单元;200、中转单元;300、后端处理单元;400、基板本体。

1、前端储存装置;2、前端储存传输装置;3、中转装置;4、清洗液膜形成装置;5、液膜完整性检测装置;51、检测板;52、检测升降机构;53、升降滑块;54、环形灯带;55、图像采集支架;56、图像采集模块;6、基板承载台;7、腔室内温度和浓度检测装置;71、检测支架;72、温度传感器;73、浓度传感器;8、超临界干燥装置;9、后端处理传输装置。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域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例,都属于本发明保护的范围。

下面结合图1至图18,描述本发明的实施例。

根据本发明的实施例,请结合图1-图6所示,一方面,提供了一种密封结构,包括:

腔室主体811,腔室主体的内侧周壁围合形成干燥腔室;请结合图1和图2所示,腔室主体811的长度方向一侧设置有第一密封部8111;

旋转门812,请参见图1所示,旋转门812靠近腔室主体811的一侧设置有第二密封部8121,第二密封部8121适于与第一密封部8111贴合,以保证旋转门812与腔室主体811之间的密封性;

请参见图3所示,旋转门812远离腔室主体811的一侧设置有第一楔形部8122,第一楔形部8122设置于旋转门812的高度方向两侧;

请结合图1和图3所示,密封驱动块813设置于腔室主体811的高度方向两侧,密封驱动块813适于沿高度方向往复移动,其中,密封驱动块813可以通过气动机构例如气缸带动,也可以通过机械机构例如螺杆带动;密封驱动块813上设置有第二楔形部8131,第二楔形部8131适于与第一楔形部8122相互贴合抵顶,请参见图4所示,第二楔形部8131与第一楔形部8122之间的贴合面与长度方向可以呈锐角设置,从而将密封驱动块813沿高度方向的往复直线运动转化为旋转门812沿长度方向的直线运动;请结合图3和图4所示,当基板本体进入到腔室主体811的干燥腔室后,两侧的密封驱动块813沿高度方向同时靠近旋转门812,使得第二楔形部8131沿高度方向抵顶第一楔形部8122,促使第一楔形部8122沿长度方向向靠近腔室主体811移动,以驱动旋转门812沿长度方向靠近并挤压腔室主体811,从而通过密封驱动块813挤压旋转门812使得第二密封部8121与第一密封部8111完全贴合,保证腔室主体811的干燥腔室的密封性;当密封驱动块813对旋转门812脱离挤压时,两侧的密封驱动块813沿高度方向同时远离旋转门812,第二楔形部8131沿高度方向远离第一楔形部8122并逐渐解除对第一楔形部8122的挤压,使得第一楔形部8122沿长度方向远离腔室主体811,从而使得旋转门812沿长度方向远离腔室主体811,进而使得第二密封部8121与第一密封部8111脱离贴合,达到完全密封干燥腔室的目的。

进一步地,请参见图1所示,腔室主体811上沿高度方向开设有滑槽(图中未示出),密封驱动块813可滑动设置于滑槽内,密封驱动块813可以由气缸(图中未示出)驱动,从而实现密封驱动块813相对腔室主体811沿高度方向的往复直线移动。

本实施例所提供的密封结构,通过在腔室主体811的长度方向一侧设置第一密封部8111,并在旋转门812靠近腔室主体811的一侧设置第二密封部8121,通过第二密封部8121与第一密封部8111贴合,以保证旋转门812与腔室主体811之间的密封性;通过在腔室主体811的高度方向两侧设置密封驱动块813,在旋转门812远离腔室主体811的一侧设置第一楔形部8122,并在密封驱动块813设置第二楔形部8131,第二楔形部8131通过与第一楔形部8122相互贴合抵顶,以驱动旋转门812沿长度方向靠近并挤压腔室主体811,从而使得第二密封部8121与第一密封部8111完全贴合,保证腔室主体811的干燥腔室的密封性,保证腔室主体811内稳定的工艺环境,有利于提高基板的良率。

在一个实施例中,请结合图3和图5所示,密封驱动块813的长度方向两侧设置有弧形凸起8132,弧形凸起8132沿高度方向靠近旋转门812的一侧适于开设形成第二楔形部8131;通过在密封驱动块813上设置弧形凸起8132,有利于减少密封驱动块813与旋转门812之间的接触面积,从而减少密封驱动块813与旋转门812之间的摩擦,提高密封驱动块813相对旋转门812移动过程中的稳定性。

在一个实施例中,请参见图2所示,腔室主体811的内侧周壁围合形成干燥腔室(图中未示出),干燥腔室内适于容纳基板本体;请参见图6所示,密封结构还包括真空管814,真空管814与干燥腔室相连通,真空管814适于对干燥腔室抽真空;当第二密封部8121与第一密封部8111贴合后,腔室主体811的进气管和出气管均关闭,真空管814打开,通过真空管814将腔室主体811的干燥腔室与外部真空系统相连通并对腔室主体811的干燥腔室抽真空,从而对旋转门812辅助密封锁紧,腔室主体811两侧的密封驱动块813沿高度方向向靠近旋转门812方向移动,并使得第二楔形部8131抵顶第一楔形部8122,促使第一楔形部8122沿长度方向向靠近腔室主体811移动,以驱动旋转门812沿长度方向挤压腔室主体811,从而使得第二密封部8121与第一密封部8111完全贴合;通过真空管814对腔室主体811的干燥腔室抽真空,既能够形成腔室主体811的干燥腔室内的真空环境,又能够使得腔室主体811的干燥腔室形成负压状态,从而对旋转门812辅助密封锁紧,有利于密封驱动块813挤压旋转门812,保证第二密封部8121与第一密封部8111完全贴合。

在一个实施例中,请参见图1和图2所示,腔室主体811的高度方向两侧设置有第一限位部8112和第二限位部8113,第一限位部8112与第二限位部8113之间间隔形成限位槽8114;通过限位槽8114对旋转门812沿高度方向进行限位,避免了旋转门812沿高度方向的偏移,保证了第二密封部8121与第一密封部8111的对中,保证了第二密封部8121与第一密封部8111完全贴合。

根据本发明的实施例,请结合图6-图13所示,另一方面,还提供了一种超临界干燥装置,包括:

安装板82,以及设置于安装板82上的如上述的密封结构;

旋转驱动机构83,设置于腔室主体811的宽度方向一侧,请参见图7所示,旋转驱动机构83与旋转门812转动连接于第一转轴830,第一转轴830沿高度方向设置,旋转驱动机构83适于驱动旋转门812以第一转轴830为转动中心相对腔室主体811转动;

直线驱动机构84,设置于安装板82上,直线驱动机构84与旋转驱动机构83相连接,直线驱动机构84适于带动旋转驱动机构83沿长度方向直线移动,以使旋转驱动机构83带动旋转门812沿长度方向直线移动。

本实施例所提供的超临界干燥装置,在腔室主体811的宽度方向一侧设置旋转驱动机构83,使得旋转驱动机构83与旋转门812转动连接于第一转轴830,既能够通过第一转轴830对旋转门812沿宽度方向进行限位,避免了旋转门812沿宽度方向的偏移,保证了第二密封部8121与第一密封部8111的对中,有利于保证旋转门812与腔室主体811之间的密封性,又能够通过旋转驱动机构83承接来自上一个工序的基板本体400,保证了晶圆前后工艺处理的衔接过渡,实现晶圆的自动化处理;通过设置直线驱动机构84带动旋转驱动机构83沿长度方向直线移动,从而带动旋转门812沿长度方向直线移动,当旋转门812上的承载盘85承接基板本体400后,旋转驱动机构83带动旋转门812转动,直至旋转门812的第二密封部8121与腔室主体811的第一密封部8111平行,此时直线驱动机构84通过带动旋转驱动机构83从而带动旋转门812沿长度方向直线移动,以将基板本体400送入腔室主体811的干燥腔室内,并使得旋转门812的第二密封部8121与腔室主体811的第一密封部8111重合,进一步保证了晶圆前后工艺处理的衔接过渡,实现晶圆的自动化处理;在直线驱动机构84动作过程中,限位槽8114能够对旋转门812沿高度方向进行限位,避免了旋转门812沿高度方向的偏移,保证了第二密封部8121与第一密封部8111的对中;旋转门812在直线驱动机构84的带动下沿长度方向移动就位后,第二密封部8121与第一密封部8111贴合,真空管814对腔室主体811的干燥腔室抽真空,腔室主体811两侧的密封驱动块813挤压旋转门812,从而使得第二密封部8121与第一密封部8111完全贴合,保证腔室主体811的干燥腔室的密封性。

在一个实施例中,请参见图7所示,直线驱动机构84包括直线驱动模块841、驱动导轨842、滑台843和直线导轨844;其中,直线驱动模块841固定设置于安装板82上,直线驱动模块841可配置为电机加减速器形式;驱动导轨842与直线驱动模块841传动连接,驱动导轨842沿长度方向设置,驱动导轨842可配置为螺杆的形式,进一步地,直线驱动机构84还包括导向杆(图中未示出),导向杆与驱动导轨842平行设置,以保证驱动导轨842驱动滑台843运行的稳定性;滑台843与驱动导轨842传动连接,滑台843适于带动旋转驱动机构83沿驱动导轨842直线移动;直线导轨844沿宽度方向一侧与腔室主体811固定连接,另一侧适于与旋转门812滑动连接,直线导轨844适于引导旋转门812沿长度方向直线移动;通过直线驱动模块841带动驱动导轨842转动,以使驱动导轨842驱动滑台843沿长度方向直线移动,从而使得滑台843带动旋转驱动机构83和旋转门812共同沿长度方向直线移动;通过设置直线导轨844与驱动导轨842共同配合,从而保证旋转门812沿长度方向平稳移动。

在一个实施例中,请参见图7所示,旋转驱动机构83包括旋转驱动模块831、限位轨道832和支撑杆833;其中,旋转驱动模块831固定设置于滑台843上,旋转驱动模块831可配置为电机加减速机形式,旋转驱动模块831与旋转门812之间可通过柔性联轴器(图中未示出)相连接,旋转驱动模块831适于驱动旋转门812以第一转轴830为转动中心相对腔室主体811转动;限位轨道832设置于安装板82上,支撑杆833设置于旋转门812上与第一转轴830相对的一侧,支撑杆833沿高度方向的一端与旋转门812固定连接,另一端与限位轨道832滚动连接,从而通过限位轨道832对旋转门812进行导向和限位,保证旋转门812运行的精确性和稳定性。

在一个实施例中,请结合图6和图7所示,限位轨道832包括圆弧段8321和直线段8322,在旋转门812转动过程中,通过圆弧段8321导向,并通过圆弧段8321与第一转轴830共同对旋转门812进行限位,从而保证旋转门812平稳转动,避免基板本体400因旋转门812振动而偏移或受损;在旋转门812沿长度方向移动过程中,通过直线段8322与直线导轨844共同对旋转门812进行限位,从而保证旋转门812平稳移动,避免基板本体400因旋转门812振动而偏移或受损,同时有利于第二密封部8121与第一密封部8111的对中和贴合。

在一个实施例中,请参见图6所示,超临界干燥装置还包括承载盘85,承载盘85固定设置于旋转门812上靠近第二密封部8121的一侧,承载盘85适于在旋转门812的带动下承载基板本体400进行运动;请参见图12所示,承载盘85上沿高度方向开设有避让孔851;仍参见图6所示,超临界干燥装置还包括转接机构86,转接机构86设置于安装板82上;转接机构86适于由初始位置沿高度方向上升并穿过避让孔851以承接来自上一工序的基板本体400,再承载基板本体400沿高度方向下降,直至再次穿过避让孔851并将基板本体400转接至承载盘85上,然后继续下降至初始位置,其中,转接机构86的初始位置低于旋转门812的下边缘,以避免对旋转门812的转动形成干涉;通过设置转接机构86经由承载盘85的避让孔851沿高度方向升降,从而将来自上一个工序的基板本体400转运至承载盘85上,再通过旋转门812运输至腔室主体811的干燥腔室内,保证了晶圆前后工艺处理的衔接过渡,实现了晶圆的自动化处理。

在一个实施例中,请结合图6和图12所示,承载盘85上设置有定位调节柱852,定位调节柱852沿高度方向远离承载盘85的一端适于与基板本体400相抵接;基板本体400放置在承载盘85上之前,需经由清洗区并在基板本体400的表面布一层液膜,通过定位调节柱852将基板本体400调节至水平状态,保证了基板本体400上液膜的完整性,再将布好液膜的基板本体400通过旋转门812送入腔室主体811的干燥腔室内,利用超临界流体将基板本体400上的液膜置换掉,再经过降压排出,从而达到干燥晶圆的目的。

在一个实施例中,请参见图12所示,承载盘85沿高度方向远离安装板82的一侧设置有若干道隔墙853,若干道隔墙853在承载盘85上周向设置;每相邻两道隔墙853沿径向间隔形成沟槽854;通过在承载盘85上设置沟槽854和隔墙853,从而承接干燥腔室内的颗粒污染物以及洒落的液体,有利于保证基板本体400上液膜的完整性。

在一个实施例中,请参见图12所示,承载盘85沿高度方向远离所述安装板82的一侧还设置有弧形挡板855,弧形挡板855沿高度方向远离承载盘85的一侧高于承载盘85的上表面;当承载盘85在干燥腔室内就位后,弧形挡板855适于内置于干燥腔室内超临界流体的进口侧,以防止超临界流体对基板本体400上的液膜进行直吹,从而有效避免造成基板图案倒伏和基板干燥不均匀的现象出现。

在一个实施例中,请参见图13所示,转接机构86包括转接架861、转接吸盘862、转接升降机构863和负载传感器864;其中,转接吸盘862设置于转接架861的高度方向一侧,转接吸盘862适于吸附基板本体400,转接吸盘862可通过与真空系统相连通以产生负压,从而吸附基板本体400;转接升降机构863沿高度方向一端设置于安装板82上,另一端与转接架861相连接,转接升降机构863适于带动转接架861沿高度方向往复移动,其中,转接升降机构863可以配置为气动机构例如气缸实现沿高度方向的往复移动,也可以配置为机械机构例如电动推杆实现沿高度方向的往复移动;负载传感器864设置于转接架861沿高度方向远离转接吸盘862的一侧,负载传感器864一方面能够获取基板本体400和液膜的重量,从而通过计算得到液膜的厚度,另一方面能够监测转接架861上基板本体400的有无;进一步地,转接升降机构863可配置位移传感器和/或位置传感器,从而判断升降是否到位。

进一步地,转接吸盘862的数量为n,n≥3,任一转接吸盘862均可以在转接架861上沿高度方向上下调节,以使n个吸盘面处在同一水平面上。

进一步地,转接吸盘862上设置有真空口,当基板本体400与转接吸盘862接触后,可通过真空口将基板本体400固定在转接吸盘862上;转接架861上设置有与转接吸盘862相对应的安装孔以及防松口,以防止转接吸盘862松动,避免n个吸盘因不在同一水平面上而致使转接架861上的基板液膜破损甚至基板滑落。

在一个实施例中,请参见图6所示,超临界干燥装置还包括液膜厚度检测机构87,液膜厚度检测机构87包括液膜厚度传感器871和液膜厚度检测升降机构872;其中,液膜厚度传感器871适于对基板本体400的液膜厚度进行检测,通过负载传感器864对基板本体400的液膜厚度进行间接检测以及通过液膜厚度传感器871对基板本体400的液膜厚度进行直接检测,从而综合得到基板本体400的液膜厚度监测值,有利于提高对基板本体400的液膜厚度监测的准确性;液膜厚度检测升降机构872固定设置于腔室主体811沿长度方向靠近旋转门812的一侧;液膜厚度检测升降机构872适于带动液膜厚度传感器871沿高度方向靠近或者远离基板本体400,液膜厚度检测升降机构872可配置为气动机构例如气缸,也可配置为机械机构例如电动推杆;请参见图6所示,旋转门812在旋转驱动机构83的带动下向靠近腔室主体811方向旋转到指定角度后,液膜厚度检测升降机构872带动液膜厚度传感器871由初始高度下降至指定检测高度,以对基板本体400的液膜厚度进行检测,对液膜厚度完成检测后,液膜厚度检测升降机构872再带动液膜厚度传感器871由指定检测高度上升至初始高度。

在一个实施例中,请参见图7所示,腔室主体811沿长度方向远离旋转门812的一侧开设有清洁维护口8115,从而便于对腔室主体811内进行清洁维护;超临界干燥装置还包括密封板815,密封板815沿长度方向远离旋转门812的一侧由密封驱动块813驱动,另一侧适于对清洁维护口8115进行密封;通过密封驱动块813挤压密封板815,从而使得密封板815的密封面与清洁维护口8115的密封面完全贴合,保证密封板815与腔室主体811之间的密封性。

以下对超临界干燥装置的工作原理进行统一说明:

请一并结合图6和图13所示,当对基板本体400进行转接时,转接升降机构863带动转接架861由初始位置沿高度方向穿过承载盘85的避让孔851,以承接来自上一工序的基板本体400,通过转接架861上的转接吸盘862吸取基板本体400,从而避免基板本体400抖动或者滑落,保证基板本体400转接过程中的平稳性,有效避免基板本体400上的液膜破损甚至破片;通过负载传感器864和/或转接吸盘862的真空值可以判断转接吸盘862上是否有基板本体400;通过转接升降机构863带动基板本体400沿高度方向匀速直线下降,在基板本体400与承载盘85上的定位调节柱852将要抵接之前,与转接吸盘862相连通的真空系统管路关闭,转接吸盘862解除对基板本体400的吸附,随着转接升降机构863的下降,基板本体400转接至承载盘85上,并通过定位调节柱852保持基板本体400的水平状态,同时转接吸盘862与基板本体400脱离;转接升降机构863带动转接架861沿高度方向继续下降,直至下降到初始位置,完成对基板本体400的转接。

请一并结合图8-图11所示,基板本体400转接至承载盘85上后,通过旋转驱动机构83带动旋转门812转动并使得旋转门812向腔室主体811靠近,当旋转门812的第二密封部8121与腔室主体811的第一密封部8111平行时,直线驱动机构84通过带动旋转驱动机构83从而带动旋转门812沿长度方向直线移动,以将基板本体400送入腔室主体811的干燥腔室内,并使得旋转门812的第二密封部8121与腔室主体811的第一密封部8111贴合;然后真空管814对腔室主体811的干燥腔室抽真空,腔室主体811两侧的密封驱动块813挤压旋转门812,从而使得第二密封部8121与第一密封部8111完全贴合。

密封动作执行完毕后,通过加热模块对干燥腔室内进行加热,加热模块包括加热器、温度传感器和温度控制器,具体地,当加热器的温度或者腔室内的温度达到一定值后,温度传感器向温度控制器发出信号,温度控制器收到温度传感器的信号后自动降低加热器的功率,减少发热量。在升温的过程中同时从腔室主体811的底部进气口通入辅助升压气体(例如N2)致使腔室内压力升高,超临界流体从主进气管进入腔室内部,达到一定工艺时间后超临界流体将液膜中的IPA置换出来并溶解在超临界流体中,然后经过降压随超临界流体排出,从而到达干燥基板本体400的目的。

干燥结束待腔室恢复到常压状态后,首先,密封驱动块813对旋转门812脱离挤压,接着直线驱动机构84通过带动旋转驱动机构83从而带动旋转门812沿长度方向直线移动,以将处理后的基板本体400由腔室主体811的干燥腔室内移出,然后旋转驱动机构83带动旋转门812转动并使得旋转门812远离腔室主体811,直至旋转门812转动至初始状态,此时旋转门812的第二密封部8121与腔室主体811的第一密封部8111垂直,腔室主体811的干燥腔室切换至打开状态。

转接机构86启动,转接升降机构863带动转接架861由初始位置沿高度方向穿过承载盘85的避让孔851,并通过转接吸盘862将处理后的基板本体400由承载盘85沿高度方向上升,上升至指定位置后,转接吸盘862与处理后的基板本体400解除吸附,后端处理传输装置9的上手臂将处理后的基板本体400取走,转接机构86下降至初始位置,至此,超临界干燥装置对基板本体400处理完成。

根据本发明的实施例,请结合图14-图18所示,再一方面,还提供了一种基板处理系统,包括:

前端处理单元100;

中转单元200;

后端处理单元300,后端处理单元300包括清洗液膜形成装置以及如上述的超临界干燥装置。

需要说明的是,请参见图14所示,前端处理单元100包括前端储存装置1和前端储存传输装置2;中转单元200包括中转装置3;后端处理单元300包括清洗液膜形成装置4、液膜完整性检测装置5、基板承载台6、腔室内温度和浓度检测装置7、后端处理传输装置9以及如上述的超临界干燥装置8;前端储存传输装置2为双臂上下结构,前端储存传输装置2包括上臂和下臂,上臂上设置有负载传感器,以对进入后端处理单元300的基板本体400进行负载检测,进出前端储存装置1的基板本体400分别由不同的手臂来负责。中转单元200是基板本体400由前端处理单元100进入后端处理单元300或者由后端处理单元300返回前端处理单元100的中转站,进一步地,中转装置3在高度方向上设置为上下两层结构,上层放置从干燥腔室干燥后返回至前端处理单元100的基板本体400,下层放置干燥前的基板本体400,这样可以防止从前端处理单元100中出来的基板对清洗干燥后的基板本体400造成二次污染以及避免二者之间的交叉污染。基板本体400在清洗液膜形成装置4和超临界干燥装置8之间的传输通过后端处理传输装置9实现,后端处理传输装置9为双臂上下结构。基板本体400在进入超临界干燥腔室之前通过液膜完整性检测装置5进行液膜完整性检测,液膜检测完整基板本体400才可进入超临界干燥腔室中进行干燥,在超临界干燥腔室干燥过程中需要对腔室内的温度和形成液膜的物质的浓度进行检测,以确保基板本体400在合适的温度下进行干燥,防止腔室内温度过高导致基板本体400变形,对形成液膜的物质浓度进行检测是判断基板本体400是否达到干燥标准的重要依据,对腔室内温度和液膜形成物质浓度的检测通过腔室内温度和浓度检测装置7来实现。

进一步地,请参见图15所示,液膜完整性检测装置5包括检测板51、检测升降机构52、升降滑块53、环形灯带54、图像采集支架55和图像采集模块56,检测升降机构52安装于检测板51上,环形灯带54和图像采集支架55均安装在升降滑块53上,环形灯带54和图像采集支架55随着升降滑块53可以上下移动并停留在采集图像的合适位置和角度,环形灯带54的灯光开启,图像采集模块56开始图像采集工作,图像采集完成后环形灯带54关闭,环形灯带54和图像采集模块56随着升降滑块53移动到指定位置。

进一步地,请参见图16所示,腔室内温度和浓度检测装置7包括检测支架71以及设置于检测支架71上的温度传感器72和浓度传感器73,腔室主体811上开设有视窗口,温度传感器72可通过视窗口监测腔室主体811干燥腔室的温度,浓度传感器73可通过视窗口监测腔室主体811干燥腔室内的液膜形成物的浓度。

需要说明的是,为便于更好地说明和理解本发明,请参见图17所示,以下对基板处理系统的工艺流程进行说明。基板处理系统的标准工艺流程为:待处理基板本体400→前端储存装置1→前端储存传输装置2的下手臂(测得负载为m1)→中转装置3的下层→后端处理传输装置9的下手臂→清洗液膜形成装置4→后端处理传输装置9的下手臂(测得负载为m2)→基板承载台6→液膜完整性检测装置5→干燥腔室干燥→腔室内温度和浓度检测装置7进行温度和浓度检测→结束干燥→后端处理传输装置9的上手臂(测得负载为m3)→中转装置3的上层→前端储存传输装置2的上手臂→前端储存装置1存储处理后的基板本体400。

需要说明的是,在基板超临界干燥过程中,无论是超临界流体本身还是过程中使用的其他气体都不可避免的含有杂志颗粒,为了维护基板本身和高压腔室内的洁净度,请参见图7所示,腔室主体811沿长度方向远离旋转门812的一侧开设有清洁维护口8115,供高压腔室定期维护清扫使用。另外在基板的超临界正常干燥工艺中,经过N(1≤N)片基板的正常干燥后,需要对腔室内进行密闭清扫,请参见图18所示,当腔室密闭后超临界流体阀、底部进气阀、真空阀关闭,吹扫进气口的吹扫进气阀、排气阀打开,其他口为正压状态,对腔室内进行吹扫,并形成定向流场,从而将腔室内的颗粒带走。

虽然结合附图描述了本发明的实施例,但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型,这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

相关技术
  • 一种基于区块链的数据共享系统及数据共享方法
  • 一种基于区块链的数据共享平台及其实现方法
  • 一种基于跨链技术的车联网数据共享方法
  • 一种基于跨链技术的电力数据共享方法及系统
技术分类

06120116524490