[发明专利]晶圆表面处理系统

说明书

【技术领域】

本发明涉及半导体晶圆或相似工件的表面处理领域，特别涉及一种晶圆表面处理系统。

【背景技术】

半导体晶圆是生产集成电路所用的载体。在半导体集成电路制造的工艺流程中，有近100个以上的步骤与晶圆表面清洗和化学处理有关，这些步骤占总生产流程步骤的25％至35％。对晶圆表面进行清洗和化学处理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半导体晶圆或喷射半导体晶圆等一连串步骤组成。

半导体行业中对芯片的清洗要求很高，在集成电路制造过程中几乎每道工序都要对芯片进行清洗。晶圆表面清洗和化学处理过程中都会用到大量的超纯化学制剂，如硫酸、氢氟酸、磷酸、硝酸、盐酸、过氧化氢、氟化铵、氢氧化钠等溶液。在现有的处理过程中，在利用一化学制剂对所述晶圆进行表面处理后，已使用过的处理液常会作为废液而被废弃掉。

集成电路制造过程中，由于其排放的废液、废气量较大，用于废水和废气处理设施的运行费用也较大，年环保运行费用需要几百至上千万。也给日益严峻的环境带来更大的负担。预防废弃物的产生要比处理和净化已生成的废弃物好得多。在进行化学方法实施的过程中将能源、化学制剂及水的消耗降至最低，不但能降低处理过程成本，还能减少生产废物排放处理费用，更重要的是减少了环境污染风险和生态平衡负担。

因此有必要提供一种新的解决方案来解决上述问题。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种晶圆表面处理系统，其可以在线回收使用过的化学制剂，从而可以大幅度降低成本，同时也可以降低对环境的影响。

为实现上述目的，本发明提供一种晶圆表面处理系统，其包括微腔室处理装置和化学制剂回收装置。所述微腔室处理装置包括上腔室部和下腔室部，所述上腔室部和所述下腔室部在一驱动装置的驱动下在一装载和/或移除半导体晶圆的打开位置和一用于容纳该半导体晶圆的关闭位置之间相对移动，当所述上腔室部和所述下腔室部处于关闭位置时形成一微腔室，所述半导体晶圆安装于所述微腔室内，所述上腔室部和/或所述下腔室部包括一个或多个供未使用的化学制剂进入所述微腔室的入口和一个或多个供已使用的化学制剂处理液排出所述微腔室的出口。所述化学制剂回收装置接收从所述微腔室的出口排出的已使用的化学制剂处理液以及来自外部的水，并由已使用的化学制剂处理液和来自外部的水还原出所述化学制剂。

在一个进一步的实施例中，所述化学制剂为酸性或碱性化合物溶液，已使用的化学制剂处理液包括从所述半导体晶圆上处理下来的金属离子以及未消耗完的酸性或碱性化合物，

在一个更进一步的实施例中，所述化学制剂回收装置包括依次间隔设置的阴极、第二阴离子交换膜、第一阳离子交换膜、第一阴离子交换膜、第二阳离子交换膜和阳极，在第一阳离子交换膜和第一阴离子交换膜之间可填充有离子交换树脂，其中阴极和第二阴离子交换膜之间形成第一极水室，第二阴离子交换膜和第一阳离子交换膜之间形成第一浓水室，第一阳离子交换膜和第一阴离子交换膜之间形成淡水室，第一阴离子交换膜和第二阳离子交换膜之间形成第二浓水室，第二阳离子交换膜和阳极之间形成第二极水室，在阴极和阳极之间加直流电压。

在一个再进一步的实施例中，所述化学制剂为酸性化合物溶液，已使用的化学制剂处理液流入淡水室，淡水室流出的液体进入第一浓水室，来自外部的水分别流入第一极水室、第二浓水室以及第二极水室，第二浓水室流出的液体为从所述淡水室渗透过来的阴离子的溶液，含还原出的可回收的酸性化学制剂，第一浓水室流出的液体为含从淡水室渗透过来的阳离子的溶液。

在一个再进一步的实施例中，所述化学制剂为碱性化合物溶液，已使用的化学制剂处理液流入淡水室，淡水室流出的液体进入第二浓水室，来自外部的水分别流入第一极水室、第一浓水室以及第二极水室，第二浓水室流出的液体为从所述淡水室渗透过来的阴离子的溶液，第一浓水室流出的液体为含从淡水室渗透过来的阳离子的溶液，含还原出的可回收的碱性化学制剂。

在一个再进一步的实施例中，第一极水室流出的液体经过脱气装置后又流入第一极水室，第二极水室流出的液体经过脱气装置后又流入第二极水室。

在一个进一步的实施例中，所述下腔室部包括形成所述下工作表面的下腔室板和容纳所述下腔室板的下盒装置，所述下盒装置包含侧面开口的无盖空腔，所述下腔室板可从所述侧面开口滑动进入或者移出所述无盖空腔。