半導體處理裝置及控制方法
2023-09-10 23:42:55
專利名稱：半導體處理裝置及控制方法
半導體處理裝置及控制方法
技術領域：
本發明涉及半導體晶圓或相似工件的表面處理領域，特別涉及一種用於化學處理半導體晶圓表面，以及清潔、蝕刻及其它處理的裝置。
背景技術：
晶圓是生產集成電路所用的載體。在實際生產中需要製備的晶圓具有平整、超清潔的表面，而用於製備超清潔晶圓表面的現有方法可分為兩種類別諸如浸沒與噴射技術的溼法處理過程，及諸如基於化學氣相與等離子技術的幹法處理過程。其中溼法處理過程是現有技術採用較為廣泛的方法，溼法處理過程通常包括採用適當化學溶液浸沒半導體晶圓或噴射半導體晶圓等一連串步驟組成。現有技術中包含一種採用溼法處理過程對晶圓進行超清潔處理的半導體處理裝置。該半導體處理裝置中形成有一可以緊密接收並處理半導體晶圓的微腔室，該微腔室可·處於打開狀態以供裝載與移除半導體晶圓，也可處於關閉狀態以用於半導體晶圓的處理，其中處理過程中可將化學製劑及其它流體引入所述微腔室。所述打開狀態和關閉狀態由該裝置中包含的兩個驅動裝置分別驅動構成所述微腔室的上、下兩個腔室內壁沿垂直方向的相對移動來實現。在實際使用中發現，某些情況下需要使化學製劑在所述微腔室和被處理的半導體晶圓之間的空隙中按照預定方式流動，比如使所述化學製劑從腔室內壁的中心向四周流動。現有技術的方式是採用控制所述化學製劑進入所述微腔室的入口位置和控制所述化學製劑進入所述微腔室的出口位置，同時採用流入微腔室內的氣體作為所述化學製劑流動時的一個載體來使得所述化學製劑在所述空隙中按照預定方式流動。本發明設計提供了另一種控制化學製劑在微腔室裡的流動方法以完全滿足用戶的需求。
發明內容本發明的一個目的在於提供一種半導體處理裝置，所述半導體處理裝置中可以通過改變微腔室與半導體晶圓之間的局部空隙寬度來控制化學製劑在所述微腔室內的流動。本發明的另一目的在於提供一種半導體處理裝置的控制方法，通過所述控制方法可以通過改變微腔室與半導體晶圓之間的局部空隙寬度來控制化學製劑在所述微腔室內的流動。根據本發明的目的，本發明提供一種半導體處理裝置，所述半導體處理裝置包括一用於容納和處理半導體晶圓的微腔室部，所述微腔室部包括具有上腔室內壁的上腔室部和具有下腔室內壁的下腔室部，所述上腔室部和下腔室部可在一用於裝載或移除半導體晶圓的打開位置和一用於緊密容納半導體晶圓的關閉位置之間移動，在關閉位置時，半導體晶圓安裝於所述上腔室內壁和下腔室內壁形成的空腔內，且與所述空腔內壁之間形成有供處理流體流動的空隙，所述微腔室部中還包括至少一個供處理流體進入所述空腔的入口和至少一個供處理流體排出所述空腔的出口，
還包括一驅動裝置，所述驅動裝置包括若干個驅動器，每個驅動器對應於所述上腔室內壁或者下腔室內壁的部分區域，所述驅動器驅動所述上腔室內壁或者下腔室內壁的對應區域與半導體晶圓間的空隙發生改變。進一步地，所述上腔室部或者下腔室部還包括一薄層彈性基板，所述薄層彈性基板的一個表面形成所述上腔室內壁或者所述下腔室內壁，所述薄層彈性基板的另一面與所述若干個驅動器相貼合。進一步地，所述驅動器是流體驅動器，所述薄層彈性基板的另一面的不同局部區域分別與所述若干個流體驅動器貼合相接觸，當其中一個流體驅動器膨脹時，可以提供垂直於所述上腔室內壁或者所述下腔室內壁並且指向所述空腔內部的驅動力給所述薄層彈性基板與其貼合的對應區域，使得該局部區域對應的空腔內壁形成凸起；而當某個流體驅動器收縮時，可以提供垂直於所述上腔室內壁或者所述下腔室內壁並且指向所述空腔外部的驅動力給所述薄層彈性基板與其貼合的對應區域，使得該局部區域對應的空腔內壁形成凹陷。 進一步地，所述驅動力的大小與所述流體驅動器膨脹或收縮的程度相關，所述驅動力的方向與所述流體驅動器處於膨脹狀態或者收縮狀態相關。進一步地，所述上腔室部或者下腔室部還包括固定或者相連所述薄層彈性基板的盒體部，所述薄層彈性基板和所述盒體部內夾持容納所述若干個驅動器，所述盒體部提供穩定的支撐力於所述各個驅動器。進一步地，所述空隙的預定寬度在O. Olmm與IOmm之間。進一步地，所述半導體處理裝置還包括處理流體供應裝置和處理流體收集裝置，所述處理流體供應裝置，連接於供處理流體進入所述空腔的入口，用於提供處理流體，和所述處理流體收集裝置，連接於供處理流體排出所述空腔的出口，用於收集處理半導體晶圓後的處理流體，其中，所述處理流體包括化學製劑和氣體。進一步地，所述上腔室部和下腔室部的邊緣包含對應的柱位孔，所述上腔室部和所述下腔室部可沿貫穿所述柱位孔的立柱的導引下在一用於裝載或移除半導體晶圓的打開位置和一用於緊密容納半導體晶圓的關閉位置之間移動。進一步地，所述上腔室部和所述下腔室部中的一個被固定於所述立柱的預定位置而無法沿所述立柱移動，當所述上腔室部被固定時，所述下腔室部的下方還包括下部驅動裝置，所述下部驅動裝置包括下頂蓋板和下底蓋板，所述下頂蓋板和下底蓋板分別包括對應形狀的基板部，並且所述下頂蓋板的基板部向下延伸有頂側壁，所述下底蓋板的基板部向上延伸有底側壁，所述下頂蓋板的基板部、頂側壁、底側壁和所述下底蓋板的基板部圍成的空腔內包含一流體驅動器，所述流體驅動器與所述下頂蓋板和所述下底蓋板的基板部固定相連，所述下頂蓋板和下底蓋板的基板部邊緣形成有對應的柱位孔，所述下底蓋板的基板部與所述立柱的預定位置固定，藉由所述流體驅動器的膨脹和收縮，驅動所述下頂蓋板及被所述下頂蓋板承載的下腔室部沿所述立柱的導引而向上移動或者向下移動；當所述下腔室部被固定時，所述上腔室部的上方還包括上部驅動裝置，所述上部驅動裝置包括上頂蓋板和上底蓋板，所述上頂蓋板和上底蓋板分別包括對應形狀的基板部，並且所述上頂蓋板的基板部向下延伸有頂側壁，所述上底蓋板的基板部向上延伸有底側壁，所述上頂蓋板的基板部、頂側壁、底側壁和所述上底蓋板的基板部圍成的空腔內包含一流體驅動器，所述流體驅動器與所述下頂蓋板和所述下底蓋板的基板部固定相連，所述上頂蓋板和上底蓋板的基板部邊緣形成有對應的柱位孔，所述上頂蓋板的基板部與所述立柱的預定位置固定，所述上底蓋板的基板部朝下的一面與所述上腔室部相連，藉由所述流體驅動器的膨脹和收縮，驅動所述上底蓋板及與所述上底蓋板板相連的上腔室部沿所述立柱向上移動或者向下移動。本發明同時提供一種半導體處理裝置的控制方法，所述控制方法包括驅動所述兩個腔室部處於打開位置；裝載半導體晶圓位於所述下腔室內壁上；驅動所述兩個腔室部處於關閉位置；從所述入口注入處理流體，使得所述處理流體沿所述空隙流動，並從所述出口導出所述處理流體；在不同時間，按照預定策略控制某一個或者多個驅動器驅動所述上腔室內壁或者下腔室內壁的對應區域發生形變，使得該局部區域對應的供處理流體流動的空隙寬度發生改變，進而使得所述處理流體按照預定圖案流動。
與現有技術相比，本發明中的半導體處理裝置採用在上腔室部和下腔室部設置多個驅動器的方式，在不同時間和不同位置提供多點的驅動力給圍繞成所述微腔室的上腔室內壁或者下腔室內壁，使得所述上腔室內壁或者下腔室內壁的局部區域和被處理的半導體晶圓之間的空隙發生改變，進而對所述微腔室內部的化學製劑的流動產生擠壓和吸合等導引作用。簡單來講，本發明中的半導體處理裝置採用可動態變化的空隙來控制位於所述微腔室內部的化學製劑的流動。
結合參考附圖及接下來的詳細描述，本發明將更容易理解，其中同樣的附圖標記對應同樣的結構部件，其中圖I為本發明中的微腔室部在一個實施例中的立體示意圖；圖2為本發明中的上腔室部在一個實施例中的立體示意圖；圖3為本發明中的半導體處理裝置在一個實施例中的組裝示意圖；圖4為本發明中的半導體處理裝置在一個實施例中的爆炸分解圖；圖5為本發明中的上固定板在一個實施例中的立體示意圖；圖6為本發明中的上腔室部在一個實施例中的立體示意圖；圖7為本發明中的立柱驅動裝置在一個實施例中的爆炸分解圖；和
圖8為本發明中的半導體處理裝置的控制方法在一個實施例中的方法流程圖。
具體實施方式為使本發明的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明。為了便於描述本發明，首先描述作為所述半導體處理裝置的核心部件之一的微腔室。所述微腔室用於容納和處理半導體晶圓。請參考圖I，其示出了本發明中的微腔室部在一個實施例100中的立體示意圖。所述微腔室部100包括上腔室部120和下腔室部140，所述上腔室部120中形成一上腔室內壁及上周邊部分，所述下腔室部140中形成一下腔室內壁142及下周邊部分144，所述上腔室內壁、上周邊部分、下周邊部分144和下腔室內壁142圍繞成一個用於容納和處理半導體晶圓的空腔。所述上腔室部120和所述下腔室部140可以通過諸如立柱、滑軌或者掀開式結構等機械結構的作用或者導引下在一個關閉位置和一個打開位置之間變化。當處於打開位置時，所述上腔室部120和所述下腔室部140互相分離，以便於裝載和移除將要被處理的或者已經被處理過的半導體晶圓於所述空腔；當處於關閉位置時，所述上腔室部120和所述下腔室部140對應緊密貼合，所述上腔室內壁、上周邊部分、下周邊部分144和下腔室內壁142圍繞成所述空腔。當半導體晶圓被裝載進入所述空腔內，並且所述空腔處於關閉位置時，可將化學試劑及其他流體引入所述空腔以對其內的半導體晶圓進行分析、清潔、蝕刻及其它處理，並在處理過程中及處理完畢後，將處理後的所述化學試劑及其它流體引出所述空腔。
具體來講，被處理的半導體晶圓被容納於所述上腔室內壁、上周邊部分、下周邊部分144和下腔室內壁142形成的空腔內。所述半導體晶圓與所述上下腔室內壁之間還應當存在預期的空隙，所述空隙的預定寬度通常在O. Olmm與IOmm之間，應該能夠理解，通過上下腔室部貼合的緊密程度可以改變所述空隙的寬度，而隨著此等空隙的改變，可以實現用於微腔室內的處理流體的不同流動圖案。所述微腔室還可以包括至少一個供氣體進入所述微腔室的入口和至少一個供氣體排出所述微腔室的出口，通過所述入口進入所述微腔室的氣體可以作為所述處理流體流動時的載體，也可以在一定程度上控制所述處理流體在所述空隙之間的流動圖案。但是作為本發明的重點和難點之一，所述上腔室部120和所述下腔室部140的內部還可以包括若干個驅動器，所述若干個驅動器在不同時間和不同位置提供驅動力於所述上腔室內壁或者所述下腔室內壁，使得所述上腔室內壁或者下腔室內壁的對應區域發生形變，也即使得該局部區域供處理流體流動的空隙寬度發生改變，進而使得所述處理流體按照預定圖案流動。為此，請結合參考圖2，其示出了本發明中的上腔室部120在一個實施例200中的立體示意圖。所述上腔室部200包括上腔室內壁部220和上盒體部240，以及夾持於所述上腔室內壁部220和所述上盒體部240之間的多個個流體驅動器260。所述上腔室內壁部220包括一呈圓形的薄層彈性基板，所述薄層彈性基板的一面222形成所述上腔室內壁，並且所述薄層彈性基板的邊緣還延伸形成有上周邊部分224，也即圖示凸緣；所述薄層彈性基板的另一面延伸形成有呈圓柱形的上側壁226，所述上側壁226的內邊緣形成有第一螺紋(未不出)。所述上盒體部240包括呈矩形或者正方形的基板部242，所述基板部242的一面延伸形成有對應於上側壁226的圓形凸緣244，所述圓形凸緣244的外邊緣形成有匹配第一螺紋的第二螺紋(未示出)。通過所述第一螺紋和第二螺紋，可以將所述上腔室內壁部220旋轉安裝於所述上盒體部240上，同時在所述上腔室內壁部220和所述上盒體部240之間還形成有容納所述多個流體驅動器260的空腔。所述多個流體驅動器260包括第一流體驅動器、第二流體驅動器、第三流體驅動器、第四流體驅動器、第五流體驅動器、第六流體驅動器和第七流體驅動器(未示出)。其中，第一流體驅動器位於居中位置，剩餘六個流體驅動器圍繞所述第一流體驅動器均勻分布。所述多個流體驅動器260中的各個流體驅動器被夾持於所述薄層彈性基板與所述上盒體部240相對於所述薄層彈性基板的表面之間。在一個實施例中，各個流體驅動器可以是相同大小的圓柱形氣袋，所述圓柱形氣袋的上、下表面通過膠水與所述薄層彈性基板的表面和所述上盒體部240相對於所述薄層彈性基板的表面粘合。所述上盒體部240可以採用較厚的合金材料製作，以提供穩定的支撐力於所述各個流體驅動器。所述上腔室內壁部220可以採用耐高溫和耐腐蝕的塑料材料製作，並且形成上腔室內壁的薄層彈性基板較薄而且具有彈性。可以預見的是，當某個流體驅動器膨脹時，可以提供垂直於所述上腔室內壁並且指向所述微腔室內部的驅動力給所述薄層彈性基板與其貼合接觸的對應區域，使得所述薄層彈性基板朝向微腔室的該局部區域形成凸起；而當某個流體驅動器收縮時，可以提供垂直於所述上腔室內壁並且指向所述微腔室外部的驅動力給所述薄層彈性基板與其貼合的對應區域，使得所述薄層彈性基板朝向微腔室的該局部區域形成凹陷。顯然所述驅動力的作用位置與所述流體驅動器與所述薄層彈性基板相接觸的位置相關，所述驅動力的大小與所述流體驅動器膨脹或收縮的程度相關，所述驅動力的方向與所述流體驅動器處於膨脹狀態或者收縮狀態相關。因為流體碰到凸起時會分散，碰到凹陷時會匯聚。如果此時所述微腔室內部正在·利用化學製劑對所述半導體晶圓進行處理，則由於所述上腔室內壁與所述半導體晶圓之間空隙處於變化狀態，位於所述微腔室內部的化學製劑的流動也將會發生變化。比如，所述第一流體驅動器膨脹並保持在一定位置，會使所述薄層彈性基板的中央形成凸起，也即該局部區域對應的上腔室內壁與所述半導體晶圓之間的空隙變小，則位於微腔室內部的化學製劑將會從中央位置向四周邊緣位置流動；再比如，所述第一流體驅動器膨脹並保持在一定位置，會使所述薄層彈性基板的中央形成凸起，然後所述第二流體驅動器、第三流體驅動器、第四流體驅動器、第五流體驅動器、第六流體驅動器和第七流體驅動器依次膨脹並收縮，則所述位於微腔室內部的化學製劑將會沿所述微腔室的邊緣環繞流動。也就是說，當各個流體驅動器按照預定的策略，在不同時間和不同位置提供驅動力於所述上腔室內壁，使得所述上腔室內壁與半導體晶圓之間的空隙發生變化後，可以達到控制所述微腔室內部的化學製劑的流動方式的效果。對應地，下腔室部140也可以具有如圖2所示的上腔室部200相同的或者類似的結構。綜上所述，所述半導體處理裝置可以通過所述流體驅動器的膨脹和收縮來提供在不同時間和不同位置提供驅動力於所述上腔室內壁或者所述下腔室內壁。所述流體驅動器可以是氣袋或者液壓驅動器。為了獲得較好的控制效果，所述流體驅動器的數量可以適當地採用較多個，所述流體驅動器的分布應當相對於所述上、下腔室內壁儘量均勻。而且所述流體驅動器如何夾持或者說容納於所述上腔室部120和所述下腔室部140內，也可以採用其它特殊造型的機械結構，而並不應當僅僅局限於圖2所述實施例中所示出的方式。當然，為了引進處理流體，所述微腔室部100還應當包括有至少一個供處理流體進入所述微腔室的入口和至少一個供處理流體排出所述微腔室的出口。以及相應的處理流體供應裝置和處理流體收集裝置(未具體示出)，所述處理流體供應裝置可以連接於供處理流體進入所述微腔室的入口，用於提供處理流體；所述處理流體收集裝置連接於供處理流體排出所述微腔室的出口，用於收集處理流體處理半導體晶圓後的廢液。在一些實施例中，所述處理流體不僅包括化學製劑等液體，也包括作為化學製劑等液體流動時的載體的氣體。由於所述半導體處理裝置不僅包括微腔室，還應當包括驅使所述上腔室部和下腔室部在關閉位置和打開位置之間變換的相應機械結構。所以為了描述所述半導體處理裝置的諸多方面，請繼續參考圖3和圖4，其分別示出了所述半導體處理裝置在一個實施例300中的組裝示意圖和爆炸分解圖。所述半導體處理裝置300包括形成微腔室的上腔室部320和下腔室部340，所述上腔室部320和下腔室部340的邊緣包含對應的柱位孔360，所述上腔室部320可沿貫穿所述柱位孔360的立柱380的導引下在一用於裝載和/或移除該半導體晶圓的打開位置和一用於緊密容納該半導體晶圓的關閉位置之間移動。所述立柱380的兩端可以形成有螺紋。其中，所述下腔室部340用於安裝和固定所述立柱380，所述下腔室部340上的柱位孔360內包含有對應所述螺紋的螺孔，可以將所述立柱380旋轉安裝於所述下腔室部340上。同時意識到，所述下腔室部340是無法沿所述立柱380的導引而移動的。而所述上腔室部320的上方還包括上固定板322，所述上固定板322的結構可以參考圖5，所述上固定 板322所述呈矩形的第一基板部502和從所述第一基板部502的朝向下方的表面中央向下延伸出的第一圓柱形腔壁504。在所述第一基板部502的四角形成有可容納立柱的四個柱位孔506。所述柱位孔506的內徑大於所述立柱380的外徑，藉由匹配所述立柱380的螺帽388可將所述上固定板322固定於所述立柱380的頂端或中上部。所述上腔室部320的結構大體類似於圖2所示上腔室部，但外觀略有不同，請參考圖6所示。所述上腔室部320不僅包括呈矩形的上盒體部602，所述上盒體部602中包括多點壓力產生裝置(未示出)，同時所述上腔室部320還包括從所述上盒體部602的朝向上方的表面中央向上延伸出的第二圓柱形腔壁604。所述第二圓柱形腔壁604對應於所述上固定板中的第一圓柱形腔壁504,但是所述第二圓柱形腔壁604的外徑略小於所述第一圓柱形腔壁504的內徑，當所述第二圓柱形腔壁604容納與所述第一圓柱形腔壁504後，所述第一基板部502、第一圓柱形腔壁504、第二圓柱形腔壁604和上盒體部602圍繞成為一個容納氣袋323的空腔，所述氣袋323還與所述第一基板部502和上盒體部602的表面緊固連接。區別於所述多點壓力產生裝置中的流體驅動器，所述氣袋323的膨脹和收縮提供所述上腔室部320沿所述立柱380的導引而移動的驅動力，當所述氣袋323膨脹時，由於所述上固定板322無法沿所述立柱380滑動，所以所述上腔室部320將被所述氣袋323驅動而沿所述立柱380向下移動，直至所述上腔室部320與所述下腔室部340緊密貼合而處於關閉位置。當所述氣袋323收縮時，由於所述上固定板322無法沿所述立柱380滑動，所以所述上腔室部320將被所述氣袋323驅動而沿所述立柱380向上移動，直至所述上腔室部320與所述下腔室部340互相分離而處於打開位置。本領域的技術人員已經可以預料到，所述半導體處理裝置中的上腔室部和下腔室部如何在所述關閉位置和所述打開位置之間變化將是多變的。譬如，所述上腔室部和所述下腔室部可以採用類似電餅鐺之類的掀開式結構；所述上腔室部和所述下腔室部可以採用類似光碟機開合結構的彈出式結構。僅以實施例300中所示出的半導體處理裝置採用垂直方向的立柱作為導引為例，所述上腔室部和所述下腔室部沿所述立柱的導引上下滑動就可以有多種不同的方式，比如所述上腔室部被固定於所述立柱的某一部位，而所述下腔室部被驅動裝置驅動而在所述立柱的導引下上下移動；或者所述上腔室部和所述下腔室部分別被驅動裝置驅動而在所述立柱的導引下相對上下移動。顯然，易於聯想到，將所述上腔室部或者所述下腔室部中的一個固定於所述立柱上的某一位置是易於實現的，不僅可以採用實施例300中的螺帽固定方式，還可以採用夾具或者卡合裝置等。而驅動所述上腔室部或者所述下腔室部沿所述立柱的導引向下移動同樣也是易於實現的。譬如實施例300中的氣袋驅動方式，可以製作為一種立柱驅動裝置。請參考圖7，其示出了所述立柱驅動裝置在一個實施例700中的爆炸分解圖。所述立柱驅動裝置700包括頂蓋板720和底蓋板740，所述頂蓋板720和底蓋板740分別包括對應形狀的基板部，並且所述頂蓋板720的基板部722向下延伸有頂側壁724，所述底蓋板740的基板部742向上延伸有底側壁744，所述頂蓋板720的基板部722、頂側壁724、底側壁744和所述底蓋板740的基板部722圍成的空腔內包含一流體驅動器760，所述流體驅動器760與所述頂蓋板720和所述底蓋板740的基板部緊密固定連接。當所述頂蓋板720 和所述底蓋板740中的一個被固定於所述立柱的預定位置時，藉由所述流體驅動器760的膨脹和收縮，可以驅動所述頂蓋板720和所述底蓋板740中的另一個及與其相連的組件沿所述立柱移動。換句話說，所述立柱驅動裝置700被設置於所述下腔室部下方時，所述立柱驅動裝置可以稱之為下部驅動裝置，所述下部驅動裝置包括下頂蓋板和下底蓋板，所述下頂蓋板和下底蓋板分別包括對應形狀的基板部，並且所述下頂蓋板的基板部向下延伸有頂側壁，所述下底蓋板的基板部向上延伸有底側壁，所述下頂蓋板的基板部、頂側壁、底側壁和所述下底蓋板的基板部圍成的空腔內包含一流體驅動器，所述流體驅動器與所述下頂蓋板和所述下底蓋板的基板部固定相連，所述下頂蓋板和下底蓋板的基板部邊緣形成有對應的柱位孔，所述下底蓋板的基板部與所述立柱的預定位置固定，藉由所述流體驅動器的膨脹和收縮，驅動所述下頂蓋板及被所述下頂蓋板承載的下腔室部沿所述立柱的導引而向上移動或者向下移動。同理，所述立柱驅動裝置700被設置於所述上腔室部上方時，所述立柱驅動裝置可以稱之為上部驅動裝置，所述上部驅動裝置包括上頂蓋板和上底蓋板，所述上頂蓋板和上底蓋板分別包括對應形狀的基板部，並且所述上頂蓋板的基板部向下延伸有頂側壁，所述上底蓋板的基板部向上延伸有底側壁，所述上頂蓋板的基板部、頂側壁、底側壁和所述上底蓋板的基板部圍成的空腔內包含一流體驅動器，所述流體驅動器與所述下頂蓋板和所述下底蓋板的基板部固定相連，所述上頂蓋板和上底蓋板的基板部邊緣形成有對應的柱位孔，所述上頂蓋板的基板部與所述立柱的預定位置固定，所述上底蓋板的基板部朝下的一面與所述上腔室部相連，藉由所述流體驅動器的膨脹和收縮，驅動所述上底蓋板及與所述上底蓋板相連的上腔室部沿所述立柱向上移動或者向下移動。本發明同時提供了一種半導體處理裝置的控制方法，請參考圖8，其示出了本發明中的半導體處理裝置的控制方法在一個實施例800中的方法流程圖。所述半導體處理裝置的控制方法800包括步驟801，驅動所述兩個腔室部處於打開位置；以圖3所示半導體處理裝置為例，可以令所述氣袋323收縮，所述上腔室部320將被所述氣袋323驅動而沿所述立柱380向上移動，直至所述上腔室部320與所述下腔室部340互相分離而處於打開位置。步驟802，裝載半導體晶圓位於所述下腔室內壁上；利用人工方式或者機械手將半導體晶圓放置於所述下腔室內壁上。步驟803，驅動所述兩個腔室部處於關閉位置；令所述氣袋323膨脹，所述上腔室部320將被所述氣袋323驅動而沿所述立柱380向下移動，直至所述上腔室部320與所述下腔室部340互相緊密貼合而處於關閉位置。步驟804，從所述入口注入處理流體，使得所述處理流體沿所述空隙流動，並從所述出口導出所述處理流體；
此處的處理流體通常是指化學製劑，比如所述半導體處理裝置用於薄膜銅的溼式化學蝕刻，所述處理流體可以包括過氧化氫、硝酸及氫氟酸的混合物，所述處理流體還可以包括作為化學製劑流動載體的惰性氣體。所述入口和出口可以不止一個，並且設置於所述微腔室部的任意不同位置。步驟805，在不同時間，按照預定策略控制某一個或者多個驅動器驅動所述上腔室內壁或者下腔室內壁的對應區域發生形變，使得該局部區域對應的供處理流體流動的空隙寬度發生改變，進而使得所述處理流體按照預定圖案流動。為了能夠使得所述化學製劑可以按照使用者的期望的流動圖案流動，可以令各個流體驅動器按照預定的策略，在不同時間和不同位置提供驅動力於所述腔室內壁，使得所述腔室內壁與半導體晶圓之間的空隙發生變化，以達到控制所述微腔室內部的化學製劑的流動圖案的效果。上述說明已經充分揭露了本發明的具體實施方式
。需要指出的是，熟悉該領域的技術人員對本發明的具體實施方式
所做的任何改動均不脫離本發明的權利要求書的範圍。相應地，本發明的權利要求的範圍也並不僅僅局限於所述具體實施方式
。
權利要求
1.一種半導體處理裝置，其特徵在於，其包括 包括一用於容納和處理半導體晶圓的微腔室部，所述微腔室部包括具有上腔室內壁的上腔室部和具有下腔室內壁的下腔室部，所述上腔室部和下腔室部可在一用於裝載或移除半導體晶圓的打開位置和一用於緊密容納半導體晶圓的關閉位置之間移動， 在關閉位置時，半導體晶圓安裝於所述上腔室內壁和下腔室內壁形成的空腔內，且與所述空腔內壁之間形成有供處理流體流動的空隙，所述微腔室部中還包括至少一個供處理流體進入所述空腔的入口和至少一個供處理流體排出所述空腔的出口， 還包括一驅動裝置，所述驅動裝置包括若干個驅動器，每個驅動器對應於所述上腔室內壁或者下腔室內壁的部分區域，所述驅動器驅動所述上腔室內壁或者下腔室內壁的對應區域與半導體晶圓間的空隙發生改變。
2.根據權利要求I所述的半導體處理裝置，其特徵在於，所述上腔室部或者下腔室部還包括一薄層彈性基板，所述薄層彈性基板的一個表面形成所述上腔室內壁或者所述下腔室內壁，所述薄層彈性基板的另一面與所述若干個驅動器相貼合。
3.根據權利要求2所述的半導體處理裝置，其特徵在於，所述驅動器是流體驅動器，所述薄層彈性基板的另一面的不同局部區域分別與所述若干個流體驅動器貼合接觸，當其中一個流體驅動器膨脹時，可以提供相接觸於所述上腔室內壁或者所述下腔室內壁並且指向所述空腔內部的驅動力給所述薄層彈性基板與其貼合的對應區域，使得該局部區域對應的空腔內壁形成凸起；而當某個流體驅動器收縮時，可以提供垂直於所述上腔室內壁或者所述下腔室內壁並且指向所述空腔外部的驅動力給所述薄層彈性基板與其貼合的對應區域，使得該局部區域對應的空腔內壁形成凹陷。
4.根據權利要求3所述的半導體處理裝置，其特徵在於，所述驅動力的大小與所述流體驅動器膨脹或收縮的程度相關，所述驅動力的方向與所述流體驅動器處於膨脹狀態或者收縮狀態相關。
5.根據權利要求2所述的半導體處理裝置，其特徵在於，所述上腔室部或者下腔室部還包括固定或者相連所述薄層彈性基板的盒體部，所述薄層彈性基板和所述盒體部內夾持容納所述若干個驅動器，所述盒體部提供穩定的支撐力於所述各個驅動器。
6.根據權利要求I至5任一所述的半導體處理裝置，其特徵在於，所述空隙的預定寬度在O. Olmm與10_之間。
7.根據權利要求6所述的半導體處理裝置，其特徵在於，所述半導體處理裝置還包括處理流體供應裝置和處理流體收集裝置， 所述處理流體供應裝置，連接於供處理流體進入所述空腔的入口，用於提供處理流體，和 所述處理流體收集裝置，連接於供處理流體排出所述空腔的出口，用於收集處理半導體晶圓後的處理流體， 其中，所述處理流體包括化學製劑和氣體。
8.根據權利要求7所述的半導體處理裝置，其特徵在於，所述上腔室部和下腔室部的邊緣包含對應的柱位孔，所述上腔室部和所述下腔室部可沿貫穿所述柱位孔的立柱的導引下在一用於裝載或移除半導體晶圓的打開位置和一用於緊密容納半導體晶圓的關閉位置之間移動。
9.根據權利要求7所述的半導體處理裝置，其特徵在於，所述上腔室部和所述下腔室部中的一個被固定於所述立柱的預定位置而無法沿所述立柱移動， 當所述上腔室部被固定時，所述下腔室部的下方還包括下部驅動裝置，所述下部驅動裝置包括下頂蓋板和下底蓋板，所述下頂蓋板和下底蓋板分別包括對應形狀的基板部，並且所述下頂蓋板的基板部向下延伸有頂側壁，所述下底蓋板的基板部向上延伸有底側壁，所述下頂蓋板的基板部、頂側壁、底側壁和所述下底蓋板的基板部圍成的空腔內包含一流體驅動器，所述流體驅動器與所述下頂蓋板和所述下底蓋板的基板部固定相連， 所述下頂蓋板和下底蓋板的基板部邊緣形成有對應的柱位孔，所述下底蓋板的基板部與所述立柱的預定位置固定，藉由所述流體驅動器的膨脹和收縮，驅動所述下頂蓋板及被所述下頂蓋板承載的下腔室部沿所述立柱的導引而向上移動或者向下移動； 當所述下腔室部被固定時，所述上腔室部的上方還包括上部驅動裝置，所述上部驅動裝置包括上頂蓋板和上底蓋板，所述上頂蓋板和上底蓋板分別包括對應形狀的基板部，並且所述上頂蓋板的基板部向下延伸有頂側壁，所述上底蓋板的基板部向上延伸有底側壁，所述上頂蓋板的基板部、頂側壁、底側壁和所述上底蓋板的基板部圍成的空腔內包含一流體驅動器，所述流體驅動器與所述下頂蓋板和所述下底蓋板的基板部固定相連， 所述上頂蓋板和上底蓋板的基板部邊緣形成有對應的柱位孔，所述上頂蓋板的基板部與所述立柱的預定位置固定，所述上底蓋板的基板部朝下的一面與所述上腔室部相連，藉由所述流體驅動器的膨脹和收縮，驅動所述上底蓋板及與所述上底蓋板板相連的上腔室部沿所述立柱向上移動或者向下移動。
10.一種半導體處理裝置的控制方法，適用於權利要求I所述的半導體處理裝置，其特徵在於，其包括 驅動所述兩個腔室部處於打開位置； 裝載半導體晶圓位於所述下腔室內壁上； 驅動所述兩個腔室部處於關閉位置； 從所述入口注入處理流體，使得所述處理流體沿所述空隙流動，並從所述出口導出所述處理流體； 在不同時間，按照預定策略控制某一個或者多個驅動器驅動所述上腔室內壁或者下腔室內壁的對應區域發生形變，使得該局部區域對應的供處理流體流動的空隙寬度發生改變，進而使得所述處理流體按照預定圖案流動。
全文摘要
本發明揭露了一種半導體處理裝置，所述半導體處理裝置包括一用於容納和處理半導體晶圓的微腔室部，所述微腔室部包括具有上腔室內壁的上腔室部和具有下腔室內壁的下腔室部，所述上腔室部和下腔室部可在一用於裝載或移除半導體晶圓的打開位置和一用於緊密容納半導體晶圓的關閉位置之間移動。所述半導體處理裝置還包括一驅動裝置，所述驅動裝置包括若干個驅動器，每個驅動器對應於所述上腔室內壁或者下腔室內壁的部分區域，所述驅動器驅動所述上腔室內壁或者下腔室內壁的對應區域與半導體晶圓間的空隙發生改變，以達到控制所述空隙中處理流體的流動圖案的目的。
文檔編號H01L21/00GK102903605SQ201110215819
公開日2013年1月30日 申請日期2011年7月29日 優先權日2011年7月29日
發明者溫子瑛 申請人:無錫華瑛微電子技術有限公司