專利名稱：可校正工作面平整性的半導(dǎo)體處理裝置的制作方法
可校正工作面平整性的半導(dǎo)體處理裝置方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體晶圓或相似工件的表面處理領(lǐng)域，特別涉及一種用于化學(xué)處理半導(dǎo)體晶圓表面，以及清潔、蝕刻及其它處理的裝置。
背景技術(shù)：
晶圓是生產(chǎn)集成電路所用的載體。在實際生產(chǎn)中需要制備的晶圓具有平整、超清潔的表面，而用于制備超清潔晶圓表面的現(xiàn)有方法可分為兩種類別諸如浸沒與噴射技術(shù)的濕法處理過程，及諸如基于化學(xué)氣相與等離子技術(shù)的干法處理過程。其中濕法處理過程是現(xiàn)有技術(shù)采用較為廣泛的方法，濕法處理過程通常包括采用適當(dāng)化學(xué)溶液浸沒或噴射晶圓之一連串步驟組成。現(xiàn)有技術(shù)中包含一種采用濕法處理過程對晶圓進(jìn)行超清潔處理的裝置。該裝置中 形成有一可以緊密接收并處理半導(dǎo)體晶圓的微腔室，該微腔室可處于打開狀態(tài)以供裝載與移除半導(dǎo)體晶圓，也可處于關(guān)閉狀態(tài)以用于半導(dǎo)體晶圓的處理，其中處理過程中可將化學(xué)制劑及其他流體引入所述微腔室。所述打開狀態(tài)和關(guān)閉狀態(tài)由該裝置中包含的兩個驅(qū)動裝置分別驅(qū)動構(gòu)成所述微腔室的上、下兩個工作面的相對移動來實現(xiàn)。但是在實際使用中發(fā)現(xiàn)，上述裝置還存在以下缺點第一，所述裝置中的由兩個驅(qū)動裝置分別驅(qū)動構(gòu)成所述微腔室的上、下兩個工作面的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，若采用一個驅(qū)動裝置驅(qū)動所述微腔室的上工作面或者下工作面也可以達(dá)到同樣效果；第二，對于不同尺寸的半導(dǎo)體晶圓，處理時需要更換相應(yīng)的不同尺寸的微腔室組件，更換該微腔室組件時需要將整臺機(jī)器拆開，十分不方便；第三，當(dāng)微腔室密封不嚴(yán)或者流通化學(xué)制劑的管道發(fā)生化學(xué)制劑泄露時，所述裝置中相關(guān)的泄露收集機(jī)制不夠完善；第四，所述上、下兩個工作面發(fā)生相對移動時依靠貫穿所述上、下兩個工作表面的若干根金屬立柱完成，所述立柱容易被化學(xué)處理過程中產(chǎn)生的高溫和/或腐蝕性的氣體所腐蝕而損壞。因此有必要提供一種新的解決方案來解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種可校正工作面平整性的半導(dǎo)體處理裝置，所述半導(dǎo)體處理裝置可以調(diào)整微腔室的上工作面或者下工作面的平整性或者兩個工作面的貼合緊密性。根據(jù)本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供一種可校正工作面平整性的半導(dǎo)體處理裝置，利用處理流體對半導(dǎo)體晶圓及相似工件進(jìn)行處理，所述半導(dǎo)體裝置包括一用于緊密容納和處理半導(dǎo)體晶圓的微腔室，所述微腔室包括形成上工作表面和/或上周邊部分的上腔室部和形成下工作表面和/或下周邊部分的下腔室部，所述上腔室部或者所述下腔室部之一可在一用于裝載和/或移除該半導(dǎo)體晶圓的打開位置和一用于緊密容納該半導(dǎo)體晶圓的關(guān)閉位置之間移動，當(dāng)上腔室部或者所述下腔室部處于關(guān)閉位置時，半導(dǎo)體晶圓安裝于所述上工作表面和下工作表面之間，且與所述微腔室的內(nèi)壁形成有供處理流體流動的空隙，所述上腔室部和/或所述下腔室部中包括至少一個供處理流體進(jìn)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，同時提供一平整校正裝置，所述平整校正裝置提供指向微腔室內(nèi)部的壓力于不可以移動的腔室部，使得該腔室部的工作表面的各部分與半導(dǎo)體晶圓之間的空隙符合預(yù)定寬度。進(jìn)一步地，所述不可以移動的腔室部包括一工作表面和與工作表面平行的受力面，所述工作表面和受力面之間包含有剛性材料，所述平整校正裝置包括與不可移動腔室的受力面緊密貼合的校正板，在校正板的局部形成有可緊固校正板使校正板的一面與所述受力面緊密貼合的壓力裝置。進(jìn)一步地，所述壓力裝置包括在所述校正板的四角形成的可緊固校正板使校正板與所述受力面緊密貼合的螺紋裝置。進(jìn)一步地，所述平整校正裝置還包括相對于所述校正板平行、且與所述校正板部分固定的頂板，在所述頂板的非固定區(qū)域形成有若干不同位置的螺紋穿孔，對應(yīng)于所述螺紋穿孔的螺絲可旋入所述螺紋穿孔而提供壓力于所述校正板的另一面，所述壓力的方向和大小依所述螺絲旋入的位置和長度不同而不同。進(jìn)一步地，當(dāng)所述可以移動的腔室部為上腔室部時，所述上腔室部上方還包括一驅(qū)動裝置，當(dāng)所述驅(qū)動裝置產(chǎn)生向下的驅(qū)動力時，驅(qū)動所述上腔室部從打開位置向關(guān)閉位置移動；當(dāng)所述驅(qū)動裝置產(chǎn)生向上的驅(qū)動力時時，驅(qū)動所述上腔室部從關(guān)閉位置向打開位置移動；當(dāng)所述可以移動的腔室部為下腔室部時，所述下腔室部下方還包括一驅(qū)動裝置，當(dāng)所述驅(qū)動裝置產(chǎn)生向上的驅(qū)動力時，驅(qū)動所述下腔室部從打開位置向關(guān)閉位置移動；當(dāng)所述驅(qū)動裝置向下的驅(qū)動力時，驅(qū)動所述下腔室部從關(guān)閉位置向打開位置移動。進(jìn)一步地，所述流體驅(qū)動裝置包括一驅(qū)動器和容納所述驅(qū)動器的可伸縮空腔，所述驅(qū)動器為氣動驅(qū)動器、電動驅(qū)動器、機(jī)械驅(qū)動器或者液壓驅(qū)動器中的一種。進(jìn)一步地，所述上腔室部和所述下腔室部的邊緣包含對應(yīng)的柱位孔，其中一腔室部由貫穿所述柱位孔并垂直于所述工作表面的立柱所固定；另一腔室部由貫穿所述柱位孔并垂直于所述工作表面的立柱導(dǎo)引而相對于固定的腔室部移動。進(jìn)一步地，所述空隙的預(yù)定寬度在0. Olmm與IOmm之間。進(jìn)一步地，所述上工作表面與下工作表面之間、所述上周邊部分和下周邊部分之間還包括用于密封的耦合結(jié)構(gòu)或者彈性0環(huán)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用平衡校正模塊替換現(xiàn)有技術(shù)中的一個驅(qū)動裝置，可以實現(xiàn)調(diào)整微腔室的平整性或者上腔室板和下腔室板之間的貼合緊密性。同時不僅使本發(fā)明具有了更為簡單的結(jié)構(gòu)，還方便了使用者的操作。

結(jié)合參考附圖及接下來的詳細(xì)描述，本發(fā)明將更容易理解，其中同樣的附圖標(biāo)記對應(yīng)同樣的結(jié)構(gòu)部件，其中圖I為本發(fā)明中的半導(dǎo)體處理裝置在一個實施例中的立體示意圖；、
圖2為本發(fā)明中的半導(dǎo)體處理裝置在一個實施例中的正面示意圖；圖3為本發(fā)明中的底板在一個實施例中的俯視示意圖；圖4為本發(fā)明中的第一中間板在一個實施例中的立體示意圖；圖5為本發(fā)明中的第二中間板在一個實施例中的反面立體示意圖；圖6為本發(fā)明中的上板在一個實施例中的俯視示意圖；圖7為本發(fā)明中的下盒裝置在一個實施例中的立體示意圖；圖8為本發(fā)明中的下腔室板在一個實施例中與所述下盒裝置的組裝示意圖；圖9為本發(fā)明中的插件在一個實施例中的反面立體示意圖；
圖10為本發(fā)明中的上盒裝置在一個實施例中的立體示意圖；圖11為本發(fā)明中的上盒裝置在一個實施例中的俯視示意圖；圖12為本發(fā)明中的隔板在一個實施例中的俯視不意圖；圖13為本發(fā)明中的立柱在一個實施例中的正視示意圖；圖14為本發(fā)明中的套筒在一個實施例中的剖面示意圖；圖15為本發(fā)明中的校正板在一個實施例中的仰視示意圖；圖16為本發(fā)明中的頂板在一個實施例中的立體示意圖；和圖17為本發(fā)明中采用平整校正模塊進(jìn)行平整校正時的工作示意圖。
具體實施方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。請參考圖I和圖2，其分別示出了本發(fā)明中的半導(dǎo)體處理裝置在一個實施例100中的立體示意圖和正面示意圖。簡單來講，所述半導(dǎo)體處理裝置100包括平整校正模塊110、微腔室模塊120、驅(qū)動模塊130和立柱裝置140。所述前三個模塊中的各個組件由四根互相平行的立柱裝置140所固定、支撐或?qū)б?，并沿所述立柱裝置140由下往上分別為驅(qū)動模塊130、微腔室模塊120和平整校正模塊110。其中微腔室模塊120包括一處理半導(dǎo)體晶圓的微腔室，所述微腔室包括有上腔室板122和下腔室板126形成，所述上腔室板122由上盒裝置124支撐，并由位于其上方的平整校正模塊110固定于所述上盒裝置124內(nèi)；相應(yīng)地，所述下腔室板126由下盒裝置128支撐，下盒裝置128又由位于其下方的驅(qū)動模塊130支撐并驅(qū)動。所述驅(qū)動模塊130可驅(qū)動所述下盒裝置128依所述立柱裝置140導(dǎo)引而相對于所述上盒裝置124移動，以便當(dāng)需要裝載及移除半導(dǎo)體晶圓時能夠打開或關(guān)閉上盒裝置124和下盒裝置128，也即能夠打開或關(guān)閉上腔室板122和下腔室板126形成的微腔室。當(dāng)關(guān)閉所述微腔室時，可將化學(xué)試劑及其他流體引入所述微腔室內(nèi)部以供對其內(nèi)的半導(dǎo)體晶圓進(jìn)行化學(xué)分析、清潔、蝕刻及其他處理，并在處理完畢后，將所述化學(xué)試劑及其他流體引出所述微腔室。為了便于描述本發(fā)明，首先描述所述驅(qū)動模塊130，所述驅(qū)動模塊130由下向上依次包括底板132、位于底板上方的第一中間板134、位于第一中間板134上方的第二中間板136和位于第二中間板136上方的上板138。由所述底板132、第一中間板134、第二中間板136和上板138形成的一個空腔內(nèi)還包括一驅(qū)動器(未示出)。當(dāng)所述驅(qū)動器產(chǎn)生向上的驅(qū)動力時，所述第二中間板136和上板138會沿所述立柱裝置140的導(dǎo)引而驅(qū)動位于所述上板138上方的下盒裝置128及下腔室板126向上移動，而使所述微腔室完成從打開狀態(tài)到關(guān)閉狀態(tài)的變換。圖3為所述底板132在一個實施例300中的俯視示意圖。所述底板300的形狀呈正方形，并在所述底板300的四角包括對應(yīng)于所述立柱裝置140的四個柱位孔302，并通過與所述立柱裝置140相連的位于所述底板300下方的第一螺絲151 (見圖2)及位于所述底板300上方的所述四根立柱裝置140的底部緊固在一起。顯然，所述底板300及其他板所處平面均與所述立柱裝置140的中軸線所在直線垂直。所述底板300朝向下方的一面還包括有位于所述底板300對角線上的凸棱304。所述凸棱304的截面呈矩形，所述凸棱304為所述底板提供高強(qiáng)度的支撐。所述底板300的靠近中央部分還包括圓形穿孔306和兩個螺紋穿孔308，所述圓形穿孔306用于提供其他設(shè)備、管線或者裝置；所述兩個螺紋穿孔308可用于結(jié)合螺絲等部件固定所述驅(qū)動器的下方。另一方面，所述底板300的四邊還分別形成有三個并列的矩形的缺口 309。
圖4為所述第一中間板134在一個實施例400中的立體示意圖。所述第一中間板400的形狀也呈正方形，并在所述第一中間板400的四角同樣包括對應(yīng)于所述立柱裝置140的四個柱位孔402，并與所述底板300 —起通過與所述立柱裝置140相連的位于所述底板300下方的第一螺絲151 (見圖I)及位于所述第一中間板400上方的所述四根立柱裝置140的底部緊固在一起。所述第一中間板400向上的一面、以垂直于所述第一中間板400所在平面的方向延伸而形成有體積略大于驅(qū)動器大小的圓形的第一筒壁404以容納所述驅(qū)動器。所述第一中間板400對應(yīng)于所述底板300在靠近中央部分還包括圓形穿孔406和兩個螺紋穿孔408，所述圓形穿孔406用于提供其他設(shè)備、管線或者裝置；所述兩個螺紋穿孔408可用于結(jié)合螺絲等部件固定所述驅(qū)動器的下方。所述第一中間板400的四邊還分別形成有三個并列的矩形的穿孔409。圖5為所述第二中間板136在一個實施例500中的反面立體示意圖。所述第二中間板500有基本對稱于所述第一中間板400的結(jié)構(gòu)。所述第二中間板500的四角包括對應(yīng)于所述立柱裝置140的四個柱位孔502，該板可以沿所述立柱裝置140的導(dǎo)引而向上或者向下移動。所述第二中間板500向下的一面(也即圖示中的向上的一面)、以垂直于所述第二中間板500所在平面的方向延伸而形成有體積略大于驅(qū)動器大小的圓形的第二筒壁504以容納所述驅(qū)動器。所述第二筒壁504的直徑應(yīng)當(dāng)略大于或者略小于所述第一中間板400的第一筒壁404的直徑，以使得第二中間板500向第一中間板400移動時所述第二筒壁504可以包含或者內(nèi)嵌于所述第一筒壁404。所述第二中間板500在靠近中央部分還包括兩個螺紋穿孔508，所述兩個螺紋穿孔508可用于結(jié)合螺絲等部件固定所述驅(qū)動器的上方。所述第二中間板500的所述第二中間板500的四邊還分別形成有三個并列的矩形的穿孔509。圖6為所述上板138在一個實施例中600的俯視示意圖。所述上板600的形狀對應(yīng)于底板300呈正方形，所述上板600的四角包括對應(yīng)于所述立柱裝置140的四個柱位孔602，所述上板600可以沿所述立柱裝置140的導(dǎo)引而向上或者向下移動。所述上板600的中央還包括有并列的兩個穿孔608。所述穿孔608可以結(jié)合螺絲等部件固定所述驅(qū)動器的上方。所述上板600的四邊還分別形成有三個并列的矩形的缺口 609。綜上所述，所述底板132、第一中間板134、第二中間板136和上板138形成的一個圓柱形的空腔，其內(nèi)部空間可容納有驅(qū)動器，所述驅(qū)動器是現(xiàn)有技術(shù)中較為成熟的產(chǎn)品，比如說氣動驅(qū)動器，類似地，也可以采用其他諸如機(jī)械驅(qū)動、電動驅(qū)動或者液壓驅(qū)動原理的驅(qū)動器。但是應(yīng)當(dāng)了解到，當(dāng)所述驅(qū)動器產(chǎn)生向上的驅(qū)動力時，所述第二中間板136和上板138會被所述驅(qū)動器的驅(qū)動力所驅(qū)動而向上移動；當(dāng)所述驅(qū)動器產(chǎn)生向下的驅(qū)動力時，所述第二中間板136和上板138會被所述驅(qū)動器的驅(qū)動力和自身重力所驅(qū)動而向下移動。易于思及的，在另外一個實施例中，所述底板132和第一中間板134可以一體成型制作成為一塊底部板；所述第二中間板136和上板138可以結(jié)合制作成為一塊頂部板。也就是說，所述驅(qū)動裝置130并不拘泥于上述實施例中描述的實施例，只要能夠達(dá)到同樣的或者更優(yōu)的效果的實施方式皆可。接著描述如圖I和圖2中所示出的微腔室模塊120。所述微腔室模塊120由下向上依次包括下盒裝置128、由下盒裝置128支撐的下腔室板126、隔板125、隔板125上方的上盒裝置124和由上盒裝置124支撐的上腔室板122。所述下盒裝置128和由下盒裝置128支撐的下腔室板126可在所述驅(qū)動模塊130的驅(qū)動下沿所述立柱裝置140的導(dǎo)引而向上或、者向下移動。所述隔板125、隔板125上方的上盒裝置124和由上盒裝置124支撐的上腔室板122通常靜止不動，只可由所述平整校正模塊110進(jìn)行有關(guān)平整性的略微調(diào)整，有關(guān)該細(xì)節(jié)下文將會詳述。當(dāng)所述下盒裝置128和由下盒裝置128支撐的下腔室板126在所述驅(qū)動模塊130的驅(qū)動下沿所述立柱裝置140的導(dǎo)引而向上移動并與所述上腔室板122和上盒裝置124閉合后，將形成微腔室。圖7為所述下盒裝置124在一個實施例中700的立體示意圖。所述下盒裝置700的形狀大體上呈底面為正方形的無蓋盒狀。在所述下盒裝置700的四角包括對應(yīng)于所述立柱裝置140的四個柱位孔702。所述下盒裝置700的底面較厚，且相對于上盒裝置124的一面包括有三個傾斜角度和傾斜方式相同、并列且寬度相同的斜坡面704，此處包括斜坡面的底面設(shè)計用于收集位于其上方的下腔室板滴漏的化學(xué)藥劑或者其他流體。藉由上述斜坡面，化學(xué)制劑或者其他流體最終可流動到所述斜坡面704的坡底。此時再配合連通所述斜坡面的坡底704的導(dǎo)流凹槽、孔洞、管線或者收納盒之類的裝置即可收集該流體。同時應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到所述奇數(shù)斜坡面的坡底704朝向的盒壁缺失不存在的，而其他三個盒壁706與所述底面接觸的內(nèi)壁部位向水平方向凹陷形成一凹槽707。所述下腔室板128可經(jīng)由缺失的盒壁部位，沿其他盒壁706上的凹槽707水平滑動進(jìn)入所述下盒裝置700并由所述底面支撐。同理，當(dāng)所述下腔室板128位于下盒裝置700內(nèi)時也可以沿所述凹槽707滑動，從缺失的盒壁部位滑動出所述下盒裝置700。所述下盒裝置700的四邊還分別形成有矩形的缺口 708。請參考圖8，其示出了所述下腔室板128在一個實施例800中與所述下盒裝置700的組裝示意圖。雖然所述下腔室板800通常為一體成型，。所述下部820的尺寸和邊緣厚度分別對應(yīng)于所述下盒裝置700的盒壁706之間的距離和凹槽707的寬度。以使所述下腔室板800可以沿所述下盒裝置700的盒壁706上的凹槽707滑動。所述上部840的上表面842為所述微腔室的下工作面。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，所述下腔室板800采用可抽拉式的方式滑動進(jìn)入或者移出，可以非常方便地進(jìn)行裝載和移除。由于半導(dǎo)體晶圓的大小分為4英寸、5英寸、6英寸、8英寸等等規(guī)格，加工時需要根據(jù)不同尺寸的晶圓更換匹配的下腔室板。同時，在所述下腔室板800滑動進(jìn)入所述下盒裝置700時，還可以使用一插件160 (如圖I中所示)將其卡合于所述下盒裝置內(nèi)，在圖9中示出了所述插件160在一個實施例900中的反面立體示意圖。所述插件900的兩邊包含與所述下盒裝置700的凹槽707對應(yīng)的凸肋902，所述插件900的底部也即圖示中的上面包含有對應(yīng)于所述偶數(shù)斜坡面的凸起904和奇數(shù)斜坡面的凹陷906以對應(yīng)所述下盒裝置700的底面構(gòu)造。顯然地，藉由所述插件900的固定作用，所述下腔室板800可以被固定于所述下盒裝置700內(nèi)。所述上腔室板122基本包括有大體上對稱于所述下腔室板800的結(jié)構(gòu)。所述上腔室板122包括呈正方形的上部 和呈圓盤形的下部，本領(lǐng)域的技術(shù)人員通過圖8非常易于思及到所述上腔室板122的構(gòu)造，故本文省略所述上腔室板122的相關(guān)示意圖。顯然，所述上腔室板122的正方形的上部的邊長和所述圓盤形下部的直徑都可以與所述下腔室板800相同或者相近，且所述下部的下表面為所述微腔室的上工作面。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，當(dāng)所述下腔室板800的下工作面和所述上腔室板的上工作面閉合或者緊貼時，其中會形成一用于容納半導(dǎo)體晶圓的空腔。圖10和圖11分別示出了所述上盒裝置124在一個實施例1000中的立體示意圖和仰視圖。所述上盒裝置1000的形狀大體上為底部為正方形的無蓋盒裝。所述上盒裝置1000的四角分別有對應(yīng)于所述立柱裝置140的柱位孔1020所述底部的中央部分包含有略大于所述上腔室板的下部的圓形空腔1040，所述圓形空腔1040包含有向下延伸出所述底部的圓周凸肋1042。并且藉由包含三個盒壁1060的與所述上腔室板122的上部相吻合的盒狀空間，形成可緊密容納所述上腔室板122的結(jié)構(gòu)。藉由該結(jié)構(gòu)，所述上腔室板122可以被所述上盒裝置1000所穩(wěn)定的支撐。圖12示出了所述隔板125在一個實施例1200中的俯視示意圖。所述隔板1200的形狀呈正方形，并在所述隔板1200的四角包括對應(yīng)于所述立柱裝置140的四個柱位孔1220。所述隔板1200的中央部分包含有可以緊密接收上盒裝置1000的圓周凸肋1042的圓形缺口 1240。所述隔板1200的主要作用是支撐位于其上方的上盒裝置1000和容納于所述上盒裝置1000內(nèi)的上腔室板122。所述隔板1200的四邊還分別形成有矩形的缺口 1260，所述缺口 1260可以用于容納管線及安裝其他諸如閥、流動控制器、感測器之類的元件。在一個實施例中，所述隔板1200可以采用不銹鋼材料制作。為了進(jìn)一步描述上述各個板與所述立柱裝置140的位置關(guān)系。請首先參考圖13和圖14，其分別示出了立柱裝置140中包含的立柱及對應(yīng)的套筒在一個實施例1300中的正視示意圖和剖面示意圖。所述立柱1320包括直徑最細(xì)的圓柱形的上部1321、直徑較細(xì)的圓柱形的第一中部1323、直徑較粗的圓柱形的第二中部1325和截面為六邊形的底部1327，所述上部1321的頂端外表面還包括預(yù)定長度的第一螺紋(未示出)。所述第一中部1323靠近于所述上部1321的一端外表面還包括預(yù)定長度的第二螺紋(未示出)，所述第二中部1325靠近于所述六邊形的底部1327的一端外表面還包括預(yù)定長度的第三螺紋(未示出)，且所述立柱1420的底部1327沿所述立柱1320的中軸線還向內(nèi)延伸有螺紋孔1329。所述套筒1340的內(nèi)徑r略大于或者等于所述立柱1320的第二中部1325的直徑，且所述套筒1340的長度與所述第二中部1325的長度相同。當(dāng)所述套筒1340套在所述立柱1320上時也即組裝為立柱裝置140，此時請一并參考圖I和圖2。當(dāng)所述套筒1340和立柱1320組裝后，所述立柱裝置140的截面的內(nèi)徑或最短距離由下到上依次變小，也即所述底部1327的截面的最短距離>套筒1340的外徑R >套筒1340的內(nèi)徑r >第二中部1325的外徑>第一中部1323的外徑>上部1321的外徑。在一個實施例中，所述第一中間板134和底板132還可以安裝在立柱底部1327之上，第一中間板134和底板132的柱位孔內(nèi)徑略大于所述立柱1320的第二中部1325的外徑，配合對應(yīng)于所述第三螺紋的第三螺帽可以將所述第一中間板134和底板固定在第三螺帽和立柱底部1327之間。所述第二中間板136、上板138和下盒裝置128的柱位孔內(nèi)徑略大于所述套筒1340的外徑，也即所述第二中間板136、上板138和下盒裝置128的柱位孔可以容納所述套筒1340及位于套筒1340內(nèi)部的第二中部1325，并且所述下盒裝置128的高度不會超過所述第二中部1325或者所述套筒1340的上邊沿，此時所述第二中間板136、上板138和下盒裝置128可以在驅(qū)動器的驅(qū)動下沿所述套筒1340及位于套筒1340內(nèi)部的第二中部1325所上下移動。所述隔板125和上盒裝置124位于所述第二中部1325或者所述套筒1340的上邊緣以上，并且所述隔板125和上盒裝置124的柱位孔內(nèi)徑略大于所述第一中部1323的直徑但不大于所述第二中部1325的外徑。也即所述隔板125的下表面會藉由所述第二中部1325以及所述套筒1340的上邊緣支撐而不會向下移動。另一方面，所述平整校正模塊110包括位于上腔室板122上方的校正板114和位于校正板114上方的頂板112。所述校正板114的四角也包含有對應(yīng)于所述立柱裝置140的柱 位孔，所述柱位孔的內(nèi)徑略大于所述第一中部1323的直徑，由于所述校正板114位于所述上腔室板122上方也即上盒裝置124上方，所以配合對應(yīng)于所述第二螺紋的第二螺帽154可以將校正板114、上盒裝置124、隔板125緊固與所述第二螺帽154和所述第二中部1325以及所述套筒1340的上邊緣之間。而頂板112的四角包含的柱位孔的內(nèi)徑略大于所述立柱上部1321的直徑而小于所述第一中部1323的直徑，故配合對應(yīng)于所述第一螺紋的第一螺帽153可以將所述頂板112緊固于所述第一螺帽153和所述第一中部1323的上邊緣之間(螺帽153和螺帽154在圖17中示出)。特別地，所述立柱1320可以采用金屬或者合金切割或者鑄造制作，所述套筒1340采用諸如塑料之類的耐腐蝕、耐高溫材料制作。為了進(jìn)一步描述所述平整校正裝置110，請參考圖15、圖16和圖17。圖15示出了本發(fā)明中的校正板114在一個實施例1500中的仰視示意圖。如前所述，所述校正板1500的四角包含內(nèi)徑略大于所述立柱第二中部1325的直徑的柱位孔1520。所述校正板1500朝向下方的一面為平整的一面(也即圖示面)，所述校正板1500朝向上方的一面還包括有位于所述校正板1500對角線上的凸棱1540，所述凸棱1540的截面呈矩形。所述校正板1500朝向下方的一面緊密貼合于所述上腔室板122的上表面，而所述校正板1500朝向上方的四角被對應(yīng)于第二螺紋的第二螺帽154所緊固而產(chǎn)生向下的壓力，迫使所述上腔室板122被緊密地容納于所述上盒裝置124內(nèi)。另一方面，所述校正板1500的四邊中部都包含有細(xì)長條形穿孔1560，可以用于容納管線及安裝其他元件。圖16示出了本發(fā)明中的頂板112在一個實施例中1600的立體示意圖。所述頂板1600的四角包含內(nèi)徑略大于所述立柱上部1321的直徑而小于所述第一中部1323的直徑的柱位孔1620，利用對應(yīng)于第一螺紋的第一螺帽153可將所述頂板1600緊固于所述第一螺帽153和所述立柱的第一中部1323的上邊緣之間。所述頂板1600的對角線和對邊中點連線上還包括有若干相同內(nèi)徑的螺紋孔1640。所述對角線上的螺紋孔1640對應(yīng)于所述校正板1500同樣位于對角線上的凸肋1540。結(jié)合圖17可知，當(dāng)采用對應(yīng)于所述螺紋孔1540的第二螺絲152旋入所述頂板1600后，會對位于下方的校正板1500的局部產(chǎn)生壓力。也即可以通過不同旋入位置和旋入長度的第二螺絲152可以對所述校正板1500的不同位置產(chǎn)生不同的壓力，經(jīng)過一定的測量手段可以使得所述校正板1500的下方產(chǎn)生的壓力不僅將所述上腔室板122緊固容納于上盒裝置124中，并且使得所述上腔室板122的下工作面具有合適的形狀，也就是說，所述上腔室板122的下工作面與待處理的半導(dǎo)體晶圓之間的空隙被所述校正板1500提供的壓力調(diào)節(jié)而符合處理工藝的要求。另一方面，所述頂板1600的四邊中部都包含有細(xì)長條形穿孔1660，可以用于容納管線及安裝其他元件。綜上所述，所述平整校正裝置110可以使所述上腔室板122的下表面處于較為合適的固定狀態(tài)，而所述驅(qū)動裝置130可以使所述下腔室板126的上表面下降或者上升而使得所述上腔室板122的下表面和所述下腔室板126的上表面形成的微腔室處于打開或者關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)然，為了獲得較為嚴(yán)密的微腔室，所述上腔室板122的下表面和所述下腔室板126的上表面可以具有相應(yīng)的貼合或者耦合結(jié)構(gòu)，所述上腔室板122、上盒裝置124、下腔室板126和下盒裝置128的貼合處還可以采用諸如橡膠質(zhì)地的密封0環(huán)等元件。同時為了能夠使化學(xué)制劑或者其他流體能夠進(jìn)入和排出微腔室，所述上腔室板122和下腔室板126還應(yīng)當(dāng)具有中空的微小管道和導(dǎo)流槽之類的結(jié)構(gòu)。譬如需要使得半導(dǎo)體晶圓在所述微腔室內(nèi)部時，半導(dǎo)體晶圓和所述微腔室的內(nèi)壁形成有可供化學(xué)制劑流通的空隙，該空隙寬度通常 在0.01mm與IOmm之間。諸如上述這些本文中未詳細(xì)描述的部分，均為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的內(nèi)容，在此不再累述。在一個具體的實施例中，當(dāng)采用本發(fā)明中的半導(dǎo)體處理裝置100處理半導(dǎo)體晶圓時，處理過程大概可分為如下幾個過程腔室板更換過程、平整校準(zhǔn)過程、化學(xué)處理過程。在腔室板更換過程，可以根據(jù)要處理的半導(dǎo)體晶圓尺寸而更換匹配的腔室板。首先將驅(qū)動器產(chǎn)生向下的驅(qū)動力而使下盒裝置128和下腔室板126下降，然后打開或者拔出插件160，再將原有的下腔室板126沿所述下盒裝置128的導(dǎo)航凹槽中滑動取出。將合適的所述下腔室板126沿所述下盒裝置128的導(dǎo)航凹槽中滑動裝入，安裝所述插件160以使所述下腔室板126固定于所述下盒裝置128內(nèi)。在所述平整校準(zhǔn)階段，可以校正所述上腔室板122的平整性。首先通過調(diào)節(jié)所述校正板114的四角上方的第二螺帽154給予所述校正板114的四角適當(dāng)?shù)膲毫?，可以初步調(diào)節(jié)所述上腔室板122的平整性。再利用現(xiàn)有的水平測量裝置或者觀察閉合狀態(tài)的微腔室，根據(jù)測量結(jié)果或者觀察結(jié)果，配合多個第二螺絲152在頂板112上的安裝，可以精確地調(diào)整所述校正板122上的壓力分布，從而使得所述上腔室板122處于較為符合工藝要求的狀態(tài)。當(dāng)然，在一些實施例中，也可能需要調(diào)節(jié)所述上腔室板122處于一定傾角的狀態(tài)，以方便對半導(dǎo)體晶圓做相應(yīng)的處理，此時調(diào)節(jié)所述上腔室板122的方式可以從上述描述中很容易地聯(lián)想到。在化學(xué)處理過程，首先利用所述驅(qū)動裝置130將所述微腔室閉合，再通過所述上腔室板122內(nèi)的中空的微小管道將化學(xué)制劑或其他流體引入所述微腔室以對內(nèi)部的晶圓進(jìn)行諸如分析、蝕刻之類的處理，然后通過內(nèi)部的壓力、諸如氣體的運載或者重力驅(qū)使所述化學(xué)制劑或其他流體經(jīng)由所述下腔室板126內(nèi)的中空的微小管道或者導(dǎo)流槽之內(nèi)的結(jié)構(gòu)排出。此部分內(nèi)容是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的內(nèi)容。特別地，由于上腔室板122和下腔室板126在設(shè)計時需要考慮諸如中空的微小管道或者導(dǎo)流槽之類的結(jié)構(gòu)，根據(jù)具體實施例所述上腔室板122和下腔室板126可能有多種變形和更為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，并不完全如本文中對于上腔室板122和下腔室板126的描述，故有關(guān)此處的區(qū)別不應(yīng)當(dāng)作為制約本發(fā)明的保護(hù)范圍的因素。本發(fā)明的優(yōu)點和亮點之一在于現(xiàn)有技術(shù)中諸如此類的半導(dǎo)體處理裝置，通常采用上、下兩個驅(qū)動裝置分別驅(qū)動所述上腔室板122和所述下腔室板126的結(jié)構(gòu)。而本發(fā)明中采用平整校正裝置111替代現(xiàn)有技術(shù)中的位于上部的驅(qū)動裝置，使得本發(fā)明不僅具有了更為簡單的結(jié)構(gòu)，也方便了使用者的操作。本發(fā)明的另一個優(yōu)點和亮點在于現(xiàn)有技術(shù)中諸如此類的半導(dǎo)體處理裝置，在待處理的半導(dǎo)體晶圓尺寸不同時，更換匹配的上腔室板122和下腔室板126時需要將整臺裝置全部拆開，特別是下腔室板126的更換特別繁瑣。而本發(fā)明中采用可抽拉式的下盒裝置128和配套的插件160使得所述下腔室板126的裝載和移除過程較為方便，只需要將下腔室板126沿所述下盒裝置128的導(dǎo)航凹槽內(nèi)滑動拉出，更換尺寸合適的下腔室板126后再滑動進(jìn)入所述下盒裝置128，并用插件160固定皆可。本發(fā)明的再一個優(yōu)點和亮點在于現(xiàn)有技術(shù)中諸如此類的半導(dǎo)體處理裝置，如果 在化學(xué)處理過程中，所述微腔室閉合不緊密或者密封不嚴(yán)格，以及所述下腔室板內(nèi)的微小管道發(fā)生泄露之類的情況發(fā)生時，都可能導(dǎo)致化學(xué)制劑或者其他流體泄露到所述下盒裝置內(nèi)，進(jìn)而可能溢出整個半導(dǎo)體裝置。而本發(fā)明中采用的下盒裝置128的底面并非平整的，而是包括有三個傾斜角度和傾斜方式相同、并列且寬度相同的斜坡面，藉由類似于圖7中所描述的結(jié)構(gòu)，所述下盒裝置128可以將泄露的化學(xué)制劑收集于所述斜坡面的坡底704的一側(cè)或者一處，再配合諸如導(dǎo)流槽、管線、收納盒之類的結(jié)構(gòu)就可以收集所述被泄露出的化學(xué)制劑，而避免所述化學(xué)制劑外流至設(shè)備的其它部位造成腐蝕和污染。同時，只需要在所述化學(xué)制劑泄露收集側(cè)或者收集處設(shè)置一個傳感器就可以完成對是否有化學(xué)制劑泄露進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)有化學(xué)制劑泄漏時，及時發(fā)出信號。本發(fā)明的再一個優(yōu)點和亮點在于現(xiàn)有技術(shù)中諸如此類的半導(dǎo)體處理裝置，諸如立柱裝置140的組件通常采用一體成型的金屬鑄造，而一方面由于在化學(xué)處理階段所述微腔室內(nèi)的化學(xué)處理液有時會產(chǎn)生帶有腐蝕性和/或高溫的氣體，當(dāng)這些帶有腐蝕性的氣體接觸到金屬立柱表面時會對所述立柱裝置發(fā)生腐蝕，另一方面由于所述下盒裝置在上升和下降的過程中會對所述立柱裝置造成輕微磨損而產(chǎn)生含金屬成分的污染顆粒。。而本發(fā)明中采用的立柱裝置140采用立柱1320和套筒1340結(jié)合的結(jié)構(gòu)，其中立柱1320可以采用一體成型的金屬切割或者鑄造而成，而所述套筒1340可以采用耐腐蝕和耐高溫的諸如塑料的材料制作。即便所述立柱裝置140發(fā)生磨損和腐蝕，只需要更換所述套筒1340即可。同時由此處描述可以易于聯(lián)想到，可能與化學(xué)試劑及其他流體直接接觸的上腔室板122、上盒裝置124、下腔室板126和下盒裝置128都應(yīng)當(dāng)采用耐腐蝕和耐高溫的材料制作，而其他組件均可以采用一體成型的金屬切割或者鑄造而成。另一方面，所述立柱1320具有多級階梯狀的圓柱形柱體和螺栓孔，只需要配合相應(yīng)的螺絲和螺栓就可以非常方便其他各個組件的固定和卡合在所述立柱裝置140上。上述說明已經(jīng)充分揭露了本發(fā)明的具體實施方式
。需要指出的是，熟悉該領(lǐng)域的技術(shù)人員對本發(fā)明的具體實施方式
所做的任何改動均不脫離本發(fā)明的權(quán)利要求書的范圍。相應(yīng)地，本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍也并不僅僅局限于所述具體實施方式
。
權(quán)利要求
1.一種可校正工作面平整性的半導(dǎo)體處理裝置，利用處理流體對半導(dǎo)體晶圓及相似工件進(jìn)行處理，其特征在于，其包括 包括一用于緊密容納和處理半導(dǎo)體晶圓的微腔室，所述微腔室包括形成上工作表面和/或上周邊部分的上腔室部和形成下工作表面和/或下周邊部分的下腔室部，所述上腔室部或者所述下腔室部之一可在一用于裝載和/或移除該半導(dǎo)體晶圓的打開位置和一用于緊密容納該半導(dǎo)體晶圓的關(guān)閉位置之間移動， 當(dāng)上腔室部或者所述下腔室部處于關(guān)閉位置時，半導(dǎo)體晶圓安裝于所述上工作表面和下工作表面之間，且與所述微腔室的內(nèi)壁形成有供處理流體流動的空隙，所述上腔室部和/或所述下腔室部中包括至少一個供處理流體進(jìn)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， 同時提供一平整校正裝置，所述平整校正裝置提供指向微腔室內(nèi)部的壓力于不可以移動的腔室部，使得該腔室部的工作表面的各部分與半導(dǎo)體晶圓之間的空隙符合預(yù)定寬度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體處理裝置，其特征在于，所述不可以移動的腔室部包括一工作表面和與工作表面平行的受力面，所述工作表面和受力面之間包含有剛性材料，所述平整校正裝置包括與不可移動腔室的受力面緊密貼合的校正板，在校正板的局部形成有可緊固校正板使校正板的一面與所述受力面緊密貼合的壓力裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體處理裝置，其特征在于，所述壓力裝置包括在所述校正板的四角形成的可緊固校正板使校正板與所述受力面緊密貼合的螺紋裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體處理裝置，其特征在于，所述平整校正裝置還包括相對于所述校正板平行、且與所述校正板部分固定的頂板，在所述頂板的非固定區(qū)域形成有若干不同位置的螺紋穿孔，對應(yīng)于所述螺紋穿孔的螺絲可旋入所述螺紋穿孔而提供壓力于所述校正板的另一面，所述壓力的方向和大小依所述螺絲旋入的位置和長度不同而不同。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體處理裝置，其特征在于， 當(dāng)所述可以移動的腔室部為上腔室部時，所述上腔室部上方還包括一驅(qū)動裝置，當(dāng)所述驅(qū)動裝置產(chǎn)生向下的驅(qū)動力時，驅(qū)動所述上腔室部從打開位置向關(guān)閉位置移動；當(dāng)所述驅(qū)動裝置產(chǎn)生向上的驅(qū)動力時時，驅(qū)動所述上腔室部從關(guān)閉位置向打開位置移動； 當(dāng)所述可以移動的腔室部為下腔室部時，所述下腔室部下方還包括一驅(qū)動裝置，當(dāng)所述驅(qū)動裝置產(chǎn)生向上的驅(qū)動力時，驅(qū)動所述下腔室部從打開位置向關(guān)閉位置移動；當(dāng)所述驅(qū)動裝置向下的驅(qū)動力時，驅(qū)動所述下腔室部從關(guān)閉位置向打開位置移動。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體處理裝置，其特征在于，所述流體驅(qū)動裝置包括一驅(qū)動器和容納所述驅(qū)動器的可伸縮空腔，所述驅(qū)動器為氣動驅(qū)動器、電動驅(qū)動器、機(jī)械驅(qū)動器或者液壓驅(qū)動器中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體處理裝置，其特征在于，所述上腔室部和所述下腔室部的邊緣包含對應(yīng)的柱位孔，其中一腔室部由貫穿所述柱位孔并垂直于所述工作表面的立柱所固定；另一腔室部由貫穿所述柱位孔并垂直于所述工作表面的立柱導(dǎo)引而相對于固定的腔室部移動。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體處理裝置，其特征在于，所述空隙的預(yù)定寬度在.0. Olmm 與 IOmm 之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體處理裝置，其特征在于，所述上工作表面與下工作表面之間、所述上周邊部分和下周邊部分之間還包括用于密封的耦合結(jié)構(gòu)或者彈性O(shè)環(huán) 。
全文摘要
本發(fā)明揭露了一種可校正工作面平整性的半導(dǎo)體處理裝置，所述半導(dǎo)體處理裝置包括一用于緊密容納和處理半導(dǎo)體晶圓的微腔室，所述微腔室包括形成上工作表面和/或上周邊部分的上腔室部和形成下工作表面和/或下周邊部分的下腔室部，所述上腔室部或者所述下腔室部之一可在一用于裝載和/或移除該半導(dǎo)體晶圓的打開位置和一用于緊密容納該半導(dǎo)體晶圓的關(guān)閉位置之間移動，同時提供一平整校正裝置，所述平整校正裝置提供垂直于工作表面且指向微腔室內(nèi)部的壓力于不可以移動的腔室部，使得該腔室部的工作表面處于符合工藝要求的狀態(tài)。
文檔編號H01L21/67GK102738032SQ201110094250
公開日2012年10月17日 申請日期2011年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月15日
發(fā)明者溫子瑛 申請人:無錫華瑛微電子技術(shù)有限公司