CN102903606B - 多腔室半导体处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明揭露了一种多腔室半导体处理装置，所述多腔室半导体处理装置包括至少两个沿纵向分布的用于容纳和处理半导体晶圆的微腔室，每个微腔室包括形成上工作表面的上腔室部和形成下工作表面的下腔室部，每个微腔室的上腔室部和下腔室部的边缘包含对应的柱位孔，所述上腔室部和所述下腔室部可沿纵向贯穿所述柱位孔的立柱的导引在一用于装载或移除该半导体晶圆的打开位置和一用于容纳和处理半导体晶圆的关闭位置之间相对移动。与现有技术相比，本发明中的多腔室半导体处理装置采用立柱导引结构，并在所述立柱上纵向设置多个微腔室。使得所述多腔室半导体处理装置能够同时对多个半导体晶圆进行单晶圆化学处理。

Description

多腔室半导体处理装置

【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，特别涉及一种用于化学处理半导体晶圆表面，以及清洁、蚀刻和其它处理的装置。

【背景技术】

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％。而在目前集成电路制造业所使用的晶圆表面化学处理和清洗设备中，有近70％仍为传统的批式处理清洗设备和RCA类清洗方法。

随着集成电路生产中晶圆尺寸不断地增大(200mm→300mm→450mm)，电子元件刻线宽度不断地缩小(65nm→45nm→32nm)，传统批式化学处理和清洗技术(即每次处理多于25片晶圆)所要面对的挑战也不断增加，这些挑战包括有晶圆表面处理均匀性问题和批量处理有可能发生的交叉污染问题、；对于超微小粒子的去除能力不足的问题；兆声(Megasonics)技术对超微结构的损伤问题；具有低介电常数和高介电常数的新材料和金属栅极等表面的化学处理和清洗难题等等。同时还因为存在晶圆单面化学处理和清洗的实际需求、晶圆的去薄以及在线设备的联机等众多因素，促使了半导体晶圆的清洗技术逐渐地由传统批量处理技术转向单晶圆处理技术。

在实际使用中，单晶圆处理技术的好处已在IC生产后段(BEOL)的广泛应用中明显体现，并已开始逐渐扩展到IC生产前段工序(FEOL)中。然而，单晶圆处理技术在IC生产前段工序的广泛应用严重地受限于单晶圆化学处理设备相对于传统多晶圆批量处理设备的低通量问题。仅仅靠增加更多单晶圆化学处理设备并不能够很好地解决与传统批量处理设备在生产通量上的差距，因为成本上升的速度远比生产通量要上升的快得多。

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多腔室半导体处理装置，所述多腔室半导体处理装置具有多个纵向分布于立柱上的微腔室，各个微腔室可以同时对多个半导体晶圆分别进行单晶圆化学处理。

根据本发明的目的，本发明提供一种多腔室半导体处理装置，所述多腔室半导体处理装置包括至少两个沿纵向分布的用于容纳和处理半导体晶圆的微腔室，每个微腔室包括形成上工作表面的上腔室部和形成下工作表面的下腔室部，所述上腔室部和所述下腔室部可沿纵向贯穿其边缘的立柱的导引在一用于装载或移除该半导体晶圆的打开位置和一用于容纳和处理半导体晶圆的关闭位置之间相对移动，在关闭位置时，半导体晶圆安置于所述上工作表面和下工作表面之间，且与所述微腔室的内壁形成有供处理流体流动的空隙，所述微腔室包括至少一个供处理流体进入所述微腔室的入口和至少一个供处理流体排出所述微腔室的出口。

进一步地，所述多腔室半导体处理装置还包括驱动装置，至少一个微腔室的上腔室部或下腔室部被所述驱动装置驱动而沿所述立柱的导引下移动，所述上腔室部和下腔室部中的另外一个被固定于所述立柱的预定位置。

进一步地，所述多腔室半导体处理装置还包括位于最下侧的微腔室的下腔室部下方的驱动装置或/和位于最上侧的微腔室的上腔室部上方的驱动装置，所述驱动装置沿纵向驱动对应的腔室部，每个微腔室的上腔室部和所述下腔室部之间还包括可伸缩的微驱动部件，每个微腔室的上腔室部和所述下腔室部在所述微驱动部件和所述驱动装置提供的驱动力驱使下沿所述立柱的导引向上移动或者向下移动。

进一步地，所述微驱动部件为套接在所述立柱上的螺旋拉伸弹簧，且位于下方微腔室的上腔室部和下腔室部之间的螺旋拉伸弹簧的弹簧系数小于位于上方微腔室的上腔室部和下腔室部之间的螺旋拉伸弹簧的弹簧系数。

进一步地，相邻的两个微腔室中，位于纵向上方的微腔室的下腔室部和位于纵向下方的微腔室的上腔室部相互固定或者一体成型。

进一步地，所述多腔室半导体处理装置还包括位于最下侧的微腔室的下腔室部下方的驱动装置或位于最上侧的微腔室的上腔室部上方的驱动装置，所有微腔室的上腔室部固定相连并且所有微腔室的下腔室部固定相连，当驱动装置驱动位于最下侧的微腔室的下腔室部向上移动时，所有微腔室的下腔室部在所述立柱的导引下向上移动；当驱动装置驱动位于最上侧的微腔室的上腔室部向下移动时，所有微腔室的上腔室部在所述立柱的导引下向下移动。

进一步地，所有微腔室的上腔室部被固定于若干根第一套管上；所有微腔室的下腔室部被固定于若干根第二套管上，每根第一套管和第二套管分别套接在所述立柱上并可沿所述立柱向上或者向下移动。

进一步地，所述第一套管和第二套管的外表面包含有螺纹，所述第一套管和第二套管贯穿所述上腔室部或者下腔室部的边缘后选择性地通过对应于所述螺纹的螺帽固定。

进一步地，所述驱动装置包括顶盖板和底盖板，所述顶盖板和底盖板分别包括对应形状的基板部，并且所述顶盖板的基板部向下延伸有顶侧壁，所述底盖板的基板部向上延伸有底侧壁，所述顶盖板的基板部、顶侧壁、底侧壁和所述底盖板的基板部围成的空腔内包含一流体驱动装置，所述流体驱动装置与所述基板部相连，

所述顶盖板或者底盖板中的一个固定于所述立柱的预定位置，所述顶盖板或者底盖板中的另一个与相邻微腔室的腔室部固定相连或一体成型，藉由所述流体驱动装置的膨胀和收缩，可以驱动所述顶盖板和所述底盖板中的另一个及与其相邻的腔室部沿所述立柱移动。

进一步地，所述多腔室半导体处理装置还包括处理流体供应装置和处理流体收集装置，所述处理流体供应装置，连接于供处理流体进入所述微腔室的入口，用于提供处理流体，和所述处理流体收集装置，连接于供处理流体排出所述微腔室的出口，用于收集处理流体处理半导体晶圆后的废液，其中，所述处理流体包括化学制剂和气体。

与现有技术相比，本发明中的多腔室半导体处理装置采用立柱导引结构，并在所述立柱上纵向设置多个微腔室。使得所述半导体处理装置能够同时对多个半导体晶圆分别进行单晶圆化学处理。

【附图说明】

结合参考附图及接下来的详细描述，本发明将更容易理解，其中同样的附图标记对应同样的结构部件，其中：

图1为本发明中的微腔室在一个实施例中的立体示意图；

图2为本发明中的驱动装置在一个实施例中的立体示意图；

图3为本发明中的多腔室半导体处理装置在一个实施例中处于打开位置时的立体示意图；

图4为本发明中的多腔室半导体处理装置在一个实施例中处于关闭位置时的立体示意图；

图5为本发明中的多腔室半导体处理装置在另一个实施例中处于打开位置时的立体示意图；

图6为本发明中的多腔室半导体处理装置在另一个实施例中处于关闭位置时的立体示意图；

图7A为本发明中的多腔室半导体处理装置在再一个实施例中处于关闭位置时的立体示意图；

图7B为本发明中的上腔室套件及第二上部驱动装置在再一个实施例中的分解示意图；

图7C为本发明中的下腔室套件、第三下部驱动装置和立柱在再一个实施例中的组装示意图；

图8为本发明中的微腔室在一个实施例中的剖面示意图。

【具体实施方式】

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

为了便于描述本发明，首先描述作为所述多腔室半导体处理装置的核心部件之一的微腔室。所述微腔室用于容纳和处理半导体晶圆。

请参考图1，其示出了本发明中的微腔室在一个实施例100中的立体示意图。所述微腔室100包括上腔室部120和下腔室部140，所述上腔室部120中包括一个矩形基板部及从所述矩形基板部向下延伸形成的一上工作表面及上周边部分，所述下腔室部140中也包括一个矩形基板部及从所述矩形基板部向上延伸形成一下工作表面及下周边部分，所述上工作表面、上周边部分、下周边部分和下工作表面围绕成一个用于容纳和处理半导体晶圆的空腔。所述上腔室部120和所述下腔室部140可以通过立柱(未示出)的导引下在一个关闭位置和一个打开位置之间变化。当处于打开位置时，所述上腔室部120和所述下腔室部140互相分离，以便于装载和移除将要被处理的或者已经被处理过的半导体晶圆于所述微腔室；当处于关闭位置时，所述上腔室部120和所述下腔室部140对应紧密贴合，所述上工作表面、上周边部分、下周边部分和下工作表面围绕成所述容纳半导体晶圆的空腔。当半导体晶圆被装载进入所述微腔室，并且所述微腔室处于关闭位置时，可将化学试剂及其他流体引入所述微腔室内部以对其内的半导体晶圆进行分析、清洁、蚀刻及其它处理，并在处理过程中及处理完毕后，将处理后的所述化学试剂及其它流体引出所述微腔室。

下文将描述作为所述多腔室半导体处理装置的另一核心部件之一的驱动装置。所述驱动装置被设置于所述上腔室部的上方或者所述下腔室部的下方，用于驱动所述上腔室部或者下腔室部沿所述立柱的导引而上下移动。

请参考图2，其示出了本发明中的驱动装置在一个实施例200中的分解示意图。所述驱动装置200包括顶盖板220和底盖板240，所述顶盖板220和底盖板240分别包括对应形状的基板部，并且所述顶盖板220的基板部222向下延伸有顶侧壁224，所述底盖板240的基板部242向上延伸有底侧壁244，所述顶盖板220的基板部222、顶侧壁224、底侧壁244和所述底盖板240的基板部222围成的空腔内包含一流体驱动装置260，所述流体驱动装置260可以是一个气袋。所述流体驱动装置260与所述顶盖板220和所述底盖板240的基板部紧密固定连接。当所述顶盖板220和所述底盖板240中的一个被固定于所述立柱的预定位置时，藉由所述流体驱动装置260的膨胀和收缩，可以驱动所述顶盖板220和所述底盖板240中的另一个及与其相连的组件沿所述立柱移动。

其中，所述基板部不一定为矩形，也可以为六边形、圆形等。所述顶侧壁224和所述底侧壁244通常具有对应的形状，并且两者之一的内壁直径等于或者略小于另外一个的外壁直径，使得所述顶侧壁224可以套接在所述底侧壁244上，或者说，所述底侧壁244可以套接在所述顶侧壁224上。

具体来讲，当所述驱动装置200被设置于所述下腔室部下方时，所述驱动装置可以称之为下部驱动装置，所述下部驱动装置包括下顶盖板和下底盖板，所述下顶盖板和下底盖板分别包括对应形状的基板部，并且所述下顶盖板的基板部向下延伸有顶侧壁，所述下底盖板的基板部向上延伸有底侧壁，所述下顶盖板的基板部、顶侧壁、底侧壁和所述下底盖板的基板部围成的空腔内包含一流体驱动装置，所述流体驱动装置可以与所述下顶盖板和所述下底盖板的基板部固定相连。

所述下顶盖板和下底盖板的基板部边缘形成有对应的柱位孔，所述下底盖板的基板部与所述立柱固定，藉由所述流体驱动装置的膨胀和收缩，驱动所述下顶盖板及被所述下顶盖板承载的下腔室部沿所述立柱的导引而向上移动或者向下移动。所述下顶盖板可以与相邻的下腔室部相互固定或者一体成型为一个部件。

同理，当所述驱动装置200被设置于所述上腔室部上方时，所述驱动装置可以称之为上部驱动装置，所述上部驱动装置包括上顶盖板和上底盖板，所述上顶盖板和上底盖板分别包括对应形状的基板部，并且所述上顶盖板的基板部向下延伸有顶侧壁，所述上底盖板的基板部向上延伸有底侧壁，所述上顶盖板的基板部、顶侧壁、底侧壁和所述上底盖板的基板部围成的空腔内包含一流体驱动装置，所述流体驱动装置与所述下顶盖板和所述下底盖板的基板部固定相连，

所述上顶盖板和上底盖板的基板部边缘形成有对应的柱位孔，所述上顶盖板的基板部与所述立柱固定，所述上底盖板的基板部与所述上腔室部相连，藉由所述流体驱动装置的膨胀和收缩，驱动所述上底盖板及与所述上底盖板板相连的上腔室部沿所述立柱向上移动或者向下移动。所述上底盖板与相邻的上腔室部可以相互固定或者一体成型为一个部件。

作为本发明的重点和难点之一，本发明中的多腔室半导体处理装置采用了立柱导引结构，并在所述立柱导引结构上纵向设置多个微腔室。每个微腔室中的上腔室部和下腔室部的边缘包含对应的柱位孔。在一些实施例中，所述上腔室部和下腔室部都可以沿贯穿所述柱位孔的立柱相对移动；而在另外一些实施例中，所述上腔室部和下腔室部中的一个被固定于所述立柱的预定位置，而所述上腔室部和下腔室部中的另外一个被驱动装置所驱动而在所述立柱的导引下移动。

请结合参考图3和图4，其示出了本发明中的多腔室半导体处理装置在一个实施例300中分别处于打开位置和处于关闭位置时的立体示意图。所述多腔室半导体处理装置300包括纵向设置于四根立柱33上的第一微腔室320和第二微腔室340，所述立柱33的局部外表可以设置有螺纹(未示出)

其中所述第一微腔室320包括第一上腔室部322和形成其下腔室部分的第一中间板330。所述第二微腔室340包括形成其上腔室部分的第一中间板330和第二下腔室部342。具体来讲，所述第一中间板330包括一呈矩形的基板部，从所述基板部向上延伸形成所述第一微腔室320的下腔室部分；从所述基板部向下延伸形成所述第二微腔室340的上腔室部分，并且所述第一中间板330通过匹配所述立柱33上的螺纹的螺帽36可以固定在所述立柱33上而无法移动。

所述多腔室半导体处理装置300还包括驱动所述第一上腔室部322沿所述立柱33上下移动的第一上部驱动装置360和驱动所述第二下腔室部342沿所述立柱33上下移动的第一下部驱动装置380。

所述第一上部驱动装置360具有基本类似于图2所示驱动装置的结构。所述第一上部驱动装置360包括上顶盖板362，所述上顶盖板362可以通过螺帽38与所述立柱33固定。所述第一上部驱动装置360的上底盖板与所述第一上腔室部322一体成型为一个部件。或者说，所述第一上腔室部322向上延伸形成了所述上部驱动装置360的上底盖板。当位于所述第一上部驱动装置360中的流体驱动装置膨胀时，所述第一上腔室部322被驱动而沿所述立柱33向下移动，并且在与所述第一中间板330紧密贴合时停止于该关闭位置。当位于所述第一上部驱动装置360中的流体驱动装置收缩时，所述第一上腔室部322沿所述立柱33向上移动，并且在与所述第一中间板330互相分离一定距离后停止于一打开位置。

所述第一下部驱动装置380也具有基本类似与图2所示驱动装置的结构。所述第一下部驱动装置380包括第一下底盖板382，所述第一下部驱动装置380的下顶盖板与所述第二下腔室部342一体成型为一个部件。或者说，从所述第二下腔室部342的表面向下延伸形成所述第一下部驱动装置380的下顶盖板。当位于所述第一下部驱动装置380中的流体驱动装置膨胀时，所述第二下腔室部342被驱动而沿所述立柱33向上移动，并且在与所述第一中间板330紧密贴合时停止于该关闭位置。当位于所述第一下部驱动装置380中的流体驱动装置收缩时，所述第二下腔室部342沿所述立柱33向下移动，并且在与所述第一中间板330互相分离一定距离后停止于一打开位置。

综上，所述多腔室半导体处理装置300包括两个微腔室，其中第一微腔室320的下腔室部分被固定于所述立柱上无法移动，而所述第一上腔室部322被驱动装置驱动沿所述立柱移动。其中第二微腔室340的上腔室部分被固定于所述立柱上无法移动，而所述第二下腔室部342被驱动装置驱动沿所述立柱移动。其中，第一微腔室320的下腔室部和第二微腔室340的上腔室部一体成型为一个第一中间板330。所述第一上部驱动装置360的上底盖板和第一上腔室部322一体成型为一个部件；所述第一下部驱动装置380的下顶盖板和第二下腔室部342一体成型为一个部件。显而易见地，所述第一中间板330也可以采用相互固定的两块板也即相互固定的第一微腔室320的下腔室部和第二微腔室340的上腔室部来代替。其它一体成型的组件也均可以采用相互固定的两个组件来代替，下文不再一一累述。

在另外一些实施例中，所述多腔室半导体处理装置的每个微腔室的上腔室部和所述下腔室部之间还可以包括有可伸缩运动而分开上下腔室的微驱动部件，所述微驱动部件可以是套接在所述立柱上的弹簧、微型液压装置或者气压装置等等，每个微腔室的上腔室部和所述下腔室部在所述微驱动部件和所述驱动装置提供的驱动力驱使下沿所述立柱的导引向上移动或者向下移动。请结合参考图5和图6，其示出了本发明中的多腔室半导体处理装置在另一个实施例500中分别处于打开位置和处于关闭位置时的立体示意图。所述多腔室半导体处理装置500包括纵向设置于四根立柱55上的第三微腔室520和第四微腔室540，所述第三微腔室520包括第三上腔室部522和形成其下腔室部分的第二中间板530。所述第四微腔室540包括形成其上腔室部分的第二中间板530和第四下腔室部542。具体来讲，所述第二中间板530包括一呈矩形的基板部，从所述基板部向上延伸形成所述第三微腔室520的下腔室部分；从所述基板部向下延伸形成所述第四微腔室540的上腔室部分。所述多腔室半导体处理装置500还包括驱动所述第二中间板530和第四下腔室部542沿所述立柱55上下移动的第二下部驱动装置560。

所述第三上腔室部522可以利用螺帽等组件固定于所述立柱55上，所述第三微腔室520的上腔室部522和所述第二中间板530之间还包括有套接在所述立柱55上的第一弹簧524，当所述立柱55为若干个时，比如本实施例中的四个，各个立柱55上套接的第一弹簧524可以采用相同弹簧系数和大小形状的螺旋拉伸弹簧。

所述第二中间板530和所述第四下腔室部542之间也包括有套接在所述立柱55上的第二弹簧544，每个立柱55上套接的第二弹簧544也可以采用相同弹簧系数和大小形状的螺旋拉伸弹簧。所述第二中间板530和所述第四下腔室部542都可沿所述立柱55上下滑动。

所述第二下部驱动装置560包括第二下底盖板562，所述第二下部驱动装置560的下顶盖板与所述第四下腔室部542一体成型为一个部件。或者说，从所述第四下腔室部542的下表面向下延伸形成了所述第二下部驱动装置560的下顶盖板。当位于所述第二下部驱动装置560中的流体驱动装置膨胀时，所述第四下腔室部542沿所述立柱55向上移动，并且利用第二弹簧544的弹力同时驱使所述第二中间板530也向上移动，最后在所述第三上腔室部522、所述第二中间板530和所述第四下腔室部542都互相紧密贴合时停止于该关闭位置。当位于所述第二下部驱动装置560中的流体驱动装置收缩时，所述第四下腔室部542沿所述立柱55向下移动，并且结合所述第一弹簧524和第二弹簧544的弹力使得所述微腔室最后在所述第三上腔室部522、所述第二中间板530和所述第四下腔室部542都互相分离时停止于一打开位置。但是可以预料到，由于所述第二中间板530的重力作用，如果所述第一弹簧524和所述第二弹簧544采用同样弹簧系数的弹簧，则第四微腔室540将比第三微腔室520闭合的更为紧密。所以为了使所述第三微腔室520和所述第四微腔室540闭合的同样紧密，可以采用较低弹簧系数的第一弹簧524和较高弹簧系数的第二弹簧544。

综上，所述多腔室半导体处理装置500包括两个微腔室，其中第三微腔室520的上腔室部被固定于所述立柱上无法移动，而构成所述第三微腔室520的下腔室部分和构成所述第四微腔室540的上腔室部分的第二中间板530和所述第四微腔室540的下腔室部542可以沿所述立柱移动。对比与实施例300中的半导体处理装置可知，所述半导体处理装置500的优点是可以节约一个驱动装置，但是所述半导体处理装置500的缺点是所述微腔室的打开和关闭是同时进行的，无法单一针对其中的一个微腔室单独进行。同时，所述半导体处理装置500还采用了诸如弹簧之类的微驱动部件来进行驱动力的传递，并且可以采用不同弹簧系数的弹簧消除重力对微腔室闭合紧密性的影响。

在再一些实施例中，所述多腔室半导体处理装置的所有微腔室的上腔室部固定相连并且所有微腔室的下腔室部固定相连，当驱动装置驱动位于最下侧的微腔室的下腔室部向上移动时，所有微腔室的下腔室部在所述立柱的导引下向上移动；当驱动装置驱动位于最上侧的微腔室的上腔室部向下移动时，所有微腔室的上腔室部在所述立柱的导引下向下移动。请进一步结合参考图7，其示出了本发明中的多腔室半导体处理装置在再一个实施例700中的立体示意图。所述多腔室半导体处理装置700包括纵向设置于六根立柱75上的三个微腔室第五微腔室720、第六微腔室740和第七微腔室760。特别地，所述三个微腔室不是直接固定于所述六根立柱75上，而是被固定于可沿所述六根立柱75上下滑动的六根套管上，所述六根套管的内径等于或者略大于所述六根立柱75的外径。所述六根套管包括三根与各个上腔室部固定的第一套管77和三根与各个下腔室部固定的第二套管79。所述六根立柱75、第一套管77和所述第二套管79的局部外表可以设置有螺纹。

具体地讲，所述第五微腔室720包括第五上腔室部722和第五下腔室部724；所述第六微腔室740包括第六上腔室部742和第六下腔室部744；所述第七微腔室760包括第七上腔室部762和第七下腔室部764。所述各个腔室部均在边缘形成有对应于六根立柱及相应套管的六个套管孔。所述套管孔的内径等于或者略大于所述六根套管的外径。其中，所述第五上腔室部722、第六上腔室部742和第七上腔室部762均通过螺帽固定于第一套管77上。而所述第五下腔室部724、第六下腔室部744和第七下腔室部764均通过螺帽固定于第二套管79上。所述三根第一套管77和所述三根第二套管79交叉排列，根据三点确定一个平面的原理，所述各个腔室部被固定于所述套管上并且互相平行。并且相邻的上腔室部具有相同的预定间隔，相邻的下腔室部也具有相同的预定间隔。

所述多腔室半导体处理装置700还包括第二上部驱动装置710和第三下部驱动装置780。所述第二上部驱动装置710和第三下部驱动装置780均具有类似于图2所示驱动装置的结构。所述第二上部驱动装置710包括上顶盖板712和上底盖板714以及设置在所述上顶盖板712和上底盖板714之间的流体驱动装置(未示出)。所述流体驱动装置与所述上顶盖板712和上底盖板714固定相连。所述上顶盖板712通过螺帽直接固定于所述立柱75的顶部位置，所述上底盖板714则通过螺帽与所述第五上腔室部722一起固定于第一套管77上。换句话说，所述上底盖板714、第五上腔室部722、第六上腔室部742、第七上腔室部762和第一套管77被螺帽相互固定而形成一上腔室套件，如图7B中所示。

所述第三下部驱动装置780则包括下顶盖板782和下底盖板784以及设置在所述下顶盖板782和所述下底盖板784之间的流体驱动装置(未示出)，所述流体驱动装置与所述下顶盖板782和所述下底盖板784固定相连。所述下底盖板784通过螺帽直接固定于所述立柱75的底部位置。所述下顶盖板782则通过螺帽与所述第七下腔室部764一起固定于所述第二套管79上。换句话说，所述下顶盖板782、第五下腔室部724、第六下腔室部744、第七下腔室部764和第二套管79被螺帽相互固定而形成一下腔室套件，如图7C中所示。易于思及地，当所述第二上部驱动装置710和/或第三下部驱动装置780中的流体驱动装置膨胀时，所述上腔室套件＝和所述下腔室套件会相对移动，最后在各对上腔室部和各对下腔室部互相紧密贴合时停止于该关闭位置。当所述第二上部驱动装置710和/或所述第三下部驱动装置780中的流体驱动装置收缩时，所述上腔室套件和所述下腔室套件会相背移动，并且在各对上腔室部和各对下腔室部互相分离时停止于一打开位置。应当认识到，各个上腔室部之间的距离应当和对应下腔室部之间的距离相同，以便所述第五微腔室720、第六微腔室740和第七微腔室760中的各个下腔室部移动同样位移时，可以同时与对应的上腔室部处于相同的贴合或者分立状态。在具体的实施时，所述各个上腔室部之间的距离和对应下腔室部之间的距离可以通过套管上的螺帽进行微调，甚至各个腔室部之间的距离都可以通过套管上的螺帽进行微调。

为了进一步描述本发明的诸多方面，请继续参考图8，其示出了本发明中的微腔室在一个实施例800中的剖面示意图。所述微腔室800包括上腔室板820和下腔室板840。所述上腔室板820上形成一上工作表面822以及环绕所述上工作表面822的第一凸缘824。所述下腔室板840上形成一下工作表面842以及环绕所述下工作表面842的第二凸缘844。通常来讲，所述第一凸缘824和第二凸缘842的位置是相对的，并且为了能够紧密贴合，所述第一凸缘824和第二凸缘842之间还可以包含有耦合结构或者诸如橡胶质地的密封圈860。当然，所述第一凸缘824和第二凸缘842也可以不是相对的而是互相咬合的，或者所述第一凸缘824和第二凸缘842根据具体实施例而被设计为其它类型的相互吻合形状，比如相对的凸缘和凹槽。

被处理的半导体晶圆被容纳于所述上工作表面822、下工作表面842以及形成周边部分的第一凸缘824和/或第二凸缘844形成的微腔室800内。所述半导体晶圆与所述上下工作表面之间还应当存在预期的空隙，所述空隙的预定宽度通常在0.01mm与10mm之间，应该能够理解，通过上下腔室板不同的压力和不同内径的密封圈可以改变所述空隙的宽度，而随着此等空隙的改变，可以实现用于微腔室800内的处理流体的不同流动图案，例如，实现层状流体流动对扰动流体流动的流体图案。当然，为了引进处理流体，所述微腔室800还应当包括有至少一个供处理流体进入所述微腔室的入口882和至少一个供处理流体排出所述微腔室的出口884。以及相应的处理流体供应装置和处理流体收集装置(未具体示出)，所述处理流体供应装置可以连接于供处理流体进入所述微腔室的入口882，用于提供处理流体；所述处理流体收集装置连接于供处理流体排出所述微腔室的出口884，用于收集处理流体处理半导体晶圆后的废液。为了能够获得期望的流体图案，所述入口882和所述出口884可以设置于所述微腔室800的内壁的任一或者多个优选位置。更进一步地，为了能够更好地获得期望的流体图案。所述微腔室800还可以包括至少一个供气体进入所述微腔室的入口和至少一个供气体排出所述微腔室的出口(未示出)，通过所述入口进入所述微腔室的气体可以作为所述处理流体流动时的载体。连接于供气体进入所述微腔室的入口的气体供应装置，用于提供作为处理流体流动时载体的气体，连接于供气体排出所述微腔室的出口的气体收集装置，用于收集承载处理流体流动后的废气。所述气体供应装置也包括真空泵等用于形成真空的装置。由于气体也算是流体，故本文中为了简便描述，所述处理流体的含义既包含了化学制剂也包含了气体。

另一方面，为了能够监测整个分析处理过程，所述半导体处理装置还可以包含若干感测器，用于感测所述半导体处理装置中的处理液体在处理前、处理中和处理后的诸如温度、浓度和含有物质及含有物质的浓度等参数。诸如此类，皆因具体实施例的不同设计人员和处理需求而定，本文不再一一类述。但是应当注意到，可能为了各种感测器、处理液体供应及回收装置和气体供应及回收装置等的安装和实施，前文中所述的各个组件的具体形状和结构可能会发生相应的适应性变化和造型。

作为具体使用时的实例，本发明中的半导体处理装置可以用于薄膜铜的湿式化学蚀刻。处理液体可以从位于中心处的入口进入微腔室，而沿径向向半导体晶圆的边缘流动，并在处理液体达到边缘后，可以经由设置在下周边部分的出口收集至预定装置内，在收集过程中可利用感测器监测处理后的处理液体中的铜浓度来获得实际的蚀刻速率。结合其它参数的采集来监控整个蚀刻过程。诸如其它的半导体晶圆表面清洁等等处理过程，都是本领域技术人员所熟知的内容，本文也不再做详细的描述。

上述说明已经充分揭露了本发明的具体实施方式。需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本发明的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本发明的权利要求书的范围。相应地，本发明的权利要求的范围也并不仅仅局限于所述具体实施方式。

Claims (8)

1.一种多腔室半导体处理装置，其特征在于，其包括：

包括至少两个沿纵向分布的用于容纳和处理半导体晶圆的微腔室，每个微腔室包括形成上工作表面的上腔室部和形成下工作表面的下腔室部，每个微腔室中的上腔室部和下腔室部的边缘包含对应的柱位孔，所述上腔室部和所述下腔室部可沿纵向贯穿所述柱位孔的立柱的导引在一用于装载或移除该半导体晶圆的打开位置和一用于容纳和处理半导体晶圆的关闭位置之间相对移动，

在关闭位置时，半导体晶圆安置于所述上工作表面和下工作表面之间，且与所述微腔室的内壁形成有供处理流体流动的空隙，所述微腔室包括至少一个供处理流体进入所述微腔室的入口和至少一个供处理流体排出所述微腔室的出口，

所述多腔室半导体处理装置还包括位于最下侧的微腔室的下腔室部下方的驱动装置或/和位于最上侧的微腔室的上腔室部上方的驱动装置，所述驱动装置驱动对应的腔室部沿所述立柱的导引移动，每个微腔室的上腔室部和所述下腔室部之间还包括可伸缩的微驱动部件，每个微腔室的上腔室部和所述下腔室部在所述微驱动部件和所述驱动装置提供的驱动力驱使下沿所述立柱的导引向上移动或者向下移动，

相邻的两个微腔室中，位于纵向上方的微腔室的下腔室部和位于纵向下方的微腔室的上腔室部相互固定或者一体成型。

2.根据权利要求1所述的多腔室半导体处理装置，其特征在于，所述微驱动部件为套接在所述立柱上的螺旋拉伸弹簧，且位于下方微腔室的上腔室部和下腔室部之间的螺旋拉伸弹簧的弹簧系数小于位于上方微腔室的上腔室部和下腔室部之间的螺旋拉伸弹簧的弹簧系数。

3.根据权利要求1和2任一所述的多腔室半导体处理装置，其特征在于，所述驱动装置包括顶盖板和底盖板，所述顶盖板和底盖板分别包括对应形状的基板部，并且所述顶盖板的基板部向下延伸有顶侧壁，所述底盖板的基板部向上延伸有底侧壁，所述顶盖板的基板部、顶侧壁、底侧壁和所述底盖板的基板部围成的空腔内包含一流体驱动装置，所述流体驱动装置与所述基板部相连，

所述顶盖板或者底盖板中的一个固定于所述立柱的预定位置，所述顶盖板或者底盖板中的另一个与相邻微腔室的腔室部固定相连或一体成型，藉由所述流体驱动装置的膨胀和收缩，可以驱动所述顶盖板和所述底盖板中的另一个及与其相邻的腔室部沿所述立柱移动。

4.根据权利要求3所述的多腔室半导体处理装置，其特征在于，所述多腔室半导体处理装置还包括处理流体供应装置和处理流体收集装置，

所述处理流体供应装置，连接于供处理流体进入所述微腔室的入口，用于提供处理流体，和

所述处理流体收集装置，连接于供处理流体排出所述微腔室的出口，用于收集处理流体处理半导体晶圆后的废液，

其中，所述处理流体包括化学制剂和气体。

5.一种多腔室半导体处理装置，其特征在于，其包括：

包括至少两个沿纵向分布的用于容纳和处理半导体晶圆的微腔室，每个微腔室包括形成上工作表面的上腔室部和形成下工作表面的下腔室部，每个微腔室中的上腔室部和下腔室部的边缘包含对应的柱位孔，所述上腔室部和所述下腔室部可沿纵向贯穿所述柱位孔的立柱的导引在一用于装载或移除该半导体晶圆的打开位置和一用于容纳和处理半导体晶圆的关闭位置之间相对移动，

在关闭位置时，半导体晶圆安置于所述上工作表面和下工作表面之间，且与所述微腔室的内壁形成有供处理流体流动的空隙，所述微腔室包括至少一个供处理流体进入所述微腔室的入口和至少一个供处理流体排出所述微腔室的出口，所述多腔室半导体处理装置还包括位于最下侧的微腔室的下腔室部下方的驱动装置或位于最上侧的微腔室的上腔室部上方的驱动装置，所有微腔室的上腔室部固定相连并且所有微腔室的下腔室部固定相连，当驱动装置驱动位于最下侧的微腔室的下腔室部向上移动时，所有微腔室的下腔室部在所述立柱的导引下向上移动；当驱动装置驱动位于最上侧的微腔室的上腔室部向下移动时，所有微腔室的上腔室部在所述立柱的导引下向下移动，

所有微腔室的上腔室部被固定于若干根第一套管上；所有微腔室的下腔室部被固定于若干根第二套管上，每根第一套管和第二套管分别套接在所述立柱上并可沿所述立柱向上或者向下移动。

6.根据权利要求5所述的多腔室半导体处理装置，其特征在于，所述第一套管和第二套管的外表面包含有螺纹，所述第一套管和第二套管贯穿所述上腔室部或者下腔室部的边缘后选择性地通过对应于所述螺纹的螺帽固定。

7.根据权利要求5和6任一所述的多腔室半导体处理装置，其特征在于，所述驱动装置包括顶盖板和底盖板，所述顶盖板和底盖板分别包括对应形状的基板部，并且所述顶盖板的基板部向下延伸有顶侧壁，所述底盖板的基板部向上延伸有底侧壁，所述顶盖板的基板部、顶侧壁、底侧壁和所述底盖板的基板部围成的空腔内包含一流体驱动装置，所述流体驱动装置与所述基板部相连，

所述顶盖板或者底盖板中的一个固定于所述立柱的预定位置，所述顶盖板或者底盖板中的另一个与相邻微腔室的腔室部固定相连或一体成型，藉由所述流体驱动装置的膨胀和收缩，可以驱动所述顶盖板和所述底盖板中的另一个及与其相邻的腔室部沿所述立柱移动。

8.根据权利要求7所述的多腔室半导体处理装置，其特征在于，所述多腔室半导体处理装置还包括处理流体供应装置和处理流体收集装置，

所述处理流体供应装置，连接于供处理流体进入所述微腔室的入口，用于提供处理流体，和

所述处理流体收集装置，连接于供处理流体排出所述微腔室的出口，用于收集处理流体处理半导体晶圆后的废液，

其中，所述处理流体包括化学制剂和气体。