CN105408983A - 一种垂直无旋处理腔室 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种包括一个基座、一个覆盖单元和多个夹持单元的处理腔室，该基座包括一个基座主体、一个配合面和延伸到所述基座主体内的内部区域，一个完全环绕所述内部区域的分隔单元，以及一个延伸到所述基座主体内且完全环绕所述分隔单元的外部区域。覆盖单元包括一个当处理腔室关闭时与所述基座主体配合面相接触的配合面。当所述处理腔室关闭时，所述多个夹持单元固持晶圆在所述内部区域中。

Description

一种垂直无旋处理腔室
技术领域
本发明涉及晶圆的制造领域，更具体地说，本发明涉及一种在封闭式浸没处理腔室中进行晶圆处理的过程。
背景技术
在集成电路的工艺处理中，相对较大的硅衬底(也称为晶圆)需经过许多独立的工艺步骤，以在其表面上形成多个独立的集成电路。用于形成这些集成电路的步骤可以是多种类型的，其包括掩膜、蚀刻、沉积、扩散、离子注入和抛光等，以及许多其他的步骤。通常，在上述各个工艺步骤之间，晶圆必须进行清洁步骤。清洗步骤可帮助确保该集成电路免遭污染物的侵袭，这些污染物可能会在集成电路精密的结构内造成有害的缺陷。由于对晶圆表面清洁度的严苛要求，因此晶圆通常被保持在洁净室条件中，而且上述步骤经常是自动化操作和处理的。随着器件结构和处理过程的技术水平不断推进，在行业中，晶圆普遍是单个处理(一个接着一个)的。这对于目前300个毫米(11.8英寸)直径的大型衬底更是如此，并且对于接下来计划中的450毫米(17.7英寸)直径的大型衬底也可能如此。湿法化学处理步骤使得污染程度降至最低的水平，因此，需在设计处理系统时格外精心。所有与晶圆接触的化学物质和气体同样需要特别洁净，而且所有使用的材料都被设计为污染最小化的。
随着基板的尺寸增加，集成电路器件结构的尺寸反而缩小。这种趋势使得集成电路的制造和清洁需具有更高的精密度。更具体地说，涉及形成器件结构和清洁步骤的湿法化学物必须均匀地应用在晶圆上。在清洁步骤中，通过搅动与晶圆接触的清洁剂可以促进化学反应以移除微粒物质。同时，有必要在除去任何可能存在的污染物的同时，确保高敏感的和高纵横比结构的器件不受到损害。此外，由于静电可以将微粒吸引到基板的表面，并可以直接损害器件的电气性能，所以应当最小化任何的静电荷量。由于晶圆和其支撑结构的运动会引起的摩擦电荷，晶圆的旋转已显示产生了显著的电荷。因此，完全地清洁晶圆而不损害该器件的特性是有难度的。此外，由于需要具有超洁净性，所以清洁用的清洗剂是非常昂贵的。大量使用清洁剂可能会达到清洁目的，但也会造成大量的浪费和高昂的使用成本。
发明内容
根据本发明的一个实施方案，一种处理腔室包括一个基座、一个覆盖单元和多个夹持单元。该基座包括一个基座主体、一个配合面和一个延伸进入所述基座主体内的内部区域、一个完全环绕内部区域的分隔单元和一个延伸进入所述主体内且完全环绕该分隔单元的外部区域。该覆盖单元包括一个配合面，当处理腔室关闭时，所述配合面与所述主体的配合面相接触。当处理腔室关闭时，所述夹持单元固持晶圆在内部区域中。
在另一个实施方案中，一个处理腔室包括一个基座和一个覆盖单元。基座包括一个基座主体、一个配合面以及一个延伸进入所述基座主体内的内部区域。所述覆盖单元包括一个当处理腔室关闭时与所述基座主体配合面相接触的配合面，并且该覆盖单元还包括一个当处理腔室关闭时从配合面延伸到内部区域中的多个夹持单元。
在另一个实施方案中，一种处理晶圆的方法包括：装载晶圆到处理腔室的内部区域并锁定该晶圆在一个固定位置上。通过将工艺化学物输入到处理腔室的内部区域，以使静止固定的晶圆浸没在处理腔室内部区域内的工艺化学物中。工艺化学物也流入一个完全环绕内部区域的外部区域，之后从处理腔室中排出。
在另一个实施方案中，一种在处理腔室中交换液体的方法包括：提供该处理腔室，其包含一种液体和一个位于处理腔室内部区域的晶圆。另一种液体流入内部区域和完全环绕内部区域的外部区域，并流经连接该内部区域和外部区域的喷嘴。该液体通过内部区域的一个端口和外部区域的另一个端口从处理腔室中排出。
在另一个实施方案中，一种在处理腔室中交换流体的方法包括：提供该处理腔室，其包含一种流体和一个位于处理腔室内部区域的晶圆。一种液体流入内部区域并浸没晶圆，而流体通过一个端口从该内部区域流出。该液体流入一个外部区域，该外部区域完全环绕所述内部区域，以及所述流体通过另一个端口从外部区域排出。该液体持续流入内部区域，并且从外部区域排出。
附图说明
图1示出为一个处理腔室打开状态的立体示意图，该处理腔室具有被末端执行器固持且位于处理腔室的基座和覆盖单元之间的晶圆
图2示出为处理腔室基座的正视图
图3示出为处理腔室覆盖单元的正视图
图4示出为图1中处于装载且关闭状态的处理腔室沿4-4线剖切的侧剖视图
图5示出为处理腔室进行工艺处理的方法流程图
图6A示出为图1中在工艺过程中的处理腔室沿6-6线剖切的横截面图
图6B示出为图1中在工艺过程中的处理腔室沿6-6线剖切的横截面图
具体实施方式
请参阅图1，图1所示为具有晶圆22和末端执行器24的处理腔室20的分解透视图。处理腔室20包括腔室基座26和腔室覆盖单元28，并且，在所示实施例中，基座26和覆盖单元28被彼此间隔开，且固持晶圆22的末端执行器24位于基座26和覆盖单元28之间。下面将结合图3进行更加详细地说明，该结构呈现为装载或卸载晶圆22进入或取出处理腔室20时的情况。当处理腔室20关闭时，基座26的配合面30与覆盖单元28的配合面32相接触。
在图示的实施例中，基座26包括固体的基座主体34和盆体36，盆体36是一个从基座主体34的配合面30凹入到碟状结构(Plate)38的圆柱形凹槽。碟状结构38包括内部区域40和分隔单元42。当腔室20装载了晶圆且闭合时(如图4中所示)，晶圆22驻留在内部区域40中。由此，内部区域40具有圆筒形的特征，其延伸进入碟状结构38且直径比晶圆22稍大一点。碟状结构38还包括分隔单元42，分隔单元42为固体环，当碟状结构38与基座主体34相连时，该分隔单元42与配合面30齐平。分隔单元42完全环绕着内部区域40，并且限定了外部区域44。更进一步地，外部区域44是以分隔单元42的外侧和盆体36内侧和前侧为界的。因此，该外部区域44为一个环形空腔径向放射状向外并完全环绕了内部区域40。
下面将结合图2和4进行更详细说明，图中在基座主体34和碟状结构38内包括几组具有流体连接功能的开孔。虽然不是所有的开孔都在图1中可见，但这些开孔包括顶部端口46、喷嘴48、上部端口50、下部端口52和底部端口54(如图2所示)。
在所示实施例中，覆盖单元28是一个实心体，其包括钻孔56、窗口58、多个固定夹持单元(StationaryGripper)60和一个可移动夹持单元(MovableGripper)62。钻孔56是一个圆柱形腔且延伸通过覆盖单元28。窗口58具有圆柱形状，其被固定在钻孔56中且与配合面32平齐。固定夹持单元60和可移动夹持单元62沿着窗口58环形排布。固定夹持单元60在覆盖单元28的底部与覆盖单元28相连接，而可移动夹持单元62在覆盖单元28的顶部与覆盖单元28相连接，可移动夹持单元62通过旋转以夹持晶圆22。更具体的说，可移动夹持单元62向上旋转以使末端执行器24可放置晶圆22在固定夹持单元60上。一旦晶圆22放置到位，可移动夹持单元62向下旋转以锁定晶圆22在固定位置。之后，末端执行器24释放圆片22并缩回，使得处理腔室20可以关闭。
如图1中所示的处理腔室20的组件和配置使得晶圆22在保持固定的情况下，在封闭环境中使用流体进行受控处理。在这样的受控环境中，可以控制环境参数，例如，设定一个特定的温度、压力和/或低的氧浓度。处理过程可以包括一种或多种工艺，例如，但不限于，残留物的去除、光刻胶的去除、金属层或介电层的去除、清洗或湿法刻蚀。
图1所示为本发明的一个实施方式，还可以有其它替代的实施例。例如，夹持单元60,62可以从基座26的内部区域40突出。对于另一个实施例，覆盖单元28可以不包括钻孔56和窗口58。对于另一个进一步的实施例，钻孔56可以包括一个声波换能器(SonicTransducer)发射超声波或兆声波，用于代替窗口58。
此外，在图1所示的实施例中，晶圆22为一个基本为圆形的硅晶圆基板。然而，晶圆22可以，但不限于，是太阳能电池衬底或是锗晶圆。此外，晶圆22还可以具有其他形状，包括，但不限于，矩形。在这些实施例中，处理腔室20的内部特征，如内部区域40、分隔单元42和外部区域44的形状，为了与晶圆22的形状相适配，可能需要进行改变。晶圆22可以具有有源侧(即功能器件所在的侧边)，该有源侧既可以面向基座26，也可以面向覆盖单元28。
图2所示为处理腔室20的基座26的正视图。在图示的实施例中，基座26是由一种耐化学腐蚀性材料制成，如聚四氟乙烯(PTFE)。
如前所述，具有多个流体开孔的基座26包括两个主要腔室(内部区域40与外部区域44)。更具体而言，基座主体34包括两个顶部端口46(一个在另一个后面)，其位于基座主体34的顶部与外部区域44连接。基座主体34还包括两个底部端口54(一个在另一个后面)，位于基座主体34的底部与外部区域44连接。顶部端口46和底部端口54允许流体通过外部区域44流进和流出腔室20。
此外，基座26具有多个邻近碟状结构38顶部的上部端口50，其均穿过基座主体34和碟状结构38。基座26还具有多个邻近碟状结构38底部的下部端口52，其均穿过基座主体34和碟状结构38。上部端口50和下部端口52允许流体通过内部区域40流进和流出腔室20。
此外，还具有两排喷嘴48(一个在另一个后面)位于碟状结构38的顶部。多个喷嘴48穿过分隔单元42、使得内部区域40与外部区域44间流体地连接。在所示实施例中，每个喷嘴48为一个锥形槽，其尺寸随着每个喷嘴从分隔单元42的外侧面沿径向向内延伸而减小。
图2所示为基座26的组件和结构，其允许流体流入、流经和流出处理腔室20。更具体地，流体可以流入、流经和流出外部区域44和内部区域40(如图4所示，晶圆22位于其中)。
图2所示为本发明的一个实施方式，还可以有其它替代的实施例。例如，此外，碟状结构38可以由耐化学腐蚀性材料、透明或半透明的可透光材料制成，例如，蓝宝石或全氟烷氧基(PFA)。在本发明的另一实施例中，在每一组端口46，50，52，54或喷嘴48中可具有更多或更少的开孔。同样，开孔可以具有另外的朝向或具有另外的横截面形状。在一些更进一步的实施例中，每个喷嘴48基本上垂直排布，有一个圆形的横截面和/或具有一个相同的横截面尺寸。此外，喷嘴48也可以具有不同的大小尺寸，并且可以布置成较大喷嘴48位于碟状结构38的顶部中心，而较小喷嘴48位于喷嘴48阵列的边缘。
图3示出了处理腔室20的覆盖单元28的正视图。在所示实施例中，覆盖单元28由耐化学腐蚀性的材料制成，如聚四氟乙烯。
如前所述，当处理腔室20完成装载(如图4所示)，覆盖单元28固持着晶圆22。在所示实施例中，晶圆22并没有被显示出来，然而晶圆22应该被固持在晶圆安置处64所示的位置。晶圆安置处64同晶圆22的形状相符合(如图1所示)，并通过固定夹持单元60和可移动夹持单元62所界定(所示为固持位置)。为了加载晶圆22到晶圆安置处64，可移动夹持单元62向上旋转(顺时针或逆时针)离开晶圆安置处64。当晶圆22被装载到晶圆安置处64之后，为了固定晶圆22，可移动夹持单元62朝向底部中心的位置转动，直到可移动夹持单元62接触晶圆22的边缘。
覆盖单元28在与基座26的配合面30接触的配合面32上还包括平面密封件66和环形密封件68(如图1所示)。在所示实施例中，密封件66，68包括耐化学腐蚀性的弹性材料，例如，全氟弹性材料(Perfluoro-Elastomer)。密封件66，68将结合图4被更详细地说明。
如前所述，覆盖单元28包括窗口58。在示出的实施例中，窗口58是由耐化学腐蚀性、透明或半透明的可透光材料制成，如可见光或其它比可见光具有更高或更低波长的电磁辐射，这样的材料可以包括蓝宝石或PFA。
如图3所示的覆盖单元28的组件和结构，其允许晶圆22被固持在处理腔室20(如图1所示)。此外，当处理腔室20关闭时，覆盖单元28密封住基座26，可以通过窗口58查看处理腔室20的内部。
图3所示为本发明的一个实施方式，还可以有其它替代的实施例。例如，可移动夹持单元62可以通过上下滑动以实现放开和固持晶圆22的作用。在本发明的另一个实施例中，窗口58也可以是对其他与可见光不同波长的光透明的，该实施例可与机器视觉系统或其它类型的光学传感器配合使用。
图4所示为装载了晶圆且关闭后的处理腔室20沿图1中线4-4所示剖切的侧剖面图。部分图示的处理腔室20的组件和结构与图1-3中所示的相同，而图4示出了更多的特征。例如，被固持在晶圆安置处64的晶圆22位于覆盖单元28的配合面32的外面并与其间隔开。通过这种方式，晶圆22被放置在基座26的内部区域40中。在本发明的另一个实施例中，图示中平面密封件66和环形密封件68与基座26相接合，使得处理腔室20的内部(包括内部区域40与外部区域44)密封，防止了基座26和覆盖单元28之间的渗漏。
此外，两个顶部端口46、两个底部端口54和两排喷嘴48显示在图4中。顶部端口46、上部端口50、下部端口52和底部端口54被设置成可以从处理腔室20接收和排出液体和气体。这些流体的来源和/或目的地可以是一种化学分配系统(未示出)。各端口46，50，52，54是由一阀门(未示出)控制，该阀门可执行打开、关闭和为了控制液体流动而节流的操作。处理时间相当于吞吐量(以每小时处理的晶圆量)，一真空源(未示出)可以用来协助液体流过端口46，50，52，54，从而缩短了填充和/或排空处理腔室20的时间。
在所示实施例中，上部端口50和下部端口52直接连接到内部区域40。顶部端口46和底部端口54直接连接到外部区域44。如前所述，喷嘴48通过分隔单元42使外部区域44与内部区域40连接。在图示的实施例中，一排喷嘴48是在晶圆22的一侧而另一排喷嘴48是在晶圆22的另一侧，以使得流体可以沿着晶圆22的两侧流动。另外的，喷嘴48也可以为单排，在这样的实施例中，喷嘴48被调整为面向晶圆22的外边缘。
如之前所述，覆盖单元28的配合面32包括平面密封件66，用于对处理腔室20进行常规密封。平面密封件66延伸围绕整个配合面32的外部，以防止液体从处理腔室20的内部通过覆盖单元28和基座26之间泄漏到外部环境。配合面32还包括与分隔单元42接触的环形密封件68。环形密封件68可防止在覆盖单元28和基座26之间的内部区域40和外部区域44之间的泄漏(虽然环形密封件68并不妨碍流体流过喷嘴48)。平面密封件66和环形密封件68是由一种耐化学腐蚀性的弹性体材料制成。在一个替代的实施例中，平面密封件66可以为一个延伸围绕外部区域44的类似于环形密封件68的O形环密封件。此外，平面密封件66和/或环形密封件68可以设计成不同的横截面形状，只要其能提供密封效果，此外，其还可以被设计成可以充分漂洗和清洁，以避免污染物。
在对处理腔室20的操作中，流体可以从任何端口46，50，52，54流入和/或流出。更具体地，流体可以流入46，50，52，54中的任意一个端口，只要已经在处理腔室20中的流体能从46，50，52，54中任意的另一个端口流出即可。由此，处理腔室20内部的一种流体可以被另一种流体替换，和/或该种流体可在处理腔室20内部流通。不同的流体和流型的一些实例将结合图5-6B稍后讨论。
如图4中所示的处理腔室20的组件和结构提供一个封闭的环境，晶圆22被固定在其中进行处理，端口46，50，52，54和喷嘴48可使必要的流体流入处理腔室20中。
如图5示出的在处理腔室20进行工艺处理的方法100的流程图。方法100已被划分为多个工艺，其又进一步地被分解为更为具体的各个步骤。进一步说，方法100包括装载工艺102、蚀刻工艺104、第一漂洗工艺106、颗粒去除工艺108、第二漂洗工艺110、烘干工艺112和卸载工艺114。在方法100的开始时，假设控制端口46，50，52，54流通的各个阀(图中未示出)是关闭的，其需要被打开，允许流体从其通过。
装载工艺102包括步骤116、118、和120。在步骤116中，处理腔室20和顶部端口46被打开。在步骤118中，末端执行器24运送晶圆22到晶圆安置处64的位置和气态的氮气从顶部端口46流入。当可移动夹持单元62固定晶圆22到位，末端执行器24缩回。在步骤120中，通过覆盖单元28朝基座26移动直至配和面30，32彼此相接触时，处理腔室20关闭，此外，在步骤120中，氮气停止流入。
蚀刻工艺104包括步骤122，124，126，和128。在步骤122中，下部端口52和底部端口54被打开。在步骤124中，工艺化学物(在所示实施例中，为蚀刻液)从下部端口52流入，而处理腔室20中现有的氮气通过顶部端口46排出。淹没内部区域40的蚀刻液实质上开始与晶圆22进行化学反应。在步骤126中，一旦晶圆22被浸没在蚀刻液中，顶部端口46被关闭，蚀刻液体持续流入以继续进行反应。下面将参照图6A进行更加详细地讨论。过量的蚀刻液将穿过喷嘴48，流向外部区域44的下面和周围，并且通过底部端口54排出处理腔室20。在步骤128中，蚀刻液停止流动，并且顶部端口46和上部端口50被打开。使用在蚀刻工艺104中的蚀刻液可以是，但不限于，稀氢氟酸或缓冲氧化物蚀刻物(一种氟化铵和氢氟酸的含水混合物的常见蚀刻液)。
第一漂洗工艺106包括步骤130、132、134和136。在步骤130中，超纯水(UPW)从顶部端口46和上部端口50流入到内部区域40与外部区域44。这基本上置换了所有在处理腔室20中的蚀刻液(其经由下部端口52和底部端口54排出)，蚀刻液和晶圆22之间的反应基本上已停止。在步骤132中，顶部端口46和上部端口50被关闭。在步骤134中，超纯水(UPW)从下部端口52流入继续漂洗晶圆22。超纯水向上流经喷嘴48，流向外部区域44的下面和周围，并通过底部端口54排出处理腔室20。在步骤136中，超纯水停止流入，并且上部端口50打开。
颗粒去除工艺108包括步骤138、140、142和144。在步骤138中，颗粒去除液体从上部端口50流入到内部区域40。该颗粒去除液体实质上置换了所有在处理腔室20中的超纯水(其经由下部端口52和底部端口54排出)，随着颗粒去除液体的持续流入，其也通过下部端口52和底部端口54排出处理腔室20。在步骤140中，上部端口50被关闭。在步骤142中，颗粒去除液体从下端口52继续流入以除去颗粒。该液体向上流经喷嘴48，流向外部区域44的下面和周围，并通过底部端口54排出。在步骤144中，液体停止流入，并且顶部端口46和上部端口50被打开。在颗粒去除工艺108中使用的颗粒去除液体可以是，但不限于，SC1(一种氢氧化铵和过氧化氢的含水混合物的常见清洗液体)。
第二漂洗工艺110包括步骤146、148、150和152。在步骤146中，超纯水(UPW)从顶部端口46和上端部口50流入到内部区域40与外部区域44。这实质上置换了所有在处理腔室20中的颗粒去除液体(其经由下部端口52和底部端口54排出)。随着超纯水的持续流入，其也通过下部端口52和底部端口54排出处理腔室20。在步骤148中，顶部端口46和上部端口50被关闭。在步骤150中，超纯水从下部端口52流入继续漂洗晶圆22。该超纯水向上流经喷嘴48，流向外部区域44的下面和周围，并通过底部端口54排出处理腔室20。在步骤152中，超纯水停止流入，顶部端口46被打开。
干燥工艺112包括步骤154、156和158。在步骤154中，干燥流体从顶部端口46流入处理腔室20，并且在处理腔室20内的超纯水在受控的状态下通过下部端口52和底部端口54排出处理腔室20。干燥流体具有低的表面张力，其以可控的线性速率在晶圆22的表面上去除超纯水，该速率可以是每秒三到五毫米。由阀门(未示出)控制底部端口54的流通来实现对该过程的控制。在干燥工艺112中，可以使用的干燥流体是，但不限于，气态氮和异丙醇(液体或气体形式)的混合物。在步骤156中，异丙醇停止流入，然而气态氮还在流入。在步骤158中，气态氮流入处理腔室20，以清除任何剩余的异丙醇。
卸载工艺114包括步骤160和162。在步骤160中，处理腔室20通过覆盖单元28离开基座26而被打开。在步骤162中，末端执行器24抓住晶圆22，可移动夹持单元62释放晶圆22，之后末端执行器24和晶圆22从处理腔室20撤出。此时，方法100可以回到步骤118加装另一个晶圆，重复上述步骤。而当另一晶圆22没有被装载入，则停止氮气流入，关闭处理腔室20。
如图5所示的方法100是一个对晶圆22进行蚀刻和清洗的多个工艺和步骤的连续过程。此外，在执行方法100期间，晶圆22不需要相对于处理腔室20移动。
图5所示为本发明的一个实施方式，还可以有其它替代的实施例。例如，方法100可以只是一个蚀刻工艺。在这样的实施例中，步骤138、140、142、144、146和152将是不必要的。又例如，方法100可以仅是一个清洗工艺。在这种的实施例中，步骤122将包括打开顶部端口46和上部端口50，而步骤124、126、128、130、和132将是不必要的。对于进一步的实施例，方法100可以使用其他的工艺化学物，包括，但不限于，SC2(一种盐酸和过氧化氢的含水混合物的常见清洗液体)。对于又一个实例，一些附加工艺可以被添加到方法100中，如在第二漂洗工艺110之后增加一个金属去除工艺。附加的工艺也可以是一个第三漂洗工艺。
图6A所示为图1中在工艺过程中的处理腔室20沿6-6线剖切的横截面图。更具体地，图6A所示可以是蚀刻工艺104的步骤124，第一漂洗工艺106的步骤134，或第二漂洗工艺110的步骤150。如前所述，在步骤124中，上部端口50被关闭，蚀刻液从下部端口52流入。该刻蚀液通过顶部端口46排空处理腔室20中的气体，而液体本身向上浸没内部区域40。一旦液体水平达到足够的高度时，液体将流过喷嘴48，流向外部区域44的下面和周围，并通过底部端口54排出处理腔室20。
在图示的实施例中，通过下部端口52的液体在四秒钟内迅速充入内部区域40，完全地浸没晶圆22(示于图4)。此浸没实质上启动了蚀刻液和晶圆22之间的化学反应，在晶圆22的最低点开始反应后的4秒钟内晶圆22的最高点开始反应。优选地，晶圆22可以在2秒内被浸没。更优选地，晶圆22可在1秒钟内被浸没。
图6B所示为图1中在工艺过程中的处理腔室20沿6-6线剖切的横截面图。更具体地，图6B所示可以是第一漂洗工艺106的步骤130，第二漂洗工艺110的步骤146。如前所述，在步骤130和146中，液体(即UPW)从顶部端口46和上部端口50流入内部区域40与外部区域44(这可能会引起液体流过喷嘴48，而该流动方向取决于端口46，50的相对流速，也不排除其他因素)。此流入置换了处理腔室20中的现有液体(其经由下端口52和底部端口54排出)。当该液体继续流入，其也通过下部端口52和底部端口54排出处理腔室20。
在图示的实施例中，通过上部端口50的液体在四秒钟内迅速充入内部区域40，完全地浸没晶圆22(示于图4)。相应于步骤130中，此UPW的浸没实质上停止了蚀刻液和晶圆22之间的化学反应，在晶圆22的最低点停止反应后的4秒钟内晶圆22的最高点停止反应。优选地，晶圆22可以在2秒内被浸没。更优选地，晶圆22可在1秒钟内被浸没。
应当认识到，本发明提供了许多好处和优点。例如，晶圆22在处理过程中一直保持静止，这样可以防止静电荷的积聚和由于动能力而造成的结构性损伤和产生颗粒。此外，处理腔室20具有很少的可动部件，这增加了可靠性。处理腔室20还提供了一个相对小的封闭空间，其内的环境可被控制。这对保持晶圆22的表面质量非常有益，并允许处理腔室20实现快速充入和排出。
尽管已经参照示例性实施方式描述了本发明，但是本领域技术人员应该理解的是在不偏离本发明的范围的情况下可以作出多种改变并且等效物可以替换其元件。此外，在不偏离本发明的实质范围的情况下可以作出多种修改以使特定的情形或材料适合本发明的教导。因此，意图在于使本发明不限于作为预期用于实施本发明的最佳模式公开的特定实施方式，但是本发明将包括落在所附权利要求的范围内的全部实施方式。

Claims (34)

1.一种处理腔室，包括：
一个基座，所述基座包括：
基座主体；
第一配合面，其位于所述基座主体的一个侧面；
内部区域，用于容纳晶圆，所述内部区域从所述第一配合面侧延伸进入所述基座主体内；
分隔单元，完全环绕所述内部区域；和
外部区域，其从所述第一配合面侧延伸进入所述基座主体内，且完全环绕所述分隔单元；以及
一个覆盖单元，其具有第二配合面，当所述处理腔室关闭时，所述覆盖单元的第二配合面用于与所述第一配合面相接触；以及
多个夹持单元，用于当所述处理腔室关闭时，将晶圆固持在所述内部区域中。
2.根据权利要求1所述的处理腔室，其特征在于，所述多个夹持单元中的第一夹持单元可相对于所述多个夹持单元中的第二夹持单元移动，用于固持和释放所述晶圆。
3.根据权利要求1所述的处理腔室，其特征在于，所述基座还包括一个连接到所述基座主体上的碟状结构，所述碟状结构包括所述分隔单元且界定了所述内部区域和所述外部区域的空间。
4.根据权利要求1所述的处理腔室，其特征在于，所述基座还包括一个穿过所述基座主体连接到所述内部区域的端口。
5.根据权利要求1所述的处理腔室，其特征在于，所述基座还包括一个穿过所述基座主体连接到所述外部区域的端口。
6.根据权利要求1所述的处理腔室，其特征在于，所述基座还包括多个穿过所述分隔单元的喷嘴，所述多个喷嘴使所述内部区域和所述外部区域间流体地连接。
7.一个处理腔室，包括：
一个基座，所述基座包括：
基座主体；
第一配合面，其位于所述基座主体的一个侧面；
内部区域，用于容纳晶圆，所述内部区域从所述第一配合面侧延伸进入所述基座主体内；
一个覆盖单元，具有第二配合面，当所述处理腔室关闭时，所述覆盖单元的第二配合面与所述第一配合面相接触，所述覆盖单元还包括多个夹持单元，当所述处理腔室关闭时，所述多个夹持单元从所述第二配合面延伸到所述内部区域内。
8.根据权利要求7所述的处理腔室，其特征在于，所述多个夹持单元中的第一夹持单元可相对于所述多个夹持单元中的第二夹持单元移动，用于固持和释放所述晶圆。
9.根据权利要求7所述的处理腔室，其特征在于，所述基座还包括：
分隔单元，其完全环绕内部区域；和
外部区域，其从所述第一配合面侧延伸进入所述基座主体的，且完全环绕所述分隔单元。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述基座还包括一个连接到所述基座主体上的碟状结构，所述碟状结构包括所述分隔单元且界定了所述内部区域和所述外部区域的空间。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述基座还包括一个穿过所述基座主体连接到所述外部区域的端口。
12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述基座还包括多个穿过所述分隔单元的喷嘴，所述多个喷嘴使所述内部区域和外部区域间流体地连接。
13.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述基座还包括一个穿过所述基座主体连接到所述内部区域的端口。
14.一种处理晶圆的方法，所述方法包括：
将所述晶圆装载到处理腔室的一个内部区域，其中，所述晶圆被锁定在一个固定位置；
将工艺化学物输入到所述处理腔室的内部区域，以使静止固定的所述晶圆浸没在所述工艺化学物中；
所述工艺化学物流入所述处理腔室的外部区域，所述外部区域完全环绕所述内部区域；以及
所述工艺化学物从所述处理腔室中流出。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述的工艺化学物是一种蚀刻液。
16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述浸没晶圆的过程启动了所述的工艺化学物和所述晶圆之间的化学反应。
17.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述晶圆被浸没在所述工艺化学物中的所用时间小于4秒。
18.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述晶圆被浸没在所述工艺化学物中的所用时间小于2秒。
19.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述晶圆被浸没在所述工艺化学物中的所用时间小于1秒。
20.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，还包括：
通过将水流入所述内部区域和所述外部区域中使得所述晶圆浸没在所述水中；以及
将所述工艺化学物基本上全部从所述处理腔室排出。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，还包括：
通过将颗粒去除液体流入所述内部区域和所述外部区域中使得所述晶圆浸没在所述颗粒去除液体中；以及
将所述水基本上全部从所述处理腔室排出。
22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，还包括：
通过将水流入所述内部区域和所述外部区域中使得所述晶圆浸没在所述水中；以及
将所述颗粒去除液体基本上全部从所述处理腔室排出。
23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，还包括：
通过将异丙醇和氮气的混合物流入所述外部区域中，经过多个喷嘴进入内部区域，使得所述晶圆浸没在所述异丙醇和氮气的混合物中；以及
将所述水基本上全部从处理腔室排出，以干燥所述晶圆。
24.一种在处理腔室中交换液体的方法，其特征在于，所述方法包括：
提供所述处理腔室，其包含一个第一液体和一个位于内部区域的晶圆；
将一个第二液体流入所述处理腔室的内部区域和外部区域，其中，所述外部区域完全环绕所述内部区域；
将所述第二液体流经多个喷嘴，所述多个喷嘴使所述内部区域和所述外部区域间流体地连接；以及
通过所述外部区域的第一端口和所述内部区域的第二端口将所述第一液体从所述处理腔室中排出。
25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，还包括：
将所述第二液体流入所述内部区域，所述第二液体基本上充满所述内部区域的所用时间小于4秒。
26.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，还包括：
将所述第二液体流入所述内部区域，所述第二液体基本上充满所述内部区域的所用时间小于2秒。
27.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，还包括：
将所述第二液体流入所述内部区域，所述第二液体基本上充满所述内部区域的所用时间小于1秒。
28.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，所述第一液体包括蚀刻液，所述第二液体包括水。
29.一种在处理腔室中交换流体的方法，其特征在于，所述方法包括：
提供所述处理腔室，其包含一个第一流体和一个位于内部区域的晶圆；
将一种液体流入到内部区域，位于所述处理腔室内部区域的所述晶圆浸没在所述液体中；
通过第一端口从所述内部区域排出流体；
将所述液体流入所述处理腔室的外部区域，所述外部区域完全环绕所述内部区域；
通过第二端口从所述外部区域排出所述流体；以及
通过将所述液体持续流入所述内部区域从而将所述液体从外部区域排出。
30.根据权利要求29所述的方法，其特征在于，所述浸没晶圆的过程启动了所述的工艺化学物和晶圆之间的化学反应。
31.根据权利要求29所述的方法，其特征在于，所述晶圆浸没所述的工艺化学物中的时间小于4秒。
32.根据权利要求29所述的方法，其特征在于，所述晶圆浸没所述的工艺化学物中的时间小于2秒。
33.根据权利要求29所述的方法，其特征在于，所述晶圆浸没所述的工艺化学物中的时间小于1秒。
34.根据权利要求29所述的方法，其特征在于，所述液体包括蚀刻液，所述流体包括氮气。
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