TW442839B - Apparatus for treating a wafer - Google Patents

Description

^4283 9 A7 d__ B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（f ) 發明內容： 本項發明係提供一種用以處理一由半導體材料所製成 之晶圓的裝置，此裝置係包含有被配置成能夠彼此相互分 離和彼此相互接近的一個第一外罩部分和一個第二外罩部 分，當此二外罩部分朝向彼此移動成一關閉位置時，該二 外罩部分會界定出一個處理室的範圍大小，至少有一個進 氣通道會被提供於第一外罩部分和/或開啓進入至處理室 內的第二外罩部分，該二沿著處理室周圍配置的第一外罩 部分和第二外罩部分則分別被提供有第一邊界表面和弟一 邊界表面，當在關閉位置時，一個間隙會出現於第一邊界 表面與第二邊界表面之間，用以使得被進給至處理室內的 氣體能夠朝徑向往外排放。 上述之裝置係可以從本案申請人之荷蘭專利申請案第 103538號中得知。所描述之該裝置係意欲於一個由半導體 材料所製成之晶圓上施加溫度處理。此溫度處理包含例如 是在短時間內加熱晶圓的步驟，當在例如是用於對一塗佈 動作進行熱處理之階段中，上述之晶圓隨後會被保持在所 需的處理溫度。當在此處理階段中，處理氣體亦可以被進 給至晶圓，用以將材料沈積於晶圓上或是在晶圓上蝕刻材 料。在晶圓上或晶圓內所生成之結構尺寸和介於結構之間 的邊界表面銳利程度，以及半導體材料的容積大小均需要 有在以毫微米計之範圍內的精確度。較大的精確度變異量 可能已經會抑制或是甚至妨礙到由處理步驟所組成之結構 的所需作動方式。 3 ---------訂_ (請先閲讀背面之ii意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS)A4規格（21〇 X 297公釐） 44283 9 μ B7 經濟部智¾財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（>) 用於在一晶圓上施行上述之溫度處理的裝置已知有其 他不同的型式，例如其中晶圖是被紅外線燈所照射的裝置 ，或是其中晶圓是被直接安置於一溫度處理表面（例如是 一加熱板）上的裝置°以上這些裝置的缺點是介於晶圓與 裝置溫度處理機構之間的熱傳遞不均勻。此種現象會造成 不必要的負面作用產生。於是’不均勻的熱傳遞現象會造 成在晶圓內產生局部過熱和/或加熱不足’導致在晶圓內 產生張力。以上這些張力的釋放會導致在晶圓之結晶狀半 導體材料內產生晶格位錯和其他缺陷。以上這些缺陷的產 生則會劣化材料之電氣特性’使得該半導體材料無法符合 所需的規格並且變爲無法被使用於意欲的應用範圍。另外 一方面，此熱傳遞現象亦會影響到對溫度相當敏感之晶圓 處理步驟(例如是所導入之材料沉積或將一塗佈動作進行熱 處理)的過程。由於不均勻的熱傳遞現象，即將被處理之晶 圓的溫度亦不均勻。於是’當在溫度處理的過程中’作用 於某些晶圓部位上的處理時間太短或太長，結果導致材料 分別在這些位置處被處理成加熱不足或過熱。由於晶圓的 溫度不均勻，因此，上述之溫度處理在晶圓的這些位置處 無法得到所需的電氣特性和/或材料特性，以此方式亦使 得晶圓變得不適宜被更進一步地使用。 上述之熱傳遞現象不均勻的問題在荷蘭專利第103538 號的裝置中可以獲得解決。此裝置包含被配置成能夠彼此 相互分離和彼此相互接近的一個第一外罩部分和一個第二 外罩部分。此二外罩部分均需承受特定的處理溫度。但事 4 裝--------訂·--— 1!·線 <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2i0 x 297公釐） 44283 9 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 五、發明說明（3 ) 實上，此二外罩部分所需的處理溫度亦可以有所不同。即 將被處理的晶圓被圍繞於該二外罩部分之間的處理室內。 上述二外罩部分彼此相互之間是沒有機械式的接觸產生° 一個介於二外罩部分邊界表面之間的間隙則會被朝徑向往 外流過整個周圍以及從處理室所流出的氣體所封閉起來° 處理室的容積大小能夠非常緊密地圍繞著晶圓’以使得介 於晶圓與二外罩部分之間的熱傳遞現象大致上會受到均勻 熱傳導作用並且一小部份受到熱輻射的影響°結果導致晶 圓能夠快速取得該二外罩部分的溫度。外罩部分相對於晶 圓而言是具有非常大的熱容量’以使得雖然外罩部分因爲 熱傳遞至晶圓而有熱量損失’該外罩部分的溫度亦很難有 所變化。在二外罩部分彼此相互接近的關閉位置處’處理 室必須加以封閉而與裝置環境分離，以使得從裝置周圍空 氣中所傳來的污染物無法到達處理室內。當在處理室內的 溫度處理過程中，晶圓表面必須不致於會接觸到上述之污 染物。當在溫度處理過程中’該污染物可能會附著於晶圓 表面或被結合至由處理步驟所産生的沈積層中’於是’造 成晶圓不適宜用於後續的處理步驟和所需的應用範圍。 在以上所描述之裝置中，從處理室所傳來的氣體被用 於密封介於二外罩部分之間的間隙。對於與二外罩部分之 間的接觸表面有關的機械式密封來說’以採用非接觸式密 封爲較適宜。機械式密封一般必須是具有複雜的設計方式 ，用以得到處理室所需的適宜密封作用。在此種狀況之下 ，能夠在當外罩部分彼此相互接近時’被壓縮於接觸表面 I I------- I --------< i — — ---I I (請先閱讀背面之;i意事項再填寫本頁) 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） Α7 44283 9 五、發明說明（f-) 內的0形環可以被採用。此外，此種密封亦會承受到由機 械式接觸在接觸表面上所產生的磨耗現象。由於該項磨亲毛 現象的產生，介於二外罩部分之間的密封品質在重複丨吏用 後係會劣化。此外，由於該項磨耗現象的產生’微粒係司" 能會從外罩部分處被釋放出去。這些微粒會堆積在 內，於是會污染到晶圓表面。倘若每一個外覃部分胃^力口 熱到溫度處理過程所需的處理溫度，上述之機械式密封# 變得更加複雜。加熱過之外罩部分會導致在接觸 間隙膨脹，因此造成密封損壞。此外，採用一0形胃 加熱過之外罩部分進行適宜密封的方式則是相當麻° > 在實際的應用方面，該二外罩部分的非接觸式 況連同介於外罩部分之間的間隙係會被從處理室2 氣體加以密封，但尙不足以將在處理室內的污染物 低至所需標準。實際上，從外界環境所傳來的污染物{系$ 以經由間隙而在處理室內擴散。上述介於二外覃部分胃2 間隙的第二項缺點係爲，被使用在處理室空間內之處理氣1 體是經由該間隙而往外流入本項裝置的環境中。許多種Μ 用來執行晶圓處理的氣體是具有毒性和/或當接觸到空氣1 時具有高度可燃性，這些氣體例如是矽烷，乙矽烷和鱗化 氫。在此種狀況之下，必須要注意防止該處理氣體可能會 與外界空氣相接觸。 本項發明之目的是在提供一種針對以上問題的解決方 案。依照本項發明，一種於前文內容中所描述之種類的裝 置，其特徵爲在二邊界表面的至少其中一表面上被提供有 6 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公f ) . 裝------II訂-----線 (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁> 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 44283 9 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（$ ) 一個與排氣機構相連結的第—溝槽，而在二邊界表面的至 少其中一表面上被提供有一個與進氣機構相連結的第二溝 槽，第—溝槽和第二溝槽大致上是沿著處理室的周圍而延 伸，第一溝槽在第二溝槽內被朝徑向安置，而且在使用中 ，壓力是藉由進氣機構而從第二溝槽處生成8氣體本身則 在介於第一邊界表面與第二邊界表面之間的間隙中朝徑向 往內和朝徑向往外流動a 在使用中，一個晶圓是被導入至介於二外罩部分之間 的處理室內。流經間隙的氣體是藉由排氣機構而從第一溝 槽處被排出，而氣體則是藉由進氣機構而從第二溝槽處被 進給至該間隙內。經由第一溝槽排放出去的氣體是來自至 少一個開啓進入至處理室內的進氣通道，而且還可以更進 一步地包含部份來自第二溝槽的氣體。因此’上述之間隙 會被氣流密封起來，使得從環境中傳來的污染物難以擴散 至處理室。 被進氣機構進給至第二溝槽內的氣體是以朝徑向往內 和朝徑向往外之方向而從第二溝槽處流動經過介於二外罩 部分之間的間隙。以此方式，來自處理室的氣體是藉由與 第一溝槽相連結之排氣機構而被直接排放出去。被進氣機 i構進給至第二溝槽內的氣體被用來提供所需密封作用予位 於第一溝槽周圍外側之間隙。於是，得到了藉由從進氣機 構所流出之氣體而將處理室適宜地與外界環境加以隔離的 作用。已知第一邊界表面和第二邊界表面不需要與處理室 保持平行而延伸。舉例而言，二外罩部分可以具有相匹配 7 --------- ^ --------^-« — 11111 — I J <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中固國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 442339 A7 B7 五、發明說明（i) 的圓柱形型式，其中二邊界表面是沿著內側圓柱形型式的 外壁和外側圓柱形型式的內壁而延伸。同樣地，邊界表面 亦可以沿著一部份圓錐形表面而延伸。 在本項裝置的使用方面，在朝徑向被安置於第二溝槽 外側之間隙內的P&let數以是大於10爲較適宜，Peclet數

Pe是由下列公式所定義： n V.L

Pe= j 其中V是在間隙內的氣體流動速率，L是從流動方向 看過去之間隙的長度，以及D是位於由進氣通道所進給之 氣體內的污染物擴散係數。當在間隙內的P&let數大於10 時，僅有非常少量的污染物會從環境經由間隙而擴散至處 理室內，以使得在處理室內可以得到所需的較低污染物含 量。在大多數的使用狀況之下，大於10的P&let數可以藉 由設定在間隙內朝徑向往外流動之氣體流動速率最小是每 秒1公分而得到。 在一項較佳之實施方案中，在使用中，藉由排氣機構 所生成的壓力係使得大致上所有進給至處理室內之氣體能 夠經由第一溝槽而被排放出去°因此，能夠避免外界空氣 與進給至處理室內的氣體相接觸’此項結果對於某些處理 氣體來說則是必須的。 在一開啓、移動離開之位置處，上述之二外罩部分以 能夠在一介於第一邊界表面與第二邊界表面之間的空隙中 保持無障礙存在爲較適宜，用以藉由晶圓輸送機構來裝載 和卸下晶圓。以此方式，即將被處理的晶圓能夠被移動於 ^ 裝---I---—訂--------線 <請先閱讀背面之>1.意事項再填寫本頁> b紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 B7 442839 五、發明說明（^?) 二外罩部分之間，並且在處理過後能夠再一次地被卸下。 在較佳實施方案的更進一步詳細說明內容中，進氣通 道係被提供於第一外罩部分和/或第二外罩部分內，且開 啓進入至處理室內’用以組成一個氣體支座來以—種非接 觸方式支撐位於處理室內的晶圓。在使用上，此氣體支座 能夠保持晶圓在其全部晶圓表面上與該二外罩部分具有相 等的距離，於是能夠補償晶圓在平坦度上的任何偏差。此 項結果導致從該二外罩部分到以一種非接觸方式所支撐之 晶圓間的熱傳遞情形能夠非常均勻。 當在裝載晶圓時，晶圓輸送機構相對於至少一個外罩 部分的位置以能夠使得當二外罩部分從開啓位置被移動彼 此相互接近時，氣體支座可以從位於處理室內之晶圓輸送 機構處取得晶圓爲較適宜。因此，位於處理室內的晶圓可 以順利被輸送至氣體支座內，以使得介於晶圓與外罩部分 之間不會產生機械式接觸狀況。此項結果係能夠避免二外 罩部分在其於被關閉的位置處之前，發生不均勻的熱傳遞 現象。此外，當二外罩部分於其關閉位置時，該二外罩部 分其中之一外罩部分的二邊界表面中至少有一個邊界表面 被提供有若干與晶圓輸送機構相結合之晶圓輸送機構接收 用溝槽。以此方式，在晶圓已被氣體支座傳送至處理室內 之後，晶圓輸送機構可以保持鄰接於晶圓之後方。此項結 果係使得晶圓在被處理過之後，能夠快速被輸送機構所接 收，用以將晶圓從處理室輸送至例如是一個後續處理裝置 。此項結果可以更進一步地提供快速將下一個即將被處理 9 {請先間讀背面之泫意事項再填寫冬頁> 裝-------訂 ------I - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制农 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A4283 9 五、發明說明Of ) 之晶圓導入至該處理室的可行性，因此額外地提高本項裝 置的生產量。 在較佳之實施方案中，晶圓輸送機構接收用溝槽是朝 徑向延伸，第二溝槽則於每一個晶圓輸送機構接收用溝槽 的所在位置處被中斷。不管第二溝槽被中斷的事實，依照 本項發明之更進一步詳細說明內容，於晶圓輸送機構接收 用溝槽的所在位置處依然會生成一個氣體柵欄，其中進氣 機構以能夠開啓進入至晶圓輸送機構接收用溝槽內爲較適 宜，連同該晶圓輸送機構接收用溝槽本身於一朝徑向往內 安置的部位處是與第一溝槽相連通。因此，晶圓輸送機構 接收用溝槽亦被在使用中從進氣機構所流出的氣體密封起 來β此氣體可以經由第一溝槽而被排放出去，而且經由晶 圓輸送機構接收用溝槽而被朝徑向往外流出至外界環境中 。因此，當此項裝置在使用中，在處理室內沒有任何污染 物會經由晶圓輸送機構接收用溝槽而被擴散出去。 在一項較佳之實施方案中，晶圓輸送機構大致上包含 一個被提供有若干支撐指狀部位的輸送環，此輸送環的直 徑大於二外罩部分的外側周圍，支撐指狀部位係被連結至 該輸送環，並且係沿著輸送環的中心方向朝徑向延伸’以 使得支撐指狀部位的末端能夠以接合之方式支撐住晶_@ 周圍邊緣。在使用中，二外罩部分在輸送環內可以朝向彼 此移動，而晶圓從輸送環處被傳送出來，開始施行晶圓的 處理步驟。在處理過之後，外罩部分隨後被移動分開’而 晶圓被安置於輸送環上。隨後，一個機械手臂被用來將輸 10 ------------- 1111 ^-----i 11 «^, f請先閱讀背面V注帝？事項再填寫木頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210 X 297公釐） 442839 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（7) 送環連同晶圓從本項裝置中側向地移動至例如是下一個處 理裝置處。 在使用中，第一外罩部分和第二外罩部分在操作時具 有大致上固定的溫度，而在該二外罩部分的關閉位置處， 因爲在被封閉於處理空間內之晶圓與該二外罩部分間的距 離非常小，因此介於該二外罩部分與晶圓之間的熱傳遞現 象大致上是受到熱傳導的影響。於是，晶圓能夠快速地取 得外罩部分的溫度，熱傳遞現象亦很均勻。 進氣機構可以被提供有例如是氮氣的惰性氣體來源° 倘若惰性氣體經由介於第一邊界表面與第二邊界表面之間 的間隙而被釋放至外界環境中，該惰性氣體不會造成損害 <3 用於氣體支座的進氣通道亦可用同樣地被連結至一惰 性氣體來源。在此處理過程中，此項結果可以防止晶圓因 爲進入至氣體支座內而與被進給至氣體支座內之氣體產生 不必要的化學或物理反應。 本項發明將於下文中依照示例性實施方案並參照隨附 圖形來加以詳加說明。 圖示簡單說明： 圖1爲本項發明之示例性實施方案的槪略上視圖，其 中第一外罩部分未被表示出來； 圖2表示沿著圖1上視圖所示之示例性實施方案中直 線A’一 C所取的槪略剖面視圖； 圖3表示沿著圖1上視圖所示之示例性實施方案中直 11 --------- J -------- 訂---- ----- , (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） L 4 2 B 3 9 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印*'衣 _B7 五、發明說明（/。） 線B-B所取的剖面視圖； 圖4表示如圖1上視圖所示之示例性實施方案中Q部 份的詳細視圖； 圖5表示沿著如圖1上視圖所示之示例性實施方案中 直線A-A所取的槪略剖面視圖，其中示例性實施方案是 在開啓位置； 圖6表示與圖5相類似的剖面視圖，其中示例性實施 方案是在部份被關閉之位置； 圖7表示與圖5相類似的剖面視圖，其中示例性實施 方案是在關閉位置： 圖8表示沿著如圖1上視圖所示之示例性實施方案中 直線A’-C所取的槪略剖面視圖，其中示例性實施方案是 在開啓位置； 圖9表示與圖8相類似的剖面視圖，其中示例性實施 方案是在部份被關閉之位置；以及 圖10表示與圖8相類似的剖面視圖，其中示例性實施 方案是在關閉位置。 元件符號說明= 1.第一外罩部分 3.處理室 5.第二邊界表面 7.進氣通道 9.晶圓 12.第二溝槽 12 (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) 2.第二外罩部分 4.第一邊界表面 6.處理表面 8.第一溝槽 10.排氣通道 13.進氣通道 本紙張又度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 44283 9 五、發明說明（//) π.輸送環 19.中心環 21.支撐唇狀部位 23.晶圓輸送機構接 收用溝槽 14.間隙 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 18.支撐指狀部位 20.支撐伸出部分 22.晶圓輸送機構接 收用溝槽 %丰眚施例詳細說明_丄_ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖形中所示之示例性實施方案包含有分別被配置成能 夠彼此相互接近和彼此相互離開的一個第一外罩部分1和 一個第二外罩部分2。在此二外罩部分朝向彼此移動成一 關閉位置時，該二外罩部分1、2會界定出一個處理室3 ’ 此第一外罩部分1和第二外罩部分2分別於處理室3的周 圍處具有第一邊界表面4和第二邊界表面5。一個間隙 係延伸於二邊界表面4與5之間。每一個外罩部分1和2 於一朝向處理室3的表面上係被提供有一個處理表面6° 延伸穿過外罩部分1、2的係爲經由處理表面6而開啓進入 至處理室3內的進氣通道7。在使用中，這些進氣通道7 於外罩部分1、2之外側係會被耦合至氣體來源（圖形中未 表示出來），用以使氣體進給至處理室3內’而能夠在處 理表面6與處理室3之間生成一氣體支座。一個第一溝槽 8係被提供於邊界表面4、5中，在此一示例性實施方案中 ，此第一溝槽是整個沿著處理表面6而延伸。該第一溝槽 8係被連結至往外延伸穿過外罩部分1、2的排氣通道1〇。 在使用中，排氣通道1〇係會被耦合至排氣機構（圖形中未 表示出來），用以在排氣通道10內產生低壓，而使得被進 13 表紙張又度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（/1) 給經過進氣通道7的氣體能夠經由第一溝槽8而被排放出 去。一個第二溝槽Π係沿著第一溝槽的周圍而被提供於二 外罩部分1、2內。該第二溝槽12係被連結至往外延伸穿 過外罩部分1、2的進氣通道13。在使用中，氣體藉由在 圖形中未表示出來之氣體來源而被進給至這些進氣通道13 內。如圖2之所示，氣體係從第二溝槽12流出而通過介於 二邊界表面4、5間之間隙，從而朝徑向往內流至排氣溝槽 8內並且徑向往外流至外界環境中。 圖形中表示出一個輸送環17被用來將晶圓9分別裝載 至本項裝置中以及使晶圓移動離開本項裝置。爲此目的， 此輸送環Π係可以被例如是一機械手臂所取代。輸送環 17的直徑係大於外罩部分1、2的直徑。此輸送環17包含 三個長度相等的支撐指狀部位18，其中指狀部位18的中 心線係相對於彼此而圍繞成120度角。這些支撐指狀部位 18係於輸送環17之中心方向上徑向地延伸，以使得支撐 指狀部位18的末端能夠支撐住晶圓9的周圍邊緣。爲了此 項目的，每一個支撐指狀部位18的每一個末端均包含有一 個支撐唇狀部位21 » 該二外罩部分1、2的二邊界表面4、5中的每一個係 分別包含有三個晶圓輸送機構接收用溝槽22 ' 23，這些溝 槽本身則從處理室3內朝徑向往外延伸穿過邊界表面4' 5 。相對於在第一邊界表面4中之晶圓輸送機構接收用溝槽 22者係爲一個位於第二邊界表面5內之晶圓輸送機構接收 用溝槽23。該三組晶圓輸送機構接收用溝槽22、23的中 14 本紙張又度適用中國®家標^〇C&S)A4規格（210 X 297公餐） " 1 I I--I--- I I I I ·ΙΙ — — — — I - II — — — — — — 1· 1 (請先閲讀背面之注急事項再填寫本頁} 經濟部智慧財產局員工湞費合作社印製 442839 五、發明說明（/]) 心線會相對於彼此而圍繞成120度角。於處理室3的周圍 位置處，晶圓輸送機構接收用溝槽22、23係會與第一溝槽 8相連通。此外，二個進氣通道13則以晶圓輸送機構接收 用溝槽22與第一溝槽8相連結位置徑向外側之一距離處而 被開啓進入至每一個晶圓輸送機構接收用溝槽22。如圖示 中所示，每一組對置之晶圓輸送機構接收用溝槽22、23的 接合高度和寬度係使得在二外罩部分1、2處於關閉位置、 並連同輸送環17是在一沿著該二外罩部分1、2周圍之位 置處時，該組對置之晶圓輸送機構接收用溝槽可以用一定 的空間大小來接收三個支撐指狀部位18的其中之一個。在 使用中，氣體是經由進氣通道13而被進給至晶圓輸送機構 接收用溝槽22、23。此氣體可以朝往內方向而經由第一溝 槽8和排氣通道10離開晶圓輸送機構接收用溝槽22、23， 並同時能夠在往外方向到達外界環境中。 在圖5到圖10所表示之示例性實施方案中，晶圓9係 被安置於輸送環17之支撐指狀部位18的三個支撐唇狀部 位21上。以上這些圖形係代表著將二外罩部分1、2接合 在一起之操作過程的三個步驟。如圖5到圖7所示之剖面 視圖是橫斷一個位於一組晶圓輸送機構接收用溝槽22、23 的支撐指狀部位18而得到。如圖8到圖10所示之剖面視 圖則僅沿著相同支撐指狀部位18、橫斷該組晶圓輸送機構 接收用溝槽22、23而得到。沿著晶圓9的周圍，一個中心 環19係被配置於支撐唇狀部位21上，以使得在輸送環17 之移動期間或是在處理室3內進行處理期間，晶圓9不會 15 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規烙（210 X 297公爱） . --^------- I ------線—， (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 44283 9 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（//) 從支撐唇狀部位21處掉落。此外’倘若晶圓9的溫度不同 於外界環境時，由於在輸送時所產生的徑向熱傳遞現象， 該中心環19應避免在晶圓9內產生徑向溫度梯度。 圖5和圖8所表示之示例性實施方案是在一開啓開始 的位置，其中輸送環Π藉由例如是一圖形中未表示出來之 機械手臂而被握持於外罩部分1、2之間平行於處理表面6 。輸送環Π的中心是位於二外罩部分1、2中央之間，以 使得晶圓9能夠恰巧被安置於二處理表面6之間。輸送環 17的所在位置係使得支撐指狀部位18能夠恰巧被安置於 分別是第一邊界表面4的晶圓輸送機構接收用溝槽22與第 二邊界表面5的晶圓輸送機構接收用溝槽23之間。因此， 該二外罩部分1、2係可以朝向彼此移動，用以接收在處理 室3內之晶圓來做溫度處理。爲了此項目的，每一個該二 外罩部分1、2均藉由一圖形中未表示出來之熱量控制方式 而被維持某特定溫度。此外’爲了要得到所需的均勻溫度 處理，氣體係可以被進給至進氣通道7和13，而且經由排 氣通道10被排放出去，以使得氣體支座能夠被成形並且能 夠避免在處理室3內產生污染情形。 在圖6和圖9中，第二外罩部分2係已被移至第一外 罩部分1處，以使得晶圓9能夠接觸到從進氣通道7和從 第二外罩部分2所流出氣體所組成的氣體支座此係需要 使氣體在晶圓9下方朝徑向往外流至第一溝槽8，再由排 氣通道10被排放出去。氣流則會將位於第二邊界表面5內 之晶圓定位在第二外罩部分2的中央位置處。中心環19係 16 <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝--------訂---------線· 1- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 4 4 2 8 3 9 at ______ — B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印5衣 五、發明說明（α) 會接觸到三個被提供於第二外罩部分2上的支撐伸出部分 20’此支撐伸出部分的位置是介於處理表面6與第一溝槽 8之間’而且沿著直徑方向與每一個晶圓輸送機構接收用 溝槽23對置。 在圖7和圖1〇中，二外罩部分1、2是在其關閉位置 處，其中中心環19是被安置於三個支撐伸出部分20上。 晶圓9係已被氣體支座從支撐唇狀部位21處取出，此氣體 支座則會以非接觸方式將晶圓9定位於在處理室3內的二 處理表面6之中央。在此種狀況之下，氣體支座的成形是 藉由氣體從二外罩部分1、2之進氣通道7進給至處理室3 和沿著晶圓9朝徑向流到第一溝槽8而得到。介於晶圓上 側和下側與二處理表面6之間的距離就變得相當小。於是 ，經由介於晶圓9與該二外罩部分1、2間經由傳導之熱傳 是相當大，以使得晶圓9能夠非常快速地取得該二外罩部 分1、2的處理溫度。此處理溫度於該二外罩部分1、2的 整個二處理表面6上係爲均勻者，以使得在晶圓9的徑向 上很難有溫度梯度生成。 當二外罩部分1、2是在開啓位置時，介於二外罩部分 1、2與晶圓9間所傳導之熱傳是非常小。藉由將第二外罩 部分2相當快速地從該開啓位置處移至第一外罩部分1來 關閉起來，熱處理程序係可以被啓動於一個能夠正確地決 定的時刻。另外，隨後藉由再一次地將第二外罩部分2相 當快速地從第一外罩部分1移開，熱處理程序亦可以被停 止於一個能夠正確地決定的時刻。以此方式，晶圓9係可 17 本纸張尺度適用中國國ϋ準(CNS)A4規格（210、29Γ公1 > ； -----裝！---訂 ----I---線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 44283 9 at B7 五、發明說明（4) 以在一個能夠被正確決定的熱處理作用施行期間承受到相 當均勻的熱處理，而使得晶圓9於徑向上很難有任何溫度 梯度生成。 在以上述方式進行溫度處理的過程中，氣體係會從進 氣通道13流入第二溝槽並且流入間隙14內。此氣流本身 則會對抗從位於該二外罩部分1、2外側之外界環境經由間 隙14而擴散進入至處理室3內的氣體。從進氣通道Π流 出的氣體有部份是經由第一溝槽8而經過排氣通道i〇被排 放出去，而且有部份氣體是經由間隙14而往外流出。氣體 的流動速率以最小是每秒1公分爲較適宜。 經由進氣通道7而被進給至處理室3內的氣體可以是 —處理氣體，此處理氣體藉由一物理或化學反應程序而在 處理溫度之下，於晶圓9之表面上施行例如是沈積或蝕刻 的處理動作。此氣體亦可以是僅能夠於外罩部分1、2與晶 圓9之間生成氣體支座的惰性氣體。 圖1到圖丨0無法表示出不同的進氣通道和不同的排氣 通道如何個別與氣體來源和排氣設備連結在一起。爲了要 清楚地說明，例如是該二外罩部分1、2的熱量控制方式、 溫度量測所需的感知器和控制機構、氣體流動速率、外罩 部分1、2的所在位置、以及該量測用和調整用機構的控制 方式均亦未被表示出來。 値得注意之處是本項發明不限於是以上所描述的示例 性實施方案，而在本項發明的範圍內係可以針對本項發明 做不同的修改。 18 本紙張尺度適用令國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------- ίιιι — lt ^ill--I-- (請先閱璜背面之注意事項再填寫本頁) 44283 9 A7 _B7 五、發明說明（7"]) 因此，上述之二外罩部分1、2可以是例如是圓形或帶 有角度的其他不同形狀，而且亦可以採用例如是金屬或合 金的不同材料所製成。 此外，第一溝槽8和第二溝槽12個別於第一邊界表面 和/或第二邊界表面內的組成與所在位置亦可以採用許多 方式來修改。另外，外罩部分1、2係可以被提供有二個或 二個以上的第一同心溝槽S，以及沿著處理室3的周圍而 朝徑向延伸於第一溝槽8外側的二個或二個以上的第二同 心溝槽12。 --------裝--------訂---------線' - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟耶智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 4283 9 A8B8C8D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 1. —種用以處理一由半導體材料所製成之晶圓（9)的 裝置，此裝置包含被配置成彼此相互離開和彼此相互接近 的一個第一外罩部分（1)和一個第二外罩部分（2)，當 此二外罩部分（1、2)彼此一起移動成一關閉位置時，該 二外罩部分會界定出一個處理室（3)的範圍大小，至少有 一個進氣通道（7)會被提供於第一外罩部分（1)和/或 開啓進入至處理室內的第二外罩部分（2)，該二沿著處理 室周圍配置的第一外罩部分（1)和第二外罩部分（2)則 分別被提供有第一邊界表面（4)和第二邊界表面（5) ’ 當在關閉位置時，一個間隙（14)會出現於第一邊界表面 (3)與第二邊界表面（5)之間，用以將被進給至處理室 (3)內的氣體朝徑向往外排放，其特徵爲在二邊界表面（ 4、5)的至少其中一表面上被提供有一個與排氣機構（1〇 )相連結的第一溝槽（18)，而在二邊界表面（4、5)的 至少其中一表面上被提供有一個與進氣機構（13)相連結 的第二溝槽（12)，第一溝槽（8)和第二溝槽02)大致 上是沿著處理室（3)的周圍而延伸，第一溝在第 二溝槽（12)內被朝徑向安置，而且在使用力是藉 由進氣機構（13)而從第二溝槽（12)處生體本身 則在介於第一邊界表面（4)與第二邊界表面W之間的 間隙（14)中朝徑向往內和朝徑向往外流動。 2. 如申請專利範圍第1項之裝置，其特徵爲在朝徑向 被安置於第二溝槽（12)外側之間隙（14)內的以clet數 係大於10，P0clet數Pe是由下列公式所定義： I I1HIII11H— 装！--- 訂------1 — ·線 {諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） Αά2839 A8B8C8D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍Ρβ=ψ 其中V是在間隙（14)內的氣體流動速率，L是從流 動方向所視之間隙Π4)的長度，以及D是在經由間隙（ 14)朝徑向往外流出之氣體內的污染物擴散係數。 3. 如申請專利範圍第1或第2項之裝置，其特徵爲在 使用中，於間隙（14)內朝徑向往外流動之氣體的流動速 率最小是每秒1公分。 4. 如申請專利範圍第1項之裝置，其特徵爲在使用中 ，藉由排氣機構（10)所生成的壓力能夠使得大致上所有 進給至處理室（3)內之氣體經由第一溝槽（8)而被排放 出去。 5. 如申請專利範圍第1項之裝置，其特徵爲在一開啓 、移動分離的位置處之二外罩部分α、2)係在一介於第 一邊界表面與第二邊界表面之間的空隙中保持無障礙存在 ，用以藉由晶圓輸送機構（Π、18)來裝載和卸下晶圓（9 )° 6. 如申請專利範圍第1項之裝置，其特徵爲進氣通道 (7)係被提供於第一外罩部分U)和/或第二外罩部分 (2)內，且開啓進入至處理室（3)內’用以組成一個氣 體支座來以一種非接觸方式支撐位於處理室內的晶圓（9) 〇 7. 如申請專利範圍第6項之裝置，其特徵爲晶圓輸送 機構（17 ' 18)相對於至少一個外罩部分（丨、2)的位置 係能夠使得當二外罩部分（1、2)從開啓位置朝向彼此移 2 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 κ 297公" — — — — —— — — — — --- ---—II ^ · - -------- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 442839 A8B8C8D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 動時，氣體支座係可以從位於處理室（3)內之晶圓輸送機 構（17、18)處取得晶圓（19)。 8. 如申請專利範圍第5到第7項中任一項之裝置，其 特徵爲當二外罩部分（1、2)於其關閉位置時，該二外罩 部分（1、2)其中之一外罩部分的二邊界表面（4、5)中 至少有一個邊界表面係被提供有若干與晶圓輸送機構（17 、18)相結合之晶圓輸送機構接收用溝槽（22、23)=> 9. 如申請專利範圍第8項之裝置，其特徵爲晶圓輸送 機構接收用溝槽（22、23)是朝徑向延伸，第二溝槽（12 )則於每一個晶圓輸送機構接收用溝槽（22、23)的所在 位置處被中斷》 10. 如申請專利範圍第9項之裝置，其特徵爲進氣機構 (13)是開啓進入至晶圓輸送機構接收用溝槽（22、23) 內，該晶圓輸送機構接收用溝槽（22、23)於一朝徑向往 內安置的部位處係與第一溝槽（8)相連通。 11. 如申請專利範圍第5項之裝置，其特徵爲晶圓輸送 機構（17、18)大致上包含一個被提供有若干支撐指狀部 位（18)的輸送環（17)，此輸送環（17)的直徑大於二 外罩部分（12)的外側周圍，支撐指狀部位（18)係被連 結至該輸送環（17)，而且係沿著輸送環（17)的中心方 向朝徑向延伸，以使得支撐指狀部位（18)的末端能夠以 接合之方式支撐住晶圓（9)的周圍邊緣。 12. 如申請專利範圍第1項之裝置，其特徵爲第一外罩 部分（1)和第二外罩部分（2)在操作時係具有大致上恆 Λ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) r 本纸張尺度適用中S國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 442839 頜 C8 ____^______ 六、申請專利範圍 定的溫度’而在該二外罩部分（1、2)的關閉位置處’在 被封閉於處理室（3)內之晶圓（9)與該二外罩部分（1 ' 2)間的距離是非常小，因此介於該二外罩部分（1、2)與 晶圓（9)之間的熱傳遞現象大致上是受到熱傳導的影響。 13.如申請專利範圍第i項之裝置，其特徵爲進氣機構 (13)包含一個惰性氣體來源。 M.如申請專利範圍第1項之裝置，其特徵爲用於氣體 支座的進氣通道（Π)係被連結至一情性氣體來源。 15.如申請專利範圍第13或第14項之裝置，其特徵爲 惰性氣體來源係包含有氮氣= n n ^ n .^1 n n I n ·ϋ n , - I» .1 ϋ I ϋ n ^ I al 1 n ^ n ^ (請先明讀背面之泫意事項再填寫衣頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）