TWI438854B - 基板處理裝置及其方法 - Google Patents

Description

基板處理裝置及其方法

本發明是有關於基板處理裝置及其方法，以及特別是有關於在同一系統中對基板執行初級製程(primary process)、次級製程(secondary process)與檢驗製程(inspection process)的裝置以及使用此裝置來處理基板的方法。

通常，半導體裝置的製造過程包括對半導體裝置(例如晶圓(wafer))反覆執行多次沈積(deposition)製程與蝕刻(etching)製程。然而，當在基板(substrate)上沈積薄層時，往往會在基板的周邊部分與後表面形成多餘層。此外，蝕刻基板上的薄層以進行圖案化(patterning)製程時，各種污染物(例如粒子)容易附著到基板的周邊部分與後表面上。基板的周邊部分包括基板的上邊緣部分與下邊緣部分以及基板的側壁，一般稱為基板的斜面部分(bevel portion)。一般來說，基板上用以形成薄層與圖案結構的表面稱為前表面，而與前表面相對的基板表面稱為後表面。也就是說，多餘層通常是被吸附與/或沈積到基板的周邊部分與基板的後表面上。

在半導體裝置的製造過程中，為了提高製程的可靠性以及減少在後續製程中的製程缺陷，必須額外執行至少一次的次級製程。例如，當要在基板上形成圖案結構時，須先對基板執行沈積製程，以在基板上形成薄層，而後進行 蝕刻製程來圖案化此薄層。此外，雖然對於上述的形成圖案結構並非必須，但較佳為執行一蝕刻製程以清除基板上的多餘層，以減少處理缺陷。上述清除基板上之多餘層的蝕刻製程即為次級製程，而形成圖案結構的製程為初級製程。

因此，製造半導體裝置的典型初級製程是對基板執行包括沈積製程與蝕刻製程的初級製程之後，必須執行次級製程來清除基板之周邊部分與後表面上的多餘薄層。次級製程是在執行完初級製程之後，在額外的裝置中執行。也就是說，對基板執行完沈積製程與/或蝕刻製程之後，要在額外的裝置中清除基板上的多餘薄層，換句話說，初級製程與次級製程是在相互獨立的不同裝置中分別執行。因此，已執行了初級製程的基板一定會曝露在周圍環境中，特別是當基板從執行初級製程的裝置轉移到執行次級製程的裝置時。

此外，目前還沒有人提出一種在同一裝置或系統中清除基板之周邊部分與後表面上的多餘薄層的製程。下文中，基板之周邊部分的多餘薄層稱為周邊部分多餘薄層，而基板之後表面上的多餘薄層稱為後表面多餘薄層，清除周邊部分多餘薄層的蝕刻製程稱為周邊部分蝕刻製程，以及清除後表面多餘薄層的蝕刻製程稱為後表面蝕刻製程。迄今，基板上的周邊部分多餘薄層與後表面多餘薄層是在不同的製程室(chamber)中藉由單獨製程來分別進行清除。也就是說，周邊部分蝕刻製程與後表面蝕刻製程是在 各別裝置中獨立執行的。

由於周邊部分蝕刻製程與後表面蝕刻製程是在不同裝置中獨立執行，所以執行蝕刻製程來清除多餘薄層需要大量時間與成本，因而大幅降低製造半導體裝置的處理效率。

因此，本發明提供一種在同一裝置中執行初級製程、次級製程與檢驗製程，而使基板不會曝露在周圍環境中的裝置。

本發明也提供一種使用上述裝置來處理基板的方法。

本發明提出一種製造半導體裝置的基板處理裝置。此基板處理裝置包括：載入-鎖定室(load-lock chamber)，用來容納多個基板；初級製程室，執行製造半導體裝置的初級製程；次級製程室，對基板的周邊部分執行蝕刻製程；以及轉移室(transfer chamber)，鄰接載入-鎖定室、初級製程室與次級製程室，使基板藉由此轉移室在載入-鎖定室、初級製程室與次級製程室之間轉移。

在一個實施例中，載入-鎖定室、初級製程室與次級製程室包括與轉移室相接觸的閘部件(gate)，使得載入-鎖定室、初級製程室與次級製程室的每個內部空間都與轉移室的轉移空間相連或隔開。

在一個實施例中，次級製程室包括：載物台(stage)，支撐基板的後表面，使基板的周邊部分曝露在次級製程室內的周圍環境中；遮蔽單元(shield unit)，鄰接與基板之後表面相對的前表面，且覆蓋前表面的中心部分，使得基 板之周邊部分曝露在周圍環境中；以及電漿產生器(plasma generator)，在基板的周邊部分周圍產生電漿。

在一個實施例中，將處理氣體(processing gas)供應到基板上沒有被遮蔽單元覆蓋住的周邊部分。此外，裝置上配置有一個穿過遮蔽單元的氣體注入器，此氣體注入器將惰性氣體(inert gas)注射到基板之前表面的中心部分。

在一個實施例中，電漿產生器包括：第一電極環(electrode ring)，沿著載物台的邊緣部分配置；第二電極環，沿著遮蔽單元的邊緣部分配置；以及電源，施加電力來產生電漿。此電源施加電壓至第一電極環或第二電極環來產生電漿。

在一個實施例中，電漿產生器更包括天線(antenna)，此天線與基板的周邊部分間隔開，且產生電漿的電力施加在此天線上。

在一個實施例中，電漿產生器包括：電極環，沿著載物台的邊緣部分或遮蔽單元的邊緣部分配置；以及電源，施加電力以產生電漿至載物台。

在一個實施例中，電漿產生器包括：天線，與基板的周邊部分間隔開；以及電源，施加電力至天線。

根據本發明的另一觀點，提供一種製造半導體裝置的基板處理裝置。此基板處理裝置包括：載入-鎖定室，用來容納多個基板；初級製程室，執行製造半導體裝置的初級製程；次級製程室，對基板的後表面執行蝕刻製程；以及轉移室，鄰接載入-鎖定室、初級製程室與次級製程室，使 得基板藉由此轉移室在載入-鎖定室、初級製程室與次級製程室之間轉移。

在一個實施例中，載入-鎖定室、初級製程室以及次級製程室包括與轉移室相接觸的閘部件，使得載入-鎖定室、初級製程室以及次級製程室的每個內部空間都與轉移室的轉移空間相連或隔開。

在一個實施例中，次級製程室包括：固定單元(securing unit)，用來固定基板，使得基板的後表面曝露在次級製程室內的周圍環境中；供應單元，供應處理氣體到基板的後表面上；以及電漿產生器，在基板的後表面周圍產生電漿。

在一個實施例中，次級製程室更包括遮蔽單元，用來遮蔽與基板之後表面相對的前表面。

在一個實施例中，電漿產生器包括：電極，與基板的後表面隔開，且朝向基板的後表面；以及電源，施加電力至電極。

在一個實施例中，電極與基板之後表面之間的第一間距大於遮蔽單元與基板之前表面之間的第二間距。

在一個實施例中，裝置更配置有一個穿過遮蔽單元的氣體注入器，以注射惰性氣體到基板的前表面上。

本發明另提出一種製造半導體裝置的基板處理裝置。此基板處理裝置包括：載入-鎖定室，用來容納多個基板；初級製程室，執行製造半導體裝置的初級製程；第一次級製程室，對基板的周邊部分執行蝕刻製程；第二次級製程 室，對基板的後表面執行蝕刻製程；以及轉移室，鄰接載入-鎖定室、初級製程室、第一次級製程室以及第二次級製程室，使得基板藉由此轉移室在載入-鎖定室、初級製程室、第一次級製程室以及第二次級製程室之間轉移。

在一個實施例中，載入-鎖定室、初級製程室以及次級製程室包括與轉移室相接觸的閘部件，使得載入-鎖定室、初級製程室以及次級製程室的每個內部空間都與轉移室的轉移空間相連或隔開。

本發明提出一種製造半導體裝置的基板處理裝置。此基板處理裝置包括：第一製程室，對基板的周邊部分執行蝕刻製程；第二製程室，對基板的後表面執行蝕刻製程；以及轉移室，鄰接第一製程室與第二製程室，使得基板藉由此轉移室在第一製程室與第二製程室之間轉移。

在一個實施例中，此基板處理裝置更包括檢驗室(inspection chamber)，此檢驗室鄰接轉移室，已執行完蝕刻製程的基板在此檢驗室中接受檢驗。

在一個實施例中，轉移室更包括轉移單元，此轉移單元具有主體(body)以及以旋轉方式連接到此主體的葉片(blade)，以藉由此葉片來翻轉基板。

在一個實施例中，第一製程室包括：第一周邊部分蝕刻模組與第二周邊部分蝕刻模組，分別對第一基板與第二基板的周邊部分同時執行第一蝕刻製程與第二蝕刻製程；以及第一後表面蝕刻模組與第二後表面蝕刻模組，分別對第三基板與第四基板的後表面同時執行第三蝕刻製程與第 四蝕刻製程。

在一個實施例中，轉移室包括：第一轉移單元，將第一基板與第二基板轉移到第一周邊部分蝕刻模組與第二周邊部分蝕刻模組中；以及第二轉移單元，將第三基板與第四基板轉移到第一後表面蝕刻模組與第二後表面蝕刻模組中。

在一個實施例中，此基板處理裝置更包括載入-鎖定室，用來容納多個基板。

在一個實施例中，此基板處理裝置更包括：載入器(loader)，連接到載入-鎖定室，且將基板從裝置外部載入到載入-鎖定室中；以及對凖構件(alignment member)，連接到載入器，用來對凖基板。

在一個實施例中，此基板處理裝置更包括檢驗構件，用來檢驗連接到載入-鎖定室的基板。

本發明再提出一種在同一裝置中處理基板的方法。將基板從載入-鎖定室載入轉移室，再將此基板轉移到初級製程室，以對此基板執行製造半導體裝置的初級製程。然後，藉由轉移室將此基板轉移到第一次級製程室，以對基板的周邊部分執行第一蝕刻製程。藉由轉移室將基板從載入-鎖定室卸載(unload)到第一次級製程室。

在一個實施例中，先根據指示對凖基板，再將此基板載入轉移室。

在一個實施例中，當基板從次級製程室被卸載到載入-鎖定室之後，此基板的周邊部分要接受進一步檢驗，以偵 測製程缺陷與污染物。

在一個實施例中，再藉由轉移室將基板轉移到第二次級製程室，以在執行蝕刻製程之前或之後對基板的後表面執行第二蝕刻製程。

在一個實施例中，初級製程包括：沈積製程，在基板上形成薄層；以及蝕刻製程，部分清除基板上的薄層，以在基板上形成圖案結構。

本發明再提出一種在同一裝置中處理基板的方法。將基板從載入-鎖定室載入轉移室，再將此基板轉移到初級製程室，以對此基板執行製造半導體裝置的初級製程。然後藉由轉移室將此基板轉移到次級製程室，以對基板的後表面執行蝕刻製程。藉由轉移室將此基板從次級製程室轉移到載入-鎖定室。

本發明又提出一種在同一裝置中處理基板的方法。在第一蝕刻模組中對基板的周邊部分執行第一蝕刻製程，且將基板從第一蝕刻模組轉移到第二蝕刻模組。然後，在第二蝕刻模組中對基板的後表面執行第二蝕刻製程。

在一個實施例中，分別在第一蝕刻製程與第二蝕刻製程中同時蝕刻多個基板。

在一個實施例中，先翻轉基板，再將此基板轉移到第二蝕刻模組，使得基板的後表面在第二蝕刻模組中朝上，而在第一蝕刻模組中則朝下。

根據本發明的實施例，基板可在初級製程室與次級製程室之間轉移，而不會曝露在大氣中。此外，周邊部分蝕 刻製程與後表面蝕刻製程可在同一裝置中執行，以減少周邊部分蝕刻製程與後表面蝕刻製程的蝕刻時間，且提高半導體裝置的製造效率。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

下面將參照所附圖式來詳細描述本發明，本發明的實施例繪示於這些圖式中。不過本發明可表現為許多不同的形式，而不應局限於本說明書所列舉的實施例。確切地說，提供這些實施例是為了讓揭露的內容更詳盡更完整，且將本發明的範圍充分傳遞至熟悉此技藝者。在圖式中，為了清楚起見，層與區的尺寸與相對尺寸被放大。

容易理解的是，當提到一元件或層位於另一元件或層“上”、一元件“連接到”或“耦接到”另一元件或層時，此元件或層既可直接位於另一元件或層上、直接連接或耦接到另一元件或層，也可存在著介入元件。相反地，當提到一元件或層“直接”位於另一元件或層“上”、一元件“直接連接到”或“直接耦接到”另一元件或層時，則不存在介入元件或層。整個圖式中，相同的數字代表著相同的元件。如本說明書所使用的術語“與/或”包括一個或多個相關列舉項的任意及全部組合。

容易理解的是，雖然本說明書中使用術語“第一”、“第二”、“第三”等來描述不同的元件、構件、區、層 與/或部件，但是這些元件、構件、區、層與/或部件不應被這些術語所限制。這些術語只是用來區別一元件、構件、區、層或部件與另一區、層或部件。所以，在不脫離本發明之教示的前提下，以下討論的第一元件、構件、區、層或部件也可稱為第二元件、構件、區、層或部件。

本說明書中可使用與空間有關的術語，例如“在…下面”、“下面的”、“在…上面”、“上面的”等，以方便描述圖中所繪示的一個元件或特徵與另一元件或特徵之間的相互關係。容易理解的是，在使用或操作中，裝置除了具有圖中所繪示的方位之外，與空間有關的術語還包括其他方位。例如，如果圖中的裝置翻轉過來，位於其他元件或特徵“下面”或“下方”的元件就會變成位於其他元件或特徵“上面”。因此，舉例來說，術語“下面”可包括上面與下面這兩種方位。裝置也可採用其他方式的定位(旋轉90度或其他方向)，且據此來解釋本說明書中使用的與空間有關的描述詞。

本說明書中使用的術語只是為了描述特殊實施例，而不是意圖限制本發明。如本說明書中使用的單數形式“一”、“一種”及“所述”也要包括複數形式，除非另行明確表示。更容易理解的是，當本說明書中使用術語“包括”與/或“包含”時，是表示存在所述特徵、整體、步驟、操作、元件與/或構件，但並不排除存在或增加一個或多個其他特徵、整體、步驟、操作、元件、構件與/或其族群。

本說明書是參照本發明的理想化實施例的截面示意圖 (與中間結構)來描述本發明的實施例。同樣地，應當預料到(例如)製造技術與/或製造公差所造成的圖形變形。所以，本發明的實施例不應局限於本說明書所述之區域之特定形狀，而是也要包括(例如)製造過程中產生的變形。例如，繪示為矩形的植入區通常可具有圓形或曲線形特徵，與/或其邊緣的植入濃度梯度(concentration gradient)而不是梯度(binary)不同於非植入區中的植入濃度梯度。同樣地，藉由植入(implantation)而形成的埋沒區(buried region)可導致此埋沒區與透過其發生植入的表面之間的區域被植入。因此，圖中所示之區域本質上是示意圖，其形狀並不是裝置中的區域的實際形狀，也不是要限制本發明的範圍。

除非另行規定，否則本說明書中使用的全部術語(包括科學技術術語)都與本發明所屬之技藝領域中具有通常知識者通常理解的含義相同。更容易理解的是，例如通用字典中所界定的那些術語應當與先前技術中這些術語的含義一致，而不應解釋得理想化或過於正式，除非本說明書中有此明確規定。

實施例1

圖1是本發明之第一實施例之製造半導體裝置的基板處理裝置的結構圖。圖2是圖1所示之基板處理裝置的初級製程室的截面圖，且圖3是圖1所示之基板處理裝置的次級製程室的截面圖。圖4是圖1所示之基板處理裝置的檢驗室的截面圖。圖5是本發明之第一實施例之製造半導 體裝置的基板處理裝置的改良結構圖。圖6是圖5所示之基板處理裝置的改良初級製程室的截面圖，且圖7是圖5所示之基板處理裝置的改良次級製程室的截面圖。

請參照圖1到圖7，依據本發明之第一實施例的基板處理裝置900包括轉移室100、載入-鎖定室200、初級製程室300、次級製程室400以及檢驗室500。在一個實施例中，載入-鎖定室200、初級製程室300、次級製程室400以及檢驗室500配置在轉移室100周圍，且與轉移室100接觸。

載入-鎖定室200、初級製程室300、次級製程室400以及檢驗室500例如是保持真空狀態，且次級製程室包括蝕刻室，用以蝕刻基板之周邊部分。

轉移室100例如是也保持真空狀態，且基板10藉由轉移室100在轉移室100周圍的製程室之間轉移。也就是說，轉移室100使基板10能夠在真空狀態下進行轉移。詳細地說，基板10藉由轉移室100從載入-鎖定室200轉移到初級製程室300，且處理後的基板10從初級製程室300被卸載，且藉由轉移室100而被載入次級製程室400。此外，蝕刻後的基板10從次級製程室400被卸載，且藉由轉移室100而被載入檢驗室500。當檢驗室500中的檢驗製程結束後，基板10從檢驗室500被卸載，且被載入到載入-鎖定室200中。在一個實施例中，轉移室100包括：轉移單元110，用來轉移基板10；以及真空控制器(vacuum controller)(沒有繪示)，用來控制其真空狀態。舉例來說，轉移單 元110包括機械手(robot arm)。當使用機械手作為轉移單元110來轉移基板10時，基板10可能無法對凖機械手的上端部分。因此，可在此轉移室100上安裝對凖構件(沒有繪示)，以補償基板10的不對凖(misalignment)。在一個實施例中，轉移室100包括多個轉移單元110(如圖5所示)，以提高處理基板10的效率。例如，當在初級製程室300中對第一基板執行初級製程(例如沈積製程或蝕刻製程)時，可將第二基板轉移到載入-鎖定室200中。此外，也可藉由多個轉移單元110將第一基板與第二基板同時轉移到初級製程室300與次級製程室400中。

在一個實施例中，載入-鎖定室200、初級製程室300、次級製程室400以及檢驗室500連接到轉移室100。詳細地說，載入-鎖定室200、初級製程室300、次級製程室400以及檢驗室500都包括與轉移室100相接觸的閘部件。每個閘部件包括第一到第四閘閥(gate valve)201、301、401及501。例如，轉移室100配置成圖1所示之矩形，且閘閥201、301、401及501是配置在轉移室100的每個側壁上。因此，載入-鎖定室200、初級製程室300、次級製程室400以及檢驗室500分別藉由這些閘閥連接到轉移室100的側壁。因此，載入-鎖定室200、初級製程室300、次級製程室400以及檢驗室500配置在轉移室100周圍，如此一來，初級製程(例如沈積製程與蝕刻製程)、次級製程(例如對基板之周邊部分執行的蝕刻製程與粒子清除)以及檢驗製程能夠同時在真空狀態下執行。在另一類似圖 1所示之裝置中，檢驗室500可與轉移室100分離，如圖5所示。詳細地說，載入-鎖定室200、初級製程室300以及次級製程室400配置在轉移室100周圍，而檢驗室500與轉移室100分離，且鄰接載入-鎖定室200。因此，執行了初級製程與次級製程的基板可藉由載入-鎖定室200而轉移到檢驗室500。在一個實施例中，轉移室100的周圍可以配置多個初級製程室300、載入-鎖定室200以及次級製程室400。

在大氣壓下，基板10從裝置900的外部被載入到載入-鎖定室200中，而處理後的基板10從載入-鎖定室200被卸載到裝置900的外部。例如，載入-鎖定室200可包括：容納單元(holding unit)(沒有繪示)，用來容納基板10；以及壓力控制器(沒有繪示)，用來控制其內部壓力。載入-鎖定室200可更包括對凖構件(沒有繪示)，用來對凖基板10。此載入-鎖定室200藉由第一閘閥201而連接到轉移室100。此載入-鎖定室200可分成輸入室200a與輸出室200b，如圖5所示。其中，將欲在裝置900中進行處理的裸基板放入輸入室200a備用，且藉由轉移室100而轉移到初級製程室300。相反地，處理後的基板從次級製程室400或從檢驗室500中卸載，且放入輸出室200b備用。如此一來，裸基板與處理後的基板是分開放置的，可避免基板被污染，並且減少裝置900中處理基板的成本與時間。

載入-鎖定室200中的裸基板被轉移到初級製程室300，且對此裸基板執行初級製程。在一實施例中，初級製 程可包括：沈積製程，在基板10上形成薄層；以及蝕刻製程，圖案化薄層，以在基板10上形成圖案結構。

圖2繪示為執行沈積製程的初級製程室300。在一個實施例中，初級製程室300包括：第二閘閥301，連接到轉移室100；支撐台(support)310，用以支撐基板10；氣體注入器320，將處理氣體注射到基板10上；溫度控制器(沒有繪示)，用來控制初級製程室300的內部溫度；以及排放器(discharger)330，將殘餘氣體與副產物排出初級製程室300。在一個實施例中，氣體注入器320可連接到供應處理氣體的氣體供應單元340。電漿產生器(沒有繪示)可配置在初級製程室300內。

在一實施例中，支撐台310包括靜電卡盤(electrostatic chuck)。在本實施例中，是以靜電卡盤作為支撐台310為例，然而如同於此領域具有通常知識者所知，可使用任何其他支撐基板的組態來取代初級製程室300中的支撐台310。支撐台310上可放置多個基板10或單個基板10。此外，支撐台310中可安裝加熱器(heater)或冷卻器(cooler)311，以便控制基板溫度。氣體注入器320可包括蓮蓬頭(shower head)，且處理氣體包括各種用以形成各種薄層(例如絕緣層、半導體層以及金屬層)的源氣體(source gas)。氣體注入器320與電漿產生器可為一體。例如，氣體注入器320的一部分可用作電極(electrode)來產生電漿。

此外，初級製程室300可包括蝕刻室，用來蝕刻基板 10，或者圖案化基板10上的薄層，如圖6所示。

請參照圖6，用來執行蝕刻製程的初級製程室300可包括：第二閘閥301，連接到轉移室100；支撐台350，支撐基板10；氣體注入器320，將處理氣體注射到基板10上；上端電極360，用來產生電漿；電漿電源(plasma power source)370，施加電力至上端電極360；以及偏置電源(bias power source)380，施加偏電力(bias power)至支撐台350。初級製程室300可更包括排放器330，將初級製程室300內的殘餘氣體與副產物排出。在一個實施例中，用來供應處理氣體的氣體供應單元340連接到上端電極360。

支撐台350可包括：卡盤351，用以支撐基板10；以及邊緣環352，沿著卡盤351的上端邊緣部分配置。上端電極360為包括多個穿孔(penetrating hole)的圓盤，且配置在氣體注入器320下面。雖然本實施例所揭露的是上端電極360是配置在氣體注入器下面，不過正如本技藝領域具有通常知識者所知的，上端電極360也可配置在氣體注入器320上面或在氣體注入器320中。此外，上端電極360以電性方式連接到電漿電源370，如此一來，電漿電源370就能夠施加電力至上端電極360，以在初級製程室300中產生電漿。在本實施例中，處理氣體包括蝕刻氣，用來蝕刻基板10或基板10上的薄層。支撐台350以電性方式連接到偏置電源380，因此支撐台350被施加以偏電力。

在一實施例中，初級製程室300包括電容耦合電漿(capacitively coupled plasma, CCP)製程室、感應耦合電 漿(inductively coupled plasma, ICP)製程室、電子迴旋共振電漿(electron cyclotron resonance plasma, ECRP)製程室以及表面波電漿(surface wave plasma, SWP)製程室。

此外，當初級製程室300用以執行蝕刻製程時，初級製程室300可更包括灰化室(ashing chamber)或清潔室(cleaning chamber)，用來清除光阻層(photoresist layer)、硬光罩層(hard mask layer)以及基板10之中心部分的粒子。

在本實施例中，是以初級製程室300包括沈積室與蝕刻室為例，不過本技藝領域具有通常知識者所知的任何其他製造半導體裝置的製程室都可用作初級製程室300。

當基板10在初級製程室300中完成初級製程時，此基板10被轉移到次級製程室400，且基板10之周邊部分的多餘層及粒子可被清除。因此，可避免基板10與基板10之中心部分的圖案結構被基板10之周邊部分的多餘層及粒子破壞。基板10之中心部分是指基板10上的除了周邊部分或斜面部分之外的剩餘部分。總而言之，半導體裝置的圖案結構是位於基板10之中心部分的前表面上。

如圖3所示，次級製程室400可包括：載物台410，基板10放置在此載物台410上；遮蔽單元420，配置在基板10之中心部分的上方，使得基板10之中心部分被遮蔽單元420覆蓋，以將處理氣體導向基板10之周邊部分；以及電漿產生器430，用來產生電漿。在一個實施例中，電漿產生器430包括：下端電極環431，沿著載物台410的 邊緣部分配置；上端電極環433，沿著遮蔽單元420的邊緣部分配置；以及電漿電源435，用來施加電力至下端電極環431。次級製程室400可更包括：氣體供應單元440，供應處理氣體到遮蔽單元420；以及排放器450，用來排放製程室400中的殘餘處理氣體與副產物。載物台410與遮蔽單元420包括凸起部分(protrusion)，此凸起部分的形狀實質上與基板10相同，且尺寸小於基板10。載物台410與/或遮蔽單元420可上下移動，以控制載物台410與遮蔽單元420之間的間距。例如，當基板10放置在載物台410的凸起部分上，且遮蔽單元420定位成使其凸起部分鄰接基板10時，基板10的中心部分被載物台410與遮蔽單元420的凸起部分覆蓋，且基板10的周邊部分曝露在製程室400內的周圍環境中。在本實施例中，基板10中曝露的周邊部分是在距離基板10之周緣大約0.1mm到5mm的範圍內。

下端電極環431配置在載物台410之凸起部分的周圍，且上端電極環433配置在遮蔽單元420之凸起部分的周圍。因此，上端電極環433是位於基板10之周邊部分的上方，且下端電極環431是位於基板10之周邊部分的下方。下端電極環431與上端電極環433之間的第一間距大於載物台410之凸起部分與遮蔽單元420之凸起部分之間的第二間距。例如，下端電極環431與上端電極環433之間相互隔開足夠的間距以產生電漿，使得電漿集中產生在基板10之周邊部分的周圍。遮蔽單元420之凸起部分與上 端電極環433之間配置有多個噴孔(injection hole)421，以噴射處理氣體到基板10之周邊部分。

下端電極環431連接到電漿電源435，因此電漿電力施加至下端電極環431，而上端電極環433則以電性方式接地。正如本技藝領域具有通常知識者所知的，也可將電漿電力施加至上端電極環433，而將下端電極環431以電性方式接地。因此，當電漿電力施加到下端電極環431上，且處理氣體注射到基板10的周邊部分時，此處理氣體在上端電極環433與下端電極環431之間的空間中形成為電漿。此電漿與基板10之周邊部分的多餘層及粒子發生化學反應，以蝕刻掉基板10上的多餘層及粒子。

次級製程室可改良成圖7所示之組態。改良後的次級製程室400可包括：載物台410，支撐著基板10的中心部分，使得基板10的周邊部分不被載物台410所覆蓋；遮蔽單元420，配置在基板10之中心部分的上方，覆蓋基板10之中心部分，而曝露基板10之周邊部分；上端電極455與下端電極460，配置在基板10之周邊部分的上方與下方；天線470，在製程室400中鄰接基板10之周邊部分且與基板10之周邊部分間隔開；以及密封構件480，用來將天線470與製程室400內的周圍環境隔離開。改良後的次級製程室400可更包括：氣體供應單元440，藉由遮蔽單元420供應處理氣體到基板10的周邊部分；以及電漿電源490，施加電力至天線470。在這種組態中，用來產生電漿的高頻電壓施加到天線470上，上端電極455與下端電極 460以電性方式接地，而載物台410則被施加偏電力。上端電極455配置在遮蔽單元420周圍，且下端電極460配置在載物台410周圍。由於施加在下端電極460上與施加在載物台410上的電力不同，因此絕緣層461介於載物台410與下端電極460之間。根據製程環境，可省略下端電極460與上端電極455之一。此外，次級製程室400可包括上體402與下體403。密封構件480可包括從下體403延伸到上體402的圓環，因此，在改良的製程室400中，密封構件480的內部區域與外部區域在空間上是分開的。

根據產生電漿的製程不同，用來蝕刻基板10之周邊部分或清潔基板10的次級製程室400可具有各種組態與形狀。

在一個實施例中，檢驗室500對已在初級製程室300中執行初級製程的基板10進行初級製程缺陷檢驗，或者對已在次級製程室400中執行次級製程的基板10進行次級製程缺陷檢驗。在一個實施例中，檢驗室500包括：支撐台510，支撐基板10的中心部分，使得基板10的周邊部分不被載物台510覆蓋；以及檢驗工具520，用來檢驗基板10的前表面。例如，支撐台510配置成平板或凸出的銷(pin)。檢驗工具520可包括照相單元(camera unit)與分析單元，且配置在基板10的上方與/或下方。在本實施例中，檢驗工具520例如是配置在基板10的上方，其可繞著其軸旋轉而在基板10周圍移動，使基板10上的每個區域都可被檢驗工具520仔細檢驗。照相單元可包括：第一 照相機，用來檢驗基板10上的裂縫缺陷(crack defect)；以及第二照相機，用來偵測基板10之周邊部分的尺寸。第一照相機可對基板10拍攝照片，且將此照片作為數位影像(digital image)傳送至電腦系統(沒有繪示)。電腦系統判斷此數位影像是否有裂縫缺陷。第二照相機可對基板10之周邊部分拍攝照片，且將此照片傳送至電腦系統。當對基板10執行周邊部分蝕刻製程時，基板10的中心部分與周邊部分之間會形成蝕刻線。電腦系統判斷此蝕刻線到基板10之邊緣的周邊距離。

下面將詳細揭露使用圖1到圖7所示之裝置來處理基板的方法，其中此裝置包括轉移室100、載入-鎖定室200、初級製程室300、次級製程室400以及檢驗室500。

在大氣壓下，將基板10從裝置900的外部載入到載入-鎖定室200中。裝置900中的載入-鎖定室200是處在大氣壓下，而裝置900中的其他製程室則保持真空狀態。然後，載入-鎖定室200的內部壓力降低到與轉移室100的內部壓力實質上相等。轉移單元110將基板10從載入-鎖定室200轉移到轉移室100，然後將此基板10從轉移室100轉移到初級製程室300的支撐台310上。在初級製程室300中對基板10執行初級製程。此初級製程可包括：沈積製程，在基板10上形成薄層；以及蝕刻製程，蝕刻基板10或基板10上的薄層。之後，基板10從初級製程室300轉移回轉移室100，再從轉移室100轉移到次級製程室400。在次級製程室400中，藉由周邊部分蝕刻製程清除掉基板 10之周邊部分的粒子及多餘層。然後，基板10從次級製程室400轉移回轉移室100。然後，基板10再從轉移室100轉移到檢驗室500。檢驗工具520分別檢驗基板10的中心部分與周邊部分是否有製程缺陷與粒子。然後，基板10從檢驗室500轉移回轉移室100，再向後疊置到載入-鎖定室200中。最後基板10從載入-鎖定室200被卸載到裝置900的外部。

在一個實施例中，轉移室100、初級製程室300、次級製程室400以及檢驗室500是處在相似的壓力下，特別是處在相同的真空狀態下。根據本發明的第一實施例，對基板執行的初級製程(例如沈積製程與蝕刻製程)、次級製程(例如對基板執行的周邊部分蝕刻製程)以及檢驗製程可在同一裝置中執行，以避免基板曝露在大氣中且受到污染。

雖然以上實施例所揭露的是沈積/蝕刻製程與周邊部分蝕刻製程在同一裝置中執行，不過沈積/蝕刻製程與本技藝領域具有通常知識者所知的任何其他次級製程(例如後表面蝕刻製程)也可在同一裝置中執行。下面將詳細揭露作為本發明之第二實施例的執行沈積/蝕刻製程與後表面蝕刻製程的裝置及其方法。在以下描述中，相同的參考數字代表本發明之第一實施例中的相同元件，因此相同元件的詳細描述將被省略。

實施例2

圖8是本發明之第二實施例之製造半導體裝置的基板處理裝置的結構圖。圖9是圖8所示之基板處理裝置的次級製程室的截面圖。

請參照圖8與圖9，依據本發明之第二實施例的基板處理裝置1000包括轉移室100、載入-鎖定室200、初級製程室300、次級製程室600以及檢驗室500。在一個實施例中，次級製程室600中可執行蝕刻製程來清除基板10之後表面上的污染物與/或粒子。

例如，在初級製程室300中，可在基板10上形成薄層，且可蝕刻此薄層，以在基板10上形成圖案結構。在次級製程室600中，可將基板10之後表面上的多餘層及粒子蝕刻掉。

當在初級製程室300中於基板10上形成薄層時，處理氣體通常會散佈於基板10與支撐台310之間的空間，以在基板10的後表面上形成多餘層。基板10之後表面上的多餘層會導致基板10在後續製程中發生彎曲與/或變形。在本發明的第二實施例中，基板10之後表面上的多餘層被清除，以避免基板10發生彎曲與變形。

在一實施例中，初級製程室300與次級製程室600藉由第一閘閥301與第五閘閥601連接到轉移室100，使得基板10可從初級製程室300轉移到次級製程室600，而不會曝露在大氣中。

本實施例中的轉移室100、初級製程室300以及檢驗室500與本發明之第一實施例實質上相同或相似，因此在 下文中任何關於上述製程室的詳細描述都將省略。其中，不同於本發明之第一實施例中的矩形轉移室100，轉移室100可具有圓形主體。因此，轉移單元110配置在轉移室100的中心，以得到足夠大的轉移區域，便於轉移單元110在轉移室100中移動。

在一個實施例中，用來執行後表面蝕刻製程的次級製程室600可包括：支撐台610，支撐基板10，使得基板10的後表面曝露在製程室600內的周圍環境中；遮蔽單元620，配置在基板10之前表面的上方，以覆蓋基板10之前表面；第一氣體供應單元630，面向基板10的後表面，且供應處理氣體(例如蝕刻氣)到基板10的後表面上；電漿產生器640，在製程室600中產生電漿；第二氣體供應單元650，通過遮蔽單元620而供應惰性氣體到基板10的前表面上；升降器(elevator)660，上下移動支撐台610；以及排放器670，排放製程室600中的殘餘處理氣體及副產物。

在一實施例中，支撐台610包括：水平凸出構件(未繪是)，用來支撐基板10的後面邊緣部分，使得基板10中心的後表面曝露在周圍環境中；以及垂直延伸構件，從水平凸出構件延伸到升降器660。水平凸出構件配置成圓環形，且基板10放置在此圓環內。在一個實施例中，水平凸出構件包括：斜面，用來引導基板10；以及平面，與基板10的後面邊緣部分相接觸。因此，除了與水平凸出構件的平面相接觸的後面邊緣部分之外，基板10的大部分後表面 都曝露著。垂直延伸構件固定在升降器660上，因而水平凸出構件也固定在升降器660上，且水平凸出構件隨著升降器660而上下移動，以便基板10輸入或輸出製程室600。此外，使用升降器660有助於控制基板10與遮蔽單元620之間的間距。

遮蔽單元620配置成具有與基板10實質上相同的平面形狀，且位於基板10的上方。在本實施例中，遮蔽單元620是配置在製程室600的底表面，如圖9所示。遮蔽單元620的尺寸大於或等於基板10的尺寸，以覆蓋基板10的前表面。此外，遮蔽單元620可作為電極，所以遮蔽單元620可以電性方式接地，或遮蔽單元620可被施加偏電力。正如本領域具有通常知識者所知的，遮蔽單元620可分為遮蔽區與電極區。

第二氣體供應單元650可包括：第二氣體注入器651，穿過遮蔽單元620，將惰性氣體注射到基板10的前表面上；以及惰性氣體儲存器652，用來儲存惰性氣體，且連接到第二氣體注入器651。因此，惰性氣體被注射到遮蔽單元620與基板10之前表面之間的空間裡，以避免用來蝕刻後表面的處理氣體供應到基板10的前表面上。

第一氣體供應單元630可包括：第一氣體注入器631，配置在基板10的下面，將處理氣體注射到基板10的後表面上；以及處理氣體儲存器632，用來儲存處理氣體，且連接到第一氣體注入器631。例如，第一氣體注入器631可包括蓮蓬頭，以提高處理氣體注射到基板10之後表面上 的均勻度。

電漿產生器640可包括：電源642，用來供應電力；以及電漿電極641，根據電力，在基板10的後表面周圍產生電漿。電漿電極641配置在基板10之後表面的下方以及第一氣體注入器631的上表面，如圖9所示。電漿電極641可包括多個孔，這些孔分別與第一氣體注入器631的噴嘴相對應。在本實施例中，基板10與電漿電極641之間的第一間距大於基板10與遮蔽單元620之間的第二間距。如果第二間距小於約0.1mm到0.5mm，則基板10與遮蔽單元620之間的第二空間則太小，會導致無法於第二空間裡產生電漿，因而只能在基板10與電漿電極641之間的第一空間裡產生電漿。升降器660可以上下移動支撐台610來控制著基板10、遮蔽單元620以及電漿電極641之間的第一間距與第二間距。

基板10藉由第五閘閥601而轉移到製程室600中，且被放置在支撐台610的平板上。然後，支撐台610隨著升降器660的上升而向上移動，使得基板10鄰接遮蔽單元620，且與電漿產生器640間隔第一距離，此第一距離足以使基板10與電漿電極641之間的第一空間裡產生電漿。然後，施加電力到電漿電極641上，處理氣體在第一空間裡轉變成電漿。基板10上的多餘層及粒子與電漿發生化學反應，並且可被清除。

基板10藉由同樣處於真空狀態的轉移室100從初級製程室300轉移到次級製程室600，使得基板10在不曝露於 大氣中的情形下從初級製程室300轉移到次級製程室600。正如本領域具有通常知識者所知的，基板10在轉移到次級製程室600之前，可先轉移到清潔室(沒有繪示)。在對基板10執行完後表面蝕刻製程之後，再將基板10轉移到檢驗室500，以偵測基板10上的製程缺陷及粒子。此後，基板10藉由轉移室100而轉移到載入-鎖定室200，且被卸載到製程室600的外部。

根據本發明的第二實施例，對基板執行的初級製程(例如沈積製程與蝕刻製程)、次級製程(例如對基板執行的後表面蝕刻製程)以及檢驗製程可在同一裝置中執行，以避免基板曝露在大氣中且受到污染。

雖然上述實施例所揭露的是沈積/蝕刻製程與後表面蝕刻製程可在單個裝置中執行，不過正如本領域具有通常知識者所知的，沈積/蝕刻製程、後表面蝕刻製程以及周邊部分蝕刻製程也可在同一裝置中執行。下面詳細揭露的是作為本發明之第三實施例的在同一裝置中執行沈積/蝕刻製程、後表面蝕刻製程以及周邊部分蝕刻製程的裝置及其方法。在以下描述中，相同的參考數字代表與本發明之第一實施例與第二實施例相同的元件，因此相同元件的詳細描述將被省略。

實施例3

圖10是本發明之第三實施例之製造半導體裝置的基板處理裝置的結構圖。圖11是圖10所示之基板處理裝置 的第一種改良結構圖，且圖12是圖10所示之基板處理裝置的第二種改良結構圖。

請參照圖10，依據本發明之第三實施例的基板處理裝置1100包括轉移室100、載入-鎖定室200、初級製程室300、第一次級製程室400以及第二次級製程室600。

在一個實施例中，在基板上形成薄層的沈積製程與蝕刻基板10或薄層以在基板10上形成圖案結構的蝕刻製程可在初級製程室300中執行。清除基板10之周邊部分的污染物與/或粒子的第一蝕刻製程可在第一次級製程室400中執行，而清除基板10之後表面上的污染物與/或粒子的第二蝕刻製程可在第二次級製程室600中執行。

本發明之第三實施例允許沈積/蝕刻製程、周邊部分蝕刻製程以及後表面蝕刻製程在同一裝置中執行。因此，可避免基板10曝露在空氣中，以減小基板10被氧化的程度，且防止基板10吸收污染物。此外，可大大縮短基板10的轉移路徑，以縮短製造半導體裝置的製程時間。

根據製程環境，轉移室100可配置成多邊形。在本實施例中，轉移室100被配置成八邊形(octagon)，如圖10所示。載入-鎖定室200、初級製程室300、第一次級製程室400以及第二次級製程室600可藉由第一閘閥201、第二閘閥301、第三閘閥401以及第五閘閥601而連接到八邊形轉移室100的每個側壁。

裸基板藉由轉移室100從載入-鎖定室200轉移到初級製程室300，在此初級製程室300中對裸基板執行沈積製 程與/或蝕刻製程。在一個實施例中，初級製程室300可鄰接載入-鎖定室200，以縮短基板在初級製程室300與載入-鎖定室200之間的轉移路徑。在本實施例中，可在初級製程室300中對裸基板執行沈積製程。在本實施例中，沒有執行過單元製程(unit process)的基板稱為裸基板，而執行了初級製程(例如沈積製程或蝕刻製程)的基板稱為處理後的基板(treated substrate)。同樣地，執行了第一次級製程(例如周邊部分蝕刻製程)的基板稱為第一次處理後(post-treated)的基板，而執行了第二次級製程(例如後表面蝕刻製程)的基板稱為第二次處理後的基板。

然後，處理後的基板從初級製程室300卸載，且藉由轉移室100而載入第一次級製程室400，而且處理後的基板一從初級製程室300卸載，另一個裸基板就被載入初級製程室300。在第一次級製程室400中對處理後的基板執行第一蝕刻製程，使得處理後的基板的周邊部分的多餘層及粒子被蝕刻掉。第一次級製程室400鄰接初級製程室300，因此縮短了處理後的基板在初級製程室300與次級製程室400之間的轉移路徑。

然後，第一次處理後的基板從第一次級製程室400卸載，且藉由轉移室100而載入第二次級製程室600，而且第一次處理後的基板一從第一次級製程室400卸載，另一個處理後的基板就被載入第一次級製程室400。在第二次級製程室600中對第一次處理後的基板執行第二蝕刻製程，使得第一次處理後的基板的後表面上的多餘層及粒子 被蝕刻掉。第二次級製程室600鄰接第一次級製程室400，因此縮短了第一次處理後的基板在第一次級製程室400與第二次級製程室600之間的轉移路徑。

然後，第二次處理後的基板從第二次級製程室600卸載，且藉由轉移室100而載入到載入-鎖定室200中，而且第二次處理後的基板一從第二次級製程室600卸載，另一個第一次處理後的基板就被載入第二次級製程室600。載入-鎖定室200中的第二次處理後的基板被卸載到裝置1100外部。

上述處理基板的順序可根據處理條件與環境而變化，因此基板可採用各種方法來處理。例如，裸基板可按照指定順序依序通過初級製程室300、第二次級製程室600以及第一次級製程室400。此外，裸基板也可按照指定順序依序通過第一次級製程室400與第二次級製程室600，最後通過初級製程室300。

檢驗室也可安裝在轉移室100的側壁上，不過在圖中沒有繪示。特別地，轉移室100上可安裝多個檢驗室。如此一來，第一次處理後的基板可在第一檢驗室中接受檢驗，以偵測基板之周邊部分的粒子，而第二次處理後的基板可在第二檢驗室中接受檢驗，以偵測基板之後表面上的粒子。正如本領域具有通常知識者所知的，第一次處理後的基板或第二次處理後的基板可在同一檢驗室中接受檢驗。檢驗室也可與轉移室分開。

在一個實施例中，檢驗構件240可配置在載入-鎖定室 200中，以代替檢驗室500，如圖11所示。改良後的載入-鎖定室200可包括：容納空間210，連接到轉移室100；盒式單元(cassette unit)250，用來容納基板10；以及載入器220，介於容納空間210與盒式單元250之間。在一個實施例中，載入器220可包括：對凖構件230，用來對凖基板10；檢驗構件240，用來檢驗基板10；以及機械手260，用來轉移載入器220中的基板10。使用機械手260將一基板10從盒式單元250中卸載，且使用對凖構件230根據指示來對凖此基板10。然後，機械手260將對凖後的基板10轉移到容納空間210中。容納空間210中的基板10藉由轉移單元110而轉移到轉移室100中。相反地，當在裝置1110中對基板10執行完初級製程與次級製程時，處理完畢的基板10藉由轉移單元110從轉移室100轉移到容納空間210中，然後藉由機械手260而轉移到檢驗構件240中。執行完檢驗製程之後，使用機械手260將處理完畢的基板10插入盒式單元250。在一個實施例中，圖11所示之裝置1110中可配置多個初級製程室300。在本實施例中，裝置1110中具有第一初級製程室300a與第二初級製程室300b。

在一個實施例中，初級製程室300可與轉移室100分離，如圖12所示。本發明的改良裝置1120包括第一次級製程室400與第二次級製程室600、檢驗室500以及載入-鎖定室200，這些製程室配置在轉移室100周圍，使得周邊部分蝕刻製程、後表面蝕刻製程以及檢驗製程可在同一裝置1120中執行。雖然上述實施例所揭露的是初級製程室 與轉移室分離，但是本領域具有通常知識者所知的任何其他改良形式都可用作處理基板的裝置。例如，載入-鎖定室200可與轉移室100分離。

實施例4

圖13是本發明之第四實施例之製造半導體裝置的基板處理裝置的結構圖。圖14是圖13所示之基板處理裝置的次級製程室的截面圖。

請參照圖13與圖14，依據本發明之第四實施例的基板處理裝置1200包括轉移室100、載入-鎖定室200、初級製程室300、檢驗室500以及次級製程室700。在本實施例中，對基板之周邊部分執行的第一蝕刻製程與對基板之後表面執行的第二蝕刻製程可在次級製程室700中藉由相同製程來執行。因此，第一蝕刻製程與第二蝕刻製程不需要在不同的製程室中執行。

初級製程室300與檢驗室500的結構與功能與本發明的第一實施例、第二實施例及第三實施例所述的實質上相同，所以在下文中任何關於初級製程室300與檢驗室500的詳細描述都被省略。

在一個實施例中，次級製程室700可包括：周邊部分蝕刻模組700a，對基板執行周邊部分蝕刻製程；以及後表面蝕刻模組700b，對基板執行後表面蝕刻製程。例如，基板的周邊部分蝕刻製程與後表面蝕刻製程可根據粒子類型藉由蝕刻製程來執行。在本實施例中，電漿蝕刻製程可在 次級製程室700中執行。周邊部分蝕刻模組700a與後表面蝕刻模組700b可配置在同一製程室中，也可配置在實質上相同的製程條件下的不同製程室中。

在一實施例中，周邊部分蝕刻模組700a包括周邊部分蝕刻室710，以使用電漿蝕刻掉基板之周邊部分的污染物(例如粒子)。

將高頻電壓施加在周邊部分蝕刻室710的下端電極(沒有繪示)上，以將處理氣體轉變成電漿。基板之周邊部分的污染物與電漿發生反應，因此從基板之周邊部分被蝕刻掉。

在一實施例中，後表面蝕刻模組700b可鄰接周邊部分蝕刻模組700a，且可包括後表面蝕刻室720。在後表面蝕刻模組700b中，基板之後表面上的污染物(例如粒子)被蝕刻掉。

將高頻電壓施加在後表面蝕刻室720的下端電極(沒有繪示)上，以將處理氣體轉變成電漿。基板之後表面上的污染物與電漿發生反應，因此從基板的後表面上被蝕刻掉。

轉移室100可包括轉移單元110，鄰接周邊部分蝕刻室710與後表面蝕刻室720。在一實施例中，轉移單元110包括主體(沒有繪示)以及連接到此主體且繞著其軸旋轉的葉片(沒有繪示)。當基板之周邊部分的污染物在周邊部分蝕刻模組700a中被蝕刻掉時，此基板藉由轉移單元110而轉移到轉移室100。轉移單元110繞著其軸旋轉以翻 轉基板，且將翻轉後的基板轉移到後表面蝕刻模組700b中。也就是說，基板之後表面在周邊部分蝕刻模組700a中的方向與在後表面蝕刻模組700b中的方向相反。例如，基板的後表面在後表面蝕刻模組700b中朝上，而在周邊部分蝕刻模組700a中則朝下。然後，在後表面蝕刻模組700b中，基板之後表面上的污染物被蝕刻掉。也就是說，轉移單元110將基板從周邊部分蝕刻室710中抽出，再將此基板轉移到後表面蝕刻室720。相反地，正如本領域具有通常知識者所知的，轉移單元110可將基板從後表面蝕刻室720中抽出，再將此基板轉移到周邊部分蝕刻室710。

當周邊部分蝕刻室710與後表面蝕刻室720中分別執行周邊部分蝕刻製程與後表面蝕刻製程時，載入-鎖定室200提供備用空間來臨時容納基板。在一實施例中，載入-鎖定室200包括：周邊部分載入-鎖定室200a，其內部條件(例如溫度、壓力以及濕度)取決於周邊部分蝕刻室710中的製程條件；以及後表面載入-鎖定室200b，其內部條件(例如溫度、壓力以及濕度)取決於後表面蝕刻室720中的製程條件。因此，可縮小裝置的外部與蝕刻室710、720之間的製程條件的差異。載入-鎖定室200的結構與功能與本發明之第一實施例、第二實施例及第三實施例中所述的相同，因此任何關於載入-鎖定室200的詳細描述都將被省略。

圖15是圖14所示之次級製程室的改良後的截面圖。除了裝置1200中配置了多個周邊部分蝕刻模組與多個後 表面蝕刻模組之外，圖15所示之次級製程室的結構與圖14所示之次級製程室的結構相同。

請參照圖15，周邊部分蝕刻模組700a包括：第一周邊部分蝕刻模組700a1，對第一基板執行周邊部分蝕刻製程；以及第二周邊部分蝕刻模組700a2，對第二基板執行周邊部分蝕刻製程。此外，後表面蝕刻模組700b包括：第一後表面蝕刻模組700b1，對第三基板執行後表面蝕刻製程；以及第二後表面蝕刻模組700b2，對第四基板執行後表面蝕刻製程。正如本領域具有通常知識者所知的，第一基板、第二基板與第三基板、第四基板可為相同或不同類型的基板。因此，在周邊部分蝕刻模組700a中可對多個基板執行周邊部分蝕刻製程，而與後表面蝕刻製程無關；在後表面蝕刻模組700b中可對多個基板執行後表面蝕刻製程，而與周邊部分蝕刻製程無關。

在一實施例中，由於周邊部分蝕刻製程與後表面蝕刻製程可各自獨立進行，故可在每個周邊部分蝕刻模組700a與後表面蝕刻模組700b中提供轉移單元。例如，轉移單元110可包括：第一轉移構件110a，將基板轉移到周邊部分蝕刻模組700a中；以及第二轉移構件110b，將基板轉移到後表面蝕刻模組700b中。

在一實施例中，周邊部分載入-鎖定室200a包括：輸入室200a1，用來容納轉移到周邊部分蝕刻室710中的基板；以及輸出室200a2，用來容納從周邊部分蝕刻室710中輸出的基板。後表面載入-鎖定室200b包括：輸入室 200b1，用來容納轉移到後表面蝕刻室720中的基板；以及輸出室200b2，用來容納從後表面蝕刻室720中輸出的基板。

因此，第一基板與第二基板是藉由第一轉移構件110a從周邊部分載入-鎖定室200a轉移到第一周邊部分蝕刻模組700a1與第二周邊部分蝕刻模組700a2，而第三基板與第四基板是藉由第二轉移構件110b從後表面載入-鎖定室200b轉移到第一後表面蝕刻模組700b1與第二後表面蝕刻模組700b2。

因此，在周邊部分蝕刻模組700a中可選擇性地對多個基板執行周邊部分蝕刻製程，而在後表面蝕刻模組700b中可選擇性地對多個基板執行後表面蝕刻製程。所以，當周邊部分蝕刻製程與後表面蝕刻製程是在不同時間執行時，基板之周邊部分與後表面上的污染物可更有效地被分別蝕刻掉。

如此一來，對基板執行的初級製程與次級製程可在同一裝置中執行，而不會使基板曝露在大氣中。此外，周邊部分蝕刻製程與後表面蝕刻製程可在相同空間或製程室中執行，以提高周邊部分蝕刻製程與後表面蝕刻製程的製程效率。

圖16是本發明之實施例之執行周邊部分蝕刻製程與後表面蝕刻製程的方法流程圖。

請參照圖14與圖16，將基板載入周邊部分蝕刻室710。例如，此基板可包括：薄層，形成在此基板之前表面 的中心部分；以及多餘薄層，形成在此基板的周邊部分。

然後，可控制周邊部分蝕刻室710的內部條件(例如溫度與壓力)以執行周邊部分蝕刻製程。在周邊部分蝕刻室710中，基板的周邊部分曝露在周圍環境中。

然後，將處理氣體供應至周邊部分蝕刻室710，且在基板的周邊部分周圍將處理氣體轉變成電漿。在一個實施例中，周邊部分蝕刻室710中的下端電極被施加以高頻電壓，而上端電極以電性方式接地，大部分電漿產生在基板之周邊部分的周圍。然後，基板之周邊部分的污染物與電漿發生強烈反應，因此從基板的周邊部分被蝕刻掉。

在一實施例中，周邊部分蝕刻模組700a可包括多個製程室，所以可同時對多個基板執行周邊部分蝕刻製程，以提高周邊部分蝕刻製程的效率。

然後，基板藉由轉移單元110從周邊部分蝕刻室710轉移到後表面蝕刻室720。從周邊部分蝕刻室710中輸出的基板可被轉移單元110中的葉片翻轉。然後，在後表面蝕刻室720中對基板的後表面執行後表面蝕刻製程。在一實施例中，後表面蝕刻模組700b可包括多個製程室，所以可同時對多個基板執行後表面蝕刻製程，以提高後表面蝕刻製程的效率。

然後，基板從後表面蝕刻室720中輸出，且轉移到載入-鎖定室200。

因此，藉由初級製程室、次級製程室與轉移室的最佳化操作，可在同一裝置中有效清除基板之周邊部分與後表 面上的污染物。

雖然本實施例之上述方法所揭露的是先執行周邊部分蝕刻製程再執行後表面蝕刻製程，但是正如本領域具有通常知識者所知的，也可先執行後表面蝕刻製程再執行周邊部分蝕刻製程。

根據本發明之實施例，初級製程室與次級製程室(例如周邊部分蝕刻室或後表面蝕刻室)配置在轉移室周圍，使得基板可在初級製程室與次級製程室之間轉移，而不會曝露在大氣中。此外，周邊部分蝕刻製程與後表面蝕刻製程可在同一裝置中執行，因此可縮短周邊部分蝕刻製程與後表面蝕刻製程的蝕刻時間，且提高半導體裝置的製造效率。

再者，檢驗室也可配置在轉移室周圍，以便執行檢驗製程，以偵測基板之中心部分的製程缺陷以及基板之周邊部分與後表面上的污染物(例如粒子)。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為凖。

10‧‧‧基板

100、100a、100b‧‧‧轉移室

110、110a、110b‧‧‧轉移單元

200‧‧‧載入-鎖定室

200a、200a1、200b1‧‧‧輸入室

200b、200a2、200b2‧‧‧輸出室

201、301、401、501、601、701、701a、701b‧‧‧閘閥

210‧‧‧容納空間

220‧‧‧載入器

230‧‧‧對凖構件

240‧‧‧檢驗構件

250‧‧‧盒式單元

260‧‧‧機械手

300、300a、300b‧‧‧初級製程室

310、350、410、510、610‧‧‧支撐台

311‧‧‧加熱器或冷卻器

320、631、651‧‧‧氣體注入器

330、450、670‧‧‧排放器

340、440、630、650‧‧‧氣體供應單元

351‧‧‧卡盤

352‧‧‧邊緣環

360、431、433、455、460、641‧‧‧電極

370、380、435、490、642‧‧‧電源

400、600、700‧‧‧次級製程室

402‧‧‧上體

403‧‧‧下體

420、620‧‧‧遮蔽單元

421‧‧‧噴孔

430、640‧‧‧電漿產生器

461‧‧‧絕緣層

470‧‧‧天線

480‧‧‧密封構件

500‧‧‧檢驗室

520‧‧‧檢驗工具

632‧‧‧處理氣體儲存器

652‧‧‧惰性氣體儲存器

660‧‧‧升降器

700a、700a1、700a2‧‧‧周邊部分蝕刻模組

700b、700b1、700b2‧‧‧後表面蝕刻模組

710、7101、7102‧‧‧周邊部分蝕刻室

720、7201、7202‧‧‧後表面蝕刻室

900、1000、1100、1110、1120、1200‧‧‧基板處理裝置

S10~S30‧‧‧操作步驟

圖1是本發明之第一實施例之製造半導體裝置的基板處理裝置的結構圖。

圖2是圖1所示之基板處理裝置的初級製程室的截面圖。

圖3是圖1所示之基板處理裝置的次級製程室的截面圖。

圖4是圖1所示之基板處理裝置的檢驗室的截面圖。

圖5是本發明之第一實施例之製造半導體裝置的基板處理裝置的改良結構圖。

圖6是圖5所示之基板處理裝置的改良初級製程室的截面圖。

圖7是圖5所示之基板處理裝置的改良次級製程室的截面圖。

圖8是本發明之第二實施例之製造半導體裝置的基板處理裝置的結構圖。

圖9是圖8所示之基板處理裝置的次級製程室的截面圖。

圖10是本發明之第三實施例之製造半導體裝置的基板處理裝置的結構圖。

圖11是圖10所示之基板處理裝置的第一種改良結構圖。

圖12是圖10所示之基板處理裝置的第二種改良結構圖。

圖13是本發明之第四實施例之製造半導體裝置的基板處理裝置的結構圖。

圖14是圖13所示之基板處理裝置的次級製程室的截面圖。

圖15是圖14所示之次級製程室的改良後的截面圖。

圖16是本發明之實施例之執行周邊部分蝕刻製程與後表面蝕刻製程的方法流程圖。

10‧‧‧基板

100‧‧‧轉移室

110‧‧‧轉移單元

200‧‧‧載入-鎖定室

201、301、401、501‧‧‧閘閥

300‧‧‧初級製程室

400‧‧‧次級製程室

500‧‧‧檢驗室

900‧‧‧基板處理裝置

Claims (19)

1. 一種製造半導體裝置的基板處理裝置，包括：載入-鎖定室，容納多個基板；初級製程室，執行製造所述半導體裝置的初級製程；次級製程室，對所述基板的後表面執行蝕刻製程；以及轉移室，鄰接所述載入-鎖定室、所述初級製程室以及所述次級製程室，使得所述基板藉由所述轉移室在所述載入-鎖定室、所述初級製程室以及所述次級製程室之間轉移，其中所述次級製程室包括：固定單元，用來固定所述基板，使得所述基板的所述後表面曝露在所述次級製程室內的周圍環境中；供應單元，用來供應處理氣體到所述基板的所述後表面上；電漿產生器，在所述基板的所述後表面周圍產生電漿；遮蔽單元，用來遮蔽與所述基板之所述後表面的相對的前表面；以及氣體注入器，所述氣體注入器穿過所述遮蔽單元，且將惰性氣體注射到所述基板的所述前表面上。
2. 如申請專利範圍第1項所述之基板處理裝置，其中所述載入-鎖定室、所述初級製程室以及所述次級製程室包括用以與所述轉移室接觸的閘部件，使得所述載入-鎖定室、所述初級製程室以及所述次級製程室的每個內部空間都與所述轉移室的轉移空間相連或隔開。
3. 如申請專利範圍第1項所述之基板處理裝置，其中 所述電漿產生器包括：電極，與所述基板的所述後表面間隔開，且面向所述基板的所述後表面；以及電源，用來施加電力至所述電極。
4. 如申請專利範圍第3項所述之基板處理裝置，其中所述電極與所述基板之所述後表面之間的第一間距大於所述遮蔽單元與所述基板之所述前表面之間的第二間距。
5. 如申請專利範圍第1項所述之基板處理裝置，更包括：載入器，連接到所述載入-鎖定室，且從所述基板處理裝置的外部將所述基板載入所述載入-鎖定室；以及對凖構件，連接到所述載入器，且用來對凖所述基板。
6. 一種製造半導體裝置的基板處理裝置，包括：載入-鎖定室，容納多個基板；初級製程室，執行製造所述半導體裝置的初級製程；第一次級製程室，對所述基板的周邊部分執行蝕刻製程；第二次級製程室，對所述基板的後表面執行蝕刻製程；以及轉移室，鄰接所述載入-鎖定室、所述初級製程室、所述第一次級製程室以及所述第二次級製程室，使得所述基板藉由所述轉移室在所述載入-鎖定室、所述初級製程室、所述第一次級製程室以及所述第二次級製程室之間轉移。
7. 如申請專利範圍第6項所述之基板處理裝置，其中所述載入-鎖定室、所述初級製程室、所述第一次級製程室 以及所述第二次級製程室包括與所述轉移室相接觸的閘部件，使得所述載入-鎖定室、所述初級製程室、所述第一次級製程室以及所述第二次級製程室的每個內部空間都與所述轉移室的轉移空間相連或隔開。
8. 如申請專利範圍第6項所述之基板處理裝置，更包括：載入器，連接到所述載入-鎖定室，且從所述基板處理裝置的外部將所述基板載入所述載入-鎖定室；以及對凖構件，連接到所述載入器，且用來對凖所述基板。
9. 一種製造半導體裝置的基板處理裝置，包括：第一製程室，對所述基板的周邊部分執行蝕刻製程；第二製程室，對所述基板的後表面執行蝕刻製程；以及轉移室，鄰接所述第一製程室與所述第二製程室，使得所述基板藉由所述轉移室在所述第一製程室與所述第二製程室之間轉移。
10. 如申請專利範圍第9項所述之基板處理裝置，其中所述轉移室更包括轉移單元，所述轉移單元具有主體以及以旋轉方式連接到所述主體的葉片，使得所述基板藉由所述葉片來翻轉。
11. 如申請專利範圍第9項所述之基板處理裝置，其中所述第一製程室包括：第一周邊部分蝕刻模組與第二周邊部分蝕刻模組，分別對第一基板與第二基板的周邊部分同時執行第一蝕刻製程與第二蝕刻製程；以及第一後表面蝕刻模組與第二後表面蝕刻模組，分別對第三基板與第四基 板的後表面同時執行第三蝕刻製程與第四蝕刻製程。
12. 如申請專利範圍第11項所述之基板處理裝置，其中所述轉移室包括：第一轉移單元，將所述第一基板與所述第二基板轉移到所述第一周邊部分蝕刻模組與所述第二周邊部分蝕刻模組中；以及第二轉移單元，將所述第三基板與所述第四基板轉移到所述第一後表面蝕刻模組與所述第二後表面蝕刻模組中。
13. 一種製造半導體裝置的基板處理方法，包括：將基板從載入-鎖定室載入轉移室；將所述基板轉移到初級製程室，以對所述基板執行製造所述半導體裝置的初級製程；藉由所述轉移室將所述基板轉移到第一次級製程室，以對所述基板的周邊部分執行第一蝕刻製程；藉由所述轉移室，將所述基板從所述第一次級製程室卸載到所述載入-鎖定室中；以及藉由所述轉移室將所述基板轉移到第二次級製程室，以在執行所述蝕刻製程之前或之後對所述基板的後表面執行第二蝕刻製程。
14. 如申請專利範圍第13項所述之基板處理方法，更包括在將所述基板載入轉移室之前先對凖所述基板。
15. 如申請專利範圍第13項所述之基板處理方法，更包括在將所述基板從所述次級製程室卸載到所述載入-鎖定室中之後，對所述基板的所述周邊部分進行檢驗。
16. 如申請專利範圍第13項所述之基板處理方法，其中所述初級製程包括： 沈積製程，在所述基板上形成薄層；以及蝕刻製程，部分清除所述基板上的所述薄層，以在所述基板上形成圖案結構。
17. 一種製造半導體裝置的基板處理方法，包括：在第一蝕刻模組中對基板的周邊部分執行第一蝕刻製程；將所述基板從所述第一蝕刻模組轉移到第二蝕刻模組；以及在所述第二蝕刻模組中對所述基板的後表面執行第二蝕刻製程。
18. 如申請專利範圍第17項所述之基板處理方法，其中所述第一蝕刻製程與所述第二蝕刻製程分別同時蝕刻多個所述基板。
19. 如申請專利範圍第17項所述之基板處理方法，更包括：先翻轉所述基板，再將所述基板轉移到所述第二蝕刻模組，使得所述基板的所述後表面在所述第二蝕刻模組中朝上，而在所述第一蝕刻模組中則朝下。