TWI489532B - 半導體處理裝置 - Google Patents

Description

半導體處理裝置

本發明是關於一種半導體晶圓或相似元件的表面處理裝置，特別來說，是關於一種用於化學處理半導體晶圓表面，以及清潔、蝕刻及其它處理的裝置。

晶圓是生產積體電路所用的載體。在實際生產中需要製備的晶圓具有平整、超清潔的表面，而用於製備超清潔晶圓表面的方法一般可分為兩種類別：例如浸沒與噴射技術的濕法處理過程，以及例如基於化學氣相與電漿技術的乾法處理過程。其中濕法處理過程是目前較為廣泛採用的方法，濕法處理過程通常包括採用適當化學溶液浸沒或噴射晶圓等的一連串步驟組成。

習知技術中包含一種採用濕法處理過程，以對晶圓進行超清潔處理的裝置。該裝置中形成有一可以緊密接收並處理半導體晶圓的微腔室，該微腔室可處於打開狀態以供裝載與移除半導體晶圓，也可處於關閉狀態以用於半導體晶圓的處理，其中處理過程中可將化學製劑及其他流體引入微腔室中。前述的打開狀態和關閉狀態，是透過該裝置中的兩個驅動裝置所分別驅動構成微腔室的上、下兩個工作面的相對移動來實現。

但是在實際使用中發現，上述裝置還存在以下缺點：第一，裝置中的由兩個驅動裝置分別驅動構成微腔室的上、下兩個工作面的結構較為複雜，若採用一個驅動裝置來驅動微腔室的上工作面或者下工作面也可以達到同樣效果；第二，對於不同尺寸的半導體晶圓，處理時需要更換相應的不同尺寸或不同結構的微腔室元件，更換微腔室元件時需要將整個元件拆開，十分不方便；第三，當微腔室密封不完全或者流通化學製劑的管道發生化學製劑洩漏時，裝置中相關的洩漏收集機制不夠完善；第四，上、下兩個工作面進行相對移動時，是依靠貫穿上、下兩個工作表面的若干根不銹鋼金屬立柱來完成，該立柱容易被化學處理過程中產生的高溫及/或腐蝕性的氣體所腐蝕而成為金屬污染源。再者，現有套接在立柱上的上下工作面的各個元件是相互焊接在一起的，不易於設備的安裝、調試和拆卸，製造方式比較複雜，工藝的品質控制實施比較困難。

因此，有必要提供一種新的解決方案來解決上述問題。

本發明的目的在於提供一種半導體處理裝置，其具有更為簡單的結構，可以更方便地更換微腔室元件，且可以更靈活的設置微腔室的位置，因此能更安全、更有效地收集洩漏的化學處理液體。

根據本發明之目的，本發明提供一種半導體處理裝置，其包括：包括一用於緊密容納和處理半導體晶圓的微腔室，該微腔室包括形 成上工作表面的上腔室部和形成下工作表面的下腔室部，該上腔室部和該下腔室部可在一用於裝載和/或移除該半導體晶圓的打開位置和一用於緊密容納該半導體晶圓的關閉位置之間相對移動。當上腔室部或者該下腔室部處於關閉位置時，半導體晶圓安裝於該上工作表面和下工作表面之間，且與該微腔室的內壁形成有供處理流體流動的空隙，該上腔室部和/或該下腔室部中包括至少一個供處理流體進入該微腔室的入口和至少一個供處理流體排出該微腔室的出口。

在一較佳實施例中，下腔室部包括形成下工作表面的下腔室板和容納下腔室板的下盒裝置，下盒裝置包含側面開口的無蓋空腔，下腔室板可從側面開口滑動進入或者移出無蓋空腔。

在另一較佳實施例中，無蓋空腔的表面包含有可導引流體最終流向同一方向的導流凹槽。導流凹槽包括排列分布在無蓋空腔的下表面的若干個傾斜角度和傾斜方式相同、互相並列的斜坡面，斜坡面的坡底位於側面開口處。

在另一較佳實施例中，上腔室部和下腔室部的邊緣包含對應的柱位孔，上腔室部和下腔室部中的一個可沿貫穿柱位元孔的立柱裝置的導引在打開位置和關閉位置之間移動。

在另一較佳的實施例中，該半導體處理裝置還包括一位置校正 裝置，該位置校正裝置可以對上腔室板進行壓力調整，以使得上腔室部的工作表面的各部分與半導體晶圓之間的空隙符合預定寬度。

在另一較佳實施例中，立柱裝置包括立柱和套接在立柱外表面的套筒，立柱裝置包括立柱和套接在該立柱外表面的套筒，立柱為含有帶螺紋的階梯式結構，通過螺帽與階梯配合來精準確定各個平面的相對位置，即簡單又靈活。

與現有技術相比，本發明的優點包括以下幾點或一點：第一、本發明的半導體處理設備，只需要使用一個驅動裝置即可驅動上工作面或者下工作面中的其中一個，不僅使得本發明具有了更為簡單的結構，更方便了使用者的安裝和拆卸時的操作，同時本發明的位置、形狀校正模組可以調整微腔室的位置或者上腔室板和下腔室板之間的相對位置；第二、本發明採用可抽拉式的上、下盒裝置容納上、下腔室板，使得更換不同尺寸的該腔室板的方式變得簡單方便；或第三、本發明採用的下盒裝置的底面包含有若干個傾斜角度和傾斜方式相同、互相並列的斜坡面，可以將洩漏的化學處理液或其他流體收集於該下盒裝置的一側或一處，因此只需要一個感測器監測洩漏的發生。

為使本發明的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面 結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。

請參考第1圖和第2圖，其分別繪示出本發明在一個實施例中的半導體處理裝置100的立體示意圖和正面示意圖。簡單來講，半導體處理裝置100包括位置校正裝置110、微腔室模組120、驅動裝置130和立柱裝置140。前三個模組中的各個元件由四根互相平行的立柱裝置140所固定、支撐或導引，並沿立柱裝置140由下往上分別為驅動裝置130、微腔室模組120和位置校正裝置110。其中，微腔室模組120包括一處理半導體晶圓的微腔室，該微腔室包括有上腔室板122和下腔室板126，該上腔室板122由上盒裝置124支撐，並由位於其上方的位置校正裝置110限制於該上盒裝置124內；相應地，該下腔室板126由下盒裝置128支撐，下盒裝置128又由位於其下方的驅動裝置130支撐並驅動。

驅動裝置130可驅動下盒裝置128依照立柱裝置140導引而相對於上盒裝置124移動，當需要裝載及移除半導體晶圓時，能夠打開或關閉上盒裝置124和下盒裝置128，也即能夠打開或關閉上腔室板122和下腔室板126形成的微腔室。當關閉該微腔室時，可將化學試劑及其他流體引入微腔室內部以供對其內的半導體晶圓進行化學清潔、蝕刻及其他處理，並在處理完畢後，將該化學試劑及其他流體引出該微腔室。

為了便於描述本發明，首先描述驅動裝置130。於一個實施例 中，驅動裝置130由下向上依序包括底板132、位於底板132上方的第一中間板134、位於第一中間板134上方的第二中間板136和位於第二中間板136上方的上板138。由底板132、第一中間板134、第二中間板136和上板138形成的一個空腔內還包括一驅動器(圖未示)。當驅動器產生向上的驅動力時，第二中間板136和上板138會沿立柱裝置140的導引而驅動位於上板138上方的下盒裝置128及下腔室板126向上移動，而使該微腔室完成從打開狀態到關閉狀態的變換。

第3圖繪示了一個實施例中底板的俯視示意圖。底板300的形狀呈正方形，並在底板300的四角包括對應於立柱裝置140的四個柱位孔302，並通過第三螺帽153與立柱裝置140中位於底板300下方的六邊形底部141(見第2圖)緊固在一起。底板300朝向下方的一面還包括有位於底板300對角線上的凸棱304。凸棱304的截面呈矩形，凸棱304為底板300提供高強度的支撐。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，該圓形穿孔306用於供其他設備、管線或者裝置穿過；該兩個螺紋穿孔308可用於結合螺絲等部件固定驅動器的下方。另一方面，底板300的四邊還分別形成有三個並列的矩形的缺口309。

第4圖繪示了在一個實施例中第一中間板的立體示意圖。第一中間板400的形狀也呈正方形，並在第一中間板400的四角同樣包括對應於立柱裝置140的四個柱位孔402，且和底板300一起通過 第三螺帽153和與立柱裝置140中位於底板300下方的六邊形底部141(見第2圖)緊固在一起。第一中間板400向上的一面、以垂直於第一中間板400所在平面的方向延伸而形成有體積略大於驅動器大小的圓形的第一筒壁404以容納該驅動器。第一中間板400對應於底板300在靠近中央部分還包括圓形穿孔406和兩個螺紋穿孔408，圓形穿孔406用於供其他設備、管線或者裝置穿過；兩個螺紋穿孔408可用於結合螺絲等部件固定該驅動器的下方。第一中間板400的四邊還分別形成有三個並列的矩形的穿孔409。

第5圖為一個實施例中第二中間板500的反面立體示意圖。第二中間板500有基本對稱於第一中間板400的結構。第二中間板500的四角包括對應於立柱裝置140的四個柱位孔502，該板可以沿立柱裝置140的導引而向上或者向下移動。第二中間板500向下的一面(也即圖示中的向上的一面)、以垂直於第二中間板500所在平面的方向延伸而形成有體積略大於驅動器大小的圓形的第二筒壁504以容納驅動器。第二筒壁504的直徑應當略大於或者略小於該第一中間板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移動時該第二筒壁504可以包含或者內嵌於第一筒壁404。第二中間板500在靠近中央部分還包括兩個螺紋穿孔508，該兩個螺紋穿孔508可用於結合螺絲等部件固定驅動器的上方。第二中間板500的第二中間板500的四邊還分別形成有三個並列的矩形的穿孔509。

第6圖為在一個實施例中上板的俯視示意圖。上板600的形狀對應於底板300呈正方形，上板600的四角包括對應於立柱裝置140的四個柱位孔602，上板600可以沿立柱裝置140的導引而向上或者向下移動。上板600的中央還包括有並列的兩個穿孔608。穿孔608可以結合螺絲等部件固定該驅動器的上方。上板600的四邊還分別形成有三個並列的矩形的缺口609。

綜合上述描述，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，其內部空間可容納有驅動器，該驅動器是現有技術中較為成熟的產品，比如說氣動驅動器，類似地，也可以採用其他諸如機械驅動、電動驅動或者液壓驅動原理的驅動器。但是應當瞭解到，當驅動器產生向上的驅動力時，第二中間板136和上板138會被驅動器的驅動力所驅動而向上移動；當驅動器產生向下的驅動力時，第二中間板136和上板138會被驅動器的驅動力和自身重力所驅動而向下移動。

在另外一個實施例中，底板132和第一中間板134可以一體成型製作成為一塊底部板；第二中間板136和上板138可以結合製作成為一塊頂部板。也就是說，驅動裝置130並不拘泥於上述實施例中描述的實施例，只要能夠達到同樣的或者更佳的效果的實施方式皆可。

接著描述如第1圖和第2圖中所示出的微腔室模組120。微腔 室模組120由下向上依序包括下盒裝置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。下盒裝置128和由下盒裝置128支撐的下腔室板126可在驅動裝置130的驅動下沿立柱裝置140的導引而向上或者向下移動。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，只可由位置校正裝置110進行有關微腔室位置、形狀的略微調整，相關的細節下文將會詳述。當下盒裝置128和由下盒裝置128支撐的下腔室板126在驅動裝置130的驅動下沿立柱裝置140的導引而向上移動並與上腔室板122和上盒裝置124閉合後，將形成微腔室。

第7圖為在一個實施例中下盒裝置的立體示意圖。下盒裝置700的形狀大體上呈底面為正方形的無蓋盒狀。在下盒裝置700的四角包括對應於立柱裝置140的四個柱位孔702。下盒裝置700的相對於上盒裝置124的一面上具有複數個傾斜角度和傾斜方式相同、並列且寬度相同的斜坡面704，此處包括斜坡面704的底面設計用於收集從位於其上方的下腔室板滴漏的化學藥劑或者其他流體。藉由上述斜坡面704，化學製劑或者其他流體最終可流動到斜坡面704的坡底。當洩漏的化學處理液或其他流體碰到在坡底設置的液體或其他流體的感測器，感測器就會發出警告訊號，同時按預先設計好的方案啟動一系列的保護措施，避免洩漏擴大，以保證設備和操作人員的安全。此時再配合連通斜坡面704的坡底的導流凹槽、孔洞、管線或者收納盒之類的裝置即可收集已洩漏的流體。

同時應當認識到奇數斜坡面704的坡底朝向的盒壁部分是缺失不存在的(即形成開口)，而其他三個盒壁706與底面701接觸的內壁部位向水平方向凹陷形成一凹槽707。下腔室板126可經由缺失的盒壁部位，沿其他盒壁706上的凹槽707水平地滑動進入下盒裝置700並由底面701支撐。也就是說，該下盒裝置700包含具有一側面開口的一無蓋空腔，下腔室板126可從該側面開口滑動進入或者移出該無蓋空腔。這些傾斜角度和傾斜方式相同、互相並列的斜坡面704形成可導引流體最終流向同一方向的導流凹槽。同理，當下腔室板126位於下盒裝置700內時也可以沿凹槽707滑動，從缺失的盒壁部位滑動出下盒裝置700。下盒裝置700的四邊還分別形成有矩形的缺口708。

請參考第8圖，其示出了一個實施例中下腔室板與下盒裝置的組裝示意圖。雖然下腔室板800通常為一體成型。下腔室板800包含下部820和位於下部820之上的上部840。下部820的尺寸和邊緣厚度分別對應於下盒裝置700的盒壁706之間的距離和凹槽707的寬度，以使下腔室板800可以沿下盒裝置700的盒壁706上的凹槽707滑動。上部840的上表面842為微腔室的下工作面。

應當認識到，下腔室板800採用可抽拉式的方式滑動進入或者移出，可以非常方便地進行裝載和移除。由於半導體晶圓的大小分為4英寸、6英寸、8英寸、12英寸等規格，還有，為了達到更好 的處理效果，需要針對不同的處理製程設計不同的微腔室的內部結構，如有圖像的晶圓表面的清洗微腔室或化學機械研磨後的晶圓表面清洗微腔室；所以在需要時可根據不同尺寸的晶圓，也可根據製程要求更換匹配的下腔室板。同時，在下腔室板800滑動進入下盒裝置700時，還可以使用一插件160(如第1圖所示)將其卡合於下盒裝置內，在第9圖中示出在一個實施例中插件900中的反面立體示意圖。插件900的兩邊包含與下盒裝置700的凹槽707對應的凸肋902，插件900的底部(即圖示中的上面)包含有對應於該偶數斜坡面的凸起904和奇數斜坡面的凹陷906以對應下盒裝置700的底面構造。插件900還包括位於底面上的阻塊908，在插件900卡合於下盒裝置700內時，阻塊908可以與下盒裝置700的斜坡面704的坡底對應的壁相卡合，以阻止插件900從下盒裝置700脫落。在需要取下插件900時，可以先將插件900向上抬起，一直將插件900從下盒裝置700內抽出。顯然地，藉由插件900的固定作用，下腔室板800可以被固定於下盒裝置700內。

上腔室板122基本包括有大體上對稱於下腔室板800的結構。該上腔室板122包括呈正方形的上部和呈圓盤形的下部，所屬技術領域中具有通常知識者通過第8圖都可以了解上腔室板122的構造，故本文省略上腔室板122的相關示意圖。顯然，上腔室板122的正方形的上部的邊長和圓盤形下部的直徑都可以與下腔室板800相同或者相近，且下部的下表面為微腔室的上工作面。應當認識到，當下腔室板800的上工作面和上腔室板的下工作面閉合或者緊貼 時，其中會形成一用於容納半導體晶圓的空腔。第10圖和第11圖分別示出了在一個實施例中上盒裝置的立體示意圖和仰視圖。上盒裝置1000的形狀大體上為底部為正方形的無蓋盒狀。上盒裝置1000的四角分別有對應於立柱裝置140的柱位孔1020，底部的中央部分包含有略大於上腔室板的下部的圓形空腔1040，圓形空腔1040包含有向下延伸出底部的圓周凸肋1042。並且藉由包含三個盒壁1060的與上腔室板122的上部相吻合的盒狀空間，形成可緊密容納上腔室板122的結構。藉由該結構，上腔室板122可以被上盒裝置1000所穩定地支撐。此外上盒裝置1000中一側無盒壁的結構也可以方便上腔室板122的更換。同樣的，在需要時可根據不同尺寸的晶圓，也可根據製程要求更換匹配的上腔室板122，具體的更換過程在下文詳細描述。

第12圖繪示了在一個實施例中隔板的俯視示意圖。隔板1200的形狀呈正方形，並在隔板1200的四角包括對應於立柱裝置140的四個柱位孔1220。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。隔板1200的主要作用是支撐位於其上方的上盒裝置1000和容納於上盒裝置1000內的上腔室板122。隔板1200的四邊還分別形成有矩形的缺口1260，缺口1260可以用於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，該隔板1200可以採用不銹鋼材料製作。

為了進一步描述上述各個板與立柱裝置140的位置關係。請首先參考第13圖和第14圖，其分別示出了立柱裝置包含的立柱及對應的套筒在一個實施例中的正視示意圖和剖面示意圖。立柱1320包括直徑最細的圓柱形的上部1321、直徑較細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(第2圖中的141)，上部1321的頂端外表面還包括預定長度的第一螺紋(未示出)。第一中部1323靠近於上部1321的一端外表面還包括預定長度的第二螺紋(未示出)，第二中部1325靠近於六邊形的底部1327的一端外表面還包括預定長度的第三螺紋(未示出)。套筒1340的內徑r略大於或者等於立柱1320的第二中部1325的直徑。當套筒1340套在立柱1320上時也即組裝為立柱裝置140，此時請一併參考第1圖和第2圖。當套筒1340和立柱1320組裝後，立柱裝置140的截面的內徑或最短距離由下到上依序變小，也即底部1327的截面的最短距離>套筒1340的外徑R>套筒1340的內徑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，該第一中間板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的柱位孔內徑略大於該立柱1320的第二中部1325的外徑，配合對應於該第三螺紋的第三螺帽153可以將該第一中間板134和底板固定在第三螺帽153和立柱底部1327之間。第二中間板136、上板138和下盒裝置128的柱位孔內徑略大於套筒1340的外徑，也即第二中間板136、上板138和下盒裝置128的柱位孔可以容納套筒1340及位於套筒1340內部的第二中部1325，並且下盒裝置128的高度不會超過第二中部1325 或者套筒1340的上邊沿，此時第二中間板136、上板138和下盒裝置128可以在驅動器的驅動下沿套筒1340及位於套筒1340內部的第二中部1325所上下移動。配合對應於第二螺紋的第二螺帽152可以將隔板125和上盒裝置124固定於第二螺帽152和第二中部1325或者套筒1340的上邊緣之間，隔板125和上盒裝置124的柱位元孔內徑略大於第一中部1323的直徑但不大於第二中部1325的外徑。也即隔板125的下表面會藉由第二中部1325以及套筒1340的上邊緣支撐而不會向下移動。

請參閱第1圖和第2圖所示，位置校正裝置110包括位於上腔室板122上方的校正板114和位於校正板114上方的頂板112。頂板112的四角包含的柱位孔的內徑略大於立柱的上部1321的直徑而小於第一中部1323的直徑，故配合對應於第一螺紋的第一螺帽151可以將頂板112緊固於第一螺帽151和第一中部1323的上邊緣之間。特別地，立柱1320可以採用金屬或者合金切割或者鑄造製作，套筒1340採用諸如塑膠之類的耐腐蝕、耐高溫材料製作。

為了進一步描述位置校正裝置110，請參考第15圖和和第16圖。第15圖繪示出本發明在一個實施例中校正板的仰視示意圖。校正板1500為一平板，其大小與上腔室板122的上部相似，校正板1500可以壓置於上腔室板122的上部之上。

第16圖示出了本發明在一個實施例中頂板的立體示意圖。頂板 1600的四角包含內徑略大於立柱上部1321的直徑而小於第一中部1323的直徑的柱位孔1620，利用對應於第一螺紋的第一螺帽151可將頂板1600緊固於第一螺帽151和立柱的第一中部1323的上邊緣之間。頂板1600的對角線和對邊中點連線上還包括有若干相同內徑的螺紋孔1640。結合第2圖可知，當採用對應於螺紋孔1640的螺栓154旋入頂板1600後，螺栓154的末端可以對位於下方的校正板114的局部產生壓力。也即可以通過不同旋入位置和旋入深度的螺栓154可以對校正板1500的不同位置產生不同的壓力，經過一定的測量手段可以使得校正板1500的下方產生的壓力不僅將上腔室板122緊固容納於上盒裝置124中，並且使得上腔室板122的下工作面具有合適的形狀。也就是說，上腔室板122的下工作面與待處理的半導體晶圓之間的空隙被校正板1500提供的壓力調節而符合處理製程的要求。頂板1600的四邊中部都包含有細長條形穿孔1660，可以用於容納管線及安裝其他元件。頂板1600還包括有加強肋1680，其中部分螺紋孔1640設在加強肋1680上。

綜上所述，位置校正裝置110可以使微腔室板122的下表面處於較為合適的固定狀態，而驅動裝置130可以使下腔室板126的上表面下降或者上升而使得上腔室板122的下表面和下腔室板126的上表面形成的微腔室處於打開或者關閉狀態。當然，為了獲得較為嚴密的微腔室，上腔室板122的下表面和下腔室板126的上表面可以具有相應的貼合或者耦合結構，上腔室板122、上盒裝置124、下腔室板126和下盒裝置128的貼合處還可以採用諸如橡膠質地的密 封環等密封元件。同時為了能夠使化學製劑或者其他流體能夠進入和排出微腔室，上腔室板122和下腔室板126還應當具有中空的微小管道和導流槽之類的入口和出口結構。譬如需要使得半導體晶圓在微腔室內部時，半導體晶圓和微腔室的內壁形成有可供化學製劑流通的空隙，該空隙的預定寬度通常在0.01mm與10mm之間。諸如上述這些本文中未詳細描述的部分，均為本領域具有通常知識者所熟知的內容，在此不再累述。

在一個具體的實施例中，當採用本發明中的半導體處理裝置100處理半導體晶圓時，處理過程大概可分為如下幾個過程：腔室板更換過程、位置校準過程、化學處理過程。

在腔室板更換過程中，可以根據要處理的半導體晶圓尺寸和製程要求而更換匹配的腔室板。下腔室板126的更換過程如下：首先將驅動器產生向下的驅動力而使下盒裝置128和下腔室板126下降，然後打開或者拔出插件160，再將原有的下腔室板126沿下盒裝置128的導航凹槽中滑動取出。將合適的下腔室板126沿下盒裝置128的導航凹槽中滑動裝入，安裝插件160以使下腔室板126固定於下盒裝置128內。

上腔室板122的更換過程如下：將驅動器產生向下的驅動力而使下盒裝置128和上腔室板126下降，將螺栓154都擰下，以使得螺栓154不再頂住校正板114，之後將校正板114取下，從下方向 上將原有的上腔室板122從上盒裝置124內托起，隨後將上腔室板122取出，將新的上腔室板122放入上盒裝置124內，將校正板114放置於新的上腔室板122的上方，最後通過螺栓154對校正板114進行固定及調整來實現對新的上腔室板122的校正或調整。

在位置校準過程中，可以校正上腔室板122相對與下腔室板的位置。首先通過可以調節上盒裝置124的四角上方的第二螺帽152給予上盒裝置124的四角適當的壓力，可以初步調節上腔室板122的位置；再利用現有的水準測量裝置或者觀察閉合狀態的微腔室，根據測量結果或者觀察結果，配合調節安裝在頂板112上的多個螺栓154，可以精確地調整在校正板114上的壓力分佈，從而使得上腔室板122處於較為符合製程要求的狀態。當然，在一些實施例中，也可能需要調節上腔室板122處於一定傾角的狀態，以方便對半導體晶圓做相應的處理，此時調節上腔室板122的方式可以從上述描述中可以理解。

在化學處理過程，首先利用驅動裝置130將微腔室閉合，再通過上腔室板122內的中空的微小管道將化學製劑或其他流體引入微腔室以對內部的晶圓進行諸如分析、蝕刻之類的處理，然後通過內部的壓力或吸力、諸如氣體的運載或產生真空驅使化學製劑或其他流體經由下腔室板126內的中空的微小管道或者導流槽之內的結構排出。此部分內容是本領域技術人員所熟知的內容。特別地，由於上腔室板122和下腔室板126在設計時需要考慮諸如中空的微小管 道或者導流槽之類的結構，根據具體實施例該上腔室板122和下腔室板126可能有多種變形和更為複雜的結構，並不完全如本文中對於上腔室板122和下腔室板126的描述，故有關此處的區別不應當作為限制本發明的保護範圍的因素。

本發明的優點之一在於：習知技術中諸如此類的半導體處理裝置，通常採用上、下兩個驅動裝置分別驅動上腔室板122和下腔室板126的結構。而本發明中採用位置校正裝置111替代現有技術中的位於上部的驅動裝置，使得本發明不僅具有了更為簡單的結構，也方便了使用者的操作。

本發明的另一個優點在於：習知技術中諸如此類的半導體處理裝置，在待處理的半導體晶圓尺寸不同時或製程要求不同時，更換匹配的上腔室板122和下腔室板126時需要將整個部件全部拆開。而本發明中採用可抽拉式的下盒裝置128和配套的插件160使得下腔室板126的裝載和移除過程較為方便，只需要將下腔室板126沿下盒裝置128的導航凹槽內滑動拉出，更換尺寸合適的下腔室板126後再滑動進入下盒裝置128，並用插件160固定皆可。同樣的，在拆卸了螺栓154和校正板114之後，就可以進行上腔室板122的更換，更換簡便易行。

本發明的再一個優點在於：習知技術中諸如此類的半導體處理裝置，如果在化學處理過程中，該微腔室閉合不緊密或者密封不嚴 格，以及下腔室板內的微小管道發生洩漏之類的情況發生時，都可能導致化學製劑或者其他流體洩漏到該下盒裝置內，進而可能溢出整個半導體裝置。而本發明中採用的下盒裝置128的底面包括有三個傾斜角度和傾斜方式相同、並列且寬度相同的斜坡面，藉由類似於第7圖中所描述的結構，下盒裝置128可以將洩漏的化學製劑收集於斜坡面704的坡底的一側或者一處，易於被設置在斜坡底部的感測器及時檢測出來，及時發出信號，啟動防止洩漏持續的措施。再配合諸如導流槽、管線、收納盒之類的結構收集該被洩漏出的化學製劑，而避免該化學製劑外流至設備的其他部位造成腐蝕和污染。

本發明的再一個優點在於：習知技術中諸如此類的半導體處理裝置，諸如立柱裝置140的元件通常採用一體成型的金屬鑄造，而一方面由於在化學處理階段微腔室內的化學處理液有時會產生帶有腐蝕性和/或高溫的氣體，當這些帶有腐蝕性的氣體接觸到金屬立柱表面時會對該立柱裝置發生腐蝕，另一方面由於下盒裝置在上升和下降的過程中會對立柱裝置造成輕微磨損而產生含金屬成分的污染顆粒。而本發明中採用的立柱裝置140採用立柱1320和套筒1340結合的結構，其中立柱1320可以採用一體成型的金屬切割或者鑄造而成，而該套筒1340可以採用耐腐蝕和耐高溫的諸如塑膠的材料製作。即便立柱裝置140發生磨損和腐蝕，只需要更換套筒1340即可。

同時由此處描述可以理解，可能與化學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 都應當採用耐腐蝕和耐高溫的材料製作，而其他元件均可以採用一體成型的金屬切割或者鑄造而成。

另一方面，立柱1320具有多級階梯狀的圓柱形柱體和螺栓孔，只需要配合相應的螺絲和螺栓就可以非常方便其他各個元件的固定和卡合在該立柱裝置140上。

以上該僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

100‧‧‧半導體處理裝置

110‧‧‧位置修正裝置

112‧‧‧頂板

114‧‧‧修正板

120‧‧‧微腔室模組

122‧‧‧上腔室板

124‧‧‧上盒裝置

125‧‧‧隔板

126‧‧‧下腔室板

128‧‧‧下盒裝置

130‧‧‧驅動裝置

602‧‧‧柱位孔

608‧‧‧穿孔

609‧‧‧缺口

700‧‧‧下盒裝置

702‧‧‧柱位孔

704‧‧‧斜坡面

706‧‧‧盒壁

707‧‧‧凹槽

708‧‧‧缺口

800‧‧‧下腔室板

820‧‧‧下部

132‧‧‧底板

134‧‧‧第一中間板

136‧‧‧第二中間板

138‧‧‧上板

140‧‧‧立柱裝置

141‧‧‧六邊形底部

151‧‧‧第一螺帽

152‧‧‧第二螺帽

153‧‧‧第三螺帽

154‧‧‧螺栓

160‧‧‧插件

300‧‧‧底板

302‧‧‧柱位孔

304‧‧‧凸稜

306‧‧‧圓形穿孔

308‧‧‧螺紋穿孔

309‧‧‧缺口

400‧‧‧第一中間板

402‧‧‧柱位孔

404‧‧‧第一筒壁

406‧‧‧圓形穿孔

408‧‧‧螺紋穿孔

840‧‧‧上部

842‧‧‧上表面

900‧‧‧插件

902‧‧‧凸肋

904‧‧‧凸起

906‧‧‧凹陷

908‧‧‧阻塊

1000‧‧‧上盒裝置

1020‧‧‧柱位孔

1040‧‧‧圓形空腔

1042‧‧‧圓周凸肋

1060‧‧‧盒壁

1200‧‧‧隔板

1220‧‧‧柱位孔

1240‧‧‧圓形缺口

1260‧‧‧缺口

1320‧‧‧立柱

1321‧‧‧上部

1323‧‧‧第一中部

1325‧‧‧第二中部

1327‧‧‧底部

1340‧‧‧套筒

409‧‧‧穿孔

500‧‧‧第二中間板

502‧‧‧柱位孔

504‧‧‧第二筒壁

508‧‧‧螺紋穿孔

509‧‧‧穿孔

600‧‧‧上板

1500‧‧‧校正板

1600‧‧‧頂板

1620‧‧‧柱位孔

1640‧‧‧螺紋孔

1660‧‧‧條形穿孔

1680‧‧‧加強肋

第1圖為本發明中的半導體處理裝置在一個實施例中的立體示意圖。

第2圖為本發明中的半導體處理裝置在一個實施例中的正面示意圖。

第3圖為本發明中的底板在一個實施例中的俯視示意圖。

第4圖為本發明中的第一中間板在一個實施例中的立體示意圖。

第5圖為本發明中的第二中間板在一個實施例中的反面立體示意圖。

第6圖為本發明中的上板在一個實施例中的俯視示意圖。

第7圖為本發明中的下盒裝置在一個實施例中的立體示意圖。

第8圖為本發明中的下腔室板在一個實施例中與該下盒裝置的 組裝示意圖。

第9圖為本發明中的插件在一個實施例中的反面立體示意圖。

第10圖為本發明中的上盒裝置在一個實施例中的立體示意圖。

第11圖為本發明中的上盒裝置在一個實施例中的俯視示意圖。

第12圖為本發明中的隔板在一個實施例中的俯視示意圖。

第13圖為本發明中的立柱在一個實施例中的正視示意圖。

第14圖為本發明中的套筒在一個實施例中的剖面示意圖。

第15圖為本發明中的校正板在一個實施例中的仰視示意圖。

第16圖為本發明中的頂板在一個實施例中的立體示意圖。

100‧‧‧半導體處理裝置

110‧‧‧位置修正裝置

112‧‧‧頂板

120‧‧‧微腔室模組

124‧‧‧上盒裝置

125‧‧‧隔板

126‧‧‧下腔室板

128‧‧‧下盒裝置

130‧‧‧驅動裝置

132‧‧‧底板

134‧‧‧第一中間板

136‧‧‧第二中間板

138‧‧‧上板

140‧‧‧立柱裝置

160‧‧‧插件

Claims (15)

1. 一種半導體處理裝置，包括：用於緊密容納和處理一半導體晶圓的一微腔室，該微腔室包括形成一上工作表面的一上腔室部和形成一下工作表面的一下腔室部，該上腔室部和該下腔室部可在用於裝載及/或移除該半導體晶圓的一打開位置和用於緊密容納該半導體晶圓的一關閉位置之間相對移動，其中該下腔室部包括形成該下工作表面的下腔室板和容納該下腔室板的一下盒裝置，該下盒裝置包含具有一側面開口的一無蓋空腔，該下腔室板可從該側面開口滑動進入或者移出該無蓋空腔；當該上腔室部或者該下腔室部處於該關閉位置時，該半導體晶圓安裝於該上工作表面和該下工作表面之間，且與該微腔室的內壁形成有供處理流體流動的空隙，該上腔室部及/或該下腔室部中包括至少一個供處理流體進入該微腔室的入口和至少一個供處理流體排出該微腔室的出口。
2. 如申請專利範圍第1項所述之半導體處理裝置，其中該下腔室板包含吻合與該無蓋空腔形狀的一下部和位於該下部之上的一上部，該上部的一上表面形成該微腔室的該下工作表面。
3. 如申請專利範圍第2項所述之半導體處理裝置，其中該無蓋空腔對應於該下腔室板的該下部的邊緣形成有一凹槽，且該下腔室板從該側面開口沿該凹槽滑動進入或者移出該無蓋空腔。
4. 如申請專利範圍第3項所述之半導體處理裝置，其中該半導體處理裝置還包括一插件，當該下腔室板裝載進入該無蓋空腔後，通過將該插件插入該側面開口固定該下腔室板在該無蓋空腔內。
5. 如申請專利範圍第1項所述之半導體處理裝置，其中該無蓋空腔的表面包含有可導引流體最終流向同一方向的一導流凹槽。
6. 如申請專利範圍第5項所述之半導體處理裝置，其中該導流凹槽包括排列分布在該無蓋空腔的下表面的複數個傾斜角度和傾斜方式相同、互相並列的斜坡面。
7. 如申請專利範圍第6項所述之半導體處理裝置，其中該斜坡面的坡底位於該側面開口處，且該斜坡面的坡底連通於該導流凹槽的出口。
8. 如申請專利範圍第1項所述之半導體處理裝置，其中該上腔室部和該下腔室部的邊緣包含對應的複數個柱位孔，該上腔室部和該下腔室部中的一個可沿貫穿該柱位孔的一立柱裝置的導引在該打開位置和該關閉位置之間移動。
9. 如申請專利範圍第8項所述之半導體處理裝置，其中該上腔室部包括一上腔室板和一上盒裝置，該上盒裝置固定於該立柱裝置上，該上腔室板包括支撐於該上盒裝置上的一上部和自該上部向下延伸 並穿過該上盒裝置的中部空腔的一下部，該下部的下表面形成該微腔室的該下工作表面。
10. 如申請專利範圍第9項所述之半導體處理裝置，還包括一位置校正裝置，該位置校正裝置包括有一校正板和一頂板，該校正板設置於該上腔室板的該上部之上，該頂板固定於該立柱裝置上，該頂板上設置有複數個螺紋孔，至少一螺栓穿過該螺紋孔對該校正板施加壓力，藉此來對該下腔室板的位置和形狀進行調整。
11. 如申請專利範圍第10項所述之半導體處理裝置，其中該螺紋孔分佈於該頂板的不同位置，在擰鬆該螺栓後，可將該校正板從上腔室板上移除，隨後可將該上腔室板取出。
12. 如申請專利範圍第10項所述之半導體處理裝置，其中該上腔室部與該立柱裝置相對固定，該下腔室部可沿該立柱裝置運動，該下腔室部下方還包括一驅動裝置，當該驅動裝置產生向上的驅動力時，驅動該下腔室部從該打開位置向該關閉位置移動；當該驅動裝置產生向下的驅動力時，驅動該下腔室部從該關閉位置向該打開位置移動。
13. 如申請專利範圍第12項所述之半導體處理裝置，其中該驅動裝置包括一驅動器和容納該驅動器的可伸縮空腔，該驅動器為氣動驅動器、電動驅動器、機械驅動器或者液壓驅動器中的一種。
14. 如申請專利範圍第13項所述之半導體處理裝置，其中該立柱裝置包括一立柱和套接在該立柱外表面的一套筒，該套筒的內表面緊密貼合於該立柱的部分外表面。
15. 如申請專利範圍第14項所述之半導體處理裝置，其中該立柱包括一上部、自該上部延伸的一第一中部、自該第一中部延伸的一第二中部和自該第二中部延伸的一底部，該上部的外表面還包括一第一螺紋，該第一中部的外表面包括一第二螺紋，該第二中部的外表面還包括一第三螺紋，該套筒的內徑大於或者等於該立柱的該第二中部的直徑，該套筒套在該立柱的該第二中部的直徑上，其中該底部的截面的最短距離>該套筒的外徑>該套筒的內徑>該第二中部的外徑>該第一中部的外徑>該上部的外徑，配合對應於該第三螺紋的一第三螺帽將該驅動裝置的底部固定於在該第三螺帽和該立柱的該底部之間，配合對應於該第二螺紋的一第二螺帽將該上盒裝置固定於在該第二螺帽和該立柱的該第二中部的上邊緣之間，配合對應於該第三螺紋的一第三螺帽將該頂板固定於在該第一螺帽和該立柱的該第一中部的上邊緣之間。