TWI797121B - 半導體晶圓製程腔體 - Google Patents

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克里斯 霍夫邁斯特
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Abstract

一晶圓製程系統的殼體包括至少一腔體排放口與至少一化學排放口。該腔體排放口形成在該殼體，用於從該殼體的內部排出氣體，且該化學排放口形成在該殼體中，用於排出沿著以下之至少一者流動的氣體：(a)一第一流動路徑，其係定義在於一升起位置的所述防濺罩體與處於一下降位置的所述收集盤之間；及(b)一第二流動路徑，其中氣體通過所述收集腔體流到該化學排放口。

Description

半導體晶圓製程腔體
本發明通常係有關晶圓製程設備，特別是，關於一種包括多個排放通道及一用於沿著可旋轉晶圓支撐面(例如，一晶圓夾盤)將晶圓保持定位的夾持機構的半導體晶圓製程腔體。
本申請案是基於及主張2017年4月25日申請的第62/489,806號美國臨時專利申請案的優先權及關於第15/496,755號美國專利申請案與第62/489,793號美國臨時專利申請案，如同在其各自整體中明確闡述，其整個內容在此是以引用方式明確併入本說明書供參考。
通常為平圓盤形式(儘管亦可為其他形狀)且通常是利用矽、砷化鎵、或其他材料製成的積體電路晶圓可使用各種化學物加工。一製程是使用液體化學蝕刻劑從基材及其上去除材料，此製程通常稱為濕蝕刻法。
濕蝕刻法通常是在一包括晶圓置放的可旋轉夾盤的腔體中執行，並提供一或多個用於將化學物分配到晶圓上的分配臂。
在一態樣中，本發明特別關於矽晶圓製程，其中製程期間使用多種流體以清潔、蝕刻或進行其他濕製程操作。流體通常昂貴，並想要再用這流體至耗盡。
正常的晶圓製程採用一收集腔體，以從廢棄排放口分離一特殊流體並使流體再循環。
本發明之一目的是要具有多個、獨立的收集腔體，且有能力分離多種不同流體供再循環與再用。
此外，亦需要適當從腔體內適當排出氣體，避免化學物再度沉積到晶圓。本發明解決這項需求。
一種用於支撐晶圓的可重構晶圓旋轉夾盤包括一可旋轉夾盤底座，該夾盤底座具有一形成於其中的第一開口並包括一或多個從其向上延伸的支撐構件。該旋轉夾盤可在一第一夾盤型與一第二夾盤型之間重構，其中該第一夾盤型包含一非接觸式晶圓型夾盤且該第二夾盤型包含一開放式後側框型夾盤。在該非接觸式晶圓型夾盤中，一第一插入件安裝到所述夾盤底座並由一或多個支撐構件支撐，且在該開放式後側框型夾盤中，一第二插入件安裝到所述夾盤底座並由一或多個支撐構件支撐。晶圓與該第一插入件隔開一第一距離並與該第二插入件隔開一第二距離，該第二距離大於該第一距離。
根據另一實施例，一種晶圓製程系統包括一殼體與一構成在所述殼體內部提供氣流的氣體來源。使用該殼體，提供一用於支撐晶圓的可旋轉晶圓支撐構件，以及一配置在所述晶圓支撐構件的外圍邊緣周圍並可於一升起位置與一下降位置之間移動的防濺罩體。複數個收集盤配置在該晶圓支撐構件的外圍邊緣周圍並在該防濺罩體的一中心開口內。該等收集盤是以層疊構造配置，每個收集盤具有一用於收集流體的槽部件。該等收集盤的至少一者具有一 用於從所述晶圓製程系統排出所收集流體的排放口。
一驅動機構提供用於選擇將一或多個收集盤移到所述晶圓支撐構件上方的升起位置，以定義在至少一升起收集盤與一下降收集盤之間形成的收集腔體。該收集腔體構成收集在晶圓製程期間從所述晶圓排出的流體，並通過該下降收集盤的排放口導引收集的流體。
根據所述晶圓製程系統的一態樣，該殼體包括至少一腔體排放口與至少一化學排放口。該腔體排放口形成在殼體中，用於從該殼體的內部排出氣體，且該化學排放口形成在殼體中，用於排出沿著下列的至少一者流動的氣體：(a)一第一流動路徑，其係定義在除於升起位置的所述飛濺罩與處於下降位置的所述收集盤之間；及(b)一第二流動路徑，其中氣體通過所述收集腔體流到化學排放口。該化學排放口與該腔體排放口分開並隔開。
1、2、3、4‧‧‧臂
10‧‧‧晶圓
100‧‧‧半導體晶圓製程腔體
110‧‧‧殼體
111‧‧‧底盤
112‧‧‧底壁(底盤)
113‧‧‧開口(切口)
114‧‧‧頂壁
116‧‧‧側壁
120‧‧‧過濾風扇單元
130‧‧‧旋轉護板
135‧‧‧擴散器
140‧‧‧旋轉夾盤
150‧‧‧防濺罩體
151‧‧‧下壁部
152‧‧‧上壁部
160‧‧‧收集器(杯)
161‧‧‧收集器蓋
163‧‧‧升降致動器
170‧‧‧腔體排管(導管)
180‧‧‧化學排管
195‧‧‧閘閥
200‧‧‧半導體晶圓製程腔體
209‧‧‧窄道
210‧‧‧第一流體收集器
212‧‧‧內壁
213‧‧‧外壁
214‧‧‧槽
215‧‧‧上部件
219‧‧‧開口
220‧‧‧第二流體收集器
221‧‧‧底座部
222‧‧‧內壁
223‧‧‧外壁
224‧‧‧槽
227‧‧‧突指
230‧‧‧第三流體收集器
231‧‧‧底座部
232‧‧‧內壁
233‧‧‧外壁
234‧‧‧槽
235‧‧‧上部件
237‧‧‧突指
240‧‧‧收集罩體
241‧‧‧上底座部
242‧‧‧內突指
243‧‧‧外突指
250‧‧‧曲徑式密封
260‧‧‧排放導管
262‧‧‧外管部件
264‧‧‧內管部件
271‧‧‧防濺罩體
272‧‧‧收集盤蓋
273‧‧‧外壁
274‧‧‧內壁
275‧‧‧空間
280‧‧‧第一收集盤
282‧‧‧外壁/內壁
283‧‧‧第一槽部件
284‧‧‧中間壁
285‧‧‧內壁
286‧‧‧開放空間
290‧‧‧第二收集盤(杯)
292‧‧‧內壁
294‧‧‧外壁
295‧‧‧第二槽部件
300‧‧‧夾盤
302‧‧‧夾盤底座
304‧‧‧上表面
306‧‧‧後表面
310‧‧‧外圍壁
312‧‧‧開口
314‧‧‧支撐件
320‧‧‧空氣軸承底座
322‧‧‧空氣軸承插入件
330‧‧‧夾持機構/絕緣體
332‧‧‧夾持轉子
334‧‧‧夾持銷
340‧‧‧基材
342‧‧‧開口
400‧‧‧旋轉夾盤
402‧‧‧外底座部
403‧‧‧開口
404‧‧‧外圍邊緣
410‧‧‧內底座部
412‧‧‧槽口
420‧‧‧絕緣體
500‧‧‧夾持機構
502‧‧‧夾盤底座
504‧‧‧外圍邊緣
509‧‧‧薄部件
510‧‧‧夾持致動器環
511‧‧‧彈簧
515‧‧‧第一槽口
520‧‧‧夾持致動器環
521‧‧‧彈簧
525‧‧‧第二槽口
530‧‧‧夾持轉子/夾持氣缸
531‧‧‧夾持銷/直立銷/晶圓銷
532‧‧‧夾持轉子/夾持氣缸
534‧‧‧孔道
535‧‧‧磁體
536‧‧‧凸輪面
540‧‧‧連桿
545‧‧‧連接器連桿
550‧‧‧連桿
570‧‧‧釋放銷
700‧‧‧釋放銷
710‧‧‧軸
712‧‧‧凸片
714‧‧‧凸片
800‧‧‧收集盤(杯)配置
802‧‧‧收集罩體
804‧‧‧外壁
806‧‧‧內壁
808‧‧‧外緣
810‧‧‧凹槽
820‧‧‧第一收集盤
822‧‧‧外壁
824‧‧‧中間壁
826‧‧‧槽部件
828‧‧‧內壁
830‧‧‧第二收集盤(杯)
832‧‧‧外壁
834‧‧‧中間壁
835‧‧‧槽部件
836‧‧‧內壁
840‧‧‧第三收集盤
842‧‧‧外壁
844‧‧‧內壁
845‧‧‧槽部件
850‧‧‧凹槽
860‧‧‧凹槽
870‧‧‧凹槽
900‧‧‧軌條結構
902‧‧‧致動器平台
903‧‧‧孔口
904‧‧‧向內延伸臂
905‧‧‧向上延伸臂
910‧‧‧軌條結構
912‧‧‧致動器平台
913‧‧‧孔口
914‧‧‧向內延伸臂
915‧‧‧向上延伸臂
920‧‧‧軌條結構
922‧‧‧致動器平台
923‧‧‧孔口
924‧‧‧向內延伸臂
925‧‧‧向上延伸臂
930‧‧‧軌條結構
932‧‧‧致動器平台
933‧‧‧孔口
934‧‧‧向內延伸臂
1000‧‧‧收集盤(杯)配置
1002‧‧‧防濺罩體
1004‧‧‧內壁
1010‧‧‧凹槽
1020‧‧‧第一收集盤(杯)
1022‧‧‧外壁
1024‧‧‧中間壁
1026‧‧‧第一槽部件/開放空間
1028‧‧‧內壁
1030‧‧‧第二收集盤(杯)
1032‧‧‧外壁
1034‧‧‧中間壁
1035‧‧‧第二槽部件
1036‧‧‧內壁
1040‧‧‧第三收集盤
1042‧‧‧外壁
1044‧‧‧內壁
1045‧‧‧第三槽部件
1050‧‧‧凹槽或通道
1060‧‧‧凹槽或通道
1070‧‧‧凹槽或通道
1100‧‧‧收集盤(杯)配置
1102‧‧‧防濺罩體
1104‧‧‧外壁
1105‧‧‧內壁
1106‧‧‧傾斜壁
1120‧‧‧第一收集盤
1122‧‧‧外壁
1123‧‧‧內壁
1125‧‧‧第一槽部件
1126‧‧‧底部件
1127‧‧‧傾斜底壁
1130‧‧‧第二收集盤
1132‧‧‧外壁
1134‧‧‧中間壁
1135‧‧‧第二收集盤腔體/第二槽部件
1136‧‧‧內壁
1140‧‧‧第三收集盤(杯)
1142‧‧‧外壁
1144‧‧‧內壁
1145‧‧‧第三槽部件
1200‧‧‧收集盤(杯)配置
1202‧‧‧收集罩體
1204‧‧‧外壁
1206‧‧‧傾斜壁
1220‧‧‧第一收集盤(杯)
1222‧‧‧外壁
1223‧‧‧內壁
1225‧‧‧第一槽部件
1226‧‧‧底部
1230‧‧‧收集腔盤(杯)
1232‧‧‧外壁
1234‧‧‧中間壁
1235‧‧‧第二槽部件
1236‧‧‧內壁
1237‧‧‧第三槽部件
1240‧‧‧內環部
1300‧‧‧旋轉夾盤
1301‧‧‧晶圓
1310‧‧‧夾盤主體
1312‧‧‧分配通道
1313‧‧‧入口
1315‧‧‧凹口/槽口
1320‧‧‧環構件
1330‧‧‧開口/槽口
1332‧‧‧凹口
1339‧‧‧U型馬蹄部件
1340‧‧‧環形片
1410‧‧‧夾爪
1412‧‧‧夾具部件
1414‧‧‧旋轉桿
1416‧‧‧腳部件
1417‧‧‧遠端
1450‧‧‧彈簧復位機構
1452‧‧‧第一墊塊
1454‧‧‧第二墊塊
1456‧‧‧彈簧
1500‧‧‧凸輪裝置
1510‧‧‧支撐件
1512‧‧‧殼體/端部
1513‧‧‧凸緣
1514‧‧‧活塞
1520‧‧‧凸輪片
1530‧‧‧凸輪面
1550‧‧‧升降器
1552‧‧‧罩體
1600‧‧‧彈簧
1610‧‧‧活塞罩體
1611‧‧‧中央平面頂面
1700‧‧‧導引件
1710‧‧‧升降器致動器/軸體
1900‧‧‧排放系統
1910‧‧‧排放導管
1920‧‧‧防濺罩體
1922‧‧‧傾斜壁
1924‧‧‧外壁
1930‧‧‧收集罩體
1940‧‧‧第一收集杯
1950‧‧‧第二收集杯
1960‧‧‧第三收集杯
1970‧‧‧排放通道
D1,D2‧‧‧排放口
R1,R2‧‧‧半徑
V1,V2‧‧‧閥構件
圖1A為根據一實施例之示例性半導體晶圓製程腔體的頂和側透視圖；圖1B為一實施例之示例性半導體晶圓製程腔體的俯視平面圖。
圖1C為圖1A所示半導體晶圓製程腔體的截面側視圖；圖2A為圖1所示腔體處於一第一操作位置的截面側視圖；圖2B為圖1所示腔體處於一第二操作位置的截面側視圖；圖2C為圖1所示腔體處於一第三操作位置的截面側視圖；圖2D為圖1所示腔體處於一第四操作位置的截面側視圖； 圖3為根據另一實施例之示例性半導體晶圓製程腔體的截面側視圖；圖4A為示例性可層疊式收集盤與一顯示於下降位置之防濺罩體的部分截面圖；圖4B為圖4A所示可層疊式收集盤與一防濺罩體的部分截面圖，其中防濺罩體與第一、第二和第三收集盤處於升起位置且一第四收集盤處於下降位置；圖5A為顯示具有排放口之可層疊式收集盤的部分截面圖；圖5B為排放口的局部放大圖；圖6A為在使用箭號示出內部氣體流動的第一操作位置中所示之示例性半導體晶圓製程腔體的側截面圖；圖6B為在使用箭號示出內部氣體流動的第二操作位置中所示之示例性半導體晶圓製程腔體的側截面圖；圖6C為在使用箭號示出內部氣體流動的第三操作位置中所示之示例性半導體晶圓製程腔體的側截面圖；圖6D為在使用箭號示出內部氣體流動的第四操作位置中所示之示例性半導體晶圓製程腔體的側截面圖；圖6E為在使用箭號示出內部氣體流動的第五操作位置中所示之示例性半導體晶圓製程腔體的側截面圖；圖7A為一替代收集盤配置的截面圖；圖7B為顯示用於將致動器耦接收集盤的籃框結構之仍另一替代性盤配置的頂面和側面部分透視圖； 圖7C為圖7B所示具有盤顯示於第一操作位置之盤配置的整個截面圖；圖7D為圖7B所示具有盤顯示於第一操作位置之盤配置的部分截面圖；圖7E為圖7B所示具有盤顯示於另一操作位置之盤配置的部分截面圖。
圖7F為顯示用於將致動器耦接盤的籃框結構之仍另一替代性盤配置的俯視和側面部分透視圖；圖7G為圖7F所示具有盤顯示於第一操作位置之盤配置的部分截面圖；圖7H為圖7F所示具有盤顯示於第二操作位置之盤配置的部分截面圖；圖7I為用於將盤個別耦接致動器之籃框結構的透視圖。
圖7J為籃框結構之一部分的局部放大圖；圖7K為仍另一替代性盤配置的部分截面圖。
圖7L至7O為顯示在不同位置的另一替代性盤配置的部分截面圖；圖8為顯示有關於收集盤的槽之變化曲率半徑之示例性收集盤的俯視平面圖；圖9A為處於第一構造之可配置旋轉夾盤的俯視平面圖；圖9B為處於第一構造之可配置旋轉夾盤的側立視圖。
圖9C為處於第一構造之可配置旋轉夾盤的截面圖； 圖10A為處於第二構造之可配置旋轉夾盤的俯視平面圖；圖10B為處於第二構造之可配置旋轉夾盤的側視圖；圖10C為處於第二構造之可配置旋轉夾盤的截面圖；圖11為伯努利(Bernoulli)型旋轉夾盤的截面圖；圖12為伯努利型旋轉夾盤之邊緣的局部放大圖；圖13為根據一第一實施例之晶圓夾持機構的俯視和側透視圖；圖14A為處於打開位置之夾持機構的俯視平面圖；圖14B為夾持機構的側立視圖；圖14C為處於打開位置之夾持氣缸和夾持銷的局部放大圖；圖15A為處於夾持位置之夾持機構的俯視平面圖；圖15B為夾持機構的側立視圖；圖15C為處於打開位置之夾持氣缸和夾持銷的局部放大圖；圖16A為處於關閉位置之夾持機構的俯視平面圖；圖16B為夾持機構的側立視圖；圖16C為處於打開位置之夾持氣缸和夾持銷的局部放大圖；圖17A為顯示第一步驟釋放晶圓之夾持機構的俯視平面圖；圖17B為沿著圖17A所示線條A-A的截面圖；圖18A為顯示第二步驟釋放晶圓之夾持機構的俯視圖；圖18B為沿著圖18A所示線條B-B的截面圖；圖19A為顯示第三步驟釋放晶圓之夾持機構的俯視平面圖；圖19B為沿著圖19A所示線條C-C的截面圖；圖20A為顯示失誤配置之夾持機構的俯視圖； 圖20B為沿著圖20A所示線條D-D的截面圖；圖21A為根據第二實施例之夾持機構及顯示夾持機構處於打開位置的俯視平面圖；圖21B為沿著圖21A所示線條H-H的截面圖；圖21C為圖21A所示一部分夾持機構的局部放大圖；圖21D為圖21A所示夾持轉子與夾持銷的局部放大圖；圖22A為根據一第二實施例之夾持機構及顯示夾持機構處於夾持位置的俯視平面圖；圖22B為圖22A所示一部分夾持機構的局部放大圖；圖22C為圖22A所示夾持轉子與夾持銷的局部放大圖；圖23A為根據第二實施例之夾持機構及顯示夾持機構處於關閉位置的俯視平面圖；圖23B為圖23A所示一部分夾持機構的局部放大圖；圖23C為圖23A所示夾持轉子與夾持銷的局部放大圖；圖24A為根據一實施例之夾持轉子與夾持銷的側立視圖；圖24B為沿著圖24A所示線條J-J的截面圖；圖25為圖24A所示夾持轉子與夾持銷的仰視平面圖；圖26為根據另一實施例之夾持轉子與夾持銷的側立視圖；圖27A為圖26所示夾持轉子與夾持銷的俯視平面圖；圖27B為沿著圖27A所示線條K-K的截面圖；圖28為圖26所示夾持轉子與夾持銷的仰視平面圖；圖29為根據另一實施例之夾持轉子與夾持銷的側立視圖； 圖30A為圖29所示夾持轉子與夾持銷的俯視平面圖；圖30B為沿著圖30A所示線條L-L的截面圖；圖31為圖29所示夾持轉子與夾持銷的仰視平面圖；圖32為根據另一實施例之夾持轉子與夾持銷的側立視圖；圖33A為圖32所示夾持轉子與夾持銷的俯視平面圖；圖33B為沿著圖33A所示線條M-M的截面圖；圖34為圖32所示夾持轉子與夾持銷的仰視平面圖；圖35為根據另一實施例之旋轉夾盤的俯視平面圖，其中透明顯示夾盤主體以顯示內部部件；圖36為旋轉夾盤的頂部平面圖，其中去除頂面基材以顯示附加特徵件；圖37為旋轉夾盤的俯視和側透視圖；圖38為旋轉夾盤的部分截面圖；圖39為一部分旋轉夾盤的局部放大圖，其中顯示一可樞轉夾爪、用於控制夾爪運動之凸輪構件及一用於可控制升起和下降晶圓的升降器；圖40為顯示凸輪構件與升降器處於縮回位置的部分側透視圖；圖41為顯示安置晶圓邊緣置的罩體之一部分升降器機構的局部放大圖；圖42A顯示凸輪構件與升降器處於完全縮回位置；圖42B顯示凸輪構件與升降器處於部分伸出位置；圖42C顯示凸輪構件與升降器處於完全伸出位置； 圖43A為僅顯示一排放口之替代性排放系統的截面圖，其中防濺罩體處於打開位置以使空氣圍繞防濺罩體進入排放口；及圖43B為圖43A所示防濺罩體處於關閉位置之排放系統的截面圖。
圖1A-1C說明構成用於濕處理片狀物件(意即晶圓)之一件晶圓製程設備的概述，尤其是，示意說明由一殼體110定義的半導體晶圓製程腔體100。該殼體110具有一中空內部，其中配置如本說明書討論晶圓製程設備的工作組件。因此，該殼體110是由一底壁(底盤)112、一相對頂壁114與一在底壁112與頂壁114之間延伸的側壁116所定義。該殼體110可為正方形或矩形，因此，包括四個側壁116。該殼體110包括如本說明書討論的多個用於分配及排出氣體的排放特徵件。
所述殼體110可包括一沿著該殼體110的頂壁114配置並流體連通該殼體110的中空內部的過濾風扇單元(FFU-ULPA)120。該過濾風扇單元120構成在中空內部產生空氣流動，因此是如下所述的一部分排放/排出系統。該過濾風扇單元120最好利用具有ISO等級1輸出及具有ISO等級100入口供應空氣之目標的ULPA過濾。換句話說，該過濾風扇單元120具有一過濾組件與一風扇組件。該風扇組件是一配合排出氣體節流閥使用的變速風扇，以使殼體相對於周圍環境保持在淨正壓或負壓。該過濾風扇單元120具有一壓力偵測特徵件，以指示何時需要更換過濾媒體或何時出現故障。尤其是，一操作上連接過濾風扇單元120的電腦模組監測差壓，以偵測何時需要更 換過濾媒體或何時出現系統故障。一差壓傳送器連接於所述過濾風扇單元的內部與腔體(殼體110)的內部之間。
亦如圖所示，一擴散器135可設置在過濾風扇單元120下方。為了沖洗半導體晶圓製程腔體100的外壁的整個內面，該擴散器135可由環繞外圍邊緣的該片件與所述過濾風扇單元120之間的一具有沖洗噴嘴(例如，環境去離子水(DI)噴嘴)的片件組成。該擴散器135亦可調適安裝照相機。
所述半導體晶圓製程腔體100亦包括一可旋轉旋轉夾盤140。根據本發明，可使用任何數量的不同旋轉夾盤140，因此，該旋轉夾盤140的結構將隨著實施的旋轉夾盤140之類型而變化。例如，旋轉夾盤140之一類型構成保持及旋轉晶圓，且包括一用於將氣體導向面對旋轉夾盤的晶圓面之氣體供應器件，其中該氣體供應器件包括一隨著旋轉夾盤旋轉的氣體噴嘴，用於在片狀物件與旋轉夾盤之間提供氣墊。此夾盤通常稱為伯努利夾盤，因為片狀物件藉由稱為伯努利效應的空氣動力學誖論(Aerodynamic paradox)產生的真空而拉向夾盤。此伯努利夾盤可包括可徑向移動銷，其中即使沒有加壓氣體提供伯努利效應，該等移動銷穩固保持片狀物件。
應瞭解，可使用旋轉夾盤140的其他類型，包括但沒有限於空氣軸承、氣密、基座與真空夾盤。
如圖所示，該旋轉夾盤140居中位於旋轉護板130下方的殼體110內，且在伯努利型夾盤的情況下，如圖所示，其係流體連接一或多個流體(氣體及/或液體)。一主軸係提供且操作上耦接用於馬達(諸如一轉子直接耦接旋轉夾盤140之無框三相伺服馬達)的作用下控制旋轉之旋轉夾盤140。該旋轉護板130用於保護防止流體再 沉積在所述旋轉夾盤140上。該旋轉護板130可定位在一完全升起位置與一完全下降位置，且亦可置於一部分升起位置。
所述半導體晶圓製程腔體100亦最好包括一可動防濺罩體150。該防濺罩體150配置在所述旋轉夾盤140的外部，尤其是，該防濺罩體150圍繞所述旋轉夾盤140。
該防濺罩體150操作上耦接一允許控制所述防濺罩體150的升起與下降之致動器。換句話說，該防濺罩體150沿著在一升起位置與一縮回位置之間的所述殼體110內垂直方向移動。該防濺罩體150因此可具有一外壁部與一向內傾斜頂壁部。向內傾斜頂壁部的自由端係配置靠近所述旋轉夾盤140的外緣。
如下述，該防濺罩體150在所述殼體110內的流體流動動態上亦扮演功能，在於腔體內部的氣體流動路徑至少部分取決於該防濺罩體150的位置。尤其是，可存在用於排出在晶圓製程期間於殼體內部所產生氣體(煙霧)的殼體內部的兩不同流動路徑。此氣體的排放是想要的，因為在殼體內部積聚的不想要氣體可能導致在晶圓上形成冷凝物。下面描述兩不同氣體流動路徑。
所述半導體晶圓製程腔體100亦最好包括複數個流體收集器160，其可為構成收集由於離心力從旋轉晶圓頂部排出流體(化學物)的流體收集(盤)杯形式。該等流體收集器160通常為具有收集空間(諸如槽)的層疊環形收集器形式，且每個都可在一升起位置與一下降位置之間獨立移動。如圖所示，該流體收集器160構成彼此套疊。一流體收集腔體定義在一或多個升起流體收集器160與一或多個下降流體收集器160之間。該等流體收集器160圍繞所述旋轉夾盤140並配置在所述防濺罩體150之間。該等流體收集器160之每一者包 括一或多個排放口，允許收集的流體導離所述流體收集器160，尤其是，導離所述收集腔體供收集與再用。
其亦可為一配置於最上面流體收集器160的上方並覆蓋其的一槽部件之流體收集器罩體161。在一實施例中，具有兩或多個流體收集器160，尤其是，具有三或多個流體收集器160(例如，四個流體收集器)。亦應瞭解，一流體收集腔體可定義在該流體收集器罩體161與該最上面流體收集器160之間。
所述流體收集器罩體161與所述最上面流體收集器160可使用任何某些技術而獨立移動，包括但沒有限於有關第14/457,645號美國專利申請案的圖1-10描述的驅動機構，其整個內容在此是以引用方式併入本說明書供參考。所述驅動機構因此可為具有位置反饋編碼器的獨立導引步進驅動導螺桿(Lead screw)形式。當致動時，該驅動機構可控制一或多個流體收集器160的升起。如前述，該等流體收集器160可套疊，使得當致動後續流體收集器160時，其向上推動並使先前的流體收集器160與其個別致動器脫離。所述套疊使得在流體收集器160或流體收集器160的排放位置處不會發生過噴。在使用三個流體收集器160的情況下，下和上流體收集器160提供再循環，而中心流體收集器160用於階段(Step)間的化學清洗。
圖3顯示一用於控制流體收集器160的運動之示例性驅動機構。更特別係，提供升降致動器163用於可控制及獨立移動該等流體收集器160之每一者。該等升降致動器163可為波紋管與馬達(例如，步進馬達)的形式，如圖所示(因此可稱為一波紋管致動器)。
亦應瞭解，該旋轉護板130具有一分離獨驅動機構，用於選擇性旋轉所述旋轉護板130並亦選擇性升起及下降所述旋轉 護板130。例如，一無刷伺服馬達可用於旋轉所述旋轉護板130，且一伺服驅動導螺桿可用於升起及下降所述旋轉護板130。
所述半導體晶圓製程腔體100包括可獨立節流的兩分開排放口，即是，一腔體排管170與一化學排管180(換句話說，使用者可控制要被排放(排出)的排放程度)。該腔體排管170與該化學排管180是由所述防濺罩體150與一防濺罩體曲徑式密封(Labyrinth)隔開，以在腔體內部形成分離的獨立流動路徑。藉由將一閥構件結合到所述腔體排管170與所述化學排管180之每一者，可改變相對的流量。
所述腔體排管170位於腔體的外圍處，且當化學分配臂151處於下降與收進位置時，則經由其排放空氣。應明白，該等化學分配臂構成在晶圓製程操作期間將流體分配到晶圓的表面上。如圖1A-1C所示，所述腔體排管170在所述防濺罩體150的外側位置處的殼體110的側壁中可為一開口形式。如本說明書的描述，流體藉由在防濺罩體150及其周圍流到一專屬排放口170而流到腔體排管170。可有多個沿著所述殼體110的側壁形成的腔體排放口。或者，如本說明書關於諸如在圖43A和43B揭露之類的其他實施例之描述，可提供一單個排放口。亦應明白，該腔體排管170包括一形成於所述殼體110的出口，且包括一可沿著所述殼體110的外部導引的外部導管。
所述腔體排管170包括一構成控制通過所述腔體排管170的流量之獨立第一閥構件V1。任何數量的不同類型閥可當作該第一閥構件V1使用。例如，該第一閥構件V1可為一蝶形閥或節流閥的形式。
所述腔體排管170因此從通常位於所述流體收集器160 外部區域排放腔體內的氣體。如圖1B所示，該底盤111可包括一提供直接流體連通於該腔體內部與該腔體排管(導管)170之間的開口(切口)113。如本說明書的描述，該腔體排管170係密封化學排管180。應明白，一擴散板(未示出)可覆蓋圍繞所述防濺罩體的腔體外圍並隔開底盤111，以將排放流均勻分配於該防濺罩體周圍。
化學排管180將流過防濺罩體150與化學收集器(杯)160的氣體排放到一化學排放口(出口)，該化學排放口亦可沿著所述殼體110的側壁形成但流體隔離該腔體排管170。如圖所示，所述化學排管180可相對於所述腔體排管170而並排設置。如圖所示，所述殼體110內的底盤111可分開每個腔體排管170與每個化學排管180。尤其是，該化學排管180僅由所述防濺罩體150內部流通及/或由所述流體收集器160內部流通。該化學排管180因此排出可能積聚於所述防濺罩體/流體收集器區域的氣體。
所述化學排管180包括一構成控制通過該化學排管180的流量之獨立第二閥構件V2。任何數量的不同類型閥可當作該第二閥構件V2使用。例如，該第二閥構件V2可為一蝶閥或節流閥的形式。該等閥構件V1、V2可相同或不同。或者，且如圖43A和43B所示，沒有設置所述腔體排管170，且亦沒有設置對防濺罩體150徑向向外處於環狀環體形式之曲徑式密封250。在此實施例中，可調節防濺罩體150的高度，以使用收集杯節流流通過化學排管180之防濺罩體150的外部與防濺罩體150的內部之流量。
所述半導體晶圓製程腔體100可亦包括一可被選擇性打開以插入及移除基材(晶圓)的密封閥形式之閘閥195。
圖2A-2D顯示取決於所述防濺罩體150與所述流體收 集器160的各種位置之各種排放流動模式。圖2A顯示所述防濺罩體150處於縮回位置(下降位置)且收集器蓋161與流體收集器160處於下降位置。如指示流體流動的箭號所示，流體(空氣)是藉由縮回的分配臂(參見圖1：臂1、2、3、4)與防濺罩體150流到腔體排管170而排出。由於縮回收集器蓋161、連同所有流體收集器160與防濺罩體150，因此流體不會流入所述流體收集器160而流到化學排管180。圖2B顯示所述防濺罩體150處於升起位置，且所述收集器蓋161與所述流體收集器160處於縮回(下降)位置。如圖所示，一部分排放氣體(空氣)在該防濺罩體150上及其上方流向該腔體排管170，且另一部分排放氣體吸入在該防濺罩體150與該收集罩體161之間的空間，其中其然後流到化學排管180。圖2C顯示該防濺罩體150與該收集器蓋161處於升起位置，而該流體收集器160處於下降位置。一部分廢氣(空氣)在該防濺罩體150上方及其上方流向該腔體排管170，且另一部分廢氣吸入在該收集器罩體161與該最上方流體收集器160之間的空間(第一收集腔體)，其中廢氣然後流到化學排管180。應明白，該防濺罩體150上升的程度將影響流到化學排管180的氣體量。圖2D顯示所述防濺罩體150、所述收集器蓋161與四個流體收集器160中的三個流體收集器處於升起位置。僅代表最下面流體收集器的第四流體收集器160處於縮回(下降)位置，藉此定義一用於收集從旋轉晶圓排出流體的收集腔體。一部分廢氣(空氣)在該防濺罩體150上方及其上方流向該腔體排管170，且另一部分廢氣吸入一第四收集腔體(定義在第三和第四流體收集器之間)，其中其然後流到該化學排管180。
如圖2A-2D所示，該腔體可包括複數個位於整個腔體的壓力傳感器(P)，包括在腔體排管170與化學排管180處或接近其的 位置處。在壓力傳感器處的測量結果可用為監測內部氣體流量及控制閥構件V1、V2操作之部分製程。此外，來自壓力傳感器的反饋亦可用於改變該過濾風扇單元120的風扇速度。
應瞭解，通過包括通過該等收集杯的腔體排出的氣體(即是，排放到排管170、180)可經由過濾風扇單元120或可僅為腔體周圍的環境空氣(在沒有過濾風扇單元120的情況下)。氣體可為任何數量的適當氣體，包括但沒有限於過濾空氣或氮氣。
圖3-6D示意說明一半導體晶圓製程腔體200，其非常類似於圖1所示。另外，圖3-6D示意說明的流體收集器係構造上不同於圖1所示的一般流體收集器60。所述半導體晶圓製程腔體200另外包括相同於圖1所示的組件，包括但沒有限於殼體110、過濾風扇單元120、旋轉護盤140、旋轉夾盤140、防濺罩體150、腔體排管170與化學排管180。類似元件因此具有相同編號。
所述半導體晶圓製程腔體200的流體收集器的功能與操作是類似於流體收集器60，因為這些流體收集器之每一者可獨立控制並在一升起位置與一下降位置(垂直運動)之間驅動。在兩相鄰流體收集器之間，當該等流體收集器之一者處於升起位置且該等流體收集器之另一者處於下降位置時，定義一流體收集腔體，藉此形成從收集的晶圓排出流體(化學物質)的空間，然後隨後通過排管流到一收集點。
如圖3-6D所示，所述半導體晶圓製程腔體200包括複數個流體收集器，尤其是，在一實施例中，可具有三個或多個流體收集器；或者，在另一實施例中，可具有四個或多個流體收集器。在示意說明的實施例中，可具有四個流體收集器，即是，一第一流體 收集器210(第一收集杯)、一第二流體收集器220(第二收集杯)、一第三流體收集器230(第三收集杯)與一收集罩體240。可看出，該收集罩體240不包括一用於收集流體的槽；然而，其係當作一罩體，其係定義由所述第三流體收集器230與所述收集罩體240定義的該等流體收集器腔體之一者。應瞭解，術語第一、第二和第三收集器(收集腔體、收集槽等)用於描述不同收集腔體，且所述術語的順序可顛倒或收集腔體可稱為一外收集腔體(距離該中心夾盤最遠之一者)、一中間收集腔體與一內收集腔體(最接近該中心夾盤之一者)。該收集罩體240移動係與該等收集杯無關。
三個流體收集器210、220、230可沿著垂直方向獨立移動，以在升起位置與下降位置之間移動，且其亦構成在升起位置與下降位置中彼此套疊。如圖所示，該環部250(曲徑式密封)是圍繞該旋轉夾盤140的壁形式。該防濺罩體150位於非常接近其的該環部250之內部。如前述，該防濺罩體150在一升起位置(圖4B)與一下降位置(圖4A)之間移動，並可選擇性置放在任何位置。在下降位置，該防濺罩體150的下壁部151係靠近所述第一流體收集器210(其代表最上面的流體收集器)，且該防濺罩體150的傾斜上壁部152係設計成覆蓋下面流體收集器，以防止流體從其溢流。
通常，該等流體收集器210、220、230、240構成定義在一特定流體收集腔體內的蜿蜒流體流動路徑。
所述第一流體收集器210具有由一內壁212與一外壁213定義的底座部211，其中一槽214形成在該內壁212與該外壁213之間。該槽214可具有一彎曲底盤，使得該槽214具有一凹入形狀。該外壁213作為一朝向旋轉夾盤140向內彎曲的上部件215。該上部件 215的曲率係與該防濺罩體150的傾斜上壁部152互補，以當兩者都處於升起位置或下降位置時，允許該上部件215抵靠或定位在非常靠近該上部件215的位置。如圖所示，所述第一流體收集器210是相對於其他流體收集器220、230、240而徑向向外定位。如圖所示，所述第一流體收集器210包括一懸垂部形式的窄道部209，當其關閉時，該懸垂部密封該收集器(杯)，藉此防止液體進入該收集腔體(杯)。如圖所示，該窄道部209係向下傾斜，其頂部抵靠下收集杯的內緣。應瞭解，其他收集杯具有類似窄道部，儘管未特別使用參考符號標示。
所述第二流體收集器220具有由一內壁222與一外壁223定義的底座部221，其中一槽224形成在該內壁222與該外壁223之間。該槽224可具有一彎曲底盤，使得該槽224具有一凹入形狀。朝向該旋轉夾盤140向內彎曲並亦定義一從其隔開的向下延伸突指237的作為一上部件235之外壁233，其係從該外壁233徑向向外定位並與其平行。一凹形空間是定義在該外壁223與該突指227之間。因此，該突指227定位成使得其可定位在所述第一流體收集器210的槽214內(即是，其定位在該內壁212與該外壁213之間)。如圖所示，在一實施例中，該等內壁212、222的頂緣(B)係較高於該突指227的底緣(A)。該等突指配置成使得流體導引到收集杯且不會從該等收集杯間溢出。
可看出，當所述第一和第二流體收集器210、220兩者處於升起位置或下降位置時，在該槽214內的突指227之定位定義一蜿蜒形流動路徑。
所述第二流體收集器220的外壁223終止於一內緣處，該內緣係對準於所述第一流體收集器210的外壁213之內緣。
所述第三流體收集器230具有由一內壁232與一外壁233定義的底座部231，其中一槽234形成在該內壁232與該外壁233之間。該槽234可具有一彎曲底盤，使得該槽234具有一凹入形狀。朝向該旋轉夾盤140向內彎曲並亦定義一從其隔開的向下延伸突指237的作為一上部件235之外壁233，其係從該外壁233徑向向外定位並與其平行。一凹形空間是定義在該外壁233與該突指237之間。因此，該突指237定位成使得其可定位在所述第二流體收集器220的槽224內(即是，其位於該內壁222與該外壁223之間)。如圖所示，在一實施例中，該內壁232的頂緣(B)係較高於該突指237的底緣(A)。
可看出，當所述第二和第三流體收集器220、230兩者處於升起位置或下降位置時，在該槽224內的突指237之定位係定義一蜿蜒形流動路徑。
所述第三流體收集器230的外壁233終止於一內緣處，該內緣係對準於所述第一流體收集器210的外壁213之內緣與所述第二流體收集器220的外壁223之內緣。
所述第二流體收集器220因此配置在該第一流體收集器210與該第主流體收集器230之間。
因此，該收集罩體240具有一不同於所述第一、第二和第三流體收集器210、220、230之每一者的構造。該收集罩體240是由一上底座部241定義，其具有一從該上底座部241向下延伸的內突指242與一從所述上底座部241向下延伸並隔開所述內突指242之外突指243。該在該內突指242與該外突指243之間的空間是由一凹形頂板定義。
該外突指243因此定位成使得其可定位在所述第三流 體收集器230的槽234內(即是，其位於該內壁232與該外壁233之間)。該內突指242位於所述第三流體收集器230的內壁232之外側。
可看出，當所述第三和第四流體收集器220、230兩者處於相同位置時，在該槽234內的外突指243之定位係定義一蜿蜒形流動路徑。
所述收集罩體240的上底座部241終止於一內緣處，該內緣係對準於所述第一流體收集器210的外壁213之內緣、所述第二流體收集器220的外壁223之內緣與所述第三流體收集器230的外壁233之內緣。
圖4A顯示所述防濺罩體150與所述第一、第二和第三流體收集器210、220、230與收集罩體240處於下降位置，其如本說明書的描述，密封在其中定義的所述流體收集腔體(部分因為收集器的內緣處於緊密層疊關係並相鄰該旋轉夾盤140)，並亦使廢氣(空氣)流過該下降防濺罩體150(其覆蓋該等流體收集器)而到該腔體排管170。
應瞭解，一第一收集腔體形成在該升起第一流體收集器210與該下降第二流體收集器220之間。同樣地，一第二收集腔體形成在該升起第二流體收集器220與該下降第三流體收集器230之間。此外，所述第三收集腔體形成在該升起第三流體收集器230與該下降第四流體收集器240之間。
所述第一收集腔體、第二收集腔體與第三收集腔體之每一者的排放是以下面方式進行。一排放口可結合到所述第一、第二和第三流體收集器210、220、230之每一者的槽部件內。更特別係，一或多個排放口可形成在所述第一流體收集器的槽214之底部，一或 多個排放口可形成在所述第二流體收集器220的槽224之底部，且一或多個排放口可形成在所述第三流體收集器230的槽234之底部。該等排放口係流體連通於導管或類似物，用於將收集的流體從每個收集腔體導引到一可收集流體的位置。
圖5A和5B顯示一關於所述第一收集腔體之示例性排放系統，其中一開口219形成在所述第一流體收集器210的槽214之底部。一排放導管(例如，一管或軟管)260係流體連通該開口219，且在該槽214內收集的流體係流入該開口219。排放導管260可垂直取向，將收集的流體導引離開該槽214並可流體耦接一歧管或類似物以將流體導引到想要位置。
應瞭解，該槽214可具有兩或多個開口219與兩或多個用於排放收集流體的排放導管260。例如，開口219與排放導管260可彼此相對設置(例如180度分置)。
雖然圖5A僅顯示具有排放裝置的槽214，但應瞭解，其他槽224、234亦包括如關於槽214所示的相同排放裝置。
圖5B為可由一外管部件262與一接受於所述外管部件262的中空內部內之內管部件264所形成的排放導管260之局部放大圖。所述外管部件262是隨著對應流體收集器(收集盤)移動，而所述內管部件264是靜止。因此，此配置通常是一在管結構內的管。該外管部件262與該內管部件264處於密封配置且可沿著所述固定內管部件264滑動，因此該流體收集器(收集盤)垂直移動(即是，如在上升與下降該流體收集器)。當該外管部件262向上移動時，該內排放空間因此增加。
如前述，所述第一、第二、第三收集器210、220、230 與收集罩體240在從所述殼體110的內部排放氣體(空氣)方面亦扮演功能。圖6A-6E顯示在所述殼體110內的各種排放流動路徑，其中該等流動路徑至少部分經由該防濺罩體150與該流體收集器210、220、230和收集罩體240的位置加以定義。圖6A顯示所述防濺罩體150與所有流體收集器210、220、230和收集罩體處於下降位置之配置。排出氣體的流動如箭號所示，並可看出，排出氣體沿著該防濺罩體150(與該下降分配臂(未示出))的頂部流動，並流到內壁250的外部而進入腔體排管170，其中排出氣體是從所述殼體110排放。由於所述防濺罩體150處於下降且所有流體收集器210、220、230、240相對於彼此成套疊，使得排出氣體不會流入該等流體收集器210、220、230與收集罩體240。
圖6B顯示所述防濺罩體150處於升起位置且所有流體收集器210、220、230與收集罩體240處於下降位置之配置。在此配置中，一部分排出氣體流經所述升起防濺罩體150到達腔體排管170，而另一部分排出氣體在所述升起防濺罩體150與所述下降第一流體收集器210之間流動並流向所述化學排管180。更特別係，排出氣體在該升起防濺罩體150與該第一流體收集器210的外壁213之間流動。
圖6C顯示所述防濺罩體150處於升起位置，所述第一流體收集器210處於升起位置，且所述第二和第三流體收集器220、230與收集罩體240處於下降位置之配置。在此配置中，一部分排出氣體流過所述升起防濺罩體150而到所述腔體排管170，而另一部分排出氣體沿著兩不同路徑流向化學排管180。這些流動路徑之一者係定義在該升起防濺罩體150與該升起第一流體收集器210的外壁213 之間，而另一路徑係定義在該升起第一流體收集器210與該下降第二流體收集器220之間(即是，排出氣體流過所述第一收集腔體)。排出氣體在所述第一收集腔體內，藉由進入該外壁213與該外壁223之間，然後在該內壁212與該外壁223之間流動之前流入該槽214，然後最終流入化學排管180之蜿蜒方式來流動。
圖6D顯示其中該防濺罩體150處於升起位置，第一和第二流體收集器210、220處於升起位置且該第三流體收集器230與收集罩體240處於下降位置之配置。在此配置中，一部分排出氣體流過該升起防濺罩體150而到腔體排管170，而另一部分排出氣體沿著兩不同路徑流向該化學排管180。這些流動路徑之一者係定義在該升起防濺罩體150與該升起第一流體收集器210的外壁213之間，而另一路徑係定義在該升起第二流體收集器220與該下降第三流體收集器230之間(即是，排出氣體流過所述第二收集腔體)。排出氣體在所述第二收集腔體內，藉由進入該外壁223與該外壁233之間，然後在該內壁222與該外壁233之間流動之前流入該槽224，然後最終流入化學排管180之蜿蜒方式來流動。
圖6E顯示所述防濺罩體150處於升起位置，所述第一、第二和第三流體收集器210、220、230處於升起位置，且所述收集罩體240處於下降位置。在此配置中，一部分排出氣體流經升起防濺罩體150而到腔體排管170，而另一部分排出氣體沿著兩條不同路徑流向化學排管180。這些流動路徑之一者係定義在該升起防濺罩體150與該升起第一流體收集器210的外壁213之間，而另一路徑係定義在該升起第三流體收集器230與該下降第四流體收集器240之間(即是，排出氣體流過所述第三收集腔體)。排出氣體在所述第三收集腔 體內，藉由進入該外壁233與該外突指243之間，然後在該內壁232與該內突指242之間流動之前流入該槽234，然後最終流入化學排管180之蜿蜒方式來流動。
圖7A示意說明根據一替代實施例之收集盤(杯)配置270。尤其是，該收集盤配置270包括一可動防濺罩體271，其可在一完全升起位置與一完全下降位置以及其間位置之間移動。如在其他實施例中，該防濺罩體271具有一垂直外壁與一向內傾斜內壁。一可動收集盤(杯)蓋272係設置，並由一第一向下延伸外壁273與一延伸內壁274定義，其中一第一空間275形成在該外壁273與該內壁274之間。一可動第一收集盤(杯)280亦提供，且包括一向上延伸外壁282；一中間壁284，其中一第一槽部件283定義在該外壁282與該中間壁284之間；及一隔開所述中間壁284的向下延伸內壁285，其中一開放空間286定義在該內壁285與該中間壁284之間。該第一槽部件283係部分定義一第一收集腔體。一可動第二收集盤(杯)290係提供且位置最靠近所述夾盤140。該第二收集盤290是由一直立內壁292與一直立外壁294定義，其中一第二收集盤295形成在該內壁292與該外壁294之間。
圖7A顯示當防濺罩體271、收集盤蓋272、第一收集盤280與第二收集盤290處於下降位置的情況。在此配置中，該內壁282配置在空間275中，該內壁274配置在所述第一槽部件283上方的開放空間中，該內壁294配置在空間286中且該內壁285配置在所述第二槽部件295上方的空間中。正如先前實施例，一排放口可流體連通所述第一槽部件283與所述第二槽部件295之每一者，以允許分別收集其中收集的流體，然後輸送離開所述收集盤。該等內壁285、274設置 成使得當收集杯打開時，流體在打開時無法分別從內壁294、282溢出。
為了打開該第一收集腔體283，所述防濺罩體271與收集盤蓋272處於升起位置，且所述第一和第二收集盤280、290處於下降位置。流體收集在所述第一槽部件283內，且排放氣體可在所述第一槽部件283附近空間中以蜿蜒方式流動，然後流入化學排管180(圖1)。
同樣地，為了打開該第二收集腔體295，防濺罩體271、收集盤蓋272與第一收集盤280處於升起位置，且所述第二收集盤290處於下降位置。流體收集在所述第二槽部件295內，且排放氣體可在所述第二槽部件295附近空間中以蜿蜒方式流動，然後流入該化學排管180(圖1)。
防濺罩體271、收集盤蓋272、第一收集盤280與第二收集盤290可使用本說明書討論的任何數量驅動器的垂直方式來驅動，包括但沒有限於使用步進驅動導桿(桿)或氣動活塞等。
圖7B-7E示意說明根據一替代實施例之收集盤(杯)配置800。尤其是，該收集盤配置800包括一可動收集罩體802，其可在一完全升起位置與一完全下降位置之間以及其間的位置移動。如在其他實施例中，該收集罩體802具有一垂直外壁804與一向內傾斜內壁806。該收集罩體802具有一外緣808，其沿著其中形成一溝槽810之一外表面。如圖7D最佳所示，該外緣808與該凹槽810位於相對所述垂直外壁804的上方及徑向向外。
一可動第一收集盤(杯)820亦設置，並包括一向上延伸外壁822；一中間壁824，其中一第一槽部件826定義在該外壁822與 該中間壁824之間；及一隔開所述中間壁824的向下延伸內壁828，其中一開放空間定義在該內壁828與該中間壁824之間。該第一槽部件826係部分定義所述第一收集腔體。該外壁822位於所述外壁804的徑向向外。
一可動第二收集盤(杯)830位於所述第一收集盤820的徑向內側。該可動第二收集盤830包括一向上延伸外壁832；一中間壁834，其中一第二槽部件835定義在該外壁832與該中間壁832之間；及一隔開所述中間壁834的向下延伸內壁836，其中一開放空間定義在該內壁836與該中間壁834之間。該第二槽部件835係部分定義所述第二收集腔體。
如圖所示，該第一收集杯820的內壁828配置在所述第二槽部件835的空間內。
一可動第三收集盤(杯)840係提供且位於所述第二收集盤830的徑向內側。該可動第三收集盤840包括隔開外壁842之一向上延伸外壁842與一向上延伸內壁844，以定義一第三槽部件845。該第三槽部件845係部分定義所述第三收集腔體。
如圖所示，所述第二收集杯830的內壁836配置在所述第三槽部件845內。該等內壁836、828設置成使得當收集杯打開時，流體於打開時無法分別溢出內壁832、842。
正如先前實施例，防濺罩體802、第一收集盤820、第二收集盤830與第三收集盤840之每一者可藉由連接如本說明書描述及在本說明書併入供參考的專利申請案的致動器而獨立移動。因此，一機構係設置用於將一收集盤耦接於其對應致動器。
此外，且類似於先前實施例，排放導管(例如，一管或 軟管)260係流體連通每個對應收集盤中的開口，且在槽內收集的流體係流入所述開口。該排放導管260可垂直取向，以將收集的流體從每個對應槽導引離開，並可流體耦接一歧管或類似物，以將流體導引到想要位置。
應瞭解，所述槽可具有兩或多個開口與兩或多個用於排放收集流體的排放導管260。例如，該等開口與排放導管260可彼此相對設置(例如，180度分置)。
圖7B-7J顯示一用於將該等收集盤耦接該等致動器之技術，更特別係，示意說明一具有籃框結構之機構。該籃框結構包括一本質圓形的第一軌條結構900，並包括一對具有其中形成孔口903的第一致動器平台902。該第一致動器平台902連接所述第一軌條結構900，其包括用於定位從外圓形軌條徑向向內的每個第一致動器平台902之向內延伸臂904與向上延伸臂905。該對第一致動器平台902可彼此相對定位，且所述第一致動器平台902可至少概略水平取向。應明白，籃框致動器平台之每一者耦接一可電氣、氣動或以其他方式驅動的垂直致動器，並注意，在每一者上的特徵件(類似安全銷的功能)允許組件與其個別收集杯分離。該特徵件是在圖7J所示平台的上部。這些可利用鋼、哈氏合金(Hastelloy)或其他適合相容材料製成，並可焊接或以其他方式構造形成。該夾具特徵件將不會焊接到籃框的管部件，以在該點處分開兩者。
該籃框結構包括一本質圓形的第二軌條結構910，並包括一對具有其中形成孔口913的第二致動器平台912。該第二致動器平台912連接到所述第二軌條結構920，其包括用於定位從外圓形軌條徑向向內的每個第一致動器平台912之向內延伸臂914與向上延 伸臂915。該對第二致動器平台912可彼此相對定位，且該平台912可至少概略水平取向。
籃框結構包括一本質圓形的第三軌條結構920，並包括一對具有其中形成孔口923之第三致動器平台922。該第三致動器平台922連接所述第三軌條結構920，其包括用於定位從外圓形軌條徑向向內的每個第一致動器平台922之向內延伸臂924與向上延伸臂925。該對第三致動器平台922可彼此相對定位，且該平台922可為至少概略水平取向。
該籃框結構包括一本質圓形的第四軌條結構930，並包括一對具有其中形成孔口933的第四致動器平台932。該第四致動器平台932連接所述第四軌條結構900，其包括用於定位從外部圓形軌條徑向向內的每個第四致動器平台932之向內延伸臂934。該對第四致動器平台932可彼此相對定位，且所述第四致動器平台932可至少概略水平取向。
該等軌條結構之每一者安裝到防濺罩體802、第一收集盤820、第二收集盤830與第三收集盤840之一者。為了將該等軌條結構900、910、920、930之一者耦接於防濺罩體802、第一收集盤820、第二收集盤830與第三收集盤840之一者，該軌條結構的圓形外軌條部件接受在對應防濺罩體802、第一收集盤820、第二收集盤830與第三收集盤840的凹槽810、850、860、870。因此，一軌條結構安裝到防濺罩體802、第一收集盤820、第二收集盤830與第三收集盤840之一者，且該軌條結構的徑向內部，即是，致動器平台902、912、922、932耦接該致動器，使得該致動器的運動轉變成該軌條結構的運動，且因此轉變成該防濺罩體或收集盤本身的運動。由於有兩致動器耦 接用於平衡、向上和向下控制運動的該等防濺罩體之每一者與該等收集盤之每一者，因此有兩致動器平台。如圖7I所示，四對平台可配置在兩組四個平台中。
在此實施例中，一凹槽或通道850沿著該中間壁828的內面形成，並構成接受該等軌條結構之一者的外軌，藉此將所述第一收集盤820耦接於對應致動器。同樣地，一凹槽或通道860沿著該中間壁834的內面形成，並構成接受該等軌條結構之另一者的外軌，藉此將所述第二收集盤830耦接於對應致動器。最後，一凹槽或通道870沿著該內壁844的內面形成，並構成接受該等軌條結構之另一者的外軌，藉此將所述第三收集盤840耦接於對應致動器。
應明白，籃框結構係構成及構成接受所述收集盤，其中籃框的徑向向內延伸腳部構成接受位於致動器平台與外部軌條結構之間的其他收集盤。換句話說，將致動器平台連接外部弧形軌條部件的連接器腳部結構有其尺寸和形狀，以接受所述收集盤和排管等。籃框的開放本質允許實現這些目標。
圖7C和圖7D顯示防濺罩體802、第一收集盤820、第二收集盤830與第三收集840處於關閉位置。圖7E顯示防濺罩體802與第一收集盤820處於向上位置(由於該等致動器的操作)，且所述第二收集盤830與所述第三收集盤840處於向下位置。相對於其他實施例，此打開一用於收集流體的收集腔體，如本說明書的描述。
正如先前實施例，該配置800允許用於產生多個獨立流體收集點(腔體)以收集及排放多種液體，這些液體可通常確實具有不同性質，諸如不同化學性質。
圖7F-7H示意說明根據另一替代實施例之收集盤(杯) 配置1000。該收集盤配置1000是類似於配置800。尤其是，該收集盤配置1000包括一可在完全升起位置與完全下降位置之間以及在其間位置移動的可動防濺罩體1002。如在其他實施例中，該防濺罩體1002具有一垂直內壁1004與一向內傾斜壁1006。該防濺罩體1002沿著一形成凹槽1010的外表面當作一外緣1008。如圖7D最佳所示，所述外緣1008與凹槽1010相對於垂直內壁1004是位於上方且徑向向外，以在所述外緣部1008與所述內壁1004之間形成空間。
一可動第一收集盤(杯)1020亦提供，且包括一向上延伸外壁1022；一中間壁1024，其中一第一槽部件1026定義在所述外壁1022與中間壁1024之間；及一隔開所述中間壁1024的向下延伸內壁1028，其中一開放空間1026定義在所述內壁1028與所述中間壁1024之間。該第一槽部件1026係部分定義所述第一收集腔體。該外壁1022位於所述內壁1004的徑向向外，尤其是，配置在所述外緣部件1008與所述內壁1004之間的空間內。該內壁1004配置在所述第一槽部件1026的上方。
一可動第二收集盤(杯)1030位於所述第一收集盤1020的徑向內側。該可動第二收集盤1030包括一向上延伸外壁1032；一中間壁1034，其中一第二槽部件1035定義在所述外壁1032和中間壁1034之間；及一隔開所述中間壁1034的向下延伸內壁1036，其中一開放空間定義在所述內壁1036與所述中間壁1034之間。該第二槽部件1035係部分定義所述第二收集腔體。
如圖所示，該第一收集杯1020的內壁1028配置在所述第二槽部1035的空間內。
一可動第三收集盤(杯)1040係設置並位於所述第二收 集盤1030的徑向內側。該可動第三收集盤1040包括一向上延伸外壁1042與一隔開所述外壁1042以定義第三槽部件1045之向上延伸內壁1044。該第三槽部件1045係部分定義所述第三收集腔體。
如圖所示，該第二收集杯1030的內壁1036配置在所述第三槽部件1045內。
正如先前實施例，該防濺罩體1002、第一收集盤1020、第二收集盤1030與第三收集盤1040之每一者藉由連接如本說明書描述與併入供參考的專利申請案中的一致動器而獨立移動。因此，一機構係設置用於將一收集盤耦接於其對應致動器。
在此實施例中，一凹槽或通道1050沿著所述外壁1022的外表面(在形成於防濺罩體1002的凹槽1010下方)形成，並構成接受該等軌條結構之一者的外軌條，藉此將所述第一收集盤1020耦接於對應致動器。同樣地，一凹槽或通道1060沿著所述外壁832的外表面形成，並構成接受該等軌條結構之另一者的外軌條，藉此將所述第二收集盤1030耦接於對應致動器。最後，一凹槽或通道1070沿著所述內壁1044的內面形成，並構成接受該等軌條結構之另一者的外軌條，藉此將所述第三收集盤1040耦接於對應致動器。
圖7G顯示該防濺罩體1002處於升起(向上)位置與所述第一收集盤1020、第二收集盤1030與第三收集盤1040處於向下位置，以定義一收集腔體。圖7H顯示所述防濺罩體1002與所述第一收集盤1020處於升起(向上)位置，且所述第二收集盤1030與第三收集盤1040處於向下位置，以定義一收集腔體。
此外，而且類似於先前實施例，排放導管(例如，一管或軟管)260係流體連通在每一個別收集盤中的開口，且收集在槽內 的流體係流入該開口。該排放導管260可垂直取向，其將收集的流體從每一個別槽導引離開並可流體耦接一歧管或類似物，以將流體導引到想要位置。
應瞭解，該槽可具有兩或多個開口與兩或多個用於排放所收集流體的排放導管260。例如，所述開口與排放導管260可彼此相對(例如，分開180度)。
本說明書描述的籃框結構提供一有效器件，藉由凹槽技術中的軌條附接到收集盤，並亦提供一配合對應一或多個致動器之部件(致動器平台)，以控制所述收集盤與防濺罩體的向上與向下運動。
圖7K示意說明根據另一替代實施例之收集盤(杯)配置1100，並反映一混合設計，其中至少兩收集腔體(槽)係層疊，且至少一收集腔體係與其他收集腔體同心，但沒有如下描述形成層疊。該配置1100是類似於在本說明書描述的其他配置。尤其是，所述收集盤配置1100包括一可於完全升起位置與完全下降位置之間以及其間位置移動的可動防濺罩體1102。如在其他實施例中，該防濺罩體1102具有一垂直外壁1104與一向內傾斜壁1106。該防濺罩體1102亦具有一隔開所述外壁1104以定義其間空間之向下延伸內壁1105。
一可動第一收集盤(杯)1120亦設置且通常具有一Y形。該收集盤1120包括一構成接受在所述內壁1105與外壁1104之間的空間內的外壁1122。該收集盤1120亦具有一隔開所述外壁1122的內壁1123。一第一槽部件1125形成在所述外壁1122與所述內壁1123之間。該內壁1123具有一延伸於所述第一槽部件1125下方的底部件1126。不像某些其他實施例，所述第一槽部件1125沒有一圓形或實 質平底盤，而是更具V形且包括一傾斜底壁1127。如圖所示，其是在此傾斜底壁1127內，其可形成導向排放導管260的開口。因此，此開口係傾斜設置。
一可動第二收集盤(杯)1130位於所述第一收集盤1120的徑向內側。該可動第二收集盤1130包括一第一向上延伸外壁1132與一中間壁1134，其中一第二收集盤部件1135定義在該外壁1132與該中間壁1134之間。該收集盤1130包括一隔開所述中間壁1134的向下延伸內壁1136，其中一開放空間定義在該內壁1136與該中間壁1134之間。該第二槽部件1135係部分定義所述第二收集腔體。
如圖所示，所述第一收集杯1120的底部1126是配置在所述第二槽部件1135的空間內。
一可動第三收集盤(杯)1140係提供並位於所述第二收集盤1130的徑向內側。該可動第三收集盤1140包括一向上延伸外壁1142與一隔開所述外壁1142以定義第三槽部件1145之向上延伸內壁1144。該第三槽部件1145係部分定義所述第三收集腔體。
如圖所示，該第二收集杯1130的內壁1136配置在所述第三槽部件1145內。不像所述第一收集盤1120的傾斜槽部件1125，第二槽1135和第三槽1145是更類似於先前實施例的槽，在於該等槽沒有傾斜設置。排放導管260係連通第二槽1135和第三槽1145。
正如先前實施例，所述個別杯與所述收集罩體的表面係經設計成當所述個別杯打開時防止洩漏並從該旋轉晶圓收集流體。尤其是，內壁1105與外壁1122係經取向使得當該罩體1102升起且流體流入第一槽1125時，該內壁1105的向下傾斜本質及其相對於外壁1122的位置有效防止從此收集槽(杯)溢出。同樣地，所述相同關 係存在該內壁1126與該外壁1132之間，且亦在該內壁1136與該外壁1142之間。如前述，該配置1100具有一混合設計，其中所述第一收集盤1120與所述第一收集盤1120係層疊(彼此套疊)，如所述第一收集盤1120相對於所述第二收集盤1130處於不同高度，且所述第一槽(第一收集腔體)1125位於所述第二收集盤1130之上方的事實所示，藉此形成一層疊收集盤配置。對照下，該第三收集盤1140係以一非層疊方式相對於所述第二收集盤1130與所述第一收集盤1120而同心配置，使得所述第三槽(第三收集腔體)1145沒有相對於另外兩收集腔體層疊，因為其沒有位於所述第二收集腔體1135下方，而是如在所述收集腔體的關閉位置所示與其同心並從其徑向偏移(參見圖7K)。
請即參考圖7L至7O，其係根據另一替代實施例之收集盤(杯)配置1200，並反映一混合設計，其中至少兩收集腔體(槽)係層疊且至少一收集腔體係與其他收集腔體同心，但沒有如下述形成層疊。正如先前實施例，該等個別收集杯與所述收集罩體的表面係經設計成當個別杯打開時防止溢出並收集來自旋轉晶圓的流體。
如下述，該收集盤配置1200具有三個不同收集腔體(流體收集槽)，圖7L示意說明一關閉位置；圖7M示意說明一第一收集腔體是打開，而所述第二和第三收集腔體是關閉；圖7N示意說明所述第二收集腔體是打開，而所述第一和第三收集腔體是關閉；且圖7O示意說明所述第三收集腔體是打開，而所述第一和第二收集腔體是關閉。
該配置1200是類似於在本說明書描述的配置1100。尤其是，該收集盤配置1200包括一可動收集罩體1202，其可在一完全升起位置與一完全下降位置之間以及其間位置移動。如在其他實施 例中，所述收集罩體1202具有一垂直外壁1204與一向內傾斜壁1206。該收集罩體1202亦具有一隔開所述外壁1204以定義其間空間之向下延伸內壁1205。
一可動第一收集盤(杯)1220亦設置且通常具有一Y形。該第一收集盤1220包括一構成接受在該內壁1205與該外壁1204之間的空間內之外壁1222。該第一收集盤1220亦具有一隔開所述外壁1222之內壁1223。一第一槽部件1225形成在該外壁1222與該內壁1223之間。該內壁1223具有一延伸於所述第一槽部件1225下方之底部1226。正如其他實施例，所述第一槽部件1125具有至少一導向排管的開口。
一可動多個收集腔盤(杯)1230位於所述第一收集盤1220的徑向內側。該收集盤1230具有一第一向上延伸外壁1232；及一中間壁1234，其中一第二槽部件1235定義在該外壁1232與該中間壁1234之間。該收集盤1230包括一隔開所述中間壁1234及定義一第三槽部件1237之向上延伸內壁1236。因此，兩槽部件(兩收集腔體)由相同收集盤1230定義，不像一收集盤僅包括一收集腔體(槽)的先前實施例。所述第二和第三槽部件1235、1237因此是以並排方式取向。正如其他實施例，每個收集腔體包括至少一導向排管之排放開口。
一內環部1240位於收集盤1230的徑向內側，並表示一環形結構，其係固定及構成關閉所述第三槽1237，如下所述。
諸如排放導管260之類的導管係連通該等槽1225、1235、1237。
如前述，該配置1200具有一混合設計，其中所述第一收集盤1220與所述收集盤1230是層疊(彼此套疊)，實際如所述第一收 集盤1220是在相對於所述收集盤1230的不同高度處，且所述第一槽(第一收集腔體)1225位於所述第二槽(第二收集腔體)1235上方，藉此形成一層疊收集盤配置。同時，所述第三槽1237相對於所述第二通孔1235係同心取向，且實際上可為平面。因此，第二槽1235和第三槽1237相對於沒有彼此層疊，而是相對於彼此同心及徑向偏離。
圖7L顯示收集罩體1202、第一收集盤1220與多個腔體收集盤1230與環部1240處於關閉位置，從而收集腔體(槽1225、1235、1237)沒有打開。圖7M顯示相對於所述第一收集盤1220、多個腔體收集盤1230與環部1240升起的收集罩體1202，從而打開所述第一收集腔體(第一槽1225)，其他收集腔體則關閉。流體是收集在所述第一槽1225並從其排放。可看到，所述外壁1232不干擾所述第一槽1225的排放。圖7N顯示相對於多個腔體收集盤1230與環部1240升起的收所述收集罩體1202與第一收集盤1220，從而打開所述第二收集腔體(第二槽1235)，其他收集腔體則關閉。流體是收集在所述第二槽1235並從其排放。圖7O顯示相對於所述環部1240升起的收集罩體1202、第一收集盤1220與多個腔體收集盤1230，從而打開所述第三收集腔體(第三槽1237)，其他收集腔體則關閉。流體是收集在所述第三槽1237並從其排放。
請即參考圖4A、4B和8，其示意說明本發明的另一態樣。圖8顯示所述收集盤(例如盤210)的整體示意圖(頂視圖)。該收集盤包括彼此隔開的第一和第二排放口D1、D2(例如，D1、D2是180度分置)。如前述，該等排放口D1、D2係流體連通在所述收集盤形成的槽，以允許排放收集的流體。如前述，所述收集盤具有一環形，且在兩排放口D1、D2之間具有一第一環形區域，且在兩排放口D1、 D2之間具有一相對第二環形區域。所述第一和第二環形區域之每一者構成使得其具有一可變曲率半徑，尤其是，在所述內壁部件(A)與所述外壁部件(B)之間的角度在朝向該等排放口D1、D2之一者的方向中沿著環形區域變化。例如，一最大半徑(R1)可位於該等排放口D1、D2之間(例如，等距於該等排放口D1、D2)，且一減小半徑(R2)位於最大半徑(R1)的區域與一排放口D1、D2之間。藉由提供相鄰於每個排放口D1、D2的減小半徑之區域(R2)，流體本質將從最大半徑(R1)的區域流到該等排放口D1、D2(由於所述收集盤的斜率變化，以漏斗式使流體流到該等排放口D1、D2)。此結構因此確保在收集腔體槽內的流體流到該等排放口D1、D2。然而，應明白，不需要一變化半徑，這是由於該橫截面可保持相同，且僅需要改變將液體流向排放口的高度。而且，此可使用一單排放口與所述杯槽的相對側的較高高度來實現，以促成利用重力將使流體流向排放口。例如，如果圖1C所示收集杯的槽/底座的半徑從大變小，則其將影響高度變化。相對之下，如果圖7L-M的收集杯的槽/底座的半徑從大變小，則其將不會影響高度變化，因為底盤高度不會改變，在此情況下，底盤在排放口處將必須從較厚部分加工到較薄部分，使得液體從所述收集杯的另一側導向排放口。
應明白，僅使用一單排放口D1，其中相對於排放口D1的區域相對於靠近所述排放口D1的區域較抬高，以使收集的流體自然流向排放口。其他技術，諸如結合減小半徑部分係如前所述。
在各種結構中，收集杯內的高度變化是使流體流向及流入排放口(例如，向下重力流入排放口)的因素。
應瞭解，如本說明書的描述，圖8所示的構造可使用 本說明書揭露的任何收集盤配置來實施。
圖9A-9C示意說明以高溫空氣軸承配置(非接觸式配置)的一第一配置呈現之可配置旋轉夾盤300。在此配構中，所述旋轉夾盤300構成保持晶圓10而沒有接觸晶圓10的背側。此外，可使用氣體用於將晶圓10加熱到一預定溫度，諸如約200℃。
所述旋轉夾盤300包括一通常具有圓形的夾盤底座302。該夾盤底座302具有一上表面304與一相對後表面306。所述夾盤底座302具有一圍繞凹入中心部延伸的升起外圍壁310。所述升起外圍壁310因此可具有一環形。該夾盤底座302亦包括一可位於所述夾盤底座302中心的開口312。該開口312包括一流體插入點，允許一或多個流體沿著後表面306注入所述夾盤底座302，從而流體流向及流到上表面304。如本說明書的描述，在此第一構造中，流體是加熱氣體的形式，諸如加熱的氮氣)。
所述夾盤底座302的凹入中心部包括一或多個直立支撐件314，以支撐所述夾盤底座302內含的附加組件。更特別係，由於所述旋轉夾盤300是可重構式，使得在此第一配置中，一空氣軸承係插入該凹入中心部。所述空氣軸承是由一空氣軸承底座320與一空氣軸承插入件322形成。所述空氣軸承底座320可為一盤形結構的形式，其包括通道與開口使加熱的氣體從開口312向上流動。該空氣軸承底座320是由所述直立支撐件314及/或所述升起外圍壁310支撐。該空氣軸承插入件322是配置在所述空氣軸承底座320上方，並利用一材料(例如，燒結材料)形成，其允許吹送的氣體(例如，氮氣)流過所述空氣軸承，然後徑向向外流動，以使晶圓10在夾盤300上方(即是，在空氣軸承插入件322上方)浮動一小段距離。
所述旋轉夾盤300包括一可控制夾持晶圓10的晶圓夾持機構330。可使用包括下面詳細揭露之類的任何多種不同夾持機構330。所述夾持機構330構成圍繞其外圍邊緣來夾持及保持晶圓10。如下述，所述夾持機構300可包括一具有從其頂面突出的直立夾持銷334之可動夾持轉子332。該夾持銷334係定位相鄰及接觸晶圓10的外圍邊緣，以將晶圓10保持定位。
如前述，藉由熱氣體吹過空氣軸承，使晶圓10漂浮在夾盤頂面上方一小段距離(參見圖9C)。然後，關閉晶圓夾持機構300以將晶圓10保持定位。藉由在注入夾盤300之前將氣體加熱，所述空氣軸承底座320與插入件322被加熱，從而將熱量傳移到晶圓10，以實現晶圓10上的均勻熱量分佈。在空氣軸承底座320下方使用絕緣體330防止熱量逸入所述夾盤機構的其餘部件。
由於夾盤300具有一可配置本質，使得空氣軸承構成可拆卸式耦接所述夾盤300，更特別係，空氣軸承可容易從夾盤300移除，以將夾盤300從一操作模式重新構成另一操作模式(參見圖10A-C顯示另一晶圓操作模式)。
圖10A-10C示意說明處於第二構造的夾盤300，即是，一打開的後側夾盤。為了將夾盤從圖9A-9C的高溫空氣軸承結構轉換成打開的後側夾盤，空氣軸承(底座320與插入件322)從旋轉夾盤300移除，並插入一基材340(僅夾持頂部)。換句話說，藉由移除包含高溫空氣軸承的夾盤300的頂部組件(底座320與插入件322)，一簡單平板(基材340)置放在相同夾盤底座302上，以形成一僅夾持夾盤(即是，一僅夾持夾盤的夾盤)。如圖10B所示，一較大間隙形成在晶圓10與夾盤300(即是，基材340)之間。
亦應明白，在另一實施例中，空氣軸承可構成允許基材340配置在其下方，因此，不必插入基材340，僅需移除空氣軸承以在兩操作模式之間轉換夾盤。
所述基材340可為一盤狀結構且包括一或多個流體連通開口312之開口，諸如一中心開口342，以使注入開口312的流體流到晶圓10的背側。例如，可透過開口312與中心開口342注入去離子水(Deionized water，DI)，以接觸晶圓10的背側。
前述彈性允許容易改變在特定機器上由所述夾盤300執行的製程。
圖11和圖12顯示可連同本說明書描述的晶圓製程系統100一起使用的另一類型旋轉夾盤。更特別係，圖11和圖12顯示另一類型非接觸式旋轉夾盤的伯努利型旋轉夾盤400。類似於空氣軸承型夾盤，氣體朝向面向旋轉夾盤的晶圓面流動，其中該氣體供應器件包括一隨著旋轉夾盤旋轉的氣體噴嘴，用於在晶圓與所述旋轉夾盤之間提供氣墊。圖11顯示一伯努利型夾盤400的基本組件。該伯努利型夾盤400包括一外底座部402，如圖12所示，具有一升起外圍邊緣404且可具有一如圖所示的階梯結構。所述外底座部402包括一中心開口403，氣體(例如氮氣)可通過該中心開口輸送到所述外底座部402的頂面。所述伯努利型夾盤400亦包括一可具有其中形成(例如，圍繞其外圍邊緣周圍形成)的複數個槽口412之內底座部410。如圖12最佳所示，所述內底座部410位於外底座部402上方且包含在所述外底座部402的升起外圍邊緣404內。一間隙形成在槽口412的位置處之所述內底座部410與外底座部402之間，因此，這些槽口412提供及定義流動路徑，其中沿著所述內底座部410與所述外底座部402之間的開 放空間(通道)流動的氣體(氮氣)係流過該等槽口412，並以徑向向外的方式排出(排放)。此氣體流動使晶圓10在所述內底座部410與所述外底座部402上方浮動。
如圖11的位置「X」所示，夾盤400可選擇性包括一或多個用於定義夾盤400內的內部氣體流動之密封體。當提供密封體時，注入的熱氣體(氮氣)可僅流過夾盤(例如，藉由流過槽口412)並沿著如一第一排放路徑EX1所示晶圓的外圍邊緣離開。當在位置X處沒有提供該等密封體時，熱氣體流過夾盤且在EX1處排出，且熱氣體亦沿著一第二排出路徑EX2流動，從而熱氣體在EX2處離開之前沿著與夾盤一起形成的內部通道流動。
一位於外底座部402下方的絕緣體420防止熱量逸入所述夾盤機構的其餘部件。
正如所述空氣軸承型夾盤，一固定桿(未示出)可設置且用作氣體(氮氣)可輸送到所述夾盤底座的器件。
請即參考圖13-20B，其中一夾持機構500係設置且構成圍繞其外圍邊緣選擇性夾持晶圓10，以確保晶圓10保持在夾盤定位。為了示意說明之目的，示意說明的夾盤包括一夾盤底座502。如圖所示，所述夾盤底座502可為盤形且具有一外圍邊緣504。
在夾盤底座502內具有一對獨立同心可旋轉夾持致動器環，即是，一第一夾持致動器環510與一圍繞於所述第一夾持致動器環510之第二夾持致動器環520。所述第一夾持致動器環510因此是最內部致動器環。因此，應明白，所述第一夾持致動器環510與所述第二夾持致動器環520之每一者可相對於該夾盤底座502的周圍部件來旋轉。
圍繞夾盤底座502的外圍邊緣504周圍空間是複數個夾持氣缸或夾持轉子，尤其是，所述夾持轉子可分組為一第一組夾持轉子530與第二組夾持轉子532。如本說明書的描述，該等夾持轉子530、532之每一者包括一直立銷531，其表示實體接觸晶圓10的外圍邊緣之結構。
在示意說明的實施例中，所述第一組夾持轉子530包括三個夾持轉子530，且所述第二組夾持轉子532包括三個夾持轉子532。該等夾持轉子530、532是以圍繞該夾盤底座502的圓周交替方式配置，其中每個夾持轉子530係位於兩夾持轉子530之間，且反之亦然。
所述第一組夾持轉子530係有關及耦接所述第一夾持致動器環510，且所述第二組夾持轉子532係有關及耦接所述第二夾持致動器環520。更特別係，所述第一組夾持轉子530是由複數個可樞轉的第一連桿540而耦接所述第一夾持致動器環510，且所述第二組夾持轉子532是由複數個可樞轉的第二連桿550而耦接所述第二夾持致動器環520。一專屬的第一連桿540將所述夾持轉子530耦接所述第一夾持致動器環510，同樣地，一專屬的第二連桿550將所述夾緊轉子532耦接第二夾持致動器環520。尤其是，所述第一連桿540上的一第一端係樞轉耦接所述第一夾持致動器環510，且所述另一第二端係樞轉連接一夾持轉子530，同樣地，所述第二連桿550上的一第一端係樞轉耦接所述第二夾持致動器環520，且所述另一第二端係樞轉連接一夾持轉子532。如圖14C、15C和16C所示，所述第一連桿540與所述夾持轉子530之間的連接可包括一短連接器連桿545，同樣地，所述第二連桿550與夾持轉子532之間的連接可包括一短連接器 連桿。此允許連桿的運動轉變成所述夾持轉子的旋轉。
兩獨立夾持致動器環510、520連同相關硬體(連桿與夾持轉子)的配置提供冗餘性，因為如果一夾持致動器環故障，另一夾持致動器環的操作可控制夾持晶圓10及控制釋放晶圓10。因此，所述獨立夾持裝置允許一夾具發生故障時而不致遺失晶圓10。
該等夾持致動器環510、520是由一彈簧移到一夾持位置(圖15A-C)或一關閉位置(圖16A-C)。所述夾持位置是所述夾持銷531接觸晶圓10的外圍邊緣以將晶圓10保持在一保持位置(圖15C)，而關閉位置是沒有晶圓10之位置，且所述晶圓銷531是由於在個別致動器環510、520上的彈簧偏置力而移到一最內部位置(圖16C)。打開位置是所述夾持銷531移離晶圓的外圍邊緣以允許插入及/或移除晶圓10的位置。
所述第一致動器環510包括一形成於其中的第一弧形槽口515，且所述第二致動器環520包括一形成於其中的第二弧形槽口525。可動釋放銷570提供用於旋轉所述第一和第二致動器環510、520。圖17A-19B顯示所述夾持機構500如何移到打開位置的步驟。圖17A和17B顯示所述釋放銷570處於一下降(向下)位置。如圖所示，所述釋放銷570係配準該等槽口515、525。圖17A和17B顯示晶圓10處於夾持位置，其中該夾持銷531接觸晶圓10的外圍邊緣，從而將晶圓10保持在定位。
圖18A和18B顯示當該夾盤是靜止，該釋放銷570插入該等槽口515、525之第二步驟。在這位置，所述夾持銷531仍然接觸晶圓10的外圍邊緣(其仍然保持在定位)。
圖19A和19B顯示當該銷針是靜止，該夾盤502由所述 旋轉馬達旋轉之第三步驟。如圖所示，所述釋放銷570移到該等個別槽口515、525的一端，導致所述致動器環510、520(即是，環510、520是打開)的相對旋轉，造成連接該等環510、520之連桿540、550的移動。由於該等連桿540、550連接該等夾持轉子(夾持氣缸)，使得所述連桿540、550的移動轉變成該等夾持轉子530、532的轉動。由於該等夾持銷531與夾持轉子530、532整合一體，使得該等夾持轉子530、532的轉動轉變成該等夾持銷531在遠離晶圓10的外圍周緣之方向移動。這移動釋放晶圓10。
一獨立升降器配置然後用於將晶圓10升起到夾盤表面的上方，使得機械臂(Handler)可拾取晶圓。
圖20A和20B顯示所述夾持銷531未能夾持晶圓10之情況下的失誤配置。如此位置所示，所述夾持銷531移到一最內部位置(類似於關閉位置)。
圖21A至圖34顯示根據另一實施例之一夾持機構600。該夾持機構600係類似於所述夾持機構500，因此，類似元件使用相同編號表示。
圖式顯示施加偏置力於對應夾持致動器環510、520的偏置構件。尤其是，所述第一夾持致動器510耦接一或多個第一偏置構件(拉伸彈簧)511，其係連接於所述第一夾持致動器510與所述第一和第二夾持致動器環510、520之間的環形旋轉夾盤部之間。所述第二夾持致動器520耦接一或多個第一偏置構件(拉伸彈簧)521，其係連接於所述第二夾持致動器520與在所述第二夾持致動器520的徑向向外之位置處的旋轉夾盤之間。
所述夾持機構500與所述夾持機構600之間的主要差異 是致動對應機構的方式。尤其是，所述夾持機構600不包括槽口515、525與釋放銷570。而是，該等夾持轉子530、532具有如下述的不同構造，且一不同機構用於可控旋轉該等夾持轉子530、532。
圖21A-21D顯示該夾持機構600處於一打開位置，其再次是可從所述夾盤插入或移出晶圓10的位置。如下面將討論且類似於先前關於夾持機構500的實施例，該等夾持轉子的旋轉導致所述夾持銷531的移動，從而允許所述夾持銷531在朝向或遠離晶圓外圍邊緣之方向的移動。在該夾持位置，所述夾持銷531對者晶圓10的外圍邊緣壓下。
所述夾持機構600允許用於晶圓10的外周上的彈簧致動夾持。連桿540、550系統將拉伸彈簧511、521產生的力從兩獨立致動器環510、520轉移到該等單獨夾持轉子530、532。
如圖21C所示，為了獲得有關夾持機構600的位置之反饋，磁體535置放在該等夾持致動器環510、520上。這些磁體535直接置放於該夾盤底座502的薄部件509上方的該等夾持致動器環510、520下方。諸如霍爾效應感測器之類的非接觸式感測器然後用於讀取所述磁體535的位置，其指出該夾盤是打開並準備接受晶圓10，正確夾持或關閉。
圖22A-22C顯示該夾持機構600處於夾持位置(所述夾持銷531對著晶圓10的外圍邊緣壓下的配置)。
圖23A-23C顯示該夾持機構600處於關閉位置(沒有晶圓10且所述夾持銷531處於最內位置的配置)。
圖24A、圖24B和圖25顯示連同夾持機構600一起使用的夾持轉子530、532的構造。如圖24B所示，該等夾持轉子530、532 具有一包括凸輪面536的孔道534。該夾持銷531從所述夾持轉子的頂面向外突出。如下述，該凸輪面536設計成旋轉該等夾持轉子530、532。
圖26-28顯示一釋放銷700用於旋轉該等夾持轉子530、532之夾持轉子530、532的操作。所述釋放銷700包括一細長軸710，在其一端處具有一對向外延伸凸片712、714。該等凸片712、714直接彼此相對形成。該釋放銷700構成用於插入孔道534內。圖26-28顯示該等夾持轉子530、532處於關閉位置，其中圖28是該等夾持轉子530、532在將所述釋放銷532插入該等夾持轉子530、532之前處於關閉位置的底視圖。
圖29-31顯示該等夾持轉子530、532處於部分釋放狀態。該釋放銷700部分插入孔道534內並顯示接觸該凸輪面536之前。
圖32-34顯示夾持轉子530、532處於完全釋放狀態。在此狀態下，該插入銷700完全插入孔道534內。當插入後所述釋放銷700繼續在孔道534內向上移動時，該等凸片712、714接觸所述凸輪面536，且因為該釋放銷700固定於定位並構成垂直移動(該釋放銷700沒有旋轉)，使得該釋放銷700在孔道534內的向上繼續移動造成旋轉該等夾持轉子530、532。
當從該等夾持轉子530、532移開釋放銷700時，所述彈簧511、521施加於該等夾持致動器環510、520的偏置力導致該等夾持轉子530、532返回到關閉位置(當沒有晶圓10時)。
該夾持機構500因此構成使得多個連桿540、550將該等夾持轉子(夾持氣缸)530、532連接到一對應夾持氣缸530、532。此外，具有兩獨立夾持致動器環510、520，每一者分別連接到三個夾持轉 子530、532。經由一磁體與一霍爾(Hall)效應感測器(未示出)完成感測每個夾持致動器環510、520。所述磁體附接到該等夾持致動器環510、520並完全封裝在夾盤內以避免化學污染。該霍爾效應感測器完全封裝在製程腔體的靜止部件以避免化學污染。該霍爾效應感測器能夠偵測所述磁體的相對位置，從而將反饋提供給軟體，不管所述夾盤是否打開、夾持、或關閉。
圖35-42C顯示根據另一實施例之一旋轉夾盤1300。應瞭解及明白，該旋轉夾盤1300為類似於本說明書描述夾盤140、300的伯努利型，因此共用許多特徵件。因此，關於夾盤140及/或夾盤300的描述特徵件可在所述旋轉夾盤1300中實施。
圖38顯示該旋轉夾盤1300的伯努利態樣，其中氣體(例如，氮氣)的流動路徑使用箭號標示。圖39大體上顯示其中形成複數個分配通道1312的夾盤主體1310。在入口1313處，氣體流入通道1312，然後沿著徑向向外方向流至槽口1315，在其位置向上流入額外分配通道，導向徑向流動發射器(氣體擴散器)，沿著形成一伯努利型夾盤的夾盤頂部排出氣體。
根據本發明，該旋轉夾盤1300具有一用於可控制升降晶圓1301的升降器機構。如圖39所示(其中以透明示出所述夾盤主體示)，該旋轉夾盤1300包括一位於所述夾盤主體1310內部之環構件1320。如本說明書的描述，該環構件1320具有受限旋轉度並用作為一用於可控制接觸及夾持晶圓1301的外圍邊緣之夾爪機構1400的受控移動之部分致動器。該夾爪機構是由複數個可控制樞轉同時接觸晶圓1301的外圍邊緣之可樞轉夾爪1410(夾具)組成，以確保夾持及置中晶圓1301在夾盤頂面上。如圖36所示，該夾盤主體1310的一部件 1313位於所述環構件1320的徑向向外。該環構件1320包括複數個形成其中的第一開口或槽口1330，並具有複數個沿著該環構件1320的外圍邊緣形成的凹口1332。該環構件1320亦包括複數個第二開口或槽口1335。在第二開口1335內的是一U型馬蹄部件1339，其中U型馬蹄部件1339的開口徑向面向外側。該U型馬蹄部件1339可裝配在所述第二開口1335內。
如圖39所示，沿著該環構件1320的外圍邊緣是至少一且最好是複數個從該環構件1320的外圍邊緣徑向向外延伸之環形片1340。該環形片1340可位於該凹口1332的一端處。
該可樞轉夾爪1410包括一用於接觸晶圓1301的外圍邊緣之夾具部件1412。該可樞轉夾爪1410包括一圍繞第一軸旋轉的可旋轉桿1414。該夾具部件1412係附接到所述可旋轉桿1414的頂端並固定附接其，使得該可旋轉桿1414的旋轉導致所述夾具部件1412的旋轉。在該可旋轉桿1414的相對底端處，一腳部件1416係固定附接其上並朝向所述夾盤主體的中心向內徑向延伸。該腳部件1416的遠端包括一圓形、增大的遠端1417。該遠端1417接受在該U型馬蹄部件1339的開放空間內。如本說明書的描述，當該環構件1320旋轉時，該U型馬蹄部件1339接觸所述圓形、增大的遠端1417，且該環構件1320的繼續旋轉造成該腳部件1416的樞轉，因此所述可旋轉桿1414與夾具部件1412亦旋轉(樞轉)。該夾具部件1412可於朝向晶圓1301的徑向向內方向樞轉；或者，當該夾爪1410在反方向樞轉時，該夾具部件1412在遠離該晶圓1301的方向中樞轉。
如本說明書的描述，當該環構件1320沿著逆時針方向旋轉時，該夾爪1410旋轉(樞轉)到打開位置，其中在該夾具部件1412 隔開晶圓1301的外圍邊緣，從而容易移動晶圓1301。相反地，當該環構件1320沿著順時針方向旋轉時，該夾爪1410旋轉到關閉位置。
該夾爪機構具有一彈簧復位機構1450以使夾爪1410返回關閉位置。該彈簧復位機構1450包括一位於所述環構件1320中形成該等第一開口1330之一者中的複位彈簧裝置。該復位彈簧裝置包括一固定於所述環構件1320之第一墊塊1452與一固定於所述彈簧夾盤的主體之第二墊塊1454，其中一彈簧1456延伸於其間。尤其是，該彈簧1456的一端係附接於所述第一墊塊1452，且該彈簧1456的另一端係附接於所述第二墊塊1454。亦應明白，第一開口1330定義所述環構件1320的移動角度，因為當所述第二墊塊1454接觸所述第一開口1330的一端時，達到移動的端點。
因此，夾爪機構與環構件1320因此提供一用於當晶圓定位在所述旋轉夾盤的頂面時而可控制夾持及釋放晶圓的器件。在一實施例中，具有三個對稱及環繞隔開所述旋轉夾盤主體1310的部件1313周圍之夾爪1410。
該環構件1320的旋轉是由一凸輪裝置1500實現。該凸輪裝置1500包括一安裝於支撐件1510的凸輪片結構。該凸輪片結構的一第一端1512安裝到所述支撐件1510。該凸輪片結構包括一細長凸輪片1520，其係從該支撐件1510向上及向外延伸並定義該凸輪片結構的一第二端1514。該凸輪片1520具有一靠近所述第二端部1514的凸輪面1530，更特別係，該凸輪面1530包括一在該凸輪片1520的兩平行側緣間延伸的傾斜面。該凸輪面1530向內朝向所述第二端部1514漸縮使得該凸輪片在所述第二端1514處具有一最小寬度。
所述旋轉夾盤主體1310的部件1313包括一通孔，以當 該凸輪裝置1500由諸如一氣動裝置、一馬達驅動軸或任何其他適當驅動機構的致動器升起時，以使所述凸輪片1520通過。該凸輪片1520係經定位使得該凸輪面1530面向該環形片1340，且其接觸於凸輪面1530與環形片1340之間，造成該環構件1320的受控旋轉。更特別係，當該凸輪片1520升起時，而該凸輪片1520連續升起時，該凸輪面1530接觸該環形片1340的邊緣，該凸輪面1530沿著所述環形片1340的表面向上移動，且此造成該環構件1320的逆時針旋轉，導致該夾爪1410的樞轉，如本說明書的描述。
該升降器機構可為一用於可控升起及下降晶圓1301之升降器機構的形式。在所示實施例中，具有圍繞該夾盤本體1310的部件1313隔開的四個升降器裝置1500、1550。複數個升降器裝置可為相同類型；或者，如圖所示，該等升降器裝置可為兩不同類型，即是，一第一類型升降器與一第二類型升降器。如圖36所示，該等升降裝置1500、1550位於該夾盤主體的部件1313內，且尤其是，該等升降裝置1500、1550圍繞所述部件1313隔開。在所示實施例中，具有兩升降器裝置1500且具有兩升降裝置1550。如本說明書的描述，兩升降器裝置1500、1550具有多個相似性。
每個升降器裝置1500具有一圓柱體形，而每個升降器裝置1550具有一長橢圓形。該等升降器裝置1500、1550具有在每個端部打開的圓柱外殼體1512。一細長活塞1514配置在該殼體1512內且包括在其底端的一增大凸緣1513，其關閉該外殼體1512的底部。該增大凸緣1513包括一接受彈簧1600的環形凹槽或軌條。該彈簧1600的一底端安置在凹槽內，且該彈簧1600的一頂端安置對著該殼體1512的頂壁上。該殼體1512的頂壁具有一構成接受及允許活塞 1514通過的中央開口。該活塞1514延伸通過該彈簧1600的中心。一罩體1610藉由使用一緊固件以固定到該活塞1514的遠端，且如圖41所示，該罩體1610具有一圓錐結構的圓形，因為該罩體1610的中心具有一最大厚度且從一中央平面頂面1611起，該罩體1610向下朝向外圍邊緣漸縮，使得該罩體1610在其邊緣處具有一最小厚度。如圖41所示，該晶圓1301的外圍邊緣沿著所述罩體1610的錐形部件而固定。
當該活塞1514經由一升降器致動器1710在該殼體1512內向上推動時，該彈簧1600壓縮及儲存當作回覆力的能量，確保該活塞返回其縮回、下降位置。如本說明書的描述，該升降器致動器1710可包括一細長驅動桿或軸，其係經驅動成接觸該活塞的底部(凸緣1513)以升起活塞。當該活塞1514上升時，其上支撐的晶圓1301同樣升起。
如圖所示，該活塞1514可由一致動器(諸如一氣動驅動缸或馬達驅動軸或任何其他適當機構)操作的升降器1620予以升起。
該升降器1550類似於該升降器1500，且因此，類似於殼體1512、活塞1514與彈簧1600的部件是相似編號。相對該升降器1500的圓形頂部，該升降器1550的頂部具有長橢圓形。該升降器1550包括一頂部橢圓形罩體1552，其中罩體1610接受在沿著罩體1552的頂面形成的凹部中。該升降器1550亦具有一導引件1700形式的防旋轉機構，其附接到橢圓形罩體1552的下側以防止在裝置操作期間該基材旋轉。該導引件1700是一細長桿或軌類似結構，該導引件係接受在其部件1313中形成於夾盤主體1310的一垂直導引通道內。
在一實施例中，用於使該活塞與所述夾爪機構移動的 升降器致動器1710可整合到如圖39所示的一共同部件。如圖所示，該凸輪片1520與該升降器致動器1710是由一共同底座部連接，因此，當一致動器升起或下降此共同部件時，該升降器致動器1710與所述凸輪片1520兩者同時移動。如圖所示，該凸輪片1520具有一較大高度，而該升降器致動器1710的遠端構成接觸及接合該活塞1514的底端(凸緣)，以上升或下降在該殼體內的活塞1514。然而，應明白，該升降器與凸輪片可保持為分開部件並可由單獨致動器所致動。
應瞭解，該升降致動器包括所述細長軸體1710之外的附加組件，尤其是，可包括可控制升起及下降軸體1710的氣動組件或類似物。在所述組合軸體1710與凸輪片1520的情況下，致動器一齊升起及下降。
圖42A-42C顯示升起晶圓1301的步驟。在圖42A所示的一第一位置中，該凸輪片1520與升降器致動器(未示出)處於縮回位置。如圖所示，該凸輪片1520的遠端係隔開在該夾盤主體1310形成的接受凹口或槽口1315並從其移開。在此位置中，晶圓1301是被夾具1412下降及夾持。在圖42B中，一第二步驟係顯示，其中該凸輪片1520的遠端已進入槽口1315並接觸該環形片1340的邊緣，導致逆時針驅動該環構件(未示出)與操作(樞轉)該夾爪機構，如本說明書所述。在圖42B所示位置中，該升降器致動器1710未接觸活塞1514。該環構件的旋轉導致打開夾爪以升起晶圓1301。圖42C顯示繼續升起所述凸輪片及由於該活塞1514與該升降器致動器1710之間的接觸與壓縮彈簧1600而驅動及升起該活塞1514。此動作導致該活塞1514升起，因此晶圓1301升起，由於所述晶圓是由活塞端部處的活塞罩體1610及亦由該升降器1550的罩體1552支撐。在圖42C中，該環形片 1340接合該凸輪片1520的側緣。
圖43A和43B顯示一替代性排放系統1900，其僅包括一單排放口而不是示出兩排放系統的至少某些較早實施例。尤其是，單排放口是類似於前面關於其他實施例討論的化學排放口。應明白，示意說明的收集杯配置本質上僅是示例性，且單排放系統1900可連同本說明書揭露的任何其他收集杯配置一起使用。
該單排放導管1910係顯示，且同樣類似於本說明書揭露的化學排放配置。該排放導管1910可包括任何數量的不同結構，包括如圖所示的一通道或導管。如下述，該排放導管1910接收排放物並將導引來自所述晶圓製程設備的排出排放物。
一防濺罩體1920係顯示且類似於本說明書描述之類。該防濺罩體1920具有一頂部傾斜壁1922與一垂直外壁1924。該防濺罩體1920在圖43A所示的打開位置與圖43B所示的關閉(下降)位置之間垂直移動。
如前述，該防濺罩體1920圍繞一可包括本說明書揭露之類的任何多種不同形式的收集杯配置。為了僅說明目的，一收集杯配置顯示包含一收集罩體1930、一第一收集杯1940、一第二收集杯1950與一第三收集杯1960。這些元件可具有關於其他收集杯配置之因此所揭露的特徵件。
根據本發明，在該防濺罩體1920的打開位置中，一排放通道1970是打開，排出氣體可通過其而流到該排放導管1910。所述排放通道1970係流體連通該排放導管1910的內部，因此，當所述防濺罩體1920處於打開位置時，排出氣體可沿著外壁1924在該防濺罩體上流通，然後進入排放通道1970，然後最終進入該排放導管 1910。排出氣體亦可通過在收集杯配置中形成的打開收集腔體流動，然後流入該排放通道1970。換句話說，當所述防濺罩體1920處於打開位置時，空氣(排出氣體)可在所述防濺罩體周圍流動並經由排放通道1970流入該排管道1910。相反地，當所述防濺罩體1920如圖43B所示處於關閉位置時，下降的防濺罩體1920關閉該排放通道1970，因此，排出氣體在流入該排放導管1910的流量會受到限制。
因此，熟習該項技藝者應明白，所述防濺罩體1920升起的程度係定義可流入該排放導管1910並從其排出的排放量。因此，使用者可藉由將所述防濺罩體1920定位在一完全打開位置(圖43A)與一完全關閉位置(圖43B)之間的想要位置，可有效「節流」所要排出氣體的排放量。這允許控製本系統的排放系統。
注意，前面的附圖與實例不意味將本發明的範疇限制在單一實施例，因為其他實施例可藉由部分或全部所描述或示意說明元件的互換來實現。此外，在本發明的某些元件可使用已知組件來部分或全部實施的情況下，僅描述對於瞭解本發明必需的這些已知組件的部分，且這些已知組件的其他部分的詳細描述已被省略，不致對本發明造成模糊。在本說明書中，除非在本說明書特別明確指出，否則顯示單個組件的實施例應不必然限制於包括複數個相同組件的其他實施例，反之亦然。此外，除非明確如此闡述，否則申請人沒有意欲將說明書或專利申請項中的任何術語歸於不常見或特殊的含義。此外，本發明包括關於舉例說明在本說明書所參考已知組件的目前與未來已知的等同物。
前面具體實施例的描述將充分揭示本發明的一般性質，以致其他人可藉由應用相關領域技術範圍內的知識(包括在本說 明的參考所引用及併入文獻的內容)容易修改及/或調適這些具體實施例的各種應用，而無需過度實驗，不致悖離本發明的一般概念。因此，基於在本說明提出的教示與指導，這類調適與修改因此是在揭露實施例的等同物的含義與範圍內。應瞭解，本說明書中的用辭或術語是為了描述之目的而不是限制，使得本說明書的術語或用辭將由熟習該項技藝者根據本說明書提出的教示與指導、結合熟習該項技藝者的知識來解釋。
雖然前面已描述本發明的各種實施例，但應瞭解，其是藉由實例說明而不是限制。熟習該項技藝者應明白，可進行各種形式與細節的變化，不致悖離本發明的精神與範疇。因此，本發明應沒有受到任何前述示例性實施例的限制，而應僅根據文後專利申請項及其等同物來定義。
100‧‧‧半導體晶圓製程腔體
116‧‧‧側壁
120‧‧‧過濾風扇單元
170‧‧‧腔體排管(導管)
180‧‧‧化學排管
195‧‧‧閘閥

Claims (26)

  1. 一種晶圓製程系統，其包括：一殼體；一可旋轉晶圓支撐構件，用於支撐晶圓；一防濺罩體，其配置在該晶圓支撐構件外圍邊緣周繞，且可在一升起位置與一下降位置之間移動；複數個收集盤，其配置在該晶圓支撐構件的外圍邊緣周圍，並在該防濺罩體的一中心開口內，該等收集盤係以層疊或套疊構造配置，每個收集盤具有一用於收集流體的槽部件，其中該等收集盤之至少一者具有一排放口；及一驅動機構，用於選擇性將一或多個收集盤移到該晶圓支撐構件上方的一升起位置，以定義在至少一升起的收集盤與一下降的收集盤之間形成的一收集腔體，該收集腔體係構成收集在晶圓製程期間從該晶圓排出的流體，並將該收集的流體導引通過該下降的收集盤的該排放口；一腔體排放口，其係形成於該殼體中，用於從該殼體的內部排出氣體；以及一化學排放口，其係形成於該殼體中，用於排出沿著以下之至少一者流動的氣體：(a)一第一流動路徑，其係定義在處於一升起位置的防濺罩體與處於一下降位置的收集盤之間；及(b)一第二流動路徑，其中氣體通過該收集腔體流到該化學排放口，其中該等複數個收集盤包括：一第一收集盤，其具有形成於 該第一收集盤之槽部件之一底部中的一單個第一槽，一第二收集盤，其具有形成於該第二收集盤之槽部件之一底部中的一單個第二槽，一第三收集盤，其具有形成於該第三收集盤之槽部件之一底部中的一單個第三槽，該第二收集盤具有一外壁、一內壁及從該外壁徑向向外隔開的一外突指，其中該第二槽係由該外壁及該內壁定義且係位於該外壁及該內壁之間，該外突指係配置在該第一槽的上方且軸向對準該第一槽，其中該外突指向下延伸且從該第二收集盤之外壁隔開，其中一第一空間形成在該外突指與該外壁之間，該第一空間在其一頂端處是關閉的，以及其中該第一收集盤具有一外壁與一隔開該外壁的內壁，其間形成該單個第一槽，該第一收集盤之底部槽部件係配置成完全從該第二收集盤之外壁徑向向外。
  2. 如請求項1所述之晶圓製程系統，其中該驅動機構包括至少一第一對垂直致動器，每個垂直致動器係在該第一、第二及第三收集盤彼此接觸的一縮回位置與該第一、第二及第三收集盤中的至少一者移到該升起位置且該收集腔體形成於其間的一伸出位置之間移動。
  3. 如請求項2所述之晶圓製程系統，其中該收集腔體是定義在該升起收集盤的一下側與配置緊接該升起收集盤下方的該下降收集盤的一上表面之間。
  4. 如請求項1所述之晶圓製程系統，更包括一收集罩，其係限定在一下降位置與該第三收集盤套疊，並具有一內突指，其對該第一、第二及第三收集盤中的每一者徑向向內。
  5. 如請求項1所述之晶圓製程系統，其中該腔體排放口位於該防濺罩體的徑向向外。
  6. 如請求項1所述之晶圓製程系統，其中該氣體的來源包括一沿著該殼體的一頂部配置的過濾風扇單元。
  7. 如請求項1所述之晶圓製程系統，其中該第二流動路徑包括一蜿蜒流動路徑，其由(1)該第一及第二收集盤以及(2)該第二及第三收集盤中之一者定義並位於其中。
  8. 如請求項1所述之晶圓製程系統，其中該第一、第二及第三收集盤中之每一者是環形並包括一第一出口(D1)與一隔開該第一出口(D1)的第二出口(D2)，並構成傾斜面，使得流體藉由重力流到該第一出口(D1)或該第二出口(D2)。
  9. 如請求項1所述之晶圓製程系統，其中該第一、第二及第三收集盤中之每一者可相對於其他收集盤獨立移動。
  10. 如請求項1所述之晶圓製程系統，其中該驅動機構包括以下之一者：(a)複數個步進馬達；及(b)複數個氣動活塞。
  11. 如請求項1所述之晶圓製程系統，其中該第一收集盤的頂部向內傾斜朝向該可旋轉晶圓支撐構件，及該第二收集盤的頂部向內傾斜朝向該可旋轉晶圓支撐構件。
  12. 如請求項11所述之晶圓製程系統，其中該收集腔體包括一第一收集腔體，該第一收集腔體係定義在處於該升起位置的該第一收集盤與處於該下降位置的該第二收集盤之間，該第二流動路徑流過該第一收集腔體。
  13. 如請求項12所述之晶圓製程系統，其中該第二流動路徑包括一定義在該第一收集腔體內的蜿蜒流動路徑，該蜿蜒流動路徑在該第 一槽及形成於該第二收集盤的該外突指與該外壁之間的一第一空間內流動。
  14. 如請求項11所述之晶圓製程系統，其中該第三收集盤具有一外壁與一隔開該外壁的內壁，其間形成該第三槽，其中該第三收集盤的外壁的頂部向內傾斜朝向該可旋轉晶圓支撐構件，該第三收集盤具有一向下延伸且隔開該第三收集盤的外壁的外突指，該第三收集盤的外突指係位於該第二凹槽的上方且軸向對齊該第二凹槽，該第二收集盤的該底部槽部件係完全從該第三收集盤的外壁徑向向外。
  15. 如請求項14所述之晶圓製程系統，其更包括一第二收集腔體，該第二收集腔體係定義在處於該升起位置的該第二收集盤與處於該下降位置的該第三收集盤之間，該第二流動路徑流過該第二收集腔體。
  16. 如請求項12所述之晶圓製程系統，其中該第二流動路徑包括一定義在該第二收集腔體內的蜿蜒流動路徑，該蜿蜒流動路徑在該第二槽及形成於該第三收集盤的外突指與外壁之間的一第二空間內流動，該第二空間在其一頂端處是關閉的。
  17. 如請求項1所述之晶圓製程系統，其中該第一收集盤的外壁的頂部向內傾斜朝向該可旋轉晶圓支撐構件，其中當該第一和第二收集盤兩者處於下降位置時，該第二收集盤的外突指係與該第一槽隔開一第一距離，且其中當該第一收集盤處於升起位置且該第二收集盤處於下降位置時，該第二收集盤的外突指係與該第一槽隔開一第二距離，該第二距離小於該第一距離。
  18. 如請求項17所述之晶圓製程系統，其中沿著該第二流動路徑流動 的氣體是在該第一收集盤的外壁與該第二收集盤的外突指之間流動，沿著該第一槽，在該第二收集盤的外突指與該第一收集盤的內壁之間，及在流到該化學排放口之前在該第一收集盤的內壁與該第二收集盤的外壁之間流動。
  19. 如請求項1所述之晶圓製程系統，其中該殼體包括一底盤，該腔體排放口位於該底盤上方，而該化學排放口位於該底盤下方，以藉由該底盤從所述腔體排放口予以流體分離。
  20. 如請求項1所述之晶圓製程系統，其中該腔體排放口包括一用於控制通過其的氣體流率之第一可控閥，且該化學排放口包括一用於控制通過其的氣體流率之第二可控閥。
  21. 如請求項23所述之晶圓製程系統，其中該第一可控閥包括一第一蝶閥與一第一節流閥之至少一者，且該第二可控閥包括一第二蝶閥與一第二節流閥之至少一者。
  22. 如請求項1所述之晶圓製程系統，其中該腔體排放口係流體連通一外部腔體排放導管，且該化學排放口係流體連通一外部化學排放導管。
  23. 如請求項17所述之晶圓製程系統，其中，當該第一收集盤及該第二收集盤皆處於升起位置和下降位置時，該第一收集盤的內壁的一頂端和該第二收集盤的外突指的一底端彼此相鄰，使得一平行於一地面的水平面穿過該第一收集盤的內壁的頂端和該第二收集盤的外突指的底端。
  24. 如請求項1所述之晶圓製程系統，其中該第一空間及該第二槽具有半圓形。
  25. 如請求項23所述之晶圓製程系統，其中，當該第一收集盤升起且 該第二收集盤下降時，該第二收集盤的外突指與該第一收集盤的內壁在一橫向上的重疊程度大於：(1)當該第一收集盤和該第二收集盤皆處於該升起位置或(2)當該第一收集盤和該第二收集盤皆處於該下降位置中之一者。
  26. 一種晶圓製程系統，其包括：一殼體；一可旋轉晶圓支撐構件，用於支撐晶圓；一防濺罩體，其配置在該晶圓支撐構件外圍邊緣周繞，且可在一升起位置與一下降位置之間移動；複數個收集盤，其配置在該晶圓支撐構件的外圍邊緣周圍，並在該防濺罩體的一中心開口內，該等收集盤係以層疊或套疊構造配置，每個收集盤具有一用於收集流體的底部槽部件，其中，在該複數個收集盤的一下降位置中，該複數個收集盤的該底部槽部件的底面排列在一共同的底平面上，該複數個收集盤的該底部槽部件係同心配置且以非重疊方式配置，其中該等收集盤之至少一者具有一排放口；及一驅動機構，用於選擇性將一或多個收集盤移到該晶圓支撐構件上方的一升起位置，以定義在至少一升起的收集盤與一下降的收集盤之間形成的一收集腔體，該收集腔體係構成收集在晶圓製程期間從該晶圓排出的流體，並將該收集的流體導引通過該下降的收集盤的該排放口；其中該等複數個收集盤包括一第一收集盤，其具有一形成於 該第一收集盤的一底部的凹形的第一槽，一第二收集盤，其具有一凹形的第二槽，及一第三收集盤，其具有一凹形的第三槽，該第一收集盤具有一外壁與一隔開該外壁的內壁，其間形成該第一槽，其中該外壁的一頂緣包括一第一斜切緣，該第二收集盤具有一外壁、一內壁及從該外壁徑向向外隔開的一外突指，其中該第二槽係由該外壁及該內壁定義且係位於該外壁及該內壁之間，其中該外突指之一頂緣包括一第二斜切緣，其面對該第一斜切緣並平行於該第一斜切緣，該外突指係配置在該第一槽的上方且軸向對準該第一槽，其中該外突指向下延伸且從該第二收集盤之外壁隔開，其中一第一空間形成在該外突指與該外壁之間，該第一空間在其一頂端處是由一凹型頂面關閉的。
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