TWI479560B - 多腔室半導體處理裝置 - Google Patents

Description

多腔室半導體處理裝置

本發明是關於一種半導體晶圓或相似元件的表面處理領域，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、蝕刻和其他處理的多腔室半導體處理裝置。

在半導體積體電路製造的流程中，有近100個以上的步驟與晶圓表面清洗和化學處理有關，這些步驟占總生產流程步驟的25%至35%。而在目前積體電路製造業所使用的晶圓表面化學處理和清洗設備中，有近70%仍為傳統的批量處理清洗設備和RCA類清洗方法。

隨著積體電路生產中晶圓尺寸不斷地增大(200mm→300mm→450mm)，電子元件尺寸不斷地縮小(65nm→45nm→32nm)，傳統批量化學處理和清洗技術(即每次處理多於25片晶圓)所要面對的挑戰也不斷增加，這些挑戰包括有晶圓表面處理均勻性問題和批量處理有可能發生的交叉污染問題；對於超微小粒子的去除能力不足的問題；超音波(Megasonics)技術對超微結構的損傷問題；具有低介電常數和高介電常數的新材料和金屬閘極等表面的化學處理和清洗難題等等。同時還因為存在晶圓單面化學處理和清洗的實際需求、晶圓的薄化以及線上設備的聯繫等眾多因素，促使了半導體晶 圓的清洗技術逐漸地由傳統批量處理技術轉向單晶圓處理技術。

在實際使用中，單晶圓處理技術的優勢已在IC生產後段(Back End Of Line,BEOL)的廣泛應用中明顯呈現，並已開始逐漸擴展到IC生產前段工序(Front End Of Line,FEOL)中。然而，單晶圓處理技術在IC生產前段工序的廣泛應用，嚴重地受限於單晶圓化學處理設備相對於傳統多晶圓批量處理設備的低通量問題。僅靠增加更多單晶圓化學處理設備並不能夠理想地解決與傳統批量處理設備在生產通量上的差距，因為此解決問題的方案所需的成本的上升的速度遠比所能提高的生產量要上升得快得多。

因此，有必要提供一種更好的方案來解決上述問題。

本發明的目的在於提供一種多腔室半導體處理裝置，該多腔室半導體處理裝置具有多個縱向分佈於立柱上的微腔室，每個微腔室可以同時對多個半導體晶圓分別進行單晶圓化學處理。

根據本發明的目的，本發明提供一種多腔室半導體處理裝置，其包括：包括至少兩個用於容納和處理半導體晶圓的微腔室，每個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，上腔室部和下腔室部在一用於裝載或移除該半導體晶圓的打開位置和一用於容納和處理半導體晶圓的關閉位置之間相對移動，在 關閉位置時，半導體晶圓安置於上工作表面和下工作表面之間，且與微腔室的內壁形成有供處理流體流動的空隙，微腔室包括至少一個供處理流體進入微腔室的入口和至少一個供處理流體排出微腔室的出口。

進一步來說，多腔室半導體處理裝置還包括驅動裝置，至少一個微腔室的上腔室部或下腔室部被驅動裝置驅動而移動，上腔室部和下腔室部中的另外一個被固定於預定位置。

進一步來說，多腔室半導體處理裝置還包括貫穿每個微腔室的上腔室部和下腔室部的立柱，上腔室部和下腔室部沿立柱在打開位置和關閉位置相對移動。

進一步來說，多腔室半導體處理裝置還包括位於最下側的微腔室的下腔室部下方的驅動裝置及/或位於最上側的微腔室的上腔室部上方的驅動裝置，驅動裝置沿縱向驅動對應的腔室部，每個微腔室的上腔室部和下腔室部之間還包括可伸縮的微驅動部件，每個微腔室的上腔室部和下腔室部在微驅動部件和驅動裝置提供的驅動力驅使下沿立柱的導引向上移動或者向下移動。

更進一步來說，微驅動部件為套接在立柱上的螺旋拉伸彈簧，且位於下方的微腔室的上腔室部和下腔室部之間的螺旋拉伸彈簧的彈簧係數大於位於上方微腔室的上腔室部和下腔室部之間的螺旋拉 伸彈簧的彈簧係數。

進一步來說，相鄰的兩個微腔室中，位於縱向上方的微腔室的下腔室部和位於縱向下方的微腔室的上腔室部相互固定或者一體成型。

更進一步來說，多腔室半導體處理裝置還包括位於最下側的微腔室的下腔室部下方的驅動裝置或位於最上側的微腔室的上腔室部上方的驅動裝置，所有微腔室的上腔室部固定相連並且所有微腔室的下腔室部固定相連，當驅動裝置驅動位於最下側的微腔室的下腔室部向上移動時，所有微腔室的下腔室部向上移動；當驅動裝置驅動位於最上側的微腔室的上腔室部向下移動時，所有微腔室的上腔室部在立柱的導引下向下移動。

再進一步來說，所有微腔室的上腔室部被固定於複數根第一套管上；所有微腔室的下腔室部被固定於複數根第二套管上，每根第一套管和第二套管分別套接在立柱上並可沿該立柱向上或者向下移動。

進一步來說，第一套管和第二套管的外表面包含有螺紋，第一套管和第二套管貫穿上腔室部或者下腔室部的邊緣後選擇性地藉由對應於該螺紋的螺帽固定。

進一步來說，驅動裝置包括頂蓋板和底蓋板，頂蓋板和底蓋板分別包括對應形狀的基板部，並且頂蓋板的基板部向下延伸有頂側壁，底蓋板的基板部向上延伸有底側壁，頂蓋板的基板部、頂側壁和底蓋板的基板部、底側壁圍成的空腔內包含一流體驅動裝置，流體驅動裝置與基板部相連，頂蓋板或者底蓋板中的一個固定於立柱的預定位置，頂蓋板或者底蓋板中的另一個與相鄰微腔室的腔室部固定相連或一體成型，藉由流體驅動裝置的膨脹和收縮，驅動頂蓋板和底蓋板中的未固定於立柱上的那一個及與其相鄰的腔室部沿立柱移動。

再進一步來說，多腔室半導體處理裝置還包括處理流體供應裝置和處理流體收集裝置。處理流體供應裝置連接於供處理流體進入微腔室的入口，用於提供處理流體。處理流體收集裝置連接於供處理流體排出微腔室的出口，用於收集處理流體處理半導體晶圓後的廢液，其中，處理流體包括化學試劑及/或氣體。

與習知技術相比，本發明中的多腔室半導體處理裝置採用立柱導引結構，並在立柱上縱向設置多個微腔室。使得半導體處理裝置能夠同時對多個半導體晶圓分別進行單晶圓化學處理。

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。

為了便於描述本發明，首先描述作為多腔室半導體處理裝置的核心部件之一的微腔室。微腔室用於容納和處理半導體晶圓。

請參考第1圖，其繪示了本發明中的微腔室在一個實施例中的立體示意圖。微腔室100包括上腔室部120和下腔室部140，上腔室部120中包括一個矩形基板部及從矩形基板部向下延伸形成的一上工作表面及上周邊部分，下腔室部140中也包括一個矩形基板部及從矩形基板部向上延伸形成一下工作表面及下周邊部分，上工作表面、上周邊部分、下周邊部分和下工作表面圍繞成一個用於容納和處理半導體晶圓的空腔。上腔室部120和下腔室部140可以藉由立柱(未繪示)的導引下在一關閉位置和一打開位置之間變化。當處於打開位置時，上腔室部120和下腔室部140互相分離，以便於裝載和移除將要被處理的或者已經被處理過的半導體晶圓於微腔室；當處於關閉位置時，上腔室部120和下腔室部140對應緊密貼合，上工作表面、上周邊部分、下周邊部分和下工作表面圍繞成容納半導體晶圓的空腔。當半導體晶圓被裝載進入微腔室，並且微腔室處於關閉位置時，可將化學試劑及其他流體引入微腔室內部以對其內的半導體晶圓進行分析、清潔、蝕刻及其它處理，並在處理過程中及處理完畢後，將處理後的化學試劑及其它流體引出微腔室。

下文將描述作為多腔室半導體處理裝置的另一核心部件之一的驅動裝置。驅動裝置被設置於上腔室部的上方或者下腔室部的下 方，用於驅動上腔室部或者下腔室部沿立柱的導引而上下移動。

請參考第2圖，其繪示了本發明中的驅動裝置在一個實施例中的分解示意圖。驅動裝置200包括頂蓋板220和底蓋板240，頂蓋板220和底蓋板240分別包括對應形狀的基板部，並且頂蓋板220的基板部222向下延伸有頂側壁224，底蓋板240的基板部242向上延伸有底側壁244，頂蓋板220的基板部222、頂側壁224和底蓋板240的基板部242、底側壁244圍成的空腔內包含一流體驅動裝置260，流體驅動裝置260可以是一個氣袋。流體驅動裝置260與頂蓋板220和底蓋板240的基板部緊密固定連接。當頂蓋板220和底蓋板240中的一個被固定於立柱的預定位置時，藉由流體驅動裝置260的膨脹和收縮，可以驅動頂蓋板220和底蓋板240中未固定於立柱的那一個及與其相連的元件沿立柱移動。

其中，基板部不一定為矩形，也可以為六邊形、圓形等。頂側壁224和底側壁244通常具有對應的形狀，並且兩者之一的內壁直徑等於或者略小於另外一者的外壁直徑，使得頂側壁224可以套接在底側壁244上，或者說，底側壁244可以套接在頂側壁224上。

具體來講，當驅動裝置200被設置於下腔室部下方時，驅動裝置可以稱之為下部驅動裝置，下部驅動裝置包括下頂蓋板和下底蓋板，下頂蓋板和下底蓋板分別包括對應形狀的基板部，並且下頂蓋板的基板部向下延伸有頂側壁，下底蓋板的基板部向上延伸有底側 壁，下頂蓋板的基板部、頂側壁和下底蓋板的基板部、底側壁圍成的空腔內包含一流體驅動裝置，流體驅動裝置可以與下頂蓋板和下底蓋板的基板部固定相連。

下頂蓋板和下底蓋板的基板部邊緣形成有對應的柱位孔，下底蓋板的基板部與立柱固定，藉由流體驅動裝置的膨脹和收縮，驅動下頂蓋板及被下頂蓋板承載的下腔室部沿立柱的導引而向上移動或者向下移動。下頂蓋板可以與相鄰的下腔室部相互固定或者一體成型為一個部件。

同理，當驅動裝置200被設置於上腔室部上方時，驅動裝置可以稱之為上部驅動裝置，上部驅動裝置包括上頂蓋板和上底蓋板，上頂蓋板和上底蓋板分別包括對應形狀的基板部，並且上頂蓋板的基板部向下延伸有頂側壁，上底蓋板的基板部向上延伸有底側壁，上頂蓋板的基板部、頂側壁和上底蓋板的基板部、底側壁圍成的空腔內包含一流體驅動裝置，流體驅動裝置與上頂蓋板和上底蓋板的基板部固定相連，上頂蓋板和上底蓋板的基板部邊緣形成有對應的柱位孔，上頂蓋板的基板部與立柱固定，上底蓋板的基板部與上腔室部相連，藉由流體驅動裝置的膨脹和收縮，驅動上底蓋板及與上底蓋板板相連的上腔室部沿立柱向上移動或者向下移動。上底蓋板與相鄰的上腔室部可以相互固定或者一體成型為一個部件。

作為本發明的重點之一，本發明中的多腔室半導體處理裝置採 用了立柱導引結構，並在立柱導引結構上縱向設置多個微腔室。每個微腔室中的上腔室部和下腔室部的邊緣包含對應的柱位孔。在一些實施例中，上腔室部和下腔室部都可以沿貫穿柱位孔的立柱相對移動；而在另外一些實施例中，上腔室部和下腔室部中的一個被固定於立柱的預定位置，而上腔室部和下腔室部中的另外一個被驅動裝置所驅動而在立柱的導引下移動。

請結合參考第3圖和第4圖，其繪示了本發明中的多腔室半導體處理裝置在一個實施例中分別處於打開位置和處於關閉位置時的立體示意圖。多腔室半導體處理裝置300包括縱向設置於四根立柱33上的第一微腔室320和第二微腔室340，立柱33的局部外表可以設置有螺紋(未繪示)。

其中第一微腔室320包括第一上腔室部322和形成其下腔室部分的第一中間板330。第二微腔室340包括形成其上腔室部分的第一中間板330和第二下腔室部342。具體來講，第一中間板330包括一呈矩形的基板部，從基板部向上延伸形成第一微腔室320的下腔室部分；從基板部向下延伸形成第二微腔室340的上腔室部分，並且第一中間板330通過匹配立柱33上的螺紋的螺帽36可以固定在立柱33上而無法移動。

多腔室半導體處理裝置300還包括驅動第一上腔室部322沿立柱33上下移動的第一上部驅動裝置360和驅動第二下腔室部342 沿立柱33上下移動的第一下部驅動裝置380。

第一上部驅動裝置360具有基本類似於第2圖所示驅動裝置的結構。第一上部驅動裝置360包括上頂蓋板362，上頂蓋板362可以通過螺帽38與立柱33固定。第一上部驅動裝置360的上底蓋板可與第一上腔室部322一體成型為一個部件。或者說，第一上腔室部322向上延伸形成了上部驅動裝置360的上底蓋板。當位於第一上部驅動裝置360中的流體驅動裝置膨脹時，第一上腔室部322被驅動而沿立柱33向下移動，並且在與第一中間板330緊密貼合時停止於該關閉位置。當位於第一上部驅動裝置360中的流體驅動裝置收縮時，第一上腔室部322沿立柱33向上移動，並且在與第一中間板330互相分離一定距離後停止於一打開位置。

第一下部驅動裝置380也具有基本類似與第2圖所示驅動裝置的結構。第一下部驅動裝置380包括第一下底蓋板382，第一下部驅動裝置380的下頂蓋板與第二下腔室部342一體成型為一個部件。或者說，從第二下腔室部342的表面向下延伸形成第一下部驅動裝置380的下頂蓋板。當位於第一下部驅動裝置380中的流體驅動裝置膨脹時，第二下腔室部342被驅動而沿立柱33向上移動，並且在與第一中間板330緊密貼合時停止於該關閉位置。當位於第一下部驅動裝置380中的流體驅動裝置收縮時，第二下腔室部342沿立柱33向下移動，並且在與第一中間板330互相分離一定距離後停止於一打開位置。

綜上所述，本實施例的多腔室半導體處理裝置300包括兩個微腔室，其中第一微腔室320的下腔室部分被固定於立柱上無法移動，而第一上腔室部322被驅動裝置驅動沿立柱移動。其中第二微腔室340的上腔室部分被固定於立柱上無法移動，而第二下腔室部342被驅動裝置驅動沿立柱移動。其中，第一微腔室320的下腔室部和第二微腔室340的上腔室部一體成型為一個第一中間板330。第一上部驅動裝置360的上底蓋板和第一上腔室部322一體成型為一個部件；第一下部驅動裝置380的下頂蓋板和第二下腔室部342一體成型為一個部件。於其他實施例中，第一中間板330也可以採用相互固定的兩塊板也即相互固定的第一微腔室320的下腔室部和第二微腔室340的上腔室部來代替。其他一體成型的元件也均可以採用相互固定的兩個元件來代替，下文不再一一累述。

在另外一些實施例中，多腔室半導體處理裝置的每個微腔室的上腔室部和下腔室部之間還可以包括有可伸縮運動而分開上下腔室的微驅動部件，微驅動部件可以是套接在立柱上的彈簧、微型液壓裝置或者氣壓裝置等等，每個微腔室的上腔室部和下腔室部在微驅動部件和驅動裝置提供的驅動力驅使下沿立柱的導引向上移動或者向下移動。請結合參考第5圖和第6圖，其繪示了本發明中的多腔室半導體處理裝置在另一個實施例中分別處於打開位置和處於關閉位置時的立體示意圖。多腔室半導體處理裝置500包括縱向設置於四根立柱55上的第三微腔室520和第四微腔室540，第三微腔室520 包括第三上腔室部522和形成其下腔室部分的第二中間板530。第四微腔室540包括形成其上腔室部分的第二中間板530和第四下腔室部542。具體來講，第二中間板530包括一呈矩形的基板部，從基板部向上延伸形成第三微腔室520的下腔室部分；從基板部向下延伸形成第四微腔室540的上腔室部分。多腔室半導體處理裝置500還包括驅動第二中間板530和第四下腔室部542沿立柱55上下移動的第二下部驅動裝置560。

第三上腔室部522可以利用螺帽等元件固定於立柱55上，第三微腔室520的上腔室部522和第二中間板530之間還包括有套接在立柱55上的第一彈簧524，當立柱55為複數個時，比如本實施例中的四個，各個立柱55上套接的第一彈簧524可以採用相同彈簧係數和大小形狀的螺旋拉伸彈簧。

第二中間板530和第四下腔室部542之間也包括有套接在立柱55上的第二彈簧544，每個立柱55上套接的第二彈簧544也可以採用相同彈簧係數和大小形狀的螺旋拉伸彈簧。第二中間板530和第四下腔室部542都可沿立柱55上下滑動。

第二下部驅動裝置560包括第二下底蓋板562，第二下部驅動裝置560的下頂蓋板與第四下腔室部542一體成型為一個部件。或者說，從第四下腔室部542的下表面向下延伸形成了第二下部驅動裝置560的下頂蓋板。當位於第二下部驅動裝置560中的流體驅動 裝置膨脹時，第四下腔室部542沿立柱55向上移動，並且利用第二彈簧544的彈力同時驅使第二中間板530也向上移動，最後在第三上腔室部522、第二中間板530和第四下腔室部542都互相緊密貼合時停止於該關閉位置。當位於第二下部驅動裝置560中的流體驅動裝置收縮時，第四下腔室部542沿立柱55向下移動，並且結合第一彈簧524和第二彈簧544的彈力使得微腔室最後在第三上腔室部522、第二中間板530和第四下腔室部542都互相分離時停止於一打開位置。但是可以預料到，由於第二中間板530的重力作用，如果第一彈簧524和第二彈簧544採用同樣彈簧係數的彈簧，則第四微腔室540將比第三微腔室520閉合的更為緊密。所以為了使第三微腔室520和第四微腔室540閉合的同樣緊密，可以採用較低彈簧係數的第一彈簧524和較高彈簧係數的第二彈簧544。

綜上所述，本實施例的多腔室半導體處理裝置500包括兩個微腔室，其中第三微腔室520的上腔室部被固定於立柱上無法移動，而構成第三微腔室520的下腔室部分和構成第四微腔室540的上腔室部分的第二中間板530和第四微腔室540的下腔室部542可以沿立柱移動。與前述實施例中的多腔室半導體處理裝置300相比可知，半導體處理裝置500的優點是可以節約一個驅動裝置，但是半導體處理裝置500的缺點是該微腔室的打開和關閉是同時進行的，無法單一針對其中的一個微腔室單獨進行。同時，半導體處理裝置500還採用了諸如彈簧之類的微驅動部件來進行驅動力的傳遞，並且可以採用不同彈簧係數的彈簧消除重力對微腔室閉合緊密性的影 響。

在另一個實施例中，多腔室半導體處理裝置的所有微腔室的上腔室部固定相連並且所有微腔室的下腔室部固定相連，當驅動裝置驅動位於最下側的微腔室的下腔室部向上移動時，所有微腔室的下腔室部在立柱的導引下向上移動；當驅動裝置驅動位於最上側的微腔室的上腔室部向下移動時，所有微腔室的上腔室部在立柱的導引下向下移動。

請進一步結合參考第7A圖、第7B圖和第7C圖，其繪示了本發明中的多腔室半導體處理裝置在一個實施例中的立體示意圖。多腔室半導體處理裝置700包括縱向設置於六根立柱75上的三個微腔室，分別為第五微腔室720、第六微腔室740和第七微腔室760。特別地，三個微腔室不是直接固定於六根立柱75上，而是被固定於可沿六根立柱75上下滑動的六根套管上，六根套管的內徑等於或者略大於六根立柱75的外徑。六根套管包括三根與各個上腔室部固定的第一套管77和三根與各個下腔室部固定的第二套管79。六根立柱75、第一套管77和第二套管79的局部外表可以設置有螺紋。

具體地講，第五微腔室720包括第五上腔室部722和第五下腔室部724；第六微腔室740包括第六上腔室部742和第六下腔室部744；第七微腔室760包括第七上腔室部762和第七下腔室部764。各個腔室部均在邊緣形成有對應於六根立柱及相應套管的六個套管 孔。套管孔的內徑等於或者略大於六根套管的外徑。其中，第五上腔室部722、第六上腔室部742和第七上腔室部762均通過螺帽固定於第一套管77上。而第五下腔室部724、第六下腔室部744和第七下腔室部764均通過螺帽固定於第二套管79上。三根第一套管77和三根第二套管79交叉排列，根據三點確定一個平面的原理，各個腔室部被固定於套管上並且互相平行。並且相鄰的上腔室部具有相同的預定間隔，相鄰的下腔室部也具有相同的預定間隔。

多腔室半導體處理裝置700還包括第二上部驅動裝置710和第三下部驅動裝置780。第二上部驅動裝置710和第三下部驅動裝置780均具有類似於第2圖所示驅動裝置的結構。第二上部驅動裝置710包括上頂蓋板712和上底蓋板714以及設置在上頂蓋板712和上底蓋板714之間的流體驅動裝置(未繪示)。流體驅動裝置與上頂蓋板712和上底蓋板714固定相連。上頂蓋板712通過螺帽直接固定於立柱75的頂部位置，上底蓋板714則通過螺帽與第五上腔室部722一起固定於第一套管77上。換句話說，上底蓋板714、第五上腔室部722、第六上腔室部742、第七上腔室部762和第一套管77被螺帽相互固定而形成一上腔室套件，如第7B圖中所示。

第三下部驅動裝置780則包括下頂蓋板782和下底蓋板784以及設置在下頂蓋板782和下底蓋板784之間的流體驅動裝置(未繪示)，流體驅動裝置與下頂蓋板782和下底蓋板784固定相連。下底蓋板784通過螺帽直接固定於立柱75的底部位置。下頂蓋板782 則通過螺帽與第七下腔室部764一起固定於第二套管79上。換句話說，下頂蓋板782、第五下腔室部724、第六下腔室部744、第七下腔室部764和第二套管79被螺帽相互固定而形成一下腔室套件，如第7C圖中所示。同樣地，當第二上部驅動裝置710及/或第三下部驅動裝置780中的流體驅動裝置膨脹時，上腔室套件和下腔室套件會相對移動，最後在各對上腔室部和各對下腔室部互相緊密貼合時停止於該關閉位置。當第二上部驅動裝置710及/或第三下部驅動裝置780中的流體驅動裝置收縮時，上腔室套件和下腔室套件會相背移動，並且在各對上腔室部和各對下腔室部互相分離時停止於一打開位置。應當認識到，各個上腔室部之間的距離應當和對應下腔室部之間的距離相同，以便第五微腔室720、第六微腔室740和第七微腔室760中的各個下腔室部移動同樣位移時，可以同時與對應的上腔室部處於相同的貼合或者分立狀態。在具體的實施例中，各個上腔室部之間的距離和對應下腔室部之間的距離可以通過套管上的螺帽進行微調，甚至各個腔室部之間的距離都可以通過套管上的螺帽進行微調。

為了進一步描述本發明，請繼續參考第8圖，其繪示了本發明中的微腔室在一個實施例中的剖面示意圖。微腔室800包括上腔室板820和下腔室板840。上腔室板820上形成一上工作表面822以及環繞上工作表面822的第一凸緣824。下腔室板840上形成一下工作表面842以及環繞下工作表面842的第二凸緣844。通常來講，第一凸緣824和第二凸緣842的位置是相對的，並且為了能夠緊密 貼合，第一凸緣824和第二凸緣842之間還可以包含有耦合結構或者諸如橡膠質地的密封圈860。當然，第一凸緣824和第二凸緣842也可以不是相對的而是互相咬合的，或者第一凸緣824和第二凸緣842根據具體實施例而被設計為其他類型的相互吻合形狀，比如相對的凸緣和凹槽。

被處理的半導體晶圓被容納於上工作表面822、下工作表面842以及形成周邊部分的第一凸緣824及/或第二凸緣844形成的微腔室800內。半導體晶圓與上下工作表面之間還應當存在預期的空隙，該空隙的預定寬度通常在0.01mm與10mm之間，應該能夠理解，通過上下腔室板不同的壓力和不同內徑的密封圈可以改變空隙的寬度，而隨著此等空隙的改變，可以實現用於微腔室800內的處理流體的不同流動圖案，例如，實現層狀流體流動對擾動流體流動的流體圖案。當然，為了引進處理流體，微腔室800還應當包括有至少一個供處理流體進入微腔室的入口882和至少一個供處理流體排出微腔室的出口884，以及相應的處理流體供應裝置和處理流體收集裝置(未具體繪示)，處理流體供應裝置可以連接於供處理流體進入微腔室的入口882，用於提供處理流體；處理流體收集裝置連接於供處理流體排出微腔室的出口884，用於收集處理流體處理半導體晶圓後的廢液。為了能夠獲得期望的流體圖案，入口882和出口884可以設置於微腔室800的內壁的任一或者多個位置。更進一步地，為了能夠更好地獲得期望的流體圖案。微腔室800還可以包括至少一個供氣體進入微腔室的入口和至少一個供氣體排出微腔室的出口 (未繪示)，通過入口進入微腔室的氣體可以作為處理流體流動時的載體。連接於供氣體進入微腔室的入口的氣體供應裝置，用於提供作為處理流體流動時載體的氣體，連接於供氣體排出微腔室的出口的氣體收集裝置，用於收集承載處理流體流動後的廢氣。氣體供應裝置也包括真空泵等用於形成真空的裝置。由於氣體也算是流體，故本文中為了簡便描述，處理流體的含義既包含了化學試劑也包含了氣體。

另一方面，為了能夠監測、分析整個處理過程，半導體處理裝置還可以包含至少一感測器，用於感測半導體處理裝置中的處理液體在處理前、處理中和處理後的諸如溫度、濃度和含有物質及含有物質的濃度等參數。諸如此類，皆因具體實施例的不同設計人員和處理需求而定，本文不再一一類述。但是應當注意到，可能為了各種感測器、處理液體供應及回收裝置和氣體供應及回收裝置等的安裝和實施，前文中的各個元件的具體形狀和結構可能會發生相應的適應性變化和造型。

作為具體使用時的實例，本發明中的半導體處理裝置可以用於薄膜銅的濕式化學蝕刻。處理液體可以從位於中心處的入口進入微腔室，而向半導體晶圓的邊緣流動，並在處理液體達到邊緣後，可以經由設置在下周邊部分的出口收集至預定裝置內，在收集過程中可利用感測器監測處理後的處理液體中的銅濃度來獲得實際的蝕刻速率。結合其他參數的採集來監控整個蝕刻過程。諸如其他的半導 體晶圓表面清潔等等處理過程，都是本領域的技術人員所熟知的內容，本文也不再做詳細的描述。

以上所述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。

33‧‧‧立柱

36‧‧‧螺帽

38‧‧‧螺帽

55‧‧‧立柱

75‧‧‧立柱

77‧‧‧第一套管

79‧‧‧第二套管

100‧‧‧微腔室

120‧‧‧上腔室部

140‧‧‧下腔室部

200‧‧‧驅動裝置

220‧‧‧頂蓋板

222‧‧‧基板部

224‧‧‧頂側壁

240‧‧‧底蓋板

242‧‧‧基板部

244‧‧‧底側壁

260‧‧‧流體驅動裝置

300‧‧‧多腔室半導體處理裝置

530‧‧‧第二中間板

540‧‧‧第四微腔室

542‧‧‧第四下腔室部

544‧‧‧第二彈簧

560‧‧‧第二下部驅動裝置

562‧‧‧第二下底蓋板

700‧‧‧多腔室半導體處理裝置

710‧‧‧第二上部驅動裝置

712‧‧‧上頂蓋板

714‧‧‧上底蓋板

720‧‧‧第五微腔室

722‧‧‧第五上腔室部

724‧‧‧第五下腔室部

740‧‧‧第六微腔室

742‧‧‧第六上腔室部

744‧‧‧第六下腔室部

760‧‧‧第七微腔室

762‧‧‧第七上腔室部

764‧‧‧第七下腔室部

320‧‧‧第一微腔室

322‧‧‧第一上腔室部

330‧‧‧第一中間板

340‧‧‧第二微腔室

342‧‧‧第二下腔室部

360‧‧‧第一上部驅動裝置

362‧‧‧上頂蓋板

380‧‧‧第一下部驅動裝置

382‧‧‧下底蓋板

500‧‧‧多腔室半導體處理裝置

520‧‧‧第三微腔室

522‧‧‧第三上腔室部

524‧‧‧第一彈簧

780‧‧‧第三下部驅動裝置

782‧‧‧下頂蓋板

784‧‧‧下底蓋板

800‧‧‧微腔室

820‧‧‧上腔室板

822‧‧‧上工作表面

824‧‧‧第一凸緣

840‧‧‧下腔室板

842‧‧‧下工作表面

844‧‧‧第二凸緣

860‧‧‧密封圈

882‧‧‧入口

884‧‧‧出口

第1圖為本發明中的微腔室在一個實施例中的立體示意圖。

第2圖為本發明中的驅動裝置在一個實施例中的立體示意圖。

第3圖為本發明中的多腔室半導體處理裝置在一個實施例中處於打開位置時的立體示意圖。

第4圖為本發明中的多腔室半導體處理裝置在一個實施例中處於關閉位置時的立體示意圖。

第5圖為本發明中的多腔室半導體處理裝置在另一個實施例中處於打開位置時的立體示意圖。

第6圖為本發明中的多腔室半導體處理裝置在另一個實施例中處於關閉位置時的立體示意圖。

第7A圖為本發明中的多腔室半導體處理裝置在再一個實施例中處於關閉位置時的立體示意圖。

第7B圖為本發明中的上腔室套件及第二上部驅動裝置在再一個實施例中的分解示意圖。

第7C圖為本發明中的下腔室套件、第三下部驅動裝置和立柱在再一個實施例中的組裝示意圖。

第8圖為本發明中的微腔室在一個實施例中的剖面示意圖。

33‧‧‧立柱

340‧‧‧第二微腔室

36‧‧‧螺帽

342‧‧‧第二下腔室部

38‧‧‧螺帽

360‧‧‧第一上部驅動裝置

300‧‧‧多腔室半導體處理裝置

362‧‧‧上頂蓋板

320‧‧‧第一微腔室

380‧‧‧第一下部驅動裝置

322‧‧‧第一上腔室部

382‧‧‧下底蓋板

330‧‧‧第一中間板

Claims (10)

1. 一種多腔室半導體處理裝置，包括：至少兩個用於容納和處理半導體晶圓的微腔室以及至少一立柱，每個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在用於裝載或移除該半導體晶圓的一打開位置和用於容納和處理該半導體晶圓的一關閉位置之間相對移動，在該關閉位置時，該半導體晶圓安置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一處理流體流動的空隙，該微腔室包括至少一個供該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，該立柱貫穿每個該微腔室的該上腔室部和該下腔室部，該上腔室部和該下腔室部沿該立柱在該打開位置和該關閉位置相對移動。
2. 如申請專利範圍第1項所述之多腔室半導體處理裝置，還包括至少一驅動裝置，且至少一個該微腔室的該上腔室部或該下腔室部被該驅動裝置驅動而移動，該上腔室部和該下腔室部中的另外一個被固定於預定位置。
3. 如申請專利範圍第1項所述之多腔室半導體處理裝置，還包括位於最下側的該微腔室的該下腔室部下方的一驅動裝置及/或位於最上側的該微腔室的該上腔室部上方的一驅動裝置，其中該驅動裝置沿縱向驅動對應的該上腔室部或下腔室部，且每個該微腔室的該上腔室部和該下腔室部之間還包括可伸縮的一微驅動部件，每個該微 腔室的該上腔室部和該下腔室部在該微驅動部件和該驅動裝置提供的驅動力驅使下沿該立柱的導引向上移動或者向下移動。
4. 如申請專利範圍第3項所述之多腔室半導體處理裝置，其中該微驅動部件為套接在該立柱上的一螺旋拉伸彈簧，且位於下方的該微腔室的該上腔室部和該下腔室部之間的該螺旋拉伸彈簧的彈簧係數大於位於上方的該微腔室的該上腔室部和該下腔室部之間的該螺旋拉伸彈簧的彈簧係數。
5. 如申請專利範圍第1項所述之多腔室半導體處理裝置，其中相鄰的兩個該微腔室中，位於縱向上方的該微腔室的該下腔室部和位於縱向下方的該微腔室的該上腔室部相互固定或者一體成型。
6. 如申請專利範圍第1項所述之多腔室半導體處理裝置，還包括位於最下側的該微腔室的該下腔室部下方的一驅動裝置或位於最上側的該微腔室的該上腔室部上方的一驅動裝置，所有該微腔室的該上腔室部固定相連並且所有該微腔室的該下腔室部固定相連，當該驅動裝置驅動位於最下側的該微腔室的該下腔室部向上移動時，所有該微腔室的該下腔室部向上移動；當該驅動裝置驅動位於最上側的該微腔室的該上腔室部向下移動時，所有該微腔室的該上腔室部在該立柱的導引下向下移動。
7. 如申請專利範圍第6項所述之多腔室半導體處理裝置，其中所有 該微腔室的該上腔室部被固定於複數根第一套管上；所有該微腔室的該下腔室部被固定於複數根第二套管上，每根該第一套管和該第二套管分別套接在該立柱上並可沿該立柱向上或者向下移動。
8. 如申請專利範圍第7項所述之多腔室半導體處理裝置，其中該第一套管和該第二套管的外表面包含有一螺紋，該第一套管和該第二套管貫穿該上腔室部或者該下腔室部的邊緣後選擇性地通過對應於該螺紋的一螺帽固定。
9. 如申請專利範圍第1項所述之多腔室半導體處理裝置，其中該驅動裝置包括一頂蓋板和一底蓋板，該頂蓋板和該底蓋板分別包括對應形狀的一基板部，並且該頂蓋板的該基板部向下延伸有一頂側壁，該底蓋板的該基板部向上延伸有一底側壁，該頂蓋板的該基板部、該頂側壁和該底蓋板的該基板部、該底側壁圍成的空腔內包含一流體驅動裝置，該流體驅動裝置與該基板部相連，其中該頂蓋板或者該底蓋板中的一個會固定於該立柱的一預定位置，該頂蓋板或者該底蓋板中的另一個與相鄰該微腔室的該上腔室部或該下腔室部固定相連或一體成型，藉由該流體驅動裝置的膨脹和收縮，驅動該頂蓋板和該底蓋板中的未固定於該立柱上的那一個及與其相鄰的該上腔室部或該下腔室部沿該立柱移動。
10. 如申請專利範圍第9項所述之多腔室半導體處理裝置，還包括一處理流體供應裝置和一處理流體收集裝置，其中該處理流體供應裝 置連接於供該處理流體進入該微腔室的該入口，用於提供該處理流體，且該處理流體收集裝置連接於供該處理流體排出該微腔室的該出口，用於收集該處理流體處理該半導體晶圓後的廢液，其中，該處理流體包括化學試劑或氣體。