[发明专利]温控半导体处理装置

说明书

【技术领域】

本发明涉及半导体晶圆或相似工件的表面处理领域，特别涉及一种用于化学处理半导体晶圆表面，以及清洁、蚀刻和其它处理的装置。

【背景技术】

晶圆是生产集成电路所用的载体。在实际生产中需要制备的晶圆具有平整、超清洁的表面，而用于制备超清洁晶圆表面的现有方法可分为两种类别：诸如浸没与喷射技术的湿法处理过程，及诸如基于化学气相与等离子技术的干法处理过程。其中湿法处理过程是现有技术采用较为广泛的方法，湿法处理过程通常包括采用适当化学溶液浸没半导体晶圆或喷射半导体晶圆等一连串步骤组成。

现有技术中包含一种采用湿法处理过程对晶圆进行超清洁处理的装置。该装置中形成有一可以紧密接收并处理半导体晶圆的微腔室部，该微腔室部可处于打开状态以供装载与移除半导体晶圆，也可处于关闭状态以用于半导体晶圆的处理，其中处理过程中可将化学制剂及其它流体引入所述微腔室部中形成的空腔。所述打开状态和关闭状态由该装置中包含的两个驱动装置分别驱动构成所述微腔室的上、下两个工作表面沿垂直方向的相对移动来实现。

在实际使用中发现，客户在利用化学制剂对半导体晶圆进行处理时有如下需求：第一，在时间角度上调节处理速率的需求，也即某些情况下需要化学制剂对半导体晶圆的处理速率减慢，而另外一些情况下需要化学制剂对半导体晶圆的处理速率加快，现有装置仅通过控制化学制剂流入和流出所述微腔室内部空腔的流动速率来获得化学制剂对半导体晶圆的处理速率的调节是不能够完全满足这种需求的；第二，在空间角度上调节处理速率的需求，导致该需求的一种原因是：化学制剂通常从一个小孔进入所述微腔室部的内部空腔，然后沿半导体晶圆与所述微腔室部的空腔内壁之间的空隙流动。由于随着化学反应的进行，化学制剂的浓度会逐渐变稀，从而造成了半导体晶圆中靠近化学制剂入口的部分区域反应速度较快，而远离化学制剂入口的部分区域则反应速度较慢，也即半导体晶圆最终获得的表面处理效果不均匀。导致该需求的另外一种原因是：某些情况下，客户有意使所述半导体晶圆的表面获得不均匀的处理，比如对半导体晶圆进行蚀刻处理时，需要对半导体晶圆的局部蚀刻效果与其它区域不同等等。而现有装置还未能满足客户的这类需求。

因此有必要提供一种新的解决方案来解决上述问题。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种温控半导体处理装置，所述温控半导体处理装置具有针对微腔室部不同区域的温度控制机制，可以通过对所述微腔室部的多个区域采用相同或者不同的温度控制策略，来调节所述微腔室部的各个区域中化学制剂对半导体晶圆的处理速率。

根据本发明的目的，本发明提供一种温控半导体处理装置，所述温控半导体处理装置包括一用于容纳和处理半导体晶圆的微腔室部，半导体晶圆被装载于所述微腔室部内形成的空腔中，且半导体晶圆与所述空腔的内壁之间形成有供处理流体流动的空隙，所述微腔室部中还包括至少一个供处理流体进入所述空腔的入口和至少一个供处理流体排出所述空腔的出口，所述微腔室部还包括有设置于所述空腔的外围区域的温度控制模块。

进一步地，所述温度控制模块为形成于所述微腔室部中的一条曲折微通道，所述曲折微通道包括若干条首尾相接并且平行于所述空腔内壁的微通道，所述微腔室部中还包括对应于所述曲折微通道的导热媒介入口和导热媒介出口。

进一步地，所述温度控制模块为形成于所述微腔室部中的若干条平行于所述空腔内壁的微通道，所述微腔室部中还包括若干对对应于每条微通道的导热媒介入口和导热媒介出口。

进一步地，所述温度控制模块为形成于所述微腔室部中的一条曲折微通道，所述曲折微通道沿曲折路径延伸形成，所述曲折路径包括至少一条从中心向四周延伸的路径，所述中心对应于所述供处理流体进入所述空腔的入口。

进一步地，所述曲折路径为一条螺线路径或者两条沿所述中心对称的螺线路径。

进一步地，所述螺线为阿基米德螺线或者费马螺线。

进一步地，所述曲折微通道为并列的两条管状通道，其中一条管状通道的导热媒介入口相邻与另一条管状通道的导热媒介出口。

进一步地，所述温度控制模块包括若干个温度控制单元，每个温度控制单元对应于所述空腔的不同外围区域。

进一步地，所述温度控制单元设置于所述微腔室部内的电阻加热单元或者流体温控单元，所述流体温控单元包括一贮液囊和连通所述贮液囊的导热媒介入口和导热媒介出口。