專利名稱：用于多個(gè)半導(dǎo)體襯底的高壓處理室的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于半導(dǎo)體襯底的高壓處理室的領(lǐng)域。更詳細(xì)地說，本發(fā)明涉及半導(dǎo)體襯底高壓處理室領(lǐng)域中一種具有同時(shí)處理多個(gè)半導(dǎo)體襯底的處理能力的高壓處理室。
背景技術(shù)：
最近，對(duì)用于半導(dǎo)體襯底的超臨界處理的行業(yè)有所發(fā)展，這些處理例如有光致抗蝕劑清除，清洗劑烘干和光致抗蝕劑顯影。超臨界處理是一種高壓處理，其壓力和溫度等于或大于臨界壓力和臨界溫度。在臨界溫度和臨界壓力以上沒有液相和氣相，取而代之的是一種超臨界相。
典型的半導(dǎo)體襯底是半導(dǎo)體晶片。半導(dǎo)體晶片有薄的橫截面和較大的直徑。目前，半導(dǎo)體晶片直徑可達(dá)到300毫米。由于半導(dǎo)體顯影和半導(dǎo)體處理設(shè)備的資金費(fèi)用，所以，半導(dǎo)體處理必須是高效、可靠和經(jīng)濟(jì)的。
因此，用于多個(gè)半導(dǎo)體制底的半導(dǎo)體處理的超臨界處理系統(tǒng)必須具有高效、可靠和經(jīng)濟(jì)的高壓處理室。
所需要的就是一種用于處理多個(gè)半導(dǎo)體襯底的高效、可靠和經(jīng)濟(jì)的高壓處理室。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是一種用于處理多個(gè)半導(dǎo)體襯底的高壓處理室，該高壓處理室包含室外殼、匣和封閉物。匣可拆卸地連接在室外殼上。該匣構(gòu)成為至少容納兩個(gè)半導(dǎo)體襯底。封閉物連接在室外殼上。封閉物構(gòu)成為在操作中與室外殼密封，從而為半導(dǎo)體襯底的高壓處理提供封閉室。
附圖的簡要說明

圖1顯示了本發(fā)明較佳的高壓處理室和升降機(jī)械裝置。
圖2A和2B顯示了本發(fā)明的鎖定環(huán)。
圖3進(jìn)一步顯示了本發(fā)明的較佳的高壓處理室。
圖4顯示了本發(fā)明較佳的匣。
圖5A和圖5B顯示了本發(fā)明的室外殼，第一和第二個(gè)匣和機(jī)械手。
圖6A和圖6B顯示了本發(fā)明的注入噴嘴裝置和流體排泄裝置。
圖7顯示了本發(fā)明的超臨界處理系統(tǒng)。
圖8顯示了本發(fā)明的第一可替代高壓處理室。
圖9顯示了本發(fā)明的第一可替代匣。
圖10顯示了本發(fā)明的第二可替代匣。
優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明優(yōu)選地，本發(fā)明的較佳高壓處理室同時(shí)處理多個(gè)半導(dǎo)體襯底。優(yōu)選地，半導(dǎo)體襯底包含半導(dǎo)體晶片。另外，半導(dǎo)體襯底可包含其他的半導(dǎo)體襯底，例如半導(dǎo)體圓盤。作為更進(jìn)一步的選擇，半導(dǎo)體襯底可包含托盤，每個(gè)托盤都可以容納多個(gè)半導(dǎo)體器件。
優(yōu)選地，本發(fā)明的較佳高壓處理室提供超臨界處理環(huán)境。更優(yōu)選地，該較佳高壓處理室提供超臨界CO2處理環(huán)境。優(yōu)選地，超臨界CO2處理環(huán)境包含用于烘干顯影的光致抗蝕劑的烘干環(huán)境，該光致抗蝕劑已經(jīng)被清洗，但是沒有烘干?？蛇x擇的是，超臨界CO2處理環(huán)境包含可選擇的用于其他半導(dǎo)體烘干處理的烘干環(huán)境，例如烘干MEMS器件的環(huán)境。另外可選擇的是，超臨界CO2處理環(huán)境包含光致抗蝕劑顯影環(huán)境。作為更進(jìn)一步的選擇，超臨界CO2處理環(huán)境包含半導(dǎo)體清洗環(huán)境，例如用于光致抗蝕劑和殘留物的清洗，或者用于化學(xué)機(jī)械平面化法(CMP)的殘留物的清洗。
本發(fā)明的高壓處理室組件如圖1所示。高壓處理室組件10包含較佳的高壓處理室12和蓋升降機(jī)械裝置14。較佳的高壓處理室12包含室外殼16，室蓋18，鎖定環(huán)20，較佳的匣22和第一O型環(huán)封口26。優(yōu)選地，室外殼16和室蓋18由不銹鋼組成。優(yōu)選地，鎖定環(huán)20由高拉伸強(qiáng)度鋼組成。優(yōu)選地，較佳的匣22由不銹鋼組成?？蛇x擇的是，較佳的匣22由一種抗腐蝕的金屬組成。作為進(jìn)一步的選擇，較佳的匣22由一種抗腐蝕的聚合物材料組成。
蓋升降機(jī)械裝置14與室蓋18連接。鎖定環(huán)20與室外殼16連接。當(dāng)較佳的高壓處理室12閉合時(shí)，鎖定環(huán)20將室外殼16和室蓋18連接起來形成封閉處理室24。較佳的匣22連接到室外殼16的內(nèi)部。
在使用中，鎖定環(huán)20將室蓋18鎖到室外殼16上。鎖定環(huán)20也在室蓋18和室外殼16之間保持密封力，從而防止封閉處理室24中的高壓流體從第一O型環(huán)封口26泄漏。當(dāng)鎖定環(huán)20從室蓋18脫離時(shí)，蓋升降機(jī)械裝置14就會(huì)拉起蓋18，并且將蓋18從室外殼16上移開。
圖2A和圖2B進(jìn)一步顯示了本發(fā)明的鎖定環(huán)20。鎖定環(huán)20包含不連續(xù)螺紋和唇部21。不連續(xù)螺紋包含嚙合面23，嚙合面與室外殼16(圖1)上相應(yīng)的組件嚙合。
圖3進(jìn)一步顯示了高壓處理室10。在工作中，較佳的匣22容納半導(dǎo)體晶片28較好。優(yōu)選地，機(jī)械手(圖中沒有畫出)將較佳的匣22加載進(jìn)室外殼16，然后縮回。蓋升降機(jī)械裝置14(圖1)將室蓋18降到室外殼16上。緊接著，鎖定環(huán)20將室蓋18和室外殼16鎖住并且密封。隨后，優(yōu)選地，半導(dǎo)體晶片在超臨界環(huán)境中被處理。下一步，蓋升降機(jī)械裝置14拉起室蓋18。最后，機(jī)械手將較佳的匣22從室外殼16中移除。
圖4進(jìn)一步顯示了本發(fā)明較佳的匣22。較佳的匣22包含匣框架30和固定棒32。匣框架30包含晶片支撐槽34和升降組件36。優(yōu)選地，固定棒32通過鉸鏈38連接到匣框架30。優(yōu)選地，在使用中，半導(dǎo)體晶片28(圖中虛線所示)被加載進(jìn)較佳的匣22。更好的，經(jīng)過半導(dǎo)體晶片28從前端開口標(biāo)準(zhǔn)倉(FOUP)到較佳的匣22的轉(zhuǎn)移，半導(dǎo)體晶片28被加載進(jìn)較佳的匣22。優(yōu)選地，一旦半導(dǎo)體晶片被加載進(jìn)較佳的匣22，固定棒32就會(huì)迅速抓住匣框架30中的固定槽40。
圖5A和5B顯示了本發(fā)明的自動(dòng)處理裝置。自動(dòng)處理裝置41包含室外殼16，機(jī)械手42，和第一匣44、第二匣46。機(jī)械手42包含機(jī)械手基座48，垂直運(yùn)動(dòng)單元49，機(jī)械臂50和叉狀匣接觸面52。機(jī)械手基座48為機(jī)械臂50提供旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)A。垂直運(yùn)動(dòng)單元49為機(jī)械臂50提供垂直運(yùn)動(dòng)B。在處理之前，第一匣44和第二匣46先被加載半導(dǎo)體晶片28。在操作中，機(jī)械臂50通過第一匣44的升降組件36伸出叉狀匣接觸面52，舉起第一匣44，將第一匣44放到室外殼16上某個(gè)位置，再將第一匣44降低放進(jìn)室外殼16中，然后縮回叉狀匣接觸面52。緊接著，第一匣44中的半導(dǎo)體晶片28被處理。下一步，機(jī)械手42通過第一匣44的升降組件36伸出叉狀匣接觸面52，從室外殼16中取出第一匣44。隨后，機(jī)械手42用類似于第一匣44的操作方法來操作裝有更多半導(dǎo)體晶片28的第二匣46。
圖6A和6B顯示了本發(fā)明的注入噴嘴裝置和流體排泄裝置。優(yōu)選地，注入噴嘴裝置54和流體排泄裝置56位于室外殼16內(nèi)?？蛇x擇的是，注入噴嘴裝置54形成較佳的匣22(圖4)的-部分。作為進(jìn)一步的選擇，流體排泄裝置56形成較佳的匣22(圖4)的一部分。注入噴嘴裝置54包含貯槽58和注入噴嘴60。流體排泄裝置56包含流體出口62和排水管64。在操作中，注入噴嘴裝置54和流體排泄裝置56一起工作，提供流過半導(dǎo)體晶片28的處理流體流66。
圖7顯示了本發(fā)明的超臨界處理系統(tǒng)。該超臨界處理系統(tǒng)200包括較佳的高壓處理室12，壓力室加熱器204，二氧化碳供給裝置206，循環(huán)回路208，循環(huán)泵210，化學(xué)劑和清洗劑供給裝置212，分離容器214，液體/固體廢物收集容器217和液化/凈化裝置219。二氧化碳供給裝置206包括二氧化碳供給容器216，二氧化碳泵218和二氧化碳加熱器220。化學(xué)劑和清洗劑供給裝置212包括化學(xué)劑供給容器222，清洗劑供給裝置224和第一、第二高壓注入泵226、228。
二氧化碳供給容器216通過二氧化碳泵218和二氧化碳管道230連接到高壓處理室12。二氧化碳管道230包括位于二氧化碳泵218和高壓處理室12之間的二氧化碳加熱器220。壓力室加熱器204連接到高壓處理室12。循環(huán)泵210位于循環(huán)回路208上。循環(huán)回路208在循環(huán)入口232和循環(huán)出口234外與高壓處理室12連接?；瘜W(xué)劑供給容器222通過化學(xué)劑供給線236與循環(huán)回路208連接。清洗劑供給容器224通過清洗劑供給線238與循環(huán)回路208連接。分離容器214通過排氣管道240與高壓處理室12連接。液體/固體廢物收集容器217與分離容器214連接。
分離容器214通過回收氣體管道241與液化/凈化裝置219連接較佳。液化/凈化裝置219通過液態(tài)二氧化碳管道243與二氧化碳供給容器216連接較佳?？蛇x擇的是，偏離位置容納液化/凈化裝置219，其接收的氣體收集容器中排氣，回收液態(tài)二氧化碳容器中的液態(tài)二氧化碳。
壓力室加熱器204加熱高壓處理室12。優(yōu)選地，壓力室加熱器204是加熱毯?？蛇x擇的是，壓力室加熱器可以是別的類型的加熱器。
優(yōu)選地，第一和第二過濾器221和223連接到循環(huán)回路208上。優(yōu)選地，第一過濾器221包含精細(xì)過濾器。更好的，第一過濾器221包含能過濾0.05微米和更大顆粒的精細(xì)過濾器。優(yōu)選地，第二過濾器223包含粗糙的過濾器。更好的，第二過濾器223包含能過濾2-3微米和更大顆粒的粗糙過濾器。優(yōu)選地，第三過濾器225將二氧化碳供給容器216連接到二氧化碳泵218。優(yōu)選地，第三個(gè)過濾器225包含精細(xì)過濾器。更好的，第三個(gè)過濾器225包含能過濾0.05微米和更大顆粒的精細(xì)過濾器。
對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，很明顯超臨界處理系統(tǒng)200包括閥系，控制電子和實(shí)用聯(lián)結(jié)器，這些都是超臨界流體處理系統(tǒng)的典型組件。
圖8顯示了本發(fā)明的第一可替代高壓處理室。第一可替代高壓處理室12A包含可替代室外殼16A，可替代室蓋18A和螺釘66。在第一可替代高壓處理室中，螺釘66取代了較佳的高壓處理室12中的鎖定環(huán)20(圖3)。
本發(fā)明的第二可替代高壓處理室包含定向的較佳高壓處理室12，使得較佳高壓處理室12的軸是水平的。所以，在第二可替代高壓處理室中，室蓋18變成室門。
圖9顯示了本發(fā)明的第一可替代匣。第一可替代匣80包含可替代匣框架82和可替代固定棒84。在第一可替代匣中，可替代固定棒84和可替代匣框架82在第一孔86和第二孔88處連接。優(yōu)選地，可替代固定棒84包含穿進(jìn)第二孔88的螺紋區(qū)90。
圖10顯示了本發(fā)明的第二可替代匣。第二可替代匣100包含晶片支撐組件102和晶片固定組件104。晶片支撐組件102支撐晶片。晶片固定部分104包括半鉸鏈106和凸出108。晶片支撐組件102包含鉸鏈嚙合區(qū)110和凸出嚙合組件112。在操作中，晶片支撐組件102和晶片固定組件是分離的。晶片28被加載進(jìn)晶片支撐組件102，從前端開口標(biāo)準(zhǔn)倉(FOUP)加載較佳。然后，晶片固定組件104的半鉸鏈106與晶片支撐組件102的鉸鏈嚙合區(qū)110連接。最后，晶片固定組件104的凸出108迅速抓住晶片支撐組件102的凸出嚙合組件112。
對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，很明顯，在不背離所附的權(quán)利要求書中給定的本發(fā)明的精神和范圍，可以對(duì)較佳的實(shí)施例作許多不同的修改。
權(quán)利要求
1.一種用于處理多個(gè)半導(dǎo)體襯底的高壓處理室，該處理室包含a.室外殼；b.可拆卸地連接在室外殼上的第一匣，并且該匣構(gòu)成為至少容納兩個(gè)半導(dǎo)體襯底；c.連接在室外殼上的封閉物，封閉物被構(gòu)成為在操作中將室外殼密封，從而為半導(dǎo)體襯底的高壓處理提供封閉室。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓處理室，其中由室外殼和門所形成的封閉室提供了超臨界處理環(huán)境。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓處理室，其中由室外殼和門所形成的封閉室提供了超臨界條件下的高壓處理環(huán)境。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓處理室，其中至少一個(gè)半導(dǎo)體襯底包含半導(dǎo)體晶片，而且其中室外殼和第一匣被構(gòu)成為能容納半導(dǎo)體晶片。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓處理室，其中至少一個(gè)半導(dǎo)體襯底包含半導(dǎo)體圓盤，而且其中室外殼和第一匣被構(gòu)成為容納半導(dǎo)體圓盤。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓處理室，其中至少一個(gè)半導(dǎo)體襯底包含支撐多半導(dǎo)體器件的托盤，而且其中室外殼和第一匣被構(gòu)成為容納托盤。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓處理室，其中第一匣不可以用第二匣來代替。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高壓處理室，還包含機(jī)械手，這樣在操作中，機(jī)械手可用來加載和卸載第一和第二匣。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓處理室，其中第一匣還包含注入噴嘴裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓處理室，其中第一匣還包含流體排泄裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓處理室，還包含注入噴嘴裝置和流體排泄裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的高壓處理室，其中在操作中，注入噴嘴裝置和流體排泄裝置在半導(dǎo)體襯底附近提供處理流體流。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的高壓處理室，其中流體流包含經(jīng)過每個(gè)半導(dǎo)體襯底的流。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的高壓處理室，其中經(jīng)過特定半導(dǎo)體襯底的流包含位于該特定半導(dǎo)體襯底第一邊的氣體注入，和位于該特定半導(dǎo)體襯底另一邊的氣體收集。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓處理室，其中室外殼包含具有第一和第二末端的近似圓柱形長度。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的高壓處理室，其中室外殼在近似圓柱形長度的第一末端包含圓形屋頂表面。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的高壓處理室，其中封閉物密封到室外殼的圓柱形長度的第二末端。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的高壓處理室，其中封閉物包含圓屋頂形表面。
19.一種用于處理多半導(dǎo)體襯底的高壓處理室，該處理室包含a.室外殼；b.可拆卸地連接在室外殼上的第一匣，并且該匣構(gòu)成為至少容納兩個(gè)半導(dǎo)體襯底；c.連接在室外殼上的封閉物，并且構(gòu)成為在操作中封閉物與室外殼密封在一起，從而為半導(dǎo)體襯底的高壓處理提供封閉室；d.連接到室外殼內(nèi)部的注入噴嘴裝置和流體排泄裝置，這樣在操作中，注入噴嘴裝置和流體排泄裝置在半導(dǎo)體襯底附近提供處理流體流。
20.一種用于處理多個(gè)半導(dǎo)體襯底的高壓處理室，該處理室包含a.室外殼；b.可拆卸地連接在室外殼上的第一匣，并且該匣構(gòu)成為至少容納兩個(gè)半導(dǎo)體襯底；c.連接在室外殼上的封閉物，并且構(gòu)成為在操作中封閉物與室外殼密封在一起，從而為半導(dǎo)體襯底的高壓處理提供封閉室；d.與室外殼連接的機(jī)械手，其被構(gòu)成以在高壓處理之前，將第一匣加載進(jìn)室外殼，并且構(gòu)成為在高壓處理后卸載第一匣。
21.一種用于處理多個(gè)半導(dǎo)體襯底的高壓處理室，該處理室包含a.室外殼；b.可拆卸地連接在室外殼上的第一匣，并且該匣構(gòu)成為至少容納兩個(gè)半導(dǎo)體襯底；c.連接在室外殼上的封閉物，并且構(gòu)成為在操作中封閉物與室外殼密封，從而為半導(dǎo)體襯底的高壓處理提供封閉室；d.連接到室外殼內(nèi)部的注入噴嘴裝置和流體排泄裝置，這樣在操作中，注入噴嘴裝置和流體排泄裝置在半導(dǎo)體襯底附近提供處理流體流；e.與室外殼連接的機(jī)械手，其被構(gòu)成以在高壓處理之前，將第一匣加載進(jìn)室外殼，并且構(gòu)成為高壓處理后卸載第一匣。
全文摘要
一種用于處理多個(gè)半導(dǎo)體襯底的高壓處理室，該處理室包含室外殼、匣和封閉物。匣可拆卸地連接在室外殼上。該匣構(gòu)成為至少容納兩個(gè)半導(dǎo)體襯底。封閉物連接在室外殼上。構(gòu)成封閉物使得在操作中，封閉物與室外殼密封在一起，從而為半導(dǎo)體襯底的高壓處理提供封閉室。
文檔編號(hào)H01L21/304GK1599807SQ02819644
公開日2005年3月23日 申請(qǐng)日期2002年10月3日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月3日
發(fā)明者M·A·比伯格, F·P·萊曼 申請(qǐng)人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社