УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПОЛУПРОВОДНИКОВ
SEMICONDUCTOR PROCESSING DEVICE AND METHOD

Перекрестные ссылки на родственные заявки
Эта заявка заявляет приоритет заявки на патент Китая № 201510828929.8, поданной 25 ноября 2015 г., при этом вышеуказанная заявка включена в этот документ посредством ссылки.
Область техники
Настоящее изобретение относится к области техники полупроводников, и, в частности, она относится к устройству и способам обработки полупроводников.
Уровень техники
Поверхности подложки полупроводника очень чувствительны к наличию незначительных количеств загрязняющих веществ, и, чтобы получить поверхности подложки, отвечающие требованиям, часто необходимо удалять загрязняющие вещества на поверхности и одновременно предотвращать повторное прикрепление загрязняющих веществ к поверхности подложки. Поэтому в процессе обработки подложку полупроводника необходимо подвергнуть операциям многократной поверхностной очистки, чтобы удалить прикрепившиеся к поверхности ионы и атомы металлов, органические вещества и частицы. Существующие технологии очистки подложек в основном можно разделить на два основных типа — мокрый способ и сухой способ, при этом основной тенденцией является применение мокрого способа. Технологии очистки мокрым способом заключаются в очистке поверхности подложки смесью жидкого кислотно-щелочного раствора и деионизированной воды, после чего можно последовательно выполнить промывку и сушку. В промышленном производстве обычно применяют соответственно погружение подложек в несколько типов подходящей текучей среды или распыление подходящей текучей среды на вращающуюся подложку полупроводника, при этом отвечающую требованиям поверхность подложки получают за счет физического и химического воздействия раствора для обработки на поверхность подложки. В этих двух типах технологий очистки при обработке подложки необходимо расходовать относительно большое количество сверхчистого химического раствора и сверхчистого газа; раствор для обработки после применения обычно можно удалить как отработанный раствор, при этом, с одной стороны, поскольку используется весьма большое количество сверхчистого химического раствора и сверхчистого газа, то технологические затраты на каждую технологическую операцию очень высокие; с другой стороны, поскольку выпускается очень большое количество отработанного раствора, то дополнительно увеличиваются расходы на осуществление обработки отработанного раствора; в то же время окружающей среде также может наноситься серьезный вред.
Проектировщики полупроводников постоянно ищут способы и новые технологии, с помощью которых можно уменьшить объем потребления химического сырья в процессе обработки полупроводников, чтобы таким образом не только можно было снизить расходы на обработку, но и можно было уменьшить расходы на обработку сливаемого отработанного раствора, повысить гарантии безопасности и защитить окружающую среду. В описании заявки на изобретение Китая CN103367197A раскрыта система обработки поверхности подложки, с помощью которой можно эффективно уменьшить применяемое количество текучей среды в процессе обработки поверхности подложки мокрым способом, а также можно одновременно рециркулировать и обрабатывать использованную текучую среду. При этом указанная система обработки поверхности подложки содержит устройство обработки с небольшой полостью, предназначенное для обработки кремниевой пластины полупроводника, при этом ее конструкция, как показано на фиг. 1, содержит верхнюю часть с полостью и нижнюю часть с полостью. Когда верхняя часть с полостью и нижняя часть с полостью находятся в закрытом положении, они образуют замкнутую небольшую полость; подложку полупроводника располагают в небольшой полости и в указанную небольшую полость вводят текучую среду (содержит жидкость, газ и т. п.), чтобы осуществить технологическую обработку верхней поверхности или нижней поверхности подложки полупроводника. Поскольку характер движения и время пребывания текучей среды в небольшой полости, а также характер ее контакта с поверхностью кремниевой полупроводниковой пластины непосредственно влияют на эффективность обработки поверхности подложки полупроводника, то случайный характер движения текучей среды по рабочей поверхности может непосредственно снижать повторяемость процесса обработки подложки. Поэтому необходим способ и/или конструкция, позволяющие точно регулировать направление потока текучей среды.
Суть изобретения
Техническая задача, решаемая с помощью вариантов осуществления настоящего изобретения, заключается в предоставлении устройства и способов обработки полупроводников, с помощью которых можно регулировать направление потока текучей среды и, таким образом, регулировать процесс и результаты обработки поверхности подложки.
Конкретное техническое решение согласно вариантам осуществления настоящего изобретения следующее:
Устройство обработки полупроводников, содержащее: основную часть; по меньшей мере один элемент для обработки полупроводников на указанной основной части, при этом каждый указанный элемент для обработки полупроводников содержит: углубление, образованное в верхней торцевой поверхности указанной основной части, при этом нижняя стенка указанного углубления имеет по меньшей мере одну определенную точку и от указанной точки в направлении краев указанной нижней стенки выполнена понижающейся в направлении по линии действия силы тяжести или от указанной точки в направлении краев указанной нижней стенки выполнена повышающейся в направлении против линии действия силы тяжести; первый канал, выполненный в месте каждой указанной точки указанной нижней стенки и сообщающийся с указанным углублением; вторые каналы, выполненные в области краев нижней стенки указанного углубления в указанной основной части и сообщающиеся с указанным углублением; при этом указанный первый канал и/или указанные вторые каналы выполнены с возможностью применения в качестве выходного отверстия и/или входного отверстия для текучей среды.
Предпочтительно, указанная точка расположена в центре нижней стенки указанного углубления.
Предпочтительно, указанный элемент для обработки полупроводников один, и от указанной точки в направлении краев указанной нижней стенки проходит наклонная поверхность, поднимающаяся в направлении против линии действия силы тяжести.
Предпочтительно, указанный элемент для обработки полупроводников один, и от указанной точки в направлении краев указанного углубления проходит наклонная поверхность, понижающаяся в направлении по линии действия силы тяжести.
Предпочтительно, по краям нижней стенки указанного углубления проходит направляющий паз, при этом указанный направляющий паз внутри выполнен в сообщении с по меньшей мере одним из указанных вторых каналов.
Предпочтительно, указанные вторые каналы расположены вокруг центра указанного углубления.
Предпочтительно, указанная основная часть дополнительно снабжена пазом, при этом указанный паз проходит по периферии указанного углубления для сбора указанной текучей среды, перелившейся через края указанного углубления; указанная основная часть дополнительно снабжена третьим каналом, предназначенным для сообщения указанного паза с внешней средой для выведения указанной текучей среды, собравшейся в указанном пазу.
Предпочтительно, указанный элемент для обработки полупроводников один; указанная точка расположена в центре нижней стенки указанного углубления; и от указанной точки в направлении краев указанного углубления проходит кривая поверхность, поднимающаяся в направлении против линии действия силы тяжести, при этом градиент указанной кривой поверхности уменьшается; или
от указанной точки в направлении краев указанного углубления проходит кривая поверхность, понижающаяся в направлении против линии действия силы тяжести, при этом градиент указанной кривой поверхности изменяется от меньшего к большему.
Предпочтительно, поскольку указанная точка в центре является исходной точкой и направление луча, проходящего в направлении указанных краев, является положительным направлением, то аналитическая функция формы указанной кривой поверхности представляет собой  где C представляет собой постоянную величину, которая больше чем 0.
Предпочтительно, поскольку указанная точка в центре является исходной точкой и направление луча, проходящего в направлении указанных краев, является положительным направлением, то аналитическая функция формы указанной кривой поверхности представляет собой y=Alnx+C, где A и C представляют собой постоянные величины.
Предпочтительно, указанное устройство дополнительно содержит крышку, выполненную с возможностью установки поверх указанной основной части; указанная крышка снабжена четвертым каналом; когда указанная крышка установлена поверх указанной основной части, между указанным углублением указанной основной части и нижней торцевой поверхностью указанной крышки образована полость, при этом указанный четвертый канал обеспечивает сообщение указанной полости с внешней средой.
Предпочтительно, указанная основная часть снабжена первой сопрягаемой частью; указанная крышка снабжена второй сопрягаемой частью, соответствующей первой сопрягаемой части; когда указанная основная часть сопряжена с указанной крышкой, указанная основная часть и указанная крышка герметично соединены.
Предпочтительно, нижняя торцевая поверхность указанной крышки снабжена по меньшей мере одним пазом для направления газа, при этом указанный паз для направления газа выполнен в сообщении с указанным четвертым каналом.
Предпочтительно, верхняя торцевая поверхность указанной основной части снабжена несколькими независимыми друг от друга элементами для обработки полупроводников для обеспечения отдельной обработки разных областей поверхности одной подложки несколькими указанными элементами для обработки полупроводников.
Способ обработки полупроводников, включающий следующие этапы, на которых: подлежащую обработке подложку располагают поверх углубления основной части подлежащей обработке поверхностью вниз; при этом указанная основная часть снабжена первым каналом и вторыми каналами, сообщающимися с указанным углублением; отверстия указанного первого канала и указанных вторых каналов для сообщения с указанным углублением расположены на разной высоте; по меньшей мере по одному из указанного первого канала и указанных вторых каналов в указанное углубление вводят текучую среду, при этом указанная текучая среда заполняет пространство между нижней поверхностью указанной подложки и образованным в указанной основной части углублением, при этом указанная текучая среда контактирует с нижней поверхностью указанной подложки; посредством одного из указанного первого канала и указанных вторых каналов, отверстие которого расположено ниже, указанную текучую среду выводят из указанного углубления.
Предпочтительно, при выведении указанной текучей среды из указанного углубления указанная текучая среда и нижняя поверхность указанной подложки образуют поверхность раздела твердой, жидкой и газообразной фаз; путем регулирования скорости перемещения и направления перемещения указанной поверхности раздела твердой, жидкой и газообразной фаз также регулируют количество и распределение оставшегося вещества на нижней поверхности указанной подложки.
Предпочтительно, при выведении указанной текучей среды из указанного углубления с образованием указанной текучей средой и нижней поверхностью указанной подложки поверхности раздела твердой, жидкой и газообразной фаз, если скорость перемещения указанной поверхности раздела твердой, жидкой и газообразной фаз соответствует предварительно определенному критерию 1, то в процессе перемещения поверхности раздела твердой, жидкой и газообразной фаз, образованной указанной текучей средой и нижней поверхностью указанной подложки, на нижней поверхности указанной подложки не остается указанной текучей среды.
Предпочтительно, при выведении указанной текучей среды из указанного углубления с образованием указанной текучей средой и нижней поверхностью указанной подложки поверхности раздела твердой, жидкой и газообразной фаз, если скорость перемещения указанной поверхности раздела твердой, жидкой и газообразной фаз соответствует предварительно определенному критерию 2, то в процессе перемещения поверхности раздела твердой, жидкой и газообразной фаз, образованной указанной текучей средой и нижней поверхностью указанной подложки, указанная текучая среда на нижней поверхности указанной подложки образует пленку предварительно определенной толщины.
Предпочтительно, нижняя стенка указанного углубления имеет по меньшей мере одну определенную точку, при этом указанная точка расположена в центре нижней стенки указанного углубления, и от указанной точки в направлении краев указанного углубления выполнена понижающейся в направлении по линии действия силы тяжести, при этом указанный первый канал представляет собой канал, отверстие которого расположено выше, а указанные вторые каналы представляют собой каналы, отверстия которых расположены ниже.
Предпочтительно, в процессе выведения указанной текучей среды из указанного углубления посредством указанных вторых каналов происходит перемещение поверхности раздела твердой, жидкой и газообразной фаз указанной текучей среды и указанной подложки от центра указанной подложки в направлении краев.
Предпочтительно, нижняя стенка указанного углубления имеет по меньшей мере одну определенную точку, при этом указанная точка расположена в центре нижней стенки указанного углубления, и от указанной точки в направлении краев указанного углубления выполнена повышающейся в направлении против линии действия силы тяжести, при этом первый канал указанной основной части представляет собой канал, отверстие которого расположено ниже, а вторые каналы указанной основной части представляют собой каналы, отверстия которых расположены выше.
Предпочтительно, в процессе выведения указанной текучей среды из указанного углубления посредством указанного первого канала происходит перемещение поверхности раздела твердой, жидкой и газообразной фаз указанной текучей среды и указанной подложки от краев указанной подложки в направлении центра.
Способ проверки поверхности полупроводников, включающий следующие этапы, на которых: подлежащую проверке подложку располагают поверх основной части с выравниванием внешних кромок элементов для обработки полупроводников и внешних кромок нижней поверхности подложки относительно друг друга; по меньшей мере по одному из первого канала и вторых каналов по меньшей мере одного указанного элемента для обработки полупроводников в указанный элемент для обработки полупроводников вводят текучую среду для введения указанной текучей среды в контакт с нижней поверхностью указанной подложки с удалением загрязняющих веществ на нижней поверхности указанной подложки; посредством любого из указанного первого канала и указанных вторых каналов по меньшей мере одного элемента для обработки полупроводников выводят указанную текучую среду; отдельно собирают указанную текучую среду, выводимую из по меньшей мере одного элемента для обработки полупроводников, и отдельно осуществляют проверку; на основании результатов проверки получают распределение загрязняющих веществ в разных областях указанной подложки.
Предпочтительно, каждый указанный элемент для обработки полупроводников содержит углубление; нижняя стенка указанного углубления имеет по меньшей мере одну определенную точку, при этом указанная точка расположена в центре нижней стенки углубления, и наклонную поверхность, повышающуюся от указанной точки в направлении краев указанного углубления в направлении против линии действия силы тяжести; указанный первый канал представляет собой канал, отверстие которого расположено ниже, а указанные вторые каналы представляют собой каналы, отверстия которых расположены выше.
Предпочтительно, по указанному первому каналу вводят указанную текучую среду; по мере непрерывного введения указанной текучей среды она контактирует с нижней поверхностью указанной подложки; посредством указанной текучей среды вещества на нижней поверхности указанной подложки устраняют или их растворяют в указанной текучей среде; по мере движения указанной текучей среды происходит перемещение указанных веществ вместе с текучей средой от центра указанной подложки в направлении краев.
Предпочтительно, посредством указанного первого канала выводят указанную текучую среду; вещества на нижней поверхности указанной подложки вместе с указанной текучей средой выводят из указанного углубления и собирают для проверки.
Предпочтительно, посредством указанных вторых каналов выводят указанную текучую среду; вещества на нижней поверхности указанной подложки вместе с указанной текучей средой выводят из указанного углубления и собирают для проверки.
Предпочтительно, каждый указанный элемент для обработки полупроводников содержит углубление; нижняя стенка указанного углубления имеет по меньшей мере одну определенную точку, при этом указанная точка расположена в центре нижней стенки углубления, и наклонную поверхность, понижающуюся от указанной точки в направлении краев указанного углубления в направлении по линии действия силы тяжести; указанный первый канал представляет собой канал, отверстие которого расположено выше, а указанные вторые каналы представляют собой каналы, отверстия которых расположены ниже.
Предпочтительно, по указанным вторым каналам вводят указанную текучую среду; по мере непрерывного введения указанной текучей среды она контактирует с нижней поверхностью указанной подложки; посредством указанной текучей среды вещества на нижней поверхности указанной подложки устраняют или их растворяют в указанной текучей среде; по мере движения указанной текучей среды происходит перемещение указанных веществ вместе с текучей средой от краев указанной подложки в направлении центра.
Предпочтительно, посредством указанного первого канала выводят указанную текучую среду; вещества на нижней поверхности указанной подложки вместе с указанной текучей средой выводят из указанного углубления и собирают для проверки.
Предпочтительно, посредством указанных вторых каналов выводят указанную текучую среду; вещества на нижней поверхности указанной подложки вместе с указанной текучей средой выводят из указанного углубления и собирают для проверки.
Техническое решение согласно настоящему изобретению обладает следующими явными преимуществами: согласно настоящему изобретению за счет выбора типа текучей среды, места расположения входного отверстия и выходного отверстия, сквозь которые текучая среда входит в углубление и выходит из него, внутренней конструкции углубления и величины давления текучей среды можно регулировать направление потока и скорость потока текучей среды на поверхности подложки, чтобы в процессе соответствующего протекания по углублению обеспечивать контакт и физическую и/или химическую реакцию текучей среды с поверхностью подложки для осуществления технологической обработки поверхности подложки. За счет тщательной разработки углубления, полного использования действия силы тяжести, точного регулирования направления потока и/или скорости потока текучей среды по углублению также можно дополнительно регулировать процесс и технологический эффект физической и/или химической реакции текучей среды в каждой точке поверхности подложки. За счет специальной разработки конструкции углубления также можно обеспечить одинаковую линейную скорость контакта текучей среды с каждой областью поверхности подложки в процессе ее соответствующего протекания по углублению, чтобы получить одинаковую эффективность обработки.
Описание прилагаемых чертежей
Чертежи, прилагаемые к описанию в этом документе, предназначены исключительно для объяснения его цели и не предназначены для ограничения каким-либо образом раскрываемого объема настоящего изобретения. Кроме того, форма, размеры и т. п. каждого элемента на фигурах взяты исключительно для описания, предназначены для обеспечения понимания настоящего изобретения и не являются конкретно установленными формой и размерами каждого элемента настоящего изобретения. Специалисты в данной области техники в рамках идеи настоящего изобретения могут в зависимости от конкретной ситуации выбирать разные формы и размеры для осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 1 - схематическое изображение конструкции устройства обработки с небольшой полостью.
Фиг. 2 - схематическое изображение конструкции одного варианта осуществления устройства обработки полупроводников согласно настоящему изобретению.
Фиг. 2A - увеличенное схематическое изображение области I на фиг. 2 согласно варианту осуществления.
Фиг. 2B - увеличенное схематическое изображение области II на фиг. 2 согласно варианту осуществления.
Фиг. 3 - изображение сверху основной части в одном варианте осуществления устройства обработки полупроводников согласно настоящему изобретению.
Фиг. 4 - изображение в разрезе основной части в одном варианте осуществления устройства обработки полупроводников согласно настоящему изобретению.
Фиг. 4A - увеличенное схематическое изображение области I на фиг. 4 согласно варианту осуществления.
Фиг. 4B - увеличенное схематическое изображение области II на фиг. 4 согласно варианту осуществления.
Фиг. 5 - изображение снизу крышки в одном варианте осуществления устройства обработки полупроводников согласно настоящему изобретению.
Фиг. 6 - изображение в разрезе по линии разреза A-A в варианте осуществления на фиг. 5.
Фиг. 7 - схематическое изображение конструкции другого варианта осуществления устройства обработки полупроводников согласно настоящему изобретению.
Фиг. 7A - увеличенное схематическое изображение области I на фиг. 7 согласно варианту осуществления.
Фиг. 8 - изображение в разрезе основной части в другом варианте осуществления устройства обработки полупроводников согласно настоящему изобретению.
Фиг. 8A - увеличенное схематическое изображение области I на фиг. 8 согласно варианту осуществления.
Фиг. 9 - изображение снизу крышки в другом варианте осуществления устройства обработки полупроводников согласно настоящему изобретению.
Фиг. 9A - изображение в разрезе по линии разреза A-A на фиг. 9 согласно варианту осуществления.
Фиг. 10 - схематическое изображение по линии A-A конструкции углубления в другом варианте осуществления устройства обработки полупроводников согласно настоящему изобретению.
Фиг. 11 - схематическое изображение конструкции другого варианта осуществления устройства обработки полупроводников согласно настоящему изобретению.
Фиг. 11A - увеличенное схематическое изображение области I на фиг. 11 согласно варианту осуществления.
Фиг. 11B - изображение в разрезе по линии разреза A-A на фиг. 11 согласно варианту осуществления.
Фиг. 11C - схематическое изображение области I на фиг. 11B согласно одному варианту осуществления.
Фиг. 11D - схематическое изображение области I на фиг. 11B согласно другому варианту осуществления.
Перечень ссылочных позиций на фигурах в вышеописанных прилагаемых графических материалах:
1 - основная часть; 11 - элемент для обработки полупроводников; 111 - углубление; 1111 - определенная точка; 1112 - край; 112 - первый канал; 113 - второй канал; 114 - направляющие пазы; 12 - первый паз; 13 - третий канал; 14 - первая сопрягаемая часть; 2 - крышка; 21 - четвертый канал; 22 - вторая сопрягаемая часть; 23 - паз для направления потока; 24 - второй паз; 25 - пятый канал; 3 - текучая среда; 4 - подложка.
Конкретные способы осуществления
Настоящее изобретение может стать более понятным благодаря описанию прилагаемых графических материалов и конкретных способов осуществления настоящего изобретения. Тем не менее, описанные в настоящем документе конкретные способы осуществления настоящего изобретения предназначены лишь для объяснения целей настоящего изобретения, и их никоим образом не следует понимать как ограничивающие настоящее изобретение. Используя идею настоящего изобретения, специалисты в данной области техники могут предложить любые возможные изменения, основанные на настоящем изобретении, все из которых необходимо рассматривать как входящие в объем настоящего изобретения.
На фиг. 2 представлено схематическое изображение конструкции одного варианта осуществления устройства обработки полупроводников согласно настоящему изобретению; на фиг. 7 представлено схематическое изображение конструкции другого варианта осуществления устройства обработки полупроводников согласно настоящему изобретению. Устройство обработки полупроводников согласно настоящему изобретению, как показано на фиг. 2 и фиг. 7, представляет собой устройство обработки полупроводников, которое содержит основную часть 1 и/или крышку 2. На основной части 1 предусмотрен по меньшей мере один элемент 11 для обработки полупроводников, при этом каждый элемент 11 для обработки полупроводников содержит углубление 111, выполненное в верхней торцевой поверхности основной части 1, при этом углубление 111 в нижней стенке имеет по меньшей мере одну точку 1111, при этом нижняя стенка от точки 1111 в направлении краев 1112 нижней стенки выполнена понижающейся в направлении по линии действия силы тяжести или от точки 1111 в направлении краев 1112 нижней стенки выполнена поднимающейся в направлении против линии действия силы тяжести; первый канал 112, выполненный в месте каждой такой точки 1111 нижней стенки и сообщающийся с углублением 111; вторые каналы 113, выполненные в краях 1112 нижней стенки углубления 111 основной части 1 и сообщающиеся с углублением 111. При этом первый канал 112 и/или вторые каналы 113 могут служить выходным отверстием и/или входным отверстием для текучей среды 3.
Согласно настоящему изобретению за счет выбора типа текучей среды 3, места расположения входного отверстия и выходного отверстия, сквозь которые текучая среда 3 входит в углубление 111 и выходит из него, внутренней конструкции углубления 111 и величины давления текучей среды 3 можно регулировать направление потока и скорость потока текучей среды 3 на поверхности подложки 4, при этом когда текучая среда 3 соответственно протекает по углублению 111, она контактирует с поверхностью подложки 4, происходит физическая и/или химическая реакция, и в отношении поверхности подложки 4 осуществляется технологическая обработка. За счет тщательной разработки углубления 111, полного использования действия силы тяжести, точного регулирования направления потока и/или скорости потока текучей среды по углублению 111 также можно дополнительно регулировать процесс и технологический эффект физической и/или химической реакции текучей среды 3 в каждой точке поверхности подложки 4. За счет специальной разработки конструкции углубления 111 также можно обеспечить одинаковую линейную скорость контакта текучей среды 3 с каждой областью поверхности подложки 4 в процессе ее соответствующего протекания по углублению 111, чтобы получить одинаковую эффективность обработки.
Согласно одному способу осуществления на фиг. 2A представлено увеличенное схематическое изображение области I на фиг. 2 согласно варианту осуществления, а на фиг. 2B представлено увеличенное схематическое изображение области II на фиг. 2 согласно варианту осуществления; на фиг. 2, фиг. 2A и фиг. 2B показано устройство обработки поверхности полупроводников, которое содержит основную часть 1, при этом основная часть 1 содержит один элемент 11 для обработки полупроводников, первый паз 12, третий канал 13 и первую сопрягаемую часть 14; элемент 11 для обработки полупроводников содержит углубление 111, выполненное в верхней торцевой поверхности основной части 1, первый канал 112, сообщающийся с внутренней частью углубления 111, и вторые каналы 113, сообщающиеся с углублением 111 в области ее краев; углубление 111 имеет точку 1111, в которой нижняя стенка углубления 111 находится в сообщении с первым каналом 112, и точку 1112, в которой углубление 111 находится в сообщении со вторыми каналами 113, при этом нижняя стенка от точки 1111 в направлении краев 1112 нижней стенки углубления 111 выполнена поднимающейся в направлении против линии действия силы тяжести. При этом посредством первого канала 112 и/или вторых каналов 113 можно одновременно или отдельно вводить текучую среду 3 и одновременно или отдельно выводить текучую среду 3.
На фиг. 3 представлено изображение сверху основной части 1 в одном варианте осуществления устройства обработки полупроводников согласно настоящему изобретению; на фиг. 4 представлено изображение в разрезе основной части 1 в одном варианте осуществления устройства обработки полупроводников согласно настоящему изобретению. На фиг. 4A представлено увеличенное схематическое изображение области I на фиг. 4 согласно варианту осуществления, а на фиг. 4B представлено увеличенное схематическое изображение области II на фиг. 4 согласно варианту осуществления, как показано на фиг. 3, при этом основная часть 1 в зависимости от требований может быть выполнена любой формы, иметь определенную толщину, и в ее толщине может быть выполнено углубление 111. В этом варианте осуществления основная часть 1 может быть выполнена в виде прямоугольного параллелепипеда, при этом верхняя поверхность основной части 1 может представлять собой квадрат. В верхней поверхности основной части 1 показанного на фиг. 3 устройства обработки полупроводников образовано углубление 111, выполненное с возможностью размещения в нем подложки 4, при этом указанное углубление 111 выполнено в основном цилиндрическим, и все углубление 111 выполнено центрально-симметричным. Как показано на фиг. 4, нижняя стенка указанного углубления 111 имеет определенную точку 1111, при этом указанная точка может быть расположена в центре нижней стенки углубления 111, которая от указанной точки 1111 в направлении краев 1112 нижней стенки углубления 111 выполнена в виде кривой поверхности, поднимающейся в направлении против линии действия силы тяжести, при этом форма кривой поверхности может изменяться из-за разного характера подъема. Если характер подъема наклонной поверхности является заданным значением, то углубление 111 имеет коническую поверхность с направленной вниз вершиной, как показано на фиг. 4 и фиг. 4A. Основная часть 1 в точке 1111 нижней стенки снабжена первым каналом 112, сообщающимся с углублением 111, и в крае 1112 углубления 111 снабжена вторыми каналами 113, сообщающимися с углублением 111. Первый канал 112 связан с точкой 1111 в центре нижней стенки углубления 111, а вторые каналы 113 связаны с точкой 1112 в крае нижней стенки углубления 111; вторые каналы 113 могут сообщаться с одним или более направляющими пазами 114; направляющий паз 114 окружает точку 1111 и проходит по краям 1112 углубления 111; когда текучая среда 3 попадает в точку 1112 в крае нижней стенки углубления 111, посредством направляющего паза 113 ее можно ввести во вторые каналы 113, и за счет выполнения направляющего паза 113 текучую среду 3 в круговом направлении можно более равномерно вводить во вторые каналы 113; первый канал 112 и/или вторые каналы 113 могут быть предназначены для одновременного или отдельного вывода и/или ввода текучей среды 3.
Как показано на фиг. 3, фиг. 4 и фиг. 4B, основная часть 1 также может быть снабжена первым пазом 12 и первой сопрягаемой частью 14. Первый паз 12 выполнен по периферии элемента 11 для обработки полупроводников и предназначен для сбора текучей среды 3, перелившейся через края углубления 111. Указанный первый паз 12 в верхней поверхности основной части 1 может быть выполнен кольцеобразным. Основная часть 1 дополнительно снабжена третьим каналом 13, сообщающимся с первым пазом 12, при этом третий канал 13 предназначен для выведения наружу текучей среды 3, собравшейся в первом пазу 12. В то же время в зависимости от величины потока в первом канале 112, величины потока во вторых каналах 113, а также от величины потока в третьем канале 13 в отношении устройства обработки полупроводников можно определить наличие неисправности. Первая сопрягаемая часть 14 может герметично накрываться крышкой в соответствующем месте для изолирования внутренней полости от внешней среды.
В этом варианте осуществления принцип работы устройства обработки полупроводников следующий: подложку 4 переворачивают подлежащей обработке поверхностью вниз и размещают горизонтально поверх углубления 111, выполненного в основной части 1, при этом между нижней поверхностью подложки 4 и нижней стенкой углубления 111 основной части 1 образован промежуток, при этом высота указанного промежутка от точки 1111 в центре углубления 111 в направлении краев 1112 уменьшается. Когда по первому каналу 112 основной части 1 в углубление 111 вводится текучая среда 3, по мере непрерывного ввода текучей среды 3 в углубление 111 текучая среда 3 от точки 1111 в центре нижней стенки в направлении против линии действия силы тяжести постепенно заполняет углубление 111; когда промежуток, образованный между подложкой 4 и основной частью 1, заполнен текучей средой 3, текучая среда 3 полностью покрывает подлежащую обработке нижнюю поверхность подложки 4, и тогда, если продолжать вводить текучую среду по первому каналу 112 в углубление 111, то можно обеспечить выведение текучей среды 3 из углубления 111 по вторым каналам 113, а также можно обеспечить попадание текучей среды 3, перелившейся через край углубления 111, в первый паз 12 и последующее выведение наружу текучей среды 3, собравшейся в первом пазу 12, по третьему каналу 13. В любой требуемый момент времени также можно при необходимости прекратить ввод текучей среды 3 в углубление 111, при этом текучую среду 3 оставляют на определенное технологией время в промежутке между нижней поверхностью подложки 4 и углублением 111, чтобы она вступила в физическую/химическую реакцию с нижней поверхностью подложки 4. В любой требуемый момент времени при необходимости можно затем ввести в углубление 111 текучую среду 3 любого другого типа, чтобы заменить текучую среду 3, заполнившую промежуток между углублением 111 и подложкой 4. Применяя текучие среды с одинаковым и/или разным составом, этот процесс можно повторять сколько угодно, пока не будет получена поверхность подложки 4, удовлетворяющая требованиям. Текучую среду в углублении 111 можно выводить по первому каналу и вторым каналам. Скорость введения текучей среды 3 в углубление 111 и скорость ее выведения можно регулировать путем регулирования работы пневмогидравлического насоса, давления и/или степени вакуума. Относительное положение подложки 4 и основной части 1 можно регулировать путем регулирования давления на верхней и нижней поверхностях подложки и относительного положения между крышкой и основной частью.
В этом варианте осуществления требуемый технологический эффект можно получить за счет точного проектирования формы кривой поверхности всего углубления 111. Нижняя стенка углубления 111 имеет определенную точку 1111; поскольку указанная точка может быть расположена в центре нижней стенки углубления 111, то от указанной точки 1111 в направлении краев 1112 нижней стенки углубления 111 проходит кривая поверхность, поднимающаяся в направлении против линии действия силы тяжести; поскольку градиент кривой поверхности от точки 1111 в центре нижней стенки в радиальном направлении к краям 1112 нижней стенки может быть непосредственно определен при проектировании основной части, то в процессе движения текучей среды 3 от центра углубления 111 в направлении краев 1112 углубления 111 направление ее потока и скорость ее потока, а также величина давления, создаваемого в отношении поверхности подложки, могут изменяться по мере изменения формы поверхности углубления 111 и затем влиять на технологический эффект от ее физической и/или химической реакции с нижней поверхностью подложки 4.
Аналогично текучую среду 3 можно вводить в углубление 111 из вторых каналов 113 в крае 1112 углубления 111, при этом текучая среда 3 сначала находится в крае 1112 углубления 111, а потом, поскольку углубление 111 от точки 1111 в центре нижней стенки в направлении краев 1112 нижней стенки имеет поднимающуюся наклонную поверхность в направлении против линии действия силы тяжести, текучая среда 3 испытывает действие силы тяжести и движется по углублению 111 от краев 1112 нижней стенки в направлении точки 1111 в центре нижней стенки. В процессе этого текучая среда 3 контактирует с нижней поверхностью подложки 4, при этом текучая среда 3 осуществляет обработку нижней поверхности подложки 4. Когда текучая среда 3, вводимая в углубление 111 по вторым каналам 113 в крае 1112 нижней стенки углубления 111, заполняет промежуток, образованный между нижней поверхностью подложки 4 и углублением 111, текучая среда 3 выводится из основной части 1 по первому каналу 112 основной части 1. В это время подложка 4 испытывает действие текучей среды 3, может находиться во взвешенном состоянии, а также может упираться в основную часть 1. С этого момента по вторым каналам 113 непрерывно вводится текучая среда 3, а по первому каналу 112 текучая среда 3 выводится. Поскольку углубление 111 выполнено наклонным в направлении центра углубления 111, то направление потока текучей среды 3, вводимой по вторым каналам 113 в углубление 111, регулируется, и под действием силы тяжести она движется в направлении центра углубления 111. Поскольку у всего углубления 111 градиенты наклонной поверхности от краев 1112 нижней стенки в направлении центра нижней стенки являются одинаковыми, то в процессе движения всей текучей среды 3 от краев 1112 углубления 111 в направлении центра углубления 111 скорость потока текучей среды 3 в углублении 111 в разных радиальных направлениях остается одинаковой, и степень контакта в процессе движения проходящей в углублении 111 в разных радиальных направлениях текучей среды 3 с нижней поверхностью подложки 4 также остается одинаковой; таким образом, поскольку поверхность подложки 4 обычно выполнена круглой, то в разных радиальных направлениях подложки 4 степень обработки подложки 4 текучей средой 3 также остается одинаковой. Другими словами, на одинаковых радиальных участках подложки 4 степень обработки указанных участков текучей средой 3 является одинаковой. После того как вводимая текучая среда 3 удовлетворяет рабочим требованиям, введение текучей среды 3 по вторым каналам 113 прекращается; находящаяся в углублении 111 текучая среда 3 под действием силы тяжести может двигаться по углублению 111 в целом в направлении центра углубления 111, при этом находящаяся в области краев 1112 нижней стенки углубления 111 текучая среда 3 и подложка 4 сначала показывают поверхность раздела твердой, жидкой и газообразной фаз; по мере непрерывного выведения текучей среды 3 по первому каналу 112 поверхность раздела твердой, жидкой и газообразной фаз текучей среды 3 и подложки 4 смещается от краев подложки 4 в направлении центра подложки 4, пока текучая среда 3 и подложка 4 полностью не разделятся; и, наконец, текучая среда 3 полностью выводится по первому каналу 112. В процессе выведения всей текучей среды 3 поверхность контакта и поверхность раздела твердой, жидкой и газообразной фаз текучей среды 3 и подложки 4 полностью контролируются, в частности поверхность раздела твердой, жидкой и газообразной фаз. Когда возникает поверхность раздела твердой, жидкой и газообразной фаз, поверхность раздела твердой, жидкой и газообразной фаз полностью находится в области краев 1112 подложки 4, и кольцевая поверхность раздела твердой, жидкой и газообразной фаз от краев подложки 4 полностью одновременно смещается в направлении центра подложки 4 и, наконец, исчезает в центре подложки 4.
На фиг. 5 представлено изображение снизу крышки 2 устройства обработки полупроводников в одном варианте осуществления согласно настоящему изобретению, а на фиг. 6 представлено изображение в разрезе по линии разреза A-A в варианте осуществления на фиг. 5; как показано на фиг. 5 и фиг. 6, устройство обработки полупроводников согласно настоящему изобретению может содержать крышку 2, устанавливаемую поверх основной части 1. Крышка 2 снабжена четвертым каналом 21, пазами 23 для направления потока, пятым каналом 25 и второй сопрягаемой частью 22. Когда основная часть 1 закрыта крышкой 2, между углублением 111 в верхней торцевой поверхности основной части 1 и нижней торцевой поверхностью крышки 2 образована замкнутая полость для разделения внутренней и внешней сред, при этом четвертый канал 21 обеспечивает сообщение полости с внешней средой. Когда подложка 4 расположена поверх углубления 111 основной части 1, она может быть зафиксирована посредством располагаемой сверху крышки 2. Основная часть 1 и крышка 2 могут быть выполнены из политетрафторэтилена, кварца, карбида кремния, ppt-пластмассы или другого сверхчистого и/или устойчивого к коррозии материала, что обеспечивает возможность безопасной, чистой и стабильной работы с токсичными и/или едкими текучими средами 3.
Четвертый канал 21 может быть расположен в центре крышки 2; кольцеобразный второй паз 24 и сообщающийся со вторым пазом 24 и внешней средой пятый канал 25 могут быть расположены по периферии области контакта крышки 2 с подложкой 4; когда основная часть 1 закрыта крышкой 2, второй паз 24 крышки 2 может находиться в сообщении с первым пазом 12 основной части 1. В технологическом процессе можно вводить и/или выводить текучую среду посредством четвертого канала 21 и пятого канала 25, вводить и/или выводить текучую среду 3 через верхнюю поверхность и/или боковую поверхность подложки 4, регулировать давление, поддерживать давление и/или создавать вакуум и т. д.
Как показано на фиг. 4 и фиг. 5, первая сопрягаемая часть 14 основной части 1 сопряжена со второй сопрягаемой частью 22, которой снабжена крышка 2; когда основная часть 1 и крышка 2 сопряжены друг с другом, основная часть 1 герметично соединена с крышкой 2, и они образуют замкнутую небольшую полость, изолированную от внешней среды. Первая сопрягаемая часть 14 основной части 1 проходит по краям верхней торцевой поверхности основной части 1, при этом она может представлять собой кольцеобразную выемку; вторая сопрягаемая часть 22 крышки 2 проходит по краям нижней торцевой поверхности крышки 2, при этом она представляет собой кольцеобразный выступ. Когда основная часть 1 и крышка 2 закрывают точку 1111, выемка основной части 1 и выступ крышки 2 сопряжены друг с другом, и, таким образом, между основной частью 1 и крышкой 2 обеспечивается герметичное соединение. Разумеется, в другом способе осуществления проходящая по краям верхней торцевой поверхности основной части 1 первая сопрягаемая часть 14 также может представлять собой кольцеобразный выступ, и проходящая по краям нижней торцевой поверхности крышки 2 вторая сопрягаемая часть 22 также может представлять собой кольцеобразный выступ.
Как показано на фиг. 5, нижняя торцевая поверхность крышки 2 снабжена по меньшей мере одним пазом 23 для направления газа, при этом паз 23 для направления газа выполнен в сообщении с четвертым каналом 21. Пазы 23 для направления газа могут представлять собой два пересекающихся друг с другом паза, в частности, пересекающихся крестообразно, а также могут представлять собой большее количество пересекающихся друг с другом пазов. Точки пересечения пазов 23 для направления газа могут представлять собой одну и ту же точку, а также могут представлять собой несколько разных точек. Если точки пересечения пазов 23 для направления газа представляют собой одну и ту же точку, то указанная точка расположена в области четвертого канала 21, и они сообщаются с четвертым каналом 21. Образованная несколькими пазами 23 для направления газа конструкция может быть выполнена центрально-симметричной; таким образом, когда посредством четвертого канала 21 осуществляют увеличение давления или уменьшение давления в образованной основной частью 1 и крышкой 2 полости, пазы 23 для направления газа могут обеспечивать равномерность движения текучей среды, чтобы обеспечивалась равномерность давления на подложку 4 и уменьшалась степень воздействия, оказываемого на подложку 4. В частности, когда посредством четвертого канала 21 создается вакуум, поскольку подложка 4 расположена под пазами 23 для направления газа, давление газа в пазах 23 для направления газа уменьшается, и в отношении верхней и нижней поверхностей подложки 4 возникает перепад давления. Подложка 4 вынуждена двигаться вверх и прижимается к пазам 23 для направления газа; образуется замкнутое пространство; давление снижается еще, и, наконец, подложка 4 присасывается к крышке 2.
Согласно одному способу осуществления элемент 11 для обработки полупроводников содержит углубление 111, образованное в верхней торцевой поверхности основной части 1; углубление 111 в целом выполнено в виде прямоугольного параллелепипеда; нижняя стенка углубления 111 имеет несколько точек 1111, при этом указанные несколько точек 1111 образуют прямую линию, и она от указанной прямой линии в направлении левой и правой сторон углубления 111 выполнена поднимающейся в направлении против линии действия силы тяжести. В частности, образованная указанными несколькими точками 1111 прямая линия может быть симметричной линией точек 1111, проходящей в нижней стенке углубления 111, и нижняя стенка от симметричной линии точек 1111 нижней стенки указанного углубления 111 в направлении левой и правой сторон имеет постепенно поднимающиеся наклонные поверхности. Форма углубления 111 является симметричной вдоль вертикальной плоскости линии симметрии углубления 111. Другими словами, нижняя стенка углубления 111 в сечении выполнена V-образной. Первый канал 112 сообщает нижнюю стенку углубления 111 в ее самой нижней точке с внешней средой. Первый канал 112 проходит по линии симметрии углубления 111, и, таким образом, по нему можно равномерно выводить текучую среду 3 по линии симметрии нижней стенки углубления 111. Вторые каналы 113 представляют собой два канала, сообщающие соответственно левую и правую стороны углубления 111 с внешней средой. Каждый канал проходит вдоль линии симметрии углубления 111. Посредством указанного устройства обработки полупроводников можно обрабатывать прямоугольные кремниевые пластины. При обработке кремниевой пластины текучая среда 3 по вторым каналам 113 симметрично вводится в углубление 111 соответственно с левой и правой стороны углубления 111; под действием силы тяжести текучая среда 3 с двух сторон углубления 111 равномерно движется в направлении самой нижней точки углубления 111 и в процессе этого контактирует с нижней поверхностью кремниевой пластины, и осуществляется обработка нижней поверхности кремниевой пластины; поскольку текучая среда 3 с двух сторон углубления 111 равномерно движется в направлении самой нижней точки углубления 111, то степень обработки нижней поверхности кремниевой пластины текучей средой 3 также является одинаковой. Разумеется, в другом способе осуществления несколькими точками 1111 нижней стенки углубления 111 образована прямая линия, и она от указанной прямой линии в направлении левой и правой сторон нижней стенки углубления 111 выполнена понижающейся в направлении по линии действия силы тяжести; таким образом, нижняя стенка углубления 111 выполнена в виде перевернутой литеры «V»; первый канал 112 сообщает углубление 111 в его самой верхней точке с внешней средой; вторые каналы 113 представляют собой два канала, сообщающие соответственно левую и правую стороны углубления 111 (в самой нижней точке) с внешней средой. Таким образом, посредством указанного устройства обработки полупроводников можно осуществлять обработку прямоугольных кремниевых пластин.
Согласно одному способу осуществления, на фиг. 7 представлено схематическое изображение конструкции другого варианта осуществления устройства обработки полупроводников согласно настоящему изобретению, а на фиг. 7A представлено увеличенное схематическое изображение области I на фиг. 7 согласно варианту осуществления; на фиг. 8 представлено изображение в разрезе основной части 1 другого варианта осуществления устройства обработки полупроводников согласно настоящему изобретению, а на фиг. 8A представлено увеличенное схематическое изображение области I на фиг. 8 согласно варианту осуществления; как показано на фиг. 7 и фиг. 7A, устройство обработки поверхности подложки 4 содержит основную часть 1, которая содержит один элемент 11 для обработки полупроводников; элемент 11 для обработки полупроводников содержит углубление 111, образованное в основной части 1 и выполненное с возможностью размещения в нем подложки 4, при этом нижняя стенка углубления 111 имеет определенную точку 1111 и наклонную поверхность, выполненную понижающейся в направлении по линии действия силы тяжести от указанной точки 1111 в направлении краев 1112 нижней стенки углубления 111; в месте указанной точки 1111 в основной части 1 выполнен первый канал 112, предназначенный для сообщения углубления 111 с внешней средой, и в области краев 1112 нижней стенки углубления 111 в основной части 1 выполнены вторые каналы 113, предназначенные для сообщения углубления 111 с внешней средой; посредством первого канала 112 и/или вторых каналов 113 текучую среду 3 можно вводить в углубление 111 и/или выводить из него.
В частности, как показано на фиг. 8 и фиг. 8A, основная часть 1 может быть выполнена в виде прямоугольного параллелепипеда, при этом верхняя поверхность основной части 1 может представлять собой квадрат; в верхней торцевой поверхности основной части 1 образовано углубление 111, выполненное с возможностью размещения в нем подложки 4; нижняя стенка указанного углубления 111 имеет определенную точку 1111, которая может быть расположена в центре нижней стенки углубления 111, и наклонную поверхность, выполненную понижающейся в направлении по линии действия силы тяжести от указанной точки 1111 в направлении краев 1112 нижней стенки углубления 111. Разумеется, наклонная поверхность также может быть преобразована в понижающуюся кривую поверхность, степень понижения которой может изменяться, при этом в целом характера ее понижения достаточно. Все углубление 111 может быть выполнено центрально-симметричным. Если характер понижения наклонной поверхности является заданным значением, то углубление 111 имеет коническую поверхность с направленной вверх вершиной. Основная часть 1 в месте указанной точки 1111 снабжена первым каналом 112, сообщающим углубление 111 с внешней средой, а в области краев 1112 нижней стенки углубления 111 снабжена вторыми каналами 113, сообщающими углубление 111 с внешней средой. Первый канал 112 сообщается с центром нижней стенки углубления 111 и предназначен для введения текучей среды 3. Вторые каналы 113 могут представлять собой несколько каналов, при этом они расположены вокруг центра углубления 111 и предназначены для выведения текучей среды 3.
На фиг. 9 представлено изображение снизу крышки 2 другого варианта осуществления устройства обработки полупроводников согласно настоящему изобретению, а на фиг. 9A представлено изображение в разрезе по линии разреза A-A на фиг. 9 согласно варианту осуществления; как показано на фиг. 9 и фиг. 9A, крышка 2 снабжена четвертым каналом 21; когда основная часть 1 закрыта крышкой 2, между углублением 111, образованным в верхней торцевой поверхности основной части 1, и нижней торцевой поверхностью крышки 2 образована полость, при этом четвертый канал 21 обеспечивает сообщение полости с внешней средой. Нижняя торцевая поверхность указанной крышки 2 также может быть снабжена кольцеобразным вторым пазом 24 и пятым каналом 25, сообщающим второй паз 24 с внешней средой. Когда крышка 2 расположена поверх основной части 1, указанный второй паз 24 находится в сообщении с первым пазом 12 основной части 1. Крышка 2 снабжена второй сопрягаемой частью 22, сопрягаемой с первой сопрягаемой частью 14 основной части 1; когда основная часть 1 и крышка 2 сопряжены друг с другом, основная часть 1 и крышка 2 герметично соединены.
Согласно этому способу осуществления принцип работы устройства обработки полупроводников следующий: подложку 4 размещают горизонтально поверх углубления 111 основной части 1, при этом между нижней стороной подложки 4 и углублением 111 получают промежуток, при этом ширина указанного промежутка изменяется от меньшей к большей от центра подложки 4 в направлении краев. Из первого канала 112 в центре углубления 111 в углубление 111 вводят текучую среду 3; текучая среда 3 сначала находится в точке 1111 в центре нижней стенки углубления 111, а потом, поскольку углубление 111 от центра точки 1111 в направлении краев 1112 углубления 111 имеет наклонные поверхности, понижающиеся в направлении по линии действия силы тяжести, текучая среда 3 под действием силы тяжести движется по углублению 111 от центра в направлении краев 1112. В процессе этого текучая среда 3 контактирует с нижней поверхностью подложки 4, при этом текучая среда 3 может вступать с нижней поверхностью подложки 4 в химические и физические реакции для осуществления обработки нижней поверхности подложки. Когда по первому каналу 112 в центре углубления 111 в углубление 111 вводят определенное количество текучей среды 3 для заполнения промежутка, образованного между подложкой 4 и углублением 111, по вторым каналам 113 основной части 1 введенную текучую среду 3 выводят. В это время подложка 4 испытывает действие текучей среды 3, может находиться в плавающем состоянии, а также может упираться в основную часть 1. С этого момента по первому каналу 112 непрерывно вводят текучую среду 3, а по вторым каналам 113 выводят избыточную текучую среду 3, контактирующую с нижней поверхностью подложки 4 при прохождении. Поскольку углубление 111 выполнено наклонным, то направление потока текучей среды 3, вводимой по первому каналу 112 в углубление 111, регулируется, и под действием силы тяжести она движется в направлении краев 1112 нижней стенки углубления 111. В процессе движения всей текучей среды 3 от краев 1112 углубления 111 в направлении центра углубления 111 скорость потока текучей среды 3 в углублении 111 в разных радиальных направлениях остается одинаковой, и степень контакта в процессе движения проходящей в углублении 111 в разных радиальных направлениях текучей среды 3 с нижней поверхностью подложки 4 остается одинаковой; таким образом, поскольку поверхность подложки 4 обычно выполнена круглой, то в разных радиальных направлениях подложки 4 степень обработки подложки 4 текучей средой 3 также остается одинаковой. Другими словами, на одинаковых радиальных участках подложки 4 степень обработки указанных участков текучей средой 3 является одинаковой. После того как вводимая текучая среда 3 удовлетворяет рабочим требованиям, введение текучей среды 3 по первому каналу 112 прекращается; находящаяся в углублении 111 текучая среда 3 под действием силы тяжести может двигаться по углублению 111 в целом в направлении краев 1112 нижней стенки углубления 111, при этом находящаяся в центре нижней стенки углубления 111 текучая среда 3 и подложка 4 сначала показывают поверхность раздела твердой, жидкой и газообразной фаз; по мере непрерывного выведения текучей среды 3 по вторым каналам 113 поверхность раздела твердой, жидкой и газообразной фаз текучей среды 3 и подложки 4 смещается от центра подложки 4 в направлении краев подложки 4, пока текучая среда 3 и подложка 4 полностью не разделятся; и, наконец, текучая среда 3 полностью выводится по вторым каналам 113. В процессе выведения всей текучей среды 3 поверхность контакта и поверхность раздела твердой, жидкой и газообразной фаз текучей среды 3 и подложки 4 полностью контролируются, в частности поверхность раздела твердой, жидкой и газообразной фаз. Когда возникает поверхность раздела твердой, жидкой и газообразной фаз, поверхность раздела твердой, жидкой и газообразной фаз полностью находится в центре подложки 4; поверхность раздела твердой, жидкой и газообразной фаз медленно образуется и непрерывно расширяется кольцом; кольцевая поверхность раздела твердой, жидкой и газообразной фаз смещается от центра подложки 4 в направлении краев подложки 4 и, наконец, исчезает в области краев подложки 4. В процессе выведения всей текучей среды 3 поверхность раздела твердой, жидкой и газообразной фаз от центра подложки 4 удобно рассеивается; в процессе этого рассеивания на поверхности подложки 4 не может оставаться пятен текучей среды 3; пятна текучей среды 3 могут оставаться только на краях подложки 4; другими словами, только при отделении текучей среды 3 от краев подложки 4, на краях подложки 4 могут оставаться пятна текучей среды 3. Таким образом, может обеспечиваться то, что, кроме как снаружи краев, на подложке 4 в других местах не может оставаться пятен текучей среды 3. Разумеется, в другом возможном способе осуществления, поскольку степень и результат химического и физического воздействия текучей среды на нижнюю поверхность подложки связаны с тем, как текучая среда контактирует с нижней поверхностью подложки, то посредством градиентов наклонной поверхности от центра в направлении краев 1112 можно точно спроектировать и создать всю нижнюю стенку углубления 111, чтобы получить требуемые эффективность и качество обработки.
Согласно этому способу осуществления посредством первого канала 112 в углубление 111 вводят текучую среду 3; текучая среда 3 движется от центра подложки 4 в направлении краев, а затем выводится по вторым каналам 113, расположенным в области краев 1112 нижней стенки углубления 111. Таким образом, когда, наконец, подается вся текучая среда 3, поверхность раздела твердой, жидкой и газообразной фаз текучей среды 3 и нижней поверхности подложки 4 образуется от центра подложки 4, смещается в направлении краев подложки 4 и исчезает в области краев подложки 4.
Согласно одному способу осуществления на фиг. 10 представлено схематическое изображение конструкции углубления 111 другого варианта осуществления устройства обработки полупроводников согласно настоящему изобретению; как показано на фиг. 10, в элементе 11 для обработки полупроводников нижняя стенка углубления 111 имеет по меньшей мере одну определенную точку 1111, при этом указанная точка 1111 расположена в центре нижней стенки углубления 111, и кривую поверхность, поднимающуюся в направлении против линии действия силы тяжести от указанной точки 1111 в направлении краев 1112 нижней стенки углубления 111, при этом градиент кривой поверхности уменьшается. Вертикальная проекция углубления 111 круглая; отличительной чертой конструкции углубления 111 в этом варианте осуществления являются края 1112 углубления 111; промежуток между углублением 111 и подложкой 4 относительной небольшой, а в центре 1111 углубления 111 промежуток между углублением 111 и подложкой 4 относительно большой; как показано на фиг. 10, промежуток между углублением 111 и подложкой 4 на отрезке X короче, чем промежуток между углублением 111 и подложкой 4 на отрезке Y. Текучая среда 3 вводится в углубление 111 по расположенному относительно ниже первому каналу 112 через отверстие, сообщающееся с углублением 111, текучая среда 3 сначала находится в центре 1111 углубления 111, и по мере увеличения объема вводимой текучей среды 3 текучая среда от точки 1111 в центре нижней стенки углубления 111 поднимается в направлении против линии действия силы тяжести до краев 1112 нижней стенки и может выводиться из углубления 111 по вторым каналам 113 в области краев 1112 углубления 111. В процессе этого вводимая текучая среда контактирует с нижней поверхностью подложки 4 сначала в ее центре, то есть в точке нижней поверхности подложки, соответствующей точке 1111 в центре нижней стенки, и эта площадь контакта по мере увеличения объема вводимой текучей среды расширяется в направлении краев подложки. Когда промежуток, образованный между подложкой 4 и основной частью 1, заполняется текучей средой, текучая среда покрывает всю нижнюю поверхность подложки 4. С этого момента по первому каналу 112 непрерывно вводят текучую среду 3, и в то же время по вторым каналам 113 выводят избыточную текучую среду 3, контактирующую с нижней поверхностью подложки 4 при прохождении. Непрерывно проходящая по нижней поверхности подложки 4 текучая среда 3 вступает с нижней поверхностью подложки 4 в непрерывную химическую и физическую реакцию. Поскольку характер контакта текучей среды 3 с нижней поверхностью подложки 4, например величина угла, скорость потока и т. п., может непосредственно влиять на скорость и результат химической и физической реакции текучей среды 3 с нижней поверхностью подложки 4, то применяется показанная на фиг. 10 конструкция углубления 111, у которой радиус из центра углубления 111 относительно большой, площадь, по которой движется указанная текучая среда 3, равна длине окружности круга, образованного радиусом из центра углубления 111, умноженной на промежуток между углублением 111 и подложкой 4. По мере того как на текучую среду 3 действует сила тяжести, она движется в направлении центра углубления 111, и промежуток между углублением 111 и подложкой 4 увеличивается, например на отрезках X и Y, но на отрезке Y его радиус из центра углубления 111 уменьшается; поскольку площадь, по которой движется текучая среда 3, равна длине окружности круга, образованного радиусом из центра углубления 111, умноженной на промежуток между углублением 111 и подложкой 4, когда промежуток между углублением 111 и подложкой 4 увеличивается и радиус из центра углубления 111 уменьшается пропорционально, то в результате расчетная площадь, по которой движется текучая среда 3, всегда сохраняет постоянное значение. Когда площадь, по которой движется текучая среда 3, в разных точках сохраняет постоянное значение, скорость потока текучей среды 3 в разных точках углубления 111 также всегда сохраняет постоянное значение. Таким образом, степень обработки контактом текучей среды 3 в разных точках углубления 111 с подложкой 4 также может сохранять постоянное значение; благодаря специальной конструкции углубления 111 степень обработки всей поверхности подложки 4 во всех точках посредством текучей среды 3 почти полностью остается одинаковой. На основании расчетов точка в центре является исходной точкой, чтобы направление луча, проходящего в направлении краев, было положительным направлением; если функция формы указанной кривой поверхности представляет собой, где C — постоянная величина, то чем больше постоянная величина C, тем меньше постоянная скорость потока текучей среды 3 в разных точках углубления 111 в случае постоянной величины потока текучей среды 3; чем меньше постоянная величина C, тем больше постоянная скорость потока текучей среды 3 в разных точках углубления 111 в случае постоянной величины потока текучей среды 3. В случае других требований на основании расчетов, поскольку точка в центре является исходной точкой и направление луча, проходящего в направлении краев, является положительным направлением, функция формы указанной кривой поверхности представляет собой y＝Alnx+C, где A и C - постоянные величины; в этом случае, путем регулирования величины A и C можно регулировать скорость потока текучей среды 3 в разных точках углубления 111, что обеспечивает изменение скорости потока, и, таким образом, регулировать изменение скорости потока текучей среды 3 от центра поверхности подложки 4 к краям; в первом случае скорость потока текучей среды 3 от центра поверхности подложки 4 к краям увеличивается, а во втором случае скорость потока текучей среды 3 от центра поверхности подложки 4 к краям уменьшается.
Согласно одному способу осуществления на фиг. 11 представлено схематическое изображение конструкции другого варианта осуществления устройства обработки полупроводников согласно настоящему изобретению; на фиг. 11A представлено увеличенное схематическое изображение области I на фиг. 11 согласно варианту осуществления; на фиг. 11B представлено изображение в разрезе по линии разреза A-A на фиг. 11 согласно варианту осуществления; на фиг. 11C представлено схематическое изображение области I на фиг. 11B согласно варианту осуществления; и на фиг. 11D представлено схематическое изображение другого варианта осуществления области I на фиг. 11B; как показано на фиг. 11, основная часть 1 снабжена несколькими независимыми друг от друга элементами 11 для обработки полупроводников, чтобы обеспечить обработку разных областей поверхности одной подложки 4 несколькими элементами для обработки поверхности полупроводников. Как показано на фиг. 11A и фиг. 11B, в этом варианте осуществления элементов для обработки поверхности подложки 4 пять, каждый из которых выполнен в основной части 1 отдельно от остальных. Основная часть 1 дополнительно снабжена первым пазом 12, при этом первый паз 12 проходит по периферии всех элементов 11 для обработки полупроводников, чтобы собирать текучую среду 3, перелившуюся через края элементов 11 для обработки полупроводников; основная часть 1 дополнительно снабжена третьим каналом 13, сообщающимся с первым пазом 12, чтобы выводить текучую среду 3, собравшуюся в первом пазу 12. Каждый элемент 11 для обработки полупроводников может отдельно осуществлять обработку определенной области подложки 4, и в процессе обработки текучая среда 3 в элементах 11 для обработки полупроводников не может воздействовать на другую область подложки 4. Как показано на фиг. 11C, согласно одному способу осуществления в каждом из элементов 11 для обработки полупроводников указанная точка 1111 расположена в центре нижней стенки углубления 111, имеющей наклонную поверхность, поднимающуюся в направлении против линии действия силы тяжести от указанной точки 1111 в направлении краев 1112 нижней стенки углубления 111, при этом первый канал 112 предназначен для выведения или введения текучей среды 3, и вторые каналы 113 предназначены для выведения или введения текучей среды 3. Как показано на фиг. 11D, согласно другому способу осуществления в каждом из элементов 11 для обработки полупроводников указанная точка 1111 расположена в центре нижней стенки углубления 111, имеющей наклонную поверхность, понижающуюся в направлении по линии действия силы тяжести от указанной точки 1111 в направлении краев 1112 нижней стенки углубления 111, при этом первый канал 112 предназначен для выведения или введения текучей среды 3 и вторые каналы 113 предназначены для выведения или введения текучей среды 3.
Посредством вышеуказанного устройства обработки полупроводников можно осуществлять обработку подложек с разными целями, в частности осуществлять обработку полупроводников с целью очистки, осуществлять обработку полупроводников с целью пассивации, осуществлять обработку поверхности полупроводников с целью контроля и т. д.; разумеется, подложка также может содержать другие пластинчатые элементы, например оконное стекло, пластмассу или другие пластинчатые материалы.
В этом варианте осуществления раскрыт способ обработки полупроводников; указанный способ в основном предназначен для обработки поверхности подложки полупроводника с целью очистки, а также может устранять оксидный слой на поверхности подложки; подложка полупроводника может представлять собой такой полупроводниковый элемент, как кремниевая полупроводниковая пластина, кремниевая пластина и т. п. Указанный способ включает следующие этапы, на которых:
Подлежащую обработке подложку 4 располагают поверх углубления 111 основной части 1. При этом основная часть снабжена первым каналом 112 и вторыми каналами 113, сообщающимися с углублением, при этом отверстия первого канала 112 и вторых каналов 113 для сообщения с углублением расположены на разной высоте. Согласно одному способу осуществления углубление 111 имеет по меньшей мере одну определенную точку 1111, при этом указанная точка 1111 расположена в центре нижней стенки углубления 111, которая от указанной точки 1111 в направлении краев 1112 нижней стенки углубления 111 выполнена понижающейся в направлении по линии действия силы тяжести; первый канал 112 основной части 1 представляет собой канал, отверстие которого расположено выше, а вторые каналы 113 основной части 1 представляют собой каналы, отверстия которых расположены ниже. Согласно другому способу осуществления, от указанной точки 1111 в направлении краев 1112 нижней стенки углубления 111 происходит повышение нижней стенки в направлении против линии действия силы тяжести; первый канал 112 основной части 1 представляет собой канал, отверстие которого расположено ниже, вторые каналы 113 основной части 1 представляют собой каналы, отверстия которых расположены выше.
По меньшей мере по одному из первого канала 112 и вторых каналов 113 в углубление 111 вводят текучую среду 3, и текучая среда 3 заполняет пространство между нижней поверхностью подложки 4 и углублением 111 основной части 1, при этом текучая среда 3 контактирует с нижней поверхностью подложки 4. Текучая среда 3 содержит по меньшей мере раствор фтористоводородной кислоты, раствор азотной кислоты, перекись водорода и т. п; разумеется, текучая среда 3 дополнительно содержит другие текучие среды, пригодные для очистки поверхности подложки 4.
Один из первого канала 112 и вторых каналов 113, отверстие которого расположено ниже, открывают для выведения текучей среды 3 из углубления 111; в то же время по одному из первого канала 112 и вторых каналов 113, отверстие которого расположено выше, продолжают вводить в углубление 111 текучую среду 3; в процессе этого поддерживают контакт текучей среды 3 в углублении 111 с нижней поверхностью подложки 4 с осуществлением обработки нижней поверхности подложки 4. После обработки нижней поверхности подложки 4 раствором фтористоводородной кислоты и раствором азотной кислоты удаляют оксидный слой на поверхности подложки 4, и в это время поверхность подложки 4 проявляет гидрофобность.
Введение текучей среды 3 по одному из первого канала 112 и вторых каналов 113, отверстие которого расположено выше, в углубление 111 прекращают.
Посредством одного из первого канала 112 и вторых каналов 113, отверстие которого расположено ниже, выводят текучую среду 3 из углубления 111. Путем регулирования скорости выведения текучей среды 3 из углубления также регулируют скорость перемещения и направление перемещения поверхности раздела твердой, жидкой и газообразной фаз и регулируют количество и распределение оставшегося вещества на нижней поверхности подложки 4. Во время выведения текучей среды 3 из углубления текучая среда 3 и нижняя поверхность подложки 4 образуют поверхность раздела твердой, жидкой и газообразной фаз; если скорость перемещения поверхности раздела твердой, жидкой и газообразной фаз соответствует предварительно определенному критерию 1, в процессе перемещения образованной текучей средой 3 и нижней поверхностью подложки 4 поверхности раздела твердой, жидкой и газообразной фаз на нижней поверхности подложки 4 отсутствуют остатки текучей среды 3.
В процессе этого, поскольку поверхность подложки 4 проявляет гидрофобность и поверхность раздела твердой, жидкой и газообразной фаз текучей среды 3 и подложки 4 перемещается от краев подложки 4 в направлении центра или перемещается от центра подложки 4 в направлении краев, в процессе перемещения, кроме мест, где текучая среда 3 в конечном счете отделяется от подложки 4, могут оставаться пятна, тогда как в остальных местах подложки 4 не может оставаться каких-либо пятен. Другими словами, когда поверхность раздела твердой, жидкой и газообразной фаз текучей среды 3 и подложки 4 перемещается от краев подложки 4 в направлении центра, пятна текучей среды в итоге могут оставаться только в области центра подложки 4. Когда поверхность раздела твердой, жидкой и газообразной фаз текучей среды 3 и подложки 4 перемещается от центра подложки 4 в направлении краев, пятна текучей среды в итоге могут оставаться только в области краев подложки 4; таким образом, в других местах всей подложки 4 не может оставаться пятен, и это может предотвратить влияние загрязняющих веществ, которые имеются в пятнах после обработки с целью очистки, на качество подложки 4.
Во время выведения текучей среды 3 из углубления текучая среда 3 и нижняя поверхность подложки 4 образуют поверхность раздела твердой, жидкой и газообразной фаз; если скорость перемещения поверхности раздела твердой, жидкой и газообразной фаз соответствует предварительно определенному критерию 2, в процессе перемещения образованной текучей средой 3 и нижней поверхностью подложки 4 поверхности раздела твердой, жидкой и газообразной фаз текучая среда 3 на нижней поверхности подложки 4 образует пленку предварительно определенной толщины. Когда скорость выведения текучей среды 3 из углубления относительно большая, во время выведения текучей среды 3 из углубления скорость перемещения поверхности раздела твердой, жидкой и газообразной фаз при отделении текучей среды 3 от нижней поверхности подложки 4 относительно высокая, и текучая среда 3 может остаться на нижней поверхности подложки 4 и образовать пленку предварительно определенной толщины.
В одном аспекте способа можно регулировать степень контакта текучей среды 3 с подложкой 4, а также регулировать степень реакции текучей среды 3 с подложкой 4 или степень очистки; в другом аспекте путем регулирования скорости выведения текучей среды 3 из углубления можно также регулировать объем и распределение текучей среды 3, оставшейся на нижней поверхности подложки 4. В процессе осуществления обработки подложки 4 с целью очистки можно эффективно контролировать, чтобы на нижней поверхности подложки 4 (кроме области центра или краев подложки 4) не оставалось текучей среды 3 для очистки, а также можно контролировать образование текучей средой 3 на нижней поверхности подложки 4 пленки предварительно определенной толщины. Указанная пленка может быть предназначена для защиты нижней поверхности подложки 4, например для предотвращения ее контакта и реакции с воздухом.
Вышеуказанным способом можно осуществлять обработку подложки с целью очистки, при этом способ проведения проверки эффективности обработки с целью очистки следующий:
1. Подложку 4, на поверхность которой по каплям нанесли 20 нг определенного содержащего металлические ионы загрязняющего вещества, размещают поверх углубления 111 основной части 1 и размещают крышку 2 поверх углубления 111 основной части 1.
2. По одному из первого канала 112 и вторых каналов 113, отверстие которого расположено выше, в углубление 111 вводят текучую среду 3 объемом 1,2V, при этом текучая среда 3 может представлять собой смешанные растворы фтористоводородной кислоты, азотной кислоты, перекиси водорода или их составляющих и т. п. V означает объем пространства между подложкой 4 и углублением 111. Выводят текучую среду 3 объемом 0,2V в час, чтобы обеспечить возможность осуществления полной очистки текучей средой 3 поверхности подложки 4, при этом оставшуюся в углублении 111 текучую среду 3 объемом V рециркулируют и используют для обнаружения оставшихся загрязняющих веществ.
3. По одному из первого канала 112 и вторых каналов 113, отверстие которого расположено выше, в углубление 111 вводят сверхчистую воду объемом 20V для промывки подложки 4; посредством одного из первого канала 112 и вторых каналов 113, отверстие, сообщающееся с углублением 111, которого расположено ниже, собирают выводимую текучую среду 3 и сверхчистую воду.
4. Собирают выводимую текучую среду 3 и сверхчистую воду и подвергают их проверке с применением масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (ИСП-МС).
С помощью метода стандартных добавок к указанному способу проведения проверки применяли расчеты; на поверхность кремниевой пластины по каплям наносили 20 нг определенного содержащего ионы металла A загрязняющего вещества; проводили операции согласно вышеуказанному способу; проверка с применением ИСП-МС показала, что в выводимой текучей среде 3 измеренное количество указанного металла составляло 18 нг; поскольку выводили избыточный объем 0,2V, в указанной части также содержалось малое количество указанного металла, и применением этого способа можно получить выход ионов в загрязняющем веществе больше чем 90％. Результаты проверки показали, что по сравнению с общепринятыми способами очистки подложек, такими как мокрый способ обработки с применением напыления и погружения, в представленном способе обработки подложек применяют небольшое количество текучей среды 3 и сверхчистой воды для осуществления эффективной и равномерной очистки поверхности подложки 4, чтобы удалить ионы в загрязняющем веществе, находящемся на поверхности подложки 4, и результат такой очистки очевиден. В отрасли полупроводников, применяемое количество каждой текучей среды и водных ресурсов намного превышает представляемое людьми; текучая среда оказывает серьезное влияние на окружающую среду; интенсивное применение водных ресурсов дополнительно повышает степень нехватки водных ресурсов; с помощью вышеуказанного способа обработки с целью очистки можно экономить большое количество текучей среды 3 и ресурсов сверхчистой воды и таким образом дополнительно уменьшить огромный вред, наносимый окружающей среде текучей средой 3.
В этом варианте осуществления раскрыт способ осуществления обработки полупроводников с целью пассивации; указанный способ в основном предназначен для осуществления обработки поверхностей полупроводников с целью пассивации; полупроводник может содержать такую подложку полупроводника, как кремниевая полупроводниковая пластина, кремниевая пластина и т. п.; согласно этому способу сначала в отношении подложки осуществляют обработку для удаления оксидного слоя на поверхности, а затем поверхность подложки подвергают пассивации. Этот способ включает следующие этапы, на которых:
Подлежащую обработке подложку 4 располагают поверх углубления 111 основной части 1; крышку 2 располагают поверх углубления 111 основной части 1. Согласно одному способу осуществления нижняя стенка углубления 111, образованного в основной части 1, имеет по меньшей мере одну определенную точку 1111, при этом нижняя стенка от точки 1111 в направлении краев 1112 нижней стенки углубления 111 выполнена понижающейся в направлении по линии действия силы тяжести или от точки 1111 в направлении краев 1112 нижней стенки углубления 111 выполнена повышающейся в направлении против линии действия силы тяжести; первый канал 112, выполненный в месте каждой такой точки 1111 нижней стенки и сообщающийся с углублением 111; вторые каналы 113, выполненные в краях нижней стенки углубления 111 основной части 1 и сообщающийся с углублением 111. При этом один из первого канала 112 и вторых каналов 113 предназначен для введения текучей среды, а другой предназначен для выведения текучей среды, при этом отверстия первого канала и вторых каналов для сообщения с углублением расположены на разной высоте. Согласно одному предпочтительному способу осуществления нижняя стенка углубления 111 имеет по меньшей мере одну определенную точку 1111, при этом указанная точка 1111 расположена в центре нижней стенки углубления 111, и кривую поверхность, поднимающуюся в направлении против линии действия силы тяжести от указанной точки 1111 в направлении краев 1112 нижней стенки углубления 111, при этом градиент кривой поверхности уменьшается. Функция формы указанной кривой поверхности может представлять собой y＝Alnx+C, где A и C - постоянные величины. Первый канал 112 основной части 1 представляет собой канал, у которого отверстие для сообщения с углублением 111 расположено ниже, а вторые каналы 113 основной части 1 представляют собой каналы, у которых отверстия для сообщения с углублением 111 расположены выше.
По меньшей мере по одному из первого канала 112 и вторых каналов 113 в углубление 111 вводят текучую среду для удаления оксидного слоя на поверхности подложки 4, чтобы удалить оксидный слой на подлежащей обработке нижней поверхности подложки 4. Текучая среда для удаления оксидного слоя на поверхности подложки 4 заполняет пространство между нижней поверхностью подложки 4 и углублением 111 основной части 1, при этом текучая среда для удаления оксидного слоя на поверхности подложки 4 контактирует с нижней поверхностью подложки 4. Раствор для удаления оксидного слоя на поверхности подложки 4 выводят по одному из первого канала 112 и вторых каналов 113, отверстие которого расположено ниже. В качестве текучей среды для удаления оксидного слоя на поверхности подложки 4 обычно применяют фтористоводородную кислоту; разумеется, в равной степени также можно применять другие известные из предшествующего уровня техники текучие среды, способные удалить оксидный слой на поверхности подложки 4. После удаления оксидного слоя на поверхности подложки 4 поверхность подложки 4 проявляет гидрофобность. После того как реакция текучей среды для удаления оксидного слоя на поверхности подложки 4 с нижней поверхностью подложки 4 или кремниевой пластины достигнет определенной степени, текучую среду для удаления оксидного слоя на поверхности подложки 4 прекращают вводить в углубление 111 по одному из первого канала 112 и вторых каналов 113, отверстие которого расположено выше.
Если концентрация текучей среды для удаления оксидного слоя на поверхности подложки 4 соответствует предварительно определенному критерию 3, по одному из первого канала 112 и вторых каналов 113, отверстие которого расположено выше, в углубление 111 вводят сверхчистую воду для промывки нижней поверхности подложки 4, чтобы удалить оставшуюся текучую среду для удаления оксидного слоя на поверхности подложки 4. Если концентрация текучей среды для удаления оксидного слоя на поверхности подложки 4 не соответствует предварительно определенному критерию 3, то могут непосредственно выполняться следующие этапы. Предварительно определенный критерий 3 представляет собой заданную концентрацию текучей среды для удаления оксидного слоя на поверхности подложки 4; если концентрация текучей среды для удаления оксидного слоя на поверхности подложки 4 низкая, то не нужно применять чистую воду для осуществления промывки нижней поверхности подложки 4, чтобы удалить оставшуюся текучую среду для удаления оксидного слоя на поверхности подложки 4.
По любому из первого канала 112 и вторых каналов 113 в углубление 111 вводят вещество для пассивации подложки 4, чтобы в отношении нижней поверхности подложки 4 осуществить пассивацию; вещество для пассивации выводят из углубления подложки 4 по любому из первого канала 112 и вторых каналов 113.
После того как количество вводимого вещества для пассивации подложки 4 удовлетворяет требованиям к пассивации, вещество для пассивации подложки 4 прекращают вводить в углубление 111. На этом этапе на основании количества вводимого вещества для пассивации подложки 4 или времени введения вещества для пассивации подложки 4 можно определить, удовлетворяет ли подложка 4 предварительно определенным требованиям к пассивации. Разумеется, после пассивации поверхности подложки 4 до определенной степени степень ее пассивации в основном остается неизменной, и нет возможности продолжить пассивацию позже. В то же время согласно этому способу вещество для пассивации подложки 4 может быть газом или жидкостью; если вещество для пассивации подложки 4 является газом, то вещество для пассивации подложки содержит по меньшей мере озон; разумеется, согласно способу в равной степени можно применять другие вещества, известные из предшествующего уровня техники как способные осуществлять пассивацию поверхности подложки. В указанном способе необходимо лишь ввести в углубление 111 вещество для пассивации подложки 4; благодаря конструкции углубления 111, по сравнению с существующими сегодня технологиями, применяемое количество вещества для пассивации подложки 4, вводимого согласно этому способу, довольно мало, и можно полностью и сравнительно равномерно осуществлять пассивацию поверхности подложки 4. Вышеуказанным способом осуществляют обработку подложки с целью пассивации, и способ проведения проверки результатов пассивации следующий:
Подлежащую обработке подложку 4 размещают в углублении 111 основной части 1 и крышку 2 располагают поверх углубления 111.
По любому из первого канала 112 и вторых каналов 113 в углубление 111 медленно вводят 150 мл раствора фтористоводородной кислоты с концентрацией 10％ по весу, предназначенного для удаления оксидного слоя, образованного на подлежащей обработке поверхности подложки 4, и фтористоводородную кислоту выводят по одному из первого канала 112 и вторых каналов 113, отверстие которого расположено ниже.
По одному из первого канала 112 и вторых каналов 113, отверстие которого расположено выше, в углубление 111 медленно вводят 250 мл сверхчистой воды, предназначенной для вымывания фтористоводородной кислоты, оставшейся в углублении 111; введенную сверхчистую воду выводят по одному из первого канала 112 и вторых каналов 113, отверстие которого расположено ниже. Поскольку обработанная посредством фтористоводородной кислоты поверхность подложки 4 проявляет гидрофобность, то при осуществлении вымывания оставшейся фтористоводородной кислоты посредством сверхчистой воды сверхчистая вода не может оставлять на поверхности подложки 4 пятен, и пятна могут оставаться только в области краев или центра подложки 4. Таким образом, обеспечивается качество большинства областей поверхности подложки 4 и не нужно выполнять операцию обезвоживания с целью сушки поверхности подложки 4.
По любому из первого канала 112 и вторых каналов 113 в углубление 111 вводят газообразный озон; введенный газообразный озон входит в реакцию с нижней поверхностью подложки 4 для обработки подложки 4 с целью пассивации. После того как время введения озона достигает 10 минут, газообразный озон прекращают подавать в углубление 111.
Снимают крышку 2, чтобы открыть углубление 111; вынимают подложку 4; на основании толщины пленки осуществляют проверку поверхности подложки 4; результаты проверки показывают среднюю толщину полученного оксидного слоя на поверхности подложки 4 14 Å и стандартное отклонение толщины оксидного слоя на всей поверхности 5％. На этом этапе способа осуществляют обработку поверхности подложки 4 с целью пассивации; на поверхности подложки 4 можно получить один сравнительно однородный оксидный слой, и уменьшается вероятность того, что толщина оксидного слоя в разных областях всей поверхности подложки 4 будет неравномерной.
В этом варианте осуществления раскрыт способ проверки поверхности полупроводников, который предназначен для проверки распределения загрязняющих веществ в разных областях поверхности полупроводника и включает следующие этапы, на которых:
Подлежащую проверке подложку 4 располагают поверх основной части 1, содержащей несколько элементов 11 для обработки полупроводников, чтобы элементы 11 для обработки полупроводников касались нижней поверхности подложки 4. Основная часть 1 снабжена несколькими элементами 11 для обработки полупроводников, при этом расположение элементов 11 для обработки полупроводников осуществляют в зависимости от разных областей проверяемой подложки 4. Количество элементов 11 для обработки полупроводников может определяться требованиями к проверке разных областей подложки 4, при этом чем больше проверяемых областей, тем больше элементов 11 для обработки полупроводников, которыми необходимо снабдить основную часть 1. Чем выше точность проверки поверхности подложки 4, тем больше количество и плотнее расположение элементов 11 для обработки полупроводников, которыми необходимо снабдить основную часть 1. Согласно одному способу осуществления в центре нижней стенки углубления 111 в элементе 11 для обработки полупроводников предусмотрена определенная точка 1111; от указанной точки 1111 в направлении краев 1112 нижней стенки углубления 111 в направлении против линии действия силы тяжести поднимается наклонная поверхность; предусмотрен первый канал 112, который представляет собой канал, отверстие которого расположено ниже, и вторые каналы 112, которые представляют собой каналы, отверстия которых расположены выше; первый канал 112 может быть предназначен для введения или выведения текучей среды 3 или предназначен для сохранения равновесия давлений; вторые каналы 113 предназначены для введения или выведения текучей среды 3 или для сохранения равновесия давлений. Согласно другому способу осуществления в центре нижней стенки углубления 111 в элементе 11 для обработки полупроводников предусмотрена определенная точка 1111, от указанной точки 1111 в направлении краев 1112 нижней стенки углубления 111 в направлении по линии действия силы тяжести понижается наклонная поверхность; предусмотрен первый канал 112, который представляет собой канал, отверстие которого расположено выше, и вторые каналы 112, которые представляют собой каналы, отверстия которых расположены ниже; первый канал 112 предназначен для введения или выведения текучей среды 3 или для сохранения равновесия давлений; вторые каналы 113 предназначены для выведения и введения текучей среды 3 или для сохранения равновесия давлений. При этом отверстия первого канала и вторых каналов для сообщения с углублением расположены на разной высоте.
В любой из первого канала 112 и вторых каналов 113 по меньшей мере одного элемента для обработки полупроводников из нескольких элементов 11 для обработки полупроводников вводят текучую среду 3, чтобы текучая среда 3 контактировала с нижней поверхностью подложки 4 с удалением загрязняющих веществ на нижней поверхности подложки 4; на указанном этапе текучая среда 3 представляет собой соответствующую текучую среду, необходимую для обнаружения загрязняющих вещества, которая может удалять подлежащие обнаружению загрязняющие вещества на поверхности подложки, при этом обычно указанная текучая среда может содержать фтористоводородную кислоту, перекись водорода, азотную кислоту и т. п.
Текучую среду 3 выводят посредством любого из первого канала 112 и вторых каналов 113 по меньшей мере одного элемента 11 для обработки полупроводников. Согласно вышеуказанным нескольким способам осуществления, если углубление в элементе для обработки полупроводников имеет наклонную поверхность, поднимающуюся в направлении против линии действия силы тяжести от указанной точки 1111 в направлении краев 1112 нижней стенки конструкции углубления 111, то по первому каналу 112 вводят текучую среду 3; по мере непрерывного введения текучей среды 3 она контактирует с нижней поверхностью подложки 4, при этом текучая среда 3 устраняет вещества на нижней поверхности подложки 4, или они растворяются в текучей среде; по мере движения текучей среды 3 вещества перемещаются вместе с текучей средой 3 от центра подложки 4 в направлении краев. Текучую среду 3 можно выводить посредством первого канала 112, при этом вещества на нижней поверхности подложки 4 вместе с текучей средой 3 выводятся из углубления 111 и собираются для проверки. Текучую среду выводят посредством первого канала 112, поскольку первый канал 112 расположен в нижней части углубления 111; таким образом, можно обеспечить лучшую стабильность текучей среды 3 при вытекании из углубления 111. Разумеется, текучую среду также можно выводить посредством вторых каналов 113. Вещества на нижней поверхности подложки 4 вместе с текучей средой 3 выводятся из углубления 111 и собираются для проверки. Поскольку текучую среду выводят посредством вторых каналов 113, то по первому каналу 112 текучую среду 3 вводят; по мере непрерывного введения текучей среды 3 она контактирует с нижней поверхностью подложки 4, при этом текучая среда 3 устраняет загрязняющие вещества на нижней поверхности подложки 4, или они растворяются в текучей среде 3; по мере того как текучая среда 3 медленно заполняет углубление 111, большая часть загрязняющих веществ течет в направлении краев 1112 нижней стенки углубления 111; при выведении текучей среды 3 по вторым каналам 113 объем содержащихся в текучей среде 3 загрязняющих веществ более стабилен, что способствует проверке устройства.
Если углубление в элементе для обработки полупроводников 111 имеет наклонную поверхность, понижающуюся в направлении по линии действия силы тяжести от указанной точки 1111 в направлении краев 1112 нижней стенки конструкции углубления 111, то по вторым каналам 113 можно вводить текучую среду 3; по мере непрерывного введения текучей среды 3 она контактирует с нижней поверхностью подложки 4, при этом текучая среда 3 устраняет вещества на нижней поверхности подложки 4, или они растворяются в текучей среде 3; по мере движения текучей среды 3 вещества вместе с текучей средой 3 перемещаются от краев подложки 4 в направлении центра. Затем текучую среду 3 можно выводить посредством первого канала 112, при этом вещества на нижней поверхности подложки 4 вместе с текучей средой 3 выводятся из углубления 111 и собираются для проверки. Поскольку текучую среду выводят посредством первого канала 112, то по вторым каналам 113 текучую среду 3 вводят; по мере непрерывного введения текучей среды 3 она контактирует с нижней поверхностью подложки 4, при этом текучая среда 3 устраняет загрязняющие вещества на нижней поверхности подложки 4, или они растворяются в текучей среде 3; по мере того как текучая среда 3 медленно заполняет углубление 111, большая часть загрязняющих веществ течет в направлении центра 1111 нижней стенки углубления 111; при выведении текучей среды по первому каналу 112 объем содержащихся в текучей среде 3 загрязняющих веществ более стабилен, что способствует проверке устройства. Разумеется, текучую среду 3 также можно выводить посредством вторых каналов 113, при этом вещества на нижней поверхности подложки 4 вместе с текучей средой 3 выводятся из углубления 111 и собираются для проверки. Текучую среду 3 выводят посредством вторых каналов 113, поскольку в указанном случае вторые каналы 113 расположены в нижней части углубления 111; таким образом, можно обеспечить лучшую стабильность текучей среды 3 при вытекании из углубления 111.
Текучую среду, выводимую из нескольких элементов 11 для обработки полупроводников, собирают отдельно и отдельно проверяют, после чего на основании результатов проверки получают распределение загрязняющих веществ в разных областях подложки 4.
С помощью этого способа проверки поверхности подложки 4 проверять на загрязняющие вещества можно разные области одной подложки 4; посредством каждого элемента 11 для обработки полупроводников можно отдельно осуществлять обработку определенной области подложки 4, и в процессе обработки один элемент 11 для обработки полупроводников не может влиять на другой элемент 11 для обработки полупроводников; и текучая среда, применяемая в элементах 11 для обработки полупроводников, в процессе обработки может контактировать лишь с определенными областями подложки 4 и не может попасть в другие области подложки 4, которые не нужно проверять; таким образом, может предотвращаться загрязнение других областей текучей средой, предназначенной для проверки. Затем на основании результатов проверки посредством нескольких элементов 11 для обработки полупроводников получают распределение загрязняющих веществ в разных областях подложки 4. Чем больше предусмотрено элементов 11 для обработки полупроводников, тем меньше площадь области проверки посредством элементов 11 для обработки полупроводников, и тем лучше полученное распределение загрязняющих веществ на подложке 4.
Каждый вариант осуществления в этом описании описан подробно, и описанное в ключевых местах каждого варианта осуществления отличает его от других вариантов осуществления, а на одинаковые похожие части во всех вариантах осуществления можно ссылаться.
Вышеуказанные варианты осуществления предназначены исключительно для описания технического замысла и отличительных признаков настоящего изобретения, и они в основном предназначены для того, чтобы специалисты в данной области техники могли понять суть настоящего изобретения и осуществить ее, и поэтому вовсе не предназначены для ограничения объема защиты настоящего изобретения. Все эквивалентные изменения или модификации, сделанные на основании идеи настоящего изобретения, должны входить в объем защиты настоящего изобретения.