УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПОЛУПРОВОДНИКОВ
SEMICONDUCTOR PROCESSING DEVICE AND METHOD

Область техники
Настоящее изобретение относится к области обработки поверхностей кремниевой полупроводниковой пластины полупроводника или подобных изделий, и, в частности, оно относится к устройству и способу обработки полупроводников.
Уровень техники
В патентах Китая № 201210171681.9 и № 201210088237.0 раскрыты устройства обработки с небольшой полостью, предназначенные для обработки кремниевой полупроводниковой пластины полупроводника. Указанные устройства обработки с небольшой полостью содержат верхнюю часть с полостью и нижнюю часть с полостью, при этом указанные верхняя часть с полостью и нижняя часть с полостью могут под действием приводного устройства переходить относительно друг друга между открытым положением, в котором указанную кремниевую полупроводниковую пластину полупроводника вставляют и/или извлекают, и закрытым положением, предназначенным для фиксации и обработки указанной кремниевой полупроводниковой пластины полупроводника. Когда верхняя часть с полостью и нижняя часть с полостью находятся в закрытом положении, образуется небольшая полость; кремниевую полупроводниковую пластину полупроводника размещают в указанной небольшой полости, при этом в указанной верхней части с полостью и/или указанной нижней части с полостью предусмотрено одно или более входных отверстий, обеспечивающих возможность введения в указанную небольшую полость текучей среды для обработки, и одно или более выходных отверстий, обеспечивающих возможность выведения текучей среды для обработки из указанной небольшой полости.
Верхняя рабочая поверхность указанной верхней части с полостью, обращенная в направлении указанной небольшой полости, и нижняя рабочая поверхность указанной нижней части с полостью, обращенная в направлении указанной небольшой полости, представляют собой горизонтальную поверхность; когда текучая среда для обработки через входное отверстие в указанную небольшую полость входит в указанную небольшую полость для осуществления обработки указанной кремниевой полупроводниковой пластины полупроводника, направление потока указанной текучей среды для обработки является непредсказуемым, поэтому его трудно точно регулировать. В то же время объем необходимой текучей среды для обработки остается относительно большим, и при необходимости провести проверку на основные микроэлементы поверхности кремниевой полупроводниковой пластины полупроводника небольшое количество таких основных элементов растворяется в большом количестве текучей среды для обработки, поэтому концентрация основных микроэлементов может быть очень низкой, и их трудно обнаружить.
Следовательно, необходимо найти новые способы решения вышеуказанных проблем.
Сущность изобретения
Задача настоящего изобретения заключается в предоставлении устройства и способа обработки полупроводников, с помощью которых можно точно регулировать направление потока и скорость потока текучей среды для обработки и в то же время можно значительно экономить потребляемое количество текучей среды для обработки.
Чтобы решить вышеуказанную задачу, согласно настоящему изобретению предложено устройство обработки полупроводников, содержащее: первую часть с полостью; и вторую часть с полостью, выполненную с возможностью перехода относительно первой части с полостью между открытым положением и закрытым положением, при этом, когда вторая часть с полостью относительно первой части с полостью находится в указанном закрытом положении, между первой частью с полостью и второй частью с полостью образуется небольшая полость; подлежащая обработке кремниевая полупроводниковая пластина полупроводника выполнена с возможностью размещения в указанной небольшой полости; когда вторая часть с полостью относительно первой части с полостью находится в указанном открытом положении, обеспечена возможность извлечения или вставки указанной подлежащей обработке кремниевой полупроводниковой пластины полупроводника. При этом первая часть с полостью снабжена пазом, выполненным в поверхности внутренней стенки указанной небольшой полости в указанной первой части с полостью; первым сквозным отверстием, проходящим снаружи сквозь указанную первую часть с полостью для сообщения с указанным пазом в первой точке; и вторым сквозным отверстием, проходящим снаружи сквозь указанную первую часть с полостью для сообщения с указанным пазом во второй точке. Когда вторая часть с полостью относительно первой части с полостью находится в указанном закрытом положении и указанная подлежащая обработке кремниевая полупроводниковая пластина полупроводника расположена в указанной небольшой полости, одна поверхность указанной подлежащей обработке кремниевой полупроводниковой пластины полупроводника и поверхность внутренней стенки предусмотренного указанного паза упираются друг в друга, и указанный паз за счет блокировки указанной поверхности указанной подлежащей обработке кремниевой полупроводниковой пластины полупроводника образует герметичный канал, при этом указанный герметичный канал посредством первого сквозного отверстия и второго сквозного отверстия выполнен в сообщении с внешней средой.
Кроме того, посредством первого сквозного отверстия обеспечена возможность входа текучей среды в указанный герметичный канал, при этом обеспечена возможность продвижения попавшей в указанный герметичный канал текучей среды вперед по указанному герметичному каналу и обеспечена возможность контактирования указанной текучей среды с частью областей указанной поверхности указанной подлежащей обработке кремниевой полупроводниковой пластины полупроводника и их обработки; обеспечена возможность выхода текучей среды после обработки указанной поверхности указанной подлежащей обработке кремниевой полупроводниковой пластины полупроводника посредством второго сквозного отверстия для удаления.
Кроме того, первое сквозное отверстие содержит часть в виде первого буферного отверстия, выполненную непосредственно сообщающейся с указанным пазом и более глубокой и более широкой, чем указанный паз, и часть в виде первого сквозного отверстия, выполненную непосредственно сообщающейся с указанной частью в виде первого буферного отверстия; второе сквозное отверстие содержит часть в виде второго буферного отверстия, выполненную непосредственно сообщающейся с указанным пазом и более глубокой и более широкой, чем указанный паз, и часть в виде второго сквозного отверстия, выполненную непосредственно сообщающейся с указанной частью в виде второго буферного отверстия.
Кроме того, вторая часть с полостью снабжена пазом, выполненным в поверхности внутренней стенки указанной небольшой полости в указанной второй части с полостью, при этом стенки паза, выполненного в поверхности внутренней стенки первой части с полостью, и стенки паза, выполненного в поверхности внутренней стенки второй части с полостью, расположены напротив друг друга.
В другом аспекте настоящего изобретения согласно настоящему изобретению предложен способ обработки полупроводников с применением указанного устройства обработки полупроводников, включающий этапы, на которых: вторую часть с полостью размещают в открытом положении относительно первой части с полостью; подлежащую обработке кремниевую полупроводниковую пластину полупроводника размещают между первой частью с полостью и второй частью с полостью; вторую часть с полостью размещают в закрытом положении относительно первой части с полостью; посредством первого сквозного отверстия в указанный паз вводят текучую среду для извлечения; указанную текучую среду для извлечения направляют по указанному герметичном каналу непосредственно во второе сквозное отверстие; через второе сквозное отверстие выводят указанную текучую среду для извлечения.
Кроме того, посредством поступающей вытесняющей текучей среды обеспечивают продвижение указанной текучей среды для извлечения по указанному герметичному каналу непосредственно во второе сквозное отверстие; при этом указанная текучая среда для извлечения представляет собой жидкость или газ, а указанная вытесняющая текучая среда представляет собой сверхчистый газ или сверхчистую жидкость, которые нелегко вступают в реакцию.
Кроме того, перед введением посредством первого сквозного отверстия в указанный паз текучей среды для извлечения указанный способ дополнительно включает введение посредством первого сквозного отверстия в указанный паз реакционноспособной текучей среды с обеспечением реакции указанной реакционноспособной текучей среды с указанной поверхностью подлежащей обработке кремниевой полупроводниковой пластины полупроводника, с которой она контактирует.
По сравнению с существующими аналитическими технологиями проверки, согласно настоящему изобретению в поверхности внутренней стенки одной части с полостью предусмотрен паз; указанный паз за счет блокировки указанной подлежащей обработке кремниевой полупроводниковой пластины полупроводника образует герметичный канал; текучая среда для обработки при прохождении по указанному герметичному каналу может осуществлять обработку указанной поверхности подлежащей обработке кремниевой полупроводниковой пластины полупроводника; таким образом не только можно точно регулировать направление потока и скорость потока текучей среды для обработки, но и можно значительно экономить потребляемое количество текучей среды для обработки.
Описание прилагаемых графических материалов
Настоящее изобретение легче понять на основании совместного рассмотрения прилагаемых графических материалов и представленного ниже подробного описания, при этом в графических материалах подобные номера ссылочных позиций соответствуют подобным элементам конструкции, при этом:
на фиг. 1a представлено схематическое изображение в разрезе устройства обработки полупроводников в одном варианте осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 1b представлено увеличенное схематическое изображение области A на фиг. 1a;
на фиг. 1c представлено увеличенное схематическое изображение области B на фиг. 1a;
на фиг. 2a представлено изображение сверху нижней части с полостью в одном варианте осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 2b представлено увеличенное схематическое изображение области C на фиг. 2a;
на фиг. 2c представлено увеличенное схематическое изображение области D на фиг. 2a;
на фиг. 2d представлено схематическое изображение в разрезе по линии разреза A-A на фиг. 2a;
на фиг. 2e представлено увеличенное схематическое изображение области E на фиг. 2d;
на фиг. 2f представлено увеличенное схематическое изображение области F на фиг. 2a;
на фиг. 3a представлено изображение сверху верхней части с полостью в одном варианте осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 3b представлено увеличенное схематическое изображение области G на фиг. 3a;
на фиг. 3c представлено увеличенное схематическое изображение области H на фиг. 3a;
на фиг. 3d представлено схематическое изображение в разрезе по линии разреза B-B на фиг. 3a;
на фиг. 3e представлено увеличенное схематическое изображение области I на фиг. 3d;
на фиг. 3f представлено увеличенное схематическое изображение области J на фиг. 3a;
на фиг. 4a представлено схематическое изображение в разрезе устройства обработки полупроводников в другом варианте осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 4b представлено увеличенное схематическое изображение области K на фиг. 4a;
на фиг. 5a представлено изображение сверху верхней части с полостью в одном варианте осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 5b представлено схематическое изображение в разрезе по линии разреза C-C на фиг. 5a;
на фиг. 5c представлено увеличенное схематическое изображение области L на фиг. 5a;
на фиг. 6a представлено изображение сверху нижней части с полостью в другом варианте осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 6b представлено увеличенное схематическое изображение области M на фиг. 6a;
на фиг. 7 представлена блок-схема способа обработки полупроводников в одном варианте осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 8a представлено схематическое изображение в разрезе устройства обработки полупроводников в одном варианте осуществления настоящего изобретения;
На фиг. 8b представлено увеличенное схематическое изображение области AA на фиг. 8a;
На фиг. 8c представлено увеличенное схематическое изображение области BB на фиг. 8a;
на фиг. 9a представлено схематическое изображение в разрезе устройства обработки полупроводников в одном варианте осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 9b представлено увеличенное схематическое изображение области EE на фиг. 9a;
на фиг. 9c представлено увеличенное схематическое изображение области FF на фиг. 9a;
на фиг. 10 представлено схематическое изображение в разрезе нижней части с полостью в одном варианте осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 11a представлено схематическое изображение сверху нижней части с полостью в другом варианте осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 11b представлено увеличенное схематическое изображение области GG на фиг. 11a.
Конкретные способы осуществления
Для того чтобы вышеуказанные цели, признаки и преимущества настоящего изобретения могли быть более ясными и понятными, ниже настоящее изобретение более подробно описано с помощью прилагаемых графических материалов и конкретных способов осуществления.
Применяемое в этом документе выражение «один вариант осуществления» или «вариант осуществления» подразумевает, что отличительные признаки, конструкции или особенности, касающиеся указанного варианта осуществления, по меньшей мере могут применяться по меньшей мере в одном способе осуществления настоящего изобретения. Применяемое в разных местах этого описания выражение «в одном варианте осуществления» вовсе не следует понимать как указывающее на один и тот же вариант осуществления, а также его не следует понимать как указывающее на отдельный или выбранный вариант осуществления, который взаимоисключает другие варианты осуществления. Применяемые в контексте настоящего изобретения слова «множество» и «несколько» подразумевают два или более двух. Применяемый в контексте настоящего изобретения союз «и/или» подразумевает «и» или «или».
Согласно настоящему изобретению предложено устройство обработки полупроводников, с помощью которого можно точно регулировать направление потока и скорость потока текучей среды для обработки и в то же время можно значительно экономить потребляемое количество текучей среды для обработки.
На фиг. 1a представлено схематическое изображение в разрезе устройства 100 обработки полупроводников в одном варианте осуществления настоящего изобретения. На фиг. 1b представлено увеличенное схематическое изображение области A на фиг. 1a; на фиг. 1c представлено увеличенное схематическое изображение области В на фиг. 1a. Как показано на фиг. 1a, указанное устройство 100 обработки полупроводников содержит верхнюю часть 110 с полостью и нижнюю часть 120 с полостью.
Указанная верхняя часть 110 с полостью содержит верхнюю пластину 111 с полостью и первый выступ 112, выполненный проходящим по периметру верхней пластины с полостью в направлении вниз. Указанная нижняя часть 120 с полостью содержит нижнюю пластину 121 с полостью и первую выемку 122, выполненную по периметру указанной нижней пластины 121 с полостью в направлении вниз.
Указанная верхняя часть 110 с полостью выполнена с возможностью перехода между открытым положением и закрытым положением относительно нижней части 120 с полостью. Когда указанная верхняя часть 110 с полостью относительно нижней части 120 с полостью находится в открытом положении, подлежащую обработке кремниевую полупроводниковую пластину полупроводника можно разместить на поверхности внутренней стенки указанной нижней части 120 с полостью или с поверхности внутренней стенки указанной нижней части 120 с полостью можно убрать указанную подлежащую обработке кремниевую полупроводниковую пластину полупроводника. Когда указанная верхняя часть 110 с полостью относительно нижней части 120 с полостью находится в закрытом положении, когда указанная верхняя часть 110 с полостью относительно нижней части 120 с полостью находится в закрытом положении, указанный первый выступ 112 взаимодействует с первой выемкой 122, чтобы между верхней пластиной с полостью и нижней пластиной с полостью образовывалась герметичная небольшая полость, при этом указанную подлежащую обработке кремниевую полупроводниковую пластину полупроводника можно размещать в указанной небольшой полости с целью последующей обработки.
На фиг. 2a представлено изображение сверху нижней части 120 с полостью в одном варианте осуществления настоящего изобретения. На фиг. 2b представлено увеличенное схематическое изображение области C на фиг. 2a. На фиг. 2c представлено увеличенное схематическое изображение области D на фиг. 2a. На фиг. 2d представлено схематическое изображение в разрезе по линии разреза A-A на фиг. 2a. На фиг. 2e представлено увеличенное схематическое изображение области E на фиг. 2d. На фиг. 2f представлено увеличенное схематическое изображение области F на фиг. 2a.
Как показано на фиг. 2a–2f, указанная нижняя часть 120 с полостью снабжена пазом 124, выполненным в поверхности 123 внутренней стенки указанной небольшой полости в указанной нижней части 120 с полостью, первым сквозным отверстием 125, проходящим снаружи сквозь указанную нижнюю часть с полостью для сообщения с указанным пазом 124 в первой точке, и вторым сквозным отверстием 126, проходящим снаружи сквозь указанную нижнюю часть с полостью для сообщения с указанным пазом 124 во второй точке. Указанный паз 124 в сечении может быть U-образным, V-образным или полукруглым, а также может быть другой формы. Количество сквозных отверстий в указанном пазу 124 может быть больше или равно 1.
Как показано на фиг. 1a, 1b и 1c, когда указанная верхняя часть 110 с полостью относительно нижней части 120 с полостью находится в указанном закрытом положении и указанная подлежащая обработке кремниевая полупроводниковая пластина 200 полупроводника расположена в указанной небольшой полости, одна поверхность указанной подлежащей обработке кремниевой полупроводниковой пластины 200 полупроводника (нижняя поверхность) и поверхность 123 внутренней стенки предусмотренного указанного паза 124 упираются друг в друга; тогда указанный паз 124 за счет блокировки указанной поверхности указанной подлежащей обработке кремниевой полупроводниковой пластины 200 полупроводника образует герметичный канал, при этом указанный герметичный канал посредством первого сквозного отверстия 125 и второго сквозного отверстия 126 выполнен в сообщении с внешней средой. При применении текучая среда для обработки через первое сквозное отверстие 125 может входить в указанный герметичный канал, при этом попавшая в указанный герметичный канал текучая среда может продвигаться вперед по указанному герметичному каналу; тогда указанная текучая среда для обработки может контактировать с частью областей указанной поверхности указанной подлежащей обработке кремниевой полупроводниковой пластины 200 полупроводника и обрабатывать их; текучая среда после обработки указанной поверхности указанной подлежащей обработке кремниевой полупроводниковой пластины 200 полупроводника может выходить через второе сквозное отверстие 126 для удаления. Следовательно, так не только можно точно регулировать направление потока и скорость потока текучей среды для обработки, но и можно значительно экономить потребляемое количество текучей среды для обработки.
В одном варианте осуществления, как показано на фиг. 2a, 2b и 2c, указанный паз 124 проходит в виде спирали, при этом первое сквозное отверстие 125 расположено в области центра указанного спиралеобразного паза (обозначенная литерой D область), а второе сквозное отверстие 126 расположено в области периметра указанного спиралеобразного паза 124 (обозначенная литерой C область). Первое сквозное отверстие 125 можно использовать в качестве входного отверстия, а второе сквозное отверстие 126 можно использовать в качестве выходного отверстия. В другом варианте осуществления также можно использовать первое сквозное отверстие 125 в качестве выходного отверстия, а второе сквозное отверстие 126 можно использовать в качестве входного отверстия.
В одном варианте осуществления, как показано на фиг. 2d, 2e и 2f, первое сквозное отверстие 125 содержит часть 125a в виде первого буферного отверстия, выполненную непосредственно сообщающейся с указанным пазом 124, а также более глубокой и более широкой, чем указанный паз 124, и часть 125b в виде первого сквозного отверстия, выполненную непосредственно сообщающейся с указанной частью 125a в виде первого буферного отверстия. Поскольку предусмотрена часть 125a в виде первого буферного отверстия, то можно предотвратить то, что слишком высокая начальная скорость входа текучей среды для обработки через первое сквозное отверстие 125 приведет к чрезмерной обработке области центра указанной кремниевой полупроводниковой пластины полупроводника. Второе сквозное отверстие 126 содержит часть 126a в виде второго буферного отверстия, выполненную непосредственно сообщающейся с указанным пазом 124, а также более глубокой и более широкой, чем указанный паз 124, и часть 126b в виде второго сквозного отверстия, выполненную непосредственно сообщающейся с указанной частью 126a в виде второго буферного отверстия. Поскольку предусмотрена часть 126a в виде второго буферного отверстия, то можно предотвратить то, что текучая среда для обработки не сможет своевременно выйти через второе сквозное отверстие 126 и перельется через края. Предпочтительно, часть 125a в виде первого буферного отверстия может представлять собой коническую выемку, а часть 126a в виде второго буферного отверстия может представлять собой цилиндрическую выемку.
На фиг. 3a представлено изображение сверху верхней части 110 с полостью в одном варианте осуществления настоящего изобретения; на фиг. 3b представлено увеличенное схематическое изображение области G на фиг. 3a; на фиг. 3c представлено увеличенное схематическое изображение области H на фиг. 3a; на фиг. 3d представлено схематическое изображение в разрезе по линии разреза B-B на фиг. 3a; на фиг. 3e представлено увеличенное схематическое изображение области I на фиг. 3d; на фиг. 3f представлено увеличенное схематическое изображение области J на фиг. 3a.
Как показано на фиг. 3a–3f, указанная верхняя часть 110 с полостью содержит верхнюю пластину 111 с полостью и первый выступ 112, выполненный проходящим по периметру верхней пластины 111 с полостью в направлении вниз. Верхняя часть 110 с полостью снабжена пазом 113, выполненным в поверхности 113 внутренней стенки указанной небольшой полости в указанной верхней части с полостью, при этом стенки паза 114, выполненного в поверхности 113 внутренней стенки верхней части с полостью (соседние части паза 114), и стенки паза 124, выполненного в поверхности 123 внутренней стенки нижней части 120 с полостью (соседние части паза 124), расположены напротив друг друга (фиг. 1b и фиг. 1c). Таким образом, когда указанная верхняя часть 110 с полостью относительно нижней части 120 с полостью находится в указанном закрытом положении и указанная подлежащая обработке кремниевая полупроводниковая пластина 200 полупроводника расположена в указанной небольшой полости, стенки паза 114 указанной верхней части 110 с полостью могут прижиматься к указанной подлежащей обработке кремниевой полупроводниковой пластине 200 полупроводника в соответствующих местах и обеспечивать возможность более плотного прижатия указанной подлежащей обработке кремниевой полупроводниковой пластины 200 полупроводника к стенкам паза 124 указанной нижней части 120 с полостью, что в итоге увеличивает герметичность полученного герметичного канала. Кроме того, стенки паза 114, выполненного в поверхности 113 внутренней стенки верхней части с полостью (соседние части паза 114), и стенки паза 124, выполненные в поверхности 123 внутренней стенки нижней части 120 с полостью (соседние части паза 124), также могут быть расположены в шахматном порядке.
В другом альтернативном варианте осуществления конструкции указанной верхней части 110 с полостью и указанной нижней части с полостью могут быть взаимозаменяемыми или они могут иметь одинаковую конструкцию; тогда верхняя поверхность подлежащей обработке кремниевой полупроводниковой пластины 200 полупроводника может вместе с пазом указанной верхней части 110 с полостью образовывать герметичный канал. Посредством проходящей по герметичному каналу текучей среды для обработки можно осуществлять обработку верхней поверхности или нижней поверхности указанной подлежащей обработке кремниевой полупроводниковой пластины 200 полупроводника или одновременно обрабатывать ее верхнюю и нижнюю поверхности.
На фиг. 4a представлено схематическое изображение в разрезе устройства обработки полупроводников в другом варианте осуществления 200 настоящего изобретения; на фиг. 4b представлено увеличенное схематическое изображение области K на фиг. 4a. Отличие представленного на фиг. 4a устройства 400 обработки полупроводников при сравнении с устройством обработки полупроводников, представленным на фиг. 1a, заключается в том, что верхняя часть 410 с полостью на фиг. 4a и верхняя часть 110 с полостью на фиг. 1a обладают разными конструкциями. На фиг. 5a представлено изображение сверху верхней части 410 с полостью в одном варианте осуществления настоящего изобретения; на фиг. 5b представлено схематическое изображение в разрезе по линии разреза C-C на фиг. 5a; на фиг. 5c представлено увеличенное схематическое изображение области L на фиг. 5a. Как показано на фиг. 5a–5c, указанная верхняя часть 410 с полостью содержит верхнюю пластину 411 с полостью, первый выступ 412, первую поверхность 413 внутренней стенки, обращенную к небольшой полости, вторую выемку 414, второй выступ 415, расположенный между первой поверхностью 413 внутренней стенки и второй выемкой 414, и канал 416, расположенный в центре первой поверхности 413 внутренней стенки. Посредством кремниевой полупроводниковой пластины 200 полупроводника, в которую упирается второй выступ 415, и первой поверхности 413 внутренней стенки образуется замкнутое пространство, которое посредством канала 416 сообщается с внешней средой. Текучая среда может по каналу 416 входить в это замкнутое пространство, создавая давление и обеспечивая возможность более плотного прижатия указанной подлежащей обработке кремниевой полупроводниковой пластины 200 полупроводника к стенкам паза 124 указанной нижней части 120 с полостью, что в итоге увеличивает герметичность полученного герметичного канала.
На фиг. 6a представлено изображение сверху нижней части 620 с полостью в другом варианте осуществления настоящего изобретения; на фиг. 6b представлено увеличенное схематическое изображение области M на фиг. 6a. Здесь предусмотрено несколько пазов 624, выполненных в поверхности 623 внутренней стенки указанной небольшой полости в указанной нижней части 620 с полостью; на фиг. 6a их 5, при этом в другом варианте осуществления их может быть другое количество; каждый паз 624 снабжен соответственно одним первым сквозным отверстием 625 и одним вторым сквозным отверстием 626. Все пазы 624 указанной нижней части 620 с полостью расположены в разных областях указанной поверхности 623 внутренней стенки. Таким образом, можно осуществлять разную обработку разных областей, при этом они являются независимыми друг от друга.
Согласно настоящему изобретению также предложен способ обработки полупроводников с применением вышеуказанного устройства обработки полупроводников. Как показано на фиг. 7, указанный способ 700 обработки полупроводников включает следующие этапы.
Этап 710 — нижнюю часть 120 с полостью размещают в открытом положении относительно верхней части 110 с полостью;
этап 720 — подлежащую обработке кремниевую полупроводниковую пластину полупроводника размещают между нижней частью 120 с полостью и второй частью 110 с полостью;
этап 730 — нижнюю часть 120 с полостью размещают в закрытом положении относительно верхней части 110 с полостью;
этап 740 — посредством первого сквозного отверстия 125 в указанный паз 124 вводят текучую среду для извлечения;
этап 750 — посредством вытесняющей текучей среды указанную текучую среду для извлечения направляют по указанному герметичному каналу непосредственно во второе сквозное отверстие 126;
этап 760 — через второе сквозное отверстие 126 выводят указанную текучую среду для извлечения.
В одном варианте осуществления на основании текучей среды для извлечения можно провести проверку на основные элементы; таким образом можно получить данные об основных элементах, оставшихся на поверхности подлежащей обработке кремниевой полупроводниковой пластины полупроводника, и об их концентрации. Указанный способ можно применять для проверки на загрязнение поверхности кремниевой полупроводниковой пластины из монокристаллического кремния в отношении наличия на поверхности только легко растворимого в экстракционном растворе барьерного слоя и отсутствия на поверхности какого-либо барьерного слоя.
В одном варианте осуществления указанная текучая среда для извлечения представляет собой жидкость или газ, при этом указанная вытесняющая текучая среда представляет собой сверхчистый газ или сверхчистую жидкость, которые нелегко вступают в реакцию, например азот, гелий, аргон, сверхчистую воду, ацетон, тетрахлорметан и т. п.
В одном варианте осуществления перед введением посредством первого сквозного отверстия в указанный паз текучей среды для извлечения указанный способ дополнительно включает введение посредством первого сквозного отверстия 125 в указанный паз 124 реакционноспособной текучей среды, чтобы обеспечить реакцию указанной реакционноспособной текучей среды с указанной поверхностью подлежащей обработке кремниевой полупроводниковой пластины полупроводника, с которой она контактирует.
Таким образом, осуществляется проверка на загрязнение поверхности кремниевой полупроводниковой пластины из монокристаллического кремния в отношении наличия на поверхности барьерного слоя, который нелегко растворяется в текучей среде для извлечения или скорость растворения которого не высокая.
На фиг. 8a представлено схематическое изображение в разрезе устройства обработки полупроводников в одном варианте осуществления настоящего изобретения. На фиг. 8b представлено увеличенное схематическое изображение области AA на фиг. 8a. На фиг. 8c представлено увеличенное схематическое изображение области BB на фиг. 8a.
Как показано на фиг. 8a, 8b и 8c, указанное устройство 800 обработки полупроводников содержит верхнюю часть 810 с полостью и нижнюю часть 820 с полостью. Указанная верхняя часть 810 с полостью содержит верхнюю пластину 811 с полостью. Указанная нижняя часть 820 с полостью содержит нижнюю пластину 121 с полостью. Отличие представленного на фиг. 8a, 8b и 8c устройства 800 обработки полупроводников от представленного на фиг. 1a, 1b и 1c устройства 100 обработки полупроводников заключается в том, что указанная нижняя часть 820 с полостью снабжена углублением 823, выполненным в указанной нижней части 820 с полостью в направлении поверхности внутренней стенки указанной небольшой полости; первым отверстием 824, расположенным в области центра указанного углубления 823, проходящим сквозь указанную нижнюю часть 820 с полостью и сообщающимся с указанным углублением 823; и вторым отверстием 825, расположенным в области периметра указанного углубления 823, проходящим сквозь указанную нижнюю часть 820 с полостью и сообщающимся с указанным углублением 823; область центра указанного углубления 823 представляет собой область, расположенную ниже, а область периметра указанного углубления 823 представляет собой область, расположенную выше, то есть указанное углубление 823 по периметру проходит выше, а в центре ниже. Нижняя поверхность указанного углубления 823 представляет собой наклонную поверхность, которая под наклоном проходит от области, расположенной ниже, к указанной области, расположенной выше, при этом радиальная линия, проходящая от центра в направлении периметра нижней поверхности указанного углубления 823, может представлять собой наклонную прямую линию, а также может представлять собой наклонную кривую линию.
Может быть предусмотрено несколько указанных вторых отверстий 825, которые равномерно распределены в области периметра указанного углубления 823. Указанная нижняя часть 820 с полостью дополнительно содержит паз 826 для направления потока, окружающий указанное углубление 823, выполненное в указанной нижней части 820 с полостью в направлении поверхности внутренней стенки указанной небольшой полости, при этом указанный паз для направления потока сообщается с указанным вторым отверстием 825.
Когда указанная верхняя часть 810 с полостью относительно нижней части 820 с полостью находится в закрытом положении, между верхней пластиной 811 с полостью и нижней пластиной 821 с полостью образуется герметичная небольшая полость; указанная подлежащая обработке кремниевая полупроводниковая пластина 200 полупроводника может быть размещена в указанной небольшой полости. Указанная подлежащая обработке кремниевая полупроводниковая пластина 200 полупроводника расположена поверх указанного углубления 823, чтобы между подлежащей обработке кремниевой полупроводниковой пластиной 200 полупроводника и нижней поверхностью указанного углубления 823 образовывалось пространство для обработки текучей средой неодинаковой ширины, при этом расстояние между областью указанного углубления 823, расположенной выше, и подлежащей обработке кремниевой полупроводниковой пластиной 200 полупроводника меньше, чем расстояние между областью указанного углубления 823, расположенной ниже, и подлежащей обработке кремниевой полупроводниковой пластиной 200 полупроводника. Первое отверстие 824 можно использовать в качестве входного отверстия для текучей среды, а второе отверстие 825 можно использовать в качестве выходного отверстия для текучей среды. В другом варианте осуществления первое отверстие 824 также можно использовать в качестве выходного отверстия для текучей среды, а второе отверстие 825 можно использовать в качестве входного отверстия для текучей среды. Вполне очевидно, что указанные первое отверстие и второе отверстие выполнены сообщающимися с указанным пространством для обработки текучей средой.
При применении через второе отверстие 825 в указанное пространство для обработки текучей средой попадает текучая среда для обработки, при этом текучая среда для обработки под действием силы тяжести проходит по нижней поверхности указанного углубления 823 в направлении первого отверстия 824. В процессе этого указанная текучая среда для обработки может контактировать с указанной поверхностью указанной подлежащей обработке кремниевой полупроводниковой пластины 200 полупроводника и обрабатывать ее. Когда поступающее через указанное второе отверстие 825 определенное количество текучей среды для обработки позволяет заполнить промежуток, образованный между кремниевой полупроводниковой пластиной 200 и указанным углублением 823, текучая среда после обработки указанной поверхности указанной подлежащей обработке кремниевой полупроводниковой пластины 200 полупроводника может выходить через первое отверстие 824 в указанном углублении 823. Если через второе отверстие 825 непрерывно поступает текучая среда для обработки, то через первое отверстие 824 текучая среда выходит после обработки указанной поверхности указанной подлежащей обработке кремниевой полупроводниковой пластины 200 полупроводника, при этом кремниевая полупроводниковая пластина 200 испытывает воздействие текучей среды для обработки, может находиться в плавающем состоянии, а также может упираться в указанную нижнюю полость. Поскольку указанное углубление 823 выполнено наклонным в направлении центра указанного углубления 823, то направление потока текучей среды для обработки, поступающей через второе отверстие 825, регулируется, и под действием силы тяжести она движется в направлении центра указанного углубления 823. Таким образом, можно точно регулировать движение текучей среды для обработки.
На фиг. 9a представлено схематическое изображение в разрезе устройства 900 обработки полупроводников в одном варианте осуществления настоящего изобретения; на фиг. 9b представлено увеличенное схематическое изображение области EE на фиг. 9a; на фиг. 9c представлено увеличенное схематическое изображение области FF на фиг. 9a.
Как показано на фиг. 9a, 9b и 9c, указанное устройство 900 обработки полупроводников содержит верхнюю часть 910 с полостью и нижнюю часть 920 с полостью. Указанная верхняя часть 910 с полостью содержит верхнюю пластину 911 с полостью. Указанная нижняя часть 920 с полостью содержит нижнюю пластину 921 с полостью. Отличие представленного на фиг. 9a, 9b и 9c устройства 900 обработки полупроводников от представленного на фиг. 8a, 8b и 8c устройства 800 обработки полупроводников заключается в том, что область центра углубления 923 указанной нижней части 920 с полостью представляет собой область, расположенную выше, а область периметра углубления 923 представляет собой область, расположенную ниже, то есть в центре оно проходит выше, а по периметру ниже, при этом первое отверстие 924 расположено в области указанного углубления 923, расположенной выше, а второе отверстие 925 расположено в области указанного углубления 823, расположенной ниже.
На фиг. 10 представлено схематическое изображение устройства 1000 обработки полупроводников в одном варианте осуществления настоящего изобретения, на котором более подробно показана форма углубления 1023. Как показано на фиг. 10, указанная нижняя часть 1020 с полостью снабжена углублением 1023, образованным в поверхности внутренней стенки указанной нижней части 1020 с полостью; первым отверстием 1024, расположенным в области центра указанного углубления 1023 и проходящим сквозь указанную нижнюю часть 1020 с полостью; и вторым отверстием 1025, расположенным в области периметра указанного углубления 1023 и проходящим сквозь указанную нижнюю часть 1020 с полостью; область центра указанного углубления 1023 представляет собой область, расположенную ниже, а область периметра указанного углубления 1023 представляет собой область, расположенную выше. Нижняя поверхность указанного углубления 1023 от области, расположенной ниже, под наклоном проходит к указанной области, расположенной выше, при этом радиальная линия, проходящая от центра в направлении периметра нижней поверхности указанного углубления 1023, представляет собой наклонную кривую линию 10231. Между подлежащей обработке кремниевой полупроводниковой пластиной 200 полупроводника и нижней поверхностью указанного углубления 1023 образовано пространство для обработки текучей средой неодинаковой ширины.
Как показано на фиг. 10, вертикальная проекция указанного углубления 1023 круглая. Как показано на фиг. 10, промежуток между углублением 1023 (его нижней поверхностью) и кремниевой полупроводниковой пластиной 200 полупроводника на отрезке X короче, чем промежуток между углублением 1023 и кремниевой полупроводниковой пластиной 200 полупроводника на отрезке Y. Текучую среду для обработки (или кратко текучую среду) через расположенное ниже первое отверстие 1024 вводят в углубление 1023, при этом текучая среда на начальном этапе находится в центре углубления 1023; по мере увеличения объема вводимой текучей среды для обработки текучая среда по углублению 1023 от центра нижней стенки поднимается к краям углубления 1023 и через вторые отверстия 1025 в области краев углубления 1023 может выходить из углубления 1023. В процессе этого вводимая текучая среда сначала контактирует с нижней поверхностью кремниевой полупроводниковой пластины 200 полупроводника в области центра, и эта площадь контакта по мере увеличения объема вводимой текучей среды расширяется в направлении краев кремниевой полупроводниковой пластины 200 полупроводника. Когда промежуток, образованный между кремниевой полупроводниковой пластиной 200 полупроводника и нижней частью 1020 с полостью, заполнен текучей средой, текучая среда покрывает соответствующие области всей нижней поверхности кремниевой полупроводниковой пластины 200 полупроводника. С этого момента через первое отверстие 1024 непрерывно вводят текучую среду; в то же время через второе отверстие 1025 выводят избыточную текучую среду, которая контактировала с нижней поверхностью кремниевой полупроводниковой пластины 200 полупроводника. Непрерывно проходящая по нижней поверхности кремниевой полупроводниковой пластины 200 полупроводника текучая среда и нижняя поверхность кремниевой полупроводниковой пластины 200 полупроводника вступают в непрерывную химическую и физическую реакции. Характер контакта текучей среды с нижней поверхностью кремниевой полупроводниковой пластины 200 полупроводника, например величина угла, скорость потока и т. п., может непосредственно влиять на скорость и результат химической и физической реакции текучей среды с нижней поверхностью кремниевой полупроводниковой пластины 200 полупроводника. Поэтому применяется показанная на фиг. 10 конструкция углубления 1023, при этом площадь движения текучей среды в определенной точке равна длине окружности круга, образованного радиусом от указанной точки до центра углубления 1023, умноженной на промежуток между углублением 1023 и кремниевой полупроводниковой пластиной 200 полупроводника. От отрезка X промежуток между углублением 1023 и кремниевой полупроводниковой пластиной 200 полупроводника увеличивается, например до отрезка Y, но от отрезка Y радиус из центра углубления 1023 уменьшается.
Поскольку площадь движения текучей среды в определенной точке равна длине окружности круга, образованного радиусом от указанной точки до центра углубления 1023, умноженной на промежуток между углублением 1023 и кремниевой полупроводниковой пластиной 200 полупроводника, когда промежуток между углублением 1023 и кремниевой полупроводниковой пластиной 200 полупроводника увеличивается и радиус из центра углубления 1023 уменьшается пропорционально, то в результате расчетная площадь движения текучей среды может всегда сохранять постоянное значение. Например, на отрезке X промежуток X относительно небольшой, но радиус из центра углубления 1023 относительно большой; на отрезке Y промежуток Y относительно большой, но радиус из центра углубления 1023 относительно небольшой, поэтому на основании подходящих расчетов можно обеспечить одинаковую площадь движения текучей среды на отрезке X и отрезке Y. Когда площадь движения текучей среды в разных точках сохраняет постоянное значение, скорость потока текучей среды в разных точках углубления 1023 также всегда сохраняет постоянное значение. Таким образом, степень обработки контактом текучей среды в разных точках углубления 1023 с кремниевой полупроводниковой пластиной 200 полупроводника также может сохранять постоянное значение; благодаря специальной конструкции углубления 1023 степень обработки всей поверхности кремниевой полупроводниковой пластины 200 полупроводника во всех точках посредством текучей среды почти полностью остается одинаковой.
В одном варианте осуществления, поскольку место указанного первого отверстия 1024 является исходной точкой и поскольку радиальное направление прохождения к указанным краям углубления 1023 является положительным направлением, то аналитическая функция формы указанной наклонной кривой линии 10231 представляет собой y＝-C/x, где C представляет собой постоянную величину, которая больше чем 0. Чем больше постоянная величина C, тем меньше постоянная скорость потока текучей среды 3 в разных точках углубления 1023 при постоянной величине потока текучей среды 3; чем меньше постоянная величина C, тем меньше постоянная скорость потока текучей среды в разных точках углубления 1023 при постоянной величине потока текучей среды.
В одном варианте осуществления, поскольку место указанного первого отверстия 1024 является исходной точкой и поскольку радиальное направление прохождения к указанным краям углубления 1023 является положительным направлением, то аналитическая функция формы указанной наклонной кривой линии 10231 представляет собой y＝Alnx+C, где A и C представляют собой постоянные величины. В этом случае путем регулирования величины значений A и C можно регулировать скорость потока текучей среды в разных точках углубления 1023 с обеспечением изменения скорости потока и таким образом регулировать изменения скорости потока текучей среды от центра к краям поверхности кремниевой полупроводниковой пластины 200 полупроводника.
В первом случае скорость потока текучей среды от центра к краям поверхности кремниевой полупроводниковой пластины 200 полупроводника увеличивается, а во втором случае скорость потока текучей среды от центра к краям поверхности кремниевой полупроводниковой пластины 200 полупроводника уменьшается.
На фиг. 11a представлено схематическое изображение сверху нижней части 1120 с полостью в одном варианте осуществления настоящего изобретения; на фиг. 11b представлено увеличенное схематическое изображение области GG на фиг. 11a. Как показано на фиг. 11a и 11b, указанная нижняя часть 1120 с полостью содержит несколько углублений 1123, при этом каждое углубление 1123 содержит первое отверстие 1124 и второе отверстие 1125. Посредством каждого углубления 1123 можно осуществлять обработку текучей средой соответствующей области указанной подлежащей обработке кремниевой полупроводниковой пластины полупроводника.
В другом альтернативном варианте осуществления указанная нижняя часть с полостью снабжена только отверстием, расположенным в области указанного углубления 823, расположенной ниже, и проходящим сквозь указанную нижнюю часть с полостью, при этом указанное отверстие непосредственно служит входным отверстием для текучей среды, а также служит выходным отверстием для текучей среды.
В рассмотренном выше описании были в полной мере раскрыты конкретные способы осуществления настоящего изобретения. Следует отметить, что любые изменения, внесенные специалистами в данной области техники в эти конкретные способы осуществления настоящего изобретения, находятся в пределах объема формулы настоящего изобретения. Соответственно, объем формулы настоящего изобретения также совсем не ограничивается указанными конкретными способами осуществления.