半导体处理装置、半导体处理系统和半导体边缘处理方法与流程

半导体处理装置、半导体处理系统和半导体边缘处理方法
【技术领域】
1.本发明涉及半导体晶圆或相似工件的表面处理领域，特别涉及半导体处理装置、半导体处理系统和半导体边缘处理方法。


背景技术：

2.在半导体制造过程，半导体晶圆需要经过很多道工序，以满足半导体行业内的高标准。在半导体晶圆的先进制程中，晶圆的边缘要求均匀、平整、无损伤且光滑。晶圆边缘表面均匀且精确地腐蚀的高要求给半导体晶圆工艺带来了巨大挑战。
3.图1a为一种半导体晶圆100的结构俯视图。半导体晶圆100包括衬底层101和沉淀在衬底层101上的薄膜层102。图1b为图1a的a-a的剖视图。测量点1-8是测量半导体晶圆在操作中相关数据的位置。如图1b所示，腐蚀宽度是衬底层101与薄膜层102的半径之差。腐蚀宽度应在每个测量点1-8处基本相同。最大腐蚀宽度与最小腐蚀宽度之差越小，均匀性就越高，例如，当边缘宽度设计为0.7mm时，很多高端制程技术要求最大腐蚀宽度与最小腐蚀宽度之差不得大于0.1mm，否则会造成腐蚀宽度的不均匀。最大腐蚀宽度与最小腐蚀宽度的差值，如果超过0.1mm，将直接影响后续加工操作的效果，最终导致集成电路芯片性能不佳，影响芯片制造良率。
4.半导体晶圆湿法处理工艺拥有原理简洁、工艺灵活且成本较低等优点。传统的半导体晶圆表面边缘湿法腐蚀方法有好几种，例如，半导体晶圆边缘区域进行抛光的方法，旋转半导体晶圆，利用物理摩擦和化学腐蚀结合从衬底层去除一层薄膜层。由于容易损坏保留的薄膜层以及衬底层，因此抛光法主要用于对精度要求较低的半导体晶圆制造。边缘损坏可能会导致晶圆边缘在热加工过程中错位滑移，最终导致晶圆报废。还有一种常用的方法是用真空吸附半导体晶圆。真空吸附法使用真空吸头吸住晶圆，真空吸头的功能是吸住晶圆把需要保留的薄膜的部分保护在真空吸头里，把需要去除的薄膜部分暴露在真空吸头外，然后将真空吸头和晶圆一起浸泡在化学腐蚀液里，腐蚀掉暴露在真空吸头外的膜部分。然而，真空吸附方法导致薄层去除不光滑和腐蚀宽度不均匀。还有一种常用方法是贴膜法，采用纯净防腐的ptfe、pe等塑料薄膜保护需要保留的薄膜的部分，然后整体暴露在化学腐蚀气体环境中或浸泡于化学腐蚀液里，腐蚀暴露的部分。贴膜法常因为预裁剪的薄膜的中心可能不与晶片的衬底中心对齐，导致腐蚀宽度不均匀；且工艺步骤多，需要使用多种设备完成，其中包括贴膜、湿法腐蚀、清洗及去膜等设备。还有一种新出的喷淋法，其工作原理是采用特制的喷头把用于腐蚀的流体精准地喷射到旋转中的晶圆边缘需要腐蚀的区域，实现精确、均匀、平整和无损伤腐蚀。喷淋法虽然能达到较高的腐蚀效果，但其对设备的设计及部件的加工精度要求极高，设备成本很高，工艺条件要求也较苛刻，工艺成本高。
5.鉴于此，有必要研制出一种新型的能够解决上述问题的半导体晶圆边缘处理装置。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种全新的半导体处理装置、半导体处理系统和半导体边缘处理方法，其能够解决现有技术存在的问题，实现对半导体晶圆外缘的针对性处理。
7.本发明的实施例涉及一种具有第一通道提供第一空间供用于腐蚀晶圆边缘区域的一种或多种化学流体流通的装置和具有凸起部分通过抵触晶圆边缘外端使晶圆的中心轴与装置的中心轴对齐的装置。
8.本发明的实施例还涉及一种包括晶圆边缘处理装置和材料存储装置的系统。
9.本发明的实施例还涉及一种方法，包括在晶圆边缘区域形成第一通道提供一种或多种化学流体流动的空间和使用凸起部分触碰晶圆边缘外端将晶圆的中心与支撑区的中心对齐。
10.本发明的实施例可用于包括半导体晶圆的加工操作，使得边缘表面被均匀且精确地腐蚀。
11.与现有解决方案相比，本发明的实施例可提供多种优势。该方法可以通过使用凸起部分来提升晶圆边缘腐蚀的精确性和均匀性，并且可以通过科学选择腐蚀的化学流体组成和控制化学流体的流速及接触晶圆边缘的时间来获得晶圆衬底层的平整表面，方便了晶圆的后续工艺操作。同时可以节省处理操作的成本。它可以选择处理晶圆边缘表面，尤其是对晶圆边缘腐蚀区域的精确控制。
12.因此，本发明包括但不限于以下实施例。
13.一些实施例提供了一种装置，具有用于支撑晶圆的第一支撑区的下腔室；具有第二支撑区的上腔室，其中上腔室与下腔室闭合，则晶圆被放置在第一支撑区和第二支撑区之间；第一支撑区或第二支撑区的边缘区域形成第一通道，第一通道提供第一空间来流动用于腐蚀晶圆边缘区域的一种或多种化学流体；上腔室包括凸起部分，用于抵靠晶圆的边缘并使晶圆的中心轴与第二支撑区的中心轴对齐
14.在该装置的一些实施例或前述实施例的任意组合中，所述凸起部分邻近第二支撑区并朝下腔室方向延伸，晶圆的中心轴垂直于晶圆的上表面，第二支撑区的中心轴垂直于上腔室的下表面，晶圆的上表面平行于第二支撑区的下表面。
15.在该装置的一些实施例或前述实施例的任意组合中，所述凸起部分包括围绕晶圆边缘外端设置的闭环部分，并且凸起部分均匀地抵靠在晶圆的边缘外端区域，使晶圆的中心轴与第二个支撑区的中心轴重叠。
16.在该装置的一些实施例或前述实施例的任意组合中，所述凸起部分包括多个突块，其以环状均匀排列在晶圆边缘外端的周围，用于均匀地抵靠在晶圆的边缘外端区域。
17.在该装置的一些实施例或前述实施例的任意组合中，所述凸起部分包括与所述第二支撑区的中心轴成角度倾斜的内表面，该内表面用于抵靠晶圆的边缘外端区域。
18.在该装置的一些实施例或前述实施例的任意组合中，所述凸起部分包括面向第二支撑区中心轴的拐角，该拐角用于抵靠晶圆的边缘外端区域。
19.在该装置的一些实施例或前述实施例的任意组合中，其中第一槽道位于下腔室的边缘区域，并提供-一种或多种化学流体流动的第一槽道空间，同时在上腔室和下腔室之间形成一个过道，该过道连接第一空间和第一槽道空间，使得一种或多种化学流体通过该过道从第一空间流入第一槽道空间。
20.在该装置的一些实施例或前述实施例的任意组合中，其中第二槽道形成在上腔室的边缘区域并位于第一槽道上方。
21.在该装置的一些实施例或前述实施例的任意组合中，第一槽道与第二槽道之间设置有弹性部件，该弹性部件用于阻挡一种或多种化学流体从第一空间流向第一槽道空间。
22.在该装置的一些实施例或前述实施例的任意组合中，其中所述弹性部件是o形圈。
23.在该装置的一些实施例或前述实施例的任意组合中，第二支撑区的边缘区域形成第一通道，提供一种或多种化学流体流动的第一空间；并且通过位于上腔室的第一通孔让一种或多种化学流体在第一空间和装置外部之间流通。
24.在该装置的一些实施例或前述实施例的任意组合中，其中第一支撑区的边缘区域形成第二通道，提供第二空间流通用于腐蚀晶圆边缘区域的一种或多种化学流体。
25.在该装置的一些实施例或前述实施例的任意组合中，其中一种或多种化学流体通过位于下腔室的第二通孔在第二空间和装置外部之间流动。
26.在该装置的一些实施例或前述实施例的任意组合中，其中第一通道由第一支撑区的边缘区域构成，并且提供第一通孔用于一种或多种化学流体在第一空间和装置外部之间流通。
27.实施例中提供了一种系统，该系统包括一种处理装置及连接到所述处理装置的材料存储装置。该装置包括具有支撑晶圆第一支撑区的下腔室；具有第二支撑区的上腔室；由第一支撑区域或第二支撑区域边缘地区构成的第一通道。上腔室与下腔室闭合时，将晶圆固定在第一支撑区和第二支撑区之间；第一支撑区或第二支撑区的边缘区域形成第一通道，第一通道提供第一空间用于腐蚀晶圆边缘区域的一种或多种化学流体的流通；上腔室包括凸起部分，用于抵靠晶圆的边缘外端，并使晶圆的中心轴与第二支撑区的中心轴对齐。材料存储装置用于存储一种或多种化学流体并提供或收集来自处理装置一种或多种化学流体。
28.实施例提供了一种方法，包括：将晶圆放置于所述半导体处理装置下腔室的第一支撑区；将装置的上腔室与下腔室闭合，使用凸起部分，抵靠晶圆的边缘并使晶圆的中心轴与第二支撑区的中心轴对齐；晶圆被固定在第一支撑区和第二支撑区之间；在第一支撑区或第二支撑区的边缘区域形成第一通道，第一通道提供第一空间；将一种或多种化学流体注入第一空间以腐蚀晶圆的边缘区域。
29.通过阅读以下详细描述以及附图，本发明的特征、形貌和优点将显而易见。本发明包括一个或多个特征或元素的任何组合，而不管这些特征或元素的组合是否在已经明确或者是以其他方式在实施例中描述。本发明旨在整体阅读，使得本发明的任何可分离特征或要素，在其任何方面和实施例中，应被视为可组合的，除非本发明的上下文另有明确规定。
30.因此应当理解，提供本概述仅用于总结一些实施例的目的，以便提供对本发明的一些方面的基本理解。因此，上述实施例仅是示例并且不应被解释为以任何方式缩小本发明的范围或思路。通过阅读以下详细描述以及附图，各个实施例的特征、外貌和优点将显而易见，附图通过示例的方式展示出了一些实施例的原理。
【附图说明】
31.结合参考附图及接下来的详细描述，本发明将更容易理解，其中同样的附图标记
对应同样的结构部件，其中：
32.图1a为一种半导体晶圆的结构俯视图。
33.图1b为图1a的a-a的剖视图。
34.图2a为本发明中的半导体处理装置200在实施例中的剖视示意图。
35.图2b为图2a中的圈a的放大示意图。
36.图2c为图2b中圈b的放大示意图。
37.图2d为图2c中圈c的放大示意图。
38.图2e为图2a半导体处理装置200的上腔室220的仰视图。
39.图2f为图2a半导体处理装置200的下腔室210的俯视图。
40.图3a为本发明中的半导体处理装置300在实施例中的剖视示意图。
41.图3b为图3a中圈d的放大示意图。
42.图3c为图3a中所示的带有突出部342的圈d的放大示意图。
43.图3d为图3a半导体处理装置300的上腔室320的仰视图。
44.图3e为图3a半导体处理装置300的下腔室320的俯视图。
45.图4a为本发明中的半导体处理装置400在实施例中的剖视示意图。
46.图4b为图4a中圈e的放大示意图。
47.图4c为图4b中圈f的放大示意图。
48.图4d为图4a半导体处理装置400的下腔室420的俯视图。
49.图4e为图4a半导体处理装置400的上腔室410的仰视图。
50.图5为本发明中的示例性系统500包括一种半导体处理装置和一种材料存储装置。
51.图6为本发明的实施例中使用装置来处理半导体晶圆的边缘区域的示例性方法。
【具体实施例】
52.以下将参照附图更全面地描述本发明的一些实施例情况，其中列出了部分实施例，但不是全部实施例。实际上，本发明的各种实施例可以许多不同的形式体现并且不应被解释为限于这里阐述的实施例；相反，提供这些实施例是为了使本发明彻底和完整，并将向本领域技术人员充分传达本发明的范围。例如，除非另有说明，将某事称为第一、第二等不应被解释为暗示特定顺序。此外，某物可能被描述为高于某物(除非另有说明)而实际上为低于某物，反之亦然；同样，被描述为在左侧的某物可能会在右侧，反之亦然。同一参考图示编号始终代表同一元件。
53.图1a至1b为一种半导体晶圆100的结构示意图。图1a为半导体晶圆100的结构俯视图。图1b为图1a的a-a截面的剖视图。如图1a-1b所示，半导体晶圆100包括衬底层101和沉积在衬底层101上表面上的薄膜层102，并且衬底层101可以部分地被薄膜层102覆盖。在另一个实施例中，衬底层101可以是完全被薄膜层102覆盖。在另一种实施例中，衬底层101的表面两侧可以分别被薄膜层102覆盖。
54.本实施例中，通过对半导体晶圆的处理，应将薄膜层102从衬底层101上去除。如图1a-1b中所示，薄膜层102的半径小于衬底层101，腐蚀宽度是指两个半径之间的差值。图1a中的测量点1-8为测量半导体晶圆相关数据的测试位置。腐蚀宽度在测量点1-8处应基本相同，最大值与最小值的差值越小，腐蚀均匀性越好。例如，当边缘宽度设计为0.7mm时，先进
工艺要求最大腐蚀宽度与最小腐蚀宽度之差不得大于0.1mm。在一些实施例中，覆盖衬底层101表面两侧的薄层应被部分或全部去除。衬底层101表面每一侧的腐蚀宽度可以相同或不同。
55.参考图2a至图2f，该实施例展示出了一种半导体处理装置200的结构示意图。图2a为半导体处理装置200的剖视示意图。图2b为图2a中的圈a的放大示意图。图2c为图2b(省略通孔)中圈b的放大示意图。图2d为图2c中圈c的放大示意图。图2e为图2a半导体处理装置200的上腔室220的仰视图。图2f为图2a半导体处理装置200的下腔室210的俯视图。
56.在实施例中，如图1和2所述，半导体装置200包括具有第一支撑区212的下腔室210。第一支撑区212可以支撑晶圆100。如图2a所示，第一支撑区212具有面向晶圆100的上表面。晶圆100可以放置在第一支撑区212的上表面上。在一些实施例中，装置200包含具有第二支撑区222的上腔室220。如图2a所示，第二支撑区222具有面向晶圆100的下表面。上腔室220与下腔室210闭合，晶圆100放置在第一支撑区212和第二支撑区222之间。以下腔室为原点，上腔室220可以在两个相对位置之间移动。在第一位置时，晶圆100可以被装载和/或卸载到第一支撑区212。如图2a所示，在第二位置时，上腔室220和下腔室210闭合，使得晶圆100由第一支撑区212的上表面和第二支撑区222的下表面固定，并加以处理。
57.在一些实施例或前述实施例的任何组合中，参考图2a到2c，装置200包含由第一支撑区212或第二支撑区222的边缘区域构成的第一通道230。第一通道230提供第一空间232用于一种或多种化学流体腐蚀晶圆100的边缘区域。参照图2a至图2c，第一通道230由上腔室220中的第二支撑区222的边缘区域构成。第一通道230形成于上腔室220的下表面上，并且第一通道230的一面开口面向晶圆100。在此实施例中，第一通道230提供第一空间232，使得一种或多种化学流体在其中流动以腐蚀晶圆100的边缘区域。参考图2a到2c，第一空间232可以由第一通道230和晶圆100的内表面形成。在此实施例中，第一通道230是环形的并且围绕于晶圆100的边缘区域。晶圆100的整个边缘区域收纳于第一空间232中。另一个实施例中，第一通道230可以设计为小于360度的弧形，并且晶圆100的边缘区域可以容纳在第一空间232的特定区域中。然后，一种或多种化学流体可以沿着第一通道230的弧度腐蚀晶圆边缘区域。
58.在装置200的一些实施例或前述实施例的任何组合中，参考图2a到2c，上腔室220包含抵靠在晶圆100的边缘的凸起部分240。凸起部分可以直接接触并抵靠在晶圆100的边缘。参照图2a，晶圆100的中心轴x-x垂直于晶圆100的上表面。第二支撑区222的中心轴x'-x'垂直于第二支撑区222的下表面。凸起部分240将使晶圆100的中心轴x-x与第二支撑区222的中心轴x'-x'对齐。当上腔室220位于第一位置时，晶圆100被装载到第一支撑区212上。晶圆100的中心轴x-x可能不与第二支撑区222的中心轴x'-x'对齐。在上腔室220从第一位置移动到第二位置的过程中，凸起部分240接触晶圆100的边缘，然后抵靠晶圆100的边缘，推动晶圆100在第一支撑区212的上表面上移动。当上腔室220位于第二位置时，晶片固定在第一支撑区212的上表面上，并且晶片100的中心轴x-x平行于第二支撑区222的中心轴x'-x'。或者晶圆100的中心轴x-x可以与第二支撑区222的中心轴x'-x'重叠。
59.在装置200的一些实施例或前述实施例的任何组合中，凸起部分240邻近第二支撑区222并且朝下腔室210延伸。参照图2a和2b，凸起部分240与第二支撑区222连接。当上腔室220位于第二位置时，凸起部分240延伸至下腔室210。如图2a和2b所示，在此实施例中，凸起
部分240位于第一通道230旁。参照图2a，晶圆100的中心轴x-x垂直于晶圆100的上表面并且第二支撑区222的中心轴x'-x'垂直于上腔室220的下表面。晶圆的上表面100平行于第二支撑区222的下表面。在一种实施例中，当上腔室220位于第二位置时，晶圆100的上表面的一部分与第二支撑区222的下表面重叠，并且晶圆100的中心轴x-x与第二支撑区222的中心轴x'-x'重叠。
60.在装置200的一些实施例或前述实施例的任何组合中，凸起部分240可以设计为围绕晶圆100闭环。参照图2a，凸起部分240包含闭环。该闭环可以围绕晶圆100的整个边缘区域。因此，凸起部分240可以完全地抵靠晶圆100的边缘区域，使晶圆100的中心轴x-x与第二支撑区222中心轴x'-x'重叠。在某些实施例中，闭环可为弧度小于360度的圆弧，并且特定部分抵靠晶圆100的边缘区域，通过凸起部分240使得晶圆100的中心轴x-x与第二支撑区222的中心轴x
‘‑
x’对齐和/或重叠。在某些实施例中，凸起部分240可能是开环。
61.在装置200的一些实施例或前述实施例的任何组合中，凸起部分240包含面向第二支撑区222中心轴x'-x'的内角。参照图2c，凸起部分240包含与第一参考方向y-y成角度α倾斜的内表面242。第一参考方向y-y平行于第二支撑区222的下表面。角度α的范围在20
°‑
90
°
内。如图2b和2c所示，内角由内表面242和第一通道230的内表面连接处形成，并且面向第二支撑区222的中心轴x'-x'。在某些实施例中，内角抵靠在晶圆100的边缘区域。如图2b所示，在上腔室220从第一位置移动到第二位置的过程中，凸起部分240的内角会接触晶圆100的边缘区域，然后抵靠在晶圆100的边缘，推动晶圆100。当上腔室220位于第二位置时，晶圆被固定并且晶圆100的中心轴x-x平行于第二支撑区222的中心轴x'-x'。或者，晶圆100的中心轴x-x与第二支撑区222的中心轴x'-x'重叠。
62.在装置200的一些实施例或前述实施例的任何组合中，第一槽道250由下腔室210的边缘区域214构成，并且第一槽道250提供第一槽道空间252用于一种或多种化学流体流通。参照图2a、2b和2f，第一槽道250由下腔室210的边缘区域214构成，并且靠近下腔室210的第一支撑区212。第一槽道250形成第一槽道空间252，一种或多种化学流体可以从第一通道230的第一空间232流到第一槽道空间252。
63.在装置200的一些实施例或前述实施例的任何组合中，过道260位于上腔室220和下腔室210之间。参照图2b和2f，下腔室210有在第一支撑区212和第一槽道250之间的第一上表面262。过道260位于下腔室210的第一上表面262和凸起部分240的内表面242之间。过道260将第一空间232与第一槽道空间252连接，使得一种或多种化学流体通过过道260从第一空间232流到第一槽道空间252。在一种实施例中，过道260可以被凸起部分240阻挡以阻止一种或多种化学流体从第一空间232流到第一槽道空间252。在另一个实施例中，过道260被第一支撑区210阻挡，防止一种或多种化学流体从第一空间232流到第一槽道空间252。
64.在装置200的一些实施例或前述实施例的任何组合中，如图2a至2c所示，第一通道230位于第二支撑区222的边缘区域处。上腔室220包含第一通孔270，一种或多种化学流体经由第一通孔270第一空间232和装置200的外部之间流动。第一通孔270可以从装置200外部穿过上腔室220连通第一空间232。在一种实施例中，一种或多种化学流体可以通过第一通孔270在第一空间232和装置200的外部之间流动。在另一个实施例中，上腔室220可以包含两个或更多与第一通孔270基本相同的通孔(如图2a和2e所示次第一通孔272)。在该实施例中，至少一个第一通孔(例如第一通孔270)可被用作入口并且其余的第一通孔(例如次第
一通孔272)可用作出口。第一空间232可以通过第一通孔270和次第一通孔272与外部连接。在该实施例中，一种或多种化学流体可经由第一通孔270从装置200的外部流入第一通道230的第一空间232，并经由次第一通孔272从第一空间232流出到装置200的外部。
65.在装置200的一些实施例或前述实施例的任何组合中，第二通道280由第一支撑区212的边缘区域构成并且提供第二空间282用于使用一种或多种化学流体腐蚀晶圆100的边缘区域。参照图2a至图2c，第二通道280由下腔室210中的第一支撑区212的边缘区域构成。参考图2a到2c，第二通道280位于下腔室210的上表面上，并且第二通道280的一面开口面向晶圆。在此实施例中，第二通道280提供第一空间232用于一种或多种化学流体腐蚀晶圆100的边缘区域。参考图2a到2c，第二空间可以由第二通道280的内表面和晶圆100形成。在一种实施例中，第二通道280是环形的并且围绕晶圆100的边缘区域。在另一实施例中，第二通道280可以设计为弧度小于360度的弧形，并且晶圆100的边缘区域暴露在第二空间282中的特定位置。然后，使用一种或多种化学流体沿着第二通道280的弧度腐蚀晶圆的特定边缘区域。在一些实施例中，第二通道280设计成与第一通道230相同的形状。第二通道280靠近第一上表面262位于第一支撑区212和第一槽道250之间。过道260位于下腔室210的第一上表面262和上腔室的内表面242之间。过道260用于一种或多种化学流体通过过道260从第二空间282流到第一槽道空间252。在一种实施例中，过道260可以被凸起部分240阻挡以阻止一种或多种化学流体从第二空间282流入到第一槽道空间252。在另一个实施例中，通道260可以被第一支撑区210阻挡以阻止一种或多种化学流体从第二空间282流到第一槽道空间252。
66.在装置200的一些实施例或前述实施例的任何组合中，下腔室210存在第二通孔290，用于一种或多种化学流体在第二空间282和设备200的外部之间流动。参照图2a和2b，第二通孔290可以从装置200的外部穿过下腔室210与第二通道280的第二空间282连通。在一种实施例中，一种或多种化学流体可经由第二通孔290在第二空间282与装置200外部之间流动。在另一实施例中，一种或多种化学流体可经由第二通孔290从装置200的外部流动到第二通道280的第二空间282，然后经由过道260从第二通道280的第二空间282流动到第一槽道250的第一槽道空间252。在一些实施例中，下腔室210还可以包含与第二通孔290基本相同的一个或多个第二通孔(如图2a所示的次第二通孔292)。在一实施例中，至少一个第二通孔(例如第二通孔290)被用作入口，其余的第二通孔(例如次第二通孔292)用作出口。第二空间282通过第二通孔290和次第二通孔292连接到设备200的外部。在一种实施例中，一种或多种化学流体可经由第二通孔290从设备200的外部流入第二通道280的第二空间282，并经由次第二通孔292从第二空间282流出设备200。在另一实施例中，一种或多种化学流体可经由第二通孔290和第二通孔292从设备200的外部流入第二通道280的第二空间282，然后经由过道260从第二通道280的第二空间282流入第一槽道250的第一槽道空间252。
67.参考图3a至图3e，其示出了本发明的一种实施例提供的半导体处理装置300的结构示意图。其中，图3a为本发明中的半导体处理装置300在实施例中的剖视示意图。图3b为图3a中圈d的放大示意图。图3c为图3a中所示的带有凸起部分342的圈d的放大示意图。图3d为图3a半导体处理装置300的上腔室320的仰视图。图3e为图3a半导体处理装置300的下腔室320的俯视图。
68.在此实施例中，参考图3a至3e，装置300包含具有第一支撑区312的下腔室310。下腔室310和第一支撑区312可分别参考图2a至2f所示下腔室210和第一支撑区域212。装置300包含具有第二支撑区322的上腔室320。上腔室320和第二支撑区322可分别参考上文图2a到2f所示上腔室220和第二支撑区222。如上所述，上腔室320与下腔室310闭合以将晶圆100固定在第一支撑区312和第二支撑区322之间。装置300包括由第一支撑区312或第二支撑区322的边缘区域形成的第一通道330。第一通道330可参考上文图2a到2f所述的第一通道230。第一通道330由上腔室320中的第二支撑区322的边缘区域构成并且提供第一空间332用于腐蚀晶圆100的边缘区域的一种或多种化学流体流通。第一空间332可以参考上文图2a到2f所描述的第一空间232。在一些实施例中，第一通道330的第一空间332也可以由第一通道330的内表面、下腔室310和晶圆100形成。晶圆100的整个或部分边缘区域暴露在第一通道330的第一空间332中被一种或多种化学流体接触并腐蚀
69.在装置300的一些实施例或前述实施例的任何组合中，如图3a至3d示，上腔室320包含凸起部分340，用于抵靠晶圆100的边缘并使晶圆100的中心轴x-x与第二支撑区322的中心轴x'-x'对齐。凸起部分340可参照上文图2a到2e所描述的凸起部分240。在一些实施例中，凸起部分340包括多个均匀环绕并抵靠晶圆100的边缘区域的突块342。每个突块342从凸起部分340延伸到第一通道330的第一空间中332。参照图3c和3d，凸起部分340包括四个突块(如突块342a至342d)。每个突块342包括与参考方向y-y成角度β倾斜的内表面344。角度β的范围在20
°‑
90
°
内。内表面朝向晶圆100的边缘。参考方向y-y平行于晶圆100的上表面，或者垂直于第二支撑区322的中心轴x'-x'。例如，在图3c中，突块342a包括相对于参考方向y-y以角度β倾斜的内表面344a。内表面344a可以抵靠晶圆100的边缘并且推动晶圆100使晶圆100的中心轴x-x与第二支撑区322的中心轴x'-x'对齐。凸起部分340包括多个突块342。在一些实施例中，凸起部分340可以包括六个突块342。在一些实施例中，凸起部分340可以包括八个突块342。在一些实施例中，凸起部分340可以包括十二个突块342。
70.在装置300的一些实施例或前述实施例的任何组合中，参考图3a至3c，第一槽道350形成在下腔室310的边缘区域314处并且提供第一槽道空间352以流动一种或多种化学流体。第一槽道350、下腔室310的边缘区域314和第一槽道350的第一槽道空间352可分别参考前文图2a到2f所描述的第一槽道250、下腔室220的边缘区域214和第一槽道250的第一槽道空间252。在一些实施例中，上腔室320和下腔室310之间形成过道360，将第一空间332与第一槽道空间352连接起来，一种或多种化学流体通过过道360从第一空间332流到第一槽道空间352。过道360可参考上文图2a到2f所描述的过道260。在一些实施例中，过道360形成在凸起部分340和下腔室310的第一上表面362之间。如图3a到3c和3e所示，第一上表面362邻近第一支撑区312并且位于第一支撑区312和第一槽道350之间。
71.在装置300的一些实施例或前述实施例的任何组合中，如图3a、3b和3d所示，上腔室320可包括第一通孔370，使得一种或多种化学流体在第一空间332和设备300的外部之间流动。第一通孔370可参考上文图2a到2e所描述的第一通孔270。在一些实施例中，上腔室320还可包括与第一通孔370基本相同的一个或多个第一通孔(如图3a和3d所示的次第一通孔372)。一个或多个第一通孔的排列可参考上文图2a和2e所描述的一个或多个第一通孔的排列。
72.在装置300的一些实施例或前述实施例的任何组合中，参考图3a、3b和3e，下腔室
310包括第二通孔380。如图3a和3b所示，该第二通孔380用于一种或多种化学流体在第一空间332和装置300的外部之间流动。第二通孔380从装置300的外部穿过下腔室310与第一通道330的第一空间332连通。在一些实施例中，一种或多种化学流体可经由第二通孔380从装置300的外部流到第一空间332，然后通过过道360从第一空间332流到第一槽道350的第一槽道空间352。在一些实施例中，一种或多种化学流体可通过第一通孔370从装置300的外部流到第一通道330的第一空间332，然后通过过道360从第一空间332流到第一槽道空间352并通过第二通孔380流到装置300的外部。
73.在装置300的一些实施例或前述实施例的任何组合中，第二槽道390由上腔室320的边缘区域324构成并且位于第一槽道350上方。参照图3a至3d，第二槽道390由上腔室320的边缘区域324构成，并且靠近凸起部分340。第二槽道390提供第二槽道空间以流通化学药品。第二槽道390的开口面向下腔室310。第二槽道390位于第一槽道350上方，使得第一槽道350的第一槽道空间352可以与第二槽道390的第二槽道空间连通。第二槽道390是以与第一槽道350相同的设计。图3d和3e如示，第一槽道350和第二槽道390是环形的。除此之外，第一槽道350和第二槽道390分还可设计为小于360度的弧形。
74.在装置300的一些实施例或前述实施例的任何组合中，如图3a到3c所示，弹性部件392可以放置在第一槽道350和第二槽道390之间。在一些实施例中，弹性部件392放置在第一槽道空间352或第二槽道空间中。在一些实施例中，弹性部件392放置在第一槽道空间352和第二槽道空间中。在一些实施例中，弹性部件392可用于阻止一种或多种化学流体从第一空间332流动到第一槽道空间352。例如图3a到3c所示，弹性部件392的宽度比第一槽道350和第二槽道390的宽度宽。第一槽道350的内表面和/或第二槽道390的内表面抵住弹性部件392，防止一种或多种化学流体从第一空间332流到第一槽道空间352。
75.在装置300的一些实施例或前述实施例的任何组合中，弹性部件392可以是o形圈。
76.参考图4a至图4e，其示出了本发明的一种实施例提供的半导体处理装置400的结构示意图。图4b为图4a中圈e的放大示意图。图4c为图4b中圈f的放大示意图。图4d为图4a半导体处理装置400的下腔室420的俯视图。图4e为图4a半导体处理装置400的上腔室410的仰视图。
77.在一个实施例中，参考图4a至4e，装置400包含具有第一支撑区412的下腔室410。下腔室410和第一支撑区412可参考图2a至2f所示下腔室210和第一支撑区域212。装置400包含具有第二支撑区422的上腔室420。上腔室420和第二支撑区422可分别参考上文图2a到2f所示上腔室220和第二支撑区222。装置400包含由第一支撑区412的边缘区域构成的第一通道430。第一通道430可参考上文图2a到2f所述的第一通道230。参照图4a至4c和4e，第一通道430形成在下腔室420中的第一支撑区412的边缘区域处并且提供第一空间432以流动一种或多种化学流体来腐蚀晶圆100的边缘区域。第一通道430的第一空间432也可由第一通道430的内表面和晶圆100形成。晶圆100的整个或部分边缘区域容纳在第一通道430的第一空间432中，并且可以使用一种或多种化学流体可以接触并腐蚀晶圆100的边缘区域。
78.在装置400的一些实施例或前述实施例的任何组合中，如图4a至4d所示，上腔室420包括凸起部分440，其抵靠晶圆100的边缘并且使晶圆100的中心轴x-x与第二支撑区422的中心轴x'-x'对齐。凸起部分440可参照上文图2a到2e所描述的凸起部分240。在一些实施例中，凸起部分440面向下腔室410，位于第二支撑区422的下表面424附近。在一些实施例
中，凸起部分440包括多个围绕晶圆100均匀分布的抵靠晶圆100的边缘区域的突块。突块可参考上文图3a至3d所描述的突块342。
79.在装置400的一些实施例或前述实施例的任何组合中，凸起部分440包括相对第二支撑区442中心轴x'-x'的角度倾斜的内表面442，并且内表面442抵靠在晶圆100的边缘区域。参考图4a至4d，内表面442面向晶圆100并且与晶圆100的边缘接触。内表面442相对于参考轴z-z以角度γ倾斜。角度γ的范围可以在20
°‑
90
°
内。参考轴z-z平行于第二支撑区442的中心轴x'-x'。在一些实施例中，凸起部分440的内表面442与晶圆100的边缘接触并实施例抵靠在晶圆100的边缘，因此可将晶圆100的中心轴x-x与第二支撑区422的中心轴x'-x'对齐。在一些实施例中，凸起部分440的内表面442可以推动晶圆100，使得晶圆100的中心轴x-x以与第二支撑区422的中心轴x'-x'重叠。
80.在装置400的一些实施例或前述实施例的任何组合中，参照图4a、4c和4e，第一槽道450由下腔室410的边缘区域414构成并且提供可用于一种或多种化学流体流通的第一槽道空间452。第一槽道450、下腔室410的边缘区域414和第一槽道450的第一槽道空间452可分别参考前文图2a到2f所描述的第一槽道250、下腔室220的边缘区域214和第一槽道250的第一槽道空间252。在一些实施例中，过道460位于上腔室420和下腔室410之间，将第一空间432与第一槽道空间452连接，用于一种或多种化学流体通过过道460从第一空间432流到第一槽道空间452。过道460可参考上文图2a到2f所描述的过道260。在一些实施例中，如图4c所示，过道460位于晶圆100和下腔室410的第一上表面462之间。如图4c和4e所示，第一上表面462位于第一通道430和第一槽道450之间。
81.在装置400的一些实施例或前述实施例的任何组合中，参照图4a至4c和4e，下腔室420包含第一通孔470，使得一种或多种化学流体在第一空间432与装置400的外部之间流动。第一通孔470可参考上文图2a到2e所描述的第一通孔270。在一些实施例中，下腔室420还包括与第一通孔470基本相同的一个或多个第一通孔(如图4a和4e所示次第一通孔472)。一个或多个第一通孔的排列可参考图2a和2e所描述。
82.在装置400的一些实施例或前述实施例的任何组合中，参照图4a、4b和4e，第二通道480位于第一支撑区412的边缘区域并且提供第二空间482用于使用一种或多种化学流体腐蚀晶圆100的边缘区域。第二通道480可参考上文图2b、2c和2f中描述的第二通道280。在一些实施例中，第一通道430和第二通道480可以通过过道484连接，使得一种或多种化学流体经在第一通道430的第一空间432和第二通道480的第二空间482之间流动。参考图4b和4c，连接第一通道430和第二通道480的过道484由晶圆100和下腔室410的第一支撑区412形成。一种或多种化学流体可以通过过道484在第一空间432和第二空间482之间流动。在一些实施例中，一种或多种化学流体可以从第二空间482穿过过道484、第一空间432和过道460流到第一槽道空间452。
83.在装置400的一些实施例或前述实施例的任何组合中，参照图4a、4b和4e，下腔室410包括第二通孔490，使得一种或多种化学流体在第二空间482和装置400的外部之间流动。第二通孔490可参考图2a-2c所描述的第二通孔290。在一些实施例中，下腔室410还包括与第二通孔490基本相同的一个或多个第二通孔(如图4a和4e所示的次第二通孔492)。一个或多个第一通孔的排列可参考上文图2a描述的一个或多个第一通孔的排列。
84.图5为本发明中系统500示例包括一种半导体处理装置510和一种材料存储装置
520。装置510可参考上文图2a-2f、3a-3e和4a-4e所描述的装置200、装置300和装置400中任一装置。装置510包含具有支撑晶圆的第一支撑区的下腔室和具有第二支撑区的上腔室；上腔室与下腔室闭合以将晶圆固定在第一支撑区和第二支撑区之间；第一通道位于第一支撑区或第二支撑区的边缘区，第一通道提供第一空间以通过一种或多种化学流体来腐蚀晶圆的边缘区。在一些实施例中，上腔室包括凸起部分，该凸起部分抵靠晶圆的边缘使晶圆的中心轴与第二支撑区的中心轴对齐。材料存储装置520与装置备510连接，是存储一种或多种化学流体并且使一种或多种化学流体在装置510和材料存储装置520之间转移的装置。在一些实施例中，一种或多种化学流体可以选自h3po4、hf、hcl、hno3、h2o2或其任意组合。
85.在系统500的一些实施例或前述实施例的任何组合中，凸起部分与第二支撑区相邻并且朝向下腔室延伸。晶圆的中心轴垂直于晶圆的上表面，第二支撑区的中心轴垂直于上腔室的下表面，晶圆的上表面平行于第二个支撑区的下表面。在一些实施例中，凸起部分包含围绕晶圆的闭合回路，并且凸起部分均匀地抵靠在晶圆的边缘区域，使晶圆的中心轴与第二个支撑区的中心轴重叠。
86.在系统500的一些实施例或前述实施例的任何组合中，凸起部分与第二支撑区相邻并且朝向下腔室延伸。晶圆的中心轴垂直于晶圆的上表面，第二支撑区的中心轴垂直于上腔室的下表面，晶圆的上表面平行于第二个支撑区的下表面。在一些实施例中，凸起部分包括多个突块，环状分布在晶圆周围，用于均匀地抵靠在晶圆的边缘区域。
87.在系统500的一些实施例或前述实施例的任何组合中，在下腔室的边缘区域存在第一槽道并且提供第一槽道空间供一种或多种化学流体流通。在一些实施例中，上腔室和下腔室之间形成通道，将第一空间与第一槽道空间连接起来，使得一种或多种化学流体通过通道从第一空间流到第一槽道空间。在一些实施例中，在上腔室的边缘区域存在第二槽道并位于第一槽道上方。在一些实施例中，可以在第一槽道和第二槽道之间添加弹性部件，用于阻止一种或多种化学流体从第一空间流向第一槽道空间。
88.在系统500的一些实施例或前述实施例的任何组合中，系统500包括控制装置530。控制装置530可以完成对装置510和材料存储装置520的通信和控制。例如，控制装置530可控制上腔室在装载/卸载晶圆的第一位置与闭合上腔室和下腔室以处理晶圆的第二位置之间的移动；可控制一种或多种化学流体的流动速度和流动方向。控制装置530可检测一种或多种化学流体的流动速度、流动方向、状态以及装置510的故障。在一些实施例中，控制装置可以包括plc、控制器、传感器、存储设备(例如，存储器、硬盘驱动器、ssd等)。
89.图6为本发明实施例装置来处理半导体晶圆100的边缘区域的示例性方法600。该方法可以采用图2a-2f、3a-3e、4a-4e和5所描述的装置200、装置300、装置400或装置500中任一装置。
90.在实施例中，如图6所示步骤602中，装置200(或装置300、装置400或装置500)接收晶圆并将其放置在下腔室的第一支撑区上。步骤604中，装置将其上腔室与其下腔室闭合以将晶圆固定在上腔室的第一支撑区和第二支撑区之间。步骤606中，第一支撑区或第二支撑区的边缘区域形成第一通道，第一通道提供第一空间。步骤608中，该装置使用凸起部分抵靠晶圆的边缘并使晶圆的中心轴与第二支撑区的中心轴对齐。步骤610中，设备将一种或多种化学流体注入第一空间以腐蚀晶圆的边缘区域。
91.在方法600的一些实施例或前述实施例的任何组合中，在步骤602，晶圆由晶圆传
送设备放置到装置200(或装置300、装置400或装置500)下腔室的第一支撑区上。第一支撑区的上表面朝向晶圆。晶圆传送设备可以将晶圆放置在第一支撑区上表面上，使得晶圆的下表面的一部分被第一支撑区的上表面覆盖。在一些实施例中，装置200(或装置300、装置400或装置500)的上腔室处于第一位置时，晶圆可以被装载或卸载到第一支撑区。即，晶圆可以从晶圆传送设备传送到第一支撑区的上表面。
92.在方法600的一些实施例或前述实施例的任何组合中，步骤604中，装置200(或装置300、装置400或装置500)可将上腔室与下腔室闭合以将晶圆固定在上腔室的第一支撑区和第二支撑区之间。上腔室处于第二位置时，下腔室可与上腔室闭合并且晶圆固定在下腔室和上腔室之间以处理晶圆边缘区域。上腔室包括面向晶圆下表面的第二支撑区。上腔室与下腔室闭合以将晶圆放置在第一支撑区和第二支撑区之间。此时，晶圆可以固定在第二支撑区的下表面和第一支撑区的上表面之间。
93.在方法600的一些实施例或前述实施例的任何组合中，在步骤606，第一支撑区或第二支撑区域的边缘区域形成第一通道。第一通道还可形成在上腔室的下表面上，并且第一通道的开口面向晶圆。在一些实施例中，第一通道提供处理晶圆边缘区域的第一空间。例如，一种或多种化学流体在第一通道中流动并且腐蚀晶圆的边缘区域。在一些实施例中，第一通道可设计为闭环。在一些实施例中，第一通道可设计为圆形。装置200(或装置300、装置400或装置500)或晶圆传送设备将晶圆的整个或部分边缘区域放置在第一个空间中进行处理。在一些实施例中，第一通道可以设计为弧度小于360度的圆弧。装置200(或装置300、装置400或装置500)或晶圆传送设备将晶圆的部分边缘区域放置在第一个空间中进行处理。
94.在方法600的一些实施例或前述实施例的任何组合中，步骤608中，装置200(或装置300、400或500)的上腔室或下腔室上具有凸起部分分。该装置可以使用凸起部分抵靠晶圆的边缘。当上腔室从第一位置移动到第二位置的过程中，凸起部分与晶圆的边缘接触。然后，凸起部分抵靠晶圆的边缘并推动晶圆在下腔室的第一支撑区的上表面移动。当上腔室与下腔室闭合时，晶圆固定在第一支撑区的上表面，晶圆的中心轴x-x与第二支撑区的中心轴x'-x'平行。晶圆的中心轴x-x与第二支撑区的中心轴x'-x'之间的距离可以在0mm-0.1mm的范围内。在一些实施例中，凸起部分可以与第二支撑区相邻并且朝下腔室延伸。在一个实施例中，凸起部分紧邻第一通道。
95.在一些实施例中，凸起部分包含面向第二支撑区的中心轴x'-x'的内角。内角为凸起部分的内表面和第一通道的内表面交接形成并且面向第二支撑区的中心轴x'-x'。在一种实施例中，内角抵靠在晶圆的边缘区域。当上腔室从第一位置移动到第二位置时，凸起部分的内角会接触晶圆的边缘，然后抵靠晶圆的边缘，并且推动晶圆。在另一些实施例中，凸起部分的内表面接触晶圆的边缘，然后抵靠晶圆的边缘，推动晶圆。
96.在方法600的一些实施例或前述实施例的任何组合中，在步骤610，装置200(或装置300、装置400或装置500)可将一种或多种化学流体注入第一空间以用于腐蚀晶圆的边缘区域。一种或多种化学流体在第一空间中围绕晶圆的边缘流动并且腐蚀暴露于第一空间中的晶圆的边缘区域。在一些实施例中，装置包含将第一空间与装置的外部连接的通孔。一种或多种化学流体可以通过通孔流入第一空间。在一些实施例中，一种或多种化学流体可以通过通孔从第一空间流到装置的外部。在另一些实施例中，装置包括两个通孔，每个通孔分别连接第一空间与装置的外部。两个通孔相距一定距离。一种或多种化学流体通过一个通
孔流入第一空间并通过另一个通孔从第一空间流出装置。
97.某些实施例可以看作计算机程序产品，包括存储在非暂时性机器可读介质上的指令。这些指令可用于对通用或专用处理器进行编程以执行所描述的操作。机器可读介质包括用于以机器(例如，计算机)可读的形式(例如，软件、处理应用程序)存储或传输信息的任何机制。机器可读介质可以包括但不限于磁存储介质(例如软盘)、光存储介质(例如cd-rom)、磁光存储介质、只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、可擦除可编程存储器(例如，eprom和eeprom)、闪存或其他类型的适合存储电子指令的介质。机器可读介质可以被称为非暂时性机器可读介质。
98.以上描述旨在是说明性的，而不是限制性的。尽管已经参考具体的说明性示例描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于所描述的实施例。本发明的范围应当参考权利要求以及权利要求所授权的等效物的全部范围来确定。
99.此处所称的“一个实例(实施例)”或“实例(实施例)”是指与所述实施例相关的特定特征、结构或特性至少可包含于本发明至少一个实现方式中。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非必须都指同一个实施例，也不必须是与其他实施例互相排斥的单独或选择实施例。本发明中的“多个”、“若干”表示两个或两个以上。本发明中的“和/或”表示“和”或者“或”。此外，这里使用的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等意在作为区分不同元素的标签，并且根据它们的数字指定可能不一定具有顺序含义。因此，此处使用的术语仅用于描述特定实现的目的，并不旨在进行限制。
100.还应当注意，在一些替代实施例中，所指出的功能/动作可以不按图中所指出的顺序发生。例如，根据所涉及的功能/动作，连续示出的两个图实际上可以基本上同时执行或者有时可以以相反的顺序执行。
101.尽管以特定顺序描述了方法操作，但是应当理解，在所描述的操作之间可以执行其他操作。所描述的操作过程可以调整，使它们发生的时间略有不同，或者所描述的操作可以分布在系统中。该系统允许同时处理多个不相关程序。
102.本发明的许多修改和其他实施涉及到本领域的技术人员，技术人员具有相关行业知识以及部分原始数据。因此，应当理解，本发明不限于所公开的特定实施例，还包括在所附权利要求的范围内修改的其他实施例。此外，尽管前述描述和相关附图描述了在元件、功能的特定实施例组合的实现，但在所附权利要求书的范围的内，通过替代实现不同组合的元件、功能也包含在内。所附权利要求中，还包含了与上述明确描述的元件、功能不同的元件、功能组合。尽管本文使用了特定术语，但仅意在一般描述性，不用于限制目的。