[發明專利]一種具有在線監測功能的半導體清洗裝置

在審

• 申請號: 202010139262.1
• 申請日: 2020-03-03
• 公開（公告）號: CN111370348A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 劉勝;李瑞;東芳;王詩兆;韓旭;陽學進
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 齊晨潔

本發明涉及一種具有在線監測功能的半導體清洗裝置，包括：清洗腔室、用于對刻蝕后陣列基片進行清洗的清洗裝置、監測腔室、抽氣裝置、用于監測清洗后陣列基片外觀形貌及表面粗糙度的第一監測裝置、用于監測清洗后陣列基片表面晶相變化的第二監測裝置、用于監測清洗后陣列基片表面翹曲變化的第三監測裝置以及傳送裝置，清洗裝置及監測腔室依次與蝕刻腔連通，抽氣裝置的進氣口與監測腔室連通，第一監測裝置及第二監測裝置設于監測腔室上，第三監測裝置設于監測腔室內。本發明提供的半導體清洗裝置中利用相應的監測裝置對清洗后陣列基片進行監測，從而實現在線獲得晶相組分、表面粗糙度等參數，以反饋并調節清洗工藝并進一步提高生產效率和良品率。

技術領域

本發明涉及工藝監測技術領域，尤其涉及一種具有在線監測功能的半導體清洗裝置。

背景技術

無論是集成電路、先進封裝、半導體照明器件還是功率電子器件，它們的性能優劣均高度依賴于對半導體材料清洗過程的品質控制。

在半導體材料清洗過程中，要達到清洗材料的均勻性、高效率、低損傷、低殘留、無再氧化等要求，在材料清洗過程中，需要對清洗池內反應溫度、清洗后材料的翹曲、清洗的速度、清洗液流量、清洗沖擊壓力、清洗裝置溫度等對材料性能具有直接影響的指標參數進行實時精確控制。

隨著半導體器件的微細化、高密度集成化以及配線多層化等的快速發展，在半導體材料制備過程中，顆粒和金屬雜質、表面吸附化學物質等微小的沾污物質，對半導體材料的合格率和可靠性的影響越來越顯著。因此，去除表面殘留物的清洗過程成為影響半導體材料可靠性和成品率的重要技術過程。

目前，關于半導體材料清洗過程中清洗質量的監測已開展一定的研究，并取得部分成果。但是，主要集中在單一方面的檢測，檢測能力較差，而材料清洗過程涉及到材料微觀結構的演變、材料的應力變化等過程。目前，缺少采用多種更先進的測量手段來檢測這些微觀的變化過程，以從本質上探索材料清洗的過程，從而更科學的優化材料清洗過程，為不同材料確定最佳的清洗工藝。

發明內容

針對上述問題，現提供一種具有在線監測功能的半導體清洗裝置，旨在在線監測獲得陣列基片的表面形貌、粗糙度及晶相組織等信息反向優化清洗工藝。

具體技術方案如下：

一種具有在線監測功能的半導體清洗裝置，具有這樣的特征，包括：清洗腔室、設于清洗腔室內并用于對刻蝕后陣列基片進行清洗的清洗裝置、監測腔室、抽氣裝置、用于監測清洗后陣列基片外觀形貌及表面粗糙度的第一監測裝置、用于監測清洗后陣列基片表面晶相變化的第二監測裝置、用于監測清洗后陣列基片表面翹曲變化的第三監測裝置以及用于傳送陣列基片的傳送裝置，清洗裝置及監測腔室依次與蝕刻腔連通，抽氣裝置的進氣口與監測腔室連通，第一監測裝置及第二監測裝置設于監測腔室上，第三監測裝置設于監測腔室內。

上述的半導體清洗裝置，還具有這樣的特征，清洗裝置包括用于承載刻蝕后陣列基片的清洗池及位于清洗池上方并用于對清洗池內陣列基片進行清洗的清洗噴嘴，清洗噴嘴設于清洗腔室內。

上述的半導體清洗裝置，還具有這樣的特征，清洗裝置還包括用于加熱并控制清洗池溫度的溫控臺，清洗池坐設于溫控臺上，溫控臺固定于傳送裝置上。

上述的半導體清洗裝置，還具有這樣的特征，第一監測裝置包括透鏡結構和電子發生結構，透鏡結構設于電子發生結構上，電子發生結構固定于監測腔室上。

上述的半導體清洗裝置，還具有這樣的特征，第一監測裝置還包括二軸滑臺，二軸滑臺設于監測腔室頂部，電子發生結構設于二軸滑臺中的縱向滑臺上。

上述的半導體清洗裝置，還具有這樣的特征，第二監測裝置包括X射線發生器及X射線探測器，X射線發生器和X射線探測器固定于監測腔室上。

上述的半導體清洗裝置，還具有這樣的特征，第三監測裝置包括CCD相機和CCD相機一側的光線發生器，CCD相機及光線發生器設于監測腔室上。