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引言
在半導(dǎo)體襯底(晶圓)清洗中，濕法清洗必不可少。濕法清洗可以包括化學(xué)和機(jī)械方法，用于濕法蝕刻薄膜層和/或去除晶片表面上的顆粒。在現(xiàn)有技術(shù)中，濕法清潔的一種方式包括使用聲能清潔裝置。一種聲能清潔裝置利用一種工藝，其中晶片被放置在液體浴中，并且高頻輻射或空化被施加到浴中的液體。同時(shí)，液體中的化學(xué)物質(zhì)為晶片上的層提供了表面蝕刻。表面蝕刻和空化共同提供清潔晶片表面的機(jī)械和化學(xué)作用。
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介紹
用于濕晶片清洗的速率監(jiān)視器。速率監(jiān)視器連接到單晶片清洗設(shè)備，以測(cè)量和控制濕法清洗過(guò)程。在晶片清洗過(guò)程中，當(dāng)晶片被液體覆蓋時(shí)，速率監(jiān)測(cè)器可以監(jiān)測(cè)晶片一部分的變化速率，并及時(shí)預(yù)測(cè)濕法清洗過(guò)程的終點(diǎn)。終點(diǎn)的知識(shí)可用于優(yōu)化和控制清潔過(guò)程的各個(gè)方面。
簡(jiǎn)而言之，在單晶片清洗過(guò)程中，速率監(jiān)視器被用來(lái)監(jiān)視晶片的一部分發(fā)生變化的速率，例如覆蓋晶片的薄膜。基于變化發(fā)生的速率，速率監(jiān)視器可以及時(shí)預(yù)測(cè)終點(diǎn)參考。終點(diǎn)可以對(duì)應(yīng)于濕式清潔過(guò)程的一個(gè)階段將結(jié)束而另一個(gè)階段將開(kāi)始的時(shí)間點(diǎn)。一旦預(yù)測(cè)了終點(diǎn)，就可以在實(shí)際終點(diǎn)發(fā)生之前控制濕法清洗過(guò)程，使得通常會(huì)在終點(diǎn)發(fā)生之后執(zhí)行的事件現(xiàn)在可以在預(yù)測(cè)終點(diǎn)之前執(zhí)行。換句話說(shuō)，速率監(jiān)視器可以確定濕法清洗過(guò)程的結(jié)束有多快，確定在到達(dá)終點(diǎn)之前需要做什么，以及做什么那些需要做的事情。因此，清潔過(guò)程的下一階段可以在沒(méi)有不必要的切換延遲的情況下進(jìn)行，從而加速了清潔過(guò)程。單晶片清洗裝置中的示例性清洗工藝包括薄h1m去除(例如氧化物、氮化物、光刻膠)、顆粒去除、選擇性薄膜去除等。因此，速率監(jiān)視器可以觀察晶片的各種特征之一，例如薄的h1m厚度、溶液的化學(xué)變化等。
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實(shí)驗(yàn)
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，可以在單晶片清洗設(shè)備中使用速率監(jiān)視器來(lái)去除晶片上的薄膜。在半導(dǎo)體工藝中，必須在整個(gè)半導(dǎo)體工藝的不同時(shí)間利用清洗技術(shù)來(lái)從晶片上去除薄膜。例如，在晶片上形成晶體管的過(guò)程中，作為形成晶體管的工藝的一部分，可能需要將柵極氧化物層直接生長(zhǎng)到晶片的頂部。然而，在可以生長(zhǎng)柵極氧化物之前，可能需要在晶片內(nèi)形成隔離區(qū)，這可能需要直接在晶片表面上沉積各種薄的fi1m層，例如襯墊氧化物層和氮化物掩模層。一旦形成隔離區(qū)，就需要去除襯墊氧化物層和氮化物掩模層，使得柵極氧化物可以直接沉積在晶片表面上。
去除這些薄的fi1m層(例如氧化物、氮化物等)。)可以通過(guò)濕法蝕刻來(lái)完成。濕法蝕刻，也稱為覆蓋蝕刻，將晶片上暴露于蝕刻劑的所有表面暴露出來(lái)，對(duì)于去除薄fi1m層而不損壞下面的晶片非常有用。濕法蝕刻在本文中也可以被描述為“濕法清洗”，因?yàn)闈穹ㄎg刻是清洗過(guò)程的一部分，并且可以包括其他清洗步驟(例如，沖洗、成腔等)。)傾向于去除濕法蝕刻后可能留下的蝕刻劑的任何殘留物或薄h1m層的顆粒。因此，濕法清洗工藝是半導(dǎo)體制造的重要部分。
因此，晶片可以被放置在單晶片清潔裝置內(nèi)。速率監(jiān)視器可以位于原位，或者換句話說(shuō)，位于晶片清洗裝置內(nèi)部。速率監(jiān)視器可以包括光學(xué)測(cè)量設(shè)備，例如橢偏儀，以進(jìn)行與晶片上的薄fi1m的厚度相關(guān)的光學(xué)測(cè)量。光學(xué)測(cè)量裝置可以進(jìn)行光學(xué)測(cè)量，或者換句話說(shuō)，測(cè)量光束的光程長(zhǎng)度，該光程長(zhǎng)度與晶片上薄fi1m的厚度相關(guān)，因?yàn)楸i1m正被濕法蝕刻、清洗或者以清潔裝置處理的其他方式。因此，光學(xué)測(cè)量是實(shí)時(shí)進(jìn)行的，或者是在濕法工藝發(fā)生時(shí)進(jìn)行的，并且光學(xué)測(cè)量可用于確定蝕刻速率和基于蝕刻速率預(yù)測(cè)濕法清洗工藝的終點(diǎn)。速率監(jiān)視器或與晶片清洗裝置相關(guān)聯(lián)的其他裝置可以利用終點(diǎn)來(lái)優(yōu)化和控制清洗過(guò)程的各個(gè)方面，這些方面可以在到達(dá)終點(diǎn)之前及時(shí)發(fā)生，為到達(dá)終點(diǎn)之后可能發(fā)生的額外處理做準(zhǔn)備。
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總結(jié)
1.單晶片清洗裝置，用于向晶片提供濕法清洗工藝；連接到單晶片清洗裝置的速率監(jiān)視器，用于測(cè)量和控制濕法清洗過(guò)程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述速率監(jiān)視器用于測(cè)量濕法清洗蝕刻的進(jìn)展速率，預(yù)測(cè)濕法清洗蝕刻的時(shí)間終點(diǎn)，并提供控制信號(hào)，所述控制信號(hào)可用于在到達(dá)終點(diǎn)之前控制單晶片清洗裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述速率監(jiān)視器包括:單晶片清潔裝置內(nèi)部的光學(xué)測(cè)量裝置，用于進(jìn)行與覆蓋晶片的薄fi1m層的薄fi1m厚度相關(guān)的光學(xué)測(cè)量；和連接到光學(xué)測(cè)量裝置的工藝控制器，該工藝控制器基于光學(xué)測(cè)量確定濕法清洗蝕刻期間薄fi1m的蝕刻速率，基于蝕刻速率預(yù)測(cè)濕法清洗蝕刻的終點(diǎn)，并基于預(yù)測(cè)的終點(diǎn)向單晶片清洗裝置提供控制信號(hào)。