清洗半导体衬底的方法和装置制造方法及图纸

一种使用超声波或兆声波装置(1003,2003)清洗半导体衬底(1010,2010)且不损伤半导体衬底(1010,2010)上的图案化结构的方法，包括：将液体喷射到半导体衬底(1010,2010)和超声波或兆声波装置(1003,2003)之间的间隙中；设置超声波或兆声波电源的频率为f1，功率为P1以驱动超声波或兆声波装置(1003,2003)；在液体中的气穴振荡损伤半导体衬底(1010,2010)上的图案化结构之前，设置超声波或兆声波电源的输出为零；待气泡内的温度下降到设定温度后，再次设置超声波或兆声波电源的频率为f1，功率为P1；分别检测频率为f1，功率为P1时的通电时间和断电时间或者检测超声波或兆声波电源每个输出波形的振幅；将检测到的通电时间和预设时间τ1进行比较，或者将检测到的断电时间和预设时间τ2进行比较，或者将检测到的每个波形的振幅和预设值进行比较；如果检测到的通电时间比预设时间τ1长，或者检测到的断电时间比预设时间τ2短，或者检测到的任一波形的振幅比预设值大，则关闭超声波或兆声波电源并发出报警信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】清洗半导体衬底的方法和装置
本专利技术涉及清洗半导体衬底的方法和装置，尤其涉及控制在清洗过程中超声波或兆声波装置产生的气穴振荡以在整片衬底上获得稳定或可控的气穴振荡，有效去除微粒，而不损伤衬底上的器件结构。
技术介绍
半导体器件是在半导体衬底上经过一系列不同的加工步骤形成晶体管和互连线而制成。近来，晶体管的建立由两维到三维，例如鳍型场效应晶体管。为了使晶体管终端能和半导体衬底电连接在一起，需要在半导体衬底的介质材料上做出导电的(例如金属)槽、孔及其他类似的结构作为器件的一部分。槽和孔可以在晶体管之间、内部电路以及外部电路传递电信号和能量。为了在半导体衬底上形成鳍型场效应晶体管和互连结构，半导体衬底需要经过多个步骤，如掩膜、刻蚀和沉积来形成所需的电子线路。特别是，多层掩膜和等离子体刻蚀步骤可以在半导体衬底的电介质层形成鳍型场效应晶体管和/或凹陷区域的图案作为晶体管的鳍和/或互连结构的槽和通孔。为了去除刻蚀或光刻胶灰化过程中在鳍结构和/或槽和通孔中产生的颗粒和污染，必须进行湿法清洗。特别是，当器件制造节点不断接近或小于14或16nm，鳍和/或槽和通孔的侧壁损失是维护临界尺寸的关键。为了减本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种使用超声波或兆声波装置清洗半导体衬底且不损伤半导体衬底上的图案化结构的方法，其特征在于，包括：将液体喷射到半导体衬底和超声波或兆声波装置之间的间隙中；设置超声波或兆声波电源的频率为f1，功率为P1以驱动超声波或兆声波装置；在液体中的气穴振荡损伤半导体衬底上的图案化结构之前，设置超声波或兆声波电源的输出为零；待气泡内的温度下降到设定温度后，再次设置超声波或兆声波电源的频率为f1，功率为P1；分别检测频率为f1，功率为P1时的通电时间和断电时间；将在频率为f1，功率为P1时检测到的通电时间和预设时间τ1进行比较，如果检测到的通电时间比预设时间τ1长，则关闭超声波或兆声波电源并发出报警信号；...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种使用超声波或兆声波装置清洗半导体衬底且不损伤半导体衬底上的图案化结构的方法，其特征在于，包括：将液体喷射到半导体衬底和超声波或兆声波装置之间的间隙中；设置超声波或兆声波电源的频率为f1，功率为P1以驱动超声波或兆声波装置；在液体中的气穴振荡损伤半导体衬底上的图案化结构之前，设置超声波或兆声波电源的输出为零；待气泡内的温度下降到设定温度后，再次设置超声波或兆声波电源的频率为f1，功率为P1；分别检测频率为f1，功率为P1时的通电时间和断电时间；将在频率为f1，功率为P1时检测到的通电时间和预设时间τ1进行比较，如果检测到的通电时间比预设时间τ1长，则关闭超声波或兆声波电源并发出报警信号；将检测到的断电时间和预设时间τ2进行比较，如果检测到的断电时间比预设时间τ2短，则关闭超声波或兆声波电源并发出报警信号；重复上述步骤直到半导体衬底被洗净。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别检测频率为f1，功率为P1时的通电时间和断电时间，包括：衰减超声波或兆声波电源输出波形的振幅；将振幅衰减后的正弦波转化为方波；将通电时间的脉冲信号转化为高电平信号，断电时间的低电平信号保持不变；测量高电平和低电平的时间并将测量的高电平和低电平的时间与预设时间τ1和预设时间τ2进行比较。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，衰减率的设置范围为5-100。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，实际通电时间等于τ-τ3，其中，τ是测量出的高电平的时间，τ3是超声波或兆声波电源关闭后，超声波或兆声波电源继续振荡多个周期的时间。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将检测到的通电时间和预设时间τ1进行比较，如果检测到的通电时间比预设时间τ1长，则关闭超声波或兆声波电源并发出报警信号，包括：将实际通电时间和预设时间τ1进行比较，如果实际通电时间比预设时间τ1长，则关闭超声波或兆声波电源并发出报警信号。6.一种使用超声波或兆声波装置清洗半导体衬底且不损伤半导体衬底上的图案化结构的方法，其特征在于，包括：将液体喷射到半导体衬底和超声波或兆声波装置之间的间隙中；设置超声波或兆声波电源的频率为f1，功率为P1以驱动超声波或兆声波装置；在液体中的气穴振荡损伤半导体衬底上的图案化结构之前，设置超声波或兆声波电源输出为零；待气泡内的温度下降到设定温度后，再次设置超声波或兆声波电源的频率为f1，功率为P1；检测超声波或兆声波电源输出的每个波形的振幅；将检测到的每个波形的振幅与预设值进行比较，如果检测到的任一波形的振幅比预设值大，则关闭超声波或兆声波电源并发出报警信号，其中预设值大于正常工作时的波形振幅；重复上述步骤直到半导体衬底被洗净。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，进一步包括：衰减超声波或兆声波电源输出波形的振幅；获得模拟直流参考电压Vref+和Vref-；将衰减后的振幅Vin和参考电压Vref+和Vref-进行比较，如果衰减后的振幅Vin超过参考电压Vref+和Vref-，则关闭超声波或兆声波电源并发出报警信号。8.一种使用超声波或兆声波装置清洗半导体衬底的装置，其特征在于，包括：支撑半导体衬底的卡盘；置于半导体衬底附近的超声波或兆声波装置；至少一个喷头将化学液体喷射到半导体衬底以及半导体衬底与超声波或兆声波装置之间的间隙中；超声波或兆声波电源；主机，设置超声波或兆声波电源的频率为f1，功率为P1以驱动超声波或兆声波装置，在液体中的气穴振荡损伤半导体衬底上的图案化结构之前，设置超声波或兆声波电源的输出为零，待气泡内的温度下降到设定温度后，再次设置超声波或兆声波电源的频率为f1，功率为P1；检测系统，分别检测频率为f1，功率为P1时的通电时间和断电时间，将在频率为f1，功率为P1时检测到的通电时间和预设时间τ1进行比较，如果检测到的通电时间比预设时间τ1长，检测系统发送报警信号到主机，主机接收到报警信号则关闭超声波或兆声波电源，将检测到的断电时间和预设时间τ2进行比较，如果检测到的断电时间比预设时间τ2短，检测系统发送报警信号到主机，主机接收到报警信号则关闭超声波或兆声波电源。9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述检测系统包括电压衰减电路、整形电路、主控制器、通信电路和电源电路。10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述电压衰减电路减小超声波或兆声波电源输出波形的振幅值。11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述电压衰减电路的衰减率设置范围为5-100。12.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，波形通过电压衰减电路后，波形(正弦波)输入到整形电路中，整形电路将正弦波转换为方波。13.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述主控制器包括脉冲转换模块和周期测量模块，脉冲转换模块将时间τ1的脉冲信号转化为高电平信号，时间τ2的低电平信号保持不变，周期测量模块通过计数器测量高电平和低电平的时间。14.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述主控制器将测量出的通电时间和预...

【专利技术属性】
技术研发人员：王俊，王晖，陈福发，陈福平，王坚，王希，张晓燕，金一诺，贾照伟，谢良智，李学军，
申请(专利权)人：盛美半导体设备上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31