机台腔体监控装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种机台腔体监控装置，包括：温度传感器，用以测量腔体内半导体上覆盖的液体层的温度；图形传感器，用以测量腔体内半导体上覆盖的液体层的形态。据此，采用本实用新型专利技术提供的机台腔体的监控装置，能够直接监控清洗或湿法刻蚀化学反应处的实时温度、实时反应物接触情况（液体膜层在半导体上覆盖的情况），从而能够采集到对工艺影响的更直接的技术参数，提升了清洗或湿法刻蚀工艺的工艺精度，扩大了该工艺的适用半导体加工的技术节点范围。

Machine cavity monitoring device

【技术实现步骤摘要】
机台腔体监控装置
本技术涉及半导体制造设备
，特别涉及一种机台腔体监控装置。
技术介绍
在半导体器件的制造过程中，随着技术节点的不断提升，加工精度的要求不断提升。在清洗、或湿法工艺过程中，使用药液与晶片上的某层、残留物或副产物进行化学反应。药液的主要成分是酸类、碱类或纯水。常用的清洗液有，标准清洗一号液（SC1），SC1是由氨水（NH4OH）、双氧水（H2O2）、水（H2O）按一定的比例混合而成；标准清洗二号液（SC2），SC2是由氯化氢（HCl）、双氧水（H2O2）、水（H2O）按一定的比例混合而成；SPM清洗液是由硫酸（H2SO4）、双氧水（H2O2）、水（H2O）按一定的比例混合而成；DHF清洗液是由氟化氢（HF）、双氧水（H2O2）、水（H2O）按一定的比例混合而成。湿法刻蚀通常用到，氢氟酸、氟化铵、硝酸、醋酸、水、KOH溶液、异丙醇、磷酸、超纯水等物质。在半导体工艺流程中，目前所使用的清洗机台一般都是单片清洗模式。为了保证工艺参数的精准，通常通过机台本身的软件，如故障检测与分类（FaultDetectionandClassification,FDC）系统方式监控晶片工艺过程。现有技术，对加工精度要求不高，目前清洗工艺中，通过监测混合罐中药液的温度、浓度，监控管路中流量、压力等参数数据反馈给FDC系统，建立故障与混合罐中的药液的参数关系来模糊控制半导体加工工艺。在药液流动过程中，浓度、或流量、或压力变化不大，或者现有技术中有采取相关措施解决了因气泡、易分解物质等原因造成的变化，而且，其浓度或流量或压力的变化与流体管路行程影响较小，但是，药液通过复杂的流体管路流到腔体时温度变化较大，并且管路的热传导性能、管路的行程都会影响温度。而且，现有技术的没有对药液覆盖在被加工晶圆的状态进行监控，由于流体的出口的冲击动力，会影响已经覆盖在被加工晶圆表面的药液的形态（换句话说，“飞溅”导致了药液膜层的均匀厚度被破坏，使得药液分布不均匀）。化学反应中，参与反应的液体浓度、流量、压力、温度、接触情况均对反应速率产生重要影响，目前半导体湿法刻蚀或者清洗工艺机台中，对浓度、流量、压力、温度进行间接测量，而未对接触情况进行监测。当技术节点要求变高，关键尺寸越来越小，现有技术的监控装置已经不能满足半导体加工的精度要求。具体的，参阅图1A所示，现有技术的清洗或湿法刻蚀机台组成包括，混合罐体01，液体输送管路02包括了第一进口021（用于96%浓硫酸的进口），第二进口022（用于水或双氧水等物质的进口），回液进口023（用于SPM清洗液的进口），腔体内出口024（用于向半导体的表面喷洒清洗液）。在管路02上还设有加热器（Heater）03。对工艺参数的监控主要有在混合罐体01中进行温度测量、浓度测量的装置04，和在管路02上进行流量测量、压力测量的装置05。测得的温度、浓度、流量、压力均是间接的，在管路02中，液体的热量会有散失，而且加热器03后的温度情况是经验控制没有温度反馈控制，从而对腔体06中的半导体07上的液体层08的直接的反应温度没有准确的测量。而且，参阅图1B、1C所示，由于管路出口024的出口流体的流量、压力等控制不当，会造成半导体07上液体层08的形态产生影响，图1B中展示的是液体层的形态较好，液体层的膜厚都差不多，比较均匀，而图1C中展示的是液体层的形态较差，液体层的膜厚由于飞溅变得不均匀，从而影响了液体和半导体这两个化学反应物的接触情况。现有技术的问题在于，半导体清洗或湿法刻蚀机台的工艺参数监控，这样的监控是间接监控，因而采用这些工艺参数与最终故障分析以改进或随时调整工艺参数，已经不能满足半导体加工的精度要求。
技术实现思路
为了解决以上技术问题，本技术提供一种机台腔体监控装置，其目的在于：在半导体清洗或湿法刻蚀的过程中，能够监控影响上述两种工艺的更为直接的工艺参数，进一步提升清洗和湿法刻蚀的加工精度，从而满足技术节点提升的技术趋势。为了达到上述目的，本技术提供了一种机台腔体监控装置，包括：温度传感器，用以测量腔体内半导体上覆盖的液体层的温度；图形传感器，用以测量腔体内半导体上覆盖的液体层的形态。优选地，所述机台腔体监控装置，还包括：液体传输管路，所述液体传输管路包含液体出口，所述液体出口将所述液体覆盖到所述腔体内的半导体上。优选地，所述液体传输管路包含流量传感器用以测量所述液体的流量；所述液体传输管路包含压力传感器用以测量所述液体在管路中的压力。优选地，所述机台腔体监控装置，还包括：混合罐，所述混合罐用以混合生成所述液体；所述混合罐中设有浓度传感器。优选地，所述机台腔体监控装置，还包括：混合罐，所述混合罐用以混合生成所述液体；液体传输管路，所述液体传输管路包含液体出口，所述液体出口将所述液体覆盖到所述腔体内的半导体上；所述混合罐中设有浓度传感器；所述液体传输管路包含流量传感器用以测量所述液体的流量；所述液体传输管路包含压力传感器用以测量所述液体在管路中的压力；所述混合罐通过所述液体传输管路与所述腔体连接。优选地，所述温度传感器为红外线测温仪，所述温度传感器安装在所述腔体内。优选地，所述图形传感器为电荷耦合器件，所述图形传感器安装在所述腔体内。优选地，所述机台腔体为湿法刻蚀机台腔体，所述液体为刻蚀液。优选地，所述机台腔体为清洗机台腔体，所述液体为清洗液。优选地，所述机台腔体监控装置，还包括排液槽，所述排液槽用以排除反应后的液体。与现有技术相比，本技术提供了一种机台腔体监控装置，包括：温度传感器，用以测量腔体内半导体上覆盖的液体层的温度；图形传感器，用以测量腔体内半导体上覆盖的液体层的形态。据此，采用本技术提供的机台腔体的监控装置，能够直接监控清洗或湿法刻蚀化学反应处的实时温度、实时反应物接触情况（液体膜层在半导体上覆盖的情况），从而能够采集到对工艺影响的更直接的技术参数，提升了清洗或湿法刻蚀工艺的工艺精度，扩大了该工艺的适用半导体加工的技术节点范围。附图说明图1A为现有技术的半导体清洗或湿法刻蚀的工艺参数监控情况示意图。图1B、图1C为半导体表面液体层形态的示意图。图2A为本技术的机台腔体监控装置的一实施例的结构示意图。图2B为本技术的机台腔体监控装置的温度传感器、图像传感器的布置实施例的示意图。附图标记说明。现有技术：混合罐体01液体输送管路02第一进口021第二进口022回液进口023腔体内出口024加热器（Heater）03温度测量、浓度测量的装置04流量测量、压力测量的装置05腔体06半导体07液体层08；本技术：温度传感器1温度传感器11温度传感器12图形传本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机台腔体监控装置，其特征在于，包括：/n温度传感器，用以测量腔体内半导体上覆盖的液体层的温度；/n图形传感器，用以测量腔体内半导体上覆盖的液体层的形态。/n

【技术特征摘要】
1.一种机台腔体监控装置，其特征在于，包括：
温度传感器，用以测量腔体内半导体上覆盖的液体层的温度；
图形传感器，用以测量腔体内半导体上覆盖的液体层的形态。


2.根据权利要求1所述的机台腔体监控装置，其特征在于，还包括：
液体传输管路，所述液体传输管路包含液体出口，所述液体出口将所述液体覆盖到所述腔体内的半导体上。


3.根据权利要求2所述的机台腔体监控装置，其特征在于，
所述液体传输管路包含流量传感器用以测量所述液体的流量；
所述液体传输管路包含压力传感器用以测量所述液体在管路中的压力。


4.根据权利要求1-3之一所述的机台腔体监控装置，其特征在于，还包括：
混合罐，所述混合罐用以混合生成所述液体；
所述混合罐中设有浓度传感器。


5.根据权利要求1所述的机台腔体监控装置，其特征在于，还包括：
混合罐，所述混合罐用以混合生成所述液体；
液体传输管路，所述液体传输管路包含液体出口，所述液体...

【专利技术属性】
技术研发人员：池国维，刘厥扬，胡展源，
申请(专利权)人：上海华力集成电路制造有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31