高精度蒸汽相分解-滴收集(VPD-DC)扫描制造技术

本发明专利技术涉及用于在晶圆的表面上执行蒸汽相分解

【技术实现步骤摘要】
高精度蒸汽相分解
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滴收集(VPD
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DC)扫描


[0001]本专利技术大体涉及晶圆加工处理，并且更具体地涉及对晶圆中的杂质的分析。

技术介绍

[0002]半导体工业的发展对晶圆例如硅片的纯度提出了严格的要求，其规格通常超出高于常规分析技术的灵敏度。VPD
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DC(蒸汽相分解
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滴收集)是一种用于将杂质浓缩在晶圆的表面以改善后续分析过程灵敏度的样品制备方法。
[0003]在VPD
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DC的第一个步骤中，晶圆的表面氧化物在HF(氟化氢)气氛中被蚀刻。随后，使用小液滴在晶圆的表面上扫描，以收集并在液滴内预先浓缩表面杂质。借助于例如电感耦合等离子体质谱(ICPMS)或原子吸收光谱(AAS)的湿化学分析可在该样品上执行。另选地，液滴被干燥，以用于干燥样品分析，例如全反射X
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射线荧光分析(TXRF)。
[0004]在实践中，在处理该耗时费力的工序的过程中的主要改进是全自动化系统的发展，所述全自动化系统允许执行盒到盒VPD
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DC处理。这些系统包括紧挨着盒式工位和用于晶圆转移的机器人模块的、用于容纳蚀刻、扫描和可选的干燥过程的两个或三个处理模块。用于扫描的处理模块通常包括旋转晶圆载物台或扫描台、用于液滴沉积的移液管、以及用于捕获所述液滴并将所述液滴引导到晶圆的表面上的扫描管。一旦刚刚被蚀刻的晶圆被放置在扫描台上、被对准、且其平面/凹口被定向，扫描工序便被启动。移液管在晶圆的表面上沉积扫描液体的液滴。扫描管然后接起液滴，并且如果适当，例如以螺旋轨迹或仅覆盖表面的环的轨迹在晶圆的表面上引导所述液滴。在扫描完成之后，移液管再次吸起已携带有溶质的扫描液体，并将其转移以用于进一步的分析。
[0005]在VPD
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DC的变型实施方式中，即所谓的斜面扫描，扫描液体仅以圆形轨迹沿晶圆的边缘/斜面被引导。在该变型实施方式中，液滴未被沉积在晶圆的表面上，而是被沉积在基本上是小的凹形高台的形式的液滴保持器上，该液滴保持器被放置在晶圆的圆周边缘线下方。液滴然后被固定在扫描管和液滴保持器之间，并且当晶圆在扫描台上旋转时，晶圆的边缘从侧面接触所固定的液滴。
[0006]由于液滴的固有最小尺寸和变形能力，因此仅对很窄的条带，例如上部斜面的仅1mm宽的条带，进行精确扫描迄今为止还没有实质有意义的可能性。然而，扫描非常精确和狭窄的条带和区域的能力在一些应用中已引起人们的兴趣。

技术实现思路

[0007]本专利技术旨在提供允许扫描非常精确和狭窄的条带和区域的系统及方法。
[0008]在此背景下，本专利技术涉及一种在晶圆的表面上进行VPD
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DC的方法，该方法包括以下步骤：a)在可旋转的扫描台上放置经蚀刻的晶圆；b)相对于彼此定位移液管和晶圆，使得移液管的尖端靠近所述晶圆的表面，但不与晶圆的表面接触；c)操作移液管，使得扫描液体的鼓包从移液管的通道突出并接触晶圆的表面；以及d)旋转晶圆，以沿晶圆的表面对从移液管的通道突出的扫描液体的鼓包进行引导。
[0009]因此，相比于现有技术，本专利技术没有在晶圆的表面沉积扫描液体的液滴、或在斜面扫描的情况下的液滴保持器上沉积扫描液体的液滴，并且不使用扫描管横跨晶圆的表面或沿晶圆边缘对液滴进行引导。本专利技术更确切地说仅依赖于从移液管的尖端突出但从未离开的液体鼓包，并且该液体鼓包并未沉积在晶圆的表面或液滴保持器上。不再需要单独的扫描杆，因为移液管已经起到了扫描杆的作用。
[0010]相比于完整的液滴，仅依赖于从移液管的尖端突出的液体鼓包的方式允许非常精细地控制扫描区域并减小可被扫描的条带的最小宽度。例如，该方法允许扫描非常精细的条带，例如在晶圆的上部斜面的小于2mm或甚至小于1mm宽的条带，这在一些应用中是所需要的。在一些实施方案中，本专利技术使得如在先前的基于液滴的方法那样使用小得多的液体体积来进行分析，这是因为由液滴施加的液体体积没有固有的下限。
[0011]晶圆可以是硅片，但本专利技术还可适用于任何其他类型的晶圆。
[0012]大体上，VPD
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DC的扫描液体通常为HF和H2O2的水性溶液。
[0013]在一个实施方案中，该方法为斜面扫描VPD
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DC。在该实施方案中，在步骤b)中，移液管和晶圆相对于彼此定位，使得移液管的尖端靠近所述晶圆的斜面，但不与晶圆的斜面接触。在步骤d)中，晶圆被旋转，以沿晶圆的斜面对从移液管的通道突出的扫描液体的鼓包进行引导。
[0014]通常，尤其是对于斜面扫描VPD
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DC的情况，可优选的是，移液管的尖端具有斜角，以形成成角度的移液管通道开口。该角度与晶圆的斜面的角度近似对应。这导致专利技术构思内的晶圆的斜面的润湿得到改善。
[0015]在其他实施方案中，特别是如果期望对晶圆的平坦表面进行全部或部分的扫描，则移液管的尖端优选为均匀平坦的。
[0016]仅使用从移液管突出的鼓包来进行扫描过程要求移液管的尖端和晶圆的相对位置具有非常高的精确度。
[0017]针对该目的，除了使用线扫描相机在扫描台上对晶圆进行粗略的对中操作之外，该方法还包括使用具有高灵敏度的相机在扫描台上对晶圆进行改善的对中操作，这允许以小于10μm、优选地小于8μm、或甚至小于5μm的精确度确定xy平面中的晶圆的边缘或xz平面中的移液管的尖端的位置。该高灵敏度相机优选为2D相机。该方法还可使用此类高灵敏度相机对移液管的尖端和晶圆边缘/斜面的相对位置进行微调。对于对相对位置进行的任何微调改变，使用扫描台的梭动件系统相比于使用机械臂系统可为更优选的，因为梭动件系统在移动中可达到更高的精确度。
[0018]在一个实施方案中，可利用高灵敏度的相机监测鼓包的轮廓。该轮廓的照片可被分析，以确定扫描的成功率，例如确定在鼓包和晶圆的表面之间形成的液膜中是否有撕裂。除了指示扫描是否成功之外，该轮廓的照片还传达了关于鼓包的体积在扫描期间是否发生了改变的信息。
[0019]此外，由于晶圆可以是不完美的并且不是理想的圆形，因此，为了进一步改善特别是在斜面扫描过程中的精确度，该方法包括基于来自高灵敏度的相机的预先录制好的照片，在扫描期间持续调整所述扫描台和移液管的尖端的相对位置。对于该持续调整过程，同样地，使用扫描台的梭动件系统为优选的。
[0020]在一个实施方案中，鼓包的体积可在扫描期间被调整，以考虑由蒸发导致的液体
的鼓包的假设的体积减小、或由湿度增加导致的鼓包的假设的体积增大。在监测鼓包的轮廓的情况下，如先前描述的，鼓包的体积可基于从扫描期间的照片提取的信息来进行调整，以考虑鼓包的实际的体积减小或增大。
[0021]在初始描述的背景下，本专利技术还涉及用于在晶圆的表面上执行VPD
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DC的系统，该系统包括扫描模块，该扫描模块包括：可旋转的扫描台，该可旋转的扫描台用于在其上放置经蚀刻的晶圆；移液管，该移液管用于使扫描液体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在晶圆的表面上执行蒸汽相分解
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滴收集(VPD
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DC)的方法，包括以下步骤：a)在可旋转的扫描台上放置经蚀刻的晶圆；b)相对于彼此定位移液管和晶圆，使得所述移液管的尖端靠近所述晶圆的表面，但不与所述晶圆的表面接触；c)操作所述移液管，使得扫描液体的鼓包从所述移液管的通道突出并接触所述晶圆的表面；以及d)旋转所述晶圆，以沿所述晶圆的表面对从所述移液管的通道突出的所述扫描液体的鼓包进行引导。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法为斜面扫描VPD
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DC，其中，在步骤b)中，所述移液管和所述晶圆相对于彼此定位，使得所述移液管的尖端靠近所述晶圆的斜面，但不与所述晶圆的斜面接触，并且其中，在步骤d)中，所述晶圆被旋转，以沿所述晶圆的斜面对从所述移液管的通道突出的所述扫描液体的鼓包进行引导。3.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述方法包括使用2D相机使所述晶圆在水平扫描台上对中，所述2D相机允许以小于10μm、优选地小于8μm的精确度确定xy平面中的所述晶圆的边缘的位置。4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，所述方法包括使用相机对xz平面中的所述移液管的尖端和xy平面中的所述晶圆的斜面的相对位置进行微调，所述相机优选为允许以小于10μm、优选地小于8μm的精确度确定所述晶圆的边缘和所述移液管的尖端的位置的2D相机。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特，
申请(专利权)人：PVA特普拉股份公司，
类型：发明
国别省市：