CN110505742B - 晶圆表面电荷消除装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种晶圆表面电荷消除装置,其外壳形成一密闭腔体;隔板固定在外壳中部,其展开时使外壳形成的密闭腔体隔离为密闭上腔室及密闭下腔室;下腔室处的外壳侧壁设置有能打开及关闭的晶圆放置门;上极板设置在上腔室内并平行于隔板;外壳为绝缘材质;上极板及隔板均为导电材质;上极板连接有上电极;隔板连接有下电极;下腔室内放置有电荷量测装置及能升降及旋转的工作台;上腔室的侧壁设置通气接口。本发明还公开了该晶圆表面电荷消除装置的晶圆表面电荷消除方法。本发明能消除晶圆表面电荷对制造和量测等流程产生干扰,减少工艺缺陷,提高量测图形精度。
Description
技术领域
本发明涉及集成电路制造的电荷处理技术,特别涉及一种晶圆表面电荷消除装置及方法。
背景技术
随着集成电路制造工艺节点的不断微缩,光刻特征尺寸(CD,Criticaldimension)也不断减小,特征尺寸是衡量集成电路设计和制作水平的重要尺寸,其精确程度直接影响了半导体器件的电学等性能。
经过集成电路制造工艺的晶圆表面总是带有一些正负电荷,如光刻、干刻工艺后晶圆表面有正电荷积累,而晶圆经过多次CD SEM(特征尺寸扫描电子显微镜)的测量后会有负电荷积累。这些电荷的积累会对后续一些制造工艺和量测工艺造成极大的影响,如干刻工艺后清洗,由于晶圆电荷存在会在表面产生球状缺陷(defect);而电荷的存在也会影响二次电子量测设备对特征尺寸的量测精度。
目前,CD SEM是集成电路制造行业65nm及以下节点最常用的测量仪器,具有量测精度高、测试速度快等优点。CD SEM主要是借助电子束在半导体器件表面扫描,电子在半导体器件表面激发出次级电子,次级电子由探测体收集,并转化成光电信号,再经光电倍增管转换成为电信号,从而显示出与电子束同步的扫描图形。CD SEM的特征尺寸检测模块通过检测扫描图形的边界,然后自动输出半导体器件的特征尺寸。电荷的积累会对量测精度造成极大的影响,如果积累的是正电荷,CD SEM发出的电子束的电子被中和,使得激发的次级电子减少,产生的图像信号也将变弱;如果晶圆表面积累的是负电荷,由于图形表面电子的排斥作用,量测的值将越量越大,得不到特征尺寸的真实值。随着IC技术节点器件宽度逐步微缩到5~7nm,这种晶圆表面电荷积累原因造成对特征尺寸量测精度的影响将越来越明显,必须加以解决。
发明内容
本发明要解决的技术问题是消除晶圆表面电荷对制造和量测等流程产生干扰,减少工艺缺陷,提高量测图形精度。
为解决上述技术问题,本发明提供的晶圆表面电荷消除装置,其包括一外壳1、一隔板3及一上极板2;
所述外壳1形成一密闭腔体;
所述隔板3固定在所述外壳1中部,其收缩时所述外壳1形成的密闭腔体连通为一体,其展开时使所述外壳1形成的密闭腔体隔离为密闭上腔室及密闭下腔室;
隔板3同外壳1的侧壁及底板之间形成密闭下腔室,隔板3同外壳1的侧壁及顶板之间形成密闭上腔室;
下腔室处的外壳1侧壁设置有能打开及关闭的晶圆放置门;
所述上极板2设置在所述上腔室内并平行于所述隔板3;
所述外壳1为绝缘材质;
所述上极板2及隔板3均为导电材质;
所述上极板2连接有上电极21;
所述隔板3连接有下电极31;
所述下腔室内放置有电荷量测装置6及能升降及旋转的工作台5;
所述上腔室的侧壁设置有用于对上腔室充气及抽气的通气接口。
较佳的,所述工作台5与运动汽缸相连,能被运动汽缸驱动上升、下降以及旋转。
较佳的,晶圆表面电荷消除装置还包括气压量测计及充抽气装置7;
所述气压量测计用于检测所述上腔室内的气压;
所述充抽气装置7用于通过所述通气接口对上腔室抽气及充气。
较佳的,所述电荷量测装置6安装于工作台5旁边,用于检测工作台5所承载晶圆表面的电荷极性以及电量分布。
较佳的,所述晶圆表面电荷消除装置还包括控制器;
所述控制器,根据电荷量测装置6测量的晶圆表面的电荷极性以及电量分布,以及预存的相应晶圆表面电荷模型,计算出需要中和的电荷量,根据需要中和的电荷量确定需要的气体量,根据需要的气体量及上腔室体积确定目标气压值,根据目标气压值来控制所述充抽气装置7工作,对上腔室进行充气或抽气,直到气压量测计监测的上腔室气压达到目标气压值。
为解决上述技术问题,所述的晶圆表面电荷消除装置的晶圆表面电荷消除方法,包括以下步骤:
一.打开晶圆放置门,通过外部机械手将待处理晶圆9放置到工作台5上,然后关闭晶圆放置门;
二.展开隔板3形成完全隔断的上腔室和下腔室;
三.电荷量测装置6对待处理晶圆9表面电荷进行测量,如果待处理晶圆9表面电荷在设定范围内,进行步骤九,否则进行步骤四;
四.控制器根据待处理晶圆9表面的电荷极性以及电量分布,以及预存的相应晶圆表面电荷模型,计算出需要中和的电荷量,根据需要中和的电荷确定需要的气体量,根据确定需要的气体量及上腔室体积确定目标气压值,根据目标气压值来控制所述充抽气装置7工作,对上腔室进行充气或抽气,直到气压量测计监测的上腔室气压达到目标气压值;
五.通过上电极21和下电极31对上极板2和隔板3施加相反电性的直流电压,对上腔室内的气体进行电离,形成等离子气体;
六.隔板3断电,上极板2施加与待处理晶圆9表面的电荷相反的电压,收缩隔板3使得上腔室、下腔室连通,使上腔室内的带电空气进入下腔室,与工作台5上的待处理晶圆9接触,中和待处理晶圆9表面的电荷;
七.运动汽缸驱动工作台5带着待处理晶圆9向上移动并旋转;
八.经过设定时间后,进行步骤三;
九.打开晶圆放置门,通过外部机械手将工作台5上的待处理晶圆9取走,送入下一流程。
较佳的,下一流程为进入扫描电子显微镜真空腔进行特征尺寸测量。
较佳的,下一流程为集成电路制造的干刻清洗工艺。
较佳的,所述晶圆表面电荷模型,是通过测试收集各种工艺层次晶圆的电荷性质及电荷量建立。
较佳的,步骤六中,待处理晶圆9表面为正电荷,上极板2施加负电压。
为解决上述技术问题,本发明提供的另一种晶圆表面电荷消除装置,其包括一外壳1、一隔板3及一上极板2;
所述外壳1形成一密闭腔体;
所述隔板3固定在所述外壳1中部,其收缩时所述外壳1形成的密闭腔体连通为一体,其展开时使所述外壳1形成的密闭腔体隔离为密闭上腔室及密闭下腔室;
隔板3同外壳1的侧壁及底板之间形成密闭下腔室,隔板3同外壳1的侧壁及顶板之间形成密闭上腔室;
下腔室处的外壳1侧壁设置有能打开及关闭的晶圆放置门;
所述上极板2水平设置在所述上腔室顶部;
上腔室内还设置有强紫外光照射装置8;
所述外壳1为绝缘材质;
所述上极板2为导电材质;
所述上极板2连接有上电极21;
所述下腔室内放置有电荷量测装置6及能升降及旋转的工作台5;
所述上腔室的侧壁设置有用于对上腔室充气及抽气的通气接口。
较佳的,所述工作台5与运动汽缸相连,能被运动汽缸驱动上升、下降以及旋转。
较佳的,晶圆表面电荷消除装置还包括气压量测计及充抽气装置7;
所述气压量测计用于检测所述上腔室内的气压;
所述充抽气装置7用于通过所述通气接口对上腔室抽气及充气。
较佳的,所述电荷量测装置6安装于工作台5旁边,用于检测工作台5所承载晶圆表面的电荷极性以及电量分布。
较佳的,所述晶圆表面电荷消除装置还包括控制器;
所述控制器,根据电荷量测装置6测量的晶圆表面的电荷极性以及电量分布,以及预存的相应晶圆表面电荷模型,计算出需要中和的电荷量,根据需要中和的电荷量确定需要的气体量,根据需要的气体量及上腔室体积确定目标气压值,根据目标气压值来控制所述充抽气装置7工作,对上腔室进行充气或抽气,直到气压量测计监测的上腔室气压达到目标气压值。
较佳的,隔板3为绝缘材质。
较佳的,所述强紫外光照射装置8固定设置在上腔室的侧壁上。
为解决上述技术问题,所述晶圆表面电荷消除装置的晶圆表面电荷消除方法,包括以下步骤:
一.打开晶圆放置门,通过外部机械手将待处理晶圆9放置到工作台5上,然后关闭晶圆放置门;
二.展开隔板3形成完全隔断的上腔室和下腔室;
三.电荷量测装置6对待处理晶圆9表面电荷进行测量,如果待处理晶圆9表面电荷在设定范围内,进行步骤九,否则进行步骤四;
四.控制器根据待处理晶圆9表面的电荷极性以及电量分布,以及预存的相应晶圆表面电荷模型,计算出需要中和的电荷量,根据需要中和的电荷确定需要的气体量,根据确定需要的气体量及上腔室体积确定目标气压值,根据目标气压值来控制所述充抽气装置7工作,对上腔室进行充气或抽气,直到气压量测计监测的上腔室气压达到目标气压值;
五.打开强紫外光照射装置8,对上腔室内的气体进行电离,形成等离子气体;
六.隔板3断电,上极板2施加与待处理晶圆9表面的电荷相反的电压,收缩隔板3使得上腔室、下腔室连通,使上腔室内的带电空气进入下腔室,与工作台5上的待处理晶圆9接触,中和待处理晶圆9表面的电荷;
七.运动汽缸驱动工作台5带着待处理晶圆9向上移动并旋转;
八.经过设定时间后,进行步骤三;
九.打开晶圆放置门,通过外部机械手将工作台5上的待处理晶圆9取走,送入下一流程。
较佳的,下一流程为进入扫描电子显微镜真空腔进行特征尺寸测量。
较佳的,下一流程为集成电路制造的干刻清洗工艺。
较佳的,所述晶圆表面电荷模型,是通过测试收集各种工艺层次晶圆的电荷性质及电荷量建立。
较佳的,步骤六中,待处理晶圆9表面为正电荷,上极板2施加负电压。
本发明的晶圆表面电荷消除装置,上极板2、隔板3分别施加相反高压电可以电离上腔室内的空气,在将晶圆进行电荷敏感的IC制造工艺(如干刻清洗等)和量测(如SEM量测)前,可以将整个待处理晶圆9置于晶圆表面电荷消除装置的腔体中,用电离气体中存在的电荷中和待处理晶圆9表面附带的电荷,消除待处理晶圆9表面电荷,从而消除晶圆表面电荷对制造和量测等流程产生干扰,减少工艺缺陷,提高量测图形精度,得到更符合规范的集成电路制造流程。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案,下面对本发明所需要使用的附图作简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的晶圆表面电荷消除装置一实施例结构示意图;
图2是本发明的晶圆表面电荷消除装置一实施例的晶圆表面电荷消除方法示意图;
图3是本发明的晶圆表面电荷消除装置另一实施例结构示意图;
图4是本发明的晶圆表面电荷消除装置另一实施例的晶圆表面电荷消除方法示意图。
附图标记说明
1外壳;2上极板;21上电极;3隔板;31下电极;5工作台;6电荷量测装置;7充抽气装置;8强紫外光照射装置;9待处理晶圆。
具体实施方式
下面将结合附图,对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例一
如图1所示,晶圆表面电荷消除装置包括一外壳1、一隔板3及一上极板2;
所述外壳1形成一密闭腔体;
所述隔板3固定在所述外壳1中部,其收缩时所述外壳1形成的密闭腔体连通为一体,其展开时使所述外壳1形成的密闭腔体隔离为密闭上腔室及密闭下腔室;
隔板3同外壳1的侧壁及底板之间形成密闭下腔室,隔板3同外壳1的侧壁及顶板之间形成密闭上腔室;
下腔室处的外壳1侧壁设置有能打开及关闭的晶圆放置门;
所述上极板2设置在所述上腔室内并平行于所述隔板3;
所述外壳1为绝缘材质;
所述上极板2及隔板3均为导电材质;
所述上极板2连接有上电极21;
所述隔板3连接有下电极31;
所述下腔室内放置有电荷量测装置6及能升降及旋转的工作台5;
所述上腔室的侧壁设置有用于对上腔室充气及抽气的通气接口。
实施例一的晶圆表面电荷消除装置,上极板2、隔板3分别施加相反高压电可以电离上腔室内的空气,在将晶圆进行电荷敏感的IC制造工艺(如干刻清洗等)和量测(如SEM量测)前,可以将整个待处理晶圆9置于晶圆表面电荷消除装置的腔体中,用电离气体中存在的电荷中和待处理晶圆9表面附带的电荷,消除待处理晶圆9表面电荷,从而消除晶圆表面电荷对制造和量测等流程产生干扰,减少工艺缺陷、提高量测图形精度,得到更符合规范的集成电路制造流程。
实施例二
基于实施例一的晶圆表面电荷消除装置,所述工作台5与运动汽缸相连,能被运动汽缸驱动上升、下降以及旋转。
较佳的,晶圆表面电荷消除装置还包括气压量测计及充抽气装置7;
所述气压量测计用于检测所述上腔室内的气压;
所述充抽气装置7用于通过所述通气接口对上腔室抽气及充气。
较佳的,所述电荷量测装置6安装于工作台5旁边,用于检测工作台5所承载晶圆表面的电荷极性以及电量分布。
较佳的,所述晶圆表面电荷消除装置还包括控制器;
所述控制器,根据电荷量测装置6测量的晶圆表面的电荷极性以及电量分布,以及预存的相应晶圆表面电荷模型,计算出需要中和的电荷量,根据需要中和的电荷量确定需要的气体量,根据需要的气体量及上腔室体积确定目标气压值,根据目标气压值来控制所述充抽气装置7工作,对上腔室进行充气或抽气,直到气压量测计监测的上腔室气压达到目标气压值。
实施例三
基于实施例二的晶圆表面电荷消除装置的晶圆表面电荷消除方法,如图2所示,包括以下步骤:
一.打开晶圆放置门,通过外部机械手将待处理晶圆9放置到工作台5上,然后关闭晶圆放置门;
二.展开隔板3形成完全隔断的上腔室和下腔室;
三.电荷量测装置6对待处理晶圆9表面电荷进行测量,如果待处理晶圆9表面电荷在设定范围(设定范围根据后续工艺可接受范围确定)内,进行步骤九,否则进行步骤四;
四.控制器根据待处理晶圆9表面的电荷极性以及电量分布,以及预存的相应晶圆表面电荷模型,计算出需要中和的电荷量,根据需要中和的电荷确定需要的气体量,根据确定需要的气体量及上腔室体积确定目标气压值,根据目标气压值来控制所述充抽气装置7工作,对上腔室进行充气或抽气,直到气压量测计监测的上腔室气压达到目标气压值,以保证电离气体的电荷量可完全中和晶圆表面的电荷;
五.通过上电极21和下电极31对上极板2和隔板3施加相反电性的直流电压,对上腔室内的气体进行电离,形成等离子气体,得到的电荷量正好可以中和待处理晶圆9表面电荷;
六.隔板3断电,上极板2施加与待处理晶圆9表面的电荷相反的电压,收缩隔板3使得上腔室、下腔室连通,使上腔室内的带电空气进入下腔室,与工作台5上的待处理晶圆9接触,中和待处理晶圆9表面的电荷;
七.运动汽缸驱动工作台5带着待处理晶圆9向上移动并旋转,使得腔体中电荷与晶圆表面的电荷充分接触并更均匀的被中和;
八.经过设定时间后,进行步骤三;
九.打开晶圆放置门,通过外部机械手将工作台5上的待处理晶圆9取走,送入下一流程。
较佳的,下一流程为进入扫描电子显微镜SEM真空腔进行特征尺寸CD测量。这将会得到集成电路制造各层次更加真实CD值,从而提升整个集成电路量测流程中的精度,减少缺陷。
较佳的,下一流程为下一流程为集成电路制造的干刻清洗工艺,从而提升整个集成电路制造流程中的精度,减少缺陷。
较佳的,所述晶圆表面电荷模型,是通过测试收集各种工艺层次晶圆的电荷性质及电荷量建立。
较佳的,步骤六中,待处理晶圆9表面为正电荷,上极板2施加负电压,腔体中的正电荷移动到上极板2并中和,负电荷则被排斥向待处理晶圆9方向移动。
实施例四
如图3所示,晶圆表面电荷消除装置包括一外壳1、一隔板3及一上极板2;
所述外壳1形成一密闭腔体;
所述隔板3固定在所述外壳1中部,其收缩时所述外壳1形成的密闭腔体连通为一体,其展开时使所述外壳1形成的密闭腔体隔离为密闭上腔室及密闭下腔室;
隔板3同外壳1的侧壁及底板之间形成密闭下腔室,隔板3同外壳1的侧壁及顶板之间形成密闭上腔室;
下腔室处的外壳1侧壁设置有能打开及关闭的晶圆放置门;
所述上极板2水平设置在所述上腔室顶部;
上腔室内还设置有强紫外光照射装置8;
所述外壳1为绝缘材质;
所述上极板2为导电材质;
所述上极板2连接有上电极21;
所述下腔室内放置有电荷量测装置6及能升降及旋转的工作台5;
所述上腔室的侧壁设置有用于对上腔室充气及抽气的通气接口。
实施例四的晶圆表面电荷消除装置,上腔室内设置的强紫外光照射装置8发出的光可以电离上腔室内的空气,在将晶圆进行电荷敏感的IC制造工艺(如干刻清洗等)和量测(如SEM量测)前,可以将整个待处理晶圆9置于晶圆表面电荷消除装置的腔体中,用电离气体中存在的电荷中和待处理晶圆9表面附带的电荷,消除待处理晶圆9表面电荷,从而消除晶圆表面电荷对制造和量测等流程产生干扰,减少工艺缺陷,提高量测图形精度,得到更符合规范的集成电路制造流程。
实施例五
基于实施例四的晶圆表面电荷消除装置,所述工作台5与运动汽缸相连,能被运动汽缸驱动上升、下降以及旋转。
较佳的,晶圆表面电荷消除装置还包括气压量测计及充抽气装置7;
所述气压量测计用于检测所述上腔室内的气压;
所述充抽气装置7用于通过所述通气接口对上腔室抽气及充气。
较佳的,所述电荷量测装置6安装于工作台5旁边,用于检测工作台5所承载晶圆表面的电荷极性以及电量分布。
较佳的,所述晶圆表面电荷消除装置还包括控制器;
所述控制器,根据电荷量测装置6测量的晶圆表面的电荷极性以及电量分布,以及预存的相应晶圆表面电荷模型,计算出需要中和的电荷量,根据需要中和的电荷量确定需要的气体量,根据需要的气体量及上腔室体积确定目标气压值,根据目标气压值来控制所述充抽气装置7工作,对上腔室进行充气或抽气,直到气压量测计监测的上腔室气压达到目标气压值。
较佳的,隔板3为绝缘材质。
较佳的,所述强紫外光照射装置8固定设置在上腔室的侧壁上,处于隔板3的上方但并不随隔板3移动,其可以垂直或平行隔板3放置或者环绕在密闭上腔室等。
实施例六
基于实施例五的晶圆表面电荷消除装置的晶圆表面电荷消除方法,如图4所示,包括以下步骤:
一.打开晶圆放置门,通过外部机械手将待处理晶圆9放置到工作台5上,然后关闭晶圆放置门;
二.展开隔板3形成完全隔断的上腔室和下腔室;
三.电荷量测装置6对待处理晶圆9表面电荷进行测量,如果待处理晶圆9表面电荷在设定范围(设定范围根据后续工艺可接受范围确定)内,进行步骤九,否则进行步骤四;
四.控制器根据待处理晶圆9表面的电荷极性以及电量分布,以及预存的相应晶圆表面电荷模型,计算出需要中和的电荷量,根据需要中和的电荷确定需要的气体量,根据确定需要的气体量及上腔室体积确定目标气压值,根据目标气压值来控制所述充抽气装置7工作,对上腔室进行充气或抽气,直到气压量测计监测的上腔室气压达到目标气压值,以保证电离气体的电荷量可完全中和晶圆表面的电荷;
五.打开强紫外光照射装置8,对上腔室内的气体进行电离,形成等离子气体,得到的电荷量正好可以中和待处理晶圆9表面电荷;
六.隔板3断电,上极板2施加与待处理晶圆9表面的电荷相反的电压,收缩隔板3使得上腔室、下腔室连通,使上腔室内的带电空气进入下腔室,与工作台5上的待处理晶圆9接触,中和待处理晶圆9表面的电荷;
七.运动汽缸驱动工作台5带着待处理晶圆9向上移动并旋转;
八.经过设定时间后,进行步骤三;
九.打开晶圆放置门,通过外部机械手将工作台5上的待处理晶圆9取走,送入下一流程。
较佳的,下一流程为进入扫描电子显微镜SEM真空腔进行特征尺寸CD测量。这将会得到集成电路制造各层次更加真实CD值,从而提升整个集成电路量测流程中的精度,减少缺陷。
较佳的,下一流程为下一流程为集成电路制造的干刻清洗工艺,从而提升整个集成电路制造流程中的精度,减少缺陷。
较佳的,所述晶圆表面电荷模型,是通过测试收集各种工艺层次晶圆的电荷性质及电荷量建立。
较佳的,步骤六中,待处理晶圆9表面为正电荷,上极板2施加负电压,腔体中的正电荷移动到上极板2并中和,负电荷则被排斥向待处理晶圆9方向移动。
以上仅为本申请的优选实施例,并不用于限定本申请。对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (22)
1.一种晶圆表面电荷消除装置,其特征在于,其包括一外壳(1)、一隔板(3)及一上极板(2);
所述外壳(1)形成一密闭腔体;
所述隔板(3)固定在所述外壳(1)中部,其收缩时所述外壳(1)形成的密闭腔体连通为一体,使上腔室内的带电空气进入下腔室,与工作台(5)上的待处理晶圆(9)接触,中和待处理晶圆(9)表面的电荷;其展开时使所述外壳(1)形成的密闭腔体隔离为密闭上腔室及密闭下腔室,通过上电极(21)和下电极(31)对上极板(2)和隔板(3)施加相反电性的直流电压,对上腔室内的气体进行电离,形成等离子气体;
隔板(3)同外壳(1)的侧壁及底板之间形成密闭下腔室,隔板(3)同外壳(1)的侧壁及顶板之间形成密闭上腔室;
下腔室处的外壳(1)侧壁设置有能打开及关闭的晶圆放置门;
所述上极板(2)设置在所述上腔室内并平行于所述隔板(3);
所述外壳(1)为绝缘材质;
所述上极板(2)及隔板(3)均为导电材质;
所述上极板(2)连接有上电极(21);
所述隔板(3)连接有下电极(31);
所述下腔室内放置有电荷量测装置(6)及能升降及旋转的工作台(5);
所述上腔室的侧壁设置有用于对上腔室充气及抽气的通气接口。
2.根据权利要求1所述的晶圆表面电荷消除装置,其特征在于,
所述工作台(5)与运动汽缸相连,能被运动汽缸驱动上升、下降以及旋转。
3.根据权利要求2所述的晶圆表面电荷消除装置,其特征在于,
晶圆表面电荷消除装置还包括气压量测计及充抽气装置(7);
所述气压量测计用于检测所述上腔室内的气压;
所述充抽气装置(7)用于通过所述通气接口对上腔室抽气及充气。
4.根据权利要求3所述的晶圆表面电荷消除装置,其特征在于,
所述电荷量测装置(6)安装于工作台(5)旁边,用于检测工作台(5)所承载晶圆表面的电荷极性以及电量分布。
5.根据权利要求4所述的晶圆表面电荷消除装置,其特征在于,
所述晶圆表面电荷消除装置还包括控制器;
所述控制器,根据电荷量测装置(6)测量的晶圆表面的电荷极性以及电量分布,以及预存的相应晶圆表面电荷模型,计算出需要中和的电荷量,根据需要中和的电荷量确定需要的气体量,根据需要的气体量及上腔室体积确定目标气压值,根据目标气压值来控制所述充抽气装置(7)工作,对上腔室进行充气或抽气,直到气压量测计监测的上腔室气压达到目标气压值。
6.一种权利要求5所述的晶圆表面电荷消除装置的晶圆表面电荷消除方法,其特征在于,包括以下步骤:
一.打开晶圆放置门,通过外部机械手将待处理晶圆(9)放置到工作台(5)上,然后关闭晶圆放置门;
二.展开隔板(3)形成完全隔断的上腔室和下腔室;
三.电荷量测装置(6)对待处理晶圆(9)表面电荷进行测量,如果待处理晶圆(9)表面电荷在设定范围内,进行步骤九,否则进行步骤四;
四.控制器根据待处理晶圆(9)表面的电荷极性以及电量分布,以及预存的相应晶圆表面电荷模型,计算出需要中和的电荷量,根据需要中和的电荷确定需要的气体量,根据确定需要的气体量及上腔室体积确定目标气压值,根据目标气压值来控制所述充抽气装置(7)工作,对上腔室进行充气或抽气,直到气压量测计监测的上腔室气压达到目标气压值;
五.通过上电极(21)和下电极(31)对上极板(2)和隔板(3)施加相反电性的直流电压,对上腔室内的气体进行电离,形成等离子气体;
六.隔板(3)断电,上极板(2)施加与待处理晶圆(9)表面的电荷相反的电压,收缩隔板(3)使得上腔室、下腔室连通,使上腔室内的带电空气进入下腔室,与工作台(5)上的待处理晶圆(9)接触,中和待处理晶圆(9)表面的电荷;
七.运动汽缸驱动工作台(5)带着待处理晶圆(9)向上移动并旋转;
八.经过设定时间后,进行步骤三;
九.打开晶圆放置门,通过外部机械手将工作台(5)上的待处理晶圆(9)取走,送入下一流程。
7.根据权利要求6所述的晶圆表面电荷消除方法,其特征在于,
下一流程为进入扫描电子显微镜真空腔进行特征尺寸测量。
8.根据权利要求6所述的晶圆表面电荷消除方法,其特征在于,
下一流程为集成电路制造的干刻清洗工艺。
9.根据权利要求6所述的晶圆表面电荷消除方法,其特征在于,
所述晶圆表面电荷模型,是通过测试收集各种工艺层次晶圆的电荷性质及电荷量建立。
10.根据权利要求6所述的晶圆表面电荷消除方法,其特征在于,
步骤六中,待处理晶圆(9)表面为正电荷,上极板(2)施加负电压。
11.一种晶圆表面电荷消除装置,其特征在于,其包括一外壳(1)、一隔板(3)及一上极板(2);
所述外壳(1)形成一密闭腔体;
所述隔板(3)固定在所述外壳(1)中部,其收缩时所述外壳(1)形成的密闭腔体连通为一体,使上腔室内的带电空气进入下腔室,与工作台(5)上的待处理晶圆(9)接触,中和待处理晶圆(9)表面的电荷;其展开时使所述外壳(1)形成的密闭腔体隔离为密闭上腔室及密闭下腔室,打开强紫外光照射装置(8),对上腔室内的气体进行电离,形成等离子气体;
隔板(3)同外壳(1)的侧壁及底板之间形成密闭下腔室,隔板(3)同外壳(1)的侧壁及顶板之间形成密闭上腔室;
下腔室处的外壳(1)侧壁设置有能打开及关闭的晶圆放置门;
所述上极板(2)水平设置在所述上腔室顶部;
上腔室内还设置有强紫外光照射装置(8);
所述外壳(1)为绝缘材质;
所述上极板(2)为导电材质;
所述上极板(2)连接有上电极(21);
所述下腔室内放置有电荷量测装置(6)及能升降及旋转的工作台(5);
所述上腔室的侧壁设置有用于对上腔室充气及抽气的通气接口。
12.根据权利要求11所述的晶圆表面电荷消除装置,其特征在于,
所述工作台(5)与运动汽缸相连,能被运动汽缸驱动上升、下降以及旋转。
13.根据权利要求12所述的晶圆表面电荷消除装置,其特征在于,
晶圆表面电荷消除装置还包括气压量测计及充抽气装置(7);
所述气压量测计用于检测所述上腔室内的气压;
所述充抽气装置(7)用于通过所述通气接口对上腔室抽气及充气。
14.根据权利要求13所述的晶圆表面电荷消除装置,其特征在于,
所述电荷量测装置(6)安装于工作台(5)旁边,用于检测工作台(5)所承载晶圆表面的电荷极性以及电量分布。
15.根据权利要求14所述的晶圆表面电荷消除装置,其特征在于,
所述晶圆表面电荷消除装置还包括控制器;
所述控制器,根据电荷量测装置(6)测量的晶圆表面的电荷极性以及电量分布,以及预存的相应晶圆表面电荷模型,计算出需要中和的电荷量,根据需要中和的电荷量确定需要的气体量,根据需要的气体量及上腔室体积确定目标气压值,根据目标气压值来控制所述充抽气装置(7)工作,对上腔室进行充气或抽气,直到气压量测计监测的上腔室气压达到目标气压值。
16.根据权利要求11所述的晶圆表面电荷消除装置,其特征在于,
隔板(3)为绝缘材质。
17.根据权利要求11所述的晶圆表面电荷消除装置,其特征在于,
所述强紫外光照射装置(8)固定设置在上腔室的侧壁上。
18.一种权利要求11所述的晶圆表面电荷消除装置的晶圆表面电荷消除方法,其特征在于,包括以下步骤:
一.打开晶圆放置门,通过外部机械手将待处理晶圆(9)放置到工作台(5)上,然后关闭晶圆放置门;
二.展开隔板(3)形成完全隔断的上腔室和下腔室;
三.电荷量测装置(6)对待处理晶圆(9)表面电荷进行测量,如果待处理晶圆(9)表面电荷在设定范围内,进行步骤九,否则进行步骤四;
四.控制器根据待处理晶圆(9)表面的电荷极性以及电量分布,以及预存的相应晶圆表面电荷模型,计算出需要中和的电荷量,根据需要中和的电荷确定需要的气体量,根据确定需要的气体量及上腔室体积确定目标气压值,根据目标气压值来控制充抽气装置(7)工作,对上腔室进行充气或抽气,直到气压量测计监测的上腔室气压达到目标气压值;
五.打开强紫外光照射装置(8),对上腔室内的气体进行电离,形成等离子气体;
六.隔板(3)断电,上极板(2)施加与待处理晶圆(9)表面的电荷相反的电压,收缩隔板(3)使得上腔室、下腔室连通,使上腔室内的带电空气进入下腔室,与工作台(5)上的待处理晶圆(9)接触,中和待处理晶圆(9)表面的电荷;
七.运动汽缸驱动工作台(5)带着待处理晶圆(9)向上移动并旋转;
八.经过设定时间后,进行步骤三;
九.打开晶圆放置门,通过外部机械手将工作台(5)上的待处理晶圆(9)取走,送入下一流程。
19.根据权利要求18所述的晶圆表面电荷消除方法,其特征在于,
下一流程为进入扫描电子显微镜真空腔进行特征尺寸测量。
20.根据权利要求18所述的晶圆表面电荷消除方法,其特征在于,
下一流程为集成电路制造的干刻清洗工艺。
21.根据权利要求18所述的晶圆表面电荷消除方法,其特征在于,
所述晶圆表面电荷模型,是通过测试收集各种工艺层次晶圆的电荷性质及电荷量建立。
22.根据权利要求18所述的晶圆表面电荷消除方法,其特征在于,
步骤六中,待处理晶圆(9)表面为正电荷,上极板(2)施加负电压。
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