TWI635550B - 基板污染物分析裝置 - Google Patents

Abstract

根據本發明的基板污染物分析方法，包括隔著時間間隔向所述分析物件基板順次供應用於蝕刻分析物件基板的蝕刻溶液的液滴和用於所述蝕刻溶液的稀釋的稀釋溶液的液滴的過程，所述蝕刻溶液及所述稀釋溶液通過流路向所述噴嘴輸送。

根據本發明，具有在晶圓的特定地點獲得深度方向的摻雜分佈圖的效果，尤其，使用掃描溶液稀釋蝕刻溶液，從而，相比只使用蝕刻溶液的情況，使得試料的量增大，由此，能夠更加容易地通過分析儀進行分析，並降低污染物的殘留現象。

Description

基板污染物分析裝置

本發明涉及一種能夠通過In-Line分析金屬原子等污染物的基板污染物分析裝置及基板污染物分析方法。

作為以往有關半導體晶圓的污染物分析裝置，公開了一種為了分析在晶圓表面吸附的金屬性污染源，自動掃描晶圓表面而捕集污染物的裝置結構等。

在半導體製造程序中發生的缺點(Defect)或不良及長期使用時壽命縮短等的主要原因之一是因為金屬(金屬)雜質。但，金屬雜質不僅存在於晶圓表面，還存在於晶圓內部(基體：Bulk)，此類金屬雜質在晶圓製造工藝中可直接形成於基體，也可因金屬雜質的特性從外部入侵於基體，從而，在基體區域形成的此類金屬雜質成為元件的電性異常等不良原因。

但，上述的基板污染物分析裝置存在如下問題：即只能掃描晶圓表面，只能分析晶圓表面的污染，而無法分析在晶圓基體(Bulk)記憶體在的污染物，或無法獲得在晶圓的特定地點由深度方向的摻雜分佈圖。

並且，基板污染物分析裝置是導入半導體製造程序中的光監控晶圓進行氣相分解後，利用噴嘴掃描後分析儀進行分 析。基板污染物分析在氣相分解及掃描過程中伴隨化學蝕刻的處理，並廢棄完成分析的光監控晶圓，因此，光監控晶圓的消耗費用較高。

本發明的目的為提供一種能夠解決至少一種上述的以往技術的問題點的基板污染物分析裝置及分析方法，本發明的目的為能夠分析在晶圓的基體(Bulk)記憶體在的污染物的基板污染物分析裝置及分析方法。

並且，本發明的另一目的為提供一種能夠獲得在晶圓的特定地點由深度方向的摻雜分佈圖的基板污染物分析裝置及分析方法。

並且，本發明的另一目的為能夠回收利用為分析而使用的光監控晶圓的基板污染物分析裝置及分析方法。

本發明要解決的技術問題並非限定於以上提及的技術問題，本發明的技術領域的技術人員能夠通過下述的記載明確理解未提及的其他技術性問題。

根據本發明的一實施例的基板污染物分析裝置，作為在分析物件基板上利用噴嘴捕集污染物後進行分析的基板污染物分析裝置，其特徵在於，所述噴嘴包括噴嘴尖頭部，在所述噴嘴尖頭部的內側沿著縱向形成有排氣通道，該排氣通道成為排出在蝕刻所述分析物件基板的過程中發生的氣體的通道。

根據本發明的一實施例的基板污染物分析裝置，作 為在分析物件基板上利用噴嘴捕集污染物後進行分析的基板污染物分析裝置，其特徵在於，所述噴嘴的噴嘴尖頭部包括第一噴嘴尖頭和包裹所述第一噴嘴尖頭的外周面的第二噴嘴尖頭，通過所述第一噴嘴尖頭和所述第二噴嘴尖頭的間隔排出淨化氣體，在所述第一噴嘴尖頭的內側沿著縱向形成有排氣通道。

根據本發明的一實施例的基板污染物分析方法，作為利用在分析物件基板上利用噴嘴捕集污染物後進行分析的基板污染物分析裝置的基板污染物分析方法，其特徵在於，包括第1步驟，向所述分析物件基板隔著時間間隔順次供應為蝕刻所述分析物件基板的蝕刻溶液的液滴和用於稀釋所述蝕刻溶液的稀釋的稀釋溶液的液滴，並且，所述蝕刻溶液及所述稀釋溶液通過流路輸送至噴嘴。

根據本發明的一實施例的基板污染物分析方法，作為利用在分析物件基板上利用噴嘴捕集污染物後進行分析的基板污染物分析裝置的基板污染物分析方法。

根據本發明的一實施例的基板污染物分析裝置，作為導入接收在半導體製造程序中的晶圓進行氣相分解後，將捕集污染物的溶液向分析儀輸送，並通過所述分析儀進行分析的基板污染物分析裝置，其特徵在於，包括回收利用單元，其為了回收利用完成所述污染物的捕集的晶圓，在通過晶圓夾夾持的狀態下，通過至少包括酸系列或鹽基系列的化學物質的溶液進行處理；所述晶圓夾包括晶圓夾持器，其可旋轉地固定於托架，具有與所述 晶圓的側面接觸的接觸部和第一磁石，所述晶圓夾持器當所述晶圓夾旋轉時，所述接觸部向加壓所述晶圓的側面的方向旋轉。

根據本發明的一實施例的基板污染物分析裝置，作為包括為了捕集．分析分析物件晶圓的污染物，在所述捕集前將所述晶圓安置於晶圓夾元件的狀態下進行氣相分解的氣相分解單元的基板污染物分析裝置，其特徵在於，所述晶圓夾組件，包括：托架，由所述晶圓夾元件的旋轉中心以放射狀延伸；多個真空夾噴嘴，安裝於所述托架，在所述安置時使得所述晶圓的下部點接觸的狀態下，真空吸入並夾持。

根據本發明的一實施例的基板污染物分析裝置，作為包括為了捕集．分析分析物件晶圓的污染物，在所述捕集前將所述晶圓安置於晶圓夾元件的狀態下進行氣相分解的氣相分解單元的基板污染物分析裝置，其特徵在於，所述晶圓夾組件，包括：托架，由所述晶圓夾元件的旋轉中心以放射狀延伸；承載銷，安裝於所述托架，在所述安置時使得所述晶圓的下部點接觸的狀態下，擱置所述晶圓；晶圓導引件，安裝於所述托架，在所述安置時導引所述晶圓的側面。

10‧‧‧裝載埠

20‧‧‧機器人

30‧‧‧定位單元

40‧‧‧VPD單元

50‧‧‧掃描單元

51‧‧‧掃描台

52‧‧‧掃描模組

53‧‧‧噴嘴

60‧‧‧回收利用單元

70‧‧‧分析儀

80‧‧‧樣本溶液導入部

81‧‧‧第1開關閥門

82‧‧‧第1樣本管道

83‧‧‧第1液體感測器

90‧‧‧標準溶液導入部

91‧‧‧第2開關閥門

92‧‧‧第2樣本管道

93‧‧‧第2液體感測器

94‧‧‧T字管

100‧‧‧試料導入部

121‧‧‧掃描溶液容器

131‧‧‧點蝕刻液容器

201‧‧‧第一噴嘴尖頭

202‧‧‧第二噴嘴尖頭

203‧‧‧噴嘴主體

204‧‧‧套管

205‧‧‧第1托架

206‧‧‧第2托架

207‧‧‧第3托架

208‧‧‧噴嘴托架

209‧‧‧噴嘴頭

210‧‧‧噴嘴尖頭部

211‧‧‧溶液排出管道

212‧‧‧溶液供應管道

213‧‧‧排氣管道

214‧‧‧排氣通道

215‧‧‧空間部

216‧‧‧連通口

300‧‧‧基體用氣相分解單元

310‧‧‧腔室

320‧‧‧晶圓

311‧‧‧蝕刻氣體導入部

312‧‧‧蝕刻氣體反應空間

330‧‧‧晶圓夾

340‧‧‧晶圓承載板

400‧‧‧蝕刻氣體供應部

410‧‧‧蝕刻液容器

421‧‧‧載氣供應線

422‧‧‧蝕刻氣體傳送線

430‧‧‧加熱器

500‧‧‧蝕刻氣體供應部

510‧‧‧蝕刻液容器

530‧‧‧加熱器

560‧‧‧噴霧裝置

570‧‧‧噴霧室

700‧‧‧晶圓夾組件

800‧‧‧晶圓夾組件

第1圖為圖示根據本發明的一實施例的基板污染物分析裝置的整體構成的平面圖；第2圖為模式性地表示在根據本發明的一實施例的基板污染 物分析裝置中為供應及輸送掃描溶液/蝕刻溶液、樣本溶液及標準溶液等的流路及閥門等的附圖；第3圖為表示根據本發明的一實施例的為獲得點基體蝕刻及樣本的噴嘴的構成的附圖，第3(A)圖為正面圖，第3(B)圖為截面圖；第4圖為表示根據本發明的一實施例的點基體蝕刻及樣本生成過程的附圖；第5圖為表示根據本發明的一實施例的基體用氣相分解單元的截面圖；第6圖為表示根據本發明的一實施例的基體用氣相分解單元中腔室的上部的截面圖；第7圖為模式性地表示根據本發明的一實施例的基體氣相分解用蝕刻氣體供應部的附圖；第8圖為模式性地表示本發明的其他實施例的基體氣相分解用蝕刻氣體供應部的附圖；第9圖為根據本發明的一實施例的回收利用單元的截面圖；第10圖為本發明的其他實施例的回收利用單元的截面圖；第11圖為以回收利用單元的晶圓夾元件為中心按各個動作位置圖示的附圖；第12圖為圖示在根據本發明的一實施例的氣相分解單元中改善的結構的晶圓夾元件的附圖；第13圖為表示本發明的其他實施例的氣相分解單元中改善的結構的晶圓夾元件的附圖；第14圖為表示本發明的其他實施例的基體用氣相分解單元 中腔室的上部的截面圖。

參照附圖詳細說明本發明的實施例，以便本發明的技術領域的普通技術人員容易地實施。但，本發明可以各種不同的形態體現，並非限定於在此說明的實施例。並且，為了明確地說明本發明，附圖中省略了與說明無關的部分，在整篇說明書中對於類似的部分使用了類似的名稱及附圖符號。

術語的意義

在本說明書中，'基板'包括半導體晶圓、LCD基板、OLED基板等，如果未特別地限定，'基板'不僅意指製造工藝中的初始狀態，也可為氧化膜、多晶矽層、金屬層，層間膜或元件等形成一個以上的狀態。

在本說明書中，'掃描'包括基板的整體或部分區域的掃描，同時根據情況包括在基板的特定點為了獲得點深度摻雜分佈圖(Point Depth Profile)而由深度方向的掃描。

在本說明書中只要不與其他記載相沖，'掃描溶液'是指為了掃描基板或捕集基板的污染物向噴嘴供應或為供應的溶液，並且，根據情況也可為在通常的掃描中慣用的溶液，'樣本溶液'是指捕集基板的污染物等的溶液。

基板污染物分析裝置的整體構成及動作

第1圖為表示根據本發明的一實施例的基板污染物分析裝置的整體構成的平面圖。

本發明的基板污染物分析裝置，包括：裝載埠(10)、機器人(20)、定位單元(30)、VPD單元(40)、掃描單元(50)、回收利用單元(60)及分析儀(70)。

裝載埠(10)位於基板污染物分析裝置的一側，開放收納基板的片匣，而提供將基板向基板污染物分析裝置的內部導入的通道。機器人(20)用於夾持基板，在基板污染物分析裝置的各個構成要素之間自動輸送基板，更詳細地，在裝載埠(10)的片匣、定位單元(30)、VPD單元(40)、掃描單元(50)及回收利用單元(60)之間輸送基板。定位單元(30)執行整列基板的功能，尤其，為了在掃描台(51)上裝載基板之前整列基板的中心而使用。

VPD單元(40)是對於基板進行氣相分解(VPD：Vapor Phase Decomposition)的氣相分解單元，包括：用於導入基板的導入口及門、工藝腔室、形成於工藝腔室內部的承載板，晶圓夾元件及蝕刻氣體噴射口等，通過氣體狀態的蝕刻劑，將基板的表面或基體進行蝕刻。

掃描單元(50)包括掃描台(51)及掃描模組(52)，掃描台(51)執行安置在VPD單元(40)進行氣相分解的基板等，在安置基板的狀態下使用掃描模組(52)掃描基板的過程中使得基板旋轉的功能。掃描模組(52)形成於掃描台(51)的一側，包括鄰近基板而將掃描溶液及/或蝕刻溶液等向基板供應的噴嘴(53：參照第2圖)和在一端搭載噴嘴的狀態使得噴嘴的位置移動至例如3軸方向的掃描模組臂。噴嘴及掃描模組可形成為一個或多個。掃描單元(50) 的噴嘴通過流路供應蝕刻溶液及/或掃描溶液，通過供應的溶液捕集污染物的樣本溶液，通過流路輸送至分析儀(70)。

回收利用單元(60)為了將完成污染物捕集的基板回收利用，將基板使用包含酸系列或鹽基系列的化學品的溶液進行處理，包括；用於導入基板的導入口及門、工藝腔室、形成於工藝腔室內部的承載板、晶圓夾及用於噴射溶液的噴嘴等，詳細的事項將後述。

分析儀(70)接收從掃描單元(50)的噴嘴通過流路輸送的樣本溶液進行分析，並分析包含於樣本溶液中的污染物的存在與否、污染物的含量或污染物的濃度等。分析儀(70)優選電感耦合等離子體質譜(ICPMS：Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry)。

並且，基板污染物分析裝置可代替在VPD單元(40)將基板的基體氣相分解，而附加形成有單獨的基體用氣相分解單元(未圖示)，或例如代替回收利用單元(60)而構成基體單元。

並且，根據本發明的一實施例的基板污染物分析裝置，包括用於掃描溶液及蝕刻溶液的自動製造及輸送、蝕刻氣體的生成及供應、樣本溶液的輸送等的部分，並且，上述的部分主要形成於基板污染物分析裝置的側面或內部，對此將在下面後述。

以下，關於基板污染物分析裝置的整體構成工作的方法，以掃描基板表面的污染物進行分析的情況為基準進行概括 說明。

機器人(20)從裝載埠(10)將要分析的基板引入至VPD單元(40)的工藝腔室，在VPD單元(40)利用蝕刻氣體對於基板的表面進行氣相分解。從而，基板表面的氧化膜與蝕刻氣體結合，並以氣體狀態排出，並且，在表面及氧化膜等包含的金屬原子等雜質以能夠捕集的狀態殘留於基板的表面。此時，將基板的基體進行氣相分解時，利用基體用氣相分解單元或VPD單元(40)將基體也進行氣相分解。

然後，利用機器人(20)將基板從VPD單元(40)或基體用氣相分解單元引出後，安置於掃描台(51)上。並且，通過流路將掃描溶液從掃描溶液容器(Vessel)(121：參照第2圖)輸送至噴嘴的前端，使得成為噴嘴的前端與基板表面之間含有掃描溶液的液滴的狀態。

並且，在該狀態下並行掃描台(51)的旋轉和掃描模組臂的位置控制，對基板進行掃描。

掃描大致包括：噴嘴在基板的平面上相對地移動而進行的平面上掃描、由基板的深度方向反復蝕刻而進行的深度方向掃描、混合兩者的掃描。

平面上掃描使得噴嘴在基板上以螺旋型的軌跡移動，或每次基板完成1次旋轉時，使得噴嘴的位置移動，以使噴嘴以多個同心圓軌跡移動，對基板進行掃描。

利用噴嘴掃描基板的平面上，掃描溶液成為吸附金 屬原子等污染物質的樣本溶液，在完成掃描後，噴嘴吸附樣本溶液，樣本溶液通過流路從噴嘴輸送至分析儀(70)，並且，ICP-MS等分析儀(70)分析被輸送的樣本溶液。

深度方向掃描在固定噴嘴的平面上的位置的狀態下，順次供應蝕刻溶液及掃描溶液，或向基板上供應蝕刻溶液。

供應的溶液成為吸附金屬原子等污染物質的樣本溶液，噴嘴吸入樣本溶液，樣本溶液通過流路從噴嘴輸送至分析儀(70)，ICP-MS等分析儀(70)分析被輸送的樣本溶液。並且，反復執行向所述基板上的溶液供應、樣本溶液的吸入及輸送、利用分析儀(70)的分析，從而，能夠進行獲得點深度摻雜分佈圖(Point Depth Profile)的深度方向掃描。

掃描溶液例如為包含氫氟酸(HF)、過氧化氫(H2O2)及去離子水的溶液，蝕刻溶液例如為包含氫氟酸(HF)、硝酸(HNO3)及去離子水的溶液。

完成掃描的基板通過機器人(20)從掃描台(51)被引入至回收利用單元(60)的工藝腔室內，並且，通過回收利用單元(60)將基板以包含酸系列或鹽基系列的化學物質的溶液進行處理，從而，能夠回收利用基板，然後，機器人(20)從回收利用單元(60)的工藝腔室引出基板，再次搭載於裝載埠(10)的片匣。

並且，在引入VPD單元(40)之前，從VPD單元(40)引出後向掃描台(51)輸送之前，或從掃描台(51)引出後向回收利用單元(60)輸送之前，使用定位單元(30)將基板對齊。

以下，以構成根據本發明的一實施例的基板污染物分析裝置及基板污染物分析方法的細部特徵為中心詳細說明。

通過流路的掃描溶液/蝕刻溶液及樣本溶液的輸送

第2圖為模式性地表示在根據本發明的一實施例的基板污染物分析裝置中為供應及輸送掃描溶液/蝕刻溶液，樣本溶液及標準溶液等的流路及閥門等的附圖。

樣本管道(82,92,112)為具有能夠裝載微量的溶液的空間的管道，樣本管道可為杆狀、螺旋型狀或環狀等各種形狀，樣本管道可為例如樣本環圈。

定量泵(85,86,95)可為注射器泵、隔膜泵、氣泵、氣缸泵等，可優選精密度高的形態的泵，泵(87,96,116)也可為定量泵或其他形態的泵，可優選容量較大的形態的泵。

掃描溶液容器(121)的掃描溶液或點蝕刻液容器(131)的蝕刻溶液是通過自動製造裝置製造而存儲的。各個溶液通過包括第3泵(116)和第3閥門(113)、第4閥門(114)及第5閥門(115)的閥門系統傳送至噴嘴(53)。

下面說明通過噴嘴(53)輸送掃描溶液/蝕刻溶液的過程，開啟掃描溶液容器(121)與第3泵(116)之間的第5閥門(115)，並利用第3泵(116)抽取既定的體積。通過第3液體感測器(111)感知掃描溶液到達位於第3泵(116)的前端的第3樣本管道(112)。

並且，關閉上述的第5閥門(115)開啟第3閥門(113)後，利用第3泵(116)將定量的掃描溶液供應至噴嘴(53)。並且， 為了點基體蝕刻及掃描，以類似的方式向噴嘴(53)還輸送點蝕刻液容器(131)的蝕刻溶液，與掃描溶液一同使用，並且，蝕刻溶液和掃描溶液交替地或以一定順序向噴嘴(53)提供。

在上述中使用了單一的噴嘴(53)，但，根據情況，也可將平面上掃描用噴嘴和深度方向掃描用噴嘴進行分離而構成。並且，在上述中通過單一的流路向噴嘴供應溶液，但，使用單一的噴嘴供應蝕刻溶液及掃描溶液時，也可通過相互不同的泵、閥門及流路輸送。

並且，試料導入部(100)是為了向分析儀(70)導入作為試料的樣本溶液、標準溶液、掃描溶液或去離子水等的裝置，包括樣本溶液導入部(80)及標準溶液導入部(90)而構成。

開關閥門(81,91)在2個埠結合樣本管道(82,92)，形成有將溶液裝載於樣本管道的裝載位置和將裝載的溶液噴射的噴射位置，並通過控制在裝載位置及噴射位置之間轉換。開關閥門(81,91)也可為噴射閥門(Injection Valve)或將多個閥門和流路組合而形成。優選地，開關閥門(81,91)為形成有多重埠的噴射閥門，例如，形成有6埠。

液體感測器(83,93,111)為感知液體的感測器，液體感測器為能夠掌握液體的存在與否的光感測器或感知耦合的電容的變化的接近感測器等。尤其，液體感測器(83,93,111)接近或附著於樣本管道(82,92,112)而安裝，感知樣本管道內的液體。

液體感測器(83,93,111)可安裝於樣本管道 (82,92,112)的中央或一側，並且，也可安裝2個以上的液體感測器。

樣本溶液導入部(80)選擇性地導入樣本溶液或掃描溶液等，包括第1開關閥門(81)、第1樣本管道(82)、第1液體感測器(83)、第1定量泵(85)、第2定量泵(86、第1閥門(88)及第2閥門(89)等而構成。

第1樣本管道(82)為具有能夠裝載通過噴嘴掃描的樣本溶液的空間的管道，安裝有第1液體感測器(83)。

第1開關閥門(81)的1號埠及4號埠與第1樣本管道(82)結合，並且，至少形成有在樣本溶液或掃描溶液中主要將樣本溶液裝載於第1樣本管道(82)的裝載位置和將裝載的樣本溶液向分析儀(70)側噴射的噴射位置。

將樣本溶液裝載於第1樣本管道(82)時，在樣本溶液的前.後包含氣體區間，氣體可為空氣或惰性氣體，第1液體感測器(83)安裝於第1樣本管道(82)，區別感知氣體區間和樣本溶液。

樣本溶液導入部(80)和標準溶液導入部(90)安裝於樣本管道(82,92)，通過區別感知氣體區間和樣本溶液的液體感測器(83,93)，感知樣本溶液或標準溶液等的到達或移動。

在裝載位置，如果第1液體感測器(83)以氣體及液體的順序感知，判斷為樣本溶液從噴嘴到達至樣本管道(82)，如果在噴射位置液體感測器(83)以液體及氣體的順序感知，判斷為 樣本溶液向分析儀(70)側移動。

第1定量泵(85)主要用於開關閥門(81)在裝載位置時將樣本溶液裝載於樣本管道(81)時使用，第2定量泵(86)主要用於開關閥門(81)為噴射位置時將裝載的樣本溶液以去離子水向分析儀(70)側推動。

為了完成定量性溶液傳送，可利用空氣或氣體等，在泵排出中或排出以後附加推動。試料移動距離通常為2~4m範圍，但，也可為其之外。

以下，詳細說明樣本溶液導入部(80)的運轉

在基本狀態下，第1開關閥門(81)在噴射位置，並通過第1樣本管道(82)始終向分析儀(70)供應去離子水，具有對於第1樣本管道(82)及流路的清洗效果。並且，從噴嘴(53)至第1開關閥門(81)之間的管道為以非液體的空氣或氣體填充的狀態。

噴嘴(53)完成掃描後，開啟第1閥門(88)，使得第1開關閥門(81)在裝載位置通過第1定量泵(85)吸入試料，而將掃描的樣本溶液裝載於在噴嘴(53)與分析儀(70)之間流路的中間形成的第1樣本管道(82)。樣本溶液的移動距離例如為2~4m範圍

當樣本溶液到達樣本管道時，利用第1液體感測器(83)感知，使得第1開關閥門(81)向噴射位置轉換。第1液體感測器(83)以氣體及液體的順序感知時，判斷為樣本溶液從噴嘴到達至第1樣本管道(82)。

噴嘴(53)與樣本管道(82)之間的流路為填充空氣或 氣體的狀態，當樣本溶液通過泵運轉移動時，樣本溶液的前後以空氣或氣體填充。其提供只確認樣本溶液的區間的優點。例如，在樣本溶液導入至第1樣本管道(82)前，存在氣體區域，第1樣本管道(82)的液體感測器成為off狀態。此時，液體的樣本溶液到達至第1液體感測器(83)時，液體感測器的輸出狀態成為on狀態，此時，將第1開關閥門(81)轉換至噴射位置，將樣本溶液保管於第1樣本管道(82)內部，並停止用於吸入的第1定量泵(85)。樣本溶液的兩端存在氣體，並且，為了準確的測定，附加感測器，也可設置多個。

如果第1液體感測器(83)無法感知液體時，可將樣本溶液的吸入過程反復指定的次數。如果在該過程也無法感知液體時，判斷為基板的樣本溶液損失，進行警報處理。

然後，將第1開關閥門(81)從裝載位置轉換至噴射位置，並將裝載於第1樣本管道(82)的樣本溶液向分析儀側噴射。此時，利用連接於第1開關閥門(81)的第2定量泵(86)向分析儀(70)供應樣本溶液，並且，以既定的流量供應。噴射時將裝載的樣本溶液以去離子水向分析儀(70)側推動時，利用第2定量泵(86)。

第1液體感測器(83)以液體及氣體的順序感知時，判斷為樣本溶液向分析儀(70)側移動。並且，如果第1液體感測器(83)無法感知從液體轉換為氣體，判斷為異常，並報警。

在導入樣本溶液時，樣本溶液的兩端為氣體，從而，當樣本溶液移動時，第1液體感測器(83)可感知轉換為off狀態-on 狀態-off狀態或轉換為on狀態-off狀態。樣本溶液的移動是將去離子水向第2定量泵(86)推動並整體一起移動，以樣本溶液-氣體-去離子水順序向分析儀導入。

將在分析物件基板利用噴嘴(53)吸入的樣本溶液，通過流路從噴嘴(53)向分析儀(70)輸送的基板污染物分析裝置，除了樣本溶液導入部(80)之外，還可包括標準溶液導入部(90)，標準溶液導入部(90)在輸送樣本溶液的流路的中間利用T字管(94)結合，向流路導入為校準的標準溶液。

試料導入部(100)包括：樣本溶液導入部(80)，裝載樣本溶液後將樣本溶液向分析儀(70)側噴神；標準溶液導入部(90)，在樣本溶液導入部(80)與分析儀(70)之間的流路利用T字管(94)而結合，能夠導入為校準的標準溶液。

標準溶液導入部(90)包括第2開關閥門(91)，第2樣本管道(92)，第2液體感測器(93)，第3定量泵(95)及第2泵(96)而構成，第2樣本環(92)具有裝載標準溶液的空間，第2開關閥門(91)與第2樣本管道(92)結合，為至少形成有將標準溶液裝載於第2樣本管道(92)的裝載位置和將裝載的標準溶液向T字管(94)側噴射的噴射位置的閥門。第2開關閥門(91)可為具有多重埠的噴射閥門，例如，形成有6埠。

第2開關閥門(91)包括：與第2樣本管道(92)結合的第1埠及第4埠、與供應標準溶液的流路結合的第3埠、與吸入標準溶液的吸入泵-第2泵(96)結合的第2埠、連接于T字管(94) 的第5埠、供應推動標準溶液的去離子水的第6埠。

利用試料導入部(100)按既定的比例多樣地調整樣本溶液和標準溶液的稀釋比，並向分析儀(70)導入，自動進行校準。

平時，第1開關閥門(81)位於噴射位置，時常去離子水通過第1樣本環(81)向分析儀(70)導入，其具有時常清洗的意義。

在第2開關泵(91)的裝載位置在每次既定的時間或進行校準之前，使得標準溶液流出，並且，在噴射位置利用第3定量泵(95)將裝載的標準溶液以去離子水推動。

樣本溶液導入部(90)包括將樣本溶液向分析儀(70)側噴射時，以去離子水推動樣本溶液的去離子水運輸部(88)，並且，為了校準而稀釋標準溶液，也共同利用去離子水運輸部(88)。

點基體蝕刻及噴嘴

第3圖為表示為獲得根據本發明的一實施例的點基體蝕刻及樣本的噴嘴的構成的附圖，第3(A)圖為正面圖，第3(B)圖為截面圖。

根據本發明的一實施例的噴嘴(200)，可包含於為分析物件基板的晶圓等捕集污染物後進行分析的基板污染物分析裝置而構成，例如，包含於第1圖中圖示的掃描模組(52)的一側或兩側而構成，也可以第2圖中圖示的噴嘴(53)使用。

噴嘴(200)包括：噴嘴尖頭部(210)，其包括第一噴嘴 尖頭(201)及第二噴嘴尖頭(202)；噴嘴托架(208)，其包括第1托架(205)、第2托架(206)及第3托架(207)；噴嘴主體(203)；套管(204)；排氣通道(214)；空間部(215)；噴嘴頭(209)；連通口(216)；溶液供應管道(212)；溶液排出管道(211)及淨化氣體供應口(219)而構成。

噴嘴(200)的噴嘴尖頭部(210)包括第一噴嘴尖頭(201)和包裹第一噴嘴尖頭(201)的外周面的第二噴嘴尖頭(202)，通過第一噴嘴尖頭(201)和第二噴嘴尖頭(202)的間隔，使得淨化氣體移動並排出。淨化氣體通過淨化氣體供應口(219)向噴嘴(200)導入，沿著第一噴嘴尖頭(201)的外周面利用所述的間隔移動，並從噴嘴尖頭部(210)的前端向基板排出。第一噴嘴尖頭(201)和第二噴嘴尖頭(202)例如通過螺絲結合於噴嘴主體(203)。

淨化氣體的作用是，當噴嘴(200)掃描基板時，防止從噴嘴(200)排出而用於掃描的溶液的液滴不停留在噴嘴與基板之間而向旁側流出的現象。

噴嘴托架(208)起到支撐噴嘴的作用，第1托架(205)上安置帶有套管(204)並與噴嘴尖頭部(210)結合的噴嘴主體(203)。噴嘴尖頭部(210)並非固定於噴嘴托架(208)，而安置在其上。

根據本發明的一實施例，噴嘴的噴嘴尖頭部(210)是借助于自重安裝，因此，因掃描時晶圓的表面不均勻等原因可接觸於噴嘴，但，此時，噴嘴尖頭部(210)能夠向上抬起，因此，能夠降低噴嘴尖頭部(210)或基板的損傷。

噴嘴頭(209)在噴嘴尖頭部(210)的上方與噴嘴托架(208)的第3托架(207)結合，用於向噴嘴的溶液供應的管道、用於從噴嘴的溶液排出的管道、用於排氣的管道等與噴嘴頭(209)結合。噴嘴頭(209)與噴嘴主體(203)之間構成有空間部(215)，空間部(215)與第一噴嘴尖頭(201)內側的排氣通道(214)及連通口(216)連接。

溶液供應管道(212)是形成於噴嘴尖頭部(210)的內側的流路，是用於將溶液供應至噴嘴的管道。在進行平面上掃描時，利用溶液供應管道(212)將掃描溶液供應至基板上，在深度方向掃描時，將用於蝕刻的蝕刻溶液和稀釋蝕刻溶液的稀釋溶液-掃描溶液或蝕刻溶液向基板側供應。

第3圖中溶液供應管道(212)利用單一的管道，但，也可利用相互不同的另外的管道將蝕刻溶液和掃描溶液輸送至噴嘴尖頭部(210)的前端或噴嘴的特定部分。

溶液排出管道(211)是形成於噴嘴尖頭部(210)的內側的流路，從分析物件基板吸入捕集污染物的樣本溶液，並且，例如第2圖中所示，介入形成試料導入部(100)，將吸入的樣本溶液利用流路輸送至分析儀(70)。

用於樣本溶液的吸入的管道-溶液排出管道(211)的前端，相比用於提供蝕刻溶液或掃描溶液的管道的溶液供應管道(212)的前端向基板的表面側下面而形成，優選地，溶液排出管道(211)的前端位於向下至噴嘴尖頭部(210)的末端。

排氣管道(213)至少為排氣通道(214)的排氣，一端與 排氣通道(214)連通，另一端連接於排氣裝置(未圖示)，並結合於噴嘴(200)的噴嘴頭(209)。

排氣通道(214)由噴嘴尖頭部(210)更詳細地由第一噴嘴尖頭(201)的內側沿著縱向形成，成為排出在蝕刻分析物件基板的過程中發生的氣體的通道。

並且，排氣通道(214)與空間部(215)連接，空間部(215)再次通過連通口(216)與噴嘴的外部連通。排氣管道(213)連接於排氣裝置(未圖示)，吸入空間部(215)的流體並排出，可吸入通過排氣通道(214)上升的氣體並排出。

為了深度方向掃描執行點基體蝕刻等時，使用蝕刻溶液蝕刻基板，此時，在噴嘴的前端部與基板之間的液滴發生相當量的氣體。

根據本發明的一實施例，利用排氣通道(214)將從噴嘴的前端部發生的氣體由直上方直接排出，從而，能夠降低氣體向掃描模組的周邊擴散，並提高氣體排出的有效性。

以下，說明利用根據本發明的一實施例的噴嘴進行點基體蝕刻及樣品生成過程。

第4圖為表示根據本發明的一實施例的點基體蝕刻及樣本生成過程的附圖。

首先，將晶圓裝載於掃描台(51：參照第1圖)的狀態下，將噴嘴移動至要進行包括點基體蝕刻的掃描的位置，並用氮氣(N2)等淨化。在晶圓(矽)的表面可形成矽氧化膜或其他膜。(參 照第4(A)圖)。並且，晶圓也可為事先通過VPD單元(40)等去除全部或一部分後向掃描台(51)輸送的。

並且，為了表面的污染物回收，將掃描溶液的液滴向噴嘴與晶圓之間的晶圓上供應，通過供應的掃描溶液捕集污染物的樣本溶液(參照第4(B)圖)，通過溶液排出管道(211)輸送至分析儀(70)，通過分析儀(70)分析表面上的污染物。掃描溶液可為包含氫氟酸，過氧化氫及去離子水的溶液。

並且，為了分析基板的基體，通過溶液供應管道(212)隔著既定的時間間隔向噴嘴和晶圓之間的晶圓上順次供應蝕刻溶液的液滴和稀釋溶液的液滴。此時，蝕刻溶液為用於蝕刻分析物件基板-晶圓的基體溶液，可為包含氫氟酸，硝酸及去離子水的溶液。稀釋溶液為附加有稀釋蝕刻溶液的目的的掃描溶液或去離子水。

將蝕刻溶液向噴嘴的前端供應時，能夠蝕刻基板的基體(參照第4(C)圖)，然後，供應掃描溶液等，稀釋蝕刻溶液，停止蝕刻(參照第4(D)圖)。為了調整蝕刻的深度，可調整供應蝕刻溶液的液滴和掃描溶液的液滴的時間間隔。並且，混合蝕刻溶液及掃描溶液，包含污染物的樣本溶液通過溶液排出管道(211)輸送至分析儀(70)，並通過分析儀(70)分析樣本溶液中的污染物。

掃描溶液用於測定表面污染，同時用於通過蝕刻溶液的稀釋準確地結束蝕刻溶液的蝕刻反應，並抑制附加反應，如果只使用蝕刻溶液，試料(樣本溶液)的量可較少，但，通過掃描 溶液稀釋，而增大試料的量，從而，使得分析儀的分析更加地容易。

並且，如果掃描溶液稀釋，能夠獲得類似於掃描溶液的矩陣(matrix)特性，而獲得與校準(calibration)條件類似的分析條件。將掃描溶液作為基料，校準分析儀，如果只將蝕刻溶液作為基料通過分析儀分析包含污染物的樣本溶液，因與校準條件相異，使得分析結果的誤差更大。

並且，如果只使用蝕刻溶液，污染物不容易與溶液一同吸入，而發生殘留於基板上的現象，但，通過私用掃描溶液進行稀釋，能夠減少上述的殘留現象。

並且，為了在晶圓的一個地點獲得深度方向的摻雜分佈圖，在固定噴嘴的平面上的位置的狀態下，上述的蝕刻溶液及掃描溶液的供應和樣本溶液的輸送及分析反復執行多次。第4(C)圖及第4(D)圖中圖示的過程反復執行。從而，沿著晶圓的深度方向加大深度，而獲得樣本溶液，並能夠在晶圓的特定地點(Point)獲得污染物的深度摻雜分佈圖。此時，噴嘴的平面上位置被固定，但，垂直上的位置接近晶圓地越來越往下或固定。並且，輸送樣本溶液後進行下次的蝕刻前，附加洗滌噴嘴的噴嘴洗滌過程。

在上述中可省略表面分析，用於點基體蝕刻(Point bulk eching)的蝕刻溶液例如為氫氟酸，硝酸及去離子水混合溶液，可調整濃度而限制蝕刻速率(蝕刻rate)，也可附加醋酸等其他藥 液。

並且，作為蝕刻深度的自動限制方法，可使用控制蝕刻溶液的濃度或體積的方法。如果調整蝕刻溶液的濃度及體積，能夠使得藥液中反應物的消耗完畢而不發生附加反應，從而，使得蝕刻反應自然地結束。

蝕刻溶液及掃描溶液置於點蝕刻液容器(131)及掃描溶液容器(121)，然後利用如第2圖所示的閥門及泵系統和流路向噴嘴輸送，並從噴嘴通過溶液供應管道(212)等流路輸送至噴嘴的前端。

並且，也可不使用掃描溶液，而只使用蝕刻溶液分析基體的污染物，將用於蝕刻晶圓的蝕刻溶液的液滴供應至晶圓上，並蝕刻晶圓的基體後，利用噴嘴和溶液排出管道(211)及試料導入部(100)等，通過分析儀輸送進行分析。

並且，在蝕刻溶液及掃描溶液的供應和樣本溶液的輸送及分析過程中進行其中一部分或全部時，可一邊移動噴嘴的平面上的位置而進行。如上述地，以固定噴嘴的平面上位置的狀態執行點基體蝕刻等，而獲得點深度摻雜分佈圖，但，可利用相同的噴嘴，執行晶圓的全面或一部分的基體蝕刻及掃描。為此，組合晶圓的旋轉和噴嘴的移動，以晶圓的全面、圓形狀、限制的形狀等對於晶圓的基體進行掃描。

並且，供應蝕刻溶液或/及掃描溶液後，可附加構成利用燈減少液滴的體積或進行乾燥的過程。例如，如果蝕刻溶液 的體積大，可使用鹵素(Halogen)燈或紫外線(IR)燈等進行乾燥後，供應掃描溶液等回收分析。

對於晶圓的基體的氣相分解

以往的VPD方式只能進行晶圓表面的污染分析，但，在基體區域存在的金屬是元件的電性異常等不良的原因。因此，需要進行對於基體區域內部的測定，從而，要對晶圓自身進行蝕刻。

蝕刻方法如同上述分為只進行特定區域(Point)的方法和對晶圓全面(globalor full)進行蝕刻的方法。如果對於晶圓進行全面蝕刻，廣泛使用的是利用藥液(溶液)的蝕刻方式，但，如本發明的裝置為進行污染分析的裝置，存在液體處理過程中污染物也被損失的問題，因此，無法適用。並且，為了以氣相分解方式至晶圓的基體進行蝕刻，蝕刻的速度及效率要高，要防止蝕刻氣體凝縮而掉落在晶圓上的問題。

第5圖為表示根據本發明的一實施例的基體用氣相分解單元的截面圖；第6圖為在根據本發明的一實施例的基體用氣相分解單元中的腔室的上部的截面圖。

根據本發明的一實施例的氣相分解單元包含於為捕集.分析在物件晶圓的基體存在的污染物的基板污染物分析裝置而構成，是為了在上述的捕集之前，對於分析物件晶圓的基體進行氣相分解。

基體用氣相分解單元(300)包括腔室(310)、晶圓承載 板(340)、晶圓夾(330)、晶圓夾旋轉驅動部(331)及晶圓夾升/降驅動部(332)而構成。

晶圓承載板(340)的作用是將晶圓向腔室(310)內導入時支撐晶圓，晶圓夾(330)借助於真空泵等的力量固定晶圓(320)，並執行使得安裝於腔室(310)內的晶圓升降的功能。晶圓夾旋轉驅動部(331)使得晶圓夾(330)旋轉驅動，晶圓夾升/降驅動部(332)使得晶圓夾(330)升/降驅動。

晶圓(320)通過晶圓夾(330)進行固定，為了蝕刻向上部的反應位置(A)移動，將蝕刻氣體向腔室(310)上部的蝕刻氣體導入部(311)導入。在完成蝕刻後，以氫氟酸(HF)氣體進行處理，以便去除表面膜質。並且，在完成蝕刻處理後，使用N2或Ar等非反應性氣體進行淨化處理，以去除內部毒性氣體。

腔室(310)具有用於向中央上部導入蝕刻氣體的蝕刻氣體導入部(311)。並且，通過晶圓夾(330)使得分析物件晶圓(320)上升時，在晶圓(320)與腔室(310)的上部側內面(313)之間將構成蝕刻氣體反應空間(312)，並且，蝕刻氣體反應空間(312)形成中心部較高、向周邊部越來越低的形狀。並且，在蝕刻氣體反應空間(312)，晶圓夾(330)的上部面或分析物件晶圓(320)的上部面與腔室(310)的上部側內面(312)之間形成供蝕刻氣體洩露的縫隙(C)。

蝕刻反應如果反應空間大則存在稀釋問題，而使得反應不順利，因此，提供相比腔室較小的反應空間。而在限定的 空間提高蝕刻反應效率。蝕刻氣體(Etchant vapor)從晶圓中央上部供應向側面移動而進行反應，並且，為了蝕刻均勻性改善，構成中心部較高向側面越來越低的反應空間，在蝕刻時使得晶圓旋轉。

並且，為了改善均勻性，可將噴頭配置於反應空間上部，並將安裝有晶圓的晶圓夾(330)由上下以微細高度進行調整，而起到調整蝕刻氣體反應空間的體積的同時，能夠調整蝕刻氣體向反應空間外部洩露的量的作用，從而，能夠同時實現反應效率改善和反應速度調整。

根據本發明的一實施例，在晶圓(320)和腔室(310)的上部側內面(313)之間構成蝕刻氣體反應空間(312)，從而，進行對於基體的氣相分解時，能夠改善反應效率，並調整反應速度。並且，根據本發明的一實施例，構成蝕刻氣體反應空間(312)的中心部較高、向周邊部越來越低的反應空間，從而，能夠改善蝕刻均勻性。

晶圓夾(330)的內部包含用於加熱分析物件晶圓的加熱器，並且，在腔室(310)的上部蓋部也可附加加熱器。從而，具有提高蝕刻氣體的反應效率，改善蝕刻氣體的凝縮等效果。

第14圖為表示根據本發明的其他實施例的基體用氣相分解單元中腔室的上部的截面圖。

氣相分解單元包括用於導入蝕刻氣體的蝕刻氣體導入部(911)和具有晶圓夾在反應位置(A)時蝕刻氣體進行反應的蝕 刻氣體反應空間(912)的腔室(910)，並且，蝕刻氣體導入部(911)在蝕刻氣體反應空間(912)內以管道或管路的形態形成。並且，在上述的管道或管路的側面方向形成有蝕刻氣體噴射孔。

蝕刻氣體在蝕刻氣體反應空間(912)的內部通過蝕刻氣體噴射孔供應，蝕刻氣體反應空間(912)可為平平的結構。在蝕刻氣體反應空間(912)的內部形成管道或管路的氣體導入路徑，並以路徑的側面穿孔的形態形成蝕刻氣體噴射孔，使得蝕刻氣體能夠向蝕刻氣體反應空間(912)的內部導入。

路徑上的穿孔形成1個以上，並且，為了改善蝕刻的均勻性，可適當地調整穿孔的數量，穿孔可形成於路徑的下部(即，垂直於晶圓面的一側)，但，此時可存在凝縮現象的結果物對晶圓(920)產生影響的問題。

在本發明的一實施例中，在路徑上的側面形成蝕刻氣體噴射孔，在側面穿孔，從而，減少蝕刻氣體和晶圓的直噴射反應，使得蝕刻氣體在蝕刻氣體反應空間(912)內部擴散時提高均勻性，並且，能夠減少在管道或管路的內部可能存在的微細凝縮物存在於相比蝕刻氣體噴射孔更低的位置，而向晶圓掉落的現象。

以下，利用根據本發明的一實施例的基體用氣相分解單元簡略說明對基體進行氣相分解的過程。

晶圓夾(330)通過加熱器的加熱驅動前維持特定溫度，打開閘門(Gate door)，使得晶圓承載板(340)上升，裝載晶圓 (320)。並且，使得晶圓承載板(240)下降至裝載/卸載位置(B)，將晶圓裝載於晶圓夾(330)，開啟晶圓夾(330)的真空，關閉閘門。

然後，使得晶圓夾(330)上升將晶圓移動至反應位置(A)，使晶圓旋轉並供應蝕刻氣體，進行基體蝕刻。完成所需深度的基體蝕刻後，阻斷蝕刻氣體的供應，必要時通過氫氟酸(HF)氣體等處理蝕刻存留物，並使用N2(或Ar等非反應性氣體)淨化，使得不再進行反應，排出在腔室內剩下的反應氣體，終端晶圓的旋轉。並且，使得晶圓夾(330)下降，移動至裝載/卸載位置(B)，使晶圓承載板(340)上升，開啟閘門，將晶圓向腔室外卸載。

第7圖為模式性地表示根據本發明的一實施例的基體氣相分解用蝕刻氣體供應部的附圖。

根據本發明的一實施例的蝕刻氣體供應部(400)包含於用於捕集.分析在分析物件晶圓的基體存在的污染物的基板污染物分析裝置而構成，更詳細地，在污染物的捕集前，是為了向用於將分析物件晶圓的基體氣相分解的氣相分解單元供應蝕刻氣體。

蝕刻氣體供應部包括蝕刻液容器(410)，載氣供應線(421)，蝕刻氣體傳送線(422)，加熱器(430)，流量調整器(441,442)及閥門(451~454)而構成。

蝕刻液容器(410)執行容納蝕刻液的功能，通過流量調整器(441)及閥門(451)調整流量並開閉的載氣供應線(421)的功能是，以一端含浸於蝕刻液容器(410)的蝕刻液內的狀態供應載氣， 而生成泡沫，蝕刻氣體傳送線(422)執行的功能是將從蝕刻液容器(410)氣化的蝕刻氣體向氣相分解單元供應的功能。

蝕刻液是包含氫氟酸及硝酸的溶液，發生氫氟酸及硝酸-蝕刻氣體(Etchant vapor)，只通過單存的鼓泡(bubbling)無法生成充分的氣體(vapor)，因此，附加如下的裝置。

蝕刻液容器(410)通過加熱器(430)加熱，加熱器(430)是為了更多地輸送在化學品中參與反應的物質而以既定的溫度加熱的裝置。

並且，載氣供應線(421)的末端結合有多孔蓋。鼓泡可只通超載氣供應線(421)的管道進行，但，為了使得產生的泡沫的大小較小，並增大鼓泡氣體和溶液接觸部的表面積，結合多孔蓋。

並且，將蝕刻氣體向腔室傳送的過程中，可發生傳輸效率及凝縮等的問題，因此，通過加熱器(未圖示)加熱蝕刻氣體傳送線(422)，使得流路的截面積為0.1cm以上。如果截面積為0.1cm以下，因凝縮等使得反應效率低下。並且，在蝕刻氣體供應線(422)形成有閥門(452)，由此，能夠去除將晶圓裝載於腔室時因蝕刻氣體的供應產生的問題，並利用與蝕刻氣體傳送線(422)連接的淨化管(purge line)(423)、流量調整器(442)及閥門(453)去除在管道內部殘留的化學品。

並且，蝕刻液容器(410)的蝕刻液以1次使用量左右供應使用後，並利用閥門(454)向排水管廢氣，通過去離子水等洗 滌，從而，能夠防止因藥液的持續加熱引起的安全問題和變質、及蝕刻條件的變更問題。

第8圖為模式性地表示本發明的其他實施例的基體氣相分解用蝕刻氣體供應部的附圖。

根據本發明的其他實施例的蝕刻氣體供應部(500)包含於用於捕集．分析在分析物件晶圓的基體存在的污染物的基板污染物分析裝置而構成，更詳細地，是為了在污染物的捕集之前，向用於對分析物件晶圓的基體進行氣相分解的氣相分解單元供應蝕刻氣體。

蝕刻氣體供應部(500)包括蝕刻液容器(510)、噴霧室(570)、載氣供應線(521)、蝕刻氣體供應線(522)、淨化氣體供應線(523)、加熱器(530)、噴霧裝置(560)、流量調整器(541,542)及閥門(551~554)而構成。

蝕刻液容器(510)的功能是容納硝酸及包含氫氟酸的蝕刻液的功能，噴霧裝置(560)的功能是通超載氣供應線(521)、流量調整器(541)及閥門(551)供應的載氣的流動，從蝕刻液容器(510)的蝕刻液生成氣霧劑。

噴霧室(570)提供為生成的氣霧劑的空間，通過閥門(552)開閉的蝕刻氣體傳送線(522)將從噴霧室(570)氣化的蝕刻氣體向氣相分解單元供應。

只通過鼓泡無法生成充分的氣體(vapor)，因此，附加了如下的裝置。噴霧裝置(560)在較強的載氣流動時，將從蝕刻 液容器(510)吸入上來蝕刻液，與載氣混合，發生微細氣霧劑。蝕刻液通過氣流的磁吸入或泵(未圖示)的吸入向噴霧裝置供應。將蝕刻液容器(510)的蝕刻液通過向噴霧裝置供應時，通超載氣供應線(521)向噴霧裝置(560)供應的載氣的流速小，也能夠生成氣霧劑。

噴霧室(570)通過加熱器(530)加熱，具有使得噴霧的微細氣霧劑粒子更加氣化的效果。噴霧方式是不直接加熱藥液，因此，能夠改善安全性，並將新鮮的狀態的蝕刻氣體以持續小量(0.1~10ml/min)供應。用於噴霧的載氣還具有作為將蝕刻氣體向氣相分解單元輸送的載體的作用。

並且，在將蝕刻氣體向腔室傳送的過程中，可能發生傳輸效率及凝縮等問題，因此，蝕刻氣體傳送線(522)要通過加熱器(未圖示)加熱，並使得流路的截面積為0.1cm以上。截面積為0.1cm以下時，因凝縮等，使得反應效率低下。並且，在蝕刻氣體供應線(522)形成閥門(552)，從而，去除向腔室裝載晶圓時因蝕刻氣體的供應發生的問題，並且，利用與蝕刻氣體傳送線(522)連接的淨化管(purge line)(523)、流量調整器(542)及閥門(553)去除在管道內部殘存的化學物質。

根據本發明的一實施例的氣相分解用蝕刻氣體供應部，生成能夠執行對於基體的氣相分解的充分的蝕刻氣體，並提高傳輸效率，將降低凝縮等問題。

晶圓的回收利用

基板污染物分析裝置接收導入的半導體製造程序中的光監控晶圓並氣相分解後，利用噴嘴通過分析儀分析光監控晶圓。以往通過ICP-MS等的晶圓的污染物分析是伴隨氣相分解等，而被分類為破壞分析，分析完成的晶圓廢氣。

但，根據本發明的一實施例，為了回收利用完成污染物的捕集等的光監控晶圓，利用回收單元(60)，處理成包含酸系列或鹽基系列的化學物質的回收利用溶液。酸系列的化學物質包含氫氟酸及過氧化氫，鹽基系列的化學物質包含氫氧化銨及過氧化氫。

第9圖為根據本發明的一實施例的回收利用單元的截面圖。

回收利用單元(60)包括上部噴嘴(69：以分離狀態圖示)、上部噴嘴安裝部(63)、下部噴嘴(64)、晶圓承載板(61)、晶圓真空夾頭(62)、上部噴嘴旋轉驅動部(66)、真空夾頭驅動部(67)及傾斜部(65)等。

上部噴嘴(69)安裝於上部噴嘴安裝部(63)，為了回收利用，將上述的回收利用溶液向光監控晶圓的上部面噴射，上部噴嘴旋轉驅動部(66)旋轉驅動上部噴嘴。下部噴嘴(64)將上述的回收利用溶液向光監控晶圓的下部面噴射，通過下部噴嘴旋轉驅動部(68)旋轉驅動。回收利用單元(60)通過形成於上部及下部的噴嘴，對光監控晶圓的兩面。

並且，回收利用單元(60)包括腔室，腔室的內側底 部包括向一側傾斜的結構-傾斜部(65)，有助於回收利用溶液的處理後的排水。

根據本發明的一實施例，為了將完成掃描等的光監控晶圓回收利用，在腔室使用至少包括酸系列或鹽基系列的化學物質的溶液進行處理的回收利用處理步驟，回收利用處理步驟通過向光監控晶圓的兩面噴射上述的溶液而執行。

說明在回收利用單元(60)的處理過程，將光監控晶圓向工藝腔室引入並安裝於上升的晶圓承載板(61)後，晶圓裝載板(61)下降，關閉門。並且，上部噴嘴向晶圓中心移動，噴射藥液，晶圓以低速旋轉，上部噴嘴也以限定的角度旋轉。通過上部噴嘴均勻地噴射藥液後，對晶圓下部也類似地噴射藥液。

並且，利用去離子水對晶圓上部及下部沖洗(Rinse)，使得晶圓高速旋轉，噴射氮氣氣體進行乾燥，完成乾燥後，使得晶圓承載板上升，開啟門，引出晶圓。

根據本發明的一實施例，能夠回收利用以往廢棄的光監控晶圓，因此，能夠大幅節省光監控晶圓的費用。

第10圖為根據本發明的其他實施例的回收利用單元的截面圖；第11圖為以回收利用單元的晶圓夾元件為中心分別按動作位置圖示的附圖。

回收利用單元包含於接收導入在半導體製造程序中的晶圓，進行氣相分解後，將捕集污染物的溶液輸送至分析儀，並通過分析儀進行分析的基板污染物分析裝置而構成。

回收利用單元為了回收利用完成污染物的捕集的光監控晶圓，在通過晶圓夾夾緊的狀態下，使用至少包括酸系列或鹽基系列的化學物質的溶液進行處理。

晶圓夾包括托架(630)及晶圓夾持器(631)而構成，托架(630)通過晶圓夾升/降驅動部(652)升/降驅動，並通過晶圓夾旋轉驅動部(653)旋轉。

晶圓夾持器(631)可旋轉地固定於托架(630)，具有與晶圓的側面接觸的接觸部(633)和夾持器磁石(634)，晶圓夾持器(631)形成偏心，使得在晶圓夾旋轉時使得接觸部(633)以旋轉中心(632)為中心向加壓晶圓的側面的方向旋轉。

上述的夾持器磁石(634)安裝於晶圓夾持器(631)，為了與夾持器磁石(634)相互作用，在腔室(610)固定安裝包括上部磁石(641)及下部磁石(642)的外部磁石。

外部磁石包括上部磁石(641)及下部磁石(642)，下部磁石(642)在晶圓夾及晶圓位於執行回收利用處理的反應位置(B)時，向接觸部(633)加壓晶圓的側面的方向向夾持器磁石(634)施加力量，上部磁石(641)在晶圓夾及晶圓位於使得晶圓裝載或卸載得裝載/卸載位置(A)時，向接觸部(633)由晶圓的側面逐漸遠離的方向，向夾持器磁石(634)施加力量。下部磁石(642)固定安裝於腔室(610)的下部，上部磁石(641)固定安裝於腔室(610)的側面。裝載/卸載位置(A)位於將晶圓向腔室(610)導入的導入位置(C)和反應位置(B)之間。

第9圖中圖示的回收利用單元是將晶圓的下部通過真空夾頭固定的結構，因此，晶圓下部中置於真空夾頭的部分是無法處理的結構。通常，為了處理下部整體，在非晶圓的下部的側面夾住的結構，但，以往的技術在腔室內部安裝各種驅動部，而存在維持管理上的不便、腐蝕及易污染的問題和結構複雜性的問題。

根據本發明的一實施例的晶圓夾持器(631)配置於晶圓夾的外廓，可以旋轉中心為中心自身旋轉，並行利用通過磁力的動作和借助於圓心力的動作。晶圓夾持器(631)的旋轉角度，可器械性地限制。

晶圓(620)是從側面被晶圓夾持器(631)夾持的狀態，上.下部面形成非接觸狀態，上部通過上部噴嘴(未圖示)，下部通過下部噴嘴或在晶圓承載板(670)等安裝的噴嘴，噴射回收利用溶液和去離子水及乾燥氣體等進行處理。

當晶圓夾位於裝載/卸載位置(A)時，與安裝於腔室(610)的側面的上部磁石(641)產生排斥力，而受到旋轉力，使得晶圓夾持器(631)的上部從晶圓的中心漸遠，下部向晶圓的中心側接近，從而，能夠確保將晶圓容易地安裝於晶圓夾持器(631)的空間。

並且，當晶圓夾下降至反應位置(B)時，與下部磁石(642)發生排斥力，此時，晶圓夾持器(631)的下部被推至與晶圓的中心相反的方向，晶圓夾持器(631)的上部接受向晶圓的中心方向 旋轉的力量。從而，晶圓夾持器(631)的接觸部(633)能夠按壓晶圓的側面。通過所述下部磁石(642)的磁力和通過偏心的圓心力使得晶圓夾高速旋轉時，也能夠穩定地把持晶圓。

以下，簡略說明根據本發明的另一實施例的回收利用單元的動作。

首先，開啟回收利用單元的閘門，使得晶圓夾上升至裝載/卸載位置(A)待機，並使得晶圓承載板(670)上升至導入位置(C)，並裝載晶圓。

並且，使得晶圓承載板(670)下降，關閉閘門，使得晶圓夾下降後，使得上部噴嘴移動至中心，排出回收利用溶液進行處理。回收利用溶液通過流量調整器即時稀釋製造，回收利用溶液通常使用氫氟酸及過氧化氫或包含鹽酸的酸系列或包含氫氧化銨及過氧化氫的鹽基系列的化學物質。使得晶圓旋轉的同時，上部噴嘴也旋轉(大約90~120°範圍)，完成上部處理後或同時對於晶圓下部的處理也類似地執行。

並且，對於晶圓上部及下部進行去離子水沖洗(rinse)，增加晶圓的旋轉速度，噴射(spin乾燥)N2等氣體進行乾燥。

處理完成後，將晶圓夾上升至裝載/卸載位置(A)，並使得晶圓裝載板(670)上升至導入位置(C)，開啟閘門，卸載晶圓。

根據本發明的一實施例，通過只固定晶圓的側面， 能夠進行對於兩面的藥液處理，並且減少保修管理的不便、容易腐蝕及污染等問題，降低結構的複雜性，高速旋轉時也能夠穩定地固定晶圓。

氣相分解單元的結構改善

第12圖為表示形成於根據本發明的一實施例的氣相分解單元的具有改善的結構的晶圓夾元件的附圖。

晶圓夾元件(700)是用於在污染物的捕集前氣相分解時安置晶圓(760)，在晶圓承載板(740)的外側至少包括可旋轉地構成的托架主體(750)和與托架主體(750)結合的托架(710)而構成。托架(710)結合於托架主體(750)，並從晶圓夾元件(700)的旋轉中心以放射狀延伸。

在托架(720)的末端安裝有真空夾頭噴嘴(720)，真空夾頭噴嘴(720)的作用是在安置晶圓時使得晶圓的下部點接觸的狀態下真空吸入而夾持。托架(710)上設置有至真空夾頭噴嘴(720)真空吸入的流路。晶圓(760)的下部除了真空夾頭噴嘴(720)之外不接觸於晶圓夾元件(700)。

根據上述的晶圓夾元件(700)，只有晶圓下部的點(point)接觸的狀態下，能夠通過真空把持晶圓，因此，晶圓下部的大部分為露出的狀態，在此，通過氣相分解用蝕刻氣體進行處理時，對於晶圓下部的大部分也能夠同時進行氣相分解。

第13圖為表示在根據本發明的其他實施例的氣相分解單元構成的改善的結構的晶圓夾元件的附圖。

晶圓夾元件(800)在用於污染物的捕集前氣相分解時安置晶圓(850)，在晶圓承載板(840)的外側至少包括可旋轉地構成的托架主體(850)和與托架主體(850)結合的托架(810)而構成。托架(810)結合於托架主體(850)，由晶圓夾元件(800)的旋轉中心以放射狀延伸。

承載銷(820)安裝於托架(810)，安置時使得晶圓(860)的下部點接觸的狀態下擱置晶圓，晶圓導引件(830)安裝於托架(810)，導引晶圓的側面。承載銷(820)及晶圓導引件(830)安裝於托架(810)的末端，並且，在承載銷(820)的外側安裝有晶圓導引件(830)。

晶圓(860)的下部除了與承載銷(820)接觸的部分，不接觸於晶圓夾元件(800)。根據如上所述的晶圓夾元件(800)，能夠在只有晶圓下部的點(point)接觸的狀態下安置晶圓，因此，晶圓下部的大部分為露出的狀態，在此，通過氣相分解用蝕刻氣體進行處理時，對於晶圓下部的大部分也能夠同時進行氣相分解。

以往的氣相分解單元為將晶圓下部通過真空夾頭固定的結構，從而，晶圓下部中相當的部分被真空夾頭遮擋，該部分無法進行氣相分解。從而，晶圓的下部分為氣相分解的部分和無法氣相分解的部分，存在晶圓因氣相分解工藝受到應力的問題，成為晶圓的回收利用的障礙因素。

根據本發明的一實施例的晶圓夾元件及具備其的氣相分解單元，除了真空夾頭噴嘴或承載銷接觸的部分，將晶圓下 部的整體均勻地蝕刻，因此，能夠大幅降低晶圓的應力，並能夠回收利用晶圓。

根據本發明的一實施例，噴嘴的噴嘴尖頭部是通過自重安裝，從而，在掃描時即使晶圓的表面不均勻也能夠使得噴嘴尖頭部向上抬起，而降低噴嘴尖頭部或基板的損傷。

根據本發明的一實施例，利用排氣通道從直上方直接排除從噴嘴的前端部發生的氣體，從而，能夠減少氣體向掃描模組的周邊擴散，並提高氣體排出的有效性。

根據本發明的一實施例，能夠分析在晶圓的基體(Bulk)記憶體在的污染物，並能夠獲得從晶圓的特定地點向深度方的摻雜分佈圖。

根據本發明的一實施例，利用掃描溶液稀釋蝕刻溶液，從而，相比只使用蝕刻溶液，能夠增大試料的量，而能夠更加容易地進行分析儀的分析。並且，以往的只使用蝕刻溶液時，存在污染物不易與溶液一同吸附，並殘留於基板上的現象，但本發明能夠降低如上述的殘留現象。

根據本發明的一實施例，使用掃描溶液進行稀釋，而能夠獲得與掃描溶液類似的矩陣(matrix)，並獲得類似於校準(calibration)條件的分析條件。

根據本發明的一實施例，在蝕刻氣體導入路徑上的側面形成有蝕刻氣體噴射孔，減少蝕刻氣體與晶圓的直噴射反應，蝕刻氣體在蝕刻氣體反應空間內部擴散時提高均勻性，並且，減 少在管道或管路的內部存在的微細凝縮物位於相比蝕刻氣體噴射孔更低的位置，而向晶圓落下的現象。

根據本發明的一實施例，在晶圓與腔室的上部側內面之間形成有蝕刻氣體反應空間，從而，改善對於基體的氣相分解中的反應效率，並調整反應速度。並且，根據本發明的一實施例，形成有蝕刻氣體反應空間的中心部較高，向周邊部越來越變低的反應空間，而改善蝕刻均勻性。

根據本發明的一實施例，晶圓夾的內部或腔室的上部蓋包含用於加熱分析物件晶圓的加熱器，由此，提高蝕刻氣體的反應效率，改善蝕刻氣體的凝縮等。

根據本發明的一實施例的氣相分解用蝕刻氣體供應部，生成能夠充分執行對於基體的相分解的程度的蝕刻氣體，並且，提高傳送效率，降低凝縮等的問題。

根據本發明的一實施例，能夠回收利用以往廢棄的光監控晶圓，從而，能夠大幅節省光監控晶圓的費用。

根據本發明的一實施例，能夠減少保修管理的不便、不耐於腐蝕及污染等的問題，降低結構的複雜性，並在高速旋轉時也能夠穩定地固定晶圓。

根據本發明的一實施例的晶圓夾元件及包括其的氣相分解單元，除了真空夾頭噴嘴或承載銷接觸的部分，均勻地蝕刻晶圓的下部整體，從而，大幅降低晶圓的應力。

綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上， 然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (16)

1. 一種基板污染物分析裝置，作為在一分析物件基板上利用一噴嘴捕集污染物後進行分析的基板污染物分析裝置，其特徵在於，該噴嘴包括一噴嘴尖頭部，在該噴嘴尖頭部的內側沿著縱向形成有一排氣通道，該排氣通道成為排出在蝕刻該分析物件基板的過程中發生的氣體的通道。
2. 根據申請專利範圍第1項所述的基板污染物分析裝置，其中，通過形成於該噴嘴尖頭部的內側的流路，向該分析物件基板側至少提供用於所述蝕刻的一蝕刻溶液和用於稀釋該蝕刻溶液的一稀釋溶液，並且，從該分析物件基板吸入捕集污染物的一樣本溶液。
3. 根據申請專利範圍第2項所述的基板污染物分析裝置，其中，用於吸入該樣本溶液的管道的前端位於相比用於提供該蝕刻溶液或該稀釋溶液的管道的前端向下至該分析物件基板的表面側。
4. 一種基板污染物分析裝置，作為在一分析物件基板利用一噴嘴捕集污染物後進行分析的基板污染物分析裝置，其特徵在於， 該噴嘴的一噴嘴尖頭部包括一第一噴嘴尖頭和包裹該第一噴嘴尖頭的外周面的一第二噴嘴尖頭，通過該第一噴嘴尖頭和該第二噴嘴尖頭的間隔排出淨化氣體，在該第一噴嘴尖頭的內側沿著縱向形成一有排氣通道，該排氣通道成為排出在蝕刻該分析物件基板的過程中發生的氣體的通道。
5. 根據申請專利範圍第1或4項所述的基板污染物分析裝置，其中，為了該排氣通道的排氣，與該噴嘴至少結合有一排氣管道，該排氣管道的一端與該排氣通道連通，另一端與排氣裝置連接。
6. 根據申請專利範圍第1或4項所述的基板污染物分析裝置，其中，該排氣通道通過連通口與該噴嘴的外部連通。
7. 根據申請專利範圍第1或4項所述的基板污染物分析裝置，其中，還包括用於支撐該噴嘴的一噴嘴托架，該噴嘴尖頭部並非固定於該噴嘴托架，而安置在其上。
8. 根據申請專利範圍第7項所述的基板污染物分析裝置，其中，該噴嘴還包括從該噴嘴尖頭部的上方與該噴嘴托架結合的一噴嘴頭，與該噴嘴頭結合有用於向該噴嘴供應溶液及從該噴嘴排出 溶液的管道。
9. 一種基板污染物分析裝置，作為導入接收在半導體製造程序中的一晶圓進行氣相分解後，將捕集一污染物的溶液向一分析儀輸送，並通過該分析儀進行分析的基板污染物分析裝置，其特徵在於，包括一回收利用單元，其為了回收利用完成該污染物的捕集的該晶圓，在通過一晶圓夾夾持的狀態下，通過至少包括酸系列或鹽基系列的化學物質的溶液進行處理；該晶圓夾包括一晶圓夾持器，其可旋轉地固定於托架，具有與該晶圓的側面接觸的一接觸部和一第一磁石，該晶圓夾持器當該晶圓夾旋轉時，該接觸部向加壓該晶圓的側面的方向旋轉。
10. 根據申請專利範圍第9項所述的基板污染物分析裝置，其中，形成有一外部磁石，其固定於一腔室，由此，在該晶圓夾在執行所述處理的一反應位置時，使得該第一磁石受到該接觸部加壓該晶圓的側面的方向的力量。
11. 根據申請專利範圍第10項所述的基板污染物分析裝置，其中，該外部磁石包括：一第二磁石，該晶圓夾在執行所述處理的該反應位置時，向該接觸部加壓該晶圓的側面的方向，向該第一磁石施加力量； 一第三磁石，該晶圓夾在裝載或卸載該晶圓的一裝載/卸載位置時，向使得該接觸部逐漸遠離該晶圓的側面的方向，向該第一磁石施加力量。
12. 根據申請專利範圍第11項所述的基板污染物分析裝置，其中，該第二磁石固定安裝於該腔室的下部，該第三磁石固定安裝於該腔室的側面。
13. 根據申請專利範圍第11項所述的基板污染物分析裝置，其中，該裝載/卸載位置位於將該晶圓向該腔室導入的位置與該反應位置之間。
14. 一種基板污染物分析裝置，作為包括為了捕集分析一分析物件晶圓的污染物，在所述捕集前將該分析物件晶圓安置於一晶圓夾元件的狀態下進行氣相分解的氣相分解單元的基板污染物分析裝置，該晶圓夾組件包括：一托架，由該晶圓夾元件的旋轉中心以放射狀延伸；一承載銷，安裝於該托架，在所述安置時使得該分析物件晶圓的下部點接觸的狀態下，擱置該分析物件晶圓；一晶圓導引件，安裝於該托架，在所述安置時導引該分析物件晶圓的側面。
15. 根據申請專利範圍第14項所述的基板污染物分 析裝置，其中，該承載銷及該晶圓導引件安裝於該托架的末端，在該承載銷的外側安裝有該晶圓導引件。
16. 一種基板污染物分析裝置，作為包括為了捕集分析一分析物件晶圓的污染物，在所述捕集前將該分析物件晶圓的基體進行氣相分解的一氣相分解單元的基板污染物分析裝置，其特徵在於，該氣相分解單元包括：一腔室，形成有用於導入蝕刻氣體的一蝕刻氣體導入部和用於蝕刻氣體進行反應的一蝕刻氣體反應空間；一晶圓夾，在該腔室內執行至少使得該分析物件晶圓上升的功能；嘎蝕刻氣體導入部在該蝕刻氣體反應空間內形成為一管道或管路的形態，在該管道或管路的側面方向形成有一蝕刻氣體噴射孔。