[发明专利]监测使用流体喷雾例如低温流体喷雾的微电子衬底处理的系统和方法

说明书

描述了用于处理衬底的系统和方法。特别地，用于处理衬底的系统和方法包括用于从微电子衬底的表面去除颗粒的技术。该系统包括：真空处理室；衬底台，其用于将微电子衬底支承在真空处理室内；低温流体供应系统，其可以通过布置在真空处理室内的一个或更多个喷嘴提供流体或者流体混合物，以沿朝着微电子衬底的上表面的方向将流体喷雾注入处理室内；以及过程监测系统，其耦接至真空处理室，并被布置成收集与一个或更多个喷嘴的出口下游的所注入的流体喷雾的至少一个测量属性相对应的流体喷雾数据。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年3月17日提交的题为“System and Method for MonitoringTreatment of Substrates with Cryogenic Fluid Mixtures”的美国临时申请第62/473,159号的优先权，出于所有目的将其全部公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开内容涉及用于处理微电子衬底的表面，并且特别是用于使用流体喷雾例如低温流体喷雾从微电子衬底去除物体的装置和方法，其中，过程监测系统测量流体喷雾的特性，并且然后响应于测量结果调整一个或更多个过程参数。

背景技术

微电子技术的进步已经致使在微电子衬底(例如半导体衬底)上形成集成电路(IC)，其中有源组件的密度不断增加。可以通过在微电子衬底上施加和选择性去除各种材料来进行IC制造。制造过程的一方面可以包括暴露微电子衬底的表面以进行清洁处理以从微电子衬底去除过程残渣和/或碎屑(例如颗粒)。已经开发了各种干清洁技术和湿清洁技术来清洁微电子衬底。

然而，微电子IC制造的进步已经导致衬底上较小的器件特征。较小的器件特征使器件比过去更容易由于较小颗粒而受到损坏和成品率损失。因此，将需要能够去除较小的颗粒和/或相对较大的颗粒而不损坏衬底的任何技术。

发明内容

本文的技术涉及用于处理微电子衬底的表面，并且特别是用于使用流体处理喷雾例如低温流体喷雾从微电子衬底去除物体的装置实施方式和方法。本文描述的装置实施方式和方法还包括用于监测和/或控制用于从微电子衬底的表面去除颗粒的处理过程的技术。这些技术允许监测流体喷雾的特性，并使用喷雾本身的结果信息来实时调整过程参数，以帮助保持喷雾的操作特性。与监测和喷雾相关的其他条件(例如，供应给喷嘴的流体或流体混合物在喷射之前的性能和/或处理室条件的特性)相比，直接监测流体喷雾本身可以允许更快速地检测并响应喷雾特性的变化，因为这些相关性可能涉及从与其他条件变化有关的喷雾变换发生的时间起的滞后时间。在一些实施方式中，可以在控制系统中监测流体喷雾本身以及与喷雾条件相关的其他条件两者的特征。

本文描述了几种装置实施方式和方法，所述装置实施方式和方法可以使用各种不同的流体或流体混合物提供从微电子衬底去除物体(例如颗粒)的流体喷雾。特别地，微电子衬底可以以允许喷雾从微电子衬底的表面去除颗粒的方式暴露于流体喷雾，该流体喷雾由加压且冷却的流体或者流体混合物形成。流体喷雾可以包括但不限于低温气溶胶和/或气体团簇喷射(GCJ)喷雾，其可以通过将流体或流体混合物从可能包括微电子衬底的处理室的高压环境(例如大于大气压)膨胀到较低压力环境(例如低于大气压)而形成。根据一个实施方式，描述了处理衬底的系统。特别地，处理衬底的系统和方法包括用于从微电子衬底的表面去除颗粒的技术。该系统包括：真空处理室；衬底台，用于将微电子衬底支承在真空处理室内；低温流体供应系统，其可以通过布置在真空处理室内的一个或更多个喷嘴提供加压并冷却的流体或者流体混合物，以沿朝着微电子衬底的上表面的方向注入流体喷雾；以及过程监测系统，其耦接至真空处理室，并被布置成收集在一个或更多个喷嘴的出口下游的所注入的流体喷雾的至少一个测量属性的流体喷雾数据。