[发明专利]晶圆表面电荷消除装置及方法

说明书

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。

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；