[发明专利]一种具有在线监测功能的半导体清洗装置

说明书

本发明涉及一种具有在线监测功能的半导体清洗装置，包括：清洗腔室、用于对刻蚀后阵列基片进行清洗的清洗装置、监测腔室、抽气装置、用于监测清洗后阵列基片外观形貌及表面粗糙度的第一监测装置、用于监测清洗后阵列基片表面晶相变化的第二监测装置、用于监测清洗后阵列基片表面翘曲变化的第三监测装置以及传送装置，清洗装置及监测腔室依次与蚀刻腔连通，抽气装置的进气口与监测腔室连通，第一监测装置及第二监测装置设于监测腔室上，第三监测装置设于监测腔室内。本发明提供的半导体清洗装置中利用相应的监测装置对清洗后阵列基片进行监测，从而实现在线获得晶相组分、表面粗糙度等参数，以反馈并调节清洗工艺并进一步提高生产效率和良品率。

技术领域

本发明涉及工艺监测技术领域，尤其涉及一种具有在线监测功能的半导体清洗装置。

背景技术

无论是集成电路、先进封装、半导体照明器件还是功率电子器件，它们的性能优劣均高度依赖于对半导体材料清洗过程的品质控制。

在半导体材料清洗过程中，要达到清洗材料的均匀性、高效率、低损伤、低残留、无再氧化等要求，在材料清洗过程中，需要对清洗池内反应温度、清洗后材料的翘曲、清洗的速度、清洗液流量、清洗冲击压力、清洗装置温度等对材料性能具有直接影响的指标参数进行实时精确控制。

随着半导体器件的微细化、高密度集成化以及配线多层化等的快速发展，在半导体材料制备过程中，颗粒和金属杂质、表面吸附化学物质等微小的沾污物质，对半导体材料的合格率和可靠性的影响越来越显著。因此，去除表面残留物的清洗过程成为影响半导体材料可靠性和成品率的重要技术过程。

目前，关于半导体材料清洗过程中清洗质量的监测已开展一定的研究，并取得部分成果。但是，主要集中在单一方面的检测，检测能力较差，而材料清洗过程涉及到材料微观结构的演变、材料的应力变化等过程。目前，缺少采用多种更先进的测量手段来检测这些微观的变化过程，以从本质上探索材料清洗的过程，从而更科学的优化材料清洗过程，为不同材料确定最佳的清洗工艺。

发明内容

针对上述问题，现提供一种具有在线监测功能的半导体清洗装置，旨在在线监测获得阵列基片的表面形貌、粗糙度及晶相组织等信息反向优化清洗工艺。

具体技术方案如下：

一种具有在线监测功能的半导体清洗装置，具有这样的特征，包括：清洗腔室、设于清洗腔室内并用于对刻蚀后阵列基片进行清洗的清洗装置、监测腔室、抽气装置、用于监测清洗后阵列基片外观形貌及表面粗糙度的第一监测装置、用于监测清洗后阵列基片表面晶相变化的第二监测装置、用于监测清洗后阵列基片表面翘曲变化的第三监测装置以及用于传送阵列基片的传送装置，清洗装置及监测腔室依次与蚀刻腔连通，抽气装置的进气口与监测腔室连通，第一监测装置及第二监测装置设于监测腔室上，第三监测装置设于监测腔室内。

上述的半导体清洗装置，还具有这样的特征，清洗装置包括用于承载刻蚀后阵列基片的清洗池及位于清洗池上方并用于对清洗池内阵列基片进行清洗的清洗喷嘴，清洗喷嘴设于清洗腔室内。

上述的半导体清洗装置，还具有这样的特征，清洗装置还包括用于加热并控制清洗池温度的温控台，清洗池坐设于温控台上，温控台固定于传送装置上。

上述的半导体清洗装置，还具有这样的特征，第一监测装置包括透镜结构和电子发生结构，透镜结构设于电子发生结构上，电子发生结构固定于监测腔室上。

上述的半导体清洗装置，还具有这样的特征，第一监测装置还包括二轴滑台，二轴滑台设于监测腔室顶部，电子发生结构设于二轴滑台中的纵向滑台上。

上述的半导体清洗装置，还具有这样的特征，第二监测装置包括X射线发生器及X射线探测器，X射线发生器和X射线探测器固定于监测腔室上。

上述的半导体清洗装置，还具有这样的特征，第三监测装置包括CCD相机和CCD相机一侧的光线发生器，CCD相机及光线发生器设于监测腔室上。