[发明专利]一种晶圆扫描用喷嘴及其系统与应用

说明书

本申请公开了一种晶圆扫描用喷嘴及其系统与应用，包括喷嘴主体、喷嘴外腔、抽气嘴和匀气网，所述喷嘴主体作为主要输送管道，喷嘴主体底部连接匀气网一端，匀气网另一端与喷嘴外腔底部相连，喷嘴外腔顶部与喷嘴主体相连，所述喷嘴外腔与匀气网和喷嘴主体中间的部分形成抽气腔，抽气嘴一端设在喷嘴外腔上并与抽气腔相连，抽气嘴另一端往外连接真空设备、负压设备或尾排口。由于匀气网的匀气调节作用，使得更大面积的液的受到不同作用的负压吸附作用，使得大面积的液珠不会脱落，达到期望使用的大面积喷涂的效果；并且，通过调压控压系统可实现液滴的大小控制，满足多种需求。

技术领域

本发明属于法拉第屏蔽系统技术领域，特别涉及一种晶圆扫描用喷嘴及其系统与应用。

背景技术

摩尔定律的强势推动下以鳍式场效应晶体管（FinFET）为主的10纳米技术代高性能、低功耗芯片早已集成在当今的智能手机中，但是很少人知道要制造如此强大的芯片需要引入大量新的化学元素。每一个技术代引入不同的化学元素来满足芯片性能的提升，比如铪（Hf）元素的引入开启了高k金属栅时代。不同化学元素的引入也带来了制造芯片中的金属沾污控制难度。气相分解金属沾污收集系统（VPD）和电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）是目前常见的金属沾污检测手段，其灵敏性可以把各种元素的检测灵敏度提高到（E6-E7）原子/平方厘米。为了满足VPD的高灵敏度，其喷嘴收集效率的要求边得很高：1.首先得保证喷嘴从待检测晶圆上的金属沾污收集干净。喷嘴含着扫描液从疏水晶圆表面扫描的方式收集沾污时，如果有部分扫描液的丢失会严重影响测试结果；2.其次，如今常见的晶圆尺寸是12吋，而且定期待检查的晶圆数很多，所以快速扫描是另一个重要的指标；3.最后一个是检查扩散炉时需要从10000Å左右的热氧化硅等非常亲水表面用基于水溶液的扫描液收集沾污也是一个非常大的难点。本发明为了解决以上三个技术难点，对市面上常见的单管式喷嘴做了大量的改进。

中国申请CN201780004607.9公开了一种基板分析用管嘴及基板分析方法，即便是亲水性较高的基板，仍可确实地防止分析液从管嘴漏出(脱落)，且能够以较高的回收率来回收扫描后的分析液。本发明涉及一种基板分析用管嘴，其从前端将分析液送出至基板上，且在以所送出的分析液来扫描基板表面之后抽吸分析液，该基板分析用管嘴由三重管所构成，该三重管由送出及抽吸分析液的配管、以包围要扫描的分析液的方式设置于配管的外周的第一外管、以及设置于第一外管的外周侧的第二外管所构成；该基板分析用管嘴具有：第一排气装置，其将配管与第一外管之间作为排气路径；以及第二排气装置，其将第一外管与第二外管之间作为排气路径，但是考虑到以下因素，第一外管与第二外管及本体之间的减压环境，为环形通孔，容易产生不均匀气流，导致分析液在喷嘴部分不均匀分布，分析液会残留在管嘴本体与外管之间，且有分析液的回收率变低的可能。

中国申请CN201680050378.X公开了一种基板分析用喷嘴，是针对具有亲水性较大的特性的基板，即使利用分析液来扫描，分析液也不会漏出，而可确实地进行分析的基板分析用的喷嘴。本发明的基板分析用的喷嘴由双层管所构成，且具备将喷嘴主体与外管之间作为排气路径的排气装置，该双层管由吐出及抽吸分析液的喷嘴主体、及以包围要扫描的分析液的方式配设在喷嘴主体的外围的外管所构成，该基板分析用的喷嘴在外管前端的外周侧且为喷嘴的扫描方向的相反侧，配置朝喷嘴主体的前端将惰性气体喷附至与基板表面大致平行的方向的气体喷附管。但是考虑到以下因素，外管与本体之间的减压环境，为环形通孔，容易产生不均匀气流，导致分析液在喷嘴部分不均匀分布，分析液会残留在管嘴本体与外管之间，且有分析液的回收率变低的可能；另外惰性气体喷附需要增加机构控制合适的喷附角度，且对不同的亲水性能的晶片，需要调整喷附角度，且可能会引入不可控的新的污染源，进而影响分析结果。