液膜厚度监控方法及其系统与流程

本发明涉及半导体生产领域，尤其是一种液膜厚度监控方法及其系统。

背景技术：

1、随着半导体制造设备的关键尺寸不断缩小，为满足高效的清洗效率，单片高温化学清洗设备系统的研发显得尤为重要。在单片高温化学的设备研发过程中，我们发现由于顶针材料杨氏模量和化学耐受性的限制，顶针材料长期在高温化学的环境下工作，顶针寿命不稳定，经常会出现化学液剂飞溅到整个腔体的状况，这种状况会影响到此片以及后续晶圆产品的工艺，影响产品良率，造成重大经济损失。

2、进一步来说，目前业内单片湿法清洗设备腔体内部基本没有实时监控晶圆作业时液膜变化的装置，出现上述异常状况的时候通常是通过leak sensor来监控，此方法存在一定的缺陷：

3、1、滞后性；leak sensor通常是安装在腔体底部，只有在化学飞溅到一定程度达到一定的量的时候才能触发，期间液剂累积的过程腔体不会停止，会继续进行后续晶圆的作业，造成损失；

4、2、后续处理工作麻烦；由于leak sensor触发的滞后性，导致化学液剂飞溅在整个腔体内部，处理时需要工程师穿戴特殊的防护用具先进行清理，操作难度系数大，存在一定的危险性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种液膜厚度监控方法及其系统，以解决现有的监控方法不能及时触发、后续处理工作麻烦、影响产品良率的问题。

2、为了达到上述目的，本发明提供了一种液膜厚度监控方法，包括：

3、分别对晶圆的第一区域中的任一点、第二区域中的任一点以及第三区域中的任一点的实时液膜厚度进行测量，并形成第一实时液膜厚度、第二实时液膜厚度以及第三实时液膜厚度；

4、判断所述第一实时液膜厚度、所述第二实时液膜厚度以及所述第三实时液膜厚度是否处于安全范围内。

5、可选的，所述液膜厚度监控方法还包括：

6、若所述第一实时液膜厚度、所述第二实时液膜厚度以及所述第三实时液膜厚度均处于所述安全范围内，则继续对所述第一区域、所述第二区域以及所述第三区域中的其他点的实时液膜厚度进行测量，并形成所述晶圆的液膜厚度分布图。

7、可选的，所述液膜厚度监控方法还包括：

8、若所述第一实时液膜厚度、所述第二实时液膜厚度、所述第三实时液膜厚度其中之一或多个处于所述安全范围之外，则通知操作者并停止机台工作。

9、可选的，所述液膜厚度监控方法还包括：

10、基于所述第一实时液膜厚度、所述第二实时液膜厚度以及所述第三实时液膜厚度，形成实时液膜厚度折线图。

11、可选的，所述第一区域包括所述晶圆靠近中心的区域，所述第二区域包括所述晶圆靠近边缘的区域，所述第三区域包括所述晶圆除所述第一区域和所述第二区域之外的区域。

12、可选的，所述安全范围由多次试验数据整合得到。

13、为了达到上述目的，本发明还提供了一种液膜厚度监控系统，用于实现如上所述的液膜厚度监控方法，其包括：厚度检测模块和控制模块；

14、所述厚度检测模块与所述控制模块通信连接；

15、所述厚度检测模块用于分别对晶圆的第一区域中的任一点、第二区域中的任一点以及第三区域中的任一点的实时液膜厚度进行检测，形成第一实时液膜厚度、第二实时液膜厚度以及第三实时液膜厚度，并将所述第一实时液膜厚度、第二实时液膜厚度以及第三实时液膜厚度发送至所述控制模块；

16、所述控制模块用于判断所述第一实时液膜厚度、所述第二实时液膜厚度以及所述第三实时液膜厚度是否处于安全范围内。

17、可选的，所述液膜厚度监控系统还包括显示模块；

18、所述显示模块与所述控制模块通信连接；

19、所述控制模块还被配置为，若所述第一实时液膜厚度、所述第二实时液膜厚度以及所述第三实时液膜厚度均处于所述安全范围内，则形成实时液膜厚度折线图以及液膜厚度分布图，并将所述实时液膜厚度折线图以及所述液膜厚度分布图发送至所述显示模块。

20、可选的，所述控制模块还被配置为，若所述第一实时液膜厚度、所述第二实时液膜厚度以及所述第三实时液膜厚度其中之一或多个处于所述安全范围之外，则形成报警信号并停止机台工作；所述报警信号包括声信号、光信号。

21、可选的，所述液膜厚度监控系统还包括晶圆、载台、机械臂以及喷头；

22、所述厚度检测模块与所述机械臂连接，并沿所述机械臂的轴向可移动；

23、所述喷头设置于所述机械臂的一端，用于向所述晶圆的表面喷洒化学液剂；

24、所述机械臂围绕垂直于自身轴向的方向可转动；

25、所述晶圆容置于所述载台，所述载台围绕自身周向可转动。

26、综上所述，在本发明提供的一种液膜厚度监控方法及其系统中，液膜厚度监控方法包括：分别对晶圆的第一区域中的任一点、第二区域中的任一点以及第三区域中的任一点的实时液膜厚度进行测量，并形成第一实时液膜厚度、第二实时液膜厚度以及第三实时液膜厚度；判断第一实时液膜厚度、第二实时液膜厚度以及第三实时液膜厚度是否处于安全范围内。如此配置，将晶圆分成三个区域，并分别测量相应区域内的液膜厚度，能够及时发现液膜厚度的变化，从而防止化学液剂飞溅至整个机台，提升了产品良率，同时降低了后期清洁成本。

技术特征：

1.一种液膜厚度监控方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的液膜厚度监控方法，其特征在于，所述液膜厚度监控方法还包括：

3.如权利要求1所述的液膜厚度监控方法，其特征在于，所述液膜厚度监控方法还包括：

4.如权利要求1所述的液膜厚度监控方法，其特征在于，所述液膜厚度监控方法还包括：

5.如权利要求1所述的液膜厚度监控方法，其特征在于，所述第一区域包括所述晶圆靠近中心的区域，所述第二区域包括所述晶圆靠近边缘的区域，所述第三区域包括所述晶圆除所述第一区域和所述第二区域之外的区域。

6.如权利要求1所述的液膜厚度监控方法，其特征在于，所述安全范围由多次试验数据整合得到。

7.一种液膜厚度监控系统，用于实现如权利要求1～6所述的液膜厚度监控方法，其特征在于，包括：厚度检测模块和控制模块；

8.如权利要求7所述的液膜厚度监控系统，其特征在于，所述液膜厚度监控系统还包括显示模块；

9.如权利要求7所述的液膜厚度监控系统，其特征在于，所述控制模块还被配置为，若所述第一实时液膜厚度、所述第二实时液膜厚度以及所述第三实时液膜厚度其中之一或多个处于所述安全范围之外，则形成报警信号并停止机台工作；所述报警信号包括声信号、光信号。

10.如权利要求7所述的液膜厚度监控系统，其特征在于，所述液膜厚度监控系统还包括晶圆、载台、机械臂以及喷头；

技术总结
本发明提供了一种液膜厚度监控方法及其系统中，液膜厚度监控方法包括：分别对晶圆的第一区域中的任一点、第二区域中的任一点以及第三区域中的任一点的实时液膜厚度进行测量，并形成第一实时液膜厚度、第二实时液膜厚度以及第三实时液膜厚度；判断第一实时液膜厚度、第二实时液膜厚度以及第三实时液膜厚度是否处于安全范围内。如此配置，将晶圆分成三个区域，并分别测量相应区域内的液膜厚度，能够及时发现液膜厚度的变化，从而防止化学液剂飞溅至整个机台，提升了产品良率，同时降低了后期清洁成本。

技术研发人员：王英,佟金刚
受保护的技术使用者：上海华力微电子有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13