[实用新型]评价晶片清洗效率的实验装置

说明书

本实用新型涉及一种评价晶片清洗效率的实验装置，解决了现有方法准确性不高、存在系统误差和人为误差的问题。包括：支架，设置在所述支架上的真空吸附晶片样品并带动晶片样品旋转的真空旋转装置，以及设置在所述支架上的将粘染物溶液或清洗液注射至晶片样品表面的注射装置，本实用新型结构简单、易于制造、便于拆卸、适用于评价晶片清洗效率实验中进行粘染实验或清洗实验。

技术领域

本实用新型涉及一种实验设备，具体的说是一种评价晶片清洗效率的实验装置。

背景技术

随着半导体器件关键尺寸持续缩进，多数在前一技术节点不被重视的问题随即放大，其中包括小尺寸缺陷。“1/10定律”指出，最小线宽尺寸1/10以上的缺陷很大程度会引起器件的失效，因而缺陷的去除对提高半导体器件制造的良率尤为重要。

湿法清洗是半导体器件制造工艺中的重要环节，其所使用的清洗液是减少缺陷的主要功能材料，其中可被去除的缺陷包括但不限于颗粒，有机物残留，金属残留等，这得益于清洗液对晶圆表面的轻微刻蚀及对上述污染物附着力的削弱。

常规的清洗液配方研究中，一般使用在制造机台进行上机实验，但高成本的晶圆和大量使用的清洗液制约了该方法的灵活性，压缩了研究者的实验空间。一般的研究方法是在实验室中以静置浸泡的方法进行清洗液能力的研究，同时结合光学显微镜对小尺寸晶片进行缺陷数的统计。尽管该方法是筛选清洗液的一种最普遍的手段，但一方面其忽略了晶圆实际清洗过程中物理作用的影响，包括在酸槽式机台中液体的冲力，单片清洗机中自旋而提供的离心力，以及用自旋方式干燥的过程；另一方面，统计所用的光学显微镜方法的分辨率不佳，不能区分出更小尺寸的缺陷，更注重对缺陷平面尺寸上的观察分析，而忽略纵向维度与缺陷之间的关系造成误判，因而该方法会过多地引入系统误差和人为误差，对清洗液配方研究的指导意义不大。

另外，实验中的样品通常是小尺寸的晶片，约为正常晶片的十分之一大小，为了更好的进行实验，也需要配套使用相应的实验设备，不能仅仅将相关机台等设备同等比例缩小使用，如何设计一种适用于实验室的、适用于小尺寸的晶片的实验设备也是本领域技术人员需要研究的方向。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决上述技术问题，提供一种结构简单、易于制造、便于拆卸、实验条件可调的用于评价晶片清洗效率的实验装置。

本实用新型实验装置，包括

支架，设置在所述支架上的真空吸附晶片样品并带动晶片样品旋转的真空旋转装置，以及设置在所述支架上的将粘染物溶液或清洗液注射至晶片样品表面的注射装置。

所述真空旋转装置包括表面开有真空槽的真空吸盘、控制旋转电机带动真空吸盘转动的旋转控制器、以及经真空气管与真空槽底部连通的真空泵。

所述真空吸盘位于屏蔽罩中，所述屏蔽罩顶面设有玻璃罩。

所述注射装置包括位于真空吸盘上方的注射器以及带动注射器的活塞杆运动的加压推动装置,所述注射器的针头为非金属材料。

所述加压推动装置为连接有步进控制器的丝杆式步进电机或伸缩式气缸。

一种使用上述的评价晶片清洗效率的实验装置评价晶片清洗效率的方法，包括以下步骤：

(1)将粘染物溶液滴入旋转中的晶片样品表面进行沾染实验，获得表面带有缺陷的沾染晶片样品；

(2)使用形貌表征仪器对沾染晶片样品表面进行形貌分析，获得该沾染晶片样品表面的清洗前缺陷数；

(3)将清洗液滴入旋转中的沾染晶片样品表面进行清洗实验，得到清洗晶片样品；

(4)使用形貌表征仪器对清洗晶片样品再次进行形貌分析，获得该沾染晶片样品表面的清洗后缺陷数；

(5)通过以下公式(A)进行清洗效率的计算: