用于监测和控制微电子衬底的处理的系统的制作方法

本文公开的内容涉及一种用于控制微电子衬底的制造的系统。具体地，描述了一种用于使用电解和无电技术监测和控制衬底的处理的系统。具体地，它旨在应用于半导体工业中的应用，用于分析/控制处理槽(processing bath)成分的浓度。

背景技术：

1、微电子设备是通过在诸如硅晶片的衬底上沉积和去除多层材料来制造的，以生产大量单独的设备。例如，光刻胶、导电材料和电介质材料层被沉积、图案化、蚀刻、平坦化等，以在衬底中和/或衬底上形成特征。这些特征被布置以形成集成电路(ic)、mems和其他微电子结构。

2、湿化学处理通常用于在微电子衬底上形成特征。湿化学处理通常在湿化学处理工具中执行，该工具具有多个用于清洗、蚀刻、电化学沉积和冲洗的组合的处理室。电化学沉积处理包括电解沉积和无电沉积，在电解沉积中向衬底施加电流，在无电沉积中没有向衬底供应外部电流。

3、通常包括监测在上述处理之一中使用的电解质的化学成分或化学活性的能力。这样做是为了以这样的方式控制电解质的化学成分的浓度，从而在电解质的整个寿命期间使用时保持多个衬底的一致处理。通常，必须针对特定电解质中存在的特定组合和成分浓度的电解质中的每种成分专门开发分析技术。用于监测电解质成分的方法尤其涉及电分析方法。滴定(也称为滴定法和容量分析)是一种非常常见的定量化学分析的绝对方法，以非常高的精度确定所识别/已知物质的浓度。电化学分析利用电位/电流将金属成分还原/电镀和氧化/剥离到旋转圆盘电极(rde)上/从其取下。吸收分光光度计利用了不同化学物质的不同光学特征。通过使光透过样本并分析宽波长范围内的透射强度，可以确定特定物质的浓度。高性能液相色谱(hplc)通过分离和检测单槽成分来工作。它分析有机添加剂、络合剂、分解产品和光刻胶成分中的浸出物。

4、传统上，利用独立的分析方法来表示电解质中每种已知成分的浓度。对于电解质的每种成分，使用电分析、hplc、滴定、nir光谱技术等来设计分析技术或方法可能是耗时并且昂贵的。此外，一些商业添加剂含有两种或多种成分，如果事先不知道化学种类，可能就不可能将它们分离。这些电解质的每种化学成分的监测可能是复杂的，因为随着它们相应浓度的变化和电解质的老化，成分之间可能发生多种相互作用。由于氧化、还原或催化活性，电解质的老化可能导致其一种或多种成分的分解，或者它可能涉及在其寿命期间与电解质接触的硬件或衬底的相互作用，或者其他污染。

5、因此，需要一种设备或系统，该设备或系统能够允许在大批量制造(hvm)期间、在洁净室环境中以及在单个结构内监测和控制电解质成分。此外，该设备或系统应当适应不同的分析技术。本文描述的实用新型解决了上述需求。

技术实现思路

1、在本实用新型的一个方面，公开了一种用于监测和控制用于处理微电子衬底的微电子衬底的溶液的质量的系统。该系统是模块化的、灵活的、可扩展的，并且被配置为与同类(similar)的系统连接以形成更大的系统。该系统允许全面访问通过测量和分析方法收集和生成的数据。这可以实现更好的特征、故障排除和过程改进。

2、在本实用新型的一个方面，该系统包括具有密封门的壳体，每个密封门具有前侧和后侧。该系统还包括配置在每个密封门的前侧上的一个或多个湿零件柜，其中，每个湿零件柜被划分成多个集群并占据一个或多个化学工作站，该化学工作站被配置为执行一个或多个分析应用。该系统还包括配置在每个密封门的后侧上的一个或多个电气柜，其中，每个电气柜被配置为包括用于控制工作站的操作的电气部件。该系统还包括一个或多个化学柜，其用于存储和提供通过工作站运行的分析应用所需的化学物质，以及接口，用于与一个或多个计算设备连接，其中，可以通过计算设备监测和控制分析应用。

3、适当地，该系统被配置为在湿零件柜中保持负压，并且在电气柜中保持过压。

4、适当地，系统可灵活地增加或减少占据的集群的数量。

5、适当地，该系统本质上是模块化的，并且化学工作站可以被安装作为用于执行不同的分析方法的模块化工作站。

6、适当地，该系统被配置为与同类的系统连接，以形成更大的用于执行电分析应用的系统。

7、适当地，湿零件柜包括在其上安装有标准化学和分析模块的乐高类的结构。

8、适当地，接口包括有线接口、无线接口或这两者的组合。

9、适当地，通过工作站运行的分析应用的执行过程和分析结果可以显示在计算设备的屏幕上。

10、适当地，通过工作站运行的分析应用的执行中的错误可以通过计算设备纠正。

11、适当地，工作站可以包括滴定工作站、电化学分析-cvs工作站、高压液相色谱(hplc)工作站和分光光度计工作站中的一个或多个。

12、根据本实用新型的另一方面，该系统包括存储器单元，该存储器单元被配置为存储通过工作站运行的分析应用的配置和参数。

13、根据本实用新型的另外的方面，该系统包括容量顶部托盘，该容量顶部托盘被配置为向模块化系统的包括湿零件柜和电气柜的上部结构提供支撑。

14、根据本实用新型的又一方面，该系统包括容量底部托盘，该容量底部托盘被配置为向系统的包括化学柜的底部结构提供支撑。

15、适当地，电气柜被配置为控制提供给工作站的电力，以确保应用的受控执行。电气柜还被配置为提供用于执行分析应用的工作站之间的互连性。

16、适当地，每个密封门在其外缘包括密封条，用于在密封门关闭时将湿零件柜与电气柜密封。

17、适当地，密封条被配置为在湿零件柜和对应的电气柜中保持不同的压力条件。密封条在湿零件柜中保持负压，以防止化学品泄漏到电气柜和从系统泄漏。密封条还在电气柜中保持过压，以避免化学蒸汽和灰尘的侵入。

18、适当地，通过设置在系统的上侧上的风扇，在电气柜中保持过压。

19、根据本实用新型的另一方面，该系统包括用于从湿零件柜和化学柜吸出空气的通风排气装置。

20、适当地，壳体包括用于操作者观察湿零件柜的透明或半透明的外部的门，其中，门被设计为可折叠的双节门以减少打开时的覆盖面积。

21、根据本实用新型的又一方面，该系统包括被配置为检测湿零件柜和化学柜中的压力值的压力传感器。该系统还包括操作指示器，操作指示器以颜色编码格式显示压力传感器值。

22、根据本实用新型的另一方面，还包括湿零件柜和化学柜中的压力控制系统。

23、根据本实用新型的另外的方面，该系统包括泄漏传感器，该泄漏传感器被配置为检测液体从湿零件柜的泄漏，通过泄漏传感器上的光学指示器以颜色编码格式显示泄漏状况。

24、适当地，化学柜被提供为可伸缩的搁板，以促进方便地装载/卸载化学品。

技术特征：

1.一种用于监测和控制微电子衬底的处理的系统（100，500），所述系统包括：

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统能通过可扩展的模块化设计而灵活地增加或减少所占据的集群的数量。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统本质上是模块化的，并且所述化学工作站能够被安装作为用于执行不同电化学应用的模块化工作站。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统被配置为与同类的系统连接以形成更大的用于执行所述分析应用的系统。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述湿零件柜包括安装有标准化学和分析模块的乐高类的结构。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述接口包括有线接口、无线接口或所述有线接口和所述无线接口的组合。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，通过所述工作站运行的所述分析应用的执行过程和分析结果能够显示在所述计算设备的屏幕上。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述工作站包括滴定工作站、电化学分析-cvs工作站、高压液相色谱hplc工作站和分光光度计工作站中的一个或多个。

9.根据权利要求1所述的系统，还包括存储器单元，所述存储器单元被配置为存储通过所述工作站运行的所述分析应用的配置和参数。

10.根据权利要求1所述的系统，还包括容量顶部托盘（502），所述容量顶部托盘被配置为向所述系统的包括所述湿零件柜和所述电气柜的上部结构提供支撑。

11.根据权利要求1所述的系统，还包括容量底部托盘（504），所述容量底部托盘被配置为向所述系统的包括所述化学柜的底部结构提供支撑。

12.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电气柜被配置为控制提供给所述工作站的电力，以确保应用的受控执行。

13.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电气柜还被配置为提供用于执行所述分析应用的所述工作站之间的互连性。

14.根据权利要求1所述的系统，其中，每个所述密封门包括在外缘的密封条（409），用于在所述密封门关闭时将所述湿零件柜与所述电气柜密封。

15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述密封条被配置为在所述湿零件柜和对应的电气柜中保持不同的压力条件。

16.根据权利要求15所述的系统，其中，在所述湿零件柜中保持所述负压，以防止化学品泄漏到所述电气柜和从所述系统泄漏。

17.根据权利要求15所述的系统，其中，在所述电气柜中保持所述过压，以避免化学蒸汽和灰尘的侵入。

18.根据权利要求17所述的系统，其中，通过设置在所述系统的上侧上的风扇，在所述电气柜中保持所述过压。

19.根据权利要求1所述的系统，还包括通风排气装置（506），所述通风排气装置用于从所述湿零件柜和所述化学柜吸出空气。

20.根据权利要求1所述的系统，其中，所述壳体包括用于操作者观察所述湿零件柜的透明或半透明的外部的门，其中，所述门被设计为能折叠的双节门以减少打开时的覆盖面积。

21.根据权利要求1所述的系统，还包括被配置为检测所述湿零件柜和所述化学柜中的压力值的压力传感器。

22.根据权利要求21所述的系统，还包括用于以颜色编码格式显示压力传感器值的操作指示器（505）。

23.根据权利要求1所述的系统，还包括所述湿零件柜和所述化学柜中的压力控制系统。

24.根据权利要求1所述的系统，其中，所述湿零件柜包括泄漏传感器（1101），所述泄漏传感器被配置为检测液体从所述湿零件柜的泄漏。

25.根据权利要求24所述的系统，其中，通过所述泄漏传感器上的光学指示器以颜色编码格式显示泄漏状况。

26.根据权利要求1所述的系统，其中，所述化学柜被设置作为能伸缩的搁板，以促进方便地装载/卸载所述化学品。

技术总结
本公开涉及一种用于监测和控制微电子衬底的处理的系统。系统包括：壳体，具有密封门，每个密封门具有前侧和后侧；一个或多个湿零件柜，配置在每个密封门的前侧上，其中，每个湿零件柜被划分成多个集群并占据一个或多个化学工作站，化学工作站被配置为执行一个或多个分析应用；一个或多个电气柜，配置在每个密封门的后侧上，其中，每个电气柜被配置为包括用于控制工作站的操作的电气部件；一个或多个化学柜，用于存储和提供通过工作站运行的分析应用所需的化学品；以及接口，用于与一个或多个计算设备连接，其中，可以通过计算设备监测和控制分析应用，其中，在湿零件柜中保持负压，并且在电气柜中保持过压。该系统具有占据较少覆盖面积的优点。

技术研发人员：于尔格·斯塔尔
受保护的技术使用者：诺瓦测量仪器有限公司
技术研发日：20240329
技术公布日：2025/3/24