污染物检测工具及相关方法

摘要

本申请案涉及污染物检测工具及相关方法。一种污染物检测方法包括将包括一或多种污染物的晶片暴露于氧化剂的微滴以在所述晶片的表面上形成氧化物，将所述氧化物暴露于蚀刻剂以去除所述氧化物并将所述一或多种污染物留在所述晶片的所述表面上，及确定所述一或多种污染物的组成。还揭示额外方法及相关工具。

说明书

本申请案主张2019年9月25日申请的针对“污染物检测工具及相关方法(Contaminant Detection Tools and Related Methods)”的序列号为16/582,420的美国专利申请案的申请日期的权益。

技术领域

本发明的实施例涉及微电子装置制造领域。更具体来说，本文揭示的实施例涉及污染物检测工具及相关方法。

背景技术

微电子装置的制造包含在清洁条件下形成微电子装置的组件，例如电极、晶体管、电容器、存储器材料及微电子装置的其它组件。举例来说，微电子装置的制造包含形成及图案化电介质材料、导电材料、光致抗蚀剂材料以及其它材料。然而，此类材料的形成及图案化可能在微电子装置制造工具中留下残留物及各种污染物，如果在其它制造动作期间暴露于此类材料，那么残留物及各种污染物可能会对微电子装置的成功制造有害。作为一个实例，在微电子装置的各种导电组件的形成期间使用的金属可能会不合期望地保留在用以形成含金属材料的制造工具中。不幸的是，在其它制造动作期间，例如在形成一或多种电绝缘材料期间，晶片内、晶片表面上并保留在微电子装置制造工具中的金属可能会不合期望地污染微电子装置。

另外，在微电子装置的制造期间，微电子装置可从一个制造工具移动到另一制造工具。然而，在各种制造工具之间移动微电子装置可能使微电子装置暴露于各种污染物。另外，制造工具可能在其中包含不期望的污染物，其可包括例如在使用制造工具制造另一微电子装置期间先前形成在制造工具中的一或多种材料。在存在一或多种污染物的情况下制造微电子装置的组件可能导致微电子装置的最终失效及/或功能性降低。

因此，通常期望在开始后续处理动作之前，从微电子装置及从微电子装置制造工具去除污染物。举例来说，在形成并图案化例如钛或二氧化钛的导电材料之后，可能期望在形成其它材料(例如电绝缘材料(例如，二氧化硅))之前从制造工具去除钛，否则其它材料可能会由于制造工具中存在钛而被污染。

由于对微电子装置的污染可能最终导致微电子装置的失效，因此微电子装置的成功制造包含在各种制造动作期间针对一或多个污染物来监测制造工具及在其上形成微电子装置的晶片。确定一或多种污染物存在的一些方法包含全反射x射线荧光(TXRF)、气相分解全反射x射线荧光(VPD-TXRF)、气相分解电感耦合等离子体质谱法(VPD-ICP-MS)及同步加速器辐射全反射x射线荧光(SR-TXRF)。相对于其它检测方法，每种检测方法都可能展现优点及缺点。举例来说，TXRF及VPD-TXRF通常不适合于检测例如锂、铍及硼的元素，并且难以检测钠、镁及铝以及其它元素。除微电子装置制造之外，还可回收使用过的晶片以在另一应用中再使用。可能需要检测例如微电子装置制造晶片、回收晶片、膜、测试晶片或另一晶片的材料内的污染物。

发明内容

在一些实施例中，一种污染物检测方法包括将包括一或多种污染物的晶片暴露于氧化剂的微滴以在所述晶片的表面上形成氧化物，将所述氧化物暴露于蚀刻剂以去除所述氧化物并将所述一或多种污染物留在所述晶片的所述表面上，及确定所述一或多种污染物的组成。

在其它实施例中，一种检测至少一种污染物的方法包括：雾化氧化剂以形成气溶胶，将晶片暴露于所述气溶胶以在所述晶片表面上形成氧化物，将所述氧化物暴露于蚀刻剂以去除所述氧化物，使所述晶片的表面与扫描溶液的至少一个液滴接触以将材料溶解在所述至少一个液滴中，及分析所述材料的所述至少一个液滴。

在其它实施例中，一种污染物检测工具包括：卡盘，其经配置以接纳晶片，所述卡盘经配置以有角度地旋转；臂，其经配置以关于所述卡盘的表面移动；及雾化器，其耦合到所述臂并与氧化剂及载气流体连通，所述雾化器经配置以产生包括所述氧化剂的微滴的气溶胶。

在另一实施例中，一种方法包括将晶片放置在包括与氧化剂及载气流体连通的雾化器的工具的晶片卡盘上，形成包括所述氧化剂及所述载气的微滴的气溶胶，及将所述晶片的表面暴露于所述气溶胶以在所述晶片的所述表面上形成氧化物。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的雾化器的简化横截面图。

图2是根据本发明的实施例的在微电子装置制造工具及用以制造微电子装置的晶片中的一或多者中检测一或多种污染物的方法的简化流程图；及

图3是根据本发明的实施例的包括图1的雾化器及经配置以将晶片暴露于气溶胶的工具的简化示意图。

具体实施方式

本文所包含的说明并不意在是任何特定系统、微电子结构、微电子装置或其集成电路的实际视图，而仅仅是用来描述本文的实施例的理想化表示。图式之间共同的元件及特征可保留相同数字标号，除了为便于下文描述参考数字以在其上引入或最充分描述元件的图式编号开头外。

下文描述提供特定细节，例如材料类型、材料厚度及处理条件，以便提供对本文所描述的实施例的透彻描述。然而，所属领域的一般技术人员将理解，可在不采用这些特定细节的情况下实践本文揭示的实施例。实际上，可结合半导体工业中采用的常规制造技术来实践实施例。另外，本文提供的描述并未形成在晶片(例如，微电子装置制造晶片、测试晶片、回收晶片、晶片的膜)的表面上形成氧化物的方法、在晶片中或上或微电子装置制造工具内检测一或多种污染物的方法，或用于形成氧化物或检测一或多种氧化物的相关系统的完整描述。下面描述的结构不形成完整微电子装置或集成电路。下面仅详细描述理解本文描述的实施例所必需的所述过程动作及结构。可通过常规技术执行在晶片或微电子装置的表面上形成氧化物或检测一或多种污染物的额外动作。

除非下文另有指示，否则本文所描述的材料可通过常规技术形成，其包含(但不限于)旋涂、毯式涂覆、化学气相沉积(CVD)、原子层沉积(ALD)、等离子体增强ALD(PEALD)、物理气相沉积(PVD)、等离子增强化学气相沉积(PECVD)或低压化学气相沉积(LPCVD)。替代地，材料可原位生长。取决于待形成的特定材料，所属领域的一般技术人员可选择用于沉积或生长材料的技术。材料的去除可通过包含(但不限于)蚀刻、磨料平坦化(例如，化学机械平坦化)或其它已知技术的任何合适技术来实现，除非上下文另有指示。

如本文所使用，术语“纵向”、“垂直”、“横向”及“水平”参考在其中或其上形成一或多个结构及/或特征的衬底(例如，基底材料、基底结构、基底构造等)的主平面，并且不一定由地球引力场界定。“横向”或“水平”方向是基本上平行于衬底的主平面的方向，而“纵向”或“垂直”方向是基本垂直于衬底的主平面的方向。衬底的主平面由与衬底的其它表面相比具有相对较大面积的衬底的表面界定。

如本文所使用，关于给定参数、性质或条件的术语“基本上”在所属领域的一般技术人员将理解的程度上表示且包含给定参数、性质或条件在一定程度的方差下(例如在可接受公差内)满足。通过实例的方式，取决于基本上满足的特定参数、性质或条件，参数、性质或条件可至少90.0％满足、至少95.0％满足、至少99.0％满足、至少99.9％满足、或甚至100.0％满足。

如本文所使用，“及/或”包含相关联所列项目中的一或多者的任何及所有组合。

如本文所使用，关于特定参数的数值的“约”或“大约”包含数值及所属领域的一般技术人员认为在特定参数的可接受公差内的与数值的一定程度的偏差。举例来说，关于数值的“约”或“大约”可包含在从数值的90.0％到110.0％的范围内，例如在从数值的95.0％到105.0％的范围内，在从数值的97.5％到102.5％的范围内，在从数值的99.0％到101.0％的范围内，在从数值的99.5％到100.5％的范围内，或在从数值的99.9％到100.1％的范围内的额外数值。

如本文所使用，空间相对术语，例如“在...下方”、“在...之下”、“下”、“底部”、“在…之上”、“上”、“顶部”、“前”、“后”、“左”、“右”及类似者为便于描述可用于描述一个元件或特征与另一元件或特征的关系，如图式中所说明。除非另有指定，否则空间相对术语旨在涵盖除图式中描绘的定向之外的材料的不同定向。举例来说，如果将图式中的材料颠倒，那么被描述为在其它元件或特征“之下”或“下方”或“下面”或“底部”的元件将定向在其它元件或特征“之上”或“顶部”。因此，取决于使用术语的上下文，术语“在...之下”可涵盖之上及之下的定向两者，这对于所属领域的技术人员来说是显而易见的。可以其它方式定向材料(例如，旋转90度、颠倒、翻转等)，并相应地解释本文使用的空间相对描述符。

如本文所使用，术语“微滴”表示并包含平均体积小于约1.0微升(μL)的材料的液滴。举例来说，微滴可具有从约0.01μL到约1.0μL的平均体积。

如本文所使用，术语“晶片”意指并包含包含半导体材料的结构，例如(举例来说)硅材料、砷化镓材料、III-V材料(例如，包含铝、镓及铟中的一或多者以及氮、磷、砷及锑中的一或多者的材料，例如砷化镓、磷化铟、磷化镓及氮化镓)、II-VI材料(例如，包含锌及镉中的一或两者以及氧、硫、硒及碲中的一或多者的材料，例如硒化镉、硫化镉、碲化镉、氧化锌、硒化锌、硫化锌及碲化锌)，或另一材料。晶片可包含绝缘体上硅(SOI)晶片、玻璃上硅、外延晶片、回收晶片、晶片试样、膜(例如，晶片的表面)、测试晶片或另一类型的晶片。在一些实施例中，晶片包含磷(例如，黑磷)。在一些实施例中，晶片的至少一部分(例如，晶片的表面，例如暴露表面)包括金属或半金属。举例来说，晶片的至少一部分可包含铝、钛、钒、铬、锰、钴、镍、锌、镓、锆、铌、钌、铑、钯、镉、铪、钽、钨、锇、铱或铂。

根据本文所描述的实施例，针对一或多种污染物的存在分析在微电子装置的制造期间使用的晶片(例如，用于制造微电子装置的硅晶片、回收晶片、测试晶片、晶片试样)或微电子装置制造工具(本文也称为“制造工具”)。可通过晶片及/或制造工具暴露于周围环境或在一或多个微电子装置制造动作期间(例如在材料蚀刻、湿蚀刻、干蚀刻、离子植入、材料沉积(例如，ALD、CVD、PECVD、PEALD、LPCVD、另一沉积方法)、退火中的一或多者期间，或在其它制造动作期间)暴露来将一或多个污染物引入晶片或微电子装置制造工具。可通过将晶片(例如，虚设晶片)放置在制造工具中并随后确定晶片是否包含污染物来确定制造工具中一或多种污染物的存在。

可通过气相分解(VPD)(例如通过气相分解-液滴收集)来收集一或多种污染物用于分析。在一些实施例中，包含一或多种污染物的晶片的表面的至少一部分被氧化。可通过将晶片的表面暴露于一或多种氧化剂来氧化晶片的表面。一或多种氧化剂可呈薄雾形式，例如气溶胶，其可包含一或多种氧化剂的微滴。气溶胶可在雾化器中形成以产生微滴。在一些实施例中，一或多种氧化剂可被馈送到雾化器，并与一或多种载气混合以产生气溶胶。在一些实施例中，一或多种氧化剂包括过氧化氢。将晶片的表面暴露于氧化剂在晶片的表面上形成氧化物(例如，二氧化硅)。可通过经由雾化器将氧化剂以微滴的形式引入到晶片以及通过调整氧化剂的浓度来控制氧化物的厚度。在晶片的表面上形成氧化物之后，可将晶片暴露于经配制及配置以从晶片的表面去除氧化物的蚀刻剂。在一些实施例中，蚀刻剂从晶片去除氧化物而基本上不去除一或多种污染物。在去除氧化物之后，可将晶片暴露于经配制以与一或多种污染物相互作用(例如，溶解)的扫描溶液。可在晶片的表面上方扫描扫描溶液，且随后从晶片的表面收集扫描溶液。可分析包含一或多种污染物的扫描溶液，以确定一或多种分析物的存在。举例来说，可在电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)工具中分析扫描溶液。因此，可确定晶片或制造工具中一或多种污染物的存在、浓度及组成中的一或多者。

与形成氧化物的常规方法相比，用由雾化器产生的气溶胶在晶片表面形成氧化物可能是有利的。举例来说，用气溶胶形成氧化物可减少将、存在于晶片表面上的污染物被冲洗掉的可能性，污染物被冲洗掉可能是将晶片表面浸没在液体中以形成氧化物时的情况。根据本文所描述的实施例，由于未将此类污染物冲洗掉，因此可测量及检测此类污染物。另外，雾化器促进以相对较小体积的氧化剂形成氧化物。由于晶片用相对较小体积的氧化剂来氧化(相对于浸没或喷涂晶片的常规方法)，因此相对较小体积的潜在污染物通过氧化剂被引入到晶片。换句话说，较小体积的氧化剂减小用氧化剂中存在的污染物污染晶片的可能性。此外，与形成氧化物的常规方法相比，用微滴进行氧化的方法相对更快，这是因为不需要对晶片表面进行干燥，如在通过用液体氧化剂浸没或喷涂晶片进行的常规氧化物形成中的情况中那样。在一些实施例中，在暴露于氧化剂的微滴之后的不到约两分钟的时间内形成氧化物。用经由雾化器形成的氧化剂的微滴来形成氧化物可减少在形成氧化物的替代方法中经常遇到的安全隐患，所述替代方法包含使臭氧鼓泡通过液体介质并使晶片暴露于臭氧。另外，氧化剂可比臭氧更稳定，臭氧通常在数分钟内分解，而本文所使用的氧化剂可稳定达数周或数月以上。此外，臭氧是经由催化反应形成，所述催化反应可能导致引入将在扫描溶液的分析期间被检测到的金属污染物，从而导致晶片上污染物的不正确检测。根据本文所描述的实施例，用雾化器形成氧化物减少原本将被引入到晶片的污染物，并增加污染物检测的准确性。

图1是根据本发明的实施例的雾化器100的简化横截面图。雾化器100包含：液体输入端口102，其包含延伸通过其的毛细管104(也称为“毛细管(capillary)”)；气体入口端口106，其基本垂直于液体输入端口102延伸；及喷嘴108。液体输入端口102及毛细管104可基本上沿雾化器100的纵轴110延伸。气体入口端口106可基本上垂直于纵轴110延伸。

液体输入端口102可经配置以接纳待由雾化器100抽吸的液体。毛细管104可与液体112流体连通，液体112可包括氧化剂，如本文将描述。雾化器100可产生包括液体112的微滴的气溶胶。液体112可包含例如以下中的一或多者：过氧化氢、过氧化氢、水及氨的混合物(其可称为“SC1”或“标准清洁”溶液)、硝酸、硫酸、高氯酸(HClO

在其中液体112包括过氧化氢的实施例中，过氧化氢可以在从约1重量％延伸到约50重量％，例如从约1重量％到约5重量％，从约5重量％到约10重量％，从约10重量％到约15重量％，从约15重量％到约20重量％，从约20重量％到约25重量％，从约25重量％到约30重量％，从约30重量％到约35重量％，从约35重量％到约40重量％，或从约40重量％到约50重量％的范围内的重量百分比存在于液体112中。在一些实施例中，液体112包括从约25重量％到约35重量％的过氧化氢，例如约30重量％的过氧化氢。在一些实施例中，液体112包括从约1重量％到约35重量％的过氧化氢。

毛细管104可延伸通过液体输入端口102并沿纵轴110延伸到喷嘴108。在喷嘴108处，毛细管104中的液体112从毛细管104排出并与来自气体入口端口106的载气114混合。毛细管104的直径可在从约0.10毫米(mm)到约5.0mm的范围内，例如从约0.10mm到约0.15mm，从约0.15mm到约0.20mm，从约0.20mm到约0.25mm，从约0.25mm到约0.30mm，从约0.30mm到约0.40mm，从约0.40mm到约0.50mm，从约0.50mm到约0.60mm，从约0.60mm到约0.80mm，从约0.80mm到约1.0mm，从约1.0mm到约2.0mm，从约2.0mm到约3.0mm，从约3.0mm到约4.0mm，从约4.0mm到约5.0mm。在一些实施例中，毛细管104的直径在从约0.15mm到约0.25mm的范围内。

毛细管104可经配置成以在从每分钟约10μL(μL/min)延伸到约400μL/min，例如从约10μL/min到约20μL/min，从约20μL/min到约30μL/min，从约30μL/min到约40μL/min，从约40μL/min到约50μL/min，从约50μL/min到约75μL/min，从约75μL/min到约100μL/min，从约100μL/min到约150μL/min，从约150μL/min到约200μL/min，从约200μL/min到约300μL/min，或从约300μL/min到约400μL/min的范围内的流率将液体112提供到液体输入端口102。在一些实施例中，毛细管104以从约10μL/min到约50μL/min，例如从约10μL/min到约30μL/min或从约30μL/min到约50μL/min的流率提供液体。

气体入口端口106可基本上垂直于雾化器100的纵轴110延伸。气体入口端口106可与用以雾化液体112的载气114流体连通。载气114可包括基本上不会将任何污染物引入气溶胶的任何材料。载气114经由载气管线116耦合到气体入口端口106。载气114可包括氩气、氮气、氧气、氮气及氧气的混合物(例如，环境空气)、二氧化碳、一氧化二氮、臭氧、氦气或蒸汽(其可在进入通过气体入口端口106之前被加热)中的一或多者。在一些实施例中，载气114包括氩气或氮气。在使用及操作中，载气114与靠近喷嘴108的液体112混合以抽吸液体112并产生液体112的液滴(例如，微滴)。液体112的液滴作为气溶胶通过喷嘴108离开雾化器100。

载气114可在从约207千帕(kPa)(每平方英寸约30表压磅(psig))到约689kPa(约100psig)，例如从约207kPa到约250kPa，从约250kPa到约300kPa，从约300kPa到约400kPa，从约400kPa到约500kPa，从约500kPa到约600kPa或约600kPa到约689kPa的范围内的压力下提供到气体入口端口106。

离开雾化器100的气溶胶中的液体112的液滴的平均体积可在从约0.01μL到约1.0μL，例如从约0.01μL到约0.02μL，从约0.02μL到约0.04μL，从约0.04μL到约0.06μL，从约0.06μL到约0.08μL，从约0.08μL到约0.10μL，从约0.10μL到约0.20μL，从约0.20μL到约0.30μL，从约0.30μL约0.40μL，从约0.40μL到约0.60μL，从约0.60μL到约0.80μL或从约0.80μL到约1.0μL的范围内。然而，本发明不限于此，并且液滴的平均体积可与所描述的那些不同。

雾化器100可包括含氟聚合物(例如，全氟烷氧基烷烃(PFA)、聚四氟乙烯(PTFE)、氟化乙烯丙烯(FEP)、全氟甲基烷氧基(MFA))、玻璃(硼硅酸盐玻璃、石英)及另一惰性材料中的一或多者。在一些实施例中，雾化器100包含可促进减少或防止液滴破裂的疏水材料。在一些实施例中，雾化器100包括PFA，例如可从密歇根州米德兰的杜邦公司(DuPont ofMidland,Michigan)商购的Teflon

在使用及操作中，所需流率的液体112通过毛细管104被提供到喷嘴108。载气114被提供通过载气入口端口106，并行进通过雾化器100到喷嘴108，在此处载气114与液体112混合。载气114围绕毛细管104流动，从而围绕毛细管104的靠近喷嘴108的端部形成环形气流。当液体112离开毛细管104时，载体气体114剪切液体112并产生包括具有所需液滴大小分布的液滴的气溶胶。液滴的至少一部分被携带通过喷嘴108，喷嘴108可经配置以将液滴引导到晶片的一或多个表面，如将在本文描述。在一些实施例中，雾化器100可包含排放口，其经配置以去除可能在雾化器100的内壁上凝结的任何液滴，以基本上减少或防止液体的凝结液滴通过喷嘴108离开并到气溶胶被引导的材料表面上。

图2是根据本发明的实施例的在微电子装置制造工具及晶片(例如，用以制造微电子装置的晶片、回收晶片、测试晶片、膜)中的一或多者中检测一或多种污染物的方法200的简化流程图。方法200可包含动作202，其包含将晶片引入到微电子装置制造工具中；动作204，其包含将晶片暴露于一或多个处理条件；动作206，其包含将晶片暴露于包括氧化剂的气溶胶中以在晶片的至少一些表面上形成氧化物；动作208，其包含将氧化物暴露于蚀刻剂以从晶片的至少一些表面去除氧化物；动作210，其包含将扫描溶液的液滴引入晶片的表面并用所述液滴扫描晶片的表面；及动作212，其包含针对一或多种污染物分析扫描溶液的液滴。

动作202包含将晶片引入到微电子装置制造工具中。在一些实施例中，晶片包括半导体晶片，例如在微电子装置的制造期间使用的硅晶片。晶片可包括其上形成额外材料的基底材料或构造。基底材料可为半导体衬底，在支撑结构上的基底半导体层，金属电极或在具有一或多个层的半导体衬底上的金属电极，形成在其上的结构或区。基底材料可为常规硅衬底或包括半导体材料层的其它块状衬底。如本文所使用，术语“块状衬底”不仅表示并包含硅晶片，而且还表示且包含绝缘体上硅(“SOI”)衬底，例如蓝宝石上硅(“SOS”)衬底及玻璃上硅(“SOG”)衬底，基底半导体基础上的硅的外延层，以及其它半导体或光电材料，例如硅锗、锗、砷化镓、氮化镓及磷化铟。基底材料可经掺杂或未经掺杂。在一些实施例中，晶片包括硅晶片，例如裸硅晶片(例如，虚设硅晶片，其也可称为测试晶片)。在其它实施例中，晶片包括测试晶片、回收晶片、晶片的一部分(例如，晶片试样)或膜。

举例来说，微电子装置制造工具可包括蚀刻工具(例如，湿蚀刻工具、干蚀刻工具(例如，反应离子蚀刻(RIE)工具))、沉积工具(例如，ALD工具、CVD工具、PVD工具、PECVD工具、PEALD工具、LPCVD、另一沉积工具)、离子植入工具、化学机械平坦化(CMP)工具、退火腔室或另一工具中的一或多者。

在一些实施例中，晶片经布置在制造工具中。制造工具可能在其中包含一或多种污染物。举例来说，制造工具可包含来自先前制造动作的材料，例如一或多种金属、非金属或半金属。此类材料可能在其它制造动作期间不合期望地污染放置到制造工具中的微电子装置。在一些实施例中，制造工具可在其壁上包含可能在各种制造动作期间挥发的一或多种材料(例如，铝)。如本文将描述，晶片可用以确定制造工具内一或多种污染物的存在以及此类污染物的组成。

动作204包含在制造工具中将晶片暴露于一或多种处理条件。举例来说，可将晶片暴露于与将要放置在制造工具中的其它晶片所暴露于的处理条件基本类似的条件。在一些实施例中，晶片可在环境条件(例如，环境温度及压力)下暴露于制造工具。在其它实施例中，晶片暴露于在从约0℃到约400℃，例如从约0℃到约20℃，从约20℃到约50℃，从约50℃到约100℃，从约100℃到约200℃，从约200℃到约300℃或从约300℃到约400℃的范围内的温度。晶片可暴露于从约10kPa到约700kPa，例如从约10kPa到约50kPa，从约50kPa到约100kPa，从约100kPa到约200kPa，从约200kPa到约300kPa，从约300kPa到约400kPa，从约400kPa到约500kPa，从约500kPa到约600kPa或从约600kPa到约700kPa的范围内的压力。在一些实施例中，晶片暴露于一或多种沉积条件，或者可在存在晶片的情况下在制造工具中形成一或多种材料(例如，沉积在晶片上)。

动作206包含将晶片暴露于包括氧化剂的气溶胶以在晶片的至少一些表面上形成氧化物。在一些实施例中，将晶片从制造工具移动到另一工具，在所述另一工具处晶片暴露于氧化剂。氧化剂可包括上文参考液体源112描述的材料中的一或多者。在一些实施例中，氧化剂包括过氧化氢，例如约30重量％的过氧化氢。举例来说，氧化物可包括二氧化硅、氧化硒(例如，二氧化硒)、氧化碲(例如，二氧化碲)、氧化锗(二氧化锗)、金属氧化物及磷的氧化物中的一或多者。在一些实施例中，在晶片上形成的氧化物包括二氧化硅。在其它实施方式中，氧化物包括氧化硒、氧化碲、氧化锗及二氧化硅中的一或多者。在其它实施例中，氧化物包括金属氧化物(例如，氧化铝、氧化钛、氧化钒、氧化铬、氧化锰、氧化钴、氧化镍、氧化锌、氧化镓、氧化锆、氧化铌、氧化钌、氧化铑、氧化钯、氧化镉、氧化铪、氧化钽、氧化钨、氧化锇、氧化铱或氧化铂中的一或多者。在其它实施例中，氧化物可包含磷的氧化物。

根据本发明的实施例，图3说明经配置以实行动作206的工具300的简化示意图。如图3中所展示，工具300包括图1的雾化器100，并且经配置以将晶片308暴露于包括氧化剂的气溶胶。工具300也可被称为“晶片扫描工具”。工具300可包含腔室302，腔室302包含基座304，安置在基座304上的卡盘306(例如，静电卡盘)以及在卡盘306上的晶片308。基座304、卡盘306或两者可为经配置以沿轴线314旋转以旋转晶片308。工具300可经配置以将晶片308暴露于氧化剂以在晶片308上形成氧化物。

工具300可进一步包含经配置以在工具300的使用及操作期间沿晶片308的表面移动的臂310。臂310可经配置以在x方向(在图3的视图中向左及向右)、y方向(在图3的视图中进出页面)及z方向(在图3的视图中向上及向下)移动。在一些实施例中，臂310经配置以沿径向方向(例如，x方向及y方向)移动。

雾化器100可耦合到臂310，臂310可经配置以使雾化器100相对于晶片308的表面移动。因此，雾化器100可经配置以沿晶片308的表面移动，例如在x方向及y方向上。另外，雾化器100可经配置以通过在z方向上移动而朝向及远离晶片100的表面移动以改变喷嘴108(图1)与晶片310的表面之间的距离D。

雾化器100可耦合或经配置以耦合到载气，例如上面参考图1描述的载气114中的任一者。雾化器100还可耦合到液体112(图1)。可基于晶片308的性质来选择液体112的组成。举例来说，在一些实施例中，使用上面描述的液体112中的一或多者在晶片308的表面上形成氧化物可响应于暴露于包括氧化剂的气溶胶而将晶片308的亲水表面转换为疏水表面。在一些实施例中，使晶片308暴露于氧化剂可降低晶片308的表面的pH并改变晶片308的表面以展现疏水性质。如本文将描述，展现疏水性质的表面可促进晶片308的经改进扫描。

喷嘴108(图1)与晶片308的表面之间的距离D可在从约5mm到约150mm，例如从约5mm到约10mm，从约10mm到约20mm，从约20mm到约30mm，从约30mm到约40mm，从约40mm到约50mm，从约50mm到约75mm，从约75mm到约100mm，从约100mm到约125mm，或从约125mm到约150mm的范围内。然而，本发明不限于此，并且距离D可与所描述的那些距离不同。

在使用及操作中，雾化器100产生包括液体112的微滴的气溶胶，如上面参考图1所描述。雾化器100可将气溶胶引导到晶片308的一或多个部分以氧化晶片308的一或多个部分。工具300可经配置成以在从每平方厘米(cm

在一些实施例中，在引导气溶胶朝向晶片308的同时，晶片308以期望速率沿轴线314旋转。臂310可在径向方向上移动以在晶片308被旋转时将气溶胶分布在晶片308的期望径向部分上。在一些实施例中，通过与晶片308的旋转同时在径向方向上移动臂310，基本上所有晶片308都暴露于气溶胶。在其它实施例中，仅晶片308的表面的期望部分与气溶胶接触以仅在由气溶胶接触的晶片308的相应部分处形成氧化物。通过非限制性实例的方式，在一些实施例中，臂310被移动到距晶片308的中心的期望径向距离，同时旋转晶片308以将位于距中心的期望径向距离处的晶片308的环形部分暴露于氧化剂。在其它实施例中，晶片308可不旋转，并且通过移动臂310将晶片308的期望部分暴露于气溶胶以仅在晶片308的期望部分处形成氧化物。

将晶片308暴露于呈气溶胶的形式的氧化剂308可在晶片308上形成氧化物。在一些实施例中，氧化物包括二氧化硅。氧化物的厚度可在从约

工具300、晶片308及气溶胶的温度可在从约0℃到约50℃，例如从约0℃到约15℃，从约15℃到约20℃，从约20℃到约25℃，从约25℃到约30℃，从约30℃到约40℃或从约40℃到约50℃的范围内。在一些实施例中，工具300、晶片308及气溶胶的温度在从约15℃到约20℃的范围内。

使用工具300将晶片308暴露于气溶胶可促进以基本均匀的方式将晶片308暴露于液体112以在晶片308的表面上形成基本上均匀的氧化物。另外，使用雾化器100及气溶胶可减少经由氧化剂将污染物引入到晶片308的可能性。举例来说，在一些实施例中，晶片308的整个表面可暴露于具有少于约1.0mL的氧化剂的气溶胶及氧化剂。通过比较的方式，形成氧化物的常规方法包含例如将晶片308浸入包括氧化剂的浴中。然而，此类方法将晶片308暴露于氧化剂中存在的污染物。另外，将晶片308暴露于相对较小体积的氧化剂减小氧化剂将晶片308的表面特征冲洗掉或将污染物从晶片308的表面去除或将其重新定位到其它位置的可能性。此外，用气溶胶形成氧化物可使氧化物形成为具有与通过将晶片308浸入液体氧化剂中或以液体氧化剂喷涂晶片308而形成的氧化物的厚度相同的厚度。

在一些实施例中，用气溶胶形成氧化物可促进仅在晶片308的一部分表面上(例如，少于全部)形成氧化物。换句话说，由于氧化物是用气溶胶形成，而不是通过将晶片308浸没在液体氧化剂中或将液体氧化剂喷涂在晶片308上形成，因此可仅在晶片308的期望位置处形成氧化物。通过比较的方式，将晶片308浸入包括氧化剂的液体浴中可氧化晶片308的整个表面，并且还可氧化晶片308的前表面及晶片308的后表面。

再次参考图2，动作208可包含将氧化物暴露于蚀刻剂以从晶片308的至少一些表面去除氧化物。在一些实施例中，动作208包括执行气相分解(VPD)以去除氧化物。蚀刻剂可经配制以去除氧化物而基本上不会去除晶片308的下伏部分，例如下伏于氧化物的硅。在一些实施例中，可将晶片308从工具300移动到另一工具，以将晶片308暴露于蚀刻剂。在一些实施例中，晶片308的硅内存在的污染物被暴露并且响应于晶片308暴露于蚀刻剂而可进行收集及分析。

举例来说，蚀刻剂可包括氟化氢(HF)气体(也称为氢氟酸蒸气)、盐酸、柠檬酸、乙酸、氨基磺酸(H

动作210包含将扫描溶液的液滴引入到晶片308的表面，并用所述液滴扫描晶片308的表面。如本文所使用，用液滴“扫描”晶片308表示并包含跨越晶片308的表面移动液滴以使表面与扫描溶液接触。扫描溶液可溶解存在于晶片308的表面上的至少一种污染物。在一些实施例中，沿晶片308的基本上所有表面移动液滴。在一些此类实施例中，臂310可位于液滴上方，并且当臂310在径向方向上移动时可旋转晶片308。在一些实施例中，晶片308的表面可展现亲水性质并且通常可排斥包括亲水材料的液滴。随着臂310在径向方向上移动，液滴可保留在臂310下方并沿与臂310相同的路径在径向方向上移动。在一些实施例中，由于晶片308的表面的疏水性，液滴保留在臂310下方，然而本发明不限于此。在其它实施例中，可手动地扫描晶片308。在一些此类实施例中，不是旋转晶片308，而是来回倾斜晶片308，使得晶片308的主表面关于地球引力场成一定角度定位，以使液滴沿晶片308的表面移动。

在一些实施例中，用液滴扫描晶片308的不同扇区。在一些此类实施例中，第一液体液滴安置在晶片308的表面上并且在距晶片308的中心特定径向距离内接触晶片308的表面。举例来说，臂310可从晶片308的中心移动到距中心的第一径向距离以使晶片308的在中心与第一径向距离之间的部分与第一液体液滴接触。此后，如将参考动作212所描述，可收集第一液体液滴用于分析。第二液体液滴可安置在晶片308的在第一径向距离与定位成比第一径向距离离晶片308的中心更远的第二径向距离之间的表面上。当晶片308被旋转时臂310可在第一径向距离与第二径向距离之间移动以使晶片308的在第一径向距离与第二径向距离之间的表面与第二液体液滴接触。此后，如将参考动作212所描述，可收集第二液体液滴用于分析。可针对晶片308的不同径向区段重复所述过程，以使晶片308的不同环形部分与不同液滴接触，所述液滴可进行分析以获得晶片308的污染图。

扫描溶液可包括氢氟酸、硝酸、盐酸、硫酸、过氧化氢、王水(硝酸及盐酸的混合物)、氢氟酸及过氧化氢的混合物、硝酸及过氧化氢的混合物、硫酸及过氧化氢的混合物，或氢氧化铵、过氧化氢及水的混合物。举例来说，扫描溶液的组成可取决于待确定的一或多种污染物的组成。举例来说，如果对晶片308进行存在硼的测试，那么酸可包括氢氟酸，例如1重量％的氢氟酸。在污染物包括金的情况下，酸可包含水合缩醛(HNO

可将包含一或多种污染物的扫描溶液收集到样本瓶中用于分析。动作212包含针对一或多种污染物分析扫描溶液的液滴。在一些实施例中，例如用移液管从晶片308的表面去除扫描溶液。工具300可包含耦合到经配置以从晶片308去除扫描溶液的移液管的臂。针对一或多种污染物的存在、一或多种污染物的组成及一或多种污染物的浓度中的一或多者来分析液滴。在一些实施例中，包括移液管的臂与分析工具可操作地连通用于确定液滴的一或多种性质。

在一些实施例中，将扫描溶液的液滴引入到分析工具中以用于确定液滴的一或多种性质。举例来说，可在电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)工具中分析液滴。ICP-MS工具可将电感耦合等离子体离子化源耦合到质谱仪。在一些实施例中，可使液滴行进通过雾化器以产生气溶胶。可将气溶胶注入通过将射频(RF)能量耦合到流动的等离子体流中而获得的高温大气压等离子体中。流动的等离子体可包括例如氩等离子体。雾化液滴的微滴经雾化成足够小，并且随着气溶胶流动通过氩等离子体，样本被汽化、雾化及离子化。将含有离子化样本成分的所得等离子体提取到真空中，其中将离子与中性物种分离，并对其进行质量分析。作为一个实例，将离子引入到耦合到电感耦合等离子体源的质谱仪。质谱仪可基于其质荷比来分离在电感耦合等离子体中产生的离子，并将其引导到检测器，在检测器处对其进行测量及定量。

尽管动作212已被描述为包含借助电感耦合等离子体质谱仪分析液滴，但是本发明不限于此。在其它实施例中，动作212包含通过其它微量元素分析方法(例如原子吸收光谱法(AAS))来分析扫描溶液的液滴。在其它实施例中，在晶片的表面上对液滴进行干燥，并通过全反射X射线荧光(TXRF)、同步加速器辐射全反射X射线荧光或另一方法中的一或多者来分析残留物。

方法200及工具300可用以检测在各种微电子装置制造动作期间可能存在的一或多种污染物。举例来说，此类污染物可包含锂、铍、硼、钠、镁、铝、磷、硫、氯、钾、钙、钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、镓、锗、砷、硒、溴、锶、钇、锆、铌、钼、钌、铑、钯、银、镉、铟、锡、锑、碲、碲、铯、钡、铪、钽、钨、铱、铂、金、铊、铅、铋、镧、铈、镨、钐、及镝。

因此，在一些实施例中，一种污染物检测方法包括将包括一或多种污染物的晶片暴露于氧化剂的微滴以在所述晶片的表面上形成氧化物，将所述氧化物暴露于蚀刻剂以去除所述氧化物并将所述一或多种污染物留在所述晶片的所述表面上，及确定所述一或多种污染物的组成。

此外，在一些实施例中，一种检测污染物的方法包括：雾化氧化剂以形成气溶胶，将晶片暴露于所述气溶胶以在所述晶片表面上形成氧化物，将所述氧化物暴露于蚀刻剂以去除所述氧化物，使所述晶片的表面与扫描溶液的至少一个液滴接触以将材料溶解在所述至少一个液滴中，及分析所述材料的所述至少一个液滴。

此外，在一些实施例中，一种污染物检测工具包括：卡盘，其经配置以接纳晶片，所述卡盘经配置以有角度地旋转；臂，其经配置以关于所述卡盘的表面移动；及雾化器，其耦合到所述臂并与氧化剂及载气流体连通，所述雾化器经配置以产生包括所述氧化剂的微滴的气溶胶。

另外，在一些实施例中，一种方法包括将晶片放置在包括与氧化剂及载气流体连通的喷雾器的工具的晶片卡盘上，形成包括所述氧化剂及所述载气的微滴的气溶胶，及将所述晶片的表面暴露于所述气溶胶以在所述晶片的所述表面上形成氧化物。

下文阐述本发明的额外非限制性实例实施例。

实施例1：一种污染物检测方法，其包括：将包括一或多种污染物的晶片暴露于氧化剂的微滴以在所述晶片的表面上形成氧化物；将所述氧化物暴露于蚀刻剂以去除所述氧化物并将所述一或多种污染物留在所述晶片的所述表面上；及确定所述一或多种污染物的组成。

实施例2：根据实施例1所述的方法，其中将包括一或多种污染物的晶片暴露于微滴包括形成包括所述氧化剂的所述微滴的气溶胶并将所述晶片暴露于所述气溶胶。

实施例3：根据实施例1或实施例2所述的方法，其中将包含一或多种污染物的晶片暴露于微滴包括用雾化器形成包括过氧化氢的微滴的气溶胶。

实施例4：根据实施例3所述的方法，其中用雾化器形成包括过氧化氢的微滴的气溶胶包括用包括氩气及氮气中的一或多者的载气形成所述气溶胶。

实施例5：根据实施例1到4中任一实施例所述的方法，其中将包括一或多种污染物的晶片暴露于氧化剂的微滴以形成氧化物包括形成所述氧化物以使其具有在从约

实施例6：根据实施例1到5中任一实施例所述的方法，其中将包括一或多种污染物的晶片暴露于氧化剂的微滴包括将所述晶片暴露于选自由以下各者组成的群组的一或多种材料：过氧化氢、水、氨、硝酸、硫酸、高氯酸及氢氟酸。

实施例7：根据实施例1到6中任一实施例所述的方法，其中将包括一或多种污染物的晶片暴露于氧化剂的微滴包括将所述晶片暴露于针对每一平方厘米的所述晶片从约0.1μL的所述氧化剂到约0.2μL的所述氧化剂。

实施例8：根据实施例1到7中任一实施例所述的方法，其中将所述氧化物暴露于蚀刻剂包括将所述氧化物暴露于包括氟化氢的蒸气。

实施例9：根据实施例1到8中任一实施例所述的方法，其中确定所述一或多种污染物的组成包括将所述晶片暴露于经配制以溶解所述一或多种污染物的扫描溶液。

实施例10：根据实施例9所述的方法，其中将所述晶片暴露于扫描溶液包括使所述晶片的基本上所有表面与所述扫描溶液接触。

实施例11：根据实施例9或实施例10所述的方法，其中将所述晶片暴露于扫描溶液包括将所述扫描溶液的液滴放置在所述晶片上并旋转所述晶片。

实施例12：根据实施例11所述的方法，其中确定所述一或多种污染物的组成包括通过电感耦合等离子体质谱法分析所述扫描溶液的所述液滴。

实施例13：根据实施例1到12中任一实施例所述的方法，其中将包括一或多种污染物的晶片暴露于氧化剂的微滴以在所述晶片的表面上形成氧化物包括将包括硅的晶片暴露于所述氧化剂的所述微滴以在所述晶片的所述表面上形成二氧化硅。

实施例14：一种检测至少一种污染物的方法，其包括：雾化氧化剂以形成气溶胶；将晶片暴露于所述气溶胶以在所述晶片表面上形成氧化物；将所述氧化物暴露于蚀刻剂以去除所述氧化物；使所述晶片的表面与扫描溶液的至少一个液滴接触以将材料溶解在所述至少一个液滴中；及分析所述材料的所述至少一个液滴。

实施例15：根据实施例14所述的方法，其中雾化氧化剂包括雾化包括从约1重量％到约35重量％的过氧化氢的溶液。

实施例16：根据实施例14或实施例15所述的方法，其中雾化氧化剂以形成气溶胶并且将所述晶片的至少一部分暴露于所述气溶胶以在所述晶片的至少一些表面上形成氧化物包括用从约10μL/min到约400μL/min的所述氧化剂形成所述气溶胶。

实施例17：根据实施例14到16中任一实施例所述的方法，其中使所述晶片的表面与扫描溶液的至少一个液滴接触包括将所述扫描溶液的所述至少一个液滴沉积在所述晶片上并一起旋转所述晶片与所述晶片上的所述至少一个液滴。

实施例18：根据实施例14到17中任一实施例所述的方法，其中使所述晶片的表面与扫描溶液的至少一个液滴接触包括使所述晶片的表面与氢氟酸、硝酸、盐酸、硫酸、过氧化氢、王水及氢氧化铵中的一或多者的至少一个液滴接触。

实施例19：一种污染物检测工具，其包括：卡盘，其经配置以接纳晶片，所述卡盘经配置以有角度地旋转；臂，其经配置以关于所述卡盘的表面移动；及雾化器，其耦合到所述臂并与氧化剂及载气流体连通，所述雾化器经配置以产生包括所述氧化剂的微滴的气溶胶。

实施例20：根据实施例19所述的工具，其中所述氧化剂包括过氧化氢。

实施例21：根据实施例19或实施例20所述的工具，其进一步包括耦合到所述工具的电感耦合等离子体质谱仪。

实施例22：根据实施例19到21中任一实施例所述的工具，其中所述雾化器包括含氟聚合物。

实施例23：一种方法，其包括：将晶片放置在包括与氧化剂及载气流体连通的雾化器的工具的晶片卡盘上；形成包括所述氧化剂及所述载气的微滴的气溶胶；及将所述晶片的表面暴露于所述气溶胶以在所述晶片的所述表面上形成氧化物。

实施例24：根据实施例23所述的方法，其进一步包括在将所述晶片的所述表面暴露于所述气溶胶的同时旋转所述晶片卡盘。

实施例25：根据实施例23或实施例24所述的方法，其中形成包括所述氧化剂的微滴的气溶胶包括形成包括过氧化氢的微滴的气溶胶。

实施例26：根据实施例23到25中任一实施例所述的方法，其中在所述晶片的所述表面上形成氧化物包括在所述晶片的所述表面上形成具有在从约

尽管已经结合图式描述某些说明性实施例，但是所属领域的一般技术人员将认识并了解，本发明涵盖的实施例不限于本文明确展示及描述的那些实施例。而是，可在不背离本发明所涵盖的实施例的范围的情况下对本文描述的实施例进行许多添加、删除及修改，例如下文主张的那些添加、删除及修改，包含法定等效物。另外，来自一个所揭示实施例的特征可与另一所揭示实施例的特征组合，同时仍然涵盖在本发明的范围内。