[实用新型]晶圆表面金属离子采集装置

说明书

本公开提供一种晶圆表面金属离子采集装置，包括：底座；载台；使扫描液在晶圆表面滚动，以收集晶圆表面金属离子的扫描机构；控制扫描机构运动的扫描臂；控制扫描臂在底座上进行三维运动的运动机构；控制载台、扫描机构及运动机构的工作状态的控制单元；扫描机构包括至少两个采集器，不同的采集器具有相同或不同数量扫描喷嘴，至少两个采集器以不同组合方式设置于扫描臂上，不同组合方式包括：至少两个具有相同数量扫描喷嘴的采集器进行组合、或至少两个具有不同数量扫描喷嘴的采集器进行组合。本公开晶圆表面金属离子采集装置可实现多种扫描模式，提升扫描效率，提高整体测试速度和测试能力，检测效率高，节约成本，满足大规模测试需要。

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，尤其涉及一种晶圆表面金属离子采集装置。

背景技术

晶圆是利用MCZ法(磁控拉晶法)得到硅单晶锭，单晶锭经过线切割、磨削、抛光、清洗等工艺制备得到。在硅片加工过程中，会带来各种金属杂质沾污，进而导致后道器件的失效，轻金属(例如，Na、Mg、Al、K、Ca等)会导致器件击穿电压降低，重金属(例如，Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn等)会导致器件寿命降低。晶圆作为器件的原材料，其表面金属含量会直接影响器件的合格率，因此，需要对晶圆表面和晶圆边缘的金属离子进行测试。

为了实现超微量金属离子的测试，晶圆金属测试需要用到VPD(Vapor PhaseDecomposition，气相分解)和ICP-MS(Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry，电感耦合等离子体质谱仪)两种设备对采集的VPD液体进行元素定量分析。一般步骤如下：

步骤S1，用机械手将晶圆传递到VPD腐蚀槽，向腐蚀槽通入HF蒸汽2～5分钟去除硅片表面氧化膜，使膜质里的金属离子游离在晶圆表面，通常晶圆表面和加热后的硅片表面都会出现一层很薄的二氧化硅膜，使用氢氟蒸汽作为清洗剂，厚度为10埃左右的二氧化硅膜在5min内足够被38％的高纯氢氟酸溶解掉，同时晶圆经过氢氟酸清洗后，晶圆表面最外层的Si几乎以H键为终端结构，表面呈疏水性，减少VPD扫描液在晶圆表面滚动时不会在晶圆表面形成拖尾和残留，确保VPD扫描液收集完整性；

步骤S2，在ICP-MS设备的扫描(Pad scan)平台上，通过表面金属收集系统的喷嘴吸取1ml VPD扫描液在晶圆表面或晶圆边缘滚动来收集晶圆表面的金属成份；

步骤S3，将含有金属成份的VPD扫描液雾化后进行光谱分析测试回收液中金属含量，将回收液中各金属含量减去VPD扫描液中各金属含量从而计算得到晶圆表面的各种金属离子的含量。

然而，在步骤S2中，相关技术中采用的晶圆表面金属收集装置使用一个直径为10mm或20mm的扫描喷嘴。使用直径20mm的扫描喷嘴扫描直径为300mm晶圆的整个表面需要用时40min，而使用直径20mm的扫描喷嘴扫描直径为450mm晶圆的整个表面则需要用时60min，扫描效率低下，导致整体测试速度缓慢，产能降低，不能满足大规模测试需要，设备测试能力低，影响产品出货或后段加工需要，需要购买多台同样设备，成本较高。此外，不能同时扫描晶圆表面和晶圆边缘，扫描晶圆边缘还会需要时间，会更加降低检测效率，降低经济效益。

实用新型内容

本公开实施例提供了一种晶圆表面金属离子采集装置，能够实现多种扫描模式，提升扫描效率，提高整体测试速度和测试能力，检测效率高，节约成本，满足大规模测试需要。

本公开实施例所提供的技术方案如下：

本公开实施例提供了一种晶圆表面金属离子采集装置，包括：

底座；

用于支撑及定位晶圆的载台，所述载台设置于所述底座上；

用于使扫描液在所述晶圆表面滚动，以收集晶圆表面金属离子的扫描机构；

用于控制所述扫描机构运动的扫描臂，所述扫描机构设置于所述扫描臂上；