[发明专利]用于单侧晶片的离子提取的方法和装置

说明书

本发明一般地涉及硅片清洗，具体地讲，涉及在硅片一个面上确定无机离子污染的装置和方法。

在用于半导体芯片的硅片的制造中，一个基本的担心是表面污染。杂质使硅片表面变差，使表面上形成一层“霜”以及能使半导体器件中的金属部件腐蚀。在对于集成电路器件的质量和可靠性有不利影响的诸多污染中有如氯化物，硫酸盐，硝酸盐，氟化物等无机负离子。

对于硅片表面负离子污染的准确测量是保持生长过程质量控制所必须的。必须监视污染水平以保证产品具有为生产集成电路器件所必须的质量。典型的做法是，随机抽样一个小百分数的生产硅片供检测，如果负离子污染超过允许水平，可能要暂停硅片生产直到可以确定并消除污染源为止。

以前的测量方法不能检测硅片的一个面。单个面的数据是具有首要的重要性的，因为集成电路器件一般只位于硅片的一侧，只有在这一侧，污染才是关切的问题。在本领域中建立起来的一种检测硅片所有表面负离子污染的技术是进行水提取，在这过程中，把硅片浸入纯水中一取时间以引起负离子(它是水溶性的)从硅片表面转移到水中。之后用超微量分析方法，例如，色谱仪(IC)或毛细管电泳仪(CE)对水进行分析以确定负离子污染。本技术给出了整个硅片，包括两侧，的平均污染水平，但排除在单个表面对污染的测量。

另外，以前的测量方法还存在着不准确和不可重复的问题，取样的硅片不仅在制造过程中会受到污染并且在污染测量过程中也会受到污染。任意开放环境中，空中的气相成分要流过提取时用的去离子水并使它受到污染。甚至一级的净化室也含有空中分子成分污染。当IC或CE检测结果表明有高等级的污染，就出现了是起源于制作过程的杂质还是起源于测量过程的杂质这样的不确定性。

在本发明的若干个目的和特征中，注意到本发明提供了一种从硅片的一个面上提取无机离子污染的方法和装置，提供了这样一种方法和装置，它可以对硅片的一个面上的离子无机污染准确取样，提供了这样一种方法和装置，它可以把来自空中源的污染减至最小，提供了这样一种方法和装置，它可以经济地使用。

简言之，本发明从硅片前表面提取无机离子污染以进行化学分析的方法包括把硅片安放在一个支撑硅片的底座上，使它水平取向，前表面朝上。硅片被隔离以防止空气在前表面上方流动并在硅片的前表面滴上一层提取液体。这层提取液在硅片前表面上维持一段时间以使前表面上的污染被提取到液体层中，以及把前表面液层上一部分液体收集起来供之后的分析。

在另一方面，本发明的装置从硅片前表面提取无机离子污染。该装置包含一适宜安放硅片的容器，一个取样装置，以从硅片前表面提取液体层取样。该容器有一支座，以使硅片水平安置并前面朝上。该容器还要适合于防止空气在硅片前表面上方流动。该容器有一进口孔，以便能把提取液层引入到硅片的前表面。

本发明其他的目标和特征将在下面部分地明确和指出。

图1是本发明的容器的一个截面图，其中装有一片硅片。

图2本发明的一个装置的示意图，其中包括容器，二个液体源，二个注射器，进口管，输出管和一个样品收集瓶。

在整个图中用对应参考符号指出对应部分。

现参考图，特别是图1，从硅片的一个表面提取无机离子污染的容器一般用10来表示。

该容器10做成这样的大小和形状，以便可以容纳一片通常是平的，薄的晶片12，例如，在集成电路器件半导体芯片制作中用硅制成的晶片，该容器10有伸长的长方形形状，虽然柱形或其他形状可以一样工作。容器10包含一个一般是平的底部14，以便可以放在平的表面，例如桌子上，以及一个盖16。在这个优选的实施方案中，底14和盖16是用适宜的均匀厚度的透明材料制成，例如聚甲基丙烯酸甲酯(普列克斯玻璃)。

容器10的底14在靠近底的外边缘位置有一向上突起的脊18，脊18绕着底14延伸成闭合的几何形状，并安置在离开底的边缘一个恒定距离上，该距离约等于盖16的厚度。

盖16包含一顶部20和边墙22。当把它置于底14之上时，盖16的边墙22与靠近底外边缘的脊18接合从面把容器10关上。盖16的边墙与底14的脊18之间的接合构成一松的密封，它基本防止了空气流进容器10或从容器10流出，从而把内部隔离起来。