一种硅片中重金属的处理分析方法及处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种硅片中重金属的处理分析方法及处理装置，处理分析方法包括以下步骤：在结晶方位上对待处理硅片进行切割，得到包括检测区域的样品硅片；对样品硅片的表面进行清洗；将清洗后的样品硅片置于硝酸和氢氟酸的混合蒸汽中进行溶解，得到样品硅片处理液。本发明专利技术的处理分析方法中，在结晶方位上对待处理硅片进行切割，得到包括检测区域的样品硅片，对样品硅片的表面进行清洗，将清洗后的样品硅片置于硝酸和氢氟酸的混合蒸汽中进行溶解，得到样品硅片处理液，通过上述方法能够减少硅片的污染，便于后续硅片分析时提高检测结果的精确度，减少硝酸和氢氟酸的用量，不需要高纯度的硝酸和氢氟酸，降低成本，简化分析操作过程，效率高。

A Processing Method and Processing Device for Heavy Metals in Silicon Wafers

【技术实现步骤摘要】
一种硅片中重金属的处理分析方法及处理装置
本专利技术涉及硅片
，特别涉及一种硅片中重金属的处理分析方法及处理装置。
技术介绍
在硅片的制造工序中，从硅锭切成硅片时，要接触到刀刃或者线锯，重金属会向硅片内部扩散。重金属污染在抛光时最严重，由于硅片的两面与研磨液、研磨垫长时间接触、加压和研磨，容易受到来自这些材料的杂质元素的污染，之后会向硅片内部扩散。现实中，针对研磨液中的杂质元素的问题，已通过在研磨液中添加螯合剂，螯合剂会与重金属形成螯合物，达到捕获重金属的效果；研磨垫中也并非完全没有金属杂质，多数情况下，研磨垫会使用高分子聚合物，并且多数聚合物会使用金属作为添加剂，金属添加剂也会对硅片造成污染。就内部被杂质元素污染的硅片而言，在其后的器件制造工序中，会在几百到上千摄氏度的温度下反复进行热处理，此时杂质元素会反复扩散、移动，在所制作的微细电路中易引起导通不良、短路、耐电压下降等问题。因此，硅片中重金属的分析检测尤为重要。对硅片表面分析时，需将氢氟酸和硝酸的混合水溶液滴在硅片表面上，接触并溶解腐蚀整个硅片表面，然后再将腐蚀液回收，再通过ICP等仪器进行分析，该分析方法检测结果偏差大，精确度低。关于硅片体内杂质的分析方法，通过对于硅片表面的金属分析方法的延伸，可以从纵深方向依次对硅片表面进行分析，但硅片尺寸越来越大，如在直径为300mm的硅片，将整个硅片表面均匀地进行纵深分析非常困难，会因部位不同而产生较大的偏差。硅片的厚度通常为780-800μm，为了将这所有区域溶解，不仅需要大量的氢氟酸、硝酸，还需要很长的时间，至少需要连续3天以上，效率非常差，不实用。此外，如果预处理时间较长，则环境污染和硅片污染的可能性相应增加，无法正确分析和评估硅片。在对硅片进行处理时需要相当大规模的设备和高纯度的试剂，导致成本高，即使使用这些设备和高纯度的试剂也未必可得到准确的值，实际上有时会出现几％至10％不同程度的异常值，难以确保检测值的准确性以及重复性，分析操作过程连续繁杂，不利于硅片中重金属的分析检测。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种硅片中重金属的处理分析方法及处理装置，用以解决硅片处理过程中易受污染，硅片检测结果精确度低，硝酸和氢氟酸的用量大，成本高，效率低的问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：根据本专利技术第一方面实施例的硅片中重金属的处理分析方法，包括以下步骤：在结晶方位上对待处理硅片进行切割，得到包括检测区域的样品硅片；对所述样品硅片的表面进行清洗；将清洗后的所述样品硅片置于硝酸和氢氟酸的混合蒸汽中进行溶解，得到样品硅片处理液。进一步地，将所述样品硅片的表面进行清洗，包括：将所述样品硅片置于硝酸和氢氟酸的混合蒸汽中对所述样品硅片的表面进行清洗。进一步地，还包括以下步骤：向所述样品硅片处理液中加入氢氟酸溶液并蒸发干燥，得到第一处理样品；将所述第一处理样品加入硝酸水溶液中得到测量溶液；检测所述测量溶液中的重金属。根据本专利技术第二方面实施例的硅片的处理装置，包括：容器，所述容器内限定有用于容纳包括硝酸溶液和氢氟酸溶液的混合溶液的第一腔室和与所述第一腔室连通的第二腔室；加热机构，用于加热所述第一腔室中的所述混合溶液，以使所述混合溶液蒸发形成硝酸和氢氟酸的混合蒸汽且所述混合蒸汽能够进入所述第二腔室；样品盒，所述样品盒置于所述第二腔室中以用于盛装样品硅片，所述混合蒸汽能够进入所述样品盒中以使所述样品硅片在所述混合蒸汽中溶解。进一步地，所述容器为外侧包覆有聚四氟乙烯的金属材质或陶瓷材质容器，所述加热机构包括罩形加热器，所述罩形加热器套设在所述容器的外侧。进一步地，所述容器为柱状，所述第一腔室位于所述容器的底部，所述第二腔室位于所述容器的顶部，所述容器内设有柱状的导气管，所述导气管的一端与所述第一腔室的开口连通，所述导气管的另一端伸入所述第二腔室且与所述第二腔室连通，所述导气管的轴线与所述容器的轴线共线。进一步地，所述容器上分别设有与所述第二腔室连通的进气口和出气口，所述进气口与所述出气口关于所述容器的轴线对称，所述第二腔室中邻近所述进气口和所述出气口的位置分别设有一个带有通孔的多孔板，两个所述多孔板关于所述容器的轴线对称，所述样品盒的数量为多个且分别置于相应的所述多孔板上。进一步地，所述处理装置还包括：两个温度计，两个所述温度计均设置于所述第二腔室中，其中一个所述温度计位于所述导气管的上方，另一个所述温度计位于邻近所述出气口的所述多孔板的上方。进一步地，所述处理装置还包括：惰性气体供应装置，所述惰性气体供应装置与所述进气口连通，以向所述第二腔室中通入惰性气体。进一步地，所述惰性气体供应装置与所述进气口之间设有连接管以连通所述惰性气体供应装置与所述进气口，所述连接管上分别设有流量计和过滤器。本专利技术的上述技术方案的有益效果如下：根据本专利技术的硅片中重金属的处理分析方法，在结晶方位上对待处理硅片进行切割，得到包括检测区域的样品硅片，对样品硅片的表面进行清洗，将清洗后的样品硅片置于硝酸和氢氟酸的混合蒸汽中进行溶解，得到样品硅片处理液，通过上述方法能够减少硅片的污染，便于后续硅片分析时提高检测结果的精确度，减少硝酸和氢氟酸的用量，不需要高纯度的硝酸和氢氟酸，降低成本，简化分析操作过程，效率高。附图说明图1为本专利技术实施例的硅片中重金属的处理分析方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例的处理装置的结构示意图；图3为本专利技术实施例的处理装置的局部结构示意图。附图标记容器10；第一腔室11；第二腔室12；导气管13；进气口14；出气口15；多孔板16；温度计17；加热机构20；样品盒30；惰性气体供应装置40；流量计41；过滤器42。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例的附图，对本专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面具体描述根据本专利技术实施例的硅片中重金属的处理分析方法。如图1所示，根据本专利技术实施例的硅片中重金属的处理分析方法，包括以下步骤：在结晶方位上对待处理硅片进行切割，得到包括检测区域的样品硅片；对样品硅片的表面进行清洗；将清洗后的样品硅片置于硝酸和氢氟酸的混合蒸汽中进行溶解，得到样品硅片处理液。也就是说，由于硅片的尺寸较大，可以切割出需要检测的区域经过处理后进行检测，可以在结晶方位上对待处理硅片进行切割，得到包括检测区域的样品硅片，样品硅片重量可以为0.30-0.35g，样品硅片的表面径为5mm左右；然后对样品硅片的表面进行清洗，清洗去硅片表面的污染杂质，可以将硅片的表面上的一层硅溶解，然后将溶解的溶液倒去，避免硅片表面上的杂质的污染，清洗后的硅片重量可以为0.15-0.2g，该作业中使用聚四氟乙烯制的镊子进行，避免引入金属杂质；然后，将清洗后的样品硅片置于硝酸和氢氟酸的混合蒸汽中进行溶解，得到样品硅片处理液，不需要高纯度的硝酸和氢氟酸，减少硝酸和氢氟酸的用量，通过上述方法能够减少硅片的污染，便于后续硅片分析时提高检测结果的精确度，检测结果重复性稳定且良好，不会产生异常值，降低成本，简化分析操作过程，效率高。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硅片中重金属的处理分析方法，其特征在于，包括以下步骤：在结晶方位上对待处理硅片进行切割，得到包括检测区域的样品硅片；对所述样品硅片的表面进行清洗；将清洗后的所述样品硅片置于硝酸和氢氟酸的混合蒸汽中进行溶解，得到样品硅片处理液。

【技术特征摘要】
1.一种硅片中重金属的处理分析方法，其特征在于，包括以下步骤：在结晶方位上对待处理硅片进行切割，得到包括检测区域的样品硅片；对所述样品硅片的表面进行清洗；将清洗后的所述样品硅片置于硝酸和氢氟酸的混合蒸汽中进行溶解，得到样品硅片处理液。2.根据权利要求1所述的处理分析方法，其特征在于，将所述样品硅片的表面进行清洗，包括：将所述样品硅片置于硝酸和氢氟酸的混合蒸汽中对所述样品硅片的表面进行清洗。3.根据权利要求1所述的处理分析方法，其特征在于，还包括以下步骤：向所述样品硅片处理液中加入氢氟酸溶液并蒸发干燥，得到第一处理样品；将所述第一处理样品加入硝酸水溶液中得到测量溶液；检测所述测量溶液中的重金属。4.一种硅片的处理装置，其特征在于，包括：容器，所述容器内限定有用于容纳包括硝酸溶液和氢氟酸溶液的混合溶液的第一腔室和与所述第一腔室连通的第二腔室；加热机构，用于加热所述第一腔室中的所述混合溶液，以使所述混合溶液蒸发形成硝酸和氢氟酸的混合蒸汽且所述混合蒸汽能够进入所述第二腔室；样品盒，所述样品盒置于所述第二腔室中以用于盛装样品硅片，所述混合蒸汽能够进入所述样品盒中以使所述样品硅片在所述混合蒸汽中溶解。5.根据权利要求4所述的处理装置，其特征在于，所述容器为外侧包覆有聚四氟乙烯的金属材质或陶瓷材质容器，所述加热机构包括罩形加热器，所述罩...

【专利技术属性】
技术研发人员：宮尾秀一，张婉婉，
申请(专利权)人：西安奕斯伟硅片技术有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61