基于晶圆解理装置的晶圆体金属检测方法及晶圆解理装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于晶圆解理装置的晶圆体金属检测方法及晶圆解理装置，包括：通过所述解理装置对所述晶圆进行解理；用雾化的氢氟酸处理所述晶圆的解理面；收集所述解理面上的金属离子；通过ICP

【技术实现步骤摘要】
基于晶圆解理装置的晶圆体金属检测方法及晶圆解理装置


[0001]本专利技术属于半导体制造领域，尤其是涉及基于晶圆解理装置的晶圆体金属检测方法及晶圆解理装置。

技术介绍

[0002]随着半导体技术水平的不断提高，半导体的元器件的尺寸也不断减小，集成规模也不断增大，芯片的制造工艺甚至达到了5nm，这也意味着对单晶硅切片的纯度要求更为苛刻。在单晶硅切片的生产与加工过程中，不同杂质元素的污染，将会引发半导体的多种问题，造成半导体元器件的不合格。不同的元素污染会导致半导体元器件不同的缺陷，例如，碱金属与碱土金属(Li, Na,K,Ca,Mg,Ba等)的污染可降低电子元件的击穿电压；过渡金属与重金属(Fe,Cr,Ni,Cu,Au,Mn,Pb等)的污染可缩短元件的寿命，或使元件工作时的暗电流增大；而像其它元素(B,Al,P,As,S,Si等)会导致电子元件工作的错误率大大提升。目前虽然国际上主流的单晶工业产品仍然是直径150mm(6英寸)和200mm(8英寸)，但是300mm(12英寸)产品已逐渐进入市场，并开始占据主导地位，而且半导体元件的临界尺寸也越来越小，故对金属元素的控制也越来越严格，对硅片中金属离子的检测也成为了一种重要课题。目前对硅片的金属元素含量的检测一般只能停留在表面层面，难以实现晶圆体金属的测量，而且部分检测晶圆体金属的方法时间耗时久，造成大量产能的浪费，不易为半导体行业带来高效的生产力。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的问题是提供晶圆解理装置的晶圆体金属检测方法及晶圆解理装置，尤其适合该测试方法能够表征硅片体内的金属元素的含量，耗时较短，高效便捷。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：基于晶圆解理装置的晶圆体金属检测方法，步骤为：
[0005]通过所述解理装置对所述晶圆进行解理；
[0006]用雾化的氢氟酸处理所述晶圆的解理面；
[0007]收集所述解理面上的金属离子；
[0008]通过ICP
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MS检测出所述晶圆中金属的含量。
[0009]进一步的，通过所述解理装置对所述晶圆进行解理的步骤为：
[0010]将所述晶圆传送至解理室的第一载台上，所述晶圆与所述第一载台同轴设置；
[0011]所述第一载台吸住所述晶圆，通过解理装置中的刻刀在所述晶圆平面的解理晶向上进行划刻；
[0012]所述解理装置上的至少两个机械钳夹紧在所述晶圆划刻线的两侧，同向或者相反方向旋转，将所述晶圆一分为二；
[0013]所述机械钳将两个1/2晶圆依次分别置于半片专用台；
[0014]通入氮气依次吹扫两个所述1/2晶圆的所述解理面。
[0015]进一步的，所述晶圆的上端面的所述解理晶向上设置有V槽，所述V槽开口朝所述晶圆圆心向外设置，当所述V槽与所述解理方向重合时，所述第一载台吸住所述晶圆，通过所述刻刀在所述解理晶向上进行划刻，将所述晶圆均分。
[0016]进一步的，所述V槽与所述解理方向存在夹角时，所述第一载台吸住所述晶圆并旋转，将所述晶圆旋转至所述V槽与所述解理方向重合，通过所述刻刀在所述解理晶向上进行划刻，将所述晶圆均分。
[0017]进一步的，所述用雾化的氢氟酸处理晶圆的解理面的步骤为：
[0018]将所述1/2晶圆置于雾化室的第二载台上；
[0019]雾化室的雾化喷头将所述氢氟酸均匀喷至所述1/2晶圆的所述解理面；
[0020]通入氮气吹扫经所述氢氟酸处理的所述解理面，清理多余的所述氢氟酸。
[0021]进一步的，所述收集所述解理面上的金属离子的步骤为：
[0022]将所述1/2晶圆传送至测试室的第三载台；
[0023]第三载台吸紧所述1/2晶圆后向下翻转90度；
[0024]所述第三载台上的所述1/2晶圆在对齐区域进行自动微调至所述1/2晶圆的所述解理面平行于水平面后固定；
[0025]收集液喷头从所述1/2晶圆的所述解理面的边缘一端移动至边缘的另一端，收集所述1/2晶圆截面上的金属离子。
[0026]进一步的，所述通过ICP
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MS检测出所述晶圆中金属的含量的步骤为：
[0027]收集液进入ICP
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MS系统，测得所述收集液金属离子的含量，进而得出硅片中金属离子的含量；
[0028]测试载台向上翻转90度，将所述1/2晶圆传送至所述第二载台的特定片盒中
[0029]为实现上述目的，本专利技术还提供一种晶圆解理装置，包括：刻刀、机械钳和第一载台，所述第一载台被设置于放置晶圆；所述机械钳被设置于所述晶圆的侧面，用于夹取所述晶圆；所述刻刀被设置于所述晶圆的上方，用于切割所述晶圆。
[0030]进一步的，所述第一载台上设置有吸盘，用于吸附所述晶圆。
[0031]进一步的，所述机械钳至少设置有两个，所述机械钳分别被设置于所需切割的所述晶圆的不同侧。
[0032]由于采用上述技术方案，具有以下优点：
[0033]通过自动化解理过程，实现对晶圆的机械化解理，相较于加热处理来说更加方便快捷，便于控制；且解理装置结构简单，维修方便，加工成本低、解理效率高；
[0034]用硅片解理的机械方法，使得硅片的内部表面暴露出来，再结合ICP
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MS，使得硅片中的金属元素的含量能够进行表征，从而更加容易地分析与控制硅片中金属元素的含量。
附图说明
[0035]图1是本专利技术晶圆体金属含量检测方法步骤的流程图；
[0036]图2是本专利技术的解理装置结构示意图；
[0037]图3是本专利技术的收集液喷头的结构示意图。
[0038]图中：
[0039]1、刻刀
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2、机械钳
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3、第一载台
[0040]4、晶圆
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5、收集液喷头
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6、距离传感器
具体实施方式
[0041]下面结合实施例和附图对本专利技术作进一步说明：
[0042]第一方面，如图2所示，一种晶圆解理装置，包括：刻刀1、机械钳2 和第一载台3，其中晶圆4的下端面直接设置于第一载台3上，晶圆4可以平稳的设置在第一载台3上，并与第一载台3同轴设置，其中第一载台3的直径小于晶圆4的直径，同时晶圆4的下端面牢固的设置在第一载台3上，在本实施例中，第一载台3与晶圆4下端面的连接处设置有吸盘，其中吸盘图中未示出，保证了晶圆4的平稳性与解理过程中的牢固性；机械钳2设置于晶圆4的侧面，用于夹取晶圆，机械钳2从晶圆4的侧面紧固的夹持在晶圆4的上端面和下端面，保证晶圆4在解理过程中不发生相对位移；其中机械钳2至少设置有两个，多个机械钳2分别设置于被切割的晶圆4的不同侧；在本实施例中，设置有两个机械钳2，两个机械钳2分别设置在被切割晶圆 4的不同侧，即本实施例中，机械钳2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于晶圆解理装置的晶圆体金属检测方法，其特征在于，步骤为：通过所述解理装置对所述晶圆进行解理；用雾化的氢氟酸处理所述晶圆的解理面；收集所述解理面上的金属离子；通过ICP
‑
MS检测出所述晶圆中金属的含量。2.根据权利要求1所述的基于晶圆解理装置的晶圆体金属检测方法，其特征在于，通过所述解理装置对所述晶圆进行解理的步骤为：将所述晶圆传送至解理室的第一载台上，所述晶圆与所述第一载台同轴设置；所述第一载台吸住所述晶圆，通过解理装置中的刻刀在所述晶圆平面的解理晶向上进行划刻；所述解理装置上的至少两个机械钳夹紧在所述晶圆划刻线的两侧，同向或者相反方向旋转，将所述晶圆一分为二；所述机械钳将两个1/2晶圆依次分别置于半片专用台；通入氮气依次吹扫两个所述1/2晶圆的所述解理面。3.根据权利要求2所述的基于晶圆解理装置的晶圆体金属检测方法，其特征在于，所述晶圆的上端面的所述解理晶向上设置有V槽，所述V槽开口朝所述晶圆圆心向外设置，当所述V槽与所述解理方向重合时，所述第一载台吸住所述晶圆，通过所述刻刀在所述解理晶向上进行划刻，将所述晶圆均分。4.根据权利要求3所述的基于晶圆解理装置的晶圆体金属检测方法，其特征在于，所述V槽与所述解理方向存在夹角时，所述第一载台吸住所述晶圆并旋转，将所述晶圆旋转至所述V槽与所述解理方向重合，通过所述刻刀在所述解理晶向上进行划刻，将所述晶圆均分。5.根据权利要求4所述的基于晶圆解理装置的晶圆体金属检测方法，其特征在于：所述用雾化的氢氟酸处理晶圆的解理面的步骤为：将所述1/2晶圆置于雾化室...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓春星，由佰玲，周迎朝，原宇乐，武卫，刘建伟，刘园，孙晨光，王彦君，祝斌，刘姣龙，裴坤羽，常雪岩，杨春雪，谢艳，袁祥龙，张宏杰，刘秒，吕莹，徐荣清，
申请(专利权)人：中环领先半导体材料有限公司，
类型：发明
国别省市：