专利名称：用于晶圆表面痕量金属原子数量测定的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于半导体制造领域，涉及ー种測定装置，特别是涉及ー种用于晶圆表面痕量金属原子数量測定的装置。
背景技术：
在半导体制造领域，由于生产的需要，化学エ厂经常对晶圆正面痕量金属元素原子数量进行测试，结果为判定晶圆是否受到金属污染提供依据。目前，有两种对晶圆表面痕量金属元素原子数量进行测试的方法。第一种方法是手动滴酸法，具体操作如下用一定质量(m)的混酸滴在晶圆正面上，尽量使混酸全部覆盖晶圆表面，对晶圆正面浸泡数分钟，使其表面上的自然氧化膜被溶解，同时，晶圆正面上的痕量金属元素也被溶解到混酸中，然后使用滴管将混酸收集，尽量将溶液全部收集起来，最后用等离子质谱仪(ICP-MS)测试混酸中痕量金属元素的浓度(C)，然后利用公式计算出单位晶圆正面上金属原子的数量(N)。计算公式为N=CX(m/M)X (1/A) XNA，其中M为混酸的摩尔质量，A为晶圆的面积，NA为阿伏伽德罗常数。第二种方法是VH)法(vapor phasedecomposition),在VPD机台中，对HF酸进行加热使其转化成蒸汽,利用HF蒸汽对晶圆正面进行刻蚀，收集HF蒸汽然后利用ICP-MS分析HF酸中痕量金属元素的浓度，再利用公式计算出単位晶圆正面上金属原子的数量(N)。但是上述两种方法都存在缺点，第一种方法由于手动滴酸导致混酸不能完全覆盖晶圆正面，晶圆表面上的痕量金属元素不能全部被析出，导致混酸中痕量金属元素的浓度(C)降低，引起实验误差，并且计算的结果误差较大(约50%)，另外，外界环境也会对测试造成一定的干扰，因为实验过程中没有装置将晶圆表面上的混酸与外界空气隔离，空气中的颗粒灰尘将污染混酸，同样会导致实验误差；而第二种方法测试精度高，但需要额外的设备，实验成本高。
实用新型内容鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供ー种用于晶圆表面痕量金属原子数量測定的装置，用于解决现有技术中测量误差大，成本高的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供ー种用于晶圆表面痕量金属原子数量測定的装置，该装置包括一中空底部及与该中空底部连接的中空上部，所述中空上部与所述中空底部的连接处设有用于承载晶圆的载物台，所述载物台上方设有ー用于包裹晶圆边缘并将其卡紧密封的密封圏。可选地，所述中空上部还包括一与其配合的密封容器盖。可选地，所述中空底部为空心圆柱体结构。可选地，所述中空上部为空心倒圆台结构。可选地，所述中空上部的边缘设有一用于引导溶液流出的引导ロ。可选地，所述载物台为圆环状。[0012]可选地，所述载物台由至少两个分隔的承载部组成。如上所述，本实用新型的用于晶圆表面痕量金属原子数量測定的装置，具有以下有益效果装置设计简单、实用，能确保混酸溶液全面覆盖晶圆表面，并确保反应后的混酸溶液全部被收集，还能隔离外界空气对混酸的污染，能够大幅度提高测试精度，减少误差。使用时操作简单方便，并可以根据晶圆尺寸的大小制作装置，使其可用于不同尺寸的晶圆表面痕量金属原子数量的測定。
图1显示为本实用新型的用于晶圆表面痕量金属原子数量測定的装置的示意图。图2显示为本实用新型的用于晶圆表面痕量金属原子数量測定的装置的分解示意图。图3显示为本实用新型的用于晶圆表面痕量金属原子数量測定的装置在测定时的剖面示意图。元件标号说明110中空底部120 中空上部121 引导ロ130载物台140密封圈150密封容器盖160 晶圆170混酸溶液
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。请參阅图1至图3。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所掲示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所掲示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。请參阅图1，显示为本实用新型的用于晶圆表面痕量金属原子数量測定的装置的示意图。如图所示，本实用新型提供ー种用于晶圆表面痕量金属原子数量測定的装置，该装置包括一中空底部110及与该中空底部连接的中空上部120，所述中空上部120与所述中空底部110的连接处设有用于承载晶圆的载物台130，所述载物台130上方设有ー用于包裹晶圆边缘并将其卡紧密封的密封圈140。[0029]具体的，所述中空上部为空心倒圆台结构，形成倾斜的侧壁，一方面有利于引导晶圆进入所述装置并置于所述载物台上，另ー方面还有利于引导混酸流入。所述中空上部的边缘设有一用于引导溶液流出的引导ロ，便于倾倒出反应后的溶液。所述中空底部可以为空心圆柱体结构,空心多边柱体结构,还可以由至少两根支撑杆构成。本实施例中，所述中空底部优选为空心圆柱体结构。请參阅图2，显示为本实用新型的用于晶圆表面痕量金属原子数量測定的装置的分解示意图。如图所示，所述密封圈140为0型圈，其材质可以为有弾性、耐高温的含氟橡胶(FPM)。而由于所述密封圈140具有弾性，从而可以包裹晶圆边缘并将其卡紧密封，在倒出混酸溶液时晶圆片不会随之倒出，便于操作。所述载物台130的作用在干支撑晶圆，本实施例中，所述载物台为圆环状，支撑晶圆片的边缘。由于圆环状载物台中心部分是中空的，可便于晶圆的取出，即测定完毕需要取出晶圆时，可从晶圆片下方对其施加一定的力，使其从所述密封圈140中脱离以待取出。需要指出的是，所述载物台130并不限于圆环状，在其它实施例中，所述载物台也可以由至少两个分隔的承载部组成。所述承载部可以为圆环的一段，即所述载物台为有隔断的圆环状。所述载物台还可以由至少两根支撑条组成，所述支撑条之间可平行或交叉。请參阅图3，显示为本实用新型的用于晶圆表面痕量金属原子数量測定的装置在测定时的剖面示意图。如图所示，本实施例中，所述中空上部120还包括一与其配合的密封容器盖150。测定时，先将晶圆160正面朝上置于所述载物台130上，并调整所述晶圆160和所述密封圈140,使所述晶圆160的边缘被所述密封圈140所包裹从而卡紧密封。本实施例中，所述密封圈140的横截面为三角形，形成上松下紧的结构。所述晶圆160置于所述载物台130上之后，可调整并按压所述晶圆160，由于所述密封圈140具有弾性，所述晶圆160的边缘可嵌于其中被其包裏，从而实现卡紧密封。所述晶圆160放置好后，沿所述中空上部120的倾斜侧壁向所述晶圆160的正面倾倒一定质量(m)的混酸，使其全部覆盖所述晶圆160的上表面。然后盖上所述密封容器盖150，所述密封容器盖150紧密地扣压在所述中空上部120上，可阻止外界的空气给混酸带来污染。所述密封容器盖150的材质可以为PPE，但不限于此。在反应过程中，所述晶圆160表面上的自然氧化膜被混酸溶解，同吋，晶圆正面上的痕量金属元素也被溶解到混酸中。待反应完成后，打开密封盖，将混酸溶液沿所述中空上部120的倾斜侧壁并通过所述引导ロ 121倾倒出。由于反应后的晶圆上表面具有疏水性，混酸溶液很容易被完全倾倒出，没有残留，可全部被收集。然后用等离子质谱仪(ICP-MS)测试混酸中痕量金属元素的浓度(C)，并利用公式计算出単位晶圆正面上金属原子的数量(N)。计算公式为N=CX (m/M) X (1/A) XNA，其中M为混酸的摩尔质量，A为晶圆的面积，NA为阿伏伽德罗常数。至此，測定完毕，可根据测得的结果判定晶圆是否收到金属污染。需要取出晶圆时，只要通过所述中空底部110和所述载物台130的空隙对晶圆背面施加一定的力，即可轻松取出晶圆。需要指出的是，所述密封圈140的横截面并不限于本实施例的三角形，在其它实施例中，其横截面也可以为其他形状，如方形、圆形等，只要能实现卡紧晶圆并密封其边缘的效果即可。综上所述，本实用新型的用于晶圆表面痕量金属原子数量測定的装置设计简单实用，能确保混酸溶液全面覆盖晶圆表面，并确保反应后的混酸溶液全部被收集，还能在反应时隔离外界空气对混酸的污染，最終大幅度提高测试精度，减少误差。此外，该装置使用时操作简单方便，并可以根据晶圆尺寸的大小制作不同尺寸的该装置，使其可用于不同尺寸的晶圆表面痕量金属原子数量的測定。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所掲示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
权利要求1.一种用于晶圆表面痕量金属原子数量测定的装置，其特征在于，其包括一中空底部及与该中空底部连接的中空上部，所述中空上部与所述中空底部的连接处设有用于承载晶圆的载物台，所述载物台上方设有一用于包裹晶圆边缘并将其卡紧密封的密封圈。
2.根据权利要求1所述的用于晶圆表面痕量金属原子数量测定的装置，其特征在于 所述中空上部还包括一与其配合的密封容器盖。
3.根据权利要求1所述的用于晶圆表面痕量金属原子数量测定的装置，其特征在于 所述中空底部为空心圆柱体结构。
4.根据权利要求1所述的用于晶圆表面痕量金属原子数量测定的装置，其特征在于 所述中空上部为空心倒圆台结构。
5.根据权利要求1或4所述的用于晶圆表面痕量金属原子数量测定的装置，其特征在于所述中空上部的边缘设有一用于引导溶液流出的引导口。
6.根据权利要求1所述的用于晶圆表面痕量金属原子数量测定的装置，其特征在于 所述载物台为圆环状。
7.根据权利要求1所述的用于晶圆表面痕量金属原子数量测定的装置，其特征在于 所述载物台由至少两个分隔的承载部组成。
专利摘要本实用新型提供一种用于晶圆表面痕量金属原子数量测定的装置，该装置包括一中空底部及与该中空底部连接的中空上部，所述中空上部与所述中空底部的连接处设有用于承载晶圆的载物台，所述载物台上方设有一用于包裹晶圆边缘并将其卡紧密封的密封圈，所述中空上部还包括一与其配合的密封容器盖。该装置设计简单实用，能确保混酸溶液全面覆盖晶圆表面，并确保反应后的混酸溶液全部被收集，还能在反应时隔离外界空气对混酸的污染，最终大幅度提高测试精度，减少误差。此外，该装置使用时操作简单方便，并可以根据晶圆尺寸的大小制作装置，使其可用于不同尺寸的晶圆表面痕量金属原子数量的测定。
文档编号G01N1/28GK202853956SQ20122053095
公开日2013年4月3日 申请日期2012年10月17日 优先权日2012年10月17日
发明者黄文发, 朱建红, 刘传军 申请人:中芯国际集成电路制造(北京)有限公司