一种用于硅片表面金属离子检测样品的制备装置及方法与流程

1.本发明实施例涉及硅片检测技术领域，尤其涉及一种用于硅片表面金属离子检测样品的制备装置及方法。


背景技术：

2.自固体元器件诞生以后，在半导体微电子器件制作过程中，硅片衬底表面清洁的重要性就已被认知。硅器件的性能，稳定性及电路的成品率受硅片表面金属杂质污染的影响极大。当前由于半导体表面的极度敏感性和器件亚微米的尺寸特征，使得对原始硅片的有效清洁的要求越来越高。对于当前硅片的要求准确的来说，总金属污染要少于10
10
个/cm2，尺寸大于0.1μm的颗粒，在每平方厘米上小于0.1个，即8英寸硅片上，颗粒数目要求小于30个。
3.目前，对硅片表面金属杂质的检测过程包括：使用sc-1清洗液和sc-2清洗液对硅片表面进行清洗，以使硅片表面的金属杂质沉积到清洗液中，再将含有金属杂质的清洗液蒸发至干，经定容后，用电感耦合等离子体质谱仪测定其中的金属杂质含量。但是传统的sc-1清洗液以及sc-2清洗液的成分主要为氨水和过氧化氢，因此在对含有金属杂质的清洗液进行蒸发至干的过程中氨气会挥发，挥发的氨气对工艺人员的身体健康造成严重损伤。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明实施例期望提供一种用于硅片表面金属离子检测样品的制备装置及方法；能够自动或半自动对含有金属杂质的清洗液进行定容以得到用于检测硅片表面金属离子含量的样品，降低了人工参与的同时，避免了工艺人员安全问题的发生。
5.本发明实施例的技术方案是这样实现的：
6.第一方面，本发明实施例提供了一种用于硅片表面金属离子检测样品的制备装置，所述制备装置包括：
7.透明状的密封箱体；
8.设置于所述密封箱体内的多个液体容纳单元，包括待测液体罐以及定容液5体罐；
9.设置于所述密封箱体内的承载台，所述承载台用于承托容器；
10.设置于所述密封箱体内的定量溶液提取单元，所述定量溶液提取单元用于分别从多个所述液体容纳单元中提取设定体积的液体至所述容器中；
11.设置于所述密封箱体内且位于所述承载台下方的加热单元，所述加热单元0用于对盛装有待测液体的容器进行加热以蒸发除去所述容器中的液体。
12.第二方面，本发明实施例提供了一种用于硅片表面金属离子检测样品的制备方法，所述制备方法能够应用于第一方面所述的制备装置，所述制备方法包括：
13.通过定量溶液提取单元从待测液体罐中吸取设定体积的含有金属杂质的清5洗液至容器中；
14.利用加热单元对所述容器中的液体进行加热至蒸发除去；
15.利用所述定量溶液提取单元从所述定容液体罐中吸取设定量的定容液体至所述容器中进行定容以得到用于硅片表面金属离子含量检测的样品。
16.本发明实施例提供了一种用于硅片表面金属离子检测样品的制备装置及方0法；为了获得硅片表面的金属离子含量，在本发明实施例中将硅片清洗后的含有金属杂质的清洗液装入待测液体容纳罐中，并及时将密封箱体进行密封，随后通过定量溶液提取单元吸取待测液体容纳罐中设定体积的待测液体至容器中，并通过加热单元对容器中的清洗液加热至蒸发除去，在蒸发除去后的残渣中加入定量的定容液体以定容得到可用于硅片表面金属离子含量检测的样品。
5附图说明
17.图1为本发明一实施例提供的一种用于硅片表面金属离子检测样品的制备装置的组成示意图；
18.图2为本发明另一实施例提供的一种用于硅片表面金属离子检测样品的制备装置的组成示意图；
19.图3为本发明又一实施例提供的一种用于硅片表面金属离子检测样品的制5备装置的组成示意图；
20.图4为本发明实施例提供的一种用于硅片表面金属离子检测样品的制备方法流程示意图。
具体实施方式
21.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清0楚、完整地描述。
22.参见图1，其示出了本发明实施例提供的一种用于硅片表面金属离子检测样品的制备装置1的组成，所述制备装置1包括：
23.透明状的密封箱体10；
24.设置于所述密封箱体10内的多个液体容纳单元20，包括待测液体罐2015以及定容液体罐202；
25.设置于所述密封箱体10内的承载台30，所述承载台30用于承托容器40；
26.设置于所述密封箱体10内的定量溶液提取单元50，所述定量溶液提取单元50用于分别从多个所述液体容纳单元20中提取设定体积的液体至所述容器40中；
27.0设置于所述密封箱体10内且位于所述承载台30下方的加热单元60，所述加热单元60用于对盛装有待测液体的容器40进行加热以蒸发除去所述容器40中的液体。
28.可以理解地，为了获得硅片表面的金属离子含量，在本发明实施例中将硅片清洗后的含有金属杂质的清洗液装入待测液体容纳罐201中，并及时将密封5箱体10进行密封，随后通过定量溶液提取单元50吸取待测液体容纳罐201中设定体积的待测液体至容器40中，并通过加热单元60对容器40中的清洗液加热至蒸发除去，在蒸发除去后的残渣中加入定量的定容液体以定容得到可用于硅片表面金属离子含量检测的样品。
29.可以理解地，在具体实施过程中用于清洗硅片表面金属杂质的sc-1清洗液以及sc-2清洗液在对硅片表面进行清洗前，若sc-1清洗液以及sc-2清洗液中存在金属杂质时，
也可以利用图1所示的制备装置1得到用于检测sc-1清洗液以及sc-2清洗液中金属离子含量检测的样品，从而获得sc-1清洗液以及sc-2清洗液中的金属杂质含量。因此，可以得到硅片表面金属离子的准确含量为从上述硅片表面金属离子含量检测的样品中获取的金属离子含量减去sc-1清洗液以及sc-2清洗液中的金属杂质含量。
30.此外，可以理解地，在本发明实施例中设置密封箱体10能够防止在蒸发除去所述容器40中的液体时氨气的挥发造成的人体损伤，透明状的密封箱体10能够便于工艺人员观察正在进行的工艺操作。
31.对于图1所示的制备装置1，在一些可能的实现方式中，所述定容液体罐202中存储的定容液体为1％～10％质量浓度的硝酸溶液；优选地，所述定容液体为5％质量浓度的硝酸溶液。
32.需要说明的是，所述定量溶液提取单元50每次提取的所述定容液体的所述设定体积为5ml～20ml。
33.对于图1所示的制备装置1，在一些可能的实现方式中，如图1所示，所述多个液体容纳单元20中还包括洗涤液体罐203，所述洗涤液体罐203包括第一洗涤液体罐203a和第二洗涤液体罐203b；其中，所述第一洗涤液体罐203a用于容纳hf溶液，所述第二洗涤液体罐203b用于容纳超纯水。可以理解地，当对定容得到的用于硅片表面金属离子含量检测的样品，检测完成并移出样品后需要对容器40，例如烧杯，进行清洗以便于进行下一次的制备工作，在本发明实施例中可以先用第一洗涤液体罐203a中的hf溶液对容器40中残留的金属杂质进行酸洗，之后再用第二洗涤液体罐203b中的超纯水对容器40进行清洗，以得到清洁干净的容器40，不会影响下次待测液体的中金属杂质含量的测量。
34.对于图1所示的制备装置1，在一些可能的实现方式中，如图1所示，所述定量溶液提取单元50包括：
35.具有三个自由度的机械手臂501；
36.设置于所述机械手臂501前端部的吸嘴502，所述吸嘴502用于分别从多个所述液体容纳单元20中吸取设定体积的液体至所述容器40中。
37.可以理解地，在具体实施过程中，首先通过定量溶液提取单元50从待测液体罐201中吸取设定体积的含有金属杂质的清洗液至容器40中，当利用加热单元60对容器40中的液体蒸发除去后，再利用吸取定量溶液提取单元50从定容液体罐202中吸取一定量的定容液体至容器40中进行定容，需要说明的是，为了保证定容的准确性，可以设置定量溶液提取单元50多次少量地从定容液体罐202中吸取定容液体；当得到可用于硅片表面金属离子含量检测的样品，检测完成并移出样品后，利用定量溶液提取单元50从第一洗涤液体罐203a和第二洗涤液体罐203b中分别依次吸取hf溶液和超纯水以对容器40进行清洗。
38.需要说明的是，在具体实施过程中，机械手501和吸嘴502设置于密封箱体10的内部，为了控制机械手的移动，其连接的控制单元503设置于密封箱体10的外部。
39.对于上述的实施方式，在一些示例中，如图2所示，所述制备装置1中可以设置有多个所述承载台30，以承载多个所述容器40；其中，每个所述承载台40的下方均设置有所述加热单元60。
40.可以理解地，设置多个承载台30用于盛放多个容器40，在具体实施过程中可以同时获得多组用于检测硅片表面金属离子含量的样品，以获得硅片表面金属离子的准确含
量。
41.对于图1所示的制备装置，在一些可能的实现方式中，如图3所示，所述定量溶液提取单元50包括：
42.与每个所述液体容纳单元20相连通的多根液体管路31，所述多根液体管路31用于分别从多个所述液体容纳单元20中吸取设定体积的液体至所述容器40中；
43.设置于每个所述液体管路31上的开关单元32，所述开关单元32用于控制对应的所述液体管路31的连通或关闭。
44.可以理解地，在具体实施过程中如图3所示，首先打开与待测液体罐201连通的液体管路31使得设定体积的含有金属杂质的清洗液流入容器40中，当5利用加热单元60对容器40中的液体蒸发除去后，再打开与定容液体罐202连通的液体管路31使得一定量的定容液体流入容器40中进行定容；当得到可用于硅片表面金属离子含量检测的样品，检测完成并移出样品后，依次打开分别与第一洗涤液体罐203a和第二洗涤液体罐203b连通的液体管路31使得hf溶液和超纯水依次对容器40进行清洗。
45.0需要说明的是，在具体实施过程中，每个开关单元32均连接有开关控制单
46.元(图中未示出)，以便于及时的连通或关闭液体管路31。
47.对于图2所示的制备装置1，在一些可能的实施方式中，所述加热单元60连接有功率控制器70，所述功率控制器70用于控制所述加热单元60以设定的功率对所述容器40中的液体进行加热。
48.5需要说明的是，对于功率控制器70的设置，在具体实施过程中可以如图2或图3所示，在制备装置1中只设置一个功率控制器70，不论在制备装置1中设置有一个加热单元60或多个加热单元60时，均通过一个功率控制器70进行加热控制。
49.当然，在具体实施过程中，当制备装置1中包含有多个加热单元60时，也0可以使每个加热单元60分别连接有功率控制器70，以使当前面放置的容器40
50.中装有清洗液时可以先进行加热蒸发除去操作，后续的容器40依次进行加热蒸发除去，从而节省时间，提高检测效率。
51.对于图1所示的制备装置1，在一些可能的实施方式中，如图1所示，所述制备装置1还包括设置于所述密封箱体10顶端的通风管路80。可以理解地，5用于清洗硅片表面金属离子的清洗液中包含有氨水，氨水经蒸发为氨气后会对工艺人员造成损伤，因此在本发明实施例中利用设置的通风管路80将挥发的氨气进行排放，以在工艺人员对得到的可用于硅片表面金属离子含量检测的样品进行移出操作时，避免造成对工艺人员的伤害。
52.参见图4，其示出了本发明实施例提供的一种用于硅片表面金属离子检测样品的制备方法，所述制备方法能够应用于前述技术方案所述的制备装置1，所述制备方法具体包括：
53.s401、通过定量溶液提取单元50从待测液体罐201中吸取设定体积的含有金属杂质的清洗液至容器40中；
54.s402、利用加热单元60对所述容器40中的液体进行加热至蒸发除去；
55.s403、利用所述定量溶液提取单元50从所述定容液体罐202中吸取设定量的定容液体至所述容器40中进行定容以得到用于硅片表面金属离子含量检测的样品。
56.对于图4所示的技术方案，在一些示例中，所述制备方法还包括：
57.在得到用于所述硅片表面金属离子含量检测的样品后，利用所述定量溶液提取单元50从第一洗涤液体罐203a和第二洗涤液体罐203b中依次吸取hf溶液和超纯水以对容器40进行清洗。
58.需要说明的是：本发明实施例所记载的技术方案之间，在不冲突的情况下，可以任意组合。
59.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。