片盒内部离子采集装置及方法与流程

本发明涉及半导体，尤其涉及一种片盒内部离子采集装置及方法。

背景技术：

1、在硅片制造过程中，装载硅片的片盒的洁净度对硅片的质量至关重要，实时监控片盒中的离子浓度，有利于及时发现片盒内部离子对硅片质量的高低的影响程度。目前，对于片盒内部的离子浓度的监控普遍采用以下方式：先采用溶液采集片盒内部离子，之后通过离子分析仪器检测溶液内离子浓度。因此，片盒内部离子采集的充分度和采集过程的洁净度对于后续的测试分析至关重要。

2、从离子采集均匀度来说，若离子采集不充分的话，直接后果就是测试数据偏小，不能反映片盒内部离子浓度的真实值，导致片盒中的硅片污染程度加深。从离子采集洁净度来说，现有方法中片盒内部离子采集完成后，需要人为将片盒溶液盛出，这样会不可避免地将污染物带入片盒溶液中，导致测试数据偏大，直接影响测试数据的真实性。

3、在相关技术中，采用手摇的方式洗涤片盒，从而达到采集离子的目的。但是，该方法存在两种无法解决的问题：首先，该方法无法克服不同操作人员手摇洗涤片盒的频率，不能对手摇洗涤的频率进行量化，导致片盒内部的离子采集不充分，无法标准化；其次，相关技术中仅提供了离子采集方法，没有对采集离子进液和取液的过程进行考虑，进液和取液过程人为造成的污染是影响片盒内部离子测试浓度的关键点，对片盒内部离子浓度测试数据的准确性影响很大。

技术实现思路

1、本公开实施例提供了一种片盒内部离子采集装置及取样方法，可以提高离子采集充分度和洁净度，提高检测精度。

2、本公开实施例所提供的技术方案如下：

3、一种片盒内部离子采集装置，包括：

4、用于采集片盒内部离子的采集单元，所述采集单元包括架体、连接至所述架体上的用于夹持所述片盒并绕第一方向的轴心转动所述片盒的夹持机构、及连接至所述架体上的用于绕第二方向的轴心转动所述架体的转动机构，所述第一方向与所述第二方向垂直；

5、用于打开或关闭所述片盒的片盒盖的片盒盖开合组件，所述片盒盖开合组件连接至所述架体上；

6、用于向所述片盒内部注入标准溶液的注液单元，所述注液单元包括注液组件及用于为所述注液组件供给标准溶液的供液组件，所述注液组件包括注液头及移动所述注液头的第一移动机构，所述注液头在所述第一移动机构带动下能够向所述架体片盒内部注入溶液；及

7、用于收集所述片盒内部溶液的集液单元，所述集液单元包括用于从所述片盒内部抽吸溶液的吸液组件、及用于收集所述吸液组件所抽吸的溶液的集液组件，所述吸液组件包括吸液头及移动所述吸液头的第二移动机构。

8、示例性的，所述供液组件包括：

9、用于分别提供不同原始溶液的第一供液瓶和第二供液瓶；

10、用于将来自所述第一供液瓶和所述第二供液瓶的不同原始溶液混合配置为所述标准溶液的混液器，所述混液器的进液口通过第一管路连通至所述第一供液瓶，通过第二管路连通至所述第二供液瓶，所述第一管路设有第一阀门，所述第二管路上设第二阀门；

11、用于从所述混液器抽取所述标准溶液并注射至所述注液头的注射器，所述混液器的出液口连通至所述注射器的进液口，所述注射器的出液口连通至所述注液头；

12、控制器，所述控制器连接所述第一阀门、所述第二阀门和所述第三阀门及所述注射器，用于控制所述第一阀门、所述第二阀门、所述第三阀门和所述注射器的工作状态，以使不同原始溶液按预定比例混合配置。

13、示例性的，所述第一移动机构包括第一支架，所述第一支架能够绕沿所述第三方向的轴线旋转且能够在所述第三方向上伸缩，所述注液头设置在所述第一支架上，所述第三方向与所述第一方向和所述第二方向彼此垂直。

14、示例性的，所述第一支架包括沿所述第三方向设置的第一竖管和沿所述第一方向设置的第一横管，所述第一竖管与所述第一横管的内腔相通并连通至所述注液头，所述第一竖管在所述第三方向上可伸缩且所述第一竖管上设有与所述供液组件连通的进液口，所述注液头连接至所述第一横管上。

15、示例性的，所述第二移动机构包括第二支架，所述第二支架能够绕沿第三方向的轴线旋转且能够在所述第三方向上伸缩，所述吸液头设置在所述第二支架上，所述第三方向与所述第一方向和所述第二方向彼此垂直。

16、示例性的，所述第二支架包括沿所述第三方向设置的第二竖管和沿所述第一方向设置的第二横管，所述第二竖管与所述第二横管的内腔相通并连通至所述吸液头，所述第二竖管在所述第三方向上可伸缩且所述第二竖管上设有与所述集液组件连通的进液口，所述吸液头连接至所述第二横管上。

17、示例性的，所述集液组件包括蠕动泵及集液瓶，所述蠕动泵连通在所述集液瓶与所述吸液组件之间。

18、示例性的，所述架体包括：顶部具有开口的架体本体；

19、所述片盒盖开合组件包括：

20、可移动设置在所述开口的可移动顶梁；自动开合盖部件，其能够执行开启所述片盒盖或关闭片盒盖的动作；

21、片盒盖开启卡口部件，其固定在所述可移动顶梁上以随所述可移动顶梁同步运动，所述片盒盖上设有与所述片盒盖开启卡口部件适配的卡口适配结构，所述片盒盖开启卡口部件与所述卡口适配结构之间具有锁定状态和解锁状态，在所述锁定状态时，所述片盒盖能够随所述片盒盖开启卡口部件同步运动。

22、所述开合组件所述转动机构包括：能够正向和反向旋转的旋转轴，所述架体连接至所述旋转轴上，以随所述旋转轴进行旋转运动；及驱动所述旋转轴转动的驱动电机。

23、所述开合组件所述夹持机构包括：

24、第一夹持部分，所述第一夹持部件包括第一电机及固定卡盘，所述固定卡盘设置在所述架体的第一内侧壁上，所述第一电机位于所述架体外且所述第一电机的输出轴沿所述第一方向设置、且穿过所述第一内侧壁连接至所述固定卡盘上，以带动所述固定卡盘转动；及

25、第二夹持部分，所述第二夹持部件包括卡盘旋钮及可调节活动卡盘，所述可调节活动卡盘设置在所述架体的第二内侧壁上，所述第二内侧壁与所述第一内侧壁相对，所述卡盘旋钮位于所述架体外，所述卡盘旋钮的转轴沿所述第一方向设置、且穿过所述第二内侧壁连接至所述可调节活动卡盘上。

26、一种片盒内部离子采集方法，采用如上所述的片盒内部离子采集装置进行片盒内部离子采集，所述方法包括：

27、将片盒置于所述架体内，通过所述夹持机构夹持所述片盒；

28、通过所述片盒盖开合组件将所述片盒的片盒盖打开；

29、通过所述注液单元向所述片盒内注入标准溶液；

30、通过所述片盒盖开合组件将所述片盒的片盒盖关闭；

31、通过所述夹持机构绕第一方向转动所述片盒，通过所述转动机构绕第二方向转动所述架体，以使所述标准溶液充分采集所述片盒内部离子；

32、通过所述片盒盖开合组件将所述片盒的片盒盖打开；

33、通过所述吸液组件从所述片盒内抽吸溶液，并输送至所述集液组件内。

34、本公开实施例所带来的有益效果如下：

35、本公开实施例所提供的片盒内部离子采集装置及方法中，可将片盒置于所述架体内，通过所述夹持机构夹持所述片盒，并通过所述片盒盖开合组件打开片盒，通过所述注液单元向所述架体内注入标准溶液，再通过所述片盒盖开合组件关闭片盒，通过所述夹持机构绕第一方向转动所述片盒，通过所述转动机构绕第二方向转动所述架体，以使所述标准溶液充分采集所述片盒内部离子，采集完成后，再次通过所述片盒盖开合组件将所述片盒的片盒盖打开，并通过所述吸液组件从所述架体内抽吸所述待检测溶液，并输送至所述集液组件内。从而，通过注液单元和吸液单元可完成片盒内部离子采集过程中的进液和取液过程，无需人为操作，避免由于人为因素导致的污染，可以保证待检测溶液的洁净度；并且，通过所述夹持机构及所述转动机构对片盒的晃动，可以使得标准溶液充分采集片盒内部离子，进而保证待检测溶液中离子采集的充分度，由此可见，本公开实施例所提供的片盒内部离子采集装置及方法，相较于现有技术中手摇采集待检测溶液的方式，可以避免不同的操作人员手摇洗涤片盒的频率不同，造成片盒内部离子采集不充分的问题，且可以避免进液和取液过程中的洁净度，提高检测准确性，且大幅度提升取样效率。