[發(fā)明專利]基于晶圓解理裝置的晶圓體金屬檢測(cè)方法及晶圓解理裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210930111.7
• 申請(qǐng)日: 2022-08-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115656310A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-01-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧春星;由佰玲;周迎朝;原宇樂(lè);武衛(wèi);劉建偉;劉園;孫晨光;王彥君;祝斌;劉姣龍;裴坤羽;常雪巖;楊春雪;謝艷;袁祥龍;張宏杰;劉秒;呂瑩;徐榮清
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津中環(huán)領(lǐng)先材料技術(shù)有限公司;中環(huán)領(lǐng)先半導(dǎo)體材料有限公司
• 主分類號(hào): G01N27/626
• 分類號(hào): G01N27/626;G01N1/28;G01N1/40
• 代理公司: 天津諾德知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 12213
• 代理人: 欒志超

本發(fā)明提供一種基于晶圓解理裝置的晶圓體金屬檢測(cè)方法及晶圓解理裝置，包括：通過(guò)所述解理裝置對(duì)所述晶圓進(jìn)行解理；用霧化的氫氟酸處理所述晶圓的解理面；收集所述解理面上的金屬離子；通過(guò)ICP?MS檢測(cè)出所述晶圓中金屬的含量；一種晶圓解理裝置，包括：刻刀、機(jī)械鉗和第一載臺(tái)，所述第一載臺(tái)被設(shè)置于放置晶圓；所述機(jī)械鉗被設(shè)置于所述晶圓的側(cè)面，用于夾取所述晶圓；所述刻刀被設(shè)置于所述晶圓的上方，用于切割所述晶圓。本發(fā)明的有益效果是通過(guò)自動(dòng)化解理過(guò)程，實(shí)現(xiàn)對(duì)晶圓的機(jī)械化解理，用硅片解理的機(jī)械方法，使得硅片的內(nèi)部表面暴露出來(lái)，再結(jié)合ICP?MS，使得硅片中的金屬元素的含量能夠進(jìn)行表征，從而更加容易地分析與控制硅片中金屬元素的含量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其是涉及基于晶圓解理裝置的晶圓體金屬檢測(cè)方法及晶圓解理裝置。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體技術(shù)水平的不斷提高，半導(dǎo)體的元器件的尺寸也不斷減小，集成規(guī)模也不斷增大，芯片的制造工藝甚至達(dá)到了5nm，這也意味著對(duì)單晶硅切片的純度要求更為苛刻。在單晶硅切片的生產(chǎn)與加工過(guò)程中，不同雜質(zhì)元素的污染，將會(huì)引發(fā)半導(dǎo)體的多種問(wèn)題，造成半導(dǎo)體元器件的不合格。不同的元素污染會(huì)導(dǎo)致半導(dǎo)體元器件不同的缺陷，例如，堿金屬與堿土金屬(Li, Na,K,Ca,Mg,Ba等)的污染可降低電子元件的擊穿電壓；過(guò)渡金屬與重金屬(Fe,Cr,Ni,Cu,Au,Mn,Pb等)的污染可縮短元件的壽命，或使元件工作時(shí)的暗電流增大；而像其它元素(B,Al,P,As,S,Si等)會(huì)導(dǎo)致電子元件工作的錯(cuò)誤率大大提升。目前雖然國(guó)際上主流的單晶工業(yè)產(chǎn)品仍然是直徑150mm(6英寸)和200mm(8英寸)，但是300mm(12英寸)產(chǎn)品已逐漸進(jìn)入市場(chǎng)，并開(kāi)始占據(jù)主導(dǎo)地位，而且半導(dǎo)體元件的臨界尺寸也越來(lái)越小，故對(duì)金屬元素的控制也越來(lái)越嚴(yán)格，對(duì)硅片中金屬離子的檢測(cè)也成為了一種重要課題。目前對(duì)硅片的金屬元素含量的檢測(cè)一般只能停留在表面層面，難以實(shí)現(xiàn)晶圓體金屬的測(cè)量，而且部分檢測(cè)晶圓體金屬的方法時(shí)間耗時(shí)久，造成大量產(chǎn)能的浪費(fèi)，不易為半導(dǎo)體行業(yè)帶來(lái)高效的生產(chǎn)力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的問(wèn)題是提供晶圓解理裝置的晶圓體金屬檢測(cè)方法及晶圓解理裝置，尤其適合該測(cè)試方法能夠表征硅片體內(nèi)的金屬元素的含量，耗時(shí)較短，高效便捷。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：基于晶圓解理裝置的晶圓體金屬檢測(cè)方法，步驟為：

通過(guò)所述解理裝置對(duì)所述晶圓進(jìn)行解理；

用霧化的氫氟酸處理所述晶圓的解理面；

收集所述解理面上的金屬離子；

通過(guò)ICP-MS檢測(cè)出所述晶圓中金屬的含量。

進(jìn)一步的，通過(guò)所述解理裝置對(duì)所述晶圓進(jìn)行解理的步驟為：

將所述晶圓傳送至解理室的第一載臺(tái)上，所述晶圓與所述第一載臺(tái)同軸設(shè)置；

所述第一載臺(tái)吸住所述晶圓，通過(guò)解理裝置中的刻刀在所述晶圓平面的解理晶向上進(jìn)行劃刻；

所述解理裝置上的至少兩個(gè)機(jī)械鉗夾緊在所述晶圓劃刻線的兩側(cè)，同向或者相反方向旋轉(zhuǎn)，將所述晶圓一分為二；

所述機(jī)械鉗將兩個(gè)1/2晶圓依次分別置于半片專用臺(tái)；

通入氮?dú)庖来未祾邇蓚€(gè)所述1/2晶圓的所述解理面。

進(jìn)一步的，所述晶圓的上端面的所述解理晶向上設(shè)置有V槽，所述V槽開(kāi)口朝所述晶圓圓心向外設(shè)置，當(dāng)所述V槽與所述解理方向重合時(shí)，所述第一載臺(tái)吸住所述晶圓，通過(guò)所述刻刀在所述解理晶向上進(jìn)行劃刻，將所述晶圓均分。

進(jìn)一步的，所述V槽與所述解理方向存在夾角時(shí)，所述第一載臺(tái)吸住所述晶圓并旋轉(zhuǎn)，將所述晶圓旋轉(zhuǎn)至所述V槽與所述解理方向重合，通過(guò)所述刻刀在所述解理晶向上進(jìn)行劃刻，將所述晶圓均分。

進(jìn)一步的，所述用霧化的氫氟酸處理晶圓的解理面的步驟為：