CN109791097A - 基板分析用管嘴及基板分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基板分析用管嘴及基板分析方法,即便是亲水性较高的基板,仍可确实地防止分析液从管嘴漏出(脱落),且能够以较高的回收率来回收扫描后的分析液。本发明涉及一种基板分析用管嘴,其从前端将分析液送出至基板上,且在以所送出的分析液来扫描基板表面之后抽吸分析液,该基板分析用管嘴由三重管所构成,该三重管由送出及抽吸分析液的配管、以包围要扫描的分析液的方式设置于配管的外周的第一外管、以及设置于第一外管的外周侧的第二外管所构成;该基板分析用管嘴具有:第一排气装置,其将配管与第一外管之间作为排气路径;以及第二排气装置,其将第一外管与第二外管之间作为排气路径。
Description
技术领域
本发明涉及一种用以分析基板中所含的微量金属等的分析对象物的管嘴。另外,涉及一种使用该管嘴的基板的分析方法。
背景技术
分析半导体晶片等的基板的管嘴,其使用在通过微量的分析液来检测在制程等中已混入于基板的金属、有机物质等时。具体而言,在分析已在硅晶片(silicon wafer)等的基材形成有氧化硅膜或氮化膜等基板的情况下,进行通过气相分解法等来蚀刻形成膜的前处理之后,送出微量的分析液,且在以所送出的分析液来扫描基板表面时,使用基板分析用的管嘴。在疏水性的基板的表面,因分析液容易通过表面张力而维持液滴的状态,因此能够进行如此的基板表面的扫描(sweeping)。然后,因基板上的金属等能通过如此的管嘴的扫描来移动至分析液中,因此,能够用喷嘴来回收分析液并予以分析。
作为此种基板分析用的管嘴所要求的特性之一,会有大型化的基板也可在短时间内有效率地进行分析的情形。因此,已知有一种为了缩短扫描基板表面的时间,而增大管嘴口径,并增大分析液与基板表面的接触面积的方法。然而,在增大管嘴口径的情况下,会倾向于分析液容易地在扫描时从管嘴脱落(分析液从管嘴的前端漏出),且容易地发生分析液残留于扫描后的基板的其他问题。因而,作为基板分析用的管嘴,被要求兼具能够在短时间内进行扫描,且在扫描中分析液不易脱落的两个特性。
就具备如此特性的管嘴而言,本发明人等已提出一种由双重管所构成的基板分析用的管嘴,该双重管是由送出及抽吸分析液的管嘴本体、以及以包围所扫描的分析液的方式配置于管嘴本体的外周的外管所构成。另外,在专利文献2中,也有提出一种基板分析用的管嘴,其中:在该双重管构造的基板分析用的管嘴配置有气体喷吹管,该气体喷嘴管朝向管嘴本体的前端,沿着与基板表面大致平行的方向喷吹惰性气体,该气体喷吹管配置于外管前端的外周侧且为管嘴的扫描方向的相反侧。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2011-128033号公报;
专利文献2:日本特许第6156893号公报。
然而,即便是上述现有技术文献所记载的管嘴,也有在分析亲水性较高的基板、例如对硼含量较大的所谓P+或是P++硅晶片进行体蚀刻后的半导体基板、或以较高的能量进行离子植入后的硅晶片、以干式蚀刻(dry etching)分解硅晶片上的有机物后的硅晶片、或是SiC(silicon carbide;炭化硅)或玻璃晶片(glass wafer)等的情况下,扫描后的分析液的回收率可能会变低,而有对分析精确度造成影响的倾向。
专利文献1所记载的双重管构造的管嘴,具体而言是如图1所示。图1的管嘴1是由双重管所构成,该双重管是由管嘴本体10、以及外管20所构成,在管嘴本体10设置有与注射泵(syringe pump)(未图示)连接的细管11,且能够从该细管11进行分析液D的送出、抽吸。另外,在外管20,其设置有以将管嘴本体10与外管20的空间设为减压环境的方式与泵(未图示)连接的排气装置21。在该图1所示的基板分析用的管嘴中,其以保持于外管20的内侧的分析液D,扫描作为分析对象的基板的表面的方式移动。在扫描中,通过将管嘴本体10与外管20之间设为减压环境,就能防止从外管20与作为分析对象的基板(晶片)W的间隙脱落。然后,在基板表面的扫描已结束之后,停止管嘴本体10与外管20之间的减压,且从管嘴本体10的细管11抽吸分析液D并予以回收。所回收的分析液,其由分析装置所分析。
依据该双重管构造的管嘴,具有疏水性的基板表面的基板的分析,就会因分析液通过表面张力而成为液滴的状态,因此没有特别的问题,且能进行分析液的扫描、回收。但是,在具有亲水性较高的基板表面的基板的分析中,则有必要缩窄管嘴本体10及外管20与基板W的间隙,以防止分析液的脱落。但是,有的情况会在扫描后从管嘴本体10的细管11抽吸分析液D并予以回收时,存在于管嘴本体10与外管20之间的分析液D不会移动至管嘴本体10侧的状态下,使分析液D残存于管嘴本体10与外管20之间。就使该残存的分析液量减少的对策而言,虽然有一种在回收分析液时加宽管嘴本体与基板的间隙,以使存在于管嘴本体10与外管20之间的分析液D容易地移动至管嘴本体10侧的方法,但是在亲水性较高的基板的情况下,当在回收时停止管嘴本体10与外管20之间的减压时,会有分析液漏出于外管20的外侧的情形。
另外,在专利文献2所记载的基板分析用的管嘴中,因是朝向双重管构造的管嘴中的管嘴本体的前端,沿着与基板表面大致平行的方向喷吹惰性气体,因此即便是亲水性较高的基板表面,仍可确实地防止分析液在基板表面的扫描中从管嘴的前端漏出(脱落),但是与上述专利文献1同样地,在回收分析液时,有时分析液会残存于管嘴本体与外管之间,且有分析液的回收率变低的倾向。
发明内容
发明所要解决的课题
于是,本发明提供一种即便是亲水性较高的基板,仍可确实地防止分析液从管嘴漏出(脱落),且能够以较高的回收率来回收扫描后的分析液的基板分析用管嘴。
解决课题的技术方案
解决上述课题的本发明提供一种基板分析用管嘴,该基板分析用管嘴从前端将分析液送出至基板上,且在以所送出的分析液来扫描基板表面之后抽吸分析液,其中:所述基板分析用管嘴包含三重管所构成,该三重管由送出及抽吸分析液的配管、以包围要扫描的分析液的方式设置于配管的外周的第一外管、以及设置于第一外管的外周侧的第二外管构成;该基板分析用管嘴具有:第一排气装置,其将配管与第一外管之间作为排气路径;以及第二排气装置,其将第一外管与第二外管之间作为排气路径。依据本发明,即便是亲水性较高的基板,仍不会使分析液从管嘴漏出,而可进行扫描,并且能够以较高的回收率进行分析液的回收。
在本发明中,就具有亲水性较高的基板表面的基板而言,可列举将硼含量较大的所谓P+或是P++硅晶片进行体蚀刻(bulk etching)后的半导体基板、或以较高的能量进行离子植入后的硅晶片、以干式蚀刻分解硅晶片上的有机物后的硅晶片、或是SiC或玻璃晶片等。此等所谓亲水性较高的基板,可列举接触角度为90°以下的基板。
在使用本发明的基板分析用的管嘴来分析的情况下,较优选的是从配管对基板送出分析液,且在一边通过第二排气装置进行排气一边以所送出的分析液来扫描基板表面之后,一边通过第一排气装置进行排气,一边将包含分析对象物的分析液抽吸至配管。本发明的基板分析用的管嘴成为所谓的三重管构造,能在以分析液扫描基板表面时,从配管对基板送出分析液,且一边通过第二排气装置进行排气,一边以所送出的分析液来扫描基板表面。由此,可确实地防止分析液在扫描中从管嘴脱落。然后,在回收经扫描的分析液时,停止第二排气装置并通过第一排气装置来排气,并且扩宽管嘴的前端与基板的间隙,以将包含分析对象物的分析液抽吸至配管并予以回收。由此,位于第二外管与第一外管之间的分析液就会被吸入于第一外管与管嘴本体之间,当在该状态下通过配管来抽吸分析液时,就能够以非常高的回收率来回收分析液。
在本发明的基板分析用管嘴中,形成三重管构造时的各构件的尺寸并没有特别限制。较优选的是配合分析对象的基板的种类或大小、分析条件等,来准备经适当调整后的尺寸的基板分析用管嘴。在现状中,配管的内径应用1/8寸(配管壁厚为0.2mm至0.5mm),第一外管的内径应用10mm(第一外管壁厚为1mm至2mm),第二外管的内径应用20mm(第一外管壁厚为1mm至2mm)。
发明效果
如以上说明,本发明的基板分析用管嘴即便是亲水性较高的基板,仍可确实地防止分析液从管嘴漏出(脱落),且能够以较高的回收率来回收扫描后的分析液。
附图说明
图1为双重管构造的管嘴的剖视图。
图2为本实施例的基板分析用管嘴的剖视图。
具体实施方式
以下,针对本发明的实施例加以说明。图2为显示本实施例的基板分析用管嘴的剖视图。
图2所示的管嘴100是由三重管所构成,该三重管是由配管110、设置于配管110的外周的第一外管120、以及设置于第一外管120的外周侧的第二外管130所构成。在配管110中,其与注射泵(未图示)连接,且能通过配管110进行分析液的抽吸、送出。
在第一外管120中,其设置有与排气泵(未图示)连接的第一排气装置121,且可将形成于配管110与第一外管120之间的空间(第一排气路径)形成为减压环境。另外,同样地,在第一外管120与第二外管130之间,也设置有连接有排气泵(未图示)的第二排气装置131,且可将形成于第一外管120与第二外管130之间的空间(第二排气路径)形成为减压环境。
在本实施例的三重管构造的管嘴中,其通过以下的顺序进行基板分析。首先,在基板W上,使管嘴100的前端下降至不接触于基板表面的程度(管嘴100的前端与基板W的间隙调整至约0.1mm至0.2mm),且从配管110送出分析液。此时,事先将第二排气路径形成为减压环境。在该状态下,通过分析液对基板表面进行扫描。在进行既定的扫描操作并停止管嘴之后,将第一排气路径形成为减压环境,同时解除第二排气路径的减压。另外,将管嘴100的前端与基板W的间隙扩宽至约1mm为止。在此状态下,通过配管110进行分析液的抽吸,且将分析液回收至注射泵。所回收的分析液使用分析装置来进行分析。
其次,说明针对使用本实施例的基板分析用管嘴时的分析液的回收率调查后的结果。管嘴的各尺寸如同下述。使用配管的外径为1/8寸、第一外管内径为6mm、第一外管外径为12mm、第二外管内径为20mm、第二外管外径为22mm的管嘴。分析用基板为使用12寸的P++硅晶片。且分析液为使用包含3%HF、4%H2O2的溶液。
回收率为测定使送出至配管的分析液量、以及扫描后回收至管嘴本体的分析液量来调查。分析液在对配管投入1000μL,且使800μL送出至分析用基板上的状态下,以30mm/min的速度进行扫描之后,抽吸分析液并予以回收。所回收的分析液量为950μL。从而,使用本实施例的基板分析用管嘴时的分析液的回收率为95%。
为了进行比较,针对调查图1所示的双重管构造的管嘴时的回收率的结果加以说明。该双重管构造的管嘴的管嘴本体的外径为12mm,外管内径为20mm,第一外管外径为22mm。分析用的基板及分析液为使用与上述相同。以与上述的本实施例同样的条件,进行通过分析液所为的扫描之后,抽吸分析液并予以回收。所回收的分析液量为700μL。从而,使用图1所示的双重管构造的管嘴时的分析液的回收率为70%。
附图标记说明
1、100 管嘴
10 管嘴本体
11 细管
20 外管
110 配管
120 第一外管
130 第二外管
W 晶片
D 分析液。
Claims (2)
1.一种基板分析用管嘴,其从前端将分析液送出至基板上,且在以所送出的分析液来扫描基板表面之后抽吸分析液,其中,
所述基板分析用管嘴由三重管所构成,该三重管由送出及抽吸分析液的配管、以包围要扫描的分析液的方式设置于配管的外周的第一外管、以及设置于第一外管的外周侧的第二外管所构成;
所述基板分析用管嘴具有:第一排气装置,其将配管与第一外管之间作为排气路径;以及第二排气装置,其将第一外管与第二外管之间作为排气路径。
2.一种基板分析方法,其是使用根据权利要求1所述的基板分析用管嘴来分析基板的方法,其中,
从配管对基板送出分析液,且在一边通过第二排气装置进行排气,一边以所送出的分析液来扫描基板表面之后,停止第二排气装置且一边通过第一排气装置进行排气,一边将包含分析对象物的分析液抽吸至配管。
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