CN116625988A - 一种晶圆表面成分检测方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种晶圆表面成分检测方法及其装置，涉及到半导体晶圆再生技术领域，包括如下步骤S1:对晶圆表面进行电阻测量，以获得表面金属含量，根据电阻值以获得第一层数据；S2:对晶圆表面进行光照处理，收集折射光波波长数据，以获得第二层数据，根据第一、第二层数据推测出晶圆表面成分。通过对晶圆表面进行电阻测量，获得第一层数据，对晶圆表面进行光照处理，收集折射光波波长数据，获得第二层数据推，根据第一、第二收据数据推测出晶圆表面成分。
Description
技术领域
本发明涉及半导体晶圆再生技术领域，特别涉及一种晶圆表面成分检测方法及其装置。
背景技术
半导体硅片是生产集成电路、分立器件、传感器等半导体产品的关键材料。在众多半导体原材料中，硅具有明显的优势，硅熔点高、禁带宽度大，可广泛运用于高温、高压器件。在高需求、高要求的同时，晶圆表面处置方式也变的越来越广泛，同时将本也变的越来越重要，晶圆再生重利用提上日程，其中，传统晶圆再生以物理或化学方法除膜，再以化学或机械方式进行研磨与抛光，最后清洗完成。
在晶圆再生技术中晶圆表面进行处理时，需要区分晶圆表面杂质种类以选择合适的物理或化学方法进行去除，但是如何区分晶圆表面的杂质成分（目前杂质成分主要分类为一、金属膜，二、非金属膜，非金属膜细分分Baer、氧化、氮化、Poly等）成为目前的难题，因此，本申请提供了一种晶圆表面成分检测方法及其装置来满足需求。
发明内容
本申请的目的在于提供一种晶圆表面成分检测方法及其装置，用于解决现有技术中无法区分晶圆表面杂质成分的问题。
为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：一种晶圆表面成分检测方法置，包括如下步骤；
S1:对晶圆表面进行电阻测量，以获得表面金属含量，根据电阻值以获得第一层数据；
S2:对晶圆表面进行光照处理，收集折射光波波长数据，以获得第二层数据，根据第一、第二层数据推测出晶圆表面成分。
优选的，在步骤S1中，需对晶圆正反面进行电阻测量，在步骤S2中，需对晶圆的正反面进行光照处理。
一种晶圆表面成分检测装置，包括六组晶圆承载单元、检测单元以及运动单元；
晶圆承载单元：用于装载晶圆；
检测单元：用于对静止状态下的晶圆进行电阻测量以及光照检测；
运动单元：用于带动六组承载单元同时进行横向旋转以及纵向翻转运动，进行晶圆翻面操作的同时将其运送至下一工作位
优选的，所述运动单元包括上端固定有定位柱的底座，所述定位柱上固定套设有导向罩，且所述导向罩的外壁上呈圆周均布有六组由八字形腔和停留腔构成的导向腔，每个所述导向腔的下方均设置与所述导向腔适配的等腰三角形结构的导向块，六个所述导向块的下端均位于所述导向罩的下方，六个所述导向块均与所述定位柱固定连接，所述定位柱被旋转柱贯穿，所述旋转柱与所述定位柱通过轴承转动连接，所述旋转柱的下端通过齿轮与伺服电机齿接，所述旋转柱的上端固定套设有安装罩，所述导向罩位于所述安装罩的内。
优选的，所述晶圆承载单元包括呈上下设置有第一载板和第二载板，所述第一载板和第二载板的轴心处设置有通孔，且所述通孔内腔均设置有阻挡台阶，所述第二载板的上端固定有夹紧气缸，且所述夹紧气缸的输出端与所述第一载板连接，所述第一载板的侧端与转轴的一端固定连接，且转轴的另一端部贯穿所述安装罩并与弧形板的轴心处固定连接，所述弧形板的凹面上呈对称转动设置有两个限位杆，且两个所述限位杆的轴心与所述弧形板的轴心在同一条直线上，两个所述限位杆的外端与所述导向罩的下端接触。
优选的，所述检测单元包括顶板以及安装在所述定位柱上的底板，所述顶板固定在立柱的上端，所述立柱与所述底座固定，所述立柱的上端贯穿所述旋转柱，并通过轴承与所述旋转柱转动连接，所述顶板与所述底板通过若干个支撑杆连接，所述顶板的下端通过两个第一气缸和两个第二气缸分别安装有两个第二遮光罩和两个探针座，两个所述第二遮光罩和两个所述探针座相邻设置并与所述晶圆承载单元对应设置，两个所述第二遮光罩内均设置有挂碧光源，所述底板上通过两个所述第一气缸安装有两个所述第一遮光罩，且两个所述第一遮光罩的内腔均安装有光波接受器，所述第一气缸、第二气缸、光源、光波接受器、伺服电机、夹紧气缸和探针座均与PLC控制柜电性连接。
优选的，所述第一载板与相对应所述转轴相对的一端上固定有承压杆，且所述承压杆的端部滑动设置在所述承压环的环形腔内，所述承压环固定在支撑杆上，所述承压环位于所述第一载板的外围。
优选的，所述承压杆滑动设置在所述承压环内腔的端部上固定套设有轴承，且所述轴承的大小与所述承压环的内腔适配，所述轴承的外表面设置为光滑面。
优选的，所述承压环的上端位于所述第一载板上端的下方。
综上，本发明的技术效果和优点：
本发明结构合理，通过对晶圆表面进行电阻测量，获得第一层数据，对晶圆表面进行光照处理，收集折射光波波长数据，获得第二层数据推，根据第一、第二收据数据推测出晶圆表面成分；
本发明中，本晶圆成分检测装置可同时对多个晶圆分别单独进行正面或方面电阻检测以及正面或反面的光照检测，形成流水式检测，可大大提高工作效率，同时增设有两机器手，分别进行上下料操作，避免对检测效率产生影响；
本发明中，设置有承压杆和承压环，可保证第一载板和第二载板的稳定，避免其发生晃动或完全而导致探针座上的探针无法与晶圆表面接触造成无法进行电阻检测。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明立体结构示意图；
图2为本发明后视结构示意图；
图3为本发明图1中A处放大结构示意图；
图4为本发明图1中检测单元结构示意图；
图5为本发明图1中运动单元结构示意图；
图6为本发明图5中运动单元仰视结构示意图；
图7为本发明承压杆与承压环安装结构示意图。
图中：1、晶圆承载单元；101、第一载板；102、第二载板；103、阻挡台阶；104、夹紧气缸；105、转轴；106、弧形板；107、限位杆；2、检测单元；21、顶板；22、底板；23、支撑杆；24、第一遮光罩；25、第二遮光罩；26、第一气缸；27、第二气缸；28、探针座；29、立柱；3、运动单元；31、安装罩；32、底座；33、伺服电机；34、定位柱；35、导向块；36、导向罩；37、导向腔；38、旋转柱；4、承压环；5、承压杆；6、立杆；7、环槽；8、滚珠。
实施方式
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楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：参考图1-4所示的一种晶圆表面成分检测方法置，包括如下步骤；
S1:对晶圆表面进行电阻测量，以获得表面金属含量，根据电阻值以获得第一层数据，表面含有金属杂质的硅片具有导电性，而其他没有，因此可通过检测晶圆表面电阻来判断其是否导电，进而确定其表面部位是否含有金属杂质；
S2:对晶圆表面进行光照处理，收集折射光波波长数据，以获得第二层数据，根据第一、第二层数据推测出晶圆表面成分，根据光的波长公式λ=C/f,其C为光速，光在不同介质中传播其传播速度不同，f为光的频率，其不会发生改变，可根据收集到的折射光波波长数据，来与数据系统内相对应的含有杂质的晶圆面的波长数据进行对比，从而推测出晶圆表面成分。
作为本实施例中的一种优选地实施方式，在步骤S1中，需对晶圆正反面进行电阻测量，在步骤S2中，需对晶圆的正反面进行光照处理。
一种晶圆表面成分检测装置，参考图1，包括六组晶圆承载单元1、检测单元2以及运动单元3；
晶圆承载单元1：用于装载晶圆；
检测单元2：用于对静止状态下的晶圆进行电阻测量以及光照检测；
运动单元3：用于带动六组承载单元同时进行横向旋转以及纵向翻转运动，进行晶圆翻面操作的同时将其运送至下一工作位。
作为本实施例中的一种优选地实施方式，如图1-6所示，运动单元3包括上端固定有定位柱34的底座32，定位柱34上固定套设有导向罩36，且导向罩36的外壁上呈圆周均布有六组由八字形腔和停留腔构成的导向腔37，每个导向腔37的下方均设置与导向腔37适配的等腰三角形结构的导向块35，六个导向块35的下端均位于导向罩36的下方，六个导向块35均与定位柱34固定连接，定位柱34被旋转柱38贯穿，旋转柱38与定位柱34通过轴承转动连接，旋转柱38的下端通过齿轮与伺服电机33齿接，旋转柱38的上端固定套设有安装罩31，导向罩36位于安装罩31的内腔；晶圆承载单元1包括呈上下设置有第一载板101和第二载板102，第一载板101和第二载板102的轴心处设置有通孔，且通孔内腔均设置有阻挡台阶103，第二载板102的上端固定有夹紧气缸104，且夹紧气缸104的输出端与第一载板101连接，第一载板101的侧端与转轴105的一端固定连接，且转轴105的另一端部贯穿安装罩31并与弧形板106的轴心处固定连接，弧形板106的凹面上呈对称转动设置有两个限位杆107，且两个限位杆107的轴心与弧形板106的轴心在同一条直线上，两个限位杆107的外端与导向罩36的下端接触；检测单元2包括顶板21以及安装在定位柱34上的底板22，顶板21固定在立柱29的上端，立柱29与底座32固定，立柱29的上端贯穿旋转柱38，并通过轴承与旋转柱38转动连接，顶板21与底板22通过若干个支撑杆23连接，顶板21的下端通过两个第一气缸26和两个第二气缸27分别安装有两个第二遮光罩25和两个探针座28，两个第二遮光罩25和两个探针座28相邻设置并与晶圆承载单元1对应设置，两个第二遮光罩25内均设置有挂碧光源，底板22上通过两个第一气缸26安装有两个第一遮光罩24，且两个第一遮光罩24的内腔均安装有光波接受器，第一气缸26、第二气缸27、光源、光波接受器、伺服电机33、夹紧气缸104和探针座28均与PLC控制柜电性连接。
在上方未设置第二遮光罩或探针座28的两工位上分别各设置一组机器手，分别进行下料操作和上料操作，在使用时，可通过控制伺服电机33进行间歇工作，当伺服电机33由如图1状态进行工作时，伺服电机33会通过旋转柱38带动安装罩31进行旋转，而第一载板101进行圆周旋转，当弧形板106上一个限位杆107运动至八字形腔内时，做圆周运动的第一载板101将会发生翻转，当该限位杆107运动至停留腔内时，另一个限位杆107可从导向块35的下方旋转过导向块35并再次与导向罩36的下端接触，随着第一载板101继续做圆周运动，位于停留腔内的限位杆107将进入八字形腔并最终移出八字形腔后与导向罩36的下端面接触，完成一次翻面操作，当第一载板101运动至探针座28或第二遮光罩25的下方时，伺服电机33停止工作，此时通过第一气缸26个第二气缸27的配合，同时对四个被第一载板101个第二载板103夹持固定的晶圆分别进行正面电阻检测、反面电阻检测、正面光波检测以及反面光波检测，检测完毕后，伺服电机33又开始工作带动对载板101进行圆周运动并进行翻面，当一个晶圆的正反面电阻以及正反面光照检测均完成后，其会被运送到下料区（夹紧气缸104带动第二载板102相对第一载板101做相对原理运动，此时其他晶圆正在接受检测），通过第一机器人的机械手伸入第一载板101和第二载板102纸之间的间歇内将晶圆取下并根据取得的数据对晶圆进行分类放置，由于此操作需要一定的时间（且电阻检测以及光波检测所需时间较短），为保证整个设备高效有序作用，故还设置了一个上料机器人，当此空载的载板运动至上料区时，上料机器人进行上料操作，可避免降低本装置的检测效率。
需要注意的时，一，可将两探针座28呈上下对称设置，由原来的六个工作位变成5个工作位，可进一步提高工作效率；二，在进行光检测时，晶圆是在第一遮光罩24和第二遮光罩25所组成的密封空间内完成的，可避免外界光线对检测放入影响；三，光源选用强光光源，例如激光光源，其照射在晶圆上透光效果好；四，第一载板101上设置有贯穿第二载板102的限位柱，第二载板102与限位柱滑动连接，有利于保证第一载板101和第二载板102的稳定。
作为本实施例中的一种优选地实施方式，如图1和图5所示，第一载板101与相对应转轴105相对的一端上固定有承压杆5，且承压杆5的端部滑动设置在承压环4的环形腔内，承压环4固定在支撑杆23上，承压环4位于第一载板101的外围，可保证第一载板101和第二载板102的稳定，避免其发生晃动或完全而导致探针座28上的探针无法与晶圆表面接触造成无法进行电阻检测。
作为本实施例中的一种优选地实施方式，如图7所示，承压杆5滑动设置在承压环4内腔的端部上固定套设有轴承，且轴承的大小与承压环4的内腔适配，所述轴承的外表面设置为光滑面，承压杆5的端部通过轴承与承压环4滚动连接，以及外表面光滑面的设置均是为了减小摩擦力的作用。
作为本实施例中的一种优选地实施方式，如图1所示，承压环4的上端位于第一载板101上端的下方，避免占用机器人的机械手上下料的操作空间。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种晶圆表面成分检测方法，其特征在于：包括如下步骤；
S1:对晶圆表面进行电阻测量，以获得表面金属含量，根据电阻值以获得第一层数据；
S2:对晶圆表面进行光照处理，收集折射光波波长数据，以获得第二层数据，根据第一、第二层数据推测出晶圆表面成分。
2.根据权利要求1所述的一种晶圆表面成分检测方法，其特征在于：在步骤S1中，需对晶圆正反面进行电阻测量，在步骤S2中，需对晶圆的正反面进行光照处理。
3.根据权利要求1所述的一种晶圆表面成分检测装置，其特征在于：包括六组晶圆承载单元（1）、检测单元（2）以及运动单元（3）；
晶圆承载单元（1）：用于装载晶圆；
检测单元（2）：用于对静止状态下的晶圆进行电阻测量以及光照检测；
运动单元（3）：用于带动六组承载单元同时进行横向旋转以及纵向翻转运动，进行晶圆翻面操作的同时将其运送至下一工作位。
4.根据权利要求3所述的一种晶圆表面成分检测装置，其特征在于：所述运动单元（3）包括上端固定有定位柱（34）的底座（32），所述定位柱（34）上固定套设有导向罩（36），且所述导向罩（36）的外壁上呈圆周均布有六组由八字形腔和停留腔构成的导向腔（37），每个所述导向腔（37）的下方均设置与所述导向腔（37）适配的等腰三角形结构的导向块（35），六个所述导向块（35）的下端均位于所述导向罩（36）的下方，六个所述导向块（35）均与所述定位柱（34）固定连接，所述定位柱（34）被旋转柱（38）贯穿，所述旋转柱（38）与所述定位柱（34）通过轴承转动连接，所述旋转柱（38）的下端通过齿轮与伺服电机（33）齿接，所述旋转柱（38）的上端固定套设有安装罩（31），所述导向罩（36）位于所述安装罩（31）的内腔。
5.根据权利要求4所述的一种晶圆表面成分检测装置，其特征在于：所述晶圆承载单元（1）包括呈上下设置有第一载板（101）和第二载板（102），所述第一载板（101）和第二载板（102）的轴心处设置有通孔，且所述通孔内腔均设置有阻挡台阶（103），所述第二载板（102）的上端固定有夹紧气缸（104），且所述夹紧气缸（104）的输出端与所述第一载板（101）连接，所述第一载板（101）的侧端与转轴（105）的一端固定连接，且转轴（105）的另一端部贯穿所述安装罩（31）并与弧形板（106）的轴心处固定连接，所述弧形板（106）的凹面上呈对称转动设置有两个限位杆（107），且两个所述限位杆（107）的轴心与所述弧形板（106）的轴心在同一条直线上，两个所述限位杆（107）的外端与所述导向罩（36）的下端接触。
6.根据权利要求5所述的一种晶圆表面成分检测装置，其特征在于：所述检测单元（2）包括顶板（21）以及安装在所述定位柱（34）上的底板（22），所述顶板（21）固定在立柱（29）的上端，所述立柱（29）与所述底座（32）固定，所述立柱（29）的上端贯穿所述旋转柱（38），并通过轴承与所述旋转柱（38）转动连接，所述顶板（21）与所述底板（22）通过若干个支撑杆（23）连接，所述顶板（21）的下端通过两个第一气缸（26）和两个第二气缸（27）分别安装有两个第二遮光罩（25）和两个探针座（28），两个所述第二遮光罩（25）和两个所述探针座（28）相邻设置并与所述晶圆承载单元（1）对应设置，两个所述第二遮光罩（25）内均设置有挂碧光源，所述底板（22）上通过两个所述第一气缸（26）安装有两个所述第一遮光罩（24），且两个所述第一遮光罩（24）的内腔均安装有光波接受器，所述第一气缸（26）、第二气缸（27）、光源、光波接受器、伺服电机（33）、夹紧气缸（104）和探针座（28）均与PLC控制柜电性连接。
7.根据权利要求5所述的一种晶圆表面成分检测装置，其特征在于：所述第一载板（101）与相对应所述转轴（105）相对的一端上固定有承压杆（5），且所述承压杆（5）的端部滑动设置在承压环（4）的环形腔内，所述承压环（4）固定在支撑杆（23）上，所述承压环（4）位于所述第一载板（101）的外围。
8.根据权利要求7所述的一种晶圆表面成分检测装置，其特征在于：所述承压杆（5）滑动设置在所述承压环（4）内腔的端部上固定套设有轴承，且所述轴承的大小与所述承压环（4）的内腔适配，所述轴承的外表面设置为光滑面。
9.根据权利要求7所述的一种晶圆表面成分检测装置，其特征在于：所述承压环（4）的上端位于所述第一载板（101）上端的下方。
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| CN117214309B (zh) * | 2023-11-08 | 2024-01-30 | 河北邯峰发电有限责任公司 | 一种锅炉水冷壁管侧壁检测装置 |
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