一种用于测试大直径硅片背面金属含量的机械手的制作方法

1.本实用新型属于半导体材料测试领域，尤其是涉及一种用于测试大直径硅片背面金属含量的机械手。


背景技术：

2.在集成电路发展中，随着单元图形几何尺寸的日益减小，污染物对器件的影响也越来越突出，在半导体生产过程中，硅片表面金属离子的污染可使二极管、晶体管性能变差，特别是在高温或电场下,它们能够向半导体的本体内扩散或在表面扩大分布,导致器件性能下降,产率降低，甚至有可能使整个器件完全失效。因此，分析测试硅片表面金属离子的含量对监控硅片表面的洁净度至关重要。
3.目前对半导体硅片金属污染的研究大部分都是对硅片正面进行金属杂质含量测试，以保证硅片正面在加工过程中的洁净度，比较容易忽视硅片背面金属对半导体器件生产过程中的影响，而背面金属杂质过多同样会影响到生产产品的良率，所以对硅片背面金属的监控同样重要。
4.对硅片背面金属测试中，多是使用手动化学气相分解(vpd)进行前处理且多为8英寸或以下尺寸的硅片，即操作人员使用真空吸笔吸取硅片正面，翻转后将一滴扫描液滴在硅片背面，通过倾斜硅片使扫描液扫过整片硅片后用取液枪将扫描液吸入icp-ms进行测试，这种方法不可避免地引入外界杂质，尤其翻转过程会直接接触到硅片背面，且可能会出现扫描液不能完全扫过整个硅片的情况，从而影响测试结果。而对于12寸硅片，由于其表面积更大，故手动vpd过程相比8寸及以下硅片在环境、人员及操作过程中更有可能引入金属离子，发生沾污，另外手动vpd无法对整片硅片进行同等程度的扫描，因此无法获得理想的测试结果。


技术实现要素：

5.本实用新型要解决的问题是提供一种用于测试大直径硅片背面金属含量的机械手，有效的解决现有方法不可避免地引入外界杂质，尤其翻转过程会直接接触到硅片背面，可能会出现扫描液不能完全扫过整个硅片的情况，且硅片在环境、人员及操作过程中可能会引入金属离子，发生沾污硅片导致测量结果不准确的问题。
6.为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种用于测试大直径硅片背面金属含量的机械手，包括：机械手本体；翻转装置，设置在所述机械手本体上，控制所述机械手翻转；清洁装置，设置在所述机械手本体上，清洁所述机械手本体；吸附装置，设置在所述机械手本体上，吸附硅片。
7.优选地，所述翻转装置包括转动轴，设置在所述机械手本体的一端，控制所述机械手本体旋转。
8.优选地，所述翻转装置还包括旋转电机，设置在所述转动轴的一端，控制所述转动轴旋转。
9.优选地，所述清洁装置包括水箱和喷水孔，所述水箱设置在所述机械手本体底部；所述喷水孔设置在所述机械手本体的表面，喷水清洁所述机械手本体。
10.优选地，所述喷水孔中还设有一雾化喷头。
11.优选地，所述清洁装置还设有加热板，所述加热板设置在所述机械手本体上，烘干所述机械手本体。
12.优选地，所述吸附装置包括吸盘，设置在所述机械手本体的前端，吸附所述硅片。
13.由于翻转装置的设计，使得机械手可以随时翻转任一角度，来配合机器对硅片背面金属含量的检测；由于吸附装置的设计，使得机械手在抓取以及翻转硅片时，不会直接接触硅片的背面，减去人工及环境的影响，使金属含量的测试结果更加准确；由于清洁装置的设计，在上一硅片检测完成后，对机械手进行一次清洗，防止机械手上的一些金属及其他杂质对硅片金属含量的检测结果产生影响；由于一种用于测试大直径硅片背面金属含量的机械手，有效的解决现有方法不可避免地引入外界杂质，尤其翻转过程会直接接触到硅片背面，可能会出现扫描液不能完全扫过整个硅片的情况，且硅片在环境、人员及操作过程中可能会引入金属离子，发生沾污硅片导致测量结果不准确的问题，更加便捷、快速以及准确的测量硅片背面的金属含量。
附图说明
14.图1是本实用新型实施例一种用于测试大直径硅片背面金属含量的机械手正面结构示意图
15.图2是本实用新型实施例一种用于测试大直径硅片背面金属含量的机械手背面结构示意图
16.图中：
17.1、机械手本体
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
2、吸盘
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
3、喷水孔
18.4、转动轴
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
5、加热板
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
6、水箱
具体实施方式
19.下面结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明：
20.在本实用新型实施例的描述中，需要理解的是，术语“顶部”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
21.本实用新型的一个实施例中，如图1一种用于测试大直径硅片背面金属含量的机械手正面结构示意图和图2一种用于测试大直径硅片背面金属含量的机械手背面结构示意图所示，一种用于测试大直径硅片背面金属含量的机械手，包括：机械手本体1，由陶瓷材料制作，为减少生产材料的使用，在机械手本体1的中部位置还有通孔，节约了生产经费，同时
还减少了材料的使用；翻转装置，设置在机械手本体1上，控制机械手翻转；清洁装置，设置在机械手本体1上，清洁机械手本体1；吸附装置，设置在机械手本体1上，吸附硅片。
22.具体的，翻转装置包括转动轴4和旋转电机，转动轴4的一端连接在机械手本体1的后端，控制机械手本体1旋转，旋转角度根据需要使用的角度而定，在测量硅片背面的金属含量时，机械手吸附硅片的正面，再控制转动轴4翻转180
°
，将硅片的背面朝上，送入机器中测量金属含量。旋转电机连接在转动轴4的另一端，为转动轴4带动机械手本体1旋转提供动力，启动旋转电机，旋转电机带动转动轴4转动，转动轴4带动机械手本体1转动，旋转的角度根据需要使用的角度而定。
23.清洁装置包括水箱6和喷水孔3，水箱6个数为2个，采用塑料材质制作，形状为矩形，分别可拆卸的连接在机械手本体1背部底部的两边，为喷水孔3提供水源，可拆卸连接的设计可以随时补充水，保证机械手的清洁工作随时可以开始进行；喷水孔3有若干个，均匀的设置在机械手本体1的上部表面，喷水清洁机械手本体1，每个喷水口3中还设有一雾化喷头，将喷出的水雾化，更加节省水且使得水喷洒的范围更大，更好的清洁机械手本体1。清洁装置还包括加热板5，加热板5的个数为2个，形状与机械手本体1前端的形状一致，大小略小于机械手本体前端部分，厚度为2mm，焊接在机械手本体1的底部，通电后对机械手本体1进行加热，烘干喷水后的机械手，使得清洁后的机械手可以更快的进行下一个硅片的检测，既保证机械手的清洁，又保证了检测的速度。
24.吸附装置包括吸盘2，个数为2个，粘接在机械手本体1的最前端，吸附硅片，在机械手翻转时，保证硅片不会掉落，同时还不接触要检测的硅片背面，使得检测结果更加准确。
25.在硅片进行背面金属含量检测时，旋转电机控制转动轴4旋转180
°
，转动轴4带动机械手本体1翻转180
°
后去抓取硅片的正面，用前端的吸盘2吸附住硅片的正面，再翻转180
°
，将硅片的背面朝上，过程中机械手未与硅片的背面接触，然后机械手把硅片送进vpd腔进行前处理，此时硅片背面为处理面，处理完成后机械手自动取出硅片并进行下一步测试，扫描液扫描硅片背面，使背面金属富集到扫描液中，利用icp-ms(电感耦合等离子体质谱仪)进行元素分析，从而获得硅片背面金属杂质的含量。测试完成一个硅片的背面金属含量之后，机械手开始清洁，喷水孔3开始喷水，喷出水雾清洗机械手本体1的表面，清洗过后启动加热板5，直接将机械手本体1表面烘干，好快速进行下一硅片的检测工作。重复上述流程，快速便捷又准确的完成硅片背面金属含量检测的工作。
26.以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。