專利名稱：用于半導體器件生產(chǎn)環(huán)境評估的取樣裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及硅半導體器件技術領域，特別涉及一種用于半導體器件生產(chǎn)環(huán)境 評估的取樣裝置。
背景技術：
在半導體器件的制造過程中，生產(chǎn)環(huán)境對產(chǎn)品良率影響重大。當各種樣品進入 半導體器件生產(chǎn)環(huán)境中時，它們會釋放多種污染氣體，例如空氣分子污染物(Airborne Molecular Contaminant, AMC)和易揮發(fā)性有機化合物(VolatileOrganic Compound, V0C) 等，進而影響生產(chǎn)環(huán)境，造成產(chǎn)品良率的損失。不同樣品釋放的污染氣體的量是不同的，因 此對生產(chǎn)環(huán)境的影響程度也不同。然而，這些污染氣體難于測量，給半導體器件生產(chǎn)環(huán)境的 評估帶來很大的困難?，F(xiàn)有技術是加強生產(chǎn)環(huán)境的取樣和測試頻率，只有在生產(chǎn)環(huán)境出現(xiàn) 異常時才能監(jiān)測到。這種監(jiān)測方式具有很大的滯后性，很有可能導致相當大的良率損失。因 此，預先評估各種樣品對半導體器件生產(chǎn)環(huán)境的影響顯得十分重要。

實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種用于半導體器件生產(chǎn)環(huán)境評估的取樣裝置，可以 預先評估樣品對半導體器件生產(chǎn)環(huán)境的影響。本實用新型提供一種用于半導體器件生產(chǎn)環(huán)境評估的取樣裝置，包括腔室，其具 有開口和用于蓋住所述開口的封蓋，所述腔室用于放置待進入所述半導體器件生產(chǎn)環(huán)境的 樣品，所述樣品釋放多種污染氣體；進氣管和出氣管，分別設置于所述腔室的兩側，所述進 氣管通入高純度氣體到所述腔室中，所述出氣管取樣所述腔室中的氣體混合物；進氣閥，設 置于所述進氣管中，用于控制所述高純度氣體的通入量；出氣閥，設置于所述出氣管中，用 于控制所述氣體混合物的取樣量。優(yōu)選的，所述高純度氣體為氮氣或惰性氣體中的一種。優(yōu)選的，其特征在于，所述腔室的材料為不銹鋼或可溶性聚四氟乙烯塑料。優(yōu)選的，其特征在于，所述腔室的體積為30升 200升。優(yōu)選的，所述腔室的形狀為長方體。優(yōu)選的，所述腔室的長度為20厘米 80厘米，寬度為20厘米 80厘米，高度為 20厘米 100厘米。優(yōu)選的，所述腔室內保持恒定的溫度和壓強，所述溫度為-5攝氏度 50攝氏度， 所述壓強為0. 5個大氣壓 3. 0個大氣壓。優(yōu)選的，所述取樣裝置還包括加熱板，所述加熱板位于所述腔室外并與所述腔室 接觸。優(yōu)選的，所述取樣裝置還包括壓力計，所述壓力計設置于所述進氣管上，用于記錄 所述腔室內的壓強。優(yōu)選的，所述進氣管和所述出氣管相對設置。
3[0014]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型提供了一種用于半導體器件生產(chǎn)環(huán)境評估的取樣裝 置，通過將待進入半導體器件生產(chǎn)環(huán)境的樣品放置于腔室中，并從出氣管取樣腔室中的氣 體混合物，對該氣體混合物進行測試便可得到該樣品在單位時間單位體積內釋放的污染氣 體的量，預先評估各種樣品對半導體器件生產(chǎn)環(huán)境的影響，有利于判斷該樣品是否適合于 生產(chǎn)環(huán)境的使用。類似的，如果將制造過程中完成某一步驟的晶圓放置于腔室中，該取樣裝 置便可用于評估晶圓表面吸附有機物的含量，從而有利于改善方案的提出。此外，該取樣裝 置結構簡單，操作方便，并且可以反復使用，成本低。

圖1為根據(jù)本實用新型的用于半導體器件生產(chǎn)環(huán)境評估的取樣裝置的結構示意 圖。
具體實施方式
為使本實用新型的目的、特征更明顯易懂，
以下結合附圖對本實用新型的具體實 施方式作進一步的說明。圖1為根據(jù)本實用新型的用于半導體器件生產(chǎn)環(huán)境評估的取樣裝置的結構示意 圖。圖1中，該取樣裝置包括腔室10，其具有開口 101和用于蓋住所述開口 101的封蓋 102，所述腔室10用于放置待進入所述半導體器件生產(chǎn)環(huán)境的樣品，所述樣品釋放多種污 染氣體；進氣管20和出氣管30，分別設置于所述腔室10的兩側，所述進氣管20通入高純度 氣體到所述腔室10中，所述出氣管30取樣所述腔室10中的氣體混合物；進氣閥21，設置 于所述進氣管20中，用于控制所述高純度氣體的通入量；出氣閥31，設置于所述出氣管30 中，用于控制所述氣體混合物的取樣量。其中，所述進氣管20和所述出氣管30相對設置，所 述進氣管20中通入的所述高純度氣體為氮氣或惰性氣體(諸如氦氣、氬氣)中的一種，其 純度大于或等于99. 999%，從而使得腔室10對所述樣品而言成為一個相對較純凈的環(huán)境。 所述腔室10的材料可以為不銹鋼或可溶性聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene，PFA) 塑料。所述腔室10的體積可以為30升 200升。優(yōu)選的，所述腔室10的形狀優(yōu)選為長方 體，其長度L為20厘米 80厘米，寬度W為20厘米 80厘米，高度H為20厘米 100厘 米。優(yōu)選的，所述腔室內保持恒定的溫度和壓強，所述溫度為-5攝氏度 50攝氏度， 所述壓強為0. 5個大氣壓 3. 0個大氣壓。為此，所述取樣裝置還可以包括加熱板40和壓 力計50。其中，所述加熱板40位于所述腔室10外并與所述腔室10接觸，進而給所述腔室 10提供恒定的溫度。所述壓力計50設置于所述進氣管20上，用于記錄所述腔室10內的壓 強。根據(jù)菲克第一定律，對于一種樣品，在恒定的溫度和壓強下，該樣品釋放的污染氣體的 擴散速率和樣品中污染物的濃度成正比。因此，通過測試得到該樣品在單位時間單位體積 內釋放的污染氣體的量，便可以評估樣品中污染物的總量。下面描述根據(jù)本實用新型的用于半導體器件生產(chǎn)環(huán)境評估的取樣裝置的工作過 程。該過程主要分為空白測試(blank test)和樣品測試(sample test)兩個階段。一、空白測試空白測試時腔室10內不放入任何樣品，主要目的在于保證腔室10內的初始環(huán)境
4滿足要求。首先，用封蓋102蓋住開口 101，打開進氣閥21和出氣閥31，從進氣管20中通 入高純度氮氣。接著，調節(jié)進氣閥21，控制氮氣的通入量，通過壓力計50控制腔室10內壓 強為1個大氣壓，同時溫度保持為室溫。然后，關閉進氣閥21和出氣閥31，等待第一預定時 間后，打開出氣閥31，開始從出氣管30中取樣第一預定體積的腔室10中的氣體混合物，取 樣結束后關閉出氣閥31。之后，對取樣得到的氣體混合物進行測試以判斷其中的污染氣體 含量是否滿足要求。如果滿足則開始后續(xù)的樣品測試，如果不滿足則再打開進氣閥21和出 氣閥31，用氮氣流吹洗和清潔腔室10內部，重新設置腔室10的壓強和溫度，再取樣測試。 如此重復直到測試結果滿足要求。二、樣品測試樣品測試便是評估樣品對半導體器件生產(chǎn)環(huán)境的影響的過程。首先，打開封蓋 102，從開口 101處將樣品放置于腔室10中，蓋上封蓋102。接著，打開進氣閥21和出氣閥 31，用氮氣流吹洗和清潔樣品表面，如此重復3次。然后，調節(jié)進氣閥21，控制氮氣的通入 量，通過壓力計50控制腔室10內壓強為1個大氣壓，同時溫度保持為室溫。之后，關閉進 氣閥21和出氣閥31 ；等待第二預定時間t后，打開出氣閥31，開始從出氣管30中取樣第二 預定體積V的腔室10中的氣體混合物，取樣結束后關閉出氣閥31。接下來，對取樣得到的 氣體混合物進行測試，測得氣體混合物中樣品釋放的每種污染氣體的質量m，進而針對每種 污染氣體，計算得到其質量濃度m/V及其在單位時間單位體積內的釋放量m/ (V*t)。由此， 根據(jù)這些數(shù)據(jù)便可預先評估樣品對半導體器件生產(chǎn)環(huán)境的影響。當然，如果將制造過程中完成某一步驟的晶圓放置于腔室10中，該取樣裝置便可 用于評估晶圓表面吸附有機物的含量，從而有利于改善方案的提出。從上面的描述還可以 看出，該取樣裝置結構簡單，操作方便，并且可以反復使用，成本低。綜上所述，本實用新型提供了一種用于半導體器件生產(chǎn)環(huán)境評估的取樣裝置，通 過將待進入半導體器件生產(chǎn)環(huán)境的樣品放置于腔室中，并從出氣管取樣腔室中的氣體混 合物，對該氣體混合物進行測試便可得到該樣品在單位時間單位體積內釋放的污染氣體的 量，預先評估各種樣品對半導體器件生產(chǎn)環(huán)境的影響，有利于判斷該樣品是否適合于生產(chǎn) 環(huán)境的使用。類似的，如果將制造過程中完成某一步驟的晶圓放置于腔室中，該取樣裝置便 可用于評估晶圓表面吸附有機物的含量，從而有利于改善方案的提出。此外，該取樣裝置結 構簡單，操作方便，并且可以反復使用，成本低。顯然，本領域的技術人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用 新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權利要求及 其等同技術的范圍之內，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求一種用于半導體器件生產(chǎn)環(huán)境評估的取樣裝置，其特征在于，包括腔室，其具有開口和用于蓋住所述開口的封蓋，所述腔室用于放置待進入所述半導體器件生產(chǎn)環(huán)境的樣品，所述樣品釋放多種污染氣體；進氣管和出氣管，分別設置于所述腔室的兩側，所述進氣管通入高純度氣體到所述腔室中，所述出氣管取樣所述腔室中的氣體混合物；進氣閥，設置于所述進氣管中，用于控制所述高純度氣體的通入量；出氣閥，設置于所述出氣管中，用于控制所述氣體混合物的取樣量。
2.如權利要求1所述的用于半導體器件生產(chǎn)環(huán)境評估的取樣裝置，其特征在于，所述 高純度氣體為氮氣或惰性氣體中的一種。
3.如權利要求1所述的用于半導體器件生產(chǎn)環(huán)境評估的取樣裝置，其特征在于，所述 腔室的材料為不銹鋼或可溶性聚四氟乙烯塑料。
4.如權利要求1所述的用于半導體器件生產(chǎn)環(huán)境評估的取樣裝置，其特征在于，所述 腔室的體積為30升 200升。
5.如權利要求1所述的用于半導體器件生產(chǎn)環(huán)境評估的取樣裝置，其特征在于，所述 腔室的形狀為長方體。
6.如權利要求5所述的用于半導體器件生產(chǎn)環(huán)境評估的取樣裝置，其特征在于，所述 腔室的長度為20厘米 80厘米，寬度為20厘米 80厘米，高度為20厘米 100厘米。
7.如權利要求1所述的用于半導體器件生產(chǎn)環(huán)境評估的取樣裝置，其特征在于，所述 腔室內保持恒定的溫度和壓強，所述溫度為_5攝氏度 50攝氏度，所述壓強為0. 5個大氣 壓 3.0個大氣壓。
8.如權利要求7所述的用于半導體器件生產(chǎn)環(huán)境評估的取樣裝置，其特征在于，所述 取樣裝置還包括加熱板，所述加熱板位于所述腔室外并與所述腔室接觸。
9.如權利要求7所述的用于半導體器件生產(chǎn)環(huán)境評估的取樣裝置，其特征在于，所述 取樣裝置還包括壓力計，所述壓力計設置于所述進氣管上，用于記錄所述腔室內的壓強。
10.如權利要求1所述的用于半導體器件生產(chǎn)環(huán)境評估的取樣裝置，其特征在于，所述 進氣管和所述出氣管相對設置。
專利摘要本實用新型公開了一種用于半導體器件生產(chǎn)環(huán)境評估的取樣裝置，包括腔室，其具有開口和用于蓋住所述開口的封蓋，所述腔室用于放置待進入所述半導體器件生產(chǎn)環(huán)境的樣品，所述樣品釋放多種污染氣體；進氣管和出氣管，分別設置于所述腔室的兩側，所述進氣管通入高純度氣體到所述腔室中，所述出氣管取樣所述腔室中的氣體混合物；進氣閥，設置于所述進氣管中，用于控制所述高純度氣體的通入量；出氣閥，設置于所述出氣管中，用于控制所述氣體混合物的取樣量。
文檔編號G01N1/22GK201732021SQ20102020108
公開日2011年2月2日 申請日期2010年5月21日 優(yōu)先權日2010年5月21日
發(fā)明者劉克斌, 吳靜鑾, 張士仁, 方明海, 謝淵 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司;武漢新芯集成電路制造有限公司