CN203337546U - 一种无接触式硅片电学型号检测*** - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种无接触式硅片电学型号检测***，包括测试模块，信号处理模块与测试模块相连，控制模块与信号处理模块相连；测试模块包括基座，承载平台设于基座上，承载平台内部下方设有光电传感器；红外光源和静电耦合传感器垂直设于硅片上部；放大电路与红外光源连接，脉冲信号发生器与红外光源连接；信号处理模块由第一信号处理单元和第二信号处理单元组成，放大电路连接第一信号处理单元，脉冲信号发生器连接第二信号处理单元；控制模块包括微处理器，模/数与数/模转换处理器、LCD触摸屏、光电传感器均与微处理器连接。本实用新型提供的装置具有无接触、抗干扰能力强、故障率低、操作方便、维护成本低、快速准确的特点。

Description

一种无接触式硅片电学型号检测***

技术领域

本实用新型涉及一种无接触式硅片电学型号检测***，属于无接触式硅片检测技术领域。

背景技术

随着微电子技术、太阳能电池技术的发展，半导体硅片在各个领域的需求日益增长，同时对半导体企业的硅片生产工艺提出了更高的要求。在生产半导体硅片的过程中，硅片的电学型号是一个重要的基本电学参数。根据硅片制造时所掺杂的元素，将硅片划分为P型和N型两大类。测量硅片的电学型号可以为制造半导体器件、太阳能电池片等半导体产品提供原始依据，以满足微电子、光伏产业或者其他客户的技术指标。目前，国内外测量半导体硅片电学型号主要有三种方法：(1)冷热探针法；(2)单探针点接触整流法；(3)三探针法。

冷热探针法应用温差电效应原理，主要适合用于低电阻率样品的测量；而点接触整流法适合用于高电阻率样品的电学型号检测。以上这些方法都是利用探针直接接触样品表面的接触式方法，有以下缺点：(1)每次探针接触硅片，其表面都会受到一定的破坏；(2)探针笔上的氧化物也能引起测量误差；(3)测量重复性不好；(4)接触的压力也会影响测试结果；(5)测试时间长、生产效率低，硅片的破碎率也比较高。

另外，目前市场上无接触式测试设备都是通过个人计算机控制，其控制***一般都是基于Windows平台开发，数据响应时间长，容易由于软件误操作而引起设备故障，设备长时间使用后控制***反映变慢，设备使用效率低，维护成本高，都不足以满足当前竞争日益激烈的半导体产业的需要。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种对硅片电学型号进行无接触式检测，且操作方便、性能稳定、数据准确的硅片检测设备。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是提供一种无接触式硅片电学型号检测***，其特征在于：包括测试模块，信号处理模块与测试模块相连，控制模块与信号处理模块相连；

测试模块包括基座，用于放置硅片的承载平台设于基座上，承载平台内部下方设有光电传感器；红外光源和静电耦合传感器垂直设于硅片上部；放大电路与红外光源连接，脉冲信号发生器与红外光源连接；

信号处理模块由用于对采集到的硅片的表面光电动势进行处理的第一信号处理单元和用于对脉冲发生器产生的脉冲信号进行处理的第二信号处理单元组成，放大电路连接第一信号处理单元，脉冲信号发生器连接第二信号处理单元；

控制模块包括微处理器，模/数与数/模转换处理器与微处理器连接，用于显示硅片电学型号的LCD触摸屏也连接微处理器；微处理器还连接光电传感器。

优选地，所述承载平台上设有用于所述硅片中心位置对准的位置记号。

优选地，所述红外光源和静电耦合传感器均通过固定架设于所述基座上。

优选地，所述微处理器连接数据保存开关。

本实用新型提供的一种无接触式硅片电学型号检测***通过对硅片表面照射红外光脉冲，在硅片表面激发出微弱的光电动势，由于P型和N型硅片受到红外光脉冲照射时产生的光电动势极性相反，采集并判断硅片表面光电动势的极性，从而指示出硅片的电学型号。

本实用新型提供的装置克服了现有技术的不足，具有无接触、抗干扰能力强、故障率低、操作方便、维护成本低、快速准确的特点。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种无接触式硅片电学型号检测***结构图；

图2为本实用新型提供的一种无接触式硅片电学型号检测***测试流程图。

具体实施方式

为使本实用新型更明显易懂，兹以一优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

图1为本实用新型提供的一种无接触式硅片电学型号检测***结构图，所述的一种无接触式硅片电学型号检测***包括测试模块1、信号处理模块2和控制模块3，测试模块1与信号处理模块2相连，信号处理模块2与控制模块3相连。

硅片131是半导体硅片，放在支撑硅片131的承载平台132上。硅片131的尺寸：晶圆一般为2～6寸，太阳能硅片为125mm×125mm或156mm×156mm，如有特殊需求也可以适用其它尺寸的硅片。

测量模块1包含用于支撑硅片131的承载平台132，测量时，硅片131放在承载平台132上，承载平台132上有用于常规半导体晶圆、太阳能硅片的多种规格硅片中心位置对准的位置记号。承载平台132固定在基座133上，基座133由铝合金材料组成，具有足够的刚度。当硅片131放置在承载平台132时，其位于静电耦合传感器121和承载平台132之间。承载平台132内部下方安装有光电传感器，光电传感器连接控制模块3。

测试模块1包括一个用于激发硅片131表面光电动势的红外光源111，固定在固定架141上，固定架141固定在基座133上。红外光源111与欲检测硅片上表面呈垂直，用以产生红外光脉冲，从而在硅片表面激发出光电动势。红外光源111与脉冲信号发生器151相连，脉冲信号发生器151提供给红外光源111脉冲信号，由此红外光源111发出红外脉冲光，并在硅片131表面产生光电动势。

测试模块1还包括一个用于测量硅片131电学型号的静电耦合传感器121，固定在固定架141上，静电耦合传感器121位于光源111同侧，靠近硅片表面，用以采集红外光脉冲照射在硅片表面产生的光电动势极性。静电耦合传感器121与放大电路152相连，放大电路152把静电耦合传感器121测量到的静电电荷转化成电压输出信号。

信号处理模块2主要根据微弱信号处理的基本原理，对采集的信号进行解调、放大、滤波、整形、判断、输出等处理，从而获得快速，准确，可靠的检测结果。信号处理模块2由第一信号处理单元21和第二信号处理单元22组成，测量模块1所测得的电压信号通过放大电路152输到第一信号处理单元21，第一信号处理单元21对采集到的硅片131的表面光电动势进行信号处理。而测量模块1所发出的脉冲信号通过脉冲信号发生器151输到第二信号处理单元22。

控制模块3包括微处理器(MCU)31，模/数与数/模转换处理器33，LCD触摸屏32及控制软件，微处理器31通过自定义并口与LCD触摸屏32进行通信。微处理器31还连接光电传感器，当硅片运动至静电耦合传感器下方时，光电传感器发出信号，通知微处理器开始信号采集、进行检测和输出检测结果。

控制模块3通过控制软件来执行信号转换处理、数据运算、数据显示等工作。控制模块3连接有一数据保存开关，控制模块响应数据保存开关被按下而将硅片电学型号的检测结果保存并显示在LCD触摸屏上。

结合图2，本实用新型测试硅片电学型号的流程如下：

第一步：将硅片131放在承载平台132的检测区域。

第二步：通过光电传感器检测硅片131是否置于承载平台132的检测区域。

第三步：启动脉冲信号发生器151，从而驱动红外光源111激发红外脉冲光。

第四步：硅片131受到红外光源111发出的红外脉冲光照射，在硅片表面激发出表面光电动势。

第五步：静电耦合传感器121采集硅片131的表面光电动势。

第六步：静电耦合传感器121将电压信号通过放大电路152输入第一信号处理单元21，同时脉冲发生器151将脉冲信号输入第二信号处理单元22，通过放大、滤波等信号处理方法，判断出光电动势的极性。

第七步：把硅片的电学型号显示在LCD触摸屏32上。

完成测试后，将硅片131从承载平台132上移走，下一待测硅片再重复以上测试步骤。一片硅片完成一次电学型号检测的时间，在0.5秒以内。

本实用新型提供的一种无接触式硅片电学型号检测***，其检测硅片电学型号的基本原理是：通过对硅片表面照射红外光脉冲，在硅片表面激发出微弱的光电动势，由于P型和N型硅片受到红外光脉冲照射时产生的光电动势极性相反，采集并判断硅片表面光电动势的极性，从而指示出硅片的电学型号。本***操作方便、性能稳定、检测准确，完全能够满足半导体晶圆制造、太阳能光伏工业对半导体硅片电学型号检测的需求。

Claims (4)

1.一种无接触式硅片电学型号检测***，其特征在于：包括测试模块(1)，信号处理模块(2)与测试模块(1)相连，控制模块(3)与信号处理模块(2)相连；

测试模块(1)包括基座(133)，用于放置硅片(131)的承载平台(132)设于基座(133)上，承载平台(132)内部下方设有光电传感器；红外光源(111)和静电耦合传感器(121)垂直设于硅片(131)上部；放大电路(152)与红外光源(111)连接，脉冲信号发生器(151)与红外光源(111)连接；

信号处理模块(2)由用于对采集到的硅片(131)的表面光电动势进行处理的第一信号处理单元(21)和用于对脉冲发生器(151)产生的脉冲信号进行处理的第二信号处理单元(22)组成，放大电路(152)连接第一信号处理单元(21)，脉冲信号发生器(151)连接第二信号处理单元(22)；

控制模块(3)包括微处理器(31)，模/数与数/模转换处理器(33)与微处理器(31)连接，用于显示硅片电学型号的LCD触摸屏(32)也连接微处理器(31)；微处理器(31)还连接光电传感器。

2.如权利要求1所述的一种无接触式硅片电学型号检测***，其特征在于：所述承载平台(132)上设有用于所述硅片(131)中心位置对准的位置记号。

3.如权利要求1所述的一种无接触式硅片电学型号检测***，其特征在于：所述红外光源(111)和静电耦合传感器(121)均通过固定架(141)设于所述基座(133)上。

4.如权利要求1所述的一种无接触式硅片电学型号检测***，其特征在于：所述微处理器(31)连接数据保存开关。

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