TWI720536B - 晶圓處理方法以及晶圓處理模組 - Google Patents

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Abstract

本揭露提供一種防止在處理模組中太早解除夾持的晶圓處理方法，包括：將晶圓放置在具有提升插銷之吸座上，其中提升插銷之一或多者包括壓力感應器，配置以量測藉由晶圓所施加之壓力；量測藉由晶圓施加在所述一或多個提升插銷之第一壓力；降低提升插銷，以將晶圓放置在吸座上；加工晶圓；以及從吸座去除晶圓，其中從吸座去除晶圓的操作包括將所述一或多個提升插銷壓靠在晶圓上以量測藉由晶圓所施加之第二壓力；當量測到之第二壓力實質上等於第一壓力時，使用提升插銷將晶圓提升到吸座上方。

Description

晶圓處理方法以及晶圓處理模組
本揭露實施例係關於一種晶圓提升方法以及晶圓處理模組。
處理模組的吸座(chuck)可包括晶圓提昇機構，上述晶圓提昇機構可為或可不為吸座組件的一部分。晶圓提昇機構係配置以將吸座上方的晶圓升起，使得可以將晶圓傳送出處理模組。
在一些實施例中，提供一種防止太早在處理模組中解除夾持的晶圓處理方法，包括：使用提升插銷將晶圓放置在吸座上方，其中提升插銷之一或多者包括壓力感應器，配置以量測藉由晶圓所施加之壓力；量測藉由晶圓施加在一或多個提升插銷之第一壓力；降低提升插銷，以將晶圓放置在吸座上；藉由吸座對晶圓施加第一電壓；加工晶圓；以及從吸座去除晶圓，其中從吸座去除晶圓的操作包括：對晶圓施加第二電壓；在晶圓上流動一氣體，以去除殘留之靜電荷；將一或多個提升插銷壓靠在晶圓上以量測藉由晶圓所施加之第二壓力；以及響應於量測到之第二壓力實質上等於第一壓力時，使用提升插銷將晶圓提升到吸座上方。
在一些實施例中，提供一種處理模組，包括吸座、晶圓提升機構、以及氣體源，氣體源配置以響應於量測到之壓力大於對應於晶圓之重量之壓力時而將氣體流動到晶圓上。晶圓提升機構包括(i)提升插銷，配置以將晶圓從吸座提升或降低在吸座上之晶圓，以及(ii)位於一或多個提升插銷上的壓力感應器，配置以量測藉由晶圓施加到一或多個提升插銷上之壓力。
在一些實施例中，提供一種晶圓處理方法，包括：使用提升插銷將晶圓放置在吸座上方，其中提升插銷之一或多者包括壓力感應器，配置以量測晶圓施加之一壓力；將晶圓靜置在吸座上方之提升插銷上，以量測藉由晶圓施加到一或多個提升插銷之第一壓力；降低提升插銷，以將晶圓放置在吸座上；加工晶圓；以及從吸座去除晶圓，其中去除晶圓之操作包括：在晶圓上流動氣體；將升降插銷壓靠在晶圓上，以量測藉由晶圓施加到一或多個提升插銷之第二壓力；以及響應於所量測之第二壓力實質上等於第一壓力時，使用提升插銷將晶圓提升到吸座上方。
以下公開內容提供了用於實現本揭露的不同特徵的許多不同實施例或示例。以下描述組件和佈置的具體示例以簡化本揭露。當然，這些僅僅是示例，而不是限制性的。例如，在以下描述中在第二特徵之上或之上形成第一特徵可以包括其中第一和第二特徵以直接接觸形成的實施例，並且還可以包括其中可以在其之間形成附加特徵的實施例。第一和第二特徵，使得第一和第二特徵可以不直接接觸。另外，本揭露可以在各種示例中重複參考數字及/或字母。該重複是為了簡單和清楚的目的，並且本身並不表示所討論的各種實施例及/或配置之間的關係。
此外，其中可能用到與空間相關用詞，例如“在…下方”、“下方”、“較低的”、“上方”、“較高的”及類似的用詞，這些空間相關用詞係為了便於描述圖示中一個(些)元件或特徵與另一個(些)元件或特徵之間的關係，這些空間相關用詞包括使用中或操作中的裝置之不同方位，以及圖式中所描述的方位。當裝置被轉向不同方位時(旋轉90度或其他方位)，則其中所使用的空間相關形容詞也將依轉向後的方位來解釋。
在一些實施例中，用詞「約」和「實質上」可以代表在給定值的5%內變化的值(例如±1%、±2%、±3%、±4%、±5%的值)。
在本說明書中的用詞「垂直」代表名義上垂直於基板表面。
在半導體製造的期間，在處理模組中處理由半導體或介電材料製成的晶圓。晶圓處理包括將晶圓傳送到處理模組中、將晶圓放置在晶圓吸座上、加工晶圓、從晶圓吸座上抬起晶圓、並從處理模組中去除晶圓。在加工期間，晶圓吸座係配置以固定晶圓、加熱晶圓、偏壓晶圓(如向晶圓施加電壓)或其組合。在加工期間，可以藉由靜電力(如使用靜電吸座)或藉由真空(如藉由真空吸座)來固定晶圓。將晶圓放置並固定在吸座上的操作程序稱為「夾持(chucking)」，而將晶圓從吸座上抬起以便將晶圓傳送到處理模組外的操作程序稱為「解除夾持(de-chucking)」。
解除夾持程序可以包括晶圓提昇機構(例如提升插銷(lift pins)或環)，晶圓提昇機構可為或可不為吸座組件的一部分，吸座組件配置以在吸座上方的垂直方向上提升晶圓，因此可將晶圓從處理模組傳送出來(例如藉由機械手臂)。如果「太早」解除夾持，即若晶圓提昇機構在晶圓上仍存在下壓力而非僅有晶圓本身的重量時就試圖提升晶圓，則可能會在晶圓上產生應力。所誘發的應力可能造成材料從晶圓分層(delamination)。因此，由於太早解除夾持，晶圓可能會破裂或產生其他缺陷，會不利於後續的製程。在某些情況下，太早解除夾持可能會損壞處理模組內的晶圓。
本揭露係關於一種防止在處理模組中太早解除夾持的方法。此方法的實施例利用包括壓力感應器的晶圓提昇機構，上述壓力感應器係配置以在嘗試從吸座提升晶圓之前(如在解除夾持時)量測藉由晶圓施加到晶圓提昇機構的下壓力。根據一些實施例，如果量測到的壓力與對應於晶圓重量的壓力相等，則提昇機構可以從吸座升起晶圓。而如果量測的壓力大於對應於晶圓重量的壓力，則晶圓可保留在吸座上，直到測得的壓力變為等於對應於晶圓重量的壓力。在一些實施例中，晶圓提昇機構包括提升插銷，在提升插銷上具有壓力感應器。壓力感應器可以藉由有線連接或無線通訊將壓力讀數傳送到控制提昇機構移動的單元。
第1圖是根據一些實施例的描述解除夾持程序的示例性方法100。第1圖的方法100中描述的解除夾持程序使用具有提升插銷的靜電吸座，而上述提升插銷包括壓力感應器。根據一些實施例，壓力感應器配置以在解除夾持過程期間量測對應於施加到晶圓的向下力(例如下壓力)。本揭露不限於此操作性描述。應了解可執行額外的操作。此外，並非本揭露所提供的所有操作都需要被執行。再者，可以同時執行一些操作，或者以與第1圖中所示的順序不同的順序執行。在一些實施例中，除了本文所描述的操作之外或取代本文所描述的操作，可執行一或多道其他的操作。為了說明，方法100係參考第2圖至第8圖的實施例所描述。
示例性的方法100係從操作110開始，其中晶圓被傳送到處理模組中並放置在處理模組的靜電吸座的提升插銷上。舉例來說而非限制，第2圖是示例性處理模組200的剖面圖。為了說明，第2圖包括處理模組200的選定部分，並且亦可包括其他的部分(未示出)。第2圖中未示出的部分可包括但不限於化學輸送線路、熱電偶(thermocouples)、壓力感應器、控制單元、傳送模組、泵、槽/閘閥(slot/gate valves)、電子元件、機械手臂等。
處理模組200包括一或多個廢氣開口210和吸座220。在一些實施例中，吸座220是靜電吸座(electrostatic chuck，ESC)，其可在加工期間、夾持操作期間或解除夾持操作期間偏壓晶圓230(例如向晶圓230施加電壓)。舉例來說而非限制，吸座220可以連接到一或多個外部的電源供應器240，電源供應器240可以提供直流(direct current，DC)電壓。
吸座220更包括晶圓提昇機構，上述晶圓提昇機構包括提升插銷250。然而，本揭露並不限於此，並且晶圓提昇機構亦可包括提升環(lift ring)或其他類似的元件。提升插銷250可以物理地連接到活塞或其他可以在垂直方向上提升/降低提升插銷250和晶圓230的機電系統(第2圖中未示出)。根據一些實施例，壓力感應器260附接到每個提升插銷250的頂表面。
根據一些實施例，第3圖是在其上具有壓力感應器260的提升插銷250的放大立體圖。為了說明，第3圖包括提升插銷250的選定部分，並且亦可包括其他部分(未示出)。在一些實施例中，壓力感應器260的直徑範圍為約1mm至約5mm。提升插銷250和壓力感應器260可以不限於第3圖的示例並且可以具有其他的形狀(例如矩形、多邊形等)。舉例來說而非限制，壓力感應器260可以覆蓋提升插銷250的頂表面，如第3圖所示。在一些實施例中，提升插銷250可以具有中空的本體以容納壓力感應器260的導線300。舉例來說，導線300可以連接到外部單元，上述外部單元可以處理由壓力感應器260所發送的訊號。或者壓力感應器260亦可無線地發送訊號。舉例來說，壓力感應器260可以包括射頻(radio frequency，RF)發射器、藍牙(Bluetooth，BT)發射器或其他合適的發射器。在一些實施例中，可以對提升插銷250進行冷卻，以將壓力感應器260的溫度維持在預定的數值以下(例如低於110℃)。舉例來說，冷卻水可以在提升插銷的一部分空心本體中循環。在一些實施例中，頂表面260s與晶圓230的底表面(例如「背側」表面或「未處理的」表面)接觸。
舉例來說而非限制，壓力感應器260可為壓阻(piezoresistive)壓力感應器、電磁(electromagnetic)壓力感應器、電容(capacitive)壓力感應器、壓電(piezoelectric)壓力感應器、光學(optical)壓力感應器，或其他可以附接到提升插銷250的合適感應器。
根據一些實施例，第4圖是吸座220的立體圖，其中提升插銷250係縮回的狀態。在一些實施例中，當提升插銷250縮回時，壓力感應器260的頂表面260s可實質上與吸座220的頂表面220s共面(coplanar)。在一些實施例中，壓力感應器260的頂表面260s可以在吸座220的頂表面220s之下。因此，當提升插銷250縮回時，壓力感應器260可與或可不與晶圓230的背側接觸。
根據一些實施例，第5圖是吸座220的立體圖，其中提升插銷250係升起的狀態。當提升插銷250升起時，晶圓230靜置在壓力感應器260的頂表面260s上。在一些實施例中，當提升插銷250被升起且當晶圓230靜置在壓力感應器260的頂表面260s上時，壓力感應器260可以量測施加在提升插銷250上的對應於向下力的壓力(例如下壓力)，例如晶圓的重量。舉例來說，當晶圓230靜置在升起的提升插銷250上時，每個提升插銷250(在垂直方向上)上的壓力可以用下述方程式描述：
Figure 02_image001
其中「壓力感應器的面積」是指壓力感應器260與晶圓230所接觸的面積(例如頂表面260s的面積)。根據上述方程式，如果頂表面260s的面積是已知的，則可以計算晶圓的重量。
當提升插銷250縮回但是壓靠在靜置在吸座220上的晶圓230時，如第4圖所示，壓力感應器260不僅可以量測對應於晶圓230的重量的壓力，亦可量測施加在晶圓230上的其他力。這種力可包括例如來自吸座220的靜電力。 換句話說，每個提升插銷250上的量測壓力可以用以下方程式描述：
Figure 02_image003
其中分子是施加在晶圓230上的力的總和。舉例來說，分子可包括但不限於來自靜電吸座的靜電力。此外，分子還可以包括晶圓的重量。在一些實施例中，如果吸座220是真空吸座(例如在晶圓230的頂表面和背面之間產生壓力差的吸座)，則分子係對應於與施加在晶圓230上的壓力差相關的力，與靜電分量相反。在靜電吸座的情況下，P2採用以下形式：
Figure 02_image005
其中FES 是晶圓230在靜電吸座220上所經歷的靜電力。第6圖根據一些實施例示意性地示出當晶圓230靜置在吸座220上並且提升插銷250壓靠在晶圓230上時，所施加到壓力感應器260上的力600。
根據一些實施例，提升插銷250的數量並不限於第2圖和第4圖至第6圖的範例。因此，亦可能有具有額外的提升插銷250的吸座(例如具有四、五、六、或八個提升插銷)的各種配置。舉例來說，根據一些實施例，第7圖是具有不同數量的提升插銷250(例如具有五個提升插銷)的吸座220的立體圖。在一些實施例中，壓力感應器260可以設置在提升插銷250的子集合(subset)上，如第8圖所示，其中升起的提升插銷800不包括壓力感應器260。上述實施例和其他替代性的配置亦在本揭露的精神和範圍內。
參考第1圖，示例性方法100繼續進行到操作120，其中施加到每個提升插銷250上的第一壓力P1被量側。如上所述並參考第2圖，所量測到的第一壓力P1係對應於晶圓230的重量。根據壓力P1的讀數，只要壓力感應器260的頂表面260s的面積是已知的，就可以計算晶圓230的重量。舉例來說而非限制，如上所述，第一壓力可以藉由導線300(在第3圖中示出)或藉由無線裝置傳送到控制單元並由控制單元儲存。一旦量測到第一壓力，便在吸座220中降低提升插銷250，直到晶圓230的背面靜置在吸座220上，如第6圖所示。
參考第1圖，示例性方法100繼續進行到操作130。在操作130中，使用電源供應器240(第6圖中所示)通過吸座220來施加第一電壓到晶圓230上。施加在晶圓230上的第一電壓的極性和大小(例如偏壓條件)取決於處理模組200中的加工條件。根據一些實施例，施加在晶圓230上的第一電壓(例如偏壓)在晶圓230上誘發電荷，而導致在晶圓和吸座之間形成靜電力，從而防止晶圓230在製程期間在吸座220的頂表面上「滑動」(例如改變位置)。在一些實施例中，施加的第一電壓或偏壓是直流(Direct current，DC)電壓。
參考第1圖，示例性方法100繼續進行到操作140，其中在處理模組200中加工晶圓230。舉例來說而非限制，上述加工可包括材料沉積(例如金屬、介電質、半導體等)、材料蝕刻、化學機械研磨(chemical mechanical polishing)、清潔處理、微影操作或半導體製造設施中所可採用的任何操作。
在操作150中，當處理模組200中的晶圓加工結束時，將第二電壓(或偏壓)施加到晶圓230上。在一些實施例中，在操作150期間施加到晶圓230的第二電壓具有與第一電壓相反的極性，並且其大小等於或不同於操作130中的第一電壓的大小。在一些實施例中，操作150中的第二電壓(或偏壓)是相對於操作130的第一電壓的「反向電壓」(reversed voltage)或「反向偏壓」(reversed bias)。操作150中的第二電壓的目的是為了去除第一電壓所造成的感應電荷及反轉施加到晶圓230的靜電力，並因此「釋放」晶圓230，使得晶圓230可以被解除夾持。
然而，反向電壓(第二電壓)有時可能無法完全地從晶圓230去除電荷(例如當沒有允許電荷逃逸的導電路徑時)。因此，即使在操作150中施加反向電壓(第二電壓)之後，晶圓230上也可能還留有殘留的電荷。為了去除任何殘留的電荷，根據操作160，使氣體在晶圓230上流動。在一些實施例中，上述氣體是不與晶圓230上的材料反應的惰性氣體。舉例來說而非限制，上述氣體可包括氦氣、氬氣、氙氣、氖氣等。可以藉由位於晶圓230水平面上方或下方的氣體管線(第2圖和第6圖中未示出)在處理模組200中的晶圓230上釋放出上述氣體。舉例來說，可以藉由位於處理模組200的側壁上的一或多個氣體管線在處理模組200中釋放出上述氣體。此外，上述氣體可以藉由一或多個廢氣開口210從處理模組200排出。
在操作170中，如第6圖所示，將提升插銷250壓靠在晶圓230的背面上。壓力感應器260可以根據上述的P2方程式來量測每個提升插銷250上的第二壓力P2。在一些實施例中，第二壓力P2對應於(i)由於晶圓230的重量以及(ii)由於晶圓230上的殘留的靜電電荷的靜電力而施加在提升插銷250上的下壓力的總和。
在第1圖的操作180中，確定第二壓力是否與第一壓力相等。舉例來說，如果操作160去除晶圓230上的殘留的靜電電荷，則第二壓力P2將等於第一壓力P1。因此，在示例性方法100的操作190中，可以藉由提升插銷250來升起晶圓230(例如解除夾持晶圓230)。如果第二壓力高於第一壓力，則可以重複操作160。舉例來說，在晶圓230上仍然存在殘留的靜電電荷的情況下，操作170中量測到的第二壓力將大於操作120中量測到的壓力(例如P2>P1)。因此，可以重複操作160，直到操作170中量測的壓力變成等於在操作120中量測的第一壓力P1。舉例來說，在重複操作160之後，將壓力感應器260壓在晶圓230上以量測「第三壓力P3」。在第1圖的操作180中，確定第三壓力是否等於第一壓力。如果第三壓力P3等於第一壓力P1，則可以根據操作190解除夾持晶圓230，否則可以再次重複操作160。
在一些實施例中，操作170可以與操作160同時執行。舉例來說，根據操作170量測第二壓力P2之同時，流動操作160中的氣體。在一些實施例中，並且在操作160開始時，第二壓力P2大於第一壓力P1。然而，隨著時間過去，當晶圓230上殘留的靜電電荷被去除時，第二壓力P2變得等於壓力P1。上述方案並非限制性的，並且可以在操作160之後開始操作170，並且一旦操作160結束(例如當氣體已經停止流動時)便可以量測第二壓力P2。根據以上描述，壓力感應器260可以在操作160期間或在操作160結束時連續地或間歇地量測壓力。根據一些實施例，示例性方法100的操作160至190的不同組合和置換皆在本揭露的精神和範圍內。
針對靜電吸座描述了示例性方法100。然而，示例性方法100可以不限於靜電吸座，並且可以應用於其他類型的吸座，例如真空吸座。第10圖是具有真空吸座1010的示例性處理模組1000的剖面圖。對於真空吸座1010，第二壓力P2具有對應於晶圓230的頂部和背面之間的壓力差的分量，並且與靜電分量相反。換句話說，晶圓230的頂表面和背面之間的這種壓力差表現為晶圓230上額外的向下力1020。上述額外的向下力1020可以在加工期間將晶圓230固定在真空吸座1010上。此外，在真空吸座1010的狀況下，不需要藉由真空吸座1010向晶圓230施加電壓。
舉例來說而非限制，第9圖是根據一些實施例的描述解除夾持程序的示例性方法900。第9圖的方法900中描述的解除夾持程序利用真空吸座1010和提升插銷250，其中提升插銷250包括壓力感應器260，如第10圖所示。根據一些實施例，壓力感應器260提供對應於在解除夾持過程中藉由晶圓施加到吸座的提升插銷的向下力的壓力讀數。本揭露不限於此操作性描述。應了解可執行額外的操作。此外，並非本揭露所提供的所有操作都需要被執行。再者，可以同時執行一些操作，或者以與第9圖中所示的順序不同的順序執行。在一些實施例中，除了本文所描述的操作之外或取代本文所描述的操作，可執行一或多道其他的操作。
示例性方法900從操作910開始。在一些實施例中，操作910類似於第1圖中所示的方法100的操作110。舉例來說並且參考第11圖，晶圓230被傳送到處理模組1000中並且放置在處理模組1000的真空吸座1010的提升插銷250上。可以藉由機械臂在處理模組1000中傳送晶圓230。
示例性方法900繼續進行到操作920。在一些實施例中，操作920類似於第1圖中所示的方法100的操作120。舉例來說並且參考第11圖，晶圓230靜置在吸座1010的壓力感應器260的頂表面260s上。在一些實施例中，當提升插銷250升起並且晶圓230靜置在壓力感應器260的頂表面260s上時，壓力感應器260可以量測施加在提升插銷250上對應於晶圓230的重量的壓力。舉例來說，當晶圓230靜置在升起的提升插銷250上時，每個提升插銷250上的壓力可以用下述方程式描述：
Figure 02_image001
其中「壓力感應器的面積」是指與晶圓230接觸的壓力感應器260的面積，例如頂表面260s的面積，如第3圖所示。根據上述方程式，如果已知頂表面260s的面積，則可以計算晶圓的重量。
參考第9圖和第10圖，示例性方法900繼續進行到操作930，其中在晶圓上施加壓力差。根據一些實施例，上述壓力差將晶圓230固定在吸座1010上。參考第10圖，吸座1010可以配備有延伸穿過吸座1010的主體的小的針孔1030。此外，小的針孔1030可以通過吸座1010的底部經由廢氣開口210連接到外部的泵管線，這可以在吸座1010的頂表面和晶圓230的背面之間產生真空。因此，如上所述會在晶圓230的頂表面和背面之間形成壓力差，而在晶圓230上產生向下力1020。
示例性方法900繼續進行到操作940，其中對晶圓進行加工。在一些實施例中，操作940類似於操作140。舉例來說，晶圓加工可包括材料沉積、材料蝕刻、化學機械研磨、微影操作、晶圓清潔操作或半導體製造中可採用的任何操作。
在示例性方法900的操作950中，流動氣體以使晶圓230的頂表面和背面之間的壓力差平衡。舉例來說而非限制，可藉由吸座1010的針孔1030釋放惰性氣體，以增加晶圓230的背面上的壓力。惰性氣體可包括氬氣、氙氣、氦氣等。在一些實施例中，操作950可進行預定的時間量。
在示例性方法900的操作960中，將提升插銷壓靠在晶圓230上，並且壓力感應器260可以量測第二壓力P2。根據一些實施例，可以使用以下方程式決定每個提升插銷250上的第二壓力P2：
Figure 02_image007
如上所述，其中FDif 是對應於晶圓230的頂表面和背面之間的壓力差的下壓力。因此第二壓力P2對應於由於(i)晶圓230的重量以及(ii)由於在晶圓背面產生的真空而在晶圓上形成的壓力差所引起的下壓力的總和。
在一些實施例中，操作960與操作950同時開始。舉例來說，根據操作960量測第二壓力之同時流動操作950中的氣體。在一些實施例中，並且在操作950開始時，第二壓力P2大於第一壓力P1。然而，隨著時間過去，當晶圓230上的壓力差反轉時，第二壓力P2變得等於壓力P1。這種方案不是限制性的，且可在操作950之後開始進行操作960，並且一旦操作950結束(例如當氣體已經停止流動時)，則可以量測第二壓力P2。
根據操作970，確定第二壓力是否等於第一壓力。舉例來說，如果操作950成功並且施加到晶圓的壓力差發生反轉，則第二壓力P2將等於第一壓力P1。因此根據操作980，可以藉由提升插銷250來升起晶圓230(例如可解除夾持晶圓230)。另一方面，如果殘餘的壓力差保持在晶圓230上並且第二壓力高於第一壓力，則可以根據需要來重複操作950，直到操作960中量測的壓力變得等於操作920中量測的第一壓力P1。舉例來說，在重複操作950之後，將壓力感應器260壓在晶圓230上以量測「第三壓力P3」。根據操作970，確定第三壓力是否等於第一壓力。如果第三壓力P3等於第一壓力P1，則可以根據操作980對晶圓230解除夾持。
如上所述，壓力感應器260可以在操作950期間或在操作950結束時連續地或間歇地量測壓力。根據一些實施例，示例性方法900的操作950至980的不同組合和置換亦在本揭露的精神和範圍內。
本揭露係關於一種防止在處理模組中太早解除夾持的方法。此方法利用晶圓提升機構(例如提升插銷)上的壓力感應器，上述晶圓提昇機構係配置以在執行解除夾持操作之前測量施加在晶圓上的壓力。根據一些實施例，測量的壓力可用於評估作用在晶圓上的下壓力是否會干擾解除夾持過程(例如阻礙解除夾持過程)。在一些實施例中，測量的壓力對應於晶圓的重量的力、靜電力、由於壓力差所引起的力、或其組合。根據一些實施例，如果測量的壓力等於對應於晶圓重量的壓力，則提升機構可以從吸座上升起晶片。而如果測量的壓力大於對應於晶圓重量的壓力，則晶圓保留在吸座上，直到測量的壓力變得等於對應於晶圓重量的壓力。
在一些實施例中，提供一種防止太早在處理模組中解除夾持的晶圓處理方法，包括：使用提升插銷將晶圓放置在吸座上方，其中提升插銷之一或多者包括壓力感應器，配置以量測藉由晶圓所施加之壓力；量測藉由晶圓施加在一或多個提升插銷之第一壓力；降低提升插銷，以將晶圓放置在吸座上；藉由吸座對晶圓施加第一電壓；加工晶圓；以及從吸座去除晶圓，其中從吸座去除晶圓的操作包括：對晶圓施加第二電壓；在晶圓上流動一氣體，以去除殘留之靜電荷；將一或多個提升插銷壓靠在晶圓上以量測藉由晶圓所施加之第二壓力；以及響應於量測到之第二壓力實質上等於第一壓力時，使用提升插銷將晶圓提升到吸座上方。
在一些實施例中，提供一種處理模組，包括吸座、晶圓提升機構、以及氣體源，氣體源配置以響應於量測到之壓力大於對應於晶圓之重量之壓力時而將氣體流動到晶圓上。晶圓提升機構包括(i)提升插銷，配置以將晶圓從吸座提升或降低在吸座上之晶圓，以及(ii)位於一或多個提升插銷上的壓力感應器，配置以量測藉由晶圓施加到一或多個提升插銷上之壓力。
在一些實施例中，提供一種晶圓處理方法，包括：使用提升插銷將晶圓放置在吸座上方，其中提升插銷之一或多者包括壓力感應器，配置以量測晶圓施加之一壓力；將晶圓靜置在吸座上方之提升插銷上，以量測藉由晶圓施加到一或多個提升插銷之第一壓力；降低提升插銷，以將晶圓放置在吸座上；加工晶圓；以及從吸座去除晶圓，其中去除晶圓之操作包括：在晶圓上流動氣體；將升降插銷壓靠在晶圓上，以量測藉由晶圓施加到一或多個提升插銷之第二壓力；以及響應於所量測之第二壓力實質上等於第一壓力時，使用提升插銷將晶圓提升到吸座上方。
如本揭露一些實施例所述的晶圓處理方法，第一電壓與第二電壓之極性相反。量測第一壓力之操作包括量測晶圓之重量。量測第一壓力之操作包括將晶圓靜置在吸座上方之一或多個提升插銷上。第二壓力對應於靜電力以及晶圓之重量。去除晶圓之操作更包括：響應於第二壓力大於第一壓力時，重新將氣體通過晶圓上方；將一或多個提升插銷壓靠在晶圓上，以量測由晶圓所施加之第三壓力；以及響應於量測到之第三壓力實質上等於第一壓力時，使用提升插銷將晶圓提升到吸座上方。
如本揭露一些實施例所述的晶圓處理模組，壓力感應器之每一者的截面積實質上等於或小於一或多個提升插銷之每一者之截面積。氣體包括惰性氣體。氣體包括氦氣、氬氣、氙氣、或氖氣。壓力感應器之每一者係配置以壓靠在晶圓之背面，以量測藉由晶圓施加到一或多個提升插銷之壓力。壓力感應器之每一者係設置在提升插銷之對應的其中一者之頂表面上，且壓力感應器之每一者之直徑介於約1mm至約5mm的範圍中。晶圓提升機構包括三個或三個以上的提升插銷，且提升插銷上具有對應之壓力感應器。一或多個提升插銷係配置以在低於約110°C的溫度下維持對應之壓力感應器。壓力感應器之每一者更配置以藉由有線連接、無線連接、或其組合來傳送對應於量測到的壓力之壓力讀數。吸座係為真空吸座或為靜電吸座。
如本揭露一些實施例所述的晶圓處理方法，第一壓力對應於晶圓之一重量，且第二壓力對應於晶圓之重量以及施加到晶圓之一或多道力量。一或多道力量包括靜電力、壓力差所造成的力、或其組合。去除晶圓之操作更包括：響應於量測之第二壓力大於第一壓力時，重新將氣體流動到晶圓上方；將升降插銷壓靠在晶圓上，以量測藉由晶圓施加到一或多個提升插銷之第三壓力；以及響應於所量測之第三壓力實質上等於第一壓力時，使用提升插銷將晶圓提升到吸座上方。
應理解的是，本揭露的申請專利範圍係由實施方式來解釋，而非摘要。本揭露的摘要可以描述發明人所預期的本揭露的一或多個但並非所有可能的實施例，因此，並不旨在以任何方式限制隨後的申請專利範圍。
上述內容概述許多實施例的特徵，因此任何所屬技術領域中具有通常知識者，可更加理解本揭露之各面向。任何所屬技術領域中具有通常知識者，可能無困難地以本揭露為基礎，設計或修改其他製程及結構，以達到與本揭露實施例相同的目的及/或得到相同的優點。任何所屬技術領域中具有通常知識者也應了解，在不脫離本揭露之精神和範圍內做不同改變、代替及修改，如此等效的創造並沒有超出本揭露的精神及範圍。
100、900:方法 110、120、130、140、150、160、170、180、190、910、920、930、940、950、960、970、980:操作 200、1000:處理模組 210:廢氣開口 220:吸座 230:晶圓 240:電源供應器 250、800:提升插銷 260:壓力感應器 220s、260s:頂表面 300:導線 600:力 1010:真空吸座 1020:向下力 1030:針孔
以下將配合所附圖式詳述本揭露之實施例。應注意的是，依據在業界的標準做法，多種特徵並未按照比例繪示且僅用以說明例示。事實上，可能任意地放大或縮小元件的尺寸，以清楚地表現出本揭露的特徵。 第1圖是根據一些實施例的描述靜電吸座的解除夾持(de-chucking)程序的方法的流程圖。 第2圖是根據一些實施例的示例性處理模組的剖面圖，其中晶圓靜置在處理模組的吸座的提升插銷上。 第3圖是根據一些實施例的在吸座的提升插銷上的壓力感應器的放大立體圖。 第4圖是根據一些實施例的具有縮回的提升插銷的吸座的立體圖，其中在提升插銷上具有壓力感應器。 第5圖是根據一些實施例的具有升起的提升插銷的吸座的立體圖，其中在提升插銷上具有壓力感應器。 第6圖是根據一些實施例的示例性處理模組的剖面圖，其中晶圓靜置在處理模組的吸座上並且力量施加在晶圓上。 第7圖和第8圖是根據一些實施例的具有示例性提升插銷和壓力感應器配置的吸座的立體圖。 第9圖是根據一些實施例的描述真空吸座的解除夾持程序的方法的流程圖。 第10圖是根據一些實施例的示例性處理模組的剖面圖，其中晶圓靜置在模組的吸座的提升插銷上。 第11圖是根據一些實施例的示例性處理模組的剖面圖，其中晶圓靜置在處理模組的吸座上並且力量施加在晶圓上。
200:處理模組
210:廢氣開口
220:吸座
230:晶圓
240:電源供應器
250:提升插銷
260:壓力感應器

Claims (10)

  1. 一種晶圓處理方法，包括：使用複數個提升插銷將一晶圓放置在一吸座上方，其中該等提升插銷之一或多者包括一壓力感應器，配置以量測藉由該晶圓所施加之一壓力；量測藉由該晶圓施加在該一或多個提升插銷之一第一壓力；降低該等提升插銷，以將該晶圓放置在該吸座上；藉由該吸座對該晶圓施加一第一電壓；加工該晶圓；以及從該吸座去除該晶圓，其中從該吸座去除該晶圓的操作包括：對該晶圓施加一第二電壓；在該晶圓上流動一氣體，以去除殘留之一靜電荷；將該一或多個提升插銷壓靠在該晶圓上以量測藉由該晶圓所施加之一第二壓力；以及響應於量測到之該第二壓力實質上等於該第一壓力時，使用該等提升插銷將該晶圓提升到該吸座上方。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓處理方法，其中該第一電壓與該第二電壓之極性相反。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓處理方法，其中量測該第一壓力之操作包括量測該晶圓之重量。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓處理方法，其中去除該晶圓之操作更包括：響應於該第二壓力大於該第一壓力時，重新將該氣體通過該晶圓上方；將該一或多個提升插銷壓靠在該晶圓上，以量測由該晶圓所施加之一第三壓力；以及 響應於量測到之該第三壓力實質上等於該第一壓力時，使用該等提升插銷將該晶圓提升到該吸座上方。
  5. 一種晶圓處理模組，包括：一吸座；一晶圓提升機構，包括複數個提升插銷，配置以將一晶圓從該吸座提升或降低在該吸座上之該晶圓，其中該等提升插銷之一或多者包括一壓力感應器，配置以量測藉由該晶圓施加到該一或多個提升插銷上之一壓力，其中該等壓力感應器之每一者係設置在該等提升插銷之對應的其中一者之一頂表面上；以及一氣體源，配置以響應於量測到之該壓力大於對應於該晶圓之一重量之一壓力時而將一氣體流動到該晶圓上。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之晶圓處理模組，其中該等壓力感應器之每一者的截面積實質上等於或小於該一或多個提升插銷之每一者之截面積。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之晶圓處理模組，其中該等壓力感應器之每一者係配置以壓靠在該晶圓之一背面，以量測藉由該晶圓施加到該一或多個提升插銷之壓力。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之晶圓處理模組，其中該等壓力感應器之每一者之直徑介於約1mm至約5mm的範圍中。
  9. 一種晶圓處理方法，包括：使用複數個提升插銷將一晶圓放置在一吸座上方，其中該等提升插銷之一或多者包括一壓力感應器，配置以量測該晶圓施加之一壓力；將該晶圓靜置在該吸座上方之該等提升插銷上，以量測藉由該晶圓施加到該一或多個提升插銷之一第一壓力；降低該等提升插銷，以將該晶圓放置在該吸座上； 加工該晶圓；以及從該吸座去除該晶圓，其中去除該晶圓之操作包括：在該晶圓上流動一氣體；將該等升降插銷壓靠在該晶圓上，以量測藉由該晶圓施加到該一或多個提升插銷之一第二壓力；以及響應於所量測之該第二壓力實質上等於該第一壓力時，使用該等提升插銷將該晶圓提升到該吸座上方。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之晶圓處理方法，其中該第一壓力對應於該晶圓之一重量，且該第二壓力對應於該晶圓之該重量以及施加到該晶圓之一或多道力量。
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