TWI728399B - 晶圓乾燥系統及方法 - Google Patents

Abstract

本揭露涉及一種晶圓乾燥方法，此方法偵測在乾燥氣體中之氣體性分子污染物，作為單一晶圓或多個晶圓乾燥處理之反饋參數。舉例來說，此方法包括在晶圓乾燥工作站中，分配乾燥氣體至一個或多個晶圓上；從晶圓乾燥工作站之排氣口收集乾燥氣體；判斷在乾燥氣體中污染物之濃度；若污染物之濃度高於基準值，重新分配乾燥氣體至一個或多個晶圓上；以及若濃度等於或小於基準值，將一個或多個晶圓傳送出晶圓乾燥工作站

Description

晶圓乾燥系統及方法

本揭露實施例係有關於一種晶圓乾燥系統及方法，特別係有關於一種保持晶圓清潔之晶圓乾燥系統及方法。

半導體生產中使用的生產設備可能是積體電路（integrated circuit, IC）製造設施中對於晶圓的粒子來源。在晶圓製造過程中，半導體晶圓經歷多次處理操作。在IC製造期間隨著晶圓暴露於額外的處理時，晶圓表面上的粒子數量可能會增加。

根據本揭露的一些實施例，提供一種晶圓乾燥系統，包括晶圓乾燥工作站、分析器、以及電路。晶圓乾燥工作站配置以分配乾燥氣體至一個或多個晶圓上，以乾燥一個或多個晶圓；分析器配置以偵測乾燥氣體中的污染並判斷乾燥氣體中的污染之濃度；電路更配置以將污染之濃度與基準值比較；因應濃度等於或小於基準值，命令晶圓乾燥工作站移出一個或多個晶圓；以及因應濃度大於基準值，命令晶圓乾燥工作站乾燥一個或多個晶圓。

根據本揭露的一些實施例，提供一種晶圓乾燥方法，包括在晶圓乾燥工作站中，分配乾燥氣體至一個或多個晶圓上；從晶圓乾燥工作站之排氣口收集乾燥氣體；判斷在乾燥氣體中污染物之濃度；因應污染物之濃度高於基準值，重新分配乾燥氣體至一個或多個晶圓上；以及因應濃度等於或小於基準值，將一個或多個晶圓傳送出晶圓乾燥工作站。

根據本揭露的一些實施例，提供一種晶圓乾燥系統，包括晶圓乾燥工作站、偵測器、一個或多個分析器、以及電路。晶圓乾燥工作站配置以分配乾燥氣體至一個或多個晶圓上；偵測器配置以從晶圓乾燥工作站之排氣管線收集分配至一個或多個晶圓上之乾燥氣體；一個或多個分析器配置以分析收集的乾燥氣體，並且輸出溶解在乾燥氣體中氣體性分子污染物之濃度。晶圓乾燥系統也包括電路，配置以將氣體性分子污染物之濃度與一個或多個基準值比較；因應氣體性分子污染物之濃度等於或小於基準值，命令晶圓乾燥工作站將一個或多個晶圓由晶圓乾燥工作站移出；以及因應氣體性分子污染物之濃度大於基準值，命令晶圓乾燥工作站重新分配乾燥氣體至一個或多個晶圓上。

以下的揭露描述許多不同典型的實施例以實行本揭露之不同特徵。以下敘述各個構件以及排列方式的特定範例，以簡化本揭露。當然，僅為範例且意圖不限於此。舉例來說，第一個特徵形成在第二特徵之上，在下面的描述中可以包括第一和第二特徵以直接接觸形成的實施例，以及也可以包括額外的特徵形成在第一和第二特徵之間，使得第一和第二特徵不直接接觸的實施例。

除此之外，空間相關用詞，如：「在…下方」、 「下方」、「較低的」、「上方」、「較高的」等等的類似用詞，可在這裡使用以便於描述圖式中一個元件或特徵與另一個(些)元件或特徵之間的關係。除了在圖式中繪示的方位外，這些空間相關用詞涵蓋包含使用中或操作中的裝置之不同方位。設備可被轉向不同方位(旋轉90度或其他方位)，則在此使用的空間相關用詞亦可依此相同解釋。

這裡使用的用詞「標稱(nominal)」是指在產品或過程的設計階段期間，設定的構件或處理操作的特徵或參數的期望值或目標值，以及在期望值之上以及/或之下的一範圍值。 值的範圍是通常是由於製造過程的微小變化或公差。

這裡使用的用詞「大致上」表示一給定量的值在該值的±5％變化。

這裡使用的用詞「垂直」意味著名義上垂直於基板之表面。

一種控制晶圓不被粒子污染的方式是在處理中防止污染晶圓。然而，這並不總是可行的，一旦晶圓被污染，可以藉由清潔去除污染物。晶圓清潔處理的目標是去除晶圓表面污染物，像是粒子、有機物（例如，有機副產物）、金屬（微量金屬）以及天然氧化物。半導體製造環境中的晶圓可藉由乾式清潔方法、濕式清潔方法、或上述之結合被清潔。

濕式清潔方法可以在濕式機台中進行，濕式機台可以一次處理一個晶圓（例如，「單一晶圓」機台）或一次處理大批量晶圓（例如，「批量」機台）。在單一晶圓機台中，晶圓進入清潔模組並定位在晶圓載台（支撐座）上。然後通過位於晶圓表面上頭的一個或多個噴嘴使晶圓接受濕式清潔方法。一個或多個噴嘴可以在壓力下在晶圓表面上流動化學品（例如，化學溶液、去離子水等）以去除目標的污染（例如，粒子、金屬污染物、有機材料等）。在清潔處理之後，晶圓可以用去離子水清洗並通過旋轉乾燥，同時惰性氣體（如氮氣、氦氣、或具有水氣含量低於-73°C露點(dew point)的清潔乾空氣、小於1百萬分點濃度(part per million)之二氧化碳、以及/或小於0.003百萬分點濃度的碳氫化合物蒸氣）流至晶圓表面上，以加速乾燥處理。在批量機台的情況下，晶圓可以浸沒在一個或多個清洗槽中或者放置在密封反應器中，其中反應器側壁上的噴嘴陣列可以將一種或多種化學品噴向晶圓表面。隨後可以用去離子水清洗晶圓並用類似於單一晶圓乾燥處理的方法進行乾燥。舉例來說，晶圓可以通過旋轉被乾燥，同時惰性氣體或清潔乾空氣流過晶圓表面以加速乾燥處理。

一旦乾燥處理完成，晶圓可以從濕式清潔機台中移出。可以隨機選擇一個或多個晶圓以篩選污染物以及粒子，以評估濕式清潔處理的效率。這裡所使用之用詞「污染物」可以指在承受濕式清潔處理的晶圓表面上的任何不需要的粒子、有機物、金屬、或天然氧化物，或指來自濕式清潔以及乾燥處理中使用的濕式清潔溶液的化學痕跡（例如，水斑、酸、氨的衍生物等）。

與建立的基準(baseline)相比，如果晶圓上的污染物濃度（例如，污染水平）升高，則可以「重新加工(reworked)」晶圓（例如，晶圓可以接受額外的清潔循環）或將晶圓報廢（例如，從生產線被拋棄(discarded)）。這裡所使用之用詞「建立的基準」是指被認為對後續處理操作具有最小影響，或對晶粒良率損失具有任何可察覺的(appreciable)影響的污染水平。前述處理既耗時又昂貴，因為污染水平不是與乾燥處理同時（實時）測量的，舉例來說，上述取樣處理需要在乾燥處理之後，將一個晶圓（或多個晶圓）從濕式清潔機台移出，在不同的機台（例如，在製造設施的不同部分）上進行測量，然後如果需要，再返回濕式清潔機台進行另一輪清潔。在一些情況下，對所選擇的幾個晶圓的分析可能花費大量時間（例如，一個或多個小時），這可能影響整個晶片生產通過量(production throughput)。

本揭露涉及一種晶圓乾燥方法，其利用乾燥氣體中污染物的實時偵測作為晶圓乾燥處理的反饋參數。具體而言，此方法包括從乾燥工作站收集乾燥氣體，分析乾燥氣體以判斷其氣體性分子污染濃度，並將濃度與建立的基準比較。基於比較的結果，此方法可以調整晶圓乾燥處理。舉例來說，如果乾燥氣體中的氣體性分子污染的濃度等於或低於建立的基準，則一個晶圓（或多個晶圓）可以從乾燥工作站被移出並傳送至下一個處理操作。如果乾燥氣體中的氣體性分子污染的濃度高於建立的基準，則一個晶圓（或多個晶圓）可以進行額外的清洗（例如，用去離子水）以及乾燥循環。氣體性分子污染是化學污染，其可以以蒸氣或氣溶膠(aerosols)的形式結合進入乾燥氣體中。這些化學品本質上可以是有機的或無機的，並且可以包括酸、鹼、聚合物添加劑、有機金屬化合物、摻雜劑等。作為示例而非限制，氣體性分子污染可包括揮發性的有機化合物、胺、無機酸、丙酮、二氧化硫（SO₂ ）、異丙醇（IPA）、水蒸氣（濕氣(humidity)）、或是任何上述之結合。

第1圖是單一晶圓乾燥工作站100的示意圖。在一些實施例中，單一晶圓乾燥工作站100是濕式清潔集束型機台(cluster tool)上的模組（為簡化而未在第1圖中示出）。濕式清潔集束型機台可包括其操作所需的附加構件。舉例來說，這些構件可包括但不限於附加模組（例如，傳送模組，濕式清潔工作站等）、機械手臂、泵、排氣管線、加熱元件、氣體和化學品輸送管線、質流控制器、閘閥、槽閥(slot valves)、軟管、外部以及內部電連接集束型機台的其他構件(像是計算機單元、化學分析儀、控制器單元、壓力控制器、閥、泵等)。為了便於說明，這些附加構件可以或可以不在第1圖中示出。然而，這些構件在本揭露的精神以及範圍內。

在單一晶圓乾燥工作站100中，晶圓110放置在晶圓支撐座120上。晶圓支撐座120連接到基座130，基座130可在乾燥處理期間旋轉晶圓支撐座120以及旋轉晶圓110。乾燥工作站100還可包括一個或多個氣體出口（第1圖中未示出），氣體出口可在晶圓110的表面上方分配一種或多種乾燥氣體140，如第1圖所示。在一些實施例中，如第1圖所示，乾燥氣體140可以自上而下的方式從晶圓110上方的中心位置分配。然而，這不是限制性的，並且依據單一晶圓乾燥工作站100的設計，其他配置是可能的。舉例來說，乾燥氣體140可以從一個或多個位置或從乾燥工作站100的側壁上的一位置以一定角度分配在晶圓110上。無論氣體出口相對於晶圓110的位置的配置和位置如何，乾燥氣體140在通過排氣管線150離開乾燥工作站100之前，可以大致上平行於晶圓110的表面流動，如第1圖所示。基座130以及其旋轉機構可以通過罩蓋160與乾燥氣體140隔離。在一些實施例中，乾燥處理包括以預定速度旋轉晶圓110並同時以預定速率朝晶圓表面分配乾燥氣體140。可用於晶圓乾燥處理的乾燥氣體140包括但不限於惰性氣體，像是氮氣、氦氣、以及氬氣。或者，清潔乾空氣可用作乾燥氣體。

作為示例而非限制，氣體出口可以通過一個或多個氣體盒連接到一個或多個外部槽，外部槽包括高純度和壓力下的各種乾燥氣體（99.999％以上）。氣體盒可以是氣體分配系統的一部分，其中容納氣體閥以及氣體分配管線的網絡。第1圖中未示出氣體盒以及外部槽以簡化。

第1圖中的乾燥工作站100的圖示不是限制性的。 舉例來說，乾燥工作站100可以被配置以執行附加操作，像是在晶圓110的表面上分配去離子水。舉例來說，乾燥工作站100可被配備具有連接到外部化學管線的一個或多個噴嘴，第1圖中未示出以簡化。或者，濕式清潔工作站可以執行乾燥工作站100的功能。

在一些實施例中，乾燥工作站100可以設計成使用上述相同或類似的原理一次乾燥多於一個晶圓（例如，批量晶圓）。 舉例來說，乾燥工作站100可以包括旋轉的晶圓支撐座，其上一次可以裝載多達25個晶圓。 在此配置中，並且在乾燥處理期間，乾燥氣體可以從乾燥工作站100的多個位置而不是從頂部位置分配。作為示例而非限制，乾燥氣體可以從位於乾燥工作站100的側壁上的出口分配。無論氣體出口相對於晶圓表面的位置如何，乾燥氣體都可以朝向晶圓的表面流動，並且可以通過一個或多個排氣管線（像是排氣管線150）離開乾燥站。

如上所述，並且參考第1圖，乾燥工作站100包括排氣管線150，乾燥氣體140可以經由排氣管線150離開乾燥工作站100。然而，這不是限制性的，並且乾燥工作站100可以被配備具有多於一個排氣管線。根據一些實施例，乾燥氣體140一旦從乾燥工作站100移出，就可以轉移(diverted)到分析單元，分析單元可以測量乾燥氣體140中的氣體性分子污染物的濃度。由於乾燥氣體140接觸晶圓110的表面，來自濕式清潔處理的化學特徵的痕跡可以氣體性分子污染的形式結合進入乾燥氣體140中。藉由測量乾燥氣體140中的氣體性分子污染的濃度，系統可以判斷晶圓110是否需要「重新加工」；舉例來說，在乾燥工作站100中進行另一個清洗和乾燥處理之循環。在一些實施例中，乾燥氣體140的收集以及分析是實時進行的， 舉例來說，當晶圓110在乾燥工作站100中乾燥時。又，在一些實施例中，在乾燥氣體140的污染分析完成並且氣體性分子污染物的分析濃度等於或低於建立的基準之前，不從乾燥工作站100移出晶圓110。

在一些實施例中，分析單元係配置以偵測一種以上的氣體性分子污染物，包括但不限於揮發性有機化合物，胺（例如，氨的衍生物），酸，丙酮，二氧化硫，異丙醇，水蒸氣等。 作為示例而非限制，分析單元可包括可偵測揮發性有機化合物的飛行時間質譜儀（time of flight mass spectrometer, TOFMS），可偵測微量胺或酸的離子移動率光譜儀，濕度偵測器或其他適用於偵測所需氣體性分子污染物的偵測器。偵測限制可依據可偵測化學品的類型以及使用於化學偵測的分析方法。 在一些實施例中，可以藉由本揭露之實施例測量萬億分點濃度（parts per trillion, ppt）或百萬分點濃度（ppm）中的污染物濃度水平。

第2圖是根據一些實施例的晶圓乾燥方法200的流程圖，此方法偵測乾燥氣體中的氣體性分子污染物作為晶圓乾燥處理的反饋參數。在一些實施例中，晶圓乾燥方法200可以在單一晶圓乾燥工作站中執行，如第1圖中所示的乾燥工作站100，或是在可以一次處理多於一個晶圓(例如，一批晶圓)的多晶圓乾燥工作站中執行。又，本揭露不限於此操作描述。相反，其他操作也在本揭露的精神和範圍內。應了解的是，可執行額外操作。此外，本揭露在此提供的操作並非需要全部執行。另外，一些操作可以同時執行，或者以與第2圖中所示不同的順序執行。在一些實施方式中，除了目前描述的操作外，可以執行一個或多個其他操作，或是執行一個或多個其他操作以代替目前描述的操作。為了說明的目的，參考第1圖以及第3圖中所示的實施例描述了晶圓乾燥方法200。基於本揭露，如同前述，單一晶圓乾燥工作站100或配置成一次乾燥批量晶圓的乾燥工作站的其他配置可以與晶圓乾燥方法200一起使用，只要至少一種乾燥氣體參與晶圓乾燥處理即可。這些晶圓乾燥工作站以及其配置在本揭露的精神和範圍內。

晶圓乾燥方法200開始於操作210，其中晶圓（例如，晶圓110）被傳送到如第1圖以及第3圖中所示之乾燥工作站100。 作為示例而非限制，晶圓110可以從傳送模組、濕式清潔工作站或另一個模組(這些都未在第1圖以及第3圖中示出以簡化)傳送到乾燥工作站100。 如上所述，乾燥工作站100可以整合於集束型機台中。集束型機台可以是濕式清潔工具，其包括一個或多個清潔工作站、其他模組（例如，傳送模組）、機械設備、氣動(pneumatic)設備、電氣設備、或操作所需的其他設備。在一些實施例中，晶圓110從濕式清潔工作站傳送到乾燥工作站100。根據一些實施例，乾燥工作站100可以用作濕式清潔工作站，或者包括第1圖以及第3圖中未示出的附加構件。

在晶圓乾燥方法200的操作220中，乾燥氣體（例如，第1圖中所示的乾燥氣體140）被分配在晶圓乾燥工作站100中的晶圓110上。在一些實施例中，乾燥氣體140經由位於晶圓110上頭的一個或多個氣體出口分配。在一些實施例中，乾燥氣體140可以從晶圓110上方的中心位置分配並且向下朝向晶圓110的表面流下，如第1圖中流動線170所示。當到達表面時，乾燥氣體140可以平行於晶圓的頂部表面流動。然而，這不是限制性的並且其他配置是可能的，像是乾燥氣體140的流動線不同於第1圖中所示的流動線。無論氣體出口相對於晶圓110的位置的配置或位置如何，在經由排氣管線150離開乾燥工作站100之前，乾燥氣體140可以流過晶圓110的表面。在一些實施例中，乾燥處理包括以預定速度旋轉晶圓110並且同時地在晶圓表面上以預定的速率分配乾燥氣體140。作為示例而非限制，乾燥氣體140可包括惰性氣體，像是氮氣、氦氣、或氬氣。或者，乾燥氣體140可包括清潔乾空氣。

當乾燥氣體140沿著旋轉晶圓110的表面行進時，氣體性分子污染物可以被結合進入、溶解或懸浮在乾燥氣體140中。換句話說，乾燥氣體140可以用作「載體氣體(carrier gas)」，將氣體性分子污染物傳送遠離晶圓表面，但不與氣體性分子污染物發生化學反應。作為示例而非限制，氣體性分子污染物可包括揮發性有機化合物，氨的衍生物（例如，胺）、酸（例如氫氟酸、鹽酸等）、丙酮、二氧化硫、異丙醇、水蒸氣，在先前的晶圓濕式清潔操作中使用的其他類型的化學品、或者上述之結合。基於待偵測的氣體性分子污染物的類型，可以選擇合適的乾燥氣體。舉例來說，乾燥氣體不應與氣體性分子污染物發生化學反應，因為這種反應會導致晶圓表面上沉積物的形成或氣體性分子污染物的改變。舉例來說，由於其反應性，清潔乾空氣可能不適用於某些類別的氣體性分子污染物。參考第1圖以及第3圖，乾燥氣體140可以藉由排氣管線150離開乾燥工作站100。

晶圓乾燥方法200繼續來到操作230，在操作230中，可以從工作站的排氣管線150收集乾燥氣體140。參考第3圖，根據一些實施例，乾燥氣體140可以從主排氣口320（例如，藉由閥310）轉移（diverted）到偵測器單元330。作為示例而非限制，偵測器單元330可以是中間工作站，在偵測器單元330中，乾燥氣體140可以被化學識別並且暫時儲存，直到已經收集了預定體積的乾燥氣體140。 舉例來說，偵測器單元330可以判斷乾燥氣體140是否是氮氣、氦氣、氬氣、清潔乾空氣、或是其他氣體。 在一些實施例中，一個或多個偵測器單元330可用於從相應的一個或多個乾燥工作站收集乾燥氣體。

在晶圓乾燥方法200的操作240中，可以分析收集的乾燥氣體140以獲得結合進入乾燥氣體140中之污染物的濃度。在一些實施例中，在操作240中，污染物是乾燥氣體140中的氣體性分子污染物，其可被識別並量化。舉例來說，參考第3圖，乾燥氣體140從偵測器單元330傳送到一個或多個分析器340。在一些實施例中，分析器340可以偵測多於一種類型的氣體性分子污染物。在其他實施例中，分析器340可以限於偵測單一類型的氣體性分子污染物（例如，揮發性有機化合物）。因此，可能需要一個或多個分析器340來偵測乾燥氣體140中其他類型的多種氣體性分子污染物（例如，無機污染物）。又，每個分析器340可以被配置以從一個或多個偵測器單元330接收乾燥氣體140的樣本。在一些實施例中，一個或多個分析器340可以被設置在偵測器單元330內或者是偵測器單元330的一部分。

在一些實施例中，分析器340包括用於偵測揮發性有機化合物的飛行時間質譜儀、用於偵測胺以及酸的離子移動率光譜儀，用於偵測二氧化硫的其他類型的偵測器、濕度偵測器、依據欲偵測的氣體性分子汙染物而使用的其他類型的偵測器、或上述之結合。 在一些實施例中，分析器340可以百萬分點濃度（ppm）、十億分點濃度（parts per billion, ppb）、原子百分比（atomic percentage, at.％）、體積百分比、或其他合適的單位，提供結合進入乾燥氣體140中的氣體性分子污染物的濃度水平。

參考第3圖以及第2圖的晶圓乾燥方法200的操作250，來自分析器340的氣體性分子污染物的濃度數據可以被發送到計算機單元350或電路，在計算機單元350或電路中，濃度數據可以與建立的基準進行比較。作為示例而非限制，建立的基準可以包括乾燥氣體140中的氣體性分子污染物的可允許的污染水平。可允許的污染水平可以是歷史污染數據與污染對產量的影響之間的相關性的結果，以及/或是歷史污染數據與污染對後續操作或處理的影響之間的相關性的結果。在一些實施例中，乾燥氣體140中之每種氣體性分子污染物的建立的基準可以是不同的。又，可以依據氣體性分子污染物的類型以及污染物對產量或整體產量目標的影響來調整建立的基準。作為示例而非限制，所建立的基準可以是數據庫或伺服器中的一個或多個儲存值。在一些實施例中，建立的基準可以是本地儲存媒介(像是計算機單元350中的硬碟)上的一個或多個儲存值。

作為示例而非限制，第3圖中所示的計算機單元350可以與晶圓乾燥工作站100或集束型機台的整體部分整合，集束型機台包括晶圓乾燥工作站100以及附加模組。 或者，計算機單元350可以是遠端單元(remote unit)，像是伺服器或伺服器網路。又，計算機單元350可以是網路系統的整合部分，其收集以及分析各種來源的數據，像是但不限於集束型機台、壓力感測器、分析工具、質流控制器等。在一些實施例中，計算機單元350可以被配置以從一個或多個分析器340接收輸出數據，將輸出數據與基準數據比較，並且基於其執行比較的分析結果，提供指令給其他單元或模組。

在晶圓乾燥方法200的操作260中，基於操作250中的比較分析，可以重新加工晶圓110，或從乾燥工作站100移出晶圓110。在一些實施例中，重新加工處理可以包括使晶圓110先受去離子水清洗以及隨後在晶圓乾燥工作站100中進行乾燥處理，或使晶圓110在乾燥工作站100中受晶圓乾燥處理。舉例來說，參考第3圖，計算機單元350可以將一個或多個指令發送到控制單元360，以在乾燥工作站100中重新加工晶圓110或是將晶圓110從乾燥工作站100中移出。在一些實施例中，控制單元360可以是計算機單元350與乾燥工作站100之間的溝通介面。在一些實施例中，控制單元360可以與（例如，一部分的）濕式清潔集束型機台整合。

在一些實施例中，如果乾燥氣體140中的氣體性分子污染物的濃度等於或低於建立的基準，則可以從乾燥工作站100移出晶圓110。另一方面，如果乾燥氣體140中的氣體性分子污染物的濃度高於建立的基準，則晶圓110可以用去離子水清洗並乾燥，或是在沒有預先清洗的情況下受乾燥處理。舉例來說，如果揮發性有機化合物、胺、或二氧化硫的濃度高於這些污染物之建立的基準，則計算機單元350可命令控制單元360以使晶圓受去離子水清洗，然後在乾燥工作站中進行乾燥循環。乾燥循環可包括在乾燥工作站100中旋轉晶圓，並在旋轉的晶圓上配置乾燥氣體140。另一方面，如果測量的乾燥氣體140的濕度水平高於可允許的水平，則計算機單元350可命令控制單元360使晶圓受乾燥循環而不用去離子水清洗。

在一些實施例中，在重新加工處理之後，可以根據晶圓乾燥方法200的操作，分析重新加工處理中使用的乾燥氣體的氣體性分子污染物。這是為了確保重新加工操作已經從晶圓表面去除了目標污染物。

如上所述，晶圓乾燥方法200可以應用於可以一次乾燥多個晶圓的工作站（例如，多晶圓乾燥工作站）。舉例來說，在第2圖的晶圓乾燥方法200的操作210中，可以將晶圓傳送到多晶圓乾燥工作站。近似於單一晶圓的情況下，晶圓被傳送到支撐座上。多晶圓乾燥工作站中的晶圓支撐座可以垂直或橫向堆疊晶圓。在一些實施例中，支撐座可以一次支撐25個或更多個晶圓。在操作220中，將乾燥氣體分配在晶圓上。在一些實施例中，在乾燥處理其間，晶圓旋轉之同時釋放乾燥氣體。在晶圓乾燥方法200的操作230中，藉由多晶圓乾燥工作站中的氣體排氣口收集乾燥氣體。在一些實施例中，使用晶圓乾燥方法200的操作240至250，可以對乾燥氣體進行取樣以及分析氣體性分子污染物。舉例來說，可以利用與第3圖中相同或近似的偵測器單元330、分析器340以及/或計算機單元350以執行操作240以及250。又，在晶圓乾燥方法200的操作260中，基於來自操作250的比較結果，多晶圓乾燥工作站中的晶圓可以被重新加工或從多晶圓工作站移出。在第3圖中，控制單元360可以是計算機單元350和多晶圓乾燥工作站之間的溝通介面。在一些實施例中，控制單元360可以是具有多晶圓乾燥工作站的批量濕式清潔集束型機台。

本揭露涉及一種晶圓乾燥方法，其偵測（例如，實時偵測）乾燥氣體中的氣體性分子污染物以作為單一晶圓或多晶圓乾燥處理的反饋參數。更具體地說，此方法包括從單一晶圓以及/或多晶圓乾燥工作站收集乾燥氣體，分析乾燥氣體以判斷其氣體性分子污染濃度，並將此濃度與一個或多個建立的基準值比較。根據比較結果，此方法可以對晶圓乾燥處理進行調整。舉例來說，如果乾燥氣體中之氣體性分子污染的濃度等於或低於建立的基準，則晶圓（或多個晶圓）可從單一晶圓（或多晶圓）乾燥工作站移出並傳送到下一個處理操作。如果氣體性分子污染物的濃度高於建立的基準，則可以使晶圓（或多個晶圓）受去離子水之額外的清洗以及額外的乾燥操作，或是使晶圓（或多個晶圓）受額外的乾燥操作。在一些實施例中，氣體性分子污染包括但不限於揮發性有機化合物、胺、無機酸、丙酮、二氧化硫（SO₂ ）、異丙醇（IPA）、水蒸氣（濕氣）等。在一些實施例中，乾燥氣體包括但不限於氮氣、氬氣、氦氣、清潔乾空氣、或任何其他不與氣體性分子污染物發生化學反應而在晶圓上形成沉積物的合適的氣體。

在一些實施例中，一種晶圓乾燥系統包括晶圓乾燥工作站、分析器、以及電路。晶圓乾燥工作站配置以分配乾燥氣體至一個或多個晶圓上，以乾燥一個或多個晶圓；分析器配置以偵測乾燥氣體中的污染並判斷乾燥氣體中的污染之濃度；電路更配置以將污染之濃度與基準值比較；因應濃度等於或小於基準值，命令晶圓乾燥工作站移出一個或多個晶圓；以及因應濃度大於基準值，命令晶圓乾燥工作站乾燥一個或多個晶圓。在一些實施例中，電路係更配置以因應濃度大於基準值，命令晶圓乾燥工作站以去離子水清洗一個或多個晶圓。在一些實施例中，污染包括揮發性的有機化合物、胺、無機酸、丙酮、二氧化硫、異丙醇、水蒸氣、或是上述之結合。在一些實施例中，乾燥氣體包括惰性氣體或清潔乾空氣。在一些實施例中，惰性氣體包括氮氣、氬氣、或氦氣。在一些實施例中，分析器包括飛行時間質譜儀、離子移動率光譜儀、濕度偵測器、或是上述之結合。在一些實施例中，系統更包括一集束型機台，容納晶圓乾燥工作站以及電路;以及偵測器單元，配置以收集來自晶圓乾燥工作站之乾燥氣體，並且將收集的乾燥氣體傳送至分析器。

在一些實施例中，一種晶圓乾燥方法，包括在晶圓乾燥工作站中，分配乾燥氣體至一個或多個晶圓上；從晶圓乾燥工作站之排氣口收集乾燥氣體；判斷在乾燥氣體中污染物之濃度；因應污染物之濃度高於基準值，重新分配乾燥氣體至一個或多個晶圓上；以及因應濃度等於或小於基準值，將一個或多個晶圓傳送出晶圓乾燥工作站。在一些實施例中，污染物包括在收集的乾燥氣體中之氣體性分子污染物。在一些實施例中，方法更包括因應污染物之濃度高於基準值，以去離子水清洗一個或多個晶圓。在一些實施例中，方法更包括分配以及重新分配乾燥氣體至一個或多個晶圓上的同時，旋轉一個或多個晶圓。在一些實施例中，污染物包括揮發性的有機化合物、胺、無機酸、丙酮、二氧化硫、異丙醇、水蒸氣、或是上述之結合。在一些實施例中，乾燥氣體包括氮氣、氬氣、氦氣、或清潔乾空氣。在一些實施例中，方法更包括在重新分配乾燥氣體至一個或多個晶圓上後，從晶圓乾燥工作站之排氣口收集重新分配之乾燥氣體；分析收集的重新分配之乾燥氣體，以另一次判斷在收集的重新分配之乾燥氣體中污染物之濃度；因應另一次判斷中污染物之濃度高於基準值，在一個或多個晶圓上進行乾燥氣體之再次分配；以及因應另一次判斷中污染物之濃度等於或小於基準值，將一個或多個晶圓傳送出晶圓乾燥工作站。

在一些實施例中，一種晶圓乾燥系統包括晶圓乾燥工作站、偵測器、一個或多個分析器、以及電路。晶圓乾燥工作站配置以分配乾燥氣體至一個或多個晶圓上；偵測器配置以從晶圓乾燥工作站之排氣管線收集分配至一個或多個晶圓上之乾燥氣體；一個或多個分析器配置以分析收集的乾燥氣體，並且輸出溶解在乾燥氣體中氣體性分子污染物之濃度。晶圓乾燥系統也包括電路，配置以將氣體性分子污染物之濃度與一個或多個基準值比較；因應氣體性分子污染物之濃度等於或小於基準值，命令晶圓乾燥工作站將一個或多個晶圓由晶圓乾燥工作站移出；以及因應氣體性分子污染物之濃度大於基準值，命令晶圓乾燥工作站重新分配乾燥氣體至一個或多個晶圓上。在一些實施例中，電路係更配置以因應氣體性分子污染物之濃度大於基準值，命令晶圓乾燥工作站清洗一個或多個晶圓。在一些實施例中，晶圓乾燥工作站係更配置以分配去離子水至一個或多個晶圓上。在一些實施例中，一個或多個分析器係更配置以接收由一個或多個晶圓乾燥工作站分配至一個或多個晶圓上之乾燥氣體。在一些實施例中，其中氣體性分子污染物包括揮發性的有機化合物、胺、無機酸、丙酮、二氧化硫、異丙醇、水蒸氣、或是上述之結合。在一些實施例中，乾燥氣體包括氮氣或清潔乾空氣。

應理解的是，實施方式而不是本揭露的摘要部分，意圖用於解釋發明申請專利範圍。本揭露的摘要部分可以闡述發明人所預期的本揭露的一個或多個但不是所有可能的實施例，因此，本揭露的摘要部分並不意圖以任何方式限制所附加的發明申請專利範圍。

前面概述數個實施例之特徵，使得本技術領域中具有通常知識者可更好地理解本揭露的各方面。本技術領域中具有通常知識者應理解的是，可輕易地使用本揭露作為設計或修改其他製程以及結構的基礎，以實現在此介紹的實施例之相同目的及/或達到相同優點。本技術領域中具有通常知識者亦應理解的是，這樣的等同配置不背離本揭露的精神以及範圍，且在不背離本揭露之精神以及範圍的情況下，可對本揭露進行各種改變、替換以及更改。

100‧‧‧乾燥工作站 110‧‧‧晶圓 120‧‧‧支撐座 130‧‧‧基座 140‧‧‧乾燥氣體 150‧‧‧排氣管線 160‧‧‧罩蓋 170‧‧‧流動線 200‧‧‧方法 210、220、230、240、250、260‧‧‧操作 310‧‧‧閥 320‧‧‧主排氣口 330‧‧‧偵測器單元 340‧‧‧分析器 350‧‧‧計算機單元 360‧‧‧控制單元

當閱讀所附圖式時，從以下的詳細描述能最佳理解本揭露之各方面。應注意的是，不同特徵並未一定按照比例繪製。事實上，可任意的放大或縮小不同特徵的大小及幾何尺寸，以做清楚的說明。 第1圖係根據一些實施例之單一晶圓乾燥工作站之示意圖。 第2圖係根據一些實施例之晶圓乾燥方法之流程圖。 第3圖係根據一些實施例之晶圓乾燥系統。

100‧‧‧乾燥工作站

110‧‧‧晶圓

120‧‧‧支撐座

130‧‧‧基座

140‧‧‧乾燥氣體

150‧‧‧排氣管線

160‧‧‧罩蓋

170‧‧‧流動線

Claims (10)

1. 一種晶圓乾燥系統，包括：一晶圓乾燥工作站，配置以分配一乾燥氣體至一個或多個晶圓上，以乾燥該一個或多個晶圓，該晶圓乾燥工作站包括一排氣管線；一排氣口，配置以將該乾燥氣體的一第一部份排出；一偵測器，配置以接收並且化學識別該乾燥氣體的一第二部分；一閥，在該排氣管線與該排氣口之間，並且在該排氣管線以及該偵測器之間，其中該閥被配置以將該乾燥氣體的該第一部份與該第二部份分別轉移至該排氣口以及該偵測器；一分析器，配置以量測該乾燥氣體的該第二部分中的污染物之一濃度；以及一電路，配置以：將該污染物之該濃度與一基準值比較；因應該濃度等於或小於該基準值，命令該晶圓乾燥工作站移出該一個或多個晶圓；以及因應該濃度大於該基準值，命令該晶圓乾燥工作站乾燥該一個或多個晶圓。
2. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓乾燥系統，其中該電路係更配置以因應該濃度大於該基準值，命令該晶圓乾燥工作站以去離子水清洗該一個或多個晶圓。
3. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓乾燥系統，更包括：一集束型機台，容納該晶圓乾燥工作站以及該電路。
4. 一種晶圓乾燥方法，包括：在一晶圓乾燥工作站中，分配一乾燥氣體至一個或多個晶圓上；將該乾燥氣體的一第一部份轉移至一排氣口並將該乾燥氣體的一第二部份 轉移至一偵測器；經由該排氣口將該乾燥氣體的該第一部份從該晶圓乾燥站排出；在該偵測器中收集並且化學識別該乾燥氣體的該第二部份；量測在該乾燥氣體的該第二部分中污染物之一濃度；因應該污染物之該濃度高於一基準值，重新分配該乾燥氣體至該一個或多個晶圓上；以及因應該濃度等於或小於該基準值，將該一個或多個晶圓傳送出該晶圓乾燥工作站。
5. 如申請專利範圍第4項所述之晶圓乾燥方法，更包括：因應該污染物之該濃度高於該基準值，以去離子水清洗該一個或多個晶圓。
6. 如申請專利範圍第4項所述之晶圓乾燥方法，更包括：分配以及重新分配該乾燥氣體至該一個或多個晶圓上的同時，旋轉該一個或多個晶圓。
7. 如申請專利範圍第4項所述之晶圓乾燥方法，更包括：在重新分配該乾燥氣體至該一個或多個晶圓上後，將重新分配之該乾燥氣體的一第一部份排出；在該偵測器中從該晶圓乾燥工作站收集重新分配之該乾燥氣體的一第二部分；量測重新分配之該乾燥氣體中的該第二部分的多種汙染物之其他濃度；因應該等污染物之該其他濃度高於該基準值，在該一個或多個晶圓上進行該乾燥氣體之再一次分配；以及因應該等污染物之該其他濃度等於或小於該基準值，將該一個或多個晶圓傳送出該晶圓乾燥工作站。
8. 一種晶圓乾燥系統，包括： 一晶圓乾燥工作站，配置以分配一乾燥氣體至一個或多個晶圓上；一偵測器，配置以從耦接至該晶圓乾燥工作站之一排氣管線的一閥接收分配至該一個或多個晶圓上之該乾燥氣體之一部份，其中該偵測器更被配置以化學識別該乾燥氣體的該部分；一個或多個分析器，配置以判斷在該乾燥氣體的該部分中氣體性分子污染物之一濃度；以及一電路，配置以：從該一個或多個分析器接收氣體性分子污染物之該濃度；將氣體性分子污染物之該濃度與一個或多個基準值比較；因應氣體性分子污染物之該濃度等於或小於該基準值，命令該晶圓乾燥工作站將該一個或多個晶圓由該晶圓乾燥工作站移出；以及因應氣體性分子污染物之該濃度大於該基準值，命令該晶圓乾燥工作站持續分配該乾燥氣體至該一個或多個晶圓上。
9. 如申請專利範圍第8項所述之晶圓乾燥系統，其中該電路係更配置以因應氣體性分子污染物之該濃度大於該基準值，命令該晶圓乾燥工作站清洗該一個或多個晶圓。
10. 如申請專利範圍第8項所述之晶圓乾燥系統，其中該一個或多個分析器的每一個係配置以判斷一種或多種氣體性分子污染物之一濃度。

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