专利名称：晶圆表面离子取样系统及方法
技术领域：
本发明是有关于一种半导体制作过程，且特别是有关于一种晶圆表面离子取样装置及方法。
背景技术：
在半导体晶圆的制作过程中，最重要的问题就是晶圆表面的污染问题。一般而言，附着于晶圆表面的污染物包括有机化合物、金属杂质及离子污染。而这些污染物会对于产品后续制作过程的影响非常大。举例来说，这些污染物可能会造成组件p-n接面的漏电、缩减少数载子的生命期、降低闸极氧化层的崩溃电压、金属导线腐蚀等问题，而导致半导体组件的品质及可靠度降低，甚至造成半导体组件失效。因此，在半导体晶圆的制造过程中，检测晶圆表面的污染物含量是很重要的。
在晶圆表面污染物的检测过程中，最重要的即是晶圆表面污染物的取样制作过程。举例来说，有机化合物的污染量检测系利用SWA仪器取样，然后利用气相色层分析质谱分光仪(Gas ChromatographyMass Spectrometer，GC-MS)测量有机化合物的含量。金属杂质的污染量检测系利用WSPS仪器取样，然后利用感应耦合等离子体质量分光计(Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometer，ICP-MS)测量金属污染物的含量。离子的污染量则是将晶圆浸在两公升的纯水中一段时间，以使离子由晶圆表面转移至水中。然后利用离子色层分析仪进行浓缩并分析离子的含量。
在上述的晶圆污染物量测处理中，有机化合物与金属杂质的取样处理是利用仪器进行取样，且取样处理都只对于晶圆的单一表面作处理，因为半导体组件主要是制作于晶圆的单一表面，且仅有在该表面上的污染才是问题所在，因此有机化合物与金属杂质的污染含量检测处理准确度较高。但是，离子的取样处理是以将晶圆浸入两公升的纯水中，晶圆两面的离子都会转移至纯水中，因此量测出来的离子污染量是整个晶圆的平均污染量，并非单一表面的污染量，而使其准确度有问题。
而且，由于使用大量的纯水(2公升)使晶圆表面的离子析出，因此水中的离子浓度很低，对水进行浓缩的步骤所需要的时间也会增长，而浪费时间。再者，因为上述方法是在开放空间中进行，晶圆不仅在制造期间受到污染，以上述方法取样时也可能会造成污染。即，在环境中的污染物会在取样过程中污染纯水，而导致离子污染物的测量结果不正确。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的就是在提供一种晶圆表面离子取样系统及方法，可以在晶圆的单一表面上采取离子污染物的样本。
本发明的另一目的是提供一种晶圆表面离子取样系统及方法，可以减少空气中的污染源，而准确的测量出晶圆表面的离子污染量。
本发明的又一目的是提供一种晶圆表面离子取样系统及方法，可以降低取样样品体积，进而提高样品浓度并减少浓缩时间，而能够节省分析时间。
本发明提出一种晶圆表面离子取样系统，至少包括下列构件。取样室具有上部与下部，上部是容纳晶圆，下部呈漏斗状并具有萃取液收集口。晶圆载置机构设置于该取样室中。萃取液喷洒机构设置于取样室顶部。萃取液供给装置连接萃取液喷洒机构，并供给萃取液至萃取液喷洒机构。清洗/干燥机构是由清洗/干燥喷嘴、清洗液供给装置与流体供给装置所构成，用以清洗/干燥取样室。
晶圆载置机构包括若干个晶圆载置架，分散环绕设置于取样室的上部的侧壁，晶圆载置架的外周表面设置有朝第一方向延伸的第一晶圆固定栓。晶圆载置架的一个末端穿过突出取样室的上部的侧壁，而可以自由旋转，并设置有旋转把手。而且，晶圆载置架的外周表面设置有朝第二方向延伸的第二晶圆固定栓，其中第二方向与第一方向不同。上述晶圆载置架的数目至少有三个，且至少其中一个晶圆载置架的高度略低于其它晶圆载置架。上述萃取液喷洒机构可为均匀的设置于取样室顶部的若干个喷嘴或雾化器。萃取液供给装置中包括一个温度调整器，可调整萃取液的温度。
本发明藉由设置可以旋转而变换晶圆固定栓的晶圆载置架，因此可以适用于不同尺寸的晶圆。此外，使用本发明的晶圆表面离子污染取样系统与众所周知的取样系统相比较，萃取液用量较众所周知的方法少，因此可以节省萃取液的用量、节省浓缩时间并减少成本。而且，藉由调整萃取液的温度可以增加离子的萃取效率。
本发明提出一种晶圆表面离子取样系统，至少包括下列构件。取样室具有上部与下部，上部是容纳晶圆，下部呈漏斗状且具有萃取液收集口。晶圆载置机构设置于取样室内。晶圆载置机构驱动装置连接晶圆载置机构，并驱动晶圆载置机构旋转。萃取液喷洒机构设置于取样室顶部。移动装置夹持萃取液喷洒机构，以移动萃取液喷洒机构。萃取液供给装置连接萃取液喷洒机构。
上述晶圆表面离子取样系统更设置有清洗/干燥构件。其中清洗/干燥喷嘴设置于取样室中，以喷洒清洗液或流体至取样室中。清洗液供给装置连接清洗/干燥喷嘴，以供给清洗液至清洗/干燥喷嘴。流体供给装置连接清洗/干燥喷嘴，以供给流体至清洗/干燥喷嘴。
上述晶圆载置机构包括载置台、同轴连接载置台的旋转轴和设置于载置台与旋转轴之间的载置台调整部。萃取液喷洒机构为喷嘴或雾化器。萃取液供给装置、清洗液供给装置、流体供给装置中可设置温度调整器，以调整萃取液、清洗液或流体的温度。
本发明利用晶圆载置机构驱动装置驱动晶圆载置台旋转，并以萃取液喷洒机构喷洒萃取液至晶圆的欲测定离子污染的表面，因此只有欲测定离子污染的表面上的离子会被萃取液溶解，而可以准确的测定出晶圆表面的离子污染量。而且，藉由控制晶圆载置机构的旋转速率，可以使晶圆表面上的水膜控制在一定的厚度，而能够有效的使晶圆表面上的离子污染物溶解。此外，使用本发明的晶圆表面离子污染取样系统与众所周知的取样系统相比较，萃取液用量较众所周知的方法少，因此可以节省萃取液的用量、节省浓缩时间并减少成本。而且，藉由调整萃取液的温度可以增加离子的萃取效率。
此外，本发明的晶圆表面离子取样系统在取样室中设置有清洗/干燥喷嘴，利用此清洗/干燥喷嘴可以喷洒清洗液以进行取样室的清洗，然后再经由此清洗/干燥喷嘴喷洒流体(氮气/氦气/氩气/压缩干燥空气等)以进行取样室的干燥(可以控制温度)。在进行取样室清洗步骤，并使取样室干燥后，可再进行一次清洗步骤，并收集清洗液，以确认取样室的洁净度。
本发明提供一种晶圆表面离子取样方法，是提供晶圆，并将晶圆放置于取样室内。然后持续喷洒萃取液于晶圆的欲采样表面，以形成水膜，并维持水膜的厚度使晶圆的欲采样表面上的离子污染物溶入萃取液。然后收集取样室底部的萃取液。
在上述方法中，持续喷洒萃取液于晶圆的欲采样表面，以形成水膜，并维持水膜的厚度使晶圆的欲采样表面上的离子污染物溶入萃取液的步骤中，可以藉由使晶圆倾斜一个角度，而使部分萃取液流至取样室的底部。
在上述方法中，持续喷洒萃取液于晶圆的欲采样表面，以形成水膜，并维持水膜的厚度使晶圆的欲采样表面上的离子污染物溶入萃取液的步骤中，可以藉由旋转晶圆，而使部分萃取液流至取样室的底部。而且，藉由控制晶圆的转速，可以控制水膜的厚度。
本发明在进行离子污染物的取样处理时，将萃取液喷洒至晶圆的欲测定离子污染的表面上，然后采用使晶圆倾斜一个角度的方式或配合晶圆旋转的方式，使欲测定离子污染的表面上的离子会被萃取液溶解，而可以准确的测定出晶圆表面的离子污染量。使用本发明的晶圆表面离子污染取样方法与众所周知的取样方法相比较，萃取液用量较众所周知的方法少，因此可以节省萃取液的用量、节省浓缩时间并减少成本。
本发明提供一种晶圆表面离子取样方法，是提供晶圆，并将晶圆放置于取样室内。然后持续喷洒萃取液于晶圆的欲采样表面，以形成水膜，并维持水膜的厚度使晶圆的欲采样表面上的离子污染物溶入萃取液，并使晶圆倾斜一个角度，而使部分萃取液流至取样室的底部。接着，持续喷洒萃取液于晶圆的欲采样表面，以形成水膜，维持水膜的厚度使晶圆的欲采样表面的离子污染物溶入萃取液，并旋转晶圆，而使部分萃取液流至取样室的底部。然后，收集取样室底部的萃取液。
在上述方法中藉由控制晶圆的转速，可以控制水膜的厚度。而且，也可以重复倾斜取样与旋转取样的步骤数次。
本发明在进行离子污染物的取样处理时，是采用同时静止倾斜取样法与动态旋转取样法，因此晶圆表面的水膜不停的滚动或摇动，而有助于离子由晶圆表面转移至萃取液。
为让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一个较佳的实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
图1是本发明第一实施例的晶圆表面离子取样系统图。
图2是本发明第二实施例的晶圆表面离子取样系统图。
符号说明100、200取样系统102、202取样室102a、202 a萃取液收集口104晶圆载置架104a旋转把手104b、104c晶圆固定栓106、208萃取液喷洒机构106a喷嘴108a、212萃取液供给装置108b、116、214、220流体供给装置110、222晶圆112、216清洗/干燥喷嘴114、218清洗液供给装置118a、118b、120a、120b、224a、224b、226a、226b温度控制装置204晶圆载置机构204a载置台204b载置台调整部204c旋转轴206晶圆载置机构驱动装置210萃取液喷洒机构移动装置
具体实施例方式
第一实施例图1所显示依照本发明第一实施例的一种晶圆表面离子取样系统简图。
请参照图1，本发明第一实施例的晶圆表面离子取样系统100，此取样系统100至少是由取样室102、晶圆载置架104、萃取液喷洒机构106、萃取液供给装置108a、流体供给装置108b、清洗/干燥喷嘴112、清洗液供给装置114、流体供给装置116所构成。其中，清洗/干燥喷嘴112、清洗液供给装置114与流体供给装置116构成清洗/干燥机构。
取样室102例如是可分为上部分与下部分。取样室102的上部分例如是设计成能够容纳半导体晶圆110的尺寸(包括8时晶圆、12时晶圆或任何尺寸的晶圆)。取样室102的下部分例如是设计成漏斗状，且具有一个萃取液收集口102a。
若干个晶圆载置架104例如是环绕设置于取样室102的上部分。每一个晶圆载置架104例如是呈棒状，并且晶圆载置架104的一端突出取样室，使晶圆载置架104能够自由旋转，而且在晶圆载置架104的突出端设置有旋转把手104a。在晶圆载置架104的外周表面上例如是设置有往一个方向延伸的晶圆固定栓104b，以及往另一方向延伸的晶圆固定栓104c。晶圆固定栓104b与晶圆固定栓104c的延伸方向并不相同，且晶圆固定栓104b的延伸方向与晶圆固定栓104c的延伸方向至少需要夹90°角，所以晶圆载置架104上最多可设置四组晶圆固定拴。其中晶圆固定栓104b例如是用以固定大尺寸晶圆(如12时晶圆)，晶圆固定栓104c例如是用以固定小尺寸晶圆，晶圆固定栓104b与晶圆固定栓104c(如8时晶圆)。在本实施例中，晶圆载置架104的设置个数例如是至少三个，且晶圆载置架104的其中一个的设置高度至少低于其它晶圆载置架104的设置高度，使得晶圆110载置于晶圆载置架104上时，晶圆110会倾斜一个角度θ。
萃取液喷洒机构106例如是设置于取样室102顶部。萃取液喷洒机构106例如是由若干个喷嘴106a(或雾化器)所构成。喷洒机构106可以将萃取液均匀的喷洒于晶圆110表面，而使萃取液全面的覆盖于晶圆表面。
萃取液供给装置108a例如是连接萃取液喷洒机构106，用以供给萃取液至萃取液喷洒机构106。萃取液供给装置108a中包括一个温度调整器118a，可调整萃取液的温度。流体供给装置108b连接萃取液喷洒机构106与萃取液供给装置108a，用以供给流体(包括氮气/氦气/氩气/压缩干燥空气等)至萃取液喷洒机构106或供给流体(包括氮气/氦气/氩气/压缩干燥空气等)至萃取液供给装置108a，以加压萃取液。流体供给装置108b中包括一个温度调整器118b，可调整流体的温度。
清洗/干燥喷嘴112例如是设置于取样室102中，用以喷洒清洗液(或氮气/氦气/氩气/压缩干燥空气等)至取样室102中，以清洗取样室102。
清洗液供给装置114例如是连接清洗/干燥喷嘴112，用以供给清洗液至清洗/干燥喷嘴112。清洗液例如是去离子水、去离子水/双氧水等。清洗液供给装置114中包括一个温度调整器120a，可调整清洗液的温度。
流体供给装置116例如是连接清洗/干燥喷嘴112，用以供给流体(包括氮气/氦气/氩气/压缩干燥空气等)至清洗/干燥喷嘴112，可执行干燥取样室102的功能。流体供给装置116中包括一个温度调整器120b，可调整流体的温度。
在第一实施例中，萃取液喷洒机构106可连接萃取液供给装置108a与流体供给装置108b，流体供给装置108b例如是氮气/氦气/氩气供给装置、压缩空气供给装置及清洗液供给装置等(其中，清洗液例如是去离子水、去离子水/双氧水等)，藉由这些流体供给装置，可以在取样前或取样后，对取样室102进行清洗步骤或干燥步骤。
接着，说明使用本发明第一实施例的晶圆取样系统的晶圆表面离子取样方法。此种晶圆表面离子取样方法是静止倾斜取样法。
请继续参照图1，首先提供晶圆110，此晶圆110例如是12时晶圆。然后，旋转晶圆载置架104的旋转把手104a使晶圆固定栓104b朝向上方，并放置晶圆110于晶圆载置架104上。其中，欲取样的晶圆110表面是朝向上方。
接着，从萃取液供给装置108a供给萃取液(例如去离子水等，且该萃取液已经利用温度调整器控制温度)至萃取液喷洒机构106，并利用萃取液喷洒机构106使萃取液喷洒至晶圆110表面。萃取液喷洒至晶圆100表面后，萃取液会凝聚在晶圆110的表面形成水膜，而且晶圆110表面上的离子会溶解至萃取液中。当晶圆110表面上的萃取液增加至一定程度后，部分萃取液便会顺着晶圆的倾斜面110流到取样室102下部分而从萃取液收集口102流出，并集中于取样瓶(未图标)中。于是，藉由不停的喷洒萃取液的晶圆表面，使萃取液全面的覆盖晶圆表面，并控制喷洒萃取液的喷洒速率或间歇喷洒以使晶圆110表面的水膜维持一定的厚度，而有效的增加离子污染物从晶圆110表面移除的速率。进行上述步骤数分钟后，晶圆表面上的离子污染物便会完全溶解于萃取液中，此时即可停止萃取液的供给。
然后，从萃取液收集口102a收集的萃取液，即可利用离子色层分析仪分析离子的含量。当然，从萃取液收集口102a收集的萃取液也可以进行浓缩步骤之后，再利用离子色层分析仪分析离子的含量。
接着，从晶圆载置架104取下晶圆110后，利用清洗液供给装置114供给清洗液至清洗/干燥喷嘴112，以清洗取样室102。充分清洗后，即可停止清洗液的供给，并从流体供应装置116供给流体(氮气/氦气/氩气/压缩干燥空气等)吹干取样室102，然后停止流体(氮气/氦气/氩气/压缩干燥空气等)的供给。当然，取样室102的清洗步骤也可以同时利用萃取液喷洒机构106进行清洗。
本发明在进行离子污染物的取样处理时，是采用将萃取液喷洒至晶圆110的欲测定离子污染的表面上的方式，因此只有欲测定离子污染的表面上的离子会被萃取液溶解，而可以准确的测定出晶圆表面的离子污染量。而且，本发明的晶圆表面离子取样系统设置有可以旋转而变换晶圆固定栓的晶圆载置架104，因此可以适用于不同尺寸的晶圆。此外，本发明的晶圆表面离子取样系统可以藉由控制晶圆倾斜角度，而控制萃取流体的收集。使用本发明的晶圆表面离子污染取样系统与方法所使用的萃取液用量较众所周知的取样系统相比方法少，因此可以节省萃取液的用量、节省浓缩时间并减少成本。
另外，本发明的晶圆表面离子取样系统在必要时可以设置于洁净的微环境(Mini-environment)中，例如是设置有抽风机、化学过滤器与超微细渗透空气过滤膜(Ultra LowPenetration Air，ULPA)的橱柜(Hood)。由于ULPA可过滤橱柜中的超微粒子、化学过滤器具有除去橱柜中的酸与碱的功能，因此可以使橱柜维持一定的洁净度。
第二实施例图2所显示的是依照本发明第二实施例的一种晶圆表面离子取样系统简图。
请参照图2，本发明第二实施例的晶圆表面离子取样系统200，此取样系统200至少是由取样室202、晶圆载置机构204、晶圆载置机构驱动装置206、萃取液喷洒机构208、萃取液喷洒机构移动装置210、萃取液供给装置212、流体供给装置214、清洗/干燥喷嘴216、清洗液供给装置218、流体供给装置220所构成。其中，清洗/干燥喷嘴216、清洗液供给装置218与流体供给装置220构成清洗/干燥机构。
取样室202例如是可分为上部分与下部分。取样室102的上部分例如是设计成能够容纳半导体晶圆222的尺寸(包括8时晶圆与12时晶圆)。取样室202的下部分例如是设计成漏斗状，且具有一个萃取液收集口202a。
晶圆载置机构204例如是设置于取样室102内。晶圆载置机构204例如是由载置台204a、载置台调整部204b与旋转轴204c所构成。载置台204a与旋转轴204c例如是同轴连接在一起，且载置台204的尺寸需小于欲采样的晶圆的尺寸。载置台调整部204b例如是设置于载置台204a与旋转轴204c之间，用以调整载置台204a，使载置台204a具有一个倾斜角度。
晶圆载置机构驱动装置206连接晶圆载置机构204，用以使晶圆载置机构204能够旋转。
萃取液喷洒机构208例如是设置于取样室202顶部。萃取液喷洒机构208例如是喷嘴(或雾化器)。
移动装置210例如是夹持萃取液喷洒机构208，用以移动萃取液喷洒机构208。由于移动装置210可以移动萃取液喷洒机构，因而可将萃取液全面的覆盖于晶圆上。
萃取液供给装置212例如是连接萃取液喷洒机构208，用以供给萃取液至萃取液喷洒机构208。萃取液供给装置212中包括一个温度调整器224a，可调整萃取液的温度。
流体供给装置214例如是连接萃取液喷洒机构208，用以供给流体(包括氮气/氦气/氩气/压缩干燥空气等)至萃取液喷洒机构208。流体供给装置214中包括一个温度调整器224b，可调整流体的温度。
清洗/干燥喷嘴216例如是设置于取样室202中，用以喷洒清洗液(或氮气/氦气/氩气/压缩干燥空气等)至取样室202中，以清洗取样室202。
清洗液供给装置218例如是连接清洗/干燥喷嘴216，用以供给清洗液至清洗/干燥喷嘴216。清洗液供给装置218中包括一个温度调整器226a，可调整清洗液的温度。
流体供给装置220例如是连接清洗/干燥喷嘴216，用以供给流体(包括氮气/氦气/氩气/压缩干燥空气等)至清洗/干燥喷嘴216，可执行干燥取样室202的功能。流体供给装置220中包括一个温度调整器226b，可调整流体的温度。
在第二实施例中，是以设置一个萃取液喷洒机构208，并利用移动装置210夹持、移动萃取液喷洒机构208为实例作说明。当然也可以和第一实施例一样，在取样室顶部设置若干个萃取液喷洒机构，而不需要设置移动装置。
接着，说明使用本发明第二实施例的晶圆取样系统的晶圆表面离子取样方法。此种晶圆表面离子取样方法是动态旋转取样法。
请继续参照图2，首先提供晶圆222，此晶圆222例如是12时晶圆。然后，将晶圆222放置于载置台204a上，其中使晶圆222固定在载置台204a表面的方法包括使晶圆222吸附在载置台204a表面。举例来说，可以在载置台204a内设置若干个孔洞，这些孔洞皆连接至抽气装置，然后利用抽气装置使晶圆222吸附在载置台204a表面。其中，晶圆222的欲取样表面是朝向上方。然后，利用晶圆载置机构驱动装置206驱动晶圆载置机构204旋转。
由于晶圆是利用吸附方式固定于载置台204a上，所以不同尺寸的晶圆皆可使用此取样系统，而且不需要拆装的动作。
另一方面，从萃取液供给装置212供给萃取液(例如去离子水)至萃取液喷洒机构208，并利用萃取液喷洒机构208使萃取液喷洒至晶圆222表面。此时，利用移动装置210控制萃取液喷洒机构208的移动方向，使萃取液能够均匀的喷洒至晶圆222表面。当萃取液喷洒至晶圆22 2表面后，萃取液会凝聚在晶圆222表面形成水膜并全面的覆盖晶圆表面，而且晶圆222表面上的离子会溶解至萃取液中。此时，藉由控制晶圆载置机构204的旋转速度，可以控制晶圆222表面上的水膜厚度。当晶圆222表面上的萃取液增加至一定程度后，部分萃取液便会被甩出晶圆222表面，并经由取样室202的倾斜面从萃取液收集口202a流出，并集中于取样瓶(未图标)中。于是，藉由不停的喷洒萃取液至晶圆表面，并控制喷洒萃取液的喷洒速率与晶圆旋转速率以使晶圆222表面的水膜维持一定的厚度，而可以有效的增加离子污染物从晶圆222表面移除的速率。进行上述步骤数分钟后，晶圆表面上的离子污染物便会完全溶解于萃取液中，此时即可停止萃取液的供给，高速旋转晶圆并从流体供应装置214供给流体(氮气/氦气/氩气)等吹干晶圆222表面残留的萃取液后，停止流体的供给并停止晶圆承载机构旋转。
另一方面，从萃取液收集口202a收集的萃取液，即可利用离子色层分析仪分析离子的含量。当然，从萃取液收集口202a收集的萃取液也可以利用离子色层分析仪浓缩后，再分析离子的含量。
接着，从晶圆载置机构204取下晶圆222后，利用清洗液供给装置218供给清洗液至清洗/干燥喷嘴216，以清洗取样室202。充分清洗后，即可停止清洗液的供给，并从流体供应装置220供给流体(氮气/氦气/氩气/压缩干燥空气等)吹干取样室202，然后停止流体(氮气/氦气/氩气/压缩干燥空气等)的供给。当然，取样室202的清洗步骤也可以同时利用萃取液喷洒机构208进行清洗。
本发明在进行离子污染物的取样处理时，是采用将萃取液喷洒至晶圆222的欲测定离子污染的表面，并配合使晶圆旋转的方式，使萃取液全面覆盖欲测定离子污染的表面上，由于测定离子污染的表面上的离子会被萃取液溶解，而可以准确的测定出晶圆表面的离子污染量。而且，藉由控制晶圆载置机构的旋转速率，可以使晶圆222表面上的水膜控制在一定的厚度，而能够有效的使晶圆表面上的离子污染物溶解。此外，使用本发明的晶圆表面离子污染取样系统比方法所使用的萃取液用量较众所周知的方法少，因此可以节省萃取液的用量、节省浓缩时间并减少成本。另外，在取样步骤后，也可以利用高速旋转将晶圆旋干，则晶圆可以回至生产线上继续使用。
而且，本发明第二实施例的晶圆取样系统具备有清洗装置，因此可以自行设定程序进行取样室的清洗，而可以将取样室内的空气洁净化。此外，在进行取样室清洗步骤后，将取样室干燥后，再进行一次清洗步骤，并收集清洗液，检测取样室是否已清洗干净。
另外，本发明的晶圆表面离子取样系统在必要时可以设置于洁净的微环境(Mini-environment)中，例如是设置有抽风机、化学过滤器与ULPA的橱柜。由于ULPA可过滤橱柜中的微粒子、化学过滤器具有除去橱柜中的酸与碱的功能，因此可以使橱柜维持一定的洁净度。
当然，本发明第二实施例的晶圆取样系统可以同时适用于静止倾斜取样法与动态旋转取样法。而且，藉由组合此两种取样法可以更有效的使离子溶解于萃取液中。其说明如下述。
请参照图2，可先进行静止倾斜取样法，将晶圆222固定于载置台204a后，利用载置台调整部204a调整载置台204a，使其倾斜一个角度。然后，利用萃取液喷洒机构208使萃取液均匀喷洒至晶圆222表面，并于晶圆222表面形成水膜，使晶圆222表面上的离子溶解至萃取液，而顺着晶圆的倾斜面222流下，并从萃取液收集口202a流出，并集中于取样瓶(未图标)中。
再接着，进行动态旋转取样法，使晶圆载置机构204旋转，并持续使萃取液喷洒至晶圆222表面以形成水膜。藉由控制晶圆载置机构204的旋转速度以控制水膜厚度，且部分萃取液便会被甩出晶圆222表面，并经由取样室202的倾斜面从萃取液收集口202a流出，并集中于取样瓶(未图标)中。进行一段时间后，使晶圆载置机构204停止旋转。
然后，重复进行静止倾斜取样法与动态旋转取样法数次，使晶圆表面上的离子污染物完全溶解于萃取液中，此时即可停止萃取液的供给，并从流体供应装置214供给流体(氮气/氦气/氩气/压缩干燥空气等)吹干晶圆222表面残留的萃取液后，停止流体(氮气/氦气/氩气/压缩干燥空气等)的供给并使晶圆载置机构停止旋转。
另一方面，从萃取液收集口202a收集的萃取液，即可利用离子色层分析仪分析离子的含量。当然，从萃取液收集口202a收集的萃取液也可以利用离子色层分析仪浓缩后，再分析离子的含量。
本发明在进行离子污染物的取样处理时，是采用同时静止倾斜取样法与动态旋转取样法，因此晶圆表面的水膜不停的滚动或摇动，而有助于离子从晶圆表面转移至萃取液。
本发明的晶圆表面离子取样系统及方法除了可以检测晶圆表面上的离子污染之外，也可以用于监控环境污染或晶圆环境(如晶圆载具、外围环境等)。举例来说，经干净的晶圆静置于晶圆载具内一段时间后，以本发明的装置与方法，测出晶圆表面的离子污染量，即可了解该晶圆载具内部是否遭受污染。
虽然本发明已经以一个较佳的实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些少许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。
权利要求
1.一种晶圆表面离子取样系统，其特征在于包括一个取样室，具有一个上部与一个下部，该上部是容纳一个晶圆，该下部呈漏斗状，且具有一个萃取液收集口；一个晶圆载置机构，设置于该取样室内；一个萃取液喷洒机构，设置于该取样室顶部，喷洒一种萃取液至该晶圆的表面；以及一个萃取液供给装置，连接该萃取液喷洒机构，并供给该萃取液至该萃取液喷洒机构。
2.根据权利要求第1项所述的晶圆表面离子取样系统，其特征在于该晶圆载置机构包括若干个晶圆载置架，分散环绕设置于该取样室的上部的侧壁，各该晶圆载置架的外周表面设置有朝一个第一方向延伸的一个第一晶圆固定栓。
3.根据权利要求第2项所述的晶圆表面离子取样系统，其特征在于这些晶圆载置架的一个末端穿过突出该取样室的上部的侧壁，而可以自由旋转。
4.根据权利要求第2项所述的晶圆表面离子取样系统，其特征在于包括一个旋转把手，设置于这些晶圆载置架的末端。
5.根据权利要求第2项所述的晶圆表面离子取样系统，其特征在于这些晶圆载置架的外周表面包括设置有朝一个第二方向延伸的一个第二晶圆固定栓，该第二方向与该第一方向不同。
6.根据权利要求第2项所述的晶圆表面离子取样系统，其特征在于这些晶圆载置架的数目至少是三个。
7.根据权利要求第2项所述的晶圆表面离子取样系统，其特征在于这些晶圆载置架至少其中一个的高度略低于其它这些晶圆载置架。
8.根据权利要求第1项所述的晶圆表面离子取样系统，其特征在于该萃取液喷洒机构包括若干个喷嘴或雾化器，均匀的设置在该取样室的顶部。
9.根据权利要求第1项所述的晶圆表面离子取样系统，其特征在于该萃取液供给装置内包括设置有一个温度调整器，控制该萃取液的温度。
10.根据权利要求第1项所述的晶圆表面离子取样系统，其特征在于设置有一个清洗/干燥机构，该清洗/干燥机构包括一个清洗/干燥喷嘴，设置于该取样室中，以喷洒一种清洗液或一种流体至该取样室中；一个清洗液供给装置，连接该清洗/干燥喷嘴，以供给该清洗液至该清洗/干燥喷嘴；以及一个流体供给装置，连接该清洗/干燥喷嘴，以供给该流体至该清洗/干燥喷嘴。
11.根据权利要求第1项所述的晶圆表面离子取样系统，其特征在于该清洗液供给装置内包括设置有一个温度调整器，控制该清洗液的温度。
12.根据权利要求第1项所述的晶圆表面离子取样系统，其特征在于该流体供给装置内包括设置有一个温度调整器，控制该流体的温度。
13.一种晶圆表面离子取样系统，其特征在于包括一个取样室，具有一个上部与一个下部，该上部是容纳一个晶圆，该下部呈漏斗状，且具有一个萃取液收集口；一个晶圆载置机构，设置于该取样室内；一个晶圆载置机构驱动装置，连接该晶圆载置机构，驱动该晶圆载置机构旋转；一个萃取液喷洒机构，设置于该取样室的项部；一个移动装置，夹持该萃取液喷洒机构，以移动该萃取液喷洒机构；一个萃取液供给装置，连接该萃取液喷洒机构；一个清洗/干燥喷嘴，设置在该取样室中，以喷洒一种清洗液或一种流体至该取样室中；一个清洗液供给装置，连接该清洗/干燥喷嘴，以供给该清洗液至该清洗/干燥喷嘴；以及一个流体供给装置，连接该清洗/干燥喷嘴，以供给该流体至该清洗/干燥喷嘴。
14.根据权利要求第13项所述的晶圆表面离子取样系统，其特征在于该晶圆载置机构包括一个载置台；一个旋转轴，该轴连接上述的载置台；以及一个载置台调整部，设置于该载置台与该旋转轴之间。
15.根据权利要求第13项所述的晶圆表面离子取样系统，其特征在于该萃取液喷洒机构包括喷嘴或雾化器。
16.根据权利要求第13项所述的晶圆表面离子取样系统，其特征在于该萃取液供给装置内包括设置有一个温度调整器，控制该萃取液的温度。
17.根据权利要求第13项所述的晶圆表面离子取样系统，其特征在于该清洗液供给装置内包括设置有一个温度调整器，控制该清洗液的温度。
18.根据权利要求第13项所述的晶圆表面离子取样系统，其特征在于该流体供给装置内包括设置有一个温度调整器，控制该流体的温度。
19.一种晶圆表面离子取样方法，其特征在于包括(a).提供一个晶圆；(b).将该晶圆置于一个取样室内；(c).持续喷洒一种萃取液于该晶圆的欲采样表面，以形成一层水膜，并维持该水膜的厚度使该晶圆的欲采样表面上的离子污染物溶入该萃取液；以及(d).收集该取样室底部的该萃取液。
20.根据权利要求第19项所述的晶圆表面离子取样方法，其特征在于该步骤(c)包括使该晶圆倾斜一个角度，而使部分该萃取液流至该取样室的底部。
21.根据权利要求第19项所述的晶圆表面离子取样方法，其特征在于该步骤(c)包括旋转该晶圆，而使部分该萃取液流至该取样室的底部。
22.根据权利要求第21项所述的晶圆表面离子取样方法，其特征在于该步骤(c)包括控制该晶圆的转速，以控制该水膜的厚度。
23.一种晶圆表面离子取样方法，其特征在于包括(a).提供一个晶圆；(b).将该晶圆置于一个取样室内；(c).持续喷洒一种萃取液于该晶圆的欲采样表面，以形成一层水膜，并维持该水膜的厚度使该晶圆的欲采样表面上的离子污染物溶入该萃取液，并使该晶圆倾斜一个角度，而使部分该萃取液流至该取样室的底部；(d).持续喷洒该萃取液于该晶圆的欲采样表面，以形成该水膜，维持该水膜的厚度使该晶圆的欲采样表面的离子污染物溶入该萃取液，并旋转该晶圆，而使部分该萃取液流至该取样室的底部；以及(e).收集该取样室底部的该萃取液。
24.根据权利要求第23项所述的晶圆表面离子取样方法，其特征在于该步骤(d)包括控制该晶圆的转速，以控制该水膜的厚度。
25.根据权利要求第23项所述的晶圆表面离子取样方法，其特征在于该步骤(e)之前更包括重复该步骤(c)与该步骤(d)数次。
全文摘要
一种晶圆表面离子取样方法，此方法是先提供欲检测的晶圆，并将该晶圆置于取样室内，欲取样的晶圆表面朝上。然后持续喷洒萃取液于晶圆的表面，以形成水膜，并维持水膜的厚度使晶圆表面的离子污染物溶入萃取液中。然后收集取样室底部的萃取液。
文档编号H01L21/00GK1536636SQ03109378
公开日2004年10月13日 申请日期2003年4月8日 优先权日2003年4月8日
发明者温瑞惠 申请人:力晶半导体股份有限公司