TW200303456A - Advanced process control for immersion processing - Google Patents

Description

200303456 ⑴ 玖、發明說明 (發明說明應敘明：發明所屬之技術領域、先前技術、内容、實施方式及圖式簡單說明） 技術領域 本發明大體上關於浸入化學處理系統，其可利用高準確 度及控制以提供二或多成分之一所需混合物於一浸盆，在 處理期間選項地維持混合物之性質，及/或調節處理參數 以確定不同晶圓批次之一致性處理。

先前技術

微電子裝置之製造通常十分複雜，其需要複數處理步驟 且利用多種流體、液體及溶液執行，再者，由於微電子裝 置之性質，對於製造標準之任意誤差或非順服度之容許範 圍極低，以致於任意處理步驟之輸出品質通常直接相關於 其使用之流體、液體或溶液，此處理流體之完整性即十分 重要。提供此完整性乃一困難之工作，特別是當處理流體 導送入一可實施操作性質之環境時（例如，濃度、溫度、 及類此者），此環境即存在於許多處理系統中。再者，儘 管如此，即時混合液或流體可在許多環境中有其優點，但 是要以不偏離製造標準之方式提供此溶液仍是一大挑戰。 目前已有多項嘗試於直接提供順服於製造處理標準之 即時混合處理流體至一浸入式製程，諸此嘗試例如集中於 監視混合液之性質，如pH值、導電率及類此者，及隨後調 節混合液以順服於所需之標準。此外，多項嘗試於藉由提 供特殊之製程參數以提供穩定之即時混合液，當其使用時 ，可生成順服之處理流體。例如，諸此嘗試使用若干組件 200303456 發明說明續頁 (2) ，如固定式細孔或針閥，以提供指定之流動率，或使用固 定體積或度量之泵浦以提供預定及固定之流體體積進行 混合。

諸此方法已證實在多種應用中有其實效，但是對其餘者 則較為遜色，特別是在浸入式應用中，使用時根據混合液 之一性質量測值以調節混合液可有次佳效果，亦即，執行 此一測試及調節程序需要額外處理時間，以利於每次開始 處理一基板或基板組之前先測試及調節混合液。同樣地， 使用簡易之細孔或針閥以提供流體之指定流動率至一浸 盆並非一足夠穩定之溶液，因此需要可再生之壓力條件於 系統之上游處及下游處，以提供一致之混合比。若壓力條 件有變動，所需之混合物即無法取得。使用計量泵浦輸送 預定之固定體積亦有問題，其中此泵浦通常無法自一壓力 源（可供給溶液或流體之型式）泵送流體且操作緩慢，因此 額外增加製造過程之時間。最後，使用流動率限制器例如 針閥或固定式細孔，或靜態體積量測裝置，以提供指定之 流體體積至一浸入容器，此對於製造上並不具彈性，其中 整個製造系統需要重新建構，以利於提供其他體積之輸送 ，亦即其他混合比。 因此有必要提供一種浸入化學處理系統，其可有效率、 迅速且準確地即時混合處理流體以使用之，此系統若是不 僅可即時提供此混合物，亦能在處理期間維持混合物之性 質，則特別有益。此系統需進一步可以在實質上不中斷製 造過程下進行，即需要時間決定混合液之完整性或者在系 200303456 發明說明續頁 (3) 統之操作及維修中需要額外之人力介入。最好是，此系統 更具彈性，以利可用於混合許多不同處理流體，而用於許 多不同應用中。 發明内容 本發明提供浸入化學處理系統，其可利用高準確度及控 制以提供二或多成分之一所需混合物於一浸入答器。較特 別的是，經由監視混合物之至少一性質或浸入製程之至少 一參數，及利用收集到之資訊以提供相關一或多製程參數 之保護性回授控制、或封閉迴路回授或前授控制，即可提 供增強型浸入處理系統，以及維持用於浸入處理中之二或 多成分之即時混合物之操作性質，其中所提供之混合物具 有所需之性質及/或處理具有所需之參數。 在一第一觀點中，本發明提供一種具有一浸入容器之化 學處理系統，系統包含至少一第一及一第二流動控制裝置 ，係分別以流體性連接於第一及第二成分供給器。系統進 一步包含一混合歧管，係以流體性連接於第一及第二成分 供給器，及用於供給一含有第一及第二成分之溶液至浸入 容器。一第一量測裝置亦提供，並且係在操作時設置以相 對於混合歧管或浸入系統。一控制系統通信於第一量測裝 置、第一流動控制裝置及第二流動控制裝置，因此來自量 測裝置之量測值可反應於此而用於動態調節第一及第二 流動控制裝置。 在另一觀點中，本發明提供一種浸入化學處理系統，系 統包含第一及第二處理參數量測裝置，及分別以流體性連 200303456 發明說明續頁 ⑷

接於第一及第二成分供給器之第一及第二處理參數控制 裝置。一混合歧管係以流體性連接於第一及第二成分供給 器，且供給一含有第一及第二成分之溶液至浸入容器。一 第一量測裝置亦提供，係在操作時設置相對於浸入系統。 一控制系統係提供且通信於第一處理參數量測裝置、第一 處理參數控制裝置、第二處理參數量測裝置及第二處理參 數控制裝置，控制系統可反應於此而利用來自第一及第二 處理參數控制裝置之量測值以動態調節第一及第二處理 參數控制裝置。

在又一觀點中，本發明提供一種具有一浸入容器之化學 處理系統，系統包含第一及第二流動量測裝置，及分別以 流體性連接於第一及第二成分供給器之第一及第二流動 控制裝置。必要地，第一及第二流動控制裝置分別位於第 一及第二流動量測裝置之下游處。一混合歧管係以流體性 連接於第一及第二成分供給器，且供給一含有第一及第二 成分之溶液至浸入容器。系統進一步提供一控制系統，其 通信於第一流動量測裝置、第一流動控制裝置、第二流動 量測裝置及第二流動控制裝置，依此，系統可反應於此而 利用來自第一及第二流動量測裝置之量測值以分別動態 調節第一及第二流動控制裝置。 具體實施本發明特性之系統可提供一至少二成分之混 合物，其中混合物有效且準確地具有一所需之性質。因此 ，本發明進一步提供一種製備一至少二成分之混合物之方 法，其中生成之混合物具有一所需之性質。特別是，該方 200303456 發明說明續頁 (5) 法包含決定至少二成分之各流動率，因此當至少二成分以 決定之流動率結合時，其可產生一具有至少近似於所需性 質之混合物。將至少二成分隨後結合，同時在一即時之基 礎上動態量測至少二成分之流動率及混合液之性質。利用 量測值，及同樣在一即時之基礎上，可調節二成分之流動 率，直到所需之性質實質上取得於製成之混合物内。

在另一觀點中，本發明提供一種以至少二成分之混合物 浸入處理一或多基板之方法，其中混合物係即時製成且具 有一所需之性質。該方法包含提供至少二成分各者之來源 ，且令至少二成分結合。當結合至少二成分時，監視混合 物之至少一性質或結合製程之至少一參數，監視所得之資 訊隨後可用於提供一或多結合參數之封閉迴路回授控制 ，以取得一具有所需性質之混合物而可浸入式接觸基板。 可選項地，監視所得之資訊可以封閉迴路前授控制方式有 利地使用，亦即可調節未來預定之處理步驟。

在本發明之另一觀點中，本發明提供一種以具有所需性 質且由至少二成分製備之混合物浸入處理一或多基板之 方法，特別是，該方法包含提供至少二成分各者之來源之 步驟，至少二成分結合同時監視混合物之至少一性質或結 合製程之至少一參數。隨後需處理基板，同時監視所得之 資訊用於提供一或多結合參數之保護性回授控制或封閉 迴路前授控制。 目前進一步發現監視處理一或多基板製程所得之資訊 可以有效用於最佳化處理一或多基板之另一製程，結果， -10- 200303456 發明說明續頁 (6) 在又一觀點中，本發明亦提供一種處理一或多基板之方法 。該方法包含以至少二成分之混合物浸入處理基板，同時 監視至少一處理參數及處理混合物至少一性質之一或二 者。基板隨後自浸入式接觸中移除，且進行至少一第二處 理步驟。監視第一處理步驟中至少一處理參數及至少一性 質所得之資訊隨後用於提供第二處理步驟之封閉迴路前 授控制。

本發明之上述及其他優點可由配合於相關圖式之本發 明以下詳細說明中獲得暸解。 圖式簡單說明 併合且構成本發明一部分之相關圖式說明了本發明之 若干觀點，連同實施例之說明可用於闡述本發明之原理， 圖式之簡單說明如下：

圖1係一系統之簡示圖，系統可依本發明所示提供一即 時製備混合物之一或多性質之保護性回授、封閉迴路回授 控制或封閉迴路前授控制、一或多製程參數、及/或一處 理成分之校準； 圖2係一舉例清洗、洗滌及蝕刻系統之簡示圖，系統可 依本發明所示提供一即時製備混合物之一或多性質之保 護性回授、封閉迴路回授控制或封閉迴路前授控制、一或 多製程參數、及/或一處理成分之校準； 圖3係一備有可控制式循環特性之舉例蝕刻系統之簡示 圖，系統可依本發明所示提供一即時製備混合物之一或多 性質之保護性回授、封閉迴路回授控制或封閉迴路前授控 -π- 200303456 發明說明績買 ⑺ 制、一或多製程參數、及/或一處理成分之校準； 圖4係一備有可控制式循環特性之舉例清洗系統之簡示 圖，系統可依本發明所示提供一即時製備混合物之一或多 性質之保護性回授、封閉迴路回授控制或封閉迴路前授控 制、一或多製程參數、及/或一處理成分之校準。 實施方式

文後所述之本發明實施例並不意欲涵蓋或限制本發明 於以下詳細說明中揭述之特定實施例，反而，諸實施例係 揭述使其他習於此技者可以瞭解到本發明之原理及實施 情形。

本發明提供可以即時準確混合至少二處理成分之化學 處理系統，以利於提供具有一要求性質或者可取得一要求 參數之混合物，本發明系統係進一步選項地且優異地可在 處理期間維持混合物之性質，使其處理達到最佳化，以及 可提供處理完整性之即時指示。事實上，透過使用保護性 回授、封閉迴路回授及/或封閉迴路前授控制，目前已發 現準確之即時混合可依一方式達成，其相當穩定、彈性及 有效率，因此在浸入化學處理系統及浸入式處理基板之製 程中，其使用上不僅極為實際，更是有其必要。 較特別的是，具體實施本發明特性之系統可提供用於混 合時及/或使用於處理中之處理成分之一或多項性質、製 程之一或多項參數、或其組合之即時監視或量測。所取得 之資訊，例如pH值、導電率、溫度、時間、流動率、或任 意其他性質或製程參數，係隨後提供至一控制系統，且可 -12 - 200303456 發明說明續頁 ⑻ 用保護性回授、封閉迴路回授或前授方式以調節目前或未 來之製程，若此調節有其需要或必要時。

此監視及調節之製程在於動態性而非靜態性，其有足夠 之時間量可提供用於將要求之成分即時混合成一要求之 混合物、提供用於製程完整性之即時指示及在處理期間選 項地維持混合物之性質。由於至少一部分之事實為監視及 調節之製程可以隨著成分混合而發生，因此一準確之混合 物通常可以比混合物製備及試驗用於順應性與品質時所 取得者快速，此一省時在浸入系統與製程之有效使用上特 別重要。再者，因為監視及調節亦可在處理期間選項地實 施，因此可以維持混合物之性質，以利於最佳化處理混合 物。最後，因為本發明系統及製程可以監視複數性質及參 數，故其保護性回授可以使用做為處理完整性之指示。

使用一控制系統以監視及調節特定性質及參數可以進 一步提供特別有利地相關於浸入系統及製程之優點，亦即 ，不同於依靠輸送固定體積之機械裝置的浸入系統，一控 制系統可以根據任意數量之條件及參數做程控，以利於自 任意數量之成分中控制任意要求混合物之製備，藉此令本 發明之浸入系統相當具有彈性。再者，使用控制系統可以 減少或消除人或機械錯誤導入本發明之系統及製程，亦即 ，利用製程進展及修改。此彈性度及穩固性在浸入系統及 製程中通常不僅有必要，其亦極為有益。在本發明之系統 及製程中，控制系統可以根據由任意數量之量測裝置提供 之資訊而有利地用於控制製程本身，或未來之製程。 -13 - 200303456 發明說明續頁 (9) 本發明之一控制系統可包含任意習知或已研發出之系 統，其可自感應器接收可作用之輸入信號及提供輸出信號 以控制未來者。較佳為，此一控制系統包含一或多微處理 器且適當地結合於記憶體以做處理，且在其内儲存相關控 制資訊，例如依經驗或分析所取得者。本發明之一控制系 統亦可包含適當地相互介面之組件或子系統，例如一特定 之浸入處理裝置可包括以其本身微處理器為基礎之控制

系統。

本發明之系統可以介面於流體供給系統之一控制系統 ，因為使用於處理室或容器内之量測或偵測裝置可提供輸 入及自流體供給系統之控制系統接收輸出。換言之，浸入 製程之一偵測或量測條件可用於改變一製程變數，諸如一 供給流體成分之流動率。否則，流體供給系統之流動率、 溫度或濃度成分可用於控制相關聯浸入容器内進行之製 程狀況。例如，流體供給内之偵測溫度、流動率或濃度可 用於改變一處理參數，例如處理時間。再者，自流體供給 系統或處理室或容器内偵測或量測提供之資訊可以使用 做為相關於另一浸入處理裝置之資訊，例如下一處理線。 因此，本發明之控制系統較佳為連接於各浸入處理裝置及 系統。 在一較佳實施例中，控制系統可以使用一控制演算式以 提供一輸出信號，而反應於流動轉換器記一輸入信號以利 於可控制地調節流體流，較佳為，製程演算式係一比例積 分微分（PID)控制，大體上，PID控制係一種回授控制，其中 -14- 200303456 發明說明績頁 (ίο) 輸出為一控制變數（CV)，大體上，控制變數（CV)根據某些 預定設定點（SP)與某些量測製程變數（PV)之間之誤差。PID 控制器之各元素即視為在誤差上採取之特殊作用，且大體 上可由以下等式說明： 控制變數=尸

(SP-PV) + D d{SP-PV) dt l\{SP-PV)di^

其中SP為設定點值，PV為量測之製程變數，P為比例常數 ，：[為積分常數，及D為微分常數。吾人已知其他控制演算 式例如模糊邏輯及神經網路控制演算式亦可使用，以利於 達成本發明之功能觀點。

依本發明所示，設定點（SP)與製程變數（PV)可為流動、混 合、濃度或溫度值而控制變數可為上述流體流。例如，若 所需之混合物或溫度等於量測之混合物濃度或溫度，則對 應之成分流動率即不改變，惟若量測之混合物、濃度或溫 度是在製程變數之設定點以上或以下，成分流可以分別減 少或增加。控制變數反應特徵係由選定之特定PID參數決 定，且大體上可依經驗決定。 再一次，且大體而言，本發明提供浸入系統與製程，其 提供至少一性質或至少一製程參數之量測及使用所取得 之資訊於目前、或未來製程之封閉迴路回授或前授控制。 在特定實施例中，以採用及使用量測之組合較為有利，且 可包括任意組合及任意數量之性質及/或製程參數量測。 所量測之特定性質及/或製程參數並不重要，反而，可 以使用通常已知相關於任意製程參數或整體製程結果之 -15 - 200303456 發明說明續頁 (11) 任意性質及/或製程參數，儘管不需要性質量測，量測上 較為有利之性質例如包括且不限定的有溫度、導電率、濃 度、密度、pH值、壓力、諸項之組合及類此者。

必要地，至少一製程參數將量測及使用於本發明系統或 製程之控制中，可量測之製程參數包括欲處理之基板數、 時間、流動率、輸送體積、諸項之組合及類此者之任一者 。在較佳之系統與製程中，流動率為量測之製程參數，如 上所述，可以使用量測之組合以提供所製成即時混合物之 製程及完整性之額外確認與確定。例如，可以量測至少二 成分之流動率、混合物之總流動率、及組合混合物或混合 物成分之溫度與導電率。

可以提供一信號或反應以決定或控制另一動作之任意 量測裝置皆可依本發明所示用於實施任意數量之性質及/ 或製程參數，用於量測流體流動之量測裝置代表性實例包 括流動率轉換器、轉速計、超音波量測裝置、明輪、葉片 儀器、及類此者。流動率量測裝置較佳，其提供一可由上 述控制系統使用之信號，且指出變化之流動率。例如，流 動率轉換器根據一通過之已決定流體流動率以提供一電 力信號於一控制系統。 適當之流動率轉換器包括差壓轉換器及渦流轉換器、及 類此者，轉換器之型式較佳為根據欲量測及/或監視流動 率之轉換器之量測準確度而選擇。取代於提供一電力信號 ，一流動率量測裝置可改為提供一壓力信號或一機械性反 應，可根據其物理性移動或變化以在一控制系統中偵測及 -16- 200303456 發明說明續頁 (12) 使用，經讀取以控制其他製程狀況。除了流動量測裝置， 其他轉換器型、機械型及壓力反應型量測裝置亦可用於監 視或偵測其他性質或製程參數，例如溫度、濃度、導電率 及類此者。依本發明之較佳模式所示，較佳為使用量測流 動率之量測裝置。

為了控制流動率，可以使用習知閥結構，假設所使用之 任意此閥包括可調節地控制局部流體流之能力，相對於單 純開或關閥。換言之，通過特定閥之流動應該可以調節以 取得變化之流體流。相關於使用流動轉換器以產生一指示 流體流之電力信號，較佳為可控制之閥具有反應於一電力 信號之能力，該信號可以自一流動轉換器直接傳送，或藉 由一控制系統以監視諸此量測裝置及提供適當之指令信 號。較佳為，若一電力信號提供於一流動控制閥，則較佳 為閥包括將一電力信號轉換成運動之能力。

例如，習知裝置可用於將一電力信號轉換成一壓力反應 ，換言之，根據一提供至裝置之電力信號即可轉換成壓力 輸出，該輸出係依變化信號而改變。此一壓力輸出可以有 效地用於開及關流動控制閥，例如藉由進一步開或關一實 體閥控制針或柱塞以抗拒一偏壓力。 在使用一流動偵測轉換器做為量測裝置之本發明系統 與製程之諸較佳實施例中，系統與製程可以選項地提供用 於量測裝置之動態校準，藉此對其生產之即時混合物之完 整性提供進一步確認。本文所用之‘校準’不僅是指對於一 裝置本身之機械性或電力性調節，其亦為用於控制裝置之 200303456 (13) 一控制系 通過且已 於控制系 位感應器 置之能力 間有準確 可操作以 偵測轉換 之機械性 以執行流 特別是 包含一容 體積段， 較小體積 一初期流 亦局部地 緩慢，此 計功能可 提供充分 在感應器 上方之另 止時計功 利於較準 器部之已 發明說明續頁 統之輸出之數學校準。為了提供此動態校準，已 由流動偵測轉換器量測之流動即轉向至一連通 統之校準容器。大體上，校準容器可包括複數液 及計時裝置，或者有通信於控制系統内一計時裝 ，其合併時可供對於施配一定液體體積所需之時 之量測。根據自校準容器取得之資訊，控制系統 自動再校準、週期性再校準或依據人力輸入流動 器而再校準，亦即，令流動偵測轉換器做出適當 或電力性調節，或者依據自校準容器取得之資料 動偵測轉換器之輸出之數學校準。 ，用於校準流動率轉換器之本發明較佳校準容器 器，其備有一第一體積段且連通至一第二之較大 如圖1-4中之120、220、320及420所示。在先遇到之 容器部中，當流體先通過較小容器部之下限時， 體存在感應器即做決定。一第二流體存在感應器 設於較小容器部内之較高液位處，若流體流動夠 第二流體存在感應器可用於停止計時器，因此時 以決定經過之時間，此時間資訊隨著已知體積而 資訊以決定流動率。對於較大流動率，一流體存 即提供於較大體積容器部内之一位置，或者在其 一較小體積容器部内，該流體存在感應器用於停 能之計時器，而非第一容器部之第二感應器，以 確地量測一較大流動率。再一次，藉由小與大容 知體積，計時資訊即可輕易計算流動率。而藉由

-18 - 200303456 發明說明續頁 (14) 此資訊，轉換器之任意特定流動率之準確度可以精準地量 測及監視。因此，為了準確測試任意各別之流動轉換器， 僅有流過該轉換器者應在此測試階段期間傳送至校準容 器。任意量測變化皆可根據精確量測資料而輕易用於校準 或調節流動轉換器。

由一或多量測裝置提供之量測值可用於提供保護性回 授控制、封閉迴路回授控制或前授控制至目前之製程，及 /或用於提供做為一後續製程之封閉迴路前授控制。

保護性回授控制例如可以藉由系統或製程之一或多性 質或參數之反覆量測而運作，其中取得之資訊係相關於系 統或製程之一性質或參數且使用做為製程完整性之指示 ，較特別的是，在本發明系統用於提供一備有要求濃度即 時混合物之例子中，可以提供至少二成分，其可組合以提 供一備有要求濃度之混合物，提供一備有所需溫度之混合 物所需之至少二成分各者之輸送時間、流動率或輸送體積 可為近似值。至少二成分之組合係依近似之製程參數起始 ，當至少二成分組合時，混合物之濃度可以量測。若量測 之濃度實質上偏差於依據近似參數而預期之濃度，製程可 以調節或停止，若有此必要，則應在明顯處理錯誤發生之 前。 回授控制例如可以利用量測值以動態調節習知對於量 測性質或參數有衝擊之一或多製程參數而運作，此可藉由 識別所需之性質或參數，及識別至少二成分而達成，組合 時可以提供一具有所需性質或呈現所需性質之混合物。至 -19- 200303456 發明說明續頁 (15) 少二成分隨後依一近似製程而組合，同時量測所需之性質 或參數。必要時，近似製程之一或多參數可以反應於量測 值而調節，直到取得一具有所需性質或參數之混合物。

例如，若需要一特定溫度混合物之即時準備，則可提供 可以組合之至少二成分，以提供具有所需溫度之混合物， 提供一具有所需溫度之混合物所需之至少二成分各者之 輸送時間、流動率或輸送體積可為近似值。至少二成分之 組合係依近似之製程參數起始，當至少二成分組合時，混 合物之溫度可以量測，且量測值用於調節近似製程參數， 若有必要，應該直到製備一具有所需溫度之混合物時。

現有製程之前授控制例如可以利用量測值調節現有製 程之一下游參數而運作，例如，若需要依一計時製程蝕刻 一或多基板，則可提供可以組合之至少二成分，以提供一 可以蝕刻基板之混合物，提供一可以蝕刻基板至要求程度 之混合物所需之至少二成分各者之體積、輸送時間、或輸 送體積以及分配時間可為近似值。至少二成分之組合係依 近似之製程參數起始，當至少二成分組合時，表示蝕刻率 之混合物多項性質可以量測，諸如濃度、溫度、pH值及類 此者，且此量測值以前授方式用於調節姓刻時間，以達到 要求之蝕刻程度。 由一或多量測裝置提供之量測值可用於提供一後續製 程之封閉迴路、前授控制，亦即，通常在半導體裝置之製 造中，一或多基板或基板組行進通過一包括若干處理系統 在内以執行若干製程之處理線。在此例子中，當基板在一 -20- 200303456 發明說明續頁 (16) 第一系統内處理時依本發明製程所採取之量測可用於一 後續製程之前授控制，而由次一下游處理系統執行，例如 利用量測值以調節已知可由量測性質或參數作用之次一 製程之一或多製程參數。當一枚以上之基板或基板組行進 通過一處理線時，此一量測及調節即可為一動態製程，如 同一般狀況者。

例如，若後續製程係至少一部分取決於進入基板之初始 溫度，且基板之溫度係根據容器内容物之溫度量測值而量 測或估算，以分別於所需之溫度，則下游製程之製程參數 可據此調節，以順應基板之真實溫度，同時提供下游製程 之所需結果。

具體實施本發明特性之浸入系統係預期可用於製備任 意混合溶液，及執行任意浸入處理，結果，由本發明浸入 系統與製程製備之特定混合物並不受拘限，可用之混合物 可包括，例如姓刻溶液、清潔溶液、洗條溶液、氧化溶液 、及類此者。為了闡述本發明系統之寬幅及範疇，可利用 本發明系統或製程即時製備之一洗滌溶液實例即為一熱 水溶液，此一溶液可由不同溫度之二或多種水成分製備， 其可組合以提供所需溫度之水。 再者，由系統與製程製備之混合物可以利用文内所述之 原理及實施方式而由任意數量之成分製備，同樣，本發明 浸入系統與製程可包括或併合以往用於相對應浸入處理 之任意其他成分，而不干擾到本發明浸入系統與製程之性 能，此其他成分例如包括少量酸，例如氫氯酸。此成分之 -21 - 200303456 發明說明續頁 (17) 輸送性質或參數並非一定要由本發明浸入系統與製程量 測及/或控制，但是可以選擇為之。最後，本文所用之、成 分’一詞係指可用於半導體裝置製造中之任意可處理材料 ，且例如包括氣體、流體、液體、溶液、漿液、及類此者。

請參閱圖1，其說明具體實施本發明特性之一舉例系統 100之示意圖，特別是，圖1說明系統100可依本發明所示提 供一即時製備混合物之一或多性質之保護性回授、封閉迴 路回授控制或封閉迴路前授控制、一或多製程參數、及/ 或一處理成分之校準。

為了提供其操作上之一概論，系統100係揭示包括成分供 給器102及104、流動轉換器106及108、流動控制閥110及112、 混合歧管114、浸入容器116、控制系統118、校準容器120、總 流動量測裝置124、及性質量測裝置126及128。控制系統118 提供量測組件，其可由流動轉換器106及108之一或二者、 量測裝置124或性質量測裝置126及128提供，以控制任意製 程參數，諸如由流動控制閥110及112提供之流動、或處理 時間、以及混合液之性質，當然，其他多種組件諸如過濾 器、止回閥、壓力轉換器、壓力調節器及類此者必要時皆 可包括於系統100内。控制系統118進一步經由校準容器120 取得之資訊以提供用於流動轉換器106及108之一或二者之 即時機械性、電力性或數學性校準，事實上，控制系統118 可依需要而使用由任一量測裝置提供之任意資訊以控制 即時混合液體之任意製程參數或任意性質。 特別是，系統100包括流體性耦合於成分供給器104之流 -22- 200303456 (18) P發明說明續頁

動轉換器106及流動控制閥U0，流動控制閥110位於流動轉 換器106下游處，流動轉換器1〇8及流動控制閥112係流體性 耦合於成分供給器102，流動控制閥112位於流動轉換器108 下游處。流動轉換器106及108分別提供來自成分供給器104 及102之成分流動率之即時電子信號指示，以控制控制系 統118。控制系統118可以反應於此而產生電子信號，或反 應於由系統100提供且可由控制閥110及112接收及動作之 任意其他量測值。流動控制閥110及112可以反應於由控制 系統118產生之電子信號，而分別控制自成分供給器1〇4及 102輸送出之流動率。來自成分供給器102及104之成分因而 反應於即時量測值，而以一動態控制之流動率供給至混合 歧管114，且隨後至浸入容器116。

校準容器120係可控制地流體性耦合於流動控制閥110下 游處之成分供給器104及流動控制閥112下游處之成分供給 器102，流動可自流動控制閥110及112轉向且流入校準容器 120。依此，校準容器120可提供自流動控制閥110及112供給 之成分流動率之即時電子信號指示，控制系統118可以反 應於此而執行流動控制閥110及112之一數學性重覆校準， 且產生此數學性重覆校準結果之電子信號指示，其可由流 動轉換器106及108接收及動作，流動轉換器106及108因而可 由控制系統118做動態重覆校準。若有需要，總流動轉換器 亦可流體性連接於校準容器120，以做類似校準。 系統100進一步包含總流動轉換器124，其流體性耦合於 混合歧管114且位於其下游處，總流動轉換器124可提供自 -23 - 200303456 發明說明續頁 (19) 流動控制閥110及112輸送出之即時製備混合物之總流動率 之即時電子信號指示，以控制控制系統118。控制系統118 可以反應於此而產生電子信號，且可由控制閥110及/或112 接收及動作，或由流動轉換器106及108接收及動作。依此 ，總流動轉換器124有如流動轉換器106及/或108準確度上之 另一保障。

系統100進一步說明選項性之性質量測裝置126，其流體 性耦合於混合歧管114且位於其下游處，以及選項性之性 質量測裝置128，其操作上係設置相關於浸入容器116。若提 供一或二者，性質量測裝置126及128可為相同或相異，且 為可做性質量測及反應於此而產生一可動作信號之任意. 裝置。例如，性質量測裝置126及128可為濃度量測裝置， 諸如導電率感應器、pH計、光譜儀、溫度調節器或諸組合 。若提供一或二者，性質量測裝置126及128可在性質量測 裝置128之例子中提供浸入容器116混合物之量測性質之即 時電子信號指示，以控制控制系統118。若有需要，諸量測 值可由控制系統118用於調節諸參數，例如自成分供給器 104及102提供之處理時間或流動率。 請參閱圖2，其詳細說明本發明可用於清潔、蝕刻及洗 滌基板之一系統200，大體上，系統200包括成分供給器202 及204、流動轉換器206及208、流動控制閥210及212、混合歧 管214、校準容器220、總流動轉換器224、性質量測裝置226 及228及浸入容器216。系統200進一步包含一控制系統（圖中 未示），其接收及反應於由流動轉換器206、208及224及性質 -24- 200303456 (20) I發明說明續頁 量測裝置226及228產生之資訊，以控制製程參數，例如由 流動控制閥210及212提供之處理時間或流動率。要是系統 200有任何意外漏洩或喷濺，則滴盤258可提供做為一安全 裝置。

較特別的是，成分供給器204可為除氧去離子（DDI)水之供 給源，其經由成分供給線230而流體性耦合於混合歧管214 ，從成分供給器204至混合歧管214之流動皆由流動轉換器 206監視，其操作時設置相對於供給線230且連通於一控制 系統（圖中未示）。從成分供給器204進入混合歧管214之成 分流動率可由控制閥210控制，其亦連通於控制系統。

成分供給線230具有在操作時與之設置相對之閂止閥232 、開-關閥234及壓力轉換器236，以協助控制自成分供給器 204流動。成分供給線230亦備有末端作動件洗滌噴霧線238 ，其係經由一閥連接件（圖中未示）以流體性連接於供給線 230。末端作動件洗滌噴霧線238具有操作時設置於其上之 閥239及240，若有需要，其可用於洗滌將基板或基板組傳 送至系統200之末端作動件。旁通線242及244係進一步經由 一以流體連通於成分供給線230之開-關閥連接件（圖中未 示）而提供，且可採用之。 成分供給器202可為氫氟酸（HF)之供給源，其經由成分供 給線246而流體性耦合於混合歧管214，從成分供給器202至 混合歧管214之HF流動係由流動轉換器208監視，其操作上 係設置相對於成分供給線246且連通於控制系統（圖中未 示）。從成分供給器202進入混合歧管214之HF流動率可由控 -25- 200303456 發明說明續頁 (21) 制閥212控制，其亦連通於控制系統。成分供給線246包括 設於成分供給器202上游處且操作時設置相對於成分供給 線246之閥248，以協助控制自成分供給器202流動。

來自成分供給器202及204之流動係經由從成分供給線230 及246至混合歧管214之流體連接件而在混合歧管214内結 合，混合歧管214係以流體性連接於混合歧管線250，以輸 送即時製備之混合物至浸入容器216。混合歧管線250具有 在操作上與之設置相對之校準容器220、總流動轉換器224及 性質量測裝置226。閥261可關閉以將流動從混合歧管線250 轉向，且必要時轉向至旁通線242及244。

校準容器220位於混合歧管214之下游處，且以流體性連 接於混合歧管線250，來自混合歧管線250之流動可以利用 三向旁通閥254而控制地通過校準線252。旁通閥256亦以流 體性連接於校準線252，且可以導引校準線252流出，或容 許校準容器220之流入或流出。校準容器220進一步經由氮 供給線263而以流體性連接於一氮源（圖中未示），氮供給線 具有在操作時設置於其上之三向閥265。使用時三向閥265 可以致動以利於自校準容器220排氣，或者，當校準已實 旋且進行時，可致動以容許氮流入校準容器222，以利將内 部之混合物強制流出及通過校準線252之排水管（圖中未 示）。 較特別的是，若需要流動轉換器206及208之校準，則來 自成分供給器202及204之流動即起始且三向旁通閥254致 動以利於使該流動流入校準線252，三向閥265致動以容許 -26- 200303456 發明說明續頁 (22) 流入校準容器220。校準容器220隨後可提供資訊至控制系 統（圖中未示），而控制系統必要時可反應於此以起始流動 轉換器206及208之重覆校準順序，校準容器220因而在必要 時可提供於流動轉換器206及/或208之控制性重覆校準。

總流動轉換器224亦位於混合歧管214之下游處，且亦以 通信於控制系統，較特別的是，總流動轉換器224可提供 從流動控制閥210及212輸出之即時製備混合物總流動率之 即時電子信號指示至控制系統，總流動轉換器224因而可 使用做為流動轉換器206及208準確度上之進一步確認。再 者，若有需要，總流動轉換器224可接管至校準容器220， 使其控制性重覆校準得以實施。

性質量測裝置226係以流體性連接於混合歧管214且位於 其下游處，儘管性質量測裝置可為任意適當裝置，但是性 質量測裝置226較有利於做為HF蝕刻用途中之導電率量測 裝置。性質量測裝置226亦通信於控制系統及提供離開混 合歧管214之混合物之量測導電率之即時電子信號指示至 此處，若有需要，量測值可隨後由控制系統用於調節任意 製程參數，諸如製程時間、由成分供給器202及204提供之 流動率、及類此者。 如上所述，混合歧管214經由混合歧管線250以輸送即時 製備之混合物至浸入容器216。較特別的是，混合歧管線250 係以流體性連接於三向閥258，且由此再以流體性連接於排 水線272及浸入容器進給線274。排水線272具有在操作時與 之設置相關之排水流動轉換器262，供量測值排水流及排水 -27- 200303456 發明說明續頁 (23) 控制閥260，使浸入容器216之排水可以較固定速率發生。 三向閥258可經激勵以容許自混合歧管線250中斷流動， 且若有需要時浸入容器216可以排水。另者，三向閥258可 經激勵使流動通過浸入容器進給線274，使即時製備之混合 物輸送至浸入容器216。

浸入容器216具有在操作時與之設置相關之溢流堰270、 堰集收容器264及卸料拘限容器283，特別是，溢流堰270提 供相關於浸入容器216邊緣之較均勾溢流。再者，堰集收 容器264係在操作時設置相關於卸料拘限容器283，且其成 型以令一部分溢流有利地集收於其下角隅處，例如，可取 用以供試驗。任何未由堰集收容器264集收之溢流將集收 於卸料拘限容器283内。再者，快速卸料閥278係提供以流 體性連接於浸入容器216，因此當快速卸料閥278開啟時， 浸入容器216之内容物將可排放至卸料拘限容器283内。

浸入容器216在操作時進一步備有蓋體276、導電率監視 器228及排水線288，較特別的是，蓋體276係在操作時設置 相對於浸入容器216及/或堰集收容器264，使蓋體276可封閉 於其上，以提供一實質上拘限之處理環境。蓋體276可包 括一或多組件，供導接多種管線或偵測裝置。如圖所示， 蓋體276提供用於導接處理氣體線290、292及294，可用於輸 送熱氮氣、氮氣、IPA氮混合物至抗靜電噴嘴（圖中未示）， 其可相關於特定半導體製程而使用。 蓋體276進一步提供用於導接量測裝置296、297、298及299 ，較特別的是，溫度量測裝置296係提供及在操作時設置 -28- 200303456 發明說明續頁 (24) 於浸入容器216内，因此可監視輸送至此之混合物溫度。 低液位量測裝置298、製程液位量測裝置297及溢流量測裝 置299係分別提供用於指示當浸入容器216内之混合物液位 低，且在適用於浸入處理之液位時，或指示當輸送之混合 物溢流過浸入容器216，且在堰集收容器264内集收至一定 液位時。所有量測裝置296、297、298及299皆可通信於控制 系統，使一或多製程調節可在必要時反應於此而達成。

導電率監視器228係在操作時設置相對於堰集收容器264 ，且如同量測裝置296、297、298及299者，其可通信於控制 系統，使取得之量測值可由控制系統用於適當地調節所需 之製程參數。

排水線288係在操作時設置相對於卸料拘限容器600，且 利用一適當閥（圖中未示）以操作耦合於此，該閥可開啟以 排放拘限容器283。控制線286係以流體性連接於排水線288 在操作時設置相關於開-關閥及細孔282，例如當臭氧用於 系統200内實施之製程時，控制線286可用於導送適當量之 過氧化氫至排水線288以減緩臭氧。 系統200進一步包括許多其他組件，其可選項地連接於 某些製程，例如，系統200包括成分供給線231、233及235， 以將其他成分供給器（圖中未示）流體性連接於混合歧管 214。可依此提供及用於某些製程中之其他成分包括其他氫 氟酸、臭氧水、或氫氯酸，以利控制流過之流動，成分供 給線231包括閥237、239及241，成分供給線233包括閥243、245 及247，及成分供給線235包括閥249、251及253，其皆在操作 -29- 200303456 發明說明續頁 (25) 時設置相對於其各別之供給線。

若臭氧水係經由供給線233供給，其通常需要提供一旁 通線255至一排水管，如相關於系統200所示者。特別是， 旁通線255係以流體性連接於成分供給線233且在操作時設 置相關於閥257，以控制流過之流動。此外，在使用成分供 給線235以輸送氫氯酸至混合歧管214之例子中，通常需要 提供一流動偵測裝置且在操作時設置於成分供給線235， 例如轉速計259，以監視其流動。

可在系統200内實施之一舉例製程為一階級式單次使用 型氫氟酸蝕刻，為了達成此目的，控制系統可以使流動控 制閥210及212分別容許成分供給器204之除氧去離子（DDI)水 及成分供給器202之氫氟酸（HF)結合於混合歧管214内。特別 是，控制系統可以使流動控制閥210及212提供DDI水及HF之 流動率，使混合物至少接近於DDI/HF之所需混合物，即HF 之濃度。流動轉換器206及208利用流動控制閥210及212監視 實際輸送至混合歧管214之流動率，並且根據對控制系統 之監現而提供資訊，控制系統隨後依需要或必要時調節流 動控制閥210及212或其他製程參數。 如上所述，在某些應用中有必要添加少量氫氯酸至一混 合之HF蝕刻劑，若此一應用有其必要，控制系統可以使開 -關閥253提供適量之HC1至混合歧管214，如轉速計259所量 測者。 藉由適當地定位閥254，HF之即時製備混合物將從混合 歧管214流過混合歧管線250，進而接觸於總流動轉換器224 -30- 200303456 發明說明續頁 (26) 及性質量測裝置226，其在使用HF之例子中有必要是一導 電率量測裝置，其可分別提供總流動率及導電率之電子信 號指示至控制系統。若有需要，控制系統可使用此資訊以 調節由流動控制閥210及212提供之流動率、起始流動轉換 器206及208之一重覆校準順序、或必要時調節任意其他適 當製程參數。

當閥258適當地定位時，混合之蝕刻劑即處理通過混合 歧管線250，通過閥258，進入及通過浸入容器進給線274及 進入浸入槽216底部。浸入槽内之混合物液位係由液位量 測裝置297、298及299量測，且當到達所需之處理液位時， 一或多基板（圖中未示）即浸入其内。

此時，控制系統可以有利地令流動控制閥210及212成比 例地減少流過之流動，以利於提供相同之HF濃度於即時混 合物内，但是以較低流動率或一 ‘階級式’流動率輸送混合 物。輸送混合物之其他體積可令浸入容器216溢流通過溢 流堰270，且進入堰集收容器264及卸料拘限容器600之一或 二者。混合物或其他流體持續流入浸入容器216可以避免 在處理期間在浸入容器216内發展成溫度或濃度梯度，且 可以進一步自浸入容器216去除任意污染物。 此外，在蝕刻期間，導電率量測裝置228可監視HF濃度， 此量測值可通信於控制系統，隨後依需要或必要時調節任 何所需之製程參數。儘管導電率量測裝置228揭示為在浸 入容器216鄰近且外側之一樣品迴路上，但是導電率量測 裝置228另可在操作時設置相對於堰集收容器264或浸入容 -31 - 200303456 發明說明續頁 (27) 器 216。 蝕刻製程之末期可以反應於由溫度量測裝置296或導電 率量測裝置228其中一或二者取得之量測值，而由控制系 統選項地決定或控制，有利的是，依此方式使用系統200 可容許控制系統反應於根據輸送成分及/或混合物之流動 率、混合蝕刻液之溫度及/或濃度之估計，而以前授方式 動態地控制蝕刻時間。

一旦蝕刻時間到達時，利用初期約略或動態地調節，控 制系統可令流動控制閥關閉，藉此中止混合之HF流入浸入 容器216。浸入容器216隨後可以藉由開啟快速卸料閥278及 排水閥（圖中未示），使混合之HF排出卸料拘限容器283及排 水線288外。另者，供給混合之HF可以停止，接著供給高流 動率之乾淨DI水以清洗HF及停止蝕刻製程。在此例子中， DI水僅更換容器283内混合之HF，隨後基板可以由任意適 當之製程乾燥。

一旦浸入容器216實質上呈空置，且其内之基板已乾燥 時，控制系統可令控制閥247以一所需之流動率開啟，藉 此自一臭氧水供給器（圖中未示）輸送臭氧水通過成分供 給線233、進入混合歧管214及通過混合歧管線250及進入浸 入容器216。此過程在一槽蝕刻且需要清洗及氧化製程時可 以有利地使用。 請即參閱圖3，其詳細說明可用於一緩衝氧化蝕刻以蝕 刻基板之一循環系統300，系統300包括許多相同於系統2⑻ 者之組件，恕不予以贅述，反而將僅闡述系統300内之不 -32- 200303456 發明說明續頁 (28) 同結構，相同之組件即以系統200者之編號加上一百，即 圖2中之參考編號220為一校準容器，而在圖3中則為校準 容器320 。

除了圖2中已揭述之組件外，圖3中進一步包含流動轉換 器307及309、流動控制閥317及305、加熱器/冷卻器387及循環 線371。系統300進一步包含一控制系統（圖中未示），其反應 於由流動轉換器306、307、308、309及324及性質量測裝置326 及328產生之資訊，以控制任意製程參數或混合蝕刻劑之 任意性質。

較特別的是，例如一預先混合之HF溶液成分供給器（圖 中未示）係經由成分供給線301而流體性耦合於混合歧管 314，從預先混合之HF成分供給器（圖中未示）至混合歧管 314之流動係由流動轉換器307監視，其操作時設置相對於 成分供給線301且連通於控制系統。從預先混合之HF成分 供給器進入混合歧管314之流動率可由控制閥317控制，其 亦連通於控制系統。成分供給線301具有在操作時與之設 置相對之閂止閥311、開-關閥313及壓力轉換器315，以協助 控制自預先混合之HF成分供給器之流動。 在某些例子中一可為過氧化氨之成分供給器（圖中未示） 係進一步提供，且經由成分供給線303而耦合於混合歧管 314，從過氧化氨成分供給器至混合歧管314之流動係由流 動轉換器309監視，其操作時設置相對於成分供給線303且 連通於控制系統。從過氧化氨成分供給器進入混合歧管 314之流動率可由控制閥305控制，其亦連通於控制系統。 -33 - 200303456 (29) I發明說明續頁 成分供給線246具有在操作時與之設置相對之閥321，其設 置於流動轉換器309上游處，以協助控制過氧化氨成分供 給器之流動。

除了相關於圖2之上述成分，浸入容器316進一步包含加 熱器/冷卻器387及循環線371，較特別的是，加熱器/冷卻器 387係操作時設置相對於浸入容器316、堰集收容器364及循 環線371，以利於加熱或冷卻其内容物之至少一部分。結果 ，系統300可以有利地提供一維持或調節浸入容器316内容 物溫度之組件。 循環線371係以總流動轉換器324上游處及三向閥354下游 處之混合歧管線350而流體性連接於堰集收容器364，循環 線371因此可用於將即時製備之混合物從堰集收容器364循 環回到通過混合歧管線350之流動，且因此回到浸入容器 316。循環線371包括泵浦373、過濾器379及三向閥385。

較特別的是，循環線371係以流體性及操作時連接於堰 集收容器364，因此混合之蝕刻劑可以通過之。泵浦373係 操作時設置相對於循環線371，且可用於提供，或協助，混 合之蝕刻劑流過循環線37卜循環線371係以流體性連接於 包括一閥（圖中未示）在内之過濾器379，以利於過濾循環線 371之内容物，且過濾器379可以排空。循環線371隨後經由 三向旁通閥385而接合，且以流體性連接於混合歧管線350。 特別是，三向旁通閥385可定位以利於流動從混合歧管 314行進通過混合歧管線350及進入浸入容器316，以提供混 合之蝕刻劑於浸入容器316。另者，三向旁通閥385可定位 -34 - 200303456 (3〇) I發明說明績頁 以利於循環線371之混合蝕刻劑進入混合歧管線35〇及再次 進入浸入容器316 ’因此循環線371可在浸入容器316内循環 混合物’藉此減少或防止可能形成於浸入容器内之任意溫 度或濃度梯度’及/或藉此自浸入容器3丨6去除污染物。

可實施於系統300内之一舉例製程為文後所述之一緩衝 氧化触刻或4 BOE’製程’控制系統可令流動控制閥31〇、312 及305分別將冷過濾DI水、49% HF及過氧化氨結合於混合歧 管314内，特別是，控制系統令流動控制閥31〇、312及3〇5提 供DI水、49% HF及過氧化氨之流動率，使混合物至少接近 於一所需BOE溶液。流動轉換器3〇6、308及309監視由流動控 制閥310、312及305輸送至混合歧管314之流動率，且根據其 對控制系統之監視而提供資訊，控制系統由此可依需要而 調節任意製程參數，諸如由流動控制閥310、317、312及305 輸送之流動率。

藉由適當地定位三向旁通閥354及385，混合之BOE將從混 合歧管314流過混合歧管線350，進而接觸於總流動轉換器 324及性質量測裝置326，其在BOE之應用中有必要是一濃度 量測裝置，其可分別提供總流動率及濃度之電子信號指示 至控制系統。若有需要，控制系統可使用此資訊以調節任 意製程參數或性質，例如由流動控制閥310、312及305提供 之流動率，或必要時令控制系統起始流動轉換器306、308 及309之一校準順序。 如上所述，在某些應用中有必要添加少量氫氣酸至一混 合之蝕刻劑，若此一應用有其必要，控制系統可以使開- -35- 200303456 發明說明續頁 (31) 關閥353提供適量之HC1至混合歧管314，如轉速計359所量測 者0

混合之BOE可以利用任意適當施配方法通過混合歧管線 350進入浸入容器316,浸入容器316内之混合BOE液位係由液 位量測裝置397、398及399量測，且當到達處理液位時，循 環線371之填注即可開始。一旦循環線371及浸入容器充分 填注混合物時，泵浦373可以開始令混合之BOE自堰集收容 器364通過循環線371及回到浸入容器316。因為循環線371及 溢流集收堰364係在操作時設置相對於加熱器/冷卻器387 ，循環之混合BOE溶液可在再次進入浸入容器316前先有利 地加熱或冷卻。依此，循環線371可提供用於浸入容器316 内容物之循環，以協助防止浸入容器内形成溫度或濃度梯 度，及/或藉此自浸入容器316去除污染物。 .

當到達處理液位，且循環泵浦373啟動時，一或多基板即 浸入浸入容器316。在蝕刻期間，導電率量測裝置328監視 混合BOE之濃度，以經由通信於控制系統而確定維持正確 之濃度。再者，溫度量測裝置396可以持續監視混合BOE之 溫度，必要時控制系統隨後可使用諸量測值以調節任意製 程參數。 蝕刻製程之末期可由控制系統反應於自溫度量測裝置 396及/或導電率監視器328其中一或二者取得之量測值，而 選項且有利地決定及控制。有利的是，依此方式使用系統 300可容許控制系統反應於混合BOE之其中一成分之溫度 及/或濃度，而以前授方式動態地控制蝕刻時間。 -36- 200303456 發明說明續頁 (32) 一旦蝕刻時間到達時，利用初期約略或動態地調節，基 板可以自浸入容器316去除及依需要做進一步處理。循環 泵浦可以持續操作，且一新基板或基板组可浸入浸入容器 316。許多基板或基板組之處理即可在需要更換浸入容器 316内容物之前進行。

另者，控制系統可令控制閥347以所需之流動率開啟，藉 此自一臭氧水供給器（圖中未示）輸送臭氧水通過成分供 給器333，進入混合歧管，通過混合歧管線350及進入浸入 容器316。快速卸料閥378及在操作時設置於卸料拘限容器 370上之閥隨後可開啟，依此方式，浸入容器316即溢出， 同時進行内部基板之洗滌。

請即參閱圖4，其揭示一用於清洗基板之循環系統400， 例如依據一 SCI清洗製程。系統400包括許多相同於系統200 及300者之組件，恕不予以贅述，反而將僅闡述系統400内 之不同結構，相同之組件即以系統200及300者之編號加上 一或二百，因此，圖2中之參考編號220為一校準容器，其 即圖4中之校準容器420，而圖3中之循環線371，其即圖4中 之循環線471。 除了圖2及3中已揭述之組件外，圖4中進一步包含加熱 器503、噴霧桿505、兆音波組件509、511、513及514、用於將 性質量測裝置426提供之量測值離線之組件、及用於提供 過氧化氫至排水線488以緩和臭氧之組件。 如圖4所示，旁通線441係以流體性連接於分別操作於浸 入容器416内之一或多噴霧桿505，可調節之針503及可調節 -37- 200303456 發明說明續頁 (33) 之旁通閥507亦提供以流體性連接於旁通線441，因此儘管 成分經由旁通閥507而輸送通過旁通線541，針503將常保持 至少某些量流過旁通線541及通過噴霧桿505，例如，減少 或防止其内部之任意病菌增殖。

兆音波組件509、511、513及514係經由適當閥連接件（圖中 未示）而在操作時設置相對於旁通線441，較特別的是，兆 音波組件包括兆音波供給線509、脫氣模組514、開-關閥513 、及轉換器陣列511。兆音波供給線509係經由一閥（圖中未 示）而以流體性連接於旁通線441，開-關閥513則在操作時設 置相對於兆音波供給線509，以利於協助控制流過之流體 。再者，脫氣模組514係以流體性連接於供給線509，以及在

操作時聯結於一真空源（圖中未示），以利於自輸送通過供 給線509之流體中去除氣泡。供給線509提供脫氣之流體至 轉換器陣列511與浸入容器416之間之空間，以提供一媒體 將兆音波能量轉送至浸入容器416之底表面。由於包括兆 音波組件509、511、513及514於系統400内，若有需要，浸入 容器416可用於基板之兆音波處理。 系統400進一步提供用於過氧化氫額外流過過氧化氫供 給線523，特別是，過氧化氫供給線係在其上游端以流體性 連接於成分供給線446，及在其下游端以流體性連接於排水 線488，依此，過氧化氫即可依需要提供至排水線488，以執 行例如臭氧緩和。 系統400進一步提供用於以性質量測裝置426進行由系統 400生成混合物之任意所需性質之離線量測，特別是，提 -38- 200303456 發明說明續頁 (34)

供量測供給線515且經由任意適當之閥連接件（圖中未示） 而以流體性連接於混合歧管450。所需性質量測裝置之任 意數量及組合型式可在操作時設置相對於量測供給線515 ，系統400特別說明濃度分析器426及轉速計517，轉速計517 具有在操作時與之設置相關之可調節閥519,使得流入濃度 分析器426之流體可在需要時予以調節。操作時進一步設 置相對於量測供給線515者為冷卻器521，必要時在令濃度 分析器426之前，其可用於降低流過供給線515之混合物或 流體之溫度。

可利用系統4⑻執行之一舉例製程為一 SCI清洗製程，為 了執行此一製程，若有需要，控制系統可在初期令流動控 制閥447容許臭氧水送入混合歧管414、通過混合歧管線450 及進入浸入容器416，以執行預洗。若執行時，且一旦臭氧 水已經由卸料拘限容器閥之操作而自浸入容器416去除， 控制系統即令流動控制閥410、417、412及405分別將冷過濾 DI水、熱壓力調節過濾DI水、過氧化氫及過氧化氨結合於 混合歧管414内，以產生一具有至少近似於所需成分與溫 度之清潔混合物。流動轉換器406、407、408及409監視由流 動控制閥410、417、412及405實際輸送至混合歧管414之流動 率，且據此提供資訊至控制系統，控制系統由此可依需要 或必要時調節任意製程或性質參數，諸如由流動控制閥410 、417、412及405輸送之流動率。 藉由適當定位三向旁通閥454及485，混合之清潔液將從 混合歧管414流過混合歧管線450，進而接觸於總流動轉換 -39- 200303456 (35) I發明說明續頁 器424，其可提供總流動率之電子信號指示至控制系統。若 有需要，控制系統可使用此資訊以調節任意製程或性質參 數0

混合之清潔液可利用任意施配方法以通過混合歧管線 450且進入浸入容器416，浸入槽316内混合之清潔液之液位 係由液位量測裝置497及499量測，且當到達所需之處理液 位時，循環線471之填注即可開始。一旦循環線371及浸入 容器充分填注混合物時，泵浦473可以開始令混合之BOE自 堰集收容器464通過循環線471及回到浸入容器316。因為循 環線471具有在操作時設置與之相對之加熱器503，循環之 混合BOE可在再次進入浸入容器416前先有利地加熱。依此 ，循環線371可提供用於浸入容器416内容物之循環，以協 助防止浸入容器内形成溫度或濃度梯度，及/或藉此自浸 入容器416去除污染物。

在浸入容器416實質上填滿混合物之前或之後，一或多 基板可置入浸入容器416。有利的是，若基板置入浸入容器 416，填注浸入容器416且聯結於由轉換器陣列511提供之兆 音波作用可提供有利之處理效果。另者，當浸入容器416 已填滿，且循環泵浦473啟動時，一或多基板可置入浸入 容器416 。 在清洗期間，導電率量測裝置428監視混合之清潔液任 意成分之濃度，以經由通信於控制系統而確定維持正確之 濃度。再者，溫度量測裝置496可以持續監視混合之清潔 液溫度，控制系統可根據從溫度量測裝置496及/或導電率 -40- 200303456 (36) I發明說明續頁 量測裝置428接收到之資訊以調節任意製程參數。 清洗製程之末期可由控制系統反應於自溫度量測裝置 496及導電率監視器428其中一或二者取得之量測值，而選 項地決定及控制。有利的是，依此方式使用系統400可容 許控制系統反應於混合之清潔液其中一成分之溫度及/或 濃度，而以前授方式動態地控制I虫刻時間。

一旦清洗時間到達時，利用初期約略或動態地調節，快 速卸料閥478及以流體性連接於卸料拘限容器483之閥（圖 中未示）需開啟，使混合之清潔液排出卸料拘限容器483及 排水線488外。一旦浸入容器416實質上呈空置時，控制系 統可令流動控制閥461送水通過旁通線441至噴霧桿505，藉 此有利地將基板有效地清洗。再者，若有需要，可以起始 一系列快速卸料循環，即浸入容器416分別經由噴霧桿505 之流動及卸料拘限容器閥之操作而反覆地填滿及排空。

本文揭示之本發明多項特徵及優點已載述於前文中，惟 ，可以瞭解的是，儘管本發明之特定型式或實施例已說明 於前，但是在不脫離本發明之精神及範疇下，可達成包括 系統組件與其配置方式變換型式在内之多種變換型式及 類此者。 圖式元件符號說明 100, 200, 300 系統 102, 104, 202, 204, 333 成分供給器 106, 108, 206, 208, 306-9, 324, 406-9 流動轉換器 110, 112, 210, 212, 305, 310, 312, 317,流動控制閥 -41 - 200303456 (37) 447, 405, 410, 412, 417, 461 114,214,314,414 116,216,316,416 118 120, 220, 320, 420 124, 224, 324, 424 126, 128, 226, 228, 326, 328, 426， 230, 246, 231，233, 235, 301，446 232, 311 234, 313, 353, 513 236,315 238 237, 239-41，243-5, 247-9, 251，253, 257, 321，347 242, 244, 255, 441 250, 350, 450 252 254, 256, 507 258 259, 359, 517 260 262 263 264, 364,464 發明說明續頁 混合歧管 浸入容器 控制系統 校準容器 總流動量測裝置 性質量測裝置 成分供給線 閂止閥 開-關閥 壓力轉換器 末端作動件洗滌噴霧線 閥 旁通線 混合歧管線 校準線 旁通閥 滴盤 轉速計 排水控制閥 排水流動轉換器 氮供給線 堰集收容器

42- 200303456 發明說明續頁 (38) 265, 354, 385, 454,485 向 閥 270 /H. 流 堰 272, 288, 488 排 水 線 274 浸 入 容 器 進 給 276 蓋 件 282 細 孔 283, 370, 483, 600 卸 料 拘 限 容 器 286 控 制 線 290, 292, 294 處 理 氣 體 線 296, 297, 298, 299 量 測 裝 置 371,471 循 環 線 373, 473 泵 浦 378,478 快 速 卸 料 閥 379 過 滤 器 387 加 #»^ > 器 /冷卻1 396, 496 溫 度 量 測 裝 置 397-9, 497, 499 液 位 量 測 裝 置 400 循 環 系 統 426 濃 度 分 析 器 428 導 電 率 量 測 裝 503 針 505 喷 霧 桿 509 兆 音 波 供 給 線 511 轉 換 器 陣 列 線 置 -43 - 200303456 發明說明續買 (39) 514 脫 氣 模 組 515 量 測 值 供 給 線 519 可 調 /r/r 即 閥 523 過 氧 化 氫 供 給線 521 冷 卻 器

44-

Claims (1)

1. 200303456 拾、申請專利範圍 1. 一種用於表面調節半導體裝置之浸入系統，具有一浸 入容器且進一步包含： 一第一流動控制裝置，係以流體性連接於一第一成 分供給器； 一第二流動控制裝置，係以流體性連接於一第二成 分供給器；

   一混合歧管，係以流體性連接於第一及第二成分供 給器，及用於供給一含有第一及第二成分之溶液至浸 入容器； 一第一量測裝置，係在操作時設置相對於浸入系統； 一控制系統與第一量測裝置、第一流動控制裝置及 第二流動控制裝置通信，俾使來自量測裝置之量測值 可反應於此而用於動態調節第一及第二流動控制裝置 之至少一者。

   2. 如申請專利範圍第1項之系統，其中第一流動控制裝置 及第二流動控制裝置之至少一者包含一可控制閥。 3. 如申請專利範圍第1項之系統，其中第一量測裝置量測 一製程參數。 4. 如申請專利範圍第3項之系統，其中所量測之製程參數 係時間、流動率、或輸送之體積。 5. 如申請專利範圍第1項之系統，進一步包含一第二量測 裝置，係在操作時設置相對於溶液且通信於控制系統。 6. 如申請專利範圍第5項之系統，其中第二量測裝置量測 200303456 _ 申請專利範圍績頁 溶液之一性質。 7. 如申請專利範圍第6項之系統，其中所量測之性質係pH 值、溫度、導電率、濃度、密度、或壓力。 8. 如申請專利範圍第5項之系統，其中第二量測裝置量測 一製程參數。 9. 如申請專利範圍第8項之系統，其中所量測之製程參數 係時間、流動率、或輸送之體積。

   10. 如申請專利範圍第5項之系統，其中來自第二量測裝置 之一或多量測值係由控制系統用於獨立地動態調節第 一及第二流動控制裝置之至少一者。 11. 如申請專利範圍第5項之系統，進一步包含一第三量測 裝置，係在操作時設置相對於溶液且通信於控制系統。 12. 如申請專利範圍第11項之系統，其中第三量測裝置量 測溶液之一性質。

   13. 如申請專利範圍第12項之系統，其中所量測之性質係 pH值、溫度、導電率、濃度、密度、或壓力。 14. 如申請專利範圍第11項之系統，其中第三量測裝置量 測一製程參數。 15. 如申請專利範圍第14項之系統，其中所量測之製程參 數係時間、流動率、或輸送之體積。 16. 如申請專利範圍第11項之系統，其中來自第二量測裝 置之一或多量測值係由控制系統用於獨立地動態調節 第一及第二流動控制裝置之至少一者。 17. 如申請專利範圍第1項之系統，進一步包含至少一校準 200303456 _ 申請專利範圍續頁 裝置，其通信於控制器及第一流動控制裝置且在操作 時設置相關於第一成分供給器，因此來自校準裝置之 資訊可反應於此而用於動態校準第一流動控制裝置。 18. 如申請專利範圍第1項之系統，進一步包含至少一校準 裝置，其通信於控制器及第二流動控制裝置且在操作 時設置相關於第二成分供給器，因此來自校準裝置之 資訊可反應於此而用於動態校準第二流動控制裝置。 19. 如申請專利範圍第1項之系統，進一步包含一循環線， 其在操作時設置相對於混合歧管與浸入容器其中至少 一者。 20. —種用於提供一具有來自複數流體成分之所需性質之 即時混合物溶液及利用該混合物對至少一半導體裝置 做浸入式表面調節之方法，包含： 決定複數流體成分之流動率，俾使當至少二成分以 決定之流動率結合時，其可產生一具有至少近似於所 需性質之混合物； 將至少二成分以決定之流動率結合； 在一即時之基礎上動態量測以下至少一者（i)至少一 成分之流動率及（ii)混合液之所需性質； 反應於量測值而調節至少二成分之至少一者之流 動率，直到所需之性質實質上取得於混合物内；及 利用混合液對至少一半導體裝置做浸入式表面調 即 〇 21.如申請專利範圍第20項之方法，其中量測步驟包含量 200303456 申請專利範圍續頁 測至少一成分之流動率。 22. 如申請專利範圍第20項之方法，其中量測步驟包含獨 立地量測至少二成分之各流動率。 23. 如申請專利範圍第22項之方法，其中混合液之所需性 質係動態地量測。

   24. 如申請專利範圍第23項之方法，進一步包含在至少一 部分浸入式表面處理步驟期間實質上維持混合液之所 需性質之步騾。 25. 如申請專利範圍第24項之方法，其中維持混合液之所 需性質之步驟包含持續結合至少二成分，同時動態地 量測所需之性質且反應於此而調節至少二成分之至少 一者之流動率。

   26. 如申請專利範圍第20項之方法，進一步包含將浸入式 接觸於混合液之至少一半導體裝置去除且令至少一半 導體裝置進行另一處理步驟之步驟，及其中由量測取 得之資訊係用於提供另一處理步驟之封閉迴路前授控 制。