TW466553B - Method and apparatus for measuring and dispensing a wafer etchant - Google Patents

Description

4 e 655 3 ______案號 89112985_年月日____ 五、發明說明（1) 【發明之技術領域】 本發明係有關於在半導體晶圓上電路元件的製造，特 別是有關於一種用於分配独刻劑洗蘇液酸性成份的特定數 量之方法及裝置。 【發明之背景】 在一個製造半導體晶圓的常見步驟中，一於晶圓上的 二氧化矽層係與蝕刻劑一起蝕刻’通常為氫氟酸，蝕刻速 率隨著酸液的濃度而變化，且酸液與去離子水稀釋至一適 合的特別飯刻操作的濃度。 因此，在此技藝中一般的目的係為，提供一具有預設 濃度的氫氟酸及去離子水的溶液。 在特殊製造技術中，即本發明意指，水係被置放於由 氣Ιι酸及去離子水所形成的洗滌液中，此洗滌液係容納於 槽内’此熟習的環境將會被用於說明本發明，酸液及去 離子水混合於洗滌液内，於一實施例中，一特定數量的去 離子水首先被加入於洗滌液中’然後再加入一特定體積的 水。 二洗蘇液係用於一些晶圓，且然後被取代，如此，此 k ]生冷液的調劑在晶圓製造中為一連續工作。 在杈佳製造環境中，溶液具有5 0份去離子水對1份氬 ϋ;如同另外一個特別的例子，洗滌液的體積（酸液及 ，Κ兩者）為26.5公升，且氫氟酸的體積為〇,540公 ，正確的酸液體積為+ /_ 5毫升（ 0.005公升）。 著水比酸的高比率，希望水的量能容易地由任何合

4 6 65 5 c _案號89112985__壬月曰 修正_ 五、發明說明（2) 理準確的習用方法而測量出來，但是酸液體積必須制定出 非常地準確，因此，在此技藝中的一個確定目的，係為提 供一個酸液準確體積到洗滌液中。 【習知之技藝】 在觀念中，酸能由手測量得知，係使用常見的實驗室 測量裝置，然而，一個製造環境需要另一個自動化技術。 習知技藝已建議使用測量閥門，以提供準確數量的去 離子水及氫氟酸至容納洗滌液的槽體中。然而，若壓力沒 有保持固定，這些閥門係不準蜂的，且常要求更換而造成 特別支出。 【發明之概要】 據本發明所載’一槽體係用於容納酸液，且提供一可 調整的溢流官，溢流位準開始提供於一稍微大於酸液體積 的體積，該酸液將會提供到洗滌液中。該槽體亦具有一垂 ;可調整體積佔用兀件’係會減少酸液的體積，而可保持 流位準之下，最佳體積佔用元件係為一螺桿，係螺旋 土過支撐於槽體中，旋轉該螺桿以升高或降低螺桿，且 因此以一速率改變體積，而可容許簡單的調整。 【圖號之簡要說明】 1 2 槽體 14 洗滌液 15 槽體 16 導管 17 正方形底部

4 6 65 5 3 _案號89112985_年月日 修正 五、發明說明（3) 18 直角邊壁 19 頂部 20 導管 20a 上部 20b 下部 21 排出閥 22 接頭 23 溢流管 23a 部份 24 虛線 25 接頭 26 上邊緣 27 體積調整裝置 28 螺桿 30 線路 32 螺線管閥門 33 接點 34 線圈 35 鄰近感應器 36 線路 37 計時器 【較佳實施例】 第1圖之裝置一介紹 槽體12係容納一與去離子水稀釋的氫氟酸的洗滌液14

4 6 655 3

體與洗滌液為一般常見的且顯示說明於第丄圖中，一 2常見的且未顯示於圖式中的裝4 ’支撐—晶圓至洗滌液 ，^使晶圓浸入於一段充分的時間，以進行一所選擇的 敍J操作於暴硌晶圓表面的二氧化石夕上，如同剛解釋的， 餘J的數畺係為一功鲍，晶圓易受到蝕刻劑支配及蝕刻劑 在本發明之裝置係用於分配酸液之前，係提供一適當 供應量的去離子水，且一所選擇數量係置放於槽體12内= 測量及分配槽體 本人新穎測量及分配裝置包括有一槽體〗5，係建造以 容納一所選擇出體積的氫氟酸，以提供一個易於調整該體 積的裴置，如同將會容易地理解，與接觸醆液的槽體15及 其他零件係由咐酸材料所組成的，或塗佈耐酸材料。 較佳的槽體具有一邊為6公分的正方形底部壁I?、及 —邊具有19公分高的長方形邊壁18，該較佳的槽體亦具有 一頂部19，這些範圍提供一個686立方公分（0.686公升） 的體積，這些數值說明槽體的體積大於酸液的體積（於有 關稍早的例子的0, 5 4 0公升）的必要條件。 從另一個一般的觀點，酸液的體積將會被選擇有關於 洗滌液1 4的體積及希望的濃度，本發明將會很容易地從更 多有限近似值而了解，於1 5中酸槽的較佳體積約為半公升 、且總數槽體體積係為約為一公升。 酸液填充及分配裝置 在觀念中，酸液能從一包含有酸液的瓶子而被大量注 第7頁 ' 4 6 65 5 3

入槽體15中’但是最好酸液是經由導管16而提供出來的， 該導管1 6係可連接至任何酸液的供應，導管1 6可藉由—任 何習用連接物連接到槽體15的頂部19，表示於圖中。 酸液係從槽體15而被分配通過一導管20及一排出間門 21 ’導管20具有一上部2〇a，係藉由一接頭22而連接到槽 體15的底部17 ’且導管2〇具有一下部2〇b，係從排出閥門 2 1的出口延伸到容納蝕刻洗滌液丨4的槽體i 2上方的適當位 置’一用於排出閥門2 1的控制系統將稍後會描述到。 槽體15的體積包括有上部2〇a的體積。 ΙΙΑΙ準控制系餅. 一溢流管2 3容許過量的酸液流出槽體，且因此定義酸 液在槽體令的位準’此位準係為虛線24表示’溢流管23係 藉由接頭25而連接至槽體15的底部，該接頭25係可鬆開以 容許溢流管23上升或下降至一希望位準的溢流線24，虛線 24的位置定義為在槽體中酸液的最大體積（包括在上部2 〇a 的酸液）’將描述於後，稍微不同的其他體積將會稍後描 述到。 如第1圖所示’溢流管2 3的上邊緣2 6最好為傾斜的， 以便酸液流進導管直到位準24下降至沿著邊緣26的最低點 ’此結構提供一個更明確定義的位準2 4。 通常’溢流到溢流管2 3的過量酸液將會被收集起來且 ，使用’且溢流管23的部份23a延伸至接頭25下方，此導 管在圖示中代表’收集裝置係不受槽體1 5支配且為組合裝 置。

4 6 655 3 ___案號 89112985_年月日___^_ 五、發明說明（6) 由溢流線24定義出來的酸液體積係為一明確數值，且 至少在觀念上溢流管23的垂直位置能調整，以將溢流線24 設置於一預設酸液體積的位準，然而，當洗滌液被取代 時’有時必要使得酸液的百分比小幅增加或減少，且這些 改變可使設置溢流管變得困難，係由於到溢流管2 3及接頭 2 5的通道可由晶圓製造線附近的元件而卡住，若溢流管及 接頭容易設置’藉由調整溢流管2 3而改變體積可為時間耗 盡。 jg赭調整裝置 一個體積調整裝置27係設置以佔用一溢流線24下的所 選擇體積，且容許槽體體積可調整為一特定的數值。 如第1圖所示’體積調整裝置包括有一螺桿28，係可 支承於一適當的支撐物内，如槽體15的頂部19，且具有互 補螺紋’該螺桿延伸至溢流線2 4上方或下方，隨著轉動螺 桿（最好由手）’此更進一步延伸溢流線2 4下方、或自這個 位置上升，且小體積係由槽體而取代或加入至槽體體積。 體積調整裝置27係適用於提供一槽體15的體積適當範 圍程度，具有較大直徑的螺桿對於每一個轉動提供較多的 位移’一個轉動的位移可由螺桿的直徑及螺紋的螺距而計 算出來，具有一廣泛範圍的螺桿的直徑及長度的裝置將可 容易操作，且圖式顯示這些零件可用於較佳裝置的接近尺 度。 具有較大螺紋長度的螺桿亦會增加位移的範圍，若預 期將會顯著改變溢流線24的位置時，螺桿的螺紋部份會被

4 6 655 3

當槽體已被充滿酸液至虛線2 4及酸液開始流進溢流管 部23a時，鄰近感應器35於線路36中產生一訊號以啟動一 計時器37，計時器37產生一訊號以激勵繼電器線圈34，且 打開螺線管闕門32及氣壓閥門2 1於一段足夠排出槽體的時 間，在此時間期間結束時，減少激勵線圈34且封閉閥門21 〇 _設置槽體1 j 一個最初設置槽體以容納一個酸液預選體積的操作員 ，可在任何適當方法中的位準24選擇適當位置，（與此位 準一致的體積只需稍微大於酸液的欲所達到的體積，在由 螺桿25產生的體積改變的範圍内）’例如’位置可由槽體 的範圍内計算出來、或一個已知體積的水可被置入槽體 内。

4 6 655 3 --tS__89U2985_年_月 曰 极工 五、發明說明（8) ~ 用於溢流管23的接頭23接著可被鬆開，把溢流管23與 在虛線24所選擇位置上邊緣26的最低點的適當位置，且'緊 繃接=25以密封溢流管到槽體的底部，且在所選擇位置上 卡住它，此技藝可被使用於設置所選擇體積的虛線以位置 、或槽體可被標記下來以顯示一連串測量的數個體積。 體積佔用螺桿28然後可被調整以產生—槽體所選擇體 積，一種產生此調整的方法，係可提升螺桿28於一高位置 、s又置在槽體中寓所達到體積的水、且然後放下螺桿直到 位準上升至溢流點。 通常，體積佔用螺桿2 8將具有一垂直範圍，係將包含 在酸性洗；條液的濃度的預期改變，且溢流位置的最勒設置 將會保持固定’除非需要在酸液濃度中較大改變。螺桿28 的位置能容易地改變調整在此範圍内的濃度。 其他的實施例 本發明已經以上述特定實施例做說明，惟熟習本技藝 之人士將可分辨地是本發明將可以所附申請專利範圍的精 神與範_中的改良進行，亦即該改變可於不違背本發明之 精神與範疇下為之。因此，所有的該改變皆落於本發明的 範疇中’且本發明係包含下列申請專利範圍之標的。

第11頁 4 6 655 1, δ™ 日修正 圖式簡單說明 第1圖係為本發明之裝置之簡式圖。

Him 第12頁

Claims (1)

1. 46 655 3 况 __案號 89112985_月 」-^- 六、申請專利範圍 1·一種用於供給一酸液的第一預設體積至一去離子水的 第二預設體積之裝置，以形成用於餘刻一半導體晶圓 的一預選濃度之洗蘇液，包括有· 一槽體，係適用於容納酸液，且具有一大於酸液的第 —預設體積之第二預設體積而會供給於該洗滌液， 且一第一導管及一第一閥門係用於控制從該槽體到 洗滌液的酸液流量； 一溢流管，係用於當供給到槽體的酸液達到溢流管的 溢流位準時將酸液流回槽體酸，在溢流位準下的槽 體的體積係大於要供給於洗滌液的酸液的第一預設 體積；及 一體積佔用元件，係位於槽體内且延伸至溢流位準上 面或下面，該體積佔用元件係與溢流位準有關的調 整’以調整包含溢流位準下面到該第一預設體積的 酸液的體積。 2 · 3 · 4 . 5 _ 如申請專利範圍第1項所述之裝置，包括有—用於供 給酸液至槽體的第二導管。 如申請專利範圍第1項所述之裝置，包括有用於支樓 而固定該第二導管於槽體上的工具。 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中該溢流管係 可垂直調整，以調整溢流位準的位置。 如申請專利範圍第4項所述之裝置，其中該溢流管延 ^穿過槽體的底部，且藉由一可鬆開接頭與槽體的底 ^密封’係可容許溢流位置可被調整。

   第13頁 4 6 655 3 _案號89112Q85_年 _月 目_to___ 六、申請專利範圍 6 ，如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中該體積佔用 元件係一桿體。 7.—種用於供給一酸液的所選擇體積至一去離子水的預 設容量之裝置，以形成用於蝕刻一半導體晶圓的一預 選濃度之洗滌液，包括有： 一槽體，係適用於容納酸液，且具有一大於將要供給 到該洗滌液的酸液體積’且一第一導管及一第一閥 門，係用於控制從該槽體到洗滌液的酸液流量； 一溢流管，係用於當供給到槽體的酸液達到溢流管的 溢流位準時將酸液流回槽體酸，在溢流位準下的槽 體體積係大於要供給於洗滌液的酸液體積；及 一桿型體積佔用元件，係位於槽體内且延伸至溢流位 準上面或下面，該體積佔用元件係為與溢流位準有 關的調整，以調整包含溢流位準下面到該第一預役 體積的酸液的體積。 8 ·如申請專利範圍第7項所述之裝置，包祛有用於鬆開 支撐而固定該溢流管於槽體上的工具，以容許調^溢 流位準。 D π / 9 ·如申請專利範圍第7項所述之裝置，其中該溢流管的 邊緣與酸液面傾斜，以便於在邊緣的最小周長時酸液 溢流至導管。 ' 1 0 ·如申請專利範圍第9項所述之裝置，其中該第一闕η 係可控制的，且該裝置包括有一感應器，^可測出在 溢流管中酸的流量’之後，用於打開排出聞門於一預

   第14頁 4 6 655 3 ---------89112985_年月 曰 修ίί_ 六、申請專利範圍 設時間内，以足夠排出在槽體中的酸液。 1 1 ·—種用於形成蝕刻一半導體晶圓之洗滌液之方法，包 括有下列步驟： 提供—槽體，以容納洗滌液的酸性成份； 提供一用於槽體之溢流管，溢流位準定義在槽體内的 —第一預設體積，該第一預設體積大於將供給到洗 滌液中酸的體積； 設置一體積佔用元件於槽體内’係在溢流管體積延伸 至溢流位準上面或下面的適當位置；及 調整與溢流位準有關的體積佔用元件位置，以提供一 酸液的預選數量，當槽體被填滿至溢流位準；及 流空槽體進一洗滌液，該洗滌液包含有一預設數量的 水。 1 2 ·如申請專利範圍第丨丨項所述之方法，其中該方法包括 有調整溢流管的位置，以建立對於溢流體積的一所選 擇數值。 1 3 *如申請專利範圍第丨2項所述之方法，其中該調整溢流 管位置的方法包括有鬆開一連接導管到槽體底部的接 頭、移動導管至一所選擇的位置、及再固定該接頭。 1 4 ·如申請專利範圍第丨3項所述之方法，其中該槽體具有 一導管及一閥門，用於控制從該槽體到洗滌液的酸液 流量，且其中該流空槽體的步驟包括有當槽體填充至 溢流位準時而偵測在溢流管中酸液的流量、打開該閥 門於一足夠流空槽體的固定時間、及接著關閉該閘門

   4 6 655 3

   第16頁