TW506857B

TW506857B - Temperature controlled gassification of deionized water for megasonic cleaning of semiconductor wafers

Info

Publication number: TW506857B
Application number: TW089110051A
Authority: TW
Inventors: Stephan Kudelka; David Rath
Original assignee: Infineon Technologies Corp; Internat Businessnmachines Cor
Priority date: 1999-05-25
Filing date: 2000-08-08
Publication date: 2002-10-21
Also published as: EP1181112B1; DE60017385D1; WO2000071268A1; US6295998B1; EP1181112A1; JP3624162B2; CN1351523A; KR100454005B1; JP2003500842A; KR20020009620A

Description

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 506857 A7 B7 五、發明説明（/ ) 相關專利申請案的交互參照本專利係關於與本案同時申請（Siemens 99 P 7607 US-S· Kudelka及D. L. Rath)、具有共通的轉讓人及共通的發明人之美國專利序號〇9/318，155，其之標題爲「百萬赫超音波洗淨半導體晶圓用的去離子水之溫度控制式氣化」。發明領域本發明關於一種系統，其包含一種百萬赫超音波洗淨半導體晶圓用的去離子水之溫度控制式氣化的方法及裝置配置，且更詳而言之，關於一種系統，其用於製備一種含有實質上100%飽和濃度的不反應性洗淨增強氣體溶解在內的去離子水以選定的高洗淨溫度及選定的伴隨洗淨壓力來洗淨半導體晶圓，例如矽晶圓。本文中所用的”不反應性"洗淨增強氣體係意味任何能溶於去離子水中的氣體物質，其用於洗淨半導體的污染物，如粒子，而不會與任何存在於水中或半導體晶圓中或上的成分反應（即，對於化學反應係呈鈍性的）。而且，本文所用的”半導體晶圓’’係意味任何微電子裝置、基板、晶片或類似物，例如矽，其用於提供積體電路或其它相關電路結構，它們接受污染粒子的移除及洗淨化學程序。發明背景在晶圓基板或晶片如矽晶片上製造微電子半導體裝置以形成積體電路（1C)等時，各種金屬層及絕緣層係依所選的順序沈積。爲了在可用的基板區域上使裝置構件的積體 -3- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

506857 A7 ____ B7 五、發明説明（2 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 程度達到最大，以便在同一區域安裝較多的構件，所以增加1C的微形化。在超大型積體電路（VLSI)中，例如在次微米（1微米以下，即1000奈米或10,000埃）尺寸中，較密的元件組裝係需要減少間距尺寸。半導體晶圓之1C製造中所用的一型濕式化學製程係涉及對晶圓作洗淨以移除其表面上的污染粒子。此之達成可藉由將晶圓浸於一種接受快速攪拌的熱去離子水中，該攪拌例如是施予不反應性洗淨增強（產生氣泡）氣體，例如氮氣（N2)及/或百萬超音波振動。就晶圓如矽晶圓的總洗淨而言，已經使用所謂的"RCA 洗淨”方法，其中用兩種洗淨劑依順序處理晶圓，在第一步驟中即所謂的SCI(標準洗淨1)中，用含鹼的溶液，例如用過氧化氫（H202)和氫氧化銨（NH4OH)在去離子水中的溶液，移除有機或粒狀污染物，然後在第二步驟即所謂的 SC2(標準洗淨2)中，用含酸的溶液，例如過氧化氫和氯化氫（HC1)在去離子水中的溶液，移除金屬雜質。達成各處理步驟，例如在約75-851歷約10-20分鐘，接著爲一沖洗步驟，典型上使用熱的去離子水。通常在最後的沖洗步驟後，於乾燥步驟中將晶圓乾燥。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製爲了移除粒子，已經使用去離子Η20/Η202/ΝΗ40Η以約5:1:1體積比的傳統SCI混合物來洗淨晶圓，例如在約 65°C歷約1〇分鐘。使用在溶液中的高濃度之SCI化學品以及高溫，能藉由蝕刻晶圓表面和粒子至某一程度，因此降低粒子對晶圓的黏附力及促進粒子由晶圓上離開移動到 -4 - t ® ® (CNS 21 〇 χ 29?^t) — 506857 A 7 B7 五、發明説明（3 ) 大量的溶液中，而移除大部分的粒子。SCI溶液的高pH 亦會在晶圓和粒子上誘導負電荷，提供相互的排斥力而使粒子鬆脫不會再黏附於晶圓表面上。然而，該傳統的SC1 洗淨溶液係昂貴的且對於目前可用的裝置中所用的許多重要洗淨步驟中係太多的侵飩性。近來導入晶圓洗淨過程中的百萬赫超音波輔助技術係能具有較佳的粒子移除效率，其溶液實質上較沒有侵蝕性，而因此對於晶圓如矽晶圓表面較無害的。百萬赫超音波輔助洗淨溶液通常係爲傳統SCI溶液的稀釋形式，且視所尋求的效果而定在廣泛不同的溫度使用。在此方面中所使用的典型稀SCI溶液係一種去離子Η20/Η202/ΝΗ40Η以約 100:0.9:0.5 體積比的混合物，其中 98 + %(100/101·4 = 98·6) 係去離子水，而僅約1.4%構成活性化學品。因此幾乎所有的溶液都是水，其內所溶解的氣體量將會支配稀SCI混合物的總氣體濃度。目前並未完全了解百萬赫超音波輔助技術增強粒子移除作業的真正機制。然而如下所示可淸楚地知道洗淨溶液中所溶解的氣體量係爲有效洗淨即發生粒子移除的關鍵。以下的先前技藝中顯示半導體晶圓的洗淨方法之一些例子。 1995年11月7日頒發的美國專利第5,464,480號 (Matthews)號揭示一由半導體晶圓移除有機物質如光阻之方法，其係在一槽中用次周圍或冷（1-15 °C )的去離子水，其中臭氧擴散著，然後用去離子水沖洗。雖然在室溫或較本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ----------- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ITk 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 506857 A7 _____B7_ 五、發明説明（if ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 高的溫度中，臭氧在去離子中具有很低的溶解度，但是據說在次周圍溫度係充分溶解於其內而能將有機物質氧化成不溶性氣體。使用百萬赫超音波轉換器來攪拌槽中的臭氧化去離子水。就其內的RCA洗淨而言，用去離子沖洗晶圓，用臭氧化去離子水處理晶圓，其中氨（NH3)擴散以形成SCI溶液，及再度沖洗。其次，使用熱的去離子水來提升槽溫。然而，用去離子水洗.晶圓，其中臭氧氣體和鹽酸（即氯化氫，HC1) 氣體擴散以形成SC2溶液，之後用去離子水最後沖洗晶圓。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1998年2月3日頒發的美國專利第5,714,203號 (Schelenberger等人）揭示將矽晶圓沈浸於一含氟化氫（HF) 的水性洗淨液中，其使得晶圓具有疏水性，及移出其之水，同時使浴表面或是所移出並乾燥的晶圓接受氧氣/臭氧 (〇2/〇3)氣體混合物，該氣體混合物係單獨的或爲在對其呈化學鈍性的載體氣體中，如在空氣中，即氮、氧和二氧化碳（N2、02 及 C02)，或二氧化碳、氯（He)、氖（Ne)、氬（Ar)、氪（Kr)、氙（Xe)或氡（Rn)。當施用於浴表面時，氣流會降低液面張力以幫助晶圓的乾燥，而當施用於乾燥後的晶圓時，氣體使晶圓表面呈親水性的β若洗淨浴含有臭氧，則晶圓表面亦被親水化。 1996年10月29日頒發的美國專利第5,569,330號（Schild 等人）揭示依序地在同一容器中用一含HF的液浴化學處半導體晶圓而使得晶圓表面呈疏水性，然後用一含臭氧的液 -6- 本^尺度適用中國國家標準（〇奶）八4規格（210父297公釐） 506857 A7 B7 五、發明説明（t ) 浴而使得晶圓表面呈親水性，同時在兩者中皆施予百萬赫超音波的處理步驟，最後將晶圓乾燥.。亦可在這些處理步驟之間使晶圚乾燥。 1996年5月28日公佈的美國專利第5,520,744號 (Fujikawa等人）揭示在一密封的室內依序地用三種恒溫加熱（例如60°C)的去離子水之化學浴來處理矽晶圓，及亦在各化學浴處理之後用去離子水沖洗浴，該化學浴分別含有 (1)過氧化氫和氨，（2)HF，及（3)過氧化氫和HC1。在最後的沖洗浴之後，將鈍氣和有機溶劑之蒸氣，例如氮氣和異丙醇者，施用於晶圓以降低其上所殘留的去離子水之表面張力，以幫助晶圓的乾燥，此係在減壓下達成，而同時減少污染物粒子對其之黏附力。 1998年9月1日公佈的美國專利第5,800,626號（Cohen 等人）（具有與本案相同的發明人，且轉讓給IBM公司）揭示一種方法，用於控制在特定的程序溫度以含去離子水的洗淨溶液用百萬赫超音波輔助洗淨一種微電子裝置的基板之效果。達成此係藉由將水作真空脫氣，然後添加氣體，例如氮氣，量爲能在特定程序溫度提供一種僅部分被氣體飽和（例如60-98%)的洗淨溶液。此洗淨溶液係一種去離子 Η20/Η202/ΝΗ40Η以例如10:1:1至1000:2:1體積比的稀溶液（SCI)，或去離子 H20/H202/HC1 以 10:0:1 至 1000:1:1 體積比的稀溶液。第一部分經真空脫氣的去離子水及第二部分至少部分被氣體飽和的去離子水能以一種在特定程序溫度有效提供僅部分被氣體飽和的水之比例混合。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2!0X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂* 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 506857 A7 ____ B7 五、發明説明（6 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 該美國專利第5,800,626號提及在較高溫度或較高的施加壓力可以減少氣體可能溶解在溶液中的量，俾在加熱被氣體飽和的水時導致某些已溶解的氣體經由氣泡排出。一個危險係在於晶圓洗淨溶液中若有太多的氣體則由於溫度所驅使的飽和而使得在熱的去離水中形成氣泡，而在矽表面中造成缺陷。而且，氧存在於去離子水中可能對氫封端的矽表面造成蝕刻及使粗糙化，因爲雖然氧氣對於氧化物晶圓表面呈鈍性的，但會與該矽表面反應的。爲了這些緣故，去離子水典型上係以脫氣過的形式提供，及用特定溶解度的個別氣體來再氣化該脫氣過的水，而溫度依賴性爲在特定的程序溫度提供僅部分被氣體飽和的水。雖然該僅部分被氣體飽和的水係能有效地在較低的百萬赫超音波功率、較低的溫度及遠較低的化學品濃度達成基板的洗淨，但是該僅部分被氣體飽和的水係僅限用於在一種特·定的程序溫度。該美國專利第5,800,626號的揭示係倂於本文中作參考。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製明顯地，在百萬赫超音波洗淨半導體晶圓如矽晶圓用的去離子水中，不反應性洗淨增強（產生氣泡和攪拌）氣體的氣體濃度對於粒子的數目有強烈影響，即對於洗淨後殘留的污染物粒子量（與洗淨前最初的量比較）有強烈影響。關於此點，就親水性晶圓而言，例如使用標準SCI和 SC2而言，使用百萬赫超音波振動時通常需要洗淨浴具有高濃度的洗淨增強（即攪拌）氣體在其內。另一方面，就疏 -8- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ⑽ 57 A7 _B7 _ 五、發明説明（7 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 水性晶圓而言，例如使用HF處理而言，洗淨浴中的高氣體濃度而導致氣泡的過度形成’係不利的且通常造成高的粒子計數，即在洗淨後晶圓上殘留著大量的污染性粒子。此係因爲氣泡易於在疏水性表面上成核或遷移至該表面或在其上沈積粒子。就疏水性晶圓而言，使用適當低於飽和濃度的稀HF溶液。因爲稀洗淨溶液主要係爲去離子水，所以必須特別注意目前用於洗淨半導體晶圓的濕式洗淨工具中所用的去離子水中之溶解的氣體量。爲了讓在連續的淸洗及沖洗步驟的特定洗淨作業中，各處理步驟所用液浴中有最適的氣體濃度，目前用於該目的之濕式洗淨工具在某些案例中係裝設有一種爲氣化器/ 脫氣器形式的氣體調整構件，如所謂的接觸器。此構件典型上係爲一種密封室，其被一透氣性隔膜分隔成一液室（水空間）及一氣室（氣體空間），而水係供應至水空間。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製當將構件使用爲氣化器時，氣體係藉由一種當作壓力泵的泵而供應至氣體空間，及依次地經由隔膜以所選的正壓供應至水，以便藉增加該濃度來調整水中所溶解的氣體濃度。另一方面，當將構件使用爲脫氣器時，氣體係經由隔膜由水中移除，及依次地藉由一當作抽吸泵的泵在所選的真空壓力下由氣體空間移除，以便藉由減少該濃度而調整水中所溶解的氣體濃度。氣化器通常位於工具前，即在用於將例如室溫（冷）的去離子水加熱到（熱）洗淨溫度的加熱器之上游，之後將它 -9- 本紙張尺度適用中國國家標準（CMS ) A4規格（210X297公釐） 506857 A7 B7 五、發明説明（分） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 傳送給氣化器，然後將水傳送至半導體晶圓洗淨用的洗淨槽。然而，室溫（冷）和預熱（非常熱）的去離子水皆可供應的，冷和非常熱的供應水能以預定比例混合以提供處理熱洗淨溫度的水。然而，目前的濕式洗淨工具皆無將以下者列入考慮：在較高的溫度，洗淨浴的去離子水中可能發生氣體的過飽和（超飽和）。此明顯地減少在洗淨步驟時的百萬赫超音波振動效率。. 希望能夠有一種系統，其包含一種方法和一種裝置配置，容許在加熱至所選的高洗淨溫度以便在百萬赫超音波振動的作用下洗淨半導體晶圓之前，選擇地調整去離子水中的氣體濃度，俾避免所加熱的去離子水中之無效率的氣體過飽和或欠飽和。發明槪述經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本發明藉提供一種系統而排除上述缺點，該系統包括一方法及一種裝置配置，其容許在加熱至一選定的高洗淨溫度以在百萬赫超音波振動作用下洗淨半導體晶圓之前，選擇地調整去離子水中的氣體濃度，而因此在所加熱的去離子水中避免無效率的氣體過飽和或欠飽和。特別地，就增加的百萬赫超音波洗淨效率而言，去離子水中的氣體濃度必須控制成爲洗淨程序溫度的函數。本發明第一觀點爲提供一種方法，其用於製備一種在洗淨半導體晶圓如矽晶圓時的選定之高洗淨溫度和選定之伴隨洗淨壓力下，含有實質上100%飽和濃度的不反應性 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準( CNS ) A4規格（210X297公釐） " 一 506857 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（9 ) 洗淨增強氣體溶解在內的去離子水。該方法包括步驟爲：調整第一部分去離子水之已溶解的不反應性增強氣體濃度，該去離子水具有預定之初濃度的該氣體溶解在內且具有預定的初較低溫度’而在該初較低溫度時提供一種經預定欠飽和調整的溶解在內之氣體濃度；及調整所產生之已調整氣體濃度的第一部去離子水之溫度，其係藉由混合預定比率的一溫度調整量之第二部分去離子水（其具有預定之初濃度的該氣體溶解在內且具有預定的初較高溫度），足以在洗淨半導體晶圓用的洗淨溫度和洗淨壓力下形成一種含有該實質上100%飽和濃度的氣體溶解在內之去離子水熱浴。典型地，洗淨溫度係約50-85°C(122-185°F)，如約66 °C(151°F)，第一部分的去離子水之初較低溫度係約15-30 °C (59-86°F)，如約25°C (77°F)，第二部分的去離子水之初較高溫度係約 60-95°C (140-203°F )，如約 80DC (176°F )，而且至少比洗淨溫度高約5°C (9°F )，洗淨壓力係約大氣壓力。較宜地，第二部分的去離子水具有實質上100%飽和的初濃度氣體溶解在內，而第一部分的去離子水之氣體濃度係被調整以提供一種至少約90%且至多低於實質上100% 飽和濃度的欠飽和經調整濃度的氣體溶解在內。根據一較佳的特徵，該方法更包括將一種化學洗淨劑加到熱浴中，如鹼性洗淨劑，例如包含過氧化氫和氫氧化 -11- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

506857 Α7 Β7 五、發明説明（丨ο ) 銨或類似物，以便提供一種非常稀的洗淨溶液。典型地，該稀洗淨溶液包含去離子h2o/h2o2/nh4oh的鹼性洗淨溶液，體積比例如爲 10:1:1 至 1，000:2:1 ，尤其 100:0.9:0.5(SC1)。根據另一較佳的特徵，該方法更包括藉使半導體晶圓與熱浴接觸而洗淨半導體晶圓，如將晶圓浸於熱浴中及將百萬赫超音波振動施予熱浴。特別地，該方法包括將具有預定初濃度的氣體溶解在內和預定初較低溫度的第一部分去離子水氣化，以提供一種在初較低溫度的具有預定欠飽和經調整濃度的氣體溶解在內者；及加熱所產生之已調整氣體濃度的第一部去離子水，其係藉由混合預定比率的一溫度調整量之第二部分去離子水（其具有預定之初濃度的該氣體溶解在內且具有預定的初較高溫度），足以在洗淨半導體晶圚用的洗淨溫度和洗淨壓力下形成一種含有實質上100%飽和濃度的氣體溶解在內之去離子水熱浴。不反應性洗淨增強氣體典型上包括氮（N2)、氦（He)、氖（Ne)、氬（Ar)、氪（Kr)、氙（Xe)、氡（Rn)，輕烴類如甲烷 (CH4)和乙院（C2H6)，輕全氟化烴如四氟甲烷（四氟化碳， CF4)，輕醚類如甲醚（CH3OCH3)，輕氟化醚類等等。若中等酸性的pH無問題時，氣體甚至可爲二氧化碳（c〇2)，若某些氧化活性無問題時，氣體甚至可爲一氧化二氮（笑氣 N20) 〇然而’所用的不反應性洗淨增強氣體和去離子水各係 -12- 本紙張尺度適用中國國家襟準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） *---丨«裝丨I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂” 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 506857 A7 B7 五、發明説明（丨丨）實質上無氧的，且較佳爲本質上無氧的。 ------_.—^裝— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明第二觀點爲提供一種裝置.配置，用於製備一種在洗淨半導體晶圓如矽晶圓時的選擇之高洗淨溫度和選擇之伴隨洗淨壓力下，含有實質上100%飽和濃度的不反應性洗淨增強氣體溶解在內的去離子水。該配置包括一氣化器室，與第一流量控制裝置流通連接；第一流量控制裝置係與液體混合裝置流通連接，以便將一已調整氣體濃度的第一液體由室供應給它；第一液體入口裝置，用於在第一預定溫度和第一預定濃度的氣體溶解在內時，將第一部分的液體供應給室；氣體入口裝置，用於供應氣體給該室；施壓裝置，其與氣體入口裝置流通連接，以便在一選擇的調整過之壓力下供應氣體給室；及感壓裝置，用於感知室內的壓力。該配置更包括第二流量控制裝置，其與混合裝'置流通連接，以便在第二預定溫度和第二預定濃度的氣體溶解在內時，將第二部分的液體供應給混合裝置；及感溫裝置，用於感知該混合裝置中的液體溫度。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製控制裝置係連接至施壓裝置、感壓裝置、感溫裝置、第一流量控制裝置及第二流量控制裝置以控制施壓裝置的操作而選擇地調整室中的壓力，及控制第一和第二流量控制裝置以選擇地調整第一和第二液體經由混合裝置的各個流動，以提供所生成的混合液體其對應於在一選擇的經調整濃度之氣體溶解在內且在一選擇的高溫和伴隨壓力下的去離水之熱浴。 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 506857 A7 ____B7 五、發明説明（ί2 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 根據本發明的一較佳特徵，該配置更包括一洗淨槽，設置用於接受來自一種百萬赫超音波洗淨半導體晶圚用的混合裝置之生成的混合液體。由以下之詳細說明及伴隨的圖式和申請專利範圍，將更易了解本發明。圖式之簡單說明第1圖係本發明的裝置配置之示意圖，其用於製備百萬赫超音波洗淨半導體晶圓用的經氣化和經加熱之去離子水；第2圖係一曲線圖，顯示在25°C恒溫時去離子水的氮化矽粒子移除效率爲氮氣濃度的函數；及第3圖係一曲線圖，顯示在不同溫度時於一大氣恒壓下去離子水的最適氮氣濃度。注意圖式係未按比例的，某些部分被誇大顯示以使得圖式更易於被了解。詳細說明經濟部智慧財產局員工消費合作社印製現參閱第1圖，其顯示一種依本發明的裝置配置10，用於製備一種在選定之高（熱）洗淨溫度和選定之伴隨洗淨壓力下，含有實質上100%飽和濃度的不反應性洗淨增強氣體溶解在內的去離子水，以形成一種熱浴供洗淨半導體晶圓如矽晶圓。配置10包括氣化器室11、第一流量控制器12、混合器13、洗淨槽14、壓力泵17、感壓器19、感溫器20、第二流量控制器21、控制器22、泵控制線路23、壓力控制線路24、第一流量控制線路25、溫度控制線路 -14 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A7

五、發明説明（丨3 ) 26、第二流量控制線路27、及化學品進料器28。室具有入水口 15和入氣口 16，而泵17具有吸氣口 18。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 氣化器室11係與第一流量控制器12流通連接，例如形成第一計量閥，其依次地與混合器13流通連接，該混合器例如形成爲混合閥。第二流量控制器21例如形成爲混合閥，同樣地與混合器13流通連接。混合器13係安排用於接受一在預定的初較低（冷）溫度和第一預定的體積流速（例如2.55.加侖/分鐘，由第一流量控制器12所控制）之來自於氣化器室u的第一部分去離子水’及接受一在預定的初較高（非常熱）溫度和第二預定的體積流速（例如7.45加侖/分鐘，由第二流量控制器21 所控制）之第二部分去離子水，以便在其內以預定的體積比（例如25.5%的冷部分對74.5%的非常熱部分）作混合，例如在流速爲10加侖/分鐘時，而提供所要的熱去離子水，俾洗淨溫度爲約50-85°C，例如66°C。洗淨槽14係以傳統的方式配置，以便接受來自於混合器13的熱去離子水，俾執行一或多個半導體晶圓（未於圖示）的批式作業洗淨。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製氣化器室11可由傳統的脫氣器/氣化器室所適當地提供，即一種密閉的室，例如密封的室，其被透氣性隔膜（未於圖示）分隔成一液室（水空間）及一氣室（氣體空間）。當用爲氣化器時，室11具有供水進入的入水口 15及供氣體進入的入氣口 16。藉由壓力泵17將氣體供應給氣體空間，該氣體依次地經由隔膜以所選的正壓供應，以便藉增加所溶解的氣體之濃度而調整此濃度。 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 506857 A7 _____B7_ 五、發明説明（丨If ) 入水口 14係連接至第一去離子水源（未於圖示），以便保持脫氣器室11的水空間完全被第一部分的去離子水所塡滿。此第一部分的去離子水最好本質上無氧的，例如一種具有預定初濃度如約48%(8ppm)的不反應性洗淨增強（產生氣泡及攪拌）氣體--例如氮氣（N2) —溶解在內的冷去離子水，及在約15-30°C之預定的初較低溫度，特別是在周圍溫度或室溫，如約25 °C。第一去離子水源典型上係爲一種已經預先脫氣的去離子水以由其去除所有的氣體，俾使水不含有氧。本質上無氧的去離子水係儲存在一貯槽中，典型上維持在大約室溫，如約15-30°C，例如25°C，經惰性氣體如氮氣之層所覆蓋，在壓力差或泵壓力下足以流向脫氣器11。在該條件下儲存，能用惰性氣體如氮氣將冷的去離子水氣化，例如至該48%(8ppm)飽和度。壓力泵17的吸氣口 18係連接至不反應性洗淨增強氣體源，如氮氣筒（未於圖示），以便供應該氣體給氣化器室 11。爲此目的，壓力泵17係連接至氣化器室11的入氣口 16。感壓器19與氣化器室11的氣體空間連通以便感知及監視壓力、其內之氮氣平衡時的分壓。壓力泵17與感壓器19配合以便將氣化器室11的氣體空間保持在一選定的壓力。此導致選定量的氮氣溶解在氣化器室11的水空間中之水內，其係藉由從氣體空間通經隔膜以便調整氣化器室11內的去離子水中所溶解的氣體濃度。 -16 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） .--,,_ 衣-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ★ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 506857 A7 _____B7_ 五、發明説明（Ifr ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 該第一部分的去離子水之氣體濃度因此增加而提供一種經欠飽和調整濃度的氮氣溶解在內，如48%(8ppm)到至少約90%，及至多低於實質上100%飽和濃度，例如約 95.4%(15.8ppm)氣體飽和度。第二流量控制器21係連接至第二去離子水源（未於圖示），亦較佳爲本質上無氧的，且具有預定的初濃度，如實質上100%(8ppm)的氮氣溶解在內，及約65-95°C預定的初較高（非常熱）溫度，例如約80°C，且至少比50-851洗淨溫度高至少約5°C。第二去離子水源典型上亦爲一種已經預先脫氣的去離子水以由其去除所有的氣體，俾使水不含有氧。本質上無氧的去離子水然後被加熱至非常熱之溫度，如約60-95°C，例如80°C，及以該非常熱之溫度儲存在貯槽中，此貯槽係經惰性氣體如氮氣之層所覆蓋，在壓力差足以幫助·流向第二流量控制器21下。在該條件下儲存，能用惰性氣體如氮氣將非常熱的去離子水氣化，例如至該l〇〇%(8ppm)飽和度。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製第二流量控制器21係安排用於將第二部分的初實質上100%(8ppm)飽和氣體濃度、非常熱（60-95°C，例如80 °C )的去離子以預定的體積比（7·45加侖/分鐘）水送至混合器13，經由第一流量控制器12由氣化器室11進給第一部分（2.55加侖/分鐘）的95.4%經調整氣體濃度的冷（15-30 °C，例如25°C )去離子水。依此方式，冷和非常熱的水部分互相混合以提供一種 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） _______87 506857 A7 五、發明説明（) 去離子水（10加侖/分鐘）的熱浴，其爲實質上100%(16·6ρρπ〇飽和濃度的氮氣溶解在內，在50-851，例如66°C的洗淨溫度，及伴隨的洗淨壓力，例如大氣壓力。感溫器20係安排用於感知和監視混合器13中的去離子水溫度。因此，假定中央或局部供應25°C具有48%(8ppm)氮氣濃度的冷去離子水及中央或局部供應80°C具有l〇〇%(8ppm) 氮氣濃度的非常熱去離子水，及在濕式洗淨工具調整水的局部氣體濃度以提供10加侖/分鐘的流速，以形成66°C具有100%(10PPm)飽和氣體濃度的熱洗淨浴，則冷水係被氮氣所氣化，具有48%(8ppm)至95.4%(15.8ppm)濃度，且以 2,55加侖/分鐘的流速與非常熱的水（流速7.45加侖/分鐘）混合。明顯地，氣體濃度調整及溫度調整係取決於冷和非常熱的水部分之流速。因此，就供應一種溫度爲25 °C且絕對氮氣濃度爲 8ppm(48%飽和度）的冷去離子水，一種溫度爲80t：且絕對氮氣濃度爲8ppm(100%飽和度），及一種流速爲10加侖/ 分鐘的洗淨浴去離子水，而欲成爲一種溫度爲66T：且絕對氮氣濃度爲10ppm(100%飽和度）的熱去離子水而言，非常熱的去離子水之流速X係如下計算：經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 80x + 25(l-x) = 66(1)；因此 80x + 25-25x = 66 ; 55χ = 41 ;而 χ = 0·745 或 74.5%，即 7·45 加侖 / 分鐘。冷的去離子水之流速（1-x)因此爲0.255或25.5%，即 2.55加侖/分鐘。同樣地，爲了達成適當ppm氮氣濃度與非常熱的去離 -18 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 506857 A7 B7 . ................................... ........................................................ II - _ _-.................... ...............咖_ ,||m訓...圖五、發明説明（I1?) 子水之混合，冷的去離子水必須被氣化至約15 .8PPm(95 ·4 %) 的絕對氮氣濃度y ’如下計具· 8(0.745) + y(0.255) = 10(1);因此 5 .96 + 0.255y = 10 ; 255y = 4·04 ;而 y = 15.8。假定相同於上述的條件但是熱的去離子水浴之溫度欲爲60°C而非66t，此根據第3圖的飽和曲線係對應於約 llppm(100%)的氮氣濃度，則非常熱的去離子水之流速X 係如下計算： 80x + 25(l-x) = 66(1);因此 80x + 25-25x = 66 ; 55x = 35 ;而 x = 0.636 或 63.6%，即 6.36 加侖 / 分鐘。冷的去離子水之流速（1-X)因此變成〇·364或36.4%，即3.64加侖/分鐘，而冷的去離子水必須被氣化至約 16.2ppm的氮氣濃度y，如下計算： 8(0.636) + y(0.364) = 11(1)；因此 5.09 + 0.364y = 11 ; 364y = 5·91 ;而 y = 16·2 〇同樣地，假定相同於上述的條件但是熱的去離子水浴之溫度欲爲70°C而非66°C，此根據第3圖的飽和曲線係對應於約9ppm(100%)的氮氣濃度，則非常熱的去離子水之流速X係如下計算： 80x + 25(l-x) = 70(1)；因此 80x + 25-25x = 70 ; 55x = 45 ;而 x = 0.818 或 81.8%，良P 8.18 加侖 / 分鐘。冷的去離子水之流速（Ι-x)因此變成0.182或18.2%，良P 1.82加侖/分鐘，而冷的去離子水必須被氣化至約 13.5ppm的氮氣濃度y，如下計算： -19- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ·裝· 訂' 506857 A7 B7 五、發明説明（丨技） 8(0.818) + y(0.182) = 9(1);因此 6.54 + 〇.182y = 9 ; 182y = 2.46 ;而 y = 13.5 〇因此，基於所欲製備的1〇〇%飽和氣體濃度的熱去離子水浴之要求的流速和溫度，及冷的去離子水以及非常熱的去離子水之已知的絕對氣體濃度和溫度，而可容易地計算出冷和非常熱的去離子水部分之體積比或流速’而根據冷和熱的去離子水部分之適當的體積混合比，因此冷的去離子水之絕對氣體濃度必須升高以便提供所欲之1〇〇%飽和氣體濃度的熱去離子水。洗淨槽14係適當地設在一選定的洗淨壓力，例如約大氣壓力（1大氣壓），最好配置成一密閉槽或室以避免外來的污染，例如與周圍大氣間接連通或以傳統的方式保持在其中。洗淨槽14係設有百萬赫超音波轉換器，如百萬赫超音波振動產生器（未於圖示），以傳統的方式將百萬赫超音波振動給予或施予洗淨槽14及依次地予洗淨槽14的熱去離子水（來自混合器13)，例如爲熱液浴，在約50-85 °C的熱洗淨溫度，尤其約66t，在伴隨的洗淨壓力，例如大氣壓力。控制器22分別經由泵控制線路23、壓力控制線路24、第一流量控制線路25、溫度控制線路26及第二流量控制線路27而連接至壓力泵17、感壓器19、第一流量控制器 12、感溫器20及第二流量控制器21。控制器22因此用於選擇地調整氣化器室11中的氣體壓力以及第一流量控制器12和第二流量控制器21的流速，以便在混合器13中 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）丨 ‘---*—·裝-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂-· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 506857 A7 _ B7 五、發明説明（丨？） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 選擇地混合第一和第二部分的去離子水，俾在洗淨槽13 中提供熱的去離子水，以便形成半導體晶圓之百萬赫超音波洗淨用的熱浴。洗淨槽14中的熱液浴可爲一般化學劑或成分以適當比例一如體積比（標準洗淨溶液）一在去離子水中的化學處理水浴，如過氧化氫和氫氧化銨以選定的比例在去離子水中的非常稀之鹼性溶液，例如體積比爲10:1:1至1，〇〇〇:2:1 的去離子 Η20/Η202/ΝΗ40Η，特別是 100:0.9:0.5。爲此目的，設有化學進料器28，其與洗淨槽14成操作關係，俾在由混合器13傳送熱浴至洗淨槽14後，以習知的方式添加該化學劑或成分至熱液浴中。氣化器室11及混合器13可安排用於接受和處理來自於對應的中央供給或局部供給源之冷的第一和熱的第二去離水部分，俾將冷的第一部分氣化而調整其內的氮氣或其它適當氣體之濃度，及將已調整氣體濃度的第一部分加熱 (藉使它以適當比例混合非常熱的第二部分）而達到所欲的溫度，以便用於半導體晶圓批式洗淨作業，例如在一或多個洗淨槽13中，包括該晶圓（單或多）之依序獨立的沖洗和洗淨處理。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製因此，根據本發明，在氣化器室11中完成冷的去離子水中之洗淨增強氣體如氮氣的分壓之溫度依賴性調整。於混合器111中與非常熱的去離子水混合後，製備得平衡之具有所預期的100%飽和氣體濃度之熱去離子水，可有效率地用於化學洗淨作業以及去離子水沖洗作業，尤其在洗 -21 - 本^張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) ' 506857 A7 _____B7 五、發明説明（^)) 淨槽14中與聯合用於洗淨矽晶圚。在恒定的熱溫，例如661，洗淨效率在個別液體/氣體系統的平衡氣體濃度達到最高。在不平衡狀態中的較高氣體濃度，如實際上所正常發生者，洗淨效率會降低。因此’使用處理順序爲氣化器->溫度調整器->處理室（即洗淨槽）的習知去離子水製備系統時，僅在溫度控制氣化器的氣化程度才能有最佳的百萬赫超音波效率。此係因爲氣體的溶解度係隨溫度之增加而減少。因此’必須將比較冷的去離子水氣化及使其與比較熱的去離子水混合’俾提供一種所欲之在比較熱溫度的去離子水洗淨浴。因爲習用的去離子水製備系統並不依賴熱的去離子水之高溫來控制冷的去離子水之氣化以用於確保洗淨作業，所以百萬赫超音波振動效率僅在一特定的洗淨程序溫度時才是最佳的。現參閱第2圖，其爲一曲線圖，矽粒子移除效率在y 軸（縱座標），而壓力（atm)在X軸。此圖顯示氣體過飽和及欠飽和的去離子水對於使用氮氣當作去離子水中所溶解的氣體之半導體晶圓洗淨效率的影響。在此粒子移除效率試驗中，遵循一般實務，矽晶圓首先被試驗粒子所污染，以可再現之方式。在此案例中，該試驗粒子爲氮化矽粒子。然後，測量已沈積的試驗粒子之數目。以已知所用的起始粒子量爲基準，由所移除的粒子量來計算粒子移除效率。在製造過程期間，晶圓表面上所存在真實粒子係大不 -22- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210>< 297公釐1 1 — ί 0ΐ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ★ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 506857 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 __B7五、發明説明（2/ ) 同於該晶圓表面上所存在的試驗粒子之本性。然而，此試驗僅供當作一種可接受的措施，用於測量特定的洗淨工具之洗淨效率。通常，可以假定在製造過程中所見到的晶圓表面上之真實粒子係更強地黏附在晶圓表面上，而因此比試驗粒子更難以移除。第2圖顯示污染的氮化矽粒子之粒子移除效率係爲氮氣濃度的函數，即移除效率=f(p)，或換言之，爲氣體分壓 (等於氣體濃度）的函數。實驗條件包括25°C的恒溫及範圍介於0.6-1.4大氣壓的氣體分壓，爲了調整去離子水所溶解的氮氣量，即脫氣或氣化，使用傳統的Hoechst接觸器當作氣體調節構件（脫氣器或氣化器），於25°C在當作濕式洗淨工具的CFM 8050系統中（CFM科技有限公司）中進行百萬赫超音波洗淨作業，使用SCI溶液（100:0.9:0.5 ;去離子水：過氧化氫：氧氧化銨）的濕式洗淨作業，在1‘大氣壓的壓力歷60秒鐘。第2圖中的垂直虛線代表正常或周圍大氣壓力 (latm)，因此在垂直虛線左方的氣體濃度代表在負壓時低於大氣壓力的不飽和，但是在垂直虛線右方的氣體濃度代表在正壓時高於大氣壓力的過飽和（超飽和）。由第2圖可淸楚見到，在氮的大氣壓力時（100%飽和平衡）最高的粒子移除效率。在較低和較高的氣體濃度’ 洗淨效率皆明顯地降低。去離子水中氮氣過飽和時所造成的粒子移除效率之下降原因可以解釋爲：形成過多的氣（氮氣）泡，其不利於吸 -23- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇X：297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) #,衣· 訂 .4 506857 A 7 ___ _B7_ 五、發明説明（22 ) 收百萬赫超音波的能量（在它達到晶圓表面之前）。茲相信，在較低的氣體濃度時粒子移除效率的降低係因爲：在平衡的氣體濃度時，安定的空穴減少了。此至目前爲止明顯地仍未被業界所察覺。茲注意到爲了淸楚地見到已溶解的氣體濃度對於洗淨效率的影響，必須將移除效率調整到低於100%(即70%)，因此使得吾人必須追蹤已溶解的氣體濃度對其之影響。爲此緣故，此處所進行的實驗必須用非常稀的SCI溶液（即 100:0.9:0.5 ;去離子水：：過氧化氫：氧氧化銨），經歷短的洗淨時間（即60秒鐘），在周圍溫度（即25t)。通常，洗淨效率係隨著溶液化學品濃度的增加、洗淨時間的增加及溫度的增加而增高。現參閱第3圖，其爲一曲線圖，氮氣（N2)在y軸（ppm)，而溫度（°C)在X軸。此圖顯示在不同溫度（約15-75PC)於1 大氣壓力已溶解氮之恒定總壓時，去離子水的最適氮氣濃度（ppm)。因此，最適平衡濃度係爲第3圖中氮氣所例示的平衡氣體濃度。第3圖中左方、中間、右方的三條垂直虛線分別代在25°C、29t、66t的溫度，而上、中、下三條水平虛線分別代表去離子水中所溶解的氮氣濃度： 18ppm、16.6ppm、lOppm 〇第3圖的飽和曲線顯示100%氮氣飽和度係對應於25 °C (左方垂直虛線）的約18ppm(頂水平虛線）、29°C (中間垂直虛線）的約16.6ppm、及66°C (右方垂直虛線）的約 lOppm(底水平虛線）。因此，將含18ppm氮的去離子水由 -24- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210〆297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) «等訂經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、經濟部智慧財產局員工消費合作社印製發明説明（u) 25°c加熱到66°c，或將含16.6ppm氮的去離子水由29°c 加熱到66°C，將導致在已加熱的去離子水中氮的嚴重過度飽和。另一方面，將含lOppm氮的去離子水由25。(：加熱到66t，或由29°C加熱到66°C，將導致在已加熱的去離子水中氮之理想的100飽和度。如由第3圖的飽和曲線可知，含16.6 ppm氮的水在25 °C等於在平衡時的約90%飽和度，代表一種氮的欠飽和狀態。如由第3圖的飽和曲線亦可知，在將去離子水由25 °C 加熱到66t後，與lOppm氮氣比較下，16.6ppm濃度係對應於在平衡時超過60%的飽和度。再度參閱第2圖，可知此超過60%的飽和度會降低氮化物粒子移除效率性能超過30%。如第2圖中所示，在1 ·0 大氣壓力（其等於去離子水中100%氮氣飽和度）時達成約 70%粒子移除效率。另一方面，在0.8大氣壓力（去離子水中欠飽和的氮氣濃度）時僅達成約40%的粒子移除效率，而在1.2大氣壓力（去離子水中過飽和的氮氣濃度）時僅達成約65 %的粒子移除效率。如上述，當氮氣以欠飽和濃度（即低於100%正常飽和度）溶解於去離子水中時’理想的安定空穴減少了 ’而當氮氣以過飽和濃度（即高於100%正常飽和度）溶解於去離子水中時，形成過多的氣泡’此不利於百萬赫超音波能量的吸收，因此在兩種情況中皆降低所施加的百萬赫超音波之效率。因此，如由第2及3圖可知’爲了提供在大氣壓力（1 atm) -25· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210X297公釐） ...........—，H. I - I- vn —I- I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -訂· .4 506857 A7 B7 五、發明説明（叫） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 於66 °C含有飽和濃度氮氣（100%正常飽和度）的熱去離子水，所用的去離子水必須調整到含有lOppm氮氣’俾在將水溫調整到66°C後，達成所要的飽和氮氣濃度。因此，第2圖的曲線證實當稀SCI溶液的總氣體濃度在所選的程序溫度爲實質上1〇〇%飽和値時，百萬赫超音波輔助的粒子移除係最有效的。依次地，第3圖的曲線證實在1大氣壓力即常壓的飽和氮氣濃度，進行粒子移除洗淨作業時，該氮氣濃度係爲溶液溫度的強函數。因此可以推知，視特定案例中所要使用的程序溫度而定，必須再調整所用的SCI溶液內之氣體濃度，俾使所施予的百萬赫超音波有最大的效率。而且，因爲不同的處理（其可用於製備開始第一和第二部分的去離子水），所以在適當的中央或局部製造場所（充當第一和第二部分的去離子水來源），可以廣泛變化所溶解的氣體之總量。因此若沒有所述之額外的去離子水氣體濃度調整，則所施予的百萬赫超音波洗淨作業將不會達到本發明所可達成的效率。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製由上述可明白，雖然目前尙未完全了解百萬赫超音波輔助技術增強粒子移除作業的真正機制，但是可知洗淨溶液中所溶解的氣體量係爲有效洗淨即粒子移除的關鍵。洗淨槽及/或化學洗淨步驟所使用的去離子水除了含有氮氣或其它適當的氣體外，亦含有一或多種適合的化學洗淨劑。在洗淨矽晶圓中，如需要，則在所意圖的稀SCI洗淨 -26- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 506857 A7 ____B7 五、發明説明（竑）步驟之前或之後可接著其它化學步驟。這些包括典型洗淨順序地使用蝕刻劑如稀HF溶液，例如於移除頂層矽氧化物以產生一種疏水性矽表面；一種SC2溶液，如去離子水、過氧化氫和鹽酸的混合物，即在SCI洗淨步驟之後，例如，以移除SCI步驟中所沈積的金屬污染物；及/或一種氧化用溶液，如硫酸與臭氧或過氧化氫的混合物，或在水中的已溶解之臭氧，即通常在SCI步驟之前，例如，以便移除有機污染物。該化學程序步驟之後，各通常接著晶圓沖洗步驟，後者使用去離子水來移除殘留的程序化學品。在完成所有的化學步驟和沖洗步驟之後，將晶圓乾燥。可在高溫進行後化學程序最後沖洗步驟，且其可倂合百萬赫超音波輔助以增強化學擴散/遷移效率。另一方面，依照本發明，使用兩部分的去離子水，第一部分具有初冷溫度，其比熱洗淨溫度低，而第二部分具有被非常熱溫度，其比熱洗淨溫度高且與第一部分依比例混合，以達成一種在洗淨溫度的混合物。另一方面，依照該同時申請的專利案之發明，所使用的一部分去離子水具有初冷溫度低於熱洗淨溫度且被加熱到洗淨溫度。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製茲留意該美國專利第5,800,626號之表1中含有以體積比爲 40:2:1、80:3:1 及 240:3:1 的 Η20/Η202/ΝΗ40Η 之 SC-1洗淨溶液在45°C、65t、22°C和23t於氮氣飽和度（其僅經評估爲50或100%飽和度）所進行的試驗之結果。然而這些評估的飽和度結果所根據的試驗係爲不牽涉本發明 -27- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2】〇X29<7公釐） 506857 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（26 ) 方式中的去離子水之選擇溫度依賴的氣體調整。因此，可以了解所述之特定的實施例係僅用於說明本發明的一般原則。可提供各種符合所述原則的修飾例。元件符號對照_表_: 10 裝置配置 11 氣化器室 12 第一流量控制器 13 混合器 14 洗淨槽 15 入水 □ 16 入氣 P 17 壓力泵 18 吸氣 P 19 感壓器 20 感溫器 21 第二流量控制器 22 控制器 23 泵控制線路 24 壓力控制線路 25 第一流里控制線路 26 溫度控制線路 27 第二流量控制線路 28 化學品進料器 -28- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

Claims

506857 A8 B8 C8 D8 々、申請專利範圍 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1.一種製備含有實質上100%飽和濃度的不反應性洗淨增強氣體溶解在內的去離子水之方法，其係在選定之高洗淨溫度和選定之伴隨洗淨壓力下用於洗淨半導體晶圓，該方法包括步驟爲= 調整第一部分去離子水之已溶解的不反應性增強氣體濃度，該去離子水具有預定之初濃度的該氣體溶解在內且具有預定的初較低溫度，而在該初較低溫度時提供一種經預定欠飽和諷整的溶解在內之氣體濃度；及調整所產生之已調整氣體濃度的第一部去離子水之溫度，其係藉由混合預定比率的一溫度調整量之第二部分去離子水（其具有預定之初濃度的該氣體溶解在內且具有預定的初較高溫度），足以在洗淨半導體晶圓用的該洗淨溫度和該洗淨壓力下形成一種含有該實質上100%飽和濃度的氣體溶解在內之去離子水的熱浴。 2·如申請專利範圍第1項之方法，其中該洗淨溫度係約 50-85°C，該第一部分的去離子水之初較低溫度係約15-30 °C，該第二部分的去離子水之初較高溫度係約60-95 t 且比該洗淨溫度高至少約5 °C，而該洗淨壓力係約大氣壓力。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3·如申請專利範圍第1項之方法，其中該第二部分的去離子水具有實質上1〇〇%飽和初濃度的該氣體溶解在內，而該第一部分的去離子水之氣體濃度係被調整以提供一種至少約90%且至多低於實質上1〇〇%飽和濃度的欠飽和經調整濃度的該氣體溶解在內。 -29 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 506857 A8 B8 C8 ____ D8 六、申請專利範圍 4 ·如申請專利範圍第1項之方法，其更包括將一種化學洗淨劑加到該熱浴中。 5 ·如申請專利範圍第1項之方法，其更包括將一種含有過氧化氫和氫氧化銨的化學洗淨劑加到該熱浴中。 6 ·如申請專利範圍第1項之方法，其更包括將一種含有過氧化氫和氫氧化銨的化學洗淨劑加到該熱浴中以提供去離子水：過氧化氫：氫氧化銨的體積比爲約1 〇: 1:1至 1，000:2:1 〇 7 ·如申請專利範圍第1項之方法，其更包括使半導體晶圓接觸該熱浴而洗淨半導體晶圓。 8·如申請專利範圍第1項之方法，其更包括將半導體晶圓浸於熱浴中及將百萬赫超音波振動施予該熱浴而洗淨半導體晶圓。 9·一種製備含有實質上100%飽和濃度的不反應性洗淨增強氣體溶解在內的去離子水之方法，其係在選定之約 50-8(TC的高洗淨溫度和選定之約大氣壓力的伴隨洗淨壓力下用於洗淨半導體晶圓，該方法包括步驟爲：調整第一部分去離子水之已溶解的不反應性增強氣體濃度，該去離子水具有預定之初濃度的該氣體溶解在內且具有預定的約15-30°C之初較低溫度，而在該初較低溫度時提供一種經預定欠飽和調整的溶解在內之氣體濃度；及調整所產生之已調整氣體濃度的第一部去離子水之溫度，其係藉由混合預定比率的一溫度調整量之第二部分 -30· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ) ,^ιέ— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂經濟部智慧財產局Μ工消費合作社印製 506857 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍去離子水，此第二部分去離子水具有預定之初濃度的該氣體溶解在內且具有預定的初較高溫度（約60-95°C且比該洗淨溫度高至少約5°C)，俾足以在洗淨半導體晶圓用的該洗淨溫度和該洗淨壓力下形成一種含有該實質上 100%飽和濃度的氣體溶解在內之去離子水的熱浴；及其更包括將該晶圓浸於該熱浴中及將百萬赫超音波振動施予該熱浴而洗淨該晶圚。 10.如申請專利範圍第9項之方法，其中該第二部分的去離子水具有實質上100%飽和初濃度的該氣體溶解在內，而該第一部分的去離子水之氣體濃度係被調整以提供一種至少約90%且至多低於實質上100%飽和濃度的欠飽和經調整濃度的該氣體溶解在內。 11·如申請專利範圍第9項之方法，其更包括將一種化學洗淨劑加到該熱浴中。 12·如申請專利範圍第9項之方法，其更包括將一種含有過氧化氫和氫氧化銨的化學洗淨劑加到該熱浴中。 1 3 ·如申請專利範圍第9項之方法，其更包括將一種含有過氧化氫和氫氧化銨的化學洗淨劑加到該熱浴中以提供去離子水：過氧化氫：氫氧化銨的體積比爲約10:1:1至 1,000:2:1。 14 ·一種製備含有實質上100%飽和濃度的不反應性洗淨增強氣體溶解在內的去離子水之方法，其係在選定之高洗淨溫度和選定之伴隨洗淨壓力下用於洗淨半導體晶圓，該方法包括步驟爲： -31- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） I n n I »1 1— n .n ^ I I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂經濟部智慧財4局員工消費合作社印製 506857 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 氣化具有預定初濃度的不反應性增強氣體溶解在內且具有預定初較低溫度之第一部分去離子水，以在該初較低溫度提供一種經預定欠飽和調整的溶解在內之該氣體濃度；及加熱所產生之已調整氣體濃度的第一部去離子水之溫度，其係藉由混合預定比率的一溫度調整量之第二部分去離子水（其具有預定之初濃度的該氣體溶解在內且具有預定的初較高溫度），足以在洗淨半導體晶圓用的該洗淨溫度和該洗淨壓力下形成一種含有該實質上100%飽和濃度的氣體溶解在內之去離子水的熱浴。 15·如申請專利範圍第14項之方法，其中該洗淨溫度係約 50-85°C，該第一部分的去離子水之初較低溫度係約15-30 °C，該第二部分的去離子水之初較高溫度係約60-95 °C 且比該洗淨溫度高至少約5 °C，而該洗淨壓力係約大氣壓力。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 6 ·如申請專利範圍第14項之方法，其中該第二部分的去離子水具有實質上100%飽和初濃度的該氣體溶解在內，而該第一部分的去離子水之氣體濃度係被調整以提供一種至少約90%且至多低於實質上1〇〇%飽和濃度的欠飽和經調整濃度的該氣體溶解在內。 17·如申請專利範圍第14項之方法，其更包括將一種化學洗淨劑加到該熱浴中。 18·如申請專利範圍第14項之方法，其更包括將一種含有過氧化氫和氫氧化銨的化學洗淨劑加到該熱浴中。 -32- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） 506857 A8 B8 C8 D8 ~、申請專利範圍 19. 如申請專利範圍第14項之方法，其更包括將一種含有過氧化氫和氫氧化銨的化學洗淨劑加到該熱浴中以提供去離子水：過氧化氫：氫氧化銨的體積比爲約10:1:1至 1，000:2:1 。 20. 如申請專利範圍第14項之方法，其更包括使半導體晶圓接觸該熱浴而洗淨半導體晶圓。 21 ·如申請專利範圍第14項之方法，其更包括將半導體晶圓浸於熱浴中及將百萬赫超音波振動施予該熱浴而洗淨半導體晶圓。 22·—種用於製備去離子水之配置，該去離子水含有實質上100%飽和濃度的不反應性洗淨增強氣體溶解在內且其係在選定之高洗淨溫度和選定之伴隨洗淨壓力下用於洗淨半導體晶圓，該配置包括：氣化器室，與第一流量控制裝置流通連接，該第一流量控制裝置係與液體混合裝置流通連接，以便將一已調整氣體濃度的第一部分液體由該室供應給它；第一液體入口裝置，用於在第一預定溫度和第一預定濃度的氣體溶解在內時，將第一部分的液體供應給該室；氣體入口裝置，用於供應氣體給該室；施壓裝置，其與該氣體入口裝置流通連接，以便在一選定的調整過之壓力下供應該氣體給該室；及感壓裝置，用於感知該室內的壓力；第二流量控制裝置，其與該混合裝置流通連接，以便在第二預定溫度和第二預定濃度的氣體溶解在內時，將 -33- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ------^-- (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂經濟部智慧时4局員工消費合作杜印製 506857 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍第二部分的液體供應給該混合裝置；感溫裝置，用於感知該混合裝置中的液體溫度；及控制裝置，其連接至該施壓裝置、該感壓裝置、該感溫裝置、該第一流量控制裝置及該第二流量控制裝置以控制該施壓裝置的操作而選擇地調整該室中的壓力，及控制該第一和第二流量控制裝置以選擇地調整該第一和第二液體經由該混合裝置的各個流動，以提供所生成的混合液體其對應於在一選定的經調整濃度之氣體溶解在內且在一選定的高溫和伴隨壓力下的去離水之熱浴。 23.如申請專利範圍第22項之配置，其更包括一洗淨槽，設置用於接受來自一種百萬赫超音波洗淨半導體晶圓用的混合裝置之產成的混合液體。請閲 ιδ 之注意事項經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -34. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ：297公釐）