TW579302B - Process chamber assembly, spray member and method for using the same - Google Patents

Description

579302 五、發明説明（1 發明範嘻 更特定言之則係關 本發明係關於流體分布元件及方法 於用以噴灑一流體之構件及方法。 發明背景 積體電路（1C)、光電子裝置、微機械裝置、及其他精密製 品之形成方式通常係在基材上設置薄膜，且製程中往往： 須去除或清除基材上之部分或所有薄膜。舉例而言，在製 造包含1C之半導體晶圓肖，吾人可在半導體基材上設置二 薄抗光蝕層，隨後再將其去除。 。人彳U甩子基材之表面構造上所去除之污染物會因先 前所執行之不同製造步驟（例如離子植入作業後之「後端製 程」（BEOL)清潔作f、「前端製程」（FE〇L)之清潔作業、 及化學機械研磨（CMP)後之步驟）而在本質及組成上展現極 大之差異。因此，清潔及處理步驟必須針對該等污染物， 以適當之化學物質及溶劑與其反應、使其離子化、溶解、 恥脹、分散、乳化、或汽化，方可將該等污染物從基材上 去除。目前已發展出多種具有上述功能之乾式清潔法、及 以水與溶劑為基底之系統，以因應種類繁多之廢料。 發明概要 根據本發明方法之具體實例，一種用以清潔一微電子基 材之方法包括將該基材置於一壓力室中，並令一包括密相 C〇2之加工流體以循環方式通過該室，致使該加工流體接觸 4基材。在令加工流體循環流動之步驟之至少部分過程中 ，吾人可以循環方式調變該c〇2之態相。 -4- 本紙張尺度適财_家標準(CNS) A4規-格(21GX297公董) 579302 A7 ______— _ B7 五、發明説明（2 7~" 根據本發明方法之其他具體實例，一種用以清潔一微電 子基材之方法包括將該基材置於一壓力室中，並在一室内 將-包括密相co2之加卫流體噴濃於該基材上。在噴濃加工 流體之步驟之至少部分過程中，吾人可以循環方式調變該 C〇2之態相。 根據本發明方法之其他具體實例，一種用以清潔一微電 子基材之方法包括將該基材置於一壓力室中，該壓力室内 含一包括密相c〇2之加工流體，致使該基材曝露於該c…中 。吾人可以循環方式調變該c〇2之態相，作法係令c〇2質量 流父替出現於一 C〇2供應源與該室之間、及該室與一低壓源 之間。該C〇2供應源之壓力大於該室，該低壓源之壓力則小 於該室。 根據本發明方法之其他具體實例，一種用以清潔一微電 子基材之方法包括將該基材置於一壓力室中，並將一包括 岔相C〇2之加工流體導入該室，致使該加工流體接觸該基材 ，藉以清潔該基材。吾人可將部分加工流體從該室中移出 ’並將該部分加工流體重新導入該室。 根據本發明方法之其他具體實例，一種用以清潔一微電 子基材之方法包括將该基材置於一壓力室中，並將一包括 饴相C〇2之加工流體導入該室，致使該加工流體接觸該基材 ’藉以清潔該基材。吾人可將部分加工流體從該室中移出 ’並蒸餾該部分從該室移出之加工流體，使C〇2與該加工流 體之其他組份分離。分離所得之c〇2則將重新導入該室。 根據本發明方法之其他具體實例，一種用以清潔一微電 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 579302 A7 B7 五、發明説明（3 ) 子基材之方法包括在一加工室内利用一包含C〇2之加工流體 清潔一基材，並將使用過之加工流體從該加工室中移出。 吾人可從使用過之加工流體中分離出c〇2。分離所得之c〇2 可在該加工室或另一加工室内重覆使用。 根據本發明之具體實例，一種用以清潔一微電子基材之 裝置包括一壓力室及一構件，該構件可使一包括密相0〇2之 加工流體以循環方式通過該室，致使該加工流體接觸該基 材。該裝置尚包括一構件，其可在該加工流體之循環過程 中調變該co2之態相。 根據本發明之其他具體實例，一種可利用一包括密相c〇2 之加工流體清潔一微電子基材之裝置包括一壓力室。一喷 灑元件可在該室内將該加工流體喷灑於該基材上。該裝置 尚包括一構件，其可以循環方式調變該(：02之態相。 根據本發明之具體實例，一種用以清潔一微電子基材之 裝置包括一壓力室，其内裝有一包括密相co2之加工流體。 一co2供應源可與該室形成流體連通，且該co2供應源之壓 力大於該室。一低壓源可與該室形成流體連通，且該低壓 源之壓力小於該室。流體控制元件可以循環方式調變該室 内c〇2之態相，作法係令co2質量流交替出現於該c〇2供應 源與該室之間、及該室與該低壓源之間。 根據本發明之具體實例，一種用以清潔一微電子基材之 裝置包括一壓力室及一加工流體供應源，其中該加工流體 包括密相c〇2，該供應源可與該室形成流體連通。一蒸餾系 統包括一蒸餾器，其與該室形成流體連通，且可分離出該 -6- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）

裝 %

加工概體中之co2。該蒸H统可將分離所得之重新導 入該室或另一室中。 一 根據本發明之呈妒命γ丨 壯' ，、κ例，一種用以清潔一微電子基材之 置匕括.加工至，其内裝有一包括密相c〇2之加工流體 ;及-構件’其可將使用過之加工流體從該加工室中移出 :該裝置尚包括：-構件，$可從使用過之加工流體中分 难出C〇2 ’及—構件’其可將分離所得之(：02送回該加工室 或另一加工室供後續使用。 根據本發明之具體實例，—種可與-基材搭配使用之加 ，室總成包括一容器及一基材固持器。該容器構成一室。 该基材固持器具有—轉動轴，且包括位置相對之前、後表 IΜ表面可支#該基材。至少—片動輪葉係由該後表 面向使伸出’亚沿該轉動軸之徑向延伸。若令該基材固持 器繞該轉動軸旋轉，該動輪葉可產生一壓差，其有助於將 Ζ基材固疋於該基材固持器i。該加工室總成最好包括複 數片動輪葉，且該等動輪葉係由該後表面向後伸出，並沿 ύ亥轉動轴之徑向延伸。 根據本發明之其他具體實例，一種可與一基材搭配使用 之基材固持為具有一轉動軸，且尚包括位置相對之前、後 表面。該前表面可支撐該基材。至少一片動輪葉係由該後 表面向後伸出’並沿該轉動軸之徑向延伸。若令該基材固 持器繞該轉動軸旋轉，該動輪葉可產生一壓差，其有助於 趴该基材固定於該基材固持器上。該基材固持器最好包括 4數片動輪葉，且该等動輪葉係由該後表面向後伸出，並 A7

/yJOZ 五、發明説明（6 :據本發明方法之具體實例，-種用以在一壓力室内將 一基材固定於一基材固持哭$古、^^ 7至内知 才口持。。之方法包括在該壓力室内提供 弟-堡力。另需設置—基材固持器總成， 材固持器，其位於該壓力室 基 支按该基材之河表外殼，其構成一第二室。至少 通道可供流體在該基材固持器之前表面與該第二 動。若將該基材安裝於該基材㈣器上，該基材可 :盖该連接通這。3需利用—被動低壓源，在該第二室内 美供一低於該第一壓力之第二壓力。 根據本發明方法之其他具體實例，一種用以在一壓力室 :將-基材固定於一基材固持器之方法包括在該壓力室内

提供一第一壓力。另雲訊罢 ^ L 另而5又置一基材固持器總成，其包括： -基材固持器’其位於該壓力室内，且該基材固持器包括 二可支稽該基材之前表面；及—外殼，其構成—第二室。 ’、有限制性之通迢可供流體在該壓力室與該第二室間流 動=少一條連接通道可供流體在該基材固持器之前表面 與該第二室間流動。若將該基材安裝於該基材固持器上， 遠基材可覆蓋該連接通道。另需在該第二室内提供一低於 该第一壓力之第二壓力。 根據本發明之具體實例，一種用以保留一流體之壓力室 、〜成包括可相互分離之第一及第二外殼，其構成一封閉室 "丨L Λ漏路徑，該路徑係由該室延伸至一外部區域。 内側山封用元件係沿該洩漏路徑而設置，可限制流體從 λ至"“主垓外部區域之流量。一外側密封用元件係沿該洩 X 297公釐） 訂 本纸張尺度適财_家標gs)域备^ 9- 579302 A7

漏路徑而設置，且位於該内側密封用元件與該外 該内側密 流體之壓 構成_封 一外部區 可限制流 元件係沿 該外部區 量。該内 該外部區 至流往該 域之壓力 流往該室 間’可限制流體從該室流往該外部區域之流量。 封用元件係一杯形封。 :據本發明之其他具體實例，一種用以保留一 力至總成包括可相互分離之第一及第二外殼，其 閉至及-流體洩漏路徑，該路徑係由該室延伸至 域。-内側密封用元件係沿該冷漏路徑而設置， 體從該室流往該外部區域之流量。_外側密封用 該洩漏路徑而設置，且位於該内侧密封用元件與 域之間，彳限制流體從該室流往該外部區域之流 侧密封用元件係一杯形封。當該室内之壓力超過 域之壓力日夺，該内側密封用元件可限制流體從該 外部區域之流量。當該室内之壓力小於該外部區 時，該外側密封用元件可限制流體從該外部區域 流量 〇 根據本發明之具體實例，一種可為一基材加工之壓力室 總成包括一壓力容器，其構成一封閉壓力室。該壓力室内 &有一基材固持器’其可固持該基材。一驅動總成可移動 該基材固持器。該驅動總成包括：一第一驅動元件，其連 接於該基材固持器，俾隨該基材固持器、相對於該壓力容 為而移動；及一第二驅動元件，其與該第一驅動元件間無 法以流體相通，其與該壓力室間亦無法以流體相通。一驅 動單元可移動該第二驅動元件。該驅動單元與該苐一驅動 元件間無法以流體相通，該驅動單元與該壓力室間亦無法 -10. 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 579302 五、發明説明（8 以流體相通。該第二驅動元件係以非機械方式連接於該第 -驅動兀件’致使該驅動單元可透過該第一及第二驅動元 件移動該基材固持器。 根據本發明之其他具體實例，一種可為一基材加工之壓 力室總成包括一壓力容器，其構成一封閉壓力室。該壓力 室内設有一基材固持器，其可固持該基材。一磁力驅動總 成可使該基材固持器相對於該壓力容器而移動。 根據本發明之其他具體實例…種可為—基材加工之壓 力室總成包括-壓力容器，其構成一封閉壓力室及一外部 開口，該外部開口可與該壓力室形成流體連通。該壓力室 内設有一基材固持器，其可固持該基材。一驅動總成可使 邊基材固持器相對於該墨力容器而移動，該驅動總成包括 —外殼’其可覆蓋該壓力室之外部開σ，因而密封該外部 開口。 根據本發明之具體實例，一壓力室總成包括一壓力容器 及-防護加熱器總成。該壓力容器構成一封閉室。該防護 % 加熱總成包括一防護加熱器，其位於該室内，且介於該 壓力谷态之一包圍部分與一容納空間之間。該防護加熱器 可‘制4谷納空間之溫度。該防護加熱器與該壓力容器之 包圍部分無法相互傳熱。 根據本發明之某些具體實例，在該防護加熱器與該壓力 U包圍部分間形成一絕熱間隙。最好該絕熱間隙之寬 度至少為〇丨公厘。 根據本發明之某些具體實例，該防護加熱器總成包括一 -11 - 579302 A7 B7 五、發明説明（9 ) 層絕熱材料，其位於該防護加熱器與該壓力容器之包圍部 分間。最好該層絕熱材料之厚度至少為0.1公厘。 該防護加熱器總成尚可包括一第二防護加熱器，其位於 該室内，且介於該壓力容器之一第二包圍部份與該容納空 間之間。該第二防護加熱器可控制該容納空間之溫度。該 第二防護加熱器與該壓力容器之第二包圍部分無法相互傳 熱。 該防護加熱器内可裝設一流體喷灑桿。該容納空間内可 設置一基材固持器。 根據本發明之具體實例，一種可與一基材及一加工流體 流搭配使用之加工室總成包括一容器及一噴灑元件。該容 器構成一室。該喷灑元件包括至少一個形成於該喷灑元件 中之噴口，其可在該室内將該加工流體流分布於該基材上 。該加工流體可從該噴灑元件中、經由該至少一個喷口流 出，而該喷灑元件亦將依此作出反應，繞一轉動轴、相對 於該容器而旋轉。 該噴灑元件可包括一分布部分，其内包含一分布渠道。 該至少一個喷口即由該分布渠道延伸至該噴灑元件外。 該至少一個喷口之延伸方向可與該轉動軸形成一角度。 該至少一個喷口之延伸方向與該轉動軸所形成之角度最好 約在5與85度之間。 該加工室總成可包括複數個形成於該喷灑元件中之喷口。 在該噴灑元件與該容器間可設置一軸承，使該噴灑元件 與該容器可相對轉動。 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) A7

根據本發明之其他具體實例，— 布於—基材上之噴灑元件包括種可將—加工流體流分 個形成於該噴灑元件中之噴口，賀灑元件，其包括至少一 工流體流分布於該基材上。节力忒°貝口可在該室内將該加 、經由該至少一個噴口流出^加二流體可從該噴灑元件中 反應，繞一轉動軸旋轉。IL ，而該噴灑元件亦將依此作該噴讓元件内可包含—分布渠道 該分布渠道延伸至該喷灑元件外。〆一個嘴口即 該至少一個噴口之延伸方向 該至少-個喷口之延伸方向與該轉=動轴形成-角， 約在5與85度之間。 ” ά所形成之角度最 件可包括«個形成於該”元件中之喷口。=元:可包括—桿狀分布部分，該至少一個 形成於該分布部分中。或去 —者5亥賀漉兀件可包括一碟狀分布 少-個噴口即形成於該分布部分中。 根據本發明方法之且體膏 '、紅只例，一種用以將一加工流體施 予-基材之方法包括：將該基材置於—容器之一室中· 供一喷:麗元件，其包括至少-個形成於該喷濃元件中之 口 ’ 過ά玄至少 ' 一個嘻口，4夕4 Α τ、士 知'该加工流體分布於該基材 ;及令該加工流體從該噴灑元件中經由該至少一個喷口 出，俾使該喷灌元件繞一轉動抽、相對於該容器而旋轉。 瞭解此項技蟄之人士在參閱以下有關較佳具體實例之 式及詳細說明後即可明瞭本發明之目的，但該等說明僅 本發明之範例。 出 由 好 提 喷 上 流 圖 為 本纸張尺度適用中國國豕標準(CNS) A4規格(210X297公董） -13- 579302 A7

圖1係一方塊圖，显g — 々不一根據本發明罝俨命 裝置； 圖2係一化學物質仳广μ ”紅戶、例之' 物貝供應/調節系統之方塊圖，該系統形成圖 1 m不裝置之一部分； 圖A方塊圖，顯示化學物質供應/調统之，替代設 計，該系統形成圖I所示裝置之一部分；… 圖4係方塊圖’顯示化學物質供應/調節系統之另一替代 設計，該系統形成圖1所示裝置之一部分；，、、 圖5係-方塊圖，顯示再循環系統之一替代設計，該系統 形成圖1所示裝置之一部分； 圖6係一方塊圖，顯示再循環系統之另一替代設計，該系 統形成圖丨所示裝置之一部分· 圖7係方塊圖，顯示一根據本發明具體實例之供應/回收 乐統； 圖8 ί丁、口 J ®目，顯不一根據本發明具體實例之壓力室總 成，該總成處於關閉狀態； 圖9係圖8所示壓力室總成之剖面圖，該總成處於開啟狀 態； 圖10係一上防護加熱器之剖面圖，該上防護加熱器形成 圖8所示壓力室總成之一部分； / 圖1 1係圆1 0所示上防護加熱器之俯視平面圖； 圖1 2係圖1 0所示防護加熱器之底視平面圖； 圖1 3係一下防護加熱器之剖面圖，該下防護加熱器形成 圖8所示壓力室總成之一部分； -14- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐） 五、發明説明（12 圖14係圖13% - τ 不下防護加熱器之底視平面圖； 圖1)係圖8所+厭上〜 g 16. ^ '、力至總成之局部放大剖面圖； 圓1 6係一权报私a 宮洎ά 、立體圖式，該杯形封形成圖8所示壓力 至總成之一部分； ♦ · 圖Π係圖16所示虹 /、杯形封之局部立體圖式； 圖1 8係一 A|1 T- 曰 力室總成：。圖，顯示一根據本發明其他具體實例之壓 圖1 9係一剖而同 曰5 一 力室總成；圖'頒不-根據本發明其他具體實例之壓 圓-係-夾盤之俯視平面圖，該夾盤形成圓1 室總成之一部分； 土刀 圖21係圖20所示夾盤之底視平面圖； 圖22係圖20所示夾盤沿圖2丨中22-22剖面線之剖面圖； 圖23係一剖面示意圖，顯示一根據本發明其他具體實例 之壓力室總成； 圖24係一夾盤之俯視平面圖，該夾盤形成圖”所示壓力 室總成之一部分； 土 圖25係圖24所示夾盤沿圖24中25_25剖面線之剖面圖； 圖-6 ί7'剖面圖’顯不一根據本發明其他具體實㈤例之壓 力室總成； 圖27係一喷灑元件之底視圖，該元件形成圖％所示壓力 室總成之一部分； 圖28係圖27所示喷灑元件沿圖27中28-28到面線之剖面圖. 圖29係一底視平面圖，顯示一根據本發明其他具體實例 579302 五、發明説明（13 之噴灑元件。 趋J圭具體實例之謀細說明 以下舲+ 附圖以便為本發明提供更完整之說明。附圖 所示係本發明之較佳具體實例，但本發明亦可具有多種不 同瓜式之具體貫例，並不限於本文所提出之具體實例。之 斤 '提出。亥等具體貫例係為揭示更詳盡而完整之内容，並 使2白此$技藝之人士可澈底瞭解本發明之範圍。 僅就本叙明其中一項而言，本發明大致係關於微電子基 材（彳j 士半導基材）之清潔或處理，其操作時機可在積體電 路、微電子裝置、微型電子機械裝置(MEM)、微型電子光 學機械裝置（ME0M)、及光電子裝置之製造過程中或製造完 成後。在積體電路製程中’去除表面污染物及微粒係一重 要/心π私中之清潔步驟（一般稱為「清潔作業」）甚多。 不同類型之清潔作業包括：擴散前之清潔作業；前段製程 中、灰化傻之清潔作業；後段製程中、蚀刻後之清潔作業 ’至屬'儿知則之清潔作業；前端製程之電漿剝離作業；後 & π心之，“/㈣離作業；離子植人後之清潔作業；及化與 機械研磨(CMP)後之清潔作業。製程中可出現多種類型之： 拉：3染物’ *來源亦有多種可能。該等微粒及污染物之 本質可為分子 '離子、原子、或氣態，其來源則可呈 車身（例如抗光㈣之再沉積）或來自製程外（例如晶圓之^ 本發明之方法及裝置可有效解決互連系統由Al/Sl0，改為 Μ似（電介質常數）材料後所產生、原本未曾出現之問題為 本纸浪尺度適财賴家料(CNS) Μ規格“7公楚厂 16 579302 五、發明説明（η 例如，改用Cu後之一主迅n 純化之性質，因此，若=在於’Cu並不具有A1可自行 。鳴雙道鑲嵌結構境中便有可能被腐敍 之電阻值升高，並使電介;= 乍業中被腐钱，將導致接點 而降低電路產出。另_ =層產生讓切及舉離之現象，因 # ^ M ^ 眾所關注之焦點則為傳統清潔作 業興低k材枓之化學相 msG)及苴# >祕p ° 例如，由有機矽酸鹽玻璃 ( ’、媒機旋塗式電介質镇膜辦本a 體經證實會對通道造成損害所產f之胺化學物質氣 ^ s ^. 、本&明之知'點可解決該等新 ι互連/丁、統目珂尚待克服之清潔問題。 參見圖I，圖中顯子_ , ..肩不根據本發明較佳具體實例之裝置丨〇 。如圖所示，裝置丨〇可清办—曰 i之衣置10 此項技藝之人士在基材5之—表面。但熟習 在，閱本文之說明後便可瞭解 明之裝置及方法之多種構造及特點亦可用於清潔、Ll 他方式處理晶圓或他種基材或工件。此外，熟習此項技:: 之人士在务閱本文之說明後即可瞭解，以下所說明之多種

構件及步驟或可省略、或可改兔f 1 A 如傳統之構件或步驟）。 〜他h之構件或步驟（例 舉例而言，晶圓5可為一由半導體材料（例如石夕、氧 神化鎵...等)製成之晶圓。晶圓5具有—大體為平面狀 之工作表面5A、及—位置與其相對且大體為平面狀之背面 …作細上具有一連續或不連續之廢料層。該麼料 層可為-％抗先蝕劑、反應性離子蝕刻殘餘物、 研磨殘餘物、或離子植入後之殘餘物。上述廢料層：之二 料可包括：無機或有機污染物’例如以笨乙稀卒樹心 -17- 五、發明説明（15 ) 樹脂、環稀樹脂、或順丁稀二酸酐 二二二之聚合物；以氟離子、氣離子、漠離子、或換 ，基底之钱刻殘餘物；及内含氧化石夕或氧化铭研磨劑 之研磨漿殘餘物，其中亦 ,,L ^ 其他吊見之研磨漿添加物 ，例如氧化劑、緩衝劑、安定劑、表面活性劑、鈍化劑、 =合=、腐射⑽劑、或其他作用劑。吾人亦可利用該裝 〇、或以其他方式處理他種工件，例如MEMS、 MEOMS、光電子裝置、及立體之微米/奈米結構。 裝置1 〇大致包括一流量/壓力控制系統.i 〇 〇、一再循環系統 2〇〇、/一供應/回收系統300、一壓力室總成4〇〇、及一基材 刼作糸統500(圖8)。壓力室總成4〇〇包括一壓力室。晶圓 5在接受加工時需固定在壓力室41〇中，以下將有更詳二之 說明。流量/壓力控制系統1〇〇可調節一或多種化學物質(又 稱添加劑或改良劑）、C〇2(可為液態、氣態、及/或超臨界流 體（ScC〇2))、及/或化學物質與c〇2之混合物，並將其施於晶 圓）之工作表面5A。基材操作系統500可固持晶圓5，若有需 要亦可用於移動晶圓5，俾產生均勻之清潔效果。再循環系 統2 00可用於過濾加工流體，並將其送回壓力室4 1 〇。供應/ 回收系統300可供應加工流體，亦可用於清除加工後之流出 物，若有需要亦可送回部分流出物（基本上係回收之c〇2)以 便在裝置1 0中作進一步使用。 以下將詳細說明流量/壓力控制系統1 〇〇。系統丨〇〇包括一 槽丁1，其内裝有處於高壓狀態之CO:。槽τ丨内(：〇2之壓力最 好約介於400 psi與4000 psi之間，需視裝置1〇所執行之加工 -18- A7 B7 五、發明説明（16 ) 作業而疋。槽T1之容積最好至少為壓力室410容積之5停。 =度控制元件之運作係與和相連。舉例而m度 哭件可為’皿度感測器及-加熱線圈或探針或熱交換 。。㈢”内⑺2之溫度最好約介於〇°C與9CTC之間，需視裝 置丨〇所執行之加工作章而& 臨„。 作業而疋。該叫可為液態、氣態、或超 设數條出流管線L3、L4、H5可與槽丁㈣成流體連通。 ^需從槽T1中輸出液態叫，管線L3、L4、及⑽好係接 “曰T1之一較低部分(例如經由一位置較低之出口或一汲取 管)。槽T丨可經由出流管線L3、L4、及L5而與一化學物質供 應/調節系統12G(圖1係以示意方式表示，下文將有更詳細之 ㈣）' —進給管線U '及一進給管線u形成流體連通。間 Vl: V2、及V3可分別控制管線L3、L4、及L5内之流量。 •设數個化學物質供應源S1、S2、以可與系統丨2〇形成流體 連、各t、應源S 1、S2、S3均可包括單—化學物質、或包 才夕種相合之化學物質(可分別在各供應源s 1、u内、 或在其上游加以混合)。該等供應源所包含之各化學物質可 置於適當容器卜若可行的話，該等容器之壓力最好為大 氣壓力，以方便再填充。 舉例而a，由供應源S丨、S2、S3所提供之化學物質可包 括：水；氧化劑，例如過氧化物或過錳酸鹽；酸類，例如 氫氟酸、酸、及硝酸；鹼類，例如第二及第三胺；氫氧 化銨；溶劑’例如有機碳酸鹽、内酯、酮、醚、醇、亞颯 、硫醇、及烷烴；表面活性劑’例如包含氟化區段及親水 -19-

579302 A7 __ ___B7 五、發明説明~) — -----—— 或親脂性區段之區間共聚合物或無規共聚合物；具有以矽 氧少完為基底之組份及親水或親脂性組份之表面活性以石夕 碳氫化合物為基底之傳統離子性及非離子性表面活^以 及鹽類，例如氣化銨及膽素。不相容之化學物質“^ 合或彼此接觸後，有可能相互產生反應，目而妨礙加工作 業亚/或使裝置10或晶圓5受到損害或不當污染之化學物質 。不相容化學物質之實例包括酸與鹼。 ' 各供應源si、S2、S3内均可設置_液面感測器，藉以指 示需要再填充之時機，並/或為作業中所使用之化學物質提 ί、度i為控制供應源之溫度，亦可設置諸如加熱線圈 或加熱套等構件。各供應源S 1、S2、S3内均可設置一混合 用元件。 乐統120可提供一或多份體積受控之化學物質（可包含或不 含C〇2) ’且系統丨2〇可調節該等體積，下文將有更詳細之說 明。進給管線L1及L2均與系統120形成流體連通，俾接收該 一或多份體積之化學物質。進給管線L 1可與一喷嘴1 9 1形成 流體連通’該噴嘴則與壓力室410形成流體連通。進給管線 L2可與壓力室4 1 〇内之一喷灑元件i 9〇形成流體連通。進給 官線L丨及L2中分別設有過濾器F 1及F2。如圖所示，過濾器 FI、F2最好位於所有注入進給管線L1、L2之管線之下游端。 一真空管線L16可與壓力室410形成流體連通。一真空單 元P1可透過管線L16將壓力室410抽成完全或不完全真空。 真空單元P1可為一泵、或一或多個利用一連續運作之真空 泵而隨時保持在真空狀態或接近真空狀態之槽。真空槽之 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇x 297公釐) 579302

發明説明（19 )〇循環/秒之間。脈衝產生器102最好可使壓力室410内之壓 。力至少以100 psi之幅度下降及/或上升，若該幅度約介於 J〇〇 psi與1500 psi之間則更佳。 。亥脈衝機構可為任一適當之機構，例如一連接至線性引 之’舌基，一轉動軸及一連桿；一可藉由外部電線圈而 私動之磁性活塞；及/或一以電力、氣力、或液力驅動之活 塞或膜片。在一液力或氣力系統中，該脈衝機構可搭配一 閥系統，其可讓壓力迅速進、出膜片之非加工作業側，藉 =私動活塞或膜片。在一具體實例中，高壓槽丁 1可與一低 I合為（例如T2)形成流體連通，俾為脈衝機構（活塞或膜片） 提供原動力。 σ人可增设適當之閥系統（未圖示），使流體經由某一路徑 注入脈衝室102Β中，若關閉該路徑中之一閥則可迫使該流 體通過一包括一過濾器之第二路徑並返回壓力室410中。該 第二路徑可利用噴灑元件190將返回之流體送至壓力室410 。該複數條路徑可防止剛從晶圓上去除之污染物或脈衝室 内所產生之微粒（若使用活塞）再次被導入。 圖不之脈衝產生器1 02係接於壓力室4丨〇之一底部，但脈 衝產生為102實可接於壓力室41〇之任一高度。特定言之， 若脈衝產生器1 02係用於促進一需在壓力室4 1 〇内使用雙態 相（液體/氣體）加工流體之加工作業、抑或脈衝產生器丨〇2之 作用係在晶圓附近產生流體流及微粒流，脈衝產生器丨〇2最 好惊接於一較高部位。最好能使流體快速離開基材表面（沿 垂直方向），而非橫越晶圓表面（平行於該表面）；若將噴嘴 •22- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210Χ 297公釐)

579302 A7 B7 五 、發明説明（2〇 ) 接於底部往往會產生後者之狀況。吾人或可利用一較大之 脈衝室使微粒自晶圓表面脫落，並使微粒充分遠離晶圓， 以免再度沉積。一較大之脈衝室亦可使態相產生兩種態相 變化，例如從超臨界態變為液態再變為氣態。 一出流管線L10及一閥V6可依照吾人之選擇，將壓力室 41〇之内容物排放至一壓力較低之區域，例如一低壓槽丁2 (容後述）、一流體輸送元件.(例如一泵）、或大氣中。吾人可 和C力至4 1 0之廢流出物抽出並排放至該低壓區域。 管線L10及閥V6除可供壓力室41〇排放廢料外，亦可與高 壓槽丁1串連，俾在壓力室4_產生壓力脈衝。欲達此目的 ，吾人可利用槽T1提高壓力室410内之壓力（亦即控制 ^V2、V3中之一或多個閥、及/或其他閥門，使槽T1與壓力 至4 1 0間形成一通路）、關閉閥V6、然後開啟閥，使壓力 室410内之壓力驟降。廢流出物可流至_低壓槽，例如槽丁） 。此一程序可視需要而重覆。 9 一 供應/調節糸絲 ί已予物貝供應/調節 . * 0二 叫供鹿 源之數量可多或少於此數）内之化學添加劑依選定之流量或 份量供應至壓力室41〇。此外，系統丨2〇亦可：照吾：：： 擇’控制化學物質或化學物質/C〇2之壓力、溫度、及流； 。根據本發明，系統丨2G亦可採用特定之替代構造’容後: 。在參閱本文之說明後即可瞭解，本文所揭示二里二

之多種特點及構造或可省略、或可結合或代以該等具= 例之其他特點及構造。 M -23- 579302

，圖—其為一化學物質供應/調節系統120A之示意圖 。二：”、員不I置1 〇之某些相關部分。-流體輸送元件P3 照吾人之選擇，將供應源S1中之流體化學物質（「第一 —」）抽取至（或谷許其藉由重力而流入）一貝宁器R1中，該 旦、^ L力大體上與周圍壓力相等。一液面量測元件122可 里^ :射态内之流體體積，藉以測出待輸往壓力室4 10之化 :物質之體積。流體輸送元件”若可量測通過元件”之流 ^亦可求出射态R 1内之流體體積。而後，該貯器内之化 學添加，便可藉由重力排出，途經_調節單W(容後述） 、過濾器F1、及管線u，最後進入壓力室“ο。 或者亦可刼作一閥V 1 A，使槽丁〖内之匸〇2(例如超臨界態 c〇2(Scc〇2)、液態c〇2、或經壓縮之液態c〇2或氣態c〇2)經 由一管線L3 A輸往貯器R1。如此一來便可將添加劑與〇〇2之 加C此口物經由單元c丨、過濾器F1、及管線^ 1送至壓力室 410。 進步芩照圖2，系統1 20A可將一第二流體（一包含化學 物K之加工流體）輸往壓力室4 1 〇，該第二流體包括來自供 應源S2之化學物質，且供應源S2與供應源“不相容。系統 1 20 A為該第二流體所提供之流路係與該第一流體所使用之 流路相互獨立。該第二流路包括元件p4、、1 22、及C2 ，其大致對應於元件P3、R1、122、及C1。 4第二流體可為一僅含化學物質之流體（亦即不含c〇:)， 並以與前述相同之方式，經由P4輸往貯器R2，然後途經調 節單元C2、過濾器F2、及管線L2，最後到達壓力室4 1 0 :或 •24- 本紙張尺度適用中闕家標準(CNS) Μ規格(_ χ挪公楚) 579302 A7 一 —___ B7 •STT發明説明（22~~) ~" - 者亦可操作一閥V1B，俾將槽T1内之c〇2以一管線導入 貯器R2中，使添加劑/C〇2以加壓狀態輸往壓力室4 ι〇。 圖2亦顯示如何透過循環管線L6、並利用以或一壓差將壓 力室410内之加工流體送回貯器&2。經送回之流體可與該第 二流體重新混合以便在作業過程中重覆使用。管線L6中可 增設一過濾器（未圖示）^ 參見圖3，圖中顯示一根據本發明其他具體實例之化學物 Μ供應/调節糸統120B。系統120B特別適合輸送氣態化學物 貝。系統120Β可對應於系統120Α，唯前者省略貯器义丨及R2 ’高壓C〇2可經由管線L3A、L3B及閥V1A、νΐβ直達調節 單元C1及C2。系統120Β可透過流體輸送元件ρ3(4ρ4)之操 作’使添加劑S 1 (或S 2)經由調節單元c 1 (或c 2)及過;慮器F 1 (或F2)而注入壓力室410。或者亦可將高壓c〇2加入並混合 於各調節單元C 1、C2内之化學物質S丨或S2中。在此情況下 ，若欲量測輸往壓力室4 1 0之化學物質之體積，可量測通過 流體輸送元件P3(或P4)之化學物質之流量，或量測供應容 5 s 1或s 2内之體積變化。吾人亦可控制輸往調節單元c丨及 C2之化學物質及/或c〇2之流量，使輸往室4丨〇之流體具有吾 人所需之C02對化學物質之比值。 參見圖4 ’圖中顯示一根據本發明其他具體實例之化學物 質供應/調節系統1 20C。系統1 20C包括一流體輸送元件P5， 其可依照吾人之選擇，交替抽取供應源s丨或S2，及抽取槽 T丨中之高壓C02(經由管線L3A及閥VI A)。元件P5可迫使經 選定之化學物質通過一調節單元C3、及過濾器F丨與F2中之 -25- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) a4規格(2l〇x 297公釐） 579302 A7 B7 五 發明説明（24 連逍。一流體輸送元件P6可迫使壓力室4丨〇内之流體通過〆 過濾、為F3 ’並經由喷嘴1 93及/或喷灑元件1 9〇返回壓力室 4 1〇 °吾人可利用閥V7及乂8將流體交替輸送至該喷灑元件 或再循環噴嘴，並防止經由噴嘴1 93而回流。 圖6顯示本發明之另一替代再循環系統2〇〇b。系統200B包 括一出流管線L30，其可使壓力室4 1〇經由一輸送系統242而 與於鶴為243(其具有一加熱元件245)形成流體連通。輸送 乐統242可轉化壓力室41〇所排放之廢流，使其由起始狀態 (例如液體、壓縮液體、或超臨界流體）轉化為液體。最好輸 达乐統242亦可防止流體從蒸餾器243回流至壓力室41〇。為 此’輸送系統242可包括一或多個關斷閥及/或單向/止回閥。 右壓力室4 1 0所排放之廢流為液體，輸送系統242可不改 餐或流體’或僅改變該流體之溫度（例如使用一加熱器或急 冷為）。若壓力室4 1 0所排放之廢流係一壓縮液體，該輸送 糸統可提供減壓之功能（例如透過一曲折路徑、一孔口、或 控制閥）。輸送系統242亦可包括一溫度改變元件。若壓力 室4 1 0所排放之廢流係一超臨界流體，吾人最好能提供上述 之減壓功能及一改變溫度之步驟。在此狀況下，或有必要 (或最好能）冷卻該流體，使其跨入態相圖中之雙態相液體/ 氣體區。 只要該流體為液態，吾人便可在蒸餾器243中煮沸/蒸餾該 徵體，俾將其分離成兩種組份：一較輕組份（主要為c〇，氣 肢）及較重組份（主要為化學添加劑及夾帶之污染物）。 較重組份可傳送（例如藉由重力傳送）至一再循環/處置系統 -27- 本紙張尺度適用中國國豕標準(CNS) A4規格(21〇 X 297公董） 579302 、發明説明（25 244 〇 ，-管:泉L31可將C〇2氣體流(重量較輕)導入—熱交換器w C〇2氣體流將在此轉化（透過溫度及壓* ^ 〜休L )為加工流 -之狀悲(亦即液體、墨縮液體、或超臨界流體)。若該流體 :起始狀態為液體，該交換器可包括—連接至前述加埶元 :之傳熱線圈247’俾將凝結液之熱能傳遞至蒸餘器24’’3。 吾人可另以過濾、吸附、吸收、膜片分離、物理分峨如 雜心力）、或靜電分離等方式清潔C02。經過調節之C02將被 达回，俾為基材進行額外加工，或為下一塊基材加工。吾 人亦可在此人流流體中添加額外之化學物質（例如在—混人 用貯器248中）。 ° 此蒸餾再循環系統200Β可提供一以連續或間歇方式通過 壓力室4丨0之加工流體流。該質量流可將微粒帶離晶圓_ 如可防止録再沉積於晶圓上）、並/或對㈣表面施以機械 作=(震動），故有助於清潔作業。吾人可過渡或以其他方式 凋即该質量流。該質量流可完全由蒸餾器243内所增加之熱 能驅動’不需使用泵或其他有可產生微粒之機械元件。吾' 人可利用多個輸送系統242、蒸餾器243、熱交換器％提供 較大之連續流。 、 各個再循環系統200、200Α、2_均可提供一通過室4 | 〇 之質量流’且加工流體之質量不會在作業循環中有所減損 (雖然吾人可從加工流體流中過濾或蒸餾出少量之添加剖及 微粒）。此外’各個再循環系統2〇〇、2〇〇八均可提供一通過 罜4丨0之質量流且不致改變加工流體之化學組成。 -28- 579302 A7 B7 五、發明説明（26 ) 如圖1至圖5所示’過濾器F 1、F2、及F3最好至少可過遽 1 〇奈米至50微米之微粒。適當之過濾器可包括燒結過遽器 、袋型過濾器、磁過濾器、靜電過濾器、及/或上列各項之 組合。每/條進入壓力至4 1 0之流體流路控最好均如圖示之 具體實例具有一過濾器，並以該過濾器作為該路徑進入壓 力室410前之最終元件。特定言之，所有用於將流體送往壓 力室4 1 0之閥及流體輸送元件均位於至少一個過淚哭之上 游。 調節單元C 1、C 2、C 3可包括一用以混合添加劑中各化學 物質、或用以混合添加劑與C〇2(若有的話）之構件，以促進 添加劑之均質性及溶合。該等調節單元亦可包括一構件， 其可控制添加劑或添加劑/C〇2之溫度。適當之混合用元件 或混合方法包括機械式混合器及流體混合法。若欲達到# 制溫度之目的’舉例而言，可利用探針、内線圈、元件、 及/或一外套。例如可使用一電熱器或一流體熱交換器。 流體輸送元件P3、IM、P5最好可以一貫之方式，準確量 測流體之流量。舉例而言，適當之元件可包括膜片泵、唧 筒泵、或活塞泵。 本文雖圖示並說明特定之設計，但熟習此項技藝之人士 即知，本發明可以多種方式修改。例如在系統丨2〇八（圖中 ，可胼循環官線L6連接至流體輸送元件P3，俾將管線L6内 之流體導入管線L1。或許亦可設置一閥系統（未圖示），使 吾人得以為各流路選擇進給管線（亦即^或匕〕），如此一來 便可依吾人所需，將來自供應源S1(舉例而言）之化學物質 -29- A7 B7 五、發明説明（3〇 ) :可由喷潘元件190施予晶圓5。壓力室410内之流體及微 粒物質可由再循環系統200或200A自壓力室410中移除並局 邛再循環，並/或由管線L6及系統120加以再循環。 壓力室4 1 〇内之加工流體（密相c〇2、添加劑、及廢料）可 由官線L10排出。至於壓力室41〇内之c〇2則可回收至一回收 曰下文和有所說明。加工路徑（包括壓力室4 1 〇)可以槽丁 1 内之純液態或超臨界態c〇2沖洗一或多次。 上述「若有需要，可將化學物質S 1、S2、S3中之一或多 種（可包含或不含ScC〇2)施於晶圓上」、「執行循環式態相 凋交」、及「移除加工流體」等步驟可視需要而重覆。在 凡成循％式恶相調變之最後一次循環後便可將加工流體移 出，若有需要，供應源SI、S2、S3亦可將一淋洗液（例如一 共溶劑或表面活性劑）配施於晶圓5上（最好可由噴灑元件19〇 配施一處於加壓狀態之淋洗液）。 八、、:後便可利用來自槽T 1之scC〇2沖洗壓力室4 | 〇及加工路 徑（包括再循環路徑）以去除添加劑及殘餘物。若不使用淋洗 液，亦可利用純C〇2流體（液態或超臨界態）去除基材上之添 加劑及殘餘污染物。沖洗用之密相c〇2可再循環，但最終則 將由管線L10排出。最好能利用純液態或超臨界態〔ο]為晶 圓5及壓力室4 10進行最後一道淋洗。 然後便可為壓力室410減壓，並將晶圓5移出。 裝置丨〇最好可透過喷灑元件190以至少40〇 psi之壓力將加 工流體施於晶圓表面，若該壓力約在8〇〇卩以與“⑻psi之間 則更佳。該方法可包括：令噴灑元件19〇相對於晶圓而旋轉 -33- 579302 A7 __ B7 五、發明説明（Μ ) 並以A ’麗元件1 9 0將加工流體施於晶圓上。吾人可以轉動 方式驅動噴灑元件（例如噴灑元件丨9〇或噴灑元件6〇2)及/或 夾盤（例如夾盤5 10、522、或552)。 此外’吾人亦可利用一進給噴嘴（例如噴嘴19丨）將加工流 體輸入室4 1 0内，同時利用一或多條出流管線（例如管線L7 、官線L10、管線L11、及/或管線L6)將加工流體排出，因 而產生一越過晶圓5之加工流體流。裝置1〇最好可以至少2 gpm之流量提供該穿過室4 1 〇之流體流。 一如前述，該方法可包括：令包含c〇2之加工流體之密度 產生脈動，同時將該加工流體喷灑於晶圓5上。同樣，若以 脈衝產生為1 02進行態相調變，吾人亦可在加工流體通過室 410之同時進行密度調變。晶圓5及/或噴灑元件丨9〇可同時 轉動。 在上述各個需施用化學物質之步驟中所使用之化學物質 可為任-種適當之化學物質。肖定言之，f亥等化學物質可 包括共溶劑、表面活性劑、反應劑'螯合劑、及上列各項 之組合。值得注意的是，化學物質供應系統丨2〇之獨立流路 及/或沖洗用構件可將不相容之化學物質以安全、有效之方 式加入室4 1 0中。 該裝置可將不同狀態(例如液態、氣態、超臨界態)之加工 組份送往室410，且容許不同狀態之組份在室41〇内共存。 吾人若在清潔步驟中使用液態c〇2，該裝置可提供已加熱之 CA氣體（例如來自槽τυ，俾將加工組份自清潔作業室中排 出或沖出；吾人若以液態或超臨界態c〇2作為清潔步驟中之 -34- 579302 五、發明説明（32 ) 主流體，該裝置則可輸送一來自第二氣體槽丁3之第 一氣姐（例如義、备 斗、Ar、 .，. ^ I、或鼠^俾在一清潔步驟中及一淋哚牛 驟前置換該加工产娜·五人4 .、主* 淋洗步 … …吾人右在清潔步驟中使用ScC〇2,該 :-亦可U共已加熱之Scc02(例如超臨界態叫，其溫度 南於主要加工流體’但其密度則低於主要加工流體，俾在 一^潔步驟後、一淋洗步驟前置換該加工流體。 供應/回彳 供應/回收系統300可供應及/或回收並再供應c〇2及/或化 學物質至清潔作業中。部分C〇2將在㈣過程中消失。該作 業可包括批次循環’其中壓力室41〇將在基材（例如晶圓）進 出一以c〇2為基底之加工設備時，連續加壓及減壓若干次。 舉例而言’當吾人開啟壓力室以便取出並更換晶圓時，部 分co2便將消失在大氣中。部分c〇2則將隨系統所排出之廢 料流而從系統中消失。大部分之co2均將受到污染、或因受 其他影響而不適合或有可能不適合在作業循環中一再循環 。因此’吾人必須提供額外co2之來源以補充作業中所損耗 之c〇2。此外，c〇2及化學物質最好均可再循環，以便在裝 置10中或在他處重覆使用。 CO,存料供應源 參見圖7，供應/回收糸統3 〇〇包括一 c〇2存料供應源3丨2。 舉例而言，供應源3 12可為以下列形式供應之c〇2 ·· 一或多 個液體鋼瓶、一或多個内裝低溫液體且外加護框之小口大 玻璃瓶、或一或多個大型低溫液體供應系統。其儲存方法 最好兼可供應液態或氣態C02。 -35- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 579302 A7 B7 五、發明説明（33 ) 供應源3 12可經由一管線L17而與加工室410形成流體連通 ’官線L 1 7具有一閥VI 1，其可控制進入壓力室4 1〇之流量。 系統300最好能讓該供應源之c〇2以吾人所需之壓力（最好約 在15與50 pS1g之間）直接送入（亦即不需借助任何流體輸送元 件、加壓槽、或其類似物）壓力室41〇。供應源312可來自一 氣艎或液體來源。 一股供工業及商業使用（例如食品加工（如冷凍乾燥及飲料 之充乳）、pH控制、或乾冰）之〇〇2其潔淨度均未達微電子基 =加工作業之標準。該種C〇2供應源通常均包含諸如有機物 負、其他氣體、水、及微粒物質等污染物。因此，系統 可包括一淨化單元D1，其位於供應源312與壓力室之間 。淨化單元D1可淨化C〇2供應源，使其達到必要之超高潔 淨度：純度。如此一來’淨化單元D丨將可促進食品等級或 工業等級C02之有效運用，並使吾人得以使用現有之撕供 應鏈及配銷鏈。 ~ ⑺爭化單元D丨可採用下列-或多種方法以過渡氣態或液態 、或供應源之 並在移入一收 1蒸餾：c〇2可抽取自一氣態供應源 一氣態部分。液態c〇2可經抽取、煮沸、 集空間後重新凝結： 2.過遽； J .膜片分離（最好搭配蒸餾）；及 4.吸收/吸附(例如根據吸引力《分子大小而加以捕 集）。 >x 297公釐） -36 579302

吾人亦可將額外之c〇，導入 4 、卜… _ - ♦入一煞飞郎用單元320(容後述） ’错以將C Ο9送入作案φ〆沿 ‘ 一（更锊疋言之則係送往壓力室4 10) 0此額外之C〇2最好弁由_处丄产 對應於淨化單元D 1之淨化單元 加以淨化。 廢料流之處理 在前文與作業相關之說明中便曾指出，吾人可在不同時 間點（包括（特別是）每—輪執行完畢後），利用管線li〇排出 C力至4 10内之加工流體。該流體可包括液態、氣態、或超 L界L之C02、化學物質、及多種污染物(例如自晶圓脫落 之微粒）。 系統300包括-低壓槽T2，其可接收抽取自壓力室41〇或 目壓力室410移除之廢料流。槽Τ2之壓力最好約維持在周圍 壓力）、J000 psi之間。槽丁2之容積最好至少為壓力室4丨〇容 積之5倍。 被排入槽T2内之混合物種類或有不同，在此情況下，槽 T2可為一分隔槽或多個槽。槽丁2内之壓力小於一位於壓力 室4 10上游、且與壓力室41〇形成流體連通之壓頭，此壓差 和·迫使廢料流由壓力室4 10進入槽Τ 2。最好該壓頭係由高壓 槽Τ 1提供，如此一來便不需使用泵或其他機械元件。 當C〇2從壓力室410移往槽丁2時，C〇2之壓力將隨之降低 ，吾人可利用此現象使其分離。超臨界態c〇2加工流體在通 過一減壓元件（例如一控制閥或孔口）時將因膨脹而減壓。在 此較低壓力下，加工流體之組份（例如化學添加劑或夾帶之 污染物）將變為不可溶，促使該膨脹流有效分離為一輕流體 -37- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 579302 A7 ___________B7 五、發明説明（35~)~ ~" --- C〇2流及另一重流體（不可溶）流。 超臨界態叫加工流體亦可經由減壓膨脹而進入態相圖中 之雙態相液體/氣體區，使不同之加工流體得以在一分隔槽 之不同分區或多個槽内產生離析。此離析作用將有助於^ 少混合廢料流之產生；混合廢料流之處理成本大於單—組 份之流體流。離析作用亦使吾人得以蒸撥方式分離加工流 體之組份（例如從化學添加劑中分離出可再循環之C02、及 需加以處置之夾帶污染物）。 口人可使一液恶加工流體流因膨脹、受熱而成為氣態。 如此一來便可以類似蒸餾之方式連續分離組份（亦即閃急蒸 發之蒸發），例如可參見以下有關蒸餾系統340之說明。 .再循環及減詈 槽T2所接收之廢料流將由一管線L29(其具有一閥V 1 2)送 往一再循環/減量站31〇。吾人可利用一泵或其類似物輸送 忒廢料流，但最好係透過一非機械方式，例如壓差及/或重 力。只要廢料流已在槽T2内分離，吾人便可設置兩條以上 用以輸送各分流之獨立管線，使單元3 1 〇可分別處理各分流 。系統300可以下列方式處理及導引該等分流： 1. 可將C〇2去除，作法係利用一管線L27，並依吾人 所控制之方式排放或排洩C〇2，俾將其安全排入大氣中 ，並/或加以收集，另作他用； 2. 可利用一管線L22將C02直接輸往壓力室4 1 0。該 C〇2最好可由一淨化單元D3加以淨化。經由管線匕22輸 往壓力室4 1 0之C〇2其壓力可能大於大氣壓力，在此情 -38 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 579302

况下，吾人可利用該（：〇2在各循環之起始階段執行或加 強主加工室之加壓作業； 3. 叫可由管線L23導引至淨化單元⑴，，然後進入壓 力室410 ; 4. 可令氣悲C〇2通過一淨化單元D2、一液化單元 314(其可調整壓力並冷卻該c〇2氣體）、然後進入c〇2存 料供應源312，並依前述方式作進一步使用； 5. 可令C〇2通過一淨化單元〇4，並由一加壓元件（例 如一泵）P8重新加壓，使其經由一管線L25進入高壓槽 T1 ； 9 6. 可利用一官線L26導引c〇2，使其通過一淨化單元 D5並進入一蒸汽節用槽32〇(容後述）；及 7. 可令化學添加劑及污染物通過一管線U8，並依 良好之化學物質管理規範加以處理及/或去除/再循環。 蒸汽回收 在將壓力室410内之加工流體排出後，壓力室4丨〇内仍留 有一高壓C〇2蒸汽。在吾人開啟壓力室41〇以取出基材（例如 晶圓）前，最好且通常均需移除此蒸汽。 一種為該室減壓之方法係利用一受控之放洩元件排放該 室之内容物。或者亦可利用一壓縮機或泵降低壓力室4丨〇内 之壓力。 吾人亦可利用後述之一蒸汽回收系統322及方法降低c… 之壓力。該等方法及裝置可利用美國專利申請案序號第 09/404,957號（1999年9月24日提出申請）、及美國專利申請 -39- 本紙ί長尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公楚） 579302 A7 ____ B7 五、發明説明（37 ) 案序號第09/669,154號（2000年9月25曰提出申請）所揭示之 方法及裝置之構造及特點。 一蒸汽回收槽或壓力容器322可在一作業循環之最終階段 透過一管線L18快速捕集C〇2(通常為氣體或超臨界流體）。 被捕集之C〇2通$為一氣體或超臨界流體，但亦可為液體 (在此情況下，最好係由室410之底部排放以免形成固態/乾 冰）。如此一來，壓力室4 1〇便可快速降壓。該捕集方法最 好並不受制於一機械元件（例如一壓縮機）之體積輸出量。蒸 汽回收槽3 22之容積最好約為壓力室4丨〇容積之1至5〇〇倍。 被捕集之C〇2可依吾人所需之任一方式處理，包括： a) 使其通過一具有一閥V10之管線L21，最好亦通過 一平壓槽324，並將其去除； b) 利用管線L2 1及平壓槽324將其回收，並再循環另 作他用（例如一使用C02之火災抑制系統、或一可再循 環另作他用之儲存容器）； c) 可將其回收並再循環作相同之應用（可將其壓縮及 /或液化、及/或轉化為超臨界流體），重新供應至該加 工系統或該C02供應系統； d) 可將其用於下一道加工步驟中，俾為壓力室4 1 0 加壓（若欲將壓力室410之壓力提高至一定水準，使吾人 得以有效增加以C02為基底之加工流體量，或可將此視 為一必要之作法）。 該蒸汽回收系統可包括一壓縮機p7，其有助於將壓力室 4丨0内之物質輸往蒸汽回收槽。舉例而言，當一加工循環結 -40- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇 X 297公釐） 579302 A7 一__ B7 五、發明説明（39 ) 壓力室總忐 參見圖8及圖9，壓力室總成400包括一上外殼420及一下 外殼430。當外殼420、430處於圖8所示之關閉位置時，兩 者間構成一壓力室410，一密封用系統450(下文將有較詳細 之說明）可將室4 10密封。在圖8所示之關閉狀態下，一對位 置相對之夾具440可包圍外殼420、430之末端部分，藉以限 制外殼420與430之分離幅度。吾人可將夾具440移開，使外 殼420、43 0得以分離並進入圖9所示之開啟位置。 防護加熱器 室4 1 0内設有一防護加熱器總成460，其包括一上防護加 熱器462及一下防護加熱器472。防護加熱器總成460在加熱 器462與472之間形成一容納空間41 1。在防護加熱器462與 4 7 2間之谷納空間4 1 1内設有一平台或夾盤5 1 〇，其可支樓晶 圓5，使其得以在防護加熱器462與472之間繞一垂直軸旋轉 。一噴灑元件190係安裝於上防護加熱器462之一槽464F中 ，且可導引流體，使其經由噴嘴1 92而到達晶圓之工作表面 5A上。 外叙4 2 0、4 3 0乘好均係由不錄鋼或其他適當金屬一體成 形。通道422A、422B、422C穿過外殼420，通道432A、 43 2B、43 2C則穿過外殼430。詳見圖9，外殼420具有一環形 凸緣424，其具有一位於外側之環形凹口 425，一垂直壁 425A則構成該凹口之一部分。外殼430具有一環形凸緣434 ，其具有一環形槽435。凸緣434具有一垂直壁434八。外殼 420及430分別具有彼此相對之環形鄰接面426及436 σ -42- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(21〇 X 297公酱) 579302 A7 B7 五、發明説明（4〇 ) 參見圖10至圖12，上防護加熱器462包括一内部元件464 ，其具有一頂壁464A及一環形側壁464B。頂壁464A内形成 一螺旋形流體渠道466A，一外板467則覆蓋頂壁464A。一 環形包圍元件468可包圍側壁464B，因而在兩者間形成一環 形環繞渠道466B。一渠道466C可使渠道466八與4668形成流 體連通。頂板467内之一入口 466D可使通道422A與渠道 400B形成流體連通，一出口 400Ξ貝|J使通道422B與渠道400A 形成流體連通。外板467及壁468係由熔接點8(舉例而言）固 定於内部元件464。噴灑元件190係穿過外板467上之一開口 467Α，並固定在頂壁464Α之一槽464C中（例如藉由一位於 上游之噴嘴、或螺絲）。喷灑元件1 90之喷嘴1 92可與通道 422C形成流體連通。内部元件464、外板467、及包圍壁468 最好係由不銹鋼製成。防護加熱器462可以螺絲固定於外殼 420，並以小型間隔件防止螺絲接觸壁面。 參見圖13及圖14，下防護加熱器472包括一内部元件478 及一外板474，該外板係以熔接點8(舉例而言）固定於該内部 元件。一開口 479穿過外板474，一開口 476D則穿過内部元 件478。内部元件478内形成一螺旋形流體渠道476Α。外板 474中之一入流通道476Β可使通道432Α與渠道476Α形成流 體連通，一出流通道476C可使通道432Β與流體渠道476Α形 成流體連通。内部元件478及外板474最好係由不銹鋼或其 他適當金屬製成。防護加熱器472可以螺絲固定於外殼430 ，並以小型間隔件防止螺絲接觸壁面。 最好防護加熱器462及472均具有一表面.積（亦即朝向内部 -43- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐） 579302 A7 B7 五、發明説明（41 ) 之「内」表面）對容積之比值，且其值至少為0.2平方公分/ 立方公分。若防護加熱器462及472均具有一表面積對容積 之比值，且其值約介於0.2與5.0平方公分/立方公分之間則 更佳，若約為0.6平方公分/立方公分則最佳。 一如前述，在執行清潔及其他作業步驟時（及在各步驟間） ，最好能控制晶圓環境（亦即室410及其中之流體）之溫度。 室4 10内之溫度可由防護加熱器總成460加以控制。更特定 言之，一溫度控制流體由通道422 A導入後，將通過入流開 口 466D、渠道466B、通道466C、通道466A、出流開口 466E 、最後由通道422B流出。該溫度控制流體即以此一方式， 將熱能傳送至防護加熱器462，俾為防護加熱器462加熱（若 該流體之溫度高於防護加熱器462);或者，該流體亦可吸 收並移除防護加熱器462之熱能，藉以冷卻防護加熱器462 (若該流體之溫度低於防護加熱器462)。一溫度控制流體可 以相同之方式加熱或冷卻下防護加熱器472，該流體將流經 通道432A、入流開口 476B、渠道476A、出流開口 476C、及 通道432B。 該溫度控制流體可為任一種適當之流體，最好為液體。 適當之流體包括水、乙二醇、丙二醇、水與乙二醇或丙二 醇之混合物、Dowtherm A(聯笨醚及聯笨）、Dowtherm E、 (鄰-二氣笨）、礦物油、Mobiltherm(芳香族礦物油）、 Therminol FR(氣化聯笨）。該溫度控制流體最好為水與乙二 醇之50%/50%混合物。該流體可以任一適當方式加熱，例 如利用一電熱器、燃氣式加熱器、或蒸汽加熱器。該流體 -44- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 579302 A7 B7 五、發明説明（42 ) 可以任一適當方式冷卻，例如利用一氣壓冷凍式或蒸發式 流體急冷器。 防護加熱器總成460係與外殼420、430相互分離，因而在 兩者間形成一絕熱間隙470，其大體包圍防護加熱器462及 472。更特定言之，一絕熱間隙470A係形成於外板467與相 鄰且屬於外殼420之包圍壁部分間，且最好具有一寬度A。 一絕熱間隙470B係形成於包圍壁468與相鄰且屬於外殼42〇 之壁面間，且具有一寬度B。一絕熱間隙47〇c係形成於外板 474與相鄰且屬於外殼430之包圍壁部分間，且具有一寬度（： 。最好各寬度A、B、C均至少為0.1公厘。各寬度A、B、c若 均介於約0·1與10公厘之間則更佳，若約為1〇公厘則最佳。 絕熱間隙470可實質增加系統10之效率、可控制性、及製 造輸出量。絕熱間隙470可使熱能大體上無法在防護加熱器 462、472與外殼420、430間傳遞，因而減少外殼42〇、43〇 之溫度對晶圓5周圍氣體環境所造成之影響，甚至可將此影 響降至最低。換言之，絕熱間隙47。可將溫度控制流體所須 加熱或冷卻之熱質大體倚限於防護加熱器462、472之熱質 。如此-來吾人便可控制加工流體之溫度，使其大體上不 同於外殼420、430之溫度。 以上所說明及圖示之加熱/冷卻設計雖為流體流動式，但 除卻以流體加熱外’亦可併用或改用其他可加熱/冷卻防護 加熱器462、472方法。例如可在防護加^⑹、❿中設 置電阻線圈（例如其設計可將熱能直接輪射至晶圓）。。

參見圖丨8，圖中顯示一柄丄A ”’、 根抵本發明替代具體實例之壓力 -45-

579302 A7 ___ B7___ 五、發明説明（43 ) 室總成400A。總成400A與總成400唯一不同處在於前者之 防護加熱器總成4 6 0 A包括絕熱層4 7 1及4 7 3，並以此取代絕 熱間隙4 7 0。防護加熱器4 6 2、4 7 2可分別固定於絕熱層4 7 1 、473，絕熱層471、473則分別固定於外殼420、430。 絕熱層4 7 1、4 7 3可以結晶形氣聚合物製成，例如p c τ F E (聚氣三氟乙烯）、PTFE(聚四氟乙烯）、或PVF2(聚偏二氟乙 烯）。絕熱層471、473最好係由塊狀PTFE、新PTFE、或以 玻璃充填之PTFE製成。絕熱層471、473可為蜂巢狀、開孔 氣泡狀、或具有其他構造或型態以增進其絕熱效能。 防護加熱器總成460及460A最好可使壓力室410内之溫度 約在〇C至90 C之範圍内。防護加熱器總成460及460A最好 可以每秒至少500焦耳之最大速率為壓力室4 ι〇内之氣體環 境供應熱能。 座·Α室之密封用糸统 用以構成壓力室410之外殼420及430亦構成一流體洩漏路 k ^(圖1 5)’其位於壓力室4 1 〇直接或間接通往一外部區域7 (例如周圍大氣）之介面。密封用系統45〇可完全或局部防止 流體沿流體洩漏路徑3流動。 詳見圖15，密封用系統450包括一〇形環452、一環狀之杯 形（或倒V字形）封454、一環形彈簧456、及一環形扣環458 。密封用元件452與454之組合可改良壓力室密封之有效性 及耐用性，容後述。 扣環458係固定於凸緣424，且在凹口 425下方沿徑向（朝凸 緣434)向外伸出。扣環458可以不銹鋼或其他適當材料製成 -46- 本纸張尺度適用巾國國家標準(CNS) A4規格(21〇χ撕公羞）~~' --------- 579302 五、發明説明（44 。扣環458可以任一種適當之方法(例如以 於凸緣424。 丁口仟）固疋 杯形封454如圖16及圖17所示。「杯形封」在本文中奸 任一種具有一凹面部分之自添力密 ’、 、土 $ # — + 了用凡件’且根據其構 …达、封用元件之凹面部分所受墨力增加時(例如由位 於該密封μ件凹面側之_室之墨力增加所造成），該 用元件之内部壓力將因而升μ向外施力（例如施力於餘 住-用以構成該壓力室之壓力容器其與該密封用元件相鄰 之表面）’因而形成一密封用元件。杯形封454包括一環步 内壁侧，該内壁係沿_環形折線45化接合—環形外壁 4MA，並在其中形成一環形渠道454[)。 杯形封454最好係由一具有可撓性之彈性材料一體成形。 用以形成杯形封454之材料最好可曝露在密相叫中而不致 膨脹及受損'。適當之材料包括氟化聚合物及彈性體，例如 • PTFE(DuP0nt之 Teflon):經充填之 pTFE ; ρτρΈ 共聚合 物及其類似物，例如FEP(氟化乙烯/丙烯共聚合物）；;』二 AF ;氣三氟乙烯（CTFE);其他高穩定塑膠，例如聚（乙稀） 、UHMWPE(超高分子量聚（乙烯））、聚丙烯（pp)、聚氣乙烯 (PVC)、丙烯酸糸聚合物、醯胺聚合物；及多種彈性體，例 如氣丁橡膠、Biina-N、及以表氣醇為基底之彈性體。適當 之治封用材料可購自 PSI pressure seals Inc.，310 Nutmeii Road South，South Windsor，CT 06074。 若欲將杯形封454固定於凸緣424，可將内壁454B與折線 454C至少其中之一（最好將其兩者）附著於凸緣424及/或扣環 -47- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 579302 五、發明説明（45 ) 458與其相鄰之部分。舉例而言，内壁45仙與折線⑽可以 黏著劑固定於凸緣424。杯形封454之位置最好係由扣環㈣ 加以固定，且不使用黏著劑或其類似物。 彈簧456可為任—種可反覆且確實偏置外壁454A、使並请 離内壁454β(亦即沿徑向外移）之適當彈簧。當外殼42〇~? 430分離時’彈簧456最好可沿徑向外偏置杯形封4Μ，使其 超出^緣424(參見圖9)。彈簧456最好係—繞線彈簧或一懸 臂式弹黃’其形狀類似但小於杯形封…，且係養套於杯形 封454之内部。彈簣456最好係、由彈簧等級之不錄鋼製成。 彈簧456可與杯形封454一體成形。吾人除設置彈菁…外， 一併行或替代之作法係令杯形封454本身即具有一可將壁 4)4Α 4)4B標開之偏置力。此外亦可省略彈簧456，而杯 形封454本身亦可不具有偏置力。 〇形環4：)2係設於槽435内。〇形環452最好係以緊度接合之 方式口疋於_日4〕5中。该〇形環係由一可變形之彈性材料製 成。〇形環452最好係由一彈性體材料製《。若〇形環…係 由bunna-n或氣丁橡膠製成則更佳，若以乙烯一丙烯—二烯 橡膠（EDPM)製成則最佳。〇形環452之尺寸需加以設計，使 〇形環452在未載重之狀態下（亦即外殼42〇、43〇分離時，參 見圖9)係局部突出於鄰接面436上方。 當外殼420、430關閉時，杯形封454係夹於凸緣424與434 之間，如圖8與圖15所示。彈簧456將偏置壁454八及45化， 使其分別抵住壁434八及425八。若提高室41〇之壓力，使其 大於周圍壓力，渠道454D所受之壓力將迫使壁 -48- 579302 A7 B7 五、發明説明（46 ) 分離，並分別與壁434A及425A形成更緊密、更密封之接合。 如此一來，杯形封454便成為一牢固之主要密封用元件， 可防止至4 10内之流體沿流體洩漏路徑3流至〇形環c 2或大 幅減少此一現象，使〇形環452不需曝曬在有可能造成損害 之加工流體中。此種對0形環452之保護可大幅延長〇形環 452之使用壽命，若加工流體包括高壓c〇2則更是如此。因 此’密封用系統450將有助於形成—高產出之晶圓製造系統 ’且其中密封用元件之使用壽命較長。

值得注意的是，當吾人提高室41〇之壓力時，此内部壓力 將使外殼420、430略為分離，導致〇形環452未達密封所需 之載重狀態。但由於杯形封454可發揮主要密封用元件之功 能，故仍不失為一牢固之密封設計。但若杯形封454局部或 完全故障，〇形環452則將發揮功能，防止加工流體洩漏至 環境中或減少其洩漏量。根據某些具體實例，總成4〇〇可作 適當調整，使Ο形環452可在室41〇到達或超過一選定壓力時 ，容許流體沿流體洩漏路徑3流出，以免增加該〇形環所Z 之壓力，並防止具損害性之加工流體（例如Cl)長期接觸該 〇形環。 Λ 當室4 1 0内之流體處於大氣壓力或真空狀態時，杯卅封 454之密封有效性往往因而降低（但彈簧456之偏置力仍可發 揮些許密封之功能）。在此狀況下，〇形環452便成為主要穷 封元件，可防止大氣中之流體經由流體洩漏路徑3進入室 410中。值得注意的是，大氣中之流體（基本上為空氣）通常 不含向濃度之C〇2、或其他會對〇形環材料造成不當損宝之 -49-

579302 A7 _____B7 五、發明説明"— 組份。 如圖所示，0形環452之密封設計最好採對頭式設計，如 此一來便無可滑動之構件。杯形封454之壓力添力機構則容 。午口人使用偏置力杈小之彈簧456。本發明之該等特點有助 方、I1牛低所有對曰曰圓5有告之微粒之產生率。杯形封在廢 力至總成内亦可改採其他方向、或設於其他位置。吾人可 在流體洩漏路徑中連續設置兩個以上之杯形封454。 吾人可由本文之說明得知，一杯形封與一彈性體〇形環密 封用元件之組合可克服某些與C〇2容器高壓密封設計有關之 問題，但若單獨使用一彈性體〇形環密封用元件或一杯形封 則蛛法解決該等問題。特定言之，若令彈性體〇形環曝露在 高壓CO:中然後快速減壓，該彈性體〇形環之使用壽命多不 長久。作為壓力密封用元件之杯形封基本上需使預 力彈簧方可使該容器以真空狀態供人使用。該種強預力可 能產生較大之摩擦及磨耗，進而產生具損害性/污染性之微 粒。根據本發明，若需利用彈性體〇形環在室内形成真空， 或彈性體〇形環可由外部添力（從外部壓縮）。 m固持總成 茶見圖19至圖22，圖中顯示-根據本發明其他具體實例 之晶圓固持總成520。總成520可在一壓力室總成4〇〇β(圖 19)中取代失盤5丨〇，該壓力室總成除此之外均可對應於壓 力室總成400。晶圓固持總成520包括一基材固持器或平台 或，盤522,且可利用夾盤522旋轉所產生之將㈣ 固定於夾盤522上，下文將有更詳細之說明。 -50- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Λ4規格(210X 297公釐) 579302

夾盤522具有一前表面524及-位置相對之後表面528。複 數片（圖中共八片）動輪葉529係由後表面528向後伸出，並沿 一中央轉動軸E-E之徑向延伸（圖19)。複數條（圖中共四條） 通道526A係由後表面528貫穿夾盤522並通往前表面上之 =環形渠道526B ^複數條（圖中共十六條）渠道526(：係由渠 道526B沿徑向外延伸，並與渠道526β形成流體連通。亦可 增設與渠道526C形成流體連通之環形渠道（未圖示）。 如圖19所示，夾盤522係安裝於一從動軸53〇上，俾隨該 軸繞轉動軸E-E旋轉。當夾盤522旋轉時，動輪葉529將推動 或迫使「後表面528」與「壓力室410中與該後表面相鄰且 相對之表面4 1 2」間之流體沿徑向（沿方向F)向外（朝夾盤μ〕 之外周邊）移動。如此一來便在夾盤522下方、夾盤522之内 部區域（亦即最靠近軸E-E之區域）與該夾盤之外部區域間產 生一壓1。更特定言之，該中央區域之壓力（包括通道526八 下開口之壓力）將小於夾盤522外緣之壓力，亦小於晶圓5於 失盤522相反面所受室410内之壓力。因此，在晶圓5頂面所 受之流體壓力與渠道526B、526C内之流體壓力間將形成— 壓差。 當灸盤522及晶圓5旋轉時，晶圓5即以上述方式固定於夹 盤522。吾人可設置補助性之固持構件，俾在開始旋轉前、 或在不需ί疋轉之加工步驟中’將晶圓5固定於灸盤5 ”上 亚/或提供額外之固定效果。舉例而言，該等補助性構件可 包括黏著劑、失具、及/或一外生壓差總成(如後述之晶圓固 持總成550)。 -51 · 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X 297公釐)

裝

579302 A7 B7

參見圖23至圖25，圖中顯示一根據本發明其他具體實例 之晶圓固持系統55 1。系統55 1包括一晶圓固持總成55〇，且 可在一壓力室總成440C(圖23)中取代失盤51〇，該壓力室總 成除此之外均可對應於壓力室總成4〇〇(為求圖面清晰，總 成400C之某些元件在圖中並未顯示p總成44〇c尚具有一磁 力驅動總成580。 晶圓固持總成550包括一基材固持器或平台或夾盤552， 且可利用「壓力室410内之壓力」與「一出口 564之壓力」 間之一壓差將晶圓5固定於夾盤552上，以下將有更詳細之 說明。磁力驅動總成58〇可驅動夾盤552，使其相對於壓力 至' 4 1 0而私動，但吾人所岔封之位置並不需正好在相對移動 之元件（亦即一軸560與外殼430)間。應瞭解，晶圓固持系統 55 1可搭配其他驅動設計，磁力驅動總成58〇亦可搭配其他 晶圓固持器機構。 以下將詳細說明磁力驅動總成580。總成58〇包括一上外 殼）8:>及一下外殼584。上外殼585之上端係容納於外殼々π 中’且兩者間形成氣密密封（例如可使用一適當之密封用構 件’例如氣密墊圈）。軸56〇穿過外殼585，且上、下轴承 586及588係以可轉動之方式將該軸安裝於該外殼上。在軸 560與外殼元件585間設有一密封用元件56ι。密封用元件 56 1最好係一非接觸式密封用元件。密封用元件5叫若為一 間隙式密封用元件（若能形成一間隙G，其寬度約在〇 〇〇 1與 0.002英忖之間則更佳）或一曲徑軸封則更佳。密封用元件 56 1亦可為一唇形密封用元件或一機械式密封用元件。 -52- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐） 579302

内4磁石固持器590係安裝於軸56〇之下端，俾隨之轉 動；且具有一内磁石Ml，其安裝於該内部磁石固持器之I 二部。内部磁石載具590係位於下外殼元件584中。一壓力 盍)96可包圍内部磁石載具59〇，並與下外殼元件…之下端 形成氣密密封(例如可使用一適當之密封用構件，例如氣： ^圈）° #此一來，壓力蓋596與上外殼元件585便共同形成 一氣密貯器’可容納從壓力室41()進入上外殼元件如之流 體。 μ 一驅動單元582係安裝於外殼元件584上。驅動單元μ〕可 為任一種適當之驅動元件，例如以液力驅動之單元，若為 以€力驅動之單元則更佳。驅動單元582可轉動一伸入外殼 兀件）84内之軸594 Q _外部磁石固持器別係安裝於轴別 上，俾隨之轉動。外部磁石固持器592係位於外殼元件 内，但壓力蓋596可使該外部磁石固持器在機械及流體方面 均與内部磁石固持器590及壓力室川隔離。_外磁石關系 安裝於外部磁石固持器592上，俾隨之轉動。 癌7、石 1 與 N 丨 9 之；(:盖 -χ/τ. ησ X_ L' ^ —構^ 0又置方式、及型態均形成特定之關 係’致使彼此以磁力相連接。因此，磁石M1、⑽將可以間 接之機械方式連接外部磁石固持器592與内部磁石固持器 590，並藉以連接軸594與軸56〇，使吾人操作驅動單元π] 即可轉動失盤522。 磁力驅動總成MO可為任一種適當之驅動總成，並依本文 斤〜之方式作適③之修改。適當之磁力驅動總成包括_ d ι)〇可購自瑞士烏斯特市（Uster)之Biichi aG。此外亦可使 -53 -

五、發明説明（51 ) 用他種以非機射式進行連接之驅動單元。 洋見圖24及圖25，夹盤552具有一前表面554。一埋頭通 道556B則貫穿夾盤552。複數條渠道556A係由通道556B沿 徑向向外延伸’並與該通道形成流體連通。可另設與渠道 556A形成流體連通之環形渠道（未圖示）。 如圖所不，夾盤552係以一螺帽安裝於從動軸兄〇上 ’俾隨軸560繞-轉動軸阳走#。軸則具有—沿軸向延伸 且穿過該軸之連接通道562。螺帽558具有一中央開口，里 可容許通道562與通道556β形成流體連通。—通道⑹係沿 徑向穿過軸560 ’並使通道562與第二室犯形成流體連通， 該第二室係形成於外殼585與軸56〇之間。密封用元件561最 好係一非接觸式密封用元件（例如一間隙式密封用元件或一 曲徑㈣可形成一受限之流體通道Μ共流體在壓力室 410與第二室565間流動。 外殼元件585上之一出口 564可使第二室565與一管線以〇 形成流體連通。一管線L4 1具有一閥V3〇，且可使一流量限 制器566及一儲存槽568與管線L4〇形成流體連通。流量限制 器566可為一節流孔口、或一適當之局部封閉閥（例如一針 閥），其可在吾人之控制下限制通過該閥之流量。一管線 L42具有一閥V31，且可使一流體輸送元件p2〇與管線L4〇形 成流體連通。 吾人可以下列方式使用系統551，俾將晶圓5固定於失盤 W2。吾人可在儲存槽568内提供一壓力，並使其低於壓力 室4 10在一般加工條件下、其室内氣體環境之壓力。吾人可 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) -54- 579302 A7 ______ B7 五、發明説明（52 ) 在加工過程中開啟閥V30，使第二室565與儲存槽568形成流 體連通，此時該槽之作用係一被動低壓源（亦即不以泵、壓 縮機、或其類似物產生壓力或真空）。如此一來將使室565 内之壓力（連帶使得與該室形成流體連通之渠道556A内之壓 力）小於壓力室410内之壓力，因而在晶圓5之上表面與晶圓 )之背面間形成一壓差，導致晶圓5被下拉（沿方向D)至夾盤 552 上。 流量限制器566可限制流體從第二室565流入儲存槽568之 流量’使流體以吾人所控制之方式洩漏。此種控制洩漏之 作法可確保晶圓5兩面間之壓差足以將晶圓固定於定位，但 不致過度消耗壓力室4 1 0内之流體。 儲存槽568之壓力最好大於大氣壓力，但小於壓力室4 1 〇 在預定作業中之壓力。儲存槽568可容許吾人清潔、再循環 、或以其他方式處置壓力室4 1 0内所抽出之氣體。 或者亦可省略或繞過儲存槽5 6 8 ’使管線L4 1可在閥V3 0開 啟之狀態下直通大氣。 當壓力室4丨0内氣體環境之壓力等於或小於被動低壓源（亦 即储存槽568或周圍大氣）之壓力時，吾人便可操作流體輸 运元件P20以降低室565内之壓力，使其小於壓力室4丨〇内之 壓力，以便在晶圓5之兩面間產生大小符合吾人所需之壓差 、在此情況下需關閉閥V30並開啟閥V3 1。 糸統55 1最好能在吾人之操作下，使渠道556A内產生一至 少比壓力室4 1 0内之壓力小1 p s i之壓力，若比壓力室4 1 〇内之 壓力小約5至20 psi則更佳。 -55- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 579302 A7 B7 五、發明説明（53 I想式噴灑元t 則述之唷灑兀件190及後述之噴灑元件6〇2、652均可提供 位置分散之入口，俾將加工流體直接送至晶圓表面。此外 ，該等噴灑元件亦可提供該等流體之分布流，其中更包含 來自流體/表面撞擊之機械作用。此機械作用大致上係來自 ㊄灑元件所送出之流體流之動量。 人可k過矣灑元件之設計（例如包括噴口之數量、間距 、及大小），對能量傳遞/機械作用之運用方式作選擇性之控 制此外，右令晶圓同時旋轉則可在流體與晶圓表面間產 生剪力（動量），促進表面物質之移除。 ^芩見圖26，圖中顯示一根據本發明其他具體實例之壓力 至〜成400D。總、成4〇〇〇(為求圖面清晰，其某些特點在圖％ 中並未顯示）可與總成4_目同，唯前者設有―旋轉式喷潔 -件總成600(舉例而言）。總成侧可包括一以轉動方式驅 動之晶圓固持器别，另-作法係令晶圓5保持固定不動。 ” 可搭配前❹—種壓力室總成。值得注意 的是’即使不使用旋轉式曰圓 + νΓ 曰曰□口持為，賀礙元件總成6〇〇亦 可使一賀灑元件與一晶圓相對轉動。 噴灑元件總成_包括一噴麗元件602(亦可見於圖η及圖 28卜喷i麗元件602包括—轴部分6 i 〇及桿狀分布部“I 一袖向通道川係延伸自—上開〇614、？過部分㈣、並盘 部分㈣中之—橫向通道622形成流體連通。-“噴口 6,4 係由通道⑵延伸至分布料㈣之底料緣。Μ元件㈤ 可由一具有高氧化穩定性之材料製成，例如3丨6不錄鋼。 -56-

579302 A7 ___B7 五、發明説明（54 ) 一軸承63 0係固定於外殼420之一通道427内，致使軸承 6 3 0之一凸緣6 3 2係容納於通道4 2 7之一加大部分4 2 7 A中。軸 承6 3 0最好係圖示之套筒式軸承。軸承6 3 〇可以P T F E、P E、 或PEEK製成。軸承630最好係由PTFE製成。 軸部分6 1 2穿過軸承630且具有一凸緣6 1 6，其覆於凸緣 632上。一末端蓋640係以螺紋（舉例而言）穩固安裝於外殼 420之部分427A内，且位於凸緣616之上方。末端蓋640最好 可與外殼420形成氣壓緊密密封。 末端蓋640可接收一加工流體供應源（例如來自一供應管線 9)，使加工流體流經一通道642，然後進入通道6 12。該流 體可繼續流入通道6 2 2，然後由喷口 6 2 4送出。 參見圖27及圖28，喷口 624係與喷灑元件602之預定轉動 軸N-N(參見圖28)形成某一角度。噴口 624之位置最好傾斜 一角度Μ (參見圖2 8 )，且該角度約在〇。與8 5。之間，若約在 與60之間則更佳。噴口 624之傾斜方向係與預定轉動之 方向R(圖27)相反。 使用時’流體離開噴口 624所產生之反作用力（亦即液力推 進力）將使喷〉麗元件602在轴承63 0内繞軸N -N旋轉。值得注 思的疋，由於轴承6 3 0係安裝於壓力室4丨〇之内部（亦即在高 壓區域内），並由末端蓋640將其與周圍壓力隔離，因此， έ玄轴承並不需承受其兩端間一實質壓力降所產生之載重。 除以液力驅使噴灑元件602旋轉外，一替代或併行之作法 你將噴;義元件602連接至一驅動單元。該噴灑元件可以直接 或間接之機械方式連接至該驅動單元（例如採用一軸承/密封 • 57- ^紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(2ι〇χ297公釐） --- /件/驅動單元之構造），或以非機械方式連接（例如使用 y轉合或磁性麵合（其中磁性可為永久磁性、電力驅動之 磁性、或感應驅動之磁性）之連接力）。或可令部分或所有噴 口 624之方向平行於轉動軸N_N。 貝 。人亦可利用一根據本發明其他具體實例之噴灑元件652 =代喷元件6G2，並搭配上述任—種修改方^特點。喷 :凡件652具有—轴部分66Q，且可對應於錢元件6们，唯 桿狀分布部分62G係由—盤狀或碟狀分布部分67。所取代， 该分布部分670具有一由喷口 674所形成之圖型。吾人可修 改該由喷口 674所形成之圖型。 / C瞭角十’在以上所說明、及如後附申請專利範圍所表示 之發：中’有多項發明亦可用於其他作業，且該等作業並 非先4以|又佳具體實例為參照對象而詳加說明之作業。舉 例而言’用以將一晶圓固定於一夾盤之構件及方法亦可用 於其他類型之作業（例如與C02或晶圓製造無關之作業）以固 定他種基材。供應/回收系統300及其次系統亦可用於其他 需使用内含叫之加工流體之系統及作業，例如使用C02之 化學機械研磨（CMP)系統。 以上係本發明之示範說明，不應將其視為對本發明之限 制。本文雖已說明本發明之若干示範用具體實例，但熟習 此員技^之人士即可瞭解，該等示範用具體實例可以多種 方式修改’但在實質上仍不脫離本發明之新穎原理及優點 。因此，所有該等修改均屬本發明之範圍。應瞭解，以上 係本發明之示範說明，不應將其視為僅限於本文所揭示之 -58- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 579302 J〇91111〇53號專利申請案 喆 丨修i f 中文申請專利範圍替換本(92年9月） C8 说見 一7 D8 1 — 六、申請專利範圍 — • 一種可與一基材及一加工流體流搭配使用之加工室總成 ，該加工室總成包括·· a) —容器，其構成一室；及 b) 一喷灑元件，其包括至少一個形成於該喷灑元件中 之噴口 ’該噴口可在該室内將該加工流體流分布於該基 材上； c) 其中該加工流體可從該喷灑元件中、經由該至少一 個噴口流出，而該喷灑元件亦將依此作出反應，繞一轉 動軸、相對於該容器而旋轉。 2.如申請專利範圍第1項之加工室總成，其中該噴灑元件包 括一分布部分，其内包含一分布渠道；且該至少一個喷 口係由該分布渠道延伸至該喷灑元件外。 3·如申請專利範圍第1項之加工室總成，其中該至少一個喷 口之延伸方向與該轉動軸形成一角度。 4·如申請專利範圍第3項之加工室總成，其中該至少一個噴 口之延伸方向與該轉動軸所形成之角度約在5與85度之 間。 5.如申請專利範圍第1項之加工室總成，包括複數個形成於 該贺灑元件中之喷口。 6·如申請專利範圍第1項之加工室總成，包括一設於該喷灑 元件與該容器間之軸承，俾使該喷灑元件與該容器得以 相對轉動。 7·如申請專利範圍第6項之加工室總成，其中： a)該谷裔包括一延伸自該室之容器通道； O:\78\78329-920905.DOC 5 a 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 579302 A8 B8

   b)該喷灑元件包括： 一分布部分，該至少 分中；及 一個喷口即形 成於該分布部 一軸部分 通道；且 其連接於該分布部分 且穿過該容器 俾使該軸部 可覆蓋該容 c)该軸承係位於該軸部分與該容器之間， 刀與該谷裔得以相對轉動。 8. 如申請專利範圍第6項之加工室總成，包括一 器通道之末端蓋。 9. ^請專利範圍第旧之加工室總成，其中該室内之—加 壓氣體環境經加壓後，其壓力超過周圍之大氣壓力。 10. 如申請專利範圍第⑶之加工室總成’其中該噴灑元件包 括一桿狀分布部分，且該至少—個喷口即形成於該分布 11.如申請專利範圍第旧之加工室總成，其中該噴灑元件包 括一碟狀分布部分，且該至少一個喷口即形成於該分 部分中。 12· —種可將一加工流體流分布於一基材上之噴灑元件，該 喷灑元件包括： / 一噴灑元件，其包括至少一個形成於該喷灑元件中之 喷口’該噴口可在該室内將該加工流體流分布於該基材 上； 其中该加工流體可從該噴灑元件中、經由該至少一個 喷口流出，而該噴灑元件亦將依此作出反應，繞一轉動 -2 - O:\78\78329-920905.DOC 5 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 579302 A BCD 穴、申清專利範圍 轴旋轉。 13.如申請專利範圍第12項之喷灑元件，其中該喷灑元件包 括一分布部分，其内包含一分布渠道；且該至少一個噴 口係由該分布渠道延伸至該喷灑元件外。 14·如申請專利範圍第12項之喷灑元件，其中該至少一個喷 口之延伸方向與該轉動軸形成一角度。 15·如申請專利範圍第14項之喷灑元件，其中該至少一個喷 口之延伸方向與該轉動軸所形成之角度約在5與85度之 間。 16·如申請專利範圍第12項之喷灑元件，包括複數個形成於 該喷灑元件中之喷口。 17·如申請專利範圍第12項之喷灑元件，包括一桿狀分布部 分，且該至少一個喷口即形成於該分布部分中。 18·如申請專利範圍第12項之喷灑元件，包括一碟狀分布部 分，且該至少一個喷口即形成於該分布部分中。 19. 一種用以將一加工流體施予一基材之方法，該方包括下 列步驟： a) 將該基材置於一容器之一室中； b) 提供一噴灑兀件，其包括至少一個形成於該喷灑元 件中之噴口； C)透過該至卜個喷π ’將m體分布於該基材 上；及 d)令该加工流體從該噴灑元件中經由該至少一個喷口 流出，俾使該喷麗元件繞一轉動車由、相對於該容器而旋 j O:\78\78329-920905.DOC 5 · 3 _ 張尺度適用巾 B S _i^(CNS) A视格(21G X 297公董了~ ~-- 579302 A B c D 六、申請專利範圍 轉。 20·如申請專利範圍第19項之方法，包括：提高該容器之屢 力，使其超過大氣壓力。 21.如申請專利範圍第19項之方法，其中該基材係一微電子 裝置基材。 O:\78\78329-920905.DOC 5 - 4 - ___________ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 579302 k灸i 年 曰 丨補无泰第〇9im〇53號專利申請案 1- 土文圖式替換貪〔92年9月)

   579302 1修t£ 補見% 年、η

   579302