TWI293482B - Method for reducing the formation of contaminants during supercritical carbon dioxide processes - Google Patents

Description

1293482 (1) 玖、發明說明 相關申請案

本專利申請案主張之優先權在共待審美國臨時專利申 請案序號60/35 1,897的25 U.S.C. 119(e)之下，其係於2002 年 1月 25 日提出，標題爲 “ELIMINATING FORMATION OF PARTICLES DURING SUPERCRITICAL CARBON DIOXIDE PROCESSES BY THE USE OF INERT FLUID PRE-FILL OR ALTERNATIVELY BY USE OF CLEAN CARBON DIOXIDE GAS PRE-FILL”。亦將該臨時專利申請案序號60/35 1，897的 25 U.S.C. 119(e)之下，其係於2002年1月25日提出，標題 爲 “ELIMINATING FORMATION OF PARTICLES DURING SUPERCRITICAL CARBON DIOXIDE PROCESSES BY THE USE OF INERT FLUID PRE-FILL OR ALTERNATIVELY BY USE OF CLEAN CARBON DIOXIDE GAS PRE-FILL”全文以 提及的方式倂入本文中。

【發明所屬之技術領域】 本發明有關淸潔處理領域。更明確地說，本發明有關 減低污染物在超臨界二氧化碳處理期間生成的領域。 【先前技術】 二氧化碳（C〇2)係一種對環境溫和且自然界中富含的 非極性分子。由於C〇2爲非極性分子，其具有將各種非極 性材料或污染物溶解於其中或是溶解的能力。非極性C〇2 -6 - (2) 1293482 中所發現污染物的溶解程度視該C〇2的物理狀態而定。 C〇2的三相是固態、液態、氣態，而^超臨界係C〇2的狀態 。此等狀態係因特定壓力與溫度的適當組合而異。超臨界 狀態之C〇2(SCC〇2)既非液態也非氣態，但是具有此二者 的性質。除此之外，SCC02與固體表面相互作用時缺乏任 何有意義表面張力，因此可比液態C〇2更容易穿透高縱橫 比幾何形狀。此外，由於SCC02之黏度低以及類液態特徵 ，其容易溶解大量其他化學物質。 已顯示出當溫度與壓力提高至超臨界狀態時，C〇2亦 之溶解度亦隨之提高。此種溶解度提高導致進行scc〇2淸 潔、萃取與脫脂。隨著半導體處理方法中通路與線的幾何 形狀尺寸日漸變小，而且深度對寬度比日漸變大，先前技 術的電漿磨光與洗提浴方法變得較無效，而且某些方法無 法有效去除光阻與光阻殘留物。此外，由於光阻與殘留物 可能牢固地黏合於氧化物材料上，自氧化物材料去除光阻 或殘留物有其困難度。因此，需要一種應用於半導體處理 、表面淸潔與沈積步驟之新穎方法，必須穿透非常緊密幾 何形狀時尤其需要此種新穎方法。 【發明內容】 進行去除微量污染物之徹底SCCCh晶圓淸潔作用，以 確保高產率、使製造結果最佳，並減低對於處理裝置之字 兀位置的不良影響。污染物通常可分類爲：（1)金屬（其中 ，於裝置處理期間沈積在矽表面上之鐡（Fe)、鋁（AI)、銅 (3) 1293482 (Cu)、鈣（Ca)、鈉（Na)等金屬物質污染物原子會造成主要 可靠度問題）；（2)有機物（主要來源包括環境空氣以及貯存 /運送設備中之烴類，若此等烴類未受控制，也可能會對 於金屬半導體接點與磊晶層之特徵造成可靠度問題以及具 有不良影響）；（3)氧化物（由氧、氮、一氧化氮、水與烴類 );或是（4)粒子。粒子污染物通常是存在處理環境中之各 種材料塊，諸如光阻、矽、矽石、金屬物質、皮屑或菌落 。即使是晶圓表面上之超小污染物（< 0.1 m)也會造成嚴重 損壞。 無麈室技術係用以避免晶圓表面污染，但是仍然無 法消除各種污染物。此外，目前尙無將C〇2純化至符合 SCC〇2淸潔作用所需水準之方法。廠商們竭力提高C〇2與 惰性氣體純度，並藉由減低固有之污染物水準供應較淸潔 主要C〇2與惰性氣體。由於製造與裝瓶期間存在之具有非 極性材料來源的C〇2有劇烈功效，此係一項極爲困難的課 題。就scc〇2淸潔應用而言，溶解於〇〇2內之非揮發性重 分子量分子係主要可注意到之污染物。此等重分子量分子 包含大分子量烴類（大於C12)與離開後C〇2即聚合之分子（ 形成大型非反應性簇）。即使主要C〇2與惰性氣體的純度 提高，該主要來源內仍然發現污染物，其會減低目前晶圓 處理方法的效力。因此，需要一種更有效而且更有效率之 方法與系統，使的整個處理過程當中，不要的溶解或凝結 污染物包含在該主要來源內。 本發明有關一種使用包含C〇2或惰性氣體其中之一， (4) 1293482 或是CCh與惰性氣體組合物之預塡充物，減低scc〇2處理 期間粒子生成之方法與系統。避免超小型粒子（< O i M)污 染物在晶圓上生成對於減低或消除嚴重晶圓損壞而言是絕 對必要的。 已發展許多以水爲基底技術與系統，其使用超臨界溶 液淸潔晶圓。但是因氧化物生成以及難以自淸潔系統去除 水之故，水可能有害。此外，存在水可能使該超臨界淸潔 溶液產生意料外之化學性質。 本發明克服超臨界晶圓淸潔技術與系統所伴隨的該項 問題與其他問題及困難。本發明包括以包含c或惰性氣 體之一，或是c〇2與惰性氣體組合物的經純化預塡充物加 壓一處理室之方法。該經純化預塡充物使得造成污染之添 加後減壓的主要C〇2凝結並沉澱在壓力室內。 雖然存在其他方式，但是經純化來源通常可由以下兩 種方法之一製得：（1)將一個過濾系統接附於高壓c〇2或惰 性氣體圓筒的氣體或液體出口，如圖1所示；或是（2)將一 純化系統接附於高壓C〇2或惰性氣體圓筒之氣體或液體出 口，如圖2所示。 產生經純化預塡充物來源（包含C〇2或惰性氣體，或 是CCh與惰性氣體之組合物）之後，使該經純化來源直接 流入該壓力室。使用位於該壓力室下游的閥或反壓調節器 保持該經純化來源壓力。當該閥或反壓調節器將壓力調整 至相當於主要C〇2來源壓力（例如，〜830 psi)，該經純化 來源充當預塡充物對該室加壓。當該經純化來源保持固定 -9 - (5) 1293482 壓力後，添加該C〇2主要來源，並使其流入並通過該室。 當壓力室中之主要C〇2達到均衡壓力之後，將該系統加壓 至超臨界狀態（例如，〜2750 psi)。使用CCb作爲預塡充物 與處理兩種用途時，包含在主要來源 CCh內之污染物的 離解作用減低。 如上述，以經純化預塡充物來源預塡充該壓力室，並 將該主要來源導入該壓力室之後，開始超臨界淸潔過程。 該淸潔處理完成之後，將壓力室減壓至大氣壓力。 鲁 【實施方式】 本發明有關一種減低晶圓處理期間於晶圓與其他基板 材料（包含但不局限於矽爲基底與金屬爲基底基板材料）上 沈積之污染物的方法與系統。本發明在進行超臨界CCh淸 潔處理自氧化矽材料去除殘留物之前，最好使用一種經純 化預塡充物（由C〇2或惰性氣體，或是CCh與惰性氣體的組 合物所組成）。本發明最好有關以加壓之經純化預塡充物 來源預塡充一室，並保持該主要C〇2來源壓力，以減低晶 圓或基板材料之污染物。如此使得主要CCh中所發現的任 何污染物留在該主要（：〇2內。因此，最小化或消除晶圓或 基板材料之污染物。 雖然本發明的說明有關去除通常用於晶圓處理之後蝕 刻殘留物的應用，但是熟悉本技術者將會明白本發明可用 於自任何數量之不同材料（包含但不局限於氮化矽類）與結 構（包含但不局限於微機械、微光學、微電學結構與其組 -10- (6) 1293482 合）去除任何不同殘留物（包含但不局限於聚合物與油）之製 程。 根據本發明較佳實例，顯示出一種方法，其係以經純 化預塡充物（由C〇2或惰性氣體或是CCh與惰性氣體之組合 物所組成）來源預加壓的晶圓壓方室，以免已添加之主要 C〇2來源不會減壓，並使污染物凝結在該壓力室內。 在現有的晶圓處理方法當中，將主要CCh導入一收納 該晶圓之壓力室內。通常，該室係在大氣壓力與室溫之無 塵室內。反之，該主要c〇2最好加壓至約800- 1 000 psi。由 於壓力與溫度差異，隨著該高壓主要C〇2進入該室而產生 膨脹射流。隨著此種膨脹作用，包含在主要C〇2內之溶解 或凝結污染物會會通到晶圓表面上。該主要CO 2污染物以 乾冰結晶（「雪」）、液態噴霧或溶解或凝結之粒子形式掉 落在晶圓表面上，而轉移到該晶圓表面。 若於塡充（對該室加壓）及/或排空（使該室減壓）期間， 保持該主要C〇2壓力而不減壓，污染物會繼續溶解在該主 要C〇2內，並於標準晶圓處理期間減少或消除該等污染物 。已發現必須在將主要C〇2導入晶圓壓力室之前，以經純 化預塡充物（由CCh或惰性氣體或是c〇2與惰性氣體之組合 物所組成）預加壓該室，以解決此一問題。亦已發現，在 添加主要c〇2之前及/或之後立刻將經純化惰性氣體預塡充 物添加至滿，並抽空該室內所有經純化C〇2，亦可解進目 前晶圓污染物問題。 首先，在本發明較佳實例中，主要C〇2係自一圓筒流 (7) 1293482 出，並流經一過濾/純化系統，如圖1與2所示，並產生經 純化C〇2預塡充物來源。本發明另一實例中，主要惰性氣 體或是主要惰性氣體與C〇2之組合物自一圓筒流出，並流 經一過濾/純化系統，如圖1與2所示，並產生經純化惰性 氣體（或惰性氣體/C〇2組合物）來源。然後，該經純化預塡 充物來源（由C〇2或惰性氣體，或是COf惰性氣體之組合 物所組成）直接流入該壓力室。 較佳發明之實例中，使用一個位於該壓力室下游之閥 或反壓調節器使經純化預塡充物的壓力保持在h。該經純 化C〇2係作爲預塡充物，並將該壓力室加壓至經純化預塡 充物壓力Pi。本發明較佳實例中，該經純化預塡充物壓力 P!實質上等於該主要來源壓力P2。或者，p1等於超臨界壓 力。本發明另一實例中，P!大於P2，將壓力p2之主要來源 泵啷至該壓力室內，同時由該室排出經純化預塡充物壓力 h。當經純化預塡充物來源壓力與壓力室壓力保持Pi時， 添加m力p2之主要c〇2，%使其流入且流經該室，以取代 所有經純化預塡充物來源。 於操作期間，具有基板結構（包含基板材料與其中之 殘留物）之加壓或壓縮室內產生超臨界淸潔溶液。該基板 材料可爲任何適用材料，但是其爲矽爲基底材料爲佳，而 該殘留物係一種聚合殘留物爲佳，諸如後蝕刻光聚合物殘 留物。該超臨界淸潔溶液最好包含超臨界C02。該超臨界 淸潔溶液最好在該基板結構周圍攪動及/或循環，以促進 _潔處理。該超臨界淸潔溶液藉由溶解該殘留物、蝕刻該 -12- (8) 1293482 殘留物、蝕刻部分基板材料或是其任何組合，自該基板結 構去除殘留物。自該基板結構去除殘留物之後，使該超臨 界淸潔溶液減壓，或是與該殘留物一同排出該室。 可以在該基板結構上進行任意次數淸潔處理，包含自 基板結構去除該殘留物所需要之任意次^壓縮與減壓循環 。適於自晶圓基板淸潔後蝕刻殘留物之超臨界系統的進一 步細節係描述於美國專利申請案第09/3 89,788號，1 999年9 月3曰提出申請，其標題爲“REMOVAL OF PHOTORESIST AND PHOTORESIST RESIDUE FROM SEMICONDUCTORS USING SUPERCRITICAL CARBON DIOXIDE PRECESS”，以 及美國專利申請案第09/697,222號，2000年10月25日提出 申請，其標題爲 “REMOVAL OF PHOTORESIST AND RESIDUE FROM SUBSTRATE USING SUPERCRITICAL CARBON DIOXIDE PROCESS”，此二申請案全文係以提及 的方式倂入本文中。 完成該淸潔處理之後，將該壓力室減壓至大氣壓力。 然後，以Tencor SP1粒子監測器測試該室內之矽晶圓。該 粒子測量結果表示，與同批無預塡充物的C〇2淸潔處理相 較，以經純化預塡充物進行之C〇2淸潔處理的粒子數與瑕 疵密度少了數個等級。 不論該方法是用以處理微裝置或是其中所使用材料， 通常有一或多個步驟使該晶圓受到處理殘留物污染。此等 結果證實若在添加主要來源之前使用經純化預塡充物來源 ，丽且塡充期間保持該主要C〇2來源的壓力，其溶解度仍 -13- (9) 1293482 然很高，而且粒子不會自主要來源凝結出來。該粒子測量 結果顯示出，與同批無預塡充物的c〇2淸潔處理相較，以 經純化預塡充物進行之C〇2淸潔處理的污染物數小了數個 等級。測試結果顯示，當該室未經預塡充時，瑕疵密度拜 。據信以經純化預塡充物預加壓（預塡充）壓力室，可以減 低矽晶圓之污染。因此，發展並完成污染無C〇2來源之前 ，此方法可使SCC〇2應用進行多年。 參考圖1與2，根據本發明實例，製得一種經純化預塡 充物來源（由C〇2或惰性氣體之一，或是C〇2與惰性氣體之 組合物所組成）圖1顯示主要氣體或液體過濾系統，圖2詳 細顯示主要氣體或液體純化系統。此等過濾/純化系統分 別說明於下文，其用於圖3所示之預塡充物來源內，而該 經純化預塡充物來源供應設備係描述於圖4。 更明確地說，圖1顯示預塡充物來源氣體或液體供應 容器102，其連接於預塡充物來源供應管線104。該預塡充 物來源供應管線104與預塡充物來源閥106連接。該預塡充 物來源閥106與預塡充物來源供應泵108連接。該預塡充物 來源供應泵108與預塡充物來源過濾器110連接。該預塡充 物來源過濾器110與預塡充物來源閥112連接。該預塡充物 來源供應管線104將經過濾預塡充物來源供應至壓力室1 14 。欲處理之晶圓11 6係收納在壓力室11 4內。 其次，圖2顯示預塡充物來源氣體或液體供應容器202 ，其連接於預塡充物來源供應管線204。該預塡充物來源 供應管線204與預塡充物來源閥206連接。該預塡充物來源 (10) 1293482 閥206與預塡充物來源供應泵208連接。該預塡充物來源供 應泵20 8與預塡充物來源過濾器210連接。該預塡充物來源 過濾器210與預塡充物來源純化器21 2連接。該預塡充物來 源純化器21 2與第二預塡充物來源過濾器214。該第二預塡 充物來源過濾器21 4與第二預塡充物來源閥21 6連接。第一 與第二預塡充物來源純化器與過濾器之位置可以視需要重 新定位。該預塡充物來源供應管線204將經過濾預塡充物 來源供應至壓力室218。欲處理之晶圓220係收納在壓力室 21 8 內。 圖3中，顯示本發明較佳實例。更明確地說，供可靠 地減低晶圓處理期間粒子在晶圓或基板上生成之系統300 包含預塡充物來源30、主要來源31、晶圓處理室3 2以及再 循環迴路33。 預塡充物來源30包含預塡充物來源容器321、預塡充 物來源壓力調節器323、預塡充物來源供應設備325以及第 二預塡充物來源壓力調節器327。 主要來源31包含主要來源容器3 29、第一主要來源壓 力調節器331、主要來源供應設備333以及第二主要來源壓 力調節器3 3 5。該主要來源容器329係與第一主要來源壓力 調節器331連接。該第一主要來源壓力調節器331係與主要 來源供應設備333連接，其包含一個主要來源泵與一個主 要來源加熱器。該主要來源供應設備333係與第二主要來 源壓力調節器3 3 5連接。該第二主要來源壓力調節器3 3 5係 與該壓力室3 0 1連接。 -15- (11) 1293482 繼續參考圖3，晶圓處理室32包括壓力室301、基板裝 載制動鎖313、第一排氣裝置3 07以及第二排氣裝置309。 壓力室301係與排氣裝置33連接。再循環迴路33包括第一 壓力室壓力調節器315、第二壓力室壓力調節器315，、再 循環管道303以及再循環貯存容器305。第一與第二壓力室 壓力調節器315與3 15’係經由再循環管道303與廢氣貯存容 器305連接。 圖4顯示較佳發明之另一實例。參考圖4，其顯示供以 超臨界淸潔溶液淸潔晶圓用之壓力室76。壓力室7 6包括經 純化預塡充物來源供應設備420、超臨界處理室436、循環 泵440、廢氣收集容器444、主要來源供應設備449以及超 臨界淸潔與沖洗溶液來源供應設備465。 該主要來源供應設備449包括主要來源供應容器432、 主要來源泵434、主要來源管道446與主要來源加熱器448 。該主要來源供應設備449經由主要來源管道446與循環管 線452連接。主要來源泵434位於主要來源管道446上面。 主要來源加熱器448係沿著主要來源管道446，位於主要來 源泵434與循環管線452之間。 該經純化預塡充物來源供應設備420包括經純化預塡 充物供應容器422、經純化預塡充物來源管道424、經純化 預塡充物來源泵426、經純化預塡充物來源過濾器428以及 經純化預塡充物來源閥430。該經純化預塡充物來源供應 設備420經由經純化預塡充物來源泵426以及經純化預塡充 物來源管道424與該超臨界處理室43 6連接。該經純化預塡 (12) 1293482 充物來源泵426係位於該經純化預塡充物來源管道424上面 ，管道424在經純化預塡充物循環入口 454’處與超臨界處 理室436連接。 循環泵440位於循環管線452上，循環管線452在循環 入口 454與循環出口 456處與超臨界處理室436連接。 超臨界淸潔與沖洗溶液來源供應設備465包括一化學 物質供應容器43 8、化學物質供應管線458、沖洗劑供應容 器460以及沖洗劑供應管線462。該化學物質供應容器438 係經由化學物質供應管線45 8與循環管線45 2連接。該沖洗 劑供應容器460係經由沖洗劑供應管線462與循環管線452 連接。該化學供應管線458包括一化學物質供應注射泵459 。該沖洗劑供應管線462包括一沖洗劑供應注射泵463。 該超臨界處理室436係由閘閥406、晶圓凹座41 2以及 加熱器450所組成。廢氣收集容器444係經由廢氣管道464 與超臨界處理室436連接。熟悉本技術者很容易明白，壓 力室76包括是爲超臨界流體處理系統代表之閥門配置、控 制電子裝置、過濾器以及系統設備連結。 繼續參考圖4，於操作期間，將上面具有殘留物之晶 圓插入超臨界處理室436之晶圓凹座412內，並關閉閘閥 406以密封超臨界處理室43 6。如前文詳述，經由通過該經 純化預塡充物來源管道424，藉由經純化預塡充物來源供 應設備420預塡充超臨界處理室436。該經純化預塡充物來 源閥43 0使經純化預塡充物維持在固定壓力Pi。本發明較 佳實例中，經純化預塡充物壓力1實質上等於主要來源壓 -17- (13) 1293482 力p2。或者，？^等於超臨界壓力。本發明另一實例中，P^ 大於p2，將壓力p2之主要來源泵唧至該壓力室內，同時 由該室排出經純化預塡充物壓力P!。當經純化預塡充物來 源壓力與壓力室壓力保持P!時，添加壓力p2之主要CCh來 源，並使其流入且流經該室，以取代所有經純化預塡充物 來源。在另一實例中，該經純化預塡充物來源供應設備 420可以構成供應經純化或經過濾預塡充物C〇2、惰性氣 體或是C〇2與惰性氣體之組合物來源，如圖1與2所示。以 經純化預塡充物來源預塡充該室之後，藉由主要來源供應 設備449，以主要來源對超臨界處理室43 6加壓。以主要來 源加熱器448加熱該主要來源，並使其爲壓力P2。主要來 源之壓力P2實質上等於經純化預塡充物來源之壓力1^爲 佳。經由廢氣管道464自超臨界處理室將經純化預塡充物 取代出來，並再循環或排至於廢氣收集容器444內。 藉由主要來源排出超臨界處理室之經純化預塡充物之 後，以加熱器450加熱超臨界處理室436，確使超臨界處理 室436內之主要來源溫度高於臨界溫度。本發明一實例中 ，該主要來源係一種主要二氧化碳（主要二氧化碳之臨界 溫度爲31 °C )。較佳情況係，該超臨界處理室436內之主要 二氧化碳的溫度在45 °C至75 °C範圍內。或者，超臨界處理 室436內之主要二氧化碳的溫度維持在31 °C至約100°C範圍 內。 達到起始超臨界條件時，化學物質供應泵459係自化 學物質供應容器43 8，經由循環管線452將洗提化學物質泵 (14) 1293482 啷至超臨界處理室436，同時以主要來源泵434進一步加壓 超臨界主要來源。洗提化學物質開始添加至超臨界處理室 436時，超臨界處理室436中的壓力約2,000 psi爲佳。已將 所需數量之洗提化學物質泵唧至超臨界處理室436，而且 達到所需之超臨界條件之後，化學物質供應泵459停止將 洗提化學物質供應至超臨界處理室436，而循環泵440開始 循環該包含超臨界主要來源與洗提化學物質之超臨界清潔 溶液。本方法中此時之壓力約爲2,700-2,800 psi爲佳。藉 由循環該超臨界淸潔溶液，可於晶圓表面處迅速重新補充 溶液，因而有助於去除晶圓之光阻與殘留物。於清潔處理 期間，晶圓在超臨界處理室436內保持固定爲佳。或者， 於淸潔處理期間，該晶圓在超臨界處理室436內旋轉。 使該壓力室部分減壓，該沖洗劑供應泵463自沖洗劑 供應容器460，經由循環管線452將沖洗劑泵唧至超臨界處 理室436內，同時主要來源泵434將超臨界處理室436再加 壓至接近所需之超臨界條件，以產生超臨界沖洗溶液。然 後，以循環泵440循環該超臨界沖洗溶液，以沖洗淸潔期 間所使用之晶圓洗提化學物質。同樣地，於沖洗期間，該 晶圓在超臨界處理室436內保持固定爲佳，或者，於該沖 洗期間，該晶圓於超臨界處理室436內旋轉。 以超臨界沖洗溶液處理該晶圓之後（再加壓至約2,700-2,800 psi之設定壓力），藉由廢氣管道464將超臨界處理室 43 6排至廢氣收集容器444，使超臨界處理室436減壓，益 經由閘閥406將晶圓移出超臨界處理室436。 (15) 1293482 可以進行任意次數之淸潔處理與沖洗處理，每回合具 有任意次數之壓縮與減壓步驟，上述僅供說明與完成本發 明，並不限制本發明範圍。此外，很容易視手邊應用而特 別調配超臨界淸潔與沖洗溶液內之各種化學藥劑與物質。 圖5係流程圖500，其略述有效率且有效地淸潔並處理 基板結構之步驟，該基板結構包括任何數量之由任何不同 材料所形成之不同結構形狀，此等步驟係以經純化C〇2( 或惰性氣體）來源預塡充一壓力室進行。步驟502中，將預 塡充物來源添加於一壓力室中，將該室預塡充至第一壓力 P!。以此種經純化預塡充物預塡充收納具有殘留物之基板 結構的壓力室。步驟502中，將預塡充物來源添加於壓力 室’將該室預加壓至第一壓力P!之後，步驟504係添加一 主要來源，將該壓力室加壓至第二壓力p2，同時經由壓力 室取代該預塡充物。第一壓力P!實質上等於第二壓力p2 爲佳。步驟504中，於添加主要來源將該壓力室加壓至第 二壓力p2，同時經由該壓力室取代該預塡充物之後，於步 驟506中’將該壓力室加壓至超臨界狀態。步驟5〇6中將該 壓力室加壓至超臨界狀態之後，於步驟508中開始基板結 構淸潔處理。於步驟508期間，基板結構曝露在超臨界淸 潔溶液下，並在該超臨界淸潔溶液下持續自基板結構去除 至少〜部分殘留物材料所需要的時間。此外，於步驟5〇8 期間’該超臨界淸潔溶液循環通過該室及/或攪動該超臨 界淸潔溶液，使其於基板表面上移動爲佳。 步驟5 0 8中，自該基板去除至少一部分殘留物之後， (16) 1293482 步驟5 1 0中，將該室減壓至大氣壓力。可以使用新鮮預塡 充物來源、主要來源與超臨界淸潔溶液，視需要重複任意 次數包括步驟508之淸潔處理，以去除基板結構之殘留物 ，如連接步驟508至502之箭頭所示。 完成包括步驟502、504、506 ' 508以及510之預塡充 處理、該淸潔處理或回合以及減壓處理之後，根據本發明 另一實例，以一超臨界沖洗溶液處理該基板結構。該超臨 界沖洗溶液最好包含超臨界C〇2與一或多種有機溶劑，但 是亦可爲純超臨界C〇2。 繼續參考圖5，在步驟508中淸潔基板結構之後，於步 驟510中使該室減壓，於步驟512中自該室移出該基板結構 。或者，經由包括步驟502、504、506與508(如連接步驟 508與5 02之箭頭所示）之預塡充處理與淸潔處理再利用該 基板結構。本發明另一實例中，於步驟512中自該室移出 基板結構之前，該基板結構進行數次沖洗。 此外，熟悉本技術者將會明白，任意次數之不同處理 順序涵括在本發明範圍內。例如，可以不同方式任意組合 淸潔步驟與沖洗步驟，以去除基板結構上殘留物。即使提 高主要C〇2與惰性氣體純度，該主要來源內仍然會發現污 染物，其會減低目前晶圓處理之效力。因此，需要一種更 有效且更有效率之方法與系統，使得整個處理期間不要的 溶解或凝結污染物包含在該主要來源內。本發明實例係供 作晶圓處理中使周主要C〇2或惰性氣體所面臨之污染問題 的可能解決方法。使闱本方法與系統，粒子會溶解於該 -21 - (17) 1293482 C〇2內，不會污染晶圓。本發明對於目前的晶圓製造與 SCC〇2淸潔處理產生正面分歧。此外，在不久的將來，此 方法將使超臨界淸潔處理變成半導體工業之較佳清潔方式 〇 已使用特定實例角結合詳細說明方式描述本發明，以 利於暸解本發明構成與操作原理。此處參考的特定實例與 其詳細說明並非用以限制附錄之主張權項範圍。熟悉本技 術者將會明白，在不違背本發明精神與範圍之下，可以對 被選爲說明用之實例進行改良。例如，雖然經由主要C〇2 進行超臨界介質淸潔作用之前，經純化C〇2係預塡充該室 之較佳介質，但是亦可使用經純化惰性氣體作爲預塡充物 〇 【圖式簡單說明】 圖1說明使用過濾系統之供經純化預塡充物來源用裝 置的示意圖。 圖2說明使用藉由純化系統製得經純化預塡充物來源 之裝置的使用方式示意圖。 圖3說明本發明之較佳處理系統。 圖4說明本發明處理系統之替代實例。 圖5係說明本發明較佳方法之步驟的流程圖。 [符號說明] 102 容 器 104 供 應管線 106 閥 -22- (18)1293482 108 供應泵 110 過濾器 112 閥 114 壓力室 116 晶圓 202 容器 204 供應管線 206 閥 208 供應泵 210 過濾器 212 純化器 214 過濾器 216 閥 218 壓力室 220 晶圓 300 系統 30 預塡充物來源 31 主要來源 32 處理室 33 再循環迴路 321 容器 323 壓力調節器 3 25 供應設備 3 27 壓力調節器

-23- (19)1293482 329 容 器 331 壓 力 調 節 器 333 供 應 設 備 335 壓 力 調 節 器 301 壓 力 室 313 裝 載 制 動 鎖 307 第 一 排 氣 裝 置 309 第 二 排 氣 裝 置 315/315， 壓 力 調 節 器 305 廢 氣 貯 存 容 器 303 再 循 環 管 道 76 壓 力 室 420 供 應 設 備 436 處 理 室 440 循 場 泵 444 廢 氣 收 集 容 器 449 供 應 設 備 465 供 應 設 備 432 供 應 容 器 434 泵 44 6 管 道 448 加 熱 器 452 循 環 管 線 422 供 m 容 器

-24- (20) 1293482 424 管道 426 泵 428 過 濾 器 430 閥 454/454， 循 環 入 P 456 循 環 出 □ 438 化 學 物 質 供 應 容 器 458 化 學 物 質 供 應 管 線 460 沖 洗 劑 供 應 容 器 462 沖 洗 劑 供 應 管 線 459 化 學 物 質 供 應 注 射泵 463 沖 洗 劑 供 應 注 射 泵 406 閘 閥 412 晶 圓 凹 座 450 加 熱 器 464 廢 氣 管 道 500 流 程 圖

502 步驟 504 步驟 506 步驟 508 步驟 5 10 步驟 512 步驟 -25

Claims (1)

1. 拾、申請專利範圍 附件2A: 第92101 706號專利申請案 中文申請專利範圍替換本 民國96年2月5日修正 1. 一種清潔基板之方法，其包含： a.於一壓力室添加一種預塡充流體來源，使該壓力室 預塡充至第一壓力；.

   b·添加一主要來源，使該壓力室加壓至第二壓力，同 時使該預塡充流體自該壓力室排出； c.開始基板結構清潔處理；以及 cL使該壓力室減壓至大氣壓力。 2_如申請專利範圍第1項之方法，其中該第一壓力大 於第二壓力。 3 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中該第一壓力實 質上等於第二壓力。

   4 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中該第一壓力爲 超臨界壓力。 5.如申請專利範圍第1項之方法，其中藉由提高第二 壓力，使得包含在壓力室內之主要來源達到超臨界狀態， 而開始該基板結構清潔處理。 6·如申請專利範圍第1項之方法，其中該基板結構清 潔處理係進行任意次數。 7·如申請專利範圍第1項之方法，其中該基板結構清 潔處理包括清潔該基板結構所需之任意次數的壓縮與減壓 1293482 (2) 循環。 8 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中該預塡充流體 來源係經純化。 9 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中該預塡充流體 來源係爲經純化之C〇2。 1 〇 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中該預塡充流體 來源係爲經純化之惰性氣體。

   11·如申g靑專利範圍弟1項之方法，其中該預塡充流體 來源係爲經純化之C〇2與經純化之惰性氣體的組合物。 1 2 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中該主要來源係 C 0 2 〇 1 3 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中該主要來源係 超臨界C 0 2。 1 4 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中該基板結構清 潔處理包含自基板材料去除殘留物。

   15·如申請專利範圍第14項之方法，其中該基板材料 包含二氧化矽。 1 6·如申請專利範圍第1項之方法，其進一步包含在完 成該基板結構清潔處理之後，以超臨界沖洗溶液沖洗該基 板。 17·如申請專利範圍第16項之方法，其中該超臨界沖 洗溶液包含C〇2與一種有機溶劑。 1 8 · —種用於可靠地減低晶圓處理期間粒子在晶圓或 基板上生成的系統，該系統包含： -2- 1293482 (3) a. —壓力室； b. —預塡充物來源，其係連接至該壓力室； c. 一主要來源，其係連接至該壓力室；以及 d. —排氣裝置，該壓力室係連接至此排氣裝置。 1 9.如申請專利範圍第1 8項之系統，其中該壓力室係 晶圓處理室。

   20.如申請專利範圍第18項之系統，其中該壓力室係 超臨界處理模組。 2 1.如申請專利範圍第1 8項之系統，其中該預塡充物 來源係爲經純化之C〇2。 22. 如申請專利範圍第1 8項之系統，其中該預塡充物 來源係爲經純化之惰性氣體。 23. 如申請專利範圍第18項之系統，其中該主要來源 係 C〇2。

   24. 如申請專利範圍第18項之系統，其中該預塡充物 來源係與純化該預塡充物用之純化工具連接。 25. 如申請專利範圍第18項之系統，其中該預塡充物 來源係與純化該預塡充物用之過濾工具連接。 26. 如申請專利範圍第1 8項之系統，其中該預塡充物 來源係與數個維持壓力用之壓力調節器連接。 27. 如申請專利範圍第18項之系統，其中該預塡充物 來源係與設立第一壓力用之壓力室連接。 28. 如申請專利範圍第18項之系統，其中該主要來源 係與主要來源供應設備連接。 -3- 1293482 (4) 2 9.如申請專利範圍第28項之系統，其中該主要來源 供應設備，包括一主要來源泵’其與一主要來源加熱器連 接。 3 0.如申請專利範圍第18項之系統，其中該主要來源 係與數個維持壓力用之壓力調節器連接。 3 1 ·如申請專利範圍第1 8項之系統，其中該主要來源 係與設立第二壓力用之壓力室連接。 32·如申請專利範圍第18項之系統，其中該壓力室係 與數個排氣裝置連接。 33. 如申請專利範圍第18項之系統，其中該壓力室係 與一基板結構裝載制動鎖連接，以將晶圓導入該壓力室內 〇 34. 如申請專利範圍第18項之系統，其中該壓力室係 與數個維持壓力用之壓力調節器連接。 3 5 ·如申請專利範圍第1 8項之系統，其中該壓力室係 經由廢氣管道，與貯存經循環之主要來源與預塡充物來源 用的廢氣貯存容器連接。 36·—種清潔基板之方法，其包含： a·以第一壓力之預塡充流體預塡充收納基板的壓力室 b·藉由將第二壓力之主要來源添加於壓力室以將該預 塡充流體排出該壓力室，產生超臨界清潔環境，而清潔該 基板； c.循環超臨界清潔溶液以清潔該基板； -4- 1293482 (5) d ·循環超臨界沖洗溶液以沖洗該基板；以及 e.去除該超臨界清潔溶液與超臨界沖洗溶液。 3 7.如申請專利範圍第3 6項之方法，其中該預塡充流 體包含經純化之C〇2。 3 8 ·如申請專利範圍第3 6項之方法，其中該預塡充流 體包含經純化之惰性氣體。

   39.如申請專利範圍第36項之方法，其中該主要來源 包含C〇2。 4 0 ·如申請專利範圍第3 6項之方法，其中該主要來源 包含超臨界C〇2。 4 1 ·如申請專利範圍第3 6項之方法，其中該超臨界清 潔溶液包含C〇2與一或多種有機溶劑。 4 2 ·如申請專利範圍第3 6項之方法，其在導入包含超 臨界CCh之超臨界清潔溶液之前，進一步包含以經純化之 惰性氣體C 0 2預塡充該室。

   43.如申請專利範圍第36項之方法，其中去除超臨界 清潔溶液之步驟包含以超臨界C〇2沖洗該室。 4 4 ·如申請專利範圍第3 6項之方法，其中該超臨界清 潔溶液包含超臨界C〇2與一種無水氟化物來源。 45. 如申請專利範圍第36項之方法，其中該第一壓力 大於第二壓力。 46. 如申請專利範圍第36項之方法，其中該第一壓力 等於第二壓力。 47. 如申請專利範圍第36項之方法，其中該第一壓力 -5- 1293482 (6) 係超臨界壓力。