TWI332231B

TWI332231B - Systems and methods of controlling systems

Info

Publication number: TWI332231B
Application number: TW095130288A
Authority: TW
Inventors: chaoan Su; Jen Feng Yao; Yangkai Fan
Original assignee: Taiwan Semiconductor Mfg
Priority date: 2006-02-01
Filing date: 2006-08-17
Publication date: 2010-10-21
Also published as: US20070190474A1; CN100514238C; CN101013324A; TW200731324A

Description

1332231 九、發明說明：【發明所屬之技術領域】本發明是有關於一種排放系統及控制排放系統之方法。【先前技術】隨著高科技電子產品的發展，半導體技術已廣泛應用 φφ 於製造記憶體、中央處理器（CPU)、液晶顯示器（LCD)、發光二極體（LED)、雷射二極體，及其他元件或電腦晶片組。為了達到高整合性與高速的需求，半導體積體電路的尺寸愈來愈小，且不同的材料與技術相繼被提出，以合乎需求並克服製造過程中的困難。因此，如何控制位在製程反應室或槽中晶圓的製程的條件，就變得非常重要。在半導體製造技術中最重要的顧慮之一就是微粒，而微粒於製程設備中，如製程反應室或濕式清洗槽，容易污 φφ 染於其中反應的晶圓*為了避免微粒的污染，在製程反應室中提供一下沉流體，迫使微粒往下流動。除此之外，也提供一排氣器排放反應室中的氣體以阻止微粒的污染。在一些情況下，當反應室中氣體的流率或壓力不符合規格時’反應室中的微粒很容易落於晶圓表面，並導致晶圓污 _。此時，操作者或卫程師須手動調整排氣器以排^反應室中的氣體，保持氣體的流率或壓力在所需之規格内。請參照第一1圖，係繪示先前技術設備以決定氣流條件來改善壓力1測變化率之概要圖。美國專利公開號 5 1332231

2004/0182148亦提出以決定氣流條件來改善壓力變化率之量測的方法及設備。在第1圖中，一種以決定氣流條件來改善壓力變化率之量測的設備，包含一量測反應室1 〇〇、具有某一特定容積之反應室内部分102,以及一接收氣流之入口通道110。此設備亦包含一壓力感應器104與一訊號處理器106’其中此訊號處理器106接收並取樣來自感應器1〇4 的壓力訊號，且計算壓力訊號的時間導數。此設備並包括置於入口通道110之入口調節閘108,以使貯存槽114中的氣流112在通往量測反應室1 〇〇前先通過入口調節閘丨〇8。而此入口調節閘108是根據調節閘轉換函數來調整氣流 112。選取此反應室容積與調節閘轉換函數以限制伴隨量測反應室中壓力變化之頻率至取樣頻率的預定等級。另外，美國專利公開號2005/0178433也提出一種控制糸統’其中的分流管包括氣動式調節閘控制組件、感應器以及氣動式開關。而此調節閘控制組件包括一調節閘翼板固定在分流管中’以相關的開闔位置動作來調整經過分流管之氣流’且此調朗閘翼板的位置可藉壓力變化，經由調節閘控制線來控制《除此，感應器可固定於供應管，基於在供應管中至少一種氣壓或氣體速率’以供應線傳送一氣動式供應管訊號。最後，基於氣動式供應管訊號以及來自調節閘控制組件與一偏壓開關所組成之氣動式壓力間的不同，氣動式開關會打開或關閉介於調節閘控制線與供應線間的連結。因此’需要一種新的控制排放設備及方法，以改呈上 6 述之作法【發明内容】因此本發明的目的就是在提供一種控制排放設備及方法用以控制正在製程反應室中製造的晶圓條件。本發明的另一目的是在提供一種控制排放設備及方法，保持氣體的流率或壓力在所需之規格内，提高生產良率。根據本發明之上述目的，提出一種控制排放設備及方法。依照本發明一較佳實施例，—系統包含至少一半導體製程設備，且具風扇提供下沉流體；另有感應器置於導管之上或之内，其中此導管與半導體製程設備流動性耦接，以釋放製程中排放的流體，且感應器可偵測流動於導管中排放流體之特性，並產生指示特性之訊號；另外，處理器耦接於感應器，而排放設備則耦接於處理器，其中處理器以至少一預定值對照排放流體之特性，以控制排放設備。依照本發明另一較佳實施例，一系統包含至少一半導體製程設備、感應器、調節閘、處理器與排氣器。其中此半導體製程設備包含濾器（風扇）裝置’而感應器則置於排氣管之上，其中此排氣管與半導體製程設備流動性耦接，以釋放製程中排放的流體，且感應器可债測流動於導管中排放流體之特性；另外，調節閘位於排氣管上，而處理器輕接於感應器與調節閘’並以預定值對照排放流體之特性，以控制排放設備；最後，排氣器則是附接於排氣管，且與調節閘相鄰。依照本發明又一較佳實施例，提供一種控制半導體製程的方法，包含：（a)提供下沉流體於半導體製程設備中； (b)感測導管中排放流體之至少一特性，且此排放流體包括來自下沉流體的氣體；（c)當排放流體之特性超出預定值時產生一訊號；（d)基於此訊號控制排放流體，以使排放流體之特性實質上落於預定範圍内。本發明之上述及其他特徵，將由本發明與圖示連結之下述較佳實施例詳細說明。【實施方式】較佳實施例的說明是為了與圖示作連結，被認為是整份說明書的一部份。在本發明敘述中，相對用詞如：「較低的」、「較高的」、「水平的」、「垂直的」、「於…之上」、「於… 之下」、「上面」、「下面」、「表面」與「底面」，以及由此而生的用詞（如：「水平地」、「往下地」、「往上地」等等），應參照描繪於圖不中的方向，而這些相對用詞是為了敘述上方便’並不需要系統以特定方向建構或操作。請參照第2圖，係繪示一較佳實施例之系統之概要圖。此系統包含至少一半導體製程設備2〇〇、感應器22〇、排放 «χ備240 '處理器250以及排氣器27〇β此半導體製程設備 200具風扇210附接或流動性輕接於其上。半導體製程設備 200並可藉由製程反應室導管26〇連接於排氣管23〇。另外，感應！ 220置於排氣管23〇之上或之内，而排放設備 1332231

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240則電性耦接於感應器220,且處理器250介於感應器220 與排放設備240之間。此半導體製程設備200可包含一製程反應室、槽或其他半導體製程設備。例如在一些實施例中，此半導體製程設備200包含由在瑞士蘇黎世的SEZ Holding Ltd.所提供的 SEZ-4300單一晶片處理系統，或由在美國加州森尼維耳市的DNS Electronics LLC所提供的FC-3000單一操作台濕式洗滌站。在一實施例中，此半導體製程設備200藉由製程反應室導管260連接於排氣管230。在另一些實施例中，有超過一個半導體製程設備200是連接於排氣管230。而在另一些實施例中，半導體製程設備200可直接連接於排氣管 230,而不用製程反應室導管260介於其間。習知技術者可藉調整半導體製程設備200、排氣管230及（或）製程反應室導管260的設計，輕易獲得一需要的系統。請參照第2圖，半導體製程設備200包含一風扇210, 且此風扇210提供一下沉流體215於半導體製程設備200 中。例如，此風扇210可為一濾器（風扇）裝置，抑或其他適用於提供下沉流體215之設備。此下沉流體215之流率，可依據於半導體製程設備200中，需要的潔淨度或需要的製程條件來調整。在一些實施例中，風扇210直接連接於半導體製程設備200，但在其他實施例中，風扇藉由一導管 (未繪示）或其他如導管之方法，連接於半導體製程設備 200，以提供下沉流體21 5。請再參照第2圖，排氣管230可藉由製程反應室導管 9 1332231

260連接於半導體製程設備200 ’而排氣管230與製程反應室導管260是用於排放半導體製程設備200中製程進行時產生的排放流體。另外，製程反應室導管260可包含多個導管或其他流體傳輸工具（例如：可承受任何預期壓力之軟管或導管），用以將半導體製程設備200中的排放流體轉移至排氣管230。在一些實施例中，製程反應室導管260是不需要的，且排氣管230直接與半導體製程設備200相連接。習知技術者可輕易選擇製程反應室導管260的數量、排氣管23〇的構造，以及特定設備之製程反應室導管260。

在一些實施例中，感應器220置於排氣管230上，且包含壓力感應器、流率感應器，或其他用於感測半導體製程設備200中排放流體之壓力或流率變化的感應器。而在感測於排氣管230中排放流體的特性，如壓力或流率之後，感應器會輸出一訊號221至處理器250。在另一些實施例中’感應器220置於製程反應室導管26〇上，以谓測半導體製程設備200中之流率或壓力。凊參照第2圖，處理器250耦接至感應器22〇及排放設備240，且處理器25〇接收來自感應器22〇之訊號22ι 以控制排放設備240。其中，處理器25〇可為一自動流程控制器、程式化邏輯控制器、微控制器、中央處理器（CPU)、電腦’或其他用於處理傳送自感應器22Q之訊號22ι的裝置。排放設備240經由處理器25〇電性㈣於感應器22〇, 且可為—調節閘、閥門、開關、排氣器，或其他用於控制 10 1332231

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排氣管230中排放流體之流率或壓力的裝置，其中排放設備240之配置不限於第2圖的實施例圖示，可配置於製程反應室導管260上、半導體製程設備200與製程反應室導管260之間、製程反應室導管260與排氣管230之間，或其他排放設備240可配置以控制排放流體之流率或壓力的位置。在一些實施例中，排放設備240可包含半導體製程設備200的閥門、半導體製程設備200的排氣器、連接於半導體製程設備200的調節閘，或其他配置於半導體製程設備200中以控制其中排放流體之流率或壓力的裝置。習知技術者可輕易選擇排放設備240的配置以獲得所需的排氣設備。請參照第2圖，排氣器270連接於排氣管230,並與排放設備240相鄰，而在一些實施例申，排放設備240不與排氣器270相鄰。例如在另一實施例（未繪示）中，排放設備 240置於製程反應室導管260上，且不與排氣器270相鄰。在另一些實施例中，排放設備240包含一排氣器，且處理器250可控制排放設備240，亦即排氣器，以調整排放流體之壓力或流率。因此，若排放設備240包括其原有的排氣器，則可將第2圖中的排氣器270移除。請參照第3圖，係繪示一較佳實施例之控制排放設備之方法的流程圖。在步驟310中提供一下沉流體，此下沉流體包含氣體，如空氣或其他用於促使半導體製程設備200 中的微粒或化學物質往下流動之氣體。在一些實施例中，風扇210提供流率約0.2m/s至約0.4m/s的下沉流體。而在 11 1332231 ·· 另一些實施例中，半導體製程設備200包含用於光阻移除製程之SEZ-4300單一晶片處理系統，且風扇210在 SEZ-4300中提供流率約0.32m/s之下沉流體。在其他實施例中，半導體製程設備200包含用於氮化物移除製程之 FC-3000單一操作台濕式洗滌站，且風扇210在FC-3000 中提供流率約〇.23m/s之下沉流體。由於半導體製程設備 200可包含不同的晶片處理系統與濕式清洗台，習知技術者可輕易地調整下沉流體之流率，以符合任何特定的製程設備 200。於步驟320中，感應器220可偵測排氣管230中排放流體之至少一特性。如上所述與第2圖之關係，此特性可為壓力、流率，及（或）其他可偵測之特性，以控制半導體製程設備200中的潔淨度或製程條件，其中排放流體可為氣體或液體。在一較佳實施例中，排放流體係包含一部分下沉流體與自半導體製程設備200排放之化學物質的氣體。

於步驟330中，處理器250決定排放流體之特性是否落於至少一預定值中，若排放流體之特性落於預定值中，則流程回到步驟3 10;但若排放流體之特性不落於預定值中的話，則執行接續之步驟3 40。於步驟340中，處理器250產生一訊號251。而排放流體壓力之預定值可定為約lhPa至約4hPa，排放流體流率之預定值可定為約1.5m/s至約6 m/s。在一些實施例中，其中半導體製程設備200包含用於光阻移除製程之SEZ-4300單一晶片處理系統，若偵測之壓 12 1332231 力超出約3.0hPa(百帕）至約34hpa的範圍，處理器25〇會產生訊號25卜在其他實施例中，其中半導體製程設備· 包含用於lUfc物移除製程之FC_3_單—操作台濕式洗務站，若排放流體之流率超出約4m/s至約6 m/s，處理器25〇會產生訊號25b如上所述，不同之半導體製程設備2〇〇、下沉流體215以及排放流體，均可用以達到所需之半導體製程。習知技術者可輕易地調整排放流體之壓力及流率的範圍以符合任何特定之設備。於步驟350中，排放流體是基於處理器25〇產生之訊號來控制的。例如，若排放流體之壓力高於約4hpa或低於約lhPa時，處理器250會控制排放設備240(如：調節閘），以使排放流體之壓力落於預定值中。亦即，處理器25〇會控制調節閘、閥門、開關或排放設備24〇，以獲得所需之排放氣體的壓力或流率。雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上，然其並非用以限疋本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍内，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。【圖式簡單說明】為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例月更明顯易懂’所附圖式之詳細說明如下：第1圖係繪示先前技術設備以決定氣流條件來改善壓 13 1332231 力量洌變化率之概要圖。第2圖係繒'示一較佳實施例之系統之概要圖。第3圖係繪示一較佳實施例之控制排放設備之方法的流程圖。

【主要元件符號說明】 100 : 量測反應室 221、 251 :訊號 102 : 腔内部分 230 ：排氣管 104、 220 :感應器 240 ：排放設備 106 ：訊號處理器 250 ：處理器 108 ：入口調節閘 260 : 製程反應室導管 110 ：入口通道 270 ：排氣器 112 ：氣流 310 ：提供下沉流體 114 ：貯存槽 320 ：偵測排放流體之至少一特性 200 : 半導體製程設備 330 ：是否落於預定範圍 210 : 風扇 340 ：產生訊號 215 ：下沉流體 350 ：根據訊號控制流體

Claims

1332231. 十、申請專利範圍：年月f日修(爽)正本 1.一種排放系統，包含：至少-半導體製程設備’具一風扇以提供一下沉流體; -感應is ’置於-導管之上或之内，其中該導管與半導體製程設備流動性輕接，以釋放一製程中一排放流體，且該感應器可偵測流動於該導管中該排放流體之一特性，並產生指示該特性之一訊號；一處理器’耦接於該感應器；以及一排放設備，耦接於該處理器，其中該處理器以至少一預定值對照該排放流體之該特性，以控制該排放設備。 2.如申請專利範圍第1項所述之排放系統，其中該風扇包含一濾器（風扇）裝置。 3. 如申請專利範圍第1項所述之排放系統，其中該半導體製程設備包含至少一反應室或槽。 4. 如申請專利範圍第1項所述之排放系統，其中該感應器包含一壓力感應器或一流率感應器。 5. 如申請專利範圍第4項所述之排放系統，其中該特性包含一壓力或一流率。 6. 如申請專利範圍第1項所述之排放系統，其中該導 15 1332231 管包含一製程反應室導管，、與該半導體製程設備相鄰。 7. 如申請專利範圍第1項所述之排放系統’其中該導管包含一排氣管。 8. 如申請專利範圍第1項所述之排放系統，其中該排放設備包含一調節閘、一閥門、一開關或一排氣器。 9. 一種排放系統，包含：至少一半導體製程設備，具一濾器（風扇）裝置；一感應器’置於一排氣管上，其中該排氣管與該半導體製程設備流動性柄接，以釋放一製程中一排放流體’且該感應器可偵測流動於該導管中該排放流體之一特性；一調節閘，置於該排氣管上；一處理器，耦接於該感應器與該調節閘，且該處理器以一預定值對照該排放流體之該特性，以控制該排放設備；以及一排氣器，附接於與該調節閘相鄰之該排氣管。 10_如申請專利範圍第9項所述之排放系統，其中該半導體製程設備包含至少一反應室或槽。 16 1332231 11. 如申請專利範圍第$項所述之排放系統，其中該感應器包含一壓力感應器或一流率感應器。 12. 如申請專利範圍第11項所述之排放系統，其中該特性包含一壓力或一流率。 13. —種控制一排放系統之方法，該方法包含： (a) 使用至少一濾器（風扇）裝置提供一下沉流體於一半導體製程設備中，其中該下沉流體包含用於促使該半導體製程設備中之微粒或化學物質往下流動之氣體，且該下沉流體之一流率係約0.2 m/s至約0.4 m/s ; (b) 感測一導管中一排放流體之至少一特性，且該排放流體包括來自下沉流體之流體； (c) 產生一訊號，當該排放流體之特性超出一預定值時；以及 (d) 控制基於該訊號之該排放流體，以使該排放流體之該特性基本上落於該預定值内。 14. 如申請專利範圍第13項所述之方法，其中該特性包含一壓力或一流率β 17 15·如申請專利範圍索14項所述之方法，其中關於㈣力之該預定範圍係約1 hPa (百帕）至約4hpa。 16·如申請專利範圍第14項所述〜々在’其中關於該流率之該預定範圍係約1 5m/s至6.〇m/s。 17.如申請專利範圍第14項所述万去’其中該導管包含一排氣管。 18.如申請專利範圍第17項所述之方法，其中該步驟⑷ 調節閘達成由控制在該排氣管上且附接於一排氣器之 18