TWI517908B - 旋轉基板用處理液體分配之控制系統 - Google Patents

Description

旋轉基板用處理液體分配之控制系統 【相關申請案的交互參照】

根據37 C.F.R.§ 1.78(a)(4)，本申請案主張題為「METHOD OF CONTROLLING TREATMENT LIQUID DISPENSE FOR SPINNING SUBSTRATES」之先前提申、共同待審的臨時申請案第61728359號(於2012年11月20日提申)之權利及優先權，該臨時申請案係特別在此併入做為參考。

本申請案大致上關於半導體處理，且具體而言關於基板上之清理程序，該清理程序使用浸泡於第一處理化學品中並同時以紫外(UV)光照射基板的第一步驟及使用運用第二處理化學品之濕清洗程序的第二步驟。

在半導體處理中，控制活性化學物種之產生及存活時間對於就期望材料之移除效率、處理時間、及相對於基板上存在之其它材料的選擇性方面來將處理程序最佳化而言是重要的。在水性及電漿化學中，自由基的產生為用來產生具高度反應性且針對目標之物種以移除材料的簡便方法。自由基係藉由使二或更多化學品混合(例如：硫酸及過氧化氫以形成氫氧自由基)或藉由施加能量(例如：光、熱、電/磁力、電化學、或機械能)而產生。離子佈植之光阻由於在佈植程序期間於光阻上形成硬外殼層而難以移除。當使用某些劑量及能量範圍將離子佈植到光阻上時，這些硬外殼層必須以電漿灰化步驟移除。已知有二方法來移除位準在1e¹⁵原子/平方公分 及更高之離子佈植光阻。第一個方法為使用氧化/還原電漿灰化及120-140℃硫酸及過氧化氫混合物(SPM)濕程序之二步驟程序以移除殘留有機物。此程序之挑戰為矽基板氧化，導致在後續濕清洗中之摻雜物流失。第二個方法為使用SPM化學之全濕式移除方式。

全濕式程序移除或濕台的挑戰為必須將SPM加熱到接近250℃的溫度以達成所期望之光阻移除效能並處於製造上實用的移除速率。濕台通常以最高達140℃的SPM溫度而運作。為了達到250℃的SPM溫度，需要單次通過(one-pass)單一基板處理工具。然而，當硫酸受到為了保持過氧化氫的清理活性所須之其連續補充而稀釋時，SPM隨時間失去其活性。利用SPM，最佳清理效能係在SPM中所有酸之重量百分比在100wt%以上達成。所有酸之重量百分比在80wt%以下的SPM具有非常差的清理效能而通常使用新鮮批次的108-96wt%硫酸。存在方法將多餘的水從回收之SPM中移除或使用電解之硫酸以延長硫酸的使用壽命。兩種方法皆明顯增加光阻剝除程序之複雜度、資本成本、及操作成本。類似的考量亦適用於灰化程序後的基板清理。

晚近的方式包含使用以過氧化氫及紫外(UV)光後接濕式剝除程序之二步驟程序的清理技術。一如此技術為美國專利公開案第2012/0052687號，由Raghaven等人(Raghaven)於2010年12月29日所提申，題為「Use of Catalyzed Hydrogen Peroxide(CHP)Chemical System for Stripping of Implanted State-of-the-Art UV Resists」，其中使用催化之過氧化氫溶液及UV光來破壞佈植光阻的外殼並接著在濕式蝕刻程序中以硫酸過氧化氫混合物(SPM)移除下方的光阻。此技術之有效性受限於催化之過氧化氫的特定濃度範圍、處理液體的溫度、及基板旋轉的速度。

另一技術包含於美國專利申請案第13/670,381號，由Brown,I J(Brown)於2012年11月6日所提申，題為「METHOD OF STRIPPING PHOTORESIST ON A SINGLE SUBSTRATE SYSTEM」。Brown介紹由UV波長、UV功率、第一旋轉速度、第一流率、第二處理時間、第二旋轉速度、殘留物移除百分比、及分配溫度所組成之操作變數。額外的操作變數提供一些彈性以控制清理程序，但是當該程序用於製造環境時卻發展出一些問 題。該等問題之一些包含：a)較大尺寸基板的旋轉需要新且更強力的馬達及相關的殼體、b)啟動及停止基板旋轉中所涉及的時間限制隨著增加之尺寸及速度而增加、c)執行殘留物軟化所需要的時間為至少二或更多操作變數的函數，該等操作變數像是第一化學品膜之厚度、基板之旋轉速度、及曝露在UV光的時間、第一化學品之濃度、及UV光的強度。噴嘴相對於基板的位置及第一化學品的流率亦影響基板的清理。為了使基板之單一基板清理在經濟上可行，這些問題及操作挑戰必須在清理程序於量產環境中執行時加以處理。

隨著更多的清理系統轉換成單一基板系統，用於清理系統中的處理液體量為需要留意之成本項目。減少處理液體用量的挑戰為基板在程序期間必須全面濡濕，亦即沒有乾燥點，因為這些乾燥點在最終產品中造成一些殘留物或不規則度。減少處理液體用量的努力必須同時與確保基板總是濡濕加以考量。需要留意的另一因素為隨著較大型基板的出現，從基板中心到邊緣的溫度可能下降到使在邊緣之處理液體及基板之間的反應與靠近中心者不同的程度。這些考量之所有者必須同時被最佳化以確保基板之絕對濡濕、將處理液體之溫度梯度維持在可接受範圍內、及使用最少量之處理液體。此外，除了需要針對剝除離子佈植光阻或清理或執行灰化後清理擴展處理容許度(process window)之外，亦需要使單一基板處理工具就擁有成本及更高可靠度方面有競爭力的剝除方法及系統。

所提供者為清理離子佈植光阻層或在灰化程序後的基板之方法。產生將二或更多噴嘴中之處理液體流開啟及關閉的工作週期。基板係曝露在包含第一處理化學品的處理液體中，該第一處理化學品帶有第一膜厚、溫度、總流率、及第一組成。在控制選定之複數清理操作變數的同時，同步以UV光輻照基板表面之一部分，俾以達成二或更多清理目標。清理操作變數包含以下二或更多者：第一溫度、第一組成、第一膜厚、UV波長、UV功率、第一處理時間、第一旋轉速度、工作週期、及殘留物移除百分比。將二或更多清理操作變數最佳化以達成包含以下至少二者之二或更多清理目標：(1) 完成基板表面之濡濕、(2)最少之處理液體用量、及(3)處理液體從基板中心到邊緣之目標溫度分佈。

100‧‧‧示範性習知技術建構圖

104‧‧‧結構

108‧‧‧外殼

112‧‧‧高劑量離子

116‧‧‧結構

120‧‧‧點

124‧‧‧點

128‧‧‧基板

150‧‧‧示範性習知技術圖表

154‧‧‧光阻之相對剝除速率圖

158‧‧‧碳化層之相對剝除速率圖

200‧‧‧示範性習知技術建構圖

204‧‧‧UV燈

208‧‧‧分配噴嘴

212‧‧‧過氧化氫溶液

216‧‧‧光阻層

220‧‧‧基板

300‧‧‧示範性建構圖

304‧‧‧UV光

308‧‧‧UV燈

312‧‧‧噴嘴

316‧‧‧10wt% H₂O₂

320‧‧‧基板

334‧‧‧SPM

338‧‧‧噴嘴

340‧‧‧回收子系統

344‧‧‧點

400‧‧‧示範性頂視圖

404‧‧‧虛線

450‧‧‧示範性側視圖

454‧‧‧高分子膜

458‧‧‧虛線區域

462‧‧‧光阻

466‧‧‧基板材料

500‧‧‧示範性頂視圖

550‧‧‧示範性頂視圖

600‧‧‧示範性示意圖

602‧‧‧清理系統

604‧‧‧UV源

612‧‧‧處理氣體

616‧‧‧處理腔室

620‧‧‧處理氣體(風扇過濾單元(FFU)空氣或CDA)

624‧‧‧擴散板

628‧‧‧排放單元

632‧‧‧基板

636‧‧‧輸送裝置

640‧‧‧排放單元

644‧‧‧處理液體

700‧‧‧示範性建構圖

704‧‧‧回收SPM(rSPM)處理腔室

708‧‧‧UV-過氧化物(UVP)腔室

712‧‧‧專用旋轉腔室

714‧‧‧UVP腔室

718‧‧‧rSPM腔室

722‧‧‧多合一式旋轉腔室

800‧‧‧示範性方法流程圖

900‧‧‧示範性流程圖

1000‧‧‧示範性建構圖

1004‧‧‧清理系統

1008‧‧‧光學量測學裝置

1009‧‧‧光學量測學裝置

1010‧‧‧處理腔室

1015‧‧‧處理區域

1020‧‧‧動作控制系統

1060‧‧‧光學量測學裝置組

1064‧‧‧感測器裝置

1068‧‧‧感測器裝置

1070‧‧‧光學發射光譜學(OES)裝置

1090‧‧‧控制器

1092‧‧‧化學監測器

1094‧‧‧子控制器

圖1A描繪融合至基板表面及在邊緣珠粒(edge bead)區域附近之外殼的結構側剖面之示範性習知技術建構圖；圖1B描繪做為光阻溫度之函數、與碳化層相比之相對剝除速率的示範性習知技術圖表。參照2006年5月4日之Butterbaugh Presentation on “ASH-FREE,WET STRIPPING OF HEAVILY IMPLANTED PHOTORESIST”,FSI International,Surface Preparation and Cleaning,Texas,Austin；圖2描繪用於剝除離子佈植光阻層之UV過氧化物程序的第一步驟之單一基板執行方式的示範性習知技術建構圖；圖3描繪本發明之示範性實施例中之二步驟UV-過氧化物(UVP)及硫酸過氧化氫混合物(SPM)程序的示範性建構圖；圖4A描繪基板之一區域在清理前的示範性頂視圖，而圖4B描繪基板之一部分在清理前的示範性側視圖；圖5A描繪基板之一區域在清理前的另一示範性頂視圖，而圖5B為已清理基板之另一示範性頂視圖；圖6為本發明實施例中之清理系統的示範性示意圖；圖7為本發明之一實施例中rSPM堆疊及UVP堆疊及UVP與rSPM堆疊的示範性示意圖；圖8為本發明實施例之示範性方法流程圖；圖9為調整一或更多處理操作變數以達成本發明之二或更多目標的示範性流程圖；且圖10為本發明實施例中運用光學及程序量測學工具之單一基板光阻處理系統的示範性建構圖。

圖1A描繪帶有融合至基板128中結構104表面(點124)之外殼108的結構之輪廓、及不具有融合至表面(點120)之外殼的相鄰之結構116之輪廓的示範性習知技術建構圖100。在先前程序中所使用的高劑量離子112可造成難以清理之外殼108的成長。外殼108的形成可在基板128中之結構104的表面(點124)或在基板128之邊緣珠粒區域(未顯示)附近。光阻剝除效能取決於離子佈植劑量及能量。光阻剝除效能之有效性與底下將討論之光阻移除百分比、程序速度、及擁有成本有關連。圖1B描繪做為光阻溫度之函數、與像是圖1A中外殼108之碳化層者相比的相對剝除速率之示範性習知技術圖表150。與碳化層之相對剝除速率圖158在340℃處在小於0.20之相對剝除速率相比，光阻之相對剝除速率圖154在溫度從100℃上升到350℃時具有較大之向上斜率並終止於1.00之相對剝除速率。再者，與剝除碳化層中所用的能量(E_a=2.60eV)相比，剝除光阻中所用的能量要小得多(E_a=0.17eV)，且碳化層具有低得多之相對剝除速率。

圖2描繪用於剝除離子佈植光阻層之UV-過氧化物程序的第一步驟之單一基板執行方式的示範性習知技術建構圖200。分配噴嘴208係用以將過氧化氫溶液212分配到旋轉中之基板220上，其中基板220具有離子佈植光阻層216，且基板220浸泡在過氧化氫溶液212中。UV燈204同時將光照導向過氧化氫溶液212上。第二步驟包含使用硫酸過氧化氫混合物(SPM)以進一步移除在第一步驟中未移除之剩餘光阻層216。清理技術的現行作法通常使用254nm之UV燈、處在25到60℃之1到30wt%的過氧化氫溶液212、及硫酸比過氧化氫之比率為2：1的SPM。現行作法的最高光阻剝除效能係在第一步驟中以5wt%過氧化氫溶液且以總共15分鐘完成第一及第二步驟而獲得。

圖3描繪本發明之示範性實施例中的UV-過氧化物(UVP)及硫酸過氧化氫混合物(SPM)二步驟程序的示範性建構圖300。在步驟1(第一步驟)中，具有光阻層之基板320定位在處理腔室(未顯示)中，以300到12000rpm之第一旋轉速度旋轉的基板浸泡在來自一或更多噴嘴312的10wt% H₂O₂ 316中。浸泡之基板320同時受到一或更多UV燈308所照射，其中所產生之UV光304為254nm。在步驟2(第二步驟)中，噴嘴338用以分配具有大 約20：1的硫酸比過氧化氫比率之SPM 334，其中SPM 334係於大約150℃分配到基板320上，且基板320處在300到1000rpm之第二旋轉速度。可選擇性地以回收子系統340將SPM 334重新循環，其中可在點344引入新的過氧化氫以維持硫酸比過氧化氫之目標比率。

圖4A描繪基板之一區域在清理前的示範性頂視圖400，而圖4B描繪基板之一部分在清理前的示範性側視圖450。圖4A顯示包圍在白色虛線404中、在待清理之格柵的線與間隔之間的殘留物。在圖4B中，側視圖顯示光阻462上方之一層基材466且高分子膜454係顯示於基板之另一部份。在高分子膜454與該層基材466及光阻462之間，殘留物亦可見於白色虛線區域458之包圍區域內。清理系統的目標為清理具有殘留物458及光阻462之基板。

圖5A描繪基板之一區域在清理前的另一示範性頂視圖500，其將殘留物顯示為包圍在白色虛線中的區域內之白色線條，而圖5B為已清理基板之另一示範性頂視圖550，其並未顯示任何殘留物的存在。如以上所提及，本發明係配置成執行二步驟清理操作，其中操作變數係同時被最佳化以達到基板之絕對濡濕、將處理液體之溫度梯度維持在可接受範圍內、及使用最少量之處理液體。

圖6為清理系統602之示範性示意圖600，其中UV源604定位於擴散板624上方，擴散板624配置成在預處理程序期間阻擋185nm波長光線照射基板632、並在後續之濕清洗程序期間保護UV源604及相關設備。處理氣體612可包含氧及/或氮。或者是，處理氣體可包含氧及/或氮及/或臭氧。在另一實施例中，可在預處理程序期間將風扇過濾單元(FFU)空氣或CDA 620引入處理腔室616做為處理氣體。在濕清洗程序期間，處理液體644係藉由輸送裝置636輸送進入處理腔室616到基板632上，其中處理液體644及處理氣體612或620係透過排放單元640、628而移除。由於沒有將外部之氧或含氧氣的臭氧進料至UV腔室內的需求，因而將基板清理系統之系統硬體簡化。利用一般空氣來處理已展現產生讓預處理程序運作之足夠臭氧及氧原子之能力。由於相關的硬體設計安全需求，饋入氧或臭氧載運氣體管線增加工具成本。發明人發現明顯較短之UV曝露時間可 藉由使用UV及處理氣體後接濕清洗程序之合併預處理程序加以實現。再者，發明人亦能夠縮短濕清洗程序時間。更甚者，原位處理氣體的產生亦減少基板清理系統的設計中所使用的UV源數量。舉例來說，圖6中的所有UV硬體皆直接有助於基板的清理，最終有助於原子氧的產生。

參照圖6，本發明之實施例包含間接臭氧源，臭氧係由真空UV(VUV)源(<200nm)、電暈放電(corona discharge)或一UV源在以僅254nm之射線照射的同時將小於200nm之波長饋入基板處理腔室的情況下所產生。射線為臭氧所吸收在基板表面起始實現基板無損清理之氧原子的形成。或者是，在另一實施例中，基板受到臭氧發射的UV所照射，其中185nm吸收過濾器置於基板632及擴散板624之間，該過濾器帶有防止185nm之直接及間接照射但容許供臭氧到達基板表面之擴散路徑的幾何。處理氣體之質量傳送可藉由使充滿氧氣的空氣流過<200nm波長吸收氣體擴散板而增強。

圖7為本發明之專用旋轉腔室712之堆疊的實施例及多合一式(all-in-one)旋轉腔室722的實施例之示範性建構圖700。專用旋轉腔室712可為UV-過氧化物(UVP)腔室708之一或更多堆疊，在UVP腔室708中，基板(未顯示)被載入並浸泡於過氧化氫溶液且同時以一或更多UV光裝置在基板之第一旋轉速度下照射第一處理時間。亦可使用除了過氧化氫以外之其它氧化物。基板(未顯示)從UVP腔室708卸載並載入至回收SPM(rSPM)處理腔室704上，其中光阻係在基板之第二旋轉速度下以SPM處理第二處理時間。在另一實施例中，多合一式旋轉腔室722可為處理腔室之一或更多堆疊，每一處理腔室更包含UVP腔室714及rSPM腔室718。在一實施例中，UVP腔室714及rSPM腔室718可為具備供分配過氧化氫溶液及/或SPM之一或更多噴嘴的單一處理腔室。或者是，可使用不同噴嘴來分配過氧化氫溶液及SPM。在其它實施例中，可使用與硫酸不同的酸及與過氧化氫不同的氧化劑。

圖8為本發明之實施例的示範性方法流程圖800。在操作804中，將基板供應到包含處理腔室及處理液體輸送系統之清理系統中。基板的清理可為離子佈植光阻之蝕刻後剝除或清理或執行灰化後清理。此外， 基板清理程序包含執行下列各者的方法：標準清理1(SC1)、標準清理2(SC2)、水清洗、或溶劑清洗及/或其中所執行之基板清理程序包含處理液體者，該處理液體包含氫氟酸(HF)、稀釋HF、或緩衝之HF；或其中基板清理程序包含處理液體者，該處理液體包含去離子水、異丙醇、去離子水及臭氧、潤洗流體、硫酸過氧化氫混合物(SPM)、硫酸過氧化氫及臭氧混合物(SOM)、磷酸、或磷酸及蒸氣混合物。在一實施例中，處理液體為硫酸過氧化氫混合物(SPM)或硫酸過氧化氫及臭氧混合物(SOM)，基板清理程序為光阻剝除，SPM流率為每分鐘2公升或更少，選定之二或更多分配裝置包含五噴嘴，包含排列成直線圖形之一中央噴嘴及四額外噴嘴，且基板可為從200到450mm。所有以上之清理程序對於該領域中具有通常知識者皆為已知。

在噴嘴方面，選定之二或更多分配裝置可具備不同分配寬度之尺寸。在一實施例中，選定之二或更多分配裝置係根據選定之圖形定位在基板上方，該選定之圖形包含從基板表面到分配裝置的高度及選定之二或更多分配裝置的中央分配裝置及每一額外分配裝置之間的距離。在另一實施例中，選定之二或更多分配裝置可包含一中央噴嘴及定位在朝向基板邊緣、自該中央噴嘴起之選定距離處的一或更多額外噴嘴，中央噴嘴以低於該一或更多額外噴嘴之任一者的流率而配置。噴嘴之分配寬度需要足夠的尺寸以容許處理液體在分配裝置之選定流率下的持續分配。舉例來說，第一輸送裝置噴嘴需要配置成支撐從15到500mL/min的範圍、15mL/min、或小於15mL/min之處理液體流率。於再另一實施例中，包含噴嘴的選定之二或更多分配裝置可連接到單一供應管線且工作週期要求從中央噴嘴往最接近基板邊緣的噴嘴及從最接近基板邊緣的噴嘴往中央噴嘴之依序開啟及關閉。於更另一實施例中，選定之二或更多分配裝置之每一分配裝置可獨立連接到供應管線且可獨立開啟及關閉；且/或其中該選定之二或更多分配裝置設置成直線圖形、十字圖形、三芒星圖形配置；且/或其中該選定之二或更多分配裝置可獨立開啟及關閉。

在操作808中，選定二或更多清理目標。該二或更多清理目標可包含以下之至少二者：(1)完成基板表面之濡濕、(2)最少之處理液體用量、 (3)處理液體從基板中心到邊緣之目標溫度分佈、(4)總清理時間...等。在操作812中，選定用於達成二或更多清理目標之待最佳化的二或更多清理操作變數。在操作816中，使基板表面曝露在包含第一處理化學品之處理液體中，該第一處理化學品帶有第一膜厚、第一溫度、第一總流率、及第一組成，且同時以UV光照射基板表面之一部分，該UV光具有一波長且具有UV功率，在操作上將該照射配置成在第一處理時間內完成，該照射在基板處於第一旋轉速度時執行。

在操作820中，使基板曝露在第二處理液體中，第二處理化學品具有第二溫度、第二流率、及第二組成、第二處理時間、及第二旋轉速度。在操作824中，控制選定之複數清理操作變數，俾以達成二或更多清理目標。在操作828中，選擇性地將第一及第二處理化學品回收，俾以減少處理液體用量。在操作832中，假如二或更多清理目標未達成，則調整清理操作變數之一或更多者，俾以達成該二或更多清理目標。

圖9為調整一或更多處理操作變數以達成本發明之二或更多目標的示範性流程圖900。在操作904中，獲得用於運算二或更多清理目標的值之量測值。如將相關於圖10所討論，用以獲得基板表面上之處理液體膜厚的像是反射儀或干涉儀之光學量測學裝置及/或程序量測學裝置係用以獲得其它量測值。在操作908中，比較二或更多清理目標之運算值及選定之二或更多清理目標。在操作912中，假如二或更多清理目標未達成，則調整二或更多清理操作變數並重複操作904到912，直到達成該二或更多清理目標。

圖10為描繪控制器1090的使用之清理系統1004的示範性建構圖1000，控制器1090用於將清理系統1004的操作變數朝著達成一或更多預處理目標而最佳化。控制器1090包含配置成儲存及存取清理程序之配方的儲存器及記憶體，該等清理程序包含光阻剝除、蝕刻後清理、包含氧化物、氮化物或金屬之薄膜的蝕刻、微粒移除、金屬移除、有機材料移除、或光阻顯影。此外，控制器包含用以儲存及存取二或更多清理目標之儲存器，其中該二或更多清理目標更包含程序完成百分比及每單位產量之成本、或程序完成百分比及每單位產量或總清理時間之擁有成本。

控制器1090可包含電腦能力以1)獲得用以運算選定之二或更多清理目標之值的量測學量測值及/或程序量測值、2)在假如該二或更多清理目標未達成時，調整程序操作變數(包含調整選定之二或更多分配裝置的流率、基板之旋轉速度、選定之二或更多分配裝置之每一者的工作週期)，直到達成該二或更多清理目標。此外，控制器1090亦包含邏輯電路或電腦碼以同步將選定之流率、分配流類型、分配裝置之位置、分配高度、及用以將選定之二或更多分配裝置之每一者開啟或關閉的工作週期、用於將該選定之二或更多分配裝置定位的圖形、及基板之旋轉速度最佳化。從最佳化測試所獲得的操作數據係併入供基板清理程序組合用的流程及配方且清理操作變數係載入控制器1090。清理系統配置成在具有量測學回饋之線上模式或毋需持續性量測學回饋而是使用流程及配方的離線模式中運作。

清理系統1004可使用二或更多光學量測學裝置1008。光學發射光譜學(OES)裝置1070可在用以量測來自處理區域1015之光學發射的位置而耦接到處理腔室1010。此外，另一光學量測學裝置組1060可設置在處理腔室1010之頂部。儘管顯示四光學量測學裝置，但可將光學量測學裝置之許多其它替代性及不同配置加以定位以使用複數光學量測學裝置執行設計目標。四光學量測學裝置可為光譜學反射學裝置及/或干涉學裝置。來自二或更多光學量測學裝置(例如：OES裝置1070及光學量測學裝置組1060)的量測值係傳輸到在該處獲取一或更多臨界尺寸值之量測學處理器(未顯示)。量測可利用一或更多光學量測學裝置OES 1070及/或光學量測學裝置組1060及一或更多蝕刻感測器裝置1064及1068來執行。

如以上所述，舉例來說，程序感測器裝置可為量測剩餘殘留物之百分比、或量測與殘留物移除百分比有實質關聯性的清理操作變數之殘留物感測器裝置1064。另一程序感測器裝置可包含量測氧分壓或氧及臭氧分壓或處理氣體之總壓的裝置。至少一或更多程序感測器裝置的選定可使用多變量分析而完成，該多變量分析使用複數組程序數據、量測學數據(繞射訊號)及程序效能數據以識別這些中間關聯性。來自二或更多光學量測學裝置(例如：OES裝置1070及光學量測學裝置組1060)的量測值及來自感測器裝置1064及/或1068之量測值係傳送到在該處獲取操作變數值的量測學 處理器(未顯示)。另一程序感測器裝置為溫度量測裝置，該溫度量測裝置用以沿著徑向線量測處理液體的溫度，俾以判定處理液體從基板中心到邊緣的溫度梯度。控制器可比較量測之溫度梯度及應用之設定的溫度梯度且調整清理操作變數之一或更多者以使溫度達到可接受範圍。

同樣參照圖10，清理系統1004包含耦接至二或更多光學量測學量測裝置中的子控制器之控制器1090，該光學量測學量測裝置1009包含複數光學量測學裝置1060、光學發射光譜學(OES)裝置1070、及一或更多蝕刻感測器裝置1064及1068。一或更多化學監測器1092可耦接到處理腔室以確保處理氣體處於設定範圍內。另一子控制器1094可包含在動作控制系統1020中，動作控制系統1020耦接到控制器1090且可調整單一基板工具之動作控制系統的第一及第二旋轉速度。動作控制系統1020配置成處理從150到450mm或大於150mm之基板。控制器1090可連接到網內網路或經由網際網路連接到其它控制器，俾以將清理操作變數最佳化且俾以達成一或更多預處理目標。

儘管僅有本發明之若干實施例已於以上詳加描述，該領域中具有通常知識者仍將輕易地察知許多修改在無顯著偏離自本發明之新穎教導及優點的情況下於實施例中為可能。舉例來說，儘管提供了一示範性程序流程供基板清理，亦設想過其它程序流程。如以上所亦提及，本發明之清理方法及系統可用於FEOL或BEOL製造叢集(fabrication cluster)中。因此，所意圖為所有如此修改皆被包含在本發明之範圍內。

600‧‧‧示範性示意圖

602‧‧‧清理系統

604‧‧‧UV源

612‧‧‧處理氣體

616‧‧‧處理腔室

620‧‧‧風扇過濾單元(FFU)空氣或CDA

624‧‧‧擴散板

628‧‧‧排放單元

632‧‧‧基板

636‧‧‧輸送裝置

640‧‧‧排放單元

644‧‧‧處理液體

Claims (19)

1. 一種使用一清理系統清理一基板上之一層的系統，該系統包含：一清理系統，包含：一處理腔室，配置成固持在一層上具有一表面之一基板或一灰化程序之後的一基板，該層包含一離子佈植光阻，該離子佈植光阻在離子佈植期間形成一殘留物；一第一輸送裝置，耦接到該處理腔室且配置成輸送一第一處理化學品以在一第一處理時間期間以該第一處理化學品之第一膜厚浸泡該基板；該第一輸送裝置包含二或更多噴嘴；一UV光裝置，耦接到該處理腔室且配置成在該第一處理時間期間以一UV光照射該基板之該表面；該UV光具有一波長及一UV功率；一第二輸送裝置，耦接到該處理腔室且配置成在一第二處理時間期間輸送一第二處理化學品到該基板之該表面上；一動作控制系統，耦接到該處理腔室且配置成在該第一處理時間期間提供該基板一第一旋轉速度且在該第二處理時間期間提供該基板一第二旋轉速度；一控制器，耦接到該清理系統且配置成控制二或更多清理操作變數，俾以達成二或更多清理目標；其中將該二或更多清理操作變數最佳化以達成該二或更多清理目標，該二或更多清理目標包含以下之至少二者：(1)完成該基板之該表面的濡濕、(2)最少之處理液體用量、及(3)處理液體從該基板的中心到邊緣之一目標溫度分佈；及選擇性之一回收子系統，該回收子系統耦接到該處理腔室且配置成回收該第一及/或第二處理化學品。
2. 如申請專利範圍第1項之使用一清理系統清理一基板上之一層的系統，其中該清理系統包含執行以下各者之方法：一標準清理1(SC1)、一標準清理2(SC2)、水清洗、或溶劑清洗及/或其中所執行之該基板清理程序包含一處理液體者，該處理液體包含氫氟酸(HF)、稀釋HF、或 緩衝之HF；或其中該基板清理程序包含一處理液體者，該處理液體包含去離子水、異丙醇、去離子水及臭氧、潤洗流體、硫酸過氧化氫混合物(SPM)、硫酸過氧化氫及臭氧混合物(SOM)、磷酸、或磷酸及蒸氣混合物。
3. 如申請專利範圍第1項之使用一清理系統清理一基板上之一層的系統，其中該控制器包含用於儲存及存取供複數清理程序用之複數配方的複數裝置，該等清理程序包含光阻剝除、蝕刻後清理、包含氧化物、氮化物或金屬之薄膜蝕刻、微粒移除、金屬移除、有機材料移除或光阻顯影。
4. 如申請專利範圍第1項之使用一清理系統清理一基板上之一層的系統，其中該動作控制系統配置成處理從150到450mm或大於150mm之複數基板。
5. 如申請專利範圍第1項之使用一清理系統清理一基板上之一層的系統，其中該控制器包含用以儲存及存取該二或更多清理目標之儲存器，其中該二或更多清理目標更包含目標程序完成百分比及每單位產量之目標成本、或目標程序完成百分比及每單位產量或總清理時間之目標擁有成本。
6. 如申請專利範圍第1項之使用一清理系統清理一基板上之一層的系統，其中一選定之二或更多分配裝置具備不同的分配寬度之尺寸。
7. 如申請專利範圍第6項之使用一清理系統清理一基板上之一層的系統，其中該選定之二或更多分配裝置包含一中央噴嘴、及定位在自該中央噴嘴起朝向該基板之邊緣之複數選定距離處的一或更多額外噴嘴，該中央噴嘴配置有低於該一或更多額外噴嘴之任一者的一流率。
8. 如申請專利範圍第7項之使用一清理系統清理一基板上之一層的系統，其中該清理系統更包含配置成量測該基板以該處理液體之濡濕的複數量測學裝置。
9. 如申請專利範圍第1項之使用一清理系統清理一基板上之一層的系統，其中該第一輸送裝置配置成支撐從1到500mL/min的一範圍之一處理液體流率。
10. 如申請專利範圍第9項之使用一清理系統清理一基板上之一層的系統，其中該分配寬度具有足夠的尺寸以容許該處理液體在該分配裝置之選定流率下之持續分配。
11. 如申請專利範圍第1項之使用一清理系統清理一基板上之一層的系統，其中一選定之二或更多分配裝置係根據一選定圖形定位在該基板上方，該選定圖形包含從該基板之該表面到該分配裝置的高度、及該選定之二或更多分配裝置的一中央分配裝置及每一額外分配裝置之間的距離。
12. 如申請專利範圍第11項之使用一清理系統清理一基板上之一層的系統，其中該控制器包含複數電腦能力以1)獲得用以運算選定之該二或更多清理目標之一值的複數量測學量測值及/或程序量測值、2)假如該二或更多清理目標未達成，調整複數程序操作變數，直到達成該二或更多清理目標，調整該等程序操作變數包含調整該選定之二或更多分配裝置的流率、該基板之旋轉速度、該選定之二或更多分配裝置之每一者的一工作週期。
13. 如申請專利範圍第12項之使用一清理系統清理一基板上之一層的系統，其中該清理系統包含一溫度量測裝置以判定該處理液體從該基板的中心到邊緣之溫度梯度。
14. 如申請專利範圍第13項之使用一清理系統清理一基板上之一層的系統，其中該清理系統更包含一反射儀或干涉儀，該反射儀或干涉儀用以獲得該基板之該表面上方的該處理液體之一膜厚。
15. 如申請專利範圍第14項之使用一清理系統清理一基板上之一層的系統，其中該選定之二或更多分配裝置包含複數噴嘴，該等噴嘴連接到一單一供應管線且該工作週期要求從一中央噴嘴往最接近該基板之邊緣的一噴嘴及從最接近該基板之邊緣的該噴嘴往該中央噴嘴之依序開啟及關閉。
16. 如申請專利範圍第15項之使用一清理系統清理一基板上之一層的系統，其中該選定之二或更多分配裝置之每一分配裝置可獨立連接到一 供應管線且可獨立開啟及關閉；且/或其中該選定之二或更多分配裝置設置成一直線圖形、一十字圖形、一三芒星圖形配置；且/或其中該選定之二或更多分配裝置可獨立開啟及關閉。
17. 如申請專利範圍第16項之使用一清理系統清理一基板上之一層的系統，其中該控制器包含邏輯電路或電腦碼以同步將一選定之流率、分配流類型、分配裝置之位置、分配高度、及用以將該選定之二或更多分配裝置之每一者開啟或關閉的工作週期、用於將該選定之二或更多分配裝置定位的圖形、及該基板之旋轉速度最佳化。
18. 如申請專利範圍第17項之使用一清理系統清理一基板上之一層的系統，其中從複數最佳化測試所獲得的操作數據係併入複數流程及配方以供基板清理程序組合且清理操作變數係載入該控制器，且該清理系統配置成在具有量測學回饋之線上模式或毋需持續性量測學回饋而是使用該等流程及配方的離線模式中運作。
19. 如申請專利範圍第1項之使用一清理系統清理一基板上之一層的系統，其中該處理液體為一硫酸過氧化氫混合物(SPM)或硫酸過氧化氫及臭氧混合物(SOM)、該清理系統為光阻剝除，SPM之流率為每分鐘2公升或更少，一選定之二或更多分配裝置包含五噴嘴，包含排列成一直線圖形之一中央噴嘴及四額外噴嘴，且該基板為從200到450mm。