TWI529773B - 回收處理流體之方法及裝置 - Google Patents

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Description

回收處理流體之方法及裝置
本發明係針對用於自半導體處理工具回收處理流體之方法及裝置。更特定言之，本發明係針對用於基於一已用之處理流體之條件而自半導體處理工具回收或排出該已用處理流體之方法及裝置。
半導體元件之製造為一可涉及200個以上製程步驟的複雜製程。每一步驟需要最佳條件以最終導致半導體元件之高良率。許多製程步驟需要使用流體以在製造期間蝕刻、清潔、暴露、塗覆及研磨元件之表面層。在高純度流體應用中，流體(例如，氫氟酸、硫酸、氫氧化銨、過氧化氫等)必須大體上為無微粒且無金屬污染物，俾防止所完成元件之缺陷。在化學機械研磨漿應用中，研磨漿(例如，Semi－Sperse－12、iCue5001、Klebosol1501、Cab－O－SperseSC－112等)必須無會擦損元件之表面的大微粒。此外，在製造期間，對於執行各步驟之處理工具必需供應穩定及足夠的流體，以使製程可變性及製程停工時間最小化。
由於半導體製造商以國際半導體技術藍圖(ITRS)來線上設計新元件以生產更小、更快及更可靠之元件，所以新的製造挑戰出現。此等挑戰之解決方案常需要在製造製程中使用新穎或非傳統的流體。此挑戰之一實例為銅互連中之電遷移。在電子在電流方向上以由電流密度判定之速率來推動及移動金屬原子時，電遷移發生。電遷移會導致互連之變細、高電阻率或線斷裂。(見P.Singer，"The Advantages of Capping Copper with Cobalt"，Semiconductor International ，2005年10月)。
已有消除銅互連中之電遷移的兩種已知方法。一方法為藉由首先將一鈀活化層沈積於銅之表面上且接著引入無電鈷溶液以與鈀起反應來在互連上形成一蓋及在鈀上形成一無電鈷鎢磷化物(CoWP)層。另一方法為使用自活化製程，其中不需要鈀之沈積。在此製程中，將含有鈷及酸之複雜且不穩定沈積流體直接施加至銅以在銅上形成一鈷頂蓋層。(見P.Singer，"The Advantages of Capping Copper with Cobalt"Semiconductor International ，2005年10月)。雖然此等製程似乎可能解決銅互連中電遷移之問題，但其使用之鈷溶液為昂貴的，尤以在此等溶液在每次使用後皆需廢棄時為然。
半導體製造商一向皆不願收取及回收半導體處理流體，此主要係歸因於由微粒、金屬造成之回收流體中的污染物及/或流體之降級的考慮。此外，一些流體在其準備由半導體工具重新使用之前將需要執行一連串複雜操作(例如，蒸餾、吸附、碳濾等)。由不符合規格之回收流體造成的收取及回收設備成本及潛在製造停工時間會在價值上超過收取及回收處理流體之增益。然而，由於昂貴的非傳統溶液(例如，上述之鈷溶液)的使用日見增加，故需要用於收取及回收半導體處理流體之方法及裝置。
在一態樣中，本發明提供一種回收處理流體之方法，其包含下述步驟：自半導體處理工具之排水管收取已用之處理流體，其中已用之處理流體自排水管流出且進入一收取管線；以一連接至該收取管線之流體感測器來量測已用之處理流體之條件；將一指示該條件之信號自流體感測器發送至一控制器且判定該信號是否在一預定範圍內；及若該信號係在預定範圍內，則將已用之處理流體回收至半導體處理工具，或若該信號係在預定範圍之外，則將已用處理流體之至少一部分轉向至一系統排水管。
在另一態樣中，本發明提供一種用於自半導體處理工具回收處理流體之裝置，其包含：一收取管線，其連接至半導體處理工具之排水管用於收取已用之處理流體；一流體感測器，其連接至該收取管線用於量測已用之處理流體之一條件；一回收管線，其用於自該收取管線將已用之處理流體回收至半導體處理工具之一入口；一貯槽，其位於該回收管線中，該貯槽具有一用於自該收取管線接收已用之處理流體之入口；一控制器，其經調適成自該流體感測器接收一指示該條件之信號及判定該信號是否在一預定範圍內，其中若該信號係在設定點範圍內，則該控制器經調適成將一信號發送至一閥以將已用之處理流體導引至該貯槽，且若該信號係在設定點範圍之外，則該控制器經調適成將一信號發送至該閥以將已用之處理流體導引至系統排水管；及一流體分配構件，其連接至該貯槽且連接至半導體處理工具之入口。
在另一態樣中，本發明係針對一種用於回收酸性鈷溶液之系統，其包含：一半導體處理工具，其經調適成藉由將酸性鈷溶液施加至銅互連而防止銅互連中之電遷移；及一回收系統，該回收系統包含：一收取管線，其連接至該半導體處理工具之排水管用於收取已用之酸性鈷溶液；一電導探針，其連接至該收取管線用於量測已用之酸性鈷溶液之導電性；一回收管線，其用於自該收取管線將已用之酸性鈷溶液回收至半導體處理工具之一入口；一貯槽，其位於該回收管線中，該貯槽具有一用於自該收取管線接收已用酸性鈷溶液之入口；一控制器，其經調適成接收一指示該導電性之信號及判定該信號是否在一預定導電性範圍內，其中若該信號係在導電性範圍內，則該控制器經調適成將一信號發送至一閥以將已用酸性鈷溶液導引至該貯槽，且若該信號係在導電性範圍之外，則該控制器經調適成將一信號發送至該閥以將已用酸性鈷溶液導引至系統排水管；及一流體分配構件，其連接至該貯槽且連接至半導體處理工具之入口。
本發明之實施例展示於圖1及2中。本發明係針對一種用於回收自半導體處理工具之排水管收取之已用之處理流體的系統。收取之已處理流體經回收返至處理工具之入口(若已用處理流體之條件係在預定範圍內)或自系統排出。在一實施例中，本發明提供一種將已用之處理流體供應至使用點(例如，半導體處理工具)之摻合及分配與回收及收取系統。更具體言之，本發明提供一種裝置及方法，其用於摻合至少兩種流體以形成一半導體處理流體，以用於半導體處理之足夠壓力來將混合物分配至一半導體處理工具，收取該混合物，及基於某些參數，回收或排出該混合物。
圖1展示根據本發明之回收系統100的一實施例。已用處理流體經由一或多個排水管線117a及117b而排出工具115。該流體可藉由重力而排出工具，或工具115可包括一水坑泵以將已用處理流體轉移進一或多個排水管線117a及117b。如圖1所示，每一排水管線在閥129a及129b處分成兩個獨立流徑119及121。或者，排水管線117a及117b可分接在一起且以此組態，將僅使用一閥(129a或129b)；該系統之操作將與兩個閥組態之操作大體上相同。已用之處理流體係藉由流經流徑119("收取管線")而收取且返回至貯槽103中。然而，若某些條件存在(如將在下文中進一步論述)，則已用處理流體將轉向至排水管線121以流進一排水系統123(諸如，酸鹼中和系統)中。三通閥129a及129b可用於選擇性地使已用處理流體經由收取管線119或排水管線121之流動轉向。
如圖1所示，收取管線119包括一監控收取管線119中之已用處理流體的條件的感測器125。或者，一感測器可置放於在閥129a及129b上游之每一排水管線117a及117b中。感測器125較佳為監控已用處理流體之導電性的電導探針。然而，亦可使用其他感測器，諸如pH探針、ORP探針、密度計、自動滴定器或折射率感測器。顯著地，感測器之組合可安裝於收取管線119(或排水管線117a及117b)中以監控已用處理流體；舉例而言，一電導探針及密度計可安裝於收取管線119(或排水管線117a及117b)中。感測器125可電連接或無線連接至一監控自感測器125輸出之信號的控制器127(例如，可程式化邏輯控制器)。控制器127亦可電連接、無線連接或氣動達接至系統之其他組件，包括流量控制器109、111、泵113，及閥129a、129b、131。
一泵113(例如，往復泵、正排量泵、伸縮泵、離心泵等)可位於回收管線112中以自貯槽103抽汲處理流體且以一特定壓力來將處理流體傳送至半導體處理工具115。顯著地，貯槽中之處理流體可為來自排水管線117之已用處理流體與來自管線110之未用過的處理流體之混合物。工具115可包括一或多個噴頭，且系統100之回收管線112可經組態以供應一或多個工具。此等工具之壓力要求為約5 psi至約60 psi。
在貯槽103中之流體位準為低時，一第一流量控制器109將第一流體供應至貯槽103且一第二流量控制器111將第二流體供應至貯槽103。第一流量控制器109連接至第一流體供應管線101，而第二流量控制器111連接至第二流體供應管線105。第一流體可為(例如)由一現場淨水廠供應之加壓去離子水。第一流體亦可為由任一加壓源供應之氫氧化銨、過氧化氫，或添加劑或稀釋劑。第二流體可為在半導體噴頭工具中用於製程步驟之任何流體。第二流體可為(例如)由大塊流體摻合及/或分配系統107供應之酸性鈷溶液，諸如由BOC EdwardsTM ,Inc.Chemical Management Division(Chanhassen,MN)製造之系統。第二流體亦可為氫氟酸、硫酸、氫氧化銨、過氧化氫或其類似物，或Semi－Sperse－12("SS－12")、iCue 500l、Klebosol 1501("K－1501")、Cab－O－Sperse SC－112("SC－112")或其他類似流體。
可使用包括基於重量之摻合、基於容積之摻合及流量控制器摻合之若干種摻合技術中之一者來將第一及第二流體摻合在一起。基於重量之摻合的實例描述於美國專利第6,098,843號；第6,269,975號；第6,340,098號及第6,675,987號中。基於容積之摻合的實例描述於美國專利第5,632,960號；第5,370,269號；第5,490,611號及第5,803,599號中。圖1展示使用流量控制器摻合之本發明之一實施例；然而，請注意，上述基於重量之摻合或基於容積之摻合技術可取代本文中描述之流量控制器摻合技術。圖1展示第一及第二流體之流動速率分別由流量控制器109及111控制。合適之流量控制器之實例包括由BOC Edwards,Inc製造之LiquiSysTM ，或由NT International，PLC或Entegris,Inc.製造之其他流量控制器。每一流體之流動速率亦可由蠕動泵、計量閥、合計流量計或其類似物來控制。貯槽103(例如)較佳由諸如全氟烷氧基(PFA)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氟乙烯(PVDF)或聚乙烯(PE)之惰性濕潤材料建構，且可包括諸如電容性、光學或數位感測器或測力計之一或多個位準感測器104。
在操作期間，系統100藉由以流量控制器109及111來控制每一流體之流動速率而形成第一流體與第二流體之混合物。舉例而言，第二流體可為在工具115中進行半導體處理之前需要以去離子水(亦即，此實例中之第一流體)稀釋至10%的濃縮酸性鈷溶液。因此，為了達成所要濃度或混合比，流量控制器111可將鈷溶液之流動速率控制為10 ml/min，而流量控制器109將去離子水之流動速率控制為100 ml/min。顯著地，摻合之速率應超過抽汲之速率，使得流體混合物總是可用於工具115。因此，第一及第二流體之流動速率可視工具115之流動速率需求而增加或減小。
在一較佳實施例中，如圖1所示，流體管線101及105連接至貯槽103之上游，使得第一及第二流體在進入貯槽103時已經組合而非作為個別組份而進入貯槽。系統100可包括在三通管下游之混合元件，諸如線上靜態混合器，以確保兩種流體在進入貯槽103之前經充分混合。在另一實施例中，流體管線101及105可個別地連接至貯槽103，且流體之混合將經由如同攪拌器之混合元件或經由擾動而接著發生於貯槽中。
此外，另一感測器(例如，電導探針、pH探針、ORP探針、自動滴定器或折射率感測器)可經組態以監控貯槽103中之流體混合物的特性且將一信號傳輸至控制器127。舉例而言，若使用自動滴定器，則一泵可週期性地自貯槽103(或自一剛好在貯槽103或泵112下游之點)將一樣本抽汲至自動滴定器中。該自動滴定器接著將對樣本執行滴定以判定流體混合物中之一組份(例如，過氧化氫)的濃度。若該組份之濃度在預定範圍之外，則控制器127將啟動在彼組份之供應管線(101或105)上之流量控制器(109或111)以將彼組份之額外容積添加至流體混合物。系統100亦可經組態，使得控制器127將一信號發送至另一元件以用於自除供應管線101或105外之加壓管線來將該組份定量地投予貯槽103中。以此組態，可藉由一摻合及/或分配系統或藉由自一滾筒抽汲流體之小定量或計量泵來給加壓管線饋料。
系統100亦可包括位準感測器104以確保貯槽103維持貯槽103中之流體混合物的足夠容積且防止貯槽103之填充過量或過量增壓。舉例而言，貯槽103可包括四個電容性感測器以監控貯槽之低－低、低、高及高－高位準。在操作期間，藉由泵113自貯槽103抽取流體混合物，且自兩個來源中之一者來再填充該貯槽。貯槽103可接收來自管線110之未用流體混合物或來自管線120之已用處理流體。如將在下文中進一步論述，已用處理流體通常將流經收取管線119且返回至貯槽103中。然而，已用處理流體亦將自系統100經由排水管線121而週期性地滲出。因此，貯槽103中之流體位準將隨著時間而減小。在貯槽103中之流體位準達到一低設定點(例如，由低感測器或預定重量判定)時，控制器127將啟動流量控制器109及111來以未用之流體混合物將貯槽103再填充至高設定點(例如，由高感測器或預定重量判定)。
在一實施例中，泵113自貯槽103抽取流體混合物且以一預定壓力(例如，通常為約5 psi至約60 psi)將其施配至一或多個使用點，諸如半導體處理工具115。在處理後，已用處理流體流經工具排水管線117a或117b。若系統100係以收取模式操作，則流體流經閥129a或129b之正常開放埠且越過感測器125。感測器125監控已用處理流體之一條件(例如，導電性、pH值等)且將一信號發送至控制器127。若該信號係在一預定範圍內，則該控制器將使閥131維持於其正常開放位置，藉此准許已用處理流體流進貯槽103。然而，若該信號係在預定範圍之外，則使已用處理流體轉向至排水管線121及至製造廠之排水系統。若流體經收取，則其流進貯槽103中且與未用之摻合及/或使用前之流體之混合物組合。此混合物接著經由泵113而回收且返回至工具115以供進一步處理。
若系統100係以排水模式操作，則已用處理流體將流經排水管線117a或117b且流經閥129a或129b之正常關閉埠而進入排水系統123。若工具操作員希望排盡系統100且移除所有收取流體，則此模式可為有用的。另外，在貯槽103中流體混合物之位準到達高位準藉此使貯槽103不能接受更多流體時，系統100可進入排水模式。
系統100亦可以滲出及饋入模式操作。在此模式期間，控制器127可經組態而以週期性時間間隔來啟動閥129a、129b或131中之一或多者。舉例而言，控制器可經組態以使閥129a及129b每5分鐘啟動30秒之週期，藉此使已用處理流體之一部分轉向至排水系統123。類似地，控制器127可經組態以週期性地啟動閥131而使已用處理流體自系統100滲出。系統100亦可經組態以具有機械滲出及饋入。舉例而言，在圖1中，一滑流管線(例如，1/4英吋管)可安裝於閥131之下游，且該滑流管線將分接至排水管線121。滑流管線可包括一將准許已用處理流體之一部分連續地流動至排水系統123之孔口(例如，0.100英吋孔口)。另外，滲出及饋入操作亦可基於自感測器125接收之信號，使得若流體之一量測條件(由感測器125量測)係在預定範圍之外，則控制器127將啟動閥131(或閥129a及129b)以使已用處理流體轉向至排水系統123歷時一預定時間週期或直至該量測條件返回預定範圍內為止。
系統100可以線上或按需模式來操作。在以線上模式操作時，泵將來自貯槽103之流體混合物連續地供應至一或多個使用點且使用上述模式：收取模式、排水模式及/或滲出及饋入模式中之一者來連續地收取或排出已用處理流體。在按需模式中，控制器127經組態以自該或該等使用點接收一需求信號且啟動泵113以在接收到該需求信號後即將流體混合物供應至使用點。
請注意，系統100為使用者可組態的。控制器127可包括一准許使用者或操作員選擇所要操作模式的人機介面(HMI)。
本發明之另一實施例展示於圖2中。已用處理流體經由一或多個排水管線217a及217b而排出工具215。流體可藉由重力而進入排水管線217a及217b，或工具215可包括一或多個水坑泵以將已用處理流體轉移進排水管線217a及217b。在圖2所示之實施例中，排水管線217a及217b在閥229a及229b處分成兩個流徑219及221。或者，排水管線217a及217b可分接且以此組態，將僅使用一閥(229a或229b)；系統200之操作將與兩閥組態之操作大體上相同。已用處理流體可藉由流經流徑219("收取管線")而收取且返回至貯槽203中。然而，若某些條件存在，則已用流體轉向至排水管線221以流進一排水系統223(諸如，酸鹼中和系統)中。三通閥229a及229b可用於選擇性地使已用處理流體轉向通過收取管線219或排水管線221。另一過濾器226可安裝於收取管線219中以濾出由處理或由通過處理工具215之流動產生的任何微粒。
一感測器225安裝於收取管線219中且監控管線219中之已用處理流體之一條件。或者，一感測器可安裝於在閥229a及229b上游之每一排水管線217a及217b中。感測器225較佳為電導探針，但亦可為pH探針、ORP探針、密度計、自動滴定器或折射率感測器。顯著地，可將眾多感測器安裝於收取管線219中以監控流體之條件；舉例而言，一電導探針及一密度計可安裝於收取管線219中。感測器225可電連接或無線連接至一監控一來自感測器225之輸出信號的控制器227(例如，可程式化邏輯控制器)。控制器227亦可電連接、無線連接或氣動連接至系統之其他組件，包括流量控制器209、211，泵213，及閥229a、229b、231及233。
系統200包括一泵213(例如，往復泵、正排量泵、伸縮泵、離心泵等)以自貯槽203抽汲流體且以一預定壓力(例如，在約5 psi與約60 psi之間)來將流體傳送至諸如半導體處理工具215之一或多個使用點。顯著地，工具215可包括一或多個噴頭，且系統200之泵分配管線212可經組態以供應一或多個工具。一過濾器214可安裝於泵分配管線212中以在處理之前過濾流體混合物。
第一及第二流體供應管線201及205分別將第一及第二流體供應至貯槽203。第一流體(例如，加壓去離子水、氫氧化銨、過氧化氫、任何添加劑、任何稀釋劑等)可藉由一現場廠或藉由任何加壓源來供應。第二流體(例如，酸性鈷溶液、氫氟酸、硫酸、氫氧化銨、過氧化氫或其類似物，或SS－12、iCue 5001、K－1501、SC－112或其他類似流體)可藉由大塊流體摻合及/或分配系統或藉由任何加壓源來供應。
如在上文中關於第一實施例而提及，可使用基於重量之摻合、基於容積之摻合或流量控制器摻合來摻合第一及第二流體。雖然在系統200中可使用此等技術中之任一者，但圖2展示使用流量控制器摻合的本發明之一實施例。流量控制器209及211分別安裝於供應管線201及205中以控制第一及第二流體之流動速率。然而，如在上文中關於系統100而提及，可使用蠕動泵、計量閥、合計流量計或其類似物來替代流量控制器。貯槽203較佳由惰性濕潤材料(例如，PFA、PTFE、PVC、PVDF或PE)建構，且可包括諸如電容性、光學或數位感測器或測力計之一或多個位準感測器204。
在操作期間，系統200藉由以流量控制器209及211來控制每一流體之流動速率而形成第一流體與第二流體之混合物。舉例而言，第二流體(例如，濃縮酸性鈷溶液)在工具215中進行半導體處理之前可需要以第一流體(例如，去離子水)來稀釋至約10%。因此，為了達成所要濃度或混合比，流量控制器211可將第二流體之流動速率控制為10 ml/min，而流量控制器209將第一流體之流動速率控制為100 ml/min。顯著地，摻合之速率應超過抽汲之速率，使得流體混合物總是可用於工具。因此，第一及第二流體之流動速率可視工具215之流動速率需求而增加或減小。
在一較佳實施例中，如圖2所示，流體管線201及205連接至貯槽203之上游，使得第一及第二流體在進入貯槽203之前經組合。系統200可包括在三通管下游之混合元件，諸如線上靜態混合器，以確保兩種流體在進入貯槽203之前經充分混合。在另一實施例中，流體管線201及205可個別地連接至貯槽203，使得流體之混合將經由如同攪拌器之混合元件或經由擾動而發生於貯槽中。
此外，另一感測器(例如，電導探針、pH探針、ORP探針、自動滴定器或折射率感測器)可經組態以監控貯槽203內之流體混合物的特性且將一信號傳輸至控制器227。舉例而言，若使用自動滴定器，則一泵可週期性地自貯槽203(或自一剛好在貯槽203或泵213下游之點)將一樣本抽汲至自動滴定器中。該自動滴定器接著將對樣本執行滴定以判定流體混合物中之一組份(例如，過氧化氫)的濃度。若該組份之濃度在預定範圍之外，則控制器227將啟動在彼組份之供應管線(亦即，201或205)上之流量控制器(亦即，209或211)以將彼組份之額外容積添加至流體混合物。控制器227亦可經組態以將一信號發送至另一元件以用於自除供應管線201或205外之加壓管線來將所要組份定量地投予貯槽203中。以此組態，可藉由一摻合及/或分配系統或藉由自一滾筒抽汲流體之小定量或計量泵來給加壓管線饋料。
貯槽203可包括位準感測器204以確保貯槽維持流體混合物之足夠容積且防止貯槽203之填充過量或過量增壓。舉例而言，貯槽203可包括用於量測低重量及高重量的兩個測力計。在操作期間，藉由泵213而自貯槽203抽取流體混合物，且自三個來源中之一者來再填充該貯槽。貯槽203可接收來自管線210之未用流體混合物、來自管線220之已用處理流體，或來自管線235之再循環流體混合物。如將在下文中進一步論述，已用處理流體通常流經收取管線219且返回至貯槽203中。然而，已用處理流體亦將自系統200經由排水管線221而週期性地滲出。因此，貯槽203中之流體位準將隨著時間而減小。在貯槽203中之流體位準達到一低設定點(例如，由低感測器或預定重量判定)時，控制器227將啟動流量控制器209及211來以未用之流體混合物將貯槽203再填充至高設定點(例如，由高感測器或預定重量判定)。
在操作期間，泵213自貯槽203抽取流體混合物且以一預定壓力(例如，通常為約5 psi至約60 psi)將其施配至一或多個使用點，諸如半導體處理工具215。已用處理流體流經排水管線217a及217b中之一者或兩者且至各別閥229a及229b。若系統200係以收取模式操作，則已用處理流體流經閥229a或229b之正常開放埠且越過感測器225。感測器225監控已用處理流體之一條件且將一信號發送至控制器227。若該信號係在一預定範圍內，則該控制器使閥231維持於其正常開放位置藉此准許已用處理流體流進貯槽203。然而，若該信號係在預定範圍之外，則使已用處理流體轉向至排水管線221及至製造廠之廢料中和系統。若已用處理流體經收取，則其流進貯槽203中且與未用之摻合及/或使用前之流體之混合物組合。此混合物接著經由泵213而回收且返回至工具215以供進一步處理。
若系統係以排水模式操作，則已用處理流體將流經排水管線217a或217b且流經閥229a或229b之正常關閉埠而進入排水系統123。若工具操作員希望排盡系統200且移除所有收取流體，則此模式可為有用的。另外，在貯槽203中流體混合物之位準到達高位準藉此使貯槽203不能接受更多流體時，系統200可進入排水模式。
系統200亦可以排送及饋入模式(bleed and feed mode)來操作。在此模式期間，控制器227可經組態而以週期性時間間隔來啟動閥229a、229b或231中之一或多者。舉例而言，控制器可經組態以使閥229a及229b每5分鐘啟動30秒之週期，藉此使已用處理流體之一部分轉向至排水系統223。系統200亦可經組態以具有機械式排送及饋入。舉例而言，一滑流管線(例如，1/4英吋管)可安裝於閥231之下游，且該滑流管線將分接至排水管線221。滑流管線可包括一將准許已用處理流體之一部分連續地流動至排水系統223之孔口(例如，0.013"孔口)。另外，滲出及饋入操作亦可基於自感測器225接收之信號，使得若流體之一量測條件(由感測器225量測)係在預定範圍之外，則控制器227將啟動閥231(或閥229a及229b)以使已用處理流體轉向至排水系統223歷時一預定時間週期或直至該量測條件返回預定範圍內為止。
系統200以線上模式操作，使得泵213連續地操作以將來自貯槽203之流體混合物供應至一或多個使用點或使流體混合物再循環返回至貯槽203。在控制器227自一使用點接收一需求信號時，控制器227啟動閥233，使得流體混合物流經閥233之正常關閉埠且至使用點。同時，系統200使用上述模式：收取模式、排水模式及/或排送及饋入模式中之一者來收取或排出已用之處理流體。在不存在工具需求時，使閥233停用且流體流經閥233之正常開放埠且返回至貯槽203中。再循環返回至貯槽203確保過濾器214之最佳效能以將微粒之濃度維持於一低位準。
如同系統100，系統200為使用者可組態的。控制器227可包括一准許使用者或操作員選擇所要操作模式的人機介面(HMI)。
顯著地，在替代實施例中，系統100及200可包括兩個貯槽。在一貯槽處於線上模式且再循環或施配流體混合物時，另一貯槽將處於摻合及限定模式。在摻合及限定模式期間，控制器127或227將起始一摻合序列以填充離線貯槽且接著起始一限定序列，該限定序列包括以電導探針、pH探針、ORP探針、自動滴定器或折射率感測器來量測離線貯槽中之流體混合物的一條件。若該條件係在一預定範圍之外，則控制器127或227將啟動流量控制器(109、111或209、211)中之一者或另一加壓源以將額外流體添加至離線貯槽，且接著控制器127或227將再量測離線貯槽中之流體的條件。控制器127或227亦可經組態以在離線貯槽不符合規範時給出一錯誤訊息。一旦合格，則離線貯槽將等待閒置，直至線上貯槽之流體之位準到達其低位準且接著貯槽將切換操作模式。
此外，雖然僅關於系統200來描述過濾器之使用，但過濾器亦可安裝於圖1所示之本發明之實施例中。此外，雖然兩個實施例被描述為摻合由加壓管線101及105或201及205供應之兩種流體，但系統100或200可經組態以摻合由貯槽103或203上游或貯槽103或203中之兩個或兩個以上之供應管線供應的兩種或兩種以上之加壓流體。另外，系統100或系統200可進一步包括在泵分配管線112或212中之系統排水管線。以此組態，三通閥將安裝於回收管線112或212中，且控制器127或227將週期性地啟動此閥以使流體混合物自系統100或200滲出至排水系統123或223。
此外，請注意，系統100及200可位於不同於工具115或215或流體摻合及/或分配系統107的半導體製造廠之水平面上。舉例而言，在"副廠房"中，一流體分配系統可位於地下室中且可將加壓流體供應至位於該地下室上方之水平面上的系統100或200。另外，在該"廠房"中，工具可位於系統100或200上方。
如在上文中描述及在圖1及2之實施例中展示，本發明提供用於回收半導體處理流體之成本有效解決方案。本發明進一步提供一種用於摻合及分配與收取及回收半導體處理流體的系統。預期熟習此項技術者將根據前述描述及實例而易於瞭解本發明之其他實施例及變化，且此等實施例及變化同樣意欲包括於如在以下申請專利範圍中陳述之本發明的範疇內。
100．．．回收系統
101．．．第一流體供應管線
103．．．貯槽
104．．．位準感測器
105．．．第二流體供應管線
107．．．大塊流體摻合及/或分配系統
109．．．第一流量控制器
110．．．管線
111．．．第二流量控制器
112．．．回收管線/泵分配管線
113．．．泵
115．．．半導體處理工具
117a．．．排水管線
117b．．．排水管線
119．．．流徑/收取管線
120．．．管線
121．．．流徑/排水管線
123．．．排水系統
125．．．感測器
127．．．控制器
129a．．．閥
129b．．．閥
131．．．閥
200．．．系統
201．．．第一流體供應管線
203．．．貯槽
204．．．位準感測器
205．．．第二流體供應管線
209．．．流量控制器
210．．．管線
211．．．流量控制器
212．．．泵分配管線/回收管線
213．．．泵
214．．．過濾器
215．．．半導體處理工具
217a．．．排水管線
217b．．．排水管線
219．．．流徑/收取管線
221．．．流徑/排水管線
223．．．排水系統
225．．．感測器
226．．．過濾器
227．．．控制器
229a．．．閥
229b．．．閥
231．．．閥
233．．．閥
235．．．管線
圖1為本發明之一實施例之示意性表示。
圖2為本發明之另一實施例之示意性表示。
100．．．回收系統
101．．．第一流體供應管線
103．．．貯槽
104．．．位準感測器
105．．．第二流體供應管線
107．．．大塊流體摻合及/或分配系統
109．．．第一流量控制器
110．．．管線
111．．．第二流量控制器
112．．．回收管線/泵分配管線
113．．．泵
115．．．半導體處理工具
117a．．．排水管線
117b．．．排水管線
119．．．流徑/收取管線
120．．．管線
121．．．流徑/排水管線
123．．．排水系統
125．．．感測器
127．．．控制器
129a．．．閥
129b．．．閥
131．．．閥

Claims (7)

  1. 一種自一半導體處理工具回收一酸性鈷溶液之方法，其包含下述步驟：自該半導體處理工具之一排水管收取已用酸性鈷溶液，其中該已用酸性鈷溶液自該排水管流出且進入一收取管線；以一連接至該收取管線之電導探針來量測該已用酸性鈷溶液之導電性；將一指示該導電性之信號發送至一控制器且判定該導電性是否在一預定導電性範圍內；若該導電性係在該預定導電性範圍內，則將該已用酸性鈷溶液回收至該半導體處理工具，或若該導電性係在該預定導電性範圍外，則使該已用酸性鈷溶液之至少一部分轉向至一系統排水管，其中該回收該已用酸性鈷溶液之步驟包含將該已用酸性鈷溶液轉移至一貯槽且自該貯槽將該酸性鈷溶液抽汲至該半導體處理工具之一入口；及在該貯槽中該酸性鈷溶液之位準到達一低設定點時，將未用酸性鈷溶液添加至該貯槽。
  2. 如請求項1之方法，其中該將未用酸性鈷溶液添加至該貯槽之步驟包含將一第一流體與一第二流體組合以形成該未用酸性鈷溶液。
  3. 如請求項2之方法，其中該將該第一流體與該第二流體組合之步驟包含以一第一流量控制器來控制該第一流體 之流動速率及以一第二流量控制器來控制該第二流體之流動速率。
  4. 一種用於回收一酸性鈷溶液之系統，其包含：一半導體處理工具，其經調適成藉由將該酸性鈷溶液施加至銅互連而防止該等銅互連中之電遷移；及一回收系統，其包含：一收取管線，其連接至該半導體處理工具之一排水管用於收取已用酸性鈷溶液；一電導探針，其連接至該收取管線用於量測該已用酸性鈷溶液之導電性；一回收管線，其用於自該收取管線將該已用酸性鈷溶液回收至該半導體處理工具之一入口；一貯槽，其位於該回收管線中，該貯槽具有一用於自該收取管線接收該已用酸性鈷溶液之入口；一控制器，其經調適成接收一指示該導電性之信號及判定該信號是否在一預定導電性範圍內，其中若該信號係在該導電性範圍內，則該控制器經調適成將一信號發送至一閥以將該已用酸性鈷溶液導引至該貯槽，且若該信號係在該導電性範圍之外，則該控制器經調適成將一信號發送至該閥以將該已用酸性鈷溶液導引至該排水管；及一流體分配構件，其連接至該貯槽且連接至該半導體處理工具之該入口。
  5. 如請求項4之系統，其進一步包含一連接至該收取管線 以量測該已用酸性鈷溶液之濃度的自動滴定器。
  6. 如請求項4之系統，其進一步包含一連接至該收取管線以量測該已用酸性鈷溶液之pH值的流體感測器，其係選自由一pH探針、一ORP探針、一密度計及一折射率感測器組成之群。
  7. 如請求項4之系統，其進一步包含一用於控制一第一流體之流動速率的第一流量控制器及一用於控制一第二流體之流動速率的第二流量控制器，其中該第一流體及該第二流體經調適以組合而形成一未用酸性鈷溶液流，且其中該貯槽包括一用於該未用酸性鈷溶液流之流體入口。
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