CN102339728A - 制作工艺***与清洗方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制作工艺***与清洗方法。制作工艺***包括生产机台、浓度测定装置以及补偿装置；生产机台，适于使用化学溶液处理晶圆；浓度测定装置，用以测定处理过上述晶圆的上述化学溶液中至少一关键成分的浓度；补偿装置，用以在上述浓度测定装置所测定的上述关键成分的浓度低于一定值时，提供具有一补偿量的补充液至上述生产机台中，其中上述补充液含有与上述关键成分相同的成分。

Description

制作工艺***与清洗方法

技术领域

本发明是有关于一种制作工艺***与清洗方法。

背景技术

在半导体制作工艺中，晶圆的洁净度是影响制作工艺良率元件质量以及可靠度极为重要的因素。在晶圆洗净的过程中，经常会使用化学溶液来清洗。化学溶液中的配方可能会因为消耗或是挥发而随着使用的时间逐渐改变，以致制作工艺容许度(process window)随之变小。通常，必须通过经常更换新的化学溶液来维持洗净的质量，进而稳定工艺的条件。然而，此种做法不仅必须耗费相当高的材料成本，而且也不够环保。因此，提供适当的化学浓度溶液的浓度并且兼顾环保层面是目前亟需研究的课题。

发明内容

本发明提出一种制作工艺***，其可以用来清洗晶圆，提升制作工艺的容许度。

本发明提出一种制作工艺***，其可以用来清洗晶圆，延长化学溶液更新的时间，降低化学溶液的使用量，减少成本。

本发明提出一种清洗方法，其提升制作工艺的容许度。

本发明提出一种清洗方法，其可以延长化学溶液更新的时间，降低化学溶液的使用量，减少成本。

本发明提出一种制作工艺***，包括生产机台、浓度测定装置以及补偿装置。生产机台，适于使用化学溶液处理晶圆。浓度测定装置，用以测定处理过上述晶圆的上述化学溶液中至少一关键成分的浓度。补偿装置，用以在上述浓度测定装置所测定的上述关键成分的浓度低于一定值时，提供具有一补偿量的补充液至上述生产机台中，其中上述补充液具有与上述关键成分相同的成分。

依照本发明一实施例所述，上述化学溶液包括去光刻胶液，上述关键成分包括水。

依照本发明一实施例所述，上述化学溶液包括清洗液，上述关键成分包括NH₄OH或H₂O₂或其二者。

依照本发明一实施例所述，上述的制作工艺***更包括一过滤装置，用以过滤处理过上述晶圆的上述化学溶液中的杂质。

依照本发明一实施例所述，上述制作工艺***，更包括一回流装置，用以将过滤后的上述化学溶液输送回上述生产机台。

依照本发明一实施例所述，上述浓度测定装置设置于适于测定上述回流装置中或是该生产机台中的上述化学溶液中的上述关键成分的浓度。

依照本发明一实施例所述，上述生产机台包括一处理槽，且上述回流装置包括外槽、输送管路以及动力装置。外槽设置于上述处理槽***。动力装置用以提供动力该化学溶液。输送管路，与上述外槽连通，用以将外槽中的化学溶液输送回上述处理槽。

依照本发明一实施例所述，上述浓度测定装置设置于适于测定处理槽、上述外槽或上述输送管路中的上述化学溶液中的上述关键成分的浓度。

依照本发明一实施例所述，上述补偿装置用以将上述补充液输送至上述外槽中，再经由上述输送管路输送至上述生产机台中。

依照本发明一实施例所述，上述回流装置还包括一温度控制器，设置于上述输送管路周围，用以控制上述化学溶液的温度。

本发明还提出一种清洗方法，此方法使用化学溶液处理晶圆，此上述方法包括测定制作工艺中或制作工艺后的上述化学溶液中至少一关键成分的浓度，当上述关键成分的浓度低于一定值时，添加一补充液，其含有与前述关键成分相同的成分，使上述化学溶液中的上述关键成分浓度达到上述定值或上述定值以上。

依照本发明一实施例所述，上述化学溶液包括去光刻胶液，上述关键成分包括水。

依照本发明一实施例所述，上述化学溶液包括清洗液，上述关键成分包括NH₄OH或H₂O₂或其二者。

依照本发明一实施例所述，上述清洗方法，更包括在进行制作工艺一段时间之后，更新上述化学溶液。

依照本发明实施例所述，上述制作工艺***可以用来清洗晶圆，提升制作工艺的容许度。

依照本发明实施例所述，上述制作工艺***可以用来清洗晶圆，延长化学溶液更新的时间，降低化学溶液的使用量，减少成本。

依照本发明实施例所述，上述清洗制作工艺可以提升制作工艺的容许度。

依照本发明实施例所述，上述清洗制作工艺可以延长化学溶液更新的时间，降低化学溶液的使用量，减少成本。

为让本发明之上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。

附图说明

图1为依照本发明实施例所绘示的一种制作工艺***的示意图。

【主要元件符号说明】

2：晶圆

10：生产机台

12：处理槽

20：浓度测定装置

30：补偿装置

40：过滤装置

50：回流装置

52：外槽

54：输送管路

60：温度控制器

100：制作工艺***

具体实施方式

图1为依照本发明实施例所绘示的一种制作工艺***的示意图。

请参照图1，制作工艺***100包括生产机台10、浓度测定装置20以及补偿装置30。

生产机台10，适于使用化学溶液处理晶圆2。在一实施例中，生产机台10为湿式洗涤站，其包括处理槽12，，处理槽12例如是溢流内槽。制作工艺***可以还包括过滤装置40、回流装置50以及温度控制器60。

过滤装置40用以过滤处理过晶圆2的化学溶液中的杂质，例如是晶圆2上的副产物。

回流装置50用以将经过滤的化学溶液输送回生产机台10中。在一示范实施例中，回流装置50包括外槽52、输送管路54与动力装置56。外槽52设置于处理槽12***，用以承载从处理槽12溢流出来的化学溶液。输送管路54与外槽52连通，用以将外槽52的化学溶液透过动力装置56输送回处理槽12，以循环再利用化学溶液。动力装置56例如是泵。

温度控制器60，例如是加热器，其设置于输送管路54周围，用以控制化学溶液的温度。

浓度测定装置20，用以测定处理过晶圆2的化学溶液中至少一关键成分的浓度，并将所测得的浓度信息传送至补偿装置30。

此处所述的处理过晶圆2的化学溶液可以是处理槽12中的化学溶液，外槽52中的化学溶液，或是输送管路54中的化学溶液。浓度测定装置20例如是浓度计。浓度测定装置20所测定的关键成分是指化学溶液中对于所处理的晶圆具有重要性影响的成分。当对于所处理的晶圆具有重要性影响的成分为一种，则关键成分则为一种。当对于所处理的晶圆具有重要性影响的成分为两种，则关键成分可以是一种或是两种。依此类推。

补偿装置30可以接收浓度测定装置20所测得的关键成分的浓度信息，当所得到的浓度信息低于一定值时，计算所需的补偿量，提供含有与关键成分相同成分的补充液至生产机台10中，补偿化学溶液中关键成分的浓度。在一实施例中，补偿装置30是先将补充液输送至外槽12中，再经由输送管路54输送至生产机台10中。在另一实施例中，补偿装置30亦可将补充液直接送至生产机台10中(未绘示)。在又一实施例中，补偿装置30是先将补充液直接透过输送管路54输送至生产机台10中(未绘示)。

在一具体示范实施例中，化学溶液例如是去光刻胶液，去光刻胶液的组成例如是包括羟氨、单乙醇胺、异丙醇胺以及水等，譬如是杜邦公司生产的商品EKC，关键成分包括水。当去光刻胶液中的水含量随着时间消耗或挥发而不足时，去光刻胶液中其它成分的浓度相对过高，将会导致制作工艺条件改变，制作工艺容许度变小的问题。浓度测定装置20可以用来测量去光刻胶液中的水含量，例如是美商Jetalon生产的浓度计。补偿装置30所提供的补充液包括水或是EKC。在一实施例中，补偿装置30所提供的补偿液仅有水。所补充的水量，可以使得去光刻胶液中的水含量达到定值或是定值以上。在一实施例中，光刻胶液中的水含量的定值为15％；在另一实施例中，水含量的定值为17％；在又一实施例中，水含量的定值为13％。然而，本发明并不以此为限，化学溶液中关键成分的浓度定值可以依据实际的需要来设定。

在另一具体示范实施例中，化学溶液可以是含有NH₄OH及H₂O₂的清洗液，例如SC1清洗液。SC1清洗液的组成为NH₄OH∶H₂O₂∶H₂O＝1∶1∶5清洗液，关键成分包括NH₄OH或/及H₂O₂。当SC1清洗液中的NH₄OH或H₂O₂随着时间消耗以致SC1清洗液中的NH₄OH或H₂O₂浓度不足时，将会造成制作工艺条件改变，而导致制作工艺效率不彰的问题。浓度测定装置20可以用来测量SC1清洗液中的NH₄OH或H₂O₂含量，浓度测定装置20例如是美商Jetalon生产的浓度计。补偿装置30所提供的补充液中具有NH₄OH或H₂O₂或其二者。也就是补偿装置30所提供的补偿液可以是仅有NH₄OH，或是NH₄OH，或是高浓度的NH₄OH及H₂O₂)水溶液。所补充的NH₄OH或/及H₂O₂量，可以使得SC1清洗液的NH₄OH或/及H₂O₂含量达到定值或是定值以上。在一实施例中，NH₄OH含量的定值为13.5％及H₂O₂含量的定值为13.5％。然而，本发明并不以此为限，化学溶液中关键成分的浓度定值可以依据实际的需要来设定。

本发明实施例的清洗制作工艺，是以化学溶液处理晶圆2的制作工艺中或制作工艺后，测定化学溶液中至少一关键成分的浓度，当关键成分的浓度低于一定值时，添加一补充液，此补充液含有与关键成分相同的成分，以使得化学溶液中的关键成分浓度达到定值或定值以上。重复前述测定以及添加补充液的步骤数次之后，再更新化学溶液。

综上所述，本发明实施例是利用浓度控制装置以及补偿装置与生产机台形成闭回路控制***，利用添加关键成分的方式，补偿化学溶液中关键成分的浓度，可使机台的化学溶液的组成保持稳定，维持制作工艺的稳定性，提升制作工艺的容许度，化学溶液更新的时间可达2倍以上，不仅可以降低化学溶液的使用量，达到环保的目的，还可减少制作工艺的成本。

虽然本发明已以示范实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视随附的权利要求范围所界定的为准。

Claims (14)

1.一种制作工艺***，其特征在于，包括：

一生产机台，适于使用一化学溶液处理一晶圆；

一浓度测定装置，用以测定处理过该晶圆的该化学溶液中至少一关键成分的浓度；以及

一补偿装置，用以在该浓度测定装置所测定的该关键成分的浓度低于一定值时，提供一具有一补偿量的补充液至该生产机台中，其中该补充液含有与该关键成分相同的成分。

2.根据权利要求1所述的制作工艺***，其中该化学溶液包括去光刻胶液，该关键成分包括水。

3.根据权利要求1所述的制作工艺***，其中该化学溶液包括清洗液，该关键成分包括NH₄OH或H₂O₂或其二者。

4.根据权利要求1所述的制作工艺***，更包括一过滤装置，用以过滤处理过该晶圆的该化学溶液中的杂质。

5.根据权利要求4所述的制作工艺***，更包括一回流装置，用以将过滤后的该化学溶液输送回该生产机台。

6.根据权利要求5所述的制作工艺***，其中该浓度测定装置设置于适于测定该回流装置中或是该生产机台中的该化学溶液中的该关键成分的浓度。

7.根据权利要求6所述的制作工艺***，其中该生产机台包括一处理槽且该回流装置包括：

一外槽，设置于该处理槽***；

一输送管路，与该外槽连通，用以将外槽的该化学溶液输送回该处理槽；以及

一动力装置，用以提供动力给该化学溶液。

8.根据权利要求7所述的制作工艺***，其中该浓度测定装置设置于适于测定处理槽、该外槽或该输送管路中的该化学溶液中的该关键成分的浓度。

9.根据权利要求7所述的制作工艺***，其中该补偿装置用以将该补充液输送至该外槽中，再经由该输送管路输送至该生产机台中。

10.根据权利要求7所述的制作工艺***，其中该回流装置还包括一温度控制器，设置于该输送管路周围，用以控制该化学溶液的温度。

11.一种清洗方法，该方法使用一化学溶液处理一晶圆，该方法包括：

测定制作工艺中或制作工艺后的该化学溶液中至少一关键成分的浓度；以及

当所测定的该关键成分的浓度低于一定值时，添加一补充液，其含有与该关键成分相同的成分，使该化学溶液中的该关键成分浓度达到该定值或该定值以上。

12.根据权利要求11所述的清洗方法，其中该化学溶液包括去光刻胶液，该关键成分包括水。

13.根据权利要求11所述的清洗方法，其中该化学溶液包括清洗液，该关键成分包括NH₄OH或H₂O₂或其二者。

14.根据权利要求11所述的清洗方法，更包括重复前述测定该化学溶液以及添加该补充液的步骤数次之后，更新该化学溶液。

Images