[發明專利]再循環處理液的方法及設備

有效

• 申請號: 200780020107.0
• 申請日: 2007-04-03
• 公開（公告）號: CN101622585A
• 公開（公告）日: 2010-01-06
• 發明（設計）人: D·P·愛德華茲
• 申請（專利權）人: 液化空氣電子美國有限公司
• 主分類號: G05D11/00
• 分類號: G05D11/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所
• 代理人: 吳 鵬;馬江立

相關申請的交叉引用

本發明要求于2006年4月4日提交的系列號為No.60/789,404的美國 臨時專利申請的優先權。

技術領域

本發明涉及一種再循環半導體加工工具中的處理液的方法及設備。更 具體地，本發明涉及一種根據半導體加工工具中用過的處理液的狀況再循 環或排放該用過的處理液的方法及設備。

背景技術

半導體裝置的制造是一種復雜的工藝，可涉及200多個加工步驟。每個 步驟要求最佳條件以最終實現半導體裝置的高產。許多加工步驟要求使用 流體以在加工過程中對裝置的表層進行處理，尤其是蝕刻、清潔、外露、 涂覆和拋光。在高純度流體的應用中，為了防止最終的裝置出現缺陷，流 體(例如氫氟酸、硫酸、氫氧化銨、過氧化氫等)必須基本沒有顆粒和金 屬污染物。在化學-機械拋光漿料的應用中，漿料(例如Semi-Sperse-12、 5001、Klebosol1501、Cab-O-SperseSC-112等)必須沒有能刮 擦裝置表面的大的顆粒。此外，在加工過程中，必須給執行不同步驟的加 工工具提供穩定的和充分的流體供應，以使加工的可變性和制造的停工期 最小化。

當半導體制造商設計符合國際半導體技術藍圖(ITRS)的新裝置以生 產更小的、更快的和更可靠的裝置時，會出現新的制造挑戰。解決這些挑 戰的方法通常要求在加工過程中使用新的或非傳統的流體。這種挑戰的一 個例子就是在銅互連中的電遷移。當電子沿電流方向以由電流密度所決定 的速率推動和移動金屬原子時會發生電遷移。電遷移能夠導致互連變薄、 高的電阻系數或線路斷路(參見Semiconductor?International于2005年 10月刊登的P.Singer的“The?Advantages?of?Capping?Copper?with Cobalt”)。

現有兩種已知的方法來消除銅互連中的電遷移。一種方法是在互連上 通過首先在銅表面沉積鈀活性層，然后引入無電鍍的鈷溶液與鈀反應，并 在鈀上形成無電鍍的鈷鎢磷化物(CoWP)層來形成罩。另外一種方法是 采用自激活方法，這不需要沉積鈀，在此工藝中，特別是包括鈷和酸的復 雜且不穩定的沉積流體直接施加在銅上，以在銅上形成鈷罩層(參見 Semiconductor?International于2005年10月刊登的P.Singer的“The Advantages?of?Capping?Copper?with?Cobalt”)。雖然這些工藝顯示能夠 解決銅互連的電遷移問題，但是它們采用的鈷溶液非常貴，特別在這種溶 液在每次使用后被丟掉時是這樣。

過去半導體制造商不愿意回收和再循環半導體處理液，主要是因為考 慮到由顆粒、金屬和/或流體降解造成的循環流體的污染。而且，在一些流 體準備被半導體工具重新使用前需要一系列復雜的操作(例如蒸餾、吸附、 碳過濾等)以滿足條件。這意味著回收和再循環設備的成本和潛在的由于 不符合技術要求的再循環流體而導致的制造停工期已超過了回收和再循環 處理液的收益。然而，隨著昂貴的非傳統溶液(例如上文提到的鈷溶液) 的使用的出現，需要用于回收和再循環半導體處理液的方法和設備。

發明內容

一方面，本發明提供一種再循環處理液的方法，其包括以下幾個步驟： 從半導體加工工具的排放口回收用過的處理液，其中用過的處理液從排放 口中流出，并流入回收管路中；用與回收管路相連的流體傳感器來檢測用 過的處理液的狀況；將流體傳感器傳來的指示狀況的信號傳送給控制器， 并判斷信號是否在預定范圍內；如果信號在預定范圍內，將用過的處理液 再循環到半導體加工工具中，或如果信號超出預定范圍，將至少一部分用 過的處理液轉移到系統的排放口中。