发明名称 用于化学溶液之监控、调配剂量及分布的方法及装置
摘要 本发明之一个目的系提出一种用于一材料处理制程的一化学合成物之监控、调配剂量与分布的系统及方法,该化学合成物系含有至少一个添加剂以维持化学处理制程的品质。该种系统包含:至少一个化学物容纳单元,构成以容纳用于化学处理制程的化学合成物;一调配剂量单元,以流体方式连通于至少一个化学物容纳单元,构成以接收来自化学物容纳单元的化学合成物且加入该至少一个添加剂之一选定的剂量至其中的化学合成物;一连线监控器,构成以监控于调配剂量单元之化学合成物的一性质且发送其对应于监控的性质之一讯号;及,一控制器,其经程式规划且构成以接收来自该连线监控器之讯号且送出一讯号至调配剂量单元,回应于监控的性质而加入选定的剂量至其中的化学合成物。该种方法包含以下步骤。该化学合成物系允许自至少一个化学物容纳单元而流动至一调配剂量单元。化学合成物的一性质系以一连线监控器而监控,该连线监控器为位于该化学物容纳单元与调配剂量单元之间的一位置或在该调配剂量单元。关联于监控性质之一讯号系由该连线监控器而送出至一控制器。该控制器系基于监控的性质而决定该至少一个添加剂是否应为加入至贮藏器之化学合成物,因此根据来自该连线监控器的讯号而决定加入或不加入该至少一个添加剂之一选定量至贮藏器之化学合成物。有关该决定之一讯号系自该控制器送出至调配剂量单元。该至少一个添加剂之选定量系允许为回应于有关该决定之讯号而加入或不加入化学合成物至调配剂量单元。化学合成物系允许自该调配剂量单元而流动至化学物容纳单元。
申请公布号 TWI247056 申请公布日期 2006.01.11
申请号 TW093111073 申请日期 2004.04.21
申请人 液态空气 乔治斯 克劳帝方法研究开发监督管理顾问股份有限公司 发明人 阿雷杰朶 巴拉加斯;欧玛 杰摩尼;亚伦D 桑尼克
分类号 C25D7/12;G01N27/48 主分类号 C25D7/12
代理机构 代理人 林镒珠 台北市中山区长安东路2段112号9楼
主权项 1.一种用于材料处理制程的化学合成物之监控、 调配剂量与分布的系统,该化学合成物含有至少一 个添加剂以维持化学处理制程的品质,该种系统包 含: 至少一个化学物容纳单元,其构成以容纳供化学处 理制程的化学合成物; 一调配剂量单元,以流体方式连通于该至少一个化 学物容纳单元,其构成以接收来自其中的化学合成 物且加入该至少一个添加剂之一选定的剂量至其 中的化学合成物; 一连线监控器,构成以监控于该调配剂量单元之化 学合成物的一性质且发送其对应于监控的性质之 一讯号;及 一控制器,其经程式规划并构成以接收来自该连线 监控器之讯号且送出一讯号至调配剂量单元,回应 于监控的性质而加入选定的剂量至其中的化学合 成物。 2.如申请专利范围第1项之系统,其中该控制器包含 一处理器,其经一演算法而程式设计,使得其: 根据由该监控器所测量之至少一个添加剂之至少 一者的浓度且相较于由该监控器所先前测量之至 少一个添加剂之至少一者的浓度,决定于化学合成 物之至少一个添加剂之至少一者的一耗费时间周 期之一耗费率; 预测该至少一个添加剂之至少一者的量,当其加入 至化学合成物而将维持该添加剂的浓度于约为一 预定设定点浓度附近之一预定浓度范围内;及 基于由该监控器所测量之至少一个添加剂的先前 浓度,藉着加入该至少一个添加剂的一量于该预测 量或是自该预测量减去而修正该预测量,其中,该 修正量系选定的剂面。 3.如申请专利范围第1项之系统,其中,该至少一个 化学物容纳单元系一晶圆电镀工具之一电镀池。 4.如申请专利范围第2项之系统,其中,该至少一个 化学物容纳单元系一晶圆电镀工具之一电镀池。 5.如申请专利范围第1项之系统,更包含:一化学物 递送单元,以流体方式连通于该至少一个化学物容 纳单元与该调配剂量单元,且构成以递送化学合成 物至该至少一个化学物容纳单元。 6.如申请专利范围第5项之系统,更包含: 一第一阀配置,以流体方式连通于该化学物容纳单 元与该调配剂量单元,第一阀配置系构成以允许或 防止该化学合成物自该化学物容纳单元流动至该 调配剂量单元;及 一第二阀配置,以流体方式连通于该化学物容纳单 元与该化学物递送单元,该第二阀系配置系构成以 允许或防止该化学合成物自该化学物容纳单元流 动至该化学物递送单元。 7.如申请专利范围第6项之系统,其中,该控制器包 含一处理器,其为以一演算法程式规划,使得其: 决定该系统是否应为操作于一主要循环模式或于 一调配剂量模式,于该主要循环模式,该第一阀配 置系允许该化学合成物自该至少一个化学物容纳 单元流动至该调配剂量单元,且该第二阀配置系防 止该化学合成物自该至少一个化学物容纳单元流 动至该化学物递送单元,或是于该调配剂量模式中 ,该第一阀配置系防止该化学合成物自该化学物容 纳单元流动至该调配剂量单元且该第二阀配置,并 且允许该化学合成物自该至少一个化学物容纳单 元流动至该化学物递送单元。 8.如申请专利范围第7项之系统,其中回应于决定该 系统应为操作于主要循环模式之该演算法,该控制 器系(i)送出一讯号以打开该第一阀配置或允许该 第一阀配置为维持打开而允许化学合成物自该至 少一个化学物容纳单元流动至该调配剂量单元,且 (ii)送出一讯号以闭合该第二阀配置或允许该第二 阀配置为维持打开而防止化学合成物自该至少一 个化学物容纳单元流动至该化学物递送单元。 9.如申请专利范围第8项之系统,其中,该调配剂量 单元包含: 一调配剂量单元贮藏器,其构成以接收来自该至少 一个化学物容纳单元的化学合成物之流动且将该 化学合成物之流动自该调配剂量单元引导至该化 学物递送单元;及 一剂量元件,其构成以接收来自该调配剂量单元贮 藏器的化学合成物之流动且将该化学合成物之流 动导引至该调配剂量单元贮藏器,该剂量元件亦构 成以将选定的剂量加入至化学合成物,其中,回应 于决定该系统应为操作于调配剂量模式之该演算 法,该控制器系(i)送出一讯号以致动该第一阀配置 而防止化学合成物自该至少一个化学物容纳单元 流动至该调配剂量单元,且(ii)送出一讯号以致动 该第二阀配置而允许化学合成物自该至少一个化 学物容纳单元流动至该化学物递送单元。 10.如申请专利范围第9项之系统,其中: 该第一阀配置包含一第一阀、一第一导管与一第 二导管,第一导管为流体连通且自该化学物容纳单 元延伸至该第一阀,第二导管为流体连通且自该第 一阀延伸至该调配剂量单元,该第一阀系配置于该 第一与第二导管之间,其中,该第一阀之一打开位 置系允许化学合成物自第一导管流动至第二导管, 且第一阀之一闭合位置系防止化学合成物自第一 导管流动至第二导管; 该第二阀配置包含一第二阀、一第三导管与一第 四导管,第三导管为流体连通且自该第一导管延伸 至该第二阀,第四导管为流体连通且自该第二阀延 伸至该化学物递送单元,该第二阀系配置于第三与 第四导管之间,其中,该第二阀之一打开位置系允 许化学合成物为经由第三导管以自第一导管流动 至第四导管,且第二阀之一闭合位置系防止化学合 成物自第三导管流动至第四导管。 11.如申请专利范围第10项之系统,其中,该至少一个 化学物容纳单元系一晶圆电镀工具之一电镀池。 12.如申请专利范围第5项之系统,其中,该至少一个 化学物容纳单元系一晶圆电镀工具之一电镀池。 13.如申请专利范围第1项之系统,其中,该至少一个 化学物容纳单元包含至少二个化学物容纳单元。 14.如申请专利范围第13项之系统,更包含: 复数个化学物容纳单元出口,该复数的数目系等于 该至少二个化学物容纳单元之数目,其中,该等化 学物容纳单元出口之各者系关联于该至少二个化 学物容纳单元之个别者; 一化学物容纳单元出口歧管,其以流体方式连通于 该复数个化学物容纳单元出口;及 一化学物容纳单元出口贮藏器,其以流体方式连通 于该化学物容纳单元出口歧管与该调配剂量单元 。 15.如申请专利范围第14项之系统,其中,该至少一个 化学物容纳单元系一晶圆电镀工具之一电镀池。 16.一种用于化学处理制程的化学合成物之监控、 调配剂量与分布的方法,该化学合成物含有至少一 个添加剂以维持化学处理制程的品质,该种方法包 含步骤: (a)允许该化学合成物自至少一个化学物容纳单元 流动至一调配剂量单元; (b)以一连线监控器监控该化学合成物的一性质,该 连线监控器为位于该化学物容纳单元与调配剂量 单元之间的一位置或在该调配剂量单元; (c)自该连线监控器而送出其关联于监控性质之一 讯号至一控制器; (d)该控制器系基于监控的性质而决定该至少一个 添加剂是否应为加入至贮藏器之化学合成物,因此 基于来自该连线监控器的讯号而造成决定加入或 不加入该至少一个添加剂之一选定量至贮藏器之 化学合成物; (e)自该控制器而送出其关联于该决定之一讯号至 该调配剂量单元; (f)回应于其关联于该决定之讯号而允许该至少一 个添加剂之选定量为加入或不加入至该调配剂量 单元之化学合成物;及 (g)允许化学合成物以自该调配剂量单元流动至该 化学物容纳单元。 17.如申请专利范围第16项之方法 ,更包含以下步骤 : 藉由该控制器,根据由该监控器所测量之至少一个 添加剂之至少一者的浓度且相较于由该监控器所 先前测量之至少一个添加剂之至少一者的浓度,决 定于化学合成物之至少一个添加剂之至少一者的 一耗费时间周期之一耗费率; 藉由该控制器,预测该至少一个添加剂之至少一者 的量,当其加入至化学合成物而将维持该添加剂的 浓度于约为一预定设定点浓度之一预定浓度范围 内;及 藉由该控制器,根据该监控器所测量之至少一个添 加剂的先前浓度,自该预测量加入或减去该至少一 个添加剂的一量而修正该预测量,其中,修正量系 选定的剂量。 18.如申请专利范围第17项之方法,其中,该至少一个 化学物容纳单元系一晶圆电镀工具之一电镀池。 19.如申请专利范围第16项之方法,其中,该至少一个 化学物容纳单元系一晶圆电镀工具之一电镀池。 20.如申请专利范围第16项之方法,其中,允许化学合 成物自该调配剂量单元流动至该至少一个化学物 容纳单元之步骤包含: 允许化学合成物自该调配剂量单元流动至一化学 物递送单元;及 自该至少一个化学物递送单元而递送化学合成物 至化学物容纳单元。 21.如申请专利范围第20项之方法,更包含以下步骤: 提供一第一阀配置,以流体方式连通于该化学物容 纳单元与该调配剂量单元,第一阀配置系构成以允 许或防止该化学合成物之流动自该化学物容纳单 元至该调配剂量单元;及 提供一第二阀配置,以流体方式连通于该化学物容 纳单元与该化学物递送单元,第二阀配置系构成以 允许或防止该化学合成物自该化学物容纳单元流 动至该化学物递送单元。 22.如申请专利范围第21项之方法,进一步包含以下 步骤: 藉由该控制器决定是否以一主要循环模式或以一 调配剂量模式实行该方法,于该主要循环模式中, 该第一阀配置系允许该化学合成物自该至少一个 化学物容纳单元流动至该调配剂量单元,且该第二 阀配置系防止该化学合成物自该至少一个化学物 容纳单元流动至该化学物递送单元,于该调配剂量 模式中,该第一阀配置系防止该化学合成物自该化 学物容纳单元流动至该调配剂量单元且该第二阀 配置系允许该化学合成物自该至少一个化学物容 纳单元流动至该化学物递送单元,因而造成一模式 决定。 23.如申请专利范围第22项之方法,更包含以下步骤: 回应于该处理器决定该方法应为实行于主要循环 模式,送出一讯号以打开该第一阀配置或允许该第 一阀配置为维持打开而允许化学合成物自该至少 一个化学物容纳单元流动至该调配剂量单元。 24.如申请专利范围第22项之方法,更包含以下步骤: 回应于该处理器决定该方法应为实行于调配剂量 模式,(i)送出一讯号以闭合该第一阀配置或允许该 第一阀配置为维持闭合而防止化学合成物自该至 少一个化学物容纳单元流动至该调配剂量单元,且 (ii)送出一讯号以打开该第二阀配置或允许该第二 阀配置为维持打开而允许化学合成物自该至少一 个化学物容纳单元流动至该化学物递送单元。 25.如申请专利范围第24项之方法,更包含以下步骤: 提供一贮藏器与一剂量元件至该调配剂量单元; 藉由该控制器,送出一讯号至该剂量元件以从该调 配剂量单元贮藏器加入选定量至化学合成物之流 量; 藉由该剂量元件,将该选定量加入至来自该调配剂 量单元贮藏器的化学合成物之流量;及 允许该至少一个添加剂的选定量与化学合成物之 组合流量为自该剂量元件流动至该调配剂量单元 贮藏器。 26.如申请专利范围第17项之方法,其中,该至少一个 化学物容纳单元系一晶圆电镀工具之一电镀池。 27.如申请专利范围第23项之方法,其中,该至少一个 化学物容纳单元系一晶圆电镀工具之一电镀池。 28.如申请专利范围第24项之方法,其中,该至少一个 化学物容纳单元系一晶圆电镀工具之一电镀池。 29.如申请专利范围第16项之方法,其中,该至少一个 化学物容纳单元包含至少二个化学物容纳单元。 30.如申请专利范围第29项之方法,更包含以下步骤: 提供复数个化学物容纳单元出口,该复数的数目系 等于该至少二个化学物容纳单元之数目,其中,该 等化学物容纳单元出口之各者系关联于该至少二 个化学物容纳单元之个别者; 提供一化学物容纳单元出口歧管,以流体方式连通 于该复数个化学物容纳单元出口; 提供一化学物容纳单元出口贮藏器,以流体方式连 通于该化学物容纳单元出口歧管与调配剂量单元; 允许该化学合成物自该复数个化学物容纳单元出 口流动至该化学物容纳单元出口贮藏器;及 允许该化学合成物自该化学物容纳单元出口贮藏 器流动至调配剂量单元。 31.如申请专利范围第30项之方法,其中,该至少一个 化学物容纳单元系一晶圆电镀工具之一电镀池。 图式简单说明: 第1图系包括一选用式化学物分配单元之本发明系 统的示意图。 第2图系本发明之一个实施例的示意图,亦包括:一 调配剂量单元贮藏器;一剂量元件;一纯化学合成 物供应槽;一流体泄放槽;一导管,允许化学合成物 绕过该化学物容纳单元;及,一导管/阀配置,允许化 学合成物绕过该调配剂量单元贮藏器、剂量元件 、纯的化学合成物供应槽、泄放槽、与选用式化 学物分配单元。 第3图系本发明之另一个实施例的示意图,亦包括: 多个化学物容纳单元;一调配剂量单元贮藏器;一 剂量元件;一溶剂供应槽;一泄放槽;一导管,允许化 学合成物绕过该等化学物容纳单元;一导管/阀配 置,允许化学合成物绕过该调配剂量单元贮藏器、 剂量元件、溶剂供应槽、泄放槽、与选用式化学 物分配单元;一歧管与贮藏器,位于该等化学物容 纳单元之下游;及,一第二连线监控器。 第4图系本发明之又一个实施例的示意图,亦包括: 多个化学物容纳单元;一调配剂量单元贮藏器;一 剂量元件;一溶剂供应槽;一泄放槽;一导管,允许化 学合成物绕过该等化学物容纳单元;及,一导管/阀 配置,允许化学合成物烧过该调配剂量单元贮藏器 、剂量元件、溶剂供应槽、泄放槽、与选用式化 学物分配单元。 第5图系剂量元件之一个较佳架构的示意图。 第6图系选用式化学物分配单元之一个较佳架构的 示意图。
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