[发明专利]用于提供加热的蚀刻溶液的处理系统和方法

说明书

相关申请的交叉引用

依据37C.F.R.§1.78(a)(4)，本申请要求2013年3月15日提交的共同未决的临时申请序列第61/801,072号、2014年1月8日提交的共同未决的临时申请序列第61/924,838号、2014年1月8日提交的共同未决的临时申请序列第61/924,847号、以及2014年1月17日提交的共同未决的临时申请序列第61/928,894号的先前申请的权益和优先权。这些申请的全部内容通过引用明确并入本文。

技术领域

本发明涉及提供用于处理衬底的加热的蚀刻溶液的领域，更具体地，涉及用于在需要再填充加热的蚀刻溶液的情况下改善温度和水合度控制的处理系统和方法。

背景技术

在许多单晶片或批次喷涂晶片处理系统中，由于蚀刻溶液被分配在处理室中的晶片或衬底上，所以蚀刻溶液从蚀刻溶液供应系统失去。因此，需要再填充蚀刻溶液供应系统，以更换蚀刻溶液。即使蚀刻溶液从处理室排出并且通过蚀刻溶液供应系统回收，仍会损失一些蚀刻溶液，并且所回收的蚀刻溶液具有与分配到晶片上的蚀刻溶液不同的物理性质(例如，温度和含水量)。类似的情况可能发生在湿式工作台(wet bench)中，在湿式工作台中在批次转移期间或在部分或全部批次改变期间会通过带出液而损失蚀刻溶液。

为了以在不同材料之间的蚀刻速率和蚀刻选择性上的良好可重复性来执行蚀刻工艺，必须严格控制加工条件。在一个实施例中，这包括需要严格控制衬底处理系统中酸性蚀刻溶液的温度和水合度。

发明内容

本发明的实施方案提供一种用于用加热的蚀刻溶液处理衬底的处理系统和方法。

根据一个实施方案，该方法包括：在第一循环回路中形成加热的蚀刻溶液；在处理室中提供加热的蚀刻溶液用于处理衬底；在第二循环回路中形成另外的加热的蚀刻溶液；以及将另外的加热的蚀刻溶液供应至第一循环回路。在一个实施例中，形成另外的加热的蚀刻溶液包括：将另外的蚀刻溶液引入到第二循环回路；将该另外的加热的蚀刻溶液加热至沸腾；将水从另外的加热的蚀刻溶液中煮掉直至达到预选的水合度；以及使另外的加热的蚀刻溶液在第二循环回路中循环。

根据一个实施方案，处理系统包括：用于用加热的蚀刻溶液处理衬底的处理室；用于向处理室中提供加热的蚀刻溶液的第一循环回路；和用于形成另外的加热的蚀刻溶液并且将另外的加热的蚀刻溶液供应至第一循环回路的第二循环回路。

附图说明

由于在结合附图考虑的情况下，通过参考以下详细描述，本发明的更完整的理解及其许多附带的优点将变得更好理解，所以可以容易地获得本发明的更完整的理解及其许多附带的优点，其中：

图1示意性地示出了根据本发明一个实施方案的用于用加热的蚀刻溶液处理衬底的处理系统；以及

图2是根据本发明的实施方案的用于制备加热的蚀刻溶液并且用加热的蚀刻溶液处理衬底的工艺流程图。

具体实施方式

本发明的实施方案涉及用于在需要再填充加热的蚀刻溶液的情况下改善温度和水合度控制的处理系统和方法。根据一些实施方案，提供了使得能够严格控制衬底处理系统中的酸性蚀刻溶液的温度和水合度(含水量)的处理系统和方法。

在半导体器件的制造中，酸性蚀刻溶液通常用于处理和蚀刻晶片和衬底。一个实施例包括使用磷酸蚀刻溶液，然而，在制造中也常使用其他类型的酸。磷酸(H₃PO₄)通常作为与水的混合物供应，例如作为85％的磷酸与15％的水的混合物。这样做主要是为了使磷酸的粘度降低至便于使用常规的液体化学品分配系统输送制造设备中的蚀刻溶液的水平。

85％磷酸混合物的沸点在大气压下为约158℃，并且当该混合物被加热并开始沸腾时，脱离混合物的蒸汽主要是水。这通过简单的蒸馏方法提高了液相中磷酸的浓度。随着液体中的水合度降低，混合物的沸点升高，并且水可以被煮掉直到所期望的水合度。通过这种方式，可以使用水合度控制作为用于使温度和水合度保持在预定水平的方式。