TWI555078B - 用以提供加熱的蝕刻溶液之方法 - Google Patents

Description

用以提供加熱的蝕刻溶液之方法

本發明係關於提供用以處理基板之加熱的蝕刻溶液之領域，且更具體而言，係關於一種用以在需要再填充加熱的蝕刻溶液之情況下改善溫度及水濃度控制的處理系統及方法。

〔相關申請案之交互參照〕

根據37 C.F.R.§1.78(a)(4)，本申請案主張先前提申之2013年3月15日所提申之共同申請中的臨時申請案第61/801,072號、2014年1月8日所提申之共同申請中的臨時申請案第61/924,838號、2014年1月8日所提申之共同申請中的臨時申請案第61/924,847號、及2014年1月17日所提申之共同申請中的臨時申請案第61/928,894號之優先權。這些申請案的全部內容係藉由參照方式而特此併入於本文中。

在許多單一晶圓或批次噴塗晶圓的處理系統中，由於將蝕刻溶液分配至處理腔室中的晶圓或基板上之故，蝕刻溶液會自蝕刻溶液供應系統失去。因此，需要蝕刻溶液供應系統之再填充，以補回蝕刻溶液。即使蝕刻溶液從處理腔室排出並由蝕刻溶液供應系統所回收，仍會失去一些蝕刻溶液，且所回收之蝕刻溶液係具有與分配至晶圓上之蝕刻溶液不同的物理性質 (例如，溫度及水含量)。類似的情況會發生於濕式工作台(wet benches)，在濕式工作台中於批量轉移、或於部分或全部洗滌液改變的期間，會由於帶出而失去蝕刻溶液。

為了以在不同材料間之蝕刻選擇性及蝕刻速率方面的良好可重複性來進行蝕刻處理，對處理條件的嚴密控制係必要的。在一範例中，這包含對基板處理系統中的酸性蝕刻溶液之溫度及水濃度方面的嚴密控制之要求。

本發明之實施例提供一種以加熱的蝕刻溶液來處理基板的處理系統及方法。

根據一實施例，該方法包含以下步驟：在第一循環迴路中形成加熱的蝕刻溶液、在處理腔室中提供加熱的蝕刻溶液以供處理基板、在第二循環迴路中形成額外之加熱的蝕刻溶液、及將額外之加熱的蝕刻溶液供應至第一循環迴路。在一範例中，形成額外之加熱的蝕刻溶液之步驟包含以下步驟：將額外之蝕刻溶液引入至第二循環迴路中、將額外之加熱的蝕刻溶液加熱至沸騰、將水由額外之加熱的蝕刻溶液沸騰去除直到達到預定的水含量、及使額外之加熱的蝕刻溶液在第二循環迴路中循環。

根據一實施例，該處理系統包含：處理腔室，用於以加熱的蝕刻溶液來處理基板；第一循環迴路，用於將加熱的蝕刻溶液提供至處理腔室中；及第二循環迴路，用於形成額外之加熱的蝕刻溶液並將額外之加熱的蝕刻溶液供應至第一循環迴路。

1‧‧‧第一循環迴路

2‧‧‧第二循環迴路

4‧‧‧處理腔室

10‧‧‧第一供應槽

12、13‧‧‧中間槽

14‧‧‧DI水供應系統

15‧‧‧幫浦

16‧‧‧管線上加熱器

18‧‧‧過濾器

20‧‧‧溫度探針(感測器)

22‧‧‧壓力傳感器

24‧‧‧壓力調節器

26‧‧‧迴路返回(管線)

30、32‧‧‧閥

34‧‧‧計量閥

36‧‧‧水合監控器

38‧‧‧使用點(POU)加熱器

40‧‧‧第二供應槽

42‧‧‧蝕刻溶液供應器

44‧‧‧浸沒式加熱器

46‧‧‧DI水供應系統

48‧‧‧幫浦

50‧‧‧過濾器

52‧‧‧溫度探針(感測器)

54‧‧‧迴路返回(管線)

56‧‧‧SiO₂/GeO₂來源

58‧‧‧SiO₂/GeO₂分析儀

62‧‧‧排洩閥

60‧‧‧控制器

100‧‧‧處理系統

200‧‧‧流程

202、204、206、208‧‧‧步驟

隨著本發明藉由結合隨附圖式思考並參考以下之詳細說明而變得更好理解，將可輕易獲得本發明之更為完整的理解及許多其伴隨之優點，其中：圖1係根據本發明之一實施例而示意性地顯示一處理系統，該處理系統用於以加熱的蝕刻溶液來處理基板；及圖2係根據本發明之一實施例的程序流程圖，該程序流程圖用於製備加熱的蝕刻溶液並以加熱的蝕刻溶液來處理基板。

本發明之實施例係關於一種在需要再填充加熱的蝕刻溶液之情況下用以改善溫度及水濃度控制的處理系統及方法。根據一些實施例，提供了允許對基板處理系統中之酸性蝕刻溶液的溫度及水濃度之嚴密控制的處理系統及方法。

在半導體元件的製造中，酸性蝕刻溶液常用於處理及蝕刻晶圓及基板。一範例包含磷酸蝕刻溶液的使用，然而，其他類型的酸亦常在製造中使用。磷酸(H₃PO₄)常供作為與水的混合物，例如作為85%磷酸-15%水混合物。這主要係實行以將磷酸的黏度降低至便於使用傳統液體化學品分配系統來輸送製造設備中的蝕刻溶液之程度。

85%磷酸混合物的沸點在常壓下為約158℃，且當該混合物被加熱並開始沸騰時，離開該混合物的蒸汽主要為水。此係透過簡單的蒸餾程序而使液相的磷酸之濃度上升。隨著液體中的水濃度降低，該混合物的沸點升高，且水可被沸騰去除直到達到所期望之水含量。藉由此方式，可以使用水含量控制來作為用於將溫度及水含量二者維持在預定位準的手段。

一旦磷酸混合物的溫度達到所期望之設定點(例如165℃)，可以將加熱器功率維持在足夠高的位準，以持續使磷酸混合物沸騰，並可以將液態水添加至該混合物中，以補回由於沸騰蒸餾而失去的水蒸氣。這可藉由開啟及關閉進到磷酸循環系統(通常在循環系統中的加熱器之上游)中的補充水之緩慢流率來完成。此水流的開啟/關閉之控制係依據該混合物的溫度。若溫度過高，則水被開啟。若溫度過低，則水被關閉。此種簡單的開啟/關閉控制類似一恆溫器。更典型地，係依據所量測之溫度而將較複雜的比例-積分-微分(proportional-integral-derivative,PID)演算法應用於水開啟/關閉信號，而建立具有可變%輸出的開啟/關閉之工作週期。或者，可使用流量控制器來控制水的流率。

單一基板處理統通常具有多個處理腔室(例如，八或更多處理腔室)，其中每一腔室一次處理一基板。多個處理腔室的使用使生產量最大化，而具有磷酸供應系統以處理基板至為重要，該磷酸供應系統可在所需之處理條件(例如成分及溫度)下連續供給磷酸。在單一基板處理系統中所面臨到的一個問題為，磷酸供應系統係藉由從循環迴路汲引而定期將加熱的蝕刻溶液分配至處理腔室，因此必須進行定期的再填充，以維持循環迴路中的液體位準。以新的蝕刻溶液再填充係有問題的，因為蝕刻溶液會在不僅較冷而且具有過高之水含量的情況下進入。因此，將新的蝕刻溶液注入至循環迴路中不僅會導致溫度下降，而且會使蝕刻溶液的水含量增加。此進入之新的蝕刻溶液會與循環迴路中之加熱的蝕刻溶液混合，並流過循環迴路中的加熱器。一旦通過加熱器，該混合物會流經電阻式溫度感測器(resistance temperature detector,RTD)，於其中係量測溫度並偵測溫度下降。PID控制器藉由停止水的注入來作出反應，但這為時已晚，因為液體已經通過加熱器。接著在處理腔室的分配點會看到溫度上的擾動。加熱器持續輸入熱量以供應 使系統中之水沸騰去除以及汽化的潛熱，直到所期望之水含量被重新建立。分配到處理腔室的加熱的蝕刻溶液之若干者可被回收並返回到循環迴路(但在降低的溫度下)。

本發明之實施例提供一種用於以加熱的蝕刻溶液來處理基板的處理系統與方法。該處理系統包含：處理腔室，用於以加熱的蝕刻溶液來處理基板；第一循環迴路，用以將加熱的蝕刻溶液提供至處理腔室中；及第二循環迴路，用以形成額外之加熱的蝕刻溶液、並將該額外之加熱的蝕刻溶液供應至第一循環迴路。該方法包含：在第一循環迴路中形成加熱的蝕刻溶液、在處理腔室中提供加熱的蝕刻溶液以處理基板、在第二循環迴路中形成額外之加熱的蝕刻溶液、及將額外之加熱的蝕刻溶液供應至第一循環迴路。

根據一實施例，係描述包含第一及第二循環迴路的二階段加熱系統，其中第二循環迴路(第二階段)會將額外之蝕刻溶液(例如磷酸/水混合物)由室溫加熱至沸騰、並將水沸騰去除直到水含量達到預定水含量(控制溫度)，且隨後將額外之加熱的蝕刻溶液引入至第一循環迴路(第一階段)中。額外之加熱的蝕刻溶液可在第二循環迴路內不斷循環。接著從第二循環迴路取出一定量的在正確水含量下的該額外之加熱的蝕刻溶液，以再填充第一循環迴路，在第一循環迴路能進行蝕刻溶液的進一步加熱。二階段加熱系統允許在第一循環迴路中嚴密的溫度控制；以及允許在以來自第二循環迴路的額外之加熱的蝕刻溶液再填充第一循環迴路期間及之後，用以處理基板之加熱的蝕刻溶液的連續可用性。雖然在本文中係描述含有磷酸-水混合物之加熱的蝕刻溶液，但那些熟習於本技藝者應容易瞭解的是，本發明之實施例亦能適用於其他的蝕刻溶液及酸。

圖1示意性地顯示用於以加熱的蝕刻溶液來處理基板的處理系統100。該基板能例如包含在半導體製造中經常使用的晶圓(例如矽)。處理 系統100包含第一循環迴路1、第二循環迴路2、及多個處理腔室4。在一範例中，多個處理腔室4能包含高達八個處理腔室。第一循環迴路1包含：具有加熱的蝕刻溶液之第一供應槽10、中間槽12與13、用於氮氣加壓與氮氣排放的閥30與32、及DI水供應系統14，DI水供應系統14包含去離子(deionized,DI)水來源(圖未示)、去離子水計量閥、及用於量測DI水之流量的轉子流量計。雖然未在圖1中顯示，但第一供應槽10可更包含用以排出水蒸氣的閥。幫浦15係設置以使加熱的蝕刻溶液在第一循環迴路1中循環，管線上加熱器16係設置以供應熱量至加熱的蝕刻溶液，過濾器18係設置以將雜質與微粒由加熱的蝕刻溶液濾出，壓力調節器24與壓力傳感器22係設置以調節加熱的蝕刻溶液之壓力，且溫度探針(感測器)20係設置以量測及監測加熱的蝕刻溶液之溫度。迴路返回管線26係配置為使加熱的蝕刻溶液返回至第一供應槽10。在另一範例中，幫浦15可省略，且中間槽以氮氣加壓而使加熱的蝕刻溶液循環。在又另一範例中，中間槽12與13、閥30與32可省略，而幫浦15係用以使加熱的蝕刻溶液循環。

第二循環迴路2包含：具有用以加熱額外之蝕刻溶液的浸沒式加熱器44的第二供應槽40；具有蝕刻溶液來源(圖未示)及計量閥的蝕刻溶液供應器42；及具有去離子(deionized,DI)水來源(圖未示)、DI水計量閥、及用以測量DI水之流量之轉子流量計的DI水供應系統46。該蝕刻溶液供應器可配置為提供新的蝕刻溶液。幫浦48係設置以使額外之加熱的蝕刻溶液在第二循環迴路2中循環，過濾器50係設置以將雜質與微粒由額外之加熱的蝕刻溶液濾出，且溫度探針(感測器)52係設置以測量及監測額外之加熱的蝕刻溶液之溫度。迴路返回管線54係配置為使額外之加熱的蝕刻溶液返回至第二供應槽40。第二循環迴路2更包含用以將新的額外之加熱的蝕刻溶液由第二 循環迴路2引入至第一循環迴路1的計量閥34。儘管圖未示，但第二循環迴路2可更包含水合監控器(hydration monitor)。

根據其他實施例，第二供應槽40可以包含加熱的壁、或在第二循環迴路2中幫浦48的下游可引入管線上加熱器。幫浦48係設置以使額外之加熱的蝕刻溶液循環、並提供壓力來驅動以額外之加熱的蝕刻溶液填充第一供應槽10。或者，第二供應槽40能位於第一供應槽10上方一高度，且額外之加熱的蝕刻溶液係簡單地藉由重力而從第二供應槽40排放至第一供應槽10。

與在第一循環迴路1中相同類型之基於水的溫度/濃度控制設立及控制演算法，可用於第二循環迴路2中。DI水供應系統46能用以根據額外之加熱的蝕刻溶液之溫度來添加水。如此，第二循環迴路2中的額外之加熱的蝕刻溶液的溫度與水濃度二者皆可控制在第一循環迴路1所需之位準。因此，當額外之加熱的蝕刻溶液由第二循環迴路2注入至第一循環迴路1中時，加熱的蝕刻溶液之溫度及濃度二者的變化可以非常小，且在第一循環迴路1中的溫度控制演算法能夠輕易將溫度維持在所期望之公差內。這允許對第一循環迴路1中加熱的蝕刻溶液之溫度及水濃度的嚴密控制，即便在從第二循環迴路2到第一循環迴路1的額外之加熱的蝕刻溶液之添加期間。

根據某些實施例，加熱的蝕刻溶液可用以蝕刻基板上的含矽材料。在熱磷酸中之二氧化矽薄膜的蝕刻速率已知係隨著熱磷酸溶液中溶解的二氧化矽(SiO₂)之濃度而強烈變化，其中對於高位準之溶解的二氧化矽而言，蝕刻速率降低。在具有相同之溶解的二氧化矽含量之情況下，氮化矽薄膜的蝕刻速率變化小得多。這能導致氮化物蝕刻對氧化物蝕刻之選擇性(定義為氮化物對氧化物蝕刻的比率)的強烈變化。具有氮化物對氧化物的高蝕刻選擇性可以是有利的，但具有極度可再現及穩定的選擇性亦是有利的，從 而使在氮化物薄膜之蝕刻期間所發生的氧化物損失隨著時間推移是可再現的，且由一處理系統至下一處理系統亦然。

圖1更顯示SiO₂/GeO₂來源56及SiO₂/GeO₂分析儀58。SiO₂/GeO₂來源56可以為SiO₂來源、GeO₂來源、或SiO₂及GeO₂來源。在一範例中，SiO₂來源可以包括含有二氧化矽(例如，石英、高純度玻璃、矽膠或類似物)或氮化矽、或由二氧化矽或氮化矽所構成的槽或容器。設置閥以使第二循環迴路2中的額外之加熱的蝕刻溶液轉向通過孔洞(依需求限制流率)並通過槽或容器。額外之加熱的蝕刻溶液中的磷酸會蝕刻槽或容器內的二氧化矽或氮化矽，並流至第二供應槽40中。當磷酸經過槽或容器中所含之二氧化矽或氮化矽時，其會蝕刻此材料、帶走溶解的二氧化矽，因而藉由流過此槽或容器，可以使額外之加熱的蝕刻溶液之二氧化矽含量增加。當流動停止通過槽或容器時，可以打開排洩閥且同時打開排氣閥，而允許槽或容器內的額外之加熱的蝕刻溶液排放至第二供應槽40中。

SiO₂/GeO₂來源56可以與「開迴路」控制一起使用。舉例來說，其可以設定有定時操作，俾使額外之加熱的蝕刻溶液依照固定時程轉向通過SiO₂來源，或者其可以在每次再填充第二供應槽40的固定量時間，轉向通過SiO₂來源，從而有效地為添加至第二循環迴路2之一定量的額外之蝕刻溶液添加適量的二氧化矽。或者，SiO₂/GeO₂來源56可以與「閉迴路」控制一起使用。這需要使用SiO₂/GeO₂分析儀58，其可以偵測額外之加熱的蝕刻溶液中溶解的二氧化矽濃度。SiO₂/GeO₂來源56的操作能以各種方式耦合至來自SiO₂/GeO₂分析儀58的輸出。舉例來說，可以使用簡單的開啟/關閉控制，其中每當第二循環迴路2中的二氧化矽位準過低時開啟SiO₂來源，而當其過高時關閉SiO₂來源。或者，可以根據分析儀讀數來計算需要被添加至第二循環迴 路2的二氧化矽之量，且SiO₂來源接著可以開啟一段持續期間，該持續期間係經過計算以將適量的二氧化矽添加至第二循環迴路2。

在最新世代的半導體元件中，SiGe的使用已變得普遍，且在某些情況下，於氮化矽蝕刻期間，基板上的SiGe薄膜係曝露於蝕刻劑。由於SiGe會被磷酸攻擊(特別是在成功將氮化物蝕刻處理轉移至單一晶圓平台所需的高溫下)，氮化矽對SiGe之蝕刻的選擇性改善係至關重要。

儘管溶解的二氧化矽之控制已被廣泛理解在抑制不樂見的二氧化矽之蝕刻方面係重要的，但尚不清楚的是，簡單地控制二氧化矽位準將以相同的效率來抑制SiGe蝕刻。溶解的二氧化鍺型物種濃度之控制可顯著改善SiGe蝕刻的選擇性控制。溶解的二氧化鍺濃度能以與以上對二氧化矽所述者相同或類似的方式來控制。GeO₂來源(例如固體GeO₂、SiGe、或在另一基板上的這些材料之薄膜)可用作為GeO₂來源，而額外之加熱的蝕刻溶液的再循環流可以被導引通過GeO₂來源以使溶解的氧化鍺濃度增加。當達到所需之濃度時，循環流可以被旁通而繞過GeO₂來源，因而使添加停止。SiO₂/GeO₂分析儀58較佳係除了溶解的二氧化矽物種外，也可以監測氧化鍺溶解的物種濃度，並且能用以控制氧化鍺及/或二氧化矽的添加以維持相對固定的濃度，且因此維持固定的蝕刻選擇性。

為了降低用於某些蝕刻應用的化學品之成本，藉由以下步驟將由處理腔室4所排放的蝕刻溶液「回收」係有利的：透過第一及/或第二循環迴路將其再次處理、將其與額外之加熱的蝕刻溶液混合、及將其再次傳送至第一循環迴路1以供重複利用。圖1顯示迴路返回26及54分別配置為使所分配之加熱的蝕刻溶液返回到第一及第二循環迴路。所分配之加熱的蝕刻溶液可藉由重力(或揚升幫浦，若在相同水平上)從處理腔室4排出回到供應槽40及10中。排洩閥62係顯示在第二供應槽40上(雖然其可位於第二循環迴路2 中的任何地方)。雖然為了保養目的在任何情況下均會需要排洩閥，但在回收的應用中，其對於「排放與補充(bleed and feed)」類型的操作很可能係必要的。假設在回收處理中失去極少之加熱的蝕刻溶液(例如，留在晶圓上或留在擋板中以待沖洗至廢料排放系統)，大多數之加熱的蝕刻溶液會排放至第二循環迴路2以供重複利用。在此種情況下，透過晶圓上之氮化矽薄膜的蝕刻而添加的二氧化矽含量可在系統中積累，最終到達過高的位準，在此情況下二氧化矽接近飽和點並開始在晶圓上造成微粒污染。若有需要，可以將一部分的循環化學品排放掉，並以來自蝕刻溶液供應器42之新的蝕刻溶液替換。此排放與補充系統的操作基於所處理晶圓的數量或時間可為開迴路、或者基於溶解的二氧化矽之分析儀的輸出可為閉迴路。

本發明之某些實施例提供用於在第一及第二循環迴路中使溫度及水濃度控制分離的方法。上述方法藉由添加水以將溫度保持在所期望之沸點來控制加熱的蝕刻溶液及額外之加熱的蝕刻溶液的水濃度(水合程度)，因而將蝕刻溶液的溫度及水合聯繫在一起。這會導致重疊的控制方案，一為加熱器，而一為水的注入。

仍參照圖1，為擴大加熱的蝕刻溶液之可用溫度範圍，可加入使用點(Point-of-Use,POU)加熱器38，其進一步使接近分配點之加熱的蝕刻溶液之溫度增高，在分配點處加熱的蝕刻溶液係被引入至處理腔室4中。然而，若加熱的蝕刻溶液之溫度已經處於沸點，則在沒有使加熱的蝕刻溶液於管線中沸騰並將雙相流分配至處理腔室的情況下，對加熱的蝕刻溶液之溫度能進一步提高多少係有限制的。

根據本發明之一實施例，第二循環迴路2可製備處於高溫、具有低於所期望位準之水濃度的額外之加熱的蝕刻溶液。接著將額外之加熱的蝕刻溶液由第二循環迴路2送至維持在較低溫度的第一循環迴路1。在第一循 環迴路1中的較低溫度帶來了增加之人員安全及改善之設備可靠性的益處。第一循環迴路1的較低溫度允許較大的配管及第一循環迴路1之零件上的較小應力。接著藉由POU加熱器38將加熱的蝕刻溶液加熱至所期望之分配溫度。根據一實施例，第二循環迴路2係將額外之加熱的蝕刻溶液提供至在比第二循環迴路2還低之溫度下運作的第一循環迴路1。第二循環迴路2可將加熱的蝕刻溶液保持於一溫度，該溫度足夠溫暖以確保有效流動，但亦足夠涼以允許在POU之前的溫度增加。在一範例中，第一循環迴路1可運作在約150℃，而處於水合程度相當於在165℃下沸騰的額外之加熱的蝕刻溶液可由第二循環迴路所提供。在此之後，加熱的蝕刻溶液可回復至所期望之分配溫度(例如165℃)以供分配至處理腔室4中的基板上。在另一範例中，第一循環迴路1可運作在約150℃，而處於水合程度相當於在170℃下沸騰的額外之加熱的蝕刻溶液可由第二循環迴路所提供。在此之後，加熱的蝕刻溶液可回復至分配溫度(例如165℃)以供分配至處理腔室4中的基板上。在一範例中，第二循環迴路2中的額外之加熱的蝕刻溶液可保持在比第一循環迴路1中之加熱的蝕刻溶液還要高的溫度及還要低的水合程度。

根據其他實施例，第一循環迴路1可包含用於監測加熱的蝕刻溶液之水含量的水合監控器36。該水合監控器可以例如包含：測量蝕刻溶液之折射率的折射計、近紅外線光譜儀、自動滴定器、導電度分析儀、或用於化學品濃度監測的若干類似儀器之任何者。此外，水合監控器36可控制DI水供應系統14以將DI水添加至第一循環迴路1。

處理系統100更包含控制器60，以連通及控制第一循環迴路1、第二循環迴路2、及處理腔室4的操作。那些熟習本技藝者應容易理解到，控制器60可為一般用途電腦，其包含微處理器、記憶體、及能夠產生控制電壓的輸入/輸出端口，該控制電壓足以與第一循環迴路1、第二循環迴路2、及處 理腔室4通訊，並對其啟動輸入以及監控輸出。儲存在記憶體中的程式可用以根據所儲存之程序配方來啟動輸入。在一範例中，控制器60可用以控制圖2中程序流程圖之程序中所描述的程序。

圖2係根據本發明之一實施例而用以製備加熱的蝕刻溶液及以加熱的蝕刻溶液來處理基板的程序流程圖。流程200包含，在202中，於第一循環迴路中形成加熱的蝕刻溶液。加熱的蝕刻溶液在第一循環迴路中循環並保持在所期望之溫度。根據一實施例，加熱的蝕刻溶液可以包含磷酸及水、或基本上由磷酸及水所組成。

在204中，係將加熱的蝕刻溶液提供至處理腔室中以供處理基板。加熱的蝕刻溶液係由第一循環迴路流至處理腔室，在處理腔室中係以加熱的蝕刻溶液來處理基板。在此之後，加熱的蝕刻溶液可被回收並進入至第一或第二循環迴路中。

在206中，額外之加熱的蝕刻溶液係形成於第二循環迴路中。根據一實施例，形成額外之加熱的蝕刻溶液之步驟包含：將額外之加熱的蝕刻溶液加熱至沸騰、及將水由額外之加熱的蝕刻溶液沸騰去除直到達到預定的水含量。根據另一實施例，形成額外之加熱的蝕刻溶液之步驟包含：將額外之蝕刻溶液引入至第二循環迴路中、將額外之加熱的蝕刻溶液加熱至沸騰、將水由額外之加熱的蝕刻溶液沸騰去除直到達到預定的水含量、使額外之加熱的蝕刻溶液在第二循環迴路中循環。額外之蝕刻溶液可以包含新的蝕刻溶液、自處理腔室所回收之蝕刻溶液、或二者兼有。

在208中，係將額外之加熱的蝕刻溶液供應至第一循環迴路。額外之加熱的蝕刻溶液具有預定的水含量，其可被選定以密切配合加熱的蝕刻溶液之水合程度。

在需要再填充加熱的蝕刻溶液的情況下用以改善溫度及水濃度控制的多個實施例已揭露於各種實施例中。本發明之實施例的前述描述內容已為了顯示及說明之目的而提出。其並非意欲是詳盡無遺的或是將本發明限制於所揭露之精確形式。此描述內容及以下之申請專利範圍包含僅用於說明性目的且不應被理解為限制性的用語。

熟習相關技藝者可以理解到，根據以上教示，許多修改及變化皆有可能。熟習本技藝者應能識出圖中所顯示之各種元件的各種相等之組合及替代物。因此，所意欲為使本發明之範圍並非由此詳細說明所限制，而係由本文所附之申請專利範圍所限制。

1‧‧‧第一循環迴路

2‧‧‧第二循環迴路

4‧‧‧處理腔室

10‧‧‧第一供應槽

12、13‧‧‧中間槽

14‧‧‧DI水供應系統

15‧‧‧幫浦

16‧‧‧管線上加熱器

18‧‧‧過濾器

20‧‧‧溫度探針(感測器)

22‧‧‧壓力傳感器

24‧‧‧壓力調節器

26‧‧‧迴路返回(管線)

30、32‧‧‧閥

34‧‧‧計量閥

36‧‧‧水合監控器

38‧‧‧使用點(POU)加熱器

40‧‧‧第二供應槽

42‧‧‧蝕刻溶液供應器

44‧‧‧浸沒式加熱器

46‧‧‧DI水供應系統

48‧‧‧幫浦

50‧‧‧過濾器

52‧‧‧溫度探針(感測器)

54‧‧‧迴路返回(管線)

56‧‧‧SiO₂/GeO₂來源

58‧‧‧SiO₂/GeO₂分析儀

62‧‧‧排洩閥

60‧‧‧控制器

100‧‧‧處理系統

Claims (13)

1. 一種在處理腔室中提供加熱的蝕刻溶液之方法，該方法包含以下步驟：在第一循環迴路中提供加熱的第一蝕刻溶液，該加熱的第一蝕刻溶液在該第一循環迴路中循環，且包括含水磷酸；將該第一循環迴路中之該加熱的第一蝕刻溶液供應至該處理腔室以供處理至少一基板；提供加熱的額外蝕刻溶液，加熱的該額外蝕刻溶液在受控制之期望水合程度及受控制之期望溫度位準下循環於第二循環迴路中，其中加熱的該額外蝕刻溶液包括含水磷酸；將新的蝕刻溶液添加至該第二循環迴路中的加熱的該額外蝕刻溶液；將加熱的該額外蝕刻溶液加熱，以將加熱的該額外蝕刻溶液控制至該期望水合程度及該期望溫度位準；及從該第二循環迴路將被加熱且受控制的該額外蝕刻溶液供應至該第一循環迴路。
2. 如申請專利範圍第1項所述之在處理腔室中提供加熱的蝕刻溶液之方法，其中，加熱並控制該額外蝕刻溶液之步驟更包含以下步驟：將該額外蝕刻溶液加熱至沸騰；及將水由該額外蝕刻溶液沸騰去除直到達到一預定的水合程度。
3. 如申請專利範圍第1項所述之在處理腔室中提供加熱的蝕刻溶液之方法，其中，加熱並控制該額外蝕刻溶液之步驟更包含以下步驟：將一額外量之含水磷酸引入至該第二循環迴路中的該額外蝕刻溶液； 將該額外之加熱的蝕刻溶液加熱至沸騰；將水由被加熱的該額外蝕刻溶液沸騰去除直到達到一預定的水合程度，及使被加熱的該額外蝕刻溶液在第二循環迴路中循環。
4. 如申請專利範圍第3項所述之在處理腔室中提供加熱的蝕刻溶液之方法，其中，該額外蝕刻溶液包含自該處理腔室所回收之蝕刻溶液。
5. 如申請專利範圍第1項所述之在處理腔室中提供加熱的蝕刻溶液之方法，其中，該加熱的第一蝕刻溶液及加熱的該額外蝕刻溶液包含磷酸、水及添加之SiO₂。
6. 如申請專利範圍第1項所述之在處理腔室中提供加熱的蝕刻溶液之方法，更包含：將SiO₂及/或GeO₂添加至該第二循環迴路中的加熱的該額外蝕刻溶液。
7. 如申請專利範圍第6項所述之在處理腔室中提供加熱的蝕刻溶液之方法，更包含：分析該第二循環迴路中的該額外蝕刻溶液的SiO₂及/或GeO₂。
8. 如申請專利範圍第1項所述之在處理腔室中提供加熱的蝕刻溶液之方法，更包含：在將該加熱的蝕刻溶液分配至該處理腔室中之前，在介於該第一循環迴路與該處理腔室之間的路徑上提升該加熱的蝕刻溶液之溫度。
9. 如申請專利範圍第1項所述之在處理腔室中提供加熱的蝕刻溶液之方法，更包含：監控該第二循環迴路中之加熱的該額外蝕刻溶液之水合程度。
10. 如申請專利範圍第1項所述之在處理腔室中提供加熱的蝕刻溶液之方法，其中，該第二循環迴路中之加熱的該額外蝕刻溶液具有比該第一循環迴路中之該加熱的蝕刻溶液還低的水合程度。
11. 如申請專利範圍第1項所述之在處理腔室中提供加熱的蝕刻溶液之方法，其中，該第二循環迴路中之加熱的額外蝕刻溶液係保持在比該第一循環迴路中之該加熱的蝕刻溶液還高的溫度。
12. 如申請專利範圍第1項所述之在處理腔室中提供加熱的蝕刻溶液之方法，其中該第二循環迴路包含加熱的供應槽，該供應槽維持一供應量之循環中、加熱的額外蝕刻溶液，其中該新的蝕刻溶液及水係添加至該加熱的供應槽。
13. 如申請專利範圍第1項所述之在處理腔室中提供加熱的蝕刻溶液之方法，更包含添加水至該第二循環迴路中之加熱的該額外蝕刻溶液之步驟，其中基於加熱的該額外蝕刻溶液之溫度，以控制加熱的該額外蝕刻溶液之水合程度及溫度位準的方式添加水。