專利名稱：外槽液位指示型的化學處理槽的制作方法
技術領域：
本發明涉及半導體制程中的濕制程處理設備，特別是涉及具有液位指示的濕制程處理設備。
背景技術：
半導體制程中，所使用的濕制程(wetprocessing)以晶圓洗凈(wafer cleaning)和濕蝕刻(wet etching)為主。而用來進行濕制程的設備即可稱為化學處理設備(wet bench)，一般可包含化學處理槽(chemical bath)、洗凈槽(rinsing bath)、與干燥槽(dryer bath)等。而目前用于濕制程化學處理槽的液位檢測傳感器有兩大類，一為靜電容傳感器(static capacitor sensor)，另一為氮氣液面傳感器(N2levelsensor)。其中，靜電容傳感器大多應用于存放具有結晶物產生的化學品、或于室溫下操作的化學處理槽，例如存放緩沖氧化蝕刻劑(buffer oxide etching；BOE)的化學處理槽，而氮氣液面傳感器則可適用于所有型式的化學處理槽。
圖1所示為一般具有氮氣液面傳感器的化學處理設備示意圖。請參閱圖1，其中，化學處理槽10可分為內槽12與外槽14，晶圓16即在盛滿化學處理液18的內槽12中進行處理。而化學處理液18會不斷地由管路送入內槽12中，過多的化學處理液18將會溢出并流入外槽14中再排出，并經由泵(pump)26、加熱器(heater)28、及過濾器(filter)30后，循環回內槽12中。一般化學處理槽10無法從外表看出其中化學處理液18的高度，而氮氣液面傳感器即是利用槽內壓力變化的原理，來檢測化學處理液的液面變化。舉例來說，當外槽14中的化學處理液18由液面20上升至液面22時，輸入的氮氣氣壓也會隨之變化，因此由刻度計24中可觀察出當時化學處理槽10中的氣壓，或當時所對照化學處理液18的高度。
當氮氣液面傳感器檢測到不正常的化學處理液18的液面位置時，會送出警告訊號，因此必須停止所有的相關硬件設備，例如泵26或加熱器28等，重新確認機臺的實際狀況以確保安全。但是，硬件設備的停止也造成產品規格上的改變，例如晶圓16的蝕刻率改變或造成表面化學物的殘留等。另外，機臺復機后，更必須進行重新調整氮氣液面傳感器或重新更換化學處理液的處理操作。
但是，依照一般的化學處理槽10來說，由于氮氣來源端32與化學處理槽10內的氣泡大小與多少都會影響氮氣液面傳感器的檢測結果，容易造成氮氣液面傳感器的誤操作，而送出錯誤的警告訊號。并由于復機后的處理操作需在停機的狀態下執行，氮氣液面傳感器的誤判將造成機臺的生產時間降低與化學處理液18的浪費。
發明內容
針對上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種外槽液位指示型的化學處理槽，其容易以目視判斷化學處理槽外槽內的實際液位狀態，并增加化學處理設備的機臺穩定性。
為實現上述目的，本發明外槽液位指示型的化學處理槽包括一內槽連接于內槽的一外槽，借以存放溢出內槽的化學處理液；以及，連結于外槽的一連通導管裝置，借以可由連通導管裝置以目視方式觀測出化學處理液的液面位置。上述的連通導管裝置具有數個液面標示，包括溢出液面指示、循環液面指示、與過低液面指示等，各有不同用途。另外，上述的連通導管裝置可由透明的聚氟烷氧(polyfluro-alkoxy；PFA)所構成，借以構成透明、并耐化學處理液的連通導管裝置。
本發明外槽液位指示型的化學處理槽，還可連接一輸入管路與一輸出管路，借以導入化學處理液于內槽中并由外槽排出化學處理液。另外，還可在輸出管路與輸入管路間連接泵、加熱器、與過濾器，借以將加壓、加熱與過濾后的化學處理液，循環回內槽中。
利用本發明外槽液位指示型的化學處理槽，可減少化學處理設備當機次數，因此具有減少后續處理時間與化學品消耗量的優點，對晶圓制造來說，可提高機臺生產時間與合格率并降低成本。
附圖簡要說明為了能更進一步了解本發明為實現預定目的所采取的技術手段及其效果，請參閱以下有關本發明具體實施例的詳細說明與附圖，然而所附附圖僅提供參考和說明用，并非用來對本發明加以限制。
附圖中，圖1為一般具氮氣液面傳感器的化學處理設備示意圖；圖2為一般化學處理液異常的處理步驟流程圖；圖3為本發明外槽液位指示型的化學處理設備示意圖；以及圖4為本發明化學處理液異常的處理步驟流程圖。
具體實施例方式
一般化學處理設備如圖1所示，當氮氣液面傳感器感應到氮氣異常狀況而熄滅時，其余濕制程的硬件設備，例如泵26與加熱器28也會隨之停止。這是因為避免化學處理槽10的外槽14在化學處理液18液面過低的情況下，造成泵26空轉與加熱器28空燒而溫度過高，進而威脅到化學處理設備的安全性，甚至發生火災。而一般處理上述設備異常的步驟如圖2所示，首先進行步驟100，將機臺切換至手動模式(manual mode)。接著，進行步驟102與步驟104，打開化學處理槽蓋，并以目視來判定外槽內化學處理液的液位是否處于一適當高度。如果外槽內的化學處理液具有一適當液位，則進行步驟106，調整氮氣壓力以使傳感器可正常顯示。如果外槽內的化學處理液過低或異常，則進行步驟108，重新更換化學處理液并確認其高度。
但是進行上述步驟時，必須停機以確認化學處理槽內的液位正常與否，加上不易由化學處理槽上方確認液位高度，而容易造成下列問題(1)損失機臺利用時間；(2)增加機臺當機時數；(3)增加對異常問題的處理時間；(4)液位異常問題的重復發生率高。因此，本發明提供一種外槽液位指示型的化學處理槽，以改善上述缺點。
圖3為本發明外槽液位指示型的化學處理設備示意圖。請參閱圖3，化學處理槽50分為內槽52與外槽54，化學處理液會由輸入管路注入內槽52中，晶圓56即在內槽52中進行濕制程處理。其中，外槽54連接于內槽52的側面上，當內槽中的化學處理液58過多而溢出內槽時，即會流入一旁的外槽54中，再由輸出管路排出。而本發明在外槽54增加一連通導管裝置66，使外槽54中的化學處理液58可流通至連通導管裝置66中，借由連通管原理，連通導管裝置66中化學處理液58的液面高度，會與外槽54中化學處理液58液面高度相同。本發明利用耐化學處理液的材料，例如本發明一較佳實施例中所使用的聚氟烷氧(polyfluro-alkoxy；PFA)，制成透明的連通導管裝置66，因此利用目視方式，即可由連通導管裝置66觀測出化學處理液58的液面位置。
另外，本發明還在連通導管裝置上裝設數個液面標示，例如溢出液面指示68、循環液面指示70、與過低液面指示72。其中，溢出液面指示68的裝設可防止因化學處理槽50更換化學處理液58時濃度異常、或做為輸入管路的供給閥故障時的保護；而循環液面指示70的裝設可用于化學處理槽50進行更換化學處理液58后，激活泵60與加熱器62前的液位確認；而過低液面指示72的裝設可用于化學處理槽50進行排放化學處理液58時的確認液面，以避免泵60空轉或加熱器62空燒等現象。
由于一般化學處理設備皆具有一透明窗戶74，使得操作者可由透明窗戶74觀測到設備中晶圓制造狀況與機械手臂的操作。因此，在濕制程中利用本發明外槽液位指示型的化學處理槽，如果氮氣液面傳感器感應到氮氣異常狀況而熄滅時，可進行如圖4的處理步驟。請參閱圖4，當異常發生時，先進行步驟150，借由機臺透明窗戶74，目視連通導管裝置66中的化學處理液58的液位是否位于循環液面指示70的標記上。如果化學處理液58的液位仍位于循環液面指示70的標記上，即表示異常警報為氮氣液面傳感器的誤操作，因此進行步驟152，調整氮氣壓力，使傳感器可正常顯示。如果化學處理液58的液位不位于循環液面指示70的標記上，代表化學處理液58的液位發生異常狀況，因此進行步驟154，重新更換化學處理液58，并確認其高度。
本發明外槽液位指示型的化學處理槽并不僅限于連接上述泵、加熱器與過濾器裝置，其它根據產品與制程所需要的設備，皆可應用于本發明中。另外，凡是可應用連通管原理、具流動性的化學處理液，也都可應用于本發明中，本發明不限于此。
利用本發明外槽液位指示型的化學處理槽，不論在利用氮氣液面傳感器或其它裝置檢測到液位異常發生時，皆可利用目視方式，在無須停機的情況下判斷化學處理槽外槽內的液位狀況，這樣可省略現有復雜的檢查步驟以節省許多時間。因此，應用本發明外槽液位指示型的化學處理槽可增加機臺的生產時間，減少當機次數并節省化學處理液的使用量，可提高機臺生產率并降低晶圓制造的成本。
如熟悉此技術的人員所了解的，以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并非用以限定本發明的權利要求；其它未脫離本發明所揭示的構思下所完成的等效改變或修飾，均應包含在所述的權利要求內。
權利要求
1.一種外槽液位指示型的化學處理槽，至少包括一內槽；一外槽連接于該內槽，借以存放溢出該內槽的一化學處理液；以及一連通導管裝置連結于該外槽，借以可由該連通導管裝置以目視方式觀測出該化學處理液的一液面位置。
2.如權利要求1所述的外槽液位指示型的化學處理槽，其中所述的連通導管裝置具有多個液面標示，且這些液面標示至少包括一溢出液面指示；一循環液面指示；以及一過低液面指示。
3.如權利要求1所述的外槽液位指示型的化學處理槽，其中所述的連通導管裝置由透明的聚氟烷氧所制成，借以構成透明、并耐該化學處理液的連通導管裝置。
4.如權利要求1所述的外槽液位指示型的化學處理槽，還包括具有連接于該內槽的一輸入管路，借以導入該化學處理液，且具有連接于該外槽的一輸出管路，借以排出該化學處理液。
5.如權利要求4所述的外槽液位指示型的化學處理槽，還包括具有連接于該輸出管路與該輸入管路的一泵、一加熱器、與一過濾器，借以使得該外槽的該化學處理液由該輸出管路排出后，經由該泵加壓、該加熱器加熱以及該過濾器過濾，可由該輸入管路循環回該內槽中。
6.如權利要求1所述的外槽液位指示型的化學處理槽，還包括連接一氮氣液面傳感器以檢測該化學處理液的該液面位置。
7.如權利要求1所述的外槽液位指示型的化學處理槽，為用于包括晶圓洗凈步驟與濕蝕刻步驟等半導體濕制程。
全文摘要
一種外槽液位指示型的化學處理槽，在外槽增加一連通導管裝置，使化學處理槽中的化學處理液可流通至連通導管裝置中。借由連通管原理，連通導管裝置中化學處理液的液面高度，會與化學處理槽中的化學處理液液面高度相同。因此，利用目視方式即可由本發明的透明連通導管裝置中，觀測出化學處理液的液面高度。如此一來，當氮氣液面傳感器感應到氮氣異常狀況時，即可利用目測方式省略現有復雜的化學處理液液面檢查步驟，以提高機臺的生產時間并節省化學品的使用量。
文檔編號H01L21/306GK1499179SQ02150619
公開日2004年5月26日 申請日期2002年11月5日 優先權日2002年11月5日
發明者董萱盛, 簡欣達, 李瑞評 申請人:矽統科技股份有限公司