JP2023039348A - 半導体製造装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の端部上に設けられた膜を好適に処理することが可能な半導体製造装置および半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】一の実施形態によれば、半導体製造装置は、基板の端部上に設けられた膜を処理する処理部を備える。前記装置はさらに、前記基板の端部の形状に関する情報を検出する検出部を備える。前記装置はさらに、前記基板の端部の形状に関する前記情報に基づいて、前記処理部による前記膜の処理を制御する制御部を備える。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、半導体製造装置および半導体装置の製造方法に関する。

基板上の膜を処理（例えばエッチング）する際、基板の端部上に設けられた膜を好適に処理することが難しい場合がある。

特開２０１２－２３２８２号公報 特開２０１８－４６１０５号公報

基板の端部上に設けられた膜を好適に処理することが可能な半導体製造装置および半導体装置の製造方法を提供する。

一の実施形態によれば、半導体製造装置は、基板の端部上に設けられた膜を処理する処理部を備える。前記装置はさらに、前記基板の端部の形状に関する情報を検出する検出部を備える。前記装置はさらに、前記基板の端部の形状に関する前記情報に基づいて、前記処理部による前記膜の処理を制御する制御部を備える。

第１実施形態の半導体製造装置の構造を模式的に示す断面図である。 第１実施形態の半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。 第１実施形態の検出部の例を示す断面図である。 第１実施形態の薬液供給部の動作を説明するための断面図である。 第１実施形態の第１変形例の半導体製造装置の構造を示す断面図である。 第１実施形態の第２および第３変形例の半導体製造装置の構造を示す斜視図である。 第１実施形態の第４および第５変形例の半導体製造装置の構造を示す断面図である。 第２実施形態の半導体装置の製造方法を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。図１から図８において、同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の半導体製造装置の構造を模式的に示す断面図である。

本実施形態の半導体製造装置は、収容部の例である処理チャンバ１１と、ステージ１２と、回転軸１３と、搬送部１４と、処理部の例である薬液供給部１５と、検出部１６と、制御部１７とを備えている。本実施形態の半導体処理装置は例えば、被処理基板１を処理するために使用される。

図１は、互いに垂直なＸ方向、Ｙ方向、およびＺ方向を示している。この明細書では、＋Ｚ方向を上方向として取り扱い、－Ｚ方向を下方向として取り扱う。－Ｚ方向は、重力方向と一致していてもよいし、重力方向と一致していなくてもよい。

本実施形態の被処理基板１は、基板１ａと、基板１ａ上に設けられた膜１ｂとを含んでいる。基板１ａは例えば、シリコンウェハなどの半導体ウェハである。図１は、基板１ａの表面（上面）Ｓ１と、基板１ａの裏面（下面）Ｓ２と、基板１ａの中心軸Ｃとを示している。基板１ａは、おおむね平坦な表面Ｓ１および裏面Ｓ２を有する中央部Ｒ１と、湾曲した表面Ｓ１および裏面Ｓ２を有するベベル部（ラウンド部）Ｒ２とを含んでいる。図１では、中央部Ｒ１の表面Ｓ１および裏面Ｓ２が、Ｘ方向に平行となっており、Ｙ方向に平行となっており、Ｚ方向に垂直となっている。本実施形態の膜１ｂは、中央部Ｒ１およびベベル部Ｒ２上に形成されている。膜１ｂは例えば、種々のデバイス層、配線層、プラグ層、電極層、層間絶縁膜などを含んでいる。本実施形態では、膜１ｂが層間絶縁膜としてシリコン酸化膜を含んでおり、このシリコン酸化膜が中央部Ｒ１およびベベル部Ｒ２上に形成されている。ベベル部Ｒ２は、基板１ａの端部の例である。

本実施形態の半導体処理装置は例えば、ウェットエッチング装置であり、膜１ｂを薬液によりエッチングするために使用される。本実施形態の薬液（エッチング液）は、膜１ｂをエッチング可能であれば、どのような液体でもよい。このエッチングのさらなる詳細については、後述する。

次に、本実施形態の半導体製造装置の各構成要素について説明する。

処理チャンバ１１は、被処理基板１を収容することが可能である。本実施形態の被処理基板１は、処理チャンバ１１内にてステージ１２上に載置され、回転軸１３により回転軸Ｃを中心に回転される。ステージ１２は、処理チャンバ１１内に設置されており、回転軸１３は、処理チャンバ１１内にてステージ１２の下面に取り付けられている。回転軸１３は、ステージ１２を回転させることで、ステージ１２上の被処理基板１を回転させることができる。

搬送部１４は、本実施形態の半導体製造装置内で被処理基板１を搬送する。搬送部１４は例えば、処理チャンバ１１内に被処理基板１を搬入することや、処理チャンバ１１から被処理基板１を搬出すること可能である。

薬液供給部１５は、ステージ１２上の被処理基板１に薬液を供給して、膜１ｂを薬液により処理（エッチング）する。このエッチングは例えば、基板１ａのベベル部Ｒ２上に形成された膜１ｂを、エッチングにより除去するために行われる。本実施形態の薬液供給部１５は、膜１ｂに薬液を吐出するノズルを備えており、図１は、薬液供給部１５のノズルの一例を示している。

検出部１６は、被処理基板１に関する情報を検出し、例えば、基板１ａのベベル部Ｒ２の形状に関する情報（ベベル情報）を検出する。検出部１６は、処理チャンバ１１外の被処理基板１からベベル情報などの情報を検出してもよいが、本実施形態では処理チャンバ１１内の被処理基板１からベベル情報などの情報を検出する。これにより、被処理基板１を処理する直前に、被処理基板１の状態を認識することが可能となる。図１は、被処理基板１がステージ１２上に載置された状態で、被処理基板１からベベル情報を検出する様子を示している。検出部１６は、後述するように、画像データまたは光学測定データの形でベベル情報を検出してもよい。検出部１６はさらに、基板１ａの反りに関する情報（反り情報）や、基板１ａのノッチに関する情報（ノッチ情報）や、基板１ａの偏心量に関する情報（偏心量情報）を検出してもよい。

制御部１７は、半導体製造装置の種々の動作を制御する。制御部１７は例えば、回転軸１３による被処理基板１の回転、搬送部１４による被処理基板１の搬送、薬液供給部１５による薬液の供給、検出部１６による情報の検出などを制御する。本実施形態では、検出部１６が、被処理基板１に関する情報の検出結果を出力し、制御部１７が、この検出結果に基づいて、薬液供給部１５による膜１ｂの処理（エッチング）を制御する。例えば、制御部１７は、ベベル情報、反り情報、ノッチ情報、および偏心量情報に基づいて、ベベル部Ｒ２上の膜１ｂのエッチングを制御する。この制御のさらなる詳細については、後述する。

図２は、第１実施形態の半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。

図２(ａ)は、図１と同様に、エッチング前の被処理基板１を示している。図２(ａ)はさらに、基板１ａの中央部Ｒ１とベベル部Ｒ２との境界面Ｌを示している。本実施形態の境界面Ｌの形状は、例えば円筒形の側面形状である。平面視でのベベル部Ｒ２の幅、すなわち、ベベル部Ｒ２の外径と内径との差は、例えば０．１～１．０ｍｍである。被処理基板１の形状は、薬液供給部１５により行われるエッチングにより、例えば図２(ｂ)または図２(ｃ)に示す形状に変化する。

図２(ｂ)は、エッチング後の被処理基板１の例を示している。図２(ｂ)では、中央部Ｒ１上の膜１ｂの一部が除去されており、かつ、ベベル部Ｒ２上の膜１ｂの全部が除去されている。図２(ｂ)では、膜１ｂのカット位置が、中央部Ｒ１上に位置している。

図２(ｃ)は、エッチング後の被処理基板１の別の例を示している。図２(ｃ)では、中央部Ｒ１上の膜１ｂが除去されておらず、かつ、ベベル部Ｒ２上の膜１ｂの一部が除去されている。図２(ｃ)では、膜１ｂのカット位置が、ベベル部Ｒ２上に位置している。すなわち、膜１ｂがベベル部Ｒ２上に部分的に残存している。

本実施形態の基板１ａは例えば、膜１ｂがエッチングされた後に、膜１ｂを介して別の基板と貼り合わされる。この場合、この貼合を好適に行うためには、図２(ｂ)に示す形状に膜１ｂをエッチングするよりも、図２(ｃ)に示す形状に膜１ｂをエッチングする方が望ましい。よって、本実施形態の制御部１７は、薬液供給部１５により膜１ｂをエッチングする際に、図２(ｃ)に示す形状に膜１ｂがエッチングされるように薬液供給部１５を制御する。制御部１７は例えば、ベベル情報に基づいて、基板１ａに対する上記ノズル（薬液供給部１５）の位置や角度を制御することで、このようなエッチングを実現する。これにより、貼合に適した形状に膜１ｂをエッチングすることが可能となる。なお、本実施形態の膜１ｂは、貼合とは別の目的で図２(ｃ)に示す形状にエッチングされてもよい。

以下、図２(ｃ)に示す形状に膜１ｂをエッチングする場合の、薬液供給部１５、検出部１６、制御部１７などの構造や動作の例について説明する。

図３は、第１実施形態の検出部１６の例を示す断面図である。

図３(ａ)の例では、検出部１６は、光源１６ａと、撮像部１６ｂとを備えている。光源１６ａは、基板１ａに対し光を照射する。撮像部１６ｂは、光源１６ａが基板１ａに対し光を照射している状態で、基板１ａを撮像する。本実施形態の膜１ｂの多くの部分はシリコン酸化膜で形成されており、シリコン酸化膜は透明であるため、撮像部１６ｂは、基板１ａにおいて膜１ｂで覆われた部分も撮像することができる。本実施形態のベベル部Ｒ２上の膜１ｂは、さらに多くの部分がシリコン酸化膜で形成されているため、ベベル部Ｒ２は好適に撮像することができる。撮像部１６ｂは、上記のベベル情報、反り情報、ノッチ情報、および偏心量情報を、撮像により画像データの形で検出することができる。制御部１７は、この画像データを用いた画像処理により、この画像データから上記のベベル情報、反り情報、ノッチ情報、および偏心量情報を抽出することができる。

図３(ｂ)の例では、検出部１６は、発光部１６ｃと、受光部１６ｄとを備えている。発光部１６ｃは、レーザー光などの光を発生させる。発光部１６ｃから発生した光は、基板１ａで反射され、受光部１６ｄに入射する。本実施形態の膜１ｂの多くの部分はシリコン酸化膜で形成されており、シリコン酸化膜は透明であるため、発光部１６ｃからの光は、基板１ａにおいて膜１ｂで覆われた部分にも入射することができる。本実施形態のベベル部Ｒ２上の膜１ｂは、さらに多くの部分がシリコン酸化膜で形成されているため、ベベル部Ｒ２には光が好適に入射することができる。受光部１６ｄは、上記のベベル情報、反り情報、ノッチ情報、および偏心量情報を、基板１ａから入射した光の測定により光学測定データの形で検出することができる。制御部１７は、この光学測定データを用いた演算や解析により、この光学測定データから上記のベベル情報、反り情報、ノッチ情報、および偏心量情報を抽出することができる。

ベベル情報は、基板１ａのベベル部Ｒ２の形状に関する情報であり、例えば、ベベル部Ｒ２の表面Ｓ１や裏面Ｓ２のプロファイルに関する情報を含んでいる。反り情報は、基板１ａの反りに関する情報であり、例えば、基板１ａが上に凸の形状を有しているか下に凸の形状を有しているかを示す情報や、これら凸形状のプロファイルに関する情報を含んでいる。ノッチ情報は、基板１ａのノッチに関する情報であり、例えば、基板１ａの回転を開始する前のノッチの位置を示す情報を含んでいる。この場合、基板１ａのノッチ情報および回転数を用いて、基板１ａの回転を開始した後の任意の時刻におけるノッチの位置を算出することが可能となる。偏心量情報は、基板１ａの偏心量に関する情報であり、例えば、基板１ａの中心軸とステージ１２の中心軸とのずれ量（偏心量）を示す情報を含んでいる。本実施形態の検出部１６は、ベベル情報、反り情報、ノッチ情報、および偏心量情報を、画像データおよび光学測定データのいずれの形で検出してもよい。

なお、ベベル情報、反り情報、ノッチ情報、および偏心量情報は、図３(ａ)および図３(ｂ)に示す例以外の方法で検出してもよい。例えば、偏心量情報は、処理チャンバ１１内に設けられた複数の位置決め機構部（不図示）により検出してもよい。なお、被処理基板１の処理前に偏心量をゼロに近付ける補正を行う場合には、制御部１７は上記の制御に偏心量情報を用いなくてもよい。逆に、制御部１７が偏心量情報を用いて上記の制御を行う場合には、被処理基板１の処理前に偏心量をゼロに近付ける補正を行わなくてもよい。

図４は、第１実施形態の薬液供給部１５の動作を説明するための断面図である。

図４(ａ)は、図１と同様に、本実施形態の薬液供給部１５のノズルを示している。本実施形態の薬液供給部１５は、このノズルから膜１ｂに薬液を吐出する。以下の説明では、このノズルを「ノズル１５」とも表記する。

図４(ａ)は、ノズル１５内の所定の点を通過する直線Ｌ１、直線Ｌ２、および直線Ｌ３を示している。直線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の位置は、ノズル１５の位置を表している。具体的には、直線Ｌ１は、ＸＹ平面に平行に延びており、かつ中心軸Ｃ（図１参照）上の点から放射方向に延びており、基板１ａと直線Ｌ１との距離は、基板１ａに対するノズル１５の高さに相当する。直線Ｌ２は、Ｚ方向に平行に延びており、中心軸Ｃと直線Ｌ２との距離は、中心軸Ｃに対するノズル１５の距離に相当する。直線Ｌ３は、ノズル１５が延びる方向に平行に延びており、直線Ｌ１、Ｌ２、およびＬ３の交点の座標は、ノズル１５内の所定の点の座標に相当する。

図４(ａ)はさらに、ノズル１５の移動方向を表すＡ１、Ａ２を示している。本実施形態のノズル１５は、矢印Ａ１、Ａ２で示す方向に移動可能である。矢印Ａ１は、直線Ｌ２に平行である。よって、本実施形態の半導体製造装置は、ノズル１５を矢印Ａ１で示す方向に移動させることで、ノズル１５を上下方向に移動させることができ、基板１ａに対するノズル１５の高さを変えることができる。矢印Ａ２は、直線Ｌ１に平行である。よって、本実施形態の半導体製造装置は、ノズル１５を矢印Ａ２で示す方向に移動させることで、ノズル１５を放射方向に移動させることができ、基板１ａの中心軸Ｃに対するノズル１５の距離を変えることができる。

図４(ａ)はさらに、直線Ｌ１と直線Ｌ３との間の角度θ１を示している。本実施形態のノズル１５は、角度θ１が変化する方向に回転可能である。角度θ１は、基板１ａの中央部Ｒ１の表面Ｓ１に対する、ノズル１５が延びる方向の角度に相当する。すなわち、角度θ１は、ノズル１５の角度に相当する。本実施形態の半導体製造装置は、ノズル１５の位置だけでなく、ノズル１５の角度も変化させることができる。

図４(ａ)はさらに、直線Ｌ３と基板１ａの表面Ｓ１との交点Ｐ１を示している。本実施形態の薬液は、ノズル１５から交点Ｐ１に向かって吐出され、ノズル１５と交点Ｐ１との間に位置する膜１ｂに衝突する。その結果、薬液の衝突箇所付近の膜１ｂが、薬液によりエッチングされる。本実施形態の半導体製造装置は、ノズル１５の位置や角度を変化させることや、被処理基板１を回転軸１３により回転させることにより、膜１ｂのエッチング箇所を変化させることができる。これにより、膜１ｂを所望の形状にエッチングすることが可能となる。本実施形態の交点Ｐ１の位置は、図２(ｂ)や図２(ｃ)を参照して説明した膜１ｂのカット位置に近接している。

角度θ１が９０度の場合、ノズル１５は－Ｚ方向を向いており、薬液は真下に吐出される。この場合、薬液を中央部Ｒ１上の膜１ｂに吐出すると、膜１ｂに衝突した薬液が真上に跳ね返り、跳ね返った薬液がノズル１５に衝突するおそれがある。これは、角度θ１が９０度に近い場合にも同様である。一方、角度θ１が０度に近いと、薬液が膜１ｂの広い範囲に拡がり、膜１ｂを所望の形状にエッチングできないおそれがある。そのため、薬液を中央部Ｒ１上の膜１ｂに吐出する場合、角度θ１は、９０度からも０度からも遠い値とすることが望ましい。本実施形態の半導体製造装置は、薬液を中央部Ｒ１上の膜１ｂに吐出する場合、角度θ１を４５度または４５度に近い値に設定する。一方、薬液をベベル部Ｒ２上の膜１ｂに吐出する場合には、後述するように、角度θ１を４５度または４５度に近い値に設定することが望ましくない場合がある。

図４(ｂ)は、図１や図４(ａ)と同様に、本実施形態のノズル１５を示している。図４(ｂ)は、薬液をベベル部Ｒ２上の膜１ｂに吐出する様子を示している。

図４(ｂ)は、直線Ｌ３と基板１ａの表面Ｓ１との交点Ｐ２を示している。交点Ｐ１が、中央部Ｒ１の表面Ｓ１に位置しているのに対し、交点Ｐ２は、ベベル部Ｒ２の表面Ｓ１に位置している。図４(ｂ)では、薬液が、ノズル１５から交点Ｐ２に向かって吐出され、ノズル１５と交点Ｐ２との間に位置する膜１ｂに衝突する。その結果、薬液の衝突箇所付近の膜１ｂが、薬液によりエッチングされる。

図４(ｂ)はさらに、交点Ｐ２を通過する直線Ｌ１’、直線Ｌ２’、および直線Ｌ４を示している。直線Ｌ１’は、直線Ｌ１と平行であり、中心軸Ｃ上の点から交点Ｐ２に向かって放射方向に延びている。直線Ｌ２’は、直線Ｌ２と平行であり、交点Ｐ２から上下方向に延びている。直線Ｌ４は、交点Ｐ２においてベベル部Ｒ２の表面Ｓ１に接している。そのため、直線Ｌ４は、交点Ｐ２を接点とするベベル部Ｒ２の接線となっている。

図４(ｂ)はさらに、直線Ｌ１’と直線Ｌ３との間の角度θ１と、直線Ｌ４と直線Ｌ３との間の角度θ２とを示している。図４(ａ)を参照して説明したように、薬液を交点Ｐ１に向かって吐出する場合は、角度θ１が９０度や０度に近いと、薬液の跳ね返りや拡がりが問題となるおそれがある。一方、薬液を交点Ｐ２に向かって吐出する場合は、角度θ２が９０度や０度に近いと、薬液の跳ね返りや拡がりが問題となるおそれがある。理由は、交点Ｐ１付近の基板１ａの表面Ｓ１は、直線Ｌ１’に平行であり、交点Ｐ２付近の基板１ａの表面Ｓ１は、直線Ｌ４に平行であるからである。そのため、交点Ｐ１付近で上記問題を抑制するためには、直線Ｌ１’に対する直線Ｌ３の角度θ１を考慮する必要があり、交点Ｐ２付近で上記問題を抑制するためには、直線Ｌ４に対する直線Ｌ３の角度θ２を考慮する必要がある。

よって、本実施形態の半導体製造装置は、薬液をベベル部Ｒ２上の膜１ｂに吐出する場合、角度θ２を４５度または４５度に近い値に設定することが望ましい。この場合、角度θ１と角度θ２との差をΔθで表すと（θ１－θ２＝Δθ）、角度θ１は４５度＋Δθまたは４５度＋Δθに近い値に設定される。よって、薬液をベベル部Ｒ２上の膜１ｂに吐出する場合の角度θ１は、一般的に、薬液を中央部Ｒ１上の膜１ｂに吐出する場合の角度θ１よりも大きく設定することが好ましい。

また、薬液を中央部Ｒ１上の膜１ｂに吐出する場合、交点Ｐ１とノズル１５との距離を値Ｄに設定することが望ましいと想定する。この場合、薬液をベベル部Ｒ２上の膜１ｂに吐出する場合も、交点Ｐ２とノズル１５との距離を値Ｄに設定することが望ましい。そのため、薬液をベベル部Ｒ２上の膜１ｂに吐出する場合には、交点Ｐ２とノズル１５との距離を値Ｄになるように、ノズル１５を矢印Ａ１、Ａ２で示す方向に移動させることが望ましい。

しかしながら、薬液をベベル部Ｒ２上の膜１ｂに好適に吐出するには、ベベル部Ｒ２の形状に関する情報が必要となる。理由は、ベベル部Ｒ２の形状が不明だと、交点Ｐ２の位置や、直線Ｌ３と直線Ｌ４との間の角度θ２を算出できないからである。そこで、本実施形態の制御部１７は、ベベル部Ｒ２の形状に関する情報（ベベル情報）を検出部１６から取得し、取得した情報に基づいて、ノズル１５による膜１ｂのエッチングを制御する。具体的には、本実施形態の制御部１７は、取得した情報に基づいて、薬液をベベル部Ｒ２上の膜１ｂに吐出する際のノズル１５の位置や角度を制御する。これにより、ベベル部Ｒ２上の膜１ｂを好適にエッチングすることが可能となる。具体的には、ベベル部Ｒ２上の膜１ｂを簡単に高精度にエッチングすることが可能となる。

また、薬液をベベル部Ｒ２上の膜１ｂに好適に吐出するには、基板１ａの反りに関する情報（反り情報）も考慮に入れることが望ましい。理由は、基板１ａの反りも、交点Ｐ２の位置や、直線Ｌ３と直線Ｌ４との間の角度θ２に影響するからである。そこで、本実施形態の制御部１７は、ベベル情報および反り情報を検出部１６から取得し、取得したベベル情報および反り情報に基づいて、ノズル１５による膜１ｂのエッチングを制御することが望ましい。この場合、本実施形態の制御部１７は、取得したベベル情報および反り情報に基づいて、薬液をベベル部Ｒ２上の膜１ｂに吐出する際のノズル１５の位置や角度を制御する。これにより、ベベル部Ｒ２上の膜１ｂをさらに好適にエッチングすることが可能となる。

また、薬液をベベル部Ｒ２上の膜１ｂに好適に吐出するには、基板１ａの偏心量に関する情報（偏心量情報）も考慮に入れることが望ましい。理由は、基板１ａの偏心量も、交点Ｐ２の位置や、直線Ｌ３と直線Ｌ４との間の角度θ２に影響するからである。そこで、本実施形態の制御部１７は、ベベル情報および偏心量情報を検出部１６から取得し、取得したベベル情報および偏心量情報に基づいて、ノズル１５による膜１ｂのエッチングを制御することが望ましい。この場合、本実施形態の制御部１７は、取得したベベル情報および偏心量情報に基づいて、薬液をベベル部Ｒ２上の膜１ｂに吐出する際のノズル１５の位置や角度を制御する。これにより、ベベル部Ｒ２上の膜１ｂをさらに好適にエッチングすることが可能となる。この際、本実施形態の制御部１７は、ベベル情報、反り情報、および偏心量情報を検出部１６から取得し、取得したベベル情報、反り情報、および偏心量情報に基づいて、ノズル１５による膜１ｂのエッチングを制御してもよい。

なお、図４(ｂ)に示すノズル１５は、ノズル１５が中心軸Ｃの方向を向くように傾いておらず、ノズル１５が中心軸Ｃの反対方向を向くように傾いている。もしノズル１５が中心軸Ｃの方向を向くように傾いていると、交点Ｐ２に向かって吐出された薬液が、中央部Ｒ１上の膜１ｂにまで拡がり、中央部Ｒ１上の膜１ｂをエッチングするおそれがある。そのため、ノズル１５は中心軸Ｃの反対方向を向くように傾けることが望ましい。

また、制御部１７は、基板１ａに対するノズル１５の位置や角度を制御する際に、どのような基準を使用してもよい。例えば、中央部Ｒ１の表面Ｓ１のある点とノズル１５との位置を調整することで、基板１ａに対するノズル１５の位置を制御してもよい。また、中央部Ｒ１上の膜１ｂ内のある点（例えばアライメントマーク）とノズル１５との位置を調整することで、基板１ａに対するノズル１５の位置を制御してもよい。このように、ノズル１５の位置や角度を制御するための基準は、基板１ａ内に存在してもよいし、基板１ａ外に存在してもよい。

［第１変形例］
図５は、第１実施形態の第１変形例の半導体製造装置の構造を示す断面図である。

本変形例の薬液供給部１５は、薬液を膜１ｂに吐出する３本のノズル１５ａ、１５ｂ、１５ｃを含んでいる。本変形例の半導体製造装置は、ノズル１５ａ～１５ｃを一緒に矢印Ａ１、Ａ２で示す方向に移動させることはできるが、ノズル１５ａ～１５ｃを個別に移動させることはできない。本変形例では、ノズル１５ａ～１５ｃ間の位置関係が固定されている。

また、これらのノズル１５ａ～１５ｃは、直線Ｌ１に対して互いに異なる角度を有している。具体的には、直線Ｌ１に対するノズル１５ａの角度は、９０度に固定されており、ノズル１５ａは、－Ｚ方向を向いている。直線Ｌ２に対するノズル１５ｂの角度は、４５度より大きく、９０度より小さく固定されている。直線Ｌ１に対するノズル１５ｃの角度は、４５度に固定されている。ノズル１５ａ～１５ｃのうちの任意の２つは、第１および第２ノズルの例である。

本変形例では、ノズル１５ａ～１５ｃの角度を変化させることはできない。しかしながら、本変形例の半導体製造装置は、中央部Ｒ１上の膜１ｂをエッチングする場合には、ノズル１５ａから膜１ｂに薬液を吐出し、ベベル部Ｒ２上の膜１ｂをエッチングする場合には、ノズル１５ｂまたはノズル１５ｃから膜１ｂに薬液を吐出するといったように、膜１ｂのエッチング箇所に応じて、使用するノズルを変更する。これにより、ノズルの角度を変化させる場合と同様に、ベベル部Ｒ２上の膜１ｂを好適にエッチングすることが可能となる。

本変形例の制御部１７は、薬液をベベル部Ｒ２上の膜１ｂに吐出する場合、検出部１６からベベル情報を取得し、取得したベベル情報に基づいて、使用するノズルをノズル１５ａ～１５ｃから選択する。そして、本変形例の制御部１７は、選択されたノズルを用いて薬液をベベル部Ｒ２上の膜１ｂに吐出するよう、薬液供給部１５の動作を制御する。例えば、選択されたノズルと交点Ｐ２との位置関係を調整する。これにより、ベベル部Ｒ２上の膜１ｂを好適にエッチングすることが可能となる。本変形例によれば、ノズル１５ａ～１５ｃの角度を変化させる機構を不要とすることができる。

なお、薬液供給部１５のノズルの本数は、３本以外でもよい。また、これらのノズルの角度は、９０度以外の角度や４５度以外の角度でもよいし、４５～９０度の範囲外の角度でもよい。また、本変形例の制御部１７は、薬液をベベル部Ｒ２上の膜１ｂに吐出する場合、検出部１６からベベル情報、反り情報、および偏心量情報を取得し、取得したベベル情報、反り情報、および偏心量情報に基づいて、使用するノズルをノズル１５ａ～１５ｃから選択してもよい。

［第２および第３変形例］
図６は、第１実施形態の第２および第３変形例の半導体製造装置の構造を示す斜視図である。

図６(ａ)は、第２変形例の半導体製造装置の構造を示している。本変形例の検出部１６は、処理チャンバ１１（図１参照）内でノズル１５の付近に配置されている。そのため、本変形例の検出部１６は、処理チャンバ１１内の被処理基板１からベベル情報などの情報を検出することができる。本変形例の検出部１６は、ノズル１５に取り付けられており、ノズル１５と共に移動する。図６(ａ)はさらに、基板１ａのノッチＮを示している。

処理チャンバ１１内の被処理基板１の形状や反りは、処理チャンバ１１外の被処理基板１の形状や反りとは異なる場合がある。例えば、被処理基板１がステージ１２によりチャックされると、被処理基板１の形状や反りが変化する可能性がある。よって、本変形例の検出部１６は、処理チャンバ１１内の被処理基板１からベベル情報、反り情報、ノッチ情報、および偏心量情報を検出する。これにより、正確性の高いベベル情報、反り情報、ノッチ情報、および偏心量情報を検出することが可能となり、ベベル部Ｒ２上の膜１ｂをより高精度にエッチングすることが可能となる。

ベベル部Ｒ２上の膜１ｂに薬液を吐出する場合、薬液がノッチＮ付近の膜１ｂに吐出されると、エッチングの制御が難しくなるおそれがある。そのため、本変形例の制御部１７は、ベベル情報と共にノッチ情報を考慮に入れて、膜１ｂのエッチングを制御することが望ましい。例えば、本変形例の制御部１７は、ノッチＮ付近の膜１ｂのエッチングを、ベベル部Ｒ２上のその他の箇所の膜１ｂのエッチングとは異なる態様で制御する。これにより、ノッチＮ付近の膜１ｂを好適にエッチングすることが可能となる。

図６(ｂ)は、第３変形例の半導体製造装置の構造を示している。本変形例の半導体製造装置は、被処理基板１の上方でノズル１５を回転させることができる。図６(ｂ)は、回転軸Ｃ（図１参照）を中心に回転するノズル１５を示している。本変形例のノズル１５は、被処理基板１の上方で回転しながら、膜１ｂに薬液を吐出することができる。

本変形例の制御部１７は、ベベル部Ｒ２上の膜１ｂに薬液を吐出する場合には、ベベル情報、反り情報、ノッチ情報、および偏心量情報に基づいて、ノズル１５の位置、角度、および回転を制御する。これにより、ベベル部Ｒ２上の膜１ｂを好適にエッチングすることが可能となる。例えば、本変形例の制御部１７は、ベベル情報、反り情報、ノッチ情報、および偏心量情報に基づいてノズル１５の回転を制御することで、基板１ａの反りやベベル部Ｒ２の形状に合わせてノズル１５の位置を随時補正しながら、ノズル１５によるエッチングを実施することが可能となる。

［第４および第５変形例］
図７は、第１実施形態の第４および第５変形例の半導体製造装置の構造を示す断面図である。

図７(ａ)は、第４変形例の半導体製造装置の構造を示している。本変形例の半導体製造装置は、図１に示す構成要素に加え、膜１ｂにガスを供給するガス供給部２１を備えている。このガスは例えば、窒素ガスや希ガスなどの不活性ガスである。ガス供給部２１は、膜１ｂにガスを吐出する３本のガスノズル２１ａ、２１ｂ、２１ｃを含んでいる。ガス供給部２１のガスノズルの本数は、３本以外でもよい。

本変形例では、膜１ｂは主に、基板１ａの表面Ｓ１側に形成されており、ノズル（薬液供給部）１５は、基板１ａの裏面Ｓ２側に薬液を吐出する。図７(ａ)では、薬液が、基板１ａの裏面Ｓ２に衝突し、基板１ａの裏面Ｓ２を伝ってベベル部Ｒ２に到達し、ベベル部Ｒ２上の膜１ｂをエッチングしている（矢印Ｆ１を参照）。この場合、薬液が、中央部Ｒ１上の膜１ｂにまで拡がり、中央部Ｒ１上の膜１ｂをエッチングするおそれがある。

そこで、本変形例の半導体製造装置は、ノズル１５から基板１ａの裏面Ｓ２側に薬液を吐出する際、図７(ａ)に示すように、ガスノズル２１ａ～２１ｃから基板１ａの表面Ｓ１側にガスを供給する。これにより、薬液が、中央部Ｒ１上の膜１ｂにまで拡がることを抑制することが可能となる。

本変形例のガスノズル２１ａ～２１ｃは、矢印Ｂ１、Ｂ２で示す方向に一緒に移動可能であり、かつ角度θ３が変化する方向に一緒に回転可能である。本変形例の半導体製造装置は、ガスノズル２１ａ～２１ｃを矢印Ｂ１で示す方向に移動させることで、ガスノズル２１ａ～２１ｃを上下方向に移動させることができる。さらに、本変形例の半導体製造装置は、ガスノズル２１ａ～２１ｃを矢印Ｂ２で示す方向に移動させることで、ガスノズル２１ａ～２１ｃを放射方向に移動させることができる。さらに、本変形例の半導体製造装置は、角度θ３を変化させることで、ガスノズル２１ａ～２１ｃの角度を制御することができる。

本変形例のガスノズル２１ａ～２１ｃは、中央部Ｒ１とベベル部Ｒ２との境界付近の膜１ｂに吐出することが望ましい。これにより、中央部Ｒ１上の膜１ｂを、薬液から効果的に保護することが可能となる。この場合、ガスノズル２１ａ～２１ｃの好適な位置や角度は、ベベル部Ｒ２の形状、基板１ａの反り、ノッチＮの位置などに応じて変化する。そのため、本変形例の制御部１７は、ベベル部Ｒ１上の膜１ｂをエッチングする際、ガスノズル２１ａ～２１ｃの位置や角度を、ベベル情報、反り情報、ノッチ情報、および偏心量情報に基づいて制御する。これにより、膜１ｂのエッチングを好適に制御することが可能となる。

図７(ｂ)は、第５変形例の半導体製造装置の構造を示している。本変形例の半導体製造装置は、図１に示す構成要素に加え、膜１ｂに供給された薬液を吸い込む薬液吸込部２２を備えている。薬液吸込部２２は、膜１ｂに供給された薬液を吸い込む開口部を有する吸込ノズル２２ａを含んでいる。吸込ノズル２２ａは、薬液に対する濡れ性が良く、薬液に対する耐性を有する材料で形成されていることが望ましい。薬液吸込部２２は、吸込ノズル２２ａの代わりに、膜１ｂに供給された薬液を吸い込む隙間を有する二枚板を含んでいてもよい。

本変形例では、膜１ｂは主に、基板１ａの表面Ｓ１側に形成されており、ノズル（薬液供給部）１５は、基板１ａの裏面Ｓ２側に薬液を吐出する。図７(ｂ)では、薬液が、基板１ａの裏面Ｓ２に衝突し、基板１ａの裏面Ｓ２を伝ってベベル部Ｒ２に到達し、ベベル部Ｒ２上の膜１ｂをエッチングしている（矢印Ｆ２を参照）。この場合、薬液が、中央部Ｒ１上の膜１ｂにまで拡がり、中央部Ｒ１上の膜１ｂをエッチングするおそれがある。

そこで、本変形例の半導体製造装置は、ノズル１５から基板１ａの裏面Ｓ２側に薬液を吐出する際、図７(ｂ)に示すように、ベベル部Ｒ２に到達して膜１ｂに供給された薬液を吸込ノズル２２ａにより吸い込む。これにより、薬液が、中央部Ｒ１上の膜１ｂにまで拡がることを抑制することが可能となる。図７(ｂ)では、ベベル部Ｒ２と吸込ノズル２２ａとの間に薬液のメニスカス架橋が形成されており、薬液がメニスカス架橋を通じて吸込ノズル２２ａ内に吸い込まれている。

本変形例の吸込ノズル２２ａは、矢印Ｃ１、Ｃ２で示す方向に移動可能であり、かつ角度θ４が変化する方向に回転可能である。本変形例の半導体製造装置は、吸込ノズル２２ａを矢印Ｃ１で示す方向に移動させることで、吸込ノズル２２ａを上下方向に移動させることができる。さらに、本変形例の半導体製造装置は、吸込ノズル２２ａを矢印Ｃ２で示す方向に移動させることで、吸込ノズル２２ａを放射方向に移動させることができる。さらに、本変形例の半導体製造装置は、角度θ４を変化させることで、吸込ノズル２２ａの角度を制御することができる。

本変形例の吸込ノズル２２ａは、ベベル部Ｒ２上に存在する薬液を吸い込むことが望ましい。これにより、中央部Ｒ１上の膜１ｂを、薬液から効果的に保護することが可能となる。この場合、吸込ノズル２２ａの好適な位置や角度は、ベベル部Ｒ２の形状、基板１ａの反り、ノッチＮの位置などに応じて変化する。そのため、本変形例の制御部１７は、ベベル部Ｒ１上の膜１ｂをエッチングする際、吸込ノズル２２ａの位置や角度を、ベベル情報、反り情報、ノッチ情報、および偏心量情報に基づいて制御する。これにより、膜１ｂのエッチングを好適に制御することが可能となる。

以上のように、本実施計形態の半導体製造装置は、被処理基板１のベベル情報、反り情報、ノッチ情報、および偏心量情報を検出部１６により検出し、検出部１６により検出された情報に基づいて、ベベル部Ｒ２上の膜１ｂの処理を制御部１７により制御する。よって、本実施形態によれば、ベベル部Ｒ２上に設けられた膜１ｂを好適に処理することが可能となる。

（第２実施形態）
図８は、第２実施形態の半導体装置の製造方法を示す断面図である。

図８(ａ)は、上述の被処理基板１を示している。被処理基板１は、基板１ａと、基板１ａ上に設けられた膜１ｂとを含んでいる。図８(ａ)は、基板１ａの表面（上面）Ｓ１と、基板１ａの裏面（下面）Ｓ２とを示している。上述のように、基板１ａは、おおむね平坦な表面Ｓ１および裏面Ｓ２を有する中央部Ｒ１と、湾曲した表面Ｓ１および裏面Ｓ２を有するベベル部Ｒ２とを含んでいる（図１参照）。本実施形態では、基板１ａ上に膜１ｂを形成し、第１実施形態の半導体製造装置により膜１ｂをエッチングする。図８(ａ)は、エッチング後の被処理基板１を示している。

図８(ｂ)は、被処理基板２を示している。被処理基板２は、基板２ａと、基板２ａ上に設けられた膜２ｂとを含んでいる。図８(ｂ)は、基板２ａの表面（上面）Ｓ１’と、基板２ａの裏面（下面）Ｓ２’とを示している。基板２ａは、基板１ａと同様に、おおむね平坦な表面Ｓ１’および裏面Ｓ２’を有する中央部と、湾曲した表面Ｓ１および裏面Ｓ２を有するベベル部とを含んでいる。基板２ａおよび膜２ｂの性質は、基板１ａおよび膜２ｂの性質と同様である。本実施形態では、基板２ａ上に膜２ｂを形成し、第１実施形態の半導体製造装置により膜２ｂをエッチングする。図８(ｂ)は、エッチング後の被処理基板２を示している。膜２ｂのエッチングは、膜１ｂのエッチングと同様に実施可能である。

本実施形態では、図８(ａ)に示す被処理基板１と、図８(ｂ)に示す被処理基板２とを貼り合わせる（図８(ｃ)）。具体的には、基板１ａ上に膜１ｂ、膜２ｂ、および基板２ａが順に積層されるように、基板１ａと基板１ｂとを、膜１ｂ、２ｂを介して貼り合わせる。そのため、図８(ｃ)では、膜２ｂの下面が、膜１ｂの上面と貼り合わされている。なお、基板２ａの表面Ｓ１’は、図８(ｃ)では基板２ａの下面となっており、基板２ａの裏面Ｓ２’は、図８(ｃ)では基板２ａの上面となっている。

その後、基板１ａ、２ａが、必要に応じて除去または薄膜化される。このようにして、本実施形態の半導体装置が製造される。

本実施形態の被処理基板１は、膜１ｂが基板１ａのベベル部Ｒ２上に残存するようにエッチングされる（図８(ａ)）。同様に、本実施形態の被処理基板２は、膜２ｂが基板２ａのベベル部上に残存するようにエッチングされる（図８(ｂ)）。よって、本実施形態によれば、被処理基板１と被処理基板２とを好適に貼り合わせることが可能となる（図８(ｃ)）。

なお、本実施形態の被処理基板１は、第１から第５変形例のいずれかの半導体製造装置によりエッチングされてもよい。同様に、本実施形態の被処理基板２は、第１から第５変形例のいずれかの半導体製造装置によりエッチングされてもよい。

本実施形態の膜１ｂ、２ｂはそれぞれ、メモリセルアレイと、このメモリセルアレイを制御するＣＭＯＳ回路とを含んでいてもよい。これにより、半導体メモリとして機能する半導体装置を製造することが可能となる。また、本実施形態の半導体装置は、３枚以上の被処理基板を貼り合わせて製造されてもよい。

なお、本発明の実施形態は、次のような態様で実施してもよい。

（付記１）
基板の端部上に設けられた膜を処理する処理部と、
前記基板の端部の形状に関する情報を検出する検出部と、
前記基板の端部の形状に関する前記情報に基づいて、前記処理部による前記膜の処理を制御する制御部と、
を備える半導体製造装置。

（付記２）
前記処理部は、前記膜を液体によりエッチングし、
前記制御部は、前記処理部による前記膜のエッチングを制御する、
付記１に記載の半導体製造装置。

（付記３）
前記制御部は、前記基板の端部上に前記膜が残存するように、前記処理部による前記膜のエッチングを制御する、付記２に記載の半導体製造装置。

（付記４）
前記処理部は、前記膜に前記液体を吐出するノズルを含む、付記２または３に記載の半導体製造装置。

（付記５）
前記制御部は、前記基板に対する前記ノズルの位置または角度を制御することで、前記膜のエッチングを制御する、付記４に記載の半導体製造装置。

（付記６）
前記ノズルは、前記基板の上方で回転しながら前記液体を吐出する、付記４または５に記載の半導体製造装置。

（付記７）
前記処理部は、前記基板に対し第１角度を有し、前記膜に前記液体を吐出する第１ノズルと、前記基板に対し前記第１角度と異なる第２角度を有し、前記膜に前記液体を吐出する第２ノズルとを含み、
前記制御部は、前記基板の端部の形状に関する前記情報に基づいて前記第１または第２ノズルを選択し、選択されたノズルによる前記膜のエッチングを制御する、
付記２または３に記載の半導体製造装置。

（付記８）
前記膜にガスを供給するガス供給部をさらに備える、付記２から７のいずれか１項に記載の半導体製造装置。

（付記９）
前記ガス供給部は、前記膜に前記ガスを吐出するガスノズルを含み、
前記制御部は、前記基板に対する前記ガスノズルの位置または角度を制御することで、前記膜のエッチングを制御する、付記８に記載の半導体製造装置。

（付記１０）
前記膜は、前記基板の第１面側に設けられ、
前記処理部は、前記液体を前記基板の第２面側に供給し、
前記ガス供給部は、前記ガスを前記基板の第１面側に供給する、
付記８または９に記載の半導体製造装置。

（付記１１）
前記膜に供給された前記液体を吸い込む吸込部をさらに備える、付記２から１０のいずれか１項に記載の半導体製造装置。

（付記１２）
前記吸込部は、前記膜に供給された前記液体を吸い込む吸込ノズルを含み、
前記制御部は、前記基板に対する前記吸込ノズルの位置または角度を制御することで、前記膜のエッチングを制御する、付記１１に記載の半導体製造装置。

（付記１３）
前記制御部は、前記基板の端部上に存在する前記液体を吸い込むよう、前記基板に対する前記吸込ノズルの位置または角度を制御する、付記１２に記載の半導体製造装置。

（付記１４）
前記検出部はさらに、前記基板の反りおよび／または偏心量に関する情報を検出し、
前記制御部は、前記基板の端部の形状に関する前記情報と、前記基板の反りおよび／または偏心量に関する前記情報とに基づいて、前記処理部による前記膜の処理を制御する、
付記１から１３のいずれか１項に記載の半導体製造装置。

（付記１５）
前記検出部はさらに、前記基板のノッチに関する情報を検出し、
前記制御部は、前記基板の端部の形状に関する前記情報と、前記基板のノッチに関する前記情報とに基づいて、前記処理部による前記膜の処理を制御する、
付記１から１４のいずれか１項に記載の半導体製造装置。

（付記１６）
前記検出部は、前記基板の端部の形状に関する前記情報を、画像データまたは光学測定データの形で検出する、付記１から１５のいずれか１項に記載の半導体製造装置。

（付記１７）
前記基板を収容する収容部をさらに備え、
前記処理部は、前記基板が前記収容部内に収容されているときに、前記基板の端部上に設けられた前記膜を処理し、
前記検出部は、前記基板が前記収容部内に収容されているときに、前記基板の端部の形状に関する前記情報を検出する、
付記１から１６のいずれか１項に記載の半導体製造装置。

（付記１８）
前記基板の端部は、前記基板のベベル部である、付記１から１７のいずれか１項に記載の半導体製造装置。

（付記１９）
基板の端部上に設けられた膜を、処理部により処理し、
前記基板の端部の形状に関する情報を、検出部により検出し、
前記基板の端部の形状に関する前記情報に基づいて、前記処理部による前記膜の処理を制御部により制御する、
ことを含む半導体装置の製造方法。

（付記２０）
前記基板を、前記膜を介して別の基板と貼り合わせることをさらに含む、付記１９に記載の半導体装置の製造方法。

以上、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例としてのみ提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図したものではない。本明細書で説明した新規な装置および方法は、その他の様々な形態で実施することができる。また、本明細書で説明した装置および方法の形態に対し、発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の省略、置換、変更を行うことができる。添付の特許請求の範囲およびこれに均等な範囲は、発明の範囲や要旨に含まれるこのような形態や変形例を含むように意図されている。

１：被処理基板、１ａ：基板、１ｂ：膜、２：被処理基板、２ａ：基板、２ｂ：膜、
１１：処理チャンバ、１２：ステージ、１３：回転軸、１４：搬送部、
１５：薬液供給部、１５ａ：ノズル、１５ｂ：ノズル、１５ｃ：ノズル、
１６：検出部、１６ａ：光源、１６ａ：撮像部、
１６ｃ：発光部、１６ｄ：受光部、１７：制御部、
２１：ガス供給部、２１ａ：ガスノズル、２１ｂ：ガスノズル、２１ｃ：ガスノズル、
２２：薬液吸込部、２２ａ：吸込ノズル

Claims (7)

1. 基板の端部上に設けられた膜を処理する処理部と、
   前記基板の端部の形状に関する情報を検出する検出部と、
   前記基板の端部の形状に関する前記情報に基づいて、前記処理部による前記膜の処理を制御する制御部と、
   を備える半導体製造装置。
2. 前記処理部は、前記膜に液体を吐出するノズルを含み、前記ノズルから吐出された前記液体により前記膜をエッチングし、
   前記制御部は、前記基板に対する前記ノズルの位置または角度を制御することで、前記膜のエッチングを制御する、
   請求項１に記載の半導体製造装置。
3. 前記処理部は、前記基板に対し第１角度を有し、前記膜に液体を吐出する第１ノズルと、前記基板に対し前記第１角度と異なる第２角度を有し、前記膜に液体を吐出する第２ノズルとを含み、前記第１または第２ノズルから吐出された前記液体により前記膜をエッチングし、
   前記制御部は、前記基板の端部の形状に関する前記情報に基づいて前記第１または第２ノズルを選択し、選択されたノズルによる前記膜のエッチングを制御する、
   請求項１に記載の半導体製造装置。
4. 前記膜にガスを供給するガス供給部をさらに備え、前記ガス供給部は、前記膜に前記ガスを吐出するガスノズルを含み、
   前記処理部は、前記膜を液体によりエッチングし、
   前記制御部は、前記基板に対する前記ガスノズルの位置または角度を制御することで、前記膜のエッチングを制御する、
   請求項１に記載の半導体製造装置。
5. 前記処理部は、前記膜を液体によりエッチングし、
   前記半導体製造装置は、前記膜に供給された前記液体を吸い込む吸込ノズルをさらに備え、
   前記制御部は、前記基板に対する前記吸込ノズルの位置または角度を制御することで、前記膜のエッチングを制御する、
   請求項１に記載の半導体製造装置。
6. 基板の端部上に設けられた膜を、処理部により処理し、
   前記基板の端部の形状に関する情報を、検出部により検出し、
   前記基板の端部の形状に関する前記情報に基づいて、前記処理部による前記膜の処理を制御部により制御する、
   ことを含む半導体装置の製造方法。
7. 前記基板を、前記膜を介して別の基板と貼り合わせることをさらに含む、請求項６に記載の半導体装置の製造方法。

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