JP7141892B2 - Etching apparatus and etching method - Google Patents
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Description
本発明は、エッチング装置及びエッチング方法に関する。 The present invention relates to an etching apparatus and an etching method.
一般に、半導体デバイスの製造においては、例えばシリコンウェーハなどの表面に、半導体膜、絶縁膜、金属膜等の成膜処理が行われる。このような成膜処理は、化学的気相成長（ＣＶＤ）法、物理的気相成長（ＰＶＤ）法、液相成長法などの堆積による成膜や、酸化、窒化などウェーハを直接変換する成膜処理などが行われている。 2. Description of the Related Art Generally, in the manufacture of semiconductor devices, for example, a semiconductor film, an insulating film, a metal film, and the like are formed on the surface of a silicon wafer or the like. Such deposition processes include chemical vapor deposition (CVD), physical vapor deposition (PVD), liquid deposition, and other deposition methods, as well as direct wafer conversion processes, such as oxidation and nitridation. Membrane processing etc. are performed.
近年、デバイス構造の微細化に伴い、基板上に形成した膜のさらなる均一化が要求されてきた。上記のような各種成膜方法においては、ガスの供給方法の改善や温度分布の均一化などを行うことにより膜厚分布の均一化が行われてきたが、成膜条件や成膜装置の改善による膜厚分布の均一化には限界があった。
そこで、基板上に成膜された膜に対して、膜厚分布に応じてエッチング液を供給することで、膜厚分布の均一化を図ることが検討されてきた。
In recent years, with the miniaturization of device structures, there has been a demand for further uniformity of films formed on substrates. In the various film forming methods as described above, the film thickness distribution has been made uniform by improving the gas supply method and by making the temperature distribution uniform. There is a limit to the uniformity of the film thickness distribution.
Therefore, attempts have been made to uniformize the film thickness distribution by supplying an etchant according to the film thickness distribution to the film formed on the substrate.
特許文献１に記載された技術は、膜厚センサで測定した膜厚に基づいてエッチング液供給ノズルの移動を制御してエッチングを行うことにより、膜厚分布の均一化を図るものである。しかしながら、回転する基板に対しエッチング液を供給する場合、エッチング液は吐出した場所にとどまるわけではないから、単に膜厚の大きい場所にエッチング液を吐出したとしても、均一な膜厚分布が得られるとは限らない。現実には、エッチング液供給ノズルの位置のほかにエッチング液とリンス液の供給量（濃度）、基板回転など、多くのパラメータが存在するため、膜厚均一化処理の精度を向上することは難しかった。
このような場合に、膜厚センサで測定した膜厚に基づいたエッチング液供給ノズルの移動の制御パラメータに、熟練した作業者の経験に基づく調整を加えることも可能であるが、作業者の経験に基づいた調整は、作業者の熟練度にも依存し、工程の管理としては好ましいものではない。また、調整にかかる時間が長くなることもあり、装置のダウンタイムに伴う生産性の低下という問題があった。
The technique described in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-200003 aims at uniforming the film thickness distribution by performing etching while controlling the movement of the etchant supply nozzle based on the film thickness measured by the film thickness sensor. However, when the etchant is supplied to the rotating substrate, the etchant does not stay where it is discharged, so even if the etchant is simply discharged to a place where the film thickness is large, a uniform film thickness distribution can be obtained. Not necessarily. In reality, in addition to the position of the etchant supply nozzle, there are many parameters such as the supply amount (concentration) of the etchant and rinse liquid, and the rotation of the substrate. rice field.
In such a case, it is possible to adjust the control parameters for the movement of the etchant supply nozzle based on the film thickness measured by the film thickness sensor based on the experience of a skilled operator. The adjustment based on is dependent on the skill level of the operator and is not preferable for process control. In addition, there is a problem that the time required for the adjustment becomes long, and the downtime of the apparatus lowers the productivity.
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、簡便に条件の補正を行い、膜厚均一化処理の精度を向上することのできるエッチング装置及びエッチング方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an etching apparatus and an etching method capable of easily correcting the conditions and improving the accuracy of the film thickness uniforming process. do.
本発明は、上記目的を達成するためになされたものであり、基板上に形成された膜のエッチングを行うエッチング装置であって、回転可能な基板支持部と、前記膜の膜厚を測定する膜厚測定手段、及び、前記膜厚測定手段を前記基板上の任意の場所に移動可能な移動手段を有する膜厚測定部と、少なくとも前記膜をエッチングするエッチング液を供給するエッチング液供給手段、及び、前記エッチング液供給手段を前記基板上の任意の場所に移動可能な移動手段を有するエッチング部と、制御部とを有し、前記制御部は、前記膜厚測定部を制御してエッチング処理前後の膜厚を測定し、膜厚及び基板面内の位置情報に基づいて、少なくとも基板半径方向の膜厚分布を取得し、エッチング処理前の前記膜厚分布に基づいて、エッチング処理条件として少なくとも前記エッチング部によるエッチング液の供給場所を設定し、前記基板支持部を回転させながら、前記設定した場所に少なくともエッチング液を供給するように前記エッチング部を制御してエッチング処理を実行させ、エッチング処理前の膜厚分布、該膜厚分布に対して選択されたエッチング処理条件、及び、該エッチング処理条件を用いて行ったエッチング処理後の膜厚分布の各データを関連付けて蓄積、記憶し、前記蓄積、記憶したデータを基に機械学習することで、エッチング処理条件の補正を自動的に行うものであるエッチング装置を提供する。 The present invention has been made to achieve the above objects, and provides an etching apparatus for etching a film formed on a substrate, comprising a rotatable substrate supporting portion and a film thickness of the film being measured. a film thickness measuring unit having film thickness measuring means, a moving means capable of moving the film thickness measuring means to any position on the substrate, and an etchant supplying means for supplying an etchant for etching at least the film; and an etching unit having moving means capable of moving the etchant supply means to an arbitrary location on the substrate, and a control unit, wherein the control unit controls the film thickness measurement unit to perform etching processing. Measure the film thickness before and after the film thickness, obtain at least the film thickness distribution in the radial direction of the substrate based on the film thickness and the positional information in the substrate plane, and obtain at least the film thickness distribution before the etching process as the etching process condition. setting a location where the etching solution is to be supplied by the etching unit, and executing an etching process by controlling the etching unit so as to supply at least the etching solution to the set location while rotating the substrate supporting unit; Each data of the previous film thickness distribution, the etching treatment conditions selected for the film thickness distribution, and the film thickness distribution after the etching treatment performed using the etching treatment conditions are associated and accumulated and stored, Provided is an etching apparatus that automatically corrects etching processing conditions by machine learning based on accumulated and stored data.
このようなエッチング装置によれば、簡便にエッチング条件の補正を行い、膜厚均一化処理の精度を高めることができるものとなる。 According to such an etching apparatus, it is possible to easily correct the etching conditions and improve the accuracy of the film thickness uniforming process.
このとき、前記膜厚測定手段は分光光度計であるエッチング装置とすることができる。 At this time, the film thickness measuring means can be an etching device that is a spectrophotometer.
これにより、より簡便に膜厚分布を測定できるものとなる。 This makes it possible to measure the film thickness distribution more simply.
このとき、前記制御部は、エッチング処理前の半径方向の膜厚分布において、基板面内における外周部が厚い場合には前記エッチング液を基板外周部に供給し、基板面内における中央部が厚い場合にはエッチング液を基板中央部に供給するとともに基板外周部にはエッチング反応を抑制するリンス液を供給し、基板面内の膜厚分布が平坦の場合には基板中心のみにエッチング液を供給するようにエッチング部を制御するものであるエッチング装置とすることができるものとなる。 At this time, in the film thickness distribution in the radial direction before the etching process, when the outer peripheral portion in the substrate surface is thick, the control unit supplies the etching solution to the outer peripheral portion of the substrate, and the central portion in the substrate surface is thick. In some cases, the etchant is supplied to the center of the substrate and the rinsing solution to suppress the etching reaction is supplied to the outer periphery of the substrate. If the film thickness distribution in the substrate surface is flat, the etchant is supplied only to the center of the substrate. It is possible to provide an etching apparatus that controls the etching part so as to perform the etching.
これにより、様々な膜厚分布を有する被処理物に対してもより効果的に膜厚均一化処理をすることができるものとなる。 As a result, it is possible to more effectively uniform the film thickness even for objects having various film thickness distributions.
このとき、前記制御部は、さらに、エッチング処理後の膜厚分布に基づいて、追加のエッチング処理を行うか否かを判定し、前記追加のエッチング処理が必要と判断した場合には、前記エッチング部にエッチング処理を行うように制御を行うものであるエッチング装置とすることができる。 At this time, the control unit further determines whether or not to perform an additional etching process based on the film thickness distribution after the etching process. It can be an etching apparatus that performs control so as to perform an etching process on a part.
これにより、より膜厚分布精度の高い膜厚均一化処理をすることができるものとなる。 As a result, the film thickness uniforming process can be performed with a higher film thickness distribution accuracy.
このとき、基板上に形成された膜のエッチングを行うエッチング方法であって、エッチング処理前の膜厚を測定し、膜厚及び基板面内の位置情報に基づいて少なくとも基板半径方向の膜厚分布を取得する第１の膜厚分布取得工程と、エッチング処理前の前記膜厚分布に基づいて、少なくともエッチング液の供給場所を含むエッチング処理条件を設定するエッチング処理条件設定工程と、前記基板を回転させながら、前記設定した場所に少なくともエッチング液を供給してエッチング処理を行うエッチング処理工程と、エッチング処理後の膜厚を測定し、膜厚及び基板面内の位置情報に基づいて少なくとも基板半径方向の膜厚分布を取得する第２の膜厚分布取得工程と、エッチング処理前の膜厚分布、該膜厚分布に対して選択されたエッチング処理条件、及び、該エッチング処理条件を用いて行ったエッチング処理後の膜厚分布の各データを関連付けて蓄積、記憶し、前記蓄積、記憶したデータを基に機械学習することで、エッチング処理条件の補正を自動的に行うエッチング処理条件補正工程とを有するエッチング方法を提供することができる。 At this time, in an etching method for etching a film formed on a substrate, the film thickness before the etching process is measured, and the film thickness distribution at least in the radial direction of the substrate is measured based on the film thickness and the positional information in the substrate plane. an etching treatment condition setting step of setting etching treatment conditions including at least an etchant supply location based on the film thickness distribution before the etching treatment; and rotating the substrate. an etching treatment step of supplying at least the etching solution to the set location while etching, measuring the film thickness after the etching treatment, and based on the film thickness and the positional information in the substrate plane, at least in the radial direction of the substrate. A second film thickness distribution obtaining step of obtaining the film thickness distribution of, the film thickness distribution before the etching treatment, the etching treatment conditions selected for the film thickness distribution, and the etching treatment conditions an etching process condition correction step of automatically correcting the etching process conditions by accumulating and storing each data of the film thickness distribution after the etching process in association with each other, and performing machine learning based on the accumulated and stored data. It is possible to provide an etching method having.
このようなエッチング方法によれば、簡便にエッチング条件の補正を行い、膜厚均一化処理の精度を高めることができる。 According to such an etching method, the etching conditions can be easily corrected, and the accuracy of the film thickness uniforming process can be improved.
このとき、前記膜厚の測定は、分光光度計を用いて行うエッチング方法とすることができる。 At this time, the film thickness can be measured by an etching method using a spectrophotometer.
これにより、より簡便に膜厚分布を測定することができる。 Thereby, the film thickness distribution can be measured more simply.
このとき、前記エッチング処理工程では、エッチング処理前の膜厚分布において、基板面内における外周部が厚い場合には前記エッチング液を基板外周部に供給し、基板面内における中央部が厚い場合にはエッチング液を基板中央部に供給するとともに基板外周部にはエッチング反応を抑制するリンス液を供給し、基板面内の膜厚分布が平坦の場合には基板中心のみにエッチング液を供給するエッチング方法とすることができる。 At this time, in the etching process, in the film thickness distribution before the etching process, if the outer peripheral portion in the substrate surface is thick, the etching solution is supplied to the outer peripheral portion of the substrate, and if the central portion in the substrate surface is thick, the etching solution is supplied to the outer peripheral portion of the substrate. is an etching method in which the etchant is supplied to the center of the substrate and the rinsing solution to suppress the etching reaction is supplied to the outer periphery of the substrate, and the etchant is supplied only to the center of the substrate when the film thickness distribution in the substrate surface is flat. can be a method.
これにより、様々な膜厚分布を有する被処理物に対しても、より効果的に膜厚均一化処理をすることができる As a result, it is possible to more effectively uniform the film thickness even for objects having various film thickness distributions.
このとき、さらに、エッチング処理後の膜厚分布に基づいて、追加のエッチング処理を行うか否かを判定する工程を有し、前記追加のエッチング処理が必要と判断した場合には、エッチング処理を行うエッチング方法とすることができる。 At this time, it further has a step of determining whether or not to perform an additional etching process based on the film thickness distribution after the etching process, and when it is determined that the additional etching process is necessary, the etching process is performed. It can be an etching method to carry out.
これにより、より膜厚分布精度の高い膜厚均一化処理をすることができる。 As a result, the film thickness uniforming process can be performed with higher film thickness distribution accuracy.
以上のように、本発明のエッチング装置によれば、作業者の熟練度等に依存せずに簡便にエッチング条件の補正を行い、膜厚均一化処理の精度を高めることが可能なものとなる。また、本発明のエッチング方法によれば、作業者の熟練度等に依存せずに簡便にエッチング条件の補正を行い、膜厚均一化処理の精度を高めることが可能になる。 As described above, according to the etching apparatus of the present invention, it is possible to easily correct the etching conditions without depending on the skill level of the operator and improve the accuracy of the film thickness uniforming process. . Further, according to the etching method of the present invention, it is possible to easily correct the etching conditions without depending on the operator's skill level, etc., and to improve the accuracy of the film thickness uniforming process.
以下、本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 The present invention will be described in detail below, but the present invention is not limited to these.
上述のように、簡便にエッチング条件の補正を行い、膜厚均一化処理の精度を高めることができるエッチング装置及びエッチング方法が求められていた。 As described above, there is a need for an etching apparatus and an etching method that can easily correct the etching conditions and improve the accuracy of the film thickness uniforming process.
本発明者らは、上記課題について鋭意検討を重ねた結果、基板上に形成された膜のエッチングを行うエッチング装置であって、回転可能な基板支持部と、前記膜の膜厚を測定する膜厚測定手段、及び、前記膜厚測定手段を前記基板上の任意の場所に移動可能な移動手段を有する膜厚測定部と、少なくとも前記膜をエッチングするエッチング液を供給するエッチング液供給手段、及び、前記エッチング液供給手段を前記基板上の任意の場所に移動可能な移動手段を有するエッチング部と、制御部とを有し、前記制御部は、前記膜厚測定部を制御してエッチング処理前後の膜厚を測定し、膜厚及び基板面内の位置情報に基づいて、少なくとも基板半径方向の膜厚分布を取得し、エッチング処理前の前記膜厚分布に基づいて、エッチング処理条件として少なくとも前記エッチング部によるエッチング液の供給場所を設定し、前記基板支持部を回転させながら、前記設定した場所に少なくともエッチング液を供給するように前記エッチング部を制御してエッチング処理を実行させ、エッチング処理前の膜厚分布、該膜厚分布に対して選択されたエッチング処理条件、及び、該エッチング処理条件を用いて行ったエッチング処理後の膜厚分布の各データを関連付けて蓄積、記憶し、前記蓄積、記憶したデータを基に機械学習することで、エッチング処理条件の補正を自動的に行うものであるエッチング装置により、簡便に膜厚均一化処理の精度を高めるとともに、エッチング条件の設定ができるものとなることを見出し、本発明を完成した。 As a result of intensive studies on the above problems, the inventors of the present invention have found an etching apparatus for etching a film formed on a substrate, comprising a rotatable substrate support and a film for measuring the film thickness of the film. a film thickness measuring unit having a thickness measuring means and a moving means capable of moving the film thickness measuring means to an arbitrary position on the substrate; an etchant supplying means for supplying an etchant for etching at least the film; an etching unit having moving means capable of moving the etchant supply means to an arbitrary position on the substrate; is measured, and based on the film thickness and positional information in the substrate plane, at least the film thickness distribution in the radial direction of the substrate is obtained, and based on the film thickness distribution before the etching process, at least the above etching process conditions setting a location where the etching solution is supplied by the etching unit, and performing etching by controlling the etching unit so as to supply at least the etching solution to the set location while rotating the substrate supporting unit; film thickness distribution, etching treatment conditions selected for the film thickness distribution, and film thickness distribution data after the etching treatment performed using the etching treatment conditions are associated and accumulated and stored, and said accumulation Etching equipment that automatically corrects etching processing conditions by machine learning based on stored data. Etching equipment can easily improve the accuracy of film thickness uniforming processing and set etching conditions. The present invention has been completed by finding that it becomes.
また、本発明者らは、上記課題について鋭意検討を重ねた結果、基板上に形成された膜のエッチングを行うエッチング方法であって、エッチング処理前の膜厚を測定し、膜厚及び基板面内の位置情報に基づいて少なくとも基板半径方向の膜厚分布を取得する第１の膜厚分布取得工程と、エッチング処理前の前記膜厚分布に基づいて、少なくともエッチング液の供給場所を含むエッチング処理条件を設定するエッチング処理条件設定工程と、前記基板を回転させながら、前記設定した場所に少なくともエッチング液を供給してエッチング処理を行うエッチング処理工程と、エッチング処理後の膜厚を測定し、膜厚及び基板面内の位置情報に基づいて少なくとも基板半径方向の膜厚分布を取得する第２の膜厚分布取得工程と、エッチング処理前の膜厚分布、該膜厚分布に対して選択されたエッチング処理条件、及び、該エッチング処理条件を用いて行ったエッチング処理後の膜厚分布の各データを関連付けて蓄積、記憶し、前記蓄積、記憶したデータを基に機械学習することで、エッチング処理条件の補正を自動的に行うエッチング処理条件補正工程とを有するエッチング方法により、簡便に膜厚均一化処理の精度を高めるとともに、エッチング条件の設定をできることを見出し、本発明を完成した。 Further, as a result of extensive studies on the above problems, the inventors of the present invention have found an etching method for etching a film formed on a substrate, in which the film thickness before etching treatment is measured, and the film thickness and the substrate surface are measured. a first film thickness distribution acquiring step of acquiring at least the film thickness distribution in the radial direction of the substrate based on the position information in the etching process including at least the supply location of the etchant based on the film thickness distribution before the etching process an etching treatment condition setting step for setting conditions; an etching treatment step for performing etching by supplying at least an etching solution to the set locations while rotating the substrate; measuring a film thickness after the etching treatment; a second film thickness distribution acquiring step of acquiring at least the film thickness distribution in the radial direction of the substrate based on the thickness and positional information in the substrate plane; Etching processing conditions and film thickness distribution data after etching processing performed using the etching processing conditions are associated and accumulated and stored, and machine learning is performed based on the accumulated and stored data to perform etching processing. The inventors have found that an etching method having an etching process condition correction step for automatically correcting conditions can easily improve the accuracy of the film thickness uniforming process and set the etching conditions, thereby completing the present invention.
以下、図面を参照して説明する。 Description will be made below with reference to the drawings.
まず、本発明に係るエッチング装置について、説明する。
図１、図２に、本発明に係るエッチング装置１００を示す。図１は、エッチング処理を実行している時のエッチング装置１００、図２は、膜厚測定を実行している時のエッチング装置１００を示す。エッチング装置１００は、少なくとも、回転可能な基板支持部１、膜厚測定部２、エッチング部３、制御部４を有している。
First, an etching apparatus according to the present invention will be described.
1 and 2 show an
基板支持部１は、回転可能に構成されており、例えば回転モーター等の回転手段５を有している。また、基板支持部１は、回転テーブル６に基板保持ピン７等を備えることにより、基板Ｗのエッジ部を保持することが好ましい。
The substrate support section 1 is rotatable and has a
膜厚測定部２は、膜厚を測定するための膜厚測定手段８と、膜厚測定手段８を基板上の任意の場所に移動可能な移動手段９を有しており、膜厚の測定値と測定位置とのデータを取得することができる。膜厚測定手段８は、膜厚が測定できるものであれば特に限定されないが、分光光度計であれば、簡便、迅速に膜厚を測定することができる。
移動手段９としては特に限定されないが、膜厚測定手段８をＸ－Ｙ方向に任意に移動できる機構などが挙げられる。膜厚測定手段８の移動機構を直線的な移動機構とし、基板支持部１の回転と組み合わせて全面を測定するようにしてもよい。
The film
Although the moving
エッチング部３は、少なくとも、エッチング液を供給するエッチング液供給手段１０と、エッチング液供給手段１０を基板上の任意の場所に移動可能な移動手段１１を有している。
エッチング液供給手段１０は、エッチング液を供給できるものであれば特に限定されないが、例えばノズルを用いることができる。
エッチング液供給手段１０の移動手段１１は、エッチング液供給手段を基板上の任意の場所に移動できるものであれば、特に限定されない。
また、エッチング液供給手段１０に加えて、リンス液を供給するリンス液供給手段１２を備えることが好ましい。リンス液供給手段１２は、リンス液を供給できるものであれば特に限定されないが、例えばノズルを用いることができる。
この場合、複数のノズルを設け、それぞれのノズルがエッチング液、リンス液を切り替え可能とすることも可能である。
なお、エッチング液、リンス液の種類は、エッチングの対象物の種類（膜種）に応じて適切なものを選択すればよい。
The
The etchant supply means 10 is not particularly limited as long as it can supply the etchant, but for example, a nozzle can be used.
The moving means 11 of the etchant supply means 10 is not particularly limited as long as it can move the etchant supply means to any place on the substrate.
Moreover, in addition to the etching liquid supply means 10, it is preferable to provide a rinse liquid supply means 12 for supplying a rinse liquid. The rinse
In this case, it is also possible to provide a plurality of nozzles so that each nozzle can be switched between the etching solution and the rinse solution.
The types of etchant and rinsing liquid may be appropriately selected according to the type (type of film) of the object to be etched.
制御部４は、エッチング装置１００の制御を行うものである。エッチング装置１００の制御部４による制御フロー（処理ステップ）を、図３を参照しながら説明する。
図３に示すように、制御部４は、まず、膜厚測定部２を制御してエッチング処理前の膜厚を測定する（Ｓ０１）。次いで、膜厚及び基板面内の位置情報に基づいて、少なくとも基板半径方向の膜厚分布を取得する（Ｓ０２）。
The control unit 4 controls the
As shown in FIG. 3, the control unit 4 first controls the film
続いて、制御部は、エッチング処理前の前記膜厚分布に基づいて、エッチング処理条件として、少なくとも前記エッチング部によるエッチング液の供給場所を設定する（Ｓ０３）。制御部４に格納されたデータの中から、取得した膜厚分布に対応した条件を抽出するように制御してもよい。
ここでエッチング処理条件としては、エッチング液の供給場所以外の条件、例えば、リンス液供給の有無、エッチング液やリンス液の流量、エッチング液やリンス液の種類、リンス液の供給場所、基板回転速度、エッチング液供給手段の移動速度等を含むことができる。
Subsequently, based on the film thickness distribution before the etching process, the control part sets at least the location where the etching solution is supplied by the etching part as an etching process condition (S03). Control may be performed to extract conditions corresponding to the acquired film thickness distribution from the data stored in the control unit 4 .
Here, etching processing conditions include conditions other than the supply location of the etchant, such as the presence or absence of supply of the rinse solution, the flow rate of the etching solution and the rinse solution, the type of the etching solution and the rinse solution, the supply location of the rinse solution, and the substrate rotation speed. , the moving speed of the etchant supply means, and the like.
Ｓ０３においてエッチング処理条件が選択された後、制御部は、基板支持部を回転させながら、設定した供給場所に少なくともエッチング液を供給するようにエッチング部を制御してエッチング処理を実行する。 After the etching processing conditions are selected in S03, the control unit performs the etching processing by controlling the etching unit so as to supply at least the etchant to the set supply location while rotating the substrate supporting unit.
エッチング処理が終了したら、制御部は、膜厚測定部２を制御してエッチング処理後の膜厚を測定する（Ｓ０５）。次いで、測定した膜厚及び基板面内の位置情報に基づいて、少なくとも基板半径方向の膜厚分布を取得する（Ｓ０６）。
After the etching process is finished, the controller controls the film
次に、制御部は、上記Ｓ０１～Ｓ０６のステップで取得した、エッチング処理前の膜厚分布、該膜厚分布に対して選択されたエッチング処理条件、及び、該エッチング処理条件を用いて行ったエッチング処理後の膜厚分布の各データを関連付けて蓄積、記憶し、前記蓄積、記憶したデータを基に機械学習し、エッチング処理条件の補正を自動的に行う（Ｓ０７）。 Next, the control unit uses the film thickness distribution before the etching process, the etching process conditions selected for the film thickness distribution, and the etching process conditions obtained in the above steps S01 to S06. Each data of the film thickness distribution after the etching process is associated and accumulated and stored, machine learning is performed based on the accumulated and stored data, and the etching process conditions are automatically corrected (S07).
ここで、Ｓ０７においては、制御部が、エッチング処理の条件補正の作業の学習を行うこととしている。エッチング処理では、例えば、基板上に供給したエッチング液がどのように流れるのかといった直接測定できないパラメータや、エッチングの被対象物である基板上の膜の膜厚分布変化などの条件の変化等が存在し、エッチング処理を行った結果である被対象物の状態に対してどのような条件の調整をすることが正しいのかを明示的に示すことが困難である。このようなことを考慮して、報酬を与えることで目標到達のための行動を自動的に学習する、強化学習のアルゴリズムを採用することが好ましい。 Here, in S07, the control unit learns the operation of correcting the conditions of the etching process. In the etching process, for example, there are parameters that cannot be directly measured, such as how the etchant supplied onto the substrate flows, and changes in conditions such as changes in the film thickness distribution of the film on the substrate, which is the subject of etching. However, it is difficult to explicitly indicate what kind of conditions should be properly adjusted for the state of the object, which is the result of the etching process. In consideration of such things, it is preferable to adopt a reinforcement learning algorithm that automatically learns actions for reaching a goal by giving a reward.
このように制御部４が制御を行い、エッチング処理条件の補正を自動的に行うように制御をすることで、エッチング処理条件の精度を上げていくことが可能となり、作業者の熟練度に依存することなく、エッチング後の膜厚分布の精度向上を図ることができるものとなる。 In this way, the control unit 4 performs control and automatically corrects the etching process conditions, thereby making it possible to increase the accuracy of the etching process conditions, which depends on the skill of the operator. Therefore, it is possible to improve the accuracy of the film thickness distribution after etching.
また、制御部は、Ｓ０６で取得したエッチング処理後の膜厚分布に基づいて、追加のエッチング処理を行うか否かを判定（Ｓ０８）し、前記追加のエッチング処理が必要と判断した場合には、同じ基板に対して、Ｓ０３に戻り、再度前記エッチング部にエッチング処理を行うように制御を行ってもよい。このようにすることで、さらに膜厚均一性の精度を高くすることができるものとなる。
特に、エッチング処理前の膜厚分布の基板間の変動が、比較的が小さい場合には、実際の処理を行いつつ膜厚分布の精度を高めていくことができるものとなる。エッチング処理前の膜厚分布が、基板間で徐々に変化していくような場合には、膜厚分布を一定の範囲内とできるものとなる。
最終的に処理が終了すると、次の基板の処理に移行する。
Further, the control unit determines whether or not to perform an additional etching process based on the film thickness distribution after the etching process acquired in S06 (S08). Alternatively, control may be performed so that the same substrate is returned to S03 and the etching section is again subjected to the etching process. By doing so, the accuracy of film thickness uniformity can be further improved.
In particular, when the variation of the film thickness distribution between substrates before etching is relatively small, the accuracy of the film thickness distribution can be improved while the actual processing is being performed. If the film thickness distribution before etching varies gradually between substrates, the film thickness distribution can be kept within a certain range.
When the processing is finally finished, the next substrate is processed.
上述の例では、膜厚測定部とエッチング部が、同じ処理室内に設けられているエッチング装置で説明したが、膜厚測定部とエッチング部が、異なる処理室（例えば、膜厚測定室、エッチング室）に分かれていてもよい。同じ処理室に設ける場合には、エッチング装置のフットプリントを小さくすることができる。一方、異なる処理室に設ける場合は、一つの基板のエッチング処理と、別の基板の膜厚測定とを同時に行うことができるため、スループットを向上することができるものとなる。 In the above example, the etching apparatus in which the film thickness measurement section and the etching section are provided in the same processing chamber has been described. room). When provided in the same processing chamber, the footprint of the etching apparatus can be reduced. On the other hand, when they are provided in different processing chambers, the etching processing of one substrate and the film thickness measurement of another substrate can be performed simultaneously, so that the throughput can be improved.
膜厚測定部とエッチング部とが、異なる処理室に配置されている例を、図４、図５に示す。図１、図２と重複する事項については、適宜省略する。
図４は、膜厚測定部２が設けられた膜厚測定室２００である。この場合、膜厚測定部２が基板上の任意の場所の膜厚を測定できれば良いため、必ずしも載置台１３が回転機構を有する必要はないが、膜厚測定手段８を固定し載置台１３を可動なものとすることも可能である。なお、載置台１３は基板を固定できることが好ましく、例えば吸着機構を有していてもよい。
FIGS. 4 and 5 show examples in which the film thickness measurement section and the etching section are arranged in different processing chambers. Matters overlapping those in FIGS. 1 and 2 are omitted as appropriate.
FIG. 4 shows a film
図５は、エッチング部３が設けられたエッチング室３００である。膜厚測定部２が設けられていない点を除けば、図１、図２と同様である。
FIG. 5 shows an
ここで、典型的なエッチング処理前の膜厚分布に対応したエッチング部の制御例について、図６－８を参照しながら説明する。なお、図６－８では、エッチング装置１００の膜厚測定部２や制御部４などは適宜省略している。
Here, an example of control of an etched portion corresponding to a typical film thickness distribution before etching processing will be described with reference to FIGS. 6-8. 6-8, the film
エッチングの対象となる膜の代表的な膜厚分布として、（ｉ）基板外周部が厚い、（ｉｉ）基板中央部が厚い、（ｉｉｉ）平坦、の場合を例に説明する。なお、（ｉｉｉ）の「平坦」とは、製品の規格に応じた基準内か否かにより分類されるものであり、膜厚分布が所望の範囲内にあり、局所的な膜厚分布調整の必要がない場合を意味する。
なお、基板の「外周部」とは、基板の半径Ｒに対し半径方向にＲ／２より外側の領域を指し、「中央部」とは、基板の半径Ｒに対し半径方向にＲ／２より内側の領域を指す。
As a representative film thickness distribution of a film to be etched, (i) the outer peripheral portion of the substrate is thick, (ii) the central portion of the substrate is thick, and (iii) the substrate is flat. Note that (iii) “flatness” is classified according to whether or not it is within the standard according to the product standard, the film thickness distribution is within the desired range, and the local film thickness distribution adjustment is possible. Means if there is no need.
The “peripheral portion” of the substrate refers to a region radially outside R/2 with respect to the radius R of the substrate, and the “central portion” refers to a region radially outside R/2 with respect to the radius R of the substrate. Refers to the inner area.
（ｉ）基板外周部が厚い場合には、エッチング処理で、基板外周部をより多くエッチングする必要がある。この場合、制御部は図６に示すように、エッチング液供給手段１０を基板外周部近傍に位置するように制御する。そして、基板を回転させながらエッチング液供給手段１０からエッチング液を供給するように制御することで、基板外周部のエッチング量を多くすることができるものとなる。このとき、供給されたエッチング液は、基板Ｗの回転に伴う遠心力により、多くは基板Ｗのエッジ方向に流れていくが、一部は基板中央部にも流れる場合がある。そこで基板中央部のエッチングを抑制するために、リンス液供給手段１２を基板中央部近傍に配置するように制御してリンス液を供給することも有効である。 (i) When the outer peripheral portion of the substrate is thick, it is necessary to etch more of the outer peripheral portion of the substrate in the etching process. In this case, as shown in FIG. 6, the controller controls the etchant supply means 10 to be positioned near the outer periphery of the substrate. By controlling the etchant to be supplied from the etchant supply means 10 while rotating the substrate, the amount of etching of the peripheral portion of the substrate can be increased. At this time, most of the supplied etchant flows toward the edge of the substrate W due to the centrifugal force associated with the rotation of the substrate W, but part of the etchant may also flow to the central portion of the substrate. Therefore, in order to suppress the etching of the central portion of the substrate, it is effective to supply the rinsing liquid by controlling the rinsing liquid supply means 12 to be arranged near the central portion of the substrate.
（ｉｉ）基板中央部が厚い場合には、エッチング処理で、基板中央部をより多くエッチングする必要がある。この場合、制御部は図７に示すように、エッチング液供給手段１０を基板中央部近傍に位置するように制御する。そして、基板を回転させながらエッチング液供給手段１０からエッチング液を供給するように制御することで、基板中央部のエッチング量を多くすることができるものとなる。このとき、供給されたエッチング液は、基板Ｗの回転に伴う遠心力により、基板Ｗのエッジ方向に流れていくため、基板外周部のエッチングを避けることができない。このため、基板周辺部のエッチングを抑制するために、リンス液供給手段１２を基板周辺部近傍に配置するように制御してリンス液を供給する。 (ii) if the central portion of the substrate is thick, the etching process will need to etch more of the central portion of the substrate; In this case, as shown in FIG. 7, the controller controls the etchant supply means 10 to be positioned near the central portion of the substrate. By controlling the etchant to be supplied from the etchant supply means 10 while rotating the substrate, the amount of etching at the central portion of the substrate can be increased. At this time, the supplied etchant flows in the direction of the edge of the substrate W due to the centrifugal force accompanying the rotation of the substrate W, so etching of the outer peripheral portion of the substrate cannot be avoided. Therefore, in order to suppress the etching of the peripheral portion of the substrate, the rinse liquid is supplied by controlling the rinsing liquid supply means 12 to be arranged in the vicinity of the peripheral portion of the substrate.
（ｉｉｉ）平坦の場合には、エッチング処理で、基板面内の全面に渡って偏りなくエッチングする必要がある。この場合、制御部は図８に示すように、エッチング液供給手段１０からエッチング液を基板中心のみに供給するように設定するように制御する。そして、基板を回転させながらエッチング液を供給するように制御することで、供給されたエッチング液は、基板Ｗの回転に伴う遠心力により、基板Ｗのエッジ方向に流れていくため、基板面内の全面に渡って偏りなくエッチングすることができるものとなる。 (iii) In the case of flatness, it is necessary to etch evenly over the entire surface of the substrate in the etching process. In this case, as shown in FIG. 8, the controller performs control so that the etchant is supplied from the etchant supply means 10 only to the center of the substrate. By controlling the supply of the etchant while rotating the substrate, the supplied etchant flows in the direction of the edge of the substrate W due to the centrifugal force accompanying the rotation of the substrate W. can be etched evenly over the entire surface.
次に、本発明に係るエッチング方法について、図９を参照しながら説明する。本発明に係るエッチング方法は、図１、図２や図４、図５に記載されるような装置を用いて実施できる。
まず、第１の膜厚分布取得工程（Ｓ０１）として、エッチング処理前の膜厚を測定し、膜厚及び基板面内の位置情報に基づいて、少なくとも基板半径方向の膜厚分布を取得する。
Next, an etching method according to the present invention will be described with reference to FIG. The etching method according to the present invention can be carried out using an apparatus as shown in FIGS.
First, as a first film thickness distribution acquiring step (S01), the film thickness before etching is measured, and the film thickness distribution at least in the radial direction of the substrate is acquired based on the film thickness and positional information within the substrate surface.
続いて、エッチング処理条件設定工程（Ｓ０２）を行う。エッチング処理前の前記膜厚分布に基づいて、エッチング処理条件として、少なくとも前記エッチング部によるエッチング液の供給場所を設定する。過去に作成されたデータの中から、取得した膜厚分布に対応した条件を抽出してもよい。
ここでエッチング処理条件としては、エッチング液の供給場所以外の条件、例えば、リンス液供給の有無、エッチング液やリンス液の流量、エッチング液やリンス液の種類、リンス液の供給場所、基板回転速度、エッチング液供給手段の移動速度等を含むことができる。
Subsequently, an etching process condition setting step (S02) is performed. Based on the film thickness distribution before the etching process, at least a location where the etching solution is supplied by the etching section is set as an etching process condition. Conditions corresponding to the obtained film thickness distribution may be extracted from the data created in the past.
Here, etching processing conditions include conditions other than the supply location of the etchant, such as the presence or absence of supply of the rinse solution, the flow rate of the etching solution and the rinse solution, the type of the etching solution and the rinse solution, the supply location of the rinse solution, and the substrate rotation speed. , the moving speed of the etchant supply means, and the like.
エッチング処理条件を選択した後、エッチング処理工程（Ｓ０３）としてエッチング処理を行う。基板支持部を回転させながら、設定した供給場所に少なくともエッチング液を供給するように、エッチング処理を実行する。 After selecting the etching process conditions, an etching process is performed as an etching process (S03). The etching process is performed so as to supply at least the etchant to the set supply locations while rotating the substrate support.
エッチング処理が終わったら、第２の膜厚分布取得工程（Ｓ０４）として、エッチング処理後の膜厚を測定し、膜厚及び基板面内の位置情報に基づいて、少なくとも基板半径方向の膜厚分布を取得する。 After the etching process is finished, as a second film thickness distribution acquiring step (S04), the film thickness after the etching process is measured, and based on the film thickness and the position information in the substrate plane, the film thickness distribution at least in the substrate radial direction is obtained. to get
次に、エッチング処理条件補正工程（Ｓ０５）を行う。上記Ｓ０１～Ｓ０４の各工程で取得しておいた、エッチング処理前の膜厚分布、該膜厚分布に対して選択されたエッチング処理条件、及び、該エッチング処理条件を用いて行ったエッチング処理後の膜厚分布の各データを関連付けて蓄積、記憶し、前記蓄積、記憶したデータを基に機械学習し、エッチング処理条件の補正を自動的に行う。 Next, an etching process condition correction step (S05) is performed. The film thickness distribution before the etching process, the etching process conditions selected for the film thickness distribution, and the etching process performed using the etching process conditions obtained in each of the steps S01 to S04 above. Each data of the film thickness distribution is accumulated and stored in association with each other, machine learning is performed based on the accumulated and stored data, and the etching processing conditions are automatically corrected.
ここで、エッチング処理条件補正工程（Ｓ０５）の機械学習のアルゴリズムは、上述のように強化学習のアルゴリズムを採用することが好ましい。 Here, as the machine learning algorithm in the etching process condition correction step (S05), it is preferable to adopt the reinforcement learning algorithm as described above.
このようにエッチング処理条件の補正を自動的に行うことで、エッチング処理条件の精度を上げていくことが可能となり、作業者の熟練度に依存することなく、エッチング後の膜厚分布の精度向上を図ることができる。 By automatically correcting the etching process conditions in this way, it becomes possible to increase the accuracy of the etching process conditions. can be achieved.
前記エッチング処理工程（Ｓ０３）では、エッチング処理前の膜厚分布において、基板面内における外周部が厚い場合には前記エッチング液を基板外周部に供給し、基板面内における中央部が厚い場合にはエッチング液を基板中央部に供給するとともに基板外周部にはエッチング反応を抑制するリンス液を供給し、基板面内の膜厚分布が平坦の場合には基板中心のみにエッチング液を供給することが有効である。詳細は、上述の典型的なエッチング処理前の膜厚分布に対応したエッチング部の制御例で述べた通りであるので、省略する。 In the etching treatment step (S03), in the film thickness distribution before the etching treatment, if the outer peripheral portion in the substrate surface is thick, the etching solution is supplied to the outer peripheral portion of the substrate, and if the central portion in the substrate surface is thick, is to supply the etchant to the central part of the substrate and the rinsing solution to suppress the etching reaction to the peripheral part of the substrate, and supply the etchant only to the center of the substrate when the film thickness distribution in the substrate surface is flat. is valid. The details are as described in the example of control of the etching portion corresponding to the film thickness distribution before the typical etching process, so the description is omitted.
また、前記第２の膜厚分布取得工程（Ｓ０４）で取得したエッチング処理後の膜厚分布に基づいて、追加のエッチング処理を行うか否かを判定（Ｓ０６）し、前記追加のエッチング処理が必要と判断した場合には、同じ基板を、エッチング処理条件設定工程（Ｓ０２）に戻り、再度エッチング処理を行ってもよい。このようにすることで、さらに膜厚均一性の精度を高くすることができる。
特に、エッチング処理前の膜厚分布の基板間の変動が、比較的が小さい場合には、実際の処理を行いつつ膜厚分布の精度を高めていくことができる。エッチング処理前の膜厚分布が、基板間で徐々に変化していくような場合には、膜厚分布を一定の範囲内とできる。
最終的に処理が終了すると、次の基板の処理に移行する。
Further, it is determined whether or not to perform an additional etching process (S06) based on the film thickness distribution after the etching process acquired in the second film thickness distribution acquiring step (S04), and the additional etching process is performed. If it is determined to be necessary, the same substrate may be subjected to the etching process again by returning to the etching process condition setting step (S02). By doing so, the accuracy of film thickness uniformity can be further improved.
In particular, when the variation in film thickness distribution between substrates before etching processing is relatively small, the accuracy of the film thickness distribution can be improved while the actual processing is being performed. If the film thickness distribution before etching gradually changes between substrates, the film thickness distribution can be kept within a certain range.
When the processing is finally finished, the next substrate is processed.
ここで、図１０－１２に、エッチング条件の違いによるエッチング量の変化を確認した実験結果示す。
実験は、基板として直径２００ｍｍのシリコンウェーハを用い、オゾン（Ｏ３）水（濃度２０ｐｐｍ）に浸漬することにより、シリコンウェーハ表面を酸化させ、ＳｉＯ２膜を形成した。エッチング液として希フッ酸（濃度０．５ｗｔ％）を使用して、図６－８に示すように基板のエッチングを行った。リンス液を使用する場合は純水を用いた。
エッチング量を明確にするために、酸化処理４０秒→エッチング処理１５秒を４回繰り返した。その後、シリコンウェーハの厚さを測定して、エッチング量を算出した。
Here, FIG. 10-12 shows experimental results of confirming changes in etching amounts due to differences in etching conditions.
In the experiment, a silicon wafer having a diameter of 200 mm was used as a substrate and immersed in ozone (O 3 ) water (concentration: 20 ppm) to oxidize the silicon wafer surface and form a SiO 2 film. Dilute hydrofluoric acid (concentration 0.5 wt %) was used as an etchant to etch the substrate as shown in FIGS. 6-8. Pure water was used when a rinse was used.
In order to clarify the amount of etching, the process of oxidation treatment for 40 seconds→etching treatment for 15 seconds was repeated four times. After that, the thickness of the silicon wafer was measured to calculate the etching amount.
図１０は、図６に示すようにして基板のエッチングを行った場合の、エッチング量を示す。エッチング液を基板外周部（エッジから内側へ２０ｍｍの場所）に供給し、リンス液を基板中央部に供給しているため、基板中央部はほとんどエッチングされず、外周部を多くエッチングできることがわかる。 FIG. 10 shows the etching amount when the substrate is etched as shown in FIG. Since the etchant is supplied to the periphery of the substrate (20 mm inward from the edge) and the rinsing solution is supplied to the center of the substrate, the center of the substrate is hardly etched, and the periphery can be largely etched.
図１１は、図７に示すようにして基板のエッチングを行った場合の、エッチング量を示す。エッチング液を基板中央部に供給し、リンス液を基板外周部に供給しているため、基板中央部を多くエッチングできることがわかる。 FIG. 11 shows the etching amount when the substrate is etched as shown in FIG. Since the etchant is supplied to the central portion of the substrate and the rinse liquid is supplied to the peripheral portion of the substrate, it can be seen that the central portion of the substrate can be largely etched.
図１２は、図８に示すようにして基板のエッチングを行った場合の、エッチング量を示す。基板中央部のみにエッチング液を供給しているため、基板面内に渡って均一にエッチングできることがわかる。 FIG. 12 shows the etching amount when the substrate is etched as shown in FIG. Since the etchant is supplied only to the central portion of the substrate, it can be seen that etching can be performed uniformly over the substrate surface.
また、本発明に係るエッチング方法は、条件出しに応用することもできる。
例えば、エッチング処理条件の初期条件として、過去に実施した処理の適当な条件を採用し、図９に示す一連のステップを実施し、エッチング処理条件の補正を行い、この補正値を、実際の処理の条件とすることができる。従来の作業者の経験に基づいた調整では、試行錯誤的に条件出しを行うため、条件出しにかかる実験の回数が多くなるが、本発明に係るエッチング方法を応用すると、短時間に条件出しを行うことができる。
Moreover, the etching method according to the present invention can also be applied to setting conditions.
For example, as the initial conditions of the etching process conditions, suitable conditions of the processes performed in the past are adopted, the series of steps shown in FIG. can be a condition of In the conventional adjustment based on the operator's experience, since the conditions are determined by trial and error, the number of experiments required to determine the conditions increases. It can be carried out.
以下、実施例を挙げて本発明について詳細に説明するが、これは本発明を限定するものではない。 EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to examples, but these are not intended to limit the present invention.
（実施例１）
平均膜厚８０ｎｍの酸化膜が形成された直径２００ｍｍのＳｉ（１００）基板を準備した。この基板上の酸化膜は、基板中心部で薄く、外周部に向かって厚くなるような膜厚分布を有するものであり、表１に示すようなばらつきを有するものである。
エッチング装置として、図１、図２に示す装置を使用し、図３に示すように制御を行って酸化膜のエッチングを行った。エッチング装置の制御部には、過去に行った処理について、基板のエッチング処理前後の酸化膜の膜厚分布、エッチング条件が、予め蓄積、記憶してあり、機械学習することでエッチング処理条件の補正を自動的に行った。
エッチング装置の制御部は、実際に処理を行う基板の膜厚分布と機械学習により習得したデータに基づいて、エッチング液供給場所と平均膜厚、標準偏差、変動係数（標準偏差／平均膜厚）の予測値を瞬時に計算した。その結果、表２に示されるような予測値が得られ、これに基づいて、エッチング液供給場所を基板外周端から５０ｍｍ（Ｘ＝５０ｍｍ）と決定し、エッチング処理を行った。なお、リンス液は基板中心に向けて供給した。
その結果、１回の処理で予測値と同等の膜厚分布（変動係数１．２３％）とすることができた。
(Example 1)
A Si (100) substrate having a diameter of 200 mm and an oxide film having an average thickness of 80 nm was prepared. The oxide film on this substrate has a film thickness distribution such that it is thin at the center of the substrate and thickens toward the outer periphery, and has variations as shown in Table 1.
As an etching apparatus, the apparatus shown in FIGS. 1 and 2 was used, and the oxide film was etched under the control shown in FIG. In the control unit of the etching apparatus, the film thickness distribution of the oxide film before and after the etching process of the substrate and the etching conditions are accumulated and stored in advance for the processes performed in the past, and the etching process conditions are corrected by machine learning. was done automatically.
Based on the film thickness distribution of the substrate to be actually processed and the data learned by machine learning, the controller of the etching system determines the etchant supply location, average film thickness, standard deviation, and coefficient of variation (standard deviation/average film thickness). calculated instantaneously. As a result, the predicted values shown in Table 2 were obtained. Based on this, the etchant supply location was determined to be 50 mm (X=50 mm) from the outer peripheral edge of the substrate, and etching was performed. The rinse liquid was supplied toward the center of the substrate.
As a result, a film thickness distribution equivalent to the predicted value (variation coefficient 1.23%) could be obtained by one treatment.
（比較例１）
実施例１と同様の膜厚分布を有する酸化膜が形成された基板を使用し、エッチング処理条件の自動的な補正を行わず、同等の経験を有する複数人（５人）の作業者が、それぞれ独立して実験を行うことにより、処理条件（エッチング液供給場所）を決定した。実施例１で得られた結果と同等の膜厚分布が得られるまで、実験を繰り返すこととした。
この結果、５人中１人は、実験回数が７回を超えても実施例１と同等の膜厚分布（変動係数１．２３％）を得ることができなかったため、実験を打ち切った。５人中４人が実施例１と同等の膜厚分布（変動係数１．２３％）を得るまでに要した実験回数は、平均４．５回であった。
(Comparative example 1)
Using a substrate on which an oxide film having the same film thickness distribution as in Example 1 was formed, without automatically correcting the etching conditions, a plurality of (five) workers with equivalent experience, The processing conditions (etching solution supply locations) were determined by conducting experiments independently. The experiment was repeated until a film thickness distribution equivalent to the result obtained in Example 1 was obtained.
As a result, one of the five subjects could not obtain the same film thickness distribution (variation coefficient of 1.23%) as in Example 1 even after the number of experiments exceeded 7, so the experiment was terminated. The average number of experiments required for 4 out of 5 people to obtain the same film thickness distribution (variation coefficient 1.23%) as in Example 1 was 4.5 times.
実施例１から明らかなように、本発明に係るエッチング装置を用いて処理を行った場合、１回目の処理で均一な膜厚分布を得ることができた。一方、比較例１に示されるように、作業者の経験に基づいた実験による処理では、作業者間のばらつきが大きく、また、均一な膜厚分布を得るために要する実験回数も多くかかった。 As is clear from Example 1, when the etching apparatus according to the present invention was used for processing, a uniform film thickness distribution could be obtained in the first processing. On the other hand, as shown in Comparative Example 1, in the experimental processing based on the experience of operators, there was a large variation among operators, and a large number of experiments were required to obtain a uniform film thickness distribution.
（実施例２）
まず、バッチ式酸化炉を用いて直径２００ｍｍのＳｉ（１００）の酸化処理を行い、表面に５０ｎｍの酸化膜を形成した基板を２００枚準備した。
エッチング装置として、図１、図２に示す装置を使用し、図３に示すように制御を行って酸化膜のエッチングを行った。エッチング装置の制御部には、過去に行った処理について、基板のエッチング処理前後の酸化膜の膜厚分布、エッチング条件が、予め蓄積、記憶してあり、機械学習することでエッチング処理条件の補正を自動的に行った。エッチング液として希フッ酸（濃度０．５ｗｔ％）、リンス液として純水を用い、２００枚の基板を連続してエッチング処理した。
エッチング後の基板について、酸化膜の膜厚分布の均一性を算出して評価を行った。
なお、膜厚分布の均一性は、
｛（最大値）－（最小値）｝／｛（最大値）＋（最小値）｝×１００（％）
として計算した。
(Example 2)
First, Si(100) with a diameter of 200 mm was oxidized using a batch-type oxidation furnace, and 200 substrates with an oxide film of 50 nm thick formed on the surface were prepared.
As an etching apparatus, the apparatus shown in FIGS. 1 and 2 was used, and the oxide film was etched under the control shown in FIG. In the control unit of the etching apparatus, the film thickness distribution of the oxide film before and after the etching process of the substrate and the etching conditions are accumulated and stored in advance for the processes performed in the past, and the etching process conditions are corrected by machine learning. was done automatically. Dilute hydrofluoric acid (concentration: 0.5 wt %) was used as an etchant, and pure water was used as a rinsing liquid, and 200 substrates were continuously etched.
The substrate after etching was evaluated by calculating the uniformity of the film thickness distribution of the oxide film.
The uniformity of film thickness distribution is
{(maximum value)−(minimum value)}/{(maximum value)+(minimum value)}×100 (%)
calculated as
（比較例２）
エッチング処理条件の自動的な補正を行わないこと以外は、実施例２と同様にしてエッチング処理を行った。
(Comparative example 2)
Etching was performed in the same manner as in Example 2, except that the etching conditions were not automatically corrected.
表３に、実施例２と比較例２の結果を示す。 Table 3 shows the results of Example 2 and Comparative Example 2.
実施例２においては、基板のそれぞれのエッチング処理前後の酸化膜の膜厚分布、エッチング条件を、蓄積、記憶し、機械学習することでエッチング処理条件の補正を自動的に行ったため、処理を重ねても目標の膜厚分布均一性（５％）から外れることはなかった。
一方、エッチング処理条件の補正を行わなかった比較例２においては、徐々に膜厚分布の均一性が悪化した。基板間の膜厚分布の変動のため、補正を行わずにエッチング処理条件で処理を行った比較例では、均一性が悪化したものと思われる。
このように、本発明のエッチング方法によれば、基板間の膜厚分布の変動による影響を排除することができた。
In Example 2, the film thickness distribution of the oxide film before and after each etching process of the substrate and the etching conditions were accumulated and stored, and the etching process conditions were automatically corrected by machine learning. However, it did not deviate from the target film thickness distribution uniformity (5%).
On the other hand, in Comparative Example 2 in which the etching conditions were not corrected, the uniformity of the film thickness distribution gradually deteriorated. It is believed that the uniformity deteriorated in the comparative example in which the etching process was performed under the etching process conditions without correction due to variations in film thickness distribution between substrates.
As described above, according to the etching method of the present invention, it was possible to eliminate the influence of variations in film thickness distribution between substrates.
以上のとおり、本発明の実施例によれば、作業者の熟練度等に依存せずに簡便にエッチング条件の補正を行い、膜厚均一化処理の精度を高めることができた。また、膜厚分布の基板間の変動等があっても、安定したエッチング処理を行えることがわかった。 As described above, according to the embodiment of the present invention, the etching conditions can be easily corrected without depending on the skill level of the operator, and the accuracy of the film thickness uniforming process can be improved. It was also found that stable etching can be performed even if there are variations in film thickness distribution between substrates.
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiments. The above-described embodiment is an example, and any device having substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and exhibiting the same effect is the present invention. included in the technical scope of
１…基板支持部、 ２…膜厚測定部、 ３…エッチング部、４…制御部、
５…回転手段、 ６…回転テーブル、 ７…基板保持ピン、 ８…膜厚測定手段、
９…膜厚測定部の移動手段、 １０…エッチング液供給手段、
１１…エッチング部の移動手段、 １２…リンス液供給手段、
１００…エッチング装置、 ２００…膜厚測定室、 ３００…エッチング室、
Ｗ…基板。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Substrate support part, 2... Film thickness measurement part, 3... Etching part, 4... Control part,
5... Rotating means, 6... Rotary table, 7... Substrate holding pins, 8... Film thickness measuring means,
9...Means for moving the film thickness measuring section, 10...Means for supplying etchant,
11... Etching unit moving means, 12... Rinse liquid supply means,
DESCRIPTION OF
W... substrate.
Claims (6)
回転可能な基板支持部と、
前記膜の膜厚を測定する膜厚測定手段、及び、前記膜厚測定手段を前記基板上の任意の場所に移動可能な移動手段を有する膜厚測定部と、
少なくとも前記膜をエッチングするエッチング液を供給するエッチング液供給手段、及び、前記エッチング液供給手段を前記基板上の任意の場所に移動可能な移動手段を有するエッチング部と、
制御部とを有し、
前記制御部は、前記膜厚測定部を制御してエッチング処理前後の膜厚を測定し、膜厚及び基板面内の位置情報に基づいて、少なくとも基板半径方向の膜厚分布を取得し、
エッチング処理前の前記膜厚分布に基づいて、エッチング処理条件として少なくとも前記エッチング部によるエッチング液の供給場所及びエッチング液供給手段の移動速度を設定し、
前記基板支持部を回転させながら、前記設定した場所に少なくともエッチング液を供給するように前記エッチング部を制御してエッチング処理を実行させ、
エッチング処理前の膜厚分布、該膜厚分布に対して選択されたエッチング処理条件、及び、該エッチング処理条件を用いて行ったエッチング処理後の膜厚分布の各データを関連付けて蓄積、記憶し、前記蓄積、記憶したデータを基に機械学習することで、エッチング処理条件の補正を自動的に行うものであり、
前記膜厚測定手段は分光光度計であることを特徴とするエッチング装置。 An etching apparatus for etching a film formed on a substrate,
a rotatable substrate support;
a film thickness measuring unit having film thickness measuring means for measuring the film thickness of the film, and moving means capable of moving the film thickness measuring means to an arbitrary location on the substrate;
an etching unit having an etchant supply means for supplying an etchant for etching at least the film, and a moving means capable of moving the etchant supply means to an arbitrary location on the substrate;
a control unit;
The control unit measures the film thickness before and after the etching process by controlling the film thickness measurement unit, acquires the film thickness distribution at least in the radial direction of the substrate based on the film thickness and positional information in the substrate plane,
Based on the film thickness distribution before the etching process, setting at least a location where the etching solution is supplied by the etching part and a moving speed of the etching solution supply means as etching process conditions,
performing an etching process by controlling the etching part to supply at least the etchant to the set place while rotating the substrate supporting part;
Film thickness distribution before etching, etching conditions selected for the film thickness distribution, and film thickness distribution after etching using the etching conditions are associated and accumulated and stored. , automatically corrects etching conditions by machine learning based on the accumulated and stored data ,
The etching apparatus , wherein the film thickness measuring means is a spectrophotometer .
エッチング処理前の膜厚を測定し、膜厚及び基板面内の位置情報に基づいて少なくとも基板半径方向の膜厚分布を取得する第１の膜厚分布取得工程と、
エッチング処理前の前記膜厚分布に基づいて、少なくともエッチング液の供給場所及びエッチング液供給手段の移動速度を含むエッチング処理条件を設定するエッチング処理条件設定工程と、
前記基板を回転させながら、前記設定した場所に少なくともエッチング液を供給してエッチング処理を行うエッチング処理工程と、
エッチング処理後の膜厚を測定し、膜厚及び基板面内の位置情報に基づいて少なくとも基板半径方向の膜厚分布を取得する第２の膜厚分布取得工程と、
エッチング処理前の膜厚分布、該膜厚分布に対して選択されたエッチング処理条件、及び、該エッチング処理条件を用いて行ったエッチング処理後の膜厚分布の各データを関連付けて蓄積、記憶し、前記蓄積、記憶したデータを基に機械学習することで、エッチング処理条件の補正を自動的に行うエッチング処理条件補正工程とを有し、
前記膜厚の測定は、分光光度計を用いて行うこと特徴とするエッチング方法。 An etching method for etching a film formed on a substrate, comprising:
a first film thickness distribution acquiring step of measuring the film thickness before etching, and acquiring the film thickness distribution at least in the radial direction of the substrate based on the film thickness and positional information in the substrate plane;
an etching process condition setting step of setting etching process conditions including at least an etchant supply location and a moving speed of an etchant supply means based on the film thickness distribution before the etching process;
an etching treatment step of supplying at least an etchant to the set location to perform an etching treatment while rotating the substrate;
a second film thickness distribution acquiring step of measuring the film thickness after the etching process and acquiring the film thickness distribution at least in the radial direction of the substrate based on the film thickness and the positional information in the substrate plane;
Film thickness distribution before etching, etching conditions selected for the film thickness distribution, and film thickness distribution after etching using the etching conditions are associated and accumulated and stored. and an etching process condition correction step of automatically correcting the etching process conditions by machine learning based on the accumulated and stored data ,
The etching method , wherein the film thickness is measured using a spectrophotometer .
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