JP7383554B2 - 基板処理方法及び基板処理装置 - Google Patents

基板処理方法及び基板処理装置 Download PDF

Info

Publication number
JP7383554B2
JP7383554B2 JP2020066978A JP2020066978A JP7383554B2 JP 7383554 B2 JP7383554 B2 JP 7383554B2 JP 2020066978 A JP2020066978 A JP 2020066978A JP 2020066978 A JP2020066978 A JP 2020066978A JP 7383554 B2 JP7383554 B2 JP 7383554B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
processing
value
post
substrate processing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2020066978A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2021163928A (ja
Inventor
穣二 高良
秀彦 佐藤
智之 工藤
宏朗 望月
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Electron Ltd filed Critical Tokyo Electron Ltd
Priority to JP2020066978A priority Critical patent/JP7383554B2/ja
Priority to TW110109911A priority patent/TW202205482A/zh
Priority to KR1020210041909A priority patent/KR20210123227A/ko
Priority to US17/220,435 priority patent/US11705374B2/en
Publication of JP2021163928A publication Critical patent/JP2021163928A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7383554B2 publication Critical patent/JP7383554B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063Apparatus for fluid treatment for etching
    • H01L21/67069Apparatus for fluid treatment for etching for drying etching
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/20Sequence of activities consisting of a plurality of measurements, corrections, marking or sorting steps
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3105After-treatment
    • H01L21/311Etching the insulating layers by chemical or physical means
    • H01L21/31105Etching inorganic layers
    • H01L21/31111Etching inorganic layers by chemical means
    • H01L21/31116Etching inorganic layers by chemical means by dry-etching
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3105After-treatment
    • H01L21/311Etching the insulating layers by chemical or physical means
    • H01L21/31144Etching the insulating layers by chemical or physical means using masks
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3205Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
    • H01L21/321After treatment
    • H01L21/3213Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer
    • H01L21/32133Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only
    • H01L21/32135Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only by vapour etching only
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3205Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
    • H01L21/321After treatment
    • H01L21/3213Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer
    • H01L21/32139Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer using masks
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/10Measuring as part of the manufacturing process
    • H01L22/12Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67253Process monitoring, e.g. flow or thickness monitoring

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Description

本開示は、基板処理方法及び基板処理装置に関する。
基板に所定の処理を施す基板処理装置が知られている。
特許文献1には、基板に所定の処理を施す基板処理装置を制御する制御装置であって、基板に前記所定の処理を施すときの制御値となる所定の目標値を記憶する記憶部と、前記基板処理装置により処理される基板の処理状態を測定器に測定させ、測定させた情報を受信する通信部と、前記通信部により受信された測定情報のうち、今回処理する基板の処理前および処理後の測定情報に基づいて今回処理された基板の処理状態に応じたフィードバック値を算出し、今回より前に算出されたフィードバック値のいずれかに対する今回算出されたフィードバック値の変化値を算出する演算部と、前記演算部により算出されたフィードバック値の変化値と所与の閾値とを比較することにより、前記今回算出されたフィードバック値を破棄するか否かを判定する判定部と、前記判定部により破棄しないと判定された場合、前記今回算出されたフィードバック値を用いて前記記憶部に記憶された目標値を更新する更新部とを備える基板処理装置の制御装置が開示されている。
特開2008-103424号公報
一の側面では、本開示は、複数のチャンバで並列して基板に処理を施す基板処理装置において、処理結果のばらつきを抑制する基板処理方法及び基板処理装置を提供する。
上記課題を解決するために、一の態様によれば、前工程と後工程により基板に処理を施し、少なくとも前記後工程は、複数のチャンバにて並行して基板に処理を施す基板処理方法であって、前記前工程で処理された基板を複数の前記チャンバにて並行して前記後工程の処理をする工程と、前記チャンバごとに前記後工程の処理後の基板の特性値を取得する工程と、前記特性値と目標値との差が小さくなるように前記後工程の処理条件を調整した際の特性値の推定値である実力値を算出する工程と、前記チャンバごとに前記実力値と前記目標値との差である補正残差量を取得する工程と、全チャンバの前記補正残差量の平均値を算出する工程と、前記補正残差量の平均値に基づき、前記前工程の処理条件を補正する工程と、前記補正残差量の平均値と前記チャンバごとの前記補正残差量とに基づき、前記チャンバごとの前記後工程の処理条件を補正する工程と、補正された処理条件に基づいて、基板に前記前工程および前記後工程の処理を施す工程と、を有する、基板処理方法が提供される。
一の側面によれば、複数のチャンバで並列して基板に処理を施す基板処理装置において、処理結果のばらつきを抑制する基板処理方法及び基板処理装置を提供することができる。
本実施形態に係る基板処理装置の構成図の一例。 本実施形態に係る基板処理装置の動作の一例を示すフローチャート。 第1例における基板の断面模式図の一例。 第1例における処理条件の補正を説明する概念図。 第2例における基板の断面模式図の一例。
以下、図面を参照して本開示を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
<基板処理装置S>
本実施形態に係る基板処理装置Sについて、図1を用いて説明する。図1は、本実施形態に係る基板処理装置Sの構成図の一例である。基板処理装置Sは、半導体ウェハ等の基板Wに前工程の処理及び後工程の処理を施す装置である。
基板処理装置Sは、基板Wに前工程の処理を施す前工程処理装置10と、前工程の処理が施された基板Wに後工程の処理を施す後工程処理装置20と、計測装置30と、全体制御装置40と、を備えている。
前工程処理装置10は、制御部11により制御され、基板Wに前工程の処理を施す。制御部11は、所定の処理条件に基づいて前工程処理装置10を制御し、基板Wに前工程の処理を施す。前工程処理装置10で前工程の処理が施された基板Wは、例えばFOUP(Front Opening Unified Pod)等のキャリアに収容され、後工程処理装置20に搬送される。
後工程処理装置20は、前工程の処理が施された基板Wに後工程の処理を施す。ここで、後工程処理装置20は、クラスタ構造(マルチチャンバタイプ)の処理装置である。
図1に示す例では、後工程処理装置20は、基板処理室(チャンバ)PM(Process Module)1~PM6、搬送室VTM(Vacuum Transfer Module)、ロードロック室LLM(Load Lock Module)1、LLM2、ローダーモジュールLM(Loader Module)及びロードポートLP(Load Port)1~LP3を有する。
後工程処理装置20は、制御部21により制御され、基板Wに後工程の処理を施す。制御部21は、各基板処理室PM1~PM6の処理条件に基づいて後工程処理装置20を制御し、基板Wに後工程の処理を施す。
基板処理室PM1~PM6は、搬送室VTMに隣接して配置される。基板処理室PM1~PM6を、総称して、基板処理室PMともいう。基板処理室PM1~PM6と搬送室VTMとは、ゲートバルブGVの開閉により連通する。基板処理室PM1~PM6は、所定の真空雰囲気に減圧され、その内部にて基板Wに所望の処理(例えば、エッチング処理、成膜処理、クリーニング処理、アッシング処理等)が施される。
搬送室VTMの内部には、基板Wを搬送する搬送装置VAが配置されている。搬送装置VAは、屈伸及び回転自在な2つのロボットアームAC、ADを有する。各ロボットアームAC、ADの先端部には、それぞれピックC、Dが取り付けられている。搬送装置VAは、ピックC、Dのそれぞれに基板Wを保持可能であり、ゲートバルブGVの開閉に応じて基板処理室PM1~PM6と搬送室VTMとの間で基板Wの搬入及び搬出を行う。また、搬送装置VAは、ゲートバルブGVの開閉に応じて搬送室VTMとロードロック室LLM1、LLM2との間で基板Wの搬入及び搬出を行う。
ロードロック室LLM1、LLM2は、搬送室VTMとローダーモジュールLMとの間に設けられている。ロードロック室LLM1、LLM2は、大気雰囲気と真空雰囲気とを切り替えて、基板Wを大気側のローダーモジュールLMから真空側の搬送室VTMへ搬送したり、真空側の搬送室VTMから大気側のローダーモジュールLMへ搬送したりする。
ローダーモジュールLMには、ロードポートLP1~LP3が設けられている。ロードポートLP1~LP3には、前工程処理装置10で前工程の処理が施された基板Wが収納されたFOUPまたは空のFOUPが載置される。ローダーモジュールLMは、ロードポートLP1~LP3内のFOUPから搬出された基板Wをロードロック室LLM1、LLM2のいずれかに搬入し、ロードロック室LLM1、LLM2のいずれかから搬出された基板WをFOUPに搬入する。
この様な構成により、前工程の処理が施された基板Wは、ローダーモジュールLM、ロードロック室LLM1、LLM2、搬送室VTMを介して、いずれかの基板処理室PM1~PM6に搬送され、後工程の処理が施される。後工程の処理が施された基板Wは、搬送室VTM、ロードロック室LLM1、LLM2、ローダーモジュールLMを介して、FOUPに収納される。
計測装置30は、後工程処理装置20で後工程の処理が施された基板Wについて、処理結果を計測する装置である。後工程の処理がエッチング処理の場合、計測装置30は、例えば、CD(Critical Dimension)値やエッチング深さを計測する。計測装置30の計測結果は、全体制御装置40に送信される。
全体制御装置40は、計測装置30の計測結果に基づいて、前工程処理装置10の処理条件及び後工程処理装置20の各基板処理室PM1~PM6の処理条件を決定する。決定された前工程処理装置10の処理条件は、前工程処理装置10の制御部11に送信される。また、決定された後工程処理装置20の各基板処理室PM1~PM6の処理条件は、後工程処理装置20の制御部21に送信される。
<基板処理装置Sの動作>
次に、基板処理装置Sの動作の一例について、図2および図3を用いて説明する。図2は、本実施形態に係る基板処理装置Sの動作の一例を示すフローチャートである。図3は、第1例における基板Wの断面模式図の一例である。基板W(図3(a)参照)は、基体200上にエッチング対象膜210、ハードマスク膜220およびマスクパターン230が形成されている。ここでは、基板処理装置Sは、基体200上にエッチング対象膜210、ハードマスク膜220およびマスクパターン230が形成された基板W(図3(a)参照)に対して、前工程としてマスクパターン230を通してエッチング処理を施しハードマスク膜220に開口221を形成する(図3(b)参照)場合を例に説明する。マスクパターン230は、例えば、有機膜により形成され、ホールまたはライン状の開口を有する。また、基板処理装置Sは、後工程として開口221を有するハードマスク膜220をマスクとして、エッチング対象膜210にエッチング処理を施して開口211を形成する(図3(c)参照)場合を例に説明する。また、制御対象の特性値は、エッチング対象膜210のCD(Critical Dimension)値である場合を例に説明する。
ステップS101において、全体制御装置40は、前工程処理装置10を用いて、基板Wに前工程の処理を施す。ここでは、前工程処理装置10の制御部11は、所定の処理条件で基板Wに前工程の処理を施す。ここで、図3(a)は、処理前の基板Wを示す。基板Wは、基体200上にエッチング対象膜210、ハードマスク膜220およびマスクパターン230が形成されている。図3(b)は、前工程の処理を施した後の基板Wを示す。前工程の処理により、基板Wのハードマスク膜220には、開口221が形成されている。
ステップS102において、全体制御装置40は、後工程処理装置20の複数の基板処理室PM1~PM6において、基板Wに後工程の処理を施す。即ち、ステップS101において前工程の処理が施された基板Wは、いずれかの基板処理室PM1~PM6に搬送され、後工程の処理が施される。後工程処理装置20の制御部21は、所定の処理条件で基板Wに後工程の処理を施す。ここで、図3(c)は、後工程の処理を施した後の基板Wを示す。開口221を有するハードマスク膜220をマスクとして、エッチング対象膜210にエッチング処理を施すことにより、基板Wのエッチング対象膜210には、開口211が形成されている。
ステップS103において、全体制御装置40は、各基板処理室PM1~PM6で処理された基板Wの特性値を取得する。即ち、ステップS102において後工程の処理が施された基板Wは、計測装置30で特性値(CD値)を計測する。ここで、特性値とは、基板Wに前工程および後工程の処理を施した際に、精度を要求するパラメータをいう。また、基板Wに前工程および後工程の処理を施した際に要求される特性値の値を目標値という。特性値(CD値)は、1枚の基板Wの計測値でもよいし、複数枚の基板Wの各計測値の平均値であってもよい。
ステップS104において、全体制御装置40は、各基板処理室PM1~PM6で処理された基板Wの実力値を算出する。ここで、実力値とは、基板処理室PMにおける後工程の処理条件を調整して、特性値を最も目標値に近づけた場合の推定値をいう。なお、全体制御装置40は、後工程の処理条件を変更した際における特性値の変化量を示すテーブル、シミュレーションモデル等を有していてもよい。全体制御装置40は、ステップS103で計測した所定の処理条件での基板処理室PMにおける特性値と、プロセスパラメータ(電力、圧力、ガス流量、温度、処理時間等)に対する特性値の変化量を示すテーブルに基づいて、実力値を算出してもよい。
ステップS105において、全体制御装置40は、各基板処理室PM1~PM6の補正残差量を取得する。全体制御装置40は、各基板処理室PM1~PM6の実力値と目標値との差である補正残差量を算出する。即ち、補正残差量は、後工程の処理条件を調整しても、調整しきれない特性値と目標値とのズレ(残差)をいう。ここで、実力値A、目標値Xとすると、補正残差量Bは「B=X-A」で表すことができる。即ち、実力値Aが目標値Xよりも小さい場合、Bは正の値になる。実力値Aが目標値Xよりも大きい場合、Bは負の値になる。
ステップS106において、全体制御装置40は、各基板処理室PM1~PM6の補正残差量の平均値を算出する。
ステップS107において、全体制御装置40は、補正残差量の平均値に基づいて、前工程処理装置10の処理条件を補正する。ここでは、補正残差量の平均値が正の値の場合、エッチング対象膜210の開口211の特性値(CD値)が補正残差量の平均値の分だけ大きくなるように、ハードマスク膜220の開口221の径又は幅や形状(テーパー形状や垂直形状)を決定する(たとえば、ハードマスク膜220の開口221を大きくする)。補正残差量の平均値が負の値の場合、エッチング対象膜210の開口211の特性値(CD値)が補正残差量の平均値の分だけ小さくなるように、ハードマスク膜220の開口221の径又は幅や形状を決定する(たとえば、ハードマスク膜220の開口221を小さくする)。決定したハードマスク膜220の開口221の径又は幅や形状に基づいて、前工程処理装置10の処理条件を補正(決定)する。
なお、全体制御装置40は、補正残差量の平均値と前工程処理装置10の処理条件とを対応付けしたテーブルを予め記憶していてもよい。全体制御装置40は、補正残差量の平均値およびテーブルに基づいて、前工程処理装置10の処理条件を補正(決定)する。
ステップS108において、全体制御装置40は、補正残差量の平均値と、ステップS103で取得した各基板処理室PM1~PM6の特性と、に基づいて、後工程処理装置20の各基板処理室PM1~PM6の処理条件を補正する。
ここでは、全体制御装置40は、前工程の変更に対応して、特性値が目標値に近づくように、各基板処理室PM1~PM6の処理条件を補正(決定)する。この際、プロセスパラメータに対する特性値の変化量を示すテーブルを参照して行われてよい。
また、全体制御装置40は、補正残差量の平均値と各基板処理室PM1~PM6の補正残差量に基づいて、過補正であるか否かを判定する。過補正(補正残差量の平均値>補正残差量)の場合、実力値が目標値に近づく(一致する)ように、処理条件を補正する。過補正でない(補正残差量の平均値<補正残差量)の場合、実力値が目標値にできるだけ近づくように、処理条件を補正する。
ステップS109において、全体制御装置40は、前工程処理装置10を用いて、補正後の処理条件で基板Wに前工程の処理を施す。ここでは、前工程処理装置10の制御部11は、ステップS107で補正された新たな処理条件で基板Wに前工程の処理を施す。
ステップS110において、全体制御装置40は、後工程処理装置20の複数の基板処理室PM1~PM6において、補正後の処理条件で基板Wに後工程の処理を施す。ここでは、前工程処理装置10の制御部11は、ステップS108で補正された新たな処理条件で基板Wに後工程の処理を施す。
図4は、第1例における処理条件の補正を説明する概念図である。図4(a)および図4(b)は、ステップS101からステップS105の処理後を示す。図4(a)に示すように、ある基板処理室PMでは、実力値が目標値Xよりも大きくなる。また、図4(b)に示すように、ある基板処理室PMでは、実力値が目標値Xよりも小さくなる。
そして、ステップS106およびステップS107において、前工程処理装置10の処理条件を補正する。即ち、図4(c)に示すように、前工程であるハードマスク膜220のエッチング工程における処理条件を変更して、ハードマスク膜220の開口221の径又は幅や形状を変化させる。
そして、ステップS108において、後工程処理装置20の処理条件を基板処理室PMごとに補正する。これにより、図4(d)および図4(e)は、補正後の処理条件での後工程の処理結果を示す。これにより、基板処理室PM間における特性値(CD値)のばらつきを抑制することができる。
なお、第1例では特性値としてエッチング対象膜210の開口211のCD値を例に説明したが、特性値はこれに限られるものではない。
図5は、第2例における基板Wの断面模式図の一例である。第2例では、エッチング対象膜210の成膜工程、ハードマスク膜220の成膜工程、マスクパターン230の形成工程、ハードマスク膜220のエッチング工程、エッチング対象膜210のエッチング工程を有する。図5(a)は、処理前の基板Wを示す。基板Wは、基体200を有する。図5(b)は、エッチング対象膜210の成膜工程後の基板Wを示す。基板Wは、基体200の上に膜厚Hのエッチング対象膜210が成膜される。図5(c)は、ハードマスク膜220の成膜工程後の基板Wを示す。基板Wは、エッチング対象膜210の上にハードマスク膜220が成膜される。図5(d)は、マスクパターン230の形成工程後の基板Wを示す。基板Wは、ハードマスク膜220の上にマスクパターン230が形成される。図5(e)は、ハードマスク膜220のエッチング工程後の基板Wを示す。基板Wのハードマスク膜220には、開口221が形成されている。図5(f)は、エッチング対象膜210のエッチング工程後の基板Wを示す。基板Wのエッチング対象膜210には、エッチング深さDの開口211が形成されている。ここで、開口211の底部と基体200との間には、薄膜部212を有する。第2例では、薄膜部212の膜厚Rが所望の膜厚となるように、制御する。
第2例では、エッチング対象膜210の成膜工程を前工程とし、エッチング対象膜210のエッチング工程を後工程とする。また、制御対象の特性値は、エッチング対象膜210の開口211のエッチング深さDとする。
第2例について図2を用いて説明する。
ステップS101において、全体制御装置40は、前工程処理装置10を用いて、基板Wに前工程の処理を施す。ここでは、基体200に所定の膜厚Hのエッチング対象膜210を成膜する。
その後、基板Wには、ハードマスク膜220の成膜工程、マスクパターン230の形成工程、ハードマスク膜220のエッチング工程の処理が施される。
ステップS102において、全体制御装置40は、後工程処理装置20の複数の基板処理室PM1~PM6において、基板Wに後工程の処理を施す。ここでは、開口221を有するハードマスク膜220をマスクとして、エッチング対象膜210をエッチングする。
ステップS103において、全体制御装置40は、各基板処理室PM1~PM6で処理された基板Wの特性値を取得する。即ち、ステップS102において後工程の処理が施された基板Wは、計測装置30で特性値(エッチング深さD)を計測する。ここで、エッチング深さDの目標値は、ステップS101で成膜されたエッチング対象膜210の膜厚Hと、要求される薄膜部212の膜厚Rとの差から算出される。
ステップS104において、全体制御装置40は、各基板処理室PM1~PM6で処理された基板Wの実力値を算出する。
ステップS105において、全体制御装置40は、各基板処理室PM1~PM6の補正残差量を取得する。
ステップS106において、全体制御装置40は、各基板処理室PM1~PM6の補正残差量の平均値を算出する。
ステップS107において、全体制御装置40は、補正残差量の平均値に基づいて、前工程処理装置10の処理条件を補正する。ここでは、補正残差量の平均値が正の値の場合、エッチング対象膜210の膜厚Hを補正残差量の平均値の分だけ薄くする。補正残差量の平均値が負の値の場合、エッチング対象膜210の膜厚Hを補正残差量の平均値の分だけ厚くする。全体制御装置40は、補正後のエッチング対象膜210の膜厚Hに基づいて、前工程処理装置10の処理条件を補正する。
なお、全体制御装置40は、エッチング対象膜210の膜厚Hと前工程処理装置10の処理条件とを対応付けしたテーブルを予め記憶していてもよい。全体制御装置40は、補正残差量の平均値およびテーブルに基づいて、前工程処理装置10の処理条件を補正する。
ステップS108において、全体制御装置40は、補正残差量の平均値と、ステップS103で取得した各基板処理室PM1~PM6の特性と、に基づいて、後工程処理装置20の各基板処理室PM1~PM6の処理条件を補正する。
ここで、エッチング深さDの補正後の目標値は、補正後の膜厚Hと要求される薄膜部212の膜厚Rとの差から算出される。全体制御装置40は、特性値が補正後の目標値に近づくように、各基板処理室PM1~PM6の処理条件を補正する。この際、プロセスパラメータに対する特性値の変化量を示すテーブルを参照して行われてよい。
ステップS109において、全体制御装置40は、前工程処理装置10を用いて、補正後の処理条件で基板Wに前工程の処理を施す。ここでは、前工程処理装置10の制御部11は、ステップS107で補正された新たな処理条件で基板Wに前工程の処理を施す。
ステップS110において、全体制御装置40は、後工程処理装置20の複数の基板処理室PM1~PM6において、補正後の処理条件で基板Wに後工程の処理を施す。ここでは、前工程処理装置10の制御部11は、ステップS108で補正された新たな処理条件で基板Wに後工程の処理を施す。
これにより、基板処理室PM間における特性値(エッチング深さD)のばらつきを抑制することができる。また、薄膜部212の膜厚Rのばらつきを抑制することができる。
以上、基板処理装置Sの実施形態等について説明したが、本開示は上記実施形態等に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本開示の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。
前工程における処理結果(第1例のハードマスク膜220の開口221の径又は幅や形状、第2例のエッチング対象膜210膜厚H)は、均一であるものとして説明したが、これに限られるものではない。前工程において各基板の処理結果にばらつきがある場合には、特性値と目標値との差は、前工程の処理結果のばらつきを考慮して算出してもよい。
S 基板処理装置
W 基板
10 前工程処理装置
11 制御部
20 後工程処理装置
21 制御部
30 計測装置
40 全体制御装置
PM1~PM6 基板処理室
200 基体
210 エッチング対象膜
220 ハードマスク膜
230 マスクパターン

Claims (7)

  1. 前工程と後工程により基板に処理を施し、少なくとも前記後工程は、複数のチャンバにて並行して基板に処理を施す基板処理方法であって、
    前記前工程で処理された基板を複数の前記チャンバにて並行して前記後工程の処理をする工程と、
    前記チャンバごとに前記後工程の処理後の基板の特性値を取得する工程と、
    前記特性値と目標値との差が小さくなるように前記後工程の処理条件を調整した際の特性値の推定値である実力値を算出する工程と、
    前記チャンバごとに前記実力値と前記目標値との差である補正残差量を取得する工程と、
    全チャンバの前記補正残差量の平均値を算出する工程と、
    前記補正残差量の平均値に基づき、前記前工程の処理条件を補正する工程と、
    前記補正残差量の平均値と前記チャンバごとの前記補正残差量とに基づき、前記チャンバごとの前記後工程の処理条件を補正する工程と、
    補正された処理条件に基づいて、基板に前記前工程および前記後工程の処理を施す工程と、を有する、
    基板処理方法。
  2. 前記特性値と前記目標値との差は、前記前工程の処理結果のばらつきを考慮して算出する、
    請求項1に記載の基板処理方法。
  3. 前記特性値は、複数の基板の前記特性値の平均値である、
    請求項1または請求項2に記載の基板処理方法。
  4. 前記実力値を算出する工程は、あらかじめ記憶されたプロセスパラメータに対する前記特性値の変化量を示すテーブルを参照して前記実力値を推定する、
    請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の基板処理方法。
  5. 前記前工程の処理条件を補正する工程は、あらかじめ記憶された前記補正残差量の平均値と前記前工程の処理条件とを対応付けしたテーブルを参照して行う、
    請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の基板処理方法。
  6. 前記後工程の処理条件を補正する工程は、あらかじめ記憶されたプロセスパラメータに対する前記特性値の変化量を示すテーブルを参照して行う、
    請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の基板処理方法。
  7. 前工程装置、後工程装置、制御部を備える基板処理装置であって、
    前記制御部は、請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の基板処理方法を実行する、
    基板処理装置。
JP2020066978A 2020-04-02 2020-04-02 基板処理方法及び基板処理装置 Active JP7383554B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020066978A JP7383554B2 (ja) 2020-04-02 2020-04-02 基板処理方法及び基板処理装置
TW110109911A TW202205482A (zh) 2020-04-02 2021-03-19 基板處理方法及基板處理裝置
KR1020210041909A KR20210123227A (ko) 2020-04-02 2021-03-31 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치
US17/220,435 US11705374B2 (en) 2020-04-02 2021-04-01 Substrate processing method and substrate processing apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020066978A JP7383554B2 (ja) 2020-04-02 2020-04-02 基板処理方法及び基板処理装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021163928A JP2021163928A (ja) 2021-10-11
JP7383554B2 true JP7383554B2 (ja) 2023-11-20

Family

ID=77922369

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020066978A Active JP7383554B2 (ja) 2020-04-02 2020-04-02 基板処理方法及び基板処理装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11705374B2 (ja)
JP (1) JP7383554B2 (ja)
KR (1) KR20210123227A (ja)
TW (1) TW202205482A (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006506812A (ja) 2002-11-12 2006-02-23 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 一体型計測を使用して誘電体エッチング効率を改善する方法及び装置
JP2007035777A (ja) 2005-07-25 2007-02-08 Oki Electric Ind Co Ltd 半導体装置の製造方法及び半導体製造装置
US20080248412A1 (en) 2007-04-09 2008-10-09 John Douglas Stuber Supervisory etch cd control
JP2009290150A (ja) 2008-06-02 2009-12-10 Renesas Technology Corp 半導体装置の製造システムおよび製造方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6891627B1 (en) * 2000-09-20 2005-05-10 Kla-Tencor Technologies Corp. Methods and systems for determining a critical dimension and overlay of a specimen
DE10314504B4 (de) * 2003-03-31 2007-04-26 Advanced Micro Devices, Inc., Sunnyvale Verfahren zur Herstellung einer nitridhaltigen Isolationsschicht durch Kompensieren von Stickstoffungleichförmigkeiten
JP5242906B2 (ja) 2006-10-17 2013-07-24 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置の制御装置、制御方法および制御プログラムを記憶した記憶媒体
JP6441499B2 (ja) * 2015-10-28 2018-12-19 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法、基板処理装置、基板処理システム及び記憶媒体
DE102018101173B4 (de) * 2018-01-19 2022-09-01 VON ARDENNE Asset GmbH & Co. KG Verfahren

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006506812A (ja) 2002-11-12 2006-02-23 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 一体型計測を使用して誘電体エッチング効率を改善する方法及び装置
JP2007035777A (ja) 2005-07-25 2007-02-08 Oki Electric Ind Co Ltd 半導体装置の製造方法及び半導体製造装置
US20080248412A1 (en) 2007-04-09 2008-10-09 John Douglas Stuber Supervisory etch cd control
JP2009290150A (ja) 2008-06-02 2009-12-10 Renesas Technology Corp 半導体装置の製造システムおよび製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US11705374B2 (en) 2023-07-18
JP2021163928A (ja) 2021-10-11
KR20210123227A (ko) 2021-10-13
TW202205482A (zh) 2022-02-01
US20210313238A1 (en) 2021-10-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9818633B2 (en) Equipment front end module for transferring wafers and method of transferring wafers
KR102577561B1 (ko) 로봇들의 관절 좌표 티칭 정확도를 향상시키기 위한 장치, 시스템들 및 방법들
US9947599B2 (en) Method for PECVD overlay improvement
WO2018180670A1 (ja) 基板処理方法及び記憶媒体
US11011383B2 (en) Etching method
JP4502198B2 (ja) エッチング装置およびエッチング方法
JP2012109333A (ja) 基板処理装置
KR20230010799A (ko) 시스템 생산성을 개선하기 위한 플랫폼 아키텍처
US8515567B2 (en) Enhanced state estimation based upon information credibility
JP7383554B2 (ja) 基板処理方法及び基板処理装置
JP6561093B2 (ja) シリコン酸化膜を除去する方法
JP2012212847A (ja) 半導体装置の製造方法、製造システムおよび調整装置
JP2010177357A (ja) 真空処理装置および真空処理方法
KR100921835B1 (ko) 기판 처리 방법 및 프로그램을 기억하는 컴퓨터 판독가능한 기억 매체
JP2017157660A (ja) 半導体装置の製造方法および基板処理装置
JP6552552B2 (ja) 膜をエッチングする方法
WO2021049368A1 (ja) 基板処理装置及び基板処理装置制御方法
TW201925941A (zh) 處理被處理體之方法
JP5972608B2 (ja) 基板処理装置、及び半導体装置の製造方法並びにプログラム
WO2021106717A1 (ja) 基板処理システムの制御方法及び基板処理システム
US20220165541A1 (en) Etch feedback for control of upstream process
JP2009267220A (ja) 半導体装置の製造方法
CN117836919A (zh) 用于减少基板冷却时间的设备及方法
JP2024008992A (ja) 真空搬送装置および真空搬送装置の制御方法
JP2005217063A (ja) 基板処理方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20221215

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230927

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20231010

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20231108

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7383554

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150