KR102389441B1 - 에칭 처리 방법 및 베벨 에칭 장치 - Google Patents

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Abstract

(과제) 베벨부의 에칭 처리에 있어서 레이저광의 출력치의 이상을 검출한다.
(해결 수단) 레이저 제네레이터와 촬상부를 갖고, 레이저광을 조사하여 기판을 에칭하는 베벨 에칭 장치를 이용한 에칭 처리 방법으로서, 상기 레이저 제네레이터로부터 조사되는 레이저광의 산란광에 의해 처리 용기 내를 비추고, 상기 촬상부에 의해 상기 처리 용기 내의 화상을 촬상하는 공정과, 촬상한 상기 처리 용기 내의 화상 중, 미리 선정한 소정 영역의 화상의 휘도를 산출하는 공정과, 상기 레이저 제네레이터로부터 출력되는 레이저광의 출력치와 휘도의 상관 관계를 나타내는 데이터에 근거하여, 산출한 상기 휘도에 대한 상기 레이저광의 출력치를 감시하는 공정을 포함하는 에칭 처리 방법이 제공된다.

Description

에칭 처리 방법 및 베벨 에칭 장치{ETCHING PROCESSING METHOD AND BEVEL ETCHING APPARATUS}
본 발명은, 에칭 처리 방법 및 베벨 에칭 장치에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼(이하, 간단히 「웨이퍼」라고도 한다.)의 베벨부(웨이퍼 단부의 모따기(chamfer) 된 부분)에 부착한 베벨/백사이드 폴리머는, 디바이스의 표면을 오염시키거나, 제품의 수율에 영향을 주거나 한다.
그래서, 웨이퍼의 베벨부에 레이저광을 조사하고, 베벨/백사이드 폴리머를 에칭하여 웨이퍼로부터 제거하는 장치가 제안되어 있다(예컨대, 특허 문헌 1을 참조). 베벨부에 조사되는 레이저광의 출력 강도는, 레이저 제네레이터에 공급하는 전류를 감시 및 제어하는 것에 의해 관리된다.
(선행 기술 문헌)
(특허 문헌)
(특허 문헌 1) 일본 특허 공개 2010-141237호 공보
그렇지만, 레이저 제네레이터에 공급하는 전류가 같더라도, 레이저 제네레이터의 고장이나 시간에 따른 변화에 의해, 레이저광의 출력 강도가 변동하는 일이 있다. 이 때문에, 장치 가동 중에 있어서 레이저 제네레이터에 공급하는 전류를 감시하더라도, 레이저 제네레이터에 공급하는 전류는 변동하고 있지 않은 경우에 레이저광의 출력치에 이상이 생긴 경우에는, 그 이상을 검지하는 것은 곤란하다. 이 결과, 웨이퍼의 베벨부에 규정치보다 높은 파워의 레이저광이 조사되어, 웨이퍼의 베벨부가 깎이거나, 베벨부가 이지러지거나 할 우려가 있다.
상기 과제에 대하여, 일 측면에서는, 베벨부의 에칭 처리에 있어서 레이저광의 출력치의 이상을 검출하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 일 형태에 의하면, 레이저 제네레이터와 촬상부를 갖고, 레이저광을 조사하여 기판을 에칭하는 베벨 에칭 장치를 이용한 에칭 처리 방법으로서, 상기 레이저 제네레이터로부터 조사되는 레이저광의 산란광에 의해 처리 용기 내를 비추고, 상기 촬상부에 의해 상기 처리 용기 내의 화상을 촬상하는 공정과, 촬상한 상기 처리 용기 내의 화상 중, 미리 선정한 소정 영역의 화상의 휘도를 산출하는 공정과, 상기 레이저 제네레이터로부터 출력되는 레이저광의 출력치와 휘도의 상관 관계를 나타내는 데이터에 근거하여, 산출한 상기 휘도에 대한 상기 레이저광의 출력치를 감시하는 공정을 포함하는 에칭 처리 방법이 제공된다.
일 측면에 의하면, 베벨부의 에칭 처리에 있어서 레이저광의 출력치의 이상을 검출할 수 있다.
도 1은 일 실시 형태와 관련되는 베벨 에칭 장치의 일례를 나타내는 도면.
도 2는 일 실시 형태와 관련되는 레이저광의 산란광을 이용한 촬상 결과의 일례를 나타내는 도면.
도 3은 일 실시 형태와 관련되는 상관 데이터 생성 처리의 일례를 나타내는 플로차트.
도 4는 일 실시 형태와 관련되는 촬상부, 제어부, 기억부의 각 기능을 설명하기 위한 도면.
도 5는 제 1 실시 형태와 관련되는 레이저 출력 감시 처리의 일례를 나타내는 플로차트.
도 6은 일 실시 형태와 관련되는 레이저 제네레이터의 구성의 일례를 나타내는 도면.
도 7은 제 2 실시 형태와 관련되는 레이저 출력 감시 처리의 일례를 나타내는 플로차트.
도 8은 제 2 실시 형태와 관련되는 막 종류마다의 상관 그래프의 일례를 나타내는 플로차트.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 또, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 구성에 대해서는, 동일한 부호를 붙이는 것에 의해 중복된 설명을 생략한다.
(머리말)
반도체 집적 회로의 제조에서는, 웨이퍼에 대하여 플라즈마 에칭이 행해지면, 플라즈마 중에서 발생하는 라디칼이나 이온이 웨이퍼의 베벨면이나 이면에 돌아 들어가, 폴리머가 베벨면 및 이면상에 부착된다. 이 부착물은, 베벨/백사이드 폴리머(Bevel/Backside Polymer, 이하, 「BSP」라고 한다)라고 불린다. BSP는, 반도체 집적 회로에 대하여 디바이스의 표면을 오염시키거나, 제품의 수율에 영향을 주거나 하기 때문에 제거하는 것이 바람직하다. 그래서, 베벨 에칭 장치는, 레이저광과 오존 가스를 이용한 열처리에 의해 BSP를 제거한다. 이하에서는, 일 실시 형태와 관련되는 베벨 에칭 장치의 구성을 설명한 후, 베벨 에칭 장치에 있어서 사용되는 레이저 제네레이터의 출력치를 감시하는 방법에 대하여 설명한다.
[베벨 에칭 장치의 전체 구성]
일 실시 형태와 관련되는 베벨 에칭 장치(1)의 일례에 대하여, 도 1을 참조하면서 설명한다. 베벨 에칭 장치(1)는, 웨이퍼 W의 베벨부에 레이저광을 조사하여 에칭하는 것에 의해, 웨이퍼 W의 베벨부에 부착된 BSP(2)를 제거한다. 도 1에는, 웨이퍼 W의 베벨부의 이면에 BSP(2)가 부착되어 있는 모습이 나타나 있다.
베벨 에칭 장치(1)는, 웨이퍼 W를 수용하는 처리 용기인 챔버(11)를 구비하고 있다. 챔버(11)의 내부에는, 웨이퍼 W를 회전 가능하게 또한 수평으로 유지하는 스핀 척(12)이 마련되어 있다. 스핀 척(12)은, 챔버(11)의 아래쪽에 마련된 모터(13)에 접속되어 있다. 스핀 척(12)은, 예컨대 진공 흡착에 의해 웨이퍼 W를 유지한 상태에서 웨이퍼 W를 회전시킨다.
챔버(11)의 내부에는, 웨이퍼 W의 주연부에 대응하는 위치에 BSP 제거부(14)가 마련되어 있다. BSP 제거부(14)의 본체(14a)에는, 웨이퍼 W의 주연부가 회전하면서 통과하도록 노치부(16)가 마련되어 있다. 노치부(16)의 아래쪽 부분에는, 레이저 조사 헤드(18)가 마련되어 있다. 레이저 조사 헤드(18)는, 레이저 제네레이터(30)에 접속되어 있다. 레이저 조사 헤드(18)는, 레이저 제네레이터(30)로부터 출력된 레이저광을 웨이퍼 W의 베벨부에 조사한다. 레이저 조사 헤드(18)는, 수평 방향으로 이동 가능하다. 또한, 레이저 조사 헤드(18)의 각도는 가변으로 제어할 수 있고, 이것에 의해, 레이저광의 조사 위치가 조절 가능하게 되어 있다. 레이저 조사 헤드(18)는, 레이저광을 웨이퍼 W의 주연부에 조사하여 BSP를 제거한다.
본체(14a)에는, BSP(2)에 오존 가스를 토출하는 오존 가스 토출 노즐(20)과, 오존 가스를 거의 100% 흡인하는 오존 가스 흡인 노즐(19)이 마련되어 있다. 오존 가스 토출 노즐(20)은 오존 가스를 공급하는 공급 라인(배관)(21)을 통해서 오존 가스 발생기(22)에 접속되어 있다. 오존 가스 발생기(22)로부터 출력된 오존 가스는, 공급 라인(21)을 통해서 오존 가스 토출 노즐(20)로부터 챔버(11) 내에 도입된다. 오존 가스 흡인 노즐(19)에는, 주로 오존 가스를 배기하는 배기 유로를 구성하는 배기 배관(31)이 접속되어 있다. 배기 배관(31)은, 공장산(工場酸) 배기 배관(도시하지 않음)에 접속되어 있다. 배기 배관(31)에는, 오존 가스를 분해하는 오존 킬러(41)가 접속되어 있다.
챔버(11)의 상부에는 대기를 흡인하여 챔버(11)의 내부에 도입하기 위한 팬(32)과, 팬(32)에 의해 흡인된 대기의 파티클을 제거하는 필터(33)가 마련되어 있다.
챔버(11)의 저부에는, 배기구(34)가 마련되어 있다. 팬(32)에 의해 필터(33)를 통해서 챔버(11) 내에 대기가 도입되고, 배기구(34)로부터 배기되는 것에 의해 챔버(11) 내에 청정 공기의 다운 플로우가 형성되도록 되어 있다. 배기구(34)에는 배기 배관(35)이 접속되어 있고, 배기 배관(35)은 공장산 배기 배관(도시하지 않음)에 접속되어 있다.
챔버(11)의 측벽에는, 웨이퍼 반입출구(11a)가 마련되어 있고, 웨이퍼 반입출구(11a)는 게이트 밸브(23)에 의해 개폐 가능하게 되어 있다. 게이트 밸브(23)는, 밸브 요소(24)와 밸브 요소(24)를 개폐하는 에어 실린더(26)를 갖고 있다. 밸브 요소(24)를 닫았을 때, 밸브 요소(24)와 챔버(11)의 사이는 밀봉 링(25)에 의해 밀봉되게 되어 있다.
챔버(11)의 저부에는, 레이저 제네레이터(30)로부터 조사되는 레이저광의 산란광에 비추어진 챔버(11) 내의 화상을 촬상하는 CCD 카메라(15)가 배치되어 있다. 본 실시 형태에서는, CCD 카메라(15)는, 웨이퍼 W의 주연부 및 천정부를 촬상하는 위치에 배치되어 있다.
도 2는 도 1의 테두리 A 내를 확대한 도면이다. 레이저광을 웨이퍼 W의 주연부에 조사하여 BSP를 제거할 때, 도 2에 나타내는 레이저광의 산란광에 의해 챔버(11) 내는 밝아진다. CCD 카메라(15)는, 레이저광의 산란광에 의해 비추어진 챔버(11) 내의 천정부를 촬상한다. 도 2에는, CCD 카메라(15)가 촬상한 결과 얻어진 화상 P의 일례가 나타나 있다. 화상 P의 오른쪽 반의 화상 P1에는, 챔버(11)의 천정부가 찍혀 있다. 화상 P의 왼쪽 반의 화상 P2에서는, 챔버(11)의 천정부는 웨이퍼 W에 의해 가려져, 웨이퍼 W의 이면이 찍혀 있다. 웨이퍼 W는, 산란광을 차폐하는 차폐물의 일례이다. 화상 P2는, 산란광이 챔버(11) 내의 차폐물에 의해 차폐된 영역의 일례이다. 화상 P1의 상부는, 챔버(11) 내의 모양 또는 그림자가 촬영된 영역의 일례이다.
챔버(11)의 저부에는, 웨이퍼 W의 이면의 에칭 상태를 촬상하기 위한 CCD 카메라(15)가 배치되어 있다. 베벨부의 에칭 처리시, 레이저 제네레이터(30)로부터 출력된 레이저광이 웨이퍼 W의 이면에 닿으면, 레이저광의 산란광에 의해 챔버(11) 내는 밝아진다. CCD 카메라(15)는, 그 산란광에 의해 비추어진 챔버(11)의 천정부를 촬상한다.
또, CCD 카메라(15)는, 챔버(11)의 저부에 배치되어 있는 경우로 한정되지 않고, 챔버(11) 내의 다른 위치에 배치되더라도 좋다. 예컨대, 도 1에 점선으로 나타내는 바와 같이, CCD 카메라(15)는, 챔버(11)의 측면이나 천정면에 옆으로 향하거나 아래로 향하거나 소정의 각도(예컨대 45도)로 기울여서 배치되더라도 좋다. 예컨대, 천정으로부터 웨이퍼 W를 향해서 45도 등배(等配)로 3대 배치된, 웨이퍼 W의 얼라이먼트용 CCD 카메라(15)를 사용하여 챔버(11) 내를 촬상하더라도 좋다. 또, CCD 카메라(15)는, 챔버(11) 내의 소정 영역을 촬상하는 촬상부의 일례이다.
베벨 에칭 장치(1)는, 제어 장치(50)를 갖는다. 제어 장치(50)는, 베벨 에칭 장치(1)의 전체를 제어한다. 제어 장치(50)는, 촬상된 화상을 취득하고, 화상 중의 그림자나 모양, 차폐물 등이 없는 소정 영역을 선정하고, 화상 처리에 의해 그 소정 영역의 휘도의 평균치를 산출하고, 휘도에 근거하여 레이저 제네레이터(30)로부터 출력되는 레이저광의 출력치(강도)를 감시한다.
제어 장치(50)는, 촬상부(51), 제어부(52), 기억부(53) 및 입출력 I/F(인터페이스)부(54)를 갖는다. 촬상부(51)는, CCD 카메라(15)가 촬상한 화상을 취득한다. 제어부(52)는, 화상 처리, 레이저 출력 감시 처리, 그 외의 제어 처리를 실행한다. 구체적으로는, 제어부(52)는, 레이저 제네레이터로부터 조사되는 레이저광의 산란광에 의해 비추어진 처리 용기 내의 소정 영역을 선정한다. 제어부(52)는, 촬상된 챔버(11) 내의 화상 중, 상기 선정된 소정 영역의 화상의 휘도를 산출한다. 제어부(52)는, 산출된 휘도와, 미리 측정한 레이저 제네레이터(30)로부터 출력되는 레이저광의 출력치와 휘도의 상관 관계를 나타내는 데이터에 근거하여, 레이저광의 출력치를 감시한다.
촬상된 화상의 전체를 사용하면 화상에 전사된 천정부의 모양이나 장해물이, 레이저광의 상태를 감시할 때의 노이즈가 되어, 정확한 레이저광의 출력치의 감시가 곤란하게 된다. 따라서, 촬상된 화상으로부터 노이즈가 없는 화상 부분이 잘라내어져 사용된다. 또, 촬상한 화상으로부터 소정 영역의 화상을 잘라내는 처리는, 미리 선정된 소정 영역을 특정하는 좌표를 CCD 카메라(15)에 보내어, CCD 카메라(15)측에서 행해지더라도 좋다.
제어부(52)는, 입출력 I/F부(54)에 접속되고, 입출력 I/F부(54)를 통해서 키보드(62), 디스플레이(60) 및 스피커(61)와 접속된다. 오퍼레이터는, 키보드(62)를 이용하여 베벨 에칭 장치(1)를 관리하기 위한 커맨드 등의 입력 조작을 행한다. 디스플레이(60)에는, 소정의 정보가 표시된다.
기억부(53)에는, 소정의 제어를 행하기 위한 제어 프로그램이나 레시피가 저장되어 있다. 기억부(53)에는, 감시한 레이저광의 출력치가 정상 범위 내인지를 판정하기 위한 임계치가 기억되어 있다.
또한, 기억부(53)에는, 예컨대 도 4의 그래프에 나타내는 바와 같이, 레이저광의 출력치와 휘도의 상관 관계를 나타내는 상관 그래프 S0이 기억되어 있다. 제어부(52)는, 입출력 I/F부(54)로부터의 지시 등에 따라 임의의 레시피를 기억부(53)로부터 호출하여 실행시키는 것에 의해 BSP의 제거 처리를 제어한다. 또한, 제어부(52)는, 기억부(53)에 기억된 상관 그래프에 근거하여, 산출된 휘도에 따른 레이저광의 출력치에 따라 레이저 제네레이터(30)에 공급하는 전류를 제어하고, 이것에 의해, 레이저광의 출력치를 피드백 제어한다.
제어부(52)는, 기억부(53)에 기억된 임계치에 근거하여, 산출된 휘도에 따른 레이저광의 출력치가 임계치의 범위 밖이라고 판정했을 때, 에러 처리를 실행한다. 그때, 제어부(52)는, 후술하는 레이저광의 출력치의 자동 보정을 행하더라도 좋다. 또한, 제어부(52)는, 레이저광의 출력치의 이상을 나타내는 경고 메시지를 입출력 I/F부(54)를 통해서 디스플레이(60)에 표시하더라도 좋다. 또한, 제어부(52)는, 레이저광의 출력치의 이상을 나타내는 경고음을, 입출력 I/F부(54)를 통해서 스피커(61)에 발생시키더라도 좋다.
제어 장치(50)는, 마이크로프로세서, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory) 등을 갖는다. 제어부(52)의 기능은, 마이크로프로세서에 의해 실현된다. 기억부(53)의 기능은, ROM 또는 RAM에 의해 실현된다. 마이크로프로세서는, ROM 등의 기억 영역에 저장된 레시피에 따라서, 오존 가스의 공급, 레이저광의 강도 등을 제어하고, BSP의 제거 처리를 실행한다. 또한, 마이크로프로세서는, 감시된 레이저광의 출력치의 이상을 검출하고, 레이저 제네레이터(30)에 공급하는 전류를 제어한다. 또, 제어부(52)의 기능은, 소프트웨어를 이용하여 실현되더라도 좋고, 하드웨어를 이용하여 실현되더라도 좋다.
[상관 데이터 생성 처리]
도 4의 상관 그래프 S0에 일례를 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 미리 레이저 제네레이터(30)로부터 출력되는 레이저광의 출력치와, 챔버(11) 내의 화상의 소정 영역의 휘도의 상관 관계를 나타내는 상관 데이터가 생성되어, 기억부(53)에 기억되어 있다. 상관 데이터는, 베벨 에칭 장치(1)에 있어서 웨이퍼 W를 에칭할 때에, 예컨대 신품의 레이저 제네레이터(30)로부터 조사되는 레이저광의 산란광을 이용하여 촬상한 화상에 근거하여 취득된다.
이하에, 일 실시 형태와 관련되는 상관 데이터 생성 처리에 대하여, 도 3의 플로차트를 참조하면서 설명한다. 본 처리가 개시되면, 촬상부(51)는, CCD 카메라(15)가 촬상한 챔버(11) 내의 화상을 취득한다(스텝 S10). 다음으로, 제어부(52)는, 화상 중의 미리 선정된 소정 영역을 잘라낸다(스텝 S12). 소정 영역은, 산란광이 챔버(11) 내의 차폐물에 의해 차폐되는 영역, 챔버(11) 내의 구조에 의해 그림자가 촬영되는 영역, 및 챔버(11) 내에 형성된 모양이 촬영되는 영역 이외의 영역이고, 자동 선정되더라도 좋고, 오퍼레이터에 의해 선정되더라도 좋다. 도 4에 나타내는 촬상부(CCD 카메라)가 촬상한 화상 중, 레이저광의 출력치가 100W일 때의 화상을 참조하면, 화상의 좌측 반은 웨이퍼 W로 차폐된 영역이고, 산란광이 챔버(11) 내의 차폐물에 의해 차폐되는 영역의 일례에 해당된다. 화상의 우측 반은, 챔버(11)의 천정부가 촬영되어 있지만, 화상의 위쪽에 천정의 모양이 전사되어 있다. 이 영역은, 챔버(11) 내에 형성된 모양이 촬영되는 영역의 일례에 해당된다. 따라서, 소정 영역에는, 화상의 좌측 반이나 천정의 모양이 전사된 영역을 제외한 화상 영역 중 임의의 영역이 선정된다. 도 4의 실선으로 둘러싼 영역이, 선정된 소정 영역의 일례이다. 촬상부(51)는, 화상 처리에 의해 선정된 소정 영역의 화상을 잘라낸다. 또, 화상의 잘라내기는, CCD 카메라(15)가 행하더라도 좋다. 그 경우에는, 촬상부(51)는, 잘라내어진 화상을 취득한다.
도 3으로 돌아가서, 다음으로, 제어부(52)는, 잘라낸 화상의 각 화소의 휘도를 산출하고, 산출한 각 화소의 휘도에 근거하여, 소정 영역의 화상의 휘도의 평균치를 산출한다(스텝 S14). 휘도는, 색의 농담을 0(흑, 암)~255(백, 명) 중 하나의 값으로 나타낸 것이다.
도 4를 참조하면, 레이저광의 출력치가 100W일 때에 촬상한 화상으로부터 잘라낸 소정 영역의 화상의 휘도의 평균치는 122이다. 따라서, 기억부(53)는, 레이저광의 출력치가 100(W), 휘도가 122인 점 D1을 상관 데이터의 하나로서 기억한다(스텝 S15).
도 3으로 돌아가서, 다음으로, 제어부(52)는, 소정 매수의 화상을 처리했는지를 판정한다(스텝 S16). 소정 매수는 2 이상의 미리 정해진 매수이다. 일례로서 소정 매수를 3매로 하면, 1매의 화상이 처리된 현시점에서는, 제어부(52)는, 소정 매수의 화상은 처리되어 있지 않다고 판정하고, 스텝 S10으로 돌아가서, 2매째의 화상을 취득한다. 다음으로, 제어부(52)는, 화상 중의 미리 선정된 소정 영역을 잘라낸다(스텝 S12). 예컨대, 2매째의 화상이, 도 4의 레이저광의 출력치가 200W일 때에 촬상한 화상인 경우, 제어부(52)는, 잘라낸 화상의 각 화소의 휘도를 산출하고, 산출한 각 화소의 휘도에 근거하여 소정 영역의 화상의 휘도의 평균치를 산출한다(스텝 S14). 도 4를 참조하면, 레이저광의 출력치가 200W일 때에 잘라낸 화상의 휘도의 평균치는 222이다. 따라서, 기억부(53)는, 레이저광의 출력치가 200(W), 휘도가 222인 점 D2를 상관 데이터의 하나로서 기억한다(스텝 S15).
도 3으로 돌아가서, 다음으로, 제어부(52)는, 소정 매수의 화상을 처리했는지를 판정한다(스텝 S16). 2매의 화상이 처리된 현시점에서는, 제어부(52)는, 소정 매수의 화상은 처리되어 있지 않다고 판정하고, 스텝 S10으로 돌아가서, 3매째의 화상을 취득한다. 다음으로, 제어부(52)는, 화상 중의 미리 선정된 소정 영역을 잘라낸다(스텝 S12). 예컨대, 3매째의 화상이, 도 4의 레이저광의 출력치가 0W일 때에 촬상한 화상인 경우, 제어부(52)는, 잘라낸 화상의 휘도의 평균치를 산출한다(스텝 S14). 도 4를 참조하면, 레이저광의 출력치가 0W일 때에 촬상한 화상으로부터 잘라낸 화상의 휘도의 평균치는 18이다. 따라서, 기억부(53)는, 레이저광의 출력치가 0(W), 휘도가 18인 점 D0을 상관 데이터의 하나로서 기억한다(스텝 S15).
도 3으로 돌아가서, 다음으로, 제어부(52)는, 소정 매수의 화상을 처리했는지를 판정한다(스텝 S16). 3매의 화상이 처리되어 있기 때문에, 제어부(52)는, 소정 매수의 화상을 처리했다고 판정하고, 본 처리를 종료한다.
이상에 설명한 상관 데이터 생성 처리에 의해, 레이저 제네레이터(30)로부터 출력되는 레이저광의 출력치와 휘도의 상관 관계를 나타내는 데이터가 산출된다. 도 4의 상관 그래프 S0은, 본 처리에 의해 산출된 3점의 상관 데이터 D0~D2를 이은 직선이고, 상관 데이터의 일례이다. 또, 도 4의 상관 그래프 S0에는, D0~D2 이외에도 상관 데이터가 플롯되어 있지만, 상관 데이터의 개수는, 2점 이상이면 된다.
[레이저 출력 감시 처리]
다음으로, 기억부(53)에 기억된 상관 데이터(상관 그래프)에 근거하여, 촬상된 챔버(11) 내의 화상으로부터 잘라낸 소정 영역의 화상의 휘도에 대한 레이저광의 출력을 감시하는 처리에 대하여, 도 5를 참조하면서 설명한다. 본 실시 형태와 관련되는 레이저 출력 감시 처리는, 베벨 에칭 장치(1)가 웨이퍼 W의 베벨부를 에칭할 때에, 레이저 제네레이터(30)로부터 출력되는 레이저광의 출력치가 감시된다.
본 실시 형태와 관련되는 베벨 에칭 장치(1)에서는, 우선, 게이트 밸브(23)의 밸브 요소(24)가 열리고, 도시하지 않는 반송 암에 의해 반입출구(11a)를 통해서 미처리의 웨이퍼가 챔버(11) 내에 반입된다(스텝 S30). 게이트 밸브(23)의 밸브 요소(24)가 닫히고, 챔버(11)의 내부는 기밀로 유지된다. 반입된 웨이퍼 W는, 천정부에 배치된 CCD 카메라에 의해 위치 결정된 상태에서 스핀 척(12)에 진공 흡착된다(스텝 S32).
다음으로, 레이저 조사 헤드(18)로부터 출사되는 레이저광이 웨이퍼 W에 베벨부에 조사되어, 에칭 처리가 실행된다(스텝 S34). 베벨부의 에칭 처리에서는, 제어부(52)는, 레이저광이 웨이퍼의 주연부에 조사되는 위치에 레이저 조사 헤드(18)를 배치한다. 다음으로, 모터(13)를 동작시켜 스핀 척(12)을 회전시키는 것에 의해, 스핀 척(12)에 흡착 유지되어 있는 웨이퍼 W가 회전된다. 그리고, 이와 같이 웨이퍼 W를 회전시키면서, BSP 제거부(14)의 레이저 조사 헤드(18)로부터 웨이퍼 W의 베벨부로 향해서 레이저를 조사함과 아울러, 오존 가스 토출 노즐(20)로부터 오존 가스를 내뿜고, 오존 가스 흡인 노즐(19)로 오존 가스를 흡인한다. 이것에 의해, 레이저 조사에 의한 열과 오존 가스에 의한 산화에 의해, BSP(2)가 제거된다. 이 BSP 제거 처리시에는, 오존 가스 토출 노즐(20)로부터 오존 가스가 공급되고, 오존 가스 흡인 노즐(19)로부터 배기 유로로서의 배기 배관(31)을 거쳐 배기된다.
CCD 카메라(15)는, 베벨부의 에칭 처리 중, 레이저 조사 헤드(18)로부터 출사되는 레이저광의 산란광에 의해 비추어진 챔버(11)의 천정부를 촬상한다. 촬상부(51)는, 촬상된 화상을 취득하고, 제어부(52)에 전송한다. 제어부(52)는, 취득한 화상의 미리 선정된 소정 영역을 잘라낸다(스텝 S36).
제어부(52)는, 잘라낸 소정 영역을 화상 처리하고, 소정 영역의 각 화소의 휘도(농도)를 산출하고, 소정 영역의 휘도의 평균치를 구한다(스텝 S38). 제어부(52)는, 소정 매수의 화상을 처리했는지를 판정한다(스텝 S40). 소정 매수의 화상은, 미리 정해진 1매 이상의 매수이면 된다.
제어부(52)는, 소정 매수의 화상을 처리하고 있지 않다고 판정한 경우, 스텝 36으로 돌아가서, 다음의 화상을 취득하여, 다음의 화상의 소정 영역의 휘도의 평균치를 산출한다(스텝 S36, S38). 소정 매수의 화상이 처리되면, 스텝 S42로 진행하여, 제어부(52)는, 각 화상의 소정 영역의 휘도의 평균치에 근거하여, 소정 매수의 화상의 소정 영역의 휘도의 평균치를 산출한다.
다음으로, 제어부(52)는, 기억부(53)에 기억된 상관 데이터(예컨대, 도 4의 상관 그래프 S0)에 근거하여, 산출된 휘도의 평균치에 대한 레이저광의 출력치를 특정한다. 제어부(52)는, 특정된 레이저광의 출력치와, 실제로 레이저 제네레이터(30)로부터 출력되는 레이저광의 출력치의 차분이 소정의 임계치의 범위 내인지를 판정한다(스텝 S44). 이때, 소정의 임계치는, 예컨대, ±10%로 할 수 있다. 단, 소정의 임계치는, ±10%로 한정되지 않고, 예컨대 ±5% 등이더라도 좋다. 또한, 소정의 임계치는 웨이퍼 W의 막 종류에 따라 바꾸는 것이 바람직하다.
예컨대, 레이저 제네레이터(30)의 출력 설정치가 100W인 경우, 산출된 휘도의 평균치에 대한 레이저광의 출력치가 출력 설정치 100W의 ±10%(90W~110W)의 범위 내이면 레이저 제네레이터(30)의 레이저광의 출력치에 이상은 없다고 판정된다. 이 경우, 제어부(52)는, 스텝 S44에서 「예」라고 판정하고, 본 처리를 종료한다.
한편, 스텝 S44에 있어서 계측한 레이저광의 출력치가 출력 설정치 100W의 ±10%의 범위 밖에 있다고 판정되었을 때, 제어부(52)는, 레이저 제네레이터(30)로부터 출력하는 레이저광의 출력치를 자동 보정한다(스텝 S46).
예컨대, 산출된 휘도의 평균치에 대한 레이저광의 출력치가 출력 설정치 100W에 대하여 90W 미만인 경우 또는 110W보다 큰 값이면, 레이저 제네레이터(30)의 레이저광의 출력치에 이상이 있다고 판정된다. 이 경우, 제어부(52)는, 스텝 S44에서 「아니오」라고 판정하고, 스텝 S46으로 진행한다.
스텝 S46의 레이저광의 출력치의 자동 보정의 일례를 설명한다. 제어부(52)는, 자동 보정에 도 4에 일례를 나타내는 상관 그래프 S0(상관 데이터)을 사용한다. 예컨대, 레이저 제네레이터(30)의 출력 설정치가 100W인 경우로서, 산출된 휘도의 평균치가 「100」인 경우, 100에 대한 레이저광의 출력치는 80W가 되어 90W 미만이다. 따라서, 제어부(52)는, 레이저 제네레이터(30)의 출력 설정치를 100W로부터 120W로 설정 변경한다. 이것에 의해, 레이저 제네레이터(30)에 공급되는 전류가 커지도록 제어된다.
이와 같이 하여 레이저 제네레이터(30)로부터 출력되는 레이저광의 강도를 높이는 것에 의해, 휘도는, 상관 그래프 S0에 근거하여 현재의 휘도보다 20만큼 높여진다. 다시 말해, 레이저 제네레이터(30)의 출력 설정치를 변경 후, 촬상된 화상으로부터 산출되는 휘도의 평균치는, 120(=100+20)이 된다고 예상된다. 상관 그래프 S0에 의하면, 휘도가 120일 때, 레이저광의 출력치는 100W이다. 이것에 의해, 레이저광의 출력치가 자동 보정된다.
레이저 제네레이터(30)의 고장이나 수명, 레이저 제네레이터(30) 내의 렌즈나 미러에 의한 레이저광의 집광률의 변동 등에 의해 레이저광의 출력치는 변동한다. 이것에 의해, 레이저 제네레이터(30)에 공급되는 전류에 대한 레이저광의 출력치가 도 4에 나타내는 상관 그래프 S0의 값으로부터 벗어난다. 그렇지만, 제어부(52)는, 스텝 46에 있어서, 상관 그래프 S0에 근거하여 레이저광의 출력치를 자동 보정한다. 자동 보정은 피드백 제어로 행해지더라도 좋다. 이것에 의해, 웨이퍼 W에 정상적인 강도의 레이저광을 조사할 수 있어, 이상 강도의 레이저광에 의해 웨이퍼 W의 주변부가 이지러지는 것을 방지할 수 있고, 베벨부의 에칭 처리에 의한 BSP 제거를 부드럽게 행할 수 있다.
도 5로 돌아가서, 제어부(52)는, 입출력 I/F부(54)를 통해서 디스플레이(60)에 경고 메시지를 표시하고(스텝 S48), 본 처리를 종료한다. 또한, 제어부(52)는, 소정의 조건을 만족시키는 경우에는 베벨 에칭 장치(1)를 정지하더라도 좋다. 소정의 조건의 일례로서는, 산출된 휘도의 평균치에 대한 레이저광의 출력치와, 실제로 레이저 제네레이터(30)로부터 출력되는 레이저광의 출력치의 차분이 -(10+α)%~(10+α)%의 범위 밖이라고 판정되었을 때를 들 수 있다. α는, 0보다 큰 임의의 숫자이다. 웨이퍼 W의 이지러짐은, 산출된 휘도의 평균치에 대한 레이저광의 출력치가 레이저 제네레이터(30)의 출력 설정치에 대하여 ±10%의 범위 밖인 경우에 생긴다. 이상의 이유로부터, 본 실시 형태에서는 산출된 휘도의 평균치에 대한 레이저광의 출력치가 -(10+α)%~(10+α)%의 범위 밖이라고 판정되었을 때 레이저광의 출력치에 이상이 있다고 판정하고, 베벨 에칭 장치(1)를 일시 정지하더라도 좋다. 이것에 의해, 웨이퍼 W의 베벨부에 규정치보다 높은 파워의 레이저광이 조사되어, 웨이퍼의 베벨부가 깎이거나, 베벨부가 이지러지거나 하는 것을 회피할 수 있다.
이상, 본 실시 형태와 관련되는 베벨 에칭 장치(1)에 의하면, 레이저광의 산란광을 사용하여 촬상한 화상으로부터 산출한 휘도와, 레이저 제네레이터(30)로부터 출력한 레이저광의 출력치의 상관 관계를 나타내는 데이터에 근거하여, 레이저광의 출력치를 감시할 수 있다. 이것에 의해, 레이저광의 출력치의 이상을 웨이퍼 W의 처리 중에 검출하고, 레이저광의 출력치의 자동 보정 등을 행하는 것에 의해, 웨이퍼 W의 파손을 방지할 수 있고, 베벨부의 에칭 처리에 의한 BSP 제거를 부드럽게 행할 수 있다.
또한, 예컨대 도 4의 상관 그래프 S0에 나타내는 레이저광의 출력치와 레이저 제네레이터(30)로의 제어 전류의 환산을 행하는 것에 의해, 휘도와 레이저 제네레이터(30)에 공급하는 전류의 상관 그래프를 기억부(53)에 기억하더라도 좋다. 그 경우, 휘도와 레이저 제네레이터(30)의 전류의 상관 그래프를 이용하여, 촬상 화상으로부터 취득한 휘도의 평균치에 근거하여 레이저 제네레이터(30)에 공급하는 전류가 제어된다.
또, 제어부(52)는, 레이저 제네레이터(30)의 레이저광의 출력치가 이상이라고 판정한 경우, 경고 메시지를 표시하는 것(스텝 S48) 및 레이저광의 출력치를 자동 보정하는 것(스텝 S46)의 적어도 한쪽을 실행하면 된다.
(레이저 제네레이터에 공급하는 전류의 제어 방법)
레이저 제네레이터(30)에 공급하는 전류의 제어 방법에 대하여 도 6을 참조하면서 간단하게 설명한다. 도 6은 본 실시 형태와 관련되는 레이저 제네레이터(30)의 구성의 일례를 나타낸다. 본 실시 형태와 관련되는 레이저 제네레이터(30)는, 직류 전원(30a), 전류 제어 소자(30b)(IGBT), 컨트롤 보드(30e) 및 발진기(30c)를 갖는다. 발진기(30c)에 마련된 다이오드에는, 직류 전원(30a)으로부터 전류가 공급되고, 이것에 의해, 레이저광이 출력된다. 전류 제어 소자(30b)는, 직류 전원(30a)으로부터 발진기(30c)의 다이오드에 공급되는 전류(제어 전류)를 제어한다. 레이저 제네레이터(30)로부터 출력된 레이저광은, 광파이버(30d)에 의해 전파되어, 레이저 조사 헤드(18)로부터 웨이퍼 W의 베벨부에 조사된다.
제어 장치(50)는, 레이저광의 산란광을 사용하여 촬상한 화상으로부터 산출한 휘도에 대응하는 레이저광의 출력치 또는 레이저 제네레이터(30)의 제어 전류에 근거하여, 발진기(30c)의 다이오드에 공급하는 전류를, 컨트롤 보드(30e)를 통해서 피드백 제어한다.
[레이저 출력 감시 처리의 변형예]
마지막으로, 일 실시 형태와 관련되는 레이저 출력 감시 처리의 변형예에 대하여, 도 7 및 도 8을 참조하면서 설명한다. 웨이퍼 W에 퇴적되어 있는 막 종류에 따라서 레이저광의 산란광의 상태가 바뀌는 경우가 있다. 그래서, 본 변형예에서는, 챔버(11) 내에 탑재된 웨이퍼 W상에 형성된 막 종류에 따라서, 레이저 제네레이터(30)로부터 출력되는 레이저광의 출력치와, 챔버(11) 내의 화상의 소정 영역의 휘도의 상관 관계가 미리 계측된다. 계측된 막 종류마다의 상기 상관 관계를 나타내는 데이터는, 기억부(53)에 기억된다. 도 8에는, 막 종류 A에 대응하는 레이저광의 출력치와 휘도의 상관 그래프 S0, 막 종류 B에 대응하는 레이저광의 출력치와 휘도의 상관 그래프 S1, 막 종류 C에 대응하는 레이저광의 출력치와 휘도의 상관 그래프 S2가 나타나 있다.
웨이퍼 W상에 형성되는 막 종류의 일례로서는, 산화실리콘막(SiO2), 실리콘나이트라이드막(SiN), 폴리실리콘막(Poly-Si)을 들 수 있다. 단, 웨이퍼 W상의 막 종류는 이것으로 한정되지 않고, 어느 막이더라도 좋다.
다음으로, 이상과 같이 하여 기억부(53)에 기억된 복수의 막 종류에 대한 상관 그래프(상관 데이터)에 근거하여, 촬상된 챔버(11) 내의 화상으로부터 잘라낸 소정 영역의 화상의 휘도를 사용하여 레이저광의 출력을 감시하는 처리에 대하여, 도 7을 참조하면서 설명한다. 본 변형예와 관련되는 레이저 출력 감시 처리는, 도 5에 나타낸 일 실시 형태와 관련되는 레이저 출력 감시 처리에 스텝 S50이 추가되어 있는 점에서만 상이하다.
다시 말해, 스텝 S30~S42의 처리가 실행된 후, 제어부(52)는, 웨이퍼 W에 형성된 막 종류 정보를 취득하고, 막 종류에 따른 상관 그래프를 특정한다(스텝 S50). 제어부(52)는, 막 종류 정보를 기억부(53)에 기억된 레시피로부터 취득하더라도 좋다.
제어부(52)는, 웨이퍼 W를 에칭하는 처리 전에 측정한 복수의 상기 레이저광의 출력치와 휘도의 상관 관계를 나타내는 데이터 중, 막 종류에 따라 특정되는 상관 그래프에 근거하여, 산출한 휘도에 대한 레이저광의 출력치를 감시한다. 다시 말해, 제어부(52)는, 기억부(53)에 기억된 특정한 상관 그래프(예컨대, 상관 그래프 S0~S2로부터 막 종류에 따라 특정된 어느 하나의 상관 그래프)에 근거하여, 산출된 휘도의 평균치에 대한 레이저광의 출력치를 특정한다. 제어부(52)는, 특정된 레이저광의 출력치와, 실제로 레이저 제네레이터(30)로부터 출력되는 레이저광의 출력치의 차분이, 소정의 임계치의 범위 내인지를 판정한다(스텝 S44).
제어부(52)는, 소정의 임계치의 범위 내로 판정한 경우, 본 처리를 종료한다. 한편, 제어부(52)는, 소정의 임계치의 범위 밖으로 판정한 경우, 레이저 제네레이터(30)로부터 출력하는 레이저광의 출력치를 자동 보정한다(스텝 S46). 다음으로, 제어부(52)는, 입출력 I/F부(54)를 통해서 디스플레이(60)에 경고 메시지를 표시하고(스텝 S48), 본 처리를 종료한다.
본 변형예에 의하면, 웨이퍼 W상의 막 종류에 따라 레이저광의 산란광의 상태가 바뀌는 것을 고려하여, 막 종류마다 미리 측정된 상관 그래프로부터 웨이퍼 W상의 막 종류에 따른 상관 그래프가 선택된다. 그리고, 선택된 상관 그래프에 근거하여, 챔버(11) 내를 촬상한 화상의 휘도에 대응하는 레이저광의 출력치가, 실제의 레이저 제네레이터(30)로부터 출력한 레이저광의 출력치에 대하여 소정의 정상 범위 내인지가 판정된다.
본 변형예에서는, 막 종류마다의 상관 그래프를 사용하기 때문에, 레이저광의 출력치의 이상을 웨이퍼 W의 처리 중에 보다 정확하게 검출할 수 있다. 이 결과, 막 종류마다 레이저광의 출력치의 자동 보정 등을 행하는 것에 의해, 웨이퍼 W의 파손을 보다 정확하게 방지할 수 있고, 베벨부의 에칭 처리에 의한 BSP 제거를 보다 부드럽게 행할 수 있다.
이상, 에칭 처리 방법 및 베벨 에칭 장치를 상기 실시 형태 및 그 변형예에 의해 설명했다. 상기 실시 형태 및 그 변형예와 관련되는 에칭 처리 방법 및 베벨 에칭 장치에 의하면, 레이저광의 산란광에 의해 비추어진 챔버(11) 내를 촬상한 화상을 이용하여 챔버(11) 내의 광의 상태를 검출하고, 이것에 의해, 레이저광의 출력치를 감시할 수 있다. 이것에 의하면, 광의 검출 조건이 안정되기까지 길어도 1초 밖에 걸리지 않고, 예컨대 열 센서를 이용하여 레이저광의 출력치를 감시하는 경우보다 측정 시간이 빠르다고 하는 이점이 있다.
이상, 에칭 처리 방법 및 베벨 에칭 장치를 상기 실시 형태 및 그 변형예에 의해 설명했지만, 본 발명과 관련되는 에칭 처리 방법 및 베벨 에칭 장치는 상기 실시 형태로 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 범위 내에서 여러 가지의 변형 및 개량이 가능하다. 상기 복수의 실시 형태에 기재된 사항은, 모순되지 않는 범위에서 조합할 수 있다.
예컨대, 상기 실시 형태 및 변형예에서는, 기억부(53)에 기억되는 상관 그래프는, 본 발명의 베벨 에칭 장치에 있어서, 웨이퍼 W 등의 기판을 에칭하는 처리 전에 측정된 레이저광의 출력치와 휘도의 상관 관계를 나타내는 데이터였지만, 이것으로 한정되지 않는다. 예컨대, 기억부(53)에 기억되는 상관 그래프는, 베벨 에칭 장치와 동일 구성의 다른 베벨 에칭 장치에 있어서, 기판을 에칭하는 처리 전에 측정한 레이저광의 출력치와 휘도의 상관 관계를 나타내는 데이터이더라도 좋다.
또한, 상관 그래프는, 본 발명의 베벨 에칭 장치 및 본 발명의 베벨 에칭 장치와는 상이한 다른 베벨 에칭 장치에 있어서, 기판을 에칭하는 처리 전에 측정한 레이저광의 출력치와 휘도의 상관 관계를 나타내는 데이터이더라도 좋다.
1 : 베벨 에칭 장치
2 : BSP
11 : 챔버
11a : 웨이퍼 반입출구
12 : 스핀 척
13 : 모터
14 : BSP 제거부
15 : CCD 카메라
18 : 레이저 조사 헤드
22 : 오존 가스 발생기
23 : 게이트 밸브
24 : 밸브 요소
25 : 밀봉 링
26 : 에어 실린더
30 : 레이저 제네레이터
32 : 팬
33 : 필터
50 : 제어 장치
51 : 촬상부
52 : 제어부
53 : 기억부
54 : 입출력 I/F부

Claims (9)

  1. 레이저 제네레이터와 촬상부를 갖고, 레이저광을 조사하여 기판을 에칭하는 베벨 에칭 장치를 이용한 에칭 처리 방법으로서,
    상기 레이저 제네레이터로부터 조사되는 레이저광의 산란광에 의해 처리 용기 내를 비추고, 상기 촬상부에 의해 상기 처리 용기 내의 화상을 촬상하는 공정과,
    촬상한 상기 처리 용기 내의 화상 중, 미리 선정한 소정 영역의 화상의 휘도를 산출하는 공정과,
    상기 레이저 제네레이터로부터 출력되는 레이저광의 출력치와 휘도의 상관 관계를 나타내는 데이터에 근거하여, 산출한 상기 휘도에 대한 상기 레이저광의 출력치를 감시하는 공정
    을 포함하는 에칭 처리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 소정 영역은, 촬상한 상기 화상 중, 상기 레이저광의 산란광이 상기 처리 용기 내의 차폐물에 의해 차폐되는 영역, 상기 처리 용기 내의 그림자가 촬영되는 영역, 및 상기 처리 용기 내의 모양이 촬영되는 영역의 각 영역을 제외한 영역이 선정되는 에칭 처리 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 감시하는 공정은, 상기 베벨 에칭 장치에 있어서, 기판의 에칭 처리 전에 측정한 상기 레이저광의 출력치와 휘도의 상관 관계를 나타내는 데이터에 근거하여, 산출한 상기 휘도에 대한 상기 레이저광의 출력치를 감시하는 에칭 처리 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 감시하는 공정은, 상기 베벨 에칭 장치와 동일 구성의 다른 베벨 에칭 장치에 있어서, 기판의 에칭 처리 전에 측정한 상기 레이저광의 출력치와 휘도의 상관 관계를 나타내는 데이터에 근거하여, 산출한 상기 휘도에 대한 상기 레이저광의 출력치를 감시하는 에칭 처리 방법.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 감시하는 공정은, 상기 베벨 에칭 장치 및 상기 베벨 에칭 장치와 동일 구성의 다른 베벨 에칭 장치에 있어서, 기판의 에칭 처리 전에 측정한 상기 레이저광의 출력치와 휘도의 상관 관계를 나타내는 데이터에 근거하여, 산출한 상기 휘도에 대한 상기 레이저광의 출력치를 감시하는 에칭 처리 방법.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 감시한 레이저광의 출력치가 소정의 임계치의 범위 내인지를 판정하는 공정과,
    상기 판정의 결과, 레이저광의 출력치가 소정의 임계치의 범위 밖인 경우, 상기 레이저광의 출력치를 자동 보정하는 공정
    을 포함하는 에칭 처리 방법.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 감시한 레이저광의 출력치가 소정의 임계치의 범위 내인지를 판정하는 공정과,
    상기 판정의 결과, 레이저광의 출력치가 소정의 임계치의 범위 밖인 경우, 경고를 출력하는 공정
    을 포함하는 에칭 처리 방법.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    기판에 형성된 막 종류 정보를 취득하는 공정을 더 포함하고,
    상기 감시하는 공정은, 기판의 에칭 처리 전에 측정한 복수의 상기 레이저광의 출력치와 휘도의 상관 관계를 나타내는 데이터 중 상기 막 종류 정보에 대응하는 데이터에 근거하여, 산출한 상기 휘도에 대한 상기 레이저광의 출력치를 감시하는
    에칭 처리 방법.
  9. 레이저 제네레이터와 촬상부와 제어부를 갖고, 레이저광을 조사하여 기판을 에칭하는 베벨 에칭 장치로서,
    상기 촬상부는, 상기 레이저 제네레이터로부터 조사되는 레이저광의 산란광에 의해 처리 용기 내를 비추고, 상기 처리 용기 내를 촬상한 화상을 취득하고,
    상기 제어부는, 촬상한 상기 처리 용기 내의 화상 중, 미리 선정한 소정 영역의 화상의 휘도를 산출하고,
    상기 레이저 제네레이터로부터 출력되는 레이저광의 출력치와 휘도의 상관 관계를 나타내는 데이터에 근거하여, 산출한 상기 휘도에 대한 상기 레이저광의 출력치를 감시하는
    베벨 에칭 장치.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102099433B1 (ko) * 2018-08-29 2020-04-10 세메스 주식회사 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치
JP7186236B2 (ja) * 2018-09-18 2022-12-08 株式会社Kokusai Electric 基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラム
KR102624510B1 (ko) * 2018-10-01 2024-01-16 삼성디스플레이 주식회사 레이저 조사 장치, 그의 구동 방법 및 그를 이용한 표시 장치의 제조 방법
KR102577288B1 (ko) 2020-11-23 2023-09-08 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 방법
CN112967953B (zh) * 2020-12-31 2023-09-08 深圳中科飞测科技股份有限公司 半导体处理设备的使用方法、半导体处理设备、及存储介质

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090143894A1 (en) 2007-11-13 2009-06-04 Tokyo Electron Limited Bevel/backside polymer removing method and device, substrate processing apparatus and storage medium
US20100147328A1 (en) 2008-12-15 2010-06-17 Tokyo Electron Limited Foreign matter removal method and storage medium

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6882416B1 (en) * 1999-09-07 2005-04-19 Applied Materials, Inc. Methods for continuous embedded process monitoring and optical inspection of substrates using specular signature analysis
US6813032B1 (en) * 1999-09-07 2004-11-02 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for enhanced embedded substrate inspection through process data collection and substrate imaging techniques
JP2008093682A (ja) * 2006-10-10 2008-04-24 Tokyo Electron Ltd レーザ発光装置の位置調整方法
JP5732637B2 (ja) * 2007-06-01 2015-06-10 株式会社山梨技術工房 ウェハ周縁端の異物検査方法、及び異物検査装置
US8053279B2 (en) * 2007-06-19 2011-11-08 Micron Technology, Inc. Methods and systems for imaging and cutting semiconductor wafers and other semiconductor workpieces
JP5025508B2 (ja) * 2008-01-30 2012-09-12 東京エレクトロン株式会社 ポリシリコン膜の除去方法および記憶媒体
CN101318264B (zh) * 2008-07-07 2011-01-12 苏州德龙激光有限公司 用于晶圆切割的紫外激光加工设备
JP5401089B2 (ja) * 2008-12-15 2014-01-29 東京エレクトロン株式会社 異物除去方法及び記憶媒体
US7977123B2 (en) * 2009-05-22 2011-07-12 Lam Research Corporation Arrangements and methods for improving bevel etch repeatability among substrates
JP5478145B2 (ja) * 2009-08-18 2014-04-23 東京エレクトロン株式会社 ポリマー除去装置およびポリマー除去方法
TW201428891A (zh) * 2013-01-15 2014-07-16 N Tec Corp 晶圓未斷灰階偵測方法
US9189705B2 (en) * 2013-08-08 2015-11-17 JSMSW Technology LLC Phase-controlled model-based overlay measurement systems and methods

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090143894A1 (en) 2007-11-13 2009-06-04 Tokyo Electron Limited Bevel/backside polymer removing method and device, substrate processing apparatus and storage medium
US20100147328A1 (en) 2008-12-15 2010-06-17 Tokyo Electron Limited Foreign matter removal method and storage medium

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