TW202341265A - 基板處理方法及基板處理系統 - Google Patents

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丸本洋
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日商東京威力科創股份有限公司
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Abstract

本發明之目的在於適當預測蝕刻對象之徑方向之蝕刻量分布。 本發明之蝕刻對象之徑方向之蝕刻量分布之預測，包含以下步驟：取得包含以複數之不同之蝕刻條件蝕刻蝕刻對象之表面後之蝕刻量分布之學習資料，以及利用學習資料透過以下式(1)～(6)預測預測對象蝕刻條件之蝕刻量分布。 ER scan(R)＝ER ref(R)×Ratio scan(R)・・・(1) Ratio scan(R)＝b 0×exp(b 1×T＋b 2)＋C・・・(2) b 0＝f(S，V)・・・(3) b 1＝f(S，V)・・・(4) b 2＝f(S，V)・・・(5) T＝(L－R)／V・・・(6)

Description

基板處理方法及基板處理系統
本發明係關於一種基板處理方法及基板處理系統。
專利文獻1中，揭示一種基板處理方法，包含以下步驟：研磨基板的表面之研磨步驟、測定研磨後之該基板之厚度之測定步驟、基於測定出之該基板之厚度決定對該基板進行之濕式蝕刻處理之處理條件之條件決定步驟，以及基於決定之該處理條件向研磨後之該基板供給處理液而進行濕式蝕刻處理之步驟。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2018－147908號公報
[發明欲解決之課題]
依本發明之技術，在一邊使蝕刻對象旋轉一邊使蝕刻液供給部在徑方向上來回移動而對蝕刻對象的表面進行蝕刻時，適當預測該蝕刻對象之徑方向之蝕刻量分布。 [解決課題之手段]
本發明之一態樣，係對基板進行處理之基板處理方法，其包含以下步驟：在使該基板之蝕刻對象旋轉的同時，一邊使蝕刻液供給部通過該蝕刻對象之旋轉中心之上方而在徑方向上來回移動，一邊從該蝕刻液供給部向該蝕刻對象之表面供給蝕刻液而蝕刻該表面；以及，預測以預測對象蝕刻條件對該蝕刻對象之表面進行蝕刻時之該蝕刻對象之徑方向之蝕刻量分布；該蝕刻量分布之預測包含以下步驟：取得包含以複數之不同蝕刻條件對該蝕刻對象之表面進行蝕刻後之蝕刻量分布之學習資料；以及，利用該學習資料，透過以下式(1)～(6)預測該預測對象蝕刻條件下之該蝕刻量分布。 ER scan(R)＝ER ref(R)×Ratio scan(R)・・・(1) Ratio scan(R)＝b 0×exp(b 1×T＋b 2)＋C・・・(2) b 0＝f(S，V)・・・(3) b 1＝f(S，V)・・・(4) b 2＝f(S，V)・・・(5) T＝(L－R)／V・・・(6) 其中， ER scan：使該蝕刻液供給部來回移動時之蝕刻量； ER ref：不使該蝕刻液供給部來回移動時之蝕刻量； Ratio scan：掃描比； R：自該蝕刻對象之中心之位置； T：未供給該蝕刻液之未噴吐時間； C：常數； S：使該蝕刻對象旋轉時之旋轉速度； V：使該蝕刻液供給部來回移動時之掃描速度； L：使該蝕刻液供給部來回移動時之掃描寬度。 [發明效果]
透過本發明，可在一邊使蝕刻對象旋轉一邊使蝕刻液供給部在徑方向上來回移動並對蝕刻對象之表面進行蝕刻時，適當預測該蝕刻對象之徑方向之蝕刻量分布。
半導體元件之製造步驟中，將表面形成有複數之電子電路等元件之半導體基板(以下稱為「晶圓」。)研磨而薄化，並且，將該晶圓之研磨面平滑化。研磨面之平滑化例如係一邊使晶圓旋轉，一邊從該晶圓之研磨面上方供給蝕刻液，亦即進行旋轉蝕刻。
上述之專利文獻1中，揭示對研磨後之晶圓進行濕式蝕刻處理，而將因研磨處理而形成於晶圓的表面之損傷層去除。專利文獻1所記載之條件決定步驟中，基於在測定步驟中取得之晶圓之厚度，而決定供給處理液之噴嘴之動作、晶圓之轉速、處理液之供給量、處理液之供給時間、處理液之種類等，作為濕式蝕刻處理之條件。
但，如專利文獻1所揭示之方法，進行一邊使晶圓旋轉一邊供給處理液之旋轉蝕刻時，由於向晶圓表面供給之處理液因離心力而向徑方向外側通流之關係，難以進行精密之蝕刻控制。更具體而言，特別在晶圓之中心部，難以適當控制蝕刻處理後之晶圓之表面形狀。
故，本發明提出一種在使晶圓旋轉的同時，一邊使噴嘴在通過晶圓之中心之徑方向上來回移動(掃描)，一邊從噴嘴向晶圓之表面供給蝕刻液而蝕刻該表面之方法。以下，將如此之蝕刻稱為「掃描蝕刻」。掃描蝕刻中，一邊對晶圓之中心部供給蝕刻液，一邊在該中心部之晶圓之表面產生蝕刻液之流動，藉此控制晶圓之表面形狀。
此處，欲控制蝕刻處理後之晶圓之表面形狀，適當控制晶圓徑方向之蝕刻量分布(蝕刻剖面)至關重要。蝕刻量分布之控制，係藉由調整晶圓之旋轉速度(轉速)、噴嘴之來回移動時之掃描速度及掃描寬度等蝕刻條件(蝕刻配方)，而得到目標之蝕刻量分布。
但，以往之蝕刻量分布之控制，主要係由工程師預測蝕刻量分布之變動，並逐次取得關於蝕刻量分布之資料而與目標之蝕刻量分布對應，亦即以嘗試錯誤之方式進行。此情況下，蝕刻量分布之控制依存於工程師之能力，控制所需之作業時間及控制之完成度等可能產生個人差異。
依本發明之技術，在掃描蝕刻中適當預測蝕刻對象之徑方向之蝕刻量分布。以下，參照圖式說明依本實施態樣之晶圓處理系統及晶圓處理方法。又，在本說明書及圖式中，對於具有實質相同之機能構成之要素標示相同符號而省略重複說明。
依本實施態樣之後述之晶圓處理系統1中，如圖1所示，對由第1晶圓W與第2晶圓S接合而成之作為基板之重合晶圓T進行處理。以下，在第1晶圓W中，將與第2晶圓S接合之側的面稱為表面Wa，並將與表面Wa為相反側之面稱為背面Wb。同樣地，在第2晶圓S中，將與第1晶圓W接合之側的面稱為表面Sa，並將與表面Sa為相反側之面稱為背面Sb。
第1晶圓W例如係矽基板等半導體晶圓，並在表面Wa側形成包含複數之元件之元件層Dw。又，於元件層Dw更形成接合用膜Fw，並經由該接合用膜Fw與第2晶圓S接合。作為接合用膜Fw，例如使用氧化膜(THOX膜、SiO 2膜、TEOS膜)、SiC膜、SiCN膜或接著劑等。
第2晶圓S例如具有與第1晶圓W相同之構成，並在表面Sa形成元件層Ds及接合用膜Fs。又，第2晶圓S無須為形成有元件層Ds之元件晶圓，例如亦可係支持第1晶圓W之支持晶圓。此情況下，第2晶圓S作為保護第1晶圓W之元件層Dw之保護材發揮機能。
如圖2所示，晶圓處理系統1具有將搬入搬出站2與處理站3連接成一體之構成。搬入搬出站2中，例如在與外部之間將可容納複數之重合晶圓T之匣盒C搬入及搬出。處理站3具備對重合晶圓T實施期望之處理之各種處理裝置。
搬入搬出站2中設有載置複數例如3個匣盒C之匣盒載置台10。又，於匣盒載置台10之X軸負方向側，與該匣盒載置台10鄰接設置晶圓搬運裝置20。晶圓搬運裝置20在向Y軸方向延伸之搬運路21上自由移動。又，晶圓搬運裝置20例如具有將重合晶圓T固持搬運之2個搬運手臂22、22。各搬運手臂22向水平方向、鉛直方向、或繞水平軸及鉛直軸自由移動。又，搬運手臂22之構成不限於本實施態樣，可採用任意構成。並且，晶圓搬運裝置20可對匣盒載置台10之匣盒C及後述之傳遞裝置30搬運重合晶圓T。
搬入搬出站2中，在晶圓搬運裝置20之X軸負方向側，與該晶圓搬運裝置20鄰接設置用以在與處理站3之間傳遞重合晶圓T之傳遞裝置30。
處理站3中例如設有3個處理區塊B1～B3。第1處理區塊B1、第2處理區塊B2及第3處理區塊B3從X軸正方向側(搬入搬出站2之側)向負方向側依序排列配置。
第1處理區塊B1中設有蝕刻裝置40、厚度測定裝置41及晶圓搬運裝置50。蝕刻裝置40與厚度測定裝置41積層配置。又，蝕刻裝置40與厚度測定裝置41之數量及配置不限於此。
蝕刻裝置40對經過後述之加工裝置80之研磨後之第1晶圓W之背面Wb(研磨面)進行蝕刻，而在將研磨後之第1晶圓W(重合晶圓T)進一步薄化的同時，去除因研磨處理而產生之研磨痕而將研磨面平滑化。又，蝕刻裝置40之詳細構成將在後續詳述。
厚度測定裝置41在一例中具備測定部(未圖示)及計算部(未圖示)。測定部具備在複數位置測定蝕刻後之第1晶圓W之厚度之感測器。計算部從測定部之測定結果(第1晶圓W之厚度)取得第1晶圓W之厚度分布，並計算第1晶圓W之平坦度(TTV：Total Thickness Variation，總厚度變異)。又，該第1晶圓W之厚度分布及平坦度之計算，亦可由後述之控制裝置90進行，而取代該計算部。換言之，可在後述之控制裝置90內設置計算部(未圖示)。又，厚度測定裝置41之構成不限於此，而可係任意構成。
晶圓搬運裝置50配置於傳遞裝置30之X軸負方向側。晶圓搬運裝置50例如具有將重合晶圓T固持搬運之2個搬運手臂51、51。各搬運手臂51向水平方向、鉛直方向，或繞水平軸及鉛直軸自由移動。並且，晶圓搬運裝置50可對傳遞裝置30、蝕刻裝置40、厚度測定裝置41、後述之洗淨裝置60、後述之厚度測定裝置61及後述之緩衝裝置62搬運重合晶圓T。
於第2處理區塊B2設有洗淨裝置60、厚度測定裝置61、緩衝裝置62及晶圓搬運裝置70。洗淨裝置60、厚度測定裝置61及緩衝裝置62係積層配置。又，洗淨裝置60、厚度測定裝置61及緩衝裝置62之數量及配置不限於此。
洗淨裝置60洗淨經過後述之加工裝置80之研磨後之第1晶圓W之背面Wb(研磨面)。例如，使刷具接觸背面Wb，而將該背面Wb刷擦洗淨。又，第1晶圓W之洗淨中亦可利用加壓後之洗淨液。又，洗淨裝置60亦可構成為可在洗淨第1晶圓W時同時洗淨第2晶圓S之背面Sb。
厚度測定裝置61在一例中具備測定部(未圖示)及計算部(未圖示)。測定部具備在複數位置測定研磨後之第1晶圓W之厚度之感測器。計算部從測定部之測定結果(第1晶圓W之厚度)取得第1晶圓W之厚度分布，並計算第1晶圓W之平坦度(TTV)。又，該第1晶圓W之厚度分布及平坦度之計算可由後述之控制裝置90進行，而取代該計算部。換言之，可在後述之控制裝置90內設置計算部(未圖示)。又，厚度測定裝置61之構成不限於此，而可係任意構成。
緩衝裝置62暫時固持從第1處理區塊B1傳遞至第2處理區塊B2之處理前之重合晶圓T。緩衝裝置62之構成係任意。又，緩衝裝置62可具有調整相對於後述之吸盤83之重合晶圓T之中心位置及／或重合晶圓T之水平方向之面向之定位機構(未圖示)。
晶圓搬運裝置70例如配置於洗淨裝置60、厚度測定裝置61及緩衝裝置62之Y軸正方向側。晶圓搬運裝置70例如具有以未圖示之吸附固持面將重合晶圓T吸附固持並搬運之2個搬運手臂71、71。各搬運手臂71由多關節之手臂構件72支持，並向水平方向、鉛直方向，或繞水平軸及鉛直軸自由移動。並且，晶圓搬運裝置70可對蝕刻裝置40、厚度測定裝置41、洗淨裝置60、厚度測定裝置61、緩衝裝置62及後述之加工裝置80搬運重合晶圓T。
第3處理區塊B3中設有加工裝置80。加工裝置80將第1晶圓W研磨薄化，而作為本發明之薄化裝置發揮機能。
加工裝置80具有旋轉台81。旋轉台81透過旋轉機構(未圖示)以鉛直之旋轉中心線82為中心自由旋轉。旋轉台81上設有2個將重合晶圓T吸附固持之吸盤83。吸盤83在與旋轉台81相同之圓周上均等配置。2個吸盤83可藉由旋轉台81旋轉，而向傳遞位置A0及加工位置A1移動。又，2個吸盤83可分別透過旋轉機構(未圖示)而繞鉛直軸旋轉。
傳遞位置A0中，進行重合晶圓T之傳遞。加工位置A1中配置有研磨單元84，其在以吸盤83吸附固持第2晶圓S之狀態下研磨第1晶圓W。研磨單元84具有研磨部85，其具備環狀形狀且可自由旋轉之研磨砥石(未圖示)。又，研磨部85可沿著支柱86向鉛直方向移動。
又，加工裝置80之構成不限於此。例如，可在旋轉台81上設置4個吸盤83，該4個吸盤83可在重合晶圓T之傳遞位置、進行第1晶圓W之粗研磨之粗研磨部(未圖示)、進行第1晶圓W之中研磨之中研磨部(未圖示)及進行第1晶圓W之精研磨之精研磨部(未圖示)之間移動。又，例如可在加工裝置80中設置在複數位置測定研磨後之第1晶圓W之厚度之厚度測定裝置(未圖示)。
以上之晶圓處理系統1中設有控制裝置90。控制裝置90例如係具備CPU及記憶體等之電腦，並具有程式儲存部(未圖示)。程式儲存部中儲存控制晶圓處理系統1中之重合晶圓T之處理之程式。又，上述程式亦可係記錄於電腦可讀取之記錄媒體H，並從該記錄媒體H安裝至控制裝置90者。又，上述記錄媒體H可係暫時性亦可係非暫時性。
接著，說明上述之蝕刻裝置40之構成。如圖3所示，蝕刻裝置40具有作為基板固持部之晶圓固持部100、旋轉機構101及蝕刻液供給部102。
晶圓固持部100在複數位置(本實施態樣中為3處)固持重合晶圓T之外緣部。又，晶圓固持部100之構成不限於圖示之例，例如晶圓固持部100亦可具備從下方吸附固持重合晶圓T之吸盤。旋轉機構101使固持於晶圓固持部100之重合晶圓T(第1晶圓W)以鉛直之旋轉中心線100a為中心旋轉。
蝕刻液供給部102例如具有向固持於晶圓固持部100之第1晶圓W之背面Wb供給蝕刻液E之噴嘴。蝕刻液供給部102設於晶圓固持部100之上方，並可透過移動機構103向水平方向及鉛直方向移動。在一例中，蝕刻液供給部102可通過晶圓固持部100之旋轉中心線100a，亦即，如圖4所示般通過第1晶圓W之中心部上方來回移動(掃描移動)。又，以下之說明中，將蝕刻液供給部102之來回移動設為1循環。
蝕刻液E中，為了適當蝕刻作為蝕刻對象之第1晶圓W之矽，至少含有氫氟酸、硝酸或混合酸。又，蝕刻液E中亦可含有磷酸或硫酸。又，蝕刻對象不限於第1晶圓W，例如亦可係非晶矽。又，本實施態樣之蝕刻對象不限於第1晶圓W之背面Wb。例如亦可適用於未經過加工裝置80之加工處理之晶圓之處理。例如，於背面Wb形成有膜時，該膜亦可作為蝕刻對象。
以上之蝕刻裝置40中，進行在使第1晶圓W旋轉的同時，一邊使蝕刻液供給部102來回移動，一邊從蝕刻液供給部102向第1晶圓W之背面Wb供給蝕刻液之掃描蝕刻。本實施態樣中，利用預測模型預測掃描蝕刻之蝕刻量分布。
蝕刻量分布之預測模型如圖5所示，係以固定掃描速度及左右對稱掃描之蝕刻條件進行掃描蝕刻時之模型。亦即，使蝕刻液供給部102來回移動時之掃描速度V為固定。又，蝕刻液供給部102之掃描寬度L從第1晶圓W之中心左右對稱，蝕刻液供給部102在掃描之一端部「＋L」與掃描之另一端部「－L」之間來回移動。以下，將此掃描蝕刻之序列稱為「定速掃描序列」，並將導出之預測模型稱為「定速掃描模型」。
定速掃描模型由以下式(1)～(6)構成。 ER scan(R)＝ER ref(R)×Ratio scan(R)・・・(1) Ratio scan(R)＝b 0×exp(b 1×T＋b 2)＋C・・・(2) b 0＝f(S，V)・・・(3) b 1＝f(S，V)・・・(4) b 2＝f(S，V)・・・(5) T＝(L－R)／V・・・(6) 其中， ER scan：使蝕刻液供給部102來回移動時之蝕刻量； ER ref：不使蝕刻液供給部102來回移動時之蝕刻量； Ratio scan：掃描比； R：自第1晶圓W之中心之位置； T：未供給蝕刻液E之未噴吐時間； C：常數； S：使第1晶圓W旋轉時之旋轉速度； V：使蝕刻液供給部102來回移動時之掃描速度； L：使蝕刻液供給部102來回移動時之掃描寬度。
上述式(3)～(5)中之函數係解析學習資料而決定。例如，以複數之不同蝕刻條件對測試晶圓進行定速掃描序列之蝕刻，並取得關於蝕刻量分布之學習資料。具體而言，變更測試晶圓之旋轉速度S、使蝕刻液供給部102來回移動時之掃描速度V及蝕刻液供給部102之掃描寬度L，而進行測試晶圓之蝕刻。此時，對於各測試晶圓之蝕刻之處理時間為相同。
各蝕刻條件下之測試晶圓之蝕刻，以預先決定之期望之時間實施。並且，取得測試晶圓之蝕刻量分布，並將該蝕刻量分布輸出至控制裝置90。再者，控制裝置90中，將輸出之各蝕刻條件下之蝕刻量分布壓縮成單位時間或單位循環內之蝕刻量分布(蝕刻率)，並將該壓縮後之各蝕刻量分布作為學習資料儲存。
圖6係取得之學習資料之一例。使測試晶圓之旋轉速度S在S1～S5變化。使蝕刻液供給部102之掃描速度V在V1～V3變化。使蝕刻液供給部102之掃描寬度L在L1～L4變化。如此，對於複數(本例中為60種)之蝕刻條件取得蝕刻量分布。在各學習資料之圖表中，橫軸表示從測試晶圓之中心(橫軸之0(零))到一外端之徑方向位置，縱軸表示蝕刻量(蝕刻率)。
又，上述說明了透過測試晶圓之蝕刻取得上述學習資料之例，但取得學習資料時之蝕刻對象不限於測試晶圓。具體而言，例如亦可將在晶圓處理系統1進行實際處理之第1晶圓W之蝕刻處理結果作為上述學習資料儲存。又，例如在第1晶圓W之背面Wb形成有膜時，可將蝕刻對象設為膜，而將該膜之蝕刻處理結果作為上述學習資料儲存。
接著，說明上述之定速掃描模型之詳細導出方法。
首先，本案發明人掌握了掃描蝕刻之蝕刻量分布。並且，發現蝕刻液供給部102固定而不來回移動時(以下稱為「未掃描」。)之蝕刻量分布，成為以定速掃描模型預測之蝕刻量分布之基準蝕刻量分布。
圖7表示上述圖6所示之學習資料之中，旋轉速度S為S5，掃描速度V為V3，並使掃描寬度L在L1～L4變化時之蝕刻量分布。又，圖7亦表示未掃描時之基準蝕刻量分布。參照圖7，掃描蝕刻中，以掃描寬度L為起點，僅有內周側之蝕刻量分布發生變動，外周側之蝕刻量分布不發生變動。換言之，在掃描蝕刻中，僅有掃描寬度L之內周側之蝕刻量分布從未掃描之基準蝕刻量分布變動，掃描寬度L之外周側之蝕刻量分布呈現與基準蝕刻量分布相同之分布。從而，未掃描之蝕刻量分布可作為基準。
接著，本案發明人將掃描蝕刻中之蝕刻量分布之變動量分離。具體而言，從存在未掃描之基準蝕刻量分布之概念，將掃描蝕刻之蝕刻量分布相對於該基準蝕刻量分布之比在以下式(7)定義為掃描比Ratio scan。此掃描比Ratio scan可將掃描蝕刻之效果定量化分離。圖8表示旋轉速度S為S5，使掃描速度V在V1～V3變化，並使掃描寬度L在L1～L4變化時之掃描比Ratio scan。圖8之橫軸表示從第1晶圓W之中心(橫軸之0(零))到一外端之徑方向位置，縱軸表示掃描比Ratio scan。參照圖8，以掃描寬度L為起點，內周側之掃描比Ratio scan發生變動，而可將上述掃描蝕刻之蝕刻量分布之變動量定量化分離而掌握。然後，透過以下式(7)導出定速掃描模型之以下式(1)。 Ratio scan(R)＝ER scan(R)／ER ref(R)・・・(7) ER scan(R)＝ER ref(R)×Ratio scan(R)・・・(1) 其中， Ratio scan：掃描比； ER scan：使蝕刻液供給部102來回移動時之蝕刻量； ER ref：不使蝕刻液供給部102來回移動時之蝕刻量。
又，在以下式(6)中定義未噴吐時間T。未噴吐時間T係由於蝕刻液供給部102移動，而不透過該蝕刻液供給部102向內周側供給蝕刻液E之時間。並且，此未噴吐時間T中之蝕刻量減少。圖9表示旋轉速度S為S5，使掃描速度V在V1～V3變化，並使掃描寬度L在L1～L4變化時之未噴吐時間T。圖9之橫軸表示從第1晶圓W之中心(橫軸之0(零))到一外端之徑方向位置，縱軸表示未噴吐時間T。參照圖9，可掌握到以掃描寬度L為起點，內周側之未噴吐時間T變動。 T＝(L－R)／V・・・(6) 其中， T：未供給蝕刻液E之未噴吐時間； V：使蝕刻液供給部102來回移動時之掃描速度； L：使蝕刻液供給部102來回移動時之掃描寬度。
接著，本案發明人研究了掃描比Ratio scan與未噴吐時間T之關係。圖10表示旋轉速度S為S5，使掃描速度V在V1～V3變化時之掃描比Ratio scan與未噴吐時間T之關係。圖10之橫軸表示未噴吐時間T，縱軸表示掃描比Ratio scan。參照圖10，相對於未噴吐時間T，掃描比Ratio scan呈指數函數減少，且可利用以下式(2)之衰減曲線模型定義。此衰減曲線模型亦適用於說明「未供給蝕刻液E之時間愈長，蝕刻量愈減少」之實際物理現象之運作。 Ratio scan(R)＝b 0×exp(b 1×T＋b 2)＋C・・・(2) 其中， b 0：尺度(截距)； b 1：衰減率(斜率)； b 2：衰減延遲值； C：漸近線。
上述b 0係衰減曲線之尺度(截距)，b 1係衰減曲線之衰減率(斜率)。b 2係衰減曲線之衰減延遲值。例如，b 2係在蝕刻液E之液量較多，第1晶圓W中之殘液較多而未立刻發生衰減等之影響較大時使用之修正項。C為衰減曲線之漸近線。例如，不存在C時，掃描比Ratio scan在數學式上趨近於0(零)。但實際上，一旦供給了蝕刻液E，第1晶圓W必定受到蝕刻，故掃描比Ratio scan不為0(零)。C係用以修正此現象之修正項。又，C亦可透過例如先解析上述式(2)後，若C＜0則C＝0，若C＞0則留下C之方法決定。
又，b 2及C在實際運用上判斷為不需要時，可設為b 2＝0、C＝0而省略。
又，尺度b 0、衰減率b 1及衰減延遲值b 2依存於旋轉速度S及掃描速度V，並可分別利用以下式(3)～(5)定義。 b 0＝f(S，V)・・・(3) b 1＝f(S，V)・・・(4) b 2＝f(S，V)・・・(5) 其中， S：使第1晶圓W旋轉時之旋轉速度； V：使蝕刻液供給部102來回移動時之掃描速度。
此處，圖10中，粗線係透過實驗取得之實測值，細線係利用定速掃描模型之上述式(2)計算出之計算值。實測值與計算值大略一致，而確認上述式(2)之衰減曲線模型為適當。
如上，導出由以下式(1)～(6)構成之定速掃描模型(蝕刻量分布之預測模型)。 ER scan(R)＝ER ref(R)×Ratio scan(R)・・・(1) Ratio scan(R)＝b 0×exp(b 1×T＋b 2)＋C・・・(2) b 0＝f(S，V)・・・(3) b 1＝f(S，V)・・・(4) b 2＝f(S，V)・・・(5) T＝(L－R)／V・・・(6)
圖11係比較透過實驗取得之蝕刻量分布之實測值(圖11中之粗線)與由定速掃描模型計算出之蝕刻量分布之計算值(圖11中之細線)之圖表。使旋轉速度S在S1～S4變化，使掃描速度V在V1～V3變化，並使掃描寬度L在L1～L4變化。實測值與計算值大略一致，而確認上述式(1)～(6)之定速掃描模型為適當。
接著，說明利用如上構成之晶圓處理系統1進行之晶圓處理。又，本實施態樣中，預先在晶圓處理系統1之外部之接合裝置(未圖示)形成重合晶圓T。又，亦可預先去除第1晶圓W之周緣部，例如從第1晶圓W之外端部往徑方向0.5mm～3mm之範圍。
首先，將容納有複數之重合晶圓T之匣盒C載置於搬入搬出站2之匣盒載置台10。接著，透過晶圓搬運裝置20取出匣盒C內之重合晶圓T，並搬運至傳遞裝置30。搬運至傳遞裝置30之重合晶圓T透過晶圓搬運裝置50搬運至緩衝裝置62。又，亦可在緩衝裝置62中，調整重合晶圓T相對於吸盤83之中心位置及／或重合晶圓T之水平方向之面向。
接著，透過晶圓搬運裝置70將重合晶圓T搬運至加工裝置80，並傳遞至傳遞位置A0之吸盤83。吸盤83中，吸附固持第2晶圓S之背面Sb。接著，使吸盤83移動至加工位置A1，並透過研磨單元84研磨第1晶圓W之背面Wb。透過此研磨處理，使第1晶圓W(重合晶圓T)之厚度減少至期望之研磨目標厚度(圖12之步驟S1)。
接著，透過晶圓搬運裝置70將重合晶圓T搬運至厚度測定裝置61。厚度測定裝置61中，在複數位置測定研磨後之第1晶圓W(重合晶圓T)之厚度，而取得第1晶圓W之研磨後之厚度分布，更計算出第1晶圓W之平坦度(圖12之步驟S2)。計算出之第1晶圓W之厚度分布及平坦度例如輸出至控制裝置90。又，於加工裝置80設有厚度測定裝置時，研磨後之第1晶圓W之厚度亦可利用該加工裝置80之厚度測定裝置測定。
控制裝置90中，從輸出之第1晶圓W之厚度分布及平坦度，決定後續之蝕刻處理之最佳蝕刻條件(圖12之步驟S3)。控制裝置90之最佳蝕刻條件之詳細決定方法將在後續詳述。
測定過第1晶圓W之厚度之重合晶圓T，接著，透過晶圓搬運裝置70或晶圓搬運裝置50搬運至洗淨裝置60。洗淨裝置60中，將研磨後之第1晶圓W之研磨面亦即背面Wb洗淨(圖12之步驟S4)。又，洗淨裝置60中，如上所述亦可將第2晶圓S之背面Sb洗淨。又，如本實施態樣以厚度測定裝置61測定研磨後之厚度時，步驟S2及步驟S3、步驟S4之順序亦可顛倒。亦即，可在以洗淨裝置60將第1晶圓W之背面Wb洗淨後，在厚度測定裝置61測定第1晶圓W之厚度，並決定蝕刻處理之最佳蝕刻條件。
接著，透過晶圓搬運裝置50將重合晶圓T搬運至蝕刻裝置40。蝕刻裝置40中，以最佳蝕刻條件，透過蝕刻液E蝕刻第1晶圓W之研磨面亦即背面Wb(圖12之步驟S5)。
在蝕刻第1晶圓W時，首先，使晶圓固持部100(第1晶圓W)以鉛直之旋轉中心線100a為中心旋轉，同時開始從蝕刻液供給部102供給(噴吐)蝕刻液E，而開始背面Wb之蝕刻。
再者，在蝕刻第1晶圓W時，持續從蝕刻液供給部102供給蝕刻液E，同時如圖4所示使蝕刻液供給部102通過第1晶圓W之旋轉中心之上方亦即旋轉中心線100a，而以該旋轉中心線100a為中間點進行來回移動(掃描)。又，第1晶圓W之旋轉速度、使蝕刻液供給部102來回移動時之掃描速度及蝕刻液供給部102之掃描寬度等蝕刻條件之詳細決定方法將在後續詳述。
對於第1晶圓W得到期望之蝕刻量後，停止從蝕刻液供給部102供給蝕刻液E，並以純水清洗第1晶圓W之背面Wb後，進行甩脫乾燥。然後，停止晶圓固持部100(第1晶圓W)之旋轉，而結束第1晶圓W之蝕刻。
此處，第1晶圓W之最佳蝕刻條件係如上所述基於研磨後之第1晶圓W之厚度分布及平坦度而決定。具體而言，基於厚度測定裝置61之第1晶圓W之厚度分布及平坦度之實測值與作為目標之蝕刻後之第1晶圓W之表面形狀(以下稱為「目標形狀」。)之厚度分布及平坦度之差，決定最佳蝕刻條件。並且，步驟S5中，藉由以最佳蝕刻條件蝕刻第1晶圓W，透過蝕刻去除第1晶圓W之厚度之實測值與目標值之差，而將第1晶圓W之表面加工成目標形狀。藉此，透過本實施態樣，無論研磨後之第1晶圓W之表面形狀，皆可適當得到作為目標之第1晶圓W之表面形狀。
接著，透過晶圓搬運裝置50將重合晶圓T搬運至厚度測定裝置41。厚度測定裝置41中，在複數位置測定蝕刻後之第1晶圓W(重合晶圓T)之厚度而取得第1晶圓W之蝕刻後之厚度分布，更計算出第1晶圓W之平坦度(圖12之步驟S6)。計算出之第1晶圓W之厚度分布及平坦度例如輸出至控制裝置90，並例如用於接著在晶圓處理系統1進行處理之其他重合晶圓T之處理。又，以加工裝置80之厚度測定裝置測定研磨後之第1晶圓W之厚度時，亦可在厚度測定裝置61中測定蝕刻後之第1晶圓W之厚度。
然後，將實施了全部處理之重合晶圓T經由傳遞裝置30搬運至匣盒載置台10之匣盒C。如此，結束晶圓處理系統1之一系列晶圓處理。
接著，說明上述最佳蝕刻條件之詳細決定方法(圖12之步驟S3)。
首先，在決定最佳蝕刻條件時，在晶圓處理系統1中對重合晶圓T進行處理之前，取得學習資料(圖13之步驟S3－1)。從該學習資料導出蝕刻量分布之預測模型(圖13之步驟S3－2)。
步驟S3－1中，如上所述，例如對測試晶圓進行定速掃描序列之蝕刻，而取得如圖6所示之關於蝕刻量分布之學習資料。
步驟S3－2中，如上所述，導出由以下式(1)～(6)構成之蝕刻量分布之預測模型，亦即定速掃描模型。此時，以下式(3)～(5)中之函數，分別係解析在步驟S3－1取得之學習資料而決定。 ER scan(R)＝ER ref(R)×Ratio scan(R)・・・(1) Ratio scan(R)＝b 0×exp(b 1×T＋b 2)＋C・・・(2) b 0＝f(S，V)・・・(3) b 1＝f(S，V)・・・(4) b 2＝f(S，V)・・・(5) T＝(L－R)／V・・・(6) 其中， ER scan：使蝕刻液供給部102來回移動時之蝕刻量； ER ref：不使蝕刻液供給部102來回移動時之蝕刻量； Ratio scan：掃描比； R：自第1晶圓W之中心之位置； T：未供給蝕刻液E之未噴吐時間； C：常數； S：使第1晶圓W旋轉時之旋轉速度； V：使蝕刻液供給部102來回移動時之掃描速度； L：使蝕刻液供給部102來回移動時之掃描寬度。
與步驟S3－1及S3－2並行，取得上述步驟S5之蝕刻處理中之目標蝕刻量分布(圖13之步驟S3－3)。目標蝕刻量分布係基於蝕刻後之第1晶圓W之目標形狀之厚度分布(以下稱為「目標厚度分布」。)及在上述步驟S2取得之研磨後之第1晶圓W之表面形狀之厚度分布(以下稱為「實測厚度分布」。)取得。目標蝕刻量分布例如可藉由計算第1晶圓W之目標厚度分布與實測厚度分布之差而取得。
接著，決定使利用步驟S3－2之定速掃描模型計算出之蝕刻量分布近似於在步驟S3－3取得之目標蝕刻量分布之蝕刻條件。此蝕刻條件之決定方法係任意，例如執行最小平方法等最佳化計算而決定。然後，將此蝕刻條件決定為最佳蝕刻條件(圖13之步驟S3－4)。又，在步驟S3－4決定之最佳蝕刻條件相當於本發明之預測對象蝕刻條件。
然後，在步驟S4中，將第1晶圓W之背面Wb洗淨後，在步驟S5中，以最佳蝕刻條件蝕刻第1晶圓W之背面Wb。亦即，蝕刻裝置40中，在以透過最佳蝕刻條件決定之旋轉速度使重合晶圓T(第1晶圓W)旋轉的同時，以決定之掃描速度及掃描寬度使蝕刻液供給部102移動，並對第1晶圓W供給蝕刻液E。
如上，進行依本實施態樣之最佳蝕刻條件之決定，以及基於該最佳蝕刻條件對第1晶圓W進行蝕刻處理。
透過以上實施態樣，可利用由上述式(1)～(6)構成之定速掃描模型適當預測蝕刻量分布。故，在控制蝕刻量分布時，不同於以往依存於工程師之能力，可抑制控制所需之作業時間，並提高控制之完成度。又，可抑制在步驟S3中決定最佳蝕刻條件時之作業量之偏差，而提升最佳蝕刻條件之精度。
又，步驟S5中，以在步驟S3決定之最佳蝕刻條件蝕刻第1晶圓W。藉此，可使蝕刻處理之蝕刻量分布接近目標蝕刻量分布，其結果，可使蝕刻後之第1晶圓W之表面形狀成為目標形狀。換言之，可從不定之蝕刻條件決定最佳蝕刻條件，而適當控制蝕刻後之第1晶圓W之表面形狀。
經本案發明人實際進行模擬，在目標蝕刻量分布為V字型、A字型、M字型、W字型之任一情況，皆可使蝕刻後之第1晶圓W之厚度分布偏差落在容許範圍內。又，蝕刻後之第1晶圓W之平坦度(TTV)亦相較於以往提升。又，V字型係第1晶圓W之中心部之蝕刻量小於兩端部之蝕刻量，並在以晶圓位置為橫軸、以蝕刻量為縱軸之圖表中具有略V字形狀之分布。A字型係第1晶圓W之中心部之蝕刻量大於兩端部之蝕刻量，並在上述圖表中具有略A字形狀，而具有形狀與V字型上下相反之形狀之分布。M字型係在上述圖表中呈現2個A字型夾著第1晶圓W之中心部排列之形狀，且整體而言具有略M字形狀之分布。W字型係在上述圖表中呈現2個V字型夾著第1晶圓W之中心部排列之形狀，且整體而言具有略W字形狀之分布。
又，對每一片重合晶圓T進行步驟S1～S6，故即使每一片的蝕刻前(本實施態樣為研磨後)之表面形狀皆不同，仍可逐片將蝕刻後之第1晶圓W之表面形狀控制為目標形狀。
以上之實施態樣中，說明了蝕刻量分布之預測模型為定速掃描模型之情況，但亦可預測以其他掃描序列進行之掃描蝕刻之蝕刻量分布。
例如，適用本發明之其他掃描序列可係連結複數之蝕刻條件之定速掃描序列之序列。以下，將此掃描序列稱為「複數連結序列」，並將複數連結序列之蝕刻量分布之預測模型稱為「複數連結掃描模型」。
如圖14所示，連結定速掃描序列1與定速掃描序列2而生成複數連結序列。又，圖14中，以「＋」表示左圖(定速掃描序列1)與右圖(定速掃描序列2)之連結。在本例中，定速掃描序列1與定速掃描序列2中，第1晶圓W之旋轉速度S相異，分別為S1與S2。並且，複數連結掃描模型係對應定速掃描序列1與定速掃描序列2之時間比率，將定速掃描模型1與定速掃描模型2加總而導出。又，時間比率亦可係循環次數之比率。
圖15係表示以定速掃描序列1、定速掃描序列2及複數連結序列蝕刻第1晶圓W時之各自的蝕刻量分布之圖表。圖15之橫軸表示從第1晶圓W之中心(橫軸之0(零))到一外端之徑方向位置，縱軸表示蝕刻量(蝕刻率)。
圖15中，以一點鏈線表示以定速掃描序列1進行蝕刻時之蝕刻量分布之實測值。又，以二點鏈線表示以定速掃描序列2進行蝕刻時之蝕刻量分布之實測值。
相對於此，實施例1(粗實線)表示以時間(循環次數)比率1：1實施定速掃描序列1與定速掃描序列2時之蝕刻量分布之實測值。細實線係實施例1之蝕刻條件下之蝕刻量分布之計算值。此計算值係將定速掃描模型1之蝕刻量分布之1／2與定速掃描模型2之蝕刻量分布之1／2加總而得。
實施例2(粗虛線)表示以時間比率5：1實施定速掃描序列1與定速掃描序列2時之蝕刻量分布。細虛線係實施例2之蝕刻條件下之蝕刻量分布之計算值。此計算值係將定速掃描模型1之蝕刻量分布之5／6與定速掃描模型2之蝕刻量分布之1／6加總而得。
此等情況下，在實施例1、2之任一者中，實測值與計算值皆大略一致。從而，複數連結掃描模型可適當預測蝕刻量分布。再者，若比較實施例1與實施例2，實施例1中之晶圓中心之蝕刻量少於外周，相對於此，實施例2中之蝕刻量分布在晶圓面內為均一。換言之，藉由調整時間比率，可得到任意之蝕刻量分布，其結果，可控制蝕刻後之晶圓表面形狀。
又，在上述例中，作為蝕刻條件，連結了第1晶圓W之旋轉速度S相異之定速掃描序列1、2，但亦可連結其他蝕刻條件例如蝕刻液供給部102之掃描速度V、掃描寬度L等相異之定速掃描序列。
例如，適用本發明之其他掃描序列，亦可係蝕刻液供給部102之掃描寬度L對於第1晶圓W之中心為非對稱之序列。以下，將此掃描序列稱為「非對稱掃描序列」，並將非對稱掃描序列之蝕刻量分布之預測模型稱為「非對稱掃描模型」。
如圖16所示，在非對稱掃描序列中，從第1晶圓W之中心到掃描之一端部之掃描寬度L為L1，從第1晶圓W之中心到掃描之另一端部之掃描寬度L為L2。此情況下，非對稱掃描模型係對應掃描寬度L為L1之定速掃描序列1與掃描寬度L為L2之定速掃描序列2之時間比率(循環次數比率)，將定速掃描模型1與定速掃描模型2加總而導出。
圖17係表示以定速掃描序列1、定速掃描序列2及非對稱掃描序列蝕刻第1晶圓W時之各自的蝕刻量分布之圖表。圖17之橫軸表示從第1晶圓W之中心(橫軸之0(零))到一外端之徑方向位置，縱軸表示蝕刻量(蝕刻率)。
圖17中，以一點鏈線表示以定速掃描序列1進行蝕刻時之蝕刻量分布之實測值。又，以二點鏈線表示以定速掃描序列2進行蝕刻時之蝕刻量分布之實測值。
相對於此，實施例(粗實線)係表示以時間(循環次數)比率1：4實施定速掃描序列1與定速掃描序列2時之蝕刻量分布之實測值。細實線係實施例之蝕刻條件下之蝕刻量分布之計算值。此計算值係將定速掃描模型1之蝕刻量分布之1／5與定速掃描模型2之蝕刻量分布之4／5加總而得。
此情況下，在實施例中，實測值與計算值大略一致。從而，非對稱掃描模型可適當預測蝕刻量分布。其結果，可適當控制蝕刻量分布，而控制蝕刻後之晶圓表面形狀。
又，利用非對稱掃描模型時，可壓縮掃描序列之處理時間。例如，若在定速掃描序列1中，1循環所需之時間為10秒，且在定速掃描序列2中，1循環所需之時間為20秒，則預測非對稱掃描序列之蝕刻量分布需花費30秒。相較於此，利用非對稱掃描模型時，可組合定速掃描序列1之0.5循環與定速掃描序列2之0.5循環，故可將預測蝕刻量分布之時間縮短為一半之15秒。
例如，適用本發明之其他掃描序列，亦可係蝕刻液供給部102之掃描速度V在第1晶圓W之徑方向變化之序列。亦即，蝕刻液供給部102在從第1晶圓W之中心移動至掃描端部時，掃描速度V在第1晶圓W之徑方向之變速點變化。以下，將此掃描序列稱為「變速掃描序列」，並將變速掃描序列之蝕刻量分布之預測模型稱為「變速掃描模型」。
如圖18所示，在變速掃描序列中，從第1晶圓W之中心到掃描寬度L1(變速點)之範圍內為第1掃描速度V1，從掃描寬度L1到掃描寬度L2(掃描端部)之範圍內為第2掃描速度V2。此情況下，變速掃描模型係組合掃描速度V為V1之定速掃描模型1與掃描速度V為V2之定速掃描模型2而導出。
圖19係表示變速掃描序列之蝕刻液供給部102之位置之經時變化之示意圖。圖19之橫軸表示從第1晶圓W之中心(橫軸之0(零))到一外端之徑方向位置，縱軸表示經過時間。
此情況下，如圖20所示，在變速掃描序列中，從第1晶圓W之中心到掃描寬度L1之範圍，與掃描寬度L3之定速掃描序列一致。故，在變速掃描模型中從第1晶圓W之中心到掃描寬度L1之範圍，可適用第1掃描速度V1、掃描寬度L3之蝕刻條件之定速掃描模型1。
又，如圖21所示，在變速掃描序列中從掃描寬度L1到掃描寬度L2之範圍，與掃描寬度L2之定速掃描序列的一半一致。故，在變速掃描模型中從掃描寬度L1到掃描寬度L2之範圍，可適用在第2掃描速度V2、掃描寬度L2之蝕刻條件之定速掃描序列中蝕刻量分布為一半之定速掃描模型2。
圖22係表示以變速掃描序列蝕刻第1晶圓W時之蝕刻量分布，以及以變速掃描模型(定速掃描模型1、定速掃描模型2)計算出之蝕刻量分布之圖表。圖22之橫軸表示從第1晶圓W之中心(橫軸之0(零))到一外端之徑方向位置，縱軸表示蝕刻量(蝕刻率)。
圖22中，實線表示以變速掃描序列蝕刻第1晶圓W時之蝕刻量分布之實測值。點線表示以定速掃描模型1計算出之蝕刻量分布，一點鏈線表示以定速掃描模型2計算出之蝕刻量分布。此情況下，從第1晶圓W之中心到掃描寬度L1之範圍內，實測值與定速掃描模型1之計算值大略一致。又，從掃描寬度L1到掃描寬度L2之範圍內，實測值與定速掃描模型2之計算值大略一致。從而，變速掃描模型可藉由在從第1晶圓W之中心到掃描寬度L1之範圍適用定速掃描模型1，並在從掃描寬度L1到掃描寬度L2之範圍適用定速掃描模型2，而適當預測蝕刻量分布。其結果，可適當控制蝕刻量分布，而控制蝕刻後之晶圓表面形狀。
又，如圖23所示，定速掃描模型1之蝕刻量分布與定速掃描模型2之蝕刻量分布之交點，可能從掃描寬度L1之位置(變速點)偏離。此情況下。以上述交點為交界，組合定速掃描模型1與定速掃描模型2即可。
又，上述定速掃描模型1之蝕刻量分布與定速掃描模型2之蝕刻量分布之交點從變速點之偏離，係由於掃描速度急遽變化使蝕刻量急遽變化而造成。故，亦可對應第1掃描速度V1與第2掃描速度V2之差，修正定速掃描模型1或定速掃描模型2之蝕刻量分布。藉由如此修正交界條件，可更適當地預測蝕刻量分布。
又，變速掃描序列可用於使蝕刻量分布在晶圓面內均一而使第1晶圓W之表面形狀平坦化。例如蝕刻液供給部102固定時(未掃描時)，如上所述，第1晶圓W之中心部之表面相較於外周部之表面向上方突出。關於此點，定速掃描序列雖可抑制第1晶圓W之中心部之表面突出，但藉由執行變速掃描序列，可使第1晶圓W之表面形狀更加平坦。
以上之實施態樣中，分別說明了定速掃描模型、複數連結掃描模型、非對稱掃描模型、變速掃描模型，但亦可組合其中之任一者或全部而構築預測模型，以預測蝕刻量分布。此情況下，可任意控制蝕刻量分布。
以上之實施態樣中，舉例說明了在第1晶圓W與第2晶圓S接合而成之重合晶圓T中，對第1晶圓W之背面Wb實施各種處理之情況，但處理對象不限於此。例如，亦可單獨對1片晶圓進行薄化處理及蝕刻處理。處理對象亦可係形成於晶圓表面之膜，例如氧化膜及氮化鈦。此情況下，蝕刻裝置40之蝕刻液供給部102亦可因應蝕刻對象任意切換不同種類之蝕刻液E之供給。又，例如以形成於晶圓表面之膜作為蝕刻對象時，可將該膜之蝕刻處理結果作為上述學習資料儲存。厚度測定裝置61中測定膜之厚度。又，於晶圓之元件面貼附有保護帶時，可對與保護帶為相反側之面進行薄化處理及蝕刻處理。再者，亦可對從晶塊透過線鋸等切出並經過研光之晶圓進行薄化處理及蝕刻處理。無論為何種處理對象，皆可在上述實施態樣之最佳蝕刻條件下進行蝕刻處理。
又，例如於第1晶圓之背面Wb形成有膜時，可將該膜作為蝕刻對象。此情況下，例如厚度測定裝置61測定膜之厚度，並在步驟S2中測定膜之厚度而取代第1晶圓W之厚度，更計算膜之厚度分布及膜之平坦度。然後，在步驟S3中，基於計算出之膜之厚度分布及平坦度決定最佳蝕刻條件。
又，晶圓處理系統1具備蝕刻裝置40以外之各種裝置，但適用本發明之裝置構成不限於此。例如，亦可省略薄化裝置亦即加工裝置80。此情況下，蝕刻對象不限於薄化處理後之晶圓。又，例如，在單獨之蝕刻裝置中蝕刻晶圓時亦可適用本發明之技術。
以上之實施態樣中，以加工裝置80將第1晶圓W薄化，但薄化方法不限於此。例如，第1晶圓W之薄化處理中亦包含該第1晶圓W之背面Wb之拋光。或者例如，亦可將透過雷射加工形成於第1晶圓W之內部之改質層(未圖示)作為基點進行分離而薄化。此情況下，晶圓處理系統1中設置用以形成改質層(未圖示)之雷射處理裝置(未圖示)，而取代加工裝置80。
應了解本發明之實施態樣之全部內容皆為例示而非用於限制。上述之實施態樣可不脫離所附之申請專利範圍及其主旨，而以各種形態省略、置換、變更。
1:晶圓處理系統 2:搬入搬出站 3:處理站 10:匣盒載置台 20:晶圓搬運裝置 21:搬運路 22:搬運手臂 30:傳遞裝置 40:蝕刻裝置 41:厚度測定裝置 50:晶圓搬運裝置 51:搬運手臂 60:洗淨裝置 61:厚度測定裝置 62:緩衝裝置 70:晶圓搬運裝置 71:搬運手臂 72:手臂構件 80:加工裝置 81:旋轉台 82:旋轉中心線 83:吸盤 84:研磨單元 85:研磨部 86:支柱 90:控制裝置 100:晶圓固持部 100a:旋轉中心線 101:旋轉機構 102:蝕刻液供給部 103:移動機構 A0:傳遞位置 A1:加工位置 B1:第1處理區塊 B2:第2處理區塊 B3:第3處理區塊 C:匣盒 E:蝕刻液 T:重合晶圓 W:第1晶圓 Wa:表面 Wb:背面 S:第2晶圓 Sa:表面 Sb:背面 Dw:元件層 Fw:接合用膜 Ds:元件層 Fs:接合用膜 V,V1,V2:掃描速度 L,L1,L2,L3:掃描寬度 S1~S6:步驟 S3-1~S3-4:步驟
圖1係表示在晶圓處理系統中處理之重合晶圓之一例之側視圖。 圖2係示意表示晶圓處理系統之構成概略之俯視圖。 圖3係表示蝕刻裝置之構成概略之側視圖。 圖4係表示蝕刻液供給部向徑方向移動之狀態之示意圖。 圖5係表示定速掃描序列之示意圖。 圖6係表示學習資料之一例之示意圖。 圖7係表示學習資料之一例與基準蝕刻量分布之示意圖。 圖8係表示掃描比之徑方向分布之示意圖。 圖9係表示未噴吐時間之徑方向分布之示意圖。 圖10係表示掃描比與未噴吐時間之關係之示意圖。 圖11係比較定速掃描序列之蝕刻量分布之實測值與定速掃描模型之蝕刻量分布之計算值之示意圖。 圖12係表示晶圓處理之主要步驟之流程圖。 圖13係表示最佳蝕刻條件之決定方法之主要步驟之流程圖。 圖14係表示複數連結序列之示意圖。 圖15係表示定速掃描序列及複數連結序列之蝕刻量分布之示意圖。 圖16係表示非對稱掃描序列之示意圖。 圖17係表示定速掃描序列及非對稱掃描序列之蝕刻量分布之示意圖。 圖18係表示變速掃描序列之示意圖。 圖19係表示變速掃描序列之蝕刻液供給部之位置之經時變化之示意圖。 圖20係從圖19之中心到變速點之示意圖。 圖21係從圖19之變速點到掃描端部之示意圖。 圖22係表示變速掃描序列之蝕刻量分布之實測值與計算值之示意圖。 圖23係表示變速掃描序列之蝕刻量分布之實測值與計算值之示意圖。
S2~S5,S3-1~S3-4:步驟

Claims (14)

  1. 一種基板處理方法，係處理基板，其包含以下步驟： 一邊在使該基板之蝕刻對象旋轉的同時，使蝕刻液供給部通過該蝕刻對象之旋轉中心之上方在徑方向上來回移動，一邊從該蝕刻液供給部向該蝕刻對象之表面供給蝕刻液而蝕刻該表面；以及， 預測以預測對象蝕刻條件蝕刻該蝕刻對象之表面時之該蝕刻對象之徑方向之蝕刻量分布； 該蝕刻量分布之預測包含以下步驟： 取得包含以複數之不同蝕刻條件蝕刻該蝕刻對象之表面後之蝕刻量分布之學習資料；以及， 利用該學習資料，透過以下式(1)～(6)預測該預測對象蝕刻條件之該蝕刻量分布； ER scan(R)＝ER ref(R)×Ratio scan(R)・・・(1) Ratio scan(R)＝b 0×exp(b 1×T＋b 2)＋C・・・(2) b 0＝f(S，V)・・・(3) b 1＝f(S，V)・・・(4) b 2＝f(S，V)・・・(5) T＝(L－R)／V・・・(6) 其中， ER scan：使該蝕刻液供給部來回移動時之蝕刻量 ER ref：不使該蝕刻液供給部來回移動時之蝕刻量 Ratio scan：掃描比 R：自該蝕刻對象之中心之位置 T：未供給該蝕刻液之未噴吐時間 C：常數 S：使該蝕刻對象旋轉時之旋轉速度 V：使該蝕刻液供給部來回移動時之掃描速度 L：使該蝕刻液供給部來回移動時之掃描寬度。
  2. 如請求項1所述之基板處理方法，其中， 上述式(3)～(5)中之函數係解析該學習資料而決定。
  3. 如請求項1或2所述之基板處理方法，其中， 將利用上述式(1)～(6)對於不同之預測對象蝕刻條件預測出之該蝕刻量分布，根據該不同之預測對象蝕刻條件之蝕刻之時間比率進行加總，而導出該蝕刻量分布。
  4. 如請求項1或2所述之基板處理方法，其中， 在該蝕刻液供給部相對於該蝕刻對象之旋轉中心進行非對稱之來回移動時， 將利用上述式(1)～(6)對不同之掃描寬度預測出之該蝕刻量分布，根據該不同之掃描寬度之蝕刻之時間比率進行加總，而導出該蝕刻量分布。
  5. 如請求項1或2所述之基板處理方法，其中， 在掃描速度於該蝕刻液供給部從該蝕刻對象之旋轉中心往掃描端部移動時，在該蝕刻對象之徑方向之變速點變化之情況下， 將利用上述式(1)～(6)對於從該旋轉中心到該變速點為止之第1掃描速度預測出之該蝕刻量分布，以及利用上述式(1)～(6)對從該變速點到該掃描端部為止之第2掃描速度預測出之該蝕刻量分布加以組合，而導出該蝕刻量分布。
  6. 如請求項5所述之基板處理方法，其中， 在該變速點，對於利用上述式(1)～(6)對該第1掃描速度預測出之該蝕刻量分布或利用上述式(1)～(6)對該第2掃描速度預測出之該蝕刻量分布之任一方，根據該第1掃描速度及該第2掃描速度進行修正。
  7. 如請求項1或2所述之基板處理方法，更包含以下步驟： 在蝕刻該蝕刻對象之表面之前，測定該蝕刻對象之厚度，並取得該蝕刻對象之徑方向之厚度分布；以及， 基於取得之該蝕刻對象之厚度分布，預測該蝕刻量分布。
  8. 一種基板處理系統，係處理基板，其包含： 蝕刻裝置，包含： 基板固持部，固持該基板； 旋轉機構，使該基板固持部旋轉； 蝕刻液供給部，從固持於該基板固持部之該基板之蝕刻對象的表面之上方供給蝕刻液；以及， 移動機構，使該蝕刻液供給部向水平方向移動；以及， 控制裝置； 該控制裝置執行： 一邊在使該蝕刻對象旋轉的同時，使該蝕刻液供給部通過該蝕刻對象之旋轉中心之上方在徑方向上來回移動，一邊從該蝕刻液供給部向該蝕刻對象之表面供給蝕刻液而蝕刻該表面；以及， 預測以預測對象蝕刻條件蝕刻該蝕刻對象之表面時之該蝕刻對象之徑方向之蝕刻量分布； 該蝕刻量分布之預測包含以下步驟： 取得包含以複數之不同之蝕刻條件蝕刻該蝕刻對象之表面後之蝕刻量分布之學習資料；以及， 利用該學習資料，透過以下式(1)～(6)預測該預測對象蝕刻條件之該蝕刻量分布； ER scan(R)＝ER ref(R)×Ratio scan(R)・・・(1) Ratio scan(R)＝b 0×exp(b 1×T＋b 2)＋C・・・(2) b 0＝f(S，V)・・・(3) b 1＝f(S，V)・・・(4) b 2＝f(S，V)・・・(5) T＝(L－R)／V・・・(6) 其中， ER scan：使該蝕刻液供給部來回移動時之蝕刻量 ER ref：不使該蝕刻液供給部來回移動時之蝕刻量 Ratio scan：掃描比 R：自該蝕刻對象之中心之位置 T：未供給該蝕刻液之未噴吐時間 C：常數 S：使該蝕刻對象旋轉時之旋轉速度 V：使該蝕刻液供給部來回移動時之掃描速度 L：使該蝕刻液供給部來回移動時之掃描寬度。
  9. 如請求項8所述之基板處理系統，其中， 該控制裝置解析該學習資料，而決定上述式(3)～(5)中之函數。
  10. 如請求項8或9所述之基板處理系統，其中， 該控制裝置，將利用上述式(1)～(6)對不同之預測對象蝕刻條件預測出之該蝕刻量分布，根據該不同之預測對象蝕刻條件之蝕刻之時間比率進行加總，而導出該蝕刻量分布。
  11. 如請求項8或9所述之基板處理系統，其中， 該控制裝置，在該蝕刻液供給部相對於該蝕刻對象之旋轉中心進行非對稱之來回移動時， 將利用上述式(1)～(6)對不同之掃描寬度預測出之該蝕刻量分布，根據該不同之掃描寬度之蝕刻之時間比率進行加總，而導出該蝕刻量分布。
  12. 如請求項8或9所述之基板處理系統，其中， 在掃描速度於該蝕刻液供給部從該蝕刻對象之旋轉中心往掃描端部移動時，在該蝕刻對象之徑方向之變速點變化之情況下，該控制裝置執行： 將利用上述式(1)～(6)對從該旋轉中心到該變速點為止之第1掃描速度預測出之該蝕刻量分布，以及利用上述式(1)～(6)對從該變速點到該掃描端部為止之第2掃描速度預測出之該蝕刻量分布加以組合，而導出該蝕刻量分布。
  13. 如請求項12所述之基板處理系統，其中， 該控制裝置，在該變速點，對於利用上述式(1)～(6)對該第1掃描速度預測出之該蝕刻量分布或利用上述式(1)～(6)對該第2掃描速度預測出之該蝕刻量分布之任一方，根據該第1掃描速度及該第2掃描速度進行修正。
  14. 如請求項8或9所述之基板處理系統，更包含： 厚度測定裝置，測定蝕刻前之該蝕刻對象之厚度； 該控制裝置，基於從該厚度測定裝置所測定出之該蝕刻對象之厚度取得之該蝕刻對象之厚度分布，預測該蝕刻量分布。
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