專利名稱：制造半導體裝置的裝置和方法及制造電子設備的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種將形成于基板上的膜處理至所期望的膜厚度的半導體制造裝置以及一種制造半導體裝置的方法。本發(fā)明還涉及一種電子設備的制造方法。
背景技術：
在制造半導體裝置的過程中，存在利用濕法蝕刻將形成于基板上部的膜蝕刻處理至預定厚度的步驟。在濕法蝕刻的步驟中，在待被蝕刻處理的膜(下文中稱為被處理膜) 的初始膜厚度因每個晶片而有差異的情況下，存在這樣的問題，即當在相同條件下對所有晶片進行蝕刻處理時，被處理膜的最終膜厚度會存在差異。因此，過去的半導體制造裝置實踐中被應用為具有這樣的功能，S卩，即使在被處理膜的初始膜厚度存在差異的情況下，仍可抑制蝕刻處理后的被處理膜的膜厚度的差異。例如，在日本未經(jīng)審查的專利申請11-251288號公報中，提出了一種將被處理膜蝕刻至所期望的厚度并且同時進行原位(in-situ)膜測量的裝置，以此作為能夠?qū)⑿纬捎诨迳喜康谋惶幚砟穹ㄎg刻至預定膜厚度的半導體制造裝置。于是，在進行原位膜測量、即在蝕刻處理的同時進行膜厚度測量的濕法蝕刻的半導體制造裝置中，因為只要在基板上不形成有布線等類似圖形即可使膜厚度測量穩(wěn)定，故可實現(xiàn)控制良好的蝕刻。然而，在對諸如器件晶片的具有復雜圖形的基板進行處理的情況下，由于在膜厚度測量時受圖形的影響，故難以進行穩(wěn)定的膜厚度測量，且蝕刻的可控性變差。作為以良好的可控性對形成于基板上部的被處理膜進行濕法蝕刻的另一種半導體制造裝置，有一種通過預先計算出與被處理膜的初始膜厚度的差異對應的處理時間而進行處理的半導體制造裝置。于是，在通過預先計算出蝕刻處理時間的處理方法中，當使用蝕刻率不變的化學液時，可一致地實現(xiàn)被處理膜的最終膜厚度。然而，在使用蝕刻率由于蝕刻處理時化學液成分的消耗、等待處理時發(fā)生的化學液成分的揮發(fā)與降解而隨時間變化的化學液的情況下，難以根據(jù)預定值而穩(wěn)定地完成被處理膜。因此，即使在具有復雜圖形的晶片的情況下，為了根據(jù)預定的膜厚度而以蝕刻后的被處理膜的膜厚度終止?jié)穹ㄎg刻處理，必須為每個晶片改變處理時間。雖然以上說明了對被處理膜進行濕法蝕刻的情況，但該情況也類似于使用CMP技術而將被處理膜研磨至預定膜厚度的步驟。在CMP裝置的情況中，當被處理膜的初始膜厚度因每個晶片而存在差異時，必須為每個晶片改變研磨處理時間，以便根據(jù)預定的膜厚度而終止研磨。為計算出每個晶片的研磨時間，期望將研磨率精確地反映于CMP裝置。過去，如日本未經(jīng)審查的專利申請2004-319574號公報和日本未經(jīng)審查的專利申請11-186204號公報所示，提出了這樣的技術，即對研磨時發(fā)生的研磨墊的磨損和研磨漿料的劣化進行假設。然而，由于在未進行研磨處理時、即在等待處理時發(fā)生的研磨墊的變化或漿料成分的揮發(fā)與降解所引起的隨時間的變化，故難以根據(jù)預定值完成被處理膜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明期望提供一種半導體制造裝置，該半導體制造裝置不管形成于基板上的被處理膜的初始膜厚度因每個基板而有差異，該裝置都可使每個基板上的被處理膜的殘余膜一致。還期望提供一種制造半導體裝置的方法以及一種使用所述半導體制造裝置制造電子設備的方法。本發(fā)明的實施方式的半導體制造裝置設有處理室、膜厚度測量單元以及主體控制單元。處理室用期望的化學液來處理晶片的被處理膜。膜厚度測量單元測量處理前的被處理膜的初始膜厚度和處理后的被處理膜的最終膜厚度。主體控制單元由初始膜厚度、最終膜厚度以及從初始膜厚度直到最終膜厚度所花費的化學液處理時間來計算出化學液的處 理速度，以便由算出的處理速度計算出下一個待處理的晶片的化學液處理時間。根據(jù)本發(fā)明的實施方式的半導體制造裝置，由根據(jù)此前處理的晶片的初始膜厚度、最終膜厚度和化學液處理時間所算出的處理速度而計算出下一個待處理的晶片的化學液處理時間。因此，即使在因化學液的消耗引起的化學液成分的劣化而改變處理速度的情況下，處理速度的變化每次都可反映于下一晶片的化學液處理中。即使在被處理膜的膜厚度因每個晶片而有差異的情況下，這可實現(xiàn)在所有晶片中根據(jù)預定的膜厚度進行化學液處理。本發(fā)明的另一實施方式的半導體裝置和電子設備的制造方法包括將具有被處理膜的晶片置于處理室中，并且測量處理前的被處理膜的初始膜厚度。所述制造方法還包括在期望的化學液處理時間內(nèi)對晶片進行化學液處理，并且測量處理后的被處理膜的最終膜厚度。所述制造方法還包括由初始膜厚度、最終膜厚度以及從初始膜厚度直到最終膜厚度所花費的化學液處理時間來計算出用于化學液處理的化學液的處理速度，并且由算出的處理速度計算出下一個待處理的晶片的化學液處理時間。在本發(fā)明的另一實施方式的半導體裝置和電子設備的制造方法中，對處理前的被處理膜的初始膜厚度和處理后的最終膜厚度進行測量，以便由初始膜厚度、最終膜厚度和化學液處理時間計算出化學液的處理速度。隨后，可通過將化學液的處理速度用作下一個待處理的晶片的處理速度而計算出化學液處理時間。即使在被處理膜的膜厚度因每個晶片而有差異的情況下，這可實現(xiàn)在所有晶片中使得經(jīng)化學液處理后的被處理膜的膜厚度一致。根據(jù)本發(fā)明的實施方式，不管形成于基板上的被處理膜的初始膜厚度因每個基板而如何有差異，每個基板上的被處理膜的殘余膜都可一致。


圖I為本發(fā)明的實施方式的半導體制造裝置的概略配置圖；圖2為表示本發(fā)明的實施方式的半導體裝置的制造方法的流程圖3A和圖3B為在晶片上沒有圖形的情況和有圖形的情況下的半導體裝置的橫截面圖；圖4為表示本發(fā)明的另一實施方式的半導體裝置的制造方法的流程圖；圖5表示本發(fā)明的另一實施方式的半導體裝置的制造方法所使用的化學液的蝕刻率相對于時間的變化率；并且圖6表示在待處理晶片和下一個待處理的晶片之間存在等待時間的情況下的蝕刻率的變化率。
具體實施例方式在半導體裝置的制造過程中，當在晶片上對被處理膜進行化學液處理時，如上所述，在被處理膜的初始膜厚度因每個晶片而有差異的情況下，必須為每個晶片改變化學液處理時間，以便根據(jù)預定的膜厚度而終止化學液處理。然后，為計算每個晶片的化學液處理 時間，期望將處理速度(例如蝕刻率和研磨率)精確地反映于半導體制造裝置。本發(fā)明人已關注到化學液的處理效率因化學液成分的消耗、揮發(fā)、降解等而隨時間變化，以便找到將這種隨時間的變化反映于化學液處理時間的半導體制造裝置。即，本發(fā)明的實施方式的半導體制造裝置配置有“用于反映處理速度因化學液成分的消耗而隨時間變化的機構(gòu)”以及“用于反映處理速度因等待處理時的化學液成分的揮發(fā)與降解而隨時間變化的機構(gòu)”。下面，參照圖I 6說明本發(fā)明的實施方式的半導體制造裝置、以及使用所述半導體制造裝置制造半導體裝置的方法和制造電子設備的方法的例子。以下列順序說明本發(fā)明的實施方式。應當注意，本發(fā)明的實施方式不限于以下例子。I.實施方式反映出處理速度因化學液成分的消耗而隨時間變化的半導體制造裝置的例子1-1半導體制造裝置1-2制造半導體裝置的方法2.另一實施方式反映出處理速度因化學液成分的消耗而隨時間變化以及處理速度因等待處理時的化學液成分的揮發(fā)與降解而隨時間變化的半導體制造裝置的例子〈I.實施方式〉[1-1半導體制造裝置]圖I表示本發(fā)明的實施方式的半導體制造裝置I的配置圖。在本實施方式中，將例如濕法蝕刻裝置作為半導體制造裝置I而進行說明，該濕法蝕刻裝置使用化學液對半導體裝置的所期望的膜進行蝕刻處理。因此，本實施方式的半導體制造裝置I的處理速度表明蝕刻率。本實施方式的半導體制造裝置I設有處理室9、化學液罐2、主體控制單元4、晶片傳送單元5、晶片存儲單元13以及膜厚度測量單元7。在化學液罐2中具有保持在循環(huán)狀態(tài)下的化學液，該化學液能夠?qū)π纬捎诰系谋惶幚砟みM行濕法蝕刻，并且化學液罐2通過化學液管20、17而連接于處理室9。用于將化學液罐2與處理室9連接的化學液管20設有供給泵15，并且期望通過供給泵15而將化學液罐2中容納的化學液供給于處理室9中。在處理室9中終止蝕刻處理的情況下，處理室9中的化學液通過化學液管17而被回收于化學液罐2。在處理室9中設有將由晶片傳送單元5傳送的晶片置于其上的安置臺10。在處理室9中，將從化學液罐2供給的化學液釋放于晶片上，以便對形成于晶片上部的被處理膜進行濕法蝕刻。晶片傳送單元5設有用于保持晶片以進行傳送的傳送臂6，并將晶片存儲單元13中存儲的晶片傳送給處理室9。在晶片存儲單兀13中，存儲有未處理的晶片和處理后的晶片。膜厚度測量單元7配置有光源11、信號獲取單元8以及光學儀器控制單元12。光源11使得所期望波長的光進行振蕩。光源11通過光纖24而連接于信號獲取單元8。信號獲取單元8配置為將在光源11中振蕩的光導入布置在處理室9中的晶片的上面形成有被處理膜的面上，并且還獲取所述光的反射光L2。

光學儀器控制單元12經(jīng)由通信電纜23而連接于光源11，以便控制被光源11振蕩 的光，并且還經(jīng)由光源11接收在信號獲取單元8中獲取的反射光L2的數(shù)據(jù)。光學儀器控制單元12具有內(nèi)置分析軟件，并通過該分析軟件，根據(jù)從信號獲取單元8照射的照射光LI的數(shù)據(jù)以及照射光LI的反射光L2的數(shù)據(jù)而對晶片的被處理膜的膜厚度進行分析。主體控制單元4分別經(jīng)由通信電纜18、19、21、22、25、26而連接于光學儀器控制單元12、光源11、處理室9、晶片傳送單元5、供給泵14。然后，主體控制單元4基于從光學儀器控制單元12發(fā)送的被處理膜的膜厚度的數(shù)據(jù)等而計算出蝕刻率和化學液處理時間，以便控制光學儀器控制單元12、光源11、處理室9、晶片傳送單元5以及供給泵14。在本實施方式中，對于一塊晶片的每個處理，通過膜厚度測量單元7來測定處理前與處理后的膜厚度，以便由膜厚度差和化學液處理時間計算出蝕刻率。通過將該蝕刻率反映于下一個待處理的晶片的化學液處理時間，從而反映出處理速度(蝕刻率)因濕法蝕刻處理時的化學液成分的消耗而隨時間的變化。下面，說明使用本實施方式的半導體制造裝置I制造半導體裝置的方法，在該制造方法中，蝕刻率因化學液成分的消耗而隨時間的變化被反映在化學液處理時間。[1-2制造半導體裝置的方法]本實施方式的制造半導體裝置的方法采取了這樣的措施，S卩，在每個化學液處理終止后對半導體制造裝置中保持的蝕刻率數(shù)據(jù)進行連續(xù)更新，以便反映出蝕刻率因化學液成分的消耗而隨時間的變化。換言之，所述制造方法為這樣的方法，即，在膜厚度測量單元7中為晶片的每個化學液處理而測定被處理膜的膜厚度，并由被處理膜厚度和時間獲得蝕刻率，以便將該蝕刻率反映于下一晶片的化學液處理中。下面，說明具體配置。圖2為表示本實施方式的半導體裝置的制造步驟的流程圖。該流程圖為在處理室9中使用同樣的化學液對多個晶片依次進行蝕刻處理的情況下的流程圖，且圖2為當對第N塊晶片和第(N+1)塊晶片進行化學液處理時的流程圖。首先，說明對第N塊晶片進行濕法蝕刻的情況。從晶片存儲單元13中通過晶片傳送單元5的傳送臂6取出第N塊晶片，以將該晶片置于處理室9中的安置臺10上，使得形成于該晶片上的被處理膜成為上表面(步驟SI)。接下來，對形成于晶片上的被處理膜的初始膜厚度An進行測量(步驟S2)。對該初始膜厚度An的測量可使用半導體制造裝置I中配備的膜厚度測量單元7來測量，也可通過另一膜厚度測量儀器預先測量。在使用半導體制造裝置I中配備的膜厚度測量單元7來測量膜厚度的情況下，來自信號獲取單元8的期望波長的照射光LI被照射于被處理膜，以便測量反射光L2的干涉譜，從而可獲得膜厚度。該膜厚度測量原理類似于一般的利用光學系統(tǒng)的膜厚度測量原理。此時，還對用于計算后述第(N+1)塊晶片的蝕刻率ERn+1的初始膜厚度統(tǒng)計值(下文中為統(tǒng)計初始膜厚度Cn)進行測量。在后面說明計算統(tǒng)計初始膜厚度Cn的方法。將初始膜厚度An的數(shù)據(jù)發(fā)送給主體控制單元4，以便基于在主體控制單元4的處理方法中預設的目標膜厚度X的信息而在光學儀器控制單元12中用下式計算出所期望的蝕刻膜厚度量An(步驟S3)。An = An-X …(I)接下來，用⑴中求得的蝕刻膜厚度量八 和蝕刻率ERn，由下式計算出第N塊晶片的化學液處理時間Sn(步驟S4)。 Sn= Δ n/ERn · · · (2)該蝕刻率ERnS當對第(N-I)塊晶片進行蝕刻處理時所計算出的蝕刻率。在后面詳述該蝕刻率的計算方法。關于N= I、即在交換化學液后待首先處理的晶片，使用由化學液混合比確定的蝕刻率ER1 (固定值)來計算化學液處理時間Sp然后，利用通過(2)求得的化學液處理時間Sn進行化學液處理(步驟S5)。隨后，用膜厚度測量單元7計算出應用于第(N+1)塊晶片的化學液處理的蝕刻率ERn+1，測定最終膜厚度的統(tǒng)計值(下文中為統(tǒng)計最終膜厚度Dn)(步驟S6)。接下來，用傳送臂6將已終止化學液處理(即濕法蝕刻)的第N塊晶片從處理室9內(nèi)部回收，以便將該第N塊晶片存儲于晶片存儲單元13中(步驟S7)。然后，考慮到因晶片處理而發(fā)生的化學液成分的變化，由對第N塊晶片的化學液處理時所獲得的統(tǒng)計初始膜厚度Cn和統(tǒng)計最終膜厚度Dn而以下式求得蝕刻率ERn+1 (步驟S8)。ERn+1 = Gn/Sn = (Cn-Dn)/Sn · · · (3)該蝕刻率ERn+1是考慮到因第N塊晶片處理而發(fā)生的化學液成分的變化的值，且成為待用作第(N+1)塊晶片的蝕刻率的值。即，蝕刻第N塊晶片時所用的蝕刻率ERn被更新為新算出的蝕刻率ERn+1。對第N塊晶片的蝕刻處理時使用的蝕刻率ERn也是類似于對第(N-I)塊晶片的蝕刻處理時所求得的值。用于測量初始膜厚度和最終膜厚度的膜厚度測量單元7處于處理室9內(nèi)或半導體制造裝置I中的測量專用空間內(nèi)。初始膜厚度和最終膜厚度的求取方法可大致分為兩個。首先，第一個方法是這樣的方法，S卩，為提高半導體制造裝置I的生產(chǎn)能力，無需為半導體制造裝置I增加圖形識別機構(gòu)以識別晶片圖形，而通過膜厚度測量單元7來測量晶片上的任意坐標處的被處理膜的膜厚度。在使用該方法的情況下，在具有器件圖形的晶片和沒有器件圖形的晶片之間存在所得到的膜厚度的差異。圖3A表示沒有器件圖形的半導體裝置的橫截面配置，而圖3B表示具有器件圖形的半導體裝置的橫截面配置。在圖3A和圖3B中，在基板(晶片)100上形成有第一層疊膜101和第二層疊膜102，且在圖3B的半導體裝置中，在第二層疊膜102上形成有器件圖形104。在膜厚度測量單元7中，如圖3A和圖3B所示，使光照射于形成于第二層疊膜102上的被處理膜103，以便求得被第二層疊膜102反射且從被處理膜103的表面出射的反射光L2的干涉譜，從而測定被處理膜103的膜厚度。如圖3A所示，在沒有器件圖形的晶片或具有預先制備的膜厚度測量用圖形的晶片中，由于在測量區(qū)中的被處理膜103的界面處沒有凹凸性，故反射光L2可穩(wěn)定地返回。因此，可實現(xiàn)被處理膜103的膜厚度的穩(wěn)定測量。然而，在實際的器件制造中，如圖3B所示，晶片上具有器件圖形。于是，在其中形成有器件圖形104和不具有預先制備的膜厚度測量用圖形的半導體裝置中，測量區(qū)中的被處理膜的界面具有凹凸性，并且在凹凸區(qū)域中，如反射光L3所示，出現(xiàn)反射角不同于反射光L2的反射角的反射光。于是，在具有器件圖形104的晶片中，反射光以每個界面的信息被混合的狀態(tài)返回，從而極難獲得真實膜厚度值的信息。隨后，在通過膜厚度測量單元7來測量晶片上的任意坐標處的被處理膜的膜厚度的情況下，進行多點測量以測量晶片上的多個點，以便提高測量結(jié)果的精度，從而對多個數(shù)值數(shù)據(jù)項進行統(tǒng)計處理。作為多點測量，例如，有一種在晶片上驅(qū)動信號獲取單元8的同 時進行測量的方法，或者有一種將信號獲取單元8固定而使晶片旋轉(zhuǎn)的同時進行測量的方法。在驅(qū)動信號獲取單元8的情況中，可任意設定測量間距，而在將信號獲取單元8固定于固定位置處而進行測量的情況下，可任意設定信號獲取單元8的固定位置和晶片的旋轉(zhuǎn)數(shù)?？扇我庠O定測量次數(shù)，并且優(yōu)選地測量足以使膜厚度值的統(tǒng)計值收斂的測量點?？捎赏ǔ５慕y(tǒng)計處理方法來任意設定通過多點測量所獲得的多個數(shù)值數(shù)據(jù)項的統(tǒng)計處理方法。例如，該方法包括通常的平均處理、中位數(shù)(median)、除2 σ外的測量值的平均值等。然后，將如此獲得的統(tǒng)計處理結(jié)果(統(tǒng)計初始膜厚度Cn和統(tǒng)計最終膜厚度Dn)發(fā)送給半導體制造裝置I的主體控制單元4。求取被處理膜的膜厚度的第二個方法為通過在半導體制造裝置I中給定圖形識別機構(gòu)而避開器件圖形以進行膜厚度測量的方法。在此情況中，可在精確指定的測量位置處進行測量。然而，為對精確指定的區(qū)域進行測量，期望將晶片處理室9與具有圖形識別機構(gòu)的測量室分開，或者在處理室9中配備用于使信號獲取單元8精確移動的空間。在該方法中，雖然半導體制造裝置I的生產(chǎn)能力下降，但被處理膜的膜厚度可以測定為真實膜厚度值而非統(tǒng)計值，從而可進行準確的測量。在使用設有圖形識別機構(gòu)的半導體裝置的情況下，可選擇僅測量一個點的方法或進行多點測量的方法。在進行多點測量的情況下，與上述類似地進行統(tǒng)計處理可以高精度實現(xiàn)膜厚度測量。在本實施方式的半導體裝置的制造方法中，統(tǒng)計初始膜厚度Cn和統(tǒng)計最終膜厚度Dn配置為通過多點測量而獲得。接下來，說明對第(N+1)塊晶片進行濕法蝕刻的情況。首先，從晶片存儲單元13中通過晶片傳送單元5的傳送臂6取出第(N+1)塊晶片以置于處理室9中的安置臺10上，使得形成于晶片上的被處理膜成為上表面(步驟S9)。隨后，類似于第N塊晶片，對形成于晶片上的被處理膜的初始膜厚度An+1進行測量。此時，還測量用于計算后述第(N+2)塊晶片的蝕刻率ERn+2的初始膜厚度An+1的統(tǒng)計值(下文中為統(tǒng)計初始膜厚度Cn+1)。統(tǒng)計初始膜厚度Cn+1的計算方法類似于統(tǒng)計初始膜厚度Cn的計算方法。將初始膜厚度An+1的數(shù)據(jù)發(fā)送給主體控制單元4，以便在光學儀器控制單元12中，基于在主體控制單元4中的處理方法中所預設的目標膜厚度X的信息而用下式計算出所期望的蝕刻膜厚度量Λη+1 (步驟S11)。Δη+1 = Αη+1-Χ …⑷接下來，通過在(4)中求得的蝕刻膜厚度量Λη+1和在步驟S8中求得的第Ν+1塊晶片的蝕刻率ERn+1，用下式計算出第(N+1)塊晶片的化學液處理時間Sn+1 (步驟S12)。Sn+1 = An+1/ERn+1 …(5)然后，利用通過(5)求得的化學液處理時間Sn+1進行化學液處理(步驟S13)。隨后，通過膜厚度測量單元7測定最終膜厚度的統(tǒng)計值(下文中為統(tǒng)計最終膜厚度Dn+1)(步驟S14)，以計算出應用于第(N+2)塊晶片的化學液處理的蝕刻率ERn+2。然后，從處理室9內(nèi)部用傳送臂6回收已終止化學液處理(即濕法蝕刻)的第(N+1)塊晶片。隨后，類似于步驟S8，考慮到因晶片處理而發(fā)生的化學液成分的變化，使用下式由 對第(N+1)塊晶片的化學液處理時獲取的統(tǒng)計初始膜厚度Cn+1和統(tǒng)計最終膜厚度Dn+1而求得蝕刻率ERn+2。ERn+2 = Gn+1/Sn+1 = (Cn+1-Dn+1)/Sn+1 . . . (6)該蝕刻率ERn+2是考慮到因?qū)Φ?N+1)塊晶片處理而發(fā)生的化學液成分的變化的值，且該蝕刻率ERn+2用作第(N+2)塊晶片的蝕刻率。隨后，同樣在對第(N+2)、第(N+3)、...塊晶片進行蝕刻處理的情況下，通過重復上述步驟而為每個晶片計算出蝕刻率，從而可由所述蝕刻率計算出下一個待處理的晶片的化學液處理時間。這可將化學液成分隨時間的變化反映在每個晶片的化學液處理時間中，并且可降低每個晶片的被處理膜的膜厚度的差異。式(I) (6)的計算主要在主體控制單元4中進行，并且主體控制單元4通過算出的蝕刻率來控制每個單元。雖然本實施方式配置為在主體控制單元4中進行式(I) (6)的計算，但還可由光學儀器控制單元來控制膜厚度測量的統(tǒng)計處理等。控制單元進行何種操作，這可以作出各種變化。如上所述，在本實施方式中，即使在不交換化學液而處理多塊晶片的情況下，仍為每次化學液處理更新蝕刻率，以便基于蝕刻率確定化學液處理時間。即使在化學液成分被消耗且通過用同樣的化學液連續(xù)處理多塊晶片而隨時間變化的情況下，以上處理仍可使每個晶片的被處理膜的殘余膜一致。在本實施方式中，即使當每個晶片的被處理膜的初始膜厚度有差異時，仍可由初始膜厚度和立即在先的蝕刻處理中的蝕刻率計算出化學液處理時間。因此，在不考慮初始膜厚度的差異的情況下，可在每個晶片中進行精確的蝕刻處理。<2.另一實施方式〉接下來，說明本發(fā)明的另一實施方式的半導體制造裝置和使用所述半導體制造裝置制造半導體裝置的方法。另一實施方式的半導體制造裝置為這樣的半導體制造裝置，其中，反映出處理性能因化學液成分的消耗而隨時間的變化、以及生產(chǎn)能力因等待處理時的化學液成分的揮發(fā)與降解而隨時間的變化。即，這是在根據(jù)在先實施方式的半導體制造裝置中進一步反映出處理性能因等待處理時的化學液成分的揮發(fā)與降解而隨時間變化的例子。因為本實施方式的半導體制造裝置僅在主體控制單元4中算出的蝕刻率的計算方法上不同于在先實施方式的半導體制造裝置1，而總體配置類似于圖1，故還使用圖I對本實施方式進行說明。圖4為表示本實施方式的半導體基板的制造步驟的流程圖。在圖4中，相同的附圖標記分配給圖2中的對應部分以省略重復說明。在本實施方式中，在為每個晶片處理而算出的蝕刻率中存在第N塊晶片和第(N+1)塊晶片之間的等待時間的情況下，在等待時間中的化學液狀態(tài)的變化被加入到蝕刻率中。圖5表示本實施方式的制造半導體裝置的方法所用的化學液的蝕刻率的變化率相對于時間的變化。在圖5中，橫軸表示時間，而縱軸表示蝕刻率的變化率。如圖5所示，用于化學液處理的化學液具有因化學液本身的揮發(fā)、降解等而隨時間變化的蝕刻率。圖6表示在待處理晶片和下一個待處理的晶片之間存在等待時間的情況下的蝕刻率的變化率。在圖6中，橫軸表示在交換化學液后的經(jīng)歷時間，而縱軸表示蝕刻率的變化量。圖6中所示的蝕刻率的變化量是通過化學液處理時的蝕刻率與交換化學液時的蝕刻率(即成為標準的化學液的蝕刻率)之比而求得。 如圖5所示，根據(jù)蝕刻率隨經(jīng)歷時間而自然變化的特性，如圖6所示，即使在通過蝕刻處理而未消耗化學液成分的情況下，在各個待處理晶片之間存在等待時間的情況下，蝕刻率仍可自然地變化。蝕刻率相對于等待時間的變化影響化學液處理時間，因此難以忽略長等待時間的情況。在本實施方式的半導體制造裝置I中，這種蝕刻率相對于等待時間的變化曲線的數(shù)據(jù)被預先存儲于主體控制單元4中，并且在存在等待時間的情況下，由程序反映出與等待時間對應的蝕刻率的變化。為反映出與等待時間對應的蝕刻率的變化，在考慮到由于晶片處理的化學液變化而計算出蝕刻率ERn+1的步驟(步驟S8)之后，對第N塊晶片和第(N+1)塊晶片之間是否存在等待時間進行判斷(步驟S8-1)。在判定不存在等待時間的情況下，類似于在先實施方式，流程前進至對第(N+1)塊晶片的處理。相反，在判定步驟S8-1中存在等待時間的情況下，由下式計算出考慮到因等待時間而發(fā)生的蝕刻率變化的蝕刻率ERn+1 / (校正后的處理速度)(步驟S8-2)。ERn+/ = ERn+1 (X/100) · · · (7)這里，式(7)中的X為圖5中求得的與等待時間對應的蝕刻率的變化率(％ )。然后，在存在等待時間的情況下，可求出其中反映出與等待時間對應的蝕刻率的變化率的蝕刻率ERn+/，并且該蝕刻率用于計算第(N+1)塊晶片的化學液處理時間。于是，在判定存在等待時間的情況下，在步驟S12中，由下式計算出第(N+1)塊晶片的化學液處理時間。Sn+1 = An+1/ERn+/ . . . (8)等待時間可以是待處理晶片和下一個待處理的晶片之間的時間，還可以是在處理每組的情況下各組之間的時間。每組的等待時間為從對第P組中的最后晶片的處理直到對下個第(P+1)組的第一個晶片的處理的時間。是否存在等待時間的判斷、即在步驟S8-1中將何種程度的經(jīng)歷時間判定為“有”或“無”等待時間可根據(jù)半導體制造裝置的精度來確定。圖5所示的化學液的變化曲線僅在諸如化學液組成和化學液溫度等與化學液罐2相關的各種參數(shù)恒定的情況下可使用相同的數(shù)據(jù)。在化學液的條件發(fā)生變化的情況下，可將化學液的變化曲線的數(shù)據(jù)新近輸入到主體控制單元4中，以便構(gòu)成程序以求出步驟S8-2中的蝕刻率ERn+/。
在本實施方式的半導體制造裝置中，等待處理時的化學液變化可反映于蝕刻率，從而可實現(xiàn)更高精度的蝕刻。此外，由于等待狀態(tài)下的化學液變化可反映在蝕刻處理時間中，故可降低為避免化學液隨時間變化而進行的交換化學液的頻率，并且可降低制造成本。而且，還具有類似于在先實施方式的效果。雖然在上述實施方式中說明了以單塊進行蝕刻處理的單塊式蝕刻處理裝置的例子，所述例子還可以是一次處理多塊晶片的批量式蝕刻處理裝置。在批量式蝕刻處理裝置的情況中，選擇代表性的一塊且測量初始膜厚度和最終膜厚度以計算出本輪的蝕刻率。然后，用所述蝕刻率計算出下一輪蝕刻處理的化學液處理時間。在根據(jù)以上實施方式的半導體制造裝置中，例如可實施使用氫氟酸硝酸以形成貫穿電極、或在晶片上部形成多晶硅層的化學液處理，以及使用熱氫氟酸以蝕刻SiN膜的化學液處理。雖然通過將蝕刻處理裝置用作半導體制造裝置的例子說明了以上實施方式，但所 述實施方式可適用于利用化學液對形成于晶片上的被處理膜進行處理的各種裝置，諸如CMP裝置等。在將本發(fā)明的實施方式的半導體制造裝置應用于CMP裝置的情況下，可構(gòu)成程序以便為每個晶片計算出其中反映出漿料成分隨時間變化的研磨率，然后從中為下一個待研磨的晶片而計算出研磨處理時間。過去，CMP裝置不具有可反映出在不進行處理時(即等待時間)發(fā)生的研磨墊的變質(zhì)以及漿料成分揮發(fā)或變化在時間上的變化的技術。因此，在等待時間發(fā)生后進行的處理中，期望的是例如處理偽晶片或者將第一塊晶片的研磨結(jié)果反映于下一晶片的處理。在此情況中，存在這些問題，即偽晶片的成本以及在處理開始時第一塊晶片完成時發(fā)生的變化。在本發(fā)明的實施方式中，在CMP裝置中，可將因漿料的化學變化和研磨墊的變質(zhì)而發(fā)生的研磨速度的時間曲線保持在該裝置中，以便利用時間曲線計算出每個晶片的研磨時間。這樣可精確地設定研磨時間，并使加工精度穩(wěn)定?？捎杀景l(fā)明的實施方式制造的半導體裝置例如可包括設有多個像素的固體攝像裝置和具有邏輯電路的電路板。通過用本發(fā)明的實施方式的半導體裝置的制造方法形成固體攝像裝置，提高了產(chǎn)率。此外，通過用該固體攝像裝置或該電路板構(gòu)成例如相機的電子設備，提聞了精度。本發(fā)明的實施方式不限于上述實施方式，并且在不脫離本發(fā)明的精神的情況下可作出各種變化和組合。
權(quán)利要求
1.一種半導體制造裝置，其包括 處理室，其用期望的化學液來處理晶片的被處理膜； 膜厚度測量單元，其用于測量處理前的所述被處理膜的初始膜厚度和處理后的所述被處理膜的最終膜厚度；以及 主體控制單元，其用于由所述初始膜厚度、所述最終膜厚度以及從所述初始膜厚度直到所述最終膜厚度所花費的化學液處理時間而計算出所述化學液的處理速度，以便由所述算出的處理速度計算出下ー個待處理的晶片的化學液處理時間。
2.如權(quán)利要求I所述的半導體制造裝置，其中， 所述主體控制單元中保持有表示所述化學液的所述處理速度相對于經(jīng)歷時間的變化率的變化曲線的數(shù)據(jù)，并且所述主體控制單元通過所述處理速度對應于所述處理室中待被化學液處理的晶片和下一個待處理的晶片之間的等待時間的所述變化率來計算校正后的處理速度，以便通過所述校正后的處理速度計算出所述下ー個待處理的晶片的所述化學液處理時間。
3.如權(quán)利要求2所述的半導體制造裝置，其中， 所述等待時間為第N塊晶片的化學液處理和第(N+1)塊晶片的化學液處理之間的時間，或者為第P組的化學液處理和第(P+1)組的化學液處理之間的時間，其中，N為自然數(shù)，P為自然數(shù)。
4.如權(quán)利要求I至3之一所述的半導體制造裝置，其中， 在所述膜厚度測量單元中，對所述晶片上部的多個點處的膜厚度進行測量，并且對所述多個膜厚度進行統(tǒng)計處理，從而計算出所述初始膜厚度和所述最終膜厚度。
5.一種半導體裝置的制造方法，該方法包括 將具有被處理膜的晶片置于處理室中； 測量處理前的所述被處理膜的初始膜厚度； 在期望的化學液處理時間內(nèi)對所述晶片進行化學液處理； 測量處理后的所述被處理膜的最終膜厚度； 由所述初始膜厚度、所述最終膜厚度和從所述初始膜厚度直到所述最終膜厚度所花費的化學液處理時間而計算出用于所述化學液處理的化學液的處理速度；并且 由所述算出的處理速度計算出下ー個待處理的晶片的化學液處理時間。
6.如權(quán)利要求5所述的半導體裝置的制造方法，其中， 所述下ー個待處理的晶片的所述化學液處理時間是將所述下ー個待處理的晶片的被處理膜的初始膜厚度和目標膜厚度之間的差值除以立即在先處理的晶片的處理速度所得的值。
7.如權(quán)利要求5或6所述的半導體裝置的制造方法，其中， 通過所述化學液的所述處理速度對應于在所述處理室中經(jīng)化學液處理的晶片和下一個待處理的晶片之間的等待時間的變化率來校正所述算出的處理速度而得到校正后的處理速度，并且 通過所述校正后的處理速度計算出所述下ー個待處理的晶片的所述化學液處理時間。
8.如權(quán)利要求7所述的半導體裝置的制造方法，其中， 所述等待時間是第N塊晶片的化學液處理和第(N+1)塊晶片的化學液處理之間的時間，或者是第P組的化學液處理和第(p+1)組的化學液處理之間的時間，其中，N為自然數(shù)，P為自然數(shù)。
9.如權(quán)利要求5所述的半導體裝置的制造方法，其中， 所述初始膜厚度和所述最終膜厚度是通過對所述晶片上部的多個點處的膜厚度進行測量以便由所述多個膜厚度而計算出的統(tǒng)計值。
10.一種電子設備的制造方法，該方法包括如權(quán)利要求5至9之一所述的步驟。
全文摘要
一種半導體制造裝置，其包括處理室，其用期望的化學液來處理晶片的被處理膜；膜厚度測量單元，其測量處理前的被處理膜的初始膜厚度和處理后的被處理膜的最終膜厚度；以及主體控制單元，其由初始膜厚度、最終膜厚度以及從初始膜厚度直到最終膜厚度所占用的化學液處理時間以計算出化學液的處理速度，以便由算出的處理速度計算出下一個待處理的晶片的化學液處理時間。根據(jù)本發(fā)明的實施方式，不管形成于基板上的被處理膜的初始膜厚度因每個基板而如何有差異，每個基板上的被處理膜的殘余膜都可一致。
文檔編號H01L21/306GK102683195SQ20121003419
公開日2012年9月19日 申請日期2012年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月11日
發(fā)明者巖元勇人, 本岡榮蔵, 武谷佑花里, 萩本賢哉 申請人:索尼公司