(57)【要約】  各ウエハをエッチングするための固有のプロファイルを決定し、そのエッチングを実行し、厳しい許容範囲内にエッチング速度を維持するための適切な化学物質添加を決定および送達する装置および方法を提供する。【選択図】図１
2019511129.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所望の最終エッチングプロファイルを有する基板を作製するために枚葉式ウェットエッチング処理システムを使用して基板をウェットエッチングするための方法であって、
測定ステーションで特定の基板について初期厚さ情報を測定するステップと、
前記初期厚さ情報に従って前記特定の基板についてエッチングプロファイルを計算するステップと、
前記計算されたエッチングプロファイルおよび前記最終エッチングプロファイルに従って前記特定の基板についてエッチングレシピを生成するステップと、
前記計算されたエッチングプロファイルから前記最終エッチングプロファイルへの基板のエッチングの結果として除去された基板材料の量に対応する基板除去量を計算するステップと、
前記所望の最終エッチングプロファイルを達成するために前記エッチングレシピに従ってエッチング液で前記特定の基板をエッチングするステップと、
後続の基板に続けてエッチングを実施する前に、前記エッチング液に添加されるエッチング化学薬品のスパイク用量を計算するステップであって、前記スパイク用量は前記計算された基板除去量に基づいて計算される、ステップと、
次の基板をエッチングする前に前記エッチング化学薬品に前記スパイク用量を添加するステップと
を含む、方法。
【請求項２】
前記初期厚さ情報を測定することは、必要に応じて、前記特定の基板の表面の１つまたは複数の位置を走査することと、前記１つまたは複数の位置について検出された厚さの値を前記初期厚さ情報として記録することとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記初期厚さ情報は前記基板の前記表面の１つまたは複数の半径方向位置での前記基板の厚さの値を含み、前記所望の最終エッチングプロファイルは前記複数の半径方向位置のそれぞれでの前記基板の規定の厚さ値を指定する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記特定の基板について前記エッチングプロファイルを計算するステップは、前記特定の基板について半径方向厚さを計算することと、前記半径方向厚さおよび前記所望の最終エッチングプロファイルの関数としてのアルゴリズムに従ってエッチング深さを計算することとをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記エッチング深さはまた、前記特定の基板内の１つまたは複数のビアの基準高さの関数として計算される、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記特定の基板についての前記エッチングプロファイルは先行する基板の最終厚さ情報の関数であるアルゴリズムに従って計算される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記特定の基板をエッチングするステップは、前記エッチングレシピに従って、エッチングステーションに位置する枚葉式ウェットエッチング装置によって、化学エッチング液を前記基板の前記表面上に分配することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記基板のエッチング後に前記測定ステーションで前記特定の基板について最終厚さ情報を測定するステップをさらに含み、前記測定された最終厚さ情報に基づいて前記所望の最終エッチングプロファイルが達成されていない場合、前記基板は自動基板搬送装置によって前記エッチングステーションに戻される、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
初期厚さ情報は前記基板の表面の複数の半径方向位置で測定される、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記所望の最終エッチングプロファイルは、前記基板の表面の１つまたは複数の半径方向位置での前記基板の規定の厚さを画定する、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記エッチングプロファイルを計算するステップは、複数の半径方向位置のそれぞれについて、各半径方向位置について前記測定された初期厚さ情報に従って、およびエッチング後の前記各半径方向位置についての前記規定の厚さに従って各エッチング深さを計算することを含み、各半径方向位置は、表面の中心を前記中心から各半径方向距離で完全かつ連続的に囲み、それぞれの半径方向位置は環状であり、前記半径方向位置は互いに同心円をなす、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記初期厚さ情報は前記基板の前記表面の前記複数の半径方向位置のそれぞれで測定された前記基板の厚さの値を含み、前記所望の最終エッチングプロファイルは前記複数の半径方向位置のそれぞれでの前記基板の規定の厚さ値を指定する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記各エッチング深さを計算するステップは、前記各半径方向で測定された厚さの値から前記各半径方向での前記特定の基板についての厚さの前記規定の値を差し引くことをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記基板除去量を計算するステップは、アルゴリズムを使用して除去された基板材料の体積を計算することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記基板除去量を計算するステップは、前記基板の複数の半径方向位置で除去された基板材料の量を決定するステップと、前記複数の前記半径方向位置で除去された前記量を平均して前記計算された基板除去量を導出するステップとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記基板除去量を計算するステップは、エッチング後の前記所望の最終エッチングプロファイルを有する前記ウエハの合計体積の値から、エッチング前の前記計算されたエッチングプロファイルを有する前記ウエハの合計体積の値を差し引くステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記スパイク用量を計算するステップはアルゴリズムを使用するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記スパイク用量は計量ポンプを使用して前記エッチング化学薬品に添加される、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記計算されたエッチングプロファイルは不均一なエッチングプロファイルを含み、前記所望の最終エッチングプロファイルは均一なエッチングプロファイルを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
前記スパイク用量は、前記エッチング液に添加されると、継続的なエッチングの実行のために選択されたエッチング速度を少なくとも実質的に維持することを可能にするエッチング化学薬品の量である、請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
前記エッチング液はエッチング前の初期エッチング濃度値を有し、前記スパイク用量は使用済みのエッチング液の濃度を前記初期エッチング濃度値に少なくとも実質的に回復させるエッチング化学薬品の量である、請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
エッチング化学薬品の適応的スパイクを通してエッチング速度を制御するための方法であって、
測定ステーションで特定の基板について初期厚さ情報を測定するステップと、
前記初期厚さ情報に従って前記特定の基板について初期エッチングプロファイルを計算するステップと、
前記特定の基板について前記基板のエッチングで達成される所望の最終エッチングプロファイルを選択するステップと、
前記計算されたエッチングプロファイルから前記所望の最終エッチングプロファイルへの前記特定の基板のエッチングで除去された基板材料の量に対応する基板除去量を計算するステップと、
後続の基板に続けてエッチングを実施する前に、前記エッチング液に添加されるエッチング化学薬品のスパイク用量を計算するステップであって、前記スパイク用量は、前記計算された基板除去量に基づいて計算され、前記エッチング液に添加されると、継続的なエッチングの実行のために選択されたエッチング速度を少なくとも実質的に維持することを可能にするエッチング化学薬品の量である、ステップと
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連特許出願の相互参照
本願は、２０１６年４月５日に出願された米国仮特許出願第６２／３１８，５７４号に基づく優先権を主張し、その全内容は、本明細書にその全体が明示的に記載されているかのように、参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本実施形態は、一般に、半導体ウエハをエッチングするための装置および方法に関し、より具体的には、各ウエハをエッチングするための固有のプロファイルを決定し、そのエッチングを実行し、厳しい許容範囲内にエッチング速度を維持するための適切な化学物質添加を決定および送達するように構成された装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
半導体ウエハ基板は、長年、いくつかの理由からウェットエッチングにより薄化されてきた。研削後ストレスリリーフ（研削痕および表面損傷を除去するための）が一例である。ウェットプロセスは化学反応である。シリコンの等方性ウェットエッチングに通常使用される１つの化学薬品は、反応の化学量論に関与しない他の希釈剤と共に、硝酸とフッ酸（ＨＦ）との組み合わせである。硝酸は表面を二酸化ケイ素に変換する酸化剤として作用し、その後ＨＦが酸化物をエッチング（溶解）する。反応は以下に示すように進行し、文献に十分に記載されている。
Ｓｉ＋４ＨＮＯ３→ＳｉＯ２＋４ＮＯ２＋２Ｈ２Ｏ
ＳｉＯ２＋６ＨＦ→Ｈ２ＳｉＦ６＋２Ｈ２Ｏ
【０００４】
従来の半導体ウエハ製造は単純にエッチングツールに化学薬品のバッチを投入し、ウエハを一定時間エッチングした。エッチングツールはウエハ固有情報を利用できなかったため、エッチングプロセスは個々のウエハに適合されなかった。従って、ゴールは同じエッチングプロファイルを各ウエハに持たせることであった。化学薬品（エッチング液）が未使用の場合、エッチング速度は最も高い速度であった。エッチングされた各ウエハは有効成分の一部を消費し、従って、図１に示すように、使用に伴いエッチング速度は絶えず低下する。薬液槽エッチング速度が最小の許容レベルまで低下すると、化学薬品のバッチは排出され、新しい化学薬品がツールに充填されることにより、エッチング速度を回復させる。化学薬品の連続的な交換のため化学薬品使用量は多く、ウエハは同じ深さにエッチングされなかったため、改善が求められた。
【０００５】
図３Ａ〜図３Ｃは上記の欠陥を示し、具体的には、エッチングレシピが、同じエッチングプロセス（例えば、同じ化学薬品のバッチ、同じエッチング時間等）を使用して、各処理ウエハから選択された量の材料、この場合は１０ミクロンを除去するように計算される例を示す。
【０００６】
例えば、図３Ａは、第１のウエハ１０（Ｗ１０）のエッチング前後両方を示す。示されるように、第１のウエハ１０は、最初は３００ミクロンの厚さを有し、１０ミクロンを除去して２９０ミクロンの厚さを有するウエハを製造することが求められる。示されるように、第１のウエハ１０は、平坦な上面によって画定される均一なプロファイルを有する。第１のウエハ１０はエッチング液に曝される最初のウエハである。化学薬品が未使用であり、第１のウエハ１０が均一なプロファイルを有するため、エッチングプロセスは、第１のウエハ１０から所望の１０ミクロンが除去される結果となる。従って、エッチング後のウエハは、平坦な上面によって画定される均一なプロファイルを有する。
【０００７】
図３Ｂは、第２のウエハ２０（Ｗ２０）のエッチング前後両方を示す。示されるように、第２のウエハ２０は中心から端部への変動（すなわち、端部がより厚い）のため均一なプロファイルを有さない。第１のウエハ１０をエッチングするためのエッチングプロセスで使用されたエッチング液が再び使用され、同じエッチング速度を維持しようとする場合（すなわち、１０ミクロンの除去）、結果として得られる（観測される）エッチング速度は、化学薬品がその効果の一部を失うため、わずかに低下する（エッチング深さの変化によって示される）。例えば、第２のウエハ２０は端部で３０５ミクロン、および中心で３００ミクロンの厚さを有する。第２のウエハ２０のエッチングは、第２のウエハのプロファイルの不均一性のためだけでなく、化学薬品の効果の不足のため、第１のウエハ１０で１０ミクロンが除去されたのとは対照的に、材料の９．９ミクロンだけが除去される結果となる。この結果、エッチング後のウエハは、上面が依然として中心から端部への変動（端部がより厚い）を有するという均一性の欠如を依然として抱えている。
【０００８】
図３Ｃは、第３のウエハ３０（Ｗ３０）のエッチング前後両方を示す。示されるように、第３のウエハ３０は中心から端部への変動（すなわち、中心がより厚い）のため均一なプロファイルを有さない。第１および第２のウエハ１０、２０をエッチングするためのエッチングプロセスで使用されたエッチング液が再び使用され、エッチング速度が維持される場合（すなわち、１０ミクロンの除去が意図される）、結果として得られる（観測される）エッチング速度はさらに低下する（エッチング深さの変化によって示される）。例えば、第３のウエハ３０は、エッチング前は３００ミクロンの中心厚さおよび２９３ミクロンの端部厚さを有する。同じエッチング速度での第３のウエハ３０のエッチング（すなわち、１０ミクロンの除去を意図する）は、１０ミクロン未満が除去され、具体的には、この例では材料の９．８ミクロンだけが除去される結果となる。この結果、エッチング後のウエハは、上面が依然として中心から端部への変動（中心は２９３．２ミクロンエッチングされ、端部は２８３．２ミクロンエッチングされる）を有するという均一性の欠如を依然として抱えている。
【０００９】
従って、上記例に記載されたエッチングプロセスは、図３Ｂおよび３Ｃのウエハ例中のウエハの不均一性を補正しないことが理解されるであろう。
【００１０】
化学薬品を添加することによりエッチング速度を維持するその後の試みがなされ、この技術はスパイクと呼ばれる。各ウエハをエッチングするためのプロセスは同一であり、エッチング時間は一定であるため、図２に示すように、エッチング速度を維持するために同じ体積の化学薬品が添加され得る。この方法は、ウエハのジオメトリが大きく、各ウエハに同じプロセスが使用され得る場合、かなりうまくいった。
【００１１】
図４Ａ〜図４Ｃは上記の欠陥を示し、具体的には、エッチングレシピが、同じエッチングプロセスおよび同じエッチング時間を使用して、各処理ウエハから選択された量の材料（例えば１０ミクロン）を除去するように計算される例を示す。しかしながら、この比較例では、化学薬品は、第１のウエハの後に各エッチングプロセスに添加された（スパイクされた）。示された例示的実施形態では、所与のウエハに対するエッチングプロセスが実施された後に一定量（例えば２．０ｍｌ）の化学薬品が添加される。言い換えれば、２．０ｍｌのスパイクのプログラムが実装される。エッチング液化学薬品を復活させるために添加される化学薬品の量は変動し、特定の用途を考慮して選択され得ることが理解されるであろう。従って、各エッチングプロセスの実施後に添加される２．０ｍｌのスパイク用量は、本質的に例示的なものに過ぎず、限定的なものではない。スパイク用量の量（体積）は、好ましくは化学薬品（エッチング液）を復活させ、各後続のエッチングで選択されたエッチング速度の維持を可能にすることを意図した量である。
【００１２】
例えば、図４Ａは、第１のウエハ１０のエッチング前後両方を示す。示されるように、第１のウエハ１０は均一なプロファイルおよび３００ミクロンの厚さを有し、１０ミクロンを除去して２９０ミクロンの厚さを有するエッチングされたウエハを製造することが求められる。第１のウエハ１０はエッチング液に曝される最初のウエハである。化学薬品が未使用であり、第１のウエハが均一なプロファイルを有するため、エッチングプロセスは、第１のウエハ１０から所望の１０ミクロンが除去される結果となる。従って、均一なエッチングのため、エッチング後のウエハはその均一なプロファイルを維持する。
【００１３】
図４Ｂは、第２のウエハ２０のエッチング前後両方を示す。示されるように、第２のウエハ２０は中心から端部への変動（すなわち、端部がより厚い（例えば、端部厚さが３０５ミクロンである））のため均一なプロファイルを有さない。ウエハ１０がエッチングされた直後かつウエハ２０がエッチングされる前に、エッチング速度を維持するために化学薬品（すなわち２．０ｍｌ）が化学薬品のバッチに添加されると、結果として得られる（観測される）エッチング速度は維持され、１０ミクロンの材料が除去される結果となる。しかしながら、第２のウエハ２０は不均一なプロファイル（端部がより厚い）を有するため、結果として得られるエッチングされたウエハは、化学薬品がスパイクされたにもかかわらず、結果として得られるウエハは中心から端部への変動（端部がより厚い）を有し続けるという、エッチング前のウエハと同じ欠陥を抱えている。従って、端部は２９５ミクロンにエッチングされ、中心は２９０ミクロンにエッチングされる。化学薬品のスパイクは、従って、ウエハの不均一性を補正しないが、エッチング速度が一定であり、同じ量の材料が除去されることを確実にする。
【００１４】
図４Ｃは、第３のウエハ３０のエッチング前後両方を示す。示されるように、第３のウエハ３０は中心から端部への変動（すなわち、中心がより厚い）のため均一なプロファイルを有さない。エッチング速度を維持するために化学薬品（すなわち２．０ｍｌ）が化学薬品のバッチに添加されると、結果として得られる（観測される）エッチング速度は維持され、１０ミクロンの材料が除去される結果となる。しかしながら、第３のウエハ３０は不均一なプロファイル（中心がより厚い）を有し、そのため、結果として得られるエッチングされたウエハは、化学薬品がスパイクされたにもかかわらず、結果として得られるウエハは中心から端部への変動（中心がより厚い）を有し続けるという、エッチング前のウエハと同じ欠陥を抱えている。従って、端部は２８３ミクロンにエッチングされ、中心は２９３ミクロンにエッチングされる。化学薬品のスパイクは、従って、ウエハの不均一性を補正しない。
【００１５】
年々ジオメトリは小さくなり、エッチング後のウエハ間のより厳しい均一性に対する要求は必須要件となった。これらの新たなニーズを満たすためのその後のエッチングツールの開発は、オンボード測定機能を含んだ。今では、同じプロセスで全てのウエハをエッチングする代わりに、エッチングプロセスは特定のウエハに適合され得る。適合プロセスでは、ウエハ研削由来の不均一性が考慮され得る。これらの不均一性は、中心から端部への変動およびこれからの厚さ変動を含む。オンボード測定機能、カスタマイズされたエッチングプロファイルを決定するためのコンピュータベースのアルゴリズム、およびウエハごとに固有のエッチングプロファイルを提供するためのプロセスパラメータを変化させる能力により、新たな種類のエッチングツールは付加価値プロセスを提供することができた。上記例では、ウエハはストレスリリーフされるだけでなく、ＴＴＶ（全厚さばらつき）が低減され得、エッチング後の特定の厚さをもたらされ得る。これらの要素がプロセスに価値を与えたが、しかしながら、各ウエハは固有のプロセス（異なるプロファイルおよび異なるエッチング深さ）を受けるため、化学薬品スパイクに対する単一の値はもはや十分に正確ではなかった。言い換えれば、化学薬品の均一なスパイクはウエハのエッチングを最適化せず、アンダーエッチングおよびオーバーエッチングの両方につながり得る。
【発明の概要】
【００１６】
一例示的実施形態では、本実施形態は枚葉式ウエハウェットプロセスエッチングツールを含む。ツールは、ウエハをツールに通す手段、エッチングプロセスを扱うための処理チャンバ、ウエハを水洗および乾燥するための手段、化学薬品を充填、分配、混合するための薬液通路、化学薬品の温度制御および流量制御を含む標準機能を備えているが、これらに限定されない。適応的スパイク技術を行うための新たな機能は、ウエハ厚さ測定ツール、エッチングプロファイルを計算するためのコンピュータアルゴリズム、適切な深さでウエハ上に必要なエッチングプロファイルを提供するようにツールを制御することができるプロファイル整合技術、除去された材料を計算し、除去された材料に基づいて適切なスパイク体積を導出するためのアルゴリズム、計算されたスパイク体積（スパイク用量）(普段は、ＨＦのスパイク容量は２．００ｍｌ+/-０．５％)を送達するための計量ポンプまたは他の高精度の方法を含む。
【００１７】
これらおよび他の態様、特徴、および利点は、添付の実施形態のある実施形態の説明および添付の図面および特許請求の範囲から理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】エッチング時間および化学薬品の単一のバッチを含む一定のエッチング条件に対するシリコンのエッチング深さを示す図である。
【図２】一定のエッチング速度を維持するために化学物質を添加したシリコンのエッチング深さを示す図である。
【図３Ａ】第１のエッチングプロセスをウエハが経る前後両方の第１のウエハ（Ｗ１０）の断面図を示す。
【図３Ｂ】図３Ａと同じ第１のエッチングプロセスをウエハが経る前後両方の第２のウエハ（Ｗ２０）の断面図を示す。
【図３Ｃ】図３Ａおよび図３Ｂと同じ第１のエッチングプロセスをウエハが経る前後両方の第３のウエハ（Ｗ３０）の断面図を示す。
【図４Ａ】一定のエッチング速度を維持するための化学物質の添加（スパイク）を含む第２のエッチングプロセスをウエハが経る前後両方の第１のウエハ（Ｗ１０）の断面図を示す。
【図４Ｂ】一定のエッチング速度を維持するための化学物質の添加（スパイク）を含む第２のエッチングプロセスをウエハが経る前後両方の第２のウエハ（Ｗ２０）の断面図を示す。
【図４Ｃ】一定のエッチング速度を維持するための化学物質の添加（スパイク）を含む第２のエッチングプロセスをウエハが経る前後両方の第３のウエハ（Ｗ３０）の断面図を示す。
【図５Ａ】選択されたエッチング速度を提供する化学物質の適応的添加（スパイク）を含む本実施形態による第３のエッチングプロセスをウエハが経る前後両方の第１のウエハ（Ｗ１）の断面図を示す。
【図５Ｂ】選択されたエッチング速度を提供する化学物質の適応的添加（スパイク）を含む本実施形態による第３のエッチングプロセスをウエハが経る前後両方の第２のウエハ（Ｗ２）の断面図を示す。
【図５Ｃ】選択されたエッチング速度を提供する化学物質の適応的添加（スパイク）を含む本実施形態による第３のエッチングプロセスをウエハが経る前後両方の第３のウエハ（Ｗ３）の断面図を示す。
【図６】本明細書に開示された一実施形態によるウェットエッチングプロセスを実施するためのシステムの例示的な構成を示すブロック図である。
【図７Ａ】本明細書に開示された一実施形態によるウェットエッチングプロセスを実施するためのシステムの例示的な構成を示すブロック図である。
【図７Ｂ】本明細書に開示された一実施形態によるプロセス制御システムの例示的な構成を示すブロック図である。
【図８】本明細書に開示された少なくとも１つの実施形態によるウェットエッチングプロセスを実施するためのルーチンを示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本実施形態は、ウェットエッチングプロセスを実施するためのシステム１００および方法に関し、具体的には、特定のウエハに対するスパイク用量が所与のウエハの固有のエッチングプロファイルに基づく適応的スパイクプログラムの実装による、枚葉式エッチングツールのエッチング速度を維持するためのシステムおよび方法に関する。システム１００は、一態様において、半導体デバイスを製造するためのウェットエッチング設備であると考えることができる。ウェット処理システムの例は、２０１３年２月２８日に出願された“Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｐｅｒｆｏｒｍｉｎｇ  ａ  Ｗｅｔ  Ｅｔｃｈｉｎｇ  Ｐｒｏｃｅｓｓ”と題する米国特許出願第１３／７８０，６５７号、２０１３年６月２０日に出願された“Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｃｈａｌｌｅｎｇｉｎｇ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｆｉｌｍｓ  ａｎｄ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ  ｆｒｏｍ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｗａｆｅｒｓ”と題する米国特許出願第１３／９２２，７３５号、２００６年１２月１５日に出願された“Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ”と題する米国特許出願第１１／６４０，０４４号、２０１４年８月１２日に出願された“Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ  Ｃｈａｍｂｅｒ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｔｏ  Ｓｅｐａｒａｔｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｆｌｕｉｄｓ  Ｄｕｒｉｎｇ  ｔｈｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｗａｆｅｒ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｃｙｃｌｅ”と題する米国特許出願第１４／４５７，６４５号、および２００１年４月２４日に出願された“Ｍｅｇａｓｏｎｉｃ  Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ”と題する米国特許出願第０９／８４１，２３１号に開示されており、これらの全ては、その全体が参照により本明細書に組み込まれる
【００２０】
半導体デバイス製造プロセスのウエハウェット処理プロセスでは、一般に、エッチングプロセスおよび洗浄プロセスが存在する。エッチングプロセスで使用される枚葉式ウェット処理装置は、一定時間の間に化学反応を引き起こすために、化学エッチング液を制御された方法で基板上に分配する。用語「ウエハ」および「基板」は、本明細書では交換可能に使用されることが理解されるであろう。洗浄プロセスで使用される枚葉式ウェット処理装置は、化学溶液を基板上に分配させ、基板を機械的にスクラブ洗浄するためのスクラブ装置を含むこともできる。典型的には、洗浄液は単一パスであり、エッチング液はリサイクルされる。枚葉式ウェット処理装置はさらに、槽内の流体（例えば、化学物質、水、溶液等）を供給または排出する導管（例えば、パイプ）、ならびに流体の温度または濃度および本明細書にさらに記載するような他のプロセスパラメータを制御するための様々な種類の制御手段から構成される。ウエハウェット処理プロセスは、本明細書に記載するようなウエハの厚さを測定する測定ステップを含むこともできる。
【００２１】
システム１００は、ハウジング内の異なるステーションに位置する多数の異なる装置（機器部品）によって画定される統合システムであり得る。１つの例示的なシステム１００は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第２０１４／０２４２７３１号に記載されている。
【００２２】
システム１００は、ウエハの特性を測定することができる測定ステーション／チャンバ１１０（ウェハ検査ステーション）を含み、具体的には、ウエハの厚さを測定することができる。従って、測定ステーション１１０は、ウエハの１つまたは複数の特性を測定するための測定装置１２０を含む。種々のタイプの任意の数の測定装置が使用され得る。本実施形態の一実施形態によれば、測定装置１２０は、ウエハの１つまたは複数の特性（例えば、ウエハ厚さおよび表面プロファイル）を測定するように構成された撮像装置の形態であり得る。
【００２３】
１つの例示的な測定（撮像）装置１２０は、固定された配向で（例えば、水平配向で）ウエハを受け取り、保持するためのプラットフォームを含み得る。プラットフォームは、異なるサイズのウエハを収容するための調整可能なタイプのものであり得る。例えば、ウエハの直径はかなり変動し得、従って、プラットフォームは、異なるサイズのウエハをその上に載置および支持できるように構築される。加えて、プラットフォームは、任意の数の異なる方向（ｘ、ｙ、ｚ）に移動することができ（すなわち、プラットフォームは複数の移動の自由度を有する）、測定プロセス中にウエハを回転させることができるように回転可能である。
【００２４】
撮像装置１２０は、少なくともウエハの厚さを測定し、またウエハの表面プロファイルを検出（測定）および生成するように構成された非接触測定構成要素も含む。非接触測定構成要素は撮像装置を含み、プラットフォーム上のウエハに対する構成要素の移動を可能にする自動装置の一部であり得る。例えば、非接触測定構成要素は、ウエハに対して任意の数の異なる方向（ｘ、ｙ、ｚ）に移動することができるアームなまたはそのようなもの形態であり得る（すなわち、構成要素は複数の移動の自由度を有する）。あるいは、または加えて、構成要素を静止位置に保持することができ、ウエハを支持するプラットフォームを構成要素に対して任意の数の異なる方向（ｘ、ｙ、ｚ）に移動することができ、および／または回転させることができる。
【００２５】
非接触測定構成要素は、光学センサ（例えば、ＩＲ光センサ）およびウエハの表面に向けられた光源のような、１つまたは複数のセンサを含む。（ウエハに接触した後の）反射光は撮像装置によって収集され、収集された情報に基づいて（およびソフトウェアの実行に従ってそれを処理した後に）、ウエハの多数の異なる測定値が取得および記録される。より具体的には、光は、フィルムスタック（ウエハを形成する材料の層）の各表面の上部および底部で反射され、深さを計算するために反射光の距離は材料の屈折率に従って補正される。例えば、撮像装置は、以下の特性（網羅的なリストではない）を測定することができる：ウエハ厚さ；ボウ、ワープ、平坦度；表面粗さ；全厚さばらつき（ＴＴＶ）；光学検査パターン認識；およびＴＳＶ深さなど。撮像装置の１つまたは複数の構成要素の１つの商用の供給元は、ＩＳＩＳ  Ｓｅｎｔｒｏｎｉｃｓ  ｇｍｂＨ、ドイツであるが、他の商用の供給元も利用可能である。
【００２６】
ウエハ搬送装置（ロボット）２７０は、自動化された方法で、様々なステーション間でウエハを移動させるために設けられ得る。
【００２７】
別のステーション２００は、ウエハが枚葉式ウェットエッチングプロセスを経るエッチングステーションである。前述したように、枚葉式ウェットエッチングプロセスは、一般に、ステーション内に配置されたウエハ上にある量の化学エッチング液を分配し、ウエハの接触面との化学反応を引き起こすことによって、接触面の不要な部分が化学物質によってエッチングされるように実施される。
【００２８】
エッチングステーション２００は、ウェットエッチングプロセスで使用される機器および化学エッチング液を含有するエッチングチャンバ（エンクロージャ）を含む枚葉式ウェットエッチング装置２１０を含む。従って、エッチングチャンバは、化学物質含有構造であると考えることができる。エンクロージャはまた、エッチングプロセスで使用される化学物質を収集および含有する。
【００２９】
ウェットエッチング装置２１０はまた、ウエハが置かれるスピンチャック（本明細書に記載されるプロセス制御システム全体の一部であるエッチングコントローラによって可変速制御される）、ならびに流体（例えば、１つもしくは複数の液体、好ましくは化学エッチング液）を分配する１つまたは複数のノズル（オリフィス）を含むエッチングツール（アーム）２１５を含む。エッチングツール２１５は、複数の方向（ｘ、ｙ、ｚ方向）に沿って移動可能であり、従って複数の自由度を有するアームの形態であり得る。エッチングツール２１５は、エッチングコントローラ２５０のようなコンピューティングデバイスによって制御され、本明細書に記載されるようなシステム１００で採用されるプログラム可能なコンピュータシステム全体の一部であるという点で、制御可能なツールである。その結果、エッチングツール２１５は、ウエハの任意の特定の位置などへ駆動され得る。
【００３０】
ウェットエッチング装置２１０は、エッチング化学物質を導入し、そのような化学物質をチャンバから除去するための流体送達および流体除去システムも含む。これらの構成要素は、ノズルに流体（例えば、１つまたは複数の液体、好ましくは化学エッチング液）を供給するために導管が設けられている従来の流体配管スキームを使用して実装される。加えて、ウェットエッチング装置２１０は、ウェットエッチングプロセス中にエンクロージャ内に蓄積する流体（複数可）を排出するための導管および機構を含む。
【００３１】
メカニカルチャックは、チャックがウエハを保持することを可能にする。チャックは、スピンチャックによって保持されたウエハをＺ軸回りにスピン回転させるためにモータの駆動軸に結合され得る主軸（図示せず）を含む。エッチングコントローラ２５０の出力側にモータの電源スイッチが接続されており、その結果、コントローラ２５０によってモータの回転速度が制御される。
【００３２】
従来、スピンチャックの外周部および底部の周りには、ウエハから遠心分離されたエッチング溶液を受け取り、収集するための構造が設けられ、その後、外部に排出される。エンクロージャから流体（複数可）を排出するための機構の一部は、排ガス通路およびチャックを取り囲むコレクタ構造の底部に形成された排液管であり得る。コレクタ構造に貯蔵された液体は、１つまたは複数の排液管を通して外部に排出されるか、または再循環され得る。
【００３３】
本実施形態によれば、ウェットエッチングプロセスおよび意図された基板および用途に適している限り、あらゆる好適なエッチング溶液が使用され得る。従って、ウエハの特性を考慮した場合を含めて、多数の異なるパラメータに基づいて異なる化学薬品が使用され得る。
【００３４】
エッチング溶液の送達に関して、ウェットエッチング装置２１０は、エッチング溶液の流動特性（流量）および温度を制御するための手段も含む。オペレーティングシステムは、液体供給源からノズルに延びる、ポンプまたはバルブを含むがこれらに限定されない１つまたは複数の第１の流量制御部を含み得る。流量制御部の操作部は、ノズルに供給されるエッチング溶液の流量を制御するためにエッチングコントローラ２５０の出力側に接続され得る。加えて、エッチング溶液の濃度を制御するために他の制御機構が使用され得る。
エッチング液の濃度の制御は、所与のウエハに対するエッチング速度およびエッチングプロセス全体を制御するための１つの手段である。
【００３５】
ウエハがエッチングステーション２００での処理を経た後、ウエハは１つまたは複数のウエハ洗浄ステーションで洗浄される。図６は、２つの別個の洗浄ステーション２３０、２４０を示すが、しかしながら、これは一実施形態の単なる代表例であり、単一の洗浄ステーションが使用され得ることが理解されるであろう。そのような構成では、単一の洗浄ステーションは、ウエハを洗浄するために１つまたは複数の異なる洗浄技術を依然として採用し得る。１つまたは複数の実施形態では、（ステーション２３０での）第１の洗浄ステップは、より大きな粒子および残留エッチング液を主に除去する１つまたは複数の洗浄装置を使用するスクラブプロセスを含み得る。その後、ウエハは、第１の洗浄ステーション２３０から洗浄ステーション２４０に湿った状態で搬送される。洗浄ステーション２４０は、洗浄ステーション２３０に近接して位置し、ウエハが洗浄ステーション２３０で採用された洗浄プロセスとは異なる洗浄プロセスを受けるタイプのものである、物理的に異なるステーションであり得る。洗浄ステーション２４０は最終洗浄ステーションであると考えることができる。例えば、洗浄ステーション２４０は、ウエハ表面からの（洗浄装置を使用した）小さな粒子の除去を含み得る。加えて、ステーション２４０は、最終洗浄プロセスの最後にウエハを乾燥させる乾燥装置を含み得る。
【００３６】
少なくとも１つの実施形態では、システム１００は、ウエハ（基板）を密閉および固定した方法で保持するための１つまたは複数のウエハ保持および装填装置を含み得る。任意の数の種々の従来のウエハ保持および装填装置がシステム１００で使用され得る。
【００３７】
システム１００を使用したウェットエッチングプロセス
図７Ａは、ウェットエッチングプロセスを実施するためのシステム１００と共に使用するためのプロセス制御システム３００の例示的な構成を示すハイレベル図である。１つの配置では、プロセス制御システムは、プロセスコントローラ３０５を含む１つまたは複数のコンピューティングデバイスからなる。プロセスコントローラ３０５は、本明細書に記載されたシステムおよび／または方法を具体化することができる事実上任意のコンピューティングデバイスおよび／またはデータ処理装置であり得ることが理解されるべきである。
【００３８】
プロセスコントローラ３０５は、本明細書に記載された様々なステーションを含むシステム１００の様々なコンピュータ制御構成要素、ならびにそれに関連する、ウエハ搬送装置およびエッチングコントローラ２５０を含むがこれらに限定されないコンピュータ制御装置またはコントローラと通信するように構成され得、これによりプロセスコントローラ３０５は、様々な構成要素に電子情報を送信し、様々な構成要素から電子情報を受信する。
【００３９】
図７Ｂは、ウェットエッチングプロセスを実施するためのシステム１００のプロセスコントローラ３０５の例示的な構成を示すブロック図である。プロセスコントローラは、プロセッサ３１０、メモリ３２０、ディスプレイ３４０、ストレージ３９０、および通信インターフェース３５０を含む、システムの動作を可能にするように機能する様々なハードウェアおよびソフトウェア構成要素を含む。プロセッサ３１０は、メモリ３２０にロードされ得るソフトウェア命令を実行するように機能する。プロセッサ３１０は、特定の実装に応じて、いくつかのプロセッサ、マルチプロセッサコア、または他の何らかのタイプのプロセッサであり得る。
【００４０】
好ましくは、メモリ３２０および／またはストレージ３９０はプロセッサ３１０によってアクセス可能であり、これによりプロセッサはメモリおよび／またはストレージに格納された命令を受信および実行することができる。メモリは、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、または任意の他の好適な揮発性または不揮発性コンピュータ可読記憶媒体であり得る。加えて、メモリは固定であるか、または取り外し可能であり得る。ストレージ３９０は、特定の実装に応じて、様々な形態を取り得る。例えば、ストレージは、ハードドライブ、フラッシュメモリ、書き換え可能光ディスク、書き換え可能磁気テープ、または上記のいくつかの組み合わせなどの、１つまたは複数の構成要素またはデバイスを含有し得る。ストレージもまた、固定であるか、または取り外し可能であり得る。
【００４１】
１つまたは複数のソフトウェアモジュール３３０は、ストレージ３９０および／またはメモリ３２０に符号化される。ソフトウェアモジュールは、プロセッサ３１０において実行されるコンピュータプログラムコードまたは命令のセットを有する１つまたは複数のソフトウェアプログラムまたはアプリケーションを含み得る。本明細書に開示されるシステムおよび方法の態様のための動作を実行するためのそのようなコンピュータプログラムコードまたは命令は、１つまたは複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで書かれ得る。プログラムコードは、完全にプロセスコントローラ３０５上でスタンドアロン型ソフトウェアパッケージとして、部分的にプロセスコントローラ上で、または完全に別のコンピューティング／デバイス上でもしくは部分的に別のリモートコンピューティング／デバイス上で実行され得る。後者のシナリオでは、リモートコンピューティングデバイスは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）もしくはワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を含む、任意のタイプの直接電子接続もしくはネットワークを介してプロセスコントローラに接続され得、または外部コンピュータに接続され得る（例えば、インターネットサービスプロバイダを使用してインターネットを介して）。
【００４２】
好ましくは、ソフトウェアモジュール３３０の中に、プロセッサ３１０によって実行される基板厚さモジュール３７０、材料除去モジュール３７２、エッチングレシピモジュール３７４、洗浄制御モジュール３７６、適応的スパイクモジュール３７７、データベースモジュール３７８、およびディスプレイモジュール３８０が含まれる。以下により詳細に記載するように、ソフトウェアモジュール３３０の実行中に、プロセッサは、ウェットエッチングプロセスを実施するためのシステム１００に関連する様々な動作を実施するようにプロセスコントローラ３０５を構成する。
【００４３】
ソフトウェアモジュール３３０のプログラムコードおよび（メモリ３２０および／またはストレージ３９０のような）１つまたは複数のコンピュータ可読記憶装置は、当業者に知られているように、本実施形態に従って製造および／または配布され得るコンピュータプログラム製品を形成するとも言える。
【００４４】
いくつかの例示的実施形態では、ソフトウェアモジュール３３０のうちの１つまたは複数は、システム１００内で使用するために、通信インターフェース３５０を介して別のデバイスまたはシステムからネットワークを介してストレージ３９０にダウンロードされ得ることが理解されるべきである。加えて、以下でより詳細に議論されるように、本システムおよび方法の動作に関連する他の情報および／またはデータ（データベース３８５など）も、ストレージに格納され得ることに留意されたい。
【００４５】
また、好ましくは、データベース３８５はストレージ３９０に格納される。以下により詳細に記載するように、データベースは、システム１００の様々な動作を通じて利用される様々なデータ項目および要素を含有および／または維持する。データベースに格納される情報は、パラメータ調整アルゴリズム、レシピ、化学混合物の詳細、設定、アラーム、プロセス変数の実際の値、および本明細書により詳細に記載するようなプロセスコントローラによって収集および分析される履歴データ（例えば、バッチ記録、基板厚さ測定情報、深さ測定情報を介して）を含み得るがそれだけに限定されない。データベースは、コントローラ３０５を処理するためにローカルに構成されているものとして示されているが、ある実装では、データベースおよび／またはそこに格納された様々なデータ要素はリモートに配置され得（リモートコンピューティングデバイスまたはサーバ上など、図示せず）、ネットワークを介してまたは当業者に知られている方法でプロセスコントローラに接続され得ることに留意されたい。
【００４６】
インターフェース３１５はまた、プロセッサ３１０に動作可能に接続される。電子コンピューティングデバイスの分野で理解されるであろうように、インターフェースは、スイッチ（複数可）、ボタン（複数可）、キー（複数可）、タッチスクリーン、マイクなどの１つまたは複数の入力装置（複数可）であり得る。インターフェースは、システム１００の動作に関連するオン−オフコマンドまたは設定のようなユーザからのコマンドの捕捉を容易にするように機能する。
【００４７】
ディスプレイ３４０はまた、プロセッサ３１０に動作可能に接続される。ディスプレイは、システム１００の様々な構成要素によって収集され、プロセスコントローラに提供される制御設定、コマンドプロンプトおよびデータを含むシステム１００の動作に関連する情報をユーザが見られるようにする、スクリーンまたは任意の他のそのような表示装置を含む。例として、ディスプレイは、ドットマトリクスディスプレイまたは他の２次元ディスプレイのようなデジタルディスプレイであり得る。
【００４８】
さらなる例として、インターフェースおよびディスプレイをタッチスクリーンディスプレイに統合され得る。従って、スクリーンは、様々なデータを表示し、ユーザによる情報の入力を可能にするフィールドを含む「フォーム」を提供することができるグラフィカルユーザインターフェースを示すために使用される。グラフィカルユーザインターフェースの表示に対応する位置でタッチスクリーンにタッチすることにより、操作者は、デバイスを操作してデータを入力し、設定を変更し、機能を制御すること等ができる。従って、タッチスクリーンがタッチされると、インターフェースはこの変化をプロセッサに通信し、設定を変更することができ、またはユーザが入力した情報を捕捉してメモリに格納することができる。
【００４９】
音声出力３６０はまた、プロセッサ３１０に動作可能に接続される。音声出力は、当業者に理解されるように、電子音声ファイルを再生し、または音声トーンを生成するように構成された任意のタイプのスピーカシステムであり得る。音声出力は、プロセスコントローラ３０５またはプロセスコントローラ３０５の外部に統合され得る。
【００５０】
通信インターフェース３５０はまた、プロセッサ３１０に動作可能に接続され、プロセスコントローラ３０５と、［ロボット、撮像装置、エッチングコントローラ、洗浄コントローラ、化学薬品コントローラ］を含む外部装置、機械および／または要素との間の通信を可能にする任意のインターフェースであり得る。好ましくは、通信インターフェースとしては、イーサネット（登録商標）、ＩＥＥＥ１３９４、パラレル、ＰＳ／２、シリアル、ＵＳＢ、ＶＧＡ、ＤＶＩ、ＳＣＳＩ、ＨＤＭＩ（登録商標）、ネットワークインターフェースカード（ＮＩＣ）、統合ネットワークインターフェース、無線周波数送信機／受信機（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、セルラー、ＮＦＣ）、衛星通信送信機／受信機、赤外線ポート、ならびに／またはプロセスコントローラ３０５を他のコンピューティングデバイスおよび／もしくはプライベートネットワークおよびインターネットのような通信ネットワークに接続するための任意の他のそのようなインターフェースが挙げられるが、これらに限定されない。通信インターフェースは、事実上、プロセスコントローラ３０５への／プロセスコントローラ３０５からの通信を可能にする任意のインターフェースであり得ることが理解されるべきであるが、そのような接続は、有線接続（例えば、ＲＳ２３２規格を使用する）または無線接続（例えば８０２．１１規格を使用する）を含み得る。
【００５１】
ウェットエッチングプロセスを実施するためのシステム１００の動作中の様々な時点で、プロセスコントローラ３０５は、１つまたは複数のコンピューティングデバイス、例えば、さらに本明細書により詳細に記載するような様々なプロセスステーションおよび構成装置を動作させるために使用されるコンピューティングデバイスと通信し得る。このようなコンピューティングデバイスは、プロセスコントローラ３０５へ／プロセスコントローラ３０５から、および相互間でデータを送信および／または受信することができ、それにより、以下により詳細に記載するように、好ましくは、システム１００の動作の維持および／または促進を開始する。
【００５２】
本明細書で述べるように、本実施形態は、毎様式ウェットエッチングツールのエッチング速度を維持するための装置および方法を対象とする。エッチング速度は、エッチングプロセス中に消耗される化学薬品の添加を通して維持される。この技術は、ウエハごとに計算された固有のエッチングプロファイルに基づいてスパイクチャージ（ｓｐｉｋｉｎｇ  ｃｈａｒｇｅ）の大きさ（すなわち、添加される化学薬品の量）を適応させる。本明細書に記載されるように、処理を経るウエハのエッチングプロファイルが決定されると、ウエハがエッチングされるこの特定の製品の処理に対して正しい（目標）化学薬品用量が決定される。
【００５３】
上述したように、本実施形態によれば、ソフトウェアモジュール３３０は、以下でより詳細に記載するように、評価されているウエハにエッチングを実施した後に化学薬品に添加されるべきスパイク用量（スパイクチャージ）を計算する適応的スパイクモジュール３７７を含み得る。ウエハのプロファイルにかかわらず、各ウエハがエッチングされた後に所与の一定量（体積）の化学薬品を添加することによって化学薬品を復活させる従来の化学薬品スパイクプロトコルと異なり、本実施形態は、以下に記載するように、各ウエハについて計算された固有のエッチングプロファイルに基づいてウエハをエッチングする。
【００５４】
ウェットエッチングプロセスを実施し、厳しい許容範囲内にエッチング速度を維持するためのシステム１００の動作、ならびに上述した様々な要素および構成要素が、図８と併せて、以下の議論に基づいてさらに理解されるであろう。
【００５５】
図８は、本実施形態の一実施形態による、システム１００を使用してウエハをエッチングするためのプロセスフロー４００を示すフローチャートである。例示的なプロセスは、埋め込み（ｏｖｅｒｂｕｒｄｅｎ）の層のためＴＳＶが基板の上面に露出されていない研削後ＴＳＶ基板（すなわちウエハ）上で実施され得、以下に記載するように、非ＴＳＶウエハ上でも実施され得ることが理解されるべきである。さらに、基板の底面は、基板によって厚さが変動し得る接着層を有するキャリアに載せられる。しかしながら、例示的なプロセスは、当業者に理解されるであろうように、代替のキャリア構成およびキャリアのない構成の基板上で動作可能であるため、基板はこの特定のキャリア構成に限定されないことが理解されるべきである。例示的なプロセスは、ＴＳＶを所望の深さおよび基板表面均一性に露出するためにシステム１００を使用して埋め込みおよびウェットエッチング基板の厚さ決定をする専用の計測を提供する。プロセスフローはＴＳＶ基板に関して一般に議論されるが、例示的なプロセスは、非ＴＳＶ基板上で実施され得、基板の厚さを決定し、システム１００を使用して非ＴＳＶ基板を所望の厚さおよび基板表面均一性にウェットエッチングする専用の計測を提供することが理解されるべきである。
【００５６】
プロセスブロック４１０において、システム１００は、特定の基板の厚さを測定する。プロセスブロック４２０において、システムは、プロセスブロック４１０で取得された厚さ測定値に従って、特定の基板についてエッチング深さおよび半径方向厚さを計算する。プロセスブロック４２５において、システムは、ステップ４２０で計算されたエッチングプロファイルを考慮して、特定の基板についてエッチングプロセス中に除去される材料の量を計算する。プロセスブロック４３０において、システムは、特定の基板について所望のエッチングプロファイルを達成するために、特定の基板についてエッチングレシピを生成する。プロセスブロック４４０において、システムは、エッチングレシピに従って特定の基板をエッチングする。プロセスブロック４５０において、システムは、残留粒子、イオンおよびエッチング液を除去するために基板を洗浄する。プロセスブロック４６０において、システムは、好ましくは、特定の基板の厚さを再測定し、厚さ測定値をプロセスコントローラに提供して、基板の物理的特性を分析し、エッチングレシピの有効性を評価し、それによってプロセスフロー４００に通される後続の基板についてのエッチングレシピを必要に応じて調整する。プロセスブロック４７０において、システムは、基板のエッチング後に化学薬品に添加されるスパイク用量（スパイクチャージ）を計算する。プロセスブロック４８０において、システムは、化学薬品にスパイク用量（スパイクチャージ）を添加する。
【００５７】
図面に示され、本明細書に記載されているより多くのまたはより少ない動作が実施され得ることが理解されるべきである。これらの動作は、本明細書に記載されたものと異なる順序で実施され得、複数のステッププロセスに組み合わされるか、またはサブルーチンに分割され得る。例えば、ステップ４７０は、ステップ４４０で記載したようなウエハのエッチング直後であるが、ステップ４５０のウエハ洗浄前に実施され得る。これらのステップは、システム１００の文脈で記載されるが、ステップの実行は、図６、図７Ａおよび図７Ｂに記載したようなシステム１００の例示的な構成に限定されない。
【００５８】
プロセスは、ブロック／ステップ４１０（図８）から始まり、１つまたは複数のソフトウェアモジュール３３０を実行するプロセッサ３１０は、撮像装置に特定の基板について厚さ情報を収集させるようにプロセスコントローラ３０５を構成する。
【００５９】
例示的な研削後ＴＳＶ基板の場合、基板は、上面、接着層によってキャリアに載せられた底面、および基板全体を通して間隔を置いて配置されたＴＳＶを含む。研削プロセスは、厚さが変動し得る（すなわち、端部がより厚い、基板全体にわたって均一である、または基板の中心が端部よりも厚い）（基板厚さばらつき内で）埋め込みの層（例えば、ＴＳＶの上の基板材料）を残す。同様に、基板上のＴＳＶの上の基板材料から基板土台の高さに差があり得る（基板対基板厚さばらつき）。ＴＳＶの上の層におけるこれらの差は、露出したビアの高さの許容差よりも大きくなり得る。加えて、接着層も厚さおよび均一性が変動し得、ビアの端部の上、上部シリコン基板に残存する材料の厚さおよび均一性を決定する際の外観測定を無効にする。
【００６０】
本明細書で述べるように、本実施形態は、非ＴＳＶ基板のエッチング、具体的には、研削後ストレスリリーフ（研削痕および表面損傷を除去するための）の実施に特に適している。
【００６１】
撮像装置（測定装置１２０）は、基板を光学的に走査することにより、表面にわたって基板の実際の厚さを測定する。厚さ情報（基板の厚さ、全厚さばらつき（ＴＴＶ、基板上で測定された最小厚さと最大厚さの差を表す）、基板平坦度（例えば、ウエハのボウ）、表面粗さ、およびそうでなければ、基板のトポグラフィを分析する）を決定するために基板を光学的に走査する様々な方法が当業者に知られており、本実施形態での使用に適している。好ましくは、撮像装置は、基板の表面の代表サンプルを走査し、好ましくは代表サンプルに対する基板厚さを含む厚さ情報を収集し、厚さ情報をプロセスコントローラ３０５に送信する。サンプルサイズ（基板表面にわたって収集されたデータ点の数）は、処理基板の用途によって必要とされる詳細さのレベルに応じて調整され得、表面全体の詳細な走査から、表面上のわずかなデータ点まで変動し得る。より具体的には、厚さ測定値は基板上の様々な位置で収集され得、測定値は、２つのデータ点間の距離の関数として中間位置の厚さを補間するために使用され得る。言い換えれば、本実施形態のソフトウェアは、そのような測定値を生成するための補間演算を実行し得る。
【００６２】
好ましくは撮像モジュール３７０またはデータベースモジュール３７８を含む１つまたは複数のソフトウェアモジュール３３０を実行するプロセッサ３１０はまた、本明細書にさらに記載するようなさらなる処理のためにストレージ３９０またはメモリ３２０に厚さ情報を記録するようにプロセスコントローラ３０５を構成し得る。
【００６３】
その後、ステップ４２０において、好ましくは基板厚さモジュール３７０を含む１つまたは複数のソフトウェアモジュール３３０を実行するプロセッサ３１０は、基板がより厚いまたはより薄い（例えば、エッジヘビー、均一である、またはセンターヘビー）特定の基板の表面の半径方向に画定された領域、および所与の半径で除去される材料の量を特定するために、特定の基板の厚さおよびエッチング深さを決定するようにプロセスコントローラ３０５を構成する。１つまたは複数の実施形態では、特定の基板の決定された厚さは半径方向厚さである。少なくとも１つの実施形態では、決定された基板の厚さは、その直径に沿った基板の厚さに基づく。１つまたは複数の実施形態では、基板の厚さ、エッチング深さ、および他の測定値は、測定装置１２０を使用して決定され、これらの測定値は、その後、特定の基板についてのエッチングプロファイルおよびエッチングレシピを決定するために使用される。半径方向厚さは、所与の半径での基板の平均厚さである。同様に、特定の基板の表面均一性は、半径方向厚さがウエハの表面にわたってどのように変動するかの尺度である。半径方向厚さは、厚さの半径方向に依存した不均一性、すなわち、基板の表面上のどの半径方向の領域において埋め込みが他よりも多く除去されなければならないかを特定するために使用される。半径方向厚さは、基板の所与の半径の周りで、ステップ４１０で測定された特定の基板の平均厚さの関数であるアルゴリズムに従って計算され得る。
【００６４】
１つまたは複数の実施形態では、半径方向厚さは、基板の半径に沿った規定数の点での平均厚さである。より具体的には、測定装置１２０は、基板の半径に沿った規定数の点で厚さを測定する。その後、これらの規定点のそれぞれで測定された厚さが平均されて半径に沿った平均厚さが決定される。その後、基板の半径に沿った決定された平均厚さは、平均半径方向厚さとエッチング後の基板の所望の寸法（最終エッチングプロファイル）とを比較することによってエッチングレシピを生成するために使用される。この実施形態では、基板は反転対称性（左右対称性）を有すると仮定され、基板の半径に対する平均厚さが、基板の反対（基板の中間点に関して）の半径の厚さも推定する。
【００６５】
少なくとも１つの実施形態では、決定された基板の厚さは、その直径に沿った基板の平均厚さに基づく。この実施形態では、基板の直径に沿った規定数の点が決定され、直径の片側（直径の中間に関して）の各点は、直径の反対側の対応する点を有する。その後、平均厚さが、各点とそれに対応する直径の反対側の点との間で決定される。その後、これらの平均値を組み合わせて、半径全体に沿った基板の平均厚さを決定する。
【００６６】
エッチング深さは、基板の表面から除去される材料の所望の深さである。エッチング深さを決定する方法は、基板のタイプおよび基板の意図される用途に応じて変更され得る。
【００６７】
ＴＳＶを露出するために基板をエッチングする場合、エッチング深さは、基板の上面とＴＳＶの上部との間の埋め込みの厚さである。加えて、エッチング深さは、露出されたＴＳＶの所望の高さ（ＴＳＶ露呈高さ）の関数であり得る。好ましくは、エッチング深さは、ＴＳＶの基準高さおよび所望のＴＳＶ露出高さを半径方向厚さから差し引くアルゴリズムに従って、特定の基板の表面上の半径方向位置のサンプルについて決定される。従って、エッチング深さは半径の関数であり、埋め込み厚さの半径方向に依存した不均一性を最小限にするように調整され得る。
【００６８】
特定の基板におけるＴＳＶの基準高さは、特定の基板の製造元から得ることができる。あるいは、または加えて、基準高さは、１つまたは複数のエッチングされた基板のＴＳＶの実際の高さの測定値の関数であり得る。
【００６９】
非ＴＳＶ基板をエッチングする場合、例えばウエハ薄化プロセスの場合、エッチング深さは、半径方向厚さ、およびＴＴＶ（全厚さばらつき）を含む他の厚さに関連する情報の関数として計算することができる。従って、エッチング深さは、全体の厚さ均一性、エッチングされる非ＴＳＶ基板の表面均一性を改善するように調整され得る。
【００７０】
その後、ステップ４２５において、好ましくは材料除去モジュール３７２を含む１つまたは複数のソフトウェアモジュール３３０を実行するプロセッサ３１０は、エッチングプロセス中に特定の基板から除去される材料の量を計算するようにプロセスコントローラ３０５を構成し得る。エッチングプロセス中に除去される材料の量は、任意の数の種々の方法で計算され得る。少なくとも１つの実施形態では、除去される材料の量は、アルゴリズムを使用して計算され得る。１つまたは複数の実施形態では、アルゴリズムは、エッチングプロセス中に除去される材料の量を計算するために、特定の基板についてのステップ４１０の測定および／またはステップ４２０の計算値を使用する。少なくとも１つの実施形態では、アルゴリズムは、エッチングプロセス中に除去される材料の量を計算するために、特定の基板についてのエッチングプロファイルおよび／またはエッチングレシピ（以下により詳細に記載する）を使用する。さらに、この実施形態では、除去される材料の量は、エッチングプロセス中にその特定の基板から除去されるであろう材料の量に対応する目標値であることが理解されるべきである。言い換えれば、目標値は、計算されたエッチングプロファイルから最終エッチングプロファイルへウエハをエッチングした結果、ウエハから除去される材料の量である。従って、この目標値は計算値であり、よって、少なくとも１つの好ましい実施形態では、エッチングの際に除去される材料の量の未検証の近似を構成する。
【００７１】
その後、ステップ４３０において、１つまたは複数のソフトウェアモジュール３３０（例えば、好ましくはエッチングレシピモジュール３７４、および少なくともいくつかのシステム構成では、適応的スパイクモジュール３７７）を実行するプロセッサ３１０は、特定の基板をエッチングして所望のエッチングプロファイルを得るためにエッチング装置によって実行され得る特定の基板についてのエッチングレシピを生成するように、プロセスコントローラ３０５を構成し得る。
【００７２】
一般に、エッチングプロファイルは、ステップ４２０で決定されたようなエッチング深さを含み得る。エッチプロファイルは、表面粗さを含むがこれに限定されない所望の物理的特性を達成するために特定の基板に加える必要がある他の変更も含み得る。従って、エッチングプロファイルは、処理基板の用途に依存した物理的特性、限定はしないが、例として、所望の表面粗さ、所望のＴＳＶ露出高さ、所望の基板厚さの関数であり、ビア深さおよび半径方向の厚さを含む特定の基板の実際の物理的特性の関数でもある。エッチングレシピは、特定の基板のエッチングプロファイルの関数であるアルゴリズムに従って生成される。エッチングレシピは、材料が除去されるべき特定の基板の表面上の半径方向位置、および所望のエッチングプロファイルを達成するために除去される材料の量に関連する様々な枚葉式ウェットエッチングプロセス制御パラメータからなる。
【００７３】
エッチングが集中する基板の表面上の半径方向の位置を制御するために様々なパラメータが調整され得、エッチングツール２１５（アームとも呼ばれる）および基板上に化学エッチング液を分配するノズルの半径方向の場所、アーム走査速度、加速度、減速度、ならびにノズル高さを含むが、これらに限定されない。特定の半径方向位置で基板上にエッチング液を分配することは、一般に、エッチングプロセスを基板のその特定の半径に局在化させるので、アームおよびノズルの場所および移動がエッチングの位置を制御することが理解される。アーム走査速度は、化学エッチング液を分配するアームおよびノズルが基板上の１つの場所から別の場所に移動する速度であり、加速度および減速度は、ある時間にわたるアーム走査速度の変化率であり、ノズル高さはノズルと基板との間の距離である。
【００７４】
エッチング速度（すなわち、基板材料が化学的に除去される速度）を制御するために調整され得るパラメータには、基板のスピン速度、化学エッチング液の濃度、化学エッチング液の温度、および滞留時間が含まれるが、これらに限定されない。スピン速度は、化学エッチング液が基板表面上に堆積されている間にチャックおよびその上の基板がスピン回転する速度である。
【００７５】
化学エッチング液濃度は、基板の上面を化学的に除去するために使用される化学エッチング液の濃度である。シリコンの等方性ウェットエッチングに通常使用される１つの化学薬品は、反応の化学量論に関与しない他の希釈剤と共に、硝酸とフッ酸（ＨＦ）との組み合わせである。本明細書で述べるように、硝酸は表面を二酸化ケイ素に変換する酸化剤として作用し、その後ＨＦが酸化物をエッチング（溶解）する。反応は以下に示すように進行し、文献に十分に記載されている。
Ｓｉ＋４ＨＮＯ３→ＳｉＯ２＋４ＮＯ２＋２Ｈ２Ｏ
ＳｉＯ２＋６ＨＦ→Ｈ２ＳｉＦ６＋２Ｈ２Ｏ
【００７６】
特定の用途に応じて他のエッチング液が使用され得ることが理解されるであろう。
【００７７】
エッチングの均一性（すなわち、結果として得られる基板の半径方向厚さの均一性）を制御するために調整され得るパラメータには、基板のスピン速度、およびエッチングされる基板の半径方向位置上に化学エッチング液を堆積するアームの滞留時間が含まれるが、これらに限定されない。
【００７８】
滞留時間は、ノズルが基板の特定の半径方向部分にエッチング液を分配している時間の量である。基板の特定の半径での滞留時間が増加すると、基板はその半径でより多くエッチングされる。滞留時間は、アーム走査速度、加速度、およびチャックのスピン速度のような、上で議論されたプロセスパラメータを調整することによって制御され得る。より具体的には、エッチングプロセス中にチャック上でスピン回転する基板の円形形状により、基板の中心をエッチングするのに必要な化学エッチング液を堆積させるのに要する時間は、基板の端部よりも短いため、アームの速度、基板上の１つの半径方向の場所と別の半径方向の場所との間の加速度／減速度は、エッチング液が特定の位置で分配される時間の量を変更するように調整される。基板の表面全体にわたる均一な滞留時間を達成するための、基板の中心からの距離の関数としてのアーム走査速度は、均一な滞留時間を達成するために使用され得る双曲線運動プロファイルによって表され得る。双曲線運動プロファイルは、当業者に理解されるであろうように、基板の特定の位置にわたって滞留時間を変化させるためのアーム走査速度および加速度の変動の基礎を提供する。
【００７９】
図８に戻ると、具体的にはステップ４３０において、好ましくはエッチングレシピモジュール３７４および適応的スパイクモジュール３７７を含む１つまたは複数のソフトウェアモジュール３３０を実行するプロセッサは、エッチング位置、表面粗さ、エッチング速度、滞留時間および表面均一性を制御する上述のパラメータの１つまたは複数を画定し、特定の基板の表面上の様々な半径方向位置で埋め込みを選択的にエッチングするためのエッチングレシピを生成し、所望のエッチング深さ、半径方向厚さおよび表面粗さを達成するように、プロセスコントローラ３０５を構成し得る。パラメータは、エッチング位置または他の変数の関数として定義することができ、従って、エッチングプロセスの進行の全体を通して可変であることが理解されるべきである。例えば、いわゆるエッジヘビーの半径方向厚さを有する基板では、基板の端部付近で滞留時間を増加させることができ、端部でより大きいエッチング深さを達成するためにスピン速度を減少させることができる。
【００８０】
加えて、エッチングレシピはエッチング継続時間を含み得る。エッチング継続時間は、特定の基板上でエッチングプロセスが実施されている時間の量であり、エッチングプロセス中に除去される材料の量を制御するように変更され得る。所与のエッチングレシピの基板上での実行が長いほど、より多くの基板が除去され、従って全体の厚さは減少する。
【００８１】
その後、ステップ４４０において、好ましくはエッチングレシピモジュール３７８を含む１つまたは複数のソフトウェアモジュール３３０を実行するプロセッサ３１０は、エッチング装置２１０にエッチングレシピに従って基板をエッチングさせるようにプロセスコントローラ３０５を構成し得る。１つまたは複数の実施形態では、適切な深さでウエハ上に必要なエッチングプロファイルを提供するようにエッチング装置２１０を制御するために、プロファイル整合技術が使用される。
【００８２】
その後、ステップ４５０において、好ましくは洗浄モジュール３７０を含む１つまたは複数のソフトウェアモジュール３３０を実行するプロセッサ３１０は、残留エッチング液、イオンおよび他の粒子を基板の表面から排除するために、洗浄ステーション（複数可）２３０／２４０内の１つまたは複数の洗浄装置に基板を洗浄させるようにプロセスコントローラ３０５を構成し得る。加えて、プロセスコントローラは、基板表面から小さな粒子を除去するために洗浄装置（複数可）に最終洗浄プロセスを実施させ、最終洗浄プロセスの最後に乾燥装置にウエハを乾燥させ得る。
【００８３】
その後、ステップ４６０において、好ましくは撮像モジュール３７０を含む１つまたは複数のソフトウェアモジュール３３０を実行するプロセッサ３１０は、ステップ４１０に関連して議論したように、撮像装置（測定装置）１２０に特定の基板の厚さを再測定させるようにプロセスコントローラ３０５を構成し得、厚さ情報をプロセスコントローラ３０５に送信し得る。少なくとも１つの実施形態では、好ましくはエッチングレシピモジュール３７４を含む１つまたは複数のソフトウェアモジュール３３０を実行するプロセッサ３１０は、その後、後続の基板が開示された実施形態に従ってエッチングプロセスを経るために、ステップ４６０で得られた厚さ情報を分析してエッチングプロファイルおよび／またはエッチングレシピを調整するように、必要に応じてプロセスコントローラ３０５を構成し得る。より具体的には、プロセスコントローラは、エッチング後の厚さ情報をエッチング前の厚さ情報と比較して、エッチング装置２１０によって実行されたエッチングレシピが、所望の位置および所望のエッチング速度で所望の量の基板をうまくエッチングし、表面均一性を含む所望の物理的特性を有する処理基板が得られたかどうかを決定する。さらに、ビアの実際の高さに関する情報は、上で議論されるように、基準ビア高さを調整するために使用され得る。当業者に理解されるであろうように、エッチング速度および厚さ情報に応じて、プロセスコントローラは、後続の基板についてのエッチングレシピを調整し得、または化学エッチング液の濃度を回復させ化学エッチング液の温度を調整するような、一定のエッチング環境を維持するためにパラメータを調整し得る。
【００８４】
その後、ステップ４７０において、好ましくは適応的スパイクモジュール３７７を含む１つまたは複数のソフトウェアモジュール３３０を実行するプロセッサ３１０は、評価および処理されている基板にエッチングを実施した後に化学薬品に添加されるべきスパイク用量（スパイクチャージ）を計算するように、プロセスコントローラ３０５を構成し得る。少なくとも１つの実施形態では、スパイク用量は、エッチングプロセス中に特定の基板から除去された材料の量に基づくアルゴリズムを使用して計算され得、再測定ステップ（ステップ４６０）で計算され得る。より具体的には、アルゴリズムは、化学薬品を少なくとも実質的にその以前の濃度（すなわち、処理されている特定の基板のエッチング前にエッチング装置２１０内に存在する化学薬品の濃度）に回復させるための化学薬品の添加に必要なスパイク用量を決定するために使用される。
【００８５】
１つまたは複数の好ましい実施形態では、スパイク用量は、計算された初期エッチングプロファイルから最終エッチングプロファイルへの基板のエッチングの結果としてその特定の基板から除去される材料の量（ステップ４２５で計算された）に対応する計算された基板除去値に基づくアルゴリズムを使用して計算される。言い換えれば、計算された基板除去値は、基板を最終エッチングプロファイルへエッチングするために除去される基板材料の予想量に対応する。再び、アルゴリズムは、化学薬品をその以前の濃度に回復させるための化学薬品の添加に必要なスパイク用量を決定するために使用される。ステップ４２５に関して上で議論したように、特定の基板から除去される材料の量に対応する計算された基板除去値は、エッチングの際に除去される材料の量の未検証の近似であることが理解されるべきである。この実施形態（スパイク用量が計算された基板除去値を使用して計算される）では、化学薬品のスパイクは、エッチングステーション２００と異なるステーションで実施される基板の再測定ステップの結果を待つことなく実施され得るため、エッチングプロセスの全体が最適化され得る。エッチングされた基板がステーション２００から除去された直後にエッチングステーション２００で化学薬品をスパイクすることによって、処理される次の基板をウェットエッチング装置２１０に装填することができる。
【００８６】
要するに、除去された材料の実際に測定された量（ステップ４６０で決定された）よりむしろ、計算された基板除去値（未検証の近似）を使用してスパイク用量を計算することができるため、再測定ステップ４６０の前にスパイク用量を化学薬品（エッチング液）に添加できる［以下、ステップ２８０］。従って、化学薬品はその以前の濃度レベルに回復されているため、次の基板を前の基板の再測定の前に開始することができる。従って、この実施形態では、新しい基板がプロセス４００を開始することができる前に必要とされるステップはより少ない。計算された基板除去値がスパイク用量を決定するために使用される少なくとも１つの実装では、再測定ステップ２６０はまとめて排除され得る。
【００８７】
ステップ４８０において、好ましくは適応的スパイクモジュール３７７を含む１つまたは複数のソフトウェアモジュール３３０を実行するプロセッサ３１０は、エッチング装置２１０に、ステップ４６０で計算されたスパイク用量（スパイクチャージ）を既存の化学薬品体積に添加させるように、プロセスコントローラ３０５を構成し得る。１つまたは複数の実施形態では、スパイクチャージは、ＨＦおよび／または硝酸などの化学薬品中の１つまたは複数の化学物質を含み得る。１つまたは複数の実施形態では、ＨＦのスパイクチャージ（スパイク体積）の体積または大きさは、２．００ｍｌ±０．５％である。特定の基板から除去された材料の量（すなわち、固有のエッチングプロファイル）に基づいて異なるスパイク体積で化学薬品を「スパイク」するシステムの能力は、「適応的スパイク」と呼ばれる。
【００８８】
図８に示され、本明細書に記載されるように、ステップ４７０は、ステップ４４０、４５０および４６０の前に発生し得るが、しかしながら、ステップ４８０は、ステップ４４０が実施された後、ウエハがエッチングステーションから除去される（そしてその後、装置２７０によって次のステーション（例えば、洗浄ステーション２３０、２４０）に移動される）と実施される。
【００８９】
従って、プロセスフロー４００を実行するシステム１００は、エッチングされる各基板に特別に適合されかつ先行してエッチングされた基板に基づいたエッチングレシピをリアルタイムで生成する専用の計測を使用し、枚葉式ウェットエッチング装置を使用して基板をエッチングする、完全自動化された生産グレードのソリューションを提供する。結果として、システムは、正確なエッチング深さ、表面均一性を達成し、一般に高品質の基板を生産し、廃棄物を最小限にし、枚葉式ウェットエッチングプロセスに関連する利点を得ることができる。さらに、システムは、エッチングプロセス中に各基板から除去される材料の量を計算することができ、それをその後、化学薬品を少なくとも実質的にその以前の濃度（すなわち、少なくとも実質的に特定の基板のエッチング前のその濃度）に回復させるのに必要な適切なスパイク用量を決定するために使用することができる。
【００９０】
上述したように、測定ステップおよびエッチングステップはすべて、単一のハウジング内に位置する相補的な装置によって画定される統合システムの一部として実施される。
【００９１】
図５Ａ〜図５Ｃは、本実施形態の例示的な実装を示す。図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａおよび図４Ｂの例のように、図５Ａの例は、エッチング前に均一なプロファイルを有する第１のウエハ１０に基づき、図５Ｂの例は、エッチング前により厚い端部によって画定される不均一なプロファイルを有する第２のウエハ２０に基づき、図５Ｃの例は、エッチング前により厚い中心によって画定される不均一なプロファイルを有する第３のウエハ３０に基づく。
【００９２】
例えば、図５Ａは、第１のウエハ１０のエッチング前後両方を示す。示されるように、第１のウエハ１０は、最初は３００ミクロンの厚さを有し、選択された量の材料、この場合は１０ミクロンを除去して２９０ミクロンの厚さを有するウエハを製造することが求められる。示されるように、第１のウエハ１０は、測定装置１２０を使用して計算されるエッチング前の均一なプロファイルを有する。
【００９３】
本明細書に記載するように、第１のウエハをエッチングする前に、第１の計算された化学薬品の量（すなわち、第１のスパイクチャージ）、この場合は２．０ｍｌでバッチ化学薬品がスパイクされ、化学薬品に添加される。エッチングプロセスは、第１のウエハ１０から所望の１０ミクロンが除去される結果となる。従って、エッチング後のウエハは、平坦な上面を有する。
【００９４】
図５Ｂは、第２のウエハ２０のエッチング前後両方を示す。示されるように、第２のウエハ２０は中心から端部への変動（すなわち、端部がより厚い）のため均一な上面を有さない。第２のウエハ２０は均一な構成を有さないため、２９０ミクロンへの所望のウエハエッチングを得るために第２のウエハ２０から除去される材料の量は、（第１のウエハ１０と異なり）第２のウエハ２０が平坦な３００ミクロンの厚さのウエハではないため、１０ミクロンではない。図５Ｂの例では、除去される材料の量は１１ミクロンと計算される。
除去される材料の量のこの計算に基づいて、スパイクチャージの大きさ（添加される化学薬品の量）が計算される。この場合、スパイクチャージの大きさは２．２ｍｌと計算される。
【００９５】
図５Ｃは、第３のウエハ３０のエッチング前後両方を示す。示されるように、第３のウエハ３０は中心から端部への変動（すなわち、中心がより厚い）のため均一な上面を有さない。第３のウエハ３０は均一な構成を有さないため、２９０ミクロンへの所望のウエハエッチングを得るために第３のウエハ３０から除去される材料の量は、（第１のウエハ１０と異なり）第３のウエハ３０が平坦な３００ミクロンの厚さのウエハではないため、１０ミクロンではない。図５Ｃの例では、除去される材料の量は９ミクロンと計算される。
除去される材料の量のこの計算に基づいて、スパイクチャージの大きさ（添加される化学薬品の量）が計算される。この場合、化学薬品を元の所望の濃度に回復するスパイクチャージの大きさは１．８ｍｌと計算される。
【００９６】
本明細書で議論されるように、除去される材料の量とスパイクチャージの大きさとの間には相関がある。より具体的には、適応的スパイクモジュール３３１は、ステップ４３０に従って決定されるウエハプロファイルの関数である、ステップ４２５で測定されるような、除去される材料の体積の関数であるアルゴリズムを含む。
【００９７】
本実施形態のスパイクプログラムは、従って、初期基板がエッチングされ、化学薬品が初期基板（ウエハＷ１）をエッチングするために使用され、従って、化学薬品を意図する目標濃度に少なくとも実質的に回復させるために復活させる必要がある後に実装されることが意図される。具体的には、所与のエッチングプログラムでは、エッチング液化学薬品の濃度が選択され、選択された濃度に対して許容される濃度範囲（許容範囲）内にエッチング液化学薬品を回復させるためにスパイク用量が計算される。
【００９８】
本明細書に記載するように、第２のウエハ（Ｗ２）をエッチングする前に、第１の計算された化学薬品の量（すなわち、第１のスパイクチャージ）、この場合は２．０ｍｌでバッチ化学薬品がスパイクされ、化学薬品に添加される。エッチングプロセスは、第１のウエハ１０から所望の１０ミクロンが除去される結果となる。
【００９９】
エッチング速度を維持するために化学薬品（すなわち２．０ｍｌ）が化学薬品のバッチに添加されると、第２のウエハ（Ｗ２）について結果として得られる（観測される）エッチング速度は維持され、１０ミクロンの材料が除去される結果となる。従って、適応的スパイクプログラムは、基板（ウエハ）の不均一性を補正することを可能にすることが理解されるであろう。図４Ｂに示す例と異なり、図５Ｂに示す例は、第２のウエハのエッチングが、最終エッチングプロファイルが均一なエッチングプロファイルになるという補正効果を有することを示す。同様に、図５Ｃに示す第３のウエハ（Ｗ３）の不均一性も、エッチングプロセス中に補正される。
【０１００】
エッチングプロセスを経るウエハの固有のエッチングプロファイルに基づいて特別に計算される一定でない量（体積）であるスパイク用量の結果として、従来のスパイクプログラムで発生したアンダーエッチングおよびオーバーエッチング事象を排除する本実施形態の適応的スパイクプロセス。
【０１０１】
図８に関連して議論した各プロセスステップの間に、ソフトウェアモジュール３３０の１つまたは複数を実行するプロセッサ３１０は、ウエハ搬送装置２７０にプロセスステップを実施する様々なステーション間で特定のウエハを移動させるようにプロセスコントローラ３０５を構成する。
【０１０２】
プロセスフロー４００の実行の全体を通して、様々な情報およびデータが、プロセスコントローラ３０５、測定ステーション１１０、エッチングステーション２００、洗浄ステーション（複数可）２３０／２４０、ならびにウエハ搬送装置２７０、測定装置１２０、ウェットエッチング装置２１０、エッチングツール２１５、およびエッチングコントローラ２５０を含むがこれらに限定されない、それらに関連するコンピュータ制御装置またはコントローラを含むがこれらに限定されないシステム１００の構成要素によって収集されることが好ましい。データベースモジュール３７８およびディスプレイモジュール３８０を含む１つまたは複数のソフトウェアモジュール３３０を実行するプロセッサ３１０は、システム１００の様々な構成要素からのデータの少なくとも一部を収集し、収集されたデータをストレージ３９０および／またはメモリ３２０に格納するようにプロセスコントローラ３０５を構成し得る。さらに、プロセスコントローラ３０５は、当業者に理解されるであろうように、未加工の形態、またはグラフィック表現のような加工された形態のいずれかで、ディスプレイ３４０上にデータを表示し得る。
【０１０３】
現段階では、前述の説明の大部分は、ウェットエッチングプロセスを実施するためのシステムおよびＴＳＶを露出するために基板をウェットエッチングするための方法を対象とするが、本明細書に開示されたシステムおよび方法は、参照されたシナリオを超えたシナリオ、状況、および設定で同様に展開および／または実装され得ることに留意されたい。ウェットエッチングプロセスを実施するためのシステムは、基板が所望の表面均一性および厚さに枚葉式ウェットエッチングステーションでエッチングされる事実上いかなるシナリオにおいても効果的に採用され得ることは容易に理解され得る。
【０１０４】
図面中の同一の符号は、いくつかの図を通して同一の要素を表し、図面を参照して記載および説明された全ての構成要素および／またはステップが、全ての実施形態または配置に必要とされるわけではないことを理解されたい。
【０１０５】
従って、本システムおよび方法の例示的な実施形態および配置は、基板をウェットエッチングするためのシステム、プロセスならびにコンピュータ実装制御方法、コンピュータシステム、およびコンピュータプログラム製品を提供する。図面のフローチャートおよびブロック図は、様々な実施形態および配置によるシステム、方法およびコンピュータプログラム製品の可能な実装のアーキテクチャ、機能、および動作を示す。これに関して、コンピュータ実装方法に関するフローチャートまたはブロック図の各ブロックは、指定された論理機能（複数可）を実装するための１つまたは複数の実行可能命令を含むモジュール、セグメント、またはコード部分を表し得る。
【０１０６】
また、いくつかの代替的な実装では、ブロックに記された機能は、図に記された順序から外れて発生してもよいことにも留意されたい。例えば、連続して示された２つのブロックは、実際には実質的に同時に実行されてもよく、または、関連する機能に応じて、ブロックはしばしば逆の順序で実行されてもよい。ブロック図および／またはフローチャート図の各ブロック、ならびにブロック図および／またはフローチャート図のブロックの組み合わせは、指定された機能または動作を実施する専用のハードウェアベースのシステム、または専用のハードウェアとコンピュータ命令との組み合わせによって実装され得ることにも留意されたい。
【０１０７】
本明細書で使用する用語は、特定の実施形態の説明のみを目的とし、実施形態の限定を意図するものではない。本明細書において、単数形「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、文脈上明確に別の指示がない限り、複数形も含むことが意図される。本明細書で使用される場合、用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」および／または「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、記載された特徴、整数、ステップ、動作、要素、および／または構成要素の存在を指定するが、１つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、および／またはそれらの群の存在または追加を除外しないことがさらに理解されるであろう。
【０１０８】
また、本明細書で使用される表現および用語は、説明を目的とし、限定として見なされるべきではない。「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、または「有する（ｈａｖｉｎｇ）」、「含有する（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」、「伴う（ｉｎｖｏｌｖｉｎｇ）」、およびそれらの変形は、その後に列挙される項目およびその均等物ならびに追加項目を包含することを意図する。
【０１０９】
上記の主題は、例示のためにのみ提供され、限定として解釈されるべきではない。例示および説明された実施形態例および用途に従うことなく、および以下の特許請求の範囲に記載される本実施形態の真の趣旨および範囲から逸脱することなく、様々な修正および変更が、本明細書に記載された主題に加えられ得る。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【国際調査報告】
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