(57)【要約】      （修正有）【課題】残留基板を所望の厚さに均一にウェットエッチングする、単純で、コスト効率の高い方法を提供する。【解決手段】プロセス制御システムは、移動デバイスによってアクセス可能な複数の処理ステーションを含み、基板の厚さを光学的に測定する測定ステーションと、基板のエッチングレシピをリアルタイムで計算し、枚葉式ウェットエッチングステーションに基板をレシピに従ってエッチングさせる制御部とを含む。方法は、エッチング後の厚さを測定し、エッチングレシピを、前の基板の最終測定結果の関数としてリアルタイムで計算する。また、ＴＳＶ基板をエッチングしている間にＴＳＶ露出位置を検出するための、その場終点検出デバイスを含む。前にエッチングされたウエハに関するフィードバックに従って、エッチングレシピパラメータをリアルタイムで調整し、終点検出を使用して、ＴＳＶ露出高さとエッチング継続時間とを正確に制御する。【選択図】図８
2019153803.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生産する複数のステーションを含む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、特定の基板の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、また前記所望の最終エッチングプロファイルに従って、前記特定の基板のエッチングプロファイルを計算するステップと、
前記計算したエッチングプロファイルに従って、前記特定の基板のエッチングレシピを生成するステップと、
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、前記特定の基板をエッチングするステップと、
を備え、
前記複数のステーションが筐体内に配置され、また前記基板をステーション間で制御可能に移動させるように構成された自動基板移動デバイスによってアクセスされ、それによって、前記基板がエッチング処理を受けている間に、リアルタイムで前記基板の測定を可能にする、方法。
【請求項２】
前記測定ステーションで、前記特定の基板の最終厚さ情報を測定するステップをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記初期厚さ情報を測定することが、前記特定の基板の表面上の１つまたは複数の位置を光学的にスキャンすることと、前記１つまたは複数の位置について検出した厚さ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４】
前記初期厚さ情報が、前記基板の前記表面上の１つまたは複数の半径方向の位置での前記基板の厚さを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記特定の基板の前記エッチングプロファイルを計算する前記ステップが、前記特定の基板の半径方向の厚さを計算することと、前記半径方向の厚さと前記所望の最終エッチングプロファイルとの関数であるアルゴリズムに従って、エッチング深度を計算することとをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記エッチング深度が、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も計算される、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記特定の基板の前記エッチングプロファイルが、前の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８】
前記エッチングレシピを生成する前記ステップが、前記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、エッチングパラメータを調整することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記エッチングパラメータが、前記エッチングステーション内に配置されたウェットエッチング装置による前記エッチングステップ中に、前記特定の基板のエッチングを制御し、前記エッチングパラメータが、化学腐食液を投入するアームとノズルとの位置と、チャック上の前記特定の基板の回転速度と、アームスキャン速度と、アーム加速度と、前記化学腐食液の濃度と、前記化学腐食液の温度と、滞留時間と、前記化学腐食液のフローレートと、エッチング継続時間とを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記特定の基板をエッチングする前記ステップが、前記エッチングレシピに従って、前記エッチングステーションに配置された枚葉式ウェットエッチングデバイスによって、化学腐食液を前記基板の前記表面上に投入することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記基板をエッチングした後に、前記測定ステーションで、前記特定の基板の最終厚さ情報をリアルタイムで測定するステップをさらに備え、前記測定し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なかった場合に、前記基板が、前記自動基板移動デバイス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１２】
洗浄溶液を前記特定の基板上に投入することと、前記特定の基板を擦り洗いすることとを含む、前記特定の基板を洗浄するステップをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記洗浄するステップが、洗浄溶液の高速スプレーを前記特定の基板上に投入することを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記洗浄するステップが、前記特定の基板をメガソニック洗浄することを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記特定の基板をエッチングする前記ステップが、終点検出デバイスを使用して、１つまたは複数のＴＳＶが露出している終点を検出することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
エッチレートが、前の基板からの前記エッチレート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１７】
ＴＳＶを有する特定の基板が、枚葉式ウェットエッチング処理システムを使用してエッチングされているエッチングプロセスの終点を検出する方法であって、
（ａ）前記特定の基板の表面の少なくともサンプルエリアに光を放射することと、
（ｂ）前記表面の前記サンプルエリアから出る前記光の反射を検出することと、
（ｃ）前記反射の強度を計算することと、
（ｄ）前記反射の前記強度を、前記ＴＳＶが前記特定の基板の前記表面上に露出している位置である露出位置を示す基準強度と比較することと、
（ｅ）前記強度が前記基準強度に一致する時を検出することであって、それによって前記エッチングプロセスの前記露出位置を特定する、検出することと、
（ｆ）前記特定された露出位置を考慮して、また任意で、ユーザによって入力されるオーバーエッチング継続時間を考慮して、前記エッチングプロセスの終点を設定することと、
を備える、方法。
【請求項１８】
前記ステップ（ａ）から（ｄ）が、最長継続時間の間、または前記終点が決定されるまで繰り返される、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記光が有色高強度照明を使用して放射される、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記光が、高強度ＬＥＤを使用して放射される、請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
前記反射がＣＣＤ検出器を使用して検出される、請求項１７に記載の方法。
【請求項２２】
前記反射の前記強度を検出する前記ステップが、光の３つの波長の前記強度を検出することを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２３】
前記反射の前記強度を計算することが、光の前記３つの波長の各々について、前記サンプルエリア内の複数の位置で検出された前記特定の波長の前記強度を平均化することを含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記基準強度が、エッチングレシピに従って、継続時間の間、枚葉式ウェットエッチング処理システムを使用して、前記ＴＳＶが露出するまで、ＴＳＶを有する基準基板をエッチングすることによって取得される、請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
前記終点を設定する前記ステップが、オーバーエッチング継続時間を設定することを含み、前記オーバーエッチング継続時間が、エッチレートと所望のＴＳＶ露出高さとの関数であるアルゴリズムに従って計算される、請求項１７に記載の方法。
【請求項２６】
前記エッチレートが、前記基準基板のエッチレートの関数であるアルゴリズムに従って決定される、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
所望の最終エッチングプロファイルを有する基板を生産するために筐体内に配置され、自動基板移動デバイスによってアクセス可能な枚葉式ウェットエッチングデバイスと撮像デバイスとを含む、枚葉式ウェットエッチング処理システムにおいて、基板のウェットエッチングプロセスを制御するための、また前記枚葉式ウェットエッチングデバイスと撮像デバイスとに通信的に連結され、コンピュータ可読記憶媒体と相互作用し、前記記憶媒体に記憶された１つまたは複数のソフトウェアモジュールを実行するように構成された、１つまたは複数のプロセッサを含む、コンピュータで実装された制御システムであって、
前記撮像デバイスに前記基板の初期厚さ情報を測定させ、前記初期厚さ情報を前記撮像デバイスから受信するように構成された撮像モジュールと、
リアルタイムで前記基板の半径方向の厚さを計算し、少なくとも前記半径方向の厚さ情報と前記所望の最終エッチングプロファイルとに従って、前記基板のエッチング深度を計算するように構成された基板厚さモジュールと、
前記半径方向の厚さと前記エッチング深度とに従って前記基板のエッチングレシピを生成し、前記枚葉式ウェットエッチングデバイスに前記基板を前記エッチングレシピに従ってエッチングさせるように構成されたエッチングレシピモジュールと、
を備え、
前記撮像モジュールが、前記基板が前記エッチングステーションによってエッチングされた後に、前記撮像デバイスに前記基板の最終厚さ情報をリアルタイムで測定させ、前記最終厚さ情報を前記撮像デバイスから受信するようにさらに構成されている、
コンピュータで実装された制御システム。
【請求項２８】
前記エッチングレシピモジュールが、また、前記エッチングレシピを前の基板の最終厚さ情報に従って計算するように構成されている、請求項２７に記載のシステム。
【請求項２９】
前記基板厚さモジュールが、また、前記エッチング深度を、前記半径方向の厚さと前記所望の最終エッチングプロファイルとの関数であるアルゴリズムに従って計算するように構成されている、請求項２７に記載のシステム。
【請求項３０】
前記基板厚さモジュールが、また、前記エッチング深度を、前記基板内の１つまたは複数のビアの基準高さの関数として計算するように構成されている、請求項２７に記載のシステム。
【請求項３１】
基板洗浄装置に前記基板を洗浄するように構成された洗浄モジュールをさらに備える、請求項２７に記載のシステム。
【請求項３２】
枚葉式ウェットエッチングデバイスと発光体と光検出器とを含む枚葉式ウェットエッチングステーションによる、ＴＳＶを有する基板のウェットエッチングプロセスの終点を決定するための、前記枚葉式ウェットエッチングデバイスと前記発光体と前記光検出器とに通信的に連結され、コンピュータ可読記憶媒体と相互作用し、前記記憶媒体に記憶された１つまたは複数のソフトウェアモジュールを実行するように構成された１つまたは複数のプロセッサを含む、コンピュータで実装された制御システムであって、
（ａ）前記発光体に、前記基板の表面の少なくともサンプルエリアに光を放射させることと、
（ｂ）前記光検出器に、前記表面の前記サンプルエリアから出た前記光の反射を検出させることと、
（ｃ）前記反射の強度を計算し、前記反射の前記強度を基準強度と比較することであって、前記基準強度が露出位置を示し、前記露出位置が、前記基板の前記表面上で前記ＴＳＶが露出している位置である、計算し比較することと、
（ｄ）前記強度が前記基準強度に一致する時を決定し、前記特定した露出位置を考慮して、また任意で、ユーザによって入力されるオーバーエッチング継続時間を考慮して、前記エッチングプロセスの終点を設定することと、
を行うように構成された終点検出モジュール、
を備える、コンピュータで実装された制御システム。
【請求項３３】
前記発光体が高強度ＬＥＤである、請求項３２に記載のシステム。
【請求項３４】
前記光検出器がＣＣＤ検出器である、請求項３２に記載のシステム。
【請求項３５】
前記終点検出モジュールが、前記光検出器によって検出された光の３つの波長の前記反射の前記強度を計算するように構成されている、請求項３２に記載のシステム。
【請求項３６】
前記終点検出モジュールが、前記３つの波長の各々について、前記サンプルエリア内の複数の位置で検出された前記特定の波長の前記強度を平均化するアルゴリズムに従って、光の前記３つの波長の前記強度を計算するように構成されている、請求項３５に記載のシステム。
【請求項３７】
前記終点検出モジュールが、エッチレートと所望のＴＳＶ露出高さとの関数であるアルゴリズムに従って、前記オーバーエッチング継続時間を計算するように構成されている、請求項３２に記載の方法。
【請求項３８】
ウェットエッチングプロセスを基板に対して実行するためのシステムであって、
内部空間を画定する壁を含む筐体と、
前記筐体の前記内部空間内に配置された測定ステーションであって、前記基板の初期厚さ情報と最終厚さ情報の両方をリアルタイムで測定するように構成された撮像デバイスを含む、測定ステーションと、
前記筐体の前記内部空間内に配置されたエッチングステーションであって、枚葉式ウェットエッチングデバイスを含む、エッチングステーションと、
前記筐体の前記内部空間内に配置され、前記基板を前記測定ステーションと前記枚葉式ウェットエッチングステーションとの間で制御可能に移動させて、前記基板が前記ウェットエッチングプロセスを受けている間に、前記測定ステーションにおいて、測定をリアルタイムで実行することを可能にするように構成された、自動基板移動デバイスと、
前記エッチングステーションと前記測定ステーションと前記基板移動デバイスとに通信的に連結されたコンピュータで実装された制御システムであって、（１）前記撮像デバイスに前記基板の前記初期厚さ情報を測定させることと、（２）前記初期厚さ情報を前記撮像デバイスから受信することと、（３）前記基板のエッチングレシピをリアルタイムで計算することと、（４）前記枚葉式ウェットエッチングデバイスに前記基板を前記エッチングレシピに従ってエッチングさせることと、（５）前記基板がエッチングされた後、前記撮像デバイスに前記最終厚さ情報を測定させることと、（６）前記最終厚さ情報を前記撮像デバイスから集めることとによって、前記ウェットエッチングプロセスを制御するように構成された、コンピュータで実装された制御システムと、
を備える、システム。
【請求項３９】
前記制御システムが、前記基板の前記エッチングレシピを、前記枚葉式ウェットエッチングデバイスを使用してエッチングされた前の基板からの、前記初期厚さ情報と目標エッチングプロファイルと最終厚さ情報との関数として、リアルタイムで計算するように構成されている、請求項３８に記載のシステム。
【請求項４０】
前記エッチングステーションが、前記ウェットエッチングプロセスの終点を検出するように構成された終点検出デバイスを含む、請求項３８に記載のシステム。
【請求項４１】
前記終点検出デバイスが、高強度発光体と光検出器とを含む、請求項３９に記載のシステム。
【請求項４２】
前記基板がＴＳＶを有する基板を備え、前記制御システムが、ＴＳＶを有する前記基板の露出位置を検出するように構成されている、請求項４０に記載のシステム。
【請求項４３】
前記終点検出デバイスが、（１）前記基板の表面の少なくともサンプルエリアに光を放射することと、（２）前記表面の前記サンプルエリアから出た前記光の反射を検出することと、（３）前記反射の強度を計算することと、（４）前記反射の前記強度を、前記特定の基板の前記表面上で前記ＴＳＶが露出している位置である露出位置を示す基準強度と比較することと、（５）前記強度が前記基準強度に一致する時を検出し、それによって、前記エッチングプロセスの前記露出位置を特定することと、（６）前記特定した露出位置を考慮して、また任意で、ユーザによって入力されるオーバーエッチング継続時間を考慮して、前記ウェットエッチングプロセスの終点を設定することと、を行うように構成されている、請求項４２に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、集積回路のための半導体ウエハをエッチングするためのシステムと方法とに関し、より具体的には、正確で均一な厚さでのウエハのエッチングをもたらすウェットエッチングプロセスを使用して、半導体ウエハ（集積回路基板）をエッチングするためのシステムと方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
２．５Ｄおよび３Ｄインテグレーションはデバイス製造において現実になってきている。重大なプロセスステップは、金属で満たされたシリコン貫通電極（ＴＳＶ）を露出させるためにシリコンウエアを薄くすることである。グラインディングを使用して、シリコンウエハの大部分を取り除く。現在、化学機械平坦化（ＣＭＰ）とプラズマエッチングとを含むプロセスの多段階シーケンスを使用して、シリコンの最終的な薄化を完成させている。しかしながら、この従来プロセスは、それに関連する多数の短所を有し、それらにはプロセスの複雑さと関連コストとが含まれるが、これらに限定されない。以下に説明する通り、本発明は、ＴＳＶを露出させるために残留シリコンをウェットエッチングする、単純で、コスト効率が高い方法を提供することによって、従来プロセスに関連するこれらの欠陥を克服することに向けられている。
【０００３】
ＴＳＶウエハ（基板）は、ビア（ホール）を基板の上面に作成することによって製造される。これらのビアはウエハの厚さの一部を貫通して伸びる。次いで、ホールが、絶縁ライナーの有無にかかわらず、導電体で充填される。ビアが作成される場所とは反対のウエハの底部側は、その後、機械的グラインディングが基板の厚さを減少させる、グラインディングプロセスに通され、ビアの底部から基板の底面までの距離を効果的に減らす。導体を露出させるまで基板を完全にグラインディングすることは、これが、導電体からのイオンが基板表面全体に渡って汚染されることにつながり、それによって、汚染箇所での電気特性を変化させ、歩留まりを減少させるため、望ましくない。アプリケーションにより、底部側のさらなる処理の前に、多くの製造ステップをウエハの上面で実行することができる。たとえば、デバイスウエハでは、完全な素子構造と金属構成要素とをウエハの上面に追加することができる。２．５Ｄインターポーザアプリケーションでは、上面の配線／相互接続を完成させることができる。次いで、ビアを有するウエハは、通常、接着剤層を使用して、ウエハの上部をキャリアウエハに向けて、キャリアウエハの上に取り付けられる。
【０００４】
グラインディングプロセスは、へりでより厚くなり得る、ウエハ全域で均一になり得る、またはウエハの中央でへりよりも厚くなり得る（ウエハ内の厚さのばらつき）基板材料の層をビアの上に残す。同様に、ウエハ対ウエハベースで、ビアの上の基板材料の高さの差があり得る（ウエハ毎の厚みのばらつき）。ビアの上の層におけるこれらの差は、露出ビアの高さの許容可能な差よりも大きいことがある。
【０００５】
キャリアウエハおよびビアウエハは接着剤を使用して付けられる。この接着剤層は厚さと均一さとにおいて変化することがあり、一番上部のシリコンウエハのビアの端部の上に残留する材料の厚さと均一性とを決定することにおいて、外部測定を役に立たないものにする。
【０００６】
（他の形も可能であるが）通常、扁平な円形ディスクの形状であり、シリコン、ガリウムヒ素、または他の物質から作られることが多い集積回路ウエハは、さまざまな化学薬品を使用して処理され得る。あるプロセスは、基板から材料を、または基板上の材料を、除去するための液体化学腐食液剤の使用であり、このプロセスはウェットエッチングと呼ばれることが多い。一般的に使用される方法は、ウエハを薬液槽に沈めること（「バッチ処理」または「浸漬処理」と呼ばれる）、または回転中に液体をウエハ上に与えること（「枚葉処理」と呼ばれる）を含む。ウエハサイズが大きくなり、ジオメトリサイズが小さくなるにつれて、処理環境をより良く制御することができることから枚葉処理を用いることによって、実質的な利益を実現することができる。
【０００７】
ウェットエッチングプロセスのエッチレートは、腐食液の濃度の変化によって変化する。少量の新しい化学腐食液を追加してエッチレートを保つことは、化学腐食液が再循環される時の一般的な慣習である。通常、追加は、処理されるウエハまたは腐食液が作成されてから経過した時間に基づいた、数学モデルに基づいている。測定結果のフィードバックがない場合、エッチレートは、新しい化学腐食液を投入する必要性を数学モデルが予測できる限り、同じ状態のままでいる。同様に、外的影響は考慮されず、エッチレートは一定であり続けない。エッチングプロセスの深さは、エッチレートと時間との関数である。時間は上手く制御されるが、エッチレートはいくつかの要因に基づいて変化し得る。同様に、エッチングする必要がある深さはウエハ毎に変化し、厚さのばらつきが起こる。したがって、ビアを露出させる時を決定する方法を欠いていることは、処理される各ウエハ上で正確な深さに露出させる能力を制限する。
【０００８】
ＫＯＨ（水酸化カリウム）は、シリコンを選択的に（銅などの）導体と（酸化ケイ素などの）絶縁体にエッチングするその特性のために、一般的に使用される一腐食液である。ＫＯＨがエッチングした後、残留カリウムがウエハの表面上に残る。エッチングプロセスからの残留カリウムベースの粒子およびイオンは、エッチングプロセスの後に取り除かなければ、歩留まり損失につながる、基板表面の電気特定の変化をもたらす。
【０００９】
ＴＳＶウエハの薄化と同様に、非ＴＳＶウエハの薄化のための従来プロセスは、ウエハの大部分を取り除くためのグラインディングと、ウエハの最終的な薄化を完成させるための化学機械平坦化（ＣＭＰ）とプラズマエッチングとを含む処理の多段階シーケンスとを用いる。しかしながら、この従来プロセスは、それに関連する多数の短所を有し、それにはプロセスの複雑さと関連コストとが含まれるが、これらに限定されない。以下で説明するとおり、本発明は、残留基板を所望の厚さと表面均一性とにウェットエッチングする、単純で、コスト効率の高い方法を提供することによって、従来プロセスに関連するこれらの欠陥を克服することに向けられている。
【００１０】
したがって、（１）基板から取り除かれる材料の量とパターンとを決定するためと、（２）材料を所望の均一性に取り除くためと、（３）所望の深さに露出させたビアを有するために、いつエッチングプロセスを終了させるかを決定するためと、（４）露出させたビアに支障をきたさずにＴＳＶウエハ表面から残留カリウムを取り除くためと、のシステムと方法とに対する必要性が存在する。本発明は、これらの目的を以下に説明する通り達成する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１の態様にしたがって、ウェットエッチングプロセスを実行するためのシステムを提供する。システムは、筐体と、その中に配置された多数のウエハ／基板処理ステーションとを含み、ウエハ／基板処理ステーションには、とりわけ、基板の初期厚さ情報と最終厚さ情報とをリアルタイムで測定するように構成された撮像デバイスを含む測定ステーションが含まれる。また、筐体内部は、枚葉式ウェットエッチングデバイスを含むエッチングステーションである。自動基板移動デバイスは、基板を、測定ステーションと枚葉式ウェットエッチングステーションとシステム内に含まれる他のステーションとの間で、制御可能に移動させるように構成されている。コンピュータで実装された制御システムは、処理システムとその中のステーションとに通信的に連結されている。制御システムは、撮像デバイスに基板の厚さを測定させ、厚さ情報を使用して、基板のエッチングレシピをリアルタイムで計算させることによって、ウェットエッチングプロセスを制御するように構成されている。制御部は、また、枚葉式ウェットエッチングデバイスに基板をエッチングレシピにしたがってエッチングさせ、基板をエッチングした後、撮像デバイスに最終厚さ情報を再測定させるように構成されている。加えて、制御システムは、リアルタイムで、エッチングレシピを、以前の基板からの最終厚さ情報の関数として計算することができる。
【００１２】
加えて、エッチングステーションは、高輝度発光体と検出器とを含むことができる終点検出デバイスを含むことができ、制御システムは、終点検出デバイスによってエッチングプロセス中に収集された情報を使用して、ＴＳＶを有する基板の露出位置を検出するように構成され得る。さらに、システムは、また、筐体の内部に、制御システムに通信的に連結されてエッチング処理の後に基板を洗浄する、１つまたは複数の洗浄ステーションを含むことができる。ウェットエッチングプロセスを実行するためのシステムの、これらおよび他の態様と特徴と利点とを、本明細書でさらに説明するプロセスおよび／または方法から理解することができる。
【００１３】
別の態様にしたがって、基板を、枚葉式ウェットエッチング処理システムを使用してウェットエッチングするための方法を提供する。方法は、測定ステーションにおいて、処理されている特定の基板の初期厚さ情報を測定することを含む。初期厚さ情報は、基板の表面の１つまたは複数の半径方向の位置における基板の厚さを含み、測定ステーション内に配置された撮像デバイスを使用して、基板を光学的にスキャンすることによって取得され得る。方法は、また、特定の基板のエッチングプロファイルを、初期厚さ情報に従って、また処理後の基板の目標物理的特性である所望の最終エッチングプロファイルに従って、計算することを含む。エッチングプロファイルを計算することは、基板の半径方向の厚さとエッチング深度とを計算することを含むことができる。加えて、エッチングレシピが、特定の基板について、計算したエッチングプロファイルに従って生成される。エッチングレシピは、ウェットエッチングプロセスの実行を制御するさまざまなパラメータのための設定を含む。方法は、また、所望の最終エッチングプロファイルを達成するために、特定の基板をエッチングレシピに従ってエッチングすることを含む。この例示的なプロセスを実行するために使用されるさまざまなステーションが、処理システムの筐体内に配置され、基板をステーション間で制御可能に移動させるように構成された自動基板移動デバイスによってアクセスされ、それによって、基板がエッチングプロセスを施されるにつれてリアルタイムでの基板の測定が可能になる、ということを理解すべきである。方法は、また、特定の基板について、それがエッチングされた後、測定ステーションにおいて最終厚さ情報を測定するステップを含むことができる。加えて、最終厚さ情報を使用して、後から処理される基板のエッチングレシピを計算することができる。
【００１４】
方法は、また、特定の基板を、処理システム内に配置された洗浄ステーション内で洗浄するための１つまたは複数のステップを含むことができる。方法、特にエッチングステップは、また、エッチングステーション内に含まれる終点検出デバイスを使用して、基板と一体になった１つまたは複数のＴＳＶを露出させる位置を検出するステップを含むことができる。
【００１５】
別の態様にしたがって、枚葉式ウェットエッチング処理システムを使用してＴＳＶを有する特定の基板がエッチングされている、エッチングプロセスの終点を検出する方法を提供する。方法は、特定の基板の表面の少なくともサンプルエリアに光を放射することと、表面のサンプルエリアから出る光の反射を検出することとを含む。方法は、また、反射の強度を計算することと、強度を基準強度と比較することとを含む。基準強度は、エッチングプロセス中にＴＳＶが特定の基板の表面上に露出する（つまり、腐食液が、ＴＳＶの上の基板層をＴＳＶが露出する位置まで取り除く）、位置である露出位置を示している。方法は、強度が基準強度に一致する時を検出することと、それによって、エッチングプロセスの露出位置を特定することとを含む。方法は、また、エッチングプロセスの終点を、特定した露出位置を考慮して、かつ任意でユーザによって入力されるオーバーエッチング継続時間を考慮して設定することを含む。終点は、所望の高さによって変化することがある。
【００１６】
別の態様に従って、枚葉式ウェットエッチング処理システムにおける基板のウェットエッチングプロセスを制御するための、コンピュータで実装された制御システムを提供する。枚葉式ウェットエッチング処理システムは、筐体内に配置され、自動基板移動デバイスによってアクセス可能な、枚葉式ウェットエッチングデバイスと撮像デバイスとを含み、制御システムは、処理システムの構成要素に通信的に連結され、コンピュータ可読記憶媒体と相互作用し、記憶媒体上に記憶された１つまたは複数のソフトウェアモジュールを実行するように構成された、１つまたは複数のプロセッサを含む。ソフトウェアモジュールは、撮像デバイスに基板の初期厚さ情報を測定させ、初期厚さ情報を撮像デバイスから受信するように構成された撮像モジュールを含む。ソフトウェアモジュールは、また、リアルタイムで基板の半径方向の厚さを計算し、少なくとも半径方向の厚さ情報と所望の最終エッチングプロファイルとに従って、基板のエッチング深度を計算するように構成された、基板厚さモジュールを含む。ソフトウェアモジュールは、また、基板のエッチングレシピを半径方法の厚さとエッチング深度とに従って生成し、枚葉式ウェットエッチングデバイスに基板をエッチングレシピに従ってエッチングさせるように構成された、エッチングレシピモジュールを含む。加えて、基板をエッチングステーションによってエッチングした後、撮像デバイスに基板の最終厚さ情報をリアルタイムで測定させ、最終厚さ情報を撮像デバイスから受信するように、撮像モジュールをさらに構成することができる。システムは、また、以前の基板の最終厚さ情報に従ってエッチングレシピを計算するようにも構成された、エッチングレシピモジュールを含むことができる。システムは、また、基板洗浄装置に基板を洗浄するように構成された、洗浄モジュールを含むことができる。
【００１７】
別の態様にしたがって、枚葉式ウェットエッチングステーションによるＴＳＶを有する基板のウェットエッチングプロセスの終点を決定するための、コンピュータで実装された制御システムを提供する。枚葉式ウェットエッチングステーションは、枚葉式ウェットエッチングデバイスと発光体と光検出器とを含み、制御システムは、枚葉式ウェットエッチングデバイスと発光体と光検出器とに通信的に連結され、コンピュータ可読記憶媒体と相互作用し、記憶媒体上に記憶された１つまたは複数のソフトウェアモジュールを実行するように構成された、１つまたは複数のプロセッサを含む。ソフトウェアモジュールは、発光体に基板の表面の少なくともサンプルエリアに光を放射させ、光検出器に表面のサンプルエリアから出る光の反射を検出させるように構成された、終点検出モジュールを含む。終点検出モジュールは、また、反射の強度を計算し、反射の強度を基準強度と比較するように構成され、基準強度は、エッチングプロセス中にＴＳＶが基板の表面上に露出する位置である露出位置を示している。比較した強度を使用して、制御システムは、強度が基準強度に一致する時を決定し、特定した露出位置を考慮して、かつ任意でユーザによって定義されたオーバーエッチング継続時間を考慮して、エッチングプロセスの終点を設定することができる。
【００１８】
これらの、および他の態様と特徴と利点とを、本発明の特定の実施形態についての添付明細書と、添付図面と、特許請求の範囲とから理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本明細書で開示する一実施形態による、ウェットエッチングプロセスを実行するためのシステムを示した斜視図である。
【図２】本明細書で開示する一実施形態による、ウェットエッチングプロセスを実行するためのシステムを示した正面平面図である。
【図３】本明細書で開示する一実施形態による、ウェットエッチングプロセスを実行するためのシステムの例示的構成を示したブロック図である。
【図４】本明細書で開示する一実施形態による、測定ステーションを示した正面平面図である。
【図５】本明細書で開示する一実施形態による、ウェットエッチングステーションを示した斜視図である。
【図６Ａ】本明細書で開示する一実施形態による、洗浄ステーションを示した正面平面図である。
【図６Ｂ】本明細書で開示する一実施形態による、洗浄ステーションを示した正面平面図である。
【図７Ａ】本明細書で開示する一実施形態による、ウェットエッチングプロセスを実行するためのシステムの例示的構成を示すブロック図である。
【図７Ｂ】本明細書で開示する一実施形態による、プロセス制御システムの例示的構成を示したブロック図である。
【図８】本明細書で開示する少なくとも一実施形態による、ウェットエッチングプロセスを実行するためのルーチンを示したフロー図である。
【図９Ａ】本明細書で開示する一実施形態による、ＴＳＶを有する例示的シリコン基板を示した断面図である。
【図９Ｂ】本明細書で開示する一実施形態による、例示的基板の半径方向の厚さを示したグラフである。
【図９Ｃ】本明細書で開示する一実施形態による、例示的基板の厚さを示したグラフである。
【図９Ｄ】本明細書で開示する一実施形態による、回転速度とエッチレートと腐食液温度との間の例示的関係を示すグラフである。
【図９Ｅ】本明細書で開示する一実施形態による、エッチレートと腐食液濃度との間の例示的関係を示すグラフである。
【図９Ｆ】本明細書で開示する一実施形態による、アームスキャン速度と滞留時間との間の例示的関係を半径方向の位置の関数として示すグラフである。
【図９Ｇ】本明細書で開示する一実施形態による、フローレートと腐食液温度と表面粗度との例示的関係を示すグラフである。
【図９Ｈ】本明細書で開示する一実施形態による、ＴＳＶを有する基板の例示的な走査型電子顕微鏡画像である。
【図９Ｉ】本明細書で開示する一実施形態による、ＴＳＶを有する基板の例示的な走査型電子顕微鏡画像である。
【図１０】本明細書で開示する少なくとも一実施形態による、ウェットエッチングプロセスを実行するためのルーチンを示すフロー図である。
【図１１】本明細書で開示する少なくとも一実施形態による、光強度値を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１から図５は、本発明の一実施形態による、ウェットエッチングプロセスを実行するためのシステム１００を示している。したがって、システム１００を、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として考えることができる。
【００２１】
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には、一般に、上記で述べたエッチングプロセスと洗浄プロセスとがある。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、一定の時間内に化学反応を誘発するために、化学腐食液を制御された方法で基板上に投入する。「ウエハ」および「基板」という言葉が、本明細書では同じ意味で使用されることが理解される。洗浄プロセスで使用される枚葉式ウェット処理装置は、化学溶液が基板上に投入されるようにし、基板を機械的に擦り洗いする擦り洗いデバイスも含むことができる。ウェット処理装置の各々は、あふれて、外側タンク（または溶液槽）に流出し、または再循環する液体を集める溶液槽を含むことができる。枚葉式ウェット処理装置は、液体（たとえば、薬品、水、溶液など）を溶液槽の中に供給または排出する導管（たとえば、パイプ）と、液体の温度および濃度と、本明細書でさらに説明する他のプロセスパラメータとを制御するためのさまざまな種類の制御手段とからさらに成る。ウエハウェット処理プロセスは、また、ウエハが厚さを測定される測定ステップも含むことができる。
【００２２】
ウェットエッチングを実行するための従来システムでは、使用される多くの装置部分がある。しかしながら、一般に、装置部分間での統合を欠いている。より具体的には、測定ステップが第１の場所で実行される一方、ウエハウェットエッチング装置を使用したエッチングプロセスのための、別の離れたところにあるステーションに、ウエハを物理的に移動させる必要があることが多く、また、エッチングプロセスの完了の前に、たとえば、ウエハを洗浄し、またはウエハを測定するために、別の離れたところにあるステーションに、ウエハを物理的に移動させる必要があることが多い。これは、ウエハをウエハウェット処理装置に戻す前に待ち時間があり得るため、プロセスにさらなる遅延を追加する。この従来プロセスはほとんどがマニュアルプロセスであり、技術者が装置のいろいろな部分間でウエハを手動で移動させる。
【００２３】
ほとんどが統合されていない従来システムとは正反対に、本発明のシステム１００は、大部分で、ほとんどまたは完全に統合されたシステムであり、それによって、処理ステップ間の不必要な待ち時間またはダウンタイムなどを大幅に削減する、またはなくす。
【００２４】
システム１００は、筐体１１０内のいろいろなステーションに配置されている、多数のいろいろなデバイス（装置部分）によって画定される統合システムである。図１に示す通り、筐体１１０は、一般に、中空内部１２０を画定する複数の壁１１２を有する、直立したキャビネットなどの形をとる。中空内部１２０は、筐体１１０の一端に示されているドアアセンブリ１３０を含むがこれに限定されない、多数のいろいろなアクセスポイントを通してアクセス可能であり得、１つまたは複数の側壁１１２は、中空内部１２０、より具体的には、その中に含まれる装置と処理ステーションとへの直接のアクセスと、それらを見ることとを可能にする窓１４０を含むことができる。一実施形態では、示す通り、１つの側壁１１２は、透明窓１４０と、１つまたは複数のアクセスポイント１５０とを含むことができる。向かい合う側壁１１２は、図２に示すドアのセットなどの、異なる形状のアクセスポイント１５０を含むことができる。
【００２５】
各アクセスポイント１５０は、中空内部１２０への入り口を提供する開口部の形をとることができ、加えて、ウエハホールディング・ローディングデバイス（ロードポート）１６０を、１つの側壁１１２に沿ったそのような位置に提供することができる。デバイス１６０は、その中に収容されているウエハを支え、ウエハへのアクセスを可能にするように設計され、ＦＯＵＰロードポートの形をとることができる任意の数の従来デバイスであることができ、ＦＯＵＰは、Ｆｒｏｎｔ  Ｏｐｅｎｉｎｇ  Ｕｎｉｆｉｅｄ  ＰｏｄまたはＦｒｏｎｔ  Ｏｐｅｎｉｎｇ  Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｐｏｄの頭文字である。ＦＯＵＰは、シリコンウエハを制御された環境内でしっかりと安全に支え、処理または測定のために、適切なロードポートとロボットによるハンドリングシステムとを備えたツールによってウエハを取り外すことを可能にするように設計された、カセットを中に有する特殊なプラスチックの筐体である。図１に示す通り、デバイス１６０は、入力／出力カセットデバイスの形をとることができる。
【００２６】
ウエハホールディング・ローディングデバイス（ロードポート）１６０は、複数のウエハを支えるカセットを受け入れ、支えるように構成された筐体を含む、入力／出力ウエハカセットデバイスの形をとることができる。たとえば、筐体は、その各端部にドア１６２を含むことができ、１つのドア１６２は、中空内部１２０から外側を向いており、技術者が、１つまたは複数のウエハをロードポート１６０の中にロードすることを可能にする。別のドア１６２は、中空内部１２０の方を向き、中空内部１２０の中でアクセス可能であり、中空内部１２０の内側からのウエハの自動取り出し（と再ローディングと）を可能にして、ウエハを中空内部１２０内に含まれるさまざまなステーションに移動させることを可能にする。ウエハホールディング・ローディングデバイス１６０は、複数のウエハを縦に積み重ねて支えるための複数のラックなどを含むような種類であることができる。
【００２７】
筐体（キャビネット）１１０は、また、以下に説明する方法で動作し、ウエハがいろいろなステーションにおいてさまざまな処理ステップを施されるために、技術者が筐体１１０内でのウエハの処理を制御し、監視することの両方を可能にする、１つまたは複数のコンピュータ端末１７０を含むことができる。
【００２８】
システム１００が、多数のいろいろな従来のオペレーションシステムを含んで、電力、冷却、加熱、流体フロー（配管アーキテクチャ）などを提供することができる、ということも理解される。システム１００は、また、緊急停止ボタンと、異常状態がシステム１００内で観察された時に技術者にアラートを発する可聴式アラームおよび／またはビジュアルアラームとを含む、多数のいろいろな安全機能を含むこともできる。
【００２９】
図３は、本発明のシステムの筐体（キャビネット）内に含まれる例示的なステーションを示す概略図である。一般に、システム１００は、上記で説明した通り、ウエハを支え、筐体１１０の内部１２０への直接のアクセスを提供するための、１つまたは複数のデバイス１６０（たとえば、ＦＯＵＰロードポート）を含む、第１のステーション２００を含む。第２のステーション２１０は、以下で説明する通り、ウエハのいろいろな特性を測定するための、１つまたは複数の測定室の形をとることができる。第３のステーション２２０は、枚葉式ウェットエッチングプロセスをウエハに対して実行するための、１つまたは複数のエッチング室を含む。第４のステーション２３０は、また任意で第５のステーション２４０も、処理されたウエハが洗浄される洗浄室である。システム１００が自動システムである結果として、ウエハ移動デバイス３００が提供され、１つまたは複数のウエハを、システム１００のさまざまなステーション間で移動させるように構成されている。ウエハ移動デバイス３００は、任意の数の異なる形を取ることができるが、一般に、ロボットなどの、１つまたは複数のウエハを制御可能に把持し、動かし、解放するように構成された自動デバイスの形をとる。
【００３０】
一般に、ウエハ移動デバイス３００は、ウエハを把持し、支えるための把持（支え）機構を有するロボットアームを含み、その周りをロボットアームが複数方向（多自由度）に動くことができる土台を有する。１つまたは複数のプロセスステーション／室を組み合わせて、複数のプロセス機能を有することができる、ということが理解されるべきである。たとえば、測定室で使用される測定装置をウェットエッチング室に組み込んで、統合測定エッチングステーションを提供することができる。さらなる例として、当業者によって理解される通り、エッチング室と洗浄室とを統合してマルチプロセス室にすることができる。
【００３１】
したがって、ウエハ移動デバイス３００を自動ウエハハンドラであると考えることができる。ウエハ移動デバイスがコンピュータで動かされるデバイスであり、したがって、以下に説明する通り、ソフトウェアアプリケーションなどの実行に従って動作するということも理解される。加えて、コンピュータ端末１７０などのユーザインターフェースにおいて技術者によって生成されたコマンドなどの、ユーザにより生成されるコマンドに応答して、ウエハ移動デバイス３００を動かすことができる、ということも理解される。
【００３２】
図３では、ウエハ移動デバイス３００がシステム１００の内部の中で中央に配置されていると示したが、デバイス３００がシステムのステーションの各々にアクセスし、必要なステーションのすべての間でウエハを移動させることを可能にする位置に、ウエハ移動デバイス３００が配置されている限り、システム内のそのような位置を仮定することに限定されない。
【００３３】
上記で説明した個別ステーションの各々を、以下により詳細に説明する。
【００３４】
第１のステーション２００
上記で説明した通り、第１のステーション２００は、ウエハを密閉され固定された方法で支えるための、もう１つのウエハホールディング・ローディングデバイス（ＦＯＵＰロードポートまたは入力／出力カセット）１６０を含む。任意の数の、いろいろな従来のウエハホールディング・ローディングデバイス（ＦＯＵＰロードポート）１６０をシステム１００で使用することができる。通常、ウエハホールディング・ローディングデバイス（ＦＯＵＰロードポート）１６０は、ウエハを支えるカセットを含むような種類である。ドア１６２は、ウエハ移動デバイス（ロボット）３００がウエハにＦＯＵＰから直接アクセスすることができるように配置される。ウエハホールディング・ローディングデバイス（ＦＯＵＰロードポート）１６０は、また、ＲＦＩＤタグ、バーコードリーダなどの認識機能を含んで、それをツールなどのリーダによって特定することを可能にすることができる。ロードポート１６０がＦＯＵＰタイプであることに限定されないことが理解されるべきである。当業者によって理解される通り、内蔵式カセットを有するＦＯＵＰに加えて、取り外し可能なカセットを有するウエハボックスなどの、さまざまなウエハホールディング・ローディング機構を使用することができる。
【００３５】
図３は２つのブロックがステーション２００を構成しているとして示したが、図１に示した通り、システム１００は１つより多いウエハホールディング・ローディングデバイス（ＦＯＵＰロードポート）１６０を含むことができるため、これは単に例示目的であり、本発明を限定していないということが理解される。さらに、各ロードポート１６０を、１つまたは複数のカセットを受け入れるように構成することができる、ということが理解されるべきである。
【００３６】
第２のステーション２１０
上記で述べた通り、第２のステーション２１０は、ウエハの特性を測定することができる、特に、ウエハの厚さを測定することができる測定ステーション（ウエハ検査ステーション）である。したがって、第２のステーション２１０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デバイス６００を含む。任意の数の異なる種類の測定デバイスを使用することができる。本発明の一実施形態によると、測定デバイス６００は、ウエハの１つまたは複数の特性（たとえば、ウエハの厚さおよび表面形状）を測定するように構成された撮像デバイスの形をとる。
【００３７】
図４は、ウエハを受けとり、固定方向に（たとえば、水平方向に）維持するためのプラットフォーム６１０を含む。プラットフォーム６１０は、異なる大きさのウエハに適合する、調整可能な種類であることができる。たとえば、ウエハの直径は大幅に異なることがあり、したがって、プラットフォーム６１０は、その上に異なる大きさのウエハを置き、支えることを可能にするように構築される。加えて、プラットフォーム６１０は、任意の数の異なる方向（ｘ、ｙ、ｚ）に動かすことができ（つまり、プラットフォーム６１０は、動きの多自由度を有する）、ウエハを測定プロセス中に回転させることができるように回転可能である。
【００３８】
撮像デバイス６００は、また、ウエハの少なくとも厚さを測定する非接触型測定構成要素６２０を含み、ウエハの表面形状を検出（測定）し、生成するように構成されてもいる。非接触型測定構成要素６２０は撮像装置を含み、プラットフォーム６１０上のウエハに対する構成要素６２０の移動を可能にする、自動デバイスの一部であることができる。たとえば、非接触型測定構成要素６２０は、ウエハに対して任意の数の異なる方向（ｘ、ｙ、ｚ）に動くことができる、アームなどの形をとることができる（つまり、構成要素６２０は、動きの多自由度を有する）。代替的に、または加えて、構成要素６２０を静止位置に維持することができ、ウエハを支えるプラットフォーム６１０を、構成要素６２０に対して任意の数の異なる方向（ｘ、ｙ、ｚ）に動かし、および／または回転させることができる。
【００３９】
非接触型測定構成要素６２０は、光学センサ（たとえば、赤外光センサ）などの１つまたは複数のセンサ６３０と、ウエハの表面に向けられている光源とを含む。（ウエハに接触した後の）反射光を、撮像デバイスによって集め、集めた情報に基づいて（ソフトウェアの実行に従ったその処理の後）、ウエハの多数のいろいろな測定を行い、記録することができる。より具体的には、光が積層膜（ウエハを形成する材料の層）における各表面の上部と下部とで反射し、深度を計算するために、材料の屈折率に従って反射光の距離を修正する。たとえば、撮像デバイスは、（網羅的リストではない）以下の特性を測定することができ、特性は、ウエハの厚さ、ボウ、ワープ、平坦度、表面粗度、全面の厚さのばらつき（ＴＴＶ）、光学検査パターン認識、ＴＳＶ深度などである。撮像デバイスの１つまたは複数の構成要素の一商業的供給源は、ドイツのＩＳＩＳ  Ｓｅｎｔｒｏｎｉｃｓ  ｇｍｂＨであるが、他の商業的供給源が利用可能である。
【００４０】
撮像デバイス６００の動作を、以下により詳細に説明する。本発明の一態様によると、かつ従来システムとは正反対に、測定ステーション２１０は、筐体（キャビネット）１１０内に直接組み込まれ、含まれている。結果として、第２のステーション２１０およびそこに含まれている撮像デバイス６００は、ウエハ移動デバイス（ロボット）３００の到達範囲内にある。この配置は、自動ウエハ移動デバイス３００が、ウエハを、第２のステーション２１０とシステム１００の他のステーションとの間で容易に移動させることを可能にする。これは、測定装置が離れた場所に置かれ、測定を行うために、ウエハをエッチングプロセスから取り出す必要がある従来システムとは正反対である。そのような測定が行われた後、エッチング処理装置に戻す前にウエハを留める待ち期間がある。これは、複雑さと時間遅延とに繋がり、それによって、所与の期間内に処理され得るウエハの数に、直接かつ悪影響を与える。さらに、生産環境では、これらの非効率性は、複数のウエハがエッチング処理装置に戻される前に測定される、ウエハのバッチ処理に繋がる。したがって、エッチングプロセスに関するフィードバックは、リアルタイム（つまり、ウエハ毎に）ではなく、バッチ毎に取得可能なだけであり、それによって、プロセスパラメータのリアルタイムでの（ウエハ毎の）調整を妨げ、品質の低下と無駄の増加とに繋がる。本明細書でさらに説明する通り、測定デバイスをシステム１００内に組み込み、枚葉式ウェットエッチング室でのエッチングの前後に各ウエハの測定ステップを含むプロセスを実装することで、各ウエハの特有の特性と、以前にエッチングされたウエハに関するフィードバックとに、エッチングプロセスパラメータをリアルタイムで合わせることができるシステムを提供する。したがって、システムは、より高い品質を達成し、無駄を最小限に抑え、枚葉式ウェットエッチングプロセスに一般に関連する利益を達成する。
【００４１】
第３のステーション２２０
第３のステーション２２０は、ウエハが枚葉式ウェットエッチングプロセスを受けるエッチングステーションである。以前に述べた通り、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特定量の化学腐食液を投入し、ウエハの接触面との化学反応を引き起こして、接触面の不必要な部分が薬品によってエッチングされることによって実行される。
【００４２】
図５に示す通り、第３のステーション２２０は、ウェットエッチングプロセスで使用される装置と化学腐食液とを収容するエッチング室（筐体）４１０を含む、枚葉式ウェットエッチング装置４００を含む。したがって、エッチング室４１０を薬品容器構造体と考えることができる。第３のステーションが、垂直方向に積み重ねられたものなどの複数のエッチング装置の４１０を支えて、１つより多いウエハにウェットエッチングを同時に実行することを可能にすることができる、ということが理解される。筐体４１０は、また、エッチングプロセスで使用される薬品を集め、収容する。
【００４３】
第３のステーション２２０に配置されたウェットエッチング装置４００は、また、その上にウエハが置かれている（本明細書で説明するプロセス制御システム全体の一部であるエッチング制御部４０１によって可変速度に制御される）回転チャック４２０と、液体（たとえば、１つまたは複数の液体、好適には化学腐食液）を投入する、１つまたは複数のノズル（オリフィス）４３５を含むエッチングツール（アーム）４３０とを含む。エッチングツール４３０は、複数方向（ｘ、ｙ、ｚ方向）に沿って移動可能な、したがって、多自由度を有するアームの形をとることができる。エッチングツール４３０は、エッチング制御部４０１などのコンピューティングデバイスによって制御され、本明細書で説明するシステム１００で用いられるプログラマブルコンピュータシステム全体の一部であることから、制御可能なツールである。結果として、エッチングツール４３０を、ウエハなどの特定の位置に行かせることができる。
【００４４】
ウェットエッチング装置４００は、また、エッチング薬品を導入することと、そのような薬品を室から除去することの両方のための、液体供給・液体除去システムを含む。これらの構成要素は、液体（たとえば、１つまたは複数の液体、好適には化学腐食液）をノズル４３５に供給するための導管が提供される従来の液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４００は、ウェットエッチングプロセス中に筐体４１０内に溜まる液体を排出するための導管と機構とを含む。
【００４５】
機械チャック４２０は、チャック４２０がウエハを支えることを可能にする。チャック４２０は、モータの駆動軸に接合され得る（図示しない）主軸を含み、回転チャック４２０によって支えられたウエハがＺ軸の周りでスピン回転することを可能にする。モータの電源スイッチはエッチング制御部４０１の出力側に接続され、その結果、モータの回転速度が制御部４０１によって制御される。また、回転チャック４２０を（図示しない）リフト機構によって支えて、Ｚ軸の方向に移動可能にすることができる。
【００４６】
伝統的に、回転チャック４２０の外周面と底部との周りには、ウエハから遠心力を利用して離され、その後、外側に排出される腐食溶液を受け、集めるための構造体が提供される。筐体４１０から液体を排出するための機構の一部は、チャック４２０を囲むコレクタ構造体の底部に形成された排ガス通路と排水管とであることができる。コレクタ構造体に貯められた液体を、１つまたは複数の排水管を通して外部に排出することができ、または再循環させることができる。
【００４７】
本発明によると、任意の数の適切な腐食液を、それらがウェットエッチングプロセスに適切であり、また意図された基板とアプリケーションとに適切である限り使用することができる。したがって、ウエハの特性を考慮したものを含む多数のいろいろなパラメータに基づいて、いろいろな薬品を使用することができる。
【００４８】
腐食溶液の供給に関して、ウェットエッチング装置４００は、また、腐食溶液のフロー特性（フローレート）と温度とを制御するための手段を含む。オペレーティングシステムは、１つまたは複数の第１のフローレート制御部を含むことができ、それには、液体供給源からノズルまで伸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。フローレート制御部の動作部をエッチング制御部４０１の出力側に接続して、ノズルに供給される腐食溶液のフローレートを制御することができる。加えて、他の制御機構を使用して、腐食溶液の濃度を制御することができる。腐食液の濃度の制御は、所与のウエハに対する全体的なエッチレートとエッチングプロセスとを制御するための一手段である。
【００４９】
本発明の一態様によると、ウェットエッチング装置４００は終点検出デバイス５００を含む。ある例示的な終点検出デバイス５００は、発光体５１０（たとえば、高強度発光体）と光検出器５２０（たとえば、電荷結合素子（ＣＣＤ）検出器）とを含む。発光体５１０が、それが使用される特定のアプリケーションにより、いろいろな構造を有することができ、一実施形態では、発光体は、赤色フィルタを有する高強度白色発光体である。終点検出デバイス５００の動作を以下により詳細に説明するが、デバイス５００は、エッチング制御部４０１またはコンピューティングデバイス１７０などのコンピューティングデバイスに反応し、発光デバイス５１０は、ウェットエッチングステーション２２０内の特定のウエハの表面の少なくとも一部分に光（たとえば、白色光）を放射する。本明細書でさらに説明する通り、光検出器５２０（たとえば、ＣＣＤ検出器）は特定のウエハの一部分によって反射された光を検出し、ＣＣＤ検出器５２０は検出した光情報をプロセス制御システムに送信する。本明細書で説明する通り、終点検出デバイス５００は、本発明によって有利に用いられて、ビア材料を正確で均一な深さに露出させる。デバイス５００は、装置の上記の部分から形成されることに限定されないが、一般に、基板の特性または状態を決定するために光特性を分析する光学ベースのシステムである、ということが理解される。
【００５０】
第４のステーション２３０および第５のステーション２４０
ウエハがエッチングステーション２２０での処理を受けた後、次いで、１つまたは複数のウエハ洗浄ステーションでウエハを洗浄する。図３は２つの異なる洗浄ステーション２３０と洗浄ステーション２４０とを示しているが、これは単に代表的な一実施形態であり、単一洗浄ステーションを使用することができるということが理解される。そのような構造では、単一洗浄ステーションも、ウエハを洗浄するための１つまたは複数のいろいろな洗浄技術を用いることができる。
【００５１】
図６Ａに示す通り、洗浄ステーション２３０は、より大きな残留粒子とエッチング残留物とを除去するために、洗浄溶液がウエハ上に投入される間にウエハを擦り洗いする（擦り洗い型またはブラシボックス型の）ウエハ洗浄装置１６００であることができる。より具体的には、ウエハ洗浄装置１６００は、装置を収容し、洗浄プロセスで使用される投入洗浄溶液を収容する室（筐体）１６１０を含むことができる。したがって、室は、少なくとも部分的に密閉された環境であり、洗浄されるウエハを支えるためのチャック１６２０（たとえば、スピン、回転チャック）を備える、ウエハ擦り洗いデバイス１６１５を含むことができる。ウエハ擦り洗いデバイスは、また、ウエハを擦り洗うための１つまたは複数のブラシ１６３０を含むブラシ機構を備える。ブラシ機構は、また、ブラシを回転させるための駆動機構１６４０と、ブラシを固定し、緩めるためのクランプ機構と、ウエハの表面に渡る１つまたは複数の制御された方向（たとえば、半径方法）に従ってブラシを駆動させるためのモータとを含む。
【００５２】
例示的な擦り洗いプロセス中、水流または洗浄溶液流を回転しているウエハの両面に向けて、粒子を洗い流すことが望ましい。これは、通常、ウエハの上および／または下に配置されたスプレーノズル１６５０を提供することによって達成される。スプレーノズルは、好適には、純水源または洗浄溶液源に供給パイプを通して接続されている。水または洗浄溶液の流量を（図示しない）ポンプとバルブとの配置によって制御することができ、その配置は同様に、（本明細書で説明するプロセス制御システム全体の一部である）洗浄制御部１６０１によって制御される。代替的に、加圧液体源を使用して液体の流れを提供することができる。
【００５３】
洗浄ステーション２４０は、洗浄ステーション２３０の近くに配置され、洗浄ステーション２３０で用いられるものとは別の洗浄プロセスをウエハが施されるような種類の、物理的に別のステーションであることができる。洗浄ステーション２４０を、最終洗浄ステーションとして考えることができる。上記で述べた通り、第１の洗浄ステップは、主に、より大きな粒子と残留腐食液とを除去する擦り洗いプロセスを伴う。ウエハを、第１の洗浄ステーション２３０から最終洗浄ステーション２４０に、濡れた状態で移動することができる。
【００５４】
図６Ｂに示す通り、洗浄ステーション２３０と同様に、最終洗浄装置１７００は、室１７１０の形をとることができ、１つまたは複数のアーム１７４０と、ウエハの上に高速のスプレーを施すノズル１７５０とを含み、および／またはウエハ表面から小さな粒子を除去するためのメガソニック洗浄装置１７８０を使用する。加えて、ステーション２４０は、最終洗浄プロセスの最後でウエハを乾燥させる乾燥装置１７９０を含むことができる。
【００５５】
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行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７００の例示的構成を示した上位図である。一配置では、プロセス制御システムは、プロセス制御部７０５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成る。プロセス制御部７０５が、本明細書で説明するシステムおよび／または方法を具現化することができる、実質的にどのような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ってもよい、ということが理解されるべきである。
【００５６】
プロセス制御部７０５を、システム１００のさまざまな、コンピュータで制御される構成要素と通信するように構成することができ、それらの構成要素には、第１のステーション２００と、第２のステーション２１０と、第３のステーション２２０と、第４のステーション２３０と、第５のステーション２４０と、それらに関連するコンピュータで制御されるデバイスまたは制御部とが含まれ、コンピュータで制御されるデバイスまたは制御部には、電子情報をさまざまな構成要素に送信し、電子情報をさまざまな構成要素から受信する、ウエハ移動デバイス３００と、ＦＯＵＰロードポート１６０と、撮像デバイス６００と、エッチング制御部４０１と、終点検出デバイス５００と、洗浄制御部１６０１とが含まれるが、これらに限定されない。
【００５７】
図７Ａは、プロセス制御部７０５に関してプロセス制御システム７００を図示しているが、任意の数のプロセス制御部がプロセス制御システム７００と相互作用し、システム１００のコンピュータ制御される構成要素を本明細書で説明する方法で構成することができる、ということが理解されるべきであることに留意すべきである。コンピュータ端末１７０とプロセス制御部７０５と第１のステーション２００と第２のステーション２１０と第３のステーション２２０と第４のステーション２３０と第５のステーション２４０と、それらに関連するコンピュータ制御されるデバイスと制御部とを含むが、これらに限定されず、コンピュータ制御されるデバイスおよび制御部が、ウエハ移動デバイス３００とＦＯＵＰロードポート１６０と撮像デバイス６００とエッチング制御部４０１と終点検出デバイス５００と洗浄制御部１６０１とを含むが、これらに限定されない、本明細書で言及されたさまざまなコンピューティングおよびマシンは、本明細書では、個別／単一デバイスおよび／またはマシンと呼ばれるが、いくつかの実装形態では、参照したデバイスおよびマシンと、それらに関連および／または付随する動作、特徴、および／または機能とを、当業者に知られている通り、直接接続またはネットワーク接続を介したものなどの、任意の数のデバイスおよび／またはマシンに渡って配置し、そうでなければ用いることができる、ということがさらに理解されるべきである。
【００５８】
図７Ｂは、ウェットエッチングプロセスを実行するためのシステム１００のプロセス制御部７０５の例示的構成を示したブロック図である。プロセス制御部は、システムの動作を可能にする役割を果たすさまざまなハードウェア構成要素とソフトウェア構成要素とを含み、プロセッサ７１０と、メモリ７２０と、ディスプレイ７４０と、記憶装置７９０と、通信インターフェース７５０とを含む。プロセッサ７１０は、メモリ７２０にロードすることができるソフトウェア命令を実行する役割を果たす。プロセッサ７１０は、特定の実装形態により、多数のプロセッサ、マルチプロセッサコア、または他の何らかの種類のプロセッサであることができる。
【００５９】
好適には、メモリ７２０および／または記憶装置７９０は、プロセッサ７１０によってアクセス可能であり、それによって、プロセッサがメモリおよび／または記憶装置上に記憶された命令を受信し、実行することを可能にする。メモリは、たとえば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）または他の適切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ることができる。加えて、メモリは、固定されても、取り外し可能であってもよい。記憶装置７９０は、特定の実装形態により、さまざまな形をとることができる。たとえば、記憶装置は、ハードドライブ、フラッシュメモリ、書換可能光ディスク、書換可能磁気テープ、または上記の何ら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むことができる。記憶装置は、また、固定されても、取り外し可能であってもよい。
【００６０】
１つまたは複数のソフトウェアモジュール７３０が、記憶装置７９０内および／またはメモリ７２０内で符号化されている。ソフトウェアモジュールは、プロセッサ７１０内で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備えることができる。本明細書で開示するシステムと方法との態様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を、１つまたは複数のプログラミング言語の組み合わせで記述することができる。プログラムコードは、完全にプロセス制御部７０５上で、独立型のソフトウェアパッケージとして、部分的にプロセス制御部上で、または完全に別のコンピューティング／デバイス上で、または部分的に別のリモートコンピューティング／デバイス上で実行することができる。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をプロセス制御部に、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）または広域ネットワーク（ＷＡＮ）を含む任意の種類の直接の電子接続またはネットワークを通して接続することができ、または接続を外部コンピュータ（たとえば、インターネットを通して、インターネットサービスプロバイダを使用して）に行うことができる。
【００６１】
好適には、ソフトウェアモジュール７３０の中に含まれるものは、プロセッサ７１０によって実行される、撮像モジュール７７０、終点検出モジュール７７２、エッチングレシピモジュール７７４、洗浄制御モジュール７７６、データベースモジュール７７８、および表示モジュール７８０である。ソフトウェアモジュール７３０の実行中、プロセッサは、以下により詳細に説明する通り、ウェットエッチングプロセスを実行するためのシステム１００に関連するさまざまな動作を実行するように、プロセス制御部７０５を構成する。
【００６２】
当業者に知られている通り、ソフトウェアモジュール７３０のプログラムコード、および１つまたは複数の（メモリ７２０および／または記憶装置７９０などの）コンピュータ可読記憶デバイスが、本発明に従って製造および／または流通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うことができる。
【００６３】
いくつかの事例的な実施形態では、システム１００内で使用するために、ソフトウェアモジュール７３０のうちの１つまたは複数を、他のデバイスまたはシステムから、ネットワークを介して記憶装置７９０に、通信インターフェース７５０を介してダウンロードすることができる、ということが理解されるべきである。加えて、（データベース７８５などの）本システムと方法との動作に関連する他の情報および／またはデータを、また、以下により詳細に説明する通り、記憶装置に記憶することもできる、ということに留意すべきである。
【００６４】
また、記憶装置７９０に好適に記憶されるものはデータベース７８５である。以下でより詳細に説明する通り、データベースは、システム１００のさまざまな動作を通して活用される、さまざまなデータアイテムと要素を含みおよび／または維持する。本明細書でより詳細に説明する通り、データベースに記憶される情報は、パラメータ調整アルゴリズムと、レシピと、薬品混合物の詳細と、設定値と、設定と、アラームと、プロセス変数の実際値と、プロセス制御部によって集められ、分析される履歴データ（たとえば、バッチ記録、基板の厚さの測定情報、ビア深度の測定情報）とを含むことができるが、これらに限定されない。プロセス制御部７０５に対してローカルに構成されているものとしてデータベースを図示しているが、いくつかの実装形態では、データベースおよび／またはその中に記憶されたデータ要素のうちのさまざまなものを、（図示しない、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の）離れた場所に配置し、ネットワークを通して、または当業者に知られている方法で、プロセス制御部に接続することができる、ということに留意すべきである。
【００６５】
インターフェース７１５は、また、プロセッサ７１０に動作可能に接続されている。インターフェースは、電子コンピューティングデバイスの技術において理解される通り、スイッチ、ボタン、キー、タッチ画面、マイクなどの、１つまたは複数の入力デバイスであることができる。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などの、ユーザからのコマンドの取得を容易にする役割を果たす。
【００６６】
ディスプレイ７４０も、また、プロセッサ７１０に動作可能に接続されている。ディスプレイは、システム１００の動作に関連する情報をユーザが見ることを可能にする、画面または他のそのような提示デバイスを含み、情報には、制御設定と、コマンドプロンプトと、システム１００のさまざまな構成要素によって集められ、プロセス制御部に提供されるデータとが含まれる。例として、ディスプレイは、ドットマトリックスディスプレイまたは他の２次元ディスプレイなどのデジタルディスプレイであることができる。
【００６７】
さらなる例として、インターフェースとディスプレイとをタッチ画面ディスプレイに一体化することができる。その結果、画面を使用して、さまざまなデータを表示し、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、グラフィカルユーザインターフェースを表示する。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画面を触ることで、人物がデバイスと交流して、データを入力し、設定を変更し、機能を制御することなどを可能にする。したがって、タッチ画面を触った時、インターフェースがこの変更をプロセッサに通信し、設定を変更することができ、ユーザが入力した情報を取得しメモリ内に記憶することができる。
【００６８】
オーディオ出力７６０も、また、プロセッサ７１０に動作可能に接続されている。オーディオ出力は、当業者によって理解される通り、電子オーディオファイルを再生し、またはオーディオ音を生成するように構成された任意の種類のスピーカシステムであることができる。オーディオ出力をプロセス制御部７０５に一体化し、またはプロセス制御部７０５に外付けすることができる。
【００６９】
通信インターフェース７５０も、また、プロセッサ７１０に動作可能に接続されており、プロセス制御部７０５と外部デバイスと、[ロボット、撮像デバイス、エッチング制御部、洗浄制御部、薬品制御部]を含むマシンおよび／または要素との間の通信を可能にするインターフェースであることができる。好適には、通信インターフェースは、イーサネット、ＩＥＥＥ１３９４、並列、ＰＳ／２、シリアル、ＵＳＢ、ＶＧＡ，ＤＶＩ、ＳＣＳＩ、ＨＤＭＩ、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（たとえば、ブルートゥース、セルラー、ＮＦＣ）、衛星通信送信機／受信機、赤外線ポート、および／またはプロセス制御部７０５を他のコンピューティングデバイスおよび／またはプライベートネットワークやインターネットなどの通信ネットワークに接続するための、他のそのようなインターフェースを含むが、これらに限定されない。そのような接続は、（たとえば、ＲＳ２３２標準を使用する）ワイヤード接続または（８０２．１１標準を使用する）ワイヤレス接続を含むことができるが、通信インターフェースが、プロセス制御部７０５へ／からの通信を可能にする実質的にいかなるインターフェースであってもよい、ということが理解されるべきである。
【００７０】
ウェットエッチングプロセスを実行するためのシステム１００の動作中のさまざまな時点で、プロセス制御部７０５は、１つまたは複数のコンピューティングデバイス、たとえば、本明細書でさらに詳細に説明する、さまざまなプロセスステーションと構成デバイスとを動かすために使用されるコンピューティングデバイスと通信することができる。以下により詳細に説明する通り、そのような通信デバイスは、プロセス制御部７０５とお互いとに／から、データを送信および／または受信することができ、それによって、好適に、システム１００の動作を開始、維持、および／または強化する。
【００７１】
ウェットエッチングプロセスを実行するためのシステム１００の動作、および上記で説明したさまざまな要素および構成要素は、図７と図８と図９Ａから図９Ｉと図１０と図１１と併せて、以下に説明するＴＳＶを露出させるためのプロセスを参照して、さらに理解される。
【００７２】
図８は、本発明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８００を示すフローチャートである。オーバーバーデン層ためにＴＳＶが基板の上面に露出していない、グラインディング後のＴＳＶ基板（つまり、ウエハ）に対して、例示的なプロセスを実行することができるということが理解されるべきである。さらに、基板の底表面は、ある基板と別の基板とで厚さが変化し得る接着剤層を用いてキャリアに取り付けられる。しかしながら、当業者によって理解される通り、例示的プロセスは、代替的なキャリア構成と非キャリア構成とにおける基板に対して動作可能であるため、基板がこの特定のキャリア構成に限定されない、ということが理解されるべきである。例示的プロセスは、オーバーバーデンの厚さを決定し、システム１００を使用して基板をウェットエッチングして、ＴＳＶを所望の深さに、また基板表面の均一性をもって露出させる特殊な計測を提供する。プロセスフローは、一般に、ＴＳＶ基板に関連して説明されるが、例示的プロセスは、非ＴＳＶ基板に対して実行され得、基板の厚さを決定し、システム１００を使用して非ＴＳＶ基板を所望の厚さに、また基板表面の均一性をもってウェットエッチングする特殊な計測を提供する、ということが理解されるべきである。
【００７３】
プロセスブロック８１０では、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８２０では、システムは、プロセスブロック８１０で取得した厚さの測定結果にしたがって、特定の基板のエッチング深度と半径方向の厚さとを計算する。プロセスブロック８３０では、システムは、特定の基板のエッチングレシピを生成して、特定の基板の所望のエッチングプロファイルを達成する。プロセスブロック８４０では、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８４０における特定の基板をエッチングするステップは、本明細書でさらに説明する通り、終点検出プロセスをさらに組み込むことができる。プロセスブロック８５０では、システムは、基板を洗浄して、残留している粒子とイオンと腐食液とを除去する。プロセスブロック８６０では、システムは、特定の基板の厚さを測定し、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、それに応じて、プロセスフロー８００に通される後続の基板のエッチングレシピを調整するために、厚さの測定結果をプロセス制御部に提供する。
【００７４】
各プロセスブロック内でたどる具体的なステップを、図７Ａから図７Ｂと、図８と、図９Ａから図９Ｉと、図１０から図１１と併せてより詳細に説明する。図に示し、本明細書で説明するよりも多くの、または少ない動作を実行することができる、ということが理解されるべきである。これらの動作を、本明細書で説明する順序とは異なる順序で実行し、多段階プロセスに統合し、またはサブルーチンに分解することができる。ステップをシステム１００の文脈の中で説明するが、ステップの実施は、図１から図７で説明したシステム１００の例示的構成に限定されない。
【００７５】
プロセスはブロック／ステップ８１０で開始し、そこでは、好適には撮像モジュール７７２を含むソフトウェアモジュール７３０のうちの１つまたは複数を実行するプロセッサ７１０が、撮像デバイスに特定の基板の厚さ情報を集めさせるようにプロセス制御部７０５を構成する。図９Ａは、ＴＳＶを露出させる前の、例示的なグラインディング後のＴＳＶ基板９１０の断面を図示している。基板は、上面９１２と、キャリア９１６に接着剤層９１８によって取り付けられた底部面９１４と、基板９１０のあらゆる場所に間隔をあけて配置されたＴＳＶ９１５とを含む。グラインディングプロセスは、厚さが変化し得る（つまり、へりで厚い、基板全体で均一な、またはへりよりも基板の中央で厚い）オーバーバーデン層９２０（たとえば、ＴＳＶの上の基板材料）を残す（基板内での厚さのばらつき）。同様に、基板毎に、ＴＳＶの上の基板材料の高さの差があり得る（基板毎の厚さのばらつき）。ＴＳＶの上の層のこれらの差は、露出ビアの高さの許容可能な差よりも大きいことがある。加えて、接着剤層は、また、厚さと均一性とにおいて変化することがあり、一番上部のシリコン基板のビアの端部の上の、残留する材料の厚さと均一性とを決定することにおいて、外部測定を役に立たないものにする。図９Ａは、また、例示的なエッチング後のＴＳＶ基板の断面も図示している。
【００７６】
撮像デバイスは、基板の実際の厚さを表面全体にわたって、基板を光学的にスキャンすることによって測定する。（基板の厚さと、全面の厚さのばらつき（ＴＴＶ、基板で測定された最小の厚さと最大の厚さとの間の差を表す）と、基板の平坦度（たとえば、ウエハのボウ）と、表面粗度とを含むことができ、別の方法で基板の形を分析することができる）厚さ情報を決定する、基板を光学的にスキャンするさまざまな方法は、当業者に知られており、本発明での使用に適切である。好適には、撮像デバイス６００は、基板の表面の代表サンプルをスキャンし、好適には、代表サンプルに渡る基板の厚さを含む厚さ情報を集め、厚さ情報をプロセス制御部７０５に送信する。サンプルサイズ（基板表面に渡って集められるデータ点の数）は、処理基板のアプリケーションによって必要とされる詳細度により調整され得、表面全体の詳細スキャンから、表面の２、３個のデータポイントまでに及ぶことができる。より具体的には、厚さの測定結果を基板上のさまざまな位置で集めることができ、測定結果を使用して、中間位置での厚さを、２つのデータ点ポイントの間の距離の関数として補間することができる。言い換えると、本発明のソフトウェアは、そのような測定結果を生成するための補完動作を実行することができる。
【００７７】
好適には撮像モジュール７７０またはデータベースモジュール７７８を含む、１つまたは複数のソフトウェアモジュール７３０を実行するプロセッサ７１０は、また、本明細書でさらに説明するさらなる処理のために、厚さ情報を、記憶装置７９０またはメモリ７２０に記録するように、プロセス制御部７０５を構成することもできる。
【００７８】
次いで、ステップ８２０で、好適には基板厚さモジュール７７０を含むソフトウェアモジュール７３０の１つまたは複数を実行するプロセッサ７１０は、基板がより薄いまたはより厚い（たとえば、へり厚、均一、または中央厚な）場所である、特定の基板の表面の半径方向に画定されるエリアと、所与の半径において除去される材料の量とを特定するために、特定の基板の半径方向の厚さとエッチング深度とを決定するようにプロセス制御部７０５を構成する。
【００７９】
半径方向の厚さは、所与の半径における基板の平均の厚さである。同様に、特定の基板の表面均一性は、半径方向の厚さがウエハの表面に渡ってどのように変化するかの評価尺度である。半径方法の厚さを使用して、半径依存の厚さの非均一性、つまり、基板の表面のどの半径エリアで、オーバーバーデン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。ステップ８１０で基板の所与の半径の辺りで測定した、特定の基板の平均の厚さの関数であるアルゴリズムに従って、半径方向の厚さを計算することができる。図９Ｂは、プロセス制御部によって生成され、ディスプレイ７４０によって表示され得る、例示的な基板の半径方向の厚さのグラフィック描写、またはリングマップのスクリーンショットを示している。図９Ｃは、例示的な基板の表面に渡る実際の厚さのグラフィック描写、または表面マップを図示している。
【００８０】
エッチング深度は、基板の表面から除去される材料の所望の深さである。エッチング深度を決定する方法は、基板の種類と基板の意図されるアプリケーションとにより変化することがある。
【００８１】
ＴＳＶを露出させるために基板をエッチングする場合、エッチング深度は、基板の上面とＴＳＶの上部との間のオーバーバーデンの厚さである。加えて、エッチング深度は、また、露出ＴＳＶの所望の高さ（ＴＳＶ露出高さ）の関数であることができる。好適には、ＴＳＶの基準の高さと所望のＴＳＶ露出高さとを半径方向の厚さから減算するアルゴリズムに従って、特定の基板の表面上の半径方向の位置のサンプルについて、エッチング深度を決定する。したがって、エッチング深度は、半径の関数であり、オーバーバーデンの厚さにおける半径依存の非均一性を最小限に抑えるように調整され得る。
【００８２】
特定の基板のＴＳＶの基準の高さを、特定の基板の製造者から取得することができる。代替的に、または加えて、基準の高さは、また、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結果の関数であることができる。
【００８３】
非ＴＳＶ基板をエッチングする場合、たとえば、ウエハ薄化プロセスの場合、エッチング深度を、半径方向の厚さとＴＴＶ（全面の厚さのばらつきを）含む他の厚さ関連情報との関数として計算することができる。したがって、エッチング深度を調整して、エッチングされる非ＴＳＶ基板の表面均一性である、全体的な厚さの均一性を改善することができる。
【００８４】
次いで、ステップ８３０で、好適にはエッチングレシピモジュール７７８を含む１つまたは複数のソフトウェアモジュール７３０を実行するプロセッサ７１０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４００によって実行される、特定の基板のエッチングレシピを生成するように、プロセス制御部７０５を構成することができる。
【００８５】
一般に、エッチングプロファイルは、ステップ８２０で決定したエッチング深度を含む。エッチングプロファイルは、また、表面粗度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、特定の基板に対して行う必要のある他の変更も含むことができる。したがって、エッチングプロファイルは、処理される基板のアプリケーション依存の物理的特性、限定しない例として、所望の表面粗度と所望のＴＳＶ露出高さと所望の基板の厚さとの関数であり、また、ビア深度と半径方向の厚さとを含む、特定の基板の実際の物理的特性の関数でもある。
【００８６】
たとえば、表面粗度に関して、たとえば、金属付着アプリケーションでは、わずかな表面の粗さが接着を改善することができ、一方、基板接合アプリケーションでは、非常に滑らかな表面が必要である。
【００８７】
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、材料を除去すべき特定の基板の表面上の半径方向の位置と、所望のエッチングプロファイルを達成するために除去する材料の量とに関連する、さまざま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成る。
【００８８】
さまざまなパラメータを調整して、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ことができ、パラメータは、化学腐食液を基板上に投入する（アームとも呼ばれる）エッチングツール４３０とノズル４３５との半径方向位置と、アームスキャン速度と、加速度と、減速度と、ノズルの高さとを含むが、これらに限定されない。基板上の特定の半径方向の位置に腐食液を投入することは、一般に、エッチングプロセスを基板のその特定の半径に留め、そのため、アームとノズルとの位置と動きとがエッチングの位置を制御する、ということが理解される。アームスキャン速度は、化学腐食液を投入するアームおよびノズルが、基板上のある位置から別の位置に移動する速度であり、加速度および減速度は、アームスキャン速度がある期間で変化する速度であり、ノズルの高さは、ノズルと基板との間の距離である。
【００８９】
エッチレート（つまり、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することができるパラメータは、基板の回転速度と、化学腐食液の濃度と、化学腐食液の温度と、滞留時間とを含むが、これらに限定されない。回転速度は、化学腐食液が基板表面上に投入されている間にチャック４２０およびその上の基板が回転する速度である。図９Ｄは、化学腐食液の温度と回転速度との関数としてのシリコンエッチレートの例示的なグラフであり、エッチレートと温度と回転速度との間の関係を示している。
【００９０】
化学腐食液の濃度は、基板の上面を化学的に除去するために使用される化学腐食液の濃度である。ＫＯＨ（水酸化カリウム）は、（銅などの）導体や（酸化ケイ素などの）絶縁体とは対照的に、シリコンを選択的にエッチングするその特性のために、シリコンＴＳＶ基板をエッチングするために通常使用される例示的な一腐食液である。図９Ｅは、シリコンエッチレートに対するＫＯＨ濃度の関係をプロットした例示的なグラフを図示している。
【００９１】
エッチング均一性（つまり、結果として得られる基板の半径方向の厚さの均一性）を制御するために調整することができるパラメータは、基板の回転速度と、エッチングされる基板の半径方向の位置に化学腐食液を投入するアームの滞留時間とを含むが、これらに限定されない。
【００９２】
滞留時間は、ノズルが腐食液を基板の特定の半径方向部分に投入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を長くすると、基板がその半径でより多くエッチングされる。滞留時間を、アームスキャン速度、加速度、およびチャックの回転速度などの、上記で説明したプロセスパラメータを調整することによって制御することができる。より具体的には、エッチングプロセス中にチャック上で回転している基板の円形という形状により、基板の中央をエッチングするのに必要な化学腐食液を投入するのに必要な時間は、基板のへりにおける時間よりも短く、したがって、アームの速度、基板上の半径方向のある位置と別の位置との間での加速度／減速度は、腐食液が特定の場所に投入される時間の量を変化させるように調整される。図９Ｆは、基板の表面全体に渡って均一な滞留時間を達成するために、アームスキャン速度を、基板の中央からの距離の関数としてプロットした例示的なグラフであり、均一な滞留時間を達成するために使用することができる双曲線の動き分析結果を示している。示した例示的な双曲線の動き分析結果は、当業者によって理解される通り、基板の特定の位置での滞留時間を変化させる、アームスキャン速度と加速度とを変更するための根拠を提供する。
【００９３】
表面粗度を制御するために調整することができるパラメータは、化学腐食液の温度と基板上への化学腐食液のフローレートとを含むが、これらに限定されない。図９Ｇは、シリコンＴＳＶ基板エッチングのためのフローレートと温度との関数として、表面粗度をプロットした例示的なグラフを図示しており、表面粗度とフローレートと温度との比例関係を示している。
【００９４】
図８に戻ると、特定のステップ８３０では、好適にはエッチングレシピモジュール７７８を含む、１つまたは複数のソフトウェアモジュール７３０を実行するプロセッサは、エッチング位置と、表面粗度と、エッチレートと、滞留時間と、表面均一性とを制御する上記のパラメータのうちの１つまたは複数を定義して、特定の基板の表面上のさまざまな半径方向の位置におけるオーバーバーデンを選択的にエッチングするエッチングレシピを生成し、所望のエッチング深度と半径方向の厚さと表面粗度とを達成するように、プロセス制御部７０５を構成することができる。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、したがって、エッチングプロセスの過程を通じて可変であるということが理解されるべきである。たとえば、へりのほうが厚い半径方向の厚さを有する基板では、滞留時間を基板のへりの近くで長くすることができ、回転速度を遅くしてへりでのエッチング深度を大きくすることができる。
【００９５】
加えて、エッチングレシピはエッチング継続時間を含むことができる。エッチング継続時間は、エッチングプロセスが特定の基板上で実行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ために変化させることができる。所与のエッチングレシピが基板上で長く実行されるほど、より多くの基板が除去され、その結果、全体的な厚さが減少する。
【００９６】
次いで、ステップ８４０で、好適にはエッチングレシピモジュール７７８を含む、１つまたは複数のソフトウェアモジュール７３０を実行するプロセッサ７１０は、エッチング装置４００に、基板をエッチングレシピに従ってエッチングさせるように、プロセス制御部７０５を構成することができる。
【００９７】
次いで、ステップ８５０で、好適には洗浄モジュール７７０を含む、１つまたは複数のソフトウェアモジュール７３０を実行するプロセッサ７１０は、基板洗浄装置１６００に基板を洗浄させて、基板の表面から残留腐食液と他の粒子とを除去するように、プロセス制御部７０５を構成することができる。洗浄プロセスは、１つまたは複数のブラシ１６３０を使用したブラシ擦り洗いと、ノズル１６５０からの洗浄溶液の投入とを含むことができる。加えて、プロセス制御部は、基板洗浄装置１７００に、洗浄溶液の高速度スプレーを特定の基板の上に投入する１つまたは複数のノズル１７５０を使用して、小さい粒子を基板表面から除去する最終洗浄プロセスを実行させることができ、および／またはメガソニック洗浄装置１７７５を使用することができる。加えて、この最終洗浄ステップは、最終洗浄プロセスの最後でウエハを乾燥させる乾燥装置１７８０を含むことができる。
【００９８】
たとえば、シリコンＴＳＶ基板のＫＯＨエッチングの後、残留カリウムベースの粒子およびカリウムイオンが基板の表面上に留まり、除去されなければ歩留まり損失をもたらす、基板表面の電気的特性の変化をもたらす。したがって、基板は、残留粒子とイオンと腐食液との量を最小限に抑えるために洗浄される。図９Ｈは、洗浄ステップの前の、露出ＴＳＶを有する例示的な基板と残留粒子とイオンとの走査型電子顕微鏡画像を図示している。図９Ｉは、洗浄ステップの後の、残留粒子とイオンとがない、露出ＴＳＶを有する例示的な基板の走査型電子顕微鏡画像を図示している。
【００９９】
次いで、ステップ８６０で、好適には撮像モジュール７７０を含む、１つまたは複数のソフトウェアモジュール７３０を実行するプロセッサ７１０は、ステップ８１０に関連して説明した通り、撮像デバイス６００に特定の基板の厚さを測定させ、厚さ情報をプロセス制御部７０５に送信させるように、プロセス制御部７０５を構成することができる。
【０１００】
次いで、ステップ８２０に戻り、またステップ８２０の増進のために、好適にはエッチングレシピモジュール７７４を含む、１つまたは複数のソフトウェアモジュール７３０を実行するプロセッサ７１０は、ステップ８６０で取得した厚さ情報を分析し、本開示の実施形態によるエッチングプロセスを受ける後続の基板の、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を調整するように、プロセス制御部７０５を構成することができる。より具体的には、プロセス制御部は、処理後厚さ情報を処理前厚さ情報と比較して、エッチング装置４００によって実行されたエッチングレシピが、所望の位置で、また所望のエッチレートで、所望の量の基板をエッチングすることに成功し、表面均一性を含む所望の物理的特性を有する処理基板をもたらしたかどうかを決定することができる。加えて、ビアの実際の高さについての情報を使用して、上記で説明した通り、基準ビア高さを調整することができる。ステップ８３０に関連した説明した通り、エッチレートと厚さ情報とにより、プロセス制御部は、後続の基板のエッチングレシピを調整することができ、または、当業者によって理解される通り、化学腐食液の濃度を回復し、化学腐食液の温度を調整するなどの、一定のエッチング環境を維持するためのパラメータを調整することができる。
【０１０１】
したがって、プロセスフロー８００を実行するシステム１００は、特化した計測を使用して、エッチングされる各基板に具体的に合せ、かつ前に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、完全自動で、プロダクション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度と表面均一性とを達成することがき、一般に、より高品質の基板を生産し、むだを最小限に抑え、枚葉式ウェットエッチングプロセスに関連する利点を実現することができる。
【０１０２】
上記で述べた通り、測定ステップおよびエッチングステップはすべて、１つの筐体内に配置された補助的デバイスによって定義される統合システムの一部として実行される。
【０１０３】
本発明のさらに別の突出した態様によると、ステップ８４０に関連して説明したエッチングプロセスは、ＴＳＶを露出させる位置をより正確に決定し、エッチングプロセスの長さ（継続時間）とＴＳＶの露出高さとをより正確に制御するために使用される、終点検出デバイス５００を含むことができる。上記で説明した通り、エッチングデバイス４００は、好適には、発光体５１０と電荷結合素子（ＣＣＤ）光検出器（または他の種類の検出器）５２０とを含むその場プロセス監視システムである、終点検出デバイス５００を含むことができる。好適には高強度発光体である発光体は、基板の少なくとも一部分に、エッチング室４１０内でエッチングプロセスを受けている間に光を放射し、ＣＣＤは、基板から反射して出た光を検出する。一般に、基板表面から反射し、ＣＣＤによって集められた光の性質である光シグネチャは、表面の組成により変化する。したがって、オーバーバーデンを有する基板表面によって反射された光は、露出ＴＳＶを有する基板によって反射された光とは異なる特性、または光シグネチャを有する。プロセス監視システム（たとえば、プロセス制御部７０５など）は、検出した光シグネチャを監視して、光シグネチャが、露出ＴＳＶを有する基板の基準シグネチャと同等である位置を特定する。言い換えると、検出した光シグネチャを分析して、露出ＴＳＶを有する基板であることを示している、基板が検出光シグネチャを有する時を決定し、それによって、エッチングプロセスが完了またはほぼ完了し、露出ＴＳＶが存在していることを示す。
【０１０４】
ここで図１０を参照すると、フロー図は、本明細書で開示する少なくとも１つの実施形態によるウェットエッチングプロセスのステップ８４０の間に、ＴＳＶを露出させる位置を検出するためのルーチン１０００を示している。図に示し、また本明細書で説明したよりも多くの、または少ない動作を実行することができる、ということが理解されるべきである。これらの動作を、本明細書で説明する順序とは異なる順序で実行することもできる。
【０１０５】
プロセスは、ステップ１００５で開始し、そこでは、好適には終点検出モジュール７７２を含むソフトウェアモジュール７３０のうちの１つまたは複数を実行するプロセッサ７１０が、発光体５１０に、特定の基板の表面の少なくとも一部分（サンプルエリア）に光を放射させ、光検出器５２０に、特定の基板の一部分によって反射された光の色を検出させるように、プロセス制御部７０５を構成する。好適には、光検出器はＣＣＤ検出器であるが、他の代替的な光検出器を使用することができる。検出器は、本明細書でより詳細に説明する通り、検出した反射光情報をプロセス制御部に送信する。ＴＳＶを露出させるために基板をエッチングする時、プロセスの終わりで、不十分な光が、短く、薄く露出させたＴＳＶによって周辺光のもとで反射される。開示の実施形態の突出した態様によると、高強度ＬＥＤおよびまたは有色の高強度光が基板に向けられて、基板によって反射される光シグネチャを増強する。光シグネチャは、プロセス制御部によって検出され、監視される、光の１つまたは複数の特定の波長の強度を含む。たとえば、シリコンウエハ内のＴＳＶの露出位置を検出することでは、光シグネチャは、光の３つの波長（青、赤、および緑）を含むことができる。エミッターおよび／または検出器は、赤色光フィルタなどの１つまたは複数の光フィルタを含んで、放射および／または検出された光の特性を調整することができる。終点検出デバイスによって監視されている特定の基板のサンプルエリアは、表面上の１つまたは複数の位置であることができ、デフォルトでプロセス制御部によって、またはユーザによって定義され得る。複数の位置は、それぞれ、ＣＣＤ検出器の１つまたは複数の画素に対応することができ、検出した反射光を平均化して、基板上の液体層からのノイズとゆがみとによる変動を軽減することができる。平均強度情報をプロセス制御部によって記録することができ、また、図に描き、ディスプレイ上に表示することもできる。
【０１０６】
次いで、ステップ１０１０で、好適には終点検出モジュール７７２を含むソフトウェアモジュール７３０のうちの１つまたは複数を実行するプロセッサ７１０は、ＣＣＤ検出器によって検出された光情報を分析して、ＣＣＤによって検出された、エッチングされている特定の基板の光シグネチャを、基準光シグネチャと比較するように、プロセス制御部７０５を構成する。
【０１０７】
特定の基板および／または後続の基板をエッチングする前のある時点では、好適には終点検出モジュールを含む、１つまたは複数のソフトウェアモジュールを実行するプロセッサは、基準基板を設定継続時間の間エッチングし、エッチングプロセス中に特定の間隔でＣＣＤによって集められた情報のフレームを分析することによって基準光強度を決定し、ＴＳＶが露出していると分かっている時の光の３つの波長の強度に注意することによって、各フレームにおける光の３つの波長（青、赤、および緑）の強度を計算するように、プロセス制御部を構成することができる。プロセス制御部は、また、基準基板の光強度データを時間でプロットし、そのプロットを技術者に表示することができる。当業者によって理解される通り、光シグネチャの変化は、実行される後続の基板について、その後続の基板が類似の物理的特性（たとえば、基板の組成と大きさ、およびＴＳＶの組成と大きさ）を有するならば、同様であるべきである。光シグネチャの変化の具体的な速度は、特定のエッチングレシピによって変化することがある、ということも理解されるべきである。
【０１０８】
特定の基板と後続の基板とをエッチングする間に終点を決定することに関して、プロセス制御部は、露出位置に達した時を、エッチングプロセス中にＣＣＤによって特定の間隔で集められた、検出した光強度情報のフレームを分析することによって検出し、各フレームにおいて、光の３つの波長（青、赤、および緑）の強度を計算し、光強度情報を、基準基板から取得した基準光強度情報と比較することができる。特定の基板の光強度情報が基準光強度情報に一致する時、プロセス制御部は、エッチングプロセスを終了することができ、またはエッチング段階を再び開始することができる。
【０１０９】
基準基板の光強度データとエッチレートと初期厚さ情報と最終厚さ情報とに基づいて、システムは、後続の基板の（プロセスフロー８００に関連して説明した）エッチングレシピと他のパラメータとを調整することができ、最短継続時間と最長継続時間とＴＳＶが露出している位置での光強度とエッチングプロセスの終点とを設定することを含むが、これらに限定されない。ＴＳＶを所望の高さに露出させるためのプロセス時間の秒または割合の観点から、終点を、オーバーエッチング継続時間（たとえば、露出位置を検出した後、エッチングプロセスがどのくらい継続すべきか）として定義することができる。
【０１１０】
たとえば、基準基板が実行されている時、エッチレートは２μｍ／分と特定され、光強度は、ＴＳＶが最初に露出された時の最初の値として検出される。後続の基板の平均エッチング深度が、たとえば、１０μｍであり（上記で説明した通り、半径方向の厚さのばらつきが存在し得るため、この単純化例は、平均エッチング深度の観点から説明される）、所望のＴＳＶ露出高さが２μｍと仮定すると、システムは、基準エッチレートとエッチング深度とに基づいて、後続の実行のためのエッチング時間は約５分であるべきであるということを決定することができる。後続の基板をエッチングする時、一旦ＣＣＤが第１の値（目標光強度）を有する光強度を検出すると、露出位置が検出され、２μｍの露出ＴＳＶ高さを達成するために、１分のオーバーエッチング時間を有するように終点が設定される。
【０１１１】
図１１は、開示した実施形態による、ＴＳＶ露出プロセスの継続時間に渡る光強度データの例示的なグラフを図示している。グラフは、前にエッチングされた基準基板について、光の赤の波長１１１０と、青の波長１１１２と、緑の波長１１１４との光強度データを図示している。強度データは、エッチングプロセスの継続時間にわたってプロットされている。この例では、グラフは、ｔ＝５３０あたりにおける基準ウエハの露出位置１１３２における光強度と、ｔ＝７２１あたりにおける終点１１３０とを図示している。この終点は、ビアの一部を露出させる時間を含む。グラフは、また、基準ウエハから集めた光強度データに従って、終点検出を使用してエッチングされた特定の基板について、光の赤の波長１１２０と青の波長１１２２と緑の波長１１２４とに対する光強度データのプロットを図示している。グラフは、この特定の例示的な実行では、特定の基板の露出位置１１４０（特定の基板の光シグネチャが基準露出位置１１３２でのシグネチャに一致する位置）がｔ＝４５７で発生したことを示している。加えて、露出位置１１４０とエッチレートと所望のオーバーエッチングとに基づいて、特定の基板の実際の終点はｔ＝６５０で発生した。
【０１１２】
したがって、終点検出デバイス５００を含む枚葉式ウェットエッチング装置４００を含み、ＴＳＶを露出させる位置を検出するためのルーチン１０００を実装するシステム１００は、ＴＳＶ露出高さを正確に制御し、前にエッチングしたウエハに関するフィードバックに従ってエッチングレシピパラメータをリアルタイムで調整する、自動ソリューションを提供する。したがって、システムは、より高品質の処理基板をもたらし、むだを最小限の抑え、枚葉式ウェットエッチングプロセスに一般に関連する利益を実現する。終点検出を組み込んだウェットエッチングステップをプロセスフロー８００に関連して説明したが、プロセスフロー８００の他のステップのうちの１つまたは複数がなくても、終点検出を用いる枚葉式ウェットエッチングを実行することができる、ということが理解されるべきである。
【０１１３】
図８に関連して説明した各プロセスステップ間では、ソフトウェアモジュール７３０のうちの１つまたは複数を実行するプロセッサ７１０は、ウエハ移動デバイス３００に、プロセスステップを実行するさまざま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制御部７０５を構成する、ということが理解されるべきである。
【０１１４】
好適には、プロセスフロー８００および／またはルーチン１０００の実行を通して、システム１００の構成要素によって情報とデータとを収集し、構成要素は、プロセス制御部７０５と第１のステーション２００と第２のステーション２１０と第３のステーション２２０と第４のステーション２３０と第５のステーション２４０とそれらに関連するコンピュータ制御されたデバイスまたは制御部とを含むが、これらに限定されず、コンピュータ制御されたデバイスまたは制御部は、ウエハ移動デバイス３００とＦＯＵＰロードポート１６０と撮像デバイス６００とエッチング制御部４０１と終点検出デバイス５００と洗浄制御部１６０１とを含むが、これらに限定されない。データベースモジュール７８０と表示モジュール７８０とを含む、１つまたは複数のソフトウェアモジュール７３０を実行するプロセッサ７１０は、システム１００のさまざまな構成要素からのデータのうちの少なくとも一部を集め、集めたデータを記憶装置７９０および／またはメモリ７２０に記憶するように、プロセス制御部７０５を構成することができる。さらに、プロセス制御部は、未加工の形、または当業者によって理解されるグラフィック描写などの加工した形のいずれかで、データをディスプレイ７４０上に表示することができる。
【０１１５】
この時点で、前述の説明の多くが、ウェットエッチングプロセスを実行するためのシステムと、ＴＳＶを露出させるために基板をウェットエッチングするための方法とに向けられていたが、本明細書で説明するシステムおよび方法が、言及したシナリオをはるかに超えるシナリオと状況と設定とにおいて、同様に展開および／または実装され得るということに留意すべきである。枚葉式ウェットエッチングステーションで基板が所望の表面均一性と厚さとにエッチングされる実質的にどのようなシナリオにおいても、ウェットエッチングプロセスを実行するためのシステムを効果的に用いることができる、ということが容易に理解され得る。
【０１１６】
図面中の同じ数字がいくつかの図を通じて同じ要素を表し、図を参照して説明し、示した構成要素および／またはステップのすべてが、すべての実施形態または配置に必要とされるわけではない、ということが理解される。
【０１１７】
したがって、本システムと方法との具体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、システムと、プロセスとコンピュータで実装された制御方法と、コンピュータシステムと、コンピュータプログラム製品とを提供する。図中のフローチャートおよびブロック図は、さまざまな実施形態と構成によるシステムと方法とコンピュータプログラム製品との、アーキテクチャと機能と可能な実装形態とを示している。この点において、コンピュータで実装される方法に関連する、フローチャートまたはブロック図中の各ブロックは、特定の論理機能を実装するための１つまたは複数の実行可能命令を備える、モジュール、セグメント、またはコードの一部を表すことができる。
【０１１８】
いくつかの代替的な実装形態では、ブロック中に書かれた機能は、図中に書かれた順序に反して発生することができる、ということに留意すべきである。たとえば、関与する機能により、連続して示された２つのブロックを、実際、実質的に同時に実行することができ、またはブロックを時には反対の順序で実行することができる。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と、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を、特定の機能または動作を実行する特殊用途ハードウェアベースのシステム、または特殊用途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することができる、ということにも留意する。
【０１１９】
本明細書で使用される用語は、特定の実施形態を説明する目的のためだけであり、本発明を限定することを意図しない。本明細書で使用する通り、「１つの（ａ）」と「１つの（ａｎ）」と「その（ｔｈｅ）」という単数形は、文脈が明確にそうでないことを示していない限り、複数形も含むことを意図している。「備える」および／または「備えている」という言葉が、本明細書で使用された時、述べられた機能、整数、ステップ、動作、要素、および／または構成要素の存在を規定するが、１つまたは複数の他の機能、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、および／またはそれらのグループの存在または追加を排除しない、ということがさらに理解される。
【０１２０】
また、本明細書で使用する表現および用語は、説明の目的のためだけであり、限定するものと見なされるべきではない。本明細書における「含む」、「備える」、または「有する」、「包含する」、「伴う」、およびそれらの変形の使用は、その後に挙げられるアイテムとその同等物と、追加的なアイテムとを包含することを意味する。
【０１２１】
上記で説明した主題は、説明としてのみ提供され、限定するものとして解釈されるべきでない。示され、説明された例示的な実施形態とアプリケーションとに従うことなく、また、以下の特許請求の範囲に明記する、本発明の精神と範囲とから逸脱することなく、さまざまな修正と変更とを本明細書で説明した主題に行うことができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図９Ｅ】
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【図９Ｆ】
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【図９Ｇ】
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【図９Ｈ】
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【図９Ｉ】
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【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年5月27日(2019.5.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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生産する複数のステーションを備える枚葉式ウェットエッチング処理システムを用いて、基板をウェットエッチングするための方法であって、前記所望の最終エッチングプロファイルは、エッチング後に前記基板の表面上に１つ以上の半径方向の位置で前記基板の所望の厚さを画定し、前記方法は：
測定ステーションで、特定の基板に関する初期厚さ情報を測定するステップと；
前記特定の基板に関するエッチングプロファイルを計算するステップであって、前記ステップは、複数の前記半径方向の位置の各々について、エッチング後の前記それぞれの半径方向の位置に関して測定された前記初期厚さ情報に基づき、かつ、エッチング後の前記半径方向の位置に関する前記所望の厚さに基づき、それぞれのエッチング深度を計算するステップを含み、
半径方法の位置の各々について、計算された前記エッチング深度は、それぞれの半径方向の位置における半径の関数であり、かつ半径方向の複数の位置の間における第１の半径方向の位置に関する第１のエッチング深度は、半径方向の複数の位置の間における第２の半径方向の位置に関する第２のエッチング深度とは異なる、ステップと；
前記複数の半径方向の位置の各々において前記特定の基板を選択的にエッチングして前記それぞれのエッチング深度にするように構成されるエッチングレシピを生成するステップであって、前記エッチングレシピを生成するステップには、
前記枚葉式ウェットエッチング装置を制御するエッチングパラメータを調整するステップが含まれており、前記枚葉式ウェットエッチング装置は、前記エッチングステーションに配置され、かつエッチングのステップの間、前記特定の基板のエッチングを制御し、前記エッチングパラメータには、化学腐食液を投入するノズルの複数の半径方向の位置と、前記複数の位置の間の前記ノズルの速度および加速度とが含まれる、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ように、前記特定の基板をエッチングするステップであって、前記ステップは、前記第１の半径方向の位置全体から前記第１のエッチング深度によって画定される前記基板材料の量を選択的にエッチングし、かつ前記第２の半径方向の位置全体から前記第２のエッチング深度によって画定される前記基板材料の量を選択的にエッチングするステップを含む、ステップと；
を包含する方法であって、
前記複数のステーションが筐体内に配置され、また前記基板をステーション間で制御可能に移動させるように構成された自動基板移動デバイスによってアクセスされ、それによって、前記基板がエッチング処理を受けている間に、リアルタイムで前記基板の測定を可能にする、方法。
【請求項２】
前記測定ステーションで、前記特定の基板の最終厚さ情報を測定するステップをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記初期厚さ情報を測定することが、前記特定の基板の表面上の１つまたは複数の位置を光学的にスキャンすることと、前記１つまたは複数の位置について検出した厚さ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４】
前記初期厚さ情報が、前記基板の前記表面上の複数の半径方向の位置での前記基板の厚さの値を含み、かつ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の位置における前記基板の所望の厚さの値を特定する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記それぞれのエッチング深度を計算するステップには、前記それぞれの半径方向の位置における測定された厚さの値から、前記それぞれの半径方向の位置における前記特定の基板に関する前記所望の厚さの値を引くステップが含まれる、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記エッチング深度が、前記特定の基板内に配置され、導電性材料を充填された１つ以上のビアの基準高さの関数としても計算され、前記１つ以上のビアの基準高さは、サンプル基板の１つ以上のビアを測定した高さである、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記特定の基板のエッチングプロファイルは、前の基板の最終厚さ情報に基づいて計算される、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記エッチングレシピを生成する前記ステップが、前記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、エッチングパラメータを調整することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記エッチングパラメータが、前記エッチングステーション内に配置されたウェットエッチング装置による前記エッチングステップ中に、前記特定の基板のエッチングを制御し、前記エッチングパラメータが、化学腐食液を投入するアームとノズルとの位置と、チャック上の前記特定の基板の回転速度と、アームスキャン速度と、アーム加速度と、前記化学腐食液の濃度と、前記化学腐食液の温度と、滞留時間と、前記化学腐食液のフローレートと、エッチング継続時間とを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記特定の基板をエッチングする前記ステップが、前記エッチングレシピに従って、前記エッチングステーションに配置された枚葉式ウェットエッチングデバイスによって、化学腐食液を前記基板の前記表面上に投入することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記基板をエッチングした後に、前記測定ステーションで、前記特定の基板の最終厚さ情報をリアルタイムで測定するステップをさらに備え、前記測定し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なかった場合に、前記基板が、前記自動基板移動デバイス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１２】
洗浄溶液を前記特定の基板上に投入することと、前記特定の基板を擦り洗いすることとを含む、前記特定の基板を洗浄するステップをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記洗浄するステップが、洗浄溶液の高速スプレーを前記特定の基板上に投入することを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記洗浄するステップが、前記特定の基板をメガソニック洗浄することを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記特定の基板をエッチングする前記ステップが、終点検出デバイスを使用して、１つまたは複数のＴＳＶが露出している終点を検出することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記エッチングプロファイルを計算するステップが、前の基板に由来するエッチングレートに基づいてエッチングレートを計算するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記複数の半径方向の位置は、前記第１の半径方向の位置全体から前記第１のエッチング深度によって画定される基板材料の量を選択的にエッチングするため、前記第１の半径方向の位置の上の前記ノズルを位置付け、かつ、その後に、前記第２の半径方向の位置全体から前記第２のエッチング深度によって画定される基板材料の量を選択的にエッチングするため、前記第２の半径方向の位置の上の前記ノズルを位置付けるように画定される、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記エッチングパラメータは、複数のノズル高さを含み、かつ前記特定の基板をエッチングするステップの間、前記ノズルの高さが、前記複数のノズル高さのうちの１つと仮定するように調整され、前記ノズル高さは、前記ノズルと前記基板の間の距離である、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
各々の半径方向の位置は、中央からのそれぞれの半径方向の距離において、前記基板の表面の中央を囲む連続した領域である、請求項１に記載の方法。