(57)【要約】【課題】ベベル部に残留している不要な膜を除去することが可能な半導体デバイスの製造方法を提供する。【解決手段】ウェハ上に形成された膜のウェハに対する偏芯量を測定する工程と、エッチング装置のステージ上におけるウェハの位置を偏芯量に基づいて調整する工程と、ウェハのベベル部における膜をエッチングによって除去する工程と、を有するものである。【選択図】図１
2012023282.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハ上に形成された膜の該ウェハに対する偏芯量を測定する工程と、
エッチング装置のステージ上における前記ウェハの位置を前記偏芯量に基づいて調整する工程と、
前記ウェハのベベル部における前記膜をエッチングによって除去する工程と、
を有することを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の半導体デバイスの製造方法において、
前記偏芯量を測定する工程は、
前記ウェハの外周に沿って一定間隔の位置毎に、該ウェハのベベル部および前記膜の端部を含む画像を撮影する工程と、
前記画像毎に、前記ウェハの基準面から前記膜の端部までの距離を読み出す工程と、
前記画像毎に算出した距離から前記偏芯量を求める工程と、を有することを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
【請求項３】
請求項２記載の半導体デバイスの製造方法において、
前記一定間隔の位置が、前記ウェハにおける主面の中心を軸として該ウェハを回転させたときの、該ウェハの回転角度で規定されていることを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
【請求項４】
請求項３記載の半導体デバイスの製造方法において、
前記ウェハの位置を前記偏芯量に基づいて調整する工程は、算出された距離のうちの最大値と該最大値となるときの前記回転角度との値に基づいて、前記ウェハの移動方向および移動量を決定する工程を含むことを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
【請求項５】
請求項４記載の半導体デバイスの製造方法において、
前記移動量は、前記距離の一定範囲毎に異なる値に規定されていることを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
【請求項６】
請求項３から５のいずれか１項記載の半導体デバイスの製造方法において、
前記回転角度の原点が前記ウェハのオリエンテーションフラットまたはノッチに基づく位置であることを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
【請求項７】
請求項２から６のいずれか１項記載の半導体デバイスの製造方法において、
前記ウェハの基準面が前記ベベル部における端面であり、
前記距離は、前記ウェハの主面における中心から前記一定間隔の位置を通る直線の方向において、前記ウェハの基準面から前記膜の端部までの距離であることを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
【請求項８】
請求項２から６のいずれか１項記載の半導体デバイスの製造方法において、
前記ウェハの基準面が前記ウェハの主面であり、
前記距離は、前記ウェハの主面に対して垂直な方向において、前記ウェハの基準面から前記膜の端部までの距離であることを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
【請求項９】
請求項７記載の半導体デバイスの製造方法において、
前記膜がスパッタリング法によって形成された膜であることを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
【請求項１０】
請求項８記載の半導体デバイスの製造方法において、
前記膜がプラズマＣＶＤ法によって形成された膜であることを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
【請求項１１】
ウェハのベベル部における膜をエッチングするための、半導体デバイスの製造装置であって、
前記ウェハに対する前記膜の偏芯量に基づいて、ステージ上における前記ウェハの位置を調整する補正部と、
前記補正部による、前記ウェハの位置の調整後に、前記ウェハのベベル部における前記膜を加工するエッチング部と、
前記補正部および前記エッチング部を制御する制御部と、
を有することを特徴とする半導体デバイスの製造装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の半導体デバイスの製造装置において、
前記補正部は、
前記ステージに設けられた複数の貫通孔を介して該ステージ上に突出し、該複数の貫通孔内で前記ウェハの主面に対して平行に移動することが可能な複数の支持ピンを有することを特徴とする半導体デバイスの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイスの製造方法および半導体デバイスの製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造工程には、配線パターンを導電性材料膜に形成したり、プラグのための開口パターンを絶縁性材料膜に形成したりするパターニング工程がある。パターニング工程では、ウェハ面上に設けられた材料膜の上にフォトリソグラフィ技術によって回路パターンに対応したレジストパターンを形成し、そのレジストパターンをマスクにして材料膜をエッチングすることにより、材料膜を所望の形状に加工する。レジストパターンを形成する際、材料膜の上にゴミなどの異物が載っていると、レジストパターンが異物によって変形したり、異物自身がエッチング時のマスクになったりして、正常なエッチング加工が妨げられてしまうことがある。その場合、回路パターンに合った形状を材料膜に形成することができなくなってしまう。
【０００３】
パターン欠陥の原因となる異物は、主に、加工時に削られたレジストおよび材料膜、ならびに、材料膜の加工によって露出した下地膜のうち、いずれかが飛散したものである。特に近年では、ウェハの外周近傍から飛散する異物が問題になっている。ウェハの外周近傍はベベル部と呼ばれている。ベベル部とは、ウェハの外周において、ウェハの主面に対して垂直な面となる端面と、その端面に隣接する、主面側の傾斜面および裏面側の傾斜面とを総合した名称である。
【０００４】
ベベル部から異物が飛散するようになった理由は、次のように考えられている。近年、１枚のウェハに形成する半導体デバイスの数をできるだけ多くする傾向が強くなり、ウェハの外周ぎりぎりまでパターンを形成する必要が生じてきた。そのため、ウェハの外周まで材料膜を形成するようになり、ベベル部に形成された材料膜が剥離して異物として飛散し易くなった。
【０００５】
また、ベベル部よりもウェハ中心側の領域は平坦であるが、ベベル部は、上述したように、ウェハの主面に対して垂直方向に平行な面となる端面と、傾斜面とを有し、平坦ではない。材料膜に対する加工工程において、ウェハ主面の平坦な領域においてはエッチングが均一に行われるが、平坦ではないベベル部ではエッチングのバラツキが大きくなり、ベベル部に材料膜が残留し、その材料膜の一部が剥がれて異物となってしまう。
【０００６】
ベベル部から発生する異物を低減するためには、材料膜に対する加工を行う前に、ベベル部に形成された、不要な材料膜を除去しておけばよい。そのための膜除去方法が、半導体デバイスの製造装置の複数のメーカーから公表されている。それらの公表資料によれば、主な膜除去方法は、（１）研磨による方法、（２）ウェットエッチングによる方法、（３）ドライエッチングによる方法の３種類に大別される。（３）のドライエッチングによる方法の一例が特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平５−８２４７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１など、公表されている膜除去方法では、いずれの方法においてもベベル部に残留している不要な膜を除去する方法としては不十分であり、残留している膜の一部が剥がれて異物を発生させるという問題がある。なぜなら、上述したように、ベベル部では加工バラツキが生じ易く、材料膜の残留状況も様々なので、その残留状況にあわせて除去を行う必要があるが、特許文献１に開示された方法などでは、残留状況を考慮した除去方法となっていないためである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の半導体デバイスの製造方法は、
ウェハ上に形成された膜の該ウェハに対する偏芯量を測定する工程と、
エッチング装置のステージ上における前記ウェハの位置を前記偏芯量に基づいて調整する工程と、
前記ウェハのベベル部における前記膜をエッチングによって除去する工程と、
を有するものである。
【００１０】
本発明によれば、ウェハに対して、ウェハ上に形成された膜の偏芯量を測定し、その偏芯量に基づいて、エッチング装置のステージ上のウェハの位置を調整することで、エッチングレートの異なるエッチングをベベル部の残留膜の位置に合わせて行うことが可能となる。
【００１１】
また、本発明の半導体デバイスの製造装置は、ウェハのベベル部における膜をエッチングするための、半導体デバイスの製造装置であって、
前記ウェハに対する前記膜の偏芯量に基づいて、ステージ上における前記ウェハの位置を調整する補正部と、
前記補正部による、前記ウェハの位置の調整後に、前記ウェハのベベル部における前記膜を加工するエッチング部と、
前記補正部および前記エッチング部を制御する制御部と、
を有する構成である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ベベル部における不要な膜の残留状況に合わせて膜を除去することが可能となり、歩留まり低下の原因となる異物の発生を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態による、半導体デバイスの製造方法を示すフロー図である。
【図２】ベベル部を説明するための図である。
【図３】スパッタリング法による成膜方法の一例を説明するための断面図および平面図である。
【図４】プラズマＣＶＤ法による成膜方法の一例を説明するための断面図および平面図である。
【図５】ベベル部における材料膜の成膜状態の例を示すウェハの断面図である。
【図６】膜検査装置、画像処理装置、データ処理装置およびベベル処理装置の接続を示すブロック図である。
【図７】図６に示した膜検査装置の構成を説明するための図である。
【図８】ウェハの外周位置とその位置における膜端部の状態の関係を示すグラフの一例である。
【図９】ウェハの外周位置とその位置における膜端部の状態の関係を示すグラフの一例である。
【図１０】図６に示したベベル処理装置の一構成例を示す断面図である。
【図１１】ベベル処理装置による、ウェハの位置を調整する方法を説明するための図である。
【図１２】複数の材料膜が積層した積層膜に対するエッチング処理を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本実施形態による、半導体デバイスの製造方法を、図１を参照して説明する。図１中の太い矢印はウェハ処理工程の順序を示し、細い矢印は情報処理工程の順序を示す。また、処理内容とともに記載された［  ］には、その工程で使用される装置名を示す。
【００１５】
成膜装置を用いてウェハ上に材料膜を形成する（ステップ１０１）。材料膜は、導電性材料膜であってもよく、絶縁性材料膜であってもよい。成膜装置によってウェハ上に成膜された材料膜は、その成膜方法の違い、または成膜装置の個体差によって、成膜状態が異なっている。成膜状態を示す指標のうち、膜密度や下地膜との密着性とともに、膜厚の均一性が成膜状態に関する良否判定のポイントとなる。特に、本実施形態では、ベベル部の膜厚バラツキが後に続く工程において不具合を引き起こすため、そのバラツキを低減させる必要がある。
【００１６】
ここで、ベベル部について、図２を参照して詳細に説明する。ベベル部とは、図２に示すように、ウェハ１の端部における端面２と、半導体素子が形成される、ウェハ１の主面側の傾斜面（以下では、上部傾斜面と称する）３と、ウェハ１の裏面側の傾斜面（以下では、下部傾斜面と称する）４とを統合した総称である。なお、成膜装置として、複数のメーカーから販売されている装置のうち、いずれかを用いるものとする。材料膜の膜厚バラツキは、通常、膜厚の違いを意味するが、ベベル部における膜厚バラツキは、膜厚の違いだけでなく、膜が付いているか否かという違いの意味も含む。ベベル部における、材料膜の膜厚バラツキについては、図３から図５を参照して後で詳しく説明する。
【００１７】
ステップ１０１の後、膜検査装置と画像処理装置を用いて、ウェハと材料膜の偏芯量を測定する。偏芯量とは、ウェハの中心とウェハ上に材料膜が形成された領域の中心とのずれ量を示す指標である。以下では、ウェハ上に材料膜が形成された領域を膜形成領域と称し、膜形成領域の最外周部分を膜端部と称する。偏芯量は、ウェハのベベル部における膜端部の位置と相関を有している。
【００１８】
偏芯量の測定には、ベベル部における材料膜の端部を検査して画像を取得する工程（ステップ１０２）と、その画像からベベル部の膜端部の位置を抽出して偏芯量を算出する工程（ステップ１０３）が必要である。ステップ１０２において、画像処理装置を用いて画像を取得し、ステップ１０３において、膜検査装置を用いて偏芯量を算出する。この偏芯量は、ウェハの基準面から膜端部までの距離に基づくものである。
【００１９】
ここで言う、ウェハの基準面は、図２に示す断面構造において、端面２またはウェハ１の主面である。ウェハの基準面が端面２の場合、膜端部の任意の点ｘにおける偏芯量は、点ｘおよびウェハの中心を通る直線と端面２との交点を点ｚとすると、点ｘおよび点ｚを結ぶ線分の長さとなる。なお、ベベル部における材料膜の端部を撮影した画像を取得する方法については、図７を参照して後で詳しく説明し、偏芯量の算出方法については、図８および図９を参照して後で詳しく説明する。
【００２０】
ステップ１０３の後、データ処理装置を用いて、上述の偏芯量に基づいて、ベベル処理装置のステージ上のウェハ位置の調整量を決定する（ステップ１０４）。この調整量は、ベベル部のエッチングを行う前に実施するウェハ位置の移動量となる。この調整量を決定する方法を、表１および表２を参照して後で詳しく説明する。
【００２１】
ステップ１０４の後、ベベル処理装置において、偏芯量の最大値から算出した調整量に基づいて、ウェハを移動させることで、ウェハの位置を調整する（ステップ１０５）。ウェハの位置を調整した後、ベベル処理装置を用いて、ベベル部の材料膜に対してエッチングを行う（ステップ１０６）。ステップ１０６では、ベベル部における材料膜の少なくとも一部を除去する。この調整方法とエッチング後のベベル部における膜状態について、図１０から図１２を参照して後で詳しく説明する。
【００２２】
次に、ウェハ上に形成した材料膜の成膜状態を、図３および図４を参照して説明する。図３（ａ）はスパッタリング法によってウェハ上に膜を形成する場合の成膜装置におけるステージ部の断面を示し、図３（ｂ）はその平面を示す。図３（ｂ）に示すＡＡ’部の断面が図３（ａ）に相当する。図３（ｂ）に示す１点鎖線はｘ軸およびｙ軸であり、それらの軸の交点である原点にウェハ１の中心が位置している。
【００２３】
図３（ａ）に示すように、成膜ステージ５の上にウェハ１が置かれている。そして、ウェハ１の端部は、端部への成膜を防止するためのシャドーリング６で覆われている。このような状態で、ウェハ１の主面側に材料膜７が形成される。図３（ａ）に示すＸ１は、膜形成領域の直径である。直径Ｘ１は、シャドーリング６の内径として規定された値に相当し、シャドーリング６の内径と一致する。
【００２４】
また、図３（ａ）に示すように、ウェハ１の端部をシャドーリング６で覆ったときに、ウェハ１を収納するための領域がシャドーリング６に設けられている。この領域を収納領域と称する。図３（ａ）に示すように、収納領域の内径をＸ２とし、ウェハ１の直径をＸ３とすると、内径Ｘ２はウェハ１の直径Ｘ３と同じではなく、直径Ｘ３よりも大きい値に設計されている。そのため、シャドーリング６の収納領域の中心とウェハ１の中心とがずれた状態で、ウェハ１の上に材料膜７が形成されることがある。この場合、そのずれ量に応じて材料膜７がウェハ１の主面に対して水平方向にずれて形成されることになる。
【００２５】
図３（ｂ）に示すハッチング部分が材料膜７の膜形成領域に相当する。図３（ｂ）には、材料膜７が、ウェハ１に対して図の右斜め下方向にずれて形成された場合が示されている。材料膜７が形成されない領域の面積は、図の右斜め下方向よりも図の左斜め上方向の方が大きくなっている。図の左斜め上方向における、ウェハ１の端面と線分ＡＡ’との交点における偏芯量をＡ１とし、図の右斜め下方向における、ウェハ１の端面と線分ＡＡ’との交点における偏芯量をＡ２とすると、Ａ１＞Ａ２の関係になっている。
【００２６】
図３に示す例では、材料膜７が形成されない領域がＡ１＞Ａ２で表されるようになっているが、材料膜７が形成されない領域は、ウェハ１を成膜ステージ５に固定する位置によって異なる。
【００２７】
図４（ａ）はプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法によってウェハ上に膜を形成する場合の成膜装置におけるステージ部の断面を示し、図４（ｂ）はその平面を示す。図４（ｂ）に示すＡＡ’部の断面が図４（ａ）に相当する。図４（ｂ）に示す１点鎖線はｘ軸およびｙ軸であり、それらの軸の交点である原点にウェハ１の中心が位置している。
【００２８】
図４（ａ）に示すように、下部電極８の上に成膜ステージ５が搭載されている。成膜ステージ５に対向して、成膜ステージ５から所定の距離を空けて、上部電極９が設けられている。成膜ステージ５の上にウェハ１を置き、チャンバ内にプロセスガスを導入した後、上部電極９および下部電極８の電極間に高周波電圧を印加すると、ウェハ１の主面近傍にプラズマ放電が発生し、プラズマ放電による生成物がウェハ１の上に堆積することで、ウェハ１の上に材料膜７が形成される。
【００２９】
ウェハ１のベベル部における材料膜７の成膜状態は、成膜ステージ５における、ウェハ１の搭載位置だけでなく、成膜ステージ５の平坦度、ならびに上部電極９および下部電極８の対向面の平行度によって異なる。この成膜装置には、図３に示した、ベベル部を遮蔽するシャドーリング６が設けられていないため、ベベル部にも材料膜７が形成される。そのため、図４（ａ）に示すように、ベベル部の端面２の一部に材料膜７が形成されることもある。
【００３０】
図４（ｂ）に示すハッチング部分が材料膜７の膜形成領域に相当する。そして、図４（ｂ）では、ウェハ１の外周を破線で示している。図４（ｂ）において、図の左斜め上方向における、ウェハ１の端面と線分ＡＡ’との交点をＰ２１とし、点Ｐ２１における偏芯量をＰ１とする。また、図４（ｂ）において、図の右斜め下方向における、ウェハ１の端面と線分ＡＡ’との交点をＰ２２とし、点Ｐ２２における偏芯量をＰ２とする。図４（ａ）を見るとわかるように、ベベル部の点Ｐ２１付近では、少なくとも上部傾斜面が材料膜７で覆われている。また、ベベル部の点Ｐ２２付近では、上部傾斜面だけでなく端面も材料膜７で覆われている。図４に示すウェハ１では、材料膜７がベベル部の端面よりも外側に突出していることから、偏芯量Ｐ１およびＰ２を突出量Ｐと表現してもよい。図４に示す例では、突出量Ｐ１およびＰ２は、Ｐ１＜Ｐ２の関係になっている。
【００３１】
図４に示す例では、材料膜７が突出して形成される領域がＰ１＜Ｐ２で表されるようになっているが、成膜ステージ５における、ウェハ１の搭載位置は成膜処理されるウェハ毎に異なり、また、上記平坦度および上記平行度は成膜装置毎にばらつくので、複数の成膜装置により並行して成膜処理が行われた全てのウェハは、突出量Ｐが一様にはならない。
【００３２】
なお、図３を参照して説明した成膜方法による材料膜と図４を参照して説明した成膜方法による材料膜とに同じ符号を用いたが、スパッタリング法により形成される膜とプラズマＣＶＤ法により形成される膜の種類や膜質が同じであることを意味するものではない。
【００３３】
次に、複数の材料膜をウェハ１の上に積層した場合について説明する。図５はベベル部における材料膜の成膜状態の例を示すウェハの断面図である。
【００３４】
図５（ａ）は材料膜７ｂが材料膜７ａを介してウェハ１の端面２まで覆っている状態を示す。図５（ｂ）は材料膜７ｂが材料膜７ａを介してウェハ１の上部傾斜面３の一部を覆っている状態を示す。図５（ａ）と図５（ｂ）を見比べると、材料膜７ｂの膜厚は、ベベル部において大きく異なっていることがわかる。このことを、材料膜７ａ、７ｂについて膜種および膜厚の具体例を用いて説明する。
【００３５】
材料膜７ａの膜種をタンタルナイトライド（ＴａＮ）とし、材料膜７ｂの膜種を窒化シリコン（ＳｉＮ）とする。ウェハ１の上に膜厚５ｎｍの材料膜７ａを形成し、材料膜７ａの上に膜厚８０ｎｍの材料膜７ｂを形成する。この場合において、ウェハ１の主面１ａと上部傾斜面３との境界部における材料膜７ｂの膜厚Ｙを比較してみる。
【００３６】
図５（ａ）に示す断面では、境界部から材料膜７ｂの端部までの水平距離Ｘａが４００ｎｍであり、膜厚Ｙ１が８０ｎｍとなっている。これに対して、図５（ｂ）に示す断面では、境界部から材料膜７ｂの端部までの水平距離Ｘｂが１５０ｎｍであり、膜厚Ｙ２が５０ｎｍとなっている。膜厚Ｙ１に対する膜厚Ｙ２の割合を計算すると、（膜厚Ｙ２／膜厚Ｙ１）×１００＝６２．５％となる。つまり、上部傾斜面３における、材料膜７ｂの膜厚を比較すると、膜厚Ｙ２が膜厚Ｙ１の６０％程度であり、図５（ａ）の場合に比べて図５（ｂ）の場合の材料膜７ｂの膜厚が約４０％も小さい値になっている。
【００３７】
そのため、図５（ａ）に示す成膜状態では、端面２における材料膜７ａが材料膜７ｂで覆われているのに対して、図５（ｂ）に示す成膜状態では、上部傾斜面３の途中から外側にかけて材料膜７ａが露出している。
【００３８】
図５（ａ）および図５（ｂ）のそれぞれに示す成膜状態が同一のウェハ１に存在していると、これらの成膜状態の違いが後の製造工程で不具合を引き起こす原因となる。この不具合の内容については、図１１を参照して後で詳しく説明する。
【００３９】
次に、図１に示した工程で用いられる膜検査装置、画像処理装置、データ処理装置およびベベル処理装置の接続関係を説明する。図６は膜検査装置、画像処理装置、データ処理装置およびベベル処理装置の接続を示すブロック図である。図６に示すように、膜検査装置１０は画像処理装置２４を介してデータ処理装置２５と接続されている。ベベル処理装置２６はデータ処理装置２５と接続されている。
【００４０】
画像処理装置２４およびデータ処理装置２５は、パーソナルコンピュータおよびサーバ装置などの情報処理装置である。画像処理装置２４は記憶部１４２および制御部１４０を有する。データ処理装置２５は記憶部１５２および制御部１５０を有する。制御部１４０、１５０のそれぞれには、プログラムを記憶するメモリ（不図示）と、プログラムにしたがって処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）（不図示）が設けられている。
【００４１】
なお、膜検査装置１０またはデータ処理装置２５が画像処理装置２４の機能を備えるようにしてもよい。この場合、画像処理装置２４を設けなくてもよい。本実施形態では、図６に示すように、画像処理を行うための装置を膜検査装置１０およびデータ処理装置２５とは別に設けた場合で説明する。
【００４２】
次に、ベベル部における材料膜の端部を撮影した画像を取得する方法を、図７を参照して説明する。図７（ａ）は図６に示した膜検査装置の一構成例を示す断面図であり、図７（ｂ）は検査ステージに固定したウェハを上から見たときの平面図である。
【００４３】
図７（ａ）に示すように、膜検査装置１０は、ウェハ１を吸着して固定する検査ステージ１１と、検査ステージ１１を回転させる支持台１３と、ウェハ１のノッチを検出するセンサ１６と、ウェハ１の端部を撮影するカメラ１８、１９と、ウェハ１の端部を照らすライト２１と、各部を制御する制御部１２０とを有する。
【００４４】
制御部１２０は、検査ステージ１１を制御する制御部１２と、支持台１３を制御する制御部１４と、センサ１６を制御する制御部１７と、カメラ１８、１９を制御する制御部２０と、ライト２１を制御する制御部２２と、これらの制御部を統括する中央制御部２３とを有する。制御部１２、１４、１７、２０、２２の各制御部は制御対象と信号線で接続されている。中央制御部２３は、制御部１２、１４、１７、２０、２２と信号線で接続されている。中央制御部２３は画像処理装置２４と接続されている。
【００４５】
中央制御部２３には、プログラムを記憶するメモリ（不図示）と、プログラムにしたがって処理を実行するＣＰＵ（不図示）とが設けられている。中央制御部２３は、プログラムに記述された手順にしたがって制御部１２、１４、１７、２０、２２のそれぞれに制御信号を送信する。それらの各制御部は、中央制御部２３から制御信号を受信すると、予め決められた処理を制御対象に実行させる。これにより、制御部１２、１４、１７、２０、２２のそれぞれの動作が互いに干渉しないように、中央制御部２３によって制御される。
【００４６】
支持台１３は、制御部１４からの指示にしたがって、ウェハ１の主面の中心を軸にしてウェハ１を固定したままで検査ステージ１１を回転させる。
【００４７】
センサ１６はレーザー方式の検出器である。図７（ｂ）に示すように、ノッチ１５はウェハ１の外周に設けられた凹部であり、ウェハ１の主面の中心を軸にしてウェハ１を回転させたときの回転角度の原点となる。センサ１６は、回転するウェハ１の外周を監視し、ノッチ１５を検出すると、ノッチ１５を検出したことを示すノッチ検出信号を制御部１７に送信する。
【００４８】
図７（ａ）に示すように、カメラ１８はウェハ１の端部の上方を撮影可能な位置に設けられ、カメラ１９はウェハ１の端部の側方を撮影可能な位置に設けられている。また、ライト２１は、ウェハ１の端部の上方および側方の双方を照らすことが可能な位置に設けられている。カメラ１８、１９のそれぞれには、レンズ（不図示）および撮像素子（不図示）が設けられている。レンズを介して撮像素子に取り込まれた画像は、その電子データである画像データに撮像素子で変換され、画像データが撮像素子から信号線を介して制御部２０に送信される。
【００４９】
なお、ウェハの回転角度の原点は、ノッチに限らず、オリエンテーションフラット（「オリフラ」と省略して呼ばれている）に基づいて決められてもよい。また、ノッチは１つに限らず、２つ以上あってもよいが、ノッチが２つ以上ある場合、２つ以上のノッチの位置から原点の出し方を予め決めておけばよい。本実施形態では、図７（ｂ）に示すように、ウェハの回転角度の原点となるノッチ１５が１つの場合で説明する。
【００５０】
次に、上述の膜検査装置１０による、ウェハ１の端部の画像取得方法を、図７を参照して説明する。ウェハ１の上には材料膜７が形成されているものとする。
【００５１】
ウェハ１が検査ステージ１１の上に置かれると、検査ステージ１１がウェハ１を吸着して固定する。続いて、図７（ｂ）に示すように、膜検査装置１０は、検査ステージ１１に固定されたウェハ１を時計回りに６０ｒｐｍ程度のスピードで回転させる。回転数は少なくとも１回でよい。ウェハ１の回転方向は、任意であり、時計回りに限らず、反時計回りであってもよいが、本実施形態では、時計回りの場合で説明する。少なくとも１回、ウェハ１を回転させることで、センサ１６がノッチ１５を検出すると、膜検査装置１０は、ウェハ１の回転角度に関する原点を認識する。
【００５２】
続いて、膜検査装置１０は、ウェハ１の端部の撮影を、ウェハ１の回転角度の原点から開始するために、検査ステージ１１を回転させて、ウェハ１のノッチ１５をカメラ１８およびカメラ１９が撮影可能な位置に移動させる。そして、膜検査装置１０は、カメラ１８またはカメラ１９を起動して、ウェハ１の主面の中心を軸として、ウェハ１を０．０５ｒｐｍ程度のスピードで１回転させて、ウェハ１のベベル部と材料膜７の端部の両方を含む画像を撮影する。
【００５３】
ただし、カメラ１８およびカメラ１９の２つのカメラのうち、いずれを使用するかの情報を、操作者が予め中央制御部２３に入力しておくものとする。操作者は、どちらのカメラを使用するかを、ウェハ１に成膜された材料膜７の成膜状態に基づいて決定する。成膜状態には、例えば、図３を参照して説明した場合と図４を参照して説明した場合とがある。
【００５４】
材料膜７がスパッタリング法で成膜されている場合には、図５（ｂ）に示した材料膜７ｂのように、材料膜７の端部が上部傾斜面３に存在しているので、カメラ１８を使用すればよい。また、材料膜７がプラズマＣＶＤ法で成膜されている場合には、図５（ａ）に示した材料膜７ｂのように、材料膜７の端部が端面２に存在しているので、カメラ１９を使用すればよい。このようにして、操作者が材料膜７の成膜方法を事前に把握し、成膜状態に応じて２つのカメラを使い分けることで、材料膜７の端部とウェハ１のベベル部の両方を含む画像を撮影することが可能となる。
【００５５】
また、カメラ１８またはカメラ１９で撮影させる際、材料膜７の端部とウェハ１のベベル部の境界線を識別できるように撮影倍率を事前にカメラ１８およびカメラ１９に設定しておくことで、これらの状態を適切に撮影することが可能となる。
【００５６】
膜検査装置１０は、上述のようにしてウェハ１が０．０５ｒｐｍ程度のスピードで１回転する間に、ウェハ１のベベル部と材料膜７の端部の両方を含む画像をウェハ１の回転角度に対応して撮影し、回転角度および画像データを組にした複数の角度依存画像データを制御部２０から中央制御部２３を介して画像処理装置２４に送信する。
【００５７】
なお、本実施形態では、画像データの取得間隔を、ウェハ１の回転角度が１°の場合とするが、１°より小さくてもよく、１°より大きくてもよい。画像データの取得間隔が１°である場合、角度依存画像データの数は、原点の場合を含めて３６０個となる。画像データの取得間隔が１°よりも小さい場合、画像データの取得間隔が１°の場合に比べて角度依存画像データの数が多くなるため、ベベル部における成膜状態をより詳細に分析することが可能となる。反対に、画像データの取得間隔が１°よりも大きい場合、画像データの取得間隔が１°の場合に比べて角度依存画像データの数が少なくなるため、後述の画像処理の負荷が軽減する。また、回転角度は、ウェハの外周に沿って一定間隔の位置を規定する値となる。
【００５８】
次に、膜検査装置１０で取得した画像から、ベベル部の基準面から膜端部までの距離を算出する方法を、図８および図９を参照して説明する。この距離の算出処理は、図６に示した画像処理装置２４で実行される。なお、構成については、図６および図７に示した構成と同様な構成については同一の符号を用いている。
【００５９】
画像処理装置２４の制御部１４０は、１枚のウェハ１に関する複数の角度依存画像データを膜検査装置１０から受信すると、受信した角度依存画像データを記憶部１４２に格納する。続いて、制御部１４０は、複数の角度依存画像データから画像データだけ抜き出して画像の輝度分布を分析し、ベベル部の端面２と材料膜７の端部を検出する輝度閾値を設定する。そして、制御部１４０は、複数の角度依存画像データから画像データ毎に、ベベル部と材料膜７の端部のそれぞれの位置を示す位置データを抽出し、位置データに基づいて端面２から材料膜７の端部までの距離Ｘを算出する。その後、制御部１４０は、回転角度θに対する距離Ｘの変化をプロットすることで、回転角度θと距離Ｘの関係を示すグラフを作成する。作成されたグラフの一例を図８（ａ）に示す。
【００６０】
図８(ａ)は、カメラ１８で撮影した上部傾斜面３における端面２から材料膜７の端部までの距離Ｘのデータについて、回転角に対する変化を示すグラフの一例である。図８（ｂ）は図８（ａ）の測定対象となったベベル部を拡大して示した断面図である。図８は、スパッタリング法により形成された材料膜７の場合の一例である。
【００６１】
上述の演算処理により、距離Ｘは、ウェハ１の主面１ａにおける主面の中心を通る直線上において、ウェハの端面２を基準面として算出されていることになる。図８（ａ）に示すグラフにおいて、Ｘａは距離Ｘの平均値であり、Ｘｂは極大値である。角度θｘは距離Ｘが極大値Ｘｂとなるときの回転角度である。
【００６２】
制御部１４０は、図８（ａ）に示すグラフのデータから、平均値Ｘａを算出し、極大値Ｘｂおよびそのときの角度θｘを抽出すると、平均値Ｘａ、極大値Ｘｂおよび回転角度θｘを含む画像解析処理データをデータ処理装置２５に送信する。
【００６３】
なお、回転角度に対する距離Ｘの変化を示すデータには、回転角度が１８０°異なる位置に距離Ｘの極大値と極小値が１つずつ存在しており、極大値が２つ存在することはない。これは材料膜７の端部の位置バラツキが、ランダムなバラツキではなく、図３に例示したように、偏芯によって膜形成領域の中心位置がずれたことによるものだからである。距離Ｘについて極大値が１つだけなので、例えば、極大となる点が２つ以上存在することで画像解析処理データを送れないなどのエラーが起きないので、データ処理装置２５へ送信するデータが欠落することはない。
【００６４】
図９(ａ)は、カメラ１９で撮影した端面２における、ウェハ１の主面１ａから材料膜７の端部までの距離Ｙのデータについて、回転角に対する変化を示すグラフの一例である。図９（ｂ）は図９（ａ）の測定対象となったベベル部を拡大して示した断面図である。図９は、プラズマＣＶＤ法により形成された材料膜７の場合の一例である。ここでは、制御部１４０は、距離Ｘの代わりに距離Ｙを用いることを除いて、上述の演算処理と同様であるため、詳細な説明を省略する。上述した方法と同様にして、制御部１４０は、複数の角度依存画像データに基づいて、各画像データからウェハ１の主面１ａと材料膜７の端部の位置データを抽出すると、図９（ａ）に示すような、回転角度θに対する距離Ｙの変化をプロットしたグラフを作成する。
【００６５】
図９（ａ）に示すグラフでは、距離Ｙは、ウェハ１の側面における主面１ａと垂直な直線上において、ウェハの主面１ａを基準面として算出されていることになる。本来、距離Ｙを測定する際の基準面となる、主面１ａの端部１Ａは、図９（ｂ）に示すように、材料膜７で覆われている。そのため、制御部１４０は、画像からは端部１Ａを基準面とした位置データを抽出することができず、材料膜７ｂのコーナ部７Ｂから材料膜７の端部までの距離を距離Ｙとしている。しかし、端部１Ａとコーナ部７Ｂのずれ量Ｙｃはわずか２ｎｍ程度であり、また、端部１Ａの位置が変動してもコーナ部７Ｂがその変動に追随することはなく、ずれ量Ｙｃが拡大することはないので、コーナ部7Ｂを基準面としても問題は生じない。
【００６６】
制御部１４０は、図９（ａ）に示すグラフのデータから、平均値Ｙａを算出し、極大値Ｙｂおよびそのときの角度θｙを抽出すると、平均値Ｙａ、極大値Ｙｂおよび回転角度θｙを含む画像解析処理データをデータ処理装置２５に送信する。なお、回転角度に対する距離Ｙの変化を示すデータにおいても、距離Ｘの場合と同様な理由により、極大値と極小値が１つずつ存在し、極大値が２つになることはないので、例えば、極大となる点が２つ以上存在することで画像解析処理データを送れないなどのエラーが起きないので、データ処理装置２５へ送信するデータが欠落することはない。
ここで算出された極大値ＸｂおよびＹｂがウェハ１に対する材料膜７の偏芯量に相当する。
【００６７】
次に、ベベル部のエッチングを行う前に実施する、ウェハ位置の調整量の決定方法について説明する。ウェハ位置の調整量の決定処理は、図６に示したデータ処理装置２５で実行される。
【００６８】
データ処理装置２５の記憶部１５２には、画像解析処理データからウェハ位置の調整量を決定するための表が予め格納されている。以下に、その表の一例を説明する。
【００６９】
表１は、図８に示したグラフの位置データに対応して、ウェハ位置の調整量を決定するための表の一例である。表１には、平均値Ｘａと極大値Ｘｂの差分値（＝Ｘｂ−Ｘａ）である距離ＤＸを一定範囲で区分して、その区分毎に調整量Ｌｘが記述されている。
【００７０】
【表１】
2012023282.tif 000003
【００７１】
表１に示すように、距離ＤＸが100μｍ以下ではウェハ位置を調整する必要はなく、距離ＤＸが100μｍ増加する毎に50μｍずつ調整量を増している。ここで、距離ＤＸが400μｍ以上となる場合が設定されていないのは、ウェハ１における直径Ｘ３（図３（ａ）参照）の公差が±200μｍとなっていることから、距離ＤＸが400μｍ以上にならないことが明らかだからである。また、距離ＤＸに対する調整量Ｌｘは、発明者が実験により定めた最適値となっている。距離ＤＸに対して調整量Ｌｘをリニアに追随させて変更しないのは、細かく追随させた場合において実効上の効果が認められず、また、細かく追随させる場合には調整量制御の精度を向上させなければならなくなり、製造装置の構成が複雑になるデメリットが生ずるためである。
【００７２】
データ処理装置２５の制御部１５０は、画像処理装置２４から受信する画像解析処理データを記憶部１５２に一旦格納した後、画像解析処理データから距離ＤＸを算出する。続いて、制御部１５０は、表１を参照して、算出した距離ＤＸに対応する、ウェハ位置の調整量Ｌｘを決定する。その後、制御部１５０は、回転角度θｘおよび調整量Ｌｘの情報を含む調整データをベベル処理装置２６に送信する。
【００７３】
表２は、図９に示したグラフの位置データに対応して、ウェハ位置の調整量を決定するための表の一例である。表２には、平均値Ｙａと極大値Ｙｂの差分値（＝Ｙｂ−Ｙａ）である距離ＤＹを一定範囲で区分して、その区分毎に調整量Ｌｙが記述されている。
【００７４】
【表２】
2012023282.tif 000004
【００７５】
表２に示すように、この場合でも、距離ＤＹが150μｍ以下では調整する必要はなく、距離ＤＹが150μｍ増加する毎に50μｍずつ調整量を増している。ここで、距離ＤＹが600μｍ以上となる場合が設定されていないのは、ウェハ１における端面２の寸法Ｙｄ（図２参照）が、350±100μｍとなっていることから、距離ＤＹが600μｍ以上にはならないことが明らかだからである。また、距離ＤＹに対する調整量Ｌｙも発明者が実験により定めた最適値であり、距離ＤＹに対して調整量Ｌｙをリニアに変更しない理由も距離ＤＸの場合で説明した理由と同じである。
【００７６】
データ処理装置２５の制御部１５０は、画像処理装置２４から受信する画像解析処理データを記憶部１５２に一旦格納した後、画像解析処理データから距離ＤＹを算出する。続いて、制御部１５０は、表２を参照して、算出した距離ＤＹに対応する、ウェハ位置の調整量Ｌｙを決定する。その後、制御部１５０は、回転角度θｙおよび調整量Ｌｙの情報を含む調整データをベベル処理装置２６に送信する。
【００７７】
なお、制御部１５０がウェハ位置の調整量を決定する際、制御部１５０に表１と表２のいずれを参照させるかについては、種々の方法が考えられる。例えば、データ処理装置２５が解析対象に対して表１と表２のいずれを参照すべきかの指示を操作者が入力してもよく、ベベルエッチング処理の対象となる材料膜が図８と図９のいずれに対応するかの情報が画像解析処理データに含まれているようにしてもよい。
【００７８】
次に、図６に示したベベル処理装置２６の構成を、図１０を参照して説明する。
【００７９】
図１０に示すように、ベベル処理装置２６は、エッチング中のウェハ１を保持するステージとなる支持プレート２８と、下部電極３２および上部電極３３と、これらの電極に高周波電圧を印加する高周波電源３４と、ウェハ１の位置を調整する補正部と、各部を制御する制御部１６０とを有する。また、プロセスガスを供給するための配管２９と配管３０がプロセスチャンバ２７に接続され、配管２９および配管３０を保持する支持プレート３１が上部電極３３の下に設けられている。支持プレート３１、下部電極３２および上部電極３３がプロセスチャンバ２７内の中央に配置されている。
【００８０】
配管２９は図に示さないガス供給源からバルブ３６および供給口３９を介してプロセスチャンバ２７に導入され、配管３０は図に示さないガス供給源からバルブ３７および供給口３９を介してプロセスチャンバ２７に導入されている。プロセスチャンバ２７には排気口４０を介してポンプ４１が接続されている。ポンプ４１は、プロセスチャンバ２７内における、プロセスガスによるエッチング処理後のガスを排気する。
【００８１】
補正部は、ウェハ１を保持するための複数の支持ピン４３と、支持ピン４３を昇降させる駆動部４４と、駆動部４４をＸ方向およびＹ方向のそれぞれにスライドさせるためのＸステージおよびＹステージ（以下では、ＸＹステージと称する）４６とを有する。支持ピン４３の材料は合金である。
【００８２】
制御部１６０は、バルブ３６およびバルブ３７に信号線を介して接続された制御部３８と、ポンプ４１に信号線を介して接続された制御部４２と、駆動部４４に信号線を介して接続された制御部４５と、ＸＹステージ４６と信号線を介して接続された制御部４７と、これらの制御部と信号線を介して接続された中央制御部４８とを有する。中央制御部４８は図に示さない信号線を介して高周波電源３４と接続されている。中央制御部４８はデータ処理装置２５と信号線で接続されている。
【００８３】
制御部３８がバルブ３６およびバルブ３７の開度を制御することで、プロセスチャンバ２７内に供給されるプロセスガスの流量が調整される。制御部４２がポンプ４１を制御することで、エッチング処理後のガスが排気されるだけでなく、プロセスチャンバ２７の圧力が調整される。制御部４５が駆動部４４を制御することで、複数の支持ピン４３が支持プレート２８に設けられた貫通孔を介して上昇したり、下降したりする。制御部４７がＸＹステージ４６を制御することで、駆動部４４がＸ方向およびＹ方向のそれぞれの方向にスライドして平行移動する。なお、ＸＹステージ４６はＸ方向およびＹ方向のそれぞれに沿って移動する場合に限らず、Ｘ方向ステージとＹ方向ステージが同時に移動することで、駆動部４４が現在位置からＸＹ座標上の任意の位置座標に直線上に移動してもよい。
【００８４】
中央制御部４８には、プログラムを記憶するメモリ（不図示）と、プログラムにしたがって処理を実行するＣＰＵ（不図示）とが設けられている。中央制御部４８は、プログラムに記述された手順にしたがって制御部３８、４２、４５、４７および高周波電源３４のそれぞれに制御信号を送信する。それらの各制御部および高周波電源３４は、中央制御部４８から制御信号を受信すると、予め決められた処理を実行する。制御部３８、４２、４５、４７のそれぞれの動作が互いに干渉しないように、中央制御部４８によって制御される。
【００８５】
ベベル処理装置２６では、図１０に示すように、配管３０は支持プレート３１内で複数の吐出口に分割され、複数の吐出口は、支持プレート２８にウェハ１が保持されたときのウェハ１のベベル部よりも内側の主面近傍に配置されている。
【００８６】
一方、支持プレート３１における、配管２９の吐出口は、支持プレート２８にウェハ１が保持されたときのウェハ１のベベル部近傍に設けられている。また、下部電極３２と上部電極３３は、それぞれの周辺部分だけがウェハ１のベベル部で対向する構成になっている。このように、ベベル処理装置２６においては、エッチング部の構成を下部電極３２および上部電極３３のそれぞれの周辺部分だけをウェハ１のベベル部に対向させる構造にし、配管２９を介して供給されるプロセスガスをプラズマ化することで、ウェハ１のベベル部の材料膜だけをエッチングすることを可能にしている。
【００８７】
上述の構成によるベベル処理装置２６による、エッチング処理の具体例を説明する。なお、圧力の単位Ｔｏｒｒは、１Ｔｏｒｒ≒１３３Ｐａである。
【００８８】
プロセスチャンバ２７内の圧力を1.9torrにした後、プロセスガスとして流量20sccmの六フッ化硫黄（ＳＦ6）と流量100sccmのテトラフルオロメタン（ＣＦ4）を配管２９を介してプロセスチャンバ２７に供給し、高周波電源３４から上部電極３３および下部電極３２間に電力600Ｗで高周波電圧を印加することによって、これらのプロセスガスをベベル部近傍でプラズマ化する。このとき、流量90sccmの窒素（Ｎ2）をプロセスチャンバ２７に配管３０を介して供給することによって、発生したプラズマがウェハ１の中央部へ流動することなく、ベベル部付近だけにプラズマ領域３５を形成することが可能となる。
【００８９】
プラズマ領域３５におけるエッチング処理では、その領域の中央部に近づくほどエッチング量が増える傾向にある。これは、プラズマの発生領域をべべル付近に限定させることで、プラズマ領域３５の周辺部から中心部にかけてプラズマの密度勾配が高くなるためである。このことを、図１０を参照して説明すると、同じプラズマ領域３５においても、その中心部にあるプラズマ領域３５ｂでは、エッチングに寄与するプラズマが増加する結果、エッチングレートがその周辺部のプラズマ領域３５ａよりも増加して、エッチング効率が向上することに起因する。
【００９０】
次に、ベベル処理装置２６による、ウェハ１の位置を調整する方法を、図１１を参照して説明する。図１１は、ウェハ位置の調整方法を説明するための、ベベル処理装置の要部を示す図である。
【００９１】
図１１（ａ）は支持プレート２８の平面図であり、図１１（ｂ）はその断面図である。図１１（ｃ）は図１１（ａ）に示す破線枠１７０で囲まれた部分の拡大図である。図１１（ｄ）は、ウェハ１の位置を調整した後にエッチング処理を行っている様子を模式的に示す断面図である。
【００９２】
図１１（ａ）に示すように、支持ピン４３は、円形の支持プレート２８の中心を通って直交する２本の直線のそれぞれの直線上に４ケずつ配置されている。また、図１１（ａ）に示す例では、２本の直線のうち、一方はＸ軸に平行な線であり、他方はＹ軸に平行な線である。Ｘ軸に平行な線上の４つの支持ピン４３のうち、支持プレート２８の中心に近い側の２つの支持ピン４３と、Ｙ軸に平行な線上の４つの支持ピン４３のうち、支持プレート２８の中心に近い側の２つの支持ピン４３とが同心円上に配置されている。これと同様に、Ｘ軸に平行な線上の４つの支持ピン４３のうち、支持プレート２８の外周に近い側の２つの支持ピン４３と、Ｙ軸に平行な線上の４つの支持ピン４３のうち、支持プレート２８の外周に近い側の２つの支持ピン４３とが同心円上に配置されている。図１１（ｂ）は、その２本の直線のいずれか一方の直線における断面構造を示している。
【００９３】
駆動部４４が支持ピン４３を上昇させたとき、図１１（ｂ）に示すように、支持ピン４３の突出量Ｙａが２〜３ｍｍ程度になるように調整されている。そのため、ウェハ１の反り、および支持プレート２８の平坦度のそれぞれが規定範囲内であれば、ウェハ１の一部ですら支持プレート２８に接触することはない。
【００９４】
支持プレート２８と支持ピン４３が独立しているだけでなく、支持プレート２８に設けられた貫通孔の内径の方が支持ピン４３の直径よりも大きいので、支持ピン４３と貫通孔の側壁との間に余裕が設けられている。そのため、ＸＹステージ４６をＸ軸およびＹ軸のそれぞれに沿って移動させることにより、ＸＹステージ４６上に設けられた駆動部４４を介して支持ピン４３に保持されたウェハ１を上記余裕の範囲で、データ処理装置２５で決定された調整量に対応して移動させることが可能となる。このようにして、支持ピン４３を、支持プレート２８に設けられた貫通孔において、ウェハ１の主面に対して平行に、かつ、支持プレート２８とは独立して移動させることができる。
【００９５】
支持ピン４３と貫通孔の寸法についての具体例を説明する。図１１（ｃ）は図１１（ａ）に示す破線枠１７０で囲まれた部分の拡大図である。図１１（ｃ）に平面図において、支持ピン４３の直径Ｘ４は1.6ｍｍ程度であり、貫通孔の内径Ｘ５は5.8ｍｍ程度である。これらの寸法から支持ピン４３と貫通孔のクリアランスは、支持ピン４３の外周のいずれにおいても2.1ｍｍとなる。この2.1ｍｍという寸法は、表１および表２に示した、ウェハ１の最大調整量である150μｍよりも十分に大きい値であり、150μｍの調整を行う際、クリアランス不足で調整できないという問題は生じない。
【００９６】
上述の構成のベベル処理装置２６において、中央制御部４８は、データ処理装置２５から調整データを受け取ると、調整データをメモリ（不図示）に保存する。処理対象のウェハ１がベベル処理装置２６にセットされると、中央制御部４８は、ウェハ１をロードポート（不図示）に搬送し、ウェハ１のノッチ１５（図７（ｂ）参照）を検出して、ノッチ１５の位置とウェハ１の中心を認識する。そして、中央制御部４８は、ウェハ１の中心と支持プレート２８の機械中心とが合致するようにして、支持プレート２８に設けられた貫通孔から突出している支持ピン４３上にウェハ１を置く。
【００９７】
続いて、中央制御部４８は、メモリ（不図示）に格納した調整データから調整量（ＬｘまたはＬｙ）を移動量として読み出し、ウェハ位置の調整が必要と判断すると、制御部４５を介して駆動部４４に支持ピン４３を上昇させる。そして、中央制御部４８は、調整データから回転角度（θｘまたはθｙ）を移動方向として読み出し、回転角度に位置するベベル部がプラズマ領域３５の中心近くになるように、制御部４７を介してＸＹステージ４６に調整量の分だけ移動させる。その後、中央制御部４８は、制御部４５を介して駆動部４４に支持ピン４３を下降させる。さらに、中央制御部４８は、上述したエッチング処理をウェハ１のベベル部に対して行う。
【００９８】
上述のようにして、ウェハ１を移動させると、図１１（ｄ）に示すように、ウェハ１の端部１ｃでは、プラズマ密度が高くなっているプラズマ領域３５ｂへのベベル部の挿入量が多くなり、エッチングに寄与するプラズマが増加するので、端部１ｃにおけるエッチング量を大きくすることができる。このとき、端部１ｃに対して回転角度が180°異なる位置の端部１ｄでは、端部１ｃとは反対にベベル部の挿入量が少なくなり、端部１ｄにおけるエッチング量を少なくすることができる。端部１ｄに対するエッチング量が少なくなっても、図８および図９を参照して説明したように、距離Ｘまたは距離Ｙの極大値と極小値の位置は回転角度で180°異なっており、極小値の場所に該当する端部１ｄでは、エッチング量を少なくする必要があるので、問題は生じない。
【００９９】
次に、ベベル部をエッチングした後のベベル部における成膜状態について、図１２を参照して説明する。
【０１００】
ここで、図１２（ａ）および図１２（ｃ）は共にエッチング前のベベル部の状態を示す断面図であり、図５の（ａ）および図５（ｂ）で示した図と同じものである。図１２（ａ）は図５（ａ）に対応し、図１２（ｂ）は図５（ｂ）に対応している。材料膜７ａをタンタルナイトライドとし、材料膜７ｂを窒化シリコンとする。
【０１０１】
図１２（ａ）に示すベベル部の材料膜７ｂをエッチングすると、図１２（ｂ）に示すように、その下地となっている材料膜７ａが残留して、端面２と上部傾斜面３で材料膜７ａが露出することになる。これは、エッチング前の状態では、材料膜７ｂが端面２まで覆っており、材料膜７ｂの膜厚Ｙ１が厚いため、材料膜７ａに対するエッチング量が不足したためである。この残留した材料膜７ａはウェハ１に対する密着性が劣るため、露出した状態では剥離して脱落するので、異物４９となってウェハ１上へ飛散する。この異物４９は、実験によると、歩留を1.4％程度低下させる原因となる。
【０１０２】
一方、図１２（ｃ）に示すベベル部の材料膜７ｂをエッチングすると、図１２（ｄ）に示すように、下地となっている材料膜７ａは完全に除去されて残留しないので、その後の工程で材料膜７ａが剥離して異物になることを防げる。
【０１０３】
このように、材料膜７ａの残留の有無が歩留に影響するので、ベベル処理装置２６による、ベベル部の処理では、図１２（ａ）に示す成膜状態となっているベベル部をエッチングレートの高いプラズマ領域３５の中心に近づけることで、エッチング後の状態が常に図１２（ｄ）に示す状態になるようにエッチングすることが可能となる。
【０１０４】
このようにして、ベベル部における、複数の材料膜が積層した積層膜に対しても、本実施形態のベベル処理を適用することが可能である。
【０１０５】
本実施形態における、半導体デバイスの製造方法によれば、ウェハに対して、ウェハ上に形成した材料膜の偏芯量を測定し、その偏芯量に基づいて、エッチング装置のステージ上のウェハの位置を調整することで、エッチングレートの異なるエッチングをベベル部の残留膜の位置に合わせて行っている。ベベル部における材料膜の残留状況を確認して、膜の残留状況に合わせて膜の除去を行っているため、ベベルにおける不要な材料膜を十分に除去することが可能となる。その結果、歩留まり低下の原因となる異物の発生を低減することができる。さらに、ベベル部に複数の膜が積層している場合には、ベベル部の下地膜が露出して残留することを防止し、下地膜の剥がれによる異物発生を低減させることができる。
【０１０６】
また、本実施形態における、半導体デバイスの製造装置によれば、エッチング時にウェハを固定する支持プレートにウェハの位置を調整する補正部を有しているので、エッチング処理を行う前に、偏芯量に基づいたウェハ位置の最適化を確実に行うことができる。
【符号の説明】
【０１０７】
１    ウェハ
２    端面
７、７ａ、７ｂ    材料膜
１０    膜検査装置
２４    画像処理装置
２５    データ処理装置
２６    ベベル処理装置
【図１】
2012023282.tif 000005
【図２】
2012023282.tif 000006
【図３】
2012023282.tif 000007
【図４】
2012023282.tif 000008
【図５】
2012023282.tif 000009
【図６】
2012023282.tif 000010
【図７】
2012023282.tif 000011
【図８】
2012023282.tif 000012
【図９】
2012023282.tif 000013
【図１０】
2012023282.tif 000014
【図１１】
2012023282.tif 000015
【図１２】
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