(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）ロードカセットからウェーハを１枚取り出す第１工程と、
（ｂ）ウェーハのエッチング前重量Ｗ１を測定する第２工程と、
（ｃ）Ｔ０＝Ｖ０÷Ｒ・・・・・（１）
によってエッチング時間Ｔ０を算出する第３工程〔式（１）において、Ｔ０：エッチング時間（ｍｉｎ）、Ｖ０：目標とするエッチング量（ｇ）、Ｒ：使用するエッチング液のエッチングレートの初期値Ｒ０、エッチング後のエッチング液のエッチングレートＲ１又は注加用薬液を注加したエッチング液のエッチングレートＲ２（ｇ／ｍｉｎ）〕と、
（ｄ）当該ウェーハのエッチング処理を上記算出されたＴ０時間行う第４工程と、
（ｅ）当該ウェーハのエッチング後重量Ｗ２を測定する第５工程と、
（ｆ）Ｒ１＝（Ｗ１−Ｗ２）÷Ｔ０・・・・・・（２）
によってエッチング後のエッチング液のエッチングレートＲ１を算出する第６工程〔式（２）において、Ｒ１：エッチング後のエッチング液のエッチングレート（ｇ／ｍｉｎ）、Ｗ１：ウェーハのエッチング前重量（ｇ）、Ｗ２：ウェーハのエッチング後重量（ｇ）、Ｔ０：エッチング時間〕と、
（ｇ）エッチングされたウェーハを収納する第７工程と、
（ｈ）エッチング後のエッチング液のエッチングレートＲ１が許容範囲内であるか否かを判定する第８工程とからなり、
第８工程においてエッチングレートＲ１が許容範囲内であると判定された場合には、次のウェーハについて前記第１工程〜第７工程を実施し、一方、第８工程においてエッチングレートＲ１が許容範囲外であると判定された場合には、エッチング液に注加用薬液を注加し、そのエッチングレートＲ１を初期値Ｒ０近傍のエッチングレートＲ２に戻す第９工程を実施した後、次のウェーハについて前記第１工程〜第７工程を実施するようにしたことを特徴とするスピンエッチングにおけるエッチング量と薬液の管理方法。
【請求項２】
（ａ）ロードカセットからウェーハを１枚取り出す第１工程と、
（ｂ）ウェーハのエッチング前の重量Ｗ１を測定する第２工程と、
（ｃ）Ｖ＝Ｗ１−Ｗ０・・・・・・（３）
によってエッチング量Ｖを決定する第３工程〔式（３）において、Ｖ：エッチング量（ｇ）、Ｗ１：ウェーハのエッチング前重量（ｇ）、Ｗ０：ウェーハの仕上げ重量、即ち目標とするエッチング後重量（ｇ）〕と、
（ｄ）Ｔ＝Ｖ÷Ｒ・・・・・・（４）
によってエッチング時間Ｔを算出する第４工程〔（式（１）において、Ｔ：エッチング時間（ｍｉｎ）、Ｖ：目標とするエッチング量（ｇ）、Ｒ：使用するエッチング液の初期値Ｒ０、エッチング後のエッチング液のエッチングレートＲ１又は注加用薬液を注加したエッチング液のエッチングレートＲ２（（ｇ／ｍｉｎ）〕と、
（ｅ）当該ウェーハのエッチング処理を行う第５工程と、
（ｆ）当該ウェーハのエッチング後の重量Ｗ２を測定する第６工程と、
（ｇ）Ｒ１＝（Ｗ１−Ｗ２）÷Ｔ・・・・・・（５）
によってエッチング後のエッチング液のエッチングレートＲ１を算出する第７工程〔式（２）において、Ｒ１：エッチング後のエッチング液のエッチングレート（ｇ／ｍｉｎ）、Ｗ１：ウェーハのエッチング前重量（ｇ）、Ｗ２：ウェーハのエッチング後重量（ｇ）、Ｔ：エッチング時間〕と、
（ｈ）エッチングされたウェーハを収納する第８工程と、
（ｉ）エッチング後のエッチング液のエッチングレートＲ１が許容範囲内であるか否かを判定する第９工程とからなり、
第９工程においてエッチングレートＲ１が許容範囲内であると判定された場合には、次のウェーハについて前記第１工程〜第８工程を実施し、一方、第９工程においてエッチングレートＲ１が許容範囲外であると判定された場合には、エッチング液に注加用薬液を注加し、そのエッチングレートＲ１を初期値Ｒ０近傍のエッチングレートＲ２に戻す第１０工程を実施した後、次のウェーハについて前記第１工程〜第８工程を実施するようにしたことを特徴とするスピンエッチングにおけるエッチング量と薬液の管理方法。
【請求項３】
使用開始時のエッチング液のエッチングレートの初期値Ｒ０及び／又は使用後のエッチング液に対して注加用薬液を注加してそのエッチングレートを初期値近傍に戻したエッチング液のエッチングレートＲ２の確認処理を行うことを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
前記エッチングレートの確認処理が、
（ａ）ダミーウェーハ乗台からダミーウェーハを１枚取り出す第１工程と、
（ｂ）ダミーウェーハのエッチング前重量Ｄ１を測定する第２工程と、
（ｃ）当該ダミーウェーハのエッチング処理を所定時間ｔ０行う第３工程と、
（ｄ）当該ダミーウェーハのエッチング後重量Ｄ２を測定する第４工程と、
ｒ０＝（Ｄ１−Ｄ２）÷ｔ０・・・・・・（６）
によってエッチング後のエッチング液のエッチングレートｒ０を算出する第５工程〔式（２）において、ｒ０：エッチング後のエッチング液のエッチングレート（ｇ／ｍｉｎ）、Ｄ１：ダミーウェーハのエッチング前重量（ｇ）、Ｄ２：ダミーウェーハのエッチング後重量（ｇ）、ｔ０：エッチング時間〕と、
（ｇ）エッチングされたダミーウェーハをダミーウェーハ乗台に移載する第７工程と、
（ｈ）エッチング後のダミーウェーハの重量が規定値内であるか否かを判定する第８工程とからなり、
第８工程においてダミーウェーハの重量が規定値内であると判定された場合には、エッチングレート確認処理を終了し、一方、第８工程においてダミーウェーハ重量が規定値外であると判定された場合には、使用したダミーウェーハの交換要求信号を発生する第９工程を実施した後、エッチングレート確認処理を終了するようにしたことを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項５】
ウェーハをエッチングするスピンエッチング部と、エッチング液を貯留循環する薬液循環タンクと、この薬液循環タンクからのエッチング液を前記スピンエッチング部に供給する薬液供給ラインと、前記スピンエッチング部において使用されたエッチング液を前記薬液循環タンクに回収する薬液回収ラインと、前記スピンエッチング部でエッチングされるウェーハのエッチング前後の重量を測定する重量測定部と、エッチングされるウェーハを前記重量測定部に移載しその重量を測定した後前記スピンエッチング部に供給しかつエッチングされたウェーハをこのスピンエッチング部から前記重量測定部に移載してその重量を測定した後この重量測定部から当該ウェーハを取り除く作用を行うハンドリング機構部からなり、前記スピンエッチング部において請求項１〜４のいずれか１項記載の方法によってスピンエッチングにおけるエッチング量と薬液を管理するようにしたことを特徴とするスピンエッチング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピンエッチングにおける工程、例えば、エッチング量と薬液の新規な管理方法及びスピンエッチング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のディバイス加工においてチップの機械的強度向上や電気的熱的特性の向上を目的としたスピンエッチング装置によるウェーハのウエットエッチング処理が多用される状況となって来ている。また、ウエットエッチングでは薬液の循環利用が通例でウェーハの処理枚数が増加するに従いエッチングレートの低減が発生してしまう。この際の管理項目としてエッチング処理後のウェーハの厚み管理が最も重要な管理項目となる。厚み管理であるので直接ウェーハの厚みを計測する方法が良い。しかし、この工程ではほとんどのウェーハにパターン処理や電極が形成されており更にパターン面保護の為テープやガラス基板が貼られているケースも有る。この様なさまざまな条件の中で厚みを精度良く計測する方法は非常に難しく又は非常に高価な計測器を必要とする事となる。
【発明の開示】
【０００３】
本発明は、この様な従来技術の状況に鑑みなされたもので、さまざまな条件のウェーハでもエッチング処理でのエッチング量の均一化を実現できるとともにエッチング後のウェーハ間の厚さを均一にすることができるようにしたスピンエッチングにおける工程管理方法及びスピンエッチング装置を提供することを目的とする。
【０００４】
本発明の眼目は、ウェーハのスピンエッチングを行うに際して、ウェーハのエッチング量を一定に管理する手法としてウェーハの重量管理を実施する点にある。このウェーハのエッチング量の管理方法としては、エッチングで取り去る量を一定に管理する方法とウェーハの仕上がり重量を一定に管理する方法との２種類がある。
【０００５】
本発明のスピンエッチングにおける工程管理方法の第１の態様（ウェーハのエッチングで取り去る量を一定に管理する方法）は、
（ａ）ロードカセットからウェーハを１枚取り出す第１工程と、
（ｂ）ウェーハのエッチング前重量Ｗ１を測定する第２工程と、
（ｃ）Ｔ０＝Ｖ０÷Ｒ・・・・・（１）
によってエッチング時間Ｔ０を算出する第３工程〔式（１）において、Ｔ０：エッチング時間（ｍｉｎ）、Ｖ０：目標とするエッチング量（ｇ）、Ｒ：使用するエッチング液のエッチングレートの初期値Ｒ０、エッチング後のエッチング液のエッチングレートＲ１又は注加用薬液を注加したエッチング液のエッチングレートＲ２（ｇ／ｍｉｎ）〕と、
（ｄ）当該ウェーハのエッチング処理を上記算出されたＴ０時間行う第４工程と、
（ｅ）当該ウェーハのエッチング後重量Ｗ２を測定する第５工程と、
（ｆ）Ｒ１＝（Ｗ１−Ｗ２）÷Ｔ０・・・・・・（２）
によってエッチング後のエッチング液のエッチングレートＲ１を算出する第６工程〔式（２）において、Ｒ１：エッチング後のエッチング液のエッチングレート（ｇ／ｍｉｎ）、Ｗ１：ウェーハのエッチング前重量（ｇ）、Ｗ２：ウェーハのエッチング後重量（ｇ）、Ｔ０：エッチング時間〕と、
（ｇ）エッチングされたウェーハを収納する第７工程と、
（ｈ）エッチング後のエッチング液のエッチングレートＲ１が許容範囲内であるか否かを判定する第８工程とからなり、
第８工程においてエッチングレートＲ１が許容範囲内であると判定された場合には、次のウェーハについて前記第１工程〜第７工程を実施し、一方、第８工程においてエッチングレートＲ１が許容範囲外であると判定された場合には、エッチング液に注加用薬液を注加し、そのエッチングレートＲ１を初期値Ｒ０近傍のエッチングレートＲ２に戻す第９工程を実施した後、次のウェーハについて前記第１工程〜第７工程を実施するようにしたことを特徴とする。本発明方法の第１の態様によれば、エッチング量Ｖを一定に管理してスピンエッチングを連続的に実施することができる。
【０００６】
本発明のスピンエッチングにおける工程管理方法の第２の態様（ウェーハの仕上がり重量を一定に管理する方法）は、
（ａ）ロードカセットからウェーハを１枚取り出す第１工程と、
（ｂ）ウェーハのエッチング前の重量Ｗ１を測定する第２工程と、
（ｃ）Ｖ＝Ｗ１−Ｗ０・・・・・・（３）
によってエッチング量Ｖを決定する第３工程〔式（３）において、Ｖ：エッチング量（ｇ）、Ｗ１：ウェーハのエッチング前重量（ｇ）、Ｗ０：ウェーハの仕上げ重量、即ち目標とするエッチング後重量（ｇ）〕と、
（ｄ）Ｔ＝Ｖ÷Ｒ・・・・・・（４）
によってエッチング時間Ｔを算出する第４工程〔（式（１）において、Ｔ：エッチング時間（ｍｉｎ）、Ｖ：目標とするエッチング量（ｇ）、Ｒ：使用するエッチング液の初期値Ｒ０、エッチング後のエッチング液のエッチングレートＲ１又は注加用薬液を注加したエッチング液のエッチングレートＲ２（（ｇ／ｍｉｎ））と、
（ｅ）当該ウェーハのエッチング処理を上記算出されたＴ１時間行う第５工程と、
（ｆ）当該ウェーハのエッチング後の重量Ｗ２を測定する第６工程と、
（ｇ）Ｒ１＝（Ｗ１−Ｗ２）÷Ｔ・・・・・・（５）
によってエッチング後のエッチング液のエッチングレートＲ１を算出する第７工程〔式（２）において、Ｒ１：エッチング後のエッチング液のエッチングレート（ｇ／ｍｉｎ）、Ｗ１：ウェーハのエッチング前重量（ｇ）、Ｗ２：ウェーハのエッチング後重量（ｇ）、Ｔ：エッチング時間〕と、
（ｈ）エッチングされたウェーハを収納する第８工程と、
（ｉ）エッチング後のエッチング液のエッチングレートＲ１が許容範囲内であるか否かを判定する第９工程とからなり、
第９工程においてエッチングレートＲ１が許容範囲内であると判定された場合には、次のウェーハについて前記第１工程〜第８工程を実施し、一方、第９工程においてエッチングレートＲ１が許容範囲外であると判定された場合には、エッチング液に注加用薬液を注加し、そのエッチングレートＲ１を初期値Ｒ０近傍のエッチングレートＲ２に戻す第１０工程を実施した後、次のウェーハについて前記第１工程〜第８工程を実施するようにしたことを特徴とする。本発明方法の第２の態様によれば、ウェーハの仕上がり重量を一定に管理してスピンエッチングを連続的に実施することができる。
【０００７】
本発明方法の第１の態様の第３工程において、式（１）によってエッチング時間Ｔ０を求める際、又は第２の態様の第４工程において式（４）によってエッチング時間Ｔを求める際のエッチングレートＲとしては、使用するエッチング液のエッチングレートの初期値Ｒ０、エッチング後のエッチングレートＲ１又は注加薬液を注加したエッチング液のエッチングレートＲ２を用いる。この使用開始時のエッチング液のエッチングレートの初期値Ｒ０及び／又は使用後のエッチング液に対して注加用薬液を注加してそのエッチングレートを初期値近傍に戻したエッチング液のエッチングレートＲ２の確認処理については、後述するようにダミーウェーハを用いる測定工程を別途設けることによって確認測定するのが好ましい。
【０００８】
前記した使用開始時のエッチング液のエッチングレートの初期値Ｒ０及び／又は使用後のエッチング液に対して注加用薬液を注加してそのエッチングレートを初期値近傍に戻したエッチング液のエッチングレートＲ２の確認処理としては、
（ａ）ダミーウェーハ乗台からダミーウェーハを１枚取り出す第１工程と、
（ｂ）ダミーウェーハのエッチング前重量Ｄ１を測定する第２工程と、
（ｃ）当該ダミーウェーハのエッチング処理を所定時間ｔ０行う第３工程と、
（ｄ）当該ダミーウェーハのエッチング後重量Ｄ２を測定する第４工程と、
ｒ０＝（Ｄ１−Ｄ２）÷ｔ０・・・・・・（６）
によってエッチング後のエッチング液のエッチングレートｒ０を算出する第５工程〔式（２）において、ｒ０：エッチング後のエッチング液のエッチングレート（ｇ／ｍｉｎ）、Ｄ１：ダミーウェーハのエッチング前重量（ｇ）、Ｄ２：ダミーウェーハのエッチング後重量（ｇ）、ｔ０：エッチング時間〕と、
（ｇ）エッチングされたダミーウェーハをダミーウェーハ乗台に移載する第７工程と、
（ｈ）エッチング後のダミーウェーハの重量が規定値内であるか否かを判定する第８工程とからなり、
第８工程においてダミーウェーハの重量が規定値内であると判定された場合には、エッチングレート確認処理を終了し、一方、第８工程においてダミーウェーハ重量が規定値外であると判定された場合には、使用したダミーウェーハの交換要求信号を発生する第９工程を実施した後、エッチングレート確認処理を終了するように構成すれば、後述する本発明のスピンエッチング装置にダミーウェーハを適用することによって必要なエッチングレートを求めることが可能となる。なお、使用したダミーウェーハの交換要求信号が出された場合は、使用したダミーウェーハは使用に適さなくなっているので、次の測定時には別のダミーウェーハを使用することとなる。
【０００９】
本発明方法においては、ウェーハのエッチング量を一定に管理する方法としてウェーハの重量管理を実施するものであり、概略的にいえば、次のような手順で行われる。
【００１０】
まずエッチング処理する前にウェーハの重量測定を１／１０００ｇ単位で測定し、次にスピンエッチング部で所定のエッチング処理を行う。次いでウェーハのリンス乾燥処理の後に再度１／１０００ｇ単位での重量測定を行い、ウェーハのエッチング前後の差し引き重量から実際のエッチング量を算出しエッチング液のエッチングレートを毎回確認しエッチング時間を制御する。
【００１１】
新しいエッチング液、または、注加用薬液の注加後の最初の１枚はダミーウェーハで、時間を固定したエッチング処理を行い、エッチングレートを確認する。２枚目以降の処理においては、エッチング液のエッチングレートの変化を前記したウェーハのエッチング後重量の変化から算出し時間制御を行い、エッチングレート低減分のエッチング不足を補正する。エッチング時間の延長のみの補正では処理時間の延長となり生産性の低減となるため補正時間の最大値又はエッチングレートの限界値を決め、それ以上になる場合には薬液循環系に注加用薬液の注加を行いエッチングレートの回復を行う。
【００１２】
本発明のスピンエッチング装置は、ウェーハをエッチングするスピンエッチング部と、エッチング液を貯留循環する薬液循環タンクと、この薬液循環タンクからのエッチング液を前記スピンエッチング部に供給する薬液供給ラインと、前記スピンエッチング部において使用されたエッチング液を前記薬液循環タンクに回収する薬液回収ラインと、前記スピンエッチング部でエッチングされるウェーハのエッチング前後の重量を測定する重量測定部と、エッチングされるウェーハを前記重量測定部に移載しその重量を測定した後前記スピンエッチング部に供給しかつエッチングされたウェーハをこのスピンエッチング部から前記重量測定部に移載してその重量を測定した後この重量測定部から当該ウェーハを取り除く作用を行うハンドリング機構部からなり、前記スピンエッチング部において本発明の工程管理方法によってスピンエッチングにおけるエッチング量と薬液を管理するようにしたことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
図１は、本発明方法の第１の態様の工程順の１例を示すフローチャートである。
図２は、本発明方法の第２の態様の工程順の他の例を示すフローチャートである。
図３は、エッチングレート確認処理の工程順の１例を示すフローチャートである。
図４は、本発明のスピンエッチング装置の一つの実施の形態を示すブロック図である。
図５は、実施例１における処理ウェーハ枚数に対するエッチング変化特性を示すグラフである。
図６は、実施例１における処理ウェーハ枚数に対するエッチング量、エッチングレート及びエッチング時間の変化を示すグラフである。
図７は、実施例２における処理ウェーハ枚数に対するエッチング量、エッチングレート及びエッチング時間の変化を示すグラフである。
図８は、実施例３における処理ウェーハ枚数に対するエッチング後重量及びエッチングレートの変化を示すグラフである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明するが、図示例は例示的に示されるもので、本発明の技術思想から逸脱しない限り種々の変形が可能なことはいうまでもない。
【００１５】
まず、本発明のスピンエッチング装置について図４を用いて説明する。図４において、本発明に係るスピンエッチング装置１０は、ウェーハのスピンエッチングを行うスピンエッチング部１２を有している。１４はエッチング液を貯留循環する薬液循環タンクである。エッチング液は、この薬液循環タンクから薬液供給ライン１６を介して前記スピンエッチング部１２に供給され、また前記スピンエッチング部１２において使用されたエッチング液は薬液回収ライン１８を介して前記薬液循環タンク１４に回収される。２０は薬液供給ライン１６に設けられた薬液循環ポンプで、薬液循環タンク１４からスピンエッチング部１２へエッチング液を供給する際に用いられる。２２は新しいエッチング液を貯留する注加薬液タンクで、薬液注加ポンプ２４を介して薬液循環タンク１４に接続されており、必要に応じて薬液循環タンク１４に新しいエッチング液を注加する。
【００１６】
２６は重量測定部で、前記スピンエッチング部でエッチングされるウェーハのエッチング前後の重量を測定する。２８は前記スピンエッチング部に隣接して設けられかつロボットハンド部２８ａを有するハンドリング機構部で、ロードカセット３０に収納されかつエッチングされるウェーハを前記重量測定部２６に移載して重量を測定し、そのエッチング前の重量を測定したウェーハを前記スピンエッチング部１２に供給する作用を行うとともに、エッチングされたウェーハをこのスピンエッチング部から前記重量測定部２６に移載して重量を測定し、そのエッチング後の重量を測定したウェーハをアンロードカセット３２に移動させて取り除く作用を行う。
【００１７】
３４はコンピュータ等によって構成される制御部で、スピンエッチング部１２、重量測定部２６、ハンドリング機構部２８及び薬液注加ポンプ２４にそれぞれ電気的に接続されており、信号のやりとりを行うことによって各部材の必要な制御を行う。この制御部３４は、ハンドリング機構部２８との信号のやりとりで、ロードカセット３０から重量測定部２６、重量測定部２６からスピンエッチング部１２、スピンエッチング部１２から重量測定部２６及び重量測定部２６からアンロードカセット３２へのウェーハの各移動をハンドリング機構部２８のロボットハンド部２８ａを駆動させて行わせる。また、制御部３４は、重量測定部２６との信号のやりとりで、重量測定部２６におけるウェーハの重量測定作業の制御を行うとともに重量測定部２６からの重量データ信号を受信する。
【００１８】
さらに、制御部３４は、スピンエッチング部１２との信号のやりとりによって、エッチング作業（エッチング時間、リンス時間及び乾燥時間等）の制御を行う。この制御部３４において、エッチング時間とエッチング前後のウェーハ重量の差からエッチングレートを算出する。制御部３４は、この算出されたエッチングレートが予め定めされたエッチングレートの初期値と比較して許容範囲内か否かを判断する機能を備えており、エッチングレートが許容範囲外となった場合にはエッチングレートを初期値近傍に戻すために薬液注加ポンプ２４に対して薬液注加信号を出して薬液循環タンク１４に対する所定量の薬液注加を行わせる。なお、後述するダミーウェーハを用いるエッチングレート確認処理においてはダミーウェーハをエッチング処理するが、この場合は、上記したロードカセット３０又はアンロードカセット３２をダミーウェーハ乗台に置換しその他の部材は同様の構成を用いることによって同様にエッチング処理を行うことができる。
【００１９】
続いて、本発明のスピンエッチングにおける工程管理方法について説明する。本発明方法におけるエッチング量の管理方法としては２つの態様がある。第１の態様はウェーハのエッチングで取り去る量を一定に管理する方法（図１）であり、第２の態様はウェーハの仕上がり重量を一定に管理する方法（図２）である。
【００２０】
上記した本発明のスピンエッチング装置を用いた本発明のスピンエッチングにおける工程管理方法の第１の態様（ウェーハのエッチング量を一定に管理する方法）について図１を用いて説明する。まず、使用するエッチング液のエッチングレートＲの確認処理を行う（予備工程、ステップ１００）。このエッチングレート確認処理は後に詳細に説明するが、使用するエッチング液の初期値Ｒ０又は注加用薬液を注加したエッチング液のエッチングレートＲ２を測定確認する。一方、スピンエッチングの対象となるウェーハを準備し、ロードカセット３０にセットしておく。図１に示されるように、このロードカセット３０からウェーハを１枚取り出す（第１工程、ステップ１０２）。このウェーハをロボットハンド部２８ａによって重量測定部２６に移載してエッチング前の重量Ｗ１を測定する（第２工程、ステップ１０４）。
【００２１】
使用するエッチング液のエッチングレートＲ及び目標とするエッチング量Ｖ０から制御部３４においてこのウェーハに対するエッチング時間Ｔ０を下記式（１）によって算出する（第３工程、ステップ１０６）。
Ｔ０＝Ｖ０÷Ｒ・・・・・・（１）
〔式（１）において、Ｔ０：エッチング時間（ｍｉｎ）、Ｖ０：目標とするエッチング量（ｇ）、Ｒ：使用するエッチング液のエッチングレート（ｇ／ｍｉｎ）〕。このエッチングレートＲを具体的に言えば、使用するエッチング液の初期値Ｒ０、エッチング後のエッチング液のエッチングレートＲ１又は注加用薬液を注加したエッチング液のエッチングレートＲ２である。次に、このウェーハをロボットハンド部２８ａによってスピンエッチング部１２に移載して算出されたエッチング時間Ｔ０だけこのウェーハに対するスピンエッチングを行い、所定のリンス及び乾燥処理を行う。図１のフローチャートでは、スピンエッチング、リンス、及び乾燥処理を含めてスピンエッチング処理（第４工程、ステップ１０８）として示した。
【００２２】
このスピンエッチング処理を行ったウェーハをロボットハンド部２８ａによって重量測定部２６に移載してエッチング後の重量Ｗ２を測定する（第５工程、ステップ１１０）。エッチング前のウェーハ重量Ｗ１、エッチング後のウェーハ重量Ｗ２及び上記したエッチング時間Ｔ０から制御部３４においてエッチング処理後のエッチング液のエッチングレートＲ１を下記式（２）によって算出する（第６工程、ステップ１１２）。
Ｒ１＝（Ｗ１−Ｗ２）÷Ｔ０・・・・・・（２）
〔式（２）において、Ｒ１：エッチング後のエッチング液のエッチングレート（ｇ／ｍｉｎ）、Ｗ１：ウェーハのエッチング前重量（ｇ）、Ｗ２：ウェーハのエッチング後重量（ｇ）、Ｔ０：エッチング時間〕。このエッチングしたウェーハをロボットハンド部２８ａによってアンロードカセット３２に収納する（第７工程、ステップ１１４）。
【００２３】
上記算出したエッチングレートＲ１が予め定めたエッチングレートの許容範囲内であるか否かを制御部３４において判定する（第８工程、ステップ１１８）。第８工程において、この算出したエッチングレートＲ１が許容範囲内である（ＹＥＳ）と判定された場合は、新しい次のウェーハについて上記第１工程〜第７工程を実施する。一方、第８工程においてエッチングレートＲ１が許容範囲外である（ＮＯ）と判定された場合は、薬液循環タンク１４に貯留されたエッチング液に注加用薬液（新しいエッチング液）を注加し、そのエッチングレートＲ１を初期値Ｒ０近傍のエッチングレートＲ２に戻す（第９工程、ステップ１２０）。そして、新しい次のウェーハについて上記第１工程〜第７工程を実施する。この場合エッチングレートＲ２は、前述したように、エッチングレート確認処理によって測定され、このエッチングレートＲ２が式（１）におけるエッチングレートＲとして用いられる。なお、図１に示したように、第７工程（ステップ１１４）と第８工程（ステップ１１８）の間に終了判定工程（ステップ１１６）を設け、次のエッチングを行う場合には第８工程（ステップ１１８）に移行し、次のエッチングを行わない場合には作業を終了するように構成するのが好適である。
【００２４】
次に、上記した本発明のスピンエッチング装置を用いた本発明のスピンエッチングにおける工程管理方法の第２の態様（ウェーハの仕上がり重量を一定に管理する方法）について図２を用いて説明する。まず、図１の工程の場合と同様に、使用するエッチング液のエッチングレートＲの確認処理を行う（予備工程、ステップ１００）。一方、スピンエッチングの対象となるウェーハを準備し、ロードカセット３０にセットしておく。
【００２５】
図２に示されるように、このロードカセット３０からウェーハを１枚取り出す（第１工程、ステップ１０２）。このウェーハをロボットハンド部２８ａによって重量測定部２６に移載してエッチング前の重量Ｗ１を測定する（第２工程、ステップ１０４）。
【００２６】
上記ウェーハのエッチング前重量Ｗ１及び仕上げ重量Ｗ０から制御部３４においてこのウェーハに対するエッチング量Ｖを下記式（３）によって算出する（第３工程、ステップ１０５）。
Ｖ＝Ｗ１−Ｗ０・・・・・・（３）
〔式（３）において、Ｖ：エッチング量（ｇ）、Ｗ１：ウェーハのエッチング前重量（ｇ）、Ｗ０：ウェーハの仕上げ重量、即ち目標とするエッチング後重量〕。
【００２７】
使用するエッチング液のエッチングレートＲ及び上記エッチング量Ｖから制御部３４においてこのウェーハに対するエッチング時間Ｔを下記式（４）によって算出する（第４工程、ステップ１０６）。
Ｔ＝Ｖ÷Ｒ・・・・・・（４）
〔式（４）において、Ｔ：エッチング時間（ｍｉｎ）、Ｖ：エッチング量（ｇ）、Ｒ：使用するエッチング液のエッチングレート（ｇ／ｍｉｎ）〕。このエッチングレートＲを具体的に言えば、使用するエッチング液の初期値Ｒ０、エッチング後のエッチング液のエッチングレートＲ１又は注加用薬液を注加したエッチング液のエッチングレートＲ２である。次に、このウェーハをロボットハンド部２８ａによってスピンエッチング部１２に移載して算出されたエッチング時間Ｔだけこのウェーハに対するスピンエッチングを行い、所定のリンス及び乾燥処理を行う。図２のフローチャートでは、スピンエッチング、リンス、及び乾燥処理を含めてスピンエッチング処理（第５工程、ステップ１０８）として示した。
【００２８】
このスピンエッチング処理を行ったウェーハをロボットハンド部２８ａによって重量測定部２６に移載してエッチング後の重量Ｗ２を測定する（第６工程、ステップ１１０）。エッチング前のウェーハ重量Ｗ１、エッチング後のウェーハ重量Ｗ２及び上記したエッチング時間Ｔから制御部３４においてエッチング処理後のエッチング液のエッチングレートＲ１を下記式（５）によって算出する（第７工程、ステップ１１２）。
Ｒ１＝（Ｗ１−Ｗ２）÷Ｔ・・・・・・（５）
〔式（５）において、Ｒ１：エッチング後のエッチング液のエッチングレート（ｇ／ｍｉｎ）、Ｗ１：ウェーハのエッチング前重量（ｇ）、Ｗ２：ウェーハのエッチング後重量（ｇ）、Ｔ：エッチング時間〕。このエッチングしたウェーハをロボットハンド部２８ａによってアンロードカセット３２に収納する（第８工程、ステップ１１４）。
【００２９】
上記算出したエッチングレートＲ１が予め定めたエッチングレートの許容範囲内であるか否かを制御部３４において判定する（第９工程、ステップ１１８）。第９工程において、この算出したエッチングレートＲ１が許容範囲内である（ＹＥＳ）と判定された場合は、新しい次のウェーハについて上記第１工程〜第８工程を実施する。一方、第９工程においてエッチングレートＲ１が許容範囲外である（ＮＯ）と判定された場合は、薬液循環タンク１４に貯留されたエッチング液に注加用薬液（新しいエッチング液）を注加し、そのエッチングレートＲ１を初期値Ｒ０近傍のエッチングレートＲ２に戻す（第１０工程、ステップ１２０）。そして、新しい次のウェーハについて上記第１工程〜第８工程を実施する。この場合エッチングレートＲ２は、前述したように、エッチングレート確認処理（ステップ１００）によって測定され、このエッチングレートＲ２が式（４）におけるエッチングレートＲとして用いられる。なお、図２に示したように、第８工程（ステップ１１４）と第９工程（ステップ１１８）の間に終了判定工程（ステップ１１６）を設け、次のエッチングを行う場合には第９工程（ステップ１１８）に移行し、次のエッチングを行わない場合には作業を終了するように構成するのが好適である。
【００３０】
本発明方法において用いるエッチング液としては４種混酸液〔５０％フッ酸（１５重量％）＋６０％リン酸（２５重量％）＋７０％硝酸（３５重量％）＋９５％硫酸（２５％重量％）〕等を用いることができる。また、注加用薬液としては、５０％フッ酸等を用いればよい。
【００３１】
さらに、使用するエッチング液のエッチングレート（使用するエッチング液の初期値Ｒ０及び注加用薬液を注加したエッチング液のエッチングレートＲ２）の確認処理について図３を用いて説明する。まず、ダミーウェーハを準備し、ダミーウェーハ乗台にセットしておく。図３に示されるように、このダミーウェーハ乗台からダミーウェーハを１枚取り出す（第１工程、ステップ２００）。このダミーウェーハをロボットハンド部２８ａによって重量測定部２６に移載してエッチング前の重量Ｗ１を測定する（第２工程、ステップ２０２）。
【００３２】
このダミーウェーハをロボットハンド部２８ａによってスピンエッチング部１２に移載して所定のエッチング時間ｔ０だけこのウェーハに対するスピンエッチングを行い、所定のリンス及び乾燥処理を行う。上記所定のエッチング時間ｔ０は１０秒〜１００秒程度の範囲内で適宜設定すればよい。図１のフローチャートでは、スピンエッチング、リンス、及び乾燥処理を含めてスピンエッチング処理（第３工程、ステップ２０４）として示した。
【００３３】
このスピンエッチング処理を行ったウェーハをロボットハンド部２８ａによって重量測定部２６に移載し（第４工程、ステップ２０６）、エッチング後の重量Ｗ２を測定する（第５工程、ステップ２０８）。エッチング前のウェーハ重量Ｗ１、エッチング後のウェーハ重量Ｗ２及び上記したエッチング時間ｔ０から制御部３４においてエッチング液のエッチングレートｒ０を下記式（６）によって算出する（第６工程、ステップ２１０）。
ｒ０＝（Ｄ１−Ｄ２）÷ｔ０・・・・・・（６）
〔式（６）において、ｒ０：エッチング液のエッチングレート（ｇ／ｍｉｎ）、Ｄ１：ダミーウェーハのエッチング前重量（ｇ）、Ｄ２：ダミーウェーハのエッチング後重量（ｇ）、ｔ０：エッチング時間〕。このエッチングしたウェーハをロボットハンド部２８ａによってダミーウェーハ乗台に移載する（第７工程、ステップ２１２）。
【００３４】
上記エッチング後のダミーウェーハの重量Ｄ２が規定値内であるか否かを制御部３４において判定する（第８工程、ステップ２１４）。第８工程において、このダミーウェーハの重量Ｄ２が規定値内である（ＹＥＳ）と判定された場合は、エッチングレート確認処理を終了する。一方、第８工程においてダミーウェーハの重量Ｄ２が規定値外である（ＮＯ）と判定された場合は、使用したダミーウェーハの交換要求信号を発生する（第９工程、ステップ２１６）。この交換要求信号が出された場合は、使用したダミーウェーハは使用に適さなくなっているので、次の測定時には別のダミーウェーハを使用することとなる。なお、算出されたエッチングレートｒ０は、エッチング液が使用開始時のものであれば、エッチングレートの初期値Ｒ０とされ、注加用薬液の注加を行った場合には初期値Ｒ０近傍のエッチングレートＲ２として用いればよい。
【実施例】
【００３５】
以下に実施例をあげて本発明をさらに具体的に説明するが、これらの実施例は例示的に示されるもので限定的に解釈されるべきでないことはいうまでもない。
【００３６】
（実験例１）
エッチング液のエッチングレート変化実験。１０枚の８インチシリコンウェーハに対してスピンエッチング装置（三益半導体工業株式会社製、ＭＳＥ−２０００）を用い１枚ずつスピンエッチングを施した。エッチング液としては４種混酸液〔５０％フッ酸（１５重量％）＋６０％リン酸（２５重量％）＋７０％硝酸（３５重量％）＋９５％硫酸（２５重量％）〕を２０Ｋｇ使用した。このエッチング液のエッチングレートを図３に示したエッチングレートの確認処理工程に従いダミーウェーハを用いて測定したところ、１．５６０（ｇ／ｍｉｎ）であった。目標とするエッチング量は２０μｍ（１．４４４ｇ）とした。上記エッチング液（液温：２５℃±１℃）を用いて１枚ずつ１０枚のシリコンウェーハに対してエッチング時間を６４秒に固定してスピンエッチングを施し、エッチング量（ｇ）及びエッチングレート（ｇ／ｍｉｎ）を処理ウェーハ毎に測定し、その結果を表１及び図５に示した。表１及び図５の結果から明らかなように、エッチングレートはウェーハの処理枚数が増える毎に低下し（１０枚目のウェーハ処理後のエッチングレートは１．３５６（ｇ／ｍｉｎ）であった。）、エッチングレートの低下に比例してエッチング量も低下することを確認した。表１におけるウェーハＮｏ．０はダミーウェーハである。
【００３７】
【表１】
0004364242.tif 000002
【００３８】
（実施例１）
ウェーハのエッチング取り代を一定に管理する実験（注加液補充なし）。１０枚の８インチシリコンウェーハに対してスピンエッチング装置（三益半導体工業株式会社製、ＭＳＥ−２０００）を用い１枚ずつスピンエッチングを施した。エッチング液としては実験例１で用いたエッチング液を引き続きそのまま使用した。このエッチング液の当初のエッチングレートは１．３５６（ｇ／ｍｉｎ）であった。ウェーハのエッチング量（エッチング取り代）を一定（２０μｍ：１．４４４ｇ）とする管理を行ってスピンエッチングを実施した。即ち、図１のフローチャートの第１工程（ステップ１０２）〜第７工程（ステップ１１４）を１０回繰り返して１０枚のウェーハのエッチングを行った。この実施例では、第８工程（ステップ１１８）におけるエッチングレートＲ１は許容範囲内と判定し、注加薬液の注加は行わなかった。処理ウェーハ毎にエッチング量（ｇ）、エッチングレート（ｇ／ｍｉｎ）及びエッチング時間（ｓｅｃ）を測定し、その結果を表２及び図６に示した。表２及び図６に示されるように、エッチングレートが低下すると自動的にエッチング時間を延長し、エッチング量を略一定に管理できることがわかった。この実施例における１０枚目のウェーハをスピンエッチング処理した後のエッチングレートは１．２２９（ｇ／ｍｉｎ）であった。
【００３９】
【表２】
0004364242.tif 000003
【００４０】
（実施例２）
ウェーハのエッチング取り代を一定に管理する実験（注加液補充）。１０枚の８インチシリコンウェーハに対してスピンエッチング装置（三益半導体工業株式会社製、ＭＳＥ−２０００）を用い１枚ずつスピンエッチングを施した。エッチング液としては実施例１で用いたエッチング液（エッチングレートが１．２２９（ｇ／ｍｉｎ）に低下したもの）に対して５０％フッ酸を０．５Ｋｇ補充して使用した。実施例１の場合と同様に、エッチング量（エッチング取り代）を一定（２０μｍ：１．４４４ｇ）とする管理を行ってスピンエッチングを実施した。本実施例では、最初に注加薬液（５０％フッ酸）を補充注加したので、図１におけるエッチングレートの確認処理工程（ステップ１００）をダミーウェーハを用いて実施した。この薬液補充エッチング液のエッチングレートは１．６６８（ｇ／ｍｉｎ）に上昇していた。その後、図１のフローチャートの第１工程（ステップ１０２）〜第７工程（ステップ１１４）を１０回繰り返して１０枚のウェーハのエッチングを行った。１０回のエッチング処理中には注加用薬液の補充注加は行わなかった。処理ウェーハ毎にエッチング量（ｇ）、エッチングレート（ｇ／ｍｉｎ）及びエッチング時間（ｓｅｃ）を測定し、その結果を表３及び図７に示した。表３及び図７に示されるように、エッチングレートが低下すると自動的にエッチング時間を延長し、エッチング量を略一定に管理できることがわかった。この実施例における１０枚目のウェーハをスピンエッチング処理した後のエッチングレートは１．５２３（ｇ／ｍｉｎ）であった。表３におけるウェーハＮｏ．０はダミーウェーハである。
【００４１】
【表３】
0004364242.tif 000004
【００４２】
（実施例３）
ウェーハの仕上がり重量を一定に管理する実験（注加液補充なし）。１０枚の８インチシリコンウェーハに対してスピンエッチング装置（三益半導体工業株式会社製、ＭＳＥ−２０００）を用い１枚ずつスピンエッチングを施した。エッチング液としては実施例２で用いたエッチング液を引き続き薬液注加を行うことなくそのまま使用した。このエッチング液の当初のエッチングレートは、１．５１２（ｇ／ｍｉｎ）であった。ウェーハの仕上がり重量を一定（４７．０ｇ）とする管理を行ってスピンエッチングを実施した。即ち、図２のフローチャートの第１工程（ステップ１０２）〜第８工程（ステップ１１４）を１０回繰り返して１０枚のウェーハのエッチングを行った。１０回のエッチング処理中には注加用薬液の補充注加は行わなかった。処理ウェーハ毎にエッチング量（ｇ）、エッチングレート（ｇ／ｍｉｎ）及びエッチング時間（ｓｅｃ）を測定し、その結果を表４及び図８（エッチング時間のグラフ化は省略）に示した。表４及び図８に示されるように、エッチングレートが低下しても自動的にエッチング時間を延長し、ウェーハのエッチング後重量を略一定に管理できることがわかった。この実施例における１０枚目のウェーハをスピンエッチング処理した後のエッチングレートは１．３０５（ｇ／ｍｉｎ）であった。表４におけるウェーハＮｏ．０はダミーウェーハである。
【００４３】
【表４】
0004364242.tif 000005
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明によれば、さまざまな条件のウェーハでもエッチング処理でのエッチング量の均一化を実現できるとともにエッチング後のウェーハ間の厚さを均一にすることができるという効果が達成される。
【図１】
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【図２】
0004364242.tif 000007
【図３】
0004364242.tif 000008
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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