衬底处理方法和衬底处理设备技术

本发明专利技术涉及衬底处理方法和衬底处理设备。根据本发明专利技术的实施例的晶片处理设备１００构造为使得在预定时段期间的下述重复循环的数量，即，供给纯水用于维持磷酸１０的高蚀刻速率以完全蚀刻目标薄膜以及停止对每批晶片的供给的循环，并且当循环的数量落在循环计数的预设范围之外时，为此结果提供通知。由此，能以良好的精度发现具有缺陷蚀刻的一批晶片，并且能防止缺陷蚀刻在后续批次的晶片中出现。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种衬底处理方法和衬底处理设备。
技术介绍
作为用于在保持高蚀刻速率的情况下处理衬底的方法，"沸点控 制方法"是公知的。沸点控制是为如下循环而执行的控制当蚀刻剂 的温度达到纯水添加开始温度时开始纯水的供给，并且当蚀刻剂的温 度变为纯水添加停止温度时停止纯水供给，该纯水添加开始温度是蚀 刻剂的沸点，而该纯水添加停止温度是比沸点低若干度C的温度。使 用此沸点控制，将蚀刻剂的浓度稳定在其沸点附近以在保持高蚀刻速 率的情况下执行产品处理。同时，为了提供经历合适蚀刻处理的衬底，日本专利特开 No.2006-114590和2001-205158作出了如下所述的提议。日本专利特开No.2006-114590描述了基于预定温度(基础温度) 与从将半导体衬底装入蚀刻槽中特定时段之后的工艺液体的温度之间 的差来计算合适的蚀刻时间的蚀刻方法。它还描述当蚀刻处理时间变 长并超过预定阈值时，工艺控制单元判定出现异常并给出关于过滤器 堵塞的警报。此外，日本专利特开No.2001-205158描述了在同一槽中使用采用 化学处理(蚀刻)的湿处理设备和湿法净化的蚀刻方法，该蚀刻方法基于浓缩的化学溶液和添加的纯水的综合流速来计算化学(蚀刻)溶 液的浓度，并测量化学溶液的温度，从而确定用于衬底的处理时间。然而，本专利技术人已注意到即使使用这些技术仍存在下列问题。图4是指示当执行沸点控制时化学溶液的温度与氮化硅薄膜的蚀 刻时间之间的关系的曲线图。蚀刻槽中的化学溶液通过例如加热器加 热。沸点控制方法是通过重复如下的循环来控制沸点的方法，即，当 化学溶液的温度由于加热而升高到纯水添加开始温度(tl)时开始纯水供给，而当温度降至纯水添加停止温度(t2)时停止纯水供给。在此情形中，将纯水添加开始温度设定为化学溶液的沸点，使化学溶液的温 度能接近沸点，同时使化学溶液的浓度能保持在特定范围内。由此， 化学溶液的温度能维持在沸点附近的温度处，从而能保持高蚀刻速率。然而，例如用于加热化学溶液的加热器的损耗导致难以提高化学溶液的温度，这可导致化学溶液的温度不能维持在沸点附近。在图4 中，T25以后的区段指示当加热器损耗时化学溶液的温度变化。如图4 中所示，与从T21到T22的时间(正常状态)相比，从T23到T24的 时间(当加热器损耗时)更长。由此，对于特定的时段不能提供足够 的循环数量，化学溶液处于高蚀刻速率的状态(正常状态)中的时间 减少，这引发如下问题在没有获得足够蚀刻量的情况下完成了蚀刻 过程。检测蚀刻量的这种下降是困难的。此外，控制化学溶液的蚀刻速 率(化学溶液的温度和浓度)高需要通过监控诸如加热器的发热量(电 压和电流)的波动来执行高精度的互锁控制，并且这种控制由于例如 加热器之中的个体差别而不能执行。此外，尽管对于在设定范围之外的化学溶液的较低温度能采用互 锁控制，但是对于在设定范围之内的化学溶液温度不能执行监控。由此，不能设定足够蚀刻量的过程很可能产生残留氮化物薄膜。此外， 由于难以机械检测此问题，所以衬底处理继续，这导致具有不充足蚀 刻量的衬底增加的问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于每一批的衬底处理方法，该方法包括如下步骤将衬底浸入存储在蚀刻槽中的化学溶液中； 加热该化学溶液；重复如下循环当化学溶液的温度达到值tl时，在对该化学溶液 进行加热的同时开始向蚀刻槽供给纯水，而当化学溶液的温度下降至 值t2 (tl>t2)时，停止供给纯水；以及计数在预定时段期间的循环的数量；其中当该循环的数量落在循环计数的预设范围之外时，提供循环 的数量落在该数量的预设范围之外的通知，并停止对后续批次中的衬 底进行处理的开始。本专利技术提供一种通过将衬底每一批地浸入化学溶液中来对衬底进行处理的衬底处理设备，该设备包括 蚀刻槽，存储化学溶液； 加热器，加热该化学溶液；温度测量单元，测量蚀刻槽中的化学溶液的温度； 纯水供给单元，将纯水供给至蚀刻槽中；控制器，重复如下循环当由温度测量单元测量的温度达到值tl 时，在对化学溶液进行加热的同时开始纯水向蚀刻槽中的供给，而当 该温度下降至值t2 (tl〉t2)时，停止纯水向蚀刻槽中的供给；计数器，计数在预定时段期间的循环的数量；通知单元，当由该计数器计数的循钚的数量落在循环计数的预设 范围之外时，提供循环的数量落在循环计数的预设范围之外的通知-以及停止单元，基于该通知单元的通知籴停止对后续批次中的衬底进 行处理的开始。此衬底处理构造为如下所述，即，对每一批衬底，计数供给纯水 用于维持化学溶液的高蚀刻速率以及停止对于预定时段的供给的重复 循环的数量，并且当循环的数量落在循环计数的预设范围之外时，为 此结果提供通知。根据如上所述构造的衬底处理方法和衬底处理设备，基于在预定 时段期间的循环的数量来检测衬底处理中的蚀刻量是否合适，因而， 能以良好的精度发现具有缺陷蚀刻的一批衬底，并且能防止缺陷蚀刻 在后续批次中出现。附图说明从下面结合附图给出的描述，本专利技术的上述和其它目的、优点和 特征将更加明显，在附图中图1是根据本专利技术的晶片处理设备的示意性横剖视图2是指示本专利技术中化学溶液的温度与时间之间的关系的曲线图3是用于描述根据本专利技术的晶片处理程序的流程图4是指示现有技术中化学溶液的温度与时间之间的关系的曲线图。具体实施例方式现在将参照示例性实施例来在此对本专利技术进行描述。本领域中的 技术人员将认识到，使用本专利技术的教义能实现很多可替代的实施例， 并且本专利技术不限于为说明性目的而示例的实施例。在下文中，将参照附图对根据本专利技术的晶片处理方法和晶片处理 设备的优选实施例进行详细描述。对于附图的描述，相同的部件设有相同的附图标记并且将不对其进行重复描述。(第一实施例) 图1是根据本专利技术的晶片处理设备的示意性横剖视图。如图1中所示，晶片处理设备IOO包括存储磷酸10的蚀刻槽11; 加热磷酸10的加热器13 (加热单元)；测量蚀刻槽11中的磷酸10的 温度的温度传感器15 (温度测量单元)；将纯水供给到蚀刻槽11中的 纯水供给阀16 (纯水供给单元)；控制单元18;计数单元19;以及通 知单元20。晶片处理设备IOO还包括过滤器12、泵14和电磁阀17。对于每批晶片，晶片处理设备IOO通过将它们浸入磷酸10中来顺 次处理晶片。形成在每个晶片上的氮化物薄膜被磷酸10 (化学溶液) 蚀刻。磷酸IO存储在蚀刻槽11中。泵14执行吸入溢出蚀刻槽11的磷酸10的操作，将它输送到加热 器13，通过过滤器12过滤由加热器13加热的磷酸10并将该磷酸10 输送回到蚀刻槽ll (化学溶液循环)。加热器13加热通过泵14循环的磷酸10。温度传感器15测量蚀刻槽11中的磷酸10的温度。控制单元18控制晶片处理设备100的总体操作。控制单元18能 基于例如来自各部件的信息发出信号，以及基于信息作出决定。例如， 控制单元18能如下所述地操作。控制单元18执行控制，从而多次重复如下循环在对磷酸10进 行加热的状态中，当由温度传感器15测量的磷酸10的温度达到tl时，纯水供给阀16开始向蚀刻槽11供应纯水，而当该温度降低到t2(tl〉t2) 时停止向蚀刻槽ll供应纯水。更具体地，当由温度传感器15测量的值达到tl时，控制单元18 向电磁阀17发送信号以将空气从本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种衬底处理方法，包括如下步骤：　将衬底浸入存储在蚀刻槽中的化学溶液中；　加热所述化学溶液；　重复如下循环，即，当所述化学溶液的温度达到值ｔ１时，在对所述化学溶液进行加热的同时开始供给纯水至所述蚀刻槽中，而当所述化学溶液的 温度下降至值ｔ２（ｔ１＞ｔ２）时，停止所述纯水的供给；以及计数在预定时段期间的所述循环的数量，　其中，当所述循环的数量落在循环计数的预设范围之外时，提供所述循环的数量落在所述数量的所述预设范围之外的通知，并停止开始对于后续批次中的衬底 的处理。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：伊藤修，川口英彦，
申请(专利权)人：恩益禧电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]