[发明专利]制造半导体装置的装置和方法及制造电子设备的方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请包含与2011年3月11日向日本专利局提交的日本专利申请JP2011-054702中公开的相关主题并要求其优先权，将其全部内容通过引用并入此处。

技术领域

本发明涉及一种将形成于基板上的膜处理至所期望的膜厚度的半导体制造装置以及一种制造半导体装置的方法。本发明还涉及一种电子设备的制造方法。

背景技术

在制造半导体装置的过程中，存在利用湿法蚀刻将形成于基板上部的膜蚀刻处理至预定厚度的步骤。在湿法蚀刻的步骤中，在待被蚀刻处理的膜(下文中称为被处理膜)的初始膜厚度因每个晶片而有差异的情况下，存在这样的问题，即当在相同条件下对所有晶片进行蚀刻处理时，被处理膜的最终膜厚度会存在差异。

因此，过去的半导体制造装置实践中被应用为具有这样的功能，即，即使在被处理膜的初始膜厚度存在差异的情况下，仍可抑制蚀刻处理后的被处理膜的膜厚度的差异。例如，在日本未经审查的专利申请11-251288号公报中，提出了一种将被处理膜蚀刻至所期望的厚度并且同时进行原位(in-situ)膜测量的装置，以此作为能够将形成于基板上部的被处理膜湿法蚀刻至预定膜厚度的半导体制造装置。

于是，在进行原位膜测量、即在蚀刻处理的同时进行膜厚度测量的湿法蚀刻的半导体制造装置中，因为只要在基板上不形成有布线等类似图形即可使膜厚度测量稳定，故可实现控制良好的蚀刻。然而，在对诸如器件晶片的具有复杂图形的基板进行处理的情况下，由于在膜厚度测量时受图形的影响，故难以进行稳定的膜厚度测量，且蚀刻的可控性变差。

作为以良好的可控性对形成于基板上部的被处理膜进行湿法蚀刻的另一种半导体制造装置，有一种通过预先计算出与被处理膜的初始膜厚度的差异对应的处理时间而进行处理的半导体制造装置。于是，在通过预先计算出蚀刻处理时间的处理方法中，当使用蚀刻率不变的化学液时，可一致地实现被处理膜的最终膜厚度。然而，在使用蚀刻率由于蚀刻处理时化学液成分的消耗、等待处理时发生的化学液成分的挥发与降解而随时间变化的化学液的情况下，难以根据预定值而稳定地完成被处理膜。

因此，即使在具有复杂图形的晶片的情况下，为了根据预定的膜厚度而以蚀刻后的被处理膜的膜厚度终止湿法蚀刻处理，必须为每个晶片改变处理时间。

虽然以上说明了对被处理膜进行湿法蚀刻的情况，但该情况也类似于使用CMP技术而将被处理膜研磨至预定膜厚度的步骤。

在CMP装置的情况中，当被处理膜的初始膜厚度因每个晶片而存在差异时，必须为每个晶片改变研磨处理时间，以便根据预定的膜厚度而终止研磨。为计算出每个晶片的研磨时间，期望将研磨率精确地反映于CMP装置。过去，如日本未经审查的专利申请2004-319574号公报和日本未经审查的专利申请11-186204号公报所示，提出了这样的技术，即对研磨时发生的研磨垫的磨损和研磨浆料的劣化进行假设。然而，由于在未进行研磨处理时、即在等待处理时发生的研磨垫的变化或浆料成分的挥发与降解所引起的随时间的变化，故难以根据预定值完成被处理膜。

发明内容

本发明期望提供一种半导体制造装置，该半导体制造装置不管形成于基板上的被处理膜的初始膜厚度因每个基板而有差异，该装置都可使每个基板上的被处理膜的残余膜一致。还期望提供一种制造半导体装置的方法以及一种使用所述半导体制造装置制造电子设备的方法。

本发明的实施方式的半导体制造装置设有处理室、膜厚度测量单元以及主体控制单元。处理室用期望的化学液来处理晶片的被处理膜。膜厚度测量单元测量处理前的被处理膜的初始膜厚度和处理后的被处理膜的最终膜厚度。主体控制单元由初始膜厚度、最终膜厚度以及从初始膜厚度直到最终膜厚度所花费的化学液处理时间来计算出化学液的处理速度，以便由算出的处理速度计算出下一个待处理的晶片的化学液处理时间。

根据本发明的实施方式的半导体制造装置，由根据此前处理的晶片的初始膜厚度、最终膜厚度和化学液处理时间所算出的处理速度而计算出下一个待处理的晶片的化学液处理时间。因此，即使在因化学液的消耗引起的化学液成分的劣化而改变处理速度的情况下，处理速度的变化每次都可反映于下一晶片的化学液处理中。即使在被处理膜的膜厚度因每个晶片而有差异的情况下，这可实现在所有晶片中根据预定的膜厚度进行化学液处理。