半導体ウエハの厚さ形状もしくは表面形状を修正するための多段局所ドライエッチング方法
【課題】半導体ウエハの厚さ形状もしくは表面形状を修正するための多段局所ドライエッチング方法において、ウエハ平坦化作業全体のスループットを低下させることなくロールオフ領域を小さくすることを課題とする。
【解決手段】外周縁局所ドライエッチング工程では、この領域の輪郭に実質的に沿う軌跡を主走査方向とし、この主走査方向と実質的に直交する軌跡を副走査方向として、小径ノズルを使用して外周縁環状領域Ａに対して厚さ形状もしくは表面形状の短空間波長成分を修正し、内側局所ドライエッチング工程では、直線軌跡を主走査方向とし、この直線軌跡がなす主走査方向と直交する直線軌跡を副走査方向として、上記小径ノズルよりも径の大きい大径ノズルを使用して少なくとも上記外周縁環状領域の内側の内側円形領域を含む領域に対して行われる厚さ形状もしくは表面形状の長波長成分の修正を行う。
【解決手段】外周縁局所ドライエッチング工程では、この領域の輪郭に実質的に沿う軌跡を主走査方向とし、この主走査方向と実質的に直交する軌跡を副走査方向として、小径ノズルを使用して外周縁環状領域Ａに対して厚さ形状もしくは表面形状の短空間波長成分を修正し、内側局所ドライエッチング工程では、直線軌跡を主走査方向とし、この直線軌跡がなす主走査方向と直交する直線軌跡を副走査方向として、上記小径ノズルよりも径の大きい大径ノズルを使用して少なくとも上記外周縁環状領域の内側の内側円形領域を含む領域に対して行われる厚さ形状もしくは表面形状の長波長成分の修正を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハの厚さ形状もしくは表面形状を修正するための多段局所ドライエッチング方法、特に、ベベル面との境界にできるだけ近い領域まで厚さ形状もしくは表面形状を修正することが可能な多段局所ドライエッチング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シリコンウエハ等の半導体ウエハの厚さ形状（半導体ウエハの厚さ分布）もしくは表面形状（半導体ウエハの表面凹凸形状）を修正するための一つの加工方法として局所ドライエッチング法が知られている。局所ドライエッチング法では、プラズマによって発生した活性種ガスをノズルから噴出させながら、噴出した活性種ガスを半導体ウエハの表面に吹きつける。半導体ウエハは活性種ガスと反応し気体化合物となり、ガスの流れに乗って、その場から流れ去る。このため、半導体ウエハの表面材料が除去（除肉）される。
【０００３】
このとき、ノズルを半導体ウエハ表面に沿って相対運動させると、その速度に応じて表面から除去する除肉量を制御することができる。上記相対運動は、通常は、直線に沿ったスキャニングによって行われ、予め得られている半導体ウエハの厚さ形状もしくは表面形状情報とスキャンピッチに対応してスキャニング速度を制御することにより半導体ウエハの表面が平坦化加工される。
【０００４】
局所ドライエッチングにおいては、ノズルから吹き出された活性種ガスが半導体ウエハ表面に衝突（接触）し、この衝突によって反応が起こるため、活性種ガスの流れの大きさ、つまりスポット径、が除肉する範囲（の程度）を決定することになる。しかしながら、これはガスの流れであるため、その除肉範囲は、切削工具によるような明確な輪郭を有しているわけではなく、ノズル中心線を中心とする分布、つまり加工プロファイルとして与えられることになる。
【０００５】
局所ドライエッチングは、研磨スラリーと研磨パッドを用いた遊星歯車式もしくは枚葉式の両面研磨装置等によって鏡面研磨された半導体ウエハの厚さ形状もしくは表面形状を修正するために用いることをひとつの目的としている。この修正すべき形状には様々の空間波長成分（周波数成分）が含まれている。この形状を修正して要求される高精度の形状を得るためには波長成分に対応した大きさの活性種ガスの流れを作り出さなければならない。このため、細かい（波長成分の短い）形状を修正するためにはこの細かさに応じてできるだけ小さい径のノズルを用いることが必要となる。
【０００６】
一般に、研磨パッドはある程度の弾性を有しており、研磨中に加えられる研磨圧によって半導体ウエハが研磨パッドに沈み込む。このとき半導体ウエハの外周縁部よりも外側にも上記研磨パッドの弾性変形が生じるため、この力を受ける形で、中央部よりも円形平坦面の外周縁部の面圧が大きくなる。このため、半導体ウエハの円形平坦面の外周縁部の研磨量が多くなり、ベベル面へと続く「なで肩」状（ロールオフ）になる。この「なで肩」状部分は、ＩＣチップ製造工程においてパターン形成に適さないためこの部分はパターン形成領域から除外（エッジエクスクルージョン）される。
【０００７】
上記「なで肩」状部分は、その成因から円形平坦面の外周縁に環状に形成されることになる。そして、上記「なで肩」状部分は、急傾斜のベベル面につながる部分であることから、これから離れた円形平坦面の中央部における厚さ形状もしくは表面形状よりも変化が激しい。このため、外周縁環状領域の厚さ形状もしくは表面形状の方が中央部の厚さ形状もしくは表面形状よりも空間波長が短いことになる。
【０００８】
特許文献１には、小径ノズルを用いた第１工程と大径ノズルを用いた第２工程によりＳＯＩウェハーを多段局所ドライエッチングする方法が開示されている。しかしながら、この多段局所ドライエッチング方法では、それぞれの工程におけるエッチングはウエハの全表面を対象としており、第１工程では全表面にわたる凹凸を除去すること、第２工程はウエハ自体の厚さを所定の厚さにすることが目的とされている。各工程ではその行程を通して同じ径のノズルが使われる。ウエハの場所に応じて空間波長の異なる厚さ形状もしくは表面形状が存在することに着目してウエハ平坦化作業全体のスループットを改善するものではない。
【０００９】
この文献のように、全表面の凹凸を小径ノズルによって除去する場合、外周縁領域まで高精度の加工は可能であるが、小径ノズルは加工プロファイル幅が小さく、スキャンピッチが狭く、単位時間当たりの除去体積（つまり加工速度）を大きくすることができないため、全表面にわたって加工するには長い時間が必要となり、スループットが悪くなる。
【００１０】
他方、大径ノズルは加工プロファイル幅が大きいので、スループットは大きいが、特に空間波長の短い外周縁の厚さ形状もしくは表面形状を修正することができないので所期の目的を達成することができない。
【００１１】
特許文献２には、大径ノズルとエッジマスクを組み合わせる局所ドライエッチング方法が開示されている。この方法は、スループットを落とさないで外周縁部を含んだ全表面の平坦化を行うことができるが、加工するウエハの形状に合わせてエッジマスクを作成しなければならない。このため即応性に乏しい。
【００１２】
【特許文献１】特開２００４−１２８０７９号公報
【特許文献２】特開２００４−３４９５８７号公報
【特許文献３】特開２０００−１８６０００号公報
【特許文献４】特開２００１−１７６８４４号公報
【特許文献５】特開２００１−１７６８４５号公報
【特許文献６】特開２００１−１８５５３７号公報
【特許文献７】特開２００１−２１０６２６号公報
【特許文献８】特開２００２−１３４４７１号公報
【特許文献９】特開２００２−３２９６９０号公報
【特許文献１０】特開２００５−１２３４８３号公報
【特許文献１１】特開２００７−１４９９２３号公報
【特許文献１２】特開平１０−１４７８９３号公報
【特許文献１３】特開平１１−２６５８７７号公報
【特許文献１４】特開２００４−１３４６６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の、半導体ウエハの厚さ形状もしくは表面形状を修正するための多段局所ドライエッチング方法は、半導体ウエハの円形平坦面のロールオフ部分を含む外周縁環状領域においては厚さ形状もしくは表面形状の空間波長が短いのに対し、これと比較した場合、外周縁環状領域の内側の領域では、厚さ形状もしくは表面形状の空間波長が長い点に着目したものであって、ウエハ平坦化作業全体のスループットを低下させることなくロールオフ領域を小さくすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題は以下の手段により解決される。すなわち、第１番目の発明の多段局所ドライエッチング方法は、半導体ウエハの厚さ形状もしくは表面形状を修正するための多段局所ドライエッチング方法であって、任意の順序で実行される外周縁局所ドライエッチング工程と内側局所ドライエッチング工程とを含み、上記外周縁局所ドライエッチング工程は、上記円形平坦面の外周縁環状領域の輪郭に実質的に沿う軌跡を主走査方向とし、この主走査方向と実質的に直交する軌跡を副走査方向として、小径ノズルを使用して上記外周縁環状領域に対して行われる厚さ形状もしくは表面形状の短空間波長成分を修正するための局所ドライエッチング工程であり、上記内側局所ドライエッチング工程は、直線軌跡を主走査方向とし、この直線軌跡がなす主走査方向と直交する直線軌跡を副走査方向として、上記小径ノズルよりも径の大きい大径ノズルを使用して少なくとも上記外周縁環状領域の内側の内側円形領域を含む領域に対して行われる厚さ形状もしくは表面形状の長波長成分を修正するための局所ドライエッチング工程であり、更に、上記各局所ドライエッチング工程においては、予め得られている上記半導体ウエハの厚さ形状もしくは表面形状データに基づいて、上記主走査方向のそれぞれの走査速度及び上記副走査方向のそれぞれのピッチ間隔が決定されることを特徴とする多段局所ドライエッチング方法である。
【００１５】
第２番目の発明の多段局所ドライエッチング方法は、第１番目の発明の局所ドライエッチング方法において、上記外周縁局所ドライエッチング工程と上記内側局所ドライエッチング工程とはそれぞれが異なる真空チャンバー内で実行されることを特徴とする半導体ウエハの厚さ形状もしくは表面形状を修正するための多段局所ドライエッチング方法である。
【００１６】
第３番目の発明の多段局所ドライエッチング方法は、第１番目又は第２番目の発明の局所ドライエッチング方法において、上記外周縁局所ドライエッチング工程の主走査方向は、上記外周縁環状領域の輪郭に沿った同心円状であることを特徴とする半導体ウエハの厚さ形状もしくは表面形状を修正するための多段局所ドライエッチング方法である。
【００１７】
第４番目の発明の多段局所ドライエッチング方法は、第１番目又は第２番目の発明の局所ドライエッチング方法において、上記外周縁局所ドライエッチング工程の主走査方向は、渦巻曲線に沿っていることを特徴とする半導体ウエハの厚さ形状もしくは表面形状を修正するための多段局所ドライエッチング方法である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の、半導体ウエハの厚さ形状もしくは表面形状を修正するための多段局所ドライエッチング方法は、半導体ウエハの円形平坦面のロールオフ部分を含む外周縁環状領域においては厚さ形状もしくは表面形状の空間波長が短いのに対し、これと比較した場合、外周縁環状領域の内側の領域では、厚さ形状もしくは表面形状の空間波長が長い点に着目したものであって、外周縁環状領域に対してはこの領域に沿って且つ小径ノズルにより細かい、つまり、ロールオフ部分の急激な変化に対応できる局所ドライエッチングが行われるのに対し、少なくとも上記外周縁環状領域の内側の内側円形領域を含む領域に対しては大径ノズルを使用して効率の良い局所ドライエッチングが行われる。これによりウエハ平坦化作業全体のスループットを低下させることなくロールオフ領域を小さくすることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００２０】
＊ 多段局所ドライエッチング装置
図１は、本方法発明を実施するに適した多段局所エッチング装置１００の概要を説明するための模式図である。多段局所ドライエッチング装置１００は第１局所ドライエッチング装置１及び第２局所ドライエッチング装置２を備えており、これらは搬送チャンバー３によって結合されている。
【００２１】
第１局所ドライエッチング装置１及び第２局所ドライエッチング装置２は、それぞれ第１真空チャンバー１１、第２真空チャンバー２１を備えている。各チャンバー１１、２１内には第１ウエハテーブル１２及び第２ウエハテーブル２２が備えられており、これらのテーブル１２、２２上には半導体ウエハＷが載置固定される。
【００２２】
第１ウエハテーブル１２（第１局所ドライエッチング装置１内）は回転テーブルであって、第２図に示すように例えば数値制御送り装置によってＲ方向（図２）への直線運動を制御されるＲテーブル上に載置されており、この上でθ方向の回転運動をすることが可能となっている。また、その全体はＺ方向（図１で上下方向）に直線運動することが可能となっている。他方、第２ウエハテーブル２２（第２局所ドライエッチング装置２内）は不図示の各送り装置（例えば数値制御送り装置）によってＸ、Ｙ、Ｚ各方向に直線送りが可能となっている。
【００２３】
第１真空チャンバー１１内には小径ノズル１３が、また第２真空チャンバー２１には大径ノズル２３がそれぞれ開口しており、これらのノズル１３、２３からは活性種ガスが吹き出される。各真空チャンバーの外側で各ノズル１３、２３の中間部には第１活性種ガス発生装置１４、第２活性種ガス発生装置２４がそれぞれ設けられている。不図示のマイクロ波発生装置で作られたマイクロ波が各活性種ガス発生装置内においてノズルの上記中間部に照射される。
【００２４】
小径ノズル１３、大径ノズル２３の上端はパイプ１６、及びパイプ２６を介してガスボンベ１５１、１５２及びガスボンベ２５１、２５２に結合されている。各ガスボンベの出口近傍にはバルブ１５３、１５４、及びバルブ２５３、２５４が設けられており、これらのバルブを開閉することにより、任意のボンベ内のガスを小径ノズル１３及び大径ノズル２３の上端に供給することができる。各ボンベ内には、ＳＦ６ガス、ＮＦ３ガス、ＣＦ４ガス等が充填されている。
【００２５】
第１真空チャンバー１１には半導体ウエハを搬入チャンバー４から搬入するための扉１７１、及び第１真空チャンバー１１内において外周縁環状領域の凹凸除去が済んだ半導体ウエハを搬送チャンバー３に搬出するための扉１７２が設けられている。また、第２真空チャンバー２１には搬送チャンバー３から半導体ウエハを搬入するための扉２７１、及び加工完了した半導体ウエハを搬出するための扉２７２が設けられている。扉１７２と扉２７１は搬送チャンバー３と第１真空チャンバー１１、第２真空チャンバー２１間をそれぞれ隔てている。
【００２６】
搬送装置３１は、第１真空チャンバー１１から半導体ウエハＷを取り出し、これを第２真空チャンバー２１内に搬送するための搬送装置であり、この例では搬送チャンバー３内に設置されている。なお、搬送装置３１は、第１ウエハテーブル１２上の半導体ウエハＷを把持し、第２ウエハテーブル２２上に直接載置することも可能であるが、第１真空チャンバー１１、第２真空チャンバー２１あるいは搬送チャンバー３内に設けたバッファー上に一旦置いてからタイミングをはかって第２ウエハテーブル２２上に置くようにすることも可能である。
【００２７】
また、第１真空チャンバー１１及び第２真空チャンバー２１は単一とする必要はない。つまり、単一の搬送チャンバー３の周囲にそれぞれ適宜の数の第１真空チャンバー１１と第２真空チャンバー２１を配置し、搬送チャンバー３内の搬送装置３１がどれにもアクセスできるようにすることができる。このように各真空チャンバーの比を１対多、多対１あるいは多対多とすること、あるいは、先のバッファーによって、各局所ドライエッチング装置１、２のタクト（加工時間）の違いを吸収することができる。
【００２８】
第１真空チャンバー１１及び第２真空チャンバー２１、場合により搬送チャンバー３には、それぞれ真空ポンプ（不図示）が接続され内部を真空（減圧）にするとともにそれぞれに最適な真空度に調整される。
【００２９】
＊ 各工程
本発明の多段局所ドライエッチング方法は、任意の順序で実行される外周縁局所ドライエッチング工程と内側局所ドライエッチング工程とを含む。これら工程の順番は問われないが、ここでは第１工程として外周縁局所ドライエッチング工程が、第２工程として内側局所ドライエッチング工程が行われるものとして説明する。
【００３０】
外周縁局所ドライエッチング工程は、半導体ウエハの円形平坦面の外周縁環状領域の輪郭に実質的に沿う軌跡を主走査方向とし、この主走査方向と実質的に直交する軌跡を副走査方向として走査（スキャン）が行われる局所ドライエッチング工程である。図３（１）に示されるように外周縁環状領域Ａは、半導体ウエハの円形平坦面の外周縁にある環状の領域であって、先に述べたように、ベベル面へと続く「なで肩」状（ロールオフ）部分はこの中に含まれる。このロールオフ領域では、ロールオフ形状の空間波長が短いため、これを除去するのに細い加工プロファイルすなわち小径ノズルを用いて局所エッチングが行われる。
【００３１】
上述のようにこの工程における主走査は、外周縁環状領域Ａの輪郭に実質的に沿う軌跡、ここでは同心円状であり、副走査は半径方向になる。したがって、半導体ウエハと同心の円に沿ってノズルを相対的運動させ、一周したときに図３（１）（丸内）に示すようにピッチｐ分だけ半径方向内側（あるいは外側）にノズルの相対位置を移動させる。
【００３２】
内側局所ドライエッチング工程は、図３（２）に示すように、直線軌跡を主走査方向とし、この直線軌跡がなす主走査方向と直交する直線軌跡を副走査方向として、上記小径ノズルよりも径の大きい大径ノズルを使用して少なくとも上記外周縁環状領域の内側の内側円形領域を含む領域に対して行われる厚さ形状もしくは表面形状の長波長成分を除去するための局所ドライエッチング工程である。
【００３３】
なお、内側局所ドライエッチング工程における走査領域は、外周縁環状領域の内側の内側円形領域内に限ることも可能であるが、ウエハ全面とすることも可能である。図（２）では、ウエハ全面を走査領域とするものとして描かれている。
【００３４】
外周縁局所ドライエッチング工程及び内側局所ドライエッチング工程を実行するに先立って各半導体ウエハの厚さ形状もしくは表面形状は予め測定され、このデータに基づいて各工程における走査ピッチｐ（副走査の間隔）、各点（微小領域）における主走査速度が計算されているものとする。場合により、２つの工程の間に再測定をし、これに基づき再計算することも可能である。
【００３５】
図４は、半導体ウエハの縁部断面の厚さ形状もしくは表面形状が上記外周縁局所ドライエッチング工程及び内側局所ドライエッチング工程を経て変化する様子を示した説明図である。本発明の多段局所ドライエッチング方法を実行する前に半導体ウエハは、波線のような断面輪郭、就中広いロールオフ部の領域ＲＯ１を持っている。
【００３６】
上記外周縁局所ドライエッチング工程（第１工程）において、小径ノズルを用いた外周縁環状領域Ａに局所ドライエッチングが施され、断面領域Ｎｓ（波線と一点鎖線で囲まれる領域）が除肉されている。小径ノズルのプロファイル特性により、この時点で、「なで肩」状部分における、当初のロールオフ部ＲＯ１は除去されている。次いで、内側局所ドライエッチング工程において、細かい加工はできないが効率の良い大径ノズルを用いてウエハ全面が局所ドライエッチングされ、断面領域ＮＬ（一点鎖線と実線で囲まれる領域）が除肉される。こうして、ロールオフ部の領域をＲＯ２にまで減少させることができ、パターン形成が可能な平坦部を増やせることになる。
【００３７】
＊ 動作、操作
今、第１真空チャンバー１１、第２真空チャンバー２１、搬送チャンバー３、搬入チャンバー４、搬出チャンバー５はともに同程度に減圧されており、扉１７１、１７２、２７１、２７２が閉鎖されているものとする。また、搬入チャンバー４内には、両面研磨装置で研磨された単数または複数の半導体ウエハＷが既に搬入されているものとする。
【００３８】
第１ステップ（外周縁局所ドライエッチング工程）
扉１７２が開放され、第１ステップが済んだ半導体ウエハＷ（一つ前の半導体ウエハ）は、搬送装置３１によって第１ウエハテーブル１２から取り外され、搬送チャンバー３内に取り込まれる。次いで、扉１７２が閉鎖され、扉１７１が開放される。不図示の搬送装置が搬入チャンバー４から両面研磨装置で研磨された１枚の半導体ウエハを取り出し、空になっている第１ウエハテーブル１２上に載置する。半導体ウエハは第１ウエハテーブル１２の静電チャック（不図示）にて保持される。次いで扉１７１が閉鎖される。
【００３９】
第１ウエハテーブル１２は、送り装置によって小径ノズル１３からその下方の所定距離離れた位置（Ｚ方向位置）に送られる。同時に、Ｒ方向送り装置によって小径ノズル１３が最初のピッチの位置に送られる。
【００４０】
次いで、バルブ１５３、及び／又はバルブ１５４が開かれ、ガスボンベ１５１及び／又はガスボンベ１５２内のガスがパイプ１６を通って小径ノズル１３に導かれる。ほぼ同時に不図示マイクロ波発生装置において発生したマイクロ波は活性種ガス発生装置１４に導かれ、小径ノズル１３内に導かれたガスはここでプラズマ化され活性種ガスが発生する。活性種ガスは、小径ノズル１３下端から下方の半導体ウエハの方向に向かって吹き出しを開始する。
【００４１】
上記活性種ガスの吹き出しと同時に、第１ウエハテーブル１２が回転駆動され、先に述べた計算された各微小領域毎の走査速度に制御されながら回転する。一周するとＲ方向に所定のスキャニングピッチだけピッチ送りされてから再び回転する。これを外周縁環状領域Ａ内について繰り返す。これによって上記断面領域Ｎｓが除肉される。
【００４２】
第２ステップ（内側局所ドライエッチング工程）
以上のようにして外周縁環状領域Ａに対する第１ステップが終了すると、扉１７２が開放される。搬送装置３１は半導体ウエハを第１ウエハテーブル１２から取り外し、搬送チャンバー３内に取り込む。扉１７２は閉鎖される。半導体ウエハが搬送チャンバー３内に取り込まれた後、第２真空チャンバー２１の扉２７１が開放される。
【００４３】
搬送装置３１は、既に空になっている第２ウエハテーブル２２上にこの半導体ウエハを載置する。半導体ウエハは第２ウエハテーブル２２の静電チャック（不図示）にて保持される。次いで扉２７１が閉鎖される。
【００４４】
バルブ２５３、及び／又はバルブ２５４が開かれ、ガスボンベ２５１及び／又はガスボンベ２５２内のガスがパイプ２６を通って大径ノズル２３に導かれる。ほぼ同時に不図示マイクロ波発生装置において発生したマイクロ波は活性種ガス発生装置２４に導かれ、大径ノズル２３内に導かれたガスはここでプラズマ化され活性種ガスが発生する。活性種ガスは、大径ノズル２３下端から下方の半導体ウエハの方向に向かって吹き出す。
【００４５】
第２ウエハテーブル２２は、不図示送り装置によって大径ノズル２３からその下方の所定距離離れた位置（Ｚ方向位置）に送られる。次いで、Ｘ方向に所定のスキャニングピッチずつピッチ送りされるとともに、ピッチ送りの間にＹ方向には制御された速度で送られる。
【００４６】
この内側局所ドライエッチング工程では、細かい加工はできないが効率の良い大径ノズルを用いてウエハ全面を局所ドライエッチングして断面領域ＮＬが除肉される。図４のようにロールオフ部の領域をＲＯ２にまで減少させることができ、パターン形成が可能な平坦部を増やせることになる。
【実施例２】
【００４７】
実施例１の外周縁局所ドライエッチング工程においては、主走査を同心円状とし、副走査は一周する毎に半径方向にピッチだけずらしているが、これを主走査、副走査を同時に連続的に行わせる、つまり、渦巻曲線に沿う走査を行わせるようにすることも可能である。
【実施例３】
【００４８】
実施例１、２の外周縁局所ドライエッチング工程においては、第１ウエハテーブル１２はそれ自体が回転する回転テーブルによって主走査をしている。しかしながらこれに限らず、代わって、第２局所ドライエッチング装置２におけるようなＸ−Ｙテーブルを用い、Ｘ軸、Ｙ軸の同時２軸制御による外周縁環状領域Ａの輪郭に沿う相対運動をもって主走査とすることも可能である。
【００４９】
この場合、第１ウエハテーブル１２それ自体は回転せず、ノズルとの相対位置が外周縁環状領域Ａの輪郭に沿って移動するだけであるが、この場合でも、円形平坦面の外周縁環状領域の輪郭に実質的に沿う軌跡を主走査方向とし、この主走査方向と実質的に直交する軌跡を副走査方向とする局所ドライエッチングを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本方法発明を実施するに適した多段局所エッチング装置１００の概要を説明するための模式図である。
【図２】実施例１における第１ウエハテーブル１２拡大説明図である。
【図３】外周縁局所ドライエッチング工程及び内側局所ドライエッチング工程における走査軌跡の違いを説明する説明図である。
【図４】半導体ウエハの縁部断面の凹凸形状が上記外周縁局所ドライエッチング工程及び内側局所ドライエッチング工程を経て変化する様子を示した説明図である。
【符号の説明】
【００５１】
１００ 多段局所ドライエッチング装置
１ 第１局所ドライエッチング装置
１１ 第１真空チャンバー
１２ 第１ウエハテーブル
１３ 小径ノズル
１４ 第１活性種ガス発生装置
１５１、２５１、１５２、２５２ ガスボンベ
１５３、２５３、１５４、２５４ バルブ
１６、２６ パイプ
１７１、１７２、２７１、２７２ 扉
２ 第２局所ドライエッチング装置
２１ 第２真空チャンバー
２２ 第２ウエハテーブル
２３ 大径ノズル
２４ 第２活性種ガス発生装置
３ 搬送チャンバー
３１ 搬送装置
４ 搬入チャンバー
５ 搬出チャンバー
Ａ 外周縁環状領域
Ｗ ウエハ
ｐ ピッチ
Ｎｓ、ＮＬ 断面領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハの厚さ形状もしくは表面形状を修正するための多段局所ドライエッチング方法、特に、ベベル面との境界にできるだけ近い領域まで厚さ形状もしくは表面形状を修正することが可能な多段局所ドライエッチング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シリコンウエハ等の半導体ウエハの厚さ形状（半導体ウエハの厚さ分布）もしくは表面形状（半導体ウエハの表面凹凸形状）を修正するための一つの加工方法として局所ドライエッチング法が知られている。局所ドライエッチング法では、プラズマによって発生した活性種ガスをノズルから噴出させながら、噴出した活性種ガスを半導体ウエハの表面に吹きつける。半導体ウエハは活性種ガスと反応し気体化合物となり、ガスの流れに乗って、その場から流れ去る。このため、半導体ウエハの表面材料が除去（除肉）される。
【０００３】
このとき、ノズルを半導体ウエハ表面に沿って相対運動させると、その速度に応じて表面から除去する除肉量を制御することができる。上記相対運動は、通常は、直線に沿ったスキャニングによって行われ、予め得られている半導体ウエハの厚さ形状もしくは表面形状情報とスキャンピッチに対応してスキャニング速度を制御することにより半導体ウエハの表面が平坦化加工される。
【０００４】
局所ドライエッチングにおいては、ノズルから吹き出された活性種ガスが半導体ウエハ表面に衝突（接触）し、この衝突によって反応が起こるため、活性種ガスの流れの大きさ、つまりスポット径、が除肉する範囲（の程度）を決定することになる。しかしながら、これはガスの流れであるため、その除肉範囲は、切削工具によるような明確な輪郭を有しているわけではなく、ノズル中心線を中心とする分布、つまり加工プロファイルとして与えられることになる。
【０００５】
局所ドライエッチングは、研磨スラリーと研磨パッドを用いた遊星歯車式もしくは枚葉式の両面研磨装置等によって鏡面研磨された半導体ウエハの厚さ形状もしくは表面形状を修正するために用いることをひとつの目的としている。この修正すべき形状には様々の空間波長成分（周波数成分）が含まれている。この形状を修正して要求される高精度の形状を得るためには波長成分に対応した大きさの活性種ガスの流れを作り出さなければならない。このため、細かい（波長成分の短い）形状を修正するためにはこの細かさに応じてできるだけ小さい径のノズルを用いることが必要となる。
【０００６】
一般に、研磨パッドはある程度の弾性を有しており、研磨中に加えられる研磨圧によって半導体ウエハが研磨パッドに沈み込む。このとき半導体ウエハの外周縁部よりも外側にも上記研磨パッドの弾性変形が生じるため、この力を受ける形で、中央部よりも円形平坦面の外周縁部の面圧が大きくなる。このため、半導体ウエハの円形平坦面の外周縁部の研磨量が多くなり、ベベル面へと続く「なで肩」状（ロールオフ）になる。この「なで肩」状部分は、ＩＣチップ製造工程においてパターン形成に適さないためこの部分はパターン形成領域から除外（エッジエクスクルージョン）される。
【０００７】
上記「なで肩」状部分は、その成因から円形平坦面の外周縁に環状に形成されることになる。そして、上記「なで肩」状部分は、急傾斜のベベル面につながる部分であることから、これから離れた円形平坦面の中央部における厚さ形状もしくは表面形状よりも変化が激しい。このため、外周縁環状領域の厚さ形状もしくは表面形状の方が中央部の厚さ形状もしくは表面形状よりも空間波長が短いことになる。
【０００８】
特許文献１には、小径ノズルを用いた第１工程と大径ノズルを用いた第２工程によりＳＯＩウェハーを多段局所ドライエッチングする方法が開示されている。しかしながら、この多段局所ドライエッチング方法では、それぞれの工程におけるエッチングはウエハの全表面を対象としており、第１工程では全表面にわたる凹凸を除去すること、第２工程はウエハ自体の厚さを所定の厚さにすることが目的とされている。各工程ではその行程を通して同じ径のノズルが使われる。ウエハの場所に応じて空間波長の異なる厚さ形状もしくは表面形状が存在することに着目してウエハ平坦化作業全体のスループットを改善するものではない。
【０００９】
この文献のように、全表面の凹凸を小径ノズルによって除去する場合、外周縁領域まで高精度の加工は可能であるが、小径ノズルは加工プロファイル幅が小さく、スキャンピッチが狭く、単位時間当たりの除去体積（つまり加工速度）を大きくすることができないため、全表面にわたって加工するには長い時間が必要となり、スループットが悪くなる。
【００１０】
他方、大径ノズルは加工プロファイル幅が大きいので、スループットは大きいが、特に空間波長の短い外周縁の厚さ形状もしくは表面形状を修正することができないので所期の目的を達成することができない。
【００１１】
特許文献２には、大径ノズルとエッジマスクを組み合わせる局所ドライエッチング方法が開示されている。この方法は、スループットを落とさないで外周縁部を含んだ全表面の平坦化を行うことができるが、加工するウエハの形状に合わせてエッジマスクを作成しなければならない。このため即応性に乏しい。
【００１２】
【特許文献１】特開２００４−１２８０７９号公報
【特許文献２】特開２００４−３４９５８７号公報
【特許文献３】特開２０００−１８６０００号公報
【特許文献４】特開２００１−１７６８４４号公報
【特許文献５】特開２００１−１７６８４５号公報
【特許文献６】特開２００１−１８５５３７号公報
【特許文献７】特開２００１−２１０６２６号公報
【特許文献８】特開２００２−１３４４７１号公報
【特許文献９】特開２００２−３２９６９０号公報
【特許文献１０】特開２００５−１２３４８３号公報
【特許文献１１】特開２００７−１４９９２３号公報
【特許文献１２】特開平１０−１４７８９３号公報
【特許文献１３】特開平１１−２６５８７７号公報
【特許文献１４】特開２００４−１３４６６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の、半導体ウエハの厚さ形状もしくは表面形状を修正するための多段局所ドライエッチング方法は、半導体ウエハの円形平坦面のロールオフ部分を含む外周縁環状領域においては厚さ形状もしくは表面形状の空間波長が短いのに対し、これと比較した場合、外周縁環状領域の内側の領域では、厚さ形状もしくは表面形状の空間波長が長い点に着目したものであって、ウエハ平坦化作業全体のスループットを低下させることなくロールオフ領域を小さくすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題は以下の手段により解決される。すなわち、第１番目の発明の多段局所ドライエッチング方法は、半導体ウエハの厚さ形状もしくは表面形状を修正するための多段局所ドライエッチング方法であって、任意の順序で実行される外周縁局所ドライエッチング工程と内側局所ドライエッチング工程とを含み、上記外周縁局所ドライエッチング工程は、上記円形平坦面の外周縁環状領域の輪郭に実質的に沿う軌跡を主走査方向とし、この主走査方向と実質的に直交する軌跡を副走査方向として、小径ノズルを使用して上記外周縁環状領域に対して行われる厚さ形状もしくは表面形状の短空間波長成分を修正するための局所ドライエッチング工程であり、上記内側局所ドライエッチング工程は、直線軌跡を主走査方向とし、この直線軌跡がなす主走査方向と直交する直線軌跡を副走査方向として、上記小径ノズルよりも径の大きい大径ノズルを使用して少なくとも上記外周縁環状領域の内側の内側円形領域を含む領域に対して行われる厚さ形状もしくは表面形状の長波長成分を修正するための局所ドライエッチング工程であり、更に、上記各局所ドライエッチング工程においては、予め得られている上記半導体ウエハの厚さ形状もしくは表面形状データに基づいて、上記主走査方向のそれぞれの走査速度及び上記副走査方向のそれぞれのピッチ間隔が決定されることを特徴とする多段局所ドライエッチング方法である。
【００１５】
第２番目の発明の多段局所ドライエッチング方法は、第１番目の発明の局所ドライエッチング方法において、上記外周縁局所ドライエッチング工程と上記内側局所ドライエッチング工程とはそれぞれが異なる真空チャンバー内で実行されることを特徴とする半導体ウエハの厚さ形状もしくは表面形状を修正するための多段局所ドライエッチング方法である。
【００１６】
第３番目の発明の多段局所ドライエッチング方法は、第１番目又は第２番目の発明の局所ドライエッチング方法において、上記外周縁局所ドライエッチング工程の主走査方向は、上記外周縁環状領域の輪郭に沿った同心円状であることを特徴とする半導体ウエハの厚さ形状もしくは表面形状を修正するための多段局所ドライエッチング方法である。
【００１７】
第４番目の発明の多段局所ドライエッチング方法は、第１番目又は第２番目の発明の局所ドライエッチング方法において、上記外周縁局所ドライエッチング工程の主走査方向は、渦巻曲線に沿っていることを特徴とする半導体ウエハの厚さ形状もしくは表面形状を修正するための多段局所ドライエッチング方法である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の、半導体ウエハの厚さ形状もしくは表面形状を修正するための多段局所ドライエッチング方法は、半導体ウエハの円形平坦面のロールオフ部分を含む外周縁環状領域においては厚さ形状もしくは表面形状の空間波長が短いのに対し、これと比較した場合、外周縁環状領域の内側の領域では、厚さ形状もしくは表面形状の空間波長が長い点に着目したものであって、外周縁環状領域に対してはこの領域に沿って且つ小径ノズルにより細かい、つまり、ロールオフ部分の急激な変化に対応できる局所ドライエッチングが行われるのに対し、少なくとも上記外周縁環状領域の内側の内側円形領域を含む領域に対しては大径ノズルを使用して効率の良い局所ドライエッチングが行われる。これによりウエハ平坦化作業全体のスループットを低下させることなくロールオフ領域を小さくすることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００２０】
＊ 多段局所ドライエッチング装置
図１は、本方法発明を実施するに適した多段局所エッチング装置１００の概要を説明するための模式図である。多段局所ドライエッチング装置１００は第１局所ドライエッチング装置１及び第２局所ドライエッチング装置２を備えており、これらは搬送チャンバー３によって結合されている。
【００２１】
第１局所ドライエッチング装置１及び第２局所ドライエッチング装置２は、それぞれ第１真空チャンバー１１、第２真空チャンバー２１を備えている。各チャンバー１１、２１内には第１ウエハテーブル１２及び第２ウエハテーブル２２が備えられており、これらのテーブル１２、２２上には半導体ウエハＷが載置固定される。
【００２２】
第１ウエハテーブル１２（第１局所ドライエッチング装置１内）は回転テーブルであって、第２図に示すように例えば数値制御送り装置によってＲ方向（図２）への直線運動を制御されるＲテーブル上に載置されており、この上でθ方向の回転運動をすることが可能となっている。また、その全体はＺ方向（図１で上下方向）に直線運動することが可能となっている。他方、第２ウエハテーブル２２（第２局所ドライエッチング装置２内）は不図示の各送り装置（例えば数値制御送り装置）によってＸ、Ｙ、Ｚ各方向に直線送りが可能となっている。
【００２３】
第１真空チャンバー１１内には小径ノズル１３が、また第２真空チャンバー２１には大径ノズル２３がそれぞれ開口しており、これらのノズル１３、２３からは活性種ガスが吹き出される。各真空チャンバーの外側で各ノズル１３、２３の中間部には第１活性種ガス発生装置１４、第２活性種ガス発生装置２４がそれぞれ設けられている。不図示のマイクロ波発生装置で作られたマイクロ波が各活性種ガス発生装置内においてノズルの上記中間部に照射される。
【００２４】
小径ノズル１３、大径ノズル２３の上端はパイプ１６、及びパイプ２６を介してガスボンベ１５１、１５２及びガスボンベ２５１、２５２に結合されている。各ガスボンベの出口近傍にはバルブ１５３、１５４、及びバルブ２５３、２５４が設けられており、これらのバルブを開閉することにより、任意のボンベ内のガスを小径ノズル１３及び大径ノズル２３の上端に供給することができる。各ボンベ内には、ＳＦ６ガス、ＮＦ３ガス、ＣＦ４ガス等が充填されている。
【００２５】
第１真空チャンバー１１には半導体ウエハを搬入チャンバー４から搬入するための扉１７１、及び第１真空チャンバー１１内において外周縁環状領域の凹凸除去が済んだ半導体ウエハを搬送チャンバー３に搬出するための扉１７２が設けられている。また、第２真空チャンバー２１には搬送チャンバー３から半導体ウエハを搬入するための扉２７１、及び加工完了した半導体ウエハを搬出するための扉２７２が設けられている。扉１７２と扉２７１は搬送チャンバー３と第１真空チャンバー１１、第２真空チャンバー２１間をそれぞれ隔てている。
【００２６】
搬送装置３１は、第１真空チャンバー１１から半導体ウエハＷを取り出し、これを第２真空チャンバー２１内に搬送するための搬送装置であり、この例では搬送チャンバー３内に設置されている。なお、搬送装置３１は、第１ウエハテーブル１２上の半導体ウエハＷを把持し、第２ウエハテーブル２２上に直接載置することも可能であるが、第１真空チャンバー１１、第２真空チャンバー２１あるいは搬送チャンバー３内に設けたバッファー上に一旦置いてからタイミングをはかって第２ウエハテーブル２２上に置くようにすることも可能である。
【００２７】
また、第１真空チャンバー１１及び第２真空チャンバー２１は単一とする必要はない。つまり、単一の搬送チャンバー３の周囲にそれぞれ適宜の数の第１真空チャンバー１１と第２真空チャンバー２１を配置し、搬送チャンバー３内の搬送装置３１がどれにもアクセスできるようにすることができる。このように各真空チャンバーの比を１対多、多対１あるいは多対多とすること、あるいは、先のバッファーによって、各局所ドライエッチング装置１、２のタクト（加工時間）の違いを吸収することができる。
【００２８】
第１真空チャンバー１１及び第２真空チャンバー２１、場合により搬送チャンバー３には、それぞれ真空ポンプ（不図示）が接続され内部を真空（減圧）にするとともにそれぞれに最適な真空度に調整される。
【００２９】
＊ 各工程
本発明の多段局所ドライエッチング方法は、任意の順序で実行される外周縁局所ドライエッチング工程と内側局所ドライエッチング工程とを含む。これら工程の順番は問われないが、ここでは第１工程として外周縁局所ドライエッチング工程が、第２工程として内側局所ドライエッチング工程が行われるものとして説明する。
【００３０】
外周縁局所ドライエッチング工程は、半導体ウエハの円形平坦面の外周縁環状領域の輪郭に実質的に沿う軌跡を主走査方向とし、この主走査方向と実質的に直交する軌跡を副走査方向として走査（スキャン）が行われる局所ドライエッチング工程である。図３（１）に示されるように外周縁環状領域Ａは、半導体ウエハの円形平坦面の外周縁にある環状の領域であって、先に述べたように、ベベル面へと続く「なで肩」状（ロールオフ）部分はこの中に含まれる。このロールオフ領域では、ロールオフ形状の空間波長が短いため、これを除去するのに細い加工プロファイルすなわち小径ノズルを用いて局所エッチングが行われる。
【００３１】
上述のようにこの工程における主走査は、外周縁環状領域Ａの輪郭に実質的に沿う軌跡、ここでは同心円状であり、副走査は半径方向になる。したがって、半導体ウエハと同心の円に沿ってノズルを相対的運動させ、一周したときに図３（１）（丸内）に示すようにピッチｐ分だけ半径方向内側（あるいは外側）にノズルの相対位置を移動させる。
【００３２】
内側局所ドライエッチング工程は、図３（２）に示すように、直線軌跡を主走査方向とし、この直線軌跡がなす主走査方向と直交する直線軌跡を副走査方向として、上記小径ノズルよりも径の大きい大径ノズルを使用して少なくとも上記外周縁環状領域の内側の内側円形領域を含む領域に対して行われる厚さ形状もしくは表面形状の長波長成分を除去するための局所ドライエッチング工程である。
【００３３】
なお、内側局所ドライエッチング工程における走査領域は、外周縁環状領域の内側の内側円形領域内に限ることも可能であるが、ウエハ全面とすることも可能である。図（２）では、ウエハ全面を走査領域とするものとして描かれている。
【００３４】
外周縁局所ドライエッチング工程及び内側局所ドライエッチング工程を実行するに先立って各半導体ウエハの厚さ形状もしくは表面形状は予め測定され、このデータに基づいて各工程における走査ピッチｐ（副走査の間隔）、各点（微小領域）における主走査速度が計算されているものとする。場合により、２つの工程の間に再測定をし、これに基づき再計算することも可能である。
【００３５】
図４は、半導体ウエハの縁部断面の厚さ形状もしくは表面形状が上記外周縁局所ドライエッチング工程及び内側局所ドライエッチング工程を経て変化する様子を示した説明図である。本発明の多段局所ドライエッチング方法を実行する前に半導体ウエハは、波線のような断面輪郭、就中広いロールオフ部の領域ＲＯ１を持っている。
【００３６】
上記外周縁局所ドライエッチング工程（第１工程）において、小径ノズルを用いた外周縁環状領域Ａに局所ドライエッチングが施され、断面領域Ｎｓ（波線と一点鎖線で囲まれる領域）が除肉されている。小径ノズルのプロファイル特性により、この時点で、「なで肩」状部分における、当初のロールオフ部ＲＯ１は除去されている。次いで、内側局所ドライエッチング工程において、細かい加工はできないが効率の良い大径ノズルを用いてウエハ全面が局所ドライエッチングされ、断面領域ＮＬ（一点鎖線と実線で囲まれる領域）が除肉される。こうして、ロールオフ部の領域をＲＯ２にまで減少させることができ、パターン形成が可能な平坦部を増やせることになる。
【００３７】
＊ 動作、操作
今、第１真空チャンバー１１、第２真空チャンバー２１、搬送チャンバー３、搬入チャンバー４、搬出チャンバー５はともに同程度に減圧されており、扉１７１、１７２、２７１、２７２が閉鎖されているものとする。また、搬入チャンバー４内には、両面研磨装置で研磨された単数または複数の半導体ウエハＷが既に搬入されているものとする。
【００３８】
第１ステップ（外周縁局所ドライエッチング工程）
扉１７２が開放され、第１ステップが済んだ半導体ウエハＷ（一つ前の半導体ウエハ）は、搬送装置３１によって第１ウエハテーブル１２から取り外され、搬送チャンバー３内に取り込まれる。次いで、扉１７２が閉鎖され、扉１７１が開放される。不図示の搬送装置が搬入チャンバー４から両面研磨装置で研磨された１枚の半導体ウエハを取り出し、空になっている第１ウエハテーブル１２上に載置する。半導体ウエハは第１ウエハテーブル１２の静電チャック（不図示）にて保持される。次いで扉１７１が閉鎖される。
【００３９】
第１ウエハテーブル１２は、送り装置によって小径ノズル１３からその下方の所定距離離れた位置（Ｚ方向位置）に送られる。同時に、Ｒ方向送り装置によって小径ノズル１３が最初のピッチの位置に送られる。
【００４０】
次いで、バルブ１５３、及び／又はバルブ１５４が開かれ、ガスボンベ１５１及び／又はガスボンベ１５２内のガスがパイプ１６を通って小径ノズル１３に導かれる。ほぼ同時に不図示マイクロ波発生装置において発生したマイクロ波は活性種ガス発生装置１４に導かれ、小径ノズル１３内に導かれたガスはここでプラズマ化され活性種ガスが発生する。活性種ガスは、小径ノズル１３下端から下方の半導体ウエハの方向に向かって吹き出しを開始する。
【００４１】
上記活性種ガスの吹き出しと同時に、第１ウエハテーブル１２が回転駆動され、先に述べた計算された各微小領域毎の走査速度に制御されながら回転する。一周するとＲ方向に所定のスキャニングピッチだけピッチ送りされてから再び回転する。これを外周縁環状領域Ａ内について繰り返す。これによって上記断面領域Ｎｓが除肉される。
【００４２】
第２ステップ（内側局所ドライエッチング工程）
以上のようにして外周縁環状領域Ａに対する第１ステップが終了すると、扉１７２が開放される。搬送装置３１は半導体ウエハを第１ウエハテーブル１２から取り外し、搬送チャンバー３内に取り込む。扉１７２は閉鎖される。半導体ウエハが搬送チャンバー３内に取り込まれた後、第２真空チャンバー２１の扉２７１が開放される。
【００４３】
搬送装置３１は、既に空になっている第２ウエハテーブル２２上にこの半導体ウエハを載置する。半導体ウエハは第２ウエハテーブル２２の静電チャック（不図示）にて保持される。次いで扉２７１が閉鎖される。
【００４４】
バルブ２５３、及び／又はバルブ２５４が開かれ、ガスボンベ２５１及び／又はガスボンベ２５２内のガスがパイプ２６を通って大径ノズル２３に導かれる。ほぼ同時に不図示マイクロ波発生装置において発生したマイクロ波は活性種ガス発生装置２４に導かれ、大径ノズル２３内に導かれたガスはここでプラズマ化され活性種ガスが発生する。活性種ガスは、大径ノズル２３下端から下方の半導体ウエハの方向に向かって吹き出す。
【００４５】
第２ウエハテーブル２２は、不図示送り装置によって大径ノズル２３からその下方の所定距離離れた位置（Ｚ方向位置）に送られる。次いで、Ｘ方向に所定のスキャニングピッチずつピッチ送りされるとともに、ピッチ送りの間にＹ方向には制御された速度で送られる。
【００４６】
この内側局所ドライエッチング工程では、細かい加工はできないが効率の良い大径ノズルを用いてウエハ全面を局所ドライエッチングして断面領域ＮＬが除肉される。図４のようにロールオフ部の領域をＲＯ２にまで減少させることができ、パターン形成が可能な平坦部を増やせることになる。
【実施例２】
【００４７】
実施例１の外周縁局所ドライエッチング工程においては、主走査を同心円状とし、副走査は一周する毎に半径方向にピッチだけずらしているが、これを主走査、副走査を同時に連続的に行わせる、つまり、渦巻曲線に沿う走査を行わせるようにすることも可能である。
【実施例３】
【００４８】
実施例１、２の外周縁局所ドライエッチング工程においては、第１ウエハテーブル１２はそれ自体が回転する回転テーブルによって主走査をしている。しかしながらこれに限らず、代わって、第２局所ドライエッチング装置２におけるようなＸ−Ｙテーブルを用い、Ｘ軸、Ｙ軸の同時２軸制御による外周縁環状領域Ａの輪郭に沿う相対運動をもって主走査とすることも可能である。
【００４９】
この場合、第１ウエハテーブル１２それ自体は回転せず、ノズルとの相対位置が外周縁環状領域Ａの輪郭に沿って移動するだけであるが、この場合でも、円形平坦面の外周縁環状領域の輪郭に実質的に沿う軌跡を主走査方向とし、この主走査方向と実質的に直交する軌跡を副走査方向とする局所ドライエッチングを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本方法発明を実施するに適した多段局所エッチング装置１００の概要を説明するための模式図である。
【図２】実施例１における第１ウエハテーブル１２拡大説明図である。
【図３】外周縁局所ドライエッチング工程及び内側局所ドライエッチング工程における走査軌跡の違いを説明する説明図である。
【図４】半導体ウエハの縁部断面の凹凸形状が上記外周縁局所ドライエッチング工程及び内側局所ドライエッチング工程を経て変化する様子を示した説明図である。
【符号の説明】
【００５１】
１００ 多段局所ドライエッチング装置
１ 第１局所ドライエッチング装置
１１ 第１真空チャンバー
１２ 第１ウエハテーブル
１３ 小径ノズル
１４ 第１活性種ガス発生装置
１５１、２５１、１５２、２５２ ガスボンベ
１５３、２５３、１５４、２５４ バルブ
１６、２６ パイプ
１７１、１７２、２７１、２７２ 扉
２ 第２局所ドライエッチング装置
２１ 第２真空チャンバー
２２ 第２ウエハテーブル
２３ 大径ノズル
２４ 第２活性種ガス発生装置
３ 搬送チャンバー
３１ 搬送装置
４ 搬入チャンバー
５ 搬出チャンバー
Ａ 外周縁環状領域
Ｗ ウエハ
ｐ ピッチ
Ｎｓ、ＮＬ 断面領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエハの厚さ形状もしくは表面形状を修正するための多段局所ドライエッチング方法であって、
この多段局所ドライエッチング方法は、任意の順序で実行される外周縁局所ドライエッチング工程と内側局所ドライエッチング工程とを含み、
上記外周縁局所ドライエッチング工程は、上記円形平坦面の外周縁環状領域の輪郭に実質的に沿う軌跡を主走査方向とし、この主走査方向と実質的に直交する軌跡を副走査方向として、小径ノズルを使用して上記外周縁環状領域に対して行われる厚さ形状もしくは表面形状の短空間波長成分を修正するための局所ドライエッチング工程であり、
上記内側局所ドライエッチング工程は、直線軌跡を主走査方向とし、この直線軌跡がなす主走査方向と直交する直線軌跡を副走査方向として、上記小径ノズルよりも径の大きい大径ノズルを使用して少なくとも上記外周縁環状領域の内側の内側円形領域を含む領域に対して行われる厚さ形状もしくは表面形状の長波長成分を修正するための局所ドライエッチング工程であり、更に、
上記各局所ドライエッチング工程においては、予め得られている上記円形半導体ウエハの厚さ形状もしくは表面形状データに基づいて、上記主走査方向のそれぞれの走査速度及び上記副走査方向のそれぞれのピッチ間隔が決定されること
を特徴とする多段局所ドライエッチング方法。
【請求項２】
請求項１に記載された多段局所ドライエッチング方法において、
上記外周縁局所ドライエッチング工程と上記内側局所ドライエッチング工程とはそれぞれが異なる真空チャンバー内で実行されること
を特徴とする半導体ウエハの厚さ形状もしくは表面形状を修正するための多段局所ドライエッチング方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２のいずれかに記載された多段局所ドライエッチング方法において、
上記外周縁局所ドライエッチング工程の主走査方向は、上記外周縁環状領域の輪郭に沿った同心円状であること
を特徴とする半導体ウエハの厚さ形状もしくは表面形状を修正するための多段局所ドライエッチング方法。
【請求項４】
請求項１又は請求項２のいずれかに記載された多段局所ドライエッチング方法において、
上記外周縁局所ドライエッチング工程の主走査方向は、渦巻曲線に沿っていること
を特徴とする半導体ウエハの厚さ形状もしくは表面形状を修正するための多段局所ドライエッチング方法。
【請求項１】
半導体ウエハの厚さ形状もしくは表面形状を修正するための多段局所ドライエッチング方法であって、
この多段局所ドライエッチング方法は、任意の順序で実行される外周縁局所ドライエッチング工程と内側局所ドライエッチング工程とを含み、
上記外周縁局所ドライエッチング工程は、上記円形平坦面の外周縁環状領域の輪郭に実質的に沿う軌跡を主走査方向とし、この主走査方向と実質的に直交する軌跡を副走査方向として、小径ノズルを使用して上記外周縁環状領域に対して行われる厚さ形状もしくは表面形状の短空間波長成分を修正するための局所ドライエッチング工程であり、
上記内側局所ドライエッチング工程は、直線軌跡を主走査方向とし、この直線軌跡がなす主走査方向と直交する直線軌跡を副走査方向として、上記小径ノズルよりも径の大きい大径ノズルを使用して少なくとも上記外周縁環状領域の内側の内側円形領域を含む領域に対して行われる厚さ形状もしくは表面形状の長波長成分を修正するための局所ドライエッチング工程であり、更に、
上記各局所ドライエッチング工程においては、予め得られている上記円形半導体ウエハの厚さ形状もしくは表面形状データに基づいて、上記主走査方向のそれぞれの走査速度及び上記副走査方向のそれぞれのピッチ間隔が決定されること
を特徴とする多段局所ドライエッチング方法。
【請求項２】
請求項１に記載された多段局所ドライエッチング方法において、
上記外周縁局所ドライエッチング工程と上記内側局所ドライエッチング工程とはそれぞれが異なる真空チャンバー内で実行されること
を特徴とする半導体ウエハの厚さ形状もしくは表面形状を修正するための多段局所ドライエッチング方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２のいずれかに記載された多段局所ドライエッチング方法において、
上記外周縁局所ドライエッチング工程の主走査方向は、上記外周縁環状領域の輪郭に沿った同心円状であること
を特徴とする半導体ウエハの厚さ形状もしくは表面形状を修正するための多段局所ドライエッチング方法。
【請求項４】
請求項１又は請求項２のいずれかに記載された多段局所ドライエッチング方法において、
上記外周縁局所ドライエッチング工程の主走査方向は、渦巻曲線に沿っていること
を特徴とする半導体ウエハの厚さ形状もしくは表面形状を修正するための多段局所ドライエッチング方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−８７１７５（Ｐ２０１０−８７１７５Ａ）
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２５３７７３（Ｐ２００８−２５３７７３）
【出願日】平成２０年９月３０日（２００８．９．３０）
【出願人】（０００１０７７４５）スピードファム株式会社 (62)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月３０日（２００８．９．３０）
【出願人】（０００１０７７４５）スピードファム株式会社 (62)
【Ｆターム（参考）】
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