JP2000223479A - ウエハ平坦化システム及びウエハ平坦化方法 - Google Patents
ウエハ平坦化システム及びウエハ平坦化方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ウエハの自然酸化膜の除去と平坦化と平滑化
とを連続的且つ自動的に行う構成として、ウエハの表面
粗さの改善を図ると共に作業能率の向上を図ったウエハ
平坦化システム及びウエハ平坦化方法を提供する。 【解決手段】 ウエハＷを自然酸化膜除去装置１のフッ
化水素酸水溶液に漬けて自然酸化膜を除去する自然酸化
膜除去工程を実行する。しかる後、局部エッチング装置
２においてウエハＷ表面をＳＦ6ガスに因る活性種ガス
Ｇで局部エッチングして平坦化する局部エッチング工程
を実行する。そして、ウエハＷ表面をＣＭＰ装置３で鏡
面研磨して平滑化する平滑化工程を実行する。尚、ＣＦ
4ガスとＨ2ガスとの混合ガスに因る活性種ガスをウエハ
Ｗ表面全体に吹き付けることで自然酸化膜除去工程を実
行することができ、ＣＦ4ガスとＯ2ガスとの混合ガスに
因る活性種ガスをウエハＷ表面全体に吹き付けることで
平滑化工程を実行することもできる。
とを連続的且つ自動的に行う構成として、ウエハの表面
粗さの改善を図ると共に作業能率の向上を図ったウエハ
平坦化システム及びウエハ平坦化方法を提供する。 【解決手段】 ウエハＷを自然酸化膜除去装置１のフッ
化水素酸水溶液に漬けて自然酸化膜を除去する自然酸化
膜除去工程を実行する。しかる後、局部エッチング装置
２においてウエハＷ表面をＳＦ6ガスに因る活性種ガス
Ｇで局部エッチングして平坦化する局部エッチング工程
を実行する。そして、ウエハＷ表面をＣＭＰ装置３で鏡
面研磨して平滑化する平滑化工程を実行する。尚、ＣＦ
4ガスとＨ2ガスとの混合ガスに因る活性種ガスをウエハ
Ｗ表面全体に吹き付けることで自然酸化膜除去工程を実
行することができ、ＣＦ4ガスとＯ2ガスとの混合ガスに
因る活性種ガスをウエハＷ表面全体に吹き付けることで
平滑化工程を実行することもできる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ウエハ表面の凸
部を局部的に活性種ガスによりエッチングして平坦化
し、あるいはウエハの相対的に厚い部分を局部的にエッ
チングしてウエハの厚さ分布を均一にするためのウエハ
平坦化システム及びウエハ平坦化方法に関するものであ
る。
部を局部的に活性種ガスによりエッチングして平坦化
し、あるいはウエハの相対的に厚い部分を局部的にエッ
チングしてウエハの厚さ分布を均一にするためのウエハ
平坦化システム及びウエハ平坦化方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】図２５は、従来のウエハ平坦化方法の一
例を示す概略断面図である。図２５において、符号１０
０はプラズマ発生器であり、プラズマ発生器１００で生
成したプラズマ中の活性種ガスＧを、ノズル１０１から
ウエハＷの表面に噴射する。ウエハＷはステージ１２０
上に載置固定されており、ステージ１２０を水平方向に
移動させることで、ウエハＷの表面のうち規定厚さより
も相対的に厚い部分（以下、「相対厚部」という）Ｗａ
をノズル１０１の真下に導く。そして、活性種ガスＧを
ノズル１０１から凸状の相対厚部Ｗａに噴射し、相対厚
部Ｗａを局部的にエッチングすることで、ウエハＷの表
面厚さ分布を均一化することにより、ウエハＷの表面を
平坦化する。。
例を示す概略断面図である。図２５において、符号１０
０はプラズマ発生器であり、プラズマ発生器１００で生
成したプラズマ中の活性種ガスＧを、ノズル１０１から
ウエハＷの表面に噴射する。ウエハＷはステージ１２０
上に載置固定されており、ステージ１２０を水平方向に
移動させることで、ウエハＷの表面のうち規定厚さより
も相対的に厚い部分（以下、「相対厚部」という）Ｗａ
をノズル１０１の真下に導く。そして、活性種ガスＧを
ノズル１０１から凸状の相対厚部Ｗａに噴射し、相対厚
部Ｗａを局部的にエッチングすることで、ウエハＷの表
面厚さ分布を均一化することにより、ウエハＷの表面を
平坦化する。。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
のウエハ平坦化方法では、次のような問題があった。プ
ラズマ発生器１００で生成したプラズマ中のイオンが、
プラズマとウエハＷとの間に印加された電位差によって
加速されてウエハＷに衝突するので、イオンが衝突した
部分だけが大きくエッチングされ、また、スパッタリン
グによって、ウエハＷ表面の原子が除去される。このた
め、ウエハＷの表面が原子オーダで粗れる。さらに、ウ
エハＷの周囲に浮遊するパーティクルやノズル１０１を
形成する放電管で発生したパーティクルがウエハＷの表
面に付着し、パーティクルが付着した部分のエッチング
特性が低下する。この結果、パーティクルの付着した部
分と付着していない部分とのエッチング量が異なり、ウ
エハＷ表面が粗れる。上記理由により、局部エッチング
を行うと、ウエハＷ表面の平均自乗粗さ（Roughness Ro
ot Mean Square 以下単に「ＲＭＳ」という）が大きく
なってしまう。実際に原子間力顕微鏡で局部エッチング
後のウエハＷ表面を観測したところ、局部エッチング前
のＲＭＳが１ｎｍより小さかったウエハＷが上記ウエハ
平坦化方法による局部エッチングを行うと、ＲＭＳが１
０ｎｍ程度迄悪化してしまう。また、ウエハＷを前工程
から局部エッチング工程に移行させる際に、ウエハＷの
表面に酸化膜が自然に発生する。この自然酸化膜を放置
した状態で、ウエハＷを局部エッチングすると、局部エ
ッチング後にウエハＷの表面に白濁が生じ、ウエハＷの
表面粗さを劣化させる原因となる。
のウエハ平坦化方法では、次のような問題があった。プ
ラズマ発生器１００で生成したプラズマ中のイオンが、
プラズマとウエハＷとの間に印加された電位差によって
加速されてウエハＷに衝突するので、イオンが衝突した
部分だけが大きくエッチングされ、また、スパッタリン
グによって、ウエハＷ表面の原子が除去される。このた
め、ウエハＷの表面が原子オーダで粗れる。さらに、ウ
エハＷの周囲に浮遊するパーティクルやノズル１０１を
形成する放電管で発生したパーティクルがウエハＷの表
面に付着し、パーティクルが付着した部分のエッチング
特性が低下する。この結果、パーティクルの付着した部
分と付着していない部分とのエッチング量が異なり、ウ
エハＷ表面が粗れる。上記理由により、局部エッチング
を行うと、ウエハＷ表面の平均自乗粗さ（Roughness Ro
ot Mean Square 以下単に「ＲＭＳ」という）が大きく
なってしまう。実際に原子間力顕微鏡で局部エッチング
後のウエハＷ表面を観測したところ、局部エッチング前
のＲＭＳが１ｎｍより小さかったウエハＷが上記ウエハ
平坦化方法による局部エッチングを行うと、ＲＭＳが１
０ｎｍ程度迄悪化してしまう。また、ウエハＷを前工程
から局部エッチング工程に移行させる際に、ウエハＷの
表面に酸化膜が自然に発生する。この自然酸化膜を放置
した状態で、ウエハＷを局部エッチングすると、局部エ
ッチング後にウエハＷの表面に白濁が生じ、ウエハＷの
表面粗さを劣化させる原因となる。
【０００４】この発明は上述した課題を解決するために
なされたもので、ウエハの自然酸化膜の除去と平坦化と
平滑化とを連続的且つ自動的に行う構成として、ウエハ
の表面粗さの改善を図ると共に作業能率の向上を図った
ウエハ平坦化システム及びウエハ平坦化方法を提供する
ことを目的とするものである。
なされたもので、ウエハの自然酸化膜の除去と平坦化と
平滑化とを連続的且つ自動的に行う構成として、ウエハ
の表面粗さの改善を図ると共に作業能率の向上を図った
ウエハ平坦化システム及びウエハ平坦化方法を提供する
ことを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１の発明に係るウエハ平坦化システムは、ウ
エハ表面に発生した自然酸化膜を除去する自然酸化膜除
去装置と、自然酸化膜除去装置で自然酸化膜が除去され
たウエハを取り出して所定箇所に搬送する第１の搬送装
置と、ノズル部を第１の搬送装置によって搬送されてき
たウエハに対向させた放電管とこの放電管内に供給され
たフッ素化合物のガス又はフッ素化合物を含む混合ガス
をプラズマ放電させて所定の活性種ガスを生成するプラ
ズマ発生器とを有し、活性種ガスを放電管のノズル部か
らウエハの表面の相対厚部に噴射して当該相対厚部を局
部的にエッチングする局部エッチング装置と、局部エッ
チング装置で平坦化されたウエハを取り出して所定箇所
に搬送する第２の搬送装置と、第２の搬送装置によって
搬送されてきたウエハの表面の凸部分を削り取ってウエ
ハ表面を平滑化する平滑化装置とを具備する構成とし
た。かかる構成により、ウエハ表面に発生した自然酸化
膜が自然酸化膜除去装置によって除去された後、このウ
エハが第１の搬送装置によって局部エッチング装置に搬
送される。そして、局部エッチング装置において、プラ
ズマ発生器により、放電管内に供給されたフッ素化合物
のガス又はフッ素化合物を含む混合ガスがプラズマ放電
され、活性種ガスが生成される。すると、この活性種ガ
スが放電管のノズル部からウエハの相対厚部に噴射さ
れ、当該相対厚部が局部的にエッチングされる。したが
って、ウエハの表面全面に沿って順次局部エッチングし
ていくことで、ウエハ表面全面が平坦化される。そし
て、平坦化されたウエハが第２の搬送装置によって平滑
化装置に搬送され、平滑化装置によってウエハの表面の
凸部分が削り取られ、ウエハ表面が平滑化される。
に、請求項１の発明に係るウエハ平坦化システムは、ウ
エハ表面に発生した自然酸化膜を除去する自然酸化膜除
去装置と、自然酸化膜除去装置で自然酸化膜が除去され
たウエハを取り出して所定箇所に搬送する第１の搬送装
置と、ノズル部を第１の搬送装置によって搬送されてき
たウエハに対向させた放電管とこの放電管内に供給され
たフッ素化合物のガス又はフッ素化合物を含む混合ガス
をプラズマ放電させて所定の活性種ガスを生成するプラ
ズマ発生器とを有し、活性種ガスを放電管のノズル部か
らウエハの表面の相対厚部に噴射して当該相対厚部を局
部的にエッチングする局部エッチング装置と、局部エッ
チング装置で平坦化されたウエハを取り出して所定箇所
に搬送する第２の搬送装置と、第２の搬送装置によって
搬送されてきたウエハの表面の凸部分を削り取ってウエ
ハ表面を平滑化する平滑化装置とを具備する構成とし
た。かかる構成により、ウエハ表面に発生した自然酸化
膜が自然酸化膜除去装置によって除去された後、このウ
エハが第１の搬送装置によって局部エッチング装置に搬
送される。そして、局部エッチング装置において、プラ
ズマ発生器により、放電管内に供給されたフッ素化合物
のガス又はフッ素化合物を含む混合ガスがプラズマ放電
され、活性種ガスが生成される。すると、この活性種ガ
スが放電管のノズル部からウエハの相対厚部に噴射さ
れ、当該相対厚部が局部的にエッチングされる。したが
って、ウエハの表面全面に沿って順次局部エッチングし
ていくことで、ウエハ表面全面が平坦化される。そし
て、平坦化されたウエハが第２の搬送装置によって平滑
化装置に搬送され、平滑化装置によってウエハの表面の
凸部分が削り取られ、ウエハ表面が平滑化される。
【０００６】特に、請求項２の発明は、請求項１に記載
のウエハ平坦化システムにおいて、第１の搬送装置及び
第２の搬送装置を一台の搬送装置で兼用する構成とし
た。
のウエハ平坦化システムにおいて、第１の搬送装置及び
第２の搬送装置を一台の搬送装置で兼用する構成とし
た。
【０００７】自然酸化膜除去装置の一例として、請求項
３の発明は、請求項１または請求項２に記載のウエハ平
坦化システムにおいて、自然酸化膜除去装置は、ウエハ
の自然酸化膜除去用の溶液を蓄えた液槽と、洗浄器と、
ウエハを液槽に漬けた後洗浄部に搬送する第３の搬送装
置とを具備する構成とした。かかる構成により、ウエハ
が第３の搬送装置によって自然酸化膜除去用の溶液を蓄
えた液槽に漬けられて、自然酸化膜が除去された後、第
３の搬送装置によって、このウエハが洗浄部に搬送さ
れ、溶液等の不要物が洗い落とされる。自然酸化膜除去
用の溶液は各種あるが、その好例として、請求項４の発
明は、請求項３に記載のウエハ平坦化システムにおい
て、液槽に蓄えられた自然酸化膜除去用の溶液は、フッ
化水素酸水溶液である構成とした。
３の発明は、請求項１または請求項２に記載のウエハ平
坦化システムにおいて、自然酸化膜除去装置は、ウエハ
の自然酸化膜除去用の溶液を蓄えた液槽と、洗浄器と、
ウエハを液槽に漬けた後洗浄部に搬送する第３の搬送装
置とを具備する構成とした。かかる構成により、ウエハ
が第３の搬送装置によって自然酸化膜除去用の溶液を蓄
えた液槽に漬けられて、自然酸化膜が除去された後、第
３の搬送装置によって、このウエハが洗浄部に搬送さ
れ、溶液等の不要物が洗い落とされる。自然酸化膜除去
用の溶液は各種あるが、その好例として、請求項４の発
明は、請求項３に記載のウエハ平坦化システムにおい
て、液槽に蓄えられた自然酸化膜除去用の溶液は、フッ
化水素酸水溶液である構成とした。
【０００８】自然酸化膜除去装置の他の例として、請求
項５の発明は、請求項１または請求項２に記載のウエハ
平坦化システムにおいて、自然酸化膜除去装置は、所定
の活性種ガスをウエハの表面全面に噴射する放電管と、
フッ素化合物と水素とを含む混合ガスを放電管内でプラ
ズマ放電させて活性種ガスを生成するプラズマ発生器と
を具備する構成とした。かかる構成により、プラズマ発
生器によって、フッ素化合物と水素とを含む混合ガスが
放電管内でプラズマ放電されて活性種ガスが生成され
る。すると、活性種ガスが放電管からウエハの表面全面
に噴射され、ウエハ表面の自然酸化膜がこの活性種ガス
によってエッチングされる。なお、混合ガスの混合比の
好例として、請求項６の発明は、請求項５に記載のウエ
ハ平坦化システムにおいて、混合ガスにおけるフッ素化
合物に対する水素の割合は０．１％以上５０％以下であ
る構成とした。また、局部エッチング処理の際には、ウ
エハの結晶方向の判別やウエハ位置の目印となるオリフ
ラやノッチを位置決めしておくことが好ましい。そこ
で、請求項７の発明は、請求項５または請求項６に記載
のウエハ平坦化システムにおいて、自然酸化膜除去装置
に、ウエハのオリフラ又はノッチの位置決めを行う位置
決め機構を設けた構成としてある。
項５の発明は、請求項１または請求項２に記載のウエハ
平坦化システムにおいて、自然酸化膜除去装置は、所定
の活性種ガスをウエハの表面全面に噴射する放電管と、
フッ素化合物と水素とを含む混合ガスを放電管内でプラ
ズマ放電させて活性種ガスを生成するプラズマ発生器と
を具備する構成とした。かかる構成により、プラズマ発
生器によって、フッ素化合物と水素とを含む混合ガスが
放電管内でプラズマ放電されて活性種ガスが生成され
る。すると、活性種ガスが放電管からウエハの表面全面
に噴射され、ウエハ表面の自然酸化膜がこの活性種ガス
によってエッチングされる。なお、混合ガスの混合比の
好例として、請求項６の発明は、請求項５に記載のウエ
ハ平坦化システムにおいて、混合ガスにおけるフッ素化
合物に対する水素の割合は０．１％以上５０％以下であ
る構成とした。また、局部エッチング処理の際には、ウ
エハの結晶方向の判別やウエハ位置の目印となるオリフ
ラやノッチを位置決めしておくことが好ましい。そこ
で、請求項７の発明は、請求項５または請求項６に記載
のウエハ平坦化システムにおいて、自然酸化膜除去装置
に、ウエハのオリフラ又はノッチの位置決めを行う位置
決め機構を設けた構成としてある。
【０００９】平滑化装置の一例として、請求項８の発明
は、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載のウエハ
平坦化システムにおいて、平滑化装置は、表面に研磨パ
ッドを有し回転可能な定盤と、ウエハの表面を定盤側に
向けた状態で保持し、このウエハを定盤の研磨パッドに
押圧しながら回転するキャリアと、ウエハ表面と研磨パ
ッド間に所定の研磨液を供給する研磨液供給器とを具備
するケミカルメカニカルポリッシング装置である構成と
した。かかる構成により、キャリアによって、ウエハが
その表面を定盤側に向けた状態で保持され、このウエハ
が回転されながら回転している定盤の研磨パッドに押圧
される。そして、研磨液供給器によって、研磨液がウエ
ハ表面と研磨パッド間に供給され、ウエハ表面が鏡面研
磨されて、平滑化される。
は、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載のウエハ
平坦化システムにおいて、平滑化装置は、表面に研磨パ
ッドを有し回転可能な定盤と、ウエハの表面を定盤側に
向けた状態で保持し、このウエハを定盤の研磨パッドに
押圧しながら回転するキャリアと、ウエハ表面と研磨パ
ッド間に所定の研磨液を供給する研磨液供給器とを具備
するケミカルメカニカルポリッシング装置である構成と
した。かかる構成により、キャリアによって、ウエハが
その表面を定盤側に向けた状態で保持され、このウエハ
が回転されながら回転している定盤の研磨パッドに押圧
される。そして、研磨液供給器によって、研磨液がウエ
ハ表面と研磨パッド間に供給され、ウエハ表面が鏡面研
磨されて、平滑化される。
【００１０】平滑化装置の他の例として、請求項９の発
明は、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載のウエ
ハ平坦化システムにおいて、平滑化装置は、所定の活性
種ガスをウエハの表面全面に噴射する放電管と、フッ素
化合物と酸素とを含む混合ガスを放電管内でプラズマ放
電させて活性種ガスを生成するプラズマ発生器とを具備
する構成とした。かかる構成により、プラズマ発生器に
よって、フッ素化合物と酸素とを含む混合ガスが放電管
内でプラズマ放電されて活性種ガスが生成される。する
と、活性種ガスが放電管からウエハの表面全面に噴射さ
れ、ウエハの表面全面がこの活性種ガスによってエッチ
ングされて、平滑化される。また、フッ化化合物は各種
あるが、その一例として、請求項１０の発明は、請求項
９に記載のウエハ平坦化システムにおいて、混合ガス中
のフッ素化合物は、四フッ化炭素，六フッ化硫黄，三フ
ッ化窒素のいずれかである構成とした。さらに、混合ガ
スの混合比の好例として、請求項１１の発明は、請求項
１０に記載のウエハ平坦化システムにおいて、混合ガス
における四フッ化炭素に対する酸素の割合は２００％以
上４００％以下である構成とした。
明は、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載のウエ
ハ平坦化システムにおいて、平滑化装置は、所定の活性
種ガスをウエハの表面全面に噴射する放電管と、フッ素
化合物と酸素とを含む混合ガスを放電管内でプラズマ放
電させて活性種ガスを生成するプラズマ発生器とを具備
する構成とした。かかる構成により、プラズマ発生器に
よって、フッ素化合物と酸素とを含む混合ガスが放電管
内でプラズマ放電されて活性種ガスが生成される。する
と、活性種ガスが放電管からウエハの表面全面に噴射さ
れ、ウエハの表面全面がこの活性種ガスによってエッチ
ングされて、平滑化される。また、フッ化化合物は各種
あるが、その一例として、請求項１０の発明は、請求項
９に記載のウエハ平坦化システムにおいて、混合ガス中
のフッ素化合物は、四フッ化炭素，六フッ化硫黄，三フ
ッ化窒素のいずれかである構成とした。さらに、混合ガ
スの混合比の好例として、請求項１１の発明は、請求項
１０に記載のウエハ平坦化システムにおいて、混合ガス
における四フッ化炭素に対する酸素の割合は２００％以
上４００％以下である構成とした。
【００１１】また、局部エッチング装置は複数台設ける
ことができる。そこで、請求項２０の発明は、請求項５
ないし請求項７及び請求項９ないし請求項１１のいずれ
かに記載のウエハ平坦化システムにおいて、局部エッチ
ング装置をＮ（２以上の整数）台配設し、第１の搬送装
置を制御して、未処理のウエハを非作動中の自然酸化膜
除去装置に搬入させ、当該自然酸化膜除去装置を自然酸
化膜除去可能時間だけ作動させた後、第１の搬送装置を
制御して、自然酸化膜除去済みのウエハを当該自然酸化
膜除去装置から非作動中のＸ（２以上Ｎ以下の整数）台
目の局部エッチング装置に搬送させる自然酸化膜除去装
置制御部と、Ｘ台目の局部エッチング装置を局部エッチ
ング可能時間だけ作動させた後、第２の搬送装置を制御
して、局部エッチング処理済みのウエハを当該局部エッ
チング装置から非作動中の平滑化装置に搬送させる局部
エッチング装置制御部と、平滑化装置を平滑化可能時間
だけ作動させた後、第２の搬送装置を制御して、平滑化
処理済みのウエハを当該平滑化装置から搬出させる平滑
化装置制御部とを具備する制御装置を設けた構成として
ある。かかる構成により、制御装置の自然酸化膜除去装
置制御部の制御によって、第１の搬送装置が、未処理の
ウエハを非作動中の自然酸化膜除去装置に搬入する。そ
して、自然酸化膜除去装置制御部の制御によって、自然
酸化膜除去装置が自然酸化膜除去可能時間だけ作動され
た後、第１の搬送装置が自然酸化膜除去済みのウエハを
当該自然酸化膜除去装置から非作動中のＸ台目の局部エ
ッチング装置に搬送させる。そして、局部エッチング装
置制御部の制御によって、Ｘ台目の局部エッチング装置
が局部エッチング可能能時間だけ作動された後、第２の
搬送装置が局部エッチング処理済みのウエハを当該局部
エッチング装置から非作動中の平滑化装置に搬送させ
る。しかる後、平滑化装置制御部の制御により、平滑化
装置で平滑化されたウエハが平滑化装置から搬出され
る。すなわち、自然酸化膜除去処理後の複数のウエハが
非作動中の複数の局部エッチング装置に搬送され、当該
複数の局部エッチング装置によって、複数のウエハが一
度に局部エッチング処理される。そして、局部エッチン
グ処理が済んだウエハから順に平滑化装置に搬送され
る。
ことができる。そこで、請求項２０の発明は、請求項５
ないし請求項７及び請求項９ないし請求項１１のいずれ
かに記載のウエハ平坦化システムにおいて、局部エッチ
ング装置をＮ（２以上の整数）台配設し、第１の搬送装
置を制御して、未処理のウエハを非作動中の自然酸化膜
除去装置に搬入させ、当該自然酸化膜除去装置を自然酸
化膜除去可能時間だけ作動させた後、第１の搬送装置を
制御して、自然酸化膜除去済みのウエハを当該自然酸化
膜除去装置から非作動中のＸ（２以上Ｎ以下の整数）台
目の局部エッチング装置に搬送させる自然酸化膜除去装
置制御部と、Ｘ台目の局部エッチング装置を局部エッチ
ング可能時間だけ作動させた後、第２の搬送装置を制御
して、局部エッチング処理済みのウエハを当該局部エッ
チング装置から非作動中の平滑化装置に搬送させる局部
エッチング装置制御部と、平滑化装置を平滑化可能時間
だけ作動させた後、第２の搬送装置を制御して、平滑化
処理済みのウエハを当該平滑化装置から搬出させる平滑
化装置制御部とを具備する制御装置を設けた構成として
ある。かかる構成により、制御装置の自然酸化膜除去装
置制御部の制御によって、第１の搬送装置が、未処理の
ウエハを非作動中の自然酸化膜除去装置に搬入する。そ
して、自然酸化膜除去装置制御部の制御によって、自然
酸化膜除去装置が自然酸化膜除去可能時間だけ作動され
た後、第１の搬送装置が自然酸化膜除去済みのウエハを
当該自然酸化膜除去装置から非作動中のＸ台目の局部エ
ッチング装置に搬送させる。そして、局部エッチング装
置制御部の制御によって、Ｘ台目の局部エッチング装置
が局部エッチング可能能時間だけ作動された後、第２の
搬送装置が局部エッチング処理済みのウエハを当該局部
エッチング装置から非作動中の平滑化装置に搬送させ
る。しかる後、平滑化装置制御部の制御により、平滑化
装置で平滑化されたウエハが平滑化装置から搬出され
る。すなわち、自然酸化膜除去処理後の複数のウエハが
非作動中の複数の局部エッチング装置に搬送され、当該
複数の局部エッチング装置によって、複数のウエハが一
度に局部エッチング処理される。そして、局部エッチン
グ処理が済んだウエハから順に平滑化装置に搬送され
る。
【００１２】特に、請求項１３の発明は、請求項１２に
記載のウエハ平坦化システムにおいて、第１の搬送装置
が自然酸化膜除去済みのウエハを、局部エッチング処理
終了後の局部エッチング装置のうち非作動時間が最も長
い局部エッチング装置に搬送するように、自然酸化膜除
去装置制御部を制御する搬送順序制御部を制御装置に設
けた構成としてある。かかる構成により、自然酸化膜除
去済のウエハを非作動中の局部エッチング装置に搬送す
る際、非作動中の局部エッチング装置が複数ある場合に
は、ウエハが作動停止後の非作動時間が最も長い局部エ
ッチング装置に搬送される。
記載のウエハ平坦化システムにおいて、第１の搬送装置
が自然酸化膜除去済みのウエハを、局部エッチング処理
終了後の局部エッチング装置のうち非作動時間が最も長
い局部エッチング装置に搬送するように、自然酸化膜除
去装置制御部を制御する搬送順序制御部を制御装置に設
けた構成としてある。かかる構成により、自然酸化膜除
去済のウエハを非作動中の局部エッチング装置に搬送す
る際、非作動中の局部エッチング装置が複数ある場合に
は、ウエハが作動停止後の非作動時間が最も長い局部エ
ッチング装置に搬送される。
【００１３】また、請求項１４の発明は、請求項１２ま
たは請求項１３に記載のウエハ平坦化システムにおい
て、局部エッチング装置における局部エッチング可能時
間が自然酸化膜除去装置における自然酸化膜除去可能時
間のｍ（正数）倍である場合に、Ｎ＞ｍに設定する構成
とした。
たは請求項１３に記載のウエハ平坦化システムにおい
て、局部エッチング装置における局部エッチング可能時
間が自然酸化膜除去装置における自然酸化膜除去可能時
間のｍ（正数）倍である場合に、Ｎ＞ｍに設定する構成
とした。
【００１４】ところで、請求項１ないし請求項１４の発
明に係るウエハ平坦化システムを実行する方法も発明と
して成立する。そこで、請求項１５の発明に係るウエハ
平坦化方法は、ウエハ表面に発生した自然酸化膜を除去
する自然酸化膜除去工程と、自然酸化膜除去工程で自然
酸化膜が除去されたウエハを取り出して次工程に移す第
１の搬送工程と、フッ素化合物のガス又はフッ素化合物
を含む混合ガスをプラズマ放電させて生成した活性種ガ
スを放電管のノズル部から、第１の搬送工程を経て搬送
されてきたウエハの表面の相対厚部に噴射させることに
より、当該相対厚部を局部的にエッチングして、ウエハ
表面を平坦化する局部エッチング工程と、局部エッチン
グ工程で平坦化されたウエハを取り出して次工程に移す
第２の搬送工程と、第２の搬送工程を経て搬送されてき
たウエハの表面の凸部分を削り取ってウエハ表面を平滑
化する平滑化工程とを具備する構成とした。また、自然
酸化膜除去工程の一例として、請求項１６の発明は、請
求項１５に記載のウエハ平坦化方法において、自然酸化
膜除去工程は、ウエハをフッ化水素酸水溶液に漬けて自
然酸化膜を除去する構成とした。また、他の例として、
請求項１７の発明は、請求項１５に記載のウエハ平坦化
方法において、自然酸化膜除去工程は、フッ素化合物と
水素とを含む混合ガスをプラズマ放電させて生成した活
性種ガスを放電管のノズル部からウエハの表面全面に噴
射させることにより、当該ウエハの自然酸化膜を除去す
る構成とし、請求項１８の発明は、請求項１７に記載の
ウエハ平坦化方法において、混合ガスにおけるフッ素化
合物に対する水素の割合は０．１％以上５０％以下であ
る構成とした。さらに、平滑化工程の一例として、請求
項１９の発明は、請求項１５ないし請求項１８のいずれ
かに記載のウエハ平坦化方法において、平滑化工程は、
ウエハをキャリアで保持し、このウエハを回転させなが
らウエハ表面を回転する定盤の研磨パッドに押圧すると
共に、ウエハ表面と研磨パッド間に所定の研磨液を供給
して、ウエハ表面を鏡面研磨するケミカルメカニカルポ
リッシング工程である構成とした。また、他の例とし
て、請求項２０の発明は、請求項１５ないし請求項１８
のいずれかに記載のウエハ平坦化方法において、平滑化
工程は、フッ素化合物と酸素とを含む混合ガスをプラズ
マ放電させて生成した活性種ガスを放電管のノズル部か
らウエハの表面全面に噴射させることにより、当該ウエ
ハの表面を平滑化する構成とした。特に、請求項２１
は、請求項２０に記載のウエハ平坦化方法において、混
合ガス中のフッ素化合物は、四フッ化炭素，六フッ化硫
黄，三フッ化窒素のいずれかである構成とし、請求項２
２の発明は、請求項２１に記載のウエハ平坦化方法にお
いて、混合ガスにおける四フッ化炭素に対する酸素の割
合は２００％以上４００％以下である構成とした。ま
た、請求項２３の発明は、請求項１５，請求項１７，請
求項１８及び請求項２０ないし請求項２２のいずれかに
記載のウエハ平坦化方法において、Ｎ（２以上の整数）
数の上記局部エッチング工程と、未処理のウエハを非実
行中の自然酸化膜除去工程に移す第１の工程と、当該ウ
エハに対して自然酸化膜除去工程を実行させる第２の工
程と、上記第１の搬送工程を実行して、上記第２の工程
実行後のウエハを、上記Ｎ数の局部エッチング工程のう
ち非実行中の一の局部エッチング工程に移す第３の工程
と、上記一の局部エッチング工程を実行させる第４の工
程と、上記第２の搬送工程を実行して、上記第４の工程
実行後のウエハを、非実行中の平滑化工程に移す第５の
工程と、上記平滑化工程を実行させる第６の工程と、上
記第６の工程実行後のウエハを搬出する第７の工程とを
設けた構成としてある。また、請求項２４の発明は、請
求項２３に記載のウエハ平坦化方法において、上記第３
の工程は、局部エッチング処理実行後の局部エッチング
工程のうち非実行時間が最も長い一の局部エッチング工
程にウエハを移すものである構成とした。特に、請求項
２５の発明は、請求項２４に記載のウエハ平坦化方法に
おいて、上記局部エッチング工程における局部エッチン
グ処理時間が上記自然酸化膜除去工程における自然酸化
膜除去時間のｍ（正数）倍である場合に、Ｎ＞ｍに設定
した構成としてある。
明に係るウエハ平坦化システムを実行する方法も発明と
して成立する。そこで、請求項１５の発明に係るウエハ
平坦化方法は、ウエハ表面に発生した自然酸化膜を除去
する自然酸化膜除去工程と、自然酸化膜除去工程で自然
酸化膜が除去されたウエハを取り出して次工程に移す第
１の搬送工程と、フッ素化合物のガス又はフッ素化合物
を含む混合ガスをプラズマ放電させて生成した活性種ガ
スを放電管のノズル部から、第１の搬送工程を経て搬送
されてきたウエハの表面の相対厚部に噴射させることに
より、当該相対厚部を局部的にエッチングして、ウエハ
表面を平坦化する局部エッチング工程と、局部エッチン
グ工程で平坦化されたウエハを取り出して次工程に移す
第２の搬送工程と、第２の搬送工程を経て搬送されてき
たウエハの表面の凸部分を削り取ってウエハ表面を平滑
化する平滑化工程とを具備する構成とした。また、自然
酸化膜除去工程の一例として、請求項１６の発明は、請
求項１５に記載のウエハ平坦化方法において、自然酸化
膜除去工程は、ウエハをフッ化水素酸水溶液に漬けて自
然酸化膜を除去する構成とした。また、他の例として、
請求項１７の発明は、請求項１５に記載のウエハ平坦化
方法において、自然酸化膜除去工程は、フッ素化合物と
水素とを含む混合ガスをプラズマ放電させて生成した活
性種ガスを放電管のノズル部からウエハの表面全面に噴
射させることにより、当該ウエハの自然酸化膜を除去す
る構成とし、請求項１８の発明は、請求項１７に記載の
ウエハ平坦化方法において、混合ガスにおけるフッ素化
合物に対する水素の割合は０．１％以上５０％以下であ
る構成とした。さらに、平滑化工程の一例として、請求
項１９の発明は、請求項１５ないし請求項１８のいずれ
かに記載のウエハ平坦化方法において、平滑化工程は、
ウエハをキャリアで保持し、このウエハを回転させなが
らウエハ表面を回転する定盤の研磨パッドに押圧すると
共に、ウエハ表面と研磨パッド間に所定の研磨液を供給
して、ウエハ表面を鏡面研磨するケミカルメカニカルポ
リッシング工程である構成とした。また、他の例とし
て、請求項２０の発明は、請求項１５ないし請求項１８
のいずれかに記載のウエハ平坦化方法において、平滑化
工程は、フッ素化合物と酸素とを含む混合ガスをプラズ
マ放電させて生成した活性種ガスを放電管のノズル部か
らウエハの表面全面に噴射させることにより、当該ウエ
ハの表面を平滑化する構成とした。特に、請求項２１
は、請求項２０に記載のウエハ平坦化方法において、混
合ガス中のフッ素化合物は、四フッ化炭素，六フッ化硫
黄，三フッ化窒素のいずれかである構成とし、請求項２
２の発明は、請求項２１に記載のウエハ平坦化方法にお
いて、混合ガスにおける四フッ化炭素に対する酸素の割
合は２００％以上４００％以下である構成とした。ま
た、請求項２３の発明は、請求項１５，請求項１７，請
求項１８及び請求項２０ないし請求項２２のいずれかに
記載のウエハ平坦化方法において、Ｎ（２以上の整数）
数の上記局部エッチング工程と、未処理のウエハを非実
行中の自然酸化膜除去工程に移す第１の工程と、当該ウ
エハに対して自然酸化膜除去工程を実行させる第２の工
程と、上記第１の搬送工程を実行して、上記第２の工程
実行後のウエハを、上記Ｎ数の局部エッチング工程のう
ち非実行中の一の局部エッチング工程に移す第３の工程
と、上記一の局部エッチング工程を実行させる第４の工
程と、上記第２の搬送工程を実行して、上記第４の工程
実行後のウエハを、非実行中の平滑化工程に移す第５の
工程と、上記平滑化工程を実行させる第６の工程と、上
記第６の工程実行後のウエハを搬出する第７の工程とを
設けた構成としてある。また、請求項２４の発明は、請
求項２３に記載のウエハ平坦化方法において、上記第３
の工程は、局部エッチング処理実行後の局部エッチング
工程のうち非実行時間が最も長い一の局部エッチング工
程にウエハを移すものである構成とした。特に、請求項
２５の発明は、請求項２４に記載のウエハ平坦化方法に
おいて、上記局部エッチング工程における局部エッチン
グ処理時間が上記自然酸化膜除去工程における自然酸化
膜除去時間のｍ（正数）倍である場合に、Ｎ＞ｍに設定
した構成としてある。
【００１５】また自然酸化膜除去工程と局部エッチング
工程と平滑化工程とを１つの装置で行うことができるな
らば、ウエハの各工程への搬送時間を省くことができ、
処理作業をさらに効率化することができる。そこで、請
求項２６のウエハ平坦化システムは、ノズル部をウエハ
の表面に対向させた放電管とこの放電管内に供給された
所定のガスをプラズマ放電させて所定の活性種ガスを生
成するプラズマ発生器とを有し、活性種ガスを放電管の
ノズル部からウエハの表面に噴射して当該ウエハ表面を
エッチング可能なエッチング装置と、ガスを放電管内に
供給可能なガス供給装置と、放電管のノズル部とウエハ
との距離を近づけ又は遠ざける移動機構と、移動機構を
制御して、ノズル部から噴射される活性種ガスがウエハ
の表面全面に拡散する位置まで、ノズル部とウエハとの
距離を遠ざけると共に、ガス供給装置を制御して、フッ
素化合物と水素とを含む混合ガスを放電管内に供給させ
た後、エッチング装置を駆動させる自然酸化膜除去処理
制御部，移動機構を制御して、ノズル部から噴射される
活性種ガスがウエハの相対厚部に局部的に噴き当たる位
置まで、ノズル部とウエハとの距離を近づけると共に、
ガス供給装置を制御して、フッ素化合物のガス又はフッ
素化合物を含む混合ガスを放電管内に供給させた後、エ
ッチング装置を駆動させる局部エッチング処理制御部，
及び移動機構を制御して、ノズル部から噴射される活性
種ガスがウエハの表面全面に拡散する位置まで、ノズル
部とウエハとの距離を遠ざけると共に、ガス供給装置を
制御して、フッ素化合物と酸素とを含む混合ガスを放電
管内に供給させた後、エッチング装置を駆動させる平滑
化処理理制御部を有する第１の自動制御装置とを具備す
る構成とした。さらに、請求項２７の発明は、請求項２
６に記載のウエハ平坦化システムにおいて、エッチング
装置をＮ（２以上の整数）台配設し、ウエハをエッチン
グ装置内に搬入する搬入装置と、ウエハをエッチング装
置から搬出する搬出装置と、搬入装置を駆動して、未処
理のＮ枚のウエハをＮ台のエッチング装置内に搬入させ
た後、第１の自動制御装置を駆動させ、所定時間経過後
に、搬出装置を駆動して、既処理のＮ枚のウエハをＮ台
のエッチング装置から搬出させる第２の自動制御装置を
設けた構成としてある。
工程と平滑化工程とを１つの装置で行うことができるな
らば、ウエハの各工程への搬送時間を省くことができ、
処理作業をさらに効率化することができる。そこで、請
求項２６のウエハ平坦化システムは、ノズル部をウエハ
の表面に対向させた放電管とこの放電管内に供給された
所定のガスをプラズマ放電させて所定の活性種ガスを生
成するプラズマ発生器とを有し、活性種ガスを放電管の
ノズル部からウエハの表面に噴射して当該ウエハ表面を
エッチング可能なエッチング装置と、ガスを放電管内に
供給可能なガス供給装置と、放電管のノズル部とウエハ
との距離を近づけ又は遠ざける移動機構と、移動機構を
制御して、ノズル部から噴射される活性種ガスがウエハ
の表面全面に拡散する位置まで、ノズル部とウエハとの
距離を遠ざけると共に、ガス供給装置を制御して、フッ
素化合物と水素とを含む混合ガスを放電管内に供給させ
た後、エッチング装置を駆動させる自然酸化膜除去処理
制御部，移動機構を制御して、ノズル部から噴射される
活性種ガスがウエハの相対厚部に局部的に噴き当たる位
置まで、ノズル部とウエハとの距離を近づけると共に、
ガス供給装置を制御して、フッ素化合物のガス又はフッ
素化合物を含む混合ガスを放電管内に供給させた後、エ
ッチング装置を駆動させる局部エッチング処理制御部，
及び移動機構を制御して、ノズル部から噴射される活性
種ガスがウエハの表面全面に拡散する位置まで、ノズル
部とウエハとの距離を遠ざけると共に、ガス供給装置を
制御して、フッ素化合物と酸素とを含む混合ガスを放電
管内に供給させた後、エッチング装置を駆動させる平滑
化処理理制御部を有する第１の自動制御装置とを具備す
る構成とした。さらに、請求項２７の発明は、請求項２
６に記載のウエハ平坦化システムにおいて、エッチング
装置をＮ（２以上の整数）台配設し、ウエハをエッチン
グ装置内に搬入する搬入装置と、ウエハをエッチング装
置から搬出する搬出装置と、搬入装置を駆動して、未処
理のＮ枚のウエハをＮ台のエッチング装置内に搬入させ
た後、第１の自動制御装置を駆動させ、所定時間経過後
に、搬出装置を駆動して、既処理のＮ枚のウエハをＮ台
のエッチング装置から搬出させる第２の自動制御装置を
設けた構成としてある。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。 （第１の実施形態）図１は、この発明の第１の実施形態
に係るウエハ平坦化システムの概略構成図である。この
ウエハ平坦化システムは、自然酸化膜除去装置１と局部
エッチング装置２と平滑化装置３と第１及び第２の搬送
装置としての移動ロボット４とを具備している。
いて図面を参照して説明する。 （第１の実施形態）図１は、この発明の第１の実施形態
に係るウエハ平坦化システムの概略構成図である。この
ウエハ平坦化システムは、自然酸化膜除去装置１と局部
エッチング装置２と平滑化装置３と第１及び第２の搬送
装置としての移動ロボット４とを具備している。
【００１７】自然酸化膜除去装置１は、シリコンウエハ
Ｗの表面に発生した自然酸化膜を除去する装置であり、
図２はこの自然酸化膜除去装置１の構造図である。図２
に示すように、自然酸化膜除去装置１は、液槽１１と洗
浄器１２と第３の搬送装置としてのロボット１３とを有
している。液槽１１には、シリコンウエハＷの表面に発
生した自然酸化膜を除去するためのフッ化水素酸水溶液
Ａ（以下、「溶液Ａ」と記す）が貯留されている。洗浄
器１２は、液槽１１から取り出されてシリコンウエハＷ
に付着している溶液を洗い落とすための機器であり、シ
リコンウエハＷをテーブル１７に送り出すベルトコンベ
ア１４ａ，１４ｂと、ベルトコンベア１４ａ，１４ｂ間
に配設された一対のスポンジブラシ１５ａ，１５ｂと、
純水を噴射する一対のノズル１６ａ，１６ｂで構成され
ている。ロボット１３は、前工程を経てテーブル１０上
に載置されたシリコンウエハＷを保持し、液槽１１の溶
液Ａ内に所定時間漬けた後、洗浄器１２のベルトコンベ
ア１４ａ上に載置する機器である。これにより、前工程
を経たシリコンウエハＷは、ロボット１３によって液槽
１１内に漬けられ、その自然酸化膜が溶液Ａによって除
去される。しかる後、ベルトコンベア１４ａ上に載置さ
れて一対のスポンジブラシ１５ａ，１５ｂ側に搬送さ
れ、シリコンウエハＷの両面にノズル１６ａ，１６ｂか
ら純水がかけられ、一対のスポンジブラシ１５ａ，１５
ｂによって洗浄される。そして、シリコンウエハＷは一
対のスポンジブラシ１５ａ，１５ｂの回転によってベル
トコンベア１４ｂ上に送り出され、このベルトコンベア
１４ｂによってテーブル１７上に搬送される。
Ｗの表面に発生した自然酸化膜を除去する装置であり、
図２はこの自然酸化膜除去装置１の構造図である。図２
に示すように、自然酸化膜除去装置１は、液槽１１と洗
浄器１２と第３の搬送装置としてのロボット１３とを有
している。液槽１１には、シリコンウエハＷの表面に発
生した自然酸化膜を除去するためのフッ化水素酸水溶液
Ａ（以下、「溶液Ａ」と記す）が貯留されている。洗浄
器１２は、液槽１１から取り出されてシリコンウエハＷ
に付着している溶液を洗い落とすための機器であり、シ
リコンウエハＷをテーブル１７に送り出すベルトコンベ
ア１４ａ，１４ｂと、ベルトコンベア１４ａ，１４ｂ間
に配設された一対のスポンジブラシ１５ａ，１５ｂと、
純水を噴射する一対のノズル１６ａ，１６ｂで構成され
ている。ロボット１３は、前工程を経てテーブル１０上
に載置されたシリコンウエハＷを保持し、液槽１１の溶
液Ａ内に所定時間漬けた後、洗浄器１２のベルトコンベ
ア１４ａ上に載置する機器である。これにより、前工程
を経たシリコンウエハＷは、ロボット１３によって液槽
１１内に漬けられ、その自然酸化膜が溶液Ａによって除
去される。しかる後、ベルトコンベア１４ａ上に載置さ
れて一対のスポンジブラシ１５ａ，１５ｂ側に搬送さ
れ、シリコンウエハＷの両面にノズル１６ａ，１６ｂか
ら純水がかけられ、一対のスポンジブラシ１５ａ，１５
ｂによって洗浄される。そして、シリコンウエハＷは一
対のスポンジブラシ１５ａ，１５ｂの回転によってベル
トコンベア１４ｂ上に送り出され、このベルトコンベア
１４ｂによってテーブル１７上に搬送される。
【００１８】また、図１に示す局部エッチング装置２
は、活性種ガスＧをシリコンウエハＷの表面の相対厚部
に噴射して当該相対厚部を局部的にエッチングすること
により、シリコンウエハＷの表面全面をを平坦化するた
めの装置であり、図３はこの局部エッチング装置２の構
造を示す断面図である。図３に示すように、局部エッチ
ング装置２は、プラズマ発生器２０と、アルミナ放電管
２１と、ガス供給装置２２と、Ｘ−Ｙ駆動機構２３と、
Ｚ駆動機構２４とを具備している。
は、活性種ガスＧをシリコンウエハＷの表面の相対厚部
に噴射して当該相対厚部を局部的にエッチングすること
により、シリコンウエハＷの表面全面をを平坦化するた
めの装置であり、図３はこの局部エッチング装置２の構
造を示す断面図である。図３に示すように、局部エッチ
ング装置２は、プラズマ発生器２０と、アルミナ放電管
２１と、ガス供給装置２２と、Ｘ−Ｙ駆動機構２３と、
Ｚ駆動機構２４とを具備している。
【００１９】プラズマ発生器２０は、アルミナ放電管２
１内のガスをプラズマ放電させて活性種ガスＧを生成す
るための器機であり、マイクロ波発振器２０ａと導波管
２０ｂとよりなる。マイクロ波発振器２０ａは、マグネ
トロンであり、所定周波数のマイクロ波Ｍを発振するこ
とができる。導波管２０ｂは、マイクロ波発振器２０ａ
から発振されたマイクロ波Ｍを伝搬するためのもので、
アルミナ放電管２１に外挿されている。このような導波
管２０ｂの左側端内部には、マイクロ波Ｍを反射して定
在波を形成する反射板（ショートプランジャ）２０ｃが
取り付けられている。また、導波管２０ｂの中途には、
マイクロ波Ｍの位相合わせを行う３スタブチューナ２０
ｄと、マイクロ波発振器２０ａに向かう反射マイクロ波
Ｍを９０゜方向（図１の表面方向）に曲げるアイソレー
タ２０ｅが取り付けられている。
１内のガスをプラズマ放電させて活性種ガスＧを生成す
るための器機であり、マイクロ波発振器２０ａと導波管
２０ｂとよりなる。マイクロ波発振器２０ａは、マグネ
トロンであり、所定周波数のマイクロ波Ｍを発振するこ
とができる。導波管２０ｂは、マイクロ波発振器２０ａ
から発振されたマイクロ波Ｍを伝搬するためのもので、
アルミナ放電管２１に外挿されている。このような導波
管２０ｂの左側端内部には、マイクロ波Ｍを反射して定
在波を形成する反射板（ショートプランジャ）２０ｃが
取り付けられている。また、導波管２０ｂの中途には、
マイクロ波Ｍの位相合わせを行う３スタブチューナ２０
ｄと、マイクロ波発振器２０ａに向かう反射マイクロ波
Ｍを９０゜方向（図１の表面方向）に曲げるアイソレー
タ２０ｅが取り付けられている。
【００２０】アルミナ放電管２１は、下端部にノズル部
２１ａを有した円筒体であり、上端部には、ガス供給装
置２２の供給パイプ２２ａが連結されている。ガス供給
装置２２は、アルミナ放電管２１内にガスを供給するた
めの装置であり、ＳＦ6（六フッ化硫黄）ガスのボンベ
２２ｂを有し、ボンベ２２ｂがバルブ２２ｃと流量制御
器２２ｄを介して供給パイプ２２ａに連結されている。
２１ａを有した円筒体であり、上端部には、ガス供給装
置２２の供給パイプ２２ａが連結されている。ガス供給
装置２２は、アルミナ放電管２１内にガスを供給するた
めの装置であり、ＳＦ6（六フッ化硫黄）ガスのボンベ
２２ｂを有し、ボンベ２２ｂがバルブ２２ｃと流量制御
器２２ｄを介して供給パイプ２２ａに連結されている。
【００２１】プラズマ発生器２０がかかる構成を採るこ
とにより、ガス供給装置２２からアルミナ放電管２１に
ガスを供給すると共に、マイクロ波発振器２０ａからマ
イクロ波Ｍを発振すると、アルミナ放電管２１内におい
てプラズマ放電が行われ、プラズマ放電で生成された活
性種ガスＧがノズル部２１ａから噴射される。
とにより、ガス供給装置２２からアルミナ放電管２１に
ガスを供給すると共に、マイクロ波発振器２０ａからマ
イクロ波Ｍを発振すると、アルミナ放電管２１内におい
てプラズマ放電が行われ、プラズマ放電で生成された活
性種ガスＧがノズル部２１ａから噴射される。
【００２２】シリコンウエハＷは、チャンバー２５内の
チャック２６上に配置されると、チャック２６の静電気
力で吸着されるようになっている。チャンバー２５に
は、真空ポンプ２５ａが取り付けられており、この真空
ポンプ２５ａによってチャンバー２５内を真空にするこ
とができる。また、チャンバー２５の上面中央部には、
孔２５ｂが穿設され、この孔２５ｂを介してアルミナ放
電管２１のノズル部２１ａがチャンバー２５内に挿入さ
れている。孔２５ｂとアルミナ放電管２１との間にはＯ
−リング２５ｃが装着され、孔２５ｂとアルミナ放電管
２１との間が気密に保持されている。そして、このよう
な孔２５ｂに挿入されたノズル部２１ａの周囲には、ダ
クト２５ｄが設けられ、真空ポンプ２５ｅの駆動によっ
て、エッチング時の反応生成ガスをチャンバー２５外部
に排出するようになっている。
チャック２６上に配置されると、チャック２６の静電気
力で吸着されるようになっている。チャンバー２５に
は、真空ポンプ２５ａが取り付けられており、この真空
ポンプ２５ａによってチャンバー２５内を真空にするこ
とができる。また、チャンバー２５の上面中央部には、
孔２５ｂが穿設され、この孔２５ｂを介してアルミナ放
電管２１のノズル部２１ａがチャンバー２５内に挿入さ
れている。孔２５ｂとアルミナ放電管２１との間にはＯ
−リング２５ｃが装着され、孔２５ｂとアルミナ放電管
２１との間が気密に保持されている。そして、このよう
な孔２５ｂに挿入されたノズル部２１ａの周囲には、ダ
クト２５ｄが設けられ、真空ポンプ２５ｅの駆動によっ
て、エッチング時の反応生成ガスをチャンバー２５外部
に排出するようになっている。
【００２３】Ｘ−Ｙ駆動機構２３は、このようなチャン
バー２５内に配されており、チャック２６を下方から支
持している。このＸ−Ｙ駆動機構２３は、そのＸ駆動モ
ータ２３ａによってチャック２６を図１の左右に移動さ
せ、そのＹ駆動モータ２３ｂによってチャック２６とＸ
駆動モータ２３ａとを一体に図１の紙面表裏に移動させ
る。すなわち、このＸ−Ｙ駆動機構２３によって、ノズ
ル部２１ａをシリコンウエハＷに対して相対的にＸ−Ｙ
方向に移動させることができるＺ駆動機構２４は、チャ
ンバー２５内のＸ−Ｙ駆動機構２３全体を下方から支持
している。このＺ駆動機構２４は、そのＺ駆動モータ２
４ａによって、Ｘ−Ｙ駆動機構２３全体を上下に移動さ
せて、ノズル部２１ａの開口２１ｂとシリコンウエハＷ
表面との距離を調整することができる。このようなＸ−
Ｙ駆動機構２３のＸ駆動モータ２３ａ，Ｙ駆動モータ２
３ｂやＺ駆動機構２４のＺ駆動モータ２４ａの駆動制御
は、制御コンピュータ２７が所定のプログラムに基づい
て行う。
バー２５内に配されており、チャック２６を下方から支
持している。このＸ−Ｙ駆動機構２３は、そのＸ駆動モ
ータ２３ａによってチャック２６を図１の左右に移動さ
せ、そのＹ駆動モータ２３ｂによってチャック２６とＸ
駆動モータ２３ａとを一体に図１の紙面表裏に移動させ
る。すなわち、このＸ−Ｙ駆動機構２３によって、ノズ
ル部２１ａをシリコンウエハＷに対して相対的にＸ−Ｙ
方向に移動させることができるＺ駆動機構２４は、チャ
ンバー２５内のＸ−Ｙ駆動機構２３全体を下方から支持
している。このＺ駆動機構２４は、そのＺ駆動モータ２
４ａによって、Ｘ−Ｙ駆動機構２３全体を上下に移動さ
せて、ノズル部２１ａの開口２１ｂとシリコンウエハＷ
表面との距離を調整することができる。このようなＸ−
Ｙ駆動機構２３のＸ駆動モータ２３ａ，Ｙ駆動モータ２
３ｂやＺ駆動機構２４のＺ駆動モータ２４ａの駆動制御
は、制御コンピュータ２７が所定のプログラムに基づい
て行う。
【００２４】図１において、平滑化装置３は、シリコン
ウエハＷの表面の凸部分を削り取って表面を平滑化する
ための装置であり、この実施形態では、平滑化装置とし
てケミカルメカニカルポリッシング装置（以下、「ＣＭ
Ｐ装置」と記す）を用いている。図４は、ＣＭＰ装置３
を一部破断して示す正面図である。図４に示すように、
ＣＭＰ装置３は、研磨パッド３０ａが表面に貼り付けら
れた定盤３０と、キャリア３１と、研磨液供給器として
のノズル３２と、エアポンプ３３とを具備している。
ウエハＷの表面の凸部分を削り取って表面を平滑化する
ための装置であり、この実施形態では、平滑化装置とし
てケミカルメカニカルポリッシング装置（以下、「ＣＭ
Ｐ装置」と記す）を用いている。図４は、ＣＭＰ装置３
を一部破断して示す正面図である。図４に示すように、
ＣＭＰ装置３は、研磨パッド３０ａが表面に貼り付けら
れた定盤３０と、キャリア３１と、研磨液供給器として
のノズル３２と、エアポンプ３３とを具備している。
【００２５】定盤３０は、装置筐体内部のメインモータ
３４によって回転駆動されるようになっている。すなわ
ち、メインモータ３４の回転がプーリ３４ａに伝達さ
れ、プーリ３４ａの回転がベルト３４ｂとプーリ３４ｃ
とを介して変速機３４ｄに伝達されている。そして、上
記回転が、変速機３４ｄで変速されて、定盤３０に連結
された出力回転軸３４ｅを介して定盤３０に伝達され、
定盤３０が所定の速度で回転する。
３４によって回転駆動されるようになっている。すなわ
ち、メインモータ３４の回転がプーリ３４ａに伝達さ
れ、プーリ３４ａの回転がベルト３４ｂとプーリ３４ｃ
とを介して変速機３４ｄに伝達されている。そして、上
記回転が、変速機３４ｄで変速されて、定盤３０に連結
された出力回転軸３４ｅを介して定盤３０に伝達され、
定盤３０が所定の速度で回転する。
【００２６】キャリア３１は、シリコンウエハＷを保持
した状態でシリコンウエハＷを定盤３０の研磨パッ３０
ａ上に押圧しながら回転することができるようになって
いる。図５はキャリア３１を昇降及び回転させる機構を
示す断面図である。図５に示すように、シリンダ３５内
には、シリンダ３５を貫通したピストンロッド３５ａの
外側に固着されたピストン３５ｂが摺動自在に収納さ
れ、シリンダ３５内の空気圧を調整することで、ピスト
ンロッド３５ａをピストン３５ｂと一体に昇降させ、キ
ャリア３１への押圧力を調整することができる。また、
モータ３６の回転軸のギア３６ａには、ピストンロッド
３５ａの上部にベアリング３６ｂを介して取り付けられ
たギア３６ｃが噛み合わされており、ギア３６ｃの上面
に固設された支持部材３６ｄには、インナーロッド３５
ｃの上端が固着されている。これにより、モータ３６の
回転がギア３６ａ，３６ｃと支持部材３６ｄとを介して
インナーロッド３５ｃに伝達され、インナーロッド３５
ｃがピストンロッド３５ａ内で所定の速度で回転する。
した状態でシリコンウエハＷを定盤３０の研磨パッ３０
ａ上に押圧しながら回転することができるようになって
いる。図５はキャリア３１を昇降及び回転させる機構を
示す断面図である。図５に示すように、シリンダ３５内
には、シリンダ３５を貫通したピストンロッド３５ａの
外側に固着されたピストン３５ｂが摺動自在に収納さ
れ、シリンダ３５内の空気圧を調整することで、ピスト
ンロッド３５ａをピストン３５ｂと一体に昇降させ、キ
ャリア３１への押圧力を調整することができる。また、
モータ３６の回転軸のギア３６ａには、ピストンロッド
３５ａの上部にベアリング３６ｂを介して取り付けられ
たギア３６ｃが噛み合わされており、ギア３６ｃの上面
に固設された支持部材３６ｄには、インナーロッド３５
ｃの上端が固着されている。これにより、モータ３６の
回転がギア３６ａ，３６ｃと支持部材３６ｄとを介して
インナーロッド３５ｃに伝達され、インナーロッド３５
ｃがピストンロッド３５ａ内で所定の速度で回転する。
【００２７】図６はキャリア３１の断面図である。図６
に示すように、キャリア３１の上部には、連結部材３１
ａが回転自在に取り付けられ、この連結部材３１ａに、
ピストンロッド３５ａの下端部が連結されている。そし
て、キャリア３１の内歯ギア３１ｂとインナーロッド３
５ｃの下端部の外歯ギア３５ｄとが噛み合っており、イ
ンナーロッド３５ｃがモータ３６の駆動で回転すると、
これらギア３１ｂ，３５ｄの噛み合いによってモータ３
６の回転力がキャリア３１に伝わるようになっている。
また、キャリア３１の下面には、シリコンウエハＷを収
納する凹部３７が設けられ、その上面には、バッキング
シート３７ａが貼り付けられている。そして、凹部３７
側に開口した複数の通気孔３１ｃが、バッキングシート
３７ａから空気出入口３１ｄに通じている。これによ
り、エアポンプ３３によって、通気口３１ｃ内の空気
を、インナーロッド３５ｃに挿入され且つ空気出入口３
１ｄに至るエアホース３３ａを通じて抜くことにより、
シリコンウエハＷを吸着することができる。
に示すように、キャリア３１の上部には、連結部材３１
ａが回転自在に取り付けられ、この連結部材３１ａに、
ピストンロッド３５ａの下端部が連結されている。そし
て、キャリア３１の内歯ギア３１ｂとインナーロッド３
５ｃの下端部の外歯ギア３５ｄとが噛み合っており、イ
ンナーロッド３５ｃがモータ３６の駆動で回転すると、
これらギア３１ｂ，３５ｄの噛み合いによってモータ３
６の回転力がキャリア３１に伝わるようになっている。
また、キャリア３１の下面には、シリコンウエハＷを収
納する凹部３７が設けられ、その上面には、バッキング
シート３７ａが貼り付けられている。そして、凹部３７
側に開口した複数の通気孔３１ｃが、バッキングシート
３７ａから空気出入口３１ｄに通じている。これによ
り、エアポンプ３３によって、通気口３１ｃ内の空気
を、インナーロッド３５ｃに挿入され且つ空気出入口３
１ｄに至るエアホース３３ａを通じて抜くことにより、
シリコンウエハＷを吸着することができる。
【００２８】図４において、ノズル３２は、上記キャリ
ア３１に保持されたシリコンウエハＷと定盤３０との間
に研磨液としてのスラリＳを供給するための機器であ
り、定盤３０の上方に配設されている。
ア３１に保持されたシリコンウエハＷと定盤３０との間
に研磨液としてのスラリＳを供給するための機器であ
り、定盤３０の上方に配設されている。
【００２９】なお、上記の如くキャリア３１とシリンダ
３５とモータ３６とが一体に組み付けられた組み付け体
は、図１に示すテーブル２９とテーブル３９との間を図
示しない搬送機構によって搬送される。
３５とモータ３６とが一体に組み付けられた組み付け体
は、図１に示すテーブル２９とテーブル３９との間を図
示しない搬送機構によって搬送される。
【００３０】移動ロボット４は、局部エッチング装置２
のゲートバルブ２５ｆからチャンバー２５内に腕を入れ
て、局部エッチング加工済みのシリコンウエハＷをチャ
ック２６から運び出し、レール４０上をテーブル２９側
に移動して、保持しているシリコンウエハＷをテーブル
２９の上に載置する。しかる後、テーブル１７側に移動
して、テーブル１７上のシリコンウエハＷをチャンバー
２５内に運んでチャック２６上に載置する機能を有して
いる。
のゲートバルブ２５ｆからチャンバー２５内に腕を入れ
て、局部エッチング加工済みのシリコンウエハＷをチャ
ック２６から運び出し、レール４０上をテーブル２９側
に移動して、保持しているシリコンウエハＷをテーブル
２９の上に載置する。しかる後、テーブル１７側に移動
して、テーブル１７上のシリコンウエハＷをチャンバー
２５内に運んでチャック２６上に載置する機能を有して
いる。
【００３１】次に、この実施形態のウエハ平坦化システ
ムが示す動作について説明する。なお、ウエハ平坦化シ
ステムの動作は、請求項１５，請求項１６及び請求項１
９の発明に係るウエハ平坦化方法を具体的に実行するも
のである。
ムが示す動作について説明する。なお、ウエハ平坦化シ
ステムの動作は、請求項１５，請求項１６及び請求項１
９の発明に係るウエハ平坦化方法を具体的に実行するも
のである。
【００３２】まず、自然酸化膜除去工程が実行される。
すなわち、図２に示すように、前工程を経てテーブル１
０上に載置されたシリコンウエハＷがロボット１３に保
持され、液槽１１内に所定時間漬けられる。これによ
り、溶液Ａ中で、ｎ（Ｈ2Ｏ）＋２ＨＦ→（Ｈ2Ｏ）ｎＨ
＋＋ＨＦ2− なる反応と、ＳiＯ2＋４ＨＦ2− →ＳiＦ
4＋２Ｈ2Ｏ なる反応が行われ、シリコンウエハＷに発
生している自然酸化膜（ＳiＯ2）が液槽１１内の溶液Ａ
によって除去されることとなる。しかる後、シリコンウ
エハＷは、液槽１１から出されて洗浄器１２のベルトコ
ンベア１４ａ上に載置され、一対のスポンジブラシ１５
ａ，１５ｂ間に送り込まれて洗浄される。そして、シリ
コンウエハＷはスポンジブラシ１５ａ，１５ｂの回転に
よってベルトコンベア１４ｂ上に送り出され、このベル
トコンベア１４ｂによってテーブル１７上に搬出され
る。
すなわち、図２に示すように、前工程を経てテーブル１
０上に載置されたシリコンウエハＷがロボット１３に保
持され、液槽１１内に所定時間漬けられる。これによ
り、溶液Ａ中で、ｎ（Ｈ2Ｏ）＋２ＨＦ→（Ｈ2Ｏ）ｎＨ
＋＋ＨＦ2− なる反応と、ＳiＯ2＋４ＨＦ2− →ＳiＦ
4＋２Ｈ2Ｏ なる反応が行われ、シリコンウエハＷに発
生している自然酸化膜（ＳiＯ2）が液槽１１内の溶液Ａ
によって除去されることとなる。しかる後、シリコンウ
エハＷは、液槽１１から出されて洗浄器１２のベルトコ
ンベア１４ａ上に載置され、一対のスポンジブラシ１５
ａ，１５ｂ間に送り込まれて洗浄される。そして、シリ
コンウエハＷはスポンジブラシ１５ａ，１５ｂの回転に
よってベルトコンベア１４ｂ上に送り出され、このベル
トコンベア１４ｂによってテーブル１７上に搬出され
る。
【００３３】シリコンウエハＷがテーブル１７上に載置
されると、第１の搬送工程が実行される。すなわち、テ
ーブル１７上のシリコンウエハＷが移動ロボット４によ
って局部エッチング装置２のチャンバー２５内のチャッ
ク２６上に載置され、ゲートバルブ２５ｆが閉じられ
る。
されると、第１の搬送工程が実行される。すなわち、テ
ーブル１７上のシリコンウエハＷが移動ロボット４によ
って局部エッチング装置２のチャンバー２５内のチャッ
ク２６上に載置され、ゲートバルブ２５ｆが閉じられ
る。
【００３４】すると、局部エッチング装置２において局
部エッチング工程が実行される。すなわち、図３に示す
ように、真空ポンプ２５ａが駆動されてチャンバー２５
内が所定の低気圧状態にされると共に、Ｚ駆動機構２４
が駆動されてＸ−Ｙ駆動機構２３全体が上昇され、シリ
コンウエハＷがノズル部２１ａの開口２１ｂに近付けら
れる。
部エッチング工程が実行される。すなわち、図３に示す
ように、真空ポンプ２５ａが駆動されてチャンバー２５
内が所定の低気圧状態にされると共に、Ｚ駆動機構２４
が駆動されてＸ−Ｙ駆動機構２３全体が上昇され、シリ
コンウエハＷがノズル部２１ａの開口２１ｂに近付けら
れる。
【００３５】そして、ガス供給装置２２のバルブ２２ｃ
が開かれ、ボンベ２２ｂ内のＳＦ6ガスが供給パイプ２
２ａに流出されて、アルミナ放電管２１内に供給され
る。このとき、バルブ２２ｃの開度が調整されて、ＳＦ
6ガスの圧力が所定の圧力に維持されると共に、流量制
御器２２ｄによりＳＦ6ガスの流量が調整される。
が開かれ、ボンベ２２ｂ内のＳＦ6ガスが供給パイプ２
２ａに流出されて、アルミナ放電管２１内に供給され
る。このとき、バルブ２２ｃの開度が調整されて、ＳＦ
6ガスの圧力が所定の圧力に維持されると共に、流量制
御器２２ｄによりＳＦ6ガスの流量が調整される。
【００３６】上記ＳＦ6ガスの供給作業と並行して、マ
イクロ波発振器２０ａが駆動され、ＳＦ6ガスが発振さ
れたマイクロ波Ｍによってプラズマ放電されて、Ｆ（フ
ッ素）ラジカルを含んだ活性種ガスＧが生成される。こ
れにより、活性種ガスＧがアルミナ放電管２１のノズル
部２１ａに案内されて、ノズル部２１ａの開口２１ｂか
らシリコンウエハＷ側に噴射される。
イクロ波発振器２０ａが駆動され、ＳＦ6ガスが発振さ
れたマイクロ波Ｍによってプラズマ放電されて、Ｆ（フ
ッ素）ラジカルを含んだ活性種ガスＧが生成される。こ
れにより、活性種ガスＧがアルミナ放電管２１のノズル
部２１ａに案内されて、ノズル部２１ａの開口２１ｂか
らシリコンウエハＷ側に噴射される。
【００３７】この状態で、制御コンピュータ２７により
Ｘ−Ｙ駆動機構２３が駆動され、シリコンウエハＷを吸
着したチャック２６がＸ−Ｙ方向にジグザグ状に移動さ
せられる。すなわち、図７に示すように、ノズル部２１
ａをシリコンウエハＷに対して相対的にジグザグ状に走
査させる。このとき、ノズル部２１ａのシリコンウエハ
Ｗに対する相対速度は、相対厚部の厚さに略反比例する
ように設定しておく。これにより、図８に示すように、
ノズル部２１ａが非相対厚部Ｗｂの真上を高速度で移動
し、相対厚部Ｗａの上方にくると相対厚部Ｗａの厚さに
応じて速度を下げる。この結果、相対厚部Ｗａに対する
エッチング時間が長くなり、相対厚部Ｗａが平坦に削ら
れることとなる。このようにして、シリコンウエハＷの
表面全面を順次局部エッチングすることで、シリコンウ
エハＷ表面が平坦化されることとなる。
Ｘ−Ｙ駆動機構２３が駆動され、シリコンウエハＷを吸
着したチャック２６がＸ−Ｙ方向にジグザグ状に移動さ
せられる。すなわち、図７に示すように、ノズル部２１
ａをシリコンウエハＷに対して相対的にジグザグ状に走
査させる。このとき、ノズル部２１ａのシリコンウエハ
Ｗに対する相対速度は、相対厚部の厚さに略反比例する
ように設定しておく。これにより、図８に示すように、
ノズル部２１ａが非相対厚部Ｗｂの真上を高速度で移動
し、相対厚部Ｗａの上方にくると相対厚部Ｗａの厚さに
応じて速度を下げる。この結果、相対厚部Ｗａに対する
エッチング時間が長くなり、相対厚部Ｗａが平坦に削ら
れることとなる。このようにして、シリコンウエハＷの
表面全面を順次局部エッチングすることで、シリコンウ
エハＷ表面が平坦化されることとなる。
【００３８】上記局部エッチング工程が終了すると、第
２の搬送工程が実行される。すなわち、図１に示すチャ
ンバー２５のゲートバルブ２５ｆが開かれ、移動ロボッ
ト４によって局部エッチング加工済みのシリコンウエハ
Ｗがチャンバー２５内から取り出されて、テーブル２９
側に搬送され、シリコンウエハＷがその表面を下側にし
た状態でテーブル２９の上に載置される。
２の搬送工程が実行される。すなわち、図１に示すチャ
ンバー２５のゲートバルブ２５ｆが開かれ、移動ロボッ
ト４によって局部エッチング加工済みのシリコンウエハ
Ｗがチャンバー２５内から取り出されて、テーブル２９
側に搬送され、シリコンウエハＷがその表面を下側にし
た状態でテーブル２９の上に載置される。
【００３９】すると、ＣＭＰ装置３において、平滑化工
程としてのケミカルメカニカルポリッシング工程が実行
される。すなわち、一点鎖線で示すように、キャリア３
１とシリンダ３５とモータ３６とが一体に組み付けられ
た組み付け体が、テーブル２９上のシリコンウエハＷの
真上に移動し、シリンダ３５の駆動によって、キャリア
３１が下降し、シリコンウエハＷが凹部３７（図６参
照）内に収納される。この状態で、エアポンプ３３が駆
動され、キャリア３１の通気孔３１ｃが負圧状態になっ
て、シリコンウエハＷがバッキングシート３７ａに吸着
される。そして、シリコンウエハＷを吸着したキャリア
３１が上昇し、上記組み付け体が定盤３０の真上に移動
した後、シリンダ３５とモータ３６との駆動によって、
回転するキャリア３１が回転している定盤３０側に下降
し、シリコンウエハＷが定盤３０の研磨パッド３０ａ上
に所定圧力で押圧される。この状態で、スラリＳがノズ
ル３２からシリコンウエハＷと定盤３０との間に供給さ
れ、シリコンウエハＷ表面が鏡面研磨されて、凸部分等
の表面粗れが削り取られ、シリコンウエハＷが平滑化さ
れる。
程としてのケミカルメカニカルポリッシング工程が実行
される。すなわち、一点鎖線で示すように、キャリア３
１とシリンダ３５とモータ３６とが一体に組み付けられ
た組み付け体が、テーブル２９上のシリコンウエハＷの
真上に移動し、シリンダ３５の駆動によって、キャリア
３１が下降し、シリコンウエハＷが凹部３７（図６参
照）内に収納される。この状態で、エアポンプ３３が駆
動され、キャリア３１の通気孔３１ｃが負圧状態になっ
て、シリコンウエハＷがバッキングシート３７ａに吸着
される。そして、シリコンウエハＷを吸着したキャリア
３１が上昇し、上記組み付け体が定盤３０の真上に移動
した後、シリンダ３５とモータ３６との駆動によって、
回転するキャリア３１が回転している定盤３０側に下降
し、シリコンウエハＷが定盤３０の研磨パッド３０ａ上
に所定圧力で押圧される。この状態で、スラリＳがノズ
ル３２からシリコンウエハＷと定盤３０との間に供給さ
れ、シリコンウエハＷ表面が鏡面研磨されて、凸部分等
の表面粗れが削り取られ、シリコンウエハＷが平滑化さ
れる。
【００４０】上記ケミカルメカニカルポリッシング工程
が終了すると、キャリア３１がシリコンウエハＷを吸着
した状態で上昇し、二点鎖線で示すように、組み付け体
がテーブル３９の真上まで移動した後、キャリア３１が
下降する。そして、エアポンプ３３の逆駆動によって、
キャリア３１の通気孔３１ｃが正圧状態になり、シリコ
ンウエハＷがバッキングシート３７ａから剥離されて、
テーブル３９上に載置される。
が終了すると、キャリア３１がシリコンウエハＷを吸着
した状態で上昇し、二点鎖線で示すように、組み付け体
がテーブル３９の真上まで移動した後、キャリア３１が
下降する。そして、エアポンプ３３の逆駆動によって、
キャリア３１の通気孔３１ｃが正圧状態になり、シリコ
ンウエハＷがバッキングシート３７ａから剥離されて、
テーブル３９上に載置される。
【００４１】このように、この実施形態のウエハ平坦化
システムによれば、局部エッチングによって生じたシリ
コンウエハＷの表面の粗れを略完全になくすことができ
るので、シリコンウエハＷのＲＭＳを向上させることが
できる。また、自然酸化膜を予め除去して、局部エッチ
ングを行うので、局部エッチング後の白濁の発生を防止
することができる。また、自然酸化膜除去工程と局部エ
ッチング工程と平滑化工程とを連続的且つ自動的に行う
ことができるので、作業能率を向上させることができ
る。この点を実証すべく、発明者等は、自然酸化膜除去
装置１の液槽１１内の溶液Ａとして、１７％のフッ化ア
ンモニウム（ＮＨ4Ｆ）と０．７％のフッ化水素酸（Ｈ
Ｆ）と８２．３％の純水とを混合したフッ化水素酸水溶
液を使用し、ＲＭＳが０．９ｎｍであるシリコンウエハ
Ｗをこの溶液Ａに２分間漬けた後、洗浄器１２で洗浄し
た。そして、このシリコンウエハＷを局部エッチング装
置２のチャック２６に載置し、ＳＦ6ガスを流量２５０
ＳＣＣＭの割合でアルミナ放電管２１内に供給した。こ
れとほぼ同時に、マイクロ波発振器２０ａによって出力
電力３５０Ｗのマイクロ波ＭをＳＦ6ガスに向けて発振
し、ガス圧１．５Ｔｏｒｒの活性種ガスＧをノズル部２
１ａから噴射して、シリコンウエハＷの表面全面を局部
エッチングした。その後、ＣＭＰ装置３を用いて、局部
エッチング装置２で平坦化されたシリコンウエハＷの表
面を０．２μｍだけ鏡面研磨して、シリコンウエハＷの
ＲＭＳを測定したところ、このＲＭＳが、０．３５ｎｍ
に減少していた。つまり、自然酸化膜除去工程と局部エ
ッチング工程と平滑化工程とを実行することによって、
シリコンウエハＷ表面のＲＭＳが０．９ｎｍから０．３
５ｎｍに向上した。
システムによれば、局部エッチングによって生じたシリ
コンウエハＷの表面の粗れを略完全になくすことができ
るので、シリコンウエハＷのＲＭＳを向上させることが
できる。また、自然酸化膜を予め除去して、局部エッチ
ングを行うので、局部エッチング後の白濁の発生を防止
することができる。また、自然酸化膜除去工程と局部エ
ッチング工程と平滑化工程とを連続的且つ自動的に行う
ことができるので、作業能率を向上させることができ
る。この点を実証すべく、発明者等は、自然酸化膜除去
装置１の液槽１１内の溶液Ａとして、１７％のフッ化ア
ンモニウム（ＮＨ4Ｆ）と０．７％のフッ化水素酸（Ｈ
Ｆ）と８２．３％の純水とを混合したフッ化水素酸水溶
液を使用し、ＲＭＳが０．９ｎｍであるシリコンウエハ
Ｗをこの溶液Ａに２分間漬けた後、洗浄器１２で洗浄し
た。そして、このシリコンウエハＷを局部エッチング装
置２のチャック２６に載置し、ＳＦ6ガスを流量２５０
ＳＣＣＭの割合でアルミナ放電管２１内に供給した。こ
れとほぼ同時に、マイクロ波発振器２０ａによって出力
電力３５０Ｗのマイクロ波ＭをＳＦ6ガスに向けて発振
し、ガス圧１．５Ｔｏｒｒの活性種ガスＧをノズル部２
１ａから噴射して、シリコンウエハＷの表面全面を局部
エッチングした。その後、ＣＭＰ装置３を用いて、局部
エッチング装置２で平坦化されたシリコンウエハＷの表
面を０．２μｍだけ鏡面研磨して、シリコンウエハＷの
ＲＭＳを測定したところ、このＲＭＳが、０．３５ｎｍ
に減少していた。つまり、自然酸化膜除去工程と局部エ
ッチング工程と平滑化工程とを実行することによって、
シリコンウエハＷ表面のＲＭＳが０．９ｎｍから０．３
５ｎｍに向上した。
【００４２】（第２の実施形態）図９は、この発明の第
２の実施形態に係るウエハ平坦化システムの概略構成図
である。なお、図１〜図８に示した要素と同一要素につ
いては同一符号を付して説明する。このウエハ平坦化シ
ステムは、シリコンウエハＷをドライに保った状態で、
自然酸化膜除去工程と局部エッチング工程と平滑化工程
とを実行することができるようにした点が、上記第１の
実施形態と異なる。図９において符号５が自然酸化膜除
去装置であり、符号６が平滑化装置である。
２の実施形態に係るウエハ平坦化システムの概略構成図
である。なお、図１〜図８に示した要素と同一要素につ
いては同一符号を付して説明する。このウエハ平坦化シ
ステムは、シリコンウエハＷをドライに保った状態で、
自然酸化膜除去工程と局部エッチング工程と平滑化工程
とを実行することができるようにした点が、上記第１の
実施形態と異なる。図９において符号５が自然酸化膜除
去装置であり、符号６が平滑化装置である。
【００４３】自然酸化膜除去装置５は、図１０に示すよ
うに、プラズマ発生器５０と、アルミナ放電管５１と、
ガス供給装置５２と、チャック５６を回転させるモータ
５３と、位置決め機構５４とを具備している。
うに、プラズマ発生器５０と、アルミナ放電管５１と、
ガス供給装置５２と、チャック５６を回転させるモータ
５３と、位置決め機構５４とを具備している。
【００４４】プラズマ発生器５０は、局部エッチング装
置２のプラズマ発生器２０と同構造であり、マイクロ波
発振器５０ａと導波管５０ｂとよりなる。すなわち、マ
イクロ波発振器５０ａは、所定周波数のマイクロ波Ｍを
発振するマグネトロンであり、導波管５０ｂには、反射
板５０ｃと３スタブチューナ５０ｄとアイソレータ５０
ｅとが取り付けられている。アルミナ放電管５１も局部
エッチング装置２のアルミナ放電管２１と同構造であ
り、その上端部には、ガス供給装置５２の供給パイプ５
２ａが連結されている。ガス供給装置５２は、ＣＦ4
（四フッ化炭素）ガスのボンベ５２ｂとＨ2（水素）ガ
スのボンベ５２ｅとを有し、これらのボンベ５２ｂ，５
２ｅがバルブ５２ｃと流量制御器５２ｄを介して供給パ
イプ５２ａに連結されている。このガス供給装置５２で
は、ＣＦ4ガスに対するＨ2ガスの割合を０．１％以上５
０％以下に設定した混合ガスをアルミナ放電管５１に供
給する。
置２のプラズマ発生器２０と同構造であり、マイクロ波
発振器５０ａと導波管５０ｂとよりなる。すなわち、マ
イクロ波発振器５０ａは、所定周波数のマイクロ波Ｍを
発振するマグネトロンであり、導波管５０ｂには、反射
板５０ｃと３スタブチューナ５０ｄとアイソレータ５０
ｅとが取り付けられている。アルミナ放電管５１も局部
エッチング装置２のアルミナ放電管２１と同構造であ
り、その上端部には、ガス供給装置５２の供給パイプ５
２ａが連結されている。ガス供給装置５２は、ＣＦ4
（四フッ化炭素）ガスのボンベ５２ｂとＨ2（水素）ガ
スのボンベ５２ｅとを有し、これらのボンベ５２ｂ，５
２ｅがバルブ５２ｃと流量制御器５２ｄを介して供給パ
イプ５２ａに連結されている。このガス供給装置５２で
は、ＣＦ4ガスに対するＨ2ガスの割合を０．１％以上５
０％以下に設定した混合ガスをアルミナ放電管５１に供
給する。
【００４５】シリコンウエハＷは、チャンバー５５内の
チャック５６上に配置されるが、ノズル部５１ａからの
活性種ガスＧ１をチャック５６上のシリコンウエハＷの
表面全面に噴射するようにするため、ノズル部５１ａと
チャック５６との距離は局部エッチング装置２のノズル
部２１ａとチャック２６との距離に比べて極めて大きく
設定されている。チャンバー５５には、局部エッチング
装置２のチャンバー２５と同様に、チャンバー５５内を
低圧にする真空ポンプ５５ａが設けられている。
チャック５６上に配置されるが、ノズル部５１ａからの
活性種ガスＧ１をチャック５６上のシリコンウエハＷの
表面全面に噴射するようにするため、ノズル部５１ａと
チャック５６との距離は局部エッチング装置２のノズル
部２１ａとチャック２６との距離に比べて極めて大きく
設定されている。チャンバー５５には、局部エッチング
装置２のチャンバー２５と同様に、チャンバー５５内を
低圧にする真空ポンプ５５ａが設けられている。
【００４６】モータ５３は、シリコンウエハＷ径よりも
小径のチャック５６を回転させるためのもので、その回
転軸がチャック５６の中心部に連結されている。位置決
め機構５４は、モータ５３を制御して、シリコンウエハ
Ｗのオリフラやノッチの位置決めを行うための周知の機
構であり、発光素子５４ａと受光素子５４ｂとコントロ
ーラ５４ｃとを有している。すなわち、発光素子５４ａ
からの光ＬをシリコンウエハＷの下方に配置された受光
素子５４ｂで受光し、受光量に応じた電圧信号Ｖを受光
素子５４ｂからコントローラ５４ｃに出力する。コント
ローラ５４ｃは、入力されている電圧信号Ｖの電圧値が
基準電圧値Ｖ１以上であって、その電圧値が増加から減
少に変化したときにモータ５３を停止させる機能を有し
ている。これにより、図１１に示すように、ノッチＷｎ
を有したシリコンウエハＷが回転している場合には、ノ
ッチＷｎが受光素子５４ｂの真上に位置したときに、図
１２に示すように、それまでほぼ一定電圧値であった電
圧信号Ｖが急激に立ち上がるので、コントローラ５４ｃ
は、この急激に立ち上がった電圧値Ｖｎを入力するとほ
ぼ同時にモータ５３の回転を停止させて、ノッチＷｎを
受光素子５４ｂのほぼ真上に位置決めすることとなる。
また、図１３に示すように、オリフラＷｏを有したシリ
コンウエハＷが回転している場合には、オリフラＷｏが
受光素子５４ｂの真上を通過していくときに、図１４に
示すように、電圧信号Ｖが滑らかに立ち上がる。コント
ローラ５４ｃは、最大電圧値Ｖｏを入力するとほぼ同時
にモータ５３の回転を停止させて、オリフラＷｏの中心
Ｗｏ′を受光素子５４ｂのほぼ真上に位置決めすること
となる。
小径のチャック５６を回転させるためのもので、その回
転軸がチャック５６の中心部に連結されている。位置決
め機構５４は、モータ５３を制御して、シリコンウエハ
Ｗのオリフラやノッチの位置決めを行うための周知の機
構であり、発光素子５４ａと受光素子５４ｂとコントロ
ーラ５４ｃとを有している。すなわち、発光素子５４ａ
からの光ＬをシリコンウエハＷの下方に配置された受光
素子５４ｂで受光し、受光量に応じた電圧信号Ｖを受光
素子５４ｂからコントローラ５４ｃに出力する。コント
ローラ５４ｃは、入力されている電圧信号Ｖの電圧値が
基準電圧値Ｖ１以上であって、その電圧値が増加から減
少に変化したときにモータ５３を停止させる機能を有し
ている。これにより、図１１に示すように、ノッチＷｎ
を有したシリコンウエハＷが回転している場合には、ノ
ッチＷｎが受光素子５４ｂの真上に位置したときに、図
１２に示すように、それまでほぼ一定電圧値であった電
圧信号Ｖが急激に立ち上がるので、コントローラ５４ｃ
は、この急激に立ち上がった電圧値Ｖｎを入力するとほ
ぼ同時にモータ５３の回転を停止させて、ノッチＷｎを
受光素子５４ｂのほぼ真上に位置決めすることとなる。
また、図１３に示すように、オリフラＷｏを有したシリ
コンウエハＷが回転している場合には、オリフラＷｏが
受光素子５４ｂの真上を通過していくときに、図１４に
示すように、電圧信号Ｖが滑らかに立ち上がる。コント
ローラ５４ｃは、最大電圧値Ｖｏを入力するとほぼ同時
にモータ５３の回転を停止させて、オリフラＷｏの中心
Ｗｏ′を受光素子５４ｂのほぼ真上に位置決めすること
となる。
【００４７】一方、平滑化装置６も、図１５に示すよう
に、プラズマ発生器６０と、アルミナ放電管６１と、ガ
ス供給装置６２と、チャック６６を回転させるモータ６
３とを具備している。
に、プラズマ発生器６０と、アルミナ放電管６１と、ガ
ス供給装置６２と、チャック６６を回転させるモータ６
３とを具備している。
【００４８】プラズマ発生器６０も、局部エッチング装
置２のプラズマ発生器２０と同構造であり、アルミナ放
電管６１も局部エッチング装置２のアルミナ放電管２１
と同構造であるが、ガス供給装置６２は、ＣＦ4ガスの
ボンベ６２ｂとＯ2（酸素）ガスのボンベ６２ｅとを有
し、これらのボンベ６２ｂ，６２ｅがバルブ６２ｃと流
量制御器６２ｄを介して供給パイプ６２ａに連結されて
いる。このガス供給装置６２では、ＣＦ4ガスに対する
Ｏ2ガスの割合を２００％以上４００％以下に設定した
混合ガスをアルミナ放電管６１に供給する。
置２のプラズマ発生器２０と同構造であり、アルミナ放
電管６１も局部エッチング装置２のアルミナ放電管２１
と同構造であるが、ガス供給装置６２は、ＣＦ4ガスの
ボンベ６２ｂとＯ2（酸素）ガスのボンベ６２ｅとを有
し、これらのボンベ６２ｂ，６２ｅがバルブ６２ｃと流
量制御器６２ｄを介して供給パイプ６２ａに連結されて
いる。このガス供給装置６２では、ＣＦ4ガスに対する
Ｏ2ガスの割合を２００％以上４００％以下に設定した
混合ガスをアルミナ放電管６１に供給する。
【００４９】アルミナ放電管６１のノズル部６１ａとチ
ャック６６との距離は、自然酸化膜除去装置５と同様
に、局部エッチング装置２のノズル部２１ａとチャック
２６との距離に比べて極めて大きく設定されており、ノ
ズル部６１ａからの活性種ガスＧ２がチャック６６上の
シリコンウエハＷの表面全面に噴射されるようになって
いる。チャンバー６５には、自然酸化膜除去装置５のチ
ャンバー５５と同様に、真空ポンプ６５ａが設けられて
いる。
ャック６６との距離は、自然酸化膜除去装置５と同様
に、局部エッチング装置２のノズル部２１ａとチャック
２６との距離に比べて極めて大きく設定されており、ノ
ズル部６１ａからの活性種ガスＧ２がチャック６６上の
シリコンウエハＷの表面全面に噴射されるようになって
いる。チャンバー６５には、自然酸化膜除去装置５のチ
ャンバー５５と同様に、真空ポンプ６５ａが設けられて
いる。
【００５０】モータ６３は、シリコンウエハＷ径よりも
大径のチャック６６を回転させるためのもので、その回
転軸がチャック６６の中心部に連結されている。
大径のチャック６６を回転させるためのもので、その回
転軸がチャック６６の中心部に連結されている。
【００５１】図９に示す移動ロボット４′は、平滑化加
工済みのシリコンウエハＷを平滑化装置６のチャック６
６から運び出し、テーブル３９上に載置した後、レール
４０′上を局部エッチング装置２側に移動する。そし
て、局部エッチング加工済みのシリコンウエハＷをチャ
ック２６から運び出し、平滑化装置６側に移動して、保
持しているシリコンウエハＷをチャック６６上に載置す
る。しかる後、自然酸化膜除去装置５側に移動して、自
然酸化膜除去装置加工済みのシリコンウエハＷをチャッ
ク５６から運び出し、局部エッチング装置２側に移動し
て、チャック２６上に載置する。そして、テーブル１０
上のシリコンウエハＷを自然酸化膜除去装置５のチャッ
ク５６上に載置する機能を有している。
工済みのシリコンウエハＷを平滑化装置６のチャック６
６から運び出し、テーブル３９上に載置した後、レール
４０′上を局部エッチング装置２側に移動する。そし
て、局部エッチング加工済みのシリコンウエハＷをチャ
ック２６から運び出し、平滑化装置６側に移動して、保
持しているシリコンウエハＷをチャック６６上に載置す
る。しかる後、自然酸化膜除去装置５側に移動して、自
然酸化膜除去装置加工済みのシリコンウエハＷをチャッ
ク５６から運び出し、局部エッチング装置２側に移動し
て、チャック２６上に載置する。そして、テーブル１０
上のシリコンウエハＷを自然酸化膜除去装置５のチャッ
ク５６上に載置する機能を有している。
【００５２】次に、この実施形態のウエハ平坦化システ
ムが示す動作について説明する。なお、ウエハ平坦化シ
ステムの動作は、請求項１７，請求項１８，請求項２０
ないし請求項２２の発明に係るウエハ平坦化方法を具体
的に実行するものである。まず、自然酸化膜除去工程に
おいては、前工程を経てテーブル１０上に載置されたシ
リコンウエハＷが移動ロボット４′に保持され、自然酸
化膜除去装置５のチャック５６上に載置される。そし
て、図１０に示す位置決め機構５４によって、モータ５
３が制御され、シリコンウエハＷのオリフラやノッチが
受光素子５４ｂのほぼ真上に位置決めされる。この位置
決め動作と並行して、図１０に示したガス供給装置５２
により、ＣＦ4ガスに対するＨ2ガスの割合が０．１％以
上５０％以下である混合ガスがアルミナ放電管５１に供
給され、プラズマ発生器５０によって、プラズマ放電さ
れる。上記プラズマ放電によって生成された活性種ガス
Ｇ１は、アルミナ放電管５１のノズル部５１ａから噴射
され、シリコンウエハＷの表面全体に拡散する。これに
より、２ＣＦ4＋Ｈ2→２ＣＦ3＊（ＣＦ3のラジカル）＋
２ＨＦ なる反応と、ＳiＯ2＋４ＨＦ→ＳiＦ4＋２Ｈ2
Ｏ なる反応とが生じると解され、この結果、シリコン
ウエハＷ表面の自然酸化膜が活性種ガスＧ１に含まれる
ラジカルによってエッチングされる。
ムが示す動作について説明する。なお、ウエハ平坦化シ
ステムの動作は、請求項１７，請求項１８，請求項２０
ないし請求項２２の発明に係るウエハ平坦化方法を具体
的に実行するものである。まず、自然酸化膜除去工程に
おいては、前工程を経てテーブル１０上に載置されたシ
リコンウエハＷが移動ロボット４′に保持され、自然酸
化膜除去装置５のチャック５６上に載置される。そし
て、図１０に示す位置決め機構５４によって、モータ５
３が制御され、シリコンウエハＷのオリフラやノッチが
受光素子５４ｂのほぼ真上に位置決めされる。この位置
決め動作と並行して、図１０に示したガス供給装置５２
により、ＣＦ4ガスに対するＨ2ガスの割合が０．１％以
上５０％以下である混合ガスがアルミナ放電管５１に供
給され、プラズマ発生器５０によって、プラズマ放電さ
れる。上記プラズマ放電によって生成された活性種ガス
Ｇ１は、アルミナ放電管５１のノズル部５１ａから噴射
され、シリコンウエハＷの表面全体に拡散する。これに
より、２ＣＦ4＋Ｈ2→２ＣＦ3＊（ＣＦ3のラジカル）＋
２ＨＦ なる反応と、ＳiＯ2＋４ＨＦ→ＳiＦ4＋２Ｈ2
Ｏ なる反応とが生じると解され、この結果、シリコン
ウエハＷ表面の自然酸化膜が活性種ガスＧ１に含まれる
ラジカルによってエッチングされる。
【００５３】自然酸化膜除去工程が終了すると、第１の
搬送工程が実行され、自然酸化膜除去装置１のチャック
５６上のシリコンウエハＷが図９に示す移動ロボット
４′によって局部エッチング装置２のチャック２６上に
搬送される。そして、局部エッチング装置２において局
部エッチング工程が実行され、シリコンウエハＷ表面が
平坦化されることとなる。上記局部エッチング工程が終
了すると、第２の搬送工程が実行され、移動ロボット
４′によって、局部エッチング加工済みのシリコンウエ
ハＷがチャック２６から取り出されて、平滑化装置６の
チャンバー６５内のチャック６６上に搬送される。
搬送工程が実行され、自然酸化膜除去装置１のチャック
５６上のシリコンウエハＷが図９に示す移動ロボット
４′によって局部エッチング装置２のチャック２６上に
搬送される。そして、局部エッチング装置２において局
部エッチング工程が実行され、シリコンウエハＷ表面が
平坦化されることとなる。上記局部エッチング工程が終
了すると、第２の搬送工程が実行され、移動ロボット
４′によって、局部エッチング加工済みのシリコンウエ
ハＷがチャック２６から取り出されて、平滑化装置６の
チャンバー６５内のチャック６６上に搬送される。
【００５４】すると、平滑化装置６において、平滑化工
程が実行される。すなわち、図１５に示すモータ６３に
よって、シリコンウエハＷを吸着したチャック６６が回
転されると共に、ガス供給装置６２により、ＣＦ4ガス
に対するＯ2ガスの割合が２００％以上４００％以下に
設定された混合ガスがアルミナ放電管６１に供給され、
この混合ガスがプラズマ発生器６０によってプラズマ放
電される。上記プラズマ放電によって生成された活性種
ガスＧ２は、アルミナ放電管６１のノズル部６１ａから
噴射され、シリコンウエハＷの表面全体に拡散する。こ
れにより、シリコンウエハＷの表面が活性種ガスＧ２に
含まれるＦラジカルやＯラジカルによってエッチングさ
れる。すなわち、活性種ガスＧ２がシリコンウエハＷの
表面に吹き当たると、図１６に示すように，Ｏラジカル
が存在することから、ＳiＯxＦy(x，y＝１，２，・・
・）と思われる反応生成物Ｒが発生する。また、Ｆラジ
カルはシリコンウエハＷ表面をエッチングする。また、
反応生成物ＲはシリコンウエハＷの表面全体に発生する
が、その蒸気圧によって、大部分の反応生成物Ｒが蒸発
し、粗れの原因となっている微少な凹部Ｗc内に堆積し
た反応生成物Ｒが蒸発せずに溜まっていく。このため、
凹部Ｗcに反応生成物Ｒが堆積してＦラジカルによるエ
ッチングから保護され、凹部Ｗc以外の部分のみがＦラ
ジカルによってエッチングされていく。そこで、図１６
の破線で示すように、凹部Ｗc内に漸次堆積していく反
応生成物Ｒの表面とエッチングされていく部分の表面と
が略等しくなった時点で、プラズマ発生器６０の駆動を
停止する。これにより、平滑化工程が完了し、表面が略
完全に平滑化されたシリコンウエハＷを得ることができ
る。
程が実行される。すなわち、図１５に示すモータ６３に
よって、シリコンウエハＷを吸着したチャック６６が回
転されると共に、ガス供給装置６２により、ＣＦ4ガス
に対するＯ2ガスの割合が２００％以上４００％以下に
設定された混合ガスがアルミナ放電管６１に供給され、
この混合ガスがプラズマ発生器６０によってプラズマ放
電される。上記プラズマ放電によって生成された活性種
ガスＧ２は、アルミナ放電管６１のノズル部６１ａから
噴射され、シリコンウエハＷの表面全体に拡散する。こ
れにより、シリコンウエハＷの表面が活性種ガスＧ２に
含まれるＦラジカルやＯラジカルによってエッチングさ
れる。すなわち、活性種ガスＧ２がシリコンウエハＷの
表面に吹き当たると、図１６に示すように，Ｏラジカル
が存在することから、ＳiＯxＦy(x，y＝１，２，・・
・）と思われる反応生成物Ｒが発生する。また、Ｆラジ
カルはシリコンウエハＷ表面をエッチングする。また、
反応生成物ＲはシリコンウエハＷの表面全体に発生する
が、その蒸気圧によって、大部分の反応生成物Ｒが蒸発
し、粗れの原因となっている微少な凹部Ｗc内に堆積し
た反応生成物Ｒが蒸発せずに溜まっていく。このため、
凹部Ｗcに反応生成物Ｒが堆積してＦラジカルによるエ
ッチングから保護され、凹部Ｗc以外の部分のみがＦラ
ジカルによってエッチングされていく。そこで、図１６
の破線で示すように、凹部Ｗc内に漸次堆積していく反
応生成物Ｒの表面とエッチングされていく部分の表面と
が略等しくなった時点で、プラズマ発生器６０の駆動を
停止する。これにより、平滑化工程が完了し、表面が略
完全に平滑化されたシリコンウエハＷを得ることができ
る。
【００５５】このように、この実施形態のウエハ平坦化
システムによれば、シリコンウエハＷの表面粗さを減少
させることができるだけでなく、シリコンウエハＷをド
ライな状態に保ったまま自然酸化膜除去工程と局部エッ
チング工程と平滑化工程とを達成することができるの
で、洗浄工程を省くことができ、その分作業処理速度を
高めることができる。
システムによれば、シリコンウエハＷの表面粗さを減少
させることができるだけでなく、シリコンウエハＷをド
ライな状態に保ったまま自然酸化膜除去工程と局部エッ
チング工程と平滑化工程とを達成することができるの
で、洗浄工程を省くことができ、その分作業処理速度を
高めることができる。
【００５６】発明者等は、この実施形態のウエハ平坦化
システムによるシリコンウエハＷの表面粗さの向上を実
証すべく、次のような実験を行った。自然酸化膜除去装
置５では、ＣＦ4ガスとＨ2ガスとの流量をそれぞれ５０
０ＳＣＣＭと５０ＳＣＣＭに設定して、これらの混合ガ
スをアルミナ放電管５１内に供給した。これとほぼ同時
に、マイクロ波発振器５０ａによって出力電力２００Ｗ
のマイクロ波Ｍをこの混合ガスに向けて発振し、ガス圧
１．１Ｔｏｒｒの活性種ガスＧ１をノズル部５１ａから
噴射して、シリコンウエハＷの表面全面をエッチングし
た。しかる後、このシリコンウエハＷを局部エッチング
装置２のチャック２６に載置し、ＳＦ6ガスを流量１５
０ＳＣＣＭの割合でアルミナ放電管２１内に供給した。
これとほぼ同時に、マイクロ波発振器２０ａによって出
力電力３５０Ｗのマイクロ波ＭをＳＦ6ガスに向けて発
振し、ガス圧１．５Ｔｏｒｒの活性種ガスＧをノズル部
２１ａから噴射して、シリコンウエハＷの表面全面を局
部エッチングした。さらに、平滑化装置６では、ＣＦ4
ガスとＯ2ガスとの流量をそれぞれ１５０ＳＣＣＭと６
００ＳＣＣＭに設定して、これらの混合ガスをアルミナ
放電管６１内に供給した。そして、マイクロ波発振器６
０ａによって出力電力２００Ｗのマイクロ波Ｍをこの混
合ガスに向けて発振し、ガス圧２．０Ｔｏｒｒの活性種
ガスＧ２をノズル部６１ａから噴射して、シリコンウエ
ハＷの表面全面をエッチングした。上記処理後、シリコ
ンウエハＷの表面粗さを測定したところ、そのＲＭＳ
が、０．３０ｎｍに減少していた。その他の構成，作用
効果は上記第１の実施形態と同様であるので、その記載
は省略する。
システムによるシリコンウエハＷの表面粗さの向上を実
証すべく、次のような実験を行った。自然酸化膜除去装
置５では、ＣＦ4ガスとＨ2ガスとの流量をそれぞれ５０
０ＳＣＣＭと５０ＳＣＣＭに設定して、これらの混合ガ
スをアルミナ放電管５１内に供給した。これとほぼ同時
に、マイクロ波発振器５０ａによって出力電力２００Ｗ
のマイクロ波Ｍをこの混合ガスに向けて発振し、ガス圧
１．１Ｔｏｒｒの活性種ガスＧ１をノズル部５１ａから
噴射して、シリコンウエハＷの表面全面をエッチングし
た。しかる後、このシリコンウエハＷを局部エッチング
装置２のチャック２６に載置し、ＳＦ6ガスを流量１５
０ＳＣＣＭの割合でアルミナ放電管２１内に供給した。
これとほぼ同時に、マイクロ波発振器２０ａによって出
力電力３５０Ｗのマイクロ波ＭをＳＦ6ガスに向けて発
振し、ガス圧１．５Ｔｏｒｒの活性種ガスＧをノズル部
２１ａから噴射して、シリコンウエハＷの表面全面を局
部エッチングした。さらに、平滑化装置６では、ＣＦ4
ガスとＯ2ガスとの流量をそれぞれ１５０ＳＣＣＭと６
００ＳＣＣＭに設定して、これらの混合ガスをアルミナ
放電管６１内に供給した。そして、マイクロ波発振器６
０ａによって出力電力２００Ｗのマイクロ波Ｍをこの混
合ガスに向けて発振し、ガス圧２．０Ｔｏｒｒの活性種
ガスＧ２をノズル部６１ａから噴射して、シリコンウエ
ハＷの表面全面をエッチングした。上記処理後、シリコ
ンウエハＷの表面粗さを測定したところ、そのＲＭＳ
が、０．３０ｎｍに減少していた。その他の構成，作用
効果は上記第１の実施形態と同様であるので、その記載
は省略する。
【００５７】（第３の実施形態）図１７は、この発明の
第３の実施形態に係るウエハ平坦化システムを示すブロ
ック図である。なお、図１〜図１６に示した要素と同一
要素については同一符号を付して説明する。この実施形
態のウエハ平坦化システムは、局部エッチング装置２を
三台配設し、シリコンウエハＷを大気に曝すことなく、
自然酸化膜除去処理，局部エッチング処理及び平滑化処
理を行うことができるようにした点が上記第二の実施形
態のウエハ平坦化システムと異なる。
第３の実施形態に係るウエハ平坦化システムを示すブロ
ック図である。なお、図１〜図１６に示した要素と同一
要素については同一符号を付して説明する。この実施形
態のウエハ平坦化システムは、局部エッチング装置２を
三台配設し、シリコンウエハＷを大気に曝すことなく、
自然酸化膜除去処理，局部エッチング処理及び平滑化処
理を行うことができるようにした点が上記第二の実施形
態のウエハ平坦化システムと異なる。
【００５８】図１７において、符号１３９はロード及び
アンロード室であり、このロード及びアンロード室１３
９内部には、未処理のシリコンウエハＷを収納したロー
ドカセット１４０と処理済みのシリコンウエハＷを収納
するアンロードカセット１４１とが配設されている。ま
た、このロード及びアンロード室１３９は、ウエハ搬出
入口１３９ａを介して平面視六角形のロボット室４１に
連結されている。
アンロード室であり、このロード及びアンロード室１３
９内部には、未処理のシリコンウエハＷを収納したロー
ドカセット１４０と処理済みのシリコンウエハＷを収納
するアンロードカセット１４１とが配設されている。ま
た、このロード及びアンロード室１３９は、ウエハ搬出
入口１３９ａを介して平面視六角形のロボット室４１に
連結されている。
【００５９】ロボット室４１内には、第一の搬送装置と
第二の搬送装置としての一台のロボット４２が配備され
ている。ロボット４２は、シリコンウエハＷを保持した
アーム４２ａを伸縮及び回転させることで、シリコンウ
エハＷのロードカセット１４０から搬出，シリコンウエ
ハＷの自然酸化膜除去装置５と局部エッチング装置２と
平滑化装置６への搬入出，及びシリコンウエハＷのアン
ロードカセット１４１への搬入を行う機器である。
第二の搬送装置としての一台のロボット４２が配備され
ている。ロボット４２は、シリコンウエハＷを保持した
アーム４２ａを伸縮及び回転させることで、シリコンウ
エハＷのロードカセット１４０から搬出，シリコンウエ
ハＷの自然酸化膜除去装置５と局部エッチング装置２と
平滑化装置６への搬入出，及びシリコンウエハＷのアン
ロードカセット１４１への搬入を行う機器である。
【００６０】自然酸化膜除去装置５は、ゲートバルブ５
５ｂを介して、ロボット室４１に連結され、三台の局部
エッチング装置２（以下、「局部エッチング装置２−
１，局部エッチング装置２−２，局部エッチング装置２
−３」とも記す）は、ゲートバルブ２５ｆを介してロボ
ット室４１に各々連結され、平滑化装置６はゲートバル
ブ６５ｂを介してロボット室４１に連結されている。
５ｂを介して、ロボット室４１に連結され、三台の局部
エッチング装置２（以下、「局部エッチング装置２−
１，局部エッチング装置２−２，局部エッチング装置２
−３」とも記す）は、ゲートバルブ２５ｆを介してロボ
ット室４１に各々連結され、平滑化装置６はゲートバル
ブ６５ｂを介してロボット室４１に連結されている。
【００６１】上記のように装備されたロボット４２とロ
ボット室４１の周囲に組み付けられた自然酸化膜除去装
置５，局部エッチング装置２−１〜２−３及び平滑化装
置６とは、制御装置８によって制御されるようになって
いる。制御装置８は、自然酸化膜除去装置制御部８１と
搬送順序制御部８２と局部エッチング装置制御部８３と
平滑化装置制御部８４とを有している。
ボット室４１の周囲に組み付けられた自然酸化膜除去装
置５，局部エッチング装置２−１〜２−３及び平滑化装
置６とは、制御装置８によって制御されるようになって
いる。制御装置８は、自然酸化膜除去装置制御部８１と
搬送順序制御部８２と局部エッチング装置制御部８３と
平滑化装置制御部８４とを有している。
【００６２】自然酸化膜除去装置制御部８１は、ロボッ
ト４２がシリコンウエハＷをロードカセット１４０から
取り出し、開いているゲートバルブ５５ｂを通じて自然
酸化膜除去装置５内に搬入するように、ロボット４２を
制御する機能を有している。また、自然酸化膜除去装置
制御部８１は、ゲートバルブ５５ｂが閉じられた自然酸
化膜除去装置５を自然酸化膜除去可能時間Ｔだけ作動さ
せる。即ち、図１０に示した位置決め機構５４とガス供
給装置５２とプラズマ発生器５０とを自然酸化膜除去可
能時間Ｔだけ作動させて、シリコンウエハＷの表面の自
然酸化膜を除去させる。さらに、この自然酸化膜除去装
置制御部８１は、ロボット４２が上記自然酸化膜除去可
能時間Ｔ経過後にゲートバルブ５５ｂが開いている自然
酸化膜除去装置５から自然酸化膜除去済みのシリコンウ
エハＷを取り出して、シリコンウエハＷを局部エッチン
グ装置２−１〜２−３のうちゲートバルブ２５ｆが開い
ている非作動中の局部エッチング装置に搬送するよう
に、ロボット４２を制御する。
ト４２がシリコンウエハＷをロードカセット１４０から
取り出し、開いているゲートバルブ５５ｂを通じて自然
酸化膜除去装置５内に搬入するように、ロボット４２を
制御する機能を有している。また、自然酸化膜除去装置
制御部８１は、ゲートバルブ５５ｂが閉じられた自然酸
化膜除去装置５を自然酸化膜除去可能時間Ｔだけ作動さ
せる。即ち、図１０に示した位置決め機構５４とガス供
給装置５２とプラズマ発生器５０とを自然酸化膜除去可
能時間Ｔだけ作動させて、シリコンウエハＷの表面の自
然酸化膜を除去させる。さらに、この自然酸化膜除去装
置制御部８１は、ロボット４２が上記自然酸化膜除去可
能時間Ｔ経過後にゲートバルブ５５ｂが開いている自然
酸化膜除去装置５から自然酸化膜除去済みのシリコンウ
エハＷを取り出して、シリコンウエハＷを局部エッチン
グ装置２−１〜２−３のうちゲートバルブ２５ｆが開い
ている非作動中の局部エッチング装置に搬送するよう
に、ロボット４２を制御する。
【００６３】搬送順序制御部８２は、上記自然酸化膜除
去装置制御部８１を制御する部分であり、ロボット４２
が自然酸化膜除去装置５から取り出したシリコンウエハ
Ｗを局部エッチング装置２−１〜２−３のうち非作動時
間が最も長い局部エッチング装置に搬送するように自然
酸化膜除去装置制御部８１を制御する。具体的には、搬
送順序制御部８２が後述する局部エッチング装置制御部
８３から送られてくる各局部エッチング装置２の局部エ
ッチング処理可能時間ｍ×Ｔ（以下、単に「ｍＴ」と記
す。また、ｍは正数である。）のデータを監視し、局部
エッチング処理可能時間ｍＴを経過した局部エッチング
装置２のうち局部エッチング処理可能時間ｍＴの経過後
の時間が最も長い局部エッチング装置２に対して、自然
酸化膜除去装置５からのシリコンウエハＷを搬送させ
る。例えば、局部エッチング装置２−２，局部エッチン
グ装置２−３が非作動中である場合に、局部エッチング
装置２−２の作動停止後の経過時間が２分であり、局部
エッチング装置２−３の作動停止後の経過時間が１分で
ある時には、ロボット４２が局部エッチング装置２−２
にシリコンウエハＷを搬送するように、自然酸化膜除去
装置制御部８１を制御する。
去装置制御部８１を制御する部分であり、ロボット４２
が自然酸化膜除去装置５から取り出したシリコンウエハ
Ｗを局部エッチング装置２−１〜２−３のうち非作動時
間が最も長い局部エッチング装置に搬送するように自然
酸化膜除去装置制御部８１を制御する。具体的には、搬
送順序制御部８２が後述する局部エッチング装置制御部
８３から送られてくる各局部エッチング装置２の局部エ
ッチング処理可能時間ｍ×Ｔ（以下、単に「ｍＴ」と記
す。また、ｍは正数である。）のデータを監視し、局部
エッチング処理可能時間ｍＴを経過した局部エッチング
装置２のうち局部エッチング処理可能時間ｍＴの経過後
の時間が最も長い局部エッチング装置２に対して、自然
酸化膜除去装置５からのシリコンウエハＷを搬送させ
る。例えば、局部エッチング装置２−２，局部エッチン
グ装置２−３が非作動中である場合に、局部エッチング
装置２−２の作動停止後の経過時間が２分であり、局部
エッチング装置２−３の作動停止後の経過時間が１分で
ある時には、ロボット４２が局部エッチング装置２−２
にシリコンウエハＷを搬送するように、自然酸化膜除去
装置制御部８１を制御する。
【００６４】局部エッチング装置制御部８３は、シリコ
ンウエハＷがロボット４２によって局部エッチング装置
２に収納されると、局部エッチング装置２内のシリコン
ウエハＷの存在を検知して局部エッチング処理可能時間
ｍＴだけ当該局部エッチング装置２を作動させる機能を
有している。また、局部エッチング装置制御部８３は、
上記局部エッチング装置２が局部エッチング処理可能時
間ｍＴ経過すると、ロボット４２が局部エッチング装置
２内のシリコンウエハＷを取り出してゲートバルブ６５
ｂが開いている非作動中の平滑化装置６にシリコンウエ
ハＷを搬送するように、ロボット４２を制御する機能も
有している。
ンウエハＷがロボット４２によって局部エッチング装置
２に収納されると、局部エッチング装置２内のシリコン
ウエハＷの存在を検知して局部エッチング処理可能時間
ｍＴだけ当該局部エッチング装置２を作動させる機能を
有している。また、局部エッチング装置制御部８３は、
上記局部エッチング装置２が局部エッチング処理可能時
間ｍＴ経過すると、ロボット４２が局部エッチング装置
２内のシリコンウエハＷを取り出してゲートバルブ６５
ｂが開いている非作動中の平滑化装置６にシリコンウエ
ハＷを搬送するように、ロボット４２を制御する機能も
有している。
【００６５】平滑化装置制御部８４は、シリコンウエハ
Ｗがロボット４２によって平滑化装置６に収容される
と、平滑化装置６内のシリコンウエハＷの存在を検知し
て、平滑化装置６を平滑化可能時間ｔだけ作動させる機
能を有している。また、平滑化装置制御部８４は、平滑
化装置６が平滑化可能時間ｔ経過すると、ロボット４２
で平滑化装置６内のシリコンウエハＷを取り出して、ア
ンロードカセット１４１内に収納する機能をも有してい
る。
Ｗがロボット４２によって平滑化装置６に収容される
と、平滑化装置６内のシリコンウエハＷの存在を検知し
て、平滑化装置６を平滑化可能時間ｔだけ作動させる機
能を有している。また、平滑化装置制御部８４は、平滑
化装置６が平滑化可能時間ｔ経過すると、ロボット４２
で平滑化装置６内のシリコンウエハＷを取り出して、ア
ンロードカセット１４１内に収納する機能をも有してい
る。
【００６６】次に、この実施形態のウエハ平坦化システ
ムが示す動作について説明する。尚、ここでは、理解を
容易にするため、Ｔ＝ｔ＝１分として説明する。また、
この動作は、請求項２３及び請求項２４のウエハ平坦化
方法を具体的に実行するものでもある。１枚目〜１１枚
目のシリコンウエハＷに対してウエハ平坦化方法の第１
〜第７の工程をそれぞれ実行するが、下記では１枚目の
シリコンウエハＷに対する第１〜第７の工程の実行状態
のみを表示する。
ムが示す動作について説明する。尚、ここでは、理解を
容易にするため、Ｔ＝ｔ＝１分として説明する。また、
この動作は、請求項２３及び請求項２４のウエハ平坦化
方法を具体的に実行するものでもある。１枚目〜１１枚
目のシリコンウエハＷに対してウエハ平坦化方法の第１
〜第７の工程をそれぞれ実行するが、下記では１枚目の
シリコンウエハＷに対する第１〜第７の工程の実行状態
のみを表示する。
【００６７】まず、ｍ＝４（＞Ｎ＝３）の条件下で、１
１枚のシリコンウエハＷを処理する場合について述べる
図１８は、上記条件下における自然酸化膜除去装置５と
局部エッチング装置２−１〜２−３と平滑化装置６との
各装置の処理時間を示すタイムチャート図である。な
お、図中の丸付き番号は処理されるシリコンウエハＷの
順番を示す。例えば、は１枚目のシリコンウエハＷを
示し、は２枚目のシリコンウエハＷを示す。また、ロ
ボット４２による各装置への搬送時間は省略した。ロー
ドカセット１４０がロード及びアンロード室１３９内に
配され、ロボット室４１とロード及びアンロード室１３
９内が真空にされると、ロボット４２が制御装置８の自
然酸化膜除去装置制御部８１によって制御され、アンロ
ードカセット１４１内の１枚目のシリコンウエハＷがロ
ボット４２によって自然酸化膜除去装置５内に搬入され
る（第１の工程）。すると、自然酸化膜除去装置５が自
然酸化膜除去装置制御部８１によって作動され、シリコ
ンウエハＷの位置決め処理と自然酸化膜除去とが実行さ
れる（第２の工程）。この１枚目のシリコンウエハＷに
対する自然酸化膜除去処理は、図１８の（ａ）及び
（ｆ）に示すように、０分時〜１分時迄行われる。シリ
コンウエハＷの自然酸化膜除去装置５への搬送後１分間
が経過すると、シリコンウエハＷが自然酸化膜除去装置
制御部８１の制御で制御されたロボット４２によって取
り出され、局部エッチング装置２−１内に搬送される
（第３の工程）。これにより、局部エッチング装置２−
１が局部エッチング装置制御部８３によって作動され、
シリコンウエハＷの局部エッチング処理が実行される
（第４の工程）。この処理は、図１８の（ｂ）及び
（ｆ）に示すように、１分時〜５分時迄の４分間行われ
る。また、１枚目のシリコンウエハＷが局部エッチング
装置２−１に搬送されると、図１８の（ａ）に示すよう
に、直ちに２枚目のシリコンウエハＷがロボット４２に
よってロードカセット１４０から取り出されて、自然酸
化膜除去装置５内に搬入され、２枚目のシリコンウエハ
Ｗに対して位置決め処理と自然酸化膜除去処理とが実行
される。この処理は、１分時〜２分時迄行われ、２分時
経過後、図１８の（ｃ）に示すように、このシリコンウ
エハＷがロボット４２によって自然酸化膜除去装置５か
ら局部エッチング装置２−２に搬送される。局部エッチ
ング装置２−２において、２枚目のシリコンウエハＷに
タイする局部エッチング処理が２分時〜６分時迄実行さ
れる。３枚目のシリコンウエハＷも同様に、２枚目のシ
リコンウエハＷが自然酸化膜除去装置５から局部エッチ
ング装置２−２に搬送された直後にロードカセット１４
０から自然酸化膜除去装置５に搬送され、自然酸化膜除
去装置５で１分間の自然酸化膜除去処理が実行される。
しかる後、３枚目のシリコンウエハＷは局部エッチング
装置２−３に搬送され、局部エッチング装置２−３で３
分時〜７分時迄局部エッチング処理される。
１枚のシリコンウエハＷを処理する場合について述べる
図１８は、上記条件下における自然酸化膜除去装置５と
局部エッチング装置２−１〜２−３と平滑化装置６との
各装置の処理時間を示すタイムチャート図である。な
お、図中の丸付き番号は処理されるシリコンウエハＷの
順番を示す。例えば、は１枚目のシリコンウエハＷを
示し、は２枚目のシリコンウエハＷを示す。また、ロ
ボット４２による各装置への搬送時間は省略した。ロー
ドカセット１４０がロード及びアンロード室１３９内に
配され、ロボット室４１とロード及びアンロード室１３
９内が真空にされると、ロボット４２が制御装置８の自
然酸化膜除去装置制御部８１によって制御され、アンロ
ードカセット１４１内の１枚目のシリコンウエハＷがロ
ボット４２によって自然酸化膜除去装置５内に搬入され
る（第１の工程）。すると、自然酸化膜除去装置５が自
然酸化膜除去装置制御部８１によって作動され、シリコ
ンウエハＷの位置決め処理と自然酸化膜除去とが実行さ
れる（第２の工程）。この１枚目のシリコンウエハＷに
対する自然酸化膜除去処理は、図１８の（ａ）及び
（ｆ）に示すように、０分時〜１分時迄行われる。シリ
コンウエハＷの自然酸化膜除去装置５への搬送後１分間
が経過すると、シリコンウエハＷが自然酸化膜除去装置
制御部８１の制御で制御されたロボット４２によって取
り出され、局部エッチング装置２−１内に搬送される
（第３の工程）。これにより、局部エッチング装置２−
１が局部エッチング装置制御部８３によって作動され、
シリコンウエハＷの局部エッチング処理が実行される
（第４の工程）。この処理は、図１８の（ｂ）及び
（ｆ）に示すように、１分時〜５分時迄の４分間行われ
る。また、１枚目のシリコンウエハＷが局部エッチング
装置２−１に搬送されると、図１８の（ａ）に示すよう
に、直ちに２枚目のシリコンウエハＷがロボット４２に
よってロードカセット１４０から取り出されて、自然酸
化膜除去装置５内に搬入され、２枚目のシリコンウエハ
Ｗに対して位置決め処理と自然酸化膜除去処理とが実行
される。この処理は、１分時〜２分時迄行われ、２分時
経過後、図１８の（ｃ）に示すように、このシリコンウ
エハＷがロボット４２によって自然酸化膜除去装置５か
ら局部エッチング装置２−２に搬送される。局部エッチ
ング装置２−２において、２枚目のシリコンウエハＷに
タイする局部エッチング処理が２分時〜６分時迄実行さ
れる。３枚目のシリコンウエハＷも同様に、２枚目のシ
リコンウエハＷが自然酸化膜除去装置５から局部エッチ
ング装置２−２に搬送された直後にロードカセット１４
０から自然酸化膜除去装置５に搬送され、自然酸化膜除
去装置５で１分間の自然酸化膜除去処理が実行される。
しかる後、３枚目のシリコンウエハＷは局部エッチング
装置２−３に搬送され、局部エッチング装置２−３で３
分時〜７分時迄局部エッチング処理される。
【００６８】そして、３枚目のシリコンウエハＷが局部
エッチング装置２−３に搬送された直後に、４枚目のシ
リコンウエハＷが自然酸化膜除去装置５に搬入されて、
自然酸化膜除去処理が３分時〜４分時迄実行される。こ
の４枚目のシリコンウエハＷの処理後において即ち４分
時においては、４枚目のシリコンウエハＷは非作動中の
局部エッチング装置２が生じるまで待機させられること
となる。その後、５分時になると、図１８の（ａ）及び
（ｂ）に示すように、局部エッチング装置２−１が作動
が停止され、１枚目のシリコンウエハＷが局部エッチン
グ装置制御部８３で制御されたロボット４２によって局
部エッチング装置２−１から平滑化装置６に搬送され
（第５の工程）、平滑化装置６が平滑化装置制御部８４
の制御によって５分時〜６分時の１分間だけ作動される
（第６の工程）。そして、平滑化処理後即ち６分時に平
滑化装置６の作動が停止され、１枚目のシリコンウエハ
Ｗが平滑化装置制御部８４で制御されたロボット４２に
よってアンロードカセット１４１に収納される（第７の
工程）。５枚目及び６枚目のシリコンウエハＷも、図１
８の（ａ）及び（ｃ）〜（ｆ）に示すように、２枚目の
シリコンウエハＷが局部エッチング装置２−２から平滑
化装置６に搬送された直後及び３枚目のシリコンウエハ
Ｗが局部エッチング装置２−３から平滑化装置６に搬送
された直後に、局部エッチング装置２−２及び局部エッ
チング装置２−３に各々搬送され、各シリコンウエハＷ
に対して各々４分間の局部エッチング処理が実行され
る。また、平滑化装置６に搬送された２枚目及び３枚目
のシリコンウエハＷも、図１８の（ｆ）に示すように、
順次平滑化処理された後、アンロードカセット１４１に
収納される。ま７枚目〜１１枚目のシリコンウエハＷに
対しても同様の搬送及び処理がなされ、これらの処理時
間は図１８に示すようになる。
エッチング装置２−３に搬送された直後に、４枚目のシ
リコンウエハＷが自然酸化膜除去装置５に搬入されて、
自然酸化膜除去処理が３分時〜４分時迄実行される。こ
の４枚目のシリコンウエハＷの処理後において即ち４分
時においては、４枚目のシリコンウエハＷは非作動中の
局部エッチング装置２が生じるまで待機させられること
となる。その後、５分時になると、図１８の（ａ）及び
（ｂ）に示すように、局部エッチング装置２−１が作動
が停止され、１枚目のシリコンウエハＷが局部エッチン
グ装置制御部８３で制御されたロボット４２によって局
部エッチング装置２−１から平滑化装置６に搬送され
（第５の工程）、平滑化装置６が平滑化装置制御部８４
の制御によって５分時〜６分時の１分間だけ作動される
（第６の工程）。そして、平滑化処理後即ち６分時に平
滑化装置６の作動が停止され、１枚目のシリコンウエハ
Ｗが平滑化装置制御部８４で制御されたロボット４２に
よってアンロードカセット１４１に収納される（第７の
工程）。５枚目及び６枚目のシリコンウエハＷも、図１
８の（ａ）及び（ｃ）〜（ｆ）に示すように、２枚目の
シリコンウエハＷが局部エッチング装置２−２から平滑
化装置６に搬送された直後及び３枚目のシリコンウエハ
Ｗが局部エッチング装置２−３から平滑化装置６に搬送
された直後に、局部エッチング装置２−２及び局部エッ
チング装置２−３に各々搬送され、各シリコンウエハＷ
に対して各々４分間の局部エッチング処理が実行され
る。また、平滑化装置６に搬送された２枚目及び３枚目
のシリコンウエハＷも、図１８の（ｆ）に示すように、
順次平滑化処理された後、アンロードカセット１４１に
収納される。ま７枚目〜１１枚目のシリコンウエハＷに
対しても同様の搬送及び処理がなされ、これらの処理時
間は図１８に示すようになる。
【００６９】以上から、この実施形態のウエハ平坦化シ
ステムにおいては、図１８の（ｆ）に示すように、１１
枚のシリコンウエハＷをｍ＝４の条件下で処理するに要
する時間は１９分である。これに対して、図１７におい
て、局部エッチング装置２が一台の場合には、１１枚の
シリコンウエハＷを処理する時間は４６分必要である。
したがって、この実施形態のウエハ平坦化システムによ
る処理のスループットは、局部エッチング装置２が一台
の場合のスループットの約２．４倍に達する。
ステムにおいては、図１８の（ｆ）に示すように、１１
枚のシリコンウエハＷをｍ＝４の条件下で処理するに要
する時間は１９分である。これに対して、図１７におい
て、局部エッチング装置２が一台の場合には、１１枚の
シリコンウエハＷを処理する時間は４６分必要である。
したがって、この実施形態のウエハ平坦化システムによ
る処理のスループットは、局部エッチング装置２が一台
の場合のスループットの約２．４倍に達する。
【００７０】次に、、ｍ＝３（＝Ｎ）の条件下で、１１
枚のシリコンウエハＷを処理する場合について述べる図
１９は、上記条件下における自然酸化膜除去装置５と局
部エッチング装置２−１〜２−３と平滑化装置６との各
装置の処理時間を示すタイムチャート図である。図１９
に示すように、この場合には、１１枚のシリコンウエハ
Ｗを処理するに要する時間は１５分であり、上記ｍ＝４
の場合の処理時間よりも短い。すなわち、ｍ＝３の条件
下での処理のスループットは局部エッチング装置２が一
台の場合のスループットの約３倍にもなる。この条件で
スループットが増加するのは、自然酸化膜除去装置５に
よって自然酸化膜除去処理が済んだシリコンウエハＷを
待機させることなく、直ちに非作動中の局部エッチング
装置２に搬送することができることに因るものと考えら
れる。
枚のシリコンウエハＷを処理する場合について述べる図
１９は、上記条件下における自然酸化膜除去装置５と局
部エッチング装置２−１〜２−３と平滑化装置６との各
装置の処理時間を示すタイムチャート図である。図１９
に示すように、この場合には、１１枚のシリコンウエハ
Ｗを処理するに要する時間は１５分であり、上記ｍ＝４
の場合の処理時間よりも短い。すなわち、ｍ＝３の条件
下での処理のスループットは局部エッチング装置２が一
台の場合のスループットの約３倍にもなる。この条件で
スループットが増加するのは、自然酸化膜除去装置５に
よって自然酸化膜除去処理が済んだシリコンウエハＷを
待機させることなく、直ちに非作動中の局部エッチング
装置２に搬送することができることに因るものと考えら
れる。
【００７１】最後に、ｍ＝２（＜Ｎ）の条件下で、１１
枚のシリコンウエハＷを処理する場合について述べる。
図２０は、上記条件下における自然酸化膜除去装置５と
局部エッチング装置２−１〜２−３と平滑化装置６との
各装置の処理時間を示すタイムチャート図である。図２
０に示すように、この場合には、１１枚のシリコンウエ
ハＷを処理するに要する時間が１４分であり、上記ｍ＝
３の場合の処理時間よりも短い。局部エッチング処理可
能時間ｍＴが短い多数の局部エッチング装置２で複数の
シリコンウエハＷを処理することに因るものと考えられ
る。この場合には、非作動中の局部エッチング装置２が
同時に複数存在する事態が発生するので、自然酸化膜除
去装置制御部８１のみの機能では、自然酸化膜除去装置
５で自然酸化膜除去処理済みのシリコンウエハＷをどの
局部エッチング装置２に搬送するかを決定することがで
きない。しかし、この実施形態のウエハ平坦化システム
では、搬送順序制御部８２が自然酸化膜除去装置制御部
８１を制御し、シリコンウエハＷを非作動時間が最も長
い局部エッチング装置２に搬送するので、システム全体
の処理をスムーズに実行することができる。例えば、図
２０の（ａ）〜（ｃ）に示すように、４枚目のシリコン
ウエハＷを自然酸化膜除去装置５から取り出した時点
（４分時）では、二台の局部エッチング装置２−１，２
−２が同時に非作動中である。しかし、局部エッチング
装置２−１は作動停止後１分を経過しており、局部エッ
チング装置２−２は作動停止直後の状態であるので、４
枚目のシリコンウエハＷは、搬送順序制御部８２で制御
された自然酸化膜除去装置制御部８１の制御によって、
非作動時間が最も長い局部エッチング装置２−１に搬送
されることになる。
枚のシリコンウエハＷを処理する場合について述べる。
図２０は、上記条件下における自然酸化膜除去装置５と
局部エッチング装置２−１〜２−３と平滑化装置６との
各装置の処理時間を示すタイムチャート図である。図２
０に示すように、この場合には、１１枚のシリコンウエ
ハＷを処理するに要する時間が１４分であり、上記ｍ＝
３の場合の処理時間よりも短い。局部エッチング処理可
能時間ｍＴが短い多数の局部エッチング装置２で複数の
シリコンウエハＷを処理することに因るものと考えられ
る。この場合には、非作動中の局部エッチング装置２が
同時に複数存在する事態が発生するので、自然酸化膜除
去装置制御部８１のみの機能では、自然酸化膜除去装置
５で自然酸化膜除去処理済みのシリコンウエハＷをどの
局部エッチング装置２に搬送するかを決定することがで
きない。しかし、この実施形態のウエハ平坦化システム
では、搬送順序制御部８２が自然酸化膜除去装置制御部
８１を制御し、シリコンウエハＷを非作動時間が最も長
い局部エッチング装置２に搬送するので、システム全体
の処理をスムーズに実行することができる。例えば、図
２０の（ａ）〜（ｃ）に示すように、４枚目のシリコン
ウエハＷを自然酸化膜除去装置５から取り出した時点
（４分時）では、二台の局部エッチング装置２−１，２
−２が同時に非作動中である。しかし、局部エッチング
装置２−１は作動停止後１分を経過しており、局部エッ
チング装置２−２は作動停止直後の状態であるので、４
枚目のシリコンウエハＷは、搬送順序制御部８２で制御
された自然酸化膜除去装置制御部８１の制御によって、
非作動時間が最も長い局部エッチング装置２−１に搬送
されることになる。
【００７２】このように、この実施形態のウエハ平坦化
システムによれば、処理のスループットをより一層向上
させることができる。また、シリコンウエハＷを大気に
曝すことなく処理することができるので、自然酸化膜の
発生やゴミの付着などを防止することができ、この結
果、洗浄工程を省くことができ、その分処理作業時間の
短縮化を図ることができる。その他の構成，作用効果は
上記第２の実施形態と同様であるので、その記載は省略
する。
システムによれば、処理のスループットをより一層向上
させることができる。また、シリコンウエハＷを大気に
曝すことなく処理することができるので、自然酸化膜の
発生やゴミの付着などを防止することができ、この結
果、洗浄工程を省くことができ、その分処理作業時間の
短縮化を図ることができる。その他の構成，作用効果は
上記第２の実施形態と同様であるので、その記載は省略
する。
【００７３】（第４の実施形態）図２１は、この発明の
第４の実施形態に係るウエハ平坦化システムを示すブロ
ック図である。なお、図１７に示した要素と同一要素に
ついては同一符号を付して説明する。このウエハ平坦化
システムは、１台のエッチング装置によって、自然酸化
膜除去処理と局部エッチング処理と平滑化処理とを行う
ことができ、しかも、このエッチング装置を複数台設け
て、複数のシリコンウエハＷを略同時に処理することが
できるようにした点が、上記第３の実施形態と異なる。
また、このウエハ平坦化システムは、請求項２６及び請
求項２７の発明に係る実施形態である。
第４の実施形態に係るウエハ平坦化システムを示すブロ
ック図である。なお、図１７に示した要素と同一要素に
ついては同一符号を付して説明する。このウエハ平坦化
システムは、１台のエッチング装置によって、自然酸化
膜除去処理と局部エッチング処理と平滑化処理とを行う
ことができ、しかも、このエッチング装置を複数台設け
て、複数のシリコンウエハＷを略同時に処理することが
できるようにした点が、上記第３の実施形態と異なる。
また、このウエハ平坦化システムは、請求項２６及び請
求項２７の発明に係る実施形態である。
【００７４】図２１に示すように、このウエハ平坦化シ
ステムは、シリコンウエハＷを位置決めするための位置
決め機構５９と、未処理のシリコンウエハＷを収納した
カセット１４０が配置されたロード室１３９ｂと、処理
後のシリコンウエハＷを収納するカセット１４１が配置
されたアンロード室１３９ｃと、４つのプロセス室９
と、搬入装置及び搬出装置としてのロボット４２と、第
２の自動制御装置７５とを備えている。
ステムは、シリコンウエハＷを位置決めするための位置
決め機構５９と、未処理のシリコンウエハＷを収納した
カセット１４０が配置されたロード室１３９ｂと、処理
後のシリコンウエハＷを収納するカセット１４１が配置
されたアンロード室１３９ｃと、４つのプロセス室９
と、搬入装置及び搬出装置としてのロボット４２と、第
２の自動制御装置７５とを備えている。
【００７５】各プロセス室９には、図２２に示すよう
に、図３に示した局部エッチング装置２と略同構造のエ
ッチング装置７と第１の自動制御装置７０とが設けられ
ている。エッチング装置７には、ガス供給装置２２が連
結されており、このガス供給装置２２は、ＳＦ6ガスの
ボンベ２２ｂとＣＦ4ガスのボンベ５２ｂとＨ2ガスのボ
ンベ５２ｅとＯ2ガスのボンベ６２ｅとを有している。
に、図３に示した局部エッチング装置２と略同構造のエ
ッチング装置７と第１の自動制御装置７０とが設けられ
ている。エッチング装置７には、ガス供給装置２２が連
結されており、このガス供給装置２２は、ＳＦ6ガスの
ボンベ２２ｂとＣＦ4ガスのボンベ５２ｂとＨ2ガスのボ
ンベ５２ｅとＯ2ガスのボンベ６２ｅとを有している。
【００７６】一方、第１の自動制御装置７０は、自然酸
化膜除去処理制御部７１と局部エッチング処理制御部７
２と平滑化処理制御部７３とで構成されている。自然酸
化膜除去処理制御部７１は、エッチング装置７に対して
自然酸化膜除去処理を自動的に行わせるための部分であ
る。具体的には、自然酸化膜除去処理制御部７１は、移
動機構としてのＺ駆動機構２４を駆動して、Ｘ−Ｙ駆動
機構２３全体を下降させ、図２３に示すように、シリコ
ンウエハＷをアルミナ放電管２１のノズル部２１ａから
遠ざける機能を有している。このとき、ノズル部２１ａ
の開口２１ｂとシリコンウエハＷとの距離は十分大き
く、ノズル部２１ａから噴射される活性種ガスＧ１がシ
リコンウエハＷの表面全体に拡散する距離である。そし
て、自然酸化膜除去処理制御部７１は、ガス供給装置２
２を制御して、ボンベ５２ｂとボンベ５２ｅとを開か
せ、ＣＦ4ガスとＨ2ガスとの混合ガスをアルミナ放電管
２１に供給させると共に、エッチング装置７を駆動させ
る。即ち、プラズマ発生器２０を駆動して、上記混合ガ
スをプラズマ放電させ、生成した活性種ガスＧ１をシリ
コンウエハＷの表面全体に拡散させて、シリコンウエハ
Ｗの表面の自然酸化膜を除去させる。自然酸化膜除去処
理制御部７１は、かかる活性種ガスＧ１の噴射を所定時
間行わせた後、処理終了信号Ｃ１を局部エッチング処理
制御部７２に出力する。局部エッチング処理制御部７２
は、エッチング装置７に対して局部エッチング処理を自
動的に行わせるための部分である。具体的には、局部エ
ッチング処理制御部７２は、自然酸化膜除去処理制御部
７１からの処理終了信号Ｃ１を入力すると、Ｚ駆動機構
２４を駆動して、Ｘ−Ｙ駆動機構２３全体を上昇させ、
図２２に示すように、シリコンウエハＷをノズル部２１
ａに近づける機能を有している。このとき、ノズル部２
１ａの開口２１ｂとシリコンウエハＷとの距離は十分小
さく、ノズル部２１ａから噴射される活性種ガスＧがシ
リコンウエハＷの相対厚部に局部的に噴き当たる距離で
ある。そして、局部エッチング処理制御部７２は、真空
ポンプ２５ａを駆動して、チャンバー２５内のガスを排
出させた後、ガス供給装置２２を制御して、ボンベ２２
ｂを開かせ、ＳＦ6ガスをアルミナ放電管２１に供給さ
せると共に、エッチング装置７を駆動させる。即ち、プ
ラズマ発生器２０を駆動して生成した活性種ガスＧをシ
リコンウエハＷの表面に局部的に噴きつけさせながら、
Ｘ−Ｙ駆動機構２３でシリコンウエハＷを移動させるこ
とで、相対厚部を順次局部エッチングさせる。局部エッ
チング処理制御部７２は、エッチング装置７に対してか
かる処理を所定時間行わせた後、処理終了信号Ｃ２を平
滑化処理制御部７３に出力する。平滑化処理制御部７３
は、エッチング装置７に対して平滑化処理を自動的に行
わせるための部分である。具体的には、平滑化処理制御
部７３は、局部エッチング処理制御部７２からの処理終
了信号Ｃ２を入力すると、Ｚ駆動機構２４を駆動して、
Ｘ−Ｙ駆動機構２３全体を再度下降させ、図２３に示し
たように、シリコンウエハＷをノズル部２１ａから遠ざ
けると共にＸ−Ｙ駆動機構２３でシリコンウエハＷを回
転させる機能を有している。そして、平滑化処理制御部
７３は、真空ポンプ２５ａを駆動して、チャンバー２５
内のガスを排出させた後、ガス供給装置２２を制御し
て、ボンベ５２ｂとボンベ６２ｅとを開かせ、ＣＦ4ガ
スとＯ2ガスとの混合ガスをアルミナ放電管２１に供給
させると共に、エッチング装置７を駆動させる。即ち、
プラズマ発生器２０を駆動して生成した活性種ガスＧ２
をシリコンウエハＷの表面全体に拡散させることで、シ
リコンウエハＷ表面全体を平滑化させる。平滑化処理制
御部７３は、エッチング装置７に対してかかる活性種ガ
スＧ２の噴射処理を所定時間行わせた後、エッチング装
置７の駆動を停止させる。
化膜除去処理制御部７１と局部エッチング処理制御部７
２と平滑化処理制御部７３とで構成されている。自然酸
化膜除去処理制御部７１は、エッチング装置７に対して
自然酸化膜除去処理を自動的に行わせるための部分であ
る。具体的には、自然酸化膜除去処理制御部７１は、移
動機構としてのＺ駆動機構２４を駆動して、Ｘ−Ｙ駆動
機構２３全体を下降させ、図２３に示すように、シリコ
ンウエハＷをアルミナ放電管２１のノズル部２１ａから
遠ざける機能を有している。このとき、ノズル部２１ａ
の開口２１ｂとシリコンウエハＷとの距離は十分大き
く、ノズル部２１ａから噴射される活性種ガスＧ１がシ
リコンウエハＷの表面全体に拡散する距離である。そし
て、自然酸化膜除去処理制御部７１は、ガス供給装置２
２を制御して、ボンベ５２ｂとボンベ５２ｅとを開か
せ、ＣＦ4ガスとＨ2ガスとの混合ガスをアルミナ放電管
２１に供給させると共に、エッチング装置７を駆動させ
る。即ち、プラズマ発生器２０を駆動して、上記混合ガ
スをプラズマ放電させ、生成した活性種ガスＧ１をシリ
コンウエハＷの表面全体に拡散させて、シリコンウエハ
Ｗの表面の自然酸化膜を除去させる。自然酸化膜除去処
理制御部７１は、かかる活性種ガスＧ１の噴射を所定時
間行わせた後、処理終了信号Ｃ１を局部エッチング処理
制御部７２に出力する。局部エッチング処理制御部７２
は、エッチング装置７に対して局部エッチング処理を自
動的に行わせるための部分である。具体的には、局部エ
ッチング処理制御部７２は、自然酸化膜除去処理制御部
７１からの処理終了信号Ｃ１を入力すると、Ｚ駆動機構
２４を駆動して、Ｘ−Ｙ駆動機構２３全体を上昇させ、
図２２に示すように、シリコンウエハＷをノズル部２１
ａに近づける機能を有している。このとき、ノズル部２
１ａの開口２１ｂとシリコンウエハＷとの距離は十分小
さく、ノズル部２１ａから噴射される活性種ガスＧがシ
リコンウエハＷの相対厚部に局部的に噴き当たる距離で
ある。そして、局部エッチング処理制御部７２は、真空
ポンプ２５ａを駆動して、チャンバー２５内のガスを排
出させた後、ガス供給装置２２を制御して、ボンベ２２
ｂを開かせ、ＳＦ6ガスをアルミナ放電管２１に供給さ
せると共に、エッチング装置７を駆動させる。即ち、プ
ラズマ発生器２０を駆動して生成した活性種ガスＧをシ
リコンウエハＷの表面に局部的に噴きつけさせながら、
Ｘ−Ｙ駆動機構２３でシリコンウエハＷを移動させるこ
とで、相対厚部を順次局部エッチングさせる。局部エッ
チング処理制御部７２は、エッチング装置７に対してか
かる処理を所定時間行わせた後、処理終了信号Ｃ２を平
滑化処理制御部７３に出力する。平滑化処理制御部７３
は、エッチング装置７に対して平滑化処理を自動的に行
わせるための部分である。具体的には、平滑化処理制御
部７３は、局部エッチング処理制御部７２からの処理終
了信号Ｃ２を入力すると、Ｚ駆動機構２４を駆動して、
Ｘ−Ｙ駆動機構２３全体を再度下降させ、図２３に示し
たように、シリコンウエハＷをノズル部２１ａから遠ざ
けると共にＸ−Ｙ駆動機構２３でシリコンウエハＷを回
転させる機能を有している。そして、平滑化処理制御部
７３は、真空ポンプ２５ａを駆動して、チャンバー２５
内のガスを排出させた後、ガス供給装置２２を制御し
て、ボンベ５２ｂとボンベ６２ｅとを開かせ、ＣＦ4ガ
スとＯ2ガスとの混合ガスをアルミナ放電管２１に供給
させると共に、エッチング装置７を駆動させる。即ち、
プラズマ発生器２０を駆動して生成した活性種ガスＧ２
をシリコンウエハＷの表面全体に拡散させることで、シ
リコンウエハＷ表面全体を平滑化させる。平滑化処理制
御部７３は、エッチング装置７に対してかかる活性種ガ
スＧ２の噴射処理を所定時間行わせた後、エッチング装
置７の駆動を停止させる。
【００７７】図２１において、第２の自動制御装置７５
は、ロボット４２を制御して、シリコンウエハＷをプロ
セス室９内のエッチング装置７に搬入させると共に、所
定時間経過後に、シリコンウエハＷをエッチング装置７
から搬出させる装置である。具体的には、第２の自動制
御装置７５は、ロボット４２を制御して、ロード室１３
９ｂ内のカセット１４０に収納された未処理の４枚のシ
リコンウエハＷを４つのプロセス室９内のエッチング装
置７に順次搬入させた後、各プロセス室９内の第１の自
動制御装置７０を駆動させる。そして、エッチング装置
７における自然酸化膜除去処理と局部エッチング処理と
平滑化処理との総時間以上の時間が経過した後に、第２
の自動制御装置７５は、第１の自動制御装置７０を停止
させると共に、ロボット４２を制御して、処理済みのシ
リコンウエハＷを４台のエッチング装置７からそれぞれ
搬出して、アンロード室１３９ｃ内のカセット１４１に
収納させる機能を有している。
は、ロボット４２を制御して、シリコンウエハＷをプロ
セス室９内のエッチング装置７に搬入させると共に、所
定時間経過後に、シリコンウエハＷをエッチング装置７
から搬出させる装置である。具体的には、第２の自動制
御装置７５は、ロボット４２を制御して、ロード室１３
９ｂ内のカセット１４０に収納された未処理の４枚のシ
リコンウエハＷを４つのプロセス室９内のエッチング装
置７に順次搬入させた後、各プロセス室９内の第１の自
動制御装置７０を駆動させる。そして、エッチング装置
７における自然酸化膜除去処理と局部エッチング処理と
平滑化処理との総時間以上の時間が経過した後に、第２
の自動制御装置７５は、第１の自動制御装置７０を停止
させると共に、ロボット４２を制御して、処理済みのシ
リコンウエハＷを４台のエッチング装置７からそれぞれ
搬出して、アンロード室１３９ｃ内のカセット１４１に
収納させる機能を有している。
【００７８】この実施形態のウエハ平坦化システムがか
かる構成を採ることにより、４枚のシリコンウエハＷを
略同時に処理することができる。即ち、上記第３の実施
形態では、自然酸化膜除去装置５に故障や処理の遅延が
生じた場合に、システム全体の処理が停止又は遅延する
おそれがあるが、この実施形態のウエハ平坦化システム
では、１台のエッチング装置７に故障や処理の遅延が生
じた場合でも、他の３台のエッチング装置７によって処
理することができる。その他の構成，作用効果について
は上記第３の実施形態と同様であるので、その記載は省
略する。
かる構成を採ることにより、４枚のシリコンウエハＷを
略同時に処理することができる。即ち、上記第３の実施
形態では、自然酸化膜除去装置５に故障や処理の遅延が
生じた場合に、システム全体の処理が停止又は遅延する
おそれがあるが、この実施形態のウエハ平坦化システム
では、１台のエッチング装置７に故障や処理の遅延が生
じた場合でも、他の３台のエッチング装置７によって処
理することができる。その他の構成，作用効果について
は上記第３の実施形態と同様であるので、その記載は省
略する。
【００７９】なお、この発明は、上記実施形態に限定さ
れるものではなく、発明の要旨の範囲内において種々の
変形や変更が可能である。例えば、上記実施形態では、
フッ素化合物として、ＳＦ6ガスやＣＦ4ガスを用いた
が、ＮＦ3 （三フッ化窒素）ガスを用いることもでき
る。また、局部エッチング装置２のアルミ２ナ放電管２
１に単体のＳＦ6ガス供給する構成としたが、ＳＦ6ガス
とＯ2ガス等、他のガスとの混合ガスをアルミナ放電管
２１に供給する構成とすることもできる。また、上記実
施形態では、プラズマ発生器として、マイクロ波を発振
してプラズマを発生するプラズマ発生器２０，５０，６
０を用いたが、活性種ガスを生成しうる手段であれば良
く、例えば高周波によってプラズマを発生して活性種ガ
スを生成するプラズマ発生器など各種のプラズマ発生器
を用いることができることは勿論である。
れるものではなく、発明の要旨の範囲内において種々の
変形や変更が可能である。例えば、上記実施形態では、
フッ素化合物として、ＳＦ6ガスやＣＦ4ガスを用いた
が、ＮＦ3 （三フッ化窒素）ガスを用いることもでき
る。また、局部エッチング装置２のアルミ２ナ放電管２
１に単体のＳＦ6ガス供給する構成としたが、ＳＦ6ガス
とＯ2ガス等、他のガスとの混合ガスをアルミナ放電管
２１に供給する構成とすることもできる。また、上記実
施形態では、プラズマ発生器として、マイクロ波を発振
してプラズマを発生するプラズマ発生器２０，５０，６
０を用いたが、活性種ガスを生成しうる手段であれば良
く、例えば高周波によってプラズマを発生して活性種ガ
スを生成するプラズマ発生器など各種のプラズマ発生器
を用いることができることは勿論である。
【００８０】また、上記第３の実施形態のウエハ平坦化
システムでは、三台の局部エッチング装置２を配設した
構成としたが、図２４に示すように、任意にＮ台の局部
エッチング装置２を配設する構成とすることもできる。
ここで、Ｎ台の局部エッチング装置２を配設した場合の
処理時間などについて考察する。自然酸化膜除去装置５
による自然酸化膜除去可能時間をＴとし、一台の局部エ
ッチング装置２による局部エッチング処理可能時間をｍ
×Ｔとし、平滑化装置６による平滑化可能時間をｔとし
て、Ｙ枚のシリコンウエハＷを図２４に示すウエハ平坦
化システムで処理するときに費やす時間即ち合計処理時
間を考える。Ｎ＜ｍの場合には、簡単な計算により、下
記（１）及び（２）式を得る。 Ｐ1＝ｍ×［Ｙ／Ｎ］＋（ａ−１）＋Ｔ＋ｔ …（１） ａ ＝Ｙ−（［Ｙ／Ｎ］−１）×Ｎ …（２） 但し、Ｐ1は合計処理時間である。また、［Ｙ／Ｎ］は
（Ｙ／Ｎ）以上の整数のうち最小の整数を示す。例え
ば、［２．４］は「３」であり、［３］は、「３」であ
る。上記（１）及び（２）式から、Ｎ＜ｍの場合の合計
処理時間Ｐ1は下記（３）式で表すことができる。 Ｐ1＝（ｍ−Ｎ）×［Ｙ／Ｎ］＋Ｙ＋Ｎ−１＋Ｔ＋ｔ …（３） また、Ｎ＝ｍの場合の合計処理時間Ｐ2は、下記（４）
式で表すことができる。 Ｐ2＝Ｙ＋Ｎ−１＋Ｔ＋ｔ …（４） さらに、Ｎ＞ｍの場合の合計処理時間Ｐ3は下記（５）
式で表すことができる。 Ｐ3＝Ｐ1＋（Ｎ−ｍ）×（［Ｙ／Ｎ］−１） ∴ ＝Ｙ＋ｍ−１＋Ｔ＋ｔ …（５） なお、局部エッチング装置２が一台しかない場合の合計
処理時間Ｐ0は下記（６）式で表される。 Ｐ0＝ｍＹ＋Ｔ＋ｔ …（６） 次に、上記（３）〜（６）で示される合計処理時間Ｐ
0，Ｐ1，Ｐ2，Ｐ3の大小関係について考える。まず、Ｐ
0とＰ1との差は、下記（７）式で表される。 Ｐ0−Ｐ1＝ｍＹ＋Ｔ＋ｔ−｛（ｍ−Ｎ）×［Ｙ／Ｎ］＋Ｙ＋Ｎ−１＋Ｔ＋ｔ｝ …（７） ここで、［Ｙ／Ｎ］＝（Ｙ／Ｎ）としても、上記（７）
式の正負決定には影響を与えないと考えられるので、
［Ｙ／Ｎ］＝（Ｙ／Ｎ）とすると、上記（７）式から下
記（８）式を得る。 Ｐ0−Ｐ1＝｛（ｍＹ／Ｎ）−１｝（Ｎ−１） …（８） Ｎ＜ｍかつＮ＞１であるので、Ｐ0−Ｐ1＞０ であり、
結果として下記（９）式の関係を得る。 Ｐ0＞Ｐ1 …（９） Ｐ1とＰ2との差は、下記（１０）式で表される。 Ｐ1−Ｐ2＝（ｍ−Ｎ）×（Ｙ／Ｎ） …（１０） ここで、Ｎ＜ｍより、下記（１１）式の関係を得る。 Ｐ1＞Ｐ2 …（１１） 最後に、Ｐ3とＰ2との差は、下記（１２）式で表され
る。 Ｐ2−Ｐ3＝Ｎ−ｍ …（１２） ここで、Ｎ＞ｍより、下記（１３）式の関係を得る。 Ｐ2＞Ｐ3 …（１３） 以上、上記（９）式と（１１）式と（１３）式とから下
記（１４）の関係を得る。 Ｐ0＞Ｐ1＞Ｐ2＞Ｐ3 …（１４） この（１４）式の結果から、合計処理時間Ｐ3が最も短
いことが判る。したがって、局部エッチング処理可能時
間ｍＴが自然酸化膜除去可能時間Ｔのｍ倍である局部エ
ッチング装置２をＮ台設けたウエハ平坦化システムで
は、Ｎ＞ｍに設定することで、スループットをより一層
高めることができるといえる。
システムでは、三台の局部エッチング装置２を配設した
構成としたが、図２４に示すように、任意にＮ台の局部
エッチング装置２を配設する構成とすることもできる。
ここで、Ｎ台の局部エッチング装置２を配設した場合の
処理時間などについて考察する。自然酸化膜除去装置５
による自然酸化膜除去可能時間をＴとし、一台の局部エ
ッチング装置２による局部エッチング処理可能時間をｍ
×Ｔとし、平滑化装置６による平滑化可能時間をｔとし
て、Ｙ枚のシリコンウエハＷを図２４に示すウエハ平坦
化システムで処理するときに費やす時間即ち合計処理時
間を考える。Ｎ＜ｍの場合には、簡単な計算により、下
記（１）及び（２）式を得る。 Ｐ1＝ｍ×［Ｙ／Ｎ］＋（ａ−１）＋Ｔ＋ｔ …（１） ａ ＝Ｙ−（［Ｙ／Ｎ］−１）×Ｎ …（２） 但し、Ｐ1は合計処理時間である。また、［Ｙ／Ｎ］は
（Ｙ／Ｎ）以上の整数のうち最小の整数を示す。例え
ば、［２．４］は「３」であり、［３］は、「３」であ
る。上記（１）及び（２）式から、Ｎ＜ｍの場合の合計
処理時間Ｐ1は下記（３）式で表すことができる。 Ｐ1＝（ｍ−Ｎ）×［Ｙ／Ｎ］＋Ｙ＋Ｎ−１＋Ｔ＋ｔ …（３） また、Ｎ＝ｍの場合の合計処理時間Ｐ2は、下記（４）
式で表すことができる。 Ｐ2＝Ｙ＋Ｎ−１＋Ｔ＋ｔ …（４） さらに、Ｎ＞ｍの場合の合計処理時間Ｐ3は下記（５）
式で表すことができる。 Ｐ3＝Ｐ1＋（Ｎ−ｍ）×（［Ｙ／Ｎ］−１） ∴ ＝Ｙ＋ｍ−１＋Ｔ＋ｔ …（５） なお、局部エッチング装置２が一台しかない場合の合計
処理時間Ｐ0は下記（６）式で表される。 Ｐ0＝ｍＹ＋Ｔ＋ｔ …（６） 次に、上記（３）〜（６）で示される合計処理時間Ｐ
0，Ｐ1，Ｐ2，Ｐ3の大小関係について考える。まず、Ｐ
0とＰ1との差は、下記（７）式で表される。 Ｐ0−Ｐ1＝ｍＹ＋Ｔ＋ｔ−｛（ｍ−Ｎ）×［Ｙ／Ｎ］＋Ｙ＋Ｎ−１＋Ｔ＋ｔ｝ …（７） ここで、［Ｙ／Ｎ］＝（Ｙ／Ｎ）としても、上記（７）
式の正負決定には影響を与えないと考えられるので、
［Ｙ／Ｎ］＝（Ｙ／Ｎ）とすると、上記（７）式から下
記（８）式を得る。 Ｐ0−Ｐ1＝｛（ｍＹ／Ｎ）−１｝（Ｎ−１） …（８） Ｎ＜ｍかつＮ＞１であるので、Ｐ0−Ｐ1＞０ であり、
結果として下記（９）式の関係を得る。 Ｐ0＞Ｐ1 …（９） Ｐ1とＰ2との差は、下記（１０）式で表される。 Ｐ1−Ｐ2＝（ｍ−Ｎ）×（Ｙ／Ｎ） …（１０） ここで、Ｎ＜ｍより、下記（１１）式の関係を得る。 Ｐ1＞Ｐ2 …（１１） 最後に、Ｐ3とＰ2との差は、下記（１２）式で表され
る。 Ｐ2−Ｐ3＝Ｎ−ｍ …（１２） ここで、Ｎ＞ｍより、下記（１３）式の関係を得る。 Ｐ2＞Ｐ3 …（１３） 以上、上記（９）式と（１１）式と（１３）式とから下
記（１４）の関係を得る。 Ｐ0＞Ｐ1＞Ｐ2＞Ｐ3 …（１４） この（１４）式の結果から、合計処理時間Ｐ3が最も短
いことが判る。したがって、局部エッチング処理可能時
間ｍＴが自然酸化膜除去可能時間Ｔのｍ倍である局部エ
ッチング装置２をＮ台設けたウエハ平坦化システムで
は、Ｎ＞ｍに設定することで、スループットをより一層
高めることができるといえる。
【００８１】
【発明の効果】以上詳しく説明したように、この発明に
よれば、ウエハ表面の自然酸化膜を除去した後、局部エ
ッチングを行うので、局部エッチング時における白濁の
発生を防止することができる。そして、局部エッチング
によってウエハ表面を平坦化した後、ウエハの表面全面
を平滑化するので、ウエハの表面面粗さを減少させるこ
とができ、この結果、高品質のウエハを提供することが
できるという優れた効果がある。しかも、ウエハ表面の
自然酸化膜の除去と平坦化と平滑化とを連続的且つ自動
的に行うので、作業能率とスループットとを向上させる
ことができる。また、それぞれ複数のウエハに対して複
数の局部エッチング処理を行う構成にすることで、多数
のウエハを短時間で処理することができ、この結果、ス
ループットをさらに高めることができる。
よれば、ウエハ表面の自然酸化膜を除去した後、局部エ
ッチングを行うので、局部エッチング時における白濁の
発生を防止することができる。そして、局部エッチング
によってウエハ表面を平坦化した後、ウエハの表面全面
を平滑化するので、ウエハの表面面粗さを減少させるこ
とができ、この結果、高品質のウエハを提供することが
できるという優れた効果がある。しかも、ウエハ表面の
自然酸化膜の除去と平坦化と平滑化とを連続的且つ自動
的に行うので、作業能率とスループットとを向上させる
ことができる。また、それぞれ複数のウエハに対して複
数の局部エッチング処理を行う構成にすることで、多数
のウエハを短時間で処理することができ、この結果、ス
ループットをさらに高めることができる。
【図１】この発明の第１の実施形態に係るウエハ平坦化
システムの概略構成図である。
システムの概略構成図である。
【図２】自然酸化膜除去装置の構造図である。
【図３】局部エッチング装置の構造を示す断面図であ
る。
る。
【図４】ＣＭＰ装置を一部破断して示す正面図である。
【図５】キャリアを昇降及び回転させる機構を示す断面
図である。
図である。
【図６】キャリアの断面図である。
【図７】ノズル部のシリコンウエハに対する走査状態を
示す平面図である。
示す平面図である。
【図８】局部エッチング工程を示す断面図である。
【図９】この発明の第２の実施形態に係るウエハ平坦化
システムの概略構成図である。
システムの概略構成図である。
【図１０】図９に示すウエハ平坦化システムに適用され
る自然酸化膜除去装置の断面図である。
る自然酸化膜除去装置の断面図である。
【図１１】ノッチを有したシリコンウエハの平面図であ
る。
る。
【図１２】図１１のシリコンウエハの位置決め時の電圧
波形を示す線図である。
波形を示す線図である。
【図１３】オリフラを有したシリコンウエハの平面図で
ある。
ある。
【図１４】図１３のシリコンウエハの位置決め時の電圧
波形を示す線図である。
波形を示す線図である。
【図１５】図９に示すウエハ平坦化システムに適用され
る平滑化装置を示す断面図である。
る平滑化装置を示す断面図である。
【図１６】平滑化工程を示す断面図である。
【図１７】この発明の第３の実施形態に係るウエハ平坦
化システムを示すブロック図である。
化システムを示すブロック図である。
【図１８】ｍ＝４（＞Ｎ＝３）の条件下における自然酸
化膜除去装置と三台の局部エッチング装置と平滑化装置
との各装置の処理時間を示すタイムチャート図である。
化膜除去装置と三台の局部エッチング装置と平滑化装置
との各装置の処理時間を示すタイムチャート図である。
【図１９】ｍ＝３（＝Ｎ）の条件下における自然酸化膜
除去装置と三台の局部エッチング装置と平滑化装置との
各装置の処理時間を示すタイムチャート図である。
除去装置と三台の局部エッチング装置と平滑化装置との
各装置の処理時間を示すタイムチャート図である。
【図２０】ｍ＝２（＜Ｎ）の条件下における自然酸化膜
除去装置と三台の局部エッチング装置と平滑化装置との
各装置の処理時間を示すタイムチャート図である。
除去装置と三台の局部エッチング装置と平滑化装置との
各装置の処理時間を示すタイムチャート図である。
【図２１】この発明の第４の実施形態に係るウエハ平坦
化システムを示すブロック図である。
化システムを示すブロック図である。
【図２２】プロセス室内のエッチング装置と第１の自動
制御装置とを示し、エッチング装置による局部エッチン
グ処理状態を示す断面図である。
制御装置とを示し、エッチング装置による局部エッチン
グ処理状態を示す断面図である。
【図２３】エッチング装置による自然酸化膜除去処理状
態及び平滑化処理処理を示す断面図である。
態及び平滑化処理処理を示す断面図である。
【図２４】ウエハ平坦化システムの一変形例を示す断面
図である。
図である。
【図２５】従来のウエハ平坦化方法の一例を示す概略断
面図である。
面図である。
１，５…自然酸化膜除去装置、２…局部エッチング装
置、 ３，６…平滑化装置、 ４…移動ロボット、
Ｇ，，Ｇ１，Ｇ２…活性種ガス、 Ｗ…シリコンウエ
ハ。
置、 ３，６…平滑化装置、 ４…移動ロボット、
Ｇ，，Ｇ１，Ｇ２…活性種ガス、 Ｗ…シリコンウエ
ハ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐土原 毅 神奈川県綾瀬市早川2647 スピードファム 株式会社内 (72)発明者 田中 誓 神奈川県綾瀬市早川2647 スピードファム 株式会社内 (72)発明者 飯田 進也 神奈川県綾瀬市早川2647 スピードファム 株式会社内 (72)発明者 堀池 靖浩 東京都保谷市東伏見３丁目２番12号 Ｆターム(参考） 5F004 AA11 BA03 BB11 BB18 DA01 DA17 DA18 DA24 DA26 DB01 DB03
Claims (27)
- 【請求項１】 ウエハ表面に発生した自然酸化膜を除去
する自然酸化膜除去装置と、 上記自然酸化膜除去装置で自然酸化膜が除去されたウエ
ハを取り出して所定箇所に搬送する第１の搬送装置と、 ノズル部を上記第１の搬送装置によって搬送されてきた
ウエハに対向させた放電管とこの放電管内に供給された
フッ素化合物のガス又はフッ素化合物を含む混合ガスを
プラズマ放電させて所定の活性種ガスを生成するプラズ
マ発生器とを有し、上記活性種ガスを上記放電管のノズ
ル部からウエハの表面の相対厚部に噴射して当該相対厚
部を局部的にエッチングする局部エッチング装置と、 上記局部エッチング装置で平坦化されたウエハを取り出
して所定箇所に搬送する第２の搬送装置と、 上記第２の搬送装置によって搬送されてきたウエハの表
面の凸部分を削り取ってウエハ表面を平滑化する平滑化
装置とを具備することを特徴とするウエハ平坦化システ
ム。 - 【請求項２】 請求項１に記載のウエハ平坦化システム
において、 上記第１の搬送装置及び第２の搬送装置を一台の搬送装
置で兼用する構成とした、 ことを特徴とするウエハ平坦化システム。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載のウエハ
平坦化システムにおいて、 上記自然酸化膜除去装置は、上記ウエハの自然酸化膜除
去用の溶液を蓄えた液槽と、洗浄器と、ウエハを上記液
槽に漬けた後上記洗浄部に搬送する第３の搬送装置とを
具備する、 ことを特徴とするウエハ平坦化システム。 - 【請求項４】 請求項３に記載のウエハ平坦化システム
において、 上記液槽に蓄えられた自然酸化膜除去用の溶液は、フッ
化水素酸水溶液である、 ことを特徴とするウエハ平坦化システム。 - 【請求項５】 請求項１または請求項２に記載のウエハ
平坦化システムにおいて、 上記自然酸化膜除去装置は、所定の活性種ガスを上記ウ
エハの表面全面に噴射する放電管と、フッ素化合物と水
素とを含む混合ガスを上記放電管内でプラズマ放電させ
て上記活性種ガスを生成するプラズマ発生器とを具備す
る、 ことを特徴とするウエハ平坦化システム。 - 【請求項６】 請求項５に記載のウエハ平坦化システム
において、 上記混合ガスにおけるフッ素化合物に対する水素の割合
は０．１％以上５０％以下である、 ことを特徴とするウエハ平坦化システム。 - 【請求項７】 請求項５または請求項６に記載のウエハ
平坦化システムにおいて、 上記自然酸化膜除去装置に、上記ウエハのオリフラ又は
ノッチの位置決めを行う位置決め機構を設けた、 ことを特徴とするウエハ平坦化システム。 - 【請求項８】 請求項１ないし請求項７のいずれかに記
載のウエハ平坦化システムにおいて、 上記平滑化装置は、表面に研磨パッドを有し回転可能な
定盤と、上記ウエハの表面を上記定盤側に向けた状態で
保持し、このウエハを上記定盤の研磨パッドに押圧しな
がら回転するキャリアと、上記ウエハ表面と研磨パッド
間に所定の研磨液を供給する研磨液供給器とを具備する
ケミカルメカニカルポリッシング装置である、 ことを特徴とするウエハ平坦化システム。 - 【請求項９】 請求項１ないし請求項７のいずれかに記
載のウエハ平坦化システムにおいて、 上記平滑化装置は、所定の活性種ガスを上記ウエハの表
面全面に噴射する放電管と、フッ素化合物と酸素とを含
む混合ガスを上記放電管内でプラズマ放電させて上記活
性種ガスを生成するプラズマ発生器とを具備する、 ことを特徴とするウエハ平坦化システム。 - 【請求項１０】 請求項９に記載のウエハ平坦化システ
ムにおいて、 上記混合ガス中のフッ素化合物は、四フッ化炭素，六フ
ッ化硫黄，三フッ化窒素のいずれかである。ことを特徴
とするウエハ平坦化システム。 - 【請求項１１】 請求項１０に記載のウエハ平坦化シス
テムにおいて、 上記混合ガスにおける四フッ化炭素に対する酸素の割合
は２００％以上４００％以下である、 ことを特徴とするウエハ平坦化システム。 - 【請求項１２】 請求項５ないし請求項７及び請求項９
ないし請求項１１のいずれかに記載のウエハ平坦化シス
テムにおいて、 上記局部エッチング装置をＮ（２以上の整数）台配設
し、 上記第１の搬送装置を制御して、未処理のウエハを非作
動中の自然酸化膜除去装置に搬入させ、当該自然酸化膜
除去装置を自然酸化膜除去可能時間だけ作動させた後、
上記第１の搬送装置を制御して、自然酸化膜除去済みの
ウエハを当該自然酸化膜除去装置から非作動中のＸ（２
以上Ｎ以下の整数）台目の局部エッチング装置に搬送さ
せる自然酸化膜除去装置制御部と、上記Ｘ台目の局部エ
ッチング装置を局部エッチング可能時間だけ作動させた
後、第２の搬送装置を制御して、局部エッチング処理済
みのウエハを当該局部エッチング装置から非作動中の平
滑化装置に搬送させる局部エッチング装置制御部と、上
記平滑化装置を平滑化可能時間だけ作動させた後、上記
第２の搬送装置を制御して、平滑化処理済みのウエハを
当該平滑化装置から搬出させる平滑化装置制御部とを具
備する制御装置を設けた、 ことを特徴とするウエハ平坦化システム。 - 【請求項１３】 請求項１２に記載のウエハ平坦化シス
テムにおいて、 上記第１の搬送装置が自然酸化膜除去済みのウエハを、
局部エッチング処理終了後の局部エッチング装置のうち
非作動時間が最も長い局部エッチング装置に搬送するよ
うに、上記自然酸化膜除去装置制御部を制御する搬送順
序制御部を上記制御装置に設けた、 ことを特徴とするウエハ平坦化システム。 - 【請求項１４】 請求項１２または請求項１３に記載の
ウエハ平坦化システムにおいて、 上記局部エッチング装置における局部エッチング可能時
間が上記自然酸化膜除去装置における自然酸化膜除去可
能時間のｍ（正数）倍である場合に、Ｎ＞ｍに設定す
る、 ことを特徴とするウエハ平坦化システム。 - 【請求項１５】 ウエハ表面に発生した自然酸化膜を除
去する自然酸化膜除去工程と、 上記自然酸化膜除去工程で自然酸化膜が除去されたウエ
ハを取り出して次工程に移す第１の搬送工程と、 フッ素化合物のガス又はフッ素化合物を含む混合ガスを
プラズマ放電させて生成した活性種ガスを放電管のノズ
ル部から、上記第１の搬送工程を経て搬送されてきたウ
エハの表面の相対厚部に噴射させることにより、当該相
対厚部を局部的にエッチングして、ウエハ表面を平坦化
する局部エッチング工程と、 上記局部エッチング工程で平坦化されたウエハを取り出
して次工程に移す第２の搬送工程と、 上記第２の搬送工程を経て搬送されてきたウエハの表面
の凸部分を削り取ってウエハ表面を平滑化する平滑化工
程と、 を具備することを特徴とするウエハ平坦化方法。 - 【請求項１６】 請求項１５に記載のウエハ平坦化方法
において、 上記自然酸化膜除去工程は、上記ウエハをフッ化水素酸
水溶液に漬けて上記自然酸化膜を除去する、 ことを特徴とするウエハ平坦化方法。 - 【請求項１７】 請求項１５に記載のウエハ平坦化方法
において、 上記自然酸化膜除去工程は、フッ素化合物と水素とを含
む混合ガスをプラズマ放電させて生成した活性種ガスを
放電管のノズル部から上記ウエハの表面全面に噴射させ
ることにより、当該ウエハの自然酸化膜を除去する、 ことを特徴とするウエハ平坦化方法。 - 【請求項１８】 請求項１７に記載のウエハ平坦化方法
において、 上記混合ガスにおけるフッ素化合物に対する水素の割合
は０．１％以上５０％以下である、 ことを特徴とするウエハ平坦化方法。 - 【請求項１９】 請求項１５ないし請求項１８のいずれ
かに記載のウエハ平坦化方法において、 上記平滑化工程は、上記ウエハをキャリアで保持し、こ
のウエハを回転させながらウエハ表面を回転する定盤の
研磨パッドに押圧すると共に、ウエハ表面と研磨パッド
間に所定の研磨液を供給して、ウエハ表面を鏡面研磨す
るケミカルメカニカルポリッシング工程である、 ことを特徴とするウエハ平坦化方法。 - 【請求項２０】 請求項１５ないし請求項１８のいずれ
かに記載のウエハ平坦化方法において、 上記平滑化工程は、フッ素化合物と酸素とを含む混合ガ
スをプラズマ放電させて生成した活性種ガスを放電管の
ノズル部からウエハの表面全面に噴射させることによ
り、当該ウエハの表面を平滑化する、 ことを特徴とするウエハ平坦化方法。 - 【請求項２１】 請求項２０に記載のウエハ平坦化方法
において、 上記混合ガス中のフッ素化合物は、四フッ化炭素，六フ
ッ化硫黄，三フッ化窒素のいずれかである。ことを特徴
とするウエハ平坦化方法。 - 【請求項２２】 請求項２１に記載のウエハ平坦化方法
において、 上記混合ガスにおける四フッ化炭素に対する酸素の割合
は２００％以上４００％以下である、 ことを特徴とするウエハ平坦化方法。 - 【請求項２３】 請求項１５，請求項１７，請求項１８
及び請求項２０ないし請求項２２のいずれかに記載のウ
エハ平坦化方法において、 Ｎ（２以上の整数）数の上記局部エッチング工程と、 未処理のウエハを非実行中の自然酸化膜除去工程に移す
第１の工程と、 当該ウエハに対して自然酸化膜除去工程を実行させる第
２の工程と、 上記第１の搬送工程を実行して、上記第２の工程実行後
のウエハを、上記Ｎ数の局部エッチング工程のうち非実
行中の一の局部エッチング工程に移す第３の工程と、 上記一の局部エッチング工程を実行させる第４の工程
と、 上記第２の搬送工程を実行して、上記第４の工程実行後
のウエハを、非実行中の平滑化工程に移す第５の工程
と、 上記平滑化工程を実行させる第６の工程と、 上記第６の工程実行後のウエハを搬出する第７の工程と
を設けたことを特徴とするウエハ平坦化方法。 - 【請求項２４】 請求項２３に記載のウエハ平坦化方法
において、 上記第３の工程は、局部エッチング処理実行後の局部エ
ッチング工程のうち非実行時間が最も長い一の局部エッ
チング工程にウエハを移すものである、 ことを特徴とするウエハ平坦化方法。 - 【請求項２５】 請求項２４に記載のウエハ平坦化方法
において、 上記局部エッチング工程における局部エッチング処理時
間が上記自然酸化膜除去工程における自然酸化膜除去時
間のｍ（正数）倍である場合に、Ｎ＞ｍに設定した、 ことを特徴とするウエハ平坦化方法。 - 【請求項２６】ノズル部をウエハの表面に対向させた放
電管とこの放電管内に供給された所定のガスをプラズマ
放電させて所定の活性種ガスを生成するプラズマ発生器
とを有し、上記活性種ガスを上記放電管のノズル部から
ウエハの表面に噴射して当該ウエハ表面をエッチング可
能なエッチング装置と、 上記ガスを上記放電管内に供給可能なガス供給装置と、 上記放電管のノズル部と上記ウエハとの距離を近づけ又
は遠ざける移動機構と、 上記移動機構を制御して、上記ノズル部から噴射される
活性種ガスがウエハの表面全面に拡散する位置まで、ノ
ズル部とウエハとの距離を遠ざけると共に、上記ガス供
給装置を制御して、フッ素化合物と水素とを含む混合ガ
スを上記放電管内に供給させた後、上記エッチング装置
を駆動させる自然酸化膜除去処理制御部，上記移動機構
を制御して、上記ノズル部から噴射される活性種ガスが
ウエハの相対厚部に局部的に噴き当たる位置まで、ノズ
ル部とウエハとの距離を近づけると共に、上記ガス供給
装置を制御して、フッ素化合物のガス又はフッ素化合物
を含む混合ガスを上記放電管内に供給させた後、上記エ
ッチング装置を駆動させる局部エッチング処理制御部，
及び上記移動機構を制御して、上記ノズル部から噴射さ
れる活性種ガスがウエハの表面全面に拡散する位置ま
で、ノズル部とウエハとの距離を遠ざけると共に、上記
ガス供給装置を制御して、フッ素化合物と酸素とを含む
混合ガスを上記放電管内に供給させた後、上記エッチン
グ装置を駆動させる平滑化処理理制御部を有する第１の
自動制御装置とを具備することを特徴とするウエハ平坦
化システム。 - 【請求項２７】 請求項２６に記載のウエハ平坦化シス
テムにおいて、 上記エッチング装置をＮ（２以上の整数）台配設し、 上記ウエハを上記エッチング装置内に搬入する搬入装置
と、 上記ウエハを上記エッチング装置から搬出する搬出装置
と、 上記搬入装置を駆動して、未処理のＮ枚のウエハを上記
Ｎ台のエッチング装置内に搬入させた後、上記第１の自
動制御装置を駆動させ、所定時間経過後に、上記搬出装
置を駆動して、既処理のＮ枚のウエハを上記Ｎ台のエッ
チング装置から搬出させる第２の自動制御装置を設け
た、 ことを特徴とするウエハ平坦化システム。
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