JP2001085406A - プラズマエッチング方法 - Google Patents
プラズマエッチング方法Info
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- JP2001085406A JP2001085406A JP25852999A JP25852999A JP2001085406A JP 2001085406 A JP2001085406 A JP 2001085406A JP 25852999 A JP25852999 A JP 25852999A JP 25852999 A JP25852999 A JP 25852999A JP 2001085406 A JP2001085406 A JP 2001085406A
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- Japan
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- wafer
- etching
- frequency power
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- plasma
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- Pending
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- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 PACE法によるウェーハの平坦化に際して、ウ
ェーハの外周部の積層された活性層あるいはウェーハ自
体の厚さが他中央部と比較して著しく薄くなる問題を解
消できるウェーハのプラズマエッチング方法の提供。 【解決手段】 被処理ウェーハの周辺部では中央部より
高周波電力を低くするか、あるいは高周波電力をオフに
することにより、ウェーハの中央部と周辺部とでエッチ
ング速度を同程度にでき、デバイス作製領域を拡大でき
る。
ェーハの外周部の積層された活性層あるいはウェーハ自
体の厚さが他中央部と比較して著しく薄くなる問題を解
消できるウェーハのプラズマエッチング方法の提供。 【解決手段】 被処理ウェーハの周辺部では中央部より
高周波電力を低くするか、あるいは高周波電力をオフに
することにより、ウェーハの中央部と周辺部とでエッチ
ング速度を同程度にでき、デバイス作製領域を拡大でき
る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、被処理ウェーハ
の厚みが均一になるように高周波プラズマによりエッチ
ングするプラズマエッチング方法の改良に係り、特にウ
ェーハ周辺部の厚みが極端に薄くなる現象を防止して、
デバイス作製領域を拡大できるプラズマエッチング方法
に関する。
の厚みが均一になるように高周波プラズマによりエッチ
ングするプラズマエッチング方法の改良に係り、特にウ
ェーハ周辺部の厚みが極端に薄くなる現象を防止して、
デバイス作製領域を拡大できるプラズマエッチング方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】シリコンウェーハ上に形成した酸化膜絶
縁層の上に、さらに高品質な単結晶シリコン層、すなわ
ちSOI(Silicon On Insulator)活性層を均一に形成した
構造を有するSOIウェーハの活性層の厚みや、シリコン
ウェーハの厚みを均一化する技術として、プラズマを用
いたPACE(Plasma Assisted Chemical Etching)法が提案
(特開平5-160074、特開平9-252100)されている。
縁層の上に、さらに高品質な単結晶シリコン層、すなわ
ちSOI(Silicon On Insulator)活性層を均一に形成した
構造を有するSOIウェーハの活性層の厚みや、シリコン
ウェーハの厚みを均一化する技術として、プラズマを用
いたPACE(Plasma Assisted Chemical Etching)法が提案
(特開平5-160074、特開平9-252100)されている。
【0003】従来の研削研磨法によって得られた面の厚さむ
らは、可視光の干渉じまを利用して、二次元のCCDとの
組み合わせにより高速で測定が可能であることから、PA
CE法では、まず被処理ウェーハ全面の厚みを数mm間隔で
二次元的に測定し、その厚みの二次元分布からエッチン
グ用プローブの位置‐滞在時間マップを作成して、その
マップに基づいて高周波プラズマによリエッチングを行
う。
らは、可視光の干渉じまを利用して、二次元のCCDとの
組み合わせにより高速で測定が可能であることから、PA
CE法では、まず被処理ウェーハ全面の厚みを数mm間隔で
二次元的に測定し、その厚みの二次元分布からエッチン
グ用プローブの位置‐滞在時間マップを作成して、その
マップに基づいて高周波プラズマによリエッチングを行
う。
【0004】被エッチング領域を制限するためのエッチング
用プローブの大きさは、精度と生産性とを考慮して数mm
〜数10mmφが選定される。PACE法では、ウェーハの厚み
の厚い領域をエッチングする際、エッチング用プローブ
またはウェーハを支持するステージの移動速度を遅くし
て、高周波プラズマの照射時間を長くすることで厚みの
薄い領域よりエッチング量を多くし、ウェーハの厚みを
均一化する。
用プローブの大きさは、精度と生産性とを考慮して数mm
〜数10mmφが選定される。PACE法では、ウェーハの厚み
の厚い領域をエッチングする際、エッチング用プローブ
またはウェーハを支持するステージの移動速度を遅くし
て、高周波プラズマの照射時間を長くすることで厚みの
薄い領域よりエッチング量を多くし、ウェーハの厚みを
均一化する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】PACE法では、一定のプ
ラズマパラメータのもとではウェーハ全面にわたってエ
ッチング速度は一定であると前提して、エッチング量を
高周波プラズマの照射時間(ステージの移動速度)によっ
て制御している。
ラズマパラメータのもとではウェーハ全面にわたってエ
ッチング速度は一定であると前提して、エッチング量を
高周波プラズマの照射時間(ステージの移動速度)によっ
て制御している。
【0006】しかし、PACE法で得られるエッチング速度は、
実際にはステージの移動速度には限界があり、ウェーハ
全面にわたって一定ではなく、ウェーハ周辺部の厚みが
極端に薄くなり、ウェーハ周辺10mm程度がデバイスの作
製に使用できないという問題があった。
実際にはステージの移動速度には限界があり、ウェーハ
全面にわたって一定ではなく、ウェーハ周辺部の厚みが
極端に薄くなり、ウェーハ周辺10mm程度がデバイスの作
製に使用できないという問題があった。
【0007】この発明は、上述のごとく、PACE法によるウェ
ーハの平坦化に際して、ウェーハの外周部の積層された
活性層あるいはウェーハ自体の厚さが他中央部と比較し
て著しく薄くなる問題を解消できるウェーハのプラズマ
エッチング方法の提供を目的としている。
ーハの平坦化に際して、ウェーハの外周部の積層された
活性層あるいはウェーハ自体の厚さが他中央部と比較し
て著しく薄くなる問題を解消できるウェーハのプラズマ
エッチング方法の提供を目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】発明者は、PACE法による
プラズマエッチングでウェーハ周辺部の厚みが極端に薄
くなる問題を解決するため、エッチング速度について種
々検討した結果、被処理ウェーハの周辺部では中央部よ
り高周波電力を低くするか、あるいは高周波電力をオフ
にすることにより、ウェーハの中央部と周辺部とでエッ
チング速度を同程度にでき、目的が達成できることを知
見した。
プラズマエッチングでウェーハ周辺部の厚みが極端に薄
くなる問題を解決するため、エッチング速度について種
々検討した結果、被処理ウェーハの周辺部では中央部よ
り高周波電力を低くするか、あるいは高周波電力をオフ
にすることにより、ウェーハの中央部と周辺部とでエッ
チング速度を同程度にでき、目的が達成できることを知
見した。
【0009】この発明は、例えば、被処理ウェーハの厚み測
定結果にもとづいて被処理ウェーハの厚みが均一になる
ように被エッチング領域の移動速度を調節しながら高周
波プラズマによりエッチングするプラズマエッチング方
法において、被処理ウェーハの周辺部では中央部より高
周波電力を低く、あるいは高周波電力をオフにするなど
の高周波電源の制御を行うことを特徴とするプラズマエ
ッチング方法である。
定結果にもとづいて被処理ウェーハの厚みが均一になる
ように被エッチング領域の移動速度を調節しながら高周
波プラズマによりエッチングするプラズマエッチング方
法において、被処理ウェーハの周辺部では中央部より高
周波電力を低く、あるいは高周波電力をオフにするなど
の高周波電源の制御を行うことを特徴とするプラズマエ
ッチング方法である。
【0010】
【発明の実施の形態】この発明によるプラズマエッチン
グ方法を図1に基づいて説明する。プラズマエッチング
は、図1A,Bに示すように、エッチング用プローブ3内に
反応ガスを導入し、高周波電源1からの電力にて発生さ
せた高周波プラズマ2を、ステージ4上に配置した被処理
ウェーハ5の被エッチング領域6に供給して行う。
グ方法を図1に基づいて説明する。プラズマエッチング
は、図1A,Bに示すように、エッチング用プローブ3内に
反応ガスを導入し、高周波電源1からの電力にて発生さ
せた高周波プラズマ2を、ステージ4上に配置した被処理
ウェーハ5の被エッチング領域6に供給して行う。
【0011】被エッチング領域6は、エッチング用プローブ3
またはウェーハ5を支持するステージ4を走査することに
より移動することができる。被エッチング領域の典型的
な移動パターンを図1Bに示す。
またはウェーハ5を支持するステージ4を走査することに
より移動することができる。被エッチング領域の典型的
な移動パターンを図1Bに示す。
【0012】図1Bの移動パターンでは、被エッチング領域6
はウェーハ5を横切ってX座標方向へ移動する。X座標方
向への1ラインのエッチング終了後、エッチング用プロ
ーブ3またはウェーハを支持するステージ4をY座標方向
へ数mm移動して、再度被エッチング領域6をX座標方向へ
移動してエッチングする。
はウェーハ5を横切ってX座標方向へ移動する。X座標方
向への1ラインのエッチング終了後、エッチング用プロ
ーブ3またはウェーハを支持するステージ4をY座標方向
へ数mm移動して、再度被エッチング領域6をX座標方向へ
移動してエッチングする。
【0013】以下これを繰り返すことによりウェーハ全面を
エッチングする。被エッチング領域の移動パターンとし
ては種々採用でき、例えば被エッチング領域を螺旋状に
移動するパターンを採用することもできる。
エッチングする。被エッチング領域の移動パターンとし
ては種々採用でき、例えば被エッチング領域を螺旋状に
移動するパターンを採用することもできる。
【0014】このように被エッチング領域6を移動させなが
らウェーハ5全面を高周波プラズマ2によりエッチングす
る際に、被処理ウェーハ5の周辺部では中央部より高周
波電力を低くする。また、被処理ウェーハの周辺部では
高周波電力をオフにしてもよい。
らウェーハ5全面を高周波プラズマ2によりエッチングす
る際に、被処理ウェーハ5の周辺部では中央部より高周
波電力を低くする。また、被処理ウェーハの周辺部では
高周波電力をオフにしてもよい。
【0015】かかる制御は、ウェーハ周辺部にエッチング用
プローブ3が移動したことを検知すると同時に、高周波
電力を低下もしくはオフにするよう、例えば、エッチン
グ用プローブ3あるいはステージ4の移動制御に連動させ
て、高周波電源1の電力制御のプログラムを追加するこ
とにより容易に実施できる。
プローブ3が移動したことを検知すると同時に、高周波
電力を低下もしくはオフにするよう、例えば、エッチン
グ用プローブ3あるいはステージ4の移動制御に連動させ
て、高周波電源1の電力制御のプログラムを追加するこ
とにより容易に実施できる。
【0016】このようにプラズマパラメータを変化すること
により、ウェーハの中央部と周辺部とでエッチッグ速度
を同程度にできるので、従来のPACE法の欠点であったウ
ェーハ周辺部の厚みが極端に薄くなることを防止でき、
デバイス作製領域を拡大できる。
により、ウェーハの中央部と周辺部とでエッチッグ速度
を同程度にできるので、従来のPACE法の欠点であったウ
ェーハ周辺部の厚みが極端に薄くなることを防止でき、
デバイス作製領域を拡大できる。
【0017】この発明において、反応ガスには、SF6、Cl2等
が適宜使用できる。
が適宜使用できる。
【0018】
【実施例】実施例1 直径150mm、SOI層厚さ5μm、埋込酸化膜厚さ1μmのSOI
ウェーハを準備し、まず、大きさが25mmφのエッチング
用プローブを用いて、SOI層厚さが1μmになるように処
理した。その際、この発明の効果を明瞭に示すために、
ウェーハの右半分を従来のPACE法、左半分をこの発明の
プラズマエッチング方法により連続して処理した。
ウェーハを準備し、まず、大きさが25mmφのエッチング
用プローブを用いて、SOI層厚さが1μmになるように処
理した。その際、この発明の効果を明瞭に示すために、
ウェーハの右半分を従来のPACE法、左半分をこの発明の
プラズマエッチング方法により連続して処理した。
【0019】実施条件は、ウェーハの右半分の処理中は高周
波電力を125Wに一定に保ったが、左半分の処理中は高周
波電力をウェーハの中心部では125W、周辺部では0W(オ
フ)にした。なお、エッチングガスにはSF6ガスを採用
し、処理中SF6ガス流量は40sccm、反応チャンバ内圧力
は267Paにそれぞれ一定に保った。
波電力を125Wに一定に保ったが、左半分の処理中は高周
波電力をウェーハの中心部では125W、周辺部では0W(オ
フ)にした。なお、エッチングガスにはSF6ガスを採用
し、処理中SF6ガス流量は40sccm、反応チャンバ内圧力
は267Paにそれぞれ一定に保った。
【0020】上記の処理終了後、エッチングング用プローブ
を大きさが7mmφのものに変更して、SOI層厚さが0.5μm
になるようにウェーハ全面を再度処理した。この処理中
はプラズマパラメータを変化させず、高周波電力を30
W、SF6ガス流量を5sccm、反応チャンバ内圧力を360Paに
それぞれ一定に保った。
を大きさが7mmφのものに変更して、SOI層厚さが0.5μm
になるようにウェーハ全面を再度処理した。この処理中
はプラズマパラメータを変化させず、高周波電力を30
W、SF6ガス流量を5sccm、反応チャンバ内圧力を360Paに
それぞれ一定に保った。
【0021】図2に上記の全ての処理終了後のウェーハの外
観図を示した。従来のPACE法により処理したウェーハの
右側ではウェーハ周辺10mm程度の厚みが極端に薄くなっ
ていたのに対して、本発明のプラズマエッチング方法を
適用して処理したウェーハの左側では厚みが極端に薄く
なっていたのはウェーハ周辺の数mmであった。
観図を示した。従来のPACE法により処理したウェーハの
右側ではウェーハ周辺10mm程度の厚みが極端に薄くなっ
ていたのに対して、本発明のプラズマエッチング方法を
適用して処理したウェーハの左側では厚みが極端に薄く
なっていたのはウェーハ周辺の数mmであった。
【0022】実施例2 実施例1のSOIウェーハに代えて、石英基板上に単結晶シ
リコン層を形成した構造を有するSOQ(Silicon on Quart
z)ウェーハを使用し、実施例1と同様に処理した。SOQウ
ェーハについても、この発明によるプラズマエッチング
方法を適用して処理するすることにより、従来のPACE法
により処理した場合に比較してデバイス作製領域を拡大
することができた。
リコン層を形成した構造を有するSOQ(Silicon on Quart
z)ウェーハを使用し、実施例1と同様に処理した。SOQウ
ェーハについても、この発明によるプラズマエッチング
方法を適用して処理するすることにより、従来のPACE法
により処理した場合に比較してデバイス作製領域を拡大
することができた。
【0023】
【発明の効果】この発明によれば、ウェーハの中央部と
周辺部とでエッチング速度を同程度にできるので、従来
のPACE法の欠点であったウェーハ周辺部の厚みが極端に
薄くなることを防止でき、デバイス作製領域を拡大でき
る。
周辺部とでエッチング速度を同程度にできるので、従来
のPACE法の欠点であったウェーハ周辺部の厚みが極端に
薄くなることを防止でき、デバイス作製領域を拡大でき
る。
【図1】この発明のプラズマエッチング方法の説明図で
あり、Aはプラズマエッチング装置の説明図、Bは被エッ
チング領域の移動パターンの説明図である。
あり、Aはプラズマエッチング装置の説明図、Bは被エッ
チング領域の移動パターンの説明図である。
【図2】この発明のプラズマエッチング方法と従来のPAC
E法の両者を適用して処理したSOIウェーハの外観図であ
る。
E法の両者を適用して処理したSOIウェーハの外観図であ
る。
1 高周波電源 2 高周波プラズマ 3 エッチング用プローブ 4 ステージ 5 被処理ウェーハ 6 被エッチング領域
Claims (4)
- 【請求項1】 高周波電力を変動させる操作を含むウェ
ーハのプラズマエッチング方法。 - 【請求項2】 被処理ウェーハの周辺部で高周波電力を
低減する操作を含むウェーハのプラズマエッチング方
法。 - 【請求項3】 被処理ウェーハの周辺部で高周波電力を
低減及びオフにする操作を含むウェーハのプラズマエッ
チング方法。 - 【請求項4】 被処理ウェーハの厚み測定結果に基づい
て被エッチング領域の移動速度を調節する操作を含む請
求項1から請求項3のいずれかに記載のウェーハのプラズ
マエッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25852999A JP2001085406A (ja) | 1999-09-13 | 1999-09-13 | プラズマエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25852999A JP2001085406A (ja) | 1999-09-13 | 1999-09-13 | プラズマエッチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001085406A true JP2001085406A (ja) | 2001-03-30 |
Family
ID=17321491
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25852999A Pending JP2001085406A (ja) | 1999-09-13 | 1999-09-13 | プラズマエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001085406A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001319925A (ja) * | 2000-05-12 | 2001-11-16 | Chemitoronics Co Ltd | プラズマエッチング装置 |
| JP2009253133A (ja) * | 2008-04-09 | 2009-10-29 | Shibaura Mechatronics Corp | 半導体ウェーハの平坦化方法、局所プラズマ処理装置及び半導体ウェーハの製造方法 |
-
1999
- 1999-09-13 JP JP25852999A patent/JP2001085406A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001319925A (ja) * | 2000-05-12 | 2001-11-16 | Chemitoronics Co Ltd | プラズマエッチング装置 |
| JP2009253133A (ja) * | 2008-04-09 | 2009-10-29 | Shibaura Mechatronics Corp | 半導体ウェーハの平坦化方法、局所プラズマ処理装置及び半導体ウェーハの製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD05 | Notification of revocation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7425 Effective date: 20040721 |