JP2001185537A - 高平坦度半導体ウェーハの製造方法及び高平坦度半導体ウェーハ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高平坦度半導体ウェーハの製造方法及び高平
坦度半導体ウェーハにおいて、プラズマエッチング法に
よって、パーシャルサイトを含む全てのサイトで高平坦
度を得ること。 【解決手段】 半導体ウェーハの表裏面の一方を被加工
面としてプラズマエッチングにより加工する高平坦度半
導体ウェーハの製造方法であって、前記半導体ウェーハ
の厚さ分布を測定する平坦度測定工程Ｓ６と、プラズマ
エッチングにより前記被加工面を前記平坦度測定工程で
測定された厚さ分布に応じてエッチング量を変えながら
局部的に加工し平坦化するプラズマ加工工程Ｓ７とを備
え、前記平坦度測定工程は、中央部が周辺部に対して凸
形状となっている前記半導体ウェーハの厚さ分布を測定
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、デザイン
ルール０．１０μｍの高集積度に対応可能な超高平坦度
を得ることができる高平坦度半導体ウェーハの製造方法
及び高平坦度半導体ウェーハに関する。

【０００２】

【従来の技術】シリコンウェーハ等の半導体ウェーハを
平坦化する技術として、グライディング（研削）やポリ
ッシング等の機械的または機械的化学的に表面または裏
面の被加工面を研磨する方法が用いられている。しかし
ながら、ＬＳＩ等の配線の高密度化や多層化に伴って更
なる配線幅の微細化が必須となっており、シリコンウェ
ーハのさらに高い平坦度（超高平坦度）が要求されてい
るが、上記の研磨方法による平坦化技術では、得られる
平坦度に限界があった。

【０００３】そこで、近年、例えば、特開平１１−３１
６７７号公報や特開平１１−６７７３６号公報に記載さ
れている技術、すなわち被加工面に局部的なプラズマエ
ッチングを施して平坦化を図る技術が提案されている。
この種のプラズマエッチング技術では、予めシリコンウ
ェーハの平坦度（面内の厚さばらつき）を求めた後、そ
のデータに基づいて各部のエッチング量を算出し、厚さ
ばらつきに応じたエッチング量でプラズマエッチングを
行うことで高い平坦度を得ることが可能となる。

【０００４】この平坦化の工程に投入されるシリコンウ
ェーハは、被加工面である表面を片面研磨工程によって
鏡面状態に研磨したものや、例えば、特開平１１−２６
０７７１号公報に記載されているように、予め凹形状と
された両面研磨品が用いられ、これらのウェーハの厚さ
分布（面内の厚さばらつき）、すなわち平坦度を平坦度
測定器によって測定していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の平坦化技術には、以下のような課題が残されてい
る。すなわち、平坦度規格ではウェーハ全体の平坦度
（ＧＢＩＲ等）とともにサイト毎の平坦度（ＳＢＩＲ
等）の作り込みが重要であるが、プラズマエッチングで
は最周辺部のサイト、すなわち図１１に示すように、サ
イトの内、一部が欠けるがウェーハＷ上に５０％以上の
面積をもつパーシャルサイトＰＳ（なお、全ての面積が
ウェーハＷ上にあるものをフルサイトＦＳという）の高
精度加工制御が困難であり、特にこの領域においてエッ
チング量が大きくなる箇所では高精度加工制御が困難で
あった。したがって、従来のようにウェーハを凹形状に
した場合、最周辺部が厚くなって高精度な加工制御がで
きずにパーシャルサイトの平坦度が十分に得られない場
合があった。

【０００６】さらに、プラズマエッチング方法では、平
坦度測定器で得られる平坦度のデータを基にして加工を
行うため、データの正確さが大変重要になるが、この平
坦度（面内の厚さばらつき）は、シリコンウェーハの裏
面を基準にして求められるため、裏面側の平坦性が影響
を及ぼすことになる。すなわち、表面Ｓのみが片面研磨
された従来の投入シリコンウェーハＷでは、図２の
（ａ）のように、裏面Ｒの平坦性が低いと、面内の厚さ
ばらつきを測定する際に、測定データに裏面側の粗さを
起因とする短周期の厚さばらつきが生じ、これに基づい
て加工すると平坦度の精度が低くなってしまう。これ
は、投入シリコンウェーハＷの形状に凹凸があるほどプ
ラズマエッチングで用いるプラズマ噴射用のノズルの速
度制御が複雑になり、ノズルの走行距離や加速減衰頻度
が増大するためである。このため、加工時間が長くなる
とともに不安定なものとなり、生産性の低下を招いてし
まう不都合がある。特に、この影響は、裏面側の凹凸を
高精度に測定可能な平坦度測定器を用いるほど顕著にな
ってしまう。このため、結果的にプラズマ加工を施して
も、デザインルール０．１０μｍ以降に対応可能な平坦
度を得ることが困難であった。

【０００７】一方、両面を研磨された従来の投入シリコ
ンウェーハＷであっても、図１２に示すように、両面研
磨時に中央のサンギア１０１で回転させられるキャリア
プレート１０２に保持されて、常に円環状の上下の定盤
１０３に挟まれた状態で研磨が行われるため、特に周辺
部において、図５の（ａ）に示すように、研磨による”
だれ”（図中の点線部分）を起こしやすかった。しか
し、プラズマ加工では、急峻な（角度を持つ）形状変化
の修正（例えば、研磨だれ）能力が低いため、投入され
るウェーハとしては周辺部の研磨だれが小さい形状であ
ることが望まれていた。

【０００８】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
ので、プラズマエッチング法によって、パーシャルサイ
トを含む全てのサイトで高平坦度を得ることができる高
平坦度半導体ウェーハの製造方法及び高平坦度半導体ウ
ェーハを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために以下の構成を採用した。すなわち、請求項
１記載の高平坦度半導体ウェーハの製造方法では、半導
体ウェーハの表裏面の一方を被加工面としてプラズマエ
ッチングにより加工する高平坦度半導体ウェーハの製造
方法であって、前記半導体ウェーハの厚さ分布を測定す
る平坦度測定工程と、プラズマエッチングにより前記被
加工面を前記平坦度測定工程で測定された厚さ分布に応
じてエッチング量を変えながら局部的に加工し平坦化す
るプラズマ加工工程とを備え、前記平坦度測定工程は、
中央部が周辺部に対して凸形状となっている前記半導体
ウェーハの厚さ分布を測定する技術が採用される。

【００１０】この高平坦度半導体ウェーハの製造方法で
は、平坦度測定工程において、中央部が周辺部に対して
凸形状となっている半導体ウェーハの厚さ分布を測定
し、これに基づいてプラズマ加工工程を行うので、周辺
部が相対的に薄く、周辺部での除去量を極力小さくする
ことができ、最周辺部においても高精度にプラズマエッ
チングによる加工制御が可能になって、パーシャルサイ
トの平坦度を向上させることができる。また、中央部が
凸形状であって相対的に厚く、エッチング量が大きくな
るため、周辺部より中央部のエッチング量が大きくなり
やすいプラズマエッチングの方法（例えば、後述するｒ
−θ方式）では、機械的制御が容易になる。

【００１１】請求項２記載の高平坦度半導体ウェーハの
製造方法では、請求項１記載の高平坦度半導体ウェーハ
の製造方法において、前記平坦度測定工程は、定盤表面
に設けられた研磨布を前記表裏面のうち少なくとも前記
被加工面に当接させて相対的に移動させるとともに前記
被加工面の周辺部が研磨布の研磨作用領域外を通過する
ように移動させて被加工面を鏡面研磨した前記半導体ウ
ェーハの厚さ分布を測定する技術が採用される。

【００１２】この高平坦度半導体ウェーハの製造方法で
は、平坦度測定工程において、定盤表面に設けられた研
磨布を前記表裏面のうち少なくとも前記被加工面に当接
させて相対的に移動させるとともに被加工面の周辺部が
研磨布の研磨作用領域外を通過するように移動させて被
加工面を鏡面研磨した半導体ウェーハの厚さ分布を測定
するので、特に周辺部の形状変化の小さい（研磨だれの
小さい）形状となったウェーハをプラズマ加工工程に投
入することができ、周辺部においても高精度な加工精度
を得ることができる。

【００１３】請求項３記載の高平坦度半導体ウェーハの
製造方法では、請求項１または２記載の高平坦度半導体
ウェーハの製造方法において、前記平坦度測定工程は、
表裏面のいずれも鏡面研磨された前記半導体ウェーハの
厚さ分布を測定する技術が採用される。

【００１４】しかしながら、上記本発明の高平坦度半導
体ウェーハの製造方法では、平坦度測定工程において、
表裏面のいずれも鏡面研磨された半導体ウェーハの厚さ
分布を測定するので、表面を被加工面とした場合に裏面
基準で面内の厚さばらつきを測定しても、裏面側も表面
側と同様に鏡面状に研磨されて高い平坦性を有すること
から、裏面側の面粗さを起因とする短周期のうねり成分
が少なくなり、高精度に平坦度を測定することができ
る。したがって、プラズマ加工工程においても、正確な
平坦度のデータによって高精度に加工が可能になり、超
高平坦度のウェーハを製造することができる。

【００１５】請求項４記載の高平坦度半導体ウェーハの
製造方法では、請求項１から３のいずれかに記載の高平
坦度半導体ウェーハの製造方法において、前記平坦度測
定工程は、前記被加工面およびその反対面にレーザ光を
スポット状に照射して反射した反射光によって被加工面
および反対面の凹凸を測定する技術が採用される。この
高平坦度半導体ウェーハの製造方法では、平坦度測定工
程において、被加工面およびその反対面にレーザ光をス
ポット状に照射して反射した反射光によって被加工面お
よび反対面の凹凸を測定するので、数μｍ〜１００μｍ
程度の非常に小さいスポットが得られるレーザ光によ
り、特に形状変化の大きな部位において高精度な測定が
可能になる。さらに、このデータに基づいてプラズマエ
ッチング加工を行うので、非常に高平坦度なウェーハを
製造することが可能になる。

【００１６】請求項５記載の高平坦度半導体ウェーハの
製造方法では、請求項１から４のいずれかに記載の高平
坦度半導体ウェーハの製造方法において、前記プラズマ
加工工程は、プラズマにより生成された反応性ラジカル
をメインエッチャントとして前記プラズマエッチングを
行う技術が採用される。

【００１７】この高平坦度半導体ウェーハの製造方法で
は、プラズマ加工工程において、プラズマにより生成さ
れた反応性ラジカルをメインエッチャントとしてプラズ
マエッチングを行うので、ラジカルによる化学的反応を
主とするエッチングであり、イオンをメインエッチャン
トとしたプラズマエッチングのように物理的なダメージ
がなく、ダメージレスな平坦化加工が可能になる。

【００１８】請求項６記載の高平坦度半導体ウェーハの
製造方法では、請求項１から５のいずれかに記載の高平
坦度半導体ウェーハの製造方法によって表裏面の少なく
とも一方が加工されている技術が採用される。

【００１９】この高平坦度半導体ウェーハでは、上記高
平坦度半導体ウェーハの製造方法によって表裏面の少な
くとも一方が加工されているので、非常に高い平坦度を
有しているとともに、デザインルール０．１０μｍの高
集積度対応鏡面ウェーハとして好適である。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る高平坦度半導
体ウェーハの製造方法及び高平坦度半導体ウェーハの一
実施形態を、図１から図８を参照しながら説明する。

【００２１】本実施形態の高平坦度半導体ウェーハの製
造方法は、例えば、単結晶シリコンのインゴットからシ
リコンウェーハをスライスして、高平坦度ウェーハにま
で加工する方法である。まず、図１に示すように、最初
にスライス工程Ｓ１によってシリコンインゴットから複
数枚のシリコンウェーハを所定厚さにそれぞれスライス
する。

【００２２】さらに、面取り工程Ｓ２によってスライス
されたシリコンウェーハＷの周縁に面取り加工を施して
面取り面を形成する。次に、ラッピング工程Ｓ３によっ
てシリコンウェーハＷをラップ加工し、スライシングに
より生じた凹凸層が削除される。このラッピング工程Ｓ
３は、既知のラッピング装置を用いて行われるもので、
砥粒と加工液とを混ぜたスラリーをラップ定盤とシリコ
ンウェーハＷとの間に入れて両方に圧力を加えながら相
対運動させて機械的な研磨を行うものである。

【００２３】次に、エッチング工程Ｓ４によって、ラッ
ピングされたシリコンウェーハＷをエッチング液により
エッチング処理して機械研磨（ラッピング加工および面
取り加工）による加工ダメージを除去する。さらに、両
面研磨工程Ｓ５によって、図２の（ｂ）に示すように、
エッチング処理されたシリコンウェーハＷの表面Ｓおよ
び裏面Ｒに予め決めた厚さだけ機械的化学的研磨を施し
て鏡面研磨する。

【００２４】この両面研磨工程Ｓ５は、図３に示すよう
に、いわゆるオーバーハング機構を持った両面研磨装置
を用いて行われる。該両面研磨装置は、表面に研磨布を
貼った上定盤１１と下定盤１２とをそれぞれ上下から回
転させてシリコンウェーハＷの表裏両面に当接させると
共に、アルカリ性研磨液を供給しながらメカノケミカル
研磨を行うものである。

【００２５】この両面研磨装置は、複数の互いに平行な
回転駆動軸１３と、これらの回転駆動軸１３に偏芯リン
ク１４を介して連結されシリコンウェーハＷを保持させ
るキャリアプレート１５と、該キャリアプレート１５を
挟み込む円板状の上定盤１１および下定盤１２とを備
え、回転駆動軸１３の同期運転によりキャリアプレート
１５を上定盤１１および下定盤１２に対して一定のオー
バーハングをもって旋回するように移動させるものであ
る。

【００２６】すなわち、この両面研磨装置では、旋回に
よるオーバーハング機構により、図４に示すように、シ
リコンウェーハＷの周辺部が一部、一時的に上定盤１１
および下定盤１２から飛び出すことになり、表面Ｓおよ
び裏面Ｒの周辺部が上定盤１１および下定盤１２の研磨
布の研磨作用領域外を通過するように移動させられて鏡
面研磨される。これによって、両面を鏡面研磨されたシ
リコンウェーハＷは、図５の（ｂ）に示すように、中央
部が周辺部に対して凸形状とされるとともに、周辺部に
おける研磨だれ（図中の点線部分）が極力小さくされ
る。なお、両面研磨では、中央部を凸形状又は凹形状に
することが可能であり、本実施形態では、凸形状となる
ように研磨が行われる。

【００２７】次に、平坦度測定工程Ｓ６によって、鏡面
研磨されたシリコンウェーハＷの表面（被加工面）Ｓお
よび裏面（反対面）Ｒの凹凸形状を、図６に示すよう
に、平坦度測定器１によって測定する。この平坦度測定
器１は、シリコンウェーハＷの表面Ｓおよび裏面Ｒにそ
れぞれ対向状態に配されレーザ光Ｌを用いて凹凸を測定
する非接触型の変位センサ２Ａ、２Ｂと、これらの変位
センサ２Ａ、２Ｂを表面Ｓおよび裏面Ｒに沿って移動さ
せる制御を行うと共に測定された凹凸データを記憶する
制御部Ｃとを備えている。

【００２８】変位センサ２Ａ、２Ｂは、内蔵された半導
体レーザから出射されたレーザ光Ｌを可動対物レンズを
介してスポット状にして表面Ｓおよび裏面Ｒに照射し、
さらにレーザ光Ｌが表面Ｓおよび裏面Ｒで反射した反射
光を内部のフォーカスディテクタによって受光すると共
にその受光状態に基づいて可動対物レンズを移動させ、
その移動を作動トランスによって信号化し、その信号の
変化分をデジタル解析することにより表面Ｓおよび裏面
Ｒの凹凸を測定するようになっている。なお、レーザ光
Ｌのスポット径は、数μｍ〜１００μｍ程度まで設定可
能であるが、平坦度測定工程Ｓ６で研磨した裏面Ｒの凹
凸の幅よりも小さいスポット径に設定される。

【００２９】この平坦度測定器１では、シリコンウェー
ハＷの表面Ｓおよび裏面Ｒの凹凸を同時に測定するた
め、これら凹凸データからシリコンウェーハＷ面内の厚
さばらつき、すなわち平坦度を測定することができる。
この平坦度測定器１で測定する際、制御部Ｃは変位セン
サ２Ａ、２Ｂを所定の測定ピッチで移動させながら凹凸
の測定を行う。

【００３０】シリコンウェーハＷの表面Ｓおよび裏面Ｒ
の凹凸を測定した後、得られた凹凸データから面内の厚
みばらつきを算出し、プラズマ加工工程Ｓ７によって、
このデータに応じて表面Ｓにプラズマ加工を施して平坦
化を行う。このときの各部のエッチング量は、制御部Ｃ
に記録された表面Ｓおよび裏面Ｒの凹凸データから求め
た厚さばらつきのデータに応じて予め設定されている。

【００３１】このプラズマ加工は、エッチングガスをマ
イクロ波によりプラズマ化して、イオン及び反応性ラジ
カルを生成し、これらのうちラジカルをメインエッチャ
ント（すなわち、反応性ラジカルがイオンより多い状態
のエッチャント）として局部的なプラズマエッチングを
行うＤＣＰ（Dry Chemical Planarization）方法であっ
て、イオンをメインエッチャントとしたエッチングを行
う従来のプラズマ加工が物理的なダメージを伴うのに対
し、ラジカルによる化学的反応でエッチングを行うた
め、ダメージレスな加工が可能な方法である。

【００３２】本実施形態では、シリコンウェーハＷをプ
ラズマエッチングするために、例えばエッチングガスと
してＳＦ６を用い、下記の反応式（１）に示すように、
このＳＦ６をマイクロ波によって分解・活性化してイオ
ン（ＳＦｘ）およびラジカル（中性ラジカルＦ^*）と
し、これらのうち主にラジカルをシリコンウェーハＷの
表面又は裏面の所定の部分に局部的に噴射させて、下記
の反応式（２）に示すように、化学的反応だけでエッチ
ングを行う。 ＳＦ６→Ｆ^*＋ＳＦｘ＋・・・ （１） Ｆ^*＋４Ｓｉ→ＳｉＦ４ （２）

【００３３】なお、イオンＳＦｘとラジカルＦ^*とを分
離してラジカルを噴射ノズル１から噴射させるには、図
７に示すように、ラジカルＦ^*に対してイオンＳＦｘが
長い時間存在することができない特性を利用して、マイ
クロ波によるプラズマ発生領域Ｍを噴射ノズル１先端か
ら上流側に離間させることにより、主にラジカルＦ^*を
噴射させることができる。すなわち、上記ＤＣＰ方法
は、シリコンウェーハとエッチングガスとの間に高周波
電力によって高周波プラズマを発生させる方法に対し、
シリコンウェーハＷから離れた位置でマイクロ波により
エッチングガスをプラズマ化でき、ラジカルを選択的に
用いることができるという利点がある。

【００３４】また、上記プラズマ加工工程Ｓ７では、噴
射ノズル１の走査方式として、図８の（ａ）に示すよう
に、いわゆるＸ−Ｙ方式を採用している。このＸ−Ｙ方
式は、直線的にかつ平行にスキャン（図中の実線矢印）
してエッチングが行われる方式である。なお、別の走査
方式として、図８の（ｂ）に示すように、いわゆるｒ−
θ方式を採用しても構わない。このｒ−θ方式は、図中
の破線矢印の通りにシリコンウェーハＷ上を噴射ノズル
１が螺旋状にスキャンしてエッチングが行われる方式で
ある。すなわち、Ｘ−Ｙ方式では、四隅で無駄な走査が
生じて時間のロスがあり、加工時間が長くなってしまう
のに比べて、ｒ−θ方式では、その走査移動距離に無駄
が少なく、加工時間が短くなってスループットを向上さ
せることができる。

【００３５】しかしながら、ｒ−θ方式では、シリコン
ウェーハＷの中央部の滞留時間が周辺部に比べて長くな
り（すなわち、除去量が多くなる）、中央部のエッチン
グ量が相対的に大きくなりやすいが、本実施形態では、
投入されるシリコンウェーハＷの中央部を周辺部に対し
て予め凸形状にして相対的に厚くしているので、走査ス
テージの機械的制御を容易に行うことができる。

【００３６】このように本実施形態では、中央部が周辺
部に対して凸形状となっているシリコンウェーハＷの厚
さ分布を平坦度測定工程Ｓ６で測定し、プラズマ加工工
程Ｓ７に投入するので、周辺部が相対的に薄く、周辺部
での除去量を極力小さくすることができ、最周辺部にお
いても高精度にプラズマエッチングによる加工制御が可
能になって、パーシャルサイトの平坦度を向上させるこ
とができる。

【００３７】また、両面研磨工程Ｓ５において、オーバ
ーハング機構を備えた研磨装置により表裏面の周辺部が
研磨布の研磨作用領域外を通過するように移動させてシ
リコンウェーハＷを鏡面研磨し、このウェーハＷの厚さ
分布を平坦度測定工程Ｓ６において測定するので、特に
周辺部の形状変化の小さいウェーハＷをプラズマ加工工
程Ｓ７に投入することができ、周辺部において更に高精
度な加工精度を得ることができる。

【００３８】さらに、平坦度測定工程Ｓ６において、表
裏面Ｓ、Ｒのいずれも鏡面研磨されたシリコンウェーハ
Ｗを投入し測定するので、裏面基準で面内の厚さばらつ
きを測定しても裏面Ｒ側も鏡面状に研磨されて高い平坦
性を有することから、裏面Ｒ側の面粗さを起因とする短
周期のうねり成分がなくなり、高精度に平坦度を測定す
ることができる。したがって、プラズマ加工工程Ｓ７に
おいても、正確な平坦度のデータによって高精度に加工
が可能になり、超高平坦度のウェーハを製造することが
できる

【００３９】また、平坦度測定工程Ｓ６において、表面
Ｓおよび裏面Ｒにレーザ光Ｌをスポット状に照射して反
射した反射光によって凹凸を測定するので、非常に小さ
いスポットが得られるレーザ光Ｌにより、形状変化の大
きい部位についても高精度に測定することができる。な
お、レーザ光測定方式による高精度な平坦度測定器１を
用いて裏面Ｒを測定しても、裏面Ｒが研磨されて高い平
坦性を有しているので、全体の平坦度データの正確な測
定が可能である。

【００４０】また、鏡面研磨された裏面Ｒによって高精
度に測定された平坦度に基づいて、プラズマ加工工程Ｓ
７において、ラジカルによるプラズマエッチングを行う
ので、非常に高平坦度なウェーハをダメージレスで加工
・製造することができる。したがって、本実施形態によ
り製造されたシリコンウェーハＷは、デザインルール
０．１０μｍの高集積度にも対応可能な超高平坦度ウェ
ーハとなる。

【００４１】なお、本発明は、次のような実施形態をも
含むものである。上記実施形態ではレーザ光測定方式の
平坦度測定器を用いたが、他の方式の平坦度測定器を採
用しても構わない。例えば、一対のプローブの先端を互
いに一定間隔で対向させるとともに、これらプローブ間
にシリコンウェーハを配し、プローブ間に生じる静電容
量を計測することによってシリコンウェーハの厚さ分布
を測定する静電容量センサを採用してもよい。

【００４２】しかしながら、静電容量センサの場合で
は、数ｍｍ□の面積内で平均された値が各点での平坦度
（厚さ）とされるため、形状変化が急峻な部分では、真
のウェーハ形状を得られない可能性が高く、上述したよ
うに、微小スポットが可能なレーザ光測定方式に比べて
測定精度が低くなる。また、上記実施形態では、半導体
ウェーハとしてシリコンウェーハに適用したが、他の半
導体ウェーハ、例えば、化合物半導体のウェーハ（ガリ
ウム・ヒ素のウェーハ等）の製造方法に適用してもよ
い。さらに、上記実施形態では、オーバーハング機構を
両面研磨に採用して周辺部の研磨だれを小さくしたが、
片面研磨に採用して片面のみを研磨したものを用いても
構わない。なお、両面研磨によれば、より平坦度の高い
ウェーハを得ることが可能である。

【００４３】

【実施例】上記実施形態によって実際に高平坦度ウェー
ハを製造した場合と従来の手段で製造した場合とを比較
した具体例を、図９および図１０に示す。

【００４４】図９は、上記実施形態、すなわちオーバー
ハング機構の研磨装置を用いた両面研磨工程Ｓ５により
シリコンウェーハを凸形状にした後に平坦度測定工程Ｓ
６およびプラズマ加工工程Ｓ７を行った場合の加工前
（ａ）および加工後（ｂ）の平坦度を測定したデータを
示すものである。また、図１０は、従来の手段、すなわ
ち通常の片面研磨工程によりシリコンウェーハを凹形状
にした後に平坦度測定工程およびプラズマ加工工程を行
った場合の加工前（ａ）および加工後（ｂ）の平坦度を
測定したデータを示すものである。これらの図が示すよ
うに、本実施例による製造方法では、従来に比べてプラ
ズマ加工工程Ｓ７後に高い平坦度が得られていることが
わかる。

【００４５】

【発明の効果】本発明の高平坦度半導体ウェーハの製造
方法および高平坦度半導体ウェーハによれば、平坦度測
定工程において、中央部が周辺部に対して凸形状となっ
ている半導体ウェーハの厚さ分布を測定し、これに基づ
いてプラズマ加工工程を行うので、周辺部での除去量を
極力小さくすることができ、最周辺部においても高精度
にプラズマエッチングによる加工制御が可能になって、
パーシャルサイトで高い平坦度を得ることができる。し
たがって、デザインルール０．１０μｍ以降の高集積度
にも対応可能な超高平坦度のウェーハが得られる。ま
た、中央部が凸形状であって相対的に厚く、エッチング
量が大きくなるため、周辺部より中央部のエッチング量
が大きくなりやすいｒ−θ走査方式等をもつプラズマエ
ッチングの方法では、機械的制御を容易にすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る高平坦度半導体ウェーハの製造
方法及び高平坦度半導体ウェーハの一実施形態における
製造工程を示すフローチャートである。

【図２】 本発明に係る高平坦度半導体ウェーハの製造
方法及び高平坦度半導体ウェーハの従来例および一実施
形態における平坦度測定工程時のシリコンウェーハを示
す拡大断面図である。

【図３】 本発明に係る高平坦度半導体ウェーハの製造
方法及び高平坦度半導体ウェーハの一実施形態における
両面研磨装置を示す概略平面図である。

【図４】 図３のＡ−Ａ線矢視断面図である。

【図５】 本発明に係る高平坦度半導体ウェーハの製造
方法及び高平坦度半導体ウェーハの従来例および一実施
形態における両面研磨後の厚さ分布を示すグラフであ
る。

【図６】 本発明に係る高平坦度半導体ウェーハの製造
方法及び高平坦度半導体ウェーハの一実施形態における
凹凸測定工程の平坦度測定器を示す概略構成図である。

【図７】 本発明に係る高平坦度半導体ウェーハの製造
方法及び高平坦度半導体ウェーハの一実施形態における
ＤＣＰによるプラズマ加工を示す説明図である。

【図８】 本発明に係る高平坦度半導体ウェーハの製造
方法及び高平坦度半導体ウェーハの一実施形態における
Ｘ−Ｙ走査方式およびｒ−θ走査方式における噴射ノズ
ルの軌跡を示す平面図である。

【図９】 本発明に係る高平坦度半導体ウェーハの製造
方法及び高平坦度半導体ウェーハの一実施形態における
プラズマ加工前後のウェーハの平坦度を三次元的に示す
グラフである。

【図１０】 本発明に係る高平坦度半導体ウェーハの製
造方法及び高平坦度半導体ウェーハの従来例におけるプ
ラズマ加工前後のウェーハの平坦度を三次元的に示すグ
ラフである。

【図１１】 本発明に係る高平坦度半導体ウェーハの製
造方法及び高平坦度半導体ウェーハにおけるウェーハ上
のパーシャルサイトの位置を示す説明図である。

【図１２】 本発明に係る高平坦度半導体ウェーハの製
造方法及び高平坦度半導体ウェーハの従来例における両
面研磨装置を示す概略平面図である。

【符号の説明】

Ｌ レーザ光 Ｓ５ 両面研磨工程 Ｓ６ 平坦度測定工程 Ｓ７ プラズマ加工工程 Ｓ シリコンウェーハの表面 Ｒ シリコンウェーハの裏面 Ｗ シリコンウェーハ（半導体ウェーハ）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体ウェーハの表裏面の一方を被加工
   面としてプラズマエッチングにより加工する高平坦度半
   導体ウェーハの製造方法であって、 前記半導体ウェーハの厚さ分布を測定する平坦度測定工
   程と、 プラズマエッチングにより前記被加工面を前記平坦度測
   定工程で測定された厚さ分布に応じてエッチング量を変
   えながら局部的に加工し平坦化するプラズマ加工工程と
   を備え、 前記平坦度測定工程は、中央部が周辺部に対して凸形状
   となっている前記半導体ウェーハの厚さ分布を測定する
   こと特徴とする高平坦度半導体ウェーハの製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の高平坦度半導体ウェーハ
   の製造方法において、 前記平坦度測定工程は、定盤表面に設けられた研磨布を
   前記表裏面のうち少なくとも前記被加工面に当接させて
   相対的に移動させるとともに前記被加工面の周辺部が研
   磨布の研磨作用領域外を通過するように移動させて被加
   工面を鏡面研磨した前記半導体ウェーハの厚さ分布を測
   定すること特徴とする高平坦度半導体ウェーハの製造方
   法。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の高平坦度半導体
   ウェーハの製造方法において、 前記平坦度測定工程は、表裏面のいずれも鏡面研磨され
   た前記半導体ウェーハの厚さ分布を測定すること特徴と
   する高平坦度半導体ウェーハの製造方法。
4. 【請求項４】 請求項１から３のいずれかに記載の高平
   坦度半導体ウェーハの製造方法において、 前記平坦度測定工程は、前記被加工面およびその反対面
   にレーザ光をスポット状に照射して反射した反射光によ
   って被加工面および反対面の凹凸を測定することを特徴
   とする高平坦度半導体ウェーハの製造方法。
5. 【請求項５】 請求項１から４のいずれかに記載の高平
   坦度半導体ウェーハの製造方法において、 前記プラズマ加工工程は、プラズマにより生成された反
   応性ラジカルをメインエッチャントとして前記プラズマ
   エッチングを行うことを特徴とする高平坦度半導体ウェ
   ーハの製造方法。
6. 【請求項６】 請求項１から５のいずれかに記載の高平
   坦度半導体ウェーハの製造方法によって表裏面の少なく
   とも一方が加工されていることを特徴とする高平坦度半
   導体ウェーハ。