JP2002134581A - ナノトポグラフィ評価用基準ウェーハとその製造方法及び該ウェーハを用いたウェーハ評価方法 - Google Patents
ナノトポグラフィ評価用基準ウェーハとその製造方法及び該ウェーハを用いたウェーハ評価方法Info
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- JP2002134581A JP2002134581A JP2000325925A JP2000325925A JP2002134581A JP 2002134581 A JP2002134581 A JP 2002134581A JP 2000325925 A JP2000325925 A JP 2000325925A JP 2000325925 A JP2000325925 A JP 2000325925A JP 2002134581 A JP2002134581 A JP 2002134581A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 現状では較正手段を持たないシリコンウェー
ハ表面の微小凹凸測定装置に対し一定の規格のあるウェ
ーハを供給すること、この評価用基準ウエーハを測定器
の較正に使用することにより、どの測定器においても測
定結果の評価を等価とすることを課題とする。 【解決手段】 本発明のナノトポグラフィ評価用基準ウ
エーハは、空間波長が０．５ｍｍ以上且つ２０ｍｍ以下
であり、波高が１ｎｍ以上２００ｎｍ以下である微小凹
凸を備えており、シリコンウェーハＷの表面をＹ方向に
一定速度、Ｘ方向に一定間隔Ｓでジグザグ状に局部エッ
チングして得られる。
ハ表面の微小凹凸測定装置に対し一定の規格のあるウェ
ーハを供給すること、この評価用基準ウエーハを測定器
の較正に使用することにより、どの測定器においても測
定結果の評価を等価とすることを課題とする。 【解決手段】 本発明のナノトポグラフィ評価用基準ウ
エーハは、空間波長が０．５ｍｍ以上且つ２０ｍｍ以下
であり、波高が１ｎｍ以上２００ｎｍ以下である微小凹
凸を備えており、シリコンウェーハＷの表面をＹ方向に
一定速度、Ｘ方向に一定間隔Ｓでジグザグ状に局部エッ
チングして得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリコンウェーハ
製造時に起こるシリコンウェーハ表面の微小凹凸（ナノ
トポグラフイ、Nanotopogrphy）を測定するための基準
とするためのウェーハであって、表面に一定の空間波長
と高さ（波高）を持つ微小凹凸を有するナノトポグラフ
ィ評価用基準ウエーハに関し、更には、その製造方法と
該基準ウェーハを用いたウェーハの評価方法に関するも
のである。
製造時に起こるシリコンウェーハ表面の微小凹凸（ナノ
トポグラフイ、Nanotopogrphy）を測定するための基準
とするためのウェーハであって、表面に一定の空間波長
と高さ（波高）を持つ微小凹凸を有するナノトポグラフ
ィ評価用基準ウエーハに関し、更には、その製造方法と
該基準ウェーハを用いたウェーハの評価方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】シリコンウェーハの平坦化加工中に生じ
る数百ｎｍ以下の微小凹凸（ナノトポグラフイ、Nanoto
pogrphy）がデバイスプロセスのＣＭＰ工程等において
問題にされる。そのため、ウェーハ製造過程において、
シリコンウェーハ表面の微小凹凸の測定が行われてい
る。
る数百ｎｍ以下の微小凹凸（ナノトポグラフイ、Nanoto
pogrphy）がデバイスプロセスのＣＭＰ工程等において
問題にされる。そのため、ウェーハ製造過程において、
シリコンウェーハ表面の微小凹凸の測定が行われてい
る。
【０００３】シリコンウェーハの加工後に残る微小凹凸
（ナノトポグラフィ）を測定する装置として魔鏡（ハロ
ゲンランプの平行光をシリコンウェーハに照射し、その
ときの反射光の明暗を測定する測定装置）もしくは Ｓ
ＱＭ（ＡＤＥ社、アルゴンイオンレーザーをワークに対
し斜入射し正反射光をディテクターにより検出する。こ
の時、正反射位置とのズレよりワーク表面の傾きを求
め、微小凹凸の高さを測定する測定装置）などが使用さ
れている。
（ナノトポグラフィ）を測定する装置として魔鏡（ハロ
ゲンランプの平行光をシリコンウェーハに照射し、その
ときの反射光の明暗を測定する測定装置）もしくは Ｓ
ＱＭ（ＡＤＥ社、アルゴンイオンレーザーをワークに対
し斜入射し正反射光をディテクターにより検出する。こ
の時、正反射位置とのズレよりワーク表面の傾きを求
め、微小凹凸の高さを測定する測定装置）などが使用さ
れている。
【０００４】これらの測定装置による測定では、平坦化
加工が施された任意のシリコンウェーハを目標管理ウェ
ーハとして用い、日間、バッチ間、及び、特定の装置間
のバラツキが管理されているにすぎない。
加工が施された任意のシリコンウェーハを目標管理ウェ
ーハとして用い、日間、バッチ間、及び、特定の装置間
のバラツキが管理されているにすぎない。
【０００５】ところが、このような管理では、たまたま
選ばれた一つのシリコンウェーハを基準にして、上述の
日間、バッチ間、装置間の相対的なバラツキが管理され
るだけであるため、測定の絶対値に対して高い信頼性は
得られていない。このため、基準となる定まった微小凹
凸を有するシリコンウェーハを供給し、これにより測定
値の絶対値を較正することが必要となってきた。ある段
差を有する標準ウェーハは存在しているものの、該ウェ
ーハは表面に一定の空間波長と高さ（波高）を持たない
為、これでは周期性、傾きについての較正をすることが
できない。
選ばれた一つのシリコンウェーハを基準にして、上述の
日間、バッチ間、装置間の相対的なバラツキが管理され
るだけであるため、測定の絶対値に対して高い信頼性は
得られていない。このため、基準となる定まった微小凹
凸を有するシリコンウェーハを供給し、これにより測定
値の絶対値を較正することが必要となってきた。ある段
差を有する標準ウェーハは存在しているものの、該ウェ
ーハは表面に一定の空間波長と高さ（波高）を持たない
為、これでは周期性、傾きについての較正をすることが
できない。
【０００６】ところで、シリコンウェーハの平坦化にお
いて近年では、プラズマ中に発生する活性種によってシ
リコンウェーハを局部的にエッチングする局部エッチン
グ装置が使用されるようになってきた。図１は一般的な
局部エッチング装置２００を示す断面図である。
いて近年では、プラズマ中に発生する活性種によってシ
リコンウェーハを局部的にエッチングする局部エッチン
グ装置が使用されるようになってきた。図１は一般的な
局部エッチング装置２００を示す断面図である。
【０００７】この局部エッチング装置２００は、ＳＦ６
（六フッ化硫黄）ガス等をプラズマ発生器１００で放電
させて、Ｆ活性種等を生成し、このＦ活性種ガスＧをノ
ズル部１０１からチャック１２０上のシリコンウェーハ
Ｗの表面Ｗａに噴射することで、表面Ｗａの部分のうち
基準厚さ値よりも厚い部分（以下、「相対厚部」とい
う。）を局部的にエッチングするものである。
（六フッ化硫黄）ガス等をプラズマ発生器１００で放電
させて、Ｆ活性種等を生成し、このＦ活性種ガスＧをノ
ズル部１０１からチャック１２０上のシリコンウェーハ
Ｗの表面Ｗａに噴射することで、表面Ｗａの部分のうち
基準厚さ値よりも厚い部分（以下、「相対厚部」とい
う。）を局部的にエッチングするものである。
【０００８】具体的には、厚い相対厚部に対して、チャ
ック１２０を移動速度、即ちノズル部１０１の相対速度
を遅くして、Ｆ活性種ガスＧの噴射時間を長くし、低い
相対厚部に対しては、ノズル部１０１の相対速度を速く
して、Ｆ活性種ガスＧの噴射時間を短くすることによ
り、シリコンウェーハＷの表面Ｗａ全体を平坦化するも
のである。
ック１２０を移動速度、即ちノズル部１０１の相対速度
を遅くして、Ｆ活性種ガスＧの噴射時間を長くし、低い
相対厚部に対しては、ノズル部１０１の相対速度を速く
して、Ｆ活性種ガスＧの噴射時間を短くすることによ
り、シリコンウェーハＷの表面Ｗａ全体を平坦化するも
のである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した問題
に鑑み、表面の微小凹凸を測定する時の基準となるシリ
コンウェーハであって、表面に予め定められた一定の空
間波長と高さを持つ微小凹凸を有するナノトポグラフィ
評価用基準ウエーハを提供するとともに、この評価用基
準ウエーハを製造する製造方法及び該基準ウェーハを用
いたウェーハの評価方法を提供することを課題とするも
のである。また、この評価用基準ウエーハを測定器の較
正に使用することにより、どの測定器においても測定結
果の評価が等価になるようにし、更にこれによる管理を
可能とすることを課題とするものである。また、更に、
現在では、較正手段を持たないシリコンウェーハ表面の
微小凹凸測定装置に対し一定の規格に基づいた評価用基
準ウェーハを提供することを課題とするものである。
に鑑み、表面の微小凹凸を測定する時の基準となるシリ
コンウェーハであって、表面に予め定められた一定の空
間波長と高さを持つ微小凹凸を有するナノトポグラフィ
評価用基準ウエーハを提供するとともに、この評価用基
準ウエーハを製造する製造方法及び該基準ウェーハを用
いたウェーハの評価方法を提供することを課題とするも
のである。また、この評価用基準ウエーハを測定器の較
正に使用することにより、どの測定器においても測定結
果の評価が等価になるようにし、更にこれによる管理を
可能とすることを課題とするものである。また、更に、
現在では、較正手段を持たないシリコンウェーハ表面の
微小凹凸測定装置に対し一定の規格に基づいた評価用基
準ウェーハを提供することを課題とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明では、局部的なエ
ッチングを一定速度、一定幅毎に移動させることにより
エッチング形状が重ね合わされ、ウェーハ表面には微小
なエッチング痕が一定の周期と一定の高さで形成され
る。また、その際、エッチング痕はその周期が直線走査
の間隔と一致し、高さが速度に依存して形成される。な
お、この明細書では波高という用語を使用するが、これ
は周期性のある微小凹凸を水面の波にたとえ、そのよう
な波において、波の底から波の頂きまでの高さの差を意
味するものとして使用している。
ッチングを一定速度、一定幅毎に移動させることにより
エッチング形状が重ね合わされ、ウェーハ表面には微小
なエッチング痕が一定の周期と一定の高さで形成され
る。また、その際、エッチング痕はその周期が直線走査
の間隔と一致し、高さが速度に依存して形成される。な
お、この明細書では波高という用語を使用するが、これ
は周期性のある微小凹凸を水面の波にたとえ、そのよう
な波において、波の底から波の頂きまでの高さの差を意
味するものとして使用している。
【００１１】更に具体的に示すと上記課題は、以下の手
段により解決される。すなわち、第１番目の発明の解決
手段は、表面に一定の空間波長と高さを持つ微小凹凸を
有することを特徴とするナノトポグラフィ評価用基準ウ
エーハである。
段により解決される。すなわち、第１番目の発明の解決
手段は、表面に一定の空間波長と高さを持つ微小凹凸を
有することを特徴とするナノトポグラフィ評価用基準ウ
エーハである。
【００１２】第２番目の発明の解決手段は、第１番目の
発明のナノトポグラフィ評価用基準ウエーハにおいて、
上記微小凹凸を、更に、上記空間波長が０．５ｍｍ以上
且つ２０ｍｍ以下であり、上記波高が１ｎｍ以上２００
ｎｍ以下としたものである。
発明のナノトポグラフィ評価用基準ウエーハにおいて、
上記微小凹凸を、更に、上記空間波長が０．５ｍｍ以上
且つ２０ｍｍ以下であり、上記波高が１ｎｍ以上２００
ｎｍ以下としたものである。
【００１３】第３番目の発明の解決手段は、第１番目又
は第２番目の発明のナノトポグラフィ評価用基準ウエー
ハにおいて、上記微小凹凸を、局部エッチングの相対走
査によって形成したものである。
は第２番目の発明のナノトポグラフィ評価用基準ウエー
ハにおいて、上記微小凹凸を、局部エッチングの相対走
査によって形成したものである。
【００１４】第４番目の発明の解決手段は、第１番目か
ら第３番目までのいずれかの発明のナノトポグラフィ評
価用基準ウエーハを製造するための製造方法であって、
少なくとも両面研磨工程を経たシリコンウェーハを、Ｘ
−Ｙステージを用い、Ｘ、Ｙのいずれか一方の方向は一
定の幅のステップ移動をさせ、他方の方向は直線移動を
させることにより局部エッチングの領域を移動させると
ころのナノトポグラフィ評価用基準ウエーハの製造方法
である。
ら第３番目までのいずれかの発明のナノトポグラフィ評
価用基準ウエーハを製造するための製造方法であって、
少なくとも両面研磨工程を経たシリコンウェーハを、Ｘ
−Ｙステージを用い、Ｘ、Ｙのいずれか一方の方向は一
定の幅のステップ移動をさせ、他方の方向は直線移動を
させることにより局部エッチングの領域を移動させると
ころのナノトポグラフィ評価用基準ウエーハの製造方法
である。
【００１５】第５番目の発明の解決手段は、第４番目の
発明のナノトポグラフィ評価用基準ウエーハの製造方法
であって、上記Ｘ−Ｙステージのステップ幅を変化させ
ることにより上記微小凹凸の上記空間波長を依存させ、
上記直線移動の速度を変化させることにより、上記微小
凹凸の上記波高を依存させるものである。
発明のナノトポグラフィ評価用基準ウエーハの製造方法
であって、上記Ｘ−Ｙステージのステップ幅を変化させ
ることにより上記微小凹凸の上記空間波長を依存させ、
上記直線移動の速度を変化させることにより、上記微小
凹凸の上記波高を依存させるものである。
【００１６】第６番目の発明の解決手段は、第４番目又
は第５番目の発明のナノトポグラフィ評価用基準ウエー
ハの製造方法であって、上記局部エッチングでは、ＮＦ
３、ＣＦ４、又は、ＳＦ６のうちの何れかのガスが使用
されるものである。
は第５番目の発明のナノトポグラフィ評価用基準ウエー
ハの製造方法であって、上記局部エッチングでは、ＮＦ
３、ＣＦ４、又は、ＳＦ６のうちの何れかのガスが使用
されるものである。
【００１７】第７番目の発明の解決手段は、第３番目か
ら第６番目までのいずれかの発明のナノトポグラフィ評
価用基準ウエーハ製造方法において、上記局部エッチン
グを、マイクロ波ダウンストリームプラズマ及びＲＩＥ
( Reactive Ion etching )によるエッチングとしたもの
である。
ら第６番目までのいずれかの発明のナノトポグラフィ評
価用基準ウエーハ製造方法において、上記局部エッチン
グを、マイクロ波ダウンストリームプラズマ及びＲＩＥ
( Reactive Ion etching )によるエッチングとしたもの
である。
【００１８】第８番目の発明は、第１番目から第３番目
までのいずれかの発明のナノトポグラフィ評価用基準ウ
ェーハにより較正されたナノトポグラフィ評価装置を用
いて製品ウェーハの評価を行うものである。
までのいずれかの発明のナノトポグラフィ評価用基準ウ
ェーハにより較正されたナノトポグラフィ評価装置を用
いて製品ウェーハの評価を行うものである。
【００１９】これらの発明では、プラズマ発生過程にお
いて放電管内の所定のガスがノズル部から噴射されると
ともに、放電管のノズル部がウェーハの表面に沿って一
定速度で移動させられる。これにより、シリコンウェー
ハの表面にはノズル部から噴射する活性種ガスによつて
局部的なエッチングが施されることにより、シリコンウ
ェーハに一定の周期と波高を持つ微小凹凸が加工、形成
される。
いて放電管内の所定のガスがノズル部から噴射されると
ともに、放電管のノズル部がウェーハの表面に沿って一
定速度で移動させられる。これにより、シリコンウェー
ハの表面にはノズル部から噴射する活性種ガスによつて
局部的なエッチングが施されることにより、シリコンウ
ェーハに一定の周期と波高を持つ微小凹凸が加工、形成
される。
【００２０】局部的なエッチングを一定速度、一定幅毎
に移動させることによりウェーハ表面に微小なエッチン
グ痕、つまり、微小凹凸、が一定の周期と波高で形成さ
れる。このとき、微小凹凸の周期は直線走査の間隔と一
致し、波高は速度に依存する。微小凹凸を空間波長（周
期）が０．５ｍｍ以上且つ２０ｍｍ以下であり、波高が
１ｎｍ以上２００ｎｍ以下のナノトポグラフィ評価用基
準ウエーハを製造し、これをウェーハ表面測定用の光学
的測定装置にかけ、較正、及び測定値の確認を行う。
に移動させることによりウェーハ表面に微小なエッチン
グ痕、つまり、微小凹凸、が一定の周期と波高で形成さ
れる。このとき、微小凹凸の周期は直線走査の間隔と一
致し、波高は速度に依存する。微小凹凸を空間波長（周
期）が０．５ｍｍ以上且つ２０ｍｍ以下であり、波高が
１ｎｍ以上２００ｎｍ以下のナノトポグラフィ評価用基
準ウエーハを製造し、これをウェーハ表面測定用の光学
的測定装置にかけ、較正、及び測定値の確認を行う。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態につい
て図面を参照して説明する。
て図面を参照して説明する。
【００２２】図２は、この発明の一実施形態に係わるナ
ノトポグラフィ評価用基準ウエーハを製造するための製
造装置、すなわち、局部エッチング装置を示す概略構成
図である。これによりウェーハ表面には、局部エッチン
グにより微小凹凸が形成される。
ノトポグラフィ評価用基準ウエーハを製造するための製
造装置、すなわち、局部エッチング装置を示す概略構成
図である。これによりウェーハ表面には、局部エッチン
グにより微小凹凸が形成される。
【００２３】この局部エッチング装置は、プラズマ発生
器１、ガス供給装置３、Ｘ−Ｙ駆動機構５を具備してい
る。プラズマ発生器１はアルミナ放電管のガスをプラズ
マ放電させて中性ラジカルを含んだ活性種ガスＧを生成
するための機器であり、マイクロ波発振器１０と導波管
１１とよりなる。マイクロ波発振器１０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。
器１、ガス供給装置３、Ｘ−Ｙ駆動機構５を具備してい
る。プラズマ発生器１はアルミナ放電管のガスをプラズ
マ放電させて中性ラジカルを含んだ活性種ガスＧを生成
するための機器であり、マイクロ波発振器１０と導波管
１１とよりなる。マイクロ波発振器１０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。
【００２４】導波管１１は、マイクロ波発振器１０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２に外挿されている。
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２に外挿されている。
【００２５】このような導波管１１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
ートプランジャー）１２が取り付けられている。また、
導波管１１の中途には、マイクロ波Ｍの位相合わせを行
うスタブチューナ１３と、マイクロ波発振器１０に向か
う反射マイクロ波Ｍを９０°方向に（図２の表面方向）
に曲げるアイソレータ１４とが取り付けられている。
マイクロ波Ｍを反射して定在波を形成する反射板（ショ
ートプランジャー）１２が取り付けられている。また、
導波管１１の中途には、マイクロ波Ｍの位相合わせを行
うスタブチューナ１３と、マイクロ波発振器１０に向か
う反射マイクロ波Ｍを９０°方向に（図２の表面方向）
に曲げるアイソレータ１４とが取り付けられている。
【００２６】アルミナ放電管２は、下端部にノズル部２
０を有した円筒体であり、上端部には、ガス供給装置３
の供給パイプ３０が連結されている。
０を有した円筒体であり、上端部には、ガス供給装置３
の供給パイプ３０が連結されている。
【００２７】ガス供給装置３は、アルミナ放電管２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３１を有し、ボンベ３１がバルブ３２
と流量制御器３３を介して供給パイプ３０に連結されて
いる。
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３１を有し、ボンベ３１がバルブ３２
と流量制御器３３を介して供給パイプ３０に連結されて
いる。
【００２８】プラズマ発生器１がかかる構成を採ること
により、ガス供給装置３からアルミナ放電管２にガスを
供給すると共に、マイクロ波発振器１０からマイクロ波
Ｍを発振すると、アルミナ放電管２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２０から噴射される。
により、ガス供給装置３からアルミナ放電管２にガスを
供給すると共に、マイクロ波発振器１０からマイクロ波
Ｍを発振すると、アルミナ放電管２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２０から噴射される。
【００２９】シリコンウェーハＷは、チャンバー４内の
チャック４０上に配置されると、チャック４０の静電気
力で吸着されるようになっている。チャンバー４には、
真空ポンプ４１がとりつけられており、この真空ポンプ
４１によってチャンバー４内を真空にすることができ
る。また、チャンバー４の上面中央部には、孔４２が穿
設され、この孔４２を介してアルミナ放電管２のノズル
部２０がチャンバー４内に外挿されている。また、孔４
２とアルミナ放電管２との間にはＯ−リング４３が装着
され、孔４２とアルミナ放電管２との間が気密に保持さ
れている。そして、このような孔４２に挿入されたノズ
ル部２０の周囲にはダクト４４が設けられ真空ポンプ４
５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４の外部に排出することができる。
チャック４０上に配置されると、チャック４０の静電気
力で吸着されるようになっている。チャンバー４には、
真空ポンプ４１がとりつけられており、この真空ポンプ
４１によってチャンバー４内を真空にすることができ
る。また、チャンバー４の上面中央部には、孔４２が穿
設され、この孔４２を介してアルミナ放電管２のノズル
部２０がチャンバー４内に外挿されている。また、孔４
２とアルミナ放電管２との間にはＯ−リング４３が装着
され、孔４２とアルミナ放電管２との間が気密に保持さ
れている。そして、このような孔４２に挿入されたノズ
ル部２０の周囲にはダクト４４が設けられ真空ポンプ４
５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４の外部に排出することができる。
【００３０】Ｘ−Ｙ駆動機構５は、このようなチャンバ
ー４内に配されており、チャック４０の下方から支持し
ている。
ー４内に配されており、チャック４０の下方から支持し
ている。
【００３１】このＸ−Ｙ駆動機構５は、そのＸ駆動モー
タ５０によってチャック４０を図２の左右方向に移動さ
せ、そのＹ駆動モータ５１によってチャック４０とＸ駆
動モータ５０とを一体に図２の紙面表裏方向に移動させ
る。すなわち、このＸ−Ｙ駆動機構５によってノズル部
２０をシリコンウェーハ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。
タ５０によってチャック４０を図２の左右方向に移動さ
せ、そのＹ駆動モータ５１によってチャック４０とＸ駆
動モータ５０とを一体に図２の紙面表裏方向に移動させ
る。すなわち、このＸ−Ｙ駆動機構５によってノズル部
２０をシリコンウェーハ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。
【００３２】次に、上記局部エッチング装置を用いてこ
の実施形態のウェーハ表面微小凹凸を形成する方法につ
いて説明する。ガス供給装置３のバルブ３２を開き、ボ
ンベ３１内のＳＦ６ガスを供給パイプ３０に流出して、
アルミナ放電管２に供給する。この時、バルブ３２の開
度を調整して、ＳＦ６ガスの流量を３００ＳＣＣＭ（St
andard Cubic CentiMeter ）に調整する。
の実施形態のウェーハ表面微小凹凸を形成する方法につ
いて説明する。ガス供給装置３のバルブ３２を開き、ボ
ンベ３１内のＳＦ６ガスを供給パイプ３０に流出して、
アルミナ放電管２に供給する。この時、バルブ３２の開
度を調整して、ＳＦ６ガスの流量を３００ＳＣＣＭ（St
andard Cubic CentiMeter ）に調整する。
【００３３】上記ＳＦ６ガスの供給作業と平行して、マ
イクロ波発振器１０を駆動する。すると、ＳＦ６ガスが
マイクロ波Ｍによってプラズマ放電されて、中性ラジカ
ルであるＦ（フッ素）ラジカル（中性活性種）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２のノズル部２０に案内されて、ノズル
部２０の開口２０ａからシリコンウェーハＷ側に向けて
噴射される。
イクロ波発振器１０を駆動する。すると、ＳＦ６ガスが
マイクロ波Ｍによってプラズマ放電されて、中性ラジカ
ルであるＦ（フッ素）ラジカル（中性活性種）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２のノズル部２０に案内されて、ノズル
部２０の開口２０ａからシリコンウェーハＷ側に向けて
噴射される。
【００３４】この状態で局部エッチング過程を実行す
る。制御コンピュータ４９によりＸ−Ｙ駆動機構５を駆
動し、シリコンウェーハＷを吸着したチャック４０をＸ
−Ｙ方向にジグザグ状に移動する。図３は、ノズル部２
０の走査の様子をシリコンウェーハＷの上面から見た軌
跡によって説明するための説明図である。この図３に示
すように、ノズル部２０はシリコンウェーハＷに対して
相対的にジグザク状（矩形波状）に移動させられる。
る。制御コンピュータ４９によりＸ−Ｙ駆動機構５を駆
動し、シリコンウェーハＷを吸着したチャック４０をＸ
−Ｙ方向にジグザグ状に移動する。図３は、ノズル部２
０の走査の様子をシリコンウェーハＷの上面から見た軌
跡によって説明するための説明図である。この図３に示
すように、ノズル部２０はシリコンウェーハＷに対して
相対的にジグザク状（矩形波状）に移動させられる。
【００３５】このとき、ノズル部２０の速度は、Ｙ方向
に一定速度の移動を反対方向に繰り返し、この繰り返し
の逆転時に合わせてＸ方向には一定間隔Ｓでステップ移
動させられる。これによりシリコンウェーハＷの表面で
はＸ方向の間隔Ｓ毎にＹ方向の一定走査速度に応じたエ
ッチングが行われる。なお、上記局部エッチングでは、
ＳＦ６ガスが使用される例を示ししているが、ＮＦ３、
又は、ＣＦ４ガスを使用することができる。
に一定速度の移動を反対方向に繰り返し、この繰り返し
の逆転時に合わせてＸ方向には一定間隔Ｓでステップ移
動させられる。これによりシリコンウェーハＷの表面で
はＸ方向の間隔Ｓ毎にＹ方向の一定走査速度に応じたエ
ッチングが行われる。なお、上記局部エッチングでは、
ＳＦ６ガスが使用される例を示ししているが、ＮＦ３、
又は、ＣＦ４ガスを使用することができる。
【００３６】図４は、Ｙ方向から見たエッチングの様子
を示す図である。この図において、左右方向はＸ軸方
向、上下はＺ方向を示しており、（ａ）はＹ方向のエッ
チングによって形成される形状がＸ方向に等間隔で重ね
合わされたときにシリコンウェーハ上に形成される形
状、（ｂ）はこの形状の一部拡大図である。
を示す図である。この図において、左右方向はＸ軸方
向、上下はＺ方向を示しており、（ａ）はＹ方向のエッ
チングによって形成される形状がＸ方向に等間隔で重ね
合わされたときにシリコンウェーハ上に形成される形
状、（ｂ）はこの形状の一部拡大図である。
【００３７】ノズル部２０がＹ方向にシリコンウェーハ
Ｗの表面を一定速度で走査すると、一度の走査により、
（ａ）の太い曲線ｅで示される形状が形成される。この
形状がＸ方向に一定間隔Ｓで繰り返されるので、最終的
にこれが重ね合わされた形状がシリコンウェーハＷ上に
形成される。拡大図（ｂ）に示されるように、重ね合わ
された形状は微小な波を打っており、そのピッチはＸ方
向の送り間隔Ｓと等しい。つまり、エッチングの重なる
領域が連続してエッチング後のシリコンウェーハＷの表
面において微小の凹凸が発生する。
Ｗの表面を一定速度で走査すると、一度の走査により、
（ａ）の太い曲線ｅで示される形状が形成される。この
形状がＸ方向に一定間隔Ｓで繰り返されるので、最終的
にこれが重ね合わされた形状がシリコンウェーハＷ上に
形成される。拡大図（ｂ）に示されるように、重ね合わ
された形状は微小な波を打っており、そのピッチはＸ方
向の送り間隔Ｓと等しい。つまり、エッチングの重なる
領域が連続してエッチング後のシリコンウェーハＷの表
面において微小の凹凸が発生する。
【００３８】この時微小凹凸の周期が２０ｍｍ以下で、
波高（波頂から波底までの高さの差）が１ｎｍ以上２０
０ｎｍ以下の範囲とする場合、単一エッチング走査のエ
ッチング最大除量から計算してＹ方向の速度を決定す
る。
波高（波頂から波底までの高さの差）が１ｎｍ以上２０
０ｎｍ以下の範囲とする場合、単一エッチング走査のエ
ッチング最大除量から計算してＹ方向の速度を決定す
る。
【００３９】なお、この発明は上記実施形態に限定され
るものでなく、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ダウンス
トリームプラズマを使用したが、ＲＩＥを用いることも
できる。この場合もプラズマの生成法に違いはあるがＸ
−Ｙ駆動を利用し、エッチング形状を計算された間隔毎
に加工を行うことにより一定の波高、周期をもつシリコ
ンウェーハの製造が可能となる。
るものでなく、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ダウンス
トリームプラズマを使用したが、ＲＩＥを用いることも
できる。この場合もプラズマの生成法に違いはあるがＸ
−Ｙ駆動を利用し、エッチング形状を計算された間隔毎
に加工を行うことにより一定の波高、周期をもつシリコ
ンウェーハの製造が可能となる。
【００４０】上記実施形態により製造された一定周期と
設定値波高を有するシリコンウェーハを、測定器の測定
値を確認するため、あるいは測定器を較正するためのウ
ェーハとして使用するとき、その測定器は安定した信頼
のできるデータを得ることが可能となる。以下に実施例
を示す。
設定値波高を有するシリコンウェーハを、測定器の測定
値を確認するため、あるいは測定器を較正するためのウ
ェーハとして使用するとき、その測定器は安定した信頼
のできるデータを得ることが可能となる。以下に実施例
を示す。
【００４１】
【実施例】実施例１ ダウンストリームプラズマを使用した局部エッチング装
置においてＳＦ６ガス、ガス流量３００ＳＣＣＭ、マイ
クロ波進行波、出力３００Ｗによりピッチ幅を２ｍｍ、
４ｍｍ、５ｍｍに設定し、Ｙ方向の速度を一定（８０ｍ
ｍ／ｓｅｃ、４０ｍｍ／ｓｅｃ、８０ｍｍ／ｓｅｃ）に
して、シリコンウェーハのエッチング加工を行った。加
工前後にシリコンウェーハ平坦度測定装置により加工量
を測定した。また加工後、触針式段差測定装置により加
工後のシリコンウェーハ上の凹凸の高さ（波高）につい
て評価した。図５は、これにより得られた加工結果を示
す表である。
置においてＳＦ６ガス、ガス流量３００ＳＣＣＭ、マイ
クロ波進行波、出力３００Ｗによりピッチ幅を２ｍｍ、
４ｍｍ、５ｍｍに設定し、Ｙ方向の速度を一定（８０ｍ
ｍ／ｓｅｃ、４０ｍｍ／ｓｅｃ、８０ｍｍ／ｓｅｃ）に
して、シリコンウェーハのエッチング加工を行った。加
工前後にシリコンウェーハ平坦度測定装置により加工量
を測定した。また加工後、触針式段差測定装置により加
工後のシリコンウェーハ上の凹凸の高さ（波高）につい
て評価した。図５は、これにより得られた加工結果を示
す表である。
【００４２】実施例２ 従来の方法として基準ウェーハにより較正していないナ
ノトポグラフィ評価装置と本発明により得られた基準ウ
ェーハにより較正されたナノトポグラフィ評価装置によ
りそれぞれ製品ウェーハの微小凹凸を評価した。その結
果を図６に示す。本発明による基準ウェーハにより較正
されたナノトポグラフィ評価装置の凹凸ａの高さ（波
高）ｈａは、触針式段差測定装置による基準値（絶対
値）ｂとほぼ同じ波高ｈｂであるのに対し、一方、従来
の方法で得られている凹凸ｃの高さ（波高）ｈｃでは凹
凸の高さ（波高）に誤差が生じていることがわかる。
ノトポグラフィ評価装置と本発明により得られた基準ウ
ェーハにより較正されたナノトポグラフィ評価装置によ
りそれぞれ製品ウェーハの微小凹凸を評価した。その結
果を図６に示す。本発明による基準ウェーハにより較正
されたナノトポグラフィ評価装置の凹凸ａの高さ（波
高）ｈａは、触針式段差測定装置による基準値（絶対
値）ｂとほぼ同じ波高ｈｂであるのに対し、一方、従来
の方法で得られている凹凸ｃの高さ（波高）ｈｃでは凹
凸の高さ（波高）に誤差が生じていることがわかる。
【００４３】
【発明の効果】これまでのシリコンウェーハ上に残る微
小凹凸ナノトポロジー、を制御することは不可能であっ
た。しかし、局部エッチング法を用いた本発明の方法で
は、Ｘ−Ｙステージのピッチ幅と走査速度により加工後
のシリコンウェーハ上に残る微小凹凸を制御することが
可能となるという効果を奏する。また、このため、現在
のところ較正手段を持たないシリコンウェーハ表面の微
小凹凸測定装置に対し標準サンプルとして一定の規格の
あるウェーハを供給することが可能となり、絶対値の信
頼性が向上するという効果を奏する。
小凹凸ナノトポロジー、を制御することは不可能であっ
た。しかし、局部エッチング法を用いた本発明の方法で
は、Ｘ−Ｙステージのピッチ幅と走査速度により加工後
のシリコンウェーハ上に残る微小凹凸を制御することが
可能となるという効果を奏する。また、このため、現在
のところ較正手段を持たないシリコンウェーハ表面の微
小凹凸測定装置に対し標準サンプルとして一定の規格の
あるウェーハを供給することが可能となり、絶対値の信
頼性が向上するという効果を奏する。
【００４４】本発明によって、表面の微小凹凸を測定す
る時の基準となるシリコンウェーハであって、表面に予
め定められた一定の空間波長と波高を持つ微小凹凸を有
するナノトポグラフィ評価用基準ウエーハを提供するこ
とができるという効果を奏する。また、この評価用基準
ウエーハを測定器の較正に使用することにより、どの測
定器においても測定結果の評価を等価とすることを可能
にし、更にこれによる管理を可能とする効果を奏する。
また、更に、現状では較正手段を持たないシリコンウェ
ーハ表面の微小凹凸測定装置に対し一定の規格のあるウ
ェーハを供給することができるという効果を奏する。
る時の基準となるシリコンウェーハであって、表面に予
め定められた一定の空間波長と波高を持つ微小凹凸を有
するナノトポグラフィ評価用基準ウエーハを提供するこ
とができるという効果を奏する。また、この評価用基準
ウエーハを測定器の較正に使用することにより、どの測
定器においても測定結果の評価を等価とすることを可能
にし、更にこれによる管理を可能とする効果を奏する。
また、更に、現状では較正手段を持たないシリコンウェ
ーハ表面の微小凹凸測定装置に対し一定の規格のあるウ
ェーハを供給することができるという効果を奏する。
【図１】一般的な局部エッチング装置２００の断面図で
ある。
ある。
【図２】本発明の一実施形態に係わるナノトポグラフィ
評価用基準ウエーハを製造するための製造装置、すなわ
ち、局部エッチング装置を示す概略構成図である。
評価用基準ウエーハを製造するための製造装置、すなわ
ち、局部エッチング装置を示す概略構成図である。
【図３】ノズル部２０の走査の様子をシリコンウェーハ
Ｗの上面から見た軌跡によって説明するための説明図で
ある。
Ｗの上面から見た軌跡によって説明するための説明図で
ある。
【図４】Ｙ方向から見たエッチングの様子を示す図であ
る。
る。
【図５】実施例の加工結果を示す表である。
【図６】従来と本発明にかかる製品ウェーハの微小凹凸
を評価した結果を示す図である。
を評価した結果を示す図である。
１、１００ プラズマ発生器 ２ アルミナ放電管 ３ ガス供給装置 ４ チャンバー ５ Ｘ−Ｙ駆動機構 １０ マイクロ波発振器 １１ 導波管 １３ スタブチューナ １４ アイソレータ ２０、１０１ ノズル部 ２０ａ 開口 ３０ 供給パイプ ３１ ボンベ ３２ バルブ ３３ 流量制御器 ４０、１２０ チャック ４１、４５ 真空ポンプ ４２ 孔 ４３ Ｏ−リング ４４ ダクト ４９ 制御コンピュータ ５０ Ｘ駆動モータ ５１ Ｙ駆動モータ Ｇ 活性種ガス Ｍ マイクロ波 Ｗ シリコンウェーハ Ｗａ 表面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/304 ６２２ Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｂ (72)発明者 奥谷 忠義 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 大川 真司 佐賀県杵島郡江北町大字上小田2201番地 住友金属工業株式会社シチックス事業本部 内 Ｆターム(参考） 2F078 CA01 CA08 CB12 CC11 4M106 AA01 BA04 BA11 CA24 DB07 DB30 DH01 DH11 DH12 DH31 DH60 DJ19 DJ40 5F004 AA11 AA16 BA03 BA20 BB14 BB18 BB24 DA01 DA17 DA18 DB01 EB08
Claims (8)
- 【請求項１】 表面に一定の空間波長と波高を持つ微小
凹凸を有することを特徴とするナノトポグラフィ評価用
基準ウエーハ。 - 【請求項２】 請求項１に記載されたナノトポグラフィ
評価用基準ウエーハにおいて、 上記微小凹凸は、更に、上記空間波長が０．５ｍｍ以上
且つ２０ｍｍ以下であり、上記波高が１ｎｍ以上２００
ｎｍ以下であることを特徴とするナノトポグラフィ評価
用基準ウエーハ。 - 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載されたナノ
トポグラフィ評価用基準ウエーハにおいて、 上記微小凹凸は、局部エッチングの相対走査によって形
成されたものであることを特徴とするナノトポグラフィ
評価用基準ウエーハ。 - 【請求項４】 請求項１から請求項３までのいずれかに
記載されたナノトポグラフィ評価用基準ウエーハを製造
するための製造方法であって、 少なくとも両面研磨工程を経たシリコンウェーハを、Ｘ
−Ｙステージを用い、Ｘ、Ｙのいずれか一方の方向は一
定の幅のステップ移動をさせ、他方の方向は直線移動を
させることにより局部エッチングの領域を移動させるこ
とを特徴とするナノトポグラフィ評価用基準ウエーハの
製造方法。 - 【請求項５】 請求項４に記載されたナノトポグラフィ
評価用基準ウエーハの製造方法であって、 上記Ｘ−Ｙステージのステップ幅を変化させることによ
り上記微小凹凸の上記空間波長を依存させ、 上記直線移動の速度を変化させることにより、上記微小
凹凸の上記波高を依存させることを特徴とするナノトポ
グラフィ評価用基準ウエーハの製造方法。 - 【請求項６】 請求項４又は請求項５に記載されたナノ
トポグラフィ評価用基準ウエーハの製造方法であって、 上記局部エッチングでは、ＮＦ３、ＣＦ４、又は、ＳＦ
６のうちの何れかのガスを使用することを特徴とするナ
ノトポグラフィ評価用基準ウエーハの製造方法。 - 【請求項７】 請求項４から請求項６までのいずれかに
記載されたナノトポグラフィ評価用基準ウエーハ製造方
法において、 上記局部エッチングは、マイクロ波ダウンストリームプ
ラズマ又はＲＩＥによるエッチングであることを特徴と
するナノトポグラフィ評価用基準ウエーハ製造方法。 - 【請求項８】 請求項１から請求項３までのいずれかに
記載されたナノトポグラフィ評価用基準ウェーハにより
較正されたナノトポグラフィ評価装置を用いて製品ウェ
ーハの評価を行うことを特徴とするウェーハ評価方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000325925A JP3950622B2 (ja) | 2000-10-25 | 2000-10-25 | ナノトポグラフィ評価用基準ウェーハとその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000325925A JP3950622B2 (ja) | 2000-10-25 | 2000-10-25 | ナノトポグラフィ評価用基準ウェーハとその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002134581A true JP2002134581A (ja) | 2002-05-10 |
| JP3950622B2 JP3950622B2 (ja) | 2007-08-01 |
Family
ID=18803211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000325925A Expired - Lifetime JP3950622B2 (ja) | 2000-10-25 | 2000-10-25 | ナノトポグラフィ評価用基準ウェーハとその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3950622B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010109370A (ja) * | 2008-10-29 | 2010-05-13 | Siltronic Ag | 半導体ウェーハの両面をポリッシングする方法 |
| JP2010147140A (ja) * | 2008-12-17 | 2010-07-01 | Seiko Epson Corp | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 |
| US8831899B2 (en) | 2008-10-31 | 2014-09-09 | Hitachi High-Technologies Corporation | Inspecting apparatus and an inspecting method |
| WO2018079105A1 (ja) * | 2016-10-31 | 2018-05-03 | 株式会社Sumco | ウェーハの製造方法およびウェーハ |
| JP2020170756A (ja) * | 2019-04-01 | 2020-10-15 | 株式会社Sumco | シリコンウェーハの平坦化加工方法 |
-
2000
- 2000-10-25 JP JP2000325925A patent/JP3950622B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010109370A (ja) * | 2008-10-29 | 2010-05-13 | Siltronic Ag | 半導体ウェーハの両面をポリッシングする方法 |
| US9224613B2 (en) | 2008-10-29 | 2015-12-29 | Siltronic Ag | Method for polishing both sides of a semiconductor wafer |
| US8831899B2 (en) | 2008-10-31 | 2014-09-09 | Hitachi High-Technologies Corporation | Inspecting apparatus and an inspecting method |
| JP2010147140A (ja) * | 2008-12-17 | 2010-07-01 | Seiko Epson Corp | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 |
| WO2018079105A1 (ja) * | 2016-10-31 | 2018-05-03 | 株式会社Sumco | ウェーハの製造方法およびウェーハ |
| JP2020170756A (ja) * | 2019-04-01 | 2020-10-15 | 株式会社Sumco | シリコンウェーハの平坦化加工方法 |
| JP7078005B2 (ja) | 2019-04-01 | 2022-05-31 | 株式会社Sumco | シリコンウェーハの平坦化加工方法 |
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| JP3950622B2 (ja) | 2007-08-01 |
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