JP3871433B2 - ウエハ平坦化方法及び記録媒体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、活性種ガスにより、ウエハ表面の凸部を局所的に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所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方法及び記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図９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９において、符号１００はプラズマ発生部であり、プラズマ発生部１００で発生したプラズマ中の活性種ガスＧを、ノズル１０１からウエハとしてのウエハ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の表面の内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。
これにより、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を局所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。
しかしながら、ウエハＷ上の相対厚部Ｗａの厚さは一様ではなく、多種多様である。
このため、相対厚部Ｗａの厚さに対応して、ウエハＷに対するノズル１０１の相対速度を制御する技術が考案されている（例えば特開平９−２７４８２号公報記載の技術）。
この技術は、まずウエハＷの全表面にわたって、相対厚部Ｗａの位置と厚さとをウエハ平坦度測定器により測定して、その位置−厚さの２次元データを作る。そして、このデータを相対厚部Ｗａの位置と、エッチング処理後にその相対厚部Ｗａが所望の平坦度になるようなノズル１０１の相対速度とを示す位置−相対速度データに変換する。
次に、この位置−相対速度データに基づいて、ステージ１２０を制御し、ノズル１０１を所定の相対厚部１１１の真上まで移動させながらウエハＷの全面をエッチング処理する。
すなわち、厚みが大きい相対厚部Ｗａのところでは、ノズル１０１の相対速度を遅くして、エッチング量を増やし、厚みが小さい相対厚部Ｗａのところでは、ノズル１０１の相対速度を速くして、エッチング量を少なくすることで、ウエハＷの全面を平坦化する。
【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る。
図１０は、ノズル１０１からの活性種ガスＧの噴射状態図であり、図１１は、活性種ガスＧの重畳による平坦化動作を説明するための概略図であり、図１２は従来のウエハ平坦化方法が有する問題点を説明するための概略断面図である。
図１０に示すように、ノズル１０１から噴射された活性種ガスＧは、下方で広がり、ウエハＷのノズル１０１真下部分が深くエッチングされ、この部分から外側に行くに従って浅くエッチングされることとなる。
したがって、ノズル１０１の走査中においては、図１１に示すように、ウエハＷの領域Ｗｂは、領域Ｗｂに向かってくるノズル１０１から噴射された活性種ガスＧによってエッチングされ始めることとなる。
例えば、ノズル１０１が図１１の左から右に移動し、領域Ｗｂの左端からエッチング半径ｒの位置Ｑ１に至ったノズル１０１から噴射されている活性種ガスＧの裾野の端が領域Ｗｂの端に接したとすると、領域Ｗｂは、この位置Ｑ１から位置Ｑ２に向かって移動するノズル１０１からの活性種ガスＧによってエッチングされ、ノズル１０１が位置Ｑ２に至った時点で活性種ガスＧの影響を受けなくなる。
すなわち、領域Ｗｂは位置Ｑ１〜Ｑ２間を移動するノズル１０１の活性種ガスＧの重畳によってエッチングされることとなる。このとき、領域Ｗｂの上記相対厚部が厚い場合には、位置Ｑ１〜Ｑ２間を移動するノズル１０１の相対速度がその厚さに応じて遅くなり、領域Ｗｂの相対厚部の厚さが薄い場合には相対速度が速くなって、領域Ｗｂが平坦にエッチングされることとなる。
しかしながら、このウエハ平坦化方法では、ウエハＷの外縁部が厚く残ってしまう問題があった。
すなわち、図１２に示すように、ノズル１０１の走査をウエハＷの外縁Ｗｃの外側から内側に向かって行う際、ノズル１０１を外縁Ｗｃ外側のところで高速に移動させ、外縁Ｗｃの位置に至ったところで、外縁Ｗｃの厚さに応じてその相対速度を変化させることとなるので、外縁Ｗｃが左から移動してくるノズル１０１の活性種ガスＧによる影響をほとんど受けない。このため、外縁部が上記相対厚部でない場合には、この外縁部の平坦化にさ程問題が生じないが、外縁部が相対厚部である場合には、外縁部のエッチング量が半減し、所望のエッチング量に至らず、図１２に示すように、外縁Ｗｃの近傍がウエハＷの内側部分に比べて著しく厚くなってしまう。
【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、ウエハの外側のデータにウエハ外縁部のデータに対応したダミーデータを挿入することにより、ウエハ外縁部を含めたウエハ全面の平坦化を図ったウエハ平坦化方法及び記録媒体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の発明は、ウエハ表面を含む平面上の各座標及び各座標におけるウエハの厚さ値に略逆比例して設定されたノズル相対速度でなる位置−速度データに基づいて、ノズルをウエハ全面に走査させることにより、ノズルから噴射する活性種ガスによってウエハを平坦化するウエハ平坦化方法において、ウエハ上に設定された所定領域より外側の位置−速度データであって且つウエハ中心から径方向に延出した仮想直線に最も近い位置−速度データをダミーデータとし、このダミーデータのノズル相対速度を、所定領域の外縁部の位置−速度データであって且つ仮想直線上の位置−速度データのノズル相対速度と略同一に設定した構成としてある。
かかる構成により、位置−速度データに基づいて、ノズルがウエハ全面を走査していくと、ノズルの相対速度がウエハ各部の厚さ値に略逆比例した状態で変化する。このとき、所定領域より外側位置であって仮想直線に最も近い位置にあるノズルは、ダミーデータにより、所定領域の外縁部であって仮想直線上の位置−速度データのノズル相対速度と略同一速度で走査するので、当該外縁部は、あたかも、所定領域外側から仮想直線に沿って同一相対速度で向かってくるノズルの活性種ガスによってエッチングされることとなる。
【０００６】
ウエハによっては内側のある領域ののみを高精度に平坦化することができれば良く、ウエハ全面の高精度な平坦化を必要としないものがある。
そこで、請求項２の発明は、請求項１に記載のウエハ平坦化方法において、所定領域は、ウエハの内側に設定された平坦度適用領域である構成とした。
【０００７】
また、請求項３の発明は、請求項１に記載のウエハ平坦化方法において、所定領域は、ウエハの表面全域である構成とした。
かかる構成により、ウエハの外縁部が、あたかも外側から仮想直線に沿って、当該外縁部に設定されたノズル相対速度で向かってくるノズルからの活性種ガスの影響を受けるようにすることができるので、当該外縁部もウエハ内部と同様に平坦化することができる。
【０００８】
さらに、請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のウエハ平坦化方法において、ダミーデータは、所定領域の外縁から活性種ガスのエッチング径の略半分の距離内にのみ存在する構成とした。
かかる構成により、所定領域の外側のノズルが所定領域の外縁から活性種ガスのエッチング径の略半分の距離内に至ったときにのみ、ノズル相対速度が当該外所定領域の外縁部に設定されたノズル相対速度と略同一になる。
【０００９】
ところで、上記のような位置−速度データを格納した記録媒体も発明としてとらえることができる。
そこで、請求項５の発明は、ウエハ表面を含む平面上の各座標及び各座標におけるウエハの厚さ値に略逆比例して設定されたノズル相対速度でなる位置−速度データを格納した記録媒体であって、ウエハ上に設定された所定領域より外側の位置−速度データであって且つウエハ中心から径方向に延出した仮想直線に最も近い位置−速度データをダミーデータとし、このダミーデータのノズル相対速度が、所定領域の外縁部の位置−速度データであって且つ仮想直線上の位置−速度データのノズル相対速度と略同一に設定されている構成とした。
また、請求項６の発明は、請求項１に記載の記録媒体において、所定領域は、ウエハの内側に設定された平坦度適用領域である構成とした。また、請求項７の発明は、請求項１に記載の記録媒体において、所定領域は、ウエハの表面全域である構成とした。さらに、請求項８の発明は、請求項５ないし請求項７のいずれかに記載の記録媒体において、ダミーデータは、所定領域の外縁から活性種ガスのエッチング径の略半分の距離内にのみ存在する構成とした。
【００１０】
【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。
図１は、この発明のウエハ平坦化方法を具体的に実行するためのエッチング装置の概略斜視図である。
図１に示すように、このエッチング装置は、コンピュータ１と、コンピュータ１の制御により、ウエハＷを載置固定したステージ２０を平面上で移動させるＸ−Ｙ駆動機構２と、ノズル３とを具備している。
【００１１】
コンピュータ１は、記録媒体としてのＣＤ−ＲＯＭ１１を駆動させるＣＤ−ＲＯＭドライブ１０を有しており、ＣＤ−ＲＯＭ１１内の位置−速度データＤに基づいて、制御信号ＣをＸ−Ｙ駆動機構２に出力する機能を有している。
【００１２】
Ｘ−Ｙ駆動機構２は、コンピュータ１からの制御信号Ｃに基づいて、ステージ２０を所定位置に所定速度で移動させるための機構である。すなわち、Ｘ−Ｙ駆動機構２は、ノズル３をウエハＷに対して所定の相対位置に所定の相対速度で走査させるものである。
【００１３】
ノズル３は、図示しないプラズマ発生部で生成した活性種ガスＧをウエハＷに向けて噴射するためのものであり、ウエハＷの上方所定個所に固定されている。これにより、ノズル３の真下に位置するウエハＷのエッチング半径ｒの部分がノズル３からの活性種ガスＧによってエッチングされることとなる。
【００１４】
ここで、ＣＤ−ＲＯＭ１１内に格納されている位置−速度データＤについて具体的に説明する。
図２は、ウエハＷの位置−厚さデータＤ′を示す平面図であり、図３は位置−速度データＤを示す平面図であり、図４はノズル３の相対速度とウエハＷの厚さ値との関係を示す線図である。なお、図２及び図３においては、理解を容易にするため、方眼を大きく描いている。
図２に示すように、ウエハＷを含む平面を１ｍｍ〜２ｍｍ程度の方眼状に区分してＸ−Ｙ座標を形成し、位置−厚さデータＤ′は、各点ＰのＸ−Ｙ座標（ｘ，ｙ）と、各点ＰにおけるウエハＷの厚さ値Ｔとでなる。
これに対して位置−速度データＤは、図示しない変換装置によって位置−厚さデータＤ′（ｘ，ｙ，Ｔ）のうちの厚さ値Ｔを厚さ値Ｔに逆比例したノズル３の相対速度Ｖに変換したデータＤ（ｘ，ｙ，Ｖ）である。
例えば、図２に示すように、座標（ｘ1，ｙ1）の点Ｐ１における位置−厚さデータＤ′１の厚さ値Ｔ１が一定の基準厚さ値Ｔ０よりも厚い場合には（以下、かかる部分を「相対厚部」という）、相対厚ΔＴ＝Ｔ１−Ｔ０を求め、図４に示す関係式に基づいて、厚さ値Ｔ１を点Ｐ１の位置−速度データＤ１の相対速度Ｖ１に変換し、図３に示すように、点Ｐ１のデータをＤ１（ｘ1，ｙ1，Ｖ1）とする。また、図２に示すように座標（ｘ2，ｙ2）の点Ｐ２における位置−厚さデータＤ′２のように、厚さ値Ｔ２が基準厚さ値Ｔ０以下の場合には、相対速度を高速度Ｖmaxとし、図３に示すように、点Ｐ２のデータをＤ２（ｘ2，ｙ2，Ｖmax）とする。
【００１５】
ところで、図２に示すように、ウエハＷの外側にある座標（ｘ3，ｙ3）の点Ｐ３においては、ウエハＷが存在しないので、この点Ｐ３の位置−厚さデータＤ′３の厚さ値Ｔ３は例えば「０」とされる。
したがって、この点Ｐ３の位置−速度データＤ３の相対速度は高速度Ｖmaxとして決定されることとなる。
しかしながら、図３に示すように、ウエハＷの外縁Ｗｃからエッチング半径ｒ内の領域Ｓ内にある位置−速度データＤにおいては、位置−速度データＤ３のようにその相対速度を一律に高速度Ｖmaxとせず、その相対速度をウエハＷ内のデータであって且つ外縁Ｗｃ近傍の点の位置−速度データＤに対応させて変換する。
【００１６】
図５は、領域Ｓ内の位置−速度データＤの決定方法を示す平面図である。
図５に示すように、ウエハＷの外縁Ｗｃ近傍（ウエハＷの外縁部）に位置する点Ｐ４の部分が相対厚部Ｗａである場合には、この点Ｐ４における位置−速度データＤ４は（ｘ4，ｙ4，Ｖ4）であり、相対速度Ｖ４はＶmaxではない。かかる場合には、ウエハＷの中心から径方向に延出して点Ｐ４を通る仮想直線Ｌを想定し、この領域Ｓ内の点であってこの仮想直線Ｌに最も近い点Ｐ４−１〜Ｐ４−３の位置−速度データＤの相対速度を全て位置−速度データＤ４の相対速度Ｖ４と同一にする。
また。点Ｐ５のように、その部分が相対厚部でない場合にも、この点Ｐ５を通る仮想直線Ｌ′に最も近い点Ｐ５−１〜Ｐ５−３の位置−速度データＤの相対速度を位置−速度データＤ５の高速度Ｖmaxと同一にする。
すなわち、外縁Ｗｃ近傍の点の位置−速度データＤの相対速度を外縁Ｗｃ外で領域Ｓ内に含まれる点の位置−速度データＤにコピーして、当該領域にいわゆるダミーデータを設定する。
【００１７】
次に、上記エッチング装置が示す動作について説明する。
図６は、ノズル３の走査状態を示す平面図である。
図１において、ＣＤ−ＲＯＭ１１をコンピュータ１のＣＤ−ＲＯＭドライブ１０に挿入すると、コンピュータ１が位置−速度データＤを読み出し、各点の位置−速度データＤに対応した制御信号ＣをＸ−Ｙ駆動機構２に出力する。
すると、Ｘ−Ｙ駆動機構２が制御信号Ｃに基づいて、ステージ２０をＸ−Ｙ方向に移動させ、図６に示すように、ノズル３がＸ−Ｙ平面上をジグザクに走査する。
領域Ｓの外側の各点の位置−速度データＤにおけるノズル相対速度は高速度Ｖmaxであるので、ノズル３は領域Ｓの外側では高速度Ｖmaxで移動する状態になる。
また、外縁部を除くウエハＷの内側では、各点の厚さ値Ｔに対応して位置−速度データＤの相対速度Ｖが設定されているので、相対厚部上を通過するノズル３は相対厚部の厚さに対応して遅く移動し、相対厚部ではない部分の上を通過するノズル３は高速度Ｖmaxで移動する。
そして、これら各部は、当該各部に向かってくるノズル３の活性種ガスＧによる影響を受けるので、平坦にエッチングされることとなる。
【００１８】
これに対して外縁Ｗｃの近傍においては、従来の技術では、ノズル３が一律に高速度Ｖmaxで向かってくるので、平坦にエッチングされなかった。
しかし、この実施形態のウエハ平坦化方法では、図５に示したように、外縁Ｗｃ近傍の各点を通る仮想直線Ｌに最も近い領域Ｓ内の各点の位置−速度データＤのノズル相対速度を外縁Ｗｃ近傍の各点の位置−速度データＤのノズル相対速度と同一に設定して、当該各点の位置−速度データＤをダミーデータとしたので、外縁部がノズル３の活性種ガスＧの影響を受けることとなる。
例えば、図５に示したように、相対厚部Ｗａ上の点Ｐ４に対応する点Ｐ４−１〜Ｐ４−３のダミーデータＤのノズル相対速度は、点Ｐ４の位置−速度データＤの「Ｖ４」である。したがって、点Ｐ４−１〜Ｐ４−３，点Ｐ４，点Ｐ６上をノズル相対速度Ｖ４で通過することとなる。
すなわち、図７及び図８に示すように、点Ｐ４の相対厚部Ｗａは、あたかも仮想直線Ｌに沿って相対速度Ｖ４で近づいてくるノズル３の活性種ガスＧと、同速度で点Ｐ４を通過して点Ｐ６に至るノズル３からの活性種ガスＧとの重畳効果によってエッチングされることとなる。このため、ウエハＷ内部の相対厚部と同様のエッチング処理が点Ｐ４の相対厚部Ｗａに対して行われ、同様に平坦化される。
また、図５に示した点Ｐ５のように相対厚部でない部分については仮想直線Ｌ′に近い点Ｐ５−１〜Ｐ５−３のダミーデータＤのノズル相対速度が高速度Ｖmaxに設定されているので、高速度Ｖmaxのノズル３が仮想直線Ｌ′に沿って点Ｐ５に近づいた後、同速度で通過していくこととなり、ウエハＷ内部の相対厚部でない部分と同様のエッチング処理が行われる。
【００１９】
このように、この実施形態のウエハ平坦化方法によれば、ウエハＷの外縁部の含めてウエハＷ全面を平坦化することが可能となり、この結果、ＴＴＶ（Total Thickness Variation）が０．２μｍ以下の高品質のウエハＷを安定して得ることができる。
【００２０】
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、位置−速度データＤを格納する記録媒体としてＣＤ−ＲＯＭを用いたが、フロッピィディスク，ミニディスク，ディジタルビデオディスク，ハードディスクなど、各種の記録媒体に位置−速度データＤを格納しても良いことは勿論である。
また、上記実施形態では、ウエハＷ全面の平坦化を行う方法について説明したが、ウエハＷによってはウエハＷ内部の平坦度適用領域（Flatness Quarity Area）のみを高精度に平坦化すれば足りるものもある。このようなウエハＷについては、当該平坦度適用領域外縁からエッチング半径ｒだけ離れた領域Ｓを設定し、上記実施形態と同様に、この領域Ｓ内の位置−速度データＤのノズル相対速度を外縁部の位置−速度データＤのノズル相対速度と同一にすることで、当該平坦度適用領域全体を高精度に平坦化することができる。
また、領域Ｓ内の仮想直線Ｌに最も近い点の位置−速度データＤのノズル相対速度をウエハ外縁部の位置−速度データＤのノズル相対速度と同一にしたが、領域Ｓ内に限定せず、外縁Ｗｃ外側の仮想直線Ｌに最も近い全ての点の位置−速度データＤのノズル相対速度を当該外縁部の位置−速度データＤのノズル相対速度と同一としても良い。
【００２１】
【発明の効果】
以上詳しく説明したように、請求項１及び請求項５のこの発明によれば、所定領域の外縁部が、あたかも外側から仮想直線に沿って、当該外縁部に設定されたノズル相対速度で向かってくるノズルからの活性種ガスによって影響を受けるので、当該外縁部も所定領域の内部と同様に平坦化することができるという優れた効果がある。
また、請求項２及び請求項６の発明によれば、平坦度適用領域のみを高精度に平坦化することができる。
また、請求項３及び請求項７の発明によれば、ウエハの全面を確実に平坦化することができる。
さらに、請求項４及び請求項８の発明によれば、所定領域の外側のノズルが所定領域の外縁から活性種ガスのエッチング径の略半分の距離内に至ったときにのみ、ノズルのノズル相対速度が当該外所定領域の縁部に設定されたノズル相対速度と略同一のになるので、エッチング処理時間の短縮化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のウエハ平坦化方法を具体的に実行するためのエッチング装置の概略斜視図である。
【図２】ウエハの位置−厚さデータを説明するための平面図である。
【図３】位置−速度データを説明するための平面図である。
【図４】ノズル相対速度とウエハの厚さ値との関係を示す線図である。
【図５】所定領域内の位置−速度データの決定方法を示す平面図である。
【図６】ノズルの走査状態を示す平面図である。
【図７】ウエハ外縁部のエッチング動作を説明するための平面図である。
【図８】図７の矢視Ａ−Ａ断面図である。
【図９】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１０】ノズルからの活性種ガスの噴射状態図である。
【図１１】活性種ガスの重畳による平坦化動作を説明するための概略図である。
【図１２】従来のウエハ平坦化方法が有する問題点を説明するための概略断面図である。
【符号の説明】
１…コンピュータ、 ２…Ｘ−Ｙ駆動機構、 ３…ノズル、 １１…ＣＤ−ＲＯＭ、 Ｌ，Ｌ′…仮想直線、 Ｔ…厚さ値、 Ｖ…相対速度、 Ｗ…ウエハ、Ｗｃ…外縁。
【発明の属する技術分野】
この発明は、活性種ガスにより、ウエハ表面の凸部を局所的に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所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方法及び記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図９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９において、符号１００はプラズマ発生部であり、プラズマ発生部１００で発生したプラズマ中の活性種ガスＧを、ノズル１０１からウエハとしてのウエハ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の表面の内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。
これにより、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を局所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。
しかしながら、ウエハＷ上の相対厚部Ｗａの厚さは一様ではなく、多種多様である。
このため、相対厚部Ｗａの厚さに対応して、ウエハＷに対するノズル１０１の相対速度を制御する技術が考案されている（例えば特開平９−２７４８２号公報記載の技術）。
この技術は、まずウエハＷの全表面にわたって、相対厚部Ｗａの位置と厚さとをウエハ平坦度測定器により測定して、その位置−厚さの２次元データを作る。そして、このデータを相対厚部Ｗａの位置と、エッチング処理後にその相対厚部Ｗａが所望の平坦度になるようなノズル１０１の相対速度とを示す位置−相対速度データに変換する。
次に、この位置−相対速度データに基づいて、ステージ１２０を制御し、ノズル１０１を所定の相対厚部１１１の真上まで移動させながらウエハＷの全面をエッチング処理する。
すなわち、厚みが大きい相対厚部Ｗａのところでは、ノズル１０１の相対速度を遅くして、エッチング量を増やし、厚みが小さい相対厚部Ｗａのところでは、ノズル１０１の相対速度を速くして、エッチング量を少なくすることで、ウエハＷの全面を平坦化する。
【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る。
図１０は、ノズル１０１からの活性種ガスＧの噴射状態図であり、図１１は、活性種ガスＧの重畳による平坦化動作を説明するための概略図であり、図１２は従来のウエハ平坦化方法が有する問題点を説明するための概略断面図である。
図１０に示すように、ノズル１０１から噴射された活性種ガスＧは、下方で広がり、ウエハＷのノズル１０１真下部分が深くエッチングされ、この部分から外側に行くに従って浅くエッチングされることとなる。
したがって、ノズル１０１の走査中においては、図１１に示すように、ウエハＷの領域Ｗｂは、領域Ｗｂに向かってくるノズル１０１から噴射された活性種ガスＧによってエッチングされ始めることとなる。
例えば、ノズル１０１が図１１の左から右に移動し、領域Ｗｂの左端からエッチング半径ｒの位置Ｑ１に至ったノズル１０１から噴射されている活性種ガスＧの裾野の端が領域Ｗｂの端に接したとすると、領域Ｗｂは、この位置Ｑ１から位置Ｑ２に向かって移動するノズル１０１からの活性種ガスＧによってエッチングされ、ノズル１０１が位置Ｑ２に至った時点で活性種ガスＧの影響を受けなくなる。
すなわち、領域Ｗｂは位置Ｑ１〜Ｑ２間を移動するノズル１０１の活性種ガスＧの重畳によってエッチングされることとなる。このとき、領域Ｗｂの上記相対厚部が厚い場合には、位置Ｑ１〜Ｑ２間を移動するノズル１０１の相対速度がその厚さに応じて遅くなり、領域Ｗｂの相対厚部の厚さが薄い場合には相対速度が速くなって、領域Ｗｂが平坦にエッチングされることとなる。
しかしながら、このウエハ平坦化方法では、ウエハＷの外縁部が厚く残ってしまう問題があった。
すなわち、図１２に示すように、ノズル１０１の走査をウエハＷの外縁Ｗｃの外側から内側に向かって行う際、ノズル１０１を外縁Ｗｃ外側のところで高速に移動させ、外縁Ｗｃの位置に至ったところで、外縁Ｗｃの厚さに応じてその相対速度を変化させることとなるので、外縁Ｗｃが左から移動してくるノズル１０１の活性種ガスＧによる影響をほとんど受けない。このため、外縁部が上記相対厚部でない場合には、この外縁部の平坦化にさ程問題が生じないが、外縁部が相対厚部である場合には、外縁部のエッチング量が半減し、所望のエッチング量に至らず、図１２に示すように、外縁Ｗｃの近傍がウエハＷの内側部分に比べて著しく厚くなってしまう。
【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、ウエハの外側のデータにウエハ外縁部のデータに対応したダミーデータを挿入することにより、ウエハ外縁部を含めたウエハ全面の平坦化を図ったウエハ平坦化方法及び記録媒体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の発明は、ウエハ表面を含む平面上の各座標及び各座標におけるウエハの厚さ値に略逆比例して設定されたノズル相対速度でなる位置−速度データに基づいて、ノズルをウエハ全面に走査させることにより、ノズルから噴射する活性種ガスによってウエハを平坦化するウエハ平坦化方法において、ウエハ上に設定された所定領域より外側の位置−速度データであって且つウエハ中心から径方向に延出した仮想直線に最も近い位置−速度データをダミーデータとし、このダミーデータのノズル相対速度を、所定領域の外縁部の位置−速度データであって且つ仮想直線上の位置−速度データのノズル相対速度と略同一に設定した構成としてある。
かかる構成により、位置−速度データに基づいて、ノズルがウエハ全面を走査していくと、ノズルの相対速度がウエハ各部の厚さ値に略逆比例した状態で変化する。このとき、所定領域より外側位置であって仮想直線に最も近い位置にあるノズルは、ダミーデータにより、所定領域の外縁部であって仮想直線上の位置−速度データのノズル相対速度と略同一速度で走査するので、当該外縁部は、あたかも、所定領域外側から仮想直線に沿って同一相対速度で向かってくるノズルの活性種ガスによってエッチングされることとなる。
【０００６】
ウエハによっては内側のある領域ののみを高精度に平坦化することができれば良く、ウエハ全面の高精度な平坦化を必要としないものがある。
そこで、請求項２の発明は、請求項１に記載のウエハ平坦化方法において、所定領域は、ウエハの内側に設定された平坦度適用領域である構成とした。
【０００７】
また、請求項３の発明は、請求項１に記載のウエハ平坦化方法において、所定領域は、ウエハの表面全域である構成とした。
かかる構成により、ウエハの外縁部が、あたかも外側から仮想直線に沿って、当該外縁部に設定されたノズル相対速度で向かってくるノズルからの活性種ガスの影響を受けるようにすることができるので、当該外縁部もウエハ内部と同様に平坦化することができる。
【０００８】
さらに、請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のウエハ平坦化方法において、ダミーデータは、所定領域の外縁から活性種ガスのエッチング径の略半分の距離内にのみ存在する構成とした。
かかる構成により、所定領域の外側のノズルが所定領域の外縁から活性種ガスのエッチング径の略半分の距離内に至ったときにのみ、ノズル相対速度が当該外所定領域の外縁部に設定されたノズル相対速度と略同一になる。
【０００９】
ところで、上記のような位置−速度データを格納した記録媒体も発明としてとらえることができる。
そこで、請求項５の発明は、ウエハ表面を含む平面上の各座標及び各座標におけるウエハの厚さ値に略逆比例して設定されたノズル相対速度でなる位置−速度データを格納した記録媒体であって、ウエハ上に設定された所定領域より外側の位置−速度データであって且つウエハ中心から径方向に延出した仮想直線に最も近い位置−速度データをダミーデータとし、このダミーデータのノズル相対速度が、所定領域の外縁部の位置−速度データであって且つ仮想直線上の位置−速度データのノズル相対速度と略同一に設定されている構成とした。
また、請求項６の発明は、請求項１に記載の記録媒体において、所定領域は、ウエハの内側に設定された平坦度適用領域である構成とした。また、請求項７の発明は、請求項１に記載の記録媒体において、所定領域は、ウエハの表面全域である構成とした。さらに、請求項８の発明は、請求項５ないし請求項７のいずれかに記載の記録媒体において、ダミーデータは、所定領域の外縁から活性種ガスのエッチング径の略半分の距離内にのみ存在する構成とした。
【００１０】
【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。
図１は、この発明のウエハ平坦化方法を具体的に実行するためのエッチング装置の概略斜視図である。
図１に示すように、このエッチング装置は、コンピュータ１と、コンピュータ１の制御により、ウエハＷを載置固定したステージ２０を平面上で移動させるＸ−Ｙ駆動機構２と、ノズル３とを具備している。
【００１１】
コンピュータ１は、記録媒体としてのＣＤ−ＲＯＭ１１を駆動させるＣＤ−ＲＯＭドライブ１０を有しており、ＣＤ−ＲＯＭ１１内の位置−速度データＤに基づいて、制御信号ＣをＸ−Ｙ駆動機構２に出力する機能を有している。
【００１２】
Ｘ−Ｙ駆動機構２は、コンピュータ１からの制御信号Ｃに基づいて、ステージ２０を所定位置に所定速度で移動させるための機構である。すなわち、Ｘ−Ｙ駆動機構２は、ノズル３をウエハＷに対して所定の相対位置に所定の相対速度で走査させるものである。
【００１３】
ノズル３は、図示しないプラズマ発生部で生成した活性種ガスＧをウエハＷに向けて噴射するためのものであり、ウエハＷの上方所定個所に固定されている。これにより、ノズル３の真下に位置するウエハＷのエッチング半径ｒの部分がノズル３からの活性種ガスＧによってエッチングされることとなる。
【００１４】
ここで、ＣＤ−ＲＯＭ１１内に格納されている位置−速度データＤについて具体的に説明する。
図２は、ウエハＷの位置−厚さデータＤ′を示す平面図であり、図３は位置−速度データＤを示す平面図であり、図４はノズル３の相対速度とウエハＷの厚さ値との関係を示す線図である。なお、図２及び図３においては、理解を容易にするため、方眼を大きく描いている。
図２に示すように、ウエハＷを含む平面を１ｍｍ〜２ｍｍ程度の方眼状に区分してＸ−Ｙ座標を形成し、位置−厚さデータＤ′は、各点ＰのＸ−Ｙ座標（ｘ，ｙ）と、各点ＰにおけるウエハＷの厚さ値Ｔとでなる。
これに対して位置−速度データＤは、図示しない変換装置によって位置−厚さデータＤ′（ｘ，ｙ，Ｔ）のうちの厚さ値Ｔを厚さ値Ｔに逆比例したノズル３の相対速度Ｖに変換したデータＤ（ｘ，ｙ，Ｖ）である。
例えば、図２に示すように、座標（ｘ1，ｙ1）の点Ｐ１における位置−厚さデータＤ′１の厚さ値Ｔ１が一定の基準厚さ値Ｔ０よりも厚い場合には（以下、かかる部分を「相対厚部」という）、相対厚ΔＴ＝Ｔ１−Ｔ０を求め、図４に示す関係式に基づいて、厚さ値Ｔ１を点Ｐ１の位置−速度データＤ１の相対速度Ｖ１に変換し、図３に示すように、点Ｐ１のデータをＤ１（ｘ1，ｙ1，Ｖ1）とする。また、図２に示すように座標（ｘ2，ｙ2）の点Ｐ２における位置−厚さデータＤ′２のように、厚さ値Ｔ２が基準厚さ値Ｔ０以下の場合には、相対速度を高速度Ｖmaxとし、図３に示すように、点Ｐ２のデータをＤ２（ｘ2，ｙ2，Ｖmax）とする。
【００１５】
ところで、図２に示すように、ウエハＷの外側にある座標（ｘ3，ｙ3）の点Ｐ３においては、ウエハＷが存在しないので、この点Ｐ３の位置−厚さデータＤ′３の厚さ値Ｔ３は例えば「０」とされる。
したがって、この点Ｐ３の位置−速度データＤ３の相対速度は高速度Ｖmaxとして決定されることとなる。
しかしながら、図３に示すように、ウエハＷの外縁Ｗｃからエッチング半径ｒ内の領域Ｓ内にある位置−速度データＤにおいては、位置−速度データＤ３のようにその相対速度を一律に高速度Ｖmaxとせず、その相対速度をウエハＷ内のデータであって且つ外縁Ｗｃ近傍の点の位置−速度データＤに対応させて変換する。
【００１６】
図５は、領域Ｓ内の位置−速度データＤの決定方法を示す平面図である。
図５に示すように、ウエハＷの外縁Ｗｃ近傍（ウエハＷの外縁部）に位置する点Ｐ４の部分が相対厚部Ｗａである場合には、この点Ｐ４における位置−速度データＤ４は（ｘ4，ｙ4，Ｖ4）であり、相対速度Ｖ４はＶmaxではない。かかる場合には、ウエハＷの中心から径方向に延出して点Ｐ４を通る仮想直線Ｌを想定し、この領域Ｓ内の点であってこの仮想直線Ｌに最も近い点Ｐ４−１〜Ｐ４−３の位置−速度データＤの相対速度を全て位置−速度データＤ４の相対速度Ｖ４と同一にする。
また。点Ｐ５のように、その部分が相対厚部でない場合にも、この点Ｐ５を通る仮想直線Ｌ′に最も近い点Ｐ５−１〜Ｐ５−３の位置−速度データＤの相対速度を位置−速度データＤ５の高速度Ｖmaxと同一にする。
すなわち、外縁Ｗｃ近傍の点の位置−速度データＤの相対速度を外縁Ｗｃ外で領域Ｓ内に含まれる点の位置−速度データＤにコピーして、当該領域にいわゆるダミーデータを設定する。
【００１７】
次に、上記エッチング装置が示す動作について説明する。
図６は、ノズル３の走査状態を示す平面図である。
図１において、ＣＤ−ＲＯＭ１１をコンピュータ１のＣＤ−ＲＯＭドライブ１０に挿入すると、コンピュータ１が位置−速度データＤを読み出し、各点の位置−速度データＤに対応した制御信号ＣをＸ−Ｙ駆動機構２に出力する。
すると、Ｘ−Ｙ駆動機構２が制御信号Ｃに基づいて、ステージ２０をＸ−Ｙ方向に移動させ、図６に示すように、ノズル３がＸ−Ｙ平面上をジグザクに走査する。
領域Ｓの外側の各点の位置−速度データＤにおけるノズル相対速度は高速度Ｖmaxであるので、ノズル３は領域Ｓの外側では高速度Ｖmaxで移動する状態になる。
また、外縁部を除くウエハＷの内側では、各点の厚さ値Ｔに対応して位置−速度データＤの相対速度Ｖが設定されているので、相対厚部上を通過するノズル３は相対厚部の厚さに対応して遅く移動し、相対厚部ではない部分の上を通過するノズル３は高速度Ｖmaxで移動する。
そして、これら各部は、当該各部に向かってくるノズル３の活性種ガスＧによる影響を受けるので、平坦にエッチングされることとなる。
【００１８】
これに対して外縁Ｗｃの近傍においては、従来の技術では、ノズル３が一律に高速度Ｖmaxで向かってくるので、平坦にエッチングされなかった。
しかし、この実施形態のウエハ平坦化方法では、図５に示したように、外縁Ｗｃ近傍の各点を通る仮想直線Ｌに最も近い領域Ｓ内の各点の位置−速度データＤのノズル相対速度を外縁Ｗｃ近傍の各点の位置−速度データＤのノズル相対速度と同一に設定して、当該各点の位置−速度データＤをダミーデータとしたので、外縁部がノズル３の活性種ガスＧの影響を受けることとなる。
例えば、図５に示したように、相対厚部Ｗａ上の点Ｐ４に対応する点Ｐ４−１〜Ｐ４−３のダミーデータＤのノズル相対速度は、点Ｐ４の位置−速度データＤの「Ｖ４」である。したがって、点Ｐ４−１〜Ｐ４−３，点Ｐ４，点Ｐ６上をノズル相対速度Ｖ４で通過することとなる。
すなわち、図７及び図８に示すように、点Ｐ４の相対厚部Ｗａは、あたかも仮想直線Ｌに沿って相対速度Ｖ４で近づいてくるノズル３の活性種ガスＧと、同速度で点Ｐ４を通過して点Ｐ６に至るノズル３からの活性種ガスＧとの重畳効果によってエッチングされることとなる。このため、ウエハＷ内部の相対厚部と同様のエッチング処理が点Ｐ４の相対厚部Ｗａに対して行われ、同様に平坦化される。
また、図５に示した点Ｐ５のように相対厚部でない部分については仮想直線Ｌ′に近い点Ｐ５−１〜Ｐ５−３のダミーデータＤのノズル相対速度が高速度Ｖmaxに設定されているので、高速度Ｖmaxのノズル３が仮想直線Ｌ′に沿って点Ｐ５に近づいた後、同速度で通過していくこととなり、ウエハＷ内部の相対厚部でない部分と同様のエッチング処理が行われる。
【００１９】
このように、この実施形態のウエハ平坦化方法によれば、ウエハＷの外縁部の含めてウエハＷ全面を平坦化することが可能となり、この結果、ＴＴＶ（Total Thickness Variation）が０．２μｍ以下の高品質のウエハＷを安定して得ることができる。
【００２０】
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、位置−速度データＤを格納する記録媒体としてＣＤ−ＲＯＭを用いたが、フロッピィディスク，ミニディスク，ディジタルビデオディスク，ハードディスクなど、各種の記録媒体に位置−速度データＤを格納しても良いことは勿論である。
また、上記実施形態では、ウエハＷ全面の平坦化を行う方法について説明したが、ウエハＷによってはウエハＷ内部の平坦度適用領域（Flatness Quarity Area）のみを高精度に平坦化すれば足りるものもある。このようなウエハＷについては、当該平坦度適用領域外縁からエッチング半径ｒだけ離れた領域Ｓを設定し、上記実施形態と同様に、この領域Ｓ内の位置−速度データＤのノズル相対速度を外縁部の位置−速度データＤのノズル相対速度と同一にすることで、当該平坦度適用領域全体を高精度に平坦化することができる。
また、領域Ｓ内の仮想直線Ｌに最も近い点の位置−速度データＤのノズル相対速度をウエハ外縁部の位置−速度データＤのノズル相対速度と同一にしたが、領域Ｓ内に限定せず、外縁Ｗｃ外側の仮想直線Ｌに最も近い全ての点の位置−速度データＤのノズル相対速度を当該外縁部の位置−速度データＤのノズル相対速度と同一としても良い。
【００２１】
【発明の効果】
以上詳しく説明したように、請求項１及び請求項５のこの発明によれば、所定領域の外縁部が、あたかも外側から仮想直線に沿って、当該外縁部に設定されたノズル相対速度で向かってくるノズルからの活性種ガスによって影響を受けるので、当該外縁部も所定領域の内部と同様に平坦化することができるという優れた効果がある。
また、請求項２及び請求項６の発明によれば、平坦度適用領域のみを高精度に平坦化することができる。
また、請求項３及び請求項７の発明によれば、ウエハの全面を確実に平坦化することができる。
さらに、請求項４及び請求項８の発明によれば、所定領域の外側のノズルが所定領域の外縁から活性種ガスのエッチング径の略半分の距離内に至ったときにのみ、ノズルのノズル相対速度が当該外所定領域の縁部に設定されたノズル相対速度と略同一のになるので、エッチング処理時間の短縮化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のウエハ平坦化方法を具体的に実行するためのエッチング装置の概略斜視図である。
【図２】ウエハの位置−厚さデータを説明するための平面図である。
【図３】位置−速度データを説明するための平面図である。
【図４】ノズル相対速度とウエハの厚さ値との関係を示す線図である。
【図５】所定領域内の位置−速度データの決定方法を示す平面図である。
【図６】ノズルの走査状態を示す平面図である。
【図７】ウエハ外縁部のエッチング動作を説明するための平面図である。
【図８】図７の矢視Ａ−Ａ断面図である。
【図９】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１０】ノズルからの活性種ガスの噴射状態図である。
【図１１】活性種ガスの重畳による平坦化動作を説明するための概略図である。
【図１２】従来のウエハ平坦化方法が有する問題点を説明するための概略断面図である。
【符号の説明】
１…コンピュータ、 ２…Ｘ−Ｙ駆動機構、 ３…ノズル、 １１…ＣＤ−ＲＯＭ、 Ｌ，Ｌ′…仮想直線、 Ｔ…厚さ値、 Ｖ…相対速度、 Ｗ…ウエハ、Ｗｃ…外縁。
Claims (8)
- ウエハ表面を含む平面上の各座標及び各座標におけるウエハの厚さ値に略逆比例して設定されたノズル相対速度でなる位置−速度データに基づいて、ノズルをウエハ全面に走査させることにより、ノズルから噴射する活性種ガスによってウエハを平坦化するウエハ平坦化方法において、
上記ウエハ上に設定された所定領域より外側の上記位置−速度データであって且つウエハ中心から径方向に延出した仮想直線に最も近い位置−速度データをダミーデータとし、このダミーデータのノズル相対速度を、上記所定領域の外縁部の位置−速度データであって且つ上記仮想直線上の位置−速度データのノズル相対速度と略同一に設定した、
ことを特徴とするウエハ平坦化方法。 - 請求項１に記載のウエハ平坦化方法において、
上記所定領域は、上記ウエハの内側に設定された平坦度適用領域である、
ことを特徴とするウエハ平坦化方法。 - 請求項１に記載のウエハ平坦化方法において、
上記所定領域は、上記ウエハの表面全域である、
ことを特徴とするウエハ平坦化方法。 - 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のウエハ平坦化方法において、
上記ダミーデータは、上記所定領域の外縁から活性種ガスのエッチング径の略半分の距離内にのみ存在する、
ことを特徴とするウエハ平坦化方法。 - ウエハ表面を含む平面上の各座標及び各座標におけるウエハの厚さ値に略逆比例して設定されたノズル相対速度でなる位置−速度データを格納した記録媒体であって、
上記ウエハ上に設定された所定領域より外側の上記位置−速度データであって且つウエハ中心から径方向に延出した仮想直線に最も近い位置−速度データをダミーデータとし、このダミーデータのノズル相対速度が、上記所定領域の外縁部の位置−速度データであって且つ上記仮想直線上の位置−速度データのノズル相対速度と略同一に設定されている、
ことを特徴とする記録媒体。 - 請求項１に記載の記録媒体において、
上記所定領域は、上記ウエハの内側に設定された平坦度適用領域である、
ことを特徴とする記録媒体。 - 請求項１に記載の記録媒体において、
上記所定領域は、上記ウエハの表面全域である、
ことを特徴とする記録媒体。 - 請求項５ないし請求項７のいずれかに記載の記録媒体において、
上記ダミーデータは、上記所定領域の外縁から活性種ガスのエッチング径の略半分の距離内にのみ存在する、
ことを特徴とする記録媒体。
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