JP3982336B2 - 半導体ウエーハの加工方法及びプラズマエッチング装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエーハの加工方法及びプラズマエッチング装置に関するものであり、シリコンウエーハなどの半導体ウエーハの製造工程において、ウエーハをプラズマエッチングにより高精度に加工する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、シリコンウエーハの製造は、例えば、先ずチョクラルスキー法（ＣＺ法）や浮遊帯域溶融法（ＦＺ法）による単結晶育成装置によって単結晶棒を育成した後、図１３に一般的な製造工程の流れを示したように、得られた単結晶棒をスライスして薄円板状のウエーハを得るスライス工程ａと、該スライス工程ａで得られたウエーハの割れや欠けを防ぐためにウエーハのエッジ部を面取りする面取り工程ｂと、面取りされたウエーハをラッピングしてこれを平坦化するラッピング工程ｃと、面取りおよびラッピングされたウエーハ表面に残留する加工歪を除去するエッチング工程ｄと、エッチングされたウエーハの表面を研磨布に摺接させて一次鏡面研磨および仕上げ鏡面研磨、あるいはさらに多くの多段研磨を施す鏡面研磨工程ｅと、鏡面研磨されたウエーハを洗浄してウエーハに付着した研磨剤や異物を除去する洗浄工程ｆが行われることによって、鏡面研磨されたシリコンウエーハが製造される。
【０００３】
前記のような製造工程を経て得られる鏡面研磨ウエーハは、中央部分では比較的高い平坦度が達成されるものの、例えば直径３００ｍｍ程度のウエーハでは、ウエーハ最外周端部から５ｍｍ〜１０ｍｍ前後の位置からウエーハ主表面が垂れ下がるいわゆる周辺ダレが生じる場合が多い。この周辺ダレが生じる原因としては、ラッピング工程ｃやエッチング工程ｄでのウエーハ周辺部の過剰加工、及び一次鏡面研磨工程ｅ等でウエーハを研磨する際、周辺部分の研磨圧が中央部分より高く、周辺部分が過剰に研磨されてしまうことにあると考えられる。一方、研磨工程の際にリテーナリングを有する研磨ヘッドにウエーハを保持して研磨を行った場合では、ウエーハ主表面の外周部形状が盛り上がるようなハネる傾向にある。
【０００４】
近年、最先端の半導体デバイスの高集積化に伴い、高度な平坦度を有し、デバイス製造工程に適した形状の半導体ウエーハを製造することが要求されている。そのため、現在では、ウエーハ製造工程中、例えば、鏡面研磨工程前後においてプラズマエッチング工程が追加されることがある。このようなプラズマエッチング工程を行えば、ウエーハの平坦度（ＴＴＶ：Ｔｏｔａｌ Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ、すなわちウエーハ全面における最大厚と最小厚の差）を一層向上させることが可能である。
【０００５】
このプラズマエッチング工程の一例として、例えば、プラズマ補助化学エッチング（ＰＡＣＥ：Ｐｌａｓｍａ Ａｓｓｉｓｔｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｔｃｈｉｎｇ）と呼ばれる技術が開発されている（特開平５−１６００７４号公報、特開平６−５５７１号公報、特開平７−２８８２４９号公報参照）。
【０００６】
このＰＡＣＥは、プラズマによりウエーハ表面を部分的にエッチングしながらウエーハの厚さを均一化する方法であり、ウエーハの厚さ分布を光学干渉法や静電容量法で測定した後、その厚さ分布に応じて、ウエーハ表面にプラズマを照射するノズルの相対的な移動速度を制御することによってプラズマによるエッチング除去量を制御し、ウエーハ面内を高平坦度化する技術である。
【０００７】
このプラズマエッチングの具体的な方法は、例えば、図１０に示すように高周波電極１６と接地電極１７との間にシリコンウエーハ等の原料ウエーハＷを置き、高周波電極１６に高周波を印加してノズル１８内のＳＦ６等の原料ガスをプラズマ化して原料ウエーハＷの表面に照射する。これによりノズル１８の下に位置するウエーハ表面の領域を局所的にエッチングすることができる。このとき、原料ガスのプラズマ化は、上記のように原料ガスを高周波電極でプラズマ化する方法の他、ノズルにマイクロ波を当ててノズル内の原料ガスをプラズマ化する方法等がある。例えば、図１１に示すように、原料ウエーハＷを回転テーブル１９上に静電チャック等で固定して回転させるとともに、ノズル２０にマイクロ波を当てて原料ガスをプラズマ化し、これを原料ウエーハＷに照射することによってエッチングを行うことができる。
【０００８】
このように、原料ウエーハＷの厚さ分布を予め光学干渉法や静電容量法等で測定しておき、その厚さ分布に応じて、プラズマを照射するノズルまたは原料ウエーハＷの移動速度を制御しながらウエーハＷの表面全体を走査して厚い部分を局所的にプラズマエッチングにより除去することによって、半導体ウエーハ表面全体を高平坦化することができる。
【０００９】
しかしながら、近年、半導体デバイスの更なる高集積化に伴い、上記のような光学干渉法や静電容量法等で半導体ウエーハの厚さ分布を測定し、その厚さ分布に基づいてエッチング除去量等を制御するだけではウエーハ形状、特にウエーハの外周部形状を十分に制御することができなくなってきた。
【００１０】
すなわち、近年、半導体デバイスの高集積化が進み、回路自体の最小線幅は０．１３μｍ以下のレベルとなり、リソグラフィプロセスで半導体ウエーハ表面に回路を形成する際にその焦点深度を確保する目的から、基板となる半導体ウエーハの表面基準のサイトフラットネスＳＦＱＲは、０．１３μｍ以下（サイトサイズ：２５×３６ｍｍ２）のレベルが要求されている。その結果、上記のようにウエーハの厚さ分布に基づいてプラズマエッチングを行った半導体ウエーハでも、実際にウエーハ上にデバイスの形成を行うと、特にウエーハ周辺部においてレジストパターンを正確に形成することができない等の問題が生じた。尚、ここで、ＳＦＱＲ（Ｓｉｔｅ Ｆｒｏｎｔ ｌｅａｓｔ−ｓＱｕａｒｅｓ Ｒａｎｇｅ）とは、平坦度に関して表面基準の平均平面をサイト毎に算出し、その面に対する凹凸の最大範囲を表した値である。
【００１１】
また一方では、製造コストの観点から１枚の半導体ウエーハからの半導体デバイスの収率を上げるために、平坦度の保証エリアは、従来ではウエーハ最外周端部から３ｍｍを除いた領域であったものが、ウエーハ最外周端部から２ｍｍ又は１ｍｍを除いた領域へ拡大することが要求されている。
【００１２】
さらに、デバイスパターンの微細化に伴い、デバイス製造工程、例えばリソグラフィーや化学機械的研磨（ＣＭＰ）等の処理装置に用いられているウエーハ保持用のチャックとウエーハ形状との相性が問題視されるようになってきた。このようなウエーハチャックとウエーハ形状の相性に関しては、ウエーハチャックの形状とウエーハ外周部の形状のマッチング等が重要であり、処理装置によっては例えばウエーハ外周部の表面形状が適当な大きさでハネていることが好ましい等、デバイスメーカ等により半導体ウエーハの好ましい形状が異なる場合がある。そのため、ウエーハ外周部を所望の形状に正確に加工すること、さらにウエーハ表面及び裏面の形状を別々に正確に加工することが望まれている。
【００１３】
しかしながら、上記の光学干渉法や静電容量法等では、半導体ウエーハの外周部形状、例えば、ウエーハ外周部における面ダレの始まる位置（以下、変極点ということがある）等を正確に測定できないため、プラズマエッチングのエッチングエリア及びエッチング量を精度良く制御できず、ウエーハ外周部を高精度に加工することが困難であり、ウエーハ外周部（最外周近傍）まで高い平坦度を達成することができなかった。
【００１４】
また、プラズマエッチングは上記のように半導体ウエーハの厚さ分布に応じて行うため、ウエーハの厚さに関して均一に加工することができるものの、ウエーハの一方の面を加工するだけであって、原則としてウエーハ表面または裏面をそれぞれ別々に所望の形状に加工することができず、従来のような厚さ分布によるプラズマエッチングでは限界があった。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、ウエーハ形状、特にウエーハ外周部の形状を精度良く加工して半導体ウエーハを作製することができ、特にウエーハ表面と裏面をそれぞれ所望の形状に加工することができる半導体ウエーハの加工方法、及びそのような半導体ウエーハの加工に使用できるプラズマエッチング装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明によれば、半導体ウエーハをプラズマエッチングによって加工する半導体ウエーハの加工方法であって、前記半導体ウエーハの表面及び／または裏面の形状データを測定し、測定した半導体ウエーハの形状データから微分型形状評価方式によって前記半導体ウエーハの形状を評価し、評価した半導体ウエーハの形状から半導体ウエーハのエッチングエリア及びエッチング量を算出した後、算出したウエーハのエッチングエリア及びエッチング量に基づいて、前記半導体ウエーハにプラズマ化した原料ガスを照射してプラズマエッチングを行うことを特徴とする半導体ウエーハの加工方法が提供される（請求項１）。
【００１７】
このように、半導体ウエーハの表面及び／または裏面の形状データを測定し、この形状データから微分型形状評価方式によって半導体ウエーハの形状を評価して、評価したウエーハ形状からエッチングエリア及びエッチング量を算出した後、この算出したウエーハのエッチングエリア及びエッチング量に基づいて半導体ウエーハにプラズマエッチングを行うことによって、半導体ウエーハの形状、特に外周部形状を精度良く加工して、半導体ウエーハを所望のウエーハ形状に高精度で加工することができる。
【００１８】
このとき、前記半導体ウエーハの形状をウエーハ表面及び裏面別々に評価して、ウエーハ表面及び裏面のそれぞれのエッチングエリア及びエッチング量を算出した後、ウエーハ表面及び裏面のそれぞれにプラズマエッチングを行うことが好ましい（請求項２）。
【００１９】
このように、本発明の半導体ウエーハの加工方法によれば、半導体ウエーハの表面及び裏面別々に評価して、ウエーハ表面及び裏面のそれぞれのエッチングエリア及びエッチング量を算出し、その算出結果に基づいてウエーハ表面及び裏面のそれぞれにプラズマエッチングを行うことができる。そのため、従来の厚さによる制御と異なり、半導体ウエーハの表面及び裏面をそれぞれ所望の形状に加工することができる。
【００２０】
また、前記微分型形状評価方式による評価を、測定した半導体ウエーハの形状データから半径方向に沿った形状プロファイルを作成し、該形状プロファイルを微分処理して微分プロファイルを算出し、得られた微分プロファイルの解析を行ってウエーハの表面特性を求めることによって行うことが好ましい（請求項３）。
【００２１】
このようにして微分型形状評価方式による評価を行えば、半導体ウエーハの半径方向、特にウエーハ外周部の形状、特にハネ始めやダレ始めの位置等を正確に定量化することができ、さらにウエーハ表面及び裏面の形状を別々に評価することもできるため、半導体ウエーハの形状をより正確に評価することができ、これに基づいて高精度なプラズマエッチングを行うことができる。
【００２２】
このとき、前記形状プロファイルの微分処理を、形状プロファイルをウエーハの半径方向に沿って１ｍｍ間隔で微分することによって行うことが好ましい（請求項４）。
【００２３】
形状プロファイルの微分処理において、微分を行う間隔は、評価対象となる半導体ウエーハの形状に応じて任意に選択することができるが、上記のように形状プロファイルの微分処理をウエーハの半径方向に沿って１ｍｍ間隔で微分することによって、従来ウエーハ形状の評価に用いられているナノトポグラフィーによる２ｍｍ×２ｍｍ角での評価に相当する測定レベルで半導体ウエーハ形状、特に半導体ウエーハの外周部形状の評価を行うことができる。ナノトポグラフィー（ナノトポロジーとも言われる）は、波長が０．２ｍｍから２０ｍｍ程度で振幅が数ｎｍから１００ｎｍ程度の凹凸のことであり、その評価方法は、１辺が０．１ｍｍから１０ｍｍ程度の正方形、または直径が０．１ｍｍから１０ｍｍ程度の円形のブロック範囲（この範囲はＷＩＮＤＯＷ ＳＩＺＥ等と呼ばれる）の領域で、ウエーハ表面の凹凸の高低差（ＰＶ値；ｐｅａｋ ｔｏ ｖａｌｌｅｙ）を評価するものである。このＰＶ値は、Ｎａｎｏｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ Ｈｅｉｇｈｔ等とも呼ばれる。ナノトポグラフィーによる半導体ウエーハの評価においては、特にウエーハ面内に存在する凹凸の最大値が小さいことが望まれている。通常２ｍｍ×２ｍｍの正方形で複数のブロック範囲に対して測定が行われ、そのＰＶ値の最大値で評価し、このＰＶ値の最大値が小さければ小さいほど、より品質の優れたウエーハとして評価される。また許容値超の領域がＦＱＡ（Ｆｉｘｅｄ Ｑｕａｌｉｔｙ Ａｒｅａ；ウエーハ有効領域）の面積のどれくらいを占めるかにより、ウエーハの形状品質を評価する場合もある。
特に微分型形状評価方式では、ナノトポグラフィーの品質に影響するウエーハ形状が急激に変化する位置、つまりダレ始めやハネ始めの位置、さらには形状変化の割合が正確に評価でき、このような位置（ウエーハの表面特性）に基づいてプラズマエッチングを行うと高平坦度な半導体ウエーハを作製することができる。
【００２４】
このとき、前記半導体ウエーハのエッチングエリアの算出を、微分型形状評価方式により評価した半導体ウエーハの形状と、目標とするウエーハ形状のテンプレートとを比較することによって行うことができる（請求項５）。また、前記半導体ウエーハのエッチング量の算出を、微分型形状評価方式により評価した半導体ウエーハの形状と、目標とするウエーハ形状のテンプレートとの差を算出し、該算出した差を積分することによって行うことができる（請求項６）。
【００２５】
このように、半導体ウエーハのエッチングエリアの算出を、微分型形状評価方式により評価した半導体ウエーハの形状と目標とするウエーハ形状のテンプレートとを比較することによって行い、また半導体ウエーハのエッチング量の算出を、微分型形状評価方式により評価した半導体ウエーハの形状と目標とするウエーハ形状のテンプレートとの差を算出し、この算出した差を積分することによって行えば、所望の形状の半導体ウエーハとするために必要なエッチングエリア及びエッチング量を正確に算出することができる。このように、半導体ウエーハの正確なエッチングエリア及びエッチング量を算出し、それらに基づいて半導体ウエーハにプラズマエッチングを行えば、半導体ウエーハを所望の形状に高精度に加工することができる。
【００２６】
さらに、前記プラズマエッチングを、プラズマ化した原料ガスを径が１ｍｍ〜２ｍｍの範囲内にあるノズルから半導体ウエーハに照射して行うことが好ましい（請求項７）。
このように、径が１ｍｍ〜２ｍｍの範囲内にあるノズルからプラズマ化した原料ガスを半導体ウエーハに照射してプラズマエッチングを行うことによって、半導体ウエーハ、特にウエーハ外周部の狭い領域を高精度でエッチングすることができる。この径は１ｍｍ以下であっても良いが、エッチングの効率を考慮すると１ｍｍ以上が好ましい。またナノトポグラフィーなどを改善するには２ｍｍ以下の狭い領域での形状が急激に変化する部分を中心にエッチング処理することが好ましく、ノズルの径も２ｍｍ以下と小さくすることが好ましい。また径が大きくなるとプラズマの強度に分布ができてエッチング部分で形状に分布ができ、プラズマエッチングによる新たな形状の悪化が生じる可能性もあるため、均一なプラズマエッチングができるノズルの大きさ及び出力を調整し、エッチングを行う。
【００２７】
また、前記原料ガスを、塩素系、水素系、またはフッ素系のガスとすることが好ましい（請求項８）。
このようにプラズマエッチングに用いる原料ガスを、塩素系、水素系、またはフッ素系のガスとすることによって、シリコンをはじめとする半導体ウエーハを好適にエッチングすることができる。
【００２８】
さらに、本発明によれば、半導体ウエーハをプラズマエッチングするプラズマエッチング装置であって、少なくとも、前記半導体ウエーハの表面及び／または裏面の形状データを測定する形状測定手段と、測定した半導体ウエーハの形状データから微分型形状評価方式によって半導体ウエーハの形状を評価する形状評価手段と、評価した半導体ウエーハの形状から半導体ウエーハのエッチングエリア及びエッチング量を算出する算出手段と、算出したエッチングエリア及びエッチング量に基づいて前記半導体ウエーハにノズルからプラズマ化した原料ガスを照射してプラズマエッチングを行うプラズマエッチング手段を有することを特徴とするプラズマエッチング装置が提供される（請求項９）。
【００２９】
このように、少なくとも、半導体ウエーハの形状データを測定する形状測定手段と、微分型形状評価方式によって半導体ウエーハの形状を評価する形状評価手段と、半導体ウエーハのエッチングエリア及びエッチング量を算出する算出手段と、半導体ウエーハにプラズマエッチングを行うプラズマエッチング手段を有するプラズマエッチング装置であれば、半導体ウエーハの形状、特に外周部形状を精度良く加工するプラズマエッチング装置とすることができる。さらに、上記のようなプラズマエッチング装置であれば、半導体ウエーハの表面及び裏面を別々に評価してそれぞれのエッチングエリア及びエッチング量を算出し、その算出結果に基づいてプラズマエッチングを行うことができるため、ウエーハ表面及び裏面をそれぞれ所望の形状に高精度に加工することもできる。
【００３０】
このとき、前記形状評価手段の微分型形状評価方式が、測定した半導体ウエーハの形状データから半径方向に沿った形状プロファイルを作成し、該形状プロファイルを微分処理して微分プロファイルを算出し、得られた微分プロファイルの解析を行ってウエーハの表面特性を求めるものであることが好ましい（請求項１０）。
【００３１】
このような形状評価手段の微分型形状評価方式であれば、半導体ウエーハの半径方向、特にウエーハ外周部の形状を正確に定量化することができ、さらにウエーハ表面及び裏面の形状を別々に評価することもできるため、半導体ウエーハの形状をより正確に評価することができ、これに基づいて高精度なプラズマエッチングを行うことができるものとなる。
【００３２】
また、前記プラズマを照射するノズルの径が１ｍｍ〜２ｍｍの範囲内にあることが好ましい（請求項１１）。
このように、プラズマを照射するノズルの径が１ｍｍ〜２ｍｍの範囲内にあれば、半導体ウエーハ、特にウエーハ外周部の狭い領域を高精度でエッチングすることができる装置となる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について実施の形態を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
本発明者等は、半導体ウエーハの形状、特にウエーハ外周部の形状について、従来とは異なる観点からその表面特性を求めてウエーハ形状の評価を行い、その評価に基づいてプラズマエッチングを行うことによって、ウエーハ形状、特にウエーハ外周部の形状を精度良く加工して任意の形状の半導体ウエーハを作製することができ、さらにウエーハ表面と裏面をそれぞれ所望の形状に加工することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００３４】
先ず、本発明に係るプラズマエッチング装置について、図面を参照しながら説明する。図１は本発明に係るプラズマエッチング装置の一例を示す概略説明図である。
【００３５】
本発明のプラズマエッチング装置１３は、半導体ウエーハ６の表面及び／または裏面の形状データを測定する形状測定手段１と、測定した半導体ウエーハ６の形状データから微分型形状評価方式によって半導体ウエーハの形状を評価する形状評価手段２と、評価した半導体ウエーハ６の形状から半導体ウエーハのエッチングエリア及びエッチング量を算出する算出手段３と、算出したエッチングエリア及びエッチング量に基づいて半導体ウエーハ６にノズル９からプラズマ化した原料ガス１１を照射してプラズマエッチングを行うプラズマエッチング手段４を有している。
【００３６】
このとき、形状測定手段１、形状評価手段２、算出手段３及びプラズマエッチング手段４は、形状測定手段１により測定された半導体ウエーハの形状データの座標とプラズマエッチング手段の座標を一致させることができれば、それぞれ別々に構成しても良いし、または一体的に構成しても良い。例えば、図１に示すように、形状評価手段２及び算出手段３をコンピュータ５に組み込んで、コンピュータ５と形状測定手段１、及びコンピュータ５とプラズマエッチング手段４を接続することによって、本発明のプラズマエッチング装置１３を構成することができる。
【００３７】
このとき、形状測定手段１は、半導体ウエーハ６の表面及び／または裏面の形状データを測定するものであれば特に限定するものではなく、例えば図１に示したように、ウエーハ支持具７により半導体ウエーハ６を静電チャック等で固定し、ウエーハ６の上下から表裏２本の変位計８により、半導体ウエーハ表面及び裏面のそれぞれの形状データを測定するものとすることができる。また、形状測定手段１としては、例えば、図２に示すように、被測定対象物を載せる試料台１５上に半導体ウエーハ６を非吸着で載置し、変位計１４により半導体ウエーハの表面又は裏面を測定することによって、形状データを求めるものであっても良い。
【００３８】
このとき、変位計８または１４として、例えばレーザー発振器、及びＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）カメラ、自動焦点回路等からなる自動焦点機構を備えたものを用いることができる。このような変位計を用いれば、半導体ウエーハの表面及び／または裏面に対して垂直に所定の間隔でレーザー光（例えば、ＨｅＮｅレーザー等）を照射させ、自動焦点機構によって照射されたレーザー光の半導体ウエーハからの反射像の焦点を自動的に合わせて予め校正された基準点からの距離のずれを測って、半導体ウエーハの表面及び／または裏面の厚さ方向の面の変位を測定することができる。このようにして、半導体ウエーハの表面及び／または裏面の形状データを測定することができる。
【００３９】
また、プラズマエッチング手段４は、例えば、高周波電極１０に高周波を印加してノズル９内の原料ガス１１をプラズマ化して、高周波電極１０と接地電極１２との間に置かれた半導体ウエーハ６の表面に照射することによって、プラズマが照射された半導体ウエーハ６の領域を局所的にエッチングすることができる。
【００４０】
このとき、プラズマを照射するノズル９の径が１ｍｍ〜２ｍｍの範囲内にあることが好ましい。本発明のプラズマエッチング装置に使用するノズルは、従来用いられているもの、例えば、比較的小径の３ｍｍ〜５ｍｍ程度の径を有するものでも使用できるが、このようにノズル９の径が１ｍｍ〜２ｍｍの範囲内にあるものを用いることによって、ウエーハ外周部の微細な領域でも非常に高精度でエッチングを行うことができる。
【００４１】
また、ノズル９の形状については上記に限定されるものではない。例えば、上記のように直径が１〜２ｍｍである小径の円形ノズルを用いても良いし、その他の形状として、１辺が１〜２ｍｍの長方形のノズルを用いることもできる。また、ノズルの形状をウエーハ周辺部の外周に沿った形状にすることによって、ウエーハ外周部の形状をより効率的に処理することができる。
【００４２】
次に、上記のような本発明のプラズマエッチング装置を用いて、半導体ウエーハを加工する方法を説明する。
本発明による半導体ウエーハの加工方法は、半導体ウエーハの表面及び／または裏面の形状データを測定し、測定した半導体ウエーハの形状データから微分型形状評価方式によって前記半導体ウエーハの形状を評価し、評価した半導体ウエーハの形状から半導体ウエーハのエッチングエリア及びエッチング量を算出した後、算出したウエーハのエッチングエリア及びエッチング量に基づいて、前記半導体ウエーハにプラズマ化した原料ガスを照射してプラズマエッチングを行うことを特徴とする。
【００４３】
このような本発明の半導体ウエーハの加工方法によれば、半導体ウエーハの形状、特に外周部形状を精度良く加工して、半導体ウエーハを任意の形状に加工することができる。
さらに、半導体ウエーハの形状をウエーハ表面及び裏面別々に評価して、ウエーハ表面及び裏面のそれぞれのエッチングエリア及びエッチング量を算出した後、ウエーハ表面及び裏面のそれぞれにプラズマエッチングを行うことができるため、半導体ウエーハの表面及び裏面をそれぞれ所望の形状に加工することが可能となる。
【００４４】
以下、本発明の半導体ウエーハの加工方法について、図面を参照しながらより詳細に説明する。
先ず、上記形状測定手段によって、加工対象となる半導体ウエーハの表面及び／または裏面の形状データを測定する。
半導体ウエーハの形状データを測定する方法は、例えば図１に示した形状測定手段１のように、ウエーハ支持具７により半導体ウエーハ６を静電チャック等で固定し、ウエーハ６を挟む表裏２本の変位計８により半導体ウエーハを走査してウエーハの厚さ方向の面の変位を測定することによって、半導体ウエーハ表面及び裏面の形状データを求めることができる。また、例えば図２のように被測定対象物を載せる試料台１５上に半導体ウエーハ６を非吸着で載置し、変位計１４により半導体ウエーハの表面又は裏面を走査してウエーハの厚さ方向の面の変位を測定することによって、形状データを求めることもできる。
【００４５】
このとき、半導体ウエーハの形状データは、半導体ウエーハの表面及び／または裏面を細かい測定間隔で走査することによって、優れた精度で半導体ウエーハの形状評価を行うことができる。例えば、半導体ウエーハを走査する間隔を１ｍｍ間隔以下、特に０．０５ｍｍ間隔程度とすることにより、優れた測定精度で半導体ウエーハの形状データを測定することができる。
その後、上記のように測定された形状データ（測定位置及び変位などの情報）は、例えば上記のコンピュータに備えた記憶手段（不図示）等に順次保存することができる。
【００４６】
次に、形状評価手段によって、上記の形状測定手段で測定した半導体ウエーハの形状データから微分型形状評価方式により半導体ウエーハの形状の評価が行われる。
測定した半導体ウエーハの形状データから、半径方向に沿って、評価を行う範囲の形状プロファイルを作成する。例えば、ウエーハ外周部の形状を評価する場合、図３に示すような形状プロファイルを作成することができる。この図３の形状プロファイルは、直径３００ｍｍの半導体ウエーハのウエーハ中心から１２０〜１４８ｍｍの範囲の形状データを示したものである。このとき、ウエーハ最外周から２ｍｍの領域は測定除外領域とした。
【００４７】
本発明の半導体ウエーハの加工方法において、半導体ウエーハの形状の評価は、上記のように半導体ウエーハの最外周から１ｍｍ〜２ｍｍ以内の領域を除外して行われることが好ましい。一般に、半導体ウエーハの外周部にはウエーハのカケ等を防止するため面取りが施されており、図１２に示すような面取り部が形成されている。この面取り部の幅はウエーハの製造方法によって異なるが、通常およそ５００μｍ（０．５ｍｍ）程度である。近年、ウエーハ形状の評価は、ウエーハ主表面と面取り部の境界近傍まで行われることが望まれているものの、測定精度等を考慮に入れると、面取り部を含む半導体ウエーハの最外周から１ｍｍの領域を除外すること（測定除外領域）により、さらに測定精度の優れた半導体ウエーハの形状の評価を行うことができる。
【００４８】
また、この図３の形状プロファイルは、形状測定手段によって測定された形状データから形状プロファイルを作成する際に、長波長成分を除去するために最小自乗法近似を施し、さらに測定ノイズを除去するために１〜２ｍｍ程度の移動平均の操作を行ったものである。このように、形状プロファイルを作成する際に、ワープ等の長波長成分及び測定ノイズの除去を行うことによって、ウエーハ形状の局所的な変化を正確に測定することができ、半導体ウエーハ形状を高精度で評価することができる。尚、長波長成分の除去は、形状プロファイルを作成する際に行うのではなく、その後微分プロファイルを算出する際に行っても良い。このような処理を必要に応じ複数回実施しても良い。なお、プラズマエッチング前にうねりやワープ等の長周期の凹凸（長波長成分）が小さくなるように加工しておくと更に好ましい。
【００４９】
このとき、形状プロファイル（形状データ）の符号（プラス・マイナス）は、ウエーハの一主表面を表面または裏面をどちらにするかによってプラスまたはマイナスに変化するため、ウエーハ表面（または裏面）の形状データをどちらの符号で表すかは任意であり、ウエーハ形状を評価する際にウエーハの外周部におけるウエーハ面のハネまたはダレ方向を間違えることなく評価することができれば良い。
【００５０】
続いて、作成した形状プロファイル（図３）を、任意の位置を基準として一定間隔で微分を行い、その中点にデータをプロットすることによって、図４に示すような微分プロファイルを算出することができる。つまり、作成した形状プロファイルにおいて、任意の位置Ｘｉ（ｍｍ）を基準として、Ｘｉ＋１（ｍｍ）における形状プロファイルの変位の大きさＹｉ＋１（μｍ）と、Ｘｉ（ｍｍ）における形状プロファイルの変位の大きさＹｉ（μｍ）との差を一定間隔（Ｘｉ＋１−Ｘｉ）で除した値を微分値（ｄｙi）として求めた後、間隔（Ｘｉ＋１−Ｘｉ）の中間点にデータをプロットすることによって微分プロファイルを算出することができる。この微分値は傾きの大きさ（μｍ／ｍｍ）に相当する。
【００５１】
このとき、形状プロファイルの微分を行う間隔（Ｘｉ＋１−Ｘｉ）は、評価対象となる半導体ウエーハの形状に応じて任意に選択することができるが、形状プロファイルをウエーハの半径方向に沿って１ｍｍ間隔で微分することによって、優れた測定レベル、例えば２ｍｍ×２ｍｍ角で評価したナノトポグラフィーに相当する測定レベルで半導体ウエーの形状を評価することができる。
【００５２】
次に、得られた微分プロファイルの解析を行って、ウエーハの表面特性を求める。以下、微分プロファイルを解析して表面特性を求める方法について説明する。
先ず、得られた微分プロファイル（図４）から、算出した微分プロファイルの最外点を最外データポイントＡとし、最外データポイントＡからウエーハ中心方向に微分プロファイルを走査して最初に零となる位置をロールオフ（Ｒｏｌｌ Ｏｆｆ）開始点Ｂとして検出し、また最外データポイントＡからウエーハ中心方向に微分プロファイルを走査して最大値となる位置をフリップアップ（ＦｌｉｐＵｐ）最大スロープ位置Ｃとして検出し、さらに該フリップアップ最大スロープ位置Ｃからウエーハ中心方向に微分プロファイルを走査して最初に零となる位置をフリップアップ（Ｆｌｉｐ Ｕｐ）開始点Ｄとして検出し、これらのロールオフ開始点Ｂ、フリップアップ最大スロープ位置Ｃ、及びフリップアップ開始点Ｄをウエーハの表面特性として求めることによって、本発明の半導体ウエーハの形状の評価を行うことができる。
【００５３】
主にこのような半導体ウエーハの表面特性を求めることによって、従来のウエーハ形状の評価方法では得ることのできないウエーハ形状、特にウエーハ外周部形状に関する有効な情報を得ることができ、その後のプラズマエッチングにおいて高精度の加工を行うことが可能となる。なお、微分型形状評価方式は、先に得られた微分プロファイル（１階微分プロファイル）を更に一定間隔で微分して２階微分プロファイルを算出し評価するものでも良い。２階微分プロファイルからは、主に曲率の大きさについての情報が得られ、例えば形状プロファイルの変位の大きい部分（傾斜のある部分）を正確に解析でき、エッチングエリアの決定に有用な情報が得られる。
【００５４】
このように形状評価手段によって半導体ウエーハ形状の評価を行った後、評価した半導体ウエーハの形状から半導体ウエーハのエッチングエリア及びエッチング量を算出する。
例えば、半導体ウエーハをプラズマエッチングにより面取り部近傍まで平坦度の優れたウエーハに加工する場合は、形状評価手段により評価したウエーハ形状から、半導体ウエーハのエッチングエリア及びエッチング量を算出することができる。
【００５５】
また、上述のように、デバイス製造工程において処理装置と半導体ウエーハとの相性を良くするためにある特定のウエーハ形状に加工する場合は、予めその目標とするウエーハ形状のテンプレート、例えば図５に示すようなウエーハ形状のテンプレートをウエーハ表面及び／または裏面について用意しておき、そして、この目標とするウエーハ形状のテンプレートと形状評価手段により評価した半導体ウエーハの形状とを比較することによって半導体ウエーハのエッチングエリアを算出し、また、目標とするウエーハ形状の微分処理したテンプレートと微分型形状評価方式により評価した半導体ウエーハの形状（微分プロファイル）との差を算出し、この算出した差を積分することによって半導体ウエーハのエッチング量を算出することができる。
【００５６】
その後、このように算出した半径方向の半導体ウエーハのエッチングエリア及びエッチング量を、ウエーハ全周に渡って求めることにより、半導体ウエーハにプラズマエッチングを行うために必要なエッチングエリア及びエッチング量を正確に算出することができる。このとき、半径方向のエッチングエリア及びエッチング量をウエーハ中心角が１°以下の間隔で、例えばウエーハ面内で３６０〜４００本程度放射状に算出することにより、極めて優れた精度でエッチングエリア及びエッチング量を算出することができる。
【００５７】
以上のように半導体ウエーハのエッチングエリア及びエッチング量を算出することによって、半導体ウエーハの表面及び裏面のそれぞれについて適切なエッチングエリア及びエッチング量を求めることができる。また、このように算出した半導体ウエーハのエッチングエリア及びエッチング量は、例えばコンピュータに順次蓄積することができ、その後これらに基づいて、半導体ウエーハにプラズマ化した原料ガスを照射してプラズマエッチングを行う。
【００５８】
プラズマエッチングは、プラズマエッチング手段により、原料ガスをプラズマ化し、これをノズルから半導体ウエーハに照射することによって行うことができる。例えば、図１に示すように、半導体ウエーハ６をウエーハ支持具７に静電チャック等で固定して回転させるとともに、高周波電極１０に高周波を印加して原料ガス１１をプラズマ化して、照射口の径が１〜２ｍｍのノズル９から高周波電極１０と接地電極１２との間に置かれた半導体ウエーハ６の表面に照射することによって、プラズマエッチングを行うことができる。尚、原料ガスをプラズマ化する方法としては特に限定されず、上記のように高周波電極に高周波を印加する方法の他、マイクロ波をノズルに当てる方法等のような従来用いられているいずれの方法でも採用することができる。
【００５９】
このとき、プラズマエッチングを行う際に使用する原料ガスとしては、従来使用しているものを限定することなく使用できるが、具体的には、ＣＣｌ４等の塩素系、Ｈ２等の水素系、またはＳＦ６等のフッ素系のガスを使用でき、特に、シリコンウエーハを加工する場合には、ＳＦ６を好適に使用できる。
【００６０】
このように本発明によれば、半導体ウエーハの形状、特に外周部形状を精度良く加工することができるため、半導体ウエーハを高平坦度化、又は、半導体ウエーハの形状をウエーハ表面及び裏面別々に評価して、ウエーハ表面及び裏面のそれぞれのエッチングエリア及びエッチング量を算出してプラズマエッチングを行うことができるため、半導体ウエーハの表面及び裏面をそれぞれ所望の形状に加工することが可能となる。また、このようにウエーハ表面及び裏面を所望の形状、すなわち、平坦にすることのみならず、必要に応じウエーハ周辺部をハネさせたり、あるいはダレさせたり任意の形状に加工することができれば、例えば、ウエーハチャックとウエーハ形状の相性の問題等を解決することができ、デバイス製造工程における歩留りの向上を図ることができる。
【００６１】
また、本発明の半導体ウエーハの加工方法を鏡面研磨工程が施された鏡面研磨ウエーハに行う場合は、主に半導体ウエーハの外周部を中心にプラズマエッチングを行えば良いため、半導体ウエーハを高いスループットで加工することができるとともに、ウエーハ外周部（ウエーハの測定除外領域近傍）まで形状が制御された鏡面研磨ウエーハを作製することができ、その結果、半導体ウエーハの生産性及び良品率を著しく向上させることができる。
【００６２】
また、一般にプラズマエッチングを半導体ウエーハの全面に対して行うと、ウエーハ表面のヘイズレベルが悪化するため、プラズマエッチング後に再度研磨代が微小の研磨が必要になり、コストアップにつながるという問題があったが、上記のようにウエーハ外周部を中心にプラズマエッチングを行えば、ウエーハの研磨面全体のヘイズレベルはほとんど低下せず、プラズマエッチング後にヘイズを除去するための鏡面研磨等を行う必要も無い。このように、本発明は、特にウエーハ外周部の形状の作り込みに有効である。
【００６３】
さらに、このように加工された半導体ウエーハを用いてデバイスを形成すれば、ウエーハ表面上の広範囲に回路を正確に形成させることができる。その結果、半導体デバイスの品質、生産性及び歩留りを著しく向上させることができる。
【００６４】
【実施例】
以下、実施例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例１）
実施例１として、本発明の半導体ウエーハの加工方法により、ウエーハ外周部の形状が、ウエーハ表面側では盛り上がるように湾曲して（ハネて）おり、かつウエーハ裏面側では垂れ下がるように湾曲して（ダレて）いるシリコンウエーハを製造する場合について説明する。
【００６５】
ＣＺ法により直径３００ｍｍのシリコン単結晶を引き上げ、得られた単結晶をスライスし、面取り、ラッピング、エッチング、鏡面研磨の各工程を順次施してシリコンウエーハを作製した（この状態のウエーハを原材料ウエーハということがある）。この時、鏡面研磨工程でリテーナリングを用いたＣＭＰによってウエーハの表裏両面を研磨した。鏡面研磨工程後のシリコンウエーハは、ウエーハ表面及び裏面ともに外周部がハネた状態となっており、ほぼ同じ形状であった。
【００６６】
このようなシリコンウエーハに対して、本発明の半導体ウエーハの加工方法によって、ウエーハ外周部においてウエーハ表面側ではハネており、またウエーハ裏面側ではダレてるようなウエーハ形状となるように加工を行った。
【００６７】
先ず、図１に示すような構成を有するプラズマエッチング装置（システム）１３を用い処理した。本実施例１では形状測定手段１及びプラズマエッチング手段４は別々の構成（それぞれ独立した装置）のものを用い、形状測定手段で測定されたウエーハの形状データの座標とプラズマエッチング手段の座標軸を一致させ処理する装置（システム）を用いた。形状測定手段１を用いて、シリコンウエーハの表面及び裏面の形状データを測定した。このとき、変位計８として、非接触レーザー変位計（２ヘッド方式）のナノメトロ（登録商標）３００ＴＴ（黒田精工社製）を用いて、半導体ウエーハの形状データを求め、コンピュータ５に順次保存した。
【００６８】
その後、形状評価手段２により、測定した形状データから半径方向に沿ってウエーハ中心から１２０〜１４８ｍｍの範囲（ウエーハ最外周から２ｍｍは測定除外領域とした）の形状プロファイルを作成した後、２ｍｍの移動平均を施して測定ノイズを除去し、また最小自乗法近似により長波長成分を除去することによって、図３に示すような長波長成分及び測定ノイズが除去された形状プロファイルを作成した（ウエーハ裏面の形状についても同様に形状プロファイルを作製したが、ウエーハ表面の形状プロファイルとほぼ同様の形状を示したため、図示を省略する）。その後、この作成した形状プロファイル（図３）に１ｍｍ間隔で微分を行って、図４に示すような微分プロファイルを算出した。これにより、面取り部につながるダレの開始位置、例えばロールオフ開始点Ｂや、ハネ始めや最大傾きの位置およびハネ具合、例えばフリップアップ開始点Ｄやフリップアップ最大スロープ位置Ｃ及び位置Ｃの微分値などを正確に求めることができる。これらの表面特性をもとにプラズマエッチングを行っても良いが、本実施例１ではさらにテンプレートを用いエッチングエリア及びエッチング量を算出した。
【００６９】
つまり、目標とするウエーハ形状のテンプレートとして、表面形状については図５のウエーハ形状のテンプレート、裏面形状については図６のウエーハ形状のテンプレートを用意した。特にテンプレートは微分処理したものが好ましく、微分処理したテンプレート及び被加工物の微分プロファイルを比較しエッチングエリアを求め、また差を算出して積分することによってエッチング量を算出した。
【００７０】
その後、算出したウエーハのエッチングエリア及びエッチング量に基づいて、プラズマエッチング装置１３のプラズマエッチング手段４を用いて、高周波電極１０に高周波を印加して原料ガス１１をプラズマ化して、照射口の径が２ｍｍのノズル９から高周波電極１０と接地電極１２との間に置かれた半導体ウエーハ６の表面にプラズマを照射することによって、プラズマエッチングを行った。
【００７１】
プラズマエッチング後、得られたシリコンウエーハの形状を再度形状測定手段１を用いて、ウエーハ表面の形状データ、ウエーハ裏面の形状データ、及びウエーハ形状をより正確に評価するためにウエーハの厚さを測定し、半径方向に沿ってウエーハ中心から１２０〜１４８ｍｍの範囲の形状プロファイルを作成した。その結果を図８に示す。
【００７２】
尚、この図８のウエーハ裏面の形状プロファイルは、図９に示すように変位計によって形状データが測定されたものであるため、プラスマイナスが逆である。しかしながら、本発明では、上述のように、ウエーハの外周部におけるウエーハ面のハネまたはダレ方向を間違えることなく評価することができれば、形状プロファイル（形状データ）の符号をどちらで表すかは任意である。また、目標とするウエーハ形状のテンプレートの比較においても、このようなことを考慮に入れてエッチングエリア及びエッチング量を算出するため、何ら問題はない。
【００７３】
続いて、この図８のウエーハ表面及び裏面の形状プロファイルに２ｍｍの移動平均を施して測定ノイズを除去した後、１ｍｍ間隔で微分処理を行って微分プロファイルを算出し、最小自乗法近似により長波長成分を除去することによって、図７に示すようなウエーハ表面及び裏面の微分プロファイルを算出した。
【００７４】
この図７のウエーハ表面及び裏面の微分プロファイルより、ウエーハ中心から１４０ｍｍより外側の領域（ウエーハ最外周から１０ｍｍの領域）において、ウエーハ表面の微分プロファイルはプラス側（ハネ方向）に存在し、またウエーハ裏面の微分プロファイルもプラス側（ダレ方向：裏面の形状データの符号が逆であるため、実際にはマイナス側の領域に存在する）に存在していることがわかる。
【００７５】
以上のことから、本発明の半導体ウエーハの加工方法によって、半導体ウエーハの表面及び裏面をそれぞれ所望の形状、すなわち、ウエーハ中心から１４０ｍｍより外側の領域においてウエーハ形状のテンプレートとほぼ同様のウエーハ表面側でハネており、裏面側でダレている形状に半導体ウエーハを加工することができた。このように本発明の方法では、ウエーハ形状を任意の形状に、特にウエーハ表面及び裏面をそれぞれ別々に所望の形状に加工できる。なお上記実施例１に限らず、本発明の方法によればウエーハ外周部まで高平坦度に加工することもできる。
【００７６】
（実施例２）
直径３００ｍｍのシリコンウエーハに対し、ウエーハ周辺部まで高平坦度のウエーハを製造した。この原料ウエーハはうねり成分が少なくなるように加工された両面鏡面研磨ウエーハであり、ウエーハ表面及び裏面ともに外周部がハネた形状のウエーハを用いた。
【００７７】
実施例１と同様にこのウエーハの表裏両面の形状データを形状測定手段により測定し、更に形状プロファイル及び微分プロファイルを形状評価手段により作成した。本実施例２では微分型形状評価方式によってウエーハ全周に渡ってウエーハ中心角が１°の間隔で３６０本の微分プロファイルを作成し評価した。微分プロファイルは得られた形状プロファイルを１ｍｍ間隔で微分処理したものである。さらにこの微分プロファイル（１階微分プロファイル）を１ｍｍ間隔で再度微分処理を行い２階微分プロファイルを作成した。
【００７８】
得られた（１階）微分プロファイルに±０．０１μｍ／ｍｍの幅でしきい値を設定し（例えば図４のような微分プロファイルの縦軸にしきい値を設定し）、シリコンウエーハのエッチングエリア及びエッチング量を算出した。つまりこのしきい値からはみ出したエリアの部分（位置）を修正するようにプラズマエッチングを行った。
【００７９】
今回用いた原料ウエーハでは、ウエーハ外周部がハネた形状をしているため、しきい値をはみ出す領域がウエーハ外周部に存在した。特にウエーハ外周端部から１０ｍｍ程度の範囲であった。従って、このウエーハ外周部のみプラズマエッチングを行った。
【００８０】
上記、（１階）微分プロファイルのしきい値をはみ出した位置の位置情報及び微分値（傾きの大きさ）及び２階微分プロファイルの情報をもとにプラズマエッチングを実施例１と同様に行った後、得られたシリコンウエーハの形状として、ウエーハの厚さ、ウエーハ表面及び裏面の形状を評価したところ、ウエーハ厚さについてはウエーハ外周部まで高平坦度に、さらにウエーハ表面及び裏面とも微分プロファイルの縦軸が±０．０１μｍ／ｍｍ以内とウエーハ形状の急激な変化点がなく良好なウエーハが製造できた。
【００８１】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００８２】
例えば、上記実施例においては、研磨工程後にプラズマエッチングを行う場合について説明しているが、本発明はこれには限定されず、例えば研磨工程を多段研磨で行う場合、本発明によるプラズマエッチングを多段研磨の１次鏡面研磨後に行っても良いし、仕上げ鏡面研磨工程後に行っても良い。
【００８３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、半導体ウエーハの形状、特に外周部形状を精度良く加工することができるため、半導体ウエーハを高平坦度化することができ、また半導体ウエーハの表面及び裏面をそれぞれ所望の形状に加工することができる。そして、このように加工された半導体ウエーハであれば、ウエーハ表面上の広範囲にデバイスを正確に形成できるため、半導体デバイスの生産性及び歩留りを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプラズマエッチング装置の一例を示す概略説明図である。
【図２】本発明のプラズマエッチング装置における形状測定手段の別の一例を示す概略説明図である。
【図３】半導体ウエーハの半径方向に沿ってウエーハ中心から１２０〜１４８ｍｍの範囲の形状プロファイルを示したグラフである。
【図４】図３の形状プロファイルを微分処理して算出した微分プロファイルを示したグラフである。
【図５】目標とするウエーハ形状のウエーハ表面側のテンプレートを示した図である。
【図６】目標とするウエーハ形状のウエーハ裏面側のテンプレートを示した図である。
【図７】図８の形状プロファイルを微分処理して算出した微分プロファイルを示したグラフである。
【図８】実施例１においてプラズマエッチングを行った後の半導体ウエーハの半径方向に沿ってウエーハ中心から１２０〜１４８ｍｍの範囲の形状プロファイルを示したグラフである。
【図９】図１の本発明のプラズマエッチング装置における形状測定手段の変位計による表裏面の形状データの測定について説明した説明図である。
【図１０】プラズマエッチングの一例を示す概略説明図である。
【図１１】プラズマエッチングの別の例を示す概略説明図である。
【図１２】半導体ウエーハの外周部の形状を概略的に表した概略説明図である。
【図１３】従来の半導体ウエーハの一般的な製造工程を示すフロー図である。
【符号の説明】
１…形状測定手段、 ２…形状評価手段、 ３…算出手段、
４…プラズマエッチング手段、 ５…コンピュータ、
６…半導体ウエーハ、 ７…ウエーハ支持具、
８…変位計、 ９…ノズル、
１０…高周波電極、 １１…原料ガス、 １２…接地電極、
１３…プラズマエッチング装置、 １４…変位計、 １５…試料台、
１６…高周波電極、 １７…接地電極、 １８…ノズル、
１９…回転テーブル、 ２０…ノズル、 Ｗ…原料ウエーハ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエーハの加工方法及びプラズマエッチング装置に関するものであり、シリコンウエーハなどの半導体ウエーハの製造工程において、ウエーハをプラズマエッチングにより高精度に加工する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、シリコンウエーハの製造は、例えば、先ずチョクラルスキー法（ＣＺ法）や浮遊帯域溶融法（ＦＺ法）による単結晶育成装置によって単結晶棒を育成した後、図１３に一般的な製造工程の流れを示したように、得られた単結晶棒をスライスして薄円板状のウエーハを得るスライス工程ａと、該スライス工程ａで得られたウエーハの割れや欠けを防ぐためにウエーハのエッジ部を面取りする面取り工程ｂと、面取りされたウエーハをラッピングしてこれを平坦化するラッピング工程ｃと、面取りおよびラッピングされたウエーハ表面に残留する加工歪を除去するエッチング工程ｄと、エッチングされたウエーハの表面を研磨布に摺接させて一次鏡面研磨および仕上げ鏡面研磨、あるいはさらに多くの多段研磨を施す鏡面研磨工程ｅと、鏡面研磨されたウエーハを洗浄してウエーハに付着した研磨剤や異物を除去する洗浄工程ｆが行われることによって、鏡面研磨されたシリコンウエーハが製造される。
【０００３】
前記のような製造工程を経て得られる鏡面研磨ウエーハは、中央部分では比較的高い平坦度が達成されるものの、例えば直径３００ｍｍ程度のウエーハでは、ウエーハ最外周端部から５ｍｍ〜１０ｍｍ前後の位置からウエーハ主表面が垂れ下がるいわゆる周辺ダレが生じる場合が多い。この周辺ダレが生じる原因としては、ラッピング工程ｃやエッチング工程ｄでのウエーハ周辺部の過剰加工、及び一次鏡面研磨工程ｅ等でウエーハを研磨する際、周辺部分の研磨圧が中央部分より高く、周辺部分が過剰に研磨されてしまうことにあると考えられる。一方、研磨工程の際にリテーナリングを有する研磨ヘッドにウエーハを保持して研磨を行った場合では、ウエーハ主表面の外周部形状が盛り上がるようなハネる傾向にある。
【０００４】
近年、最先端の半導体デバイスの高集積化に伴い、高度な平坦度を有し、デバイス製造工程に適した形状の半導体ウエーハを製造することが要求されている。そのため、現在では、ウエーハ製造工程中、例えば、鏡面研磨工程前後においてプラズマエッチング工程が追加されることがある。このようなプラズマエッチング工程を行えば、ウエーハの平坦度（ＴＴＶ：Ｔｏｔａｌ Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ、すなわちウエーハ全面における最大厚と最小厚の差）を一層向上させることが可能である。
【０００５】
このプラズマエッチング工程の一例として、例えば、プラズマ補助化学エッチング（ＰＡＣＥ：Ｐｌａｓｍａ Ａｓｓｉｓｔｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｔｃｈｉｎｇ）と呼ばれる技術が開発されている（特開平５−１６００７４号公報、特開平６−５５７１号公報、特開平７−２８８２４９号公報参照）。
【０００６】
このＰＡＣＥは、プラズマによりウエーハ表面を部分的にエッチングしながらウエーハの厚さを均一化する方法であり、ウエーハの厚さ分布を光学干渉法や静電容量法で測定した後、その厚さ分布に応じて、ウエーハ表面にプラズマを照射するノズルの相対的な移動速度を制御することによってプラズマによるエッチング除去量を制御し、ウエーハ面内を高平坦度化する技術である。
【０００７】
このプラズマエッチングの具体的な方法は、例えば、図１０に示すように高周波電極１６と接地電極１７との間にシリコンウエーハ等の原料ウエーハＷを置き、高周波電極１６に高周波を印加してノズル１８内のＳＦ６等の原料ガスをプラズマ化して原料ウエーハＷの表面に照射する。これによりノズル１８の下に位置するウエーハ表面の領域を局所的にエッチングすることができる。このとき、原料ガスのプラズマ化は、上記のように原料ガスを高周波電極でプラズマ化する方法の他、ノズルにマイクロ波を当ててノズル内の原料ガスをプラズマ化する方法等がある。例えば、図１１に示すように、原料ウエーハＷを回転テーブル１９上に静電チャック等で固定して回転させるとともに、ノズル２０にマイクロ波を当てて原料ガスをプラズマ化し、これを原料ウエーハＷに照射することによってエッチングを行うことができる。
【０００８】
このように、原料ウエーハＷの厚さ分布を予め光学干渉法や静電容量法等で測定しておき、その厚さ分布に応じて、プラズマを照射するノズルまたは原料ウエーハＷの移動速度を制御しながらウエーハＷの表面全体を走査して厚い部分を局所的にプラズマエッチングにより除去することによって、半導体ウエーハ表面全体を高平坦化することができる。
【０００９】
しかしながら、近年、半導体デバイスの更なる高集積化に伴い、上記のような光学干渉法や静電容量法等で半導体ウエーハの厚さ分布を測定し、その厚さ分布に基づいてエッチング除去量等を制御するだけではウエーハ形状、特にウエーハの外周部形状を十分に制御することができなくなってきた。
【００１０】
すなわち、近年、半導体デバイスの高集積化が進み、回路自体の最小線幅は０．１３μｍ以下のレベルとなり、リソグラフィプロセスで半導体ウエーハ表面に回路を形成する際にその焦点深度を確保する目的から、基板となる半導体ウエーハの表面基準のサイトフラットネスＳＦＱＲは、０．１３μｍ以下（サイトサイズ：２５×３６ｍｍ２）のレベルが要求されている。その結果、上記のようにウエーハの厚さ分布に基づいてプラズマエッチングを行った半導体ウエーハでも、実際にウエーハ上にデバイスの形成を行うと、特にウエーハ周辺部においてレジストパターンを正確に形成することができない等の問題が生じた。尚、ここで、ＳＦＱＲ（Ｓｉｔｅ Ｆｒｏｎｔ ｌｅａｓｔ−ｓＱｕａｒｅｓ Ｒａｎｇｅ）とは、平坦度に関して表面基準の平均平面をサイト毎に算出し、その面に対する凹凸の最大範囲を表した値である。
【００１１】
また一方では、製造コストの観点から１枚の半導体ウエーハからの半導体デバイスの収率を上げるために、平坦度の保証エリアは、従来ではウエーハ最外周端部から３ｍｍを除いた領域であったものが、ウエーハ最外周端部から２ｍｍ又は１ｍｍを除いた領域へ拡大することが要求されている。
【００１２】
さらに、デバイスパターンの微細化に伴い、デバイス製造工程、例えばリソグラフィーや化学機械的研磨（ＣＭＰ）等の処理装置に用いられているウエーハ保持用のチャックとウエーハ形状との相性が問題視されるようになってきた。このようなウエーハチャックとウエーハ形状の相性に関しては、ウエーハチャックの形状とウエーハ外周部の形状のマッチング等が重要であり、処理装置によっては例えばウエーハ外周部の表面形状が適当な大きさでハネていることが好ましい等、デバイスメーカ等により半導体ウエーハの好ましい形状が異なる場合がある。そのため、ウエーハ外周部を所望の形状に正確に加工すること、さらにウエーハ表面及び裏面の形状を別々に正確に加工することが望まれている。
【００１３】
しかしながら、上記の光学干渉法や静電容量法等では、半導体ウエーハの外周部形状、例えば、ウエーハ外周部における面ダレの始まる位置（以下、変極点ということがある）等を正確に測定できないため、プラズマエッチングのエッチングエリア及びエッチング量を精度良く制御できず、ウエーハ外周部を高精度に加工することが困難であり、ウエーハ外周部（最外周近傍）まで高い平坦度を達成することができなかった。
【００１４】
また、プラズマエッチングは上記のように半導体ウエーハの厚さ分布に応じて行うため、ウエーハの厚さに関して均一に加工することができるものの、ウエーハの一方の面を加工するだけであって、原則としてウエーハ表面または裏面をそれぞれ別々に所望の形状に加工することができず、従来のような厚さ分布によるプラズマエッチングでは限界があった。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、ウエーハ形状、特にウエーハ外周部の形状を精度良く加工して半導体ウエーハを作製することができ、特にウエーハ表面と裏面をそれぞれ所望の形状に加工することができる半導体ウエーハの加工方法、及びそのような半導体ウエーハの加工に使用できるプラズマエッチング装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明によれば、半導体ウエーハをプラズマエッチングによって加工する半導体ウエーハの加工方法であって、前記半導体ウエーハの表面及び／または裏面の形状データを測定し、測定した半導体ウエーハの形状データから微分型形状評価方式によって前記半導体ウエーハの形状を評価し、評価した半導体ウエーハの形状から半導体ウエーハのエッチングエリア及びエッチング量を算出した後、算出したウエーハのエッチングエリア及びエッチング量に基づいて、前記半導体ウエーハにプラズマ化した原料ガスを照射してプラズマエッチングを行うことを特徴とする半導体ウエーハの加工方法が提供される（請求項１）。
【００１７】
このように、半導体ウエーハの表面及び／または裏面の形状データを測定し、この形状データから微分型形状評価方式によって半導体ウエーハの形状を評価して、評価したウエーハ形状からエッチングエリア及びエッチング量を算出した後、この算出したウエーハのエッチングエリア及びエッチング量に基づいて半導体ウエーハにプラズマエッチングを行うことによって、半導体ウエーハの形状、特に外周部形状を精度良く加工して、半導体ウエーハを所望のウエーハ形状に高精度で加工することができる。
【００１８】
このとき、前記半導体ウエーハの形状をウエーハ表面及び裏面別々に評価して、ウエーハ表面及び裏面のそれぞれのエッチングエリア及びエッチング量を算出した後、ウエーハ表面及び裏面のそれぞれにプラズマエッチングを行うことが好ましい（請求項２）。
【００１９】
このように、本発明の半導体ウエーハの加工方法によれば、半導体ウエーハの表面及び裏面別々に評価して、ウエーハ表面及び裏面のそれぞれのエッチングエリア及びエッチング量を算出し、その算出結果に基づいてウエーハ表面及び裏面のそれぞれにプラズマエッチングを行うことができる。そのため、従来の厚さによる制御と異なり、半導体ウエーハの表面及び裏面をそれぞれ所望の形状に加工することができる。
【００２０】
また、前記微分型形状評価方式による評価を、測定した半導体ウエーハの形状データから半径方向に沿った形状プロファイルを作成し、該形状プロファイルを微分処理して微分プロファイルを算出し、得られた微分プロファイルの解析を行ってウエーハの表面特性を求めることによって行うことが好ましい（請求項３）。
【００２１】
このようにして微分型形状評価方式による評価を行えば、半導体ウエーハの半径方向、特にウエーハ外周部の形状、特にハネ始めやダレ始めの位置等を正確に定量化することができ、さらにウエーハ表面及び裏面の形状を別々に評価することもできるため、半導体ウエーハの形状をより正確に評価することができ、これに基づいて高精度なプラズマエッチングを行うことができる。
【００２２】
このとき、前記形状プロファイルの微分処理を、形状プロファイルをウエーハの半径方向に沿って１ｍｍ間隔で微分することによって行うことが好ましい（請求項４）。
【００２３】
形状プロファイルの微分処理において、微分を行う間隔は、評価対象となる半導体ウエーハの形状に応じて任意に選択することができるが、上記のように形状プロファイルの微分処理をウエーハの半径方向に沿って１ｍｍ間隔で微分することによって、従来ウエーハ形状の評価に用いられているナノトポグラフィーによる２ｍｍ×２ｍｍ角での評価に相当する測定レベルで半導体ウエーハ形状、特に半導体ウエーハの外周部形状の評価を行うことができる。ナノトポグラフィー（ナノトポロジーとも言われる）は、波長が０．２ｍｍから２０ｍｍ程度で振幅が数ｎｍから１００ｎｍ程度の凹凸のことであり、その評価方法は、１辺が０．１ｍｍから１０ｍｍ程度の正方形、または直径が０．１ｍｍから１０ｍｍ程度の円形のブロック範囲（この範囲はＷＩＮＤＯＷ ＳＩＺＥ等と呼ばれる）の領域で、ウエーハ表面の凹凸の高低差（ＰＶ値；ｐｅａｋ ｔｏ ｖａｌｌｅｙ）を評価するものである。このＰＶ値は、Ｎａｎｏｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ Ｈｅｉｇｈｔ等とも呼ばれる。ナノトポグラフィーによる半導体ウエーハの評価においては、特にウエーハ面内に存在する凹凸の最大値が小さいことが望まれている。通常２ｍｍ×２ｍｍの正方形で複数のブロック範囲に対して測定が行われ、そのＰＶ値の最大値で評価し、このＰＶ値の最大値が小さければ小さいほど、より品質の優れたウエーハとして評価される。また許容値超の領域がＦＱＡ（Ｆｉｘｅｄ Ｑｕａｌｉｔｙ Ａｒｅａ；ウエーハ有効領域）の面積のどれくらいを占めるかにより、ウエーハの形状品質を評価する場合もある。
特に微分型形状評価方式では、ナノトポグラフィーの品質に影響するウエーハ形状が急激に変化する位置、つまりダレ始めやハネ始めの位置、さらには形状変化の割合が正確に評価でき、このような位置（ウエーハの表面特性）に基づいてプラズマエッチングを行うと高平坦度な半導体ウエーハを作製することができる。
【００２４】
このとき、前記半導体ウエーハのエッチングエリアの算出を、微分型形状評価方式により評価した半導体ウエーハの形状と、目標とするウエーハ形状のテンプレートとを比較することによって行うことができる（請求項５）。また、前記半導体ウエーハのエッチング量の算出を、微分型形状評価方式により評価した半導体ウエーハの形状と、目標とするウエーハ形状のテンプレートとの差を算出し、該算出した差を積分することによって行うことができる（請求項６）。
【００２５】
このように、半導体ウエーハのエッチングエリアの算出を、微分型形状評価方式により評価した半導体ウエーハの形状と目標とするウエーハ形状のテンプレートとを比較することによって行い、また半導体ウエーハのエッチング量の算出を、微分型形状評価方式により評価した半導体ウエーハの形状と目標とするウエーハ形状のテンプレートとの差を算出し、この算出した差を積分することによって行えば、所望の形状の半導体ウエーハとするために必要なエッチングエリア及びエッチング量を正確に算出することができる。このように、半導体ウエーハの正確なエッチングエリア及びエッチング量を算出し、それらに基づいて半導体ウエーハにプラズマエッチングを行えば、半導体ウエーハを所望の形状に高精度に加工することができる。
【００２６】
さらに、前記プラズマエッチングを、プラズマ化した原料ガスを径が１ｍｍ〜２ｍｍの範囲内にあるノズルから半導体ウエーハに照射して行うことが好ましい（請求項７）。
このように、径が１ｍｍ〜２ｍｍの範囲内にあるノズルからプラズマ化した原料ガスを半導体ウエーハに照射してプラズマエッチングを行うことによって、半導体ウエーハ、特にウエーハ外周部の狭い領域を高精度でエッチングすることができる。この径は１ｍｍ以下であっても良いが、エッチングの効率を考慮すると１ｍｍ以上が好ましい。またナノトポグラフィーなどを改善するには２ｍｍ以下の狭い領域での形状が急激に変化する部分を中心にエッチング処理することが好ましく、ノズルの径も２ｍｍ以下と小さくすることが好ましい。また径が大きくなるとプラズマの強度に分布ができてエッチング部分で形状に分布ができ、プラズマエッチングによる新たな形状の悪化が生じる可能性もあるため、均一なプラズマエッチングができるノズルの大きさ及び出力を調整し、エッチングを行う。
【００２７】
また、前記原料ガスを、塩素系、水素系、またはフッ素系のガスとすることが好ましい（請求項８）。
このようにプラズマエッチングに用いる原料ガスを、塩素系、水素系、またはフッ素系のガスとすることによって、シリコンをはじめとする半導体ウエーハを好適にエッチングすることができる。
【００２８】
さらに、本発明によれば、半導体ウエーハをプラズマエッチングするプラズマエッチング装置であって、少なくとも、前記半導体ウエーハの表面及び／または裏面の形状データを測定する形状測定手段と、測定した半導体ウエーハの形状データから微分型形状評価方式によって半導体ウエーハの形状を評価する形状評価手段と、評価した半導体ウエーハの形状から半導体ウエーハのエッチングエリア及びエッチング量を算出する算出手段と、算出したエッチングエリア及びエッチング量に基づいて前記半導体ウエーハにノズルからプラズマ化した原料ガスを照射してプラズマエッチングを行うプラズマエッチング手段を有することを特徴とするプラズマエッチング装置が提供される（請求項９）。
【００２９】
このように、少なくとも、半導体ウエーハの形状データを測定する形状測定手段と、微分型形状評価方式によって半導体ウエーハの形状を評価する形状評価手段と、半導体ウエーハのエッチングエリア及びエッチング量を算出する算出手段と、半導体ウエーハにプラズマエッチングを行うプラズマエッチング手段を有するプラズマエッチング装置であれば、半導体ウエーハの形状、特に外周部形状を精度良く加工するプラズマエッチング装置とすることができる。さらに、上記のようなプラズマエッチング装置であれば、半導体ウエーハの表面及び裏面を別々に評価してそれぞれのエッチングエリア及びエッチング量を算出し、その算出結果に基づいてプラズマエッチングを行うことができるため、ウエーハ表面及び裏面をそれぞれ所望の形状に高精度に加工することもできる。
【００３０】
このとき、前記形状評価手段の微分型形状評価方式が、測定した半導体ウエーハの形状データから半径方向に沿った形状プロファイルを作成し、該形状プロファイルを微分処理して微分プロファイルを算出し、得られた微分プロファイルの解析を行ってウエーハの表面特性を求めるものであることが好ましい（請求項１０）。
【００３１】
このような形状評価手段の微分型形状評価方式であれば、半導体ウエーハの半径方向、特にウエーハ外周部の形状を正確に定量化することができ、さらにウエーハ表面及び裏面の形状を別々に評価することもできるため、半導体ウエーハの形状をより正確に評価することができ、これに基づいて高精度なプラズマエッチングを行うことができるものとなる。
【００３２】
また、前記プラズマを照射するノズルの径が１ｍｍ〜２ｍｍの範囲内にあることが好ましい（請求項１１）。
このように、プラズマを照射するノズルの径が１ｍｍ〜２ｍｍの範囲内にあれば、半導体ウエーハ、特にウエーハ外周部の狭い領域を高精度でエッチングすることができる装置となる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について実施の形態を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
本発明者等は、半導体ウエーハの形状、特にウエーハ外周部の形状について、従来とは異なる観点からその表面特性を求めてウエーハ形状の評価を行い、その評価に基づいてプラズマエッチングを行うことによって、ウエーハ形状、特にウエーハ外周部の形状を精度良く加工して任意の形状の半導体ウエーハを作製することができ、さらにウエーハ表面と裏面をそれぞれ所望の形状に加工することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００３４】
先ず、本発明に係るプラズマエッチング装置について、図面を参照しながら説明する。図１は本発明に係るプラズマエッチング装置の一例を示す概略説明図である。
【００３５】
本発明のプラズマエッチング装置１３は、半導体ウエーハ６の表面及び／または裏面の形状データを測定する形状測定手段１と、測定した半導体ウエーハ６の形状データから微分型形状評価方式によって半導体ウエーハの形状を評価する形状評価手段２と、評価した半導体ウエーハ６の形状から半導体ウエーハのエッチングエリア及びエッチング量を算出する算出手段３と、算出したエッチングエリア及びエッチング量に基づいて半導体ウエーハ６にノズル９からプラズマ化した原料ガス１１を照射してプラズマエッチングを行うプラズマエッチング手段４を有している。
【００３６】
このとき、形状測定手段１、形状評価手段２、算出手段３及びプラズマエッチング手段４は、形状測定手段１により測定された半導体ウエーハの形状データの座標とプラズマエッチング手段の座標を一致させることができれば、それぞれ別々に構成しても良いし、または一体的に構成しても良い。例えば、図１に示すように、形状評価手段２及び算出手段３をコンピュータ５に組み込んで、コンピュータ５と形状測定手段１、及びコンピュータ５とプラズマエッチング手段４を接続することによって、本発明のプラズマエッチング装置１３を構成することができる。
【００３７】
このとき、形状測定手段１は、半導体ウエーハ６の表面及び／または裏面の形状データを測定するものであれば特に限定するものではなく、例えば図１に示したように、ウエーハ支持具７により半導体ウエーハ６を静電チャック等で固定し、ウエーハ６の上下から表裏２本の変位計８により、半導体ウエーハ表面及び裏面のそれぞれの形状データを測定するものとすることができる。また、形状測定手段１としては、例えば、図２に示すように、被測定対象物を載せる試料台１５上に半導体ウエーハ６を非吸着で載置し、変位計１４により半導体ウエーハの表面又は裏面を測定することによって、形状データを求めるものであっても良い。
【００３８】
このとき、変位計８または１４として、例えばレーザー発振器、及びＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）カメラ、自動焦点回路等からなる自動焦点機構を備えたものを用いることができる。このような変位計を用いれば、半導体ウエーハの表面及び／または裏面に対して垂直に所定の間隔でレーザー光（例えば、ＨｅＮｅレーザー等）を照射させ、自動焦点機構によって照射されたレーザー光の半導体ウエーハからの反射像の焦点を自動的に合わせて予め校正された基準点からの距離のずれを測って、半導体ウエーハの表面及び／または裏面の厚さ方向の面の変位を測定することができる。このようにして、半導体ウエーハの表面及び／または裏面の形状データを測定することができる。
【００３９】
また、プラズマエッチング手段４は、例えば、高周波電極１０に高周波を印加してノズル９内の原料ガス１１をプラズマ化して、高周波電極１０と接地電極１２との間に置かれた半導体ウエーハ６の表面に照射することによって、プラズマが照射された半導体ウエーハ６の領域を局所的にエッチングすることができる。
【００４０】
このとき、プラズマを照射するノズル９の径が１ｍｍ〜２ｍｍの範囲内にあることが好ましい。本発明のプラズマエッチング装置に使用するノズルは、従来用いられているもの、例えば、比較的小径の３ｍｍ〜５ｍｍ程度の径を有するものでも使用できるが、このようにノズル９の径が１ｍｍ〜２ｍｍの範囲内にあるものを用いることによって、ウエーハ外周部の微細な領域でも非常に高精度でエッチングを行うことができる。
【００４１】
また、ノズル９の形状については上記に限定されるものではない。例えば、上記のように直径が１〜２ｍｍである小径の円形ノズルを用いても良いし、その他の形状として、１辺が１〜２ｍｍの長方形のノズルを用いることもできる。また、ノズルの形状をウエーハ周辺部の外周に沿った形状にすることによって、ウエーハ外周部の形状をより効率的に処理することができる。
【００４２】
次に、上記のような本発明のプラズマエッチング装置を用いて、半導体ウエーハを加工する方法を説明する。
本発明による半導体ウエーハの加工方法は、半導体ウエーハの表面及び／または裏面の形状データを測定し、測定した半導体ウエーハの形状データから微分型形状評価方式によって前記半導体ウエーハの形状を評価し、評価した半導体ウエーハの形状から半導体ウエーハのエッチングエリア及びエッチング量を算出した後、算出したウエーハのエッチングエリア及びエッチング量に基づいて、前記半導体ウエーハにプラズマ化した原料ガスを照射してプラズマエッチングを行うことを特徴とする。
【００４３】
このような本発明の半導体ウエーハの加工方法によれば、半導体ウエーハの形状、特に外周部形状を精度良く加工して、半導体ウエーハを任意の形状に加工することができる。
さらに、半導体ウエーハの形状をウエーハ表面及び裏面別々に評価して、ウエーハ表面及び裏面のそれぞれのエッチングエリア及びエッチング量を算出した後、ウエーハ表面及び裏面のそれぞれにプラズマエッチングを行うことができるため、半導体ウエーハの表面及び裏面をそれぞれ所望の形状に加工することが可能となる。
【００４４】
以下、本発明の半導体ウエーハの加工方法について、図面を参照しながらより詳細に説明する。
先ず、上記形状測定手段によって、加工対象となる半導体ウエーハの表面及び／または裏面の形状データを測定する。
半導体ウエーハの形状データを測定する方法は、例えば図１に示した形状測定手段１のように、ウエーハ支持具７により半導体ウエーハ６を静電チャック等で固定し、ウエーハ６を挟む表裏２本の変位計８により半導体ウエーハを走査してウエーハの厚さ方向の面の変位を測定することによって、半導体ウエーハ表面及び裏面の形状データを求めることができる。また、例えば図２のように被測定対象物を載せる試料台１５上に半導体ウエーハ６を非吸着で載置し、変位計１４により半導体ウエーハの表面又は裏面を走査してウエーハの厚さ方向の面の変位を測定することによって、形状データを求めることもできる。
【００４５】
このとき、半導体ウエーハの形状データは、半導体ウエーハの表面及び／または裏面を細かい測定間隔で走査することによって、優れた精度で半導体ウエーハの形状評価を行うことができる。例えば、半導体ウエーハを走査する間隔を１ｍｍ間隔以下、特に０．０５ｍｍ間隔程度とすることにより、優れた測定精度で半導体ウエーハの形状データを測定することができる。
その後、上記のように測定された形状データ（測定位置及び変位などの情報）は、例えば上記のコンピュータに備えた記憶手段（不図示）等に順次保存することができる。
【００４６】
次に、形状評価手段によって、上記の形状測定手段で測定した半導体ウエーハの形状データから微分型形状評価方式により半導体ウエーハの形状の評価が行われる。
測定した半導体ウエーハの形状データから、半径方向に沿って、評価を行う範囲の形状プロファイルを作成する。例えば、ウエーハ外周部の形状を評価する場合、図３に示すような形状プロファイルを作成することができる。この図３の形状プロファイルは、直径３００ｍｍの半導体ウエーハのウエーハ中心から１２０〜１４８ｍｍの範囲の形状データを示したものである。このとき、ウエーハ最外周から２ｍｍの領域は測定除外領域とした。
【００４７】
本発明の半導体ウエーハの加工方法において、半導体ウエーハの形状の評価は、上記のように半導体ウエーハの最外周から１ｍｍ〜２ｍｍ以内の領域を除外して行われることが好ましい。一般に、半導体ウエーハの外周部にはウエーハのカケ等を防止するため面取りが施されており、図１２に示すような面取り部が形成されている。この面取り部の幅はウエーハの製造方法によって異なるが、通常およそ５００μｍ（０．５ｍｍ）程度である。近年、ウエーハ形状の評価は、ウエーハ主表面と面取り部の境界近傍まで行われることが望まれているものの、測定精度等を考慮に入れると、面取り部を含む半導体ウエーハの最外周から１ｍｍの領域を除外すること（測定除外領域）により、さらに測定精度の優れた半導体ウエーハの形状の評価を行うことができる。
【００４８】
また、この図３の形状プロファイルは、形状測定手段によって測定された形状データから形状プロファイルを作成する際に、長波長成分を除去するために最小自乗法近似を施し、さらに測定ノイズを除去するために１〜２ｍｍ程度の移動平均の操作を行ったものである。このように、形状プロファイルを作成する際に、ワープ等の長波長成分及び測定ノイズの除去を行うことによって、ウエーハ形状の局所的な変化を正確に測定することができ、半導体ウエーハ形状を高精度で評価することができる。尚、長波長成分の除去は、形状プロファイルを作成する際に行うのではなく、その後微分プロファイルを算出する際に行っても良い。このような処理を必要に応じ複数回実施しても良い。なお、プラズマエッチング前にうねりやワープ等の長周期の凹凸（長波長成分）が小さくなるように加工しておくと更に好ましい。
【００４９】
このとき、形状プロファイル（形状データ）の符号（プラス・マイナス）は、ウエーハの一主表面を表面または裏面をどちらにするかによってプラスまたはマイナスに変化するため、ウエーハ表面（または裏面）の形状データをどちらの符号で表すかは任意であり、ウエーハ形状を評価する際にウエーハの外周部におけるウエーハ面のハネまたはダレ方向を間違えることなく評価することができれば良い。
【００５０】
続いて、作成した形状プロファイル（図３）を、任意の位置を基準として一定間隔で微分を行い、その中点にデータをプロットすることによって、図４に示すような微分プロファイルを算出することができる。つまり、作成した形状プロファイルにおいて、任意の位置Ｘｉ（ｍｍ）を基準として、Ｘｉ＋１（ｍｍ）における形状プロファイルの変位の大きさＹｉ＋１（μｍ）と、Ｘｉ（ｍｍ）における形状プロファイルの変位の大きさＹｉ（μｍ）との差を一定間隔（Ｘｉ＋１−Ｘｉ）で除した値を微分値（ｄｙi）として求めた後、間隔（Ｘｉ＋１−Ｘｉ）の中間点にデータをプロットすることによって微分プロファイルを算出することができる。この微分値は傾きの大きさ（μｍ／ｍｍ）に相当する。
【００５１】
このとき、形状プロファイルの微分を行う間隔（Ｘｉ＋１−Ｘｉ）は、評価対象となる半導体ウエーハの形状に応じて任意に選択することができるが、形状プロファイルをウエーハの半径方向に沿って１ｍｍ間隔で微分することによって、優れた測定レベル、例えば２ｍｍ×２ｍｍ角で評価したナノトポグラフィーに相当する測定レベルで半導体ウエーの形状を評価することができる。
【００５２】
次に、得られた微分プロファイルの解析を行って、ウエーハの表面特性を求める。以下、微分プロファイルを解析して表面特性を求める方法について説明する。
先ず、得られた微分プロファイル（図４）から、算出した微分プロファイルの最外点を最外データポイントＡとし、最外データポイントＡからウエーハ中心方向に微分プロファイルを走査して最初に零となる位置をロールオフ（Ｒｏｌｌ Ｏｆｆ）開始点Ｂとして検出し、また最外データポイントＡからウエーハ中心方向に微分プロファイルを走査して最大値となる位置をフリップアップ（ＦｌｉｐＵｐ）最大スロープ位置Ｃとして検出し、さらに該フリップアップ最大スロープ位置Ｃからウエーハ中心方向に微分プロファイルを走査して最初に零となる位置をフリップアップ（Ｆｌｉｐ Ｕｐ）開始点Ｄとして検出し、これらのロールオフ開始点Ｂ、フリップアップ最大スロープ位置Ｃ、及びフリップアップ開始点Ｄをウエーハの表面特性として求めることによって、本発明の半導体ウエーハの形状の評価を行うことができる。
【００５３】
主にこのような半導体ウエーハの表面特性を求めることによって、従来のウエーハ形状の評価方法では得ることのできないウエーハ形状、特にウエーハ外周部形状に関する有効な情報を得ることができ、その後のプラズマエッチングにおいて高精度の加工を行うことが可能となる。なお、微分型形状評価方式は、先に得られた微分プロファイル（１階微分プロファイル）を更に一定間隔で微分して２階微分プロファイルを算出し評価するものでも良い。２階微分プロファイルからは、主に曲率の大きさについての情報が得られ、例えば形状プロファイルの変位の大きい部分（傾斜のある部分）を正確に解析でき、エッチングエリアの決定に有用な情報が得られる。
【００５４】
このように形状評価手段によって半導体ウエーハ形状の評価を行った後、評価した半導体ウエーハの形状から半導体ウエーハのエッチングエリア及びエッチング量を算出する。
例えば、半導体ウエーハをプラズマエッチングにより面取り部近傍まで平坦度の優れたウエーハに加工する場合は、形状評価手段により評価したウエーハ形状から、半導体ウエーハのエッチングエリア及びエッチング量を算出することができる。
【００５５】
また、上述のように、デバイス製造工程において処理装置と半導体ウエーハとの相性を良くするためにある特定のウエーハ形状に加工する場合は、予めその目標とするウエーハ形状のテンプレート、例えば図５に示すようなウエーハ形状のテンプレートをウエーハ表面及び／または裏面について用意しておき、そして、この目標とするウエーハ形状のテンプレートと形状評価手段により評価した半導体ウエーハの形状とを比較することによって半導体ウエーハのエッチングエリアを算出し、また、目標とするウエーハ形状の微分処理したテンプレートと微分型形状評価方式により評価した半導体ウエーハの形状（微分プロファイル）との差を算出し、この算出した差を積分することによって半導体ウエーハのエッチング量を算出することができる。
【００５６】
その後、このように算出した半径方向の半導体ウエーハのエッチングエリア及びエッチング量を、ウエーハ全周に渡って求めることにより、半導体ウエーハにプラズマエッチングを行うために必要なエッチングエリア及びエッチング量を正確に算出することができる。このとき、半径方向のエッチングエリア及びエッチング量をウエーハ中心角が１°以下の間隔で、例えばウエーハ面内で３６０〜４００本程度放射状に算出することにより、極めて優れた精度でエッチングエリア及びエッチング量を算出することができる。
【００５７】
以上のように半導体ウエーハのエッチングエリア及びエッチング量を算出することによって、半導体ウエーハの表面及び裏面のそれぞれについて適切なエッチングエリア及びエッチング量を求めることができる。また、このように算出した半導体ウエーハのエッチングエリア及びエッチング量は、例えばコンピュータに順次蓄積することができ、その後これらに基づいて、半導体ウエーハにプラズマ化した原料ガスを照射してプラズマエッチングを行う。
【００５８】
プラズマエッチングは、プラズマエッチング手段により、原料ガスをプラズマ化し、これをノズルから半導体ウエーハに照射することによって行うことができる。例えば、図１に示すように、半導体ウエーハ６をウエーハ支持具７に静電チャック等で固定して回転させるとともに、高周波電極１０に高周波を印加して原料ガス１１をプラズマ化して、照射口の径が１〜２ｍｍのノズル９から高周波電極１０と接地電極１２との間に置かれた半導体ウエーハ６の表面に照射することによって、プラズマエッチングを行うことができる。尚、原料ガスをプラズマ化する方法としては特に限定されず、上記のように高周波電極に高周波を印加する方法の他、マイクロ波をノズルに当てる方法等のような従来用いられているいずれの方法でも採用することができる。
【００５９】
このとき、プラズマエッチングを行う際に使用する原料ガスとしては、従来使用しているものを限定することなく使用できるが、具体的には、ＣＣｌ４等の塩素系、Ｈ２等の水素系、またはＳＦ６等のフッ素系のガスを使用でき、特に、シリコンウエーハを加工する場合には、ＳＦ６を好適に使用できる。
【００６０】
このように本発明によれば、半導体ウエーハの形状、特に外周部形状を精度良く加工することができるため、半導体ウエーハを高平坦度化、又は、半導体ウエーハの形状をウエーハ表面及び裏面別々に評価して、ウエーハ表面及び裏面のそれぞれのエッチングエリア及びエッチング量を算出してプラズマエッチングを行うことができるため、半導体ウエーハの表面及び裏面をそれぞれ所望の形状に加工することが可能となる。また、このようにウエーハ表面及び裏面を所望の形状、すなわち、平坦にすることのみならず、必要に応じウエーハ周辺部をハネさせたり、あるいはダレさせたり任意の形状に加工することができれば、例えば、ウエーハチャックとウエーハ形状の相性の問題等を解決することができ、デバイス製造工程における歩留りの向上を図ることができる。
【００６１】
また、本発明の半導体ウエーハの加工方法を鏡面研磨工程が施された鏡面研磨ウエーハに行う場合は、主に半導体ウエーハの外周部を中心にプラズマエッチングを行えば良いため、半導体ウエーハを高いスループットで加工することができるとともに、ウエーハ外周部（ウエーハの測定除外領域近傍）まで形状が制御された鏡面研磨ウエーハを作製することができ、その結果、半導体ウエーハの生産性及び良品率を著しく向上させることができる。
【００６２】
また、一般にプラズマエッチングを半導体ウエーハの全面に対して行うと、ウエーハ表面のヘイズレベルが悪化するため、プラズマエッチング後に再度研磨代が微小の研磨が必要になり、コストアップにつながるという問題があったが、上記のようにウエーハ外周部を中心にプラズマエッチングを行えば、ウエーハの研磨面全体のヘイズレベルはほとんど低下せず、プラズマエッチング後にヘイズを除去するための鏡面研磨等を行う必要も無い。このように、本発明は、特にウエーハ外周部の形状の作り込みに有効である。
【００６３】
さらに、このように加工された半導体ウエーハを用いてデバイスを形成すれば、ウエーハ表面上の広範囲に回路を正確に形成させることができる。その結果、半導体デバイスの品質、生産性及び歩留りを著しく向上させることができる。
【００６４】
【実施例】
以下、実施例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例１）
実施例１として、本発明の半導体ウエーハの加工方法により、ウエーハ外周部の形状が、ウエーハ表面側では盛り上がるように湾曲して（ハネて）おり、かつウエーハ裏面側では垂れ下がるように湾曲して（ダレて）いるシリコンウエーハを製造する場合について説明する。
【００６５】
ＣＺ法により直径３００ｍｍのシリコン単結晶を引き上げ、得られた単結晶をスライスし、面取り、ラッピング、エッチング、鏡面研磨の各工程を順次施してシリコンウエーハを作製した（この状態のウエーハを原材料ウエーハということがある）。この時、鏡面研磨工程でリテーナリングを用いたＣＭＰによってウエーハの表裏両面を研磨した。鏡面研磨工程後のシリコンウエーハは、ウエーハ表面及び裏面ともに外周部がハネた状態となっており、ほぼ同じ形状であった。
【００６６】
このようなシリコンウエーハに対して、本発明の半導体ウエーハの加工方法によって、ウエーハ外周部においてウエーハ表面側ではハネており、またウエーハ裏面側ではダレてるようなウエーハ形状となるように加工を行った。
【００６７】
先ず、図１に示すような構成を有するプラズマエッチング装置（システム）１３を用い処理した。本実施例１では形状測定手段１及びプラズマエッチング手段４は別々の構成（それぞれ独立した装置）のものを用い、形状測定手段で測定されたウエーハの形状データの座標とプラズマエッチング手段の座標軸を一致させ処理する装置（システム）を用いた。形状測定手段１を用いて、シリコンウエーハの表面及び裏面の形状データを測定した。このとき、変位計８として、非接触レーザー変位計（２ヘッド方式）のナノメトロ（登録商標）３００ＴＴ（黒田精工社製）を用いて、半導体ウエーハの形状データを求め、コンピュータ５に順次保存した。
【００６８】
その後、形状評価手段２により、測定した形状データから半径方向に沿ってウエーハ中心から１２０〜１４８ｍｍの範囲（ウエーハ最外周から２ｍｍは測定除外領域とした）の形状プロファイルを作成した後、２ｍｍの移動平均を施して測定ノイズを除去し、また最小自乗法近似により長波長成分を除去することによって、図３に示すような長波長成分及び測定ノイズが除去された形状プロファイルを作成した（ウエーハ裏面の形状についても同様に形状プロファイルを作製したが、ウエーハ表面の形状プロファイルとほぼ同様の形状を示したため、図示を省略する）。その後、この作成した形状プロファイル（図３）に１ｍｍ間隔で微分を行って、図４に示すような微分プロファイルを算出した。これにより、面取り部につながるダレの開始位置、例えばロールオフ開始点Ｂや、ハネ始めや最大傾きの位置およびハネ具合、例えばフリップアップ開始点Ｄやフリップアップ最大スロープ位置Ｃ及び位置Ｃの微分値などを正確に求めることができる。これらの表面特性をもとにプラズマエッチングを行っても良いが、本実施例１ではさらにテンプレートを用いエッチングエリア及びエッチング量を算出した。
【００６９】
つまり、目標とするウエーハ形状のテンプレートとして、表面形状については図５のウエーハ形状のテンプレート、裏面形状については図６のウエーハ形状のテンプレートを用意した。特にテンプレートは微分処理したものが好ましく、微分処理したテンプレート及び被加工物の微分プロファイルを比較しエッチングエリアを求め、また差を算出して積分することによってエッチング量を算出した。
【００７０】
その後、算出したウエーハのエッチングエリア及びエッチング量に基づいて、プラズマエッチング装置１３のプラズマエッチング手段４を用いて、高周波電極１０に高周波を印加して原料ガス１１をプラズマ化して、照射口の径が２ｍｍのノズル９から高周波電極１０と接地電極１２との間に置かれた半導体ウエーハ６の表面にプラズマを照射することによって、プラズマエッチングを行った。
【００７１】
プラズマエッチング後、得られたシリコンウエーハの形状を再度形状測定手段１を用いて、ウエーハ表面の形状データ、ウエーハ裏面の形状データ、及びウエーハ形状をより正確に評価するためにウエーハの厚さを測定し、半径方向に沿ってウエーハ中心から１２０〜１４８ｍｍの範囲の形状プロファイルを作成した。その結果を図８に示す。
【００７２】
尚、この図８のウエーハ裏面の形状プロファイルは、図９に示すように変位計によって形状データが測定されたものであるため、プラスマイナスが逆である。しかしながら、本発明では、上述のように、ウエーハの外周部におけるウエーハ面のハネまたはダレ方向を間違えることなく評価することができれば、形状プロファイル（形状データ）の符号をどちらで表すかは任意である。また、目標とするウエーハ形状のテンプレートの比較においても、このようなことを考慮に入れてエッチングエリア及びエッチング量を算出するため、何ら問題はない。
【００７３】
続いて、この図８のウエーハ表面及び裏面の形状プロファイルに２ｍｍの移動平均を施して測定ノイズを除去した後、１ｍｍ間隔で微分処理を行って微分プロファイルを算出し、最小自乗法近似により長波長成分を除去することによって、図７に示すようなウエーハ表面及び裏面の微分プロファイルを算出した。
【００７４】
この図７のウエーハ表面及び裏面の微分プロファイルより、ウエーハ中心から１４０ｍｍより外側の領域（ウエーハ最外周から１０ｍｍの領域）において、ウエーハ表面の微分プロファイルはプラス側（ハネ方向）に存在し、またウエーハ裏面の微分プロファイルもプラス側（ダレ方向：裏面の形状データの符号が逆であるため、実際にはマイナス側の領域に存在する）に存在していることがわかる。
【００７５】
以上のことから、本発明の半導体ウエーハの加工方法によって、半導体ウエーハの表面及び裏面をそれぞれ所望の形状、すなわち、ウエーハ中心から１４０ｍｍより外側の領域においてウエーハ形状のテンプレートとほぼ同様のウエーハ表面側でハネており、裏面側でダレている形状に半導体ウエーハを加工することができた。このように本発明の方法では、ウエーハ形状を任意の形状に、特にウエーハ表面及び裏面をそれぞれ別々に所望の形状に加工できる。なお上記実施例１に限らず、本発明の方法によればウエーハ外周部まで高平坦度に加工することもできる。
【００７６】
（実施例２）
直径３００ｍｍのシリコンウエーハに対し、ウエーハ周辺部まで高平坦度のウエーハを製造した。この原料ウエーハはうねり成分が少なくなるように加工された両面鏡面研磨ウエーハであり、ウエーハ表面及び裏面ともに外周部がハネた形状のウエーハを用いた。
【００７７】
実施例１と同様にこのウエーハの表裏両面の形状データを形状測定手段により測定し、更に形状プロファイル及び微分プロファイルを形状評価手段により作成した。本実施例２では微分型形状評価方式によってウエーハ全周に渡ってウエーハ中心角が１°の間隔で３６０本の微分プロファイルを作成し評価した。微分プロファイルは得られた形状プロファイルを１ｍｍ間隔で微分処理したものである。さらにこの微分プロファイル（１階微分プロファイル）を１ｍｍ間隔で再度微分処理を行い２階微分プロファイルを作成した。
【００７８】
得られた（１階）微分プロファイルに±０．０１μｍ／ｍｍの幅でしきい値を設定し（例えば図４のような微分プロファイルの縦軸にしきい値を設定し）、シリコンウエーハのエッチングエリア及びエッチング量を算出した。つまりこのしきい値からはみ出したエリアの部分（位置）を修正するようにプラズマエッチングを行った。
【００７９】
今回用いた原料ウエーハでは、ウエーハ外周部がハネた形状をしているため、しきい値をはみ出す領域がウエーハ外周部に存在した。特にウエーハ外周端部から１０ｍｍ程度の範囲であった。従って、このウエーハ外周部のみプラズマエッチングを行った。
【００８０】
上記、（１階）微分プロファイルのしきい値をはみ出した位置の位置情報及び微分値（傾きの大きさ）及び２階微分プロファイルの情報をもとにプラズマエッチングを実施例１と同様に行った後、得られたシリコンウエーハの形状として、ウエーハの厚さ、ウエーハ表面及び裏面の形状を評価したところ、ウエーハ厚さについてはウエーハ外周部まで高平坦度に、さらにウエーハ表面及び裏面とも微分プロファイルの縦軸が±０．０１μｍ／ｍｍ以内とウエーハ形状の急激な変化点がなく良好なウエーハが製造できた。
【００８１】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００８２】
例えば、上記実施例においては、研磨工程後にプラズマエッチングを行う場合について説明しているが、本発明はこれには限定されず、例えば研磨工程を多段研磨で行う場合、本発明によるプラズマエッチングを多段研磨の１次鏡面研磨後に行っても良いし、仕上げ鏡面研磨工程後に行っても良い。
【００８３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、半導体ウエーハの形状、特に外周部形状を精度良く加工することができるため、半導体ウエーハを高平坦度化することができ、また半導体ウエーハの表面及び裏面をそれぞれ所望の形状に加工することができる。そして、このように加工された半導体ウエーハであれば、ウエーハ表面上の広範囲にデバイスを正確に形成できるため、半導体デバイスの生産性及び歩留りを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプラズマエッチング装置の一例を示す概略説明図である。
【図２】本発明のプラズマエッチング装置における形状測定手段の別の一例を示す概略説明図である。
【図３】半導体ウエーハの半径方向に沿ってウエーハ中心から１２０〜１４８ｍｍの範囲の形状プロファイルを示したグラフである。
【図４】図３の形状プロファイルを微分処理して算出した微分プロファイルを示したグラフである。
【図５】目標とするウエーハ形状のウエーハ表面側のテンプレートを示した図である。
【図６】目標とするウエーハ形状のウエーハ裏面側のテンプレートを示した図である。
【図７】図８の形状プロファイルを微分処理して算出した微分プロファイルを示したグラフである。
【図８】実施例１においてプラズマエッチングを行った後の半導体ウエーハの半径方向に沿ってウエーハ中心から１２０〜１４８ｍｍの範囲の形状プロファイルを示したグラフである。
【図９】図１の本発明のプラズマエッチング装置における形状測定手段の変位計による表裏面の形状データの測定について説明した説明図である。
【図１０】プラズマエッチングの一例を示す概略説明図である。
【図１１】プラズマエッチングの別の例を示す概略説明図である。
【図１２】半導体ウエーハの外周部の形状を概略的に表した概略説明図である。
【図１３】従来の半導体ウエーハの一般的な製造工程を示すフロー図である。
【符号の説明】
１…形状測定手段、 ２…形状評価手段、 ３…算出手段、
４…プラズマエッチング手段、 ５…コンピュータ、
６…半導体ウエーハ、 ７…ウエーハ支持具、
８…変位計、 ９…ノズル、
１０…高周波電極、 １１…原料ガス、 １２…接地電極、
１３…プラズマエッチング装置、 １４…変位計、 １５…試料台、
１６…高周波電極、 １７…接地電極、 １８…ノズル、
１９…回転テーブル、 ２０…ノズル、 Ｗ…原料ウエーハ。
Claims (11)
- 半導体ウエーハをプラズマエッチングによって加工する半導体ウエーハの加工方法であって、前記半導体ウエーハの表面及び／または裏面の形状データを測定し、測定した半導体ウエーハの形状データから微分型形状評価方式によって前記半導体ウエーハの形状を評価し、評価した半導体ウエーハの形状から半導体ウエーハのエッチングエリア及びエッチング量を算出した後、算出したウエーハのエッチングエリア及びエッチング量に基づいて、前記半導体ウエーハにプラズマ化した原料ガスを照射してプラズマエッチングを行うことを特徴とする半導体ウエーハの加工方法。
- 前記半導体ウエーハの形状をウエーハ表面及び裏面別々に評価して、ウエーハ表面及び裏面のそれぞれのエッチングエリア及びエッチング量を算出した後、ウエーハ表面及び裏面のそれぞれにプラズマエッチングを行うことを特徴とする請求項１に記載の半導体ウエーハの加工方法。
- 前記微分型形状評価方式による評価を、測定した半導体ウエーハの形状データから半径方向に沿った形状プロファイルを作成し、該形状プロファイルを微分処理して微分プロファイルを算出し、得られた微分プロファイルの解析を行ってウエーハの表面特性を求めることによって行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体ウエーハの加工方法。
- 前記形状プロファイルの微分処理を、形状プロファイルをウエーハの半径方向に沿って１ｍｍ間隔で微分することによって行うことを特徴とする請求項３に記載の半導体ウエーハの加工方法。
- 前記半導体ウエーハのエッチングエリアの算出を、微分型形状評価方式により評価した半導体ウエーハの形状と、目標とするウエーハ形状のテンプレートとを比較することによって行うことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の半導体ウエーハの加工方法。
- 前記半導体ウエーハのエッチング量の算出を、微分型形状評価方式により評価した半導体ウエーハの形状と、目標とするウエーハ形状のテンプレートとの差を算出し、該算出した差を積分することによって行うことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の半導体ウエーハの加工方法。
- 前記プラズマエッチングを、プラズマ化した原料ガスを径が１ｍｍ〜２ｍｍの範囲内にあるノズルから半導体ウエーハに照射して行うことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の半導体ウエーハの加工方法。
- 前記原料ガスを、塩素系、水素系、またはフッ素系のガスとすることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の半導体ウエーハの加工方法。
- 半導体ウエーハをプラズマエッチングするプラズマエッチング装置であって、少なくとも、前記半導体ウエーハの表面及び／または裏面の形状データを測定する形状測定手段と、測定した半導体ウエーハの形状データから微分型形状評価方式によって半導体ウエーハの形状を評価する形状評価手段と、評価した半導体ウエーハの形状から半導体ウエーハのエッチングエリア及びエッチング量を算出する算出手段と、算出したエッチングエリア及びエッチング量に基づいて前記半導体ウエーハにノズルからプラズマ化した原料ガスを照射してプラズマエッチングを行うプラズマエッチング手段を有することを特徴とするプラズマエッチング装置。
- 前記形状評価手段の微分型形状評価方式が、測定した半導体ウエーハの形状データから半径方向に沿った形状プロファイルを作成し、該形状プロファイルを微分処理して微分プロファイルを算出し、得られた微分プロファイルの解析を行ってウエーハの表面特性を求めるものであることを特徴とする請求項９に記載のプラズマエッチング装置。
- 前記プラズマを照射するノズルの径が１ｍｍ〜２ｍｍの範囲内にあることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載のプラズマエッチング装置。
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