JPH11260806A - ウエハ平坦化方法及び記録媒体 - Google Patents
ウエハ平坦化方法及び記録媒体Info
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Abstract
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。 【解決手段】 ウエハWの外縁Wcからエッチング半径
rだけ外側位置に領域Sを設定し、この領域S内であっ
て且つ外縁Wc近傍の点P4を通る仮想直線Lに最も近
い点P4−1〜P4−3の位置−速度データDにおける
ノズル相対速度を、点P4の位置−速度データDのノズ
ル相対速度と同一に設定した。これにより、活性種ガス
Gを噴射するノズルがあたかも仮想直線Lに沿って移動
する状態になり、点P4の部分が点P4−1〜P4−
3,点P4,点P6を通過するノズルの活性種ガスGの
重畳によって平坦にエッチングされる。
Description
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。
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1
01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。
のウエハ平坦化方法では、次のような問題がある。図1
0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1
01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1
01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W
b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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
−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。
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。
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。
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P
1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,V
max)とする。
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。
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Vma
x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。
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。
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。
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(To
talThickness 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。
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−R
OM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 Quari
ty 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。
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。
るためのエッチング装置の概略斜視図である。
面図である。
る。
す線図である。
す平面図である。
の平面図である。
図である。
る。
るための概略図である。
明するための概略断面図である。
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)
- 【請求項1】 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2】 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3】 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4】 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。 - 【請求項5】 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6】 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7】 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8】 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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