JPH11302878A - ウエハ平坦化方法,ウエハ平坦化システム及びウエハ - Google Patents

ウエハ平坦化方法,ウエハ平坦化システム及びウエハ

Info

Publication number
JPH11302878A
JPH11302878A JP10126681A JP12668198A JPH11302878A JP H11302878 A JPH11302878 A JP H11302878A JP 10126681 A JP10126681 A JP 10126681A JP 12668198 A JP12668198 A JP 12668198A JP H11302878 A JPH11302878 A JP H11302878A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wafer
outer peripheral
peripheral portion
active species
plasma
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10126681A
Other languages
English (en)
Inventor
Chikau Tanaka
誓 田中
Michihiko Yanagisawa
道彦 柳澤
Shinya Iida
進也 飯田
Yasuhiro Horiike
靖浩 堀池
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SpeedFam-IPEC Co Ltd
Original Assignee
SpeedFam-IPEC Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SpeedFam-IPEC Co Ltd filed Critical SpeedFam-IPEC Co Ltd
Priority to JP10126681A priority Critical patent/JPH11302878A/ja
Priority to EP99102810A priority patent/EP0951963A3/en
Priority to US09/260,336 priority patent/US6254718B1/en
Publication of JPH11302878A publication Critical patent/JPH11302878A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウエハ外周部におけるエッチングレートの減
少を想定し、ウエハ全面のプラズマエッチング加工前に
このウエハ外周部を予め薄く形成しておくことにより、
ウエハ全面の高精度な平坦化を図ったウエハ平坦化方
法,ウエハ平坦化システム及びウエハを提供する。 【解決手段】 CMP装置1とプラズマエッチング装置
2とを備える。そして、まず、表面が凹状に形成された
定盤10を有したCMP装置1によって、キャリア11
で保持されたウエハWの外周部WbをウエハWの内側部
Wcよりも薄くポリッシングする。具体的には、ウエハ
Wの外周部Wbにおける最大厚さが内側部Wcにおける
最小厚さ以下になるように、ポリッシングする。しかる
後、プラズマエッチング装置2において、このウエハW
の表面Waを局所的にエッチングすることで、外周部W
bに盛り上がりのない、平坦度の高いウエハWを得るこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、前工程で鏡面加
工されたウエハ表面をプラズマエッチング装置でさらに
高精度に平坦化するウエハ平坦化方法,ウエハ平坦化シ
ステム及びウエハに関するものである。
【0002】
【従来の技術】図15、従来のウエハ平坦化方法の一例
を示す工程図である。図15において、符号100はC
MP(ケミカルメカニカルポリッシング)装置であり、
符号200はプラズマエッチング装置である。このウエ
ハ平坦化方法は、まずCMP装置100において、スラ
リを供給しながら、キャリア101で保持押圧したウエ
ハWを回転する定盤102と逆回転させることで、定盤
102の研磨パッド102aでウエハWの表面Waを化
学的機械的に鏡面加工する。しかる後、このウエハWを
プラズマエッチング装置200に搬送し、表面Waを上
向きにしてホルダ201に保持させる。そしてプラズマ
発生部202で生成したイオンやラジカル等の活性種ガ
スGをノズル203からウエハ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)を局所的にエッチングす
る。具体的には、図16に示すように、ホルダ201を
移動させて、ノズル203をウエハWの相対厚部の真上
に位置させ、ノズル203からの活性種ガスGによって
この相対厚部を局所的にエッチングすることにより、表
面Waをさらに平坦化する。
【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った。ノ
ズル203からの噴射される活性種ガスGは流体であり
しかも物質との化学反応によってこの物質をエッチング
する物である。したがって、活性種ガスGの噴射領域の
条件が異なれば、その物質に対するエッチング量も変化
することとなる。すなわち、図16に示すように、ノズ
ル203がウエハWの内側部分に位置している場合に
は、ウエハと真空のみが存在する環境下で活性種ガスG
が噴射されるので、活性種ガスGはノズル中心に対して
略対称に吹き出し、表面Waのシリコン等と化学反応を
起こして相対厚部を所望量だけエッチングする。これに
対して、図17に示すように、ノズル203がウエハW
の外周部上に位置している場合には、活性種ガスGがウ
エハWの外周部とホルダ201とに渡って噴射されるこ
ととなり、活性種ガスGがアルミ等で形成されているホ
ルダ201と化学反応を起こすこととなる。この結果、
ホルダ201と活性種ガスGとの化学反応生成物Aが外
周部の表面などに付着して外周部のエッチングを阻害す
ることとなり、外周部のエッチング量が激減してしま
う。また、図18に示すように、ウエハWの表面Waと
ホルダ201表面に段差がある場合には、この段差部分
で活性種ガスGの流れが乱れたり、活性種ガスGがウエ
ハWの外側に多く流れてしまい、外周部のエッチング量
が激減することとなる。このように、従来のウエハ平坦
化方法では、ウエハWの内側部分と外周部との条件の相
違により、ウエハWの外周部が図19に示すように残存
し、ウエハWのTTV(Total Thickness Value)の低
下が問題となっていた。
【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、ウエハ外周部におけるエッチングレー
トの減少を想定し、ウエハ全面のプラズマエッチング加
工前にこのウエハ外周部を予め薄く形成しておくことに
より、ウエハ全面の高精度な平坦化を図ったウエハ平坦
化方法,ウエハ平坦化システム及びウエハを提供するこ
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の発明の発明に係るウエハ平坦化方法は、
ウエハ表面の所定幅の外周部における最大厚さが外周部
より内側の部分における最小厚さ以下になるように、ウ
エハの外周部を加工する外周部加工工程と、プラズマ励
起された活性種ガスを所定開口径のノズルから外周部加
工工程を経たウエハ表面の相対厚部に向けて噴射するこ
とにより、当該相対厚部を局所的にエッチングするプラ
ズマエッチング工程とを具備する構成とした。かかる構
成により、ウエハの外周部を外周部加工工程において加
工した後、ウエハ表面全体をプラズマエッチング工程に
おいてエッチングすることができる。このとき、外周部
に対するエッチングレートが外周部より内側の部分に対
するエッチングレートよりも低下するが、外周部におけ
る最大厚さが外周部よりも内側ノブ部における最小厚さ
以下に加工されているので、エッチングレートの低下に
よって、外周部が厚く残るという事態は生じない。
【0006】ところで、外周部加工工程で加工する外周
部の幅は任意であるが、最適例として、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、外周
部の幅は、ノズルの開口径と略同一である構成とした。
【0007】また、外周部加工工程は、ウエハの外周部
を所定厚さに加工することができれば良く、これは、ポ
リッシング加工及びプラズマエッチング加工など、各種
の加工方法で達成可能である。
【0008】そこで、請求項3の発明は、請求項1また
は請求項2に記載のウエハ平坦化方法において、外周部
加工工程は、キャリアで保持したウエハの表面を回転す
る定盤の研磨パッドに接触させ、ウエハの外周部への押
圧力が内側の部分への押圧力よりも高くなるようにし
て、外周部を鏡面研磨するポリッシング加工である構成
とした。また、ポリッシング加工の好例として、請求項
4の発明は、請求項3に記載のウエハ平坦化方法におい
て、外周部加工工程は、ケミカルメカニカルポリッシン
グ加工である構成とした。
【0009】また、外周部加工工程にプラズマエッチン
グ加工を適用した好例として、請求項5の発明は、請求
項1または請求項2に記載のウエハ平坦化方法におい
て、外周部加工工程は、外周部を除くウエハ表面をエッ
チング保護板で覆い、活性種ガスをこのエッチング保護
板の上からウエハ全面に向けて噴射することにより、外
周部のみをエッチングする構成とした。かかる構成によ
り、エッチング保護板に覆われていない外周部のみが活
性種ガスによってエッチングされ、所定厚さに加工され
る。また、請求項6の発明は、請求項1または請求項2
に記載のウエハ平坦化方法において、外周部加工工程
は、ウエハの外周部と対応した形状の中空リング体を外
周部に対向させて配し、活性種ガスを当該中空リング体
内に供給して、中空リング体に所定間隔で穿設された複
数の孔から噴射することにより、外周部をエッチングす
る構成とした。かかる構成により、中空リング体の複数
の孔から噴射される活性種ガスによって、外周部がエッ
チングされる。さらに、請求項7の発明は、請求項1ま
たは請求項2に記載のウエハ平坦化方法において、外周
部加工工程は、活性種ガスをウエハ側に噴射するノズル
を外周部に沿って相対的に移動させることにより、外周
部をエッチングする構成とした。かかる構成により、外
周部に沿って相対的に移動するノズルからの活性種ガス
によって、外周部がエッチングされる。
【0010】また、上記発明の平坦化方法は、各工程を
実行する具体的な装置を用いることにより、システムの
発明としても成立する。そこで、請求項8の発明は、ポ
リッシングまたはプラズマエッチングによって、ウエハ
表面の所定幅の外周部における最大厚さが、外周部より
内側の部分における最小厚さ以下になるように、ウエハ
の外周部を加工する外周部加工装置と、外周部加工装置
で加工されたウエハを載置するホルダ,プラズマを発生
するプラズマ発生部,外周部の幅と略同一径の開口を有
しプラズマ発生部で生成された活性種ガスをウエハ表面
に向けて噴射するノズル,及びこのノズルをウエハ表面
上の所定位置に相対的に移動させる移動機構を有するプ
ラズマエッチング装置とを具備する構成とした。また、
請求項9の発明は、請求項8に記載のウエハ平坦化シス
テムにおいて、外周部加工装置は、研磨パッドを有する
表面全体が回転中心部において最深の凹状に形成された
定盤と、保持したウエハの表面を定盤の研磨パッドに接
触させるキャリアと、定盤及びキャリアを互いに逆方向
に回転させる回転駆動機構とを具備したケミカルメカニ
カルポリッシング装置である構成とした。また、請求項
10の発明は、請求項8に記載のウエハ平坦化システム
において、外周部加工装置は、ウエハを載置するホルダ
と、ホルダに載置されたウエハの外周部を除くウエハ表
面にエッチング保護板を載置する保護板載置機構と、プ
ラズマを発生するプラズマ発生部と、プラズマ発生部で
生成された活性種ガスをエッチング保護板の上からウエ
ハ全面に噴射するノズルとを具備したプラズマエッチン
グ装置である構成とした。さらに、請求項11の発明
は、請求項8に記載のウエハ平坦化システムにおいて、
外周部加工装置は、ウエハを載置するホルダと、ウエハ
の外周部と対応した形状をなし且つ下面に所定間隔で穿
設された複数の孔を有し外周部と対向するように配設さ
れた中空リング体と、プラズマを発生し生成された活性
種ガスを中空リング体内に供給するプラズマ発生部とを
具備したプラズマエッチング装置である構成とした。
【0011】また、上記外周部加工工程で加工されたウ
エハは、外周部に新規な特徴を有しており、ウエハ自体
で物の発明として成立する。そこで、請求項12の発明
に係るウエハは、表面の所定幅の外周部に存在する相対
厚部における最大厚さが外周部より内側の部分における
最小厚さ以下になるように、外周部が加工されている構
成とした。
【0012】
【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。 (第1の実施形態)図1は、この発明の第1の実施形態
に係るウエハ平坦化システムの構成図である。図1に示
すように、このウエハ平坦化システムは、外周部加工装
置としてのCMP装置1とプラズマエッチング装置2と
を具備している。
【0013】CMP装置1は、ウエハWの表面外周部を
所定厚さにポリッシングするための装置である。図2
は、このCMP装置を一部破断して示す正面図である。
図2に示すように、このCMP装置は、一般的なCMP
装置と略同構造の装置であり、研磨パッド10aが表面
に貼着された定盤10と、キャリア11と、メインモー
タ12aとモータ12bとによって定盤10とキャリア
11とを互いに逆方向に回転させる回転駆動機構12と
を具備している。
【0014】定盤10は、回転駆動機構12ののメイン
モータ12aによって回転駆動される。すなわち、メイ
ンモータ12aの回転がプーリ12cに伝達され、プー
リ12dの回転が変速機12eで変速されて出力回転軸
12fに伝達され、定盤10が所定の速度で回転する。
また、この定盤10は、その表面形状に特徴を有してい
る。図3はこの定盤10の断面図である。図3に示すよ
うに、定盤10の表面は、その回転中心において最も深
く且つ外縁に行くに従って浅くなるように形成され、全
体として断面凹形状をなしている。例えば、直径200
mmのウエハW用の定盤10では、外縁から中心までの
深さDが?μmに設定されている。
【0015】また、図2において、キャリア11は、ウ
エハWを定盤10の研磨パッド10aに所定圧力で押圧
させる機器であり、その下面にウエハWを保持するため
の凹部11aを有している。このキャリア11は、シリ
ンダ13のピストンロッド13aの下端部に取り付けら
れ、シリンダ13の駆動によって昇降するようになって
いる。そして、シリンダ13を貫通するピストンロッド
13aの上端のギア13bに回転駆動機構12のモータ
12bの回転軸に取り付けられたギア12gが噛合され
ている。これにより、モータ12bを駆動すると、回転
軸の回転がギア12g,13bを介してキャリア11に
伝達され、ウエハWを保持したキャリア11が定盤10
と逆回転するようになっている。
【0016】一方、プラズマエッチング装置2は、CM
P装置1で加工されたウエハWを局所的にエッチングし
て平坦化する一般的な装置である。図4は、プラズマエ
ッチング装置の構造を示す概略断面図である。図4に示
すように、このプラズマエッチング装置2は、プラズマ
発生部3とノズル4と移動機構としてX−Y駆動機構5
とホルダ6とを具備している。
【0017】プラズマ発生部3は、プラズマ放電によっ
て活性種ガスGを生成する部分であり、チャンバ20の
上部に固定された石英放電管31と、石英放電管31の
外側に取り付けられた導波管32と、導波管32に所定
のマイクロ波を発振するマイクロ波発振器33と、石英
放電管31に供給管34aを介して連結されたボンベ3
4,35とで構成されている。これにより、ボンベ3
4,35からのCF4ガス,O2ガスなどを混合して得た
反応性ガスを石英放電管31に供給し、マイクロ波発振
器33からマイクロ波Mを導波管32内に発振すると、
プラズマ放電が起こり、CF3ラジカル,Fラジカル等
の活性種ガスGが生成される。
【0018】ノズル4は、チャンバ20内部に位置され
た石英放電管31の下端部で形成されており、プラズマ
発生部3で生成した活性種ガスGをその開口40からウ
エハW側に噴射する。
【0019】X−Y駆動機構5は、ホルダ6をX−Y方
向(図の左右及び表裏方向)に移動させる機構であり、
制御器50によって制御される。また、このX−Y駆動
機構5には、X−Y駆動機構5全体をZ方向(図の上下
方向)に昇降させるZ駆動機構51が連結されており、
制御器50の制御によってホルダ6がX−Y駆動機構5
と一体に上下に移動する。
【0020】ホルダ6は、ウエハWを保持するための部
材であり、上記の如くてX−Y駆動機構5によって支持
されている。図5は、ホルダ6の断面図である。図5に
示すように、このホルダ6は、アルミニウム等で形成さ
れており、その上側にはウエハWを収納する収納穴60
を形成されている。この収納穴60の深さはウエハWの
厚さと等しく設定されており、収納されたウエハWの表
面Waとホルダ6の上面6aとが略面一になる。なお、
図4において、符号21,22は真空ポンプであり、チ
ャンバ20内の空気は活性種ガスGとウエハWとの反応
生成物をチャンバ20の外部に排出する。
【0021】次に、この実施形態のCMP装置が示す動
作について説明する。なお、このウエハ平坦化システム
はその動作時において、請求項1ないし請求項4の発明
に係るウエハ平坦化方法を具体的に実行するものでもあ
る。
【0022】まず、図1及び図2に示すCMP装置1に
おいて、外周部加工工程が実行される。すなわち、図2
に示した回転駆動機構12ののメインモータ12aを駆
動させて、定盤10を回転させると共に、凹部11a内
にウエハWを保持したキャリア11をシリンダ13によ
って研磨パッド10a上に所定圧力で押圧しながら、モ
ータ12bを駆動させてキャリア11を定盤10と逆方
向に回転させ、ウエハWと研磨パッド10aとの間に所
定のスラリを供給する。すると、ウエハWの外周部が他
の部分に比べて多くポリッシングされる。図6はウエハ
外周部のポリッシング状態を具体的に示す断面図であ
る。図6に示すように、ウエハWをキャリア11で押圧
すると、定盤10の外縁側が中心側より浅く設定されて
いるので、ウエハWの部分のうち図6の左側に位置する
部分に大きな押圧力が加わることとなる。このため、回
転するウエハWの外周部Wbの研磨レートが内側部Wc
に比べて高くなり、ウエハWの外周部Wbが内側部Wc
に比べて薄くなるようにポリッシングされることとな
る。このとき、外周部Wbの幅がプラズマエッチング装
置2におけるノズル4の開口40の直径と略等しくなる
ように、キャリア11への押圧力を調整しておく。この
ようにして、ウエハWの外周部Wbが所定厚さになるま
でウエハWのポリッシング加工を行う。具体的には、図
7に示すように、外周部Wbに存在する相対厚部のうち
最大厚さを有する相対厚部Wdの厚さT1が、内側部W
cの部分のうち最小の厚さを有する部分の厚さT2以下
になるようにポリッシングする。例えば、直径200m
mのウエハWの場合には、約1μm程度研磨して、ウエ
ハW全体のTTVを1.53μm程度にしておく。
【0023】上記のように、CMP装置1で外周部加工
工程を実行し、ウエハWの外周部Wbを所定厚さまでポ
リッシングした後、プラズマエッチング装置2において
プラズマエッチング工程を実行する。
【0024】図4に示すように、外周部加工工程で加工
済みのウエハWをホルダ6の収納穴60内に収納し、マ
イクロ波Mをマイクロ波発振器33から導波管32内に
発振して、石英放電管31内の反応性ガスをプラズマ放
電させると、活性種ガスGが生成され、この活性種ガス
Gがノズル4の開口40からウエハW上に噴射される。
この状態で、X−Y駆動機構5によりホルダ6をX−Y
方向にジグザクに移動させる。すると、図8に示すよう
に、ノズル4がウエハWに対して相対的に表面Wa全体
をジグザグ状に走査することとなる。このとき、ノズル
4がウエハWの相対厚部の上に至ると、制御器50の制
御によってその相対速度が相対厚部の厚さ値に対応して
遅くなり、当該相対厚部が局所的に平坦にエッチングさ
れることとなる。
【0025】このようなエッチング動作がウエハW全体
について行われることとなるが、図9に示すように、ノ
ズル4が外周部Wbの真上に至ったときには、活性種ガ
スGとホルダ6の上面6aとの化学的反応によって生成
された反応生成物Aが外周部Wb表面を覆うようにに付
着し、外周部Wbに対するエッチングを阻害することと
なる。しかしながら、この実施形態では、外周部Wbの
最大厚さが内側部Wcの最小厚さ以下になるように、外
周部WbがCMP装置1によって予めポリッシングされ
ているので、外周部Wbのエッチングレートの低下によ
って内側部Wcよりも厚く残るということはない。すな
わち、ウエハWの内側部Wcに存在する相対厚部は、内
側部Wcの最小厚さを有する部分と略同一厚さまでエッ
チングされるので、内側部Wc全体の厚さと外周部Wb
全体の厚さとが略等しくなり、ウエハWのTTVが向上
すると考えられる。発明者等は、実際に200mmのウ
エハWの外周部WbをCMP装置1でポリッシングし
て、TTVを1.53μmにしたウエハWをプラズマエ
ッチング装置2で上記のようにエッチングしたところ、
TTVが0.39μmという高品質のウエハWを得るこ
とができた。
【0026】(第2の実施形態)図10は、この発明の
第2の実施形態に係るウエハ平坦化システムであるプラ
ズマエッチング装置の要部を示す概略断面図である。こ
の実施形態は、CMP装置1を用いずに、プラズマエッ
チング装置2を利用して外周部加工装置を構成した点が
上記第1の実施形態と異なる。なお、この実施形態は、
請求項5のウエハ平坦化方法を具体的に達成するもので
もある。図10に示すように、このプラズマエッチング
装置2には、保護板載置機構7が組み付けられている。
保護板載置機構7は、エッチング保護板70をホルダ6
に収納されたウエハWの内側部Wcに載置する機構であ
り、先端下側に吸着パッド71を有したアーム72とパ
ッド移動機73とエアポンプ74とを有している。エッ
チング保護板70は、その直径がウエハWの内側部Wc
の直径と略同一に設定された円板体である。アーム72
は、吸着パッド71の内側部分と連通した中空部72a
を有しており、パッド移動機73はこのアーム72をホ
ルダ6側に延出し又はアーム72をパッド移動機73側
に引っ込める構造になっている。また、エアポンプ74
は、吸着パッド71内の空気を吸引又は吸着パッド71
内に空気を送るための機器であり、そのチューブ74a
がアーム72の中空部72aに連結されている。
【0027】次に、この実施形態のプラズマエッチング
装置2によって達成される外周部加工工程について説明
する。図11は、外周部加工工程の順工程図である。ま
ず、図11の(a)に示すように、Z駆動機構51によ
り、ウエハWを収納したホルダ6をX−Y駆動機構5と
共に下降させると共に、保護板載置機構7のパッド移動
機73によって、エッチング保護板70を吸着したアー
ム72を二点差線で示すようにウエハWの真上まで延出
する。そして、図11の(b)に示すように、Z駆動機
構51によってホルダ6をX−Y駆動機構5と一体にを
下降させ、エッチング保護板70がウエハWの内側部W
cに接した時点でホルダ6の上昇を止め、エアポンプ7
4によって吸着パッド71のエッチング保護板70に対
する吸引力を解放する。すると、エッチング保護板70
が内側部Wc上に載置され、外周部Wbのみが露出した
状態となる。しかる後、図11の(c)に示すように、
アーム72をパッド移動機73側に引っ込めると共に、
ホルダ6をX−Y駆動機構5と一体に下降させる。そし
て、この状態で、活性種ガスGをノズル4からウエハW
に向けて噴射すると、活性種ガスGが下方で大きく広が
り、ウエハW全体が活性種ガスGの受けることとなる。
このとき、ウエハWの内側部Wcがエッチング保護板7
0によって覆われているので、外周部Wbのみが活性種
ガスGによってエッチングされる。ウエハWに対する活
性種ガスGの噴射を外周部Wbが上記所定厚さになるま
で行った後、ホルダ6を上昇させると共にアーム72を
延出させて、エッチング保護板70を吸着パッド71に
よって吸着する。そして、エッチング保護板70を吸着
しているアーム72をパッド移動機73側に引っ込める
ことで、外周部加工工程を完了する。以後、プラズマエ
ッチング工程を実行する場合には、この状態で、上記第
1の実施形態と同様にウエハWの表面Waをエッチング
する。
【0028】このように、この実施形態のウエハ平坦化
システムによれば、プラズマエッチング装置2を利用し
て外周部加工工程を達成することができるので、CMP
装置1のような特別な外周部加工装置を必要とせず、そ
の分設備コストの削減を図ることができる。その他の構
成,作用効果は上記第1の実施形態と同様であるので、
その記載は省略する。
【0029】(第3の実施形態)図12は、この発明の
第3の実施形態に係るウエハ平坦化システムであるプラ
ズマエッチング装置の構造を示す概略断面図である。こ
の実施形態は、プラズマエッチング装置2を利用して外
周部加工装置を構成する点は上記第2の実施形態と同様
であるが、外周部加工装置の構造を簡略化した点が上記
第2の実施形態と異なる。なお、この実施形態は、請求
項6のウエハ平坦化方法を具体的に達成するものでもあ
る。図12において、符号8は、中空リング体8であ
り、石英放電管31から分岐した導入管81の下端に連
結されている。図13は中空リング体8を下方から示す
平面図である。図13に示すように、中空リング体8は
全体として円形をなし、その外径と太さはウエハWの外
径と外周部Wbの幅とに外形と略等しく設定されてい
る。そして、中空リング体8の下面には、所定間隔で複
数の孔80が穿設されている。このような中空リング体
8は、図12に示すように、ウエハWの外周部Wbに対
向するように配され、導入管81によって支持されてい
る。導入管81は、その下端開口を介して中空リング体
8の内部と連通しており、その水平部にはバルブ82が
介設されている。一方、石英放電管31にもバルブ82
と同様のバルブ36が介設されており、これらのバルブ
36,82を開閉することで、活性種ガスGをノズル4
又は中空リング体8の孔80いずれか一方から噴射する
ことができるようになっている。また、この実施形態で
用いられるホルダは、円板状のホルダ6′であり、ウエ
ハWはこのホルダ6′の上に載置固定される。
【0030】次に、この実施形態のプラズマエッチング
装置2によって達成される外周部加工工程について説明
する。まず、バルブ36を閉じた状態でバルブ82を開
き、プラズマ発生部3(図4参照)で生成した活性種ガ
スGを導入管81内に供給する。すると、導入管81内
の活性種ガスGが中空リング体8の内部に至り、下面の
複数の孔80からウエハWの外周部Wbに向かって噴射
される。このとき、ホルダ6′の上面が外周部Wbより
も下側にあるので、活性種ガスGとホルダ6′との反応
生成物が外周部Wbに付着して、外周部Wbのエッチン
グを阻害するという事態は生じない。したがって、エッ
チングレートは低いものの時間をかけて外周部Wbをエ
ッチングすることで、外周部Wbの厚さを上記所定厚さ
までエッチングすることができる。
【0031】プラズマエッチング工程を実行する場合に
は、バルブ82を閉じた後、バルブ36を開いて活性種
ガスGをノズル4から噴射させる。そして、上記第1の
実施形態と同様にX−Y駆動機構5でホルダ6を移動さ
せながら、ウエハWの表面Waをノズル4の活性種ガス
Gによってエッチングする。
【0032】このように、この実施形態のウエハ平坦化
システムによれば、CMP装置1のような特別な外周部
加工装置を必要としないだけでなく、外周部加工装置自
体の構造が簡単であるので、設備コストをさらに削減す
ることができる。その他の構成,作用効果は上記第2の
実施形態と同様であるので、その記載は省略する。
【0033】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、
プラズマエッチング装置2において、ノズル4を固定
し、ウエハWをX−Y駆動機構5で移動させることで、
ノズル4をウエハWの表面Waの所定箇所に移動させる
構成としたが、ウエハWを固定してノズル4を移動させ
る構成とすることもできる。また、上記実施形態では、
マイクロ波を用いて活性種ガスGを生成するプラズマ発
生部3について説明したが、プラズマ発生部3は活性種
ガスGを生成することができるものであれば良く、これ
に限定されるものではない。また、上記第1の実施形態
では、CMP装置1の定盤10の表面を凹状に形成し
て、外周部加工工程を達成する構成としたが、図14に
示すキャリア11を用いることで、表面が平坦な定盤1
0で外周部加工工程を実行することもできる。すなわ
ち、図14に示すように、キャリア11の下面であって
ウエハWの外周部Wbに対応する箇所に凹部11a側に
開口したリング状の圧力室11bを刻設すると共に、キ
ャリア11の下面全体に膜11cを貼着する。そして、
図示しないエアポンプのエアホース9通じて所定圧力空
気をこの圧力室11b内に供給することで、外周部Wb
への押圧力を内側部Wcへの押圧力よりも大きくするこ
とができ、この結果、外周部Wbを上記所定厚さにポリ
ッシングすることができる。さらに、上記第2及び第3
の実施形態では、エッチング保護板70や中空リング体
8を用いてウエハWの外周部Wbをエッチングする構成
について説明したが、プラズマエッチング装置2のX−
Y駆動機構5でホルダ6を回転させることにより、活性
種ガスGを噴射するノズル4を相対的にウエハWの外周
部Wbに沿って移動させることで、外周部Wbのみをエ
ッチングすることもできる。
【0034】
【発明の効果】以上詳しく説明したように、請求項1,
請求項8及び請求項12の発明によれば、活性種ガスに
よるエッチング時に、ウエハの外周部が厚く残るという
ことがないので、ウエハ表面全体の平坦度を高くするこ
とができ、この結果、従来のウエハ平坦化方法に比べ
て、TTVが極めて良好なウエハを得ることができると
いう優れた効果がある。また、請求項2の発明は、エッ
チングレートの低下を招く部分のみを外周部加工工程で
加工するので、外周部の加工時間を短縮することができ
る。また、請求項3,請求項4及び請求項9の発明によ
れば、プラズマエッチング工程の前工程として一般的に
用いられているポリッシング工程の設備を利用して、外
周部加工工程を達成することができるので、設備コスト
の増大を招くことなく、平坦度の高いウエハを得ること
ができる。また、請求項5ないし請求項7,請求項10
及び請求項11の発明によれば、プラズマエッチング工
程で用いられている設備を利用して、外周部加工工程を
達成することができるので、設備コストの増大を招くこ
となく、平坦度の高いウエハを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施形態に係るウエハ平坦化
システムの構成図である。
【図2】図1のCMP装置を拡大して示す正面図であ
る。
【図3】定盤の断面図である。
【図4】図1のプラズマエッチング装置を拡大して示す
概略断面図である。
【図5】ホルダの断面図である。
【図6】ウエハ外周部のポリッシング状態を具体的に示
す断面図である。
【図7】外周部と内側部との関係を示すウエハの断面図
である。
【図8】ノズルの走査状態を示す平面図である。
【図9】外周部のエッチング状態を示す断面図である。
【図10】この発明の第2の実施形態に係るウエハ平坦
化システムであるプラズマエッチング装置の要部を示す
断面図である。
【図11】第2の実施形態における外周部加工工程の順
工程図である。
【図12】この発明の第3の実施形態に係るウエハ平坦
化システムであるプラズマエッチング装置の要部を示す
斜視図である。
【図13】中空リング体の下面を示す平面図である。
【図14】図14に示すキャリア11を用いることで、
表面が平坦な定盤10で外周部加工工程を実行すること
もできる。
【図15】従来のウエハ平坦化方法の一例を示す工程図
である。
【図16】図15に示したプラズマエッチング装置にお
けるノズルの移動状態を示す断面図である。
【図17】ウエハ外周部のエッチングレートの低下現象
を説明するための断面図である。
【図18】ウエハの表面とホルダ表面とに段差がある場
合におけるエッチングレートの低下現象を説明するため
の断面図である。
【図19】外周部が厚く残ったウエハの断面図である。
【符号の説明】
1…CMP装置、 2…プラズマエッチング装置、 3
…プラズマ発生部、4…ノズル、 5…X−Y駆動機
構、 6…ホルダ、 10…定盤、 11…キャリ
ア、 G…活性種ガス、 W…ウエハ、 Wb…外周
部、 Wc…内側部。
フロントページの続き (72)発明者 飯田 進也 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 堀池 靖浩 東京都保谷市東伏見3丁目2番12号

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ウエハ表面の所定幅の外周部における最
    大厚さが上記外周部より内側の部分における最小厚さ以
    下になるように、上記ウエハの外周部を加工する外周部
    加工工程と、 プラズマ励起された活性種ガスを所定開口径のノズルか
    ら上記外周部加工工程を経たウエハ表面の相対厚部に向
    けて噴射することにより、当該相対厚部を局所的にエッ
    チングするプラズマエッチング工程とを具備することを
    特徴とするウエハ平坦化方法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のウエハ平坦化方法にお
    いて、 上記外周部の幅は、上記ノズルの開口径と略同一であ
    る、 ことを特徴とするウエハ平坦化方法。
  3. 【請求項3】 請求項1または請求項2に記載のウエハ
    平坦化方法において、 上記外周部加工工程は、キャリアで保持したウエハの表
    面を回転する定盤の研磨パッドに接触させ、ウエハの上
    記外周部への押圧力が上記内側の部分への押圧力よりも
    高くなるようにして、上記外周部を鏡面研磨するポリッ
    シング加工である、 ことを特徴とするウエハ平坦化方法。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載のウエハ平坦化方法にお
    いて、 上記外周部加工工程は、ケミカルメカニカルポリッシン
    グ加工である、 ことを特徴とするウエハ平坦化方法。
  5. 【請求項5】 請求項1または請求項2に記載のウエハ
    平坦化方法において、 上記外周部加工工程は、上記外周部を除くウエハ表面を
    エッチング保護板で覆い、上記活性種ガスをこのエッチ
    ング保護板の上からウエハ全面に向けて噴射することに
    より、上記外周部のみをエッチングする、 ことを特徴とするウエハ平坦化方法。
  6. 【請求項6】 請求項1または請求項2に記載のウエハ
    平坦化方法において、 上記外周部加工工程は、上記ウエハの外周部と対応した
    形状の中空リング体を外周部に対向させて配し、上記活
    性種ガスを当該中空リング体内に供給して、中空リング
    体に所定間隔で穿設された複数の孔から噴射することに
    より、上記外周部をエッチングする、 ことを特徴とするウエハ平坦化方法。
  7. 【請求項7】 請求項1または請求項2に記載のウエハ
    平坦化方法において、 上記外周部加工工程は、上記活性種ガスを上記ウエハ側
    に噴射するノズルを上記外周部に沿って相対的に移動さ
    せることにより、上記外周部をエッチングする、 ことを特徴とするウエハ平坦化方法。
  8. 【請求項8】 ポリッシングまたはプラズマエッチング
    によって、ウエハ表面の所定幅の外周部における最大厚
    さが、上記外周部より内側の部分における最小厚さ以下
    になるように、上記ウエハの外周部を加工する外周部加
    工装置と、 上記外周部加工装置で加工されたウエハを載置するホル
    ダ,プラズマを発生するプラズマ発生部,上記外周部の
    幅と略同一径の開口を有し上記プラズマ発生部で生成さ
    れた活性種ガスを上記ウエハ表面に向けて噴射するノズ
    ル,及びこのノズルをウエハ表面上の所定位置に相対的
    に移動させる移動機構を有するプラズマエッチング装置
    とを具備することを特徴とするウエハ平坦化システム。
  9. 【請求項9】 請求項8に記載のウエハ平坦化システム
    において、 上記外周部加工装置は、 研磨パッドを有する表面全体が回転中心部において最深
    の凹状に形成された定盤と、 保持したウエハの表面を上記定盤の研磨パッドに接触さ
    せるキャリアと、 上記定盤及びキャリアを互いに逆方向に回転させる回転
    駆動機構とを具備したケミカルメカニカルポリッシング
    装置であることを特徴とするウエハ平坦化システム。
  10. 【請求項10】 請求項8に記載のウエハ平坦化システ
    ムにおいて、 上記外周部加工装置は、 上記ウエハを載置するホルダと、 上記ホルダに載置されたウエハの上記外周部を除くウエ
    ハ表面にエッチング保護板を載置する保護板載置機構
    と、 プラズマを発生するプラズマ発生部と、 上記プラズマ発生部で生成された活性種ガスを上記エッ
    チング保護板の上からウエハ全面に噴射するノズルとを
    具備したプラズマエッチング装置であることを特徴とす
    るウエハ平坦化システム。
  11. 【請求項11】 請求項8に記載のウエハ平坦化システ
    ムにおいて、 上記外周部加工装置は、 上記ウエハを載置するホルダと、 上記ウエハの外周部と対応した形状をなし且つ下面に所
    定間隔で穿設された複数の孔を有し外周部と対向するよ
    うに配設された中空リング体と、 プラズマを発生し生成された活性種ガスを上記中空リン
    グ体内に供給するプラズマ発生部とを具備したプラズマ
    エッチング装置であることを特徴とするウエハ平坦化シ
    ステム。
  12. 【請求項12】 表面の所定幅の外周部に存在する相対
    厚部における最大厚さが上記外周部より内側の部分にお
    ける最小厚さ以下になるように、上記外周部が加工され
    ていることを特徴とするウエハ。
JP10126681A 1998-04-21 1998-04-21 ウエハ平坦化方法,ウエハ平坦化システム及びウエハ Pending JPH11302878A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10126681A JPH11302878A (ja) 1998-04-21 1998-04-21 ウエハ平坦化方法,ウエハ平坦化システム及びウエハ
EP99102810A EP0951963A3 (en) 1998-04-21 1999-02-25 Wafer flattening process, wafer flattening system, and wafer
US09/260,336 US6254718B1 (en) 1998-04-21 1999-03-01 Combined CMP and plasma etching wafer flattening system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10126681A JPH11302878A (ja) 1998-04-21 1998-04-21 ウエハ平坦化方法,ウエハ平坦化システム及びウエハ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11302878A true JPH11302878A (ja) 1999-11-02

Family

ID=14941231

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10126681A Pending JPH11302878A (ja) 1998-04-21 1998-04-21 ウエハ平坦化方法,ウエハ平坦化システム及びウエハ

Country Status (3)

Country Link
US (1) US6254718B1 (ja)
EP (1) EP0951963A3 (ja)
JP (1) JPH11302878A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006011434A (ja) * 2002-03-29 2006-01-12 Hoya Corp マスクブランク用基板、マスクブランクおよび転写用マスクの製造方法
JP2014127618A (ja) * 2012-12-27 2014-07-07 Disco Abrasive Syst Ltd 板状物の加工方法
JP2019201149A (ja) * 2018-05-17 2019-11-21 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置及び基板処理方法
JP2021077819A (ja) * 2019-11-13 2021-05-20 株式会社ディスコ ウェーハの加工方法

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3871433B2 (ja) * 1998-03-10 2007-01-24 スピードファム株式会社 ウエハ平坦化方法及び記録媒体
US6451217B1 (en) * 1998-06-09 2002-09-17 Speedfam-Ipec Co., Ltd. Wafer etching method
JP4212707B2 (ja) * 1998-11-26 2009-01-21 スピードファム株式会社 ウエハ平坦化システム及びウエハ平坦化方法
JP2002016049A (ja) * 2000-06-29 2002-01-18 Shin Etsu Handotai Co Ltd 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
US6592429B1 (en) 2000-07-28 2003-07-15 Advanced Micro Devices, Inc. Method and apparatus for controlling wafer uniformity in a chemical mechanical polishing tool using carrier head signatures
US20040157461A1 (en) * 2003-02-10 2004-08-12 Seh America, Inc. Method for fabricating a wafer including dry etching the edge of the wafer
JP2009013046A (ja) * 2007-06-05 2009-01-22 Asahi Glass Co Ltd ガラス基板表面を加工する方法
CN103109350A (zh) 2010-09-30 2013-05-15 飞思卡尔半导体公司 处理半导体晶片的方法、半导体晶片以及半导体器件
US9174323B2 (en) * 2012-11-07 2015-11-03 Intermolecular, Inc. Combinatorial tool for mechanically-assisted surface polishing and cleaning
CN109623581A (zh) * 2019-01-04 2019-04-16 芜湖启迪半导体有限公司 一种硬质材料的表面抛光方法
CN112095107A (zh) * 2020-10-19 2020-12-18 东莞市万业实业有限公司 等离子电浆抛光挂具自动翻转装置及其翻转方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5254830A (en) * 1991-05-07 1993-10-19 Hughes Aircraft Company System for removing material from semiconductor wafers using a contained plasma
US5291415A (en) * 1991-12-13 1994-03-01 Hughes Aircraft Company Method to determine tool paths for thinning and correcting errors in thickness profiles of films
IL104268A0 (en) * 1992-01-31 1993-05-13 Hughes Aircraft Co Reactive gas for plasma assisted chemical etching and methods for stable plasma etching of substrates over edges
GB2272225B (en) * 1992-10-06 1996-07-17 Balzers Hochvakuum A method for masking a workpiece and a vacuum treatment facility
TW273067B (ja) * 1993-10-04 1996-03-21 Tokyo Electron Co Ltd
JPH07297195A (ja) * 1994-04-27 1995-11-10 Speedfam Co Ltd 半導体装置の平坦化方法及び平坦化装置
JPH07328916A (ja) * 1994-06-06 1995-12-19 Japan Aviation Electron Ind Ltd ラップ・ポリッシュ盤
US5968849A (en) * 1995-06-26 1999-10-19 Motorola, Inc. Method for pre-shaping a semiconductor substrate for polishing and structure
JPH0927482A (ja) 1995-07-11 1997-01-28 Speedfam Co Ltd プラズマエッチング装置
US5718618A (en) * 1996-02-09 1998-02-17 Wisconsin Alumni Research Foundation Lapping and polishing method and apparatus for planarizing photoresist and metal microstructure layers
JPH09234667A (ja) * 1996-02-29 1997-09-09 Komatsu Electron Metals Co Ltd 半導体ウェハの研磨方法
JP3620554B2 (ja) * 1996-03-25 2005-02-16 信越半導体株式会社 半導体ウェーハ製造方法
JPH10235552A (ja) * 1997-02-24 1998-09-08 Ebara Corp ポリッシング装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006011434A (ja) * 2002-03-29 2006-01-12 Hoya Corp マスクブランク用基板、マスクブランクおよび転写用マスクの製造方法
JP2014127618A (ja) * 2012-12-27 2014-07-07 Disco Abrasive Syst Ltd 板状物の加工方法
JP2019201149A (ja) * 2018-05-17 2019-11-21 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置及び基板処理方法
JP2021077819A (ja) * 2019-11-13 2021-05-20 株式会社ディスコ ウェーハの加工方法

Also Published As

Publication number Publication date
US6254718B1 (en) 2001-07-03
EP0951963A3 (en) 2003-08-06
EP0951963A2 (en) 1999-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH11302878A (ja) ウエハ平坦化方法,ウエハ平坦化システム及びウエハ
US9815093B2 (en) Substrate processing apparatus and substrate processing method
KR0120450Y1 (ko) 실리카막 형성용 도포액을 토출하기 위한 장치
JPH10147893A (ja) プラズマエッチング方法及びその装置
US7264007B2 (en) Method and apparatus for cleaning a substrate using megasonic power
US7294040B2 (en) Method and apparatus for supporting a microelectronic substrate relative to a planarization pad
JP2000036488A (ja) ウエハ平坦化方法及びそのシステム
TW200414290A (en) Processing apparatus for processing substrate by process solution
JP7295621B2 (ja) ウェーハの切削方法およびウェーハの分割方法
CN110653202A (zh) 超声波水喷射装置
PL208012B1 (pl) Sposób i system do obróbki płytek półprzewodnikowych oraz przyrząd i głowica do stosowania tego sposobu
JP5006829B2 (ja) 基板処理方法および基板処理装置
JP2007048814A (ja) 基板保持装置、半導体製造装置及び半導体装置の製造方法
JP2000124193A (ja) 局所エッチング装置及び局所エッチング方法
JPH0957612A (ja) 研磨装置
JPH08229807A (ja) ウェーハの研磨装置
JP2001291689A (ja) ウェーハの研磨装置
JPH05275408A (ja) 平面状基板の洗浄装置
US6769959B2 (en) Method and system for slurry usage reduction in chemical mechanical polishing
KR100647194B1 (ko) 반도체 소자 및 엘씨디 제조용 액상물의 분사장치 및 이를이용한 cmp 장치
JPH09162270A (ja) ウェハのダイシング装置
JPH10261601A (ja) 研磨装置のワーク剥離方法及びワーク剥離装置
JP2009123983A (ja) 半導体基板の裏面を研削する方法
JP2017017214A (ja) ウェーハの研磨方法
JP6542613B2 (ja) 基板洗浄装置および基板洗浄方法

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050325

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050325

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050901

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070710

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20071102