(57)【要約】【課題】酸化膜の付いた半導体ウェハを局所ドライエッチング法によって平坦化加工するとき、加工後の表面にスキャンピッチと同じピッチの凹凸が残されることを防止することを課題とする。【解決手段】ドライエッチングによる平坦化加工の前に、半導体ウェハをドライエッチングして表面の酸化膜を除去する。この酸化膜の除去は、エッチングプロファイル及びスキャンピッチを広くしてノズル速度を一定にして行い、その後同じ局所ドライエッチング装置内で平坦化加工を行う。平坦化加工ではノズル速度を最初の凹凸に応じて領域毎に変化させる。【選択図】　　　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性種ガスを半導体ウェハの表面に向けて噴出するノズルを制御された相対速度で半導体ウェハ表面をスキャンすることによって半導体ウェハの凹凸を除去する前に、上記半導体ウェハの表面に形成されている酸化膜を予め除去することを特徴とする局所ドライエッチング方法。
【請求項２】
大気中において半導体ウェハ表面の凹凸を測定するための平坦度測定工程、
上記平坦度測定工程を経て表面凹凸が測定された半導体ウェハを真空チャンバー内に搬入するための搬入工程、
活性種ガスをノズルから噴出させ、これに予め定められたエッチングプロファイルとスキャンピッチとを与え減圧下でスキャンすることによって上記半導体ウェハ表面の酸化膜を除去するための酸化膜除去工程、
予め定められたピッチとエッチングプロファイル及び上記平坦度測定工程によって得られた位置−厚さデータに基づいて計算された位置毎に異なるスキャン速度を与えながらエッチングすることにより半導体ウェハ表面の凹凸を除去するための平坦化エッチング工程、及び、
上記半導体ウェハを上記真空チャンバーから搬出するための搬出工程
を備えていることを特徴とする局所ドライエッチング方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２のいずれかに記載された局所ドライエッチング方法において、
上記酸化膜の除去と上記凹凸の除去とが同じノズルによって行われること
を特徴とする局所ドライエッチング方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれかに記載された局所ドライエッチング方法において、
上記凹凸の除去は、上記酸化膜の除去が行われる真空チャンバー内で真空を保ったままこれに引き続いて行われること
を特徴とする局所ドライエッチング方法。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれかに記載された局所ドライエッチング方法において、
上記酸化膜の除去は、上記ノズルを一定の速度でスキャンすることによって行われること
を特徴とする局所ドライエッチング方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれかに記載された局所ドライエッチング方法において、
上記酸化膜の除去は、上記凹凸の除去の場合よりも活性種ガスのエッチングプロファイルを広くし、スキャンピッチを広げて行われこと
を特徴とする局所ドライエッチング方法。
【請求項７】
請求項６に記載された局所ドライエッチング方法において、
上記エッチングプロファイルの広さは、上記ノズルの周囲に設けられたダクトから排気されるチャンバー内ガスの排気量及びこの排気量に対応する活性種ガスの噴出量によって調整されること
を特徴とする局所ドライエッチング方法。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれかに記載された局所ドライエッチング方法において、
上記活性種ガスは、フッ素活性種ガスであること
を特徴とする局所ドライエッチング方法。
【請求項９】
真空チャンバー、
上記真空チャンバー内の気体を排気するための真空ポンプ、
上記真空チャンバー内に設けられ、半導体ウェハを載置固定するためのステージ、
ガスをプラズマ化させて活性種ガスを生成するためのプラズマ発生器、
上記プラズマ発生器によって発生した活性種ガスを上記ステージ上の半導体ウェハの表面に向かって噴射するためのノズル、
上記真空ポンプに接続され、上記ノズルを取り囲むように設けられ真空チャンバー内の排気が通過するダクト、
上記ノズルから噴出される活性種ガスのエッチングプロファイルを調整するために、上記真空ポンプと上記真空チャンバーの間に設けられ、上記真空ポンプによって排気される気体流量を調整する排気流量調整装置、
上記ノズルを上記ステージ上の半導体ウェハ表面に沿う２つの方向に相対的に移動させることが可能なＸ−Ｙ駆動装置、
及び、上記Ｘ−Ｙ駆動装置を制御するための制御装置を備えていること
を特徴とする局所ドライエッチング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、局所エッチング方法に関する。局所エッチング方法は、活性種ガスにより、半導体ウェハなどの表面の凸部を局所的にエッチングすることにより、平坦化あるいは厚さ分布を均一にするための技術である。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、プラズマを用いた局所ドライエッチングによるウェハの平坦化方法の原理を説明するための説明図である。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は、ノズル１０１から半導体ウェハＷの表面に噴射される。半導体ウェハＷはステージ１２０上に載置固定されており、ステージ１２０をノズル１０１に対して水平方向に制御された速度でスキャンさせる。
【０００３】
半導体ウェハＷは供給されたときには場所に応じて厚さが異り、微細な凹凸を備えている。平坦化するためのドライエッチング加工に先立って、半導体ウェハＷ毎に、その細分化された各領域における厚さが測定される。この測定は大気中で行われ、各領域の位置とその位置の厚さのデータ、すなわち、位置−厚さデータが得られる。局所ドライエッチング方法では、領域毎の材料除去量は、その領域が活性種ガスＧに曝される時間に対応する。このため、半導体ウェハに対してノズルが通過する相対速度（以下、ノズル速度という）は、相対的に厚い部分（以下、相対厚部という）Ｗａの上では低速で、また、相対的に薄い部分では相対的に高速で、移動するように速度が決定される。
【０００４】
図２は、噴射される活性種ガスにより単位時間当たりに除去される半導体ウェハ材料の量（深さ）、すなわちエッチングレート、の分布を示すグラフである。このエッチングレートプロファイルと呼ばれる曲線はガウス分布に非常に近い曲線である。この図２に示されるように、エッチングレートＥはノズル１０１の中心線上において最大の値Ｅｍａｘを有し、中心から半径ｒ方向に遠ざかるにつれて減少する。
【０００５】
このように材料除去能力がノズル中心からの距離に応じ分布を示すために、一つの領域に対して要求される材料除去量は、一つの領域のノズル速度だけによっては決定することができない。つまり、一つの領域において、必要な材料除去が行われたとしても、隣の領域あるいは更にその隣の領域に対してエッチングが行われるとき、最初の領域についても上記エッチングレートプロファイルに応じた材料除去が行われるからである。
【０００６】
このように、一つの領域には、他の全ての領域に対するエッチングの影響が及ぶので、これらの影響を全ての領域について重ね合わせた結果として各領域の表面の高さが互いに等しくなるように、ノズル速度が計算により導き出される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
現在、多くの半導体ウェハ材料はシリコンの単結晶がスライスされたものである。通常、半導体ウェハは局所ドライエッチング加工するまでに空気に曝される。この間に表面にはＳｉＯ２からなる非常に薄い酸化膜が形成される。この酸化膜は自然に形成されるものであるが、場合によっては、ウェハを汚染から防止するために化学的に安定している酸化膜を意図的に形成する場合もある。この場合の酸化膜は一般に自然酸化膜よりも厚く形成される。
【０００８】
上記位置−厚さデータと計算によって得られたノズル速度で局所ドライエッチングを行えば所望の平面が得られるはずである。ところが、実際に加工したとき、単なる誤差としては説明の付かない凹凸が残ることが問題になってきた。図５のグラフ例から判るように、スキャンピッチに対応した凹凸が残る。本発明は、局所ドライエッチング方法において、加工後に上記のような凹凸が残るという問題を解決することを課題とし、更にはこの問題は上記酸化膜にその原因があるとの知見に基づいてなされたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題は以下の手段によって解決される。すなわち、第１番目の発明の解決手段は、活性種ガスを半導体ウェハの表面に向けて噴出するノズルを制御された相対速度で半導体ウェハ表面をスキャンすることによって半導体ウェハの凹凸を除去する前に、上記半導体ウェハの表面に形成されている酸化膜を予め除去することを特徴とする局所ドライエッチング方法である。
【００１０】
第２番目の発明は、平坦度測定工程、搬入工程、酸化膜除去工程、平坦化エッチング工程、搬出工程を備えた局所ドライエッチング方法である。平坦度測定工程では、大気中において半導体ウェハ表面の凹凸が測定される。搬入工程において、上記平坦度測定工程を経て表面凹凸が測定された半導体ウェハが真空チャンバー内に搬入される。次に、酸化膜除去工程では、活性種ガスをノズルから噴出させ、これに予め定められたエッチングプロファイルとスキャンピッチとを与えてスキャンする。これにより上記半導体ウェハ表面の酸化膜が除去される。
【００１１】
続いて、平坦化エッチング工程では、この酸化膜のとれた半導体ウェハを、予め定められたピッチとエッチングプロファイル及び上記平坦度測定工程によって得られた位置−厚さデータに基づいて計算された位置毎に異なるスキャン速度を与えながらエッチングする。これにより半導体ウェハ表面の凹凸が除去され、搬出工程において上記半導体ウェハが上記真空チャンバーから搬出される。
【００１２】
以上の２つの発明によれば、凹凸を除去する前に予め半導体ウェハ上の酸化膜が除去されるので、凹凸を除去するときには、酸化膜の影響を受けないで実質的に計算したとおりに材料除去が行われる。このため、本局所ドライエッチング方法を行った半導体ウェハには実質的に酸化膜に起因する凹凸が残されることはない。
【００１３】
第３番目の発明の解決手段は、第１番目あるいは第２番目の発明の局所ドライエッチング方法において、上記酸化膜の除去と上記凹凸の除去とを同じノズルによって行うことをを特徴とする局所ドライエッチング方法である。別のノズルをチャンバー内に用意する必要がなく、従来の局所ドライエッチング装置をそのまま使用することができる。
【００１４】
第４番目の発明の解決手段は、上３つの発明の局所ドライエッチング方法において、上記凹凸の除去が、上記酸化膜の除去が行われる真空チャンバー内で真空を保ったままこれに引き続いて行われることを特徴とする局所ドライエッチング方法である。別の真空チャンバーを新たに用意する必要がなく、これによってこの真空チャンバーから半導体ウェハを搬送する必要がないので、従来の局所ドライエッチング装置をそのまま使用することができる。
【００１５】
第５番目の発明の解決手段は、第１番目から第４番目までの発明の局所ドライエッチング方法において、上記酸化膜の除去を、上記ノズルを一定の速度でスキャンすることによって行うことを特徴とする局所ドライエッチング方法である。酸化膜が半導体ウェハ全面で実質的に均等な厚さを持つような条件の場合、特に有効である。
【００１６】
第６番目の発明の解決手段は、第１番目から第５番目までの発明の局所ドライエッチング方法において、上記酸化膜の除去が、上記凹凸の除去の場合よりも活性種ガスのエッチングプロファイルを広くし、スキャンピッチを広げて行うことを特徴とする局所ドライエッチング方法である。また、第７番目の発明の解決手段は、第６番目の発明の局所ドライエッチング方法において、上記エッチングプロファイルの広さを、上記ノズルの周囲に設けられたダクトから排気されるチャンバー内ガスの排気量及びこの排気量に対応する活性種ガスの噴出量によって調整するようにしたことを特徴とする局所ドライエッチング方法である。前者では、エッチングプロファイル及びスキャンピッチを広くすることによって、より高速で酸化膜の除去を行うことができ、後者では更に、これをチャンバー内ガスの排気量及びこの排気量に対応する活性種ガスの噴出量によって調整するため、装置外部から容易に制御できる。
【００１７】
第８番目の発明の解決手段は、第１番目から第７番目までの発明の局所ドライエッチング方法において、上記活性種ガスを、フッ素活性種ガスとした局所ドライエッチング方法である。
【００１８】
第９番目の発明は局所ドライエッチング装置にかかり、この局所ドライエッチング装置は、真空チャンバー、真空ポンプ、ステージ、プラズマ発生器、ノズル、ダクト、排気流量調整装置、Ｘ−Ｙ駆動装置、制御装置を備えている。真空ポンプは真空チャンバー内の気体を排気するためのものであって、ステージは真空チャンバー内に設けられており、この上に半導体ウェハが載置固定される。プラズマ発生器はガスをプラズマ化させて活性種ガスを生成し、活性種ガスはノズルからステージ上の半導体ウェハの表面に向かって噴射される。上記ノズルを取り囲むようにダクトが設けられており、このダクトは真空ポンプに接続されているので、真空チャンバー内の気体はこのダクトを通過して排気される。排気流量調整装置は、真空ポンプと真空チャンバーの間に設けられており、真空ポンプによって排気される気体流量を調整することによりノズル回りを排気が通過することにより噴出される活性種ガスのエッチングプロファイルが調整される。Ｘ−Ｙ駆動装置はノズルをステージ上の半導体ウェハ表面に沿う２つの方向に相対的に移動させることが可能であり、Ｘ−Ｙ駆動装置は制御装置によって制御される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
局所ドライエッチングにおけるノズルの速度は、予め求めた位置−厚さデータ、ノズルがスキャンする間隔すなわちスキャンピッチ、及び、エッチングプロファイルから計算される。このとき使用されるエッチングプロファイルは酸化膜が形成されていないシリコンを対象として事前に求めたものである。
【００２０】
ドライエッチングのしやすさの観点から見ると、シリコン酸化物ＳｉＯ２はシリコン単体と比べて非常に低い。このため、酸化膜の形成された半導体ウェハに活性種ガスを照射すると、当初、表の酸化膜のみが遅い速度で、シリコン酸化物の一定のエッチングプロファイルに従ってエッチングされる。ところが、照射が続けられる内に中心部において酸化膜の全てが除去されたとき、下地のシリコン単体がこのガスに曝されるようになる。上述のようにシリコン単体のドライエッチングしやすさは酸化物に比べて高いため、中心部のドライエッチングが急速に進行する。図３の説明図には、このときの状態が誇張して示されている。
【００２１】
これは、酸化膜付きの半導体ウェハについては、実質的なあるいは実効的なエッチングプロファイルが大きく変形することを意味し、現実のエッチング結果と計算上のエッチング結果が大きく乖離することになる。さらに、この場合のエッチングプロファイルは、エッチングの進行とともに変形するため、この変形を考慮に入れてノズル速度を計算をすることは実質的に困難である。
【００２２】
本発明では、半導体ウェハの酸化膜が事前に除去され、シリコン単体が表面に露出するようになった後の半導体ウェハに対して平坦化のための局所ドライエッチングが行われる。
【００２３】
図４は、本発明の局所ドライエッチング方法を実施するための装置の一例を示す説明図である。局所エッチング装置は、プラズマ発生器１、ガス供給装置３、真空チャンバー４、Ｘ−Ｙ駆動機構５を具備している。真空チャンバー４の隣には搬送チャンバ４８１が、更にその隣のロードチャンバー４８２が設けられている。
【００２４】
ロードチャンバー４８２は半導体ウェハＷを真空チャンバー４内に出し入れするとき、事前に真空チャンバー４の圧力と等しくなるように圧力調整を容易化するために設けられた小容積のチャンバーである。搬送チャンバー４８１は内部に不図示の搬送ロボットが納められており、このロボットによってウェハは真空チャンバー４とロードチャンバー４８２間で搬送される。これらのチャンバー間に設けられた搬入搬出扉４６１、４６２は真空あるいは大気がチャンバー間を移動しないようにするために設けられたものである。
【００２５】
プラズマ発生器１はアルミナ放電管２内のガスをプラズマ化させて中性ラジカルを含んだ活性種ガスＧを生成するための機器であり、マイクロ波発振器１０と導波管１１とを備えている。マイクロ波発振器１０は、マグネトロンであり、所定周波数のマイクロ波Ｍを発振することができる。
【００２６】
導波管１１は、マイクロ波発振器１０から発振されたマイクロ波Ｍを伝搬するためのもので、アルミナ放電管２に外挿されている。導波管１１の左側端内部には、マイクロ波Ｍを反射して定在波を形成する反射板（ショートプランジャー）１２が取り付けられている。更に、導波管１１の中途には、マイクロ波Ｍの位相合わせを行うスタブチューナ１３と、マイクロ波発振器１０に向かう反射マイクロ波Ｍを９０°方向に（図４の表面方向）に曲げるアイソレータ１４とが取り付けられている。
【００２７】
アルミナ放電管２は、下端部にノズル２０が形成された円筒体であり、上端部には、ガス供給装置３の供給パイプ３０が連結されている。ガス供給装置３は、アルミナ放電管２内にガスを供給するための装置であり、ＳＦ６（六フッ化硫黄）ガスのボンベ３１を有し、ボンベ３１がバルブ３２と流量制御器３３を介して供給パイプ３０に連結されている。なお、六フッ化硫黄ガスは、このように単独のガスとすることもできるが、供給パイプ３０に他のガスを同時に供給し、六フッ化硫黄ガスを含んだ混合ガスとすることもできる。
【００２８】
ガス供給装置３からアルミナ放電管２にガスを供給すると共に、マイクロ波発振器１０によってマイクロ波Ｍを発振すると、アルミナ放電管２内においてガスのプラズマ化が行われる。プラズマ化によって生成された活性種ガスＧがノズル２０から噴射される。
【００２９】
半導体ウェハＷは、真空チャンバー４内のウェハテーブル４０上に配置され、ウェハテーブル４０に静電気力によって吸着される。真空チャンバー４には、真空ポンプ４１がとりつけられており、この真空ポンプ４１によって真空チャンバー４内を真空にする（減圧する）ことができる。また、チャンバー４の上面中央部には、孔４２が穿設され、この孔４２を通してアルミナ放電管２のノズル２０が真空チャンバー４内に挿入されている。孔４２とアルミナ放電管２との間にはＯ−リング４３が装着され、孔４２とアルミナ放電管２との間が気密に保持されている。孔４２に挿入されたノズル２０の周囲にはダクト４４が設けられている。ダクト４４には他の真空ポンプ４５が接続されており、エッチング時の反応生成ガスはダクト４４を通って真空チャンバー４の外部に排出される。ダクト４４はノズル２０を取り囲むように設けられている。排気がダクト４４内を通過するとき、真空チャンバー内の気体が集中して来るため、この排気流量によって噴出する活性種ガスのエッチングプロファイルが調整できる。真空ポンプ４５と真空チャンバー４との間には排気流量を調整する流量調整装置４７が設けられており、これによりエッチングプロファイルの調整を容易にしている。真空ポンプ４５の排出量を調整できれば流量調整装置４７を設けるかどうかは任意である。
【００３０】
Ｘ−Ｙ駆動機構５がチャンバー４内に配されており、ウェハテーブル４０の下方からこれを支持している。このＸ−Ｙ駆動機構５は、そのＸ駆動モータ５０によってウェハテーブル４０を図４の左右方向に移動させ、そのＹ駆動モータ５１によってウェハテーブル４０とＸ駆動モータ５０とを一体に図４の紙面表裏方向に移動させる。すなわち、このＸ−Ｙ駆動機構５によってノズル２０を半導体ウェハＷに対して相対的にＸ−Ｙ方向に移動させることができる。
【００３１】
ガス供給装置３のバルブ３２を開くと、ボンベ３１内のＳＦ６ガスが供給パイプ３０に流出して、アルミナ放電管２に供給される。ＳＦ６ガスの流量はバルブ３２の開度によって調整される。
【００３２】
上記ＳＦ６ガス又はこの混合ガスの供給作業と平行して、マイクロ波発振器１０を駆動する。アルミナ放電管２内のＳＦ６ガスがマイクロ波Ｍによってプラズマ化される。ガスのプラズマ化によって、中性のＦ（フッ素）ラジカルを含んだ活性種ガスＧが生成される。活性種ガスＧはアルミナ放電管２のノズル２０に案内されて、ノズル２０の開口２０ａから半導体ウェハＷの表面に向けて噴射される。
【００３３】
活性種ガスの噴射と平行して、制御コンピュータ４９によってＸ−Ｙ駆動機構５が制御され、ウェハテーブル４０は決められた軌跡に沿って予め計算された速度で移動する。
【００３４】
噴射された活性種ガスは半導体ウェハの表面の材料と化学反応を起こす。この化学反応によって生成した生成物はガス状であるため、この生成ガスをその場から容易に除去する（流し去る）ことができる。これによって半導体ウェハＷの表面から材料が除去される。除去される量は材料表面が活性種ガスに曝される時間に実質的に比例するので、半導体ウェハＷとノズル２０との相対速度を制御することによって、除去量を制御する。この相対速度は、予め測定されている半導体ウェハＷの凹凸のデータ、すなわち、位置−厚さデータ、に基づいて決定される。
【００３５】
本発明方法は、以上のような局所ドライエッチング装置を用いて行われ、手順は以下のようである。まず真空下のチャンバー４、搬送チャンバー４８１及びロードチャンバー４８２間を隔てる搬入搬出扉のうち搬入搬出扉４６２を開き（搬入搬出扉４６１は閉じたまま）、不図示のロボットによってロードチャンバー４８２から酸化膜が形成されている半導体ウェハＷを搬入チャンバー４８１内に取り込む。次いで搬入搬出扉４６２を閉じ、代わって搬入搬出扉４６１を開き、ロボットはこれを真空チャンバー４内に搬入し、ウェハテーブル４０上に載置し、これを把持させる。次に、搬入搬出扉４６１を閉じ、バルブ３２を開いてボンベ３１内のＳＦ６ガスをアルミナ放電管２に送る。
【００３６】
マイクロ波発振器１０を動作させ、アルミナ放電管２内のＳＦ６ガスをプラズマ化しフッ素活性種ガスを発生させノズルの開口２０ａから噴出させる。真空ポンプ４５あるいは流量調整装置４７を調整して気体排出能力を低下させておく。これは、ダクト４４へ吸引される内部気体の流れを下げ、エッチングプロファイルを広くするためである。なお、真空ポンプ４５あるいは流量調整装置４７によって排出能力を上げると、開口２０ａから噴出する活性種ガスがダクト４４に吸引される内部気体の流れによって絞られるため、エッチングプロファイルを狭くすることができる。
【００３７】
次いで、Ｘ駆動モータ５０、Ｙ駆動モータ５１を駆動して、半導体ウェハＷが開口２０ａの下に来るように、ウェハテーブル４０をそれまでの退避位置から移動させる。ついで、予め決められた広いスキャンピッチでもってノズル２０にウェハをスキャンさせる。このとき、エッチングプロファイルとスキャンピッチがともに広いため、ウェハ全面が均一にエッチングされ、最初の凹凸の形状を実質的に残したまま表面の酸化膜全体が除去される。なお、ノズル速度は基本的に一定速度である。
【００３８】
その後、スキャンピッチの設定を平坦化用の狭いピッチに変更し、真空ポンプ４５あるいは流量調整装置４７によってエッチングプロファイルを絞り、予め計算されたノズル速度（領域毎に異なる）でもってスキャンする。このとき先の工程で酸化膜が除去されているので、エッチングが予定されたとおりに忠実に行われるため、加工後に凹凸が残ることは実質的に防止される。
【００３９】
平坦化終了後、ウェハテーブル４０を退避位置に移動させ、搬入搬出扉４６１を開くと不図示ロボットが加工を終了したウェハＷを取り出して搬入チャンバー４８２内に取り込む。次に搬入搬出扉４６１を閉じて搬入搬出扉４６２を開き、ロボットはロードチャンバー４８２内にこのウェハＷを置き、新しいウェハを先に述べた手順に従って真空チャンバー４内に搬入する。加工済みのウェハはロードチャンバー４８２から次の工程に送られる。この加工の結果を図６のグラフに示す。図５のグラフと異なり、図６のグラフでは、スキャンピッチに相当するような凹凸が見られない。
【００４０】
なお、上のように１枚ずつ外部からロードチャンバー４８２内に搬入する、あるいは、外部へ１枚ずつ搬出する代わりに、複数枚、例えば２５枚ウェハを納めたカセット単位でこの搬入搬出を行うようにすることも可能である。この場合、ロードチャンバー４８２内を真空にする手間とエネルギーを少なくすることができる。
【００４１】
以上に述べたように、本実施形態によれば、半導体ウェハの凹凸を除去する前に、半導体ウェハの表面に形成されている酸化膜が予め除去されるため、シリコン単体に関して求められているエッチングプロファイルを元に計算したノズル速度によって予定したとおりのエッチングが行われる。これにより酸化膜の影響を受けないで材料除去が行われるため、本局所ドライエッチング方法を行った半導体ウェハには実質的に酸化膜に起因する凹凸が残されるようなことはない。
【００４２】
また、酸化膜の除去と凹凸の除去（平坦化）とでは同じノズル２０が使用されているため、別のノズルをチャンバー内に新たに用意する必要がなく、従来の局所ドライエッチング装置をそのまま利用することができる。更に、エッチングプロファイルの広さを、ノズルの周囲に設けられたダクトから排気されるチャンバー内ガスの排気量（排気速度）及びこの排気量に対応する活性種ガスの噴出量によって調整するため、上記のように同一のノズルを使用することができるるとともに装置外部から容易にエッチングプロファイルの広さを制御することができる。
【００４３】
更に、凹凸の除去が、酸化膜の除去が行われる真空チャンバー内で真空を保ったままこれに引き続いて行われるので、別の専用の真空チャンバーを新たに用意する必要がなく、これによって真空チャンバー間で半導体ウェハを搬送する煩わしさがなく、従来の局所ドライエッチング装置をそのまま使用できる。
【００４４】
【発明の効果】
酸化膜の付いた半導体ウェハを局所ドライエッチングによって平坦化加工するとき、本発明によれば、表面の酸化膜が事前に除去されるので、加工後の表面に凹凸が残されるような従来技術の問題点が解決される。また、事前に行われる酸化膜の除去には、平坦化加工のときに使用される真空チャンバー及びノズルを使用することができ、さらに、そのため、異なるチャンバー間でウェハを移送するような、あるいは、別のノズルに交換するような煩わしさはなく、従来の局所ドライエッチング装置を実質的にそのまま使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】プラズマを用いた局所ドライエッチングによるウェハの平坦化方法の原理を説明するための説明図である。
【図２】噴射される活性種ガスのエッチングレートの分布を示すグラフである。
【図３】酸化膜の影響を受けてエッチングプロファイルが変形する様子を示す説明図である。
【図４】局所ドライエッチング方法を実施するための装置の一例を示す説明図である。
【図５】従来の局所ドライエッチング方法による加工結果を示すグラフである。
【図６】本発明の局所ドライエッチング方法による加工結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１　プラズマ発生器
２　アルミナ放電管
３　ガス供給装置
４　チャンバー
５　Ｘ−Ｙ駆動機構
１０　マイクロ波発振器
１１　導波管
１３　スタブチューナ
１４　アイソレータ
２０　ノズル
２０ａ　開口
３０　供給パイプ
３１　ボンベ
３２　バルブ
３３　流量制御器
４０　ウェハテーブル
４１　真空ポンプ
４２　孔
４３　Ｏ−リング
４４　ダクト
４５　真空ポンプ
４６１、４６２　搬入搬出扉
４７　流量調整装置
４８１　搬送チャンバー
４８２　ロードチャンバー
４９　制御コンピュータ
５０　Ｘ駆動モータ
５１　Ｙ駆動モータ
１００　プラズマ発生部
１０１　ノズル
１２０　ステージ
【図１】
2004055931.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004055931.tif 000008