(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性種ガスを半導体ウェーハの表面に向けて噴射するためのノズルと、
半導体ウェーハを支持するためのステージと、
上記半導体ウェーハの表面に沿う面内において、上記半導体ウェーハに対して上記ノズルを相対的に移動させるために、上記ステージ及び上記ノズルのいずれか一方又は両方を駆動するための駆動装置と、
上記半導体ウェーハ上の予め定められた各領域における厚さ分布データに基づいて、上記半導体ウェーハ厚さが相対的に厚い領域ではノズルがより低速で相対移動するように、また、相対的に薄い領域ではノズルが、より高速で相対移動するように、上記駆動装置の駆動速度を演算してこれを出力するための演算装置と、
上記演算装置から出力された上記駆動速度でもって上記駆動速度を制御するための制御装置と、
を備えた局所ドライエッチング装置のための局所エッチング方法において、
上記演算装置では、上記活性種ガスが半導体ウェーハの材料を除去する除去速度の分布であって、半導体ウェーハの外縁と上記ノズルとの距離毎に予め求められた異なる複数のエッチングレートを使用して、上記駆動速度が演算されること
を特徴とする局所エッチング方法。
【請求項２】
請求項１に記載された局所エッチング方法において、上記異なる複数のエッチングレートを、半導体ウェーハの外縁近傍における上記駆動速度の演算において使用することを特徴とする局所エッチング方法。
【請求項３】
活性種ガスを半導体ウェーハの表面に向けて噴射するためのノズルと、
半導体ウェーハを支持するためのステージと、
上記半導体ウェーハの表面に沿う面内において、上記半導体ウェーハに対して上記ノズルを相対的に移動させるために、上記ステージ及び上記ノズルのいずれか一方又は両方を駆動するための駆動装置と、
上記半導体ウェーハ上の予め定められた各領域における厚さ分布データに基づいて、上記半導体ウェーハ厚さが相対的に厚い領域ではノズルがより低速で相対移動するように、また、相対的に薄い領域ではノズルが、より高速で相対移動するように、上記駆動装置の駆動速度を演算してこれを出力するための演算装置と、
上記演算装置から出力された上記駆動速度でもって上記駆動速度を制御するための制御装置と、
を備えた局所ドライエッチング装置において、
上記演算装置は、上記活性種ガスが半導体ウェーハの材料を除去する除去速度の分布であって、半導体ウェーハの外縁と上記ノズルとの距離毎に予め求められた異なる複数のエッチングレートを使用して、上記駆動速度を演算するものであること
を特徴とする局所エッチング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、活性種ガスにより、半導体ウェーハ表面の凸部を局所的にエッチングして平坦化し、あるいは半導体ウェーハの相対的に厚い部分を局所的にエッチングして半導体ウェーハの厚さ分布を均一にするためのウェーハ平坦化技術、つまり、局所エッチング方法あるいは局所エッチング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、プラズマを用いた局所エッチング法によるウェーハ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から半導体ウェーハＷの表面に噴射される。半導体ウェーハ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移動させる。
【０００３】
最初、半導体ウェーハＷの厚さは場所に応じて異なっている。エッチング加工に先立って、半導体ウェーハ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。この測定により、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、半導体ウェー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、移動するような速度に決定される。
【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ーハ材料の量（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、ノズル速度が求められる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来、上記エッチングレートプロファイルは、半導体ウェーハに対するノズルの位置がどこにあっても不変なものとして扱われてきた。ところが多くのシリコン半導体ウェーハを加工するうち、例えば、図３に点線で囲って示したように外縁Ｗｃ近傍では過剰な材料除去によって角部がダレる傾向が認められるように、半導体ウェーハの外縁近傍では期待したような平坦度が得られないことがわかってきた。
【０００８】
これは、ノズルが半導体ウェーハの外縁近傍にあるときには、エッチングレートプロファイルが変形するにもかかわらず、従来技術ではエッチングレートプロファイルが同じであると仮定していたことに原因があるとの知見を得た。
【０００９】
本発明は、上記知見に基づいて従来の局所エッチング方法を改善することにより、半導体ウェーハ外縁を含んで正確な平坦度が得られるような局所エッチング方法及び局所エッチング装置を提供することを課題とする。
【００１０】
【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することができる。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ーハの表面に向けて噴射するためのノズルと、半導体ウェーハを支持するためのステージと、上記半導体ウェーハの表面に沿う面内において、上記半導体ウェーハに対して上記ノズルを相対的に移動させるために、上記ステージ及び上記ノズルのいずれか一方又は両方を駆動するための駆動装置と、上記半導体ウェーハ上の予め定められた各領域における厚さ分布データに基づいて、上記半導体ウェーハ厚さが相対的に厚い領域ではノズルがより低速で相対移動するように、また、相対的に薄い領域ではノズルが、より高速で相対移動するように、上記駆動装置の駆動速度を演算してこれを出力するための演算装置と、上記演算装置から出力された上記駆動速度でもって上記駆動速度を制御するための制御装置と、を備えた局所ドライエッチング装置のための局所エッチング方法において、上記演算装置では、上記活性種ガスが半導体ウェーハの材料を除去する除去速度の分布であって、半導体ウェーハの外縁と上記ノズルとの距離毎に予め求められた異なる複数のエッチングレートを使用して、上記駆動速度が演算される。
また、第２番目の発明の解決手段は、第１番目の局所エッチング方法において、上記異なる複数のエッチングレートを、半導体ウェーハの外縁近傍における上記駆動速度の演算において使用する。
【００１１】
第３番目の発明の解決手段は、活性種ガスを半導体ウェーハの表面に向けて噴射するためのノズルと、半導体ウェーハを支持するためのステージと、上記半導体ウェーハの表面に沿う面内において、上記半導体ウェーハに対して上記ノズルを相対的に移動させるために、上記ステージ及び上記ノズルのいずれか一方又は両方を駆動するための駆動装置と、上記半導体ウェーハ上の予め定められた各領域における厚さ分布データに基づいて、上記半導体ウェーハ厚さが相対的に厚い領域ではノズルがより低速で相対移動するように、また、相対的に薄い領域ではノズルが、より高速で相対移動するように、上記駆動装置の駆動速度を演算してこれを出力するための演算装置と、上記演算装置から出力された上記駆動速度でもって上記駆動速度を制御するための制御装置と、を備えた局所ドライエッチング装置において、上記演算装置は、上記活性種ガスが半導体ウェーハの材料を除去する除去速度の分布であって、半導体ウェーハの外縁と上記ノズルとの距離毎に予め求められた異なる複数のエッチングレートを使用して、上記駆動速度を演算するものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
実施例１
以下、この発明の実施形態について図面を参照して説明する。図４は、半導体ウェーハ表面の凹凸を除去するための局所エッチング装置の概略を示す説明図である。
【００１５】
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、Ｘ−Ｙ駆動機構５を具備している。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。
【００１６】
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１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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
半導体ウェーハＷは、チャンバー４内のウェーハテーブル４０上に配置され、ウェーハテーブル４０に静電気力によって吸着される。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を通ってチャンバー４の外部に排出される。
【００２０】
Ｘ−Ｙ駆動機構５がチャンバー４内に配されており、ウェーハテーブル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によってウェーハテーブル４０を図４の左右方向に移動させ、そのＹ駆動モータ５１によってウェーハテーブル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を半導体ウェーハ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。
【００２１】
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。
【００２２】
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から半導体ウェーハＷの表面に向けて噴射される。
【００２３】
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、ウェーハテーブル４０は決められた軌跡に沿って予め計算された速度（後述）で移動する。
【００２４】
噴射された活性種ガスは半導体ウェー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ーハ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、半導体ウェーハ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ーハ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。
【００２５】
本発明は、エッチングレートプロファイルは常に軸対象になるとする従来の考えが部分的に誤っており、そうでなく、これはノズル中心から外縁までの距離εに依存し、軸対称にならないという新しい知見に基づいている。図５、図６及び図７は、ノズル中心から半導体ウェーハの外縁Ｗｃまでの距離εとその場合のエッチングレートプロファイルの変形を示した説明図である。
【００２６】
距離εと外縁Ｗｃとが十分に離れている場合、ノズル２０上に視点を置いて半導体ウェーハの表面を見るとき、この表面は実質的に無限の広がりをもつ特徴のない単なる平面に見える。このため、ノズル２０から噴出した活性種ガスは、半導体ウェーハに衝突して流れの向きを変えた後半導体ウェーハの表面に沿って均等に広がるように流れる。したがって、活性種ガスの流れはノズル２０の中心軸に関して対称であり、このため、エッチングレートＥもノズル軸に関して対称になる。
【００２７】
ところが、半導体ウェーハの外縁Ｗｃに接近した位置では、上とは事情が異なる。活性種ガスの流れは、半導体ウェーハの形状の影響を受ける。半導体ウェーハの外縁Ｗｃに近接した位置では、ノズル２０の中心軸上に視点を置いて半導体ウェーハの表面を見たとき、外縁Ｗｃが視野に入り、もはや半導体ウェーハは無限の広がりをもった特徴のない平面と見ることはできない。このため、活性種ガスの流れは軸対称にならず、エッチングレートＥの分布も軸対称にはならない。つまり、エッチングレートプロファイルが変形する。
【００２８】
エッチングレートプロファイルの変形は、更に別な要因からも引き起こされる。活性種ガスを半導体ウェーハに吹き付けたとき、ガス中の活性種は一定の頻度でもってシリコン原子と衝突して化学反応を起こす。活性種は化学反応によって別な化合物（気体）になり活性を失う。半導体ウェーハ表面に接近した空間で長らく留まった活性種ガスと、半導体ウェーハ表面から離れた空間に留まった活性種ガスとを比較すると、その中に含まれる活性種の割合が異なる。このため、活性種ガスの任意の塊に着目すると塊毎に全体としての化学的活性が異なる。
【００２９】
ガスの流れには一方ではランダム性があり、局所エッチング装置のチャンバー内には不規則で、複雑な流れが生じる。チャンバー内に噴出されたばかりの新しいガスと噴出後しばらく時間がたって活性種濃度が低くなった古いガスとの間にはどうしても混合が生じる。このため半導体ウェーハに衝突した一部のガス（あるいは活性種）はノズルの近傍に再び還り、そこで新しいガスと合流、混合する。半導体ウェーハの外縁Ｗｃの外側に活性種ガスが流れた場合、そこにシリコンが存在しなかったため、活性種が消費されていない。このような活性種が消費されていないガスが、チャンバー内を漂いノズルに接近し、噴出したばかりの新しいガスと混合すると、活性種の割合が増える。このため、この活性種ガスの活性が増加し、このガスが半導体ウェーハ表面に吹き付けられるとき部分的にエッチングレートが増大する。この結果エッチングレートプロファイルが変形する。
【００３０】
図５は、ノズル中心が外縁Ｗｃと十分な距離εだけ離れている場合を示しており、エッチングレートプロファイルに外縁Ｗｃの影響が及ばず、実質的にその対称性が維持されている。図６は、ノズル中心が半導体ウェーハの上にあるものの外縁Ｗｃに近づいたため、外縁Ｗｃの影響を受けてエッチングレートプロファイルが変形している例を示す。図６には、比較のため図５のエッチングレートプロファイルを点線で示す。なお、外縁Ｗｃの外側（右側）では、半導体ウェーハが存在しないためエッチングレートＥがゼロである。外縁Ｗｃの内側では同じ位置でエッチングレートＥがΔＥだけ増加しているのがわかる。
【００３１】
図７は、ノズル中心が半導体ウェーハの上から外にあって外縁Ｗｃに近いときの例である。図６と同様にエッチングレートプロファイルが変形しており、エッチングレートＥがΔＥだけ増加している。
【００３２】
本発明では、このようなノズル中心と外縁Ｗｃとの距離εに応じて異なるエッチングレートＥを用いて相対的なノズルの速度ｖが求められる。
【００３３】
図８は、半導体ウェーハＷ、ノズル軌跡２０１及び微小領域ΔＡを表した平面図である。なお、この図８には、微小領域ΔＡ（ｍ０，ｎ０）と微小領域ΔＡ（ｍ，ｎ）の各中心を通る線に沿ったエッチングレートプロファイルが示されている。これは、中心が微小領域ΔＡ（ｍ０，ｎ０）上にあるノズルによって、右上の微小領域ΔＡ（ｍ，ｎ）がエッチングレートＥ１でエッチングされることを示している。既に説明したように、本発明では、エッチングレートＥ１が、従来のように、そのときのノズル中心と着目しているエッチングされる微小領域ΔＡ（ｍ，ｎ）との相対位置の影響を受けるだけとは考えられていない。本発明では、エッチングレートＥ１が、これらの影響の他に、外縁Ｗｃとノズルの中心との距離εの影響を受けて、これらの関係毎に異なった値をとるものとして、相対速度ｖが計算される。
【００３４】
半導体ウェーハＷの外側には、半導体ウェーハＷよりノズルの実効的エッチング半径だけ大きい仮想的領域Ｗｖが想定され、仮想的領域Ｗｖを充分に覆うようにピッチｐの升目が想定される。升目のそれぞれに番号ｍ及びｎを付すことにより、異なる微小領域を代表させる。例えば、左からｍ番目下からｎ番目微小領域はΔＡ（ｍ，ｎ）のように、また、その微小領域ΔＡ（ｍ，ｎ）のノズル速度はｖ（ｍ，ｎ）のように表記する。通常、微小領域ΔＡは半導体ウェーハ座標上に縦横方向に同数だけ仮定されるのでこの数をｋとすると、ｍ、ｎは、１＜＝ｍ＜＝ｋ、１＜＝ｎ＜＝ｋの値をとる。
【００３５】
図９は、図８の一部を拡大した拡大図である。図１０（ａ）は、エッチングレートプロファイルの横軸を、図８におけるピッチｐと同じピッチで細分化したグラフである。（ｂ）は、ノズルの軸線上に視点を置いたとき、ピッチｐの細分化によって区分けされた微小領域ΔＢを表す。各微小領域に対応させて、図８の場合と同様に、番号ｉ及びｊを用いΔＢ（ｉ，ｊ）と表記する。例えば、中心の微小領域はΔＢ（０，０）のように、また、その右上の微小領域はΔＢ（１，１）のように表記される。また、微小領域ΔＢ（ｉ，ｊ）におけるエッチングレートＥはＥ（ｉ，ｊ）のように表記する。
【００３６】
エッチングレートＥの値はその領域における値を最も良く代表する値でもって表す。図１０（ｂ）における太線はエッチングが及ぶ最外縁を表している。つまりこの太線の外ではノズル２０が外縁Ｗｃに対してどのような位置にあっても活性種ガスは太線の外ではエッチングの能力を有しない。
【００３７】
エッチングレートプロファイルは、距離εの影響を受けて変形するので、エッチングレートプロファイルの変形の程度をノズル２０の位置すなわち距離ε毎に予め求めておく。後述の相対速度ｖの計算において、外縁Ｗｃ近傍ではこうして予め求めた異なる複数のエッチングレートＥを用いる。更に、外縁Ｗｃの接線が傾くような位置にノズルが在る場合は、エッチングレートのデータをその角度だけ座標回転させて得られたエッチングレートＥを用いる。
【００３８】
今、ノズル２０の中心が、時間Δｔ（ｍ０，ｎ０）だけかけて一つの微小領域ΔＡ（ｍ０，ｎ０）を通過するとき、これと離れた微小領域ΔＡ（ｍ，ｎ）がエッチングされる量（深さ）ΔＤ（ｍ，ｎ）を考える（図７参照）。ノズル２０の中心は微小領域ΔＢ（０，０）であるから、この微小領域ΔＢ（０，０）と微小領域ΔＡ（ｍ０，ｎ０）とは丁度重なり合う。微小領域ΔＡ（ｍ，ｎ）をノズル上で見たときの位置ｉ及びｊは、それぞれｉ＝ｍ−ｍ０、ｊ＝ｎ−ｎ０であるから、この微小領域ΔＡ（ｍ，ｎ）に対するエッチングレートＥはＥ（ｍ−ｍ０，ｎ−ｎ０）で表される。
【００３９】
したがって、ΔＤ（ｍ，ｎ）は、
【数１】
0004460788.tif 000002
のように表される。
【００４０】
ノズル２０が微小領域ΔＡのそれぞれの上を通過するとき、今着目している微小領域ΔＡ（ｍ，ｎ）には、ノズルの位置毎に量ΔＤのエッチングが行われる。したがって、この着目している微小領域ΔＡ（ｍ，ｎ）が被る全てのエッチング量Ｄ（ｍ，ｎ）は、ノズルの位置毎のΔＤを全てたし合わせることにより求められる。すなわち、
【数２】
0004460788.tif 000003
である。
【００４１】
微小領域ΔＡをノズル２０が通過するときの速度ｖ（ただし、縦又は横のどちらかの方向だけの移動速度）、通過に要する時間Δｔ及びピッチｐは、ｐ＝ｖ・Δｔの関係にあるから、速度ｖが全てわかっているときには、上記数式２を用いて、簡単に各微小領域についての材料除去の深さを求めることができる。
【００４２】
逆に、予め必要な材料除去の深さが与えられ、各微小領域についての速度ｖを求めるときには、上記数式２を連立１次方程式として解いて、各微小領域の通過時間Δｔを求め、これからそれぞれの微小領域の速度ｖを求める。
【００４３】
局所エッチング装置は、通常、半導体ウェーハの表面を平坦化するために用いられる。このため、各半導体ウェーハＷについて、各微小領域毎の凹凸の量すなわち厚さが予め測定され、半導体ウェーハ毎に一つの位置−厚さデータとして与えられる。位置−厚さデータから必要な材料除去の深さが決まるので、上記数式２の連立１次方程式を解くことになる。本来は材料が存在しない半導体ウェーハの外縁の外側に、仮想的な領域Ｗｖがあり、この領域Ｗｖは、これに最も近い外縁内側領域の厚さと等しい厚さをもつものと仮定して、速度ｖを求める。
【００４４】
この計算は、結局多元連立１次方程式を解くことになるのでそれほど容易なことではないが、市販のアプリケーションプログラムソフトを使用することができる。なお、ここで重要なのは全ての微小領域の厚さが等しいようにエッチングすることである。したがって、各微小領域の材料除去深さＤ（ｍ，ｎ）は絶対的でなく、適宜他の微小領域との関係において相対的に決定することができる。
【００４５】
上記微小領域内では、厚さ、エッチングレートは変化しない一定値として近似的に扱われている。このため、ピッチｐを小さくして微小領域の数を増やせばより精密な解を得ることができるが、数値計算に時間がかかるようになるので、程良い大きさのピッチｐを決める。
【００４６】
図８には、ジグザグ状のノズル軌跡２０１が示されている。各微小領域の材料除去深さＤ（ｍ，ｎ）を決定するのは時間Δｔである。各微小領域における速度ｖはこの時間Δｔだけその微小領域上にノズルを存在させるためのものである。また、材料除去深さＤ（ｍ，ｎ）はエッチングの順序にも依存しない。このため、各微小領域におけるノズルの移動方向は縦横いずれでもよく、全て微小領域について必要な深さの材料除去ができるなら、任意の軌跡を選ぶことができる。したがって、ここに示された軌跡は一例でしかない。
【００５０】
【発明の効果】
本発明の局所エッチング方法は、従来の局所エッチング方法ではノズルが半導体ウェーハの外縁近傍にあるときには、エッチングレートプロファイルが変形するとの知見を基礎にしており、本発明ではこの変形によって生じる過剰な材料除去の発生が防止されるという効果を奏する。そして、その結果、半導体ウェーハ外縁を含んで半導体ウェーハ全域にわたって正確な平坦度が得られるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】プラズマエッチングによるウェーハ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により単位時間当たりに除去される半導体ウェーハ材料の量（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。
【図３】従来の局所エッチング方法によって、外縁Ｗｃ近傍では過剰な材料除去によって角部がダレることを示す説明図である。
【図４】局所エッチング装置の概略を示す説明図である。
【図５】図６及び図７とともに、ノズル中心から半導体ウェーハの外縁Ｗｃまでの距離εとその場合のエッチングレートプロファイルの変形を示した説明図である。
【図６】図５及び図７とともに、ノズル中心から半導体ウェーハの外縁Ｗｃまでの距離εとその場合のエッチングレートプロファイルの変形を示した説明図である。
【図７】図５及び図６とともに、ノズル中心から半導体ウェーハの外縁Ｗｃまでの距離εとその場合のエッチングレートプロファイルの変形を示した説明図である。
【図８】半導体ウェーハＷ、ノズル軌跡及び微小領域を表した平面図である。
【図９】図８の一部を拡大した拡大図である。
【図１０】（ａ）は、エッチングレートプロファイルを表しており、（ｂ）は、ピッチｐで細分化された微小領域ΔＢを表す説明図である。
【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
２０ａ  開口
３０  供給パイプ
３１  ボンベ
３２  バルブ
３３  流量制御器
４０  ウェーハテーブル
４１、４５  真空ポンプ
４２  孔
４３  Ｏ−リング
４４  ダクト
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、２０  ノズル
１２０  ステージ
２０１  ノズル軌跡
Ｄ  エッチング量
Ｅ  エッチングレート
Ｇ  活性種ガス
Ｍ  マイクロ波
Ｗ  半導体ウェーハ
ｐ  ピッチ
ｖ  相対速度
Ｗｃ  外縁
Ｗｖ  仮想的領域
【図１】
0004460788.tif 000004
【図２】
0004460788.tif 000005
【図３】
0004460788.tif 000006
【図４】
0004460788.tif 000007
【図５】
0004460788.tif 000008
【図６】
0004460788.tif 000009
【図７】
0004460788.tif 000010
【図８】
0004460788.tif 000011
【図９】
0004460788.tif 000012
【図１０】
0004460788.tif 000013