様々な膜厚分布の補正

前記の概念に基づき、薬液吐出位置と吐出時間を最適化し、様々な膜厚分布を持つHDP 酸化膜の膜厚分布補正を行った。

図3.2-6に凸型の膜厚分布を有するHDP酸化膜の膜厚分布補正を行った結果を示す。この 膜厚分布の場合、ウェハ中心部でのエッチングレートが速くなるように、ノズルをウェハ 中心部に固定し、ウェハ端面ではエッチングが進まないように、中心部からの薬液の供給 と同時に、端面部ではDIW供給を同時に行い、更にノズルの動作の最適化を行った。

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図から明らかなように、本技術を適用することでHDP酸化膜の膜厚分布は大きく改善さ れ、そのばらつきは（膜厚の最大値と最小値の差）は37 nmから17 nmまで改善された。結 果として、図3.2-7に示すように膜厚の均一性は成膜時の11.8%から5.4%へ大きく改善され た。

図 3.2-6. 凸型HDP CVD酸化膜の補正前後の膜厚分布。白丸：堆積後、黒四角：補正後。

図 3.2-7. 凸型HDP CVD酸化膜の補正前後の膜厚均一性の変化。

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凹型の膜厚分布を持つHDP酸化膜の膜厚分布補正を行った結果を図3.2-8に示す。この膜 分布の場合、ウェハ端面でのエッチングレートが速くなるように、ノズルをウェハ端面に 固定し、ウェハ中心部ではエッチングが進まないようなノズル動作の最適化を行った。

図 3.2-8. 凹型HDP CVD酸化膜の補正前後の膜厚分布。白丸：堆積後、黒四角：補正後。

凸型の膜厚分布補正と同様に凹型のHDP酸化膜でも膜厚分布のばらつきは（膜厚の最大 値と最小値の差）は89 nmから20 nmまで減少した。結果として、膜厚の均一性は3シグマ で成膜時の7.85%から1.95%へ大きく改善された。

更に凹凸複合型の膜厚分布を持つHDP酸化膜の膜厚補正を行った結果を図3.2-9に示す。

この膜厚分布を補正する場合、二段階の処理が必要となる。第一段階として凸型部分を補 正、第二段階で凹型部分の補正を行った。

凸型の膜厚分布補正後の均一性は成膜時の2.66%から3.83%に悪化したが、ウェハ中心部 の膜厚分布は平坦化され、膜厚分布の形状は凹型になった。次に凹型の膜厚分布補正の処 理条件を用い、ウェハ端面部の膜のエッチングを行った。その結果、膜厚分布は完全に平 坦化され、成膜時の均一性2.66%から1.30%へ大きく改善された。

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図 3.2-9. 凹凸複合型HDP CVD酸化膜の補正前後の膜厚分布。白丸：堆積後、黒四角：補正

後。