JPH10154698A - Method and device for etching semiconductor wafer - Google Patents

Method and device for etching semiconductor wafer

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JPH10154698A
JPH10154698A JP8314035A JP31403596A JPH10154698A JP H10154698 A JPH10154698 A JP H10154698A JP 8314035 A JP8314035 A JP 8314035A JP 31403596 A JP31403596 A JP 31403596A JP H10154698 A JPH10154698 A JP H10154698A
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JP
Japan
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semiconductor wafer
etching
wafer
thin film
interlayer insulating
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Application number
JP8314035A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideaki Nonami
秀顕 野並
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor wafer etching technique by which the coverage of the bottom section of a through hole formed through a thin film, such as the interlayer insulating film, etc., can be improved in a semiconductor wafer etching process. SOLUTION: A plasma etching device utilizing reactive gas plasma is constituted of a chamber 2 in which a semiconductor wafer 1 is etched, a waveguide 3 through which microwaves are introduced to the chamber 2, a wafer stage 4 on which the wafer 1 is placed, a rotationally driving motor 5 which rotates the stage 4, coils 6 and 7 which generate a magnetic field in the chamber 2, etc. The wafer 1 placed on the stage 4 is inclined by a prescribed angle from the horizontal plane and rotated by means of the motor 5 at a prescribed speed so that a opening for through hole having an inverted conical shape can be formed through the interlayer insulating film of the wafer 1.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウェハのエ
ッチング技術に関し、特に多層配線構造のLSI全般に
おいて、スルーホールのメタルカバレージの向上に好適
な半導体ウェハのエッチング方法および装置に適用して
有効な技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor wafer etching technique, and more particularly to a semiconductor wafer etching method and apparatus suitable for improving metal coverage of through holes in an LSI having a multilayer wiring structure in general. About technology.

【0002】[0002]

【従来の技術】たとえば、発明者が検討した技術とし
て、多層配線構造のLSIの製造工程において、気相中
で半導体ウェハをエッチングするドライエッチング装置
には、一般的に、減圧下の活性ガスプラズマを利用して
半導体ウェハ上に形成された薄膜をエッチングする方法
が多く用いられているものと考えられる。
2. Description of the Related Art For example, as a technique studied by the inventor, a dry etching apparatus for etching a semiconductor wafer in a gas phase in a process of manufacturing an LSI having a multilayer wiring structure generally includes an active gas plasma under reduced pressure. It is considered that a method of etching a thin film formed on a semiconductor wafer by using the method is often used.

【0003】このドライエッチング装置においては、た
とえば半導体ウェハ上に積層された多層配線構造の層間
絶縁膜に対して、ドライエッチングにより層間絶縁膜に
円筒形の開口部を形成し、上層の金属配線層をデポジシ
ョンすることにより、下層の金属配線層と上層の金属配
線層との間の層間絶縁膜にスルーホールを形成してい
る。
In this dry etching apparatus, for example, a cylindrical opening is formed in an interlayer insulating film of a multilayer wiring structure laminated on a semiconductor wafer by dry etching to form an upper metal wiring layer. Is formed in the interlayer insulating film between the lower metal wiring layer and the upper metal wiring layer.

【0004】なお、このようなドライエッチング装置に
関する技術としては、たとえば昭和59年11月30
日、株式会社オーム社発行、社団法人電子通信学会編の
「LSIハンドブック」P267〜P273などの文献
に記載されている。
[0004] As a technique relating to such a dry etching apparatus, for example, November 30, 1984
These are described in documents such as “LSI Handbook”, pages 267 to P273, published by Ohm Co., Ltd. and edited by the Institute of Electronics, Communication and Communication Engineers of Japan.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記のよう
なドライエッチング装置においては、LSI配線構造の
微細化に伴ってスルーホール部の幅方向が狭くなってき
ており、このために、幅方向の寸法に対する深さ方向の
寸法の比で表すアスペクト比が大きくなり、スルーホー
ル底部の金属配線層へのカバレージが悪くなる傾向が生
じている。
In the dry etching apparatus as described above, the width direction of the through-hole portion is becoming narrower with the miniaturization of the LSI wiring structure. The aspect ratio expressed by the ratio of the dimension in the depth direction to the dimension increases, and the coverage of the bottom of the through hole to the metal wiring layer tends to be deteriorated.

【0006】そこで、本発明の目的は、半導体ウェハの
エッチング工程において、層間絶縁膜などの薄膜に形成
するスルーホールの形状を工夫することによって、スル
ーホール底部へのカバレージを向上させることができる
半導体ウェハのエッチング方法および装置を提供するこ
とにある。
Accordingly, an object of the present invention is to improve the coverage of a bottom portion of a through hole by devising a shape of a through hole formed in a thin film such as an interlayer insulating film in a semiconductor wafer etching process. An object of the present invention is to provide a wafer etching method and apparatus.

【0007】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
[0007] The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
SUMMARY OF THE INVENTION Among the inventions disclosed in the present application, the outline of a representative one will be briefly described.
It is as follows.

【0009】すなわち、本発明の半導体ウェハのエッチ
ング方法は、半導体ウェハ上に形成された薄膜をエッチ
ングする際に、半導体ウェハを水平方向に対して所定の
角度だけ傾斜させ、この傾斜された状態の半導体ウェハ
を所定の速度で回転させて、薄膜の縦断面形状に所定角
度の傾斜が形成されるようにするものである。
That is, according to the method of etching a semiconductor wafer of the present invention, when etching a thin film formed on a semiconductor wafer, the semiconductor wafer is inclined by a predetermined angle with respect to the horizontal direction. The semiconductor wafer is rotated at a predetermined speed so that a thin film is formed at a predetermined angle in the longitudinal sectional shape.

【0010】特に、半導体ウェハ上に形成された薄膜
を、金属配線層間に積層される層間絶縁膜として、この
層間絶縁膜の縦断面形状を逆台形にして逆円錐形状のス
ルーホールを形成し、この際に、半導体ウェハを水平方
向に対しておよそ5〜20゜(好ましくはおよそ15
゜)だけ傾斜させ、かつ半導体ウェハをおよそ20〜6
0rpmの速度で回転させるようにしたものである。
In particular, a thin film formed on a semiconductor wafer is used as an interlayer insulating film to be laminated between metal wiring layers, and the vertical cross-sectional shape of the interlayer insulating film is inverted trapezoidal to form an inverted conical through hole. At this time, the semiconductor wafer is set at about 5 to 20 degrees (preferably about 15
゜) and tilt the semiconductor wafer by about 20 to 6
It is designed to rotate at a speed of 0 rpm.

【0011】また、本発明の半導体ウェハのエッチング
装置は、水平方向に対して所定の角度だけ傾斜する試料
台と、この試料台を所定の速度で回転する回転手段とを
有し、試料台に半導体ウェハを載置してこの半導体ウェ
ハを水平方向に対して所定の角度だけ傾斜させ、かつ回
転手段により試料台を回転して半導体ウェハを所定の速
度で回転させるものである。
Further, the semiconductor wafer etching apparatus of the present invention has a sample stage inclined at a predetermined angle with respect to the horizontal direction, and rotating means for rotating the sample stage at a predetermined speed. A semiconductor wafer is mounted, the semiconductor wafer is inclined by a predetermined angle with respect to the horizontal direction, and the sample stage is rotated by a rotating means to rotate the semiconductor wafer at a predetermined speed.

【0012】よって、前記半導体ウェハのエッチング技
術によれば、半導体ウェハ上に形成された薄膜を所定角
度の傾斜をもった縦断面形状、特に薄膜としての層間絶
縁膜の縦断面形状を逆台形にして逆円錐形状のスルーホ
ールを形成することができるので、スルーホール底部の
金属配線層へのカバレージを良好にすることができる。
Therefore, according to the semiconductor wafer etching technique, the thin film formed on the semiconductor wafer is formed into a vertical sectional shape having a predetermined angle of inclination, and in particular, the vertical sectional shape of the interlayer insulating film as the thin film is inverted trapezoidal. Thus, a through hole having an inverted conical shape can be formed, so that the coverage of the bottom of the through hole to the metal wiring layer can be improved.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0014】図1は本発明の一実施の形態であるドライ
エッチング装置の要部を示す概略構成図、図2は本実施
の形態のドライエッチング装置によるエッチング方法の
概略を示す説明図、図3は本実施の形態において、半導
体ウェハのスルーホール部を示す断面図、図4は本実施
の形態に対応する比較例としての半導体ウェハのスルー
ホール部を示す断面図である。
FIG. 1 is a schematic structural view showing a main part of a dry etching apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory view schematically showing an etching method by the dry etching apparatus according to the present embodiment, and FIG. Is a cross-sectional view showing a through-hole portion of a semiconductor wafer in the present embodiment, and FIG. 4 is a cross-sectional view showing a through-hole portion of a semiconductor wafer as a comparative example corresponding to the present embodiment.

【0015】まず、図1により本実施の形態のドライエ
ッチング装置の要部概略構成を説明する。
First, a schematic configuration of a main part of a dry etching apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

【0016】本実施の形態のドライエッチング装置は、
たとえば反応性ガスプラズマを利用したプラズマエッチ
ング装置とされ、半導体ウェハ1のエッチング処理を行
うチャンバ2と、このチャンバ2の内部にマイクロ波を
導入する導波管3と、半導体ウェハ1を載置するウェハ
ステージ4(試料台)と、このウェハステージ4を回転
する回転駆動モータ5(回転手段)と、チャンバ2の内
部に磁場を発生させるコイル6,7などから構成されて
いる。
The dry etching apparatus according to the present embodiment
For example, a plasma etching apparatus using reactive gas plasma is used, and a chamber 2 for performing an etching process on a semiconductor wafer 1, a waveguide 3 for introducing a microwave into the chamber 2, and the semiconductor wafer 1 are mounted. It comprises a wafer stage 4 (sample stage), a rotary drive motor 5 (rotating means) for rotating the wafer stage 4, and coils 6, 7 for generating a magnetic field inside the chamber 2.

【0017】チャンバ2には、その中央部に水平方向に
対して所定の角度だけ傾斜されたウェハステージ4が設
けられ、このウェハステージ4の上面中央部に半導体ウ
ェハ1が載置される。このチャンバ2の側壁にはガス導
入口8および排気口9が設けられ、チャンバ2の内部が
所定の真空度に維持されるとともに、エッチング処理の
ための反応ガスGが供給されている。
A wafer stage 4 is provided at the center of the chamber 2 at a predetermined angle with respect to the horizontal direction, and the semiconductor wafer 1 is placed at the center of the upper surface of the wafer stage 4. A gas introduction port 8 and an exhaust port 9 are provided on the side wall of the chamber 2 so that the inside of the chamber 2 is maintained at a predetermined degree of vacuum and a reaction gas G for etching is supplied.

【0018】また、チャンバ2の内部において、ウェハ
ステージ4の上方部分が石英からなる放電管10によっ
て構成され、この放電管10の外周部には電子をサイク
ロトロン運動させる複数のコイル6,7が配置され、こ
れらのコイル6,7によってウェハステージ4の上方に
所定の磁束密度からなる磁場が形成されている。さら
に、チャンバ2の上方には導波管3が設けられ、その奥
端に取り付けられた図示しないマグネトロンから発生さ
れるマイクロ波が放電管10の内部に導入されるように
なっている。
Inside the chamber 2, an upper portion of the wafer stage 4 is constituted by a discharge tube 10 made of quartz, and a plurality of coils 6, 7 for cyclotron-moving electrons are arranged on the outer periphery of the discharge tube 10. The coils 6 and 7 form a magnetic field having a predetermined magnetic flux density above the wafer stage 4. Further, a waveguide 3 is provided above the chamber 2, and a microwave generated from a magnetron (not shown) attached to a back end thereof is introduced into the discharge tube 10.

【0019】ウェハステージ4は、高周波電源11に接
続され、さらに高周波印加電極を兼ねるウェハステージ
4の近傍には接地電極12が配設され、ウェハステージ
4と接地電極12との間に所定の高周波バイアス電圧が
印加されている。また、ウェハステージ4は回転駆動モ
ータ5によって所定の速度で回転されるようになってい
る。
The wafer stage 4 is connected to a high-frequency power supply 11, and a ground electrode 12 is provided near the wafer stage 4, which also serves as a high-frequency application electrode. Bias voltage is applied. Further, the wafer stage 4 is rotated at a predetermined speed by a rotation drive motor 5.

【0020】次に、本実施の形態の作用について、半導
体ウェハ1のエッチング処理手順の概略を説明する。
Next, with respect to the operation of the present embodiment, an outline of an etching procedure of the semiconductor wafer 1 will be described.

【0021】まず、チャンバ2の内部に導入された半導
体ウェハ1を、たとえば水平方向に対しておよそ5〜2
0゜の角度だけ傾斜されたウェハステージ4に載置す
る。そして、このウェハステージ4を回転駆動モータ5
によって、たとえばおよそ20〜60rpmの速度で回
転させる。これにより、図2に示すように、半導体ウェ
ハ1を水平方向に対しておよそ5〜20゜の傾斜角度θ
において、およそ20〜60rpmの速度で回転させる
ことができる。
First, the semiconductor wafer 1 introduced into the chamber 2 is, for example,
The wafer is placed on the wafer stage 4 inclined by an angle of 0 °. Then, the wafer stage 4 is rotated by a rotary drive motor 5.
, For example, at a speed of about 20 to 60 rpm. Thereby, as shown in FIG. 2, the semiconductor wafer 1 is tilted at an inclination angle θ of about 5 to 20 ° with respect to the horizontal direction.
, It can be rotated at a speed of about 20 to 60 rpm.

【0022】この状態において、チャンバ2の排気口9
から真空ポンプにより大気を吸引して放電管10の内部
を所定の真空度、たとえばおよそ10-1〜1Torrに
維持し、反応ガスGをガス導入口8から供給する。同時
に、たとえばコイル6,7による875ガウス以上の磁
場において、たとえば13.56MHzの高周波電源11
からウェハステージ4に高周波バイアス電圧を印加する
と同時に、マグネトロンからマイクロ波を発生させる。
In this state, the exhaust port 9 of the chamber 2
Then, the atmosphere is suctioned by a vacuum pump to maintain the inside of the discharge tube 10 at a predetermined degree of vacuum, for example, about 10 -1 to 1 Torr, and the reaction gas G is supplied from the gas inlet 8. At the same time, for example, in a magnetic field of 875 Gauss or more generated by the coils 6 and 7,
, A high frequency bias voltage is applied to the wafer stage 4 and, at the same time, a microwave is generated from the magnetron.

【0023】このとき、チャンバ2の内部において、発
生されたマイクロ波は導波管3の内部に伝わり、さらに
放電管10の内部へ導入され、磁場とマイクロ波との相
互作用によって放電管10の内部にラジカルや+イオン
などを含む高密度のプラズマが発生され、高周波バイア
ス電圧によってエネルギーの制御された+イオンおよび
ラジカルによる半導体ウェハ1のエッチング処置が開始
される。
At this time, the microwave generated inside the chamber 2 is transmitted to the inside of the waveguide 3 and further introduced into the inside of the discharge tube 10, and the interaction between the magnetic field and the microwave causes the microwave to be generated in the discharge tube 10. A high-density plasma containing radicals, + ions, and the like is generated inside, and the etching treatment of the semiconductor wafer 1 with the + ions and radicals whose energy is controlled by the high frequency bias voltage is started.

【0024】そして、エッチング終了後、ウェハステー
ジ4に載置されている半導体ウェハ1を外部に取り出
す。以降、同様に次の半導体ウェハ1についても、水平
方向に対しておよそ5〜20゜の傾斜角度θだけ傾斜さ
せ、かつおよそ20〜60rpmの速度で回転させて、
複数枚の半導体ウェハ1を枚葉処理によって順次エッチ
ング処理を行う。
After the completion of the etching, the semiconductor wafer 1 placed on the wafer stage 4 is taken out. Thereafter, similarly, the next semiconductor wafer 1 is similarly tilted at an inclination angle θ of about 5 to 20 ° with respect to the horizontal direction, and rotated at a speed of about 20 to 60 rpm,
The plurality of semiconductor wafers 1 are sequentially subjected to etching processing by single-wafer processing.

【0025】以上のようなエッチング処理は、たとえば
半導体ウェハ1上に積層された多層配線構造の層間絶縁
膜に対して行うことができる。すなわち、図3に示すよ
うに、たとえばシリコン基板による半導体ウェハ1の主
面上に、アルミニウムによる下層金属配線層13、シリ
コン酸化膜による層間絶縁膜14、アルミニウムによる
上層金属配線層15が順に積層される構造において、層
間絶縁膜14が積層された段階で、この層間絶縁膜14
にドライエッチングによりスルーホール用の開口部16
を形成する。
The above-described etching process can be performed, for example, on an interlayer insulating film having a multilayer wiring structure laminated on the semiconductor wafer 1. That is, as shown in FIG. 3, a lower metal wiring layer 13 made of aluminum, an interlayer insulating film 14 made of a silicon oxide film, and an upper metal wiring layer 15 made of aluminum are sequentially stacked on the main surface of the semiconductor wafer 1 made of a silicon substrate, for example. In such a structure, when the interlayer insulating film 14 is laminated,
Opening 16 for through hole by dry etching
To form

【0026】このスルーホール用の開口部16は、たと
えば本実施の形態に対応する比較例においては、半導体
ウェハ1を水平状態にしてドライエッチングを行ってい
るので、たとえば図4に示すように、層間絶縁膜14に
円筒形の開口部16aが形成され、上層金属配線層15
をデポジションした際に、スルーホール底部の下層金属
配線層13へのカバレージが問題となっている。
Since the through-hole opening 16 is dry-etched with the semiconductor wafer 1 in a horizontal state, for example, in a comparative example corresponding to this embodiment, for example, as shown in FIG. A cylindrical opening 16a is formed in interlayer insulating film 14, and upper metal wiring layer 15 is formed.
In this case, the coverage of the bottom metal wiring layer 13 at the bottom of the through hole is problematic.

【0027】これに対して、本実施の形態においては、
層間絶縁膜14に対するドライエッチングが、半導体ウ
ェハ1を水平方向に対しておよそ5〜20゜の傾斜角度
θだけ傾斜させた状態で行われるので、この開口部16
の縦断面形状は下層金属配線層13側が狭く、上層金属
配線層15側が広い逆台形(たとえばおよそ15゜の傾
斜角度θにおいては、上底=1μm、下底=0.5μm、
高さ=0.9μmの逆台形)になり、逆円錐形状の開口部
16に形成することができる。
On the other hand, in the present embodiment,
Since the dry etching for the interlayer insulating film 14 is performed in a state where the semiconductor wafer 1 is inclined by an inclination angle θ of about 5 to 20 ° with respect to the horizontal direction, the opening 16
Has an inverted trapezoidal shape in which the lower metal wiring layer 13 side is narrow and the upper metal wiring layer 15 side is wide (for example, at an inclination angle θ of about 15 °, the upper base = 1 μm, the lower base = 0.5 μm,
(Inverted trapezoid of height = 0.9 μm), and can be formed in the inverted conical opening 16.

【0028】そして、この逆円錐形状の開口部16に上
層金属配線層15をデポジションすることにより、この
上層金属配線層15がスルーホールを通じてスルーホー
ル底部の下層金属配線層13を十分に覆うようになるの
で、下層金属配線層13と上層金属配線層15との間を
層間絶縁膜14のスルーホールを介して確実に接続する
ことができる。
Then, the upper metal wiring layer 15 is deposited in the inverted conical opening 16 so that the upper metal wiring layer 15 sufficiently covers the lower metal wiring layer 13 at the bottom of the through hole through the through hole. Therefore, the lower metal wiring layer 13 and the upper metal wiring layer 15 can be reliably connected via the through holes of the interlayer insulating film 14.

【0029】従って、本実施の形態のドライエッチング
装置によれば、ウェハステージ4が水平方向に対して所
定の角度だけ傾斜され、かつ所定の速度で回転される状
態で設けられることにより、半導体ウェハ1に形成され
た層間絶縁膜14の縦断面形状を逆台形にして逆円錐形
状のスルーホールを形成することができるので、スルー
ホール底部の下層金属配線層13へのカバレージを良好
にすることができる。
Therefore, according to the dry etching apparatus of the present embodiment, the semiconductor wafer is provided in a state where the wafer stage 4 is inclined at a predetermined angle with respect to the horizontal direction and is rotated at a predetermined speed. Since the vertical cross-sectional shape of the interlayer insulating film 14 formed in 1 is inverted trapezoidal and an inverted conical through-hole can be formed, the coverage of the bottom metal wiring layer 13 at the bottom of the through-hole can be improved. it can.

【0030】以上、本発明者によってなされた発明を発
明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を
逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでも
ない。
Although the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiments of the present invention, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications may be made without departing from the gist of the invention. Needless to say, it can be changed.

【0031】たとえば、前記実施の形態のエッチング装
置については、反応性ガスプラズマを利用したプラズマ
エッチング装置である場合について説明したが、本発明
は前記実施の形態に限定されるものではなく、反応性イ
オンエッチング装置などの他のドライエッチング装置や
ウェットエッチング装置など、回転試料台による枚葉処
理方式のエッチング装置について広く適用可能である。
For example, the etching apparatus of the above embodiment has been described as being a plasma etching apparatus using reactive gas plasma. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and the present invention is not limited thereto. The present invention is widely applicable to single-wafer processing type etching apparatuses using a rotating sample stage, such as other dry etching apparatuses such as an ion etching apparatus and wet etching apparatuses.

【0032】また、半導体ウェハを水平方向に対してお
よそ5〜20゜(好ましくはおよそ15゜)だけ傾斜さ
せ、かつおよそ20〜60rpmの速度で回転させる場
合について説明したが、特に半導体ウェハの傾斜角度に
ついては、層間絶縁膜などの薄膜の膜厚、スルーホール
の寸法、LSIの製造プロセスなどに応じて種々変更可
能である。
The case where the semiconductor wafer is inclined by about 5 to 20 ° (preferably about 15 °) with respect to the horizontal direction and rotated at a speed of about 20 to 60 rpm has been described. The angle can be variously changed according to the thickness of a thin film such as an interlayer insulating film, the size of a through hole, an LSI manufacturing process, and the like.

【0033】さらに、前記のようなプラズマエッチング
装置においても、チャンバの真空度、コイルによる磁束
密度、高周波電源の周波数などは、エッチング処理の対
象物などに応じて適宜変更可能であることはいうまでも
ない。
Further, in the plasma etching apparatus as described above, the degree of vacuum of the chamber, the magnetic flux density of the coil, the frequency of the high-frequency power supply, etc. can be appropriately changed according to the target of the etching process. Nor.

【0034】[0034]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
Advantageous effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described.
It is as follows.

【0035】(1).半導体ウェハ上に形成された薄膜をエ
ッチングする際に、半導体ウェハを水平方向に対して所
定の角度だけ傾斜させ、この傾斜された状態の半導体ウ
ェハを所定の速度で回転させることで、薄膜の縦断面形
状に所定角度の傾斜が形成されるようにエッチングを行
うことができるので、この薄膜の上層に積層される薄膜
の被覆性を向上させることが可能となる。
(1) When etching a thin film formed on a semiconductor wafer, the semiconductor wafer is inclined at a predetermined angle with respect to the horizontal direction, and the semiconductor wafer in the inclined state is rotated at a predetermined speed. By doing so, the etching can be performed so that the vertical cross-sectional shape of the thin film has a predetermined angle of inclination, so that the coatability of the thin film laminated on the thin film can be improved.

【0036】(2).特に、半導体ウェハ上の金属配線層間
に積層される層間絶縁膜において、この層間絶縁膜の縦
断面形状を逆台形にして逆円錐形状のスルーホールを形
成することができるので、スルーホール底部の金属配線
層へのカバレージを良好にすることが可能となる。
(2) In particular, in an interlayer insulating film laminated between metal wiring layers on a semiconductor wafer, the through-hole having an inverted conical shape can be formed by making the vertical sectional shape of the interlayer insulating film an inverted trapezoid. Therefore, it is possible to improve the coverage of the bottom of the through hole to the metal wiring layer.

【0037】(3).この結果、半導体ウェハのエッチング
工程において、半導体ウェハの傾斜角度と回転速度とを
所定値に設定して層間絶縁膜などの薄膜に形成するスル
ーホールの形状を工夫することで、メタルカバレージを
向上させることができるので、多層配線構造の微細化に
伴うスルーホール部の狭幅化に対しても、非導通不良が
なくなり、スルーホール部の高い信頼性を得ることが可
能となる。
(3) As a result, in the process of etching the semiconductor wafer, the inclination angle and the rotation speed of the semiconductor wafer are set to predetermined values, and the shape of the through hole formed in the thin film such as the interlayer insulating film is devised. As the metal coverage can be improved, non-conduction defects can be eliminated and high reliability of the through-hole part can be obtained even when the through-hole part is narrowed due to the miniaturization of the multilayer wiring structure. Becomes

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施の形態であるドライエッチング
装置の要部を示す概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a main part of a dry etching apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施の形態のドライエッチング装置
によるエッチング方法の概略を示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory view schematically showing an etching method using a dry etching apparatus according to one embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施の形態において、半導体ウェハ
のスルーホール部を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a through-hole portion of a semiconductor wafer in one embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施の形態に対応する比較例として
の半導体ウェハのスルーホール部を示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a through hole portion of a semiconductor wafer as a comparative example corresponding to one embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体ウェハ 2 チャンバ 3 導波管 4 ウェハステージ(試料台) 5 回転駆動モータ(回転手段) 6,7 コイル 8 ガス導入口 9 排気口 10 放電管 11 高周波電源 12 接地電極 13 下層金属配線層 14 層間絶縁膜 15 上層金属配線層 16,16a 開口部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor wafer 2 Chamber 3 Waveguide 4 Wafer stage (sample stage) 5 Rotation drive motor (rotation means) 6, 7 Coil 8 Gas inlet 9 Exhaust port 10 Discharge tube 11 High frequency power supply 12 Ground electrode 13 Lower metal wiring layer 14 Interlayer insulating film 15 Upper metal wiring layer 16, 16a Opening

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H05H 1/46 H01L 21/306 J ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H05H 1/46 H01L 21/306 E

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体ウェハ上に形成された薄膜をエッ
チングするエッチング方法であって、前記半導体ウェハ
を水平方向に対して所定の角度だけ傾斜させ、この傾斜
された状態の前記半導体ウェハを所定の速度で回転させ
て、前記半導体ウェハ上に形成された前記薄膜の縦断面
形状に所定角度の傾斜が形成されるようにエッチングす
ることを特徴とする半導体ウェハのエッチング方法。
1. An etching method for etching a thin film formed on a semiconductor wafer, wherein the semiconductor wafer is tilted by a predetermined angle with respect to a horizontal direction, and the semiconductor wafer in the tilted state is tilted by a predetermined angle. A method for etching a semiconductor wafer, comprising: rotating the semiconductor wafer at a speed to etch the thin film formed on the semiconductor wafer so that a vertical cross-sectional shape of the thin film has a predetermined angle of inclination.
【請求項2】 請求項1記載の半導体ウェハのエッチン
グ方法であって、前記半導体ウェハ上に形成された前記
薄膜は金属配線層間に積層される層間絶縁膜であり、こ
の層間絶縁膜の縦断面形状を逆台形にして逆円錐形状の
スルーホールを形成することを特徴とする半導体ウェハ
のエッチング方法。
2. The method for etching a semiconductor wafer according to claim 1, wherein said thin film formed on said semiconductor wafer is an interlayer insulating film laminated between metal wiring layers, and a longitudinal section of said interlayer insulating film. A method for etching a semiconductor wafer, comprising forming an inverted trapezoidal shape into an inverted conical through hole.
【請求項3】 請求項2記載の半導体ウェハのエッチン
グ方法であって、前記層間絶縁膜に逆円錐形状のスルー
ホールを形成する際に、前記半導体ウェハを水平方向に
対して5〜20゜だけ傾斜させ、この傾斜された状態の
前記半導体ウェハを20〜60rpmの速度で回転させ
ることを特徴とする半導体ウェハのエッチング方法。
3. The method for etching a semiconductor wafer according to claim 2, wherein when forming an inverted conical through hole in said interlayer insulating film, said semiconductor wafer is tilted by 5 to 20 ° with respect to a horizontal direction. A method of etching a semiconductor wafer, wherein the semiconductor wafer is tilted and rotated at a speed of 20 to 60 rpm.
【請求項4】 半導体ウェハ上に形成された薄膜をエッ
チングするエッチング装置であって、水平方向に対して
所定の角度だけ傾斜する試料台と、この試料台を所定の
速度で回転する回転手段とを有し、前記試料台に前記半
導体ウェハが載置されてこの半導体ウェハが水平方向に
対して所定の角度だけ傾斜され、かつ前記回転手段によ
り前記試料台が回転されて前記半導体ウェハが所定の速
度で回転された状態において、前記半導体ウェハ上に形
成された前記薄膜の縦断面形状に所定角度の傾斜が形成
されるようにエッチングされる手段を有することを特徴
とする半導体ウェハのエッチング装置。
4. An etching apparatus for etching a thin film formed on a semiconductor wafer, comprising: a sample stage inclined at a predetermined angle with respect to a horizontal direction; and rotating means for rotating the sample stage at a predetermined speed. The semiconductor wafer is mounted on the sample stage, the semiconductor wafer is inclined by a predetermined angle with respect to the horizontal direction, and the sample stage is rotated by the rotating means, and the semiconductor wafer is rotated by a predetermined angle. An apparatus for etching a semiconductor wafer, comprising: means for etching the thin film formed on the semiconductor wafer so that the thin film formed on the semiconductor wafer has a predetermined angle of inclination when rotated at a high speed.
JP8314035A 1996-11-25 1996-11-25 Method and device for etching semiconductor wafer Pending JPH10154698A (en)

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