JPS634614A - ドライエツチング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ドライエツチング装置に適用して有効な技術
に関する。

〔従来の技術〕

半導体装置の製造工程の一つに、いわゆるウニハエ程が
ある。このウニハエ程では、シリコン単結晶等からなる
半導体ウェハに種々の回路素子を形成し、該回路素子等
を電気的に接続する等のために上記ウェハの表面に多層
配線層を形成することが行われている。

上記多層配線層は、金属からなる導電層と二酸化ケイ素
（Ｓｌｏｔ）等からなる絶縁層とを交互に積層すること
により形成される。具体的には、たとえばアルミニュウ
ム（ＡＩ）からなる導電層をＣＶＤ法で全面に被着した
後、該導電層を所定形状にエツチングして配線層を形成
し、その上に絶縁層を被着し、該絶縁層をエツチングし
てコンタクトホールを形成し、さらに該絶縁層上に所定
形状の他の配線層を形成する０以上の工程を繰り返すこ
とにより、前記多層配線を形成することができる。

上記エツチングに、いわゆるドライエツチングがあり、
その技術については、昭和５６年１１月ｌＯ日、株式会
社　工業調査会発行、「電子材料」１９８１年別冊、ｐ
１３１−Ｐ１３６に説明がある。

上記ドライエツチングには、いわゆる平行平板電極形プ
ラズマエツチング装置を用いることができる。この装置
は、ウェハ載置電極であるカソードとこれに対向する電
極であるアノードとが平行な平板で形成され、該両電極
間に高周波電力を印加するものである。

上記装置を用いる半導体ウェハ（以下、単にウェハとも
いう、）のドライエツチングは、カソード上に上記ウェ
ハを載置した状態で、上記両電極間に高周波を印加しな
がらエツチングガスの導入を行うことにより達成される
。

ところで、ドライエツチングの対象であるウェハに被着
された導電体または絶縁体からなる薄膜は、熱分解ＣＶ
Ｄ法等の化学蒸着法を用いて被着形成される。この蒸着
法で薄膜形成を行う場合には、−般にウェハの回路形成
面である表面のみならず、その裏面にも薄膜が被着され
る。

その上、上記プラズマエツチング装置のカソードの上面
は平坦であるため、該カソード上面に載置したウェハを
ドライエツチングする場合は、該ウェハ裏面にプラズマ
が回り込むことができない。

それ故、ウェハ表面側をドライエツチングしているとき
は、その裏面側はエツチングされず、該裏面には種々の
導電層および絶縁層が積層被着されたまま残存し、該ウ
ェハ裏面が電気的に絶縁されることになる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ウェハ表面に多層配線層を形成した御、その最上層に窒
化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）膜をウェハと電極とを接触させ
る方式のプラズマＣＶＤで形成する場合には、該ウニへ
の表面とプラズマＣＶＤ装置の電極との電気的接続を正
確にできないことになる。

そのため、所望の厚さの窒化ケイ素膜を安定して形成す
ることができないという問題がある。

また、上記ウェハと電極との確実な電気的接触を確保す
るためには、プラズマＣＶＤを行う前に、ウェハ裏面に
被着された積層膜を予め除去する工程を追加しなければ
ならないという問題が生じる。

本発明の目的は、安定した条件でのプラズマＣＶＤを可
能にするドライエツチングに適用して有効な技術を提供
することにある。

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
。

すなわち、ドライエツチング装置のウェハ載置電極の表
面を凹凸形状にするものである。

〔作用〕

上記した手段によれば、ウェハ載置電極のウェハ載置面
とウェハとの間に、プラズマが入り込むことができる空
隙を形成することができるため、ウェハの表面部をエツ
チングしながら同時に裏面部をもエツチングすることが
できるものである。

したがって、ドライエツチングが終わった段階で、ウェ
ハ裏面ではウェハを構成する半導体基板材料自体を露出
させることができるため、その後のプラズマＣＶＤ工程
では、その電極とウェハとの電気的接続を確実に行うこ
とができるものである。

なお、上記した手段による場合は、ウェハの裏面はウェ
ハ載置電極の凸部と一定の範囲で接触しているが、かな
りの程度に接触していてもその接触部のウェハ裏面をも
十分にエツチングできることが本発明により見い出され
ている。

〔実施例〕

第１図は、本発明の一実施例であるドライエツチング装
置のウェハ載置電極を示す概略断面図である。第２図は
、上記ドライエツチング装置の概略説明図である。

本実施例のドライエツチング装置は、いわゆる平行平板
電極形ドライエツチング装置である。すなわち、チャン
バ１の中には、平板状のカソード（ウェハ載置電極）２
とアノード３とが平行に設置されている。そして、上記
カソード２は接地されており、該カソード２とアノード
３との間には高周波電源ＲＦが接続されている。

上記装置を用いて半導体ウェハ４をエツチング、する場
合は、まずウェハ４をカソード２の上に載置し、チャン
バ１内を所定の真空度にした後、矢印で示すように該チ
ャンバｌの上部から反応ガスを導入し、その下部から排
気する。このように反応ガスをチャンバ１内に流しなが
ら、上記高周波電ＨＲＦでカソード２と７ノード３との
間に高周波を印加することにより、上記ウェハ４のエツ
チングが達成される。

本実施例におけるウェハ載置電極であるカソード２は、
第１図の概略断面図で示す構造からなるものである。す
なわち、カソード２には、その内部に空洞（水冷式冷却
手段）５が形成されており、該空洞５への冷却水の供給
部６と排出部６ａとが取付けられている。したがって、
矢印に示す方向に冷却水を流しながらエツチングを行う
ことにより、ウェハ４の過熱を防止できるものである。

なお、第１図では説明の簡略化のため、１枚のウェハ４
を代表させて示しである。

本実施例では、カソード２のウェハ載置面２ａが、図示
するように凹凸形状に形成されてなるものである。した
がって、本実施例のドライエツチング装置を使用する場
合には、ウェハ４とカソード２との間には空隙７が存在
することになる。

このように、本実施例によれば以下の効果を得ることが
できる。

（ｌ）、カソード２のウェハ載置面を凹凸形状にするこ
とにより、載置されるウェハ４の裏面とカソード２との
間に空隙７を確保することができるので、ウェハに蒸着
した表面部の薄膜をドライエツチングする場合には、発
生するプラズマを上記空隙７に引き回すことができる。

（２）、上記（１）により、ＮＷＡ蒸着時にウェハ４の
裏面部に被着された薄膜をも同時にドライエツチングす
ることができる。

（３）、上記（２）により、表面部の薄膜を所定形状に
ドライエツチングした段階で、ウェハ裏面部に被着され
ていた薄膜も除去されているので、上記エツチング後に
プラズマｃｖＩ？で窒化ケイ素等の被膜を形成する場合
には、ウェハ裏面でプラズマＣＶＤ装置の電極との電気
的接触を確実にとることができる。

（４）、上記（３）により、プラズマＣＶＤによる被膜
を所望の厚さで安定して形成することができる。

（５）、上記（４）により、ウェハ間に上記被膜の厚さ
のばらつきが生じることを防止できるので、安定した性
能の半導体装置を提供できる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではな（、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。

たとえば、前記実施例では、カソード２のウェハ載置面
が大きな凹凸部で形成されているものについて説明した
が、実施例に示した凹凸形状に限るものでないことはい
うまでもない、要するに、上記カソード２にウェハを載
置した場合に、ウェハの載置面とウェハの裏面との間に
生成するプラズマが入り込むことができる空隙が形成さ
れるような凹凸形状であればよい、したがって、凹部お
よび凸部の断面形状も、またその大きさも固定したもの
でなく、種々変更可能なものである。場合によっては、
表面をポーラスにし、微細な凹凸で形成することもでき
る。

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるプラズマＣＶＤを行
うに適したウェハ形成に適用した場合について説明した
が、これに限定されるものではなく、たとえば、ドライ
エツチング後にウェハ４の裏面で電気的接触が必要とさ
れる場合には、如何なる目的にも適用できるものである
。

（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、下記の通りであ
る。

すなわち、ドライエツチング装置のウェハ載置電極の表
面を凹凸形状にすることにより、該電極と載置するウェ
ハ裏面との間に、エツチング時に生成するプラズマが入
り込むことができる空隙を形成することができるので、
ウェハの表面部の被膜をエツチングしながら、同時に裏
面部の被膜をもエツチングすることができる。したがっ
て、ドライエツチングが終了した段階で、ウェハ裏面で
はウェハを構成する半導体基板材料自体が露出されてい
ることより、該ウェハとプラズマＣＶＤ装置の電極との
電気的接触を確実にとることができるので、常に安定し
た膜厚の被膜をプラズマＣｖＤ法で形成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例であるドライエツチング装
置のウェハ！ｌｉｉ！ｆ電極を示す概略断面図、第２図
は、上記ドライエツチング装置の概略説明図である。 ｌ・・・チャンバ、２・・・カソード、２ａ・・・ウェ
ハ載置面、３・・・アノード、４・・・ウェハ、５・・
・空洞（水冷式冷却手段）、６・・・供給部、６ａ・・
・排出部、７・・・空隙、ＲＦ・・・高周波電源。 第　　Ｉｍ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ウェハ載置電極のウェハ接触面が凹凸状に形成され
   てなるドライエッチング装置。 ２、ウェハ載置電極が水冷式冷却手段を備えていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のドライエッチ
   ング装置。