JP2002110623A - Wet-etching method - Google Patents

Wet-etching method

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JP2002110623A
JP2002110623A JP2000283832A JP2000283832A JP2002110623A JP 2002110623 A JP2002110623 A JP 2002110623A JP 2000283832 A JP2000283832 A JP 2000283832A JP 2000283832 A JP2000283832 A JP 2000283832A JP 2002110623 A JP2002110623 A JP 2002110623A
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wet etching
etching
reaction tank
wet
layer
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Shunko Ho
俊 宏 彭
Josei Chin
汝 政 陳
Kenmei Cho
顯 銘 張
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the method of a wet-etching manufacture process for improving the quality of products, and for solving the problem of the excess and shortage of etching time. SOLUTION: This wet-etching method is applies on a semiconductor wafer layer, and includes procedures (a), (b), (c), (d), (e), and (f). In the procedure (a), a wet-etching reaction tank should be provided. In the procedure (b), film thickness loss (ΔH) should be obtained by setting or calculation. In the procedure (c), prompt etching speed (ER (C, T)) should be obtained by an etching speed function, based on concentration (C) and temperature (T) of the wet- etching reaction tank. In the procedure (d), etching time (Time) is to be obtained, by automatic calculation based on an equation Time=ΔH/ER (C, T) for the wet-etching reaction tank. In the procedure (e), a semiconductor wafer is to be put in the wet-etching reaction tank. In the procedure (f), the layer of the semiconductor wafer is etched according to the etching time calculated based on the automatic calculation in the wet-etching reaction tank.

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】本発明はウェットエッチン
グ、特に半導体ウェハ層上にウェットエッチングを施す
方法に関する。
The present invention relates to wet etching, and more particularly to a method for performing wet etching on a semiconductor wafer layer.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体の製造工程において、ウェットエ
ッチング能力の制御が製品の品質とエレメントの機能に
及ぼす影響は非常に大きい。周知のウェットエッチング
法ではウェットエッチング反応槽のその時点でのエッチ
ング速度により固定エッチング時間を設定し、必要なエ
ッチング膜厚を達成する。短時間内ではウェットエッチ
ング過程を良好に制御することができるが、エッチング
速度はウェットエッチング反応槽の濃度及び温度の経時
変化に伴い、変更される。従って、エッチング過程を制
御することは非常に困難である。また、ロットとロット
間のウェハ状態または各ウェハ間のウェハ状態にはすべ
て差異が存在しているため、各ウェハに対して同一のエ
ッチング時間を設定するならば、時間の超過ないしは不
足という問題が発生する。
2. Description of the Related Art In a semiconductor manufacturing process, control of wet etching ability has a great effect on product quality and element function. In a well-known wet etching method, a fixed etching time is set according to a current etching rate of a wet etching reaction tank, and a required etching film thickness is achieved. The wet etching process can be well controlled within a short time, but the etching rate changes with the aging of the concentration and temperature of the wet etching reactor. Therefore, it is very difficult to control the etching process. In addition, since there is a difference in the wafer state between lots or the wafer state between lots, if the same etching time is set for each wafer, there is a problem that the time is exceeded or insufficient. appear.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明においては、周
知技術の欠点を考慮し、試験を繰り返し、併せて不屈の
研究精神に基づき、ついに本発明の「ウェットエッチン
グ法」を開発した。
SUMMARY OF THE INVENTION In the present invention, the "wet etching method" of the present invention was finally developed on the basis of the indomitable spirit of research in consideration of the drawbacks of the well-known technology, and on the basis of indomitable research spirit.

【0004】本発明の主な目的は、制御可能なウェット
エッチング製造工程の方法を提供することにある。
It is a primary object of the present invention to provide a controllable wet etching manufacturing process.

【0005】本発明の二次的目的は、製品の品質を向上
させる方法を提供することにある。
It is a secondary object of the present invention to provide a method for improving product quality.

【0006】本発明のもう一つの目的は、エッチング時
間の超過または不足という問題を解決する方法を提供す
ることにある。
Another object of the present invention is to provide a method for solving the problem of excessive or insufficient etching time.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的に基づき、本発
明は、一方においてウェットエッチングの方法を提供
し、半導体ウェハ層上のエッチングに際する固定膜厚の
損失(△H)上に応用される。それには次の段階、即
ち、 a)ウェットエッチング反応槽を提供し、 b)前記固定膜厚損失(△H)を設定し、前記ウェット
エッチング反応槽について、その濃度(C)及び温度
(T)に基づき、エッチング速度関数により、即時エッ
チング速度(ER(C,T))を求め、 c)前記ウェットエッチング反応槽について、方程式T
ime=△H/ER(C,T)に基づく自動計算によ
り、エッチング時間を求め、 d)前記半導体ウェハを前記ウェットエッチング反応槽
に入れ、 e)前記ウェットエッチング反応槽において、自動計算
に基づき算出された前記エッチング時間により、前記半
導体ウェハの前記層に前記固定膜厚損失のエッチングを
施す、各段階を含む。
SUMMARY OF THE INVENTION Based on the above objects, the present invention provides, on the one hand, a method of wet etching, applied on the loss of fixed film thickness (ΔH) during etching on a semiconductor wafer layer. You. It involves the following steps: a) providing a wet etching reactor; b) setting the fixed thickness loss (ΔH); and for the wet etching reactor, its concentration (C) and temperature (T). An instantaneous etch rate (ER (C, T)) is determined by an etch rate function based on
The etching time is obtained by an automatic calculation based on im = △ H / ER (C, T). d) The semiconductor wafer is put into the wet etching reaction tank. e) The wet etching reaction tank is calculated based on the automatic calculation. Performing the etching with the fixed thickness loss on the layer of the semiconductor wafer according to the determined etching time.

【0008】前記固定膜厚損失(△H)は前記ウェット
エッチング反応槽により設定される。
The fixed thickness loss (ΔH) is set by the wet etching reaction tank.

【0009】前記濃度測定値は前記ウェットエッチング
反応槽の濃度測定装置の測定により得られる。
[0009] The measured concentration value is obtained by measurement with a concentration measuring device of the wet etching reaction tank.

【0010】前記温度測定値は前記ウェットエッチング
反応槽の熱電対(ThermalCouple)装置の
測定により得られる。
[0010] The measured temperature value is obtained by measurement using a thermocouple (Thermal Couple) device of the wet etching reaction tank.

【0011】上記構想のうち前記エッチング速度関数
は、 ER(C,T)=ER*C*exp(−Ea/RT)
+A C:ウェットエッチング反応槽の濃度 T:ウェットエッチング反応槽の温度 Ea:エッチング活性化エネルギ R:気体反応定数(=8.314 J/K) ER:定数 A:定数 である。
In the above concept, the etching rate function is: ER (C, T) = ER 0 * C * exp (−Ea / RT)
+ A C: Concentration of wet etching reaction tank T: Temperature of wet etching reaction tank Ea: Etching activation energy R: Gas reaction constant (= 8.314 J / K) ER 0 : Constant A: Constant

【0012】上記目的に基づき、本発明では、別の面か
らのウェットエッチング方法も提供し、これは半導体ウ
ェハ層上のエッチングに際する固定残存膜厚(H)上
に応用される。それには次の段階、即ち、 a)ウェットエッチング反応槽を提供し、 b)前記固定残存膜厚(H)を設定し、同時に前記層
のエッチング前膜厚(H)を測定し、前記ウェットエ
ッチング反応槽について、その濃度(C)及び温度
(T)に基づき、エッチング速度関数により、即時エッ
チング速度(ER(C,T))を求め、 c)前記ウェットエッチング反応槽について、方程式T
ime=(H−H)/ER(C,T)に基づく自動
計算により、エッチング時間(Time)を求め、 d)前記半導体ウェハを前記ウェットエッチング反応槽
に入れ、 e)前記ウェットエッチング反応槽において、自動計算
に基づき算出された前記エッチング時間により、前記半
導体ウェハの前記層に前記固定残存膜厚のエッチングを
施す、各段階を含む。
Based on the above object, the present invention also provides a wet etching method from another side, which is applied to a fixed remaining film thickness (H r ) when etching a semiconductor wafer layer. To do so, the following steps are performed: a) providing a wet etching reactor, b) setting the fixed remaining thickness (H r ), and simultaneously measuring the pre-etch thickness (H b ) of the layer, For the wet etching reaction tank, an immediate etching rate (ER (C, T)) is obtained by an etching rate function based on the concentration (C) and the temperature (T). C) For the wet etching reaction tank, the equation T
ime = (H b -H r) / ER (C, T) by an automatic calculation based on, obtains the etching time (Time), d) putting the semiconductor wafer in the wet etching reaction vessel, e) the wet etching reaction Performing, in the tank, the layer of the semiconductor wafer with the fixed remaining film thickness using the etching time calculated based on the automatic calculation.

【0013】前記固定残存膜厚(H)は前記ウェット
エッチング反応槽により設定される。
The fixed remaining film thickness (H r ) is set by the wet etching reaction tank.

【0014】前記層のエッチング前膜厚(H)は前記
ウェットエッチング反応槽の測定により得られる。
The pre-etch thickness (H b ) of the layer is obtained by measuring the wet etching reaction tank.

【0015】前記層のエッチング前膜厚(H)は楕円
厚さ測定器により測定される。
The thickness (H b ) of the layer before etching is measured by an ellipsometer.

【0016】前記濃度測定値は前記ウェットエッチング
反応槽の濃度測定装置の測定により得られる。
The measured value of the concentration is obtained by measurement by a concentration measuring device of the wet etching reaction tank.

【0017】前記温度測定値は前記ウェットエッチング
反応槽の熱電対装置の測定により得られる。
The measured temperature value is obtained by measuring a thermocouple device of the wet etching reaction tank.

【0018】前記エッチング速度関数は、 ER(C,T)=ER*C*exp(−Ea/RT)
+A C:ウェットエッチング反応槽の濃度 T:ウェットエッチング反応槽の温度 Ea:エッチング活性化エネルギ R:気体反応定数(=8.314 J/K) ER:定数 A:定数 である。
The etching rate function is given by: ER (C, T) = ER 0 * C * exp (−Ea / RT)
+ A C: Concentration of wet etching reaction tank T: Temperature of wet etching reaction tank Ea: Etching activation energy R: Gas reaction constant (= 8.314 J / K) ER 0 : Constant A: Constant

【0019】上記目的に基づき、本発明では更に別の面
からのウェットエッチングの方法も提供し、半導体ウェ
ハ層上のエッチングに際する固定階層高さ(Steph
eight,X)上に応用される。それには次の各段
階、即ち、 a)ウェットエッチング反応槽を提供し、 b)前記固定階層高さ(X)を設定し、 c)前記ウェットエッチング反応槽について、前記固定
階層高さ(X)に基づき計算し、膜厚損失(△H
(X))を求め、前記ウェットエッチング反応槽につい
て、その濃度(C)及び温度(T)に基づき、エッチン
グ速度関数により、即時エッチング速度(ER(C,
T))を求め、 d)前記ウェットエッチング反応槽について、方程式T
ime=△H(X)/ER(C,T)に基づく自動計算
により、エッチング時間(Time)を求め、 e)前記半導体ウェハを前記ウェットエッチング反応槽
に入れ、 f)前記ウェットエッチング反応槽において、自動計算
に基づき算出された前記エッチング時間により、前記半
導体ウェハの前記層に前記固定階層高さのエッチングを
施す、各段階を含む。
Based on the above object, the present invention also provides a method for wet etching from another side, and a method for performing a fixed layer height (Stepph) for etching on a semiconductor wafer layer.
right, X). It comprises the following steps: a) providing a wet etching reactor; b) setting the fixed story height (X); c) for the wet etching reactor, the fixed story height (X). And the film thickness loss (△ H
(X)), and for the wet etching reaction tank, based on the concentration (C) and the temperature (T), an immediate etching rate (ER (C,
T)), and d) Equation T for the wet etching reactor.
im) = automatic calculation based on H (X) / ER (C, T) to determine the etching time (Time); e) placing the semiconductor wafer in the wet etching reactor; f) in the wet etching reactor. Performing the etching of the fixed layer height on the layer of the semiconductor wafer according to the etching time calculated based on the automatic calculation.

【0020】前記固定階層高さ(X)は前記ウェットエ
ッチング反応槽により設定される。
The fixed floor height (X) is set by the wet etching reaction tank.

【0021】前記のエッチングを必要とする層が比較的
高い複数個の膜厚上に位置している際、前記の膜厚損失
(△H(X))は、 △H(X)=H−H−X H:エッチング前の比較的高い複数個の膜厚の合計 H:エッチング前の比較的低い複数個の膜厚の合計 X:エッチング層にエッチングが施された後の水平高さ
から、エッチング前の比較的低い複数個の膜厚の水平高
さを引いた値 である。
When the layer requiring etching is located on a plurality of relatively high film thicknesses, the film thickness loss (ΔH (X)) is ΔH (X) = H h -H l -X H h: total H l of a plurality of thickness higher before etching: the sum of the plurality of film thickness relatively low before etching X: horizontal after etching is performed to etch layer This value is obtained by subtracting the horizontal height of a plurality of relatively low film thicknesses before etching from the height.

【0022】前記のエッチングを必要とする層が比較的
低い複数個の膜厚上に位置している際、前記の膜厚損失
(△H(X))は、 △H(X)=X−(H−H) H:エッチング前の比較的高い複数個の膜厚の合計 H:エッチング前の比較的低い複数個の膜厚の合計 X:エッチング前の比較的低い複数個の膜厚の水平高さ
から、エッチング層にエッチングが施された後の水平高
さを引いた値 である。
When the layer requiring etching is located on a plurality of relatively thin film thicknesses, the film thickness loss (ΔH (X)) is ΔH (X) = X− (H h -H l) H h : total of a plurality of thickness higher before etching H l: total relatively low multiple layer thickness before etching X: before etching of a plurality of relatively low This value is obtained by subtracting the horizontal height after the etching layer is etched from the horizontal height of the film thickness.

【0023】前記の比較的高い複数個の膜厚の合計(H
)と前記の比較的低い複数個の膜厚の合計(H
は、前記エッチング反応槽の測定により得られる。
The sum of the relatively high film thicknesses (H
h ) and the sum of the plurality of relatively low film thicknesses (H 1 )
Is obtained by measurement in the etching reaction tank.

【0024】前記の比較的高い複数個の膜厚の合計(H
)と前記の比較的低い複数個の膜厚の合計(H
は、楕円厚さ測定器により測定される。
The sum of the relatively high film thicknesses (H
h ) and the sum of the plurality of relatively low film thicknesses (H 1 )
Is measured by an ellipse thickness meter.

【0025】前記濃度測定値は前記ウェットエッチング
反応槽の濃度測定装置の測定により得られる。
The measured value of the concentration is obtained by the measurement of the concentration measuring device in the wet etching reaction tank.

【0026】前記温度測定値は前記ウェットエッチング
反応槽の熱電対装置の測定により得られる。
The measured temperature value is obtained by measuring a thermocouple device in the wet etching reaction tank.

【0027】前記エッチング速度関数は、 ER(C,T)=ER*C*exp(−Ea/RT)
+A C:ウェットエッチング反応槽の濃度 T:ウェットエッチング反応槽の温度 Ea:エッチング活性化エネルギ R:気体反応定数(=8.314 J/K) ER:定数 A:定数 である。
The etching rate function is given by: ER (C, T) = ER 0 * C * exp (−Ea / RT)
+ A C: Concentration of wet etching reaction tank T: Temperature of wet etching reaction tank Ea: Etching activation energy R: Gas reaction constant (= 8.314 J / K) ER 0 : Constant A: Constant

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】本発明の目的と機能を、添付図面
を参照し好適な実施例とともに詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The objects and functions of the present invention will be described in detail with preferred embodiments with reference to the accompanying drawings.

【0029】前述の如く、エッチング速度はウェットエ
ッチング反応槽の濃度及び温度の経時変化に伴い、変更
される。従って、ウェットエッチング過程を制御するこ
とは非常に困難である。ウェットエッチング槽が即時エ
ッチング速度(ER(C,T))及び設定または計算に
より得られる膜厚損失(△H)を推算できるならば、ウ
ェットエッチング槽は方程式Time=△H/ER
(C,T)に基づき、エッチング時間(Time)を自
動計算することができるため、ウェットエッチング槽は
ウェットエッチング過程の自動化生産及び良好な制御を
達成することができる。
As described above, the etching rate is changed as the concentration and temperature of the wet etching reaction tank change with time. Therefore, it is very difficult to control the wet etching process. If the wet etch bath is capable of estimating the instantaneous etch rate (ER (C, T)) and the thickness loss (△ H) obtained by setting or calculation, the wet etch bath has the formula Time = △ H / ER
Since the etching time (Time) can be automatically calculated based on (C, T), the wet etching tank can achieve automated production and good control of the wet etching process.

【0030】従って、本発明ではウェットエッチング一
つの方法を提供しており、半導体ウェハ層上に応用され
る。それには次の段階、即ち a)ウェットエッチング反応槽を提供し、 b)設定または計算により膜厚損失(△H)を求め、 c)前記ウェットエッチング反応槽について、その濃度
(C)及び温度(T)に基づき、エッチング速度関数に
より、即時エッチング速度(ER(C,T))を求め、 d)前記ウェットエッチング反応槽について、方程式T
ime=△H/ER(C,T)に基づく自動計算によ
り、エッチング時間を求め、 e)前記半導体ウェハを前記ウェットエッチング反応槽
に入れ、 f)前記ウェットエッチング反応槽において、自動計算
に基づき算出された前記エッチング時間により、前記半
導体ウェハの前記層にエッチングを施す、各段階を含
む。
Accordingly, the present invention provides one method of wet etching, which is applied on a semiconductor wafer layer. It involves the following steps: a) providing a wet etching reactor; b) determining the thickness loss (ΔH) by setting or calculation; c) for the wet etching reactor, its concentration (C) and temperature ( Based on T), an immediate etching rate (ER (C, T)) is obtained by an etching rate function. D) For the wet etching reaction tank, an equation T
im) = automatic calculation based on H / ER (C, T) to determine the etching time; e) put the semiconductor wafer into the wet etching reaction tank; f) calculate in the wet etching reaction tank based on the automatic calculation Etching the layer of the semiconductor wafer according to the determined etching time.

【0031】そのうち、エッチング速度(ER(C,
T))は下記エッチング速度関数を表示しており、ウェ
ットエッチング反応槽の濃度及び温度についての異なる
三つのエッチング条件により、三元連立方程式を解く
と、パラメータEa、ER及びAが求められる。
The etching rate (ER (C,
T)) indicates the following etching rate function, and the parameters Ea, ER and A are obtained by solving a ternary simultaneous equation under three different etching conditions for the concentration and temperature of the wet etching reaction tank.

【0032】ER(C,T)=ER*C*exp(−
Ea/RT)+A C:ウェットエッチング反応槽の濃度。ウェットエッチ
ング反応槽の濃度測定装置の測定により得られる。
ER (C, T) = ER 0 * C * exp (-
Ea / RT) + AC: Concentration of the wet etching reaction tank. It can be obtained by measurement with a concentration measuring device in a wet etching reaction tank.

【0033】T:ウェットエッチング反応槽の温度。ウ
ェットエッチング反応槽の熱電対装置の測定により得ら
れる。
T: Temperature of the wet etching reaction tank. Obtained by measurement of a thermocouple device in a wet etching reaction tank.

【0034】Ea:エッチング活性化エネルギ R:気体反応定数(=8.314 J/K) ER:定数 A:定数 膜厚損失(△H)については、製造工程の必要性を確認
する必要があり、測定または計算方式上においては一部
異なっている。
Ea: Etching activation energy R: Gas reaction constant (= 8.314 J / K) ER 0 : Constant A: Constant Regarding film thickness loss (ΔH), it is necessary to confirm the necessity of the manufacturing process. Yes, there are some differences in the measurement or calculation method.

【0035】以下の実施例を参照し、本発明におけるウ
ェットエッチング過程への応用について詳細に説明す
る。
The application of the present invention to a wet etching process will be described in detail with reference to the following examples.

【0036】(実施例1(固定膜厚損失))図1は、固
定膜厚損失のウェットエッチング見取図である。このウ
ェットエッチングは半導体の製造工程に最も普遍的に応
用されている。そのウェットエッチングの膜厚損失は固
定された定数値で、ウェットエッチング反応槽により前
記固定膜厚損失(△H)が設定される。また前記ウェッ
トエッチング反応槽はその濃度(C)及び温度(T)に
基づき、エッチング速度関数より、即時エッチング速度
(ER(C,T)を求める。そして前記ウェットエッチ
ング反応槽は方程式Time=△H/ER(C,T)に
より、自動的にエッチング時間を計算する。
Example 1 (Fixed Film Thickness Loss) FIG. 1 is a sketch drawing of the wet etching of the fixed film thickness loss. This wet etching is most commonly applied to semiconductor manufacturing processes. The film thickness loss in the wet etching is a fixed constant value, and the fixed film thickness loss (ΔH) is set by the wet etching reaction tank. Further, the wet etching reaction tank obtains an immediate etching rate (ER (C, T)) from an etching rate function based on the concentration (C) and the temperature (T). / ER (C, T) automatically calculates the etching time.

【0037】△H=Hb−H0=定数 Time=△H/ER(C,T) (実施例2(固定残存膜厚))図2は、固定残存膜厚の
ウェットエッチング見取図である。製造工程を考慮する
と、ウェットエッチングの残存膜厚は、場合によっては
固定の定数値に維持する必要がある。測定されたエッチ
ング前膜厚H、並びにウエットエッチング反応槽によ
り設定された残存膜厚Hに基づき、前記ウエットエッ
チング反応槽は膜厚損失(△H)を求めることができ
る。また前記ウェットエッチング反応槽はその濃度
(C)及び温度(T)に基づき、エッチング速度関数よ
り、即時エッチング速度(ER(C,T)を求める。そ
して前記ウェットエッチング反応槽は方程式Time=
△H/ER(C,T)により、自動的にエッチング時間
(Time)を計算する。
ΔH = H b −H 0 = constant Time = ΔH / ER (C, T) (Example 2 (Fixed Residual Film Thickness)) FIG. 2 is a sketch drawing of the fixed residual film thickness. In consideration of the manufacturing process, the remaining film thickness of the wet etching needs to be maintained at a fixed constant value in some cases. The wet etching reaction tank can determine a film thickness loss (ΔH) based on the measured film thickness H b before etching and the remaining film thickness H r set by the wet etching reaction tank. Further, the wet etching reaction tank obtains an immediate etching rate (ER (C, T)) from an etching rate function based on the concentration (C) and the temperature (T).
The etching time (Time) is automatically calculated from ΔH / ER (C, T).

【0038】△H=H−H :エッチング前の膜厚。測定により求める。ΔH = Hb-Hr  Hb: Film thickness before etching. Determined by measurement.

【0039】H:残存膜厚。定数値。 Time=△H/ER(C,T) (実施例3(固定階層高さ))図3は、固定階層高さ
(Step Height)のウェットエッチング見取
図である。製造工程を考慮すると、ウェットエッチング
の固定階層高さは、場合によっては固定された定数値に
維持する必要がある。複数個のその他層エッチング前膜
厚の測定値と前記固定階層高さ(X)設定値に基づき、
膜厚損失(△H(X))が計算される。また前記ウェッ
トエッチング反応槽はその濃度(C)及び温度(T)に
基づき、エッチング速度関数より、即時エッチング速度
(ER(C,T)を求める。そして前記ウェットエッチ
ング反応槽は方程式Time=△H(X)/ER(C,
T)により、自動的にエッチング時間(Time)を計
算する。 △H(X)=(H+H)−(H+H+H)−
X=H−H−X H,H,H,H:非エッチング層の膜厚。測定
により求める。
H r : remaining film thickness. Constant value. Time = ΔH / ER (C, T) (Example 3 (Fixed Layer Height)) FIG. 3 is a sketch drawing of wet etching at a fixed layer height (Step Height). In consideration of the manufacturing process, it is necessary to maintain the fixed layer height of the wet etching at a fixed constant value in some cases. Based on the measured values of the plurality of other layer thicknesses before etching and the fixed layer height (X) set value,
The thickness loss (ΔH (X)) is calculated. Further, the wet etching reaction tank obtains an immediate etching rate (ER (C, T)) from an etching rate function based on the concentration (C) and the temperature (T). (X) / ER (C,
According to T), the etching time (Time) is automatically calculated. ΔH (X) = (H 4 + H 5 ) − (H 1 + H 2 + H 3 ) −
X = H h -H l -X H 1, H 2, H 3, H 4: thickness of the non-etching layer. Determined by measurement.

【0040】H:エッチングを施す層の膜厚。測定に
より求める。
H 5 : film thickness of the layer to be etched. Determined by measurement.

【0041】H:比較的高い複数個の膜厚の合計。H h : the sum of a plurality of relatively high film thicknesses.

【0042】H:比較的低い複数個の膜厚の合計。H 1 : The sum of a plurality of relatively thin film thicknesses.

【0043】X:階層高さ(Step Heigh
t)。定数値。
X: Hierarchy height (Step Height)
t). Constant value.

【0044】エッチング後の第五層の水平高さと第一層
を同一に制御しようとする場合には、X=0である。
When the horizontal height of the fifth layer after etching and the first layer are to be controlled to be the same, X = 0.

【0045】エッチング後の第五層の水平高さが第一層
を上回るよう制御しようとする場合には、X>0であ
る。
In a case where the horizontal height of the fifth layer after the etching is controlled to be higher than the first layer, X> 0.

【0046】エッチング後の第五層の水平高さが第一層
を下回るよう制御しようとする場合には、X<0であ
る。 Time=△H/ER(C,T) 当然ながら、3つの本実施例は例として挙げたに過ぎ
ず、前記の膜厚損失(△H(X))は3つの本実施例に
限らない。固定階層高さ(X)設定値により、膜厚損失
(△H(X))が計算できれば、前記ウェットエッチン
グ反応槽は方程式Time=△H(X)/ER(C,
T)により、自動的にエッチング時間(Time)を計
算可能である。
If the horizontal height of the fifth layer after etching is to be controlled to be lower than the first layer, X <0. Time = △ H / ER (C, T) Naturally, the three embodiments are only given as examples, and the film thickness loss (△ H (X)) is not limited to the three embodiments. If the film thickness loss (△ H (X)) can be calculated from the fixed layer height (X) set value, the wet etching reaction tank is expressed by the equation Time = △ H (X) / ER (C,
By T), the etching time (Time) can be automatically calculated.

【0047】[0047]

【発明の効果】本発明のウエットエッチング法により、
周知のウエットエッチング時間の超過または不足という
問題は解決でき、製品の品質は向上する。この点におい
て本発明は各種既存の技術より優れており、極めて大き
な産業的価値を持っている。
According to the wet etching method of the present invention,
The well-known problem of excess or short wet etching time can be solved, and the quality of the product is improved. In this regard, the present invention is superior to various existing technologies, and has extremely great industrial value.

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

【図1】固定膜厚損失のウェットエッチング見取図であ
る。
FIG. 1 is a sketch drawing of wet etching of a fixed film thickness loss.

【図2】固定残存膜厚のウェットエッチング見取図であ
る。
FIG. 2 is a sketch drawing of wet etching of a fixed remaining film thickness.

【図3】固定階層高さのウェットエッチング見取図であ
る。
FIG. 3 is a sketch drawing of wet etching at a fixed layer height.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

エッチング前の膜厚 Hエッチング後の膜厚 △H 膜厚損失 H 残存膜厚 H 第一層の膜厚 H 第二層の膜厚 H 第三層の膜厚 H 第四層の膜厚 H 第五層の膜厚 X 階層高さ H 比較的高い複数個の膜厚の合計 H 比較的低い複数個の膜厚の合計H b etching thickness before H a film thickness after etching △ H film thickness loss H r residual film thickness H 1 of the first layer thickness H 2 second layer thickness H 3 third layer thickness H 4 of the total total H l relatively low multiple of the thickness of the film thickness X hierarchy height H h higher plurality of the film thickness of the fourth layer thickness H 5 fifth layer of

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 陳 汝 政 台湾新竹市東山街60巷23號 (72)発明者 張 顯 銘 台湾新竹縣新埔鎮文山里犁頭山盛都巷2弄 5號 Fターム(参考) 4K057 WA14 WA19 WJ10 5F043 DD24 GG10  ────────────────────────────────────────────────── 72 Continuing on the front page (72) Inventor Chen Yi Masan No. 23, 60 Alley, Dongshan Street, Hsinchu, Taiwan Term (reference) 4K057 WA14 WA19 WJ10 5F043 DD24 GG10

Claims (21)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体ウェハ層上の固定膜厚損失(△
H)上に応用される本発明のウェットエッチング方法で
あって、 a)ウェットエッチング反応槽を提供し、 b)前記固定膜厚損失(△H)を設定し、前記ウェット
エッチング反応槽について、その濃度(C)及び温度
(T)に基づき、エッチング速度関数により、即時エッ
チング速度(ER(C,T))を求め、 c)前記ウェットエッチング反応槽について、方程式T
ime=△H/ER(C,T)に基づく自動計算によ
り、エッチング時間を求め、 d)前記半導体ウェハを前記ウェットエッチング反応槽
に入れ、 e)前記ウェットエッチング反応槽において、自動計算
に基づき算出された前記エッチング時間により、前記半
導体ウェハの前記層に前記固定膜厚損失のエッチングを
施す、各段階を含むことを特徴とするウェットエッチン
グ方法。
1. A fixed film thickness loss (半導体) on a semiconductor wafer layer.
H) The wet etching method of the present invention applied above, comprising: a) providing a wet etching reactor; b) setting the fixed thickness loss (ΔH); Based on the concentration (C) and the temperature (T), an immediate etching rate (ER (C, T)) is obtained by an etching rate function. C) For the wet etching reactor, the equation T
The etching time is obtained by an automatic calculation based on im = △ H / ER (C, T). d) The semiconductor wafer is put into the wet etching reaction tank. e) The wet etching reaction tank is calculated based on the automatic calculation. Performing the etching with the fixed thickness loss on the layer of the semiconductor wafer according to the determined etching time.
【請求項2】 前記固定膜厚損失(△H)は前記ウェッ
トエッチング反応槽により設定されることを特徴とする
請求項1記載のウェットエッチング方法。
2. The wet etching method according to claim 1, wherein the fixed thickness loss (ΔH) is set by the wet etching reaction tank.
【請求項3】 前記濃度測定値は前記ウェットエッチン
グ反応槽の濃度測定装置の測定により得られることを特
徴とする請求項1記載のウェットエッチング方法。
3. The wet etching method according to claim 1, wherein the measured concentration value is obtained by measuring with a concentration measuring device of the wet etching reaction tank.
【請求項4】 前記温度測定値は前記ウェットエッチン
グ反応槽の熱電対装置の測定により得られることを特徴
とする請求項1記載のウェットエッチング方法。
4. The wet etching method according to claim 1, wherein the measured temperature value is obtained by measuring a thermocouple device of the wet etching reaction tank.
【請求項5】 前記エッチング速度関数は、 ER(C,T)=ER*C*exp(−Ea/RT)
+A C:ウェットエッチング反応槽の濃度 T:ウェットエッチング反応槽の温度 Ea:エッチング活性化エネルギ R:気体反応定数(=8.314 J/K) ER:定数 A:定数 であることを特徴とする請求項1記載のウェットエッチ
ング方法。
5. The etching rate function is: ER (C, T) = ER 0 * C * exp (−Ea / RT)
+ A C: Concentration of wet etching reaction tank T: Temperature of wet etching reaction tank Ea: Etching activation energy R: Gas reaction constant (= 8.314 J / K) ER 0 : Constant A: Constant The wet etching method according to claim 1, wherein
【請求項6】 半導体ウェハ層上のエッチングに際する
固定残存膜厚(H)上に応用されるウェットエッチン
グ方法であって、 a)ウェットエッチング反応槽を提供し、 b)前記固定残存膜厚(H)を設定し、同時に前記層
のエッチング前膜厚(H)を測定し、前記ウェットエ
ッチング反応槽について、その濃度(C)及び温度
(T)に基づき、エッチング速度関数により、即時エッ
チング速度(ER(C,T))を求め、 c)前記ウェットエッチング反応槽について、方程式T
ime=(H−H)/ER(C,T)に基づく自動
計算により、エッチング時間を求め、 d)前記半導体ウェハを前記ウェットエッチング反応槽
に入れ、 e)前記ウェットエッチング反応槽において、自動計算
に基づき算出された前記エッチング時間により、前記半
導体ウェハの前記層に前記固定残存膜厚のエッチングを
施す、各段階を含むことを特徴とするウェットエッチン
グ方法。
6. A wet etching method applied on a fixed remaining film thickness (H r ) during etching on a semiconductor wafer layer, the method comprising: a) providing a wet etching reaction tank; and b) providing the fixed remaining film. The thickness (H r ) is set, and at the same time the pre-etch thickness (H b ) of the layer is measured. Based on the concentration (C) and temperature (T) of the wet etching reaction tank, an etching rate function is used. Determine the immediate etch rate (ER (C, T)); c) For the wet etch reactor, equation T
ime = (H b -H r) / ER (C, T) by an automatic calculation based on, obtains the etching time, d) put the semiconductor wafer in the wet etching reaction vessel, e) in the wet etching reaction vessel, A wet etching method comprising: performing etching with the fixed remaining film thickness on the layer of the semiconductor wafer based on the etching time calculated based on the automatic calculation.
【請求項7】 前記固定残存膜厚(H)は前記ウェッ
トエッチング反応槽により設定されることを特徴とする
請求項6記載のウェットエッチング方法。
7. The wet etching method according to claim 6, wherein the fixed remaining film thickness (H r ) is set by the wet etching reaction tank.
【請求項8】 前記層のエッチング前膜厚(H)は前
記ウェットエッチング反応槽の測定により得られること
を特徴とする請求項6記載のウェットエッチング方法。
8. The wet etching method according to claim 6, wherein the pre-etch thickness (H b ) of the layer is obtained by measuring the wet etching reaction tank.
【請求項9】 前記層のエッチング前膜厚(H)は楕
円厚さ測定器により測定されることを特徴とする請求項
6記載のウェットエッチング方法。
9. The wet etching method according to claim 6, wherein the thickness (H b ) of the layer before etching is measured by an ellipsometer.
【請求項10】 前記濃度測定値は前記ウェットエッチ
ング反応槽の濃度測定装置の測定により得られることを
特徴とする請求項6記載のウェットエッチング方法。
10. The wet etching method according to claim 6, wherein the measured concentration value is obtained by measuring with a concentration measuring device in the wet etching reaction tank.
【請求項11】 前記温度測定値は前記ウェットエッチ
ング反応槽の熱電対装置の測定により得られることを特
徴とする請求項6記載のウェットエッチング方法。
11. The wet etching method according to claim 6, wherein the measured temperature value is obtained by measuring a thermocouple device of the wet etching reaction tank.
【請求項12】 前記エッチング速度関数は、 ER(C,T)=ER*C*exp(−Ea/RT)
+A C:ウェットエッチング反応槽の濃度 T:ウェットエッチング反応槽の温度 Ea:エッチング活性化エネルギ R:気体反応定数(=8.314 J/K) ER:定数 A:定数 であることを特徴とする請求項6記載のウェットエッチ
ング方法。
12. The etching rate function is: ER (C, T) = ER 0 * C * exp (−Ea / RT)
+ A C: Concentration of wet etching reaction tank T: Temperature of wet etching reaction tank Ea: Etching activation energy R: Gas reaction constant (= 8.314 J / K) ER 0 : Constant A: Constant The wet etching method according to claim 6, wherein
【請求項13】 半導体ウェハの層上のエッチングに際
する固定階層高さ上に応用されるウェットエッチング方
法であって、 a)ウェットエッチング反応槽を提供し、 b)前記固定階層高さ(X)を設定し、 c)前記ウェットエッチング反応槽について、前記固定
階層高さ(X)に基づき計算し、膜厚損失(△H
(X))を求め、前記ウェットエッチング反応槽につい
て、その濃度(C)及び温度(T)に基づき、エッチン
グ速度関数により、即時エッチング速度(ER(C,
T))を求め、 d)前記ウェットエッチング反応槽について、方程式T
ime=△H(X)/ER(C,T)に基づく自動計算
により、エッチング時間を求め、 e)前記半導体ウェハを前記ウェットエッチング反応槽
に入れ、 f)前記ウェットエッチング反応槽において、自動計算
に基づき算出された前記エッチング時間により、前記半
導体ウェハの前記層に前記固定階層高さのエッチングを
施す、各段階を含むことを特徴とするウェットエッチン
グ方法。
13. A wet etching method applied on a fixed level height when etching on a layer of a semiconductor wafer, the method comprising: a) providing a wet etching reaction vessel; and b) providing the fixed level height (X). C) Calculate based on the fixed layer height (X) for the wet etching reaction tank, and calculate the film thickness loss (ΔH
(X)), and for the wet etching reaction tank, based on the concentration (C) and the temperature (T), an immediate etching rate (ER (C,
T)), and d) Equation T for the wet etching reactor.
im) = automatic calculation based on H (X) / ER (C, T) to determine the etching time; e) placing the semiconductor wafer in the wet etching reactor; f) automatically calculating in the wet etching reactor Performing the etching of the fixed layer height on the layer of the semiconductor wafer by the etching time calculated based on the above.
【請求項14】 前記固定階層高さ(X)は前記ウェッ
トエッチング反応槽により設定されることを特徴とする
請求項13記載のウェットエッチング方法。
14. The wet etching method according to claim 13, wherein the fixed layer height (X) is set by the wet etching reaction tank.
【請求項15】 前記エッチングを必要とする層が比較
的高い複数個の膜厚上に位置している際、前記膜厚損失
(△H(X))は、 △H(X)=H−H−X H:エッチング前の比較的高い複数個の膜厚の合計 H:エッチング前の比較的低い複数個の膜厚の合計 X:エッチング層にエッチングが施された後の水平高さ
から、エッチング前の比較的低い複数個の膜厚の水平高
さを引いた値となることを特徴とする請求項13記載の
ウェットエッチング方法。
15. When the layer requiring etching is located on a plurality of relatively high film thicknesses, the film thickness loss (ΔH (X)) is ΔH (X) = H h -H l -X H h: total H l of a plurality of thickness higher before etching: the sum of the plurality of film thickness relatively low before etching X: horizontal after etching is performed to etch layer 14. The wet etching method according to claim 13, wherein a value obtained by subtracting a horizontal height of a plurality of relatively thin film thicknesses before etching from the height is obtained.
【請求項16】 前記エッチングを必要とする層が比較
的低い複数個の膜厚上に位置している際、前記の膜厚損
失(△H(X))は、 △H(X)=X−(H−H) H:エッチング前の比較的高い複数個の膜厚の合計 H:エッチング前の比較的低い複数個の膜厚の合計 X:エッチング前の比較的低い複数個の膜厚の水平高さ
から、エッチング層にエッチングが施された後の水平高
さを引いた値 となることを特徴とする請求項13記載のウェットエッ
チング方法。
16. When the layer requiring etching is located on a plurality of relatively thin film thicknesses, the film thickness loss (ΔH (X)) is ΔH (X) = X - (H h -H l) H h: total H l of a plurality of thickness higher before etching: the sum of the plurality of film thickness relatively low before etching X: relatively low plurality before etching 14. The wet etching method according to claim 13, wherein a value obtained by subtracting the horizontal height after the etching of the etching layer from the horizontal height of the film thickness is obtained.
【請求項17】 前記比較的高い複数個の膜厚の合計
(H)及び前記の比較的低い複数個の膜厚の合計(H
)は、前記エッチング反応槽の測定により得られるこ
とを特徴とする請求項15または16のいずれか1項に
記載のウェットエッチング方法。
17. The sum (H h ) of the relatively high plurality of film thicknesses and the sum (H H) of the relatively low plurality of film thicknesses.
The wet etching method according to claim 15, wherein l ) is obtained by measuring the etching reaction tank.
【請求項18】 前記比較的高い複数個の膜厚の合計
(H)と前記の比較的低い複数個の膜厚の合計
(H)は、楕円厚さ測定器により測定されることを特
徴とする請求項15または16のいずれか1項に記載の
ウェットエッチング方法。
18. The method according to claim 1, wherein the sum of the relatively high thicknesses (H h ) and the sum of the relatively low thicknesses (H 1 ) are measured by an ellipsometer. The wet etching method according to claim 15, wherein:
【請求項19】 前記濃度測定値は前記ウェットエッチ
ング反応槽の濃度測定装置の測定により得られることを
特徴とする請求項13記載のウェットエッチング方法。
19. The wet etching method according to claim 13, wherein the measured concentration value is obtained by measuring with a concentration measuring device of the wet etching reaction tank.
【請求項20】 前記温度測定値は前記ウェットエッチ
ング反応槽の熱電対(Thermal Couple)
装置の測定により得られることを特徴とする請求項13
記載のウェットエッチング方法。
20. The temperature measurement value is a thermocouple of the wet etching reaction tank.
14. The apparatus according to claim 13, wherein the apparatus is obtained by measuring the apparatus.
The described wet etching method.
【請求項21】 前記エッチング速度関数は、 ER(C,T)=ER*C*exp(−Ea/RT)
+A C:ウェットエッチング反応槽の濃度 T:ウェットエッチング反応槽の温度 Ea:エッチング活性化エネルギ R:気体反応定数(=8.314 J/K) ER:定数 A:定数 であることを特徴とする請求項13記載のウェットエッ
チング方法。
21. The etching rate function is: ER (C, T) = ER 0 * C * exp (−Ea / RT)
+ A C: Concentration of wet etching reaction tank T: Temperature of wet etching reaction tank Ea: Etching activation energy R: Gas reaction constant (= 8.314 J / K) ER 0 : Constant A: Constant The wet etching method according to claim 13, wherein
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2021072294A (en) * 2019-10-29 2021-05-06 倉敷紡績株式会社 Substrate etching method

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