JP2010103379A - ウェットエッチング方法及びウェットエッチング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ウェットエッチングにより形成するパターンが微細化した場合であっても「反応生成ガスによる気泡」が半導体ウェハの表面に滞留することを十分に抑制することが可能で、ひいてはウェットエッチングを均一に行うことが可能なウェットエッチング方法を提供する。
【解決手段】エッチング槽１１０中のエッチング液Ｓに半導体ウェハＷを浸漬した状態で、エッチング槽１１０の底部に配置したバブラー１２０から不活性ガスからなる第１の気泡によるバブリングを行ないながら、半導体ウェハＷのウェットエッチングを行うウェットエッチング方法であって、バブラー１２０の気孔近傍における第１の気泡の平均径は、５μｍ〜２００μｍの範囲内にあることを特徴とするウェットエッチング方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、ウェットエッチング方法及びウェットエッチング装置に関する。

半導体ウェハのウェットエッチングを行う際には、「反応生成ガスからなる気泡」が発生することがある。例えば、半導体ウェハの表面に形成されたアルミニウム薄膜のパターニングを行うためにリン酸系のエッチング液を用いてウェットエッチングを行う場合などである。このような場合には、ウェットエッチングを行う際に、「Ｈ_２ガスからなる気泡」が発生する。しかしながら、このような場合には、ウェットエッチングを行っている最中に、「反応生成ガスからなる気泡」が半導体ウェハの表面に滞留（又は付着）することに起因して、爾後のウェットエッチングを均一に行うことが困難となるという問題がある。

そこで、このような問題を解決するために、例えば特許文献１に記載されたウェットエッチング装置を用いて、半導体ウェハのウェットエッチングを行うことが考えられる。
図１２は、特許文献１に記載されたウェットエッチング装置９００を説明するために示す図である。図１２（ａ）はウェットエッチング装置９００の上面図であり、図１２（ｂ）はウェットエッチング装置９００の断面図であり、図１２（ｃ）はウェットエッチング装置９００におけるバブラー９１５の断面図である。

特許文献１に記載されたウェットエッチング装置９００によれば、図１２に示すように、半導体ウェハを浸漬した状態で「不活性ガス（例えば窒素ガス）からなる気泡」によるバブリングを行いながら、半導体ウェハのウェットエッチングを行うことが可能となるため、「反応生成ガスからなる気泡」は、「不活性ガスからなる気泡」によりエッチング液の上方に追いやられ、その結果、「反応生成ガスからなる気泡」が半導体ウェハの表面に滞留することを抑制することが可能となると考えられる。

特開平７−５８０７８号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたウェットエッチング装置９００は、元来、半導体ウェハ９１３を揺動させて半導体ウェハ全面を均一にウェットエッチングするためのウェットエッチング装置であるため、比較的大きな気泡を用いてバブリングを行うように構成されている。このため、特許文献１に記載されたウェットエッチング装置９００においては、「不活性ガスからなる気泡」と接触することができずに結果として除去できない「反応生成ガスによる気泡」が多量に残存することとなるため、「反応生成ガスによる気泡」が半導体ウェハの表面に滞留することを十分に抑制することが困難であるという問題がある。この問題は、ウェットエッチングにより形成するパターンが微細化すればするほど深刻な問題となる。なぜなら、このような場合には「反応生成ガスによる気泡」は極めて小さくなるため、「不活性ガスからなる気泡」と接触することができずに結果として除去できない「反応生成ガスによる気泡」がさらに多量に残存することとなるからである。

そこで、本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、ウェットエッチングにより形成するパターンが微細化した場合であっても「反応生成ガスによる気泡」が半導体ウェハの表面に滞留することを十分に抑制することが可能で、ひいてはウェットエッチングを均一に行うことが可能なウェットエッチング方法及びウェットエッチング装置を提供することを目的とする。

（１）本発明のウェットエッチング方法は、エッチング槽中のエッチング液に半導体ウェハを浸漬した状態で、前記エッチング槽の底部に配置したバブラーから不活性ガスからなる第１の気泡によるバブリングを行ないながら、前記半導体ウェハのウェットエッチングを行うウェットエッチング方法であって、前記バブラーの気孔近傍における前記第１の気泡の平均径は、５μｍ〜２００μｍの範囲内にあることを特徴とする。

このように、本発明のウェットエッチング方法においては、５μｍ〜２００μｍの範囲内という極めて小さな第１の気泡によるバブリングを行いながらウェットエッチングを行うこととしている。このとき、バブリングによる不活性ガスの総量を同じにした場合、平均径が小さければ小さいほど、数多くの第１の気泡を生成することが可能となる。また、平均径が小さければ小さいほど、エッチングが行われている部位に第１の気泡を送り込むことが可能となる。このため、本発明のウェットエッチング方法によれば、「反応生成ガスによる気泡」が多数の第１の気泡に効率よく捕捉されるようになり、第１の気泡と接触することができずに結果として除去できない「反応生成ガスによる気泡」の数を減じることが可能となる。このため、本発明のウェットエッチング方法によれば、「反応生成ガスによる気泡」が半導体ウェハの表面に滞留することを十分に抑制することが可能となる。

なお、上記観点から言えば、バブラーの気孔近傍における第１の気泡の平均径は、５μｍ〜１００μｍの範囲内にあることがより好ましく、５μｍ〜５０μｍの範囲内にあることがさらに好ましい。バブラーの気孔近傍における第１の気泡の平均径は、バブラーが有する気孔の平均径とほぼ同じ大きさとなる。

（２）本発明のウェットエッチング方法においては、前記第１の気泡によるバブリングと、前記第１の気泡よりも大きい平均径を有する第２の気泡によるバブリングとを併用して前記半導体ウェハのウェットエッチングを行うことが好ましい。

このように、本発明のウェットエッチング方法においては、極めて小さな第１の気泡によるバブリングと、比較的大きな第２の気泡によるバブリングとを併用して半導体ウェハのウェットエッチングを行うこととしているため、極めて小さな第１の気泡を用いてバブリングを行うことで、第１の気泡と接触することができずに結果として除去できない「反応生成ガスによる気泡」の数を減じるとともに、比較的大きな第２の気泡を用いてバブリングを行うことで、「反応生成ガスからなる気泡」をエッチング液の上方に確実に追いやることが可能となる。このため、本発明のウェットエッチング方法によれば、「反応生成ガスによる気泡」が半導体ウェハの表面に滞留することを十分に抑制することが可能となる。

（３）本発明のウェットエッチング方法においては、前記第１の気泡によるバブリングと、前記第２の気泡によるバブリングとを交互に行いながら前記半導体ウェハのウェットエッチングを行うことが好ましい。

このように、本発明のウェットエッチング方法においては、極めて小さな第１の気泡を用いたバブリングと、比較的大きな第２の気泡を用いたバブリングとを交互に行いながら半導体ウェハのウェットエッチングを行うこととしているため、第１の気泡と接触することができずに結果として除去できない「反応生成ガスによる気泡」の数を減じるとともに、「反応生成ガスからなる気泡」をエッチング液の上方に確実に追いやることが可能となる。このため、本発明のウェットエッチング方法によれば、「反応生成ガスによる気泡」が半導体ウェハの表面に滞留することを十分に抑制することが可能となる。

（４）本発明のウェットエッチング方法においては、前記第１の気泡によるバブリングと、前記第２の気泡によるバブリングとを同時に行いながら前記半導体ウェハのウェットエッチングを行うことが好ましい。

このように、本発明のウェットエッチング方法においては、極めて小さな第１の気泡を用いたバブリングと、比較的大きな第２の気泡を用いたバブリングとを同時に行いながら半導体ウェハのウェットエッチングを行うこととしているため、第１の気泡と接触することができずに結果として除去できない「反応生成ガスによる気泡」の数を減じるとともに、「反応生成ガスからなる気泡」をエッチング液の上方に確実に追いやることが可能となる。このため、本発明のウェットエッチング方法によれば、「反応生成ガスによる気泡」が半導体ウェハの表面に滞留することを十分に抑制することが可能となる。

（５）本発明のウェットエッチング方法においては、前記第１の気泡によるバブリングを連続的に行うとともに、前記第２の気泡によるバブリングを間欠的に行いながら前記半導体ウェハのウェットエッチングを行うことが好ましい。

このように、本発明のウェットエッチング方法においては、極めて小さな第１の気泡を用いたバブリングを連続的に行うとともに、比較的大きな第２の気泡を用いたバブリングを間欠的に行いながら半導体ウェハのウェットエッチングを行うこととしているため、第１の気泡と接触することができずに結果として除去できない「反応生成ガスによる気泡」の数を減じるとともに、「反応生成ガスからなる気泡」をエッチング液の上方に確実に追いやることが可能となる。このため、本発明のウェットエッチング方法によれば、「反応生成ガスによる気泡」が半導体ウェハの表面に滞留することを十分に抑制することが可能となる。

（６）本発明のウェットエッチング方法においては、前記バブラーの気孔近傍における前記第２の気泡の平均径は、５０μｍ〜２ｍｍの範囲内にあることが好ましい。

このような方法により、「反応生成ガスからなる気泡」をエッチング液の上方に確実に追いやることが可能となる。

なお、上記観点から言えば、バブラーの気孔近傍における第２の気泡の平均径は、１００μｍ〜２ｍｍの範囲内にあることがより好ましく、２００μｍ〜２ｍｍの範囲内にあることがさらに好ましい。

（７）本発明のウェットエッチング方法においては、超音波を照射しながら前記半導体ウェハのウェットエッチングを行うことが好ましい。

このような方法により、超音波を照射しながらバブリングを行うことで、第１の気泡と接触することができずに結果として除去できない「反応生成ガスによる気泡」の数をさらに減じることが可能となる。また、たとえ、「反応生成ガスによる気泡」が半導体ウェハの表面に付着することがあったとしても、超音波の作用により、当該「反応生成ガスによる気泡」を半導体ウェハの表面から離脱させることができる。

（８）本発明のウェットエッチング方法においては、減圧しながら前記半導体ウェハのウェットエッチングを行うことが好ましい。

このような方法により、「反応生成ガスからなる気泡」をより確実に系外に追いやることが可能となる。

（９）本発明のウェットエッチング方法においては、加圧しながら前記半導体ウェハのウェットエッチングを行うことが好ましい。

このような方法により、エッチング液の表面近傍においても第１の気泡の平均径を小さく維持することが可能となり、ひいてはウェットエッチングをより均一に行うことが可能となる。

（１０）本発明のウェットエッチング方法においては、加熱した不活性ガスからなる気泡によるバブリングを行いながら、前記半導体ウェハのウェットエッチングを行うことが好ましい。

このような方法により、バブリングによるエッチング液の温度低下、ひいてはエッチング効率の低下を抑制することが可能となる。

（１１）本発明のウェットエッチング装置は、本発明のウェットエッチング方法を行うためのウェットエッチング装置であって、エッチング液を貯留するためのエッチング槽と、前記エッチング槽の底部に配置され、前記エッチング槽に貯留された前記エッチング液に不活性ガスからなる第１の気泡によるバブリングを行うためのバブラーとを備え、前記バブラーは、平均径が５μｍ〜２００μｍの範囲内にある多数の気孔を有することを特徴とする。

このため、本発明のウェットエッチング装置によれば、本発明の上記（１）に記載のウェットエッチング方法を実施することが可能となる。

（１２）本発明のウェットエッチング装置においては、前記バブラーに供給する不活性ガスの流量を制御する流量制御装置をさらに備え、前記第１の気泡によるバブリングと、前記第１の気泡よりも大きい平均径を有する第２の気泡によるバブリングとを行う機能を有することが好ましい。

このため、本発明のウェットエッチング装置によれば、本発明の上記（２）に記載のウェットエッチング方法を実施することが可能となる。

（１３）本発明のウェットエッチング装置においては、前記流量制御装置は、前記バブラーに供給する不活性ガスの流量及び／又は圧力を任意のタイミングで制御する機能を有することが好ましい。

このため、本発明のウェットエッチング装置によれば、本発明の上記（３）に記載のウェットエッチング方法を実施することが可能となる。

（１４）本発明のウェットエッチング装置においては、前記バブラーは、前記第１の気泡に対応する多数の気孔を有する第１の気泡生成領域と、前記第２の気泡に対応する多数の気孔を有する第２の気泡生成領域とを有し、前記流量制御装置は、前記第１の気泡生成領域と前記第２の気泡生成領域とに対して独立してかつ任意のタイミングで不活性ガスを供給する機能を有することが好ましい。

このため、本発明のウェットエッチング装置によれば、本発明の上記（３）〜（５）のいずれかに記載のウェットエッチング方法を実施することが可能となる。

（１５）本発明のウェットエッチング装置においては、前記エッチング槽の底部に設置された超音波発生装置をさらに備えることが好ましい。

このため、本発明のウェットエッチング装置によれば、本発明の上記（７）に記載のウェットエッチング方法を実施することが可能となる。

（１６）本発明のウェットエッチング装置においては、前記エッチング槽中のエッチング液を減圧する減圧装置をさらに備えることが好ましい。

このため、本発明のウェットエッチング装置によれば、本発明の上記（８）に記載のウェットエッチング方法を実施することが可能となる。

（１７）本発明のウェットエッチング装置においては、前記エッチング槽中のエッチング液を加圧する加圧装置をさらに備えることが好ましい。

このため、本発明のウェットエッチング装置によれば、本発明の上記（９）に記載のウェットエッチング方法を実施することが可能となる。

（１８）本発明のウェットエッチング装置においては、前記バブラーに供給する不活性ガスを加熱するガス加熱装置をさらに備えることが好ましい。

このため、本発明のウェットエッチング装置によれば、本発明の上記（１０）に記載のウェットエッチング方法を実施することが可能となる。

以下、本発明のウェットエッチング方法及びウェットエッチング装置を、図に示す実施形態に基づいてさらに詳細に説明する。

［実施形態１］
図１は、実施形態１に係るウェットエッチング装置１００を説明するために示す図である。図２は、第１の気泡及び第２の気泡を説明するために示す図である。図３は、実施形態１に係るウェットエッチング方法を説明するために示す図である。

実施形態１に係るウェットエッチング装置１００は、図１に示すように、エッチング液Ｓを貯留するためのエッチング槽１１０と、エッチング槽１１０の底部に配置され、エッチング槽１１０に貯留されたエッチング液Ｓに不活性ガスからなる第１の気泡によるバブリングを行うためのバブラー１２０と、バブラー１２０に供給する不活性ガスの流量を制御する流量制御装置１３０と、不活性ガスを供給する不活性ガスボンベ１４０とを備える。なお、図１においては、まず第１の気泡が発生し、その後、それに続いて第２の気泡が発生する場合を示している。

エッチング槽１１０は、例えば耐熱製の樹脂からなり、内部にエッチング液を貯留した状態で半導体ウェハを収納できるように構成されている。バブラー１２０は、例えばフッ素樹脂からなり、平均径が５μｍ〜２００μｍの範囲内にある第１の気泡を生成するための多数の気孔を有する第１の気泡生成領域を有する。気孔の平均径は、５μｍ〜２００μｍの範囲内にある。流量制御装置１３０は、バブラー１２０に供給する不活性ガスの流量及び／又は圧力を任意のタイミングで制御する機能を有し、第１の気泡（図２参照。）によるバブリングと、第１の気泡よりも大きい平均径を有する第２の気泡（図２参照。）によるバブリングとを行う機能をさらに有する。バブラー１２０と流量制御装置１３０とは、樹脂製のチューブ１４４により接続されており、流量制御装置１３０と不活性ガスボンベ１４０とは、細管１４２により接続されている。エッチング槽１１０は、図示しない加熱装置を有し、エッチング液をウェットエッチングに適した所定の温度に加熱できるように構成されている。不活性ガスとしては、例えば、窒素ガスを用いる。

実施形態１に係るウェットエッチング方法は、実施形態１に係るウェットエッチング装置１００を用いて実施することができる。すなわち、エッチング槽１１０中のエッチング液Ｓに半導体ウェハＷを浸漬した状態で、エッチング槽１１０の底部に配置したバブラー１２０から不活性ガスからなり、バブラー１２０の気孔近傍における平均径が５μｍ〜２００μｍの範囲内にある第１の気泡によるバブリングを行ないながら、半導体ウェハＷのウェットエッチングを行うウェットエッチング方法である。エッチング液としては、リン酸系エッチング液（リン酸を主成分として含み、さらに副成分として、硝酸、フッ酸、酢酸を含む。）を用いる。半導体ウェハＷとしては、Ｓｉウェハの全面に二酸化珪素を形成し、さらにその上面にアルミニウムを形成したものを用いる。この半導体ウェハＷを１５０℃に加熱したエッチング液Ｓに浸漬した状態でウェットエッチングする。本ウェットエッチングにおいては、アルミニウムを線幅３０μｍの線状にウェットエッチングする。

実施形態１に係るウェットエッチング方法においては、バブラー１２０の気孔近傍における平均径が５μｍ〜２００μｍの範囲内にある第１の気泡と、第１の気泡よりも大きい平均径を有し、バブラー１２０の気孔近傍における平均径が５０μｍ〜２ｍｍの範囲内にある第２の気泡とを併用して半導体ウェハＷのウェットエッチングを行うこととしている。具体的には、図３に示すように、第１の気泡によるバブリングと、第２の気泡によるバブリングとを交互に行いながら半導体ウェハＷのウェットエッチングを行うこととしている。

第１の気泡によるバブリングと、第２の気泡によるバブリングとの切り替えは、図３に示すように、流量制御装置１３０における不活性ガスの流量を制御することにより行う。すなわち、まず、図３（ａ）に示すように、流量制御装置１３０における不活性ガスの流量を小さく維持した状態で、第１の気泡を発生させる。次に、流量制御装置１３０における不活性ガスの流量を大きくすることにより、図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示すように、第２の気泡を発生させる。次に、流量制御装置１３０における不活性ガスの流量を小さくすることにより、図３（ｄ）に示すように、第１の気泡を発生させるようにする。そして、このサイクルを繰り返すのである。これによって、第１の気泡によるバブリングと、第２の気泡によるバブリングとを交互に行いながら半導体ウェハＷのウェットエッチングを行うことができる。なお、第１の気泡によるバブリングと、第２の気泡によるバブリングとの切り替えは、例えば１秒間隔で行うことができる。

実施形態１に係るウェットエッチング方法によれば、５μｍ〜２００μｍの範囲内という極めて小さな第１の気泡によるバブリングを行いながらウェットエッチングを行うこととしているため、「反応生成ガスによる気泡」が多数の第１の気泡に効率よく捕捉されるようになり、第１の気泡と接触することができずに結果として除去できない「反応生成ガスによる気泡」の数を減じることが可能となる。このため、本発明のウェットエッチング方法によれば、「反応生成ガスによる気泡」が半導体ウェハの表面に滞留することを十分に抑制することが可能となる。

また、実施形態１に係るウェットエッチング方法によれば、極めて小さな第１の気泡によるバブリングと、比較的大きな第２の気泡によるバブリングとを併用して、具体的には、極めて小さな第１の気泡を用いたバブリングと、比較的大きな第２の気泡を用いたバブリングとを交互に行いながら半導体ウェハのウェットエッチングを行うこととしているため、第１の気泡と接触することができずに結果として除去できない「反応生成ガスによる気泡」の数を減じるとともに、「反応生成ガスからなる気泡」をエッチング液の上方に確実に追いやることが可能となる。このため、実施形態１に係るウェットエッチング方法によれば、「反応生成ガスによる気泡」が半導体ウェハの表面に滞留することを十分に抑制することが可能となる。

さらにまた、実施形態１に係るウェットエッチング方法によれば、バブラーの気孔近傍における第２の気泡の平均径は５０μｍ〜２ｍｍの範囲内にあるため、「反応生成ガスからなる気泡」をエッチング液の上方に確実に追いやることが可能となる。

［実施形態２］
図４は、実施形態２に係るウェットエッチング装置１００ａを説明するために示す図である。
図５は、実施形態２に係るウェットエッチング方法を説明するために示す図である。

実施形態２に係るウェットエッチング１００ａは、実施形態１に係るウェットエッチング１００とよく似た構成を有するが、バブラーの構成及び流量制御装置の構成が実施形態１に係るウェットエッチング装置１００の場合と異なる。すなわち、実施形態２に係るウェットエッチング１００ａにおいては、バブラー１２４は、第１の気泡に対応する多数の気孔を有する第１の気泡生成領域１２６と、第２の気泡に対応する多数の気孔を有する第２の気泡生成領域１２８とを有する。また、流量制御装置１３２，１３４は、第１の気泡生成領域１２６と第２の気泡生成領域１２８とに対して独立してかつ任意のタイミングで不活性ガスを供給する機能を有する。

実施形態２に係るウェットエッチング方法は、バブラー１２４の気孔近傍における平均径が５μｍ〜２００μｍの範囲内にある第１の気泡と、第１の気泡よりも大きい平均径を有し、バブラー１２０の気孔近傍における平均径が１００μｍ〜２ｍｍの範囲内にある第２の気孔とを併用して半導体ウェハＷのウェットエッチングを行うウェットエッチング方法であり、具体的には、図５に示すように、実施形態１に係るウェットエッチング方法と同様に、第１の気泡によるバブリングと、第２の気泡によるバブリングとを交互に行いながら半導体ウェハＷのウェットエッチングを行うウェットエッチング方法である。実施形態２に係るウェットエッチング方法は、実施形態２に係るウェットエッチング装置１００ａを用いて実施することができる。

実施形態２に係るウェットエッチング方法においては、第１の気泡によるバブリングと、第２の気泡によるバブリングとの切り替えを、図５に示すように、流量制御装置１３２及び流量制御装置１３４における不活性ガスの流量を制御することにより行うこととしている。すなわち、まず、図５（ａ）に示すように、流量制御装置１３２における不活性ガスの流量を所定量に維持した状態で、流量制御装置１３４における不活性ガスの流量を零にすることにより、第１の気泡を発生させる。次に、流量制御装置１３２における不活性ガスの流量を零にするとともに、流量制御装置１３４における不活性ガスの流量を所定量にすることにより、図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示すように、第２の気泡を発生させる。次に、流量制御装置１３２における不活性ガスの流量を所定量にするとともに、流量制御装置１３４における不活性ガスの流量を零にすることにより、図５（ｄ）に示すように、第１の気泡を発生させるようにする。そして、このサイクルを繰り返すのである。これによって、第１の気泡によるバブリングと、第２の気泡によるバブリングとを交互に行いながら半導体ウェハＷのウェットエッチングを行うことができる。

このように、実施形態２に係るウェットエッチング方法は、バブラーの構成及び流量制御装置の構成が実施形態１に係るウェットエッチング装置１００の場合とは異なるが、５μｍ〜２００μｍの範囲内という極めて小さな第１の気泡によるバブリングを行いながらウェットエッチングを行うこととしているため、また、極めて小さな第１の気泡によるバブリングと、比較的大きな第２の気泡によるバブリングとを併用して半導体ウェハのウェットエッチングを行うこととしているため、実施形態１に係るウェットエッチング方法の場合と同様に、「反応生成ガスによる気泡」が半導体ウェハの表面に滞留することを十分に抑制することが可能となる。

［実施形態３］
図６は、実施形態３に係るウェットエッチング方法を説明するために示す図である。
実施形態３に係るウェットエッチング方法は、実施形態２に係るウェットエッチング方法と同様に、実施形態２に係るウェットエッチング装置１００ａを用いて実施することができる。すなわち、バブラー１２４の気孔近傍における平均径が５μｍ〜２００μｍの範囲内にある第１の気泡と、第１の気泡よりも大きい平均径を有し、バブラー１２０の気孔近傍における平均径が１００μｍ〜２ｍｍの範囲内にある第２の気孔とを併用して半導体ウェハＷのウェットエッチングを行うこととしている。但し、図６に示すように、実施形態２に係るウェットエッチング方法の場合とは異なり、第１の気泡によるバブリングと、第２の気泡によるバブリングとを同時に行いながら半導体ウェハＷのウェットエッチングを行うこととしている。従って、実施形態３に係るウェットエッチング方法においては、図６に示すように、第１の気泡によるバブリングと、第２の気泡によるバブリングとの切り替えは不要である。

このように、実施形態３に係るウェットエッチング方法は、第１の気泡によるバブリングと、第２の気泡によるバブリングとを同時に行いながら半導体ウェハＷのウェットエッチングを行うこととしている点で実施形態２に係るウェットエッチング方法の場合とは異なるが、５μｍ〜２００μｍの範囲内という極めて小さな第１の気泡によるバブリングを行いながらウェットエッチングを行うこととしているため、また、極めて小さな第１の気泡によるバブリングと、比較的大きな第２の気泡によるバブリングとを併用して半導体ウェハのウェットエッチングを行うこととしているため、実施形態２に係るウェットエッチング方法の場合と同様に、「反応生成ガスによる気泡」が半導体ウェハの表面に滞留することを十分に抑制することが可能となる。

［実施形態４］
図７は、実施形態４に係るウェットエッチング方法を説明するために示す図である。
実施形態４に係るウェットエッチング方法は、実施形態２に係るウェットエッチング方法と同様に、実施形態２に係るウェットエッチング装置１００ａを用いて実施することができる。すなわち、バブラー１２４の気孔近傍における平均径が５μｍ〜２００μｍの範囲内にある第１の気泡と、第１の気泡よりも大きい平均径を有し、バブラー１２０の気孔近傍における平均径が１００μｍ〜２ｍｍの範囲内にある第２の気孔とを併用して半導体ウェハＷのウェットエッチングを行うこととしている。但し、図７に示すように、実施形態２に係るウェットエッチング方法の場合とは異なり、第１の気泡によるバブリングを連続的に行うとともに、第２の気泡によるバブリングを間欠的に行いながら半導体ウェハのウェットエッチングを行うこととしている。

従って、実施形態４に係るウェットエッチング方法においては、第１の気泡によるバブリングと、第２の気泡によるバブリングとの切り替えを、図７に示すように、流量制御装置１３２及び流量制御装置１３４における不活性ガスの流量を制御することにより行うこととしている。すなわち、まず、図７（ａ）に示すように、流量制御装置１３２における不活性ガスの流量を所定量に維持した状態で、流量制御装置１３４における不活性ガスの流量を零にすることにより、第１の気泡のみを発生させる。次に、流量制御装置１３２における不活性ガスの流量を所定量に維持した状態で、流量制御装置１３４における不活性ガスの流量を所定量にすることにより、図７（ｂ）及び図７（ｃ）に示すように、第１の気泡に加えて第２の気泡を発生させる。次に、流量制御装置１３２における不活性ガスの流量を所定量に維持した状態で、流量制御装置１３４における不活性ガスの流量を零にすることにより、図７（ｄ）に示すように、第１の気泡のみを発生させるようにする。そして、このサイクルを繰り返すのである。これによって、第１の気泡によるバブリングを連続的に行うとともに、第２の気泡によるバブリングを間欠的に行いながら半導体ウェハのウェットエッチングを行うことができる。

このように、実施形態４に係るウェットエッチング方法は、第１の気泡によるバブリングを連続的に行うとともに、第２の気泡によるバブリングを間欠的に行いながら半導体ウェハＷのウェットエッチングを行うこととしている点で実施形態２に係るウェットエッチング方法の場合とは異なるが、５μｍ〜２００μｍの範囲内という極めて小さな第１の気泡によるバブリングを行いながらウェットエッチングを行うこととしているため、また、極めて小さな第１の気泡によるバブリングと、比較的大きな第２の気泡によるバブリングとを併用して半導体ウェハのウェットエッチングを行うこととしているため、実施形態２に係るウェットエッチング方法の場合と同様に、「反応生成ガスによる気泡」が半導体ウェハの表面に滞留することを十分に抑制することが可能となる。

［実施形態５］
図８は、実施形態５に係るウェットエッチング装置１００ｂを説明するために示す図である。
実施形態５に係るウェットエッチング１００ｂは、実施形態１に係るウェットエッチング１００とよく似た構成を有するが、エッチング槽１１０の底部に設置された超音波発生装置１５０をさらに備える点で実施形態１に係るウェットエッチング装置１００の場合と異なる。

実施形態５に係るウェットエッチング方法は、超音波を照射しながら半導体ウェハＷのウェットエッチングを行うウェットエッチング方法であり、実施形態５に係るウェットエッチング装置１００ｂを用いて実施することができる。

このため、実施形態５に係るウェットエッチング方法は、実施形態１に係るウェットエッチング方法が有する効果に加えて以下の効果をさらに有する。すなわち、超音波を照射しながらバブリングを行うことで、第１の気泡と接触することができずに結果として除去できない「反応生成ガスによる気泡」の数をさらに減じることが可能となる。また、たとえ、「反応生成ガスによる気泡」が半導体ウェハの表面に付着することがあったとしても、超音波の作用により、当該「反応生成ガスによる気泡」を半導体ウェハの表面から離脱させることができる。

［実施形態６］
図９は、実施形態６に係るウェットエッチング装置１００ｃを説明するために示す図である。
実施形態６に係るウェットエッチング１００ｃは、実施形態１に係るウェットエッチング１００とよく似た構成を有するが、エッチング槽１１０のエッチング液Ｓを減圧する減圧装置１６０をさらに備える点で実施形態１に係るウェットエッチング装置１００の場合と異なる。

実施形態６に係るウェットエッチング方法は、減圧しながら半導体ウェハのウェットエッチングを行うウェットエッチング方法であり、実施形態６に係るウェットエッチング装置１００ｃを用いて実施することができる。

このため、実施形態６に係るウェットエッチング方法は、実施形態１に係るウェットエッチング方法が有する効果に加えて以下の効果をさらに有する。すなわち、「反応生成ガスからなる気泡」をより確実に系外に追いやることが可能となる。

［実施形態７］
図１０は、実施形態７に係るウェットエッチング装置１００ｄを説明するために示す図である。
実施形態７に係るウェットエッチング１００ｄは、実施形態１に係るウェットエッチング１００とよく似た構成を有するが、エッチング槽１１０のエッチング液Ｓを加圧する加圧装置１７０をさらに備える点で実施形態１に係るウェットエッチング装置１００の場合と異なる。

実施形態７に係るウェットエッチング方法は、加圧しながら半導体ウェハＷのウェットエッチングを行うウェットエッチング方法であり、実施形態７に係るウェットエッチング装置１００ｄを用いて実施することができる。

このため、実施形態７に係るウェットエッチング方法は、実施形態１に係るウェットエッチング方法が有する効果に加えて以下の効果をさらに有する。すなわち、エッチング液の表面近傍においても第１の気泡の平均径を小さく維持することが可能となり、ひいてはウェットエッチングをより均一に行うことが可能となる。

［実施形態８］
図１１は、実施形態８に係るウェットエッチング装置１００ｅを説明するために示す図である。
実施形態８に係るウェットエッチング１００ｅは、実施形態１に係るウェットエッチング１００とよく似た構成を有するが、バブラー１２０に供給する不活性ガスを加熱する加熱装置１８０をさらに備える点で実施形態１に係るウェットエッチング装置１００の場合と異なる。

実施形態８に係るウェットエッチング方法は、加熱した不活性ガスからなる気泡によるバブリングを行いながら半導体ウェハＷのウェットエッチングを行うウェットエッチング方法であり、実施形態８に係るウェットエッチング装置１００ｅを用いて実施することができる。

このため、実施形態８に係るウェットエッチング方法は、実施形態１に係るウェットエッチング方法が有する効果に加えて以下の効果をさらに有する。すなわち、バブリングによるエッチング液の温度低下、ひいてはエッチング効率の低下を抑制することが可能となる。

以上、本発明のウェットエッチング方法及びウェットエッチング装置を上記の各実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の各実施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において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

（１）上記した各実施形態においては、リン酸系エッチング液を用いてアルミニウムをウェットエッチングする場合を例にとって本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。半導体ウェハのウェットエッチングを行う際に「反応生成ガスからなる気泡」が発生する場合すべてに適用可能である。例えば、フッ酸系エッチング液を用いてシリコンをウェットエッチングする場合にも適用可能である。

（２）上記した実施形態９においては、減圧装置１６０がエッチング槽１１０中のエッチング液Ｓを直接減圧することとしているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、減圧装置１６０がエッチング槽１１０を収容する減圧室内（図示せず。）全体を減圧することによりエッチング液Ｓを間接的に減圧することとしてもよい。

（３）上記した実施形態１０においては、加圧装置１７０がエッチング槽１１０中のエッチング液Ｓを直接加圧することとしているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、加圧装置１７０がエッチング槽１１０を収容する加圧室内（図示せず。）全体を加圧することによりエッチング液Ｓを間接的に加圧することとしてもよい。

実施形態１に係るウェットエッチング装置１００を説明するために示す図である。 第１の気泡及び第２の気泡を説明するために示す図である。 実施形態１に係るウェットエッチング方法を説明するために示す図である。 実施形態２に係るウェットエッチング装置１００ａを説明するために示す図である。 実施形態２に係るウェットエッチング方法を説明するために示す図である。 実施形態３に係るウェットエッチング方法を説明するために示す図である。 実施形態４に係るウェットエッチング方法を説明するために示す図である。 実施形態５に係るウェットエッチング装置１００ｂを説明するために示す図である。 実施形態６に係るウェットエッチング装置１００ｃを説明するために示す図である。 実施形態７に係るウェットエッチング装置１００ｄを説明するために示す図である。 実施形態８に係るウェットエッチング装置１００ｅを説明するために示す図である。 特許文献１に記載されたウェットエッチング装置９００を説明するために示す図である。

符号の説明

１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄ，１００ｅ…ウェットエッチング装置、１１０…エッチング槽、１２０，１２４…バブラー、１２２，１２６…第１の気泡生成領域、１２８…第２の気泡生成領域、１３０，１３２，１３４…流量制御装置、１４０…不活性ガスボンベ、１４２…細管、１４４，１４６，１４８…樹脂製のチューブ、１５０…超音波発生装置、１６０…減圧装置、１６２…減圧用管、１７０…加圧装置、１７２…加圧用管、１８０…加熱装置、Ｓ…エッチング液、Ｗ…半導体ウェハ

Claims (18)

1. エッチング槽中のエッチング液に半導体ウェハを浸漬した状態で、前記エッチング槽の底部に配置したバブラーから不活性ガスからなる第１の気泡によるバブリングを行ないながら、前記半導体ウェハのウェットエッチングを行うウェットエッチング方法であって、
   前記バブラーの気孔近傍における前記第１の気泡の平均径は、５μｍ〜２００μｍの範囲内にあることを特徴とするウェットエッチング方法。
2. 請求項１に記載のウェットエッチング方法において、
   前記第１の気泡によるバブリングと、前記第１の気泡よりも大きい平均径を有する第２の気泡によるバブリングとを併用して前記半導体ウェハのウェットエッチングを行うことを特徴とするウェットエッチング方法。
3. 請求項２に記載のウェットエッチング方法において、
   前記第１の気泡によるバブリングと、前記第２の気泡によるバブリングとを交互に行いながら前記半導体ウェハのウェットエッチングを行うことを特徴とするウェットエッチング方法。
4. 請求項２に記載のウェットエッチング方法において、
   前記第１の気泡によるバブリングと、前記第２の気泡によるバブリングとを同時に行いながら前記半導体ウェハのウェットエッチングを行うことを特徴とするウェットエッチング方法。
5. 請求項２に記載のウェットエッチング方法において、
   前記第１の気泡によるバブリングを連続的に行うとともに、前記第２の気泡によるバブリングを間欠的に行いながら前記半導体ウェハのウェットエッチングを行うことを特徴とするウェットエッチング方法。
6. 請求項２〜５のいずれかに記載のウェットエッチング方法において、
   前記バブラーの気孔近傍における前記第２の気泡の平均径は、５０μｍ〜２ｍｍの範囲内にあることを特徴とするウェットエッチング方法。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載のウェットエッチング方法において、
   超音波を照射しながら前記半導体ウェハのウェットエッチングを行うことを特徴とするウェットエッチング方法。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載のウェットエッチング方法において、
   減圧しながら前記半導体ウェハのウェットエッチングを行うことを特徴とするウェットエッチング方法。
9. 請求項１〜７のいずれかに記載のウェットエッチング方法において、
   加圧しながら前記半導体ウェハのウェットエッチングを行うことを特徴とするウェットエッチング方法。
10. 請求項１〜９のいずれかに記載のウェットエッチング方法において、
    加熱した不活性ガスからなる気泡によるバブリングを行いながら、前記半導体ウェハのウェットエッチングを行うことを特徴とするウェットエッチング方法。
11. 請求項１〜１０に記載のウェットエッチング方法を行うためのウェットエッチング装置であって、
    エッチング液を貯留するためのエッチング槽と、
    前記エッチング槽の底部に配置され、前記エッチング槽に貯留された前記エッチング液に不活性ガスからなる第１の気泡によるバブリングを行うためのバブラーとを備え、
    前記バブラーは、平均径が５μｍ〜２００μｍの範囲内にある多数の気孔を有することを特徴とするウェットエッチング装置。
12. 請求項１１に記載のウェットエッチング装置において、
    前記バブラーに供給する不活性ガスの流量を制御する流量制御装置をさらに備え、
    前記第１の気泡によるバブリングと、前記第１の気泡よりも大きい平均径を有する第２の気泡によるバブリングとを行う機能を有することを特徴とするウェットエッチング装置。
13. 請求項１２に記載のウェットエッチング装置において、
    前記流量制御装置は、前記バブラーに供給する不活性ガスの流量及び／又は圧力を任意のタイミングで制御する機能を有することを特徴とするウェットエッチング装置。
14. 請求項１２に記載のウェットエッチング装置において、
    前記バブラーは、前記第１の気泡に対応する多数の気孔を有する第１の気泡生成領域と、前記第２の気泡に対応する多数の気孔を有する第２の気泡生成領域とを有し、
    前記流量制御装置は、前記第１の気泡生成領域と前記第２の気泡生成領域とに対して独立してかつ任意のタイミングで不活性ガスを供給する機能を有することを特徴とするウェットエッチング装置。
15. 請求項１１〜１４のいずれかに記載のウェットエッチング装置において、
    前記エッチング槽の底部に設置された超音波発生装置をさらに備えることを特徴とするウェットエッチング装置。
16. 請求項１１〜１５のいずれかに記載のウェットエッチング装置において、
    前記エッチング槽のエッチング液を減圧する減圧装置をさらに備えることを特徴とするウェットエッチング装置。
17. 請求項１１〜１５のいずれかに記載のウェットエッチング装置において、
    前記エッチング槽中のエッチング液を加圧する加圧装置をさらに備えることを特徴とするウェットエッチング装置。
18. 請求項１１〜１７のいずれかに記載のウェットエッチング装置において、
    前記バブラーに供給する不活性ガスを加熱するガス加熱装置をさらに備えることを特徴とするウェットエッチング装置。

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