JP3128812B2 - Wet etching equipment - Google Patents

Wet etching equipment

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JP3128812B2 JP02213858A JP21385890A JP3128812B2 JP 3128812 B2 JP3128812 B2 JP 3128812B2 JP 02213858 A JP02213858 A JP 02213858A JP 21385890 A JP21385890 A JP 21385890A JP 3128812 B2 JP3128812 B2 JP 3128812B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ウェーハに形成されたポリシリ層あるいは
アルミニウム層等をフッ酸及びリン酸,硝酸の混合液で
エッチングするウェットエッチング装置に関する。
The present invention relates to a wet etching apparatus for etching a polysilicon layer or an aluminum layer formed on a wafer with a mixed solution of hydrofluoric acid, phosphoric acid, and nitric acid.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第3図は従来のウェットエッチング装置の一例の概略
を示すブロック図である。従来、この種のウェットエッ
チング装置は、例えば、第3図に示すように、ウェーハ
をエッチング液で処理する処理槽1と、処理されたウェ
ーハを水洗する水洗槽11と、処理槽1にエッチング液を
供給する薬液貯槽タンク8と、薬液貯槽タンク8にエッ
チング液を補充する薬液供給タンクと、処理槽1内にあ
ってエッチング液をウェーハに噴射させるスプレーノズ
ル2と、同じく処理層1内にあってエッチング度合を検
出するエッチングポイントセンサ12とを有していた。
FIG. 3 is a block diagram schematically showing an example of a conventional wet etching apparatus. Conventionally, this type of wet etching apparatus includes, for example, as shown in FIG. 3, a treatment tank 1 for treating a wafer with an etching solution, a washing tank 11 for washing the treated wafer with water, and an etching solution for the treatment tank 1. Storage tank 8 for supplying the etching solution, a chemical supply tank for replenishing the etching solution into the chemical storage tank 8, a spray nozzle 2 in the processing tank 1 for spraying the etching solution onto the wafer, And an etching point sensor 12 for detecting the degree of etching.

このウェットエッチング装置の動作は、まず、エッチ
ングしようとする半導体基板を処理槽1内に入れ、スプ
レーノズル2でエッチング液を半導体基板に噴射させ、
エッチングを開始する。次に、エンドポイントセンサ12
でエッチング度合を検知し、エッチングを終了させる。
次に、水洗槽11に半導体基板を移し、水洗する。ここ
で、スプレーノズル2より供給された薬液は、処理槽1
内から配管を介して、薬液貯槽タンク8内に溜められ
る。そして薬液貯槽タンク8内の薬液は、再び、配管を
介してスプレーノズル2に供給される。また、エッチン
グ液である薬液の量が減少したり、薬液の性質が劣化す
るときは、定量下限センサ3が反応し、薬液が自動的に
薬液供給タンク6から薬液貯槽タンク8に補充され、薬
液が充たされ、定量上限センサ4が反応すると、薬液供
給を停止する。
The operation of the wet etching apparatus is as follows. First, a semiconductor substrate to be etched is put into a processing tank 1, and an etching solution is sprayed on the semiconductor substrate by a spray nozzle 2,
Start etching. Next, the endpoint sensor 12
Detects the degree of etching, and terminates the etching.
Next, the semiconductor substrate is transferred to the washing tank 11 and washed. Here, the chemical supplied from the spray nozzle 2 is supplied to the treatment tank 1.
It is stored in the chemical liquid storage tank 8 from inside through a pipe. The chemical in the chemical storage tank 8 is again supplied to the spray nozzle 2 via the pipe. When the amount of the chemical solution as the etchant decreases or the properties of the chemical solution deteriorate, the lower limit sensor 3 reacts, and the chemical solution is automatically replenished from the chemical solution supply tank 6 to the chemical solution storage tank 8, Is filled and the upper limit sensor 4 reacts, the supply of the chemical solution is stopped.

一方、薬液の劣化に関する判断基準は、次の項目によ
り判定していた。
On the other hand, the criteria for the deterioration of the chemical solution were determined by the following items.

1.エッチング時間が規格はずれになるとき、 2.エッチング後、被加工物である半導体基板の表面を顕
微鏡にて観察し、ポリシリコン層あるいはアルミニウム
層のエッチング残りが認められるとき、 これら2つの判定基準のいずれかに該当したとき、排
液バルブ5を開き、薬液貯槽タンク8の使用していた薬
液を排液していた。
1. When the etching time is out of specification. 2. After etching, observe the surface of the semiconductor substrate, which is the workpiece, with a microscope. When one of the criteria was met, the drain valve 5 was opened, and the used chemical in the chemical storage tank 8 was drained.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

しかしながら、上述した従来のウェットエッチング装
置では、エンドポイントセンサでエッチング度合を観察
して、エッチングが完了したか否かを判定するのみで、
エッチングレートを定量的に把握するわけでないため、
エッチング液である薬液が劣化しているか否かを正確に
判定することが困難である。このため、エッチング時間
が一定でなくエッチング面が不均一なるという欠点があ
る。
However, in the above-described conventional wet etching apparatus, it is only necessary to observe the degree of etching with an end point sensor and determine whether or not the etching is completed.
Because we do not know the etching rate quantitatively,
It is difficult to accurately determine whether a chemical solution as an etchant has deteriorated. For this reason, there is a disadvantage that the etching time is not constant and the etching surface is not uniform.

本発明の目的は、かかる欠点を解消するウェットエッ
チング装置を提供することである。
An object of the present invention is to provide a wet etching apparatus that eliminates such a drawback.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明の特徴は、エッチングされるべき膜が形成され
た半導体基板を収納する処理槽と、前記半導体基板にエ
ッチング薬液を噴射させるスプレーノズルと、前記半導
体基板のエッチング完了を検知するエンドポイントセン
サと、前記エッチング薬液を溜める薬液貯槽タンクと、
この薬液貯槽タンクの前記エッチング薬液を排出する排
液バルブと、前記薬液貯槽タンクと薬液供給タンクとを
連結する配管に具備される給液バルブとを有するウェッ
トエッチング装置において、前記膜と同質の膜が形成さ
れる抵抗体と、前記半導体基板と前記抵抗体とをエッチ
ングしたとき前記抵抗体の抵抗値の変化を測定する抵抗
測定器と、前記抵抗測定器の信号により前記排液バルブ
と前記給液バルブの開閉を制御するバルブ制御部とを備
えるウェットエッチング装置である。
The features of the present invention include a processing tank for storing a semiconductor substrate having a film to be etched formed thereon, a spray nozzle for spraying an etching solution on the semiconductor substrate, and an endpoint sensor for detecting completion of etching of the semiconductor substrate. A chemical storage tank for storing the etching chemical,
In a wet etching apparatus having a drain valve for discharging the etching chemical in the chemical storage tank and a liquid supply valve provided in a pipe connecting the chemical storage tank and the chemical supply tank, the same film as the film is provided. Is formed, a resistance measuring device for measuring a change in the resistance value of the resistor when the semiconductor substrate and the resistor are etched, and the drain valve and the supply valve are supplied by a signal from the resistance measuring device. And a valve controller for controlling opening and closing of the liquid valve.

〔実施例〕〔Example〕

次に本発明について図面を参照して説明する。 Next, the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例を示すウェットエッチング
装置のブロック図である。このウェットエッチング装置
は、同図に示すように、エッチングされる半導体基板の
層と同質材質で形成された抵抗体9と、この抵抗体9の
抵抗値を随時測定する抵抗測定器10と、この抵抗測定器
10の信号により排液バルブ5aと給液バルブ7aの開閉を制
御するバルブ制御部13とを設けたことである。それ以外
は、従来と同じである。
FIG. 1 is a block diagram of a wet etching apparatus showing one embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the wet etching apparatus includes a resistor 9 formed of the same material as a layer of a semiconductor substrate to be etched, a resistance measuring device 10 for measuring a resistance value of the resistor 9 at any time, Resistance measuring instrument
That is, a valve control unit 13 that controls the opening and closing of the drain valve 5a and the supply valve 7a by the signal of 10 is provided. Otherwise, it is the same as the conventional one.

抵抗体9は、被エッチング物である半導体基板と同質
の基板であって、その基板表面には、エッチングされる
膜と同質の膜が形成されている。例えば、半導体基板に
形成されたポリシリコン層をエッチングする場合は、こ
の抵抗体9の基板上にはポリシリコン層が厚めに形成さ
れている。また、アルミニウム層をエッチングされる場
合は、同じ材質のアルミニウム層が形成されている。そ
して、この抵抗体9は、スプレーノズル2で薬液を噴射
され、抵抗体9の形成層が、被エッチング物のエッチン
グされる層と同時にエッチングされ、抵抗体9の抵抗値
の変化割合を測定し、エッチング速度をモニタリングす
ることである。
The resistor 9 is a substrate of the same quality as the semiconductor substrate to be etched, and a film of the same quality as the film to be etched is formed on the substrate surface. For example, when etching a polysilicon layer formed on a semiconductor substrate, a thick polysilicon layer is formed on the substrate of the resistor 9. When the aluminum layer is etched, an aluminum layer of the same material is formed. Then, a chemical solution is sprayed from the spray nozzle 2 on the resistor 9, and the formation layer of the resistor 9 is etched simultaneously with the layer to be etched of the object to be etched, and the rate of change of the resistance value of the resistor 9 is measured. Monitoring the etching rate.

第2図は第1図のウェットエッチング装置の動作を説
明するための流れ図である。次に、このウェットエッチ
ング装置の動作を説明する。まず被エッチング物である
ポリシリコン層が形成された半導体基板を処理槽1内に
収納する。これと同時に、半導体基板に厚めにポリシリ
コン層が形成された抵抗体9を装慎する。次に、動作A
で、エッチングを開始する。次に、動作Bで抵抗体9の
抵抗値を抵抗測定奇10で連続的に測定し、図示していな
いCPUで演算し、エッチング速度を計算する。次に、判
定動作Cで、算出されたエッチング速度と別に設定され
たエッチング基準速度と比較する。もし、このエッチン
グ速度が基準以上すなわちNOなら、動作Dでエッチング
を接続する。次に、判定動作Eで、エンドポイントセン
サのエッチング度合を検出する。ここでYESなら、エッ
チングを終了する。
FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the wet etching apparatus of FIG. Next, the operation of the wet etching apparatus will be described. First, a semiconductor substrate on which a polysilicon layer as an object to be etched is formed is housed in the processing bath 1. At the same time, the resistor 9 having a thick polysilicon layer formed on the semiconductor substrate is removed. Next, operation A
Then, etching is started. Next, in an operation B, the resistance value of the resistor 9 is continuously measured by a resistance measurement odd 10 and is calculated by a CPU (not shown) to calculate an etching rate. Next, in the determination operation C, the calculated etching speed is compared with an etching reference speed set separately. If the etching rate is higher than the reference, that is, NO, operation D connects the etching. Next, in a determination operation E, the degree of etching of the end point sensor is detected. If YES here, the etching is terminated.

また、もし判定動作Cで、YESなら、動作Fで、バル
ブ制御部13より排液バルブ5aを開き、薬液貯槽タンク8
の薬液を排出し、再び、排液バルブ5aを閉じ、給液バル
ブを開き、新しい薬液を入れ換える。次に、再び、動作
Aでエッチングを開始する。
If the determination operation C is YES and the operation is F, in operation F, the drain valve 5a is opened by the valve
Is discharged, the drain valve 5a is closed again, the supply valve is opened, and a new chemical solution is replaced. Next, the etching is started again in operation A.

さらに、判定動作EでNOなら、動作Bを行い、エッチ
ングを持続する。このように、本ウェット エッチング
装置では、エッチングレートを監視し、その変化に応じ
てエッチング薬液の交換を自動的に行う。
Further, if the determination operation E is NO, the operation B is performed and the etching is continued. As described above, in the present wet etching apparatus, the etching rate is monitored, and the etching chemical is automatically changed according to the change.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように本発明は、エッチングンされる被
加工物の膜材質と同じ材質の膜が形成された抵抗体を処
理槽内に設け、この抵抗体がエッチングされるときの抵
抗体の膜抵抗を測定し、エッチング速度をモニタリング
することによって、常にエッチング薬液の効力を測定出
来るので、より短時間で、均一にエッチング出来るウェ
ットエッチングン装置が得られるという効果がある。
As described above, the present invention provides a resistor in which a film of the same material as the film material of a workpiece to be etched is formed in a processing tank, and the resistor film when the resistor is etched. By measuring the resistance and monitoring the etching rate, the effectiveness of the etching solution can be constantly measured, so that a wet etching apparatus capable of performing uniform etching in a shorter time can be obtained.

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

第1図は本発明の一実施例を示すウェットエッチング装
置のブロック図、第2図は第1図のウェットの動作を説
明するための流れ図、第3図は従来の一例を示すウェッ
トエッチング装置のブロック図である。 1……処理槽、2……スプレーノズル、3……容量下限
センサ、4……容量上限センサ、5,5a……排液バルブ、
6……薬液供給タンク、7,7a……薬液供給タンク、8…
…薬液貯槽タンク、9……抵抗体、10……抵抗測定器、
11……水洗槽、12……エンドポイントセンサ、13……バ
ルブ制御部。
FIG. 1 is a block diagram of a wet etching apparatus showing one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a flowchart for explaining the wet operation of FIG. 1, and FIG. It is a block diagram. 1 ... Treatment tank, 2 ... Spray nozzle, 3 ... Capacity lower limit sensor, 4 ... Capacity upper limit sensor, 5,5a ... Drain valve,
6 ... Chemical supply tank, 7,7a ... Chemical supply tank, 8 ...
… Chemical storage tank, 9… resistor, 10… resistance measuring instrument,
11: Rinse tank, 12: Endpoint sensor, 13: Valve control unit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/306 H01L 21/3063 H01L 21/66 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/306 H01L 21/3063 H01L 21/66

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】エッチングされるべき膜が形成された半導
体基板を収納する処理槽と、前記半導体基板にエッチン
グ薬液を噴射させるスプレーノズルと、前記半導体基板
のエッチング完了を検知するエンドポイントセンサと、
前記エッチング薬液を溜める薬液貯槽タンクと、この薬
液貯槽タンクの前記エッチング薬液を排出する排液バル
ブと、前記薬液貯槽タンクと薬液供給タンクとを連結す
る配管に具備される給液バルブとを有するウェットエッ
チング装置において、前記膜と同質の膜が形成される抵
抗体と、前記半導体基板と前記抵抗体とをエッチングし
たとき前記抵抗体の抵抗値の変化を測定する抵抗測定器
と、前記抵抗測定器の信号により前記排液バルブと前記
給液バルブの開閉を制御するバルブ制御部とを備えるこ
とを特徴とするウェットエッチング装置。
1. A processing tank for storing a semiconductor substrate having a film to be etched formed thereon, a spray nozzle for spraying an etching solution on the semiconductor substrate, an end point sensor for detecting completion of etching of the semiconductor substrate,
Wet having a chemical storage tank for storing the etching chemical, a drain valve for discharging the etching chemical in the chemical storage tank, and a supply valve provided on a pipe connecting the chemical storage tank and the chemical supply tank. In an etching apparatus, a resistor on which a film having the same quality as the film is formed, a resistance measuring device for measuring a change in a resistance value of the resistor when the semiconductor substrate and the resistor are etched, and the resistance measuring device And a valve controller for controlling the opening and closing of the drain valve and the supply valve in response to the signal of (1).
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