JP3531519B2 - シリコンウエハのエッチング方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は，半導体加速度センサ，半導体圧
力センサ等に用いられるシリコンダイヤフラム等を作製
できるシリコンウエハのエッチング方法に関する。

【０００２】

【従来技術】半導体加速度センサ，半導体圧力センサ等
のシリコンダイヤフラムを形成する方法として，次のよ
うな方法が知られている。図８（ａ）に示すごとく，Ｐ
Ｎ界面１３により一体となったＰ層１１とＮ層１２とを
有し，該Ｐ層１１側の一部領域にエッチングマスク１１
０が施されたシリコンウエハ１を準備する。このシリコ
ンウエハ１をエッチング液１９に浸した状態でＮ層１２
側に正電圧を印加する。正電圧の印加は回路３６０を介
して電源装置３６より行われる。印加された正電圧の大
きさは，図８（ｂ）に示すごとく，時間と共に一定であ
る。

【０００３】これにより，Ｐ層１１でエッチングマスク
１１０のない領域が溶解除去され，図８（ａ）に示すご
とく凹部が形成される。この間，回路３６０には，図８
（ｃ）に示すごとく微弱な電流が流れている。上記凹部
がＰＮ界面１３の近傍に達した時，陽極酸化が発生す
る。この時，回路３６０を流れる電流は急増し，図８
（ｃ）に示すごとく，ピーク点に達する。その後はほぼ
一定の大きさの電流が流れる。陽極酸化の発生によりＰ
層１１の溶解は停止し，ＰＮ界面１３近傍が徐々にエッ
チングされる。この時点でエッチング液１９に水を投入
してエッチングを停止させる。その後，シリコンウエハ
１をエッチング液１９より取り出し，水洗する。

【０００４】以上により，後述する図２に示すごとく，
シリコンウエハ１のＰ層１１のエッチングマスク１１０
のない領域がＮ層１２近傍まで除去された凹部が得られ
る。この凹部の底面の薄肉部がダイヤフラム１５とな
る。このエッチング方法によれば，所望の形状，所望の
厚みを持ったダイヤフラム１５を精度高く容易に作製す
ることができる。

【０００５】

【解決しようとする課題】しかしながら，従来方法では
シリコンウエハの状態により，Ｎ層に加えた正電圧がＰ
層にリークし，リーク電流が発生し，Ｐ層が陽極酸化さ
れて，エッチングが他の部分と比べて進行し難くなり，
エッチング深さがばらつくという問題が発生することが
ある。この問題は，例えばホト欠陥により，Ｎ層へ通じ
るアルミニウム配線が集積回路のＰ層へ通じるアルミニ
ウム配線へとショートするような場合に発生する。ま
た，この不具合は慢性的にランダムに発生する。

【０００６】そして，上述したごとくダイヤフラムをエ
ッチングで形成する場合に，リーク電流が発生するリー
ク箇所が複数ある場合には，シリコンウエハ内の５０％
以上のダイヤフラムに厚さ不良が生じることもある。そ
のため，従来はエッチング終了後にシリコンウエハ内の
ダイヤフラムの厚さを計測するなどの検査に多大の工数
を要していた。このように従来方法では均一なエッチン
グ深さを得ることが難しかった。

【０００７】本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてな
されたもので，確実にエッチングが行われ，未エッチン
グやエッチング不足による不具合が生じ難いシリコンウ
エハのエッチング方法を提供しようとするものである。

【０００８】

【課題の解決手段】請求項１に記載の発明は，Ｐ層とＮ
層と両層の間のＰＮ界面とよりなり，該Ｐ層側の一部領
域にエッチングマスクが施されたシリコンウエハを準備
し，上記シリコンウエハをエッチング液中に配置し，正
電圧を印加することなく上記Ｐ層を上記ＰＮ界面近傍ま
でエッチングする第１の工程と，上記Ｐ層に正電圧を印
加することによりエッチング深さを調整し，その後エッ
チングの終了処理を行なう第２の工程とを有し，上記第
２の工程において，上記Ｐ層に，該Ｐ層及びＮ層が陽極
酸化する正電圧を印加し，Ｐ層及びＮ層を陽極酸化した
際の両者のエッチングレート差を利用することにより，
エッチング深さの調整を行うことを特徴とするシリコン
ウエハのエッチング方法にある。

【０００９】本発明において最も注目すべきことは，第
１工程として，正電圧を印加せずエッチング液を利用し
たＰ層のエッチングを行なうこと，Ｐ層のエッチングが
ＰＮ界面近傍まで進行した後，第２工程として，Ｐ層に
正電圧を印加することにある。本発明では，Ｎ層に正電
圧を印加してエッチングを行なわないため，従来技術に
記載したリーク電流の発生によるエッチング不足，部分
的な未エッチングが発生し難く，エッチング深さが均一
となるような確実なエッチングを行なうことができる。

【００１０】以上，本発明によれば，確実にエッチング
が行われ，未エッチングやエッチング不足による不具合
が生じ難いシリコンウエハのエッチング方法を提供する
ことができる。

【００１１】また，本発明にかかるエッチング方法を利
用することで，半導体圧力センサ（実施形態例１参
照），加速度センサ等に利用するシリコンダイヤグラム
を作製することができる。また，その他，シリコンを用
いた各種３次元構造体等の製造に本発明にかかるエッチ
ング方法を適用することができる。

【００１２】また，本発明において使用できるシリコン
ウエハとしては，ＰＮ界面を持つウエハであればいずれ
についても適用可能である。また，エッチング液として
は，ＫＯＨ，ヒドラジン，水酸化テトラメチルアンモニ
ウムの水溶液等が挙げられる。また，終了処理とは，例
えば正電圧を印加した状態で，エッチング液中に水を加
えて，エッチング液を希釈，冷却し，エッチングが全く
生じなくなった状態になってから正電圧をＯＦＦとする
等の方法が挙げられる。

【００１３】また，第１工程から第２工程への切り替え
はＰ層に正電圧を印加することにより行われるが，印加
のタイミングは用いるシリコンウエハやエッチング液の
種類や条件によって定まるため一概に規定できない。お
よそＰＮ界面までの残り厚みが５〜１０μｍ程度になる
Ｐ層までエッチングが進行した段階で印加を始め，細か
い条件は実環境での試験や測定で定める。

【００１４】また、上記第２の工程におけるエッチング
深さの調整は，Ｐ層及びＮ層を陽極酸化した際の両者の
エッチングレート差を利用する。

【００１５】Ｐ層とＮ層は陽極酸化した際，同じエッチ
ング液，印加電圧に対するエッチングレート差が異な
り，Ｎ層のエッチングレートはＰ層に比べて遅い（後述
の実施形態例２，図７（ａ）参照）。Ｐ層中でもエッチ
ングレートは部分ごとに異なり，エッチングの進行が早
い部分から順にエッチングの先端がＰＮ界面近傍まで進
行する。例えば後述する実施形態例１に示すごとく，一
枚のシリコンウエハに対し複数箇所のダイヤフラムを形
成するような場合，各ダイヤフラムについてエッチング
レートが異なる場合がある。

【００１６】ある程度の領域のエッチングの先端がＰＮ
界面の近傍に達した時点で，Ｐ層に正電圧を印加すると
Ｐ層は陽極酸化されつつも更にエッチングが進行する。
最終的にエッチングの先端がＮ層に到達するが，Ｐ層に
印加した正電圧によりＰ層からＮ層へと順バイアスで電
流が流れているため，Ｎ層もＰ層同様陽極酸化されてい
る。このため，Ｎ層に対するエッチングは進行し難い。

【００１７】さらに，Ｐ層とＮ層との間には上述したご
とくもともとエッチングレート差が存在し，Ｐ層に比べ
てＮ層へのエッチングは進行し難い。つまり，Ｎ層に達
した時点でエッチングは非常に進行し難くなる。この間
にＰ層でのエッチング進行が遅れていた部分も次々にＰ
Ｎ界面，Ｎ層へエッチングの先端が到達する。

【００１８】したがって，Ｐ層そのものの厚みのばらつ
き，エッチング進行のばらつき等によるエッチング深さ
の不均一がこの時点で補正される。例えば，後述する実
施形態例１に示すごとき複数ダイヤフラムの形成におい
ては，この時点で複数ダイヤフラム間の厚みの不均一が
補正される。よって，この時点でエッチングの終了処理
を行なうことで，エッチング深さをＰ層の状況にかかわ
らず，均一とすることができる。

【００１９】次に，上記第２の工程におけるエッチング
は高温雰囲気かつ印加する正電圧を高くして行なうこと
が好ましい。これにより，実施形態例２の図７（ａ）よ
り知れるごとく，印加した電圧が増大することでＰ層と
Ｎ層とのエッチングレートの差が増大し，本発明にかか
る効果を確実に得ることができる。また，エッチングの
雰囲気温度を高くすると，エッチングレートを大きくで
きるため，短時間でエッチング深さの補正を行なうこと
ができる。

【００２０】上記エッチングの高温雰囲気とは例えばエ
ッチング液の温度を一定に保持することで実現できる。
この時の温度は，９０〜１１５℃とすることが好まし
い。９０℃未満だとエッチングレートが低下するため，
エッチングの効率が低下するおそれがあり，１１５℃を
越えると，エッチング液の沸点に近づき，水の蒸発等に
よる濃度変動が発生しやすくなり，安定なエッチングが
困難となるおそれがある。

【００２１】また，正電圧の高さは３〜１０Ｖとするこ
とが好ましい。３Ｖ未満であると，Ｐ層とＮ層とのエッ
チングレート差が小さくなり，エッチング深さの補正が
不充分となるおそれがある。また，１０Ｖより高い場合
には，電流が増大し，エッチング面への安定的な給電が
できなくなるおそれがある。

【００２２】次に，請求項２の発明のように，上記第１
の工程と，上記第２の工程とは同一装置において，連続
的に実施されることが好ましい。これにより，エッチン
グにかかるコストを低減することができる。

【００２３】次に，請求項３に記載の発明のように，上
記エッチングの終了処理は電流変化のモニタリングによ
り実施することが好ましい。これにより，確実にエッチ
ングの深さが均一で，Ｎ層が侵食され難いエッチング方
法を提供することができる。

【００２４】そして，請求項４に記載の発明のように，
上記電流変化のモニタリングは，Ｐ層及びＮ層が陽極酸
化された際の両者のエッチングされた部位の単位面積あ
たりの電流値の差を利用して行なうことが好ましい。こ
れにより，定量的な計測が可能となり，確実にエッチン
グの深さが均一となった時点でエッチング終了処理を行
なうことができる。なお，電流変化のモニタリングはシ
リコンウエハに正電圧を印加する回路等に電流計を設け
る等して行なうことができる。

【００２５】また，具体的には，正電圧の印加後，電流
が検出されるが，この電流が低下し，その勾配率が０と
なった時点を基準とし，その後所定の時間の経過後に終
了処理を行なうことが好ましい（実施形態例１，図５
（ｂ））。

【００２６】エッチングが終了すればＰ層が除去される
ため，Ｎ層がエッチング液中に露出することになる。実
施形態例２の図７（ｂ）に示すごとく，同じ電圧がかか
ったときにＰ層とＮ層とを流れる電流の大きさはＰ層の
ほうが大きい。従って，Ｐ層が除去され，Ｎ層の露出が
増大することで，電流は後述する図５（ｂ）に示すごと
く，減少してゆく。Ｐ層がなくなりＮ層だけが露出した
状態となれば，それ以上電流は減少しなくなるから，同
図の印Ａのような変化点をモニタリングすればエッチン
グを終えるべき時期を容易に見いだすことができる。

【００２７】次に，請求項５の発明のように，Ｐ層と共
にＮ層に対し正電圧を加えることが好ましい。これによ
り，特に薄いＮ層を持ったシリコンウエハをエッチング
する際にＮ層にエッチングが進行しすぎて貫通孔が形成
されてしまう不具合を防止することができる。また，こ
れにより，Ｎ層の電気抵抗が大きくＮ層が陽極酸化され
難く，エッチングが進行して，貫通孔が形成されてしま
う不具合も防止することができる。

【００２８】次に，請求項６の発明のように，Ｐ層とＮ
層との間にＮ＋層を設けることが好ましい。この場合
も，上記請求項７と同様の効果を得ることができる。な
お，ここにＮ＋層とはＰやＳｂ等のドープ濃度が通常の
Ｎ層よりも大きく，比抵抗の小さい層である。

【００２９】

【発明の実施の形態】実施形態例１ 本発明の実施形態例にかかるエッチング方法につき，図
１〜図６を用いて説明する。本例の概略について説明す
ると，図１に示すごとく，Ｐ層１１とＮ層１２と両層の
間のＰＮ界面１３とよりなり，該Ｐ層１１側の一部領域
にエッチングマスク１１０が施されたシリコンウエハ１
を準備し，上記シリコンウエハ１をエッチング液１９中
に配置し，正電圧を印加することなく上記Ｐ層１１を上
記ＰＮ界面１３近傍までエッチングした後（第１工
程），上記Ｐ層１１に正電圧を印加することによりエッ
チング深さを調整し，その後エッチングの終了処理を行
なう（第２工程）。

【００３０】本例のエッチング方法では，ピエゾ抵抗層
を用い，エッチングによるダイヤフラム１５が形成され
た半導体圧力センサ１０を作製する。この断面図を図２
に示す。この半導体圧力センサ１０は結晶方位（１１
０）のＰ型シリコン基板よりなるＰ層１１の一面にＮ型
エピタキシャル層よりなるＮ層１２が形成されている。
そして，Ｐ層１１とＮ層１２との間にＮ＋層１２０が設
けてある。Ｐ層１１には一面に開口する凹部が形成さ
れ，この凹部の底面に薄肉部が形成されている。この薄
肉部がダイヤフラム１５であり，本例にかかるエッチン
グ方法で形成されている。また，ダイヤフラム厚は図示
したＤである。

【００３１】上記Ｎ層１２にはＰ＋型不純物層１６３が
形成され，これが歪みを感知するためのピエゾ抵抗層と
なる。Ｎ層１２の表面はシリコン酸化膜１６１で覆われ
ている。Ｐ＋型不純物層はアルミ配線１６２にて，シリ
コン酸化膜１６１の表面側に電気的に引き出されてい
る。

【００３２】この半導体圧力センサ１０の製造の概略を
説明する。まず，（１１０）Ｐ型シリコン基板の一面に
Ｎ＋層１２０を拡散により形成し，Ｎ型エピタキシャル
層を成長させ，Ｐ＋型不純物層，シリコン酸化膜，アル
ミ配線を形成した後，Ｐ型シリコン基板の表面にダイヤ
フラム１５を形成するためのエッチンダマスク１１０
（シリコン窒化膜）を形成する。これにより，図１にか
かるシリコンウエハ１を得る。上記シリコンウエハ１の
厚みは３００μｍであり，Ｎ層１２及びＮ＋層１２０を
合わせた厚みは２０μｍである。その後，このシリコン
ウエハ１を図１に示すごとくエッチング液１９中で異方
性エッチングを施し，ダイヤフラム１５を形成して，半
導体圧力センサ１０となす。

【００３３】次に，本例で使用するエッチング装置３の
概要を図３を用いて説明する。エッチング装置３は４フ
ッ化エチレン樹脂等の高絶縁性でかつ断熱性・耐食性に
優れた材料によりなる基台３１４と筒状の枠体３１５と
蓋体３１６とよりなる。基台３１４の上には枠体３１５
の下面開口端がＯリング３１７により液密状態で配置さ
れる。枠体３１５の上面開口端は蓋体３１６がＯリング
３１８により液密状態で配置される。この基台３１４，
枠体３１５，蓋体３１６により処理槽３１が構成され，
この処理槽３１内にアルカリ異方性エッチング用のエッ
チング液１９とシリコンウエハ１が導入される。

【００３４】また，上記シリコンウエハ１は，上記基台
３１４の処理槽に面した上面にアルミ配線１６２等を設
けた面を下として，ダイヤフラム１５が形成される面を
上として，セットする。Ｎ層１２への正電圧の印加は端
子３６１，回路３６０を介して接続された電源装置３６
にて行われる。また，回路３６０には電流計３６３と接
点３６５が接続されている。また，符号３６２は電源装
置３６の負極側のＰｔ電極で，先端が処理槽３１内のエ
ッチング液１９中に配置されている。

【００３５】また，基台３１４，枠体３１５，蓋体３１
６の外部には窒素ガスタンク３７６，純水タンク３７
４，エッチング液タンク３７２が設けてあり，各バルブ
３７１，３７２，３７３により処理槽３１に対する導入
／停止が制御可能となるよう構成されている。また，処
理槽３１には温度コントローラー３７に接続された温度
センサ３７２，ヒータ３７１が配置されている。また，
処理槽３１にはモータ３８に接続された撹拌翼３８１が
配置されている。そして，上記電源装置３６，温度コン
トローラー３７，モータ３８等の制御装置３９が設けて
ある。

【００３６】本例のエッチング方法を図４にかかるフロ
ーチャート，図５にかかるエッチング中の電流，電圧変
化の線図を用いて説明する。まず，処理槽３１にエッチ
ングされるＰ層１１を上に向けて，基台３１４にシリコ
ンウエハ１をセットする。そして，シリコンウエハ１の
Ｐ層１１に対し，回路３６０を介して電源装置３６より
正電圧を印加するための接点３６１をセットする。ま
た，Ｐｔ電極３６２は処理槽３１内に宙づりとし，エッ
チング液１９中に浸して設置する位置に配置されてい
る。

【００３７】そして，図４のステップ５１１に示すごと
く，温度１１０℃に予熱したエッチング液１９（ＫＯＨ
３２％水溶液）をバルブ３７１を開いて処理槽３１に導
入する。この時，正電圧を印加しないよう接点３６５は
開けたままとする。ステップ５１２に示すごとく，所定
時間Ｔ１の経過を待つ。この時，図５（ａ），（ｂ）に
示されるごとく，電源装置３６より印加される電圧は０
であり，回路３６０を流れる電流Ｉも０である。なお，
この電流Ｉは電流計３６３により計測される。

【００３８】ステップ５１３に示すごとく，所定時間Ｔ
１経過後，エッチングが進行して，エッチングの先端が
ＰＮ界面に近づいた段階で，接点３６５を閉じて，所定
の電圧Ｖ１を印加する。その後，ステップ５１４に示す
ごとく時間Ｔ００経過後，ステップ５１５に示すごと
く，電流Ｉを所定時間Ｔ０１の間に電流計３６３にて測
定する。得られた値を初期電流：Ｉ＝Ｉ０とする。この
間にもエッチングは進行し，進行の早い部分のエッチン
グの先端がＰＮ界面１３に達するため，図５（ｂ）に示
すごとく，電流Ｉが徐々に低下しはじめる。

【００３９】ステップ５１６に示すごとく，この電流の
低下の状況をモニタするため，時間Ｔ０１の間隔でステ
ップ５１７に示すごとく，電流Ｉをサンプリングする。
サンプリングされた電流がステップ５１８に示すごと
く，所定値（ｋ・Ｉ０）より小さくなり，かつ，ステッ
プ５１９に示すごとく，連続する２点間の電流差が３回
連続してほぼ０になった時点（図５（ｂ）に記載した印
Ａ）を検出する。

【００４０】このＡで電流が安定するのは，シリコンウ
エハ１内ではすべてのエッチングの先端がＰＮ界面１３
に達したためと考えられる。従って，ステップ５２０に
示すごとく，所定時間Ｔ２経過後にステップ５２１以降
に記載したごときエッチング終了処理を行なう。

【００４１】即ち，ステップ５２１において処理槽３１
に対し，バルブ３７３を開いて純水を注入する。ステッ
プ５２２に示すごとく，純水の注入開始より時間Ｔ３の
経過を待つ。ステップ５２３に示すごとく，接点３６５
を開いて，正電圧の印加を停止する。以上により，本例
にかかるシリコンウエハ１のエッチングが終了し，所定
の厚みＤを持ったダイヤフラム１５を持つ半導体圧力セ
ンサ１０を得ることができる。

【００４２】なお，上記エッチングにおける各条件は，
Ｔ１＝３２分，Ｖ１＝４Ｖ，Ｔ０１＝２秒，Ｔ００＝１
０秒，ｋ＝０．８５，Ｔ２＝５分，Ｔ３＝３分とした。
また，初期電流：Ｉ＝Ｉ０は８２５ｍＡ，図５（ｂ）の
印Ａにおける電流の値は６２５ｍＡであった。

【００４３】次に，本例のエッチング方法における時間
と対応するダイヤフラム厚Ｄの変化を調整するため，エ
ッチング途中で処理槽に純水を注入し，エッチングを終
了させ，水洗，乾燥後，ダイヤフラムの厚さを測定し，
図６（ｂ）に記載した。なお，ダイヤフラム厚Ｄは，そ
の部分でのエッチングの先端とＮ層１２の下面との間の
距離である。ダイヤフラム厚Ｄの測定は，赤外光による
シリコン表面及び裏面からの反射光の干渉を利用する方
法で行なった。

【００４４】また，純水を注入するタイミングは図６
（ａ）に示すごとく，電圧を印加した直後である，連
続する２点間の電流差が３回連続してほぼ０になった時
点の，より時間Ｔ２経過した後のである。測定結
果より，に対しではダイヤフラム厚ＤがほぼＮ層１
２の厚みに等しく，エッチングの先端がＰＮ界面１３に
達していることが分かる。と比較してはダイヤフラ
ム厚Ｄのばらつきが小さい。そして，最終的にエッチン
グが終了したものについて，同様にダイヤフラム厚Ｄを
測定したところ，ばらつきが＋−１．４μｍの範囲にお
さまった。

【００４５】また，従来方法に準じて本例と同じシリコ
ンウエハに対するエッチングを行なった。この方法で
は，前述した図８（ｂ）に示すごとく，エッチング開始
より常時Ｎ層に対し正電圧を印加する。この正電圧の大
きさは４Ｖとした。リーク電流のないウエハにおいては
厚みのばらつきが本例と略同等のレベルであったが，リ
ーク電流があるウエハではばらつきが＋−２μｍを大き
く上まわってしまう。さらに，ダイヤフラムの一部に未
エッチング部が認められた。もちろん，本例にかかる製
造方法では未エッチング部をもったシリコンウエハは全
く存在しなかった。

【００４６】即ち，従来のＮ層に正電圧を印加するエッ
チング方法において，リーク電流が全くないウエハを処
理した時とほぼ同等の厚さばらつきを確保し，かつリー
ク電流による厚さ不良が全く発生しないエッチング方法
を本例は提供できる。

【００４７】本例の作用効果について説明する。本例は
図５に示すごとく，正電圧を印加せずエッチング液を利
用したＰ層のエッチングを行なうこと，Ｐ層のエッチン
グがＰＮ界面近傍まで進行した後，Ｐ層に正電圧を印加
することにある。Ｎ層に正電圧を印加してエッチングを
行なわないため，リーク電流の発生によるエッチング不
足，部分的な未エッチングが発生しないため，確実なエ
ッチングを行なうことができる。

【００４８】また，Ｐ層とＮ層は同じエッチング液に対
する陽極酸化時のエッチングレート差が異なり，Ｎ層の
エッチングレートはＰ層に比べて遅い（後述の実施形態
例２，図７（ａ）参照）。ところで，Ｐ層中でもエッチ
ングレートは部分ごとに異なり，エッチングの進行が早
い部分から順にエッチングの先端がＰＮ界面近傍まで進
行する。ある程度の領域のエッチングの先端がＰＮ界面
の近傍に達した時点で，Ｐ層に正電圧を印加するとＰ層
は陽極酸化されつつも更にエッチングが進行する。最終
的にエッチングの先端がＮ層に到達するが，Ｐ層に印加
した正電圧によりＰ層からＮ層へと順バイアスで電流が
流れているため，Ｎ層もＰ層同様陽極酸化されている。
このため，Ｎ層に対するエッチングは進行し難い。

【００４９】さらに，Ｐ層とＮ層との間には上述したご
とくエッチングレート差が存在するため，Ｐ層に比べて
Ｎ層へのエッチングは進行し難い。つまり，Ｎ層に達し
た時点でエッチングは非常に進行し難くなる。この間に
Ｐ層でのエッチング進行が遅れていた部分も次々にＰＮ
界面，Ｎ層へエッチングの先端が到達する。

【００５０】したがって，Ｐ層そのものの厚みのばらつ
き，エッチング進行のばらつき等によるエッチング深さ
の不均一がこの時点で補正される。よって，この時点で
エッチングの終了処理を行なうことで，エッチング深さ
をＰ層の状況にかかわらず，均一とすることができる。

【００５１】以上，本例によれば，確実にエッチングが
行われ，未エッチングやエッチング不足による不具合が
全く生じないシリコンウエハのエッチング方法を提供す
ることができる。そのため，ダイヤフラム厚のばらつき
が小さくなり，トータル的な歩留まりが向上すると共
に，後工程で厚みを測定，検査する工程を行なう必要が
なくなる。

【００５２】実施形態例２ 本例は，Ｐ型シリコンとＮ型シリコンに対する印加電圧
とエッチングレート，また印加電圧と流れる電流密度と
の関係を測定し，その結果について説明する，Ｐ型シリ
コン，Ｎ型シリコンを準備し，表面に給電用のアルミニ
ウム配線を形成し，その表面に窒化ケイ素マスクをパタ
ーニングし，印加電圧に対するエッチング開始時の電流
及びエッチング前後のダイヤフラムの厚さを測定した。
ダイヤフラムの開口面積からエッチング初期の電流密度
を求めた。また，エッチング前後のダイヤフラム厚変化
量からエッチングレートを求めた。

【００５３】測定結果を図７（ａ），（ｂ）に記載し
た。同図より知れるごとく，印加電圧を１Ｖ以上とすれ
ばＰ型シリコンのエッチングレートがＮ型シリコンより
も高くなる。また，Ｐ型シリコンは印加した電圧に応じ
て大きな電流が流れるが，Ｎ型シリコンについては電圧
にかかわらずほぼ一定の電流が流れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態例１における，シリコンウエハのエッ
チング方法を示す説明図。

【図２】実施形態例１における，半導体圧力センサの断
面形状を示す説明図。

【図３】実施形態例１における，エッチング装置の構成
を示す説明図。

【図４】実施形態例１における，エッチング方法のフロ
ーチャートを示す説明図。

【図５】実施形態例１における，エッチング中の（ａ）
電圧と時間との変化を示す線図，（ｂ）電流と時間との
変化を示す線図。

【図６】実施形態例１における，エッチング中の（ａ）
電流と時間との変化を示す線図，（ｂ）エッチング中の
ダイヤフラム厚のばらつきを示す線図。

【図７】実施形態例２における，Ｐ型シリコンとＮ型シ
リコンに対する（ａ）印加電圧とエッチングレートとの
関係を示す線図，（ｂ）印加電圧と電流密度との関係を
示す線図。

【図８】従来技術にかかる，（ａ）シリコンウエハのエ
ッチング方法を示す説明図，エッチング中の（ｂ）電圧
と時間との変化を示す線図，（ｃ）電流と時間との変化
を示す線図。

【符号の説明】

１．．．シリコンウエハ， １１．．．Ｐ層， １１０．．．エッチングマスク， １２．．．Ｎ層， １２０．．．Ｎ＋層， １３．．．ＰＮ界面， １９．．．エッチング液，

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−14223（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−30038（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−137330（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−96227（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−170054（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/306 H01L 21/3063 H01L 21/308

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｐ層とＮ層と両層の間のＰＮ界面とより
   なり，該Ｐ層側の一部領域にエッチングマスクが施され
   たシリコンウエハを準備し， 上記シリコンウエハをエッチング液中に配置し，正電圧
   を印加することなく上記Ｐ層を上記ＰＮ界面近傍までエ
   ッチングする第１の工程と， 上記Ｐ層に正電圧を印加することによりエッチング深さ
   を調整し，その後エッチングの終了処理を行なう第２の
   工程とを有し， 上記第２の工程において，上記Ｐ層に，該Ｐ層及びＮ層
   が陽極酸化する正電圧を印加し，Ｐ層及びＮ層を陽極酸
   化した際の両者のエッチングレート差を利用することに
   より，エッチング深さの調整を行うことを特徴とするシ
   リコンウエハのエッチング方法。
2. 【請求項２】 請求項１において，上記第１の工程と，
   上記第２の工程とは同一装置において，連続的に実施さ
   れることを特徴とするシリコンウエハのエッチング方
   法。
3. 【請求項３】 請求項１または２のいずれか一項におい
   て，上記エッチングの終了処理は電流変化のモニタリン
   グにより実施することを特徴とするシリコンウエハのエ
   ッチング方法。
4. 【請求項４】 請求項３において，上記電流変化のモニ
   タリングは，Ｐ層及びＮ層が陽極酸化された際の両者の
   エッチングされた部位の単位面積あたりの電流値の差を
   利用して行なうことを特徴とするシリコンウエハのエッ
   チング方法。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか一項において，
   上記第２の工程において，Ｐ層及びＮ層が陽極酸化する
   正電圧を，上記Ｐ層と共に上記Ｎ層に印加することによ
   り，エッチング深さを調整することを特徴とするシリコ
   ンウエハのエッチング方法。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか一項において，
   上記Ｐ層と上記Ｎ層との間にはＮ＋層を設けてなること
   を特徴とするシリコンウエハのエッチング方法。