JPH0339491A - 薄膜エッチング装置 - 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） 本発明は薄膜エツチング装置に関し、特にＳｉウェハ上
、ガラス基板上、セラミック基板上などに形成されるア
ルミニウム薄膜のエツチングにおいて、エッチャント中
の各成分濃度を最適に保持することのできる薄膜エツチ
ング装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、硝酸、燐酸に水と添加剤を加えたエッチャントを
用いて、ガラス等からなる基板上に形成されたアルミニ
ウム薄膜をエツチングする際には、エッチャントは５０
℃付近に加熱して使用される。そのために、加熱による
水の蒸発も関与して貯蔵されているエッチャントの組成
が変化する。

従って、エッチャントの組成の変化は、必ずしもアルミ
ニウム薄膜のエツチングのために消費された各成分の量
、すなわち薄膜の加工量に比例しない。

そのために、被加工物（この場合、アルミニウム薄膜）
を一定量処理するごとに、新しい組成のエッチャントに
更新する方法では、この更新直前にしばしばアルミニウ
ム薄膜のエツチングの不良が発生する。エッチャントの
成分組成を確認しようとすれば、エツチング装置をオフ
ラインにして、しかも時間のかかる成分分析法に頼るほ
かはなく、インラインで直接に成分濃度を管理するには
適さなかった。

一般には、アルミニウム薄膜の加工処理量を管理し、一
定の加工処理ととＣエッチャントを更新する方法が採用
され、この場合エッチャントは安全側に更新してゆく傾
向にあった。従って、エッチャントの使用量は理論値よ
りも多くなり、またエッチャントの交換のための工程数
が増すためコスト高となる。さらに、交換の際装置を停
止するため、歩留まりが悪く、しかも品買上好ましいも
のではなかった。

（発明が解決しようとする課題） そこで、本発明の目的は、上述した問題点を解消し、ア
ルミニウム薄膜のエッチャント成分である硝酸の濃度と
燐酸の濃度とをインラインで測定し、エッチャントを適
正な濃度に設定し、しかも工程数を削減することのでき
る薄膜エツチング装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

このような目的を達成するために、本発明は、硝酸と燐
酸と水とを含むエッチャントを用いて被加工物の薄膜を
エツチングする薄膜エツチング装置において、エッチャ
ントの吸光度を測定する第１の測定手段と、エッチャン
トの比重を測定する第２の測定手段と、エツチング液貯
蔵槽に硝酸を供給する第１の供給手段と、エツチング液
貯蔵槽に燐酸を供給する第２の供給手段と、エツチング
液貯蔵槽に水を供給する第３の供給手段と、第１の測定
手段の出力結果に基づいてエッチャント中の硝酸の濃度
を算出し、算出された硝酸の濃度と第２の測定手段によ
って測定された比重とに基づいて燐酸の濃度を算出し、
算出された硝酸の濃度と燐酸の濃度とに基づいて、第１
の供給手段、第２の供給手段、および第３の供給手段を
制御する制御手段とを具えたことを特徴とする。

（作　用） 本発明Ｃよる硝酸の濃度と燐酸の濃度を測定する原理に
ついて述べる。硝酸は、第１図に示すように、燐酸や酢
酸が混在する溶液中においては、これらの成分の影響を
受けず、かつ２００ｎｍ付近の波長における紫外線の吸
光度が著るしく大きいため、２００ｎｍ付近の波長にお
ける紫外線の吸光度を吸光光度計を用いて測定すること
によって硝酸の濃度を算出する事ができる。硝酸の重量
％を横軸に取り、２Ｇ０ｎｓの波長における紫外線の吸
光度を縦軸に取ると、第２図に示すように、硝酸の重量
％が約５亀までほぼ直線が得られた。これを検量線とす
れば、吸光度を測定することにより硝酸の濃度を算出す
ることができる。

燐酸の重量％は、硝酸と燐酸が混在している場合には、
混合溶液の比重は、各濃度に応じて変化する。燐酸の重
量％を横軸に取り混合溶液の比重を縦軸に取ると、第３
図に示すようになる。硝酸の重量％が一定ならば、燐酸
の重量％と比重との関係は直線性が成立する。従って、
予め使用範囲の硝酸の重量％における燐酸の重量％と比
重との検量線を作成しておけば、混合溶液の比重を測定
することにより、燐酸の重量％を算出することができる
。

このようにして算出された硝酸および燐酸の濃度と、エ
ツチング方法に応じて予め設定された硝酸と燐酸の基準
濃度との差異を比較して、その差異量に応じて硝酸、燐
酸および水の供給量を制御するようにしたので、エッチ
ャントに含まれる各成分の濃度を一定の範囲内に保ちな
がら、アルミニウム薄膜の安定したエツチングが可能と
なる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第４図は本発明を通用した薄膜エツチング装置の実施例
を示す模式図である。

第５図は第４図に示した実施例の基本構成を示すブロッ
ク図である。

まず、第４図および第５図に基づいて硝酸と燐酸の濃度
を算出するまでの装置の作動方法について説明する。装
置の全体の作動方法については後述する。

エツチング液貯蔵４１１に、硝酸、燐酸を主成分とし水
を添加したエツチング液２を入れて、ヒータ３により加
温し攪拌機４を用いて均一な濃度のエツチング液とする
。ポンプｌＯによりエツチング液ｌをエツチング禮１１
に送り、エツチング液２をスプレ１２により被処理アル
ミニウム薄膜基板１３へ吹き付けてエツチングを行ない
、排液は配管１４を通ってエツチング液貯蔵槽１に戻る
。

制御部１７はＲＯＭ１７Ｂに格納された制御手順に従っ
て以下の動作を行なう、試料採取ポンプ５により採取さ
れたエツチング液２は、フローセルフに送られる。重水
素ランプとモノクロメータとの組み合わせなどによる紫
外線光源８より、波長２０Ｏｎｍ付近の紫外線をフロー
セル中のエツチング液に照射して、紫外線検知部９で透
過光量を求める。

この透過光量のデータは制御部１７に送られる。

一方、ポンプＩＯにより送られたエツチング液はエツチ
ング［１１に送られると同時に比重計セル１６に送られ
る。エツチング液の流量は、バルブ１５により自由に調
整できる。比重計セル１６により得られたエツチング液
の比重データは制御部１７に送られる。

ＣＰ０１７Ａは透過光量より吸光度を算出し、次に吸光
度と硝酸濃度とのデータが格納されているＲＡＭ１７Ｃ
のテーブルに基づいて硝酸の濃度を算出する。

次に、硝酸の濃度と燐酸の濃度に応じて変化する比重の
データが格納されているＲＡＭ１７Ｃのテーブルに基づ
いて、ＣＰＩ！１７Ａは燐酸の濃度を算出する。

硝酸および燐酸の濃度がこのように算出されるとＣＰＩ
ＩＩ７Ａは制御部１７に格納されている規準濃度との差
異を照合し、その差異量に応じて硝酸供給ポンプ１９、
燐酸供給ポンプ２１および電磁弁２３の作動させ、かつ
作動時間を指示する。

ここで、基準濃度はＲＡＭ１７［：または１７Ｂとは異
なる他のＲＯＭに格納させることができる。

Ｓ６図は本発明の実施例の処理手順の一例を示すフロー
チャートである。ステップＳ３ないしステップＳ３にお
いて、エツチング液を採取して、硝酸およびｇＡ１！２
の濃度を算出する。この処理手順の詳細については、す
でに説明したのでここでは省略する。

ステップＳ４において、ステップＳ２で算出した硝酸の
濃度とエッチャントの基準硝酸濃度とを比較して、硝酸
の濃度が不足しているか、否かを判断する。硝酸の濃度
が不足していると判断されたならば、ステップＳ５に進
み不足量を計算し、その結果に基づいて硝酸供給タンク
１８より硝酸供給ポンプ１９を通して、エツチング液貯
蔵４！１に所定量の硝酸を所定時間かけて供給する。

ステップＳ４において、硝酸の濃度が不足していなけれ
ばステップＳ６に進み、ステップＳ３で算出した燐酸の
濃度とエッチャントの規準燐酸濃度とを比較して、燐酸
の濃度が不足であるか、過剰であるか、規準濃度である
かを判断する。燐酸の濃度が過剰ならば、ステップＳ７
に進み純水の配管２２の電磁弁２３を開き、所定量の純
水を供給したら電磁弁を閉じる。燐酸の濃度が不足して
いればステップｓａｅ進み、燐酸の不足量を計算し、そ
の結果に基づいて燐酸供給タンク２０から燐酸ポンプ２
１を通して所定量の燐酸をエツチング液貯蔵槽１に供給
する。

硝酸供給ポンプ１９、燐酸供給ポンプ２１および電磁弁
２３による硝酸、燐酸および水の供給速度を一定とすれ
ば、それらの作動時間を制御することによって供給量を
制御し、エッチャントを所定の濃度に保つことができる
。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、インクインでエ
ッチャント濃度の制御が可能であり、エツチング液中の
硝酸および燐酸の濃度が安定化して、エツチングの品質
を確保すると共にエツチング液寿命の延長により、エツ
チング液交換による装置の停止が激減し、薬品の使用量
の減少を含め大幅なコストダウンを達成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は紫外線波長に対する硝酸の吸光度の変化を示す
特性図、 第２図は硝酸の吸光度と硝酸の濃度との関係を示す特性
図、 第３図は硝酸濃度に応じた燐酸濃度とエツチング液の比
重との関係を示す特性図、 第４図は本発明を適用した薄膜エツチング装置の模式図
、 第５図は本発明の実施例のブロック図、第６図は本発明
の実施例の処理手順の一例を示すフローチャートである
。 エツチング液貯蔵槽、 エツチング液、 ヒータ、 攪拌機、 試料採取ポンプ、 硝酸の吸光度測定部、 フローセル、 紫外線光源、 紫外線検出部、 ポンプ、 エツチング槽、 スプレー 被加工アルミニウム薄膜基板、 配管、 バルブ、 比重計セル、 制御部、 硝酸供給タンク、 硝酸供給ポンプ、 燐酸供給タンク、 １ 燐酸供給ポンプ、 ２ 配管、 ３ 電磁弁。 畷尤度と５庚天ヒＯ関イホそポす秤社図第１図 Ｎ０３ ｗｔ％ 以上ｆヒ砧隷Ｊ憶崖ヒの関係を不す秤柱図第２図 嬉狡ｗｔ％ 比ｔヒが４Ｌの環宸ヒの関係を不す秤柱図第３図 才→をＴ３Ａの與プをイＴ］の杢キ圭奪以を示すフ゛ロ
ック図第５図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）硝酸と燐酸と水とを含むエッチャントを用いて被加
   工物の薄膜をエッチングする薄膜エッチング装置におい
   て、 前記エッチャントの吸光度を測定する第１の測定手段と
   、 前記エッチャントの比重を測定する第２の測定手段と、 エッチング液貯蔵槽に硝酸を供給する第１の供給手段と
   、 エッチング液貯蔵槽に燐酸を供給する第２の供給手段と
   、 エッチング液貯蔵槽に水を供給する第３の供給手段と、 前記第１の測定手段の出力結果に基づいてエッチャント
   中の硝酸の濃度を算出し、算出された硝酸の濃度と第２
   の測定手段によって測定された比重とに基づいて燐酸の
   濃度を算出し、算出された硝酸の濃度と燐酸の濃度とに
   基づいて、第１の供給手段、第２の供給手段、および第
   ３の供給手段を制御する制御手段と を具えたことを特徴とする薄膜エッチング装置。