JPH06163509A - エッチング処理液の制御方法 - Google Patents

エッチング処理液の制御方法

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JPH06163509A
JPH06163509A JP19964892A JP19964892A JPH06163509A JP H06163509 A JPH06163509 A JP H06163509A JP 19964892 A JP19964892 A JP 19964892A JP 19964892 A JP19964892 A JP 19964892A JP H06163509 A JPH06163509 A JP H06163509A
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JP
Japan
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treatment liquid
etching treatment
concentration
etching
etching liquid
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Pending
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JP19964892A
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English (en)
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Mitsugi Kubota
貢 久保田
Yutaka Koike
豊 小池
Fumio Hatakeyama
二三男 畠山
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Mitsubishi Kasei Corp
Original Assignee
Mitsubishi Kasei Corp
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Publication date
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02002Preparing wafers
    • H01L21/02005Preparing bulk and homogeneous wafers
    • H01L21/02008Multistep processes
    • H01L21/0201Specific process step
    • H01L21/02019Chemical etching

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 プロセス中のエッチング処理液を精度および
正確度高く、エッチング処理液使用量を節減しながら、
制御することができる。 【構成】 測定容器にエッチング処理液を抜き出し、試
薬を供給してエッチング処理液と被エッチング材との反
応生成物の濃度およびエッチング処理液の組成成分濃度
を測定する測定過程、測定過程によって測定した反応生
成物濃度が所定濃度以上である場合には、プロセス中の
エッチング処理液の全部または一部を抜き出し、新たな
エッチング処理液を注入する交換過程、測定過程によっ
て測定したエッチング処理液の組成成分が予め設定した
所定濃度より小さい場合には、少なくとも所定濃度より
の減少濃度を補うように組成成分を補充する注入過程、
より成ることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はプロセス中のエッチング
処理液の制御方法に関するものである。さらに詳しく
は、プロセス中エッチング処理液の組成を一定に保つた
めの制御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】プロセス中の流体を定期的に測定装置を
用いて流体の流体組成の制御をすることは広く行われて
いる。最も一般的な制御方法としては、流体を滴定装置
に取り入れ、次いでこれに滴定試薬を滴下して滴定を行
い、この滴定の結果によって流体の補充を行うという一
連の工程を反復するというものである。
【0003】例えば、半導体製造プロセスにおいて、シ
リコン化合物のエッチングを行うには、エッチング液と
して例えばフッ酸およびフッ化アンモニウム等を含有す
る酸性溶液(以下、バッファードフッ酸溶液と略す。)
が用いられている。エッチングに伴い、例えばケイフッ
酸などの生成や、バッファードフッ酸溶液の蒸発によっ
てエッチング液濃度は変化する。
【0004】製造プロセス中で、被エッチング材のエッ
チング量を一定量に保つためには、エッチング処理液の
全部または一部を交換したり、エッチング処理液の組成
成分を補充することによってプロセス中のエッチング処
理液濃度を一定に保つことが必要とされている。従来、
プロセス中のエッチング処理液濃度の制御は、エッチン
グ処理液中の組成成分をエッチング処理液制御の指標と
して測定し、予め定めた所定濃度と比較し、所定濃度よ
りの減少濃度を補うように、エッチング処理液の組成成
分を補充するという方法によって行われている。
【0005】しかし、エッチングを繰り返すと、エッチ
ング処理液の組成成分を含有する液の補充を行ってもな
お、プロセス中でのエッチング作用が不十分となるの
で、その際にはエッチング処理液の全部もしくは一部の
交換が行われている。従来、プロセス中のエッチング処
理液の量やエッチング処理枚数などを目安とし、作業者
の経験によってプロセス中のエッチング処理液の交換を
行っている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、プロセ
ス中のエッチング処理液の交換または補充を迅速、正確
に行うには、従来のエッチング液の制御方法では不十分
である。即ち、作業者の経験に頼る従来方法では、プロ
セスのオンライン化の実施が困難であり、また、エッチ
ング処理液の作用が不十分となる前にプロセス中のエッ
チング処理液の交換を行わなければならないので、必要
最小限の交換回数よりもはるかに多く交換してしまうと
いう従来技術の難点があった。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、かかる難
点を克服して、プロセス中のエッチング処理液の優れた
制御方法を得るべく鋭意検討の結果、プロセス中のエッ
チング処理液の組成成分を測定し、さらにエッチング液
と被エッチング材との反応生成物濃度についても測定
し、これらを用いてプロセス中のエッチング処理液を制
御することにより、プロセス中のエッチング処理液のよ
り的確な制御が可能となることを見出し本発明に本発明
に到達した。
【0008】本発明の目的は、プロセス中のエッチング
処理液の新規な指標に基づくエッチング処理液の制御方
法を提供することにある。本発明の他の目的は、オンラ
イン化を可能にするプロセス中のエッチング処理液の制
御方法を提供することにある。本発明の別の目的は、プ
ロセス中のエッチング処理液の緻密な制御を行うことに
より、エッチング処理液使用量の節減を可能とする、プ
ロセス中のエッチング処理液の制御方法を提供すること
にある。しかして、かかる本発明の目的は、プロセス中
のエッチング処理液を制御する方法であって、(I)測定
容器にエッチング処理液を抜き出し、試薬を供給してエ
ッチング処理液と被エッチング材との反応生成物の濃度
およびエッチング処理液の組成成分濃度を測定する測定
過程、(II)測定過程によって測定した反応生成物濃度が
所定濃度以上である場合には、プロセス中のエッチング
処理液の全部または一部を抜き出し、新たなエッチング
処理液を注入する交換過程、(III)測定過程によって測
定したエッチング処理液の組成成分濃度が予め設定した
所定濃度より小さい場合には、少なくとも所定濃度より
の減少濃度を補うように組成成分を補充する注入過程、
より成ることを特徴とするプロセス中のエッチング処理
液の制御方法。、によって容易に達成される。
【0009】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明測定過程において、プロセス中のエッチング処理液
は適宜希釈した後に組成成分濃度を測定してもよい。本
発明測定過程における測定方法は、特に限定はされない
が、例えば滴定法および吸光度法などを適宜選択して行
うことができる。
【0010】本発明の制御方法は、例えば半導体製造プ
ロセスに適用することができる。半導体製造プロセスで
は、被エッチング材に応じてエッチング処理液が適宜選
択され、用いられる。例えば、シリコンオキサイド、シ
リコンナイトライド等より形成される絶縁膜、およびア
ルミニウム等より形成される酸化膜を被エッチング材と
してエッチングするには、エッチング処理液としてバッ
ファードフッ酸が選択される。また、単体シリコンを被
エッチング材としてエッチングするには、エッチング処
理液としてアンモニアが、フォトレジストを被エッチン
グ材としてエッチングするには、濃硫酸、リン酸等がエ
ッチング処理液として用いられる。
【0011】本発明の制御方法を、例えばシリコン化合
物をエッチング材として、エッチング処理液としてバッ
ファードフッ酸を用いるエッチングプロセスに適用する
場合には、シリコン化合物とエッチング処理液の反応生
成物であるケイフッ酸、およびプロセス流体中のエッチ
ング成分であるフッ酸およびフッ化アンモニウムの連結
滴定、または、フッ酸、フッ化アンモニウムの連結滴定
とケイフッ酸の吸光度測定の組み合わせを用いて行うこ
とが好ましく、とりわけケイフッ酸、フッ酸およびフッ
化アンモニウムの連結滴定を用いることが好ましい。
【0012】本発明における連結滴定とは、1つの滴定
容器に一定量の試料をプロセス中のエッチング処理液か
ら抜き出し、滴定試薬を滴下して特定成分を測定した
後、滴定容器内の試料を入れ換えずに、さらに既に滴下
した滴定試薬と同一または異なる滴定試薬を追加して滴
下し別の特定成分を測定することを繰り返して、2種以
上の特定成分を測定する滴定方法をいう。
【0013】本発明において使用することができる滴定
試薬としては、エッチング処理液および反応生成物によ
り、適宜選択して用いることができる。また、エッチン
グ処理液中に複数の種類の、さまざまな濃度のエッチン
グ成分が含有されている場合には、測定成分に応じて濃
度の異なる滴定試薬を用いて滴定を行ってもよいし、測
定成分に応じて1種または2種以上の滴定試薬を用いて
滴定を行ってもよい。
【0014】例えば、シリコン化合物のエッチングを制
御する場合には、滴定試薬として塩基性試薬の中から適
宜選択して用いることができる。しかし、半導体製造プ
ロセスでは、アルカリ金属およびアルカリ土類金属の混
入を極力回避しなければならず、例えば水酸化ナトリウ
ム試薬のようなアルカリ金属イオンを含有する試薬を用
いた場合には、製造プロセス近傍でのオンライン分析測
定は困難となる。そのため、アルカリ金属またはアルカ
リ土類金属を含有する塩基性試薬を選択した場合には、
測定試料を採取し、製造プロセスから離れた場所で測定
を行うこととなり、分析サイクルに時間を要し、エッチ
ング処理液の緻密な制御が困難となるので、アルカリ金
属またはアルカリ土類金属を含有しない塩基性試薬を用
いることが好ましい。
【0015】しかし、フッ酸系エッチング処理液の滴定
に用いるアルカリ金属またはアルカリ土類金属を含有し
ない塩基性試薬の中でも、アンモニア試薬は力価を一定
に保つことが困難なことが多いのであまり好ましくな
い。また、一般にフッ酸系エッチング処理液中のフッ化
アンモニウム濃度は、フッ酸濃度の数倍となっているの
で、測定成分に応じて濃度の異なる滴定試薬を用いて滴
定を行うことが好ましい。
【0016】フッ酸系エッチング処理液の滴定に用いる
有機塩基試薬としては、特に限定されないが例えば、テ
トラメチルアンモニウムハイドロオキサイド試薬(以
下、TMAH試薬と略す。)が好適に使用される。滴定
反応終了は、限定はされないが、例えば電位差指示計な
どを用いて検出することができる。
【0017】本発明における吸光度法とは、通常の測定
方法を用いて行うことができる。その際用いることがで
きる試薬としては、特に限定はされず適宜選択して使用
することができるが、例えばモリブデンブルーなどがあ
げられる。本発明測定過程における希釈溶媒および試薬
の供給温度は、測定のための反応が速やかに起こる温度
であれば問題はないが、温度調節の容易さを考慮すると
室温付近が望ましい。
【0018】本発明交換過程では、まず測定過程におい
て測定された反応生成物濃度が予め設定した所定濃度以
上であるかを決定する。所定濃度の設定は、エッチング
作用が阻害されるに至る反応生成物濃度を経験的に把握
することにより、予め行われる。阻害の程度は目的とす
るエッチング効率等を考慮し、適宜決定される。そし
て、反応生成物濃度が設定した所定濃度以上である場合
には、エッチング処理液の全部もしくは一部を抜き出
し、新たなエッチング処理液を注入する。
【0019】また注入過程では、測定過程において測定
されたエッチング処理液の組成成分濃度を、予め設定し
た所定濃度と比較して、その値より小さい場合には少な
くとも所定濃度よりの減少分を補うように組成成分を補
充する。この所定濃度の設定に際しては、エッチング効
率等を考慮し決定されるが、好適な組成成分濃度の例え
ば1〜10%程度減少した値が選ばれる。この補充は通
常、減少した組成成分を含有する液を注入して行われる
が、新たなエッチング処理液であってもよい。
【0020】以下、本発明を実施例により更に具体的に
説明するが、本発明は、その要旨を越えないかぎりこれ
らの実施例に限定されるものではない。
【0021】
【実施例1】フッ酸20g/lおよびフッ化アンモニウ
ム450g/lを含有する液をエッチング処理液とし
て、シリコン化合物のエッチング処理を行う。一方、エ
ッチング処理液中のフッ酸の所定濃度をA(g/l)、
フッ化アンモニウムの所定濃度をB(g/l)およびシ
リコン化合物とエッチング液の反応生成物であるケイフ
ッ酸の所定濃度をC(g/l)と予め設定しておく。
【0022】エッチング処理中、エッチング処理液1m
lをプロセス中より抜き出し試料溶液とする。攪拌しな
がら、0.1N−TMAH試薬を滴下し、自動滴定装置
GT−05(三菱化成(株)製)を用いてフッ酸、フッ
化アンモニウムおよび反応生成物ケイフッ酸濃度を測定
する。フッ酸の滴定に要した試薬量、フッ化アンモニウ
ムの滴定に要した試薬量およびケイフッ酸の滴定に要し
た試薬量より、フッ酸濃度x(g/l)、フッ化アンモ
ニウムy(g/l)およびケイフッ酸濃度z(g/l)
を算出する。フッ酸、フッ化アンモニウムおよびケイフ
ッ酸濃度のそれぞれを、上記所定濃度A、BおよびCと
比較し、z≧Cであれば、エッチング処理液の少なくと
も一部を交換する。一方、C>zの場合、A>xおよび
/またはB>yであれば、少なくともx≧A、y≧Bに
なるように新たなエッチング処理液またはフッ酸もしく
はフッ化アンモニウムを補充する。
【0023】
【発明の効果】本発明のプロセス中のエッチング処理液
の制御方法によれば、精度および正確度高く、エッチン
グ処理液使用量を節減しながら、制御することができ
る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プロセス中のエッチング処理液を制御す
    る方法であって、 (I)測定容器にエッチング処理液を抜き出し、試薬を供
    給してエッチング処理液と被エッチング材との反応生成
    物の濃度およびエッチング処理液の組成成分濃度を測定
    する測定過程、 (II)測定過程によって測定した反応生成物濃度が所定濃
    度以上である場合には、プロセス中のエッチング処理液
    の全部または一部を抜き出し、新たなエッチング処理液
    を注入する交換過程、 (III)測定過程によって測定したエッチング処理液の組
    成成分濃度が予め設定した所定濃度より小さい場合に
    は、少なくとも所定濃度よりの減少濃度を補うように組
    成成分を補充する注入過程、 より成ることを特徴とするプロセス中のエッチング処理
    液の制御方法。
JP19964892A 1992-07-27 1992-07-27 エッチング処理液の制御方法 Pending JPH06163509A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999012026A1 (fr) * 1997-08-28 1999-03-11 Nippon Kasei Chemical Company Limited Procede d'analyse quantitative, analyseur quantitatif, procede de controle d'attaque pour fluide acide mixte en processus d'attaque, et production dudit fluide
JP2001023952A (ja) * 1999-03-30 2001-01-26 Tokyo Electron Ltd エッチング方法及びエッチング装置
JP2008305851A (ja) * 2007-06-05 2008-12-18 Toshiba Corp 半導体製造装置および半導体製造方法
JP2013179323A (ja) * 2007-09-20 2013-09-09 Samsung Electronics Co Ltd 半導体集積回路装置の製造方法

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WO1999012026A1 (fr) * 1997-08-28 1999-03-11 Nippon Kasei Chemical Company Limited Procede d'analyse quantitative, analyseur quantitatif, procede de controle d'attaque pour fluide acide mixte en processus d'attaque, et production dudit fluide
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