JPH0661218A - 半導体のエッチング方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、高精度にエッチング量が設定され
るようにしたエッチング方法およびその装置を提供する
ことを目的とする。 【構成】エッチング液槽11および洗浄水槽12が設定さ
れ、エッチング液槽11内に導電率測定電極17を設定し、
導電率測定装置14でエッチング液の導電率が測定される
ようにする。演算装置21では、エッチング液導電率とエ
ッチング速度との関係から現時点のエッチング量を演算
し、予め設定されたエッチング量に達したときにポンプ
・バルブ機構16、20を制御し、エッチング液槽11からエ
ッチング処理部17のノズル機構18に至る配管路を、洗浄
水槽12からノズル機構18に至る配管路に切り替える。そ
して、このノズル機構18からエッチング液あるいは洗浄
水をシリコンウエハ19に放射する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば圧力検出装置
を構成するシリコンダイヤフラムの加工等が高精度に行
われるようにする、エッチング量が制御される半導体の
エッチング方法およびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、圧力検出装置を構成するシリコ
ンダイヤフラムを製造する場合、シリコンウエハのダイ
ヤフラムを形成すべき領域を、このシリコンウエハの一
方の面からエッチングするもので、このエッチングによ
って所定の厚さのダイヤフラムが形成されるようにして
いる。この場合、ダイヤフラムの厚さが高精度に設定さ
れるようにエッチング量を制御する必要がある。

【０００３】シリコンウエハのエッチング速度は、所定
のエッチング加工後にエッチング量を計測することによ
って算出される。しかし、この様な方法ではエッチング
加工の途中でシリコンウエハをエッチング液から取り出
してエッチング量を計測する必要があり、シリコンウエ
ハをエッチング液に浸漬しているエッチング途中におい
てエッチング速度を知ることができない。

【０００４】このため、実際のエッチング加工時におい
て所望のエッチング量のエッチング行わせたい場合に
は、エッチング作業前にダミーサンプルをエッチング
し、これによってエッチング速度を算出してエッチング
時間を決定するようにしている。したがって、この様な
手段ではエッチング量を高精度に制御することができな
いものであり、エッチング量の不安定さを低減すること
が困難である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この発明は上記のよう
な点に鑑みなされたもので、エッチング加工の進行中に
おいてもエッチング量が高精度に算出できるようにし
て、エッチング加工時間が目的とするエッチング量に対
応して確実に設定できるようにした半導体のエッチング
方法およびその装置を提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体の
エッチング方法は、エッチング液の導電率とエッチング
速度との関係を予め記憶設定すると共に、半導体に対す
るエッチング量を設定し、さらにエッチング液の導電率
を測定する。そして、前記記憶されたエッチング液の導
電率とエッチング速度との関係に基づき、エッチング液
に浸漬された半導体のエッチング量を算出し、この算出
されたエッチング量が前記設定されたエッチング量に達
するまで半導体がエッチング液に浸漬されるようにして
いる。

【０００７】また、半導体のエッチング装置はエッチン
グ液が溜められたエッチング槽内に前記エッチング液の
浸漬して導電率測定電極を設定し、導電率測定手段でエ
ッチング液の導電率を測定する。そして、エッチング液
の導電率とエッチング速度との関係が記憶設定された演
算手段において、前記測定されたエッチング液の導電率
に基づいて半導体のエッチング量が求められるようにす
る。

【０００８】

【作用】エッチング液の濃度とエッチング速度との間に
は特定の関係が存在されるものであり、またエッチング
液濃度とエッチング液の導電率との間にも特定される関
係が設定される。したがって、導電率測定手段において
エッチング液の導電率を測定することによってエッチン
グ速度が算出されるものであり、予め設定されたエッチ
ング量とエッチング時間との関係が求められる。したが
って、エッチング液の導電率を求めることによって、エ
ッチング中の半導体のエッチング量が求められるもの
で、エッチング量が高精度に設定されるような半導体加
工が行われるようになる。

【０００９】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づき説
明する。図１は例えば半導体圧力検出装置を構成するシ
リコンダイヤフラムを製造するエッチング装置を示すも
ので、エッチング液を収納したエッチング液槽11、およ
び洗浄水を収納した洗浄水槽12を備え、エッチング液槽
11内には、エッチング液に浸漬して導電率測定電極13が
設定される。

【００１０】図では省略しているが、電極13は適宜一対
で構成されているもので、この導電率測定電極は導電率
測定装置14に接続され、エッチング液の導電率がこの測
定装置14において常時測定できるようにしている。

【００１１】エッチング液槽11内のエッチング液は、配
管151 を介して第１のポンプ・バルブ機構16に導かれ、
さらに配管152 を介してエッチング処理部17のノズル機
構18に導かれる。このエッチング処理部17には、被エッ
チング物であるシリコンウエハ19が設定されるもので、
このシリコンウエハ19に対してノズル機構18からのエッ
チング液が供給されるようにする。この場合、シリコン
ウエハ19には適宜エッチング領域が露出されるようにし
てマスクが形成されている。

【００１２】また、洗浄水槽12からの洗浄水も配管153
を介して第１のポンプ・バルブ機構16に導かれるもの
で、このポンプ・バルブ機構16で選択されたときに、洗
浄水がノズル機構18に導かれるようにする。そして、エ
ッチング処理部17に溜められたエッチング液あるいは洗
浄水は、第２のポンプ・バルブ機構20によって配管154
あるいは155 に導かれ、エッチング液槽11あるいは洗浄
水槽12に戻される。

【００１３】導電率測定装置14で測定されたエッチング
液の導電率測定データは、演算装置21に供給される。こ
の演算装置21には、例えば図２の（Ａ）で示すような厚
さｔのシリコンウエハ19に対して、同図の（Ｂ）で示す
ように一方の面からエッチングを行って、（Ｃ）図で示
すように厚さｄのシリコンダイヤフラムを加工する場
合、そのエッチング量ａを“ａ＝ｔ−ｄ”から求めて入
力設定されている。

【００１４】そして、この演算装置21からの指令によっ
て第１および第２のポンプ・バルブ機構16および20が制
御されるもので、第１のポンプ・バルブ機構16において
はエッチング液および洗浄水の一方を選択してノズル機
構18に圧送する。また第２のポンプ・バルブ機構20にお
いては、エッチング処理部17に溜められたエッチング液
あるいは洗浄水を、その内容にしたがってエッチング液
槽11あるいは洗浄水槽12に導く。

【００１５】図３はこの様に構成されるエッチング装置
におけるエッチング工程の手順を示すもので、まずエッ
チング処理前にステップ101 で加工するシリコンウエハ
の厚さｔ、およびダイヤフラムの厚さｄを入力する。そ
して、この様に厚さｔおよびｄの入力されたシリコンウ
エハ19を、ステップ102 でエッチング処理部17の所定位
置にセットする。

【００１６】この段階からエッチング液の導電率の測定
が開始されるもので、導電率測定電極13が接続された導
電率測定装置14において、その時点のエッチング液の導
電率に基づいて、エッチング速度が算出される。

【００１７】この様にシリコンウエハ19がセットされた
状態で、演算装置21からの指令によって第１のポンプ・
バルブ機構16が制御され、エッチング液槽11のエッチン
グ液が、配管151 および152 を介してノズル機構18に圧
送され、エッチング液がシリコンウエハ18に向けて放出
されて、ステップ103 のエッチングが開始される。

【００１８】この場合、第２のポンプ・バルブ機構20も
演算装置21からの指令によって制御されるもので、エッ
チング処理部17に溜められるようになるエッチング液
が、配管153 を介してエッチング液槽11に導かれ、エッ
チング液がエッチング液槽11、エッチング処理部17、エ
ッチング液槽11の順で循環される。

【００１９】この様にしてエッチングが開始された状態
で、演算装置21において測定されたエッチング液の導電
率に基づいてエッチング速度が算出され、この算出され
たエッチング速度に基づいて、エッチング開始から現時
点までのエッチング量が演算装置21において算出されて
いる。

【００２０】演算装置21においては、予め入力されてい
たシリコンウエハ19の厚さｔ、および成形されるダイヤ
フラムの厚さｄに基づいて、エッチング量ａ（＝ｔ−
ｄ）が設定されているもので、演算装置21において算出
されたエッチング速度に対応してエッチング量が目的の
量ａに達したと判断されたときに、演算装置21から第１
および第２のポンプ・バルブ機構16および21に与えられ
る指令が切換えられ、エッチング液槽11からエッチング
処理部17のノズル機構18に送られるエッチング液が止め
られて、ステップ104 のエッチング終了の処理が行われ
る。

【００２１】この様にしてエッチングが終了されたなら
ば、切換えられた第１のポンプ・バルブ機構16を介して
洗浄水槽12からの洗浄水がノズル機構18に供給され、ス
テップ105 のシリコンウエハ19の洗浄処理が行われる。
この洗浄処理に際しては、第２のポンプ・バルブ機構20
によって、エッチング処理部17に溜められた洗浄水が洗
浄水槽12に戻される。

【００２２】演算装置21において、エッチング液の導電
率からエッチング速度を算出するものであるが、このエ
ッチング速度およびエッチング量を求める方法について
説明する。

【００２３】図４の（Ａ）は、シリコンダイヤフラム形
成のためのエッチング処理に用いられるＫＯＨ水溶液の
導電率とエッチング速度の、エッチング液濃度に対する
依存性を示すものであり、同図の（Ｂ）はエッチング液
のシリコン溶解量依存性を示している。

【００２４】この図４で示した関係に基づいて、エッチ
ング液の導電率とエッチング速度との関係が求められ、
演算装置21において測定導電率に基づくエッチング速度
が算出される。

【００２５】現時点のエッチング量を求める手段として
は、エッチングが開始されてから所定の単位時間毎に、
その単位時間内の平均エッチング速度を算出し、その時
間単位毎にエッチング量を算出する。そして、現時点ま
での各単位時間毎のエッチング量の和を計算することに
よって、現時点までの総エッチング量を求めるものであ
る。

【００２６】この様に構成されるエッチング装置によっ
てシリコンウエハをエッチングすれば、エッチング液の
導電率を随時測定することによって、現時点におけるエ
ッチング速度が算出され、このエッチング速度に基づい
て現時点におけるエッチング量が精度良く求められる。
したがって、シリコンウエハに対して高精度のエッチン
グ量でエッチング成形できるものであり、例えば半導体
圧力検出装置を構成するシリコンダイヤフラムを高精度
の厚さ制御の下に製造できるもので、製造工程が単純化
されるのみならず、製品の信頼性が著しく向上される。

【００２７】図１で示した実施例においては、エッチン
グ液および洗浄水の循環路を、エッチングの進行に対応
して切り替えるようにしたが、図５で示すようにエッチ
ングすべきシリコンウエハをエッチング液槽21と洗浄水
槽22との間で移動させるようにしてもよい。

【００２８】すなわち、エッチング液を収納したエッチ
ング液槽31と、洗浄水を収納した洗浄水槽22とを並べて
配置し、このエッチング液槽31と洗浄水槽32の上に跨が
るようにしてレール33を設定し、このレール33に沿って
移動されるようにしたキャリア34を設定する。そして、
このキャリア34にエッチング処理すべき多数のシリコン
ウエハ35を載置し、このシリコンウエハ35がキャリア34
と共に搬送されるようにする。

【００２９】この場合、キャリア34の設定されるレール
33には自動搬送制御装置36が設けられ、この自動搬送制
御装置36には演算装置21から指令が与えられる。演算装
置21には導電率測定装置14で測定したエッチング液の導
電率データが供給されるもので、導電率測定装置14には
エッチング液槽31内に設定した導電率測定電極37が接続
される。

【００３０】この様に構成される装置におけるエッチン
グ手順は、前記実施例で説明したと同様である。すなわ
ち、エッチング液槽31に設定された導電率測定電極37で
検出された信号に基づいて、導電率測定装置14において
エッチング液の導電率が測定され、演算装置21において
現時点までのエッチング量が算出される。

【００３１】演算装置21において所定のダイヤフラムの
厚さｄによって決まるエッチング量に達したと判断され
たとき、この演算装置21より自動搬送制御装置36に指令
が与えられ、シリコンウエハ35の設定されたキャリア34
をエッチング液槽31から引上げ、このキャリア34を洗浄
水槽32部に移動し、洗浄水内に浸漬してこのエッチング
処理が終了される。

【００３２】

【発明の効果】以上のようにこの発明に係る半導体のエ
ッチング方法並びに装置によれば、半導体のエッチング
処理の進行に対応してエッチング量が高精度に算出され
るものであり、充分に単純化した製造工程によって、高
精度のエッチング量制御が行われて、製品の信頼性も充
分に向上される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係るエッチング装置を説
明する構成図。

【図２】（Ａ）〜（Ｃ）はエッチング処理されるシリコ
ンウエハを説明する図。

【図３】エッチング処理手順を説明する図。

【図４】（Ａ）および（Ｂ）はエッチング液の導電率と
エッチング速度との関係を説明する図。

【図５】この発明の他の実施例を説明する構成図。

【符号の説明】

11、31…エッチング液槽、12、32…洗浄水槽、13、37…
導電率測定電極、14…導電率測定装置、17…エッチング
処理部、18…ノズル機構、19、35…シリコンウエハ、21
…演算装置、34…キャリア、36…自動搬送制御装置。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エッチング液の導電率とエッチング速度
   との関係を予め記憶設定する第１の工程と、 半導体に対するエッチング量を設定する第２の工程と、 エッチング液の導電率を測定する第３の工程と、 前記エッチング液に前記半導体を浸漬する第４の工程
   と、 前記記憶されたエッチング液の導電率とエッチング速度
   との関係に基づき、前記エッチング液に浸漬された半導
   体のエッチング量を算出する第５の工程とを具備し、 前記算出されたエッチング量が前記設定されたエッチン
   グ量に達するまで、前記半導体がエッチング液に浸漬さ
   れるようにしたことを特徴とする半導体のエッチング方
   法。
2. 【請求項２】 前記第３の工程では、所定時間毎にエッ
   チング液の導電率をを測定し、前記導電率とエッチング
   速度との関係から現時点でのエッチング量が算出される
   ようにした請求項１の半導体のエッチング方法。
3. 【請求項３】 エッチング液が溜められたエッチング槽
   と、 このエッチング槽内に前記エッチング液の浸漬して設定
   された導電率測定電極と、 この導電率測定電極が接続された導電率測定手段と、 エッチング液の導電率とエッチング速度との関係が記憶
   設定され、前記導電率測定手段で測定された前記エッチ
   ング液の導電率に基づいて、半導体のエッチング量を求
   める演算手段とを具備し、 この演算手段で求められたエッチング量が、所定のエッ
   チング量に達した状態で半導体のエッチング動作が終了
   されるようにしたことを特徴とする半導体のエッチング
   装置。