JPH07161680A - Etching method and device - Google Patents

Etching method and device

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JPH07161680A
JPH07161680A JP30314993A JP30314993A JPH07161680A JP H07161680 A JPH07161680 A JP H07161680A JP 30314993 A JP30314993 A JP 30314993A JP 30314993 A JP30314993 A JP 30314993A JP H07161680 A JPH07161680 A JP H07161680A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
etching
film
pattern
sparse
etched
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP30314993A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiko Sumi
一彦 角
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPH07161680A publication Critical patent/JPH07161680A/en
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Abstract

PURPOSE:To judge that etching solution is deteriorated or not in quality by a method wherein two etching masks of sparse pattern and dense pattern are formed on an etched film, the film is etched, and the ratio between etching times required for removal of the two parts of the film where the two etching masks of sparse and dense pattern are provided is obtained. CONSTITUTION:A sparsely patterned resist film and a densely patterned resist film are formed on a Cr film deposited on a monitoring glass board 9, the glass board 9 is set in a monitoring tank 6, and an etched film is subjected to an etching process. At this point, etching times required for complete removal of the two parts of the etched film where the two etching masks of sparse and dense patterns are provided are optically monitored by an observing means 10 through which the intensity of reflected light from the Cr film is observed, and the ratio between the two monitored etching times is calculated, whereby it is judged that etching solution is deteriorated or not. By this setup, the deterioration of etching solution can be accurately detected, so that an etching operation can be improved in accuracy.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はエッチング方法に係り,
特にエッチング液の劣化をモニタできるエッチング方法
に関する。
The present invention relates to an etching method,
In particular, the present invention relates to an etching method capable of monitoring deterioration of an etching solution.

【0002】同じエッチング液を連続して使用するとエ
ッチング液は劣化するため,正常なエッチングを続ける
ためには, エッチング液の劣化の程度をモニタして新し
いエッチング液と交換する必要がある。
Since the etching solution deteriorates when the same etching solution is continuously used, in order to continue normal etching, it is necessary to monitor the degree of deterioration of the etching solution and replace it with a new etching solution.

【0003】[0003]

【従来の技術】従来のエッチング液の劣化をモニタする
方法として,エッチング液の比抵抗,成分の分析, エッ
チング処理したウエハの枚数, あるいは同じパターンで
完全にエッチング除去されるジャストエッチング時間
(エッチング終点時間)の観察等により行っていた。
2. Description of the Related Art As a conventional method for monitoring the deterioration of an etching solution, the specific resistance of the etching solution, the analysis of the composition, the number of wafers subjected to etching treatment, or the just etching time (etching end point) at which the same pattern is completely removed by etching Time) and the like.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来技術では,エッチ
ング自身を直接モニタしていないので, エッチング液の
交換時期の判定の精度が悪かった。交換時期を誤り,劣
化したエッチング液を使う場合は正規のエッチングがで
きず,また反対に, 劣化していないエッチング液を捨て
る場合も生じる。
In the prior art, since the etching itself is not directly monitored, the accuracy of determining the replacement time of the etching solution is poor. If the replacement time is incorrect and a deteriorated etching solution is used, proper etching cannot be performed, and conversely, the undegraded etching solution may be discarded.

【0005】本発明はエッチング液の劣化を精度よく検
出できるモニタの提供を目的とする。
An object of the present invention is to provide a monitor capable of accurately detecting deterioration of an etching solution.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記課題の解決は,1)
被エッチング膜上に疎パターン及び密パターンのエッチ
ングマスクを形成して該被エッチング膜のエッチングを
行い,それぞれのパターンの該被エッチング膜が完全に
エッチング除去されるジャストエッチング時間の比を求
めてエッチング液の劣化を判定するエッチング方法,あ
るいは2)被処理物をエッチング処理するエッチング槽
1と, 該エッチング槽よりエッチング液をサンプリング
するモニタ槽 6と, 該モニタ槽に浸漬する疎パターン及
び密パターンの被膜が形成されたモニタ用基板 9と,該
モニタ用基板の疎パターン及び密パターンの被膜のジャ
ストエッチング時間を判別する観察手段10とを有するエ
ッチング装置により達成される。
[Means for Solving the Problems] 1)
Etching is performed on the etching target film by forming an etching mask of a sparse pattern and a dense pattern on the etching target film, and then etching is performed by obtaining a ratio of just etching times at which the etching target film of each pattern is completely removed by etching. Etching method for judging deterioration of liquid, or 2) Etching tank for etching processed material
1, a monitor tank 6 for sampling an etching solution from the etching tank, a monitor substrate 9 which is immersed in the monitor tank and on which a coating of a sparse pattern and a dense pattern is formed, and a sparse pattern and a dense pattern of the monitor substrate And an observing means 10 for determining the just etching time of the film.

【0007】[0007]

【作用】本発明は,エッチング液の劣化が進行すると,
疎パターンと密パターンではジャストエッチング時間の
相違が大きくなることが実験の結果わかったので, この
現象を利用したものである。
In the present invention, when the deterioration of the etching solution progresses,
As a result of experiments, it was found that the difference in the just etching time between the sparse pattern and the dense pattern is large, and this phenomenon is used.

【0008】いま,半導体装置の製造において,フォト
リソグラフィ工程でマスクの遮光膜として用いられるク
ロム(Cr)膜のエッチングを例にとり説明する。通常, Cr
のウエットエッチングは硝酸第二セリウムアンモニウム
[Ce(NO3)4 ・ 2NH4(NO3)] の水溶液が用いられ, 次式で
表される。
Now, an explanation will be given by taking as an example the etching of a chromium (Cr) film used as a light shielding film of a mask in a photolithography process in the manufacture of a semiconductor device. Usually, Cr
Wet etching of ceric ammonium nitrate
An aqueous solution of [Ce (NO 3 ) 4・ 2NH 4 (NO 3 )] is used and is represented by the following formula.

【0009】 3Ce4++3e=3Ce3+ Cr →Cr3++3e ────────── 3Ce4++Cr→ 3Ce3++Cr3+ 従って, Ce4+が多いほどエッチング強度が強くなる。同
じエッチング液でエッチングを継続していきCe4+が少な
くなると, エッチング強度は低減していく。これと同じ
現象が, 水溶液中の硝酸第二セリウムアンモニウムの濃
度を変えても起こる。
3Ce 4+ + 3e = 3Ce 3+ Cr → Cr 3+ + 3e ────────── 3Ce 4+ + Cr → 3Ce 3+ + Cr 3+ Therefore, the more Ce 4+ is, the stronger the etching strength is. Become. When Ce 4+ decreases with continued etching with the same etching solution, the etching strength decreases. The same phenomenon occurs when the concentration of ceric ammonium nitrate in the aqueous solution is changed.

【0010】そこで,硝酸第二セリウムアンモニウムの
濃度を変えて疎パターンと密パターンのジャストエッチ
ングがどのように変わるかを, 光学式モニタ装置により
観察した。
Therefore, how the just etching of the sparse pattern and the dense pattern was changed by changing the concentration of ceric ammonium nitrate was observed by an optical monitor.

【0011】図2(A),(B) は本発明の原理説明図であ
る。硝酸第二セリウムアンモニウムの濃度を, 図2(A)
は40wt%, 図2(B) は17wt%について, エッチング時間
に対するクロムの膜厚を示し,ちょうど膜厚が零になっ
た時間がジャストエッチング時間である。
2A and 2B are explanatory views of the principle of the present invention. Figure 2 (A) shows the concentration of ceric ammonium nitrate.
Shows the film thickness of chromium with respect to the etching time for 40 wt% and Fig. 2 (B) for 17 wt%, and the time when the film thickness becomes zero is the just etching time.

【0012】図中のパラメータは, 被エッチングパター
ンである疎パターンと密パターンを示し,点線は10mm□
の疎パターン, 実線は 2μmのラインアンドスペース
(L&S)である。
The parameters in the figure indicate a sparse pattern and a dense pattern, which are the pattern to be etched, and the dotted line is 10 mm □.
The sparse pattern and solid line are 2 μm line and space (L & S).

【0013】硝酸第二セリウムアンモニウムの濃度が40
wt%の場合の, 疎パターンと密パターンの被膜のジャス
トエッチング時間の比は 28.4 s/ 26.6 s = 1.06 硝酸第二セリウムアンモニウムの濃度が17wt%の場合
の, 疎パターンと密パターンの被膜のジャストエッチン
グ時間の比は 36.9 s/ 24.6 s = 1.50 となる。
The concentration of ceric ammonium nitrate is 40
The ratio of the just etching time of the coating of the sparse pattern and the dense pattern is 28.4 s / 26.6 s = 1.06 when the concentration of cerium ammonium dinitrate is 17 wt%. The etching time ratio is 36.9 s / 24.6 s = 1.50.

【0014】さらに, 図示しないが, 同濃度が 9wt%の
場合は,疎パターンと密パターンの被膜のジャストエッ
チング時間の比は3.37となる。この結果, エッチング液
の劣化が進むに従って疎密パターンの被膜のジュストエ
ッチング時間比が大きくなることがわかる。
Further, although not shown, when the same concentration is 9 wt%, the ratio of the just etching time of the coating of the sparse pattern and the dense pattern is 3.37. As a result, it can be seen that the just etching time ratio of the coating of the sparse and dense pattern increases as the etching solution deteriorates.

【0015】従って, 疎密パターンを用意し,それらの
ジャストエッチング時間をモニタすることによりエッチ
ング液の劣化を判断することができる。すなわち,エッ
チング液の劣化は疎パターンと密パターンのジャストエ
ッチング時間の比で表される。この際, エッチング液の
劣化モニタを行ったことによるエッチング液の劣化を防
ぐため,エッチング液をサンプリングする槽を処理槽と
は別に設けることが望ましい。
Therefore, it is possible to judge the deterioration of the etching solution by preparing the sparse / dense pattern and monitoring the just etching time thereof. That is, the deterioration of the etching solution is represented by the ratio of the just etching time of the sparse pattern and the dense pattern. At this time, in order to prevent deterioration of the etching solution due to monitoring of the etching solution deterioration, it is desirable to provide a tank for sampling the etching solution separately from the processing tank.

【0016】[0016]

【実施例】ここでは,ガラス基板上に厚さ1000ÅのCrパ
ターンを作製する際のエッチングについて説明する。
[Embodiment] Here, etching for forming a Cr pattern having a thickness of 1000Å on a glass substrate will be described.

【0017】Crをエッチングする際のマスクは, レジス
トを露光して作製された通常のレジストパターンを用い
る。図1は本発明の実施例に用いたエッチング装置の構
成図である。
As a mask for etching Cr, an ordinary resist pattern formed by exposing a resist is used. FIG. 1 is a configuration diagram of an etching apparatus used in an embodiment of the present invention.

【0018】図において,エッチング液は絶えずフィル
タ 2が付いた配管を通ってポンプ 3により循環されてい
る。劣化をモニタするために用いるエッチング液は,エ
ッチング槽 1からモニタ槽 6に導入された配管によりバ
ルブ 7を開けてサンプリングされる。ここで,1 回のモ
ニタに使用するエッチング液は30ccである。
In the figure, the etching solution is constantly circulated by a pump 3 through a pipe provided with a filter 2. The etching solution used to monitor the deterioration is sampled by opening the valve 7 through the piping introduced from the etching tank 1 to the monitor tank 6. Here, the etching solution used for one monitor is 30 cc.

【0019】疎パターンと密パターンを形成したモニタ
用基板 9は, 被エッチング基板と同様にガラス基板上に
被着されたCr膜を用い,その上にレジスト膜で10mm□の
疎パターン (10mm□のレジストパターンなしの部分, す
なわちCr膜が露出された部分) と, 10mm □の寸法上に
2μmのL&Sの密パターンが形成されている。
As the monitor substrate 9 on which the sparse pattern and the dense pattern are formed, the Cr film deposited on the glass substrate is used similarly to the substrate to be etched, and the resist film is formed on the sparse pattern of 10 mm □ (10 mm □). Part without resist pattern, that is, part where Cr film is exposed) and 10 mm
A dense pattern of L & S of 2 μm is formed.

【0020】ジャストエッチング時間を判別する観察手
段10として,通常の光学的モニタを用い, Cr膜からの反
射光強度を観察した。疎密パターンそれぞれからの反射
光はフォトダイオード等の受光素子で受け, フィルタを
通して狭帯域化し,その強度はA/D 変換されてコンピュ
ータに入力され,コンピュータにおいて両方のパターン
のジャストエッチング時間の比が計算される。
An ordinary optical monitor was used as the observation means 10 for determining the just etching time, and the intensity of the reflected light from the Cr film was observed. The reflected light from each of the sparse and dense patterns is received by a light receiving element such as a photodiode, narrowed into a band through a filter, and the intensity is A / D converted and input to a computer, and the computer calculates the ratio of just etching times of both patterns. To be done.

【0021】サンプリングされたエッチング液がモニタ
槽 6に満たされると, 疎密パターンが形成されたモニタ
用基板 7がモニタ槽内に浸漬される。次いで, 疎密パタ
ーンのジャストエッチング時間の比が算出される。
When the monitor tank 6 is filled with the sampled etching solution, the monitor substrate 7 on which the sparse and dense pattern is formed is immersed in the monitor tank. Then, the ratio of the just etching time of the dense pattern is calculated.

【0022】この比が設定値以上になるとエッチング液
の劣化のため所望する寸法精度のパターンを作製するこ
とが困難であると判断し,バルブ 4を開いてエッチング
液をドレイン 5より排出する。排液後,ポンプ 8が働
き,外部より新しいエッチング液がエッチング槽 1内に
供給される。その後,被処理基板のエッチング処理を再
開する。
When this ratio exceeds a set value, it is determined that it is difficult to form a pattern having a desired dimensional accuracy due to deterioration of the etching solution, and the valve 4 is opened to drain the etching solution from the drain 5. After draining the liquid, the pump 8 works and a new etching liquid is supplied from the outside into the etching tank 1. Then, the etching process of the substrate to be processed is restarted.

【0023】疎密パターンのジャストエッチング時間の
比が設定値以下の場合は,そのままのエッチングを用
い,エッチング処理を継続する。ここでは,新しいエッ
チング液は硝酸第二セリウムアンモニウムの濃度が40wt
%の水溶液を用い, ジャストエッチング時間の比の設定
値は1.15とした。
When the ratio of the just etching time of the sparse and dense pattern is equal to or less than the set value, the etching is used as it is and the etching process is continued. Here, the new etching solution has a concentration of ceric ammonium nitrate of 40 wt.
% Aqueous solution was used, and the set value of the ratio of just etching time was 1.15.

【0024】なお,当然であるが,モニタ用基板はモニ
タ毎に交換する。実施例では, 被エッチング物としてク
ロム膜を,エッチング液として硝酸第二セリウムアンモ
ニウムを用いたが, 本発明はこれらに限定されることは
なく, またエッチング液の濃度についても実施例の濃度
に限定されない。
As a matter of course, the monitor substrate is replaced for each monitor. In the examples, a chromium film was used as the object to be etched and ceric ammonium nitrate was used as the etching solution, but the present invention is not limited to these, and the concentration of the etching solution is also limited to that of the examples. Not done.

【0025】[0025]

【発明の効果】本発明によれば,エッチング液の劣化を
精度よく検出でき,エッチング精度を向上することがで
きた。この結果,半導体装置の製造工程における微細加
工の精度向上に寄与することができる。
According to the present invention, the deterioration of the etching solution can be detected with high accuracy, and the etching accuracy can be improved. As a result, it is possible to contribute to improvement in precision of fine processing in the manufacturing process of the semiconductor device.

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

【図1】 本発明の実施例に用いたエッチング装置の構
成図
FIG. 1 is a configuration diagram of an etching apparatus used in an embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の原理説明図FIG. 2 is an explanatory diagram of the principle of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エッチング槽 2 フィルタ 3 ポンプ 4 バルブ 5 ドレイン 6 モニタ槽 7 バルブ 8 ポンプ 9 疎パターンと密パターンを形成したモニタ用基板 10 ジャストエッチング時間を判別する観察手段 1 Etching tank 2 Filter 3 Pump 4 Valve 5 Drain 6 Monitor tank 7 Valve 8 Pump 9 Monitor substrate on which sparse and dense patterns are formed 10 Observing means to judge just etching time

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被エッチング膜上に疎パターン及び密パ
ターンのエッチングマスクを形成して該被エッチング膜
のエッチングを行い,それぞれのパターンの該被エッチ
ング膜が完全にエッチング除去されるジャストエッチン
グ時間の比を求めてエッチング液の劣化を判定すること
を特徴とするエッチング方法。
1. A just etching time period in which an etching mask having a sparse pattern and a dense pattern is formed on a film to be etched to etch the film to be etched, and the film to be etched having each pattern is completely removed by etching. An etching method characterized in that deterioration of an etching solution is determined by obtaining a ratio.
【請求項2】 被処理物をエッチング処理するエッチン
グ槽(1) と, 該エッチング槽よりエッチング液をサンプ
リングするモニタ槽(6) と, 該モニタ槽に浸漬する疎パ
ターン及び密パターンの被膜が形成されたモニタ用基板
(9) と,該モニタ用基板の疎パターン及び密パターンの
被膜のジャストエッチング時間を判別する観察手段(10)
とを有することを特徴とするエッチング装置。
2. An etching tank (1) for etching an object to be processed, a monitor tank (6) for sampling an etching solution from the etching tank, and a sparse pattern and a dense pattern film immersed in the monitor tank. Monitor board
(9) and an observation means (10) for determining the just etching time of the coating of the sparse pattern and the dense pattern of the monitor substrate
An etching apparatus comprising:
JP30314993A 1993-12-03 1993-12-03 Etching method and device Withdrawn JPH07161680A (en)

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JP30314993A Withdrawn JPH07161680A (en) 1993-12-03 1993-12-03 Etching method and device

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100586531B1 (en) * 2003-12-30 2006-06-07 동부일렉트로닉스 주식회사 Method for settlement of etching time of pattern by pattern density

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100586531B1 (en) * 2003-12-30 2006-06-07 동부일렉트로닉스 주식회사 Method for settlement of etching time of pattern by pattern density

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Effective date: 20010206