JPH09129588A - エッチング液の濃度管理方法及びエッチング装置 - Google Patents
エッチング液の濃度管理方法及びエッチング装置Info
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- JPH09129588A JPH09129588A JP28280995A JP28280995A JPH09129588A JP H09129588 A JPH09129588 A JP H09129588A JP 28280995 A JP28280995 A JP 28280995A JP 28280995 A JP28280995 A JP 28280995A JP H09129588 A JPH09129588 A JP H09129588A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 燐酸エッチング液の濃度管理方法及びエッチ
ング装置に関し、燐酸等のエッチング液のエッチングレ
ートリアルタイムで測定し、それによって、製品不良の
発生を低減する。 【解決手段】 エッチング工程におけるエッチング液１
２の電気伝導度を電気伝導度測定装置１３で同時的に測
定し、測定結果に応じてエッチング液１２に純水を注入
して、濃度を制御する。
ング装置に関し、燐酸等のエッチング液のエッチングレ
ートリアルタイムで測定し、それによって、製品不良の
発生を低減する。 【解決手段】 エッチング工程におけるエッチング液１
２の電気伝導度を電気伝導度測定装置１３で同時的に測
定し、測定結果に応じてエッチング液１２に純水を注入
して、濃度を制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はエッチング液の濃度
管理方法に関するものであり、特に、半導体装置に用い
ているシリコン窒化膜のエッチング工程における燐酸エ
ッチング液の濃度管理方法に関するものである。
管理方法に関するものであり、特に、半導体装置に用い
ているシリコン窒化膜のエッチング工程における燐酸エ
ッチング液の濃度管理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】現在、半導体の製造工程においては、パ
ッシベーション膜等に用いるシリコン窒化膜のパターニ
ング或いは除去の際に高温燐酸を用いた湿式洗浄を行っ
ており、工場全体で莫大な量の燐酸を使用しているため
その使用量の削減が望まれている。
ッシベーション膜等に用いるシリコン窒化膜のパターニ
ング或いは除去の際に高温燐酸を用いた湿式洗浄を行っ
ており、工場全体で莫大な量の燐酸を使用しているため
その使用量の削減が望まれている。
【０００３】このシリコン窒化膜のエッチングレート
は、燐酸（Ｈ3 ＰＯ4 ）の濃度に依存するものであるの
で、燐酸の濃度を最適な濃度に維持する必要があるが、
実際には、燐酸を７０℃〜１６０℃の高温で使用してい
るため、使用中に燐酸及び燐酸溶液中の水が蒸発して燐
酸の濃度が変化し、それに伴ってエッチングレートも変
化することになる。
は、燐酸（Ｈ3 ＰＯ4 ）の濃度に依存するものであるの
で、燐酸の濃度を最適な濃度に維持する必要があるが、
実際には、燐酸を７０℃〜１６０℃の高温で使用してい
るため、使用中に燐酸及び燐酸溶液中の水が蒸発して燐
酸の濃度が変化し、それに伴ってエッチングレートも変
化することになる。
【０００４】また、燐酸エッチング液は、シリコン窒化
膜のエッチングに伴ってポリシロキサンが生成されてエ
ッチングレートが低下すると共に、エッチング液中のＳ
ｉ粒子（エッチング残渣）が増大するためこのＳｉ粒子
の影響で製品歩留りが低下するので、ある程度使用した
のち廃棄している。
膜のエッチングに伴ってポリシロキサンが生成されてエ
ッチングレートが低下すると共に、エッチング液中のＳ
ｉ粒子（エッチング残渣）が増大するためこのＳｉ粒子
の影響で製品歩留りが低下するので、ある程度使用した
のち廃棄している。
【０００５】なお、ここでポリシロキサンの生成メカニ
ズムを説明すると、 Ｓｉ3 Ｎ4 ＋４Ｈ3 ＰＯ4 ＋12Ｈ2 Ｏ→３Ｓｉ（ＯＨ）4 ＋４ＮＨ4 Ｈ2 ＰＯ4 のように反応し、このＳｉ（ＯＨ）4 が脱水縮合反応し
て、Ｓｉn Ｏn （ＯＨ） n-2 （ポリシロキサン）となる
ものである。
ズムを説明すると、 Ｓｉ3 Ｎ4 ＋４Ｈ3 ＰＯ4 ＋12Ｈ2 Ｏ→３Ｓｉ（ＯＨ）4 ＋４ＮＨ4 Ｈ2 ＰＯ4 のように反応し、このＳｉ（ＯＨ）4 が脱水縮合反応し
て、Ｓｉn Ｏn （ＯＨ） n-2 （ポリシロキサン）となる
ものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のエッチ
ング工程においては、エッチングレートを常時測定する
システムはなく、エッチングレートを知りたいときに、
テスト用の窒化膜付きウェハを燐酸により処理して、処
理前後のエッチング量を測定してエッチングレートを算
出しており、したがって、リアルタイムで常時エッチン
グレートを正確に監視することができなかったので、エ
ッチング不足や過剰エッチングによる製品不良の問題が
生じていた。
ング工程においては、エッチングレートを常時測定する
システムはなく、エッチングレートを知りたいときに、
テスト用の窒化膜付きウェハを燐酸により処理して、処
理前後のエッチング量を測定してエッチングレートを算
出しており、したがって、リアルタイムで常時エッチン
グレートを正確に監視することができなかったので、エ
ッチング不足や過剰エッチングによる製品不良の問題が
生じていた。
【０００７】また、エッチング液中のポリシロキサンの
増加によるエッチングレートの低下、及び、Ｓｉ粒子の
増大による製造歩留りの低下によって、燐酸エッチング
液には使用限界があるが、この使用限界を正確に知るこ
とができないために使用限界以前に、例えば、一日の使
用で燐酸エッチング液を廃棄しているので、大きな無駄
があった。
増加によるエッチングレートの低下、及び、Ｓｉ粒子の
増大による製造歩留りの低下によって、燐酸エッチング
液には使用限界があるが、この使用限界を正確に知るこ
とができないために使用限界以前に、例えば、一日の使
用で燐酸エッチング液を廃棄しているので、大きな無駄
があった。
【０００８】したがって、本発明は、燐酸等のエッチン
グ液のエッチングレートをリアルタイムで測定して製品
不良の発生を低減すると共に、エッチング液中のシリコ
ン濃度を測定してエッチング液の使用期限を管理し、燐
酸等の使用量を削減すること目的とするものである。
グ液のエッチングレートをリアルタイムで測定して製品
不良の発生を低減すると共に、エッチング液中のシリコ
ン濃度を測定してエッチング液の使用期限を管理し、燐
酸等の使用量を削減すること目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理的構
成の説明図であり、この図１を参照して本発明における
課題を解決するための手段を説明する。
成の説明図であり、この図１を参照して本発明における
課題を解決するための手段を説明する。
【００１０】図１参照 （１）本発明は、エッチング液２の濃度管理方法におい
て、エッチング工程におけるエッチング液２の電気伝導
度を同時的に測定することを特徴とする。
て、エッチング工程におけるエッチング液２の電気伝導
度を同時的に測定することを特徴とする。
【００１１】エッチング液２のエッチングレートは、エ
ッチング液２の濃度に依存し、且つ、エッチング液２の
濃度により電気伝導度が変化するので、電気伝導度を同
時的（リアルタイム）に測定することによって、エッチ
ング液２のエッチングレートを同時的に把握することが
できるので、エッチング不足等による製品不良の発生頻
度が低減する。
ッチング液２の濃度に依存し、且つ、エッチング液２の
濃度により電気伝導度が変化するので、電気伝導度を同
時的（リアルタイム）に測定することによって、エッチ
ング液２のエッチングレートを同時的に把握することが
できるので、エッチング不足等による製品不良の発生頻
度が低減する。
【００１２】（２）また、本発明は、上記（１）におい
て、電気伝導度の測定の結果、エッチング液２の濃度が
上昇した場合にエッチング液２に純水を加えてエッチン
グレートを管理することを特徴とする。
て、電気伝導度の測定の結果、エッチング液２の濃度が
上昇した場合にエッチング液２に純水を加えてエッチン
グレートを管理することを特徴とする。
【００１３】一般に、燐酸エッチング液等のエッチング
液２は使用過程において、蒸発等により濃度が高くなる
とエッチングレートが変化するので、電気伝導度の変化
に応じて純水を加えることによってエッチング液２の濃
度、延いては、エッチング液２のエッチングレートを一
定に保つことができる。
液２は使用過程において、蒸発等により濃度が高くなる
とエッチングレートが変化するので、電気伝導度の変化
に応じて純水を加えることによってエッチング液２の濃
度、延いては、エッチング液２のエッチングレートを一
定に保つことができる。
【００１４】（３）また、本発明は、エッチング液２の
濃度管理方法において、エッチング工程におけるエッチ
ング液２中のシリコン濃度を測定し、測定の結果、エッ
チング液中２のシリコン濃度が上昇した場合にエッチン
グ液２に純水を加えてエッチングレートを管理すること
を特徴とする。
濃度管理方法において、エッチング工程におけるエッチ
ング液２中のシリコン濃度を測定し、測定の結果、エッ
チング液中２のシリコン濃度が上昇した場合にエッチン
グ液２に純水を加えてエッチングレートを管理すること
を特徴とする。
【００１５】エッチング工程を重ねることによってポリ
シロキサン等が生成し、エッチングレートが低下する
が、プラズマ発光分析を行うことによってポリシロキサ
ンの溶存量を知ることができ、その結果に基づいて純水
を加えてエッチング液２中のシリコン濃度を管理するこ
とができ、また、ポリシロキサンの溶存量によってエッ
チング液２中のＳｉ粒子の存在量を知ることができるの
で、これらの結果に基づいてエッチング液２の使用限界
が越えたと判断した場合には、エッチング液２を廃棄す
ることになるので、エッチング液２の寿命が伸びること
になる。
シロキサン等が生成し、エッチングレートが低下する
が、プラズマ発光分析を行うことによってポリシロキサ
ンの溶存量を知ることができ、その結果に基づいて純水
を加えてエッチング液２中のシリコン濃度を管理するこ
とができ、また、ポリシロキサンの溶存量によってエッ
チング液２中のＳｉ粒子の存在量を知ることができるの
で、これらの結果に基づいてエッチング液２の使用限界
が越えたと判断した場合には、エッチング液２を廃棄す
ることになるので、エッチング液２の寿命が伸びること
になる。
【００１６】（４）また、本発明は、上記（１）乃至
（３）のいずれかにおいて、エッチング液２が、７０℃
〜１６０℃の高温燐酸であり、この高温燐酸を用いて半
導体ウェハ上のシリコン窒化膜をエッチングすることを
特徴とする。
（３）のいずれかにおいて、エッチング液２が、７０℃
〜１６０℃の高温燐酸であり、この高温燐酸を用いて半
導体ウェハ上のシリコン窒化膜をエッチングすることを
特徴とする。
【００１７】一般に、半導体ウェハ上のシリコン窒化膜
をエッチングする場合、高温の燐酸を用いているが、エ
ッチングレートは温度の上昇と共に大きくなるので、一
定のエッチングレートを確保するためには７０℃が必要
となり、また、温度が高すぎるとシリコン窒化膜の下に
ある酸化膜のエッチングレートも大きくなるので、酸化
膜との選択エッチング性を保つためには、１６０℃以下
にする必要がある。
をエッチングする場合、高温の燐酸を用いているが、エ
ッチングレートは温度の上昇と共に大きくなるので、一
定のエッチングレートを確保するためには７０℃が必要
となり、また、温度が高すぎるとシリコン窒化膜の下に
ある酸化膜のエッチングレートも大きくなるので、酸化
膜との選択エッチング性を保つためには、１６０℃以下
にする必要がある。
【００１８】また、燐酸の温度を７０℃〜１６０℃にし
た場合に、燐酸エッチング液中の純水が蒸発して燐酸濃
度が高まりエッチレートが低下するので、エッチングを
精度良く行うためには、同時的にエッチング液の濃度を
測定して、所定量の純水を加えることが有効になる。
た場合に、燐酸エッチング液中の純水が蒸発して燐酸濃
度が高まりエッチレートが低下するので、エッチングを
精度良く行うためには、同時的にエッチング液の濃度を
測定して、所定量の純水を加えることが有効になる。
【００１９】（５）また、本発明は、エッチング装置に
おいて、エッチング液２の電気伝導度を同時的に測定す
る手段、及び、電気伝導度に応じてエッチング液２中に
純水を加える手段を有することを特徴とする。
おいて、エッチング液２の電気伝導度を同時的に測定す
る手段、及び、電気伝導度に応じてエッチング液２中に
純水を加える手段を有することを特徴とする。
【００２０】この様に、エッチング装置に、エッチング
液２の電気伝導度を同時的に測定する手段、即ち、電気
伝導度測定装置３、及び、電気伝導度に応じてエッチン
グ液２中に純水を加える手段、即ち、制御バルブ５を設
けることによって、精度の高い自動エッチング装置を構
成することができる。なお、図における符号１は処理槽
であり、また、符号４は電気伝導度測定装置３及び制御
バルブ５の動作を制御するパソコンやプログラミングコ
ントローラ等からなるシーケンサーである。
液２の電気伝導度を同時的に測定する手段、即ち、電気
伝導度測定装置３、及び、電気伝導度に応じてエッチン
グ液２中に純水を加える手段、即ち、制御バルブ５を設
けることによって、精度の高い自動エッチング装置を構
成することができる。なお、図における符号１は処理槽
であり、また、符号４は電気伝導度測定装置３及び制御
バルブ５の動作を制御するパソコンやプログラミングコ
ントローラ等からなるシーケンサーである。
【００２１】
【発明の実施の形態】ここで、図２を参照して、本発明
の実施の形態を説明する。 図２参照 図２は、本発明の実施に用いるエッチング装置の概略的
構成を示すもので、処理槽１１に収容した燐酸エッチン
グ液１２中に電気伝導度測定装置１３のモニタ端子１４
を浸漬し、その測定結果に基づいてプログラミングコン
トローラ等からなるシーケンサー１５からの指令で純水
源に繋がる配管に設けたエアーオペレートバルブ１６の
開閉を制御すると共に、流量計１７によって燐酸エッチ
ング液１２のＨ3 ＰＯ4 濃度が一定になるように燐酸エ
ッチング液１２に注入する純水の量を制御する。
の実施の形態を説明する。 図２参照 図２は、本発明の実施に用いるエッチング装置の概略的
構成を示すもので、処理槽１１に収容した燐酸エッチン
グ液１２中に電気伝導度測定装置１３のモニタ端子１４
を浸漬し、その測定結果に基づいてプログラミングコン
トローラ等からなるシーケンサー１５からの指令で純水
源に繋がる配管に設けたエアーオペレートバルブ１６の
開閉を制御すると共に、流量計１７によって燐酸エッチ
ング液１２のＨ3 ＰＯ4 濃度が一定になるように燐酸エ
ッチング液１２に注入する純水の量を制御する。
【００２２】現在の半導体製造工程において、シリコン
ウェハ１８上のシリコン窒化膜をパターニングする場
合、或いは、シリコン窒化膜を除去する場合に、市販の
Ｈ3 ＰＯ4 濃度が８５重量％の燐酸を７０℃〜１６０℃
に加熱してそのまま燐酸エッチング液１２として使用し
ている。
ウェハ１８上のシリコン窒化膜をパターニングする場
合、或いは、シリコン窒化膜を除去する場合に、市販の
Ｈ3 ＰＯ4 濃度が８５重量％の燐酸を７０℃〜１６０℃
に加熱してそのまま燐酸エッチング液１２として使用し
ている。
【００２３】この場合に、使用過程において燐酸エッチ
ング液１２中の純水分が熱により蒸発して次第に濃度が
上昇し、例えば、８５重量％の燐酸エッチング液１２を
約１時間使用した場合には、その濃度は９５重量％に上
昇する。
ング液１２中の純水分が熱により蒸発して次第に濃度が
上昇し、例えば、８５重量％の燐酸エッチング液１２を
約１時間使用した場合には、その濃度は９５重量％に上
昇する。
【００２４】図３参照 一般にエッチングレートとエッチング液の温度、即ち、
反応速度と反応温度との間には、 ｋ＝Ａｅ-Ea/RT（但し、ｋ：反応速度、Ａ：比例定数、
Ｅａ：活性化エネルギー、Ｒ：定数、Ｔ：温度） の関係が成立するので、エッチングレートは温度の上昇
と共に大きくなるが、図３に示す様に、本発明の実施に
用いる燐酸エッチング液１２の場合も、温度とエッチン
グレートとの間には同様の相関が見られる。
反応速度と反応温度との間には、 ｋ＝Ａｅ-Ea/RT（但し、ｋ：反応速度、Ａ：比例定数、
Ｅａ：活性化エネルギー、Ｒ：定数、Ｔ：温度） の関係が成立するので、エッチングレートは温度の上昇
と共に大きくなるが、図３に示す様に、本発明の実施に
用いる燐酸エッチング液１２の場合も、温度とエッチン
グレートとの間には同様の相関が見られる。
【００２５】また、燐酸エッチング液１２のシリコン窒
化膜に対するエッチングレートはＨ 3 ＰＯ4 の濃度に依
存し、ある程度以上の濃度においては濃度の上昇と共に
エッチングレートが低下し、例えば、１５０℃において
は、８５重量％において約４０Å／分であったエッチン
グレートが９５重量％においては約３０Å／分に低下す
る。
化膜に対するエッチングレートはＨ 3 ＰＯ4 の濃度に依
存し、ある程度以上の濃度においては濃度の上昇と共に
エッチングレートが低下し、例えば、１５０℃において
は、８５重量％において約４０Å／分であったエッチン
グレートが９５重量％においては約３０Å／分に低下す
る。
【００２６】一方、燐酸エッチング液１２のＳｉＯ2 膜
に対するエッチングレートもＨ3 ＰＯ4 の濃度に依存
し、濃度の上昇と共にエッチングレートは逆に上昇し、
例えば、１７０℃においては、９０重量％において約１
９Å／分であったエッチングレートが１００重量％にお
いては約２２Å／分に上昇する。なお、図において１０
０％以上のＨ3 ＰＯ4 濃度は、Ｈ3 ＰＯ4 がＨ2 ＯとＰ
2 Ｏ5 とに分解し、Ｈ2 Ｏが気化した状態を表す。
に対するエッチングレートもＨ3 ＰＯ4 の濃度に依存
し、濃度の上昇と共にエッチングレートは逆に上昇し、
例えば、１７０℃においては、９０重量％において約１
９Å／分であったエッチングレートが１００重量％にお
いては約２２Å／分に上昇する。なお、図において１０
０％以上のＨ3 ＰＯ4 濃度は、Ｈ3 ＰＯ4 がＨ2 ＯとＰ
2 Ｏ5 とに分解し、Ｈ2 Ｏが気化した状態を表す。
【００２７】この場合、燐酸エッチング液１２のＨ3 Ｐ
Ｏ4 濃度と燐酸エッチング液１２の電気伝導度との間に
は、相関があるので、燐酸エッチング液１２の電気伝導
度を電気伝導度測定装置１３で測定することによって、
燐酸エッチング液１２のＨ3ＰＯ4 濃度、延いては、エ
ッチングレートをリアルタイム（同時的）に測定するこ
とができる。
Ｏ4 濃度と燐酸エッチング液１２の電気伝導度との間に
は、相関があるので、燐酸エッチング液１２の電気伝導
度を電気伝導度測定装置１３で測定することによって、
燐酸エッチング液１２のＨ3ＰＯ4 濃度、延いては、エ
ッチングレートをリアルタイム（同時的）に測定するこ
とができる。
【００２８】本発明の第１の実施の形態においては、燐
酸エッチング液１２の電気伝導度を測定し、電気伝導度
が所定の値を維持するように調整するものであり、電気
伝導度が所定の値を下回った場合には、プログラミング
コントローラー等からなるシーケンサー１５よりエアー
オペレートバルブ１６を開く信号を出力し、純水を燐酸
エッチング液１２中に注入してＨ3 ＰＯ4 濃度を低下さ
せ、電気伝導度が再び所定の値以上になった時点で、シ
ーケンサー１５よりエアーオペレートバルブ１６を閉じ
る信号を出力し、純水の注入を停止する。
酸エッチング液１２の電気伝導度を測定し、電気伝導度
が所定の値を維持するように調整するものであり、電気
伝導度が所定の値を下回った場合には、プログラミング
コントローラー等からなるシーケンサー１５よりエアー
オペレートバルブ１６を開く信号を出力し、純水を燐酸
エッチング液１２中に注入してＨ3 ＰＯ4 濃度を低下さ
せ、電気伝導度が再び所定の値以上になった時点で、シ
ーケンサー１５よりエアーオペレートバルブ１６を閉じ
る信号を出力し、純水の注入を停止する。
【００２９】図４参照 例えば、８０重量％の濃度の燐酸エッチング液１２を用
いて９８℃でシリコン窒化膜のエッチングを行う場合、
電気伝導度が３００ｍＳ（ジーメンス）／ｃｍを維持す
るように調整するものであり、電気伝導度が３００ｍＳ
／ｃｍを下回った場合には、純水を燐酸エッチング液１
２中に注入してＨ3 ＰＯ4 濃度を低下させ、電気伝導度
が再び３００ｍＳ／ｃｍ以上になった時点で純水の注入
を停止するものである。
いて９８℃でシリコン窒化膜のエッチングを行う場合、
電気伝導度が３００ｍＳ（ジーメンス）／ｃｍを維持す
るように調整するものであり、電気伝導度が３００ｍＳ
／ｃｍを下回った場合には、純水を燐酸エッチング液１
２中に注入してＨ3 ＰＯ4 濃度を低下させ、電気伝導度
が再び３００ｍＳ／ｃｍ以上になった時点で純水の注入
を停止するものである。
【００３０】なお、この場合、注入する純水の流量はシ
ーケンサー１５を介して流量計１７によって制御するも
のであり、多すぎて濃度が急激に変化することのないよ
うに、且つ、少なすぎて濃度の調整に時間がかかること
のないように制御するものである。
ーケンサー１５を介して流量計１７によって制御するも
のであり、多すぎて濃度が急激に変化することのないよ
うに、且つ、少なすぎて濃度の調整に時間がかかること
のないように制御するものである。
【００３１】この様に、燐酸エッチング液１２の電気伝
導度をリアルタイムに測定することにより燐酸エッチン
グ液１２の濃度を一定に保つことができ、それによっ
て、エッチングレートを一定に保ち、且つ、ＳｉＯ2 膜
に対する選択性を良好に保つことができるので、本来除
去されるべきシリコン窒化膜の残存や、エッチングされ
てはいけないＳｉＯ2 膜の消失等による製品不良を起こ
すことがないので、製造歩留りが大幅に向上する。
導度をリアルタイムに測定することにより燐酸エッチン
グ液１２の濃度を一定に保つことができ、それによっ
て、エッチングレートを一定に保ち、且つ、ＳｉＯ2 膜
に対する選択性を良好に保つことができるので、本来除
去されるべきシリコン窒化膜の残存や、エッチングされ
てはいけないＳｉＯ2 膜の消失等による製品不良を起こ
すことがないので、製造歩留りが大幅に向上する。
【００３２】次に、図５及び図６を参照して本発明の第
２の実施の形態である燐酸エッチング液１２の使用期限
の管理方法を説明する。 図５参照 第１の実施の形態において、燐酸エッチング液１２の電
気伝導度を測定しながらシリコン窒化膜のエッチング工
程を繰り返すと、燐酸エッチング液１２中には反応生成
物であるポリシロキサンが溶存することになり、このポ
リシロキサンがエッチング反応を抑制するように作用す
るので、図５に示すように、燐酸エッチング液１２中の
シリコン濃度の増大に伴ってエッチングレートが低下し
てエッチング不足を招き製品不良が発生する。
２の実施の形態である燐酸エッチング液１２の使用期限
の管理方法を説明する。 図５参照 第１の実施の形態において、燐酸エッチング液１２の電
気伝導度を測定しながらシリコン窒化膜のエッチング工
程を繰り返すと、燐酸エッチング液１２中には反応生成
物であるポリシロキサンが溶存することになり、このポ
リシロキサンがエッチング反応を抑制するように作用す
るので、図５に示すように、燐酸エッチング液１２中の
シリコン濃度の増大に伴ってエッチングレートが低下し
てエッチング不足を招き製品不良が発生する。
【００３３】このシリコン濃度の増大に伴うエッチング
レートの低下の程度は、Ｈ3 ＰＯ4濃度の増大に伴うエ
ッチングレートの低下の程度に比べて小さいため、第１
の実施の形態のように燐酸エッチング液１２の電気伝導
度を測定しＨ3 ＰＯ4 濃度を一定に保つように制御する
ことによってエッチングレートの低下を回復することが
できるが、エッチング処理枚数を重ねることによって燐
酸エッチング液１２中のシリコン濃度が増大しすぎる
と、エッチングレートの低下が無視し得なくなる。
レートの低下の程度は、Ｈ3 ＰＯ4濃度の増大に伴うエ
ッチングレートの低下の程度に比べて小さいため、第１
の実施の形態のように燐酸エッチング液１２の電気伝導
度を測定しＨ3 ＰＯ4 濃度を一定に保つように制御する
ことによってエッチングレートの低下を回復することが
できるが、エッチング処理枚数を重ねることによって燐
酸エッチング液１２中のシリコン濃度が増大しすぎる
と、エッチングレートの低下が無視し得なくなる。
【００３４】図６参照 また、燐酸エッチング液１２中のシリコン濃度の増大に
伴って、燐酸エッチング液１２中のＳｉ粒子、即ち、エ
ッチング残渣が増加することになり、このＳｉ粒子が製
品の歩留りに影響することになる。
伴って、燐酸エッチング液１２中のＳｉ粒子、即ち、エ
ッチング残渣が増加することになり、このＳｉ粒子が製
品の歩留りに影響することになる。
【００３５】この様な燐酸エッチング液１２中のシリコ
ン濃度は、燐酸エッチング液１２の一部をサンプリング
してプラズマ発光分析を行うことによって測定すること
ができ、その測定結果に応じてエッチングレートが所定
の値になるように純水を加えれば良い。
ン濃度は、燐酸エッチング液１２の一部をサンプリング
してプラズマ発光分析を行うことによって測定すること
ができ、その測定結果に応じてエッチングレートが所定
の値になるように純水を加えれば良い。
【００３６】即ち、この様な理由でエッチングレートが
低下した場合にも、電気伝導度の測定によるＨ3 ＰＯ4
濃度の制御に、プラズマ発光分析によるシリコン濃度の
測定に基づく補正を加えることによって、燐酸エッチン
グ液１２のエッチングレートを回復し一定に保つことが
できるので、製品不良を低減することができ、さらに、
純水の注入によってＳｉ粒子の濃度も低下するので製造
歩留りの低下を低減することができる。
低下した場合にも、電気伝導度の測定によるＨ3 ＰＯ4
濃度の制御に、プラズマ発光分析によるシリコン濃度の
測定に基づく補正を加えることによって、燐酸エッチン
グ液１２のエッチングレートを回復し一定に保つことが
できるので、製品不良を低減することができ、さらに、
純水の注入によってＳｉ粒子の濃度も低下するので製造
歩留りの低下を低減することができる。
【００３７】この様に、燐酸エッチング液１２に純水を
注入してエッチングレートを一定に保つことによって、
通常一日で交換・廃棄していた燐酸エッチング液１２を
一週間程度使用することができるようになるので、燐酸
エッチング液１２の使用期間、即ち、寿命を大幅に延ば
すことができ、それによって、燐酸エッチング液１２の
使用量を大幅に削減することができる。
注入してエッチングレートを一定に保つことによって、
通常一日で交換・廃棄していた燐酸エッチング液１２を
一週間程度使用することができるようになるので、燐酸
エッチング液１２の使用期間、即ち、寿命を大幅に延ば
すことができ、それによって、燐酸エッチング液１２の
使用量を大幅に削減することができる。
【００３８】なお、燐酸エッチング液１２中のシリコン
濃度は、統計的にエッチング処理枚数に略比例するの
で、経験則に基づいて一週間程度を使用期限と定めるも
のである。
濃度は、統計的にエッチング処理枚数に略比例するの
で、経験則に基づいて一週間程度を使用期限と定めるも
のである。
【００３９】また、上記の各実施の形態の説明において
は、燐酸エッチング液１２を用いたシリコン窒化膜のエ
ッチングの例を説明してるが、本発明の技術思想はこの
様な形態に限られるものではなく、他のエッチング工
程、例えば、フッ酸（ＨＦ）を用いたシリコンウェハ表
面のシリコン酸化膜のエッチング工程にも適用し得るも
のである。
は、燐酸エッチング液１２を用いたシリコン窒化膜のエ
ッチングの例を説明してるが、本発明の技術思想はこの
様な形態に限られるものではなく、他のエッチング工
程、例えば、フッ酸（ＨＦ）を用いたシリコンウェハ表
面のシリコン酸化膜のエッチング工程にも適用し得るも
のである。
【００４０】
【発明の効果】本発明によれば、エッチング液の電気伝
導度をリアルタイムに測定することによってエッチング
レートをリアルタイムに制御することができるので、エ
ッチングの過不足を生ずることがなく、したがって、エ
ッチング処理を精度良く安定に行うことができるので、
製品の製造歩留りを向上することができ、また、エッチ
ング液の使用期限の管理も行うことができるので、エッ
チング液を無駄にすることなく有効に使用することがで
き、その使用量を大幅に削減し製造コストの低減に寄与
するものである。
導度をリアルタイムに測定することによってエッチング
レートをリアルタイムに制御することができるので、エ
ッチングの過不足を生ずることがなく、したがって、エ
ッチング処理を精度良く安定に行うことができるので、
製品の製造歩留りを向上することができ、また、エッチ
ング液の使用期限の管理も行うことができるので、エッ
チング液を無駄にすることなく有効に使用することがで
き、その使用量を大幅に削減し製造コストの低減に寄与
するものである。
【図１】本発明の原理的構成の説明図である。
【図２】本発明の実施に用いるエッチング装置の概略的
構成の説明図である。
構成の説明図である。
【図３】燐酸エッチング液のエッチングレートとＨ3 Ｐ
Ｏ4 濃度及び温度の相関の説明図である。
Ｏ4 濃度及び温度の相関の説明図である。
【図４】燐酸エッチング液の電気伝導度とＨ3 ＰＯ4 濃
度の相関の説明図である。
度の相関の説明図である。
【図５】燐酸エッチング液のエッチングレートの反応生
成物依存性の説明図である。
成物依存性の説明図である。
【図６】燐酸エッチング液中のＳｉ粒子の濃度の反応生
成物依存性の説明図である。
成物依存性の説明図である。
１ 処理槽 ２ エッチング液 ３ 電気伝導度測定装置 ４ シーケンサー ５ 制御バルブ １１ 処理槽 １２ 燐酸エッチング液 １３ 電気伝導度測定装置 １４ モニタ端子 １５ シーケンサー １６ エアーオペレートバルブ １７ 流量計 １８ シリコンウェハ
Claims (5)
- 【請求項１】 エッチング工程において、エッチング液
の電気伝導度を同時的に測定することを特徴とするエッ
チング液の濃度管理方法。 - 【請求項２】 上記電気伝導度の測定の結果、上記エッ
チング液の濃度が上昇した場合に前記エッチング液に純
水を加えてエッチングレートを管理することを特徴とす
る請求項１記載のエッチング液の濃度管理方法。 - 【請求項３】 エッチング工程において、エッチング液
中のシリコン濃度を測定し、測定の結果、前記エッチン
グ液中のシリコン濃度が上昇した場合に前記エッチング
液に純水を加えてエッチングレートを管理することを特
徴とするエッチング液の濃度管理方法。 - 【請求項４】 上記エッチング液が、７０℃〜１６０℃
の高温燐酸であり、前記高温燐酸を用いて半導体ウェハ
上のシリコン窒化膜をエッチングすることを特徴とする
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のエッチング液の
濃度管理方法。 - 【請求項５】 エッチング液の電気伝導度を同時的に測
定する手段、及び、電気伝導度に応じて前記エッチング
液中に純水を加える手段を有することを特徴とするエッ
チング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28280995A JPH09129588A (ja) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | エッチング液の濃度管理方法及びエッチング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28280995A JPH09129588A (ja) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | エッチング液の濃度管理方法及びエッチング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09129588A true JPH09129588A (ja) | 1997-05-16 |
Family
ID=17657374
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28280995A Pending JPH09129588A (ja) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | エッチング液の濃度管理方法及びエッチング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09129588A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000058500A (ja) * | 1998-08-07 | 2000-02-25 | Matsushita Electron Corp | エッチング液，その製造方法及びエッチング方法 |
| WO2000079583A1 (en) * | 1999-06-17 | 2000-12-28 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Method and apparatus for wet-etching semiconductor wafers |
| KR100607797B1 (ko) * | 2004-09-14 | 2006-08-02 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 실리콘 질화막 스트립 제어 장치 및 방법 |
| US7097784B2 (en) | 2002-12-27 | 2006-08-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Etching method and apparatus for semiconductor wafers |
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| JP2013206946A (ja) * | 2012-03-27 | 2013-10-07 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 基板処理装置 |
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| JP2021530874A (ja) * | 2018-07-20 | 2021-11-11 | 東京エレクトロン株式会社 | ３ｄ ｎａｎｄ構造における窒化ケイ素のエッチング及びシリカ堆積制御 |
-
1995
- 1995-10-31 JP JP28280995A patent/JPH09129588A/ja active Pending
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