JPH1092789A - エッチング速度評価方法 - Google Patents
エッチング速度評価方法Info
- Publication number
- JPH1092789A JPH1092789A JP24277196A JP24277196A JPH1092789A JP H1092789 A JPH1092789 A JP H1092789A JP 24277196 A JP24277196 A JP 24277196A JP 24277196 A JP24277196 A JP 24277196A JP H1092789 A JPH1092789 A JP H1092789A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- etching
- measured
- quartz oscillator
- etching rate
- flow
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Weting (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、半導体ウエハのエッチング速度を
リアルタイム計測し評価する手法およびエッチング液の
流動状態を制御しながらエッチング速度の評価する方
法、また数種のエッチング液によるエッチング速度の評
価を連続的に行う手法を提供する。 【解決手段】 水晶振動子に被覆した被測定材料をエッ
チング液中に浸漬し、エッチング作業中のエッチング速
度を水晶振動子の周波数変化をモニターすることにより
えられるようにした。また、被測定材料を被覆した水晶
振動子をフローセルに組み込み、エッチング液の流動状
態を制御したり、異なる成分のエッチング液を連続的に
流して上記測定が行える。フローセルは被測定材料を被
覆した水晶振動子上に均一の厚みの流路を確保すること
によりエッチング液が層流になるように構成されてい
る。
リアルタイム計測し評価する手法およびエッチング液の
流動状態を制御しながらエッチング速度の評価する方
法、また数種のエッチング液によるエッチング速度の評
価を連続的に行う手法を提供する。 【解決手段】 水晶振動子に被覆した被測定材料をエッ
チング液中に浸漬し、エッチング作業中のエッチング速
度を水晶振動子の周波数変化をモニターすることにより
えられるようにした。また、被測定材料を被覆した水晶
振動子をフローセルに組み込み、エッチング液の流動状
態を制御したり、異なる成分のエッチング液を連続的に
流して上記測定が行える。フローセルは被測定材料を被
覆した水晶振動子上に均一の厚みの流路を確保すること
によりエッチング液が層流になるように構成されてい
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハのエ
ッチング薬液や洗浄液開発におけるエッチング速度評価
方法あるいは半導体製造工程においてエッチング速度を
監視する方法に関するものである。
ッチング薬液や洗浄液開発におけるエッチング速度評価
方法あるいは半導体製造工程においてエッチング速度を
監視する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、エッチング速度の測定は原子間力
顕微鏡や段差計など探針による方法、エリプソメトリー
など光学的方法が用いられていた。原子間力顕微鏡や段
差計による方法においては、測定材料にマスキングを施
し、被エッチング個所、未エッチング個所との段差を探
針によりスキャンすることにより求める。原子間力顕微
鏡は操作が煩雑でノイズや振動に弱いという問題点があ
る。また、段差計による方法では液中で測定することが
不可能であり、測定材料を乾燥させる必要があるし、ま
た感度も悪い。
顕微鏡や段差計など探針による方法、エリプソメトリー
など光学的方法が用いられていた。原子間力顕微鏡や段
差計による方法においては、測定材料にマスキングを施
し、被エッチング個所、未エッチング個所との段差を探
針によりスキャンすることにより求める。原子間力顕微
鏡は操作が煩雑でノイズや振動に弱いという問題点があ
る。また、段差計による方法では液中で測定することが
不可能であり、測定材料を乾燥させる必要があるし、ま
た感度も悪い。
【０００３】エリプソメトリーによる方法は、測定材料
に光をあててその偏向状態から膜厚を求める手法であ
る。この方法では金属材料など光を透過させない材料に
は使用できず、また測定できる膜厚の範囲も限られてい
る。
に光をあててその偏向状態から膜厚を求める手法であ
る。この方法では金属材料など光を透過させない材料に
は使用できず、また測定できる膜厚の範囲も限られてい
る。
【０００４】さらに、ここに挙げたいずれの手法に関し
ても、エッチング速度をリアルタイムで測定すること
や、エッチング液の流動状態を制御しながら測定するこ
と、数種のエッチング液によるエッチング速度の評価を
連続的に行うことが不可能である。
ても、エッチング速度をリアルタイムで測定すること
や、エッチング液の流動状態を制御しながら測定するこ
と、数種のエッチング液によるエッチング速度の評価を
連続的に行うことが不可能である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は上述し
た問題点を解決して、エッチング速度をリアルタイム計
測し評価する手法およびエッチング液の流動状態を制御
しながらエッチング速度を評価する方法、また数種のエ
ッチング液によるエッチング速度の評価を連続的に行う
手法を提供することにある。
た問題点を解決して、エッチング速度をリアルタイム計
測し評価する手法およびエッチング液の流動状態を制御
しながらエッチング速度を評価する方法、また数種のエ
ッチング液によるエッチング速度の評価を連続的に行う
手法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ための本発明の方法は、水晶振動子に被覆した測定材料
をエッチング液中に浸漬し、エッチング作業中のエッチ
ング速度を水晶振動子の周波数変化をモニターすること
によりえられるようにしたものである。また、測定材料
を被覆した水晶振動子をフローセルに組み込み、エッチ
ング液の流動状態を制御したり、異なる成分のエッチン
グ液を連続的に流して上記測定が行える方法である。フ
ローセルは測定材料を被覆した水晶振動子上に均一の厚
みの流路を確保することにより、エッチング液が層流に
なるように構成されている。
ための本発明の方法は、水晶振動子に被覆した測定材料
をエッチング液中に浸漬し、エッチング作業中のエッチ
ング速度を水晶振動子の周波数変化をモニターすること
によりえられるようにしたものである。また、測定材料
を被覆した水晶振動子をフローセルに組み込み、エッチ
ング液の流動状態を制御したり、異なる成分のエッチン
グ液を連続的に流して上記測定が行える方法である。フ
ローセルは測定材料を被覆した水晶振動子上に均一の厚
みの流路を確保することにより、エッチング液が層流に
なるように構成されている。
【０００７】
【発明の実施の形態】共振回路に組み込まれた水晶振動
子は、その厚み方向に垂直方向に共振周波数（ｆo ）で
振動する。このとき水晶振動子に被覆した被測定材料が
溶液に接触し、エッチングによる質量減少が生じると、
次式のような共振周波数変化Δｆが生じる。したがっ
て、この共振周波数変化Δｆから質量変化ΔＷを測定
し、測定材料密度からエッチング膜厚ΔＤを求めること
ができる。 Δｆ＝−ｆo 2 ΔＷＮＡρ＝−ｆo 2 ΔＤρM ／ＮＡρ （１） 但し、ΔＷ：質量変化、Ａ：電極面積、ρM ：測定材料
密度、ρ：水晶の比重、Ｎ：水晶の周波数定数である。
子は、その厚み方向に垂直方向に共振周波数（ｆo ）で
振動する。このとき水晶振動子に被覆した被測定材料が
溶液に接触し、エッチングによる質量減少が生じると、
次式のような共振周波数変化Δｆが生じる。したがっ
て、この共振周波数変化Δｆから質量変化ΔＷを測定
し、測定材料密度からエッチング膜厚ΔＤを求めること
ができる。 Δｆ＝−ｆo 2 ΔＷＮＡρ＝−ｆo 2 ΔＤρM ／ＮＡρ （１） 但し、ΔＷ：質量変化、Ａ：電極面積、ρM ：測定材料
密度、ρ：水晶の比重、Ｎ：水晶の周波数定数である。
【０００８】たとえば、被測定材料がＳｉＯ2 なら
（２）式が、Ｗなら（３）式が成り立つ。 ΔＤ（Å）＝Δｆ（Ｈｚ）／１．３ （２） ΔＤ（Å）＝Δｆ（Ｈｚ）／１１．４ （３） さらに、モニターしたΔｆのデータを以下の（４）式の
ようにデータ処理をすることによりエッチング速度Ｅ．
Ｒ．（Å/min）が求められる。 Ｅ．Ｒ．＝ｄ（ΔＤ）／ｄｔ （４） 但しｔ：測定時間（min ）
（２）式が、Ｗなら（３）式が成り立つ。 ΔＤ（Å）＝Δｆ（Ｈｚ）／１．３ （２） ΔＤ（Å）＝Δｆ（Ｈｚ）／１１．４ （３） さらに、モニターしたΔｆのデータを以下の（４）式の
ようにデータ処理をすることによりエッチング速度Ｅ．
Ｒ．（Å/min）が求められる。 Ｅ．Ｒ．＝ｄ（ΔＤ）／ｄｔ （４） 但しｔ：測定時間（min ）
【０００９】水晶振動子はフローセルに組み込むことに
より、水晶振動子に被覆した測定材料に接触するエッチ
ング液を層流に制御することができる。またフローセル
に異なる成分のエッチング液を連続的に流すことによ
り、各々のエッチング液によるエッチング速度を連続的
に測定することができる。
より、水晶振動子に被覆した測定材料に接触するエッチ
ング液を層流に制御することができる。またフローセル
に異なる成分のエッチング液を連続的に流すことによ
り、各々のエッチング液によるエッチング速度を連続的
に測定することができる。
【００１０】
（実施例１）水晶振動子上にＣＶＤ法を用いてＳｉＯ2
膜を厚み２０００Å蒸着した。この水晶振動子を純水に
浸漬し、安定したところで終濃度０．２％になるように
ＨＦを添加し測定を開始した。Δｆは時間とともに減少
した。（４）式を用いてエッチング速度（Ｅ．Ｒ．）を
求めた。Δｆより求めたエッチング速度とエリプソメト
リーによりもとめたエッチング速度はほぼ一致した（図
１参照）。
膜を厚み２０００Å蒸着した。この水晶振動子を純水に
浸漬し、安定したところで終濃度０．２％になるように
ＨＦを添加し測定を開始した。Δｆは時間とともに減少
した。（４）式を用いてエッチング速度（Ｅ．Ｒ．）を
求めた。Δｆより求めたエッチング速度とエリプソメト
リーによりもとめたエッチング速度はほぼ一致した（図
１参照）。
【００１１】（実施例２）水晶振動子上にスパッタリン
グ法を用いてＷ膜を厚み２０００Å蒸着した。この水晶
振動子をフローセルに組み込み、流速８．９cm/sで３％
ＮＨ3 、０．０４％Ｈ2 Ｏ2 を成分とするエッチング液
および３％ＮＨ3 、０．４％Ｈ2 Ｏ2 を成分とするエッ
チング液を交互に流した。周波数変化の傾きおよびＥ．
Ｒ．は、エッチング液の成分に常に依存し、連続的にエ
ッチング速度が測定できることが分かった（図２参
照）。
グ法を用いてＷ膜を厚み２０００Å蒸着した。この水晶
振動子をフローセルに組み込み、流速８．９cm/sで３％
ＮＨ3 、０．０４％Ｈ2 Ｏ2 を成分とするエッチング液
および３％ＮＨ3 、０．４％Ｈ2 Ｏ2 を成分とするエッ
チング液を交互に流した。周波数変化の傾きおよびＥ．
Ｒ．は、エッチング液の成分に常に依存し、連続的にエ
ッチング速度が測定できることが分かった（図２参
照）。
【００１２】
【発明の効果】以上説明した本発明によれば、エッチン
グ速度を簡便に高精度に評価することや、エッチング液
の流れを制御しながら評価すること、数種のエッチング
液のエッチング速度を連続的に評価することが可能にな
り、エッチング液の開発に極めて有用である。
グ速度を簡便に高精度に評価することや、エッチング液
の流れを制御しながら評価すること、数種のエッチング
液のエッチング速度を連続的に評価することが可能にな
り、エッチング液の開発に極めて有用である。
【図１】本発明と従来手法のエリプソメトリーのエッチ
ング速度測定の定量性を比較した図である。
ング速度測定の定量性を比較した図である。
【図２】Ｗのエッチング速度を連続測定した結果を示す
図である。
図である。
Claims (3)
- 【請求項１】 水晶振動子に被測定材料を被覆し、該水
晶振動子に被覆した該測定材料をエッチング液に接触さ
せ、該水晶振動子の振動周波数変化から被測定材料のエ
ッチング速度をリアルタイムで定量的に評価することを
特徴とするエッチング速度評価方法。 - 【請求項２】 水晶振動子に被覆した被測定材料をフロ
ーセルに組み込み、フローセル内にエッチング液を流す
ことにより該測定材料を該エッチング液に接触させ、該
水晶振動子の振動周波数変化から被測定材料のエッチン
グ速度をリアルタイムで定量的に評価することを特徴と
するエッチング速度評価方法。 - 【請求項３】 フローセル内に異なる成分のエッチング
液を連続して流すことにより、エッチング速度評価を連
続的に行う請求項２記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24277196A JPH1092789A (ja) | 1996-09-13 | 1996-09-13 | エッチング速度評価方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24277196A JPH1092789A (ja) | 1996-09-13 | 1996-09-13 | エッチング速度評価方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1092789A true JPH1092789A (ja) | 1998-04-10 |
Family
ID=17094043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24277196A Withdrawn JPH1092789A (ja) | 1996-09-13 | 1996-09-13 | エッチング速度評価方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1092789A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999045587A3 (en) * | 1998-03-02 | 1999-12-09 | Koninkl Philips Electronics Nv | Etching method |
| WO2016104433A1 (ja) * | 2014-12-26 | 2016-06-30 | 倉敷紡績株式会社 | 珪素濃度又はエッチング選択比の測定方法及び測定装置 |
| CN109937471A (zh) * | 2016-11-14 | 2019-06-25 | 应用材料公司 | 选择性蚀刻速率监控器 |
| WO2024041920A1 (en) * | 2022-08-22 | 2024-02-29 | Lam Research Ag | Apparatus and method with quartz crystal microbalance and flow cell |
-
1996
- 1996-09-13 JP JP24277196A patent/JPH1092789A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999045587A3 (en) * | 1998-03-02 | 1999-12-09 | Koninkl Philips Electronics Nv | Etching method |
| US6562254B2 (en) | 1998-03-02 | 2003-05-13 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Etching method |
| WO2016104433A1 (ja) * | 2014-12-26 | 2016-06-30 | 倉敷紡績株式会社 | 珪素濃度又はエッチング選択比の測定方法及び測定装置 |
| JPWO2016104433A1 (ja) * | 2014-12-26 | 2017-10-05 | 倉敷紡績株式会社 | 珪素濃度又はエッチング選択比の測定方法及び測定装置 |
| CN109937471A (zh) * | 2016-11-14 | 2019-06-25 | 应用材料公司 | 选择性蚀刻速率监控器 |
| CN109937471B (zh) * | 2016-11-14 | 2023-08-22 | 应用材料公司 | 选择性蚀刻速率监控器 |
| WO2024041920A1 (en) * | 2022-08-22 | 2024-02-29 | Lam Research Ag | Apparatus and method with quartz crystal microbalance and flow cell |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Rabe et al. | Monolithic miniaturized quartz microbalance array and its application to chemical sensor systems for liquids | |
| US7568377B2 (en) | High frequency thickness shear mode acoustic wave sensor for gas and organic vapor detection | |
| JP2004079869A (ja) | 共振デバイスの製造方法 | |
| US6222366B1 (en) | High frequency measuring circuit with inherent noise reduction for resonating chemical sensors | |
| JPH11354509A (ja) | プラズマエッチングの終点検出方法及びプラズマエッチング装置 | |
| US6553335B2 (en) | Method and apparatus for determining end-point in a chamber cleaning process | |
| Rabe et al. | Design, manufacturing, and characterization of high-frequency thickness-shear mode resonators | |
| JPH1092789A (ja) | エッチング速度評価方法 | |
| US6562254B2 (en) | Etching method | |
| JP3319055B2 (ja) | 水晶振動子式ラジカルビームモニタ | |
| JP4039284B2 (ja) | 質量測定用圧電振動子の製造方法および質量測定用圧電振動子並びに質量測定装置 | |
| JPH11287681A (ja) | 超音波流量計 | |
| JP2819167B2 (ja) | 赤血球沈降速度測定方法及び装置 | |
| JPH1096685A (ja) | パーティクル付着量評価方法 | |
| JP3146069B2 (ja) | 濃度センサー | |
| JPH04289438A (ja) | 微量測定用センサー | |
| CN112885733B (zh) | 利用高频无极石英晶体传感器监测刻蚀二氧化硅的系统 | |
| JP2003315235A (ja) | 分析方法 | |
| JP2791257B2 (ja) | 超音波洗浄の評価方法およびその装置 | |
| JPH08228123A (ja) | 水晶基板及び水晶基板の重量変化測定方法 | |
| Buettgenbach et al. | High-frequency thickness-shear mode resonators for sensor application in liquids | |
| JP2001349816A (ja) | 薄膜評価方法および薄膜評価装置 | |
| Wang et al. | Thin-film anodized aluminum on an acoustic sensor | |
| JP2002022635A (ja) | 振動密度計 | |
| JPH07318474A (ja) | 水分計 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20031202 |