JPS587709B2 - エツチング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、半導体、誘電体などの加工に用いられるエ
ッチング装置に関するものである。

たとえば半導体素子の製造に際しては、電極配線部の形
成、ゲート電極部の形成などのように、所定の金属を一
定の微細寸法で精度よく加工することが要求される。

この場合の加工精度と微細寸法形成におけるコントロー
ルが、半導体素子の性能、信頼性を左右する要因となっ
ている。

上述加工にはエッチング技術が用いられる。

第１図は従来のエッチング装置を示す。

この図において、１はエッチング液、２はエッチング液
容器内槽、３は治具、４はエッチング液温度コントロー
ル用の液体、５はエッチング容器外槽、６はエッチング
液温度コントロール用液体４の恒温部とこの液体循環用
のポンプ部であり、上記治具３にはたとえばＡｌなどの
金属薄膜が表面に形成された半導体基板７が収納される
。

このように構成されたエッチング装置においては、治具
３に半導体基板７を収納して、それを、たとえば水など
の液体４により温度コントロールされた内槽２内のエッ
チング液１に浸漬することにより、半導体基板７表面の
所定のマスク材で覆われた部分以外の金属薄膜を選択的
にエッチングすることができる。

しかるに、上記エッチング装置では、所望の加工形状が
候られず、しかもエッチング速度が時間とともに低下す
ることが避けられなかった。

すなわち、上記装置においては、エッチング反応により
発生した反応ガスが気泡となって半導体基板７表面の金
属薄膜上に付着する。

気泡が付着すると、その部分は、エッチング液１の供給
が充分になされないため、エッチング反応が遅れる。

ゆえに、所望の加工形状が得られなかった。

また、金属薄膜表面付近のエッチング液は、エッチング
反応により消費されて組成が変化する。

ゆえに、エッチング速度が時間とともに低下することが
避けられない。

そこで、エッチング液１内で半導体基板７を移動するこ
とが試みられているが、充分な効果は得られていない。

この発明は上記の点に鑑みなされたもので、時間に関係
なく均−なエッチング速度を維持でき、しかも所望の加
工形状を高精度に得ることができるエッチング装置を提
供することを目的とする。

以下この発明の実施例を図面を参照して説明する。

第２図はこの発明の装置の実施例を示す断面図である。

この図において、１１はエッチング液１２が満たされる
エッチング槽で、底部より上方所定位置には、それより
上方内のエッチング液１２の流速分布を均一にするため
の多孔仕切板１３が設けられている。

このようなエッチング槽１１の外側には、エッチング槽
１１よりオーバフローしたエッチング液１２を受けるた
めのオーバフロ一槽１４が設けられる。

１５は温度コントロール槽である。

この温度コントロール槽１５は、図示しない加熱、冷却
機構を備え、内部のエッチング液１２の温度コントロー
ルが可能になっている。

また、温度コントロール槽１５は循環ポンプ１６を備え
、温度コントロール槽１５それ自体の内部でエッチング
液１２を循環させ得るようになっている。

オーバフロ一槽１４の底部と温度コントロール槽１５の
両側上部は環流管１７で連通される。

また、温度コントロール槽１５は、ポンプ１８を途中に
設けた送液管１９によりエッチング槽１１と連通される
。

この場合、送液管１９は、エッチング槽１１の多孔仕切
板１３より底部側において、このエッチング槽１１に接
続される。

２０は治具で、この治具２０に金属薄膜が表面に形成さ
れた半導体基板２１が収納される。

２２はエッチング槽１１の上方外部に設けられた駆動部
である。

上記半導体基板２１を収納した治具２０は、駆動部２２
に固定してエッチング槽１１内のエッチング液１２に浸
漬され、駆動部２２は治具２０および半導体基板２１を
上下に揺動させる。

第３図に示すように、治具２０には、半導体基板２１の
表面と対向する側面部に穴２３が形成される。

したがって、この穴２３を介して半導体基板２１の表面
を直視できる。

このように構成された装置においては、エッチング液１
２が、温度コントロール槽１５内で、しかもポンプ１６
により温度コントロール槽１５それ自体内で循環されな
がら所望の温度にコントロールされる。

そして、所望温度のエッチング液１２はポンプ１８によ
り送液管１９を介してエッチング槽１１に送られ、また
エッチング槽１１からオーバフロ一槽１４にオーバフロ
ーしたエッチング液１２は環流管１７を介して温度コン
トロール槽１５に戻される。

すなわち、エッチング液１２は、温度コントロール槽１
５とエッチング槽１１との間を循環する。

このようなエッチング装置を用いて、半導体基板２１表
面の金属薄膜のエッチングを行うには、半導体基板２１
を治具２０に収納し、その治具２０を駆動部２２に固定
してエッチング槽１１内のエッチング液１２に浸漬させ
る。

さらに、エッチング液１２内で治具２０および半導体基
板２１を駆動部２２により揺動させるものである。

治具２０は、半導体基板２１の表面と対向する側面部に
穴２３が形成されている。

したがって、上記エッチング工程において、半導体基板
２１表面のエッチング状態は穴２３を介して目視するこ
とができる。

ゆえに、エッチング終点を目視により的確に判別するこ
とが可能である。

なお、半導体基板２１の表面に形成される金属薄膜は、
通常Ａｌが使用されることが多い。

しかし、Ａｌに限らず多元化合物が使用される場合もあ
り、この多元化合物においても上述のようにしてエッチ
ングすることができる。

また、エッチング液１２としては、各種の酸またはアル
カリなどが使用される。

以上のように、上記装置では、エッチング液１２が高速
で循環され、しかも半導体基板２１が揺動される。

したがって、エッチング反応時に発生する気泡を半導体
基板２１表面の金属薄膜上から除去し得るとともに、エ
ッチング反応により消費され組成の変化したエッチング
液を迅速に新しいエッチング液に置換することができ、
その結果時間に無関係に均一なエッチング速度を維持す
ることができるとともに、所望の加工形状を高精度に得
ることができる。

発明者の実験によれば、エッチング対象物がＡＡの場合
、エッチング液１２の循環速度を１００ｍｍ／秒、半導
体基板２１の上下揺動スピードをストローク１５０ｍｍ
の範囲内で５０回／分とすることにより、良好な結果を
得ることができた。

ただし、上記最適条件は一列であり、最適条件は、エッ
チング対象物の種類、エッチング液組成、液温などを考
慮して選択されることはいうまでもない。

また、通常の金属薄膜は、おおよそのエッチング終了が
目視で判断町能なケースが多い。

したがって、上記装置の治具２０のように、半導体基板
２１の表面を直視できよう穴２３を形成すれば、エッチ
ング終点を目視により的確に判別することができるから
、オーバエッチングを防上することが可能となる。

上述実施例では、エッチング液の温度をコントロールす
る第１の槽と、エッチングを行う第２の槽とを、温度コ
ントロール槽１５とエッチング槽１１とに分離した。

しかるに、第１の槽と第２の槽とを一体とすることもで
きる。

たとえば、エツチング槽１１の底部側に温度コントロー
ル機構を備えて、この部分を第１の槽とし、他方エッチ
ング槽の上方側を第２の槽とするものである。

このようにしても、実施例と同様の効果を得ることがで
きる。

また、エッチング対象物収納用の治具の工夫により、定
型対象物のみならず、たとえばＧａＡｓなど不定形材料
のエッチングに使用しても同様の効果が得られる。

以上詳述したように、この発明のエッチング装置は、エ
ッチング液を循環させ、しかも対象物を揺動させること
により、時間に無関係に均一なエツチング速度を維持し
得るとともに、所望の加工形状を高精度に得られるもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のエッチング装置を示す断面図、第２図は
この考案によるエツチング装置の実施例を示す断面図、
第３図は実施例に使用されている治具の要部を示す側面
図である。 １１・・・・・・エッチンク槽、１２・・・・・・エッ
チング液、１４・・・・・・オーバフロ一槽、１５・・
・・・・温度コントロール槽、１７・・・・・・環流管
、１８・・・・・・ポンプ、１９・・・・・・送液管、
２０・・・・・・治具、２１・・・・・・半導体基板、
２２・・・・・・駆動部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 加熱、冷却機構を備え、エッチング液の温度コント
   ロールが可能な第１の槽と、エッチングを行う対象物が
   浸漬される第２の槽と、この第２の槽から上記第１の槽
   へ、さらには第１の槽からオーバフローしたエッチング
   液を第２の槽へと、エッチング液を循環させる手段と、
   上記対象物を揺動させる駆動部とを具備してなるエッチ
   ング装置。