JPH10163167A - エッチング装置及びエッチングの終点検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エッチングする被膜の特定物質を特に限定す
ることなく、エッチング終点検出を正確なタイミングで
行うことができるエッチング装置及びエッチングの終点
検出方法を提供する。 【解決手段】 エッチング処理の開始からエッチング槽
内のエッチング液３に含まれるチタン原子の濃度を原子
濃度検出器により検出し（ステップＳ２）、制御装置
は、その原子濃度の１次時間微分値に基づいてエッチン
グの終点を検出し（ステップＳ３及びＳ４）、ロボット
アームに制御信号を与えてケースをエッチング槽から引
上げさせた（ステップＳ５）後、そのケースを洗浄槽の
洗浄液中に浸漬させて洗浄工程を行う（ステップＳ
６）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表面に被膜が形成
されている対象物をエッチング槽中のエッチング液に浸
漬することにより、前記被膜を構成している特定物質を
選択的にエッチングするエッチング装置及びエッチング
の終点検出方法に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】例えばＭＯＳＦＥＴな
どの半導体装置の製造プロセスにおいて、ソース，ドレ
イン及びゲート電極の表面を金属シリサイド化するサリ
サイド構造をなすことにより、寄生抵抗を低減してＭＯ
ＳＦＥＴの動作速度を向上させる技術がある。例えば、
金属シリサイドとして一般に良く用いられるチタンシリ
サイドを形成した場合は、ゲート側壁酸化膜やＬＯＣＯ
Ｓ酸化膜表面上などに存在する未反応の不要なチタン
を、エッチング液としてアンモニア，過酸化水素水の溶
液を用いた選択ウエットエッチングによって除去する必
要がある。

【０００３】この場合に問題となるのは、エッチングを
どの時点で終了させるか、という点である。即ち、エッ
チング時間が不足すると、ＭＯＳＦＥＴ上に不要なチタ
ンが残留してしまい（アンダーエッチング）、ゲートと
ソース及びドレイン間との絶縁不良をもたらし、これを
防止するためにエッチング時間を余分に設定すると、Ｍ
ＯＳＦＥＴとして必要な層（チタンシリサイド層）にま
でエッチングが及んでしまう場合があり（オーバーエッ
チング）、その上に電極が形成された場合に接触抵抗の
増大を招いてしまう。従って、エッチングの終点検出を
いかに適切に行い得るかが、デバイス特性の良否及びそ
の再現性（歩留まり）を決定するのである。

【０００４】この様なエッチングの終点検出を的確に行
うことを目的とした従来技術として、例えば、特開平７
−２０１８０７号公報に開示されているものがある。こ
れは、エッチング液中に浸漬されエッチング処理中であ
るＳｉ半導体基板と酸化膜（ＳｉＯ_２）との界面に、基
本波及び１次高調波成分のみからなる赤外線ビームをプ
ローブ光として照射し、前記基板と酸化膜との界面で反
射された赤外線ビームに含まれる２次高調波成分を検出
して、その変化によりエッチングの終点検出を行うもの
である。

【０００５】この従来技術を、上記のようにチタンをエ
ッチングする場合に適用することを想定すると、以下の
ような問題がある。先ず、赤外線ビームに代わるプロー
ブ光として、チタンを透過し、且つチタンシリサイドと
の界面において反射する適当なプローブ光を選択するの
が難しい。

【０００６】また、エッチングする対象が、プローブ光
の径と同等若しくはそれ以下の微細なパターンを形成し
ている場合には、プローブ光によって終点検出に適する
情報を得るのが困難である。更に、チタンのエッチング
中には、エッチング液中に気泡が多量に発生するため、
プローブ光の散乱が生じて検出動作に支障を来す。以上
のことから、適用可能性は乏しいと考えられる。

【０００７】この様に、エッチング対象となる材料の表
面の状態から直接エッチング終点検出を行うものでは、
上述のようにエッチング対象や検出動作の制約が多くな
るため、正確な検出を行えない場合がある。

【０００８】更に、従来技術としては、特開平６−２６
０４７９号公報に開示されているものがある。これは、
イオン検出手段によってエッチング液中のイオン濃度を
測定し、そのイオン濃度が飽和したことによってエッチ
ングの終点を検出するものである。

【０００９】しかしながら、実際には、エッチング液中
に存在する例えば金属等の被エッチング部材の全てがイ
オン化されるわけではない。従って、イオン濃度に基づ
いてエッチングの終点を検出すると、イオン化されてい
ない被エッチング部材の割合に応じた誤差が含まれてし
まう。加えて、イオン濃度が飽和するエッチングの終点
付近では濃度の変化量が小さくなり、最適なタイミング
で終点検出を行うことが難しいという問題がある。

【００１０】本発明は上記課題を解決するものであり、
その目的は、エッチングする被膜の特定物質を特に限定
することなく、エッチング終点検出を正確なタイミング
で行うことができるエッチング装置及びエッチングの終
点検出方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載のエッチング装置または請求項７記載
のエッチングの終点検出方法によれば、エッチングの進
行に伴って、エッチング液中に、対象物表面に形成され
ている被膜を構成している特定物質（例えばチタン）の
原子濃度が次第に増加する。この原子濃度を原子濃度検
出手段により検出し、終点検出手段は、原子濃度の１次
時間微分値に基づいてエッチングの終点を検出する。

【００１２】例えば、エッチングすべき被膜の特定物質
が略エッチングされると、エッチング液中に溶け込んだ
特定物質の原子濃度も変化が少なくなるので、その１次
時間微分値も低いレベルとなる。従って、特定物質の原
子濃度の１次時間微分値が所定レベル以下となったこと
を以て、特定物質の種類を特に限定することなくエッチ
ングの終点を正確なタイミングで検出することができ
る。

【００１３】請求項２記載のエッチング装置または請求
項８記載のエッチングの終点検出方法によれば、エッチ
ングを行うことによって、エッチング液中でイオン化さ
れる特定物質（例えばチタン）の濃度が次第に増加し
て、エッチング液の抵抗率が低下する。この抵抗率を抵
抗率検出手段により検出し、終点検出手段は、抵抗率の
１次時間微分値を得て、その１次時間微分値に基づいて
エッチングの終点を検出する。従って、請求項１または
７と同様の効果が得られる。

【００１４】請求項３記載のエッチング装置または請求
項９記載のエッチングの終点検出方法によれば、エッチ
ングを行うことによって、エッチング液中に含まれる特
定物質（例えばチタン）の濃度が次第に増加して、エッ
チング液の光吸収度が次第に低下する。この光吸収度を
光吸収度検出手段により検出し、終点検出手段は、光吸
収度の１次時間微分値を得て、その１次時間微分値に基
づいてエッチングの終点を検出する。従って、請求項１
または７と同様の効果が得られる。

【００１５】請求項４記載のエッチング装置または請求
項１０記載のエッチングの終点検出方法によれば、エッ
チング液中に含まれる特定物質（例えばチタン）の原子
濃度を原子濃度検出手段により検出し、終点検出手段
は、原子濃度の２次時間微分値に基づいてエッチングの
終点を検出する。従って、エッチングの終点をより正確
に検出することができる。

【００１６】請求項５記載のエッチング装置または請求
項１１記載のエッチングの終点検出方法によれば、エッ
チング液の抵抗率を抵抗率検出手段により検出し、終点
検出手段は、抵抗率の２次時間微分値を得て、その２次
時間微分値に基づいてエッチングの終点を検出する。従
って、請求項４または１０と同様の効果が得られる。

【００１７】請求項６記載のエッチング装置または請求
項１２記載のエッチングの終点検出方法によれば、エッ
チング液の光吸収度を光吸収度検出手段により検出し、
終点検出手段は、光吸収度の２次時間微分値を得て、そ
の２次時間微分値に基づいてエッチングの終点を検出す
る。従って、請求項４または１０と同様の効果が得られ
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１実施例につい
て図１乃至図５を参照して説明する。図２は、エッチン
グ装置の構成を示す機能ブロック図である。エッチング
槽１は、オーバーフロー槽２の内部に配設されている。
エッチング槽１の内部には、アンモニアと過酸化水素水
とからなるエッチング液３が満たされている。

【００１９】オーバーフロー槽２の外底部には、エッチ
ング槽１からオーバーフローしたエッチング液３を排出
するためのパイプ４の一端が接続されており、そのパイ
プ４の他端は、原子濃度測定器（原子濃度検出手段）５
に接続されている。パイプ４の途中には、開閉用のバル
ブ６が設けられている。また、原子濃度測定器５には、
エッチング槽１内のエッチング液３を直接採取すること
もできるように、パイプ７（途中にバルブ７ａが設けら
れている）が接続されている。

【００２０】原子濃度測定器５は、例えばＩＣＰ（Indu
ctively Coupled Plasma）発光分析装置などで構成され
ている。ＩＣＰ発光分析装置は、アルゴンなどの不活性
気体の気流中に誘導コイルにより高周波電流を流してプ
ラズマ化させ、試料としてのエッチング液３を、ニュー
マティックネブライザにより吸引噴霧してプラズマ中に
導入することにより発光させる。そして、試料中に含ま
れている特定物質により生じた特定波長の発光量を分光
器（モノクロメータ）で検出することによって、エッチ
ング液３中に含まれる特定物質の原子濃度を得ることが
できるものである。尚、この場合の原子濃度は、絶対値
またはある検出時点を基準とした相対値の何れでも良
い。

【００２１】原子濃度測定器５の検出信号は、例えばパ
ーソナルコンピュータなどで構成される制御装置（終点
検出手段）８に与えられるようになっている。制御装置
８は、与えられた原子濃度の検出信号を後述のようにデ
ータ処理して、その結果をディスプレイにグラフィック
表示させたり、その結果に基づきロボットアーム９に制
御信号を出力して駆動させるようになっている。

【００２２】原子濃度測定器５には、エッチング液３循
環用のパイプ１０に対して、２系統の排出用パイプ１１
及び１２が接続されている。パイプ１１は、パイプ１０
に直接接続されており、パイプ１２は、フィルタ１３を
介してパイプ１０に接続されている。パイプ１１及び１
２には、夫々バルブ１１ａ及び１２ａが設けられてお
り、何れか一方を開状態にして、排出液をフィルタ１３
に通すか通さないかを選択するようになっている。パイ
プ１０の途中には、循環ポンプ１４が設けられており、
パイプ１０の他端は、エッチング槽１内に導入されてい
る。

【００２３】ロボットアーム９は、エッチングの対象物
が複数個セットされている図示しないケースを、エッチ
ング槽１内と洗浄槽１５との間で移動させるために設け
られている。洗浄槽１５は、エッチング槽１と同様にオ
ーバーフロー槽１６の内部に設置されており、超純水な
どの洗浄液１７で満たされている。洗浄液１７中には、
循環用のパイプ１８の一端が導入され、そのパイプ１８
は、途中にバルブ１８ａを介して他端が原子濃度測定器
１９に接続されている。

【００２４】この原子濃度測定器１９は、エッチングが
終了した対象物を洗浄することによって洗浄液１７の汚
染がどの程度進んだかを検出して、洗浄液１７の交換時
期を決定するために用いられるものである。原子濃度測
定器１９には、排出用のパイプ２０の一端が接続されて
おり、そのパイプ２０は、フィルタ２１及び循環用ポン
プ２２を介して他端が洗浄槽１５内に導入されている。

【００２５】また、オーバーフロー槽１６の外底部に
は、オーバーフロー槽２と同様に、洗浄槽１５からオー
バーフローした洗浄液１７を排出するためのパイプ２３
の一端が接続されており、そのパイプ２３の他端は、原
子濃度測定器１９に接続されている。パイプ２３の途中
には、開閉用のバルブ２４が設けられている。

【００２６】図３は、エッチングの対象物たるＭＯＳＦ
ＥＴ２５の構造の一部を摸式的に示す断面図であり、
（ａ）はエッチング前，（ｂ）はエッチング後の状態を
示している。半導体基板２６内に拡散形成されているウ
エル２７内部には、ソース領域２８及びドレイン領域２
９がやはり拡散によって形成されている。ウエル２７表
面のソース領域２８とドレイン領域２９との間に位置す
る部位には、ゲート酸化膜３０を介してポリシリコンか
らなるゲート電極３１が形成されている。ゲート電極３
１の両側方には、側壁酸化膜（サイドウォール）３２が
形成されている。

【００２７】上記基本的構成のＭＯＳＦＥＴ２５のソー
ス領域２８及びドレイン領域２９並びにゲート電極３１
表面の酸化膜を除去した後に、スパッタ法などによりチ
タン膜３４を全面に成膜し、例えばアルゴンガス雰囲気
中で６２５度，６０秒の短時間熱処理を行う。

【００２８】すると、ソース領域２８及びドレイン領域
２９並びにゲート電極３１表面上のみに、チタンシリサ
イド膜３３が形成される。この状態を示しているのが図
３（ａ）である。このＭＯＳＦＥＴ２５の表面に被膜と
して存在している未反応のチタン膜３４のみをエッチン
グにより選択的に除去して、図３（ｂ）に示すＭＯＳＦ
ＥＴ２５ａの状態にする。即ち、チタン膜３４を構成し
ているチタンが特定物質に対応するものである。

【００２９】次に、第１実施例の作用について、図１，
図４及び図５をも参照して説明する。図１は、制御装置
８の制御内容を示すフローチャートである。制御装置８
の図示しないキーボードが操作されエッチング開始用の
コマンドが入力されると、先ず、「エッチング開始」の
処理ステップＳ１に移行して、制御装置８は、ロボット
アーム９を駆動させて多数のＭＯＳＦＥＴ２５が形成さ
れたウエハを収容したケースを、エッチング槽１内のエ
ッチング液３に浸漬させてエッチング処理を開始させ
る。そして、「原子濃度読込み」の処理ステップＳ２に
移行する。

【００３０】尚、エッチング液３は、エッチング槽１の
容積以上の量が供給されており、循環ポンプ１４が駆動
されることによって、エッチング槽１をオーバーフロー
したエッチング液３は、オーバーフロー槽２→パイプ４
→原子濃度測定器５→パイプ１１→パイプ１０（循環ポ
ンプ１４）→エッチング槽１→…の経路で循環するよう
になっている。

【００３１】エッチング処理が開始されると、ＭＯＳＦ
ＥＴ２５の表面に形成されているチタン膜３４のエッチ
ング液３に晒された部分が選択的にエッチングされて、
チタン原子がエッチング液３中に溶出する。処理ステッ
プＳ２において、制御装置８は、原子濃度測定器５によ
り検出されるエッチング液３中のチタン原子濃度を適当
な時間間隔を以てＡ／Ｄ変換して読込むと、次の「１次
時間微分値演算」の処理ステップＳ３に移行する。処理
ステップＳ３において、制御装置８は、ステップＳ２に
おいて読込んだチタン原子濃度の１次時間微分値を演算
する。そして、「濃度飽和？」の判断ステップＳ４に移
行する。

【００３２】ここで、図４は、エッチング処理が開始さ
れた時点からの時間経過を横軸に、エッチング液３中の
チタン原子濃度の変化の一例を縦軸にとって示すもので
ある。エッチング処理の初期段階では、チタン原子濃度
は略時間に比例して増加するが、エッチング処理がある
程度進むと、選択的にエッチングすべき部分が殆どエッ
チングされるので、濃度の増加は次第に飽和傾向を示す
ようになる。

【００３３】また、図５は、チタン原子濃度が図４に示
すように変化した場合に、その１次時間微分値として得
られる値を縦軸にとって示すものである。即ち、エッチ
ング処理の開始直後からチタン原子濃度の１次時間微分
値は正の値を示し、チタン原子濃度が略時間に比例して
増加する状態ではそのまま略フラットなレベルを維持し
て変化しない。そして、チタン原子濃度の増加が飽和傾
向を示すようになるとその１次時間微分値は次第に低下
し、チタン膜３４が略エッチングされてチタン原子濃度
が略飽和した状態に近付くと、その１次時間微分値はゼ
ロに近付く。

【００３４】判断ステップＳ４において、制御装置８
は、上記原理に従ってチタン原子濃度の１次時間微分値
がゼロにある程度近付いたか否かによってチタン原子濃
度が飽和したか否か、即ち、エッチングの終了時点に達
したか否かを判断する。濃度が飽和しておらず「ＮＯ」
と判断した場合はステップＳ２，Ｓ３へと移行して、チ
タン原子濃度の読込みと１次時間微分値の演算とを繰返
す。

【００３５】そして、エッチング液３に晒されたチタン
膜３４がエッチングされてチタン原子濃度が略飽和した
状態に近付き、判断ステップＳ４において、制御装置８
が１次時間微分値が略ゼロになったと判断すると（図４
及び図５の矢印で示す時点）、「エッチング終了」の処
理ステップＳ５に移行する。

【００３６】ここで、図４及び図５の矢印で示す時点付
近における両曲線の傾きを比較すると、このエッチング
処理の特性から、１次時間微分値を示す曲線の傾きの方
が大きくなっている。即ち、チタン原子濃度が略飽和し
た状態となる付近では、その１次時間微分値は、チタン
原子濃度よりも大きく変化する。従って、例えば１次時
間微分値に対して“０”近傍にしきい値を設定してエッ
チングの終点を検出すると、終点として適切な時点をよ
り確実に検出することができる。

【００３７】処理ステップＳ５において、制御装置８
は、ロボットアーム９に制御信号を与えてＭＯＳＦＥＴ
２５がセットされているケースをエッチング槽１から引
上げることにより、エッチング処理を終了させる。その
後、「洗浄工程」の処理ステップＳ６に移行して、ロボ
ットアーム９によりエッチング槽１から引上げたケース
を洗浄槽１５内の洗浄液１７に浸漬させて、フィルタ２
１を介して不純物を除去しながら循環させている洗浄液
１７によって所定時間洗浄を行わせる。

【００３８】そして、洗浄工程が終了すると、ケースを
洗浄液１７から引上げて処理を終了する。この時点で、
エッチング処理前に図３（ａ）に示す状態であったＭＯ
ＳＦＥＴ２５は、図３（ｂ）に示すように不要なチタン
膜３４が除去されたＭＯＳＦＥＴ２５ａとなる。

【００３９】以上のように本実施例によれば、エッチン
グ処理の開始からエッチング槽１内のエッチング液３に
含まれるチタン原子の濃度を原子濃度検出器５により検
出し、制御装置８は、その原子濃度の１次時間微分値に
基づいてエッチングの終点を検出して、終点を検出する
と、ケースをエッチング槽１内のエッチング液３から引
上げてエッチング処理を終了させ、洗浄工程に移行させ
るようにした。

【００４０】従って、チタン原子の濃度を直接的に検出
し且つその１次時間微分値を以て、エッチングの終点と
して適切な時期を従来よりも確実に検出することができ
る。しかも、被膜を構成する材料（特定物質）を特に限
定することなく、通常のウエットエッチングの対象とな
るものであれば適用が可能である。

【００４１】加えて、本実施例のように、エッチングの
対象物が、ゲート電極３１などが極めて微細なパターン
を以て形成されているＭＯＳＦＥＴ２５のようなもので
あって、エッチングの終点判断時期が厳しいものについ
ては特に有効である。

【００４２】図６及び図７は本発明の第２実施例を示す
ものであり、第１実施例と異なる部分についてのみ説明
する。第２実施例の構成は第１実施例と同様であり、制
御装置８における処理が異なっている。図５に示す制御
装置８のフローチャートにおいては、第１実施例のステ
ップＳ３が、「２次時間微分値演算」の処理ステップＳ
３ａに置き換わっている。

【００４３】この処理ステップＳ３ａにおいて、制御装
置８は、チタン原子濃度の２次時間微分値を演算して得
るようになっている。そして、次の「濃度飽和？」の判
断ステップＳ４ａにおいては、２次時間微分値に基づい
てチタン原子濃度が飽和したか否かを判断するようにな
っている。

【００４４】図７は、チタン原子濃度が図４に示すよう
に変化した場合に、その２次時間微分値として得られる
値を縦軸にとって示すものである。即ち、エッチング処
理の開始からしばらくの間は、図５に示すように、チタ
ン原子濃度の１次時間微分値はフラットな正の値を維持
するので、その間において２次時間微分値はゼロとな
る。そして、チタン原子濃度が飽和傾向を示し出してそ
の１次時間微分値が低下し始めると、２次時間微分値は
低下して負の値を示す。１次時間微分値が直線的に低下
している間はフラットな最小値（負の値）を維持する。

【００４５】而して、１次時間微分値の低下率が小さく
なると２次時間微分値は上昇し、チタン膜３４がエッチ
ングされてチタン原子濃度が略飽和した状態に近付く
と、その２次時間微分値はゼロに近付く。

【００４６】判断ステップＳ４ａにおいて、制御装置８
は、上記原理に従ってチタン原子濃度の２次時間微分値
が最小値を示した後にゼロにある程度近付いたか否かに
よってチタン原子濃度が飽和したか否か、即ち、エッチ
ングの終了時点に達したか否かを判断する。濃度が飽和
しておらず「ＮＯ」と判断した場合はステップＳ２，Ｓ
３ａへと移行して、チタン原子濃度の読込みと２次時間
微分値の演算とを繰返す。

【００４７】そして、チタン膜３４がエッチングされて
チタン原子濃度が略飽和状態に近付き、判断ステップＳ
４ａにおいて、制御装置８がチタン原子濃度の２次時間
微分値が略ゼロになったと判断すると（図４及び図７の
矢印で示す時点）、「エッチング終了」の処理ステップ
Ｓ５に移行する。以降の処理は、第１実施例と同様であ
る。

【００４８】ここで、図５及び図７の矢印で示す時点付
近における両曲線の傾きを比較すると、２次時間微分値
を示す曲線の傾きは、１次時間微分値を示す曲線の傾き
よりも大きいことから、“０”近傍での値の変化がより
大なる２次時間微分値に基づいてエッチングの終点を検
出すると、終点として適切な時期をより一層確実に検出
することができる。

【００４９】以上のように第２実施例によれば、エッチ
ング槽１内のエッチング液３に含まれるチタン原子の濃
度を原子濃度検出器５により検出し、制御装置８は、そ
の原子濃度の２次時間微分値に基づいてエッチングの終
点を検出するようにした。従って、エッチングの終点と
して適切な時点をより一層確実に検出することができ
る。

【００５０】図８乃至図１１は本発明の第３実施例を示
すものであり、第１実施例と同一部分には同一符号を付
して説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明す
る。図８はエッチング装置の電気的構成を示す機能ブロ
ック図であり、図２に示す第１実施例の構成から原子濃
度測定器５が除かれ、その代わりに抵抗率測定器（抵抗
率検出手段）３５が設けられている。

【００５１】抵抗率測定器３５は、例えば、エッチング
液３中に所定間隔を有する２つの電極を配置し、その間
に所定電圧を印加した場合に流れる電流値を測定して抵
抗値を得ると、電極間距離及び電極面積などを勘案する
ことによりエッチング液３の抵抗率を求める構成であ
る。尚、この場合の抵抗率は、絶対値またはある検出時
点を基準とした相対値の何れでも良い。その他の構成は
第１実施例と同様である。また、エッチングの対象物
も、第１実施例と同様のＭＯＳＦＥＴ２５である。

【００５２】次に、第３実施例の作用について図９乃至
図１１をも参照して説明する。図９は、制御装置８の制
御内容を示すフローチャートである。図１に示す第１実
施例のフローチャートのステップＳ２に代えて、「抵抗
率読込み」の処理ステップＳ７が配置されている。ま
た、ステップＳ３及びＳ４に代えて、「一次時間微分値
演算」の処理ステップＳ８及び「抵抗率飽和？」の判断
ステップＳ９が配置されている。その他は第１実施例と
同様である。

【００５３】エッチング処理が開始され、ステップＳ１
においてＭＯＳＦＥＴ２５がセットされているケースが
エッチング液３中に浸漬されると、制御装置８は、処理
ステップＳ７において抵抗率測定器３５が出力するエッ
チング液３の抵抗率を適当な時間間隔を以てＡ／Ｄ変換
して読込むと処理ステップＳ８に移行する。処理ステッ
プＳ８において、制御装置８は、ステップＳ７において
読込んだエッチング液３の１次時間微分値を演算する。
そして、判断ステップＳ９に移行する。

【００５４】ここで、図１０は、エッチング処理が開始
された時点からの時間経過を横軸に、エッチング液３の
抵抗率の変化の一例を縦軸にとって示すものである。時
間の経過に伴ってエッチング液３中のチタン原子濃度が
増加して金属イオンが増加することによりエッチング液
３の電気伝導率が上昇し、その逆数である抵抗率は次第
に低下する。

【００５５】また、図１１は、抵抗率が図１０に示すよ
うに変化した場合に、その１次時間微分値として得られ
る値を縦軸にとって示すものである。即ち、エッチング
処理の開始直後から抵抗率は略直線的に低下するので、
その１次時間微分値は略フラットな負の値となる。そし
て、チタン原子濃度の増加が飽和傾向を示すにつれてエ
ッチング液３の抵抗率の低下率も小さくなり、それに伴
って１次時間微分値は次第に上昇してゼロに近付く。

【００５６】判断ステップＳ９において、制御装置８
は、上記原理に従ってエッチング液３の抵抗率の１次時
間微分値がゼロにある程度近付いたか否かによって抵抗
率が飽和したか否か、即ち、エッチングの終了時点に達
したか否かを判断する。濃度が飽和しておらず「ＮＯ」
と判断した場合はステップＳ７，Ｓ８へと移行して、抵
抗率の読込みと１次時間微分値の演算とを繰返す。

【００５７】そして、チタン膜３４がエッチングされて
チタン原子濃度が略飽和した状態に近付き、それに伴っ
てエッチング液３の抵抗率がゼロに近付いて、判断ステ
ップＳ９において制御装置８が抵抗率の１次時間微分値
が略ゼロになったと判断すると（図１０及び図１１の矢
印で示す時点）、「エッチング終了」の処理ステップＳ
５に移行する。以降の処理は、第１実施例と同様であ
る。

【００５８】以上のように第３実施例によれば、エッチ
ング処理の開始からエッチング槽１内のエッチング液３
の抵抗率を抵抗率測定器３５により検出し、制御装置８
は、その抵抗率の１次時間微分値に基づいてエッチング
の終点を検出するようにした。従って、第１実施例と同
様の効果が得られる。

【００５９】図１２及び図１３は本発明の第４実施例を
示すものであり、第３実施例と異なる部分についてのみ
説明する。第４実施例の構成は第３実施例と同様であ
り、制御装置８における処理が異なっている。図１２に
示す制御装置８のフローチャートにおいては、第３実施
例のステップＳ８が、「２次時間微分値演算」の処理ス
テップＳ８ａに置き換わっている。

【００６０】この処理ステップＳ８ａにおいて、制御装
置８は、エッチング液３の抵抗率の２次時間微分値を演
算して得るようになっている。そして、次の「抵抗率飽
和？」の判断ステップＳ９ａにおいては、２次時間微分
値に基づいてエッチング液３の抵抗率が飽和したか否か
を判断するようになっている。

【００６１】図１３は、エッチング液３の抵抗率が図１
０に示すように変化した場合に、その２次時間微分値と
して得られる値を縦軸にとって示すものである。即ち、
エッチング処理の開始からしばらくの間は、エッチング
液３の抵抗率の２次時間微分値は、図１１に示す１次時
間微分値がフラットな負の値を維持するので、その間に
おいて２次時間微分値はゼロとなる。そして、エッチン
グ液３の抵抗率の低下が次第に飽和傾向を示し出してそ
の１次時間微分値が上昇し始めると、２次時間微分値も
上昇し、１次時間微分値が直線的に上昇している間は、
２次時間微分値はフラットな最大値を維持する。

【００６２】而して、１次時間微分値の上昇の傾きが小
さくなると２次時間微分値は低下して、チタン膜３４が
エッチングされてエッチング液３の抵抗率の低下が略飽
和した状態に近付くと、その２次時間微分値はゼロに近
付く。

【００６３】ここで、図１１及び図１３の矢印で示す時
点付近における両曲線の傾きを比較すると、２次時間微
分値を示す曲線の傾きは、１次時間微分値を示す曲線の
傾きよりも大きいことから、２次時間微分値に基づいて
エッチングの終点を検出すると、終点として適切な時期
をより一層確実に検出することができる。

【００６４】以上のように第４実施例によれば、エッチ
ング槽１内のエッチング液３の抵抗率を抵抗率検出器３
５により検出し、制御装置８は、その抵抗率の２次時間
微分値に基づいてエッチングの終点を検出するようにし
た。従って、エッチングの終点として適切な時期をより
確実に検出することができ、第２実施例と同様の効果が
得られる。

【００６５】図１４乃至図１７は本発明の第５実施例を
示すものであり、第１実施例と同一部分には同一符号を
付して説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明
する。図１４はエッチング装置の電気的構成を示す機能
ブロック図であり、図２に示す第１実施例の構成から原
子濃度測定器５が除かれ、その代わりに光吸収度測定器
（光吸収度検出手段）３６が設けられている。

【００６６】光吸収度測定器３６は、例えば、吸光光度
法を用いた測定器であり、投光素子（重水素または水素
を用いた放電管等）によって投光した光を、エッチング
液３を透過させて受光素子（真空光電管，光電子増倍
管，フォトダイオード等）により受光して、光吸収度
（吸光度）を検出する構成である。尚、この場合の光吸
収度は、絶対値またはある検出時点を基準とした相対値
の何れでも良い。その他の構成は第１実施例と同様であ
り、エッチングの対象物も第１実施例と同様のＭＯＳＦ
ＥＴ２５である。

【００６７】次に、第５実施例の作用について図１５乃
至図１７をも参照して説明する。図１５は、制御装置８
の制御内容を示すフローチャートである。図１に示す第
１実施例のフローチャートのステップＳ２に代えて、
「光吸収度読込み」の処理ステップＳ１０が配置されて
いる。また、ステップＳ３及びＳ４に代えて、「一次時
間微分値演算」の処理ステップＳ１１及び「光吸収度飽
和？」の判断ステップＳ１２が配置されている。その他
は第１実施例と同様である。

【００６８】エッチング処理が開始され、ステップＳ１
においてＭＯＳＦＥＴ２５がセットされているケースが
エッチング液３中に浸漬されると、制御装置８は、処理
ステップＳ７において光吸収度測定器３６が出力するエ
ッチング液３の光吸収度を適当な時間間隔を以てＡ／Ｄ
変換して読込むと処理ステップＳ１１に移行する。処理
ステップＳ１１において、制御装置８は、ステップＳ１
０において読込んだ光吸収度の１次時間微分値を演算す
る。そして、判断ステップＳ１２に移行する。

【００６９】ここで、図１６は、エッチング処理が開始
された時点からの時間経過を横軸に、エッチング液３の
光吸収度の変化の一例を縦軸にとって示すものである。
時間の経過に伴ってエッチング液３中のチタン原子濃度
が増加することにより、投光素子から投光された光はエ
ッチング液３により吸収されるようになり、光吸収度は
チタン原子濃度に略比例して上昇する。

【００７０】また、図１７は、光吸収度が図１６に示す
ように変化した場合に、その１次時間微分値として得ら
れる値を縦軸にとって示すものである。この場合、光吸
収度の曲線は、第１実施例におけるチタン原子濃度と略
同様の上昇曲線を描いているので（一例として）、その
一次時間微分値の曲線についても、図５と略同様とな
る。即ち、エッチング処理の開始直後から光吸収度は略
直線的に上昇するので、その１次時間微分値は略フラッ
トな値となる。そして、チタン原子濃度の増加が飽和傾
向を示すにつれてエッチング液３の光吸収度の上昇も飽
和状態となり、それに伴って１次時間微分値は次第に低
下してゼロに近付く。

【００７１】判断ステップＳ１２において、制御装置８
は、上記原理に従ってエッチング液３の光吸収度の１次
時間微分値がゼロにある程度近付いたか否かによって光
吸収度が飽和したか否か、即ち、エッチングの終了時点
に達したか否かを判断する。濃度が飽和しておらず「Ｎ
Ｏ」と判断した場合はステップＳ１０，Ｓ１１へと移行
して、光吸収度の読込みと１次時間微分値の演算とを繰
返す。

【００７２】そして、チタン膜３４がエッチングされて
チタン原子濃度が略飽和した状態に近付き、それに伴っ
てエッチング液３の光吸収度がゼロに近付いて、判断ス
テップＳ１２において、制御装置８が光吸収度の１次時
間微分値が略ゼロになったと判断すると（図１６及び図
１７の矢印で示す時点）、「エッチング終了」の処理ス
テップＳ５に移行する。以降の処理は、第１実施例と同
様である。

【００７３】以上のように第５実施例によれば、エッチ
ング処理の開始からエッチング槽１内のエッチング液３
の光吸収度を光吸収度測定器３６により検出し、制御装
置８は、その光吸収度の１次時間微分値に基づいてエッ
チングの終点を検出するようにした。従って、第１実施
例と同様の効果が得られる。

【００７４】図１８及び図１９は本発明の第６実施例を
示すものであり、第５実施例と異なる部分についてのみ
説明する。第６実施例の構成は第５実施例と同様であ
り、制御装置８における処理が異なっている。図１８に
示す制御装置８のフローチャートにおいては、第５実施
例のステップＳ１１が、「２次時間微分値演算」の処理
ステップＳ１１ａに置き換わっている。

【００７５】この処理ステップＳ１１ａにおいて、制御
装置８は、エッチング液３の光吸収度の２次時間微分値
を演算して得るようになっている。そして、次の「光吸
収度飽和？」の判断ステップＳ１２ａにおいては、２次
時間微分値に基づいてエッチング液３の光吸収度が飽和
したか否かを判断するようになっている。

【００７６】図１９は、光吸収度が図１６に示すように
変化した場合に、その２次時間微分値として得られる値
を縦軸にとって示すものである。即ち、その変化の態様
は第２実施例におけるチタン原子濃度の２次時間微分値
と同様であり、エッチング処理の開始からしばらくの間
は、図１７に示すように、チタン原子濃度の１次時間微
分値はフラットな正の値を維持するので、その間におい
て２次時間微分値はゼロとなる。そして、光吸収度が飽
和傾向を示し出してその１次時間微分値が低下し始める
と、２次時間微分値は低下して負の値を示し、以降、１
次時間微分値の変化に伴って、フラットな最小値（負の
値）を維持した後上昇に転じ、チタン膜３４がエッチン
グされて光吸収度が略飽和した状態に近付くと、その２
次時間微分値はゼロに近付く。

【００７７】判断ステップＳ１２ａにおいて、制御装置
８は、光吸収度の２次時間微分値が最小値を示した後に
ゼロにある程度近付いたか否かによって光吸収度が飽和
したか否か、即ち、エッチングの終了時点に達したか否
かを判断する。濃度が飽和しておらず「ＮＯ」と判断し
た場合はステップＳ１０，Ｓ１１ａへと移行して、光吸
収度の読込みと２次時間微分値の演算とを繰返す。

【００７８】そして、チタン膜３４がエッチングされて
光吸収度が略飽和した状態に近付き、判断ステップＳ１
２ａにおいて２次時間微分値が略ゼロになったと判断す
ると（図１６及び図１９の矢印で示す時点）、「エッチ
ング終了」の処理ステップＳ５に移行する。以降の処理
は、第１実施例と同様である。

【００７９】以上のように第６実施例によれば、エッチ
ング槽１内のエッチング液３の光吸収度を光吸収度測定
器３６により検出し、制御装置８は、その光吸収度の２
次時間微分値に基づいてエッチングの終点を検出するよ
うにした。従って、第２実施例と同様の効果が得られ
る。

【００８０】本発明は上記しかつ図面に記載した実施例
にのみ限定されるものではなく、次のような変形または
拡張が可能である。第１及び第２実施例における原子濃
度検出手段は、ＩＣＰ質量分析や、原子吸光分析を用い
たものでも良い。第３及び第４実施例において、抵抗率
の逆数であり、実質抵抗率と等価である電気伝導率を検
出することにより、エッチングの終点を検出しても良
い。エッチングの対象物は、ＭＯＳＦＥＴ２５に限るこ
となく、通常ウエットエッチングの対象となるものであ
れば何でも良い。また被膜を構成する特定物質もチタン
に限ることはない。エッチング槽１から直接採取したエ
ッチング液３について各種の検出を行っても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例における制御装置の制御内
容を示すフローチャート

【図２】エッチング装置の構成を示すブロック図

【図３】エッチング対象物たるＭＯＳＦＥＴの断面を摸
式的に示す図で、（ａ）はエッチング前の状態、（ｂ）
はエッチング後の状態を示す。

【図４】エッチング処理開始からの時間経過に伴うチタ
ン原子濃度の変化の一例を示す図

【図５】エッチング処理開始からの時間経過に伴うチタ
ン原子濃度変化の１次時間微分値を示す図

【図６】本発明の第２実施例を示す図１相当図

【図７】エッチング処理開始からの時間経過に伴うチタ
ン原子濃度変化の２次時間微分値を示す図

【図８】本発明の第３実施例を示す図２相当図

【図９】図１相当図

【図１０】エッチング処理開始からの時間経過に伴うエ
ッチング液の抵抗率の変化の一例を示す図

【図１１】エッチング処理開始からの時間経過に伴うエ
ッチング液の抵抗率変化の１次時間微分値を示す図

【図１２】本発明の第４実施例を示す図１相当図

【図１３】エッチング処理開始からの時間経過に伴うエ
ッチング液の抵抗率変化の２次時間微分値を示す図

【図１４】本発明の第５実施例を示す図２相当図

【図１５】図１相当図

【図１６】エッチング処理開始からの時間経過に伴うエ
ッチング液の光吸収度の変化の一例を示す図

【図１７】エッチング処理開始からの時間経過に伴うエ
ッチング液の光吸収度変化の１次時間微分値を示す図

【図１８】本発明の第６実施例を示す図１相当図

【図１９】エッチング処理開始からの時間経過に伴うエ
ッチング液の光吸収度変化の２次時間微分値を示す図

【符号の説明】

１はエッチング槽、３はエッチング液、５は原子濃度測
定器（原子濃度検出手段）、８は制御装置（終点検出手
段）、２５はＭＯＳＦＥＴ（対象物）、３４はチタン膜
（被膜）、３５は抵抗率測定器（抵抗率検出手段）、３
６は光吸収度測定器（光吸収度検出手段）を示す。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面に被膜が形成されている対象物をエ
   ッチング槽中のエッチング液に浸漬することにより、前
   記被膜を構成している特定物質を選択的にエッチングす
   るものにおいて、 前記エッチング液中に含まれる前記特定物質の原子濃度
   を検出する原子濃度検出手段と、 この原子濃度検出手段が検出する前記原子濃度の１次時
   間微分値を得て、その１次時間微分値に基づいて前記エ
   ッチングの終点を検出する終点検出手段とを具備したこ
   とを特徴とするエッチング装置。
2. 【請求項２】 表面に被膜が形成されている対象物をエ
   ッチング槽中のエッチング液に浸漬することにより、前
   記被膜を構成している特定物質を選択的にエッチングす
   るものにおいて、 前記エッチング液の抵抗率を検出する抵抗率検出手段
   と、 この抵抗率検出手段が検出する前記抵抗率の１次時間微
   分値を得て、その１次時間微分値に基づいて前記エッチ
   ングの終点を検出する終点検出手段とを具備したことを
   特徴とするエッチング装置。
3. 【請求項３】 表面に被膜が形成されている対象物をエ
   ッチング槽中のエッチング液に浸漬することにより、前
   記被膜を構成している特定物質を選択的にエッチングす
   るものにおいて、 前記エッチング液の光吸収度を検出する光吸収度検出手
   段と、 この光吸収度検出手段が検出する前記光吸収度の１次時
   間微分値を得て、その１次時間微分値に基づいて前記エ
   ッチングの終点を検出する終点検出手段とを具備したこ
   とを特徴とするエッチング装置。
4. 【請求項４】 表面に被膜が形成されている対象物をエ
   ッチング槽中のエッチング液に浸漬することにより、前
   記被膜を構成している特定物質を選択的にエッチングす
   るものにおいて、 前記エッチング液中に含まれる前記特定物質の原子濃度
   を検出する原子濃度検出手段と、 この原子濃度検出手段が検出する前記原子濃度の２次時
   間微分値を得て、その２次時間微分値に基づいて前記エ
   ッチングの終点を検出する終点検出手段とを具備したこ
   とを特徴とするエッチング装置。
5. 【請求項５】 表面に被膜が形成されている対象物をエ
   ッチング槽中のエッチング液に浸漬することにより、前
   記被膜を構成している特定物質を選択的にエッチングす
   るものにおいて、 前記エッチング液の抵抗率を検出する抵抗率検出手段
   と、 この抵抗率検出手段が検出する前記抵抗率の２次時間微
   分値を得て、その２次時間微分値に基づいて前記エッチ
   ングの終点を検出する終点検出手段とを具備したことを
   特徴とするエッチング装置。
6. 【請求項６】 表面に被膜が形成されている対象物をエ
   ッチング槽中のエッチング液に浸漬することにより、前
   記被膜を構成している特定物質を選択的にエッチングす
   るものにおいて、 前記エッチング液の光吸収度を検出する光吸収度検出手
   段と、 この光吸収度検出手段が検出する前記光吸収度の２次時
   間微分値を得て、その２次時間微分値に基づいて前記エ
   ッチングの終点を検出する終点検出手段とを具備したこ
   とを特徴とするエッチング装置。
7. 【請求項７】 表面に被膜が形成されている対象物をエ
   ッチング槽中のエッチング液に浸漬することにより、前
   記被膜を構成している特定物質を選択的にエッチングす
   る方法において、 エッチングの開始から前記エッチング液中に含まれる前
   記特定物質の原子濃度を原子濃度検出手段によって検出
   し、終点検出手段により前記原子濃度の１次時間微分値
   を得ると共に、その１次時間微分値に基づいて前記エッ
   チングの終点を検出することを特徴とするエッチングの
   終点検出方法。
8. 【請求項８】 表面に被膜が形成されている対象物をエ
   ッチング槽中のエッチング液に浸漬することにより、前
   記被膜を構成している特定物質を選択的にエッチングす
   る方法において、 エッチングの開始から前記エッチング液の抵抗率を抵抗
   率検出手段によって検出し、終点検出手段により前記抵
   抗率の１次時間微分値を得ると共に、その１次時間微分
   値に基づいて前記エッチングの終点を検出することを特
   徴とするエッチングの終点検出方法。
9. 【請求項９】 表面に被膜が形成されている対象物をエ
   ッチング槽中のエッチング液に浸漬することにより、前
   記被膜を構成している特定物質を選択的にエッチングす
   る方法において、 エッチングの開始から前記エッチング液の光吸収度を光
   吸収度検出手段によって検出し、終点検出手段により前
   記光吸収度の１次時間微分値を得ると共に、その１次時
   間微分値に基づいて前記エッチングの終点を検出するこ
   とを特徴とするエッチングの終点検出方法。
10. 【請求項１０】 表面に被膜が形成されている対象物を
    エッチング槽中のエッチング液に浸漬することにより、
    前記被膜を構成している特定物質を選択的にエッチング
    する方法において、 エッチングの開始から前記エッチング液中に含まれる前
    記特定物質の原子濃度を原子濃度検出手段によって検出
    し、終点検出手段により前記原子濃度の２次時間微分値
    を得ると共に、その２次時間微分値に基づいて前記エッ
    チングの終点を検出することを特徴とするエッチングの
    終点検出方法。
11. 【請求項１１】 表面に被膜が形成されている対象物を
    エッチング槽中のエッチング液に浸漬することにより、
    前記被膜を構成している特定物質を選択的にエッチング
    する方法において、 エッチングの開始から前記エッチング液の抵抗率を抵抗
    率検出手段によって検出し、終点検出手段により前記抵
    抗率の２次時間微分値を得ると共に、その２次時間微分
    値に基づいて前記エッチングの終点を検出することを特
    徴とするエッチングの終点検出方法。
12. 【請求項１２】 表面に被膜が形成されている対象物を
    エッチング槽中のエッチング液に浸漬することにより、
    前記被膜を構成している特定物質を選択的にエッチング
    する方法において、 エッチングの開始から前記エッチング液の光吸収度を光
    吸収度検出手段によって検出し、終点検出手段により前
    記光吸収度の２次時間微分値を得ると共に、その２次時
    間微分値に基づいて前記エッチングの終点を検出するこ
    とを特徴とするエッチングの終点検出方法。