JPH1126425A - 半導体基板のエッチング方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エッチング液の色の変化を検出することによ
り、エッチング液中のエッチング種の存在量をコントロ
ールし、安定なエッチングレートで、良好なエッチング
の実施が可能なエッチング方法及びエッチング装置を提
供すること。 【構成】 半導体基板の製造プロセスで半導体基板に施
されるエッチング方法において、エッチングを行うにあ
たり、エッチングに用いられるエッチング液の色の濃淡
の変化によりエッチング種の定量化を行い、エッチング
種の存在量の比色定量値を求めておくとともに、基準値
を設定し、触媒添加されたエッチング液の色の変化を検
出して前記基準値と比較することにより、触媒の添加量
を調整し、エッチング液中のエッチング種の存在量が所
定値となるように制御する構成のエッチング方法及びそ
の装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シリコンウエーハ
等の半導体基板の製造プロセスにおいて用いるエッチン
グ方法とその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体基板の製造工程において、
前加工で表面に残留した半導体基板の加工歪み層、及
び、重金属等の不純物を効果的に除去する方法として、
半導体基板の表面を薬液を用いてエッチングする方法が
知られている。

【０００３】エッチング方法としては、例えば、弗酸
（ＨＦ）、硝酸（ＨＮＯ₃）、酢酸（ＣＨ₃ＣＯＯＨ）及
び水等を所定の配合比で混合したエッチング液に基板を
浸漬して行う方法（以下「浸漬エッチング方法」と記す
る。）等が用いられている。

【０００４】エッチングに用いられるエッチング液の挙
動は、株式会社サイエンスフォーラム発行に係る「エレ
クトロニクス用結晶材料の精密加工技術（昭和６０年１
月３０日発行）」に記載されている。前記記載によれ
ば、弗酸及び硝酸を混合した液を酢酸又は純水で希釈し
てエッチング液としてエッチングを行っている。このエ
ッチングにおいて、先ず、半導体基板は、硝酸（ＨＮＯ
₃）の酸化作用により表面が酸化されて酸化物が形成さ
れる。次に、この酸化物が弗酸（ＨＦ）により溶解され
て基板の溶解（すなわち、エッチング）が行われるとい
う、２段階の反応による構成となっている。エッチング
反応の第１段階となる酸化反応は、硝酸の分解生成物で
あるＮＯを触媒として反応が促進する。すなわち、１分
子のＮＯを消費して、半導体基板を酸化すると同時に２
分子のＮＯを生成し、触媒を増殖しながら連鎖反応が進
行する。この反応は、触媒連鎖と呼ばれ、エッチング反
応における必要不可欠な反応機構である。前記エッチン
グ液においては、前記ＮＯがエッチング時の反応に寄与
するエッチング種となる。

【０００５】例えば、硝酸濃度の低いエッチング液は、
エッチング処理の初期時においてはエッチング液中のＮ
Ｏ存在量が極めて少ない。したがって、半導体基板をエ
ッチング液に浸漬しても、触媒となるＮＯが極めて少な
いため良好な触媒連鎖反応が起きず、エッチングが進行
しない。

【０００６】また、ＮＯの存在量が少ない初期のエッチ
ング液中では、硝酸の酸化作用が弱いためにエッチング
反応が不安定となり、半導体ウエーハのエッチングレー
トの低下やエッチング後の表面性状の悪化等の問題があ
る。

【０００７】従来においては、良好な触媒連鎖反応を励
起させるために、結晶欠陥及び歪み等を有する半導体基
板は、触媒なしに反応が開始することに着目して、欠陥
又は歪み層を有する半導体基板（ダミーウエーハ）をエ
ッチング液中に浸漬し、エッチング液の触媒連鎖反応を
励起させる方法（以下「ダミー浸漬法」と記す。）、又
は、エッチング液中に亜硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ₂)等
の触媒作用を有する物質を添加して、触媒連鎖の起点と
する方法（以下「触媒添加法」と記す。）が用いられて
いる。

【０００８】前記ダミー浸漬法は、予めエッチング液に
ダミーウエーハを浸漬してエッチングによりＮＯ発生量
の測定を行い、エッチング液中のＮＯが最適量となるよ
うにダミーウエーハの処理回数（又は処理時間）を決定
する。そして、被加工物である半導体基板のエッチング
を開始する前に、エッチング液中に、ダミーウエーハを
前記決定した処理回数（又は処理時間）浸漬して、所定
量のＮＯを発生させてエッチングを実施する方法であ
る。このようにダミー浸漬方法においては、ダミーウエ
ーハの処理回数又は処理時間によって、エッチング液中
のＮＯの存在量をコントロールしている。

【０００９】また、前記触媒添加法は、予めテストした
結果を元に適量の精製した亜硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ
₂）をエッチング液中に触媒として添加し、エッチング
液中に所定量のＮＯを発生させた後、前記エッチング液
中に被加工物である半導体基板を浸漬してエッチングを
実施する方法である。このように、触媒添加法において
は、触媒として用いる亜硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ₂）
の添加量によって、エッチング液中のＮＯの存在量をコ
ントロールしている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述したダミ
ー浸漬法及び触媒添加法においても以下の点で問題があ
る。

【００１１】すなわち、ダミー浸漬法は、被加工物であ
る半導体基板のダミーをエッチング液中に浸漬してＮＯ
を発生させるが、ダミーとして用いられる半導体基板
は、清浄度及び取り扱い易さ等の点から、被加工物であ
る半導体基板と同一形状の半導体基板が用いられてい
る。近年において、半導体基板の大口経化が進んでお
り、現在は直径２００ｍｍの半導体基板が主流となって
いる。近い将来においては、直径３００ｍｍのものが主
流になると考えられる。このように大口経化した基板
は、使用原材料の増大及び加工歩留りの低下により基板
の単価が加速度的に高くなっている。このため、ＮＯ発
生用に消費する基板のコストも高くなり、エッチング工
程の加工コストの高騰につながるという問題を生じてい
る。さらに、エッチング液中のＮＯの発生量をダミーウ
エーハの加工回数（又は処理時間）でコントロールする
ため、エッチング液の配合比を変更等の加工条件の変更
に伴って、その都度ダミーウエーハを用いてテストを行
い、最適な加工回数（又は処理時間）を設定する必要が
ある。

【００１２】また、触媒添加法は、比較的にコストが安
い触媒、例えば、亜硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ₂）等を
用いてエッチング液にＮＯを発生させる方法であるた
め、コストの低減を図ることが可能であるが、エッチン
グ液の配合比変更等の加工条件の変更を行った場合は、
やはりダミーウエーハを用いてテストを行い、最適な触
媒添加量を設定する必要があった。

【００１３】また、これらの２つのエッチング方法にお
いては、エッチング加工後のエッチング液中にＮＯが高
濃度で存在するため、エッチング液は非常に活性な状態
であり、エッチング液の組成比が変化してしまうおそれ
があった。エッチング液中のＮＯ存在量は、時間の経過
とともに減少するが、エッチング液中からＮＯがなくな
るには、約６時間の長時間を要していた。

【００１４】そこで、本発明は、前記問題点に鑑みて、
ダミーウエーハを用いることなく、エッチング液中のエ
ッチング種の存在量の制御が可能であり、被加工物であ
る半導体基板に安定したエッチングを行うことができる
エッチング方法及びその装置を提供することを目的とし
ている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本願第１請求項に記載し
た発明は、半導体基板の製造プロセスで半導体基板に施
されるエッチング方法において、エッチングを行うにあ
たり、エッチングに用いられるエッチング液の色の濃淡
の変化によりエッチング種の定量化を行い、エッチング
種の存在量の比色定量値を求めておくとともに、基準値
を設定し、触媒添加されたエッチング液の色の変化を検
出して前記基準値と比較することにより、触媒の添加量
を調整し、エッチング液中のエッチング種の存在量が所
定値となるように制御する構成の半導体基板のエッチン
グ方法である。

【００１６】エッチング液中に含まれ、エッチング反応
に作用するエッチング種は、反応の進行に伴いその存在
量が変化する。前記エッチング種が呈色するものである
場合に、エッチング液の色の濃淡の変化を検出し、前記
色の濃淡の変化の結果によってエッチング種の存在量を
確認すれば、比色による定量化を行うことが可能であ
る。

【００１７】このように、本発明の方法によれば、予め
エッチング液の比色定量化を行って、基準値を設定し、
前記基準値と比較して触媒の添加量を調整することによ
り、エッチング液中のエッチング種の存在量を制御する
ことができる。このため、所定量のエッチング種が存在
するエッチング液でエッチングを開始することができ、
安定なエッチングレートでエッチングが実施できるた
め、エッチング均一性を向上することができる。

【００１８】また、ダミーウエーハを用いることなくエ
ッチング液のエッチング種の存在量を所定値となるよう
に制御できるため、エッチング加工コストを低減するこ
とができる。

【００１９】本願第２請求項に記載した発明は、半導体
基板の製造プロセスで半導体基板に施されるエッチング
方法において、エッチングを行うにあたり、エッチング
に用いられるエッチング液の色の濃淡の変化によりエッ
チング種の定量化を行い、エッチング種の存在量の比色
定量値を求めておくとともに、基準値を設定し、半導体
素材と反応したエッチング液の色の変化を検出して前記
基準値と比較し、予めエッチング液にエッチング種を発
生させるエッチング反応の終了時点を調整し、エッチン
グ液中のエッチング種の存在量が所定値となるように制
御する構成の半導体基板のエッチング方法である。

【００２０】このように、エッチング液の色の変化によ
り半導体素材とエッチング液の反応の終了時点を調整す
ることができるため、エッチング液中に所定量のエッチ
ング種を発生させることができ、所定量のエッチング種
が存在するエッチング液を用いて半導体基板のエッチン
グを実施できる。このため、エッチング時のエッチング
レートが安定化し、エッチング均一性が向上して、良品
を得る率を向上することができる。

【００２１】また、従来のようにダミーウエーハを用い
ることなく、エッチング液の色の変化によって反応の終
了時点を調整して、エッチング種の存在量を制御するこ
とが可能となり、エッチング加工コストを低減すること
ができる。

【００２２】本願第３請求項に記載した発明は、前記請
求項１及び２に記載の半導体基板のエッチング方法にお
いて、エッチング終了後、エッチング液中に不活性ガス
を吹込み、不必要なエッチング種を除去してエッチング
液の安定化を行う構成の半導体基板のエッチング方法で
ある。

【００２３】このようにエッチング終了後に不活性ガス
を吹込み、エッチング液中の不必要なエッチング種を除
去することにより、エッチング液の組成が変更されるこ
となく安定にエッチング液を保存することができる。

【００２４】本願第４請求項に記載した発明は、エッチ
ング液を用いて半導体基板のエッチングを行うエッチン
グ装置において、前記エッチング液の色の濃淡の変化を
検出する検出装置と、前記検出装置によって検出された
結果に基づいて、予め設定された基準値と比較し、前記
基準値と検出値が同値となった場合に信号を発する演算
装置と、前記演算装置から発せられた信号に基づいて開
閉されるバルブを設けた触媒槽を備えた構成の半導体基
板のエッチング装置である。

【００２５】このようなエッチング装置を用いてエッチ
ングを行うと、予めエッチング液の色の濃淡の変化を検
出して比色定量化を行い、設定した基準値と比較して、
基準値と同値となるように触媒を添加することができ、
所定量のエッチング種が存在するエッチング液でエッチ
ングを行うことができる。このため、エッチングレート
が安定化して、エッチング均一性が向上し、良好なエッ
チングを実施することが可能となる。

【００２６】本願第５請求項に記載した発明は、エッチ
ング液を用いて半導体基板のエッチングを行うエッチン
グ装置において、前記エッチング液の色の濃淡の変化を
検出する検出装置と、前記検出装置によって検出された
結果に基づいて、予め設定された基準値と比較し、前記
基準値と検出値が同値となった場合に信号を発する演算
装置と、前記演算装置から発せられた信号に基づいて先
端に設けられて半導体素材をエッチング液中に出し入れ
する出し入れ機構を備えた構成の半導体基板のエッチン
グ装置である。

【００２７】このようなエッチング装置を用いてエッチ
ングを行うと、エッチング液中に半導体素材を浸漬して
エッチング液と反応させ、基準値と同値の所定量のエッ
チング種が発生した時点で前記反応を終了させることが
でき、所定量のエッチング種が存在するエッチング液で
エッチングを行うことができる。このため、エッチング
レートが安定化し、エッチング均一性が向上し、良好な
エッチングを実施することが可能となる。

【００２８】本願第６請求項に記載した発明は、前記請
求項４及び５記載のエッチング装置において、前記エッ
チング装置は、エッチング液中に不活性ガスを吹込む配
管を備えた構成の半導体基板のエッチング装置である。

【００２９】このように、エッチング終了後のエッチン
グ液中に不活性ガスを吹込む手段を備えたことにより、
エッチング液中の不必要なエッチング種を除去し、安定
した状態でエッチング液を保存することができる。

【００３０】このように、本発明のエッチング方法及び
エッチング装置によれば、エッチング液の色の濃淡を検
出し、前記検出結果を予め求めた基準値と比較すること
により、エッチング液中の所定量のエッチング種を存在
させることができ、エッチングレートが安定化するた
め、エッチング均一性を向上して、良好なエッチングを
実施することが可能となる。

【００３１】また、エッチング液中に所定のエッチング
種を存在させるために、従来のようにダミーウエーハを
用いてテストを行う必要がないため、エッチング加工コ
ストを低減することができる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明を具体例に基づい
て説明する。

【００３３】図１は本発明のエッチング装置を示す概略
構成図である。

【００３４】図１に示すように、エッチング槽１には、
半導体基板２を保持するキャリア３と、空気又は不活性
ガス等を通流するバブリング配管４を備えている。ま
た、エッチング槽１には、エッチング液５が満たされて
いる。

【００３５】エッチング槽１の外部には、エッチング液
の色の濃淡の変化を検出するセンサー６と、センサー６
から出力された信号を解析する演算装置７が設けられて
いる。また、エッチング槽１の上部には、触媒を充填し
た触媒槽８が設けられ、前記触媒槽８には、触媒をエッ
チング槽１に供給する供給バルブ９が備えられている。
前記演算装置７は前記供給バルブ９に接続され、演算装
置７から発せられる信号によって供給バルブ９の開閉を
作動している。尚、図中点線で示す矢印は、演算装置７
に入力又は出力される電気信号を示す。

【００３６】エッチング液５の色の変化を検出するセン
サー６は、エッチング液５の色の変化を電気信号に変換
して検出を行う色彩色差計、エッチング液５中に光を照
射し、受光部の受光強度変化を電気信号に変換して検出
を行う光パワーメーター方式の計測機等、エッチング液
５の色の変化を検出して信号に変換できる検出装置を用
いる。

【００３７】エッチング液として硝酸（ＨＮＯ₃）を有
する混酸等を用いた場合、エッチング液中に生成される
ＮＯの発生量の変化によってエッチング液の色は、無色
から橙色に変化する。

【００３８】図２は、エッチング液の色の濃淡変化に伴
うエッチング液中のＮＯ濃度を変化を示した図である。

【００３９】図２に示すように、エッチング液の色が濃
くなると、エッチング液中のＮＯの存在量も増加し、エ
ッチング液中のＮＯが飽和量に達すると、エッチング液
の色の変化も収束する。このように、エッチング液の色
の変化とエッチング液中のＮＯ濃度の変化は一定の比例
関係があるため、エッチング液の色の濃淡変化を検出す
ることにより、エッチング液中のＮＯの存在量を定量化
することができる。

【００４０】エッチング液は予めエッチング液の色の変
化によってエッチング種の存在量の定量化が行われ、前
記演算装置７には、エッチング種が所定の存在量となる
基準値が設定されている。

【００４１】本例のエッチング装置は、エッチング槽１
にエッチング液５が注入された後、供給バルブ９が開か
れて、触媒槽８からエッチング液５中に触媒の投入が開
始される。触媒の投入によってエッチング液５中にエッ
チング種であるＮＯが生成し、ＮＯの発生に伴いエッチ
ング液５の色が変化する。この色の変化をセンサー６が
検出し、検出結果を電気信号に変換して演算装置７に出
力する。この電気信号は、演算装置７において、前記基
準値と比較され、基準値と同値となったとき、演算装置
７から供給バルブ９へ電気信号が出力され、この電気信
号により供給バルブ９が閉じられて触媒の供給が停止さ
れて、所定量のエッチング種を存在させた状態でエッチ
ングの準備が完了する。そして、被加工物である半導体
基板のエッチングが行われた後、バブリング配管４から
空気又は不活性ガスがエッチング液５中に吹込まれ、エ
ッチング反応によって生成されたエッチング液５中に含
まれる過剰量のＮＯが除去される。

【００４２】このように、エッチング液の色の濃淡の変
化を検出して、予め設定された基準値と比較し、基準値
と同値となったときに触媒の添加を停止するため、エッ
チング液中に所定量のエッチング種を存在させることが
できる。このため、エッチング時のエッチングレートが
安定化し、エッチング均一性を向上させることができ、
良好なエッチングを実施することが可能となる。

【００４３】また、エッチング反応後は、エッチング液
中に不活性ガス又は空気等が吹込まれて過剰量となって
いるＮＯを除去することができるので、エッチング液の
組成比の変化を防止することができ、安定な状態でエッ
チング液を保存することができる。

【００４４】図３は本発明の他の具体例を示すエッチン
グ装置の概略構成図である。尚、図中矢印は、電気信号
の出力を示す。

【００４５】図３に示すように、エッチング槽１には、
半導体基板２を保持するキャリア３と、不活性ガス等を
通流するバブリング配管４を備えている。また、エッチ
ング槽１には、エッチング液５が満たされている。

【００４６】エッチング槽１の外部には、エッチング液
５の色の濃淡の変化を検出するセンサー６と、センサー
６から出力された信号を解析する演算装置７が設けられ
ている。前記演算装置７には、予めエッチング液５の色
の変化によってエッチング種の存在量の定量化が行わ
れ、所定量のエッチング種となる基準値が設定されてい
る。また、エッチング液５に反応させてエッチング種を
生成するシリコン片１１を備えた出し入れ機構１０が設
けられ、この出し入れ機構１０は前記演算装置７に接続
されている。尚、図中点線で示す矢印は演算装置７に入
力又は出力される電気信号を示し、実線で示す矢印は、
出し入れ機構１０の動作方向を示す。

【００４７】本例のエッチング装置は、エッチング槽１
にエッチング液５が注入された後、出し入れ機構１０が
作動して出し入れ機構１０に備えられたシリコン片１１
を前記エッチング液５中に浸漬する。エッチング液５中
にシリコン片１１が浸漬されると、シリコン片１１とエ
ッチング液５が反応し、この反応によりエッチング種と
なるＮＯがエッチング液５中に発生する。このＮＯの発
生量に伴ってエッチング液５の色が除々に橙色に変化す
る。このエッチング液５の色の変化をセンサー６が検出
し、検出結果を信号に変えて演算装置７に入力する。セ
ンサー６から入力された信号は、演算装置７で基準値と
比較され、センサー６の検出結果が基準値と同値となっ
た時点で、演算装置７から出し入れ機構１０に信号が発
せられて出し入れ機構１０が作動し、シリコン片１１を
エッチング液５中から取り出してエッチング液５とシリ
コン片１１の反応を停止させる。エッチング液は、所定
量のエッチング種が存在する状態となり、被加工物であ
る半導体基板のエッチング準備が完了する。その後、半
導体基板のエッチングを行い、エッチング終了後は、バ
ブリング配管４から空気又は不活性ガスをエッチング液
５中に吹込んでエッチング反応によって生成した過剰量
のＮＯを除去する。

【００４８】このように、本例のエッチング装置によれ
ば、エッチング液の色の変化を検出することによって、
エッチング液中のエッチング種であるＮＯ存在量を確認
することができ、基準値と同値なった時点でシリコン片
を取り出して、反応を停止してＮＯの生成を終了させる
ため、エッチング液中に所定量のエッチング種を存在さ
せることができる。このため、エッチング時のエッチン
グレートが安定化して、エッチング均一性を向上するこ
とができ、良好なエッチングを実施することができる。

【００４９】また、エッチング液の色の変化を検出する
ことによって、エッチング種を所定量に制御することが
できるため、従来のようにダミーウエーハを用いて複数
回のテストを行うことなく、エッチング加工前のエッチ
ング液に所定量のエッチング種を存在させることができ
るので、エッチング加工コストを低減することができ
る。

【００５０】次に、本例の方法及びエッチング装置によ
りエッチングを行った結果を従来例と比較して説明す
る。

【００５１】図４及び図５は、エッチング処理を行った
結果を示す図であり、図４は、本例の方法及びエッチン
グ装置を用いて行ったエッチング処理回数と面不良率
（％）の変化及びエッチング処理回数とエッチングレー
トの変化の関係を示す図であり、図５は、従来の方法を
用いて行ったエッチング処理回数と面不良率（％）の変
化及びエッチング処理回数とエッチングレートの変化の
関係を示す図である。

【００５２】図４に示すように、本例のエッチング方法
で処理した半導体基板のエッチング処理回数と面不良率
（％）の変化の関係は、エッチング処理回数の大小にか
かわらず、一定の低い値（面不良率１０％以下）を示し
ており、本例の方法によれば、エッチング処理回数が少
なくても、例えば１回であっても、エッチング処理を１
０回以上、例えば１７回行った結果の面不良率（％）と
同様の結果を得られることが確認でき、半導体ウエーハ
の面均一性が向上されていることがわかった。

【００５３】他方、図５に示すように、従来のエッチン
グ方法で処理した半導体基板のエッチング処理回数と面
不良率（％）の変化の関係は、エッチング処理回数が少
ないほど面不良率（％）が高い、すなわち、面が荒れて
いることが確認でき、従来のエッチング方法では、少な
くともエッチング処理を５回程度行わないと、面不良率
１０％程度の良品は得られないことが確認できた。

【００５４】また、図４に示すように、本例のエッチン
グ方法で半導体基板を処理した場合、エッチング処理回
数とエッチングレートの変化の関係は、エッチング処理
回数の大小にかかわらず、ほぼ一定の値を示しており、
エッチング処理の初期においても安定したエッチングレ
ートでエッチングが実施されていることが確認できた。

【００５５】他方、図５に示すように、従来のエッチン
グ方法で半導体基板を処理した場合、エッチング処理回
数とエッチングレートの変化の関係は、エッチング処理
回数が少ないエッチングの初期段階において、エッチン
グレートが低いため、安定なエッチングを行うことがで
きず、面不良率の悪化等をもたらす結果となっているこ
とが確認できた。

【００５６】このように、本発明の方法及びエッチング
装置によれば、エッチング液の色の変化を検出すること
によって、エッチング液中のエッチング種であるＮＯ存
在量を所定値に制御することができ、所定量のエッチン
グ種が存在する状態でエッチングを開始することができ
る。このため、エッチング時のエッチングレートを安定
化することができ、エッチング均一性を向上することが
でき、良好なエッチングを実施することが可能となる。

【００５７】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように、本願第
１請求項に記載した発明は、半導体基板の製造プロセス
で半導体基板に施されるエッチング方法において、エッ
チングを行うにあたり、エッチングに用いられるエッチ
ング液の色の濃淡の変化によりエッチング種の定量化を
行い、エッチング種の存在量の比色定量値を求めておく
とともに、基準値を設定し、触媒添加されたエッチング
液の色の変化を検出して前記基準値と比較することによ
り、触媒の添加量を調整し、エッチング液中のエッチン
グ種の存在量が所定値となるように制御する構成の半導
体基板のエッチング方法である。

【００５８】エッチング液中に含まれ、エッチング反応
に作用するエッチング種は、反応の進行に伴いその存在
量が変化する。前記エッチング種が呈色するものである
場合に、エッチング液の色の濃淡の変化を検出し、前記
色の濃淡の変化の結果によってエッチング種の存在量を
確認すれば、比色による定量化を行うことが可能であ
る。

【００５９】このように、本発明の方法によれば、予め
エッチング液の比色定量化を行って、基準値を設定し、
前記基準値と比較して触媒の添加量を調整することによ
り、エッチング液中のエッチング種の存在量を制御する
ことができる。このため、所定量のエッチング種が存在
するエッチング液でエッチングを開始することができ、
安定なエッチングレートでエッチングが実施できるた
め、エッチング均一性を向上することができる。

【００６０】また、ダミーウエーハを用いることなくエ
ッチング液のエッチング種の存在量を所定値となるよう
に制御できるため、エッチング加工コストを低減するこ
とができる。

【００６１】本願第２請求項に記載した発明は、半導体
基板の製造プロセスで半導体基板に施されるエッチング
方法において、エッチングを行うにあたり、エッチング
に用いられるエッチング液の色の濃淡の変化によりエッ
チング種の定量化を行い、エッチング種の存在量の比色
定量値を求めておくとともに、基準値を設定し、半導体
素材と反応したエッチング液の色の変化を検出して前記
基準値と比較し、予めエッチング液にエッチング種を発
生させるエッチング反応の終了時点を調整し、エッチン
グ液中のエッチング種の存在量が所定値となるように制
御する構成の半導体基板のエッチング方法である。

【００６２】このように、エッチング液の色の変化によ
り半導体素材とエッチング液の反応の終了時点を調整す
ることができるため、エッチング液中に所定量のエッチ
ング種を発生させることができ、所定量のエッチング種
が存在するエッチング液を用いて半導体基板のエッチン
グを実施できる。このため、エッチング時のエッチング
レートが安定化し、エッチング均一性が向上して、良品
を得る率を向上することができる。

【００６３】また、従来のようにダミーウエーハを用い
ることなく、エッチング液の色の変化によって反応の終
了時点を調整して、エッチング種の存在量を制御するこ
とが可能となり、エッチング加工コストを低減すること
ができる。

【００６４】本願第３請求項に記載した発明は、前記請
求項１及び２に記載の半導体基板のエッチング方法にお
いて、エッチング終了後、エッチング液中に不活性ガス
を吹込み、不必要なエッチング種を除去してエッチング
液の安定化を行う構成の半導体基板のエッチング方法で
ある。

【００６５】このようにエッチング終了後に不活性ガス
を吹込み、エッチング液中の不必要なエッチング種を除
去することにより、エッチング液の組成が変更されるこ
となく安定にエッチング液を保存することができる。

【００６６】本願第４請求項に記載した発明は、エッチ
ング液を用いて半導体基板のエッチングを行うエッチン
グ装置において、前記エッチング液の色の濃淡の変化を
検出する検出装置と、前記検出装置によって検出された
結果に基づいて、予め設定された基準値と比較し、前記
基準値と検出値が同値となった場合に信号を発する演算
装置と、前記演算装置から発せられた信号に基づいて開
閉されるバルブを設けた触媒槽を備えた構成の半導体基
板のエッチング装置である。

【００６７】このようなエッチング装置を用いてエッチ
ングを行うと、予めエッチング液の色の濃淡の変化を検
出して比色定量化を行い、設定した基準値と比較して、
基準値と同値となるように触媒を添加することができ、
所定量のエッチング種が存在するエッチング液でエッチ
ングを行うことができる。このため、エッチングレート
が安定化して、エッチング均一性が向上し、良好なエッ
チングを実施することが可能となる。

【００６８】本願第５請求項に記載した発明は、エッチ
ング液を用いて半導体基板のエッチングを行うエッチン
グ装置において、前記エッチング液の色の濃淡の変化を
検出する検出装置と、前記検出装置によって検出された
結果に基づいて、予め設定された基準値と比較し、前記
基準値と検出値が同値となった場合に信号を発する演算
装置と、前記演算装置から発せられた信号に基づいて先
端に設けられて半導体素材をエッチング液中に出し入れ
する出し入れ機構を備えた構成の半導体基板のエッチン
グ装置である。

【００６９】このようなエッチング装置を用いてエッチ
ングを行うと、エッチング液中に半導体素材を浸漬して
エッチング液と反応させ、基準値と同値の所定量のエッ
チング種が発生した時点で前記反応を終了させることが
でき、所定量のエッチング種が存在するエッチング液で
エッチングを行うことができる。このため、エッチング
レートが安定化し、エッチング均一性が向上し、良好な
エッチングを実施することが可能となる。

【００７０】本願第６請求項に記載した発明は、前記請
求項４及び５記載のエッチング装置において、前記エッ
チング装置は、エッチング液中に不活性ガスを吹込む配
管を備えた構成の半導体基板のエッチング装置である。

【００７１】このように、エッチング終了後のエッチン
グ液中に不活性ガスを吹込む手段を備えたことにより、
エッチング液中の不必要なエッチング種を除去し、安定
した状態でエッチング液を保存することができる。

【００７２】このように、本発明のエッチング方法及び
エッチング装置によれば、エッチング液の色の濃淡を検
出し、前記検出結果を予め求めた基準値と比較すること
により、エッチング液中の所定量のエッチング種を存在
させることができ、エッチングレートが安定化するた
め、エッチング均一性を向上して、良好なエッチングを
実施することが可能となる。

【００７３】すなわち、エッチング液は、予めエッチン
グ液を比色定量化して設定した基準値と比較して、前記
基準値と同値となる所定量のエッチング種が存在するよ
うに制御されるため、その後、被加工物である半導体基
板のエッチング処理を行うと、安定したエッチングレー
トで、エッチング均一性を向上したエッチングを実施す
ることができる。

【００７４】また、従来のようにダミーウエーハを用い
ることなく、エッチング液中のエッチング種の存在量を
調整できるので、エッチング加工コストを低減すること
ができる。

【００７５】従って、本発明によれば、良好なエッチン
グを実施することができ、良品を得る率を向上させたエ
ッチング方法及びエッチング装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１具体例に係り、エッチング装置を
示す概略構成図である。

【図２】エッチング液の色の濃淡変化に伴うエッチング
液中のＮＯ濃度を変化を示す図である。

【図３】本発明の第２具体例に係り、エッチング装置を
示す概略構成図である。

【図４】本例の方法及びエッチング装置を用いてエッチ
ング処理した半導体基板のエッチング処理回数と面不良
率（％）の変化、及び、エッチング処理回数とエッチン
グレートの変化の関係を示す図である。

【図５】従来の方法及び装置を用いてエッチング処理し
た半導体基板のエッチング処理回数と面不良率（％）の
変化、及び、エッチング処理回数とエッチングレートの
変化の関係を示す図である。

【符号の説明】

１ エッチング槽 ２ 半導体基板 ３ キャリア ４ バブリング配管 ５ エッチング液 ６ 検出装置 ７ 演算装置 ８ 触媒槽 ９ 供給バルブ １０ 出し入れ機構 １１ シリコン片

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体基板の製造プロセスで半導体基板
   に施されるエッチング方法において、 エッチングを行うにあたり、エッチングに用いられるエ
   ッチング液の色の濃淡の変化によりエッチング種の定量
   化を行い、エッチング種の存在量の比色定量値を求めて
   おくとともに、基準値を設定し、 触媒添加されたエッチング液の色の変化を検出して前記
   基準値と比較することにより、触媒の添加量を調整し、
   エッチング液中のエッチング種の存在量が所定値となる
   ように制御することを特徴とする半導体基板のエッチン
   グ方法。
2. 【請求項２】 半導体基板の製造プロセスで半導体基板
   に施されるエッチング方法において、 エッチングを行うにあたり、エッチングに用いられるエ
   ッチング液の色の濃淡の変化によりエッチング種の定量
   化を行い、エッチング種の存在量の比色定量値を求めて
   おくとともに、基準値を設定し、 半導体素材と反応したエッチング液の色の変化を検出し
   て前記基準値と比較して、予めエッチング液にエッチン
   グ種を発生させるエッチング反応の終了時点を調整し、
   エッチング液中のエッチング種の存在量が所定値となる
   ように制御することを特徴とする半導体基板のエッチン
   グ方法。
3. 【請求項３】 前記半導体基板のエッチング方法におい
   て、エッチング終了後、エッチング液中に不活性ガスを
   吹込み、不必要なエッチング種を除去してエッチング液
   の安定化を行うことを特徴とする前記請求項１及び２記
   載の半導体基板のエッチング方法。
4. 【請求項４】 エッチング液を用いて半導体基板のエッ
   チングを行うエッチング装置において、 前記エッチング液の色の濃淡の変化を検出する検出装置
   と、 前記検出装置によって検出された結果に基づいて、予め
   設定された基準値と比較し、前記基準値と検出値が同値
   となった場合に信号を発する演算装置と、 前記演算装置から発せられた信号に基づいて開閉される
   バルブを設けた触媒槽を備えたことを特徴とする半導体
   基板のエッチング装置。
5. 【請求項５】 エッチング液を用いて半導体基板のエッ
   チングを行うエッチング装置において、 前記エッチング液の色の濃淡の変化を検出する検出装置
   と、 前記検出装置によって検出された結果に基づいて、予め
   設定された基準値と比較し、前記基準値と検出値が同値
   となった場合に信号を発する演算装置と、 前記演算装置から発せられた信号に基づいて先端に設け
   られて半導体素材をエッチング液中に出し入れする出し
   入れ機構を備えたことを特徴とする半導体基板のエッチ
   ング装置。
6. 【請求項６】 前記エッチング装置は、エッチング液中
   に不活性ガスを吹込む配管を備えたことを特徴とする前
   記請求項４及び５記載の半導体基板のエッチング装置。