JPS6246530A - 金属層のエツチング終点の検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 、産１」シ１利１鉦野 この発明は、浸漬エツチング法でウェハの金属層をパタ
ーニングする際に、そのエツチングの終点を検出する方
法に関する。

従」聾旧支逝 半導体装置の製造工程において、ウェハ上に配線パター
ンを形成する工程がある。このような工程においては、
まず、ウェハ上に例えばアルミニウム等の金属層を被着
させた後、この金属層上にマスクとなるレジストをパタ
ーン付けさせる。そして、浸漬エツチング法によりエツ
チングする場合、これらウェハの複数枚を収納したウェ
ハキャリアをエツチング槽内に浸漬させて、レジストで
覆っていない金属層のエツチングを行っている。

ところで、この金属層のパターンエツチングに際し、そ
のエツチングの終点を検出するため、まず、キャリアに
収納したいずれかのウェハの周縁部に電流計の一方電極
を接続し、さらに他方電極と接続した例えば白金プレー
ト等をウェハと共にエツチング槽内に浸漬する。このよ
うに配置すれば、イオン化傾向に従いエッチャント内に
流出した全屈イオンを介して電流径路が構成されるので
、このときの電流値を検出することによりエツチング状
態をモニターし、電流値がエツチングの進行に伴い小さ
くなることを利用し、当該電流値が最小のときにエツチ
ングの終点として判断するようにしていた。

（”よ゛と　る−　占 ところで、浸漬エツチングにおいては、ウェハの周縁か
ら中心に向かって金属層がエツチングされる。したがっ
て、電流計に接続された電極を取付けたウェハの周縁部
付近の金ＴｉＡＮがエツチングされていても、ウェハの
中心付近の金属層が残ってしまう。このとき、中心付近
に残った金属層は電極とは導通していないため、結局ウ
ェハの中心付近に金属層がエツチングされずに残ってい
るにもかかわらずウェハのファセット部付近の金属層が
エツチングされたときに電流値の変化がなくなる。この
ように従来の方法では、エツチングの終点を確認しても
、ウェハのエツチングの真の終点を検出しているとは言
えず、電流の無変化状態になってから経験によりウェハ
の中心部まで完全にエツチングされるまで浸漬を継続す
るので、この間の設定時間を誤るとサイドエツチングが
進み配線パターンを不用に細くしてしまうという問題が
あうた。

よってこの発明の目的は、浸漬エツチングにおいてエツ
チングの真の終点を検出することにある。

ロ　占を１ンするための 上記目的を達成するため、この発明では、パターンエツ
チングしようとする金属層の直下に、当該金属層と同一
エッチャントでエツチングされない異種金属層を介在さ
せたウェハをモニタ用ウェハとして、このモニタ用ウェ
ハの周縁部に電流針の一方電極を取り付け、当該電流計
の他方電極をモニタ用ウェハの近傍に位置させるように
した。

つまり、前記のモニタ用ウェハと電流計の他方電極とを
エツチング槽内に浸漬した状態にて、金属層のエツチン
グ終点を検出するようにした。なお、モニタ用ウェハと
他方電極とは隣り合う位置にさせる。

飢 ウェハのファセット部付近つまり電流計の一方電極が取
付けられた部分がエツチングされて、ウェハの中心付近
の金ｍｒｆｉが残った状態においても、残った金属層は
異種金属層を介して電流計の一方電極と導通しているか
ら、残りの金属層がエツチングされるまで電流は流れつ
づける。

１里週 第１図はこの発明の一実施例の概要を示す説明図である
。

同図において、ｌはエツチング液が充填されるエツチン
グ槽である。このエツチング槽１内には、ウェハキャリ
ア２に収納された複数枚のウェハ３が浸漬される。ウェ
ハ３は、第２図に示すようにアルミニウム等からなる金
属層３１が１μｍ程度形成されていると共に、マスクと
してのレジスト３２がパターン付けされている。４はモ
ニタ用ウェハで、このモニタ用ウェハ４は、第３図に示
すようにＴｉ−Ｗ等の異種金属層４１が１０００人程度
形成されていると共に、金属層３１と同一の金属層４２
が１μｍ程度形成され、しかも前記レジスト３２と同様
にしてレジスト４３がパターン付けされている。即ち、
異種金属層４１は、金属層４２の直下に設けられていて
、異種金属層４１を除く各層はエツチングすべきウェハ
３に形成される各層と略同−条件で形成されている。

５は電流計であって、その一方電極５１はクリップ状に
形成されており、モニタ用ウェハ４のファセット部に取
付られている。また、電流計５の他方電極５２は、ウェ
ハと同一形状に形成された白金プレート６に取付けられ
ている。

しかして、ウェハ３と、モニタ用ウェハ４と、白金プレ
ート６とをエツチング槽１内に浸漬してエツチングを開
始させる。

このエツチングの進行状態を第４図および第５図に従っ
て説明する。まず、浸漬時間ｔｏ−ｔ。

間では、第５図（ａｌに示すように金属層４２のエツチ
ングが進行し、そのときのエツチング量に基づく電流値
は１２で略一定となる。浸漬時間ｔ、〜ｔ２間では、第
５図（ｂ）に示すように金属層４２がツブツブ状に残っ
ている状態となり、電流値は１２からｉｌまで徐々に小
さくなる。゛そして、浸漬時間ｔ２になると第５図（Ｃ
）に示すように金属層４２の工ソチングが終了し、電流
値はｉｌで最小値となる。

従って、この電流値ｉ、をエツチング終点の電流値とし
て設定しておき、この電流値１１を確認してエツチング
を終了させるように予め設定しておけば、エツチングの
真の終点を検出していると言える。なお、浸漬時間ｔ２
から後の電流値は、ｉ、のまま略一定になるが、Ｏは示
さない。なぜなら、残すべき金属層４２つまり配線パタ
ーンとなる部分のサイドエツチングが僅かに進むからで
ある。

しかして、モニタ用ウェハ４のレジスト４３で覆われて
いない金属層４２の一部が中心付近で残っている場合に
は、残りの金属層４２がその直下に設けた異種金属層４
１と導通しているから、電流値１２〜ｉ、の間の値にな
っており、まだエツチングの終点の電流値を示していな
い。ところが、従来ではこの時点でエツチングの終点を
示していたから、この後前記残りの金属層４２のエツチ
ングを行うための見込時間を必要としていた。

なお、本実施例ではモニター用ウェハのみに異種金属層
を形成するものとして説明したが、全ウェハにつき異種
金属層を設けてもよく、その場合には金属層のエツチン
グ完了後他のエッチャントにより取り除くことが必要で
あるが、異種金属層は金属層に比べて極めて薄く形成す
るのでこれを除去するエツチング終点を介しても配線パ
ターンに影響は現れない。

五朋豆昼且 以上説明したように、この発明によれば、モニタ用ウェ
ハの中心付近に金属層の一部が残っているときにおいて
、当該残った金属層がその直下の異種金属層を介して電
流計の一方電極に導通しているから、電流計の電流値は
さらに小さくなる。

つまり、金属層のエツチングすべき部分が残らないよう
にエツチングされるまで、電流計が最小値を示さないか
ら、従来のようにエツチング終点を検出した後において
エツチングの残りをエツチングするための見込み時間を
わざわざ設ける必要がなくなる。従、て、この発明は、
金属層のエツチングの真の終点を検出することができる
から、再現性の良い配線パターンを容易に製造すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の概要を示す説明図、第２
図はウェハ３の断面説明図、第３図はモニタ用ウェハ４
を示す断面説明図、第４図は浸漬時間と電流値との関係
図、第５図はエツチングの進行状態を示すモニタ用ウェ
ハ４の断面説明図である。 １・・・エツチング槽 ３・・・ウェハ ４・・・モニタ用ウェハ ４１・・・異種金属層 ４２・・・金属層 ５・・・電流計 ５１・・・一方電極 ５２・・・他方電極。 特許出願人　　　　ローム株式会社 代理人　弁理士　　大　西　孝　治 第１ｒＡ 第　４　図 ｘ、ノ５＞’ｆ＊ｍ 第２図 第３図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エッチングすべき金属層の直下に、異種金属層を
   形成してモニタ用ウエハとし、このモニタ用ウエハの周
   縁部に電流計の一方電極を取付けてエッチング槽内に浸
   漬すると共に、前記電流計の他方電極を前記モニタ用ウ
   エハの近傍に浸漬し、前記モニタ用ウエハの金属層が選
   択的にエッチングされ、当該金属層が、前記異種金属層
   が露出するまでエッチングされたとき、そのエッチング
   量に基づく電流値をエッチングの終点として判断するこ
   とを特徴とするエッチング終点の検出方法。