JPH0316776B2 - - Google Patents
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- JPH0316776B2 JPH0316776B2 JP57025012A JP2501282A JPH0316776B2 JP H0316776 B2 JPH0316776 B2 JP H0316776B2 JP 57025012 A JP57025012 A JP 57025012A JP 2501282 A JP2501282 A JP 2501282A JP H0316776 B2 JPH0316776 B2 JP H0316776B2
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- Japan
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- etching
- thin film
- metal thin
- output
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P50/00—Etching of wafers, substrates or parts of devices
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P50/00—Etching of wafers, substrates or parts of devices
- H10P50/60—Wet etching
- H10P50/66—Wet etching of conductive or resistive materials
- H10P50/663—Wet etching of conductive or resistive materials by chemical means only
- H10P50/667—Wet etching of conductive or resistive materials by chemical means only by liquid etching only
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Weting (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は、半導体装置の製造工程において、
素子上に形成した金属薄膜をエツチングするため
の半導体素子用金属薄膜エツチング装置に関す
る。
素子上に形成した金属薄膜をエツチングするため
の半導体素子用金属薄膜エツチング装置に関す
る。
一般に、半導体装置の製造工程において、素子
からの電極の取り出しあるいは配線として電気抵
抗が低いアルミニウム、アルミニウム系合金、モ
リブデン、タングステン等の高融点金属、あるい
は白金、金等の貴金属が使われている。これらの
金属配線および電極の形成方法を説明すると、第
１図ａに示すように、半導体ウエハ１１上に酸化
ケイ素膜１２を形成し、不純物の拡散を行なつた
後、電子ビーム法、スパツタ法等により金属を蒸
着して薄膜１３を形成する。そして、金属薄膜１
３上にフオトレジスト１４を塗布し、このフオト
レジストをパターン形成した後、エツチング液に
浸漬して形成する。金属配線および電極が形成さ
れた状態を第１図ｂに示す。
からの電極の取り出しあるいは配線として電気抵
抗が低いアルミニウム、アルミニウム系合金、モ
リブデン、タングステン等の高融点金属、あるい
は白金、金等の貴金属が使われている。これらの
金属配線および電極の形成方法を説明すると、第
１図ａに示すように、半導体ウエハ１１上に酸化
ケイ素膜１２を形成し、不純物の拡散を行なつた
後、電子ビーム法、スパツタ法等により金属を蒸
着して薄膜１３を形成する。そして、金属薄膜１
３上にフオトレジスト１４を塗布し、このフオト
レジストをパターン形成した後、エツチング液に
浸漬して形成する。金属配線および電極が形成さ
れた状態を第１図ｂに示す。
ところで、上記配線および電極の形成時におけ
るエツチング終了時点の判定は、目視によつて行
なうか、あるいはテストピースを使つて予め先行
試験を行ない、この試験で求めたエツチング時間
により自動エツチングを行なつている。このた
め、自動エツチング装置ではエツチング液の温度
をきわめて正確に制御する必要があり（±0.5℃
前後）、また、このようなエツチング装置ではエ
ツチング液の劣化、アルミニウム膜厚の変化等に
対応できない欠点がある。
るエツチング終了時点の判定は、目視によつて行
なうか、あるいはテストピースを使つて予め先行
試験を行ない、この試験で求めたエツチング時間
により自動エツチングを行なつている。このた
め、自動エツチング装置ではエツチング液の温度
をきわめて正確に制御する必要があり（±0.5℃
前後）、また、このようなエツチング装置ではエ
ツチング液の劣化、アルミニウム膜厚の変化等に
対応できない欠点がある。
この発明は上記のような事情に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、エツチング工
程の自動化が容易で、且つ安定なエツチングが行
なえる半導体素子用金属薄膜エツチング装置を提
供することである。
もので、その目的とするところは、エツチング工
程の自動化が容易で、且つ安定なエツチングが行
なえる半導体素子用金属薄膜エツチング装置を提
供することである。
すなわち、この発明においては、半導体素子上
に形成した金属薄膜のエツチング時に、白金等の
金属をエツチング液に浸漬して電極とし、上記電
極と金属薄膜との間に電位差を発生させ、この電
位差をエツチング工程中に監視することによりエ
ツチング終了時点の検出を行なうように構成した
ものである。
に形成した金属薄膜のエツチング時に、白金等の
金属をエツチング液に浸漬して電極とし、上記電
極と金属薄膜との間に電位差を発生させ、この電
位差をエツチング工程中に監視することによりエ
ツチング終了時点の検出を行なうように構成した
ものである。
また、上記電位差が予め定められた所定時間出
力されたか否かを時計し、所定時間出力された時
にはエツチング終了時点と判定し、所定時間出力
されないときにはエツチング続行と判定すると共
に初期化されて再度時計を再開することにより、
エツチング中に発生する水素ガス等による一時的
な電位変動による影響を受けないように構成した
ものである。
力されたか否かを時計し、所定時間出力された時
にはエツチング終了時点と判定し、所定時間出力
されないときにはエツチング続行と判定すると共
に初期化されて再度時計を再開することにより、
エツチング中に発生する水素ガス等による一時的
な電位変動による影響を受けないように構成した
ものである。
以下、この発明の一実施例について図面を参照
して説明する。第２図はこの発明の基本原理を説
明するための図で、図において、１５は白金片、
１６はアルミニウム片、１７はアルミニウムエツ
チング液、１８は容器、１９は電圧計である。図
示するように、金属を酸あるいはアルカリ溶液中
に浸漬すると、金属の種類、溶液の種類あるいは
濃度等により所定の電圧を示す。例えばアルミニ
ウムエツチング液（燐酸：硝酸：酢酸：水＝16：
１：１：２）中に、浸漬すると両金属間に約
1.4Vの電位差を生ずる。
して説明する。第２図はこの発明の基本原理を説
明するための図で、図において、１５は白金片、
１６はアルミニウム片、１７はアルミニウムエツ
チング液、１８は容器、１９は電圧計である。図
示するように、金属を酸あるいはアルカリ溶液中
に浸漬すると、金属の種類、溶液の種類あるいは
濃度等により所定の電圧を示す。例えばアルミニ
ウムエツチング液（燐酸：硝酸：酢酸：水＝16：
１：１：２）中に、浸漬すると両金属間に約
1.4Vの電位差を生ずる。
ところで、上記第２図のアルミニウム片に換え
て、アルミ薄膜上にフオトレジストでパターンを
形成した試験片を設置してエツチングを行なう
と、その電極電位は第３図に示すように変化す
る。図において、時間Ａの領域はアルミニウム表
面のアルミナ膜（Al2O3）が除去される時の電極
電位に対応しており、時間Ｂの領域はアルミニウ
ムがエツチングされる時の電極電位で、アルミニ
ウム表面から発生する水素により電位が約−
0.9Vから−1.4Vの間で変動する。時間Ｃの領域
では水素の発生がなくなり、電極電位は1.4Vで
定常状態となる。この変化点Ｄがエツチング終了
点である。この時の電極電位（1.4V）は、第１
図ｂにおいてアルミニウム膜１３の露出部１３1，
１３2，１３3，１３4とエツチング液が接触する
ために発生するものである。
て、アルミ薄膜上にフオトレジストでパターンを
形成した試験片を設置してエツチングを行なう
と、その電極電位は第３図に示すように変化す
る。図において、時間Ａの領域はアルミニウム表
面のアルミナ膜（Al2O3）が除去される時の電極
電位に対応しており、時間Ｂの領域はアルミニウ
ムがエツチングされる時の電極電位で、アルミニ
ウム表面から発生する水素により電位が約−
0.9Vから−1.4Vの間で変動する。時間Ｃの領域
では水素の発生がなくなり、電極電位は1.4Vで
定常状態となる。この変化点Ｄがエツチング終了
点である。この時の電極電位（1.4V）は、第１
図ｂにおいてアルミニウム膜１３の露出部１３1，
１３2，１３3，１３4とエツチング液が接触する
ために発生するものである。
この発明は、上述したエツチング時の電極電位
の変動を検出してエツチングの終了を決定するも
のである。
の変動を検出してエツチングの終了を決定するも
のである。
第３図は、この発明による半導体素子用金属薄
膜エツチング装置の構成を示すブロツク図であ
る。すなわち、エツチング装置２０でエツチング
中の金属薄膜と白金電極との間に発生する電位差
を電圧検出手段２１（例えば電圧計）で検出し、
その電圧V21を電圧比較手段となるコンパレータ
２２の一方の入力端に供給する。このコンパレー
タ２２の他方の入力端には基準電源２３から基準
電圧V23を供給する。そして、上記コンパレータ
２２の比較出力V22を計時手段として働くタイマ
回路２４に供給する。このタイマ回路２４は時間
設定信号TAによつてその動作時間が設定されて
おり、コンパレータ２２の比較出力V22が、信号
TAで予め設定した時間以上出力された時、エツ
チング装置２０にエツチング終了信号STを供給
してエツチングを中止する。
膜エツチング装置の構成を示すブロツク図であ
る。すなわち、エツチング装置２０でエツチング
中の金属薄膜と白金電極との間に発生する電位差
を電圧検出手段２１（例えば電圧計）で検出し、
その電圧V21を電圧比較手段となるコンパレータ
２２の一方の入力端に供給する。このコンパレー
タ２２の他方の入力端には基準電源２３から基準
電圧V23を供給する。そして、上記コンパレータ
２２の比較出力V22を計時手段として働くタイマ
回路２４に供給する。このタイマ回路２４は時間
設定信号TAによつてその動作時間が設定されて
おり、コンパレータ２２の比較出力V22が、信号
TAで予め設定した時間以上出力された時、エツ
チング装置２０にエツチング終了信号STを供給
してエツチングを中止する。
上記のような構成において動作を説明する。電
圧検出手段２１によつて検出したエツチング中の
金属薄膜の電極電位V21と基準電圧V23（−1.35V）
をコンパレータ２２によつて比較し、電極電位が
−1.35Vより高くなつた時、始動信号V22（比較出
力）が出されタイマ回路２４が動作を始める。第
３図に示すように電極電位V21が変動するため、
エツチングの終了点を確認するためには、一定の
時間−1.4Vの電極電位が保持されたことを検出
する必要があり、これをタイマ回路２４によつて
行なう。例えばタイマ回路２４の時間設定を３秒
とした場合、３秒間−1.35V以上の電極電位が保
持されるとエツチング終了信号STが出される。
しかし、エツチングが第３図のＢの時間領域にあ
る場合には、電位変動によつて一時的に−1.35V
に達したとしてもタイマ回路が設定時間に達する
前に再び電極電位が下がり、コンパレータ２２の
出力が反転しタイマが復帰され、再び電極電位が
−1.35Vを越えた時タイマ回路２４は最初から始
動するためエツチング終了信号STは出力されな
い。
圧検出手段２１によつて検出したエツチング中の
金属薄膜の電極電位V21と基準電圧V23（−1.35V）
をコンパレータ２２によつて比較し、電極電位が
−1.35Vより高くなつた時、始動信号V22（比較出
力）が出されタイマ回路２４が動作を始める。第
３図に示すように電極電位V21が変動するため、
エツチングの終了点を確認するためには、一定の
時間−1.4Vの電極電位が保持されたことを検出
する必要があり、これをタイマ回路２４によつて
行なう。例えばタイマ回路２４の時間設定を３秒
とした場合、３秒間−1.35V以上の電極電位が保
持されるとエツチング終了信号STが出される。
しかし、エツチングが第３図のＢの時間領域にあ
る場合には、電位変動によつて一時的に−1.35V
に達したとしてもタイマ回路が設定時間に達する
前に再び電極電位が下がり、コンパレータ２２の
出力が反転しタイマが復帰され、再び電極電位が
−1.35Vを越えた時タイマ回路２４は最初から始
動するためエツチング終了信号STは出力されな
い。
第４図は、上述した工程をフローチヤートで表
わしたもので、ステツプ１でエツチング液へウエ
ハを浸漬し、エツチングを開始する。ステツプ２
ではエツチングを行ないながらエツチング状態を
監視してエツチングの終了時の判定を行なう。エ
ツチングが終了していなければエツチングを続行
し、電極電位が所定の値になつて終了が判定され
るとウエハを引き上げる（ステツプ３）。その後、
上記ウエハを水洗（ステツプ４）し、乾燥（ステ
ツプ５）させて工程を完了する。
わしたもので、ステツプ１でエツチング液へウエ
ハを浸漬し、エツチングを開始する。ステツプ２
ではエツチングを行ないながらエツチング状態を
監視してエツチングの終了時の判定を行なう。エ
ツチングが終了していなければエツチングを続行
し、電極電位が所定の値になつて終了が判定され
るとウエハを引き上げる（ステツプ３）。その後、
上記ウエハを水洗（ステツプ４）し、乾燥（ステ
ツプ５）させて工程を完了する。
以上、この発明によれば、以下に記すような効
果が得られる。まず第１に、エツチング液の温度
が多少変化してもこれに対応できるので、エツチ
ング液の温度をさほど厳密に制御する必要がな
い。第２に、エツチング液の劣化やアルミニウム
膜厚の変化にも対応できる。第３に、エツチング
量の過不足がなくなり、希望通りの配線幅が安定
して得られる。
果が得られる。まず第１に、エツチング液の温度
が多少変化してもこれに対応できるので、エツチ
ング液の温度をさほど厳密に制御する必要がな
い。第２に、エツチング液の劣化やアルミニウム
膜厚の変化にも対応できる。第３に、エツチング
量の過不足がなくなり、希望通りの配線幅が安定
して得られる。
なお、上記実施例ではアルミニウム膜のエツチ
ングについて説明したが、配線金属の種類が異な
つたり、あるいは異なつた金属を複数積層して形
成した場合でも同様な効果が得られる。
ングについて説明したが、配線金属の種類が異な
つたり、あるいは異なつた金属を複数積層して形
成した場合でも同様な効果が得られる。
したがつて、エツチング工程の自動化が容易で
あり、且つ安定なエツチングが行なえる半導体素
子用金属薄膜エツチング装置が得られる。
あり、且つ安定なエツチングが行なえる半導体素
子用金属薄膜エツチング装置が得られる。
第１図ａ，ｂはそれぞれエツチング工程を説明
するための図、第２図はこの発明の基本原理を説
明するための図、第３図は上記第２図の装置によ
つて発生する電圧の変化を示す図、第４図はこの
発明の一実施例に係る半導体素子用金属薄膜エツ
チング装置を示すブロツク図、第５図は上記第４
図の半導体素子用金属薄膜エツチング装置の各工
程を説明するためのフローチヤートである。 ２０……エツチング装置、２１……電圧検出手
段、２２……コンパレータ（電圧比較手段）、２
３……基準電源、２４……タイマ回路（計時手
段）。
するための図、第２図はこの発明の基本原理を説
明するための図、第３図は上記第２図の装置によ
つて発生する電圧の変化を示す図、第４図はこの
発明の一実施例に係る半導体素子用金属薄膜エツ
チング装置を示すブロツク図、第５図は上記第４
図の半導体素子用金属薄膜エツチング装置の各工
程を説明するためのフローチヤートである。 ２０……エツチング装置、２１……電圧検出手
段、２２……コンパレータ（電圧比較手段）、２
３……基準電源、２４……タイマ回路（計時手
段）。
Claims (1)
- １ 半導体素子上に形成された金属薄膜をエツチ
ング液に浸漬してエツチングする装置において、
エツチング液に浸漬された電極と、この電極と上
記金属薄膜との間に発生した電位差を検出する電
圧検出手段と、上記電圧検出手段によつて検出し
た電圧を基準電圧と比較する電圧比較手段と、上
記電圧比較手段によつて検出した比較出力が予め
定められた所定時間出力されたか否か計時し、所
定時間出力された時にはエツチング終了と判定
し、所定時間出力されないときにはエツチング続
行と判定すると共に初期化されて再度計時を再開
することにより、エツチング中の一時的な電位変
動による影響を排除する手段とを具備し、エツチ
ング中の金属薄膜と上記電極との電位差を監視す
ることによりエツチングの終了時点を検出してエ
ツチングを中止し、且つエツチング中の一時的な
電位変動による影響を排除するように構成したこ
とを特徴とする半導体素子用金属薄膜エツチング
装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57025012A JPS58141531A (ja) | 1982-02-18 | 1982-02-18 | 半導体素子用金属薄膜エツチング装置 |
| US06/467,298 US4462856A (en) | 1982-02-18 | 1983-02-17 | System for etching a metal film on a semiconductor wafer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57025012A JPS58141531A (ja) | 1982-02-18 | 1982-02-18 | 半導体素子用金属薄膜エツチング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58141531A JPS58141531A (ja) | 1983-08-22 |
| JPH0316776B2 true JPH0316776B2 (ja) | 1991-03-06 |
Family
ID=12153998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57025012A Granted JPS58141531A (ja) | 1982-02-18 | 1982-02-18 | 半導体素子用金属薄膜エツチング装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4462856A (ja) |
| JP (1) | JPS58141531A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4886552A (en) * | 1988-09-09 | 1989-12-12 | United Technologies Corporation | Method for monitoring the removal of a metallic contaminant from the surface of a metallic article |
| DE3832660A1 (de) * | 1988-09-26 | 1990-03-29 | Texas Instruments Deutschland | Verfahren und vorrichtung zum abaetzen einer auf einem substrat angebrachten elektrisch leitenden schicht |
| US5256565A (en) * | 1989-05-08 | 1993-10-26 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Electrochemical planarization |
| JP3638715B2 (ja) * | 1996-05-27 | 2005-04-13 | 株式会社ルネサステクノロジ | 半導体装置の評価方法 |
| US5911864A (en) * | 1996-11-08 | 1999-06-15 | Northrop Grumman Corporation | Method of fabricating a semiconductor structure |
| KR100265556B1 (ko) * | 1997-03-21 | 2000-11-01 | 구본준 | 식각장치 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3755026A (en) * | 1971-04-01 | 1973-08-28 | Sprague Electric Co | Method of making a semiconductor device having tunnel oxide contacts |
| GB1434199A (en) * | 1972-10-19 | 1976-05-05 | Wilkinson Sword Ltd | Selective electrolytic dissolution of predetermined metals |
| US3874959A (en) * | 1973-09-21 | 1975-04-01 | Ibm | Method to establish the endpoint during the delineation of oxides on semiconductor surfaces and apparatus therefor |
| US4058438A (en) * | 1975-07-18 | 1977-11-15 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Rapid universal sensing cell |
| JPS5387667A (en) * | 1977-01-12 | 1978-08-02 | Hitachi Ltd | Detecting method for etching end point of non-conductive film |
| JPS54116179A (en) * | 1978-03-01 | 1979-09-10 | Kunihiko Kanda | Method of forming electric wire |
| JPS54116180A (en) * | 1978-03-01 | 1979-09-10 | Kunihiko Kanda | Method of forming electric wire |
| JPS5531639A (en) * | 1978-08-29 | 1980-03-06 | Kunihiko Kanda | Forming method for electric wiring |
| JPS5562737A (en) * | 1978-11-02 | 1980-05-12 | Kunihiko Kanda | Wiring method for semiconductor element |
| US4336111A (en) * | 1978-11-02 | 1982-06-22 | The Boeing Company | Method for determining the strength of a metal processing solution |
| US4229264A (en) * | 1978-11-06 | 1980-10-21 | The Boeing Company | Method for measuring the relative etching or stripping rate of a solution |
| JPS5655093A (en) * | 1979-10-12 | 1981-05-15 | Kunihiko Kanda | Method of forming electric circuit |
| US4338157A (en) * | 1979-10-12 | 1982-07-06 | Sigma Corporation | Method for forming electrical connecting lines by monitoring the etch rate during wet etching |
| JPS56127773A (en) * | 1980-03-12 | 1981-10-06 | Hitachi Ltd | Etching device |
-
1982
- 1982-02-18 JP JP57025012A patent/JPS58141531A/ja active Granted
-
1983
- 1983-02-17 US US06/467,298 patent/US4462856A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58141531A (ja) | 1983-08-22 |
| US4462856A (en) | 1984-07-31 |
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