JPS59139630A - エツチングの終了検出装置 - Google Patents
エツチングの終了検出装置Info
- Publication number
- JPS59139630A JPS59139630A JP58014461A JP1446183A JPS59139630A JP S59139630 A JPS59139630 A JP S59139630A JP 58014461 A JP58014461 A JP 58014461A JP 1446183 A JP1446183 A JP 1446183A JP S59139630 A JPS59139630 A JP S59139630A
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- JP
- Japan
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- etching
- tank
- detector
- hydrogen
- aluminum
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Weting (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の分野
本発明は、アルミニウムのエツチング工程終了を自動的
に検出する装置及び方法に関するものである。
に検出する装置及び方法に関するものである。
発明の背景
集積回路（ＩＣ）等半導体装置の相互接続には導電率の
良さ、処理の容易さおよび価格の安さ等からアルミニウ
ムの配線が広く用いられている。
良さ、処理の容易さおよび価格の安さ等からアルミニウ
ムの配線が広く用いられている。
この配線は、ＩＣ製造工程の最終拡散工程終了後、所定
の半導体素子を相互に接続する為に、二酸化けい素等の
絶縁被膜の上に形成され、所定のパターンを与えるべく
エツチング処理がアルミニウム層に対し行われる。
の半導体素子を相互に接続する為に、二酸化けい素等の
絶縁被膜の上に形成され、所定のパターンを与えるべく
エツチング処理がアルミニウム層に対し行われる。
この、パターン形成の為のエツチング処理は、ＩＣの集
積度が高くなシ、相互接続配線の線幅が細くなるに従い
、ますます重要な処理工程となってきている。特に、極
めて細い線幅のアルミニウム配線を得る為には、そのエ
ツチング工程の終了を正確に制御しなければならない。
積度が高くなシ、相互接続配線の線幅が細くなるに従い
、ますます重要な処理工程となってきている。特に、極
めて細い線幅のアルミニウム配線を得る為には、そのエ
ツチング工程の終了を正確に制御しなければならない。
従来技術の説明
現在、アルミニウムをエツチングする一方法には、湿式
と乾式の２通シがある。乾式エツチング法には優れた点
も多いが、（１）表面のアルミナ（Ａ１２０３）層に起
因する反応進行の不均一性、（２） ０１系ガスによる
金属表面の汚染、（３）次の工程に、おいて段差を覆う
ことにおける問題等から、ＩＣの量産においては湿式エ
ツチングが広く用いられている。
と乾式の２通シがある。乾式エツチング法には優れた点
も多いが、（１）表面のアルミナ（Ａ１２０３）層に起
因する反応進行の不均一性、（２） ０１系ガスによる
金属表面の汚染、（３）次の工程に、おいて段差を覆う
ことにおける問題等から、ＩＣの量産においては湿式エ
ツチングが広く用いられている。
しかしながら、湿式エツチングにおいては、その終了点
を正確に検出することが重要であシ、最近アルミニウム
のエツチング終了検出装置が開発されてきている。最近
の終了点検出装置は、コンタクト方式と赤外光方式に分
類できる。
を正確に検出することが重要であシ、最近アルミニウム
のエツチング終了検出装置が開発されてきている。最近
の終了点検出装置は、コンタクト方式と赤外光方式に分
類できる。
コンタクト方式のエツチング終了検出装置の原理は、ア
ルミニウムの電極電位が変化することを利用するもので
、第１図のような構成をとっている。エツチング槽１の
中に多数の半導体スライス２が配され、白金電極３，４
と共にエツチング液５中に浸される。
ルミニウムの電極電位が変化することを利用するもので
、第１図のような構成をとっている。エツチング槽１の
中に多数の半導体スライス２が配され、白金電極３，４
と共にエツチング液５中に浸される。
半導体スライス２の表面にはアルミニウム層とフォトレ
ジストのマスクが形成されている。アルミニウムがエツ
チングされている間は、水素置換が行われる為、第２図
のように１．６ボルト程度の電圧が電圧計６によシ検出
される。所定の量のエツチングが終了すると水素置換が
終了し、白金電極３．４間の電位差はＯボルト近くに下
降する。
ジストのマスクが形成されている。アルミニウムがエツ
チングされている間は、水素置換が行われる為、第２図
のように１．６ボルト程度の電圧が電圧計６によシ検出
される。所定の量のエツチングが終了すると水素置換が
終了し、白金電極３．４間の電位差はＯボルト近くに下
降する。
この電圧変化を読み取シ、エツチング工程を終了させる
。この分野の技術として特開昭５５−４６５６７号の技
術を参照することができる。
。この分野の技術として特開昭５５−４６５６７号の技
術を参照することができる。
このようなコンタクト方式の終点検出装置では、エツチ
ング槽１内において少くとも１枚の半導体スライスに検
出用の電極３を直接コンタクトさせなければならないの
で、装置の自動化が困難であシ生産性が低い。まだＩＣ
の構造によっては、この方式、を採用できないものもあ
る。バイポーラＩＣの場合を例にとると、アルミニウム
層の下にチタニウム・タングステン層（合金又は混合層
）のような下層金属がある構造のものはこの層を通じて
電子が運ばれるのでよいが、これがない通常のＩＣでは
、白金電極３のコンタクトがある部分が先にエツチング
されてしまうと、これと電気接続されない内部のアルミ
ニウム層のエツチングに関して正確な終点検出が不可能
となる。
ング槽１内において少くとも１枚の半導体スライスに検
出用の電極３を直接コンタクトさせなければならないの
で、装置の自動化が困難であシ生産性が低い。まだＩＣ
の構造によっては、この方式、を採用できないものもあ
る。バイポーラＩＣの場合を例にとると、アルミニウム
層の下にチタニウム・タングステン層（合金又は混合層
）のような下層金属がある構造のものはこの層を通じて
電子が運ばれるのでよいが、これがない通常のＩＣでは
、白金電極３のコンタクトがある部分が先にエツチング
されてしまうと、これと電気接続されない内部のアルミ
ニウム層のエツチングに関して正確な終点検出が不可能
となる。
第２の赤外光方式の終点検出装置の原理は、アルミニウ
ムの有無によシ赤外光の透過率が変化することを利用す
るもので、第６図のような構成をとっている。半導体ス
ライス１０はスぎンモータ１１に結合する回転台１２の
上に置かれ、１枚１枚スプレィ法によシエッチング液を
このスライス１０に吹きつける。回転するスライス１０
の外周部の両側に赤外発光ダイオード１３と、この光を
受は検知するフォトダイオード１４が設けられ、エツチ
ングの進行と共に赤外光の透過率あるいは遮光性の変化
（第４図）をアンプ１５及び電圧計１６を用いて光学的
に検知する。
ムの有無によシ赤外光の透過率が変化することを利用す
るもので、第６図のような構成をとっている。半導体ス
ライス１０はスぎンモータ１１に結合する回転台１２の
上に置かれ、１枚１枚スプレィ法によシエッチング液を
このスライス１０に吹きつける。回転するスライス１０
の外周部の両側に赤外発光ダイオード１３と、この光を
受は検知するフォトダイオード１４が設けられ、エツチ
ングの進行と共に赤外光の透過率あるいは遮光性の変化
（第４図）をアンプ１５及び電圧計１６を用いて光学的
に検知する。
しかしながら、この赤外光方式にも問題がある。
半導体スライスはその製造プロセスあるいは製造メーカ
によって、赤外光の透過率が異っている。
によって、赤外光の透過率が異っている。
ひとつの装置が種々のスライスに対し使用される場合、
その都度透過率の設定を変更しなければならず、工程の
自動化を行う上で障害となシ生産性を向上できない。
その都度透過率の設定を変更しなければならず、工程の
自動化を行う上で障害となシ生産性を向上できない。
先述のコンタクト方式とは逆に、アルミニウム層の下に
他の金属層（Ｔｉ ： ｗ ）があると、赤外光の透過
はアルミニウムのエツチングが終了しても変化しないの
で、この種の構造をもったＩＣにこの赤外光方式を用い
る事ができない。また装置自体同価であるというのもこ
の方式の欠点のひとつである。
他の金属層（Ｔｉ ： ｗ ）があると、赤外光の透過
はアルミニウムのエツチングが終了しても変化しないの
で、この種の構造をもったＩＣにこの赤外光方式を用い
る事ができない。また装置自体同価であるというのもこ
の方式の欠点のひとつである。
発明の目的および要約
本発明はこれら従来技術の問題点に鑑みなされたもので
、工程の自動化が容易で、ＩＣの電極構造によらず適用
でき、安全でバラツキの少い生産性の高いアルミニウム
層のエツチング終了点検出装置を、提供するものである
。
、工程の自動化が容易で、ＩＣの電極構造によらず適用
でき、安全でバラツキの少い生産性の高いアルミニウム
層のエツチング終了点検出装置を、提供するものである
。
実施例
本発明によるエツチング終了検出機構を第５図に示す。
パターン処理されるべきアルミニウム層と所定のパター
ンのフォトレジスト層が被着された多数の半導体スライ
ス２０がエツチング液２１と共に処理槽２２内に配置さ
れる。この処理槽２２は大気を外部から受ける孔を有し
、また上部はパイプで脱雰囲気槽２３に結合されている
。この脱雰囲気槽２３は、エツチング処理槽２２で発生
する１気体中の酸（リン酸系）を吸収する槽である。
ンのフォトレジスト層が被着された多数の半導体スライ
ス２０がエツチング液２１と共に処理槽２２内に配置さ
れる。この処理槽２２は大気を外部から受ける孔を有し
、また上部はパイプで脱雰囲気槽２３に結合されている
。この脱雰囲気槽２３は、エツチング処理槽２２で発生
する１気体中の酸（リン酸系）を吸収する槽である。
脱雰囲気槽２３は、更に水分を吸収する為の乾燥器２４
を通シ、水素検出器２５を経て真空ポンプ２６に結合さ
れる。水素検出器２５にはガス吸着を利用する金属酸化
物半導体がスセンサを用いたが、他のガスセンサを使用
することもできる。
を通シ、水素検出器２５を経て真空ポンプ２６に結合さ
れる。水素検出器２５にはガス吸着を利用する金属酸化
物半導体がスセンサを用いたが、他のガスセンサを使用
することもできる。
この種のガスセンサは有毒ガスの警報器等に用いられて
いるものであって、焼結された金属酸化物の粒界におい
て、電導度を限外する電位障壁が、大気中の酸素の吸着
にょシ効果的に形成され、この酸素と各種ガスとの反応
による電位障壁の高さの変化に伴う導電度の変化を検出
し測定する機能を有している。
いるものであって、焼結された金属酸化物の粒界におい
て、電導度を限外する電位障壁が、大気中の酸素の吸着
にょシ効果的に形成され、この酸素と各種ガスとの反応
による電位障壁の高さの変化に伴う導電度の変化を検出
し測定する機能を有している。
水素検出器２５は検出された信号を増幅する増幅器２１
を介し、マイクロコンピュータ２８に接続される。
を介し、マイクロコンピュータ２８に接続される。
アルミニウム層のエツチングが処理槽２２で進行するの
に比例して、この槽２２がら水素がスが発生する。アル
ミニウムのエツチングが終了すると、その点を最高点と
して検出される水素ガスの量は下降する。従って、マイ
クロコンピュータ２８によって、水素検出器２５の検出
レベルの最高点を検出することＫよシ、エツチング終了
点を確定することができる。
に比例して、この槽２２がら水素がスが発生する。アル
ミニウムのエツチングが終了すると、その点を最高点と
して検出される水素ガスの量は下降する。従って、マイ
クロコンピュータ２８によって、水素検出器２５の検出
レベルの最高点を検出することＫよシ、エツチング終了
点を確定することができる。
エツチング終了点を知らせるマイクロコンピュータ２８
の出力に応答１〜て、処理槽２２の蓋を開け、スライス
２０を収納したバスケットと共にこの処理槽から出し次
の洗浄工程へと運搬する。この操作は、マイクロコンピ
ュータ２８の出力に応答して作動する小型ロボットを用
い自動的に行うことができる。この小型ロボット３０の
外観図を第６図に示す。ロボット３０のアーム３１は、
処理槽２２蒸びスライスの乾燥槽３２及びバスケットの
ロード・アンロード部３３に対し操作されるように配さ
れる ロード・アンロード部３３に置かれ、スライスの載置さ
れたバスケット（またはボー）−）ｆｆ：、ロボット３
０のアーム３１によυ処理槽２２にセットシ、エツチン
グ及び水洗等の処理が終了したとき、マイクロコンピュ
ータ２８の出力に応答してこのバスケットを乾燥槽３２
にセットする。乾燥の終了したスライスは、バスケット
に載置されたまま、再びロボット３０のアーム３１によ
シロード・アンロード部３３に戻される。
の出力に応答１〜て、処理槽２２の蓋を開け、スライス
２０を収納したバスケットと共にこの処理槽から出し次
の洗浄工程へと運搬する。この操作は、マイクロコンピ
ュータ２８の出力に応答して作動する小型ロボットを用
い自動的に行うことができる。この小型ロボット３０の
外観図を第６図に示す。ロボット３０のアーム３１は、
処理槽２２蒸びスライスの乾燥槽３２及びバスケットの
ロード・アンロード部３３に対し操作されるように配さ
れる ロード・アンロード部３３に置かれ、スライスの載置さ
れたバスケット（またはボー）−）ｆｆ：、ロボット３
０のアーム３１によυ処理槽２２にセットシ、エツチン
グ及び水洗等の処理が終了したとき、マイクロコンピュ
ータ２８の出力に応答してこのバスケットを乾燥槽３２
にセットする。乾燥の終了したスライスは、バスケット
に載置されたまま、再びロボット３０のアーム３１によ
シロード・アンロード部３３に戻される。
第５図に示す構成と異なシ、エツチングの処理槽２０の
出口のパイプに水素検出器２５を直接結合すると、１回
のエツチング処理の終了後に検出レベルがゼロに戻るの
に長時間かかることがわかった。゛また２回目以降の検
出レベルが大変不安定であることもわかった。これは水
素検出器２５が酸により腐食され誤動作していたものと
思われる。
出口のパイプに水素検出器２５を直接結合すると、１回
のエツチング処理の終了後に検出レベルがゼロに戻るの
に長時間かかることがわかった。゛また２回目以降の検
出レベルが大変不安定であることもわかった。これは水
素検出器２５が酸により腐食され誤動作していたものと
思われる。
処理槽２２と水素検出器２５との中間に脱雰囲気槽２３
と乾燥器２４とを入れ、水素検出器２５の後方に真銃ポ
ンプ２６を設け、処理槽２２で発生するガスを強制吸引
することで、水素の検出能力（検出信号のレベル）が約
２倍になシ、酸の成分が検出器２５につかないことから
安定した水素検出を行うことができた。これは、連続し
てアルミニウムのエツチング処理を行う上で極めて顕著
な利益をもたらすものである。
と乾燥器２４とを入れ、水素検出器２５の後方に真銃ポ
ンプ２６を設け、処理槽２２で発生するガスを強制吸引
することで、水素の検出能力（検出信号のレベル）が約
２倍になシ、酸の成分が検出器２５につかないことから
安定した水素検出を行うことができた。これは、連続し
てアルミニウムのエツチング処理を行う上で極めて顕著
な利益をもたらすものである。
第７図にマイクロコンピュータ２８の機能を示す。この
マイクロコンピュータ２８は工１０インターフェース４
０を介し、水素検出器２５、処理槽２２等に設けられる
温度センサ４１、ロボット３０のアーム３１の機械的制
御４２、処理槽２２のパルプ４３、乾燥槽３２のパルプ
４４、ロード・アンロード部（又はローダ−）３３、乾
燥槽３２等のヒータ４５に接続され、これらの作動をプ
ログラムに従い制御する。マイクロコンぎユータ２８は
更に、サーボ系プリント基板４６、サーボ系増幅回路４
７を介し、ロボット３０の運動軸４８を制御する。また
、他のサーボ系プリント基板４９及び増幅回路５０を介
して、乾燥槽３２内におけるスピン回転５１を制御する
。
マイクロコンピュータ２８は工１０インターフェース４
０を介し、水素検出器２５、処理槽２２等に設けられる
温度センサ４１、ロボット３０のアーム３１の機械的制
御４２、処理槽２２のパルプ４３、乾燥槽３２のパルプ
４４、ロード・アンロード部（又はローダ−）３３、乾
燥槽３２等のヒータ４５に接続され、これらの作動をプ
ログラムに従い制御する。マイクロコンぎユータ２８は
更に、サーボ系プリント基板４６、サーボ系増幅回路４
７を介し、ロボット３０の運動軸４８を制御する。また
、他のサーボ系プリント基板４９及び増幅回路５０を介
して、乾燥槽３２内におけるスピン回転５１を制御する
。
第１図は従来技術によるコンタクト方式のエツチング終
了検出装置の概略図、第２図は舘１図の装置の電圧計で
検出される電圧の時間変化図、第６図は従来技術による
赤外光方式のエツチング終了検出装置の概略図、第４図
は第６図のアンプの出力の時間変化図、第５図は本発明
によるエツチング終了検出装置の一実施例を示す概略図
、第６図は第５図のマイクロコンピュータの出力に応答
して作動する小型ロボットの外観図、第７図は第５図の
マイクロコンピュータの機能を説明するための図である
。 代理人 浅 村 皓 外４名 第１図 ワ１１゜ ０
了検出装置の概略図、第２図は舘１図の装置の電圧計で
検出される電圧の時間変化図、第６図は従来技術による
赤外光方式のエツチング終了検出装置の概略図、第４図
は第６図のアンプの出力の時間変化図、第５図は本発明
によるエツチング終了検出装置の一実施例を示す概略図
、第６図は第５図のマイクロコンピュータの出力に応答
して作動する小型ロボットの外観図、第７図は第５図の
マイクロコンピュータの機能を説明するための図である
。 代理人 浅 村 皓 外４名 第１図 ワ１１゜ ０
Claims (1)
- 半導体スライスに対するエツチング処理を行う処理槽と
、上記処理槽に接続された脱雰囲気槽と、上記脱雰囲気
槽に接続された乾燥器と、上記処理槽で発生するガスを
吸引するポンプと、上記乾燥器と上記ポンプとの間に設
けられた水素ガス検出器とを有するエツチングの終了検
出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58014461A JPS59139630A (ja) | 1983-01-31 | 1983-01-31 | エツチングの終了検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58014461A JPS59139630A (ja) | 1983-01-31 | 1983-01-31 | エツチングの終了検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59139630A true JPS59139630A (ja) | 1984-08-10 |
Family
ID=11861684
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58014461A Pending JPS59139630A (ja) | 1983-01-31 | 1983-01-31 | エツチングの終了検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59139630A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6326386A (ja) * | 1986-07-17 | 1988-02-03 | Nec Corp | エツチング処理終点検出法 |
| WO1998058400A3 (en) * | 1997-06-17 | 1999-04-01 | Luxtron Corp | Liquid etch endpoint detection and process metrology |
-
1983
- 1983-01-31 JP JP58014461A patent/JPS59139630A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6326386A (ja) * | 1986-07-17 | 1988-02-03 | Nec Corp | エツチング処理終点検出法 |
| WO1998058400A3 (en) * | 1997-06-17 | 1999-04-01 | Luxtron Corp | Liquid etch endpoint detection and process metrology |
| US6406641B1 (en) | 1997-06-17 | 2002-06-18 | Luxtron Corporation | Liquid etch endpoint detection and process metrology |
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