JP7825543B2 - Spin etching apparatus with end point detection mechanism and spin etching method - Google Patents
Spin etching apparatus with end point detection mechanism and spin etching methodInfo
- Publication number
- JP7825543B2 JP7825543B2 JP2022186605A JP2022186605A JP7825543B2 JP 7825543 B2 JP7825543 B2 JP 7825543B2 JP 2022186605 A JP2022186605 A JP 2022186605A JP 2022186605 A JP2022186605 A JP 2022186605A JP 7825543 B2 JP7825543 B2 JP 7825543B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- etching
- end point
- coating layer
- coated substrate
- invisible light
- 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.)
- Active
Links
Landscapes
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Weting (AREA)
Description
本発明は、ウェットエッチング処理の終点検出技術、特に、試料の表面に形成されたアルミニウム膜がエッチング処理されるに際しての終点を検出する技術に関し、例えば、半導体製造工程において、基板上に形成されたアルミニウム膜がウェットエッチング処理されるに際しての終点検出機構付スピンエッチング装置及びスピンエッチング方法に関する。 The present invention relates to a technology for detecting the endpoint of wet etching, particularly a technology for detecting the endpoint when an aluminum film formed on the surface of a sample is etched. For example, the present invention relates to a spin etching apparatus with an endpoint detection mechanism and a spin etching method when an aluminum film formed on a substrate is wet etched in a semiconductor manufacturing process.
半導体デバイス工程において、ウェーハ上に形成される最後の電極としてアルミ(Al)材が使用されており、アルミをエッチングして電極が形成される。アルミ材のエッチングによるアルミ電極の形成方法の一例を図5に示す。図5において、(a)はエッチング前、(b)はエッチング後をそれぞれ示す。図5において、符号116は半導体基板であり、図5(a)に示した如く、シリコン等の半導体基板116上に絶縁膜114、アルミ材112及びレジスト110を形成した後、アルミ材112をエッチングし、アルミ電極120が形成される[図5(b)]。 In the semiconductor device manufacturing process, aluminum (Al) is used as the final electrode formed on a wafer, and the electrode is formed by etching the aluminum. Figure 5 shows an example of a method for forming an aluminum electrode by etching aluminum. In Figure 5, (a) shows the state before etching, and (b) shows the state after etching. In Figure 5, reference numeral 116 denotes a semiconductor substrate. As shown in Figure 5(a), after forming an insulating film 114, aluminum material 112, and resist 110 on semiconductor substrate 116, such as silicon, the aluminum material 112 is etched to form aluminum electrode 120 [Figure 5(b)].
一般的な半導体デバイスの場合、アルミ電極の厚さは1μm以下である為、アルミ膜をエッチングするには、ドライエッチングで行うことが有効である。一方、シリコンパワー半導体などのパワーデバイスにおいてはアルミの電極の厚さは5μmにもなる。図6に、パワーデバイス半導体の例を示す。図6では、パワーデバイス半導体として、シリコンパワー半導体の例を示した。図6に示すように、シリコンパワー半導体のウェーハ100では、ウェーハ100の外周部102に多くあるエッジエクスクルージョン領域も大きなものとなり、その分、アルミをエッチングする必要がある。 In the case of typical semiconductor devices, the thickness of the aluminum electrode is 1 μm or less, so dry etching is an effective method for etching the aluminum film. On the other hand, in power devices such as silicon power semiconductors, the thickness of the aluminum electrode can be as much as 5 μm. Figure 6 shows an example of a power semiconductor device. Figure 6 shows an example of a silicon power semiconductor as the power semiconductor device. As shown in Figure 6, in a silicon power semiconductor wafer 100, the edge exclusion regions, which are numerous at the outer periphery 102 of the wafer 100, are also large, and therefore the aluminum needs to be etched accordingly.
このように厚いアルミ膜をエッチングするには、ドライエッチングでは時間が掛かるため、厚いアルミ膜ではウェットエッチングで行うことが一般的に成っている。 Etching such a thick aluminum film using dry etching takes a long time, so wet etching is generally used for thick aluminum films.
ウェットエッチングの終点を光で検出するものとして、例えば特許文献1がある。 For example, Patent Document 1 discloses a method for detecting the end point of wet etching using light.
上記したパワーデバイスにおいてはアルミの電極の厚さが厚く、アルミのウェットエッチングの場合、シャワー方式でないとエッチングレートが低く、歩留まりが悪いため、シャワー方式のウェットエッチングが行われる。シャワー方式のウェットエッチングでは、エッチング液として燐硝酢酸を約60℃位に加熱してシャワーで、回転する基板(ウェーハ)表面に、エッチング液を満遍なく供給する必要がある。このようにシャワー方式でエッチング液を供給することでエッチングレートを確保する事が出来るが、それ故、エッチング液が周辺に飛散することとなる。 The aluminum electrodes in the power devices mentioned above are thick, and if the shower method is not used for wet etching of aluminum, the etching rate will be low and yield will be poor, so shower wet etching is used. In shower wet etching, the etchant is a phosphonitric acid acetic acid solution heated to about 60°C, and the etchant must be supplied evenly to the surface of the rotating substrate (wafer) using a shower. Supplying the etchant using the shower method in this way ensures a high etching rate, but it also means that the etchant will splash around.
このエッチング液の飛散を避けるため、エッチングを行う際は回転する基板周辺を薬液飛散防止用の環状フードにて覆う必要が有る。 To prevent the etching solution from splashing, the area around the rotating substrate must be covered with a circular hood to prevent the chemical solution from splashing when etching.
このように、薬液飛散防止用環状フードを設けてシャワー方式でエッチングし、光源からの光で終点を検出すると、検出に誤差が生じることがあるという問題があった。 As such, when etching is performed using the shower method with an annular hood to prevent chemical solution from scattering and the endpoint is detected using light from a light source, there is a problem in that detection errors can occur.
前記薬液飛散防止用環状フードを設けてシャワー方式でエッチングし、光源からの光で終点を検出すると、検出に誤差が生じる原因について、発明者等は鋭意検討した。その結果、従来は、光源からの光としては可視光で終点検出を行っていたが、前記薬液飛散防止用環状フードに付着したエッチング液の水滴が流れることで、散乱光が発生し、誤検知が生じていることを見出し、本発明に到達した。 The inventors conducted extensive research into the causes of detection errors when etching using the shower method with the annular hood for preventing chemical solution splashing and detecting the endpoint using light from a light source. As a result, they discovered that, while endpoint detection was previously performed using visible light from the light source, droplets of etching solution adhering to the annular hood for preventing chemical solution splashing flow, causing scattered light and resulting in false detection, leading to the present invention.
即ち、本発明は上記した従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、製品毎によるAl被覆層の厚さの違い(3~5μm程度のバラつき)、エッチングレートの多少の変動に関わらず、ウェットエッチングの終点検出を安定して行うことができるようにした、終点検出機構付スピンエッチング装置及びスピンエッチング方法を提供することを目的とする。 In other words, the present invention was made in consideration of the problems with the prior art described above, and aims to provide a spin etching apparatus with an endpoint detection mechanism and a spin etching method that enable stable detection of the wet etching endpoint, regardless of differences in the thickness of the Al coating layer between products (variations of about 3 to 5 μm) or slight fluctuations in the etching rate.
上記課題を解決するために、本発明の終点検出機構付スピンエッチング装置は、基板本体上にAl被覆層を有するAl被覆基板が載置される回転テーブルと、前記回転テーブルの上方に設置され、可視光を透過する材質で形成されてなり、エッチング液の飛散を防止するための薬液飛散防止用環状フードと、前記回転テーブル上の前記Al被覆基板表面にシャワー方式でエッチング液を吹き付けるエッチング液ノズルと、前記回転テーブル上の前記Al被覆基板表面に非可視光線を照射し、前記Al被覆基板で反射した前記非可視光線のスぺクトルを検出するための非可視光線分光装置と、を含み、前記非可視光線のスぺクトルの変化で前記Al被覆層へのエッチングの終点を検出するようにした、終点検出機構付スピンエッチング装置である。 To solve the above problems, the spin etching apparatus with endpoint detection mechanism of the present invention includes a turntable on which an Al-coated substrate having an Al coating layer on the substrate body is placed, an annular hood for preventing chemical solution splashing that is installed above the turntable and is made of a material that transmits visible light and prevents the etching solution from splashing, an etching solution nozzle that sprays the etching solution in a shower-like manner onto the surface of the Al-coated substrate on the turntable, and an invisible light spectroscope that irradiates the surface of the Al-coated substrate on the turntable with invisible light and detects the spectrum of the invisible light reflected by the Al-coated substrate, and is a spin etching apparatus with endpoint detection mechanism that detects the endpoint of etching of the Al coating layer based on changes in the spectrum of the invisible light.
前記Al被覆層の厚さが、5μm以上であるのが好適である。 It is preferable that the thickness of the Al coating layer be 5 μm or more.
前記非可視光線が、赤外線又は紫外線であるのが好適である。 It is preferable that the invisible light be infrared or ultraviolet light.
前記基板本体と前記Al被覆層の間に、SiO2、TiN、Au、Agの群の少なくともいずれか一つから選ばれる下地層が形成されてなり、前記下地層のスペクトルを検出することで、前記Al被覆層へのエッチングの終点を検出するのが好適である。 It is preferable that an underlayer selected from at least one of the group consisting of SiO 2 , TiN, Au, and Ag is formed between the substrate body and the Al coating layer, and the end point of etching into the Al coating layer is detected by detecting the spectrum of the underlayer.
前記終点検出機構付スピンエッチング装置におけるエッチングの終点を検出する位置が、前記Al被覆基板の表面から20~30mmであるのが好適である。 It is preferable that the position at which the etching endpoint is detected in the spin etching device with endpoint detection mechanism is 20 to 30 mm from the surface of the Al-coated substrate.
前記赤外分光装置が、非可視光線を照射するための光源と、前記Al被覆層表面で反射した非可視光線を検出するための検出器と、前記Al被覆層表面で反射した非可視光線を分光分析するための分光器と、前記光源からの前記非可視光線を前記検出器に送る光ファイバー部及び前記検出器で検出された前記Al被覆層表面で反射した非可視光線を前記分光器に送る光ファイバー部を有する同軸ファイバーと、を有し、前記検出器の検収スポット径が直径10~20mmであるのが好適である。 The infrared spectrometer preferably comprises a light source for irradiating invisible light, a detector for detecting invisible light reflected from the surface of the Al coating layer, a spectroscope for spectroscopically analyzing the invisible light reflected from the surface of the Al coating layer, and a coaxial fiber having an optical fiber section for transmitting the invisible light from the light source to the detector and an optical fiber section for transmitting the invisible light reflected from the surface of the Al coating layer detected by the detector to the spectroscope, and the detector's inspection spot diameter is preferably 10 to 20 mm.
前記同軸ファイバーが、耐薬品性のある樹脂で被覆されてなり、前記検出器の検収スポット側先端からエッチング液雰囲気が入らないようにN2パージが行われるのが好適である。 It is preferable that the coaxial fiber is coated with a chemical-resistant resin, and that N 2 purge is performed to prevent the etching solution atmosphere from entering from the tip of the detector on the inspection spot side.
前記Al被覆層へのエッチングの終点の検出が、前記Al被覆基板の少なくともエッジエクスクルージョン領域で行われるのが好適である。 It is preferable that the detection of the etching end point of the Al coating layer is performed at least in the edge exclusion region of the Al-coated substrate.
本発明のスピンエッチング方法は、前記終点検出機構付スピンエッチング装置を用いたスピンエッチング方法であり、前記回転テーブル上に載置される、前記Al被覆層を有するAl被覆基板に対して、前記回転テーブルを回転させながら、シャワー方式でエッチング液を前記Al被覆基板表面に吹き付けて前記Al被覆基板表面をエッチングする工程と、前記回転テーブル上の前記Al被覆基板表面に非可視光線を照射し、前記Al被覆基板で反射した前記非可視光線のスぺクトルの変化で前記Al被覆層へのエッチングの終点を検出する工程と、を含む、スピンエッチング方法である。 The spin etching method of the present invention is a spin etching method using the spin etching apparatus with an end point detection mechanism, and includes the steps of: spraying an etching solution onto the surface of an Al-coated substrate having an Al coating layer placed on the turntable in a shower manner while rotating the turntable, thereby etching the surface of the Al-coated substrate; and irradiating the surface of the Al-coated substrate on the turntable with invisible light and detecting the end point of etching of the Al coating layer based on a change in the spectrum of the invisible light reflected by the Al-coated substrate.
前記非可視光線が、赤外線又は紫外線であるのが好適である。 It is preferable that the invisible light be infrared or ultraviolet light.
前記Al被覆層へのエッチングの終点の検出が、前記Al被覆基板の少なくともエッジエクスクルージョン領域で行われるのが好適である。 It is preferable that the detection of the etching end point of the Al coating layer is performed at least in the edge exclusion region of the Al-coated substrate.
前記Al被覆層へのエッチングの終点の検出が、前記Al被覆基板のエッチング後の各チップ間の線幅が0.5mm以上1.5mm以下の箇所で行われるのが好適である。 It is preferable that the end point of etching the Al coating layer be detected at a point where the line width between each chip after etching of the Al coating substrate is 0.5 mm or more and 1.5 mm or less.
本発明によれば、製品毎によるAl被覆層の厚さの違い(3~5μm程度のバラつき)、エッチングレートの多少の変動に関わらず、ウェットエッチングの終点検出を安定して行うことができるようにした、終点検出機構付スピンエッチング装置及びスピンエッチング方法を提供することができるという著大な効果を奏する。 The present invention has the remarkable advantage of providing a spin etching apparatus with an endpoint detection mechanism and a spin etching method that enable stable detection of the wet etching endpoint, regardless of differences in the thickness of the Al coating layer between products (variations of approximately 3 to 5 μm) or slight fluctuations in the etching rate.
以下に本発明の実施の形態を説明するが、これら実施の形態は例示的に示されるもので、本発明の技術思想から逸脱しない限り種々の変形が可能なことはいうまでもない。図示において、同一部材は同一符号であらわされる。 Embodiments of the present invention are described below, but these embodiments are shown by way of example only, and it goes without saying that various modifications are possible without departing from the technical spirit of the present invention. In the drawings, identical components are represented by the same reference numerals.
本発明の終点検出機構付スピンエッチング装置の一つの実施の形態を図1~図3に示す。図1~図3において、符号10は、本発明の終点検出機構付スピンエッチング装置である。本発明の終点検出機構付スピンエッチング装置10は、基板本体上にAl被覆層を有するAl被覆基板が載置される回転テーブル12と、前記回転テーブル12の上方に設置され、可視光を透過する材質で形成されてなり、エッチング液の飛散を防止するための薬液飛散防止用環状フード14と、前記回転テーブル12上の前記Al被覆基板表面にシャワー方式でエッチング液を吹き付けるエッチング液ノズル16と、前記回転テーブル12上の前記Al被覆基板表面に非可視光線を照射し、前記Al被覆基板で反射した前記非可視光線のスぺクトルを検出するための非可視光線分光装置18と、を含み、前記非可視光線のスぺクトルの変化で前記Al被覆層へのエッチングの終点を検出するようにした、終点検出機構付スピンエッチング装置である。なお、図3において、符号Aで示す領域は、エッチングステージであり、符号Bで示す領域は旋回待機位置であり、符号Cで示す領域はリンスシャワー領域である。 1 to 3 show one embodiment of the spin etching apparatus with an endpoint detection mechanism of the present invention. In FIGS. 1 to 3, the reference numeral 10 denotes the spin etching apparatus with an endpoint detection mechanism of the present invention. The spin etching apparatus with an endpoint detection mechanism of the present invention includes a turntable 12 on which an Al-coated substrate having an Al coating layer on the substrate body is placed, an annular hood 14 for preventing the etching solution from splashing, which is installed above the turntable 12 and is made of a material that transmits visible light and prevents the etching solution from splashing, an etching solution nozzle 16 for spraying the etching solution onto the surface of the Al-coated substrate on the turntable 12 in a shower-like manner, and an invisible light spectrometer 18 for irradiating the surface of the Al-coated substrate on the turntable 12 with invisible light and detecting the spectrum of the invisible light reflected by the Al-coated substrate. The spin etching apparatus with an endpoint detection mechanism detects the endpoint of etching of the Al coating layer based on a change in the spectrum of the invisible light. In Figure 3, the area indicated by the letter A is the etching stage, the area indicated by the letter B is the rotation standby position, and the area indicated by the letter C is the rinse shower area.
本発明の終点検出機構付スピンエッチング装置10は、エッチングによるパターン形成により、Al被覆層のエッチングされる領域が完全に除去され、Al被覆層の下層(Al被覆層とは非可視光線のスペクトルが異なる材質からなるものとする)が露出した状態をエッチングの終点と規定するアルミのエッチングに用いられる。
本発明の終点検出機構付スピンエッチング装置10では、Al被覆基板のAl被覆層をエッチング中に、前記Al被覆基板表面に非可視光線を照射し、前記Al被覆基板で反射した前記非可視光線のスぺクトルを検出することにより、Al被覆層の下層が露出し、エッチングが終了した時点において非可視光線のスぺクトルが変化するため、その非可視光線のスぺクトルの変化で前記Al被覆層へのエッチングの終点を検出することができる。
The spin etching apparatus 10 with an end point detection mechanism of the present invention is used for etching aluminum, in which the end point of etching is defined as the state in which the etched area of the Al coating layer is completely removed by forming a pattern through etching, and the layer below the Al coating layer (made of a material with a different invisible light spectrum from the Al coating layer) is exposed.
In the spin etching apparatus 10 with an end point detection mechanism of the present invention, while the Al coating layer of an Al-coated substrate is being etched, invisible light is irradiated onto the surface of the Al-coated substrate and the spectrum of the invisible light reflected by the Al-coated substrate is detected. This changes the spectrum of the invisible light when the underlying layer of the Al coating layer is exposed and etching is completed, and the end point of etching of the Al coating layer can be detected from the change in the spectrum of the invisible light.
前記回転テーブル12としては、特に制限はなく、スピンエッチング装置に用いられる公知の回転テーブルを用いることができる。 There are no particular limitations on the type of turntable 12, and any known turntable used in a spin etching apparatus can be used.
前記薬液飛散防止用環状フード14としては、可視光を透過する材質で形成された環状のフードであれば特に制限はなく、エッチング液の飛散を防止するための公知の環状フードを使用することができる。前記薬液飛散防止用環状フード14を用いることにより、回転テーブル12を回転させながら、シャワー方式でエッチング液をAl被覆基板表面に吹き付けて前記Al被覆基板表面をエッチングするアルミのウェットエッチングにおいて、エッチング液の周辺への飛散を防ぎ、且つ回転させたAl被覆基板表面にエッチング液を満遍なく供給する事でエッチングレートを確保する事が出来る。 The annular hood 14 for preventing chemical splashing is not particularly limited as long as it is made of a material that transmits visible light, and any known annular hood for preventing splashing of etching solution can be used. In aluminum wet etching, in which etching solution is sprayed onto the surface of an Al-coated substrate in a shower manner while the turntable 12 is rotating, the use of the annular hood 14 for preventing chemical splashing prevents the etching solution from splashing to the surrounding area and ensures an even etching rate by supplying the etching solution evenly to the surface of the rotating Al-coated substrate.
前記終点検出機構付スピンエッチング装置10を用いることにより、5μm以上の厚いAl被覆層のエッチングにおいても、迅速なスピンエッチングを達成することができ、具体的には、スピンエッチングのエッチングレートを13000Å/min以上とすることができる。また、Al被覆層の厚さは製品により差異があり、例えば、3~5μmの製品による差異では、製品によっては3μmだったり、製品によっては3.5μmだったり、或いは別の製品だと5μmだったりと、バラつきがある。しかしながら、本発明では、厚いAl被覆層のエッチングに好適に用いることができ、製品毎によるAlの厚さのバラつきが3~5μm程度あったとしても、又はエッチングレートが多少変動した場合でも、ウェットエッチングの終点検出を安定して行うことができる。 By using the spin etching device 10 with endpoint detection mechanism, rapid spin etching can be achieved even when etching thick Al coating layers of 5 μm or more. Specifically, the spin etching rate can be 13,000 Å/min or more. Furthermore, the thickness of the Al coating layer varies depending on the product. For example, a product difference of 3-5 μm can be 3 μm in some products, 3.5 μm in others, and 5 μm in others. However, the present invention can be suitably used for etching thick Al coating layers, and can reliably detect the wet etching endpoint even when the Al thickness varies by approximately 3-5 μm between products, or even when the etching rate fluctuates slightly.
前記エッチング液ノズル16としては、回転テーブル12上のAl被覆基板表面にシャワー方式でエッチング液を吹き付けることが可能なノズルであれば特に制限はなく、スピンエッチング装置に用いられる公知のエッチング液ノズルを用いることができる。エッチング液としては、アルミのエッチングに使用される公知のエッチング液を広く使用可能であり、例えば、リン酸や硝酸等の酸を含む酸性のエッチング液が挙げられ、リン酸、硝酸及び酢酸を含む燐硝酢酸(例えば、燐酸76~81%、硝酸2~4%、酢酸2~4%、残部水の燐硝酢酸)等の酸性のエッチング液が好適に用いられる。エッチング液は所定温度に加熱されたエッチング液が好適に用いられる。エッチング液の加熱温度は特に制限はないが、55~65℃が好適である。 The etching solution nozzle 16 is not particularly limited as long as it is capable of spraying etching solution onto the Al-coated substrate surface on the turntable 12 in a shower fashion, and known etching solution nozzles used in spin etching equipment can be used. A wide variety of known etching solutions used for etching aluminum can be used as the etching solution. Examples include acidic etching solutions containing acids such as phosphoric acid and nitric acid. Acidic etching solutions such as phosphonitric acid-acetic acid containing phosphoric acid, nitric acid, and acetic acid (e.g., 76-81% phosphoric acid, 2-4% nitric acid, 2-4% acetic acid, balance water) are preferred. The etching solution is preferably heated to a predetermined temperature. There are no particular restrictions on the heating temperature of the etching solution, but 55-65°C is preferred.
図4に、本発明の終点検出機構付スピンエッチング装置10で用いられる非可視光線分光装置18の一例を示す。前記非可視光線分光装置18としては、前記回転テーブル12上のAl被覆基板28の表面に非可視光線を照射し、Al被覆基板で反射した非可視光線のスぺクトルを検出することができる非可視光線分光装置であれば特に制限はないが、図1及び図4に示した如く、前記非可視光線分光装置18が、非可視光線(励起光X)を照射するための光源20と、前記Al被覆層表面で反射した非可視光線(蛍光Y)を検出するための検出器24と、前記蛍光Yを分光分析するための分光器26と、前記光源20からの励起光Xを前記検出器24に送る光ファイバー部22a及び前記検出器24で検出された蛍光Yを前記分光器26に送る光ファイバー部22bを有する同軸ファイバー22と、を有することが好適である。光源20として非可視光線を使用し、且つ同軸ファイバー22を使用して光源20と分光器26で分離する上記構成とすることにより、ウェットエッチングの終点検出をより安定して正確に行うことができる。図1及び図4では、非可視光線を照射する光源20として波長約940nmの赤外線を照射するIR-LED照明を用いた例を示した。なお、前記光検出器24は、鉛直方向よりも少し傾斜して設置するのが好ましく、水平面に対して垂直よりも1°~25°傾斜して設置するのが好ましい。図1の例では、前記光検出器24を15°傾斜して設置した例を示した。 Figure 4 shows an example of the non-visible light spectroscope 18 used in the spin etching apparatus 10 with an endpoint detection mechanism of the present invention. The non-visible light spectroscope 18 is not particularly limited as long as it is capable of irradiating the surface of the Al-coated substrate 28 on the turntable 12 with non-visible light and detecting the spectrum of the non-visible light reflected by the Al-coated substrate. However, as shown in Figures 1 and 4, it is preferable that the non-visible light spectroscope 18 include a light source 20 for irradiating non-visible light (excitation light X), a detector 24 for detecting non-visible light (fluorescence Y) reflected by the surface of the Al coating layer, a spectroscope 26 for spectroscopically analyzing the fluorescence Y, and a coaxial fiber 22 having an optical fiber portion 22a for transmitting the excitation light X from the light source 20 to the detector 24 and an optical fiber portion 22b for transmitting the fluorescence Y detected by the detector 24 to the spectroscope 26. By using invisible light as the light source 20 and separating it between the light source 20 and the spectrometer 26 using the coaxial fiber 22, the endpoint detection of wet etching can be performed more stably and accurately. Figures 1 and 4 show an example in which an IR-LED light emitting infrared ray with a wavelength of approximately 940 nm is used as the light source 20 that emits invisible light. The photodetector 24 is preferably installed at a slight incline from the vertical direction, and preferably at an incline of 1 to 25 degrees from the vertical to the horizontal plane. In the example shown in Figure 1, the photodetector 24 is installed at an incline of 15 degrees.
本発明では、終点検出機構に、一般的な室内環境には無い波長である非可視光線を使用することにより、散乱光を避けることができる。可視光を使用した場合、外部からの光が影響し、薬液飛散防止用環状フードに水滴(エッチング液等の薬液)が付着し、流れる事で散乱光が発生して誤検知の原因と成ってしまう問題がある。本発明においては、エッチング液の飛散を防止するための薬液飛散防止用環状フード14を設け、且つ非可視光線を使用することにより、薬液の周辺への飛散を防止すると共に、散乱光を避け、安定して正確に終点を検出することができる。 In this invention, the endpoint detection mechanism uses invisible light, a wavelength not found in typical indoor environments, thereby avoiding scattered light. When visible light is used, external light can affect the annular hood used to prevent chemical solution splashing, causing water droplets (such as etching solution) to adhere to and flow, resulting in scattered light and resulting in false detection. In this invention, an annular hood 14 is provided to prevent the etching solution from splashing, and by using invisible light, the chemical solution is prevented from splashing into the surrounding area, scattered light is avoided, and the endpoint can be detected stably and accurately.
前記光源20より照射される非可視光線としては、エッチングの終了時に露出するAl被覆層の下層の材質に応じて、非可視光線の波長範囲から、AlとAl被覆層の下層の反射率の異なる波長を適宜選択すればよいが、波長780nm~1mmの赤外線又は波長10nm~380nmの紫外線から選択するのが好適である。
前記分光器26は、照射する可視光線に対応した分光器を選択すればよく、例えば、非可視光線が赤外線の場合は、分光器26として赤外分光器を用い、非可視光線が紫外線の場合は、分光器26として紫外分光器を用いることができる。
The invisible light irradiated from the light source 20 may be selected from the invisible light wavelength range depending on the material of the layer below the Al coating layer that is exposed at the end of etching, so that the wavelength at which the reflectance of Al and the layer below the Al coating layer differs is selected as appropriate. Preferably, the invisible light is selected from infrared light with a wavelength of 780 nm to 1 mm or ultraviolet light with a wavelength of 10 nm to 380 nm.
The spectrometer 26 may be selected to correspond to the visible light to be irradiated. For example, if the invisible light is infrared, an infrared spectrometer may be used as the spectrometer 26, and if the invisible light is ultraviolet, an ultraviolet spectrometer may be used as the spectrometer 26.
前記同軸ファイバー22及び検出器24の材質は特に制限はないが、耐薬品性のある樹脂で被覆されてなり、前記検出器24の検収スポット側先端からエッチング液雰囲気が入らないようにN2パージが行われることが好適である。耐薬品性のある樹脂で被覆されたものを用いることにより、エッチングの終点を検出する位置として、薬液飛散防止用環状フード14の内側のAl被覆基板28の表面の近傍に検出距離を設けることができ、より安定して正確に終点を検出することができる。Al被覆基板28の表面からの検出距離は特に制限はないが、Al被覆基板28の表面から約20~30mmであることが好適である。
前記同軸ファイバー22としては、ファイバー波長範囲250~1200nmのものが好適である。
前記検出器24の検収スポット径は特に制限はないが、直径10~20mmであることが好適である。
Although there are no particular restrictions on the materials for the coaxial fiber 22 and the detector 24, it is preferable that they be coated with a chemical-resistant resin and that N2 purge be performed to prevent the etching solution atmosphere from entering the tip of the detector 24 on the inspection spot side. By using a material coated with a chemical-resistant resin, the detection distance can be set near the surface of the Al-coated substrate 28 inside the annular hood 14 for preventing chemical solution splashing as the position for detecting the etching endpoint, allowing for more stable and accurate detection of the endpoint. There are no particular restrictions on the detection distance from the surface of the Al-coated substrate 28, but it is preferable that it be approximately 20 to 30 mm from the surface of the Al-coated substrate 28.
The coaxial fiber 22 preferably has a fiber wavelength range of 250 to 1200 nm.
There is no particular limitation on the diameter of the inspection spot of the detector 24, but it is preferable that the diameter is 10 to 20 mm.
前記Al被覆基板28において、前記Al被覆層は、基板本体の表面上に直接形成されていても良く、前記基板本体と前記Al被覆層の間に下地層が形成されていても良く、また、図5に示したアルミ電極のように、前記基板本体と前記Al被覆層の間に部分的に下地層が形成されていても良い。 In the Al-coated substrate 28, the Al coating layer may be formed directly on the surface of the substrate body, or a base layer may be formed between the substrate body and the Al coating layer. Alternatively, as with the aluminum electrode shown in Figure 5, a base layer may be formed partially between the substrate body and the Al coating layer.
前記Al被覆層の厚さは特に制限はなく、5μm以上の厚いAl被覆層にも好適に用いられ、前記Al被覆層の厚さが3μm以上7μm以下であることがより好適である。
前記Al被覆層の形成方法は特に制限はなく、公知のAlの薄膜作製方法を用いることができ、例えば、スパッタ法やCVD法が好適である。
There is no particular limitation on the thickness of the Al coating layer, and a thick Al coating layer of 5 μm or more is also suitably used, and the thickness of the Al coating layer is more suitably 3 μm or more and 7 μm or less.
The method for forming the Al coating layer is not particularly limited, and any known method for forming an Al thin film can be used, and for example, sputtering or CVD is preferable.
前記Al被覆基板28に用いられる基板本体の材質は特に制限はなく、基板に用いられる公知の材質のものを広く使用することができる。例えば、前記基板本体として、シリコンウェーハやSiCウェーハ等の半導体ウェーハが好適であり、IGBT(絶縁ゲート型バイポーラ・トランジスタ)等のパワーデバイス半導体に用いられるシリコンウェーハがより好適である。 There are no particular restrictions on the material of the substrate body used for the Al-coated substrate 28, and a wide range of well-known materials used for substrates can be used. For example, semiconductor wafers such as silicon wafers and SiC wafers are suitable for the substrate body, and silicon wafers used for power device semiconductors such as IGBTs (insulated gate bipolar transistors) are even more suitable.
図6に示した如く、IGBTパターンは1モジュールの大きさが大きく、ウェーハ100の外周部102にエッジエクスクルージョン領域が多く存在する。本発明では、このエッジエクスクルージョン領域が多く存在する外周部102を検出エリアとしてエッチングの終点検出を行うことが好ましい。
具体的には、前記Al被覆層へのエッチングの終点の検出が、前記Al被覆基板のエッチング後の各チップ間の線幅が0.5mm以上1.5mm以下の箇所で行われるのが好適である。
6, the size of one module of an IGBT pattern is large, and many edge exclusion regions exist in the outer periphery 102 of the wafer 100. In the present invention, it is preferable to detect the etching endpoint using the outer periphery 102, where many edge exclusion regions exist, as the detection area.
Specifically, it is preferable that the end point of etching the Al coating layer is detected at a point where the line width between each chip after etching of the Al coating substrate is 0.5 mm or more and 1.5 mm or less.
前記基板本体と前記Al被覆層の間に形成される下地層の材質は特に制限はなく、Al被覆層とは非可視光線の反射スペクトルが異なる材質からなるものを広く使用することができ、例えば、アルミの下地として一般的であるSiO2層が好適に用いられる。また、TiN、Au、Agの群の少なくともいずれか一つから選ばれる下地層も好適に用いることができる。 The material of the underlayer formed between the substrate body and the Al coating layer is not particularly limited, and a wide variety of materials having a different invisible light reflection spectrum from that of the Al coating layer can be used, for example, a SiO2 layer, which is commonly used as an underlayer for aluminum, or at least one selected from the group consisting of TiN, Au, and Ag can also be used.
次に、図1~3に示した終点検出機構付スピンエッチング装置10を用いたAl被覆基板28のアルミのスピンエッチング方法の第一の態様を以下に説明する。前記Al被覆基板28としては、基板本体としてシリコンウェーハを用い、該シリコンウェーハ上に、下地層としてアルミの下地として一般的であるSiO2層を形成した後、Al被覆層を形成したアルミ電極用のAl被覆基板を用い、図5に示した如く、レジストを用いたアルミのエッチングを行う例を示した。レジストとしては、アルミのエッチングに用いられる公知のレジストを広く使用することができる。 Next, a first embodiment of a method for spin-etching aluminum on an Al-coated substrate 28 using the spin etching apparatus 10 with an endpoint detection mechanism shown in Figures 1 to 3 will be described. The Al-coated substrate 28 is a silicon wafer, which is used as the substrate body. A SiO2 layer, which is a common aluminum base layer, is then formed on the silicon wafer as an underlayer. An Al-coated substrate for an aluminum electrode is then formed with an Al coating layer. As shown in Figure 5, an example is shown in which aluminum is etched using a resist. Any known resist used for aluminum etching can be used as the resist.
図8は、波長913.6nmの赤外線におけるアルミ、Si及びSiO2の反射スペクトルの違いを示すグラフである。図8において、赤外線の照射条件は、波長913.6nm、露光時間100秒、測定時間119秒、であり、図8(a)は、アルミ時の周波数に対する強度を示す反射スペクトル、図8(b)は波長913.6nmにおけるアルミ、Si及びSiO2の強度を示すスペクトル[X軸:時間(秒)、Y軸:強度]、をそれぞれ示す。
図8(b)に示した如く、赤外線はSi及びSiO2は透過するが、アルミは透過しない。
Fig. 8 is a graph showing the difference in the reflection spectra of aluminum, Si, and SiO2 for infrared rays with a wavelength of 913.6 nm. In Fig. 8, the infrared irradiation conditions were a wavelength of 913.6 nm, an exposure time of 100 seconds, and a measurement time of 119 seconds. Fig. 8(a) shows the reflection spectrum indicating the intensity versus frequency for aluminum, and Fig. 8(b) shows the spectra indicating the intensity of aluminum, Si, and SiO2 at a wavelength of 913.6 nm [X-axis: time (seconds), Y-axis: intensity].
As shown in FIG. 8B, infrared rays are transmitted through Si and SiO 2 but not through aluminum.
図5に示した如く、エッチング前はAl被覆基板の表面にはAl被覆層及びレジストが存在するが、エッチング終了後、レジストが存在しないエッチング領域はSiO2層が露出した状態となる。図8に示した如く、Si及びSiO2はアルミとは特定波長(例えば、波長910~950nmの赤外線)の反射スペクトルが異なる為、エッチング中に特定波長の赤外線を照射し、赤外線分光装置により反射スペクトルを測定し、強度の変化を観察することによりアルミからSiO2に変更したことを検出し、急激に強度が変更した位置を終点として、エッチングの終点を検出することができる。 As shown in Fig. 5, before etching, an Al coating layer and resist are present on the surface of the Al-coated substrate, but after etching is completed, the etched areas where there is no resist are left with an exposed SiO2 layer. As shown in Fig. 8, since Si and SiO2 have a different reflection spectrum at a specific wavelength (e.g., infrared light with a wavelength of 910 to 950 nm) than aluminum, infrared light of a specific wavelength is irradiated during etching, and the reflection spectrum is measured using an infrared spectrometer. By observing the change in intensity, the change from aluminum to SiO2 can be detected, and the position where the intensity changes abruptly can be used to determine the endpoint of etching.
図9は、Al、Ag及びAuの反射スペクトルを示すグラフである。図9に示した如く、Alは波長200nm~5μmの範囲において平均的に反射するのに対し、Ag及びAuは紫外領域の光を吸収する。よって、下地層としてAg又はAuを用いたAl被覆基板では、下地層が吸収する特定波長の紫外線(例えば、波長200nm~380nm)を光源として使用して、紫外分光装置により反射スペクトルを測定し、強度の変化を観察することによりアルミからAg又はAuに変更したことを検出し、急激に強度が変更した位置を終点として、エッチングの終点を検出することができる。 Figure 9 is a graph showing the reflectance spectra of Al, Ag, and Au. As shown in Figure 9, Al reflects light evenly in the wavelength range of 200 nm to 5 μm, while Ag and Au absorb light in the ultraviolet region. Therefore, for an Al-coated substrate using Ag or Au as the underlayer, ultraviolet light of a specific wavelength absorbed by the underlayer (for example, wavelengths of 200 nm to 380 nm) is used as a light source, and the reflectance spectrum is measured with an ultraviolet spectrometer. By observing the change in intensity, the change from aluminum to Ag or Au can be detected, and the point where the intensity changes abruptly can be used to determine the etching endpoint.
次に、図1~3に示した終点検出機構付スピンエッチング装置10を用いたAl被覆基板28のアルミのスピンエッチング方法の第二の態様を以下に説明する。前記Al被覆基板28としては、基板本体としてSiCウェーハを用い、該SiCウェーハ上に、下地層としてTiN層を形成した後、Al被覆層を形成したアルミ電極用のAl被覆基板を用い、図5に示した如く、レジストを用いたアルミのエッチングを行う例を示した。レジストとしては、アルミのエッチングに用いられる公知のレジストを広く使用することができる。 Next, a second embodiment of the method for spin-etching aluminum on an Al-coated substrate 28 using the spin etching apparatus 10 with endpoint detection mechanism shown in Figures 1 to 3 will be described below. The Al-coated substrate 28 uses a SiC wafer as the substrate body, and after a TiN layer is formed as an underlayer on the SiC wafer, an Al-coated substrate for an aluminum electrode is used, on which an Al coating layer is formed. As shown in Figure 5, an example is shown in which aluminum is etched using a resist. A wide variety of known resists used for aluminum etching can be used as the resist.
図10~12は、波長297.6nmの紫外線におけるアルミ、TiN及びSiC+SiO2の反射スペクトルの違いを示すグラフである。図10~図12において、紫外線の照射条件は、波長297.6nm、露光時間100秒、測定時間100秒、であり、図10(a)は、アルミ時の周波数に対する強度を示す反射スペクトル、図11(a)は、TiN時の周波数に対する強度を示す反射スペクトル、図12(a)は、SiC+SiO2時の周波数に対する強度を示す反射スペクトル、図10(b)~図12(b)は波長297.6nmにおけるアルミ、TiN及びSiC+SiO2の強度を示すスペクトル[X軸:時間(秒)、Y軸:強度]、をそれぞれ示す。
図10~図12に示した如く、アルミ、TiN及びSiC+SiO2は紫外線に対する強度差が300,000以上あった。
Figures 10 to 12 are graphs showing the differences in the reflectance spectra of aluminum, TiN, and SiC+ SiO2 under ultraviolet light with a wavelength of 297.6 nm. In Figures 10 to 12, the ultraviolet light irradiation conditions were a wavelength of 297.6 nm, an exposure time of 100 seconds, and a measurement time of 100 seconds. Figure 10(a) shows the reflectance spectrum showing intensity versus frequency for aluminum, Figure 11(a) shows the reflectance spectrum showing intensity versus frequency for TiN, Figure 12(a) shows the reflectance spectrum showing intensity versus frequency for SiC+ SiO2 , and Figures 10(b) to 12(b) show the spectra showing intensity of aluminum, TiN, and SiC+ SiO2 at a wavelength of 297.6 nm [X-axis: time (seconds), Y-axis: intensity].
As shown in FIGS. 10 to 12, aluminum, TiN, and SiC+SiO 2 had an intensity difference of 300,000 or more against ultraviolet light.
従って、エッチング中に特定波長の非可視光線を照射し、非可視光分光装置により反射スペクトルを測定し、強度の変化を観察することによりアルミからTiN及びSiC+SiO2に変更したことを検出し、急激に強度が変更した位置を終点として、エッチングの終点を検出することができる。特に、図10~図12に示した如く、アルミ、TiN及びSiC+SiO2は紫外線に対する強度差が非常に大きく、紫外線を用いた終点検出がより有効である。 Therefore, by irradiating invisible light of a specific wavelength during etching, measuring the reflection spectrum with an invisible light spectrometer, and observing the change in intensity, it is possible to detect the change from aluminum to TiN and SiC+ SiO2 , and the point where the intensity changes suddenly is taken as the end point, thereby detecting the etching end point. In particular, as shown in Figures 10 to 12, aluminum, TiN, and SiC+ SiO2 have very large differences in intensity with ultraviolet light, making it more effective to use ultraviolet light to detect the end point.
上述したようにして終点検出機構付スピンエッチング装置10を用いてAl被覆層を有するAl被覆基板のスピンエッチングを行うことで、本発明のスピンエッチング方法となる。具体的には、本発明のスピンエッチング方法は、前記回転テーブル上に載置される、前記Al被覆層を有するAl被覆基板に対して、前記回転テーブルを回転させながら、シャワー方式でエッチング液を前記Al被覆基板表面に吹き付けて前記Al被覆基板表面をエッチングする工程と、前記回転テーブル上の前記Al被覆基板表面に非可視光線を照射し、前記Al被覆基板で反射した前記非可視光線のスぺクトルの変化で前記Al被覆層へのエッチングの終点を検出する工程と、を含む、スピンエッチング方法である。 As described above, spin etching of an Al-coated substrate having an Al coating layer using the spin etching apparatus 10 with an endpoint detection mechanism constitutes the spin etching method of the present invention. Specifically, the spin etching method of the present invention includes the steps of: etching the Al-coated substrate surface by spraying an etching solution onto the Al-coated substrate surface in a shower manner while rotating the turntable, with the Al-coated substrate having the Al coating layer placed on the turntable; and irradiating the Al-coated substrate surface on the turntable with invisible light and detecting the endpoint of etching of the Al coating layer based on a change in the spectrum of the invisible light reflected by the Al-coated substrate.
(実施例1)
終点検出機構付スピンエッチング装置として図1に示す構成を有する本発明の終点検出機構付スピンエッチング装置を用いて、赤外線を照射し、反射スペクトルを測定しながらアルミのウェットエッチングを行った。具体的には、回転テーブル上にAl被覆層を有するAl被覆基板を載置し、回転テーブルを800~1500rpmで回転させながら、シャワー方式でエッチング液(燐硝酢酸、温度65℃)をAl被覆基板表面に吹き付けてAl被覆基板表面をエッチングした。非可視光分光装置として、図4に示す同軸ファイバー及び検出器(検収スポット径:直径約10mm)を使用した赤外分光装置(光源:波長940nm)を用い、ファイバー先端の検出器からAl被覆基板の検収面まで距離が約20mmの位置にて、回転テーブル上のAl被覆基板表面に赤外線(励起光)を照射し、Al被覆基板で反射した蛍光を測定し、赤外線のスぺクトルの変化を観察し、急激に強度が低下した位置を終点として、エッチングの終点を検出した。結果を図13及び14に示す。Al被覆基板上の測定ポイントは、図6に示した如く、外周部102のエッジエクスクルージョン領域にて、エッチング後の各チップ間の線幅が5mm以上の箇所で行った。
Example 1
Using a spin etching apparatus with an endpoint detection mechanism of the present invention having the configuration shown in Figure 1, wet etching of aluminum was performed while irradiating infrared light and measuring the reflection spectrum. Specifically, an Al-coated substrate having an Al coating layer was placed on a turntable, and while the turntable was rotating at 800 to 1500 rpm, an etching solution (phosphorus, nitric acid, and acetic acid, at 65°C) was sprayed onto the Al-coated substrate surface using a shower method to etch the Al-coated substrate surface. An infrared spectrometer (light source: wavelength 940 nm) equipped with a coaxial fiber and detector (inspection spot diameter: approximately 10 mm) as shown in Figure 4 was used as the non-visible light spectrometer. Infrared light (excitation light) was irradiated onto the Al-coated substrate surface on the turntable at a distance of approximately 20 mm from the detector at the tip of the fiber. The fluorescence reflected by the Al-coated substrate was measured, and the change in the infrared spectrum was observed. The endpoint of etching was detected by the point where the intensity suddenly decreased. The results are shown in Figures 13 and 14. As shown in FIG. 6, the measurement points on the Al-coated substrate were in the edge exclusion region of the outer periphery 102, at locations where the line width between chips after etching was 5 mm or more.
Al被覆基板として、シリコンウェーハ[直径200mm(8インチ)、厚さ725μm]上に、下地層としてSiO2層(厚さ約0.3μm)をCVD法により図5に示した如く部分的に形成した後、Al被覆層(厚さ5μm)をCVD法により形成したアルミ電極用のAl被覆基板を用い、図5に示した如く、レジストを用いたアルミのスピンエッチングを行った。エッチングレートは15000Å/分であった。 The Al-coated substrate was a silicon wafer [diameter 200 mm (8 inches), thickness 725 μm] on which a SiO2 layer (thickness approximately 0.3 μm) was partially formed as an underlayer by CVD as shown in Figure 5. An Al-coated substrate for an aluminum electrode was then formed on which an Al-coating layer (thickness 5 μm) was formed by CVD, and aluminum spin etching was performed using a resist as shown in Figure 5. The etching rate was 15,000 Å/min.
図13は、実施例1の波長940nmにおけるエッチング中の反射スペクトルの変化を示すグラフである。図13に示した如く、エッチング中に反射スペクトルの強度が急激に低下した為、強度が急激に低下した位置を終点として検出した。図14は、実施例1の終点検出時における反射スペクトルを示すグラフである。
終点検出時のAl被覆基板表面は、エッチング領域のアルミが除去され、SiO2層が露出した状態となっており、正確にウェットエッチングの終点検出が行われた。従って、本発明により、エッチングレートを落とすことなく、乱反射の影響を受けず、散乱光による誤検知を防止し、ウェットエッチングの終点検出を安定して行うことができた。
Fig. 13 is a graph showing the change in the reflection spectrum during etching at a wavelength of 940 nm in Example 1. As shown in Fig. 13, the intensity of the reflection spectrum dropped suddenly during etching, so the position where the intensity dropped suddenly was detected as the end point. Fig. 14 is a graph showing the reflection spectrum when the end point was detected in Example 1.
At the time of endpoint detection, the aluminum in the etching area of the Al-coated substrate surface was removed, exposing the SiO2 layer, allowing accurate wet etching endpoint detection. Therefore, the present invention makes it possible to stably detect the wet etching endpoint without reducing the etching rate, without being affected by diffuse reflection, and preventing erroneous detection due to scattered light.
(比較例1)
図7に示す従来の可視光により終点検出を行うスピンエッチング装置を用いた以外は、実施例1と同様の方法により、Al被覆基板に対してアルミのスピンエッチングを行った。
図7において、符号104は、従来のスピンエッチング装置であり、可視光の光源122(可視光のLED蛍光灯及び太陽光の合成波長)を、可視光を透過する環状フード14の外側から照射し、Al被覆基板で反射した可視光の蛍光を環状フード14の外側に設けた検出器124で直接検出し、分光器126により波長450nmにおけるスペクトルの変化を測定した。結果を図15及び図16に示す。
(Comparative Example 1)
Aluminum spin etching was carried out on an Al-coated substrate in the same manner as in Example 1, except that a conventional spin etching apparatus for detecting the end point using visible light, as shown in FIG. 7, was used.
In Fig. 7, reference numeral 104 denotes a conventional spin etching apparatus, in which a visible light source 122 (a synthetic wavelength of visible light from an LED fluorescent lamp and sunlight) is irradiated from the outside of an annular hood 14 that transmits visible light, the visible fluorescence reflected from the Al-coated substrate is directly detected by a detector 124 provided on the outside of the annular hood 14, and the change in the spectrum at a wavelength of 450 nm is measured by a spectroscope 126. The results are shown in Figs.
可視光を使用すると、乱反射が起きる状態での検出となり、図15に示した如く、ノイズが発生し、スペクトルによる終点検出では、誤検知が発生しやすいものであった。 When visible light is used, detection occurs under conditions of diffuse reflection, which generates noise as shown in Figure 15, making endpoint detection using spectra prone to false positives.
10:本発明の終点検出機構付スピンエッチング装置、12:回転テーブル、14:薬液飛散防止用環状フード、16:エッチング液ノズル、18:非可視光線分光装置、20:光源、22,22a,22b:同軸ファイバー、24:検出器、26:分光器、28:Al被覆基板、100:シリコンパワー半導体のウェーハ、102:ウェーハの外周部、104:従来のスピンエッチング装置、110:レジスト、112:アルミ材、114:絶縁膜、116:半導体基板、120:アルミ電極、122:可視光の光源、124:検出器、126:分光器、130:光ファイバー、A:エッチングステージ、B:旋回待機位置,C:リンスシャワー領域、X:励起光、Y:蛍光。 10: Spin etching apparatus with end point detection mechanism of the present invention, 12: Rotary table, 14: Annular hood for preventing chemical solution from scattering, 16: Etching solution nozzle, 18: Invisible light spectroscope, 20: Light source, 22, 22a, 22b: Coaxial fiber, 24: Detector, 26: Spectrometer, 28: Aluminum-coated substrate, 100: Silicon power semiconductor wafer, 102: Outer periphery of wafer, 104: Conventional spin etching apparatus, 110: Resist, 112: Aluminum material, 114: Insulating film, 116: Semiconductor substrate, 120: Aluminum electrode, 122: Visible light source, 124: Detector, 126: Spectrometer, 130: Optical fiber, A: Etching stage, B: Rotating standby position, C: Rinse shower area, X: Excitation light, Y: Fluorescence.
Claims (12)
前記回転テーブルの上方に設置され、可視光を透過する材質で形成されてなり、エッチング液の飛散を防止するための薬液飛散防止用環状フードと、
前記回転テーブル上の前記Al被覆基板表面にシャワー方式でエッチング液を吹き付けるエッチング液ノズルと、
前記回転テーブル上の前記Al被覆基板表面に非可視光線を照射し、前記Al被覆基板で反射した前記非可視光線のスぺクトルを検出するための非可視光分光装置と、
を含み、
前記非可視光線のスぺクトルの変化で前記Al被覆層へのエッチングの終点を検出するようにした、
終点検出機構付スピンエッチング装置。 a rotary table on which an Al-coated substrate having an Al coating layer on a substrate body is placed;
an annular hood for preventing scattering of the etching solution, the annular hood being disposed above the rotary table and being made of a material that transmits visible light, for preventing scattering of the etching solution;
an etching solution nozzle for spraying an etching solution onto the surface of the Al-coated substrate on the rotary table in a shower manner;
an invisible light spectrometer for irradiating an invisible light beam onto the surface of the Al-coated substrate on the rotary table and detecting the spectrum of the invisible light beam reflected by the Al-coated substrate;
Including,
The end point of etching the Al coating layer is detected based on a change in the spectrum of the invisible light.
Spin etching equipment with end point detection mechanism.
前記回転テーブル上に載置される、前記Al被覆層を有するAl被覆基板に対して、前記回転テーブルを回転させながら、シャワー方式でエッチング液を前記Al被覆基板表面に吹き付けて前記Al被覆基板表面をエッチングする工程と、
前記回転テーブル上の前記Al被覆基板表面に非可視光線を照射し、前記Al被覆基板で反射した前記非可視光線のスぺクトルの変化で前記Al被覆層へのエッチングの終点を検出する工程と、
を含む、スピンエッチング方法。 A spin etching method using the spin etching apparatus with an end point detection mechanism according to any one of claims 1 to 8,
a step of spraying an etching solution onto a surface of the Al-coated substrate having the Al coating layer placed on the turntable in a shower manner while rotating the turntable, thereby etching the surface of the Al-coated substrate;
a step of irradiating an invisible light beam onto the surface of the Al-coated substrate on the rotary table and detecting an end point of etching of the Al-coated layer based on a change in the spectrum of the invisible light beam reflected by the Al-coated substrate;
A spin etching method comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022186605A JP7825543B2 (en) | 2022-11-22 | 2022-11-22 | Spin etching apparatus with end point detection mechanism and spin etching method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022186605A JP7825543B2 (en) | 2022-11-22 | 2022-11-22 | Spin etching apparatus with end point detection mechanism and spin etching method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2024075269A JP2024075269A (en) | 2024-06-03 |
| JP7825543B2 true JP7825543B2 (en) | 2026-03-06 |
Family
ID=91321682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022186605A Active JP7825543B2 (en) | 2022-11-22 | 2022-11-22 | Spin etching apparatus with end point detection mechanism and spin etching method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7825543B2 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000212773A (en) | 1999-01-20 | 2000-08-02 | Hamamatsu Photonics Kk | Wet etching end point detector |
| JP2019140340A (en) | 2018-02-15 | 2019-08-22 | 東京エレクトロン株式会社 | Liquid processing device and method for determining liquid film state |
| JP2020035794A (en) | 2018-08-27 | 2020-03-05 | キオクシア株式会社 | Substrate processing apparatus and method of manufacturing semiconductor device |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63207559A (en) * | 1987-02-19 | 1988-08-26 | Disco Abrasive Syst Ltd | Automatic wafer grinding device |
| JP2821286B2 (en) * | 1991-08-06 | 1998-11-05 | 山形日本電気株式会社 | Semiconductor device manufacturing equipment |
-
2022
- 2022-11-22 JP JP2022186605A patent/JP7825543B2/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000212773A (en) | 1999-01-20 | 2000-08-02 | Hamamatsu Photonics Kk | Wet etching end point detector |
| JP2019140340A (en) | 2018-02-15 | 2019-08-22 | 東京エレクトロン株式会社 | Liquid processing device and method for determining liquid film state |
| JP2020035794A (en) | 2018-08-27 | 2020-03-05 | キオクシア株式会社 | Substrate processing apparatus and method of manufacturing semiconductor device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2024075269A (en) | 2024-06-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4680084A (en) | Interferometric methods and apparatus for device fabrication | |
| CN101960580A (en) | Advanced Process Sensing and Control Using Near-Infrared Spectral Reflectance | |
| JPH04225232A (en) | Etching end point detection system and device thereof | |
| US9653367B2 (en) | Methods including a processing of wafers and spin coating tool | |
| US20170323806A1 (en) | Wafer profiling for etching system | |
| US7733502B2 (en) | Roughness evaluation method and system | |
| US20150037915A1 (en) | Method and system for laser focus plane determination in a laser scribing process | |
| US9059038B2 (en) | System for in-situ film stack measurement during etching and etch control method | |
| JP7825543B2 (en) | Spin etching apparatus with end point detection mechanism and spin etching method | |
| KR20010070274A (en) | Surface state monitoring method and apparatus | |
| TW556284B (en) | Shallow angle interference process and apparatus for determining real-time etching rate | |
| WO2004036638A1 (en) | Method for fabricating semiconductor device | |
| US7087498B2 (en) | Method for controlling trench depth in shallow trench isolation features | |
| JP2800587B2 (en) | Foreign matter inspection device and foreign matter inspection method | |
| US20030042915A1 (en) | Methods to prevent metal deposited wafers from contaminating the front-end cleaning sinks or front end furnaces | |
| JP7804419B2 (en) | Liquid component measuring device and liquid component measuring method | |
| US12148674B2 (en) | Substrate processing control using a measured size distribution of by-product particles | |
| KR20090102471A (en) | Detecting device of endpoint and etching device having the same and detecting method of endpoint | |
| KR100694597B1 (en) | Pattern defect detection method in semiconductor device | |
| JPH0155447B2 (en) | ||
| JP3017762B2 (en) | Resist coating method and apparatus | |
| JPH03165518A (en) | Ashing device for photoresist | |
| JPH01109735A (en) | Inspection method of wiring layer | |
| JP7718935B2 (en) | Liquid component measuring device and liquid component measuring method | |
| JPH1055072A (en) | Resist pattern forming method and resist pattern forming apparatus |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20250709 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20260210 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20260216 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20260224 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7825543 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |