(57)【要約】【課題】工場排気のマージンを把握しながらエッチングプロセスを安全に進めることができるエッチング装置を提供する。【解決手段】一実施形態に係るエッチング装置は、第１液と第２液とが混合されたエッチング液が貯留される容器と、エッチング液から発生する気体の流量を測定する第１測定器及び第２測定器とを備える。第１測定器は、第２測定器よりも容器に近い位置において気体の流量の測定を行うように構成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１液と第２液とが混合されたエッチング液が貯留される容器と、
前記エッチング液から発生する気体の流量を測定する第１測定器及び第２測定器とを備え、
前記第１測定器は、前記第２測定器よりも前記容器に近い位置において前記気体の流量の測定を行うように構成されている、エッチング装置。
【請求項２】
前記第１測定器の飽和流量は、前記第２測定器の飽和流量よりも小さい、請求項１に記載のエッチング装置。
【請求項３】
前記容器は、ディップ槽である、請求項１に記載のエッチング装置。
【請求項４】
前記容器を収納する筐体と、
前記筐体に接続される第１配管と、
前記第１配管に直列に接続される第２配管とをさらに備え、
前記第１配管の開口径は、前記第２配管の開口径よりも小さく、
前記第１測定器は、前記第１配管内を流れる前記気体の流量を測定するように構成されており、
前記第２測定器は、前記第２配管内を流れる前記気体の流量を測定するように構成されている、請求項３に記載のエッチング装置。
【請求項５】
前記容器は、ミキサである、請求項１に記載のエッチング装置。
【請求項６】
前記容器を収納し、かつ第１開口部が形成された第１筐体と、
前記第１筐体を収納し、かつ前記第１開口部よりも開口径が小さい第２開口部が形成された第２筐体とをさらに備え、
前記第１測定器は、前記第１開口部内を流れる前記気体の流量を測定するように構成されており、
前記第２測定器は、前記第２開口部内を流れる前記気体の流量を測定するように構成されている、請求項５に記載のエッチング装置。
【請求項７】
前記容器を収納する筐体と、
前記筐体に接続される第１配管と、
前記第１配管に直列に接続される第２配管とをさらに備え、
前記第１配管の開口径は、前記第２配管の開口径よりも小さく、
前記第１測定器は、前記第１配管内を流れる前記気体の流量を測定するように構成されており、
前記第２測定器は、前記第２配管内を流れる前記気体の流量を測定するように構成されている、請求項５に記載のエッチング装置。
【請求項８】
前記第１液は、塩酸であり、
前記第２液は、過酸化水素水である、請求項１に記載のエッチング装置。
【請求項９】
前記エッチング液には、第３液がさらに混合されており、
前記第３液は、水である、請求項８に記載のエッチング装置。
【請求項１０】
第１液及び第２液を混合してエッチング液を準備する工程と、
半導体ウェハに形成されたボンディングパッドを覆うようにオーバーパッドメタル膜を成膜する工程と、
前記オーバーパッドメタル膜をパターンニングする工程とを備え、
前記オーバーパッドメタル膜をパターンニングする工程は、請求項３に記載の前記エッチング装置を準備する工程と、前記ディップ槽に貯留されている前記エッチング液に前記半導体ウェハを浸漬して前記オーバーパッドメタル膜をウェットエッチングする工程とを含む、半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記エッチング液を混合する工程では、前記第１液及び前記第２液を混合して第１混合液を得た後、前記第１混合液に第３液を混合して前記エッチング液を準備し、
前記第１液は、塩酸であり、
前記第２液は、過酸化水素水であり、
前記第３液は、水である、請求項１０に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
前記エッチング液を混合する工程では、前記第１液及び第３液を混合して第２混合液を得た後、前記第２混合液に前記第２液を混合して前記エッチング液を準備し、
前記第１液は、塩酸であり、
前記第２液は、過酸化水素水であり、
前記第３液は、水である、請求項１０に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
前記オーバーパッドメタル膜は、パラジウムを含有しており、かつスパッタリングで成膜される、請求項１０に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
半導体ウェハに形成されたボンディングパッドを覆うようにオーバーパッドメタル膜を成膜する工程と、
前記オーバーパッドメタル膜をパターンニングする工程とを備え、
前記オーバーパッドメタル膜をパターンニングする工程は、請求項５に記載の前記エッチング装置を準備する工程と、前記ミキサに貯留されている前記エッチング液を前記半導体ウェハに供給することにより前記オーバーパッドメタル膜をウェットエッチングする工程とを含む、半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
前記オーバーパッドメタル膜は、パラジウムを含有しており、かつスパッタリングで成膜される、請求項１４に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
請求項１に記載の前記エッチング装置を準備する工程と、
前記第１測定器における測定結果及び前記第２測定器における測定結果に基づいて前記気体の反応速度を算出する工程とを含む、反応速度の算出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エッチング装置、半導体装置の製造方法及び反応速度の算出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、特開２０１４−５３５９２号公報（特許文献１）に記載されているように、半導体装置の製造工程において、過酸化水素水と酸性の液体（例えば、塩酸）とが混合された薬液が使用されることが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−５３５９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
過酸化水素水と塩酸とが混合されると、急速に反応が進み、薬液から気体が発生するとともに、薬液の温度が上昇する。この薬液の温度の上昇に伴い、気体の発生量がさらに増加する。すなわち、過酸化水素水と塩酸とが混合された薬液を半導体装置の製造工程において用いる場合、気体の発生量が時間の経過に伴って増加する。このように気体の発生量が時間の経過に伴って変化する場合、反応を止める対応しかできず、気体の発生量をモニタリングしたり、排気量を増加させる制御は想定されていなかった。
【０００５】
その他の課題及び新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一実施形態に係るエッチング装置は、第１液と第２液とが混合されたエッチング液が貯留される容器と、エッチング液から発生する気体の流量を測定する第１測定器及び第２測定器とを備える。第１測定器は、第２測定器よりも容器に近い位置において気体の流量の測定を行うように構成されている。
【発明の効果】
【０００７】
一実施形態に係るエッチング装置によると、エッチングプロセスの過程で発生する気体の排出量を予測することができるため、工場排気のマージンを把握しながらエッチングプロセスを安全に進めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態に係る半導体装置ＤＥＶの断面図である。
【図２】第１実施形態に係るエッチング装置ＥＡの模式図である。
【図３】第１実施形態に係るエッチング装置ＥＡのディップ槽ＤＴの模式図である。
【図４】第１実施形態に係る半導体装置ＤＥＶの製造方法を示す工程図である。
【図５】準備工程Ｓ１での第１実施形態に係る半導体装置ＤＥＶの断面図である。
【図６】オーバーパッドメタル成膜工程Ｓ２での第１実施形態に係る半導体装置ＤＥＶの断面図である。
【図７】フォトレジスト形成工程Ｓ３での第１実施形態に係る半導体装置ＤＥＶの断面図である。
【図８】第１ウェットエッチング工程Ｓ４１での第１実施形態に係る半導体装置ＤＥＶの断面図である。
【図９】エッチング液から発生する気体の反応速度及び工場排気ＦＥのマージンの算出方法を説明するための模式的なグラフである。
【図１０】第２実施形態に係るエッチング装置ＥＡの模式図である。
【図１１】第２実施形態の変形例に係るエッチング装置ＥＡの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施形態の詳細を、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面においては、同一又は相当する部分に同一の参照符号を付し、重複する説明は繰り返さない。
【００１０】
（第１実施形態）
以下に、第１実施形態に係る半導体装置ＤＥＶの構成を説明する。
【００１１】
図１に示されるように、半導体装置ＤＥＶは、ボンディングパッドＢＰと、オーバーパッドメタル膜ＯＰＭと、パッシベーション膜ＰＶとを有している。
【００１２】
ボンディングパッドＢＰは、半導体基板（図示せず）上に形成された層間絶縁膜ＩＬＤ上に形成されている。ボンディングパッドＢＰは、層間絶縁膜ＩＬＤ中に形成された配線ＷＬ、ビアプラグ（図示せず）、コンタクトプラグ（図示せず）を介して、半導体基板に電気的に接続されている。ボンディングパッドＢＰは、例えばアルミニウム（Ａｌ）等で形成されている。パッシベーション膜ＰＶは、ボンディングパッドＢＰを覆うように、層間絶縁膜ＩＬＤ上に形成されている。パッシベーション膜ＰＶには、開口ＯＰが形成されている。開口ＯＰからは、ボンディングパッドＢＰが露出している。パッシベーション膜ＰＶは、例えばシリコン窒化物（Ｓｉ３Ｎ４）で形成されている。
【００１３】
オーバーパッドメタル膜ＯＰＭは、開口ＯＰから露出しているボンディングパッドＢＰ上に形成されている。オーバーパッドメタル膜ＯＰＭは、第１膜ＯＰＭａと、第２膜ＯＰＭｂとを有している。第１膜ＯＰＭａは、開口ＯＰから露出しているボンディングパッドＢＰ上に形成されている。第２膜ＯＰＭｂは、第１膜ＯＰＭａ上に形成されている。第１膜ＯＰＭａは、例えばチタン（Ｔｉ）で形成されている。第２膜ＯＰＭｂは、例えばパラジウム（Ｐｄ）で形成されている。すなわち、第２膜ＯＰＭｂは、パラジウムを含有している。オーバーパッドメタル膜ＯＰＭ（第１膜ＯＰＭａ及び第２膜ＯＰＭｂ）は、例えばスパッタ膜である。
【００１４】
以下に、第１実施形態に係るエッチング装置ＥＡの構成を説明する。
図２に示されるように、エッチング装置ＥＡは、バッチ式エッチング装置である。エッチング装置ＥＡは、ディップ槽ＤＴと、第１液供給部ＦＳＰと、第２液供給部ＳＳＰと、制御部ＣＴＲと、配管Ｐ７、配管Ｐ８及び配管Ｐ９と、筐体Ｈと、第１測定器ＦＦＭと、第２測定器ＳＦＭとを有している。
【００１５】
ディップ槽ＤＴは、第１液と第２液とが混合されたエッチング液が貯留されている容器である。このエッチング液には、さらに第３液が混合されていてもよい。なお、エッチング液は、第１液と第２液とを混合して第１混合液とした後に、当該第１混合液に第３液をさらに混合することにより準備されてもよい。また、エッチング液は、第１液と第３液とを混合して第２混合液とした後に、当該第２混合液に第２液をさらに混合することにより準備されてもよい。半導体ウェハＷＦは、このエッチング液に浸漬される。図３に示されるように、ディップ槽ＤＴは、上面において開口している。この開口は、半導体ウェハＷＦの出し入れ口となっている。
【００１６】
ディップ槽ＤＴの内部には、カセットＣＳが収納されている。カセットＣＳの底部に設けられた開口付近には、回転ローラＲＲが配置されている。回転ローラＲＲの外周面は、例えばゴム等で被覆されている。回転ローラＲＲは、モータ等により中心軸周りに回転する。半導体ウェハＷＦの外周面が回転する回転ローラＲＲの外周面と接触することで、半導体ウェハＷＦが中心軸周りに回転する。これにより、半導体ウェハＷＦのエッチングのムラが抑制される。
【００１７】
第１液供給部ＦＳＰは、配管Ｐ１、配管Ｐ２及び配管Ｐ３と、タンクＴＫ１と、ポンプＰＭ１と、弁Ｖ１及び弁Ｖ２とを有している。配管Ｐ１の一方端は、ディップ槽ＤＴの内部に配置されている。配管Ｐ１の他方端は、配管Ｐ２の一方端及び配管Ｐ３の一方端に接続されている。配管Ｐ２の他方端は、タンクＴＫ１に接続されている。配管Ｐ３の他方端は、タンクＴＫ１に接続されている。タンクＴＫ１には、第１液が貯留されている。第１液は、酸性の液体である。第１液は、例えば塩酸（ＨＣｌ）である。
【００１８】
ポンプＰＭ１は、配管Ｐ２の経路上に配置されている。ポンプＰＭ１を駆動することにより、第１液は、配管Ｐ１、配管Ｐ２及び配管Ｐ３内を図２中の矢印の方向に沿って流れる。
【００１９】
弁Ｖ１は、配管Ｐ１の経路上に配置されている。弁Ｖ２は、配管Ｐ２の経路上に配置されている。弁Ｖ１及び弁Ｖ２が開状態となっている際、第１液は、配管Ｐ２内を他方端側から一方端側へと向かう方向に流れるとともに、配管Ｐ１内を他方端側から一方端側へと向かう方向に流れる。これにより、タンクＴＫ１に貯留されている第１液は、ディップ槽ＤＴに供給される。弁Ｖ１及び弁Ｖ２の開閉は、制御部ＣＴＲによって制御されている。これにより、ディップ槽ＤＴに供給される第１液の量が調整される。なお、配管Ｐ２内を流れる第１液の一部は、配管Ｐ３を介してタンクＴＫ１に戻る。
【００２０】
第２液供給部ＳＳＰは、配管Ｐ４、配管Ｐ５及び配管Ｐ６と、タンクＴＫ２と、ポンプＰＭ２と、弁Ｖ３及び弁Ｖ４とを有している。配管Ｐ４の一方端は、ディップ槽ＤＴの内部に配置されている。配管Ｐ４の他方端は、配管Ｐ５の一方端及び配管Ｐ６の一方端に接続されている。配管Ｐ５の他方端は、タンクＴＫ２に接続されている。配管Ｐ６の他方端は、タンクＴＫ２に接続されている。タンクＴＫ２には、第２液が貯留されている。第２液は、例えば過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）又は硫酸（Ｈ２ＳＯ４）である。
【００２１】
ポンプＰＭ２は、配管Ｐ５の経路上に配置されている。ポンプＰＭ２を駆動することにより、第２液は、配管Ｐ４、配管Ｐ５及び配管Ｐ６内を図２中の矢印の方向に沿って流れる。
【００２２】
弁Ｖ３は、配管Ｐ４の経路上に配置されている。弁Ｖ４は、配管Ｐ５の経路上に配置されている。弁Ｖ３及び弁Ｖ４が開状態となっている際、第２液は、配管Ｐ５内を他方端側から一方端側へと向かう方向に流れるとともに、配管Ｐ４内を他方端側から一方端側へと向かう方向に流れる。これにより、タンクＴＫ２に貯留されている第２液は、ディップ槽ＤＴに供給される。弁Ｖ３及び弁Ｖ４の開閉は、制御部ＣＴＲによって制御されている。これにより、ディップ槽ＤＴに供給される第２液の量が調整される。なお、配管Ｐ５内を流れる第２液の一部は、配管Ｐ６を介してタンクＴＫ２に戻る。
【００２３】
配管Ｐ７の一方端は、ディップ槽ＤＴ内に配置されている。図示されていないが、配管Ｐ６の他方端は、第３液が貯留されているタンクに接続されている。第３液は、例えば、水である。第３液は、配管Ｐ６内を、他方端側から一方端側へと向かう方向に流れる。これにより、ディップ槽ＤＴに第３液が供給される。
【００２４】
筐体Ｈは、内部にディップ槽ＤＴを収納している。筐体Ｈの幅（水平方向の長さ）は、筐体Ｈの高さ（鉛直方向の長さ）よりも小さいことが好ましい。これにより、発生した気体が水平方向に逃げることが抑制され、発生した気体の大部分を第１測定器ＦＦＭ（第２測定器ＳＦＭ）に導入することができる。その結果、発生した気体の流量を精度よく測定することができる。また、筐体Ｈは、例えば、セラミックス、ガラス又は塩化ビニル等の材料で形成されている。筐体Ｈの耐圧を確保する観点からは、筐体Ｈは、セラミックス又はガラスで形成されていることが好ましい。配管Ｐ８の数は、例えば、複数である。配管Ｐ９の数は、例えば、複数である。配管Ｐ８の数は、配管Ｐ９の数よりも多いことが好ましい。
【００２５】
第１液と第２液とを混合することにより、エッチング液からは気体が発生する。第１液が塩酸であり、かつ第２液が過酸化水素水である場合、第１液と第２液とを混合することにより発生する気体は、塩素（Ｃｌ２）である。すなわち、この場合、２ＨＣｌ＋Ｈ２Ｏ２→２Ｈ２Ｏ＋Ｃｌ２との反応が生じる。
【００２６】
配管Ｐ８は、筐体Ｈに接続されている。エッチング液から発生した気体は、配管Ｐ８を流れる。配管Ｐ９には、配管Ｐ８を通過した気体が流れる。すなわち、配管Ｐ９は、配管Ｐ８に直列に接続されている。配管Ｐ８の各々及び配管Ｐ９の各々は、互いに並列に配置されている。配管Ｐ９は、工場排気ＦＥに接続されている。配管Ｐ９の径Ｄ２は、配管Ｐ８の径Ｄ１よりも大きいことが好ましい。径Ｄ１（直径）は、例えば１０ｃｍである。径Ｄ２（直径）は、例えば２０ｃｍである。
【００２７】
第１測定器ＦＦＭは、配管Ｐ８を流れる気体の流量を測定する。より具体的には、第１測定器ＦＦＭは、配管Ｐ８を流れる気体の流量が第１測定器ＦＦＭの飽和流量に達した際に、そのことを示す信号を出力する。第１測定器ＳＦＭは、配管Ｐ９を流れる気体の流量を測定する。より具体的には、第２測定器ＳＦＭは、配管Ｐ９を流れる気体の流量が第２測定器ＳＦＭの飽和流量に達した際に、そのことを示す信号を出力する。第１測定器ＦＦＭ及び第２測定器ＳＦＭは、例えば差圧計である。第１測定器ＦＦＭの飽和流量は、第２測定器ＳＦＭの飽和流量よりも小さいことが好ましい。第１測定器ＦＦＭの飽和流量は、例えば５Ｌ／ｍｉｎである。第２測定器ＳＦＭの飽和流量は、例えば１０Ｌ／ｍｉｎである。第１測定器ＦＦＭの出力及び第２測定器ＳＦＭの出力は、制御部ＣＴＲに接続されている。
【００２８】
より具体的には、第１測定器ＦＦＭ（第２測定器ＳＦＭ）は、配管Ｐ８（配管Ｐ９）を流れる気体の流量が第１測定器ＦＦＭ（第２測定器ＳＦＭ）の飽和流量に達した際に、配管Ｐ８（配管Ｐ９）を流れる気体の流量が第１測定器ＦＦＭ（第２測定器ＳＦＭ）の飽和流量に達したことを示す信号を制御部ＣＴＲに対して出力する。制御部ＣＴＲは、第１測定器ＦＦＭからの出力（第２測定器ＳＦＭからの出力）のタイミングに基づいて、配管Ｐ８（配管Ｐ９）を流れる気体の流量が第１測定器ＦＦＭ（第２測定器ＳＦＭ）の飽和流量に達した時刻を算出する。なお、上記においては、気体の流量を測定する測定器の数が２である場合について説明したが、気体の流量を測定する測定器の数は、３以上であってもよい。
【００２９】
以下に、第１実施形態に係る半導体装置ＤＥＶの製造方法を説明する。
図４に示されるように、半導体装置ＤＥＶの製造方法は、準備工程Ｓ１と、オーバーパッドメタル成膜工程Ｓ２と、フォトレジスト形成工程Ｓ３と、ウェットエッチング工程Ｓ４とを有している。
【００３０】
図５に示されるように、準備工程Ｓ１においては、半導体ウェハＷＦが準備される。準備工程Ｓ１において準備される半導体ウェハＷＦには、ボンディングパッドＢＰと、パッシベーション膜ＰＶとが形成されている。
【００３１】
図６に示されるように、オーバーパッドメタル成膜工程Ｓ２においては、オーバーパッドメタル膜ＯＰＭ（第１膜ＯＰＭａ及び第２膜ＯＰＭｂ）が、パッシベーション膜ＰＶ及び開口ＯＰから露出するボンディングパッドＢＰを覆うように形成される。オーバーパッドメタル膜ＯＰＭの形成は、オーバーパッドメタル膜ＯＰＭを構成する材料をスパッタリングすることにより行われる。
【００３２】
図７に示されるように、フォトレジスト形成工程Ｓ３においては、フォトレジストＰＲの形成が行われる。フォトレジストＰＲは、開口ＯＰから露出するボンディングパッドＢＰ上を覆うように形成される。フォトレジストＰＲの形成は、フォトレジストＰＲを構成する感光性の有機材料を塗布するとともに、それを露光・現像することで行われる。
【００３３】
図４に示されるように、ウェットエッチング工程Ｓ４は、第１ウェットエッチング工程Ｓ４１と、第２ウェットエッチング工程Ｓ４２とを有している。
【００３４】
図８に示されるように、第１ウェットエッチング工程Ｓ４１においては、第２膜ＯＰＭｂに対するウェットエッチングが行われ、第２膜ＯＰＭｂがパターンニングされる。第２ＯＰＭｂに対するウェットエッチングは、フォトレジストＰＲをマスクとして行われる。なお、フォトレジストＰＲは、第１ウェットエッチング工程Ｓ４１の終了後に、アッシング等で除去される。
【００３５】
第２膜ＯＰＭｂに対するウェットエッチングには、エッチング装置ＥＡを用いられる。より具体的には、半導体ウェハＷＦをディップ槽ＤＴに貯留されているエッチング液に浸漬するとともに、回転ローラＲＲを中心軸周りに回転させることにより、第２膜ＯＰＭｂに対するウェットエッチングが行われる。
【００３６】
上記のとおり、第１ウェットエッチング工程Ｓ４１が行われている際、ディップ槽ＤＴに貯留されているエッチング液からは、気体が発生する。また、この気体は、配管Ｐ８及び配管Ｐ９を通過して工場排気ＦＥへと流れる。第１ウェットエッチング工程Ｓ４１において、制御部ＣＴＲは、第１測定器ＦＦＭにおける測定結果及び第２測定器ＳＦＭにおける測定結果に基づいて、工場排気ＦＥの排気マージンを算出する。
【００３７】
第１に、制御部ＣＴＲは、第１測定器ＦＦＭ及び第２測定器からの出力に基づいて、エッチング液中における気体発生の反応速度を算出する。第２に、制御部ＣＴＲは、算出された反応速度に基づき、エッチング完了時における気体発生量を算出する。第３に、制御部ＣＴＲは、算出された気体発生量と工場排気ＦＥの排気限界とを比較することにより、工場排気ＦＥの排気マージンを算出する。
【００３８】
このことを、図９を参照してより具体的に説明する。第１測定器ＦＦＭは、時刻ｔ１において飽和する。第１測定器ＦＦＭが飽和した際の気体の流量を、ｑ１とする（図９中の点Ａ参照）。その後、第２測定器ＳＦＭは、時刻ｔ２において飽和する。第２測定器ＳＦＭが飽和した際の気体の流量を、ｑ２とする（図９中の点Ｂ参照）。第１液と第２液とを混合することにより発生する気体の発生量は、反応時間に比例する。そのため、点Ａ及び点Ｂを通る直線により、第１液及び第２液を混合することで発生する気体の反応速度（気体の発生量と時間との関係）を近似することができる（図９中の直線Ｌ１参照）。
【００３９】
第１ウェットエッチング工程Ｓ４１は、時刻ｔ３に終了するものとする。この時刻ｔ３を上記のとおりに算出された反応速度にあてはめることにより、時刻ｔ３における流量であるｑ３を予測することができる（図９中の点Ｃ参照）。このｑ３と工場排気ＦＥの排気限界であるｑ４と比較することにより（ｑ４とｑ３との差を求めることにより）、工場排気ＦＥのマージンを算出することができる。
【００４０】
第２ウェットエッチング工程Ｓ４２においては、第１膜ＯＰＭａに対するウェットエッチングが行われる。第１膜ＯＰＭａに対するウェットエッチングは、第１ウェットエッチング工程Ｓ４１においてパターンニングされた第２膜ＯＰＭｂをマスクとして行われる。以上により、図１に示される半導体装置ＤＥＶの構造が形成される。
【００４１】
以下に、第１実施形態に係るエッチング装置ＥＡの効果を説明する。
上記のとおり、エッチング装置ＥＡは、第１測定器ＦＦＭと、第２測定器ＳＦＭとを有している。また、制御部ＣＴＲは、第１測定器ＦＦＭにおける測定結果及び第２測定器ＳＦＭにおける測定結果に基づいて、エッチング液から気体が発生する反応の反応速度を算出する。
【００４２】
さらに、制御部ＣＴＲは、算出された反応速度に基づいて、工場排気ＦＥの排気マージンをモニタリングすることができる。そのため、エッチング装置ＥＡによると、工場排気ＦＥのマージンを把握しながら第１ウェットエッチング工程Ｓ４１を安全に進めることができる。
【００４３】
エッチング液中から気体が発生する反応には、潜伏期間が存在する場合がある。第１液が塩酸であり、第２液が過酸化水素水であり、かつ、さらに第３液としての水が混合されたエッチング液の場合には、このような潜伏期間が存在する。エッチング装置ＥＡによると、このような潜伏期間が存在する場合であっても、気体発生の反応速度の予測及びそれに基づく工場排気ＦＥのマージンのモニタリングを行うことができる。安全性の観点からは、潜伏期間が存在する場合の方が、潜伏期間が存在しない場合よりも好ましい。
【００４４】
図９を参照してより具体的に説明すると、以下のとおりである。第１測定器ＦＦＭは、時刻ｔ４において飽和する。第１測定器ＦＦＭが飽和した際の気体の流量を、ｑ１とする（図９中の点Ｄ参照）。その後、第２測定器ＳＦＭは、時刻ｔ５において飽和する。第２測定器ＳＦＭが飽和した際の気体の流量を、ｑ２とする（図９中の点Ｅ参照）。点Ｄ及び点Ｅを通る直線により、第１液及び第２液を混合することで発生する気体の反応速度（気体の発生量と時間との関係）を近似することができる（図９中の直線Ｌ２参照）。
【００４５】
第１ウェットエッチング工程Ｓ４１は、時刻ｔ６に終了するものとする。この時刻ｔ６を上記のとおりに算出された反応速度にあてはめることにより、時刻ｔ６における流量であるｑ３を予測することができる（図９中の点Ｆ参照）。このｑ３と工場排気ＦＥの排気限界であるｑ４と比較することにより（ｑ４とｑ３との差を求めることにより）、工場排気ＦＥのマージンを算出することができる。このように、エッチング装置ＥＡによると、気体発生に潜伏期間がある場合であっても、気体発生の反応速度の予測及びそれに基づく工場排気ＦＥのマージンのモニタリングを行うことができる。
【００４６】
また、エッチング装置ＥＡによると、予測された気体発生の反応速度に基づいて第１ウェットエッチング工程Ｓ４１の進行状況を予測することができるため、第１ウェットエッチング工程Ｓ４１のエッチング時間を適正に設定することができる。
【００４７】
径Ｄ１が径Ｄ２よりも小さい場合、筐体Ｈから工場排気ＦＥに至るまでに気体が流れる配管長さの総延長（合計長さ）を短くすることができる。径Ｄ１と径Ｄ２とが同一である場合には、正確な反応速度の予測を行うために第１測定器ＦＦＭによる流量の測定位置と第２測定器ＳＦＭによる流量の測定位置とを離す必要があるが、径Ｄ１が径Ｄ２よりも小さい場合、第１測定器ＦＦＭによる流量の測定位置と第２測定器ＳＦＭによる流量の測定位置との間隔を短くしても相対的に正確な反応速度の予測が可能となるからである。第１測定器ＦＦＭによる流量の測定位置と第２測定器ＳＦＭによる流量の測定位置とを離す場合には、第１測定器ＦＦＭ及び第２測定器ＳＦＭの間の配管抵抗を考慮して、気体の発生量を推定することができる。
【００４８】
（第２実施形態）
第２実施形態に係る半導体装置ＤＥＶの構成は、第１実施形態に係る半導体装置ＤＥＶの構成と同一であるため、説明は省略する。
【００４９】
以下に、第２実施形態に係るエッチング装置ＥＡの構成を説明する。
図１０に示されるように、エッチング装置ＥＡは、枚葉式エッチング装置である。エッチング装置ＥＡは、ミキサＭＸと、第１筐体Ｈ１と、第２筐体Ｈ２と、第３筐体Ｈ３と、第１液供給部ＦＳＰと、第２液供給部ＳＳＰと、制御部ＣＴＲと、第１測定器ＦＦＭと、第２測定器ＳＦＭとを有している。
【００５０】
第１実施形態及び第２実施形態において、第１液供給部ＦＳＰ、第２液供給部ＳＳＰ、制御部ＣＴＲ、第１測定器ＦＦＭ及び第２測定器ＳＦＭの構成は、共通している。但し、第２実施形態においては、配管Ｐ１の一方端及び配管Ｐ４の一方端は、ミキサＭＸの内部に配置されている。また、第２実施形態においては、第１測定器ＦＦＭは、後述する第１開口部ＯＰ１内を流れる気体の流量を測定し、第２測定器ＳＦＭは、後述する第２開口部ＯＰ２内を流れる気体の流量を測定する。
【００５１】
エッチング装置ＥＡは、さらに、チャンバＣＨと、ステージＳＴと、配管Ｐ１０と、配管Ｐ１１と、配管Ｐ１２とを有している。
【００５２】
ステージＳＴには、半導体ウェハＷＦが載置される。ステージＳＴは、チャンバＣＨ内に配置されている。配管Ｐ１０の一方端は、チャンバＣＨ内に配置されている。配管Ｐ１０の他方端は、ミキサＭＸ内に配置されている。これにより、ミキサＭＸに貯留されているエッチング液が、ステージＳＴ上に載置されている半導体ウェハＷＦに供給される。
【００５３】
配管Ｐ１１の一方端は、チャンバＣＨ内に配置されている。配管Ｐ１１の他方端は、水が貯留されているタンク（図１０中に図示せず）に接続されている。これにより、ステージＳＴ上に載置されている半導体ウェハＷＦに水が供給される。つまり、配管Ｐ１０から供給されるエッチング液により半導体ウェハＷＦのエッチングが行われた後に、配管Ｐ１１から供給される水により半導体ウェハＷＦの洗浄が行われる。
【００５４】
なお、配管Ｐ１０から供給されたエッチング液及び配管Ｐ１１から供給された水は、チャンバＣＨの底部に設けられた排出穴ＯＵＴから排出される。
【００５５】
ミキサＭＸは、第１液と第２液とが混合されたエッチング液が貯留されている容器である。このエッチング液には、さらに第３液が混合されていてもよい。
【００５６】
第１筐体Ｈ１の内部には、ミキサＭＸが収納されている。第１筐体Ｈ１には、第１開口部ＯＰ１が形成されている。第１筐体Ｈ１の内部は、第１開口部ＯＰ１において、第１筐体Ｈ１の外部と連通している。第１開口部ＯＰ１の開口径は、径Ｄ３となっている。
【００５７】
第２筐体Ｈ２の内部には、第１筐体Ｈ１が収納されている。第２筐体Ｈ２には、第２開口部ＯＰ２が形成されている。第２筐体Ｈ２の内部には、第２開口部ＯＰ２において、第２筐体Ｈ２の外部と連通している。第２開口部ＯＰ２の開口径は、径Ｄ４となっている。径Ｄ４は、径Ｄ３よりも大きいことが好ましい。径Ｄ３（直径）は、例えば１０ｃｍである。径Ｄ４（直径）は、例えば２０ｃｍである。
【００５８】
第３筐体Ｈ３の内部には、第２筐体Ｈ２が収納されている。第３筐体Ｈ３は、配管Ｐ１２により、工場排気ＦＥに接続されている。ミキサＭＸに貯留されているエッチング液からは、第１液と第２液とが混合されることにより、気体が発生する。この気体は、第１開口部ＯＰ１を通って第１筐体Ｈ１の外部（第２筐体Ｈ２の内部）へと流出する。また、この気体は、第２開口部ＯＰ２を通って第２筐体Ｈ２の外部（第３筐体Ｈ３の内部）へと流出する。さらに、この気体は、配管Ｐ１２を通って工場排気ＦＥに達する。
【００５９】
図１１に示されるように、エッチング装置ＥＡは、第１筐体Ｈ１、第２筐体Ｈ２及び第３筐体Ｈ３に代えて、第４筐体Ｈ４を有していてもよい。エッチング装置ＥＡは、配管Ｐ１２に代えて、配管Ｐ１３と、配管Ｐ１４と、配管Ｐ１５とを有していてもよい。
【００６０】
第４筐体Ｈ４の内部には、ミキサＭＸが収納されている。配管Ｐ１３の径は径Ｄ５であり、配管Ｐ１４の径は径Ｄ６である。径Ｄ５は、径Ｄ６よりも小さい。配管Ｐ１３は、第４筐体Ｈ４に接続されている。配管Ｐ１４は、配管Ｐ１３に接続されている。配管Ｐ１５は、配管Ｐ４と工場排気ＦＥとに接続されている。そのため、第１液と第２液とが混合されることによりミキサＭＸに貯留されているエッチング液から発生する気体は、配管Ｐ１２、配管Ｐ１３及び配管Ｐ１４を通って、工場排気ＦＥに達する。この場合、第１測定器ＦＦＭは配管Ｐ１２の内部を流れる気体の流量を測定し、第２測定器ＳＦＭは配管Ｐ１３の内部を流れる気体の流量を測定する。径Ｄ５（直径）は、例えば１０ｃｍである。径Ｄ６（直径）は、例えば２０ｃｍである。
【００６１】
以下に、第２実施形態に係る半導体装置ＤＥＶの製造方法を説明する。
半導体装置ＤＥＶの製造方法は、準備工程Ｓ１と、オーバーパッドメタル成膜工程Ｓ２と、フォトレジスト形成工程Ｓ３と、ウェットエッチング工程Ｓ４とを有している。ウェットエッチング工程Ｓ４は、第１ウェットエッチング工程Ｓ４１と、第２ウェットエッチング工程Ｓ４２とを有している。
【００６２】
但し、第２実施形態の第１ウェットエッチング工程Ｓ４１は、第２実施形態に係るエッチング装置ＥＡを用いて行われる点に関して、第１実施形態の第１ウェットエッチング工程Ｓ４１と異なっている。具体的には、第２実施形態の第１ウェットエッチング工程Ｓ４１は、配管Ｐ１０を介してミキサＭＸに貯留されているエッチング液をステージＳＴ上に載置されている半導体ウェハＷＦに供給して第２膜ＯＰＭｂのエッチングを行う点に関して、第１実施形態の第１ウェットエッチング工程Ｓ４１と異なっている。
【００６３】
以下に、第２実施形態に係るエッチング装置ＥＡの効果を説明する。
上記のとおり、エッチング装置ＥＡは、第１測定器ＦＦＭと、第２測定器ＳＦＭとを有している。また、制御部ＣＴＲは、第１測定器ＦＦＭにおける測定結果及び第２測定器ＳＦＭにおける測定結果に基づいて、エッチング液から気体が発生する反応の反応速度を算出する。
【００６４】
さらに、制御部ＣＴＲは、算出された反応速度に基づいて、工場排気ＦＥの排気マージンをモニタリングすることができる。そのため、エッチング装置ＥＡによると、工場排気ＦＥのマージンを把握しながら第１ウェットエッチング工程Ｓ４１を安全に進めることができる。すなわち、エッチング装置ＥＡが枚葉式のエッチング装置である場合も、エッチング装置ＥＡがバッチ式のエッチング装置である場合と同様に、工場排気ＦＥのマージンを把握しながら第１ウェットエッチング工程Ｓ４１を安全に進めることができる。
【００６５】
なお、枚葉式のエッチング装置においては、液の状態を保ちながら安定して液の供給を行う方法として、ＤＤＩ（Dynamic  Direct  Injection）がある。ＤＤＩにおいては、エッチング液は、当該エッチング液を構成する各々の液を供給管内で混合して供給される。また、ＤＤＩにおいては、エッチング液の廃液もタイムリーに行われる。しかしながら、第１液が塩酸であり、第２液が過酸化水素水である場合には、エッチング液の粘度が高く供給管内に気泡が混じるために正確な流量制御ができず、ＤＤＩを適用することが困難である。エッチング装置ＥＡは、このようにエッチング液の粘度が高く、ＤＤＩを適用することが困難な場合に特に有利に適用することができる。
【００６６】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００６７】
ＢＰ  ボンディングパッド、ＣＨ  チャンバ、ＣＳ  カセット、ＣＴＲ  制御部、ＤＥＶ  半導体装置、ＤＴ  ディップ槽、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６  径、ＥＡ  エッチング装置、ＦＥ  工場排気、ＦＳＰ  第１液供給部、Ｈ  筐体、Ｈ１  第１筐体、Ｈ２  第２筐体、Ｈ３  第３筐体、Ｈ４  第４筐体、ＭＸ  ミキサ、ＯＰ  開口、ＯＰ１  第１開口部、ＯＰ２  第２開口部、ＯＰＭａ  第１膜、ＯＰＭｂ  第２膜、ＯＰＭ  オーバーパッドメタル膜、ＯＵＴ  排出穴、ＰＲ  フォトレジスト、ＰＶ  パッシベーション膜、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８，Ｐ９，Ｐ１０，Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３，Ｐ１４，Ｐ１５  配管、ＰＭ１  ポンプ、ＲＲ  回転ローラ、ＳＳＰ  第２液供給部、ＳＴ  ステージ、Ｓ１  準備工程、Ｓ２  オーバーパッドメタル成膜工程、Ｓ３  フォトレジスト形成工程、Ｓ４  ウェットエッチング工程、Ｓ４１  第１ウェットエッチング工程、Ｓ４２  第２ウェットエッチング工程、ＴＫ１，ＴＫ２  タンク、Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４  弁、ＷＦ  半導体ウェハ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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