(57)【要約】【目的】複数枚の半導体ウエハに、同時にそれぞれ貫通トレンチ（溝）を湿式エッチングで形成する際にも、半導体ウエハから半導体チップが分離せず、しかも間単に適切なエッチング終点を検出できる方法の提供。【構成】エッチング選択性が大のアルカリエッチング溶液を用いて、複数枚のシリコン半導体基板に貫通するトレンチを一括して形成するために、前記基板にガラス基板をそれぞれ貼合せて前記アルカリ溶液に浸漬させ、発生する水素気泡が該基板の貫通時に急減するに伴い液面の揺れが急減する時点を、該液面にレーザー光を入射させ、得られる反射光の強度変化をモニターして検出し、貫通エッチングの終点とすることを特徴とするシリコン半導体基板のエッチング方法とする。【選択図】        図１
2008041676.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定のシリコン結晶面に対するエッチング選択性の大きいアルカリ溶液を用いた湿式エッチングにより、複数枚のシリコン半導体基板に、該基板を貫通するトレンチまたは溝を一括して形成するために、シリコン半導体基板にガラス支持基板をそれぞれ貼り合わせて前記アルカリ溶液に浸漬させ、シリコン半導体基板のエッチング時に発生する水素気泡が該基板の貫通時に急減するに伴い、気泡の破裂によるエッチング液面の揺れが急減する時点を、該エッチング液面にレーザー光を入射させ該液面で反射させて得られる反射光の強度変化をモニターすることにより検出して貫通エッチングの終点とすることを特徴とするシリコン半導体基板のエッチング方法。
【請求項２】
特定のシリコン結晶面に対するエッチング選択性の大きいアルカリ溶液を含むエッチング槽を用いた湿式エッチングにより、複数枚のシリコン半導体基板に、該基板を貫通するトレンチまたは溝を一括して形成するために、シリコン半導体基板にガラス支持基板をそれぞれ貼り合わせて前記アルカリ溶液に浸漬させ、シリコン半導体基板のエッチング時に発生する水素気泡が該基板の貫通時に急減する時点を、前記シリコン半導体基板の上方のエッチング液に対応する前記エッチング槽の一方の側面から入射したレーザー光を対向する他方の側面で受光する際に得られる該レーザー光の急激な強度変化により検出して貫通エッチングの終点とすることを特徴とするシリコン半導体基板のエッチング方法。
【請求項３】
前記エッチング槽で、レーザー光を入射および受光させる側面を、該レーザー光に対して実質的に透明な材質とすることを特徴とする請求項２記載のシリコン半導体基板のエッチング方法。
【請求項４】
特定のシリコン結晶面に対するエッチング選択性の大きいアルカリ溶液を用いた湿式エッチングにより、複数枚のシリコン半導体基板に、該基板を貫通するトレンチまたは溝を一括して形成するために、シリコン半導体基板にガラス支持基板をそれぞれ貼り合わせて前記アルカリ溶液に浸漬させ、シリコン半導体基板のエッチング時に発生する水素気泡が該基板の貫通時に急減するに伴い、気泡の破裂によるエッチング液面の揺れが急減する時点を、該エッチング液面に超音波を入射させ該液面で反射させて得られる反射波の強度変化をモニターすることにより検出して貫通エッチングの終点とすることを特徴とするシリコン半導体基板のエッチング方法。
【請求項５】
湿式エッチングに用いられるアルカリ溶液が、水酸化テトラメチルアンモニウム溶液、水酸化カリウム溶液、ヒドラジン溶液、エチレンジアミン溶液、アンモニア溶液から選ばれるいずれかの溶液であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のシリコン半導体基板のエッチング方法。
【請求項６】
一方の主面にガラス支持基板が貼付されたシリコン半導体基板の他方の主面が（１００）面であり、エッチングマスク用絶縁膜に形成される開口部が、前記（１００）面に形成された絶縁膜に、［１１０］方位とそれと等価な＜１１０＞方向に沿って開口することにより形成されていることを特徴とする請求項５記載のシリコン半導体基板のエッチング方法。
【請求項７】
一方の主面にガラス支持基板が貼付されたシリコン半導体基板の他方の主面に形成される前記エッチングマスク用絶縁膜に形成される開口部の幅が、前記シリコン半導体基板の厚さにルート２（２の平方根）を乗じたものより大きいことを特徴とする請求項６記載のシリコン半導体基板のエッチング方法。
【請求項８】
エッチング槽と、シリコン半導体基板を複数枚立てて保持可能な保持具と、特定のシリコン結晶面に対するエッチング選択性が大きく、前記エッチング槽中で前記シリコン半導体基板を完全に浸す量以上の量を有するアルカリ溶液と、エッチング終了時点を、前記シリコン半導体基板のエッチング時に発生する水素気泡が該基板の貫通時に急減することにより検出するエッチング終点検出手段とを備えることを特徴とする半導体基板のエッチング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコン半導体基板を湿式異方性エッチングして貫通溝または貫通トレンチを生産効率よく形成しても、高精度なエッチング終点検出を簡単にできるようにするシリコン半導体基板のエッチング方法とその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコン半導体基板（以降、シリコンウエハまたは単にウエハと記すこともある）に湿式異方性エッチング法を用いてトレンチや溝、孔などの形状加工を施す場合、ウエハ面内およびウエハ間での前記トレンチ、溝、孔の加工精度を高め、エッチングを効率よく行って高い生産性を得るためには、できるだけ多数枚のウエハを同時にエッチングしながら、精度良くにエッチングの終点を検出して適切な時点にエッチングを終了させることが重要である。
【０００３】
特に、シリコンウエハをガラス支持基板に粘着シートなどを用いて貼り合わせ、この貼り合わせ基板をアルカリ溶液（異方性エッチング溶液）に浸漬させてシリコンウエハのみを貫通するトレンチ、もしくは貫通孔を形成する場合、貫通トレンチ／貫通孔が形成された後に直ちに貼り合せ基板を異方性エッチング溶液から引き上げずに、そのまま時間を置いてしまうと、エッチング溶液がこの貫通トレンチ／貫通孔を通してシリコンウエハとガラス支持基板の間の貼り合わせ面に回り込んで浸入してしまうことがある。このエッチング溶液の貼り合わせ面への浸入が長く続くと、場合によっては粘着シートの腐食劣化や、シリコンウエハが貼り合わせ側の面でエッチングダメージを受けることがあるため、エッチングによる貫通が終了したら、なるべく早く貼り合わせ基板をエッチング溶液から引き上げて水洗しエッチング反応を停止させる必要がある。
【０００４】
以下、シリコンウエハに、湿式エッチング方式により前述のようなトレンチ／孔を形成する場合に用いられる終点検出方法やそのためのエッチング装置の公知技術について説明する。従来、エッチングの終点の検出には、図４に示すような反射式の光学的センサを用いてウエハのエッチング面の反射強度を測定する方法（光源５１、照射光５２、シリコンウエハ５３、反射光５４、受光部５５、スプレーノズル５６、エッチング液５７）が知られている。また、レーザー光の波長を変えて反射光の干渉強度の変化からエッチング残りの膜厚を検出しエッチング終点を決める方法などが知られている（特許文献１、２、３）。
【０００５】
さらに、半導体基板に被覆されたアルミニウム膜のエッチングに係わり、多数枚の半導体基板のエッチング中に生じる微小気泡群を投光器と受光器とレコーダーからなる光電装置により監視し、気泡の減少による受光量の回復によりエッチング終点を検出する方法については、知られている（特許文献４）。
Ｘ線マスクの製造方法に係わり、Ｘ線マスクの、メンブレン膜が被着されたシリコン基板面とは反対側の面を上にしてエッチング液を保持してエッチングする際に、エッチング液の上方の光源から投光し、反射光を検出することにより、前記メンブレン膜の露出、すなわち、エッチングの終点を検出する枚葉式のエッチング方法が知られている（特許文献５）。
【０００６】
ＫＯＨエッチング液に半導体ウエハを浸漬させ、エッチングの進行に伴って発生する水素ガスの発生量をＬＥＤ光の透過量によって監視し、受光素子で検出される光強度が所定の基準値を超えた時点をエッチング終点とする枚葉式のエッチング方法についてもよく知られている（特許文献６）。
【特許文献１】特開平８−３２５７５３号公報
【特許文献２】特開平１−２３２７３１号公報
【特許文献３】特開２００１−１４４０６８号公報
【特許文献４】特開昭５１−６２６７２号公報
【特許文献５】特開平６−１３２９４号公報
【特許文献６】特開２００４−５５５６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、シリコンウエハをアルカリ溶液に浸漬させて湿式異方性エッチングしてトレンチや溝を形成する際、従来のようにシリコンウエハをエッチング液から引き上げてウエハ表面に直接レーザー光を照射し、その反射光を利用してエッチングの終点を検出する前述の図４に示す方法では、その装置の構成上、枚葉式のエッチング方法（一枚づつエッチングする方法）にしか対応できない。従って、この方法ではエッチング時間が長くなればなるほど、生産性がそれに応じて悪くなることが避けられない。生産性を高める簡単な方法としては、たとえば、シリコンウェハを５０枚程度以上一括してエッチング液に浸漬させて行うバッチ式のエッチング方式などがあるが、前述の図４に示す方法には適用が困難である。
【０００８】
また、前記特許文献１、２、３に記載の、レーザー光の波長を変えて反射光の干渉強度の変化からエッチング残りの膜厚を検出して終点を検出するエッチング方法では、貫通したトレンチや孔の終点を検出できない。
さらにまた、前記特許文献４に記載の方法は、アルミニウム膜のエッチング終点の検出にかかる方法であって、シリコン基板のエッチング終点の検出に直接には関係しない。
【０００９】
また、前記特許文献５に記載のＸ線マスクの製造方法は、枚葉式のエッチング方法にかかるものであり、バッチ式のエッチングには適用できず、生産効率はよくない。
さらに、前記特許文献６記載のエッチング終点検出方法も、やはり、枚葉式のエッチング方法にかかるものであり、バッチ式のエッチングには適用できず、生産効率はよくない。
【００１０】
本発明は、以上述べた点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、シリコン半導体基板を貫通するトレンチ（溝）を湿式エッチングにより形成しても、シリコン半導体基板がバラバラに分離されることなく、高い生産効率で行うことができると共に、エッチング終点を精度よく簡単に検出できるシリコン半導体基板のエッチング方法およびその方法を用いるエッチング装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
特許請求の範囲の請求項１記載の発明によれば特定のシリコン結晶面に対するエッチング選択性の大きいアルカリ溶液を用いた湿式エッチングにより、複数枚のシリコン半導体基板に、該基板を貫通するトレンチまたは溝を一括して形成するために、シリコン半導体基板にガラス支持基板をそれぞれ貼合せて前記アルカリ溶液に浸漬させ、シリコン半導体基板のエッチング時に発生する水素気泡が該基板の貫通時に急減するに伴い、気泡の破裂によるエッチング液面の揺れが急減する時点を、該エッチング液面にレーザー光を入射させ該液面で反射させて得られる反射光の強度変化をモニターすることにより検出して貫通エッチングの終点とすることにより、前記本発明の目的は達成される。
【００１２】
特許請求の範囲の請求項２記載の発明によれば、特定のシリコン結晶面に対するエッチング選択性の大きいアルカリ溶液を含むエッチング槽を用いた湿式エッチングにより、複数枚のシリコン半導体基板に、該基板を貫通するトレンチまたは溝を一括して形成するために、シリコン半導体基板にガラス支持基板をそれぞれ貼合せて前記アルカリ溶液に浸漬させ、シリコン半導体基板のエッチング時に発生する水素気泡が該基板の貫通時に急減する時点を、前記シリコン半導体基板の上方のエッチング液に対応する前記エッチング槽の一方の側面から入射したレーザー光を対向する他方の側面で受光する際に得られる該レーザー光の急激な強度変化により検出して貫通エッチングの終点とすることにより、前記本発明の目的は達成される。
【００１３】
特許請求の範囲の請求項３記載の発明によれば、前記エッチング槽で、レーザー光を入射および受光させる側面を、該レーザー光に対して実質的に透明な材質とする特許請求の範囲の請求項２記載のシリコン半導体基板のエッチング方法とすることが好ましい。
特許請求の範囲の請求項４記載の発明によれば、特定のシリコン結晶面に対するエッチング選択性の大きいアルカリ溶液を用いた湿式エッチングにより、複数枚のシリコン半導体基板に、該基板を貫通するトレンチまたは溝を一括して形成するために、シリコン半導体基板にガラス支持基板をそれぞれ貼合せて前記アルカリ溶液に浸漬させ、シリコン半導体基板のエッチング時に発生する水素気泡が該基板の貫通時に急減するに伴い、気泡の破裂によるエッチング液面の揺れが急減する時点を、該エッチング液面に超音波を入射させ該液面で反射させて得られる反射波の強度変化をモニターすることにより検出して貫通エッチングの終点とすることにより、前記本発明の目的は達成される。
【００１４】
特許請求の範囲の請求項５記載の発明によれば、湿式エッチングに用いられるアルカリ溶液が、水酸化テトラメチルアンモニウム溶液、水酸化カリウム溶液、ヒドラジン溶液、エチレンジアミン溶液、アンモニア溶液から選ばれるいずれかの溶液である特許請求の範囲の請求項１乃至４のいずれか一項に記載のシリコン半導体基板のエッチング方法とすることが好ましい。
【００１５】
特許請求の範囲の請求項６記載の発明によれば、一方の主面にガラス支持基板が貼付されたシリコン半導体基板の他方の主面が（１００）面であり、エッチングマスク用絶縁膜に形成される開口部が、前記（１００）面に形成された絶縁膜に、［１１０］方位とそれと等価な＜１１０＞方向に沿って開口することにより形成されている特許請求の範囲の請求項５記載のシリコン半導体基板のエッチング方法とすることがより好ましい。
【００１６】
特許請求の範囲の請求項７記載の発明によれば、一方の主面にガラス支持基板が貼付されたシリコン半導体基板の他方の主面に形成される前記エッチングマスク用絶縁膜に形成される開口部の幅が、前記シリコン半導体基板の厚さにルート２（２の平方根）を乗じたものより大きい特許請求の範囲の請求項６記載のシリコン半導体基板のエッチング方法とすることが望ましい。
【００１７】
特許請求の範囲の請求項８記載の発明によれば、エッチング槽と、シリコン半導体基板を複数枚立てて保持可能な保持具と、特定のシリコン結晶面に対するエッチング選択性が大きく、前記エッチング槽中で前記シリコン半導体基板を完全に浸す量以上の量を有するアルカリ溶液と、エッチング終了時点を、前記シリコン半導体基板のエッチング時に発生する水素気泡が該基板の貫通時に急減することにより検出するエッチング終点検出手段とを備えることにより、前記本発明の目的は達成される。
【００１８】
要するに、本発明は生産性を高くするために、複数枚のそれぞれガラス支持基板に貼り合わせたウエハを立てて平行に並べて一括して浸漬エッチング処理を行った場合でも、貫通トレンチエッチングの終点をエッチング溶液に接触せずに精度良くに検出できるエッチング方法とするところにある
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、シリコン半導体基板を貫通するトレンチ（溝）を湿式エッチングにより形成しても、シリコン半導体基板がバラバラに分離されることなく、高い生産効率で行うことができると共に、エッチング終点を精度よく簡単に検出できるシリコン半導体基板のエッチング方法およびその方法を用いるエッチング装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明にかかるシリコン半導体基板のエッチング方法およびそのエッチング方法に用いるエッチング装置について、図面を用いて詳細に説明する。本発明はその要旨を超えない限り、以下に説明する実施例の記載に限定されるものではない。
図１は本発明にかかるシリコン半導体基板のエッチング方法に使われるエッチング装置の概略断面図である。図２は本発明にかかるシリコン半導体基板のエッチング方法をエッチング進行過程に分けて示すシリコン半導体基板の断面図である。図３はエッチング反応により発生する水素気泡が液面で破裂消滅に伴い生じる液面揺れを説明する模式図である。図５は本発明にかかるシリコン半導体基板の異なるエッチング方法に使われる、異なるエッチング装置の概略断面図である。図６は本発明にかかるシリコン半導体基板のさらに異なるエッチング方法に使われるさらに異なるエッチング装置の概略断面図である。図７は本発明にかかるシリコン半導体基板のさらに別のエッチング方法に使われるさらに別のエッチング装置の概略断面図である。
【００２１】
図２はガラス支持基板上に貼付されたシリコン半導体基板を、アルカリ溶液によって異方性湿式エッチングさせた場合のエッチングの進行状況を示すシリコン半導体基板の断面図（ａは斜視図、ｂ、ｃ、ｄは断面図）である。シリコン半導体基板の湿式異方性エッチング溶液としては、ＫＯＨ（水酸化カリウム）やヒドラジン、エチレンジアミン、アンモニアなどから選択されるアルカリ溶液が用いられる。これらのアルカリ溶液を用いた場合、異方性（シリコンのエッチングレートの面方位依存性が大きい性質）を持つ。具体的には、ＫＯＨ溶液を用いた場合のエッチングレートはシリコン単結晶の各結晶面について、（１１１）面：（１１０）面：（１００）面に対して、おおよそ１：６００：４００であり、（１１１）面に等価な結晶面｛１１１｝に対しては、エッチングが実質的にストップして進行しないため、（１００）面を主面とするシリコン半導体基板上に予め｛１１０｝方位に沿って、エッチングマスクの開口部を形成してエッチングを行えば、Ｖ字溝やピラミッド型のピット、ピラミッド型の空洞形状などにエッチングされ、側壁がすべて｛１１１｝面となった凹部構造を形成することができることが知られている。このアルカリ溶液によるシリコンの溶解反応（中間反応は省略する）は、次式で表される。
【００２２】
【化１】
2008041676.tif 000003
Ｓｉ  ＋  ２（ＯＨ）−  ＋  ２Ｈ２Ｏ  →  Ｓｉ（ＯＨ）２（Ｏ−）２  ＋２Ｈ２↑
この反応式から、Ｓｉ（シリコン）の被エッチング量と水素ガス（気泡）の発生量は比例関係にあることがわかる。（１００）面を主面とするウエハ上に［１１０］方位とそれと等価な＜１１０＞方向に沿って形成したエッチングマスクの開口部６の幅を、シリコンウエハの厚さにルート２（２の平方根）を乗じたものより大きくしてエッチングを行った場合、図２の（ａ）に示すようにシリコン半導体基板１を貫通する逆台形型トレンチ２を形成してエッチングは終了する。また、前記開口部幅６がシリコンウエハ１の厚さにルート２（２の平方根）を乗じたものより小さい場合は、図２の破線で示すＶ字溝形状となって（１００）面が消滅した時点で実質的にエッチングは自己停止する。この原理をシリコン半導体基板の貫通エッチングに適用した例を、図２の（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示す。
【００２３】
図２（ｂ）において、シリコン半導体基板１は（１００）面を主面とするウエハ上に［１１０］方位とそれと等価な＜１１０＞方向に沿って開口部が形成された絶縁膜マスクパターン３を有する。この絶縁膜マスクパターン３の開口部４の幅６は、シリコン半導体基板１の厚さより大きい。図２の（ｂ）に示す（１００）主面の前記絶縁膜マスクパターン３開口部４からエッチングが始まり、図２の（ｃ）に示すように、開口部４の（１００）面がエッチングダウンされて主面が平行に下がり、図２（ｄ）に示すように（１００）面のエッチング面がガラス支持基板５に到達すると、露出面は{１１１}面のみになって実質的にエッチングは自己停止する。エッチングが停止すると、シリコンの溶解反応量は劇的に低下して、発生する水素ガス気泡量も劇的に低下する。従って、発生する気泡がもたらす変化（例えば気泡による光の散乱の急激な減少、液面の揺れの急激な減少）をモニタリングすることでエッチング槽内のエッチング反応の終了を非接触で容易にモニターし検出することができる。すなわち、その変化の時点をエッチング終点として検出することができる。この際、規定の若干のオーバーエッチ時間処理を追加することも実用上は好ましい。図３に、このエッチング反応（Ｓｉの溶解反応）によって発生した気泡（Ｈ２ガス）が液面での破裂消滅によって発生する液面揺れを説明するための模式図を示す。（ａ）は丸中の矢印で示す気泡の上昇が液面の近くにあることを示す。（ｂ）は丸中の矢印で示す気泡が液面を持ち上げていることを示している。気泡の周囲にはまだ、液体の表面張力によりエッチング液により覆われている。（ｃ）は気泡が破裂して液面からガス（水素）が抜けた状態を示す。（ｄ）は気泡の抜けた液面が液波を形成する状態を示す。おおよそ、このような経過により、エッチング中の気泡の発生による液面の揺れが生じると推測される。
【実施例１】
【００２４】
図１に、実施例１にかかる本発明のシリコン半導体基板のエッチング方法と、この方法に用いるエッチング装置を示す。フッ素系樹脂やポリプロピレンなど耐アルカリ溶液性の材質からなるエッチング槽１０を用い、このエッチング槽１０の上方にレーザー光源またはそのレーザー光の照射端部１４と受光素子１５を配置し、レーザー光１６を液面に入射させ、その反射光１７を受光素子１５で捕捉し、その強度の時間変化を監視する。
【００２５】
エッチング槽１０内にはＫＯＨ水溶液をエッチング液１３として入れ、このエッチング液１３中には、シリコン半導体基板（ウエハ）１とガラス支持基板５との貼り合わせ基板１２が数十枚立てて平行に並べられているフッ素系樹脂からなるウエハ保持具１１が浸漬される。貼り合わせ基板１２は、前述のように、ガラス支持基板５に貼付されているので、貼り合わせ基板１２にウエハ１を貫通するトレンチが形成されても、割れたりバラバラになることなくウエハ状に一体に保持されている。この貼り合わせ基板１２の表面に形成されているシリコン酸化膜やシリコン窒化膜からなるエッチングマスクにトレンチパターン開口部が形成されている。この開口部は前述のように、等価な＜１１０＞方向に沿って形成されている。この開口部にはシリコンウエハの（１００）面が露出しているので、ＫＯＨ水溶液によりエッチングされて主面に平行に被エッチング面が下がり、エッチングされたトレンチ凹部の側壁はほとんどエッチングされない｛１１１｝面が現われる。その際、Ｓｉ（シリコン）基板の溶解反応中、つまりエッチングによりトレンチ形成中は、発生するＨ２ガスによる気泡１８が液面に衝突し破裂することによる液面揺れで、反射レーザー光１７の強度が図１（ｂ）の強度波形に示すように大きく振動するが、貫通トレンチ形成が終了すると、Ｓｉの溶解量つまり気泡発生量は急激に低下するため、液面の揺れが低下し反射光の強度の時間変化が安定する。これを検出してエッチングの終点（図１（ｂ）の破線で示す）を判定するのである。
【実施例２】
【００２６】
図５に、実施例２にかかる本発明のシリコン半導体基板のエッチング方法とこの方法に用いるエッチング装置を示す。レーザー光に透明なエッチング槽２０を用い、エッチング槽２０の側面からレーザー照射装置２３によりレーザー光２１を入射させ、反射光２２強度を対向する側の側面に配置した受光素子２４でモニタリングする。この場合は、エッチング溶液（アルカリ水溶液）１３の方が、大気よりも屈折率が大きいため、レーザー光２１は液面で全反射が起きる。このため入射レーザー光２１の大気への直進による強度低下が少ないため、比較的強度の小さいレーザー源や、感度の低い受光素子２３を用いることができるので簡便であり、経済的である。
【００２７】
さらにこの場合は、エッチング槽２０の側面にレーザー入射機構／受光機構を配置するので、ウエハ保持具１１の出し入れの邪魔にならずに簡便であり、また、エッチング液１３のしぶきがレーザー光の照射装置２３や受光素子２４に噴きかかることはない。レーザー光２１に透明なエッチング槽２０の材料としては、石英を用いるのが不純物の溶出が少なくて望ましいが、高価であるため、透明な耐熱塩化ビニール樹脂などを用いてもよい。
【実施例３】
【００２８】
図６に本発明のシリコン半導体基板のエッチング方法とこの方法に用いるエッチング装置にかかる実施例３を示す。エッチング槽１０上に超音波式の液量センサ３０を配置し液面３１の位置変化をモニタリングする。超音波式の液量センサとは液面に超音波を入射させ、反射して戻ってくる超音波の時間差や位相差より、液面の位置つまり液量を計測するセンサである。気泡１８による液量の振動の時間変化を監視することによって、振動の急激な変化を検出してエッチング終点を検出する。Ｓｉの溶解反応中、つまりトレンチ形成中は、発生するＨ２ガスによる気泡１８が液面に衝突し破裂することによる液面３１揺れで、液面（液量）が振動するが、貫通トレンチ形成が終了すると、Ｓｉの溶解量つまり気泡発生量は低下するため、液面の揺れが低下し強度の時間変化が安定する。これを検出してエッチングの終点を検出する。
【実施例４】
【００２９】
図７に本発明のシリコン半導体基板のエッチング方法とこの方法に用いるエッチング装置にかかる実施例４を示す。透明エッチング槽２０側面にレーザー照射装置４３と受光素子４４を対向させて配置し、この光軸にエッチング溶液中の気泡１８の通過させ、レーザー光４０の気泡による散乱にともなう強度変化をモニタリングする。貫通トレンチ形成が終了すると、Ｓｉの溶解量つまり気泡発生量は低下するため、透過レーザー光４１、４２の強度変化は安定する。この際のレーザー光の強度変化の急激な変化を検出してエッチングの終点を判定する。
【００３０】
以上説明したように、実施例１〜４によれば、いずれの実施例でも粘着シートを用いてガラス支持基板と貼り合せたシリコンウエハの湿式異方性エッチングにおいて、エッチング終点を精度よく決定できるため、貫通トレンチ形成後に、エッチング溶液が貼り合せ面へ浸入することを最小限に抑制することができ、枚葉式のみならずバッチ式の湿式エッチングにも対応でき、高い生産性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明にかかるシリコン半導体基板のエッチング方法に使われるエッチング装置の概略断面図である。
【図２】本発明にかかるシリコン半導体基板のエッチング方法をエッチング過程順に示すシリコン半導体基板の断面図である。
【図３】エッチング反応により発生する水素気泡が液面で破裂消滅に伴い生じる液面揺れを説明する模式図である。
【図４】従来の反射式の光学的センサを用いてシリコンウエハのエッチング面の反射強度を測定する方法を示す概略図である。
【図５】本発明にかかるシリコン半導体基板の異なるエッチング方法に使われる、異なるエッチング装置の概略断面図である。
【図６】本発明にかかるシリコン半導体基板のさらに異なるエッチング方法に使われるさらに異なるエッチング装置の概略断面図である。
【図７】本発明にかかるシリコン半導体基板のさらに別のエッチング方法に使われるさらに別のエッチング装置の概略断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１、…      シリコン半導体基板
２、…      トレンチ、
３、…      絶縁膜マスクパターン、
４、…      開口部
５、…      ガラス支持基板、
６、…      開口部幅、
１０、２０…    エッチング槽、
１１、…    ウエハ保持具、
１２、…    貼り合わせ基板、
１３、…    アルカリエッチング溶液、
１４、２３、４３、…    レーザー照射装置、
１５、２４、４４、…    受光素子、
１６、２１…    入射光、
１７、２２…    反射光、
１８、…    気泡。
【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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