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Si構造部の加工には,低コストで加工速度が大きい アルカリ性水溶液による異方性エッチングが広く用い られている.このウエットエッチングは高温度の化学 処理であり,現状エッチング時間,液温,濃度を管理 して,厚み加工を制御している.よって,高精度な厚 みが要求される製品において,粗い加工,仕上げ加工 と二段階に工程を分割して生産するなど生産性が低 下する問題が発生している.10μm程度以下の薄いダ イヤフラムを形成する場合,電気化学効果を利用して 高精度にエッチングを停止させる加工が実現されてい る.しかしながら厚みが必要な応用分野も多数存在し, こうしたセンサを加工する場合,電気化学では厚膜を 形成する時間が膨大となりやはり生産性が著しく低下 する. こうした背景から,従来よりエッチング中に加工形 状を測定する試みが実施されている.これはSiを透過 する近赤外光の干渉を用いてダイヤフラムの厚みを測 定し,加工をモニタリングしようとするものである. しかし半導体表面に粗さが生じると干渉光が減衰して モニタリングが不可となる問題があり,生産現場での 実用化が困難であった. 本論文では,高速で広帯域に波長が掃引できる赤外 レーザ光源を開発し,Si厚み測定に適用することで, Si結晶方位(110)の面粗度が比較的大きい加工面で あってもエッチングインプロセス制御を可能にする技 術について述べる.

3302 In-situ monitoring and control of Si wet etching process