[发明专利]基板处理方法和基板处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用处理液来处理基板的基板处理方法和基板处理装置。作为处理对象的基板，例如包括：半导体晶片、液晶显示装置用玻璃基板、等离子体显示器用基板、场致发射显示器(Field Emission Display，FED)用基板、光盘用基板、磁盘用基板、光磁盘用基板、光掩模用基板、陶瓷基板、太阳能电池用基板等基板。

背景技术

在半导体装置等的制造工序中，根据需要进行如下的蚀刻处理：向形成有氮化硅膜的基板表面供给作为蚀刻液的高温磷酸水溶液，以除去氮化硅膜。在美国专利申请(申请号：2012/074102A1)中，公开了一种向保持在旋转卡盘中的基板供给沸点附近的磷酸水溶液的叶片式基板处理装置。

发明内容

例如，在金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，MOSFET)型半导体装置的制造过程中，有时会在形成于半导体晶片表面的由多晶硅构成的栅电极的侧面形成氮化硅膜作为侧壁膜，并且在栅电极和氮化硅膜上层叠氧化硅膜。这种情况下，半导体装置的制造工序有时会包含从半导体晶片上蚀刻除去氮化硅膜和氧化硅膜的蚀刻工序。

通常，为了除去氧化硅膜，而使用氢氟酸水溶液作为蚀刻液。因此，在上述蚀刻工序中，首先，通过供给氢氟酸水溶液，从半导体晶片上除去氧化硅膜。随着氧化硅膜的除去，露出栅电极和氮化硅膜。接着，通过向露出了栅电极和氮化硅膜的半导体晶片供给磷酸水溶液，从半导体晶片上除去氮化硅膜。这种情况下，向半导体晶片供给氢氟酸水溶液是使用不同于向半导体晶片供给磷酸水溶液的基板处理装置来进行的。

即，在这样的蚀刻工序中，需要使基板(半导体晶片)往来于氧化硅膜除去用基板处理装置与氮化硅膜除去用基板处理装置之间，因此，用于除去氧化硅膜和氮化硅膜的蚀刻处理需要长时间。希望在一个室内进行这样的蚀刻工序，以缩短处理时间。

另外，向喷嘴供给磷酸水溶液和水的混合液时，通过磷酸水溶液和水的互混，在喷嘴内磷酸水溶液和水的混合液发生突沸，同时以含有水蒸气的状态进行流通。由于磷酸水溶液和水的混合液含有水蒸气，所以从喷嘴喷出磷酸水溶液和水的混合液就变得不稳定，有时会一下子从喷嘴向基板极强劲地喷出磷酸水溶液。由此，有可能对基板表面造成损伤。这样的课题，不仅是向喷嘴供给磷酸水溶液和水的混合液时，就连向喷嘴供给第1液和第2液的混合液时，也广泛共通性地存在。

本发明的目的之一在于提供一种基板处理方法，该方法在短时间内进行从基板上除去氧化硅膜和氮化硅膜。

另外，本发明的另一目的在于提供一种基板处理装置，该装置能够在1个室内从基板上除去氧化硅膜和氮化硅膜。

另外，本发明的又一目的在于提供一种基板处理装置，该装置能够从喷嘴内除去因第1液与第2液的混合而在喷嘴内产生的气体，以稳定地向基板供给第1液和第2液的混合液。

本发明的第1方面提供一种基板处理方法，该方法用于从在表面形成有第1氮化硅膜、并且在所述第1氮化硅膜上层叠有氧化硅膜的基板上除去所述第1氮化硅膜和所述氧化硅膜，其包括：第1磷酸处理工序，该第1磷酸处理工序向由基板保持单元保持的所述基板供给规定的第1浓度的磷酸水溶液，用该磷酸水溶液处理所述基板，以除去所述第1氮化硅膜；以及第2磷酸处理工序，该第2磷酸处理工序在所述第1磷酸处理工序后，接着向所述基板供给低于所述第1浓度的第2浓度的磷酸水溶液，用该磷酸水溶液处理所述基板，以除去所述氧化硅膜。

根据该方法，进行向基板供给浓度较高的第1浓度的磷酸水溶液的第1磷酸处理工序，接着，进行向基板供给浓度较低的第2浓度的磷酸水溶液的第2磷酸处理工序。

在沸点使用磷酸水溶液时，随着磷酸水溶液的温度上升，蚀刻选择比(氮化硅膜的蚀刻量/氧化硅膜的蚀刻量)成反比例地降低。即，高浓度的磷酸水溶液不仅可用于氮化硅膜的蚀刻，还可用于氧化硅膜的蚀刻。因此，在第1磷酸处理工序中，通过向基板供给高浓度的磷酸水溶液，能够从该基板上良好地除去氧化硅膜。另外，在第2磷酸处理工序中，通过向基板供给低浓度的磷酸水溶液，能够除去第1氮化硅膜。

由于第1和第2磷酸处理工序均是使用磷酸水溶液的工序，所以能够在1个室内进行第1和第2磷酸处理工序。这种情况下，在蚀刻过程中不需要将基板在多个室间转换。由此，能够提供一种能够在短时间内进行氧化硅膜和第1氮化硅膜的除去的基板处理方法。