专利名称：基板处理装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种基板处理装置，该基板处理装置将形成有氧化硅膜及氮化硅膜的半导体晶片、液晶显示装置用玻璃基板、光掩模用玻璃基板、光盘用基板等(下面，仅称作“基板”)浸渍到磷酸水溶液中并选择性地对氮化硅膜进行蚀刻处理。
背景技术：
在半导体器件的制造工序中，蚀刻处理是用于形成图案的重要工序，特别是近年来随着半导体器件的高性能化以及高集成化，需进行如下的处理，即，在形成于基板上的氮化硅膜(Si3N4膜)以及氧化硅膜(SiO2膜)中，留下氧化硅膜而选择性地蚀刻除去氮化硅膜的处理。作为如此地对氮化硅膜选择性地进行蚀刻处理的方法，已知有将高温(150℃～160℃)的磷酸水溶液(H3PO4+H2O)作为蚀刻液来使用的工艺(例如，参照专利文献1)。具体而言，如专利文献1所公开地，将形成了氮化硅膜及氧化硅膜的多张基板浸渍到贮留有高温的磷酸水溶液的处理槽内，并对氮化硅膜选择性地进行蚀刻处理。不过，根据磷溶液的特性，也微量地蚀刻氧化硅膜。
通常，若使用磷酸水溶液对氮化硅膜进行蚀刻处理，则生成硅氧烷。“硅氧烷”是将硅(Si)和氧(O)作为主要成分的有机或无机化合物组的总称。在蚀刻处理中生成的硅氧烷作为异物在蚀刻液中积蓄。若在蚀刻液中的硅氧烷浓度过低，则氧化硅膜的蚀刻速度变快，并且对于氮化硅膜的蚀刻选择比降低。相反地，若硅氧烷浓度过高，则发生附着于处理槽或者过滤器被堵塞的问题。因此，在使用磷酸水溶液进行蚀刻处理时，将蚀刻液中的硅氧烷的浓度调整到对应处理目的的适当范围内是很重要的。
专利文献1JP特开2003-224106号公报 当进行液体交换等工序时，向处理槽投入磷酸水溶液的新液体后，蚀刻液中的硅氧烷的浓度必然马上会降低，因此为了使该硅氧烷的浓度处于适当范围内，现有技术中进行如下的方法，即，对不是形成有氮化硅膜的处理对象的基板进行蚀刻处理，提高硅氧烷的浓度的方法(陈化处理seasoning)。
然而，该方法发生装置的停机时间(down time)过长的问题。因此，也想出了预先向磷酸水溶液投入含有硅氧烷的添加物的方法，但是存在如下的问题，即，因添加物的分解或者变质而导致不能使磷酸水溶液的蚀刻特性保持稳定。
发明内容
本发明鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种能够将磷酸水溶液的蚀刻特性长时间地维持在规定值的基板处理装置。
为了解决上述问题，根据本发明的第一技术方案，提供了一种基板处理装置，将形成有氧化硅膜以及氮化硅膜的基板浸渍到磷酸水溶液中而对氮化硅膜进行蚀刻处理，其特征在于，具有浸渍处理槽，其用于贮留磷酸水溶液，并将所述基板浸渍在磷酸水溶液中从而进行对氮化硅膜的蚀刻处理；添加剂投入装置，其用于向所述浸渍处理槽内的磷酸水溶液中投入含有六氟硅酸的添加剂；捕集剂投入装置，其用于向所述浸渍处理槽内的磷酸水溶液中投入含有氟硼酸的捕集剂。
而且，根据本发明的第二技术方案，在第一技术方案的基板处理装置中，该基板处理装置的特征在于，还具有投入控制装置，所述投入控制装置控制所述添加剂投入装置以便以规定间隔逐次投入所述添加剂。
另外，根据本发明的第三技术方案，在第二技术方案的基板处理装置中，该基板处理装置的特征在于，所述投入控制装置控制所述捕集剂投入装置，以便在所述浸渍处理槽中每次对由规定张数的基板组成的基板组(批次)进行蚀刻处理时投入所述捕集剂。
此外，根据本发明的第四技术方案，在第二技术方案的基板处理装置中，该基板处理装置的特征在于，还具有浓度计，所述浓度计测定所述浸渍处理槽的磷酸水溶液中所含有的硅氧烷的浓度，所述投入控制装置控制所述捕集剂投入装置，使得在所述浓度计所测定的硅氧烷的浓度大于等于规定阈值时投入所述捕集剂。
而且，根据本发明的第五技术方案，在第四技术方案的基板处理装置中，该基板处理装置的特征在于，将所述阈值设定在80ppm以上120ppm以下的范围内。
另外，根据本发明的第六技术方案，在第四技术方案的基板处理装置中，该基板处理装置的特征在于，还具有循环路径，其用于使从所述浸渍处理槽排出的磷酸水溶液再次回流到所述浸渍处理槽，所述浓度计设置在所述循环路径上。
此外，根据本发明的第七技术方案，在第一技术方案的基板处理装置中，该基板处理装置的特征在于，所述添加剂投入装置具有第一秤量槽，所述第一秤量槽用于秤量规定量的所述添加剂；所述捕集剂投入装置具有第二秤量槽，所述第二秤量槽用于秤量规定量的所述捕集剂。
而且，根据本发明的第八技术方案，提供了一种基板处理方法，将形成有氧化硅膜以及氮化硅膜的基板浸渍到磷酸水溶液中从而进行对氮化硅膜的蚀刻处理，其特征在于，包括蚀刻工序a，其将所述基板浸渍在磷酸水溶液中而对氮化硅膜进行蚀刻处理；添加剂投入工序b，其向所述磷酸水溶液中，投入含有六氟硅酸的添加剂；捕集剂投入工序c，其向所述磷酸水溶液中，投入含有氟硼酸的捕集剂。
另外，根据本发明的第九技术方案，在第八技术方案的基板处理方法中，该基板处理方法的特征在于，向所述磷酸水溶液以规定间隔逐次投入所述添加剂。
此外，根据本发明的第十技术方案，在第九技术方案的基板处理方法中，该基板处理方法的特征在于，在每次对由规定张数的基板组成的基板组进行蚀刻处理时，向所述磷酸水溶液投入所述捕集剂。
而且，根据本发明的第十一技术方案，在第九技术方案的基板处理方法中，该基板处理方法的特征在于，在所述磷酸水溶液中所含的硅氧烷的浓度大于等于规定阈值时，投入所述捕集剂。
另外，根据本发明的第十二技术方案，在第十一技术方案的基板处理方法中，该基板处理方法的特征在于，所述阈值在80ppm以上120ppm以下的范围内。
根据本发明，通过向浸渍处理槽的磷酸水溶液中投入含有六氟硅酸的添加剂，从而生成F-，并且通过投入含有氟硼酸的捕集剂，抑制硅氧烷浓度的显著升高，因此能够维持氮化硅膜以及氧化硅膜两者的蚀刻速度，而且能够将磷酸水溶液的蚀刻特性长时间维持在规定值。
尤其根据本发明的第二、第九技术方案，由于以规定间隔逐次投入添加剂，因此能够适当补充F-，能够使氮化硅膜的蚀刻速度长时间稳定。
特别是根据本发明的第三、第十技术方案，由于每次对基板组进行蚀刻处理时投入捕集剂，因此能够抑制因蚀刻处理而导致的硅氧烷的浓度的显著升高，能够使氧化硅膜的蚀刻速度长时间稳定。
尤其根据本发明的第四、第十一技术方案，由于在浸渍处理槽的磷酸水溶液中所含的硅氧烷的浓度大于等于规定阈值时投入捕集剂，因此能够抑制因蚀刻处理而导致的硅氧烷的浓度的显著地升高，能够使氧化硅膜的蚀刻速度长时间稳定。
图1是表示本发明的基板处理装置的整体概要结构的图。
图2是表示，在通过初始投入包括六氟硅酸水溶液的添加剂的磷酸水溶液进行蚀刻处理时，氧化硅膜以及氮化硅膜的蚀刻速度的变化的图。
图3是表示，在通过逐次投入添加剂的磷酸水溶液进行蚀刻处理时，氧化硅膜以及氮化硅膜的蚀刻速度的变化的图。
图4是表示，在通过逐次投入添加剂并且投入含有氟硼酸水溶液的捕集剂的磷酸水溶液进行蚀刻处理时，氧化硅膜以及氮化硅膜的蚀刻速度的变化的图。
图5是表示添加剂以及捕集剂的投入时间的一例的时间图。
图6是表示在磷酸水溶液中的硅氧烷的饱和浓度的图。
附图标记的说明 1 基板处理装置10浸渍处理槽 11 内槽12外槽 20 循环路径21循环泵 22 过滤器 30添加剂投入机构 40 捕集剂投入机构 60控制部 W 基板
具体实施例方式 下面，参照附图详细说明本发明的实施方式。
<1.第一实施方式> 图1是表示本发明的基板处理装置的全体概要结构的图。该基板处理装置1是如下的湿蚀刻处理装置，即，将形成了氧化硅膜以及氮化硅膜的基板W浸渍到磷酸水溶液中，并对氮化硅膜选择性地进行蚀刻处理的湿蚀刻处理装置。基板处理装置1具有浸渍处理槽10，其贮留磷酸水溶液，并进行蚀刻处理；循环路径20，其使磷酸水溶液向浸渍处理槽10循环；添加剂投入机构30，其向浸渍处理槽10的磷酸水溶液中投入添加剂；捕集剂投入机构40，其向浸渍处理槽10内的磷酸水溶液投入捕集剂。
浸渍处理槽10具有由内槽11以及外槽12构成的两层槽结构，其中，该内槽11贮留作为蚀刻液的磷酸水溶液并向磷酸水溶液浸渍基板W，该外槽12回收从内槽11的上部溢出的蚀刻液。内槽11由针对蚀刻液具有良好耐腐蚀性的石英或氟树脂材料形成，并且在俯视观看时为矩形的箱形状的部件。外槽12由相同于内槽11的材料形成，并且以围绕内槽11的外周上端部的方式设置。
另外，设置升降机13，其用于向浸渍处理槽10内贮留的蚀刻液浸渍基板W。升降机13用三根保持棒一起保持以竖起的姿势(基板主面的法线沿水平方向的姿势)相互平行排列的多个(例如50张)基板W。升降机13能够通过未图示的升降机构沿铅直方向升降，并且在浸渍于内槽11内的蚀刻液中的处理位置(图1的位置)和从蚀刻液取出后的交接位置之间，对保持的多张基板W(批次)进行升降。
循环路径20是过滤并加热从浸渍处理槽10排出的磷酸水溶液并再次压送回流至浸渍处理槽10内的管道路径，具体而言，将浸渍处理槽10的外槽12的底部与内槽11的底部流道连接。在循环路径20的路径上从上游侧开始设置有循环泵21和过滤器22。循环泵21将经由循环路径20从外槽12吸取的磷酸水溶液压送到内槽11。过滤器22用于去除在循环路径20上游动的磷酸水溶液中的异物。
而且，在循环路径20上，在过滤器22的下游附设有加热器23。加热器23设置在循环路径20的比较接近于内槽11的位置上，并且将沿循环路径20流动的磷酸水溶液再次加热至规定处理温度(在本实施方式中为150℃)。此外，在浸渍处理槽10内也设置有未图示的加热器，并且对贮留在浸渍处理槽10内的磷酸水溶液进行加热使维持在规定的处理温度。
而且，在循环路径20的路径上，位于循环泵21的上游侧(接近外槽12的一侧)的位置上插入有浓度计24。浓度计24是一种通过测定特定波长的吸光度来测定液体中的硅氧烷浓度的类型的浓度计，而且测定从浸渍处理槽10的外槽12排出的磷酸水溶液所含有的硅氧烷的浓度。
添加剂投入机构30具有秤量规定量的添加剂且贮留的秤量槽31以及投入阀32。秤量槽31分别以规定量秤量六氟硅酸水溶液(H2SiF6+H2O)的供给源供给的六氟硅酸水溶液以及磷酸水溶液供给源供给的磷酸水溶液，并贮留于内部。在秤量槽31的内部，将六氟硅酸溶液和磷酸水溶液混合并调和为添加剂。然后，若打开投入阀32，则贮留在秤量槽31内的规定量的添加剂被投入到浸渍处理槽10的外槽12内。
捕集剂投入机构40具有秤量规定量的捕集剂并贮留的秤量槽41以及投入阀42。秤量槽41分别秤量氟硼酸水溶液(HBF4+H2O)供给液供给的氟硼酸水溶液以及磷酸水溶液供给源供给的磷酸水溶液，并贮留在内部。在秤量槽41的内部，将氟硼酸水溶液和磷酸水溶液混合并调和为捕集剂。然后，若打开投入阀42，则贮留在秤量槽41内的规定量的捕集剂被投入到浸渍处理槽10的外侧12内。
此外，添加剂投入机构30以及捕集剂投入机构40向浸渍处理槽10的外槽12投入添加剂及捕集剂，这是因为与直接投入到内槽11的情况相比，先投入到外槽12并经由循环路径20供给到内槽11的情况能够稳定内槽11内的添加剂和捕集剂的浓度变化以及分布。
而且，在基板处理装置1内设置有用于直接向浸渍处理槽10供给磷酸水溶液的供给阀50。通过打开供给阀50，能够从磷酸水溶液供给源向浸渍处理槽10的内槽11直接供给磷酸水溶液。在交换液体而向浸渍处理槽10供给新的磷酸水溶液时，使用该供给阀50。
而且，在基板处理装置1内设置有管理装置全体的控制部60。控制部60的作为硬件的结构与一般的计算机相同。即，控制部60具有进行各种运算处理的CPU、存储并读取基本程序的专用存储器ROM、随机存储并读取各种信息的存储器RAM以及将控制用应用软件和数据等存储的磁盘等。控制部60的CPU执行规定的程序系统(software)，从而控制部60控制投入阀32、42的开闭。此外，控制部60也控制供给阀50、循环泵21、加热器23、升降机13的升降机构等的基板处理装置1的其它的动作部。
除了上述结构之外，基板处理装置1还具有计测浸渍处理槽10内的磷酸水溶液温度的温度传感器以及从循环路径20排出已使用完的磷酸水溶液并使其再生的再生机构等(均未图示)。
接下来，对具有上述结构的基板处理装置1的动作内容进行说明。首先，不管基板W是否浸渍在磷酸水溶液中，常态下循环泵21也以规定流量压送磷酸水溶液，其中，该磷酸水溶液是贮留在浸渍处理槽10内。通过循环路径20回流到浸渍处理槽10的磷酸水溶液从内槽11的底部供给到浸渍处理槽10内。因此，在内槽11的内部，产生从底部向上方的磷酸水溶液的喷流。从底部供给的磷酸水溶液不久从内槽11的上端部溢出而流入到外槽12。流入外槽12内的磷酸水溶液经由循环路径20被回收到循环泵21，进而继续进行再次压送回流至浸渍处理槽10内的循环程序。在通过循环路径20的回流过程中，掺杂在磷酸水溶液中的异物被过滤器22去除。而且，通过加热器23将回流的磷酸水溶液再次加热至规定的处理温度。
通过循环路径20进行磷酸水溶液的循环程序，并且将升降机13下降至处理位置，将基板W浸渍到贮留在内槽11内的磷酸水溶液中，其中，升降机13在交接位置安装由多个基板W组成的基板组。由此，在形成于基板W上的氧化硅膜以及氮化硅膜中，对氮化硅膜选择性地进行蚀刻处理，从而慢慢地除去该氮化硅膜。在规定时间的蚀刻处理结束之后，升降机13再次上升至交接位置，从而将基板W从蚀刻液中取出。然后，再次通过升降机13，将新的基板组浸渍到内槽11内的磷酸水溶液中，进而重复地进行蚀刻处理。
然而，若使用磷酸水溶液进行氮化硅膜的蚀刻处理，则会生成硅氧烷，但是在磷酸水溶液中的硅氧烷浓度存在对应处理目的的适合范围，若硅氧烷的浓度过低则氧化硅膜的蚀刻速度(rate)提高，氮化硅膜的蚀刻选择比下降，这与已叙述的一样。另一方面，基板处理装置1定期地进行使用完的磷酸水溶液和新的磷酸水溶液之间的交换，并且向浸渍处理槽10新供给的磷酸水溶液的硅氧烷的浓度几乎为0％。
因此，在向浸渍处理槽10供给新磷酸水溶液时，不能马上开始对成为处理对象的基板W进行蚀刻处理，添加剂投入机构30向新磷酸水溶液初始投入添加剂。添加剂投入机构30所投入的添加剂为六氟硅酸和磷酸水溶液的混合液。通过投入包括六氟硅酸的添加剂，在浸渍处理槽10内进行下面式1的反应。
式1
H2SiF6+2H2O→6HF+SiO2 在此生成的SiO2是硅氧烷的一种，由此，初始的硅氧烷的浓度升高。而且，生成的氢氟酸(HF)如接下来的式2所示一样发生分解。
式2
3HF→HF2-+F-+2H+ 可知式2所示分解的HF2-使氧化硅膜的蚀刻速度提高，另一方面F-使氮化硅膜的蚀刻速度提高。在本实施方式中，将浸渍处理槽10内的磷酸水溶液加热至150℃，在该温度范围上式2的分解反应生成大量的F-。
从而，通过向磷酸水溶液投入包括六氟硅酸水溶液的添加剂，初始硅氧烷的浓度升高，并且能够提高氮化硅膜的蚀刻速度，其中，该磷酸水溶液是向浸渍处理槽10新供给的磷酸水溶液。通过这种投入包括六氟硅酸水溶液的添加剂的磷酸水溶液，对基板W进行蚀刻处理，从而能够提高氮化硅膜的蚀刻选择比。
图2是表示在通过初始投入包括六氟硅酸水溶液的添加剂的磷酸水溶液进行蚀刻处理时，氧化硅膜以及氮化硅膜的蚀刻速度的变化的图。如图所示，随着时间的流逝，氧化硅膜以及氮化硅膜两者的蚀刻速度都降低。这是因为，随着时间的流逝，F-挥发而减少，从而氮化硅膜的蚀刻速度降低，并且磷酸水溶液中硅氧烷的浓度升高，从而氧化硅膜的蚀刻速度也降低。即，仅仅初始投入含有六氟硅酸水溶液的添加剂，能够获得起初良好的蚀刻特性，但是不能长时间地维持该蚀刻特性。
因此，控制部60控制添加剂投入机构30，以便以规定间隔逐次投入含有六氟硅酸水溶液的添加剂。图3是表示在通过逐次投入添加剂的磷酸水溶液进行蚀刻处理时的氧化硅膜以及氮化硅膜的蚀刻速度的变化的图。通过逐次投入添加剂，浸渍处理槽10内的磷酸水溶液适当补充F-，能够将氮化硅膜的蚀刻速度维持在初始状态。但是，随着逐次投入添加剂，因式1所示的反应而生成的硅氧烷过剩且在磷酸水溶液中积蓄，从而氧化硅膜的蚀刻速度急剧地下降。而且，如图3所示，在经过规定时间后，过剩而积蓄的硅氧烷反而在氧化硅膜上析出，进而转变成膜厚增加的Depo模式(Depo mode)(蚀刻速度为负值)。
即，在逐次投入含有六氟硅酸水溶液的添加剂的情况下，针对氮化硅膜的蚀刻速度能够维持初始良好的蚀刻速度，但是针对氧化硅膜的蚀刻速度，在急剧下降的时刻之后转变成负数。因此，在此情况下也不能维持当初的蚀刻特性。
因而，在第一实施方式中，添加剂投入机构30以规定间隔逐次投入含有六氟硅酸水溶液的添加剂，并且每次对由规定张数的基板W组成的基板组进行蚀刻处理时，捕集剂投入机构40投入捕集剂。捕集剂投入机构40所投入的捕集剂是氟硼酸水溶液和磷酸水溶液的混合液。含有氟硼酸水溶液的捕集剂在浸渍处理槽10的磷酸水溶液中如式3所示地分解。
式3
HBF4→HF+BF3 在此，氟硼酸被分解而生成的氢氟酸(HF)蚀刻SiO2。因此，能够防止因式1的反应而生成的硅氧烷在磷酸水溶液中过剩积蓄。
图4是表示通过在逐次投入添加剂并且通过投入含有氟硼酸水溶液的捕集剂的磷酸水溶液进行蚀刻处理时，氧化硅膜以及氮化硅膜的蚀刻速度的变化的图。如上所述，通过逐次投入含有六氟硅酸溶液的添加剂，浸渍处理槽10内的磷酸水溶液适当补充F-，能够将氮化硅膜的蚀刻速度维持在初始状态。而且，逐次投入添加剂生成的硅氧烷被氢氟酸蚀刻，该氢氟酸是含有在捕集剂中的氟硼酸分解而生成的。即，含有氟硼酸水溶液的捕集剂捕集因逐次投入添加剂而生成的硅氧烷。由此，能够抑制在磷酸水溶液中的硅氧烷的浓度升高，而且也能够将氧化硅膜的蚀刻速度维持在初始状态。其结果，如图4所示，氮化硅膜以及氧化硅膜两者的蚀刻速度能够维持在初始的良好速度。
如上所述，在第一实施方式中，添加剂投入机构30以规定间隔逐次投入含有六氟硅酸水溶液的添加剂，并且，每次对规定张数的基板W组成的基板组进行蚀刻处理时，捕集剂投入机构40投入捕集剂。具体而言，按照预先设定的投入添加剂以及捕集剂的时间，控制部60控制添加剂投入机构30以及捕集剂投入机构40，向浸渍处理槽10投入添加剂以及捕集剂。
图5是表示添加剂以及捕集剂的投入时间的一个例子的时间图。如图所示，在浸渍处理槽10内的磷酸水溶液的液体交换以及温度调整结束之后，初始投入含有六氟硅酸水溶液的添加剂。由此，初始的硅氧烷的浓度升高，并且生成大量的F-，从而能够提高氮化硅膜的蚀刻速度。而且，在对规定张数的基板W组成的基板组进行蚀刻处理之前，捕集剂投入机构40投入含有氟硼酸水溶液的捕集剂。然后，向投入有添加剂以及捕集剂的磷酸水溶液中，浸渍最初的基板组的基板W，并进行蚀刻处理。
然后，不管是否对基板组进行处理，控制部60控制添加剂投入机构30以规定间隔逐次投入添加剂。而且，控制部60控制捕集剂投入机构40，在浸渍处理槽10中对由规定张数的基板W组成的基板组进行蚀刻处理之前，投入捕集剂。这样，在浸渍处理槽10内的磷酸水溶液适当补充F-，另一方面，通过捕集剂蚀刻因逐次投入添加剂而生成的硅氧烷，从而能够抑制磷酸水溶液中的硅氧烷的浓度显著升高。其结果，针对氮化硅膜以及氧化硅膜两者，如图4所示能够维持初始的良好蚀刻速度。
<2.第二实施方式> 接下来，说明本发明的第二实施方式。第二实施方式的基板处理装置的结构与第一实施方式的基板处理装置1的结构完全相同。第二实施方式与第一实施方式的不同点在于投入捕集剂的时间。在第一实施方式中，每次对由规定张数的基板W组成的基板组进行蚀刻处理时投入捕集剂，但是在第二实施方式中，基于浓度计24所测定到的硅氧烷的浓度，投入捕集剂。
在第二实施方式中，为了提高氮化硅膜的蚀刻选择比，初始投入含有六氟硅酸水溶液的添加剂，并且控制部60控制添加剂投入机构30以规定间隔逐次投入。通过逐次投入添加剂，浸渍处理槽10内的磷酸水溶液适当补充F-，而且能够将氮化硅膜的蚀刻速度维持在初始状态，但是硅氧烷在磷酸水溶液中过剩积蓄，从而氧化硅膜的蚀刻速度急剧下降，这些都与已叙述的情况相同。而且，经过规定时间之后，在氧化硅膜反而析出过剩而积蓄的硅氧烷，进而膜厚增加。
因此，在第二实施方式中，添加剂投入机构30以规定间隔逐次投入含有六氟硅酸水溶液的添加剂，当通过浓度计24测定的磷酸水溶液的硅氧烷的浓度大于等于阈值时，捕集剂投入机构40投入捕集剂。具有而言，在通过循环路径20进行磷酸水溶液的循环程序期间，通过使浓度计24在常态下监视浸渍处理槽10内的磷酸水溶液中的硅氧烷浓度，并且该测定结果被传送到控制部60。在控制部60的存储器内，已预先存储有浓度的阈值。而且，当浓度计24所测定的硅氧烷的浓度大于等于该阈值时，控制部60控制捕集剂投入机构40投入捕集剂。
与第一实施方式一样，捕集剂投入机构40所投入的捕集剂是氟硼酸水溶液和磷酸水溶液的混合液。将捕集剂投入到浸渍处理槽10内的磷酸水溶液中进而发生的反应也与第一实施方式相同。即，逐次投入添加剂产生硅氧烷，含有在捕集剂内的氟硼酸分解生成氢氟酸，从而该氢氟酸蚀刻该硅氧烷。
通过逐次投入含有六氟硅酸水溶液的添加剂，能够维持初始状态的氮化硅膜的蚀刻速度，并且捕集剂捕集因逐次投入添加剂而产生的硅氧烷，而且能够抑制磷酸水溶液中硅氧烷的浓度升高，能够将氧化硅膜的蚀刻速度维持在初始状态。其结果，与第一实施方式一样，对于氮化硅膜以及氧化硅膜两者的蚀刻速度，能够维持在初始的良好速度。
从而，将上述的阈值设定为在80ppm以上120ppm以下的范围内的任意的浓度值。图6是表示在磷酸水溶液中硅氧烷的饱和浓度的图。图中横轴表示磷酸水溶液的温度，纵轴表示硅氧烷的浓度。磷酸水溶液的温度越高，硅氧烷的饱和浓度也越大。在处理温度为150℃～160℃的高温下，使用磷酸水溶液对氮化硅膜进行选择性地蚀刻处理。在该温度段，如图6所示，80ppm以上120ppm以下的浓度范围是接近硅氧烷析出的浓度(饱和浓度)的较高浓度段。若将阈值设定为比120ppm大的浓度值，则在硅氧烷于氧化硅膜上析出从而膜厚增加之后再投入捕集剂，因此不能将氧化硅膜的蚀刻速度维持在规定值。而且，若将阈值设定成小于80ppm的浓度值，则由于投入捕集剂之后的硅氧烷的浓度过低，从而氧化硅膜的蚀刻速度提高，不能将其维持在规定值。因此，将阈值设定成在80ppm以上120ppm以下的范围内的浓度值。
<3.变形例> 上面对本发明的实施方式进行了说明，但是本发明只要不脱离其宗旨，在除了上述实施方式以外，能够有各种各样的变形。例如，添加剂以及捕集剂的投入时间不仅限于第一及第二实施方式的例子，能够根据蚀刻处理的内容以及所需的蚀刻速度而适当地进行变更。
而且，根据蚀刻处理的内容以及所需的蚀刻速度，也能够适当地设定添加剂以及捕集剂的组成以及每一次的投入量。即，向磷酸水溶液逐次投入含有六氟硅酸水溶液的添加剂，适当补充促进氮化硅膜的蚀刻的F-，投入含有氟硼酸水溶液的捕集剂，从而蚀刻所增加的硅氧烷，则能够适当地设定添加剂以及捕集剂的组成、投入量、投入时间等。
捕集剂的投入量以及投入时间是根据最初基板W上的氮化硅膜的总蚀刻量来取适当值，但是计算处理中的基板W的氮化硅膜的总蚀刻量是极其困难的。因此，如第一实施方式一样，每次对基板组进行蚀刻处理时投入捕集剂，或者如第二实施方式一样，磷酸水溶液的硅氧烷的浓度大于等于规定阈值时投入捕集剂，那么就能够较容易地决定投入捕集剂的时间。
另外，在上述实施方式中，使用秤量槽31、41秤量规定量的添加剂以及捕集剂并将其投入，但是若能够正确地投入规定量的添加剂以及捕集剂，则也可以使用质量流控制器等其它的仪器。
另外，在上述实施方式中，添加剂为六氟硅酸水溶液和磷酸水溶液的混合液，但是也可以加入硝酸(HNO3)。
另外，在上述实施方式中，外槽12不是必须的，也可以将循环路径20的管道两端与内槽连通连接，并且通过循环路径20使内槽11内的磷酸水溶液循环。而且，升降机13不仅限于直接保持多个基板W的结构，升降机13也可以是将容置多个基板W的载体保持并升降的结构。
权利要求
1.一种基板处理装置，其将形成有氧化硅膜以及氮化硅膜的基板浸渍到磷酸水溶液中而对氮化硅膜进行蚀刻处理，其特征在于，具有
浸渍处理槽，其贮留磷酸水溶液并将所述基板浸渍在磷酸水溶液中从而进行对氮化硅膜的蚀刻处理；
添加剂投入装置，其向所述浸渍处理槽内的磷酸水溶液中投入含有六氟硅酸的添加剂；
捕集剂投入装置，其向所述浸渍处理槽内的磷酸水溶液中投入含有氟硼酸的捕集剂。
2.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
还具有投入控制装置，该投入控制装置控制所述添加剂投入装置，以便以规定间隔逐次投入所述添加剂。
3.根据权利要求2所述的基板处理装置，其特征在于，
所述投入控制装置控制所述捕集剂投入装置，以便在所述浸渍处理槽中，每次对由规定张数的基板组成的基板组进行蚀刻处理时投入所述捕集剂。
4.根据权利要求2所述的基板处理装置，其特征在于，
还具有浓度计，所述浓度计测定所述浸渍处理槽内的磷酸水溶液中所含的硅氧烷的浓度，
所述投入控制装置控制所述捕集剂投入装置，以便在所述浓度计所测定的硅氧烷的浓度大于等于规定阈值时，投入所述捕集剂。
5.根据权利要求4所述的基板处理装置，其特征在于，
将所述阈值设定在80ppm以上120ppm以下的范围内。
6.根据权利要求4所述的基板处理装置，其特征在于，
还具有循环路径，其使从所述浸渍处理槽排出的磷酸水溶液再次回流到所述浸渍处理槽，
所述浓度计设置在所述循环路径内。
7.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述添加剂投入装置具有第一秤量槽，所述第一秤量槽秤量规定量的所述添加剂；
所述捕集剂投入装置具有第二秤量槽，所述第二秤量槽秤量规定量的所述捕集剂。
8.一种基板处理方法，其将形成有氧化硅膜以及氮化硅膜的基板浸渍到磷酸水溶液中而对氮化硅膜进行蚀刻处理，其特征在于，包括
蚀刻工序a，其将所述基板浸渍在磷酸水溶液中从而进行对氮化硅膜的蚀刻处理；
添加剂投入工序b，其向所述磷酸水溶液中，投入含有六氟硅酸的添加剂；
捕集剂投入工序c，其向所述磷酸水溶液中，投入含有氟硼酸的捕集剂。
9.根据权利要求8所述的基板处理方法，其特征在于，
向所述磷酸水溶液按规定间隔逐次投入所述添加剂。
10.根据权利要求9所述的基板处理方法，其特征在于，
在每次对由规定张数的基板组成的基板组进行蚀刻处理时，向所述磷酸水溶液投入所述捕集剂。
11.根据权利要求9所述的基板处理方法，其特征在于，
在所述磷酸水溶液中所含的硅氧烷的浓度大于等于规定阈值时，投入所述捕集剂。
12.根据权利要求11所述的基板处理方法，其特征在于，
所述阈值在80ppm以上120ppm以下的范围内。
全文摘要
本发明提供一种能够长时间地将磷酸水溶液的蚀刻特性维持在规定水平的基板处理装置。添加剂投入机构(30)向贮留在浸渍处理槽(10)内的磷酸水溶液中，逐次投入含有六氟硅酸水溶液(H2SiF6+H2O)的添加剂。而且，捕集剂投入机构(40)向磷酸水溶液中，投入含有氟硼酸水溶液(HBF4+H2O)的捕集剂。通过逐次投入添加剂，能够适当补充促进氮化硅膜的蚀刻的F-，并且，通过氟硼酸分解的氢氟酸蚀刻因逐次投入该添加剂而增加的硅氧烷，能够抑制硅氧烷的浓度显著升高。由此，对于氮化硅膜以及氧化硅膜两者，能够维持在初始的蚀刻速度。
文档编号H01L21/306GK101393867SQ20081014540
公开日2009年3月25日 申请日期2008年8月5日 优先权日2007年9月21日
发明者清濑浩巳 申请人:大日本网屏制造株式会社