(57)【要約】 【課題】シリコン酸化膜に対するシリコン窒化膜の選択的なエッチング処理を最適化することができる基板処理装置を提供する。【解決手段】実施形態によれば、基板処理装置は、処理槽と制御機構とを備える。処理槽は、シリコン酸化膜およびシリコン窒化膜を含む基板を収容し、シリコン酸化膜に対してシリコン窒化膜を選択的にエッチング可能なリン酸溶液の供給を受ける。制御機構は、第１リン酸溶液が前記基板に接触する第１モードと、第１リン酸溶液とシリコン酸化膜に対するシリコン窒化膜の選択比が異なる第２リン酸溶液が前記基板に接触する第２モードとの２つのモードを予め設定された時間配分で交互に切り替えて処理槽内におけるシリコン窒化膜のエッチング状態を制御する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン酸化膜およびシリコン窒化膜を含む基板を収容し、前記シリコン酸化膜に対して前記シリコン窒化膜を選択的にエッチング可能なリン酸溶液の供給を受ける処理槽と、
第１リン酸溶液が前記基板に接触する第１モードと、前記第１リン酸溶液と前記シリコン酸化膜に対する前記シリコン窒化膜の選択比が異なる第２リン酸溶液が前記基板に接触する第２モードとの２つのモードを予め設定された時間配分で交互に切り替えて前記処理槽内における前記シリコン窒化膜のエッチング状態を制御する制御機構と、
を備える基板処理装置。
【請求項２】
前記第１リン酸溶液を前記処理槽に供給する第１配管と、
前記第２リン酸溶液を前記処理槽に供給する第２配管と、
前記第１配管および前記第２配管にそれぞれ設けられた複数の弁と、をさらに備え、
前記制御機構は、前記時間配分に基づいて前記複数の弁を制御する、請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記第１リン酸溶液と前記第２リン酸溶液との間で、リン酸濃度と、シリコン化合物の濃度と、粘度と、沸騰状態と、温度の少なくとも１つが異なっている、請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記制御機構は、前記処理槽内における前記リン酸溶液の流速を前記２つのモードに対応付けて変化させる、請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記制御機構の制御に基づいて、前記リン酸溶液内に間欠的に気泡を発生させる気泡発生器をさらに備える、請求項４に記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記制御機構の制御に基づいて、前記処理槽内で前記基板を、前記２つのモードに対応する２種類の速度で交互に揺動する揺動機構をさらに備える、請求項４に記載の基板処理装置。
【請求項７】
リン酸溶液を処理槽内に供給し、
シリコン酸化膜およびシリコン窒化膜を含む基板を前記処理槽内に収容し、
第１リン酸溶液と前記基板とを接触させる第１モードと、前記第１リン酸溶液と前記シリコン酸化膜に対する前記シリコン窒化膜の選択比が異なる第２リン酸溶液と前記基板とを接触させる第２モードと、前記第１モードと前記第２モードとの２つのモードを予め設定された時間配分で交互に切り替えることによって、前記処理槽内で前記シリコン窒化膜を前記シリコン酸化膜に対して選択的にエッチングする、半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、基板処理装置および半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコン窒化膜とシリコン酸化膜とを含む基板の処理工程の一つに、リン酸溶液を用いて、シリコン酸化膜に対してシリコン窒化膜を選択的にエッチングする処理がある。
【０００３】
上記のようなエッチング処理では、例えば、シリコン窒化膜の選択比が高すぎると、シリコン窒化膜のエッチングが妨げられてしまう場合がある。その一方で、上記選択比が低すぎると、処理対象でないシリコン酸化膜が、シリコン窒化膜とともにエッチングされる場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１１５４５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の実施形態は、シリコン酸化膜に対するシリコン窒化膜の選択的なエッチング処理を最適化することができる基板処理装置および半導体装置の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本実施形態に係る基板処理装置は、処理槽と制御機構とを備える。処理槽は、シリコン酸化膜およびシリコン窒化膜を含む基板を収容し、シリコン酸化膜に対してシリコン窒化膜を選択的にエッチング可能なリン酸溶液の供給を受ける。制御機構は、第１リン酸溶液が前記基板に接触する第１モードと、第１リン酸溶液とシリコン酸化膜に対するシリコン窒化膜の選択比が異なる第２リン酸溶液が前記基板に接触する第２モードとの２つのモードを予め設定された時間配分で交互に切り替えて処理槽内におけるシリコン窒化膜のエッチング状態を制御する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１実施形態に係る基板処理装置の構成を概略的に示す模式図である。
【図２】処理対象である基板の断面図である。
【図３】制御機構の制御内容を説明するためのグラフである。
【図４】変形例１に係る基板処理装置の構成を概略的に示す模式図である。
【図５】第２実施形態に係る基板処理装置の構成を概略的に示す模式図である。
【図６】変形例２に係る基板処理装置の構成を概略的に示す模式図である。
【図７】第３実施形態に係る基板処理装置の構成を概略的に示す模式図である。
【図８】変形例３に係る基板処理装置の構成を概略的に示す模式図である。
【図９】第４実施形態に係る基板処理装置の構成を概略的に示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。
【０００９】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る基板処理装置の構成を概略的に示す模式図である。本実施形態に係る基板処理装置１は、処理槽１０と、第１配管１１と、第２配管１２と、弁１３ａ、１３ｂと、制御機構１４と、を備える。基板処理装置１は、処理槽１０内で複数の基板２０を一括にエッチング処理する装置、いわゆるバッチ方式のエッチング装置である。
【００１０】
図２は、処理対象である基板２０の断面図である。基板２０は、シリコン基板２１と、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２）２２と、シリコン窒化膜（ＳｉＮ）２３と、を有する。シリコン酸化膜２２およびシリコン窒化膜２３は、シリコン基板２１上に交互に積層されている。スリット２４は、これらの膜の一部を貫通している。シリコン窒化膜２３は、スリット２４を通じて、エッチングされる。
【００１１】
図１に戻って、第１配管１１および第２配管１２は、それぞれ処理槽１０に連通している。第１配管１１は、第１リン酸溶液３１を処理槽１０内に供給し、第２配管１２は、第２リン酸溶液３２を処理槽１０内に供給する。
【００１２】
第１リン酸溶液３１と第２リン酸溶液３２との間では、シリコン酸化膜２２に対するシリコン窒化膜２３の選択比が異なる。この選択比を異ならせるためには、例えば、処理槽１０内において、リン酸濃度と、シリコン化合物の濃度（シリカ濃度）と、粘度と、リン酸溶液の温度の少なくとも１つを異なるようにすればよい。この場合、リン酸濃度または温度の低い方が選択比が高く、シリカ濃度が高いまたは粘度が大きい方が、選択比が高い。
【００１３】
また、一方のリン酸溶液が、例えばフッ化水素（ＨＦ）等の上記選択比を高める添加物を含み、他方のリン酸溶液が当該添加物を含んでいなくてもよい。さらに、一方のリン酸溶液が沸騰状態であり、他方のリン酸溶液が非沸騰状態であってもよい。この場合、沸騰状態のリン酸溶液の方が、選択比が低くなる。
【００１４】
弁１３ａは、第１配管１１に設けれ、弁１３ｂは第２配管１２に設けられている。弁１３ａが開いた状態のときに、第１リン酸溶液３１が処理槽１０内に供給される。また、弁１３ｂが開いた状態のときに、第２リン酸溶液３２が処理槽１０内に供給される。
【００１５】
制御機構１４は、シリコン酸化膜２２に対するシリコン窒化膜２３の選択比が異なる２つのモードを予め設定された時間配分で交互に切り替わるように弁１３ａ、弁１３ｂの開閉を制御する。
【００１６】
図３は、制御機構１４の制御内容を説明するためのグラフである。例えば、第１リン酸溶液３１の選択比が第２リン酸溶液３２の選択比よりも高い場合、制御機構１４は、図３に示す区間ｔ１のときには、弁１３ａを開かせるともに弁１３ｂを閉じさせる。一方、区間ｔ２のときには、制御機構１４は、弁１３ａを閉じさせるとともに弁１３ｂを開かせる。
【００１７】
区間ｔ１、ｔ２の時間配分は、例えば、シリコン酸化膜２２およびシリコン窒化膜２３の形状や位置等の基板２０の形態に基づいて適宜設定される。そのため、制御機構１４は、ユーザの操作に基づいて区間ｔ１、ｔ２の時間配分を自由に設定変更できる機能を備えていることが望ましい。このような機能によって、基板２０の種々の形態に対してシリコン窒化膜２３を最適にエッチングすることができる。
【００１８】
次に、本実施形態に係る半導体装置の製造工程について説明する。ここでは、電極層（ワードライン）を積層した３次元メモリの製造工程における、シリコン窒化膜２３のエッチング処理工程について簡単に説明する。
【００１９】
まず、複数の基板２０が、処理槽１０内に収容される。次に、制御機構１４が、図３に示す区間ｔ１、ｔ２で設定された時間配分に基づいて、弁１３ａおよび弁１３ｂを制御する。
【００２０】
区間ｔ１では、弁１３ａが開いて第１リン酸溶液３１が処理槽１０内に供給される。第１リン酸溶液３１は、スリット２４を通じてシリコン窒化膜２３をエッチングする。このとき、シリコン窒化膜２３の選択比が上昇するので、基板２０のスリット２４（図２参照）近傍には、時間の経過に伴ってシリカが析出し始める。シリカが必要以上に析出されると、スリット２４近傍が塞がれて、後工程において電極層が形成出来ない可能性がある。そのため、本実施形態では、このような事態が発生する前に、制御機構１４が、弁１３ａを閉じさせるとともに弁１３ｂを開かせる。
【００２１】
区間ｔ２では、第２リン酸溶液３２が処理槽１０内に供給される。第２リン酸溶液３２も、スリット２４を通じてシリコン窒化膜２３をエッチングする。このとき、シリコン窒化膜２３の選択比が低下するので、スリット２４近傍に析出したシリカをエッチングすることができる。しかし、時間の経過に伴って基板２０のスリット２４近傍のシリコン酸化膜２２がエッチングされる可能性がある。そのため、本実施形態では、シリコン酸化膜２２のエッチングを回避するために、制御機構１４が、再び、弁１３ａを開かせるとともに弁１３ｂを閉じさせる。このように、基板処理装置１は、選択比が異なる２つのモードを交互に繰り返すことによって、シリコン窒化膜２３をエッチングする。
【００２２】
シリコン窒化膜２３のエッチング処理が終了すると、シリコン酸化膜２２同士の間には、例えばタングステン（Ｗ）を含む３次元メモリの電極層が形成される。すなわち、この電極層は、シリコン窒化膜２３を置換することによって形成される。
【００２３】
以上説明した本実施形態によれば、制御機構１４による弁１３ａおよび弁１３ｂの制御によって、シリコン窒化膜２３の選択比が異なる２種類のリン酸溶液３１、３２が予め設定された時間配分で交互に処理槽１０内に供給される。このように選択比を調整することによって、シリカの析出が最低限に抑えられ、かつシリコン酸化膜２２のエッチングが回避される。その結果、シリコン酸化膜２２に対するシリコン窒化膜２３の選択的なエッチング処理を最適化することができる。
【００２４】
（変形例１）
図４は、変形例１に係る基板処理装置の構成を概略的に示す模式図である。図４では、上述した基板処理装置１と同様の構成要素には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００２５】
本変形例に係る基板処理装置１ａは、第１処理槽１０ａと、第２処理槽１０ｂと、制御機構１４と、搬送機構４０と、を備える。なお、基板処理装置１ａも、基板処理装置１と同様に、バッチ方式のエッチング装置である。
【００２６】
第１処理槽１０ａ内には、第１リン酸溶液３１が供給されている。一方、第２処理槽１０ｂ内には、第２リン酸溶液３２が供給されている。
【００２７】
搬送機構４０は、制御機構１４の制御に基づいて、基板２０を第１処理槽１０ａと第２処理槽１０ｂとの間で搬送する。制御機構１４は、区間ｔ１（図３参照）のときに基板２０を第１処理槽１０ａへ搬送し、区間ｔ２（図３参照）のときに基板２０を第２処理槽１０ｂへ搬送する。
【００２８】
第１処理槽１０ａ内と第２処理槽１０ｂ内には、シリコン窒化膜２３の選択比が異なるリン酸溶液がそれぞれ貯留されている。そのため、基板２０が第１処理槽１０ａと第２処理槽１０ｂとの間を往復移動すると、シリコン窒化膜２３の選択比が２つのモードに交互に切り替わる。そのため、本変形例によれば、第１実施形態と同様に、シリコン酸化膜２２に対するシリコン窒化膜２３の選択的なエッチング処理を最適化することができる。
【００２９】
（第２実施形態）
図５は、第２実施形態に係る基板処理装置の構成を概略的に示す模式図である。図５では、上述した基板処理装置１と同様の構成要素には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００３０】
本実施形態に係る基板処理装置２は、処理槽１０と、制御機構１４と、複数の気泡発生器５０と、を備える。基板処理装置２も、基板処理装置１と同様にバッチ方式のエッチング装置である。
【００３１】
処理槽１０内には、複数の基板２０が収納されるとともに、リン酸溶液３０が供給されている。リン酸溶液３０は、上述した第１リン酸溶液３１であってもよいし、第２リン酸溶液３２であってもよい。
【００３２】
気泡発生器５０は、処理槽１０の底部に設置されている。気泡発生器５０は、制御機構１４の制御に基づいて気泡５１を間欠的に吐出する。この気泡５１は、基板２０の表面側を通過して処理槽１０の上部へ向けて進行する。気泡５１がリン酸溶液３０内で発生すると、リン酸溶液３０の流速が大きくなってシリコン窒化膜２３の選択比が低くなる。気泡５１が無くなると、リン酸溶液３０の流速が小さくなって（初期状態に戻って）シリコン窒化膜２３の選択比が高くなる。シリコン窒化膜２３をエッチングすると、基板２０の表面にシリカの濃度境界層が形成される。すなわち、スリット２４内のシリカ濃度が、リン酸溶液３０全体におけるシリカ濃度と異なる現象が起こる。気泡５１によりリン酸溶液３０の流速が大きくなると、基板２０の表面のシリカ濃度境界層の厚さが薄くなる。すなわち、スリット２４内のシリカ濃度が低下し選択比が低くなる。この現象に基づいて、気泡５１を間欠的に吐出することで選択比を切り替えることができる。
【００３３】
制御機構１４の制御によって、気泡発生器５０は、気泡５１を発生させる第１モードと、気泡５１の発生を停止する第２モードとに予め設定された時間配分で交互に切り替わる。具体的には、図３に示す区間ｔ１のときに気泡発生器５０は第２モードで駆動し、区間ｔ２のときに気泡発生器５０は第１モードで駆動する。これにより、シリコン窒化膜２３の選択比が、リン酸溶液３０の流速の変化に対応して処理槽１０内で上昇したり低下したりする。
【００３４】
以上説明した本実施形態によれば、制御機構１４が気泡発生器５０を制御することによって、気泡５１がリン酸溶液３０内で間欠的に発生する。これにより、リン酸溶液３０の２種類の流速が、交互に繰り返される。そのため、シリコン窒化膜２３の選択比を２つのモードに交互に切り替えることができる。よって、シリコン酸化膜２２に対するシリコン窒化膜２３の選択的なエッチング処理を最適化することができる。
【００３５】
（変形例２）
図６は、変形例２に係る基板処理装置の構成を概略的に示す模式図である。図６では、上述した基板処理装置２と同様の構成要素には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００３６】
本変形例に係る基板処理装置２ａは、処理槽１０と、制御機構１４と、揺動機構６０と、を備える。なお、基板処理装置２ａも、基板処理装置２と同様に、バッチ方式のエッチング装置である。
【００３７】
揺動機構６０は、制御機構１４の制御に基づいて、処理槽１０内で基板２０を２種類の速度で揺動する。揺動機構６０は、図３に示す区間ｔ１のときに基板２０を低速Ｖ１（図６の矢印Ｖ１参照）で揺動し、区間ｔ２のときに基板２０を高速Ｖ２（図６の矢印Ｖ２参照）で揺動する。揺動機構６０は、例えば、処理槽１０内で鉛直方向の昇降を繰り返すことによって、基板２０を揺動させる。しかし、基板２０の揺動方向は、鉛直方向に限定されず、水平方向であってもよい。
【００３８】
基板２０の揺動速度が小さいと、処理槽１０内におけるリン酸溶液３０の流速が小さくなってシリコン窒化膜２３の選択比が高くなる。反対に上記揺動速度が大きいと、リン酸溶液３０の流速も大きくなって上記選択比が低くなる。シリコン窒化膜２３をエッチングすると基板２０の表面にシリカの濃度境界層が形成される。すなわち、スリット２４内のシリカ濃度が、リン酸溶液３０全体におけるシリカ濃度と異なる現象が起こる。揺動速度Ｖ１により基板２０に対するリン酸溶液３０の流速が大きくなると、基板２０の表面のシリカ濃度境界層の厚さが薄くなる。すなわち、スリット２４内のシリカ濃度が低下し選択比が低くなる。この現象に基づいて、揺動速度をＶ１とＶ２に切り替えることで選択比を切り替えることができる。
【００３９】
以上説明した本変形例によれば、基板２０の揺動速度を変化させることによって、リン酸溶液３０の流速が変化する。これにより、シリコン窒化膜２３の選択比が切り替わるので、シリコン酸化膜２２に対するシリコン窒化膜２３の選択的なエッチング処理を最適化することができる。
【００４０】
（第３実施形態）
図７は、第３実施形態に係る基板処理装置の構成を概略的に示す模式図である。図７では、上述した基板処理装置１と同様の構成要素には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００４１】
本実施形態に係る基板処理装置３は、制御機構１４と、処理槽１５と、第１ノズル７１と、第２ノズル７２と、弁７３ａ、７３ｂと、ステージ８０と、を備える。基板処理装置３は、処理槽１５内で１枚ずつ基板２０をエッチング処理する、いわゆる枚葉方式のエッチング装置である。
【００４２】
処理槽１５内では、１枚の基板２０がステージ８０に支持されている。また、処理槽１５内では、第１ノズル７１および第２ノズル７２がステージ８０の上方に配置されている。第１ノズル７１は第１リン酸溶液３１を吐出し、第２ノズル７２は第２リン酸溶液３２を吐出する。第１リン酸溶液３１および第２リン酸溶液３２は、基板２０の表面に向けて吐出される。ステージ８０は略垂直方向を回転軸として回転してもよい。また、ステージ８０が回転した状態で第１リン酸溶液３１または第２リン酸溶液３２を基板２０の表面に吐出してもよい。
【００４３】
弁７３ａおよび弁７３ｂは、制御機構１４の制御に基づいて、開閉する。弁７３ａの開放によって、第１リン酸溶液３１が第１ノズル７１から処理槽１０内に供給される。また、弁７３ｂの開放によって、第２リン酸溶液３２が処理槽１０内に供給される。
【００４４】
制御機構１４は、区間ｔ１（図３参照）のときに弁７３ａを開かせるとともに弁７３ｂを閉じさせて、第１リン酸溶液３１を第１ノズル７１から処理槽１０内に吐出させる。また、制御機構１４は、区間ｔ２（図３参照）のときに弁７３ａを閉じさせるとともに弁７３ｂを開けさせて、第２リン酸溶液３２を第２ノズル７２から処理槽１０内に吐出させる。その結果、シリコン窒化膜２３の選択比が、２つのモードで交互に繰り返される。
【００４５】
以上説明した本実施形態によれば、制御機構１４による弁７３ａおよび弁７３ｂの制御によって、シリコン窒化膜２３の選択比が異なる２種類のリン酸溶液３１、３２が予め設定された時間配分で交互に処理槽１０内に基板２０の表面に吐出される。そのため、枚葉方式も、バッチ方式と同様にシリコン酸化膜２２に対するシリコン窒化膜２３の選択的なエッチング処理を最適化することができる。
【００４６】
（変形例３）
図８は、変形例３に係る基板処理装置の構成を概略的に示す模式図である。図８では、上述した基板処理装置３と同様の構成要素には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００４７】
本変形例に係る基板処理装置３ａは、制御機構１４と、処理槽１５と、ノズル７０と、ステージ８０と、を備える。なお、基板処理装置３ａも、基板処理装置３と同様に、枚葉方式のエッチング装置である。
【００４８】
本実施形態では、ステージ８０が、制御機構１４の制御に基づいて２種類の回転速度で回転する回転機構として機能する。具体的には、ステージ８０は、図３に示す区間ｔ１のときに低速で回転し、区間ｔ２のときに高速で回転する。なお、回転方向は、区間ｔ１と区間ｔ２で同じあってもよいし、反対であってもよい。
【００４９】
ステージ８０が回転すると、ステージ８０に支持された基板２０も同様に回転する。そのため、基板２０が低速で回転しているときに、ノズル７０が基板２０の表面へリン酸溶液３０を吐出すると、基板２０の表面におけるリン酸溶液の３０の流速は小さくなる。その結果、シリコン窒化膜２３の選択比は高くなる。
【００５０】
反対に、基板２０が高速で回転しているときに、ノズル７０が基板２０の表面へリン酸溶液３０を吐出すると、基板２０の表面におけるリン酸溶液の３０の流速は大きくなる。その結果、シリコン窒化膜２３の選択比は低くなる。
【００５１】
以上説明した本変形例によれば、制御機構１４が２種類の回転速度でステージ８０を交互に回転させることによって、基板２０の表面においてリン酸溶液３０の２種類の流速が交互に繰り返される。そのため、シリコン窒化膜２３の選択比が、第３実施形態と同様に、２つのモードに交互に切り替わるので、シリコン窒化膜２３のエッチング処理を最適化することができる。
【００５２】
（第４実施形態）
図９は、第４実施形態に係る基板処理装置の構成を概略的に示す模式図である。図９では、上述した基板処理装置１と同様の構成要素には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００５３】
本実施形態に係る基板処理装置４は、上述した第１実施形態に係る基板処理装置１の構成要素に加えて、ポンプ９０および第３配管９１を備える。また、本実施形態では、処理槽１０は、内槽１０ａおよび外槽１０ｂを有する。
【００５４】
内槽１０ａには、基板２０が収容される。また、内槽１０ａには、第１配管１１および第２配管１２が連通している。第１配管１１は、上述した第１リン酸溶液３１を内槽１０ａ内に供給する。一方、第２配管１２は、気泡発生用液体３３を内槽１０ａ内に供給する。
【００５５】
気泡発生用液体３３は、窒素（Ｎ２）、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）、オゾン（Ｏ３）、酸素（Ｏ２）、および二酸化炭素（ＣＯ２）のいずれかを含む水、またはリン酸溶液である。気泡発生用液体３３が内槽１０ａ内に供給されると、気泡５２が発生する。本実施形態では、気泡５２が発生するように、第１リン酸溶液３１が内槽１０ａ内で所定温度（例えば１６０℃）に調整されるとともに、気泡発生用液体３３に含まれる上記物質の含有量が調整されている。なお、気泡発生用液体３３がリン酸溶液の場合、このリン酸溶液のリン酸濃度は、第１リン酸溶液３１と同じであってもよいし、異なっていてもよい。なお、気泡発生用液体３３に含まれる物質は、所定の温度に調整された第１リン酸溶液３１内で、窒素（Ｎ２）、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）、オゾン（Ｏ３）、酸素（Ｏ２）、および二酸化炭素（ＣＯ２）の気泡５２を発生させる物質であれば特に限定されない。
【００５６】
上記のように構成された基板処理装置４でシリコン窒化膜２３を選択的にエッチングする場合、第１実施形態と同様に、制御機構１４が、図３に示す区間ｔ１、ｔ２で設定された時間配分に基づいて、弁１３ａおよび弁１３ｂを開閉制御する。区間ｔ１では、弁１３ａは開いて弁１３ｂは閉じている。そのため、第１リン酸溶液３１が処理槽１０内に供給される。一方、区間ｔ２では、弁１３ａは閉じて弁１３ｂは開いている。そのため、気泡５２が発生して内槽１０ａ内における第１リン酸溶液３１の流速が大きくなってシリコン窒化膜２３の選択比が低くなる。
【００５７】
また、内槽１０ａ内に貯留されたリン酸溶液が、上記エッチング中に溢れると、溢れたリン酸溶液は、外槽１０ｂ内に収容される。収容されたリン酸溶液は、ポンプ９０によって、第３配管９１を通じて外槽１０ｂから排出される。排出されたリン酸溶液は、第１配管１１を通じて再び内槽１０ａへ供給される。すなわち、本実施形態では、リン酸溶液の循環路が設けられている。そのため、リン酸溶液を無駄なく再利用することができる。
【００５８】
以上説明した本実施形態によれば、弁１３ｂが制御機構１４の制御に基づいて開閉動作を繰り返すことによって、気泡５２が内槽１０ａ内で間欠的に発生する。これにより、リン酸溶液の２種類の流速が、交互に繰り返される。そのため、シリコン窒化膜２３の選択比を２つのモードに交互に切り替えることができる。よって、シリコン酸化膜２２に対するシリコン窒化膜２３の選択的なエッチング処理を最適化することができる。
【００５９】
特に、気泡発生用液体３３が、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）、オゾン（Ｏ３）、酸素（Ｏ２）のいずれかを含む水、またはリン酸溶液である場合、内槽１０ａ内に少なからず酸化力がある第１リン酸溶液３１が形成される。そのため、シリコン酸化膜に対する前記シリコン窒化膜の選択比をより高めることができる。なお、気泡発生用液体３３に含まれる物質は、所定の温度に調整された第１リン酸溶液３１内で、酸化性雰囲気を形成する気体を発生させる物質であれば特に限定されない。
【００６０】
なお、本実施形態に係る基板処理装置４は、第２実施形態で説明した気泡発生器５０を備えていてもよい。この場合、気泡５２だけでなく気泡発生器５０から発生した気泡５１も用いることで、より多くの気泡を内槽１０ａ内に発生させることができる。
【００６１】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６２】
１０、１０ａ、１０ｂ、１５  処理槽、１１  第１配管、１２  第２配管、１３ａ、１３ｂ  弁、１４  制御機構、２０  基板、２２  シリコン窒化膜２３  シリコン窒化膜、３０〜３２  リン酸溶液、４０  搬送機構、５０  気泡発生器、６０  揺動機構、８０  ステージ（回転機構）
【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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