(57)【要約】【課題】基板の表面上に形成されたシリコン窒化膜をシリコン酸化膜に対し選択的にエッチングする場合に、高い選択比でエッチングすることができ、それほど厳しい装置性能や制御が求められることがない方法を提供する。【解決手段】加熱されたリン酸水溶液１４を処理槽１０内に貯留し、リン酸水溶液１４中に基板Ｗを浸漬させて、基板の表面上に形成されたシリコン窒化膜をシリコン酸化膜に対し選択的にエッチングする場合に、処理槽１０内に貯留されたリン酸水溶液１４にヘキサフルオロケイ酸水溶液を添加して、リン酸水溶液１４中にケイ素成分とフッ素成分とを含有させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面上に少なくともシリコン窒化膜とシリコン酸化膜とが形成された基板を、リン酸を含む処理液中に浸漬させて、前記シリコン窒化膜を前記シリコン酸化膜に対し選択的にエッチングする基板処理方法において、
前記処理液中にケイ素成分とフッ素成分とを含有させることを特徴とする基板処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理方法において、
前記処理液中のフッ素成分の量を検出し、前記処理液中におけるフッ素成分の量が一定になるようにフッ素成分を補充することを特徴とする基板処理方法。
【請求項３】
表面上に少なくともシリコン窒化膜とシリコン酸化膜とが形成された基板を水平姿勢に保持し、その基板の表面へリン酸を含む処理液を吐出して、前記シリコン窒化膜を前記シリコン酸化膜に対し選択的にエッチングする基板処理方法において、
前記処理液中にケイ素成分とフッ素成分とを含有させることを特徴とする基板処理方法。
【請求項４】
請求項３に記載の基板処理方法において、
前記処理液中のフッ素成分の量を検出し、前記処理液中におけるフッ素成分の量が一定になるようにフッ素成分を補充することを特徴とする基板処理方法。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の基板処理方法において、
前記処理液中にヘキサフルオロケイ酸を添加することを特徴とする基板処理方法。
【請求項６】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の基板処理方法において、
前記処理液中に、フッ酸にケイ素化合物を溶解させた溶液を添加することを特徴とする基板処理方法。
【請求項７】
リン酸を含む処理液を貯留する処理槽を備え、表面上に少なくともシリコン窒化膜とシリコン酸化膜とが形成された基板を、前記処理槽内に貯留されたリン酸を含む処理液中に浸漬させて、前記シリコン窒化膜を前記シリコン酸化膜に対し選択的にエッチングする基板処理装置において、
前記処理槽内に貯留された処理液中にケイ素成分とフッ素成分とを含有させることを特徴とする基板処理装置。
【請求項８】
請求項７に記載の基板処理装置において、
前記処理槽内に貯留された処理液にケイ素成分およびフッ素成分を補充する添加物補充手段と、
前記処理槽内に貯留された処理液中におけるフッ素成分の量を検出する検出手段と、
前記検出手段による検出結果に基づいて、前記処理槽内に貯留された処理液中におけるフッ素成分の量が一定になるように、前記添加物補充手段によるフッ素成分の補充量を制御する制御手段と、
をさらに備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項９】
請求項８に記載の基板処理装置において、
前記処理槽内へ純水供給管を通って純水を供給し処理槽内の処理液に純水を補充する純水補充手段が設けられ、
前記添加物補充手段が、前記純水供給管の途中に連通接続されケイ素成分およびフッ素成分を含む溶液を供給する溶液供給管を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項１０】
請求項７ないし請求項９のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記処理槽に、ポンプが介設され処理槽から流出した処理液を再び処理槽内へ戻す処理液循環経路を付設したことを特徴とする基板処理装置。
【請求項１１】
表面上に少なくともシリコン窒化膜とシリコン酸化膜とが形成された基板を保持する基板保持手段と、
前記基板保持手段によって保持された基板の表面へ処理液を吐出する吐出ノズルと、
前記吐出ノズルへリン酸を含む処理液を供給する処理液供給手段と、
を備えた基板処理装置において、
前記処理液供給手段によって前記吐出ノズルへ供給されるリン酸を含む処理液にケイ素成分とフッ素成分とを含有させたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の基板処理装置において、
前記処理液供給手段によって前記吐出ノズルへ供給されるリン酸を含む処理液中に含有されるフッ素成分の量が一定になるように制御されることを特徴とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等の基板を処理液中に浸漬させて処理する方法、特に、加熱されたリン酸水溶液中に基板を浸漬させて、基板の表面上に形成されたシリコン窒化膜をシリコン酸化膜に対し選択的にエッチングする基板処理方法、および、その方法を実施するのに使用される基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板、例えばシリコンウエハをリン酸（Ｈ３ＰＯ４）水溶液からなる処理液中に浸漬させて、ウエハの表面上に形成されたシリコン窒化膜（Ｓｉ３Ｎ４膜）をエッチングする処理においては、例えば図３に示すように、同時にシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）もシリコン窒化膜の数十分の一ないし数百分の一といった割合でエッチングされてしまう。このため、半導体デバイスの設計は、シリコン酸化膜部分のエッチング量を考慮して行う必要がある。図３において、（ａ）のグラフが、エッチング時間に対するシリコン窒化膜のエッチングレートの変化を示し、（ｂ）のグラフが、シリコン窒化膜をエッチングしたときのシリコン酸化膜のエッチングレートの変化を示す。
【０００３】
また、シリコンウエハの表面上に形成されたシリコン窒化膜をシリコン酸化膜に対し選択的にエッチングする処理において、その選択比を高く保持するために、従来、リン酸水溶液からなる処理液の比重を比重検出器によって検出し、その検出結果に基づいて、処理液からの水分蒸発量に相当する量の純水を処理液へ補充して処理液の比重（濃度）が所定値に保持されるように調節すると同時に、比重検出器の検出結果に基づいて、処理液への純水の補充に伴う処理液の温度低下を補償して処理液の温度が所定温度に保持されるようにヒータの出力を調節し、処理液を常に沸騰状態に保つようにする、といった方法が行われている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平１１−１６８０８３号公報（第５頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、シリコン窒化膜をエッチングするときのシリコン酸化膜部分のエッチング量を考慮して半導体デバイスの設計を行うことは、非常に面倒であり、また困難さを伴う。また、近年、パターン寸法の微細化による半導体デバイスの高集積化が益々進められているが、パターン寸法の微細化に伴い、エッチングの許容範囲が非常に狭くなってきており、ウエハを処理する際の面内均一性やウエハ間およびロット間における処理の均一性を高めるために非常に厳しい装置性能および制御が求められている。このため、リン酸水溶液からなる処理液の比重（濃度）および温度を一定値に保持し処理液を常に沸騰状態に保ってエッチング処理を行う、といった方法では、要求に応えられないことも考えられる。
【０００５】
この発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、基板の表面上に形成されたシリコン窒化膜をシリコン酸化膜に対し選択的にエッチングする場合において、高い選択比でエッチングすることができ、それほど厳しい装置性能や制御が求められることがない基板処理方法を提供すること、ならびに、その方法を好適に実施することができる基板処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明は、表面上に少なくともシリコン窒化膜とシリコン酸化膜とが形成された基板を、リン酸を含む処理液中に浸漬させて、前記シリコン窒化膜を前記シリコン酸化膜に対し選択的にエッチングする基板処理方法において、前記処理液中にケイ素成分とフッ素成分とを含有させることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の基板処理方法において、前記処理液中のフッ素成分の量を検出し、前記処理液中におけるフッ素成分の量が一定になるようにフッ素成分を補充することを特徴とする。
【０００８】
請求項３に係る発明は、表面上に少なくともシリコン窒化膜とシリコン酸化膜とが形成された基板を水平姿勢に保持し、その基板の表面へリン酸を含む処理液を吐出して、前記シリコン窒化膜を前記シリコン酸化膜に対し選択的にエッチングする基板処理方法において、前記処理液中にケイ素成分とフッ素成分とを含有させることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に係る発明は、請求項３に記載の基板処理方法において、前記処理液中のフッ素成分の量を検出し、前記処理液中におけるフッ素成分の量が一定になるようにフッ素成分を補充することを特徴とする。
【００１０】
請求項５に係る発明は、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の基板処理方法において、前記処理液中にヘキサフルオロケイ酸を添加することを特徴とする。
【００１１】
請求項６に係る発明は、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の基板処理方法において、前記処理液中に、フッ酸にケイ素化合物を溶解させた溶液を添加することを特徴とする。
【００１２】
請求項７に係る発明は、リン酸を含む処理液を貯留する処理槽を備え、表面上に少なくともシリコン窒化膜とシリコン酸化膜とが形成された基板を、前記処理槽内に貯留されたリン酸を含む処理液中に浸漬させて、前記シリコン窒化膜を前記シリコン酸化膜に対し選択的にエッチングする基板処理装置において、前記処理槽内に貯留された処理液中にケイ素成分とフッ素成分とを含有させることを特徴とする。
【００１３】
請求項８に係る発明は、請求項７に記載の基板処理装置において、前記処理槽内に貯留された処理液にケイ素成分およびフッ素成分を補充する添加物補充手段と、前記処理槽内に貯留された処理液中におけるフッ素成分の量を検出する検出手段と、前記検出手段による検出結果に基づいて、前記処理槽内に貯留された処理液中におけるフッ素成分の量が一定になるように、前記添加物補充手段によるフッ素成分の補充量を制御する制御手段とをさらに備えたことを特徴とする。
【００１４】
請求項９に係る発明は、請求項８に記載の基板処理装置において、前記処理槽内へ純水供給管を通って純水を供給し処理槽内の処理液に純水を補充する純水補充手段が設けられ、前記添加物補充手段が、前記純水供給管の途中に連通接続されケイ素成分およびフッ素成分を含む溶液を供給する溶液供給管を備えたことを特徴とする。
【００１５】
請求項１０に係る発明は、請求項７ないし請求項９のいずれかに記載の基板処理装置において、前記処理槽に、ポンプが介設され処理槽から流出した処理液を再び処理槽内へ戻す処理液循環経路を付設したことを特徴とする。
【００１６】
請求項１１に係る発明は、表面上に少なくともシリコン窒化膜とシリコン酸化膜とが形成された基板を保持する基板保持手段と、前記基板保持手段によって保持された基板の表面へ処理液を吐出する吐出ノズルと、前記吐出ノズルへリン酸を含む処理液を供給する処理液供給手段とを備えた基板処理装置において、前記処理液供給手段によって前記吐出ノズルへ供給されるリン酸を含む処理液にケイ素成分とフッ素成分とを含有させたことを特徴とする。
【００１７】
請求項１２に係る発明は、請求項１１に記載の基板処理装置において、前記処理液供給手段によって前記吐出ノズルへ供給されるリン酸を含む処理液中に含有されるフッ素成分の量が一定になるように制御されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１および請求項３に係る各発明の基板処理方法によると、リン酸を含む処理液中にケイ素成分とフッ素成分とが含有されていることにより、比較的簡易な制御によってシリコン窒化膜を高い選択比でシリコン酸化膜に対し選択的にエッチングすることができ、それほど厳しい装置性能が求められることもない。
【００１９】
請求項２および請求項４に係る各発明の基板処理方法では、シリコン酸化膜に対しシリコン窒化膜を安定して選択的にエッチングすることができる。
【００２０】
請求項５および請求項６に係る各発明の基板処理方法では、処理液中にケイ素成分とフッ素成分とを含有させることができる。
【００２１】
請求項７および請求項１１に係る各発明の基板処理装置を使用すると、請求項１および請求項３に係る各発明の基板処理方法をそれぞれ好適に実施することができ、上記した効果が得られる。
【００２２】
請求項８および請求項１２に係る各発明の基板処理装置では、請求項２および請求項４に係る各発明の基板処理方法をそれぞれ好適に実施することができ、上記効果が確実に得られる。
【００２３】
請求項９に係る発明の基板処理装置では、ケイ素成分およびフッ素成分を含む溶液を、処理槽内の処理液に純水を補充するための純水供給管を通して処理槽内へ供給することができる。
【００２４】
請求項１０に係る発明の基板処理装置では、処理槽内から流出する処理液を、処理液循環経路を通して循環使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、この発明の最良の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、この発明に係る基板処理方法を実施するために使用される基板処理装置の概略構成の１例を示す模式図である。
【００２６】
この基板処理装置は、底部付近に一対の液噴出口１２が形設され内部にリン酸水溶液１４が貯留される処理槽１０を備えている。処理しようとする基板、例えばシリコンウエハＷは、昇降自在に支持されたリフタ１６に複数枚保持されて、処理槽１０内へ投入されリン酸水溶液１４中に浸漬させられる。
【００２７】
処理槽１０の上部外周には、溢流液受け部１８が設けられており、処理槽１０の上部から溢れ出たリン酸水溶液１４が溢流液受け部１８内へ流入するようになっている。溢流液受け部１８の内底部には、液循環用配管２０が連通しており、液循環用配管２０の先端は、処理槽１０の液噴出口１２に連通接続されている。液循環用配管２０には、循環ポンプ２２のほかに、リン酸水溶液を加熱するためのインラインヒータ２４、および、リン酸水溶液からパーティクルを除去するためのフィルタ２６が介設されている。リン酸水溶液は、処理槽１０、溢流液受け部１８および液循環用配管２０により構成された循環経路を循環させられる。処理槽１０の外周面および溢流液受け部１８の外周面には、処理槽１０内のリン酸水溶液１４を加熱するための槽用ヒータ２８が設けられている。また、処理槽１０の内部に温度検出器３０が設置されており、温度検出器３０は温度制御部３２に接続され、温度制御部３２は、インラインヒータ２４および槽用ヒータ２８にそれぞれ接続されている。そして、温度制御部３２により、温度検出器３０の検出値に基づいてインラインヒータ２４および槽用ヒータ２８がフィードバック制御され、処理槽１０内のリン酸水溶液１４の温度が所定温度に保持される。
【００２８】
溢流液受け部１８内には、リン酸水溶液の供給源に流路接続された薬液供給管３４の吐出口が配置されており、薬液供給管３４に流量調整弁３６が介挿されている。流量調整弁３６は主制御部３８に接続されており、主制御部３８により流量調整弁３６が制御されて、一定濃度に調整された所定流量のリン酸水溶液が薬液供給管３４を通り処理槽１０内へ供給される。また、溢流液受け部１８内には、純水供給源に流路接続された純水供給管４０の吐出口が配置されており、純水供給管４０に流量調整弁４２が介挿されている。純水供給管４０の途中には、ケイ素成分およびフッ素成分を含む溶液、例えばヘキサフルオロケイ酸（Ｈ２ＳｉＦ６）水溶液の供給源に流路接続された溶液供給管４４が連通接続されており、溶液供給管４４に流量調整弁４６が介挿されている。
【００２９】
また、処理槽１０には、リン酸水溶液１４のリン酸濃度を検出する濃度検出装置４８が付設されている。この濃度検出装置４８は、リン酸水溶液１４の比重を計測することによりリン酸濃度を検出するものである。また、リン酸水溶液１４の比重は、処理槽１０内のリン酸水溶液１４の所定深さにおける圧力と相関関係をもつので、濃度検出装置４８は、リン酸水溶液１４中の所定深さに検出端を有し、その検出端に作用するリン酸水溶液の圧力を計測することによりリン酸水溶液１４のリン酸濃度を検出している。この濃度検出装置４８の構成について、より具体的に以下に説明する。
【００３０】
濃度検出装置４８は、検出管５０、レギュレータ５２、圧力検出部５４および濃度算出部５６を備えている。検出管５０は、リン酸水溶液に対し耐食性を有するフッ素樹脂等で形成されており、その先端部である圧力検出端が処理槽１０内の所定深さに位置するように設けられている。レギュレータ５２は、窒素ガス供給源からの窒素ガスを一定流量にして検出管５０へ供給する。このため、定常状態において窒素ガスの放出圧力は、処理槽１０のリン酸水溶液１４の液面から所定深さにおける液圧にほぼ等しいものとみなすことができる。圧力検出部５４は、検出管５０内部の窒素ガス圧力を測定する圧力センサを備えている。したがって、圧力検出部５４からの出力信号は、リン酸水溶液１４の液面からの所定深さにおける液圧であるとみなすことができる。濃度算出部５６は、圧力検出部５４からの出力信号に応じた電圧とリン酸濃度との対応関係を表した検量線データを予め記憶しており、圧力検出部５４からの出力信号（電圧）に基づいて、処理槽１０内のリン酸水溶液１４のリン酸濃度を求める。濃度検出装置４８で得られたリン酸水溶液１４の濃度データは、濃度算出部５６から濃度制御部５８へ送られる。濃度制御部５８は、純水供給管４０の流量調整弁４２を制御して処理槽１０内への純水の補充量を調節する。
【００３１】
さらに、処理槽１０には、リン酸水溶液１４中のヘキサフルオロケイ酸の濃度（フッ素（フッ化物等）の濃度）を検出する濃度測定部６０が付設されており、濃度測定部６０に接続された濃度検出器６２が処理槽１０内に設置されている。濃度測定部６０で得られたフッ素濃度のデータは、濃度測定部６０から濃度制御部６４へ送られる。濃度制御部６４は、リン酸水溶液１４中におけるフッ素成分の量が一定になるように、溶液供給管４４の流量調整弁４６を制御して処理槽１０内へのヘキサフルオロケイ酸水溶液の補充量を調節する。
【００３２】
なお、主制御部３８は、上記した流量調整弁３６の制御のほか、温度制御部３２に対するリン酸水溶液の目標温度の指令、濃度制御部５８に対するリン酸の目標濃度の指令、および、濃度制御部６４に対するフッ素の目標濃度の指令を与えるなど、この装置全体を制御・管理を行う。
【００３３】
図１に示した構成の装置を使用して、表面上にシリコン酸化膜とシリコン窒化膜とが形成されたシリコンウエハＷをリン酸水溶液によって選択エッチングするには、目標とすべきリン酸水溶液のリン酸濃度を濃度制御部５８に設定しておくとともに、目標とすべきリン酸水溶液の温度を温度制御部３２に設定しておき、また、目標とすべきフッ素濃度を濃度制御部６４に設定しておく。
【００３４】
薬液供給管３６を通って所定濃度のリン酸水溶液１４を溢流液受け部１８内へ供給し、溢流液受け部１８および液循環用配管２０を通して処理槽１０内のリン酸水溶液１４を循環させながら、インラインヒータ２４によってリン酸水溶液を加熱するとともに、槽用ヒータ２８によって処理槽１０内のリン酸水溶液１４を加熱する。そして、温度検出器３０からの検出信号に基づいて温度制御部３２によりインラインヒータ２４および槽用ヒータ２８の出力を制御して、処理槽１０内のリン酸水溶液１４の温度を、例えば１３０℃〜１５５℃の範囲内の所定温度に保つ。
【００３５】
このとき、処理槽１０内のリン酸水溶液１４は、ヒータ２４、２８で加熱されることにより水分が蒸発してリン酸濃度が上昇する。このリン酸水溶液１４の濃度上昇は、濃度検出装置４８によって検出され、その検出信号が濃度制御部５８へ送られる。濃度制御部５８では、濃度算出部５６から送られた検出信号に基づいてリン酸水溶液１４の濃度上昇分、したがってリン酸水溶液１４からの水分蒸発量に相当する制御値が演算され、濃度制御部５８から流量調整弁４２へ制御信号が送られる。そして、制御信号により流量調整弁４２の開度が自動調節されて、リン酸水溶液１４からの蒸発によって失われた量に相当する量の純水が純水供給管４０を通って溢流液受け部１８へ供給され、循環するリン酸水溶液１４に補充される。
【００３６】
また、リン酸水溶液１４への純水の注入によってリン酸水溶液１４の温度が低下することになるため、上記したように、温度検出器３０からの検出信号に基づいて温度制御部３２によりインラインヒータ２４および槽用ヒータ２８の出力が制御されて、処理槽１０内のリン酸水溶液１４の温度が所定温度に戻される。なお、濃度制御部５８から流量調整弁４２へ制御信号が送られると同時に、濃度制御部５８から温度制御部３２へ純水補充量のデータが送られるようにして、温度制御部３２により、インラインヒータ２４および槽用ヒータ２８をフィードフォワード制御するようにしてもよい。
【００３７】
さらに、溶液供給管４４を通り純水供給管４０を通ってヘキサフルオロケイ酸水溶液が溢流液受け部１８へ供給され、循環するリン酸水溶液１４にヘキサフルオロケイ酸が添加される。そして、濃度測定部６０により処理槽１０内のリン酸水溶液１４中のフッ素濃度が検出され、その検出信号に基づいて濃度制御部６４により流量調整弁４６が制御されて、処理槽１０内のリン酸水溶液１４中におけるフッ素成分の量が一定になるように、処理槽１０内へのヘキサフルオロケイ酸水溶液の補充量が調節される。
【００３８】
以上のような制御が行われて、処理槽１０内のリン酸水溶液１４の温度およびリン酸濃度が安定し、リン酸水溶液１４中のフッ素成分の量が一定になるように調整されると、リフタ１６に保持された複数枚のウエハＷを処理槽１０内のリン酸水溶液１４中に浸漬させ、ウエハＷのエッチング処理が行われる。このとき、処理槽１０内のリン酸水溶液１４中にヘキサフルオロケイ酸（ケイ素成分とフッ素成分）が含有されていることにより、ウエハＷの表面上に形成されたシリコン窒化膜が高い選択比でシリコン酸化膜に対し選択的にエッチングされることとなる。
【００３９】
なお、上記した実施形態では、処理槽１０内のリン酸水溶液１４にヘキサフルオロケイ酸水溶液を添加するようにしたが、例えば、フッ酸に二酸化ケイ素などのケイ素化合物を溶解させた溶液をリン酸水溶液に添加するようにしてもよい。フッ酸に二酸化ケイ素を溶解させると、フッ化ケイ素（ＳｉＦ４）が生成され、フッ化ケイ素は水と反応してヘキサフルオロケイ酸が生成される。
【００４０】
また、上記した実施形態では、濃度測定部６０により処理槽１０内のリン酸水溶液１４中のフッ素の濃度を検出し、リン酸水溶液１４中におけるフッ素成分の量が一定になるように、濃度測定部６０からの検出信号に基づいて濃度制御部６４により流量調整弁４６を制御するようにしたが、予め、リン酸水溶液の各温度について水分蒸発量に対するＳｉ−Ｆ添加物の蒸発（もしくは分解）量の割合を求めておき、所定の割合で添加物を含んだ純水をリン酸水溶液に補充するようにしてもよい。
【００４１】
次に、図２は、この発明に係る基板処理方法を実施するために使用される基板処理装置の別の構成例を示す模式的断面図である。この基板処理装置は、基板を１枚ずつ枚葉方式でエッチング処理する装置である。
【００４２】
この基板処理装置は、基板、例えばシリコンウエハＷを水平姿勢に保持するスピンチャック７２、このスピンチャック７２を水平姿勢に支持し回転自在に保持された回転支軸７４、この回転支軸７４に回転軸が連接されてスピンチャック７２を鉛直軸周りに回転させるスピンモータ７６、および、スピンチャック７２に保持されたウエハＷの周囲を取り囲むように配設され上面が開口した液回収用カップ７８を備えて構成されている。液回収用カップ７８の底部には、その内底部に集まるドレンを排出するためのドレン排出管８０、および、液回収用カップ７８の内部を排気するための排気管８２が接続されている。ドレン排出管８０を通して排出されるドレンは、その一部が循環使用される。また、この装置は、スピンチャック７２上に保持されたウエハＷの表面へリン酸水溶液を吐出する吐出ノズル８４、および、この吐出ノズル８４へリン酸水溶液を供給する液供給ユニット８６を備えている。
【００４３】
液供給ユニット８６は、リン酸水溶液８８が貯留される液貯留槽９０、吐出ノズル８４と液貯留槽９０とを流路的に接続する液供給配管９２、および、液供給配管９２から分岐して液貯留槽９０に流路的に接続された戻り配管９４から流路構成されている。戻り配管９４には、ドレン排出管８０から分岐したドレン回収配管９６が合流している。液供給配管９２の、戻り配管９４への分岐位置より下流側の位置、戻り配管９４の、ドレン回収配管９６との合流位置より上流側の位置、ドレン排出管８０の、ドレン回収配管９６への分岐位置より下流側の位置、および、ドレン回収配管９６には、それぞれ開閉制御弁９８、１００、１０２、１０４が介挿されている。また、液供給配管９２には、液貯留槽９０と戻り配管９４への分岐位置との間に循環ポンプ１０６、インラインヒータ１０８およびフィルタ１１０がそれぞれ介挿して設けられている。さらに、液供給配管９２には温度検出器１１２が介挿されている。そして、図示していないが、温度制御部により、温度検出器１１２の検出値に基づいてインラインヒータ１０８が制御され、吐出ノズル８４へ供給されるリン酸水溶液の温度が、例えば１３０℃〜１５５℃の範囲内の所定温度に調節される。
【００４４】
また、液貯留槽９０の内部には、リン酸水溶液を供給するための薬液供給管１１４、純水を供給するための純水供給管１１６、および、ヘキサフルオロケイ酸水溶液を供給するための溶液供給管１１８がそれぞれ連通しており、薬液供給管１１４、純水供給管１１６および溶液供給管１１８には、それぞれ流量調整弁１２０、１２２、１２４が介挿されている。また、図示していないが、液貯留槽９０には、リン酸水溶液８８のリン酸濃度を検出する濃度検出装置が設けられている。そして、濃度制御部により、濃度検出装置で得られるリン酸水溶液８８の検出濃度が予め設定された所望濃度に保持されるように流量調整弁１２０、１２２が制御されて、液貯留槽９０内へリン酸水溶液および純水が補充される。また、液貯留槽９０内のリン酸水溶液８８中に含有されるフッ素成分の量が一定になるように流量調整弁１２４が制御されて、液貯留槽９０内へヘキサフルオロケイ酸水溶液が補充される。なお、ヘキサフルオロケイ酸水溶液に代えて、フッ酸にケイ素化合物を溶解させた溶液を液貯留槽９０内へ供給するようにしてもよい。
【００４５】
以上のような構成を備えた枚葉式の基板処理装置を使用し、表面上にシリコン酸化膜とシリコン窒化膜とが形成されたシリコンウエハＷを、スピンチャック７２に保持して水平面内で鉛直軸周りに回転させながら、吐出ノズル８４からウエハＷの表面へリン酸水溶液を吐出して、ウエハＷのエッチング処理を行う。この場合においても、ウエハＷの表面へ吐出されるリン酸水溶液中にヘキサフルオロケイ酸（ケイ素成分とフッ素成分）が含有されていることにより、ウエハＷの表面上に形成されたシリコン窒化膜が高い選択比でシリコン酸化膜に対し選択的にエッチングされることとなる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】この発明に係る基板処理方法を実施するために使用される基板処理装置の概略構成の１例を示す模式図である。
【図２】この発明に係る基板処理方法を実施するために使用される基板処理装置の別の構成例を示す模式的断面図である。
【図３】基板の表面上に形成されたシリコン窒化膜をリン酸水溶液によってエッチングしたときに、同時にシリコン酸化膜も相当の割合でエッチングされてしまうことを説明するための図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０  処理槽
１２  処理槽の液噴出口
１４、８８  リン酸水溶液
１６  リフタ
１８  溢流液受け部
２０  液循環用配管
２２、１０６  循環ポンプ
２４、１０８  インラインヒータ
２６、１１０  フィルタ
２８  槽用ヒータ
３０  温度検出器
３２  温度制御部
３４、１１４  薬液供給管
３６、４２、４６、１２０、１２２、１２４  流量調整弁
３８  主制御部
４０、１１６  純水供給管
４４、１１８  溶液供給管
４８  濃度検出装置
５６  濃度算出部
５８、６４  濃度制御部
６０  濃度測定部
６２  濃度検出器
９８、１００、１０２、１０４  開閉制御弁
７２  スピンチャック
７４  回転支軸
７６  スピンモータ
７８  液回収用カップ
８０  ドレン排出管
８４  吐出ノズル
８６  液供給ユニット
９０  液貯留槽
９２  液供給配管
９４  戻り配管
９６  ドレン回収配管
１１２  温度検出器
Ｗ  シリコンウエハ
【図１】
2007258405.tif 000003
【図２】
2007258405.tif 000004
【図３】
2007258405.tif 000005