[發(fā)明專利]基板處理方法和基板處理裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410768800.8
• 申請日: 2014-12-11
• 公開（公告）號: CN104716022A
• 公開（公告）日: 2015-06-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 日野出大輝;太田喬;西東和英
• 申請（專利權(quán)）人: 斯克林集團公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L21/67
• 代理公司: 隆天知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 72003
• 代理人: 張永康;李英艷

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種使用處理液來處理基板的基板處理方法和基板處理裝置。作為處理對象的基板，例如包括：半導體晶片、液晶顯示裝置用玻璃基板、等離子體顯示器用基板、場致發(fā)射顯示器(Field?Emission?Display，F(xiàn)ED)用基板、光盤用基板、磁盤用基板、光磁盤用基板、光掩模用基板、陶瓷基板、太陽能電池用基板等基板。

背景技術(shù)

在半導體裝置等的制造工序中，根據(jù)需要進行如下的蝕刻處理：向形成有氮化硅膜的基板表面供給作為蝕刻液的高溫磷酸水溶液，以除去氮化硅膜。在美國專利申請(申請?zhí)枺?012/074102A1)中，公開了一種向保持在旋轉(zhuǎn)卡盤中的基板供給沸點附近的磷酸水溶液的葉片式基板處理裝置。

發(fā)明內(nèi)容

例如，在金屬氧化物半導體場效應(yīng)晶體管(Metal?Oxide?Semiconductor?Field?Effect?Transistor，MOSFET)型半導體裝置的制造過程中，有時會在形成于半導體晶片表面的由多晶硅構(gòu)成的柵電極的側(cè)面形成氮化硅膜作為側(cè)壁膜，并且在柵電極和氮化硅膜上層疊氧化硅膜。這種情況下，半導體裝置的制造工序有時會包含從半導體晶片上蝕刻除去氮化硅膜和氧化硅膜的蝕刻工序。

通常，為了除去氧化硅膜，而使用氫氟酸水溶液作為蝕刻液。因此，在上述蝕刻工序中，首先，通過供給氫氟酸水溶液，從半導體晶片上除去氧化硅膜。隨著氧化硅膜的除去，露出柵電極和氮化硅膜。接著，通過向露出了柵電極和氮化硅膜的半導體晶片供給磷酸水溶液，從半導體晶片上除去氮化硅膜。這種情況下，向半導體晶片供給氫氟酸水溶液是使用不同于向半導體晶片供給磷酸水溶液的基板處理裝置來進行的。

即，在這樣的蝕刻工序中，需要使基板(半導體晶片)往來于氧化硅膜除去用基板處理裝置與氮化硅膜除去用基板處理裝置之間，因此，用于除去氧化硅膜和氮化硅膜的蝕刻處理需要長時間。希望在一個室內(nèi)進行這樣的蝕刻工序，以縮短處理時間。

另外，向噴嘴供給磷酸水溶液和水的混合液時，通過磷酸水溶液和水的互混，在噴嘴內(nèi)磷酸水溶液和水的混合液發(fā)生突沸，同時以含有水蒸氣的狀態(tài)進行流通。由于磷酸水溶液和水的混合液含有水蒸氣，所以從噴嘴噴出磷酸水溶液和水的混合液就變得不穩(wěn)定，有時會一下子從噴嘴向基板極強勁地噴出磷酸水溶液。由此，有可能對基板表面造成損傷。這樣的課題，不僅是向噴嘴供給磷酸水溶液和水的混合液時，就連向噴嘴供給第1液和第2液的混合液時，也廣泛共通性地存在。

本發(fā)明的目的之一在于提供一種基板處理方法，該方法在短時間內(nèi)進行從基板上除去氧化硅膜和氮化硅膜。

另外，本發(fā)明的另一目的在于提供一種基板處理裝置，該裝置能夠在1個室內(nèi)從基板上除去氧化硅膜和氮化硅膜。

另外，本發(fā)明的又一目的在于提供一種基板處理裝置，該裝置能夠從噴嘴內(nèi)除去因第1液與第2液的混合而在噴嘴內(nèi)產(chǎn)生的氣體，以穩(wěn)定地向基板供給第1液和第2液的混合液。

本發(fā)明的第1方面提供一種基板處理方法，該方法用于從在表面形成有第1氮化硅膜、并且在所述第1氮化硅膜上層疊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磷酸處理工序，該第1磷酸處理工序向由基板保持單元保持的所述基板供給規(guī)定的第1濃度的磷酸水溶液，用該磷酸水溶液處理所述基板，以除去所述第1氮化硅膜；以及第2磷酸處理工序，該第2磷酸處理工序在所述第1磷酸處理工序后，接著向所述基板供給低于所述第1濃度的第2濃度的磷酸水溶液，用該磷酸水溶液處理所述基板，以除去所述氧化硅膜。

根據(jù)該方法，進行向基板供給濃度較高的第1濃度的磷酸水溶液的第1磷酸處理工序，接著，進行向基板供給濃度較低的第2濃度的磷酸水溶液的第2磷酸處理工序。

在沸點使用磷酸水溶液時，隨著磷酸水溶液的溫度上升，蝕刻選擇比(氮化硅膜的蝕刻量/氧化硅膜的蝕刻量)成反比例地降低。即，高濃度的磷酸水溶液不僅可用于氮化硅膜的蝕刻，還可用于氧化硅膜的蝕刻。因此，在第1磷酸處理工序中，通過向基板供給高濃度的磷酸水溶液，能夠從該基板上良好地除去氧化硅膜。另外，在第2磷酸處理工序中，通過向基板供給低濃度的磷酸水溶液，能夠除去第1氮化硅膜。

由于第1和第2磷酸處理工序均是使用磷酸水溶液的工序，所以能夠在1個室內(nèi)進行第1和第2磷酸處理工序。這種情況下，在蝕刻過程中不需要將基板在多個室間轉(zhuǎn)換。由此，能夠提供一種能夠在短時間內(nèi)進行氧化硅膜和第1氮化硅膜的除去的基板處理方法。