[发明专利]湿式蚀刻装置

说明书

本发明提供了一种湿式蚀刻装置，其供给适当的二氧化硅浓度的磷酸水溶液，能够通过氮化膜和氧化膜的充分的选择比进行湿式蚀刻。所述湿式蚀刻装置包括：贮存磷酸水溶液的贮存部(20)；贮存二氧化硅添加剂的添加剂贮存部(30)；浓度检测部(22)，其用于检测贮存在贮存部(20)中的磷酸水溶液的二氧化硅浓度；控制部(100)，当由浓度检测部(22)检测出的磷酸水溶液的二氧化硅浓度低于规定值时，所述控制部(100)从添加剂贮存部(30)向贮存部(20)供给二氧化硅添加剂；以及处理部(40)，其利用贮存在贮存部(20)中的磷酸水溶液对基板(W)进行处理。

本申请是申请日为2014年3月28日、申请号为201410218651.8、发明名称为“湿式蚀刻装置”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种湿式蚀刻装置，该装置使用蚀刻液对半导体晶片等基板的板面进行蚀刻。

背景技术

湿式蚀刻装置为在半导体装置或液晶显示装置等的电子部件的制造工序中使用的基板处理装置(例如，参见专利文献1)。湿式蚀刻装置例如选择性地对半导体基板上的氮化膜和氧化膜进行蚀刻。

在制造半导体器件的工序中，在半导体基板上层叠作为蚀刻对象膜的氮化膜(例如SiN膜)和作为蚀刻阻止膜的氧化膜(例如SiO₂)，并且使用磷酸水溶液(H₃PO₄)等药液对它们进行处理。但是，在半导体器件微细化时，由于膜本身形成薄膜，所以需要提高蚀刻对象膜和蚀刻阻止膜的选择比。如果不能充分获得该选择比，则在蚀刻工序中蚀刻阻止膜消失，从而对器件制造产生影响。

在作为蚀刻对象膜的氮化膜的蚀刻中使用高温的磷酸水溶液，但是作为蚀刻对象膜的氮化膜与作为蚀刻阻止膜的氧化膜的选择比较低。已知在提高磷酸水溶液中的二氧化硅(silica)浓度时，氮化膜和氧化膜的选择比变高，所以在磷酸水溶液中添加二氧化硅。但是，如果持续进行磷酸水溶液的处理，则磷酸水溶液蒸发，二氧化硅浓度上升。因此，有时二氧化硅的固态物质析出并附着在半导体器件上。固态物质是导致污染的原因并在处理中会产生质量问题。相反，如果二氧化硅浓度低，则成为不能获得充分的选择比的处理。

图5是表示TEOS溶解液添加量与SiN及SiO₂蚀刻速度之间的关系的图，图6是表示TEOS溶解液添加量与SiN及SiO₂的蚀刻速度选择比之间的关系的图。从这些图可以判断，氧化膜的蚀刻速度具有依赖于药液中的TEOS(Tetraethy1orthosi1icate，正硅酸四乙酯)浓度的性质。因此，已知有如此使SiN的虚设膜(dummy film)或固态粉末、或TEOS溶解在上述药液中、使药液中的二氧化硅(硅酸)浓度上升的方法。

例如，在使用的药液中添加规定量的硅酸溶解液或硅酸乙酯。具体地说，通过将1000ppm左右的添加剂(聚硅酸乙酯或TEOS)添加在75％磷酸中，能保持SiN膜的蚀刻速度，并且能抑制SiO₂膜的蚀刻速度。另外，改变添加剂的添加量，以便使SiO₂膜的蚀刻速度达到希望值。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-336761号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，在通过向药液中投入虚设膜并进行蚀刻处理、从而使二氧化硅溶解在磷酸水溶液中的方法的情况下，需要根据对虚设膜进行处理的时间和基板数量来管理二氧化硅溶解量。但是，由于难以进行二氧化硅的溶解(浓度)量的稳定管理，所以存在难以管理的问题。因此，为了调整药液中的二氧化硅浓度，很费时间。此外，在分批式处理的装置中，二氧化硅浓度调整需要50块左右的溶解用的晶片，从而需要花费晶片准备时间等。