JPH11145107A - 基板の表面処理方法 - Google Patents
基板の表面処理方法Info
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- JPH11145107A JPH11145107A JP32247797A JP32247797A JPH11145107A JP H11145107 A JPH11145107 A JP H11145107A JP 32247797 A JP32247797 A JP 32247797A JP 32247797 A JP32247797 A JP 32247797A JP H11145107 A JPH11145107 A JP H11145107A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 酸の水溶液からなる処理液を所定温度に保持
しかつ所定の酸濃度に保持して常に沸騰状態に保ちなが
ら、基板の表面上に形成された所定の被膜を選択的にエ
ッチングできる方法を提供する。 【解決手段】 一定出力のヒータ１６、２４により処理
槽１０内の処理液１４を加熱して常に沸騰状態に保つと
ともに、温度検出器３４によって処理液の温度を検出
し、その検出温度に基づいて調節器４２により、処理液
の温度が所定温度に保持されるように純水槽３０から処
理液へ補充される純水２８の量を制御する。
しかつ所定の酸濃度に保持して常に沸騰状態に保ちなが
ら、基板の表面上に形成された所定の被膜を選択的にエ
ッチングできる方法を提供する。 【解決手段】 一定出力のヒータ１６、２４により処理
槽１０内の処理液１４を加熱して常に沸騰状態に保つと
ともに、温度検出器３４によって処理液の温度を検出
し、その検出温度に基づいて調節器４２により、処理液
の温度が所定温度に保持されるように純水槽３０から処
理液へ補充される純水２８の量を制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体ウエハ、
液晶表示装置用ガラス基板、電子部品などの基板を燐酸
水溶液等の酸の水溶液からなる処理液中に浸漬させて表
面処理する方法、特に、沸騰状態に保たれた処理液中に
基板を浸漬させて、基板の表面上に形成された２種類も
しくはそれ以上の種類の被膜のうちの所定の被膜を選択
的にエッチングする基板の表面処理方法に関する。
液晶表示装置用ガラス基板、電子部品などの基板を燐酸
水溶液等の酸の水溶液からなる処理液中に浸漬させて表
面処理する方法、特に、沸騰状態に保たれた処理液中に
基板を浸漬させて、基板の表面上に形成された２種類も
しくはそれ以上の種類の被膜のうちの所定の被膜を選択
的にエッチングする基板の表面処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】基板、例えば半導体ウエハを酸の水溶液
からなる処理液、例えば燐酸水溶液中に浸漬させて、半
導体ウエハの表面上に形成された２種類もしくはそれ以
上の種類の被膜のうちの所定の被膜、例えばシリコン酸
化膜（ＳｉＯ2膜）とシリコン窒化膜（Ｓｉ3Ｎ4）との
うちのシリコン窒化膜を選択的にエッチングする場合に
は、従来、図３に概略構成を模式図で示すような表面処
理装置が使用されている。この装置は、底部に液導入口
１２が形設され内部に燐酸水溶液１４が貯留される処理
槽１０を有し、処理槽１０の内部には、投込みヒータ１
６が配設されている。そして、処理しようとする半導体
ウエハは、ウエハホルダ（図示せず）に複数枚収納され
て、処理槽１０内へ投入され燐酸水溶液１４中に浸漬さ
せられる。
からなる処理液、例えば燐酸水溶液中に浸漬させて、半
導体ウエハの表面上に形成された２種類もしくはそれ以
上の種類の被膜のうちの所定の被膜、例えばシリコン酸
化膜（ＳｉＯ2膜）とシリコン窒化膜（Ｓｉ3Ｎ4）との
うちのシリコン窒化膜を選択的にエッチングする場合に
は、従来、図３に概略構成を模式図で示すような表面処
理装置が使用されている。この装置は、底部に液導入口
１２が形設され内部に燐酸水溶液１４が貯留される処理
槽１０を有し、処理槽１０の内部には、投込みヒータ１
６が配設されている。そして、処理しようとする半導体
ウエハは、ウエハホルダ（図示せず）に複数枚収納され
て、処理槽１０内へ投入され燐酸水溶液１４中に浸漬さ
せられる。
【０００３】処理槽１０には、溢流液受け部１８が付設
されており、処理槽１０の上部から溢れ出た燐酸水溶液
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
導入口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、インラインヒータ２４およびフィ
ルタ２６が介設されており、燐酸水溶液は、処理槽１
０、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。溢流液受け部１８
には、純水２８が貯留された純水槽３０の内底部に一端
が連通し定量ポンプ３２が介設された純水供給管５０の
他端吐出口が配置されている。また、処理槽１０の内部
には、温度検出器３４が配置されており、温度検出器３
４は温度調節器５２に接続され、温度調節器５２は投込
みヒータ１６に接続されている。さらに、液循環用配管
２０の途中に温度検出器５４が介挿され、温度検出器５
４は温度調節器５６に接続され、温度調節器５６はイン
ラインヒータ２４に接続されている。
されており、処理槽１０の上部から溢れ出た燐酸水溶液
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
導入口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、インラインヒータ２４およびフィ
ルタ２６が介設されており、燐酸水溶液は、処理槽１
０、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。溢流液受け部１８
には、純水２８が貯留された純水槽３０の内底部に一端
が連通し定量ポンプ３２が介設された純水供給管５０の
他端吐出口が配置されている。また、処理槽１０の内部
には、温度検出器３４が配置されており、温度検出器３
４は温度調節器５２に接続され、温度調節器５２は投込
みヒータ１６に接続されている。さらに、液循環用配管
２０の途中に温度検出器５４が介挿され、温度検出器５
４は温度調節器５６に接続され、温度調節器５６はイン
ラインヒータ２４に接続されている。
【０００４】図３に示した構成の装置により半導体ウエ
ハを表面処理する場合、燐酸水溶液１４は、投込みヒー
タ１６およびインラインヒータ２４によって１５０℃〜
１８０℃程度の温度に加熱される。このため、処理槽１
０内の燐酸水溶液１４から水分が蒸発し、燐酸水溶液１
４の燐酸濃度が上昇する。そこで、定量ポンプ３２によ
って純水槽３０内から純水２８を、純水供給管５０を通
して供給し、純水供給管５０の吐出口から、溢流液受け
部１８内に流入した燐酸水溶液に純水を連続して滴下さ
せるようにしている。この際、従来は、純水供給管５０
内を通って一定流量の純水を流し、処理槽１０内の燐酸
水溶液１４から蒸発した水分量にほぼ相当する量の純水
を常時補充するようにしている。また、処理槽１０内の
燐酸水溶液１４の温度は、各温度検出器３４、５４から
送られる検出信号に基づいて各温度調節器５２、５６に
より投込みヒータ１６およびインラインヒータ２４をそ
れぞれ制御、通常はＰＩＤ制御して、所定温度に保たれ
るように調節されている。
ハを表面処理する場合、燐酸水溶液１４は、投込みヒー
タ１６およびインラインヒータ２４によって１５０℃〜
１８０℃程度の温度に加熱される。このため、処理槽１
０内の燐酸水溶液１４から水分が蒸発し、燐酸水溶液１
４の燐酸濃度が上昇する。そこで、定量ポンプ３２によ
って純水槽３０内から純水２８を、純水供給管５０を通
して供給し、純水供給管５０の吐出口から、溢流液受け
部１８内に流入した燐酸水溶液に純水を連続して滴下さ
せるようにしている。この際、従来は、純水供給管５０
内を通って一定流量の純水を流し、処理槽１０内の燐酸
水溶液１４から蒸発した水分量にほぼ相当する量の純水
を常時補充するようにしている。また、処理槽１０内の
燐酸水溶液１４の温度は、各温度検出器３４、５４から
送られる検出信号に基づいて各温度調節器５２、５６に
より投込みヒータ１６およびインラインヒータ２４をそ
れぞれ制御、通常はＰＩＤ制御して、所定温度に保たれ
るように調節されている。
【０００５】ところで、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場合には、シリコン
酸化膜のエッチングレートに対するシリコン窒化膜のエ
ッチングレートの比、すなわち選択比が問題となる。ま
た、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜のエッチングレー
トは、燐酸水溶液の温度によって変化し、燐酸水溶液の
温度が高くなるほど大きくなる。そして、燐酸水溶液の
或る温度における選択比は、当該温度において燐酸水溶
液が沸騰状態にあるとき、言い換えると、当該温度が燐
酸水溶液の沸点となるような燐酸濃度であるときに、最
も大きくなる。したがって、シリコン窒化膜のエッチン
グレートや選択比、燐酸水溶液の濃度などとの関係で適
宜選定された処理温度に処理槽１０内の燐酸水溶液１４
の温度を保持し、かつ、その温度において常に燐酸水溶
液が沸騰している状態に保たれるように、すなわち、当
該温度が燐酸水溶液の沸点となるような燐酸濃度に保た
れるようにして、半導体ウエハの表面処理を行うことが
重要である。
ン窒化膜を選択的にエッチングする場合には、シリコン
酸化膜のエッチングレートに対するシリコン窒化膜のエ
ッチングレートの比、すなわち選択比が問題となる。ま
た、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜のエッチングレー
トは、燐酸水溶液の温度によって変化し、燐酸水溶液の
温度が高くなるほど大きくなる。そして、燐酸水溶液の
或る温度における選択比は、当該温度において燐酸水溶
液が沸騰状態にあるとき、言い換えると、当該温度が燐
酸水溶液の沸点となるような燐酸濃度であるときに、最
も大きくなる。したがって、シリコン窒化膜のエッチン
グレートや選択比、燐酸水溶液の濃度などとの関係で適
宜選定された処理温度に処理槽１０内の燐酸水溶液１４
の温度を保持し、かつ、その温度において常に燐酸水溶
液が沸騰している状態に保たれるように、すなわち、当
該温度が燐酸水溶液の沸点となるような燐酸濃度に保た
れるようにして、半導体ウエハの表面処理を行うことが
重要である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】処理槽１０内の燐酸水
溶液１４は、投込みヒータ１６およびインラインヒータ
２４で加熱されることにより水分が蒸発して、燐酸濃度
が上昇し、一方、上昇した燐酸濃度を下げるために、燐
酸水溶液の循環経路中において純水槽３０から純水供給
管５０を通って純水が燐酸水溶液へ補充される。したが
って、燐酸水溶液１４の燐酸濃度は、燐酸水溶液１４か
らの水分の蒸発量と純水の補充量とによって決まり、水
分蒸発量と純水補充量とが常に等しくなれば、燐酸水溶
液の燐酸濃度は、一定に保たれることになる。
溶液１４は、投込みヒータ１６およびインラインヒータ
２４で加熱されることにより水分が蒸発して、燐酸濃度
が上昇し、一方、上昇した燐酸濃度を下げるために、燐
酸水溶液の循環経路中において純水槽３０から純水供給
管５０を通って純水が燐酸水溶液へ補充される。したが
って、燐酸水溶液１４の燐酸濃度は、燐酸水溶液１４か
らの水分の蒸発量と純水の補充量とによって決まり、水
分蒸発量と純水補充量とが常に等しくなれば、燐酸水溶
液の燐酸濃度は、一定に保たれることになる。
【０００７】一方、燐酸水溶液への純水の補充によって
燐酸水溶液の熱量を奪うため、燐酸水溶液の温度が低下
する。燐酸水溶液の温度が低下すると、温度検出器３
４、５４からの検出信号に基づいて温度調節器５２、５
６によりヒータ１６、２４が制御されて、純水の補充に
よって燐酸水溶液から奪われた熱量に見合った熱量が燐
酸水溶液に与えられ、処理槽１０内の燐酸水溶液１４の
温度が所定温度に保持される。
燐酸水溶液の熱量を奪うため、燐酸水溶液の温度が低下
する。燐酸水溶液の温度が低下すると、温度検出器３
４、５４からの検出信号に基づいて温度調節器５２、５
６によりヒータ１６、２４が制御されて、純水の補充に
よって燐酸水溶液から奪われた熱量に見合った熱量が燐
酸水溶液に与えられ、処理槽１０内の燐酸水溶液１４の
温度が所定温度に保持される。
【０００８】ところが、従来のように燐酸水溶液へ一定
量の純水を連続して補充する方法では、処理槽１０内の
燐酸水溶液１４からの水分蒸発量と純水補充量とが等し
くなるとは限らない。このため、処理槽１０内の燐酸水
溶液１４の温度が所定温度に保持されても、その温度が
燐酸水溶液の沸点となるとは限らない。このように、従
来の方法では、所定温度において常に燐酸水溶液が沸騰
状態に保たれるように燐酸水溶液の燐酸濃度を制御しな
がら、半導体ウエハの表面処理を行うことは困難であっ
た。
量の純水を連続して補充する方法では、処理槽１０内の
燐酸水溶液１４からの水分蒸発量と純水補充量とが等し
くなるとは限らない。このため、処理槽１０内の燐酸水
溶液１４の温度が所定温度に保持されても、その温度が
燐酸水溶液の沸点となるとは限らない。このように、従
来の方法では、所定温度において常に燐酸水溶液が沸騰
状態に保たれるように燐酸水溶液の燐酸濃度を制御しな
がら、半導体ウエハの表面処理を行うことは困難であっ
た。
【０００９】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、酸の水溶液からなる処理液を所定温
度に保持しかつ常に沸騰状態に保ちながら、基板の表面
上に形成された２種類もしくはそれ以上の種類の被膜の
うちの所定の被膜を選択的にエッチングすることができ
る基板の表面処理方法を提供することを目的とする。
されたものであり、酸の水溶液からなる処理液を所定温
度に保持しかつ常に沸騰状態に保ちながら、基板の表面
上に形成された２種類もしくはそれ以上の種類の被膜の
うちの所定の被膜を選択的にエッチングすることができ
る基板の表面処理方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
酸の水溶液からなる処理液をヒータで加熱して処理液を
沸騰状態に保ち、沸騰状態の処理液中に基板を浸漬させ
て、基板の表面上に形成された２種類もしくはそれ以上
の種類の被膜のうちの所定の被膜を選択的にエッチング
する基板の表面処理方法において、前記ヒータの出力を
一定にして処理液に対し一定の熱量を与えて処理液を常
に沸騰状態に保つとともに、処理液の温度を検出し、そ
の検出温度に基づいて処理液の温度が所定温度に保持さ
れるように処理液への純水の補充量を制御することを特
徴とする。
酸の水溶液からなる処理液をヒータで加熱して処理液を
沸騰状態に保ち、沸騰状態の処理液中に基板を浸漬させ
て、基板の表面上に形成された２種類もしくはそれ以上
の種類の被膜のうちの所定の被膜を選択的にエッチング
する基板の表面処理方法において、前記ヒータの出力を
一定にして処理液に対し一定の熱量を与えて処理液を常
に沸騰状態に保つとともに、処理液の温度を検出し、そ
の検出温度に基づいて処理液の温度が所定温度に保持さ
れるように処理液への純水の補充量を制御することを特
徴とする。
【００１１】請求項２に係る発明は、請求項１記載の方
法において、処理液中への基板の投入時点から所定時間
内だけ、および、処理液の補充時点から所定時間内だ
け、それぞれヒータの出力を最大にすることを特徴とす
る。
法において、処理液中への基板の投入時点から所定時間
内だけ、および、処理液の補充時点から所定時間内だ
け、それぞれヒータの出力を最大にすることを特徴とす
る。
【００１２】請求項３に係る発明は、請求項１または請
求項２記載の方法において、処理液が燐酸水溶液であ
り、基板の表面上に形成された被膜がシリコン酸化膜と
シリコン窒化膜とであって、シリコン窒化膜を選択的に
エッチングすることを特徴とする。
求項２記載の方法において、処理液が燐酸水溶液であ
り、基板の表面上に形成された被膜がシリコン酸化膜と
シリコン窒化膜とであって、シリコン窒化膜を選択的に
エッチングすることを特徴とする。
【００１３】請求項１に係る発明の基板の表面処理方法
によると、一定出力のヒータにより処理液に対し一定の
熱量が与えられて、処理液が常に沸騰状態に保たれる。
すなわち、処理液がヒータによって加熱されることによ
り、処理液から水分が蒸発して、処理液の酸濃度が上昇
し、それに伴って処理液の沸点も上昇するが、処理液
は、上昇した沸点まで処理液の温度を同時的に上昇させ
ることができる程度の一定出力のヒータにより加熱され
て、常に沸騰状態に保たれる。一方、処理液の温度が検
出され、その検出温度に基づいて処理液の温度が所定温
度に保持されるように処理液へ純水が補充される。すな
わち、上記したように処理液からの水分の蒸発に伴う処
理液の酸濃度の上昇（沸点の上昇）により処理液の温度
が上昇するので、処理液からの水分蒸発に相応する処理
液の温度上昇を検出して、その温度上昇分に対応する量
の純水を処理液へ補充することにより、処理液の温度が
降下して元の所定温度に保持される。この時も、処理液
は沸騰状態に保たれているので、所定温度が処理液の沸
点であり、処理液は、所定温度が沸点となるような元の
酸濃度に保持されることとなる。このようにして、処理
液は、所定温度に保持されかつ所定濃度に保持されて常
に沸騰状態に保たれる。
によると、一定出力のヒータにより処理液に対し一定の
熱量が与えられて、処理液が常に沸騰状態に保たれる。
すなわち、処理液がヒータによって加熱されることによ
り、処理液から水分が蒸発して、処理液の酸濃度が上昇
し、それに伴って処理液の沸点も上昇するが、処理液
は、上昇した沸点まで処理液の温度を同時的に上昇させ
ることができる程度の一定出力のヒータにより加熱され
て、常に沸騰状態に保たれる。一方、処理液の温度が検
出され、その検出温度に基づいて処理液の温度が所定温
度に保持されるように処理液へ純水が補充される。すな
わち、上記したように処理液からの水分の蒸発に伴う処
理液の酸濃度の上昇（沸点の上昇）により処理液の温度
が上昇するので、処理液からの水分蒸発に相応する処理
液の温度上昇を検出して、その温度上昇分に対応する量
の純水を処理液へ補充することにより、処理液の温度が
降下して元の所定温度に保持される。この時も、処理液
は沸騰状態に保たれているので、所定温度が処理液の沸
点であり、処理液は、所定温度が沸点となるような元の
酸濃度に保持されることとなる。このようにして、処理
液は、所定温度に保持されかつ所定濃度に保持されて常
に沸騰状態に保たれる。
【００１４】請求項２に係る発明の方法では、処理液中
へ基板を投入した時や処理液を補充した時のように処理
液の温度が瞬時に大きく低下した時に、その時点から所
定時間内だけヒータの出力が最大にされるので、処理液
の温度が速やかに回復する。このため、基板の表面上に
形成された被膜のエッチングレートが低下するのを避け
ることができる。
へ基板を投入した時や処理液を補充した時のように処理
液の温度が瞬時に大きく低下した時に、その時点から所
定時間内だけヒータの出力が最大にされるので、処理液
の温度が速やかに回復する。このため、基板の表面上に
形成された被膜のエッチングレートが低下するのを避け
ることができる。
【００１５】請求項３に係る発明の方法では、燐酸水溶
液が所定温度に保持されかつ所定の燐酸濃度に保持され
て常に沸騰状態に保たれ、シリコン酸化膜に対するシリ
コン窒化膜の選択比が大きくなった状態で、基板の表面
上に形成されたシリコン窒化膜が選択的にエッチングさ
れる。
液が所定温度に保持されかつ所定の燐酸濃度に保持され
て常に沸騰状態に保たれ、シリコン酸化膜に対するシリ
コン窒化膜の選択比が大きくなった状態で、基板の表面
上に形成されたシリコン窒化膜が選択的にエッチングさ
れる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態
について図１および図２を参照しながら説明する。
について図１および図２を参照しながら説明する。
【００１７】図１は、この発明に係る基板の表面処理方
法を実施するのに使用される表面処理装置の概略構成の
１例を示す模式図である。図１において、図３で使用し
た符号と同一符号を付した構成要素は、図３に示した従
来の装置と共通するものであり、それらの説明を省略す
る。
法を実施するのに使用される表面処理装置の概略構成の
１例を示す模式図である。図１において、図３で使用し
た符号と同一符号を付した構成要素は、図３に示した従
来の装置と共通するものであり、それらの説明を省略す
る。
【００１８】この装置では、純水２８が貯留された純水
槽３０の内底部に一端が連通し他端吐出口が溢流液受け
部１８に配置され定量ポンプ３２が介設された純水供給
管３６に、流量制御弁３８および流量計４０が介挿され
ている。また、処理槽１０の内部に配置された温度検出
器３４が流量調節器４２に接続され、流量調節器４２が
流量制御弁３８に接続されている。さらに、投込みヒー
タ１６およびインラインヒータ２４に出力調節器４４が
接続されている。これら以外の構成は、図３に示した従
来の装置と同様である。
槽３０の内底部に一端が連通し他端吐出口が溢流液受け
部１８に配置され定量ポンプ３２が介設された純水供給
管３６に、流量制御弁３８および流量計４０が介挿され
ている。また、処理槽１０の内部に配置された温度検出
器３４が流量調節器４２に接続され、流量調節器４２が
流量制御弁３８に接続されている。さらに、投込みヒー
タ１６およびインラインヒータ２４に出力調節器４４が
接続されている。これら以外の構成は、図３に示した従
来の装置と同様である。
【００１９】図１に示した構成の装置より基板を表面処
理するには、例えば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半導体ウエハを燐酸水溶液によっ
て選択的エッチングするには、出力調節器４４により投
込みヒータ１６およびインラインヒータ２４の出力が常
に一定となるように調節して、投込みヒータ１６および
インラインヒータ２４によって処理槽１０内の燐酸水溶
液１４が１５０℃〜１８０℃の所定温度に加熱されるよ
うにする。この際のヒータ１６、２４の出力は、燐酸水
溶液１４を常に沸騰状態に保つために必要な熱量が燐酸
水溶液に対して与えられる程度に設定される。すなわ
ち、燐酸水溶液から水分が蒸発して燐酸濃度が上昇し、
それに伴って燐酸水溶液の沸点が上昇しても、その上昇
した沸点まで燐酸水溶液の温度を同時的に上昇させるこ
とができる程度に、ヒータ１６、２４の出力が設定され
る。また、処理槽１０内の燐酸水溶液１４の温度が温度
検出器３４によって検出され、その検出信号が流量調節
器４２へ送られ、検出信号に基づいて流量調節器４２に
より流量制御弁３８が制御、例えばＰＩＤ制御されるよ
うにする。そして、処理槽１０内の燐酸水溶液１４の温
度が所定温度に保持されるように、純水槽３０から純水
供給管３６を通って溢流液受け部１８内へ供給される純
水の流量が調節され、循環経路内を循環している燐酸水
溶液への単位時間当りの純水の補充量が調節される。
理するには、例えば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半導体ウエハを燐酸水溶液によっ
て選択的エッチングするには、出力調節器４４により投
込みヒータ１６およびインラインヒータ２４の出力が常
に一定となるように調節して、投込みヒータ１６および
インラインヒータ２４によって処理槽１０内の燐酸水溶
液１４が１５０℃〜１８０℃の所定温度に加熱されるよ
うにする。この際のヒータ１６、２４の出力は、燐酸水
溶液１４を常に沸騰状態に保つために必要な熱量が燐酸
水溶液に対して与えられる程度に設定される。すなわ
ち、燐酸水溶液から水分が蒸発して燐酸濃度が上昇し、
それに伴って燐酸水溶液の沸点が上昇しても、その上昇
した沸点まで燐酸水溶液の温度を同時的に上昇させるこ
とができる程度に、ヒータ１６、２４の出力が設定され
る。また、処理槽１０内の燐酸水溶液１４の温度が温度
検出器３４によって検出され、その検出信号が流量調節
器４２へ送られ、検出信号に基づいて流量調節器４２に
より流量制御弁３８が制御、例えばＰＩＤ制御されるよ
うにする。そして、処理槽１０内の燐酸水溶液１４の温
度が所定温度に保持されるように、純水槽３０から純水
供給管３６を通って溢流液受け部１８内へ供給される純
水の流量が調節され、循環経路内を循環している燐酸水
溶液への単位時間当りの純水の補充量が調節される。
【００２０】上記したように、出力調節器４４により投
込みヒータ１６およびインラインヒータ２４の出力を一
定にするとともに、温度検出器３４によって処理槽１０
内の燐酸水溶液１４の温度を検出し、流量調節器４２に
より流量制御弁３８を制御して、燐酸水溶液１４の温度
が所定温度に保持されるように単位時間当りの純水の補
充量を調節することにより、燐酸水溶液１４の燐酸濃度
が一定に保持されて、燐酸水溶液１４が常に沸騰状態に
保たれることとなる。すなわち、処理槽１０内の燐酸水
溶液１４から水分が蒸発することにより、燐酸水溶液１
４の燐酸濃度が上昇して燐酸水溶液１４の沸点が上昇
し、それに伴って燐酸水溶液１４の温度が上昇するの
で、燐酸水溶液１４からの水分蒸発に相応する燐酸水溶
液１４の温度上昇を温度検出器３４により検出して、そ
の温度上昇分に対応する量の純水を燐酸水溶液へ補充す
ると、燐酸水溶液１４の温度が降下して元の所定温度に
保持される。この時も、燐酸水溶液１４は沸騰状態に保
たれているので、所定温度が燐酸水溶液１４の沸点であ
り、燐酸水溶液１４は、所定温度が沸点となるような元
の燐酸濃度に保持されることとなる。
込みヒータ１６およびインラインヒータ２４の出力を一
定にするとともに、温度検出器３４によって処理槽１０
内の燐酸水溶液１４の温度を検出し、流量調節器４２に
より流量制御弁３８を制御して、燐酸水溶液１４の温度
が所定温度に保持されるように単位時間当りの純水の補
充量を調節することにより、燐酸水溶液１４の燐酸濃度
が一定に保持されて、燐酸水溶液１４が常に沸騰状態に
保たれることとなる。すなわち、処理槽１０内の燐酸水
溶液１４から水分が蒸発することにより、燐酸水溶液１
４の燐酸濃度が上昇して燐酸水溶液１４の沸点が上昇
し、それに伴って燐酸水溶液１４の温度が上昇するの
で、燐酸水溶液１４からの水分蒸発に相応する燐酸水溶
液１４の温度上昇を温度検出器３４により検出して、そ
の温度上昇分に対応する量の純水を燐酸水溶液へ補充す
ると、燐酸水溶液１４の温度が降下して元の所定温度に
保持される。この時も、燐酸水溶液１４は沸騰状態に保
たれているので、所定温度が燐酸水溶液１４の沸点であ
り、燐酸水溶液１４は、所定温度が沸点となるような元
の燐酸濃度に保持されることとなる。
【００２１】なお、処理槽１０内の燐酸水溶液１４中へ
半導体ウエハを投入した時や処理槽１０内へ燐酸水溶液
を補充した時などのように、外乱によって燐酸水溶液１
４の温度が瞬時に大きく低下すると、シリコン窒化膜の
エッチングレートの低下を招くこととなる。このため、
処理槽１０内の燐酸水溶液１４中へのウエハの投入や処
理槽１０内への燐酸水溶液の補充などによって燐酸水溶
液１４の温度が瞬時に低下した時には、出力調節器４４
によりヒータ１６、２４の出力を最大値に調節して燐酸
水溶液１４を加熱するようにするとよい。このようにす
ると、燐酸水溶液１４の温度が瞬時に低下しても、燐酸
水溶液１４の温度は速やかに回復するので、シリコン窒
化膜のエッチングレートの低下を避けることができる。
半導体ウエハを投入した時や処理槽１０内へ燐酸水溶液
を補充した時などのように、外乱によって燐酸水溶液１
４の温度が瞬時に大きく低下すると、シリコン窒化膜の
エッチングレートの低下を招くこととなる。このため、
処理槽１０内の燐酸水溶液１４中へのウエハの投入や処
理槽１０内への燐酸水溶液の補充などによって燐酸水溶
液１４の温度が瞬時に低下した時には、出力調節器４４
によりヒータ１６、２４の出力を最大値に調節して燐酸
水溶液１４を加熱するようにするとよい。このようにす
ると、燐酸水溶液１４の温度が瞬時に低下しても、燐酸
水溶液１４の温度は速やかに回復するので、シリコン窒
化膜のエッチングレートの低下を避けることができる。
【００２２】図２に、処理槽１０内の燐酸水溶液１４の
温度変化の状態の１例を示す。まず、処理を開始して燐
酸水溶液１４の温度が設定温度に到達するまでの期間Ｔ
１は、出力調節器４４によりヒータ１６、２４の出力を
最大値に調節して燐酸水溶液１４を加熱する。そして、
燐酸水溶液１４の温度が設定温度に到達した後、処理槽
１０内の燐酸水溶液１４中へウエハを投入したりあるい
は処理槽１０内へ燐酸水溶液を補充したりする時点ｔま
での期間Ｔ２は、出力調節器４４によりヒータ１６、２
４の出力を設定値に調節して、燐酸水溶液１４に対し一
定の熱量を与え続ける。処理槽１０内の燐酸水溶液１４
中へウエハを投入したりあるいは処理槽１０内へ燐酸水
溶液を補充したりすると、その時点ｔから燐酸水溶液１
４の温度が降下した後上昇に転じて再び設定温度に到達
するまでの期間Ｔ３は、出力調節器４４によりヒータ１
６、２４の出力を最大値に調節して燐酸水溶液１４に大
きな熱量を与える。そして、燐酸水溶液１４の温度が設
定温度に到達した以後の期間Ｔ４は、出力調節器４４に
よりヒータ１６、２４の出力を設定値に調節して、燐酸
水溶液１４に対し一定の熱量を与え続ける。
温度変化の状態の１例を示す。まず、処理を開始して燐
酸水溶液１４の温度が設定温度に到達するまでの期間Ｔ
１は、出力調節器４４によりヒータ１６、２４の出力を
最大値に調節して燐酸水溶液１４を加熱する。そして、
燐酸水溶液１４の温度が設定温度に到達した後、処理槽
１０内の燐酸水溶液１４中へウエハを投入したりあるい
は処理槽１０内へ燐酸水溶液を補充したりする時点ｔま
での期間Ｔ２は、出力調節器４４によりヒータ１６、２
４の出力を設定値に調節して、燐酸水溶液１４に対し一
定の熱量を与え続ける。処理槽１０内の燐酸水溶液１４
中へウエハを投入したりあるいは処理槽１０内へ燐酸水
溶液を補充したりすると、その時点ｔから燐酸水溶液１
４の温度が降下した後上昇に転じて再び設定温度に到達
するまでの期間Ｔ３は、出力調節器４４によりヒータ１
６、２４の出力を最大値に調節して燐酸水溶液１４に大
きな熱量を与える。そして、燐酸水溶液１４の温度が設
定温度に到達した以後の期間Ｔ４は、出力調節器４４に
よりヒータ１６、２４の出力を設定値に調節して、燐酸
水溶液１４に対し一定の熱量を与え続ける。
【００２３】また、処理槽１０内の燐酸水溶液１４の温
度が上昇する過程で、燐酸水溶液１４の温度が比例帯Ｐ
内に入ると（ａ時点）、純水の補充を開始して補充量を
徐々に増加させる。この後、燐酸水溶液１４の温度がな
おも上昇して比例帯Ｐ内を出ると（ｂ時点）、純水の補
充量を最大にして一定に保つ。そして、燐酸水溶液１４
の温度がさらに上昇してピークに達した後降下する過程
で、燐酸水溶液１４の温度が比例帯Ｐ内に入ると（ｃ時
点）、純水の補充量を徐々に減少させる。この後、燐酸
水溶液１４の温度がなおも降下して比例帯Ｐ内を出ると
（ｄ時点）、純水の補充を停止する。純水の補充を停止
してからしばらくすると、燐酸水溶液１４の温度は降下
から上昇に転じる。そして、燐酸水溶液１４の温度が上
昇して比例帯Ｐ内に入ると（ａ時点）、再び純水の補充
を開始して補充量を徐々に増加させる。以後、このよう
な温度変化が繰り返される。そして、この場合、処理槽
１０内の燐酸水溶液１４は常に沸騰状態に保たれている
ので、図２に示した定常状態での燐酸水溶液１４の温度
変化は、燐酸水溶液１４の沸点の変化に対応するもので
あり、したがって、図２に示した燐酸水溶液１４の温度
変化は、燐酸水溶液１４の燐酸濃度の変化を示している
ことになる。すなわち、純水の補充によって燐酸水溶液
１４の燐酸濃度が低下（燐酸水溶液１４の沸点が降下）
すると、それに伴って処理槽１０内の燐酸水溶液１４の
温度が降下し、純水の補充を停止することによって燐酸
水溶液１４からの水分蒸発により燐酸水溶液１４の燐酸
濃度が上昇（燐酸水溶液１４の沸点が上昇）すると、そ
れに伴って処理槽１０内の燐酸水溶液１４の温度が上昇
することになるからである。
度が上昇する過程で、燐酸水溶液１４の温度が比例帯Ｐ
内に入ると（ａ時点）、純水の補充を開始して補充量を
徐々に増加させる。この後、燐酸水溶液１４の温度がな
おも上昇して比例帯Ｐ内を出ると（ｂ時点）、純水の補
充量を最大にして一定に保つ。そして、燐酸水溶液１４
の温度がさらに上昇してピークに達した後降下する過程
で、燐酸水溶液１４の温度が比例帯Ｐ内に入ると（ｃ時
点）、純水の補充量を徐々に減少させる。この後、燐酸
水溶液１４の温度がなおも降下して比例帯Ｐ内を出ると
（ｄ時点）、純水の補充を停止する。純水の補充を停止
してからしばらくすると、燐酸水溶液１４の温度は降下
から上昇に転じる。そして、燐酸水溶液１４の温度が上
昇して比例帯Ｐ内に入ると（ａ時点）、再び純水の補充
を開始して補充量を徐々に増加させる。以後、このよう
な温度変化が繰り返される。そして、この場合、処理槽
１０内の燐酸水溶液１４は常に沸騰状態に保たれている
ので、図２に示した定常状態での燐酸水溶液１４の温度
変化は、燐酸水溶液１４の沸点の変化に対応するもので
あり、したがって、図２に示した燐酸水溶液１４の温度
変化は、燐酸水溶液１４の燐酸濃度の変化を示している
ことになる。すなわち、純水の補充によって燐酸水溶液
１４の燐酸濃度が低下（燐酸水溶液１４の沸点が降下）
すると、それに伴って処理槽１０内の燐酸水溶液１４の
温度が降下し、純水の補充を停止することによって燐酸
水溶液１４からの水分蒸発により燐酸水溶液１４の燐酸
濃度が上昇（燐酸水溶液１４の沸点が上昇）すると、そ
れに伴って処理槽１０内の燐酸水溶液１４の温度が上昇
することになるからである。
【００２４】なお、上記した実施形態では、温度検出器
３４によって検出された燐酸水溶液１４の温度に基づい
て流量調節器４２により流量制御弁３８を制御して、純
水槽３０から純水供給管３６を通って溢流液受け部１８
内へ供給される純水の流量を調節するようにしている
が、流量制御弁３８に代えて開閉制御弁を使用して、調
節器によって単位時間内に開閉制御弁を開く時間（単位
時間内における純水の補充時間）を調節することによ
り、燐酸水溶液への単位時間当りの純水の補充量を調節
するようにしてもよい。
３４によって検出された燐酸水溶液１４の温度に基づい
て流量調節器４２により流量制御弁３８を制御して、純
水槽３０から純水供給管３６を通って溢流液受け部１８
内へ供給される純水の流量を調節するようにしている
が、流量制御弁３８に代えて開閉制御弁を使用して、調
節器によって単位時間内に開閉制御弁を開く時間（単位
時間内における純水の補充時間）を調節することによ
り、燐酸水溶液への単位時間当りの純水の補充量を調節
するようにしてもよい。
【００２５】
【発明の効果】請求項１に係る発明の基板の表面処理方
法によると、酸の水溶液からなる処理液を所定温度に保
持しかつ所定の酸濃度に保持して常に沸騰状態に保ちな
がら、基板の表面処理を行うことができ、このため、基
板の表面上に形成された２種類もしくはそれ以上の種類
の被膜のうちの所定の被膜を大きな選択比でもって選択
的にエッチングすることができる。
法によると、酸の水溶液からなる処理液を所定温度に保
持しかつ所定の酸濃度に保持して常に沸騰状態に保ちな
がら、基板の表面処理を行うことができ、このため、基
板の表面上に形成された２種類もしくはそれ以上の種類
の被膜のうちの所定の被膜を大きな選択比でもって選択
的にエッチングすることができる。
【００２６】請求項２に係る発明の方法では、処理液中
へ基板を投入した時や処理液を補充した時のように処理
液の温度が瞬時に大きく低下した時に、処理液の温度を
速やかに回復させることができるので、基板の表面上に
形成された被膜のエッチングレートの低下を防ぐことが
できる。
へ基板を投入した時や処理液を補充した時のように処理
液の温度が瞬時に大きく低下した時に、処理液の温度を
速やかに回復させることができるので、基板の表面上に
形成された被膜のエッチングレートの低下を防ぐことが
できる。
【００２７】請求項３に係る発明の方法では、シリコン
酸化膜に対するシリコン窒化膜の選択比を大きくして、
基板の表面上に形成されたシリコン窒化膜を選択的にエ
ッチングすることができる。
酸化膜に対するシリコン窒化膜の選択比を大きくして、
基板の表面上に形成されたシリコン窒化膜を選択的にエ
ッチングすることができる。
【図１】この発明に係る基板の表面処理方法を実施する
のに使用される表面処理装置の概略構成の１例を示す模
式図である。
のに使用される表面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の表面処理方法を実施した
ときの、処理槽内の燐酸水溶液の温度変化の状態の１例
を示す図である。
ときの、処理槽内の燐酸水溶液の温度変化の状態の１例
を示す図である。
【図３】従来の表面処理装置の概略構成の１例を示す模
式図である。
式図である。
１０ 処理槽 １２ 処理槽底部の液導入口 １４ 燐酸水溶液 １６ 投込みヒータ １８ 溢流液受け部 ２０ 液循環用配管 ２２ 循環ポンプ ２４ インラインヒータ ２６ フィルタ ２８ 純水 ３０ 純水槽 ３２ 定量ポンプ ３４ 温度検出器 ３６ 純水供給管 ３８ 流量制御弁 ４０ 流量計 ４２ 流量調節器 ４４ 出力調節器
Claims (3)
- 【請求項１】 酸の水溶液からなる処理液をヒータで加
熱して処理液を沸騰状態に保ち、沸騰状態の処理液中に
基板を浸漬させて、基板の表面上に形成された２種類も
しくはそれ以上の種類の被膜のうちの所定の被膜を選択
的にエッチングする基板の表面処理方法において、 前記ヒータの出力を一定にして処理液に対し一定の熱量
を与えて処理液を常に沸騰状態に保つとともに、処理液
の温度を検出し、その検出温度に基づいて処理液の温度
が所定温度に保持されるように処理液への純水の補充量
を制御することを特徴とする基板の表面処理方法。 - 【請求項２】 処理液中への基板の投入時点から所定時
間内だけ、および、処理液の補充時点から所定時間内だ
け、それぞれヒータの出力が最大にされる請求項１記載
の基板の表面処理方法。 - 【請求項３】 処理液が燐酸水溶液であり、基板の表面
上に形成された被膜がシリコン酸化膜とシリコン窒化膜
とであって、シリコン窒化膜が選択的にエッチングされ
る請求項１または請求項２記載の基板の表面処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32247797A JPH11145107A (ja) | 1997-11-07 | 1997-11-07 | 基板の表面処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32247797A JPH11145107A (ja) | 1997-11-07 | 1997-11-07 | 基板の表面処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11145107A true JPH11145107A (ja) | 1999-05-28 |
Family
ID=18144078
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32247797A Pending JPH11145107A (ja) | 1997-11-07 | 1997-11-07 | 基板の表面処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11145107A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7097784B2 (en) | 2002-12-27 | 2006-08-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Etching method and apparatus for semiconductor wafers |
| JP2008252122A (ja) * | 2008-06-16 | 2008-10-16 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 基板処理装置 |
| JP2009231527A (ja) * | 2008-03-24 | 2009-10-08 | Nec Electronics Corp | 基板処理方法および基板処理装置 |
| JP2013206946A (ja) * | 2012-03-27 | 2013-10-07 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 基板処理装置 |
| US20190080937A1 (en) * | 2017-09-11 | 2019-03-14 | Tokyo Electron Limited | Substrate liquid processing apparatus, substrate liquid processing method and recording medium |
| CN118385196A (zh) * | 2024-03-26 | 2024-07-26 | 江苏亚电科技股份有限公司 | 一种晶圆清洗用磷酸溶液供给装置及方法 |
-
1997
- 1997-11-07 JP JP32247797A patent/JPH11145107A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7097784B2 (en) | 2002-12-27 | 2006-08-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Etching method and apparatus for semiconductor wafers |
| JP2009231527A (ja) * | 2008-03-24 | 2009-10-08 | Nec Electronics Corp | 基板処理方法および基板処理装置 |
| JP2008252122A (ja) * | 2008-06-16 | 2008-10-16 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 基板処理装置 |
| JP2013206946A (ja) * | 2012-03-27 | 2013-10-07 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 基板処理装置 |
| US10520416B2 (en) | 2012-03-27 | 2019-12-31 | SCREEN Holdings Co., Ltd. | Substrate treating method for a substrate treating apparatus that carries out etching treatment of substrates |
| US20190080937A1 (en) * | 2017-09-11 | 2019-03-14 | Tokyo Electron Limited | Substrate liquid processing apparatus, substrate liquid processing method and recording medium |
| CN118385196A (zh) * | 2024-03-26 | 2024-07-26 | 江苏亚电科技股份有限公司 | 一种晶圆清洗用磷酸溶液供给装置及方法 |
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