基板处理方法以及基板处理装置与流程

本技术以2020年8月31日所提出的日本专利申请2020-146097号为基础主张优先权，并援引该申请的全部内容融入本技术中。本发明涉及处理基板的基板处理方法及基板处理装置。基板例如包括：半导体晶片、液晶显示设备与有机el(electroluminescence，电致发光)显示设备等的fpd(flatpanel display，平面显示器)用基板、光盘用基板、磁盘用基板、光磁盘用基板、光掩模用基板、陶瓷基板、太阳电池用基板等。

背景技术：

1、在半导体装置、fpd等的制造步骤中，存在对半导体晶片、fpd用玻璃基板等基板供应tmah(tetramethyl ammonium hydroxide，四甲基氢氧化铵)、koh(氢氧化钾)等碱性的蚀刻液的情况。若利用碱性的蚀刻液蚀刻单晶硅，则蚀刻速度会在硅的每个结晶面不同。专利文献1公开有：为缓和蚀刻速度的面方位相关性，将含有丙二醇的tmah供应给基板。

2、现有技术文献

3、专利文献

4、专利文献1：日本特开2020-038956号公报

技术实现思路

1、发明所要解决的问题

2、若如专利文献1所记载那样，将含有丙二醇的tmah供应给基板，虽会降低蚀刻的各向异性，但亦会导致蚀刻速度(每单位时间的蚀刻量)降低。因而导致处理时间增加。若使用氢氟酸与硝酸的混合液等酸性蚀刻液，虽可在短时间内对蚀刻对象物施行均匀蚀刻，但根据基板状态的不同，会有较为偏好碱性的蚀刻液的情况。例如在一边抑制氧化硅、氮化硅等非蚀刻对象物的蚀刻，一边对单晶硅、多晶硅等蚀刻对象物施行蚀刻的选择蚀刻中，若未使用碱性的蚀刻液便无法获得高选择比。

3、因此，本发明的目的之一在于提供一种能缩短处理时间，且可对表示单晶硅或多晶硅中的至少一者的蚀刻对象物进行均匀蚀刻的基板处理方法及基板处理装置。

4、用于解决问题的手段

5、本发明的一实施方式提供一种基板处理方法，是对含有表示单晶硅与多晶硅中的至少一者的蚀刻对象物的基板施行处理的基板处理方法；包括第1蚀刻步骤与第2蚀刻步骤；该第1蚀刻步骤通过将碱性的第1蚀刻液供应给上述基板，而对上述蚀刻对象物施行蚀刻；该第2蚀刻步骤在将上述第1蚀刻液供应给上述基板前或供应后，通过将碱性的第2蚀刻液供应给上述基板，而对上述蚀刻对象物施行蚀刻；该第2蚀刻液含有会阻碍氢氧化物离子与上述蚀刻对象物接触的化合物，且对硅的(110)面、(100)面、及(111)面的蚀刻速度的最大值与最小值差比上述第1蚀刻液小，上述蚀刻速度的上述最大值比上述第1蚀刻液小。

6、在该方法中，对露出表示单晶硅与多晶硅中的至少一者的蚀刻对象物的基板，供应碱性的第1蚀刻液。由此，对蚀刻对象物施行蚀刻。然后，在第1蚀刻液供应给基板前或供应后，将碱性的第2蚀刻液供应给基板。由此，更进一步对蚀刻对象物施行蚀刻。

7、第2蚀刻液是含有阻碍氢氧化物离子与蚀刻对象物接触的化合物的液体。该化合物会使蚀刻的各向异性及蚀刻速度变化。具体而言，第2蚀刻液对硅的(110)面、(100)面、及(111)面的蚀刻速度的最大值及最小值的差，比第1蚀刻液小。即，第2蚀刻液的蚀刻的各向异性比第1蚀刻液小。另外，第2蚀刻液对这些结晶面的蚀刻速度最大值比第1蚀刻液小。

8、若将第1蚀刻液供应给基板，虽然蚀刻均匀性比第2蚀刻液差，但会以较大的速度对蚀刻对象物进行蚀刻。若将第2蚀刻液供应给基板，虽然蚀刻比第1蚀刻液慢，但可对蚀刻对象物均匀地蚀刻。因此，通过将蚀刻的各向异性与蚀刻速度彼此相异的第1蚀刻液与第2蚀刻液供应给基板，相较于持续供应第2蚀刻液的情况，可缩短处理时间，且能对蚀刻对象物进行均匀蚀刻。

9、上述实施方式中，亦可将以下特征中的至少其中一项追加至上述基板处理方法中。

10、上述第2蚀刻步骤包括：通过将上述第2蚀刻液供应给上述基板，而利用上述第2蚀刻液置换与上述基板接触的上述第1蚀刻液的步骤。

11、在该方法中，在第1蚀刻液供应给基板后，并非将第2蚀刻液以外的液体供应给基板，而是将第2蚀刻液供应给基板。由此，利用第2蚀刻液置换与基板接触的第1蚀刻液。若蚀刻对象物进行氧化，蚀刻对象物的表层便会变化为氧化硅。氧化硅并不会被碱性的蚀刻液蚀刻、或几乎不会被蚀刻。

12、若刚将第1蚀刻液供应给基板后便将第2蚀刻液供应给基板，便可缩短从第1蚀刻液供应起至供应第2蚀刻液为止的时间，便可抑制或防止蚀刻对象物被氧化。由此，相较于持续供应第2蚀刻液的情况，可缩短处理时间，且可使所蚀刻的蚀刻对象物的实际形状接近希望的形状。

13、上述第1蚀刻液是含有上述化合物的碱性的蚀刻液，上述第1蚀刻液与第2蚀刻液系成分、浓度及温度中的至少一项上互异。

14、在该方法中，不仅第2蚀刻液，就连第1蚀刻液亦含有化合物。因此，第1蚀刻液亦会降低蚀刻的各向异性。第1蚀刻液与第2蚀刻液在成分、浓度及温度中的至少一项上互异。若这些中的至少一项不同，则蚀刻的各向异性与蚀刻速度会改变。由此，相较于持续供应第2蚀刻液的情况，可缩短处理时间，且能对蚀刻对象物均匀地蚀刻。

15、当含有化合物的碱性的蚀刻液是含有蚀刻物质、化合物及溶剂的溶液的情况，第1蚀刻液与第2蚀刻液可就蚀刻物质与化合物中的至少一者的种类不同，亦可在第1蚀刻液与第2蚀刻液中的至少一者，含有蚀刻物质、化合物及溶剂以外的物质。第1蚀刻液与第2蚀刻液可就蚀刻物质或化合物的浓度不同，亦可为蚀刻物质与化合物双方的浓度均不同。

16、上述第2蚀刻步骤系至少包括以下步骤中的一个：在与上述基板接触的上述第1蚀刻液中混入上述化合物的步骤；及在使含有上述化合物的含化合物溶液接触到上述基板的状态下，在上述含化合物溶液中混入上述第1蚀刻液的步骤。

17、在该方法中，在将第1蚀刻液供应给基板后，便将化合物供应给基板。由此，在与基板接触的第1蚀刻液中混合化合物，将含有化合物的第1蚀刻液当作第2蚀刻液供应给基板。或者，将含有化合物的含化合物溶液供应给基板后，将第1蚀刻液供应给基板。由此，在与基板接触的含化合物溶液中混入第1蚀刻液，将含化合物溶液与第1蚀刻液的混合液当作第2蚀刻液供应给基板。若持续供应第1蚀刻液，则含化合物溶液会从基板附近消失，仅第1蚀刻液供应给基板。这样，因为利用第1蚀刻液制成第2蚀刻液，便可减少蚀刻液的使用量。

18、包括：将包括上述第1蚀刻步骤与第2蚀刻步骤的1个循环施行多次的重复步骤。

19、在该方法中，将第1蚀刻液与第2蚀刻液交替多次地供应给基板。若持续将各向异性较大的第1蚀刻液供应给基板，则蚀刻速度较小的(111)面露出部分的面积会增加。在此情况下，因为(111)面以外的结晶面与第1蚀刻液的接触面积减少，因而蚀刻速度降低。若供应各向异性较小的第2蚀刻液，则(111)面会被蚀刻，该结晶面露出部分的面积减少。然后，若将第1蚀刻液供应给基板，便可再度以较大的蚀刻速度蚀刻基板。

20、本发明的另一实施方式提供一种基板处理装置，是对含有表示单晶硅与多晶硅中的至少一者的蚀刻对象物的基板，施行处理的基板处理装置，具备：基板保持单元、第1蚀刻单元、及第2蚀刻单元；该基板保持单元保持上述基板；该第1蚀刻单元通过对由上述基板保持单元所保持的上述基板，供应碱性的第1蚀刻液，而对上述蚀刻对象物施行蚀刻；该第2蚀刻单元通过在将上述第1蚀刻液供应给上述基板之前或供应后，将碱性的第2蚀刻液供应给由上述基板保持单元保持的上述基板，而对上述蚀刻对象物施行蚀刻，该第2蚀刻液含有阻碍氢氧化物离子与上述蚀刻对象物接触的化合物，对硅的(110)面、(100)面及(111)面的蚀刻速度的最大值与最小值的差，比上述第1蚀刻液小，上述蚀刻速度的上述最大值比上述第1蚀刻液小。根据该构成，便可达与前述的基板处理方法同样的效果。

21、本发明的前述或其他目的、特征及效果，参照附图并通过下述实施方式的说明便可清楚明了。