衬底处理方法及衬底处理装置制造方法及图纸

通过将TMAH、过氧化氢与水混合，从而制备包含TMAH、过氧化氢和水、但不含氟化氢化合物的碱性蚀刻液。将制备的蚀刻液供给至露出了多晶硅膜和氧化硅膜的衬底，在抑制氧化硅膜的蚀刻的同时对多晶硅膜进行蚀刻。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】衬底处理方法及衬底处理装置
本专利技术涉及对衬底进行处理的衬底处理方法及衬底处理装置。作为处理对象的衬底包含例如半导体晶片、液晶显示装置用衬底、光盘用衬底、磁盘用衬底、光磁盘用衬底、光掩模用衬底、陶瓷衬底、太阳能电池用衬底、有机EL(electroluminescence，电致发光)显示装置等FPD(FlatPanelDisplay，平板显示装置)用衬底等。
技术介绍
半导体器件、液晶显示装置等的制造工序中，使用了对半导体晶片、液晶显示装置用玻璃衬底等衬底进行处理的衬底处理装置。专利文献1中公开了将TMAH(四甲基氢氧化铵)供给至衬底、从而对形成于衬底的多晶硅膜进行蚀刻的衬底处理装置。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2013-258391号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题半导体器件、液晶显示装置等的制造工序中，存在下述情况：向露出了多晶硅膜及氧化硅膜的衬底供给TMAH等蚀刻液，在抑制氧化硅膜的蚀刻的同时对多晶硅膜进行蚀刻。多晶硅膜由大量的微小硅单晶构成。硅单晶相对于TMAH显示各向异性。即，向硅单晶供给TMAH时的蚀刻速度根据硅的晶面的不同而不同(蚀刻的各向异性)。在多晶硅膜的表面露出的晶面的方位为多种，根据多晶硅膜的部位的不同而不同。此外，在多晶硅膜的表面露出的晶面的方位根据多晶硅膜的不同而不同。由于硅单晶存在各向异性，因此若利用TMAH对多晶硅膜进行蚀刻，则多晶硅膜的蚀刻量根据多晶硅膜的部位的不同而不同(虽然只是略微不同)。利用TMAH对多张多晶硅膜进行蚀刻时，多晶硅膜的蚀刻量也根据多晶硅膜的不同而不同(虽然只是略微不同)。与衬底上形成的图案的微细化相伴，存在即使是此种程度的蚀刻不均也不被允许的情况。因此，本专利技术的目的之一在于提供能够在抑制氧化硅膜的蚀刻的同时、对多晶硅膜均匀地进行蚀刻的衬底处理方法及衬底处理装置。用于解决课题的手段本专利技术的一个实施方式提供衬底处理方法，其包括下述工序：蚀刻液制备工序，通过将有机碱、氧化剂与水混合，从而制备包含有机碱、氧化剂和水、但不含氟化氢化合物的碱性蚀刻液；和选择蚀刻工序，将上述蚀刻液制备工序中制备的上述蚀刻液供给至露出了多晶硅膜和氧化硅膜的衬底，在抑制上述氧化硅膜的蚀刻的同时对上述多晶硅膜进行蚀刻。根据该构成，包含有机碱、氧化剂和水的碱性蚀刻液被供给至露出了多晶硅膜和氧化硅膜的衬底。蚀刻液为在不蚀刻或基本不蚀刻氧化硅的情况下对多晶硅进行蚀刻的液体。氧化硅的蚀刻速度小于多晶硅的蚀刻速度。因此，能够选择性地蚀刻多晶硅膜。被供给至衬底的蚀刻液与多晶硅膜的表面接触。多晶硅膜的表面由大量的微小硅单晶构成。蚀刻液中包含的氧化剂与大量的微小硅单晶的表面反应而生成氧化硅。因此，若蚀刻液中包含氧化剂，则多晶硅膜的蚀刻速度降低。但是，蚀刻液中包含的氧化剂并非均匀地与硅单晶的多个晶面反应，而是优先与这些晶面中活性能量高的晶面反应。因此，活性能量高的晶面的蚀刻速度相对地大幅降低，各面方位的蚀刻速度之差减少。由此，硅单晶相对于蚀刻液的各向异性降低。即，构成多晶硅膜的硅单晶的蚀刻接近于各向同性。此外，蚀刻液不含氟化氢化合物。氟化氢化合物会与氧化硅膜反应而使氧化硅膜溶解于蚀刻液中。通过多晶硅膜与氧化剂的反应而生成的氧化硅也会与氟化氢化合物反应而溶解于蚀刻液中。因此，通过将氟化氢化合物从蚀刻液的成分中排除，从而能够防止选择性(多晶硅膜的蚀刻速度/氧化硅膜的蚀刻速度)的降低，能够防止由氧化剂带来的效果的降低。由此，能够在抑制氧化硅膜的蚀刻的同时、均匀地蚀刻多晶硅膜。需要说明的是，氟化氢化合物为与有机碱(无水物)、氧化剂、及水不同的物质。氟化氢化合物是指化学式中含有HF的化合物。氟化氢(HF)包括在氟化氢化合物内。本实施方式中，也可以在上述衬底处理方法中加入以下的至少一个特征。上述蚀刻液制备工序为制备由上述有机碱、上述氧化剂和上述水形成的碱性液体的工序。根据该构成，仅包含有机碱、氧化剂和水、而不含这些以外的成分的碱性蚀刻液被供给至露出了多晶硅膜和氧化硅膜的衬底。由此，能够使硅单晶的各面方位的蚀刻速度之差减少,能够使构成多晶硅膜的硅单晶的各向异性降低。因此，能够在抑制氧化硅膜的蚀刻的同时、均匀地蚀刻多晶硅膜。上述衬底包含:层叠膜,其包含以上述多晶硅膜和上述氧化硅膜相互交替的方式在上述衬底的厚度方向上层叠的多张上述多晶硅膜和多张上述氧化硅膜；和凹部,其从上述衬底的最外表面沿上述衬底的厚度方向凹入,并将上述多张多晶硅膜和上述多张氧化硅膜贯通,上述选择蚀刻工序包括至少向上述凹部内供给上述蚀刻液的工序。根据该构成，层叠膜中包含的多晶硅膜及氧化硅膜的侧面在形成于衬底的凹部的侧面露出。蚀刻液被供给至衬底的凹部内。由此，多张多晶硅膜的侧面被蚀刻，沿衬底的面方向移动(所谓的侧蚀刻)。即，在凹部内形成从多张氧化硅膜的侧面沿衬底的面方向凹入的多个凹口(recess，凹处)。硅单晶相对于蚀刻液的各向异性高的情况下，多晶硅膜的蚀刻速度根据多晶硅膜的不同而略微不同。在该情况下，形成于凹部内的凹口的深度(衬底的面方向上的距离)将根据凹口的不同而不同。因此，通过在蚀刻液中含有氧化剂，能够降低多张多晶硅膜之间的蚀刻速度之差，能够抑制凹口深度的偏差。上述衬底处理方法中，在上述选择蚀刻工序之前，还包括向上述衬底供给氧化膜除去液从而将上述多晶硅膜的自然氧化膜除去的自然氧化膜除去工序。根据该构成，氧化膜除去液被供给至衬底，多晶硅膜的自然氧化膜被从多晶硅膜的表层除去。然后，蚀刻液被供给至衬底，多晶硅膜被选择性地蚀刻。多晶硅膜的自然氧化膜主要由氧化硅构成。蚀刻液为在不蚀刻或基本不蚀刻氧化硅的情况下对多晶硅进行蚀刻的液体。因此，通过预先将多晶硅膜的自然氧化膜除去，从而能够高效地蚀刻多晶硅膜。上述多晶硅膜为通过执行下述多个工序而得到的薄膜，所述多个工序包括：使多晶硅堆积的堆积工序；以及，对上述堆积工序中堆积的上述多晶硅进行加热的热处理工序。根据该构成，进行了热处理工序(其中对堆积的多晶硅进行加热)的多晶硅膜被含有氧化剂的碱性蚀刻液蚀刻。若在适当的条件下对堆积的多晶硅进行加热，则多晶硅的粒度(晶粒度)增加。因此，与未进行热处理工序的情况相比，构成多晶硅膜的硅单晶大型化。这意味着在多晶硅膜的表面露出的硅单晶的数量减少，各向异性的影响提高。因此，通过向这样的多晶硅膜供给含有氧化剂的蚀刻液，能够有效地降低各向异性的影响。上述蚀刻液制备工序包括使上述蚀刻液的溶解氧浓度降低的溶解氧浓度变更工序。根据该构成，降低了溶解氧浓度的蚀刻液被供给至衬底。如前文所述，氧化剂使构成多晶硅膜的硅单晶的各向异性降低，但也会使多晶硅膜的蚀刻速度降低。另一方面，若使蚀刻液的溶解氧浓度降低，则多晶硅膜的蚀刻速度提高。因此，通过将降低了溶解氧浓度的蚀刻液供给至衬底，能够在抑制多晶硅膜的蚀刻速度的降低的同时、使硅单晶的各向异性降低。上述衬底处理方法还包括使与保持于上述衬底的上述蚀刻液本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.衬底处理方法，其包括下述工序：/n蚀刻液制备工序，通过将有机碱、氧化剂与水混合，从而制备包含有机碱、氧化剂和水、但不含氟化氢化合物的碱性蚀刻液；和/n选择蚀刻工序，将所述蚀刻液制备工序中制备的所述蚀刻液供给至露出了多晶硅膜和氧化硅膜的衬底，在抑制所述氧化硅膜的蚀刻的同时对所述多晶硅膜进行蚀刻。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180305 JP 2018-0389931.衬底处理方法，其包括下述工序：
蚀刻液制备工序，通过将有机碱、氧化剂与水混合，从而制备包含有机碱、氧化剂和水、但不含氟化氢化合物的碱性蚀刻液；和
选择蚀刻工序，将所述蚀刻液制备工序中制备的所述蚀刻液供给至露出了多晶硅膜和氧化硅膜的衬底，在抑制所述氧化硅膜的蚀刻的同时对所述多晶硅膜进行蚀刻。


2.如权利要求1所述的衬底处理方法，其中，所述蚀刻液制备工序为制备由所述有机碱、所述氧化剂和所述水形成的碱性液体的工序。


3.如权利要求1或2所述的衬底处理方法，其中，所述衬底包含：
层叠膜，其包含以所述多晶硅膜与所述氧化硅膜相互交替的方式在所述衬底的厚度方向上层叠的多张所述多晶硅膜和多张所述氧化硅膜；和
凹部，其从所述衬底的最外表面沿所述衬底的厚度方向凹入，并将所述多张多晶硅膜和所述多张氧化硅膜贯通，
所述选择蚀刻工序包括至少向所述凹部内供给所述蚀刻液的工序。


4.如权利要求1～3中任一项所述的衬底处理方法，其中，在所述选择蚀刻工序之前，还包括向所述衬底供给氧化膜除去液从而将所述多晶硅膜的自然氧化膜除去的自然氧化膜除去工序。


5.如权利要求1～4中任一项所述的衬底处理方法，其中，所述多晶硅膜为通过执行下述多个工序而得到的薄膜，所述多个工序包括：使多晶硅堆积的堆积工序；以及，对所述堆积工序中堆积的所述多晶硅进行加热的热处理工序。


6.如权利要求1～5中任一项所述的衬底处理方法，其中，所述蚀刻液制备工序包括使所述蚀刻液的溶解氧浓度降低的溶解氧浓度变更工序。


7.如权利要求1～6中任一项所述的衬底处理方法，其还包括使与保持于所述衬底的所述蚀刻液接触的气氛中的氧浓度降低的气氛氧浓度变更工序。


8.如权利要求1～7中任一项所述的衬底处理方法，其中，所述蚀刻液制备工序包括对所述蚀刻液中的所述氧化剂的浓度进行变更的氧化剂浓度变更工序。


9.衬底处理装置，其具备：
衬底保持单元，其对露出了多晶硅膜和氧化硅膜的衬底进行保持；
蚀刻液制备单元，其通过将有机碱、氧化剂与水混合，从而制备包含有机碱、氧化剂和水、但不含氟化氢化...

【专利技术属性】
技术研发人员：根来世，小林健司，
申请(专利权)人：株式会社斯库林集团，
类型：发明
国别省市：日本;JP