基板处理方法、基板处理装置以及处理液与流程

本发明涉及一种基板处理方法、基板处理装置以及使用于基板处理方法与基板处理装置的处理液。成为处理对象的基板例如包括半导体晶片、光盘用基板、磁盘用基板、光磁盘用基板、光罩(photomask)用基板、陶瓷基板、太阳能电池用基板以及液晶显示设备、等离子体显示器、有机el(electroluminescence；电致发光)显示设备等平板显示器(fpd；flat panel display)用的基板等基板。

背景技术：

1、使用氢氟酸(hydrofluoric acid)作为用以蚀刻基板的表面的蚀刻液(参照下述专利文献1)。在以蚀刻液处理基板后，通过diw(deionized water；去离子水)等清洗(rinse)液清洗基板的表面。

2、现有技术文献

3、专利文献

4、专利文献1：美国专利申请公开第2012/260949号公报。

技术实现思路

1、发明要解决的问题

2、在专利文献1所记载的基板处理中，通过液体流动的过程蚀刻基板。详细而言，开始朝基板供给蚀刻液从而开始蚀刻，并通过清洗(rinse)液将蚀刻液从基板上排除从而停止蚀刻。因此，即使在开始供给清洗液后，直至蚀刻液从基板上排除为止蚀刻不会停止。因此，蚀刻停止的时机(timming)不明确，会有无法精度好地蚀刻基板的表层部的担忧。

3、因此，本发明的一个目的在于提供一种能提升基板的表层部的蚀刻的控制性的基板处理方法、基板处理装置以及处理液。

4、用于解决问题的手段

5、本发明的实施方式之一是提供一种基板处理方法，包括：处理膜形成工序，对基板的表面供给处理液并使前述基板的表面上的处理液固化或者硬化，由此于前述基板的表面形成处理膜；蚀刻促进工序，对前述处理膜进行蚀刻功能展现处理，由此促进基于前述处理膜的前述基板的表层部的蚀刻；以及蚀刻缓和工序，进行对前述处理膜的蚀刻功能消失处理，由此在前述处理膜被维持在前述基板上的状态下缓和基于前述处理膜的前述基板的表层部的蚀刻。

6、依据此种基板处理方法，基于处理膜的基板的表层部的蚀刻不在处理膜的形成时开始，而是以对处理膜的蚀刻功能展现处理为契机而被促进。而且，无须为了缓和蚀刻而去除处理膜，而是在将处理膜维持在基板上的状态下以对处理膜的蚀刻功能消失处理为契机而被缓和。由此，能根据对处理膜的处理来切换蚀刻被促进的状态以及蚀刻被缓和的状态。因此，容易控制蚀刻的促进的时机以及蚀刻的缓和的时机。因此，能提升基板的表层部的蚀刻的控制性。

7、所谓蚀刻的促进指下述两者：从蚀刻完全被停止的状态使蚀刻开始；以及使已经开始的蚀刻的速度上升。同样地，所谓蚀刻的缓和指下述两者：使进展中的蚀刻完全停止；以及使进展中的蚀刻的速度降低。

8、在本发明的实施方式之一中，前述蚀刻功能展现处理包括：加热强化处理，加强对前述处理膜的加热。前述蚀刻功能消失处理包括：加热弱化处理，减弱对前述处理膜的加热。

9、依据此种基板处理方法，通过加强对处理膜的加热来促进蚀刻。另一方面，通过减弱对处理膜的加热来缓和蚀刻。由于蚀刻的促进以及蚀刻的缓和是以改变加热的强弱这种主动性的处理为契机，因此容易控制蚀刻的促进的时机以及蚀刻的缓和的时机。因此，能提升基板的表层部的蚀刻的控制性。

10、在本发明的实施方式之一中，前述蚀刻功能展现处理包括：ph调整处理，朝向前述基板上的前述处理膜供给ph调整液，将前述处理膜中的ph调整成酸性或者碱性。而且，前述蚀刻功能消失处理包括：中性化处理，朝向前述基板上的前述处理膜供给中性化液，使前述处理膜中的ph比前述ph调整处理后的前述处理膜中的ph更接近中性。

11、依据此种基板处理方法，对处理膜供给ph调整液，由此将处理膜所含有的液体成分的ph值调整成酸性或者碱性，从而促进蚀刻。另一方面，通过对处理膜供给中性化液，处理膜所含有的液体成分的ph接近中性，从而缓和蚀刻。由于蚀刻的促进以及蚀刻的缓和是以改变ph这种主动性的处理为契机，因此容易控制蚀刻的促进的时机以及蚀刻的缓和的时机。因此，能提升基板的表层部的蚀刻的控制性。

12、在本发明的实施方式之一中，在前述处理膜形成工序中形成含有功能展现成分的前述处理膜，前述功能展现成分通过前述蚀刻功能展现处理而展现蚀刻功能。因此，通过已经调整过功能展现成分的量的处理膜来蚀刻基板的表层部，由此能控制基板的表层部的蚀刻量。

13、在本发明的实施方式之一中，前述功能展现成分为通过前述蚀刻功能展现处理将质子(proton)释放至前述处理膜中、并且通过前述蚀刻功能消失处理从前述处理膜接取质子的聚合物(polymer)。前述蚀刻促进工序包括下述工序：通过前述蚀刻功能展现处理使前述聚合物释放前述质子，由此促进前述基板的表层部的蚀刻。而且，前述蚀刻缓和工序包括下述工序：通过前述蚀刻功能消失处理对前述聚合物赋予前述质子，由此缓和前述基板的表层部的蚀刻。

14、通过从聚合物释放的质子来促进基板的表层部的蚀刻，通过聚合物接取质子从而缓和基板的表层部的蚀刻。

15、因此，只要为通过蚀刻功能展现处理使聚合物释放质子且通过蚀刻功能消失处理使聚合物接取质子的构成，即能通过对处理膜进行的处理的切换来控制基板的表层部的蚀刻的促进以及蚀刻的缓和。作为此种聚合物，能例举例如n-异丙基丙烯酰胺(n-isopropylacrylamide)和n,n’-亚甲基双丙烯酰胺(n,n-methylenebisacrylamide)和丙烯酸(acrylic acid)的共聚物(copolymer)。

16、在本发明的实施方式之一中，前述功能展现成分为具有复数种构成单元且包含有机酸作为前述构成单元的一种的聚合物。前述蚀刻促进工序包括下述工序：通过前述蚀刻功能展现处理来分解前述聚合物并形成包含单体有机酸的复数种单体，由此促进前述基板的表层部的蚀刻。而且，前述蚀刻缓和工序包括下述工序：通过前述蚀刻功能消失处理来聚合前述处理膜中的复数种单体并形成前述聚合物，由此缓和前述基板的表层部的蚀刻。

17、由于单体有机酸的酸性度比作为聚合物的构成单元的有机酸还高，因此能蚀刻基板的表层部。因此，只要为通过蚀刻功能展现处理来分解聚合物并形成复数种单体且通过蚀刻功能消失处理来聚合处理膜中的复数种单体并形成聚合物的构成，即能通过对处理膜进行的处理的切换来控制基板的表层部的蚀刻的促进以及蚀刻的缓和。作为此种聚合物，能例举例如具有丙烯酸作为有机酸且为n-异丙基丙烯酰胺与丙烯酸的共聚物。

18、在本发明的实施方式之一中，复数次循环地执行蚀刻处理，前述蚀刻处理将前述蚀刻促进工序以及前述蚀刻缓和工序作为一个循环。因此，能通过执行的蚀刻处理的循环数量精度好地控制基板的表层部的蚀刻量。

19、在本发明的实施方式之一中，前述基板处理方法进一步包括：处理膜去除工序，对前述处理膜的表面供给去除液，由此从前述基板的表面去除前述处理膜。通过去除液来去除处理膜，由此能洗净基板的表面。

20、在本发明的实施方式之一中，前述处理膜去除工序包括：溶解去除工序，使前述去除液溶解前述处理膜，由此从前述基板的表面去除前述处理膜。依据此种基板处理方法，使去除液溶解处理膜，由此能从基板的表面迅速地去除处理膜。

21、在本发明的实施方式之一中，前述处理膜去除工序包括：剥离去除工序，通过前述去除液从前述基板的表面剥离前述处理膜，由此从前述基板的表面去除前述处理膜。

22、依据此种基板处理方法，处理膜并不是被剥离液溶解而从基板的表面被去除，而是从基板的表面剥离而被去除。因此，在于基板的表面附着有微粒(particle)等去除对象物的情形中，处理膜在保持着去除对象物的状态下从基板的表面被剥离。结果，能将去除对象物从基板的表面剥离并去除。

23、在本发明的实施方式之一中，在前述处理膜形成工序中形成有包含固体状态的低溶解性成分以及固体状态的高溶解性成分的前述处理膜，前述固体状态的高溶解性成分在前述去除液中的溶解性比前述低溶解性成分高。而且，前述剥离去除工序包括下述工序：一边将前述低溶解性成分维持在固体状态一边使前述去除液选择性地溶解前述高溶解性成分，由此从前述基板的表面剥离前述处理膜。

24、依据此种基板处理方法，通过去除液，处理膜中的固体状态的高溶解性成分选择性地被溶解。所谓“固体状态的高溶解性成分选择性地被溶解”并不是指仅固体状态的高溶解性成分被溶解。所谓“固体状态的高溶解性成分选择性地被溶解”是指虽然固体状态的低溶解性成分也被稍微溶解，但是大部分的固体状态的高溶解性成分被溶解。

25、通过固体状态的高溶解性成分的选择性的溶解，在处理膜中形成有间隙，去除液经由此间隙到达至处理膜与基板之间的接触界面。另一方面，处理膜中的低溶解性成分以固体状态被维持。因此，在于基板的表面存在有去除对象物的情形中，能一边通过固体状态的低溶解性成分保持去除对象物一边使去除液作用于固体状态的低溶解性成分与基板之间的接触界面。结果，能从基板的表面迅速地去除处理膜并从基板的表面效率好地将去除对象物与处理膜一起去除。

26、在本发明的实施方式之一中，蚀刻前述基板的表层部，由此形成被前述处理膜保持的蚀刻残渣。而且，前述处理膜去除工序包括下述工序：在前述蚀刻残渣被前述处理膜保持的状态下将前述蚀刻残渣与前述处理膜一起去除。

27、依据此种基板处理方法，因为基板的表层部的蚀刻所产生的蚀刻残渣在处理膜去除工序中与处理膜一起从基板的表面被去除。因此，无须在去除处理膜后另外进行用以去除蚀刻残渣的处理。

28、在本发明的实施方式之一中，于前述基板形成有俯视观看时为圆形状的沟槽(trench)，前述沟槽使前述基板的表面凹陷。前述沟槽具有底壁以及侧壁，前述侧壁连接于前述底壁且于前述沟槽的深度方向延伸。前述侧壁具有：底壁侧部，连接于前述底壁；以及开口侧部，划分前述沟槽的开口。而且，前述处理膜形成工序包括下述工序：形成用以覆盖前述侧壁的前述底壁侧部以及前述底壁的前述处理膜。

29、依据此种基板处理方法，形成有不覆盖侧壁的开口侧部而是覆盖底壁以及侧壁的底壁侧部的处理膜。因此，能仅在沟槽内的底壁附近蚀刻基板的表层部。因此，能仅在沟槽内的底壁附近扩展沟槽的宽度。如此，能通过控制形成有处理膜的区域来控制在基板的表面中被蚀刻的区域。

30、本发明的其他的实施方式提供一种基板处理装置，包含：处理液供给单元，朝向基板的表面供给处理液；处理膜形成单元，使前述基板的表面上的处理液固化或者硬化，由此于前述基板的表面形成处理膜；处理膜加热单元，加热前述处理膜；加热调整单元，调整基于前述处理膜加热单元的前述处理膜的加热程度；以及控制器，控制前述处理液供给单元、前述处理膜形成单元、前述处理膜加热单元以及前述加热调整单元。

31、前述控制器被编程为执行：处理膜形成工序，从前述处理液供给单元朝向前述基板的表面供给处理液，并通过前述处理膜形成单元使前述基板的表面上的处理液固化或者硬化，由此于前述基板的表面形成处理膜；蚀刻促进工序，通过前述加热调整单元来加强基于前述处理膜加热单元的前述处理膜的加热，由此促进基于前述处理膜的前述基板的表层部的蚀刻；以及蚀刻缓和工序，通过前述加热调整单元来减弱基于前述处理膜加热单元的前述处理膜的加热，由此在将前述处理膜维持在前述基板上的状态下缓和前述基板的表层部的蚀刻。

32、依据此种基板处理装置，基于处理膜的基板的表层部的蚀刻不在处理膜的形成时被促进，而是通过加强对处理膜的加热而被促进。而且，无须为了缓和蚀刻而去除处理膜，而是通过在将处理膜维持在基板上的状态下减弱对处理膜的加热而被缓和。也即，能根据对处理膜的加热的强弱来切换蚀刻进展的状态以及蚀刻被缓和的状态。因此，容易控制蚀刻的促进的时机以及蚀刻的缓和的时机。因此，能提升基板的表层部的蚀刻的控制性。

33、本发明的另一个实施方式提供一种基板处理装置，包含：处理液供给单元，朝向基板的表面供给处理液；处理膜形成单元，使前述基板的表面上的处理液固化或者硬化，由此于前述基板的表面形成处理膜；ph调整液供给单元，朝向前述基板的表面供给ph调整液，前述ph调整液将前述处理膜中的ph调整成酸性或者碱性；中性化液供给单元，朝向前述基板的表面供给中性化液，前述中性化液使前述处理膜中的ph接近中性；以及控制器，控制前述处理液供给单元、前述处理膜形成单元、前述ph调整液供给单元以及前述中性化液供给单元。

34、前述控制器被编程为执行：处理膜形成工序，从前述处理液供给单元朝向前述基板的表面供给处理液，并通过前述处理膜形成单元使前述基板的表面上的处理液固化或者硬化，由此于前述基板的表面形成处理膜；蚀刻促进工序，从前述ph调整液供给单元朝向前述基板的表面供给前述ph调整液并将前述处理膜中的ph调整成酸性或者碱性，由此促进基于前述处理膜的前述基板的表层部的蚀刻；以及蚀刻缓和工序，从前述中性化液供给单元朝向前述基板的表面供给前述中性化液，使前述处理膜中的ph比通过前述ph调整液调整后的前述处理膜中的ph更接近中性，由此在将前述处理膜维持在前述基板上的状态下缓和前述基板的表层部的蚀刻。

35、依据此种基板处理装置，基于处理膜的基板的表层部的蚀刻不在处理膜的形成时被促进，而是通过ph调整液将处理膜中的ph调整成酸性或者碱性从而被促进。而且，无须为了缓和蚀刻而去除处理膜，而是通过中性化液使处理膜中的ph接近中性从而被缓和。也即，能根据处理膜中的ph的变化来切换蚀刻进展的状态以及蚀刻被缓和的状态。因此，容易控制蚀刻的促进的时机以及蚀刻的缓和的时机。因此，能提升基板的表层部的蚀刻的控制性。

36、本发明的另一个实施方式提供一种处理液，用以通过固化或者硬化于基板的表面形成处理膜。处理液含有聚合物，该聚合物通过蚀刻功能展现处理来促进基于前述处理膜的前述基板的表层部的蚀刻，并通过蚀刻功能消失处理来缓和基于前述处理膜的前述基板的表层部的蚀刻。

37、依据此种构成，基于处理膜的基板的表层部的蚀刻不在处理膜的形成时开始，而是以对处理膜的蚀刻功能展现处理为契机而被促进。而且，无须为了缓和蚀刻而去除处理膜，而是在将处理膜维持在基板上的状态下以对处理膜的蚀刻功能消失处理为契机而被缓和。由此，能根据对处理膜的处理来切换蚀刻被促进的状态以及蚀刻被缓和的状态。因此，容易控制蚀刻的促进的时机以及蚀刻的缓和的时机。因此，能提升基板的表层部的蚀刻的控制性。

38、参照附图并通过以下实施方式的说明，更明确本发明的上述以及其他的目的、特征以及效果。