(57)【要約】【課題】高温酸化熱処理で基板裏面に付着した酸化異物を除去し、この付着酸化異物を起因として生じていたデバイス作製時のパターニング不良を低減できる。【解決手段】ウェーハ内部に酸素イオンを注入する工程と、ウェーハをシリコンリング上に載置して熱処理を施し表面から所定深さ領域に埋込み酸化膜を形成することにより埋込み酸化膜上にＳＯＩ層を形成してＳＩＭＯＸ基板を作製し更に全面酸化膜を形成する工程と、熱処理したＳＩＭＯＸ基板をリングから降ろした後、基板全面をエッチング処理し、全面酸化膜を除去する工程とを含み、全面酸化膜を除去する工程の前、或いは後に、全面に酸化膜を有する基板裏面の熱処理工程時におけるリングとの接触部分を含むリング状領域をエッチングし、ウェーハとリングとの接触状態で熱処理したことに起因して生じた付着酸化異物を除去する工程を更に含むことを特徴とする。【選択図】図１
2010034473.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコンウェーハの内部に酸素イオンを注入するイオン注入工程と、
前記ウェーハをシリコンリング上に載置して熱処理を施し前記ウェーハ表面から所定の深さの領域に埋込み酸化膜を形成することにより前記埋込み酸化膜上のウェーハ表面にＳＯＩ層を形成してＳＩＭＯＸ基板を作製し更に全面に酸化膜を形成する熱処理工程と、
前記熱処理したＳＩＭＯＸ基板をシリコンリングから降ろした後、前記ＳＩＭＯＸ基板の全面にエッチングを施して前記熱処理により生じた酸化膜を除去する全面酸化膜除去工程と
を含むＳＩＭＯＸ基板の製造方法において、
前記全面酸化膜除去工程の前、或いは後に、
前記全面に酸化膜を有するＳＩＭＯＸ基板裏面の熱処理工程時におけるシリコンリングとの接触部分を含むリング状領域をエッチングし、前記ウェーハと前記シリコンリングとの接触状態で熱処理したことに起因して生じた付着酸化異物を除去する工程を更に含む
ことを特徴とするＳＩＭＯＸ基板の製造方法。
【請求項２】
熱処理時にシリコンウェーハを前記ウェーハ裏面でシリコンリングにより支持した後、前記熱処理後の酸化膜を有するウェーハ裏面における前記リングとの接触部分を含むリング状領域をエッチングする装置であって、
水平に設置される円盤状のベースと、
前記ベース上面にベース中心部からベース外周部に向かって互いに同一高さで同心円状に設けられた第１及び第２周壁と、
前記ベース外周部に立設され前記ウェーハ裏面を前記第１及び第２周壁の各上端より０．５〜３ｍｍ離した状態で前記ベース上面に対向するように前記ウェーハを支持する複数のウェーハサポートと、
前記ベース中央に設けられ前記第１周壁で囲まれた円形凹部に純水を供給するための水供給孔と、
前記第１周壁と第２周壁の間のベースに設けられ両周壁で囲まれたリング状凹部にエッチング液を供給するためのエッチング液供給孔と前記リング状凹部に貯えられたエッチング液を排出するためのエッチング液排出孔と、
前記第１周壁内部に鉛直方向に貫通して設けられ前記円形凹部及びリング状凹部からオーバーフローする純水の全部とエッチング液の一部を排出する複数の第１貫通孔と、
前記第２周壁内部に鉛直方向に貫通して設けられ前記リング状凹部からオーバーフローするエッチング液の一部を排出する複数の第２貫通孔と、
前記第２周壁の外側のベースに設けられ前記第２周壁より高く純水を噴出するための複数の噴出孔と
を備え、
前記複数のウェーハサポートに水平に支持されたウェーハ裏面のリング状領域に前記リング状凹部に貯えられたエッチング液を接触させて前記リング状領域をエッチングし、前記ウェーハと前記シリコンリングとの接触状態で熱処理したことに起因して生じた付着酸化異物を除去し、前記ウェーハ裏面のリング状領域の内側領域を前記円形凹部に貯えられた純水に接触させて前記内側領域を前記エッチング液から保護し、かつ前記ウェーハ裏面のリング状領域の外側領域に前記複数の噴出孔から噴出する純水を接触させて前記外側領域を前記エッチング液から保護するように構成された
ことを特徴とするエッチング装置。
【請求項３】
エッチング液排出孔から排出されたエッチング液をポンプによりエッチング液供給孔に供給してエッチング液を循環使用する請求項２記載のエッチング装置。
【請求項４】
エッチング液を循環する流路にエッチング液を２５〜４５℃に温めるヒータを備えた請求項２又は３記載のエッチング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコンウェーハ内に埋込み酸化膜を形成して、埋込み酸化膜上にＳＯＩ（Silicon-On-Insulator）層を形成することにより、ＳＩＭＯＸ（Separation by Implanted Oxygen）基板を製造する方法及び該方法に用いるエッチング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＳＯＩ基板は、(1)素子と基板間の寄生容量を低減できるのでデバイス動作の高速化が可能であり、(2)放射線耐圧に優れており、(3)誘電体分離が容易のため高集積化が可能であり、更に(4)耐ラッチアップの特性を向上できる等の非常に優れた特徴を有する。現在ＳＯＩ基板の製造方法には、大きく２つに分類できる。一つの方法は、薄膜化される活性ウェーハと、支持ウェーハを貼合せて形成する貼合せ法であり、他の方法はウェーハ表面より酸素イオンを注入してウェーハ表面から所定の深さの領域に埋込み酸化層を形成するＳＩＭＯＸ法である。特にＳＩＭＯＸ法は製造工程数が少なく、またＳＩＭＯＸ方により製造されるＳＯＩ基板、即ちＳＩＭＯＸ基板は、大面積でかつ結晶性の良好な素子形成領域を容易に得ることができるため、将来的に有効な手法として期待されている。
【０００３】
ＳＩＭＯＸ基板の製造方法は、先ず、図９（ａ）〜図９（ｄ）に示すように、シリコンウェーハ２の両面を鏡面加工した後に、この鏡面加工面から酸素イオン１をインプランテーションによりウェーハ２中の所定深さに注入するイオン注入工程と、酸素イオン１を注入したウェーハ２に酸化雰囲気下、高温熱処理を施すことによりウェーハ２内部に埋込み酸化膜３を形成する熱処理工程から構成される。具体的には、シリコンウェーハ２を５００℃〜６５０℃の温度に保持し、ウェーハ２表面から１０17〜１０18個／ｃｍ2程度の酸素原子イオン或いは酸素分子イオン１を所定の深さに注入する。引続き酸素イオン１を注入したシリコンウェーハ２を５００℃〜７００℃の温度に保持した熱処理炉内に投入し、スリップを発生させないように徐々に昇温を開始して１３００℃〜１３９０℃程度の温度で１０時間程度の熱処理を施す。この高温熱処理によりウェーハ２内部に注入された酸素イオン１がシリコンと反応してウェーハ内部に埋込み酸化膜３が形成される。このような工程を経て、支持基板９と、この支持基板９上に形成された埋込み酸化膜３と、この埋込み酸化膜３上に形成されたＳＯＩ層４とを備えたＳＩＭＯＸ基板６が製造される。そして、得られたＳＩＭＯＸ基板６には、熱処理によってその全面に酸化膜８が形成されているため、基板６全面をエッチングして熱処理により生じた酸化膜８を除去する全面酸化膜除去工程が施される。
【０００４】
熱処理工程で使用される上記熱処理炉の処理室には、処理ガスが導入される反応管、ウェーハを支持する支持具及び炉口部からの放熱を抑制する断熱板等が配設されている。支持具は、ウェーハの大口径化に伴うスリップの発生を低減するため、ウェーハとリング状に線接触、面接触するものが開発されている。例えば、その一形態として、シリコン材料から構成され半導体基板と直接接触して支持する第１の治具と、この第１の治具を保持するとともに熱処理ボートに載置する第２の治具とを設けた半導体基板の熱処理治具が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１では、第１の治具としてシリコン単結晶が、ホルダとなる第２の治具として高温強度に強いシリコンカーバイドが使用されている。
【特許文献１】国際公開第２００５／０４５９１７号パンフレット（明細書第２頁第２０行〜第２４行目、請求の範囲第１項）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載されたようなウェーハとの接触部分がシリコンリングで構成されたウェーハ支持具を用いた場合、図１０（ａ）〜図１０（ｃ）に示すように、イオン注入後のウェーハ２は支持具５に載置された状態で炉内に搭載して熱処理が施されるが、高温酸化熱処理ではウェーハ２全面だけでなく、ウェーハ２を直接支持するシリコンリング５ａ表面が酸化されて、ウェーハ２とシリコンリング５ａとの接触部分にも酸化膜８が形成されるため、ウェーハ２が酸化膜８を介してシリコンリング５ａに支持された状態となる。そして、図１０（ｄ）に示すように、熱処理後のＳＩＭＯＸ基板６をシリコンリング５ａから降ろすとき、シリコンリング５ａとの接触部分の酸化膜８ａが基板６側に吸着した場合には基板６裏面に酸化異物８ａとして付着する。そうすると、図１０（ｅ）に示すように、基板６全面に酸化膜除去のためのエッチング処理を施したとしても、基板６裏面のシリコンリング５ａとの接触部分は付着した酸化異物８ａが存在している分、酸化膜８，８ａを除去しきれず、基板６裏面にリング状に酸化膜が異物として残留してしまう。
【０００６】
ここでこの基板全面に施す酸化膜除去のためのエッチング処理を、基板裏面に形成された酸化膜が異物として残留しなくなる程度まで、通常よりも長い時間をかけてエッチングすることも考えられるが、この場合、基板側面部に位置する埋込み酸化膜の端縁がエッチングされてしまい、上層に相当するＳＯＩ層の端面がひさし状に張出した状態になる。この張出し部分は厚さが薄いため、機械的強度に弱く、後続する種々の処理工程中に欠けたり、剥離する。これにより生じたシリコン片はパーティクルとなって活性領域のＳＯＩ層の表面に付着する。パーティクルの付着したＳＯＩ層にデバイスを形成した場合、パターン不良や各種の堆積膜の欠陥の原因となり、製品歩留りが低下する問題がある。
【０００７】
この全面酸化膜処理後に残留した異物が基板裏面に存在していると、デバイス作製時に露光装置のステージとＳＩＭＯＸ基板の間に介在して、基板表面が盛り上がり、局部的なフォーカスずれを起こしてしまいレジストパターンのパターニング不良を引き起こしてしまうおそれがあった。
【０００８】
本発明の目的は、高温酸化熱処理で基板裏面に付着した酸化異物を除去し、この付着酸化異物を起因として生じていたデバイス作製時のパターニング不良を低減し得る、ＳＩＭＯＸ基板の製造方法及び該方法に使用するエッチング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る発明は、図１に示すように、シリコンウェーハ１２の内部に酸素イオン１１を注入するイオン注入工程と、ウェーハ１２をシリコンリング１５ａ上に載置して熱処理を施しウェーハ表面から所定の深さの領域に埋込み酸化膜１３を形成することにより埋込み酸化膜１３上のウェーハ表面にＳＯＩ層１４を形成してＳＩＭＯＸ基板１６を作製し更に全面に酸化膜１８を形成する熱処理工程と、熱処理したＳＩＭＯＸ基板１６をシリコンリング１５ａから降ろした後、ＳＩＭＯＸ基板１６の全面にエッチングを施して熱処理により生じた酸化膜１８を除去する全面酸化膜除去工程とを含むＳＩＭＯＸ基板の製造方法の改良である。その特徴ある構成は、全面酸化膜除去工程の前、或いは後に、全面に酸化膜を有するＳＩＭＯＸ基板１６裏面の熱処理工程時におけるシリコンリング１５ａとの接触部分を含むリング状領域１７をエッチングし、ウェーハとシリコンリングとの接触状態で熱処理したことに起因して生じた付着酸化異物１８ａを除去する工程を更に含むところにある。
【００１０】
請求項２に係る発明は、熱処理時にシリコンウェーハをウェーハ裏面でシリコンリングにより支持した後、熱処理後の酸化膜を有するウェーハ裏面におけるリングとの接触部分を含むリング状領域をエッチングする装置であって、図２に示すように、水平に設置される円盤状のベース２１と、ベース２１上面にベース２１中心部からベース２１外周部に向かって互いに同一高さで同心円状に設けられた第１及び第２周壁２２，２３と、ベース２１外周部に立設されウェーハ１６裏面を第１及び第２周壁２２，２３の各上端より０．５〜３ｍｍ離した状態でベース２１上面に対向するようにウェーハ１６を支持する複数のウェーハサポート２４と、ベース２１中央に設けられ第１周壁２２で囲まれた円形凹部２１ａに純水を供給するための水供給孔２５と、第１周壁２２と第２周壁２３の間のベース２１に設けられ両周壁２２，２３で囲まれたリング状凹部２１ｂにエッチング液を供給するためのエッチング液供給孔２６とリング状凹部２１ｂに貯えられたエッチング液を排出するためのエッチング液排出孔２７と、第１周壁２２内部に鉛直方向に貫通して設けられ円形凹部２１ａ及びリング状凹部２１ｂからオーバーフローする純水の全部とエッチング液の一部を排出する複数の第１貫通孔２８と、第２周壁２３内部に鉛直方向に貫通して設けられリング状凹部２１ｂからオーバーフローするエッチング液の一部を排出する複数の第２貫通孔２９と、第２周壁２３の外側のベース２１に設けられ第２周壁２３より高く純水を噴出するための複数の噴出孔３０とを備え、複数のウェーハサポート２４に水平に支持されたウェーハ１６裏面のリング状領域にリング状凹部２１ｂに貯えられたエッチング液を接触させてリング状領域をエッチングし、ウェーハとシリコンリングとの接触状態で熱処理したことに起因して生じた付着酸化異物を除去し、ウェーハ１６裏面のリング状領域の内側領域を円形凹部２１ａに貯えられた純水に接触させて内側領域をエッチング液から保護し、かつウェーハ１６裏面のリング状領域２１ｂの外側領域に複数の噴出孔３０から噴出する純水を接触させて外側領域をエッチング液から保護するように構成されたことを特徴とするエッチング装置である。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明であって、図４に示すように、エッチング液排出孔２７から排出されたエッチング液をポンプ３２によりエッチング液供給孔２６に供給してエッチング液を循環使用するエッチング装置である。
【００１２】
請求項４に係る発明は、請求項２又は３に係る発明であって、エッチング液を循環する流路にエッチング液を２５〜４５℃に温めるヒータ３３を備えたエッチング装置である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のＳＩＭＯＸ基板の製造方法は、全面酸化膜除去工程の前、或いは後に、付着酸化異物を除去する工程を施すことによって、高温酸化熱処理で基板裏面に付着したリング状の酸化異物を除去して高平坦度のＳＩＭＯＸ基板とするため、この付着酸化異物を起因として生じていたデバイス作製時のパターニング不良を低減することができる。
【００１４】
また、本発明のエッチング装置は、上記ＳＩＭＯＸ基板の製造において、高温酸化熱処理で基板裏面に付着したリング状の酸化異物とその周辺のリング状領域のみを効率良く除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
本発明のＳＩＭＯＸ基板の製造方法は、シリコンウェーハの内部に酸素イオンを注入した後、ウェーハをシリコンリング上に載置して熱処理を施しウェーハ表面から所定の深さの領域に埋込み酸化膜を形成することにより埋込み酸化膜上のウェーハ表面にＳＯＩ層を形成してＳＩＭＯＸ基板を作製し更に全面に酸化膜を形成し、熱処理したＳＩＭＯＸ基板をシリコンリングから降ろした後、ＳＩＭＯＸ基板の全面にエッチングを施して熱処理により生じた酸化膜を除去するものである。
【００１７】
そしてその特徴ある構成は、全面酸化膜除去の前、或いは後に、全面に酸化膜を有するＳＩＭＯＸ基板裏面の熱処理工程時におけるシリコンリングとの接触部分を含むリング状領域をエッチングし、ウェーハとシリコンリングとの接触状態で熱処理したことに起因して生じた付着酸化異物を除去する工程を更に含むところにある。これらの各工程を以下に示す。
【００１８】
（１）イオン注入工程
先ず、図１（ａ）に示すように、チョクラルスキー法やフローティングゾーン法等の方法により製造された単結晶インゴットを、スライスしてウェーハに加工し、このウェーハにラッピング、エッチング、研削、研磨、更には鏡面研磨等を施して形成されたシリコンウェーハ１２を準備する。準備した酸素イオン注入前のシリコンウェーハ１２の酸素濃度は、１５〜３０ｐｐｍａが好ましい。
【００１９】
次に、シリコンウェーハ１２の内部に酸素イオン１１を注入する。酸素イオン１１の注入は従来から行われている手段と同一の手段で行うが、最終的に得られる図１（ｆ）に示すＳＩＭＯＸ基板１６におけるＳＯＩ層１４の厚さが５〜１００ｎｍ、好ましくは１５〜９０ｎｍになるように、ウェーハ１２表面から所定の深さの領域に注入する。ここで、ＳＯＩ層１４の厚さを５〜１００ｎｍの範囲に限定したのは、５ｎｍ未満では耐圧不良が生じたり或いは埋込み酸化膜１３とＳＯＩ層１４の粗さの関係から表面ラフネスに起因する欠陥が生じるおそれがあり、１００ｎｍを越えると耐圧が低下するからである。
【００２０】
（２）熱処理工程
図１（ｂ）に示すように、酸素イオン１１が注入されたシリコンウェーハ１２を、ウェーハとの接触箇所がシリコンリング１５ａにより形成された支持具１５の上に載置し、支持した状態で支持具を熱処理炉内に搭載する。続いて、図１（ｃ）に示すように、酸化雰囲気下、即ち酸素及び不活性ガスの混合雰囲気下で、１３００〜１３７０℃、好ましくは１３３０〜１３６０℃、更に好ましくは１３５０℃の温度に、１５〜３０時間、好ましくは１８〜２５時間保持する高温酸化熱処理を施す。不活性ガスとしては、アルゴンや窒素ガスが挙げられる。従って、この熱処理のガス雰囲気は、酸素とアルゴンの混合ガス、又は酸素と窒素の混合ガスであることが好ましい。ここで、熱処理温度を１３００〜１３７０℃の範囲に限定したのは、１３００℃未満では耐圧不良が生じるおそれがあり、１３７０℃を越えると熱処理炉の処理室内に使用されたシリコンカーバイド製の部材の劣化が著しくなってシリコンウェーハ１２の品質異常が発生するからである。また熱処理時間を１５〜３０時間の範囲に限定したのは、１５時間未満では正常な埋込み酸化膜１３を形成できず、３０時間を越えると生産性が低下するからである。この熱処理で使用する支持具１５として、ウェーハとの接触部分にシリコンリング１５ａを用いるのは、ウェーハの大口径化に伴うスリップの発生を低減するためである。
【００２１】
この高温酸化熱処理により、ウェーハ１２表面から所定の深さの領域に埋込み酸化膜１３が形成されるとともに埋込み酸化膜１３上のウェーハ１２表面にＳＯＩ層１４が形成される。また、基板全面には酸化膜が形成される。即ち、図１（ｃ）に示すように、支持基板１９と、この支持基板１９上に形成された埋込み酸化膜１３と、この埋込み酸化膜１３上に形成されたＳＯＩ層１４とを有するＳＩＭＯＸ基板１６が得られる。
【００２２】
また、この高温酸化熱処理により、ＳＩＭＯＸ基板１６全面だけでなく、ＳＩＭＯＸ基板１６を直接支持するシリコンリング１５ａが酸化されて、ＳＩＭＯＸ基板１６とシリコンリング１５ａとの接触部分にも酸化膜が形成されるため、ＳＩＭＯＸ基板１６が酸化膜１８，１８ａを介してシリコンリング１５ａに支持された状態となる。ＳＩＭＯＸ基板１６全面に形成される酸化膜１８は約８００ｎｍ程度の厚さ、シリコンリング１５ａ表面に形成される酸化膜１８ａは少なくとも約８００ｎｍ以上の厚さ、ＳＩＭＯＸ基板１６とシリコンリング１５ａとの間に存在する酸化膜１８，１８ａは、合計１６００ｎｍ以上の厚さと考えられる。
【００２３】
そして高温酸化熱処理後に、図１（ｄ）に示すように、ＳＩＭＯＸ基板１６をシリコンリング１５ａから降ろすとき、ＳＩＭＯＸ基板１６とシリコンリング１５ａとの間に存在する酸化膜のシリコンリング１５ａ表面に形成された酸化膜１８ａが基板１６側に吸着した場合には基板裏面に酸化異物として付着することになる。従って、高温酸化熱処理後は、ＳＩＭＯＸ基板裏面のシリコンリングとの接触部分に付着したリング状の酸化異物を除去する必要がある。
【００２４】
なお、ＳＩＭＯＸ基板１６をシリコンリング１５ａから降ろすとき、シリコンリング１５ａ表面に形成された酸化膜１８ａがＳＩＭＯＸ基板１６側に吸着することなく、逆にＳＩＭＯＸ基板１６裏面側に形成された酸化膜１８がシリコンリング１５ａ側に吸着する場合もあるが、その確率は５０％程度であり、高い確率でＳＩＭＯＸ基板１６裏面に付着酸化異物が形成されてしまうおそれがあることに変わりはない。ＳＩＭＯＸ基板１６裏面側に形成された酸化膜１８がシリコンリング１５ａ側に吸着した場合には、ＳＩＭＯＸ基板１６裏面に形成された酸化膜のうち、シリコンリング１５ａとの接触部分のみが剥離され、凹みが形成される。
【００２５】
（３）付着酸化異物除去工程
図１（ｅ）に示すように、全面に酸化膜１８を有するＳＩＭＯＸ基板１６裏面の熱処理工程時におけるシリコンリング１５ａとの接触部分を含むリング状領域１７をエッチングし、ウェーハ１２とシリコンリング１５ａとの接触状態で熱処理したことに起因して生じた付着酸化異物を除去する。ここでリング状領域１７とは、高温酸化熱処理で基板１６裏面に付着したリング状の酸化異物とその周辺の領域をいう。この工程を施した後の基板１６裏面は、リング状領域１７のみがエッチングされ、このリング状領域１７の内側に位置する内側領域１７ａと外側に位置する外側領域１７ｂはエッチングされず酸化膜１８が残留した状態が保たれている。
【００２６】
この工程で使用する本発明のエッチング装置は、基板１６裏面のリング状領域１７のみを効率良くエッチングすることができる装置である。
【００２７】
図２及び図３に示すように、エッチング装置２０は、ベース２１と、第１及び第２周壁２２，２３と、ウェーハサポート２４と、水供給孔２５と、エッチング液供給孔２６と、エッチング液排出孔２７と、第１貫通孔２８と、第２貫通孔２９と、噴出孔３０とを備える。
【００２８】
ベース２１は、円盤状であって水平に設置され、このベース２１上面に第１及び第２周壁２２，２３がベース２１中心部からベース２１外周部に向かって互いに同一高さで同心円状に設けられる。ウェーハサポート２４は、ベース２１外周部に立設されウェーハ裏面を第１及び第２周壁２２，２３の各上端より０．５〜３ｍｍ離した状態でベース上面に対向するようにウェーハを支持するように複数設けられる。水供給孔２５は、ベース２１中央に設けられる。水供給孔２５から第１周壁２２で囲まれた円形凹部２１ａに純水を供給する。また、エッチング液供給孔２６及びエッチング液排出孔２７は、第１周壁２２と第２周壁２３の間のベース２１にそれぞれ設けられる。両周壁２２，２３で囲まれたリング状凹部２１ｂにエッチング液供給孔２６からエッチング液を供給し、リング状凹部２１ｂに貯えられたエッチング液の大部分をエッチング液排出孔２７から排出する。第１貫通孔２８は、第１周壁２２内部に鉛直方向に貫通して複数設けられる。この第１貫通孔２８は、円形凹部２１ａ及びリング状凹部２１ｂからそれぞれオーバーフローする純水の全部とエッチング液の一部を排出するために設けられている。第２貫通孔２９は第２周壁２３内部に鉛直方向に貫通して複数設けられる。この第２貫通孔２９は、リング状凹部２１ｂからオーバーフローするエッチング液の一部を排出するために設けられている。噴出孔３０は、第２周壁２３の外側のベース２１に複数設けられる。噴出孔３０からは、第２周壁２３より高く純水を噴出するように構成される。また、第３貫通孔３１が、噴出孔３０の更に外側のベース２１に複数設けられる。第３貫通孔３１は噴出孔から噴出した純水を排出するために設けられている。
【００２９】
図４は、エッチング装置に供給するエッチング液と純水の流れを示す概略図である。なお、エッチング装置はエッチング液と純水の流れに必要な構成のみを示しているため、一部省略した構成としている。
【００３０】
図４に示すように、図示しないタンクに貯留されたエッチング液は、ポンプ３２により、エッチング液供給孔２６からリング状凹部２１ｂに供給される。使用するエッチング液としてはフッ酸が好適である。また、供給するエッチング液を温めるため、エッチング液を循環する流路、即ち、ポンプ３２とエッチング液供給孔２６との間の流路にエッチング液を温めるヒータ３３を備えるような構成としてもよい。この場合の加温範囲は２５〜４５℃が好ましい。エッチング液を温めることで、エッチングレートが高まり、エッチング処理能力が向上する。そして、供給されたエッチング液の大部分は、リング状凹部２１ｂのベース２１に設けられたエッチング液排出孔２７から排出される。排出されたエッチング液はそのまま廃棄してもよいが、環境保護、処理コストの観点から、排出されたエッチング液を、ポンプ３２へと送り、再びエッチング液供給孔２６に供給してエッチング液を循環使用するような構成としてもよい。また、図示しないタンクに貯留された純水は、ポンプ３４により、水供給孔２５から円形凹部２１ａに供給される。また、噴出孔３０からは第２周壁２３より高く純水を噴出するように構成される。
【００３１】
なお、ＳＩＭＯＸ基板１６表面側から温水を供給することで、基板１６を温め、それによってリング状領域１７に接触するエッチング液のエッチングレートを加速させる構成としてもよい。
【００３２】
このような構成を有するエッチング装置を用いた付着酸化異物除去工程を説明する。
【００３３】
図２に示すように、先ず全面に酸化膜を有するＳＩＭＯＸ基板１６をエッチング装置２０の４つのウェーハサポート２４に水平に支持する。これらのサポート２４は基板１６の端面にのみ接触する。支持された基板１６は、裏面が第１及び第２周壁２２，２３の各上端より０．５〜３ｍｍ間隔を空けた状態でベース２１上面と対向する。上記範囲の間隔を空けることで、エッチング液及び純水の供給や排出がスムーズに行われ、リング状領域の内側に位置する内側領域１７ａや外側に位置する外側領域１７ｂをエッチング液から保護できる。
【００３４】
この状態で、エッチング液供給孔２６からエッチング液をリング状凹部２１ｂに供給させるとともに、水供給孔２５から純水を円形凹部２１ａに供給させ、噴出孔３０からも純水を噴出させる。
【００３５】
これにより、ＳＩＭＯＸ基板１６裏面のリング状領域１７にリング状凹部２１ｂに貯えられたエッチング液が接触し、リング状領域１７がエッチングされ、基板１６裏面に付着した酸化異物が除去される。そして、供給されたエッチング液の大部分は、リング状凹部２１ｂに設けられたエッチング液排出孔２７からエッチング装置２０外へと排出される。また、エッチング液の一部は、リング状凹部２１ｂからオーバーフローして第１周壁２２内部の第１貫通孔２８、第２周壁２３内部の第２貫通孔２９にそれぞれ流れ込み、エッチング装置２０外へと排出される。従って、リング状領域の内側に位置する内側領域１７ａ、外側に位置する外側領域１７ｂにエッチング液が接触することがない。
【００３６】
また、ＳＩＭＯＸ基板１６のリング状領域１７の内側に位置する内側領域１７ａに円形凹部２１ａに貯えられた純水が接触し、この内側領域１７ａがエッチング液から保護され、リング状領域１７の外側に位置する外側領域１７ｂに複数の噴出孔３０から噴出する純水が接触し、この外側領域１７ｂがエッチング液から保護される。このように、内側領域１７ａ及び外側領域１７ｂは純水により保護されているため、万が一、エッチング液がリング状凹部２１ｂから飛び散った場合でも、エッチングされない。
【００３７】
なお、ここでのエッチング処理は、付着した酸化異物を除去することで足りるが、基板１６裏面が面荒れしない程度であれば、図１（ｅ）に示すように、リング状領域１７に形成された酸化膜１８，１８ａの全てを取除くまでエッチング処理してもよい。
【００３８】
図５は本発明のエッチング装置２０の写真図、図６は本発明のエッチング装置２０に全面に酸化膜を有するＳＩＭＯＸ基板１６を載せ、裏面のリング状領域１７をエッチングしている状態を示す写真図、図７は、本発明のエッチング装置２０を用いてＳＩＭＯＸ基板１６裏面のリング状領域１７をエッチングした後の基板１６表面を示す写真図、図８は、本発明のエッチング装置２０を用いてＳＩＭＯＸ基板１６裏面のリング状領域１７をエッチングした後の基板１６裏面を示す写真図である。
【００３９】
このように、この付着酸化異物除去工程で熱処理後のＳＩＭＯＸ基板１６裏面のリング状領域１７のみがエッチングされ、付着酸化異物が取り除かれていることが確認できる。
【００４０】
このような構成を有するエッチング装置２０を用いることで、エッチング液に高温、高濃度のフッ酸が使用可能となり、結果として、付着した酸化異物を効率よく除去することができる。
【００４１】
（４）全面酸化膜除去工程
次に、図１（ｆ）に示すように、付着酸化異物除去工程を施したＳＩＭＯＸ基板１６の全面にエッチングを施して、熱処理により生じた全面酸化膜を除去する。この工程では従来から一般的に行われている方法により、ＳＩＭＯＸ基板１６全面の酸化膜を除去することができる。例えば、エッチング液をエッチング槽に貯留し、そこに基板１６を一定時間浸漬して全面酸化膜を除去し、続いて、純水洗浄を施し、乾燥させることにより、所望のＳＩＭＯＸ基板を得ることができる。
【００４２】
このように、上記各工程を経ることで、高温酸化熱処理で基板裏面に付着したリング状の酸化異物を除去して高平坦度のＳＩＭＯＸ基板とするため、この付着酸化異物を起因として生じていたデバイス作製時のパターニング不良を低減することができる。
【００４３】
なお、本実施の形態では、付着酸化異物除去工程を全面酸化膜除去工程の前に行う例で説明したが、全面酸化膜除去工程の前に行ってもよい。
【００４４】
しかし、ＳＩＭＯＸ基板裏面の品質を考慮すると、付着酸化異物除去工程を全面酸化膜除去工程の前に行った場合、裏面の清浄度が高くなるため、付着酸化異物除去工程に続いて全面酸化膜除去工程を行う順番とすることが好ましい。
【００４５】
また、付着酸化異物除去工程を全面酸化膜除去工程の前に行った場合、この付着酸化異物除去工程で表面側へ液跳ねや汚れの付着を生じたとしても、表面側は未だ酸化膜が形成された状態であるため、表面品質の悪化を極めて少なくすることができるため、付着酸化異物除去工程に続いて全面酸化膜除去工程を行う順番とすることが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明のエッチング装置は、ＳＩＭＯＸ基板の製造方法での使用に限らず、高温酸化熱処理時が必要なプロセス後のエッチングに使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明のＳＩＭＯＸ基板の製造プロセスを示す工程図。
【図２】本発明のエッチング装置の上面図。
【図３】図２のＡ−Ｂ−Ｃ線断面図。
【図４】本発明のエッチング装置を用いて付着酸化異物除去工程を施したときのエッチング液と純水の流れを示す概略図。
【図５】本発明のエッチング装置を示す写真図。
【図６】本発明のエッチング装置に全面に酸化膜を有するＳＩＭＯＸ基板を載せ、裏面のリング状領域をエッチングしている状態を示す写真図。
【図７】本発明のエッチング装置を用いてＳＩＭＯＸ基板裏面のリング状領域をエッチングした後の基板表面を示す写真図。
【図８】本発明のエッチング装置を用いてＳＩＭＯＸ基板裏面のリング状領域をエッチングした後の基板裏面を示す写真図。
【図９】一般的なＳＩＭＯＸ基板の製造プロセスを示す工程図。
【図１０】熱処理支持具としてウェーハとの接触部にシリコンリングを用いた場合の従来のＳＩＭＯＸ基板の製造プロセスを示す工程図。
【符号の説明】
【００４８】
１１  酸素イオン
１２  シリコンウェーハ
１３  埋込み酸化膜
１４  ＳＯＩ層
１５  ウェーハ支持具
１５ａ  シリコンリング
１６  ＳＩＭＯＸ基板
１７  リング状領域
１８  酸化膜
１９  支持基板
２０  エッチング装置
２１  ベース
２１ａ  円形凹部
２１ｂ  リング状凹部
２２  第１周壁
２３  第２周壁
２４  ウェーハサポート
２５  水供給孔
２６  エッチング液供給孔
２７  エッチング液排出孔
２８  第１貫通孔
２９  第２貫通孔
３０  噴出孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図９】
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【図１０】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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