(57)【要約】【課題】化成処理によってウエハに形成される層のウエハ間のばらつきを低減すること。【解決手段】本発明の好適な実施の形態に係る化成システム１００は、シリコンウェハ１１の物性に基づいてシリコンウェハ１１を化成するための条件を決定するコンピュータ１０１と、コンピュータ１０１により決定された条件に従ってシリコンウェハ１１を化成処理する枚葉化成処理装置１０５と、を備える。【選択図】　図１
2004111492.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物に対して化成処理を施す化成システムであって、
被処理物の物性に基づいて該被処理物を化成するための条件を決定する条件決定部と、
前記条件決定部により決定された条件に従って前記被処理物を化成処理する化成処理部と、
を備えることを特徴とする化成システム。
【請求項２】
前記被処理物は、シリコンウェハであることを特徴とする請求項１に記載の化成システム。
【請求項３】
前記物性は、前記被処理物の比抵抗、厚さ、そり、化成膜厚、及び格子定数の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の化成システム。
【請求項４】
前記化成処理部は、前記化成処理に用いられる電流密度、薬液の組成、及び薬液の温度の少なくとも１つを、前記条件に従って変化させることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の化成システム。
【請求項５】
前記被処理物の物性を測定する測定部を更に備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の化成システム。
【請求項６】
前記被処理物を化成処理する前に、前記被処理物を洗浄する第１の洗浄部を更に備えることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の化成システム。
【請求項７】
前記被処理物を化成処理した後に、前記被処理物を洗浄する第２の洗浄部を更に備えることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の化成システム。
【請求項８】
前記被処理物を化成処理した後に、前記被処理物の表層を安定化させる処理を行う機構を更に備えることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の化成システム。
【請求項９】
前記安定化させる処理は、酸化処理であることを特徴とする請求項８に記載の化成システム。
【請求項１０】
前記酸化処理は、薬液による処理、電流を流す処理、及び熱処理の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項９に記載の化成システム。
【請求項１１】
前記化成処理部は、
電解液を満たすための化成槽と、
前記化成槽内で保持された被処理物の一方の側に対向させて配置される第１電極と、
前記被処理物の他方の側に対向させて配置される第２電極と、
を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の化成システム。
【請求項１２】
前記化成処理部を複数備えることを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の化成システム。
【請求項１３】
前記条件決定部は、化成処理後の被処理物の物性に基づいて該被処理物を更に化成処理する必要があるか否かを判断し、該被処理物を更に化成処理する必要がある場合には、前記化成処理後の被処理物の物性に基づいて該被処理物を更に化成するための第２の条件を決定し、
前記化成処理部は、前記第２の条件に従って前記被処理物を化成処理することを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載の化成システム。
【請求項１４】
被処理物に対して化成処理を施す化成装置を制御する情報処理装置であって、
被処理物の物性情報を受信する受信部と、
前記物性情報に基づいて該被処理物を化成するための条件を決定する条件決定部と、
前記化成するための条件を前記化成装置に送信する送信部と、
を備えることを特徴とする情報処理装置。
【請求項１５】
被処理物に対して化成処理を施す化成方法であって、
被処理物の物性に基づいて該被処理物を化成するための条件を決定する条件決定工程と、
前記条件決定工程で決定された条件に従って、前記被処理物を化成処理する化成処理工程と、
を含むことを特徴とする化成方法。
【請求項１６】
半導体ウエハの製造方法であって、
請求項１乃至請求項１３のいずれか１項に記載の化成システムを適用してウエハに多孔質層を形成し、更に前記多孔質層の上に移設層を形成し、これにより第１のウエハを作製する工程と、
前記第１のウエハと第２のウエハとを貼り合わせて、貼り合わせウエハを作製する工程と、
前記貼り合わせウエハを多孔質層の部分で分離する工程と、
を含むことを特徴とする半導体ウエハの製造方法。
【請求項１７】
半導体装置の製造方法であって、
請求項１６に記載の製造方法を適用して製造された、表面に半導体層を有し内部に絶縁層を有する半導体ウエハを準備する工程と、
前記半導体ウエハの前記半導体層を素子分離して、素子分離された半導体層にトランジスタを作り込む工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、化成システム、化成方法、半導体ウエハの製造方法、半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＳＯＩ（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　Ｏｎ　Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板等の基板の製造工程などにおいて、ウエハに化成処理を施す化成装置が用いられている。化成装置には、一括して多数のウエハの処理が可能なバッチ型の化成装置と、一枚のウエハごとに処理を行う枚葉型の化成装置とがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
バッチ型の化成装置は、スループットが高いという特長がある半面、多数のウエハを同一条件下で処理するので、各ウエハに対して最適な処理ができないという欠点がある。すなわち、バッチ型の化成装置では、処理前のウエハ間に特性のばらつきがある場合に、個々のウエハの特性に個々のウエハを処理することができない。本発明者らは、化成処理前のウエハの特性に比較的大きなばらつきがある場合に、そのようなウエハを一括して化成処理すると、元のばらつきが化成処理によってウエハに形成される層に反映され、当該層に相当なばらつきが生じることを発見した。
【０００４】
本発明は、上記の背景に鑑みてなされたものであり、例えば、化成処理によってウエハに形成される層のウエハ間のばらつきを低減することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の側面は、被処理物に対して化成処理を施す化成システムに係り、被処理物の物性に基づいて該被処理物を化成するための条件を決定する条件決定部と、前記条件決定部により決定された条件に従って前記被処理物を化成処理する化成処理部と、を備えることを特徴とする。
【０００６】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記被処理物は、シリコンウェハであることが好ましい。
【０００７】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記物性は、前記被処理物の比抵抗、厚さ、そり、化成膜厚、及び格子定数の少なくとも１つを含むことが好ましい。
【０００８】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記化成処理部は、前記化成処理に用いられる電流密度、薬液の組成、及び薬液の温度の少なくとも１つを、前記条件に従って変化させることが好ましい。
【０００９】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記被処理物の物性を測定する測定部を更に備えることが好ましい。
【００１０】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記被処理物を化成処理する前に、前記被処理物を洗浄する第１の洗浄部を更に備えることが好ましい。
【００１１】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記被処理物を化成処理した後に、前記被処理物を洗浄する第２の洗浄部を更に備えることが好ましい。
【００１２】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記被処理物を化成処理した後に、前記被処理物の表層を安定化させる処理を行う機構を更に備えることが好ましい。
【００１３】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記安定化させる処理は、酸化処理であることが好ましい。
【００１４】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記酸化処理は、薬液による処理、電流を流す処理、及び熱処理の少なくとも１つを含むことが好ましい。
【００１５】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記化成処理部は、電解液を満たすための化成槽と、前記化成槽内で保持された被処理物の一方の側に対向させて配置される第１電極と、前記被処理物の他方の側に対向させて配置される第２電極と、を含むことが好ましい。
【００１６】
本発明の好適な実施の形態によれば、タクトバランスに応じて、前記化成処理部を複数備えることが好ましい。
【００１７】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記条件決定部は、化成処理後の被処理物の物性に基づいて該被処理物を更に化成処理する必要があるか否かを判断し、該被処理物を更に化成処理する必要がある場合には、前記化成処理後の被処理物の物性に基づいて該被処理物を更に化成するための第２の条件を決定し、前記化成処理部は、前記第２の条件に従って前記被処理物を化成処理することが好ましい。
【００１８】
本発明の第２の側面は、被処理物に対して化成処理を施す化成装置を制御する情報処理装置に係り、被処理物の物性情報を受信する受信部と、
前記物性情報に基づいて該被処理物を化成するための条件を決定する条件決定部と、前記化成するための条件を前記化成装置に送信する送信部と、を備えることを特徴とする。
【００１９】
本発明の第３の側面は、被処理物に対して化成処理を施す化成方法に係り、被処理物の物性に基づいて該被処理物を化成するための条件を決定する条件決定工程と、前記条件決定工程で決定された条件に従って、前記被処理物を化成処理する化成処理工程と、を含むことを特徴とする。
【００２０】
本発明の第４の側面は、半導体ウエハの製造方法に係り、請求項１乃至請求項１４のいずれか１項に記載の化成システムを適用してウエハに多孔質層を形成し、更に前記多孔質層の上に移設層を形成し、これにより第１のウエハを作製する工程と、前記第１のウエハと第２のウエハとを貼り合わせて、貼り合わせウエハを作製する工程と、前記貼り合わせウエハを多孔質層の部分で分離する工程と、を含むことを特徴とする。
【００２１】
本発明の第５の側面は、半導体装置の製造方法に係り、請求項１６に記載の製造方法を適用して製造された、表面に半導体層を有し内部に絶縁層を有する半導体ウエハを準備する工程と、前記半導体ウエハの前記半導体層を素子分離して、素子分離された半導体層にトランジスタを作り込む工程と、を含むことを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明する。
【００２３】
［第１の実施形態］
本発明の好適な第１の実施形態に係る化成システムは、被処理物の物性情報に基づいて該被処理物を化成するための条件を決定し、この条件に従って該被処理物を化成処理する。
【００２４】
図１は、本発明の好適な第１の実施形態に係る化成システム１００の構成を示す図である。化成システム１００は、被処理物の物性を測定する測定部１０９と、測定部１０９によって測定された被処理物の物性に基づいて当該被処理物を化成するための条件を決定する条件決定部としてのコンピュータ１０１と、ローダ１０２と、アンローダ１０３と、搬送ロボット１０４ａ〜ｃと、コンピュータ１０１により決定された条件に従って該被処理物を化成する化成処理部としての枚葉化成装置１０５とを備える。
【００２５】
ローダ１０２には、被処理物としてのシリコンウェハ１１を収容したキャリア１０７が載置される。搬送ロボット１０４ａは、キャリア１０７内のシリコンウェハ１１を吸着して取り出し、測定部１０９内のウエハホルダにセットする。
【００２６】
測定部１０９は、シリコンウェハ１１の様々な物性（例えば、比抵抗、厚さ、そり等）を測定する。例えば、図１に示すように、測定部１０９は、比抵抗測定器１０９ａ及び厚さ測定器１０９ｂを含む。比抵抗測定器１０９ａはシリコンウェハ１１の比抵抗を、厚さ測定器１０９ｂはシリコンウェハ１１の厚さをそれぞれ測定する。比抵抗測定器１０９ａ及び厚さ測定器１０９ｂは、非接触式であることが好ましいが、接触式であってもよい。比抵抗測定器１０９ａ及び厚さ測定器１０９ｂで得られた物性情報（測定データ）は、コンピュータ１０１に送信される。なお、測定部１０９は、化成システム１００の一部として構成されてもよいし、化成システム１００の外部装置として構成されてもよい。
【００２７】
物性情報には、被処理体の比抵抗、厚さには限定されず、例えば、被処理体の反り、誘電率、結晶性、表面のラフネス、移動度、欠陥密度、化学組成、格子定数等の化成処理に影響するあらゆるパラメータが含まれうる。
【００２８】
コンピュータ１０１は、測定部１０９から提供されるｎ枚目のシリコンウエハ１１についての物性情報に基づいて、ｎ枚目のシリコンウェハ１１を化成するための条件を決定する。この条件は、例えば、電流、電圧、電流密度、電解時間、化成温度、化成処理に用いる薬液の濃度及びその組成等の化成処理に影響を与える任意のパラメータを含みうる。コンピュータ１０１により決定された条件データは、枚葉化成装置１０５に送信される。また、コンピュータ１０１は、例えば、測定部１０９で測定したシリコンウェハの物性情報に基づいて、欠陥・パラメータ不良（膜厚、比抵抗等のばらつき）等の異常を検出し、異常が検出されたシリコンウェハを搬送ロボット１０４ａにより取り出して、化成処理を行わないようにすることもできる。これにより、全体の処理時間が短縮され、歩留まりを向上させるとともに、異常をいち早く検出することができるため、異常の発生原因を迅速に解決することができる。これらの処理は、コンピュータ１０１によって制御される。即ち、コンピュータ１０１は、所定のウエハの処理を実行するためのプログラムを含み、該プログラムに従って測定器、化成装置等を制御するよう構成されうる。
【００２９】
測定部１０９による測定が終了したシリコンウェハ１１は、搬送ロボット１０４ａにより取り出され、シャッター１１０ａが開いた後、第１の洗浄部としての枚葉洗浄機１１１にセットされる。シャッター１１０ａは、搬送ロボット１０４ａが通過した後、直ちに閉じられる。シャッター１１０ａは、シリコンウェハ搬送時を除いて、通常、測定部１０９側と枚葉化成装置１０５等が配置されている枚葉洗浄機側との雰囲気が混合するのを避けるために閉じられている。
【００３０】
枚葉洗浄機１１１には、ＤＩＷ（脱イオン水）、ＨＦ溶液及びＤＩＷの混合液（ＤＨＦ；希フッ酸溶液）、或いはＯ３が供給され、枚葉洗浄機１１１は、これらの薬液を用いて、シリコンウェハ１１を洗浄する。Ｏ３は、シリコンウェハ１１の表面を、化学的に酸化する。希フッ酸溶液は、枚葉洗浄機１１１に連結されたＤＨＦ調合槽に供給されたＨＦ溶液及びＤＩＷにより作られ、枚葉洗浄機１１１に供給される。希フッ酸溶液は、Ｏ３により形成された薄い酸化膜を除去し、シリコンウェハ１１表面に付着した粒子等を取り除く。枚葉洗浄機１１１はウェハを高速回転させることによって、洗浄後のシリコンウェハ１１を乾燥させる。ここで、枚葉洗浄機１１１は、Ｎ２ブローによりシリコンウェハ１１を乾燥させてもよい。洗浄されたシリコンウェハ１１は、搬送ロボット１０４ｂにより枚葉洗浄機１１１から取り出され、枚葉化成装置１０５にセットされる。このウェハ洗浄方法は一例を示したにすぎず、この方法に限定されるものではない。例えば、一部の処理を除いたり、他の処理を加えたり、処理時間や処理順序を変更してもよい。例えば、ＤＨＦにＨ２Ｏ２や界面活性剤を添加してもよいし、超音波等の洗浄方法を組み合わせてもよい。さらには、別の薬液、例えばアンモニア水を洗浄に用いてもよい。
【００３１】
枚葉化成装置１０５には、ＤＩＷ、ＨＦ溶液、及びエタノールやＩＰＡ（イソプロピルアルコール）などのアルコールの混合液である化成液が供給される。枚葉化成装置１０５は、この化成液を用いてシリコンウェハ１１を化成する。枚葉化成装置１０５に供給される化成液は、枚葉化成装置１０５に連結されたＤＨＦ調合槽に供給されたＤＩＷ、ＨＦ溶液、及びアルコールにより生成される。枚葉化成装置１０５は、コンピュータ１０１から送られた条件データに従って、シリコンウェハ１１を化成する。ここで、コンピュータ１０１は、例えば、シリコンウエハ１１の物性値と陽極化成条件との関係を示す近似式等にしたがって、測定部１０９から提供される物性情報（物性値）に最適な化成条件を示す条件データを生成し枚葉化成装置１０５に提供することができる。
【００３２】
また、枚葉化成装置１０５は、コンピュータ１０１から提供される条件データに従って、例えば、電流、電流密度、電解時間、温度、薬液濃度及びその組成、陰極の形状（径、メッシュの開口率、パンチング電極の開口率、メッシュ電極・パンチング電極内の開口率分布）、シリコンウェハと陰極との距離等を制御することができる。これによって、化成処理後のシリコンウェハに形成された多孔質シリコンの孔径、孔密度、空孔率（深さ方向の分布も含む）、電流分布、膜厚、膜厚分布等を制御することができる。
【００３３】
例えば、多孔質シリコン膜の膜厚を１０μｍに揃えたい場合、コンピュータ１０１は、（１）測定部１０９により測定されたシリコンウェハ１１の比抵抗が１０ｍΩｃｍであれば、電流密度を１０ｍＡｃｍ−２、電解時間を４８０秒、（２）シリコンウェハ１１の比抵抗が１５ｍΩｃｍであれば、電流密度を１１ｍＡｃｍ−２、電解時間を４３６秒、（３）シリコンウェハ１１の比抵抗が２０ｍΩｃｍであれば、電流密度を１２ｍＡｃｍ−２、電解時間を４００秒、のように陽極化成条件を指定する条件データを決定し枚葉化成装置１０５に提供することができる。
【００３４】
化成処理後のシリコンウェハ１１は、搬送ロボット１０４ｂによって第２の洗浄部としての枚葉洗浄機１１２に搬送される。枚葉洗浄機１１２には、枚葉洗浄機１１１と同様に、ＤＩＷ、ＨＦ溶液及びＤＩＷの混合液、及びＯ３が供給され、枚葉洗浄機１１２は、これらの薬液等を用いてシリコンウェハ１１を洗浄する。希フッ酸溶液は、枚葉洗浄機１１２に連結されたＤＨＦ調合槽に供給されたＨＦ溶液及びＤＩＷにより作られ、枚葉洗浄機１１２に供給される。枚葉洗浄機１１２は、ウェハを高速回転させることによって、ウェハを乾燥させる。枚葉洗浄機１１２は、Ｎ２ブローによりシリコンウェハ１１を乾燥させてもよい。
【００３５】
搬送ロボット１０４ｃは、洗浄されたシリコンウェハ１１を取り出し、シャッター１１０ｂが開いた後、シリコン基板１１をアンローダ１０３上に載置されたキャリア１０８内に入れる。シャッター１１０ｂは、搬送ロボット１０４ｃが通過した後、直ちに閉じられる。
【００３６】
図２は、本発明の好適な第１の実施形態に係る化成方法を示すフローチャートである。なお、以下に示す処理は、例えばコンピュータ１０１により制御され得る。
【００３７】
ステップＳ１では、搬送ロボット１０４ａが、キャリア１０７内のｎ枚目のシリコンウェハ１１を吸着して取り出し、測定部１０９内のウエハホルダにセットする。
【００３８】
ステップＳ２では、測定部１０９が、ｎ枚目のシリコンウェハ１１の物性情報（例えば、比抵抗、厚さ、そり等）を測定する。測定部１０９は、測定結果としての物性情報（測定データ）を、コンピュータ１０１に送信する。コンピュータ１０１は、測定部１０９から受信した物性情報（測定データ）に基づいて、ｎ枚目のシリコンウェハ１１を化成するための化成条件（条件データ）を決定する。この化成条件は、例えば、電流、電圧、電流密度、電解時間、化成温度、化成処理に用いる薬液の濃度及びその組成等の化成処理に影響を与える任意のパラメータを含みうる。
【００３９】
コンピュータ１０１は、決定した条件データを枚葉化成装置１０５に送信する。なお、コンピュータ１０１は、例えば、測定部１０９で測定したシリコンウェハの物性情報に基づいて、欠陥・パラメータ不良（膜厚、比抵抗等のばらつき）等の異常を検出し、異常が検出されたシリコンウェハを搬送ロボット１０４ａにより取り出して、化成処理を行わないようにすることもできる。これにより、全体の処理時間が短縮され、歩留まりを向上させるとともに、異常をいち早く検出することができるため、異常の発生原因を迅速に解決することができる。
【００４０】
ステップＳ３では、搬送ロボット１０４ａが、測定部１０９による測定が終了したｎ枚目のシリコンウェハ１１を取り出し、シャッター１１０ａが開いた後、枚葉洗浄機１１１にセットする。シャッター１１０ａは、搬送ロボット１０４ａが通過した後、直ちに閉じられる。
【００４１】
ステップＳ４では、枚葉洗浄機１１１が、セットされたｎ枚目のシリコンウェハ１１を前洗浄する。前洗浄では、例えば、以下の（１）〜（６）の処理が行われる。
【００４２】
（１）シリコンウェハ１１の表裏面をＯ３で約２０秒間洗浄する。これにより、シリコンウェハ１１の表面に薄い酸化膜が形成される。
【００４３】
（２）シリコンウェハ１１の表裏面をＤＩＷ（脱イオン水）で約２０秒間洗浄する。
【００４４】
（３）シリコンウェハ１１の表裏面をＤＨＦ（希フッ酸溶液）で約２０秒間洗浄する。これにより、シリコンウェハ１１の表面に形成された薄い酸化膜が除去されるとともに、その酸化膜に含まれていた粒子等も除去される。
【００４５】
（４）再び、シリコンウェハ１１の表裏面をＤＩＷ（脱イオン水）で約２０秒間洗浄する。
【００４６】
（５）再び、シリコンウェハ１１の表面（おもて面）をＯ３で約２０秒間洗浄する。これにより、シリコンウェハ１１の表層を安定化させる薄い酸化膜が形成される。
【００４７】
（６）最後に、シリコンウェハ１１の表面（おもて面）をＤＩＷ（脱イオン水）で約２０秒間洗浄し、シリコンウェハ１１の前洗浄が終了する。枚葉洗浄機１１１は、前洗浄が終了したシリコンウェハ１１を、ウェハを高速回転させることにより、シリコンウェハ１１は乾燥させる。枚葉洗浄機１１１は、Ｎ２ブローによりシリコンウェハ１１を乾燥させてもよい。
【００４８】
上記の洗浄方法は、一例として挙げたものであり、本発明はこれに限定されない。例えば、一部の処理を除いたり、他の処理を加えたり、処理時間や一部の処理順序を変更してもよい。例えば、ＤＨＦにＨ２Ｏ２や界面活性剤等の薬液を添加してもよいし、超音波洗浄等の洗浄方法と組み合わせてもよい。
【００４９】
ステップＳ５では、搬送ロボット１０４ｂは、洗浄されたｎ枚目のシリコンウェハ１１を、枚葉洗浄機１１１から取り出して、枚葉化成装置１０５にセットする。
【００５０】
ステップＳ６では、枚葉化成装置１０５は、コンピュータ１０１から送られた条件データによって指定される化成条件（すなわち、ｎ枚目のシリコンウエハの物性に最適な化成条件）でｎ枚目のシリコンウェハ１１を化成処理する。ステップＳ６の処理の詳細については後述する。
【００５１】
ステップＳ７では、搬送ロボット１０４は、化成処理後のｎ枚目のシリコンウェハ１１を枚葉洗浄機１１２に搬送する。
【００５２】
ステップＳ８では、枚葉洗浄機１１２が、セットされたｎ枚目のシリコンウェハ１１を後処理する。後処理では、例えば、以下の（１）〜（６）の処理が行われる。
【００５３】
（１）シリコンウェハ１１の表裏面をＤＩＷ（脱イオン水）で約２０秒間洗浄する。
【００５４】
（２）シリコンウェハ１１の表裏面をＯ３で約３００秒間洗浄する。これにより、シリコンウェハ１１の表面に薄い酸化膜が形成される。
【００５５】
（３）シリコンウェハ１１の表裏面をＤＩＷ（脱イオン水）で約２０秒間洗浄する。
【００５６】
（４）シリコンウェハ１１の表裏面をＤＨＦ（希フッ酸溶液）で約２０秒間洗浄する。これにより、シリコンウェハ１１の表面に形成された薄い酸化膜が除去されるとともに、その酸化膜に含まれていた粒子等も除去される。
【００５７】
（５）最後に、シリコンウェハ１１の表裏面をＤＩＷ（脱イオン水）で約２０秒間洗浄し、シリコンウェハ１１の前洗浄が終了する。枚葉洗浄機１１２は、ウェハを高速回転させることにより、シリコンウェハを乾燥させる。枚葉洗浄機１１２は、Ｎ２ブローによりシリコンウェハ１１を乾燥させてもよい。
【００５８】
上記の洗浄方法は、一例として挙げたものであり、本発明はこれに限定されない。例えば、一部の処理を除いたり、他の処理を加えたり、処理時間や一部の処理順序を変更してもよい。例えば、ＤＨＦにＨ２Ｏ２や界面活性剤等の薬液を添加してもよいし、超音波洗浄等の洗浄方法と組み合わせてもよい。
【００５９】
図３は、本発明の好適な形態に係る枚葉化成装置１０５における、図２のステップＳ６の化成処理を示すフローチャートである。
【００６０】
コンピュータ１８は、次のステップＳ１１〜ステップＳ１４までの処理を含むプログラムに従って以下の処理を実行する。
【００６１】
ステップＳ１１では、コンピュータ１０１が決定した条件データを受信する。
【００６２】
ステップＳ１２では、枚葉化成装置１０５が、ステップＳ１１で受信した条件データに従って、枚葉化成装置１０５が有する化成槽に、ＤＩＷ、ＨＦ溶液、及びアルコールの混合液である化成液が注入される。
【００６３】
ステップＳ１３では、枚葉化成装置１０５が、ステップＳ１１で受信した条件データに従って、化成槽内のシリコンウェハ１１と電極との間に所定の電流を流し、シリコンウェハ１１を化成処理する。シリコンウェハ１１の表面には、多孔質シリコン層が形成される。化成処理に使用された化成液は、枚葉化成装置１０５の外部へ廃液される。
【００６４】
ステップＳ１４では、枚葉化成装置１０５が、化成処理が終了したシリコンウェハ１１を、スピンドライヤーにより乾燥させる。また、枚葉洗浄機１１１は、Ｎ２ブローによりシリコンウェハ１１を乾燥させてもよい。
【００６５】
上記の化成方法は、一例として挙げたものであり、本発明はこれに限定されない。例えば、一部の処理を除いたり、他の処理を加えたりしてもよい。
【００６６】
以上のように、本実施形態によれば、個々のシリコンウェハの物性に応じて個々のシリコンウェハを最適な化成条件で化成処理することにより、化成処理により形成される多孔質層の特性をウエハ間で均一にすることができる。これによって、多数のシリコンウエハについて安定して高品質な化成処理を実現することができる。
【００６７】
また、本実施形態によれば、シリコンウェハの物性に応じて化成処理後の後処理を行うことが可能となり、化成されたシリコンウェハの更なる高品質化、品質の安定化が可能となる。
【００６８】
また、異常が検出されたシリコンウェハに対して化成処理を行わないことにより、歩留まりが向上するとともに、異常を迅速に解決することができる。
【００６９】
また、化成システムにシリコンウェハの前処理機構を組み込んで前処理から化成処理までを自動化することにより、前処理から化成処理までの時間を短縮することが可能となるばかりでなく、例えば、前処理から化成処理までの時間を一定にすることにより、化成されたシリコンウェハの高品質化、品質の安定化を実現することができる。
【００７０】
また、化成システムにシリコンウェハの後処理機構を組み込んで化成処理から後処理までを自動化することにより、化成処理から後処理までの時間を短縮することが可能となるばかりでなく、例えば、化成処理から後処理までの時間を一定にすることにより、化成されたシリコンウェハの高品質化、品質の安定化を実現することができる。
【００７１】
また、化成システムにシリコンウェハの物性情報を測定する測定部を組み込むことにより、別の装置での測定や該別の装置から化成システムへのシリコンウエハの運搬が不要になり、処理時間を短縮することができる。また、物性情報を測定したシリコンウェハを保管する必要がなくなるため、ウェハの分類などの手間を省略することができるとともに、シリコンウェハを長時間保持することによる化成膜の劣化を抑えることもできる。さらに、化成処理中に化成膜の物性を測定できるため、それまでの化成膜の状態に関する情報に基づいて、残りの化成処理条件を調節し、化成膜物性の更なる品質安定化が可能になる。
【００７２】
なお、前処理としては、化成処理前のシリコンウェハの洗浄が一例としてあげられるが、本発明はこれに限定されない。また、後処理としては、化成したシリコンウェハの洗浄が一例としてあげられるが、本発明はこれに限定されず、例えば、シリコンウェハの安定化処理、後工程に適した状態への化学処理、熱処理等が例として挙げられる。
【００７３】
（実施例）
以下に本発明を実施例に基づき説明するが、本発明はこれらに限定されない。
【００７４】
本実施例の化成システム１００を図１に示す。図１の化成システム１００は、コンピュータ１０１、ローダ１０２、アンローダ１０３、搬送ロボット１０４ａ〜ｃ、枚葉化成装置１０５を備える。
【００７５】
搬送ロボット１０４ａにより、ローダ１０２から直径８インチのシリコンウェハ１１（比抵抗０．０１−０．０２Ωｃｍ、厚さ７１０−７４０μｍ）を取り出し、比抵抗測定器１０９ａでシリコンウェハ１１の比抵抗を、厚さ測定器１０９ｂでシリコンウェハ１１の厚さをそれぞれ測定した．
比抵抗測定器１０９ａ及び厚さ測定器１０９ｂにおける測定結果は、コンピュータ１０１に送信された。コンピュータ１０１は、比抵抗測定器１０９ａ及び厚さ測定器１０９ｂにより送信されたシリコンウェハ１１の厚さ及びその比抵抗値に基づいて、最適な化成条件を計算した。
【００７６】
測定が終了したシリコンウェハ１１は、搬送ロボット１０４ａにより、枚葉洗浄機１１１へ搬送された。この際、測定部１０９側と枚葉化成装置１０５等が配置されている枚葉洗浄機側との雰囲気が混合するのを避けるため、搬送ロボット１０４ａが搬送するときのみシャッター１１０ｂを開いた。
【００７７】
枚葉洗浄機１１１では、シリコンウェハ１１の表裏面を、希フッ酸溶液、及びＯ３溶液で洗浄した．
洗浄が終了したシリコンウェハ１１は、搬送ロボット１０４ｂにより、枚葉化成装置１０５に搬送された。
【００７８】
枚葉化成装置１０５では、シリコンウェハ１１が化成処理が行われる位置に設定された後、電解液が注入された。
【００７９】
電解液の組成は、４９％ＨＦ：Ｃ２Ｈ５ＯＨ＝２：１の混合溶液であった。
【００８０】
コンピュータ１０１により計算された処理電流及び処理時間は、シリコンウェハ１１の比抵抗により最適化され、陽極化成処理を行った。以上のようにして、シリコンウェハ１１表面に多孔質シリコン膜を作成した。すなわち、枚葉化成装置１０５は、コンピュータから送信されたレシピ（条件データ）に従って、シリコンウェハ１１の比抵抗が０．０１０Ωｃｍのシリコンウェハ１１では１０ｍＡｃｍ−２で１２分間、０．０２０Ωｃｍのシリコンウェハ１１では１２ｍＡｃｍ−２で１０分間、陽極化成を自動的に行った。
【００８１】
化成処理が終了した後、化成液が化成槽から排出された。化成したシリコンウェハ１１は、搬送ロボット１０４ｂにより、枚葉洗浄機１１２に搬送された。
【００８２】
枚葉洗浄機１１２は、シリコンウェハ１１を水洗し、残留していた電解液を洗浄した後、Ｏ３溶液によって、表面に酸化膜を生成させ、安定化処理を行った。
【００８３】
その後、シリコンウェハ１１を水洗した後、１％　ＨＦ水溶液をシリコンウェハ１１表面に１５秒間吹きつけ、表層部のみ酸化膜を除去し、シリコンウェハ１１を高速回転させることによって、シリコンウェハ１１を乾燥させた。
【００８４】
乾燥したウェハは、搬送ロボット１０４ｃにより、アンローダ１０３に収納された。
【００８５】
この際、測定器１０９側と枚葉洗浄機１１１及び１１２側の雰囲気が混合するのを避けるため、ロボットが搬送するときのみシャッター１１０ｂを開いた．
このようにして、表面に高品質のシリコン結晶をエピタキシャル成長させることが可能な多孔質シリコン膜を得ることができた。
【００８６】
また、多孔質シリコンの膜厚は、全てのシリコンウェハでほぼ１５μｍであり、シリコンウェハ間でのばらつきはほとんど見られなかった。
【００８７】
また、これらの各工程は、並列して処理されたため、処理時間が大幅に短縮された。
【００８８】
さらに、本発明の好適な実施形態に係る化成システムの採用により、シリコンウェハを洗浄した後から化成を始めるまでの時間、或いは、化成処理が終了してから後処理を開始するまでの時間等を、ほぼ一定にすることができた。これによって、高品質の多孔質シリコン層を安定して作ることができた。
【００８９】
［第２の実施形態］
本発明の好適な第２の実施形態に係る化成システムは、化成処理によってウエハに形成される層のウエハ間のばらつきを低減するとともに、スループットを向上させることができる。
【００９０】
図４は、本発明のの好適な第２の実施形態に係る化成システム２００の構成を示す概念図である。前述の第１の実施形態と同様の部分は同様の符号で示している。
【００９１】
化成システム２００は、概略的には、第１の実施の形態に係る化成システム１００の構成に、新たに別の機能が追加されている。即ち、化成処理部は、例えば、第１の実施の形態に係る化成システム１００の枚葉化成装置１０５と同一の構造を有する枚葉化成装置１０５’を含む。枚葉化成装置１０５’には、ＤＩＷ、ＨＦ溶液、及びエタノール、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）などのアルコールの混合液である化成液が供給される。この化成液は、枚葉化成装置１０５’に連結されたＤＨＦ調合槽に供給されたＤＩＷ、ＨＦ溶液、及びＩＰＡにより生成され、枚葉化成装置１０５’に供給される。枚葉化成装置１０５’は、コンピュータ１０１から提供される条件データに従って、シリコンウェハを化成する。ここで、コンピュータ１０１は、例えば、シリコンウエハの物性値と陽極化成条件との関係を示す近似式等にしたがって、測定部１０９から提供される物性情報（物性値）に最適な化成条件を示す条件データを生成し枚葉化成装置１０５に提供することができる。
【００９２】
枚葉化成装置１０５及び枚葉化成装置１０５’における化成処理は、コンピュータ１０１によって制御される。即ち、コンピュータ１０１は、所定のシリコンウェハの処理を実行するためのプログラムを含み、該プログラムに従って枚葉化成装置１０５及び枚葉化成装置１０５’を制御するよう構成される。
【００９３】
図５は、本発明の好適な第２の実施形態に係る化成方法を示すフローチャートである。なお、以下に示す処理は、例えばコンピュータ１０１により制御され得る。
【００９４】
ステップＳ２１では、搬送ロボット１０４ａが、キャリア１０７内の奇数番目のシリコンウェハ１１を吸着して取り出し、測定部１０９内のウエハホルダにセットする。次に、測定部１０９が、奇数番目のシリコンウェハ１１の物性情報（例えば、比抵抗、厚さ、そり等）を測定する。測定部１０９は、測定結果としての物性情報（測定データ）を、コンピュータ１０１に送信する。コンピュータ１０１は、測定部１０９から受信した物性情報（測定データ）に基づいて、奇数番目のシリコンウェハ１１を化成するための化成条件（条件データ）を決定する。この化成条件は、例えば、電流、電圧、電流密度、電解時間、化成温度、化成処理に用いる薬液の濃度及びその組成等の化成処理に影響を与える任意のパラメータを含みうる。コンピュータ１０１は、決定した条件データを枚葉化成装置１０５に送信する。
【００９５】
ステップＳ２２では、搬送ロボット１０４ａが、キャリア１０７内の偶数番目のシリコンウェハ１１’を吸着して取り出し、測定部１０９内のウエハホルダにセットする。次に、測定部１０９が、偶数番目のシリコンウェハ１１’の物性情報（例えば、比抵抗、厚さ、そり等）を測定する。測定部１０９は、測定結果としての物性情報（測定データ）を、コンピュータ１０１に送信する。コンピュータ１０１は、測定部１０９から受信した物性情報（測定データ）に基づいて、偶数番目のシリコンウェハ１１’を化成するための化成条件（条件データ）を決定する。この化成条件は、例えば、電流、電圧、電流密度、電解時間、化成温度、化成処理に用いる薬液の濃度及びその組成等の化成処理に影響を与える任意のパラメータを含みうる。コンピュータ１０１は、決定した条件データを枚葉化成装置１０５’に送信する。
【００９６】
ステップＳ２３では、搬送ロボット１０４ａが、測定部１０９による測定が終了した奇数番目のシリコンウェハ１１を取り出し、シャッター１１０ａが開いた後、枚葉洗浄機１１１にセットする。シャッター１１０ａは、搬送ロボット１０４が通過した後、直ちに閉じられる。
【００９７】
ステップＳ２４では、枚葉洗浄機１１１が、セットされた奇数番目のシリコンウェハ１１を前洗浄する。前洗浄では、例えば、以下の（１）〜（６）の処理が行われる。洗浄された奇数番目のシリコンウェハ１１は、搬送ロボット１０４ｂにより枚葉洗浄機１１１から取り出され、枚葉化成装置１０５にセットされる。
【００９８】
続いて、搬送ロボット１０４ａが、測定部１０９による測定が終了した偶数番目のシリコンウェハ１１’を取り出し、シャッター１１０ａが開いた後、枚葉洗浄機１１１にセットする。シャッター１１０ａは、搬送ロボット１０４ａが通過した後、直ちに閉じられる。次に、枚葉洗浄機１１１が、セットされた偶数番目のシリコンウェハ１１’を前洗浄する。前洗浄では、例えば、以下の（１）〜（６）の処理が行われる。洗浄された偶数番目のシリコンウェハ１１’は、搬送ロボット１０４ｂにより枚葉洗浄機１１１から取り出され、枚葉化成装置１０５’にセットされる。
【００９９】
（１）シリコンウェハの表裏面をＯ３で約２０秒間洗浄する。これにより、シリコンウェハの表面に薄い酸化膜が形成される。
【０１００】
（２）シリコンウェハの表裏面をＤＩＷ（脱イオン水）で約２０秒間洗浄する。
【０１０１】
（３）シリコンウェハの表裏面をＤＨＦ（希フッ酸溶液）で約２０秒間洗浄する。これにより、シリコンウェハの表面に形成された薄い酸化膜が除去されるとともに、その酸化膜に含まれていた粒子等も除去される。
【０１０２】
（４）再び、シリコンウェハの表裏面をＤＩＷ（脱イオン水）で約２０秒間洗浄する。
【０１０３】
（５）再び、シリコンウェハの表面（おもて面）をＯ３で約２０秒間洗浄する。これにより、シリコンウェハの表層を安定化させる薄い酸化膜が形成される。
【０１０４】
（６）最後に、シリコンウェハの表面（おもて面）をＤＩＷ（脱イオン水）で約２０秒間洗浄し、シリコンウェハの前洗浄が終了する。枚葉洗浄機１１１は、ウェハを高速回転させることにより、シリコンウェハを乾燥させる。枚葉洗浄機１１１は、Ｎ２ブローによりシリコンウェハ１１を乾燥させてもよい。
【０１０５】
上記の洗浄方法は、一例として挙げたものであり、本発明はこれに限定されない。例えば、一部の処理を除いたり、他の処理を加えたり、処理時間や一部の処理順序を変更してもよい。例えば、ＤＨＦにＨ２Ｏ２や界面活性剤等の薬液を添加してもよいし、超音波洗浄等の洗浄方法と組み合わせてもよい。
【０１０６】
ステップＳ２５では、枚葉化成装置１０５は、コンピュータ１０１から送られた条件データによって指定される化成条件（すなわち、奇数番目のシリコンウエハの物性に最適な化成条件）で奇数番目のシリコンウェハ１１を化成する。また、枚葉化成装置１０５’は、コンピュータ１０１から送られた条件データによって指定される化成条件（すなわち、偶数番目のシリコンウエハの物性に最適な化成条件）で偶数番目のシリコンウェハ１１’を化成する。このステップＳ２５の処理は、実質的に第１の実施の形態に係る枚葉化成装置１０５における、図２のステップＳ６に相当する。
【０１０７】
ステップＳ２６では、搬送ロボット１０４ｂは、化成処理後の奇数番目のシリコンウェハ１１又は偶数番目のシリコンウェハ１１’を順次枚葉洗浄機１１２に搬送する。
【０１０８】
ステップＳ２７では、枚葉洗浄機１１２が、セットされた奇数番目のシリコンウェハ１１、偶数番目のシリコンウェハ１１’の順番で、順次後処理する。後処理では、例えば、以下の（１）〜（６）の処理が行われる。
【０１０９】
（１）シリコンウェハの表裏面をＤＩＷ（脱イオン水）で約２０秒間洗浄する。
【０１１０】
（２）シリコンウェハの表裏面をＯ３で約３００秒間洗浄する。これにより、シリコンウェハの表面に薄い酸化膜を有する保護膜が形成される。
【０１１１】
（３）シリコンウェハの表裏面をＤＩＷ（脱イオン水）で約２０秒間洗浄する。
【０１１２】
（４）シリコンウェハの表裏面をＤＨＦ（希フッ酸溶液）で約２０秒間洗浄する。これにより、シリコンウェハの表面に形成された薄い酸化膜が除去されるとともに、その酸化膜に含まれていた粒子等も除去される。
【０１１３】
（５）最後に、シリコンウェハの表裏面をＤＩＷ（脱イオン水）で約２０秒間洗浄し、シリコンウェハの後処理が終了する。枚葉洗浄機１１２は、後処理が終了したシリコンウェハを、ウェハを高速回転させることにより乾燥させる。枚葉洗浄機１１２は、Ｎ２ブローによりシリコンウェハ１１を乾燥させてもよい。
【０１１４】
上記の洗浄方法は、一例として挙げたものであり、本発明はこれに限定されない。例えば、奇数番目のシリコンウェハの処理の順番と、偶数番目のシリコンウェハの処理の順番と、を入れ替えてもよい。また、一部の処理を除いたり、他の処理を加えたり、処理時間や一部の処理順序を変更してもよい。例えば、ＤＨＦにＨ２Ｏ２や界面活性剤等の薬液を添加してもよいし、超音波洗浄等の洗浄方法と組み合わせてもよい。
【０１１５】
以上のように、本実施形態によれば、枚葉化成装置を複数台配置することによって、化成処理後のウエハ間の特性のばらつきを低減させるとともに、スループットも大幅に向上させることができる。
【０１１６】
なお、本実施形態では、枚葉化成装置は、２台配置されているが、これに限定されるものではない。枚葉化成装置は３台以上配置されてもよい。また、本実施形態では、複数台配置する装置として枚葉化成装置を挙げたが、これに限定されない。例えば、測定部１０９、前処理機構（例えば、枚葉洗浄機１１１等）、後処理機構（例えば、枚葉洗浄機１１２等）等の装置を、各装置の測定時間や処理時間を考慮して、複数台配置してもよい。これによって、各装置の作業時間のバランスがとられて、各装置の稼働時間が上がり、生産プロセス全体の生産性を向上させることができる。かかる観点から、複数台配置する装置は、処理時間が長く、全体の生産性の向上を妨げるボトルネックとなりうる装置であるのが好ましい。
【０１１７】
［第３の実施形態］
本発明の好適な第３の実施形態に係る化成システムは、化成処理後の被処理物の物性情報に基づいて、化成処理の追加処理を行うことができる。
【０１１８】
図６は、本発明の第３の実施形態に係る化成システム３００の構成及び／又はそれによる処理を示す概念図である。前述の第１の実施形態と同様の部分は同様の符号で示している。
【０１１９】
化成システム３００は、概略的には、第１の実施の形態に係る化成システム１００の構成に、新たに別の機能が追加されている。即ち、測定部１０９は、例えば、第１の実施の形態に係る比抵抗測定器１０９ａ及び厚さ測定器１０９ｂに加えて、Ｘ線測定器１０９ｃ及び／又は膜厚測定器１０９ｄを含む。Ｘ線測定器１０９ｃは、例えば、化学組成、格子定数、結合状態、化成膜表面の不純物等を測定する。膜厚測定器１０９ｄは化成膜の膜厚等を測定する。
【０１２０】
Ｘ線測定器１０９ｃ及び／又は膜厚測定器１０９ｄは、枚葉化成装置１０５で化成処理されたシリコンウェハ１１の物性情報を測定する。Ｘ線測定器１０９ｃ及び／又は膜厚測定器１０９ｄで得られた測定データは、コンピュータ１０１に送信される。コンピュータ１０１は、比抵抗測定器１０９ａ及び厚さ測定器１０９ｂの測定結果に加えて、化成処理後のシリコンウェハ１１におけるＸ線測定器１０９ｃ及び／又は膜厚測定器１０９ｄの測定結果に基づいて、シリコンウェハ１１を化成するための条件を決定することができる。即ち、コンピュータ１０１は、化成処理後の被処理物の物性データをフィードバックして、更に化成処理が必要な場合に、化成処理を追加して行うよう制御することができる。これによってウエハに形成される層の品質を保つことができる。
【０１２１】
図７は、本発明の好適な第３の実施形態に係る化成方法を示すフローチャートである。なお、以下に示す処理は、例えばコンピュータ１０１により制御され得る。
【０１２２】
ステップＳ３１では、搬送ロボット１０４が、キャリア１０７内のｎ枚目のシリコンウェハ１１を吸着して取り出し、測定部１０９内のウエハホルダにセットする。
【０１２３】
ステップＳ３２では、測定部１０９が、ｎ枚目のシリコンウェハ１１の物性情報（例えば、比抵抗、厚さ、そり等）を測定する。測定部１０９は、測定結果としての物性情報（測定データ）を、コンピュータ１０１に送信する。コンピュータ１０１は、測定部１０９から受信したｎ枚目のシリコンウェハ１１の物性情報（測定データ）に基づいて、ｎ枚目のシリコンウェハ１１を化成するための化成条件（条件データ）を決定する。この化成条件は、例えば、電流、電圧、電流密度、電解時間、化成温度、化成処理に用いる薬液の濃度及びその組成等の化成処理に影響を与える任意のパラメータを含みうる。コンピュータ１０１は、決定した化成条件（条件データ）を枚葉化成装置１０５に送信する。
【０１２４】
また、コンピュータ１０１は、測定部１０９から受信したｎ枚目のシリコンウェハ１１の物性情報（測定データ）に基づいて、ｎ枚目のシリコンウェハ１１を洗浄するための洗浄条件（条件データ）を決定してもよい。この洗浄条件は、例えば、洗浄時間、薬液の温度、薬液の濃度及びその組成等の洗浄処理に影響を与える任意のパラメータを含みうる。コンピュータ１０１は、決定した洗浄条件（条件データ）を枚葉洗浄機１１２に送信することができる。
【０１２５】
なお、コンピュータ１０１は、例えば、測定部１０９で測定したシリコンウェハの物性情報に基づいて、欠陥・パラメータ不良（膜厚、比抵抗等のばらつき）等の異常を検出し、異常が検出されたシリコンウェハを搬送ロボット１０４により取り出して、化成処理を行わないようにすることもできる。これにより、全体の処理時間が短縮され、歩留まりを向上させるとともに、異常をいち早く検出することができるため、異常の発生原因を迅速に解決することができる。
【０１２６】
ステップＳ３３では、搬送ロボット１０４が、測定部１０９による測定が終了したｎ枚目のシリコンウェハ１１を取り出し、シャッター１１０ｃが開いた後、枚葉洗浄機１１１にセットする。シャッター１１０ｃは、搬送ロボット１０４が通過した後、直ちに閉じられる。
【０１２７】
ステップＳ３４では、枚葉洗浄機１１１が、セットされたｎ枚目のシリコンウェハ１１を前洗浄する。前洗浄では、例えば、以下の（１）〜（６）の処理が行われる。
【０１２８】
（１）シリコンウェハ１１の表裏面をＯ３で約２０秒間洗浄する。これにより、シリコンウェハ１１の表面に薄い酸化膜が形成される。
【０１２９】
（２）シリコンウェハ１１の表裏面をＤＩＷ（脱イオン水）で約２０秒間洗浄する。
【０１３０】
（３）シリコンウェハ１１の表裏面をＤＨＦ（希フッ酸溶液）で約２０秒間洗浄する。これにより、シリコンウェハ１１の表面に形成された薄い酸化膜が除去されるとともに、その酸化膜に含まれていた粒子等も除去される。
【０１３１】
（４）再び、シリコンウェハ１１の表裏面をＤＩＷ（脱イオン水）で約２０秒間洗浄する。
【０１３２】
（５）再び、シリコンウェハ１１の表面（おもて面）をＯ３で約２０秒間洗浄する。これにより、シリコンウェハ１１の表面に薄い酸化膜を有する保護膜が形成される。
【０１３３】
（６）最後に、シリコンウェハ１１の表面（おもて面）をＤＩＷ（脱イオン水）で約２０秒間洗浄し、シリコンウェハ１１の前洗浄が終了する。枚葉洗浄機１１１は、前洗浄が終了したシリコンウェハ１１を、ウェハを高速回転させることにより乾燥させる。また、枚葉洗浄機１１１は、Ｎ２ブローによりシリコンウェハ１１を乾燥させてもよい。
【０１３４】
上記の洗浄方法は、一例として挙げたものであり、本発明はこれに限定されない。例えば、一部の処理を除いたり、他の処理を加えたり、処理時間や一部の処理順序を変更してもよい。例えば、ＤＨＦにＨ２Ｏ２や界面活性剤等の薬液を添加してもよいし、超音波洗浄等の洗浄方法と組み合わせてもよい。
【０１３５】
ステップＳ３５では、搬送ロボット１０４は、洗浄されたｎ枚目のシリコンウェハ１１を、枚葉洗浄機１１１から取り出して、枚葉化成装置１０５にセットする。
【０１３６】
ステップＳ３６では、枚葉化成装置１０５は、コンピュータ１０１から送られた条件データによって指定される化成条件（すなわち、ｎ枚目のシリコンウエハの物性に最適な化成条件）でｎ枚目のシリコンウェハ１１を化成する。このステップＳ３６の処理は、実質的に第１の実施の形態に係る枚葉化成装置１０５における、図２のステップＳ６に相当する。
【０１３７】
ステップＳ３７では、測定部１０９が、化成処理後のｎ枚目のシリコンウェハ１１の物性情報（例えば、比抵抗、厚さ、そり、化学組成、格子定数、結合状態、化成膜表面の不純物等）を再度測定する。測定部１０９は、測定結果としての物性情報（測定データ）を、コンピュータ１０１に送信する。
【０１３８】
ステップＳ３８では、コンピュータ１０１は、測定部１０９から受信した化成処理後のｎ枚目のシリコンウェハ１１の物性情報（測定データ）に基づいて、ｎ枚目のシリコンウェハ１１を更に化成処理する必要があるか否かを判断する。更に化成処理する必要がある場合は（ステップＳ３８でＹＥＳ）、ステップＳ３６へ戻る。更に化成処理する必要がない場合は（ステップＳ３８でＮＯ）、ステップＳ３９へ進む。
【０１３９】
ステップＳ３９では、搬送ロボット１０４は、化成処理後のｎ枚目のシリコンウェハ１１を枚葉洗浄機１１２に搬送する。
【０１４０】
ステップＳ４０では、枚葉洗浄機１１２が、セットされたｎ枚目のシリコンウェハ１１を後処理する。後処理では、例えば、以下の（１）〜（６）の処理が行われる。また、枚葉洗浄機１１２は、コンピュータ１０１から洗浄条件が送信された場合は、この洗浄条件に基づいて洗浄条件（洗浄時間、薬液の温度、薬液の濃度及びその組成等の洗浄処理に影響を与える任意のパラメータ）を変更してもよい。
【０１４１】
（１）シリコンウェハ１１の表裏面をＤＩＷ（脱イオン水）で約２０秒間洗浄する。
【０１４２】
（２）シリコンウェハ１１の表裏面をＯ３で約３００秒間洗浄する。これにより、シリコンウェハ１１の表面に薄い酸化膜を有する保護膜が形成される。
【０１４３】
（３）シリコンウェハ１１の表裏面をＤＩＷ（脱イオン水）で約２０秒間洗浄する。
【０１４４】
（４）シリコンウェハ１１の表裏面をＤＨＦ（希フッ酸溶液）で約２０秒間洗浄する。これにより、シリコンウェハ１１の表面に形成された薄い酸化膜が除去されるとともに、その酸化膜に含まれていた粒子等も除去される。
【０１４５】
（５）最後に、シリコンウェハ１１の表裏面をＤＩＷ（脱イオン水）で約２０秒間洗浄し、シリコンウェハ１１の後処理が終了する。枚葉洗浄機１１２は、後処理が終了したシリコンウェハ１１を、ウェハを高速回転させることにより乾燥させる。また、枚葉洗浄機１１２は、Ｎ２ブローによりシリコンウェハ１１を乾燥させてもよい。
【０１４６】
以上のように、本実施形態によれば、化成処理の追加処理を行うことによって、シリコンウェハに形成される層の品質を保つことができる。
【０１４７】
［処理装置の適用例］
以下、上記の処理装置を半導体基板の製造方法に適用した例として、ＳＯＩ基板等の基板の製造方法を例示的に説明する。
【０１４８】
図８は、本発明の好適な実施の形態に係る基板の製造方法を説明する図である。
【０１４９】
まず、図８（ａ）に示す工程では、第１の基板（ｓｅｅｄ　ｗａｆｅｒ）１０を形成するための単結晶Ｓｉ基板１１を用意して、上記の化成システム１００、２００、及び３００を利用して、その主表面上に分離層としての多孔質Ｓｉ層１２を形成する。多孔質Ｓｉ層１２は、例えば、電解液（化成液）中で単結晶Ｓｉ基板１１に陽極化成処理（陽極処理）を施すことによって形成することができる。
【０１５０】
ここで、電解液としては、例えば、弗化水素を含む溶液、弗化水素及びエタノールを含む溶液、弗化水素及びイソプロピルアルコールを含む溶液等が好適である。より具体的な例を挙げると、電解液としては、例えば、ＨＦ水溶液（ＨＦ濃度＝４９ｗｔ％）とエタノールを体積比２：１で混合した混合液が好適である。
【０１５１】
また、多孔質Ｓｉ層１２を互いに多孔度の異なる２層以上の層からなる多層構造としてもよい。ここで、多層構造の多孔質Ｓｉ層１２は、表面側に第１の多孔度を有する第１の多孔質Ｓｉ層、その下に、第１の多孔度より大きい第２の多孔度を有する第２の多孔質Ｓｉ層を含むことが好ましい。このような多層構造を採用することにより、後の非多孔質層１３の形成工程において、第１の多孔質Ｓｉ層上に、欠陥等の少ない非多孔質層１３を形成することができると共に、後の分離工程において、所望の位置で貼り合わせ基板を分離することができる。ここで、第１の多孔度としては、１０％〜３０％が好ましく、１５％〜２５％が更に好ましい。また、第２の多孔度としては、３５％〜７０％が好ましく、４０％〜６０％が更に好ましい。
【０１５２】
電解質溶液として上記の混合液（ＨＦ濃度が４９ｗｔ％の弗化水素酸：エタノール＝２：１）を利用する場合は、例えば、電流密度８ｍＡ／ｃｍ２、処理時間５〜１１ｍｉｎの条件で第１層（表面側）を生成し、次いで、電流密度２３〜３３ｍＡ／ｃｍ２、処理時間８０ｓｅｃ〜２ｍｉｎの条件で第２層（内部側）を生成することが好ましい。
【０１５３】
このように、多孔質層１２を形成するために上記の処理装置１００又は２００を利用することにより、処理槽内に配置された陽極から溶出する金属による第１の基板１０の汚染を低減することができる。
【０１５４】
次いで、次の（１）〜（４）の少なくとも１つの工程を実施することが好ましい。ここで、（１）、（２）を順に実施することが好ましく、（１）、（２）、（３）を順に実施すること、或いは、（１）、（２）、（４）を順に実施することが更に好ましく、（１）、（２）、（３）、（４）を順に実施することが最も好ましい。
【０１５５】
（１）多孔質Ｓｉ層の孔壁に保護膜を形成する工程（プリ酸化工程）
この工程では、多孔質Ｓｉ層１２の孔壁に酸化膜や窒化膜等の保護膜を形成し、これにより、後の熱処理による孔の粗大化を防止する。保護膜は、例えば、酸素雰囲気中で熱処理（例えば、２００℃〜７００℃が好ましく、３００℃〜５００℃が更に好ましい）を実施することにより形成され得る。その後、多孔質Ｓｉ層１２の表面に形成された酸化膜等を除去することが好ましい。これは、例えば、弗化水素を含む溶液に多孔質Ｓｉ層１２の表面を晒すことによって実施され得る。
【０１５６】
（２）水素ベ−キング工程（プリベーキング工程）
この工程では、水素を含む還元性雰囲気中において８００℃〜１２００℃で、多孔質Ｓｉ層１２が形成された第１の基板１に熱処理を実施する。この熱処理により、多孔質Ｓｉ層１２の表面の孔をある程度封止することができると共に、多孔質Ｓｉ層１２の表面に自然酸化膜が存在する場合には、それを除去することができる。
【０１５７】
（３）微量原料供給工程（プリインジェクション工程）
多孔質Ｓｉ層１２上に非多孔質層１３を成長させる場合は、成長の初期段階で非多孔質層１３の原料物質の供給を微少量として、低速度で非多孔質膜１３を成長させることが好ましい。このような成長方法により、多孔質Ｓｉ層１２の表面の原子のマイグレーションが促進され、多孔質Ｓｉ層１２の表面の孔を封止することができる。具体的には、成長速度が２０ｎｍ／ｍｉｎ以下、好ましくは１０ｎｍ／ｍｉｎ以下、より好ましくは２ｎｍ／ｍｉｎ以下になるように原料の供給を制御する。
【０１５８】
（４）高温ベーキング工程（中間ベーキング工程）
上記の水素ベーキング工程及び／又は微量原料供給工程における処理温度よりも高い温度で、水素を含む還元性雰囲気中で熱処理を実施することにより、多孔質Ｓｉ層１２の更なる封止及び平坦化が実現することができる。
【０１５９】
次いで、図８（ｂ）に示す工程の第１段階では、多孔質Ｓｉ層１２上に第１の非多孔質層１３を形成する。第１の非多孔質層１３としては、単結晶Ｓｉ層、多結晶Ｓｉ層、非晶質Ｓｉ層等のＳｉ層、Ｇｅ層、ＳｉＧｅ層、ＳｉＣ層、Ｃ層、ＧａＡｓ層、ＧａＮ層、ＡｌＧａＡｓ層、ＩｎＧａＡｓ層、ＩｎＰ層、ＩｎＡｓ層等が好適である。
【０１６０】
次いで、図８（ｂ）に示す工程の第２段階では、第１の非多孔質層１３の上に第２の非多孔質層としてＳｉＯ２層（絶縁層）１４を形成する。これにより第１の基板１０が得られる。ＳｉＯ２層１４は、例えば、Ｏ２／Ｈ２雰囲気、１１００℃、１０〜３３ｍｉｎの条件で生成され得る。
【０１６１】
次いで、図８（ｃ）に示す工程では、第２の基板（ｈａｎｄｌｅ　ｗａｆｅｒ）２０を準備し、第１の基板１０と第２の基板２０とを、第２の基板２０と絶縁層１４とが面するように室温で密着させて貼り合わせ基板３０を作成する。
【０１６２】
なお、絶縁層１４は、上記のように単結晶Ｓｉ層１３側に形成しても良いし、第２の基板２０上に形成しても良く、両者に形成しても良く、結果として、第１の基板と第２の基板を密着させた際に、図８（ｃ）に示す状態になれば良い。しかしながら、上記のように、絶縁層１４を活性層となる第１の非多孔質層（例えば、単結晶Ｓｉ層）１３側に形成することにより、第１の基板１０と第２の基板２０との貼り合せの界面を活性層から遠ざけることができるため、より高品位のＳＯＩ基板等の半導体基板を得ることができる。
【０１６３】
基板１０、２０が完全に密着した後、両者の結合を強固にする処理を実施することが好ましい。この処理の一例としては、例えば、１）Ｎ２雰囲気、１１００℃、１０ｍｉｎの条件で熱処理を実施し、２）Ｏ２／Ｈ２雰囲気、１１００℃、５０〜１００ｍｉｎの条件で熱処理（酸化処理）を実施する処理が好適である。この処理に加えて、或いは、この処理に代えて、陽極接合処理及び／又は加圧処理を実施してもよい。
【０１６４】
第２の基板２０としては、Ｓｉ基板、Ｓｉ基板上にＳｉＯ２層を形成した基板、石英等の光透過性の基板、サファイヤ等が好適である。しかし、第２の基板２０は、貼り合わせに供される面が十分に平坦であれば十分であり、他の種類の基板であってもよい。
【０１６５】
次いで、図８（ｄ）に示す工程では、貼り合わせ基板３０を機械的強度が脆弱な多孔質層１２の部分で分離する。この分離方法としては、各種の方法を採用しうるが、例えば、流体を多孔質層１２に打ち込む方法、或いは、流体により多孔質層１２に静圧を印加する方法など、流体を利用する方法が好ましい。
【０１６６】
この分離工程により、第１の基板１０の移設層（非多孔質層１３、絶縁層１４）が第２の基板２０上に移設される。なお、第１の基板１０の多孔質層１２上に非多孔質層１３のみを形成する場合の移設層は、非多孔質層１３のみである。
【０１６７】
図８（ｅ）に示す工程では、分離後の第２の基板２０上の多孔質層１２”をエッチング等により選択的に除去する。これにより、絶縁層１４上に非多孔質層１３を有する基板が得られる。例えば、非多孔質層１３が半導体層である場合、このような半導体層は、ＳＯＩ層（ＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＯｎ　Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）と呼ばれ、また、このようなＳＯＩ層を有する基板は、ＳＯＩ基板と呼ばれる。
【０１６８】
更に、分離後の第１の基板１０’の単結晶Ｓｉ基板１１上の多孔質層１２’をエッチング等により選択的に除去する。このようにして得られる単結晶Ｓｉ基板１１は、再び第１の基板１０を形成するための基板、又は第２の基板２０として利用され得る。
【０１６９】
［半導体基板の適用例］
次の上記の製造方法により製造される半導体基板の製造方法の一例を説明する。
【０１７０】
図９は、本発明の好適な実施の形態に係る基板の製造方法を適用して製造され得る半導体基板を利用した半導体装置の製造方法を示す図である。
【０１７１】
まず、非多孔質層１３として半導体層、非多孔質層１４として絶縁層を有するＳＯＩ基板を上記の基板の製造方法を適用して製造する。そして、埋め込み絶縁膜１４上の非多孔質半導体層（ＳＯＩ層）１３を島状にパタニングする方法、又は、ＬＯＣＯＳと呼ばれる酸化法等により、トランジスタを形成すべき活性領域１３’及び素子分離領域５４を形成する（図９（ａ）参照）。
【０１７２】
次いで、ＳＯＩ層の表面にゲート絶縁膜５６を形成する（図９（ａ）参照）。ゲート絶縁膜５６の材料としては、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化ハフニウム、酸化チタン、酸化スカンジウム、酸化イットリウム、酸化ガドリニウム、酸化ランタン、酸化ジルコニウム、及びこれらの混合物ガラス等が好適である。ゲート酸化膜５６は、例えば、ＳＯＩ層の表面を酸化させたり、ＣＶＤ法又はＰＶＤ法によりＳＯＩ層の表面に該当する物質を堆積させたりすることにより形成され得る。
【０１７３】
次いで、ゲート絶縁膜５６上にゲート電極５５を形成する（図９（ａ）参照）。ゲート電極５５は、例えば、Ｐ型又はＮ型不純物がドープされた多結晶シリコンや、タングステン、モリブデン、チタン、タンタル、アルミニウム、銅などの金属又はこれらの少なくとも１種を含む合金や、モリブデンシリサイド、タングステンシリサイド、コバルトシリサイドなどの金属珪化物や、チタンナイトライド、タングステンナイトライド、タンタルナイトライドなどの金属窒化物などで構成され得る。ゲート絶縁膜５６は、例えばポリサイドゲートのように、互いに異なる材料からなる複数の層を積層して形成されてもよい。ゲート電極５５は、例えば、サリサイド（セルフアラインシリサイド）と呼ばれる方法で形成されてもよいし、ダマシンゲートプロセスと呼ばれる方法で形成してもよいし、他の方法で形成してもよい。以上の工程により図９（ａ）に示す構造体が得られる。
【０１７４】
次いで、燐、砒素、アンチモンなどのＮ型不純物又はボロンなどのＰ型不純物を活性領域１３’に導入することにより、比較的低濃度のソース、ドレイン領域５８を形成する（図９（ｂ）参照）。不純物は、例えば、イオン打ち込み及び熱処理などにより導入することができる。
【０１７５】
次いで、ゲート電極５５を覆うようにして絶縁膜を形成した後に、これをエッチバックすることにより、ゲート電極５９の側部にサイドウォール５９を形成する。
【０１７６】
次いで、再び上記と同一の導電型の不純物を活性領域１３’に導入し、比較的高濃度のソース、ドレイン領域５７を形成する。以上の工程により図９（ｂ）に示す構造体が得られる。
【０１７７】
次いで、ゲート電極５５の上面並びにソース及びドレイン領域５７の上面に金属珪化物層６０を形成する。金属珪化物層６０の材料としては、例えば、ニッケルシリサイド、チタンシリサイド、コバルトシリサイド、モリブデンシリサイド、タングステンシリサイドなどが好適である。これらの珪化物は、ゲート電極５５の上面並びにソース及びドレイン領域５７の上面を覆うように金属を堆積させて、その後、熱処理を施すことによって、該金属とその下部のシリコンとを反応させた後に、該金属のうち未反応部分を硫酸などのエッチャントで除去することによって形成することができる。ここで、必要に応じて、珪化物層の表面を窒化させてもよい。以上の工程により図９（ｃ）に示す構造体が得られる。
【０１７８】
次いで、シリサイド化したゲート電極の上面並びにソース及びドレイン領域の上面を覆うように絶縁膜６１を形成する（図９（ｄ）参照）。絶縁膜６１の材料としては、燐及び／又はボロンを含む酸化シリコンなどが好適である。
【０１７９】
次いで、必要に応じて、ＣＭＰ法により絶縁膜６１にコンタクトホールを形成する。ＫｒＦエキシマレーザ、ＡｒＦエキシマレーザ、Ｆ２エキシマレーザ、電子ビーム、Ｘ線等を利用したフォトリソグラフィー技術を適用すると、一辺が０．２５ミクロン未満の矩形のコンタクトホール、又は、直径が０．２５ミクロン未満の円形のコンタクトホールを形成することができる。
【０１８０】
次いで、コンタクトホール内に導電体を充填する。導電体の充填方法としては、バリアメタル６２となる高融点金属やその窒化物の膜をコンタクトホールの内壁に形成した後に、タングステン合金、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金などの導電体６３を、ＣＶＤ法、ＰＶＤ法、めっき法などを利用して堆積させる方法が好適である。ここで、絶縁膜６１の上面よりも高く堆積した導電体をエッチバック法やＣＭＰ法により除去してもよい。また、導電体の充填に先立って、コンタクトホールの底部に露出したソース及びドレイン領域の珪化物層の表面を窒化させてもよい。以上の工程によりＳＯＩ層にＦＥＴ等のトランジスタを作り込むことができ、図９（ｄ）に示す構造のトランジスタを有する半導体装置が得られる。
【０１８１】
ここで、ゲート電極に電圧を印加してゲート絶縁膜下に広がる空乏層が埋め込み絶縁膜１４の上面に届くように活性層（ＳＯＩ層）１０’の厚さ及び不純物濃度を定めると、形成されたトランジスタは、完全空乏型トランジスタとして動作する。また、空乏層が埋め込み酸化膜１４の上面に届かないように活性層（ＳＯＩ層）１０’の厚さ及び不純物濃度を定めると、形成されたトランジスタは、部分空乏型トランジスタとして動作する。
【０１８２】
【発明の効果】
本発明によれば、例えば、化成処理によってウエハに形成される層のウエハ間のばらつきを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な第１の実施形態に係る化成システムの構成を示す図である。
【図２】本発明の好適な第１の実施形態に係る化成方法を示すフローチャートである。
【図３】図２のステップＳ６の化成処理を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る化成システムの構成を示す概念図である。
【図５】本発明の好適な第２の実施形態に係る化成方法を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る化成システムの構成を示す概念図である。
【図７】本発明の好適な第３の実施形態に係る化成方法を示すフローチャートである。
【図８】本発明の好適な実施の形態に係る基板の製造方法を説明する図である。
【図９】本発明の好適な実施の形態に係る基板の製造方法を適用して製造され得る半導体基板を利用した半導体装置の製造方法を示す図である。
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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