(57)【要約】【課題】基板が大型化した場合においても、基板の処理（エッチング等）を均一に行なう。【解決手段】エッチング槽１０１の下方に超音波振動子１０３を配置する。エッチング槽１０１内には基板１２０を水平に配置する。これにより、基板１２０は、その面が超音波振動子１０３に向くように配置される。基板１２０は、回転機構１３０により回転されながらエッチングされる。【選択図】図１
2004207503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理液で処理する処理装置であって、
該処理液を収容する処理槽と、
前記処理槽内で該基板を保持する保持機構と、
前記保持機構によって保持される該基板の面に直交する方向の所定位置に配置され、該基板に振動を供給する振動源と、
前記保持機構によって保持される該基板を回転させるように構成された構造と、
を備えることを特徴とする処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板を処理液で処理する分野、例えば、ウエットエッチングに関する。
【０００２】
【従来の技術】
多孔質半導体を工業的に応用する例として、多孔質シリコンを用いてＳＯＩ（Silicon On Insulator 又は、Semiconductor On Insulator）基板を製造する技術が知られている。このような技術の応用として、特開平５−２１３３８号公報には、多孔質シリコン層を有する基板の該多孔質シリコン層の上に成長させたシリコンエピタキシャル層を酸化膜を介して非晶質基板上や単結晶シリコン基板上に貼り合わせるウエハ直接接合技術が開示されている。
【０００３】
ＳＯＩ基板の製造において重要な技術の１つとして、多孔質シリコンの選択エッチング技術がある。一般的に、多孔質シリコンは、単結晶シリコン基板の表面を多孔質化して形成されるため、多孔質シリコンとその下の部分（非多孔質シリコン）とにおけるエッチングの選択性を得にくいという課題がある。
【０００４】
多孔質シリコンの選択エッチング方法が、特開平１０−２２３５８５号公報、特開平１０−２２９０６６号公報、特開平１０−２４２１０２号公報、特開平１０−２４２１０３号公報、特開平６−３４２７８４号公報、特開平９−９２８０３号公報、特開平１１−２０４４９４号公報、特開平１１−２０４４９５号公報、特開２０００−１３３６３２号公報、特開２０００−１３３５５８号公報に開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−２１３３８号公報
【特許文献２】
特開平１０−２２３５８５号公報
【特許文献３】
特開平１０−２２９０６６号公報
【特許文献４】
特開平１０−２４２１０２号公報
【特許文献５】
特開平１０−２４２１０３号公報
【特許文献６】
特開平６−３４２７８４号公報
【特許文献７】
特開平９−９２８０３号公報
【特許文献８】
特開平１１−２０４４９４号公報
【特許文献９】
特開平１１−２０４４９５号公報
【特許文献１０】
特開２０００−１３３６３２号公報
【特許文献１１】
特開２０００−１３３５５８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の特許文献に記載された発明は、いずれも多孔質半導体の選択エッチング技術に関して有用であり、量産性にすぐれている。しかし、このような従来例では、基板のサイズが大きくなるにつれて、エッチング分布の悪化や処理時間の増加が懸念される。
【０００７】
本発明は、基板が大型化した場合においても、基板の処理を均一に行なうことを目的とし、更に、選択エッチングへの適用に関しては、基板が大型化した場合においても、エッチング選択性の分布を悪化させず、これによって良好なエッチング分布を実現することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の装置は、基板を処理液で処理する処理装置に係り、該装置は、該処理液を収容する処理槽と、前記処理槽内で該基板を保持する保持機構と、前記保持機構によって保持される該基板の面に直交する方向の所定位置に配置され、該基板に振動を供給する振動源と、前記保持機構によって保持される該基板を回転させるように構成された構造とを備える。
【０００９】
ここで、本発明の好適な実施の形態によれば、前記構造は、固体部材により該基板に回転力を伝達するように構成されうる。この場合、前記構造は、例えば、前記保持機構を回転させることにより該基板を回転させるように構成されうる。
【００１０】
或いは、前記構造は、該処理液の流れを形成することにより該基板を回転させるように構成されてもよい。この場合、前記構造は、前記処理槽内に該処理液の回転流或いは渦流を形成することにより該基板を回転させるように構成されうる。
【００１１】
或いは、前記構造は、前記処理槽内に該処理液の流れを形成するように前記処理槽内に該処理液を供給する供給部を有し、該処理液の流れにより該基板を回転させるように構成されうる。
【００１２】
本発明の好適な実施の形態によれば、本発明の処理装置は、該基板の面に向けて処理液を放出して、該基板の処理に伴って生じうる気泡を除去する放出部を更に備えることが好ましい。ここで、前記放出部は、該基板の面内の局所的領域に向けて該処理液を放出するように構成されうる。本発明の処理装置は、該基板の処理中に前記放出部を移動させる駆動機構を更に備えることが好ましい。前記駆動機構は、前記放出部から放出される該処理液が該基板の全面に順次当たるように、前記放出部を往復移動させるように構成されうる。
【００１３】
本発明の好適な実施の形態によれば、本発明の処理装置は、該処理液を脱気する機構を更に備えることが好ましい。
【００１４】
本発明の好適な実施の形態によれば、本発明の処理装置は、少なくとも前記処理槽内において該処理液が露出している部分を含む空間を減圧環境とするためのチャンバを更に備えることが好ましい。或いは、本発明の処理装置は、前記処理槽を収容し前記処理槽の周囲に減圧環境を形成するためのチャンバを更に備えることが好ましい。
【００１５】
本発明の第２の側面に係る装置もまた、基板を処理液で処理する処理装置に係り、該装置は、該処理液を収容する処理槽と、前記処理槽内に該処理液の流れを形成することにより該基板を回転させる構造とを備える。
【００１６】
本発明の第３の側面に係る装置もまた、基板を処理液で処理する処理装置に係り、該装置は、該処理液を収容する処理槽と、前記処理槽内の該基板の面に向けて処理液を放出して、該基板の処理に伴って生じうる気泡を除去する放出部とを備える。
【００１７】
本発明の第４の側面に係る装置もまた、基板を処理液で処理する処理装置に係り、該装置は、該処理液を収容する処理槽と、少なくとも前記処理槽内において該処理液が露出している部分を含む空間を減圧環境とするためのチャンバとを備える。
【００１８】
上記の第１〜第４の側面に係る処理装置は、発明の実施の形態として以下に説明されているように、エッチング装置として構成或いは利用されうる。
【００１９】
本発明はまた、基板を処理液で処理する処理方法としても有用である。
【００２０】
本発明の処理方法は、該処理液を収容した処理槽内において該基板を配置する配置工程と、該基板を回転させながら該基板を該処理液で処理する処理工程とを含み、前記配置工程では、該基板に振動を供給する振動源に該基板の面が向くように該基板を配置し、前記処理工程では、前記振動源を動作させて該基板に振動を供給する。
【００２１】
ここで、本発明の好適な実施の形態によれば、前記処理工程では、固体部材を使って該基板に回転力を伝達することにより該基板を回転させることができる。或いは、前記処理工程では、該処理液の流れを形成することにより該基板を回転させることもでき、例えば、前記処理槽内に該処理液の回転流或いは渦流を形成することにより該基板を回転させることができる。
【００２２】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記処理工程では、該基板の面に向けて処理液を放出して、該基板の処理に伴って生じうる気泡を除去することが好ましい。ここで、前記処理工程では、該基板の面内の局所的領域に向けて該処理液を放出することが好ましい。更に、前記処理工程では、該基板に局所的に該処理液を供給すべき領域を変更しながら該基板を処理することが好ましい。更に、前記処理工程では、該基板に局所的に該処理液を供給すべき領域を変更しながら該処理液が該基板の全面に順次当てることが好ましい。
【００２３】
本発明の好適な実施の形態によれば、本発明の処理方法は、少なくとも前記処理工程において、該処理液を脱気することが好ましい。
【００２４】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記処理工程を、前記処理槽内において該処理液が露出している部分を含む空間を減圧環境として実施することが好ましい。
【００２５】
本発明の第２の側面に係る方法もまた、基板を処理液で処理する処理方法に係り、該方法は、該処理液を収容した処理槽内において該基板を配置する配置工程と、該基板を回転させながら該基板を該処理液で処理する処理工程とを含み、前記処理工程では、前記処理槽内に該処理液の流れを形成することにより該基板を回転させる。
【００２６】
本発明の第３の側面に係る方法もまた、基板を処理液で処理する処理方法に係り、該方法は、該処理液を収容した処理槽内において該基板を配置する配置工程と、該基板を回転させながら該基板を該処理液で処理する処理工程とを含み、前記処理工程では、前記処理槽内の該基板の面に向けて該処理液を放出して、該基板の処理に伴って生じうる気泡を除去する。
【００２７】
本発明の第３の側面に係る方法もまた、基板を処理液で処理する処理方法に係り、該方法は、該処理液を収容した処理槽内において該基板を配置する配置工程と、該基板を回転させながら該基板を該処理液で処理する処理工程とを含み、前記処理工程を、前記処理槽内において該処理液が露出している部分を含む空間を減圧環境として実施する。
【００２８】
上記の第１〜第４の側面に係る処理方法は、発明の実施の形態として以下に説明されるように、該基板のエッチング工程を含みうる。ここで、該基板は、多孔質領域及び非多孔質領域を有し、前記エッチング工程では、該基板の該多孔質領域を選択的にエッチングすることが好ましい。
【００２９】
本発明の製造方法は、半導体基板を製造する製造方法に係り、該方法は、多孔質層の上に非多孔質半導体層を有する第１基板の該非多孔質半導体層側に第２基板を貼り合わせて、貼り合わせ基板を作製する工程と、該貼り合わせ基板を処理或いは加工して、該第２基板の上に該非多孔質半導体層を有し、その上に該多孔質層の少なくとも一部が残存した中間基板を作製する工程と、該中間基板における残存多孔質層を上記のエッチング工程によって選択エッチングする工程とを含む。
【００３０】
【発明の実施の形態】
まず、非多孔質シリコン部分と多孔質シリコン部分とを有する基板、典型的には多孔質シリコンの下に非多孔質シリコンを有する基板において、多孔質シリコン部分のみを選択的にエッチングするメカニズムを説明する。
【００３１】
ここでは、図５に示すように、表面に多孔質シリコン層５１０があり、その下に選択エッチングの後に表出させるべき非多孔質シリコン層５２０が存在する場合について説明する。
【００３２】
まず、第１段階では、エッチング液が多孔質層５１０の孔５１１中に毛細管現象により染み込む。次いで、第２段階では、染み込んだエッチング液が多孔質層５１０の壁５１２をエッチングする。この際、エッチング液に晒されている非多孔質シリコン層５２０も等方的にエッチングされることになるが、エッチングレートを極めて小さく（例えば０．０５〜０．１ｎｍ／分）設定することにより、非多孔質シリコン層５２０のエッチングが殆ど起こらないようにすることができる。一方、多孔質層５１０の壁５１２のエッチングも同程度のエッチングレートでしかエッチングされない。しかし、典型的には、エッチング前の多孔質シリコン層５１０の孔５１１の平均寸法（平均孔径）は約５〜７ｎｍであり、壁５１２の平均厚さは１０〜２０ｎｍであるので、上記エッチングレートにおいても現実的な時間内に壁５１２のエッチングを行なうことができる。
【００３３】
次いで、選択エッチングの第３段階では、壁５１２がエッチングにより更に薄くなって崩壊し、消失する。これにより、選択エッチングが完了する。ここで、エッチング前の壁５１２の厚さが１０〜２０ｎｍであると、計算上は、その厚さの１／２である５〜１０ｎｍのエッチングが起これば、壁５１２が崩壊に至ることになる。しかし、実際には、その前にエッチング液の流れや超音波振動などの外部からの物理的な作用によって多孔質構造部分（壁）が崩壊することが分かっている。
【００３４】
したがって、実際には、数ｎｍのエッチングにより多孔質シリコン層５１０が除去され、その下の単結晶シリコン層５２０は、数ｎｍのエッチングを受けるのみで、殆ど完全な状態で残されうる。
【００３５】
多孔質シリコン層の選択エッチングにおいて重要なことは、上記の第３段階における多孔質構造の崩壊を基板の全面にわたってほぼ均一にほぼ同時間で起こさせることである。なぜなら、部分的に多孔質層が残っていると、その部分が除去されるまでエッチングを続けなければならず、先に多孔質層が除去された部分の非多孔質シリコン層は、極めて低いレートではあるが、エッチングを受け、これによって非多孔質シリコン層の不均一な膜厚分布が生じるからである。
【００３６】
以下、多孔質構造の崩壊を基板の全面にわたってほぼ均一にしかも短時間で起こさせるために好適なエッチング装置について説明する。なお、以下で説明するエッチング装置は、処理液を変更することにより、他の処理をするための処理装置としても使用することができる。例えば、処理液として洗浄液を使用した場合、以下の装置は、洗浄装置として使用することができる。
【００３７】
図１は、本発明の好適な実施の形態のエッチング装置の概略構造を示す図である。図１に示すエッチング装置１００では、エッチング液（処理液）１４０を収容するエッチング槽（処理槽）１０１の底部に超音波振動子（振動源）１０３が配置されており、処理すべき基板が水平に支持される。このような構成によれば、超音波振動が表面に多孔質層或いは多孔質領域を有する基板（例えばウエハ）１２０の全面にわたってほぼ均一に提供され、多孔質層の崩壊を面内においてほぼ均一かつ同時に起こさせることができる。ここで、処理すべき基板は、その１つの面（典型的には、裏面）が超音波振動子１０３に向くようにエッチング槽１０１内に配置される。換言すると、超音波振動子１０３は、処理すべき基板の面に直交する方向の所定位置に配置されている。
【００３８】
一方、従来の装置では、図６に示すように、超音波振動子１０３はエッチング槽１０１の下方に設置され、基板１２０はその面がキャリア６０１内に鉛直方向に沿うように収容された状態で処理される。この場合、超音波振動子１０３が発生する超音波振動は、エッチング槽１０１の底部から基板１２０に伝わるので、基板１２０の上部ほど振動が減衰する。そこで、超音波の効果を均一に基板１２０に作用させるために、ローラー６０２等により基板１２０を回転させる方法が採用されている。しかし、基板１２０のサイズが大きくなるにつれて超音波効果の均一性を保つことが困難になり、図７に示すように、基板の中央付近に多孔質シリコン層が残りやすくなる。
【００３９】
そこで、図１に示すように、基板を水平に配置し、基板の下方（すなわち、基板の面に平行）に超音波振動子１０３を配置することにより、すなわち、基板の面が超音波振動子に向くように基板を配置することが好ましい。このような配置によれば、図８に示すように、基板のサイズが大きくなっても基板の全面に対してほぼ均一に超音波を作用させることができ、基板の全面にわたって均一に多孔質層を崩壊させることが可能になる。
【００４０】
エッチング槽１０１は、図１に示すように、本体槽１０１ａの他、オーバーフロー槽１０１ｂを有し、本体槽１０１ａから溢れたエッチング液は、オーバーフロー槽１０１ｂによって回収される。オーバーフロー槽１０１ｂによって回収されたエッチング液は、タンク１５１に戻る。タンク１５１内のエッチング液は、ポンプ１５２によって供給部（例えば、ノズル）１０４及び供給部（例えば、ノズル）１０５を通してエッチング槽１０１の本体槽１０１ａに供給される。供給部１０４及び供給部１０５とタンク１５１との間には、典型的にはフィルタ１５３が配置されうる。
【００４１】
処理対象の基板１２０は、典型的には、下方から支持され、そのため、多孔質層を有する面を上にしてエッチング槽１０１内に配置される。
【００４２】
本発明の好適な実施の形態としての図１に示すエッチング装置１００は、更に多孔質層或いは多孔質領域の崩壊の均一性を向上させるために、エッチング中に基板１２０を回転させる機構或いは構造を備えている。基板１２０を回転させる方法としては、例えば、固体部材を基板に接触させ該固体部材により基板を回転させる方法や、流体（エッチング液）の流れによって基板を回転させる方法が好適である。
【００４３】
図１に示すエッチング装置１００は、基板を回転させる機構或いは構造として、固体部材によって基板を回転させる回転機構１３０を備えている。具体的には、回転機構１３０は、基板１２０を回転させるために、基板１２０のエッジにローラー１１１を接触させる構造を有する。ローラー１１１は、連結軸１１０、ギア１０９、ギア１０８、連結軸１０７を介してモータ１０２の回転軸に接続されている。基板１２０は、支持部材（保持機構）１１２によって下方から支持される。
【００４４】
図４は、基板を回転させる回転機構の他の構成例を示している。図４に示す回転機構は、図１に示す回転機構１３０の代わりに採用されうる。図４に示す回転機構は、基板１２０を保持するためのリング状の基板ホルダ４０１と、基板ホルダ４０１に回転力を伝達して基板ホルダ４０１（及び基板）を回転させるギア４０２、４０３とを備えている。基板ホルダ４０１は、基板１２０をそのエッジ部分の下方からのみ支持するように構成されることが好ましく、これにより、基板１２０に対して超音波を効率的に作用させることができる。ギア４０２及び４０３には、不図示のモータにより回転力が伝達される。
【００４５】
図３は、流体の流れによって基板を回転させる回転機構の一例を示す図である。図３に示す回転機構は、図１に示す回転機構１３０の代わりに採用されうる。ここで、図３（ａ）は、エッチング装置を上方から見た平面図であり、図３（ｂ）は、エッチング装置を鉛直方向に切断した断面図である。図３に示す回転機構は、エッチング液をエッチング槽１０１内に供給する供給部（例えば、ノズル）３０４（図１の１０４に相当）が、エッチング槽１０１内にエッチング液の渦流或いは回転流を形成するように配置されている。なお、この構成例では、供給部３０４が渦流或いは回転流を形成する機能とエッチング液をエッチング槽１０１内に供給する機能とを兼用しているが、これらの機能を別個の構成（すなわち、エッチング液の供給機構と渦流或いは回転流の発生機構（例えば、スクリュー、プロペラ））によって実現することもできる。
【００４６】
基板１２０は、複数（例えば、３個）のガイド３０１によってエッチング槽１０１内における水平方向及び鉛直方向の位置を規制される。ガイド３０１は、例えば、基板の水平方向の位置を規制するピン部（水平方向規制部材）３０１ａと、基板の鉛直方向の位置を規制するリング部（垂直方向規制部材）３０１ｂとを有する。ピン部３０１ａ及びリング部３０１ｂは、基板１２０が回転する際の抵抗を最小化するように構成されることが好ましい。
【００４７】
図１及び図９を参照して更に説明すると、本発明の好適な実施の形態のエッチング装置１００は、多孔質層の崩壊の均一性を更に向上させるために、基板に対して、その処理すべき面に向けてエッチング液を放出するエッチング液の供給部（放出部）１０５を備えている。この実施の形態では、処理すべき面、すなわち、多孔質層を有する面を上方に向けて基板を配置することを想定しているため、供給部１０５は、基板の上方に配置されている。多孔質の崩壊は、先にも述べたように、孔の中に染み込んだエッチング液が壁をエッチングすることにより起こるが、そのエッチングの際に化学反応により気泡が発生する。供給部１０５から放出される新鮮なエッチング液を基板１０１の多孔質層に当てることにより、多孔質層に付着している反応気泡を効率良く除去することができるとともに、既にエッチング反応に寄与したエッチング液（例えば、多孔質層の孔内のエッチング液）を新鮮なエッチング液によって効率的に置換することができ、多孔質層のエッチングを促進させることができる。供給部１０５は、基板１２０の全面に対してエッチング液が当たるように構成されてもよいが、基板１２０の全面のうち局所化された領域にエッチング液が当たるように構成されてもよい。図１及び図９に示す構成例は、基板１２０の局所化された領域に向けてエッチング液を供給する例である。このような構成は、エッチング速度の分布の制御に効果的である。
【００４８】
エッチング装置１００は、上部の供給部１０５を水平方向、好ましくは更に鉛直方向に移動させる移動機構１６０を備えている。例えば、図９に示すように、多孔質層の選択エッチングの際に、多孔質層が残り易い部分が定常的に発生する場合には、その部分に優先的に新鮮なエッチング液が供給されるように供給部１０５を移動機構１６０によって位置決めすることにより、エッチングの不均一性を低減することができる。移動機構１６０は、優先的に新鮮なエッチング液を供給すべき領域（座標）が設定されることにより、基板１２０がエッチング槽１０１内の定位置に設置された後に、自動で当該領域の上方に供給部１０５を移動させるように構成されることが好ましい。
【００４９】
或いは、移動機構１６０は、エッチング処理の進行に応じて供給部１０５の位置を変更するように構成されてもよい。例えば、回転機構１３０によって基板１２０を回転させながら移動機構１６０によって供給部１０５を基板の半径方向に往復運動させることにより、エッチング反応により発生し基板に付着した気泡（反応気泡）を効率的に除去する他、既に反応に寄与したエッチング液を新鮮なエッチング液で効率的に置換することができる。したがって、供給部１０５によるエッチングの局所的な促進作用を基板１２０の全面にわたって順次提供することによってエッチングの所要時間を短縮することができる。更に、多孔質層のエッチングが起こりにくい領域が存在する場合には、当該領域に対する促進作用が他の領域に対する促進作用よりも高くなるように供給部１０５の移動又は移動速度を制御することにより、多孔質層のエッチングを基板の全面にわたって均一化することができる。
【００５０】
また、供給部１０５又はその近傍に超音波振動子を取り付けることにより、超音波振動を伴うエッチング液を供給部１０５から基板に提供することができので、気泡の除去効果により基板を均一に処理することができるとともにエッチング所要時間を短縮することができる。
【００５１】
図２は、図１に示すエッチング装置１００の改良例を示す図である。なお、図２において、図１に示す構成要素と同一の構成要素には、図１と同一の符号が付されている。改良例に係るエッチング装置２００は、エッチング槽１０１の少なくとも開放部（エッチング槽１０１槽内のエッチング液が空間に露出している部分）、典型的にはエッチング槽１０１の全体を外部環境から分離して、エッチング槽１０１内のエッチング液を減圧環境（例えば、真空環境）に露出させるチャンバ２０１を備える。図２に示す例では、エッチング槽１０１は、その全体がチャンバ２０１内に配置されている。チャンバ２０１内の気体は、ポンプ２０２によって排気され、これにより減圧環境が形成される。
【００５２】
このようにしてエッチング槽１０１内のエッチング液を減圧環境に露出させることにより、基板１２０の多孔質層の孔中に存在する反応気体を効率よく孔外に排出させることができる。このような反応気泡の排出効果は、実験により確認されている。
【００５３】
エッチング槽１０１内のエッチング液を減圧環境に露出させることによる孔中の反応気泡の排出の促進は、次のようなメカニズムによって起こると推定される。すなわち、エッチング液を減圧環境にさらすと、エッチング液中の溶存気体が減圧環境中に拡散し、これによってエッチング液中の溶存ガス濃度が低下する。その結果、孔中の反応ガスがエッチング液中に溶け込みやすくなり、速やかに反応気体が孔中から除去される。
【００５４】
また、エッチング装置２００は、エッチング液から溶存気体を除去する脱器装置２０３をエッチング液の循環ライン中に備えることが好ましい。脱気装置（例えば、中空糸ユニット）２０３は、ポンプ２０４によって減圧される。脱器装置２０３によってエッチング液中の溶存気体を除去することにより、孔中の反応ガスがエッチング液中に溶け込みやすくなり、速やかに反応気体が孔中から除去される。
【００５５】
以上のチャンバ２０１及び脱気装置２０３は、双方が設けられることが好ましいが、いずれか一方のみが設けられてもよい。
【００５６】
［実施例］
（第1実施例）
図１０、図１２及び図１を参照しながら、本発明の好適な実施の形態の多孔質層のエッチング装置１００又は２００をＳＯＩ基板の製造工程に応用した例を説明する。
【００５７】
図１２は、多孔質シリコンを形成するための陽極化成装置の一例を示す図である。まず、図１２に示す陽極化成装置を使用してシリコン基板１００１を陽極化成して表面に多孔質層を形成する。具体的には、基板１００１を陽極化成槽１２０２中に配置されたホルダ１２０３にセットする。ホルダ１２０３には、円環状の吸着パッド１２０４が付設されており、その内側の部分に開口部が形成されている。シリコン基板１００１の裏面の外周が吸着パッド１２０４によって吸着保持される。この状態で陽極化成液１２０５を陽極化成槽１２０２の所定レベルまで満たし、陽極化成槽１２０２の両端に付設された白金製の電極１２０６ａ及び１２０６ｂの間に直流の電流を印加することにより基板１００１の表層（マイナス電極１２０６ａに面した側）を多孔質化することができる。
【００５８】
図１０は、ＳＯＩ基板の製造工程を説明する図である。
【００５９】
まず、図１０（ａ）に示す工程において、比抵抗が１５［ｍΩｃｍ］の１２インチＰ型シリコン基板１００１を用意した。図１２に示す陽極化成装置を使用して、この基板１００１の表層に１０μｍの厚みの多孔質シリコン層１００２を形成した。ここで、陽極化成液は、ＨＦ：エタノール＝２：１の組成とし、電流値は、２．５６アンペア／ｃｍ2の固定電流とし、１０分間の通電を行なった。
【００６０】
続いて、その基板の表面にＣＶＤ法により１５０±２ｎｍの厚みと分布を有する非多孔質のエピタキシャルシリコン層１００３を形成した。更に、エピタキシャルシリコン層１００３の表面を酸化し、１００ｎｍのシリコン酸化膜層１００４を形成した。次に、別の１２インチ基板１００５を用意して、両基板を洗浄した後に、表面同士を室温で貼り合わせて貼り合わせ基板を作製した。
【００６１】
次いで、図１０（ｂ）に最終状態を示す工程では、貼り合わせた基板を窒素雰囲気中、１１００℃で２時間アニールし、貼り合わせ強度を高める処理を施した。次にグラインダー装置により、Ｐ型シリコン基板１００１の側から研削を行なって基板部分１００１を除去し、多孔質シリコン層１００２を露出させた（図１０（ｂ）に示す状態）。ここで、研削に代えて、貼り合わせ基板を多孔質層１００４の部分で２分割する分割方法を採用することもできる。分割方法としては、種々の方法を採用しうるが、それらの中でも、流体を利用する方法、特に多孔質層に流体を打ち込む方法が好適である。
【００６２】
次いで、図１０（ｂ）に示す基板（中間基板）１２０を図１に示すエッチング装置１００にセットし、多孔質シリコン層１００２の選択エッチングを実施した。その際、エッチング液として、ＨＦ、Ｈ2Ｏ2、Ｈ2Ｏの混合液を用いた。この混合液の混合比率は、ＨＦ、Ｈ2Ｏ2、Ｈ2Ｏ＝０．５％：１９．５％：８０％とした。また、基板１２０をモータ１０２によって２０ｒｐｍで回転させながら選択エッチングを実施した。
【００６３】
この実施例では、上部の供給部（放出部）１０５からのエッチング液の供給を行わず、下部の供給部１０４のみからエッチング液をエッチング槽１０１内に導入し、オーバーフロー循環方式で多孔質層のエッチングを実施した。超音波振動子１０３には、連続的に９００ｋＨｚの超音波を発振させた。この選択エッチングにより、約１０μｍ厚であった多孔質シリコン層１００２は、７０分で完全に除去され、結果として１０（ｃ）に示すようなＳＯＩ構造の基板（ＳＯＩ基板）が得られた。図１０（ｃ）において、エピタキシャルシリコン層１００３は、９０±２ｎｍの膜厚分布となっていた。この結果より、図１に示すエッチング装置を用いた場合、エピタキシャルシリコン層１００３の膜厚分布の悪化が殆ど無いことが分かった。
【００６４】
（第２実施例）
第１実施例と同様の方法で、図１０（ｂ）に示すような、表面に多孔質層１００２が露出した基板（中間基板）１２０を作製した。
【００６５】
次いで、図２に示すエッチング装置２００を用いて、この基板１２０の多孔質シリコン層１００２の選択エッチングを実施した。図２に示すエッチング装置２００には、図１に示すエッチング装置１００に加えて、エッチング槽１０１の全体を減圧雰囲気にすることが可能なチャンバ２０１と減圧用ポンプ２０２が設けられている。また、エッチング装置２００には、エッチング液の循環ラインに液中の溶存気体を脱気するための脱気装置（ここでは、中空糸ユニット）２０３と減圧用ポンプ２０４が設けられている。
【００６６】
多孔質層のエッチングの際の条件として、エッチング液の組成、基板の回転数及びエッチング槽下部から提供する超音波の条件は、第１実施例と同様とした。その他に、この実施例では、供給部（放出部）１０５からのエッチング液の供給も同時に実施した。供給部１０５には超音波振動子が組み込まれており、それを用いて供給部１０５から供給するエッチング液に１．５ＭＨｚのメガソニックを付加すると共に、供給部１０５を基板１２０の中心から外周に向かう半径上において１Ｈｚで往復運動させた。また、チャンバ２０１中の圧力を８０Ｐａに減圧し、更にエッチング液中の溶存酸素及び窒素を脱気した。その結果、約１０μｍ厚であった多孔質シリコン層１００２は５０分で完全に除去され、結果として図１０（ｃ）に示すようなＳＯＩ構造の基板が得らえた。
【００６７】
選択エッチングの後において、エピタキシャルシリコン層１００３は９０±２ｎｍの膜厚と分布となっていた。つまり、メガソニックを載せたエッチング液を上方から提供することと、エッチング槽１０１の全体を減圧にすること、そして、エッチング液中の溶存ガスを脱気することによって、エッチングの選択性を低下させること無しに、第１実施例に比べてエッチング時間を約３０％短縮することができた。
【００６８】
（第３実施例）
図１１、図１及び図３を参照しながら第３の実施例を説明する。
【００６９】
まず、図１１（ａ）に示すような比抵抗１５［ｍΩｃｍ］のＰ型８インチ基板１１０１を用意した。その基板１１０１上にプラズマＣＶＤ法でシリコン窒化膜１１０２を５００ｎｍ堆積させた。更に、レジストを用いたフォトプロセスによって開口部１００３を形成した。この状態の基板を、図１２に示す陽極化成装置を用いて、第１実施例と同様の条件で陽極化成した。その結果、シリコン窒化膜をマスクとして、図１１（ｂ）に示すように、開口部１１０３の部分にのみ多孔質シリコン部分１１０４が１５μｍの深さまで形成された。
【００７０】
次いで、シリコン窒化膜１１０２を残したままで、この基板１２０を図１に示すエッチング装置１００にセットし、多孔質シリコン部分１１０４をエッチングした。但し、その際、図１に示す基板回転機構１３０を取り外し、その代わりに、図３に示す基板ホルダを取り付けた。すなわち、図１に示すエッチング装置１００に図３に示す基板ホルダを組み込みし、該基板ホルダに基板をセットし、この状態で供給部３０４から５リットル／分の流量でエッチング液を槽内に注入し、その際に生ずる液流で基板３０１を自転させた。エッチングの条件は、エッチング液組成及び槽下部からの超音波については第１実施例と同条件とし、上部の供給部１０５からのエッチング液の提供については第２実施例と同じにした。
【００７１】
その結果、６０分で多孔質シリコン部分１１０４が完全に除去された。その後、マスクとして残っていたシリコン窒化膜１１０２を剥離して、図１１（ｃ）に示すような深さ１５μｍのトレンチ構造を形成した。
【００７２】
【発明の効果】
本発明によれば、基板が大型化した場合においても、基板の処理を均一に行なうことができ、更に、本発明を選択エッチングに適用した場合においては、基板が大型化した場合においても、エッチング選択性の分布が悪化せず、良好なエッチング分布を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な実施の形態のエッチング装置（処理装置）の概略構造を示す図である。
【図２】改良例に係るエッチング装置（処理装置）の概略構造を示す図である。
【図３】流体の流れによって基板を回転させる回転機構の一例を示す図である。
【図４】固体部材によって基板を回転させる回転機構の他の構成例を示している。
【図５】多孔質シリコン部分の選択エッチングのメカニズムを説明するための図である。
【図６】従来のエッチング装置の概略構造を示す図である。
【図７】エッチングの不均一性を説明するための図である。
【図８】エッチングの均一化に好適な基板と超音波振動子との配置関係を示す図である。
【図９】エッチングの局所的な促進方法を説明するための図である。
【図１０】ＳＯＩ基板の製造工程を説明する図である。
【図１１】多孔質領域と非多孔質領域とを有する構造の応用例を説明するための図である。
【図１２】陽極化成装置の一例を示す図である。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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