(57)【要約】【課題】  半導体基板表面に付着する異物が半導体製造工程における歩留まりの低下を招き、大きな問題となっている。【解決手段】  フッ酸溶液を排液する直前より排液が完了するまでの間に紫外光を照射する手段を具備し、その手段がフッ酸溶液が供給される槽の上部にあることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フッ酸溶液に半導体基板を浸漬する工程と、フッ酸溶液に半導体基板を浸漬中に、半導体基板に陽極化成処理を施して、半導体基板表面に多孔質層を形成する工程と、フッ酸溶液を排液する工程と、フッ酸溶液の排液時に半導体基板表面に保護膜を形成する工程を有することを特徴とする半導体作製方法およびその機能を具備する製造装置。
【請求項２】
請求項１に於いて、半導体基板が単結晶シリコン基板であり、形成する多孔質層が多孔質シリコン層であることを特徴とする半導体作製方法。
【請求項３】
請求項１において、半導体基板表面に形成する保護膜がシリコン酸化膜であることを特徴とする半導体作製方法。
【請求項４】
請求項３において、半導体基板表面に形成するシリコン酸化膜の形成方法が、紫外光を照射する工程を有することを特徴とする半導体作製方法。
【請求項５】
請求項３において、半導体基板表面に形成するシリコン酸化膜の形成方法が、酸化性ガスを供給する工程を有することを特徴とする半導体作製方法。
【請求項６】
請求項５において、半導体基板表面にシリコン酸化膜を形成する為に供給する、酸化性ガスがオゾンガスであることを特徴とする半導体作製方法。
【請求項７】
請求項３において、半導体基板表面に形成するシリコン酸化膜の形成方法が、酸化性溶液を供給する工程を有することを特徴とする半導体作製方法。
【請求項８】
請求項７において、半導体基板表面にシリコン酸化膜を形成する為に供給する、酸化性溶液がオゾン溶存水であることを特徴とする半導体作製方法。
【請求項９】
半導体基板表面に形成するシリコン酸化膜の形成方法が、請求項４の紫外光を照射する工程と、請求項６のオゾンガスを供給する工程とを組み合わせることを特徴とする半導体作製方法。
【請求項１０】
請求項２に於いて、前記多孔質シリコン層上に、単結晶シリコン膜を成長させる工程と、前記単結晶シリコン膜上に絶縁層膜を形成する工程と、前述の工程により得られる第１の基板と、支持基板となる第２の基板とをはり合わせた後、はり合わせ熱処理を行う工程と、第１の基板裏面から多孔質シリコン層の厚さを残し除去する工程と、多孔質シリコン層を、前記単結晶シリコン膜から取り除く工程を有することを特徴とする半導体作製方法。
【請求項１１】
請求項１１に於いて、前述される半導体基板製造方法により作製された半導体基板が、はり合わせSOI（Silicon on Insulator）半導体基板であることを特徴とする半導体作製方法。
【請求項１２】
請求項４に前述する紫外光を照射する工程において、紫外光の照射するタイミングが、フッ酸溶液を排液する直前より排液が完了するまでの間に行われることを特徴とする半導体作成方法。
【請求項１３】
前記紫外光を照射する装置が、フッ酸溶液が供給される槽の上部にあることを特徴とする請求項１乃至請求項１２に記載の半導体製造装置。
【請求項１４】
前記紫外光を照射する装置が、フッ酸溶液が供給される槽に於いて、浸漬される半導体基板に対し、一定の距離を有し、１つないしは複数配列されることを特徴とする請求項１乃至請求項１３に記載の半導体製造装置。
【請求項１５】
前記紫外光を照射する装置が、浸漬される半導体基板に対し、一定の距離を有し、且つフッ酸溶液の排液速度に応じ、フッ酸溶液の液面と距離を保ちつつ、フッ酸排液方向に移動することを特徴とする請求項１乃至請求項１４に記載の半導体製造装置。
【請求項１６】
前記フッ酸溶液が供給される槽に於いて、紫外光を照射する装置に付して、オゾンガスを供給する設備を具備することを特徴とする請求項１乃至請求項１５に記載の半導体製造装置。
【請求項１７】
請求項５に前述する酸化性ガスを供給する程において、酸化性ガスの供給するタイミングが、フッ酸溶液を排液する直前より排液が完了するまでの間に行われることを特徴とする半導体作成方法。
【請求項１８】
請求項７に前述する酸化性溶液を供給する程において、酸化性溶液の供給するタイミングが、フッ酸溶液を排液する直前より排液が完了するまでの間に行われることを特徴とする半導体作成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
半導体製造プロセスにおいて、半導体基板をフッ酸溶液に浸漬する処理工程を有する、半導体及び導体基板の作製方法に係わり、特に絶縁層上に単結晶シリコン層（以下、活性層という）を形成した、はり合わせSOI（Silicon on Insulator）半導体基板およびその作製方法における、多孔質シリコンを形成する半導体基板作製方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電解質溶液であるフッ酸溶液中に半導体基板であるシリコンウェーハを浸漬し、電流をかけることにより、半導体基板表面に多孔質層を形成する。所望の厚さの多孔質層を形成した後、フッ酸溶液を排出し、半導体基板を取り出し、洗浄槽へと搬送する。所定の洗浄をした後、多結晶シリコン層上に単結晶シリコン層を形成し、この半導体基板を絶縁膜を介して他の基板、例えば、シリコンウェーハ、石英基板、サファイヤ基板、とはり合わせ、はり合わせSOI半導体基板を作製する。
【０００３】
従来例としては、例えば特許文献１と特許文献２をあげることが出来る。
【特許文献１】特開平１１−１９５７７３号公報
【特許文献２】特開２０００−２７７４７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし半導体の微細化が進んでいる近年においては、半導体基板表面に付着する異物が半導体製造工程における歩留まりの低下を招き、大きな問題となっている。半導体基板である単結晶シリコン基板は、フッ酸溶液中に浸漬した後、フッ酸溶液を排出、もしくはフッ酸溶液から搬出すると、フッ酸溶液の濃度もしくは浸漬時間にも依存するが、単結晶シリコン基板表面は疎水性の特性を示す。疎水性の単結晶シリコン基板表面は、異物が付着しやすく、且つ付着した異物の除去が困難であることが知られている。そのため、フッ酸溶液に単結晶シリコン基板を浸漬する際には、単結晶シリコン基板表面が疎水性にならないフッ酸溶液濃度および浸漬時間の選択が行われているか、もしくは単結晶シリコン基板表面に異物が付着することを前提とし、単結晶シリコン基板表面を疎水性にした状態でフッ酸溶液からの搬出が行われている。半導体基板を希フッ酸溶液に浸漬する洗浄工程に於いては、洗浄時に形成した保護膜であるシリコン酸化膜の剥離を全て行う以前に、半導体基板を洗浄槽より取り出すことができる。しかし高濃度のフッ酸溶液に半導体基板を浸漬して、半導体基板表面に陽極化成処理を施して多孔質を形成する工程に於いては、処理後にシリコン酸化膜は全て剥離され、半導体基板表面は疎水性となる。そのため、半導体基板表面に異物が容易に付着し、その後の半導体基板表面に形成した多孔質シリコン層上に単結晶シリコン膜を形成する工程に於いて、高品質な単結晶シリコン膜の形成が阻害され、ひいてははり合わせSOIウェーハの品質低下を招く結果となる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するために、本発明においては、フッ酸溶液を排液する直前より排液が完了するまでの間に紫外光を照射する手段を具備し、その手段がフッ酸溶液が供給される槽の上部にあることを特徴とする。
【０００６】
前記紫外光を照射する手段が、フッ酸溶液が供給される槽に於いて、浸漬される半導体基板に対し、所望する一定の距離を有し、１つないしは複数配列されることを特徴とする。
【０００７】
前記紫外光を照射する手段が、浸漬される半導体基板に対し、所望する一定の距離を有し、且つフッ酸溶液の排液速度に応じ、フッ酸溶液の液面と所望する距離に保たれつつ、フッ酸排液方向に移動することを特徴とする。
【０００８】
前記課題を解決するために、本発明においては、フッ酸溶液を排液する直前より排液が完了するまでの間に酸化性ガスを供給する手段を具備し、その手段がフッ酸溶液が供給される槽の上部にあることを特徴とする。
【０００９】
前記課題を解決するために、本発明においては、フッ酸溶液を排液する直前より排液が完了するまでの間に酸化性溶液を供給する手段を具備し、その手段がフッ酸溶液が供給される槽の上部にあることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
フッ酸溶液の組成および濃度を所望するものとは異なるものへと変えることなく、フッ酸溶液の循環使用を可能なものとし、複雑な装置および高価な装置の具備することによる製造装置を複雑なもの且つ高価なものへと変えてしまうことなく、フッ酸溶液中で半導体基板の処理を行うことが可能となり、その際、半導体基板表面に異物を付着させることなく、清浄な半導体基板を作製することができ、高品質な半導体および半導体基板の作製が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明について、図面を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態を説明するため、示した半導体製造装置の構成図、図２はその実施に係わる半導体製造装置のフッ酸処理槽において、保護膜を形成する歳の形態を表す図である。
【００１２】
図１に示す半導体基板表面に多孔質層を形成する装置は、ローダー（１）、化成槽（２）、水洗槽（３）、スピンドライヤ（４）、アンローダー（５）が配置されており、その配列の方向に移動可能なウェーハ搬送ロボット１（６）、ウェーハ搬送ロボット２（７）、ウェーハ搬送ロボット３（８）が備えられている。なお、これは本発明による実施形態の一例であり、これに制限されるものではない。
【００１３】
まず搬送ロボット１（６）が装置内のローダー（１）にセットされた半導体基板であるシリコンウェーハ（図示しない）の裏面を真空吸着することにより保持し、化成槽（２）へと搬送、ウェーハホルダ（１１）の所定の位置にセットする。次に、化成槽（２）に所定の量のフッ酸溶液が供給され、循環ポンプによりフッ酸は循環される。化成槽（２）の両端には陽極電極（９）及び陰極電極（１０）が具備されており、半導体基板表面に多孔質層を形成するためには、この電極間に直流の電流を印加することにより行われる。半導体基板表面に多孔質を形成した後、フッ酸溶液は排液口（図示しない）より排液される。表面に多孔質を形成された半導体基板は搬送ロボット２（７）により、化成槽より取り出され、水洗槽（３）、スピンドライヤ（４）へと順次搬送され、洗浄及び乾燥が行われる。さらに表面に多孔質を形成された半導体基板は搬送ロボット３（８）によりスピンドライヤから取り出され、アンローダーへと搬送される。
【００１４】
図２は化成槽において、保護膜を形成する際の形態を示すが、半導体基板表面に多孔質を形成した後、フッ酸溶液は排液口（図示しない）より排液される。排液時、フッ酸溶液の液面とUVランプユニット（１４）の距離を計測する手段を有する手段により、ふっ酸液面の距離を保ち、ＵＶ光を発しながら、ＵＶランプユニットは下方へと移動する。その際、安定な保護膜であるシリコン酸化膜を形成する。
【００１５】
多孔質を形成する条件は、電解液として、フッ酸にエタノールを２：１の割合で加えたものを用い、印可する電流の電流密度は１mA/cm2とし、５分間の処理を行った。多孔質を形成後、排液する際の速度は２０L/分で、約２分間かけて電解液の排液を行った。排液を開始すると同時にUVランプ（１３）の電源を投入し、フッ酸溶液の液面とUVランプユニット（１４）の距離を２０ｍｍに保持しながら下方へ移動させた。排液終了後、速やかに水洗槽へと搬送し２０分間、純水にて洗浄を行った後、スピンドライヤにて、750回転毎分で５分間乾燥を行った。
【００１６】
上記プロセスにより形成した多孔質シリコン層上に、単結晶シリコンエピタキシャル装置を用いて、100nmの厚さの単結晶シリコン層を形成し、さらに単結晶シリコン層表面を酸化し、50nmのシリコン酸化膜を形成した。この基板と予め用意しておいたシリコンウェーハとをはり合わせ、1000℃２時間のはり合わせ熱処理を行った後、多孔質を形成した基板の裏面から研削機により、多孔質層が露出するまで単結晶シリコン基板を研削した。露出した多孔質層を除去するために、フッ酸と過酸化水素の１：１の混合液に２時間浸漬した。そうして活性層75nm、絶縁層50nmのSOI半導体基板を得た。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態の半導体製造装置の構成図である。
【図２】実施に係わる半導体製造装置の化成槽（フッ酸処理槽）において、保護膜を形成する際の形態を表す図である。
【符号の説明】
【００１８】
１  ローダー
２  化成槽
３  水洗槽
４  スピンドライヤ
５  アンローダー
６  搬送ロボット１
７  搬送ロボット２
８  搬送ロボット３
９  陽極電極
１０  陰極電極
１１  ウェーハホルダ
１２  化成槽
１３  ＵＶランプ
１４  UVランプユニット
１５  半導体基板
１６  フッ酸溶液
１７  ウェーハホルダ
【図１】
2007194346.tif 000003
【図２】
2007194346.tif 000004