KR101541940B1 - Ｓｏｉ 기판의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 일방의 주표면 상에 실리콘 박막이 형성된 투명 절연성 기판이고, 이 실리콘 박막이 형성된 측과는 반대측의 주표면이 거칠어진 SOI 기판을 간편하게 제조하는 방법을 제공한다. 투명 절연성 기판과, 상기 투명 절연성 기판의 일방의 주표면인 제1주표면 상에 형성된 실리콘 박막을 적어도 포함하고 있고, 상기 투명 절연성 기판의 제1주표면과는 반대측의 주표면인 제2주표면이 거칠게 되어 있는 SOI 기판을 제조하는 방법으로서, 적어도, 상기 투명 절연성 기판으로서 상기 제1주표면의 표면 거칠기가 RMS 값으로 0. 7㎚ 미만이고, 상기 제2주표면의 표면 거칠기가 RMS 값으로 상기 제1주표면의 표면 거칠기보다 큰 것을 준비하는 공정과, 이 투명 절연성 기판의 제1주표면 상에 실리콘 박막을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 SOI 기판의 제조 방법을 제공한다.
Description
본 발명은 SOI 기판의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 투명 절연성 기판의 일방의 주표면 상에 실리콘 박막이 형성된 SOI 기판의 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 새로운 고성능화를 도모하기 위해서, 절연체상 실리콘(SOI : Silicon On Insulator) 기판이 근년 주목을 받고 있다. 또, SOI 기판의 일종이고, 지지 기판(핸들 웨이퍼(handle wafer))이 실리콘은 아닌, SOQ(Silicon On Quartz) 기판이나, SOG(Silicon On Glass) 기판 등도, 각각 TFT-LCD나 고주파(RF) 디바이스, 그 외 MEMS 제품 등에의 응용이 기대되고 있다(예를 들면, 일본국 특허공개 2006-324530호 공보 참조).
상기 SOQ 기판 등은, 예를 들면 실리콘 기판을 도너 웨이퍼(donor wafer)로 하고, 석영 기판을 핸들 웨이퍼로 하여, 이들의 이종 기판을 붙여 맞대어 제조하는 방법이 제안되어 있다. 이와 같이 하여 제작된 붙여 맞댐 기판에 있어서, 석영 기판은 투명하기 때문에, 실리콘 기판끼리를 붙여 맞대어 제조되는, 통상의 SOI 기판과는 다른 프로세스·평가 상의 문제가 발생하는 경우가 있다.
이러한 문제의 하나로서, SOQ 기판 등의 투명 절연성 기판 상에 실리콘 박막이 형성된 SOI 기판(이하, 투명 SOI 기판으로 약칭하는 일이 있음)을 장치 상에서 반송할 때, 기판을 인식하는 광 센서에 인식되기 어려운 등의 문제가 있었다.
한편, 유리, 석영 등의 SiO2 베이스의 기판, 부품 등의 흐림 처리(frost treatment)를 행할 때에, 샌드블래스트법(sandblasting method)이 이용되는 일이 있다. 이 방법은 알루미나(alumina)나 실리카의 미세입자를 처리를 행하는 면에 내뿜어 거칠게 하는 방법으로 여러 가지 용도에 널리 이용되고 있다.
그러나, 전자 재료나 디바이스 분야에 있어서는, 이러한 방법으로 제작한 흐림면(foggy surface)에는 몇 가지의 문제점이 있다. 그 하나는 미세입자(이물질)의 문제이고, 이것은 샌드블래스트 분말이 처리된 면에 잔류해 버리는 것이나, 거칠어진 처리면(roughened surface)의 예각 부분이나 크랙(crack), 손상 부분으로부터의 발진 등이나 있다. 이런 문제는 통상의 세정으로 대응할 수 없는 경우가 많다. 또, 이 이물질 기인의 금속 오염 등도 전자 재료 분야에서는 심각하다.
특히, 이 흐림 처리를 행한 것이 반도체 분야에서 이용되는 경우는, 미세입자 문제는 치명적이라고도 할 수 있다. 예를 들면, 확산로(擴散爐) 등으로 이용되는 웨이퍼의 석영 보트(quartz boat) 등에는 웨이퍼를 보유하는 홈(groove)에 웨이퍼의 밀착을 방지하기 위해서 흐림 처리가 행해지는 경우가 있지만, 고온 프로세스를 거치기 때문에 미세입자(particle)와 동시에 금속 오염에도 대처할 필요가 있다. 또, SOQ(Silicon on Quartz)나 SOG(Silicon on Glass)라고 하는 투명 기판을 각종 장치의 기판 인식 센서가 기판을 인식할 수 있도록 기판 이면에 흐림 처리를 행할 때에 미세입자가 큰 폭으로 증가한다고 하는 문제도 있다.
이러한 샌드블래스트 처리 후의 미세입자를 제거하기 위해서 샌드블래스트 처리 후에 세정 공정을 한다. 이 세정 공정에서는, 예를 들면 HF 세정이 이용되어 왔지만, HF 세정에서는 유리 등의 표면이 활성화되고, 또 세정시에 유리(遊離)된 세세한 유리 등의 파편이 표면에 재부착함으로써 오히려 미세입자 레벨이 악화되는 것이 문제였다(예를 들면, 실리콘의 과학, 제4장 제4절 리아라이즈사 참조). 또, 미세입자를 제거하기 위해서 고농도 HF로 장시간 세정을 행하면 흐림 처리를 행한 면을 극도로 완만하게 하여 거칠기 효과가 감소해 버린다고 하는 문제도 있다.
실리콘의 과학 제4장 제4절 리아라이즈사
본 발명은, 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 일방의 주표면 상에 실리콘 박막이 형성된 투명 절연성 기판이고, 이 실리콘 박막이 형성된 측과는 반대측의 주표면이 거칠어진 SOI 기판을 간편하게 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 투명 절연성 기판과, 상기 투명 절연성 기판의 일방의 주표면인 제1주표면 상에 형성된 실리콘 박막을 적어도 포함하고 있고, 상기 투명 절연성 기판의 제1주표면과는 반대측의 주표면인 제2주표면이 거칠게 되어 있는 SOI 기판을 제조하는 방법으로서, 적어도, 상기 투명 절연성 기판으로서 상기 제1주표면의 표면 거칠기가 RMS(Root Mean Square) 값으로 0.7㎚ 미만이고, 상기 제2주표면의 표면 거칠기가 RMS 값으로 상기 제1주표면의 표면 거칠기보다 큰 것을 준비하는 공정과, 이 투명 절연성 기판의 제1주표면 상에 실리콘 박막을 형성하는 공정을 포함하고, 상기 투명 절연성 기판이 유리 기판으로서, 상기 투명 절연성 기판을 준비하는 공정이, 이 유리 기판의 제1주표면과 제2주표면에 대해 샌드블래스트 처리를 행하고, 이 유리 기판의 처리면을 세정하는 것을 적어도 포함하고, 적어도, 이 처리면을 HF 세정한 후에 알칼리 세정하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 SOI 기판의 제조 방법을 제공한다.
이와 같이, 투명 절연성 기판으로서 제1주표면의 표면 거칠기가 RMS 값으로 0.7㎚ 미만이고, 제2주표면의 표면 거칠기가 RMS 값으로 제1주표면의 표면 거칠기보다 큰 것을 준비하는 공정과, 이 투명 절연성 기판의 제1주표면 상에 실리콘 박막을 형성하는 공정을 포함하는 SOI 기판의 제조 방법이면, 투명 절연성 기판 상에 실리콘 박막이 형성된 SOI 기판이고, 이면(실리콘 박막이 형성되어 있지 않은 쪽의 주표면)이 거칠어진 SOI 기판을 간편하게 제조할 수가 있다.
그리고, 이와 같이 하여 제조된 SOI 기판이면, 투명 절연성 기판의 이면의 표면 거칠기가 크기 때문에, 광 센서를 이용한 인식 장치로부터의 신호를 산란시킴으로써, 인식 장치에 기판이 인식되지 않는다는 폐해를 방지할 수가 있다. 또, 기판 반송시의 미끄러짐 등을 방지할 수도 있다.
본 발명의 SOI 기판의 제조 방법에 의하면 투명 절연성 기판 상에 실리콘 박막이 형성된 SOI 기판(투명 SOI 기판)이고, 이면(실리콘 박막이 형성되어 있지 않은 쪽의 주표면)이 거칠어진 SOI 기판을 간편하게 제조할 수가 있다.
그리고, 이와 같이 하여 제조된 SOI 기판이면, 투명 절연성 기판의 이면의 표면 거칠기가 크기 때문에, 광 센서를 이용한 인식 장치로부터의 신호를 산란시킴으로써, 인식 장치에 기판을 인식시킬 수가 있다. 또, 기판 반송시의 미끄러짐 등을 방지할 수도 있다.
도 1은 본 발명과 관련된 SOI 기판의 제조 방법의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 2는 본 발명과 관련된 SOI 기판의 제조 방법의 구체적인 형태의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 3은 샌드블래스트 처리를 행한 유리 기판의 처리면의 세정 공정의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 4는 웨이퍼에 부착되어 있는 이물질의 수를 평가하기 위한 세정을 행할 때의 웨이퍼를 세정 카셋트(cassette)에 배치한 상태의 개략도이다.
도 5는 미세입자(particle) 수의 측정 결과이다.
도 6은 미세입자 수의 측정 결과이다.
도 2는 본 발명과 관련된 SOI 기판의 제조 방법의 구체적인 형태의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 3은 샌드블래스트 처리를 행한 유리 기판의 처리면의 세정 공정의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 4는 웨이퍼에 부착되어 있는 이물질의 수를 평가하기 위한 세정을 행할 때의 웨이퍼를 세정 카셋트(cassette)에 배치한 상태의 개략도이다.
도 5는 미세입자(particle) 수의 측정 결과이다.
도 6은 미세입자 수의 측정 결과이다.
이하, 본 발명에 대해서 보다 상세하게 설명한다.
전술과 같이, 종래, SOQ 기판 등의 투명 절연성 기판 상에 실리콘 박막을 형성한 SOI 기판은, 장치 상에서 SOQ 기판을 반송할 때 등에 있어서, 기판을 인식하는 광 센서에 인식되기 어려운 등의 문제가 있었다. 또, 유리에 샌드블래스트 처리를 행하였을 때에, 미세입자가 큰 폭으로 증가하고, 그 후에 세정을 행하여도 미세입자가 반대로 증가하는 등의 문제가 있었다.
본 발명자들은, 이러한 문제점에 대해, 미리 표면 거칠기가 다른 주표면을 가지는 투명 절연성 기판을 준비하고, 이 투명 절연성 기판에 대해, 표면이 평활한 측의 주표면에 실리콘 박막을 형성하면, 복잡한 공정을 거치는 일 없이, 간편하게, 투명 절연성 기판 상에 실리콘 박막을 형성한 SOI 기판으로서, 이면(실리콘 박막이 형성되어 있는 측과는 반대측의 주표면)이 거친 것을 제조할 수 있고, 이러한 SOI 기판이면, 인식 장치가 기판을 인식할 수 없는 사태를 방지할 수 있는 것을 찾아내고, 또 샌드블래스트 처리를 행한 유리 기판의 처리면을, 우선 HF 세정함으로써 미세입자원을 에칭 제거하고, 이 과정에서 유리하여 유리 기판에 부착된 이물질을 알칼리 세정함으로써, 이물질의 제거 및 이물질의 재부착의 방지를 할 수 있기 때문에 효과적인 세정을 행할 수 있는 것을 찾아내어 본 발명을 완성시켰다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태를 설명하지만 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 SOI 기판의 제조 방법의 일례를 나타내는 흐름도이다.
전체의 흐름을 설명하면, 투명 절연성 기판으로서 일방의 주표면의 표면 거칠기가 또 다른 일방의 주표면보다 거친 것을 준비하고(공정 a), 이 투명 절연성 기판의 평활한 쪽의 주표면 상에 실리콘 박막을 형성하고(공정 b), 이면이 거칠어진, 투명 절연성 기판 상에 실리콘 박막이 형성된 SOI 기판을 제조한다.
구체적으로는, 공정 a에서는, 도 1(a)에 나타낸 것처럼, 투명 절연성 기판(10)을 준비한다. 또한, 투명 절연성 기판(10)의 주표면 가운데, 공정 b로 실리콘 박막을 형성하는 측의 주표면을, 본 명세서 중에서는 편의상, 「제1주표면」이라 하고, 제1주표면과 반대측의 주표면을 「제2주표면」이라 한다. 투명 절연성 기판(10)으로서는 제1주표면(11)의 표면 거칠기가 RMS 값으로 0.7㎚ 미만이고, 제2주표면(12)의 표면 거칠기가 RMS 값으로 제1주표면의 표면 거칠기보다 큰 것을 준비한다. 양쪽 주표면에 대해 이러한 표면 거칠기로 하는 이유는 후술한다. RMS는 평균선으로부터 측정곡선까지의 편차의 제곱을 평균한 값의 평방근이다.
또, 본 발명을 적용할 수 있는 투명 절연성 기판의 종류는 특히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 석영 기판, 유리 기판, 사파이어 기판의 어느 쪽으로 할 수가 있고, SOI 기판으로 한 후, 제작하는 반도체 디바이스의 목적 등에 따라 적당하게 선택할 수가 있다.
이 경우, 투명 절연성 기판을 준비하는 공정이, 적어도, 제1주표면과 제2주표면에 대해 양면 랩핑(lapping) 가공과 에칭(etching) 처리를 행하고, 그 후, 제1주표면에만 대해 편면(片面) 연마(polish) 가공을 하는 것을 포함하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 투명 절연성 기판의 준비를, 적어도, 제1주표면과 제2주표면에 대해 양면 랩핑 가공과 에칭 처리를 행하고, 그 후, 제1주표면에만 대해 편면 연마 가공을 하는 것에 의해 행하면, 랩핑 가공 후의 손상층 제거를 행할 수가 있고, 조면화된 이면으로부터의 미세입자의 발생을 효과적으로 억제할 수가 있을 뿐만 아니라, 편면만 연마 가공하면 좋기 때문에, 양면 연마 후, 편면을 조면화하는 경우보다 저비용이다.
이 경우, 투명 절연성 기판의 제1주표면과 제2주표면에 행하는 양면 랩핑 가공과 에칭 처리보다도 후에, 제1주표면에만 대한 편면 연마 가공을 하기 전에 투명 절연성 기판에 어닐(anneal) 처리를 행하는 것을 포함하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 양면 랩핑 가공과 에칭 처리의 후에 어닐 처리를 행하면, 그 후의 편면 연마 가공에 있어서의 웨이퍼 형상의 변화를 효과적으로 방지할 수가 있다.
다음에, 공정 b에서는, 도 1(b)에 나타낸 것처럼, 투명 절연성 기판(10)의 제1주표면(11) 상에 실리콘 박막(31)을 형성하고, SOI 기판(30)으로 한다.
본 발명의 SOI 기판의 제조 방법에서는, 실리콘 박막을 형성하는 공정이, 적어도, 실리콘 기판 또는 표면에 산화막을 형성한 실리콘 기판에, 표면으로부터 수소 이온 또는 희가스 이온 혹은 이들의 양쪽 모두를 주입하여 이온 주입층을 형성하고, 실리콘 기판 또는 표면에 산화막을 형성한 실리콘 기판의 이온 주입면과 투명 절연성 기판의 제1주표면을 밀착하여 붙여 맞대어 이온 주입층을 경계로 하여, 실리콘 기판 또는 표면에 산화막을 형성한 실리콘 기판을 박리하여 박막화하고, 투명 절연성 기판의 제1주표면 상에 실리콘 박막을 형성하는 것을 포함할 수가 있다.
이와 같이, 실리콘 박막의 형성을, 이온 주입 후에 이온 주입층을 경계로 하여 박리하는 것에 의해 행하면, 얇고 결정성이 높은 실리콘 박막을 형성할 수가 있다.
또, 투명 절연성 기판이, 석영 기판, 유리 기판, 사파이어 기판의 어느 하나인 것이 바람직하다.
본 발명의 SOI 기판의 제조 방법으로 사용하는 투명 절연성 기판은, 제작하는 반도체 디바이스가 목적에 따라, 이들 중에서 적당하게 선택할 수가 있다.
공정 a의, 제1주표면(11)의 표면 거칠기가 RMS 값으로 0.7㎚ 미만이고, 제2주표면(12)의 표면 거칠기가 RMS 값으로 제1주표면(11)의 표면 거칠기보다 큰 투명 절연성 기판(10)을 준비하는 공정에서는, 그러한 투명 절연성 기판(10)의 구체적인 제작 방법 등은 특히 한정되지 않는다. 또, 공정 b의 제1주표면(11) 상에의 실리콘 박막(31)의 형성 방법도 특히 한정되지 않는다. 다만, 이들은 예를 들면 이하와 같이 할 수가 있다.
도 2에는 본 발명과 관련되는 투명 절연성 기판의 제조 방법의 것보다 구체적인 형태의 일례를 나타냈다. 또한, 도 2(a-1)~(a-3)이 상기의 공정 a에 대응하고, 도 2(b-1)~(b-4)이 상기의 공정 b에 대응한다.
우선, 도 2(a-1)에 모식적으로 나타낸 것처럼, 양쪽 주표면이 조면의 상태로 되어 있는 투명 절연성 기판(10′)을 준비한다(서브 스텝 a-1). 예를 들면, 석영 잉곳으로부터 슬라이스 해 잘라진 석영 기판을 이용할 수가 있다. 이 상태에서는, 투명 절연성 기판(10′)의 주표면은 양쪽 모두 비교적 제어되어 있지 않은 조면이 되고 있다.
다음에, 도 2(a-2)에 모식적으로 나타낸 것처럼, 투명 절연성 기판(10′)의 양쪽 주표면을 랩핑하는 양면 랩핑 가공을 한다(서브 스텝 a-2). 또, 이 경우, 랩핑 가공 후의 손상층 제거를 위해 불화수소산 등에 의한 에칭 처리를 행하는 것이 바람직하다.
또, 상기 양면 랩핑 가공은 동시에 하는 형태로 하는 것이 간편하고 바람직하지만, 편면씩 하도록 해도 좋다.
이와 같이 하여 양면 랩핑 가공 및 에칭 처리된 투명 절연성 기판(10″)의 양쪽 주표면은 비교적 표면 거칠기에 대해서 제어된 조면으로 된다.
다음에, 도 2(a-3)에 모식적으로 나타낸 것처럼, 양면 랩핑 가공 및 에칭 처리가 행하여진 투명 절연성 기판(10″)에 대해 편면에만 연마 가공을 한다(서브 스텝 a-3). 연마 가공을 행한 측의 주표면이 제1주표면(즉, 후에 실리콘 박막을 형성하는 측)(11)으로 되고, 연마 가공을 행하지 않았던 측이 제2주표면(12)으로 된다.
이와 같이 하여 서브 스텝 a-1~a-3을 거침으로써, 제1주표면(11)의 표면 거칠기가 RMS 값으로 0.7㎚ 미만이고, 제2주표면(12)의 표면 거칠기가 RMS 값으로 제1주표면의 표면 거칠기보다 큰 투명 절연성 기판(10)을 제작할 수가 있다.
또, 양면 랩핑 가공 및 에칭 처리(서브 스텝 a-2)의 후에 투명 절연성 기판(10)에 어닐 처리를 행하여도 좋다. 이와 같이 양면 랩핑 가공과 에칭 처리의 후에 어닐 처리를 행하면, 다음의 편면 연마 가공(서브 스텝 a-3)에 있어서의 웨이퍼 형상의 변화를 효과적으로 방지할 수가 있으므로 바람직하다.
또, 여기에서는, 서브 스텝 a-1에서 주표면이 양쪽 모두 조면의 상태인 투명 절연성 기판을 준비하는 예를 나타냈지만, 공정 a에서는, 최종적으로 제1주표면의 표면 거칠기가 RMS 값으로 0.7㎚ 미만이고, 제2주표면의 표면 거칠기가 RMS 값으로 제1주표면의 표면 거칠기보다 큰 투명 절연성 기판을 제작, 준비할 수 있으면 좋고, 서브 스텝 a-1에서 준비하는 투명 절연성 기판은 반드시 양면이 조면이 아니어도 좋다. 예를 들면, 양쪽 주표면이 경면 연마된 투명 절연성 기판을 준비하고, 이것에 양면 랩핑 가공과 에칭(서브 스텝 a-2), 어닐 처리, 편면 연마 가공(서브 스텝 a-3)을 행하면, 상기의 표면 거칠기를 만족하는 투명 절연성 기판(10)을 제작할 수가 있다.
다음에, 공정 b의, 실리콘 박막의 형성에 대해서는, 구체적으로는, 예를 들면 이하와 같이 하여 행할 수가 있다.
우선, 도 2(b-1)에 나타낸 것처럼, 실리콘 기판(20)을 준비한다(서브 스텝 b-1). 또, 필요에 따라서 표면에 산화막을 형성한 실리콘 기판을 이용하여도 좋다. 붙여 맞댐의 상태를 좋게 하는데는, 붙여 맞대는 측의 면(붙여 맞댐 면)이 일정 이상의 평탄도인 것이 필요하므로, 적어도 붙여 맞대는 측의 면을 경면 연마 등을 행하여 둔다. 이 평탄도는 예를 들면 RMS 값으로 0.7㎚ 미만으로 하는 것이 바람직하다.
다음에, 도 2(b-2)에 나타낸 것처럼, 실리콘 기판(20)에, 표면(이온 주입면(22))으로부터 수소 이온을 주입하여 이온 주입층(21)을 형성한다(서브 스텝 b-2).
이 이온 주입층(21)의 형성에는, 수소 이온만이 아니고, 희가스 이온 혹은 수소 이온과 희가스 이온의 양쪽 모두를 이온 주입하도록 해도 좋다. 주입 에너지, 주입 선량, 주입 온도 등 그 외의 이온 주입 조건도 소정의 두께의 박막을 얻을 수 있도록 적당하게 선택하면 좋다. 구체적인 예로서는 주입시의 기판의 온도를 250~400℃로 하고, 이온 주입 깊이를 0.5㎛로 하고, 주입 에너지를 20~100keV로 하고, 주입 선량을 1×1016~1×1017/㎝2로 하는 것을 들 수 있지만 이들에 한정되지 않는다.
또, 필요에 따라서 표면에 산화막을 형성한 단결정 실리콘 기판을 이용할 수도 있다. 이러한 표면에 산화막을 형성한 실리콘 기판을 이용하여 산화막을 통해 이온 주입을 하면 주입 이온의 채널링(channeling)을 억제하는 효과를 얻을 수 있고, 이온의 주입 깊이의 불균일을 보다 억제할 수가 있다. 이에 의해 보다 막 두께 균일성이 높은 박막을 형성할 수가 있다.
다음에, 도 2(b-3)에 나타내듯이 투명 절연성 기판(10)의 제1주표면(11)과 실리콘 기판(20)의 이온 주입면(22)을 밀착시켜 붙여 맞댄다(서브 스텝 b-3).
이 투명 절연성 기판(10)과 실리콘 기판(20)의 붙여 맞댐은 위에서 설명한 바와 같이 충분히 평탄한 면끼리이므로, 예를 들면 합성 석영 기판과 실리콘 기판이면, 실온에서 밀착시켜 압력을 가하는 것만으로 붙여 맞댈 수도 있다.
다만, 보다 강고하게 붙여 맞대기 위해서 이하와 같이 하는 것이 바람직하다.
즉, 미리 실리콘 기판(20)의 이온 주입면(22)과 투명 절연성 기판(10)의 제1주표면(11)에 표면 활성화 처리를 행하는 것이 바람직하다. 실리콘 기판(20)의 이온 주입면(22)과 투명 절연성 기판(10)의 제1주표면(11)의 어느 한쪽의 면에만 표면 활성화 처리를 행하도록 해도 좋다.
이 때, 표면 활성화 처리를 플라스마 처리로 행할 수가 있다. 이와 같이, 표면 활성화 처리를 플라스마 처리로 행하면, 기판의 표면 활성화 처리를 행한 면은, OH기가 증가하는 등을 하여 활성화 한다. 따라서, 이 상태로 투명 절연성 기판(10)의 제1주표면(11)과 실리콘 기판(20)의 이온 주입면(22)을 밀착시키면, 수소 결합 등에 의해 기판을 보다 강고하게 붙여 맞댈 수가 있다. 또, 표면 활성화 처리는 이외에 오존 처리 등으로도 행할 수가 있고, 복수 종류의 처리를 조합해도 좋다.
플라스마로 처리를 행하는 경우는, 진공 챔버(chamber) 중에 RCA 세정 등의 세정을 한 기판을 재치하고, 플라스마용 가스를 도입한 후, 바람직하게는 100W 정도의 고주파 플라스마에 5~30초 정도 쬐어 표면을 플라스마 처리한다. 플라스마용 가스로서는 예를 들면 표면에 산화막을 형성한 단결정 실리콘 기판을 처리하는 경우에는 산소 가스의 플라스마, 표면에 산화막을 형성하지 않는 단결정 실리콘 기판을 처리하는 경우에는 수소 가스, 아르곤 가스, 또는 이들의 혼합 가스 혹은 수소 가스와 헬륨 가스의 혼합 가스를 이용할 수가 있다. 또, 불활성 가스의 질소 가스를 이용하여도 좋다.
오존으로 처리를 행하는 경우는, 대기를 도입한 챔버 중에 RCA 세정 등의 세정을 한 기판을 재치하고, 질소 가스, 아르곤 가스 등의 플라스마용 가스를 도입한 후, 고주파 플라스마를 발생시켜 대기 중의 산소를 오존으로 변환함으로써 표면을 오존 처리한다.
이와 같이, 표면 활성화 처리를 행한 표면을 붙여 맞댐 면으로 하여, 예를 들면 감압 또는 상압하 실온에서 기판을 밀착시키면, 고온 처리를 행하지 않아도 강고하게 붙여 맞댈 수가 있다.
또, 이 실리콘 기판과 투명 절연성 기판을 붙여 맞댄 후, 이 붙여 맞댄 기판을 바람직하게는 100~300℃에서 열처리 하는 열처리 공정을 행할 수가 있다.
이와 같이, 실리콘 기판과 투명 절연성 기판을 붙여 맞댄 후, 이 붙여 맞댄 기판을 바람직하게는 100~300℃에서 열처리함으로써, 실리콘 기판과 투명 절연성 기판의 붙여 맞댐의 강도를 높일 수가 있다. 또, 이러한 온도에서의 열처리이면, 이종 재료에 기인하는 열팽창 계수의 차이에 의한 열왜(熱歪), 금이 감, 박리 등이 발생할 우려가 적다. 붙여 맞댐 강도를 높이면, 박리 공정에서의 불량의 발생을 감소시킬 수도 있다.
다음에, 실리콘 기판(20)을 이온 주입층(21)에 의해 이간시키고, 실리콘 기판(20)을 박막화하는 박리 공정을 행하고, 도 2(b-4)에 나타내듯이 실리콘 박막(31)을 형성한다(공정 b-4).
이 실리콘 기판의 이간(박리, 박막화)은, 예를 들면 기계적인 외력을 가하는 것에 의해 행할 수가 있다. 기계적인 외력으로서는 특히 한정되지 않지만, 예를 들면 가스나 액체를 이온 주입층의 측면으로부터 분사하는 것이나 물리적인 충격을 들 수 있다.
이상과 같은 공정을 거쳐 투명 절연성 기판(10)의 제1주표면(11) 상에 박막(31)을 가지는 SOI 기판(30)을 제조할 수가 있다.
또, 별개의 기판에 대한 처리인 상기 서브 스텝 a-1~3과 서브 스텝 b-1~b-2는 당연하지만 순번이 역이라도 좋고 병행하여 가도 좋다.
또, 본 발명에 있어서, 공정 a에서는, 투명 절연성 기판(10)을 제1주표면(11)의 표면 거칠기가 RMS 값으로 0.7㎚ 미만으로 한 것은, 이것보다 표면 거칠기가 거칠면(평탄도가 낮음) 붙여 맞댐 등에 의해 실리콘 박막을 붙여 맞대는 것이 어렵고, 또 만일 실리콘 박막을 형성해도, 미결합부인 보이드(void) 등의 발생에 의해 실리콘 박막의 결정성을 양호하게 유지하는 것이 어렵기 때문이다.
또, 제1주표면(11)의 표면 거칠기의 RMS 값의 하한값은 특히 한정되지 않고, 평탄도는 높을수록 좋다. 다만, 평탄도를 향상시키는 데는 비용의 문제도 있어 현실적으로는 0.1㎚ 이상 정도로 된다.
한편, 투명 절연성 기판(10)의 제2주표면(12)의 표면 거칠기에 대해서는, 상기와 같이, RMS 값으로 제1주표면의 표면 거칠기보다 크게 하면 인식 장치에 인식되기 쉬워진다. 인식 장치의 성능 등, 그 외의 모든 조건에도 의하지만, 예를 들면 RMS 값이 0.7㎚ 이상이면 보다 인식되기 쉬워지므로 바람직하다.
또, 제2주표면(12)의 표면 거칠기의 RMS 값의 상한은 특히 한정되지 않고, 인식 장치에 인식되기 쉬워진다고 하는 관점에서는 가능한 한 큰 편이 좋지만, 미세입자의 발생의 방지 등을 감안하여 필요 이상의 표면 거칠기로는 하지 않는 것이 바람직하다. 예를 들면, RMS 값으로 50㎚ 정도를 상한으로 해도 좋다.
또, 투명 절연성 기판이 유리 기판으로서, 투명 절연성 기판을 준비하는 공정이, 유리 기판의 제1주표면과 제2주표면에 대해 샌드블래스트 처리를 행하고, 유리 기판의 처리면을 세정하는 것을 적어도 포함하고, 적어도, 처리면을 HF 세정한 후에, 알칼리 세정하는 것을 포함할 수가 있다.
이와 같이, 샌드블래스트 처리 후의 유리 기판의 처리면을 우선 HF 세정함으로써, HF 용액의 유리 기판에의 에칭 작용에 의해, 유리 처리면의 예각 부분, 크랙, 손상 부분 등의 샌드블래스트 처리 특유의 미세입자원으로 되는 부분을 에칭 제거할 수가 있다. 그 후에, 이 HF 세정시에 유리하여 재부착한 이물질을 알칼리 세정에 의해 없앨 수가 있기 때문에 샌드블래스트 처리가 행해지고 있어도, 미세입자가 매우 적은 유리 기판으로 할 수 있다. 또, 이 이물질 제거에 알칼리 용액을 이용한 알칼리 세정을 행하기 때문에, 알칼리 용액 중에서는 한 번 제거된 이물질이 거의 재부착하지 않아 효과적인 세정을 행할 수가 있다.
이 때, 유리 기판이 석영 유리 기판이어도 좋다.
이와 같이, 특히 이물질이 부착하기 쉬운 절연물이라도, 샌드블래스트 처리 후의 HF 세정시에 유리된 이물질의 제거 및 그 재부착의 방지를 할 수 있어 효율적인 세정을 행할 수가 있다.
또, 유리 기판이 웨이퍼 형상의 것이라도 좋다.
특히 미세입자가 문제가 되는 유리제의 웨이퍼에 대해서, 이 세정 방법에 의하면 미세입자가 없는 웨이퍼로 할 수가 있다.
이 때, 웨이퍼가 단결정 실리콘층을 적층하고 있는 것으로 할 수가 있다.
이와 같이, 이 세정 방법에 의하면 유리 웨이퍼 상에 단결정 실리콘층이 적층되어 있는 웨이퍼라도, HF 세정시에 샌드블래스트 처리를 행한 처리면으로부터 유리된 이물질이 단결정 실리콘층에 부착하였다고 해도, 그 후의 알칼리 세정에 의해 제거되기 때문에 단결정 실리콘층의 미세입자의 발생을 방지할 수가 있다.
이 때, HF 세정을 웨이퍼 상의 단결정 실리콘층이 보호 테이프 또는 유기 보호막에 의해 보호된 상태로 행할 수가 있다.
이와 같이, HF 세정 중에는 단결정 실리콘층이 보호되어 있도록 함으로써, 단결정 실리콘층에의 HF 용액에 의한 에칭을 적게 할 수 있고, 또 HF 세정 중에 샌드블래스트 처리면으로부터 유리된 이물질이 단결정 실리콘층에 부착하는 것도 방지할 수 있기 때문에 미세입자가 보다 적은 단결정 실리콘층을 가지는 웨이퍼로 할 수가 있다.
또, 알칼리 세정에서 이용되는 알칼리 용액이, NH4OH, NaOH, KOH, CsOH의 어느 하나, 또는 이들의 어느 하나에 H2O2를 첨가한 것이라도 좋다.
알칼리 세정에서 사용되는 알칼리 용액은, 이들 중에서 적당하게 선택할 수가 있고, H2O2를 더 첨가함으로써 산화력도 더해져 이물질의 제거를 보다 효과적으로 행할 수가 있다.
또, 알칼리 세정에서 이용되는 알칼리 용액이, 체적 조성비로 H2O를 10으로 했을 때에, 0.5~2의 NH4OH(29질량% 수용액 환산)와 0.01~0.5의 H2O2(30질량% 수용액 환산)를 적어도 포함하는 SC1 용액으로 하는 것이 바람직하다.
이러한 농도 조성의 SC1 용액을 알칼리 세정에 이용함으로써, 유리 기판에 부착된 이물질을 보다 효율적으로 제거할 수 있고 또한 이물질의 재부착도 방지할 수가 있다. 또, H2O2의 농도 비율을 이와 같이 통상의 SC1 용액보다 낮게 함으로써, 알칼리에 의한 에칭 효과를 적절한 것으로 유지할 수가 있다.
또, 알칼리 세정에서 이용되는 알칼리 용액이 알칼리계의 유기용제라도 좋다.
알칼리 세정에서는, 이러한 알칼리계의 유기용제도 이용할 수가 있다.
또, HF 세정하는 공정이, 샌드블래스트 처리를 행한 유리 기판의 처리면을 20㎚ 이상 에칭하는 것을 포함하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 유리 기판의 처리면을 20㎚ 이상 에칭하면, 처리면의 미세입자 발생원으로 되는 예각 부분, 크랙, 손상 부분 등을, 후의 공정에서 발진이 발생하지 않을 정도로 에칭할 수가 있다.
도 3은 유리 기판의 샌드블래스트 처리로부터 세정까지의 실시 형태의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 3에 나타내듯이 우선 유리 기판에 샌드블래스트 처리를 행한다.
이 샌드블래스트 처리의 방법으로서는 특히 한정되지 않고, 예를 들면 종래와 같은 장치를 이용하여 알루미나나 석영 등의 입자를 처리면에 맞닿게 함으로써 거칠게 할 수가 있다.
이 세정 방법을 적용할 수 있는 유리 기판으로서는 SiO2 베이스의 것 등에 적용할 수가 있지만, 예를 들면 석영 유리 기판에 적용할 수가 있다. 이와 같이, 대전하기 쉬운 절연물이라도, 이 세정 방법을 이용하면 샌드블래스트 처리 후의 세정시에 미세입자의 재부착을 방지할 수가 있어 양호한 세정을 행할 수가 있다.
또, 이 유리 기판으로서는 웨이퍼 형상의 것이라도 좋고, 또 예를 들면 반도체 웨이퍼의 열처리시에 이용되는 석영 보트라도 좋다.
또, 단결정 실리콘층이 적층되어 있는 웨이퍼라도 적용할 수가 있다. 이러한 단결정 실리콘층이 적층되어 있는 경우에서도, 이 세정 방법에 의하면 HF 세정시에 처리면으로부터 유리하여 단결정 실리콘층에 부착된 이물질도 알칼리 세정에 의해 제거, 및 재부착의 방지를 할 수 있기 때문에 미세입자의 저감을 효과적으로 행할 수가 있다. 또, 알칼리 세정을 HF 세정의 후에 행하기 때문에, HF 세정을 장시간 행하지 않아도 미세입자의 제거를 달성할 수 있고, HF 세정시의 단결정 실리콘층에의 이물질의 부착을 줄일 수가 있다. 예를 들면, SOQ(Silicon on Quartz)나 SOG(Silicon on Glass) 등과 같은 미세입자가 특히 문제가 되는 것 같은 것에 대해서도, 이 세정 방법을 이용함으로써 미세입자가 거의 없는 웨이퍼로 할 수가 있다.
다음에, 도 3에 나타내듯이 샌드블래스트 처리가 행하여진 유리 기판의 처리면을 HF 세정한다. 이 때 이용되는 불화수소산으로서는 불화수소산을 포함하는 것이면 좋고, 예를 들면 불화수소산 용액, 완충 불화수소산 수용액 등을 이용할 수가 있다. 또, 세정 방법으로서도 특히 한정되지 않고, 샌드블래스트 처리된 유리 기판을 예를 들면 침지시키는 것에 의해 행할 수가 있고, 샌드블래스트 처리된 처리면을 스핀(spin) 세정하도록 해도 좋다.
이와 같이, 샌드블래스트 처리가 행하여진 유리 기판의 처리면을 우선 HF 세정함으로써, 샌드블래스트 처리에 의해 형성된 미세입자원으로 되는 크랙등의 요철 부분을 에칭 제거할 수가 있다. 이 때, HF 세정에 의해 유리 기판의 처리면을 20㎚ 이상 에칭하는 것이 바람직하고, 이에 의해 후의 공정에서 발진하지 않을 정도로 미세입자원의 제거를 행할 수가 있다.
또, 이 세정 방법에 의해 세정되는 유리 기판이, 단결정 실리콘이 적층된 웨이퍼인 경우에는, 이 HF 세정을 단결정 실리콘층이 보호 테이프 또는 유기 보호막에 의해 보호된 상태로 행하는 것이 바람직하다. 이 보호는 HF 세정전에 형성해도 좋고, 더욱 전의 샌드블래스트 처리전에 형성해도 좋다. 샌드블래스트 처리전이면, 단결정 실리콘층의 미세입자의 발생을 보다 효율적으로 방지할 수가 있다.
이 유기 보호막으로서는 예를 들면 포토레지스트막(photoresist layer)과 같은 유기막을 형성할 수가 있고, 또 유기막 위에 보호 테이프를 붙일 수도 있고, 단결정 실리콘층에 직접 보호 테이프를 붙일 수도 있다.
이와 같이 형성한 보호막은, 이물질의 부착이 적은 알칼리 세정전에 제거함으로써, 알칼리 세정에 의해 단결정 실리콘층의 미세입자를 제거할 수가 있고, 또 알칼리 세정의 후에 보호막을 제거할 수도 있다.
다음에, 도 3에 나타내듯이 알칼리 세정을 행한다.
이와 같이, HF 세정의 후에 알칼리 세정을 행함으로써, HF 세정시에 에칭되고 유리하여, 재부착한 이물질이 알칼리 세정시에 제거되고, 또 알칼리 용액 중에서는, 이물질의 새로운 재부착이 방지되기 때문에 미세입자를 효율적으로 제거할 수가 있다.
이 때 이용되는 알칼리 용액으로서는 NH4OH, NaOH, KOH, CsOH의 어느 하나, 또는 이들의 어느 하나에 H2O2를 첨가한 것이나, EDP(Ethylenediamine-pyrocatechol-water), TMAH(Tetramethyl ammonium hydroxide), 히드라진(hydrazine) 등의 알칼리계의 유기용제를 이용할 수가 있다.
또, 알칼리 용액으로서 체적 조성비로 H2O를 10으로 했을 때에, NH4OH(29질량% 수용액 환산)를 0.5~2, H2O2(30질량% 수용액 환산)를 0.01~0.5인 SC1 용액을 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 농도 조성비의 SC1 용액이면, H2O2의 산화력에 의한 세정 효과를 올리면서, 통상의 SC1 용액보다 H2O2의 농도 비율이 낮고 적절한 알칼리성도 가지기 때문에, 에칭 효과를 유지할 수 있고, 한층 더 세정시의 이물질의 재부착의 방지도 할 수 있다.
이와 같이, HF 세정에 의해 샌드블래스트 처리를 행한 유리 기판의 처리면 특유의 손상 부분 등의 미세입자원을 우선 제거할 수가 있고, 그 후에 알칼리 세정을 행함으로써, HF 세정시에 유리하여 재부착한 이물질을 새로운 재부착을 방지하면서 제거할 수 있기 때문에 효과적인 세정을 행할 수가 있다. 유리 기판과 같이 굳이 샌드블래스트 처리에 의해 흐림 처리를 행할 필요가 있는 것에 대해서, 이 세정 방법에 의해 세정함으로써, 흐림 처리의 효과도 남기면서 미세입자의 적은 유리 제품을 제조할 수가 있다.
<실시예>
이하, 본 발명의 실시예, 비교예를 나타내어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1)
이하와 같이 도 2에 나타낸 것 같은 붙여 맞댐법에 의한 SOI 기판의 제조 방법에 따라서 투명 SOI 기판을 30매 제조하였다.
우선, 합성 석영 잉곳(ingot)으로부터 자른 채로의 직경 150㎜의 합성 석영 기판(10′)을 준비하였다(서브 스텝 a-1).
다음에, 이 합성 석영 기판(10′)의 양면을 양면 랩핑 장치로 양면 랩핑 가공하고, 불화수소산을 이용하여 에칭을 행하였다(서브 스텝 a-2). 그 후, dl 합성 석영 기판에 대해, 비산화성 분위기하, 1100℃에서 30분간의 어닐 처리를 행하였다.
여기까지 처리를 행한 합성 석영 기판(10″)에 대해, 편면 연마 장치를 이용하여 편면에만 연마 가공을 하고, 일방의 주표면(제1주표면)(11)의 표면 거칠기를 RMS 값으로 0.2㎚로 하였다(서브 스텝 a-3). 또 다른 일방의 주표면(제2주표면)(12)의 표면 거칠기는 RMS 값으로 1.0㎚로 되었다.
다음에, 실리콘 기판(20)으로서 경면 연마된 직경 150㎜의 단결정 실리콘 기판을 준비하였다. 그리고, 실리콘 기판에는 그 표면에 열산화에 의해 실리콘 산화막층을 100㎚ 형성하였다(서브 스텝 b-1).
다음에, 실리콘 기판(20)에, 형성되어 있는 실리콘 산화막층을 통해 수소 이온을 주입하고, 이온의 평균 진행 깊이에 있어서 표면에 평행한 미소 기포층(이온 주입층)(21)을 형성하였다(서브 스텝 b-2). 이온 주입 조건은 주입 에너지가 35keV, 주입 선량이 9×1016/㎝2, 주입 깊이는 0.3㎛이다.
다음에, 플라스마 처리 장치 중에 이온 주입한 실리콘 기판(20)을 재치하고, 플라스마용 가스로서 질소를 도입한 후, 2Torr(270Pa)의 감압 조건하에서 13.56㎒의 고주파를 직경 300㎜의 평행 평판 전극 사이에 고주파 전력 50W의 조건으로 인가함으로써, 고주파 플라스마 처리를 이온 주입 편면에 10초 동안 행하였다. 이와 같이 하여 실리콘 기판(20)의 이온 주입면(22)에 표면 활성화 처리를 행하였다.
한편, 합성 석영 기판(10)에 대해서는, 플라스마 처리 장치 중에 재치하고, 좁은 전극 사이에 플라스마용 가스로서 질소 가스를 도입한 후, 전극 사이에 고주파를 인가함으로써 플라스마를 발생시켜 고주파 플라스마 처리를 10초 동안 행하였다. 이와 같이 하여 합성 석영 기판(10)의 제1주표면(11)에도 표면 활성화 처리를 행하였다.
이상과 같이 하여 표면 활성화 처리를 행한 실리콘 기판(20)과 합성 석영 기판(10)을, 표면 활성화 처리를 행한 면을 붙여 맞댐 면으로 하여, 실온에서 밀착시킨 후, 양쪽 기판의 이면을 두께 방향으로 강하게 눌렀다(공정 b-3).
다음에, 붙여 맞댐 강도를 높이기 위해 실리콘 기판(20)과 합성 석영 기판(10)의 붙여 맞댄 기판을 300℃에서 30분간 열처리 하였다.
다음에, 실리콘 기판(20)의 이온 주입층(21)에 외부 충격을 부여하고, 이온 주입층(21)에 의해 순차 이간시켜 실리콘 박막(31)을 형성하였다(서브 스텝 b-4).
이와 같이 하여 합성 석영 기판(10) 상에 실리콘 박막(31)을 가지는 투명 SOI 기판(30)을 제조하였다. 이 투명 SOI 기판(30)을 디바이스 제작 장치에 비치된 기판 인식 장치를 이용하여 인식 실험을 행하였더니 모든 기판이 정확하게 인식되었다.
(실시예 2, 비교예 1-3)
우선, 석영 웨이퍼 8매에 샌드블래스트 처리를 행하였다.
다음에, 이하의 각 조건으로 2매씩 처리를 행하였다.
실시예 2 : 2질량%의 HF 용액에 30분 침지시키고, 그 후에 알칼리 용액(NH4OH : H2O2 : H2O = 1 : 0.2 : 10 질량비)에 10분 침지시켰다.
비교예 1 : 세정을 행하지 않았다.
비교예 2 : 2질량%의 HF 용액에 30분 침지시켰다.
비교예 3 : 알칼리 용액(NH4OH : H2O2 : H2= 1 : 0.2 : 10 질량비)에 10분 침지시켰다.
다음에, 도 4에 나타내듯이 상기와 같은 조건으로 처리된 석영 웨이퍼(40)의 동조건의 처리를 행한 것 2매와 샌드블래스트 처리를 행하고 있지 않은 2매의 평가용 실리콘 웨이퍼(42)를 샌드블래스트 처리면(41)과 실리콘 웨이퍼(42)의 미세입자 평가면(44)을 대향시켜 합계 4매의 웨이퍼를 세정 카셋트(43)에 배치하였다. 이 때, 석영 웨이퍼(40)와 실리콘 웨이퍼(42)의 간격은 5㎜로 하였다. 이 상태로 통상의 RCA 세정을 행한 후에 실리콘 웨이퍼(42)의 평가면(44)의 미세입자(0.2㎛ 이상)의 수를 미세입자 계수기로 측정하였다. 이 측정한 미세입자 수에 의해 석영 웨이퍼(40)에 부착되어 있던 이물질의 수의 평가를 행하였다. 측정 결과를 도 5에 나타낸다.
도 5에 나타내듯이 실시예 2의 HF 세정 후에 알칼리 세정을 행한 웨이퍼가 비교예 1-3에 비해 매우 적은 미세입자 수가 측정되었다. 또, 비교예 2의 HF 세정만을 행하였을 경우에는, 세정을 행하고 있지 않은 비교예 1의 웨이퍼보다 미세입자 수가 많이 측정되었다. 비교예 3의 알칼리 세정만을 행하였을 경우에는, 비교예 1, 2에 비해 미세입자 수는 비교적 적었지만 미세입자원의 제거는 할 수 없었다.
(실시예 3-7)
우선, 석영 웨이퍼 6매에 샌드블래스트 처리를 행하였다.
다음에, 이하의 각 조건으로 2매씩 처리를 행하였다.
실시예 3 : 2질량%의 HF 용액에 30분 침지시키고, 그 후에 NH4OH 용액(3vol%)에 10분 침지시켰다.
실시예 4 : 2질량%의 HF 용액에 30분 침지시키고, 그 후에 알칼리 용액(NH4OH : H2O2 : H2O = 1 : 1 : 10 질량비)에 10분 침지시켰다.
실시예 5 : 2질량%의 HF 용액에 30분 침지시키고, 그 후에 알칼리 용액(NH4OH : H2O2 : H2O = 1 : 0.2 : 10 질량비)에 10분 침지시켰다.
실시예 6 : 2질량%의 HF 용액에 30분 침지시키고, 그 후에 알칼리계의 유기용제(TMAH 8% 용액)에 10분 침지시켰다.
실시예 7 : 2질량%의 HF 용액에 30분 침지시키고, 그 후에 알칼리 용액(KOH 10wt% 용액)에 10분 침지시켰다.
다음에, 도 4에 나타내듯이 상기와 같은 조건으로 처리된 석영 웨이퍼(40)의 동조건의 처리를 행한 것 2매와 샌드블래스트 처리를 행하고 있지 않은 2매의 평가용 실리콘 웨이퍼(42)를 샌드블래스트 처리면(41)과 미세입자 평가면(44)을 대향시켜 합계 4매의 웨이퍼를 세정 카셋트(43)에 배치하였다. 이 때, 석영 웨이퍼(40)와 실리콘 웨이퍼(42)의 간격은 5㎜로 하였다. 이 상태로 통상의 RCA 세정을 행한 후에 실리콘 웨이퍼(42)의 평가면(44)의 미세입자(0.2㎛ 이상)의 수를 미세입자 계수기로 측정하였다. 이 측정한 미세입자 수에 의해 석영 웨이퍼(40)에 부착되어 있던 이물질의 수의 평가를 행하였다. 동조건으로 HF 세정만을 행한 비교예 2의 측정 결과와 함께 실시예 3-7의 측정 결과를 도 6에 나타낸다.
도 6에 나타내듯이 동조건의 HF 세정만을 행한 비교예 2의 측정수에 비해, 그 후에 알칼리 세정을 행한 실시예 3-7의 미세입자 측정수가 현저하게 적고, 이 알칼리 세정에 의해 미세입자 수가 현격히 저감된 것을 알 수 있다. 또, 실시예 5의 알칼리 세정이 가장 미세입자 수가 적었다. 이것은 실시예 5의 알칼리 용액 중의 H2O2의 산화력과 NH4OH의 상승효과에 의한 것이고, 실시예 4의 알칼리 용액과 비교하여 H2O2의 농도를 낮게 하고 있기 때문에 알칼리에 의한 에칭 효과가 엷어지지 않고 보다 효율적으로 미세입자 제거를 하고 있는 것을 알 수 있다.
이상과 같이, HF 세정을 행한 후에 알칼리 세정을 행하는 세정 방법이면, HF 세정에 의해 샌드블래스트 처리를 행한 유리의 처리면 특유의 미세입자원으로 되는 요철을 에칭 제거하고, 그 때에 유리하여 부착한 이물질을 알칼리 세정으로 재부착을 방지하면서 제거할 수 있기 때문에 미세입자의 저감을 효율적으로 행할 수가 있다.
또, 본 발명은, 상기 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 상기 실시 형태는 예시이고, 본 발명의 특허 청구의 범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 가지고, 동일한 작용 효과를 나타내는 것은 어떠한 것이라도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
10 투명 절연성 기판
20 실리콘 기판
20 실리콘 기판
Claims (11)
- 투명 절연성 기판과, 상기 투명 절연성 기판의 일방의 주표면인 제1주표면 상에 형성된 실리콘 박막을 적어도 포함하고 있고,
상기 투명 절연성 기판의 제1주표면과는 반대측의 주표면인 제2주표면이 거칠게 되어 있는 SOI 기판을 제조하는 방법으로서, 적어도,
상기 투명 절연성 기판으로서 상기 제1주표면의 표면 거칠기가 RMS 값으로 0.7㎚ 미만이고, 상기 제2주표면의 표면 거칠기가 RMS 값으로 상기 제1주표면의 표면 거칠기보다 큰 것을 준비하는 공정과,
이 투명 절연성 기판의 제1주표면 상에 실리콘 박막을 형성하는 공정을 포함하고,
상기 투명 절연성 기판이 유리 기판으로서,
상기 투명 절연성 기판을 준비하는 공정이, 이 유리 기판의 제1주표면과 제2주표면에 대해 샌드블래스트 처리를 행하고, 이 유리 기판의 처리면을 세정하는 것을 적어도 포함하고,
적어도, 이 처리면을 HF 세정한 후에 알칼리 세정하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 SOI 기판의 제조 방법. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 유리 기판이 석영 유리 기판인 SOI 기판의 제조 방법. - 제1항 또는 제7항에 있어서,
상기 알칼리 세정에서 이용되는 알칼리 용액이, NH4OH, NaOH, KOH, CsOH의 어느 하나, 또는 이들의 어느 하나에 H2O2를 첨가한 것인 SOI 기판의 제조 방법. - 제1항 또는 제7항에 있어서,
상기 알칼리 세정에서 이용되는 알칼리 용액이, 체적 조성비로 H2O를 10으로 했을 때에, 0.5~2의 NH4OH(29질량% 수용액 환산)와 0.01~0.5의 H2O2(30질량% 수용액 환산)을 적어도 포함하는 SC1 용액으로 하는 것을 특징으로 하는 SOI 기판의 제조 방법. - 제1항 또는 제7항에 있어서,
상기 알칼리 세정에서 이용되는 알칼리 용액이 알칼리계의 유기용제인 SOI 기판의 제조 방법. - 제1항 또는 제7항에 있어서,
상기 HF 세정하는 공정이, 상기 샌드블래스트 처리를 행한 유리 기판의 처리면을 20㎚ 이상 에칭하는 것을 포함하는 SOI 기판의 제조 방법.
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