特許 7515591 ＳＯＩ構造から酸化膜を除去する方法およびＳＯＩ構造を準備する方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-04

(45)【発行日】2024-07-12

(54)【発明の名称】ＳＯＩ構造から酸化膜を除去する方法およびＳＯＩ構造を準備する方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/02 20060101AFI20240705BHJP

   H01L 27/12 20060101ALI20240705BHJP

   H01L 21/306 20060101ALI20240705BHJP

【ＦＩ】

H01L27/12 B

H01L21/02 B

H01L27/12 Z

H01L21/306 R

【請求項の数】 31

(21)【出願番号】P 2022535733

(86)(22)【出願日】2020-11-30

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-02-16

(86)【国際出願番号】 US2020062578

(87)【国際公開番号】W WO2021118818

(87)【国際公開日】2021-06-17

【審査請求日】2023-11-28

(31)【優先権主張番号】62/947,981

(32)【優先日】2019-12-13

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】518112516

【氏名又は名称】グローバルウェーハズ カンパニー リミテッド

【氏名又は名称原語表記】ＧｌｏｂａｌＷａｆｅｒｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．

(74)【代理人】

【識別番号】100145403

【弁理士】

【氏名又は名称】山尾 憲人

(74)【代理人】

【識別番号】100111039

【弁理士】

【氏名又は名称】前堀 義之

(74)【代理人】

【識別番号】100112911

【弁理士】

【氏名又は名称】中野 晴夫

(72)【発明者】

【氏名】ロッツ，チャールズ アール

(72)【発明者】

【氏名】トーマス，ショーン ジョージ

(72)【発明者】

【氏名】アーク，ヘンリー フランク

【審査官】宇多川 勉

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２００８／１５５８７６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００５－３４０６２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０８４６６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／０７９４９４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－０４０９５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１７７１５０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／０２

Ｈ０１Ｌ ２７／１２

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

シリコンオンインシュレータ構造から酸化膜を除去する方法であって、
ハンドル構造、シリコン上部層、およびハンドル構造とシリコン上部層との間に配置された誘電体層を有するシリコンオンインシュレータ構造を提供する工程であって、シリコンオンインシュレータ構造はシリコンオンインシュレータ構造の上面に酸化膜を有し、シリコンオンインシュレータ構造はシリコンオンインシュレータ構造の中心から周辺エッジに延びる半径Ｒを有する工程、
前記シリコンオンインシュレータ構造を回転させながら、前記シリコンオンインシュレータ構造の上面の中央領域にエッチング液を向ける工程、および、
前記シリコンオンインシュレータ構造を回転させながら、前記シリコンオンインシュレータ構造の上面のエッジ領域にエッチング液を向ける工程であって、エッジ領域は中央領域から半径方向外方に配置されている工程、を含む方法。

【請求項2】

中央領域は、シリコンオンインシュレータ構造の中心から０．１×Ｒまで延びている請求項１に記載の方法。

【請求項3】

シリコンオンインシュレータ構造の上面の中央領域にエッチング液を向ける工程は、エッチング液をシリコンオンインシュレータ構造の中心に向ける工程を含む請求項１に記載の方法。

【請求項4】

エッジ領域は、シリコンオンインシュレータ構造の中心から０．６６×Ｒの距離で始まり、シリコンオンインシュレータ構造の周辺エッジまで延びる請求項１に記載の方法。

【請求項5】

エッジ領域は、シリコンオンインシュレータ構造の中心から０．８０×Ｒの距離で始まり、シリコンオンインシュレータ構造の周辺エッジまで延びる請求項１に記載の方法。

【請求項6】

エッチング液は、フッ化水素酸と酢酸とを含み、エッチング液中のフッ化水素酸（４９％基準）と酢酸（氷酸）との比は、１：１以下である請求項１に記載の方法。

【請求項7】

エッチング液の流れは、エッチング液が中央領域からエッジ領域へ向け直している間は停止される請求項１に記載の方法。

【請求項8】

エッチング液を、６００ｍｌ／分以下の速度で、シリコンオンインシュレータ構造の上面の中央領域に向け、エッチング液を、６００ｍｌ／分以下の速度で、シリコンオンシュレータ構造の上面のエッジ領域に向ける請求項１に記載の方法。

【請求項9】

エッチング液を、０．５～１０秒間、シリコンオンインシュレータ構造の上面の中央領域に向ける請求項１に記載の方法。

【請求項10】

エッチング液を、１０秒間～２０分間、シリコンオンインシュレータ構造の上面のエッジ領域に向ける請求項１に記載の方法。

【請求項11】

中央領域に向けられたエッチング液は、エッジ領域に向けられたエッチング液と同じ濃度を有する請求項１に記載の方法。

【請求項12】

中央領域に向けられたエッチング液は、エッジ領域に向けられたエッチング液と異なる濃度を有する請求項１に記載の方法。

【請求項13】

中央領域に向けられたエッチング液およびエッジ領域に向けられたエッチング液は、それぞれフッ化水素および酢酸を含む請求項１に記載の方法。

【請求項14】

エッチング液が排出されるブームを動かして、エッチング液を中央領域からエッジ領域へ向け直す工程を含む請求項１に記載の方法。

【請求項15】

シリコン上部層、ハンドル構造、およびシリコン上部層とハンドル構造との間に配置された誘電体層を含むシリコンオンインシュレータ構造を準備する方法であって、
ドナー構造にイオンを注入し、ドナー構造中に劈開面を形成する工程、
ハンドル構造を提供する工程、
結合工程の前に、前記ドナー構造および前記ハンドル構造の少なくとも一方に誘電体層を形成する工程、
前記ドナー構造を前記ハンドル構造に結合して、前記ドナー構造、前記ハンドル構造、およびハンドル構造とドナー構造との間に配置された誘電体層を含む結合されたウエハ構造を形成する結合工程、
前記ドナー構造の一部がシリコン上部層として前記ハンドル構造に結合されたままであるように、結合された前記ウエハ構造を前記劈開面で劈開し、前記ハンドル構造、前記シリコン上部層、および前記ハンドル構造と前記シリコン上部層との間に配置された前記誘電体層を含むシリコンオンインシュレータ構造を形成する工程、
前記シリコンオンインシュレータ構造をアニールし、アニール中に前記シリコンオンインシュレータ構造の少なくとも上面に酸化物を形成する工程、
前記シリコンオンインシュレータ構造を回転させながら、前記シリコンオンインシュレータ構造の上面の中央領域にエッチング液を接触させて、前記酸化物の少なくとも一部を除去する工程、
前記シリコンオンインシュレータ構造を回転させながら、前記シリコンオンインシュレータ構造の上面のエッジ領域にエッチング液を接触させて、前記酸化物の少なくとも一部を除去する工程、および、
前記シリコンオンインシュレータ構造の上面の前記中央領域と前記エッジ領域とを前記エッチング液に接触させる工程の後に、前記シリコン上部層の上にエピタキシャルシリコン層を堆積させる工程、を含む方法。

【請求項16】

結合工程の前に、ハンドル構造上に誘電体層を形成する工程を含む請求項１５に記載の方法。

【請求項17】

中央領域は、シリコンオンインシュレータ構造の中心から０．１×Ｒまで延びる請求項１５に記載の方法。

【請求項18】

エッチング液をシリコンオンインシュレータ構造の上面の中央領域に向ける工程は、エッチング液をシリコンオンインシュレータ構造の中心に向ける工程を含む請求項１５に記載の方法。

【請求項19】

エッジ領域は、シリコンオンインシュレータ構造の中心から０．８５×Ｒの距離で始まり、シリコンオンインシュレータ構造の周辺エッジまで延びる請求項１５に記載の方法。

【請求項20】

エッチング液の流れは、エッチング液が中央領域からエッジ領域へ向け直している間は停止される請求項１５に記載の方法。

【請求項21】

シリコンオンインシュレータ構造の上面の中央領域にエッチング液を接触させる工程は、エッチング液をシリコンオンインシュレータ構造の中心に向ける工程を含む請求項１５に記載の方法。

【請求項22】

エッジ領域は、シリコンオンインシュレータ構造の中心から０．６６×Ｒの距離で始まり、シリコンオンインシュレータ構造の周辺エッジまで延びる請求項１５に記載の方法。

【請求項23】

エッジ領域は、シリコンオンインシュレータ構造の中心から０．８０×Ｒの距離で始まり、シリコンオンインシュレータ構造の周辺エッジまで延びる請求項１５に記載の方法。

【請求項24】

エッチング液は、フッ化水素酸と酢酸とを含み、エッチング液中のフッ化水素酸（４９％基準）と酢酸（氷酸）との比は、１：１以下である請求項１５に記載された方法。

【請求項25】

シリコンオンインシュレータ構造の上面の中央領域を６００ｍｌ／分以下の速度でエッチング液と接触させ、シリコンオンインシュレータ構造の上面のエッジ領域を６００ｍｌ／分以下の速度でエッチング液と接触させる請求項１５に記載の方法。

【請求項26】

シリコンオンインシュレータ構造の上面の中央領域を０．５～１０秒間エッチング液と接触させる請求項１５に記載の方法。

【請求項27】

シリコンオンインシュレータ構造の上面のエッジ領域を１０秒～２０分間エッチング液と接触させる請求項１５に記載の方法。

【請求項28】

中央領域に接触させるエッチング液とエッジ領域に接触させるエッチング液とは同じ濃度を有する請求項１５に記載の方法。

【請求項29】

中央領域に接触させるエッチング液とエッジ領域に接触させるエッチング液とは異なる濃度を有する請求項１５に記載の方法。

【請求項30】

中央領域に接触させるエッチング液とエッジ領域に接触させるエッチング液とは、それぞれフッ化水素および酢酸を含む請求項１５に記載の方法。

【請求項31】

エッチング液が排出されるブームを動かして、エッチング液を中央領域からエッジ領域へ向け直す工程を含む請求項１５に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【関連出願の相互参照】

【0001】

本出願は、２０１９年１２月１３日に出願された米国仮特許出願第６２／９４７，９８１号の利益を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

【技術分野】

【0002】

本開示の分野は、シリコンオンインシュレータ（ＳＯＩ）構造から酸化膜を除去するための方法、特に、エピタキシャルシリコン増厚層を堆積する前にＳＯＩ構造から酸化膜を剥離するための方法に関する。

【背景技術】

【0003】

シリコンオンインシュレータ構造は、最上層の厚さを増加させるためにシリコンをシリコン最上層上に堆積させるエピタキシャルプロセスに供されることがある。シリコンエピタキシャル層の品質は、エピタキシャル層が堆積される表面の品質に依存する。ＳＯＩ構造は、エピタキシャルシリコン層の堆積の前にアニールしてもよい。このアニールにより、ＳＯＩ構造の表面に酸化物（ＳｉＯ_２）が形成される場合がある。この酸化物は、通常、エピタキシャル成膜の前に構造の上面から除去される。いくつかの実施例では、アニール中に、テラス酸化物（すなわち、より厚い酸化物）がＳＯＩ構造上面の端部付近に形成される。テラス酸化物は、ドナーの丸みを帯びた端部付近の接合不足により、ドナー全体が除去されたＳＯＩ構造の端部部分（すなわち、劈開面より下のドナー）にあってよい。このテラス酸化物は、ハンドルウエハ上に成長した酸化物で、ドナーが除去された後も残っている場合がある。このテラス酸化物は、ウエハ表面で酸化物が不均一になるため、酸化物除去を複雑にする。

【0004】

酸化物を除去する従来の方法は、ウェットクリーナー／エッチャーにウエハを浸す浸漬剥離を含んでもよい。これにより、裏面を含むＳＯＩ構造の全表面から酸化膜が除去される。裏面酸化物は、ＳＯＩ構造が取り扱われる際のスクラッチや損傷からＳＯＩ構造の底面を保護し、エピタキシ中にＳＯＩ構造の汚染やオートドーピングを防止する裏面シールとして機能することがある。裏面酸化膜を保護するために、マスキングを行うこともある。しかし、マスキングは、上部シリコン層に損傷を与える可能性がある（例えば、ウエハテープの接着および除去の際に、テープに接着剤をセットするため、または接着したテープを裏面から除去するために、上部表面に力が加えられる）。マスキングはまた、劣化した酸化物除去の巻き付きまたは延長を引き起こす、テープのエッジでのエッチングリークに悩まされるかもしれない。

【0005】

その他の酸化膜剥離方法としては、エッチング液をウエハの中央で分散させ、エッチング液をウエハ上で「扇状に」広げて酸化膜を剥離するウエハスピン法がある。浸漬法、ウエハスピン法ともに、シリコン上部層表面にフッ化水素（ＨＦ）のアンダーカットが形成される。図１に示すように、ＳＯＩ構造の準備中に結合されたウエハ構造を劈開すると、シリコン層にボイドが形成されることがある。ボイドは、上部層と誘電体層の一部が使用済みドナー構造で引上げられると発生する。図２に示すように、ボイドがＨＦエッチング液にさらされると、ＨＦはシリコンよりも誘電体材料（例えば、シリカ）を容易にエッチングするため、シリコン上部層の下の誘電体層を劣化させる。

【0006】

ＨＦアンダーカットを低減しながらテラス酸化物を除去することができ、裏面酸化物を保存することができる、ＳＯＩ構造の上部表面の酸化物を除去するための方法に対するニーズが存在する。そのような酸化物剥離方法を使用するＳＯＩ構造を準備するための方法に対するニーズが存在する。

【0007】

このセクションは、以下に説明および／または請求される本開示の様々な態様に関連し得る技術の様々な態様を読者に紹介することを意図するものである。この議論は、本開示の様々な態様のより良い理解を促進するために、読者に背景情報を提供するのに役立つと考えられる。したがって、これらの記述は、この観点から読まれるべきであり、従来技術の容認ではないことが理解されるべきである。

【発明の概要】

【0008】

本開示の一態様は、シリコンオンインシュレータ構造から酸化膜を除去するための方法に関する。シリコンオンインシュレータ構造が提供される。シリコンオンインシュレータ構造は、ハンドル構造と、シリコン上部層と、ハンドル構造とシリコン層との間に配置された誘電体層とを有する。シリコンオンインシュレータ構造は、シリコンオンインシュレータ構造の上面上に酸化膜を有する。シリコンオンインシュレータ構造は、シリコンオンインシュレータ構造の中心から周方向の端部まで延びる半径Ｒを有する。シリコンオンインシュレータ構造を回転させながら、エッチング液をシリコンオンインシュレータ構造の上面の中央に当てる。エッチング液は、シリコンオンインシュレータ構造を回転させながら、シリコンオンインシュレータ構造の上面のエッジ領域に向けて供給される。エッジ領域は、中央領域から半径方向外側に配置される。

【0009】

本開示のさらに別の態様は、シリコン上部層と、ハンドル構造と、シリコン上部層とハンドル構造との間に配置された誘電体層とを含むシリコンオンインシュレータ構造を準備するための方法に関する。ドナー構造にイオンを注入し、ドナー構造に劈開面を形成する。ハンドル構造が提供される。結合前に、ドナー構造およびハンドル構造の少なくとも一方に誘電体層を形成する。ドナー構造は、ハンドル構造に結合され、ドナー構造、ハンドル構造、およびハンドル構造とドナー構造との間に配置された誘電体層を含む結合ウエハ構造を形成する。結合ウエハ構造は、ドナー構造の一部がシリコン上部層としてハンドル構造に結合されたままになるように、劈開面で劈開され、この劈開により、ハンドル構造、シリコン上部層、およびハンドル層とシリコン上部層との間に配置された誘電体層を含むシリコンオンインシュレータ構造を形成する。シリコンオンインシュレータ構造はアニールされ、アニール中にシリコンオンインシュレータ構造の少なくとも上面に酸化物が形成される。シリコンオンインシュレータ構造を回転させながら、シリコンオンインシュレータ構造の上面の中央領域をエッチング液に接触させる。シリコンオンインシュレータ構造を回転させながら、シリコンオンインシュレータ構造の上面のエッジ領域を、エッチング液に接触させる。シリコンオンインシュレータ構造の上面の中央領域とエッジ領域とを接触させた後、シリコン上層にエピタキシャルシリコン層を堆積させる。

【0010】

本開示の上述の態様に関連して指摘された特徴には、様々な改良が存在する。さらなる特徴もまた、同様に本開示の上述の態様に組み込まれ得る。これらの洗練された特徴および追加の特徴は、個別にまたは任意の組み合わせで存在し得る。例えば、本開示の図示された実施形態のいずれかに関連して後述する様々な特徴は、本開示の上述した態様のいずれかに、単独でまたは任意の組み合わせで組み込まれてもよい。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1A】ＳＯＩ構造上のＨＦアンダーカットの形成を示す模式図である。

【図1B】ＳＯＩ構造上のＨＦアンダーカットの形成を示す模式図である。

【図1C】ＳＯＩ構造上のＨＦアンダーカットの形成を示す模式図である。

【図2】ＳＯＩ構造上のＨＦアンダーカットの形成を示す模式図である。

【図3】その上に誘電体層を有するドナーウエハを有するドナー構造の断面図である。

【図4】その上にイオン注入中のドナー構造の断面図である。

【図5】ハンドル構造に結合されたドナー構造の断面図である。

【図6】劈開面においてドナー構造を劈開する際の、結合されたウエハ構造の断面図である。

【図7】ＳＯＩ構造の上面図である。

【図8】テラス酸化物を有する場合および有しない場合のＳＯＩ構造上に堆積されたエピタキシャル層の厚さの均一性を示すグラフである。

【図9】低温エピタキシャル成長およびテラス酸化物（左パネル）、および酸化物なしの高温エピタキシャル成長（中央および右パネル）、に対する上部シリコンエッジの写真である。

【図10】エピタキシャル成長中のＨＦアンダーカットの模式図である。

【図11】中央スピンエッチ酸化物剥離プロセス後のボイドでのＨＦアンダーカットの写真である。

【図12A】中央のみのディスペンスにより生じたＨＦアンダーカットの画像である。

【図12B】中央からエッジへのディスペンスにより生じたＨＦアンダーカットの画像である。

【図13】７００ｍｌ／分の流速でのエッジディスペンスについての欠陥マップである。

【図14】４００ｍｌ／分の流速でのエッジディスペンスについての欠陥マップである。

【図15】１μｍ以上のＬＰＤカウントを有するテラス酸化物除去を行った場合と行わなかった場合のＳＯＩ上部シリコン表面のＳＰ１表面の比較である。

【図16】ウエハ当たりの総欠陥面積（ｍｍ^２）を示す、テラス酸化物除去を行った場合と行わなかった場合のＳＯＩ上部シリコン表面のＳＰ１表面の比較である。

【図17】０．２μｍ以上の粒子のカウントを有するエピタキシ後の上部シリコン表面検査のＳＰＩ表面の比較である。

【図18】総スクラッチ長を示すエピタキシ後上部シリコン表面検査のＳＰＩ表面の比較である。

【図19】０．１６μｍ以上の粒子のカウントを有する、終点ＳＰ１表面検査比較である。

【図20】０．５μｍ以上の粒子のカウントを有する終点ＳＰＩ表面検査である。

【図21】０．８μｍ以上の粒子のカウントを有する終点ＳＰ１表面検査である。

【図22】ウエハのカウントに対するウエハあたりの欠陥の総面積のボックスプロット比較である。

【図23】ウエハのカウントに対する０．８μｍ以上の欠陥のウエハあたりの欠陥カウントのボックスプロット比較である。

【0012】

対応する参照文字は、図面全体を通して対応する部分を示す。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本開示の規定は、シリコンオンインシュレータ構造（本明細書では「ＳＯＩ構造」またはさらに単に「ウエハ」と呼ぶことがある）から酸化膜を剥離するための方法に関する。酸化膜剥離方法の実施形態は、第１段階で構造を回転させながら構造の中央付近にエッチング液を分散させ、第２段階で構造を回転させながら構造のエッジ部に向かってエッチング液を分散させるＣＥ（ｃｅｎｔｅｒ－ｔｏ－ｅｄｇｅ）スピンエッチであってもよい。

【0014】

シリコンオンインシュレータ構造の形成方法
酸化物を除去するための本開示の方法は、一般に、酸化膜を除去することが望ましい任意の結合ウエハ構造で使用することができる。いくつかの実施形態では、処理される構造は、シリコンオンインシュレータ構造でもよい。そのような構造は、ハンドルウエハと、シリコン層（「シリコンデバイス層」または「シリコン上部層」と呼ばれることもある）と、ハンドルウエハとシリコン層との間に配置された誘電体層とを含んでもよい。以下は、シリコンオンインシュレータ構造を準備するための方法およびシステムの単なる一例であり、特に断らない限り、他の方法を用いることもできる。

【0015】

結合ウエハ構造を形成するためにハンドル構造に結合され得るドナー構造３０の一例を図３に示す。ドナー構造３０は、ドナーウエハ１２の前面上に堆積された誘電体層１５で形成されてもよい。代わりに、誘電体層１５は、ハンドルウエハ上に成長または堆積されてもよく、または誘電体層は、ドナーウエハとハンドルウエハの両方に成長されてもよい。これらの構造は、制限なく、種々の配置のいずれかで結合されてもよいことを理解されたい。好適なドナーウエハ１２は、シリコン、ゲルマニウム、窒化ガリウム、窒化アルミニウム、ガリウムヒ素、インジウムガリウムヒ素、およびそれらの任意の組み合わせで構成されてもよい。いくつかの実施形態ではドナーウエハは単結晶シリコンで構成される。

【0016】

誘電体層１５は、ＳｉＯ_２、Ｓｉ_３Ｎ_４、酸化アルミニウム、または酸化マグネシウムを含む材料のような、ＳＯＩ構造での使用に適した任意の電気絶縁性材料であってもよい。いくつかの実施形態では、誘電体層１５はＳｉＯ_２である（すなわち、誘電体層は本質的にＳｉＯ_２で構成される）。誘電体層がシリカ（ＳｉＯ_２）である実施形態では、誘電体層は、「埋込酸化物（buried oxide）」または「ＢＯＸ」層１５と呼ばれることがある。誘電体層１５は、熱酸化、湿式酸化、熱窒化またはこれらの技術の組み合わせなど、当技術分野における任意の既知の技術に従って適用することができる。

【0017】

例えば図４に示すように、イオン（例えば、水素原子、ヘリウム原子または水素原子とヘリウム原子の組み合わせ）は、劈開面１７を規定するためにドナー構造の前面２２の下の実質的に均一な規定深度で注入されてもよい。ヘリウムイオンおよび水素イオンが劈開面１７を形成するために構造に共注入されるとき、それらは同時にまたは順次に注入されてもよいことに留意されたい。いくつかの実施形態では、誘電体層１５の堆積の前にイオンが注入される。注入が誘電体層１５の堆積に先立って行われる場合、ドナーウエハ１２上の誘電体層のその後の成長または堆積は、ドナー層における面１７に沿った早期分離または劈開を防止するのに十分低い温度で（すなわち、ウエハ結合プロセスステップの前に）好適に実施される。

【0018】

ハンドル構造１０（図５）は、シリコン、炭化ケイ素、サファイア、ゲルマニウム、シリコンゲルマニウム、窒化ガリウム、窒化アルミニウム、ガリウムヒ素、インジウムガリウムヒ素、石英およびこれらの組み合わせのような、多層構造を準備するための任意の適切な材料から得られるハンドルウエハを含んでもよい。ハンドル構造１０は、ハンドルウエハ上に堆積された誘電体層を含んでもよいし、他の実施形態と同様に、ハンドルウエハのみからなる（すなわち、誘電体層を含まない）ものであってもよい。ハンドルウエハおよびドナーウエハは、単結晶シリコンウエハでもよく、従来のチョクラルスキ結晶成長方法に従って成長した単結晶インゴットからスライスされた単結晶シリコンウエハでもよい。

【0019】

図５に示すように、ドナー構造の誘電体層１５の前面は、好適には、ハンドル構造１０の前面に結合され、結合プロセスを通じて結合ウエハ構造２０を形成する。誘電体層１５およびハンドル構造１０は、構造の表面を例えば酸素または窒素を含むプラズマに曝すことによって表面活性化を行いながら結合してもよい。その後、ウエハは互いに押圧され、結合界面１８での結合がその間に形成される。一般に、ウエハ結合は、結合界面の形成を達成するために採用されるエネルギーが、結合界面の完全性がその後の処理（すなわち、ドナーウエハ中の劈開面または分離面１７に沿った分離による層移動）の間に維持されることを保証するのに十分であることを条件として、当技術分野で知られている本質的に任意の技術を用いて達成される。

【0020】

一旦準備されると、結合ウエハ構造２０は劈開装置内に配置され、層状半導体構造（例えば、ＳＯＩ構造）を形成するためにボンド構造から劈開面に沿ってドナーウエハの一部を分離（すなわち、劈開）する。一般に、劈開装置は、熱的および／または機械的に誘導される劈開技術のような、当該技術分野において既知の技術を使用してこの破壊を誘導する。

【0021】

図６を参照すると、分離時に、２つの構造３０、３１が形成される。結合ウエハ構造２０の分離は、ドナー構造１２（図５）における劈開面１７に沿って起こるので、ドナー構造の一部は、両方の構造の一部として残る（すなわち、ドナーウエハの一部は、誘電体層１５と共に移される）。構造３０は、ドナーウエハの一部からなる。構造３１は、ＳＯＩ構造であり、ハンドル構造１０と、誘電体層１５と、誘電体層１５の上に配置されたシリコン上部層２５（劈開後に残るドナーウエハの一部）とを含む。ドナー構造およびハンドル構造が共に誘電体層を含む実施形態では、誘電体層は結合して、ＳＯＩ構造の誘電体層１５を形成する。

【0022】

結合されたウエハ構造を劈開面に沿って分離するために使用される劈開デバイスは、単独でまたはアニールに加えて、分離が機械的力によって誘導または達成される機械的劈開デバイスであってよい。例えば、ドナー構造の一部を結合構造から引き離すために、結合構造の対向する側面に対して垂直に機械的な力が加えられる固定具に結合構造が配置されてもよい。

【0023】

例示的な劈開装置は、結合ウエハ構造２０のリーディング劈開エッジの近くに機械的な力を加える吸引カップを含む。ドナーウエハの部分の分離は、劈開面１７に沿った亀裂の伝播を開始するために、劈開面１７において結合ウエハのエッジに機械的ウェッジまたはブレードを適用することによって開始しても良い。その後、吸引カップによって加えられた機械的な力は、ドナー構造の部分を結合された構造から引き離し、こうしてＳＯＩ構造を形成する。機械的劈開装置は、Silicon Genesis Corporation（カリフォルニア州サンノゼ）のDebond & Cleave Toolsのような市販のものである。

【0024】

代わりの実施形態では、劈開デバイスは、結合構造をアニールすることによって劈開が達成される熱劈開デバイスである。例えば、熱劈開は、不活性（例えば、アルゴンまたは窒素）雰囲気または周囲条件下で、少なくとも約１０秒、少なくとも約１分、少なくとも約１５分、少なくとも約１時間または少なくとも約３時間（より高温ではより短いアニール時間を必要とし、その逆も同様）、約２００℃～約８００℃、または約２５０℃～約６５０℃で実行されてもよい。熱劈開装置は、劈開の伝播が結合構造の前縁（すなわち、炉を通る構造の移動方向の前縁）で達成され、結合ウエハ構造の後縁に向かって進行するベルト炉であってもよい。他のタイプの劈開装置も使用することができる。

【0025】

ＳＯＩ構造３１の層（ハンドル構造１０、誘電体層１５、およびシリコン上部層２５）は、一般に、層が本明細書に記載されるように機能することができる任意の厚さを有することができる。いくつかの実施形態では、シリコン上部層２５は比較的薄く（例えば、約０．１μｍ～約０．３μｍの厚さ）、誘電体層１５は比較的厚い（約１．０μｍまたはそれ以上）。ＳＯＩ構造３１は、構造３１の中心Ｃから周縁Ｅまで延びる半径Ｒ（図７）を有するが、ＳＯＩ構造３１は、特に断らない限り、任意の半径（例えば、約１００ｍｍ、約１５０ｍｍ以上）を有することができる。

【0026】

アニール
ＳＯＩ構造３１（すなわち、ドナーウエハの薄いデバイス層２５）の劈開面は、追加の処理によって平滑化されてもよい粗面を有する。構造３１は、その上にデバイス製造のために、および／または厚膜化エピタキシャル層の堆積のために、望ましい特徴を有する層表面を生成するために、追加の処理に付されることがある。

【0027】

本開示のいくつかの実施形態に従って、シリコンオンインシュレータ構造３１は、プレエピタキシ平滑化アニール（ＰＥＳＡ）に供される。平滑化アニールは、構造３１の上面３２（図７）上のシリコンを再整理する。特定の理論に束縛されることなく、平滑化アニールはまた、ハンドル構造１０とシリコンデバイス層２５との間の酸化物同士の結合を強化する（すなわち、ハンドルウエハおよびドナーウエハがそれらの結合表面に酸化物を含む実施形態において）。アニールの前に、構造３１の上面３２は、任意選択で、洗浄および／または簡単なエッチングまたは平坦化を受けてもよい。

【0028】

いくつかの実施形態では、シリコンオンインシュレータ構造３１のアニールは、少なくとも約９００℃、少なくとも約１０００℃、または少なくとも約１０５０℃（例えば、約１０５０℃～約１１５０℃）の温度で実施される。アニールの長さは変化してもよく（例えば、０．５時間～１６時間）、より高いアニール温度はより低いアニール期間に対応し、逆もまた然りである。雰囲気としては、Ｏ_２、Ｎ_２、Ｈ_２、アルゴン、およびそれらの組み合わせが例示される。アニールにより、ＳＯＩ構造３１の表面（すなわち、アニール中のすべての露出した表面）に酸化物が形成される。酸化物の厚さは変化してもよく、いくつかの実施形態では、約０．００１μｍから約０．０２μｍの厚さである。

【0029】

一般に、シリコンオンインシュレータ構造３１上に形成された酸化物は、構造の全ての表面（上面、下面および側面（例えば、ハンドル上斜面、頂点、下斜面））上に形成される。いくつかの実施形態では、前面３２の周辺エッジに向かって比較的厚い酸化物が存在する（例えば、ドナーが露出した埋込酸化物層と結合しなかった場所）。この酸化物は、本明細書において「テラス酸化物」と呼ばれることがある。テラス酸化物の幅は、ウエハのエッジ形状に応じて変化してもよい（例えば、幅１ｍｍ～３ｍｍ）。また、テラス酸化物の厚さは、ハンドル構造が酸化された厚さであってもよい。

【0030】

酸化物の除去
本開示の実施形態に従って、シリコンオンインシュレータ構造３１上に形成される酸化物の少なくとも一部は、後述するエピタキシャルシリコン層の堆積の前に除去される（例えば、構造３１の上面３２上に形成される酸化物は少なくとも部分的にまたは完全に除去される）。本開示のいくつかの実施形態では、構造３１の上面３２に垂直に配置され、構造３１の中心Ｃ（図７）を通って延びる回転軸で、シリコンオンインシュレータ構造３１が回転されるスピンエッチプロセスによって、酸化物の少なくとも一部は除去される。

【0031】

スピンエッチングプロセスは、ＳＯＩ構造を回転させながらエッチング液をＳＯＩ構造に向ける（例えば、構造の上面３２の上方から上面３２に吹き付けるなど）２段階プロセス（すなわち、少なくとも２段階）であってよい。第１段階では、エッチング液は、シリコンオンインシュレータ構造３１を回転させながら、シリコンオンインシュレータ構造３１の上面３３の中央領域４２（図７において破線で囲まれている）に向けられる。構造３１を回転させることによって、エッチング液は、構造の表面上に扇形に広がり、それによって、構造３１の上面３２から酸化物をエッチングして除去する（すなわち、剥離する）ことができる。この点で、本明細書で使用される「エッチング」および／または「剥離」という用語は、限定的な意味で考えられるべきではなく、構造が溶液と接触する化学プロセスによってシリコンオンインシュレータ構造３１の表面から酸化物を除去する任意のプロセスにおいて、特に断らない限り使用されてもよい。

【0032】

シリコンオンインシュレータ構造３１の上面３１の中央領域４２は、構造の中央領域がエッチング液と接触するように比較的狭くてもよい（例えば、０．２５×Ｒ未満または０．１×Ｒ未満の半径を有する）。いくつかの実施形態では、エッチング液は、酸化物除去の第１段階の間、シリコンオンインシュレータ構造３１の中心Ｃに向けられる。

【0033】

第１段階のエッチングが完了した後、第２段階のエッチングが開始され、その中で、シリコンオンインシュレータ構造３１を回転させながら、エッチング液がシリコンオンインシュレータ構造３１の上面３２のエッジ領域４５に向けられる。エッジ領域４５は、中央領域４２から半径方向外側に配置されている。エッジ領域４５（第２の破線で示す）は、構造３１の中心Ｃから所定の距離からその周方向エッジＥまで延びており、例えば、エッジ領域は、シリコンオンインシュレータ構造３１の中心Ｃから距離０．６６×Ｒで始まり、シリコンオンインシュレータ構造３１の周辺エッジＥまで延びてもよい。他の実施形態では、エッジ領域は、シリコンオンインシュレータ構造３１の中心Ｃから距離０．８０×Ｒ、あるいは０．８５×Ｒで始まり、シリコンオンインシュレータ構造３１の周辺エッジＥまで延びている。そこを通って酸が吐出されるブームの位置を半径方向に変更することにより、ＳＯＩ構造の上面に酸が吐出される点を変更（すなわち、第１段階から第２段階への移行）することができる。

【0034】

第１段階（中央領域分布）および第２段階（エッジ領域分布）の相対的な長さは、ＳＯＩ構造の所望の品質に基づいて選択されてもよい。いくつかの実施形態では、第１段階は０．５秒～１０秒（例えば、３～５秒）であり、第２段階は１０秒～約２０分（例えば、１分～約１５分または約１分～約１０分）である。いくつかの実施形態では、酸の流量は、第１段階と比較して第２段階で減少する（例えば、第１段階の流量の９０％以下、７５％以下、または５０％以下）。代替的にまたは追加的に、エッチング液の流れは、エッチング液が中央領域からエッジ領域へと方向転換される間（例えば、ブームが中央領域からエッジ領域へと移動される間）、一時停止することができる。

【0035】

エッチングプロセスは、乾燥時間を短縮するために、すすぎ（例えば、オゾン脱イオン水を使用する）および窒素ストロークを含む追加の段階を含んでもよい。いくつかの実施形態では、エッチング液がＳＯＩ構造に向けられる第１段階は、エッチング液が中央領域４２に向けられる唯一の段階である。代替的にまたは追加的に、エッチング液は、２つ以上の段階（例えば、上述した第２段階、続いて中央に分配されるリンス段階、続いてエッチング液がエッジ領域４５に向けられる第４段階）でエッジ領域４５に向けることができる。

【0036】

いくつかの実施形態では、エッチング液は、フッ化水素酸（ＨＦ）および酢酸を含む。いくつかの実施形態において、エッチング液中のフッ化水素酸（４９％）と酢酸（氷酸）の比は、１：１以下、３：２以下、２：１以下、３：１以下、または６：１以下である。任意選択で、エッチング液は、様々な界面活性剤、緩衝剤（例えば、フッ化アンモニウム）、他の酸化酸（例えば、ＨＣｌ）、および／または他の酸化化合物（Ｈ_２Ｏ_２、オゾンなど）のような他の添加剤を含んでもよい。

【0037】

いくつかの実施形態では、エッチング液を中央領域および／またはエッジ領域に分配する間のエッチング液の流量は、従来の酸化物スピンエッチングプロセスと比較して減少する。いくつかの実施形態において、エッチング液（例えば、ＨＦおよび酢酸を有する溶液）の流量は、約６００ｍｌ／分以下または約５００ｍｌ／分以下（例えば、約１００ｍｌ／分～約６００ｍｌ／分または約１００ｍｌ／分～約４００ｍｌ／分）である。この点、エッチングプロセス中に流量が変化する実施形態では、上述の流量は、エッチング液がＳＯＩ構造に接触している間（例えば、リンス工程を除く）に平均化される時間平均流量であってもよい。

【0038】

ＳＯＩ構造を回転させるのに適した装置は、例えば、Entrepix（アリゾナ州フェニックス）により販売されているNexGen MG Series Single Wafer Wet Etch Platformを含む。他の適切な装置も、ACM Research（カリフォルニア州フリーモント）、AP&S International GmbH（ドイツ、ドナウエッシンゲン）、Decker Anlagenbau GmbH（ドイツ、ベルヒング）、KED Tech（ミシシッピー州オリーブブランチ）、LAM Research（カリフォルニア州フリーモント）、PicoTrack USA（カリフォルニア州サンタクララ）、SCREEN Semiconductor Solutions（日本、京都）、Tazmo Co,Ltd.（カリフォルニア州フリーモント）、およびVeeco(ニューヨーク州プレインビュー）が挙げられる。エッチングプロセスは、表面上のボイドのＨＦアンダーカットを促進することなく、ＳＯＩ構造の上面から酸化物を除去するのに十分な条件下で実施されてもよい。例えば、および本開示のいくつかの実施形態に従って、ＳＯＩ構造は、３００～２５００ＲＰＭで、３５０～２５００ｍｌ／分の酸分配速度で回転してもよい。本開示のいくつかの実施形態に従って、酸化物除去プロセスは、マスキングステップを伴わず、および／またはＳＯＩ構造の浸漬を伴わない。

【0039】

上述のエッチングプロセスは、シリコンオンインシュレータ構造３１の上面３２上の酸化物の少なくとも一部を除去する。いくつかの実施形態では、酸化物は、構造の上面３２全体から除去される（すなわち、テラスエッジ酸化物が除去される）。また、エッチングプロセスは、構造３１の側面（例えば、ハンドル上斜面、頂点、下斜面）から酸化物の全てまたは一部を除去してもよい。構造の側面の酸化物は、スピンエッチ中にエッチング液がウエハの側面を流れた結果として除去されてもよい。エッチング液が構造３１の側面を流れる際、一部は構造３１の裏面にも接触し（例えば、毛細管現象によって）、ウエハの裏面のエッジ領域（例えば、裏面の０～１ｍｍ）の酸化物の一部を除去してもよい。

【0040】

シリコンオンインシュレータエピタキシ
酸化物が構造３１の上面３２から少なくとも部分的に除去されると、シリコンデバイス層の厚さを増加させるために、構造３１の上面３２にシリコンエピタキシャル層が堆積されてもよい。シリコンは、当業者に利用可能な任意のエピタキシャルプロセスによって堆積されてもよい。いくつかの実施形態では、エピタキシャルプロセスは、シリコン層２５の厚さを１μｍ以上に増加させる。

【0041】

一般に、シリコンは、当業者が利用できる既知の方法のいずれかによって堆積させることができる。例えば、シリコンは、有機金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）、物理気相成長（ＰＶＤ）、化学気相成長（ＣＶＤ）、低圧化学気相成長（ＬＰＣＶＤ）、プラズマ強化化学気相成長（ＰＥＣＶＤ）、または分子線エピタキシ（ＭＢＥ）を使用して堆積されてもよい。ＬＰＣＶＤまたはＰＥＣＶＤ用のシリコン前駆体としては、メチルシラン、四水酸化シリコン（シラン）、トリシラン、ジシラン、ペンタシラン、ネオペンタシラン、テトラシラン、ジクロルシラン（ＳｉＨ_２Ｃｌ_２）、トリクロルシラン（ＳｉＨＣｌ_３）、四塩化シリコン（ＳｉＣｌ_４）等がある。例えば、約５５０℃～約６９０℃、例えば約５８０℃～約６５０℃の温度範囲でシラン（ＳｉＨ_４）を熱分解することにより、表面酸化層上にシリコンを堆積させることができる。チャンバ圧力は、約７０～約４００ｍＴｏｒｒの範囲であってよい。

【0042】

シリコンオンインシュレータ構造を準備するための従来の方法と比較して、本開示の方法はいくつかの利点を有する。スピンエッチプロセスは、裏面酸化物を維持しながら、ＳＯＩ構造の上面および側面の酸化物を除去することを可能にする。裏面酸化物は、ＳＯＩ構造が取り扱われる際のスクラッチおよび損傷からＳＯＩ構造の底面を保護し、エピタキシ中のＳＯＩ構造の汚染またはオートドーピングを防止するための裏面シールとして機能することができる。中心－エッジ（center-to-edge）スピンエッチングは、ＳＯＩ構造のエッジ付近のテラス酸化物を除去し、エッジに向かうエピタキシャル成長を改善することができる。エピタキシャル成長したシリコン層は、均一性が向上し、微粒子欠陥が減少することが特徴である。例えば、上部シリコン層のエッジに形成されるポリシリコンノジュールは、低減または防止され得る。そのようなノジュールは、美容的に見える霞んだ（上部シリコン）エッジを付与し、これは、前面検査で欠陥（汚染）として認識される可能性がある。シリコンエピタキシャル層の堆積中、ノジュールまたはグレインは、構造から剥がれ落ち、ＳＯＩ構造の内部で上部シリコン層上に落ち、ＬＬＳ欠陥または場合によっては上部シリコン表面上のポリシリコン形成につながる可能性がある。

【0043】

テラス酸化物は、ポリシリコンの核生成と成長、粒子の脱落を可能にする。この効果は温度の上昇に伴って増大するため、テラス酸化物を低減または除去することにより、より高い温度のエピタキシを使用することができ、これはまたエピタキシャル層の品質を向上させる。

【0044】

センタートゥエッジプロセスでは、エッチング液との接触時間が短くなるため、ＨＦアンダーカットの程度も低減される。ＨＦアンダーカットは、より低いエッチング液速度（例えば、６００ｍｌ／分未満または５００ｍｌ／分未満）および／または比較的低い酢酸濃度（例えば、１：１未満、３：２未満、２：１未満、３：１未満または６：１未満）の使用によってさらに低減され得る。センターエッチング時に比較的低い流量を使用すると、膜厚が減少し、ディウェッティング時間が短くなるため、ＨＦが表面を濡らす接触時間が短縮される。酢酸濃度の低減は、界面活性剤濃度が低下するため、ＨＦとベアシリコンの接触角を大きくし（ＨＦと酸化シリコンとの接触角を小さくし）、アンダーカット領域の毛細管圧を増加させるため、ボイド領域でのＨＦのアンダーカットを低減すると考えられる。

【0045】

比較的短い時間（例えば、１０秒未満または５秒未満）酸を中央領域に向け、その後、テラス酸化物を除去するためにエッジ領域ディスペンスに移行する中心－エッジ間酸処分プロセスの実施形態は、エッジディスペンス中のエッチング液の飛散を低減または排除する。中央領域分配からエッジ領域分配の間でエッチング液を一時停止させると、飛散がさらに減少する場合がある。このエッチング液の一時停止はまた、ＨＦアンダーカットをさらに減少させるエッジ領域の内部であるウエハ上面のディウェッティングを促進し得る。飛散は、排気によって巻き込まれる可能性のあるエッチングのエアロゾルを形成し、煙霧の増加を引き起こすので、飛散の減少または排除は有利である。このような煙霧は、通常、大気中に放出する前に除去されなければならない。エッチングのエアロゾルは、排気の流れの外でツールに入り込み、ツールの部品を損傷させ、ツールの寿命を縮める可能性がある。また、自動表面検査で見たときに、エアロゾルがウエハの表面欠陥の原因となることもある。飛沫はまた、回収された酸の量を減少させ、それによってウエハあたりの酸の消費量を増加させる。

【0046】

実施例
本開示のプロセスは、以下の実施例によってさらに説明される。これらの実施例は、限定的な意味で見るべきではない。

【0047】

実施例１：テラス酸化物を有するおよび有しない場合の膜厚均一性およびシリコンエッジ品質
構造表面にテラス酸化物を含むシリコンオンインシュレータ構造のシリコン層上に成長したエピタキシャル層の膜厚均一性と、テラス酸化物を含まないシリコンオンインシュレータ構造のシリコン層上に成長したエピタキシャル層の膜厚均一性を図８に示す。テラス酸化物をなくすことで、シリコン吸着原子が表面拡散し、単結晶格子構造中により容易に取り込み、または同化できる高温でエピタキシャル成長を行うことができる。図８に示すように、テラスのない高温エピタキシャルプロセス（「テラス酸化物なし」）は、テラス酸化物を有する低温エピタキシャルプロセス（「テラス酸化物あり」）よりも均一である。

【0048】

図９は、エピタキシャル成長後の上部シリコンのエッジを示す図である。左のパネルは、酸化物テラスエッジを有する低温での上部シリコンであり、右の２つのパネルは、酸化物テラスエッジを有しない高温のエピでの上部シリコンである。テラスエッジのあるＳＯＩ構造の上部シリコンは、上部シリコン層のエッジに向かってグレインやノジュールを含んでいることがわかる。

【0049】

実施例２：エッチャント溶液の中心のみの配布のないＨＦアンダーカット
酸化物エッチ液（３：４のＨＦ：酢酸の体積比（８０％酢酸）であって、ＨＦ：氷酢酸：水の比が３．５：３．８：１と等価）をスピニングＳＯＩ構造の中央部に配布した。ＳＯＩ構造は、ＳＥＺ２２３スピンエッチツール上で、１５００ｍｌ／分の酸ディスペンス速度で、１９００ＲＰＭで回転させた。図１０に示すように、得られた構造は、シリコン層内のボイドにおけるＨＦアンダーカットを含んでいた。

【0050】

酸化物エッチング液（体積比で６：１のＨＦ：酢酸（氷酢酸、１００％））を、スピンしているＳＯＩ構造の中央に配布した。ＳＯＩ構造は、NexGen MG22スピンエッチャーを用いて、酸のディスペンス速度を２０００ｍｌ／分として、７００ｒｐｍで回転させた。図１１に示すように、得られた構造は、シリコン層のボイドにＨＦアンダーカットを含んでいた。図１１に示すように、アンダーカットは非常に深刻であり、上部シリコンはもはや十分に支持されず、剥がれ始めている。画像上では、アンダーカットはボイド（暗色）の周りに明るい色の帯のように見える。また、アンダーカットのエッジは、ボイドのエッジが粗くギザギザしているのに比べ、滑らかでより拡散しているように見える。

【0051】

実施例３：エッチング剤溶液の中央のみの分布および中央からエッジへの分布によるＨＦアンダーカットの比較
ＳＯＩ構造（直径２００ｍｍ）から、酸が構造の中央にのみ分配され以下の表１の上パネルに示されるステップに従って、酸化物を剥離した。ＨＦ：酢酸エッチング（２８０秒）の後、構造をオゾン脱イオン水でリンスし、窒素に曝した。これらのサイクルは、ＳＯＩ構造について（ステップ１～３を２回実行）、５６０秒の総酸ディスペンス時間で繰り返された。

【0052】

別のＳＯＩ構造（直径２００ｍｍ）から、表１の下パネルのステップに従って、酸化物を剥離した。構造の中央に酸を分配した３秒間のＨＦ：酢酸エッチングの後、ブームを構造の中央から９０ｍｍ（エッジから１０ｍｍ）に移動させ、２８０秒間酸を分配した。オゾン脱イオン水リンス後、構造中央から９０ｍｍの位置でのＨＦ：酢酸エッチングを繰り返した（総酸分布時間５６３秒）。その後、再度水洗いを行い、窒素に曝露した。

【0053】

表１：エッチング液の中央のみの分配（上図）およびエッチング液の中央からエッジへの分配（下図）を伴うエッチングレシピ

【0054】

アンダーカットは、それぞれの顕微鏡写真（図１２Ａおよび図１２Ｂ）において、アンダーカットの面積（すなわち、上部シリコンのエッジとＢＯＸがアンダーカットされていない点アンダーカットの内部－との間）を測定するＩｍａｇｅＪのようなソフトウェア処理ツールによって決定された。線の平均長さ（上部シリコンの端の長さとアンダーカット領域の内部の長さの間の平均値）を測定する。面積を平均長さで割ると、平均的なアンダーカットが得られる。図１２Ａに中央のみ分配によるアンダーカットを、図１２Ｂに中央からエッジまでの分配によるアンダーカットを示す。中央ディスペンスで発生したＨＦのアンダーカットは１８．９μｍ、中央からエッジディスペンスで発生したアンダーカットは２．６μｍであった。

【0055】

実施例４：中央－エッジプロセスにおける流量の減少
ＳＯＩ構造（２００ｍｍ）を、７００ｍｌ／分の流量で６０秒間、ＨＦ：酢酸溶液エッジディスペンス（中心から９０ｍｍ、すなわち端から１０ｍｍ）しながら、４００ｒｐｍで回転させた。別のＳＯＩ構造（２００ｍｍ）は、流速４００ｍｌ／分で６０秒間、ＨＦ：酢酸溶液エッジディスペンス（中心から９０ｍｍ、すなわち端から１０ｍｍ）をしながら、４００ｒｐｍで回転させた。画像マップ（KLA-Tencor SPI-TBIマップ）を図１３（４００ｍｌ／分）および図１４（７００ｍｌ／分）に示す。ＳＯＩ構造はセンターエッチングされていない。

【0056】

図１３および図１４の最も左の画像は、エッジ酸化膜剥離前のウエハのＳＰ１マップである。左から２番目の画像は、エッジ酸化物剥離処理した後のＳＰ１マップである。左から３番目の画像は、ＳＣ１およびＳＣ２洗浄後のＳＰ１マップである。４枚目（右端）の画像は、除去不可能な欠陥を示す２回目の洗浄後のマップである。４００ｍｌ／分で処理したウエハのＳＰ１マップ（図１４）は、欠陥が少ないことがわかる。

【0057】

実施例５：中央からエッジのスピンエッチと浸漬ウエットベンチの比較
ＳＯＩ構造は、標準的な洗浄操作（線形、液浸ウエットベンチにおけるＳＣ１、ＳＣ２およびオゾン浴洗浄）（「ＱＥＥ（ＥＯＳ＋ＨＴＥ）」）でテラス酸化物を除去するために中央から端までの酸分布で処理された。ＳＯＩ構造は、線形、浸漬ウエットベンチでアニール酸化物を除去し（テラス酸化物除去なし）、その後、同じ標準洗浄操作で処理した（「ＱＥＢ（ＰＯＲ）」）。

【0058】

両方のセットのＳＯＩ構造の確率分布を図１５および図１６に示す。統計的仮説検定、例えばルビーン検定（Leven's test）を用いると、粒子数（複合、正規モード、ＬＰＤ－Ｎ）＞１μｍ（ＣＮＬ＞１）（図１５）または総面積数（ＣＮＴＲＡＥＡ）（図１６）に対する分布は、２セットの構造について異ならないことが示される。これは、テラス酸化物剥離プロセスが表面に影響を与えないはずであるため、予想されたことである。

【0059】

比較的高い温度で中央からエッジまでの酸化物剥離を受けたＳＯＩ構造上に、エピタキシャル層を堆積させた。また、従来の方法によって酸化膜剥離した（すなわち、テラス酸化膜を含む）ＳＯＩ構造上にエピタキシャル層を堆積させた。各構造の上部シリコン層は０．１５μｍから１．０μｍに増加した。KLA Tencor SP1を用いて欠陥マップを作成した．図１７は、０．２μｍを超える欠陥（複合斜線、粒子）の比較（ＣＯＰ＞０．２）であり、図１８は、２つのセットの構造の総傷長（ｍｍ）の比較（ＣＯＳＣＲＬＥＮ）である。図１７および図１８において、低い値（０に近い値）は、欠陥（粒子）が少ないことを示す。

【0060】

同じ２セットのウエハを、様々な計測および検査を用いた最終洗浄と、最終ＳＰ１表面検査に付した。サイズ０．１６μｍ以上の粒子を用いた最終ＳＰ１表面検査を図１９に、０．５μｍ以上を図２０に、０．８μｍ以上を図２１に示す。すべての場合において、中央からエッジまでの酸分布（ＥＯＳ＋ＨＴＥ）処理構造（すなわち、テラス酸化物を除去したウエハ）は、より低いカウントを示し、これらの差は、９５％の信頼水準で統計的に有意である。

【0061】

図２２および図２３は、ウエハのカウントにわたって、中央からエッジまでの酸分布を有するＳＯＩウエハ（ＥＯＳ＋ＨＴＥ）および従来のＳＯＩウエハ（ＰＯＲ）を比較するボックスプロットである。図２２は、ウエハのセットについて、ウエハあたりの欠陥の総面積を示し、図２３は、ウエハのセットについて、０．８μｍ以上の欠陥のウエハあたりの欠陥カウントを示す。

【0062】

高温エピタキシにおける低ディスペンス速度（例えば、５００ｍｌ／分以下）で中央からエッジへの酸分布は、低い表面欠陥率で４～６％の歩留まりを改善することが実証されている。

【0063】

本明細書で使用されるように、寸法、濃度、温度または他の物理的若しくは化学的特性若しくは特性の範囲と関連して使用される場合の用語「約（about）」、「実質的に（substantially）」、「本質的に（essentially）」および「約（approximately）」は、例えば丸め、測定方法または他の統計的変動から生じる変動を含む、特性または特徴の範囲の上限および／または下限に存在し得る変動をカバーすることが意図されている。

【0064】

本開示の要素またはその実施形態を紹介する場合、冠詞「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、「その（ｔｈｅ）」および「該（ｓａｉｄ）」は、その要素が１つ以上存在することを意味することを意図している。用語「含む（comprising）」、「含む（including）」、「含む（containing）」、および「有する（having）」は、包括的であることを意図しており、列挙された要素以外の追加の要素が存在する可能性があることを意味する。特定の向きを示す用語（例えば、「上（top）」、「下（bottom）」、「横（side）」等）の使用は、説明の便宜のためであり、説明される項目の特定の向きを必要とするものではない。

【0065】

開示の範囲から逸脱することなく、上述の構造および方法において様々な変更がなされ得るので、上述の説明に含まれ、添付の図面に示される全ての事項は、例示的なものとして解釈され、限定的な意味ではないことが意図される。

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12A】

【図12B】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】