[发明专利]半导体衬底的再加工方法及SOI衬底的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及在SOI(绝缘体上硅)衬底的制造中副产生的半导体衬底的再加工方法及SOI衬底的制造方法。

背景技术

近年来，对使用在绝缘表面上设置有薄单晶硅层的SOI衬底而代替块状硅晶片的集成电路进行研究开发。通过有效地利用形成在绝缘表面上的薄单晶硅膜的特长，可以将集成电路中的晶体管形成为彼此完全分离。并且，可以将晶体管做成完全耗尽型。因此，可以实现高集成、高速驱动、低耗电压等附加价值高的半导体集成电路。

作为SOI衬底的制造方法之一，可举出智能切割(Smart Cut)(注册商标)。通过采用智能切割，也可以不仅制造在硅衬底上具有单晶硅膜的SOI衬底，而且还可以制造在玻璃衬底等的绝缘衬底上具有单晶硅膜的SOI衬底(例如，参照专利文献1)。使用智能切割的在玻璃衬底上具有单晶硅薄膜的SOI衬底的制造方法的概要是如下。首先，在单晶硅片的表面形成二氧化硅膜。接着，通过对单晶硅片注入氢离子，在单晶硅片中的具有预定深度处形成氢离子注入面。接着，隔着二氧化硅膜将注入有氢离子的单晶硅片接合到玻璃衬底。然后，通过进行热处理，该氢离子注入面成为劈开面，且注入有氢离子的单晶硅片分离为薄膜状，因此可以在接合的玻璃衬底上形成单晶硅薄膜。该智能切割有时被称为氢离子注入剥离法。

[专利文献1]日本专利申请公开2004-87606号公报

发明公开

当通过智能切割制造SOI衬底时，在将半导体衬底(结合衬底)结合到支撑衬底(base substrate)之后，通过分离半导体衬底形成支撑衬底上的薄膜的半导体膜。在结合的半导体衬底的大部分从支撑衬底分离。但是，通过进行再加工，可以将从支撑衬底分离的半导体衬底(分离之后的半导体衬底)再次用于SOI衬底制造用的半导体衬底。由于通过反复上述工序，可以利用一个半导体衬底形成多个SOI衬底用半导体膜，因此可以实现制造SOI衬底时的成本的缩减和高效化。

但是，由于市场上出售的单晶硅晶片等的半导体衬底的周围部中因单晶硅片的抛光而存在有称为塌边(Edge Roll Off)(ERO)的衬底厚度与中间部分相比薄的部分，不容易将半导体衬底的周围部结合到支撑衬底。

由此，在与支撑衬底上的薄膜的半导体膜分离之后的半导体衬底的周围部形成本来结合在支撑衬底上的半导体层和绝缘膜残留的凸部。

在此，作为用来去除半导体衬底周围的凸部而实现平坦化的方法，可举出化学机械抛光法(CMP法)。但是，因为CMP法是机械地抛光衬底表面的方法，所以当完全去除形成在分离之后的半导体衬底周围部的凸部时有半导体衬底的去除部分的厚度增大的问题。也就是说，由于再加工工序中的半导体衬底的去除部分的厚度增大且能够再生使用一个半导体衬底的次数减少，因此导致成本的增大。

鉴于上述问题，本发明的目的之一是提供一种半导体衬底的再加工方法，其中当将半导体膜分离之后的半导体衬底再加工为可用于SOI衬底的制造的再加工半导体衬底时缩减分离之后的半导体衬底的去除部分的厚度，从而增大一个半导体衬底的再加工和再使用的次数。

本说明书所公开的发明结构的一个方式是一种半导体衬底的再加工方法，其中，对残留在分离之后的半导体衬底周围部的绝缘膜进行去除绝缘膜的第一蚀刻处理，并且作为去除脆化层及半导体层的第二蚀刻处理，将包含用作使半导体衬底的半导体氧化的氧化剂的物质、溶解半导体的氧化物的物质、以及用作对于半导体的氧化及半导体的氧化物的溶解的减速剂的物质的混合溶液用作蚀刻剂来选择性地去除残留在分离之后的半导体衬底周围部的脆化层及半导体层。

本说明书所公开的发明结构的一个方式是一种采用氢离子注入剥离法将注入有H⁺离子的半导体衬底结合到支撑衬底，并且对当在支撑衬底上形成从半导体衬底分离的半导体膜时副产生的分离之后的半导体衬底进行再加工的方法，其中，在分离之后的半导体衬底周围部形成有残留的的脆化层、半导体层及绝缘膜。通过第一蚀刻处理去除残留的绝缘膜。通过将包含用作使半导体氧化的氧化剂的物质、溶解半导体的氧化物的物质、用作对于半导体的氧化及半导体的氧化物的溶解的减速剂的物质的混合溶液用作蚀刻剂的第二蚀刻处理去除残留的脆化层及半导体层。