專利名稱：半導體裝置的制造方法
技術領域：
本發明涉及半導體裝置的制造方法，例如其適合用于提高Si和SiGe 在蝕刻時的選擇比的方法。
背景技術：
以往，就在SOI基板上形成的場效應型晶體管而言，從元件分離的容
易性、無鎖定、源/漏結電容小等觀點出發，其有用性受到關注。特別是由
于完全耗盡型SOI晶體管可以實現低耗電且可以高速動作，低電壓驅動比 較容易，所以使SOI晶體管以完全耗盡模式動作的研究正廣泛進行。在這 里，非專利文獻l中公開有通過在大尺寸基板上形成SOI層，從而可以以 低成本形成SOI晶體管的方法(即，SBSI法)。在該非專利文獻l所公開 的SBSI方法中，在Si基板上使Si/SiGe層成膜，利用Si和SiGe的蝕刻 速度的不同，選擇性地僅除去SiGe層，由此在Si基板和Si層之間形成空 洞部。此外，進行在空洞部內露出的Si的熱氧化，由此在Si基板和Si層 之間埋入SiO層，在Si基板和Si層之間形成BOX層。
非專利文獻1: T. Sakai et al. "Separation by BondingSi Islands (SBSI) for LSI Application" , Second International SiGe Technology and Device Meeting, Meeting Abstract, pp. 230-231 ， May (2004 )
但是，在以往的SBSI方法中存在如下所述的不良情形，如果在對由 Si/SiGe/Si形成的層疊結構中的SiGe進行選擇性蝕刻時需要長時間蝕刻， SiGe層相對于Si層的蝕刻選擇比劣化。為此，在除去SiGe時，Si層的蝕 刻在無意中進行，無法很好地形成具有穩定形狀和均勻膜厚的大面積SOI 層、或具有各種形狀的SOI層。
發明內容
本發明正是鑒于上述情況而完成的發明，其目的之一在于，提供一種
在對SiGe層進行蝕刻時能夠防止Si層的增速蝕刻的半導體裝置的制造方 法。
本發明人就基于氟硝酸(氫氟酸+硝酸)的SiGe的選擇蝕刻進行了 各種各樣的實驗。此外，結果發現了如下所述的選擇蝕刻機制，即在上述 選擇蝕刻中，SiGe發揮陽極的作用，Si發揮陰極的作用，利用下述(1) 式的電化學反應除去SiGe。
Si (Ge) +HN03+6HF—H2Si (Ge) F6+HN02+H20+H2…(1) 本發明人考慮到如果根據該(1)式用氟硝酸溶液對SiGe進行長時間 蝕刻，產生亞硝酸，通過該亞硝酸濃度的提高，Si區域不僅發揮陰極作用， 還發揮陽極作用，Si的蝕刻速度可能會增加(即，蝕刻選擇比開始劣化)。 另外，本發明人還考慮到用SBSI法形成的空洞部自其底面向頂部的高 度小，而且具有深度，所以亞硝酸或蝕刻產物(Si (Ge)氟化物)向空洞 外的擴散容易減慢，出于這一理由，HF濃度在空洞內下降，而亞硝酸濃 度或蝕刻產物濃度容易升高。其中，在本發明人進行的實驗中，在氟硝酸 溶液中對SiGe層進行長時間的連續蝕刻，自從蝕刻開始到超過2 3分鐘 的周圍處，SiGe和Si的蝕刻選擇比急劇劣化。本發明正是基于這樣的觀 點而完成的發明。
本發明的半導體裝置的制造方法之一，其特征在于，包括在基板上 形成SiGe層的工序；在上述SiGe層上形成Si層的工序；對上述Si層和 上述SiGe層進行部分蝕刻，形成使上述SiGe層的側面露出的溝槽的工序； 和借助上述溝槽對上述SiGe層進行蝕刻，由此在上述基板和上述Si層之 間形成空洞部的工序；在上述形成空洞部的工序中，向上述基板供給由新 液形成的氟硝酸溶液對上述SiGe層進行蝕刻，由此形成上述空洞部的一 部分，接著，從正在形成的上述空洞部內暫時除去氟硝酸溶液，隨后向已 除去氟硝酸溶液的上述空洞部內再次提供由新液形成的氟硝酸溶液，對上 述SiGe層進行蝕刻。
在這里，所謂"由新液形成的氟硝酸溶液"，是指在產生亞硝酸之前 (或者，亞硝酸濃度極低)的氟硝酸溶液，例如，相當于在SiGe層的蝕 刻處理中一次都未使用的未使用液。另外，即便是在SiGe層的處理使用
過一次或多次使用的液體，只要是相對于Si層的蝕刻速度與上述未使用液 同等程度低的溶液(即，劣化沒有進展的溶液)，其也相當于"由新液形 成的氟硝酸溶液"。
根據該半導體裝置的制造方法，在亞硝酸濃度在形成過程中的空洞部 內升高之前，可以向該空洞部內提供由新液形成的氟硝酸溶液，所以可以 將空洞部內的亞硝酸或蝕刻產物始終抑制在一定濃度以下。因此，可以防
止面向空洞部的Si層的增速蝕刻。
另外，本發明的半導體裝置的制造方法之一，其特征在于，包括在
基板上形成SiGe層的工序；在上述SiGe層上形成Si層的工序；對上述 Si層和上述SiGe層進行部分蝕刻，形成使上述SiGe層的側面露出的溝槽 的工序；和借助上述溝槽對上述SiGe層進行蝕刻，由此在上述基板和上 述Si層之間形成空洞部的工序，在上述形成空洞部的工序中，邊使上述基 板旋轉，邊從噴嘴向上述基板間歇供給由新液形成的氟硝酸溶液，由此對 上述SiGe層進行蝕刻。
根據該半導體裝置的制造方法，在亞硝酸濃度在形成過程中的空洞部 內升高之前，可以從空洞部內暫時除去氟硝酸溶液，隨后可以向該空洞部 內再次提供由新液形成的氟硝酸溶液，對上述SiGe層進行蝕刻。因此， 可以將空洞部內的亞硝酸或蝕刻產物始終抑制在一定濃度以下，所以可以 防止面向空洞部的Si層的增速蝕刻。
另外，本發明的半導體裝置的制造方法之一，其特征在于，通過從上 述噴嘴向上述基板交替提供由新液形成的氟硝酸溶液和純水，進行該氟硝 酸溶液的間歇供給。通過這樣的構成，殘留在空洞部內的氟硝酸溶液因純 水的表面張力向空洞部外牽引，因此可以容易地從空洞部內除去氟硝酸溶 液。
另外，本發明的半導體裝置的制造方法之一，其特征在于，包括在 基板上形成SiGe層的工序；在上述SiGe層上形成Si層的工序；對上述 Si層和上述SiGe層進行部分蝕刻，形成使上述SiGe層的側面露出的溝槽 的工序；和借助上述溝槽對上述SiGe層進行蝕刻，由此在上述基板和上 述Si層之間形成空洞部的工序，在上述形成空洞部的工序中，使上述基板 反復進出儲存在蝕刻處理槽中的由新液形成的氟硝酸溶液，由此對上述SiGe層進行蝕刻。
根據該半導體裝置的制造方法，通過讓基板進入蝕刻槽內，向空洞部 內提供由新液形成的氟硝酸溶液，通過讓基板從蝕刻槽內出來，將氟硝酸 溶液從空洞部內除去。因此，在亞硝酸濃度在形成過程中的空洞部內升高 之前，可以向空洞部內提供由新液形成的氟硝酸溶液，可以將空洞部內的 亞硝酸或蝕刻產物始終抑制在一定濃度以下。由此，可以防止面向空洞部 的Si層的增速蝕刻。
另外，本發明的半導體裝置的制造方法之一，其特征在于，準備儲存 純水的水洗處理槽，在上述形成空洞部的工序中，交替重復進行蝕刻處理 和水洗處理，所述蝕刻處理是使上述基板進入儲存在上述蝕刻處理槽中的 由新液形成的氟硝酸溶液，所述水洗處理是使上述基板進入儲存在上述水 洗處理槽中的純水中，通過這樣的構成，殘留在空洞部內的氟硝酸溶液因 純水的表面張力向空洞部外擴展，所以可以容易地將氟硝酸溶液從空洞部 內除去。
另外，本發明的半導體裝置的制造方法之一，其特征在于，準備多個 上述蝕刻處理槽，在上述形成空洞部的工序中，使上述基板順次進出分別 儲存在各上述蝕刻處理槽中的由新液形成的氟硝酸溶液。
另外，本發明的半導體裝置的制造方法之一，其特征在于，準備多個 上述水洗處理槽，在上述形成空洞部的工序中，使上述基板順次進出分別 儲存在各上述水洗處理槽中的純水。
另外，本發明的半導體裝置的制造方法之一，其特征在于，在上述由 新液形成的氟硝酸溶液中，相對于HF分別以容量比50倍以上含有HN03 和H20。
另外，本發明的半導體裝置的制造方法之一，其特征在于，在上述由 新液形成的氟硝酸溶液中含有乙酸。由此，在使用了氟硝酸溶液的SiGe 層的蝕刻時，可以抑制亞硝酸的產生，可以得到相對于Si的更好的蝕刻選 擇比。
其中，通過本發明的半導體裝置的制造方法，利用實驗可以確認即 便在對SiGe層進行長時間蝕刻的情況下，SiGe層相對于Si層的蝕刻選擇 比也不會劣化。
另外，在上述的本發明的半導體裝置的制造方法中，還包括在上述空
洞部內形成氧化膜的工序、和在上述基板上以與上述Si層的上面相同的高 度形成絕緣膜的工序，由此可以形成SOI結構。
圖1是表示實施方式的半導體裝置的制造方法的圖(其一)。
圖2是表示實施方式的半導體裝置的制造方法的圖(其二)。 圖3是表示實施方式的半導體裝置的制造方法的圖(其三)。 圖4是表示實施方式的半導體裝置的制造方法的圖(其四)。 圖5是表示實施方式的半導體裝置的制造方法的圖(其五)。 圖6是表示實施方式的半導體裝置的制造方法的圖(其六)。 圖7是表示實施方式的半導體裝置的制造方法的圖(其七)。 圖8是表示SiGe層11的選擇蝕刻的順序(旋轉式)的圖。 圖9是表示SiGe層11的選擇蝕刻的順序(浸漬式)的圖。 圖中l一硅基板，ll一SiGe層，13 —Si層，21 —支撐體膜，22 —支 撐體，25 —空洞部，31 —Si。2膜，33 —絕緣膜，51、 61、 62、 63、 71、 73、 75 —蝕刻槽，52、 64、 72、 74、 76—水洗槽，53、 65、 77—干燥機，hi — 支撐體孔，h2—溝槽。
具體實施例方式
以下，參考附圖對本發明的實施方式進行說明。 (1)第一實施方式
圖1 圖7是表示本發明的實施方式的半導體裝置的制造方法的圖， 圖1 (A) 圖7 (A)是平面圖，圖1 (B) 圖7 (B)是用A1—A，1 A7 A'7線分別將圖1 (A) 圖7 (A)切斷時的剖視圖。另外，圖4 (C) 圖6 (C)是用B4—B，4 B6 B，6線分別將圖4 (A) 圖6 (A)切斷時
的剖視圖。
在該實施方式中，舉例說明將本發明用于SBSI法的情況。在用SBSI 法形成SOI結構的情況下，在Si基板1上使Si/SiGe層成膜，利用Si和 SiGe的蝕刻速度的不同來選擇性地僅除去SiGe層，由此在Si基板1和Si層之間形成空洞部。此外，通過進行在空洞部內露出的Si的熱氧化， 在Si基板1和Si層之間埋入Si02層，在Si基板1和Si層之間形成BOX 層。關于這樣的SBSI法，首先一開始就進行說明。
艮P，在圖1 (A)和(B)中，使用LOCOS法在大尺寸的硅(Si)基 板1上形成未圖示的元件分離層。接著，在Si基板1上形成未圖示的硅緩 沖(Si—buffer)層，在其上形成鍺化硅(SiGe)層11,在其上形成硅(Si) 層13。這些Si—buffer層、SiGe層ll、 Si層13例如由外延生長法連續形 成單晶半導體層。SiGe層的膜厚為5 100nm左右。
接著，如圖2 (A)和(B)所示，使用光刻技術和蝕刻技術，對Si 層13、 SiGe層11和Si—buffer層(未圖示)進行部分蝕刻。由此，在與 元件分離區域(即，未形成SOI結構的區域)俯視圖中重疊的區域形成貫 穿Si層13、 SiGe層11和Si—buffer層且以Si基板1為底面的支撐體孔 hl。其中，在形成支撐體孔hl的蝕刻工序中，可以用Si基板l的表面阻 止蝕刻，還可以對Si基板l進行過蝕刻形成凹部。
接著，如圖3 (A)和(B)所示，以掩埋支撐體孔hl的方式在Si基 板1上方的整個面上形成支撐體膜21。支撐體膜21例如為氧化硅(Si02) 膜，其形成例如通過CVD進行。接著，如圖4 (A) (C)所示，使用 光刻技術和蝕刻技術對支撐體膜21、 Si層13、 SiGe層11和Si—buffer層 (未圖示)順次進行部分蝕刻，從支撐體膜21形成支撐體22，同時形成 使Si基板l的表面露出的溝槽h2。其中，在形成溝槽h2的蝕刻工序中， 可以用Si基板1的表面阻止蝕刻，還可以對Si基板1進行過蝕刻形成凹 部。
接著，在圖4 (A) (C)中，借助溝槽h2使氟硝酸溶液接觸Si層 13和SiGe層11各自的側面，選擇性地對SiGe層11進行蝕刻而將其除去。 由此，如圖5 (A) (C)所示，在Si層13和Si基板1之間形成空洞部 25。在這里，在使用了氟硝酸溶液的濕蝕刻中，與Si相比SiGe的蝕刻速 度大(即，相對于Si的蝕刻的選擇比較大為400 1000倍)，所以可以在 殘留Si層13的同時，僅對SiGe層11進行蝕刻而將其除去。在形成空洞 部25之后，Si層13由支撐體22來支撐其上面和側面。
接著，如圖6 (A) (C)所示，對Si基板1進行熱氧化，在空洞
部內形成Si02膜31。此外，在形成Si02膜31之后，利用CVD等方法在 Si基板1的整個面上使絕緣膜成膜，掩埋支撐體孔hl或氟硝酸導入用的 溝槽h2。絕緣膜例如為SiOj莫和氮化硅(Si3N4)膜。其中，在空洞部未 完全被Si02膜31掩埋的情況下，由該絕緣膜的形成來補全空洞部的掩埋。 接著，例如通過CMP使覆蓋Si基板l的整個面的絕緣膜平坦化，進而， 必要時對絕緣膜進行濕蝕刻。由此，如圖7 (A)和(B)所示，從Si層 13完全除去絕緣膜33，完成SOI結構。
以上對SBSI法進行說明，但在本發明中，通過研究對SiGe層11進 行濕蝕刻形成空洞部25時的蝕刻方法，可以對空洞部25內的亞硝酸濃度 的增加進行抻制，防止Si層13的增速蝕刻成為可能。在這里，使用了藥 液的濕蝕刻大致分為向正在旋轉的基板表面噴藥液的方式(即，旋轉式)、 和將基板浸到儲存在槽內的藥液中的方式(即，浸漬式)，但在本發明中， 旋轉式和浸漬式的具體順序是不同的。因此，在本實施方式中，第一實施 方式是對旋轉式中的濕蝕刻方法進行說明，第二實施方式是對浸漬式中的 濕蝕刻方法進行說明。
圖8 (A)和(B)是表示SiGe層11的選擇蝕刻的順序(旋轉式)的 圖。作為旋轉式中的濕蝕刻方法，例如可以舉出圖8 (A)所示的方法、 或圖8 (B)所示的方法。
艮P，在圖8 (A)中，其步驟al是將Si基板1配置在旋轉式濕蝕刻裝 置的處理室內。此外，邊使Si基板l旋轉，邊從濕蝕刻裝置的噴嘴向Si 基板1噴由新液形成的氟硝酸溶液。在這里，因為Si基板1正在進行旋轉， 所以有離心力作用于噴到Si基板1上的氟硝酸溶液，于是在基板表面擴展。 此外，對面向溝槽h2的SiGe層11進行蝕刻而形成空洞部25的一部分。 該步驟al所需的時間例如為幾十秒。
接著，在步驟a2中，使Si基板l旋轉，在此狀態下暫時停止從噴嘴 向Si基板l噴氟硝酸溶液。由此，朝向空洞部25的外側的離心力作用于 進入空洞部25內的氟硝酸溶液，從空洞部25內除去氟硝酸溶液。
接著，在步驟a3中，邊使Si基板l旋轉，邊再次從噴嘴向Si基板l 噴由新液形成的Si基板l。與步驟al同樣地，噴在Si基板l上的氟硝酸 溶液在離心力的作用下在基板表面上擴展，進入到空洞部25內對SiGe層ll進行蝕刻。該步驟a3所需的時間例如為幾十
接著，在步驟a4中，邊使Si基板l旋轉，邊從噴嘴向Si基板l噴純 水，水洗Si基板l的表背面，除去氟硝酸溶液的殘留成分。然后，在步驟 a5中，在濕蝕刻裝置的處理室內使Si基板l高速旋轉，使水分從Si基板 1脫離并干燥。
只要是這樣的方法，在亞硝酸濃度在形成過程中的空洞部25內升高 之前，可以從空洞部25內暫時除去氟硝酸溶液，隨后可以向該空洞部25 內再次供給由新液形成的氟硝酸溶液，對SiGe層ll進行蝕刻。因此，可 以將空洞部25內的SiGe層11的組成始終在一定范圍內，可以將空洞部 25內的亞硝酸或蝕刻產物抑制在一定濃度以下。由此，可以防止面向空洞 部25的Si層13的增速蝕刻。
其中，在圖8(A)中，如其虛線箭頭所示，從步驟a4返回至步驟al， 可以以任意次數重復al a4。由此，可以在抑制Si層13的增速蝕刻的同 時，延長SiGe層11的蝕刻時間，所以可以很好地形成大面積的SOI層。
接著，對圖8 (B)所示的方法進行說明。在圖8 (B)的步驟bl中， 首先，在旋轉式濕蝕刻裝置的處理室內配置Si基板1。接著，邊使Si基 板1旋轉，邊從濕蝕刻裝置的噴嘴向Si基板1噴由新液形成的氟硝酸溶液。 離心力作用于噴到Si基板1上的氟硝酸溶液而使其在基板表面擴展，進入 到空洞部25內，對SiGe層11進行蝕刻。該步驟bl所需的時間例如優選 為幾十秒。
接著，在步驟b2中，暫時停止氟硝酸溶液從噴嘴向Si基板1的噴出。 此外，使Si基板l旋轉，在此狀態下從噴嘴向Si基板l噴純水。由此， 朝向空洞部25的外側的離心力作用于進入到空洞部25內的氟硝酸溶液， 到達空洞部25的入口附近。其結果，空洞部25內的氟硝酸溶液通過作用 于該溶液的離心力和純水的表面張力牽引而被除去。
接著，在步驟b3中，邊使Si基板l旋轉，邊再次從噴嘴向Si基板l 噴由新液構成的氟硝酸溶液。與步驟bl同樣地，噴在Si基板l上的氟硝 酸溶液在離心力的作用下在基板表面上擴展，進入到空洞部25內對SiGe 層11進行蝕刻。該步驟b3所需的時間例如為幾十秒。接著，在步驟b4 中，進行與步驟b2相同的水洗處理，從Si基板l的表背面以及空洞部25
內除去氟硝酸溶液。然后，在步驟b5中，在濕蝕刻裝置的處理室內使Si 基板1高速旋轉，使水分從Si基板1脫離并干燥。
即便是這樣的方法，與圖8 (A)同樣地，在亞硝酸濃度在形成過程 中的空洞部25內升高之前，可以從空洞部25內暫時除去氟硝酸溶液，隨 后可以向該空洞部25內再次供給由新液形成的氟硝酸溶液，對SiGe層11 進行蝕刻，因此，可以將空洞部25內的亞硝酸或蝕刻產物抑制在一定濃 度以下。由此，可以防止面向空洞部25的Si層13的增速蝕刻。另外，與 圖8 (A)不同，在基于氟硝酸溶液的SiGe層11的蝕刻之后必須馬上進 行水洗處理，所以在純水的表面張力的作用下可以將殘留在空洞部25內 的氟硝酸溶液牽引到空洞部25之外。由此，可以容易地除去在空洞部25 內殘留的氟硝酸溶液。
其中，即便在圖8 (B)中，從步驟b4返回至步驟bl，可以以任意次 數重復步驟bl b4。由此，可以在抑制Si層13的增速蝕刻的同時，延長 SiGe層11的蝕刻時間，所以可以很好地形成大面積的SOI層。
(2)第二實施方式
圖9 (A) (C)是表示SiGe層11的選擇蝕刻的順序(浸漬式)的 圖。在這里，作為浸漬式中的濕蝕刻方法的一例，分別對(A) (C) 三個方法進行說明。
艮口，圖9 (A)所示的濕蝕刻裝置具備蝕刻槽51、水洗槽52、和干燥 機53。在蝕刻槽51內儲存有氟硝酸溶液，在水洗槽52內儲存有純水。另 外，雖未圖示，但在蝕刻槽51內設置有使氟硝酸溶液循環的循環管道， 在該循環管道內設置有用于過濾雜質或異物的過濾器。
在圖9 (A)中，將Si基板1浸漬到在蝕刻槽51內儲存的氟硝酸溶液 中，進行SiGe層11的濕蝕刻。接著，將Si基板1浸漬到在水洗槽52內 儲存的純水中進行水洗處理。接著，從水洗槽52中取出Si基板l。接著， 將Si基板1再次浸漬到蝕刻槽51內的氟硝酸溶液中，重新開始SiGe層 11的濕蝕刻。此夕卜，例如經過1分鐘之后，從蝕刻槽51中取出Si基板1， 將Si基板1再次浸漬到水洗槽52內的純水中進行水洗處理。由此在反復 進行多次蝕刻處理和水洗處理之后，將Si基板1從水洗槽52移至干燥機53，使Si基板l干燥。
另一方面，圖9 (B)所示的濕蝕刻裝置具備第一、第二以及第三蝕 刻槽61、 62、 63，水洗槽64，和干燥機65。在蝕刻槽61、 62、 63中分別 儲存有氟硝酸溶液，在水洗槽64內儲存有純水、另外，雖未圖示，但在 蝕刻槽61、 62、 63內設置有使氟硝酸溶液循環的循環管道，在該循環管 道上設置有用于過濾雜質或異物的過濾器。
在圖9(B)中，首先，將Si基板1浸漬到在蝕刻槽61內儲存的氟硝 酸溶液中，進行SiGe層11的濕蝕刻。接著，例如在經過l分鐘之后，從 蝕刻槽61中取出Si基板1，接著，將Si基板1浸漬到蝕刻槽62內儲存 的氟硝酸溶液中，重新開始SiGe層11的濕蝕刻。此外，例如在經過1分 鐘之后，從蝕刻槽62中取出Si基板1。進而，將Si基板1浸漬到蝕刻槽 63內儲存的氟硝酸溶液中，再次重新開始SiGe層11的濕蝕刻。此外，例 如在經過l分鐘之后，從蝕刻槽63中取出Si基板1。然后，將Si基板l 浸漬到在水洗槽64內儲存的純水中進行水洗處理，將水洗處理后的Si基 板1移至干燥機65將其干燥。
另外，圖9 (C)所示的濕蝕刻裝置具備第一、第二以及第三蝕刻槽 71、 73、 75，和第一、第二以及第三水洗槽72、 74、 76，和干燥機77。 在蝕刻槽71、 73、 75中分別儲存有氟硝酸溶液，在水洗槽72、 74、 76內 分別儲存有純水、另外，雖未圖示，但在蝕刻槽71、 73、 75內設置有使 氟硝酸溶液循環的循環管道，在該循環管道上設置有用于過濾雜質或異物 的過濾器。
在圖9 (C)中，首先，將Si基板1浸漬到在蝕刻槽71內儲存的氟硝 酸溶液中，進行SiGe層11的濕蝕刻。接著，例如在經過l分鐘之后，從 蝕刻槽71中取出Si基板1,接著，將取出的Si基板1浸漬到在水洗槽72 中儲存的純水中進行水洗處理。接著，將Si基板1浸漬到在蝕刻槽73內 儲存的氟硝酸溶液中，進行SiGe層ll的濕蝕刻。接著，例如在經過l分 鐘之后，從蝕刻槽73中取出Si基板1，將Si基板1浸漬到在水洗槽74 內的純水中進行水洗處理。另外，在此以后在蝕刻槽75內進行蝕刻處理， 在水洗槽76內進行水洗處理，在水洗槽75內的蝕刻處理與上述蝕刻槽71、 73的處理相同，在水洗槽76內的水洗處理與上述水洗槽72、 74的處理相
同。在水洗槽76內的水洗處理結束之后，將Si基板1移至干燥機77將其 干燥。
由此，通過圖9 (A) (C)所示的蝕刻方法，通過將Si基板1放 入到蝕刻槽內而向空洞部25內供給氟硝酸溶液，通過從蝕刻槽內取出Si 基板1而從空洞部25內除去氟硝酸溶液。因此，在亞硝酸濃度在形成過 程中的空洞部25內升高之前，可以向空洞部25內供給由新液形成的氟硝 酸溶液，可以將空洞部25內的亞硝酸或蝕刻產物抑制在一定濃度以下。 由此，可以防止面向空洞部25的Si層13的增速蝕刻。
另外，在圖9 (A) (C)所示的蝕刻方法中，從蝕刻槽中取出Si 基板1之后必須馬上進行水洗處理，所以在純水的表面張力的作用下可以 將殘留在空洞部25內的氟硝酸溶液牽引到空洞部25之外。由此，可以容 易地除去在空洞部25內殘留的氟硝酸溶液。
其中，即便在圖9 (B)中，如其虛線箭頭所示，可以將才從蝕刻槽 63取出的Si基板1返回至蝕刻槽61，再次迸行SiGe層11的蝕刻處理。 另外，即便是圖9(C)，如其虛線箭頭所示，可以將從蝕刻槽76取出的 Si基板1返回至蝕刻槽71，再次進行SiGe層11的蝕刻處理。由此，可以 在抑制Si層13的增速蝕刻的同時，延長SiGe層11的蝕刻時間，所以可 以很好地形成大面積的SOI層。
另外，在上述的第一、第二實施方式中使用的氟硝酸溶液優選相對于 HF分別以50倍以上的容量比含有HNO3和H20。進而，優選在該氟硝酸 溶液中含有乙酸。如果是這樣的構成，在使用了氟硝酸溶液的SiGe層13 的蝕刻時可以抑制亞硝酸的產生，所以可以得到相對于Si的更好的蝕刻選 擇比。
另外，本發明的半導體裝置的制造方法并不限于上述的實施方式，在 不脫離本發明的要旨的范圍內當然可以進行各種變更。
權利要求
1.一種半導體裝置的制造方法，包括在基板上形成SiGe層的工序；在所述SiGe層上形成Si層的工序；對所述Si層和所述SiGe層進行部分蝕刻，形成使所述SiGe層的側面露出的溝槽的工序；和借助所述溝槽對所述SiGe層進行蝕刻，由此在所述基板和所述Si層之間形成空洞部的工序，在所述形成空洞部的工序中，向所述基板供給由新液形成的氟硝酸溶液對所述SiGe層進行蝕刻，由此形成所述空洞部的一部分，接著，從正在形成的所述空洞部內暫時除去氟硝酸溶液，隨后向已除去氟硝酸溶液的所述空洞部內再次提供由新液形成的氟硝酸溶液，對所述SiGe層進行蝕刻。
2. —種半導體裝置的制造方法，包括 在基板上形成SiGe層的工序； 在所述SiGe層上形成Si層的工序；對所述Si層和所述SiGe層進行部分蝕刻，形成使所述SiGe層的側面 露出的溝槽的工序；和借助所述溝槽對所述SiGe層進行蝕刻，由此在所述基板和所述Si層 之間形成空洞部的工序，在所述形成空洞部的工序中，邊使所述基板旋轉，邊從噴嘴向所述基 板間歇供給由新液形成的氟硝酸溶液，由此對所述SiGe層進行蝕刻。
3. 如權利要求2所述的半導體裝置的制造方法，其特征在于， 通過從所述噴嘴向所述基板交替提供由新液形成的氟硝酸溶液和純水，從而進行該氟硝酸溶液的間歇供給。
4. 一種半導體裝置的制造方法，包括-在基板上形成SiGe層的工序； 在所述SiGe層上形成Si層的工序；對所述Si層和所述SiGe層進行部分蝕刻，形成使所述SiGe層的側面 露出的溝槽的工序；和借助所述溝槽對所述SiGe層進行蝕刻，.由此在所述基板和所述Si層 之間形成空洞部的工序，在所述形成空洞部的工序中，使所述基板在儲存于蝕刻處理槽的由新 液形成的氟硝酸溶液中反復進出，由此對所述SiGe層進行蝕刻。
5. 如權利要求4所述的該半導體裝置的制造方法，其特征在于， 準備儲存純水的水洗處理槽，在所述形成空洞部的工序中，交替重復進行蝕刻處理和水洗處理，所 述蝕刻處理是使所述基板進入儲存在所述蝕刻處理槽中的由新液形成的 氟硝酸溶液，所述水洗處理是使所述基板進入儲存在所述水洗處理槽內的 純水中。
6. 如權利要求5所述的該半導體裝置的制造方法，其特征在于， 準備多個所述蝕刻處理槽，在所述形成空洞部的工序中，使所述基板在分別儲存于各所述蝕刻處 理槽的由新液形成的氟硝酸溶液中順次進出。
7. 如權利要求6所述的該半導體裝置的制造方法，其特征在于， 準備多個所述水洗處理槽，在所述形成空洞部的工序中，使所述基板在分別儲存于各所述水洗處 理槽的純水中順次進出。
8. 如權利要求1 7中任意一項所述的該半導體裝置的制造方法，其 特征在于，在所述由新液形成的氟硝酸溶液中，相對于HF分別以容量比 50倍以上含有HN03和H20。
9. 如權利要求1 8中任意一項所述的該半導體裝置的制造方法，其 特征在于，所述由新液形成的氟硝酸溶液中含有乙酸。
10. 如權利要求1所述的該半導體裝置的制造方法，其特征在于， 還包括在所述空洞部內形成氧化膜的工序；和在所述基板上以與所述Si層的上面的高度相同的高度形成絕緣膜的 工序。
全文摘要
本發明提供一種在對SiGe層進行蝕刻時能夠防止Si層的增速蝕刻的半導體裝置的制造方法。該制造方法包括在Si基板上形成SiGe層的工序；在SiGe層上形成Si層的工序；對Si層和SiGe層進行部分蝕刻，形成使SiGe層的側面露出的溝槽的工序；和借助溝槽對SiGe層進行蝕刻，由此在Si基板和Si層之間形成空洞部的工序，在形成空洞部的工序中，對Si基板交替重復進行例如使用了氟硝酸溶液的蝕刻處理和使用了純水的水洗處理。
文檔編號H01L21/306GK101192530SQ200710192888
公開日2008年6月4日 申請日期2007年11月28日 優先權日2006年11月30日
發明者加藤樹理, 大見俊一郎 申請人:精工愛普生株式會社;國立大學法人東京工業大學