CN1420524A - 半导体衬底制造方法 - Google Patents

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Abstract

支架驱动机构用夹持部分固定晶片支架，并在晶片处理槽内摆动它。当晶片周边部分与摆动支撑部件的顶部接触时，晶片旋转并在晶片支架里垂直运动。晶片能被有效地摆动，能做到均匀处理。通过使用超声槽里的超声波，能够提高处理速率。

Description

半导体衬底制造方法
本申请是申请日为1998年2月4日、申请号为98105640.7、发明名称为“晶片处理、传送和半导体制造装置及晶片处理和衬底制法”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及半导体衬底制造方法，尤其涉及通过将晶片浸入处理溶液来处理晶片的半导体衬底制造方法。
背景技术
湿法刻蚀的典型处理例子是将晶片浸入溶液。湿法刻蚀的一个问题是改进同面均匀性。通常，在槽中通过循环刻蚀液把新刻蚀液加在反应面上来确保同面均匀性。
晶片浸入溶液来处理的另一个例子是晶片的清洗处理。日本专利特许公开8-293478公开了一种晶片的清洗装置，其在晶片部分浸入溶液时通过加超声波和旋转晶片来提高晶片的清洗效率。
日本专利特许公开8-293478公开的晶片清洗装置是通过使晶片与旋转凸轮接触而旋转晶片的，它使凸轮和其附件产生颗粒。
该种晶片清洗装置中，超声波的驻波强度在晶片的中心和周边部分是变化的。由于凸轮阻挡了超声波的传输，超声波就不能均匀地作用在晶片的整个表面上。因此就不能均匀地处理晶片。
上述晶片清洗装置中，超声波使凸轮和槽中的溶液振动，结果晶片也发生振动。晶片和凸轮必然相互滑脱，晶片就不能均匀地旋转。
上述晶片清洗装置中，当处理具有定向平面的晶片时，把旋转力从凸轮送到晶片的状态在定向平面和剩余部分处会变化。由于这个原因晶片不能均匀旋转。
发明内容
本发明考虑了上述存在的问题，其目的是使晶片的处理均匀。
本发明另一个目的是防止因颗粒产生的污染。
根据本发明的晶片处理装置是通过把晶片浸入处理溶液来处理晶片的晶片处理装置，特征是包括晶片处理槽，直接或间接固定晶片的固定部分，以及从处理槽之上支撑固定部分以在处理槽里摆动固定部分的驱动部分。
上述晶片处理装置中，驱动部分还作为把晶片在该装置和其它装置之间传送的传送机构。
该晶片处理装置还包括在处理槽中产生超声波的超声产生装置。
晶片处理装置还包括当驱动部分摆动晶片时与晶片周边部分接触的摆动支撑部件，从而由驱动部分支撑摆动。
该晶片处理装置中，与晶片周边部分接触的摆动支撑部件部分最好为圆形。
晶片处理装置中，可与晶片周边部分接触的摆动支撑部件部分最好在与晶面基本上平行的方向有槽。
该晶片处理装置中，槽最好呈V形。
晶片处理装置中，槽最好呈全波整流形。
晶片处理装置中，处理槽最好包括含有溢出槽的循环机构。
晶片处理装置中，当晶片周边部分与摆动支撑部件接触时，驱动部分最好摆动固定部分以旋转晶片。
晶片处理装置中，超声产生装置最好包括超声槽，超声源，以及调整超声槽里超声源位置的调整机构，超声波最好通过放在超声槽里的超声传输媒质传送到处理槽。
晶片处理装置中，驱动部分最好包括水平驱动固定部分的第一驱动部分，以及垂直驱动固定部分的第二驱动部分。
晶片处理装置中，固定部分最好将晶片基本垂直于处理槽底面固定，驱动部分最好在与处理槽底面基本垂直的平面内摆动晶片。
晶片处理装置中，驱动部分最好在处理槽内摆动固定部分以完全均匀用处理液处理晶片。
晶片处理装置中，固定部分最好能够固定可存许多晶片的晶片支架。
晶片处理装置中，最好至少部分处理槽，固定部分以及可与处理溶液接触的驱动部分是从石英和塑料构成的组中选择的材料制成。
晶片处理装置中，最好至少部分处理槽，固定部分以及可与处理溶液接触的驱动部分是从氟树脂、氯乙烯、聚乙烯，聚丙烯，聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)，聚醚醚酮(PEEK)构成的组中选择的材料制成。
根据本发明的晶片传送装置是传送晶片的晶片传送装置，特征是包括直接或间接固定晶片的固定部分，沿传送槽驱动固定部分的驱动部分，驱动部分把晶片浸入晶片处理槽并沿传送槽在中途摆动晶片。
晶片传送装置中，驱动部分最好包括水平驱动固定部分的第一驱动部分，以及垂直驱动固定部分的第二驱动部分。
晶片传送装置中，固定部分最好将晶片实质上垂直于处理槽底面固定，驱动部分最好在与处理槽底面实质上垂直的平面内摆动晶片。
晶片传送装置中，驱动部分最好在处理槽内摆动固定部分以实质上均匀地在处理槽中用处理液处理晶片。
晶片传送装置中，驱动部分最好在处理槽中摆动固定部分，当晶片周边部分与处理槽内形成的凸部接触时以加强晶片的摆动。
晶片传送装置中，驱动部分最好在处理槽中摆动固定部分，当晶片周边部分与处理槽内形成的凸部接触时以旋转晶片。
晶片传送装置中，固定部分最好能够固定能存放多个晶片的晶片支架。
根据本发明的半导体制造装置，特征是包括晶片传送装置，以及一个或多个晶片处理装置。
根据本发明的晶片处理方法是通过把晶片浸入处理液来处理晶片的晶片处理方法，特征是包括：在从晶片处理槽上方支撑晶片的同时将晶片浸入处理液，以及在处理槽内摆动晶片。该晶片处理方法在晶片于处理槽内摆动的同时，处理液中最好产生超声波。
该晶片处理方法在晶片于处理槽内摆动的时候，晶片周边部分最好与处理槽内形成的凸部接触以加强晶片的摆动。
该晶片处理方法在晶片于处理槽内摆动的时候，晶片周边部分最好与处理槽内形成的凸部接触以旋转晶片。
该晶片处理方法中，晶片最好摆动以实质上均匀地用处理液处理晶片。
该晶片处理方法适于用刻蚀液作为处理液来刻蚀晶片。
该晶片处理方法适于用刻蚀液作为处理液来刻蚀具有多孔硅层的晶片。
根据本发明的SOI晶片制造方法，特征是包括：在一部分制造步骤中通过使用该晶片处理方法制造SOI晶片。
根据本发明的晶片处理方法，特征是包括通过使用该晶片处理装置来处理晶片。
根据本发明的晶片处理方法，特征是包括通过使用该晶片处理装置在晶片上刻蚀特定层。
根据本发明的SOI晶片制造方法，特征是包括：在一部分制造步骤中通过使用该晶片处理方法来制造SOI晶片。
根据本发明的晶片处理方法是用超声波来处理晶片的晶片处理方法，特征是包括完全将晶片浸入处理液，并且在改变作用在晶片上的超声波强度的同时处理晶片。
根据本发明的晶片处理方法是用超声波来处理晶片的晶片处理方法，特征是包括完全将晶片浸入处理液，并且在移动晶片的同时处理晶片。
根据本发明的晶片处理方法是用超声波处理晶片的晶片处理方法，特征是包括完全将晶片浸入处理液，并且在摆动晶片的同时处理晶片。
根据本发明的晶片处理方法是用超声波处理晶片的晶片处理方法，特征是包括完全将晶片浸入处理液，在摆动晶片穿过超声波振动面的同时处理晶片。
根据本发明的晶片处理方法是用超声波处理晶片的晶片处理方法，特征是包括完全将晶片浸入处理液，支撑实质上与超声波振动面垂直的晶片，并且在摆动晶片穿过超声波振动面的同时处理晶片。
根据本发明的晶片处理方法是用超声波处理晶片的晶片处理方法，特征是包括完全将晶片浸入处理液，支撑实质上与超声波振动面平行的晶片，并且在摆动晶片穿过超声波振动面的同时处理晶片。
根据本发明的半导体衬底制造方法，特征是包括：在第一衬底表面的多孔层上形成非多孔层步骤，粘结预期结构的第一衬底侧和单独制备的第二衬底，在第一衬底侧和第二衬底之间夹非多孔层的步骤，从粘结结构去掉第一衬底暴露第二衬底侧上的多孔层的除去步骤，以及在多孔层露出的第二衬底面完全浸入刻蚀液的同时刻蚀多孔层的刻蚀步骤，使用超声波，由此使第二衬底侧的表面露出，刻蚀步骤改变作用在第二衬底侧的超声波强度。
根据本发明的半导体衬底制造方法，特征是包括：在第一衬底表面的多孔层上形成非多孔层的步骤，粘结预期结构的第一衬底一侧和单独制备的第二衬底，在预期结构的第一衬底一侧和第二衬底之间夹非多孔层的步骤，从粘结结构去掉第一衬底以暴露第二衬底一侧上的多孔层的除去步骤，以及在多孔层露出的第二衬底一侧完全浸入刻蚀液的同时刻蚀多孔层的刻蚀步骤，使用超声波，由此使第二衬底一侧的表面暴露，该刻蚀步骤移动第二衬底一侧。
根据本发明的半导体衬底制造方法，特征是包括：在第一衬底表面的多孔层上形成非多孔层的步骤，粘结预期结构的第一衬底一侧和单独制备的第二衬底，在第一衬底一侧和第二衬底之间夹非多孔层的步骤，从粘结结构中去掉第一衬底以暴露第二衬底一侧上多孔层的除去步骤，以及在多孔层露出的第二衬底一侧完全浸入刻蚀液的同时刻蚀多孔层的刻蚀步骤，使用超声波，由此使第二衬底一侧的表面暴露，该刻蚀步骤摆动第二衬底一侧。
根据本发明的半导体衬底制造方法，特征是包括：在第一衬底表面的多孔层上形成非多孔层的步骤，粘结预期结构的第一衬底一侧和单独制备的第二衬底，在第一衬底一侧和第二衬底之间夹非多孔层的步骤，从粘结结构中去掉第一衬底以暴露第二衬底一侧上多孔层的除去步骤，以及在多孔层露出的第二衬底一侧完全浸入刻蚀液的同时刻蚀多孔层的刻蚀步骤，使用超声波，由此使第二衬底一侧的表面暴露，该刻蚀步骤摆动第二衬底一侧以通过超声波的振动平面。
根据本发明的半导体衬底制造方法，特征是包括：在第一衬底表面的多孔层上形成非多孔层的步骤，粘结预期结构的第一衬底一侧和单独制备的第二衬底，在第一衬底一侧和第二衬底之间夹非多孔层的步骤，从粘结结构中去掉第一衬底以暴露第二衬底一侧多孔层的除去步骤，以及在多孔层露出的第二衬底一侧完全浸入刻蚀液且实质上垂直于超声波振荡平面而被牢固夹持的同时刻蚀多孔层的刻蚀步骤，使用超声波，由此使第二衬底一侧的表面暴露，该刻蚀步骤摆动第二衬底一侧穿过超声波的振动平面。
根据本发明的半导体衬底制造方法，特征是包括：在第一衬底表面的多孔层上形成非多孔层的步骤，粘结预期结构的第一衬底一侧和单独制备的第二衬底，在第一衬底一侧和第二衬底之间夹非多孔层的步骤，从粘结结构中去掉第一衬底以暴露第二衬底一侧多孔层的除去步骤，以及在多孔层露出的第二衬底一侧完全浸入刻蚀液且实质上平行于超声波振荡平面而被牢固夹持的同时刻蚀多孔层的刻蚀步骤，使用超声波，由此使第二衬底一侧的表面暴露，该刻蚀步骤摆动第二衬底一侧通过超声波的振动平面。
附图说明
本发明的其它目的，特征和优点将通过参考附图对本发明实施例的详细描述得以明确。
图1A是根据本发明优选实施例的晶片处理装置结构外形视图；
图1B是支架驱动机构结构外形视图；
图2A到2E是说明晶片摆动方法视图；
图3是摆动支撑部件结构例子视图；
图4A和4B是摆动支撑部件结构另一例子视图；
图5A是结合晶片处理装置的晶片处理系统结构外形的透视图；
图5B是结合晶片处理装置的晶片处理系统结构外形正视图；
图6A到6D是说明晶片摆动方法另一个例子的视图；
图7是根据本发明另一实施例的晶片处理装置结构外形视图；
图8A到8F分别为表示制造半导体衬底方法的视图。
具体实施方式
下面参考附图解释本发明优选实施例。[第一实施例]
图1A是根据本发明优选实施例的晶片处理装置结构外形视图。根据该实施例的晶片处理装置，能广泛用于刻蚀、清洗以及把处理液用于晶片的其它处理之中。
根据该实施例的晶片处理装置100中，与处理液接触的部分最好按其预计的用途由石英或塑料制成。优选的塑料例子为氟树脂，氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯，聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)和聚醚醚酮(PEEK)。优选的氟树脂的例子为PVDF，PFA，及PTFE。
该晶片处理装置100具有晶片处理槽11和在晶片处理槽11中摆动晶片支架21的支架驱动机构31。晶片处理装置100最好包括超声槽61。
为处理晶片，晶片处理槽11用处理液填满。4-平面溢出槽12装在晶片处理槽11上，并通过装有过滤器的循环器71把处理液从晶片处理槽11底部送给晶片处理槽11。从晶片处理槽11溢出的处理液存放在4-平面溢出槽12内，并从4-平面溢出槽12的底部释放至循环器71。由于在用支架驱动机构31摆动晶片支架21的同时晶片处理装置100搅动处理液，因此处理液的液位能够保持不变。所以含有4-平面溢出槽12的循环系统是很有用的。
晶片支架21可以是市售产品，最好由石英或塑料制成。优选的塑料例子是氟树脂，氯乙烯，聚乙烯，聚丙烯，聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)和聚醚醚酮(PEEK)。优选的氟树脂的例子为PVDF，PFA，和PTFE。
支架驱动机构31有一对夹紧晶片支架21的夹持部分31a。晶片支架21由一对夹持部分31a夹住，并浸入晶片处理槽11。当晶片支架21在晶片处理槽11内摆动的同时，能够对晶片41进行预定的处理。支架驱动机构31的作用是把固定有已进行前序处理的晶片41的晶片支架21送到晶片处理槽11或者下道处理工序，而它是用作晶片处理装置100的一部分。
该实施例中，晶片41是通过用夹持部分31a固定晶片支架21来间接固定的。另一方面，晶片41能够直接固定，例如用夹盘(ChuckingPad)代替夹持部分31a。固定晶片41的方向并不限于与晶片处理槽11底面垂直的方向，可以是与底面平行的方向。
在利用支架驱动机构31摆动晶片41时，为了提高晶片41的摆动效率，摆动支撑部件13最好装配在晶片处理槽11的底部。当晶片支架21移动时，摆动支撑部件13与晶片支架21所支撑的晶片41的周边部分相接触，靠摩擦力转动晶片41且在晶片支架21中垂直移动它。为提高被处理晶片的同面均匀性，摆动支撑部件13很有用。
为了垂直(y轴方向)和/或水平(x轴方向)移动摆动支撑部件13，装配传送机构也很有效。在这种情况下，摆动支撑部件13本身能够移动以旋转晶片41并且在晶片支架21中垂直移动它。因此，通过支架驱动机构31，晶片支架21的移动范围将会缩小，也就是说，能减小晶片处理槽11的尺寸。
超声源51装配在超声槽61中，其中充满超声传播媒质(例如：水)。超声源51固定在调节机构62之上以垂直和/或水平调节超声源51的位置。通过调节机构62以调节超声源51和晶片处理槽11的相对位置可以优选地把超声波供给到晶片处理槽11，更确切地说是到晶片41。超声源51最好具有调节所产生超声波的频率或强度的功能。这可进一步优选超声波的供给。由于超声源51有优选供给于晶片41的超声波的功能，所以可以处理不同类型的晶片。
图1B是支架驱动机构31的结构外形视图。通过伸展开/关连杆31b可打开夹持部分31a，且通过收缩这些连杆31b而关闭它。支架驱动机构31在x-轴方向沿水平传动轴31c移动，在y-轴方向沿垂直传动轴31d移动。
图2A到2E是说明晶片摆动方法的视图。图2A到2E中箭头表示晶片支架21移动方面。图2A表明晶片开始摆动前时刻的状态，当接到晶片摆动开始的指示时，在计算机的控制下支架驱动机构31向下压夹持部分31a，如图2B所示。在该下压过程中，晶片41的周边部分与摆动支撑部件13相接触。结果，晶片41较低的部分就由摆动支撑部件13支撑。
与晶片41接触时摆动支撑部件13可能产生一些颗粒。最好磨圆摆动支撑部件13的顶部使摆动支撑部件13与晶片41光滑接触，如图3所示。
因为摆动支撑部件13足以支撑晶片41的摆动，所以它可以做成一种形状，例如薄板，从而不阻碍超声波的传播。有这种形状，则供给到晶片41的超声波能够均匀，从而均匀地处理晶片41。
当改变晶片41和摆动支撑部件13的相对位置关系时，也就是晶片41和晶片处理槽11的相对位置关系时，因为是用晶片处理装置100处理晶片41，所以由摆动支撑部件13引起的轻微超声波不均匀不会造成任何问题。
因为稍微增大晶片支架21的下压量就能增加晶片41和摆动支撑部件13之间的接触压力，所以可避免摆动支撑部件13与晶片41间的滑动，从而防止操作失败。这是因为如果下压量太小，作用在晶片支架21上的晶片41的重力远大于作用在摆动支撑部件13顶部上的重力。当所用摆动支撑部件13具有本实施例中的形状时，晶片41与摆动支撑部件13接触后，下压量最好约30mm。
当下压晶片支架21时，在计算机的控制下支架驱动机构31把夹持部分31a向右移(x轴的正方向)，如图2C所示。结果，晶片41在顺时针旋转的同时在晶片处理槽11内实质上水平向右移动(x轴的正方向)。夹持部分31a的移动量必须落在一个范围之内，在该范围内这些夹持部分31a不撞着晶片支架21低部的开口部分。
晶片支架21向右(x轴正方向)移动之后，在计算机控制之下支架驱动机构31垂直移动夹持部分31a，如图2D所示。夹持部分31a的移动量最好落在一范围之内，在该范围内晶片41不靠近处理液的液面14。这是因为如果晶片41靠近液面14则一些颗粒可能附着在晶片41的表面。
当完成晶片支架21的向上移动时，在计算机控制下支架驱动机构31把夹持部分31a向左移(x轴的负方向)使其返回到初始状态(图2A)，如图2E所示。
经过重复执行上面的操作(图2A→图2B→图2C→图2D→图2E)，能够适当摆动和均匀处理晶片41。
根据晶片处理装置100，因为晶片41在通过调节超声槽61优选的超声波范围内摆动，因而作用在晶片41之上的超声波可被优化。
超声波的驻波有固定间隔的波腹(高强度部分)和波节(低强度部分)。所以在晶片处理槽11中超声波难于均匀。
但是，晶片处理装置100用支架驱动机构31摆动晶片41，所以能均匀地处理晶片41而不管超声波强度的一些不均匀分布。即使晶片41的移动方向是单向的，例如水平的、垂直的或斜向的，它都对晶片41的处理均匀性有贡献。通过沿轴向(Z轴方向)摆动晶片41，可以校正水平面内超声波高强度部分引起的晶片间处理不均匀性。
因为晶片处理装置100还包括摆动支撑部件13，晶片41的摆动量可以有效地增加。摆动支撑部件13的固定位置不只局限于晶片处理槽11的底部。只要摆动支撑部件13能与晶片支架21的所有晶片41接触，它就可以被固定在例如晶片处理槽11的侧壁上或支架驱动机构31的侧壁上(这种情况下，要装配用于改变摆动支撑部件13和夹持部分31a相对位置关系的机构)。
根据晶片处理装置100，因为晶片处理槽11中没有驱动机构，所以没有驱动机构产生的颗粒。
即使晶片处理装置100不包括任何超声槽61，它也可用作适于晶片处理的装置。更准确地说，如果晶片处理装置100具有用支架驱动机构31在晶片处理槽11内摆动晶片支架21的功能，它就可以依靠这种功能来均匀处理晶片41，并且有效搅动处理液。处理晶片41过程中产生的气体或类似物质可从晶片41表面有效地去掉。因为支架驱动机构31既可用作传送又可用作摆动晶片41的机构，所以晶片可以被高效率地处理。
图4A是摆动支撑部件13结构的另一例子的总视图。图4B是摆动支撑部件13的部分放大视图。如果超声波强度高，摆动支撑部件13的顶部与晶片41间可能有滑动从而无法有效地摆动晶片41。
图4A和4B中所示的摆动支撑部件13’具有相距固定间隔的V-形槽13a。通过形成V-形槽13a，与晶片41的接触面积增大。因为摆动支撑部件13’与晶片41啮合以挤压它，所以晶片41的摆动效率提高了。即使晶片41振动而暂时与摆动支撑部件13’间留有空隙，除非晶片41精确地垂直移动，则与晶片41的摩擦力并不减小。
摆动支撑部件13’顶部的槽可能为形状13b，即：全波整流形状。在这种情况下，不像V-形槽13a，因为该槽无尖端，所以与晶片41接触时将抑制颗粒产生。[第二实施例]
图5A是一个包含晶片处理装置100的晶片处理系统的结构外形透视图。图5B是图5A中晶片处理系统的部分的正视图。
这种晶片处理系统最好是装载机、晶片处理装置(例如刻蚀或清洗装置)、旋转干燥器、卸载机以及诸如此类的组合。
参考数码31’指示一个实质上与支架驱动机构31有相同功能的支架驱动机构，它有夹持晶片支架21的夹持部分31a’、水平(各装置的对准方向)驱动晶片支架21的装置和垂直驱动晶片支架21的装置。
这种晶片处理系统能在计算机控制下自动处理晶片。操作人员的介入产生的颗粒可被防止附着在晶片上，并且处理效率能够提高。[第三实施例]
第三实施例将示范另一种晶片摆动方法。图6A到6D是说明本实施例中晶片摆动方法的视图。在图6A到6D中，箭头方向指示晶片支架21的移动方向。图6A表明开始摆动晶片前时刻的状态。当接到开始晶片摆动的指示时，在计算机控制下支架驱动机构31使夹持部分31a向下移动到右方，如图6B所示。移动的方向适当地与水平面成45°角。当晶片支架21已向下移动到右方时，晶片41沿着摆动支撑部件13的顶部顺时针旋转，其同时晶片周边部分由晶片支架21的左侧壁挤压。
晶片支架21向下移到右方之后，晶片41的重心相对于摆动支撑部件13的顶部是移到了右方，晶片41旋向晶片支架21的右侧壁从而停留在图6C所示的状态。
晶片支架21向下移到右方时，支架驱动机构31使夹持部分31a向上移到左方，如图6D所示。移动方向最好与图6B中所示的移动方向相反。
当晶片支架21已向上移到左方时，晶片41沿着摆动支撑部件13逆时针旋转，同时其周边部分由晶片支架21的右侧壁挤压。通过把晶片支架21移到图6A所示的状态，一次操作就完成了。
经过重复执行上面的操作(图6A→图6B→图6C→图6D)，晶片41能够被适当地摆动和均匀地处理。[第四实施例]
第四实施例涉及具有另一种结构的晶片处理装置。图7是表明根据本实施例的晶片处理装置结构外形视图。与根据第一实施例晶片处理装置100的结构中相同的参考数据实质上指示相同的组成部件，所以不再描述。
根据第四实施例的晶片处理装置101用一个几乎与晶片处理槽11底表面平行(也就是与超声波振动平面几乎平行)的晶片移动机构80来夹持晶片41，并且在将其完全浸入晶片处理槽11中的处理液(例如清洗或刻蚀液)时摆动晶片41。按这种方式，能均匀处理晶片41，且防止颗粒污染晶片41。
晶片移动机构80用臂81夹住晶片41，并在晶片处理槽11内摆动晶片41。晶片41的摆动方向最好垂直于超声波的振动平面(也就是垂直方向)，或者平行于振动平面(也就是水平方向)。
在晶片处理装置101中，晶片41也最好是在完全浸入处理液时被处理。在这种情况下，能防止颗粒附着于邻近处理液和周围大气界面处的晶片41之上。
根据晶片处理装置101，通过在晶片处理槽11中摆动晶片41来均匀地处理它。[晶片处理装置的应用]
根据上面的实施例，晶片处理装置100适合于用作，例如，刻蚀装置。根据该刻蚀装置，1，能均匀刻蚀晶片，2，减少颗粒污染，和3，提高刻蚀速率。
晶片处理装置100适合于作刻蚀有多孔硅层晶片的刻蚀装置。刻蚀多孔硅的机理已在K.Sakaguchi等人，日本应用物理，34卷，第1部分，2B期，842到847页(1995年)的文章中公开了。当刻蚀液通过毛细作用渗入多孔硅的孔中并刻蚀孔壁时，多孔硅就被刻蚀了。随着孔壁变薄，除某点外这些壁无法自持。最后，多孔层完全塌陷从而完成刻蚀。当孔壁只在刻蚀液的作用下而没有任何刻蚀辅助以达到塌陷时，孔壁的刻蚀速率低，且刻蚀时间长。在多孔层塌陷区，下层将被刻蚀。正因为这个原因，多孔硅晶片同面刻蚀速率的变化和晶片间的刻蚀速率变化最好尽可能地加以抑制。
例如，通过在单晶硅衬底上形成多孔硅层，再在多孔硅层上生长外延层，外延层上再形成绝缘膜以制备第一衬底。第一衬底与第二衬底粘接，使绝缘膜夹在其中。然后，把单晶硅从第一衬底较低表面处去掉，刻蚀多孔硅层以制造SOI晶片。这种方法只要求约105的刻蚀选择性(多孔硅/外延层)。
即使使用有高选择性的刻蚀方法，但刻蚀去掉多孔硅层时暴露的SOI层表面要被轻微地刻蚀。这种轻微的不希望有的刻蚀不会严重降低SOI层厚度的均匀性，但要求较高的选择性和较高的厚度均匀性。将来随着晶片尺寸增大，将要求SOI层有较高的厚度均匀性。
当晶片处理装置100用于多孔硅刻蚀装置时，SOI层的同面变化和晶片间的变化可通过在晶片处理槽中摆动晶片得以抑制，并且能够制造较高质量的SOI衬底。
通过摆动晶片，还有，当供给超声波时执行刻蚀，能够加速多孔硅层的塌陷，缩短刻蚀时间，以及提高刻蚀选择性。
下面将描述用根据上面的实施例的晶片处理装置制造半导体衬底的方法的例子。
图8A到8F分别是表示制造半导体衬底方法的视图。大体上讲，该制造方法中，第一衬底的制备为：在单晶硅衬底上形成多孔硅层，在多孔硅层上形成非多孔层，以及在非多孔层上优选形成绝缘膜。第一结构和单独制备的第二衬底粘结起来，中间夹有绝缘层。之后，单晶硅衬底从第一衬底下表面去掉，刻蚀多孔硅层制造半导体衬底。
下面参考附图8A到8F更详细说明上述制造半导体衬底的方法。
制备用于形成第一衬底的单晶Si衬底501，在单晶Si衬底501的主表面上形成多孔Si层502(见图8A)。至少有一个非多孔层503形成在多孔硅层502上(见图8B)。非多孔层503的优选例子有单晶Si层，多晶Si层，非晶Si层，金属膜层，化合物半导体层，以及超导层。诸如MOSFET元件就可形成在非多孔层503上。
SiO2层504最好作为另一非多孔层形成在非多孔层503上，并被用作第一衬底(见图8c)。SiO2层是有用的，因为当后序步骤中粘结第一衬底和第二衬底时，粘结界面的界面能量能够从活性层中释出。
第一衬底和第二衬底505在室温下紧密粘结以在它们之间夹有SiO2层(见图8D)。增强这种粘结可通过在需要时由阳极耦合，加压或热处理或它们的组合来实现。
当单晶Si层形成为非多孔层503时，在SiO2层通过热氧化或类似方法形成在单晶Si层表面之后，第一衬底最好粘结到第二衬底505。
第二衬底505的优选例子有Si衬底，有形成在Si衬底上的SiO2层的衬底，透光衬底，诸如石英或类似材料的衬底，以及蓝宝石衬底。第二衬底505有足以粘结的平坦表面，并可以是另外类型的衬底。
图8D表示第一和第二衬底通过SiO2层504的粘结状态。当非多孔层503或第二衬底不是Si时，不需形成SiO2层504。
粘结时，可在第一和第二衬底间插入薄的绝缘板。
在多孔Si层502的边界处将第一衬底从第二衬底上去除(见图8E)。去除方法包括使用研磨、抛光，刻蚀或类似方法的第一方法(放弃第一衬底法)，以及在多孔层502的边界处分开第一和第二衬底的第二方法。第二方法中，通过去掉残留在被分开的第一衬底上的多孔Si以及平面化第一衬底表面，第一衬底能按需要进行回收。
有选择地刻蚀和去除多孔硅层502(见图8F)。晶片处理装置100或101适于这种刻蚀。由于在晶片完全浸入刻蚀液和摆动的同时(晶片如图8E所示晶片)，该晶片处理装置使用了超声波，因而晶片难以被颗粒污染，刻蚀做到了均匀刻蚀。根据该晶片处理装置，缩短了刻蚀时间，增加了非多孔层503和多孔层504之间的刻蚀选择性。刻蚀时间的缩短是因为超声波促进了刻蚀，刻蚀选择性的增加是因为超声波所促进的刻蚀在多孔层504上要比在非多孔层503上显著得多。
当非多孔层503为单晶Si时，除常用刻蚀液外，下述刻蚀液适于Si。
(a)氢氟酸
(b)把至少醇和过氧化氢之一加入氢氟酸做成的混合液。
(c)缓冲的氢氟酸
(d)把至少醇和过氧化氢之一加入缓冲的氢氟酸做成的混合液。
(e)氢氟酸，硝酸和醋酸的混合液
使用上述刻蚀液，可选择地刻蚀多孔层502留下下层的非多孔层503(单晶Si)。因为对非多孔Si层而言多孔硅有大的表面积，通过上述刻蚀液能容易地有选择地刻蚀多孔层502，因而，刻蚀以很大的速率进行。
图8E简略示出由上述制造方法得到的半导体衬底。根据该制造方法，在第二衬底505的整个表面上均匀形成平坦的非多孔层503(例如单晶Si层)。
例如，如果采用绝缘衬底作为第二衬底505，由上述制造方法得到的半导体衬底能有效地用于形成绝缘的电子元件。
本发明能够使晶片处理均匀，能够防止由颗粒引起的晶片污染。
本发明并不限于上述实施例，在本发明精神和范围内能够做各种改变和改造。因此，为通知公众本发明的范围提出了下述权利要求书。

Claims (6)

1、一种半导体衬底制造方法，包括：
在第一衬底表面的多孔层上形成非多孔层的步骤；
粘结预期结构的第一衬底一侧和单独制备的第二衬底，将所述非多孔层夹在第一衬底一侧和所述第二衬底之间的步骤；
从粘结结构去掉所述第一衬底以暴露第二衬底一侧上的所述多孔层的除去步骤；以及
在所述多孔层暴露的第二衬底一侧完全浸入刻蚀液的同时刻蚀所述多孔层的刻蚀步骤，使用超声波，由此暴露第二衬底一侧的表面；
改变作用在第二衬底一侧上的超声波强度的刻蚀步骤。
2、一种半导体衬底制造方法，包括：
在第一衬底表面的多孔层上形成非多孔层的步骤；
粘结预期结构的第一衬底一侧和单独制备的第二衬底以把所述非多孔层夹在第一衬底一侧和所述第二衬底之间的步骤；
从粘结结构去掉所述第一衬底以暴露第二衬底一侧上所述多孔层的除去步骤；
在所述多孔层暴露的第二衬底侧完全浸入刻蚀液的同时刻蚀所述多孔层的刻蚀步骤，使用超声波，由此暴露第二衬底一侧的表面；
移动第二衬底一侧的刻蚀步骤。
3、一种半导体衬底制造方法，包括：
在第一衬底表面的多孔层上形成非多孔层的步骤；
粘结预期结构的第一衬底一侧和单独制备的第二衬底以把所述非多孔层夹在第一衬底一侧和所述第二衬底之间的步骤；
从粘结结构去掉所述第一衬底以暴露第二衬底一侧上所述多孔层的除去步骤；以及
在所述多孔层暴露的第二衬底完全浸入刻蚀液的同时刻蚀所述多孔层的刻蚀步骤，使用超声波，由此暴露第二衬底一侧的表面；
摆动第二衬底一侧的刻蚀步骤。
4、一种半导体衬底制造方法，包括：
在第一衬底表面的多孔层上形成非多孔层的步骤；
粘结预期结构的第一衬底一侧和单独制备的第二衬底以把所述非多孔层夹在第一衬底一侧和所述第二衬底之间的步骤；
从粘结结构去掉所述第一衬底以暴露第二衬底一侧上所述多孔层的除去步骤；以及
在所述多孔层暴露的第二衬底一侧完全浸入刻蚀液的同时刻蚀所述多孔层的刻蚀步骤，使用超声波，由此暴露第二衬底一侧的表面；
摆动第二衬底一侧穿过超声波振动面的刻蚀步骤。
5、一种半导体衬底制造方法，包括：
在第一衬底表面的多孔层上形成非多孔层的步骤；
粘结预期结构的第一衬底一侧和单独制备的第二衬底以把所述非多孔层夹在第一衬底一侧和所述第二衬底之间的步骤；
从粘结结构去掉所述第一衬底以暴露第二衬底一侧上所述多孔层的除去步骤；以及
在所述多孔层暴露的第二衬底一侧完全浸入刻蚀液并将第二衬底实质上垂直支撑于超声波振动平面的同时刻蚀所述多孔层的刻蚀步骤，使用超声波，由此暴露第二衬底一侧的表面，
摆动第二衬底一侧穿过超声波振动平面的刻蚀步骤。
6、一种半导体衬底制造方法，包括：
在第一衬底表面的多孔层上形成非多孔层的步骤；
粘结预期结构的第一衬底一侧和单独制备的第二衬底以把所述非多孔层夹在第一衬底侧和所述第二衬底之间的步骤；
从粘结结构去掉所述第一衬底以暴露第二衬底一侧上所述多孔层的除去步骤；以及
在所述多孔层暴露的第二衬底一侧完全浸入刻蚀液并将第二衬底实质上平行支撑于超声波振动平面的同时，刻蚀所述多孔层的刻蚀步骤，使用超声波，由此暴露第二衬底一侧的表面；
摆动第二衬底一侧穿过超声波振动平面的刻蚀步骤。
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