JP2007150017A - Method of manufacturing semiconductor device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To form semiconductor layers containing different components while suppressing contamination due to the component contained in the semiconductor layers. <P>SOLUTION: A semiconductor layer 11 and a protective film 12 are formed by selective epitaxial growth on the surface of a semiconductor wafer W1. After that, a resist pattern 13 for exposing the protective film 12 of the external periphery of the semiconductor wafer W1 is formed. The protective film 12 is etched using the resist pattern 13 as a mask, thereby eliminating the protective film 12 on the external periphery of the semiconductor wafer W1. The semiconductor layer 11 is etched using the resist pattern 13 and the protective film 12 as a mask, thereby eliminating the semiconductor layer 11 on the external periphery of the semiconductor wafer W1. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は半導体装置の製造方法に関し、特に、Si基板上に形成されたSiGeの汚染を防止する方法に適用して好適なものである。   The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and is particularly suitable for application to a method for preventing contamination of SiGe formed on a Si substrate.

SOI基板上に形成された電界効果型トランジスタは、素子分離の容易性、ラッチアップフリー、ソース/ドレイン接合容量が小さいなどの点から、その有用性が注目されている。特に、完全空乏型SOIトランジスタは、低消費電力かつ高速動作が可能で、低電圧駆動が容易なため、SOIトランジスタを完全空乏モードで動作させるための研究が盛んに行われている。ここで、非特許文献1には、バルク基板上にSOI層を形成することで、SOIトランジスタを低コストで形成できる方法が開示されている。この非特許文献1に開示された方法では、Si基板上にSi/SiGe層を成膜し、SiとSiGeとのエッチングレートの違いを利用してSiGe層のみを選択的に除去することにより、Si基板とSi層との間に空洞部を形成する。そして、空洞部内に露出されたSiの熱酸化を行うことにより、Si基板とSi層との間にSiO2層を埋め込み、Si基板とSi層との間にBOX層を形成する。
T.Sakai et al.“Separation by BondingSi Islands(SBSI) for LSI Application”,Second International GiGe Technology and Device Meeting,Meeting Abstract,pp.230−231,May(2004)
Field effect transistors formed on an SOI substrate are attracting attention because of their ease of element isolation, latch-up freeness, and low source / drain junction capacitance. In particular, since a fully depleted SOI transistor can operate at low power consumption and at high speed and can be easily driven at a low voltage, research for operating the SOI transistor in a fully depleted mode has been actively conducted. Here, Non-Patent Document 1 discloses a method in which an SOI transistor can be formed at low cost by forming an SOI layer on a bulk substrate. In the method disclosed in Non-Patent Document 1, a Si / SiGe layer is formed on a Si substrate, and only the SiGe layer is selectively removed using the difference in etching rate between Si and SiGe. A cavity is formed between the Si substrate and the Si layer. Then, by performing thermal oxidation of Si exposed in the cavity, an SiO 2 layer is buried between the Si substrate and the Si layer, and a BOX layer is formed between the Si substrate and the Si layer.
T.A. Sakai et al. “Separation by Bonding Si Islands (SBSI) for LSI Applications”, Second International GiGe Technology and Device Abstraction, pp. 230-231, May (2004)

しかしながら、非特許文献1に開示された方法では、Si基板上にSi/SiGe層を成膜した時に、Si/SiGeがウェハの外周部や裏面に付着すると、その後の半導体製造プロセスにおいてSi/SiGeがウェハから剥がれ落ち、パーティクルの発生原因になったり、Ge汚染を招いたりするという問題があった。特に、ゲート絶縁膜やゲート電極を形成する時にパーティクルやGe汚染が発生すると、製造歩留まりの低下を招くだけでなく、初期に正常に動作したLSIの信頼性を劣化させるという問題があった。   However, in the method disclosed in Non-Patent Document 1, when a Si / SiGe layer is formed on a Si substrate and Si / SiGe adheres to the outer peripheral portion or the back surface of the wafer, the Si / SiGe layer is used in the subsequent semiconductor manufacturing process. Peeled off from the wafer, causing the generation of particles and causing Ge contamination. In particular, when particles or Ge contamination occurs when forming the gate insulating film or the gate electrode, there is a problem that not only the manufacturing yield is lowered, but also the reliability of the LSI which has normally operated at the initial stage is deteriorated.

そこで、本発明の目的は、パーティクルの発生や半導体層に含まれる成分に起因する汚染を抑制しつつ、半導体層を半導体基板上に形成することが可能な半導体装置の製造方法を提供することである。   Therefore, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device capable of forming a semiconductor layer on a semiconductor substrate while suppressing contamination due to generation of particles and components contained in the semiconductor layer. is there.

上述した課題を解決するために、本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法によれば、半導体ウェハの表面に選択エピタキシャル成長にて半導体層を形成する工程と、前記半導体ウェハの外周部に形成された半導体層を選択的に除去する工程とを備えることを特徴とする。
これにより、半導体ウェハの表面に半導体層が形成された場合においても、半導体ウェハの外周部に形成された半導体層を除去してから、その後の半導体製造プロセスを実行することができる。このため、半導体層が形成された半導体ウェハの半導体製造プロセスにおいて、半導体層が半導体ウェハから剥がれ落ちることを防止することができ、パーティクルの発生や半導体層に含まれる成分に起因する汚染を抑制することが可能となることから、製造歩留まりを向上させることが可能となるとともに、半導体ウェハに作製されたLSIの信頼性を向上させることができる。
In order to solve the above-described problem, according to a method for manufacturing a semiconductor device according to one aspect of the present invention, a step of forming a semiconductor layer by selective epitaxial growth on a surface of a semiconductor wafer, and a step of forming the outer periphery of the semiconductor wafer And a step of selectively removing the formed semiconductor layer.
As a result, even when a semiconductor layer is formed on the surface of the semiconductor wafer, it is possible to execute the subsequent semiconductor manufacturing process after removing the semiconductor layer formed on the outer peripheral portion of the semiconductor wafer. For this reason, in the semiconductor manufacturing process of the semiconductor wafer on which the semiconductor layer is formed, the semiconductor layer can be prevented from being peeled off from the semiconductor wafer, and contamination caused by generation of particles or components contained in the semiconductor layer is suppressed. Therefore, the manufacturing yield can be improved and the reliability of the LSI manufactured on the semiconductor wafer can be improved.

また、本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法によれば、前記半導体ウェハの外周部に形成された半導体層を選択的に除去する前に、前記半導体層上に保護膜を形成する工程をさらに備えることを特徴とする。
これにより、半導体ウェハの外周部に形成された半導体層を選択的に除去する時に、半導体層に及ぶダメージを抑制することができ、半導体層の品質の劣化を抑制しつつ、パーティクルの発生や半導体層に含まれる成分に起因する汚染を抑制することができる。
According to the method for manufacturing a semiconductor device of one embodiment of the present invention, the step of forming a protective film on the semiconductor layer before selectively removing the semiconductor layer formed on the outer peripheral portion of the semiconductor wafer. Is further provided.
Thereby, when the semiconductor layer formed on the outer peripheral portion of the semiconductor wafer is selectively removed, damage to the semiconductor layer can be suppressed, and the generation of particles and the semiconductor can be suppressed while suppressing the deterioration of the quality of the semiconductor layer. Contamination caused by components contained in the layer can be suppressed.

また、本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法によれば、前記半導体ウェハの外周部に形成された半導体層を選択的に除去してから、前記半導体ウェハをスクラバー洗浄する工程をさらに備えることを特徴とする。
これにより、半導体ウェハの外周部に形成された半導体層を選択的に除去した後に、半導体ウェハに付着したパーティクルを除去してから、その後の半導体製造プロセスを実行することができ、パーティクルの発生や半導体層に含まれる成分に起因する汚染を抑制することができる。
The method for manufacturing a semiconductor device according to one aspect of the present invention further includes the step of scrubbing the semiconductor wafer after selectively removing the semiconductor layer formed on the outer periphery of the semiconductor wafer. It is characterized by that.
As a result, after selectively removing the semiconductor layer formed on the outer peripheral portion of the semiconductor wafer, the particles adhering to the semiconductor wafer can be removed, and then the subsequent semiconductor manufacturing process can be performed. Contamination due to components contained in the semiconductor layer can be suppressed.

また、本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法によれば、半導体ウェハの全面にエピタキシャル成長にて半導体層を形成する工程と、前記半導体ウェハの外周部および裏面に形成された半導体層を選択的に除去する工程とを備えることを特徴とする。
これにより、半導体ウェハの全面に半導体層が形成された場合においても、半導体ウェハの外周部および裏面に形成された半導体層を除去してから、その後の半導体製造プロセスを実行することができる。このため、半導体層が形成された半導体ウェハの半導体製造プロセスにおいて、半導体層が半導体ウェハから剥がれ落ちることを防止することができ、パーティクルの発生や半導体層に含まれる成分に起因する汚染を抑制することが可能となることから、バッチ処理にて半導体ウェハ上に半導体層を形成することを可能としつつ、製造歩留まりを向上させることが可能となるとともに、半導体ウェハに作製されたLSIの信頼性を向上させることができる。
In addition, according to the method of manufacturing a semiconductor device according to one aspect of the present invention, a step of forming a semiconductor layer by epitaxial growth on the entire surface of the semiconductor wafer and a semiconductor layer formed on the outer peripheral portion and the back surface of the semiconductor wafer are selected. And removing it.
Thereby, even when the semiconductor layer is formed on the entire surface of the semiconductor wafer, the semiconductor layer formed on the outer peripheral portion and the back surface of the semiconductor wafer can be removed and the subsequent semiconductor manufacturing process can be executed. For this reason, in the semiconductor manufacturing process of the semiconductor wafer on which the semiconductor layer is formed, the semiconductor layer can be prevented from being peeled off from the semiconductor wafer, and contamination caused by generation of particles or components contained in the semiconductor layer is suppressed. Therefore, it is possible to form a semiconductor layer on a semiconductor wafer by batch processing, improve the manufacturing yield, and improve the reliability of the LSI manufactured on the semiconductor wafer. Can be improved.

また、半導体ウエーハ表面に半導体層を選択的エピタキシャル成長する場合でも、前記エピタキシャル成長工程に於いて、ウエーハ表面の外周端部やウエーハ裏面の少なくとも一部領域に、該半導体層が形成される場合にも適用できる。
また、本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法によれば、半導体ウェハの全面にエピタキシャル成長にて半導体層を形成する工程と、前記半導体層上に絶縁膜を形成する工程と、前記半導体ウェハの表面の外周部に形成された半導体層および絶縁膜を選択的に除去することにより、前記半導体ウェハの表面の外周部を露出させる工程と、前記半導体ウェハの表面の外周部の露出面上に配置され、前記半導体ウェハの表面の半導体層の側壁を覆うサイドウォールを形成する工程と、前記絶縁膜および前記サイドウォールをマスクとして前記半導体層のエッチングを行うことにより、前記半導体ウェハの端部および裏面に形成された半導体層を除去する工程とを備えることを特徴とする。
Further, even when the semiconductor layer is selectively epitaxially grown on the semiconductor wafer surface, the present invention is also applicable to the case where the semiconductor layer is formed on the outer peripheral edge of the wafer surface or at least a part of the wafer back surface in the epitaxial growth step. it can.
According to the method for manufacturing a semiconductor device of one embodiment of the present invention, a step of forming a semiconductor layer by epitaxial growth on the entire surface of the semiconductor wafer, a step of forming an insulating film on the semiconductor layer, and the semiconductor wafer A step of exposing the outer peripheral portion of the surface of the semiconductor wafer by selectively removing the semiconductor layer and the insulating film formed on the outer peripheral portion of the surface of the semiconductor wafer, and on the exposed surface of the outer peripheral portion of the surface of the semiconductor wafer A step of forming a sidewall covering the sidewall of the semiconductor layer on the surface of the semiconductor wafer, and etching the semiconductor layer using the insulating film and the sidewall as a mask, And a step of removing the semiconductor layer formed on the back surface.

これにより、半導体ウェハの全面に半導体層が形成された場合においても、半導体ウェハの有効チップ領域に形成された半導体層がエッチングされることを防止しつつ、半導体ウェハの外周部および裏面に形成された半導体層を除去することができる。このため、バッチ処理にて半導体ウェハ上に半導体層を形成することを可能としつつ、その後の半導体製造プロセスにおいて、半導体層が半導体ウェハから剥がれ落ちることを防止することができ、パーティクルの発生や半導体層に含まれる成分に起因する汚染を抑制することが可能となる。   Thereby, even when the semiconductor layer is formed on the entire surface of the semiconductor wafer, the semiconductor layer formed in the effective chip region of the semiconductor wafer is prevented from being etched and formed on the outer peripheral portion and the back surface of the semiconductor wafer. The semiconductor layer can be removed. Therefore, it is possible to form a semiconductor layer on a semiconductor wafer by batch processing, and it is possible to prevent the semiconductor layer from peeling off from the semiconductor wafer in the subsequent semiconductor manufacturing process. It becomes possible to suppress contamination caused by components contained in the layer.

また、本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法によれば、前記絶縁膜および前記サイドウォールをマスクとして前記半導体層のエッチングを行う前に、前記半導体層に不純物を拡散する工程をさらに備えることを特徴とする。
これにより、半導体層のエッチングレートを速めることが可能となり、半導体ウェハの全面に半導体層が形成された場合においても、半導体ウェハの有効チップ領域に形成された半導体層がエッチングされることを防止しつつ、半導体ウェハの外周部および裏面に形成された半導体層を効率よく除去することができる。
The method for manufacturing a semiconductor device according to one embodiment of the present invention further includes a step of diffusing impurities in the semiconductor layer before etching the semiconductor layer using the insulating film and the sidewall as a mask. It is characterized by that.
This makes it possible to increase the etching rate of the semiconductor layer, and prevents the semiconductor layer formed in the effective chip region of the semiconductor wafer from being etched even when the semiconductor layer is formed on the entire surface of the semiconductor wafer. Meanwhile, the semiconductor layer formed on the outer peripheral portion and the back surface of the semiconductor wafer can be efficiently removed.

また、本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法によれば、前記半導体ウェハはSi基板、前記半導体層はSiの単層構造、SiGeの単層構造またはSiGe/Siの積層構造であることを特徴とする。
これにより、Si基板上に結晶品質のよい単結晶Si層または単結晶SiGe層を形成することが可能となり、Si基板上に形成されるLSIの特性を向上させることが可能となる。また、SiGe/Siの積層構造をSi基板上に形成することにより、SiとSiGeとのエッチングレートの違いを利用してSiGe層のみを選択的に除去することがで、SOI基板を用いることなく、Si基板上にSOI構造を形成することができる。
According to the method for manufacturing a semiconductor device of one embodiment of the present invention, the semiconductor wafer has a Si substrate, and the semiconductor layer has a single-layer structure of Si, a single-layer structure of SiGe, or a stacked structure of SiGe / Si. It is characterized by.
This makes it possible to form a single crystal Si layer or a single crystal SiGe layer with good crystal quality on the Si substrate, and to improve the characteristics of the LSI formed on the Si substrate. Further, by forming a SiGe / Si stacked structure on the Si substrate, it is possible to selectively remove only the SiGe layer using the difference in etching rate between Si and SiGe without using an SOI substrate. An SOI structure can be formed on the Si substrate.

以下、本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法について図面を参照しながら説明する。
図1(a)は、本発明の第1実施形態に係るウェハの構成を示す平面図、図1(b)〜図1(d)は本発明の第1実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
図1(a)において、半導体ウェハW1には、1個分の半導体チップを切り出すことが可能な有効チップ領域R1および1個分の半導体チップを切り出すことが不可能な外周領域R2が設けられている。
Hereinafter, a semiconductor device manufacturing method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1A is a plan view showing a configuration of a wafer according to the first embodiment of the present invention, and FIGS. 1B to 1D are methods for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. FIG.
In FIG. 1A, the semiconductor wafer W1 is provided with an effective chip region R1 from which one semiconductor chip can be cut and an outer peripheral region R2 from which one semiconductor chip cannot be cut. Yes.

そして、図1(b)において、半導体ウェハW1の表面に選択エピタキシャル成長にて半導体層11を形成した後、熱酸化、スパッタまたはCVDなどの方法にて半導体層11上に保護膜12を形成する。なお、半導体ウェハW1の材質としては、例えば、Si、Ge、SiGe、SiC、SiSn、PbS、GaAs、InP、GaP、GaNまたはZnSeなどを用いることができる。また、第1半導体層11としては、例えば、Si、Ge、SiGe、SiC、SiSn、PbS、GaAs、InP、GaP、GaNまたはZnSeなどの単層構造あるいは異なる半導体の積層構造を用いることができる。ここで、半導体ウェハW1としてSi基板、半導体層11としてSiGe/Siの積層構造を用いることにより、SiとSiGeとのエッチングレートの違いを利用してSiGe層のみを選択的に除去することができ、SOI基板を用いることなく、Si基板上にSOI構造を形成することができる。また、保護膜12としては、例えば、シリコン酸化膜またはシリコン窒化膜などを用いることができる。また、半導体ウェハW1としてSi基板、半導体層11としてSiGeあるいはSiの層を、選択的にMOSFETのソース・ドレイン領域にエピタキシャル成長することにより、エレベーテド・ソース・ドレイン構造を形成できる。   1B, after forming the semiconductor layer 11 on the surface of the semiconductor wafer W1 by selective epitaxial growth, the protective film 12 is formed on the semiconductor layer 11 by a method such as thermal oxidation, sputtering, or CVD. As a material of the semiconductor wafer W1, for example, Si, Ge, SiGe, SiC, SiSn, PbS, GaAs, InP, GaP, GaN, or ZnSe can be used. In addition, as the first semiconductor layer 11, for example, a single layer structure such as Si, Ge, SiGe, SiC, SiSn, PbS, GaAs, InP, GaP, GaN, or ZnSe or a stacked structure of different semiconductors can be used. Here, by using a Si substrate as the semiconductor wafer W1 and a stacked structure of SiGe / Si as the semiconductor layer 11, only the SiGe layer can be selectively removed using the difference in etching rate between Si and SiGe. The SOI structure can be formed on the Si substrate without using the SOI substrate. Further, as the protective film 12, for example, a silicon oxide film or a silicon nitride film can be used. Also, an elevated source / drain structure can be formed by selectively epitaxially growing a Si substrate as the semiconductor wafer W1 and a SiGe or Si layer as the semiconductor layer 11 in the source / drain regions of the MOSFET.

次に、図1(c)に示すように、フォトリソグラフィー技術を用いることにより、半導体ウェハW1の外周部の保護膜12を露出させるレジストパターン13を形成する。なお、レジストパターン13は、図1(a)の有効チップ領域R1を覆うとともに、外周領域R2を露出させるようなパターンとすることができる。
次に、図1(d)に示すように、レジストパターン13をマスクとして保護膜12をエッチングすることにより、半導体ウェハW1の外周部の保護膜12を除去する。そして、レジストパターン13および保護膜12をマスクとして半導体層11をエッチングすることにより、半導体ウェハW1の外周部の半導体層11を除去した後、レジストパターン13を除去する。なお、半導体層11をエッチングする方法としては、ドライエッチングまたはウェットエッチングのいずれでもよい。例えば、半導体層11としてSiGeを除去する場合、塩素系ガスあるいは酸素とフッ素の混合ガスをエッチングガスとしたドライエッチングを用いてもよいし、フッ硝酸、フッ硝酸過水、フッ酢酸過水あるいはアンモニア過水をエッチング液としたウェットエッチングを用いてもよい。
Next, as shown in FIG. 1C, a resist pattern 13 that exposes the protective film 12 on the outer peripheral portion of the semiconductor wafer W1 is formed by using a photolithography technique. The resist pattern 13 can be a pattern that covers the effective chip region R1 of FIG. 1A and exposes the outer peripheral region R2.
Next, as shown in FIG. 1D, the protective film 12 is etched using the resist pattern 13 as a mask to remove the protective film 12 on the outer peripheral portion of the semiconductor wafer W1. Then, the semiconductor layer 11 is etched using the resist pattern 13 and the protective film 12 as a mask to remove the semiconductor layer 11 on the outer peripheral portion of the semiconductor wafer W1, and then the resist pattern 13 is removed. Note that the method for etching the semiconductor layer 11 may be either dry etching or wet etching. For example, when SiGe is removed as the semiconductor layer 11, dry etching using a chlorine-based gas or a mixed gas of oxygen and fluorine as an etching gas may be used, or hydrofluoric nitric acid, hydrofluoric nitric acid, hydrofluoric acetic acid, or ammonia Wet etching using excess water as an etchant may be used.

これにより、半導体ウェハW1の表面に半導体層11が形成された場合においても、半導体ウェハW1の外周部に形成された半導体層11を除去してから、その後の半導体製造プロセスを実行することができる。このため、半導体層11が形成された半導体ウェハW1の半導体製造プロセスにおいて、半導体層11が半導体ウェハW1から剥がれ落ちることを防止することができ、パーティクルの発生や半導体層11に含まれる成分に起因する汚染を抑制することが可能となることから、製造歩留まりを向上させることが可能となるとともに、半導体ウェハW1に作製されたLSIの信頼性を向上させることができる。   Thereby, even when the semiconductor layer 11 is formed on the surface of the semiconductor wafer W1, it is possible to execute the subsequent semiconductor manufacturing process after removing the semiconductor layer 11 formed on the outer peripheral portion of the semiconductor wafer W1. . For this reason, in the semiconductor manufacturing process of the semiconductor wafer W1 on which the semiconductor layer 11 is formed, it is possible to prevent the semiconductor layer 11 from being peeled off from the semiconductor wafer W1, resulting from generation of particles and components contained in the semiconductor layer 11. Therefore, the manufacturing yield can be improved, and the reliability of the LSI manufactured on the semiconductor wafer W1 can be improved.

なお、半導体ウェハW1の外周部に形成された半導体層11を選択的に除去してから、半導体ウェハW1をスクラバー洗浄するようにしてもよい。これにより、半導体ウェハW1の外周部に形成された半導体層11を選択的に除去した後に、半導体ウェハW1に付着したパーティクルを除去してから、その後の半導体製造プロセスを実行することができ、パーティクルの発生や半導体層11に含まれる成分に起因する汚染を抑制することができる。   Note that the semiconductor wafer 11 may be scrubber cleaned after the semiconductor layer 11 formed on the outer periphery of the semiconductor wafer W1 is selectively removed. Thereby, after selectively removing the semiconductor layer 11 formed on the outer peripheral portion of the semiconductor wafer W1, particles adhering to the semiconductor wafer W1 can be removed, and then a subsequent semiconductor manufacturing process can be executed. Occurrence of contamination and contamination due to components contained in the semiconductor layer 11 can be suppressed.

図2は、本発明の第2実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
図2(a)において、半導体ウェハW2の全面にエピタキシャル成長にて半導体層21を形成する。半導体ウエーハW2表面に半導体層21を選択的エピタキシャル成長する場合でも、前記エピタキシャル成長工程に於いて、ウエーハ表面の外周端部やウエーハ裏面の少なくとも一部領域に、該半導体層21が形成される場合にも本製造方法が適用できる。なお、半導体ウェハW2としてSi基板、半導体層21としてSiGe/Siの積層構造を用いることにより、SiとSiGeとのエッチングレートの違いを利用してSiGe層のみを選択的に除去することがで、SOI基板を用いることなく、Si基板上にSOI構造を形成することができる。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.
In FIG. 2A, the semiconductor layer 21 is formed on the entire surface of the semiconductor wafer W2 by epitaxial growth. Even when the semiconductor layer 21 is selectively epitaxially grown on the surface of the semiconductor wafer W2, even when the semiconductor layer 21 is formed in at least a partial region of the outer peripheral edge of the wafer surface or the wafer back surface in the epitaxial growth step. This manufacturing method can be applied. In addition, by using the Si substrate as the semiconductor wafer W2 and the stacked structure of SiGe / Si as the semiconductor layer 21, it is possible to selectively remove only the SiGe layer using the difference in etching rate between Si and SiGe. An SOI structure can be formed on a Si substrate without using an SOI substrate.

次に、図2(b)に示すように、熱酸化、スパッタまたはCVDなどの方法にて半導体層21上に絶縁膜22を形成する。なお、絶縁膜22としては、例えば、シリコン酸化膜またはシリコン窒化膜などを用いることができる。そして、フォトリソグラフィー技術を用いることにより、半導体ウェハW2の有効チップ領域を覆うレジストパターン23を形成する。そして、レジストパターン23をマスクとして絶縁膜22をエッチングすることにより、半導体ウェハW2の外周領域の絶縁膜22を除去し、半導体ウェハW2の有効チップ領域が絶縁膜22にて覆われるようにする。   Next, as shown in FIG. 2B, an insulating film 22 is formed on the semiconductor layer 21 by a method such as thermal oxidation, sputtering, or CVD. For example, a silicon oxide film or a silicon nitride film can be used as the insulating film 22. And the resist pattern 23 which covers the effective chip area | region of the semiconductor wafer W2 is formed by using a photolithographic technique. Then, the insulating film 22 is etched using the resist pattern 23 as a mask to remove the insulating film 22 in the outer peripheral region of the semiconductor wafer W2, so that the effective chip region of the semiconductor wafer W2 is covered with the insulating film 22.

次に、図2(c)に示すように、レジストパターン23および絶縁膜22をマスクとして半導体層21の異方性エッチングを行うことにより、半導体ウェハW2の外周領域の半導体層21を除去する。
次に、図2(d)に示すように、レジストパターン23を除去した後、CVDなどの方法にて半導体ウェハW2上の表面全体に絶縁膜を堆積する。そして、半導体ウェハW2上に堆積された絶縁膜の異方性エッチングを行うことにより、半導体ウェハW2の表面の外周領域の露出面上に配置され、半導体ウェハW2の表面の半導体層21の側壁を覆うサイドウォール24を形成する。
Next, as shown in FIG. 2C, the semiconductor layer 21 in the outer peripheral region of the semiconductor wafer W2 is removed by performing anisotropic etching of the semiconductor layer 21 using the resist pattern 23 and the insulating film 22 as a mask.
Next, as shown in FIG. 2D, after removing the resist pattern 23, an insulating film is deposited on the entire surface of the semiconductor wafer W2 by a method such as CVD. Then, by performing anisotropic etching of the insulating film deposited on the semiconductor wafer W2, it is disposed on the exposed surface of the outer peripheral region of the surface of the semiconductor wafer W2, and the side wall of the semiconductor layer 21 on the surface of the semiconductor wafer W2 is removed. Covering sidewalls 24 are formed.

次に、図2(e)に示すように、絶縁膜22およびサイドウォール24をマスクとして半導体層21のエッチングを行うことにより、半導体ウェハW2の端部および裏面に形成された半導体層21を除去する。ここで、半導体ウェハW2の側壁にサイドウォール24を形成することにより、有効チップ領域に形成された半導体層21が側方からエッチングされることを防止することができる。   Next, as shown in FIG. 2E, the semiconductor layer 21 is removed by etching the semiconductor layer 21 using the insulating film 22 and the sidewalls 24 as a mask, thereby removing the semiconductor layer 21 formed on the end and back surface of the semiconductor wafer W2. To do. Here, by forming the sidewall 24 on the sidewall of the semiconductor wafer W2, it is possible to prevent the semiconductor layer 21 formed in the effective chip region from being etched from the side.

なお、半導体層21をエッチングする方法としては、ドライエッチングまたはウェットエッチングのいずれでもよい。例えば、半導体層21としてSiGeを除去する場合、塩素系ガスあるいは酸素とフッ素の混合ガスをエッチングガスとしたドライエッチングを用いるようにしてもよいし、フッ硝酸、フッ硝酸過水、フッ酢酸過水あるいはアンモニア過水をエッチング液としたウェットエッチングを用いるようにしてもよい。   The method for etching the semiconductor layer 21 may be either dry etching or wet etching. For example, when SiGe is removed as the semiconductor layer 21, dry etching using a chlorine-based gas or a mixed gas of oxygen and fluorine as an etching gas may be used, or hydrofluoric nitric acid, hydrofluoric nitric acid, or hydrofluoric acid. Alternatively, wet etching using ammonia-hydrogen peroxide as an etchant may be used.

次に、図2(f)に示すように、半導体層21を覆う絶縁膜22およびサイドウォール24を除去する。
これにより、半導体ウェハW2の全面に半導体層21が形成された場合においても、半導体ウェハW2の有効チップ領域に形成された半導体層21がエッチングされることを防止しつつ、半導体ウェハW2の外周領域および裏面に形成された半導体層21を除去することができる。このため、例えば、バッチ処理にて半導体ウェハW2上に半導体層21を形成することを可能としつつ、その後の半導体製造プロセスにおいて、半導体層21が半導体ウェハW2から剥がれ落ちることを防止することができ、パーティクルの発生や半導体層21に含まれる成分に起因する汚染を抑制することが可能となる。
Next, as shown in FIG. 2F, the insulating film 22 and the sidewalls 24 that cover the semiconductor layer 21 are removed.
Thereby, even when the semiconductor layer 21 is formed on the entire surface of the semiconductor wafer W2, the outer peripheral region of the semiconductor wafer W2 is prevented while the semiconductor layer 21 formed in the effective chip region of the semiconductor wafer W2 is prevented from being etched. Further, the semiconductor layer 21 formed on the back surface can be removed. Therefore, for example, the semiconductor layer 21 can be formed on the semiconductor wafer W2 by batch processing, and the semiconductor layer 21 can be prevented from peeling off from the semiconductor wafer W2 in the subsequent semiconductor manufacturing process. It is possible to suppress contamination caused by the generation of particles and components contained in the semiconductor layer 21.

なお、絶縁膜22およびサイドウォール24をマスクとして半導体層21のエッチングを行う前に、半導体層21にBまたはPなどの不純物を拡散するようにしてもよい。これにより、半導体層21のエッチングレートを速めることが可能となり、半導体ウェハW2の全面に半導体層21が形成された場合においても、半導体ウェハW2の有効チップ領域に形成された半導体層21がエッチングされることを防止しつつ、半導体ウェハW2の外周領域および裏面に形成された半導体層21を効率よく除去することができる。また、半導体ウェハW2の外周部に形成された半導体層21を選択的に除去してから、半導体ウェハW2をスクラバー洗浄するようにしてもよい。   Note that an impurity such as B or P may be diffused into the semiconductor layer 21 before the semiconductor layer 21 is etched using the insulating film 22 and the sidewalls 24 as a mask. As a result, the etching rate of the semiconductor layer 21 can be increased, and even when the semiconductor layer 21 is formed on the entire surface of the semiconductor wafer W2, the semiconductor layer 21 formed in the effective chip region of the semiconductor wafer W2 is etched. The semiconductor layer 21 formed on the outer peripheral region and the back surface of the semiconductor wafer W2 can be efficiently removed while preventing this. Alternatively, the semiconductor wafer W2 may be scrubber cleaned after the semiconductor layer 21 formed on the outer periphery of the semiconductor wafer W2 is selectively removed.

本発明の第1実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す図。The figure which shows the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す図。The figure which shows the manufacturing method of the semiconductor device which concerns on 2nd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

W1、W2 半導体ウェハ、R1 有効チップ領域、R2 外周領域、11、21 半導体層、12 絶縁膜22 絶縁膜、13、23 レジストパターン、24 サイドウォール   W1, W2 semiconductor wafer, R1 effective chip region, R2 outer peripheral region, 11, 21 semiconductor layer, 12 insulating film 22, insulating film, 13, 23 resist pattern, 24 sidewall

Claims (7)

半導体ウェハの表面に選択エピタキシャル成長にて半導体層を形成する工程と、
前記半導体ウェハの外周部に形成された半導体層を選択的に除去する工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
Forming a semiconductor layer by selective epitaxial growth on the surface of the semiconductor wafer;
And a step of selectively removing a semiconductor layer formed on the outer periphery of the semiconductor wafer.
前記半導体ウェハの外周部に形成された半導体層を選択的に除去する前に、前記半導体層上に保護膜を形成する工程をさらに備えることを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。   2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising a step of forming a protective film on the semiconductor layer before selectively removing the semiconductor layer formed on the outer peripheral portion of the semiconductor wafer. . 前記半導体ウェハの外周部に形成された半導体層を選択的に除去してから、前記半導体ウェハをスクラバー洗浄する工程をさらに備えることを特徴とする請求項1または2記載の半導体装置の製造方法。   The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising a step of scrubber cleaning the semiconductor wafer after selectively removing a semiconductor layer formed on an outer peripheral portion of the semiconductor wafer. 半導体ウェハの全面にエピタキシャル成長にて半導体層を形成する工程と、
前記半導体ウェハの外周部および裏面に形成された半導体層を選択的に除去する工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
Forming a semiconductor layer by epitaxial growth on the entire surface of the semiconductor wafer;
And a step of selectively removing a semiconductor layer formed on the outer peripheral portion and the back surface of the semiconductor wafer.
半導体ウェハの全面にエピタキシャル成長にて半導体層を形成する工程と、
前記半導体層上に絶縁膜を形成する工程と、
前記半導体ウェハの表面の外周部に形成された半導体層および絶縁膜を選択的に除去することにより、前記半導体ウェハの表面の外周部を露出させる工程と、
前記半導体ウェハの表面の外周部の露出面上に配置され、前記半導体ウェハの表面の半導体層の側壁を覆うサイドウォールを形成する工程と、
前記絶縁膜および前記サイドウォールをマスクとして前記半導体層のエッチングを行うことにより、前記半導体ウェハの端部および裏面に形成された半導体層を除去する工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
Forming a semiconductor layer by epitaxial growth on the entire surface of the semiconductor wafer;
Forming an insulating film on the semiconductor layer;
Selectively exposing the semiconductor layer and the insulating film formed on the outer peripheral portion of the surface of the semiconductor wafer to expose the outer peripheral portion of the surface of the semiconductor wafer;
A step of forming a sidewall that is disposed on an exposed surface of an outer peripheral portion of the surface of the semiconductor wafer and covers a sidewall of the semiconductor layer on the surface of the semiconductor wafer;
And a step of removing the semiconductor layer formed on the end and back surface of the semiconductor wafer by etching the semiconductor layer using the insulating film and the sidewall as a mask. Method.
前記絶縁膜および前記サイドウォールをマスクとして前記半導体層のエッチングを行う前に、前記半導体層に不純物を拡散する工程をさらに備えることを特徴とする請求項5記載の半導体装置の製造方法。   6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 5, further comprising a step of diffusing impurities into the semiconductor layer before etching the semiconductor layer using the insulating film and the sidewall as a mask. 前記半導体ウェハはSi基板、前記半導体層はSiの単層構造、SiGeの単層構造またはSiGe/Siの積層構造であることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項記載の半導体装置の製造方法。   7. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor wafer has a Si substrate, and the semiconductor layer has a single-layer structure of Si, a single-layer structure of SiGe, or a stacked structure of SiGe / Si. Manufacturing method.
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