TWI821530B - 護膜中間體之製造方法及護膜之製造方法 - Google Patents
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Abstract
提供一種可提高護膜薄膜的品質之護膜中間體、護膜、護膜中間體之製造方法及護膜之製造方法。
護膜中間體，係具備有：Si基板；Si氧化膜，被形成於Si基板的表面；及Si層，被形成於Si氧化膜的表面。Si層，係隨著向Si層的表面靠近而COP(Crystal Originated Particle)數減少之部分即低COP部，且包含被形成於構成Si層的表面之部分的低COP部。
Description
本發明，係關於護膜中間體、護膜、護膜中間體之製造方法及護膜之製造方法，更特別是關於可提高護膜薄膜的品質之護膜中間體、護膜、護膜中間體之製造方法及護膜之製造方法。
在半導體元件之製造程序所使用的光微影技術中，係對半導體晶圓塗佈光阻，並使用光罩，對塗佈了光阻之所需的部位照射曝光光，藉此，在半導體晶圓上製作所需之形狀的光阻圖案。
在半導體元件之製造程序中，係伴隨著半導體元件的微細化而對於光微影技術之微細化的要求越提高。近年來，作為曝光光，有研究探討出使用比以往將KrF(氟化氪)準分子雷射作為光源的光(波長：248nm)或將ArF(氟化氬)準分子雷射作為光源的光(波長：193nm)等更短波長即EUV(Extreme Ultra Violet)光(波長：13.5nm)等。
在光微影技術中，在對光阻照射曝光光之際，係以被稱為護膜之防塵用的罩蓋來覆蓋光罩，藉此，
防止異物附著於光罩。作為護膜之護膜薄膜，係適合曝光光之穿透性高且對於曝光光之耐性高(高溫時之變質或變形少)的材料。在ArF世代之前，作為護膜薄膜，係使用了有機系薄膜。但是，在EUV世代中，作為具有更高之透過率及耐性的材料，有研究探討出使用由Si(矽)、SiN(氮化矽)、C(石墨、石墨烯、DLC(類鑽碳)或非晶碳等)或SiC(碳化矽)等所構成的護膜薄膜。
作為包含由Si所構成之護膜薄膜的護膜之製造方法的技術，在下述專利文獻1中，係揭示有一種護膜之製造方法：將由Si結晶膜所構成之環狀的護膜框架黏著於SOI(Silicon On Insulator)基板，並去除SOI基板之Si膜及Si氧化膜，藉此，製造由Si所構成的護膜薄膜。
由於光能，係與波長的長度呈反比例而變大，因此，當曝光光之波長變短時，則護膜薄膜從曝光光所接收的能量變大。因此，伴隨著曝光光之短波長化，在護膜薄膜，係對於曝光光要求更高的耐性，作為像這樣的護膜薄膜之材料，係在熱及化學上比Si更穩定的SiC者為較適合。
作為關於包含由SiC所構成之護膜薄膜的護膜之製造方法的技術，在下述專利文獻2，係揭示有一種如下述之製造方法：藉由LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition)法，在矽晶圓上形成多結晶SiC膜，並藉由CMP(Chemical Mechanical Polishing)法，將多結晶SiC膜研磨成150nm之厚度，且使用KOH(氫氧化鉀)水溶液來對矽晶圓進行濕蝕刻。
在下述專利文獻2之技術中，係存在有在對矽晶圓進行濕蝕刻之際，護膜薄膜容易破損這樣的問題。在下述專利文獻3中，係揭示有可解決該問題的技術。在下述專利文獻3中，係揭示有如下述之製造方法：將SOI基板作為底層，形成由SiC所構成之護膜薄膜，並去除SOI基板的中央部，藉此，使護膜薄膜之背面露出於凹部的底部。根據下述專利文獻3之技術，藉由使Si氧化膜介設於Si基板與護膜薄膜之間的方式，可緩和護膜薄膜內部的拉伸應力，並可抑制製造時之護膜薄膜的破損。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開2009-116284號公報
[專利文獻2] 國際公開第2014/188710號手冊
[專利文獻3] 日本特開2018-115094號公報
[本發明所欲解決之課題]
在專利文獻2及3之技術中，係存在有護膜薄膜之品質較低這樣的問題。
本發明，係用以解決上述課題而進行研究者，其目的，係提供一種可提高護膜薄膜的品質之護膜中間體、護膜、護膜中間體之製造方法及護膜之製造方法。
[用以解決課題之手段]
根據本發明之一觀點的護膜中間體，係具備有：Si基板；Si氧化膜，被形成於Si基板的表面；及Si層，被形成於Si氧化膜的表面，Si層，係包含隨著向Si層的表面靠近而COP(Crystal Originated Particle)數減少之部分即低COP部，且該低COP部被形成於構成Si層的表面之部分。
根據本發明之另一觀點的護膜，係具備有：Si基板，具有環狀之平面形狀；Si氧化膜，具有環狀之平面形狀，並被形成於Si基板的表面；Si層，具有環狀之平面形狀，並被形成於Si氧化膜的表面；及SiC膜，被形成於Si層的表面，Si層，係包含隨著向Si層的表面靠近而COP數減少之部分即低COP部，且該低COP部被形成於構成Si層的表面之部分。
根據本發明之另外其他觀點的護膜中間體之製造方法，係具備有：準備Si層的工程，該Si層，係包含隨著向表面靠近而COP數減少之部分即低COP部，且該COP部被形成於構成表面之部分；準備第一氧化膜基板的工程，該第一氧化膜基板，係包含第一Si基板與被形成於第一Si基板之表面的第一Si氧化膜；準備第二氧化膜基板的工程，該第二氧化膜基板，係包含第二Si基板與被形成於第二Si基板之表面的第二Si氧化膜；將第一Si氧化膜接合於Si層之表面的工程；在接合第一Si氧化膜之工程後，去除構成Si層的背面之部分的工程；在去除構成Si層的背面之部分的工程後，將第二Si氧化膜接合於Si層之背面的工程；在接合第二Si氧化膜之工程後，以Si之蝕刻速度較Si氧化物之蝕刻速度快的條件，對第一Si基板進行濕蝕刻，藉此，使第一Si氧化膜露出的工程；及在使第一Si氧化膜露出的工程後，去除第一Si氧化膜，藉此，使Si層之表面露出的工程。
在上述製造方法中，以更具備有下述工程為佳：在準備第一氧化膜基板的工程中，準備包含第一Si基板與被形成於第一Si基板的表面及背面之第一Si氧化膜的第一氧化膜基板，在接合第一Si氧化膜的工程後，去除第一Si氧化膜中之被形成於第一Si基板的背面之部分，藉此，使第一Si基板的背面露出。
在上述製造方法中，較佳為更具備有下述工程：在準備第二氧化膜基板的工程中，準包含備第二Si基板與被形成於第二Si基板的表面及背面之第二Si氧化膜的第二氧化膜基板，在接合第二Si氧化膜的工程後，去除第二Si氧化膜中之被形成於第二Si基板的背面之部分，藉此，使第二Si基板的背面露出。
根據本發明之另外其他觀點的護膜之製造方法，係具備有：使用上述製造方法，製造護膜中間體的工程；在Si層之表面形成SiC膜的工程；以Si之蝕刻速度較Si氧化物之蝕刻速度快的條件，對第二Si基板進行濕蝕刻，藉此，在第二Si基板形成凹部，並使第二Si氧化膜露出於凹部之底部的工程；及對存在於凹部之底部的第二Si氧化膜及Si層進行濕蝕刻，藉此，使SiC膜露出於凹部之底部的工程。
在上述製造方法中，較佳為更具備有下述工程：在製造護膜薄膜中間體的工程後且使第二Si氧化膜露出的工程之前，對第二Si基板進行機械性地磨削，藉此，在第二Si基板形成凹部，在使第二Si氧化膜露出的工程中，對存在於凹部之底部的第二Si基板進行濕蝕刻，藉此，使第二Si氧化膜露出於凹部之底部。
在上述製造方法中，較佳為使SiC膜露出於凹部之底部的工程，係包含有：對存在於凹部之底部的第二Si氧化膜進行濕蝕刻，藉此，使Si層露出於凹部之底部的工程；及對存在於凹部之底部的Si層進行濕蝕刻，藉此，使SiC膜露出於凹部之底部的工程，在使SiC膜露出的工程中，使Si層對於Si層之濕蝕刻所使用的藥液相對地移動。
[發明之效果]
根據本發明，係提供一種可提高護膜薄膜的品質之護膜中間體、護膜、護膜中間體之製造方法及護膜之製造方法。
以下，根據圖面，說明本發明的一實施形態。
圖1，係表示本發明的實施形態中之護膜1之構成的剖面圖。另外，圖1，係在垂直於SiC膜40之表面40a之平面進行了切割時的剖面圖。
參閱圖1，本實施形態中之護膜1(護膜之一例)，係由SiC所構成之護膜薄膜被基板支撐部分地支撐的SiC自立基板，具備有支撐基板41與作為護膜薄膜的SiC膜40(SiC膜之一例)。
支撐基板41，係包含有：Si基板31(Si基板之一例)；Si氧化膜32(Si氧化膜之一例)；及Si層10(Si層之一例)。Si基板31、Si氧化膜32及Si層10，係在從垂直SiC膜40之表面40a的方向觀看時，分別具有環狀之平面形狀。
在Si基板31之表面31a，係形成Si氧化膜32。在Si氧化膜32之表面32a，係形成Si層10。在Si層10之表面10a，係露出(111)面。在Si層10之表面10a，係亦可露出(100)面或(110)面。Si層10，係包含被形成於構成Si層10的表面10a之部分的低COP部11(低COP部之一例)。低COP部，係隨著向Si層的表面靠近而COP數減少之部分。
在Si層10之表面10a(支撐基板41之表面41a)，係形成SiC膜40。SiC膜40，係亦可不形成於支撐基板41的背面41b及側面41c，或亦可被形成於支撐基板41的背面41b及側面41c。由於支撐基板41為環狀，因此，在支撐基板41之中央部，係形成凹部42。凹部42被SiC膜40覆蓋，在凹部42之底部，係露出SiC膜40的背面40b。
SiC膜40，係具有10nm以上160nm以下的厚度w1。厚度w1，係15nm以上為較佳且30nm以下為較佳。SiC膜40，係由單結晶3C-SiC、多結晶3C-SiC或非晶SiC等所構成。在SiC膜40被形成於Si基板上的情況下，一般而言，SiC膜40，係由3C-SiC所構成。
圖2，係表示在本發明的一實施形態中，從垂直於SiC膜40之表面40a的方向觀看時之護膜1之構成的平面圖。圖2中，係在表示支撐基板41的形狀之目的下，支撐基板41雖由虛線所示，但實際上，支撐基板41無法直接看到。
參閱圖2，SiC膜40、支撐基板41及凹部42，係分別具有任意的平面形狀。SiC膜40，係藉由環狀之支撐基板41支撐其外周端部。藉此，SiC膜40之機械強度藉由支撐基板41所補強。SiC膜40、支撐基板41及凹部42，係例如亦可如圖2(a)所示般，分別具有圓的平面形狀，或亦可如圖2(b)所示般，具有矩形的平面形狀。在圖2(b)中，支撐基板41，係具有矩形環狀的平面形狀。而且，如圖2(c)所示般，SiC膜40及支撐基板41，係亦可分別具有圓的平面形狀，凹部42，係亦可具有矩形的平面形狀。凹部42之大小為任意，亦可因應護膜1所要求的機械強度等來決定。
其次，使用圖3~圖26，說明關於本實施形態中之護膜1的製造方法。
參閱圖3，例如準備圓板狀的Si基板10。Si基板10，係包含延伸於彼此平行之方向的表面10a及背面10b。Si基板10，係在構成Si基板10之表面10a的部分包含低COP部11。COP，係指具有100nm~200nm的尺寸之八面體形狀的空孔。COP，係在Si基板之結晶成長中產生於結晶內。
圖4，係退火處理前後之圖3的B部放大圖。
參閱圖4，Si基板10，係可藉由下述方式來獲得：在氬氛圍或氫氛圍等的低氧氣氛圍下，以1100℃以上1300℃以下之溫度，對不含有低COP部的Si基板12進行退火處理。多數個COP13幾乎均等地分散存在於退火處理前的Si基板12內(圖4(a))。退火處理前的Si基板12內之平均的COP濃度，係例如1×106
個/cm3
。
當施予上述退火處理時，則存在於Si基板12之表面12a(Si基板10之表面10a)附近的COP13，係被釋放至Si基板12的外部。COP13越存在於靠近Si基板12之表面12a的位置，則越容易被釋放至Si基板12的外部。其結果，在構成Si基板10之表面10a的部分會產生隨著向表面10a靠近而COP數減少的部分即低COP部11(圖4(b))。退火處理後的Si基板10之表面10a的COP濃度，係例如0~1個/cm3
。
另外，藉由上述退火處理，亦可在構成Si基板10之背面10b的部分產生低COP部。作為使Si基板12之COP降低的方法，係除了上述退火處理以外，亦可為控制Si基板12之製作時之結晶成長速度的方法或對Si進行同質磊晶成長的方法等。
參閱圖5，準備氧化膜基板20(第一氧化膜基板之一例)。氧化膜基板20，係包含有：Si基板21(第一Si基板之一例)；及Si氧化膜22(第一Si氧化膜之一例)。Si基板21，係具有與Si基板10相同的平面形狀。Si基板21，係包含有：表面21a及背面21b，延伸於彼此平行之方向；及側面21c。Si氧化膜22，係被形成於Si基板21的表面21a、背面21b及側面21c，且覆蓋Si基板21整體。氧化膜基板20，係藉由對Si基板21整體進行熱氧化的方式來製作。形成於Si基板21之表面21a的Si氧化膜22，係具有0.5μm以上5μm以下的厚度為較佳，且具有2μm的厚度為更佳。
相同地，準備氧化膜基板30(第二氧化膜基板之一例)。氧化膜基板30，係具有與氧化膜基板20相同的構成，包含有：Si基板31(第二Si基板之一例)；及Si氧化膜32(第二Si氧化膜之一例)。Si基板31，係具有與Si基板10相同的平面形狀。Si基板31，係包含有：表面31a及背面31b，延伸於彼此平行之方向；及側面31c。Si氧化膜32，係被形成於Si基板31的表面31a、背面31b及側面31c，且覆蓋Si基板31整體。氧化膜基板30，係藉由對Si基板31整體進行熱氧化的方式來製作。形成於Si基板31之表面31a的Si氧化膜32，係具有0.5μm以上5μm以下的厚度為較佳，且具有2μm的厚度為更佳。
另外，氧化膜基板20及30，係亦可為Si氧化膜僅被形成於Si基板的表面者。Si氧化膜22及32之形成方法為任意，且亦可為熱氧化以外的方法。
參閱圖6，其次，將被形成於Si氧化膜22中之Si基板21的表面21a之部分接合於Si基板10的表面10a。藉此，Si基板10與氧化膜基板20被彼此接合。在以後之工程中，Si基板10成為Si層10。
參閱圖7，在接合Si層10與氧化膜基板20後，對構成Si層10的背面10b之部分的Si進行磨削。低COP部11，係無法被去除而殘留。磨削後之Si層10的厚度w2，係20μm以上100μm以下為較佳，且50μm為較佳。
Si層10之Si的去除方法為任意，除了磨削以外，亦可為乾蝕刻或濕蝕刻等的方法。
參閱圖8，在接合Si層10與氧化膜基板20後，去除Si氧化膜22中之被形成於Si基板21的背面21b及側面21c之部分。藉此，Si基板21的背面21b及側面21c露出，Si氧化膜22，係僅殘存於Si基板21的表面21a。
Si氧化膜22之去除方法為任意，除了乾蝕刻以外，亦可為濕蝕刻或磨削等的方法。在準備了Si氧化膜22僅被形成於Si基板21之表面21a者作為氧化膜基板20的情況下，亦可省略圖8所示的工程。
參閱圖9，在去除構成Si層10的背面10b之部分的Si後，將被形成於Si氧化膜32中之Si基板31的表面31a之部分接合於Si層10的背面10b。藉此，Si層10與氧化膜基板30被接合。
參閱圖10，在接合Si層10與氧化膜基板30後，使所獲得的構造上下反轉。
參閱圖11，在上下反轉後，去除Si氧化膜32中之被形成於Si基板31的背面31b及側面31c之部分。藉此，Si氧化膜32，係僅殘存於Si基板31的表面31a。
Si氧化膜32之去除方法為任意，除了乾蝕刻以外，亦可為濕蝕刻或磨削等的方法。在準備了Si氧化膜32僅被形成於Si基板31之表面31a者作為氧化膜基板30的情況下，亦可省略圖11所示的工程。
參閱圖12，在上下反轉後，藉由濕蝕刻去除Si基板21。Si氧化膜22之表面22a露出。該濕蝕刻，係以Si之蝕刻速度較Si氧化物之蝕刻速度快的條件來進行。在Si基板21的濕蝕刻之際，係Si氧化膜22作為蝕刻阻擋而發揮功能，因Si基板21的蝕刻速度之偏差而引起的不良影響，係藉由Si氧化膜22來緩和。關於此，係使用圖20並在之後加以詳述。另外，在進行上述Si基板21的濕蝕刻之前，亦可藉由磨削等的方法，預先去除Si基板21的一部分。
Si基板21之濕蝕刻，係藉由使Si基板21對於濕蝕刻所使用之藥液相對地移動的方式來進行為較佳。關於此，係使用圖21~圖23並在之後加以詳述。
參閱圖13，在使Si氧化膜22之表面22a露出後，藉由濕蝕刻來去除Si氧化膜22。藉此，Si層10之表面10a露出，可獲得護膜中間體2(護膜中間體之一例)。在對Si氧化膜22進行濕蝕刻之際，係使用HF等的藥液。
Si氧化膜22之去除方法，係濕蝕刻為較佳，除了濕蝕刻以外，亦可為乾蝕刻或磨削等的方法。
護膜中間體2，係具備有：Si基板31；Si氧化膜32，被形成於Si基板31的表面31a；及Si層10，被形成於Si氧化膜32的表面32a。Si層10，係包含被形成於構成Si層10的表面10a之部分的低COP部11。
參閱圖14，在獲得護膜中間體2後，在Si層10的表面10a(低COP部11的表面)形成SiC膜40。藉由將Si氧化膜32、Si層10及SiC膜40各自之厚度設成為上述範圍的方式，可確保SiC膜40之機械強度，在後面進行的圖15、圖19、圖25及圖26所示之各層的去除工程中，可迴避裂紋產生於SiC膜40的事態。
SiC膜40，係例如使用MBE(Molecular Beam Epitaxy)法或CVD(Chemical Vapor Deposition)法等，被形成於由對Si層10的表面10a進行碳化而獲得之SiC所構成的基底層上。又，SiC膜40，係亦可僅藉由對Si層10的表面10a進行碳化的方式來形成。而且，SiC膜40，係亦可使用MBE法或CVD法等，被形成於Si層10的表面10a。由於SiC膜40，係將低COP部11形成為底層，因此，所形成之SiC膜40，係具有高品質。
參閱圖15，其次，去除Si基板31的背面31b之中央部RG1的Si(對Si基板31的背面31b進行沉孔加工)。中央部RG1之Si的去除，係亦可藉由機械性地磨削Si基板31的中央部RG1之Si的方式來進行。又，中央部RG1之Si的去除，係亦可藉由下述方式來進行：在Si基板31的背面31b中除了中央部RG1以外之區域形成光阻，並將所形成的光阻作為遮罩，對中央部RG1之Si進行蝕刻。
又，在提高遮罩對於Si之濕蝕刻所使用的藥液之耐性的情況下，中央部RG1之Si的去除，係亦可接下來的方法來進行。
參閱圖16，在Si基板31之背面31b整面，形成由Si氧化膜或Si氮化膜所構成的遮罩層33。接著，在遮罩層33上形成圖案化為所需之形狀的光阻34。
參閱圖17，其次，將光阻34作為遮罩，藉由濕蝕刻對遮罩層33進行圖案化。藉此，僅殘留遮罩層33的外周部。在遮罩層33由Si氧化膜所構成的情況下，作為遮罩層33之濕蝕刻的藥液，係使用氟酸溶液等。在遮罩層33由Si氮化膜所構成的情況下，作為遮罩層33之濕蝕刻的藥液，係使用磷酸溶液等。接著，將經圖案化之遮罩層33作為遮罩，使用混酸等的藥液，藉由濕蝕刻去除中央部RG1之Si。其後，去除光阻34及遮罩層33。另外，光阻34，係亦可在Si的濕蝕刻之前被去除。
另外，作為遮罩層33，係亦可使用Si氧化膜及Si氧化膜以外的氧化膜或氮化膜。
參閱圖18，中央部RG1之Si被去除的結果，在Si基板31之背面31b，係形成凹部42。在圖18中，凹部42，係具有不貫通Si基板31之程度的深度，凹部42之底面，係藉由Si所構成。藉由凹部42之存在，Si基板31之中央部的厚度(圖18中之縱方向的長度)，係比Si基板31之外周部的厚度薄。
參閱圖19，接著，藉由濕蝕刻，去除存在於Si基板31中之凹部42的底面RG2之部分。藉此，在凹部42之底面，係露出Si氧化膜32的背面32b。該濕蝕刻，係以Si之蝕刻速度較Si氧化物之蝕刻速度快的條件來進行。
圖20，係示意地表示在圖19所示的工程中，Si基板21被濕蝕刻之態樣的部分放大剖面圖。
參閱圖20，係因附著於Si基板31之藥液的量之不同等而引起，在以平面觀看的情況下，Si基板31之蝕刻速度，係存在有偏差。特別是，在Si基板31之平面內的位置PO之蝕刻速度比Si基板31之平面內的其他位置之蝕刻速度慢的情況下，蝕刻中之位置PO的厚度，係比其他位置厚(圖20(a))。隨著Si基板31之蝕刻進行(隨著所去除之Si基板31的量變多)，Si基板31之厚度的偏差變得明顯(圖20(b))。
在存在有Si氧化膜32的情況下，蝕刻，係當到達Si氧化膜32的背面32b時則進行減速。這是因為Si之蝕刻速度較Si氧化物之蝕刻速度快。藉此，位置PO以外之位置的蝕刻，係在到達了Si氧化膜32的背面32b之時間點進行減速，另一方面，延遲之位置PO的蝕刻，係持續進行(圖20(c))。其結果，Si基板31，係被均勻地去除(圖20(d))。如此一來，Si氧化膜32作為蝕刻阻擋而發揮功能，因Si基板31的蝕刻速度之偏差而引起的不良影響，係藉由Si氧化膜32來緩和。
與在Si基板31的濕蝕刻之際，Si氧化膜32作為蝕刻阻擋而發揮功能相同地，在Si基板21的濕蝕刻之際(圖12)，係Si氧化膜22作為蝕刻阻擋而發揮功能。
底面RG2之Si的濕蝕刻，係藉由使Si基板31對於濕蝕刻所使用之藥液相對地移動的方式來進行為較佳。使Si基板31移動，係包含使Si基板31旋轉而不改變Si基板31之位置的情形、改變Si基板31之位置(換言之，使Si基板31移動)的情形及一面改變Si基板31之位置，一面使Si基板31旋轉的情形等。作為Si之濕蝕刻所使用的藥液，係例如使用包含氟酸及硝酸的混酸或氫氧化鉀(KOH)水溶液等。
在使用了氫氧化鉀水溶液等的鹼溶液作為Si之濕蝕刻所使用的藥液之情況下，存在有通過以低密度存在於SiC膜40中之針孔而亦被蝕刻至SiC膜40的情形。為了抑制SiC膜40被蝕刻而使SiC膜40的品質成為良好，係使用上述混酸作為Si之濕蝕刻的藥液為較佳。
在Si的濕蝕刻之際，使Si基板31移動之方向為任意。但是，為了迴避在使Si基板31移動的期間，SiC膜40因從藥液所接受之壓力而破損的事態，係如以下的第1~第3方法般，以使Si基板31沿平行於SiC膜40的表面40a之平面(圖21~圖23中之平面PL)內的方向移動為較佳。
圖21~圖23，係示意地表示本發明的一實施形態中之Si之濕蝕刻的第1~第3方法。另外，在圖21~圖23之說明中，係將Si的濕蝕刻之前的構造記載為中間體3。
參閱圖21，第1方法，係藉由旋轉蝕刻來去除Si的方法。在第1方法中，係以使Si基板31之背面31b朝向上的方式，將中間體3固定於固定台HP。而且，如以箭頭AR1所示般，以延伸於與背面31b正交之方向的旋轉軸作為中心，使固定台HP旋轉。如此一來，在使中間體3旋轉而不改變中間體3之位置的狀態下，對Si基板31之背面31b注入濕蝕刻所使用的藥液MA(蝕刻液)。固定台HP之旋轉數，係例如被設定成500~1500rpm左右。
參閱圖22，在第2方法中，係將複數個中間體3以直立狀態固定於固定台HP。而且，將複數個中間體3浸泡於被填充至反應容器CS之內部的藥液MA，並在平行於SiC膜40之表面40a的平面PL內，如箭頭AR2所示般，一面改變中間體3之位置，一面使中間體3及固定台HP旋轉。
參閱圖23，在第3方法中，係以使Si基板31之背面31b朝向上的方式，將中間體3固定於固定台HP。而且，將中間體3浸泡於被填充至反應容器CS之內部的藥液MA，並在平行於SiC膜40之表面40a的平面PL內，如箭頭AR3所示般，一面改變中間體3之位置，一面使中間體3及固定台HP在直線上往復移動。
圖24，係圖1所示的護膜1中之A部放大圖。另外，在圖24中，係比實際之寬度的變化量更強調地表示Si基板31之寬度的變化量。
參閱圖24，包含氟酸及硝酸之混酸，係具有等向地蝕刻Si的作用。因此，在使用包含氟酸及硝酸之混酸作為藥液而進行Si之濕蝕刻的情況下，作為其痕跡，Si基板31之寬度d(圖24中橫方向之長度)，係隨著遠離SiC膜40(從SiC膜40朝向Si基板31的背面31b)而減少。
參閱圖25，在使Si氧化膜32的背面32b露出後，藉由濕蝕刻，去除存在於Si氧化膜32中之凹部42的底面RG3之部分。藉此，在凹部42之底面，係露出Si層10的背面10b。在對Si氧化膜32進行濕蝕刻的情況下，係使用HF等的藥液。
參閱圖26，在使Si層10的背面10b露出後，藉由濕蝕刻，去除存在於Si層10中之凹部42的底面RG4之部分。藉此，在凹部42之底面，係露出SiC膜40的背面40b。藉由以上工程，可獲得圖1所示的護膜1。
Si層10之濕蝕刻，係與使用圖21~圖23進行說明的方法相同地，藉由使Si層10對於Si層10之濕蝕刻所使用的藥液相對地移動的方式來進行為較佳。
另外，低COP部11，係可由接下來的方法來進行確認。
在護膜1或護膜中間體2中，以磨削去除SiC膜40，藉此，準備Si層10之表面10a露出的試料。其次，使用COP檢測裝置80，檢測試料中之Si層10的表面10a之COP，並計測COP數。
圖27，係說明本發明的一實施形態中之由COP檢測裝置80所進行的COP之檢測方法的圖。
參閱圖27，COP檢測裝置80，係包含有雷射光照射部81a、81b、81c；分束鏡82；受光部83a、83b；及控制部84。雷射光照射部81a、81b、81c，係分別從彼此不同之角度及方向，朝向試料WR的表面(Si層10的表面10a)之預定的檢測位置DP照射雷射光。作為雷射之照射條件的一例，所照射之雷射的波長為405nm，輸出為60mW。
分束鏡82，係將在預定的檢測位置DP所散射之雷射光束分離成以高入射角入射至檢測位置DP之雷射光束的散射光與以低入射角入射至檢測位置DP之雷射光束的散射光。
受光部83a，係接收由分束鏡82所分離的散射光中以高入射角入射至檢測位置DP之雷射光的散射光，並輸出因應受光強度的信號。受光部83b，係接收由分束鏡82所分離的散射光中以低入射角入射至檢測位置DP之雷射光的散射光，並輸出因應受光強度的信號。
控制部84，係由PC(Personal Computer)構成。控制部84，係藉由分別比較從受光部83a及83b所輸出的信號之強度的方式，判定檢測位置DP之凹凸，並檢測COP。作為一例，COP檢測裝置80可檢測的COP之最小的尺寸(寬度)，係0.1μm。
在試料WR具有圓板形狀的情況下，COP檢測裝置80，係一面使試料WR沿以箭頭E所示之方向旋轉，一面從試料WP的中心朝向外周部改變檢測位置DP，藉此，檢測試料WR之表面整體的COP，並計測試料WR之表面之COP的總數(COP數)。
其後，藉由對Si層10進行蝕刻的方式，一面使Si層10之厚度慢慢變薄，一面重複涵蓋使用了COP檢測裝置80之試料的表面整體之COP的檢測，藉此，可獲得試料中之Si層10的厚度方向之COP數的分布。
根據本實施形態，由於可將Si層10中之缺陷較少的部分(低COP部11)作為底層而形成護膜薄膜即SiC膜40，因此，可提高護膜薄膜的品質。又，在Si基板31的蝕刻之際，由於Si氧化膜32作為蝕刻阻擋而發揮功能，因此，可緩和因Si基板31的蝕刻速度之偏差而引起的不良影響，並可抑制裂紋產生於護膜薄膜的情形。其結果，可改善護膜薄膜之製造的良率。
圖28，係表示參考例中之護膜100之製造方法的圖。
參閱圖28，作為可使用Si氧化膜作為蝕刻阻擋且將低COP部作為底層而形成SiC膜之製造方法，係亦可考慮接下來的製造方法。準備SOI基板110(圖28(a))，該SOI基板110，係包含有：Si基板101；Si氧化膜102，被形成於Si基板101上；及Si層103，被形成於Si氧化膜102上。其次，在低氧氣氛圍下，對SOI基板110進行退火，藉此，在Si層103的表面103a形成低COP部104(圖28(b))。接著，在Si層103的表面103a形成SiC膜105(圖28(c))。其後，對Si基板101、Si氧化膜102及Si層103之中央部進行蝕刻，藉此，形成凹部106，並使SiC膜105之背面105b露出於凹部106的底部(圖28(d))。
但是，在使用了該製造方法的情況下，係在用以形成低COP部104之SOI基板110的退火(圖28(b))之際，Si氧化膜102中之Si氧化物作為氣體而被釋放至氛圍中，其結果，變得難以維持低氧氣氛圍，且變得難以形成低COP部104。
根據本實施形態之製造方法，可一面緩和因Si基板31的蝕刻速度之偏差而引起的不良影響，一面將低COP部11作為底層而形成SiC膜40。其結果，可一面改善護膜薄膜之製造的良率，一面提高護膜薄膜的品質。
[其他]
上述實施形態的製造方法中之各工程的實施順序，係可適當地進行變更。
吾人應理解上述實施形態，係在所有方面皆為例示而非限制性者。本發明之範圍，係藉由申請專利範圍所揭示而並非上述說明，意圖在包含與申請專利範圍均等之含意及範圍內的所有變更。
1,100:護膜(護膜之一例)
2:護膜中間體(護膜中間體之一例)
3:中間體
10,103:Si基板或Si層(Si層之一例)
10a,103a:Si層之表面
10b:Si層之背面
11,104:低COP部(低COP部之一例)
12:退火處理前之Si基板
12a:退火處理前之Si基板的表面
20,30:氧化膜基板(第一及第二氧化膜基板之一例)
21,31,101:Si基板(Si基板、第一Si基板及第二Si基板之一例)
21a,31a:Si基板之表面
21b,31b:Si基板之背面
21c,31c:Si基板之側面
22,32,102:Si氧化膜(Si氧化膜、第一Si氧化膜及第二Si氧化膜之一例)
22a,32a:Si氧化膜之表面
32b:Si氧化膜之背面
33:遮罩層
34:光阻
40,105:SiC膜(SiC膜之一例)
40a:SiC膜之表面
40b,105b:SiC膜之背面
41:支撐基板
41a:支撐基板之表面
41b:支撐基板之背面
41c:支撐基板之側面
42,106:凹部(凹部之一例)
80:COP(Crystal Originated Particle)檢測裝置
81a,81b,81c:雷射光照射部
82:分束鏡
83a,83b:受光部
84:控制部
110:SOI(Silicon On Insulator)基板
CS:反應容器
DP:檢測位置
HP:固定台
MA:藥液
PL:平面
PO:Si基板之平面內的位置
RG1:Si基板之背面的中央部
RG2,RG3,RG4:凹部之底面
WR:試料
[圖1] 表示本發明的實施形態中之護膜1之構成的剖面圖。
[圖2] 表示在本發明的一實施形態中，從垂直於SiC膜40之表面40a的方向觀看時之護膜1之構成的平面圖。
[圖3] 表示本發明的一實施形態中之護膜1之製造方法之第1工程的剖面圖。
[圖4] 退火處理前後之圖3的B部放大圖。
[圖5] 表示本發明的一實施形態中之護膜1之製造方法之第2工程的剖面圖。
[圖6] 表示本發明的一實施形態中之護膜1之製造方法之第3工程的剖面圖。
[圖7] 表示本發明的一實施形態中之護膜1之製造方法之第4工程的剖面圖。
[圖8] 表示本發明的一實施形態中之護膜1之製造方法之第5工程的剖面圖。
[圖9] 表示本發明的一實施形態中之護膜1之製造方法之第6工程的剖面圖。
[圖10] 表示本發明的一實施形態中之護膜1之製造方法之第7工程的剖面圖。
[圖11] 表示本發明的一實施形態中之護膜1之製造方法之第8工程的剖面圖。
[圖12] 表示本發明的一實施形態中之護膜1之製造方法之第9工程的剖面圖。
[圖13] 表示本發明的一實施形態中之護膜1之製造方法之第10工程的剖面圖。
[圖14] 表示本發明的一實施形態中之護膜1之製造方法之第11工程的剖面圖。
[圖15] 表示本發明的一實施形態中之護膜1之製造方法之第12工程的剖面圖。
[圖16] 表示本發明的一實施形態中之護膜1之製造方法之第12工程的變形例之第1工程的剖面圖。
[圖17] 表示本發明的一實施形態中之護膜1之製造方法之第12工程的變形例之第2工程的剖面圖。
[圖18] 表示本發明的一實施形態中之護膜1之製造方法之第13工程的剖面圖。
[圖19] 表示本發明的一實施形態中之護膜1之製造方法之第14工程的剖面圖。
[圖20] 示意地表示在圖19所示的工程中，Si基板31被濕蝕刻之態樣的部分放大剖面圖。
[圖21] 示意地表示本發明的一實施形態中之Si之濕蝕刻之第1方法的圖。
[圖22] 示意地表示本發明的一實施形態中之Si之濕蝕刻之第2方法的圖。
[圖23] 示意地表示本發明的一實施形態中之Si之濕蝕刻之第3方法的圖。
[圖24] 圖1所示的護膜1中之A部放大圖。
[圖25] 表示本發明的一實施形態中之護膜1之製造方法之第15工程的剖面圖。
[圖26] 表示本發明的一實施形態中之護膜1之製造方法之第16工程的剖面圖。
[圖27] 說明本發明的一實施形態中之由COP檢測裝置80所進行的COP之檢測方法的圖。
[圖28] 表示參考例中之護膜100之製造方法的圖。
2:護膜中間體
10:Si層
10a:Si層之表面
11:低COP部
30:氧化膜基板
31:Si基板
31a:Si基板之表面
32:Si氧化膜
32a:Si氧化膜之表面
Claims (6)
- 一種護膜中間體之製造方法，其特徵係，具備有：準備Si層的工程，該Si層，係包含隨著向表面靠近而COP(Crystal Originated Particle)數減少之部分即低COP部，且該低COP部被形成於構成表面之部分；準備第一氧化膜基板的工程，該第一氧化膜基板，係包含第一Si基板與被形成於前述第一Si基板之表面的第一Si氧化膜；準備第二氧化膜基板的工程，該第二氧化膜基板，係包含第二Si基板與被形成於前述第二Si基板之表面的第二Si氧化膜；將前述第一Si氧化膜接合於前述Si層之表面的工程；在接合前述第一Si氧化膜之工程後，去除構成前述Si層的背面之部分的工程；在去除構成前述Si層的背面之部分的工程後，將前述第二Si氧化膜接合於前述Si層之背面的工程；在接合前述第二Si氧化膜之工程後，以Si之蝕刻速度較Si氧化物之蝕刻速度快的條件，對前述第一Si基板進行濕蝕刻，藉此，使前述第一Si氧化膜露出的工程；及在使前述第一Si氧化膜露出的工程後，去除前述第一Si氧化膜，藉此，使前述Si層之表面露出的工程。
- 如請求項1之護膜中間體之製造方法，其中，更具備有下述工程： 在準備前述第一氧化膜基板的工程中，準備包含前述第一Si基板與被形成於前述第一Si基板的表面及背面之前述第一Si氧化膜的前述第一氧化膜基板，在接合前述第一Si氧化膜的工程後，去除前述第一Si氧化膜中之被形成於前述第一Si基板的背面之部分，藉此，使前述第一Si基板的背面露出。
- 如請求項1之護膜中間體之製造方法，其中，更具備有下述工程：在準備前述第二氧化膜基板的工程中，準備包含前述第二Si基板與被形成於前述第二Si基板的表面及背面之前述第二Si氧化膜的前述第二氧化膜基板，在接合前述第二Si氧化膜的工程後，去除前述第二Si氧化膜中之被形成於前述第二Si基板的背面之部分，藉此，使前述第二Si基板的背面露出。
- 一種護膜之製造方法，其特徵係，具備有：使用如請求項1之方法，製造護膜中間體的工程；在前述Si層之表面形成SiC膜的工程；以Si之蝕刻速度較Si氧化物之蝕刻速度快的條件，對前述第二Si基板進行濕蝕刻，藉此，在前述第二Si基板形成凹部，並使前述第二Si氧化膜露出於前述凹部之底部的工程；及對存在於前述凹部之底部的前述第二Si氧化膜及前述Si層進行濕蝕刻，藉此，使前述SiC膜露出於前述凹部之 底部的工程。
- 如請求項4之護膜之製造方法，其中，更具備有下述工程：在製造前述護膜薄膜中間體的工程後且使前述第二Si氧化膜露出的工程之前，對前述第二Si基板進行機械性地磨削，藉此，在前述第二Si基板形成前述凹部，在使前述第二Si氧化膜露出的工程中，對存在於前述凹部之底部的前述第二Si基板進行濕蝕刻，藉此，使前述第二Si氧化膜露出於前述凹部之底部。
- 如請求項4之護膜之製造方法，其中，使前述SiC膜露出於前述凹部之底部的工程，係包含有：對存在於前述凹部之底部的前述第二Si氧化膜進行濕蝕刻，藉此，使前述Si層露出於前述凹部之底部的工程；及對存在於前述凹部之底部的前述Si層進行濕蝕刻，藉此，使前述SiC膜露出於前述凹部之底部的工程，在使前述SiC膜露出的工程中，使前述Si層對於前述Si層之濕蝕刻所使用的藥液相對地移動。
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