用于處理絕緣體上半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)以提高半導(dǎo)體層厚度均勻度的工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于處理絕緣體上半導(dǎo)體型結(jié)構(gòu)的工藝，該絕緣體上半導(dǎo)體型結(jié)構(gòu)依次包括支撐襯底(1)、介電層(2)和具有小于或等于100nm的厚度的半導(dǎo)體層(3)，所述半導(dǎo)體層(3)被犧牲氧化物層(4)覆蓋，其特征在于該工藝包括以下步驟：在分布在所述結(jié)構(gòu)的表面上的多個(gè)點(diǎn)處測(cè)量所述犧牲氧化物層(4)和所述半導(dǎo)體層(3)的厚度，以根據(jù)所述測(cè)量生成所述半導(dǎo)體層(3)的厚度的繪圖并確定所述半導(dǎo)體層(3)的平均厚度，選擇性刻蝕所述犧牲氧化物層(4)以暴露所述半導(dǎo)體層(3)，以及對(duì)所述半導(dǎo)體層(3)執(zhí)行化學(xué)刻蝕，根據(jù)所述半導(dǎo)體層(3)的平均厚度的所述繪圖來(lái)調(diào)整所述化學(xué)刻蝕的施加、溫度和/或持續(xù)時(shí)間條件，從而在所述測(cè)量步驟結(jié)束時(shí)將所述半導(dǎo)體層(3)至少局部地減薄被識(shí)別為高出的厚度的厚度。
【專利說(shuō)明】用于處理絕緣體上半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)以提高半導(dǎo)體層厚度均勻度 的工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于處理絕緣體上半導(dǎo)體型結(jié)構(gòu)的工藝，該絕緣體上半導(dǎo)體型結(jié) 構(gòu)依次包括支撐襯底、介電層和著眼于使該半導(dǎo)體層的厚度標(biāo)準(zhǔn)化、具有小于或等于IOOnrn 厚度的半導(dǎo)體層。

【背景技術(shù)】
[0002] 在絕緣體上半導(dǎo)體（SeOI)型結(jié)構(gòu)中，介電掩埋層將該半導(dǎo)體層與支撐襯底電隔 離。
[0003] 在介電層的材料是二氧化硅（SiO2)的情況下，該介電掩埋層通常由術(shù)語(yǔ)"氧化掩 埋層"的縮寫B(tài)OX表示。
[0004] 在部分耗盡（PD)SeOI結(jié)構(gòu)中，該介電掩埋層的厚度通常大于IOOnm并且由此足以 確保電性能完整性以及所述層的質(zhì)量。該半導(dǎo)體層的厚度于是通常在IOOnm到200nm之間。
[0005] 另一方面，在全耗盡（FD)SeOI結(jié)構(gòu)中，該半導(dǎo)體層具有一超薄厚度，也就是說(shuō)小 于或等于50nm，通常約為12nm并且其可以降低至大約5nm。為了從溝道背面偏振的已證 實(shí)優(yōu)勢(shì)中獲得益處，該介電掩埋層的厚度還可以降低大約150nm的典型厚度，以降至低于 50nm的數(shù)值，通常為25nm并且其可以下降至5nm。
[0006] 這種結(jié)構(gòu)特別用于制造晶體管、形成在該超薄半導(dǎo)體層之中或之上的未被摻雜的 溝道層。
[0007] 由于該介電掩埋層所具有以及該半導(dǎo)體層的超薄厚度，這些FD SeOI結(jié)構(gòu)具有能 夠精確控制晶體管的溝道、改善短溝道效應(yīng)以及降低晶體管變化性的優(yōu)點(diǎn)。
[0008] 對(duì)于FD SeOI晶體管，由功函數(shù)變化性以及該溝道厚度引起的柵線邊緣粗糙度 (LER)造成了總的變化性結(jié)構(gòu)。
[0009] 在溝道未被摻雜的情況下，該總的變化性不會(huì)經(jīng)受隨機(jī)摻雜波動(dòng)（RDF)。
[0010] 因此，形成溝道的半導(dǎo)體層的厚度的均勻度是限制FD SeOI器件的變化性的重要 參數(shù)。
[0011] 就這一點(diǎn)而言，技術(shù)參數(shù)包括"晶圓內(nèi)"均勻度（即，在同一個(gè)結(jié)構(gòu)的表面上，所述 結(jié)構(gòu)通常形成為圓形晶圓的形式）和"晶圓至晶圓"均勻度（即，在屬于所有生產(chǎn)批次的所 有結(jié)構(gòu)之間）這兩者。
[0012] 這兩種均勻度條件的組合由層總厚度變化性（LTTV)表達(dá)式表示，并且影響FD SeOI結(jié)構(gòu)的制造工藝的參數(shù)，以獲得預(yù)期的均勻度。
[0013] 因此，對(duì)于FD SeOI應(yīng)用，把半導(dǎo)體層具有±0. 5nm的量級(jí)的總厚度變化性作為目 標(biāo)，優(yōu)選地在±0. 2nm晶圓至晶圓的量級(jí)，即在所有生產(chǎn)批次所形成的各種結(jié)構(gòu)之間。
[0014] 文獻(xiàn)WO 2004/015759涉及基于所述層的選擇性犧牲氧化反應(yīng)對(duì)SeOI的半導(dǎo)體層 的厚度進(jìn)行修正的工藝。
[0015] 根據(jù)工藝條件，犧牲氧化反應(yīng)消耗了更大或更小的半導(dǎo)體層厚度。
[0016] 接著通過(guò)選擇性刻蝕，通常利用氫氟酸（HF)將該犧牲氧化物層移除。
[0017] 然而，作為此工藝的對(duì)象的結(jié)構(gòu)并不僅是FD SeOI結(jié)構(gòu)，而且包括"常規(guī)的"PD SeOI結(jié)構(gòu)。
[0018] 此外，在"批量"型設(shè)備（即，在所述設(shè)備（例如，反應(yīng)爐）中多個(gè)結(jié)構(gòu)是同時(shí)處理 的）中，通過(guò)犧牲氧化反應(yīng)獲得的減薄的精確度的數(shù)量級(jí)比根據(jù)期望控制FD SeOI結(jié)構(gòu)上 的均勻度所決定的精確度更大。
[0019] 實(shí)際上，由于在設(shè)備中溫度不是完全均勻的，因此在同一個(gè)結(jié)構(gòu)內(nèi)和/或從一個(gè) 結(jié)構(gòu)到相鄰結(jié)構(gòu)，氧化厚度會(huì)變化。
[0020] 因此，在這樣的減薄操作結(jié)束時(shí)，得到該半導(dǎo)體層厚度的平均為±1至I. 5nm的變 化量。
[0021] 圖1示出了如上所述地以及當(dāng)應(yīng)用于ro SeOI的制造時(shí)在犧牲氧化反應(yīng)步驟結(jié)束 時(shí)，與可以獲得的半導(dǎo)體層的目標(biāo)厚度et相比的平均厚度e_n的分布。
[0022] 因此有必要定義用于控制該半導(dǎo)體層的平均厚度的處理，其特別適合于FD SeOI 結(jié)構(gòu)的層所需要的精確度。
[0023] 因此本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是提供用于處理"全耗盡"應(yīng)用的絕緣體上半導(dǎo)體型結(jié)構(gòu) 的工藝，其使得在整個(gè)生產(chǎn)量之上的各種結(jié)構(gòu)之間的半導(dǎo)體層的厚度（晶圓至晶圓厚度） 可以被標(biāo)準(zhǔn)化。
[0024] 通過(guò)盡可能小地修改目前的SeOI制造工藝，這種工藝必須能夠在工業(yè)規(guī)模上實(shí) 現(xiàn)。
[0025] 所述工藝還必須能夠利用商用和便宜的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0026] 本發(fā)明的另一目標(biāo)是提供一種絕緣體上半導(dǎo)體型結(jié)構(gòu)的制造工藝，其使得保證所 制造的結(jié)構(gòu)的良好均勻度成為可能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0027] 根據(jù)本發(fā)明所提出的是一種用于處理絕緣體上半導(dǎo)體型結(jié)構(gòu)的工藝，該絕緣體上 半導(dǎo)體型結(jié)構(gòu)依次包括支撐襯底、介電層和具有小于或等于IOOnm的厚度的半導(dǎo)體層，所 述半導(dǎo)體層被犧牲氧化物層覆蓋，所述工藝的特征在于其包括以下步驟：
[0028] _在分布在所述結(jié)構(gòu)的表面上的多個(gè)點(diǎn)處測(cè)量所述犧牲氧化物層和所述半導(dǎo)體 層的厚度，以根據(jù)所述測(cè)量生成所述半導(dǎo)體層的厚度的繪圖并確定所述半導(dǎo)體層的平均厚 度，
[0029] -選擇性刻蝕該犧牲氧化物層以暴露該半導(dǎo)體層，以及
[0030] -對(duì)所述半導(dǎo)體層執(zhí)行化學(xué)刻蝕，根據(jù)所述半導(dǎo)體層的平均厚度的所述繪圖來(lái)調(diào) 整所述化學(xué)刻蝕的施加、溫度和/或持續(xù)時(shí)間條件，從而在所述測(cè)量步驟結(jié)束時(shí)將所述半 導(dǎo)體層至少局部地減薄被識(shí)別為高出的厚度的厚度。
[0031] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，其目標(biāo)在于將同一批次的各種晶圓之間的半導(dǎo)體層 的厚度標(biāo)準(zhǔn)化，此方法適用于絕緣體上半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的所述批次。
[0032] 如此，在厚度測(cè)量結(jié)束時(shí)，根據(jù)半導(dǎo)體層的平均厚度級(jí)別（被定義為在給定的較 低下限和給定的較高上限之間的平均厚度范圍的級(jí)別）將該結(jié)構(gòu)分類，并且在相同條件下 對(duì)屬于同一級(jí)別的所有結(jié)構(gòu)實(shí)施化學(xué)刻蝕。
[0033] 有利地，通過(guò)將同一級(jí)別的所有結(jié)構(gòu)同時(shí)浸入到化學(xué)刻蝕溶液的容器中而實(shí)施所 述化學(xué)刻蝕。
[0034] 例如，預(yù)先定義從3個(gè)至6個(gè)的平均厚度級(jí)別，其可以用于具有從0? 3nm至0? 5nm 的寬度的所述平均厚度級(jí)別。
[0035] 根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，其目標(biāo)在于，從該半導(dǎo)體層的厚度的繪圖開(kāi)始，在一 個(gè)結(jié)構(gòu)之內(nèi)將該半導(dǎo)體層的厚度標(biāo)準(zhǔn)化，至少一個(gè)區(qū)域被確定為具有要被減薄的厚度，以 將所述結(jié)構(gòu)內(nèi)的該半導(dǎo)體層的厚度標(biāo)準(zhǔn)化。
[0036] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，在半導(dǎo)體層的化學(xué)刻蝕期間，對(duì)所述層的要被減薄的所述至 少一個(gè)區(qū)域進(jìn)行局部加熱，從而在所述區(qū)域提供更大的減薄。
[0037] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，與前述一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行可選地組合，通過(guò)在該半導(dǎo)體層的 表面之上進(jìn)行噴灑將化學(xué)刻蝕溶液選擇性地分布，從而將更大量的溶液沉積在要被減薄的 所述至少一個(gè)區(qū)域上。
[0038] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，與前述兩個(gè)實(shí)施方式的一個(gè)和/或另一個(gè)進(jìn)行可選地組合， 在半導(dǎo)體層的化學(xué)刻蝕期間，該刻蝕溶液施加到要被減薄的所述區(qū)域的持續(xù)時(shí)間大于施加 到該層的其余部分的持續(xù)時(shí)間。
[0039] 根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，其目標(biāo)在于，使由同一個(gè)工藝制造的不同批次的晶 圓之間的半導(dǎo)體層的厚度標(biāo)準(zhǔn)化，在所述厚度測(cè)量結(jié)束時(shí)，計(jì)算所述批次的所述半導(dǎo)體層 的平均厚度，將平均厚度級(jí)別分配給所述批次，并且對(duì)所述批次整體執(zhí)行所述半導(dǎo)體層的 化學(xué)刻蝕，根據(jù)所述平均厚度級(jí)別調(diào)整所述化學(xué)刻蝕的施加、溫度和/或持續(xù)時(shí)間條件。
[0040] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，半導(dǎo)體層的所述化學(xué)刻蝕是SCl類型（用于表 述標(biāo)準(zhǔn)清潔1的縮寫）。
[0041] 有利地，通過(guò)氫氟酸進(jìn)行犧牲氧化物層的選擇性刻蝕。
[0042] 優(yōu)選地通過(guò)橢圓測(cè)量術(shù)實(shí)施該厚度測(cè)量。
[0043] 另一主題涉及用于制造絕緣體上半導(dǎo)體型結(jié)構(gòu)的方法，該絕緣體上半導(dǎo)體型結(jié)構(gòu) 依次包括支撐襯底、介電層和具有小于或等于IOOnm的厚度的半導(dǎo)體層。
[0044] 所述方法包括以下步驟：
[0045] _提供被稱為施主襯底的襯底，所述襯底包括所述半導(dǎo)體層，
[0046] -在所述半導(dǎo)體層和/或所述支撐襯底上形成至少一個(gè)介電層，
[0047] _將所述支撐襯底粘附地鍵合（adhesive bonding)到所述施主襯底的所述半導(dǎo) 體層，所述至少一個(gè)介電層處于鍵合界面處，以形成所述絕緣體上半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的所述介電 層，
[0048]-將所述半導(dǎo)體層轉(zhuǎn)移至所述支撐襯底，
[0049]-將所述半導(dǎo)體層平滑化，
[0050] -在所述半導(dǎo)體層上形成犧牲氧化物層，
[0051] -按以上所述針對(duì)由此形成的結(jié)構(gòu)實(shí)施處理。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0052] 參照附圖，由以下的詳細(xì)說(shuō)明將顯示出本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)，其中：
[0053] -圖1呈現(xiàn)了 ro SeOI型結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體層的平均厚度的分布，
[0054] -圖2是根據(jù)本發(fā)明的處理所施加至的絕緣體上半導(dǎo)體型結(jié)構(gòu)的圖，
[0055] -圖3A至圖3E示意性地示出了能夠制造所述結(jié)構(gòu)的Smart Cut?工藝的主要步 驟，
[0056] -圖4呈現(xiàn)了在絕緣體上半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)上、通過(guò)橢圓測(cè)量術(shù)所測(cè)量的測(cè)量點(diǎn)的分布 的示例，
[0057] -圖5呈現(xiàn)了在根據(jù)本發(fā)明的處理結(jié)束時(shí)FD SeOI型結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體層的平均厚度 的分布。

【具體實(shí)施方式】
[0058] 圖2示意性地例示了用于將半導(dǎo)體層標(biāo)準(zhǔn)化的處理所施加至的絕緣體上半導(dǎo)體 型結(jié)構(gòu)。
[0059] 為了簡(jiǎn)化該圖示，各層的各厚度并不按比例示出。
[0060] 該結(jié)構(gòu)依次包括支撐襯底1、介電層2和半導(dǎo)體層3。
[0061] 該支撐襯底1主要充當(dāng)針對(duì)非常薄的半導(dǎo)體層的機(jī)械支撐。
[0062] 該支撐襯底可以是或可以不是由半導(dǎo)體材料（例如硅）制造的。
[0063] 該支撐襯底可以是固體襯底或復(fù)合襯底（即由各種材料的層疊組成）。
[0064] 該介電層2可以由任何介電材料制造，例如二氧化硅層、氮化二氧化硅層、氮氧化 硅層和/或由二氧化硅、氮化硅和/或氧化鋁組成的疊層。
[0065] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)【具體實(shí)施方式】，該介電層2是超薄的，即其厚度小于或等于 150nm，優(yōu)選地小于或等于50nm，更優(yōu)選地小于或等于25nm，或者甚至為5nm的量級(jí)。
[0066] 半導(dǎo)體層3由半導(dǎo)體材料制造。
[0067] 優(yōu)選地，該半導(dǎo)體層3由硅（在此示例中該結(jié)構(gòu)由縮寫SOI(用于表示絕緣體上 硅）表示）制造，但是其也可由應(yīng)變硅（sSi)、硅鍺（SiGe)、應(yīng)變硅鍺（sSiGe)、鍺、應(yīng)變鍺 (sGe)或選自III-V族的半導(dǎo)體材料制造。
[0068] 在處理之前該半導(dǎo)體層3的厚度小于100nm。
[0069] 至于期望形成FD SeOI型的結(jié)構(gòu)，用于其的半導(dǎo)體層的厚度小于或等于50nm，通 常為12nm的量級(jí)，并且其可以減小至大約5nm，考慮到減薄處理所導(dǎo)致的材料去除，半導(dǎo)體 層最初被形成為比最終目標(biāo)厚度更厚。
[0070] 這種結(jié)構(gòu)可以有利地由Smart Cut?工藝制造，參照?qǐng)D3A至3D示出其各步驟。
[0071] 如圖3A所示，提供了襯底30,被稱為施主襯底，包括該半導(dǎo)體層3。
[0072] 該施主襯底30可以是由與半導(dǎo)體層3相同的材料構(gòu)成的固體襯底，或者是由與半 導(dǎo)體層3不同的材料構(gòu)成的固體襯底，或者可以是包括至少兩層不同的材料（其中一層包 括層3)的復(fù)合襯底。
[0073] 參照?qǐng)D3B，在施主襯底30上形成介電材料層2。所述介電層將形成SeOI結(jié)構(gòu)的 全部的或部分的介電層。
[0074] 參照?qǐng)D3C，穿透所述介電層2,向施主襯底30中引入原子種類，由此在與層3的預(yù) 期厚度相對(duì)應(yīng)的深度形成弱化區(qū)31。
[0075] 優(yōu)選地，通過(guò)注入實(shí)施種類的所述引入。
[0076] 參照?qǐng)D3D，沿著種類被引入的表面，該施主襯底30被粘附地鍵合到該支撐襯底1。
[0077] 在鍵合之前，可以實(shí)施本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的、目的在于提高鍵能（bonding energy)的表面清潔和/或激活步驟。
[0078] 該支撐襯底可以可選地由例如氧化物層（未示出）這樣的介電層覆蓋。
[0079] 在這種情況中，此介電層和在施主襯底30上所形成的介電層共同形成SeOI結(jié)構(gòu) 的介電掩埋層2。
[0080] 當(dāng)然，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，還可以采用除了包括半導(dǎo)體層減薄步驟 的Smart Cut?工藝之外的任何工藝。
[0081] 接著，如圖3E所示，沿著弱化區(qū)31分開(kāi)該施主襯底30,其導(dǎo)致該半導(dǎo)體層3被轉(zhuǎn) 移至支撐襯底1，該介電層2處于界面處。
[0082] 施主襯底的剩余部分32考慮到其他用途可以有利地進(jìn)行循環(huán)。
[0083] 由此獲得了 SeOI結(jié)構(gòu)，為了能夠用于電子器件的制造，半導(dǎo)體層3還必須經(jīng)受最 后工序。
[0084] 這些最后工序的目的特別在于減薄所述層3的厚度，并在于降低由粒子的注入和 由分開(kāi)所導(dǎo)致的粗糙度。
[0085] 因此，在分開(kāi)之后，通常會(huì)執(zhí)行半導(dǎo)體層3的平滑化操作。
[0086] 這種平滑化操作通常可以利用快速熱退火（RTA)來(lái)執(zhí)行。
[0087] 為了減薄該半導(dǎo)體層3,在所述層上形成犧牲氧化物層4(參照?qǐng)D2)。
[0088] 此氧化物優(yōu)選地由半導(dǎo)體層3材料的熱氧化物形成，其具有消耗所述層的表面部 分的效果。
[0089] 通?？梢酝ㄟ^(guò)將要被處理的一批SeOI結(jié)構(gòu)放置到反應(yīng)爐內(nèi)并通過(guò)在該反應(yīng)爐內(nèi) 實(shí)現(xiàn)導(dǎo)致該半導(dǎo)體層3的表面氧化的條件來(lái)實(shí)施該氧化處理。
[0090] 因此，使用的是（〇2或〇2+水蒸汽）的氧化氣氛以及通常在700°C與1200°C之間的 溫度。
[0091] 通過(guò)調(diào)整此熱氧化的條件（特別是其持續(xù)時(shí)間、其組分，取決于氧化反應(yīng)將在干 氣氛或濕氣氛中、其氣壓以及其溫度），可以調(diào)整將被消耗的層3的厚度以及結(jié)果所述層3 被減薄所達(dá)到的程度。
[0092] 犧牲氧化物層4的厚度通常在10與500nm之間。
[0093] 在根據(jù)圖2的結(jié)構(gòu)（覆蓋有犧牲氧化物層的SeOI結(jié)構(gòu)）上所實(shí)施的，是測(cè)量分布 在該結(jié)構(gòu)的表面上的特定數(shù)目的點(diǎn)處的該半導(dǎo)體層的厚度。
[0094] 根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，通過(guò)橢圓測(cè)量術(shù)的測(cè)量不僅提供了該犧牲氧化物層4 的厚度，還提供了下層半導(dǎo)體層3的厚度。
[0095] 橢圓測(cè)量術(shù)是本質(zhì)上用于監(jiān)視氧化爐的校正功能的已知的技術(shù)。
[0096] 此技術(shù)通常用于測(cè)量犧牲氧化物層的厚度值（最小值、平均值和最大值），并且如 果這些值相差甚遠(yuǎn)，則提醒進(jìn)行維護(hù)服務(wù)，以調(diào)整該反應(yīng)爐的控制以便使得犧牲氧化物層 的厚度標(biāo)準(zhǔn)化。
[0097] 適用于此用途的橢圓測(cè)量術(shù)的一個(gè)非限制性示例是由KLA-Tencor公司參考 ASET-F5X所銷售的機(jī)器。
[0098] 反射測(cè)量術(shù)、并且具體地是X-射線反射測(cè)量術(shù)（通常由縮寫XRR表示）是用于測(cè) 量犧牲氧化物層厚度的其他合適的技術(shù)。
[0099] 然而，發(fā)明人已經(jīng)觀察到橢圓測(cè)量術(shù)和反射測(cè)量術(shù)還能夠以充分的精確度測(cè)量位 于犧牲氧化物層4之下的該半導(dǎo)體層3的厚度，即使所述層4覆蓋半導(dǎo)體層3。
[0100] 為了定義將被施加到半導(dǎo)體層3的標(biāo)準(zhǔn)化處理，所采用的是由該橢圓測(cè)量術(shù)所提 供的所述層的厚度的測(cè)量方法。
[0101] 因而，已經(jīng)常常用于控制氧化反應(yīng)爐的該測(cè)量方法被用于為了獲得補(bǔ)充信息，也 就是說(shuō)，在該結(jié)構(gòu)表面之上所分布的各個(gè)點(diǎn)處的半導(dǎo)體層3的厚度。
[0102] 圖4示出了在具有300mm直徑的圓形襯底上由橢圓測(cè)量術(shù)所測(cè)量的測(cè)量點(diǎn)的布置 的示例。在此示例中，有41個(gè)測(cè)量點(diǎn)。
[0103] 由此獲得了該結(jié)構(gòu)的表面之上的半導(dǎo)體層3的厚度的繪圖。
[0104] 根據(jù)在這些不同的點(diǎn)處所測(cè)量的厚度，確定了半導(dǎo)體層的平均厚度。
[0105] 此繪圖和/或此平均厚度使得確定這樣的一個(gè)或多個(gè)區(qū)域，即，所述一個(gè)或多個(gè) 區(qū)域與目標(biāo)厚度相比具有高出的厚度，并且必須經(jīng)受減薄操作以提高半導(dǎo)體層3的厚度的 均勻度。
[0106] 根據(jù)情況，所關(guān)注的是"晶圓內(nèi)"均勻度（即，在同一個(gè)結(jié)構(gòu)的表面上，所述結(jié)構(gòu)通 常形成為圓形晶圓的形式）和/或"晶圓至晶圓"均勻度（即，在屬于所有生產(chǎn)批次的所有 結(jié)構(gòu)之間）。
[0107] 在晶圓內(nèi)均勻度的情況下，所測(cè)得的厚度在每個(gè)點(diǎn)與期望的最終產(chǎn)品的目標(biāo)厚度 進(jìn)行比較，所述目標(biāo)厚度小于或等于該平均厚度。
[0108] 在此情況下，該區(qū)域或該多個(gè)區(qū)域、因而其中半導(dǎo)體層3的厚度大于目標(biāo)厚度的 該區(qū)域或該多個(gè)區(qū)域?qū)⒈粶p薄，高出的厚度對(duì)應(yīng)于測(cè)量的厚度與目標(biāo)厚度之間的差異。因 此此時(shí)問(wèn)題是晶圓的一個(gè)或更多個(gè)"局部"高出的厚度。
[0109] 在晶圓至晶圓均勻度的情況下，將在各個(gè)測(cè)量點(diǎn)所測(cè)得的半導(dǎo)體層3的厚度的平 均值與目標(biāo)平均厚度進(jìn)行比較。
[0110] 在此情況下，將被減薄的晶圓因此是半導(dǎo)體層3的平均厚度大于該目標(biāo)平均厚度 的晶圓，所述高出的厚度對(duì)應(yīng)于這兩個(gè)平均厚度之間的差值。因此，此時(shí)問(wèn)題是晶圓的"總 體"高出的厚度。
[0111] 為了在一個(gè)晶圓內(nèi)以局部方式減薄這些區(qū)域或者為了整體減薄該晶圓，首先執(zhí)行 該犧牲氧化物層4的選擇性刻蝕。
[0112] 為了此目的，采用了適用于刻蝕該犧牲氧化物且不會(huì)侵蝕層3的半導(dǎo)體材料的刻 蝕劑。
[0113] 通常，如果層4由二氧化硅制造，那么采用氫氟酸（HF)作為刻蝕劑。
[0114] 當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠根據(jù)犧牲氧化物層和半導(dǎo)體層的相應(yīng)的材料來(lái)選取任 何適合的其他刻蝕劑。
[0115] 一旦移除了該層4,則執(zhí)行該半導(dǎo)體層的化學(xué)刻蝕。
[0116] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，所述刻蝕是SCl類型的刻蝕。
[0117] 此SCl刻蝕利用包括氫氧化銨（NH4OH)、過(guò)氧化氫（H2O 2)和水（H2O)的混合物的溶 液來(lái)實(shí)現(xiàn)，其典型的比例是1/1/1至4/4/1的重量濃度。
[0118] 有利地，該溶液保持在40°C與80°C之間的溫度下。
[0119] SCl刻蝕具有導(dǎo)致半導(dǎo)體層3的表面氧化的效果，并且因此消耗了所述層的少量 厚度，同時(shí)消耗了由此產(chǎn)生的氧化物。
[0120] 所消耗的厚度取決于溶液的組分和溫度以及施加到該層3的溶液總量和刻蝕的 持續(xù)時(shí)間。
[0121] 本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠確定該SCl溶液的組分以及所施加的溫度和持續(xù)時(shí)間，以將 該半導(dǎo)體層減薄預(yù)期的厚度。
[0122] 通常，此消耗的厚度是數(shù)納米的量級(jí)并且可以控制在零點(diǎn)幾納米之內(nèi)。
[0123] 該SCl溶液通常用于半導(dǎo)體襯底的處理，以通過(guò)清除污染物以清潔其表面。
[0124] 該清潔所產(chǎn)生的刻蝕因而具有不良的影響。
[0125] 然而在本發(fā)明中，該SCl溶液不用于以清潔該半導(dǎo)體層為宗旨而是以對(duì)其進(jìn)行刻 蝕從而將其減薄為宗旨。
[0126] 透過(guò)該犧牲氧化物層4采用該橢圓測(cè)量術(shù)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，可以使HF刻蝕和SCl刻 蝕步驟直接地相繼執(zhí)行，這簡(jiǎn)化了該工藝。
[0127] 如果無(wú)法穿透該犧牲氧化物層4來(lái)進(jìn)行該半導(dǎo)體層3的厚度測(cè)量，則在對(duì)該半導(dǎo) 體層3的厚度進(jìn)行測(cè)量之前，確實(shí)有必要移除該犧牲氧化物層4,而且僅能接著通過(guò)SCl來(lái) 進(jìn)行該特定的減薄，這將會(huì)導(dǎo)致更多的晶圓處理操作。
[0128] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，每個(gè)晶圓被浸入到包括刻蝕溶液的容器內(nèi)。
[0129] 此實(shí)施方式更具體地適用于期望整體減薄的晶圓的處理，該溶液具有消耗在該晶 圓的整個(gè)表面上的半導(dǎo)體層的基本均勻的厚度的效果。
[0130] 如下面詳細(xì)說(shuō)明的，此刻蝕的條件對(duì)于同一個(gè)產(chǎn)品批次的所有晶圓不相同，而是 依據(jù)每個(gè)晶圓的半導(dǎo)體層的平均厚度進(jìn)行調(diào)整。
[0131] 因此，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，將從同一個(gè)批次得到的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類，以根據(jù) 預(yù)定的平均厚度級(jí)別將它們重新編組。
[0132] 例如，定義了 5個(gè)平均厚度級(jí)別，其能夠用作所缺乏的較低下限和較高上限的兩 個(gè)極端的級(jí)別，并且以相等的幅度、以零點(diǎn)幾納米的幅度（例如，以從〇. 3 nm至0. 5nm的幅 度）平均厚度范圍定義出中間級(jí)別。
[0133] 接下來(lái)應(yīng)用于同一個(gè)級(jí)別的所有晶圓的是相同的SCl刻蝕，但是它與應(yīng)用于另一 級(jí)別的晶圓的刻蝕不同。
[0134] 為此，同一個(gè)級(jí)別的晶圓同時(shí)浸入在同一個(gè)SCl溶液的容器中。
[0135] 僅當(dāng)做指示，下面的表格指示了對(duì)于5個(gè)平均厚度級(jí)別的SCl刻蝕的持續(xù)時(shí)間和 由所述處理所消耗的半導(dǎo)體層（在此示例中，其由硅制造）的厚度，其是由實(shí)驗(yàn)確定的。

【權(quán)利要求】
1. 一種用于處理絕緣體上半導(dǎo)體型結(jié)構(gòu)的工藝，該絕緣體上半導(dǎo)體型結(jié)構(gòu)依次包括支 撐襯底（1)、介電層（2)和具有小于或等于lOOnm的厚度的半導(dǎo)體層（3)，所述半導(dǎo)體層（3) 被犧牲氧化物層（4)覆蓋，其特征在于該工藝包括以下步驟： -在分布在所述結(jié)構(gòu)的表面上的多個(gè)點(diǎn)處測(cè)量所述犧牲氧化物層（4)和所述半導(dǎo)體層 (3)的厚度，以根據(jù)所述測(cè)量生成所述半導(dǎo)體層（3)的厚度的繪圖并確定所述半導(dǎo)體層（3) 的平均厚度， -選擇性刻蝕所述犧牲氧化物層（4)以暴露所述半導(dǎo)體層（3)，以及 -對(duì)所述半導(dǎo)體層（3)執(zhí)行化學(xué)刻蝕，根據(jù)所述半導(dǎo)體層（3)的平均厚度的所述繪圖來(lái) 調(diào)整所述化學(xué)刻蝕的施加、溫度和/或持續(xù)時(shí)間條件，從而在所述測(cè)量步驟結(jié)束時(shí)將所述 半導(dǎo)體層（3)至少局部地減薄被識(shí)別為高出的厚度的厚度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，所述工藝應(yīng)用于批次的絕緣體上半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征 在于，在厚度測(cè)量結(jié)束時(shí)，依據(jù)所述半導(dǎo)體層（3)的平均厚度級(jí)別對(duì)所述結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類，并 且對(duì)屬于同一個(gè)級(jí)別的所有結(jié)構(gòu)在相同條件下執(zhí)行化學(xué)刻蝕。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的工藝，其特征在于，通過(guò)將同一個(gè)級(jí)別的所有結(jié)構(gòu)同時(shí)浸入 化學(xué)刻蝕溶液的容器中來(lái)執(zhí)行所述化學(xué)刻蝕。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2和3中任一項(xiàng)所述的工藝，其特征在于，預(yù)先定義了從3個(gè)至6個(gè)的 平均厚度級(jí)別。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項(xiàng)所述的工藝，其特征在于，所述平均厚度級(jí)別具有從 0? 3nm至0? 5nm的寬度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于，從所述半導(dǎo)體層（3)的厚度的所述繪圖開(kāi) 始，將至少一個(gè)區(qū)域確定為具有要被減薄的高出的厚度，以在所述結(jié)構(gòu)內(nèi)將所述半導(dǎo)體層 (3)的厚度標(biāo)準(zhǔn)化。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的工藝，其特征在于，在所述半導(dǎo)體層（3)的所述化學(xué)刻蝕期 間，對(duì)所述層（3)的要被減薄的所述至少一個(gè)區(qū)域進(jìn)行局部加熱，以在所述區(qū)域提供更大 的減薄。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6和7中任一項(xiàng)所述的工藝，其特征在于，通過(guò)在所述半導(dǎo)體層（3)的 表面上進(jìn)行噴灑，所述化學(xué)刻蝕溶液被選擇性地分布，以將更大量的溶液沉積在要被減薄 的所述至少一個(gè)區(qū)域上。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一項(xiàng)所述的工藝，其特征在于，在所述半導(dǎo)體層（3)的所述 化學(xué)刻蝕期間，所述刻蝕溶液被施加到要被減薄的所述區(qū)域的持續(xù)時(shí)間大于施加到所述層 (3)的其余部分的持續(xù)時(shí)間。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，所述工藝在針對(duì)絕緣體上半導(dǎo)體型結(jié)構(gòu)的批次制造 的工藝中實(shí)現(xiàn)，其目的是，使構(gòu)成所述批次的結(jié)構(gòu)的所述半導(dǎo)體層（3)的平均厚度相對(duì)于 由同一工藝制造的另一批次的半導(dǎo)體層（3)的平均厚度標(biāo)準(zhǔn)化，其特征在于，在所述厚度 測(cè)量結(jié)束時(shí)，計(jì)算所述批次的所述半導(dǎo)體層（3)的平均厚度，將平均厚度級(jí)別分配給所述 批次，并且對(duì)所述批次整體執(zhí)行所述半導(dǎo)體層（3)的化學(xué)刻蝕，根據(jù)所述平均厚度級(jí)別調(diào) 整所述化學(xué)刻蝕的施加、溫度和/或持續(xù)時(shí)間條件。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1至10中的一項(xiàng)所述的工藝，其特征在于，所述半導(dǎo)體層（3)的所述 化學(xué)刻蝕是SCI類型。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1至11中的一項(xiàng)所述的工藝，其特征在于，由氫氟酸執(zhí)行所述犧牲氧 化物層（4)的所述選擇性刻蝕。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1至12中的一項(xiàng)所述的工藝，其特征在于，通過(guò)橢圓測(cè)量術(shù)進(jìn)行所述 厚度測(cè)量。
14. 一種用于制造絕緣體上半導(dǎo)體型結(jié)構(gòu)的工藝，所述絕緣體上半導(dǎo)體型結(jié)構(gòu)依次包 括支撐襯底（1)、介電層（2)和具有小于或等于lOOnm的厚度的半導(dǎo)體層（3)，所述工藝包 括以下步驟： _提供被稱為施主襯底的襯底，所述襯底包括所述半導(dǎo)體層（3)， -在所述半導(dǎo)體層和/或所述支撐襯底（1)上形成至少一個(gè)介電層， -將所述支撐襯底（1)粘附地鍵合到所述施主襯底的所述半導(dǎo)體層（3)，所述至少一個(gè) 介電層處于鍵合界面處，以形成所述絕緣體上半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的所述介電層（2)， -將所述半導(dǎo)體層（3)轉(zhuǎn)移至所述支撐襯底（1)， -將所述半導(dǎo)體層（3)平滑化， -在所述半導(dǎo)體層（3)上形成犧牲氧化物層（4)， 所述工藝的特征在于，在由此形成的所述結(jié)構(gòu)上執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至13中的一項(xiàng)所 述的處理。
【文檔編號(hào)】H01L21/66GK104380447SQ201380026524
【公開(kāi)日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2013年5月1日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月25日
【發(fā)明者】沃爾特·施瓦岑貝格, 卡里納·杜雷特, F·博迪特 申請(qǐng)人:索泰克公司