[發明專利]硅晶圓的研磨方法及磊晶晶圓的制造方法

有效

• 申請號: 201480021816.0
• 申請日: 2014-03-13
• 公開（公告）號: CN105144350B
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: 佐藤英樹
• 申請（專利權）人: 信越半導體株式會社
• 主分類號: H01L21/304
• 分類號: H01L21/304
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 謝順星;張晶

本發明提供一種硅晶圓的研磨方法，其對硅晶圓實施鏡面研磨工序，在所述鏡面研磨工序中，對所述硅晶圓進行粗研磨，然后，對于硅晶圓的表面，通過利用臭氧氣體或臭氧水的氧化處理以及通過利用氫氟酸蒸氣或氫氟酸水溶液的氧化膜去除處理，進行去除附著在硅晶圓的表面上的金屬雜質的處理，再進行完工研磨。由此，提供一種硅晶圓的研磨方法及磊晶晶圓的制造方法，其能夠防止因鏡面研磨工序在硅晶圓上產生拋光導入缺陷，且能夠防止鏡面研磨工序后的硅晶圓或在后續工序中層疊有磊晶層的磊晶晶圓的表面質量劣化。

技術領域

本發明涉及一種硅晶圓的研磨方法及磊晶晶圓的制造方法。

背景技術

在半導體硅晶圓的磊晶成長工序中產生的磊晶層的凹凸不平，已知是由在前工序的鏡面研磨工序所產生的傷痕或PID(polishing induced defect，拋光導入缺陷)等而導致。

在鏡面研磨的晶圓上的傷痕是伴隨著一種結晶缺陷也就是差排。進一步地，若在被導入該傷痕的晶圓上進行磊晶成長，則差排會傳播出去而使得在磊晶層也發生差排，磊晶層的質量也會劣化。由此可知，對于在鏡面研磨后且在磊晶成長前的晶圓，沒有傷痕的晶圓是很重要的。

圖7是表示在鏡面研磨后的晶圓(拋光后的晶圓)上殘留有傷痕等應變的晶圓進行磊晶成長時所產生的磊晶層中的磊晶缺陷的圖。此外，左下角的放大圖表示在磊晶層與基板界面附近有應變存在的狀況。

另一方面，可確認到若在PID上進行磊晶成長，則在磊晶層的最外表面會產生反映出PID的形狀的凸部(突起)。另外，可確認在此凸部的正下方的磊晶層內部不存在差排等缺陷，而是結晶性未受干擾的磊晶層。

圖8中的(A)是使用激光顯微鏡(日本Lasertec公司制的MAGICS(產品名稱))觀察在拋光后的晶圓上的PID的影像；圖8中的(B)是在該晶圓上進行磊晶成長時的同點坐標的觀察影像。如磊晶成長后的影像所示，可以看到由PID所引起的突起。

圖9是使用TEM(Transmission Electron Microscope，穿透式電子顯微鏡)觀察到的在確認有PID的硅晶圓上進行磊晶成長，而在與PID同點坐標觀察到的凸狀的磊晶層的剖面的結果。可知雖然磊晶層中沒有缺陷，但僅在磊晶層的最外表面顯示有寬度橫跨200nm的凸出形狀，其高度大約是2～3nm。

在現有技術中，針對傷痕型的缺陷，可通過充分確保在鏡面研磨中的加工裕度(machining allowance)來降低。

另一方面，關于PID，則以在專利文獻1等的利用各種方法來充分管理研磨裝置和研磨布等的基礎上來減少的手法為主流。另外，在對于PID的現有技術中，也可舉例有在鏡面研磨后且在即將要磊晶成長前，進行如專利文獻2那樣的清洗的技術。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利公開2008-205147號公報

專利文獻2：國際公開第2010/150547號

發明內容

(一)要解決的技術問題

如上所述，過去作為PID的對策，雖然采用如專利文獻1、2這樣的手段，但對于防止拋光后的晶圓和在該晶圓上形成有磊晶層的磊晶晶圓的表面質量的惡化仍并不充分。

此處，本發明人針對PID進行了調查。

首先，將硅晶棒(シリコンインゴット)切片，進行磨削等之后，施加鏡面研磨以得到硅晶圓，關于存在于該硅晶圓的表面上的PID，若進行直接SEM(Scanning ElectronMicroscope，掃描型電子顯微鏡)觀察及EDX(Energy Dispersive x-ray Microscopy，X光能量分散光譜)分析，就可以檢測出表示來自PID部分的金屬所產生X光的波峰(峰值)。