SiC基板的制造方法技术

一种SiC基板的制造方法，至少具备CMP工序，所述CMP工序是采用CMP(机械化学研磨)法，对SiC基板(1)所具备的Si面(1a)和C面(1b)这两面，将C面/Si面加工选择比设为3.0以上来实施两面研磨加工的工序。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及，特别是涉及具有对SiC基板的表面进行研磨而使其平坦化的工序的。本申请基于在2013年6月24日在日本提出的专利申请2013-131717要求优先权，将其内容援引于此。
技术介绍
碳化硅(SiC)与硅(Si)相比，具有击穿电场大一个数量级、带隙大3倍、热导率高出3倍左右等特性，因此可期待应用于功率器件、高频器件、高温工作器件等。因此，近年来，SiC基板被用于半导体器件的基板。上述的SiC基板，例如，由采用升华法等制作的SiC的块状单晶锭制造。通常通过下述步骤得到:将锭的外周磨削，加工成圆柱状后，使用线锯等切片加工成圆板状，将外周部倒角，加工成规定的直径。进而，对圆板状的SiC基板的表面，采用机械磨削法实施磨削处理，由修整凹凸和平行度。然后，通过对表面实施CMP(Chemical Mechanical Polishing:机械化学研磨)法等的机械化学研磨，将一面或两面精加工成镜面。这样的SiC基板的磨肖IJ、研磨，除了除去通过切片加工而产生的起伏、加工应变以外，还以将SiC基板表面平坦化等为目的而进行。上述的CMP法是兼具化学作用和机械作用这两者的研磨方法，因此不会对SiC基板造成损伤，能够稳定地得到平坦的表面。因此，CMP法作为在SiC半导体器件等的制造工序中将SiC基板表面产生的粗糙、起伏或在SiC基板表面层叠外延层而成的晶片上的由配线等导致的凹凸平坦化的方法，被广泛地采用。使用SiC基板而成的SiC(外延)晶片，通常通过采用化学气相沉积法(ChemicalVapor Deposit1n:CVD)在由上述步骤得到的SiC基板上使成为SiC半导体器件的活性区域的SiC外延膜(外延层)生长而制造。另一方面，在将从SiC单晶锭切片而得到的SiC基板，以表面产生了凹凸、起伏的状态原样地使用的情况下，在SiC基板表面形成的外延层的表面也会产生凹凸等。因此，在制造在SiC基板上使SiC外延膜生长而形成的SiC晶片时，预先采用CMP法研磨SiC基板表面后，在其上使SiC外延膜生长。在SiC外延膜生长后，也与上述同样地采用机械磨削法进行磨削处理、以及采用CMP法进行精研磨，由此进行SiC晶片表面的粗糙的除去处理、平坦化处理。在此，如果以在SiC基板上的外延层表面残存有起伏、加工应变的状态在其上形成晶体管、二极管等半导体元件，来制造半导体装置，则难以从SiC原本优异的物性值得到所期待的电特性。因此，如上述那样的包含外延层的SiC基板的表面的平坦化处理是非常重要的工序。—般地，作为除去SiC基板表面的起伏、加工应变的处理，采用例如磨盘研磨(lap研磨)等机械式研磨法是有效的。对于表面的平坦化，例如使用粒径为I μπι以下的金刚石的研磨、使用#10000以上的粒度号高的磨石的磨削是有效的。而且，作为使SiC外延膜(外延层)生长之前的SiC基板表面的精加工、形成SiC外延膜后的晶片的精加工，一般进行用于使表面粗糙度Ra < 0.1 μ m的CMP法研磨加工。以下，利用图6对采用CMP法研磨SiC基板表面的方法进行说明。如图6所示，在从锭进行切片后采用机械磨削法磨削了表面的SiC基板100，被安装于CMP研磨机200所具备的可旋转的SiC基板支持部201。并且，SiC基板100被按压在贴附于旋转平台202表面的研磨垫202a上。另外，同时一边从浆液管203向研磨垫202a与SiC基板100的界面供给浆液204，一边使SiC基板支持部201旋转。由此，能够研磨SiC基板100的研磨面(表面)100a。在此，一般在SiC基板的成膜面即Si面上形成外延膜时，存在膜的表面产生表面粗糙这样的问题，特别是存在随着外延膜变厚，膜表面的粗糙变得明显这样的问题。这主要是由于使外延膜较厚地生长时的台阶聚束(台阶聚并:step bunching)而产生的粗糙。例如，如图5(a)所示，形成外延膜成膜之前的SiC基板，由于采用CMP法实施了研磨加工，因此几乎观察不到表面粗糙，即使在通过AFM图像进行的评价中，也几乎检不出凹凸、缺陷。但是，如图5(b)所示，如果在SiC基板上形成厚度为30μπι左右的外延膜，则会成为遍及膜表面的整体产生粗糙的状态，在AFM评价中也会检出台阶聚束，也容易产生数十μπι级的巨大的外延缺陷。另一方面，由于上述那样的台阶聚束而产生的粗糙，在膜厚方向上的高度大致为0.01 μπι左右。因此，如图5(c)所示，通过对产生了粗糙的外延膜的表面，以例如I ym左右的除去量实施CMP加工，能够除去台阶聚束等的粗糙。S卩，如果能够采用上述那样的方法除去外延膜表面的粗糙，则能够维持作为应用于高耐压器件的外延膜的厚的膜厚，并且形成粗糙较少的SiC外延基板。因此，可得到在其后的器件形成工序中能够制造元件特性优异的器件这样的优点。即，外延膜表面的精研磨加工是非常重要的。作为以如上述那样的将在SiC基板上形成的外延膜的表面的粗糙除去为目的，采用CMP法对SiC基板表面进行研磨加工的方法，例如提出了如专利文献I中所记载的方法。在专利文献I的记载中，公开了在旋转台上安装多个SiC基板，通过批量处理来进行CMP研磨加工的方法。在专利文献2中，公开了在半导体装置的制造工序中，在形成沟道(channel)区域时，研磨外延膜使其平坦化，由此形成沟道区域的方法。在先技术文献专利文献专利文献1:日本特开2009-10071号公报专利文献2:日本特开2002-43570号公报
技术实现思路
在此，不仅是上述的SiC基板的成膜面(Si面)，在其背面侧的C面中，有时也会根据Si面侧的外延生长条件，与Si面上的外延膜同样地产生基板表面模糊等的粗糙。作为Si面侧的外延生长条件，可举出例如生长炉的类型、成膜温度等。例如，如图7(a)的显微镜照片所示，在SiC基板的Si面上形成外延膜之前的背面侧的C面，通过金刚石研磨等而精加工成镜面。与此相对，如图7 (b)所示，在外延膜成膜后，成为产生了粗糙的状态。作为产生这样的粗糙的原因，认为是例如由从构成装置的SiC构件的转印、从SiC基板脱碳等导致的。也认为在成膜温度为1500°c左右的高温情况下，由于大部分材料升华，因此该材料气体绕到基板背面侧，由此C面产生粗糙。这样，即使在C面产生了粗糙的情况下，如果与Si面的情况同样地在SiC基板的Si面上形成外延膜后对C面侧也实施研磨加工，则能够除去C面的粗糙。如果能够除去在SiC基板的C面产生的粗糙，则可得到能够抑制其后的评价工序中的SiC基板的吸附错误等的效果，因此研磨C面是重要的。另一方面，在Si面上形成外延膜后，例如，对SiC基板的两面侧、即形成有外延膜的Si面侧和作为背面的C面侧分别在分开的工序中进行了研磨加工的情况下，由于工序数变多，因此会阻碍生产率提高，成为成本上升的主要因素。因此，在除了在SiC基板的Si面上形成的外延膜以外还对C面进行研磨加工的情况下，希望对这两个面同时进行研磨加工。但是，通过以往就采用的使用包含胶体二氧化硅等研磨剂的浆液的CMP研磨加工进行SiC基板的Si面和C面的两面研磨的情况下，包含胶体二氧化硅的浆液，本来Si面的加工速率就慢。另外，如果将Si面的加工速率最佳化，则有时C面侧的加工速率极端降低。因此，即使调整了各面的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种SiC基板的制造方法，是具备对SiC基板的表面进行研磨的工序的SiC基板的制造方法，其特征在于，至少具备CMP工序，所述CMP工序是采用CMP法即机械化学研磨法，对所述SiC基板所具备的Si面和C面这两面，将C面/Si面加工选择比设为3.0以上来实施两面研磨加工的工序。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐佐木有三，
申请(专利权)人：昭和电工株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP