外延片的制造方法技术

提供一种可以减少外延层形成的表面缺陷及滑移的发生的外延片的制造方法。该外延片的制造方法的特征在于，包括：根据晶片表面形状控制对晶片表面的蚀刻液的使用，以此平滑化所述晶片表面的平滑化工序；和通过外延生长在所述晶片表面上形成单晶硅构成的外延层的外延层形成工序。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在半导体晶片表面使用蚀刻液使该表面平滑，从而使外 延层有效形成的。
技术介绍
以往的外延片的制造工艺如附图说明图13所示，首先将培育好的单晶硅锭 前端和后端切去成块状，磨削锭的外径以使锭的直径均匀得到块体，为 表示特定的结晶方位，给块体施加定位边或定位凹槽后，对着锭轴方向 按规定角度将块体切片(工序1)。为防止晶片四边缺损或碎裂，对切 下的晶片四边进行倒角加工(工序2)。然后是平坦化工序，进行同时 磨削珪晶片正反面的两面同时磨削(Double Disk Surface Grind,以下称 为DDSG)(工序3)。接下来，进行仅磨削晶片表面或分别磨削正反 面的单面磨削(Single Disk Surface Grind,以下称为SDSG )工序(工序 4)。再接着进行对晶片的正反面同时抛光的两面同时抛光(以下称为 DSP)(工序5)。继而进行仅抛光晶片的表面或分别抛光正反面的单 面抛光(以下称为SMP)工序(工序6)。最后，在晶片表面通过外延 生长形成单晶硅构成的外延层(工序7),从而得到所要的外延片。但是上述传统工艺存在以下问题。由于进行切片和磨削等机械加工处理，晶片势必受到机械损害和加 工损伤。采用外延生长形成外延层的工序受晶片表面损伤或损害(晶格 混乱)的影响大，所以以磨削等机械加工处理引起的缺陷部分为起点， 在外延层发生错位、堆垛缺陷等结晶缺陷，导致作为外延层表面上的表 面缺陷而明显化的情况。此外，机械加工时的损伤或加工损害大时，还 会在形成的外延层产生滑移。再者，由于形成外延片所需工序较多，生 产量下降、成本升高。为解决上述问题，有专利公开了一种硅外延片制造方法，该方法的 特征在于按顺序进行下述工序在单晶硅基板上让单晶硅薄膜气相成长 的气相成长工序；水抛光工序；抛光剂抛光工序(参照专利文献1)。 该专利文献l所示的方法中的气相成长工序前的单晶硅基板按如下方法得到首先将单晶硅锭切成块状，进行外径磨削后切片。然后，对切片 后的单晶硅晶片两侧的外缘进行倒角处理，再用游离磨粒对两面进行研 磨。将研磨片浸渍于蚀刻液中，化学蚀刻双面成为制得化学蚀刻片。以 该化学蚀刻片为单晶硅基板，在该基板上让单晶硅薄膜气相成长。专利 文献1所述的方法可抑制气相成长的单晶硅薄膜表面形成的突起状缺陷 产生的不良损伤，并可降低该突起状缺陷的高度。专利文献1:特开2002-43255号公报(权利要求项1 ， 、 ~ 段)。
技术实现思路
专利技术要解决的问题但由于上述专利文献1所述的方法是进行浸渍式蚀刻，晶片表面全 部被均匀的蚀刻，所以无法在晶片面内控制除去量(removal amount) 进而控制形状以得到规定的表面形状，平坦度等表面状态有时比前面工 序中研磨、磨削时还差，但提高起来很困难。而且，在单晶硅薄膜气相 成长之前，由于通过研磨等机械加工进行平坦化处理，所以晶片势必产 生机械损害或加工损伤，这使得即使在后续工序进行水磨、抛光剂抛光， 也不能有效减少外延层上形成的表面缺陷或滑移。本专利技术的目的在于提供一种，其特征在于对半导 体晶片表面使用蚀刻液实现表面的平滑，并能减少外延层上形成的表面 缺陷及滑移的发生。解决问题的手段本专利技术人等发现通过在特定条件下对硅晶片施以使用蚀刻液的平 滑化处理工序、外延层形成工序，可减少外延层上形成的表面缺陷和滑 移的发生。本专利技术涉及一种，其特征在于包括根据硅晶片 的表面形状控制使用蚀刻液使所述晶片表面平滑的平滑化工序和在所 述晶片表面通过外延生长形成单晶硅构成的外延层的外延层形成工序。专利技术效果本专利技术的通过根据晶片表面的形状控制晶片表面蚀刻液的使用，可起到能使晶片表面平滑的效果。此外，由于晶片表 面的平滑化处理是将蚀刻液用于晶片的不含机械要素的化学处理，所以 几乎不会产生晶片损伤或损害等现象，可以降低由机械加工引起的外延 层上形成的表面缺陷和滑移的发生。附图的简单说明表示本实施方式的的图。 本实施其他方式的的图。本实施又一方式的的图。单片式蚀刻装置图。实施例1的外延层表层的表面缺陷评价结果图。 实施例2的外延层表层的表面缺陷评价结果图。 实施例3的外延层表层的表面缺陷评价结果图。 比较例1的外延层表层的表面缺陷评价结果图。 采用X射线形貌仪(X-ray topography)照相的实施例1外延片的金属表面形态照片。采用X射线形貌仪(X-ray topography)照相的实施例2外延片的金属表面形态照片。采用X射线形貌仪(X-raytopography)照相的实施例3外延片的金属表面形态照片。采用X射线形貌仪(X-raytopography)照相的比4交例1外延片的金属表面形态照片。表示现有的图。符号的说明 11切片12平滑化处理13外延层的形成14镜面抛光具体实施例方式下面，基于附图对实现本专利技术的具体实施方式进行说明。首先将培育好的单晶硅锭前端和后端切去成块状，磨削锭的外径使 锭的直径均匀得到块体。为表示特定的结晶方位，给块体施加定位边和 定位凹槽。在该工序之后，如图l所示，对块体沿锭轴方向按规定角度 切片(工序11)。在以往的晶片制造工艺中，通过磨削或研磨等机械加工，切削切片 等工序得到的薄圓盘状的硅晶片正反面的凸凹层，虽然提高了晶片正反 面的平坦度和晶片的平行度，但本实施方式的制造方法不施加采用所述 机械加工的平坦化工序，而首先根据切片后的晶片表面形状控制蚀刻液 的使用，使晶片表面平滑化(工序12)。在所述平滑化工序12中，通过蚀刻使切片等工序产生的硅晶片正反面的凹凸层平坦化，提高晶片正反面的平坦度和晶片的平行度。此外， 完全除去由切块、外径磨削、切片工序11等机械加工工艺导入的加工 变质层。另外，通过使用酸蚀刻液作为平滑化使用的蚀刻液，控制晶片 表面的粗糙度。该平滑化工序12由图4所示的蚀刻装置20进行。图4所示的单片蚀刻装置20具有支撑晶片21的载物台22、和借助 旋转轴23连接在该载物台22上的介由旋转轴23旋转驱动载物台22的 电机等旋转驱动源24,它们构成晶片旋转单元25。此外，单片蚀刻装置20具有供给蚀刻液的蚀刻液供给单元26, 从该蚀刻液供给单元26供给蚀刻液将该蚀刻液向晶片21上喷出的喷嘴 27，用于可移动支撑该喷嘴27的喷嘴基部28和用于限制喷嘴基部28 的位置及移动的引导部29,由它们构成喷嘴位置控制单元30。在喷嘴 基部28上，设有调节喷嘴基部28与喷嘴27之间的角度的机构、调节 喷嘴27前端距离晶片21的高度位置的机构以及改变喷嘴27喷出和不 喷出蚀刻液的机构，它们构成喷出状态控制单元31 。另外，单片蚀刻装置20具有控制单元32,该控制单元32控制旋转 驱动源24的转数以设定晶片转数的同时，控制蚀刻液供给单元26以规 定蚀刻液供给状态，同时控制喷嘴位置控制单元30、喷射状态控制单元 31以设定喷嘴27的状态和位置的控制单元32。该控制单元32具有CPU 等的演算部33和多个内存34，35…等。符号36是晶片表面的检测单元， 通过使用激光反射方式和利用晶片表面的激光反射来测定晶片表面的 凹凸。检测单元36可以不设在单片蚀刻装置20内部，而作为独立装置测定晶片表面形状。蚀刻液供给单元26将酸蚀刻液供给到喷嘴27。蚀刻液供给单元26 可以将按预先规定的本文档来自技高网...

【技术保护点】
外延片的制造方法，其特征在于，包括：　根据晶片表面形状控制对所述晶片表面的蚀刻液的使用，以此平滑化所述晶片表面的平滑化工序；和　通过外延生长在所述晶片表面上形成单晶硅构成的外延层的外延层形成工序。

【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：古屋田荣，高石和成，桥井友裕，村山克彦，加藤健夫，
申请(专利权)人：胜高股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]