[发明专利]外延晶片及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及外延晶片及其制造方法。

背景技术

使用硅片制造的设备衬底从降低设备成本等的理由出发具有微细化的倾向。与此同时，对于晶片的表面粗糙度和平坦度的要求也逐年严格起来，对于LPD(光点缺陷)也更加要求尺寸的缩小和个数的减少。

一直使用的硅衬底主要使用(100)结晶(主表面为(100)面的硅片：采取{100}晶片的结晶)的外延晶片来制造。但是，近年来作为在MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)、其它MOS结构设备的MPU、逻辑阵列等中适于使用的新一代衬底，使用(110)(主表面为(110)面的硅片：采取{110}晶片的结晶)的外延晶片制造的衬底备受注目(例如专利文献1：日本特开2001-253797号公报)。特别是对于8英寸以上的双面抛光{110}衬底进行了兼具成本降低和设备特性提高的研究。

(100)结晶的外延晶片的平坦度(表面粗糙度)优异，LPD的最小检测灵敏度为100nm以下。但是(110)结晶的外延晶片与(100)结晶的外延晶片相比，表面粗糙度较差。因此，由于LPD检测尺寸的临界值变大，因而不能检测小尺寸的LPD。当LPD多存在于主表面时，具有制作设备时的泄漏故障的问题。(110)结晶的外延晶片与(100)结晶的外延晶片相比，表面粗糙度较差、LPD的检测临界尺寸变大的原因一般认为是由于原子排列等物性上的差异所引起的。

作为将晶片的表面粗糙度改善至与衬底同等程度的方法，例如已知有如专利文献2(日本特公平8-17163号公报)所记载那样，在外延生长后对主表面进行镜面加工，除去由于外延生长所产生的隆起(crown)等缺陷，防止尘埃发生的方法。

上述方法在要求LPD的尺寸为100nm以下的制品品质时，由于外延生长后的表面的状态，抛光后的LPD的状态、表面粗糙度和平坦度的品质往往发生变化。特别是，在为(110)结晶的外延晶片时，外延后的表面粗糙度比(100)结晶差，因此即便在外延生长后进行镜面加工，也不能充分地提高表面粗糙度和平坦度。

当使用激光测量存在于晶片主表面的LPD时，表面粗糙度的好坏大大影响着LPD测量时的检测尺寸。具体地说，表面粗糙度越差，则LPD测量时的检测尺寸越大。因此，现有的(110)结晶的外延晶片由于表面粗糙度差，因此只能检测到最多100nm左右尺寸的LPD，此为现状。这对于正确地检测出要求LPD的尺寸为100nm以下、存在于新一代(110)结晶的外延晶片主表面的LPD是困难的。

若增多外延层形成后的抛光量，则晶片面的厚度分布变得不均，使平坦度恶化，因此不优选。另一方面，若减少外延层形成后的抛光量，则表面粗糙度变大、LPD的检测临界尺寸大于100nm，不能测量尺寸小的LPD。

本发明的目的在于，通过在外延生长工序和表面抛光工序之间具有以特定的处理液对晶片的主表面进行低温氧化膜形成处理，可以提供能够缩小LPD检测临界尺寸的外延晶片的制造方法，以及通过该方法制造的外延晶片。

发明内容

本发明的第1方式为外延晶片的制造方法，其包括以下工序：在硅单晶片的主表面上使硅外延生长的工序；用特定的处理液在100℃以下的温度下处理上述晶片的主表面，将附着在上述晶片主表面的颗粒除去的同时形成规定膜厚的氧化膜的晶片平坦化前处理工序；对上述主表面进行镜面抛光的表面抛光工序。

本发明的第2方式为上述第1方式所记载的外延晶片的制造方法，其中所述氧化膜的规定厚度为5～30(0.5～3.0nm)的范围。

本发明的第3方式为上述第1或第2方式所记载的外延晶片的制造方法，所述特定的处理液是含有氧化剂的液体。

本发明的第4方式为上述第3方式所记载的外延晶片的制造方法，所述氧化剂为臭氧和/或双氧水。

本发明的第5方式为上述第1～第4方式任一项所记载的外延晶片的制造方法，其在所述晶片平坦化前处理工序之前还具有利用含氢氟酸的溶液将自然氧化膜除去的工序。

本发明的第6方式为上述第1～第5方式任一项所记载的外延晶片的制造方法，所述硅单晶片是双面抛光的{110}晶片。

本发明的第7方式为上述第1～第6方式任一项所记载的外延晶片的制造方法，所述表面抛光工序是仅在晶片的主表面或者正反面的两面上实施镜面抛光的工序。

本发明的第8方式为上述第1～第7方式任一项所记载的外延晶片的制造方法，其在所述表面抛光工序之前还具有对晶片的边缘部表面进行镜面抛光的边缘抛光工序。