硅晶圆的研磨方法及磊晶晶圆的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种娃晶圆的研磨方法及磊晶晶圆的制造方法。
【背景技术】
[0002] 在半导体娃晶圆的磊晶成长工序中产生的磊晶层的凹凸不平，已知是由在前工序 的镜面研磨工序所产生的伤痕或PID(polishingin化ceddefect,抛光导入缺陷）等而导 致。
[0003] 在镜面研磨的晶圆上的伤痕是伴随着一种结晶缺陷也就是差排。进一步地，若在 被导入该伤痕的晶圆上进行磊晶成长，则差排会传播出去而使得在磊晶层也发生差排，磊 晶层的质量也会劣化。由此可知，对于在镜面研磨后且在磊晶成长前的晶圆，没有伤痕的晶 圆是很重要的。
[0004] 图7是表不在镜面研磨后的晶圆（抛光后的晶圆）上残留有伤痕等应变的晶圆进 行磊晶成长时所产生的磊晶层中的磊晶缺陷的图。此外，左下角的放大图表示在磊晶层与 基板界面附近有应变存在的状况。
[0005] 另一方面，可确认到若在PID上进行磊晶成长，则在磊晶层的最外表面会产生反 映出PID的形状的凸部（突起）。另外，可确认在此凸部的正下方的磊晶层内部不存在差排 等缺陷，而是结晶性未受干扰的磊晶层。
[0006] 图8中的（A)是使用激光显微镜（日本Lasedec公司制的MAGICS(产品名称）） 观察在抛光后的晶圆上的PID的影像；图8中的度）是在该晶圆上进行磊晶成长时的同点 坐标的观察影像。如磊晶成长后的影像所示，可W看到由PID所引起的突起。
[0007]图 9 是使用TEM(TransmissionElectronMicroscope,穿透式电子显微镜）观 察到的在确认有PID的娃晶圆上进行磊晶成长，而在与PID同点坐标观察到的凸状的磊晶 层的剖面的结果。可知虽然磊晶层中没有缺陷，但仅在磊晶层的最外表面显示有宽度横跨 200皿的凸出形状，其高度大约是2~3皿。
[0008] 在现有技术中，针对伤痕型的缺陷，可通过充分确保在镜面研磨中的加工裕度 (machiningallowance)来降低。
[0009] 另一方面，关于PID，则W在专利文献1等的利用各种方法来充分管理研磨装置和 研磨布等的基础上来减少的手法为主流。另外，在对于PID的现有技术中，也可举例有在镜 面研磨后且在即将要磊晶成长前，进行如专利文献2那样的清洗的技术。
[0010] 现有技术文献
[0011] 专利文献
[0012] 专利文献1 :日本专利公开2008-205147号公报
[0013] 专利文献2:国际公开第2010/150547号
【发明内容】
[0014](一）要解决的技术问题
[0015] 如上所述，过去作为PID的对策，虽然采用如专利文献1、2运样的手段，但对于防 止抛光后的晶圆和在该晶圆上形成有磊晶层的磊晶晶圆的表面质量的恶化仍并不充分。
[0016] 此处，本发明人针对PID进行了调查。
[0017] 首先，将娃晶棒（シy3シ^シ]'' ッh)切片，进行磨削等之后，施加镜面研磨W 得到娃晶圆，关于存在于该娃晶圆的表面上的PID，若进行直接沈M(ScanningElectron Microscope,扫描型电子显微镜）观察及邸X巧nergyDispersivex-rayMicroscopy,X光 能量分散光谱）分析，就可W检测出表示来自PID部分的金属所产生X光的波峰（峰值）。 阳01引在图3中的（A)所示的例子中，除了娃W外，还检测出了金属杂质Zr(2. 042keV)。 另外，在图3中的度）所示的例子中检测出了金属杂质Ni(0. 851keV)。
[0019] 此外，在刮痕和伤痕的部分进行同样的分析时，同样也得到了金属的波峰。
[0020] 从如图4所示的伤痕之中，检测到金属杂质Ni。
[0021] 另外，进一步针对PID调查，若使用TEM来观察PID的剖面构造，可通过EDX分析 得知PID的总高度为3~6皿W内，上层部的2皿左右的部分为金属附着物。 阳02引图5中的（A)是PID的沈M影像；图5中的做是PID的剖面TEM观察影像；图5 中的（C)是图5中的度）的放大图。另外，图5中的值）是PID最表层部的邸X分析结果。 如邸X分析结果运样，从PID的表层的部分检测出Zr。
[002引此外，除此之外，在调查中检测到的金属种类是化、Ni、Zr。
[0024] 运些种类与磨削磨石成分的分析结果及磨粒的分析结果都一致。表I中表示磨削 磨石的成分分析。 阳02引（表1)
[0026]
[0027] 上述的金属杂质附着在PID的机制推测如下。该机制的概略如图6所示。
[0028] 首先，W线银将娃单晶切片成晶圆。在本工序中，由于切片钢线（ス号^ス7斗节 一）和浆料（スクy-）的磨粒及其压力，从而对晶圆导入了加工损伤（加工父?^一。）。
[0029] 并且，清洗后，为了去除加工损伤而通过酸或碱溶液进行蚀刻，强制去除所导入的 加工损伤。但此时也会有未能将损伤全部去除的情况；或是有未能完全去除破裂的情况，其 中所谓的破裂是如切片时所导入的裂开运样延伸。
[0030] 进而，在运之后，通过利用磨石或磨粒进行的磨削，或者通过研光（lapping)、或一 并通过运两者来进行残留应变的去除。在所述工序中，有被去除的应变，另一方面，也会导 入新的应变。因此在切片工序中导入且残留的应变W及因磨削或研光所导入的应变，会作 为复合应变而残留。清洗后，进行下一个工序。
[0031] 而且，本发明人推测，上述金属杂质会被塞入所述复合应变的缝隙中，当残留的应 变通过接下来的研磨工序而被去除时，若金属杂质出现在表层，则因为金属的硬度与娃的 硬度差会在磨削裕度上产生差异，而形成PID。
[0032] 一般而言，杂质可利用各种清洗工序去除，但是本发明人已预见，由于被导入的应 变的狭小的缝隙和该结构等，清洗药剂无法充分对流而无法完全去除杂质。另外，运一情况 也能够根据在过去的SEM-EDS分析例中，从自晶圆表面的伤痕检测到儀一事来推测得知。
[0033] 此处，虽然例如在专利文献2的镜面研磨工序后的清洗方法中有可能去除PID本 身，但在去除后的晶圆表面会产生凹陷形状。由于该凹陷形状，在之后的磊晶成长工序中， 有诱发伴随着差排的磊晶缺陷的可能性。因此在专利文献2的清洗方法中，如上所述作为 防止产生PID的对策是并不充分的。
[0034] 本发明是鉴于上述问题点而完成，其目的在于提供一种娃晶圆的研磨方法及磊晶 晶圆的制造方法，该娃晶圆的研磨方法及磊晶晶圆的制造方法能够防止因镜面研磨工序在 娃晶圆上产生PID，并且能够防止镜面研磨工序后的娃晶圆、或在后续工序层叠有磊晶层的 磊晶晶圆的表面质量恶化。 阳03引（二）技术方案
[0036] 为了实现上述目的，本发明提供一种娃晶圆的研磨方法，是对娃晶圆施加镜面研 磨工序的研磨方法，该娃晶圆的研磨方法的特征在于，在所述镜面研磨工序中，对所述娃晶 圆进行粗研磨，然后，对于娃晶圆的表面，通过利用臭氧气体或臭氧水的氧化处理W及通过 利用氨氣酸蒸气或氨氣酸水溶液的氧化膜去除处理，进行去除附着在娃晶圆的表面上的金 属杂质的处理，再进行完工研磨。
[0037] 若为运样的本发明的研磨方法，可通过利用臭氧气体的强制氧化与利用氨氣酸蒸 气的连同氧化膜的一并去除，来将附着在粗研磨后的娃晶圆的表面上的金属杂质，强制性 地排除至工序系统外。
[0038] 因此，在之后的完工研磨中，在娃晶圆表面不会产生成为PID的发生原因的娃与 金属的硬度差，而能够均匀地进行完工研磨。因此，能够制造出不存在PID、平坦且高质量的 抛光后的晶圆。
[0039] 进一步地，由于可得到运样的高质量的抛光后的晶圆，在之后的工序中将磊晶层 层畳时，在表面不会广生因PID所引起的突起，而能够得到表面质量优良的磊晶晶圆。
[0040] 另外，能够对所述进行金属杂质去除处理后的娃晶圆进行RCA清洗。
[0041] 像运样做的话，能够去除晶圆表面的有机物类粒子和金属粒子等。
[0042] 另外，能够对所述进行完工研磨后的娃晶圆，进行完工