[发明专利]硅晶片的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制造硅晶片（silicon wafer）的方法，所述硅晶片是用于制造外延硅晶片，且所述硅晶片在一表面上具有镜面研磨面，而在另一表面上具有掺杂物挥散防止用保护膜。

背景技术

由于半导体外延晶片的优秀特性，半导体外延晶片被广泛地作为用来制造离散半导体或双极型集成电路（IC）等的晶片。又，由于半导体外延晶片对于MOS LSI（金氧半导体大型积体电路）也有着优秀的软性错误或闩锁效应特性（即不易发生软性错误或闩锁效应），因此半导体外延晶片也被广泛地用于微处理器单元或快闪记忆体元件。

这种半导体外延晶片例如是根据以下方法所制造出来。

首先，根据一般的柴式（CZ，Czochralski）法或浮融带（FZ，floating zone）法等制造出单晶棒。此制造出的单晶棒，被切断成块状，并为了使直径一致而施加修圆加工（圆筒磨削工序）。然后，由此单晶棒切出多数片晶片（切片（slicing）加工工序），并为了除去所切出的晶片周边部的棱角（锐利边缘）而施加倒角处理（斜切（beveling）加工工序）。进而，为了消除此晶片表面的凹凸不平、提高平坦度、使切片加工时的加工变形降到最小，施加机械磨削处理（磨光加工工序）。然后，根据混酸蚀刻等来除去机械磨削时在晶片的表面层上所形成的加工变形层（蚀刻工序）。

继而，至少在晶片的背面侧形成用来防止自动掺杂的保护膜（掺杂物挥散防止用保护膜），然后，利用化学性且机械性研磨（CMP）来施加用来将半导体晶片的表面作成镜面状的镜面研磨处理（镜面抛光工序），再经过在镜面研磨后的晶片表面上形成外延膜的工序，而制造出半导体外延晶片。

此处补充关于自动掺杂的说明。在晶片上气相生长单晶薄膜（外延膜）的外延工序中，该晶片通常曝露于约1000～1200℃的高温中。此时，会发生所谓自动掺杂现象，也就是说，在外延膜的形成工序中，该晶片中所含的掺杂物挥散而被掺入外延膜中的现象。

特别是，先前在功率金氧半导体（POWER MOS）用半导体外延晶片的制造中，使用一种掺杂了高浓度不纯物的低电阻率的晶片来作为外延膜形成用的基板，而该晶片的导电型为P型或N型中的任一种，在此情况下，自动掺杂的发生变成显著。

即，加热像这种经过高浓度掺杂后的晶片时，若未在晶片上形成掺杂物挥散防止用保护膜，则会发生自动掺杂现象，已掺杂于晶片中的硼、磷、锑、砷等不纯物自晶片散出并进入外延膜，而无法得到所希望的电阻率的外延膜。结果，半导体外延晶片的电特性产生变化，使用此半导体外延晶片所制作出来的半导体元件，将无法表现出原先设计的特性，而成为不良品。

于是，如上述，为了防止自动掺杂，在晶片的背面上需要有掺杂物挥散防止保护膜。例如，在直径300mm等大直径晶片的情况下，特别会要求高平坦度，因此在进行双面研磨使晶片高平坦化之后，根据化学气相生长法（CVD）等，在晶片的背面侧形成作为掺杂物挥散防止用保护膜的氧化膜。

然后，在上述镜面抛光工序中，根据单面研磨来对硅晶片的表面侧，即气相生长外延膜的一侧，进行镜面研磨，但由于根据CVD而实行的氧化膜形成工序会在硅表面上产生变形等，因此为了除去该变形，需要在此单面研磨中对硅表面侧研磨数微米以上而精加工成镜面。

然而，为了除去在这种根据CVD而实行的氧化膜形成工序中所产生的变形，以必要的研磨裕度来进行单面研磨，因而会产生平坦度恶化的问题。近年来对更高度平坦的晶片的要求增强，为了满足此要求，出现改善晶片平坦度恶化的必要性。

此处，专利文献1中公开了一种半导体晶片的制造方法，该方法是根据双面研磨装置来对利用CVD而在单面上生长氧化膜后的晶片进行研磨，由此，可对具有镜面与粗面且平坦度高的晶片进行加工。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平9-199465号公报。

发明内容

[发明所要解决的课题]

然而，此方法的目的在于制造一种将其中一面作成粗面的高度平坦的晶片，氧化膜会因该双面研磨而被除去。又，即便使用此方法并调整氧化膜的厚度以及双面研磨时的研磨裕度，而使氧化膜残留下来，氧化膜仍然会因研磨而变薄，并在氧化膜表面上发生伤痕，而产生无法获得作为掺杂物挥散防止用保护膜的品质的问题。

本发明是鉴于前述问题而完成的，其目的在于，提供一种硅晶片的制造方法，该方法可抑制氧化膜的伤痕及研磨量，且一边保持作为该掺杂物挥散防止保护膜的品质，一边制造具有高平坦度的硅晶片。

[用来解决课题的方法]