[发明专利]包含碳化硅晶片的半导体晶片以及SiC半导体装置的制造方法

说明书

半导体晶片中，在碳化硅晶片(10a)的表面具备由碳化硅构成的外延层(10b)。该半导体晶片中，通过进行外延层的表面的平坦度的评价的表面形状测定装置，在评价区内进行上述外延层的多个点的高度测定，并且进行基于该测定的高度的最小二乘法的运算从而决定表面基准面，在中心位置与评价区相同并且范围与评价区不同的曝光区内，以表面基准面为基准，将最高位置的高度设为α，将最低位置的高度设为β，将弯曲值设为|α|+|β|时，使得满足弯曲值为1μm以下的条件。

关联申请的相互参照

本申请基于2018年7月20日申请的日本专利申请第2018－136668号，这里通过参照而引入其记载内容。

技术领域

本发明涉及包含利用作为缩小投影型曝光装置的步进曝光装置(stepper)进行构图的碳化硅(以下称作SiC)晶片的半导体晶片以及SiC半导体装置的制造方法。

背景技术

以往，对于SiC晶片，形成杂质层及绝缘膜、进而形成电极从而制作了半导体元件之后，通过将晶片以芯片单位进行分割而制造SiC半导体装置。此时，利用步进曝光装置进行在形成杂质层、沟槽、绝缘膜及电极时等作为光掩模而使用的抗蚀剂的构图。并且，为了良好地进行通过步进曝光装置进行的抗蚀剂的构图，预先对SiC晶片进行平坦度的评价，评价为良好的SiC晶片被用于SiC半导体装置的制造(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2016-501809号公报

但是，在SiC半导体装置的制造中，在利用步进曝光装置进行了构图的情况下，确认到以一定的比例发生被称作散焦(defocus)的形状崩塌(日语原文：型崩れ)。此外，已知通常随着光掩模尺寸成为微细图案而聚焦裕度(以下称作DOF(Depth of Focus，聚焦深度))变窄，特别是，在微细图案下，散焦发生比例增加。

对其原因进行仔细研究后得知原因在于，SiC晶片的表面形状不同于硅(以下称作Si)晶片的表面形状，在表面有“弯曲”。例如在用钢丝锯从SiC锭(ingot)进行切片时，由于SiC是仅次于金刚石的硬材质从而钢丝锯发生挠曲等，从而发生SiC晶片的表面的“弯曲”。

步进曝光装置进行对晶片表面的倾斜等进行计测的聚焦计测，从而求出表面基准面，根据聚焦计测结果，进行使晶片表面倾斜以使表面基准面垂直于曝光用照射光的入射方向的倾斜修正。若在该状态下进行曝光，则能够以表面基准面为基准在减少了晶片表面的高低差的状态下进行曝光，从而能够抑制散焦的发生。

在Si晶片中，即使表面倾斜，该表面自身也大致为平坦面，所以通过上述倾斜修正能够抑制散焦的发生。此外，在SiC晶片中，由于在表面具有“弯曲”，所以仅通过进行倾斜修正，会产生成为DOF的范围外的部分，从而发生散焦。

发明内容

本发明的目的在于，提供能够抑制由SiC晶片的表面的“弯曲”引起的散焦的半导体晶片以及SiC半导体装置的制造方法。

本发明的1个观点的半导体晶片，是在碳化硅晶片的表面具备由碳化硅构成的外延层的半导体晶片，通过进行外延层的表面的平坦度的评价的表面形状测定装置，在评价区内进行外延层的多个点的高度测定，并且进行基于该测定的高度的最小二乘法的运算从而决定表面基准面，在中心位置与评价区相同并且范围与评价区不同的曝光区内，以表面基准面为基准，将最高位置的高度设为α，将最低位置的高度设为β，将弯曲值设为|α|+|β|时，满足弯曲值为1μm以下的条件。

这样，设为满足“弯曲值”≦1μm的条件的半导体晶片。利用这样的半导体晶片，在对半导体晶片形成的抗蚀剂的曝光中，在以使表面基准面相对于曝光光垂直的方式进行了倾斜修正时，在曝光区内“弯曲”收敛于DOF的范围内。因而，能够抑制散焦的发生。