TW201820474A - 矽晶圓之研磨方法、矽晶圓之製造方法及矽晶圓 - Google Patents

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Abstract

提供矽晶圓的磨平邊研磨方法、矽晶圓之製造方法及矽晶圓，其能夠抑制在元件形成程序的熱處理時，從形成於矽晶圓外周部的槽口部發生滑移。
在將具有槽口的矽晶圓予以磨平邊研磨的方法中，在該矽晶圓的至少一方的主面側，藉由鏡面磨平邊研磨處理，將該槽口過拋光。

Description

矽晶圓之研磨方法、矽晶圓之製造方法及矽晶圓
本發明係關於矽晶圓之研磨方法、矽晶圓之製造方法及矽晶圓，尤其是關於能夠抑制在元件形成程序的熱處理時，從形成於矽晶圓外周部的槽口部發生滑移的矽晶圓之研磨方法、矽晶圓之製造方法及矽晶圓。
作為半導體元件的基板的矽晶圓，在晶圓製造程序中，用丘克拉斯基法(CZochralski、CZ)法等對於已育成的單結晶矽鑄錠之外周部施以研削處理，以將鑄錠的直徑調整為規定值之後，將之切片為多個矽晶圓。接著，對於已得到的矽晶圓施以磨平邊處理、平坦化(粗磨)處理、雙面研磨處理、最後加工研磨處理等之後，最終清洗之，執行各種品質檢查，若無確認到異常，則完成作為製品出貨。
在已出貨的矽晶圓上，形成了各種的半導體元件。此元件形成程序中，對矽晶圓施加了複數次的熱處理，但近年來，多採用急速升降溫處理作為此熱處理。其結果為，由於矽晶圓表背面的溫度差等而造成晶圓所負荷的應力增大。因此，後述情況有所增加：在矽晶圓中已析出的氧析出物、或元 件形成程序的搬送時所形成的搬送傷、及和熱處理時支持矽晶圓的晶圓支持器的接觸而在晶圓外周部背面形成的接觸傷等形成差排時，已形成的差排藉由應力傳播而發生的滑移成為問題。
滑移發生時，成為局部變形的原因，在元件形成程序中，在將元件圖案轉錄到矽晶圓上的光蝕刻程序中會引起重疊(重合)誤差，並使元件的產品率降低。因此，即使施以急速升降溫熱處理，仍然不發生滑移是很重要的。
在此背景下，專利文獻1中記載一種方法，在不存在Grown-in缺陷的結晶中，藉由特定熱處理控制矽晶圓內部的析出物的密度和大小，藉此，在元件形成程序中，即使在進行急速升降溫熱處理的情況下，亦防止從氧析出物或搬送傷、接觸傷的滑移延伸。
但是，在矽晶圓的外周部，常形成表示特定結晶方向的槽口。例如，在結晶面為(100)面的矽晶圓上，形成表示<110>方向等的槽口。此槽口係由後述方式形成：在上述晶圓製造程序中，調整已育成之單結晶矽鑄錠的直徑後，將例如砥石於鑄錠的軸方向移動而形成(例如，參照專利文獻2)。
先行技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本特開2010-228931號公報
專利文獻2：日本特開2005-219506號公報
在如上述般形成的槽口及其旁邊的區域(以下稱之為「槽口部」)中，由於其形狀的特殊性，在熱處理時熱應力容易集中。另外，在槽口加工時形成於槽口端面的損傷，難以藉由之後的磨平邊處理除去，而容易殘留。因此，元件形成程序的熱處理時，容易從槽口部發生滑移。
另外，專利文獻1中，藉由矽晶圓中的析出物之密度和大小的控制，能夠防止從晶圓背面外周部的搬送傷或接觸傷發生滑移，但本案發明人檢討後得知，在元件形成程序的熱處理時，從槽口部的搬送傷或接觸傷發生滑移。
像這樣，在元件形成程序的熱處理時，即便從槽口端面的加工損傷或槽口部的傷容易發生滑移，仍尚未確定有抑制此種滑移發生的方法。
因此，本發明之目的為提供矽晶圓的磨平邊研磨方法、矽晶圓之製造方法及矽晶圓，其能夠抑制在元件形成程序的熱處理時，從形成於矽晶圓外周部的槽口部發生滑移。
解決上記課題之本發明的要旨構成如下。
(1)矽晶圓之磨平邊研磨方法，其特徵在於：在將具有槽口的矽晶圓予以磨平邊研磨的方法中，在該矽晶圓的至少一方的主面側，藉由鏡面磨平邊研磨處理，將該槽口過拋光。
(2)如(1)所記載的矽晶圓之磨平邊研磨方法，以該槽口的深度為D[mm]，該過拋光係執行使得從該矽晶圓的外周端到該槽口的研磨區域之晶圓徑方向內側端的距離為 1.7×D[mm]以上。
(3)如(2)所記載的矽晶圓之磨平邊研磨方法，該過拋光係執行以使得該距離為1.95×D[mm]以上
(4)如(1)~(3)任一項所記載的矽晶圓之磨平邊研磨方法，該過拋光係執行以使得從該矽晶圓的外周端到該槽口的研磨區域的晶圓徑方向內側端之距離為3.0mm以下。
(5)如(1)~(4)項中任一項所記載的矽晶圓之磨平邊研磨方法，該矽晶圓的外周部的氧濃度為10.1×1017atoms/cm3(ASTM F121-1979)以上。
(6)如(1)~(5)中任一項所記載的矽晶圓之磨平邊研磨方法，使槽口端面的加工損傷顯在化以全部除去之。
(7)如(6)所記載的矽晶圓之磨平邊研磨方法，該加工損傷的顯在化係藉由後述方法執行：用900℃以上且1150℃以下的第1溫度將該矽晶圓施以第1熱處理，接著用1100℃以上且1200℃以下的第2溫度施以第2熱處理後，施以蝕刻率為1.3μm/分以下的選擇蝕刻處理。
如(7)所記載的矽晶圓之磨平邊研磨方法，該選擇蝕刻處理係藉由光蝕刻法執行之。
(9)一種矽晶圓之製造方法，其特徵在於：藉由特定方法育成矽鑄錠，將已育成的矽鑄錠切片得到矽晶圓後，依據(1)~(8)記載的矽晶圓之磨平邊研磨方法，對於已得到的矽晶圓施以鏡面磨平邊研磨處理。
(10)如(9)所記載的矽晶圓之製造方法，該特定方法為丘克拉斯基法。
(11)矽晶圓，其特徵在於：在具有槽口的矽晶圓中，在該矽晶圓的至少一方的主面側中，使該槽口的深度為D[mm]，從該矽晶圓的外周端到該槽口的研磨區域的晶圓徑方向內側端的距離為1.7×D[mm]以上。
(12)如(11)所記載的矽晶圓，該距離為1.95×D[mm]以上。
(13)如(11)或(12)所記載的矽晶圓，該距離為3.0mm以下。
(14)如(11)~(13)所記載的矽晶圓，外周部的氧濃度為10.1×1017atoms/cm3(ASTM F121-1979)以上。
(15)如(11)所記載的矽晶圓，該槽口中的加工損傷為零。
依據本發明，能夠抑制在元件形成程序的熱處理時，從槽口部發生滑移。
【圖1】說明槽口的鏡面磨平邊研磨處理之模式圖。
【圖2】說明槽口的研磨區域的模式圖。
(矽晶圓之磨平邊研磨方法)
以下，參照圖面，說明本發明的實施形態。本發明的矽晶圓之磨平邊研磨方法為將具有槽口的矽晶圓予以磨平邊研磨的方法。在此，其特徵為：在該矽晶圓的至少一方的主面側， 藉由鏡面磨平邊研磨處理，將該槽口過拋光。
如上述，在槽口部，由於其形狀的特殊性，在元件形成程序的熱處理時熱應力集中而容易發生滑移。而且，滑移發生的原因當中，由於無法判定是否已除去，因此將槽口端面形成的加工損傷完全除去是很難的。
另一方面，一般而言，在元件形成程序中，係將晶圓背面的外周部固持以進行搬送或支持。因此，要使得晶圓背面外周部上形成的搬送傷或接觸傷完全不形成是很難的。但是，本案發明人經探討得知，晶圓背面外周部的搬送傷或接觸傷當中，會成為滑移發生的起點的，只有存在於槽口部的傷，滑移並不會從存在於槽口部以外的區域的搬送傷或接觸傷發生。
因此，本案發明人探討了抑制以此種槽口部的搬送傷或接觸傷為起點的滑移發生的方法。
如上述，由於形狀的特殊性，在熱處理時，熱應力容易集中在槽口部。因此，此熱處理所產生的熱應力為滑移發生的一大要因。但是，由於槽口的形狀係由規格所決定的，所以難以解決此要因。
因此，本案發明人著眼於在矽晶圓背面外周部和晶圓支持器的接觸部所發生的接觸壓。亦即，在元件形成程序的熱處理時，矽晶圓係由晶圓支持器支持住其外周部，在矽晶圓背面外周部和晶圓支持器的接觸部，發生了起因於矽晶圓的本身重量的接觸壓。
就現狀而言，由晶圓支持器所支持的晶圓外周部 的區域為，從晶圓外周端直到向中心2mm左右的區域，但就將來而言，可以想見支持區域會比現在還要狹窄。另外，隨著矽晶圓的大口徑化，晶圓本身的重量也增加。其結果為，將來可以想見上記接觸壓會比現在還增加，滑移也會更容易發生。
因此，本案發明人認為，若在槽口部降低上記接觸壓，則即使熱應力有集中，應該也能夠抑制以搬送傷或接觸傷為起點的滑移發生。而且得知，在矽晶圓的至少一方的主面側，亦即，至少在與晶圓支持器接觸的矽晶圓的背面側，藉由鏡面磨平邊研磨處理，將槽口過拋光的做法，對於降低上記接觸壓非常有效。
一般而言，所謂「過拋光」意味著，在晶圓外周部的磨平邊處理時，研磨到較通常更靠晶圓面內方向內側。通常，執行磨平邊研磨處理時，為了加大晶圓的有效面積，使得能夠製造更多的元件，而減少磨平邊幅，亦即，抑制或者防止過拋光。但是，在本發明中，為了抑制從槽口部的搬送傷或接觸傷發生滑移，藉由鏡面磨平邊研磨處理故意將槽口過拋光。
藉由此槽口的過拋光，對於身為至少一方的主面的區域之平坦面施以錐面加工處理，因此，減少晶圓背面外周部和晶圓支持器接觸的面積，而降低槽口部的接觸壓。因此，如後述實施例所示，施加在槽口部的搬送傷或接觸傷的應力降低。另外，搬送傷或接觸傷本身也被降低，因此能夠抑制滑移的發生。
圖1為說明槽口的鏡面磨平邊研磨處理之模式圖。對於槽口N的鏡面磨平邊研磨處理可以依下述方式進行， 將矽晶圓W載置於平台T之上，將研磨墊P以相對於鉛直方向的特定傾斜角度抵住槽口N，並使研磨墊P轉動。
將槽口N施以鏡面磨平邊研磨處理時，可以適當設定研磨墊P從鉛直方向的傾斜角度、研磨墊P的硬度、研磨時間、研磨漿的種類等的研磨條件，以進行槽口N的過拋光。
上記過拋光之進行以此為佳：以槽口深度為D[mm]，使得從矽晶圓W的外周端到槽口N的研磨區域的晶圓徑方向內側端之距離為1.7×D[mm]以上。藉此，如後述的實施例所示，將晶圓背面外周部和晶圓支持器之間的接觸壓降低，而使得施加於槽口部的搬送傷或接觸傷的應力降低，而能夠抑制從槽口部的搬送傷或接觸傷發生滑移。
尤其是，如後述的實施例所示，在矽晶圓外周部的氧濃度高(例如10.1×1017atoms/cm3以上)的情況下，能夠完全防止從槽口部的搬送傷或接觸傷發生滑移。
槽口的深度D係由SEMI規格所規定，例如就直徑300mm的晶圓而言，為1.00mm+0.25mm-0.00mm。亦即，直徑為300mm的晶圓的情況下，規定槽口的深度D為1.00mm以上且1.25mm以下。因此，槽口的深度D為1.00mm的情況下，使矽晶圓W的外周端到槽口N的研磨區域的晶圓徑方向內側端的距離為1.7mm以上，即可達到上記效果。同樣地，槽口的深度D為1.25mm的情況下，使上記距離為1.95mm以上，即可達到上記效果。
再者，本發明中，所謂「從矽晶圓的外周端到槽口的研磨區域的晶圓徑方向內側端之距離」為，如圖2(a)所示， 槽口N的晶圓徑方向內側端T中的，矽晶圓的外周端E和槽口N的過拋光區域的晶圓徑方向內側端I的距離L。在此，「矽晶圓W的外周端E」為，將槽口N以外的區域之外周端E’外插到槽口N之位置。
而且，上記距離L為，如圖2(b)所示，上記槽口N的晶圓徑方向內側端I中的，槽口的深度D、槽口N的晶圓徑方向內側端T中的磨平邊幅M、和過拋光幅W之和。
另外，上記過拋光執行以使得上記距離L為1.95×D[mm]以上尤佳。藉此，如後述的實施例所示，晶圓背面外周部和晶圓支持器之間的接觸壓更為降低，而使得對於槽口部的搬送傷或接觸傷的應力更降低，加上也能夠搬送傷或接觸傷本身降低，因此能夠抑制從槽口部的搬送傷或接觸傷發生滑移。另外，即使在矽晶圓外周部的氧濃度低(例如未滿9.8×1017atoms/cm3)的情況下，在元件形成程序中，也能夠完全防止從晶圓背面外周部形成的接觸傷發生滑移。
另一方面，關於上記距離L的上限，就抑制滑移的觀點而言並不特別限定，但就加工的困難性的觀點而言，其為3.0mm以下較佳。
再者，依據本案發明人的探討，並不會從存在於向著晶圓徑方向內側遠離槽口的位置的傷發生滑移。具體言之，本案發明人確認得知，在槽口部的傷當中，並不會從存在於距離外周端8mm位置的傷發生滑移。
另外，矽晶圓的外周部的氧濃度為9.8×1017atoms/cm3(ASTM F121-1979)以上較佳。矽晶圓中的氧 具有釘住差排以抑制滑移發生的效果。為了充分獲得此種氧釘住效果，矽晶圓的外周部的氧濃度為9.8×1017atoms/cm3(ASTM F121-1979)以上為佳。外周部的氧濃度為10.1×1017atoms/cm3(ASTM F121-1979)以上尤佳。再者，本發明中，所謂的「矽晶圓的外周部」為，從晶圓外周端向晶圓中心方向10mm的環狀區域。
另外，使得槽口端面形成的加工損傷顯在化，並降低為佳。如上述，在元件形成程序的熱處理中，有時會以形成槽口時所形成的槽口端面的加工損傷為起點發生滑移。而且，此槽口端面的加工損傷，和傷不一樣，若沒有使其顯在化就無法觀察，所以難以將之除去。本案發明人探討了能夠使其顯在化的方法。
其結果為，如本案發明人先前申請的日本特願2015-223807號說明書所記載的，本案發明人發現，對於矽晶圓，用比較低溫的900℃以上1150℃以下的第1溫度進行第1熱處理之後，施以用較第1溫度高溫的900℃以上1150℃以下的第2溫度進行的第2熱處理，之後，施以蝕刻率為1.3μm以下的選擇蝕刻處理，藉此，使得槽口端面的加工損傷顯在化為氧化誘起積層缺陷氧誘起缺陷(Oxidation induced Stacking Fault、OSF)。以下，說明將加工損傷顯在化為OSF的方法。
上記第1熱處理可以用適當的熱處理爐來進行，將上記矽晶圓投入熱處理爐時的溫度為650℃以上800℃以下為佳。另外，到達第1溫度之前的升溫速度為3℃/秒以上6℃/秒以下為佳。
施加第1熱處理的時間為30分以上300分以下為佳。在此，使其為30分以上，藉此，使得矽晶圓中的氧凝集於加工損傷附近而能夠形成OSF核。另一方面，若超過300分，則OSF核形成效果已飽和而不會變化。
另外，進行第1熱處理的環境並不特別限定，但就將矽晶圓中的氧凝集於加工損傷附近的觀點而言，第1熱處理在乾燥氧氣體環境下進行為佳。
繼之，對於已施以第1熱處理的評價對象的矽晶圓，以1100℃以上1200℃以下的第2溫度施以第2熱處理。此係由於，使第2溫度未滿1100℃的情況下，OSF的形成未必充分。另一方面，若超過1200℃，則格子間矽的擴散變快，其結果使得OSF的形成困難。
施加第2熱處理的時間為30分以上200分以下為佳。在此，使其為30分以上，藉此，能夠以第1熱處理所形成的OSF核為起點，形成OSF。另一方面，即使超過200分，OSF形成效果也已飽和而不會變化。
另外，執行第2熱處理的環境並未特別限定，但就有效率地形成OSF的觀點而言，在含有水蒸氣的潮濕氧氣體環境下進行為佳。
接著，對於已經過上記第2熱處理的評價對象的矽晶圓，施以蝕刻率為1.3μm/分以下的選擇蝕刻處理。藉此，能夠使得槽口端面上的加工損傷顯在化為OSF。另外，若蝕刻率太低，則要使其顯在化為OSF太花時間而不實用，因此，蝕刻率為0.05μm/分以上為佳。
上記1.3μm/分以下的蝕刻率，可以藉由例如蝕刻液的調製來執行。具體言之，Si的選擇蝕刻係藉由Si的氧化和Si氧化物的除去為之。由於上述藉由Si氧化物除去之蝕刻持續進行著，所以藉由調整用於氧化的藥品和用於氧化膜除去的藥品的比例、及用以同時抑制氧化和氧化物除去的緩衝劑的添加量，能夠使得蝕刻率為1.3μm/分以下。用於氧化的藥品為例如硝酸或鉻酸，用於氧化膜除去的藥品為例如氫氟酸，做為緩衝劑的是例如水或醋酸。
執行上記蝕刻率為1.3μm/分以下的選擇蝕刻處理的既存方法有光蝕刻法有使用氟酸和硝酸的混合液的突進蝕刻(dash etching)法等，不過，就表面粗糙等的OSF的觀察容易度的觀點而言，採用光蝕刻法為佳。再者，光蝕刻法的蝕刻率為1.0μm/分。
施以蝕刻處理的時間為1秒以上180秒以下為佳。在此，使其為1秒以上，藉此，能夠以第1熱處理所形成的OSF核為起點形成OSF。另一方面，超過180秒的話，發生表面粗糙，由於此外不妨礙的影響，OSF的觀察變得困難。其為5秒以上30秒以下尤佳。
藉由以上處理，能夠使得矽晶圓的槽口端面上存在的加工損傷顯在化為OSF，因此，藉由例如光學顯微鏡觀察槽口端面，能夠以OSF檢出加工損傷。
如後述實施例所示，可以得知，若可以用上述方法使得槽口端面的加工損傷顯在化，藉由適當選擇施以鏡面磨平邊研磨處理時的研磨墊或研磨漿，就能夠減少上記加工損 傷。而且，亦可得知，藉由研磨墊和研磨漿的組合，能夠完全除去加工損傷。
像這樣，使得槽口端面的加工損傷顯在化並減少，能夠抑制以加工損傷為起點的滑移。而且，藉由使得加工損傷完全消除，能夠防止從槽口端面的加工損傷發生滑移。
上記槽口端面的加工損傷的減少，可以在將槽口過拋光的鏡面磨平邊研磨處理的同一個程序中進行，也可以在有別於過拋光的另一程序中進行。
再者，過拋光的作用效果，與晶圓背面外周部和晶圓支持器之間的接觸壓、及晶圓背面產生的搬送傷或接觸傷有關，因此，上記過拋光可以僅針對晶圓的背面側執行。
如上述，藉由本發明的矽晶圓之磨平邊研磨方法，能夠抑制元件形成程序的熱處理時從槽口部發生滑移。
(矽晶圓之製造方法)
繼之，說明本發明的矽晶圓之製造方法。本發明的矽晶圓之製造方法的特徵在於，用特定方法育成矽鑄錠，將已育成的矽鑄錠切片得到矽晶圓後，對於已得到的矽晶圓，藉由上記的本發明之矽晶圓之磨平邊研磨方法施以槽口的鏡面磨平邊研磨處理。因此，關於上記槽口部的鏡面磨平邊研磨處理以外的程序，並沒有任何限定。以下，表示本發明的矽晶圓之製造方法之一例。
首先，依據CZ法，將已投入石英坩堝的多結晶矽熔融至1400℃左右，接著將種結晶浸入液面一邊使其轉動一邊拉引，藉此製造例如結晶面為(100)面的單結晶矽鑄錠。在此， 為了得到所欲的阻抗率，摻雜例如硼或磷等。另外，在鑄錠製造時使用施加磁場的磁場施加丘克拉斯基法(Magnetic field CZochralski,MCZ)法，能夠控制矽鑄錠中的氧濃度。
繼之，對於已得到的單結晶矽鑄錠的外周部施以研削處理使其直徑均一後，將具有適當形狀的砥石抵住鑄錠的外周面，重複進行鑄錠的軸方向的移動，藉此形成例如表示<110>方向的槽口。
接著，使用線鋸或內周刃切斷機，對於已形成槽口的單結晶矽塊，將之切片為例如1mm左右的厚度以得到矽晶圓。
之後，對於已得到的矽晶圓的外周部施以1次磨平邊處理。此1次磨平邊處理可以由下列方式進行，使用藉由加工程序事先在外周部形成具有對應於磨平邊形狀之形狀的溝之精研砥石的研磨、或輪廓加工等。具體言之，首先，將例如#600程度的金屬結合材圓柱砥石抵住矽晶圓的外周部，施以粗略磨平邊為特定的形狀的1次磨平邊處理。藉此，矽晶圓的外周部被加工為特定的圓潤形狀。
同樣地，也對槽口施以1次磨平邊處理。此時，使用較對矽晶圓外周部全體使用的砥石更小徑(和晶圓滑接之處的直徑為例如1mm)的例如#600的金屬結合材者，使砥石一邊轉動一邊抵住槽口，使得砥石沿著槽口的輪廓移動，藉此執行磨平邊處理。
之後，對矽晶圓的主面施以1次平坦化處理(粗磨處理)。此一次平坦化處理，將矽晶圓配置在彼此平行的一對粗 磨定盤間，將例如氧化鋁研磨粒和分散劑和水的混合物形成的粗磨液供給到粗磨定盤間，同時在特定的加壓下使其轉動及滑動，藉此將矽晶圓的表背面機械粗磨，提高晶圓的平行度。此時，晶圓表裏兩面總共的矽晶圓的粗磨量為40~100μm左右。
繼之，藉由用精研砥石的圓盤狀砥石的研磨、輪廓加工等，對於已經過1次平坦化處理的矽晶圓的外周部施以2次磨平邊處理。此2次磨平邊處理較1次磨平邊處理還要細，使用例如#2000的金屬結合材磨平邊用砥石進行。
同樣地，對槽口也施以2次磨平邊處理。此時，可以使用較對矽晶圓外周部全體用的砥石還要小徑(和晶圓滑接之處的直徑為例如1mm)的例如#2000的金屬結合材者，使砥石一邊轉動一邊抵住槽口，將砥石沿著槽口的輪廓移動而進行。
之後，對於已經過2次磨平邊處理的矽晶圓，施以蝕刻處理。具體言之，使用氟酸、硝酸、醋酸、磷酸當中的至少一者形成的水溶液的酸蝕刻、或者使用氫氧化鉀水溶液或氫氧化鈉水溶液等地鹼蝕刻或者併用上記酸蝕刻和鹼蝕刻，藉此除去前程序之前的處理所產生的晶圓的變形。
接著，對於已經過蝕刻處理的矽晶圓，施以平面研削處理，提高晶圓的平坦性。此平面研削處理可以用平面研削裝置執行。例如可使用鑽石研磨粒的分布中心粒徑為0.7μm的#8000的玻璃化研削砥石，作為此平面研削處理的砥石。
之後，使用雙面研磨處理裝置，對於已經過平面研削處理的矽晶圓施以雙面研磨處理。此雙面研磨處理之進行，將矽晶圓嵌入載具板的孔部之後，將載具板用已貼附了研 磨布的上定盤及下定盤夾住，使得例如膠體二氧化矽等的研磨漿流入上下定盤和晶圓之間，使得上下定盤及載具以彼此相反的方向轉動。藉此，能夠降低晶圓表面的凹凸以得到平坦度高的晶圓。
接著，對於矽晶圓的外周部施以鏡面磨平邊研磨處理。此鏡面磨平邊研磨處理之進行，可以使用將例如圓筒形狀的聚氨酯磨輪以馬達轉動的鏡面磨平邊研磨裝置。鏡面磨平邊研磨處理，藉由馬達使聚氨酯磨輪轉動，使矽晶圓的外周部與此轉動中的磨輪之外周面接觸。藉此，將晶圓外周部鏡面加工。
同樣地，也對槽口施以鏡面磨平邊研磨處理。此鏡面磨平邊研磨處理之進行，使得成型為碟狀的聚氨酯磨輪一邊轉動，一邊抵住槽口。在本發明中，藉由此鏡面磨平邊研磨處理，依據上記本發明的矽晶圓之加工方法，將槽口過拋光。藉此，即使在元件形成程序中於晶圓背面外周部形成搬送傷或接觸傷，也能夠降低槽口部背面之接觸壓，能夠抑制從槽口部發生滑移。
之後，使用單面研磨裝置，對於已經過鏡面磨平邊研磨處理的矽晶圓施以單面研磨處理。此單面研磨處理之進行，可以使用絨布材質的研磨布，並使用例如含有膠體二氧化矽的鹼性研磨液作為研磨液。
繼之，將已經過最後加工研磨處理的矽晶圓搬運到清洗程序，使用例如作為氨水、過氧化氫水及水的混合物之SC-1清洗液、或作為鹽酸、過氧化氫水及水的混合物之SC-2 清洗液，除去晶圓表面的粒子或有機物、金屬等。
最後，將已清洗的矽晶圓搬運到檢查程序，檢查晶圓的平坦度、晶圓表面的LPD數、損傷、晶圓表面的汙染等。只有通過這些檢查，並滿足特定的製品品質的晶圓被出貨作為製品。
再者，對於上述步驟中所得到的晶圓，依需要實施退火處理或磊晶膜成長處理，藉此，能夠得到退火晶圓或磊晶晶圓、SOI(Silicon On Insulator)晶圓等。
如此，能夠製造出可以抑制在元件形成程序中從槽口部發生滑移的矽晶圓。
(矽晶圓)
接著，說明本發明之矽晶圓。本發明的矽晶圓為具有槽口的矽晶圓，其特徵在於，槽口的深度為D[mm]，則在矽晶圓的至少一方的主面側中，從矽晶圓的外周端到該槽口的研磨區域的晶圓徑方向內側端之距離為1.7×D[mm]以上。
藉由上記本發明的矽晶圓，能夠抑制在元件形成程序的熱處理中，以形成於晶圓背面的槽口部的搬送傷或接觸傷為起點發生滑移。而且，晶圓的氧濃度高(例如、10.1×1017atoms/cm3以上)的情況下，能夠完全防止滑移的發生。
另外，從矽晶圓的外周端到該槽口的研磨區域的晶圓徑方向內側端之距離為1.95×D[mm]以上尤佳。藉此，即使在矽晶圓的氧濃度低(例如未滿10.1×1017atoms/cm3)的情況下，也能夠完全防止以形成於晶圓背面的槽口部的搬送傷或接觸傷為起點發生滑移。
上記從矽晶圓的外周端到槽口的研磨區域的晶圓徑方向內側端的距離，就防止以背面的搬送傷或接觸傷為起點發生滑移的觀點而言，並不特別限定，但就加工的困難性的觀點而言，其為3.0mm以下較佳。
另外，矽晶圓外周部的氧濃度為9.8×1017atoms/cm3(ASTM F121-1979)以上為佳。已知氧具有釘住差排的效果。因此，藉由使得外周部的氧濃度為9.8×1017atoms/cm3(ASTM F121-1979)，釘住在槽口部發生的差排，能夠抑制滑移發生。外周部的氧濃度為10.1×1017atoms/cm3(ASTM F121-1979)以上尤佳。
而且，槽口中沒有加工損傷(亦即槽口端面中的加工損傷為零)為佳。如上述，槽口端面的加工損傷容易成為滑移發生的起點。因此，消除槽口端面的加工損傷，能夠防止以槽口的加工損傷為起點而發生滑移。
【實施例1】
以下，說明本發明的實施例，但本發明並受到下記實施例任何限制。
<藉由使加工損傷顯在化，槽口端面的鏡面磨平邊研磨處理條件之檢討>
在磨平邊部端面的鏡面磨平邊研磨處理中，有必要檢討具有除去形成於矽晶圓的槽口端面的加工損傷之能力的研磨墊和研磨漿的組合。首先，準備4枚矽晶圓，其以同樣條件形成槽口，並已經過1次磨平邊處理、及2次磨平邊處理。另外，準備硬質的和軟質的研磨墊，準備比重低的和比重高的研磨漿。 用這些研磨墊和研磨漿的4種組合，對於矽晶圓的槽口施以鏡面磨平邊研磨處理。
在評價上記槽口端面的加工損傷時，使用本案發明人先前已申請的日本特願2015-223807號說明書記載的方法，將上記加工損傷顯在化為OSF。
具體言之，首先，將乾燥氧氣體導入縱型熱處理爐的內部，使爐內為乾燥氧氣體環境後，使爐內的溫度升溫到700℃。接著，將已經對槽口施以鏡面磨平邊研磨處理的矽晶圓投入熱處理爐內，以升溫速度6℃/秒升溫到作為第1熱處理溫度的1000℃後，保持180分鐘，對於矽晶圓施以第1熱處理。
繼之，將爐內的環境切換為潮濕氧氣體環境，以升溫速度6℃/秒升溫到作為第2熱處理溫度的1150℃後，保持110分鐘，對於矽晶圓施以第2熱處理。最後，以降溫速度2℃/秒降溫到700℃後，將樣本從熱處理爐取出，於室溫中冷卻。
繼之，對於如上述般施以熱處理後的矽晶圓，施以光蝕刻處理。具體言之，使用HF為30cm3、CH3COOH為30cm3、Cu(NO3)2為1g、CrO3(5M)為15cm3、HNO3為15cm3、水為30cm3的比例混合而成的溶液作為蝕刻液，對矽晶圓施加10秒鐘的蝕刻處理。
用光學顯微鏡觀察上記熱處理及蝕刻處理所產生的OSF，計算其個數。並將所得到OSF的數量表示如表1。
【表1】
藉由使得加工損傷顯在化，得知：硬質的研磨墊A和比重低的研磨漿A的組合，其加工損傷的除去能力最低，軟質的研磨墊B和比重高的研磨漿B的組合，其加工損傷的除去能力最高。另外，亦得知：就提高加工損傷的除去能力的觀點而言，相較於研磨漿，適當選擇研磨墊更有效果。此係因為，藉由軟質的研磨墊，能夠提高對槽口端面的密接度。
【實施例2】
<滑移發生抑制效果的檢討>
首先，準備8枚矽晶圓(直徑：300mm、槽口深度：0.1mm、氧濃度：9.8×1017atoms/cm3)，其以相同條件形成槽口，並已經過1次磨平邊處理、及2次磨平邊處理。繼之，對這些矽晶圓，在無加工損傷的研磨墊B和研磨漿B的組合條件下，將墊相對於槽口的鉛直方向抵住的傾斜角度和研磨時間如表2所示般改變，藉此施以鏡面磨平邊研磨處理，藉此產生過拋光，亦即，從外周端到槽口的研磨區域的晶圓徑方向內側端相異的樣本。
【表2】
繼之，對於各矽晶圓，施以模擬標準的元件形成程序之熱處理履歷的模擬熱處理。
接著，計算在上記模擬熱處理時被導入的晶圓背面的槽口部的搬送傷及接觸傷之個數。另外，使用光學顯微鏡，查看從槽口部發生的滑移的發生狀況。而且，測定從晶圓外周端到槽口的研磨區域的晶圓徑方向內側端的距離。並將所得到的結果表示如表2。
表2也顯示，將上記處理及評價也對於氧濃度為10.1×1017atoms/cm3的矽晶圓8枚進行後的結果。
如表2所示，可以得知，晶圓外周端和研磨區域的晶圓徑方向內側端之間的距離為1.7mm以上，則沒有從槽口部發生滑移。另外亦得知，晶圓外周端和研磨區域的晶圓徑方向內側端之間的距離大於1.7mm時，槽口部背面的搬送傷及接觸傷減少。
另外，從表2得知，矽晶圓外周部的氧濃度高達10.1×1017atoms/cm3的情況下，若晶圓外周端和研磨區域的晶圓徑方向內側端之間的距離為1.7mm以上，則可以完全防止滑 移的發生。而且，晶圓外周端和研磨區域的晶圓徑方向內側端之間的距離為1.95mm以上的情況下，即使矽晶圓外周部的氧濃度低到9.8×1017atoms/cm3的情況下，也能夠完全防止滑移的發生。
而且，藉由過拋光，即使在槽口部背面導入了搬送傷或接觸傷，也能夠抑制從已形成的傷發生滑移。此係因為，降低矽晶圓外周部和晶圓支持器的接觸壓，而降低了施加於槽口部的搬送傷或接觸傷的應力。
【產業上的利用可能性】
藉由本發明，能夠抑制在元件形成程序的熱處理時，從槽口部發生滑移，因此在半導體產業中是有用的。

Claims (15)

  1. 一種矽晶圓之磨平邊研磨方法，其特徵在於：在將具有槽口的矽晶圓予以磨平邊研磨的方法中，在該矽晶圓的至少一方的主面側，藉由鏡面磨平邊研磨處理，將該槽口過拋光。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載的矽晶圓之磨平邊研磨方法，以該槽口的深度為D[mm]，該過拋光係執行使得從該矽晶圓的外周端到該槽口的研磨區域之晶圓徑方向內側端的距離為1.7×D[mm]以上。
  3. 如申請專利範圍第2項所記載的矽晶圓之磨平邊研磨方法，該過拋光係執行以使得該距離為1.95×D[mm]以上。
  4. 如申請專利範圍第1~3項中任一項所記載的矽晶圓之磨平邊研磨方法，該過拋光係執行以使得從該矽晶圓的外周端到該槽口的研磨區域的晶圓徑方向內側端之距離為3.0mm以下。
  5. 如申請專利範圍第1~3項中任一項所記載的矽晶圓之磨平邊研磨方法，該矽晶圓的外周部的氧濃度為10.1×10 17atoms/cm 3(ASTM F121-1979)以上。
  6. 如申請專利範圍第1~3項中任一項所記載的矽晶圓之磨平邊研磨方法，使槽口端面的加工損傷顯在化以全部除去之。
  7. 如申請專利範圍第6項所記載的矽晶圓之磨平邊研磨方法，該加工損傷的顯在化係藉由後述方法執行：用900℃以上且1150℃以下的第1溫度將該矽晶圓施以第1熱處理，接著用1100℃以上且1200℃以下的第2溫度施以第2熱處 理後，施以蝕刻率為1.3μm/分以下的選擇蝕刻處理。
  8. 如申請專利範圍第7項所記載的矽晶圓之磨平邊研磨方法，該選擇蝕刻處理係藉由光蝕刻法執行之。
  9. 一種矽晶圓之製造方法，其特徵在於：藉由特定方法育成矽鑄錠，將已育成的矽鑄錠切片得到矽晶圓後，依據請求項1~8記載的矽晶圓之磨平邊研磨方法，對於已得到的矽晶圓施以鏡面磨平邊研磨處理。
  10. 如申請專利範圍第9項所記載的矽晶圓之製造方法，該特定方法為丘克拉斯基法。
  11. 一種矽晶圓，其特徵在於：在具有槽口的矽晶圓中，在該矽晶圓的至少一方的主面側中，使該槽口的深度為D[mm]，從該矽晶圓的外周端到該槽口的研磨區域的晶圓徑方向內側端的距離為1.7×D[mm]以上。
  12. 如申請專利範圍第11項所記載的矽晶圓，該距離為1.95×D[mm]以上。
  13. 如申請專利範圍第11或12項所記載的矽晶圓，該距離為3.0mm以下。
  14. 如申請專利範圍第11或12項所記載的矽晶圓，外周部的氧濃度為10.1×10 17atoms/cm 3(ASTM F121-1979)以上。
  15. 如申請專利範圍第11或12項所記載的矽晶圓，該槽口中的加工損傷為零。
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