外延晶片的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及在晶片的表面上形成外延膜、再将该外延膜表面研磨而得到外延晶片 时的外延成长条件的调整方法。此外，本发明涉及使用由该调整方法调整后的外延成长条 件的外延晶片的制造方法。
【背景技术】
[0002] 外延晶片是向成为基板的晶片的单面喷吹源气体形成外延膜而成的，用于存储类 元件、逻辑类元件、摄像元件等的范围较宽的半导体元件的用途。此时，已知随着向晶片表 面的外延膜的形成，源气体稍稍迂回到晶片的背面，在晶片背面的端部不可避免地产生析 出物。另外，在本说明书中，如上述那样，将晶片中的形成外延膜的面称作晶片的"表面"，将 其相反侧的面称作晶片的"背面"。
[0003] 为了这些半导体元件的集成度的提高，外延晶片的平坦度是重要的要素之一，所 以在较高的品质的同时要求较高的平坦度。所以，以外延晶片的表面粗糙度的改善及晶 片背面端部的析出物的除去为目的，有在晶片上形成外延膜后将外延晶片的两面研磨的情 况。
[0004] 在专利文献1中，记载有下述技术：基于外延膜形成前的晶片的平坦度、外延膜形 成后的外延晶片的平坦度和外延膜的膜厚分布，求出晶片背面端部的析出物的存在量，决 定适合于该存在量的外延晶片的研磨条件。在专利文献1中，通过在决定的研磨条件下将 外延晶片研磨，能够得到高平坦度的外延晶片。即，专利文献1的技术是在外延膜形成后分 别决定最优的研磨条件的技术。
[0005] 专利文献1 :特开2011 - 23422号公报。
【发明内容】
[0006] 在专利文献1的方法中，在能够将在晶片背面端部产生的析出物可靠地研磨除去 这一点上是优选的。但是，根据本发明者的研究，外延膜形成后的研磨其外延膜的膜厚加工 余量分布的控制性不充分。因此，即使如专利文献1那样决定研磨条件而进行外延晶片的 研磨，关于外延晶片整体的平坦度(外延晶片的厚度分布的均匀性）的提高也留有改善的余 地。
[0007] 鉴于此，在本发明中，目的是提供一种即使在外延膜的形成后将所形成的外延膜 表面研磨、也能够得到平坦度更高的外延晶片的外延成长条件的调整方法。此外，本发明的 目的是提供一种使用由该调整方法调整后的外延成长条件的、能够得到平坦度更高的外延 晶片的外延晶片的制造方法。
[0008] 为了达到上述目的，本发明者反复进行了专门研究，结果得到了以下所述的认识。 gp，与调整研磨条件而将外延膜表面研磨相比，调整外延成长处理条件后将外延膜表面研 磨其研磨后的外延膜的膜厚分布的控制性更高。因此发现，为了得到更高的平坦度的外延 晶片，通过考虑外延膜形成后的利用研磨的外延膜的膜厚加工余量分布，能够调整能够得 到平坦度更高的外延晶片的外延成长条件。进而，本发明者发现，通过使用这样调整后的外 延成长条件，能够使将外延膜表面研磨后的外延晶片的平坦度变得更高。
[0009] 基于上述认识完成的本发明的主旨结构是以下这样的。
[0010] 本发明的外延成长条件的调整方法，调整通过外延成长处理工序和研磨处理工序 得到外延晶片时的上述外延成长处理工序中的外延成长条件，上述外延成长处理工序是在 晶片的表面上形成外延膜的工序，上述研磨处理工序是在该外延成长处理工序后将上述外 延膜表面研磨的工序，上述外延成长条件的调整方法的特征在于，具备：第1测量工序，测 量形成上述外延膜之前的上述晶片的厚度分布；第2测量工序，测量上述外延成长处理工 序之后且上述研磨工序前的上述外延晶片的厚度分布及上述外延膜的膜厚分布；第3测量 工序，测量上述研磨处理工序之后的上述外延晶片的厚度分布及上述外延膜的膜厚分布； 和使用在上述第1、第2及第3测量工序中测量出的上述厚度分布及上述膜厚分布调整上述 外延成长条件的工序。
[0011] 在此情况下，优选的是，在上述外延成长条件的调整工序中，将在上述第2测量工 序中测量出的厚度分布与在上述第3测量工序中测量出的厚度分布比较运算，计算利用上 述研磨的上述外延晶片的厚度加工余量分布；将在上述第2测量工序中测量出的膜厚分布 与在上述第3测量工序中测量出的膜厚分布比较运算，计算利用上述研磨的上述外延膜的 膜厚加工余量分布；基于上述计算出的上述厚度加工余量分布和上述计算出的上述膜厚加 工余量分布，分别计算利用上述研磨的上述外延晶片的外延膜侧的厚度加工余量分布及上 述外延晶片的背面侧的厚度加工余量分布；至少基于利用上述研磨的上述外延晶片的外延 膜侧的厚度加工余量分布和形成上述外延膜之前的上述晶片的厚度分布，调整上述外延成 长处理工序中的外延成长条件，以便在上述研磨处理工序后得到具有目标厚度分布的外延 晶片。
[0012] 此外，在本发明的外延成长条件的调整方法中，优选的是，在上述外延成长条件的 调整工序中，调整上述外延膜的膜厚分布。
[0013] 此外，在本发明的外延成长条件的调整方法中，优选的是，在上述研磨处理工序 中，将上述外延膜表面及上述外延晶片的背面这两面研磨。
[0014] 在此情况下，优选的是将上述两面同时研磨。
[0015] 此外，本发明的外延硅晶片的制造方法的特征在于，使用由上述调整方法调整后 的外延成长条件，在与形成上述外延膜前的上述晶片同种的晶片的表面上形成外延膜，在 与上述研磨处理工序中的研磨条件相同的研磨条件下，将上述同种的晶片的表面上的上述 外延膜表面研磨。
[0016] 此外，在本发明的外延晶片的制造方法中，优选的是，上述晶片及上述同种的晶片 的外延成长面为（110)面。
[0017] 根据本发明，由于考虑利用研磨的外延膜的膜厚加工余量分布，所以能够提供一 种能够得到平坦度更高的外延晶片的外延成长条件的调整方法。此外，通过使用由遵循本 发明的调整方法调整后的外延成长条件，能够提供一种能够抑制形成外延膜后的外延晶片 的研磨后的研磨塌边、能够得到平坦度更高的外延晶片的外延晶片的制造方法。
【附图说明】
[0018] 图1是说明遵循本发明的第1实施方式的外延成长条件的调整方法的流程图。
[0019] 图2 (A)~图2 (F)是说明遵循本发明的第1实施方式的外延成长条件的调整方 法及遵循本发明的第2实施方式的外延晶片的制造方法的晶片及外延晶片的示意剖视图。
[0020] 图3 (A)~图3 (D)是说明在遵循本发明的第1实施方式的外延晶片的制造方法 中、调整外延成长条件时的运算的示意剖视图。
[0021] 图4是说明遵循本发明的第2实施方式的外延晶片的制造方法的流程图。
[0022] 图5是表示实施例1的厚度分布的曲线图，图5 (A)是表示外延膜形成前的晶片 的厚度分布（PV值分布）的曲线图，图5 (B)是表示外延膜形成后且研磨前的外延晶片的厚 度分布（PV值分布)的曲线图，图5 (C)是表示其研磨后的外延晶片的厚度分布（PV值分布） 的曲线图。
[0023] 图6是表示实施例2的厚度分布的曲线图，图6 (A)是表示外延膜形成前的晶片 的厚度分布（PV值分布）的曲线图，图6 (B)是表示外延膜形成后且研磨前的外延晶片的厚 度分布（PV值分布)的曲线图，图6 (C)是表示其研磨后的外延晶片的厚度分布（PV值分布） 的曲线图。
[0024] 图7是表示比较例的厚度分布的曲线图，图7 (A)是表示外延膜形成前的晶片的 厚度分布（PV值分布）的曲线图，图7 (B)是表示外延膜形成后且研磨前的外延晶片的厚度 分布（PV值分布）的曲线图，图7 (C)是表示其研磨后的外延晶片的厚度分布（PV值分布） 的曲线图。
【具体实施方式】
[0025] (第1实施方式：外延成长条件的调整方法） 以下，参照【附图说明】遵循本发明的一实施方式的外延成长条件的调整方法。在本实施 方式中，将为了调整外延成长条件而使用的晶片及在该晶片的表面上形成了外延膜的外延 晶片为了说明的方便而分别称作"调整用晶片"及"调整用外延晶片"。但是，并不意味着晶 片及外延晶片的用途的限定。
[0026] 首先，使用图1及图2 (A)~图2 (F)，说明遵循第1实施方式的外延成长条件的 调整方法的概略(各工序的详细情况后述)。当调整通过在晶片的表面上形成外延膜的外延 成长处理工序、和在该外延成长处理工序后将外延膜表面研磨的研磨处理工序得到外延晶 片时的外延成长处理工序中的外延成长条件时，外延成长条件的调整方法具备以下的各工 序。即，遵循本发明的一实施方式的外延成长条件的调整方法的特征在于，具备：第1测量 工序（图1，S1)，测量调整用晶片11 (图2 (