CN110140195A - 硅晶圆的研磨方法、硅晶圆的制造方法和硅晶圆 - Google Patents

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Abstract

提供在器件形成步骤的热处理中能够抑制从凹槽部起发生滑移的硅晶圆的倒角研磨方法、硅晶圆的制造方法和硅晶圆。其特征在于，在硅晶圆的至少一个主面侧，通过镜面倒角研磨处理，对凹槽进行过研磨。

Description

硅晶圆的研磨方法、硅晶圆的制造方法和硅晶圆
技术领域
本发明涉及硅晶圆的研磨方法、硅晶圆的制造方法和硅晶圆，特别地，涉及在器件形成步骤的热处理时能够抑制从在硅晶圆外周部形成的凹槽部起发生滑移的硅晶圆的研磨方法、硅晶圆的制造方法和硅晶圆。
背景技术
成为半导体器件的基板的硅晶圆如下所述地得到。首先，在晶圆制造步骤中，对通过切克劳斯基(CZochralski，CZ)法等而培育的单晶硅锭的外周部，实施磨削处理，将锭的直径调整为规定值后，切片而制成大量的硅晶圆。接着，对所得硅晶圆实施倒角处理、平坦化(研磨)处理、两面研磨处理、精研磨处理等后，最终清洗，进行各种品质检查，如果确认不到异常，则作为制品而完成并出厂。
在出厂的硅晶圆上制作各种各样的半导体器件。该器件形成步骤中，对硅晶圆实施多次热处理，但近年来，作为这样的热处理，多使用急速升降温处理。其结果是，因硅晶圆正背面的温度差等，导致晶圆中负载的应力增大。因此，如果从在硅晶圆中析出的氧析出物、在器件形成步骤的搬运时形成的搬运伤痕、和在热处理时因与支撑硅晶圆的晶圆支撑件的接触而导致的在晶圆外周部背面上形成的接触伤痕等起形成位错，则因所形成的位错通过应力而传播从而发生的滑移成为问题的情况增加。
如果发生滑移，则成为局部变形的原因，在器件形成步骤中，在硅晶圆上转印器件图案的光刻步骤中，引起重叠(重合)误差，有时降低器件的收率。因此，重要的是即使供于急速升降温热处理，也不发生滑移。
在这样的背景下，专利文献1中，记载了下述方法：对不存在原生(Grown-in)缺陷的晶体，通过规定的热处理而控制硅晶圆内部的析出物的密度和尺寸，在器件形成步骤中，即使在供于急速升降温热处理的情况中，也防止了从氧析出物、搬运伤痕、接触伤痕起的滑移的伸展。
然而，在硅晶圆的外周部，形成示出特定晶体方向的凹槽的情况多。例如，在晶面为(100)面的硅晶圆中，形成示出＜110＞方向等的凹槽。该凹槽在上述晶圆制造步骤中，在调整所培育的单晶硅锭的直径后，例如通过使磨石沿着锭的轴向移动从而形成(参照例如专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-228931号公报
专利文献2：日本特开2005-219506号公报。
发明内容
发明要解决的课题
在上述那样形成的凹槽和其附近的区域(以下称为“凹槽部”)中，由于其形状的特殊性，在热处理时热应力容易集中。此外，在凹槽的加工时在凹槽端面上形成的损伤难以通过其后的倒角处理去除，容易残留。因此，在器件形成步骤的热处理时，容易从凹槽部起发生滑移。
此外，专利文献1中，据信通过控制硅晶圆中的析出物的密度和尺寸而能够防止从晶圆背面外周部的搬运伤痕、接触伤痕起发生滑移，但本发明人的研究结果表明，在器件形成步骤的热处理时，从凹槽部的搬运伤痕、接触伤痕起发生滑移。
像这样，在器件形成步骤的热处理时，尽管容易从凹槽端面的加工损伤、凹槽部的伤痕起发生滑移，但尚未确立抑制这样的滑移发生的方法。
因此，本发明的目的在于，提供在器件形成步骤的热处理时能够抑制从在硅晶圆外周部形成的凹槽部起发生滑移的硅晶圆的倒角研磨方法、硅晶圆的制造方法和硅晶圆。
用于解决问题的手段
解决上述课题的本发明的主旨构成如下所述。
(1)硅晶圆的倒角研磨方法，其特征在于，在对具有凹槽的硅晶圆进行倒角研磨的方法中，
在前述硅晶圆的至少一个主面侧，通过镜面倒角研磨处理对前述凹槽进行过研磨。
(2)根据前述(1)所述的硅晶圆的倒角研磨方法，其中，进行前述过研磨，以使得将前述凹槽的深度记作D[mm]，前述硅晶圆的外周端至前述凹槽的研磨区域的晶圆径向内侧端的距离达到1.7×D[mm]以上。
(3)根据前述(2)所述的硅晶圆的倒角研磨方法，其中，进行前述过研磨，以使得前述距离达到1.95×D[mm]以上。
(4)根据前述(1)~(3)中任一项所述的硅晶圆的倒角研磨方法，其中，进行前述过研磨，以使得前述硅晶圆的外周端至前述凹槽的研磨区域的晶圆径向内侧端的距离达到3.0mm以下。
(5)根据前述(1)~(4)中任一项所述的硅晶圆的倒角研磨方法，其中，前述硅晶圆的外周部的氧浓度为10.1×1017atoms/cm3(ASTM F121-1979)以上。
(6)根据前述(1)~(5)中任一项所述的硅晶圆的倒角研磨方法，其中，通过使凹槽端面的加工损伤显现化而全部去除。
(7)根据前述(6)所述的硅晶圆的倒角研磨方法，前述加工损伤的显现化通过对前述硅晶圆在900℃以上且1150℃以下的第1温度下实施第1热处理、接着在1100℃以上且1200℃以下的第2温度下实施第2热处理后、实施蚀刻速率为1.3μm/分钟以下的选择蚀刻处理而进行。
(8)根据前述(7)所述的硅晶圆的倒角研磨方法，其中，前述选择蚀刻处理通过轻度蚀刻法而进行。
(9)硅晶圆的制造方法，其特征在于，通过规定的方法而培育硅锭，将培育的硅锭切片而得到硅晶圆后，对所得硅晶圆通过前述(1)~(8)所述的硅晶圆的倒角研磨方法而实施镜面倒角研磨处理。
(10)根据前述(9)所述的硅晶圆的制造方法，其中，前述规定的方法为切克劳斯基法。
(11)硅晶圆，其特征在于，在具有凹槽的硅晶圆中，
在前述硅晶圆的至少一个主面侧，将前述凹槽的深度记作D[mm]，前述硅晶圆的外周端至前述凹槽的研磨区域的晶圆径向内侧端的距离为1.7×D[mm]以上。
(12)根据前述(11)所述的硅晶圆，其中，前述距离为1.95×D[mm]以上。
(13)根据前述(11)或(12)所述的硅晶圆，其中，前述距离为3.0mm以下。
(14)根据前述(11)~(13)中任一项所述的硅晶圆，其中，外周部的氧浓度为10.1×1017atoms/cm3(ASTM F121-1979)以上。
(15)根据前述(11)~(14)中任一项所述的硅晶圆，其中，前述凹槽处的加工损伤为零。
发明效果
根据本发明，能够在器件形成步骤的热处理时，抑制从凹槽部起发生滑移。
附图说明
图1是说明凹槽的镜面倒角研磨处理的示意图。
图2是说明凹槽的研磨区域的示意图。
具体实施方式
(硅晶圆的倒角研磨方法)
以下，参照附图，针对本发明的实施方式进行说明。根据本发明所述的硅晶圆的倒角研磨方法是对具有凹槽的硅晶圆进行倒角研磨的方法。在此，其特征在于，在硅晶圆的至少一个主面侧，通过镜面倒角研磨处理，对上述凹槽进行过研磨。
如上述那样，在凹槽部中，由于其形状的特殊性，在器件形成步骤的热处理时热应力容易集中而发生滑移。并且，滑移发生的原因之中，对于完全去除在凹槽端面形成的加工损伤，由于无法判定是否去除，因此是困难的。
另一方面，一般而言，在器件形成步骤中，保持晶圆背面的外周部而进行搬运、支撑。因此，难以使得在晶圆背面外周部形成的搬运伤痕、接触伤痕完全不形成。然而，本发明人的研究结果表明，晶圆背面外周部的搬运伤痕、接触伤痕之中，成为滑移发生的起点的仅为存在于凹槽部的伤痕，不会从存在于除了凹槽部之外的区域的搬运伤痕、接触伤痕起发生滑移。
因此，本发明人等针对抑制以这样的凹槽部的搬运伤痕、接触伤痕作为起点而发生滑移的方法进行了研究。
如上述那样，由于形状的特殊性，在凹槽部，在热处理时热应力容易集中。因此，因该热处理而产生的热应力是滑移发生的重要原因之一。但是，针对该原因，只要凹槽的形状被标准所确定，则难以解决。
因此，本发明人着眼于在硅晶圆背面外周部与晶圆支撑件的接触部产生的接触压力。即，在器件形成步骤的热处理时中，对于硅晶圆，通过晶圆支撑件而支撑其外周部，在硅晶圆背面外周部与晶圆支撑件的接触部，产生由硅晶圆的自重而导致的接触压力。
被晶圆支撑件支撑的晶圆外周部的区域在现状下为从晶圆外周端起朝向中心直至2mm左右的区域，但在未来预想支撑区域比现在的更窄。此外，如果推进硅晶圆的大口径化，则晶圆的自重也增加。其结果是，在未来预想上述接触压力比现在的进一步增加，更容易发生滑移。
因此，本发明人想到，如果在凹槽部减少上述接触压力，则即使存在热应力的集中，是否也能够抑制以搬运伤痕、接触伤痕作为起点而发生滑移。并且，为了减少上述接触压力，发现了极为有效的是，在硅晶圆的至少一个主面侧、即至少与晶圆支撑件接触的硅晶圆的背面侧，通过镜面倒角研磨处理对凹槽进行过研磨。
一般而言，“过研磨”是指在晶圆外周部的倒角处理时，与通常相比，进一步研磨直至晶圆面内方向内侧。通常而言，减小倒角宽度以使得晶圆的有效面积更大、能够制造更多的器件，即以抑制或者防止过研磨的方式进行倒角研磨处理。然而，本发明中，为了抑制从凹槽部的搬运伤痕、接触伤痕起发生滑移，通过镜面倒角研磨处理而有意识地对凹槽进行过研磨。
通过该凹槽的过研磨，对至少一个作为主面的区域的平坦面实施递变加工处理，因此减少了晶圆背面外周部与晶圆支撑件接触的面积，从而减少了凹槽部的接触压力。因此，如后述实施例所示那样，减少了对凹槽部的搬运伤痕、接触伤痕施加的应力。此外，由于还减少了搬运伤痕、接触伤痕本身，因此能够抑制滑移的发生。
图1是说明凹槽的镜面倒角研磨处理的示意图。对凹槽N的镜面倒角研磨处理可以通过下述方式进行：在台T上载置硅晶圆W，将研磨垫P相对于铅直方向以规定的倾斜角度与凹槽N接触，旋转研磨垫P，从而进行。
凹槽N的过研磨在对凹槽N进行镜面倒角研磨处理时，可以适当设定研磨垫P的从铅直方向起算的倾斜角度、研磨垫P的硬度、研磨时间、浆料的种类等研磨条件而进行。
上述过研磨优选进行以使得，将凹槽的深度记作D[mm]，硅晶圆W的外周端至凹槽N的研磨区域的晶圆径向内侧端的距离达到1.7×D[mm]以上。由此，如后述实施例所示那样，通过减少晶圆背面外周部与晶圆支撑件之间的接触压力，减少了对凹槽部的搬运伤痕、接触伤痕施加的应力，能够抑制从凹槽部的搬运伤痕、接触伤痕起发生滑移。
特别地，如后述的实施例所示那样，硅晶圆外周部的氧浓度高(例如10.1×1017atoms/cm3以上)的情况中，能够完全防止从凹槽部的搬运伤痕、接触伤痕起发生滑移。
凹槽的深度D通过SEMI标准而规定。例如，针对直径300mm的晶圆，为1.00mm+0.25mm-0.00mm。即，直径为300mm的晶圆的情况中，凹槽的深度D被规定为1.00mm以上且1.25mm以下。因此，凹槽的深度D为1.00mm时，通过将硅晶圆W的外周端至凹槽N的研磨区域的晶圆径向内侧端的距离设为1.7mm以上，能够实现上述效果。同样地，凹槽的深度D为1.25mm的时，通过将上述距离设为1.95mm以上，能够实现上述效果。
应予说明，本发明中，“硅晶圆的外周端至凹槽的研磨区域的晶圆径向内侧端的距离”如图2(a)所示那样，是指直至凹槽N的晶圆径向内侧端T处的硅晶圆的外周端E至凹槽N的过研磨区域的晶圆径向内侧端I的距离L。在此，“硅晶圆W的外周端E”是指将除了凹槽N之外的区域的外周端E’在凹槽N处外插而得到的位置。
并且，上述距离L如图2(b)所示那样，等于上述凹槽N的晶圆径向内侧端I处的凹槽的深度D、凹槽N的晶圆径向内侧端T处的倒角宽度M、和过研磨宽度W之和。
此外，上述过研磨更优选进行以使得上述距离L达到1.95×D[mm]以上。由此，如后述实施例所示那样，通过进一步减少晶圆背面外周部与晶圆支撑件之间的接触压力，进一步减少了凹槽部的搬运伤痕、接触伤痕处的应力，除此之外还能够减少搬运伤痕、接触伤痕本身，因此能够进一步抑制从凹槽部的搬运伤痕、接触伤痕起发生滑移。此外，硅晶圆外周部的氧浓度低(例如低于9.8×1017atoms/cm3)的情况中，在器件形成步骤中，也能够完全防止从在晶圆背面外周部形成的接触伤痕发生滑移。
另一方面，针对上述距离L的上限，在抑制滑移的方面没有特别限定，在加工的困难性方面，优选设为3.0mm以下。
应予说明，根据本发明人的研究，不会从在晶圆径向内侧充分远离凹槽的位置处存在的伤痕起发生滑移。具体而言，本发明人确认，凹槽部的伤痕之中，从在外周端起8mm的位置处存在的伤痕起未发生滑移。
此外，硅晶圆的外周部的氧浓度优选为9.8×1017atoms/cm3(ASTM F121-1979)以上。硅晶圆中的氧具有将位错钉扎而抑制滑移发生的效果。为了充分得到这样的利用氧的钉扎效果，硅晶圆的外周部的氧浓度优选为9.8×1017atoms/cm3(ASTM F121-1979)以上。更优选地，外周部的氧浓度为10.1×1017atoms/cm3(ASTM F121-1979)以上。应予说明，本发明中，“硅晶圆的外周部”是指从晶圆外周端起至晶圆中心方向10mm为止的环状区域。
进一步，优选使在凹槽端面上形成的加工损伤显现化而减少。如上述那样，在器件形成步骤的热处理中，有时以在形成凹槽时形成的凹槽端面的加工损伤作为起点，发生滑移。并且，该凹槽端面的加工损伤与伤痕不同，只要不显现化则无法观察，因此难以去除。本发明人研究了能够使其显现化的方法。
其结果是，本发明人发现，如在本发明人的在先申请、即日本特愿2015-223807号说明书中记载那样，对硅晶圆实施在较低温度的900℃以上且1150℃以下的第1温度下进行的第1热处理后，实施在比第1温度更高温的900℃以上且1150℃以下的第2温度下进行的第2热处理，其后实施蚀刻速率为1.3μm以下的选择蚀刻处理，由此能够使凹槽端面的加工损伤显现化为氧化诱导层叠缺陷氧诱导缺陷(Oxidation induced Stacking Fault，OSF)。以下，说明将加工损伤显现化为OSF的方法。
上述第1热处理可以使用适当的热处理炉而进行，将上述硅晶圆投入热处理炉时的温度优选设为650℃以上且800℃以下。此外，至第1温度的升温速度优选设为3℃/秒以上且6℃/秒以下。
实施第1热处理的时间优选设为30分钟以上且300分钟以下。在此，通过设为30分钟以上，能够在加工损伤附近使硅晶圆中的氧聚集从而形成OSF核。另一方面，如果大于300分钟，则OSF核形成效果饱和而不发生变化。
此外，进行第1热处理的氛围没有特别限定，在加工损伤附近使硅晶圆中的氧聚集的方面，第1热处理优选在干燥氧气氛围下进行。
接着，对实施了第1热处理的评价对象的硅晶圆，在1100℃以上且1200℃以下的第2温度下实施第2热处理。在此，其理由在于，第2温度低于1100℃时，OSF的形成未必充分。另一方面，其理由在于，如果大于1200℃，则晶格间硅的扩散变快，其结果是，难以形成OSF。
实施第2热处理的时间优选设为30分钟以上且200分钟以下。在此，通过设为30分钟以上，能够以通过第1热处理形成的OSF核作为起点而形成OSF。另一方面，即使大于200分钟，OSF形成效果也饱和而不发生变化。
此外，进行第2热处理的氛围没有特别限定，在高效形成OSF方面，优选在包含水蒸气的湿氧气体氛围下进行。
接着，对经过了上述第2热处理的评价对象的硅晶圆，实施1.3μm/分钟以下的蚀刻速率的选择蚀刻处理。由此，能够使凹槽端面上的加工损伤显现化为OSF。此外，如果蚀刻速率过慢，则为了显现化为OSF而过度耗费时间，是不实用的，因此蚀刻速率优选为0.05μm/分钟以上。
上述1.3μm/分钟以下的蚀刻速率可以通过例如蚀刻液的制备而进行。具体而言，Si的选择蚀刻通过Si的氧化和Si氧化物的去除而进行。通过该Si氧化物去除，蚀刻逐渐进行，因此通过调整用于氧化的化学试剂与用于氧化膜去除的化学试剂的比例、和用于同时抑制氧化和氧化物去除的缓冲剂的添加量，能够将蚀刻速率设为1.3μm/分钟以下。作为用于氧化的化学试剂，可以举出例如硝酸、铬酸，作为用于氧化膜去除的化学试剂，可以举出例如氢氟酸，作为缓冲剂，可以举出例如水、乙酸。
作为进行上述蚀刻速率为1.3μm/分钟以下的选择蚀刻处理的现有的方法，存在轻度蚀刻法、利用氢氟酸和硝酸的混合液的Dash蚀刻法等。其中，从因表面粗化等而导致的OSF的观察容易性的观点出发，优选为轻度蚀刻法。应予说明，轻度蚀刻法的蚀刻速率为1.0μm/分钟。
实施蚀刻处理的时间优选设为1秒以上且180秒以下。在此，通过设为1秒以上，能够以通过第1热处理形成的OSF核作为起点而形成OSF。另一方面，如果大于180秒，则发生表面粗化，因其噪音的影响而导致OSF的观察变得困难。更优选为5秒以上且30秒以下。
通过以上的处理，能够使在硅晶圆的凹槽端面上存在的加工损伤显现化为OSF，因此通过例如光学显微镜而观察凹槽端面，由此能够将加工损伤检测为OSF。
如后述实施例所示那样，可知如果能够将凹槽端面的加工损伤通过上述方法而显现化，则通过适当选择实施镜面倒角研磨处理时的研磨垫、浆料，能够减少上述加工损伤。进一步，还可知通过组合研磨垫和浆料，能够完全去除加工损伤。
通过以这样的方式使凹槽端面的加工损伤显现化而减少，能够抑制以加工损伤作为起点的滑移。进一步，通过使加工损伤完全消失，能够防止从凹槽端面的加工损伤起发生滑移。
上述凹槽端面的加工损伤的减少也可以与对凹槽进行过研磨的镜面倒角研磨处理在相同的步骤中进行，也可以与过研磨在不同的步骤中进行。
应予说明，基于过研磨的作用效果和晶圆背面外周部与晶圆支撑件之间的接触压力、以及在晶圆背面上产生的搬运伤痕、接触伤痕相关，因此上述过研磨可以仅对晶圆的背面侧进行。
根据上文，通过根据本发明所述的硅晶圆的倒角研磨方法，能够在器件形成步骤的热处理时，抑制从凹槽部起发生滑移。
(硅晶圆的制造方法)
接着，针对根据本发明所述的硅晶圆的制造方法进行说明。根据本发明所述的硅晶圆的制造方法的特征在于，通过规定的方法而培育硅锭，将培育的硅锭切片而得到硅晶圆后，对所得硅晶圆通过上述根据本发明所述的硅晶圆的倒角研磨方法而实施凹槽的镜面倒角研磨处理。因此，针对除了上述凹槽部的镜面倒角研磨处理之外的步骤，完全没有限定。以下，示出本发明的硅晶圆的制造方法的一例。
首先，通过CZ法，将投入石英坩埚中的多晶硅熔融至1400℃左右，接着，将籽晶浸渍于液面并在旋转的同时提拉，由此制造例如晶面为(100)面的单晶硅锭。在此，为了得到期望的电阻率，掺杂例如硼、磷等。此外，通过使用制造锭时施加磁场的磁控切克劳斯基(Magnetic field CZochralski，MCZ)法，能够控制硅锭中的氧浓度。
接着，对所得单晶硅锭的外周部实施磨削处理从而使直径达到均匀后，在锭的外周面挤压具有适当形状的磨石，反复进行锭的轴向的移动，由此形成例如表示＜110＞方向的凹槽。
接着，使用线锯、内周刃切断机，对形成了凹槽的单晶硅块，切片为例如1mm左右的厚度，从而得到硅晶圆。
其后，对所得硅晶圆的外周部实施1次倒角处理。该1次倒角处理可以通过使用利用修整而预先在外周部形成了与倒角形状对应形状的槽的精研磨石的研磨、仿形加工等而进行。具体而言，首先将例如#600左右的金属结合圆柱磨石挤压至硅晶圆的外周部，实施以规定的形状粗略倒角的1次倒角处理。由此，硅晶圆的外周部被加工为带有规定圆度的形状。
同样地，对凹槽也实施1次倒角处理。此时，可以使用比对硅晶圆外周部整体进行的磨石的直径更小(与晶圆滑动相接的部位的直径例如为1mm)的例如#600的金属结合磨石。具体而言，使磨石在旋转的同时挤压凹槽，使磨石沿着凹槽的轮廓移动，由此可以进行倒角处理。
其后，对硅晶圆的主面实施1次平坦化处理(研磨处理)。该一次平坦化处理中，将硅晶圆配置在彼此平行的一对研磨固定盘间，向研磨固定盘间，供给例如包含氧化铝磨粒、分散剂和水的混合物的研磨液，同时在规定的加压下进行旋转和滑动。由此，机械地研磨硅晶圆的正背面，提高晶圆的平行度。此时，对于硅晶圆的研磨量，晶圆正背两面总计为40~100μm左右。
接着，通过使用精研磨石的使用圆盘状的磨石的研磨、仿形加工等，对实施了1次平坦化处理的硅晶圆的外周部实施2次倒角处理。该2次倒角处理比1次倒角处理更精细，使用例如#2000的金属结合倒角用磨石而进行。
同样地，对凹槽也实施2次倒角处理。此时，可以使用比对硅晶圆外周部整体进行的磨石的直径更小(与晶圆滑动相接的部位的直径例如为1mm)的例如#2000的金属结合磨石。具体而言，使磨石在旋转的同时挤压凹槽，使磨石沿着凹槽的轮廓移动，由此进行。
其后，对实施了2次倒角处理的硅晶圆，实施蚀刻处理。具体而言，通过利用包含氢氟酸、硝酸、乙酸、磷酸中的至少一种的水溶液的酸蚀刻、或者利用氢氧化钾水溶液、氢氧化钠水溶液等的碱蚀刻、或者组合使用上述酸蚀刻和碱蚀刻，从而去除因至前步骤的处理而产生的晶圆的应变。
接着，对实施了蚀刻处理的硅晶圆，实施平面磨削处理，提高晶圆的平坦性。该平面磨削处理可以使用平面磨削装置而进行。作为该平面磨削处理的磨石，可以使用例如金刚石磨粒的分布中心粒径为0.7μm的#8000的烧结磨削磨石。
其后，使用两面研磨处理装置，对实施了平面磨削处理的硅晶圆，实施两面研磨处理。该两面研磨处理在载置板的孔部中嵌入硅晶圆后，将载置板用贴附了研磨布的上固定盘和下固定盘夹持，在上下固定盘与晶圆之间，流入例如胶体二氧化硅等浆料，使上下固定盘和载体彼此沿着相反方向旋转，从而进行。由此，可以减少了晶圆表面的凹凸从而得到平坦度高的晶圆。
接着，对硅晶圆的外周部，实施镜面倒角研磨处理。该镜面倒角研磨处理可以使用例如使圆筒形状的聚氨酯磨轮进行电机旋转的镜面倒角研磨装置来进行。镜面倒角研磨处理中，通过电机使聚氨酯磨轮旋转，使该旋转中的磨轮的外周面与硅晶圆的外周部接触。由此，对晶圆外周部进行镜面精加工。
同样地，对凹槽也实施镜面倒角研磨处理。该镜面倒角研磨处理中，使成型为盘状的聚氨酯磨轮旋转，同时挤压至凹槽。本发明中，通过该镜面倒角研磨处理，按照上述根据本发明所述的硅晶圆的加工方法，对凹槽进行过研磨。由此，在器件形成步骤中，即使在晶圆背面外周部形成搬运伤痕、接触伤痕，也能够减少凹槽部背面处的接触压力，能够抑制从凹槽部发生滑移。
其后，使用单面研磨装置，对实施了镜面倒角研磨处理的硅晶圆，实施单面研磨处理。该单面研磨处理可以使用绒面革原材料的研磨布，作为研磨液而使用例如包含胶体二氧化硅的碱性的研磨液从而进行。
接着，将实施了精加工研磨处理的硅晶圆搬运至清洗步骤，使用例如氨水、过氧化氢水和水的混合物、即SC-1清洗液；盐酸、过氧化氢水和水的混合物、即SC-2清洗液，去除晶圆表面的颗粒、有机物、金属等。
最后，将经清洗的硅晶圆搬运至检查步骤，检查晶圆的平坦度、晶圆表面的LPD的数量、损伤、晶圆表面的污染等。通过这些检查，仅将满足规定的制品品质的晶圆作为制品而出厂。
应予说明，对上述步骤中得到的晶圆，根据需要实施退火处理、外延膜生长处理，由此能够得到退火晶圆、外延晶圆、SOI(Silicon On Insulator，硅晶绝缘体)晶圆等。
以这样的方式，在器件形成步骤中，能够制造可以抑制从凹槽部起发生滑移的硅晶圆。
(硅晶圆)
接着，针对根据本发明所述的硅晶圆进行说明。根据本发明所述的硅晶圆的特征在于，其为具有凹槽的硅晶圆，将凹槽的深度记作D[mm]，在硅晶圆的至少一个主面侧，硅晶圆的外周端至前述凹槽的研磨区域的晶圆径向内侧端的距离为1.7×D[mm]以上。
通过上述根据本发明所述的硅晶圆，在器件形成步骤的热处理中，能够抑制以在晶圆背面形成的凹槽部的搬运伤痕、接触伤痕作为起点而发生滑移。并且，晶圆的氧浓度高(例如10.1×1017atoms/cm3以上)的情况中，能够完全防止滑移的发生。
此外，硅晶圆的外周端至前述凹槽的研磨区域的晶圆径向内侧端的距离更优选为1.95×D[mm]以上。由此，硅晶圆的氧浓度低(例如低于10.1×1017atoms/cm3)的情况中，也能够完全防止以在晶圆背面形成的凹槽部的搬运伤痕、接触伤痕作为起点而发生滑移。
上述硅晶圆的外周端至凹槽的研磨区域的晶圆径向内侧端的距离在防止以背面的搬运伤痕、接触伤痕作为起点而发生滑移方面，没有特别限定，在加工的困难性方面，优选为3.0mm以下。
此外，硅晶圆外周部的氧浓度优选为9.8×1017atoms/cm3(ASTM F121-1979)以上。氧已知具有将位错钉扎的效果。因此，通过将外周部的氧浓度设为9.8×1017atoms/cm3(ASTM F121-1979)，将在凹槽部产生的位错进行钉扎，能够抑制发生滑移。更优选地，外周部的氧浓度为10.1×1017atoms/cm3(ASTM F121-1979)以上。
进一步，优选不存在凹槽处的加工损伤，即凹槽端面处的加工损伤为零。如上述那样，凹槽端面的加工损伤可能成为滑移发生的起点。因此，通过使凹槽端面的加工损伤消失，能够防止以凹槽的加工损伤作为起点而发生滑移。
[实施例1]
以下，针对本发明的实施例进行说明，但本发明不以任何方式限定于下述的实施例。
＜利用使加工损伤显现化的凹槽端面的镜面倒角研磨处理条件的研究＞
在倒角部端面的镜面倒角研磨处理中，需要研究具有去除在硅晶圆的凹槽端面上形成的加工损伤的能力的研磨垫和浆料的组合。首先，准备4张对凹槽在相同条件下进行形成、1次倒角处理、和2次倒角处理的硅晶圆。此外，作为研磨垫，准备硬质和软质的物质，作为浆料，准备比重低和比重高的物质。针对这些研磨垫与浆料的4种组合，对硅晶圆的凹槽实施镜面倒角研磨处理。
评价上述凹槽端面的加工损伤时，本发明人使用在先申请的日本特愿2015-223807号说明书中记载的方法，使上述加工损伤显现化为OSF。
具体而言，首先向立式热处理炉的内部导入干燥氧气，将炉内设为干燥氧气氛围后，将炉内的温度升温至700℃。接着，将对凹槽实施了镜面倒角研磨处理的硅晶圆投入热处理炉内，在升温速度：6℃/秒的条件下升温至第1热处理温度的1000℃后，保持180分钟，对硅晶圆，实施第1热处理。
接着，将炉内的氛围切换为湿氧气体氛围，在升温速度：6℃/秒的条件下升温至第2热处理温度的1150℃后，保持110分钟，对硅晶圆实施第2热处理。最后，在降温速度：2℃/秒的条件下降温至700℃后，从热处理炉中取出样品，在室温下冷却。
接着，如上述那样对实施了热处理硅晶圆实施轻度蚀刻处理。具体而言，对硅晶圆，作为蚀刻液，使用以HF为30cm3、CH3COOH为30cm3、Cu(NO3)2为1g、CrO3(5M)为15cm3、HNO3为15cm3、水为30cm3的比例混合而得到的溶液，实施10秒蚀刻处理。
用光学显微镜观察通过上述热处理和蚀刻处理而产生的OSF，数出个数。所得OSF的数量示于表1。
[表1]
。
通过使加工损伤显现化，可知硬质的研磨垫A与比重低的浆料A的组合加工损伤的去除能力最低，软质的研磨垫B与比重高的浆料B的组合加工损伤的去除能力最高。此外，还可知，与浆料相比，适当选择研磨垫在提高加工损伤的去除能力方面是更有效的。其理由可以认为在于，通过软质的研磨垫，提高了与凹槽端面的密合度。
[实施例2]
＜滑移发生抑制效果的研究＞
首先，准备8张对凹槽在相同条件下进行形成、1次倒角处理、和2次倒角处理的硅晶圆(直径：300mm、凹槽的深度：0.1mm、氧浓度：9.8×1017atoms/cm3)。接着，对这些硅晶圆，在无加工损伤的研磨垫B和浆料B的组合的条件下，如表2所示那样改变相对于凹槽的铅直方向接触垫的倾斜角度和研磨时间，实施镜面倒角研磨处理，由此制作过研磨、即外周端至凹槽的研磨区域的晶圆径向内侧端不同的样品。
[表2]
。
接着，对各硅晶圆，实施模仿标准的器件形成步骤的热处理履历的模拟热处理。
接着，数出在上述模拟热处理时导入的晶圆背面的凹槽部的搬运伤痕和接触伤痕的数量。此外，还使用光学显微镜，研究从凹槽部起发生的滑移的发生情况。进一步，测定晶圆外周端至凹槽的研磨区域的晶圆径向内侧端的距离。所得结果示于表2。
上述处理和评价对氧浓度为10.1×1017atoms/cm3的8张硅晶圆也同样地进行，针对其结果也示于表2。
如表2所示那样，晶圆外周端与研磨区域的晶圆径向内侧端之间的距离为1.7mm以上的情况中，可知不会从凹槽部起发生滑移。此外，还可知如果晶圆外周端与研磨区域的晶圆径向内侧端之间的距离大于1.7mm，则凹槽部背面的搬运伤痕和接触伤痕减少。
此外，由表2可知，硅晶圆外周部的氧浓度高达10.1×1017atoms/cm3的情况中，只要晶圆外周端与研磨区域的晶圆径向内侧端之间的距离为1.7mm以上，则能够完全防止滑移的发生。进一步，还可知在晶圆外周端与研磨区域的晶圆径向内侧端之间的距离为1.95mm以上时，在硅晶圆外周部的氧浓度低达9.8×1017atoms/cm3的情况中，也能够完全防止滑移的发生。
并且，可知通过过研磨，即使在凹槽部背面导入搬运伤痕、接触伤痕，也抑制了从所形成的伤痕起发生滑移。其理由可以认为在于，减少了硅晶圆外周部与晶圆支撑件的接触压力，从而减少了对凹槽部的搬运伤痕、接触伤痕施加的应力。
工业实用性
根据本发明，能够在器件形成步骤的热处理时，抑制从凹槽部起发生滑移，因此在半导体产业中是有用的。

Claims (15)

1.硅晶圆的倒角研磨方法，其特征在于，在对具有凹槽的硅晶圆进行倒角研磨的方法中，
在所述硅晶圆的至少一个主面侧，通过镜面倒角研磨处理对所述凹槽进行过研磨。
2.根据权利要求1所述的硅晶圆的倒角研磨方法，其中，进行所述过研磨，以使得将所述凹槽的深度记作D[mm]，所述硅晶圆的外周端至所述凹槽的研磨区域的晶圆径向内侧端的距离达到1.7×D[mm]以上。
3.根据权利要求2所述的硅晶圆的倒角研磨方法，其中，进行所述过研磨，以使得所述距离达到1.95×D[mm]以上。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的硅晶圆的倒角研磨方法，其中，进行所述过研磨，以使得所述硅晶圆的外周端至所述凹槽的研磨区域的晶圆径向内侧端的距离达到3.0mm以下。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的硅晶圆的倒角研磨方法，其中，所述硅晶圆的外周部的氧浓度为10.1×1017atoms/cm3(ASTM F121-1979)以上。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的硅晶圆的倒角研磨方法，其中，通过使凹槽端面的加工损伤显现化而全部去除。
7.根据权利要求6所述的硅晶圆的倒角研磨方法，所述加工损伤的显现化通过对所述硅晶圆在900℃以上且1150℃以下的第1温度下实施第1热处理、接着在1100℃以上且1200℃以下的第2温度下实施第2热处理后、实施蚀刻速率为1.3μm/分钟以下的选择蚀刻处理而进行。
8.根据权利要求7所述的硅晶圆的倒角研磨方法，其中，所述选择蚀刻处理通过轻度蚀刻法而进行。
9.硅晶圆的制造方法，其特征在于，通过规定的方法而培育硅锭，将培育的硅锭切片而得到硅晶圆后，对所得硅晶圆通过权利要求1~8所述的硅晶圆的倒角研磨方法而实施镜面倒角研磨处理。
10.根据权利要求9所述的硅晶圆的制造方法，其中，所述规定的方法为切克劳斯基法。
11.硅晶圆，其特征在于，在具有凹槽的硅晶圆中，
在所述硅晶圆的至少一个主面侧，将所述凹槽的深度记作D[mm]，所述硅晶圆的外周端至所述凹槽的研磨区域的晶圆径向内侧端的距离为1.7×D[mm]以上。
12.根据权利要求11所述的硅晶圆，其中，所述距离为1.95×D[mm]以上。
13.根据权利要求11或12所述的硅晶圆，其中，所述距离为3.0mm以下。
14.根据权利要求11~13中任一项所述的硅晶圆，其中，外周部的氧浓度为10.1×1017atoms/cm3(ASTM F121-1979)以上。
15.根据权利要求11~14中任一项所述的硅晶圆，其中，所述凹槽处的加工损伤为零。
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