提供了一種襯底、具有薄膜的襯底、用上述襯底形成的半導體器件以及制造所述半導體器件的方法，其中所述襯底實現了抑制由于襯底的彎曲而造成半導體器件加工精度的劣化。在襯底（１）中，主表面（１ａ）的直徑為２英寸或更大，主表面（１ａ）彎曲度值為－４０μｍ至－５μｍ，并且主表面（１ａ）的翹曲度值為５μｍ至４０μｍ。優選襯底（１）的主表面（１ａ）的表面粗糙程度（Ｒａ）的值為１ｎｍ或更小，并且優選主表面（１ｂ）的表面粗糙程度（Ｒａ）的值為１００ｎｍ或更小。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種，并且更具體而言，涉及一種實現抑制由于襯底的彎曲而造成半導體器件的加工精度劣化的襯底，形成有該襯底的具有薄膜的襯底和半導體器件以及制造上述半導體器件的方法。
技術介紹
例如，通常使用通過在由半導體構成的襯底(半導體襯底)的一個主表面上形成薄膜堆疊結構來形成半導體器件的技術。注意，這里的主表面指表面中的最大的、主要的表面，并且尤其在是襯底的情況下，其指上面要形成半導體器件的表面。為了提高要形成的半導體器件的加工精度，優選，襯底的主表面是平坦的并且以較小程度彎曲。如果襯底的主表面是平坦的，那么就可以增強要形成的半導體器件的尺寸精度和圖案的形成精度。例如，下面示出的專利文獻1公開了一種碳化硅的單晶襯底，其中減小主表面處的彎曲。現有技術文獻專利文獻專利文獻1 美國專利No. 7，422，634B2
技術實現思路
本專利技術要解決的問題在形成半導體器件時，通常，首先在半導體襯底的一個主表面上形成由半導體材料制成的外延層。然后，在外延層的一個主表面上，也就是，與面對襯底的主表面相反的主表面上，形成用于形成半導體器件的金屬薄膜或絕緣膜。然后，例如，通過利用光刻技術，以期望的形狀對形成的薄膜進行構圖。在進行光刻工藝時，使用諸如步進機的曝光設備，并且通過半導體襯底的背表面的真空吸盤來吸附襯底。這里，如果形成有薄膜的襯底在沿著主表面的方向上被彎曲，那么在沿著彎曲主表面的方向上變得難以均勻地吸附襯底。如果在襯底沒有被均勻吸附而是處于不穩定狀態時進行光刻工藝，那么就不能通過穩定地構圖而在一個位置處形成用于形成半導體器件的薄膜圖案的邊緣部分，并且會造成具有特定寬度的曝光變化的圖案。形成這種具有曝光變化的圖案會影響要被形成的半導體器件的電特性等。因此，在具有其上形成薄膜的襯底中，優選，在沿著主表面的方向上彎曲較小，并且主表面是平坦的。同樣，雖然半導體襯底的主表面不具有外延層或形成的薄膜是平坦的也很重要， 但是在半導體襯底的主表面上形成外延層或形成半導體器件的薄膜層時，優選，襯底主表面的彎曲較小并且主表面是平坦的。可替選地，優選形狀允許校正襯底的彎曲，使得真空吸盤的吸附力可以充分均勻地施加到襯底。雖然專利文獻1公開了單晶碳化硅襯底的主表面較少彎曲，但是其未能公開其中主表面上形成外延層或薄膜的襯底的彎曲。例如，即使在專利文獻1中公開的襯底在主表面上沒有形成外延層或薄膜時具有彎曲度低的平坦主表面情況下，在襯底的主表面上形成外延層或薄膜時，在沿著主表面方向上的彎曲會變得更大。這是因為在形成外延層或薄膜的過程中，由于施加到襯底的熱或應力的影響，襯底會在沿著主表面方向上彎曲。由此，不清楚專利文獻1中公開的襯底是否具有光刻要求的平整度。 本專利技術考慮到上述問題，且本專利技術的目的是提供一種襯底、具有薄膜的襯底、用上述襯底形成的半導體器件以及制造上述半導體器件的方法，所述襯底實現了抑制由于襯底的彎曲而造成半導體器件的加工精度的劣化。解決上述問題的方式這里，將描述用于說明襯底的主表面處彎曲度的術語。圖I(A)是根據本專利技術的實施例的襯底的橫截面示意圖。圖I(B)是示意性示出圖I(A)中示出的襯底的主表面中的三點焦平面和中心部分的示意圖。圖I(C)是示意性示出圖I(A)中示出的襯底的主表面上的翹曲度值、彎曲度值和彎度值的橫截面示意圖。注意，圖I(C)僅畫出圖I(A)中示出的襯底的一個主表面la。翹曲度代表下面的尺度。首先，將沒有夾緊的襯底1的主表面Ia上圖I(B)中示出的三個點(三點焦平面11)處的高度(圖I(A)中的橫截面圖中示出的垂直方向上的高度)的平均值被限定為參考高度(三點焦平面高度12)。注意，三點焦平面存在于主表面 Ia的靠近外邊緣的區域中。此時，圖I(C)中所示的具有最大高度的最高點13和最低點14 之間的距離的總值被限定為翹曲度。表示距離的翹曲度值總是取正值。雖然三點焦平面高度12被布置在比圖I(C)中的實際低的部分處，但是這么做是為了便于為解釋說明而示出的視圖。另外，彎曲度代表在圖I(B)中示出的主表面Ia的中心部分15處表示相對于三點焦平面高度12的平均值的坐標的中心部分15的主表面Ia上高度的坐標的值。這里，圖 I(A)中的上側假定為正坐標。因此，根據主表面Ia的彎曲方向，彎曲度的值可以取任意的正值和負值。例如，如圖I(C)中所示，在中心部分15處，橫截面圖中向下凸起形狀的主表面Ia(襯底1)，相對于三點焦平面11的高度，主表面Ia上的高度降低。因此，當主表面處于向下凸起的形狀時，彎曲度的值是負值。相反，當主表面Ia(襯底1)處于向上凸起的形狀時，彎曲度的值是正值。在圖1 (A)中的橫截面圖中示出的襯底1的主表面Ia的最小平方面假定為參考高度(最小平面高度16)的實例中，彎度表示主表面1中指示的最高點13和最低點14之間的距離的總值。由于彎度也表示距離，所以其值總是正的，像翹曲度的情況一樣。參考上文，根據本專利技術一方面的襯底是由碳化硅構成的、具有2英寸或更大直徑的主表面、主表面處彎曲度的值不小于-40 μ m且不大于-5 μ m并且主表面處的翹曲度的值不小于5 μ m且不大于40 μ m的襯底。在由碳化硅構成的襯底或具有薄膜的襯底的一個主表面上，形成由除了碳化硅之外的諸如金屬或絕緣膜的材料而制成的薄膜中，拉伸應力施加到該襯底(或具有薄膜的襯底)，在具有薄膜的襯底中，例如由碳化硅構成的外延層(薄膜)形成在由碳化硅構成的襯底的一個主表面上。作為施加拉伸應力的結果，在薄膜形成側上的主表面假定為上側的情況下，在橫截面上觀察襯底(或具有薄膜的襯底)時襯底變形為在向上凸起的方向上彎曲。為了在作為后工藝的光刻工藝中以穩定的方式吸附襯底，優選襯底在向上凸起的方向上適度彎曲。因此，在襯底(或具有薄膜的襯底)上形成由除了碳化硅之外的材料制成的薄膜中，在襯底不具有在其上形成薄膜的階段中，這是在形成由除了碳化硅之外的材料制成的薄膜之前的步驟，優選襯底在向下凸起的方向上適度彎曲。由此，在襯底(或具有薄膜的襯底)上形成由除了碳化硅之外的材料制成的薄膜時，通過在向上凸起方向上適度彎曲襯底，可以抑制襯底在向上凸起方向上過度彎曲。所以，在襯底不具有在其上形成薄膜的階段中，襯底在向下凸起方向上彎曲的最佳值的范圍優選在由上面的彎曲度或翹曲度表示的范圍 內。另外，校正由于吸附力而使襯底在向下凸起方向上的彎曲比校正襯底在向上凸起方向上的彎曲更困難。因此，作為在形成由除了碳化硅之外的材料制成的薄膜之前進行光刻工藝的情況的預防措施，也存在最佳值。通過這樣做，由碳化硅形成的外延層或由金屬的薄膜或絕緣膜形成在該襯底的一個主表面上的、具有薄膜的襯底的彎曲度或翹曲度的值，可以設定為實現在向上凸起方向上適度彎曲的值，這允許使襯底在執行作為后工藝的光刻工藝中以穩定的方式吸附。因此， 可以抑制在形成的圖案中出現曝光變化這樣的缺陷。在上述襯底中，優選，一個主表面的表面粗糙程度Ra的值不大于lnm，并且與一個主表面相對的另一主表面的表面粗糙程度Ra的值不大于lOOnm。如果具有的彎曲度或翹曲度在上述范圍中的襯底的主表面的表面粗糙程度Ra的值小，那么其中在上述襯底的一個主表面上形成薄膜的、具有薄膜的襯底的彎曲度或翹曲度的值可以更可靠地設定為實現在向上凸起方向上適度彎曲的值，這本文檔來自技高網...
【技術保護點】
１．一種由碳化硅構成的襯底，其具有直徑為２英寸或更大的主表面（１ａ、１ｂ），所述主表面（１ａ、１ｂ）的彎曲度的值不小于－４０μｍ且不大于－５μｍ，并且所述主表面的翹曲度的值不小于５μｍ且不大于４０μｍ。
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...
【專利技術屬性】
技術研發人員：原田真，
申請(專利權)人：住友電氣工業株式會社，
類型：發明
國別省市：JP
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。