JP2010171330A - エピタキシャルウェハの製造方法、欠陥除去方法およびエピタキシャルウェハ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】CZ法により得られたシリコン単結晶インゴットを薄円板状に切り出してウェハを得る(ステップS1)。次に、ウェハの表面を研削(ラッピング)して平面化する(ステップS2)。次に、エッチングによる化学研磨を行った(ステップS3)後、ウェハの両面を粗研磨する(ステップS4)。粗研磨終了後、気相エッチングを行い(ステップS5)、その後、エピタキシャル膜を形成する(ステップS6)。そして、エピタキシャル膜が形成されたウェハに対して仕上げ研磨を行い(ステップS7)、最終洗浄を行った(ステップS8)後、終了する。
【選択図】図1
Description
また、粗研磨工程後に、フッ酸や硝酸を用いた液相処理による化学エッチングにて加工変質部を除去する方法が知られている。この場合の製造工程は、スライス工程と、研削工程と、化学エッチング工程と、粗研磨工程と、液相エッチング工程と、エピタキシャル膜形成工程と、仕上げ研磨工程と、の順で行われる(以下、従来技術Dと記載することもある)。
この発明では、粗研磨工程の後に、ウェハの表面に気相エッチングを施す。これにより、ウェハの表面に生じた凹部の加工変質部自身が溶解除去されるので、エピタキシャル膜の形成において粗研磨工程で発生した欠陥の影響を受けることがない。したがって、エピタキシャル膜形成後における積層欠陥の発生を抑制することができる。
特に、気相エッチングによれば、ウェハの凹状の欠陥の細孔部にまでエッチャントの供給が可能となるため、少ないエッチング量で確実に欠陥を除去することができる。また、気相エッチングによれば、ウェハへのパーティクル汚染が少ないため、気相エッチング後における洗浄工程を省略することができるので、製造工程をより簡素化することができる。
以上のように、ウェハに生じた欠陥を除去するので、その後にエピタキシャル膜を形成する際に正常に単結晶成長させることができる。そして、最後に仕上げ研磨を行うことにより、エピタキシャル膜のマイクロラフネスが解消され、平坦度に優れたエピタキシャルウェハを製造することができる。
また、粗研磨工程、気相エッチング工程、エピタキシャル膜形成工程、仕上げ研磨工程の順で処理を施すことにより、エピタキシャル膜の膜厚分布が均一で、ウェハ全体の平坦度に優れた製品を製造することができる。
この発明では、この粗研磨により生じた欠陥を除去するために気相エッチング処理を施す。これにより、エピタキシャル膜を正常に単結晶成長させることができ、高品質なエピタキシャルウェハを製造することができる。
また、本発明のエピタキシャルウェハは、前記エピタキシャル膜に、前記欠陥に起因して生じる積層欠陥が0個であることが好ましい。
なお、積層欠陥は、例えば、共焦点顕微鏡を用いてエピタキシャルウェハの表面全体を走査し、これらのデータをコンピュータ上で合成して得られる画像から判断することができる。
この発明では、エピタキシャルウェハの積層欠陥が2個以下、より好ましくは0個であるので、高品質なエピタキシャルウェハを提供することができる。
図1は、本発明の実施形態におけるエピタキシャルウェハの製造方法を示すフローチャートである。図2は、前記実施形態における気相エッチングにより積層欠陥部を除去する工程を示す図で、(A)は気相エッチング後の状態、(B)はエピタキシャル膜積層後の状態、(C)は仕上げ研磨後の状態を示す。図3は、前記実施形態における各工程後のウェハの状態を示す図で、(A)は気相エッチング工程後の状態、(B)はエピタキシャル膜形成後の状態、(C)は仕上げ研磨工程後の状態を示す。
本実施形態におけるエピタキシャルウェハは、単結晶インゴットを薄円板状にスライスして得られるウェハに、エピタキシャル膜が形成される。このようなエピタキシャルウェハを製造する工程フローが図1に示されている。
まず、気相エッチング装置のチャンバー内にウェハをセットし、エッチャントとして、オゾンとフッ化水素の混合ガスをチャンバー内に充填させる。オゾンの濃度は10g/m3以上かつ1000g/m3以下の範囲であることが好ましい。なお、オゾンの濃度が高いほどウェハのダメージを除去することができる。また、フッ化水素の濃度は5g/m3以上かつ50g/m3以下であることが好ましい。フッ化水素の濃度が5g/m3未満であると、エッチングの処理に時間がかかりすぎてしまうため好ましくない。一方、50g/m3を超えると、安全性の観点から好ましくない。
なお、この混合ガスには、N2やArなどの不活性ガスをバインダとして混合させる。
ここで、エッチャントとして使用されるガスとしては、上述のオゾンやフッ化水素のほか、C2F6、CF4、HClなどを使用することができる。
気相エッチングは、常温常圧、エッチングレート50nm/minの条件で行われ、所望のエッチング量となったときに終了する。
図3(A)に示すように、気相エッチング工程後のウェハ11は、全体的に均一な厚みを有して形成されるとともに、その表面に微小の凹凸が形成される。次に、図3(B)に示すように、ウェハ11にエピタキシャル膜21が形成されると、エピタキシャル膜21は、エピタキシャルウェハの外周縁部11Aに近づくほど膜厚が大きくなる。これは、エピタキシャルの単結晶がウェハの外周側ほど成長しやすいことによる。そして、図3(C)に示すように、仕上げ研磨工程が行われると、エピタキシャル膜21の表面が研磨され、膜厚分布が均一になるとともに、エピタキシャルウェハの表面が平坦に形成される。
気相エッチングを用いることにより、粗研磨工程(ステップS4)で生じた加工変質部111を除去することができるため、積層欠陥が2個以下の高品質なエピタキシャルウェハを製造することができる。なお、積層欠陥は0個であることがより好ましい。
また、積層欠陥の個数が少ないエピタキシャルウェハは、マイクロラフネスに優れ、平坦度に優れている。
さらに、気相エッチングを用いると、エッチング量が少量であるため、材料コストや製造コストを大幅に低減させることができる。
そして、上述の順番で各工程を実施することにより、全体的に膜厚分布が均一なエピタキシャル膜21を形成することができる。
例えば、上記実施形態では、シリコン単結晶インゴットをCZ法により引き上げたが、MCZ法(Magnetic Field Applied Czochralski process)またはFZ法(Floating Zone process)等で引き上げてもよい。
以下の実施例および比較例に示す製造方法でエピタキシャルウェハを製造した。
前述の実施形態の製造方法によってエピタキシャルウェハを製造した。すなわち、CZ法によって引き上げられたシリコン単結晶インゴットをスライスして、研削工程、化学エッチング工程の後、粗研磨工程(DSP)、気相エッチング工程、エピタキシャル形成工程(EPI)、仕上げ研磨工程(SMP)を実施した。
気相エッチング工程における処理条件は以下の通りである。
エッチャント:オゾンとフッ加水素の混合ガス(常温・常圧で、オゾンガス濃度:120g/m3、フッ化水素ガス濃度:23g/m3)
圧力:106kPa
温度:26℃
エッチングレート:50nm/min
前述の従来技術Aの製造方法によってエピタキシャルウェハを製造した。すなわち、化学エッチング工程の後、DSP、SMP、EPIの順で実施した。
前述の従来技術Bの製造方法によってエピタキシャルウェハを製造した。すなわち、化学エッチング工程の後、DSP、EPI、SMPの順で実施した。
前述の従来技術Cの製造方法によってエピタキシャルウェハを製造した。すなわち、化学エッチング工程の後、DSP、SMP、EPI、SMPの順で実施した。
前述の従来技術Dの製造方法によってエピタキシャルウェハを製造した。すなわち、化学エッチング工程の後、DSP、液相エッチング、EPI、SMPの順で実施した。
液相エッチング工程では、エッチングレート50〜5000nm/minでエッチングを行った。
○:材料コストおよび製造コストが廉価
△:材料コストおよび製造コストがやや高価
×:材料コストおよび製造コストが高価
平坦度を表すために標準化されたパラメータであるGBIR(Global flatness back reference ideal range)値を測定した。評価基準は以下の通りである。
○:平坦に形成されている(GBIR値<0.2μm)
△:一部凹凸が形成されている(0.2μm<GBIR値<0.3μm)
×:凹凸が形成されている(GBIR値>0.3μm)
ACCENT社製QS−3000(FTIR)を用いて、エピタキシャル膜の膜厚分布を測定した。
○:全体的に均一である
△:一部が不均一である
×:全体的に不均一である
ヘイズとは、シリコンウェハの仕上げ研磨面における極めて微細な凹凸である。KLA社製SurfscanSP2(DWO)を用いてヘイズを測定した。評価基準は以下の通りである。
○:ヘイズ良好(ヘイズ<0.01ppm)
△:ヘイズレベル通常(0.01ppm<ヘイズ<0.05ppm)
×:ヘイズレベル悪化(ヘイズ>0.05ppm)
共焦点顕微鏡によりシリコンウェハの表面を走査して、積層欠陥(SF)の個数を確認した。
○:SFが0個
△:SFが1〜2個
×:SFが3個以上
図4は、比較例1の各工程後のウェハを示している。図4(A)に示すように、粗研磨工程後のウェハ411は平坦かつ均一の厚みに形成される。次に、図4(B)に示すように、仕上げ研磨工程が行われると、ウェハ411の外周縁部411Aに近づくほど厚みが小さくなり、平坦に形成されない。そして、図4(C)に示すように、エピタキシャル膜421を形成すると、エピタキシャルウェハの表面は平坦に形成されるものの、エピタキシャル膜421の膜厚分布が不均一となる。
図8に示されるように、実施例1は、気相エッチング時の少ない取りしろ(エッチング量)でSFの個数を抑えることができる。比較例3は、仕上げ研磨を2回実施するため、研磨量が増大していることがわかる。比較例4は、液相エッチングを用いているので、気相エッチングを用いた実施例1よりも取りしろ(エッチング量)が多く必要であることがわかる。
すなわち、気相エッチングを用いた実施例1では、エッチング量を少なくすることができるので、材料コストおよび製造コストを低減させることができる。
111…加工変質部
112…エッチング凹部
21…エピタキシャル膜
211…エピ凹部
Claims (4)
- ウェハの成膜面上にエピタキシャル膜を気相成長させたエピタキシャルウェハの製造方法であって、
前記ウェハの成膜面に粗研磨を施す粗研磨工程と、
前記粗研磨したウェハの成膜面に気相エッチング処理を施すことで、前記粗研磨時に前記成膜面に作用する応力により形成された欠陥と前記成膜面とをエッチングする気相エッチング工程と、
前記気相エッチング処理したウェハの成膜面にエピタキシャル膜を気相成長させるエピタキシャル膜形成工程と、
前記エピタキシャル膜が形成されたウェハに仕上げ研磨を施す仕上げ研磨工程と、を備えた
ことを特徴とするエピタキシャルウェハの製造方法。 - ウェハの成膜面に施した粗研磨により発生した欠陥を除去するエピタキシャルウェハの欠陥除去方法であって、
前記成膜面に気相エッチング処理を施すことで、前記欠陥と前記成膜面とをエッチングする
ことを特徴とするエピタキシャルウェハの欠陥除去方法。 - 請求項1に記載のエピタキシャルウェハの製造方法によって製造されたエピタキシャルウェハであって、
前記エピタキシャル膜に、前記欠陥に起因して生じる積層欠陥が2個以下である
ことを特徴とするエピタキシャルウェハ。 - 請求項3に記載のエピタキシャルウェハにおいて、
前記エピタキシャル膜に、前記欠陥に起因して生じる積層欠陥が0個である
ことを特徴とするエピタキシャルウェハ。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014239184A (ja) * | 2013-06-10 | 2014-12-18 | 株式会社Sumco | エピタキシャルウェーハの製造方法 |
CN105070673A (zh) * | 2011-12-27 | 2015-11-18 | 芝浦机械电子株式会社 | 基板的处理装置及处理方法 |
WO2018234018A1 (de) * | 2017-06-21 | 2018-12-27 | Siltronic Ag | Verfahren, steuerungssystem und anlage zum bearbeiten einer halbleiterscheibe sowie halbleiterscheibe |
JP2020053513A (ja) * | 2018-09-26 | 2020-04-02 | 信越半導体株式会社 | エピタキシャルウェーハの製造方法、エピタキシャル成長用シリコン系基板及びエピタキシャルウェーハ |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05500883A (ja) * | 1989-10-13 | 1993-02-18 | クリー リサーチ インコーポレイテッド | 結晶成長用の炭化珪素表面を加工する方法 |
JP2000256094A (ja) * | 1999-03-08 | 2000-09-19 | Speedfam-Ipec Co Ltd | シリコンエピタキシャル成長ウェーハ製造方法およびその装置 |
JP2002353176A (ja) * | 2001-05-22 | 2002-12-06 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | シリコンエピタキシャルウェーハの製造方法 |
JP2005209862A (ja) * | 2004-01-22 | 2005-08-04 | Komatsu Electronic Metals Co Ltd | 半導体エピタキシャルウェーハの製造方法 |
JP2006120939A (ja) * | 2004-10-22 | 2006-05-11 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | シリコンエピタキシャルウェーハの製造方法 |
JP2007051051A (ja) * | 2004-12-23 | 2007-03-01 | Siltronic Ag | ガス状媒体で半導体ウェハを処理する方法並びに前記媒体で処理された半導体ウェハ |
JP2007300115A (ja) * | 2006-05-04 | 2007-11-15 | Siltronic Ag | 層構造の製造方法 |
-
2009
- 2009-01-26 JP JP2009014364A patent/JP2010171330A/ja active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05500883A (ja) * | 1989-10-13 | 1993-02-18 | クリー リサーチ インコーポレイテッド | 結晶成長用の炭化珪素表面を加工する方法 |
JP2000256094A (ja) * | 1999-03-08 | 2000-09-19 | Speedfam-Ipec Co Ltd | シリコンエピタキシャル成長ウェーハ製造方法およびその装置 |
JP2002353176A (ja) * | 2001-05-22 | 2002-12-06 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | シリコンエピタキシャルウェーハの製造方法 |
JP2005209862A (ja) * | 2004-01-22 | 2005-08-04 | Komatsu Electronic Metals Co Ltd | 半導体エピタキシャルウェーハの製造方法 |
JP2006120939A (ja) * | 2004-10-22 | 2006-05-11 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | シリコンエピタキシャルウェーハの製造方法 |
JP2007051051A (ja) * | 2004-12-23 | 2007-03-01 | Siltronic Ag | ガス状媒体で半導体ウェハを処理する方法並びに前記媒体で処理された半導体ウェハ |
JP2007300115A (ja) * | 2006-05-04 | 2007-11-15 | Siltronic Ag | 層構造の製造方法 |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105070673A (zh) * | 2011-12-27 | 2015-11-18 | 芝浦机械电子株式会社 | 基板的处理装置及处理方法 |
JP2014239184A (ja) * | 2013-06-10 | 2014-12-18 | 株式会社Sumco | エピタキシャルウェーハの製造方法 |
WO2014199560A1 (ja) * | 2013-06-10 | 2014-12-18 | 株式会社Sumco | エピタキシャルウェーハの製造方法 |
CN105378894A (zh) * | 2013-06-10 | 2016-03-02 | 胜高股份有限公司 | 外延晶片的制造方法 |
KR101799839B1 (ko) * | 2013-06-10 | 2017-11-21 | 가부시키가이샤 사무코 | 에피택셜 웨이퍼의 제조 방법 |
US9957637B2 (en) | 2013-06-10 | 2018-05-01 | Sumco Corporation | Method of producing epitaxial wafer |
WO2018234018A1 (de) * | 2017-06-21 | 2018-12-27 | Siltronic Ag | Verfahren, steuerungssystem und anlage zum bearbeiten einer halbleiterscheibe sowie halbleiterscheibe |
US11658022B2 (en) | 2017-06-21 | 2023-05-23 | Siltronic Ag | Method, control system, and system for machining a semiconductor wafer, and semiconductor wafer |
JP2020053513A (ja) * | 2018-09-26 | 2020-04-02 | 信越半導体株式会社 | エピタキシャルウェーハの製造方法、エピタキシャル成長用シリコン系基板及びエピタキシャルウェーハ |
WO2020066544A1 (ja) * | 2018-09-26 | 2020-04-02 | 信越半導体株式会社 | エピタキシャルウェーハの製造方法、エピタキシャル成長用シリコン系基板及びエピタキシャルウェーハ |
JP7147416B2 (ja) | 2018-09-26 | 2022-10-05 | 信越半導体株式会社 | エピタキシャルウェーハの製造方法、エピタキシャル成長用シリコン系基板及びエピタキシャルウェーハ |
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