JP4240403B2 - エピタキシャルウェーハの製造方法 - Google Patents
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Description
この発明はエピタキシャルウェーハの製造方法、詳しくはシリコンウェーハの表面にエピタキシャル膜を成膜するエピタキシャルウェーハの製造方法に関する。
エピタキシャルウェーハは、シリコンウェーハの表面にエピタキシャル成長によるエピタキシャル膜が成膜されたものである。近年、ＭＯＳメモリデバイスの高集積化に伴い、α粒子によるメモリの誤動作（ソフトエラー）やＣＭＯＳ・ＩＣにおけるラッチアップが無視できなくなっている。これらの問題解決に、エピタキシャル膜を有するエピタキシャルウェーハが有効であることが認識されており、最近ではＣＭＯＳ・ＩＣの製造にエピタキシャルウェーハが積極的に使用されている。
エピタキシャル膜の成膜の前に実施される洗浄には、非特許文献１に記載の通り、Ｈ２Ｏ２／ＮＨ４ＯＨ液に代表されるアルカリ洗浄およびＨ２Ｏ２／ＨＣｌ液に代表される酸洗浄が実施されている。これにより、シリコンウェーハの表裏面のパーティクルおよび金属不純物が除去される。
また、これらの洗浄は、数十枚の単位で洗浄可能なバッチ式の洗浄装置を使用して実施されている。バッチ式の洗浄装置を使用しての洗浄は、短時間でシリコンウェーハの表裏面の洗浄が処理できるメリットがある。
志村忠夫著、半導体シリコン結晶工学、初版、日本国、丸善株式会社、１９９３年９月３０日発行、ｐ１２５−ｐ１２８
エピタキシャル膜の成膜の前に実施される洗浄には、非特許文献１に記載の通り、Ｈ２Ｏ２／ＮＨ４ＯＨ液に代表されるアルカリ洗浄およびＨ２Ｏ２／ＨＣｌ液に代表される酸洗浄が実施されている。これにより、シリコンウェーハの表裏面のパーティクルおよび金属不純物が除去される。
また、これらの洗浄は、数十枚の単位で洗浄可能なバッチ式の洗浄装置を使用して実施されている。バッチ式の洗浄装置を使用しての洗浄は、短時間でシリコンウェーハの表裏面の洗浄が処理できるメリットがある。
志村忠夫著、半導体シリコン結晶工学、初版、日本国、丸善株式会社、１９９３年９月３０日発行、ｐ１２５−ｐ１２８
上記バッチ式の洗浄装置を使用して、シリコンウェーハについて上記洗浄液を用いると、この液による自然酸化膜が残存する。このときの自然酸化膜の厚みは１５Åである。そして、自然酸化膜が形成されたシリコンウェーハについて、エピタキシャル成膜前の水素ベークを施す。これにより、シリコンウェーハの表面の自然酸化膜は、水素と反応してエッチングされる。
しかしながら、この水素ベーク時においては、シリコンウェーハの裏面は、サセプタと接触している。しかも、このシリコンウェーハの最外周部から裏面に対しては水素ガスの流れが悪くなっている。このため、シリコンウェーハ裏面のサセプタとの接触部およびシリコンウェーハの最外周部に残存する自然酸化膜はエッチングされない。しかも、この部分の自然酸化膜は粗い形状を有する状態で残存している。この結果、鏡面加工されたシリコンウェーハの上記部分にくもりがかかったような白いむら（以下クモリという）が発生する。
しかしながら、この水素ベーク時においては、シリコンウェーハの裏面は、サセプタと接触している。しかも、このシリコンウェーハの最外周部から裏面に対しては水素ガスの流れが悪くなっている。このため、シリコンウェーハ裏面のサセプタとの接触部およびシリコンウェーハの最外周部に残存する自然酸化膜はエッチングされない。しかも、この部分の自然酸化膜は粗い形状を有する状態で残存している。この結果、鏡面加工されたシリコンウェーハの上記部分にくもりがかかったような白いむら（以下クモリという）が発生する。
また、シリコンウェーハの表面においても自然酸化膜が残存していることがある。そして、この状態でシリコンウェーハ表面にエピタキシャル膜を成膜すると、シリコンの原子配列が崩れ、積層欠陥（Ｓｔａｃｋｉｎｇ Ｆａｕｌｔ）が発生してしまう。
さらに、上記バッチ式の洗浄装置を使用すると、洗浄液中に大量のシリコンウェーハが浸漬される結果として、洗浄液に汚れが生じ、シリコンウェーハの表面にパーティクルなどが残存してしまうことがある。この後、シリコンウェーハの表面にエピタキシャル膜を成膜すると、エピタキシャルウェーハ表面に、異物を中心に突起状に異常成長したマウンド（Ｍｏｕｎｄ）が発生してしまう。これらの積層欠陥およびマウンドは、デバイス作製時の不良の原因となる。
さらに、上記バッチ式の洗浄装置を使用すると、洗浄液中に大量のシリコンウェーハが浸漬される結果として、洗浄液に汚れが生じ、シリコンウェーハの表面にパーティクルなどが残存してしまうことがある。この後、シリコンウェーハの表面にエピタキシャル膜を成膜すると、エピタキシャルウェーハ表面に、異物を中心に突起状に異常成長したマウンド（Ｍｏｕｎｄ）が発生してしまう。これらの積層欠陥およびマウンドは、デバイス作製時の不良の原因となる。
この発明は、このような問題点に鑑みなされたもので、デバイス作製時の不良の原因となるマウンドおよび積層欠陥の発生数を低減するエピタキシャルウェーハの製造方法を提供することを目的とする。
また、この発明は、エピタキシャルウェーハの製造方法において、エピタキシャルウェーハの裏面に発生する円周状のクモリの発生を防止するエピタキシャルウェーハの製造方法を提供することを目的とする。
さらに、シリコンウェーハの表裏面について、それぞれ異なる状態に処理できるエピタキシャルウェーハの製造方法を提供することを目的とする。
また、この発明は、エピタキシャルウェーハの製造方法において、エピタキシャルウェーハの裏面に発生する円周状のクモリの発生を防止するエピタキシャルウェーハの製造方法を提供することを目的とする。
さらに、シリコンウェーハの表裏面について、それぞれ異なる状態に処理できるエピタキシャルウェーハの製造方法を提供することを目的とする。
第１の発明は、シリコンウェーハの表裏面をＳＣ−１液およびＳＣ−２液で洗浄する洗浄工程の後に、このシリコンウェーハの裏面を撥水面となるように洗浄する撥水面洗浄と、このシリコンウェーハの表面を親水面となるように洗浄する親水面洗浄とを同時に実施し、この後、このシリコンウェーハの表面にエピタキシャル成長によりエピタキシャル層を成膜するエピタキシャルウェーハの製造方法である。
ＳＣ（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｃｌｅａｎｉｎｇ）−１液は、アンモニア水溶液（ＮＨ
４
ＯＨ）と過酸化水素水（Ｈ
２
Ｏ
２
）と水（Ｈ
２
Ｏ）との混合液である。また、ＳＣ−２液は、塩酸水溶液（ＨＣｌ）と過酸化水素水（Ｈ
２
Ｏ
２
）と水（Ｈ
２
Ｏ）との混合液である。
シリコンウェーハの表面にエピタキシャル成長によりエピタキシャル層を成膜する前に、洗浄工程の後に撥水面洗浄と親水面洗浄とを実施する。
撥水面洗浄は、シリコンウェーハの裏面を撥水面になるように洗浄する。
親水面洗浄は、シリコンウェーハの表面を親水面となるように洗浄する。親水面となるような洗浄には、例えば、スポンジブラシによる洗浄と純水洗浄との組み合わせ等のＳｉ表面が親水性となる洗浄が挙げられる。又、親水性となる洗浄であればＨＦ溶液と純水とＯ ３ 水等の組み合わせ等洗浄種は問わない。
シリコンウェーハの表面にエピタキシャル成長によりエピタキシャル層を成膜する前に、洗浄工程の後に撥水面洗浄と親水面洗浄とを実施する。
撥水面洗浄は、シリコンウェーハの裏面を撥水面になるように洗浄する。
親水面洗浄は、シリコンウェーハの表面を親水面となるように洗浄する。親水面となるような洗浄には、例えば、スポンジブラシによる洗浄と純水洗浄との組み合わせ等のＳｉ表面が親水性となる洗浄が挙げられる。又、親水性となる洗浄であればＨＦ溶液と純水とＯ ３ 水等の組み合わせ等洗浄種は問わない。
第１の発明に係るエピタキシャルウェーハの製造方法にあっては、エピタキシャル膜成長前に、シリコンウェーハの表裏面に対してＳＣ−１液およびＳＣ−２液による洗浄を行う。
そして、シリコンウェーハの裏面は撥水面となるように洗浄する。これにより、シリコンウェーハの裏面の自然酸化膜が除去され、シリコンウェーハの裏面のクモリ発生も低減できる。
また、シリコンウェーハの表面を親水面になるように洗浄する。これにより、シリコンウェーハの表面は、パーティクルを吸着せず、このパーティクルから成長するマウンドの発生も低減することができる。
したがって、表面と裏面とで接触角が異なるシリコンウェーハを得ることができる。
接触角とは、水などの静止液体の自由表面が、シリコンウェーハの面に接触している時に、液面とシリコンウェーハの面とのなす角をいう。
また、撥水面洗浄および親水面洗浄を同時に実施する。これにより、エピタキシャルウェーハの製造のスループットが向上する。
撥水面洗浄および親水面洗浄を同時に実施するためには、枚葉式の洗浄装置を使用する。
そして、シリコンウェーハの裏面は撥水面となるように洗浄する。これにより、シリコンウェーハの裏面の自然酸化膜が除去され、シリコンウェーハの裏面のクモリ発生も低減できる。
また、シリコンウェーハの表面を親水面になるように洗浄する。これにより、シリコンウェーハの表面は、パーティクルを吸着せず、このパーティクルから成長するマウンドの発生も低減することができる。
したがって、表面と裏面とで接触角が異なるシリコンウェーハを得ることができる。
接触角とは、水などの静止液体の自由表面が、シリコンウェーハの面に接触している時に、液面とシリコンウェーハの面とのなす角をいう。
また、撥水面洗浄および親水面洗浄を同時に実施する。これにより、エピタキシャルウェーハの製造のスループットが向上する。
撥水面洗浄および親水面洗浄を同時に実施するためには、枚葉式の洗浄装置を使用する。
第２の発明は、上記親水面の接触角は２０°以下、上記撥水面の接触角は３０°以上とする請求項１に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法である。
親水面の接触角は２０°以下である。また、撥水面の接触角は３０°以上であれば、最大接触角は特に限定されない。
親水面の接触角は２０°以下である。また、撥水面の接触角は３０°以上であれば、最大接触角は特に限定されない。
第２の発明に係るエピタキシャルウェーハの製造方法にあっては、シリコンウェーハの表面を親水面になるように洗浄する。これにより、シリコンウェーハ表面にはパーティクルが付着しにくくなる。よって、このパーティクルから成長してマウンドの発生を低減することができる。
また、シリコンウェーハの裏面を撥水面になるように洗浄する。これにより、シリコンウェーハの裏面には、自然酸化膜が形成されにくい。よって、この自然酸化膜の形成によるクモリ（白いむら）の発生を低減することができる。
また、シリコンウェーハの裏面を撥水面になるように洗浄する。これにより、シリコンウェーハの裏面には、自然酸化膜が形成されにくい。よって、この自然酸化膜の形成によるクモリ（白いむら）の発生を低減することができる。
第３の発明は、上記親水面洗浄は、スポンジブラシでの洗浄と純水洗浄とを組み合わせた洗浄である請求項１または請求項２に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法である。
スポンジブラシとは、ブラシの柄に植え付けられたブラシ材がスポンジであるものをいう。
第３の発明に係るエピタキシャルウェーハの製造方法にあっては、スポンジブラシを用いて純水を供給して洗浄すると、シリコンウェーハの表面の自然酸化膜はそのまま残存し、パーティクルは除去される。これにより、シリコンウェーハの表面が親水面となる。親水面となったシリコンウェーハの表面にはパーティクルが付着しにくくなる。これにより、エピタキシャルを成膜したときのマウンドの発生を低減することができる。
スポンジブラシとは、ブラシの柄に植え付けられたブラシ材がスポンジであるものをいう。
第３の発明に係るエピタキシャルウェーハの製造方法にあっては、スポンジブラシを用いて純水を供給して洗浄すると、シリコンウェーハの表面の自然酸化膜はそのまま残存し、パーティクルは除去される。これにより、シリコンウェーハの表面が親水面となる。親水面となったシリコンウェーハの表面にはパーティクルが付着しにくくなる。これにより、エピタキシャルを成膜したときのマウンドの発生を低減することができる。
第４の発明は、上記撥水面洗浄は、ＨＦ溶液またはＢＨＦ溶液を用いる洗浄である請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法である。
第４の発明に係るエピタキシャルウェーハの製造方法にあっては、シリコンウェーハの裏面は、ＨＦ溶液またはＢＨＦ溶液により洗浄される。これにより、シリコンウェーハの裏面の自然酸化膜が除去され、その表裏面が撥水面となる。そして、エピタキシャル膜成膜時のシリコンウェーハ裏面のクモリおよびその表面の積層欠陥発生を低減することができる。
第４の発明に係るエピタキシャルウェーハの製造方法にあっては、シリコンウェーハの裏面は、ＨＦ溶液またはＢＨＦ溶液により洗浄される。これにより、シリコンウェーハの裏面の自然酸化膜が除去され、その表裏面が撥水面となる。そして、エピタキシャル膜成膜時のシリコンウェーハ裏面のクモリおよびその表面の積層欠陥発生を低減することができる。
これらの発明によれば、シリコンウェーハの表面にエピタキシャル膜を成膜する前に、シリコンウェーハの表面を親水面になるように洗浄する。また、シリコンウェーハの裏面は撥水面となるように洗浄する。これにより、シリコンのエピタキシャル膜を成膜した後のシリコンウェーハの表面に発生するマウンドを低減することができる。また、シリコンウェーハの裏面のクモリ発生を低減することができる。しかも、表面と裏面とで接触角が異なるシリコンウェーハ、すなわち、表面が親水面であり、裏面が撥水面であるシリコンウェーハを得ることができる。
以下、この発明の一実施例を、図１から図４を参照して説明する。
まず、この発明の実施例１を図１および図２を参照して説明する。
ここでは、シリコンウェーハの表面を撥水面、裏面も撥水面となるように洗浄した後、エピタキシャル成長によりエピタキシャル膜を成膜するエピタキシャルウェーハの製造方法について説明する。本実施例に係るエピタキシャルウェーハの製造方法は、図１に示すフローチャートに基づいて行われる。
まず、図１のＳ１０１工程に示すように、ＣＺ（チョクラルスキー）法により育成されたシリコンインゴットからスライスした口径８インチのシリコンウェーハを準備する。
次に、図１のＳ１０２工程に示すように、スライスされたシリコンウェーハは面取り工程で、その周縁部が面取り用の砥石を用いて所定形状に面取りされる。その結果、シリコンウェーハの周縁部は、断面が所定の丸みを帯びた形状に成形される。
続く図１のＳ１０３工程に示すラッピング工程においては、ラップ盤により面取りウェーハについてのラップ加工を施す。
そして、次の図１のＳ１０４工程に示すエッチング工程では、ラップドウェーハを所定のエッチング液（混酸またはアルカリ＋混酸）に浸漬し、ラップ加工での歪み、面取り工程などの歪みなどを除去する。この場合、通常片面で２０μｍ、両面で４０μｍ程度をエッチングする。
その後、図１のＳ１０５工程に示すように、必要に応じシリコンウェーハにドナーキラー熱処理工程を施す。
次いで、図１のＳ１０６工程に示すように、このシリコンウェーハを、両面研磨法を使用してシリコンウェーハ１１の表面および裏面に鏡面研磨を施す。
そして、図１のＳ１０７工程から図１のＳ１０９工程に示す下記の第１の洗浄工程、第２の洗浄工程および第３の洗浄工程を順次実施する。
この後、図１のＳ１１０工程に示すように、平坦化されたシリコンウェーハの表面にシリコンのエピタキシャル膜を成長させる。すなわち、原料ガスであるトリクロルシランを、キャリアガスであるＨ２ガスと必要に応じたドーパントガスとともに反応炉へ導入し、１０００〜１２００℃の高温に熱せられたシリコンウェーハ上に、原料ガスの熱分解または還元によって生成されたシリコンを、反応速度０．５〜６．０μｍ／分で成長させる。
最後に、図１のＳ１１１工程に示すように、エピタキシャル成長の後処理洗浄工程を行う。具体的には、エピタキシャル成長前の第１の洗浄工程と同じＲＣＡ洗浄（ＳＣ−１液による洗浄およびＳＣ−２液による洗浄）である。
以上の工程により、エピタキシャルウェーハを完成させる。
ここでは、シリコンウェーハの表面を撥水面、裏面も撥水面となるように洗浄した後、エピタキシャル成長によりエピタキシャル膜を成膜するエピタキシャルウェーハの製造方法について説明する。本実施例に係るエピタキシャルウェーハの製造方法は、図１に示すフローチャートに基づいて行われる。
まず、図１のＳ１０１工程に示すように、ＣＺ（チョクラルスキー）法により育成されたシリコンインゴットからスライスした口径８インチのシリコンウェーハを準備する。
次に、図１のＳ１０２工程に示すように、スライスされたシリコンウェーハは面取り工程で、その周縁部が面取り用の砥石を用いて所定形状に面取りされる。その結果、シリコンウェーハの周縁部は、断面が所定の丸みを帯びた形状に成形される。
続く図１のＳ１０３工程に示すラッピング工程においては、ラップ盤により面取りウェーハについてのラップ加工を施す。
そして、次の図１のＳ１０４工程に示すエッチング工程では、ラップドウェーハを所定のエッチング液（混酸またはアルカリ＋混酸）に浸漬し、ラップ加工での歪み、面取り工程などの歪みなどを除去する。この場合、通常片面で２０μｍ、両面で４０μｍ程度をエッチングする。
その後、図１のＳ１０５工程に示すように、必要に応じシリコンウェーハにドナーキラー熱処理工程を施す。
次いで、図１のＳ１０６工程に示すように、このシリコンウェーハを、両面研磨法を使用してシリコンウェーハ１１の表面および裏面に鏡面研磨を施す。
そして、図１のＳ１０７工程から図１のＳ１０９工程に示す下記の第１の洗浄工程、第２の洗浄工程および第３の洗浄工程を順次実施する。
この後、図１のＳ１１０工程に示すように、平坦化されたシリコンウェーハの表面にシリコンのエピタキシャル膜を成長させる。すなわち、原料ガスであるトリクロルシランを、キャリアガスであるＨ２ガスと必要に応じたドーパントガスとともに反応炉へ導入し、１０００〜１２００℃の高温に熱せられたシリコンウェーハ上に、原料ガスの熱分解または還元によって生成されたシリコンを、反応速度０．５〜６．０μｍ／分で成長させる。
最後に、図１のＳ１１１工程に示すように、エピタキシャル成長の後処理洗浄工程を行う。具体的には、エピタキシャル成長前の第１の洗浄工程と同じＲＣＡ洗浄（ＳＣ−１液による洗浄およびＳＣ−２液による洗浄）である。
以上の工程により、エピタキシャルウェーハを完成させる。
次に、図２を参照して、第２の洗浄工程および第３の洗浄工程について詳細に説明する。
第１の洗浄工程は、まず、シリコンウェーハの表裏面をＳＣ−１液（アルカリ洗浄）で洗浄し、この後、ＳＣ−２液（酸洗浄）で洗浄する工程である。
ＳＣ−１液は、アンモニア水溶液：過酸化水素水：水＝１：５：５０の比（容量比）で作製し、５０〜８５℃で洗浄する。このＳＣ−１洗浄により、シリコンウェーハの表裏面に付着したパーティクルが除去される。
また、ＳＣ−２液は、塩酸水溶液：過酸化水素水：水＝１：１：１００〜１：１：５の比（容量比）で作製し、常温（室温）〜７０℃で洗浄する。このＳＣ−２洗浄により、シリコンウェーハの表裏面の金属不純物が除去される。
第１の洗浄工程は、まず、シリコンウェーハの表裏面をＳＣ−１液（アルカリ洗浄）で洗浄し、この後、ＳＣ−２液（酸洗浄）で洗浄する工程である。
ＳＣ−１液は、アンモニア水溶液：過酸化水素水：水＝１：５：５０の比（容量比）で作製し、５０〜８５℃で洗浄する。このＳＣ−１洗浄により、シリコンウェーハの表裏面に付着したパーティクルが除去される。
また、ＳＣ−２液は、塩酸水溶液：過酸化水素水：水＝１：１：１００〜１：１：５の比（容量比）で作製し、常温（室温）〜７０℃で洗浄する。このＳＣ−２洗浄により、シリコンウェーハの表裏面の金属不純物が除去される。
次に、図２に示すように、シリコンウェーハの表裏面について第２および第３の洗浄工程を実施する。これらの工程は、図５に示す枚葉式の洗浄装置を用いて実施する。
図５に示す枚葉式の洗浄装置には、シリコンウェーハ１１の表面をブラシ洗浄するためのスポンジブラシ１３と、シリコンウェーハ１１の表面または裏面に純水を供給する純水供給管１４、１６と、シリコンウェーハ１１の表面または裏面にＨＦ溶液を供給するＨＦ溶液供給管１５、１７などを備えている。また、シリコンウェーハ１１のエッジ部分を固定するエッジチャック１２が設けられている。バキュームチャック方式ではシリコンウェーハの裏面を吸着する際にその裏面に汚れを生じさせる。しかし、エッジチャック１２であれば、チャックとの接触部分がシリコンウェーハ１１のエッジ部であるため、シリコンウェーハ１１の表裏面を汚染させることはない。さらに、シリコンウェーハ１１の周囲にはカバー１８が設けられている。
図５に示す枚葉式の洗浄装置には、シリコンウェーハ１１の表面をブラシ洗浄するためのスポンジブラシ１３と、シリコンウェーハ１１の表面または裏面に純水を供給する純水供給管１４、１６と、シリコンウェーハ１１の表面または裏面にＨＦ溶液を供給するＨＦ溶液供給管１５、１７などを備えている。また、シリコンウェーハ１１のエッジ部分を固定するエッジチャック１２が設けられている。バキュームチャック方式ではシリコンウェーハの裏面を吸着する際にその裏面に汚れを生じさせる。しかし、エッジチャック１２であれば、チャックとの接触部分がシリコンウェーハ１１のエッジ部であるため、シリコンウェーハ１１の表裏面を汚染させることはない。さらに、シリコンウェーハ１１の周囲にはカバー１８が設けられている。
次に、シリコンウェーハ１１裏面の第２の洗浄工程について具体的に説明する。
まず、シリコンウェーハ１１を図５に示す枚葉式の洗浄装置にセットし、エッジチャック１２でシリコンウェーハ１１を固定する。そして、図２のＳ２０１工程に示すように、シリコンウェーハ１１の裏面について、純水供給管１６から純水を噴出して、純水で１０秒間リンスする。
次いで、図２のＳ２０２工程に示すように、シリコンウェーハ１１の裏面について、ＨＦ溶液供給管１７からＨＦ溶液を噴出して、３ｗｔ％の２０℃のＨＦ溶液で洗浄する。
この後、図２のＳ２０３工程に示すように、シリコンウェーハ１１の裏面について、純水供給管１６から純水を噴出して、純水で３０秒間リンスする。
最後に、図２のＳ２０４工程に示すように、シリコンウェーハ１１の裏面について、スピン乾燥させて、第２の洗浄工程を完了させる。
以上の第２の洗浄工程により、シリコンウェーハ１１の裏面は撥水面になる。このときの撥水面（裏面）の接触角は３０°以上である。
まず、シリコンウェーハ１１を図５に示す枚葉式の洗浄装置にセットし、エッジチャック１２でシリコンウェーハ１１を固定する。そして、図２のＳ２０１工程に示すように、シリコンウェーハ１１の裏面について、純水供給管１６から純水を噴出して、純水で１０秒間リンスする。
次いで、図２のＳ２０２工程に示すように、シリコンウェーハ１１の裏面について、ＨＦ溶液供給管１７からＨＦ溶液を噴出して、３ｗｔ％の２０℃のＨＦ溶液で洗浄する。
この後、図２のＳ２０３工程に示すように、シリコンウェーハ１１の裏面について、純水供給管１６から純水を噴出して、純水で３０秒間リンスする。
最後に、図２のＳ２０４工程に示すように、シリコンウェーハ１１の裏面について、スピン乾燥させて、第２の洗浄工程を完了させる。
以上の第２の洗浄工程により、シリコンウェーハ１１の裏面は撥水面になる。このときの撥水面（裏面）の接触角は３０°以上である。
次いで、シリコンウェーハ１１表面の第３の洗浄工程について具体的に説明する。
まず、図２のＳ２１１工程に示すように、枚葉式の洗浄装置にセットされているシリコンウェーハ１１の表面について、純水供給管１４から純水を噴出して、純水で１０秒間リンスする。
次いで、図２のＳ２１２工程に示すように、純水供給管１４から純水を噴出して、シリコンウェーハ１１の表面を純水で３０秒間リンスする。このとき、スポンジブラシ１３を使用して、シリコンウェーハ１１の表面をスクラブしながら純水でリンスする。
この後、図２のＳ２１３工程に示すように、純水供給管１４から純水を噴出して、純水で１０秒間リンスする。このときは、スポンジブラシ１３を使用せず、純水でリンスする。
さらに、図２のＳ２１４工程に示すように、シリコンウェーハ１１の表面について、ＨＦ溶液供給管１５からＨＦ溶液を噴出して、３ｗｔ％の２０℃のＨＦ溶液で洗浄する。
さらに、図２のＳ２１５工程に示すように、シリコンウェーハ１１の表面について、純水供給管１４から純水を噴出して、純水で３０秒間リンスする。
最後に、図２のＳ２１６工程に示すように、シリコンウェーハ１１の表面にスピン乾燥を２分実施させて、第３の洗浄工程を完了させる。
以上の第３の洗浄工程により、シリコンウェーハ１１の表面も撥水面になる。このときの撥水面の接触角（表面）は３０°以上である。
まず、図２のＳ２１１工程に示すように、枚葉式の洗浄装置にセットされているシリコンウェーハ１１の表面について、純水供給管１４から純水を噴出して、純水で１０秒間リンスする。
次いで、図２のＳ２１２工程に示すように、純水供給管１４から純水を噴出して、シリコンウェーハ１１の表面を純水で３０秒間リンスする。このとき、スポンジブラシ１３を使用して、シリコンウェーハ１１の表面をスクラブしながら純水でリンスする。
この後、図２のＳ２１３工程に示すように、純水供給管１４から純水を噴出して、純水で１０秒間リンスする。このときは、スポンジブラシ１３を使用せず、純水でリンスする。
さらに、図２のＳ２１４工程に示すように、シリコンウェーハ１１の表面について、ＨＦ溶液供給管１５からＨＦ溶液を噴出して、３ｗｔ％の２０℃のＨＦ溶液で洗浄する。
さらに、図２のＳ２１５工程に示すように、シリコンウェーハ１１の表面について、純水供給管１４から純水を噴出して、純水で３０秒間リンスする。
最後に、図２のＳ２１６工程に示すように、シリコンウェーハ１１の表面にスピン乾燥を２分実施させて、第３の洗浄工程を完了させる。
以上の第３の洗浄工程により、シリコンウェーハ１１の表面も撥水面になる。このときの撥水面の接触角（表面）は３０°以上である。
図５に示す枚葉式の洗浄装置を使用すれば、上記第２の洗浄工程および第３の洗浄工程は同時に実施することもできる。第２の洗浄工程および第３の洗浄工程を同時に実施することにより、エピタキシャルウェーハ製造のスループットは向上する。
また、上記洗浄装置内にシリコンウェーハ１１の表裏面を反転させる機構を付加するなどしてもよい。これにより、シリコンウェーハ１１の表裏面が逆転した状態でも洗浄できる。また、第２の洗浄工程を、第３の洗浄工程の後に変更することも可能となる。
また、上記洗浄装置内にシリコンウェーハ１１の表裏面を反転させる機構を付加するなどしてもよい。これにより、シリコンウェーハ１１の表裏面が逆転した状態でも洗浄できる。また、第２の洗浄工程を、第３の洗浄工程の後に変更することも可能となる。
以上の第１から第３の洗浄工程により、シリコンウェーハ１１の表裏面のパーティクルおよび金属不純物が除去されるとともに、シリコンウェーハ１１の表裏面のそれぞれが撥水面となる。シリコンウェーハ１１が撥水面になると、自然酸化膜が少なくなる。このときの自然酸化膜の厚さは１０Å以下である。この後、シリコンウェーハ１１の表面にシリコンのエピタキシャル成長によりエピタキシャル層を成膜すると、シリコンウェーハ１１の表面に発生する積層欠陥を低減することができる。また、シリコンウェーハ１１の裏面に発生するクモリ（白いむら）を低減できる。
次に、上記の製造方法により製造されたエピタキシャルウェーハの実験の結果を報告する。
上述の図１のＳ１０１工程〜図１のＳ１１１工程を経て作製されたエピタキシャルウェーハ表裏面の欠陥評価を、第２の洗浄工程および第３の洗浄工程を行わない従来のエピタキシャルウェーハと比較して報告する。この結果を表１に示す。
なお、表１のパーティクル数、マウンドの欠陥数、積層欠陥の数は、２５枚のシリコンウェーハ１１を測定し、これらの総数をシリコンウェーハ１枚あたりにそれぞれ徐した数である。パーティクル数は、ＳＰ−１（パーティクルカウンタ）を使用し、しきい値を０．１μｍとして測定した。マウンドの欠陥数、積層欠陥の数、クモリも、ＳＰ−１を使用して測定した。
上述の図１のＳ１０１工程〜図１のＳ１１１工程を経て作製されたエピタキシャルウェーハ表裏面の欠陥評価を、第２の洗浄工程および第３の洗浄工程を行わない従来のエピタキシャルウェーハと比較して報告する。この結果を表１に示す。
なお、表１のパーティクル数、マウンドの欠陥数、積層欠陥の数は、２５枚のシリコンウェーハ１１を測定し、これらの総数をシリコンウェーハ１枚あたりにそれぞれ徐した数である。パーティクル数は、ＳＰ−１（パーティクルカウンタ）を使用し、しきい値を０．１μｍとして測定した。マウンドの欠陥数、積層欠陥の数、クモリも、ＳＰ−１を使用して測定した。
次に、この発明の実施例２を図３および図４を参照して説明する。
本実施例に係るエピタキシャルウェーハの製造方法は、上記実施例１に係るエピタキシャルウェーハの製造方法に対して以下の変更を加えたものである。すなわち、エピタキシャル膜の成長前に、シリコンウェーハ１１の表面を親水面となるように洗浄したことである。
具体的には、図３のＳ３０１工程〜図３のＳ３０６工程まで上記実施例１と同様の工程を実施する。この後、図３のＳ３０７工程〜図３のＳ３０９工程に示す第４の洗浄工程、第５の洗浄工程および第６の洗浄工程を順次実施する。第４の洗浄工程は、上記実施例１の第１の洗浄工程と同じである。次いで、シリコンウェーハ１１の裏面に対して第５の洗浄工程を行う。なお、第５の洗浄工程（図４に示すＳ４０１工程〜Ｓ４０４工程）は、上記実施例１の第２の洗浄工程（図２に示すＳ２０１工程〜Ｓ２０４工程）と同じである。この後、シリコンウェーハ１１の表面について下記の第６の洗浄工程を実施する。
次いで、図３のＳ３１０工程に示すように、シリコンウェーハ１１の表面にエピタキシャル膜を成長させる。最後に、図３のＳ３１１工程に示すように、エピタキシャル成長の後処理洗浄工程を行い、エピタキシャルウェーハを完成させる。
本実施例に係るエピタキシャルウェーハの製造方法は、上記実施例１に係るエピタキシャルウェーハの製造方法に対して以下の変更を加えたものである。すなわち、エピタキシャル膜の成長前に、シリコンウェーハ１１の表面を親水面となるように洗浄したことである。
具体的には、図３のＳ３０１工程〜図３のＳ３０６工程まで上記実施例１と同様の工程を実施する。この後、図３のＳ３０７工程〜図３のＳ３０９工程に示す第４の洗浄工程、第５の洗浄工程および第６の洗浄工程を順次実施する。第４の洗浄工程は、上記実施例１の第１の洗浄工程と同じである。次いで、シリコンウェーハ１１の裏面に対して第５の洗浄工程を行う。なお、第５の洗浄工程（図４に示すＳ４０１工程〜Ｓ４０４工程）は、上記実施例１の第２の洗浄工程（図２に示すＳ２０１工程〜Ｓ２０４工程）と同じである。この後、シリコンウェーハ１１の表面について下記の第６の洗浄工程を実施する。
次いで、図３のＳ３１０工程に示すように、シリコンウェーハ１１の表面にエピタキシャル膜を成長させる。最後に、図３のＳ３１１工程に示すように、エピタキシャル成長の後処理洗浄工程を行い、エピタキシャルウェーハを完成させる。
ここで、シリコンウェーハ１１表面の第６の洗浄工程について詳細に説明する。
図５に示す枚葉式の洗浄装置にセットされているシリコンウェーハ１１の表面について、図４のＳ４１１工程に示すように、純水で１０秒間リンスする。
次いで、図４のＳ４１２工程に示すように、シリコンウェーハ１１の表面について、純水供給管１４から純水を噴出して３０秒間リンスする。このとき、スポンジブラシ１３を使用して、シリコンウェーハ１１の表面をスクラブしながら純水でリンスする。
この後、図４のＳ４１３工程に示すように、シリコンウェーハ１１の表面について、純水供給管１４から純水を噴出して１０秒間リンスする。このときは、スポンジブラシ１３を使用せずに、純水でリンスする。
最後に、図４のＳ４１４工程に示すように、シリコンウェーハ１１の表面について、スピン乾燥させて、第６の洗浄工程を完了させる。
以上の第６の洗浄工程により、シリコンウェーハ１１の表面が親水面になる。このときの親水面（表面）の接触角は２０°以下である。
図５に示す枚葉式の洗浄装置にセットされているシリコンウェーハ１１の表面について、図４のＳ４１１工程に示すように、純水で１０秒間リンスする。
次いで、図４のＳ４１２工程に示すように、シリコンウェーハ１１の表面について、純水供給管１４から純水を噴出して３０秒間リンスする。このとき、スポンジブラシ１３を使用して、シリコンウェーハ１１の表面をスクラブしながら純水でリンスする。
この後、図４のＳ４１３工程に示すように、シリコンウェーハ１１の表面について、純水供給管１４から純水を噴出して１０秒間リンスする。このときは、スポンジブラシ１３を使用せずに、純水でリンスする。
最後に、図４のＳ４１４工程に示すように、シリコンウェーハ１１の表面について、スピン乾燥させて、第６の洗浄工程を完了させる。
以上の第６の洗浄工程により、シリコンウェーハ１１の表面が親水面になる。このときの親水面（表面）の接触角は２０°以下である。
以上の第４から第６の洗浄工程により、シリコンウェーハ１１の表裏面のパーティクルおよび金属不純物が除去されるとともに、シリコンウェーハ１１の表面は親水面となり、その裏面は撥水面となる。シリコンウェーハ１１の表面が親水面になると、パーティクルは吸着しない。また、シリコンウェーハ１１の裏面が撥水面になると、自然酸化膜も少なくなる。このときの自然酸化膜の厚さは１０Å以下である。
そして、シリコンウェーハ１１の表面にエピタキシャル成長によりエピタキシャル層を成膜すると、シリコンウェーハ１１の表面にパーティクルから成長するマウンドを低減することができる。また、シリコンウェーハ１１裏面のクモリ発生も低減することができる。
そして、シリコンウェーハ１１の表面にエピタキシャル成長によりエピタキシャル層を成膜すると、シリコンウェーハ１１の表面にパーティクルから成長するマウンドを低減することができる。また、シリコンウェーハ１１裏面のクモリ発生も低減することができる。
次に、上記の製造方法により製造されたエピタキシャルウェーハの実験の結果を報告する。
上述の図３のＳ３０１工程〜図３のＳ３１１工程を経て作製されたエピタキシャルウェーハ表裏面の欠陥評価を、第５の洗浄工程および第６の洗浄工程を行わない従来のエピタキシャルウェーハと比較して報告する。この結果を表２に示す。
なお、測定の条件は、上記実施例１と同様である。
上述の図３のＳ３０１工程〜図３のＳ３１１工程を経て作製されたエピタキシャルウェーハ表裏面の欠陥評価を、第５の洗浄工程および第６の洗浄工程を行わない従来のエピタキシャルウェーハと比較して報告する。この結果を表２に示す。
なお、測定の条件は、上記実施例１と同様である。
１１ シリコンウェーハ、
１３ スポンジブラシ、
１４，１６ 純水供給管、
１５，１７ ＨＦ溶液供給管
１３ スポンジブラシ、
１４，１６ 純水供給管、
１５，１７ ＨＦ溶液供給管
Claims (4)
- シリコンウェーハの表裏面をＳＣ−１液およびＳＣ−２液で洗浄する洗浄工程の後に、このシリコンウェーハの裏面を撥水面となるように洗浄する撥水面洗浄と、このシリコンウェーハの表面を親水面となるように洗浄する親水面洗浄とを同時に実施し、
この後、このシリコンウェーハの表面にエピタキシャル成長によりエピタキシャル層を成膜するエピタキシャルウェーハの製造方法。 - 上記親水面の接触角は２０°以下、上記撥水面の接触角は３０°以上とする請求項１に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。
- 上記親水面洗浄は、スポンジブラシでの洗浄と純水洗浄とを組み合わせた洗浄である請求項１または請求項２に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。
- 上記撥水面洗浄は、ＨＦ溶液またはＢＨＦ溶液を用いる洗浄である請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。
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