JP2003020296A - エピタキシャルウェーハの製造方法 - Google Patents
エピタキシャルウェーハの製造方法Info
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- JP2003020296A JP2003020296A JP2001202877A JP2001202877A JP2003020296A JP 2003020296 A JP2003020296 A JP 2003020296A JP 2001202877 A JP2001202877 A JP 2001202877A JP 2001202877 A JP2001202877 A JP 2001202877A JP 2003020296 A JP2003020296 A JP 2003020296A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 成長膜表面のヘイズレベルの悪化が少なく、
安定した品質が得られるエピタキシャルウェーハの製造
方法の提供。 【解決手段】 シリコンウェーハの裏面にオートドープ
防止用の酸化膜が設けられたシリコンウェーハ主表面上
にエピタキシャル膜を形成する際、サセプターのウェー
ハの載置予定表面に、酸化膜に含まれる水分を吸収可能
な所要膜厚みのシリコン被膜を成膜し、このシリコン被
膜が形成されたサセプターを使用することで、ヘイズレ
ベル悪化の少ない安定した品質のエピタキシャルシリコ
ン表面が得られる。
安定した品質が得られるエピタキシャルウェーハの製造
方法の提供。 【解決手段】 シリコンウェーハの裏面にオートドープ
防止用の酸化膜が設けられたシリコンウェーハ主表面上
にエピタキシャル膜を形成する際、サセプターのウェー
ハの載置予定表面に、酸化膜に含まれる水分を吸収可能
な所要膜厚みのシリコン被膜を成膜し、このシリコン被
膜が形成されたサセプターを使用することで、ヘイズレ
ベル悪化の少ない安定した品質のエピタキシャルシリコ
ン表面が得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、シリコンウェー
ハ基板裏面にオートドープ防止用の酸化膜が設けられた
シリコンウェーハの主表面上にエピタキシャル膜を形成
する方法の改良にに係り、ウェーハを載置する表面に前
記酸化膜に含まれる水分を吸収可能なシリコン被膜を形
成したサセプターを使用し、エピタキシャル成長するこ
とにより、エピタキシャル成長時の主表面に前記酸化膜
の水分が回り込み、成長表面のヘイズが悪化するのを防
止したエピタキシャルウェーハの製造方法に関する。
ハ基板裏面にオートドープ防止用の酸化膜が設けられた
シリコンウェーハの主表面上にエピタキシャル膜を形成
する方法の改良にに係り、ウェーハを載置する表面に前
記酸化膜に含まれる水分を吸収可能なシリコン被膜を形
成したサセプターを使用し、エピタキシャル成長するこ
とにより、エピタキシャル成長時の主表面に前記酸化膜
の水分が回り込み、成長表面のヘイズが悪化するのを防
止したエピタキシャルウェーハの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、シリコンなどの半導体ウェーハ
は、引き上げられた単結晶インゴットよりスライスして
ウェーハを得る工程、面取り工程やウェーハを平坦化す
るためのラッピング工程、ウェーハに発生した加工歪み
層を除去する工程、ウェーハの片面あるいは両面研磨す
る研磨工程、仕上げ研磨工程を経た後、最終洗浄あるい
はエピタキシャル成長を経て最終製品としていた。
は、引き上げられた単結晶インゴットよりスライスして
ウェーハを得る工程、面取り工程やウェーハを平坦化す
るためのラッピング工程、ウェーハに発生した加工歪み
層を除去する工程、ウェーハの片面あるいは両面研磨す
る研磨工程、仕上げ研磨工程を経た後、最終洗浄あるい
はエピタキシャル成長を経て最終製品としていた。
【０００３】様々なシリコンウェーハがあるが、特に、
低抵抗シリコンウェーハ基板にエピタキシャルシリコン
を成長させる場合には、シリコンウェーハからのオート
ドープを低減させるため、エピタキシャル成長するウェ
ーハの非成長面にＣＶＤなどの化学的気相成長法により
成長させた酸化膜付けを施した後、エピタキシャル成長
を施していた。
低抵抗シリコンウェーハ基板にエピタキシャルシリコン
を成長させる場合には、シリコンウェーハからのオート
ドープを低減させるため、エピタキシャル成長するウェ
ーハの非成長面にＣＶＤなどの化学的気相成長法により
成長させた酸化膜付けを施した後、エピタキシャル成長
を施していた。
【０００４】エピタキシャル成長工程でシリコンウェー
ハを載置するために使用されるサセプターは、不純物な
どを発生させたり、被処理ウェーハへ付着させることを
防止するため、一般に、カーボン材面にＳｉＣ被膜を施
すか、ＳｉＣ単体の材質からなるものが使用されてい
る。
ハを載置するために使用されるサセプターは、不純物な
どを発生させたり、被処理ウェーハへ付着させることを
防止するため、一般に、カーボン材面にＳｉＣ被膜を施
すか、ＳｉＣ単体の材質からなるものが使用されてい
る。
【０００５】また、エピタキシャル成膜工程において、
成長中のエピタキシャル層へサセプターからの不純物が
取り込まれて汚染するのを防止するため、サセプターの
保持面にシリコン被膜を設けてこのサセプター内の汚染
物質を、前記シリコン被膜内に取り込み、その後このシ
リコン被膜を剥がして再度シリコン被膜を設ける工程を
２回程度繰り返す方法が提案（特開平１０−１２５６０
３号）されている。
成長中のエピタキシャル層へサセプターからの不純物が
取り込まれて汚染するのを防止するため、サセプターの
保持面にシリコン被膜を設けてこのサセプター内の汚染
物質を、前記シリコン被膜内に取り込み、その後このシ
リコン被膜を剥がして再度シリコン被膜を設ける工程を
２回程度繰り返す方法が提案（特開平１０−１２５６０
３号）されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】シリコン薄膜を成長さ
せたエピタキシャルウェーハは、その成長過程で周囲の
汚染物質が結晶中に取り込まれるため、前記のごとくサ
セプターに種々の工夫が施されていた。
せたエピタキシャルウェーハは、その成長過程で周囲の
汚染物質が結晶中に取り込まれるため、前記のごとくサ
セプターに種々の工夫が施されていた。
【０００７】しかしながら一方、前述のオートドープの
低減のためウェーハの裏面に設ける酸化膜の厚さが増す
につれて、エピタキシャルシリコン表面のヘイズレベル
が悪化する問題がある。
低減のためウェーハの裏面に設ける酸化膜の厚さが増す
につれて、エピタキシャルシリコン表面のヘイズレベル
が悪化する問題がある。
【０００８】この発明は、エピタキシャル成長による成
膜に際して、成長膜表面のヘイズレベルの悪化が少な
く、安定した品質が得られるエピタキシャルウェーハの
製造方法の提供を目的としている。
膜に際して、成長膜表面のヘイズレベルの悪化が少な
く、安定した品質が得られるエピタキシャルウェーハの
製造方法の提供を目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】発明者らは、裏面に酸化
膜を有するシリコンウェーハに成膜したエピタキシャル
シリコン膜にヘイズレベルの悪化が見られることについ
て、種々検討したところ、従来技術により製造された酸
化膜は膜質がポーラスであり、極微量ではあるが、膜中
の水分含有量が多いことが判明した。
膜を有するシリコンウェーハに成膜したエピタキシャル
シリコン膜にヘイズレベルの悪化が見られることについ
て、種々検討したところ、従来技術により製造された酸
化膜は膜質がポーラスであり、極微量ではあるが、膜中
の水分含有量が多いことが判明した。
【００１０】すなわち、発明者らは、水分を含む酸化膜
を有するシリコンウェーハにエピタキシャル成長を実施
すると、非成長面の酸化膜の水分がエピタキシャル成長
時にエピタキシャルシリコンの主表面に回り込み、結果
としてエピタキシャルシリコン表面のヘイズレベルが悪
化することを知見した。
を有するシリコンウェーハにエピタキシャル成長を実施
すると、非成長面の酸化膜の水分がエピタキシャル成長
時にエピタキシャルシリコンの主表面に回り込み、結果
としてエピタキシャルシリコン表面のヘイズレベルが悪
化することを知見した。
【００１１】発明者らは、さらに検討を加えた結果、シ
リコンウェーハの裏面にオートドープ防止用の酸化膜が
設けられたシリコンウェーハ主表面上にエピタキシャル
膜を形成する際、サセプターのウェーハの載置予定表面
に、酸化膜に含まれる水分を吸収可能な所要膜厚みのシ
リコン被膜を成膜し、このシリコン被膜が形成されたサ
セプターを使用することで、ヘイズレベル悪化の少ない
安定した品質のエピタキシャルシリコン表面が得られる
ことを知見し、この発明を完成した。
リコンウェーハの裏面にオートドープ防止用の酸化膜が
設けられたシリコンウェーハ主表面上にエピタキシャル
膜を形成する際、サセプターのウェーハの載置予定表面
に、酸化膜に含まれる水分を吸収可能な所要膜厚みのシ
リコン被膜を成膜し、このシリコン被膜が形成されたサ
セプターを使用することで、ヘイズレベル悪化の少ない
安定した品質のエピタキシャルシリコン表面が得られる
ことを知見し、この発明を完成した。
【００１２】
【発明の実施の形態】この発明は、サセプターに被処理
ウェーハを載置してエピタキシャル成長するエピタキシ
ャルウェーハの製造方法において、オートドープ防止用
の酸化膜を非成長面の基板裏面に設けたシリコンウェー
ハを処理すると、前記酸化膜の水分がエピタキシャル成
長時にエピタキシャルシリコンの主表面に回り込みを起
こすことを防止するため、サセプターの成膜処理基板の
載置用表面に所要膜厚みのシリコン被膜を成膜形成し、
前記酸化膜に含まれる極微量の水分をサセプター側のシ
リコン被膜に吸収させ、エピタキシャルシリコン主表面
のヘイズレベル悪化を抑制することを特徴とする。
ウェーハを載置してエピタキシャル成長するエピタキシ
ャルウェーハの製造方法において、オートドープ防止用
の酸化膜を非成長面の基板裏面に設けたシリコンウェー
ハを処理すると、前記酸化膜の水分がエピタキシャル成
長時にエピタキシャルシリコンの主表面に回り込みを起
こすことを防止するため、サセプターの成膜処理基板の
載置用表面に所要膜厚みのシリコン被膜を成膜形成し、
前記酸化膜に含まれる極微量の水分をサセプター側のシ
リコン被膜に吸収させ、エピタキシャルシリコン主表面
のヘイズレベル悪化を抑制することを特徴とする。
【００１３】この発明において、サセプターに設けるシ
リコン膜の形成方法は、公知の種々の気相成長法を適宜
採用できる。
リコン膜の形成方法は、公知の種々の気相成長法を適宜
採用できる。
【００１４】またこの発明において、サセプターのシリ
コン被膜の厚みは、エピタキシャル成長するシリコンウ
ェーハの非成長面の基板裏面に設ける酸化膜厚みやこれ
に含まれる水分量により異なるが、目的のヘイズ悪化を
抑制できる最低限の厚みを考慮すると、実施例明らかな
ように少なくとも０．５μｍ以上の厚みとする必要があ
り、ウェーハの生産性を考慮すると１０μｍ以下が好ま
しい。
コン被膜の厚みは、エピタキシャル成長するシリコンウ
ェーハの非成長面の基板裏面に設ける酸化膜厚みやこれ
に含まれる水分量により異なるが、目的のヘイズ悪化を
抑制できる最低限の厚みを考慮すると、実施例明らかな
ように少なくとも０．５μｍ以上の厚みとする必要があ
り、ウェーハの生産性を考慮すると１０μｍ以下が好ま
しい。
【００１５】
【実施例】実施例１
酸化膜を設ける基板として直径２００ｍｍのシリコンウ
ェーハを用い、非成長面の裏面に酸化膜を３０００Å厚
みに形成したウェーハ準備し、また比較のため、同様ウ
ェーハを酸化膜を設けないウェーハとして準備した。酸
化膜の形成方法としては、ＣＶＤ装置内にシランガス及
び酸素ガスを導入して、約４００℃の温度で熱処理して
成膜した。
ェーハを用い、非成長面の裏面に酸化膜を３０００Å厚
みに形成したウェーハ準備し、また比較のため、同様ウ
ェーハを酸化膜を設けないウェーハとして準備した。酸
化膜の形成方法としては、ＣＶＤ装置内にシランガス及
び酸素ガスを導入して、約４００℃の温度で熱処理して
成膜した。
【００１６】厚みが３０００Åの酸化膜中の水分量を日
本真空技術（株）製を用い、昇温脱離ガス質量分析法
（ＴＤＳ法）で評価した。この時のＲ．Ｔ．（常温）か
ら６００℃での水分の脱離総量についての結果を図１に
示す。水分量に関し、酸化膜の有無で明らかに差が見ら
れ、酸化膜中に水分が含有されていることが判る。
本真空技術（株）製を用い、昇温脱離ガス質量分析法
（ＴＤＳ法）で評価した。この時のＲ．Ｔ．（常温）か
ら６００℃での水分の脱離総量についての結果を図１に
示す。水分量に関し、酸化膜の有無で明らかに差が見ら
れ、酸化膜中に水分が含有されていることが判る。
【００１７】次に、エピタキシャル成膜する基板には、
直径２００ｍｍ、比抵抗６／１０００〜１０／１０００
Ωｃｍのシリコンウェーハを用い、非成長面に厚みが３
０００Åと６０００Åの酸化膜を前記方法で設けた２種
類のウェーハを準備した。
直径２００ｍｍ、比抵抗６／１０００〜１０／１０００
Ωｃｍのシリコンウェーハを用い、非成長面に厚みが３
０００Åと６０００Åの酸化膜を前記方法で設けた２種
類のウェーハを準備した。
【００１８】前記シリコンウェーハを載置するサセプタ
ーには、従来のサセプターとしてカーボン材表面にＳｉ
Ｃ膜を成膜した構成と、この発明のサセプターとして従
来のサセプターのウェーハ載置予定表面に多結晶シリコ
ンを１μｍ厚みに成膜した構成を採用した。
ーには、従来のサセプターとしてカーボン材表面にＳｉ
Ｃ膜を成膜した構成と、この発明のサセプターとして従
来のサセプターのウェーハ載置予定表面に多結晶シリコ
ンを１μｍ厚みに成膜した構成を採用した。
【００１９】前記多結晶シリコン被膜の成膜方法として
は、エピタキシャル成長炉内にトリクロロシランガス及
び水素ガスを導入して、１１００〜１１５０℃の温度で
熱処理する気相成長法によって成膜した。
は、エピタキシャル成長炉内にトリクロロシランガス及
び水素ガスを導入して、１１００〜１１５０℃の温度で
熱処理する気相成長法によって成膜した。
【００２０】エピタキシャル成長炉には、ランプ加熱タ
イプの枚葉式気相成長炉を用い、ＴＣＳ、Ｈ2混合ガス
雰囲気下にて厚み２．５μｍを目標にエピタキシャル成
長を実施した。前記成長後に、エピタキシャルシリコン
表面のヘイズレベルを集光灯下にて検査した。
イプの枚葉式気相成長炉を用い、ＴＣＳ、Ｈ2混合ガス
雰囲気下にて厚み２．５μｍを目標にエピタキシャル成
長を実施した。前記成長後に、エピタキシャルシリコン
表面のヘイズレベルを集光灯下にて検査した。
【００２１】目視検査のヘイズレベルは、ヘイズランク
で表し、数値が小さい方が良いレベルとした。その結
果、図２に示すように、この発明のシリコン被膜を有す
るサセプターでは、ヘイズレベルが抑制されることが確
認できた。また、従来のシリコン被膜を設けないサセプ
ターによるエピタキシャル成長では、ヘイズレベルが酸
化膜厚に依存して悪化することが確認できた。
で表し、数値が小さい方が良いレベルとした。その結
果、図２に示すように、この発明のシリコン被膜を有す
るサセプターでは、ヘイズレベルが抑制されることが確
認できた。また、従来のシリコン被膜を設けないサセプ
ターによるエピタキシャル成長では、ヘイズレベルが酸
化膜厚に依存して悪化することが確認できた。
【００２２】実施例２
シリコンウェーハ基板に、直径２００ｍｍ、比抵抗６／
１０００〜１０／１０００Ωｃｍ、非成長面に酸化膜厚
み６０００Åを有するものを用いて、実施例１と同様の
成長条件でエピタキシャル成長を行った。この時、この
発明のシリコン被膜を有するサセプターに、被膜厚みを
０．１μｍ〜２０μｍの範囲で種々厚みとした多数の構
成を用いた。
１０００〜１０／１０００Ωｃｍ、非成長面に酸化膜厚
み６０００Åを有するものを用いて、実施例１と同様の
成長条件でエピタキシャル成長を行った。この時、この
発明のシリコン被膜を有するサセプターに、被膜厚みを
０．１μｍ〜２０μｍの範囲で種々厚みとした多数の構
成を用いた。
【００２３】種々のシリコン被膜厚みを有するサセプタ
ーで、同一条件で成長させたエピタキシャル表面のヘイ
ズレベル（不良率）を集光灯下にて検査した。その結
果、図３に示すように、シリコン被膜厚みが０．５μｍ
以下のサセプターおいて、不良率の悪化が見られ、０．
５μｍ以上では該ヘイズレベルにシリコン被膜厚みの依
存性がないことを確認した。
ーで、同一条件で成長させたエピタキシャル表面のヘイ
ズレベル（不良率）を集光灯下にて検査した。その結
果、図３に示すように、シリコン被膜厚みが０．５μｍ
以下のサセプターおいて、不良率の悪化が見られ、０．
５μｍ以上では該ヘイズレベルにシリコン被膜厚みの依
存性がないことを確認した。
【００２４】
【発明の効果】この発明によれば、エピタキシャルウェ
ーハの製造に際して、ウェーハを載置する表面に設けた
シリコン被膜が、オートドープ防止用の酸化膜に含まれ
る水分を吸収するため、エピタキシャル成長時に前記酸
化膜の水分が主表面に回り込むことがなくなり、該水分
による成長表面のヘイズレベルが悪化することがない。
ーハの製造に際して、ウェーハを載置する表面に設けた
シリコン被膜が、オートドープ防止用の酸化膜に含まれ
る水分を吸収するため、エピタキシャル成長時に前記酸
化膜の水分が主表面に回り込むことがなくなり、該水分
による成長表面のヘイズレベルが悪化することがない。
【図１】ＡはＴＤＳ法による酸化膜を有するウェーハの
水分量を示す温度とイオン強度との関係のグラフであ
り、ＢはＴＤＳ法による酸化膜を有しないウェーハの水
分量を示す温度とイオン強度との関係のグラフである。
水分量を示す温度とイオン強度との関係のグラフであ
り、ＢはＴＤＳ法による酸化膜を有しないウェーハの水
分量を示す温度とイオン強度との関係のグラフである。
【図２】目視検査によるヘイズレベルを示すグラフであ
る。
る。
【図３】サセプターのシリコン被膜厚みとヘイズレベル
（不良率）との関係を示すグラフである。
（不良率）との関係を示すグラフである。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 土肥 敬幸
佐賀県杵島郡江北町大字上小田2201番地
住友金属工業株式会社シチックス事業本部
内
Ｆターム(参考） 4G077 AA03 DB01 EE06 EG04 TF03
TK08
5F045 AA01 AB02 AC03 BB06 BB15
Claims (2)
- 【請求項１】 裏面に酸化膜を設けたシリコンウェーハ
の主表面上にエピタキシャル膜を形成するに際し、前記
酸化膜に含まれる水分を吸収可能なシリコン被膜をウェ
ーハの載置予定表面に形成したサセプターを用い、これ
に被処理ウェーハを載置してエピタキシャル成長するエ
ピタキシャルウェーハの製造方法。 - 【請求項２】 サセプター表面のシリコン被膜厚みが
０．５μｍ以上である請求項１に記載のエピタキシャル
ウェーハの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001202877A JP2003020296A (ja) | 2001-07-04 | 2001-07-04 | エピタキシャルウェーハの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001202877A JP2003020296A (ja) | 2001-07-04 | 2001-07-04 | エピタキシャルウェーハの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003020296A true JP2003020296A (ja) | 2003-01-24 |
Family
ID=19039599
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001202877A Pending JP2003020296A (ja) | 2001-07-04 | 2001-07-04 | エピタキシャルウェーハの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003020296A (ja) |
-
2001
- 2001-07-04 JP JP2001202877A patent/JP2003020296A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD05 | Notification of revocation of power of attorney |
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