JP2006120939A - シリコンエピタキシャルウェーハの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 鏡面研磨されたシリコン単結晶ウェーハと同等の主表面平坦度を持ち、かつ、鏡面研磨工程の高能率化を図ることができるシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法を提供する。
【解決手段】 シリコン単結晶インゴットからスライスされ、面取り加工、ラップ加工、アルカリエッチングを含むケミカルエッチング加工が行われて作製されたシリコン単結晶ウェーハの主表面を、１μｍ以下の研磨代となるように鏡面研磨する第一の鏡面研磨工程と、該第一の鏡面研磨工程が終了後のシリコン単結晶ウェーハの研磨された主表面にシリコンエピタキシャル層を成長させるエピタキシャル成長工程と、シリコンエピタキシャル層主表面を、研磨代は３μｍ以上となるように鏡面研磨する第二の鏡面研磨工程と、がこの順序で実施される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、シリコンエピタキシャルウェーハの製造方法に関する。

特開平３−２９５２３５号公報 特開平８−１３９０３３号公報 特開２００１−２２３１６３号公報 ＷＯ００／６３４６７号公報

シリコン単結晶基板上にシリコン単結晶薄膜を気相成長させたシリコンエピタキシャルウェーハ（以下、単に「エピウェーハ」とも呼ぶ）は、通常、以下のような工程に従い製造されている。まず、ＣＺ（チョクラルスキー）法等により製造されたシリコン単結晶インゴットを、スライサーを用いてスライシングする。スライシング後のウェーハは、縁部に面取りが施された後、両面がラップ研磨され、さらに化学エッチング処理がなされる。化学エッチング終了後のウェーハは、さらに機械的化学的研磨処理により鏡面研磨（以下、鏡面研磨後のウェーハを鏡面ウェーハとも称する）がなされた後、シリコン単結晶薄膜の気相成長工程に回される。

上記のような工程を経て製造されるシリコンエピタキシャルウェーハは、シリコン単結晶ウェーハの鏡面化された平坦度の高い主表面にエピタキシャル層が気相成長されるため、エピタキシャル層主表面の平坦度や表面粗さがシリコン単結晶ウェーハの鏡面化された主表面より悪化するという問題点があった。そこで、特許文献１では、一次研磨代を鏡面研磨されたシリコン単結晶ウェーハの前記主表面に、シリコンエピタキシャル層を気相成長させ、さらに、該シリコンエピタキシャル層を鏡面研磨するシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法が開示されている。

しかし、エピウェーハの製造に用いられる鏡面ウェーハの面粗さは、通常、原子間力顕微鏡による１μｍ×ｌμｍ測定面積における面粗さのＲＭＳ（二乗平均平方根：Root Mean Square）表示で、０．３ｎｍ未満のものが用いられている。しかし、このような面粗さレベルとなるまで鏡面研磨するには、通常、１次研磨、２次研磨（場合によっては３次研磨）及び仕上研磨よりなる３〜４段階の工程が必要であり、このように工数の多い鏡面研磨をエピタキシャル層の成長前と後に２度も繰り返すことは非常に不経済である。そこで、何とか工程の簡略化を図るため、種々の提案がなされているが、以下のごとくいずれも問題を有するものである。

（特許文献１）エピタキシャル層成長前のケミカルエッチウェーハの主表面に、シリコンエピタキシャル層を気相成長させ、続いて、該シリコンエピタキシャル層を鏡面研磨するシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法も開示されている。しかし、ケミカルエッチウェーハの主表面の表面粗さは、鏡面研磨ウェーハの主表面の表面粗さに比べて大きいため、前記ケミカルエッチウェーハの主表面上にエピタキシャル層を気相成長させても、主表面の大きい表面粗さにもとづくピットは完全にエピタキシャルシリコンで充填されない。そのため、このエピタキシャル層の主表面を鏡面研磨しても該主表面上にピットが残留し、パーティクルカウンターによりＬＰＤ（Light Point Defect）として検出される不良が多量に残留する。ＬＰＤは、光散乱式パーティクルカウンターのレーザー発光部から照射されるレーザーでシリコン単結晶ウェーハの主表面を走査した際に、輝点として観察される不良のことであり、主表面上に付着しているパーティクルや、主表面上に存在する突起や凹部（以下、ピットということがある）がレーザーの散乱により上記ＬＰＤとして検出される。なお、特許文献４には、エッチング時間を長くして光沢度を９５％以上となるように調整したケミカルエッチングウェーハ上にシリコンエピタキシャル層を成長させる方法が開示されている。しかしながら、光沢度９５％以上のシリコンエピタキシャルウェーハを製造するためには、通常のケミカルエッチング代である２０〜４０μｍの１．５〜３倍以上、すなわち、エッチング代が６０μｍ以上の酸エッチングを行なう必要がある。このような長時間のケミカルエッチングを行ったシリコン単結晶ウェーハは、ウェーハの平坦度が悪化する問題がある。

（特許文献２）ケミカルエッチウェーハの主表面に、鏡面研磨の1次研磨のみを行って、該主表面の面粗さがＲＭＳ表示で０．３ｎｍ以上１．２ｎｍ以下となるようにし、その後、該主表面にエピタキシャル層を気相成長させる方法が開示されている。しかし、この方法は、特許文献３に記載されているごとく、鏡面研磨されたシリコン単結晶ウェーハの主表面の面粗さを、１次研磨のみを施すだけで十分に小さくできない問題がある。例えば、鏡面研磨されたシリコン単結晶ウェーハの主表面の面粗さがＲＭＳ表示で１．２ｎｍより大きいと、該ウェーハの主表面上にエピタキシャル層を１μｍ以上気相成長させた後もその影響が強く残り、エピタキシャル層の表面にヘイズと呼ばれる表面状態が発生しやすくなる。ヘイズは、前記ウェーハの主表面に発生した微少な凹凸であり、暗室内で集光ランプ等を用いてエピタキシャル層の表面を観察すると、光が乱反射して白く曇って見えるものである。なお、特許文献３に記載されているごとく、このヘイズを防止するには、上記の1次研磨の研磨代を６μｍ以上に増加させる必要があり、工程全体の高能率化を図ることは結局困難である。

本発明の課題は、鏡面研磨されたシリコン単結晶ウェーハと同等の主表面平坦度を持ち、かつ、鏡面研磨工程の高能率化を図ることができるシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明のシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法は、上記課題を解決するためになされたものであり、
シリコン単結晶インゴットからスライスされ、面取り加工、ラップ加工、アルカリエッチングを含むケミカルエッチング加工が行われて作製されたシリコン単結晶ウェーハの主表面を、１μｍ以下の研磨代となるように鏡面研磨する第一の鏡面研磨工程と、
該第一の鏡面研磨工程が終了後のシリコン単結晶ウェーハの研磨された主表面にシリコンエピタキシャル層を成長させるエピタキシャル成長工程と、
シリコンエピタキシャル層主表面を、研磨代が３μｍ以上となるように鏡面研磨する第二の鏡面研磨工程と、
がこの順序で実施されることを特徴とする。

本発明者らは、前記問題点を解決するためにテストを繰り返した結果、エピタキシャル成長を行なう基板としてアルカリエッチングを含むケミカルエッチングを行ったシリコン単結晶ウェーハを用い、さらにエピタキシャル成長面となる前記ケミカルエッチングウェーハ主表面に１μｍ以下の第一の鏡面研磨を行った後、この主表面にエピタキシャル成長を行なえば、研磨工程の高能率化を図ることができることに想到し、本発明を完成させた。

すなわち、アルカリエッチングを含むシリコン単結晶ウェーハをシリコンエピタキシャルウェーハの材料として用いれば、アルカリエッチングが含まれているため、酸エッチングウェーハに比べてウェーハのゆがみが少なく、主表面の平坦度が良好なウェーハが得られる。従って、１μｍ以下の小さな研磨代での鏡面研磨であっても、ケミカルエッチングウェーハ全面を均一に研磨することができる。これにより、前記ケミカルエッチングウェーハ全面におけるピットの深さを小さくすることができ、エピタキシャル成長工程において、エピタキシャルシリコンによるピットの充填が速やかに行われるので、エピタキシャル層の表面に基板となるシリコン単結晶ウェーハの影響が及ぶことがなくなる。また、鏡面研磨工程を簡略、高能率化することができるので、安価なシリコンエピタキシャルウェーハを製造することができる。

そして、その後、シリコンエピタキシャル層主表面は、さらに３μｍ以上の研磨代による第二の鏡面研磨が施される。つまり、アルカリエッチングを含むケミカルエッチングを採用することで、エピタキシャル成長工程の前後に振り分けて行なう２度の鏡面研磨工程の研磨代を小さくすることができ、例えば酸エッチングを用いたケミカルエッチングの後、フルスペックの鏡面研磨工程を２度繰り返す特許文献１の方法と比較して、鏡面研磨工程を大幅に簡略化することができる。しかも、アルカリエッチングを含むケミカルエッチングの後、研磨代が１μｍ以下とごく小さい第一の鏡面研磨工程を施したシリコン単結晶ウェーハを基板として用いることで、エピタキシャルシリコンによるピットの充填が速やかに行われ、前述のＬＰＤの発生密度も小さい。従って、第二の鏡面研磨工程によりエピタキシャル層の主表面を少なくとも３μｍ研磨すれば、鏡面研磨されたシリコン単結晶ウェーハと同等の平坦度を有するシリコンエピタキシャルウェーハを製造することができる。つまり、鏡面研磨工程が大幅に簡略化されているにも拘わらず、主表面平坦度の高い高品質のシリコンエピタキシャルウェーハを製造することができる。

なお、第一の鏡面研磨の研磨代は、研磨工程の能率向上の観点から１μｍ以下としているが、研磨代が極度に小さくなりすぎると、ケミカルエッチング上がりの状態で基板主表面に存在しているピットが十分に除去できず、エピタキシャル層表面に残留するＬＰＤ密度を十分に低減できなくなる。従って、第一の鏡面研磨の研磨代は、該観点において０．０５μｍ以上に確保することが望ましい。他方、第二の鏡面研磨工程における研磨代は、能率向上の観点から７μｍ以下に留めることが望ましい。なお、第一の鏡面研磨の研磨代は、より望ましくは０．０５μｍ以上１μｍ以下とするのがよく、第二の鏡面研磨の研磨代は、より望ましくは３μｍ以上５μｍ以下とするのがよい。

また、ケミカルエッチングによるエッチング代を２０μｍ以上４０μｍ以下とすることが望ましい。また、上記の第一の鏡面研磨工程は、シリコン単結晶ウェーハの鏡面研磨された主表面の光沢度が８５％以上９５％以下となるように行なうことが望ましい。いずれも下限値を下回った場合は、ケミカルエッチング上がりの状態で基板主表面に存在しているピットが十分に除去できず、エピタキシャル層表面に残留するＬＰＤ密度を十分に低減できなくなる。また、上限値以上とすることは、ケミカルエッチング又は第一の鏡面研磨工程の研磨代の過度の増大を招き、不経済である。

上記本発明においては、前記アルカリエッチングを含むケミカルエッチング加工で除去されるエッチング代のうち、アルカリエッチングで除去されるエッチング代は５０％以上であることが好ましい。ケミカルエッチング加工で除去される研磨代のうち、アルカリエッチングで除去される研磨代を５０％以上とすれば、全てのケミカルエッチングを酸エッチングで行なう場合と比べて、ケミカルエッチングウェーハのゆがみをより好適に抑制できる。従って、この後行われる鏡面研磨工程での研磨代が１μｍ以下であっても、前記ウェーハ全面をより均一に研磨することができる。

そして、前記アルカリエッチングを含むケミカルエッチング加工は、全てアルカリエッチングであることが好ましい。このように、ケミカルエッチング加工を全てアルカリエッチングで行なえば、ゆがみがほとんどなく、平坦度の高いケミカルエッチングウェーハが得られる。従って、この後行われる鏡面研磨工程での研磨代が１μｍ以下であっても、前記ウェーハ全面を極めて均一に研磨することができる。

以下、図面を参照に本発明のシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法について説明するが、本発明がこれに限定されないことは言うまでもない。図１の工程フローに示すように、まず、シリコンエピタキシャルウェーハの材料となるシリコン単結晶ウェーハを準備する。このシリコン単結晶ウェーハは、次のようにして製造される。まず、予め所定の導電型と抵抗率となるようドープ剤が添加されたシリコン融液から、ＣＺ法により引上げられたシリコン単結晶インゴットを、その引上方向の軸線を回転軸として円筒研削し、続いて、その軸線方向に沿う円筒外周部に方位を示すための切削加工を施し、シリコン単結晶ブロックとする。そのシリコン単結晶ブロックを、軸線に対して垂直方向に切断し（スライシング工程）、さらに、面取り、両面ラップ加工（ラッピング工程）の後、ケミカルエッチング工程を施すことにより、シリコン単結晶ウェーハがケミカルエッチウェーハとして得られる。

このケミカルエッチングで除去される研磨代のうち、５０％以上はアルカリエッチングで除去されるエッチング代とされる。一般に、酸エッチングとアルカリエッチングを比較すると、アルカリエッチングの方がシリコン単結晶ウェーハのゆがみが小さく、その代わり表面粗さが大きい。ケミカルエッチングの後に行われる鏡面研磨の研磨代を１μｍ以下とするためには、酸エッチングによるウェーハのゆがみを極力排除してやらねばならず、ケミカル研磨代のうち５０％以上はアルカリエッチングで除去することが望ましいのである。例えば、アルカリエッチングのエッチング代を１０〜３０μｍ、酸エッチングのエッチング代を５〜２０μｍとし、全体のエッチング代のうち、５０％以上をアルカリエッチングにより除去してやればよい。

また、ケミカルエッチングを全てアルカリエッチングで行なえば、ケミカルエッチングウェーハのゆがみを考慮する必要がないので、１μｍ以下の研磨代であっても前記ウェーハの全面を均一に研磨でき、ウェーハ主表面に存在するピットの深さや大きさを好適に小さくすることができる。なお、アルカリエッチングは、苛性ソーダ（ＮａＯＨ）水溶液や水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ：（ＣＨ_３）_４ＮＯＨ））水溶液等の公知の薬液やエッチング条件を用いて行なえばよい。

ところで、前述したようにアルカリエッチング、もしくはアルカリエッチングと酸エッチングの両方が行われたシリコン単結晶ウェーハは、酸エッチングウェーハに比べてウェーハのゆがみが少ない。ウェーハのゆがみが大きい場合、研磨工程において、ウェーハ面内で研磨定盤に固定された研磨パッドに強く押し付けられる部分とあまり強く押し付けられない部分が発生する。強く押し付けられた部分は研磨が速く進行し、あまり強く押し付けられない部分は研磨が遅く進行する。

特許文献２の発明は、特許文献３によると、シリコンエピタキシャルウェーハのエピタキシャル層表面に、局所的に深さあるいは大きさが数〜数十μｍのピットが多数のパーティクルとして検出される問題がある。これは、シリコンエピタキシャルウェーハの材料となる化学エッチングウェーハにゆがみが存在して、ウェーハ面内に研磨が速く進行する部分と遅く進行する部分ができ、局所的に深さあるいは大きさが数〜数十μｍのピットが多数残留するために、エピタキシャル成長を行っても該ピットがエピタキシャルシリコンで完全に充填されないためであると推測される。そして、特許文献３において、ケミカルエッチングウェーハの主表面を１次研磨する際、６μｍ以上の研磨代が必要であるのも、ケミカルエッチングウェーハのゆがみにより局所的に残留する可能性のある深さあるいは大きさが数〜数十μｍのピットを完全に除去するためであると推測される。

アルカリエッチング、もしくはアルカリエッチングと酸エッチングの両方が行われたケミカルエッチングウェーハは、酸エッチングウェーハと比較してゆがみが非常に少ないため、ウェーハ主表面の均一な鏡面研磨が期待でき、深さあるいは大きさが数〜数十μｍのピットが局所的にウェーハ主表面上に残留する可能性は極めて小さい。従って、主表面を鏡面研磨するときの研磨代を特許文献３の数値よりはるかに小さくすることができる。

ただし、アルカリエッチングを含むエッチングが行われたケミカルエッチングウェーハは、酸エッチングウェーハと比較して主表面の表面粗さが大きくなるため、該ウェーハの主表面を研磨しないで該主表面上にシリコンエピタキシャル成長を行なうと、表面粗さに起因したピットのうち、エピタキシャル成長時のエピタキシャルシリコンでは充填しきれない深さ、あるいは大きさのピットが前記ウェーハの主表面に残留する可能性がある。

従って、エピタキシャル成長前のアルカリエッチングを含むケミカルエッチングが行われたシリコン単結晶ウェーハ主表面には、第一の鏡面研磨を行なう必要がある（第一の鏡面研磨工程）。第一の鏡面研磨は、後述の第二の鏡面研磨とともに、ＳｉＯ_２を主成分としたコロイダルシリカ等の砥粒とアルカリ液とを含有する研磨液を研磨布に供給しながら回転テーブルを回転させて行なう、いわゆる化学的機械的研磨によりなされる。該第一の鏡面研磨は、前記ウェーハ主表面の光沢度が８５％以上９５％以下となるように行なえば、エピタキシャル成長時のエピタキシャルシリコンで充填しきれない深さ、あるいは大きさのピットを研磨により前記ウェーハの主表面から十分に除去することができる。

そして、ウェーハ主表面の光沢度が８５％以上９５％以下となるような第一の鏡面研磨は、最大１μｍ（より好ましくは０．０５μｍ以上１μｍ以下）の研磨代にて行なえば達成することができる。このとき研磨はウェーハの主表面のみに行ってもよいし、両面研磨法によって主表面、主裏面の両面に行ってもよい。さらに、研磨は１枚ずつ行ってもよいし、多数枚を一度に研磨してもよい。

そして、アルカリエッチング、もしくはアルカリエッチングと酸エッチングの両方が行われたシリコン単結晶ウェーハを研磨するにあたっては、研磨代が１μｍ以下であるので、従来のような３〜４段階の研磨を行なう必要はない。１段階のみの研磨で１μｍ以下の鏡面研磨を行ってもよいし、２段階の研磨を組み合わせて１μｍ以下の鏡面研磨を行ってもよい。

一般に、１次研磨、２次研磨、仕上げ研磨の差異の中で大きいものは、荷重と研磨パッドの種類である。荷重は１次研磨が最も大きく２００ｇ／ｃｍ^２以上４００ｇ／ｃｍ^２以下、２次研磨は１次研磨の約半分で１００ｇ／ｃｍ^２以上２００ｇ／ｃｍ^２以下、仕上げ研磨の荷重はさらに小さく９５ｇ／ｃｍ^２以上１０５ｇ／ｃｍ^２以下である。また、１次研磨、２次研磨で使用している不織布タイプの研磨パッドに比べ、仕上げ研磨で使用しているスエードタイプの研磨パッドは軟質である。従って、２次研磨や仕上げ研磨をアルカリエッチング、もしくはアルカリエッチングと酸エッチングの両方が行われたシリコン単結晶ウェーハに対して適用すれば、研磨速度が小さいため、１μｍ以下の鏡面研磨を好適に行なうことができる。

このようにして得られたシリコン単結晶ウェーハの研磨された主表面にエピタキシャル層を成長させる（エピタキシャル成長工程）。エピタキシャル成長は、図２のような公知のエピタキシャル成長方法で行なえばよい。すなわち、上記の鏡面研磨ウェーハをエピタキシャル成長装置１１へ導入し、反応容器１２内のサセプター１３上に載置する。そして、鏡面研磨ウェーハ１４を加熱装置（図示せず）で１０００℃以上に加熱すると同時に、トリクロロシラン（ＴＣＳ：ＳｉＨＣｌ_３）等のシリコンソースガスと、ジボラン（Ｂ_２Ｈ_６）、ホスフィン（ＰＨ_３）のようなエピタキシャル層を所望の抵抗率にするためのドーパントガスを、キャリアガスである水素（Ｈ_２）ガスに混合したエピタキシャル成長ガスを反応容器内に導入して前記シリコン単結晶ウェーハの研磨された主表面にシリコンエピタキシャル層を成長させる。このとき使用するエピタキシャル成長装置は、シリンダー型でも、縦型でも、枚葉型であっても、いずれでもよい。

このようにしてその主表面にシリコンエピタキシャル層が成長されたシリコンエピタキシャルウェーハは、前述したとおりウェーハ全面で表面粗さに起因したピットの大きさ、あるいは深さが小さくなっているので、エピタキシャル成長により、該ピットをエピタキシャルシリコンで充填することができる。そのため、エピタキシャル成長前のシリコン単結晶ウェーハの主表面に対し１μｍ以下の研磨代の鏡面研磨しか行っていなくても本発明のシリコンエピタキシャルウェーハは、通常の３〜４段階の鏡面研磨を主表面に対して行ったシリコン単結晶ウェーハと同等の優れたＬＰＤレベルを有することになる。また、１μｍ以下の研磨代の鏡面研磨しか行なわないので、研磨工程の簡略化、および高能率化を図ることができ、従来のシリコンエピタキシャルウェーハよりも安価なシリコンエピタキシャルウェーハを製造することができる。

そして、上記エピタキシャル層には、さらに第二の鏡面研磨が施される。該第二の鏡面研磨工程により、該表面は鏡面研磨されたシリコン単結晶ウェーハと同等のＬＰＤレベルだけでなく同等の平坦度も有するものとなり、従来のシリコンエピタキシャルウェーハより品質の高いシリコンエピタキシャルウェーハを製造することができる。このとき、エピタキシャル層の研磨は３μｍ以上行なえばよい。３μｍ以上研磨すれば、従来の鏡面研磨されたシリコン単結晶ウェーハと同等の平坦度を持った主表面を有するシリコンエピタキシャルウェーハを製造することができる。なお、このときの研磨は上記した２次研磨と仕上げ研磨を組み合わせて行ってもよいし、１次研磨、２次研磨、仕上げ研磨の全てを行ってもよいが、能率を考慮すればそのトータルの研磨代は７μｍ以下に留めることが望ましい。

上述のような製造方法で製造されたシリコンエピタキシャルウェーハであれば、鏡面研磨されたシリコン単結晶ウェーハと同等のＬＰＤレベルと平坦度を有するので、デバイス基板として好適に使用できる。また、従来のシリコン単結晶ウェーハを鏡面化するのに必要な研磨代が多い（例えば約１０μｍ）のに対し、本発明のシリコンエピタキシャルウェーハは、そのエピタキシャル層表面を鏡面研磨した場合であっても、全工程を通した研磨代を少なくでき（例えば３．０５μｍ以上８μｍ以下）、本発明のシリコンエピタキシャルウェーハの方が、研磨工程の省力化、高能率化を図ることができる。

以下、実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。チョクラルスキー法で製造された導電型がＰ型、直径２００ｍｍφ、結晶方位＜１００＞のシリコン単結晶インゴットにスライス加工、面取り加工、ラップ加工を行ってラップウェーハを１００枚製造した。次いでこれらのウェーハを、液温８５℃、濃度５５重量％のＮａＯＨ水溶液に４５０秒間浸漬してアルカリエッチング処理を行った。このときのアルカリエッチングによる研磨代は主表面と主裏面合せて２０μｍであった。上記処理を行ったウェーハを、５０容積％のフッ酸と７０容積％の硝酸、９９容積％の酢酸を１：２：１の比率で混合した混酸に１０秒間浸漬して酸エッチング処理を行い、ケミカルエッチングウェーハを作製した。このときの酸エッチングによる研磨代は主表面と主裏面合せて１０μｍであり、アルカリエッチングと酸エッチングの研磨代の合計は３０μｍとなった。以下の実施例及び比較例では、このようにして作製されたケミカルエッチングウェーハを使用した。ちなみに、このケミカルエッチングウェーハの主表面における２５ｍｍ□のフラットネス（ＳＦＱＲ）は、０．２２〜０．２９μｍ、ウェーハの平坦度の指標である中心線平均粗さＲａは、０．２１〜０．２２μｍであった。また、ＪＩＳ：Ｚ８７４１（１９６２）の３．１にもとづく光沢度は４０％であった。

（実施例１）
上記ケミカルエッチングウェーハのうち１８枚に、シーガル７３５５を研磨定盤に貼り付けた仕上げ研磨装置で研磨代が０．８μｍとなるように、第一の鏡面研磨を施した。このときの研磨荷重は８０ｇ／ｃｍ^２であり、研磨後のウェーハを洗浄してその主表面の光沢度をＪＩＳ：Ｚ８７４１（１９６２）の３．１にもとづいて評価したところ、光沢度は９０％であった。また、ウェーハの平坦度の指標である中心線平均粗さＲａは、これらのウェーハでは０．０７μｍであった。

第一の鏡面研磨を行ったウェーハは、エピタキシャル成長装置に３回に分けて投入し、１１３０℃に加熱した後、シリコンソースガスとしてトリクロロシラン、ドーパントガスとしてジボランをキャリアガスである水素ガスとともにエピタキシャル成長装置の反応容器内に導入してエピタキシャル成長を実施し、前記ケミカルエッチングウェーハの主表面に１０μｍのエピタキシャル層を形成した。さらに、上記エピタキシャルウェーハのエピタキシャル層表面を、ＳＵＢＡ４００を研磨定盤に貼り付けた２次研磨装置とシーガル７３５５を研磨定盤に貼り付けた仕上げ研磨装置で研磨代が合計約３μｍ、約５μｍ、約７μｍとなるよう、６枚ずつ研磨した（第二の鏡面研磨工程）。研磨後、これら鏡面研磨されたシリコンエピタキシャルウェーハのエピタキシャル層表面における２５ｍｍ□のフラットネスＳＦＱＲを測定したところ、約３μｍ研磨されたシリコンエピタキシャルウェーハのＳＦＱＲは０．１１〜０．２２μｍの範囲であった。また、約５μｍ研磨されたシリコンエピタキシャルウェーハのＳＦＱＲは０．１０〜０．１５μｍの範囲であった。さらに、約７μｍ研磨されたシリコンエピタキシャルウェーハのＳＦＱＲは０．１０〜０．１２μｍの範囲であった。そして、このうち約５μｍ研磨されたシリコンエピタキシャルウェーハの主表面をパーティクルカウンター（ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製パーティクルカウンターＳＰ１）で測定したところ、シリコンエピタキシャルウェーハ１枚あたりのＬＰＤの個数は２〜１１個であった。

（比較例１）
実施例１と同様の工程で用意されたケミカルウェーハのうち、６枚のウェーハを研磨せずにエピタキシャル成長装置に直接投入し、実施例と同じ条件で１０μｍのエピタキシャル層をケミカルエッチングウェーハの主表面に成長させ、シリコンエピタキシャルウェーハを製造した。このシリコンエピタキシャルウェーハ表面のＳＦＱＲは０．２０〜０．３４μｍの範囲であった。そして、これらのシリコンエピタキシャルウェーハに実施例と同じく２次研磨と仕上げ研磨を行って、エピタキシャル層を約５μｍ研磨した。これら鏡面研磨されたシリコンエピタキシャルウェーハのエピタキシャル層表面における２５ｍｍ□のフラットネスＳＦＱＲを測定したところ、ＳＦＱＲは０．１０〜０．１５μｍの範囲であった。そして、このうち約５μｍ研磨されたシリコンエピタキシャルウェーハの主表面をパーティクルカウンター（ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製パーティクルカウンターＳＰ１）で測定したところ、シリコンエピタキシャルウェーハ１枚あたりのＬＰＤの個数は１３〜６９個であった。

（比較例２）
前記ケミカルウェーハのうち、６枚のウェーハに対して従来の１次研磨、２次研磨、仕上げ研磨を行った。研磨代は従来と同じく１０μｍとした。この鏡面研磨ウェーハの主表面の２５ｍｍ□のフラットネスＳＦＱＲは、０．１０〜０．１２μｍの範囲であり、表面粗さ（Ｒａ）は、０．１〜０．１１μｍであった。そして、これら鏡面研磨ウェーハをエピタキシャル成長装置に投入し、実施例と同じ成長条件でエピタキシャル層を１０μｍ成長させ、シリコンエピタキシャルウェーハを製造した。このシリコンエピタキシャルウェーハ表面のＳＦＱＲは０．１１〜０．１８μｍの範囲であった。そして、これらのシリコンエピタキシャルウェーハの主表面をパーティクルカウンター（ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製パーティクルカウンターＳＰ１）で測定したところ、シリコンエピタキシャルウェーハ１枚あたりのＬＰＤの個数は５〜１１個であった。

上記の実施例と比較例を比較すると、実施例で示されるシリコンエピタキシャルウェーハの主表面のＳＦＱＲとＬＰＤは、主表面を少なくとも３μｍ研磨することにより、比較例２で示されるようなシリコンエピタキシャルウェーハ、すなわちケミカルエッチングウェーハに鏡面研磨を行い、さらにエピタキシャル成長を行った従来のシリコンエピタキシャルウェーハと同等程度以上になることがわかる。従って、工程全体として研磨工程を省力化、高能率化することができる。

また、実施例で示されるシリコンエピタキシャルウェーハの主表面のＬＰＤは、比較例１で示されるようなシリコンエピタキシャルウェーハ、すなわち、特許文献１に示されるようなシリコンエピタキシャルウェーハのＬＰＤレベルよりはるかに良好であることがわかる。

本発明のシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法の一例を示す工程説明図。 エピタキシャル成長装置の一例を示す構成概略図である。

Claims (5)

1. シリコン単結晶インゴットからスライスされ、面取り加工、ラップ加工、アルカリエッチングを含むケミカルエッチング加工が行われて作製されたシリコン単結晶ウェーハの主表面を、１μｍ以下の研磨代となるように鏡面研磨する第一の鏡面研磨工程と、
   該第一の鏡面研磨工程が終了後の前記シリコン単結晶ウェーハの研磨された主表面にシリコンエピタキシャル層を成長させるエピタキシャル成長工程と、
   前記シリコンエピタキシャル層主表面を、研磨代が３μｍ以上となるように鏡面研磨する第二の鏡面研磨工程と、
   がこの順序で実施されることを特徴とするシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法。
2. 前記アルカリエッチングを含むケミカルエッチングによるエッチング代を２０μｍ以上４０μｍ以下とする請求項１に記載のシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法。
3. 前記第一の鏡面研磨工程は、前記シリコン単結晶ウェーハの鏡面研磨された主表面の光沢度が８５％以上９５％以下となるように行なわれる請求項１又は請求項２に記載のシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法。
4. 前記アルカリエッチングを含むケミカルエッチング加工で除去される研磨代のうち、アルカリエッチングで除去される研磨代が５０％以上である請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法。
5. 前記アルカリエッチングを含むケミカルエッチング加工において、ケミカルエッチングを全てアルカリエッチングで行なうことを特徴とする請求項４に記載のシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法。

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