JP2007119300A - エピタキシャルウエーハの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】厚いエピタキシャル層を形成する場合でも、平坦性に優れ、かつ抵抗率の均一性にも優れたエピタキシャル層を有するエピタキシャルウエーハを容易にかつ低コストで製造することができる方法を提供する。
【解決手段】シリコン基板上にエピタキシャル層を成長させることによりエピタキシャルウエーハを製造する方法において、少なくとも、裏面にシリコン酸化膜が形成されたシリコン基板を用い、該基板の表面にシリコンからなるエピタキシャル層を成長させる工程と、スピンエッチャーを用い、前記シリコン基板を回転させるとともに該基板の裏面に、前記シリコン酸化膜よりもシリコンに対するエッチング速度が大きいエッチング液を供給することにより、前記エピタキシャル層の成長の際に前記基板の裏面及び面取り部に形成されたシリコンをエッチングして除去する工程を含む。
【選択図】図１

Description

本発明はエピタキシャルウエーハの製造方法に関し、特に、平坦性及び抵抗率均一性に優れた厚いエピタキシャル層を有するエピタキシャルウエーハを製造する方法に関する。

半導体デバイスを作製する際、シリコン基板（シリコンウエーハ）上にシリコン単結晶からなる層を形成させたエピタキシャルウエーハを用いることがある。このようなエピタキシャルウエーハを製造する場合、エピタキシャル成長装置を用い、例えば、クロロシラン系原料ガスを供給してシリコン基板上にシリコン単結晶からなる層（エピタキシャル層）を成長させる。エピタキシャル成長を行う装置には、縦型、枚葉式、シリンダー型など種々のタイプがある。例えばＰＭＯＳやＩＧＢＴ用の厚膜エピタキシャルウエーハを製造する場合には、エピタキシャル層を厚く形成する必要があるため、比較的生産性に優れた縦型エピタキシャル装置が主として用いられる。

縦型エピタキシャル装置を用いてエピタキシャル成長を行う場合、基板をサセプタ上に配置して表面にエピタキシャル層を成長させる。しかし、基板の裏面側の温度が高くなり、基板が凹形に変形して外周部がサセプタから浮き上がり、基板の裏面側の外周部にも単結晶あるいは多結晶からなるシリコン層が成長してしまう。特に厚いエピタキシャル成長を行った場合には、裏面クラウンと呼ばれる外周部の局所的な盛り上がりが発生する。
エピタキシャルウエーハは、デバイス工程でのステッパーのチャック時のほか、ウエーハの研削や研磨時など、基板裏面が基準面になるが、裏面クラウンはエピタキシャルウエーハの平坦性を悪化させるため、例えばデバイス作製時のリソグラフィー工程において外周部付近に解像不良を起こす原因となる。近年、デバイスの高性能化に伴い、素子の微細化が進んでいる。デバイス工程でステッパーを用いて微細加工する場合、焦点深度が浅くなることから、厚膜エピタキシャルウエーハに対しても平坦性の向上などの要求が強くなってきている。

また、ＰＭＯＳ、ＩＧＢＴ用等のエピタキシャルウエーハを製造する場合、ボロンや砒素が高濃度にドープされたシリコン基板が用いられる。高濃度にドープされた基板を用いてエピタキシャル成長を行うと、基板中のドーパントがいったん気相中に飛び出し、再びエピタキシャル層中に取り込まれる現象、いわゆるオートドーピング（オートドープ）が生じる。オートドープが生じると、エピタキシャル層の抵抗率分布が悪化してしまうため、エピタキシャル成長を行う前に、シリコン基板の裏面にはオートドープ防止用の膜としてＳｉＯ_２膜を形成するのが一般的である。
しかし、裏面におけるこのオートドープ防止用のＳｉＯ_２膜の境界付近ではシリコン層が厚く成長し易い。そこで、オートドープには不利となるが、最外周部から２ｍｍ〜５ｍｍまでの領域でＳｉＯ_２膜を予め除去して裏面クラウンの発生を抑制する手法が広く採用されている。

また、基板の裏面や面取り部におけるシリコンの付着を低減させる方法として、エピタキシャル成長を低速で行う方法が提案されている（特許文献１参照）。低速成長により成長条件を拡散律速的にして原料ガスが表面側で消費されるようにすることで裏面クラウン等の形成を抑制することができる。
しかし、低速成長によって裏面クラウンの形成をある程度抑制することができても、生産性の低下は免れない。また、低速成長を行うと基板の表面側（エピタキシャル層）にも外周部にクラウンが発生し易いという問題もある。
サセプタの形状を工夫して裏面クラウンの発生をある程度抑制する方法もあるが、基板の裏面や面取り部にシリコンが付着することを完全に防ぐことはできない。

一方、エピタキシャル成長後に平坦性を改善する方法として、エピタキシャル成長後、エピタキシャル層の表面を基準面として基板の裏面を研磨することでクラウンを一旦除去し、続いて、裏面を基準面としてエピタキシャル層を研削もしくは研磨することにより平坦性を向上させる方法がある。しかし、エピタキシャル成長後、特にエピタキシャル層にもクラウンが生じている場合には、上記の方法では正確な基準面が得られず、高い平坦性が得られないという問題がある。また、表裏の研磨を行い、手間がかかるため、コスト的にも問題がある。

また、ＩＧＢＴやＰＭＯＳ用の厚膜エピタキシャルウエーハでは、エピタキシャル層の厚さだけでなく、抵抗率の均一性に対しても厳しい管理が要求されるようになってきている。
抵抗率の分布改善については、前記したように、基板の裏面に形成したＳｉＯ_２膜によりドーパントの外方拡散を防止する手法が一般的である。しかし、特に縦型エピタキシャル装置でＩＧＢＴやＰＭＯＳ用の厚いエピタキシャル層を成長させる場合、裏面クラウンの形成を抑制するため、前記したように最外周部から２ｍｍ〜５ｍｍ程度の外側領域において裏面のＳｉＯ_２膜を除去することが必要となる。その結果、オートドープが増大してエピタキシャル層のウエーハ面内の抵抗率分布が悪化し、厳しい規格を満たせないといった問題が生じる。

特開平８−２７９４７０号公報

上記問題に鑑み、本発明は、厚いエピタキシャル層を形成する場合でも、平坦性に優れ、かつ抵抗率の均一性にも優れたエピタキシャル層を有するエピタキシャルウエーハを容易にかつ低コストで製造することができる方法を提供することを目的とする。

本発明によれば、シリコン基板上にエピタキシャル層を成長させることによりエピタキシャルウエーハを製造する方法において、少なくとも、裏面にシリコン酸化膜が形成されたシリコン基板を用い、該基板の表面にシリコンからなるエピタキシャル層を成長させる工程と、スピンエッチャーを用い、前記シリコン基板を回転させるとともに該基板の裏面に、前記シリコン酸化膜よりもシリコンに対するエッチング速度が大きいエッチング液を供給することにより、前記エピタキシャル層の成長の際に前記基板の裏面及び面取り部に形成されたシリコン層をエッチングして除去する工程を含むことを特徴とするエピタキシャルウエーハの製造方法が提供される（請求項１）。

エピタキシャル層の成長の際、シリコン基板の裏面及び面取り部にもシリコンが付着してシリコン層が形成されるが、スピンエッチャーを用い、基板の裏面に上記のようなエッチング液を供給してエッチング（スピンエッチング）することで、基板の裏面及び面取り部に形成されたシリコン層を容易に除去することができる。基板の裏面に予め形成されているシリコン酸化膜は、エッチストップ用の膜として機能し、さらにオートドープを防止する効果も奏する。従って、平坦性に優れ、かつ抵抗率の均一性にも優れたエピタキシャル層を有するエピタキシャルウエーハを容易にかつ低コストで製造することができる。

この場合、前記シリコン基板の表面に、前記エピタキシャル層を５０μｍ以上の厚さに成長させてもよい（請求項２）。
５０μｍ以上の厚さのエピタキシャル層を成長させると、裏面クラウンも大きくなり易いが、前記のようなスピンエッチャーとエッチング液を用いることで裏面クラウンを容易に除去することができる。従って、平坦性に優れた厚膜エピタキシャルウエーハを容易にかつ低コストで製造することができる。

前記エピタキシャル層を、縦型エピタキシャル装置又は枚葉式のエピタキシャル装置を用いて成長させることが好ましい（請求項３）。
これらのエピタキシャル装置は生産性に優れ、また、膜厚均一性が比較的高いエピタキシャル層を形成させることができる。一方、基板に裏面クラウン等が形成されても、前記のようにスピンエッチャーとエッチング液を用いることで容易に除去することができる。従って、平坦性に優れた厚膜エピタキシャルウエーハをより高い生産性で製造することができる。

前記シリコン基板として、前記シリコン酸化膜が該基板の最外周部から１〜２ｍｍまでの内側領域において形成されているものを用いることができる（請求項４）。
このように、用いるシリコン基板のより最外周部近くまでシリコン酸化膜が形成されていれば、高濃度ドープの基板を用いる場合でも、オートドープを極めて効果的に防止することができる。一方、裏面クラウンがより大きくなってしまうが、本発明ではエピタキシャル成長後、裏面クラウンはスピンエッチングにより除去されるので問題ない。従って、抵抗率分布及び平坦度のいずれも高品質のエピタキシャルウエーハを容易にかつ確実に製造することができる。

前記シリコン基板の裏面のシリコン酸化膜として、該基板に前記エピタキシャル層を成長させる際のオートドープを防止するための膜を用いることができる（請求項５）。
高濃度ドープのシリコン基板を用いる場合、オートドープ防止用の膜として裏面にシリコン酸化膜を形成するが、この酸化膜をスピンエッングの際のエッチストップ用の膜としてそのまま利用することができる。従って、ＰＭＯＳやＩＧＢＴ用等の高品質の厚膜エピタキシャルウエーハをコストの上昇を招くことなく容易に製造することができる。

前記シリコン基板として、前記シリコン酸化膜が２μｍ以下の厚さに形成されているものを用いることができる（請求項６）。
２μｍ以下の厚さのシリコン酸化膜であれば容易に形成することができ、例えば１〜２μｍの厚さを有していればエッチストップ用の膜、さらにオートドープ用の膜としても十分機能する。

前記エッチング液として、フッ酸及び硝酸を主成分とするものを用いることができる（請求項７）。
フッ酸及び硝酸を主成分とするエッチング液であれば、シリコン酸化膜よりもシリコンに対するエッチング速度比が確実に高いものとすることができ、裏面クラウン等を確実に除去する一方、シリコン酸化膜が形成されている部分のエッチングを防ぐことができる。

前記エッチング液として、２０℃〜４０℃の温度範囲における前記シリコン酸化膜に対するシリコンのエッチング速度の比が３０以上のエッチング特性を有するものを用いることが好ましい（請求項８）。
このようなエッチング特性を有するエッチング液を用いてスピンエッチングを行えば、裏面クラウン等を短時間で確実に除去することができる。また、選択比が高いので、マスクとしてのシリコン酸化膜を全てエッチングしてしまうようなこともない。

前記エピタキシャル層を成長させた後、前記エッチングを行う前に、前記シリコン基板の表面側をレジストで被覆する工程と、前記エッチング後、前記レジストを除去する工程を含むこともできる（請求項９）。
エッチングを行う前に基板の表面側（エピタキシャル層）をレジストでマスクしておけば、スピンエッチャーを用いた裏面側のエッチングの際、エピタキシャル層の汚染やキズの発生を確実に防ぐことができる。

前記エッチングを行った後、前記基板の裏面を基準面として、前記エピタキシャル層を研磨する工程、又は前記エピタキシャル層を研削した後に研磨する工程を含むこともできる（請求項１０）。
スピンエッチャーを用いたエッチングにより裏面クラウンが除去されているため、裏面を基準面としてエピタキシャル層を研削あるいは研磨することでエピタキシャル層の平坦性を一層高くすることができる。また、スピンエッチャーによるエッチングの際にエピタキシャル層に汚染やキズが発生したとしても、エピタキシャル層を研削または研磨することでこれらの汚染等を確実に除去することができる。

本発明によれば、裏面にシリコン酸化膜が形成されたシリコン基板を用いてエピタキシャル成長を行い、基板の裏面及び面取り部に形成されたシリコン層は、スピンエッチャーを用いてシリコン酸化膜よりもシリコンに対するエッチング速度が大きいエッチング液を供給することでエッチング除去する。基板の裏面のシリコン酸化膜は、オートドープ防止用のシリコン酸化膜を兼用することもできるので、エピタキシャル成長の際にオートドープを防止するとともに、裏面クラウン等をエッチング除去する際のエッチストップ用の膜としても機能する。

従って、ＰＭＯＳやＩＧＢＴ用等の厚膜エピタキシャルウエーハを製造する際、例えば厚さが１００μｍを超えるエピタキシャル層を成長させた場合でも、平坦性及び抵抗率の均一性に優れた厚膜エピタキシャルウエーハを容易に製造することができる。そして、このようなエピタキシャルウエーハを用いれば、その後のフォトリソ工程での解像不良の発生を防止することができる。

以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の方法によりシリコン基板（シリコンウエーハ）を用いてエピタキシャルウエーハを製造する場合について具体的に説明する。
図１は、本発明によりエピタキシャルウエーハを製造する際の工程の一例を示すフロー図である。

まず、エピタキシャル層を成長させる基板として、裏面にシリコン酸化膜が形成されたシリコン基板を用意する（図１（Ａ））。このようなシリコン基板を得るには、通常のシリコンウエーハを製造する場合と同様、例えばチョクラルスキー法により育成されたシリコン単結晶をスライスした後、ラッピング、面取り、エッチング等の加工を施す。なお、片面あるいは両面に研磨を施した通常のポリッシュドウエーハでも、表裏何れの面も研磨されていないエッチングウエーハでも良い。どのようなシリコン基板を用いるかについては規格により決定すればよい。

そして、このシリコンウエーハのエピタキシャル層を形成する側とは反対側の面（裏面）にシリコン酸化膜（ＳｉＯ_２）を形成すればよい。
酸化膜の形成方法も特に限定されることなく、ＣＶＤ法、熱酸化法等を用いることができるが、ＣＶＤ法によれば低温で形成できるし、簡単で低コストであるので好ましい。

図２（Ａ）は、裏面に酸化膜が形成されたシリコン基板を概略的に示している。基板１の裏面のシリコン酸化膜２は、後述のスピンエッチャーを用いて裏面側にエッチング液を供給してエッチングを行う際にエッチストップとして機能させるものである。ただし、エピタキシャル成長時のオートドープを防止する必要がある場合には、オートドープ防止膜を兼用することができる。例えば、高濃度ドープのシリコン基板を用いてエピタキシャル成長を行う場合、オートドープ防止膜として基板の裏面にＣＶＤ酸化膜を形成する。このＣＶＤ酸化膜は、エピタキシャル成長時にオートドープを防止し、さらにその後のスピンエッチャーを用いたエッチングでは、エッチストップ用の膜として機能する。

なお、通常のオートドープ防止用の酸化膜であれば、エピタキシャル成長時の裏面クラウンの形成を抑制するため、最外周部から２ｍｍ〜５ｍｍまでの領域では酸化膜を予め除去するが、本発明ではシリコン基板１が特に高濃度にドープされている場合には、最外周部から１〜２ｍｍまでの内側領域にシリコン酸化膜が形成されていることが好ましい。このように基板１の裏面に最外周付近までシリコン酸化膜２が形成されていれば、オートドープをより効果的に防止することができる。一方、裏面クラウンが大きく成長しても、本発明では、スピンエッチャーによって容易に除去することができるので、問題ない。

また、裏面のシリコン酸化膜の厚さは特に限定されないが、２μｍ以下であれば形成も容易であり、例えば０．２〜２μｍの厚さのシリコン酸化膜が形成されていれば、エッチストップ用の膜、さらにオートドープ用の膜としても十分に機能させることができるし、必要以上に厚くなることもない。

裏面にシリコン酸化膜が形成されたシリコン基板を用意した後、基板の表面にシリコンからなるエピタキシャル層を成長させる（図１（Ｂ））。
ここで使用するエピタキシャル成長装置は特に限定されるものではないが、例えば縦型エピタキシャル装置を好適に使用することができる。縦型エピタキシャル装置は、生産性に優れ、また、膜厚均一性が比較的高いエピタキシャル層を形成することができる。
一方、枚葉式のエピタキシャル装置を用いてもよい。枚葉式の装置は、膜厚均一性に優れたエピタキシャル層を高速成長させることができ、また、直径２００ｍｍ以上（より好ましくは３００ｍｍ以上）の大型のシリコン基板にエピタキシャル成長を行う場合に対応し易い。
もちろん、シリンダー型のエピタキシャル成長装置を用いることもできる。

成長させるエピタキシャル層の厚さは特に限定されないが、本発明では、特に５０μｍ以上の厚膜のエピタキシャル層を成長させる場合に有効である。図２（Ｂ）は、縦型エピタキシャル装置を用い、厚いエピタキシャル層（例えば５０μｍ以上）を成長させた後の基板１を概略的に示している。基板１の表面に厚いエピタキシャル層５を成長させると、基板１の裏面及び面取り部にもシリコンが付着し、特に裏面の酸化膜２との境界において裏面クラウン４が形成され易い。裏面クラウン４の高さは、成長条件などにもよるが、２μｍ〜２０μｍ程度に達する場合もある。また、特に拡散律速条件で成長を行うと表面の外周部にもクラウン３が生じ易い。このような表裏面のクラウン３，４は平坦性を悪化させる要因となる。

そこで、本発明では、エピタキシャル層の成長の際に基板の裏面及び面取り部に形成されたシリコン層をエピタキシャル成長後に除去するため、スピンエッチャーを用いたエッチングを行う（図１（Ｄ））。
図３は、スピンエッチャーを用いたエッチングを概略的に示している。このスピンエッチャー７は、エッチング液９を供給するノズル８、軸回転可能な真空吸着テーブル１０、使用後のエッチング液を回収するためのカップ１１等を備えている。

エピタキシャル成長後、このようなスピンエッチャー７を用い、エピタキシャルウエーハのエピタキシャル層側をウェーハの中心位置が吸着テーブル１０の軸に合うように吸着保持する。そして、吸着テーブル１０を５００〜１０００ｒｐｍ程度の回転数で回転させるとともに、ウェーハの回転の略中心上に位置するノズル８からエッチング液（エッチャント）９を供給する。もちろん、エッチング液をウエーハ周辺部に直接供給するようにしてもよい。

エッチング液９としては、シリコン酸化膜よりもシリコンに対するエッチング速度が大きいエッチング液を供給する。シリコン酸化膜に対するシリコンのエッチング速度比はできるだけ大きいものが好ましく、２０以上、特に、２０℃〜４０℃の温度範囲におけるシリコン酸化膜に対するシリコンのエッチング速度比が３０以上のエッチング特性を有するものを用いることが好ましい。このような選択比を有することで、裏面クラウンを確実に除去できるとともに、エッチング中にマスクとなる酸化膜が全部除去され、ウエーハ裏面がエッチングされてしまうようなこともない。

具体的には、フッ酸と硝酸を主成分とするエッチング液を好適に用いることができる。特に（裏面シリコン成長層高さ）／（シリコン酸化膜の厚さ）の比率が１００未満の場合は、反応効率を高め、生産性を高めるために、３０℃以上に加熱した状態で使用するのが好適である。一方、上記比率が１００以上となる場合は、フッ酸／硝酸系エッチャントを３０℃以下で使用すれば、シリコン酸化膜に対するシリコンのエッチング速度の選択比が高まって有利である。

例えば、フッ酸と硝酸を主成分とするエッチング液を約２リットル／分程度の流量で流下させることで裏面クラウンを容易に除去することができる。エッチング液９は、ウエーハの裏面を中心から外周に向けて流れ、外周に向かうに従いウエーハの回転に伴う遠心力によって加速される。従って、エッチング液は、ウェーハの最外周において面取り部に形成されたシリコン層に到達することはあっても、ウェーハ表面に回り込むこと無く回収カップ１１に回収される。なお、吸着テーブル１０に設けたエアー供給手段１２からウエーハの外周部にエアーを供給すれば、エピタキシャル層へのエッチング液の回り込みをより確実に防ぐことができる。
このようなスピンエッチングを行うことで、裏面クラウン（裏面シリコン成長層）はエッチング除去される。

裏面シリコン成長層のエッチングが進んで無くなった後には下層のシリコン酸化膜がエッチストップ層として作用する。従って、エッチングが止まるか、あるいは大きく低減されるため、シリコン基板自体がエッチングされることを防止することができる。このように裏面クラウンを除去し、裏面のシリコン酸化膜によって当初の基板自体のエッチングを防ぐことで、エッチング後、後述するようにエピタキシャル層の平坦度を上げるための研磨等を行う際の基準面を確保することができる。

なお、裏面クラウン等を除去する方法として、例えばエピタキシャル成長後のウエーハをエッチング液に浸漬する方法もあるが、この場合、表面側（エピタキシャル層）を高温に耐えるワックス等で厳重にマスクし、エッチング後、ワックス等の除去が必要になるなど、工程が複雑になる。
一方、スピンエッチャー７によるエッチングでは、ウエーハを回転させながら、裏面側にエッチング液を供給することで裏面クラウン等を容易にかつ低コストで除去することができる。

なお、上記のようにスピンエッチャーを用いたエッチングを行う前に、基板の表面側をレジストで被覆する工程を入れてもよい（図１（Ｃ））。
エピタキシャル成長後、基板の表面側（エピタキシャル層側）を例えばフォトレジストで被覆する。基板の表面側をレジストで被覆しておけば、スピンエッチングの際、エピタキシャル層が吸着テーブル１０と直接接触することはないため、エピタキシャル層の汚染やキズの発生を確実に防ぐことができる。また、スピンエッチャーによるエッチングの際、エッチング液の一部が表面側に回り込むようなことが起きても、エピタキシャル層がエッチングされることを防ぐことができる。

スピンエッチング後、吸着テーブル１０の回転を保持したまま純水（リンス液）をノズル８からウエーハ上に流下させて洗浄する。なお、純水等を供給するためのノズルを別に設けて洗浄を行ってもよい。次いで、エアーブローとウェーハの回転の遠心力でリンス液を振り払って乾燥させる。
なお、スピンエッチングの前にエピタキシャル層をレジストで被覆した場合には、エッチング後、例えば適当な溶媒などを用いてレジストを除去すればよい（図１（Ｅ））。
以上のような工程により、エピタキシャル成長時に発生した裏面クラウン等、裏面及び面取り部のシリコン層を除去し、本来の基準面を再生させることにより厚膜エピタキシャルウエーハの平坦性を向上させることができる。

そして、上記のように製造されたエピタキシャルウエーハは裏面の平坦度が高いため、裏面を基準面としてエピタキシャル層を研削し（図１（Ｆ））、その後さらに研磨することで平坦度を一層高めることもできる（図１（Ｇ））。
成長させたエピタキシャル層の厚さのほか、最終的に目標とするエピタキシャル層の厚さや平坦度にもよるが、スピンエッチャーで処理したエピタキシャルウエーハのエピタキシャル層側を、例えば＃２０００のメッシュのホイールを用いて平面研削により５〜２５μｍの取り代で研削してエピタキシャル層の面内の厚さを均一にする。研削後、例えばプレート接着研磨装置を用いて５〜１０μｍの取り代で研磨する。なお、エピタキシャル層を平面研削せず、研磨だけを行って平坦度を向上させてもよい。

上記のように裏面クラウンをスピンエッチングで除去し、シリコン酸化膜でマスクされたエピタキシャル基板の裏面を基準面として、エピタキシャル層を必要に応じて研削し、研磨することにより、エピタキシャル層の厚さ均一性を一層向上させることができる。この場合、表面側にあるクラウンも除去することができる。また、本発明では、裏面のクラウンはエッチングにより除去され、本来の平坦な裏面を基準として表面の研削・研磨ができるため、表面を非常に高平坦度に仕上げることができる。従来の表裏面ともに研削あるいは研磨する方法では最初に研削・研磨する場合に、その反対側にあるクラウンの影響を受けて高平坦な基準面を得ることができず、その後反対面を研削・研磨してもその影響が除去できない不利があるが、本発明はこのような問題も解決できる。

なお、エピタキシャル層の研磨を行う場合は、前記のようなスピンエッチング前のエピタキシャル層のレジストによるマスクは行わなくてもよい。スピンエッチャーで吸着保持した際にエピタキシャル層に汚染やキズが発生したとしても、その後エピタキシャル層を研磨すれば汚染等を除去することができるためのである。
研磨後、仕上げ洗浄することにより所定の厚さのエピタキシャル層を有する平坦度の一層高いエピタキシャルウエーハを得ることができる。

以下、本発明の実施例ついて説明する。
（実施例）
エピタキシャル成長用の基板として、ＣＺ法で成長させたボロンドープした低抵抗シリコン鏡面ウエーハ（直径２００ｍｍ）を用意した。この基板の裏面に０．５μｍの厚さのＣＶＤシリコン酸化膜を形成した。ただし、基板の最外周部から２ｍｍの外側領域では上記ＣＶＤシリコン酸化膜を除去した。この基板を用い、縦型エピタキシャル装置（日立国際電機製ＤＣ８６００）でＳｉＨＣｌ_３を原料ガスとして、１．２μｍ／ｍｉｎの成長速度で１２７μｍのエピタキシャル層を成長させた。成長時の温度は１１５０℃とした。

エピタキシャル成長後、触針式形状測定器（ミツトヨ製ＳＶ−６００）を用いて裏面外周部の形状を測定した。図４（ａ）は上記裏面外周部の段差データを示している。裏面外周部には約３μｍ〜８μｍの段差（裏面クラウン）が成長していた。図ではオリフラ（オリエンテーションフラット）位置とオリフラでない位置でのデータを示した。

このエピタキシャルウエーハの裏面側にスピンエッチャーでウエーハを７００ｒｐｍで回転させながら３０℃のフッ硝酸系エッチャント（フッ酸：硝酸：酢酸：水＝１５：４３：５：３３）を２リットル／分の流量で３０秒程度供給してエッチングを行った。これにより、シリコンの露出部では約３０μｍの厚さのシリコンがエッチングされる。なお、このエッチャントはシリコンと酸化膜のエッチング選択比は２００以上であり、エッチング後も裏面のシリコン酸化膜は残留していた。

図４（ｂ）は上記スピンエッチング後のエピタキシャルウエーハの裏面外周部の段差データを示している。オリフラ位置、オリフラでない位置ともに裏面外周部のクラウンが除去され、ＳｉＯ_２でマスクされた部分は初期の基板裏面の形状がほぼ維持されていることがわかる。

次に、このエピタキシャルウエーハの裏面側をセラミックプレートにワックスで貼り付け、エピタキシャル層が目標厚さの１２０μｍとなるように取り代を約７μｍとして、片面研磨装置によるメカノケミカル研磨を行った。

エピタキシャル成長直後と、スピンエッチングを経て研磨後のエピタキシャルウエーハの平坦度（ＳＦＱＲＭａｘ２２ｍｍ×２２ｍｍ）を静電容量型厚さ測定機ＡＤＥ９５００を用いて測定し、平坦度の変化を図５に示した。図５から研磨前後で平坦度が大きく改善されていることがわかる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は単なる例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

上記実施形態では、主に縦型のエピタキシャル成長装置を用いてエピタキシャル成長を行う場合について説明したが、用いるエピタキシャル成長装置やシリコン基板の大きさ等は特に限定されず、例えば直径３００ｍｍ以上のシリコン基板を用い、枚葉式のエピタキシャル成長装置を用いてエピタキシャル成長を行う場合であっても本発明を適用できる。

本発明に係るエピタキシャルウエーハの製造工程の一例を示すフロー図である。 本発明において使用するエピタキシャル成長前後のシリコン基板を示す概略図である。（Ａ）エピタキシャル成長前 （Ｂ）エピタキャル成長後 スピンエッチャーを用いてエッチングする状態を示す概略図である。 裏面外周部の段差を示すグラフである。（ａ）エピタキシャル成長後（スピンエッチング前） （ｂ）スピンエッチング後 エピタキシャル成長直後と、スピンエッチングを経て研磨後のエピタキシャルウエーハの平坦度の変化を示すグラフである。

符号の説明

１…シリコン基板、 ２…シリコン酸化膜、 ３…表面クラウン、 ４…裏面クラウン、 ５…エピタキシャル層、 ７…スピンエッチャー、 ８…ノズル、 ９…薬液（エッチャント）、 １０…吸着テーブル、 １１…薬液回収カップ、 １２…エアー供給手段。

Claims (10)

1. シリコン基板上にエピタキシャル層を成長させることによりエピタキシャルウエーハを製造する方法において、少なくとも、裏面にシリコン酸化膜が形成されたシリコン基板を用い、該基板の表面にシリコンからなるエピタキシャル層を成長させる工程と、スピンエッチャーを用い、前記シリコン基板を回転させるとともに該基板の裏面に、前記シリコン酸化膜よりもシリコンに対するエッチング速度が大きいエッチング液を供給することにより、前記エピタキシャル層の成長の際に前記基板の裏面及び面取り部に形成されたシリコン層をエッチングして除去する工程を含むことを特徴とするエピタキシャルウエーハの製造方法。
2. 前記シリコン基板の表面に、前記エピタキシャル層を５０μｍ以上の厚さに成長させることを特徴とする請求項１に記載のエピタキシャルウエーハの製造方法。
3. 前記エピタキシャル層を、縦型エピタキシャル装置又は枚葉式のエピタキシャル装置を用いて成長させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエピタキシャルウエーハの製造方法。
4. 前記シリコン基板として、前記シリコン酸化膜が該基板の最外周部から１〜２ｍｍまでの内側領域において形成されているものを用いることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のエピタキシャルウエーハの製造方法。
5. 前記シリコン基板の裏面のシリコン酸化膜として、該基板に前記エピタキシャル層を成長させる際のオートドープを防止するための膜を用いることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載のエピタキシャルウエーハの製造方法。
6. 前記シリコン基板として、前記シリコン酸化膜が２μｍ以下の厚さに形成されているものを用いることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載のエピタキシャルウエーハの製造方法。
7. 前記エッチング液として、フッ酸及び硝酸を主成分とするものを用いることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載のエピタキシャルウエーハの製造方法。
8. 前記エッチング液として、２０℃〜４０℃の温度範囲における前記シリコン酸化膜に対するシリコンのエッチング速度の比が３０以上のエッチング特性を有するものを用いることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載のエピタキシャルウエーハの製造方法。
9. 前記エピタキシャル層を成長させた後、前記エッチングを行う前に、前記シリコン基板の表面側をレジストで被覆する工程と、前記エッチング後、前記レジストを除去する工程を含むことを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載のエピタキシャルウエーハの製造方法。
10. 前記エッチングを行った後、前記基板の裏面を基準面として、前記エピタキシャル層を研磨する工程、又は前記エピタキシャル層を研削した後に研磨する工程を含むことを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか一項に記載のエピタキシャルウエーハの製造方法。

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