JP2012204369A - Manufacturing method for epitaxial wafer - Google Patents

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Shoichi Takamizawa
彰一 高見澤
Noriaki Rokusha
憲章 六車
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Shin Etsu Handotai Co Ltd
Nagano Electronics Industrial Co Ltd
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Shin Etsu Handotai Co Ltd
Nagano Electronics Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing an epitaxial wafer having fewer particles attached on a surface of an epitaxial layer, having a flat chamfered shape, having an excellent oxygen precipitation characteristic and being suitable for an advanced CMOS stably and at low cost.SOLUTION: A method for manufacturing an epitaxial wafer by growing an epitaxial layer on a silicon single-crystal substrate includes: a step of growing the epitaxial layer on the silicon single-crystal substrate; a step of forming a protective oxide film on a surface of the epitaxial layer by holding the silicon single-crystal substrate on which the epitaxial layer has been grown at 650 to 800°C for an hour or more and then increasing the temperature at 850°C or more; a step of polishing a chamfered part of the silicon single-crystal substrate on which the protective oxide film has been formed; and a step of removing the protective oxide film and performing finishing washing.

Description

本発明は、エピタキシャルウェーハの製造方法に関し、特に、ウェーハ外周面取り部の平滑性に優れ、デバイス工程での酸素析出によるゲッタリング特性に優れた、先端CMOS用のエピタキシャルウェーハを製造する方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing an epitaxial wafer, and more particularly, to a method for manufacturing an epitaxial wafer for a leading edge CMOS having excellent smoothness of a wafer peripheral chamfer and excellent gettering characteristics due to oxygen precipitation in a device process.

最先端の半導体デバイス製造工程では、パーティクルの低減が主要な課題である。また、最近では、先端CMOSにおいて、エピタキシャルウェーハが幅広く用いられるようになっている。
エピタキシャルウェーハの製造では、エピタキシャル層の厚さを薄くしてエピタキシャルウェーハの平坦性を維持したり、パーティクルの増加を防ぐように配慮されてはいるが、エピタキシャル層の厚さを3μm、さらには2μmより薄くしようとすると、ドーパントや酸素の外方拡散(アウトディフュージョン)の問題が生じてしまう。そのため、先端CMOS用においては、エピタキシャル層の厚さは一般的に5μm前後の厚さのものが多い。
しかし、エピタキシャル層を厚くすると、ウェーハ外周部でのエピタキシャル成長速度の増加による平坦性の悪化や、<110>方向の面取り部に生じる(311)面のファセット成長に伴って、ファセット周辺部に局所的な高速成長が生じ、尖った部位が出現するといった問題がある。
In the state-of-the-art semiconductor device manufacturing process, particle reduction is a major issue. Recently, epitaxial wafers are widely used in advanced CMOS.
In the production of epitaxial wafers, although the thickness of the epitaxial layer is reduced to maintain the flatness of the epitaxial wafer and to prevent the increase of particles, the thickness of the epitaxial layer is 3 μm, further 2 μm. If it is made thinner, the problem of out-diffusion of dopants and oxygen (out diffusion) occurs. For this reason, the thickness of the epitaxial layer is generally about 5 μm for the advanced CMOS.
However, when the epitaxial layer is thickened, the flatness deteriorates due to an increase in the epitaxial growth rate at the outer peripheral portion of the wafer, and the (311) facet growth occurring in the chamfered portion in the <110> direction causes local localization in the facet peripheral portion. There is a problem that sharp high-speed growth occurs and pointed parts appear.

先端CMOS用のエピタキシャルウェーハの製造では、ウェーハ内の膜厚分布や抵抗率の精密な制御が可能になるため、枚葉式エピタキシャル装置を用いてエピタキシャル成長が行われる。しかし、ウェーハ外周部の形状の悪化は、結晶成長の本質に根ざす問題であるため、依然として、課題として残されている。
枚葉式エピタキシャル装置では、成長速度を高くして生産性の低下を最小限にする必要があり、一方では、大直径化の進展とともに、スリップの発生を抑える為に成長温度が下げられてきている。その結果として、成長条件が反応律速的になり、ファセット成長が起りやすい条件となっている。
In the manufacture of epitaxial wafers for leading-edge CMOS, the film thickness distribution and resistivity within the wafer can be precisely controlled, so that epitaxial growth is performed using a single wafer epitaxial apparatus. However, the deterioration of the shape of the outer peripheral portion of the wafer is still a problem because it is a problem rooted in the essence of crystal growth.
In single-wafer epitaxial equipment, it is necessary to increase the growth rate to minimize the decrease in productivity. On the other hand, as the diameter increases, the growth temperature has been lowered to suppress the occurrence of slip. Yes. As a result, the growth conditions are reaction-controlled, and facet growth is likely to occur.

特に直径300mmのウェーハでは、ウェーハ表裏面の鏡面化が標準とされているため、ハンドリングはウェーハ外周部をグリップする方式が殆どで、外周部でのチッピング防止のために面取り部を平滑にすることが一段と重要な事項となっている。
自動化の進展と共に、デバイス工程では、上記のようにウェーハ外周部が冶具に接触する機会が多くなり、面取り部の平滑性がプロセス中での発塵、デバイスの歩留まりと深く関係することが知られるようになり、直径200mm以上のウェーハでは、面取り部を鏡面加工することが標準となっている。
In particular, for wafers with a diameter of 300 mm, mirroring of the front and back surfaces of the wafer is standard, so handling is mostly performed by gripping the outer periphery of the wafer, and the chamfered portion is smoothed to prevent chipping at the outer periphery. Is an even more important issue.
As the automation progresses, in the device process, as described above, there are more opportunities for the outer periphery of the wafer to come into contact with the jig, and it is known that the smoothness of the chamfered part is deeply related to dust generation in the process and device yield. Thus, for wafers with a diameter of 200 mm or more, it is standard to mirror the chamfered portion.

面取り部を鏡面加工したウェーハであっても、エピタキシャル成長を行うと、面取り部の平滑性が悪化する。このことは、特に、40μm、50μm以上の厚さのエピタキシャル成長を行った場合には切実な問題となる。また、5μm以下のエピタキシャル層の成長でも、やはり、(311)、(111)、(110)面のファセット成長は生じており、ファセット外周部の異常成長した尖った部分が発塵源となりやすい。このため、ノッチの方位を<100>にするといった対策が採られることがある。   Even if the wafer has a mirror-finished chamfered portion, if the epitaxial growth is performed, the smoothness of the chamfered portion is deteriorated. This is a serious problem particularly when epitaxial growth with a thickness of 40 μm or more and 50 μm or more is performed. In addition, even when an epitaxial layer having a thickness of 5 μm or less is grown, facet growth on the (311), (111), and (110) planes still occurs, and the abnormally grown pointed portion on the outer periphery of the facet tends to be a dust generation source. For this reason, measures such as setting the orientation of the notch to <100> may be taken.

また、近年、先端的なフォトリソ工程では、液浸露光技術が用いられるようになってきている。この液浸露光において、上記した<110>方向の外周部に生じる(311)ファセット成長に起因する尖った部位が、液体の保持に悪影響を及ぼすことも知られるようになってきている。   In recent years, an immersion exposure technique has been used in an advanced photolithography process. In this immersion exposure, it has also been known that a sharp point due to the (311) facet growth occurring in the outer periphery in the <110> direction has an adverse effect on liquid retention.

エピタキシャルウェーハの面取り部の形状を改善する方法として、エピタキシャル成長後にエピタキシャル層や面取り部に研削等を行い、形状を整える方法が提案されている(特許文献1−3)。
しかし、研削により形状を整える加工の際に生ずる歪み層の除去を、フッ酸−硝酸系のエッチングで行うことが必要となる。この場合には、エッチング領域とマスクする領域の境界に尖った段差ができてしまうため、最終的には平滑な面取り形状を得られなかった。さらに、研削等の際にエピタキシャル層表面にキズが発生したり、パーティクルが付着してしまう問題もある。これらのような理由から、これまで、エピタキシャル成長後の面取り形状の成形加工は、40μm以上の厚さのエピタキシャルウェーハに対してさえも、全く行われてこなかった。
As a method for improving the shape of the chamfered portion of the epitaxial wafer, a method has been proposed in which the epitaxial layer and the chamfered portion are ground to adjust the shape after epitaxial growth (Patent Documents 1-3).
However, it is necessary to remove the strained layer generated during the processing of adjusting the shape by grinding by hydrofluoric acid-nitric acid etching. In this case, since a sharp step is formed at the boundary between the etching region and the masking region, a smooth chamfered shape cannot be finally obtained. Furthermore, there is a problem that scratches are generated on the surface of the epitaxial layer or particles are adhered during grinding or the like. For these reasons, until now, molding of a chamfered shape after epitaxial growth has not been performed even for an epitaxial wafer having a thickness of 40 μm or more.

また、エピタキシャル成長を行ったウェーハでは、エピタキシャル成長を行わない単結晶鏡面ウェーハと比較して、酸素析出が起り難くなることが知られている。エピタキシャルウェーハ作製用の単結晶鏡面ウェーハをCZ法で製造する際にも、結晶中に所定の濃度の酸素が溶存するにもかかわらず、エピタキシャル成長後のウェーハは酸素析出が不十分となる。
従って、エピタキシャルウェーハに、酸素析出によるゲッタリング効果を持たせるために、様々な手法が提案されてきているが、エピタキシャル成長後では、エピタキシャルウェーハの表面状態の悪化等が生じるため実用化されていない。
Further, it is known that oxygen precipitation is less likely to occur in a wafer that has undergone epitaxial growth compared to a single crystal mirror wafer that has not undergone epitaxial growth. Even when a single crystal mirror surface wafer for producing an epitaxial wafer is manufactured by the CZ method, oxygen precipitation is insufficient in the wafer after the epitaxial growth, although a predetermined concentration of oxygen is dissolved in the crystal.
Therefore, various methods have been proposed to give the epitaxial wafer a gettering effect due to oxygen precipitation, but after the epitaxial growth, the surface state of the epitaxial wafer is deteriorated, etc., so that it has not been put into practical use.

このように、近年、様々な理由から、最先端CMOS用に広く採用されているエピタキシャルウェーハには、従来の鏡面ウェーハの品質を維持できない項目、例えば、エピタキシャル面の平坦性、異物の少なさ、面取り部の平滑性、あるいは、酸素析出によるゲッタリング効果といった項目が、課題として残されている。   Thus, for various reasons in recent years, the epitaxial wafers widely used for the most advanced CMOS are items that cannot maintain the quality of the conventional mirror wafer, such as flatness of the epitaxial surface, few foreign matters, Items such as the smoothness of the chamfered portion or the gettering effect by oxygen precipitation remain as problems.

特開平6−112173号公報JP-A-6-112173 特開平3−295235号公報JP-A-3-295235 特開2007−119300号公報JP 2007-119300 A

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、エピタキシャル層表面の付着パーテイクルが少なく、平滑な面取り部の形状を持ち、かつ酸素析出特性にも優れた、先端CMOSに好適なエピタキシャルウェーハを、安定的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。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has an epitaxial particle surface with few particles on the surface of the epitaxial layer, a smooth chamfered shape, and excellent oxygen precipitation characteristics. It is an object of the present invention to provide a method capable of manufacturing a wafer stably and at low cost.

上記目的を達成するために、本発明は、シリコン単結晶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ェーハを製造する方法において、前記シリコン単結晶基板上に、エピタキシャル層を成長させる工程と、該エピタキシャル層を成長させたシリコン単結晶基板を、650〜800℃の温度で1時間以上保持した後に850℃以上の温度に昇温して、前記エピタキシャル層の表面に保護酸化膜を形成する工程と、該保護酸化膜を形成したシリコン単結晶基板の面取り部を研磨する工程と、その後、前記保護酸化膜を除去して、仕上げ洗浄を行う工程とを含むことを特徴とするエピタキシャルウェーハの製造方法を提供する。   To achieve the above object, the present invention provides a method for producing an epitaxial wafer by growing an epitaxial layer on a silicon single crystal substrate, and the step of growing an epitaxial layer on the silicon single crystal substrate, Holding a silicon single crystal substrate on which an epitaxial layer has been grown at a temperature of 650 to 800 ° C. for 1 hour or more and then raising the temperature to a temperature of 850 ° C. or more to form a protective oxide film on the surface of the epitaxial layer; A method of manufacturing an epitaxial wafer, comprising: a step of polishing a chamfered portion of a silicon single crystal substrate on which the protective oxide film is formed; and a step of performing final cleaning after removing the protective oxide film I will provide a.

このように、エピタキシャル成長後に面取り部を研磨することで、効率的に、平滑で良好な形状の面取り部とすることができる。この面取り部の研磨の際には、予め形成した保護酸化膜によりエピタキシャル層は保護されているため、エピタキシャル層のパーティクル、傷の発生も防止できる。そして、この保護酸化膜の形成を、上記のような温度、時間で行うことで、比較的低温で保護酸化膜を形成することができ、基板からエピタキシャル層へのドーパントの拡散も抑制でき、同時に、基板内の酸素析出を促進させることができる。以上より、良好な表面状態の平坦なエピタキシャル層を有し、面取り部が平滑で、デバイスプロセス中のゲッタリング効果が強化されたエピタキシャルウェーハを効率的に低コストで製造することができる。   As described above, by polishing the chamfered portion after epitaxial growth, a chamfered portion having a smooth and good shape can be efficiently obtained. When this chamfered portion is polished, since the epitaxial layer is protected by a protective oxide film formed in advance, generation of particles and scratches on the epitaxial layer can be prevented. Then, by forming the protective oxide film at the above temperature and time, the protective oxide film can be formed at a relatively low temperature, and the diffusion of the dopant from the substrate to the epitaxial layer can also be suppressed. The oxygen precipitation in the substrate can be promoted. As described above, an epitaxial wafer having a flat epitaxial layer with a good surface state, a smooth chamfered portion, and an enhanced gettering effect during the device process can be efficiently manufactured at low cost.

このとき、前記保護酸化膜を形成する工程において、スチーム、ウェット及びドライのいずれかの酸化雰囲気で前記保護酸化膜を形成することが好ましい。
このような酸化雰囲気であれば、効率的に酸化され、短時間で所望厚さの保護酸化膜を形成でき、酸化中の基板からエピタキシャル層へのドーパントの拡散もより抑制できる。
At this time, in the step of forming the protective oxide film, it is preferable to form the protective oxide film in an oxidizing atmosphere of steam, wet, or dry.
In such an oxidizing atmosphere, it is efficiently oxidized, a protective oxide film having a desired thickness can be formed in a short time, and dopant diffusion from the substrate being oxidized to the epitaxial layer can be further suppressed.

このとき、前記保護酸化膜を形成する工程において、前記保護酸化膜を厚さ20〜200nmで形成することが好ましい。
このような厚さであれば、面取り部の研磨の際に、エピタキシャル層へのスクラッチ、パーティクル、汚染の発生を確実に防止できる。
At this time, in the step of forming the protective oxide film, the protective oxide film is preferably formed to a thickness of 20 to 200 nm.
With such a thickness, the occurrence of scratches, particles, and contamination on the epitaxial layer can be reliably prevented when the chamfered portion is polished.

このとき、前記保護酸化膜を形成する工程において、前記エピタキシャル層の成長温度TEP(℃)における拡散係数D(TEP)と成長時間tEP、及び、前記保護酸化膜の形成温度TOx(℃)における拡散係数D(TOx)と形成時間tOxが、√(D(TEP)×tEP)>2×√(D(TOx)×tOx)となるような酸化条件に設定し、該設定した酸化条件で前記保護酸化膜を形成することが好ましい。ここで、D(T)は温度Tにおけるドーパントの拡散係数(拡散定数)を表し、従って、D(TEP)はエピタキシャル成長温度での拡散係数を、D(TOx)は酸化膜形成温度での拡散係数を表す。また、成長時間tEPは具体的にはエピタキシャル成長温度での保持時間を、形成時間tOxは具体的には熱処理工程での最高温度での保持時間を表す。
このような酸化条件であれば、基板からエピタキシャル層へのドーパントの拡散を抑制しながら酸化することができ、ドーパント分布が良好な高品質のエピタキシャルウェーハを製造できる。
At this time, in the step of forming the protective oxide film, the diffusion coefficient D (T EP ) and the growth time t EP at the growth temperature T EP (° C.) of the epitaxial layer and the protective oxide film forming temperature T Ox ( C.) is set to oxidation conditions such that the diffusion coefficient D (T Ox ) and the formation time t Ox are √ (D (T EP ) × t EP )> 2 × √ (D (T Ox ) × t Ox ). The protective oxide film is preferably formed under the set oxidation conditions. Here, D (T) represents the diffusion coefficient (diffusion constant) of the dopant at the temperature T. Accordingly, D (T EP ) represents the diffusion coefficient at the epitaxial growth temperature, and D (T Ox ) represents the oxide film formation temperature. Represents the diffusion coefficient. Further, the growth time tEP specifically represents the holding time at the epitaxial growth temperature, and the formation time tOx specifically represents the holding time at the highest temperature in the heat treatment step.
Under such oxidation conditions, oxidation can be performed while suppressing diffusion of the dopant from the substrate to the epitaxial layer, and a high-quality epitaxial wafer having a good dopant distribution can be manufactured.

前記保護酸化膜を形成する工程の後、前記保護酸化膜上に窒化膜を形成し、その後、前記面取り部を研磨する工程を行うことが好ましい。
窒化膜は硬く、面取り部の研磨時にエピタキシャル層の表面にスクラッチ、パーティクル、汚染が生じることを確実に防止できる。
After the step of forming the protective oxide film, it is preferable to perform a step of forming a nitride film on the protective oxide film and then polishing the chamfered portion.
The nitride film is hard and can reliably prevent the occurrence of scratches, particles, and contamination on the surface of the epitaxial layer when the chamfered portion is polished.

前記窒化膜を、形成された厚さの半分未満の取り代で研磨し、その後、前記面取り部を研磨する工程を行うことが好ましい。
このような取り代で窒化膜を研磨すれば、エピタキシャル層表面の突起や異物を効果的に除去できる。
It is preferable to polish the nitride film with an allowance of less than half of the formed thickness, and then polish the chamfered portion.
If the nitride film is polished with such allowance, protrusions and foreign matters on the surface of the epitaxial layer can be effectively removed.

前記保護酸化膜を形成する工程の後、RTA装置で1200℃以上の温度まで昇温して20秒以上保持した後、30℃/秒以上の速度で常温まで冷却し、その後、前記面取り部を研磨する工程を行うことが好ましい。
このようなRTA処理を施すことで、基板内へ空孔が注入されて、デバイス熱処理等における酸素析出を促進させることができ、この際、保護酸化膜が形成されているためエピタキシャル層の表面状態の劣化も生じない。
After the step of forming the protective oxide film, the temperature is raised to a temperature of 1200 ° C. or higher with an RTA apparatus and held for 20 seconds or more, and then cooled to room temperature at a rate of 30 ° C./second or more. A polishing step is preferably performed.
By performing such RTA treatment, vacancies are injected into the substrate, and oxygen precipitation in device heat treatment or the like can be promoted. At this time, since a protective oxide film is formed, the surface state of the epitaxial layer Degradation does not occur.

前記保護酸化膜を除去した後、前記エピタキシャル層を、0.1μm以下の取り代で研磨することが好ましい。
保護酸化膜除去後にエピタキシャル層を上記の取り代で研磨すれば、よりパーティクルの少ない良好な鏡面を有するエピタキシャルウェーハを製造できる。
After removing the protective oxide film, the epitaxial layer is preferably polished with a margin of 0.1 μm or less.
If the epitaxial layer is polished with the above allowance after removal of the protective oxide film, an epitaxial wafer having a good mirror surface with fewer particles can be produced.

以上のように、本発明によれば、面取り部が平滑で、良好な表面状態のエピタキシャル層を有し、デバイスプロセス中のゲッタリング効果が強化されたエピタキシャルウェーハを効率的に低コストで製造することができる。   As described above, according to the present invention, an epitaxial wafer having an epitaxial layer with a smooth chamfered portion and a good surface state and an enhanced gettering effect in a device process is efficiently manufactured at low cost. be able to.

本発明のエピタキシャルウェーハの製造方法の一例を示すフロー図である。It is a flowchart which shows an example of the manufacturing method of the epitaxial wafer of this invention. エピタキシャル成長後の結晶方位<100>のウェーハの面取り部の<110>方向の異常エピタキシャル成長部を観察した図である。It is the figure which observed the abnormal epitaxial growth part of the <110> direction of the chamfering part of the wafer of the crystal orientation <100> after epitaxial growth. 実施例でエピタキシャル成長後のウェーハ外周部をプロファイラーで測定した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having measured the outer peripheral part of the wafer after epitaxial growth with the profiler in the Example. 実施例で面取り部の研磨後のウェーハ外周部をプロファイラーで測定した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having measured the wafer outer peripheral part after grinding | polishing of a chamfering part with the profiler in the Example. 実施例及び比較例で製造したエピタキシャルウェーハに酸素析出熱処理を施した後のBMD密度の測定結果である。It is a measurement result of the BMD density after performing oxygen precipitation heat processing to the epitaxial wafer manufactured by the Example and the comparative example.

以下、本発明について、実施態様の一例として、図を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
図1は、本発明の製造方法のフロー図である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail as an example of an embodiment with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto.
FIG. 1 is a flowchart of the manufacturing method of the present invention.

本発明では、まず、シリコン単結晶基板を準備する(図1(a))。
用意するシリコン単結晶基板としては、特に限定されず、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棒をスライスした後、面取り、ラッピング、エッチング、ポリッシュ等の加工を施して得られたウェーハとすることができる。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ェーハでも、表裏何れの面も研磨されていないエッチングウェーハでも良い。どのようなシリコン単結晶基板を用いるかについては規格により決定すればよい。
In the present invention, first, a silicon single crystal substrate is prepared (FIG. 1A).
The silicon single crystal substrate to be prepared is not particularly limited. For example, after slicing a silicon single crystal rod grown by the Czochralski method, a wafer obtained by chamfering, lapping, etching, polishing, etc. can do. It should be noted that it may be a normal polished wafer that has been polished on one or both sides, or an etched wafer that has not been polished on either side. What kind of silicon single crystal substrate is used may be determined according to the standard.

また、シリコン単結晶基板を、例えば、ドーパントが高濃度にドープされた20mΩcm以下、特には10mΩcm以下の抵抗率の基板として、PMOSやIGBTに好適なエピタキシャルウェーハを製造する場合には、エピタキシャル成長中のオートドープ防止の目的で、裏面酸化膜を予め形成するのが好ましい。この場合は、エピタキシャル層を成長させる側とは反対側の面(裏面)に、熱酸化やCVD等により酸化膜を形成した後、不要な部分をエッチング除去する等により形成できる。
一方、この裏面酸化膜は、基板とエピタキシャル層のドーパント濃度がほぼ等しいウェーハを製造する場合には、形成不要である。
Further, when an epitaxial wafer suitable for PMOS or IGBT is manufactured using a silicon single crystal substrate as a substrate having a resistivity of 20 mΩcm or less, particularly 10 mΩcm or less doped with a dopant at a high concentration, For the purpose of preventing auto-doping, it is preferable to form a back oxide film in advance. In this case, after an oxide film is formed on the surface (back surface) opposite to the side on which the epitaxial layer is grown by thermal oxidation, CVD, or the like, unnecessary portions can be removed by etching or the like.
On the other hand, this backside oxide film does not need to be formed when manufacturing a wafer in which the dopant concentrations of the substrate and the epitaxial layer are approximately equal.

次に、例えば輻射加熱の枚葉式エピタキシャル装置を用いて、シリコン単結晶基板上にエピタキシャル層を成長させる(図1(b))。
例えば、シリコンソースをトリクロロシラン、キャリアガスを水素として、1150℃前後の温度でプレベークを行い、最終的に必要なエピタキシャル層の厚さのウェーハ面内バラツキや所定の抵抗率の面内バラツキを少なくする条件を設定して成長させることができる。エピタキシャル層の成長させる厚さとしては特に限定されず、例えば先端CMOS用のウェーハの場合には5μm以上の厚さのエピタキシャル層を成長させる。
Next, an epitaxial layer is grown on the silicon single crystal substrate using, for example, a radiant heating single-wafer epitaxial apparatus (FIG. 1B).
For example, the silicon source is trichlorosilane, the carrier gas is hydrogen, and pre-baking is performed at a temperature of about 1150 ° C., and finally the required in-plane variation of the required epitaxial layer thickness and in-plane variation of a predetermined resistivity are reduced. You can set the conditions to grow. The thickness for growing the epitaxial layer is not particularly limited. For example, in the case of a wafer for leading-edge CMOS, an epitaxial layer having a thickness of 5 μm or more is grown.

図2は、エピタキシャル成長後の結晶方位<100>ウェーハの面取り部の<110>方向の異常エピタキシャル成長部を観察した図である(ORP)。エピタキシャル成長の際、面取り部の(311)、(111)、(110)等の特定の結晶方位面とその近傍にファセット成長が生じて、図2に示すような尖った形状の部位が形成される。このような部位は、デバイス製造工程中に、面取り部に発生する微小なチップ、欠けの原因となるが、本発明であれば、後工程の面取り研磨により、当該部位の平滑化を効率的に行うことができる。   FIG. 2 is a view of an abnormal epitaxial growth portion in the <110> direction of the chamfered portion of the crystal orientation <100> wafer after epitaxial growth (ORP). During epitaxial growth, facet growth occurs in a specific crystal orientation plane such as (311), (111), and (110) of the chamfered portion and its vicinity, and a pointed portion as shown in FIG. 2 is formed. . Such a part causes a minute chip or chipping generated in the chamfered part during the device manufacturing process. However, according to the present invention, the chamfering polishing in the subsequent process can efficiently smooth the part. It can be carried out.

次に、ピタキシャル層を形成したシリコン単結晶基板を例えば拡散炉(酸化炉)に投入し、酸化性雰囲気で、650〜800℃の温度で1時間以上保持した後に850℃以上の温度に昇温して、エピタキシャル層の表面に保護酸化膜を形成する(図1(c))。
この保護酸化膜によりその後の面取り部の研磨において、エピタキシャル層表面を保護し、傷やパーティクルの発生を防止できる。また、上記のような二段階熱処理を行うことで、比較的低温で効率的に酸化膜を形成できるため、基板からエピタキシャル層へのドーパントの拡散を防止できる。さらに、一段目で650〜800℃の温度で1時間以上保持することで、酸素析出のための核形成を行い、デバイスプロセスにおける熱処理中の酸素析出物形成を促進させることができる。
Next, the silicon single crystal substrate on which the epitaxial layer is formed is put into, for example, a diffusion furnace (oxidation furnace), held in an oxidizing atmosphere at a temperature of 650 to 800 ° C. for 1 hour or more, and then heated to a temperature of 850 ° C. or more. Then, a protective oxide film is formed on the surface of the epitaxial layer (FIG. 1C).
With this protective oxide film, the surface of the epitaxial layer can be protected and the generation of scratches and particles can be prevented in the subsequent polishing of the chamfered portion. Further, by performing the two-stage heat treatment as described above, an oxide film can be efficiently formed at a relatively low temperature, so that diffusion of dopant from the substrate to the epitaxial layer can be prevented. Furthermore, by holding at a temperature of 650 to 800 ° C. for 1 hour or longer in the first stage, nucleation for oxygen precipitation can be performed, and oxygen precipitate formation during heat treatment in the device process can be promoted.

通常、エピタキシャルウェーハの製造において、エピタキシャル成長中に基板の原子空孔濃度が低減するため、鏡面ウェーハと比較して、酸素析出が起りにくくなり、結果として、基板のゲッタリング効果が減少する。しかし、本発明であれば、保護酸化膜形成と同時に酸素析出核形成促進のための処理を行うことができ、鏡面ウェーハ以上に酸素析出物が形成され、ゲッタリング能力の高いエピタキシャルウェーハを効率的に製造できる。このため、本発明で製造したエピタキシャルウェーハであれば、ゲッタリング効果を必要とするデバイス品種へ、問題なく使用できる。   Usually, in the manufacture of an epitaxial wafer, the atomic vacancy concentration of the substrate is reduced during epitaxial growth, so that oxygen precipitation is less likely to occur compared to a mirror wafer, and as a result, the gettering effect of the substrate is reduced. However, according to the present invention, the process for promoting the formation of oxygen precipitate nuclei can be performed simultaneously with the formation of the protective oxide film, and oxygen precipitates are formed more than the mirror surface wafer, so that an epitaxial wafer having high gettering ability can be efficiently produced. Can be manufactured. For this reason, if it is the epitaxial wafer manufactured by this invention, it can be used without a problem for the device kind which requires a gettering effect.

このとき、エピタキシャル層の成長温度TEP(℃)における拡散係数D(TEP)と成長時間tEP、及び、保護酸化膜の形成温度TOx(℃)における拡散係数D(TOx)と形成時間tOxが、√(D(TEP)×tEP)>2×√(D(TOx)×tOx)となるような酸化条件に設定し、該設定した酸化条件で保護酸化膜を形成することが好ましい。
このように、熱処理時のドーパントの拡散の大きさの目安を示す√(D(T)×t)が上記のような条件であれば、保護酸化膜形成時に、基板からエピタキシャル層へドーパントが拡散することを抑制でき、素子の特性(リーク電流や逆耐圧)の劣化のない高品質のエピタキシャルウェーハを製造できる。このため、特に、ドーパントが高濃度にドープされた低抵抗基板を用いるエピタキシャルウェーハの製造に上記条件は好適である。
At this time, the diffusion coefficient D (T EP ) and growth time t EP at the growth temperature T EP (° C.) of the epitaxial layer, and the diffusion coefficient D (T Ox ) and formation at the formation temperature T Ox (° C.) of the protective oxide film. The oxidation condition is set such that the time t Ox is √ (D (T EP ) × t EP )> 2 × √ (D (T Ox ) × t Ox ), and the protective oxide film is formed under the set oxidation condition. It is preferable to form.
Thus, if √ (D (T) × t), which indicates a measure of the amount of dopant diffusion during heat treatment, is as described above, the dopant diffuses from the substrate to the epitaxial layer when the protective oxide film is formed. Therefore, it is possible to manufacture a high-quality epitaxial wafer without deteriorating element characteristics (leakage current and reverse breakdown voltage). For this reason, the above conditions are particularly suitable for the production of an epitaxial wafer using a low-resistance substrate doped with a dopant at a high concentration.

また、酸化方法としても、例えば、スチーム、ウェットO(水蒸気等を含有した酸素)及びドライOのいずれかの酸化雰囲気の条件で酸化することが、比較的低温、短時間で酸化膜を形成できるため好ましい。
また、20nm以上、特には30nm以上の厚さの保護酸化膜を形成することで、傷、パーティクルの発生防止の目的を確実に達成できる。保護酸化膜の厚さは200nm以下で傷の防止等には十分であり、上記のドーパント拡散も抑制できる。
In addition, as an oxidation method, for example, it is possible to oxidize an oxide film at a relatively low temperature in a short time by oxidizing under conditions of any one of steam, wet O 2 (oxygen containing water vapor, etc.) and dry O 2. Since it can form, it is preferable.
Further, by forming a protective oxide film having a thickness of 20 nm or more, particularly 30 nm or more, the purpose of preventing the generation of scratches and particles can be reliably achieved. The thickness of the protective oxide film is 200 nm or less, which is sufficient for preventing scratches and the like, and the above dopant diffusion can be suppressed.

次に、保護酸化膜上に、例えばCVD等により窒化膜を形成することが好ましい。
当該窒化膜の形成は必須ではないが、窒化膜は硬く、保護膜としての機能を向上させることができるため、形成するのが好ましい。この窒化膜の厚さは30nm以上であれば、エピタキシャル層表面の傷、パーティクルの発生を確実に防止できる。
Next, it is preferable to form a nitride film on the protective oxide film by, for example, CVD.
The formation of the nitride film is not essential, but it is preferably formed because the nitride film is hard and can improve the function as a protective film. If the thickness of the nitride film is 30 nm or more, scratches on the surface of the epitaxial layer and generation of particles can be reliably prevented.

次に、RTA(Rapid Thermal Annealing)装置で、例えば窒素雰囲気で、1200℃以上の温度まで急速昇温して20秒以上保持した後、30℃/秒以上の速度で常温まで冷却するRTA処理を行うことが好ましい(図1(d))。
このようなRTA処理を行えば、エピタキシャル成長中に減少した空孔濃度を増加させて、デバイスプロセスにおける酸素析出をより促進できる。
Next, with an RTA (Rapid Thermal Annealing) device, for example, in a nitrogen atmosphere, the temperature is rapidly raised to a temperature of 1200 ° C. or higher and held for 20 seconds or more, and then cooled to room temperature at a rate of 30 ° C./second or higher. It is preferable to carry out (FIG. 1 (d)).
By performing such an RTA process, it is possible to increase the concentration of vacancies reduced during the epitaxial growth and further promote oxygen precipitation in the device process.

また、窒化膜を形成している場合には、形成された厚さの半分未満の取り代で研磨することが好ましい。
このように窒化膜をストッパーとして研磨することで、傷等を防止しながらエピタキシャル層の突起や異物を除去することができる。
Further, when a nitride film is formed, it is preferable to polish with a machining allowance of less than half of the formed thickness.
By polishing the nitride film as a stopper in this way, it is possible to remove protrusions and foreign matters on the epitaxial layer while preventing scratches and the like.

次に、例えばアルカリベースの水溶液にコロイダルシリカを含有した研磨剤や、酸化セリウムを含有した研磨剤を用いて、面取り部を研磨する(図1(e))。
この面取り部の研磨により、エピタキシャル成長時に異常成長した部分を平滑化して、高精度に所望形状の面取り部とすることができる。この面取り部の研磨では、酸化膜とシリコンの研磨速度の比が1.0に近い研磨剤、研磨条件を用いることにより、研磨パッドに強く加圧される尖った部位を優先的に研磨することができる。本研磨により、尖った部位の形状を平滑化することにより、ウェーハハンドリング時のチップ、欠けの発生率を著しく低減させることができ、このため、デバイスの製造歩留まりを大きく向上できる。この際、保護酸化膜によりエピタキシャル層は保護されているため、エピタキシャル層の表面におけるキズ、パーティクル、汚染の発生を防止しながら研磨できる。
Next, the chamfered portion is polished using, for example, an abrasive containing colloidal silica in an alkali-based aqueous solution or an abrasive containing cerium oxide (FIG. 1 (e)).
By polishing the chamfered portion, a portion that has abnormally grown during the epitaxial growth can be smoothed to obtain a chamfered portion having a desired shape with high accuracy. In this chamfered portion polishing, a sharp portion that is strongly pressed against the polishing pad is preferentially polished by using a polishing agent and polishing conditions in which the polishing rate ratio of the oxide film and silicon is close to 1.0. Can do. By smoothing the shape of the pointed portion by this polishing, it is possible to remarkably reduce the generation rate of chips and chips during wafer handling, thereby greatly improving the manufacturing yield of devices. At this time, since the epitaxial layer is protected by the protective oxide film, polishing can be performed while preventing generation of scratches, particles and contamination on the surface of the epitaxial layer.

このとき、例えば、直径が200mmや300mmの鏡面ウェーハで広く用いられている面取り部を鏡面化するための研磨機を用いることができる。また、面取り部の研磨機では、表面、裏面どちらかの面を吸着してウェーハを回転することになるが、保護酸化膜の厚さは、この吸着の影響が残らない程度の厚さとして、上記した20nm以上の厚さが好ましい。また、保護酸化膜厚を必要最低限の厚さとして、研磨剤と研磨条件を酸化膜とシリコンの研磨速度の比が1.0に近い条件となるように設定して研磨することにより、保護酸化膜との境界でより一様で滑らかな形状を得ることが可能となる。   At this time, for example, it is possible to use a polishing machine for mirroring a chamfered part widely used in a mirror wafer having a diameter of 200 mm or 300 mm. In addition, in the chamfering part polishing machine, the wafer is rotated by adsorbing either the front surface or the back surface, but the thickness of the protective oxide film is as thick as the effect of this adsorption does not remain, The above thickness of 20 nm or more is preferable. In addition, the protective oxide film thickness is set to the minimum necessary thickness, and polishing is performed by setting the polishing agent and the polishing conditions so that the ratio of the polishing rate of the oxide film and silicon is close to 1.0. A more uniform and smooth shape can be obtained at the boundary with the oxide film.

また、裏面側の面取り部でも、エピタキシャル成長の際、<110>方向に(111)のファセットが生じる場合がある。さらに、ボロンドープの低抵抗基板を用いる場合等には、裏面酸化膜を形成して裏面をシールし、オートドープの抑制を行うことが多いが、この裏面酸化膜の外端で裏面クラウンが発生しやすい。このようなクラウンについても、本工程の面取り部の研磨で除去することが可能である。ただし、裏面側については、ファセット成長がそれほど顕著に起こらないため、裏面酸化膜を形成していない場合には、必ずしも裏面側は研磨処理しなくともよい。
なお、この際、予め面取り部を研削することも可能であるが、この場合は研磨により研削で生じた歪み層を除去する。
Further, even in the chamfered portion on the back surface side, (111) facets may occur in the <110> direction during epitaxial growth. In addition, when using a boron-doped low-resistance substrate, etc., a backside oxide film is formed and the backside is sealed to suppress autodoping, but a backside crown occurs at the outer edge of this backside oxide film. Cheap. Such a crown can also be removed by polishing the chamfered portion in this step. However, since facet growth does not occur so significantly on the back surface side, the back surface side does not necessarily have to be polished when the back surface oxide film is not formed.
In this case, it is possible to grind the chamfered portion in advance, but in this case, the strained layer generated by grinding is removed by polishing.

次に、保護酸化膜を除去する(図1(f))。
この際、保護酸化膜はフッ酸でエッチングして除去することができるが、二つの事項に配慮する必要がある。
Next, the protective oxide film is removed (FIG. 1 (f)).
At this time, the protective oxide film can be removed by etching with hydrofluoric acid, but two matters need to be taken into consideration.

一つは酸化膜をエッチングするときには異物が付着しやすく、また、付着した異物が除去されにくいことがよく知られている。これは、「HFラースト」と呼ばれる水素終端化処理の問題点でもある。そのために、フッ酸によるエッチング前にSC1洗浄液等で十分に洗浄を行って予め付着粒子を取り除くことや、界面活性剤を入れた酸性フッ化アンモニウムでエッチングすることが好ましい。
もう一つは、形状を整えることを優先する研磨条件では、研磨による微小な歪みや破砕層(研磨潜傷)が残ることである。面取り部なので完全にこれらの潜傷を除去する必要はないが、汚染源となったりするので、フッ酸でエッチングする前の洗浄では、アルカリの濃度を高くして潜傷部のエッチング量を多くして歪層を除去することが好ましい。このとき、アルカリを強くしても、保護酸化膜で保護されているため、エピタキシャル層表面にヘイズは発生しない。
One is well known that when etching an oxide film, foreign matter is likely to adhere, and the attached foreign matter is difficult to remove. This is also a problem of a hydrogen termination process called “HF last”. Therefore, it is preferable to remove the adhered particles in advance by thoroughly washing with an SC1 cleaning solution or the like before etching with hydrofluoric acid, or to etch with ammonium acid fluoride containing a surfactant.
The other is that, under polishing conditions where priority is given to shaping, minute distortions due to polishing and crushed layers (polishing latent scratches) remain. Since it is a chamfered part, it is not necessary to completely remove these latent scratches, but it may become a source of contamination, so in the cleaning before etching with hydrofluoric acid, the alkali concentration is increased to increase the etching amount of the latent scratches. It is preferable to remove the strained layer. At this time, even if alkali is strengthened, haze is not generated on the surface of the epitaxial layer because it is protected by the protective oxide film.

次に、例えば、スエードタイプの研磨布を用いてコロイダルシリカを主成分とする研磨剤により、エピタキシャル層を0.1μm以下の取り代で研磨することが好ましい(図1(g))。
保護酸化膜をエッチング除去する際に、鏡面が曇る、あるいは、微小な無数の粒子が付着することがある。そのような場合には、研磨取りしろ0.1μm以下となる条件で研磨し、ヘイズ、曇りの全くない良好な鏡面を有するエピタキシャルウェーハとすることが可能である。このような研磨を最終工程に付加することで、品質、コストの安定化を図ることができる。前工程で3μm以上の厚さのエピタキシャル層を形成しておけば、このような研磨を行っても、0.1μm以下の取り代なので厚さの絶対値やバラツキにはほとんど影響を及ぼすことはない。また、両面研磨のエピタキシャル基板を用いる場合には、この研磨を両面同時で行っても良い。
Next, for example, it is preferable to polish the epitaxial layer with an allowance of 0.1 μm or less with a polishing agent mainly composed of colloidal silica using a suede type polishing cloth (FIG. 1G).
When the protective oxide film is removed by etching, the mirror surface may become cloudy or countless fine particles may adhere. In such a case, it is possible to obtain an epitaxial wafer having a good mirror surface without any haze or haze by polishing under conditions that allow for polishing to be 0.1 μm or less. By adding such polishing to the final process, quality and cost can be stabilized. If an epitaxial layer with a thickness of 3 μm or more is formed in the previous process, even if such polishing is performed, since the allowance is 0.1 μm or less, the absolute value and variation of the thickness are hardly affected. Absent. In addition, when a double-sided polishing epitaxial substrate is used, this polishing may be performed simultaneously on both sides.

次に、例えば、仕上げ洗浄として、アンモニア−過酸化水素水溶液(SC1洗浄液)で洗浄し、更に塩酸−過酸化水素水溶液(SC2洗浄液)で洗浄することで、金属イオン汚染がなく、パーテイクル付着の極めて少ない良好な表面品質のエピタキシャルウェーハを得ることができる(図1(h))。   Next, for example, as a final cleaning, cleaning with an ammonia-hydrogen peroxide solution (SC1 cleaning solution), and further cleaning with a hydrochloric acid-hydrogen peroxide solution (SC2 cleaning solution) eliminates metal ion contamination and causes extremely high particle adhesion. An epitaxial wafer having a small and good surface quality can be obtained (FIG. 1 (h)).

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。
(実施例)
エピタキシャル成長用の基板として、CZ法により作製した直径200mm、結晶方位<100>、抵抗率20mΩcmのP型ウェーハを準備した。
この基板上に、枚葉式のエピタキシャル成長装置(AMATセンチュラ製)でSiHClを原料ガスとして、4.0μm/minの成長速度で厚さ6μmのエピタキシャル層を成長させた。成長時の温度は1150℃で行った。
エピタキシャル成長後の面取り部の形状をプロファイラーを用いて調べた。その結果を図3に示す。図3では<110>方向の外周部の位置の断面形状を示している。図3に示すように、面取り部に、ウェーハ主表面部分のエピタキシャル層表面を基準として、エピタキシャル層の厚さの5〜10%程度の高さのクラウンが成長していることが分かる。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are shown and this invention is demonstrated more concretely, this invention is not limited to these.
(Example)
As a substrate for epitaxial growth, a P-type wafer having a diameter of 200 mm, a crystal orientation <100>, and a resistivity of 20 mΩcm prepared by the CZ method was prepared.
On this substrate, an epitaxial layer having a thickness of 6 μm was grown at a growth rate of 4.0 μm / min using SiHCl 3 as a source gas by a single-wafer epitaxial growth apparatus (manufactured by AMAT Centura). The growth temperature was 1150 ° C.
The shape of the chamfered portion after epitaxial growth was examined using a profiler. The result is shown in FIG. FIG. 3 shows a cross-sectional shape of the position of the outer peripheral portion in the <110> direction. As shown in FIG. 3, it can be seen that a crown having a height of about 5 to 10% of the thickness of the epitaxial layer grows on the chamfered portion with reference to the epitaxial layer surface of the main surface portion of the wafer.

次に、このエピタキシャルウェーハを拡散炉内、酸素雰囲気下、700℃で1時間保持した後、1000℃で熱酸化し、0.1μmの保護酸化膜を形成した。
次に、RTA装置で1200℃、30秒保持した後、50℃/秒で冷却してRTA処理を行った。
Next, the epitaxial wafer was held in a diffusion furnace in an oxygen atmosphere at 700 ° C. for 1 hour, and then thermally oxidized at 1000 ° C. to form a protective oxide film having a thickness of 0.1 μm.
Next, after holding at 1200 ° C. for 30 seconds with an RTA apparatus, cooling was performed at 50 ° C./second to perform RTA treatment.

次に、鏡面面取り装置により、面取り部に対して、酸化セリウムを含有する研磨剤により研磨を行い、面取り部を鏡面状態にした。この際、(311)ファセットも平滑化できるように、研磨クロスに対してエピタキシャル面を5度以下の角度から研磨を行った。
面取り後のエピタキシャルウェーハの面取り部の形状をプロファイラーを用いて調べた。その結果を図4に示す。図4では<110>方向の外周部の位置の断面形状を示している。図4に示すように、面取り部の研磨により、クラウンの高さが低くなり形状が滑らかになっており、ハンドリングによる接触、衝撃でチッピングが生じる確率は大幅に低減することが可能になることがわかる。その他の部分はプロファイラーでの測定は難しいが、クラウンが生ずる表裏面と面取り部の境界だけではなく、面取り部全体にわたって、面取り部の研磨により尖った部分は平滑化されるので、ハンドリングによる接触、衝撃でチッピングの発生防止の効果が大きいと考えられる。
Next, with a mirror chamfering device, the chamfered portion was polished with an abrasive containing cerium oxide, and the chamfered portion was made into a mirror surface state. At this time, the epitaxial surface was polished from an angle of 5 degrees or less with respect to the polishing cloth so that the (311) facet could be smoothed.
The shape of the chamfered portion of the epitaxial wafer after chamfering was examined using a profiler. The result is shown in FIG. FIG. 4 shows a cross-sectional shape of the position of the outer peripheral portion in the <110> direction. As shown in FIG. 4, by chamfering the chamfered portion, the height of the crown is lowered and the shape is smooth, and the probability of chipping due to contact and impact by handling can be greatly reduced. Recognize. Other parts are difficult to measure with a profiler, but not only at the boundary between the front and back surfaces and the chamfered part where the crown occurs, but also over the entire chamfered part, the sharp part is smoothed by grinding the chamfered part, so contact by handling, It is thought that the effect of preventing the occurrence of chipping by impact is great.

その後、フッ酸による保護酸化膜のエッチング除去、仕上げ洗浄を行った後、800℃4時間、1000℃10時間の酸素析出熱処理を行い、エピタキシャルウェーハの酸素析出密度を測定した。測定結果を図5に示す。   Thereafter, the protective oxide film was removed by etching with hydrofluoric acid and finish cleaning was performed, followed by oxygen precipitation heat treatment at 800 ° C. for 4 hours and 1000 ° C. for 10 hours, and the oxygen precipitation density of the epitaxial wafer was measured. The measurement results are shown in FIG.

(比較例)
実施例と同様に、ウェーハを準備し、エピタキシャル成長、面取り部の研磨、エッチング除去、仕上げ洗浄を行った。ただし、面取り部の研磨前の保護酸化膜形成時には二段階熱処理は行わずに、1000℃で0.1μmの保護酸化膜を形成し、また、RTA処理も行わずにエピタキシャルウェーハを製造した。
その後、実施例と同様に、酸素析出熱処理を行い、エピタキシャルウェーハの酸素析出密度を測定した。測定結果を図5に示す。
(Comparative example)
As in the example, a wafer was prepared, and epitaxial growth, chamfered portion polishing, etching removal, and finish cleaning were performed. However, when forming the protective oxide film before polishing the chamfered portion, a two-step heat treatment was not performed, a protective oxide film of 0.1 μm was formed at 1000 ° C., and an epitaxial wafer was manufactured without performing the RTA process.
Thereafter, as in the example, an oxygen precipitation heat treatment was performed, and the oxygen precipitation density of the epitaxial wafer was measured. The measurement results are shown in FIG.

図5に示すように、実施例では、本発明の二段階熱処理を行っているため、良好に酸素析出が生じている。一方、比較例では、酸素析出が不十分である。   As shown in FIG. 5, in the example, since the two-stage heat treatment of the present invention is performed, oxygen precipitation is favorably generated. On the other hand, in the comparative example, oxygen precipitation is insufficient.

なお、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、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。   The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.

Claims (8)

シリコン単結晶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ェーハを製造する方法において、
前記シリコン単結晶基板上に、エピタキシャル層を成長させる工程と、
該エピタキシャル層を成長させたシリコン単結晶基板を、650〜800℃の温度で1時間以上保持した後に850℃以上の温度に昇温して、前記エピタキシャル層の表面に保護酸化膜を形成する工程と、
該保護酸化膜を形成したシリコン単結晶基板の面取り部を研磨する工程と、
その後、前記保護酸化膜を除去して、仕上げ洗浄を行う工程とを含むことを特徴とするエピタキシャルウェーハの製造方法。
In a method of manufacturing an epitaxial wafer by growing an epitaxial layer on a silicon single crystal substrate,
Growing an epitaxial layer on the silicon single crystal substrate;
A process of forming a protective oxide film on the surface of the epitaxial layer by holding the silicon single crystal substrate on which the epitaxial layer has been grown at a temperature of 650 to 800 ° C. for 1 hour or more and then raising the temperature to 850 ° C. or more. When,
Polishing the chamfered portion of the silicon single crystal substrate on which the protective oxide film is formed;
Then, the process of removing the said protective oxide film and performing a final cleaning is included, The manufacturing method of the epitaxial wafer characterized by the above-mentioned.
前記保護酸化膜を形成する工程において、スチーム、ウェット及びドライのいずれかの酸化雰囲気で前記保護酸化膜を形成す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ェーハの製造方法。   The method for producing an epitaxial wafer according to claim 1, wherein in the step of forming the protective oxide film, the protective oxide film is formed in an oxidizing atmosphere of steam, wet, or dry. 前記保護酸化膜を形成する工程において、前記保護酸化膜を厚さ20〜200nmで形成す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ェーハの製造方法。   3. The method for manufacturing an epitaxial wafer according to claim 1, wherein in the step of forming the protective oxide film, the protective oxide film is formed with a thickness of 20 to 200 nm. 前記保護酸化膜を形成する工程において、前記エピタキシャル層の成長温度TEP(℃)における拡散係数D(TEP)と成長時間tEP、及び、前記保護酸化膜の形成温度TOx(℃)における拡散係数D(TOx)と形成時間tOxが、√(D(TEP)×tEP)>2×√(D(TOx)×tOx)となるような酸化条件に設定し、該設定した酸化条件で前記保護酸化膜を形成することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。 In the step of forming the protective oxide film, the diffusion coefficient D (T EP ) and the growth time t EP at the growth temperature T EP (° C.) of the epitaxial layer and the formation temperature T Ox (° C.) of the protective oxide film The diffusion coefficient D (T Ox ) and the formation time t Ox are set to oxidation conditions such that √ (D (T EP ) × t EP )> 2 × √ (D (T Ox ) × t Ox ) The method for producing an epitaxial wafer according to any one of claims 1 to 3, wherein the protective oxide film is formed under set oxidation conditions. 前記保護酸化膜を形成する工程の後、前記保護酸化膜上に窒化膜を形成し、その後、前記面取り部を研磨する工程を行うことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。   5. The method according to claim 1, wherein after the step of forming the protective oxide film, a step of forming a nitride film on the protective oxide film and then polishing the chamfered portion is performed. The manufacturing method of the epitaxial wafer of claim | item. 前記窒化膜を、形成された厚さの半分未満の取り代で研磨し、その後、前記面取り部を研磨する工程を行うことを特徴とする請求項5に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。   6. The method of manufacturing an epitaxial wafer according to claim 5, wherein the nitride film is polished with a machining allowance of less than half of the formed thickness, and then the chamfered portion is polished. 前記保護酸化膜を形成する工程の後、RTA装置で1200℃以上の温度まで昇温して20秒以上保持した後、30℃/秒以上の速度で常温まで冷却し、その後、前記面取り部を研磨する工程を行うことを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。   After the step of forming the protective oxide film, the temperature is raised to a temperature of 1200 ° C. or higher with an RTA apparatus and held for 20 seconds or more, and then cooled to room temperature at a rate of 30 ° C./second or more. The method for manufacturing an epitaxial wafer according to any one of claims 1 to 6, wherein a polishing step is performed. 前記保護酸化膜を除去した後、前記エピタキシャル層を、0.1μm以下の取り代で研磨することを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。   The method for manufacturing an epitaxial wafer according to claim 1, wherein after removing the protective oxide film, the epitaxial layer is polished with a machining allowance of 0.1 μm or less.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107039300A (en) * 2015-11-16 2017-08-11 胜高股份有限公司 The method for evaluating quality of Silicon Wafer, the manufacture method of Silicon Wafer and Silicon Wafer
JP2017204504A (en) * 2016-05-09 2017-11-16 信越半導体株式会社 Epitaxial wafer evaluation method
CN112368429A (en) * 2018-06-26 2021-02-12 株式会社Flosfia Film forming method and crystalline layered structure
TWI779447B (en) * 2020-10-09 2022-10-01 大陸商上海新昇半導體科技有限公司 Method for detecting temperature of thermal chamber

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06112173A (en) * 1992-09-28 1994-04-22 Shin Etsu Handotai Co Ltd Manufacture of semiconductor silicon epitaxial substrate
JP2006190896A (en) * 2005-01-07 2006-07-20 Renesas Technology Corp Epitaxial silicon wafer and its manufacturing method, and semiconductor device and its manufacturing method
WO2010116761A1 (en) * 2009-04-10 2010-10-14 株式会社Sumco Method for manufacturing epitaxial silicon wafer, and epitaxial silicon wafer

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06112173A (en) * 1992-09-28 1994-04-22 Shin Etsu Handotai Co Ltd Manufacture of semiconductor silicon epitaxial substrate
JP2006190896A (en) * 2005-01-07 2006-07-20 Renesas Technology Corp Epitaxial silicon wafer and its manufacturing method, and semiconductor device and its manufacturing method
WO2010116761A1 (en) * 2009-04-10 2010-10-14 株式会社Sumco Method for manufacturing epitaxial silicon wafer, and epitaxial silicon wafer

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107039300A (en) * 2015-11-16 2017-08-11 胜高股份有限公司 The method for evaluating quality of Silicon Wafer, the manufacture method of Silicon Wafer and Silicon Wafer
JP2017204504A (en) * 2016-05-09 2017-11-16 信越半導体株式会社 Epitaxial wafer evaluation method
CN112368429A (en) * 2018-06-26 2021-02-12 株式会社Flosfia Film forming method and crystalline layered structure
JPWO2020004249A1 (en) * 2018-06-26 2021-08-12 株式会社Flosfia Film formation method and crystalline laminated structure
JP7404593B2 (en) 2018-06-26 2023-12-26 株式会社Flosfia Film formation method and crystalline laminated structure
TWI779447B (en) * 2020-10-09 2022-10-01 大陸商上海新昇半導體科技有限公司 Method for detecting temperature of thermal chamber

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