JP2018199591A - ＳｉＣウエハの製造方法、エピタキシャルウエハの製造方法、及びエピタキシャルウエハ - Google Patents

Abstract

【課題】ＳｉＣウエハの外周面の加工ダメージを十分に除去することが可能なＳｉＣウエハの製造方法を提供する。【解決手段】ＳｉＣウエハ４０の製造方法は、エピタキシャル層４１を形成する前のＳｉＣウエハ４０に対して以下の外周面ダメージ除去工程を含む処理を行う。外周面ダメージ除去工程では、エピタキシャル層４１を形成する面を主面としてその反対側を裏面として、主面と裏面を接続する面を外周面としたときに、ＳｉＣウエハ４０の少なくとも外周面をＳｉ蒸気圧下で加熱することで当該外周面の加工ダメージを除去する。【選択図】図４

Description

本発明は、主として、外周面の加工ダメージが除去されたＳｉＣウエハの製造方法に関する。

ＳｉＣウエハの製造工程では、インゴットからＳｉＣウエハを作製した後に、当該ＳｉＣウエハの角部の欠け等を防止するために、外周面に面取りが形成される。この面取りは、砥石等を用いた機械加工により形成される。しかし、この機械加工により、ＳｉＣウエハの外周面に加工ダメージ（加工歪み、欠け、クラック等）が形成される。

特許文献１は、面取りが形成された後のＳｉＣウエハの外周面に、更に粗研磨及び仕上げ研磨を行うことで、外周面の加工ダメージを除去する技術を開示する。外周面に加工ダメージが存在する場合、ステップフロー成長により加工ダメージが欠陥としてエピタキシャル層に伝播する可能性がある。従って、外周面の加工ダメージを除去することで、欠陥が少ないエピタキシャル層を形成することができる。

特開２０１６−３２００２号公報

しかし、特許文献１で行われる粗研磨及び仕上げ研磨は、面取り加工と同様に機械加工であるため、ＳｉＣウエハの外周面の加工ダメージを十分に除去できない可能性がある。更に、粗研磨及び仕上げ研磨を行うことで、新たな加工ダメージが発生する可能性もある。

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その主要な目的は、ＳｉＣウエハの外周面の加工ダメージを十分に除去することが可能なＳｉＣウエ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効果

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

本発明の第１の観点によれば、エピタキシャル層を形成する前のＳｉＣウエハに対して、以下の外周面ダメージ除去工程を含むＳｉＣウエハの製造方法が提供される。前記外周面ダメージ除去工程では、前記エピタキシャル層を形成する面を主面としてその反対側を裏面として、主面と裏面を接続する面を外周面としたときに、前記ＳｉＣウエハの少なくとも外周面をＳｉ蒸気圧下で加熱することで当該外周面の加工ダメージを除去する。

これにより、外周面ダメージ除去工程によってＳｉＣウエハの外周面の加工ダメージが十分に除去されるため、加工ダメージに起因するエピタキシャル層の欠陥を大幅に減少させることができる。特に、Ｓｉ蒸気圧エッチングは、機械加工ではなく熱化学的エッチングであるため、加工ダメージの原因とならない。従って、機械的な研磨とは異なり、新たな加工ダメージが形成されることなく、現在の加工ダメージを除去できる。

前記のＳｉＣウエハの製造方法においては、前記ＳｉＣウエハの外周面を機械加工することで面取りを行う外周面加工工程が行われた前記ＳｉＣウエハに対して、前記外周面ダメージ除去工程が行われることが好ましい。

これにより、通常のＳｉＣウエハの製造工程に本発明を組み込むことができる。

前記のＳｉＣウエハの製造方法においては、以下のようにすることが好ましい。即ち、前記ＳｉＣウエハの外周面を機械加工することで面取りを行う外周面加工工程が行われていない前記ＳｉＣウエハに対して、前記外周面ダメージ除去工程が行われる。前記外周面ダメージ除去工程では、外周面の加工ダメージの除去に加え、前記ＳｉＣウエハの外周面の面取りが行われる。

これにより、機械加工による外周面加工工程を省略できるので、製造工程の工程数を減らすことができる。

前記のＳｉＣウエハの製造方法においては、前記ＳｉＣウエハの主面及び裏面の少なくとも一方を機械加工して除去することで前記ＳｉＣウエハの厚さを調整する厚さ調整工程が行われた前記ＳｉＣウエハに対して、前記外周面ダメージ除去工程が行われることが好ましい。

Ｓｉ蒸気圧エッチングによる外周面ダメージ除去工程では、機械的な研磨と異なり、処理時にＳｉＣウエハの割れが発生しにくいため、厚さ調整工程後であっても外周面ダメージ除去工程を行うことができる。

前記のＳｉＣウエハの製造方法においては、前記厚さ調整工程により厚さが１００μｍ以下となった前記ＳｉＣウエハに対して、前記外周面ダメージ除去工程が行われることが好ましい。

これにより、特に割れが発生し易い厚さが１００μｍ以下のＳｉＣウエハに対しても、割れ又は欠け等を発生させずに外周面ダメージ除去工程を行うことができる。

前記のＳｉＣウエハの製造方法においては、以下のようにすることが好ましい。即ち、前記ＳｉＣウエハの主面及び裏面の少なくとも一方を機械加工して除去することで前記ＳｉＣウエハの厚さを調整する第１厚さ調整工程が行われた前記ＳｉＣウエハに対して、前記外周面ダメージ除去工程が行われる。前記外周面ダメージ除去工程では、外周面の加工ダメージの除去に加え、前記ＳｉＣウエハの厚さが更に調整される。

これにより、機械加工による厚さ調整工程を短縮できる。また、厚さ調整工程時のＳｉＣウエハの割れを防止できる。

前記のＳｉＣウエハの製造方法においては、以下のようにすることが好ましい。即ち、前記ＳｉＣウエハの外周面を機械加工することで面取りを行う外周面加工工程が行われておらず、更に、前記ＳｉＣウエハの主面及び裏面の少なくとも一方を機械加工して除去することで前記ＳｉＣウエハの厚さを調整する厚さ調整工程が行われていない前記ＳｉＣウエハに対して、前記外周面ダメージ除去工程が行われる。前記外周面ダメージ除去工程では、外周面の加工ダメージの除去に加え、前記ＳｉＣウエハの外周面の面取りと、前記ＳｉＣウエハの厚さの調整と、が行われる。

これにより、機械加工による外周面加工工程及び厚さ調整工程を省略できるので、製造工程の工程数を減らすことができる。

本発明の第２の観点によれば、前記のＳｉＣウエハの製造方法を用いて製造されたＳｉＣウエハに対して、前記エピタキシャル層を形成するエピタキシャル層形成工程を行う、エピタキシャルウエハの製造方法が提供される。

これにより、欠陥が少ないエピタキシャル層が形成されたエピタキシャルウエハを製造できる。

本発明の第３の観点によれば、以下の構成のエピタキシャルウエハが提供される。即ち、このエピタキシャルウエハは、ＳｉＣウエハと、前記ＳｉＣウエハに形成されるエピタキシャル層と、を備える。前記エピタキシャル層は、ステップフロー成長の上流側に位置するオリエンテーションフラットにおいて、当該ステップフロー成長の上流側の端部からエピタキシャルウエハの中央側に１００μｍ以上拡張している欠陥が１．５個／ｍｍ以下である。

これにより、ステップフロー成長の上流側に位置する端部から拡張している欠陥が少ないため、歩留まりを良好にするとともに、エピタキシャルウエハの割れ又は欠け等を防止することができる。

前記のエピタキシャルウエハにおいては、前記ＳｉＣウエハの厚さが１００μｍ以下であることが好ましい。

これにより、欠陥が少なく、更に厚さが小さいエピタキシャルウエハが実現できる。

本発明のＳｉ蒸気圧エッチングで用いる高温真空炉の概要を説明する図。 従来例のエピタキシャルウエハの製造工程を模式的に示す図。 外周面の加工ダメージを起点に欠陥が拡張してエピタキシャル層に欠陥が発生する様子を示す模式図。 第１実施形態のエピタキシャルウエハの製造工程を模式的に示す図。 Ｓｉ蒸気圧エッチングによる外周面ダメージ除去工程でエピタキシャル層の欠陥が減少していることを確認した実験の顕微鏡写真。 第２実施形態のエピタキシャルウエハの製造工程を模式的に示す図。 第３実施形態のエピタキシャルウエハの製造工程を模式的に示す図。 第４実施形態のエピタキシャルウエハの製造工程を模式的に示す図。

次に、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。初めに、図１を参照して、本実施形態の加熱処理で用いる高温真空炉１０について説明する。

図１に示すように、高温真空炉１０は、本加熱室２１と、予備加熱室２２と、を備えている。本加熱室２１は、少なくとも表面が単結晶４Ｈ−ＳｉＣ等で構成されるＳｉＣウエハ４０（単結晶ＳｉＣ基板）を１０００℃以上２３００℃以下の温度に加熱することができる。予備加熱室２２は、ＳｉＣウエハ４０を本加熱室２１で加熱する前に予備加熱を行うための空間である。

本加熱室２１には、真空形成用バルブ２３と、不活性ガス注入用バルブ２４と、真空計２５と、が接続されている。真空形成用バルブ２３は、本加熱室２１の真空度を調整することができる。不活性ガス注入用バルブ２４は、本加熱室２１内の不活性ガス（固体のＳｉＣとの反応性に乏しいガス、例えばＡｒガス等の希ガス）の圧力を調整することができる。真空計２５は、本加熱室２１内の真空度を測定することができる。

本加熱室２１の内部には、ヒータ２６が備えられている。また、本加熱室２１の側壁及び天井には図略の熱反射金属板が固定されており、この熱反射金属板は、ヒータ２６の熱を本加熱室２１の中央部に向けて反射させるように構成されている。これにより、ＳｉＣウエハ４０を強力かつ均等に加熱し、１０００℃以上２３００℃以下の温度まで昇温させることができる。なお、ヒータ２６としては、例えば、抵抗加熱式のヒータ又は高周波誘導加熱式のヒータを用いることができる。

高温真空炉１０は、坩堝（収容容器）３０に収容されたＳｉＣウエハ４０に対して加熱を行う。坩堝３０は、適宜の支持台等に載せられており、この支持台が動くことで、少なくとも予備加熱室から本加熱室まで移動可能に構成されている。坩堝３０は、互いに嵌合可能な上容器３１と下容器３２とを備えている。坩堝３０の下容器３２は、ＳｉＣウエハ４０の主面及び裏面の両方を露出させるように、当該ＳｉＣウエハ４０を支持可能である。

坩堝３０は、ＳｉＣウエハ４０が収容される内部空間の壁面（上面、側面、底面）を構成する部分において、外部側から内部空間側の順に、タンタル層（Ｔａ）、タンタルカーバイド層（ＴａＣ及びＴａ₂Ｃ）、及びタンタルシリサイド層（ＴａＳｉ₂又はＴａ₅Ｓｉ₃等）から構成されている。

このタンタルシリサイド層は、加熱を行うことで、内部空間にＳｉを供給する。また、坩堝３０にはタンタル層及びタンタルカーバイド層が含まれるため、周囲のＣ蒸気を取り込むことができる。これにより、加熱時に内部空間内を高純度のＳｉ雰囲気とすることができる。なお、Ｓｉ源としては、タンタルシリサイド層に代えて、固体のＳｉ等を用いることもできる。この場合、加熱時に固体のＳｉが昇華することで、内部空間内を高純度のＳｉ蒸気圧とすることができる。

ＳｉＣウエハ４０を加熱する際には、初めに、図１の鎖線で示すように坩堝３０を高温真空炉１０の予備加熱室２２に配置して、適宜の温度（例えば約８００℃）で予備加熱する。次に、予め設定温度（例えば、約１８００℃）まで昇温させておいた本加熱室２１へ坩堝３０を移動させる。その後、圧力等を調整しつつＳｉＣウエハ４０を加熱する。なお、予備加熱を省略しても良い。

次に、インゴット４から、エピタキシャル形成用のＳｉＣウエハ４０を製造する工程について説明する。初めに、従来の製造工程について図２を参照して説明する。

インゴット４は、公知の昇華法又は溶液成長法等によって作製される単結晶ＳｉＣの塊である。インゴットは、要求されるインチ数となるように外周面が研削される。この研削により、インゴットの外周面には、加工ダメージが形成される。

ＳｉＣウエハ４０は、このインゴット４から作製される。具体的には、ダイヤモンドワイヤ等の切断手段によってインゴット４を所定の間隔で切断することで、複数のＳｉＣウエハ４０を作製する（ウエハ作製工程）。なお、インゴット４からＳｉＣウエハ４０を別の方法で作製することもできる。例えば、インゴット４にレーザー照射等でダメージ層を設けた後に、ウエハ形状にして取り出すこともできる。また、インゴット等から得られた単結晶ＳｉＣ基板と多結晶ＳｉＣ基板とを貼り合わせた後に、必要に応じて剥離等の処理を行うことで、少なくとも表面が単結晶ＳｉＣのＳｉＣウエハ４０を作製できる。

また、インゴット４からＳｉＣウエハ４０を作製する際には、インゴット４の切断等を行う角度が調整されることで、ＳｉＣウエハ４０に所定のオフ角が形成される。これにより、ＳｉＣウエハ４０は、例えば＜１１−２０＞方向又は＜１−１００＞方向に対するオフ角を有することとなる。

図２に示すように、ＳｉＣウエハ４０は、主面と、裏面と、外周面と、を有している。主面は、後工程でエピタキシャル層が形成される面であり、結晶面で表現すると、（０００１）面又は（０００−１）面（即ち、Ｓｉ面又はＣ面）であり、ＳｉＣウエハ４０の面のうち面積が最も大きい２面（本実施形態では略円形の面）のうちの一方である。裏面は、面積が最も大きい２面の他方であり、主面の反対側の面である。外周面は、主面と裏面とを接続する面であり、略円板状のＳｉＣウエハ４０の側面（円板の軸方向で見たときに円の輪郭及びその近傍を構成する面）である。

ウエハ作製工程の次には、ＳｉＣウエハ４０の外周面に対して、機械加工により面取りが行われる（外周面加工工程）。この面取りは、図２に示すように外周面に所定の円弧を形成する丸み面取りであっても良いし、所定の角度で斜めに切り取る面取りであっても良い。この機械加工による面取りが行われることで、ＳｉＣウエハ４０の外周面に加工ダメージが形成される。

次に、ＳｉＣウエハ４０の主面及び裏面の少なくとも一方に対して、ダイヤモンドホイール等による機械的な研削等の機械加工が行われる（厚さ調整工程）。厚さ調整工程は、ＳｉＣウエハ４０を所望の厚さにするために行う工程である。

次に、ＳｉＣウエハ４０の主面に対して、エピタキシャル層４１を形成するエピタキシャル層形成工程を行う。エピタキシャル層形成工程では、サセプタにＳｉＣウエハ４０をセットし、サセプタを加熱容器に収容して化学蒸着法（ＣＶＤ法）を行う。そして、高温環境下で原料ガス等を導入することで、ＳｉＣ基板に単結晶ＳｉＣからなるエピタキシャル層が形成される。なお、エピタキシャル層４１の形成は異なる方法で行うこともできる。例えば、溶液成長法又は近接昇華法等を用いてエピタキシャル層４１を形成することもできる。また、エピタキシャル層４１が形成されたＳｉＣウエハ４０をエピタキシャルウエハ４２と称する。

上述したように、従来例のＳｉＣウエハ４０には、インゴットの外径円筒研削及び外周面加工工程等によって、外周面に加工ダメージが形成されており、その状態でエピタキシャル層形成工程が行われる。ここで、図３に示すように、ＳｉＣウエハ４０にはオフ角が形成されているため、ＳｉＣウエハ４０はステップ構造を有している。そして、エピタキシャル層形成工程では、このステップ部分が延びるように成長するステップフロー成長が行われる。ステップフロー成長により、外周面に存在する加工ダメージ（加工歪み、欠け、クラック等）が欠陥（積層欠陥、粒界、異種多形、及び転位等）として伝播して、エピタキシャル層４１（具体的には、成長方向の起点側の端部近傍）に欠陥が発生することとなる。

このような事情に鑑み、本実施形態では、加工ダメージに起因するエピタキシャル層４１の欠陥を減少させたエピタキシャルウエハ４２を製造可能である。以下、本実施形態のエピタキシャルウエハ４２の製造方法について図４を参照して説明する。図４は、第１実施形態のエピタキシャルウエハ４２の製造工程を模式的に示す図である。

本実施形態の製造方法では、初めに、ウエハ作製工程、外周面加工工程、及び厚さ調整工程が行われる。これらの工程は、従来例と同様であるため、説明を省略する。従って、厚さ調整工程が行われた後のＳｉＣウエハ４０の外周面には、加工ダメージが存在している。

次に、本実施形態では、Ｓｉ蒸気圧エッチングによる外周面ダメージ除去工程が行われる。以下、Ｓｉ蒸気圧エッチングについて説明する。Ｓｉ蒸気圧エッチングは、ＳｉＣウエハ４０を坩堝３０に収容し、上述したＳｉ源が坩堝３０内に存在する状態で（かつＳｉ及び不活性ガス以外の元素を積極的に供給しない状態で）、１５００℃以上２２００℃以下、望ましくは１６００℃以上２０００℃以下の温度範囲で高温真空炉１０を用いて加熱を行う。これにより、坩堝３０内が高純度のＳｉ蒸気圧下となり、この状態でＳｉＣウエハ４０が加熱される。これにより、ＳｉＣウエハ４０の外周面の表面がエッチングされるとともに当該表面が平坦化されていく。このＳｉ蒸気圧エッチングの際には、以下に示す反応が行われる。簡単に説明すると、ＳｉＣウエハ４０がＳｉ蒸気圧下で加熱されることで、ＳｉＣウエハ４０のＳｉＣが熱分解ならびにＳｉとの化学反応によってＳｉ₂Ｃ又はＳｉＣ₂等になって昇華するとともに、Ｓｉ雰囲気下のＳｉがＳｉＣウエハ４０の外周面の表面でＣと結合して自己組織化が起こり平坦化される。
（１） ＳｉＣ（ｓ） → Ｓｉ（ｖ）I ＋ Ｃ（ｓ）I
（２） ２ＳｉＣ（ｓ） → Ｓｉ（ｖ）II ＋ ＳｉＣ₂（ｖ）
（３） ＳｉＣ（ｓ） ＋ Ｓｉ（ｖ）I+II → Ｓｉ₂Ｃ（ｖ）

Ｓｉ蒸気圧エッチングは、機械加工ではなく熱化学的エッチングであるため、加工ダメージの原因とならない。従って、機械的な研磨とは異なり、新たな加工ダメージが形成されることなく、現在の加工ダメージを除去できる。具体的には、特許文献１等のように機械的な研磨を行って加工ダメージを除去する場合、砥石又は砥粒等を外周面に押し付けることになるため、外周面の内部に新たな加工歪み等が生じる可能性がある。この点、Ｓｉ蒸気圧エッチングでは新たな加工歪み等を生じさせることなく加工ダメージを除去できる。ここで、機械加工による厚さ調整工程が行われたことによりＳｉＣウエハ４０の主面及び裏面にも加工ダメージが形成されている。この点、Ｓｉ蒸気圧エッチングは、複数の面を同時にエッチングすることができる。従って、外周面だけでなく、主面及び裏面（又は主面のみ）に形成された加工ダメージもＳｉ蒸気圧エッチングによって同時に除去できる。

次に、外周面の加工ダメージが除去されたＳｉＣウエハ４０の主面に対して、エピタキシャル層４１を形成するエピタキシャル層形成工程を行う。エピタキシャル層形成工程は従来例と同じであるため説明を省略する。ここで、本実施形態では、外周面ダメージ除去工程によってＳｉＣウエハ４０の外周面の加工ダメージが十分に除去されるため、加工ダメージに起因するエピタキシャル層４１の欠陥を大幅に減少させることができる。特に、Ｓｉ蒸気圧エッチングにより外周面ダメージ除去工程が行われているため、機械的な研磨を行う場合と比較しても、加工ダメージに起因するエピタキシャル層４１の欠陥を減少させることができる。なお、エピタキシャル層４１の欠陥を減少させることだけを目的とする場合、ステップフロー成長方向の起点側の外周面の加工ダメージのみを除去すれば良い。しかし、本実施形態では、取扱い時にクラック等に起因してＳｉＣウエハ４０が割れること等を防止するために、外周面の全体にわたって加工ダメージを除去している。

図５は、Ｓｉ蒸気圧エッチングによる外周面ダメージ除去工程を行うことにより、エピタキシャル層４１の欠陥が減少することを確かめるために行った実験で得られた顕微鏡写真である。この実験では、３種類のＳｉＣウエハ４０に約１０μｍの厚さのエピタキシャル層４１を形成し、エピタキシャル層４１の端部（詳細には＜１−１００＞方向にほぼ平行なオリエンテーションフラット）を上から（厚さ方向で）顕微鏡で観察した。この実験で用いたエピタキシャルウエハは＜１１−２０＞方向に対して傾斜するようなオフ角が形成されているため、＜１−１００＞方向にほぼ平行なオリエンテーションフラットは、ステップフロー成長の上流側に位置する端部に相当する。図５（ａ）は、図２の従来例と同様の処理が行われたＳｉＣウエハ４０に形成されたエピタキシャル層４１の観察結果である。図５（ｂ）は、本実施形態と同様の処理が行われたＳｉＣウエハ４０に形成されたエピタキシャル層４１の観察結果である。図５（ｃ）は、本実施形態から機械加工による外周面加工工程を除いた処理（即ち後述の第２実施形態と同様の処理）が行われたＳｉＣウエハ４０に形成されたエピタキシャル層４１の観察結果である。

Ｓｉ蒸気圧エッチングによる外周面ダメージ除去工程が行われていない図５（ａ）には、エピタキシャル層４１に多数の欠陥（図の左右方向に延びる線状の部分）が存在することが確認できる。これに対し、Ｓｉ蒸気圧エッチングによる外周面ダメージ除去工程が行われた図５（ｂ）及び図５（ｃ）では、エピタキシャル層４１の欠陥が殆ど確認できない。この実験で示されたように、Ｓｉ蒸気圧エッチングによる外周面ダメージ除去工程が行われることで、エピタキシャル層４１の端部の欠陥を大幅に減少させることができる。

以下、エピタキシャル層４１の端部の欠陥数の発生状況を評価する評価方法について説明する。この評価方法で計測の対象となる欠陥は、エピタキシャルウエハのエピタキシャル層の表面に生じており、ステップフロー成長の上流側に位置する端部からウエハ中央側（詳細には上面視でオリエンテーションフラットと垂直な方向、即ち＜１１−２０方向＞）に１００μｍ以上拡張している欠陥である。また、この欠陥の計測は、＜１−１００＞方向にほぼ平行なオリエンテーションフラットに沿う方向の長さが２．５ｍｍ以上の領域について行う。以上の計測を行い、オリエンテーションフラットに沿う方向の長さが１ｍｍあたりに存在する上記の欠陥の個数を算出する。

図５（ａ）から図５（ｃ）は、オリエンテーションフラットに沿う方向の長さが２．６７ｍｍである。また、各エピタキシャルウエハにおいて、図５（ａ）では上記の欠陥が１１個、図５（ｂ）では上記の欠陥が１個、図５（ｃ）では上記の欠陥が４個確認できる。従って、各欠陥の個数を２．６７ｍｍで除することにより、各エピタキシャルウエハにおいて、図５（ａ）では、４．１２個／ｍｍ、図５（ｂ）では、０．３７個／ｍｍ、図５（ｃ）では、１．５０個／ｍｍとなる。このように、Ｓｉ蒸気圧エッチングによる外周面ダメージ除去工程を行うことで、ステップフロー成長の上流側に位置する端部から拡張する欠陥の数を少なくする（具体的には１．５０個／ｍｍ以下）ことができる。

また、オリエンテーションフラットは他の外周部と加工方法が異なるためより大きな加工ダメージが発生する可能性がある。具体的には、インゴットに外径円筒研削が行われた後に、外形の一部を平面にする機械加工が更に行われることでオリエンテーションフラットが形成される。この外形の一部を平面にする加工は、当然であるが、オリエンテーションフラットが形成されない箇所には行われない。このように、オリエンテーションフラットには、他の部分よりも多く機械加工が行われているため、大きな加工ダメージが発生している可能性がある。

ここで、特許文献１では、エピタキシャル層を形成する前のＳｉＣウエハのオリエンテーションフラット（インデックスフラット部）の欠陥の状況について記載されている。しかし、特許文献１では、エピタキシャル層を形成した後については、オリエンテーションフラットの円弧外周上部及び円弧外周下部の欠陥の状況についてのみ記載されており、エピタキシャル層を形成した後のオリエンテーションフラットの欠陥の状況については記載されていない。この点、上記の実験で確認されたように、本実施形態のＳｉ蒸気圧エッチングによる外周面加工工程を行うことで、オリエンテーションフラットに形成された加工ダメージが大幅に軽減される。

また、上記の実験では、＜１１−２０＞方向に対して傾斜するようなオフ角が形成されているＳｉＣウエハを用いたが、例えば＜１−１００＞方向に対して傾斜するようなオフ角が形成されているＳｉＣウエハを用いた場合であっても、同様の効果を発揮させることができる。この場合、＜１１−２０方向＞にほぼ平行なオリエンテーションフラットが形成されている部分が、ステップフロー成長の上流側の端部に相当する。なお、本技術は、ステップフロー成長の上流側の端部にオリエンテーションフラットが形成されていない構成のＳｉＣウエハに対しても、同様の効果を発揮させることができる。

ここで、ＳｉＣウエハ４０の外周面に加工ダメージが存在する場合、エピタキシャル層４１の成長に応じて欠陥が伝播する。そのため、エピタキシャル層４１の厚さが大きくなるに従って、加工ダメージに起因する欠陥がエピタキシャル層４１の広範囲に広がることとなる。従って、従来例の製造方法では、エピタキシャル層４１の厚さが大きいエピタキシャルウエハ４２を作製した場合、歩留まりが悪くなる。この点、本実施形態では、エピタキシャル層４１の厚さが大きい場合（例えば３０μｍ以上、好ましくは１００μｍ以上）であっても、欠陥が少ないエピタキシャルウエハ４２を作製できる。

また、外周面の加工ダメージに起因する欠陥が伝播する方向は、オフ角に依存する。そのため、オフ角が小さくなるに従って、加工ダメージに起因する欠陥がエピタキシャル層４１の広範囲に広がることとなる。従って、従来例の製造方法では、オフ角が小さいエピタキシャルウエハ４２を作製した場合、歩留まりが悪くなる。この点、本実施形態では、オフ角が小さい場合（例えば２°以下、好ましくは１°以下）であっても、欠陥が少ないエピタキシャルウエハ４２を作製できる。

次に、図６を参照して、第２実施形態を説明する。図６は、第２実施形態のエピタキシャルウエハ４２の製造工程を模式的に示す図である。なお、以後の説明においては、前述の実施形態と同一又は類似の部材には図面に同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。

第１実施形態では、機械加工による外周面加工工程が行われた後のＳｉＣウエハ４０に外周面ダメージ除去工程が行われているが、第２実施形態では機械加工による外周面加工工程が省略されている。従って、第２実施形態では、機械加工による外周面加工工程が行われていないＳｉＣウエハ４０に対して、外周面ダメージ除去工程が行われる。

ここで、Ｓｉ蒸気圧エッチングによる外周面ダメージ除去工程を行ってＳｉＣウエハ４０の外周面をエッチングすることにより、ＳｉＣウエハ４０の外周面の加工ダメージが除去されるだけでなく、ＳｉＣウエハ４０の外周面に丸み面取りを形成することができる。従って、機械加工による外周面加工工程を行うことなく（即ち工程数を減らしつつ）、ＳｉＣウエハ４０の外周面に面取りを形成できる。言い換えれば、Ｓｉ蒸気圧エッチングにより、外周面加工工程と外周面ダメージ除去工程とを同時に行うことができる。

ここで、第２実施形態のように、厚さ調整工程の後に機械加工により面取りを形成する場合であって、ＳｉＣウエハ４０の厚さが薄いとき（例えば厚さが１００μｍ以下のとき）は、この機械加工によりＳｉＣウエハ４０が割れる可能性がある。この点、Ｓｉ蒸気圧エッチングを用いることで、ＳｉＣウエハ４０の厚さが薄い場合であっても、ＳｉＣウエハ４０の割れを防止しつつ、更に外周面の加工ダメージを除去しつつ、面取りを形成できる。

次に、図７を参照して、第３実施形態を説明する。図７は、第３実施形態のエピタキシャルウエハ４２の製造工程を模式的に示す図である。

第１及び第２実施形態では、厚さ調整工程が機械加工によって行われているが、第３実施形態では、機械加工による第１厚さ調整工程が行われた後に、Ｓｉ蒸気圧エッチングによってもＳｉＣウエハ４０の厚さが調整される。従って、第３実施形態の外周面ダメージ除去工程では、ＳｉＣウエハ４０の外周面の加工ダメージが除去されるだけでなく、所望の厚さになるまでＳｉＣウエハ４０の主面及び裏面もエッチングされる。言い換えれば、Ｓｉ蒸気圧エッチングにより、外周面ダメージ除去工程と第２厚さ調整工程とを同時に行うことができる。

ここで、厚さが薄い（例えば厚さが１００μｍ以下）ＳｉＣウエハ４０の厚さ調整工程を機械加工によって行う場合、この機械加工によりＳｉＣウエハ４０が割れる可能性がある。この点、Ｓｉ蒸気圧エッチングを用いることで、ＳｉＣウエハ４０の割れを防止しつつ、更に外周面の加工ダメージを除去しつつ、厚さが薄いＳｉＣウエハ４０を作製できる。なお、機械加工による第１厚さ調整工程を省略しても良い。

次に、図８を参照して、第４実施形態を説明する。図８は、第４実施形態のエピタキシャルウエハ４２の製造工程を模式的に示す図である。

第４実施形態は、第２実施形態と第３実施形態を組合せつつ、更に第１厚さ調整工程を省略した方法である。つまり、第４実施形態の外周面ダメージ除去工程では、ＳｉＣウエハ４０の外周面の加工ダメージが除去されるとともに、ＳｉＣウエハ４０の外周面に面取りが形成され、更にＳｉＣウエハ４０の厚さが調整される。言い換えれば、Ｓｉ蒸気圧エッチングにより、外周面加工工程と、厚さ調整工程と、外周面ダメージ除去工程と、を同時に行うことができる。これにより、製造工程の工程数を減らすことができる。

以上に説明したように、上記実施形態では、エピタキシャル層４１を形成する前のＳｉＣウエハ４０に対して、以下の外周面ダメージ除去工程を含む処理が行われる。外周面ダメージ除去工程では、エピタキシャル層４１を形成する面を主面としてその反対側を裏面として、主面と裏面を接続する面を外周面としたときに、ＳｉＣウエハ４０の少なくとも外周面をＳｉ蒸気圧下で加熱することで当該外周面の加工ダメージを除去する。

これにより、外周面ダメージ除去工程によってＳｉＣウエハ４０の外周面の加工ダメージが十分に除去されるため、加工ダメージに起因するエピタキシャル層４１の欠陥を大幅に減少させることができる。特に、Ｓｉ蒸気圧エッチングは、機械加工ではなく熱化学的エッチングであるため、加工ダメージの原因とならない。従って、機械的な研磨とは異なり、新たな加工ダメージが形成されることなく、現在の加工ダメージを除去できる。

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。

上記実施形態で説明した製造工程は一例であり、工程の順序を入れ替えたり、一部の工程を省略したり、他の工程を追加したりすることができる。例えば、水素エッチングによる表面のクリーニング工程を例えばエピタキシャル層形成工程前に行っても良い。

上記で説明した温度条件及び圧力条件等は一例であり、適宜変更することができる。また、上述した高温真空炉１０以外の加熱装置を用いたり、多結晶のＳｉＣウエハ４０を用いたり、坩堝３０と異なる形状又は素材の容器を用いたりしても良い。例えば、収容容器の外形は円柱状に限られず、立方体状又は直方体状であっても良い。

４０ ＳｉＣウエハ
４１ エピタキシャル層
４２ エピタキシャルウエハ

Claims (10)

1. エピタキシャル層を形成する前のＳｉＣウエハに対して、
   前記エピタキシャル層を形成する面を主面としてその反対側を裏面として、主面と裏面を接続する面を外周面としたときに、前記ＳｉＣウエハの少なくとも外周面をＳｉ蒸気圧下で加熱することで当該外周面の加工ダメージを除去する外周面ダメージ除去工程を含むことを特徴とするＳｉＣウエハの製造方法。
2. 請求項１に記載のＳｉＣウエハの製造方法であって、
   前記ＳｉＣウエハの外周面を機械加工することで面取りを行う外周面加工工程が行われた前記ＳｉＣウエハに対して、前記外周面ダメージ除去工程が行われることを特徴とするＳｉＣウエハの製造方法。
3. 請求項１に記載のＳｉＣウエハの製造方法であって、
   前記ＳｉＣウエハの外周面を機械加工することで面取りを行う外周面加工工程が行われていない前記ＳｉＣウエハに対して、前記外周面ダメージ除去工程が行われ、
   前記外周面ダメージ除去工程では、外周面の加工ダメージの除去に加え、前記ＳｉＣウエハの外周面の面取りが行われることを特徴とするＳｉＣウエハの製造方法。
4. 請求項１に記載のＳｉＣウエハの製造方法であって、
   前記ＳｉＣウエハの主面及び裏面の少なくとも一方を機械加工して除去することで前記ＳｉＣウエハの厚さを調整する厚さ調整工程が行われた前記ＳｉＣウエハに対して、前記外周面ダメージ除去工程が行われることを特徴とするＳｉＣウエハの製造方法。
5. 請求項４に記載のＳｉＣウエハの製造方法であって、
   前記厚さ調整工程により厚さが１００μｍ以下となった前記ＳｉＣウエハに対して、前記外周面ダメージ除去工程が行われることを特徴とするＳｉＣウエハの製造方法。
6. 請求項１に記載のＳｉＣウエハの製造方法であって、
   前記ＳｉＣウエハの主面及び裏面の少なくとも一方を機械加工して除去することで前記ＳｉＣウエハの厚さを調整する第１厚さ調整工程が行われた前記ＳｉＣウエハに対して、前記外周面ダメージ除去工程が行われ、
   前記外周面ダメージ除去工程では、外周面の加工ダメージの除去に加え、前記ＳｉＣウエハの厚さが更に調整されることを特徴とするＳｉＣウエハの製造方法。
7. 請求項１に記載のＳｉＣウエハの製造方法であって、
   前記ＳｉＣウエハの外周面を機械加工することで面取りを行う外周面加工工程が行われておらず、更に、前記ＳｉＣウエハの主面及び裏面の少なくとも一方を機械加工して除去することで前記ＳｉＣウエハの厚さを調整する厚さ調整工程が行われていない前記ＳｉＣウエハに対して、前記外周面ダメージ除去工程が行われ、
   前記外周面ダメージ除去工程では、外周面の加工ダメージの除去に加え、前記ＳｉＣウエハの外周面の面取りと、前記ＳｉＣウエハの厚さの調整と、が行われることを特徴とするＳｉＣウエハの製造方法。
8. 請求項１から７までの何れか一項に記載のＳｉＣウエハの製造方法を用いて製造されたＳｉＣウエハに対して、前記エピタキシャル層を形成するエピタキシャル層形成工程を行うことを特徴とするエピタキシャルウエハの製造方法。
9. ＳｉＣウエハと、
   前記ＳｉＣウエハに形成されたエピタキシャル層と、
   を備えるエピタキシャルウエハにおいて、
   前記エピタキシャル層は、ステップフロー成長の上流側に位置するオリエンテーションフラットにおいて、当該ステップフロー成長の上流側の端部からエピタキシャルウエハの中央側に１００μｍ以上拡張している欠陥が１．５個／ｍｍ以下であることを特徴とするエピタキシャルウエハ。
10. 請求項９に記載のエピタキシャルウエハであって、
    前記ＳｉＣウエハの厚さが１００μｍ以下であることを特徴とするエピタキシャルウエハ。