JP3359434B2 - Manufacturing method of epitaxial wafer - Google Patents
Manufacturing method of epitaxial waferInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、表面品質を高めたエピ
タキシャルウェーハの製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing an epitaxial wafer with improved surface quality.
【０００２】[0002]
【従来の技術】これまでのエピタキシャルウェーハ（Ｅ
Ｗ）の製造は、通常、ポリッシュドウェーハ（ＰＷ）製
造工程の完了後、１０００℃以上の高温下において、Ｐ
Ｗ表面にエピタキシャル成長を行うことが一般的であっ
た。すなわち、研磨後のウェーハ表面にエピタキシャル
成長させていた。2. Description of the Related Art Conventional epitaxial wafers (E)
W) is usually manufactured at a high temperature of 1000 ° C. or higher after the completion of the polished wafer (PW) manufacturing process.
It was common to perform epitaxial growth on the W surface. That is, epitaxial growth was performed on the polished wafer surface.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記Ｅ
Ｗの製造にあっては、エピタキシャル成長させた表面に
異常突起が生じ易く、そのパーティクルレベルが劣り、
また、汚染度が高いという表面品質上の問題が生じてい
た。そこで、このようにしてエピタキシャル成長させた
ウェーハ表面をさらに研磨することにより、上記課題を
解決することも考えられる。しかしながら、この方法に
あっても、研磨工程が増えるという問題があった。However, the above E
In the production of W, abnormal protrusions are apt to occur on the surface grown epitaxially, and the particle level is poor,
In addition, there is a problem in surface quality that the degree of contamination is high. Therefore, it is conceivable to solve the above-mentioned problem by further polishing the wafer surface thus epitaxially grown. However, even this method has a problem that the number of polishing steps increases.
【０００４】そこで、本願発明者らは、上記課題を解決
すべく、鋭意研究を重ねた結果、エピタキシャル成長前
の研磨工程をなくして、エッチング後所定のクリーン洗
浄を施し、さらに、このウェーハ表面上にエピタキシャ
ル成長を完了することにより、その問題を解決すること
ができる製造工程を確立した。そのためには、エピタキ
シャル成長前にアルカリ／過酸化水素水の混合液（例え
ばＳＣ−１洗浄液）で洗浄した後、ＨＦ（フッ酸）によ
る処理を施すことにより、ウェーハ表面の有機物および
金属不純物を同時に除去することが重要である。また、
これらの処理後大気中に長く放置すると、大気中の有機
物または酸素による酸化作用により、表面状態が変化
し、エピタキシャル成長が不可能となってしまう。そこ
で、このストレージタイム（放置時間）のリミットは８
時間程度とする必要がある。ただし、酸化雰囲気（大気
中を含む）中の場合である。The inventors of the present invention have conducted intensive studies in order to solve the above-mentioned problems. As a result, the polishing step before the epitaxial growth is eliminated, a predetermined clean cleaning is performed after the etching, and the surface of the wafer is further cleaned. By completing the epitaxial growth, a manufacturing process capable of solving the problem was established. For this purpose, organic substances and metal impurities on the wafer surface are simultaneously removed by cleaning with a mixed solution of alkali / hydrogen peroxide (for example, SC-1 cleaning liquid) before epitaxial growth and then performing treatment with HF (hydrofluoric acid). It is important to. Also,
If left in the air for a long time after these treatments, the surface state changes due to the oxidizing action of the organic matter or oxygen in the air, and epitaxial growth becomes impossible. Therefore, the limit of this storage time (leaving time) is 8
It needs to be about an hour. However, this is a case in an oxidizing atmosphere (including the air).
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】請求項１に記載した発明
は、エッチング後のシリコンウェーハの表面にＳＣ−１
洗浄液または水酸化カリウム／過酸化水素水の混合溶液
による洗浄を行った後、次にフッ酸洗浄を施し、この後
このシリコンウェーハの大気中での保存時間を８時間以
内に管理してこのシリコンウェーハ表面にエピタキシャ
ル成長するエピタキシャルウェーハの製造方法である。According to the first aspect of the present invention, the surface of a silicon wafer after etching is SC-1.
After cleaning with a cleaning solution or a mixed solution of potassium hydroxide / hydrogen peroxide solution , hydrofluoric acid cleaning is performed, and then the storage time of this silicon wafer in the air is controlled within 8 hours. Then, an epitaxial wafer is produced on the surface of the silicon wafer.
【０００６】請求項２に記載した発明は、上記エピタキ
シャル成長の後にこのシリコンウェーハのエピタキシャ
ル面の一部を除去する請求項１に記載のエピタキシャル
ウェーハの製造方法である。例えば研磨するものであ
る。According to a second aspect of the present invention, there is provided the method of manufacturing an epitaxial wafer according to the first aspect, wherein a part of the epitaxial surface of the silicon wafer is removed after the epitaxial growth. For example, polishing.
【０００７】請求項３に記載した発明は、上記エピタキ
シャル成長は１０００℃以上の高温で行う請求項１また
は請求項２のいずれかに記載のエピタキシャルウェーハ
の製造方法である。A third aspect of the present invention is the method for manufacturing an epitaxial wafer according to any one of the first and second aspects, wherein the epitaxial growth is performed at a high temperature of 1000 ° C. or higher.
【０００８】請求項４に記載した発明は、上記エピタキ
シャル成長は４００℃以上で１０００℃未満の低温で行
う請求項１または請求項２に記載のエピタキシャルウェ
ーハの製造方法である。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the method of manufacturing an epitaxial wafer according to the first or second aspect, wherein the epitaxial growth is performed at a low temperature of 400 ° C. or more and less than 1000 ° C.
【０００９】[0009]
【作用】本発明方法によれば、エッチング処理後のシリ
コンウェーハについて、まず、ＳＣ−１洗浄液または水
酸化カリウム／過酸化水素水の混合液で洗浄する。次
に、このウェーハ表面についてＨＦ（フッ酸）による処
理を施す。例えばＨＦ溶液中にウェーハを浸漬する。こ
の後、大気中に放置するストレージタイムのリミットは
８時間程度としつつ、このウェーハ表面にエピタキシャ
ル成長を行う。このエピタキシャル成長は１０００℃以
上の高温で行ってもよく、１０００℃未満で４００℃以
上の低温で行ってもよい。さらに、この高温エピタキシ
ャル成長と低温エピタキシャル成長とを交互に繰り返す
いわゆる多段エピタキシャル成長を施してもよい。低温
エピタキシャル成長によれば、低温化によるコストダウ
ンを達成することが可能となる。According to the method of the present invention, the silicon wafer after the etching treatment is first cleaned with an SC-1 cleaning solution or a mixed solution of potassium hydroxide / hydrogen peroxide. Next
Then, the wafer surface is treated with HF (hydrofluoric acid). For example, the wafer is immersed in an HF solution. Thereafter, epitaxial growth is performed on the wafer surface while the storage time left in the air is limited to about 8 hours. This epitaxial growth may be performed at a high temperature of 1000 ° C. or higher, or may be performed at a low temperature of less than 1000 ° C. and 400 ° C. or higher. Further, so-called multi-stage epitaxial growth in which the high-temperature epitaxial growth and the low-temperature epitaxial growth are alternately repeated may be performed. According to the low-temperature epitaxial growth, it is possible to achieve cost reduction by lowering the temperature.
【００１０】また、上記エピタキシャル成長の後、例え
ば研磨処理を施すこととする。これにより、ウェーハ表
面を一部を除去してウェーハ表面での突起の発生、ゴミ
の付着等を抑制することができるとともに、従来のエピ
タキシャル前の研磨処理を省略することができる。After the epitaxial growth, a polishing process is performed, for example. This makes it possible to suppress the occurrence of projections, adhesion of dust, and the like on the wafer surface by removing a part of the wafer surface, and to omit the conventional polishing treatment before epitaxial growth.
【００１１】[0011]
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。本発明の
一実施例に係る方法によれば、以下の結果を得ることが
できた。実施例方法の具体例として、エッチング後の酸
化還元処理にあっては、無機アルカリと過酸化水素水と
の混合液であって、シリコンに対するエッチングレート
が１０オングストローム／分以下のものを使用する。例
えばＫＯＨ（１ｗｔ％）、Ｈ2Ｏ2（１ｖｏｌ％）を含
む、５０℃の混合溶液である。次に行うＨＦ洗浄は、
１．５％の濃度のＨＦ溶液への浸漬処理とする。この
後、シリコンウェーハに純水洗浄を施し、その表面にエ
ピタキシャル成長を行った（膜厚は約５μｍ）。この成
膜条件は、ＣＶＤ炉での成長温度は６６０℃以下とし、
成膜速度は２００オングストローム／分以下に調整して
行った。さらに、例えば公知のデッドウエイト式の研磨
機で２μｍ以下の研磨を施した。Embodiments of the present invention will be described below. According to the method of the embodiment of the present invention, the following results were obtained. As a specific example of the method of the embodiment, in the oxidation-reduction treatment after the etching, a mixed solution of an inorganic alkali and a hydrogen peroxide solution having an etching rate for silicon of 10 Å / min or less is used. For example, it is a mixed solution of 50 ° C. containing KOH (1 wt%) and H 2 O 2 (1 vol%). The next HF cleaning is
The immersion treatment is performed in a 1.5% HF solution. Thereafter, the silicon wafer was subjected to pure water cleaning, and the surface thereof was epitaxially grown (the thickness was about 5 μm). The film formation conditions are such that the growth temperature in the CVD furnace is 660 ° C. or less,
The deposition rate was adjusted to 200 Å / min or less. Further, for example, polishing was performed to a thickness of 2 μm or less using a known dead weight type polishing machine.
【００１２】図１（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はこの方法に
よる表面平坦度（パーティクルカウンタ「サーフスキャ
ン（商品名）」のヘイズレベルで示す）、パーティクル
レベル（突起を含む）、表面清浄度を比較例とともに示
している。比較例においては、エピタキシャル炉でのエ
ピタキシャル成長を行い、そのエピタキシャル膜の膜厚
は３μｍとしたものである。これらの図から解るように
本発明製造方法にあっては高品質の表面を形成したエピ
タキシャルウェーハを得ることができる。FIGS. 1A, 1B and 1C show the surface flatness (shown by the haze level of a particle counter "Surfscan (trade name)"), particle level (including projections), and surface by this method. The cleanliness is shown together with a comparative example. In the comparative example, epitaxial growth was performed in an epitaxial furnace, and the thickness of the epitaxial film was 3 μm. As can be seen from these figures, in the manufacturing method of the present invention, an epitaxial wafer having a high quality surface can be obtained.
【００１３】図２はこの発明方法におけるＸ線回折強度
とストレージタイムとの関係を示している。すなわち、
ＨＦ洗浄後のシリコンウェーハをクリーンルームの大気
中に放置するストレージタイムと、その後のエピタキシ
ャル成長によるエピタキシャル膜表面の結晶状態との関
係を示すものである。このグラフに示すように、ストレ
ージタイムが８時間を超えると、表面での多結晶シリコ
ンの割合が増加することとなる。このことから、ストレ
ージタイムは８時間以内として次のエピタキシャル成長
を行うことが必要であることが解る。FIG. 2 shows the relationship between X-ray diffraction intensity and storage time in the method of the present invention. That is,
It shows the relationship between the storage time during which a silicon wafer after HF cleaning is left in the air of a clean room and the crystal state of the epitaxial film surface by epitaxial growth thereafter. As shown in this graph, when the storage time exceeds 8 hours, the proportion of polycrystalline silicon on the surface increases. From this, it is understood that it is necessary to perform the next epitaxial growth with the storage time being within 8 hours.
【００１４】[0014]
【発明の効果】本発明方法によれば、エピタキシャルウ
ェーハの表面品質を高めることができる。詳しくは、そ
の表面平坦度を高めることができる（ヘイズレベルを低
減させることができる）。また、表面での突起等を低減
し、パーティクルレベルを低減することもできる。さら
に、その表面汚染をも低減することができる。また、低
温化によるコストダウンを達成することもできる。な
お、これは従来の研磨工程を省略することをも意味して
いる。According to the method of the present invention, the surface quality of an epitaxial wafer can be improved. Specifically, the surface flatness can be increased (haze level can be reduced). In addition, it is possible to reduce projections and the like on the surface and reduce the particle level. Further, the surface contamination can be reduced. Further, cost reduction by lowering the temperature can be achieved. This also means that the conventional polishing step is omitted.
【図１】本発明の一実施例に係る製造方法によって製造
したエピタキシャルウェーハのエピタキシャル層の表面
平坦度、パーティクルレベル、表面清浄度を比較例とと
もに示すグラフである。FIG. 1 is a graph showing a surface flatness, a particle level, and a surface cleanliness of an epitaxial layer of an epitaxial wafer manufactured by a manufacturing method according to an embodiment of the present invention, along with a comparative example.
【図２】本発明の一実施例に係るエピタキシャルウェー
ハの表面品質とストレージタイムとの関係を示すグラフ
である。FIG. 2 is a graph showing a relationship between surface quality and storage time of an epitaxial wafer according to one embodiment of the present invention.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高石 和成 東京都千代田区岩本町３丁目８番16号 三菱マテリアルシリコン株式会社内 (72)発明者 清水 光太郎 東京都千代田区岩本町３丁目８番16号 三菱マテリアルシリコン株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−295235（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−122023（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−224424（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−293712（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−258416（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−97138（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−163493（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/20 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Kazunari Takaishi 3-8-16 Iwamotocho, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Mitsubishi Materials Silicon Corporation (72) Inventor Kotaro Shimizu 3--8, Iwamotocho, Chiyoda-ku, Tokyo No. 16 Inside Mitsubishi Materials Silicon Corporation (56) References JP-A-3-295235 (JP, A) JP-A-4-122203 (JP, A) JP-A-61-224424 (JP, A) JP-A 62 -293712 (JP, A) JP-A-1-258416 (JP, A) JP-A-6-97138 (JP, A) JP-A-6-163493 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. . 7 , DB name) H01L 21/20
Claims (4)
にＳＣ−１洗浄液または水酸化カリウム／過酸化水素水
の混合溶液による洗浄を行った後、次にフッ酸洗浄を施
し、この後このシリコンウェーハの大気中での保存時間
を８時間以内に管理してこのシリコンウェーハ表面にエ
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。1. The surface of a silicon wafer after etching is cleaned with an SC-1 cleaning solution or a mixed solution of potassium hydroxide / hydrogen peroxide solution and then hydrofluoric acid cleaning.
Thereafter , a method of manufacturing an epitaxial wafer in which the storage time of the silicon wafer in the atmosphere is controlled within 8 hours and the epitaxial growth is performed on the surface of the silicon wafer.
コンウェーハのエピタキシャル面の一部を除去する請求
項１に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。2. The method of manufacturing an epitaxial wafer according to claim 1, wherein a part of the epitaxial surface of the silicon wafer is removed after the epitaxial growth.
上の高温で行う請求項１または請求項２のいずれかに記
載のエピタキシャルウェーハの製造方法。3. The method according to claim 1, wherein the epitaxial growth is performed at a high temperature of 1000 ° C. or higher.
で１０００℃未満の低温で行う請求項１または請求項２
に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。4. The method according to claim 1, wherein the epitaxial growth is performed at a low temperature of 400 ° C. or more and less than 1000 ° C.
3. The method for producing an epitaxial wafer according to item 1.
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