JP4675749B2 - Epitaxial wafer manufacturing method - Google Patents

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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。   The present invention relates to a method for manufacturing an epitaxial wafer, and more particularly to a method for manufacturing an epitaxial wafer having a thick epitaxial layer excellent in flatness and resistivity uniformity.

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。   When manufacturing a semiconductor device, an epitaxial wafer in which a layer made of a silicon single crystal is formed on a silicon substrate (silicon wafer) may be used. When manufacturing such an epitaxial wafer, an epitaxial growth apparatus is used, for example, a chlorosilane-based source gas is supplied to grow a layer (epitaxial layer) made of a silicon single crystal on a silicon substrate. There are various types of epitaxial growth apparatuses such as a vertical type, a single wafer type, and a cylinder type. For example, when manufacturing a thick film epitaxial wafer for PMOS or IGBT, it is necessary to form a thick epitaxial layer, and therefore, a vertical epitaxial apparatus having relatively high productivity is mainly used.

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。
When epitaxial growth is performed using a vertical epitaxial apparatus, the substrate is placed on a susceptor and an epitaxial layer is grown on the surface. However, the temperature on the back side of the substrate becomes high, the substrate is deformed into a concave shape, the outer peripheral part is lifted from the susceptor, and a monocrystalline or polycrystalline silicon layer grows on the outer peripheral part on the back side of the substrate. . In particular, when thick epitaxial growth is performed, a local bulge in the outer peripheral portion called a back surface crown occurs.
In the epitaxial wafer, the back surface of the substrate becomes the reference surface, such as when the wafer is ground or polished in addition to the stepper chuck in the device process, but the back surface crown deteriorates the flatness of the epitaxial wafer. In the lithography process, it causes a resolution failure near the outer periphery. In recent years, the miniaturization of elements has been advanced with the improvement in performance of devices. When microfabrication is performed using a stepper in a device process, the depth of focus becomes shallow, so that there is an increasing demand for improvement in flatness even for thick film epitaxial wafers.

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。
Further, when manufacturing an epitaxial wafer for PMOS, IGBT or the like, a silicon substrate doped with boron or arsenic at a high concentration is used. When epitaxial growth is performed using a highly doped substrate, a dopant in the substrate once jumps out into the gas phase and is taken into the epitaxial layer again, so-called auto-doping (auto-doping) occurs. When autodoping occurs, the resistivity distribution of the epitaxial layer deteriorates. Therefore, it is common to form a SiO 2 film as a film for preventing autodoping on the back surface of the silicon substrate before epitaxial growth. .
However, the silicon layer tends to grow thick in the vicinity of the boundary of the SiO 2 film for preventing auto-doping on the back surface. Therefore, although it is disadvantageous for auto-doping, a method of widely removing a SiO 2 film in a region from 2 mm to 5 mm from the outermost peripheral portion to suppress generation of a back crown is widely adopted.

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。
As a method for reducing the adhesion of silicon on the back surface or chamfered portion of the substrate, a method of performing epitaxial growth at a low speed has been proposed (see Patent Document 1). By making the growth conditions diffusion-limited by slow growth so that the source gas is consumed on the surface side, formation of the back crown or the like can be suppressed.
However, even if the formation of the back crown can be suppressed to some extent by the slow growth, the reduction in productivity is inevitable. In addition, when the growth is performed at a low speed, there is a problem that a crown is easily generated on the outer peripheral portion on the surface side (epitaxial layer) of the substrate.
Although there is a method of suppressing the generation of the back surface crown to some extent by devising the shape of the susceptor, it is impossible to completely prevent the silicon from adhering to the back surface or chamfered portion of the substrate.

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。   On the other hand, as a method for improving flatness after epitaxial growth, after the epitaxial growth, the crown is temporarily removed by polishing the back surface of the substrate with the surface of the epitaxial layer as a reference surface, and then the epitaxial layer is ground or ground with the back surface as a reference surface. There is a method of improving flatness by polishing. However, after the epitaxial growth, in particular, when the crown is also formed in the epitaxial layer, there is a problem that an accurate reference plane cannot be obtained by the above method and high flatness cannot be obtained. Moreover, since the front and back surfaces are polished and time-consuming, there is a problem in terms of cost.

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。
Further, in a thick film epitaxial wafer for IGBT and PMOS, strict management is required not only for the thickness of the epitaxial layer but also for the uniformity of resistivity.
As described above, the resistivity distribution is generally improved by preventing the dopant from diffusing outwardly with the SiO 2 film formed on the back surface of the substrate. However, particularly when growing a thick epitaxial layer for IGBT or PMOS in a vertical epitaxial apparatus, in order to suppress the formation of the back surface crown, as described above, the SiO 2 on the back surface in the outer region of about 2 mm to 5 mm from the outermost peripheral portion. It is necessary to remove the film. As a result, autodoping increases and the resistivity distribution in the wafer surface of the epitaxial layer deteriorates, resulting in a problem that strict standards cannot be satisfied.

特開平8−279470号公報JP-A-8-279470

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。   In view of the above problems, the present invention makes it possible to easily and inexpensively manufacture an epitaxial wafer having an epitaxial layer that is excellent in flatness and uniformity in resistivity even when a thick epitaxial layer is formed. It aims to provide a possible method.

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。 According to the present invention, in a method of manufacturing an epitaxial wafer by growing an epitaxial layer on a silicon substrate, at least a silicon substrate having a silicon oxide film formed on the back surface is used, and an epitaxial layer made of silicon is formed on the surface of the substrate. A step of growing a layer, and rotating the silicon substrate using a spin etcher and supplying an etchant having a higher etching rate for silicon than the silicon oxide film to the back surface of the substrate, thereby growing the epitaxial layer method for manufacturing an epitaxial wafer which comprises a step of removing by etching a silicon layer formed on the back surface and the chamfered portion of the substrate during the Ru is provided.

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。   During the growth of the epitaxial layer, silicon adheres to the back surface and the chamfered portion of the silicon substrate to form a silicon layer. Using a spin etcher, etching is performed by supplying the above etching solution to the back surface of the substrate (see FIG. By performing spin etching, the silicon layer formed on the back surface and the chamfered portion of the substrate can be easily removed. The silicon oxide film formed in advance on the back surface of the substrate functions as an etch stop film, and also has an effect of preventing autodoping. Therefore, an epitaxial wafer having an epitaxial layer having excellent flatness and excellent uniformity of resistivity can be manufactured easily and at low cost.

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。
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。
In this case, the surface of the silicon substrate, but it may also be grown the epitaxial layer in the above 50μm thick.
When an epitaxial layer having a thickness of 50 μm or more is grown, the back surface crown tends to be large, but the back surface crown can be easily removed by using the spin etcher and the etching solution as described above. Therefore, a thick film epitaxial wafer having excellent flatness can be easily manufactured at low cost.

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。
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。
It said epitaxial layer, a vertical-type epitaxial device or single with-wafer epitaxial device has preferably be grown.
These epitaxial devices are excellent in productivity and can form an epitaxial layer with relatively high film thickness uniformity. On the other hand, even if a backside crown or the like is formed on the substrate, it can be easily removed by using a spin etcher and an etching solution as described above. Therefore, a thick film epitaxial wafer having excellent flatness can be manufactured with higher productivity.

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。
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。
Examples silicon substrate, the silicon oxide film is Ru can be used those which are formed in the inner region of from the outermost periphery portion of the substrate to 1 to 2 mm.
As described above, if the silicon oxide film is formed near the outermost periphery of the silicon substrate to be used, autodoping can be extremely effectively prevented even when a highly doped substrate is used. On the other hand, although the back surface crown becomes larger, there is no problem in the present invention because the back surface crown is removed by spin etching after epitaxial growth. Therefore, it is possible to easily and reliably manufacture a high quality epitaxial wafer having both resistivity distribution and flatness.

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。
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。
As the silicon oxide film on the back surface of the silicon substrate, Ru can be used film for preventing auto-doping when growing the epitaxial layer on the substrate.
When a highly doped silicon substrate is used, a silicon oxide film is formed on the back surface as a film for preventing autodoping, and this oxide film can be used as it is as a film for etching stop at the time of spin etching. Therefore, a high-quality thick film epitaxial wafer for PMOS or IGBT can be easily manufactured without causing an increase in cost.

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。
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。
As the silicon substrate, the silicon oxide film is Ru may be used those which are formed in a thickness of less than 2 [mu] m.
A silicon oxide film having a thickness of 2 μm or less can be easily formed. For example, if it has a thickness of 1 to 2 μm, it functions sufficiently as an etch stop film and an auto-dope film. .

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。
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。
Wherein the etching solution, Ru can be used as a main component hydrofluoric acid and nitric acid.
If the etching solution is mainly composed of hydrofluoric acid and nitric acid, the etching rate ratio with respect to silicon can be reliably higher than that of the silicon oxide film, and the back surface crown and the like can be reliably removed, while the silicon oxide film Etching of the formed part can be prevented.

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。
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。
Wherein the etching solution, have preferably be those ratio of the etch rate of silicon to the silicon oxide film in the temperature range of 20 ° C. to 40 ° C. has a more than 30-etching properties.
If spin etching is performed using an etching solution having such etching characteristics, the back crown and the like can be reliably removed in a short time. Further, since the selection ratio is high, the silicon oxide film as a mask is not completely etched.

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。
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。
After growing the epitaxial layer, prior to said etching, a step of covering the surface side of the silicon substrate with a resist, after the etching, Ru can also include a step of removing the resist.
If the front surface side (epitaxial layer) of the substrate is masked with a resist before etching, contamination of the epitaxial layer and generation of scratches can be reliably prevented when etching the back surface side using a spin etcher.

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。
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。
After the etching, as a reference surface to the back surface of the substrate, a step of polishing the epitaxial layer, or the Ru can also include the step of polishing the epitaxial layer after grinding.
Since the back surface crown is removed by etching using a spin etcher, the flatness of the epitaxial layer can be further enhanced by grinding or polishing the epitaxial layer with the back surface as a reference surface. Further, even if the epitaxial layer is contaminated or scratched during the etching by the spin etcher, the contamination or the like can be surely removed by grinding or polishing the epitaxial layer.

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。   According to the present invention, epitaxial growth is performed using a silicon substrate having a silicon oxide film formed on the back surface, and the silicon layer formed on the back surface and the chamfered portion of the substrate is more suitable for silicon than the silicon oxide film by using a spin etcher. Etching is removed by supplying an etching solution having a high etching rate. Since the silicon oxide film on the back side of the substrate can also be used as a silicon oxide film for preventing auto-doping, it prevents auto-doping during epitaxial growth and etch-stop film when etching away the back crown, etc. Also works.

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。   Therefore, when manufacturing a thick film epitaxial wafer for PMOS, IGBT, etc., for example, even when an epitaxial layer having a thickness exceeding 100 μm is grown, a thick film epitaxial wafer with excellent flatness and resistivity uniformity can be easily obtained. Can be manufactured. If such an epitaxial wafer is used, it is possible to prevent occurrence of poor resolution in the subsequent photolithography process.

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。
Hereinafter, a case where an epitaxial wafer is manufactured using a silicon substrate (silicon wafer) by the method of the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a flowchart showing an example of a process for manufacturing an epitaxial wafer according to the present invention.

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。   First, as a substrate on which an epitaxial layer is grown, a silicon substrate having a silicon oxide film formed on the back surface is prepared (FIG. 1A). In order to obtain such a silicon substrate, as in the case of manufacturing a normal silicon wafer, for example, a silicon single crystal grown by the Czochralski method is sliced and then subjected to processing such as lapping, chamfering and etching. It should be noted that an ordinary polished wafer having one or both surfaces polished, or an etching wafer in which neither front or back surfaces are polished may be used. What kind of silicon substrate is used may be determined according to the standard.

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)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。
Then, a silicon oxide film (SiO 2 ) may be formed on the surface (back surface) opposite to the side on which the epitaxial layer of the silicon wafer is formed.
A method for forming the oxide film is not particularly limited, and a CVD method, a thermal oxidation method, or the like can be used. However, the CVD method is preferable because it can be formed at a low temperature and is simple and low cost.

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。   FIG. 2A schematically shows a silicon substrate having an oxide film formed on the back surface. The silicon oxide film 2 on the back surface of the substrate 1 functions as an etch stop when etching is performed by supplying an etchant to the back surface side using a spin etcher described later. However, when it is necessary to prevent autodoping during epitaxial growth, an autodope preventing film can also be used. For example, when epitaxial growth is performed using a heavily doped silicon substrate, a CVD oxide film is formed on the back surface of the substrate as an auto-dope prevention film. This CVD oxide film prevents auto-doping during epitaxial growth, and further functions as an etch stop film in etching using a spin etcher.

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。   In the case of a normal auto-doping-preventing oxide film, the oxide film is removed in advance in the region from 2 mm to 5 mm from the outermost peripheral portion in order to suppress the formation of the back surface crown during epitaxial growth. When the substrate 1 is particularly highly doped, it is preferable that a silicon oxide film is formed in an inner region from the outermost peripheral portion to 1 to 2 mm. Thus, if the silicon oxide film 2 is formed on the back surface of the substrate 1 up to the vicinity of the outermost periphery, autodoping can be more effectively prevented. On the other hand, even if the back crown grows large, there is no problem in the present invention because it can be easily removed by the spin etcher.

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。   Further, the thickness of the silicon oxide film on the back surface is not particularly limited, but can be easily formed if it is 2 μm or less. For example, if a silicon oxide film having a thickness of 0.2 to 2 μm is formed, it is used for etching stop. The film can be sufficiently functioned as an autodoping film, and further, it does not become thicker than necessary.

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。
After preparing a silicon substrate with a silicon oxide film formed on the back surface, an epitaxial layer made of silicon is grown on the surface of the substrate (FIG. 1B).
Although the epitaxial growth apparatus used here is not specifically limited, For example, a vertical epitaxial apparatus can be used conveniently. The vertical epitaxial apparatus is excellent in productivity and can form an epitaxial layer with relatively high film thickness uniformity.
On the other hand, a single wafer type epitaxial apparatus may be used. The single wafer type apparatus can grow an epitaxial layer excellent in film thickness uniformity at high speed, and can easily cope with the case where epitaxial growth is performed on a large silicon substrate having a diameter of 200 mm or more (more preferably 300 mm or more). .
Of course, a cylinder type epitaxial growth apparatus can also be used.

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。   The thickness of the epitaxial layer to be grown is not particularly limited, but the present invention is particularly effective when growing a thick epitaxial layer of 50 μm or more. FIG. 2B schematically shows the substrate 1 after a thick epitaxial layer (for example, 50 μm or more) is grown using a vertical epitaxial apparatus. When the thick epitaxial layer 5 is grown on the surface of the substrate 1, silicon adheres to the back surface and the chamfered portion of the substrate 1, and the back surface crown 4 is easily formed particularly at the boundary with the oxide film 2 on the back surface. The height of the back surface crown 4 may reach about 2 μm to 20 μm although it depends on the growth conditions. In particular, when the growth is performed under diffusion-controlled conditions, the crown 3 is likely to be formed on the outer peripheral portion of the surface. Such crowns 3 and 4 on the front and back surfaces cause deterioration in flatness.

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。
Therefore, in the present invention, in order to remove the silicon layer formed on the back surface and the chamfered portion of the substrate during the growth of the epitaxial layer after the epitaxial growth, etching using a spin etcher is performed (FIG. 1D).
FIG. 3 schematically shows etching using a spin etcher. The spin etcher 7 includes a nozzle 8 for supplying an etching solution 9, a vacuum suction table 10 that can rotate an axis, a cup 11 for collecting the etching solution after use, and the like.

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。   After the epitaxial growth, the spin etcher 7 is used to suck and hold the epitaxial layer side of the epitaxial wafer so that the center position of the wafer is aligned with the axis of the suction table 10. Then, the suction table 10 is rotated at a rotational speed of about 500 to 1000 rpm, and an etching solution (etchant) 9 is supplied from a nozzle 8 positioned substantially at the center of wafer rotation. Of course, the etching solution may be supplied directly to the periphery of the wafer.

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。   As the etchant 9, an etchant having a higher etching rate for silicon than the silicon oxide film is supplied. It is preferable that the etching rate ratio of silicon to the silicon oxide film is as large as possible, and that having an etching characteristic of 20 or more, in particular, the etching rate ratio of silicon to the silicon oxide film in the temperature range of 20 ° C. to 40 ° C. is 30 or more It is preferable. By having such a selection ratio, the back surface crown can be surely removed, and the oxide film serving as a mask is completely removed during etching, so that the back surface of the wafer is not etched.

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。   Specifically, an etchant mainly containing hydrofluoric acid and nitric acid can be preferably used. In particular, when the ratio of (backside silicon growth layer height) / (silicon oxide film thickness) ratio is less than 100, it is used in a state heated to 30 ° C. or higher in order to increase reaction efficiency and productivity. Is preferred. On the other hand, when the ratio is 100 or more, it is advantageous to use a hydrofluoric acid / nitric acid-based etchant at 30 ° C. or lower because the selectivity of the etching rate of silicon to the silicon oxide film is increased.

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。
For example, the back crown can be easily removed by allowing an etching solution mainly composed of hydrofluoric acid and nitric acid to flow down at a flow rate of about 2 liters / minute. The etching solution 9 flows from the center toward the outer periphery on the back surface of the wafer, and is accelerated by the centrifugal force accompanying the rotation of the wafer as it goes toward the outer periphery. Therefore, even if the etching solution reaches the silicon layer formed in the chamfered portion on the outermost periphery of the wafer, it is recovered in the recovery cup 11 without going around the wafer surface. If air is supplied from the air supply means 12 provided on the suction table 10 to the outer peripheral portion of the wafer, it is possible to more reliably prevent the etching solution from flowing into the epitaxial layer.
By performing such spin etching, the back surface crown (back surface silicon growth layer) is removed by etching.

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。   After etching of the backside silicon growth layer proceeds and disappears, the lower silicon oxide film acts as an etch stop layer. Therefore, the etching stops or is greatly reduced, so that the silicon substrate itself can be prevented from being etched. By removing the backside crown in this way and preventing the original substrate itself from being etched by the backside silicon oxide film, a reference surface for performing polishing or the like to increase the flatness of the epitaxial layer as will be described later after etching. Can be secured.

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。
In addition, as a method for removing the back surface crown and the like, for example, there is a method of immersing the wafer after epitaxial growth in an etching solution, but in this case, the surface side (epitaxial layer) is strictly masked with a wax or the like that can withstand high temperatures, and after etching The process becomes complicated, such as the need to remove wax and the like.
On the other hand, in the etching using the spin etcher 7, the back surface crown and the like can be easily and inexpensively removed by supplying the etching solution to the back surface side while rotating the wafer.

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。
Note that before the etching using the spin etcher as described above, a step of covering the surface side of the substrate with a resist may be included (FIG. 1C).
After the epitaxial growth, the surface side (epitaxial layer side) of the substrate is covered with, for example, a photoresist. If the surface side of the substrate is coated with a resist, the epitaxial layer does not come into direct contact with the adsorption table 10 during spin etching, so that contamination of the epitaxial layer and generation of scratches can be reliably prevented. Further, even when a part of the etching solution circulates to the surface side during the etching by the spin etcher, the epitaxial layer can be prevented from being etched.

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。
After the spin etching, pure water (rinse solution) is allowed to flow down from the nozzle 8 onto the wafer while the rotation of the suction table 10 is maintained. Note that cleaning may be performed by separately providing a nozzle for supplying pure water or the like. Next, the rinse liquid is shaken off and dried by the centrifugal force of air blow and wafer rotation.
When the epitaxial layer is covered with a resist before spin etching, the resist may be removed after etching using, for example, a suitable solvent (FIG. 1E).
Through the steps as described above, the flatness of the thick film epitaxial wafer can be improved by removing the silicon layer on the back surface and the chamfered portion such as the back surface crown generated during the epitaxial growth and regenerating the original reference surface.

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。
Since the epitaxial wafer manufactured as described above has a high flatness on the back surface, the epitaxial layer is ground using the back surface as a reference surface (FIG. 1 (F)), and then further polished to further improve the flatness. (FIG. 1 (G)).
Depending on the thickness of the epitaxial layer that has been grown and the final thickness and flatness of the target epitaxial layer, the epitaxial layer side of the epitaxial wafer treated with the spin etcher is used, for example, with a # 2000 mesh wheel. By using surface grinding, the in-plane thickness of the epitaxial layer is made uniform by grinding with an allowance of 5 to 25 μm. After grinding, for example, polishing is performed with a machining allowance of 5 to 10 μm using a plate adhesion polishing apparatus. The flatness may be improved by polishing only the epitaxial layer without performing surface grinding.

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。   Epitaxial layer is ground and polished as necessary with the back surface of the epitaxial substrate masked with a silicon oxide film as a reference surface by removing the back surface crown by spin etching as described above, so that the thickness of the epitaxial layer is uniform. Property can be further improved. In this case, the crown on the surface side can also be removed. Further, in the present invention, the crown on the back surface is removed by etching, and the surface can be ground and polished on the basis of the original flat back surface, so that the surface can be finished with very high flatness. In the conventional method of grinding or polishing both the front and back surfaces, the first flat surface cannot be obtained due to the influence of the crown on the opposite side, and then the opposite surface is ground and polished. Even if the influence cannot be removed, the present invention can also solve such a problem.

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。
In addition, when polishing an epitaxial layer, it is not necessary to mask the resist of the epitaxial layer before spin etching as described above. This is because even if the epitaxial layer is contaminated or scratched when adsorbed and held by the spin etcher, the contamination or the like can be removed by polishing the epitaxial layer thereafter.
After polishing, finish cleaning can provide an epitaxial wafer with a higher flatness having an epitaxial layer with a predetermined thickness.

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。
Examples of the present invention will be described below.
(Example)
As a substrate for epitaxial growth, a boron-doped low-resistance silicon mirror wafer (diameter 200 mm) grown by the CZ method was prepared. A CVD silicon oxide film having a thickness of 0.5 μm was formed on the back surface of the substrate. However, the CVD silicon oxide film was removed in an outer region of 2 mm from the outermost peripheral portion of the substrate. Using this substrate, a 127 μm epitaxial layer was grown at a growth rate of 1.2 μm / min using SiHCl 3 as a source gas in a vertical epitaxial apparatus (DC8600 manufactured by Hitachi Kokusai Electric). The temperature during growth was 1150 ° C.

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。   After the epitaxial growth, the shape of the outer periphery of the back surface was measured using a stylus type shape measuring instrument (SV-600 manufactured by Mitutoyo). FIG. 4A shows the step data of the outer periphery of the back surface. A step (back crown) of about 3 μm to 8 μm grew on the outer periphery of the back surface. The figure shows data at the orientation flat (orientation flat) position and the non-orientation position.

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。   A 30 ° C. hydrofluoric acid etchant (hydrofluoric acid: nitric acid: acetic acid: water = 15: 43: 5: 33) at a flow rate of 2 liters / minute while rotating the wafer at 700 rpm with a spin etcher on the back side of this epitaxial wafer Etching was performed for about 30 seconds. Thereby, silicon having a thickness of about 30 μm is etched in the exposed portion of silicon. In this etchant, the etching selectivity between silicon and the oxide film was 200 or more, and the silicon oxide film on the back surface remained after the etching.

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。 FIG. 4B shows step data on the outer periphery of the back surface of the epitaxial wafer after the spin etching. It can be seen that the crown of the outer peripheral portion of the back surface is removed at both the orientation flat position and the non-orientation position, and the initial shape of the back surface of the substrate is substantially maintained in the portion masked with SiO 2 .

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。   Next, the back side of the epitaxial wafer was affixed to a ceramic plate with wax, and the allowance was about 7 μm so that the epitaxial layer had a target thickness of 120 μm, and mechanochemical polishing was performed with a single-side polishing apparatus.

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。   The flatness (SFQRMax22 mm × 22 mm) of the epitaxial wafer immediately after epitaxial growth and after polishing through spin etching was measured using a capacitance type thickness measuring device ADE9500, and the change in flatness is shown in FIG. FIG. 5 shows that the flatness is greatly improved before and after polishing.

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。   The present invention is not limited to the above embodiment. The above embodiment is merely an example, and the present invention has the same configuration as that of 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.

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。   In the above embodiment, the case where epitaxial growth is mainly performed using a vertical epitaxial growth apparatus has been described. However, the size of the epitaxial growth apparatus and the silicon substrate to be used is not particularly limited, and for example, a silicon substrate having a diameter of 300 mm or more is used. The present invention can be applied even when epitaxial growth is performed using a single wafer epitaxial growth apparatus.

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。It is a flowchart which shows an example of the manufacturing process of the epitaxial wafer which concerns on this invention. 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It is the schematic which shows the silicon substrate before and behind the epitaxial growth used in this invention. (A) Before epitaxial growth (B) After epitaxial growth 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。It is the schematic which shows the state etched using a spin etcher. 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It is a graph which shows the level | step difference of a back surface outer peripheral part. (A) After epitaxial growth (before spin etching) (b) After spin etching 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。It is a graph which shows the change of the flatness of the epitaxial wafer immediately after epitaxial growth and after polishing through spin etching.

符号の説明Explanation of symbols

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。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Silicon substrate, 2 ... Silicon oxide film, 3 ... Surface crown, 4 ... Back surface crown, 5 ... Epitaxial layer, 7 ... Spin etcher, 8 ... Nozzle, 9 ... Chemical solution (etchant), 10 ... Adsorption table, 11 ... Chemical solution Recovery cup, 12 ... air supply means.

Claims (9)

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と、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エピタキシャルウエーハの製造方法。 In a method of manufacturing an epitaxial wafer by growing an epitaxial layer on a silicon substrate, at least a step of using a silicon substrate having a silicon oxide film formed on the back surface and growing an epitaxial layer made of silicon on the surface of the substrate; The silicon substrate is rotated using a spin etcher, and an etching solution having a higher etching rate with respect to silicon than the silicon oxide film is supplied to the back surface of the substrate, whereby the epitaxial layer is grown. Etching and removing the silicon layer formed on the back surface and the chamfered portion, and after etching, polishing the epitaxial layer with the back surface of the substrate as a reference surface, or grinding the epitaxial layer including the step of polishing after Method for producing an epitaxial wafer characterized. 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。   2. The method of manufacturing an epitaxial wafer according to claim 1, wherein the epitaxial layer is grown on the surface of the silicon substrate to a thickness of 50 [mu] m or more. 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。   3. The method for manufacturing an epitaxial wafer according to claim 1, wherein the epitaxial layer is grown using a vertical epitaxial apparatus or a single wafer epitaxial apparatus. 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。   4. The silicon substrate according to any one of claims 1 to 3, wherein the silicon oxide film is formed in an inner region of 1 to 2 mm from the outermost peripheral portion of the substrate. The manufacturing method of the epitaxial wafer of description. 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。   5. The film according to claim 1, wherein a film for preventing autodoping when the epitaxial layer is grown on the substrate is used as the silicon oxide film on the back surface of the silicon substrate. The manufacturing method of the epitaxial wafer of description. 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。   6. The method for producing an epitaxial wafer according to claim 1, wherein the silicon substrate has a thickness of 2 [mu] m or less. 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。   The method for producing an epitaxial wafer according to any one of claims 1 to 6, wherein the etching solution is mainly composed of hydrofluoric acid and nitric acid. 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。   8. The etching solution according to claim 1, wherein the etching solution has an etching characteristic in which a ratio of etching rate of silicon to the silicon oxide film in a temperature range of 20 ° C. to 40 ° C. is 30 or more. The method for producing an epitaxial wafer according to claim 1. 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。   2. The method according to claim 1, further comprising: covering the surface side of the silicon substrate with a resist after growing the epitaxial layer and before performing the etching; and removing the resist after the etching. The manufacturing method of the epitaxial wafer as described in any one of thru | or 8.
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