JP5891851B2 - シリコンウェーハの表面に形成された酸化膜の除去方法 - Google Patents
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Description
本発明は、シリコンウェーハの表面に、例えばエピタキシャル層成長時のオートドープ防止のための保護膜として酸化膜を形成する際、ウェーハ外周部に形成された余分な酸化膜の除去を気相エッチング法により行う酸化膜の除去方法に関する。更に詳しくは、ウェーハの面取り面及び端面に形成された余分な酸化膜を除去するとともに、ウェーハ下面に形成された酸化膜を所望のエッジレリーフ幅にて正確に除去することができ、しかもウェーハ下面の酸化膜外縁付近に生じるにじみ領域を大幅に低減できる酸化膜の除去方法に関するものである。
先端のＬＳＩ（Large Scale Integration）には、ボロン等のドーパントを添加して所定の抵抗率に調整されたｐ、ｐ+、ｐ++型シリコンウェーハ等の低抵抗の半導体ウェーハを基板とし、このウェーハ基板の表面に、ウェーハ基板の抵抗率よりも高抵抗のエピタキシャル層が形成されたエピタキシャルウェーハ、例えばｐ／ｐ+エピタキシャルウェーハ等が使用されている。
エピタキシャル層の形成は、高温状態に設定された反応装置内で行われるが、エピタキシャルウェーハの製造における問題点の一つは、このウェーハ基板上にエピタキシャル層を形成する高温プロセス時に、ウェーハ基板に添加されたボロン等のドーパントがウェーハ基板から外部に拡散してデバイス形成領域となるエピタキシャル層を汚染する、いわゆるオートドープ現象である。
こういったオートドープの問題を解消するため、従来から、エピタキシャル層形成前のシリコンウェーハ裏面に、ドーパントの外部拡散を防止するための保護膜として、酸化膜を形成しておくことが一般的に行われている。酸化膜は、通常、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition；化学蒸着）法等により形成されるが、このとき、酸化膜がシリコンウェーハの下面のみならず、ウェーハの端面及び面取り面、更にはエピタキシャル層の形成領域であるウェーハ上面の縁にも一部形成されてしまうことがある。ウェーハ上面の縁に余分な酸化膜が形成された状態でエピタキシャル層を形成すると、この箇所でエピタキシャル層と酸化膜が接触し、この部位にノジュールと呼ばれる粒状のＳｉ粒子が発生する問題が生じる。
ノジュールはデバイス工程におけるパーティクル発生の要因になるため、上述のようなウェーハ上面の縁においてエピタキシャル層と酸化膜が接触するのを避ける必要がある。そのため、ウェーハ下面に酸化膜を形成する処理を行った後、エピタキシャル層を形成する前に、ウェーハ外周部に形成された余分な酸化膜を除去する処理がなされている。一般的には、図９に示すように、ウェーハの面取り面及び端面に形成された余分な酸化膜を除去するとともに、面取り面とウェーハ下面との界面からウェーハの内側に向かって所望の間隔ａまで酸化膜３２を除去した領域（エッジレリーフ幅）を形成するように、酸化膜が除去されている。なお、本明細書において、ウェーハ外周部とは、シリコンウェーハの表面において、余分な酸化膜が形成されたウェーハ上面の縁、面取り面、端面及び下面の縁の部分をいう。
これまで、ウェーハ外周部の余分な酸化膜を除去する方法としては、酸化膜に対して溶解作用のあるエッチング液をウェーハ外周部に接触させて除去する化学的方法や、研磨処理等の機械的方法が一般的に採用されていた。機械的方法による酸化膜の除去方法としては、エッチング液を含浸させた不織布をウェーハ外周部に押し当てながら、ウェーハを回転させることにより、ウェーハ外周部の酸化膜を除去する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。しかし、この方法では、ウェーハ下面側へのエッチング液の液ダレが生じ、ウェーハ外周方向に均一なエッチングを行うことが困難であり、ウェーハ下面に酸化膜（保護膜）が形成された領域とウェーハ下面の酸化膜が除去された領域との界面が不均一になりやすいという問題が生じる。
また、ウェーハの面取り部の酸化膜を除去するとともに、ウェーハ裏面外周部の酸化膜をウェーハ裏面の最外周部から少なくとも２ｍｍ内側から外側に向かって酸化膜の厚さが薄くなるように研磨することを特徴とするシリコンウェーハの研磨方法が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。この方法では、ハンドリングした後にパーティクルが表面に付着することを防止でき、オートドーピングによって抵抗率が低下しないシリコンウェーハを提供することができるとしている。しかし、機械的方法による酸化膜の除去方法では、酸化膜除去精度に優れるものの、ウェーハの外周部を研磨するには枚葉処理でしか行えず、生産性が悪く、装置の構成が大掛かりとなりコスト高となる問題がある。
一方、シリコン表面上に存在する金属不純物を分析する方法として、気相エッチング法による酸化膜の除去方法を採用した不純物の分析方法が開示されている（例えば、特許文献３参照。）。この方法では、分析対象となるシリコンウェーハ上面側の表面に酸化膜を形成した後、気相エッチング装置のチャンバー内に設置されたステージ上に、酸化膜が形成されたウェーハ面を上にして載置する。次いで、チャンバー内にフッ化水素酸と過酸化水素水を含む蒸気等を供給してウェーハ表面上の酸化膜の溶解除去が行われる。そして、酸化膜が除去されたウェーハ表面に液滴を供給して、回収された液滴の不純物の分析を行っている。
本発明者らは、上記特許文献３に示される分析方法において採用されている、気相エッチング技術を、上述のウェーハ外周部に形成された余分な酸化膜の除去に応用させることに着目した。しかしながら、本発明者らが種々の実験を行った結果、以下のような知見を得た。
気相エッチング法を用いることにより、ウェーハの上面、面取り面及び端面等に形成された余分な酸化膜を除去することができるものの、ウェーハ下面に形成された酸化膜を所望のエッジレリーフ幅（間隔ａ）に制御することが困難であることが明らかとなった。特にウェーハ下面の酸化膜外周縁の除去幅を多くしてエッジレリーフ幅の広いシリコンウェーハの製造を行う場合に、気相エッチングの際の処理時間を長くしても、上記酸化膜外周縁の除去幅を広くすることに限界があることが確認された。
また、気相エッチング法でウェーハ外周部の酸化膜を除去したシリコンウェーハにエピタキシャル成長を行った場合、ウェーハ下面に形成された酸化膜の外周縁付近に、図１０に示すような、酸化膜の厚みが異なる酸化膜除去ムラ領域（以下、にじみ領域３３という。）が広範囲に亘って形成される不具合が生じることが確認された。
にじみ領域の発生は、直接ウェーハの品質に影響を与えることは少ないものの、にじみ領域幅がある程度大きくなると、外観不良品として製品出荷することができなくなる。この場合、全ての酸化膜を一旦除去して、再度、酸化膜を生成し直してから気相エッチングを行わなければならず、製造コストが増大する等の問題が生じる。また、にじみ領域は、酸化膜が非常に薄く形成された領域であるため、エピタキシャル成長処理中、にじみ領域においてノジュールが発生するおそれがある。更に、にじみ領域幅が大きい場合には、シリコンウェーハ中のドーパントが、この酸化膜の厚みが薄い、にじみ領域発生部位を通じて外方拡散するおそれもある。そのため、気相エッチング法によりウェーハ外周部に形成された余分な酸化膜を除去する際、にじみ領域の発生を低減させることが有効となる。
本発明の目的は、ウェーハの面取り面及び端面に形成された余分な酸化膜を除去するとともに、ウェーハ下面に形成された酸化膜を所望のエッジレリーフ幅にて正確に除去することができ、しかもウェーハ下面の酸化膜外縁付近に生じる酸化膜の厚みが異なる酸化膜除去ムラ領域（にじみ領域）を大幅に低減できる酸化膜の除去方法を提供することにある。
本発明の第１の観点は、上面、下面、面取り面及び端面を有し、少なくともシリコンウェーハの下面全面に酸化膜が形成されたシリコンウェーハを用意する工程と、気相エッチング装置の反応容器内に、少なくとも上記酸化膜との接触部分が耐酸性樹脂層で構成され、接触部分における表面粗さＲａが０．５μｍ以下の円板状のウェーハ載置用ステージを１又は２以上配置する工程と、上記シリコンウェーハの下面を上記載置用ステージ上面に向けて上記シリコンウェーハを、ウェーハ中心が上記載置用ステージの中心軸と一致するように上記載置用ステージ上に載置する工程と、上記反応容器内にフッ化水素含有ガスを流通させることにより、面取り面とウェーハ下面との界面からウェーハの内側に向けて、所望の間隔ａまで酸化膜を除去する工程とを含み、上記所望の間隔ａの調整を、上記載置用ステージのステージ径を変更することにより行い、所望の間隔ａの調整が、シリコンウェーハの抵抗率に応じて行われるシリコンウェーハの表面に形成された酸化膜の除去方法である。
本発明の第２の観点は、第１の観点に基づく発明であって、更に上記載置用ステージの、上記酸化膜との接触部分における表面粗さＲａが０．４μｍ以下であることを特徴とする。
本発明の第３の観点は、第１又は第２の観点に基づく発明であって、更に上記載置用ステージがポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレンのいずれか一種により形成されてなることを特徴とする。
本発明の第４の観点は、第１の観点に基づく発明であって、更に上記載置用ステージがその表面に、表面粗さＲａが０．５μｍ以下の樹脂フィルムを被着してなることを特徴とする。
本発明の第５の観点は、第４の観点に基づく発明であって、更に上記樹脂フィルムの表面粗さＲａが０．４以下であることを特徴とする。
本発明の第６の観点は、第４又は第５の観点に基づく発明であって、更に上記樹脂フィルムがポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレンのいずれか一種により形成されてなることを特徴とする。
本発明の第７の観点は、第１ないし第６の観点に基づく発明であって、更に上記載置用ステージとして、載置表面の中央部に凹み部が形成されたステージを用いることを特徴とする。
本発明の第８の観点は、第１ないし第７の観点の方法によりシリコンウェーハの表面に形成された酸化膜を除去する工程と、シリコンウェーハの上面にエピタキシャル成長処理を施す工程とを含むエピタキシャルウェーハの製造方法である。
本発明の第１の観点の酸化膜の除去方法では、載置用ステージのステージ径の変更により、ウェーハ下面の酸化膜外周縁の除去幅、即ちエッジレリーフ幅（間隔ａ）を、シリコンウェーハの抵抗率に応じた任意の幅に調整することができる。
本発明の第１又は第２の観点の酸化膜の除去方法では、上記載置用ステージの、上記酸化膜との接触部分における表面粗さＲａが所定値以下に設定される。これにより、載置用ステージ表面と、シリコンウェーハ下面に形成された酸化膜との密着力が向上し、にじみ領域を大幅に低減させることができる。
本発明の第３の観点の酸化膜の除去方法では、上記載置用ステージがポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレンのいずれか一種により形成されてなる。これらの材料は耐酸性に優れ、ウェーハ設置時にキズの発生を防止する効果が得られる。
本発明の第４又は第５の観点の酸化膜の除去方法では、上記載置用ステージがその表面に、所望の表面粗さを有する樹脂フィルムを被着してなる。このように、所望の表面粗さを有する樹脂フィルムを用いれば、既存の装置の大幅な改良を要することなく、ステージ表面を容易に所望の表面粗さにすることができる。
本発明の第６の観点の方法では、上記樹脂フィルムがポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレンのいずれか一種により形成されてなる。これらの材料は耐酸性に優れ、ウェーハ設置時にキズの発生を防止する効果が得られる。
本発明の第７の観点の方法では、上記載置用ステージとして、載置表面の中央部に凹み部が形成されたステージを用いることにより、気相エッチング中に、載置用ステージ表面とウェーハ下面に形成された酸化膜との密着力を向上させ、にじみ領域をより低減させることができる。
本発明の第７の観点の方法では、上記載置用ステージとして、載置表面の中央部に凹み部が形成されたステージを用いることにより、気相エッチング中に、載置用ステージ表面とウェーハ下面に形成された酸化膜との密着力を向上させ、にじみ領域をより低減させることができる。
本発明の第８の観点のエピタキシャルウェーハの製造方法は、本発明の方法によって余分な酸化膜を除去し、そのウェーハの上面にエピタキシャル成長処理を施すものである。この製造方法により得られたエピタキシャルウェーハは、本発明の方法によって余分な酸化膜が除去された、にじみ領域が少ないシリコンウェーハにエピタキシャル処理を行ったものである。そのため、エピタキシャル処理の際に、にじみ領域を起因としたノジュールの発生を生じることがなく、またオートドープの発生を確実に防止することができる。
次に本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。
本発明の酸化膜の除去方法に使用される気相エッチング装置の一例を、図１を用いて説明する。この気相エッチング装置１０は、図１に示すように、その内部にシリコンウェーハ３１を収容してエッチングガス１４が供給される反応容器１１を備える。反応容器１１は、上蓋１２によって密閉され、内部の温度及び圧力を一定に保ち、供給されたエッチングガス１４を内部に滞留させることができるようになっている。また、反応容器１１内には、気相エッチング中、反応容器１１内においてシリコンウェーハ３１を水平に保持するための１又は２以上の載置用ステージ１３が設けられている。なお、図１では、２つのステージが設けられた例を示す。
反応容器１１内にはガス供給管１６が設けられ、フッ化水素酸水溶液等の水溶液１８中にＮ2等のキャリアガス２０を吹き込み、バブリングして発生させたエッチングガス１４がガス供給口１６ａを通じて反応容器１１内へ供給される。供給されたエッチングガス１４は酸化膜３２の除去に供された後、図示しないガス排気管を通じて系外に排気される。
続いて、上述した図１に示す気相エッチング装置１０を用いて、本発明のシリコンウェーハ３１外周部に形成された酸化膜３２を除去する方法について説明する。なお、本発明の酸化膜の除去方法は、この装置を用いた方法に限られるものではない。
先ず、上面、下面、面取り面及び端面を有し、少なくとも上記下面、面取り面及び端面に、例えばＣＶＤ法等により酸化膜が形成されたシリコンウェーハを用意する。シリコンウェーハ３１は、例えばチョクラルスキー法（以下、ＣＺ法という。）等によって育成されたシリコン単結晶インゴットから切出し、スライスして得られたウェーハに、面取り、機械研磨（ラッピング）、エッチング、鏡面研磨（ポリッシング）等の一般的な加工処理を施し、洗浄工程を経て得られる。ここで、例えば、抵抗率が０．０１Ω・ｃｍ〜０．１Ω・ｃｍ程度のｐ型シリコンウェーハを得るには、ＣＺ法によってシリコン単結晶を引上げる際に、引上げ装置内においてシリコン原料として高純度シリコン多結晶が充填されたルツボ内に、抵抗率が上記範囲になる量のボロン等をドーパントとして添加しておく。ｐ+型シリコンウェーハでは、抵抗率が１０ｍΩ・ｃｍ〜２０ｍΩ・ｃｍ程度、ｐ++型シリコンウェーハでは、抵抗率が１ｍΩ・ｃｍ〜１０ｍΩ・ｃｍ程度となる量のボロンが添加される。
ＣＶＤ法による酸化膜の形成は、気相エッチング装置を用いて成膜することにより行われ、例えばウェーハの直径が３００ｍｍであれば、２０００〜９０００オングストローム程度の膜厚に形成される。
そして、酸化膜３２が形成されたシリコンウェーハ３１について、図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、その外周部に形成された余分な酸化膜３２を除去するため、気相エッチング処理する。この気相エッチングでは、所望のエッジレリーフ幅になるように、面取り面とウェーハ下面との界面から内側に向けて、所望の間隔ａの範囲まで酸化膜３２を除去する。このとき、図２（ｂ）に示される所望の間隔ａは、ウェーハの抵抗率に応じて設定される。例えばｐ++型シリコンウェーハのような抵抗率が非常に低いシリコンウェーハでは、ボロン等のドーパントが多量に添加されていることから、エピタキシャル成長等の高温プロセスにおいてドーパントの外部拡散量が多くなるため、上記所望の間隔ａは比較的少なめに設定される。
本発明の酸化膜の除去方法では、目的とする所望の間隔ａに合わせて、気相エッチング中、載置用ステージの直径を調整するという方法により、正確にウェーハ下面の酸化膜外周縁の除去幅を調整することが可能となり、エッジレリーフ幅を任意に調整することができる。これにより、正確に所望のエッジレリーフ幅を備えた酸化膜付きシリコンウェーハを形成することができる。
また、上記載置用ステージ１３の、上記酸化膜との接触部分における表面粗さＲａは０．５μｍ以下とすることが好ましい。これにより、載置用ステージ表面との効果を得ることができる。表面粗さＲaを０．５μｍ以下とすると、載置用ステージ表面とウェーハ下面に形成された酸化膜との密着性を向上させることができる。これにより、載置用ステージ表面とウェーハ下面に形成された酸化膜との隙間にエッチングガスが入り込むことによって生じるにじみ領域を低減させることができる。０．５μｍを越えると、気相エッチング中に、載置用ステージ表面とウェーハ下面に形成された酸化膜との隙間にエッチングガスが入り込み、にじみ領域幅が大きくなる場合があるため好ましくない。このうち、表面粗さＲaは０．４μｍ以下であることが特に好ましい。なお、本明細書中、表面粗さＲaとは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１（２０１１）で規定する中心線平均粗さ（Ｒａ値）で表したものである。なお、載置用ステージ１３は、その表面全体が平坦に形成され、ウェーハ下面に形成された酸化膜全体と接触するように構成されたものに限らず、図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、載置用ステージ１３の表面中央部に凹み部を設けて、ウェーハ下面の周辺とリング状に接触し、当該接触部分でウェーハを支持するように構成されても良い。これにより、載置用ステージ表面とウェーハ下面に形成された酸化膜との密着力を向上させ、にじみ領域を低減させることができる。この場合、酸化膜と接触する、凹み部以外の部分の表面が、上述の所望の表面粗さとなるように形成しておくことが更に望ましい。
また、上記載置用ステージ１３は、少なくともウェーハ下面に形成された酸化膜と接触する部分の表面がポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレンのいずれか一種により形成されてなるものが好ましい。載置用ステージを、上記材料で形成すれば、他の材料の載置用ステージを用いた場合に比べて、耐酸性に優れ、またウェーハ設置時にキズが発生しにくい等の効果が得られる。
載置用ステージ１３の表面を上記所望の粗さにする方法としては、載置用ステージそのものを上記ポリ塩化ビニル等によって形成し、表面を研磨する方法や、他の材料で形成された載置用ステージ表面の、酸化膜と接触する部分に上記ポリ塩化ビニル等の材料を吹き付け、その後所望の表面粗さになるように研磨する方法等が挙げられる。
また、図３に示すように、表面粗さＲａが０．５μｍ以下、更に好ましくは０．４μｍ以下の樹脂フィルム１３ａを載置用ステージ１３の表面に被着することによって、所望の表面粗さにすることもできる。上記樹脂フィルムには、上述の理由から、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレンのいずれか一種により形成されたものを用いるのが好ましい。この方法では、装置の大幅な改良を要することなく、既存の装置において、ステージ表面を容易に所望の表面粗さにすることができる。
また、気相エッチングの処理回数が増えると、装置の経時劣化により、ステージ表面の表面粗さも設定値から徐々に外れてゆくことになる。そのため、ステージ表面を研磨処理する等の再生処理が必要となるが、所望の表面粗さを有する脱着可能な樹脂フィルムを被着させる方法であれば、新しい樹脂フィルムに交換するという容易な方法で、ステージ表面を、所望の表面粗さに回復させることができる。
また、樹脂フィルムを被着させる方法では、図４に示すように、直径が比較的大きな載置用ステージであっても、載置用ステージ１３そのものの直径を変更することなく簡単に本発明を実施することができる。即ち、目的とする上述の所望の間隔ａが得られるように、樹脂フィルムの直径を載置用ステージの直径よりも小さい直径に設定し、既存の装置に設置された載置用ステージの表面にこれを被着させるという方法である。なお、この場合、樹脂フィルムの厚さが薄すぎると、酸化膜とステージ表面の間隔が狭くなり、結果的に上述した本発明の効果が得られ難くなるため、樹脂フィルムの厚さを比較的厚めに設定する必要がある。上記図４に示す方法の場合の樹脂フィルムの厚さは５〜１００μｍの範囲とするのが好ましい。
次に、上述した気相エッチング装置１０の反応容器１１内に、酸化膜３２が形成されたシリコンウェーハ３１を搬送する。反応容器１１内に搬送されたシリコンウェーハ３１は、酸化膜３２が形成されたウェーハ下面を、載置用ステージ１３上面に向け、図２（ａ）又は図４に示すように、ウェーハ中心が載置用ステージ１３の中心軸と一致するように載置用ステージ１３上に載置する。シリコンウェーハ３１を搬送した反応容器１１内は上蓋１２で封止することにより密閉する。
そして、図１に示す反応容器１１外部に設けられたガス供給源にてエッチングガス１４としてフッ化水素ガスを生成させる。このフッ化水素ガスは、フッ化水素酸水溶液等の水溶液１８を容器１９に貯留し、容器１９内の水溶液１８中にＮ2等のキャリアガス２０を吹き込んで、飽和状態になるまで十分にバブリングすることで発生させることができる。発生させたフッ化水素ガスは、エッチングガス１４として、容器と反応容器１１を連通するガス供給管１６を経て、ガス供給口１６ａから反応容器１１内に流通される。
そして、反応容器１１内に流通したフッ化水素ガスが、上記載置用ステージと接触していないウェーハ外周部に形成された余分な酸化膜と接触することにより、当該酸化膜がエッチング除去される。なお、気相エッチング中は、載置用ステージを回転させても良いが、気流によるエッチングムラが生じるのを避けるため、載置用ステージは回転させずに静置した状態で行うことが望ましい。
次に本発明の実施例を比較例とともに詳しく説明する。
＜実施例１＞
先ず、直径２００ｍｍであって、面取り幅０．３ｍｍ、抵抗率０．０１Ω・ｃｍのボロンドープのｐ型シリコンウェーハを用意し、このシリコンウェーハの下面に膜厚５０００オングストロームの酸化膜をＣＶＤ法により成膜した。このとき、ウェーハ下面以外に、面取り面、端面に、不可避的に酸化膜が形成される。
先ず、直径２００ｍｍであって、面取り幅０．３ｍｍ、抵抗率０．０１Ω・ｃｍのボロンドープのｐ型シリコンウェーハを用意し、このシリコンウェーハの下面に膜厚５０００オングストロームの酸化膜をＣＶＤ法により成膜した。このとき、ウェーハ下面以外に、面取り面、端面に、不可避的に酸化膜が形成される。
次に、図１に示す気相エッチング装置１０の反応容器１１内に、表面粗さＲａが０．５μｍであり、図２（ａ）に示す、中央に凹みを有するポリ塩化ビニル製の載置用ステージ１３を設置した。
次に、図１に示すように、上記酸化膜を形成したシリコンウェーハ３１を気相エッチング装置１０の反応容器１１内に搬送した。更に、搬送したシリコンウェーハ３１を、図２（ａ）に示すように、ウェーハ下面を載置用ステージ１３上面に向けてウェーハ中心が載置用ステージ１３の中心軸と一致するように載置用ステージ１３上に載置した。
次に、図１に示すように、反応容器１１内を上蓋１２で密閉して、フッ化水素酸水溶液を貯留する容器１９にキャリアガスとしてＮ2を吹き込み、フッ化水素酸水溶液をバブリングすることでフッ化水素ガスを発生させた。このフッ化水素ガスをエッチングガス１４として、ガス供給管１６のガス供給口１６ａから反応容器１１内へ流通させた。そして、酸化膜３２とフッ化水素ガスとを接触させることにより、図２（ｂ）に示すように、ウェーハ外周部に形成された余分な酸化膜３２を気相エッチングにより除去した。
本実施例において、反応容器１１内に設置する載置用ステージ１３のステージ径を、２１０ｍｍφ、１９８ｍｍφ、１９５ｍｍφの３水準とし、それぞれでエッチング処理時間を変更したときの、ウェーハ下面の酸化膜外周縁の除去幅（間隔ａ）を測定した。その結果を図５〜図７に示す。なお、図５〜図７の間隔ａの値は、ウェーハ端面からウェーハ下面の酸化膜までの測定した長さから上記面取り幅の値を引いて算出した値である。
図５〜図７から明らかなように、ステージ径が２１０ｍｍφの載置用ステージを使用してエッチングを行った場合、エッチング処理時間を１２００秒と長くしても間隔ａは０．７０ｍｍまでに制御され、一方、１９８ｍｍφの載置用ステージを使用した場合は１．５０ｍｍ、１９５ｍｍφの載置用ステージを使用した場合は３．１０ｍｍとなり、ステージ径を小さくするに従い、間隔ａの幅を広くできることが判る。このことから、使用する載置用ステージの径と、間隔ａの幅との間には相関があることが確認され、ステージ径の調整により、間隔ａを所望の幅に制御できることが判る。
＜実施例２＞
載置用ステージ１３表面の表面粗さを以下の試験例１〜５のように変更し、ステージ表面の表面粗さとにじみ発生領域幅との関係を調べた。
載置用ステージ１３表面の表面粗さを以下の試験例１〜５のように変更し、ステージ表面の表面粗さとにじみ発生領域幅との関係を調べた。
（試験例１）
ステージ径が１９８ｍｍφであり、表面粗さＲａが０．５μｍの載置用ステージ１３を用い、エッチング処理時間を６００秒として、実施例１と同様に、ウェーハ外周部に形成された余分な酸化膜３２を気相エッチングにより除去した。
ステージ径が１９８ｍｍφであり、表面粗さＲａが０．５μｍの載置用ステージ１３を用い、エッチング処理時間を６００秒として、実施例１と同様に、ウェーハ外周部に形成された余分な酸化膜３２を気相エッチングにより除去した。
（試験例２）
表面粗さＲａが０．４μｍの載置用ステージ１３を使用したこと以外は、試験例１と同様に、ウェーハ外周部に形成された余分な酸化膜３２を気相エッチングにより除去した。
表面粗さＲａが０．４μｍの載置用ステージ１３を使用したこと以外は、試験例１と同様に、ウェーハ外周部に形成された余分な酸化膜３２を気相エッチングにより除去した。
（試験例３）
表面粗さＲａが０．３μｍの載置用ステージ１３を使用したこと以外は、試験例１と同様に、ウェーハ外周部に形成された余分な酸化膜３２を気相エッチングにより除去した。
表面粗さＲａが０．３μｍの載置用ステージ１３を使用したこと以外は、試験例１と同様に、ウェーハ外周部に形成された余分な酸化膜３２を気相エッチングにより除去した。
（試験例４）
表面粗さＲａが６．５μｍの載置用ステージ１３を用い、その表面に表面粗さＲａが０．０５μｍのポリ塩化ビニリデン製の樹脂フィルムを被着してなる載置用ステージ１３を使用したこと以外は、試験例１と同様に、ウェーハ外周部に形成された余分な酸化膜３２を気相エッチングにより除去した。
表面粗さＲａが６．５μｍの載置用ステージ１３を用い、その表面に表面粗さＲａが０．０５μｍのポリ塩化ビニリデン製の樹脂フィルムを被着してなる載置用ステージ１３を使用したこと以外は、試験例１と同様に、ウェーハ外周部に形成された余分な酸化膜３２を気相エッチングにより除去した。
（試験例５）
表面粗さＲａが６．５μｍの載置用ステージ１３を使用したこと以外は、試験例１と同様に、ウェーハ外周部に形成された余分な酸化膜３２を気相エッチングにより除去した。
表面粗さＲａが６．５μｍの載置用ステージ１３を使用したこと以外は、試験例１と同様に、ウェーハ外周部に形成された余分な酸化膜３２を気相エッチングにより除去した。
＜比較試験及び評価１＞
試験例１〜５において、それぞれ計５回ずつ同じ条件で気相エッチングを行い、にじみ領域幅を測定した。にじみ領域幅は光学顕微鏡を用いて測定した。これらの結果を、図８に示す。
試験例１〜５において、それぞれ計５回ずつ同じ条件で気相エッチングを行い、にじみ領域幅を測定した。にじみ領域幅は光学顕微鏡を用いて測定した。これらの結果を、図８に示す。
図８から明らかなように、試験例１〜４では、にじみ領域幅が非常に小さいことが判る。特に試験例２〜４では、全ての結果において、にじみ領域幅が０．５ｍｍ以下と極めて小さいことが判る。
＜実施例３＞
上記実施例２の各試験例１〜５で気相エッチングを行ったシリコンウェーハを、各試験例ごとに５枚ずつ採取した。それぞれのウェーハについて、その酸化膜が形成されていないウェーハ上面側の表面にエピタキシャル膜を形成し、目視検査によりウェーハ下面のにじみ領域におけるノジュールの発生の有無を確認した。
上記実施例２の各試験例１〜５で気相エッチングを行ったシリコンウェーハを、各試験例ごとに５枚ずつ採取した。それぞれのウェーハについて、その酸化膜が形成されていないウェーハ上面側の表面にエピタキシャル膜を形成し、目視検査によりウェーハ下面のにじみ領域におけるノジュールの発生の有無を確認した。
エピタキシャル膜の形成は、枚葉式エピタキシャル装置を用いて行い、原料ソースガスとしてトリクロロシランガス、ドーパントガスとしてジボランガスを供給し、１１５０℃の温度でシリコンウェーハ表面上に厚さ２μｍのｐ型シリコンエピタキシャル膜を形成した。
その結果、試験例５で得られたシリコンウェーハ上にエピタキシャル膜を形成したもののうち、１枚のウェーハにおいて、にじみ領域で若干のノジュール発生が確認された。一方、試験例１〜４で得られたシリコンウェーハ上にエピタキシャル膜を形成したものは、にじみ領域においてノジュールの発生は確認されなかった。
１０ 気相エッチング装置
１１ 反応容器
１２ 上蓋
１３ 載置用ステージ
１４ エッチングガス
１６ ガス供給管
３１ シリコンウェーハ
３２ 酸化膜
１１ 反応容器
１２ 上蓋
１３ 載置用ステージ
１４ エッチングガス
１６ ガス供給管
３１ シリコンウェーハ
３２ 酸化膜
Claims (8)
- 上面、下面、面取り面及び端面を有し、少なくともシリコンウェーハの下面全面に酸化膜が形成されたシリコンウェーハを用意する工程と、
気相エッチング装置の反応容器内に、少なくとも前記酸化膜との接触部分が耐酸性樹脂層で構成され、前記接触部分における表面粗さＲａが０．５μｍ以下の円板状のウェーハ載置用ステージを１又は２以上配置する工程と、
前記シリコンウェーハの下面を前記載置用ステージ上面に向けて前記シリコンウェーハを、ウェーハ中心が前記載置用ステージの中心軸と一致するように前記載置用ステージ上に載置する工程と、
前記反応容器内にフッ化水素含有ガスを流通させることにより、面取り面とウェーハ下面との界面からウェーハの内側に向かって所望の間隔ａまで酸化膜を除去する工程とを含み、
前記所望の間隔ａの調整を、前記載置用ステージのステージ径を変更することにより行い、
前記所望の間隔ａの調整が、前記シリコンウェーハの抵抗率に応じて行われるシリコンウェーハの表面に形成された酸化膜の除去方法。 - 前記載置用ステージの、前記酸化膜との接触部分における表面粗さＲａが０．４μｍ以下である請求項１記載の酸化膜の除去方法。
- 前記耐酸性樹脂層がポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレンのいずれか一種により形成されてなる請求項１又は２記載の酸化膜の除去方法。
- 前記耐酸性樹脂層が、表面粗さＲａが０．５μｍ以下の脱着可能な樹脂フィルムからなる請求項１記載の酸化膜の除去方法。
- 前記樹脂フィルムの表面粗さＲａが０．４μｍ以下である請求項４記載の酸化膜の除去方法。
- 前記樹脂フィルムがポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレンのいずれか一種により形成されてなる請求項４又は５記載の酸化膜の除去方法。
- 前記載置用ステージとして、載置表面の中央部に凹み部が形成されたステージを用いる請求項１ないし６いずれか１項に記載の酸化膜の除去方法。
- 請求項１ないし７いずれか１項に記載の方法によりシリコンウェーハの表面に形成された酸化膜を除去する工程と、
前記シリコンウェーハの上面にエピタキシャル成長処理を施す工程と
を含むエピタキシャルウェーハの製造方法。
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