JPH0782997B2

JPH0782997B2 - 半導体ウェーハの製造方法

Info

Publication number: JPH0782997B2
Application number: JP7538688A
Authority: JP
Inventors: 宏角谷
Original assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Priority date: 1988-03-29
Filing date: 1988-03-29
Publication date: 1995-09-06
Anticipated expiration: 2010-09-06
Also published as: JPH01246822A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、各種半導体装置、例えば個別半導体素子、集
積回路素子、即ちバイポーラIC及びMOSICなどのための
半導体シリコンウェーハの製造方法に関するものであ
る。

（従来の技術）エピタキシャル技術は、半導体単結晶基板上に単結晶層
を基板の結晶軸に合わせて連続的に成長させるものであ
るが、半導体シリコンを基板として用いる半導体素子製
造技術においては、一般には揮発性のシリコン化合物の
熱分解又は水素還元によって基板単結晶層上に気相より
エピタキシャル成長を行わせる化学反応による気相析出
がその主流を占めている。半導体シリコン単結晶が単一
素子として、例えばトランジスターとしての機能を発揮
するためには、ｐ型又はｎ型の不純物を導入して、所謂
pn接合を形成することが不可欠の要素となっている。半
導体シリコン中にかかるpn接合を形成するための活性不
純物を導入する（ドーピングという）には種々の方法が
あり、特に半導体素子の製造工程では現在、熱拡散、イ
オンプランテーションそして本発明が対象とする技術即
ちエピタキシャル技術がある。これらの不純物導入技術
では、エピタキシャル技術は不純物の濃度勾配を急峻に
することができ、また接合の形成に際して二重ドープの
必要がないのでドープレベルが低い、更にドーパント濃
度の差の大きい接合も容易にできるので、極めて重要な
ドープ技術となっている。実際の適用例としては、バイ
ポーラトランジスターにおいてはコレクタ抵抗を下げる
ために、更にMOSICにおいて耐ラッチアップ特性、耐α
線強度などの向上のためにｎ型又はｐ型の高濃度の不純
物を含む単結晶基板の上に半導体素子を形成する低濃度
活性層をエピタキシャル成長させたエピタキシャルウェ
ーハがある。

エピタキシャルウェーハの製造装置としては、横型縦型
更にバレル型の３種類が一般的であるが、その原理は共
通して先ず半導体シリコン基板をサセプターという黒鉛
板の表面に緻密なSiCの被覆を設けた加熱台の上に載置
し、該基板を条件によって変化するが900〜1200℃に加
熱し、これにモノシラン又はハロゲン、主として塩素で
置換した化合物、例えばSiHCl₃の水素混合ガスを接触さ
せて、熱分解または水素還元によってシリコン原子を該
基板上に析出し、エピタキシャル成長を完成させる。

半導体シリコン基板として、少なくとも一面が鏡面に仕
上げられた清浄面であることが、必要であるが、更に重
要なことはその周縁端部をテーパ状に加工する必要があ
る（一般に面取りという）。その理由は、特にエピタキ
シャル成長に際しては、基板周縁端部において面取りが
ないと、単結晶が異常に早く成長し、エピタキシャル成
長の主表面より著しく高くなって、半導体装置製造工程
のフォトリゾグラフィ工程において精密なパターニング
を不能にする（この異常成長のことをクラウンとい
う）。

かかるクラウン防止は、面取りの角度、幅、更に主表面
と面取りとの境界付近を鏡面研磨の際に適当にダレさ
せ、なだらかな曲率で移行させることによって現在解決
されている。

この他に、現在なお完全な解決を見ていない重要な二つ
の問題点がエピタキシャル成長技術に付随する。その一
つは、オートドーピングと称するもので、エピタキシャ
ル成長基板が著しい高濃度、例えば不純物濃度レベルで
10¹⁶〜10¹⁰atoms/cm³の場合にエピタキシャル成長層
（通常、10¹⁴atoms/cm³の低濃度レベル）に、当該基板
の不純物がドープされ、エピタキシャル層のドーパント
レベルが変化し、不均一化し、特に基板とエピタキシャ
ル層界面近傍のエピタキシャル層中の不純物レベルが初
期のエピタキシャル層の低レベルに到達するのに相当の
エピタキシャル層が無駄になる。このオートドーピング
現象は、基板からの熱拡散にもよるが、大きくは基板、
特に側面及び背面のエピタキシャル層で被覆されない面
から反応ガスとの反応で、ガス状ドーパントとして基板
表面に搬送されることによって行われる。このため、例
えば特開昭58−95819号公報では、半導体シリコンエピ
タキシャル成長基板の背面に酸化珪素膜を形成させ、背
面を保護膜で覆うことを提案している。確かにこの方法
は有効であるが、完全とはいえないものである。本願発
明者はオートドープ現象を正確に理解していないため、
オートドープで特に問題となる面取り部の保護膜による
被覆の重要性について注目していない。

更にもう一つのエピタキシャル成長の技術的な問題点
は、背面を前述した特開昭58−95819号公報の提案に従
ってオートドーピング防止を有効にするために背面の主
平面は勿論面取り及び端部を酸化珪素膜で被覆した場合
には、背面の平面部が通常サセプターに接触しているた
め問題は発生しないが、当該面取り及び端部の酸化珪素
膜上にシリコンの多結晶からなる塊状の突起（以後ノジ
ュールという）が発生し、これが半導体素子製造工程で
脱落し、その微小破片がエピタキシャルウェーハの表面
に付着し、露出用マスクを傷つけたり、酸化膜のピンホ
ールの原因となったり、酸化膜のパターニング不良、蒸
着金属配線の断線など様々なトラブルの原因となる。

第８図はノジュールの発生状況及びエピタキシャルウェ
ーハの断面厚生を模式的に示した図面である。同図にお
いて、シリコン基板２の背面2D（主面2d及び面取り部2
e）には、酸化膜Ｆが保護膜として形成される。シリコ
ン基板２の表面2Aの面取り部2bと表面主面2aとの境界で
僅かにエピタキシャル成長層Ｅが厚くなるが、極端な場
合はこれをクラウンという。同図において符号Ｃがクラ
ウンである。

エピタキシャル層のドーパントレベルが変化し、不均一
化し、特に基板とエピタキシャル層界面近傍のエピタキ
シャル層中の不純物レベルが初期のエピタキシャル層の
低レベルに到達するのに相当のエピタキシャル層が無駄
になる。このオートドーピング現象は、基板から熱拡散
にもよるが、大きくは基板、特に側面及び背面のエピタ
キシャル層で被覆されない面から反応ガスとの反応で、
ガス状ドーパントとして基板表面に搬送されることによ
って行われる。このために、前述した如く、例えば58−
95819号公報では、半導体シリコンエピタキシャル成長
基板の背面に酸化珪素膜を形成させ、背面を保護膜で覆
うことを提案している。確かに、この方法は有効である
が、完全とはいえない。酸化珪素保護膜をシリコン基板
の背面に析出させる場合、並びにその表面にシリコン単
層をエピタキシャル成長させる場合にも、それら析出層
を所定のところに制御することは重要である。しかし、
従来技術によれば、これらについての提案はない。即
ち、保護膜を背面の主面及び面取り部に限定し、エピタ
キシャル成長を表面の主面及び面取り部に限定すれば、
ノジュールの発生とオートドーブ現象を同時に抑制でき
る。例えば、特開昭59−50095号公報には、サセプター
上のシリコン基板を挿入支持する凹部を設けるが、この
凹部の底面は球面の一部を形成し、よってシリコン基板
の均一加熱を実現しようとするもので、上記の欠点を解
決すべき技術的手段については何ら開示していない。

このように、オートドーピングを防止し且つノジュール
を発生させない方法については、従来解決法は提案され
ていない、このためオートドーピグを許すか或いは発生
したノジュールを機械的に除去するために低能率な作業
を受け入れざるを得なかった。

（発明が解決しようとする課題）本発明は、エピタキシャル層の問題点として大きくクロ
ーズアップしてきている半導体シリコンエピタキシャル
基板の背面周縁面取り部及び端面に析出する異常成長小
突起の発生の防止を主眼とし、同時にオートドーピング
を実質的に抑制することができる半導体ウェーハの製造
方法を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するために、本発明の半導体ウェーハの
製造方法においては、面取りされたシリコン単結晶基板
を、サセプター上に形成され前記シリコン単結晶基板の
直径より僅かに大きな直径と前記シリコン単結晶基板の
厚さよりやや大きい深さとを有し少なくとも底部周縁が
円錐面状に形成された凹部に、前記シリコン単結晶基板
の主表面及び表面面取り部が嵌合するように載置し、前
記シリコン単結晶基板の背面面取り部及び主背面を化学
蒸着反応によって保護膜で覆うようにしたものである。

上記製造方法により製造された保護膜付シリコン単結晶
基板の周縁部を機械的及び／又は化学的に加工して前記
シリコン単結晶基板の端側面部に析出した保護膜を除去
するのが好適である。

また、上記製造方法により製造された保護膜付シリコン
単結晶基板の主表面を鏡面研磨した後に、該鏡面研磨さ
れたシリコン単結晶基板を、サセプター上に形成され前
記シリコン単結晶基板の直径より僅かに大きな直径と前
記シリコン単結晶基板の厚さよりやや大きい深さとを有
し少なくとも底部周縁が円錐面状に形成された凹部に、
前記シリコン単結晶基板の主背面及び背面面取り部が嵌
合するように載置し、前記シリコン単結晶基板の主表面
に気相エピタキシャル成長を行うことができる。

前記保護膜は二酸化珪素又は窒化珪素からなることを好
ましく、また前記保護がシリコン多結晶であって、酸素
及び窒素の両者又は一方が５〜50％原子比を含むことが
好適である。

さらに、前記保護膜がシリコン単結晶基板の主裏面に対
し、第１層として酸化珪素又は窒化珪素の何れかからな
り、第２層として酸素及び窒素の両者又は何れか一方を
含むシリコン多結晶であるように構成するのが好まし
い。

（作用）前述したように、エピタキシャル成長は、加熱されたサ
セプターの上に載置されたエピタキシャル成長用半導体
シリコンウェーハ基板上に、ガス状のシリコン化合物と
ともにドーパントとしてｎ型にはPH₃,p型にはB₂H₆を混
合希釈した水素ガスを接触させて、当該基板上で起こる
熱分解又は水素還元の何れか或いは両反応によってシリ
コン原子を基板上に析出させ、エピタキシャル成長を進
行させる。ドーパントガスも同時に分解し、主としてシ
リコンのエピタキシャル成長の途中でシリコン単結晶の
格子点に固定されてドーピングが行われる。ミクロなエ
ピタキシャル成長を考察すれば、シリコン原子（場合に
よってはドーパント原子）は加熱された半導体シリコン
単結晶基板表面に或る時間滞在することが要件となる。
かかるシリコン原子は基板表面を移動し、基板表面の任
意格子点に留まって核を創成する場合と既に存在するキ
ンクに到達して移動を止める。この移動エネルギーを与
えるために、エピタキシャル成長のための最低温度が必
要となる。このため、たとえシリコン化合物がモノシラ
ンであったとしても分解温度は相当に低いが、多の高分
解点を持つ例えば四塩化珪素とあまりかわりのない基板
表面温度を必要とする。

反応の初期においては、基板表面からの逆反応によりド
ーパントが近傍の例えば流動性の低い境界層のガス中の
ドーパント濃度レベルを引き上げるため、エピタキシャ
ル成長層の開始とともに直ちに反応ガスに対応するドー
パントレベルの成長濃度を期待することができない。こ
れは基板からのエピタキシャル成長層への熱拡散による
効果によっても助長される。しかしながら、後述する実
施例の中で説明するように、基板の背面の主面及び周縁
の面取り部から逆反応によって気相へ移送された基板中
のドーパント成長のガス状化合物が、サセプター凹部の
基板周辺の微小空間をガス拡散で通過し、基板表面又は
その近傍の反応ガス中に混合し、ガス状ドーパント濃度
を高め、エピタキシャル成長層のドーパントレベルの均
一化を大きく妨げる。前述した基板近傍の流動性の低い
境界層のウェーハ表面周縁部には、特にオートドープの
ガス状ドーパント濃度が高まるためウェーハ表面の中心
部よりオートドープの影響は大きい。反応が進行し、エ
ピタキシャル成長層が厚くなるにつれて、例えばシリコ
ン層の成長速度が0.5μm/minの場合３〜５μｍではほぼ
オートドープの影響を無視できる程度になる。しかし、
オートドープは基板の濃度、ガス流その他種々の原因で
変化し、基板自身の表面においても場所によって大きく
変化するし、また通常３〜５μｍのオートドープは、エ
ピタキシャル成長層の活性層の設計には大きな影響があ
り、ドーパントレベルの不均一性のために半導体素子の
良品収率を著しく低下する。

かかるオートドープを防ぐためには、背面の主面及び周
縁面取り部を熱酸化或いは化学蒸着反応で酸化珪素を50
00Å乃至20000Å程度被覆してもよい。1000Åでも良い
がこれを下回るとエピタキシャル成長が通常高温で行わ
れ、しかも還元性雰囲気で行われるので還元された基板
を露出することがあるので好ましくない。

例えば、化学蒸着技術によれば、不活性ガスとしてアル
ゴン又は窒素ガスを用い、この中にアルゴンガス希釈の
モノシランガス（５容量％）と酸素を更に希釈混合した
もので、比較的低温300〜500℃で珪素酸化膜が得られ
る。化学蒸着反応による珪素酸化膜を形成する他の方法
としては、他は高温になるが、水素雰囲気中で炭酸ガス
CO₂とモノシランガス四塩化珪素を希釈混合し、600〜80
0℃で行われる場合がある。反応促進のためにプラズマ
がその励起に用いられるうる珪素酸化膜は、通常背面主
面及び面取り部、勿論端側面更には表面の面取り部の一
部にまで成長されるが、基板の表面を下にして化学蒸着
用のサセプターに載置するとき、凹部を設け凹部の開口
部は基板ウェーハの直径より若干大きく且つ底面の周縁
で円錐面の一部を形成し、且つ基板表面の周縁面取りと
嵌合するようにすれば、端部への一部成長はやむを得な
いとしても、表面周縁への成長は完全に排除することが
できる。

かかる蒸着膜付ウェーハの端面を面取り機、例えば特開
昭59−214554号公報記載の技術で機械的に除去し、更に
高番手の研磨砥石或いはバフ研磨を利用して、実質的に
加工歪みのない端部を再生可能である。尚、このバフ研
磨時にアルカリなどの腐食液を用いればより効果的であ
る。

（発明の効果）本発明によれば、半導体シリコンエピタキシャル基板の
背面周縁面取り部及び端面に析出する異常成長小突起
（ノジュール）の発生が完全に防止でき、同時にオート
ドーピングを実質的に抑制することができるという極め
て大きな効果を奏するものである。

（実施例）以下に本発明の具体例を添付図面中、第１図〜第３図に
基づいて説明する。

第１図は、酸化保護膜を析出させるための石英サセプタ
ーＳを説明したもので、特にシリコン基板２を挿置する
ための凹部４の断面形状、シリコン基板２を挿置保持し
た状況、一部保護膜Ｆが析出された状況などを示したも
のである。

ここで、石英サセプターＳの凹部４は、底面4aが平坦で
シリコン基板２とほぼ密接し、周縁部4bが上方に傾斜
し、シリコン基板２の背面外周端2fが該傾斜周縁部4bに
密接する。保護膜Ｆは、主として反応空間に露出するシ
リコン基板２の背面2D（この場合、即ち第３図の例では
上面となっている）に析出される。但し、シリコン基板
２と凹部４の側壁4cとの間隙は僅少、例えば1mmに制限
するので、シリコン基板２の端側面部2cには保護膜Ｆは
ほとんど析出しない。上記説明では，保護膜として酸化
珪素のみに触れてきたが、窒化珪素、多結晶珪素に酸
素、窒素を混入した場合にも、同様な石英サセプターＳ
の凹部構造、その他を適用できることはいうまでもな
い。

第２図は、以上のようにして蒸着された保護膜Ｆがシリ
コン基板２に析出した状態を示したもので、シリコン基
板２の端側面部2cにも僅かに保護膜Ｆが析出している。

第３図は、シリコン基板２の端側面部2cに析出した不要
の保護膜を除去したもので、エピタキシャル成長用シリ
コン基板を示す。

上述の説明では保護膜として酸化珪素のみを述べたが、
窒化珪素からなるものでも良いし、またシリコン多結晶
に酸素または窒素を混入したものでも良い。酸化珪素以
外の上記材質からなる保護膜を形成するに際しては、化
学反応、真空蒸着、スパッタリングの何れかを用いるこ
とができるが、かかる保護膜を堆積するには、酸化珪素
膜のときと同じようにシリコン基板のサセプターにおけ
る凹部の形成と、この凹部にシリコン基板を嵌載するこ
と、シリコン基板の端側面部における不要の保護膜の析
出は、同様に除去されなければならない。

化学反応による蒸着の場合、シリコン多結晶析出にはモ
ノシランの熱分解、窒化珪素にはモノシランとアンモニ
アとの組み合わせ、酸素又は窒素が混入した任意のシリ
コン多結晶膜を形成する場合にはモノシランにCO₂又はN
Oを調節混合し、酸素混入膜を、またNH₃を混入して窒素
混入膜を得る。化学反応のための化学種としては、この
他にモノシランの一部ハロゲン化物が用いられ、雰囲気
ガスとしては水素、アルゴンなどの還元性又は不活性ガ
スが用いられる。酸素または窒素が５〜50％で混入した
多結晶シリコン層は、シリコン基板のシリコン単結晶と
腐食液に対する化学反応特性が異なるので、保護膜のみ
の選択エッチング除去を可能にする。

保護膜Ｆがその背面2Dの主面2d及び面取り部2eのみを被
覆したシリコン基板２をエピタキシャル反応の基板とし
て用いるならば、サセプターＳと密接又は近接している
背面の主面2d及び面取り部2eは、直接反応ガス又はその
副組成物に接触することはなく、従ってオートドーピン
グの原因となる背面2Dからのドーパントの供給が完全に
防止される。

しかしながら、エピタキシャル反応におけるサセプター
Ｓが例えば平面であると、エピタキシャル成長は単にシ
リコン基板２の鏡面単結晶表面の主面2a及び面取り部2b
のみならず背面の面取り部2eにも僅かに析出する。

保護膜Ｆが酸化膜の場合には、背面面取り部2eへのシリ
コン析出が均一な薄膜状に形成されず、局所的に突起状
に析出される。かかる突起はノジュールと言われ、これ
がもし形成されると半導体素子の製造工程で破損脱落
し、微細なシリコン端末となってシリコンウェーハ表面
の微粒子汚染となって酸化膜のピンホールの原因となっ
たり、金属蒸着膜回路の脱線となり、またフォトリソ工
程のフォトマスクを傷つけたりする。かかる理由で、保
護膜上のノジュールは完全に除去されなければならない
が、この工程は技術的に困難があり、また完全除去が難
しい。エピタキシャル成長が終了した後にノジュールが
除去されるので、エピタキシャル層表面を傷つけ汚染
し、残存ノジュールの除去に化学薬品を使うことは同時
にシリコンエピタキシャル層を腐食することになるの
で、制限がある。

本発明においては、縦型リアクターについて述べると、
サセプターＳに凹部４を設け、この凹部４の底部周辺で
傾斜円錐を形成し、エピタキシャル成長に際して保護膜
面を下面としてこの凹部４にシリコン基板２を嵌載する
のが好ましい。更に好ましい態様としては、シリコン基
板２の直径に対しこの凹部４が若干大きな開口直径を有
すること、例えば凹部側壁とシリコン単結晶基板の外周
との差が0.5〜1.0mmが好ましい。サセプターＳの凹部４
の形状、シリコン基板２の挿置、エピタキシャル成長層
の成長は、第１図に示す保護膜の場合と同じであるの
で、図面による説明は重複を避けるために省略してあ
る。しかし、バレル型リアクターの場合には、シリコン
単結晶基板は、その自重でサセプターの凹部内側面最下
端で接触するが、底部円周の円錐テーパ部分でシリコン
単結晶基板下面面取り部を密接させることは可能であ
る。かかる状態においては、例えばシリコン基板２の温
度1150℃、トリクロロシラン５モル％の水素気流中でエ
ピタキシャル成長した場合、エピタキシャル成長層の厚
さが20μｍの場合でも、シリコン基板２の背面の面取り
部2eには全くノジュールの発生は見られなかった。ま
た、シリコン基板２の端側面部2cには僅かにシリコン多
結晶成長が見られた。

保護膜として、酸化珪素膜の他に、例えばシリコン窒化
物が用いられた場合は、酸化珪素膜の場合とは異なって
保護膜上でのシリコンの析出は均一に行われ、シリコン
基板を嵌挿保持するサセプターの構造寸法については厳
しい条件はなく、また保護膜がシリコン基板の端側面部
に残存していたとしても問題となることは少ないが、か
かる保護膜がシリコン基板表面の面取り部外周端に析出
したり、或いはエッチング後に僅かに残存しているもの
をエピタキシャル成長基板として用いると、その部分に
異常成長が起こり、クラウンと同様の悪影響があり、フ
ォトリソの工程に種々の障害となることもあるので、酸
化珪素膜と同様の配慮がなされることが好ましい。

以下に本発明の実施例を挙げてさらに詳細に説明する。

実施例１酸化珪素保護膜の形成サセプターとして凹部を有する石英板を用い、これをヒ
ーターの上に載置して、約500℃に加熱し、凹部にはシ
リコン基板を挿入した。反応ガス雰囲気は、窒素ガスの
中にSiH₄及びO₂を混合し、窒素ガス98.8％（容量）、Si
H₄0.1％（容量）、O₂1％（容量）の組成で、酸化珪素膜
の形成を行い、約10000Åの厚さに成長させた。ウェー
ハは、直径100ミリ、厚さ400μｍ、周辺はテーパ加工さ
れ表裏に面取り部（ウェーハの表面に対し、約20゜の傾
斜）を有する。サセプターＳの凹部４は円形の開口を有
し、その主底面4aは平面で、その周縁部が僅かに傾斜
し、凹部壁面位置で浅くなる。凹部直径は102mm、底部
中央部の深さは600μｍ、凹部にウェーハが嵌置された
ときシリコン基板２の表面2Aが凹部４に密着し、且つ少
なくともシリコン基板２の外周部が凹部傾斜部4bと密接
するように構成される。

この結果、シリコン基板２の背面主面2d及び面取り部2e
に略均一に酸化珪素膜Ｆが析出し、端側面部2cにはほと
んど析出がなかった。念のため、端側面部2cを弗化水素
約10％の希釈水溶液を含ませたウレタンスポンジにあ
て、前後に動かし、酸化珪素を完全に除去した。

更に酸化珪素被膜のない面は、通常のメカニカルケミカ
ルポリッシング法によって約20μｍ除去し、鏡面に仕上
げた。

実施例２及び比較例１エピタキシャル成長とオートドープサセプターとしては、凹部を有するSiCコートされた等
方性グラファイト板を用い、これを赤外線ランプにより
上部から加熱した。この凹部には、上記した実施例１で
作られた酸化珪素保護膜付シリコン基板と更に比較のた
めに保護膜のないシリコン基板を挿入し、光高温計でシ
リコン基板の表面温度が1180℃となるように調節し、シ
リコン基板上に水素ガス中にSiHCl₃を約１μm/minの速
度で20μｍのエピタキシャル成長層を得た。サセプター
の凹部は、形状寸法としては、上記実施例１の石英サセ
プターに形成されたものと全く同じものとした。

この結果、シリコン基板の表面にはその主面及び面取り
部に均一なエピタキシャル成長層を生じ、その端側面部
にはほとんどシリコンの析出はなかった。勿論、保護膜
付シリコン基板の背面の面取り部には、シリコンの異常
突起成長（ノジュール）は全く見られなかった。

第４図に、本発明による保護膜付シリコン基板にエピタ
キシャル成長させた場合の保護膜Ｆ、シリコン基板２、
エピタキシャル成長層Ｅの構成を模式的に示し、そして
第５図には比較例とした保護膜のないシリコン基板に通
常のエピタキシャル成長させた場合の同様の図面を示
す。

第４図及び第５図のいずれのシリコン基板の表面の主面
2aと面取り部2bとの境界にクラウンといわれる異常成長
が僅かに見られるが、このクラウンＣは本実施例の如く
面取り部の傾斜を20゜とすれば、僅か１〜２μｍ位の高
さである。

保護膜のない場合に顕著なのは、背面が僅かに腐食さ
れ、その結果凹み底部とシリコン基板背面に間隙が生
じ、シリコンの成長が見られることである。本実施例で
は凹みの構造がその底部周縁でシリコン基板と密接する
ので、この傾向は抑えられるが、かかる特殊な凹み付サ
セプターを用いない場合、例えば平坦な表面のサセプタ
ーを用いた場合、背面の腐食とシリコン析出は更に大き
くなる。したがって、オートドープも大きくなる。

第６図に、本実施例の保護膜付エピタキシャルウェーハ
及び比較例の保護膜のないエピタキシャルウェーハの断
面内のオートドープのプロファイルを示す。

実施例３オートドープと酸化膜被覆効果実施例２と同じ条件で、シリコン基板の背面酸化膜の面
取り部の被覆効果を調べるため、特に面取り部に注目し
て同心円状に酸化膜を外周より除去し、５ケの試料を用
意し、更に全く酸化膜除去を行わない端側面部に酸化膜
を残した試料１ケを用意し、オートドーピングを調べ
た。

その結果を第７図に示した。同図において、背面の面取
り部の面積を基準として、完全に除去した場合を100
％、完全に被覆したままの場合を０％とした。なお、参
考のために、面取り部は勿論、シリコンウェーハ端側面
部に酸化珪素膜が未処理の場合をＭ点で示す。

条件シリコン基板：方位 100 Sbドープドーパトレベル1x10¹⁸atoms/cm³ 成長層：ドーパントＰドーパントレベル（平衡）4x10¹⁴atom
s/cm³ オートドープ層： 10¹⁵atoms/cm³のドーパントレベルを示す成長層厚さ

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の実施の一態様を示す模式的説明
図、第２図は保護膜が析出した状態を示すシリコン基板
の一部断面説明図、第３図は端側面部の保護膜を除去し
た状態のシリコン基板の一部断面説明図、第４図は保護
膜付シリコン基板にエピタキシャル成長させた場合を示
すシリコン基板の一部断面説明図、第５図は保護膜のな
いシリコン基板に通常のエピタキシャル成長させた場合
を示すシリコン基板の一部断面説明図、第６図は実施例
２による保護膜付エピタキシャルウェーハ及び比較例１
の保護膜のないエピタキシャルウェーハの断面内のオー
トドープのプロファイルを示すグラフ、第７図は実施例
３におけるオートドーピングに対する酸化膜の効果を測
定したグラフ、及び第８図はエピタキシャルウェーハの
断面構成を模式的に示した図面である。２……半導体ウェーハ、シリコンウェーハ、シリコン基
板、エピタキシャルウェーハ、2A……半導体ウェーハの
表面、2D……半導体ウェーハの背面、2a……半導体ウェ
ーハの表面主面、2b……半導体ウェーハの表面面取り
部、2c……半導体ウェーハの端側面部、2d……半導体ウ
ェーハの背面主面、2e……半導体ウェーハの背面面取り
部、４……サセプターの凹部、Ｓ……サセプター

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】面取りされたシリコン単結晶基板を、サセ
プター上に形成され前記シリコン単結晶基板の直径より
僅かに大きな直径と前記シリコン単結晶基板の厚さより
やや大きい深さとを有し少なくとも底部周縁が円錐面状
に形成された凹部に、前記シリコン単結晶基板の主表面
及び表面面取り部が嵌合するように載置し、前記シリコ
ン単結晶基板の背面面取り部及び主背面を化学蒸着反応
によって保護膜で覆うことを特徴とする半導体ウェーハ
の製造方法。
【請求項２】請求項（１）記載の製造方法により製造さ
れた保護膜付シリコン単結晶基板の周縁部を機械的及び
／又は化学的に加工して前記シリコン単結晶基板の端側
面部に析出した保護膜を除去することを特徴とする半導
体ウェーハの製造方法。
【請求項３】請求項（１）又は（２）記載の製造方法に
より製造された保護膜付シリコン単結晶基板の主表面を
鏡面研磨した後に、該鏡面研磨されたシリコン単結晶基
板を、サセプター上に形成され前記シリコン単結晶基板
の直径より僅かに大きな直径と前記シリコン単結晶基板
の厚さよりやや大きい深さとを有し少なくとも底部周縁
が円錐面状に形成された凹部に、前記シリコン単結晶基
板の主背面及び背面面取り部が嵌合するように載置し、
前記シリコン単結晶基板の主表面に気相エピタキシャル
成長を行うことを特徴とする半導体ウェーハの製造方
法。
【請求項４】前記保護膜が二酸化珪素又は窒化珪素から
なることを特徴とする請求項（１）（２）又は（３）記
載の半導体ウェーハの製造方法。
【請求項５】前記保護膜がシリコン多結晶であって、酸
素及び窒素の両者又は一方が５〜50％原子比を含むこと
を特徴とする請求項（１）（２）又は（３）記載の半導
体ウェーハの製造方法。
【請求項６】前記保護膜がシリコン単結晶基板の主裏面
に対し、第１層として酸化珪素又は窒化珪素の何れかか
らなり、第２層として酸素及び窒素の両者又は何れか一
方を含むシリコン多結晶であることを特徴とする請求項
（１）（２）又は（３）記載の半導体ウェーハの製造方
法。