JPH08139042A - エピタキシャル半導体ウェーハの製造方法 - Google Patents
エピタキシャル半導体ウェーハの製造方法Info
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- JPH08139042A JPH08139042A JP30561094A JP30561094A JPH08139042A JP H08139042 A JPH08139042 A JP H08139042A JP 30561094 A JP30561094 A JP 30561094A JP 30561094 A JP30561094 A JP 30561094A JP H08139042 A JPH08139042 A JP H08139042A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来のシリコン・エピタキシャル薄膜成長前
後でのウェーハ処理工程の簡略化を図り、ウェーハ裏面
にエッチングむらの生じない、デバイス工程で高歩留で
高品質エピタキシャル薄膜の製造を可能にするエピタキ
シャル薄膜製造方法の提供。 【構成】 シリコン薄膜の気相成長前にウェーハの両面
に極薄い熱酸化膜やＣＶＤ膜等の特定の成膜処理を施し
てから反応装置に挿入配置してエピタキシャル成長させ
ることにより、水素雰囲気や塩化水素ガスのエッチング
時にウェーハ表面の極薄い酸化膜は容易に除去され、一
方、サセプターに載置された裏面側は表目側に比べてエ
ッチング速度が遅いため極薄い酸化膜がマスクとして作
用して保護するため、ウェーハ裏面エッチングむらを著
しく低減できること、並びにエピタキシャル反応前の工
程を前述の従来法に比べて大幅に簡略化できる。
後でのウェーハ処理工程の簡略化を図り、ウェーハ裏面
にエッチングむらの生じない、デバイス工程で高歩留で
高品質エピタキシャル薄膜の製造を可能にするエピタキ
シャル薄膜製造方法の提供。 【構成】 シリコン薄膜の気相成長前にウェーハの両面
に極薄い熱酸化膜やＣＶＤ膜等の特定の成膜処理を施し
てから反応装置に挿入配置してエピタキシャル成長させ
ることにより、水素雰囲気や塩化水素ガスのエッチング
時にウェーハ表面の極薄い酸化膜は容易に除去され、一
方、サセプターに載置された裏面側は表目側に比べてエ
ッチング速度が遅いため極薄い酸化膜がマスクとして作
用して保護するため、ウェーハ裏面エッチングむらを著
しく低減できること、並びにエピタキシャル反応前の工
程を前述の従来法に比べて大幅に簡略化できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、デバイスプロセスに
おいて、高歩留を可能にした高品質のエピタキシャル半
導体ウェーハの製造方法に係り、シリコン薄膜の気相成
長前にウェーハの両面に極薄い熱酸化膜等の特定の酸化
膜処理を施してから反応装置に挿入配置してエピタキシ
ャル成長させることにより、エピタキシャル反応前の工
程の簡略化を図り、ウェーハ裏面エッチングむらを著し
く低減し、高品質エピタキシャル薄膜を成膜できるエピ
タキシャル半導体ウェーハの製造方法に関する。
おいて、高歩留を可能にした高品質のエピタキシャル半
導体ウェーハの製造方法に係り、シリコン薄膜の気相成
長前にウェーハの両面に極薄い熱酸化膜等の特定の酸化
膜処理を施してから反応装置に挿入配置してエピタキシ
ャル成長させることにより、エピタキシャル反応前の工
程の簡略化を図り、ウェーハ裏面エッチングむらを著し
く低減し、高品質エピタキシャル薄膜を成膜できるエピ
タキシャル半導体ウェーハの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体シリコンウェーハにエピタキシャ
ル薄膜を成長させるプロセスは、通常以下のごときプロ
セスからなる。図３に示すヒートパターン図に基づいて
説明すると、まず、 Ａ 水素ガスを含むガス雰囲気下で所定の温度域まで昇
温し、 Ｂ 引き続き塩化水素を含むガスなどによりエッチング
を数分行いシリコンウェーハ表面コンタミネーションの
除去及びウェーハ表面の活性化を行った後、 Ｃ 雰囲気パージ、 Ｄ シラン系ガスを用いてウェーハ表面にエピタキシャ
ル成長させ、 Ｅ 雰囲気パージ、 Ｆ 所定の冷却速度で降温させるものである。
ル薄膜を成長させるプロセスは、通常以下のごときプロ
セスからなる。図３に示すヒートパターン図に基づいて
説明すると、まず、 Ａ 水素ガスを含むガス雰囲気下で所定の温度域まで昇
温し、 Ｂ 引き続き塩化水素を含むガスなどによりエッチング
を数分行いシリコンウェーハ表面コンタミネーションの
除去及びウェーハ表面の活性化を行った後、 Ｃ 雰囲気パージ、 Ｄ シラン系ガスを用いてウェーハ表面にエピタキシャ
ル成長させ、 Ｅ 雰囲気パージ、 Ｆ 所定の冷却速度で降温させるものである。
【０００３】しかし、通常エピタキシャル成長に使用さ
れるウェーハは、ＲＣＡ洗浄処理仕上であり、ウェーハ
表面上には、薬液による約１０Å程度の自然酸化膜が成
長しているが、エピタキシャル成長過程での水素雰囲気
下では、水素ガスの還元作用によりこの自然酸化膜は直
ちにエッチングされてしまい、シリコンウェーハ表面が
剥き出し状態になり、特に引き続いて導入される塩化水
素ガスのウェーハ裏面側への周り込みにより裏面外周部
を局部的にエッチングしていた。
れるウェーハは、ＲＣＡ洗浄処理仕上であり、ウェーハ
表面上には、薬液による約１０Å程度の自然酸化膜が成
長しているが、エピタキシャル成長過程での水素雰囲気
下では、水素ガスの還元作用によりこの自然酸化膜は直
ちにエッチングされてしまい、シリコンウェーハ表面が
剥き出し状態になり、特に引き続いて導入される塩化水
素ガスのウェーハ裏面側への周り込みにより裏面外周部
を局部的にエッチングしていた。
【０００４】上記のウェーハ裏面にエッチングむらの生
じたエピタキシャルウェーハは、ディスクリードデバイ
スのようにウェーハ裏面から金属コンタクトする場合
に、接着力の低下を引起しダイシング時に金属の剥がれ
が生じ歩留を低下させる問題があった。
じたエピタキシャルウェーハは、ディスクリードデバイ
スのようにウェーハ裏面から金属コンタクトする場合
に、接着力の低下を引起しダイシング時に金属の剥がれ
が生じ歩留を低下させる問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】一方、エピタキシャル
薄膜工程で上記問題を低減する手法として、ウェーハ全
面に予め熱酸化膜形成、またはＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａ
ｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）酸化膜や窒化
膜を約１０００Å厚み以上成長させ、その後ウェーハ表
面のみエッチングを行い、引き続きエピタキシャル薄膜
成長させる方法がある。
薄膜工程で上記問題を低減する手法として、ウェーハ全
面に予め熱酸化膜形成、またはＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａ
ｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）酸化膜や窒化
膜を約１０００Å厚み以上成長させ、その後ウェーハ表
面のみエッチングを行い、引き続きエピタキシャル薄膜
成長させる方法がある。
【０００６】しかし、上記工程を実施する場合、エピタ
キシャル工程に至るまでの前処理として酸化膜付け熱処
理あるいはＣＶＤ処理、ウェーハ裏面マスキング付け、
ウェーハ表面膜エッチング、ウェーハ裏面マスキング剥
離、ＲＣＡ洗浄までの一連の処理工程が必要となる。さ
らに、エピタキシャル膜成長後、後工程として上記方法
によるウェーハ裏面成長膜除去のプロセスが必要であ
り、煩雑な工程を要する問題がある。
キシャル工程に至るまでの前処理として酸化膜付け熱処
理あるいはＣＶＤ処理、ウェーハ裏面マスキング付け、
ウェーハ表面膜エッチング、ウェーハ裏面マスキング剥
離、ＲＣＡ洗浄までの一連の処理工程が必要となる。さ
らに、エピタキシャル膜成長後、後工程として上記方法
によるウェーハ裏面成長膜除去のプロセスが必要であ
り、煩雑な工程を要する問題がある。
【０００７】この発明は、従来のシリコン・エピタキシ
ャル薄膜成長前後でのウェーハ処理工程の簡略化を図
り、ウェーハ裏面にエッチングむらの生じない、デバイ
ス工程で高歩留で高品質エピタキシャル薄膜の製造を可
能にするエピタキシャル薄膜製造方法の提供を目的とし
ている。
ャル薄膜成長前後でのウェーハ処理工程の簡略化を図
り、ウェーハ裏面にエッチングむらの生じない、デバイ
ス工程で高歩留で高品質エピタキシャル薄膜の製造を可
能にするエピタキシャル薄膜製造方法の提供を目的とし
ている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】発明者は、デバイスプロ
セスにおいて、ウェーハ裏面にエッチングむらの生じな
い、高歩留を可能にした高品質のエピタキシャル半導体
ウェーハの製造方法を目的に、シリコン・エピタキシャ
ル薄膜成長前後でのウェーハ処理工程について種々検討
した結果、シリコン薄膜の気相成長前にウェーハの両面
に極薄い熱酸化膜やＣＶＤ膜等の特定の成膜処理を施し
てから反応装置に挿入配置してエピタキシャル成長させ
ることにより、水素雰囲気や塩化水素ガスのエッチング
時にウェーハ表面の極薄い酸化膜は容易に除去され、一
方、サセプターに載置された裏面側は表目側に比べてエ
ッチング速度が遅いため極薄い酸化膜がマスクとして作
用して保護するため、ウェーハ裏面エッチングむらを著
しく低減できること、並びにエピタキシャル反応前の工
程を前述の従来法に比べて大幅に簡略化できることを知
見しこの発明を完成した。
セスにおいて、ウェーハ裏面にエッチングむらの生じな
い、高歩留を可能にした高品質のエピタキシャル半導体
ウェーハの製造方法を目的に、シリコン・エピタキシャ
ル薄膜成長前後でのウェーハ処理工程について種々検討
した結果、シリコン薄膜の気相成長前にウェーハの両面
に極薄い熱酸化膜やＣＶＤ膜等の特定の成膜処理を施し
てから反応装置に挿入配置してエピタキシャル成長させ
ることにより、水素雰囲気や塩化水素ガスのエッチング
時にウェーハ表面の極薄い酸化膜は容易に除去され、一
方、サセプターに載置された裏面側は表目側に比べてエ
ッチング速度が遅いため極薄い酸化膜がマスクとして作
用して保護するため、ウェーハ裏面エッチングむらを著
しく低減できること、並びにエピタキシャル反応前の工
程を前述の従来法に比べて大幅に簡略化できることを知
見しこの発明を完成した。
【０００９】すなわち、この発明は、半導体ウェーハの
表面にシリコン薄膜を気相成長させるエピタキシャル半
導体ウェーハの製造方法において、ウェーハの表裏面
に、装置内のエピタキシャル反応工程中でのガスエッチ
ングあるいは水素雰囲気下でエッチング除去され得る厚
みからなる極薄い熱酸化あるいはドライプレーティング
による酸化膜または窒化膜を形成した後、当該酸化膜を
除去することなくエピタキシャル反応装置に挿入配置し
てエピタキシャル反応工程を施すことを特徴とするエピ
タキシャル半導体ウェーハの製造方法である。
表面にシリコン薄膜を気相成長させるエピタキシャル半
導体ウェーハの製造方法において、ウェーハの表裏面
に、装置内のエピタキシャル反応工程中でのガスエッチ
ングあるいは水素雰囲気下でエッチング除去され得る厚
みからなる極薄い熱酸化あるいはドライプレーティング
による酸化膜または窒化膜を形成した後、当該酸化膜を
除去することなくエピタキシャル反応装置に挿入配置し
てエピタキシャル反応工程を施すことを特徴とするエピ
タキシャル半導体ウェーハの製造方法である。
【００１０】また、この発明は、上記の構成において、
酸化膜が熱酸化膜である場合に、膜厚みが１０Å〜２０
Åであるエピタキシャル半導体ウェーハの製造方法、ド
ライプレーティングによる酸化膜または窒化膜の膜厚み
が１０Å〜１００Åであるエピタキシャル半導体ウェー
ハの製造方法を併せて提案する。
酸化膜が熱酸化膜である場合に、膜厚みが１０Å〜２０
Åであるエピタキシャル半導体ウェーハの製造方法、ド
ライプレーティングによる酸化膜または窒化膜の膜厚み
が１０Å〜１００Åであるエピタキシャル半導体ウェー
ハの製造方法を併せて提案する。
【００１１】この発明において、酸化膜を形成するため
の熱酸化処理は、所望の酸化膜厚みが得られるものであ
れば特に限定しない。この発明において、ドライプレー
ティングは、真空蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ、イオ
ンプレーティング、プラズマプレーティングなどいずれ
の気相成長による成膜法でも採用でき、酸化膜のほか窒
化膜も同等の作用効果を有する。
の熱酸化処理は、所望の酸化膜厚みが得られるものであ
れば特に限定しない。この発明において、ドライプレー
ティングは、真空蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ、イオ
ンプレーティング、プラズマプレーティングなどいずれ
の気相成長による成膜法でも採用でき、酸化膜のほか窒
化膜も同等の作用効果を有する。
【００１２】
【作用】この発明における酸化膜の作用効果を図面に基
づいて詳述する。図１はシリコンウェーハに熱酸化膜を
設けた場合のエピタキシャル成長時に微小欠陥が取り込
まれる工程を示すウェーハの縦断説明図である。図２は
エッチング時のシリコンウェーハを示す縦断説明図であ
る。この発明において、ウェーハ表裏面に極薄い酸化膜
または窒化膜を形成したのは、エピタキシャルプロセス
において、図２に示すごとく、サセプター１０の収納穴
１１に載置されたウェーハ１の表面と裏面側の水素のガ
ス流速の違いによる酸化膜のエッチング速度の差を利用
したものである。すなわち、ウェーハ１表面側は水素の
ガス流れ１２（主流）が速いため、酸化膜のエッチング
速度も速く、一方、ウェーハ１裏面側のガス流れ１３は
水素ガスの周り込みによるもので酸化膜のエッチング速
度が非常に遅いことを利用している。
づいて詳述する。図１はシリコンウェーハに熱酸化膜を
設けた場合のエピタキシャル成長時に微小欠陥が取り込
まれる工程を示すウェーハの縦断説明図である。図２は
エッチング時のシリコンウェーハを示す縦断説明図であ
る。この発明において、ウェーハ表裏面に極薄い酸化膜
または窒化膜を形成したのは、エピタキシャルプロセス
において、図２に示すごとく、サセプター１０の収納穴
１１に載置されたウェーハ１の表面と裏面側の水素のガ
ス流速の違いによる酸化膜のエッチング速度の差を利用
したものである。すなわち、ウェーハ１表面側は水素の
ガス流れ１２（主流）が速いため、酸化膜のエッチング
速度も速く、一方、ウェーハ１裏面側のガス流れ１３は
水素ガスの周り込みによるもので酸化膜のエッチング速
度が非常に遅いことを利用している。
【００１３】従って、例えば、熱処理により生成した酸
化膜は、エピタキシャルプロセス中にウェーハ表面側の
み酸化膜が完全に除去され、その後塩化水素ガス導入に
よりシリコンウェーハ表面をエッチングし、しかるのち
シリコン系ガスによりエピタキシャル薄膜を行う。一
方、ウェーハ裏面側は酸化膜が存在した状態で塩化水素
ガスが導入されるためにウェーハ裏面側に塩化水素ガス
が周り込んでも酸化膜がマスクとして作用するために、
ウェーハ裏面側のシリコン基板自体はエッチングされな
い。すなわち、この発明は、従来の方法と比してより簡
単にウェーハ裏面エッチングむらのないシリコンエピタ
キシャル薄膜を製造することを可能にしたものである。
化膜は、エピタキシャルプロセス中にウェーハ表面側の
み酸化膜が完全に除去され、その後塩化水素ガス導入に
よりシリコンウェーハ表面をエッチングし、しかるのち
シリコン系ガスによりエピタキシャル薄膜を行う。一
方、ウェーハ裏面側は酸化膜が存在した状態で塩化水素
ガスが導入されるためにウェーハ裏面側に塩化水素ガス
が周り込んでも酸化膜がマスクとして作用するために、
ウェーハ裏面側のシリコン基板自体はエッチングされな
い。すなわち、この発明は、従来の方法と比してより簡
単にウェーハ裏面エッチングむらのないシリコンエピタ
キシャル薄膜を製造することを可能にしたものである。
【００１４】また、図１のＡに示すごとくシリコンウェ
ーハ１中に散在する微小欠陥２は、同Ｂに示すごとく熱
処理後の熱酸化膜３中に取り込まれるため、そのポイン
トがウィークスポットになり、同Ｃに示すごとく水素還
元時に最初にエッチングされ、最終的には局部的にシリ
コンウェーハ１上にピット４を発生させることになり、
これらのピット４は成長させたエピタキシャル膜５に反
映されることになる。従って、この発明において、熱酸
化膜処理の場合の酸化膜厚みは、上述の裏面側のマスク
として少なくとも１０Å以上必要であるが、上記のエピ
タキシャル欠陥を極力低減させるためには、好ましくは
２０Å以下である。一方、ＣＶＤ酸化膜の場合、シリコ
ンウェーハの表面に酸化膜を堆積するので上記のような
ことは考える必要がなく、膜厚みは同様に少なくとも１
０Å以上必要であるが、ウェーハ表面のＣＶＤ酸化膜に
対する水素ガスのエッチング時間を考慮すると、厚いＣ
ＶＤ酸化膜では完全に還元除去するまでに要する時間が
かかり生産性の低下を招くため、１００Å以下の厚みと
する。
ーハ１中に散在する微小欠陥２は、同Ｂに示すごとく熱
処理後の熱酸化膜３中に取り込まれるため、そのポイン
トがウィークスポットになり、同Ｃに示すごとく水素還
元時に最初にエッチングされ、最終的には局部的にシリ
コンウェーハ１上にピット４を発生させることになり、
これらのピット４は成長させたエピタキシャル膜５に反
映されることになる。従って、この発明において、熱酸
化膜処理の場合の酸化膜厚みは、上述の裏面側のマスク
として少なくとも１０Å以上必要であるが、上記のエピ
タキシャル欠陥を極力低減させるためには、好ましくは
２０Å以下である。一方、ＣＶＤ酸化膜の場合、シリコ
ンウェーハの表面に酸化膜を堆積するので上記のような
ことは考える必要がなく、膜厚みは同様に少なくとも１
０Å以上必要であるが、ウェーハ表面のＣＶＤ酸化膜に
対する水素ガスのエッチング時間を考慮すると、厚いＣ
ＶＤ酸化膜では完全に還元除去するまでに要する時間が
かかり生産性の低下を招くため、１００Å以下の厚みと
する。
【００１５】
実施例１ ＣＺ法による単結晶シリコンウェーハを用いて、鏡面仕
上げを施し、さらに熱処理炉にて、雰囲気 酸素、窒
素、温度 ８００℃、保持時間 ２分間の条件でウェー
ハ面に熱酸化膜を生成し、エリプソメーターにて酸化膜
厚を測定したところ膜厚みは１５Åであった。その後、
エピタキシャル成長炉にウェーハを投入し、図３に示す
ごとくプロセスにて水素雰囲気下で熱処理を実施し、再
度エリプソメーターにて酸化膜厚を測定した。上記ウェ
ーハの水素アニール前後の酸化膜厚の変化からウェーハ
表、裏面の酸化膜エッチング速度を求めた。ウェーハ表
面側のエッチング速度は、８〜１０Å／分、裏面側は
０．７Å／分であった。水素アニール後は、図３に示す
ヒートパターンにてエピタキシャルプロセスを施して、
膜厚み５μｍのエピタキシャル膜を形成したが、ウェー
ハでの裏面エッチングむらは発生していなかった。
上げを施し、さらに熱処理炉にて、雰囲気 酸素、窒
素、温度 ８００℃、保持時間 ２分間の条件でウェー
ハ面に熱酸化膜を生成し、エリプソメーターにて酸化膜
厚を測定したところ膜厚みは１５Åであった。その後、
エピタキシャル成長炉にウェーハを投入し、図３に示す
ごとくプロセスにて水素雰囲気下で熱処理を実施し、再
度エリプソメーターにて酸化膜厚を測定した。上記ウェ
ーハの水素アニール前後の酸化膜厚の変化からウェーハ
表、裏面の酸化膜エッチング速度を求めた。ウェーハ表
面側のエッチング速度は、８〜１０Å／分、裏面側は
０．７Å／分であった。水素アニール後は、図３に示す
ヒートパターンにてエピタキシャルプロセスを施して、
膜厚み５μｍのエピタキシャル膜を形成したが、ウェー
ハでの裏面エッチングむらは発生していなかった。
【００１６】実施例２ ＣＺ法による単結晶シリコンウェーハを用いて、鏡面仕
上げを施し、さらにＣＶＤ炉にて、ターゲット ２０
Å、雰囲気 ヘリウムガスベース、モノシラン、酸素ガ
ス、温度、４００℃、保持時間 １５秒の条件でウェー
ハ面にＣＶＤ酸化膜を生成し、エリプソメーターにて酸
化膜厚を測定したところ膜厚みは２５Åであった。その
後、エピタキシャル成長炉にウェーハを投入し、図３に
示すごとくプロセスにて水素雰囲気下で熱処理を実施
し、再度エリプソメーターにて酸化膜厚を測定し、上記
ウェーハの水素アニール前後の酸化膜厚の変化からウェ
ーハ表、裏面の酸化膜エッチング速度を求めた。ウェー
ハ表面側のエッチング速度は、７〜１０Å／分、裏面側
は０．８Å／分であった。水素アニール後は、図３に示
すヒートパターンにてエピタキシャルプロセスを施し
て、膜厚み５μｍのエピタキシャル膜を形成したが、ウ
ェーハでの裏面エッチングむらは発生していなかった。
上げを施し、さらにＣＶＤ炉にて、ターゲット ２０
Å、雰囲気 ヘリウムガスベース、モノシラン、酸素ガ
ス、温度、４００℃、保持時間 １５秒の条件でウェー
ハ面にＣＶＤ酸化膜を生成し、エリプソメーターにて酸
化膜厚を測定したところ膜厚みは２５Åであった。その
後、エピタキシャル成長炉にウェーハを投入し、図３に
示すごとくプロセスにて水素雰囲気下で熱処理を実施
し、再度エリプソメーターにて酸化膜厚を測定し、上記
ウェーハの水素アニール前後の酸化膜厚の変化からウェ
ーハ表、裏面の酸化膜エッチング速度を求めた。ウェー
ハ表面側のエッチング速度は、７〜１０Å／分、裏面側
は０．８Å／分であった。水素アニール後は、図３に示
すヒートパターンにてエピタキシャルプロセスを施し
て、膜厚み５μｍのエピタキシャル膜を形成したが、ウ
ェーハでの裏面エッチングむらは発生していなかった。
【００１７】比較例１ 次に、アンモニア／過酸化水素水／水による洗浄におい
て生成する酸化膜の膜厚を約４０Åに成長させたウェー
ハについても実施例１，２と同様の試験を実施したが、
ウェーハ表面のエッチング速度２５〜３０Å／分、裏面
側のエッチング速度１４Å／分と熱酸化膜などに比しエ
ッチング速度が速いために今回の製造方法でのエピタキ
シャルプロセスでは使用できないことがわかった。
て生成する酸化膜の膜厚を約４０Åに成長させたウェー
ハについても実施例１，２と同様の試験を実施したが、
ウェーハ表面のエッチング速度２５〜３０Å／分、裏面
側のエッチング速度１４Å／分と熱酸化膜などに比しエ
ッチング速度が速いために今回の製造方法でのエピタキ
シャルプロセスでは使用できないことがわかった。
【００１８】実施例３ 実施例１における熱酸化炉により約１０Å、２０Å、３
０Å、及び５０Å厚みの酸化膜を生成させた４種のシリ
コンウェーハ、及び通常ＲＣＡ洗浄上がりのウェーハを
エピタキシャル成長装置内に投入し、上記プロセスを行
いエピタキシャル薄膜成長後のウェーハを外観検査し
た。ＲＣＡ洗浄上がりのウェーハは裏面にエッチングむ
らが生じていたが、極薄い熱酸化膜を設けたウェーハで
は裏面エッチングむらは発生していなかった。しかし、
酸化膜が厚いウェーハほど斜光検査でエピタキシャル膜
表面ヘイズレベルの劣化及び欠陥密度の増加が観察され
た。熱酸化膜厚み２０Åの試料で製品として使用できる
ヘイズレベルであるため、熱酸化膜厚みは２０Å以下で
あることが必要である。
０Å、及び５０Å厚みの酸化膜を生成させた４種のシリ
コンウェーハ、及び通常ＲＣＡ洗浄上がりのウェーハを
エピタキシャル成長装置内に投入し、上記プロセスを行
いエピタキシャル薄膜成長後のウェーハを外観検査し
た。ＲＣＡ洗浄上がりのウェーハは裏面にエッチングむ
らが生じていたが、極薄い熱酸化膜を設けたウェーハで
は裏面エッチングむらは発生していなかった。しかし、
酸化膜が厚いウェーハほど斜光検査でエピタキシャル膜
表面ヘイズレベルの劣化及び欠陥密度の増加が観察され
た。熱酸化膜厚み２０Åの試料で製品として使用できる
ヘイズレベルであるため、熱酸化膜厚みは２０Å以下で
あることが必要である。
【００１９】実施例４ 次に、実施例２におけるＣＶＤ炉を用いて、ターゲット
膜厚み約１０Åから１００Åの範囲、雰囲気 ヘリウム
ガスベース、モノシラン、酸素ガス、温度、４００℃、
保持時間 数十秒から数分間の条件で、ＣＶＤ酸化膜を
約１０Å、３０Å、５０Å、７５Å、１００Å、厚みに
成長させたシリコンウェーハを実施例３と同様の試験を
実施したが、ウェーハ裏面エッチングむらは無く、また
エピタキシャル膜表面のヘイズレベルの劣化も観察され
なかった。また、酸化膜のエッチングレートがやく１０
Å／ｍｉｎであるから１００ÅのＣＶＤ酸化膜をエッチ
ング除去に要する時間は約１０分程度であり、これ以上
厚くすると生産性の低下を招くため、１００Å以下の厚
みが望ましい。
膜厚み約１０Åから１００Åの範囲、雰囲気 ヘリウム
ガスベース、モノシラン、酸素ガス、温度、４００℃、
保持時間 数十秒から数分間の条件で、ＣＶＤ酸化膜を
約１０Å、３０Å、５０Å、７５Å、１００Å、厚みに
成長させたシリコンウェーハを実施例３と同様の試験を
実施したが、ウェーハ裏面エッチングむらは無く、また
エピタキシャル膜表面のヘイズレベルの劣化も観察され
なかった。また、酸化膜のエッチングレートがやく１０
Å／ｍｉｎであるから１００ÅのＣＶＤ酸化膜をエッチ
ング除去に要する時間は約１０分程度であり、これ以上
厚くすると生産性の低下を招くため、１００Å以下の厚
みが望ましい。
【００２０】
【発明の効果】この発明は、シリコンウェーハをシリコ
ン薄膜のエピタキシャル成長前にウェーハの両面に極薄
い熱酸化膜やＣＶＤ膜等の特定の成膜処理を施してから
反応装置に挿入配置してエピタキシャル成長させること
により、水素雰囲気や塩化水素ガスのエッチング時にウ
ェーハ表面の極薄い酸化膜は容易に除去され、一方、サ
セプターに載置された裏面側は表目側に比べてエッチン
グ速度が遅いため極薄い酸化膜がマスクとして作用して
保護するため、ウェーハ裏面エッチングむらを著しく低
減できるエピタキシャル薄膜プロセスでの塩化水素ガス
などによるウェーハ裏面周り込みによるエッチングむら
を低減でき、デバイスプロセスにおける歩留を向上で
き、高品質エピタキシャル薄膜を提供できる。
ン薄膜のエピタキシャル成長前にウェーハの両面に極薄
い熱酸化膜やＣＶＤ膜等の特定の成膜処理を施してから
反応装置に挿入配置してエピタキシャル成長させること
により、水素雰囲気や塩化水素ガスのエッチング時にウ
ェーハ表面の極薄い酸化膜は容易に除去され、一方、サ
セプターに載置された裏面側は表目側に比べてエッチン
グ速度が遅いため極薄い酸化膜がマスクとして作用して
保護するため、ウェーハ裏面エッチングむらを著しく低
減できるエピタキシャル薄膜プロセスでの塩化水素ガス
などによるウェーハ裏面周り込みによるエッチングむら
を低減でき、デバイスプロセスにおける歩留を向上で
き、高品質エピタキシャル薄膜を提供できる。
【図１】シリコンウェーハに熱酸化膜を設けた場合のエ
ピタキシャル成長時に微小欠陥が取り込まれる工程を示
すウェーハの縦断説明図である。
ピタキシャル成長時に微小欠陥が取り込まれる工程を示
すウェーハの縦断説明図である。
【図２】エッチング時のシリコンウェーハを示す縦断説
明図である。
明図である。
【図３】エピタキシャル薄膜を成長させるプロセスにお
けるヒートパターン図である。
けるヒートパターン図である。
１ ウェーハ ２ 微小欠陥 ３ 熱酸化膜 ４ ピット ５ エピタキシャル膜 １０ サセプター １１ 収納穴 １２，１３ ガス流れ
Claims (3)
- 【請求項１】 半導体ウェーハの表面にシリコン薄膜を
気相成長させるエピタキシャル半導体ウェーハの製造方
法において、ウェーハの表裏面に、装置内のエピタキシ
ャル反応工程中でのガスエッチングあるいは水素雰囲気
下でエッチング除去され得る厚みからなる極薄い熱酸化
あるいはドライプレーティングによる酸化膜または窒化
膜を形成した後、当該酸化膜を除去することなくエピタ
キシャル反応装置に挿入配置してエピタキシャル反応工
程を施すことを特徴とするエピタキシャル半導体ウェー
ハの製造方法。 - 【請求項２】 酸化膜が熱酸化膜である場合に、膜厚み
が１０Å〜２０Åであることを特徴とする請求項１に記
載のエピタキシャル半導体ウェーハの製造方法。 - 【請求項３】 ドライプレーティングによる酸化膜また
は窒化膜の膜厚みが１０Å〜１００Åであることを特徴
とする請求項１に記載のエピタキシャル半導体ウェーハ
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30561094A JP3365098B2 (ja) | 1994-11-14 | 1994-11-14 | エピタキシャル半導体ウェーハの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30561094A JP3365098B2 (ja) | 1994-11-14 | 1994-11-14 | エピタキシャル半導体ウェーハの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08139042A true JPH08139042A (ja) | 1996-05-31 |
| JP3365098B2 JP3365098B2 (ja) | 2003-01-08 |
Family
ID=17947220
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30561094A Expired - Fee Related JP3365098B2 (ja) | 1994-11-14 | 1994-11-14 | エピタキシャル半導体ウェーハの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3365098B2 (ja) |
-
1994
- 1994-11-14 JP JP30561094A patent/JP3365098B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3365098B2 (ja) | 2003-01-08 |
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