(57)【要約】【課題】非拡散層及び拡散層を有する拡散ウェーハに対してスピンエッチングを施し、非拡散層の一部を除去して非拡散層の厚みを略均一とできる拡散ウェーハの製造方法を提供する。【解決手段】非拡散層２１及び拡散層２２を有する拡散ウェーハ２０における非拡散層２１の一部２３を、枚葉式でスピンエッチングにより除去するスピンエッチング工程を備え、スピンエッチング工程は、拡散ウェーハ２０の面内方向Ｄ２に移動可能であり且つエッチング液を拡散ウェーハ２０における非拡散層２１に供給する液供給口を備えるスピンエッチング装置を用い、液供給口を拡散ウェーハ２０における面内方向周辺部２０ｃ及び面内方向中心部２０ｄにそれぞれ位置させて液供給口からエッチング液を非拡散層２１に供給することにより、非拡散層２１における厚み方向の形状に基づいてスピンエッチングの際の非拡散層２１のエッチング除去量のウェーハ面内分布を制御する。【選択図】図３
2010010317.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非拡散層及び拡散層を有する拡散ウェーハにおける該非拡散層の一部を、枚葉式でスピンエッチングにより除去するスピンエッチング工程を備える拡散ウェーハの製造方法であって、
前記スピンエッチング工程は、前記拡散ウェーハの面内方向に移動可能であり且つエッチング液を該拡散ウェーハにおける前記非拡散層に供給する液供給口を備えるスピンエッチング装置を用い、前記液供給口を前記拡散ウェーハにおける面内方向周辺部及び面内方向中心部にそれぞれ位置させて該液供給口からエッチング液を前記非拡散層に供給することにより、前記非拡散層における厚み方向の形状に基づいて、前記スピンエッチングの際における前記非拡散層のエッチング除去量のウェーハ面内分布を制御することを特徴とする拡散ウェーハの製造方法。
【請求項２】
前記拡散層は、その前記非拡散層側が、前記拡散ウェーハの面内方向周辺部から面内方向中心部に向かうに従って凹んだ凹形状を有し、
前記拡散ウェーハから除去される前記非拡散層の一部は、その前記拡散層側が、前記拡散ウェーハの面内方向周辺部から面内方向中心部に向かうに従って膨らんだ凸形状を有することを特徴とする請求項１に記載の拡散ウェーハの製造方法。
【請求項３】
前記スピンエッチング工程の前に、前記拡散ウェーハにおける前記非拡散層の厚みをＦＴ−ＩＲ法により測定する非拡散層厚み測定工程を備え、
前記スピンエッチング工程は、前記非拡散層厚み測定工程により測定された前記非拡散層の厚みの分布に基づいて、前記スピンエッチングの際における前記非拡散層のエッチング除去量のウェーハ面内分布を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の拡散ウェーハの製造方法。
【請求項４】
請求項１から３に記載の拡散ウェーハの製造方法により製造され、前記非拡散層における最大厚みと最小厚みとの差が３μｍ以内である拡散ウェーハ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非拡散層及び拡散層を有する拡散ウェーハの製造方法及び拡散ウェーハに関する。
【背景技術】
【０００２】
大出力トランジスタ、ダイオード、整流素子などのディスクリート用途のパワーデバイスを製造するには、高濃度のドーパントが拡散された低抵抗率の拡散層及び高抵抗率の非拡散層の２層を有する拡散ウェーハが使用される。
【０００３】
拡散ウェーハにおける非拡散層の厚みは、半導体デバイスの特性に影響を及ぼす。従って、非拡散層は、その厚みが各ウェーハ間でばらつきがなく、ウェーハの面内方向（ウェーハの厚み方向と直交する方向）でばらつきがないように、高精度に形成されることが要求される。例えば、ドレイン・ソース間耐圧（ＶＤＳＳ）特性と非拡散層の厚みとは、非常に相関が高いため、ＶＤＳＳ特性が面内方向に均一な半導体デバイスを得るには、厚みが面内方向に均一な非拡散層を有する拡散ウェーハが必要となる。
ところで、拡散ウェーハにおける非拡散層は、例えば、枚葉スピンエッチングによりエッチングされる（例えば、下記特許文献１参照）。
【０００４】
従来の拡散ウェーハの製造方法の一例について図１１及び図１２を参照しながら説明する。図１１は、従来の拡散ウェーハの製造方法の１例を示すフローチャートである。図１２（ａ）及び（ｂ）は、１枚のシリコンウェーハから２枚の拡散ウェーハを得る手順を示す断面図である。
【０００５】
図１１に示すように、従来の拡散ウェーハの製造方法の一例は、下記工程Ｓ１〜Ｓ１０を備える。
（Ｓ１）スライス工程
シリコンインゴットをスライスしてシリコンウェーハ（以下単に「ウェーハ」ともいう）を得る。
【０００６】
（Ｓ２）面取り工程
スライス工程Ｓ１を経たウェーハに面取り加工（ベベリング）が施される。詳細には、ウェーハの側端面のエッジに回転砥石を当てることにより、エッジに丸みが付与される。これにより、ウェーハの割れ、欠け防止などが図られる。
【０００７】
（Ｓ３）ラッピング工程
面取り工程Ｓ２を経たウェーハがラッピング装置にセットされて、ウェーハの表面にラッピングが施される。これにより、スライスにより生じたウェーハの表面の傷や凹凸などのダメージが除去されると共に、ウェーハが平坦化される。
【０００８】
（Ｓ４）アルカリエッチング工程
ラッピング工程Ｓ３を経て平坦化されたウェーハがアルカリ性のエッチング液に浸漬されて、ウェーハにアルカリエッチングが施される。これにより、ウェーハにおける表面の加工歪層が除去される。
【０００９】
（Ｓ５）拡散工程
アルカリエッチング工程Ｓ４を経たウェーハを、ボートに装填し、その状態で高温且つドーパントが存在する雰囲気（拡散炉内など）に所定時間晒す。これにより、図１２（ａ）に示すように、ウェーハ１１０には、非拡散層１２１を挟んでウェーハ１１０の両表面側にそれぞれ拡散層１２２，１２２が形成される。
【００１０】
（Ｓ６）２分割工程
図１２（ａ）及び（ｂ）に示すように、拡散工程Ｓ５を経たウェーハ１１０を、その厚み方向Ｄ１の中心線（図１２（ａ）おける１点鎖線）に沿ってワイヤソー等によって切断して、ウェーハ１１０を厚み方向Ｄ１に２分割する。これにより、１枚のウェーハ１１０から２枚の拡散ウェーハ１２０が得られる。拡散ウェーハ１２０は、それぞれ非拡散層１２１及び拡散層１２２を有する。
【００１１】
（Ｓ７）平面研削工程
２分割工程Ｓ６により形成された拡散ウェーハ１２０を平面研削機にセットし、拡散ウェーハ１２０の非拡散層１２１の表面１２１ａに研削用砥石を押し当てて、拡散ウェーハ１２０に平面研削加工を施す。これにより、拡散ウェーハ１２０の非拡散層１２１の表面１２１ａが平坦化される。
なお、２分割工程Ｓ６を実施せず、その代わりに、ウェーハ１１０を平面研削機により平面研削加工することによって、非拡散層１２１の表面１２１ａが平坦化された拡散ウェーハ１２０を得ることもできる。
【００１２】
（Ｓ８）面取り工程
平面研削工程Ｓ７を経た拡散ウェーハ１２０に面取り加工（ベベリング）が施される。詳細には、拡散ウェーハ１２０の側端面のエッジに回転砥石を当てることにより、エッジに丸みが付与される。これにより、拡散ウェーハ１２０の割れ防止、ダスト発生防止などが図られる。
【００１３】
（Ｓ９）スピンエッチング工程
面取り工程Ｓ８を経た拡散ウェーハ１２０における非拡散層１２１の表面１２１ａの各部にエッチング液が供給されて、拡散ウェーハ１２０に対して枚葉式で１枚ずつスピンエッチングが施される。これにより、拡散ウェーハ１２０における非拡散層１２１の一部が除去される。
【００１４】
（Ｓ１０）洗浄工程
スピンエッチング工程Ｓ９を経た拡散ウェーハ１２０が洗浄される。
洗浄工程Ｓ１０を経た拡散ウェーハ１２０は、次工程に送られて、次の処理が施される。
【００１５】
ところで、拡散ウェーハ１２０においては、前述したように、非拡散層１２１の厚みが面内方向（ウェーハの厚み方向と直交する方向）Ｄ２に均一であることが要求されている。
しかしながら、前述した従来の拡散ウェーハの製造方法では、非拡散層１２１の厚みを面内方向Ｄ２に均一にすることは困難である。図１３（ａ）及び（ｂ）は、拡散層の形状が異なる１枚のシリコンウェーハから２枚の拡散ウェーハを得る手順を示す断面図である。
【００１６】
詳述すると、図１３（ａ）に示すように、ウェーハ１１０においては、拡散層１２２は、面内方向Ｄ２の周辺部よりも面内方向Ｄ２の中心部の方が薄く形成される。この現象は、主として、拡散工程Ｓ５における、ウェーハ１１０における温度の面内傾向性やドーパントガスの面内均一性に起因する。
【００１７】
従って、図１３（ｂ）に示すように、ウェーハ１１０が厚み方向Ｄ１の中心線（図１３（ａ）おける１点鎖線）で切断されて得られる拡散ウェーハ１２０においては、拡散層１２２は、面内方向周辺部１２０ｃよりも面内方向中心部１２０ｄの方が薄く形成される。一方、非拡散層１２１の表面１２１ａは、面内方向Ｄ２に平坦状である。つまり、非拡散層１２１は、拡散層１２２とは逆に、面内方向周辺部１２０ｃよりも面内方向中心部１２０ｄの方が厚くなっている。このように、非拡散層１２１の厚みは、面内方向Ｄ２に均一ではない。
【００１８】
また、拡散層１２２の厚みの均一化（厚みのばらつきの防止）を図ることで、非拡散層１２１の厚みの均一化を図ることも考えられるが、ウェーハ１１０に対する拡散層１２２の形成は、非常に高温な拡散炉などの中で長時間の拡散処理を行うことで行われており、工業的な条件下においては、拡散処理の精度を更に向上させることで拡散層１２２の厚みの均一化を図ることは困難である。
【００１９】
【特許文献１】特開２００７−１０３８５７号公報
【特許文献２】特開平５−２８３３９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
従って、本発明は、非拡散層及び厚みが不均一な拡散層を有する拡散ウェーハに対してスピンエッチングを施し、非拡散層の一部を除去することにより非拡散層の厚みを略均一とすることができる拡散ウェーハの製造方法、及び該製造方法により得られる拡散ウェーハを提供することを目的とする。
【００２１】
なお、拡散ウェーハに関する技術ではないが、特開平５−２８３３９７号公報（特許文献２）には、半導体装置（半導体デバイス）の製造方法に関する技術として、「半導体基板上に、ウエハ中心部がウエハ周辺部よりも厚くなった厚さ分布を有するエピタキシャル層を設けた後、上記エピタキシャル層を所定のエッチング液を用いて、反応律速で所定の厚さにエッチングする半導体装置の製造方法において、上記エピタキシャル層をエッチングする時、スピンエッチング装置を用い、上記ウエハを回転させつつ上記エッチング液に接触させて、上記ウエハ中心部よりも上記ウエハ周辺部で上記エッチング液の拡散性を高めるようにしたことを特徴とする半導体装置の製造方法」が開示されている。
【００２２】
しかし、特許文献２に記載の技術は、本発明が拡散ウェーハにおける非拡散層の一部をスピンエッチングにより除去する技術であるのに対して、半導体基板上に設けられたエピタキシャル層の一部をスピンエッチングにより除去する技術である。つまり、特許文献２に記載の技術と本発明とは、スピンエッチングにより除去する層（エピタキシャル層／非拡散層）の点などが異なる。
【００２３】
また、特許文献２に記載の技術と本発明とは、スピンエッチングにより除去する取代の大きさ（厚み）の程度が大きく異なる。つまり、特許文献２に記載の技術は、エピタキシャル層から１μｍ以下程度の大きさの取代を除去する技術であるのに対して、本発明は、後述するように、非拡散層から１０μｍ程度以上の大きさの取代を除去する技術であり、取代の大きさ（厚み）の程度が、μｍオーダーで２桁程度異なる。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
（１）本発明の拡散ウェーハの製造方法は、非拡散層及び拡散層を有する拡散ウェーハにおける該非拡散層の一部を、枚葉式でスピンエッチングにより除去するスピンエッチング工程を備える拡散ウェーハの製造方法であって、前記スピンエッチング工程は、前記拡散ウェーハの面内方向に移動可能であり且つエッチング液を該拡散ウェーハにおける前記非拡散層に供給する液供給口を備えるスピンエッチング装置を用い、前記液供給口を前記拡散ウェーハにおける面内方向周辺部及び面内方向中心部にそれぞれ位置させて該液供給口からエッチング液を前記非拡散層に供給することにより、前記非拡散層における厚み方向の形状に基づいて、前記スピンエッチングの際における前記非拡散層のエッチング除去量のウェーハ面内分布を制御することを特徴とする。
【００２５】
（１）の発明によれば、非拡散層及び厚みが不均一な拡散層を有する拡散ウェーハに対してスピンエッチングを施し、非拡散層の一部を除去することにより非拡散層の厚みを略均一とすることができる。
【００２６】
（２）  （１）の発明においては、前記拡散層は、その前記非拡散層側が、前記拡散ウェーハの面内方向周辺部から面内方向中心部に向かうに従って凹んだ凹形状を有し、前記拡散ウェーハから除去される前記非拡散層の一部は、その前記拡散層側が、前記拡散ウェーハの面内方向周辺部から面内方向中心部に向かうに従って膨らんだ凸形状を有することが好ましい。
【００２７】
（２）の発明によれば、拡散層における非拡散層側が、拡散ウェーハの面内方向周辺部から面内方向中心部に向かうに従って凹んだ凹形状を有する場合（このような凹形状を有する拡散層は一般的である）において、拡散ウェーハから除去される非拡散層の一部（つまり取代）は、拡散ウェーハの面内方向周辺部から面内方向中心部に向かうに従って膨らんだ凸形状を有するため、スピンエッチング後において、非拡散層の厚み方向の形状は椀状になる。従って、非拡散層の厚みが略均一になりやすい。
【００２８】
（３）  （１）又は（２）の発明においては、前記スピンエッチング工程の前に、前記拡散ウェーハにおける前記非拡散層の厚みをＦＴ−ＩＲ法により測定する非拡散層厚み測定工程を備え、前記スピンエッチング工程は、前記非拡散層厚み測定工程により測定された前記非拡散層の厚みの分布に基づいて、前記スピンエッチングの際における前記非拡散層のエッチング除去量のウェーハ面内分布を制御することが好ましい。
【００２９】
（３）の発明によれば、スピンエッチング工程は、非拡散層厚み測定工程により測定された非拡散層の厚みの分布に基づいて、スピンエッチングの際における非拡散層のエッチング除去量のウェーハ面内分布を制御する。そのため、スピンエッチング後における非拡散層の厚みの均一性が一層向上する。
【００３０】
（４）また、本発明の拡散ウェーハは、前記拡散ウェーハの製造方法により製造され、前記非拡散層における最大厚みと最小厚みとの差が３μｍ以内であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、非拡散層及び厚みが不均一な拡散層を有する拡散ウェーハに対してスピンエッチングを施し、非拡散層の一部を除去することにより非拡散層の厚みを略均一とすることができる拡散ウェーハの製造方法、及び該製造方法により得られる拡散ウェーハを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の拡散ウェーハの製造方法の一実施態様について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の拡散ウェーハの製造方法の一実施態様を示すフローチャートである。図２（ａ）及び（ｂ）は、１枚のシリコンウェーハから２枚の拡散ウェーハを得る手順を示す断面図である。図３（ａ）及び（ｂ）は、拡散ウェーハにおける非拡散層の一部を除去する手順を示す断面図である。
【００３３】
図１に示すように、本実施態様の拡散ウェーハの製造方法は、下記工程Ｓ１〜Ｓ８、Ｓ１１、Ｓ１２及びＳ１０を備える。下記工程Ｓ１〜Ｓ８及びＳ１１は、前述した従来の拡散ウェーハの製造方法における工程Ｓ１〜Ｓ８及びＳ１１とほぼ同じであるが、改めて説明する。
（Ｓ１）スライス工程
シリコンインゴットをスライスしてシリコンウェーハ（以下単に「ウェーハ」ともいう）を得る。
【００３４】
（Ｓ２）面取り工程
スライス工程Ｓ１を経たウェーハに面取り加工（ベベリング）が施される。詳細には、ウェーハの側端面のエッジに回転砥石を当てることにより、エッジに丸みが付与される。これにより、ウェーハの割れ、欠け防止などが図られる。
【００３５】
（Ｓ３）ラッピング工程
面取り工程Ｓ２を経たウェーハがラッピング装置にセットされて、ウェーハの表面にラッピングが施される。これにより、スライスにより生じたウェーハの表面の傷や凹凸などのダメージが除去されると共に、ウェーハが平坦化される。
【００３６】
（Ｓ４）アルカリエッチング工程
ラッピング工程Ｓ３を経て平坦化されたウェーハがアルカリ性のエッチング液に浸漬されて、ウェーハにアルカリエッチングが施される。これにより、ウェーハにおける表面の加工歪層が除去される。
【００３７】
（Ｓ５）拡散工程
アルカリエッチング工程Ｓ４を経たウェーハを、ボートに装填し、その状態で高温且つドーパントが存在する雰囲気（拡散炉内など）に所定時間晒す。これにより、図２（ａ）に示すように、ウェーハ１０には、非拡散層２１を挟んでウェーハ１０の両表面側にそれぞれ拡散層２２，２２が形成される。
【００３８】
図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、拡散工程Ｓ５を経たウェーハ１０を、その厚み方向Ｄ１の中心線（図２（ａ）おける１点鎖線）に沿ってワイヤソー等によって切断して、ウェーハ１０を厚み方向Ｄ１に２分割する。これにより、１枚のウェーハ１０から２枚の拡散ウェーハ２０が得られる。拡散ウェーハ２０は、それぞれ非拡散層２１及び拡散層２２を有する。
なお、拡散ウェーハ２０の非拡散層２１の表面２１ａ側を、拡散ウェーハ２０の表面２０ａといい、拡散ウェーハ２０の拡散層２２の表面２２ａ側を、拡散ウェーハ２０の裏面２０ｂという。
【００３９】
ここで、前述した理由により、非拡散層２１は、その拡散層２２側が、拡散ウェーハ２０の面内方向Ｄ２の周辺部２０ｃから面内方向Ｄ２の中心部２０ｄに向かうに従って、非拡散層２１から拡散層２２に向けて膨らんだ凸形状を有している。
一方、拡散層２２は、その非拡散層２１側が、拡散ウェーハ２０の面内方向周辺部２０ｃから面内方向中心部２０ｄに向かうに従って、非拡散層２１から拡散層２２に向けて凹んだ凹形状を有している。
【００４０】
（Ｓ７）平面研削工程
２分割工程Ｓ６により形成された拡散ウェーハ２０を平面研削機にセットし、拡散ウェーハ２０の表面２０ａ（非拡散層２１の表面２１ａ）に研削用砥石を押し当てて、拡散ウェーハ２０に平面研削加工を施す。これにより、拡散ウェーハ２０の非拡散層２１の表面２１ａが平坦化される。
【００４１】
（Ｓ８）面取り工程
平面研削工程Ｓ７を経た拡散ウェーハ２０に面取り加工（ベベリング）が施される。詳細には、拡散ウェーハ２０の側端面のエッジに回転砥石を当てることにより、エッジに丸みが付与される。これにより、拡散ウェーハ２０の割れ防止、ダスト発生防止などが図られる。
【００４２】
（Ｓ１１）非拡散層厚み測定工程
面取り工程Ｓ８を経た拡散ウェーハ２０に対して、ＦＴ−ＩＲ（フーリエ変換赤外分光）装置３１（図４参照）を用いて、非拡散層２１の厚みがＦＴ−ＩＲ法により測定される。ＦＴ−ＩＲ装置３１を含むスピンエッチングシステム３０については後述する。
【００４３】
（Ｓ１２）スピンエッチング工程
非拡散層厚み測定工程Ｓ１１を経た拡散ウェーハ２０の表面２０ａにエッチング液が供給されて、拡散ウェーハ２０に対して枚葉式で１枚ずつスピンエッチングが施される。これにより、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、拡散ウェーハ２０における非拡散層２１の一部２３が除去される。以下、非拡散層２１における除去される一部２３を「取代」ともいう。
スピンエッチング工程Ｓ１２を実施するスピンエッチング装置４０の詳細については後述する。前記スピンエッチングシステム３０は、ＦＴ−ＩＲ装置３１、スピンエッチング装置４０などから構成される。
【００４４】
（Ｓ１０）洗浄工程
スピンエッチング工程Ｓ１２を経た拡散ウェーハ２０が洗浄される。
洗浄工程Ｓ１０を経た拡散ウェーハ２０は、次工程に送られて、次の処理が施される。
【００４５】
次に、スピンエッチングシステム３０について説明する。図４は、ＦＴ−ＩＲ装置及びスピンエッチング装置を含むスピンエッチングシステムを示す機能ブロック図である。図５は、スピンエッチング装置を模式的に示す斜視図である。図６は、スピンエッチング装置を模式的に示す平面図であり、（ａ）は、液供給口が拡散ウェーハの面内方向周辺部に位置する状態を示す図、（ｂ）は、液供給口が拡散ウェーハの面内方向中心部に位置する状態を示す図である。
【００４６】
図４に示すように、スピンエッチングシステム３０は、ＦＴ−ＩＲ装置３１と、スピンエッチング装置４０と、を備える。
ＦＴ−ＩＲ装置３１は、ＦＴ−ＩＲ法により拡散ウェーハ２０における非拡散層２１の厚みを測定することができる。
【００４７】
図４及び図５に示すように、スピンエッチング装置４０は、スピンチャック４１と、液供給口４２と、回動アーム４３と、ＣＰＵ４４と、メモリ４５とを備える。
【００４８】
図５に示すように、スピンチャック４１は、拡散ウェーハ２０を、非拡散層２１が上方（スピンチャック４１の上面とは反対側）に向くように保持して回転させることができる。スピンチャック４１の回転速度（角速度）、即ち、スピンチャック４１に保持される拡散ウェーハ２０の回転速度は、エッチング条件などに応じて適宜設定することができる。スピンチャック４１の回転速度は、特に制限されないが、例えば、５００〜９００ｒｐｍに設定することができる。
【００４９】
液供給口４２は、スピンチャック４１により回転される拡散ウェーハ２０における非拡散層２１にエッチング液を供給することができる。拡散ウェーハ２０へのエッチング液の供給形態は、特に制限されず、例えば、滴下、噴射、流下でもよい。拡散ウェーハ２０へのエッチング液の供給速度（ｍＬ／ｓ）は、エッチング条件などに応じて適宜設定することができる。
液供給口４２は、後述するように回動アーム４３に連結されているため、拡散ウェーハ２０の面内方向Ｄ２に移動することができる。
【００５０】
エッチング液は、エッチング条件などに応じて適宜な粘性（面拡散性）を有するものを用いることができ、特に制限されないが、例えば、リン酸系の混酸（Ｈ３ＰＯ４・ＨＮＯ３・Ｈ２ＳＯ４・ＨＦ）が用いられる。
【００５１】
エッチング液の拡散速度（拡散ウェーハ２０の表面２０ａ上を広がる速度）は、エッチング条件などに応じて適宜設定される。エッチング液の拡散速度は、エッチング液の粘性、エッチング液の供給速度、スピンチャック４１の回転速度などを変えることにより、変えることができる。
【００５２】
回動アーム４３は、その一端部が液供給口４２に連結されており、その他端部を支点とて回動自在に構成されている。回動アーム４３によれば、液供給口４２を、例えば、図６（ａ）に示すように、スピンチャック４１により回転される拡散ウェーハ２０の面内方向周辺部２０ｃに所定時間位置させることができ、あるいは、図６（ｂ）に示すように、スピンチャック４１により回転される拡散ウェーハ２０の面内方向中心部２０ｄに所定時間位置させることができる。
【００５３】
あるいは、回動アーム４３によれば、液供給口４２を、例えば、図６（ａ）に示す拡散ウェーハ２０の面内方向周辺部２０ｃから、図６（ｂ）に示す拡散ウェーハ２０の面内方向中心部２０ｄに移動させることができ、あるいは、図６（ｂ）に示す拡散ウェーハ２０の面内方向中心部２０ｄから、図６（ａ）に示す拡散ウェーハ２０の面内方向周辺部２０ｃに移動させることができる。
【００５４】
液供給口４２は、回動アーム４３の回動に従って、スピンチャック４１のほぼ径方向（つまり、拡散ウェーハ２０のほぼ径方向）に移動することができる。スピンチャック４１の径方向に沿う液供給口４２の移動速度は、エッチング条件などに応じて適宜設定され、例えば、０〜２０（ｍｍ／ｓ）に設定することができる。
また、液供給口４２は、スピンチャック４１の径方向に沿って移動しながら、エッチング液Ｅを拡散ウェーハ２０に供給することができる。
【００５５】
ＣＰＵ４４は、スピンエッチングシステム３０の全体を制御する。ＣＰＵ４４は、特に、スピンチャック４１、液供給口４２、回動アーム４３などに対して所定の制御を行う。例えば、ＣＰＵ４４は、拡散層２２における厚み方向Ｄ１の形状及びＦＴ−ＩＲ装置３１により測定された非拡散層２１の厚みなどに基づいて、スピンチャック４１の回転速度、液供給口４２からのエッチング液Ｅの供給速度、回動アーム４３の回動速度（スピンチャック４１の径方向に沿う液供給口４２の移動速度）、回動アーム４３の停止位置などを制御する。
【００５６】
メモリ４５には、所定のデータが記憶されている。例えば、メモリ４５には、スピンエッチングシステム３０を実行するための各種機能プログラム、エッチング条件ＤＢ４５ａなどが記憶されている。エッチング条件ＤＢ４５ａは、ＦＴ−ＩＲ装置３１により測定された非拡散層２１の厚みなどに応じたエッチング条件が収納されたデータベースである。
【００５７】
次に、スピンエッチング工程Ｓ１２について詳述する。
スピンエッチング工程Ｓ１２においては、スピンエッチングシステム３０を用い、スピンエッチングの際における非拡散層２１のエッチング除去量のウェーハ面内分布を制御する。詳細には、スピンエッチング工程Ｓ１２においては、液供給口４２を拡散ウェーハ２０における面内方向周辺部２０ｃ及び面内方向中心部２０ｄにそれぞれ位置させて液供給口４２からエッチング液Ｅを非拡散層２１に供給する。
【００５８】
詳細には、液供給口４２を拡散ウェーハ２０における面内方向周辺部２０ｃに所定時間位置させて、液供給口４２からエッチング液Ｅを非拡散層２１の表面２１ａに供給する。その後、液供給口４２を拡散ウェーハ２０における面内方向周辺部２０ｃから面内方向中心部２０ｄに移動させる。その間においても、液供給口４２から非拡散層２１の表面２１ａへのエッチング液Ｅの供給を行う。液供給口４２を拡散ウェーハ２０における面内方向中心部２０ｄに所定時間位置させて、液供給口４２からエッチング液Ｅを非拡散層２１の表面２１ａに供給する。このようにして、非拡散層２１における厚み方向の形状に基づいて、スピンエッチングの際における非拡散層２１のエッチング除去量のウェーハ面内分布を制御する。
【００５９】
また、スピンエッチング工程Ｓ１２は、非拡散層２１における厚み方向の形状と共に、非拡散層厚み測定工程Ｓ１１により測定された非拡散層２１の厚みの分布に基づいて、スピンエッチングの際における非拡散層２１のエッチング除去量のウェーハ面内分布を制御する。例えば、ＦＴ−ＩＲ装置３１により拡散ウェーハ２０における非拡散層２１の厚みが測定されると、ＣＰＵ４４は、メモリ４５におけるエッチング条件ＤＢ４５ａをアクセスし、測定された非拡散層２１の厚みに適したエッチング条件を得る。そして、そのエッチング条件に基づいて、スピンチャック４１、液供給口４２、回動アーム４３などに対して所定の制御を行い、拡散ウェーハ２０に対して所定のスピンエッチングを施す。
【００６０】
その結果、図３に示すように、スピンエッチング工程Ｓ１２の前において平坦状であった拡散ウェーハ２０においては、非拡散層２１の取代２３が除去される。そして、取代２３は、拡散ウェーハ２０の面内方向周辺部２０ｃから面内方向中心部２０ｄに向かうに従って、非拡散層２１から拡散層２２に向けて膨らんだ凸形状を有することになる。
【００６１】
このように、本実施態様の製造方法によれば、前記各工程Ｓ１〜Ｓ８、Ｓ１１、Ｓ１２及びＳ１０を経ることにより、非拡散層２１及び厚みが不均一な拡散層２２を有する拡散ウェーハ２０に対してスピンエッチングを施し、非拡散層２１の一部（取代２３）を除去することにより、非拡散層２１の厚みを略均一とすることができる。その結果、例えば、非拡散層２１における最大厚みと最小厚みとの差が３μｍ以内である拡散ウェーハ２０が得られる。
【００６２】
以下に、本発明の効果に関する各種グラフについて説明する。
図７（ａ）〜（ｃ）は、非拡散層の取代の大きさの狙い値を異ならせた場合における取代の大きさの実測値を示すグラフである。図７（ａ）は平坦形状の取代を狙った場合を示すグラフであり、図７（ｂ）は凹凸の差（凹凸ギャップ）が１．５μｍの取代を狙った場合を示すグラフであり、図７（ｃ）は凹凸の差が２μｍの取代を狙った場合を示すグラフである。
【００６３】
図７（ａ）〜（ｃ）において、横軸方向の中央部を通る１点鎖線の縦線は、取代における面内方向中心部を示す。横軸は、取代における面内方向中心部からの面内方向の距離を示す。グラフの右端及び左端は、それぞれ面内方向中心部から面内方向に７５ｍｍの位置を示す。縦軸は取代の厚み（μｍ）を示す。また、実線は、ウェーハの面内方向中心部における取代の厚みが１１μｍの場合における取代の大きさの実測値を示す。破線は、ウェーハの面内方向中心部における取代の厚みが１０μｍの場合における取代の大きさの実測値を示す。２点鎖線は、ウェーハの面内方向中心部における取代の厚みが９μｍの場合における取代の大きさの実測値を示す。
【００６４】
図７（ａ）〜（ｃ）によれば、スピンエッチングの条件を異ならせることにより、取代の凹凸の差を異ならせる（０μｍ＝平坦形状、１．５μｍ、２μｍ）ことができることがわかる。また、非拡散層の厚みの狙い値を異ならせる（１１μｍ、１０μｍ、９μｍ）ことで非拡散層の厚みの実測値を異ならせることができること、及び取代の全体形状が厚みの狙い値に拘わらず、ほぼ同じ形状となることがわかる。
【００６５】
図８は、非拡散層の厚みの分布を示すグラフである。縦軸は、非拡散層の面内方向の厚みの分布（厚みの最大値−最小値）（μｍ）を示す。左側は、従来例における分布を示し、右側は、本発明における分布を示す。四角は、中央値に対する２０％分布を意味する。四角の上下の横棒は、それぞれ中央値に対する７５％分布を意味する。
図８によれば、従来例に比して、本発明は、非拡散層の厚みの分布が少なくなっており、即ち、非拡散層の厚みの均一性が向上していることがわかる。
【００６６】
図９（ａ）及び（ｂ）は、エッチング液の供給位置などと非拡散層の取代の厚みとの関連を示すグラフである。図９（ａ）は、ウェーハの面内方向周辺部及び面内方向中心部においてエッチング液の供給を行った場合、及びウェーハの面内方向中心部のみにおいてエッチング液の供給を行った場合を示すグラフである。図９（ｂ）は、ウェーハの面内方向周辺部のみにおいてエッチング液の供給を行った場合において、エッチング液の供給時間を異ならせたときを示すグラフである。
【００６７】
図９（ａ）及び（ｂ）において、横軸は、取代における面内方向中心部からの面内方向Ｄ２の距離を示す。縦軸は取代の厚み（μｍ）を示す。
また、図９（ａ）において、実線は、ウェーハの面内方向周辺部及び面内方向中心部においてエッチング液の供給を行った場合を示す。破線は、ウェーハの面内方向中心部のみにおいてエッチング液の供給を行った場合を示す。
また、図９（ｂ）において、実線、破線及び２点鎖線は、ウェーハの面内方向周辺部のみにおいてエッチング液の供給を行った場合を示す。また、実線は、エッチング液の供給時間が１秒である場合を示し、破線は、エッチング液の供給時間が２秒である場合を示し、２点鎖線は、エッチング液の供給時間が３秒である場合を示す。
【００６８】
図９（ａ）に示すように、ウェーハの面内方向中心部のみにおいてエッチング液の供給を行った場合（破線）には、ウェーハの面内方向中心部において取代の厚みが大きくなり過ぎる。つまり、ウェーハの面内方向中心部と面内方向周辺部とで、取代の厚みの差が大きくなり過ぎる。そのため、拡散層における非拡散層側の形状によっては、取代を所望の形状とすることができない。
【００６９】
また、図９（ｂ）に示すように、ウェーハの面内方向周辺部のみにおいてエッチング液の供給を行った場合（実線、破線、２点鎖線）には、ウェーハの面内方向中心部において取代の厚みがほとんどなく（ほとんど非拡散層２１が除去されず）、ウェーハの面内方向周辺部に向かうに従って、取代の厚みが大きくなる。また、エッチング液の供給時間を長くするほど、取代の厚みが大きくなる。
【００７０】
これに対し、図９（ａ）によれば、ウェーハの面内方向周辺部及び面内方向中心部においてエッチング液の供給を行った場合（実線）には、ウェーハの面内方向中心部と面内方向周辺部とで取代の厚みの差が適度な大きさを有して、取代が形成される（非拡散層の一部が除去される）。
このように、図９によれば、ウェーハの面内方向周辺部及び面内方向中心部の両方においてエッチング液の供給を行うことで、所望の厚み方向の形状を有する取代が形成されることがわかる。
【００７１】
図１０（ａ）〜（ｄ）は、ウェーハの面内方向周辺部及び面内方向中心部においてエッチング液の供給を行う場合において、ウェーハの面内方向周辺部におけるエッチング液の供給時間を異ならせたときの取代の厚みを示すグラフである。
図１０（ａ）〜（ｄ）において、横軸は、取代における面内方向中心部からの面内方向の距離を示す。縦軸は取代の厚み（μｍ）を示す。
【００７２】
図１０（ａ）〜（ｄ）に示す例においては、ウェーハの面内方向周辺部において所定時間、エッチング液の供給を行った後、面内方向中心部において７０秒間、エッチング液の供給を行っている。図１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）に示す例においては、ウェーハの面内方向周辺部におけるエッチング液の供給時間は、それぞれ０秒、１秒、２秒及び３秒である。
【００７３】
図１０によれば、ウェーハの面内方向周辺部におけるエッチング液の供給時間が長い程、ウェーハの面内方向周辺部における取代の厚みが厚くなり、その結果、取代の厚み方向の形状の凹凸差が小さくなることがわかる。一方、ウェーハの面内方向周辺部におけるエッチング液の供給時間が短い程、ウェーハの面内方向周辺部における取代の厚みが薄くなり、その結果、取代の厚み方向の形状の凹凸差が大きくなることがわかる。
【００７４】
以上、本発明の一実施態様及び一実施形態について説明したが、本発明は、上述した一実施態様及び実施形態に制限されるものではない。
例えば、前記実施態様においては、拡散ウェーハ２０の面内方向周辺部２０ｃにおいてエッチング液の供給を行った後に、拡散ウェーハ２０の面内方向中心部２０ｄにおいてエッチング液の供給を行っているが、これに制限されず、拡散ウェーハ２０の面内方向中心部２０ｄにおいてエッチング液の供給を行った後に、拡散ウェーハ２０の面内方向周辺部２０ｃにおいてエッチング液の供給を行うこともできる。
【００７５】
また、前記実施態様においては、拡散ウェーハ２０の面内方向周辺部２０ｃと面内方向中心部２０ｄとの間を液供給口４２が移動する間においても、液供給口４２からエッチング液Ｅの供給を行っているが、これに制限されず、ウェーハ１０の面内方向周辺部２０ｃと面内方向中心部２０ｄとの間を液供給口４２が移動する間において、液供給口４２からエッチング液Ｅの供給を停止してもよい。
【００７６】
前記実施態様においては、拡散層２２における非拡散層２１側の一部２３（取代）は、拡散ウェーハ２０の面内方向周辺部２０ｃから面内方向中心部２０ｄに向かうに従って、非拡散層２１から拡散層２２に向けて膨んだ凸形状を有しているが、その他の形状を有していてもよい。
【００７７】
前記実施形態では、厚み方向両側に拡散層２２，２２を有するウェーハ１０を厚み方向Ｄ１に２分割することにより、拡散ウェーハ２０を得ているが、これに制限されず、例えば、厚み方向Ｄ１の両側に拡散層２２，２２を有するウェーハ１０に対して、一方の側の拡散層２２と非拡散層２１における厚み方向Ｄ１の略半分を研削加工によって除去することにより、拡散ウェーハ２０を得ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の拡散ウェーハの製造方法の一実施態様を示すフローチャートである。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は、１枚のシリコンウェーハから２枚の拡散ウェーハを得る手順を示す断面図である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は、拡散ウェーハにおける非拡散層の一部を除去する手順を示す断面図である。
【図４】ＦＴ−ＩＲ装置及びスピンエッチング装置を含むスピンエッチングシステムを示す機能ブロック図である。
【図５】スピンエッチング装置を模式的に示す斜視図である。
【図６】スピンエッチング装置を模式的に示す平面図であり、（ａ）は、液供給口が拡散ウェーハの面内方向周辺部に位置する状態を示す図、（ｂ）は、液供給口が拡散ウェーハの面内方向中心部に位置する状態を示す図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、非拡散層の取代の大きさの狙い値を異ならせた場合における取代の大きさの実測値を示すグラフである。
【図８】非拡散層の厚みの分布を示すグラフである。
【図９】（ａ）及び（ｂ）は、エッチング液の供給位置などと非拡散層の取代の厚みとの関連を示すグラフである。
【図１０】（ａ）〜（ｄ）は、ウェーハの面内方向周辺部及び面内方向中心部においてエッチング液の供給を行う場合において、ウェーハの面内方向周辺部におけるエッチング液の供給時間を異ならせたときの取代の厚みを示すグラフである。
【図１１】従来の拡散ウェーハの製造方法の１例を示すフローチャートである。
【図１２】（ａ）及び（ｂ）は、１枚のシリコンウェーハから２枚の拡散ウェーハを得る手順を示す断面図である。
【図１３】（ａ）及び（ｂ）は、拡散層の形状が異なる１枚のシリコンウェーハから２枚の拡散ウェーハを得る手順を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７９】
１０  ウェーハ
２０  拡散ウェーハ
２０ｃ  面内方向周辺部
２０ｄ  面内方向中心部
２１  非拡散層
２２  拡散層
４０  スピンエッチング装置
４２  液供給口
Ｄ１  厚み方向
Ｄ２  面内方向
Ｅ  エッチング液
Ｓ１１  非拡散層厚み測定工程
Ｓ１２  スピンエッチング工程
【図１】
2010010317.tif 000003
【図２】
2010010317.tif 000004
【図３】
2010010317.tif 000005
【図４】
2010010317.tif 000006
【図５】
2010010317.tif 000007
【図６】
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【図７】
2010010317.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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