(57)【要約】【課題】  エピタキシャル成長用シリコンウェーハの断面形状を適正形状とすることにより、特許文献２よりも反りをより一層低減させたエピタキシャルシリコンウェーハおよびその製造方法を提供する。【解決手段】  エピタキシャル成長用シリコンウェーハおよびエピタキシャル層を有するエピタキシャルシリコンウェーハであって、前記エピタキシャル層は、所定の式の関係を満たす断面形状を有するエピタキシャル成長用シリコンウェーハ上に形成されることを特徴とする。【選択図】  図１
2010034461.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エピタキシャル成長用シリコンウェーハおよびエピタキシャル層を有するエピタキシャルシリコンウェーハであって、前記エピタキシャル層は、下記（１）式の関係を満たす断面形状を有するエピタキシャル成長用シリコンウェーハ上に形成されることを特徴とするエピタキシャルシリコンウェーハ。
記
【数１】
2010034461.tif 000011
但し、ΔＢｏｗｍｖは、平坦なエピタキシャル成長用シリコンウェーハ（素材ウェーハ）上にエピタキシャル層を形成した場合における、エピタキシャル層成長後のエピタキシャルシリコンウェーハの反りの実測値：Ｂｏｗｅｐと、エピタキシャル層成長前のエピタキシャル成長用シリコンウェーハの反りの実測値：Ｂｏｗｐｗとの差をとったものであり、ΔＢｏｗｃｖは、所定の計算式に基づいて計算されたエピタキシャルシリコンウェーハの反りの計算値を示し、そして、ｋはｋ＝０．５±０．０５の関係を満たすものとする。
【請求項２】
前記エピタキシャルシリコンウェーハは、直径が４５０ｍｍ以上の大口径エピタキシャルシリコンウェーハであり、その反りが、ウェーハの厚みの１％以下である請求項１に記載のエピタキシャルシリコンウェーハ。
【請求項３】
薄円板状の素材ウェーハに研削および／または研磨を含む所定の処理を行うことにより、下記（２）式の関係を満たす断面形状を有するエピタキシャル成長用シリコンウェーハを形成し、該エピタキシャル成長用シリコンウェーハ上に、エピタキシャル層を成長させることを特徴とするエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法。
【数２】
2010034461.tif 000012
但し、ΔＢｏｗｍｖは、平坦なエピタキシャル成長用シリコンウェーハ（素材ウェーハ）上にエピタキシャル層を形成した場合における、エピタキシャル層成長後のエピタキシャルシリコンウェーハの反りの実測値：Ｂｏｗｅｐと、エピタキシャル層成長前のエピタキシャル成長用シリコンウェーハの反りの実測値：Ｂｏｗｐｗとの差をとったものであり、ΔＢｏｗｃｖは、所定の計算式に基づいて計算されたエピタキシャルシリコンウェーハの反りの計算値を示し、そして、ｋはｋ＝０．５±０．０５の関係を満たすものとする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エピタキシャルシリコンウェーハおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスに使用されるシリコンウェーハとして、一般にバルクウェーハとエピタキシャルウェーハが挙げられる。バルクウェーハとは、例えばチョクラルスキー法（ＣＺ法）を用いて成長させたインゴット状の単結晶シリコンを円板状のウェーハにスライスした後、表面を研磨することにより形成した鏡面ウェーハのことを言う。一方、エピタキシャルウェーハとは、前記鏡面ウェーハをエピタキシャル成長用ウェーハとし、このエピタキシャル成長用ウェーハ上に、エピタキシャル技術を用いてさらに単結晶シリコンを成長させたものをいう。
【０００３】
このようなエピタキシャルウェーハには、鏡面ウェーハに生じるような研磨による損傷や歪みは原則的に存在しない。そのため、高品質化が求められる半導体デバイスの分野において、鏡面ウェーハよりも優位な性質を示すことは従来から知られていたが、その製造コストの高さゆえに、広く実用化されるには至っていなかった。
【０００４】
しかしながら、近年、直径が４５０ｍｍの大口径ウェーハが開発されたことにより、エピタキシャルウェーハ１枚あたりのコストメリットが増加し、また、デバイスの超微細化に伴って、高品質なエピタキシャルウェーハへの期待が高まっている。
【０００５】
ところで、上述したとおり、エピタキシャルウェーハは、エピタキシャル成長用ウェーハ上にエピタキシャル層を成長させることによって形成されるが、このとき、エピタキシャル成長用ウェーハが低抵抗で、エピタキシャル層が高抵抗の場合、これらの間で格子定数不整合が起こり、この原子層間の歪みを緩和するため、反りが発生する場合がある。このような反りは、チャッキングおよび搬送トラブルの原因となり、ウェーハの大口径化に伴って顕著に現れる問題であることから、制御されるべきウェーハ品質である。
【０００６】
特許文献１には、エピタキシャル成長用シリコンウェーハの反り形状の凹凸を識別し、その表面にエピタキシャル層を形成することにより生じる反りを予測して、表面が凹んだエピタキシャル成長用シリコンウェーハの表面上にエピタキシャル層を形成するエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法が提案されている。
【０００７】
【特許文献１】特開平６−１１２１２０号公報
【０００８】
この製造方法は、エピタキシャル成長用シリコンウェーハの表面の反りを予め識別して、その反りの方向をエピタキシャル成長で生じる反り変化の方向とは逆向きの方向とすることにより、エピタキシャル成長時に生じる反りが打ち消され、これにより、エピタキシャルシリコンウェーハの反りの絶対値を低減することができるというものである。しかしながら、このエピタキシャル成長用シリコンウェーハの表面の反りは、スライス工程において無作為に形成されるものであって、エピタキシャル成長で生じる反り変化に必ずしも対応するものではない。
【０００９】
そこで本出願人は、薄円板状のウェーハを研削又は研磨のいずれか一方又は双方の処理を行うことにより中央部が凹んだお椀状の反りが付与されたエピタキシャル成長用シリコンウェーハの表面にエピタキシャル層を形成することにより、反り量の低減を図ったエピタキシャルシリコンウェーハについて特許文献２において提案した。
【００１０】
【特許文献２】特開２００８−１４０８５６号公報
【００１１】
このウェーハは、従来の方法により導かれた下記に示す（３）式および（４）式によって求められた（５）式を満たすよう形成された断面形状を有するエピタキシャル成長用シリコンウェーハ上にエピタキシャル層を形成したものであって、エピタキシャル層成長時に生じる反りを打ち消すことにより、平坦なエピタキシャルシリコンウェーハを得ることができるものである。
【数３】
2010034461.tif 000003
【数４】
2010034461.tif 000004
【数５】
2010034461.tif 000005
但し、（３）式において、ε１はエピタキシャル層中の歪み、ｔsiはエピタキシャル成長用シリコンウェーハの厚さ、ｔepiはエピタキシャル層の厚さ、δはエピタキシャルシリコンウェーハの反り、ｒはウェーハの半径を示し、（４）式において、ε２はエピタキシャル成長用シリコンウェーハとエピタキシャル層との格子定数の差による歪み、［Ｂ］はボロン濃度、ΔαSi-Bは［Ｂ］を含むエピタキシャル成長用シリコンウェーハとノンドープのエピタキシャル層との格子定数の差、αSiはエピタキシャル層の格子定数を示す。また、エピタキシャル層中の歪ε１は、エピタキシャル成長用シリコンウェーハとエピタキシャル層との格子定数の差による歪みε２と等しいものとした。
【００１２】
特許文献２に記載された方法は、エピタキシャル層成長時に生じる反りを打ち消すことにより、断面形状の適正化が図れていない（、すなわち、反らせていないフラットな）エピタキシャル成長用ウェーハを用いてエピタキシャル層を成長させる従来法に比べると、反りが低減されたエピタキシャルシリコンウェーハを得ることができるものの、十分ではなかった。特に、４５０ｍｍ以上の大口径のエピタキシャルシリコンウェーハでは、十分には反りが解消してなく、改善の余地があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、エピタキシャル成長用シリコンウェーハの断面形状を適正形状とすることにより、特許文献２に比べて、反りをより一層低減させたエピタキシャルシリコンウェーハおよびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明の要旨構成は以下の通りである。
（１）エピタキシャル成長用シリコンウェーハおよびエピタキシャル層を有するエピタキシャルシリコンウェーハであって、前記エピタキシャル層は、下記（１）式の関係を満たす断面形状を有するエピタキシャル成長用シリコンウェーハ上に形成されることを特徴とするエピタキシャルシリコンウェーハ。
記
【数１】
2010034461.tif 000006
但し、ΔＢｏｗｍｖは、平坦なエピタキシャル成長用シリコンウェーハ（素材ウェーハ）上にエピタキシャル層を形成した場合における、エピタキシャル層成長後のエピタキシャルシリコンウェーハの反りの実測値：Ｂｏｗｅｐと、エピタキシャル層成長前のエピタキシャル成長用シリコンウェーハの反りの実測値：Ｂｏｗｐｗとの差をとったものであり、ΔＢｏｗｃｖは、所定の計算式に基づいて計算されたエピタキシャルシリコンウェーハの反りの計算値を示し、そして、ｋはｋ＝０．５±０．０５の関係を満たすものとする。
【００１５】
（２）前記エピタキシャルシリコンウェーハは、直径が４５０ｍｍ以上の大口径エピタキシャルシリコンウェーハであり、その反りが、ウェーハの厚みの１％以下である上記（１）に記載のエピタキシャルシリコンウェーハ。
【００１６】
（３）薄円板状の素材ウェーハに研削および／または研磨を含む所定の処理を行うことにより、下記（２）式の関係を満たす断面形状を有するエピタキシャル成長用シリコンウェーハを形成し、該エピタキシャル成長用シリコンウェーハ上に、エピタキシャル層を成長させることを特徴とするエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法。
【数２】
2010034461.tif 000007
但し、ΔＢｏｗｍｖは、平坦なエピタキシャル成長用シリコンウェーハ（素材ウェーハ）上にエピタキシャル層を形成した場合における、エピタキシャル層成長後のエピタキシャルシリコンウェーハの反りの実測値：Ｂｏｗｅｐと、エピタキシャル層成長前のエピタキシャル成長用シリコンウェーハの反りの実測値：Ｂｏｗｐｗとの差をとったものであり、ΔＢｏｗｃｖは、所定の計算式に基づいて計算されたエピタキシャルシリコンウェーハの反りの計算値を示し、そして、ｋはｋ＝０．５±０．０５の関係を満たすものとする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、エピタキシャル成長用シリコンウェーハの断面形状を、所定の数式を満足するよう形成することにより、従来よりも反りを低減させたエピタキシャルシリコンウェーハおよびその製造方法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】
【００１８】
次に、本発明のエピタキシャルシリコンウェーハの実施形態について図面を参照しながら説明する。図１（ａ）は、本発明に従うエピタキシャルシリコンウェーハ１を構成するエピタキシャル成長用シリコンウェーハ２のエピタキシャル層３が形成される前の状態の概略的断面図を示し、図１（ｂ）は、エピタキシャル層３形成後のエピタキシャルシリコンウェーハ１の概略的断面図を示す。
【００１９】
図１（ｂ）に示されるように、本発明のエピタキシャルシリコンウェーハ１は、エピタキシャル成長用シリコンウェーハ２およびエピタキシャル層３を有するエピタキシャルシリコンウェーハ１であって、前記エピタキシャル層３は、図１（ａ）に示される所定の式に従う断面形状を有するエピタキシャル成長用シリコンウェーハ２上に形成されることにより、特許文献２よりも反りをより一層低減させることができるものである。
【００２０】
図１（ａ）に示すエピタキシャル成長用シリコンウェーハ２としては、比抵抗が０．１〜０．００１Ω・ｃｍとなるようにボロンをドープしてＣＺ法またはＦＺ法で引上げたシリコン単結晶インゴットを、内周刃スライサー装置やワイヤーソー装置等を用いて切断することにより得られる薄円板状の素材ウェーハを用いるのが好ましい。
【００２１】
また、エピタキシャル成長用シリコンウェーハ２は、下記（１）式の関係を満たす断面形状を有するよう形成される。
記
【数１】
2010034461.tif 000008
但し、ΔＢｏｗｍｖは、平坦なエピタキシャル成長用シリコンウェーハ（素材ウェーハ）上にエピタキシャル層を形成した場合における、エピタキシャル層成長後のエピタキシャルシリコンウェーハの反りの実測値：Ｂｏｗｅｐと、エピタキシャル層成長前のエピタキシャル成長用シリコンウェーハの反りの実測値：Ｂｏｗｐｗとの差をとったものであり、ΔＢｏｗｃｖは、所定の計算式に基づいて計算されたエピタキシャルシリコンウェーハの反りの計算値を示し、そして、ｋはｋ＝０．５±０．０５の関係を満たすものとする。なお、上記（１）式のΔＢｏｗｃｖは、上述した式（５）のδの変位に等しい。
【００２２】
前記「Ｂｏｗ」は、一般に、図２に示すように、ウェーハの３点基準面またはベストフィット基準面（、すなわち、ウェーハの厚さ中心線の外周縁位置間を結ぶ線）Ａからウェーハの厚さ中心線の中点位置を通る線Ｂまでの最短距離を表す。エピタキシャル成長用シリコンウェーハ２が上記（１）式の関係を満たす断面形状を有するとは、エピタキシャル成長用ウェーハのＢｏｗ値が上記（１）式における値と概ね一致することをいうものとする。ここで、ΔＢｏｗｃｖとエピタキシャル成長用シリコンウェーハの比抵抗との関係を示すグラフに、ΔＢｏｗｍｖの値をプロットしたものを図３（ａ）に示す。このときのエピタキシャル成長用シリコンウェーハの厚さは７７５μｍ、エピタキシャル層の厚さは２．７５μｍ、半径は１５０ｍｍとし、また、比抵抗はボロン添加濃度に依るものとした。図３（ａ）に示されるように、ΔＢｏｗｍｖはΔＢｏｗｃｖの値と一致していないことがわかる。そのため、本発明者らは、ΔＢｏｗｍｖと等しい値を導くことができる新しい式について鋭意検討した結果、ΔＢｏｗｃｖにｋ（ｋ＝０．５±０．０５）を乗じることにより、図３（ｂ）に示すように、実測値と整合の取れた計算式となる（１）式を導き出したものである。
【００２３】
ΔＢｏｗｍｖがΔＢｏｗｃｖの（５）式に整合しない理由としては、基準面の取り方に問題があるためであると考えられる。（５）式における基準面は、図２に示されるとおり、ウェーハの厚さ中心線の外周縁位置間を通るものとしているが、実測における基準面は、ウェーハ裏面全体の形状を平均化した値をとっており、この時の基準面はおおむねウェーハの厚さ中心線の外周縁位置間を結ぶ線Ａとウェーハの厚さ中心線の中点位置を通る線Ｂとの中点位置を通ると考えられる。そのため、ｋを０．５±０．０５としたものである。
【００２４】
なお、図１（ａ）に示すエピタキシャル成長用シリコンウェーハ２の断面形状は、後述する研削および／または研磨を含む所定の処理を行うことにより形成されるのが好ましい。
【００２５】
また、図１（ｂ）に示す本発明に従うエピタキシャルシリコンウェーハ１は、直径が４５０ｍｍ以上の大口径エピタキシャルシリコンウェーハであり、その反りが、このウェーハの厚みの１％以下であるのが好ましい。反りがウェーハ厚みの１％を超えると、本発明の目的であるチャッキングおよび搬送トラブルの発生を十分に防止できないためである。
【００２６】
なお、４５０ｍｍ以上の直径をもつエピタキシャルシリコンウェーハ１の厚みは、一般的に９００〜１８００μｍであるが、平坦度の高いエピタキシャルシリコンウェーハ１を得るためには、このエピタキシャル成長用シリコンウェーハ２の厚さの均一性が重要となる場合がある。このため、本発明のエピタキシャル成長用シリコンウェーハ２は、その厚さが均一であるのが好ましい。具体的な厚さのばらつきは、最厚部分と最薄部分との差が最厚部分の１．０％以下となるのが好ましく、０．５％以下となるのがより好ましい。最厚部分と最薄部分との差が、最厚部分の１．０％を超えると、エピタキシャル成長用シリコンウェーハ２の反りは面内の一部で不均一となる場合があり、また、幾何学的な円推状の反りを生じさせることができず、得られたエピタキシャルシリコンウェーハ１における平坦度を十分に向上させることができないためである。
【００２７】
次に、本発明のエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法の実施形態について図面を参照しながら説明する。本発明のエピタキシャルシリコンウェーハ１の製造方法は、薄円板状の素材ウェーハに研削および／または研磨を含む所定の処理を行うことにより、図１（ａ）に示すような、下記（２）式の関係を満たす断面形状を有するエピタキシャル成長用シリコンウェーハ２を形成し、このエピタキシャル成長用シリコンウェーハ上２に、エピタキシャル層３を成長させるものであり、かかる方法を採用することにより、従来よりも反りを低減させたエピタキシャルシリコンウェーハを提供することができるものである。
記
【数２】
2010034461.tif 000009
但し、ΔＢｏｗｍｖは、平坦なエピタキシャル成長用シリコンウェーハ（素材ウェーハ）上にエピタキシャル層を形成した場合における、エピタキシャル層成長後のエピタキシャルシリコンウェーハの反りの実測値：Ｂｏｗｅｐと、エピタキシャル層成長前のエピタキシャル成長用シリコンウェーハの反りの実測値：Ｂｏｗｐｗとの差をとったものであり、ΔＢｏｗｃｖは、所定の計算式に基づいて計算されたエピタキシャルシリコンウェーハの反りの計算値を示し、そして、ｋはｋ＝０．５±０．０５の関係を満たすものとする。
【００２８】
図１（ａ）に示す上述した断面形状を有するエピタキシャル成長用シリコンウェーハ２は、薄円板状の素材ウェーハに研削および／または研磨を含む所定の処理を行うことにより形成する。図４は、本発明に従うエピタキシャル成長用シリコンウェーハを製造するための装置を示す模式図であり、図５は、本発明に従うエピタキシャル成長用シリコンウェーハ２を形成する工程を模式的に示したものである。
【００２９】
エピタキシャル成長用シリコンウェーハ２は、図４に一例として示される装置４を用いて形成される。この装置４は、例えば研削装置４Ａおよび保持装置４Ｂで構成され、研削装置４Ａは、複数の四角柱状の砥石５、砥石ホルダ６、回転軸７、回転用モータ８およびスライド手段（図示せず）を含み、砥石５は砥石ホルダ６に回転軸７を中心として同一円周上に位置するように保持され、回転用モータ８は、砥石ホルダ６を回転軸７を介して回転させることができる。また、スライド手段は、回転用モータ８を昇降可能に保持する。また、保持装置４Ｂは、素材ウェーハ２を保持する保持テーブル９、支持台１０、固定台１１、固定軸１２および昇降軸１３を含み、保持テーブル９は支持台１０に埋設され、支持台１０は固定台１１の上方に１つの固定軸１２と２つの昇降軸１３を具える。また、保持テーブル９は、多孔性のセラミックからなる円板とすることができる。
【００３０】
砥石５は、粒度♯１５００（平均粒径７．５μｍ）〜♯１００００（平均粒径０．５μｍ）の砥粒をレジンボンドまたはビトリファイドボンドで結合したものを使用する。これら砥石５は薄円板状の素材ウェーハ２の研削面におけるダメージを２μｍ以下に抑制するダメージ低減手段として機能するものである。
【００３１】
保持テーブル９の上面は、２つの昇降軸１３を用いて、支持台１０の支持点を上下動させて支持台１０を傾けることにより、所望の角度に傾けることができるように構成される。また、支持台１０には、保持テーブル９を回転させる回転手段（図示せず）が設けられ、保持テーブル９はその上面を傾けた状態で、その傾いた上面の角度を変化させることなく回転可能に構成される。なお、ここでは、保持テーブル９を傾ける場合について説明したが、砥石６の回転軸７を傾けるように構成してもよい。
【００３２】
このように構成された装置４を用いて、薄円板状の素材ウェーハ２を研削することにより、エピタキシャル成長用シリコンウェーハ２を製造する方法を図５に示す。図５にその一部が示されるように、薄円板状の素材ウェーハ２の表面を保持テーブル９で吸着保持してウェーハ２の裏面を研削し、ウェーハ外周からウェーハ中心に向けて厚みを増加させた凸状のウェーハを作製した後（図５（ａ））、凸状に形成した表面を吸着保持して弾性変形により裏面の中央を突出させた状態とし（図５（ｂ）および図５（ｃ））、この裏面を研削することにより主面を平坦にし、前記吸着保持を解除することで中央部が凹んだ（２）式に従う断面形状を有するエピタキシャル成長用シリコンウェーハ２を得ることができる（図５（ｄ））。以下に、上述した研削処理を詳細に説明する。尚、図１〜図５では、説明の便宜上、素材ウェーハの反りを誇張して示してあるが、実際の反り量は数１０μｍのオーダである。
【００３３】
＜裏面研削工程＞
はじめに、比抵抗が０．１Ωｃｍ〜０．００１ΩｃｍとなるようにボロンをドープしてＣＺ法またはＦＺ法で引上げたシリコン単結晶棒インゴットを、内周刃スライサー装置やワイヤーソー装置等を用いて切断することにより形成されることができる薄円板状の素材ウェーハ２を準備する。図５（ａ）に破線で示すように、素材ウェーハ２を平板状の保持テーブル９に載せ、素材ウェーハ２の裏面を上面とさせた状態で保持テーブル９に吸着させる。その後、保持テーブル９が埋設された支持台１０（図４）を保持テーブル９とともに傾ける。支持台１０を傾けるには、支持台１０を支持する２つの昇降軸１３により支持台１０の支持点を上下動させることにより行い、支持台１０に埋設された保持テーブル９の水平な上面を所望の角度に傾ける。その状態で保持テーブル９を素材ウェーハ２とともに図４の矢印の方向に回転させ、砥石ホルダ６を回転用モータ８によって図４の矢印の方向に回転させる。次に、砥石ホルダ６を下降させ、砥石５を素材ウェーハ２の裏面に接触させて、砥石６でその素材ウェーハ２を裏面側から研削する。そして、保持テーブル９を傾けたことから、研削された裏面は図５（ａ）の実線で示すように山型になり、その素材ウェーハ２は中央が厚肉になるように裏面の中央が突出した形状となる。なお、中央部の先端が尖ったような円錐形状の凸面を形成した場合、エピタキシャル成長後の表面平坦度評価においてウェーハ中央部においてナノトポグラフィーが悪化する傾向があるため、凸面全体が緩やかな曲面をもつような凸形状となるように研削することが好ましい。
【００３４】
＜表面研削工程＞
次に、表面側から素材ウェーハ２を研削する。裏面の中央が突出するように研削された素材ウェーハ２を保持テーブル９から離し、図５（ｂ）の実線で示すように、中央が突出した裏面を保持テーブル９に載せ、破線矢印で示すように保持テーブル９の平坦な上面に保持させる。すると、図５（ｂ）の破線で示すように、保持テーブル９の上面は平坦であるので素材ウェーハ２の裏面は弾性変形して平坦となり、逆に素材ウェーハ２の表面の中央は上方に突出することになる。そして、素材ウェーハ２の裏面を保持テーブル９に吸着保持させる前にまたはその後、支持台１０を支持する２つの昇降軸１３によりその支持台１０の支持点を上下動させることにより支持台１０を水平に戻し、その支持台１０に埋設された保持テーブル９の上面を水平に戻す。
【００３５】
次に保持テーブル９を素材ウェーハ２とともに回転させ、それとともに砥石ホルダ６を回転用モータ７にて回転させる。次に、図５（ｃ）に示すように、砥石５を素材ウェーハ２の表面に接触させて素材ウェーハ２を表面側から研削する。そして、保持テーブル９が水平に戻されていることから、研削された表面は保持テーブル９と平行になり素材ウェーハ２は破線で示すように均一な厚さになる。このように均一な厚さにされた素材ウェーハ２を保持テーブル９の吸着保持を解除すると図５（ｄ）に示すようにそのウェーハ２は弾性力により矢印で示すように復元し、上述した（２）式に従う断面形状を有し、かつ均一厚さを有するエピタキシャル成長用シリコンウェーハ２が得られる。
【００３６】
なお、本発明の実施の形態として、表面研削工程および裏面研削工程において、素材ウェーハ２の中央が厚肉になるように裏面の中央が突出した凸状の素材ウェーハ２を作製する場合のみを説明したが、初めに素材ウェーハ２の中央が薄肉になるように裏面の中央が凹んだ凹状の素材ウェーハ２を作製して厚みが均一な凸状のエピタキシャル成長用シリコンウェーハ２を製造することができる。
【００３７】
また、各研削工程において、装置４を用いてウェーハを加工する場合について説明したが、装置４に代えて公知の鏡面研磨装置を用いても、上述した（２）式に従う断面形状を有するエピタキシャル成長用シリコンウェーハを得ることができるし、研削装置および鏡面研磨装置の併用も可能である。この場合、エピタキシャル成長処理前の鏡面研磨工程を省略することができる。
【００３８】
次に、上述したエピタキシャル成長用シリコンウェーハ２を用いたエピタキシャルシリコンウェーハ１の製造方法を詳しく説明する。
図１（ａ）に示すように、薄円板状の素材ウェーハを研削および／または研磨することにより（２）式に従う断面形状を有するエピタキシャル成長用シリコンウェーハ２を準備する。エピタキシャル成長用シリコンウェーハ２は上述した製造手順により得ることができる。
【００３９】
次に、図１（ｂ）に示すように、式（２）に従う断面形状を有するエピタキシャル成長用シリコンウェーハ２の表面にエピタキシャル層３を形成してエピタキシャルシリコンウェーハ１を得る。エピタキシャル層３の形成は、エピタキシャル成長用シリコンウェーハ２の表面に原料ガスをキャリアガスとともに供給しながら、気相成長法により４００〜１２００℃の温度範囲でエピタキシャル層３を成長させることにより行うことができる。なお、エピタキシャル層３を形成する前に、エピタキシャル成長用シリコンウェーハ２の表面を鏡面研磨することが好ましい。ここで、原料ガスとしては、例えばSiH2Cl2、SiHCl3、SiH4またはSiCl4等が挙げられ、キャリアガスとしては、例えばH2を用いることができる。
【００４０】
エピタキシャル層３の成膜のために供給する原料ガスとして、半導体ソースガスとハロゲン化物ガスとの混合ガスを用いることもできる。ここで、半導体ソースガスとしては、モノシラン（SiH4）、ジシラン（Si2H6）、ジクロロシラン（SiH2Cl2）、トリクロロシラン（SiHCl3）、四塩化シリコン（SiCl4）等が挙げられる。特に、半導体ソースガスとして、ジクロロシラン（SiH2Cl2）、トリクロロシラン（SiHCl3）、四塩化シリコン（SiCl4）のいずれかを用いることが好ましい。ハロゲン化物ガスとしては塩化水素（HCl）、塩素（Cl2）、フッ素（F2）、三フッ化塩素（ClF3）、フッ化水素（HF）、臭化水素（HBr）のいずれかを用いることが好ましく、特に塩化水素（HCl）を用いることが好ましい。
【００４１】
このように、薄円板状の素材ウェーハに研削および／または研磨を含む所定の処理を行うことにより、上述した（２）式の関係を満たす断面形状を有するエピタキシャル成長用シリコンウェーハ２を形成し、このエピタキシャル成長用シリコンウェーハ２上に、エピタキシャル層３を成長させることにより、本発明に従うエピタキシャルシリコンウェーハ１を製造することができる。
【００４２】
なお、図１〜図５は、代表的な実施形態の例を示したものであって、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。
【実施例】
【００４３】
（実施例１）
上述した実施形態に従う方法を用いて、前記（１）式の関係を満たす断面形状を有するエピタキシャル成長用シリコンウェーハ上にエピタキシャル層を形成したエピタキシャルシリコンウェーハを製造した。この実施例１において、エピタキシャル成長用シリコンウェーハの厚さは７７５μｍ、エピタキシャル層の厚さは２．７５μｍ、ウェーハの半径は１５０ｍｍ、ボロン濃度は１．１３×１０１９/cm3、比抵抗は０．００８Ω・ｃｍであった。製造後、エピタキシャルシリコンウェーハの反りを測定した。また、予め、断面形状を形成する前の素材ウェーハの反りについても測定しておいた。
【００４４】
（実施例２）
ウェーハの半径が２２５ｍｍであること以外は実施例１と同様の方法によりエピタキシャルシリコンウェーハを製造し、製造後、エピタキシャルシリコンウェーハの反りを測定した。また、予め、断面形状を形成する前の素材ウェーハの反りについても測定しておいた。
【００４５】
（比較例１）
前記研削工程を行わないこと以外は、実施例１と同様の方法によりエピタキシャルシリコンウェーハを製造し、製造後、エピタキシャルシリコンウェーハの反りを測定した。また、予め、素材ウェーハの反りについても測定しておいた。
【００４６】
（比較例２）
前記（５）式の関係を満たす断面形状を有するエピタキシャル成長用シリコンウェーハ上にエピタキシャル層を形成したこと以外は、実施例１と同様の方法によりエピタキシャルシリコンウェーハを製造し、製造後、エピタキシャルシリコンウェーハの反りを測定した。また、予め、断面形状を形成する前の素材ウェーハの反りについても測定しておいた。
【００４７】
（比較例３）
前記研削工程を行わないこと以外は、実施例２と同様の方法によりエピタキシャルシリコンウェーハを製造し、製造後、エピタキシャルシリコンウェーハの反りを測定した。また、素材ウェーハの反りについても測定しておいた。
【００４８】
（比較例４）
前記（５）式の関係を満たす断面形状を有するエピタキシャル成長用シリコンウェーハ上にエピタキシャル層を形成したこと以外は、実施例２と同様の方法によりエピタキシャルシリコンウェーハを製造し、製造後、エピタキシャルシリコンウェーハの反りを測定した。また、予め、断面形状を形成する前の素材ウェーハの反りについても測定しておいた。
【００４９】
（評価）
上記実施例１〜２、および比較例１〜４のエピタキシャルシリコンウェーハの反り、素材ウェーハの反り、およびエピタキシャルシリコンウェーハの厚さとともに、上記（１）式の計算値のｋ値、およびエピタキシャルシリコンウェーハの厚さに対するエピタキシャルシリコンウェーハの反りの割合を表１に示す。
【００５０】
【表１】
2010034461.tif 000010
【００５１】
表１からわかるとおり、実施例１のエピタキシャルシリコンウェーハの反りは、比較例１および２と比較して小さくなっていることが分かる。同様に、実施例２のエピタキシャルシリコンウェーハの反りは、比較例３および４と比較して小さくなっていることが分かる。また、エピタキシャルシリコンウェーハの厚さに対するエピタキシャルシリコンウェーハの反りの割合は、実施例１および２のいずれも１％以下であることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、エピタキシャル成長用シリコンウェーハの断面形状を、所定の数式を満足するよう形成することにより、従来よりも反りを低減させることができるエピタキシャルウェーハおよびその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】（ａ）は、本発明に従うエピタキシャルシリコンウェーハにおける、エピタキシャル成長用シリコンウェーハのエピタキシャル層形成前の状態を示す概略的断面図であり、（ｂ）は、エピタキシャル層形成後の状態を示す概略的断面図である。
【図２】Ｂｏｗを説明するための模式図である。
【図３】（ａ）は、ΔＢｏｗｃｖとエピタキシャル成長用シリコンウェーハの比抵抗との関係を示すグラフに、ΔＢｏｗｍｖの値をプロットしたグラフおよびΔＢｏｗｃｖにｋを乗じたグラフであり、（ｂ）は、（ａ）のグラフに（１）式を加えたグラフである。
【図４】本発明に従うエピタキシャルシリコンウェーハを形成する装置の模式図である。
【図５】本発明に従うエピタキシャルシリコンウェーハの製造工程を示す概略図である。
【符号の説明】
【００５４】
１    エピタキシャルシリコンウェーハ
２    エピタキシャル成長用シリコンウェーハ
３    エピタキシャル層
４    装置
５    砥石
６    砥石ホルダ
７    回転軸
８    回転用モータ
９    保持テーブル
１０  支持台
１１  固定台
１２  固定軸
１３  昇降軸
【図１】
2010034461.tif 000013
【図２】
2010034461.tif 000014
【図３】
2010034461.tif 000015
【図４】
2010034461.tif 000016
【図５】
2010034461.tif 000017