(57)【要約】【課題】本発明は上述の問題に鑑みてなされたものであり、歩留まりが優れたＳｉＣエピタキシャル基板の製造方法の提供を目的とする。【解決手段】本発明のＳｉＣエピタキシャル基板の製造方法は、（ａ）Ｓｉ基板と本番ＳｉＣ基板を準備する工程と、（ｂ）Ｓｉ基板によりエピタキシャル成長装置内の異物量を検査する工程と、（ｃ）工程（ｂ）で検査した異物量が所定量未満である場合に、エピタキシャル成長装置を用いて本番ＳｉＣ基板上にエピタキシャル成長を行う工程と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）ダミーウエハであるＳｉ基板と本番ＳｉＣ基板を準備する工程と、
（ｂ）前記Ｓｉ基板によりエピタキシャル成長装置内の異物量を検査する工程と、
（ｃ）前記工程（ｂ）で検査した前記異物量が所定量未満である場合に、前記エピタキシャル成長装置を用いて前記本番ＳｉＣ基板上にエピタキシャル成長を行う工程と、
を備える、ＳｉＣエピタキシャル基板の製造方法。
【請求項２】
前記工程（ｂ）は、直径５μｍ以上の前記異物量を検査する工程であり、
前記工程（ｃ）は、１４００℃以上の温度で前記本番ＳｉＣ基板上にエピタキシャル成長を行う工程である、
請求項１に記載のＳｉＣエピタキシャル基板の製造方法。
【請求項３】
前記工程（ｂ）は、６００℃以上１２００℃未満の温度で前記異物量を検査する工程である、
請求項１又は２に記載のＳｉＣエピタキシャル基板の製造方法。
【請求項４】
前記工程（ｂ）は、
（ｂ１）前記Ｓｉ基板を前記エピタキシャル成長装置内に搬入する工程と、
（ｂ２）前記Ｓｉ基板を前記エピタキシャル成長装置内に放置する工程と、
（ｂ３）前記Ｓｉ基板を前記エピタキシャル成長装置内から搬出する工程と、
を備え、
前記工程（ｂ２）は、前記エピタキシャル成長装置内にガスを導入しながら前記Ｓｉ基板を放置する工程である、
請求項１〜３のいずれかに記載のＳｉＣエピタキシャル基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＳｉＣエピタキシャル基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造では、歩留まりを向上するために、加工精度や清浄度などの各種の検査が行われる。これらの検査を実施するためのウエハとしてダミーウエハが用いられる。例えば特許文献１は、加工が容易であり、かつ反りの少ない安定した品質のダミーウエハとして、チタン又はその合金を含むウエハを開示している。
【０００３】
基板の表面に異物が付着していると、エピタキシャル成長時に結晶欠陥や表面モフォロジー異常の原因となる。特にＳｉＣ基板の場合は、エピタキシャル成長温度が１４００℃以上と高温であることから、リアクター内部に付着した副生成物がリアクターとの熱膨張率差や熱履歴によって脱離し、リアクター内を浮遊してウエハ表面に付着する。また、３Ｃ型のＳｉＣがリアクター内のサセプタに成長し、この破片がウエハ表面に付着する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１４８３３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＳｉＣデバイスの製造工程では、ダミーウエハとしてＳｉＣ基板を用いて異物量をモニタすることが考えられるが、使用する波長の違いから、ＳｉＣ基板には従来のＳｉ基板用異物検査装置を用いることができないという問題があった。また、ＳｉＣ基板自体に結晶欠陥が多く、異物量をモニタするには不適であった。
【０００６】
さらに、ＳｉＣ基板はエピタキシャル成長温度が１４００℃以上であるため、表面異物の中には昇温、エッチング工程でエッチングされるものがある。そのため、エッチング装置内に搬送した際に付着した全ての異物が欠陥や表面モフォロジー異常の原因となるわけではなく、異物の管理基準が不明確であった。異物管理の精度を上げ、ＳｉＣエピタキシャル基板製造の歩留まりを向上させることが望まれる。
【０００７】
本発明は上述の問題に鑑みてなされたものであり、歩留まりが優れたＳｉＣエピタキシャル基板の製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のＳｉＣエピタキシャル基板の製造方法は、（ａ）Ｓｉ基板と本番ＳｉＣ基板を準備する工程と、（ｂ）Ｓｉ基板によりエピタキシャル成長装置内の異物量を検査する工程と、（ｃ）工程（ｂ）で検査した異物量が所定量未満である場合に、エピタキシャル成長装置を用いて本番ＳｉＣ基板上にエピタキシャル成長を行う工程と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のＳｉＣエピタキシャル基板の製造方法は、（ａ）Ｓｉ基板と本番ＳｉＣ基板を準備する工程と、（ｂ）Ｓｉ基板によりエピタキシャル成長装置内の異物量を検査する工程と、（ｃ）工程（ｂ）で検査した異物量が所定量未満である場合に、エピタキシャル成長装置を用いて本番ＳｉＣ基板上にエピタキシャル成長を行う工程と、を備える。Ｓｉ基板を用いて異物量検査を行うことにより、結晶欠陥による影響が小さい安定した異物管理を行うことができる。また、Ｓｉの異物測定装置を用いて異物量測定を行うことができる。よって、ＳｉＣエピタキシャル基板を歩留まり良く製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】Ｓｉ基板とＳｉＣ基板の異物付着数を比較する図である。
【図２】表面異物がエピタキシャル膜の成膜に及ぼす影響を示す図である。
【図３】ＳｉＣウエハの欠陥マップを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜Ａ．実施の形態１＞
＜Ａ−１．工程＞
本実施の形態のＳｉＣエピタキシャル基板の製造方法は、ＳｉＣエピタキシャル装置内の異物量を検査する異物量検査工程と、ＳｉＣ基板表面にＳｉＣエピタキシャル膜を成膜する成膜工程とを備える。
【００１２】
異物量検査工程について説明する。この工程では、ダミーウエハとしてＳｉウエハ（Ｓｉ基板）を用いる。ここでＳｉウエハを用いるのは、ＳｉＣウエハに比べて結晶欠陥が少ないために、異物の付着数を精度良く検査することができるからである。また、図１に示すように、同バッチの異物検査におけるＳｉウエハとＳｉＣウエハの異物付着数はほとんど同じであることから、ＳｉウエハをＳｉＣエピタキシャル成長装置の異物管理用ダミー基板として用いることが可能である。
【００１３】
Ｓｉ基板をＳｉＣエピタキシャル成長装置内に搬入し、所定時間放置した後、ＳｉＣエピタキシャル成長装置内からＳｉ基板を搬出する。そして、搬入前と搬出後の異物付着数を夫々カウントする。これらの異物付着数の差から、ＳｉＣエピタキシャル成長装置内に搬送したことにより付着した異物数を算出する。算出した異物数が所定数（例えば５００個）以上であれば、成膜工程を実施せず、ダミーランによるリアクター内コートやクリーニングを実施する。
【００１４】
ここでは、直径が５μｍ以上の異物を管理対象異物、すなわちカウントの対象とし、それ以外の異物を管理対象外異物、すなわちカウントの対象外とする。その理由を、図２を用いて説明する。図２（ａ）はＳｉＣ基板１の表面に異物が付着している様子を示している。ＳｉＣ基板１をエピタキシャル膜の成長温度まで昇温する過程で、図２（ｂ）に示すようにＳｉＣ基板１の表面がエッチングされる。その際に、小さな異物（管理対象外異物２）は除去されるが、大きな異物（管理対象異物３ａ，３ｂ）はなお残存して結晶欠陥やモフォロジー異常の原因となる。図２（ｃ）は、管理対象異物３ａ上にエピタキシャル成長がされずに結晶欠陥が生じ、管理対象異物３ｂによって表面モフォロジー異常が生じる様子を示している。出願人が調査したところ、エッチング量を３００ｎｍとすると、直径５μｍ以上の異物が昇温過程を経てもなお残存することが分かった。そこで、本発明では直径５μｍ以上の異物を管理対象異物とする。
【００１５】
異物量検査工程では、成膜工程時と近い状態にするために、ＳｉＣエピタキシャル成長装置内にガスを導入することが望ましく、これにより異物が付着する精度が向上する。また、ＳｉＣエピタキシャル成長装置内の温度は６００℃以上１２００℃未満が望ましい。ＳｉＣエピタキシャル膜の成長温度である１４００℃以上とするとＳｉ基板が溶融してしまうため１２００℃未満に留めるが、成膜工程との温度差を小さくすることにより、成膜工程と異物量検査工程の間の昇降温時間を短縮することができる。また、Ｓｉ基板を自転、公転、あるいは自公転させながら表面に異物を付着させることが望ましい。
【００１６】
以上の条件の下で、Ｓｉ基板の表面に付着した管理対象異物が所定数未満である場合には、成膜工程に移る。Ｓｉ基板をＳｉＣエピタキシャル成長装置から取り出し、代わりにＳｉＣ基板１をＳｉＣエピタキシャル成長装置に搬入して成膜工程を実施する。
【００１７】
一般的に、搬入工程やその後の昇温工程、ガス導入工程などにより、ＳｉＣ基板１表面には、炉（ＳｉＣエピタキシャル成長装置）内のＳｉ、Ｃ、あるいはＯからなる副生成物や、３Ｃ型のＳｉＣ、断熱材やサセプタに起因するＣなどが、管理対象外異物２、管理対象異物３ａ，３ｂとして付着する（図２（ａ））。ＳｉＣ基板１は、（０００１）面から（１１−２０）面に向けて４°傾けたオフカット角度でオフカットされた成長表面を有するものが一般的に用いられる。
【００１８】
ＳｉＣ基板１をＳｉＣエピタキシャル成長装置に搬入した後、エッチングガスとしてＨ２ガスを導入し、ＳｉＣエピタキシャル成長装置内の温度を成長温度（１４００℃以上）まで上昇させる過程およびその後エピタキシャル結晶成長を開始する前までに成長温度で保持する過程で、ＳｉＣ基板１表面が３００ｎｍ程度エッチングされる（図２（ｂ））。
【００１９】
ＳｉＣエピタキシャル成長装置内の温度が成長温度に達してから所定の時間が経過した後に、エピタキシャル成長を行う（図２（ｃ））。成長ガスにはＳｉＨ４ガス、Ｃ３Ｈ８ガス等を使用し、ドーパントガスとしてＮ２ガスを使用する。また、キャリアガスとしてＨ２ガスを使用する。
【００２０】
図３に、ＳｉＣエピタキシャル基板の欠陥マップを示す。丸印は、表面異物があったがエピタキシャル膜にとって欠陥の要因とならなかった箇所を示している。×印は、表面異物が結晶欠陥や表面モフォロジーの要因となった箇所を示している。また、三角印は、表面異物以外の要因で形成された結晶欠陥を示している。
【００２１】
＜Ａ−２．効果＞
本発明のＳｉＣエピタキシャル基板の製造方法は、（ａ）ダミーウエハであるＳｉ基板と本番ＳｉＣ基板を準備する工程と、（ｂ）Ｓｉ基板によりＳｉＣエピタキシャル成長装置内の異物量を検査する工程と、（ｃ）工程（ｂ）で検査した異物量が所定量未満である場合に、ＳｉＣエピタキシャル成長装置を用いて本番ＳｉＣ基板上にエピタキシャル成長を行う工程とを備える。よって、歩留まり良くＳｉＣエピタキシャル基板を製造することができる。また、管理対象異物３ａ，３ｂの検査工程を結晶欠陥の少ないＳｉ基板を用いて行うため、Ｓｉの異物検査装置を用いることが出来るほか、高精度に異物を検出することが可能である。
【００２２】
また、工程（ｂ）は、直径５μｍ以上の異物量を検査する工程であり、工程（ｃ）は、１４００℃以上の温度で本番ＳｉＣ基板上にエピタキシャル成長を行う工程である。直径５μｍ以上の異物は、ＳｉＣエピタキシャル成長装置内を１４００℃以上に昇温する過程でもなお残存し、エピタキシャル膜に結晶欠陥や表面モフォロジーを形成する原因となる。そこで、直径５μｍ以上の異物量を検査することにより、歩留まり良くＳｉＣエピタキシャル基板を製造することができる。
【００２３】
また、異物量検査工程は、Ｓｉ基板が溶融しない範囲で６００℃以上１２００℃未満の温度条件で行うことにより、成膜工程と異物量検査工程の間で昇降温時間を短くすることができる。
【００２４】
また、異物量検査工程は、Ｓｉ基板をＳｉＣエピタキシャル成長装置内に搬入し、所定期間放置した後、ＳｉＣエピタキシャル成長装置から搬出する工程を含む。Ｓｉ基板をＳｉＣエピタキシャル成長装置内で放置する際には、ＳｉＣエピタキシャル成長装置内にガスを導入することにより、異物量検査工程を成膜工程となるべく近い条件で行い、異物量検査の精度を高めることができる。
【００２５】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００２６】
１  ＳｉＣ基板、２  管理対象外異物、３ａ，３ｂ  管理対象異物、４  ＳｉＣエピタキシャル膜。
【図１】
2014003256.tif 000003
【図２】
2014003256.tif 000004
【図３】
2014003256.tif 000005