(57)【要約】【課題】酸化膜形成工程、酸化膜除去工程などを省略して製造コストを抑制しつつ、エピタキシャル層表面への欠陥（ピット）発生を低減したエピタキシャルウェーハを製造することができる方法を提供する。【解決手段】シリコンウェーハ上にエピタキシャル層を形成するエピタキシャル層形成工程と、エピタキシャルウェーハの主面を研磨する研磨工程とを含むエピタキシャルウェーハの製造方法であって、エピタキシャル層形成工程後、研磨工程を行う直前まで、ウェーハを液体中で保管する保管工程を更に含むことを特徴とする、エピタキシャルウェーハの製造方法である。【選択図】図１
2011119439.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコンウェーハ上にエピタキシャル層を形成するエピタキシャル層形成工程と、該エピタキシャル層が形成されたウェーハの主面を研磨する研磨工程とを含むエピタキシャルウェーハの製造方法であって、
前記エピタキシャル層形成工程後、前記研磨工程を行う直前まで、前記ウェーハを液体中で保管する保管工程を更に含むことを特徴とする、エピタキシャルウェーハの製造方法。
【請求項２】
前記保管工程が、前記ウェーハを純水中で保管する工程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ウェーハの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エピタキシャルウェーハを製造する方法に関し、特には、エピタキシャル層表面の欠陥（ピット）発生を低減したエピタキシャルウェーハを製造する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シリコンウェーハを用いて製造されるデバイス基板は、デバイスのコスト低減を図る等の理由から微細化される傾向にある。そのため、ウェーハの表面ラフネスおよびフラットネスに対する要求も年々厳しくなっており、ウェーハ表面のＬＰＤ（Light Point Defect）についても、サイズのさらなる縮小と個数の低減とが一段と求められている。ここで、ＬＰＤとは、光散乱式パーティクルカウンターにおいてレーザー照射によりウェーハ表面を走査した際に輝点として観察される不良のことであり、ウェーハ表面上に付着しているパーティクルや、ウェーハ表面上に存在する突起や凹部などの欠陥（ピット）が、照射したレーザーの散乱によりＬＰＤとして検出される。なお、ウェーハ表面に存在するＬＰＤを計測する場合、ウェーハ表面のラフネスの大小がＬＰＤ計測時の検出ノイズに大きく影響し、ウェーハ表面のラフネスが大きい場合には、微小サイズのＬＰＤを検出することができなくなる恐れがある。
【０００３】
また、シリコンウェーハ上にエピタキシャル層を形成してなるエピタキシャルウェーハについても、近年のデバイスの高集積化に伴って、エピタキシャルウェーハ表面上で観察されるＬＰＤの低減およびエピタキシャルウェーハ表面のヘイズの低減が求められている。ここで、ヘイズとは、エピタキシャルウェーハの表面に発生した微少な凹凸であり、暗室内で集光ランプ等を用いてエピタキシャル層の表面（エピタキシャルウェーハの表面）を観察すると、光が乱反射して白く曇って見えるものである。なお、ヘイズは、例えばKLA-Tencor社製のＳＰ−２光散乱測定装置を用いて、いわゆるＤＷＯ（DarkField Wide Oblique）通路、ＤＮＮ（DarkField Narrow Normal）通路またはＤＷＮ（DarkField Wide Normal）通路中などでのヘイズ（曇り、不透明性）の散乱光を測定することにより評価することができる。
【０００４】
ここで、一般に、エピタキシャルウェーハは、表面が鏡面研磨されたシリコンウェーハに比べ、エピタキシャル層の表面の活性が非常に高いため、エピタキシャル層表面にパーティクルや不純物が付着し易い傾向がある。そのため、表面ラフネス（ヘイズ値）を改善したエピタキシャルウェーハを製造する方法として、エピタキシャル成長処理（エピタキシャル層形成）後に、ＳＣ−１洗浄処理や、オゾンおよび／または過酸化水素水のような酸化剤を含む溶液を用いたパッシベーション処理を行ってウェーハの表面に酸化膜を形成してエピタキシャル層表面を一度保護し、その後エピタキシャル層が形成されたウェーハ主面を鏡面研磨するエピタキシャルウェーハの製造方法が知られている（例えば、特許文献１など参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−８８０５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来技術のように、酸化膜を形成した後にエピタキシャルウェーハの表面を研磨処理する場合、酸化膜とエピタキャル層とでは研磨レートが異なり、酸化膜を除去するための研磨処理に多大な時間を要する。
【０００７】
従って、上記従来技術では、エピタキシャル層が形成されたウェーハ主面を研磨する（以下、「エピ後研磨」と称する）前に、エピタキシャルウェーハの表面をエッチングあるいはフッ酸洗浄処理して、エピタキシャル層の表面に形成した酸化膜を除去する必要があり、酸化膜形成工程、酸化膜除去工程などの工程数増加による製造コスト上昇を招くという問題がある。
【０００８】
このような工程数増加による製造コスト上昇という問題に対し、酸化膜形成工程、酸化膜除去工程などを省略し、エピタキシャル成長処理後、直ちにエピタキシャル層表面を研磨することで製造コストを抑制することが考えられる。
【０００９】
しかし、一般に、エピタキシャルウェーハ製造の各工程（ウェーハ平坦化工程、エピタキシャル成長処理工程）はそれぞれ独立した室内で行われており、一連の処理を連続的に行うことはできない状況にあると共に、製品ウェーハの物流の優先順位などもあることから、エピタキシャル成長処理直後にエピタキシャル層の表面を研磨することは困難である。そのため、エピタキシャル成長処理後、エピタキシャルウェーハをクリーンルーム雰囲気中に一定期間保管した後に研磨する必要がある。
【００１０】
ここで、通常、ウェーハ平坦化工程を行うクリーンルーム内と、エピタキシャル成長処理工程を行うクリーンルーム内とは、それぞれISO Class 6.5以下、ISO Class 4.5以下の高清浄度雰囲気に保たれており、エピタキシャルウェーハは、クリーンルーム内で、ＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ  Ｏｐｅｎｉｎｇ  Ｕｎｉｆｉｅｄ  Ｐｏｄ：フロント・オープニング・ユニファイド・ポッド）と呼ばれる密閉式保管容器に収容した状態で所定期間保管されることとなる。
【００１１】
しかし、本発明者らの研究によれば、クリーンルーム内の保管容器中で長期間保管したエピタキシャルウェーハの表面を鏡面研磨した場合、エピタキシャル層の表面に多数の凹部欠陥（ピット）が発生し、エピタキシャルウェーハのＬＰＤ密度が増加することが判明した。なお、エピタキシャル層の表面にピットが形成されるメカニズムとしては、定かではないが、気相中（クリーンルーム雰囲気中）に含まれる成分、例えばヒドロキシル基（−ＯＨ）を有する成分がエピタキシャル層表面に付着して、或いは、保管容器そのものに含まれている有機物などが保管容器から脱離しエピタキシャル層表面に付着して、研磨ムラやクロススキン等の表面品質異常を引き起こすことによるものと考えられる。
【００１２】
そのため、酸化膜形成工程、酸化膜除去工程などを省略して製造コストを抑制するためには、シリコンウェーハ上にエピタキシャル層を形成する工程と、該エピタキシャル層が形成されたウェーハ主面を研磨する工程とを含むエピタキシャルウェーハの製造方法において、特にエピタキシャル層が形成されたシリコンウェーハをエピ後研磨の前に長時間保管する必要がある場合であっても、エピタキシャル層（エピタキシャルウェーハ）へのピットの形成を低減することができる手段を開発する必要があった。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明のエピタキシャルウェーハの製造方法は、シリコンウェーハ上にエピタキシャル層を形成するエピタキシャル層形成工程と、該エピタキシャル層が形成されたウェーハの主面を研磨する研磨工程とを含むエピタキシャルウェーハの製造方法であって、前記エピタキシャル層形成工程後、前記研磨工程を行う直前まで、前記ウェーハを液体中で保管する保管工程を更に含むことを特徴とする。このように、エピタキシャル層形成工程後、研磨工程を行う直前まで、ウェーハの主面に不純物が付着するのを抑制することができる液体中でウェーハを保管すれば、研磨工程でピット状欠陥発生の要因となる不純物が、ウェーハ保管中にウェーハ表面へ付着するのを防止することができ、エピタキシャル層表面への欠陥（ピット）の発生を低減したエピタキシャルウェーハを得ることができる。従って、酸化膜形成工程、酸化膜除去工程などを省略して製造コストを抑制しつつ、ピットの発生を低減したエピタキシャルウェーハを得ることができる。
【００１４】
ここで、本発明のエピタキシャルウェーハの製造方法は、前記保管工程が、前記ウェーハを純水中で保管する工程であることが好ましい。純水は、シリコンウェーハ製造プロセスにおいてリンス液として使用される入手容易な液体であると共に、比抵抗値が１８ＭΩ・ｃｍ以上の、高純度でウェーハ表面の不純物汚染の危険性が少ない液体であるので、エピタキシャルウェーハ表面への不純物付着を防止する液体として特に適しているからである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のエピタキシャルウェーハの製造方法によれば、エピタキシャル層へのピットの発生を低減したエピタキシャルウェーハを製造することができる。また、従来必要とされていた酸化膜形成工程、酸化膜除去工程を設ける必要がないので低コストでエピタキシャルウェーハの製造を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に従うエピタキシャルウェーハの製造方法の一例を示すフローチャートである。
【図２】実施例および比較例のそれぞれについて、保管時間とエピタキシャルウェーハのヘイズ（Ｈａｚｅ）値との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態を詳細に説明する。ここで、本発明のエピタキシャルウェーハの製造方法の一例は、ウェーハ主面へのピットの発生を低減したエピタキシャルウェーハを低コストで製造する際に用いることができる。
【００１８】
本発明のエピタキシャルウェーハの製造方法の一例は、図１に示すように、エピタキシャル層が形成されるシリコンウェーハの主面を研磨するシリコンウェーハ研磨工程（Ｓ１）と、研磨されたシリコンウェーハの主面上にエピタキシャル層を形成するエピタキシャル層形成工程（Ｓ２）と、ウェーハを液体中で保管して、該ウェーハの主面に不純物が付着してピットが発生するのを抑制する液中保管工程（Ｓ３）と、保管していたウェーハを液体中から取り出した直後に、該ウェーハの主面を研磨するエピ後研磨工程（Ｓ４）とを含む。なお、本発明のエピタキシャルウェーハの製造方法の一例は、エピ後研磨工程（Ｓ４）の後に、任意に、ウェーハの主面を洗浄する研磨後洗浄工程（Ｓ５）と、洗浄したウェーハの主面の外観や平坦度を検査する研磨後検査工程（Ｓ６）と、外観や平坦度の検査を行ったウェーハの主面を洗浄する最終洗浄工程（Ｓ７）と、洗浄したウェーハの主面のＬＰＤ（Light Point Defect）を検出するＬＰＤ検出工程（Ｓ８）とを更に含む。
【００１９】
ここで、エピタキシャル層を形成するシリコンウェーハとしては、例えば、シリコン単結晶のインゴットをスライス、研磨して得た既知のシリコンウェーハを用いることができる。
【００２０】
シリコンウェーハ研磨工程（Ｓ１）は、エピタキシャル成長に適した平坦な主面を得るための工程であり、シリコンウェーハ研磨工程（Ｓ１）におけるシリコンウェーハ主面の研磨は、化学研磨などの既知の手法を用いて行うことができる。また、エピタキシャル層形成工程（Ｓ２）におけるエピタキシャル層の形成も、ＣＶＤ法などの既知のエピタキシャル成長法を用いて行えばよく、エピタキシャル層形成工程（Ｓ２）で使用するエピタキシャル成長装置としても、既知の枚葉式またはバッチ式のエピタキシャル成長炉などを用いることができる。
【００２１】
液中保管工程（Ｓ３）は、エピタキシャル層が形成されたウェーハを液体中で保管することで、ウェーハの主面に不純物が付着して後のエピ後研磨工程（Ｓ４）においてウェーハにピットが発生するのを抑制するための工程である。なお、液中保管工程（Ｓ３）は、エピタキシャル層形成工程（Ｓ２）の後、エピ後研磨工程（Ｓ４）を実施する直前までの期間が一定期間、例えば３６時間以上の長時間になるような場合において、エピタキシャルウェーハを保存する際に特に好適に設けられる。
【００２２】
ここで、ウェーハを保管するための液体としては、ウェーハの主面に不純物が付着するのを抑制することにより、エピ後研磨工程（Ｓ４）でピットが発生するのを抑制することができる液体、例えば、純水や、ウェーハへのパーティクルや重金属元素などの付着を抑制する作用がある添加物（オゾン、水素、クエン酸、界面活性剤など）を純水に添加してなる水溶液等を用いることができる。なお、低コストで得られ、且つ、ウェーハに与える影響が少ないという観点からは、比抵抗値が１８ＭΩ・ｃｍ以上の純水をウェーハ保管用の液体として用いることが好ましい。
【００２３】
エピ後研磨工程（Ｓ４）は、エピタキシャル層が形成されたウェーハの表面を鏡面研磨する工程であり、研磨方法としては、鏡面研磨することができる方法であれば、既知の片面研磨および両面研磨の何れを採用しても良い。なお、研磨方式は、遊離砥粒方式および固定砥粒方式の何れであってもよい。ここで、近年では、エピタキシャルウェーハの裏面側についても平坦化の要求が強くなってきているので、エピタキシャルウェーハの表裏面の両方の平坦化を達成するという観点からは、両面同時研磨処理（ＤＳＰ：Double  Side  Polish）することが望ましく、両面研磨装置としては、例えばサンギヤを有する遊星歯車式両面研磨装置や、無サンギヤ式両面研磨装置などを採用することができる。また、エピ後研磨工程（Ｓ４）では、エピタキシャル層が形成されたウェーハの主面を、０．１〜１．０μｍ研磨して鏡面加工することが望ましい。ここで、エピ後研磨工程（Ｓ４）は、液中保管工程（Ｓ３）でウェーハを保管していた液体中からウェーハを取り出した直後に実施することが好ましい。液体中からウェーハを取り出した後、研磨を開始するまでの時間が長いと、その間にウェーハ主面に不純物が付着する恐れがあるからである。
【００２４】
そして、研磨後洗浄工程（Ｓ５）、研磨後検査工程（Ｓ６）、最終洗浄工程（Ｓ７）、ＬＰＤ検出工程（Ｓ８）では、既知の手法を用いてウェーハ主面の洗浄および検査を行うことができる。具体的には、例えば、研磨後洗浄工程（Ｓ５）では例えばＳＣ−１溶液などを用いてウェーハ主面を洗浄することができ、研磨後検査工程（Ｓ６）では外観検査装置などを用いてウェーハ主面の外観や平坦度を検査することができ、最終洗浄工程（Ｓ７）ではフッ酸、オゾンなどの溶液を用いてウェーハ主面を洗浄することができ、ＬＰＤ検出工程（Ｓ８）では表面検査装置などを用いてウェーハ主面のＬＰＤを検出することができる。
【００２５】
このように、エピ後研磨を行う直前までウェーハを液体中で保管すれば、エピ後研磨の前にウェーハ主面に不純物が付着するのを抑制することができる。その結果、従来必要とされていた酸化膜形成工程、酸化膜除去工程を設けることなく、ピットを低減したエピタキシャルウェーハを低コストで製造することができる。
【００２６】
なお、本発明のエピタキシャルウェーハの製造方法は、上記一例に限定されることはなく、適宜改変を加えることができる。具体的には、液中保管工程（Ｓ３）後、エピ後研磨工程（Ｓ４）を行う直前に、ＳＣ−１洗浄などの酸化洗浄処理を施してもよい。このようにすれば、液中保管工程（Ｓ３）中に、液体中に含まれているパーティクルによりウェーハ表面が汚染された場合であっても、確実にパーティクルを除去することができる。
【実施例】
【００２７】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。
【００２８】
（実施例）
図１に示すフローに従い、液中保管工程（Ｓ３）における保管時間を異ならせた（１時間、１０時間、２４時間、３６時間および４８時間）複数のエピタキシャルウェーハを製造した。具体的には、直径が３００ｍｍで結晶方位が（１００）の、表面が仕上げ鏡面研磨されたシリコンウェーハ上にエピタキシャル層を形成して、エピタキシャルウェーハを製造した。ここで、エピタキシャル層形成工程（Ｓ２）では、枚葉式エピタキシャル炉を用いて、所定の水素ベーク処理後、ＳｉＨＣｌ３ガスおよびＨ２ガスを供給しながら、１１００℃以上の温度でシリコンウェーハ表面上に厚さ３μｍのエピタキシャル層を形成した。また、液中保管工程（Ｓ３）では、ウェーハを保管する液体として純水を用い、エピタキシャルウェーハを保管した。更に、エピ後研磨工程（Ｓ４）では、無サンギヤ式両面研磨装置を用いて、表裏面をそれぞれ０．５μｍ除去する鏡面研磨処理を行った。
そして、ＬＰＤ検出工程（Ｓ８）において、製造した各エピタキシャルウェーハ表面を光散乱による表面検査装置（ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製、ＳＰ−２）で測定し、ウェーハ表面のヘイズ値を求めた。その結果を図２に示す。
【００２９】
（比較例）
上記実施例で実施したエピタキシャルウェーハの液中保管工程（Ｓ３）を、エピ後研磨工程を行うクリーンルーム（保管容器：ＦＯＳＢ）内でエピタキシャルウェーハを保管する気相保管工程に変更した以外は、実施例と同様にして保管時間を異ならせた（１時間、１０時間、２４時間、３６時間および４８時間）複数のエピタキシャルウェーハを製造し、同様の評価を行った。その結果を図２に示す。
【００３０】
図２から明らかなように、本発明に従い水中保管を実施した実施例では、保管時間に関係なくエピタキシャル層表面のヘイズレベルが低減されたエピタキシャルウェーハを製造することができるのに対し、気相中保管を実施した比較例では、保管時間の経過に伴いエピタキシャル層表面のヘイズレベルが悪化している。このヘイズレベルの悪化は、ウェーハ保管中のウェーハ表面への不純物の付着に起因して発生した多量の微小ピットが、表面検査装置においてＬＰＤとして認識されずにヘイズとして認識されたことを意味するものである。実際に、実施例および比較例で製造したエピタキシャルウェーハそれぞれについて、その表面を光学電子顕微鏡にて観察したところ、実施例のエピタキシャルウェーハの表面にはピットは殆ど観察されず、比較例のエピタキシャルウェーハの表面には多量のピットが形成されていることが確認された。このように、本発明のエピタキシャルウェーハの製造方法によれば、酸化膜形成工程、酸化膜除去工程を設けることなく、エピタキシャル層表面への欠陥（ピット）発生を低減したエピタキシャルウェーハを低コストで製造することができることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明によれば酸化膜形成工程、酸化膜除去工程などを省略して製造コストを抑制しつつ、エピタキシャル層表面への欠陥（ピット）発生を低減したエピタキシャルウェーハを得ることができる。
【図１】
2011119439.tif 000003
【図２】
2011119439.tif 000004