(57)【要約】【課題】    拡散層の厚さｘｊの測定精度を向上させ、非拡散層の研磨代を正確に指定することによって、非拡散層の厚さｘｉの精度を向上させた拡散ウェーハの製造方法を提供する。【解決手段】  シリコンウェーハ１の両面に不純物の拡散層１ａを形成させ、一側の面の拡散層を研削、除去した後、ウェーハの厚さＴｂを測定する。従来から用いられている２探針によるＳＲ法より測定精度の高いＦＴ−ＩＲを用いて非拡散層１ｂの厚さｘｉａを測定し、この厚さｘｉａをＳＲ法で測定した場合の非拡散層の厚さｘｉｂに換算する。そして、前記ウェーハの厚さＴｂから非拡散層の厚さｘｉｂを減じて他側の面の拡散層の厚さｘｊｂを求める。更に、前記ウェーハの厚さＴｂから拡散層の厚さｘｊｂと非拡散層の厚さの規格値ｘｉとの和を減じた厚さを研磨して仕上げる。 【選択図】  図１
2004228596.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
拡散層と非拡散層を有するシリコンウェーハの非拡散層の表面を研磨して仕上げる拡散ウェーハの製造方法において、
シリコンウェーハの表面を研削することによって非拡散層の表面を露出させる工程と、この後、
シリコンウェーハの非拡散層の厚さを、ＦＴ−ＩＲ法により測定し、この測定結果に基づいて非拡散層の厚さの規格値が得られる研磨代を指示する工程と、この後、
前記研磨代分だけ、シリコンウェーハの非拡散層の表面を鏡面研磨して仕上げる工程と
を含む拡散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、拡散ウェーハの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
大出力トランジスタ、ダイオード、整流素子などのいわゆるパワーデバイスの製造には、シリコンウェーハの片面に高濃度のドーパントを拡散させた拡散ウェーハが用いられている。前記拡散ウェーハは、ボートに装填したシリコンウェーハにたとえば常圧下でＰＯＣｌ３ （オキシ塩化リン）雰囲気によるプレデポジションを施し、更にドライブインを施して前記ウェーハの両面に厚さｘｊの拡散層を形成させ、非拡散層の厚さｘｉが仕様に合致するようにウェーハの片面を研削および鏡面研磨したものである。前記片面の研削および鏡面研磨に先立ち、一つのロットから数枚のウェーハを抜き取り、ＳＲ法を用いて前記拡散層の厚さｘｊを測定する。ＳＲ法は、前記ウェーハの断面が所定の角度になるように斜めに切断、研磨した上、２本の探針を用いて前記研磨面のｎ− 領域からｎ＋ 領域にかけて走査しながら抵抗値の変化を求める方法である。前記ＳＲ法で得られる抵抗値の変化は図４に示すような曲線となり、拡散層ダレ部と抵抗減少部とで形成される曲線に接線Ａを引き、ｎ− 領域を表す直線Ｂとの交点Ｃを求め、この位置を拡散層と非拡散層との境界とする。そして、ＳＲ法で得られた拡散層の厚さｘｊの良否を判定するとともに、前記ｘｊの平均値に基づいて鏡面研磨後の仕上げ厚さＴを、Ｔ＝〔ｘｊ（実測値の平均値）＋ｘｉ（規格値）〕によって算出し、この値を指示値としてロットウェーハの平面研削と研磨とを行っている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら上記ＳＲ法を用いた場合、２探針による走査面の研磨状態や接線Ａの引き方などによって拡散層の厚さｘｊの実測値には比較的大きな測定誤差が含まれることになる。従って、拡散層の厚さｘｊのロット内のバラツキに前記測定誤差が加わるので、前記ｘｊの実測値に基づいて鏡面研磨時の仕上げ厚さＴを算出、指示すると、片面研削および鏡面研磨後の非拡散層の厚さｘｉは規格の中心値に対して前記誤差の分だけカタヨリを生じる。これに鏡面研磨時の行程能力によるバラツキが加算されるため、鏡面研磨後の非拡散層の厚さｘｉのロット間のバラツキは相当に大きなものとなってしまう。また、ＳＲ法はウェーハを切断して測定する方法であるため、測定枚数が制限されるとともに、熟練し測定技術を必要とし、かつ測定に長時間を要している。
【０００４】
本発明は上記従来の問題点に着目してなされたもので、拡散層の厚さｘｊの測定精度を向上させるとともに、非拡散層の研磨代を正確に指定することによって、非拡散層の仕上げ厚さｘｊの精度を向上させた拡散ウェーハの製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明に係る拡散ウェーハの製造方法は、
拡散層と非拡散層を有するシリコンウェーハの非拡散層の表面を研磨して仕上げる拡散ウェーハの製造方法において、
シリコンウェーハの表面を研削することによって非拡散層の表面を露出させる工程と、この後、
シリコンウェーハの非拡散層の厚さを、ＦＴ−ＩＲ法により測定し、この測定結果に基づいて非拡散層の厚さの規格値が得られる研磨代を指示する工程と、この後、
前記研磨代分だけ、シリコンウェーハの非拡散層の表面を鏡面研磨して仕上げる工程と
を含むことを特徴としている。
【０００６】
上記構成によれば、両面に拡散層を形成したウェーハの片面を研削した後、従来から用いられているＳＲ法よりも測定精度の良いフーリエ変換赤外分光光度計を用いて非拡散層の厚さを測定することにしたので、前記非拡散層の厚さｘｉａの測定誤差は小さいものとなる。ただし、フーリエ変換赤外分光光度計による場合は、図５に示すように非拡散層に入射した赤外光が不純物濃度がほぼ１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３ のオーダの層で反射するので、この反射光とウェーハ表面での反射光との位相差から前記オーダ以下の非拡散層の厚さを検出することになる。従って、ほぼ１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３ のオーダの不純物拡散層の位置を検出するＳＲ法とは検出する位置が異なり、この差を補正しなければならない。そして、補正後の非拡散層の厚さｘｉｂから間接的に拡散層の厚さｘｊを算出することにしたので、ＳＲ法のようにウェーハを破断せずに前記厚さｘｊの良否を精度良く確認することができる。そして、片面研削後の全厚さから拡散層の厚さｘｊと非拡散層の厚さの規格値ｘｉとを減じた値を研磨代として指示することにしたので、鏡面研磨後の非拡散層の厚さはＳＲ法のように測定誤差の影響を受けることがほとんどなく、高精度に仕上げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下に、本発明に係る拡散ウェーハの製造方法の実施例について、図面を参照して説明する。図１は、拡散ウェーハの製造工程の流れを示す工程別断面模式図である。まず、図１（ａ）に示すようにシリコンウェーハ１にＰＯＣｌ３ 雰囲気によるプレ拡散を施し、更にドライブ拡散を施して前記ウェーハの両面に厚さｘｊの拡散層１ａを形成させる。１ｂは非拡散層である。次に片面研削、研磨時の仕上げ厚さを指示するため、たとえば１ロットから４枚のウェーハを抜き取り、図１（ｂ）に示すように前記ウェーハ１の一側の面の拡散層を平面研削によって除去する。これらのウェーハ１の厚さＴｂを電子マイクロメータ、オプトマイクロメータ、静電容量方式の測定器などを用いて測定する。また、フーリエ変換赤外分光法（以下ＦＴ−ＩＲという）により非拡散層１ｂの厚さを測定する。前記ＦＴ−ＩＲによって求められた非拡散層１ｂの厚さｘｉａは不純物の濃度が１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３ 以下の層の厚さであるから、この値を不純物濃度が１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３ 以下の層の厚さに換算する必要がある。前記換算のための補正値をｅとすると、不純物濃度が１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３ 以下の層の厚さｘｉｂは、
ｘｉａ＋ｅ＝ｘｉｂ
として求めることができる。前記補正値ｅは、拡散層の厚さｘｊや抵抗率ρに依存するため、拡散ウェーハの品種ごとにそれぞれ相関を求めた上、適切な値を定めておくものとする。従って、不純物濃度が１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３ 以上の拡散層１ａの厚さｘｊは、
ｘｊ＝Ｔｂ−ｘｊｂ
により算出される。この算式によって求めたｘｊの値を拡散層の厚さの規格値と照合し、良否を判定する。
【０００８】
次に、図１（ｃ）に示すように鏡面研磨時のウェーハ厚さの指示値Ｔを下記の算式により求める。
【０００９】
Ｔ＝ｘｊ＋ｘｉ
ここでｘｉは非拡散層１ｂの厚さの規格値である。従って、仕上げ加工時の研削・研磨代ｃは、
ｃ＝Ｔｂ−（ｘｊ＋ｘｉ）＝Ｔｂ−Ｔ
となる。前記鏡面研磨時のウェーハ厚さの指示値Ｔに基づいて１ロットのウェーハを平面研削および鏡面研磨する。最後に鏡面研磨後のウェーハの厚さを測定し、指示厚さ通りに研磨されているか否かを検査する。以上により、規格値に適合したウェーハを得ることができる。
【００１０】
ＦＴ−ＩＲを用いて拡散層の厚さｘｊを間接的に求め、更に非拡散層の研磨代を定めた場合の非拡散層の厚さｘｉのロット間のバラツキは図２の通りである。図２は３２ロット分の拡散ウェーハに関する鏡面研磨後の非拡散層の厚さｘｉのヒストグラムで、Ｖ１／２ ＝１．３５，Ｃｐ（±５μｍ）＝１．２３であった。これに対し、ＳＲ法を用いて非拡散層の研磨代を定めた従来の拡散ウェーハ（６ロット分）における鏡面研磨後の非拡散層の厚さｘｉのヒストグラムは図３の通りで、Ｖ１／２ ＝２．００，Ｃｐ（±５μｍ）＝０．８３であった。これらの結果から、ＳＲ法をＦＴ−ＩＲに代えることによって拡散層の厚さｘｊの測定誤差が小さくなり、これに対応して非拡散層の厚さｘｉのロット間のバラツキが小さくなったことが分かる。
【００１１】
以上説明したように本発明によれば、従来から用いられていたＳＲ法に代えて、より測定精度の高いＦＴ−ＩＲにより拡散ウェーハの研削・研磨代を決定することにしたので、短時間で非拡散層の研磨代を正確に決定することができる。これにより、デバイスメーカの仕様に適合した高品質の拡散ウェーハの供給が可能となる。また、製品となるウェーハを破断する必要がないので、製造原価の低減に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】拡散ウェーハの製造工程の流れを示す工程別断面模式図で、（ａ）は不純物拡散後の状態、（ｂ）は片面研削後のＦＴ−ＩＲによる測定、（ｃ）は研削・研磨時の厚さ指示をそれぞれ示す。
【図２】本発明の製造方法による非拡散層の厚さｘｉのロット間のバラツキを示すヒトスグラムである。
【図３】ＳＲ法を用いて研削・研磨時の厚さ指示を行った場合の、非拡散層の厚さｘｉのロット間バラツキを示すヒストグラムである。
【図４】ＳＲ法による拡散層の厚さｘｊの測定原理を説明する図である。
【図５】ＦＴ−ＩＲによる非拡散層の厚さｘｉの測定原理を説明する図である。
【符号の説明】
【００１３】
１  シリコンウェーハ
１ａ  拡散層
１ｂ  非拡散層
【図１】
2004228596.tif 000003
【図２】
2004228596.tif 000004
【図３】
2004228596.tif 000005
【図４】
2004228596.tif 000006
【図５】
2004228596.tif 000007