(57)【要約】【課題】本発明は、ウェハの中央部に近接する領域における厚さと比較して前記ウェハのエッジに近接する領域の厚さが増大するか又は減少するようにエピタキシャル層の厚さが処理の間に制御されるウェハ、及び前記ウェハを製造する方法に関する。【解決手段】シリコンウェハは、中央部、エッジ及び前記エッジに近接する領域を規定し、前記ウェハエピタキシャル層を有し、前記ウェハは、中央部に近接する前記エピタキシャル層の第１の厚さ、及び前記エッジに近接する領域のエピタキシャル層の第２の厚さを有し、その際、前記の第２の厚さは、前記の第１の厚さと比べて少なくとも約２％変化している、シリコンウェハ。【選択図】図２
2009206516.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコンウェハは、中央部、エッジ及び前記エッジに近接する領域を規定し、前記ウェハエピタキシャル層を有し、前記ウェハは、
中央部に近接する前記エピタキシャル層の第１の厚さ、及び
前記エッジに近接する領域のエピタキシャル層の第２の厚さを有し、その際、前記の第２の厚さは、前記の第１の厚さと比べて少なくとも約２％変化している、シリコンウェハ。
【請求項２】
前記の第２の厚さが、前記の第１の厚さよりも少なくとも約２％厚い、請求項１記載のウェハ。
【請求項３】
前記の第２の厚さが、前記の第１の厚さよりも少なくとも約２％薄い、請求項１記載のウェハ。
【請求項４】
前記の第２の厚さが、前記の第１の厚さよりも少なくとも約４％厚い、請求項１記載のウェハ。
【請求項５】
前記の第２の厚さが、前記の第１の厚さよりも少なくとも約４％薄い、請求項１記載のウェハ。
【請求項６】
エッジに近接する領域は、少なくとも約２ｍｍの幅である、請求項１記載のウェハ。
【請求項７】
エッジに近接する領域は、多くても約１０ｍｍの幅である、請求項１記載のウェハ。
【請求項８】
シリコンウェハの製造方法において、それぞれのウェハは中央部、円形の外側のエッジ、前記エッジに近接する領域、及び前面が定義され、前記方法は、
前記ウェハの前面上にエピタキシャル層を堆積させ、前記層は中心部に近接する第１の厚さを有しかつ前記エッジに近接する領域で第２の厚さを有する工程、
前記エピタキシャル層を堆積する工程の間に少なくとも１つのプロセスパラメータを調節して、前記の第１の厚さと比べて前記の第２の厚さを少なくとも約２％変化させるように制御する工程
を有する、シリコンウェハの製造方法。
【請求項９】
前記の第２の厚さは、前記の第１の厚さと比較して少なくとも約２％増大される、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記の第２の厚さは、前記の第１の厚さと比較して少なくとも約２％減少される、請求項８記載の方法。
【請求項１１】
前記の第２の厚さは、前記の第１の厚さと比較して少なくとも約４％増大される、請求項８記載の方法。
【請求項１２】
前記の第２の厚さは、前記の第１の厚さと比較して少なくとも約４％減少される、請求項８記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御されたエッジ厚さを有するシリコンウェハ及び前記ウェハを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子デバイスは、シリコンウェハ上に作製することができ、例えばトレンチパワーＭＯＳＦＥＴのようなパワーデバイスはシリコンウェハ上のエピタキシャル層中に作製することができる。このようなＭＯＳＦＥＴは一般に、最大「オン」抵抗（Ｒｄｓｏｎ）及び最小降伏電流（ＢＶ）について一定の仕様に適合するために設計及び製造される。Ｒｄｓｏｎ及びＢＶに影響を及ぼすウェハパラメータは、エピタキシャル層の厚さである。通常では厚さは、目標値から±５％より大きい変動は許されない仕様で、ウェハ加工の間に綿密にモニタリングする対象である。この変動の上限値と下限値とは、通常では目標値からの同じパーセンテージで相違する。さらに、厚さは前記ウェハにわたり均一として規定されている。
【０００３】
デバイス加工の間に、トレンチエッチング深さ、ポリシリコンゲート堆積及びリソグラフィーによる定義のような他のファクターは、ウェハ表面にわたり不均一性の傾向があり、さらに、所定の領域内のＢＶに影響を及ぼす。
【０００４】
概要
本発明は、ウェハの中央部に近接する領域における厚さと比較して前記ウェハのエッジに近接する領域の厚さが増大するか又は減少するようにエピタキシャル層の厚さが処理の間に制御されるウェハ、及び前記ウェハを製造する方法に関する。この厚さについての目標値は、エッジに近接する領域で、ウェハの中央部から外側への一段階で又は多段階で、増大又は減少させることができる。このような場合に、ウェハの中央部を通過する前記ウェハの断面の厚さのチャートは、断面において左側のエッジに近接する領域で高い値から、前記断面の中央部では低い点に低下し、さらに前記断面の右側のエッジに近接する領域で高い値に戻るように延びる碗形を有する。反対の状況もありえ、その際にはエッジの厚さがウェハの中央部の厚さより薄い。
【０００５】
プロセスパラメータは、前記のように厚さを制御するためにエピタキシャル層の堆積の間に調節することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】前記エピタキシャル層の厚さを測定するための位置の例を示すウェハの前面の上から見た図を表す。
【図２】本発明により製造されたウェハの断面にわたるエピタキシャルの厚さについての特性のチャートであり、前記ウェハのエッジ付近の厚さは厚く、中央部付近の厚さは薄い。
【図３】本発明により製造されたウェハの断面にわたるエピタキシャルの厚さについての特性のチャートであり、前記ウェハのエッジ付近の厚さは薄く、中央部付近の厚さは厚い。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
図２は、ウェハ製造プロセスにおける厚さについての特性を示す。この厚さ特性は、ウェハの中央部を横切る断面図を示す。前記チャートのｘ軸は、ウェハ断面の位置を表し、前記チャートの左側の第１のウェハエッジ、Ｔｈｋedge(1)で始まり、前記チャートの中央でウェハ中央部（Ｔｈｋcenter）を通過し、前記チャートの右側の第２のウェハエッジ、Ｔｈｋedge(2)で終わる。また、前記ウェハ断面での中点又は半径の半分の位置、ＴｈｋR/2(1)及びＴｈｋR/2(2)での厚さが示されている。前記チャートのｙ軸は、厚さについての目標値又は限界値を表す。背景技術において記載されたように、厚さの以前の特性はウェハ全体にわたり均一であると解釈されていた。
【０００８】
本発明の場合には、厚さはウェハ全体にわたり異なる値により特徴付けられる。ウェハのエッジに近接する領域の厚さ（Ｔｈｋedge(1)及びＴｈｋedge(2)）は一般に、ウェハ中央部に近接する領域で示される厚さ（Ｔｈｋcenter）と比較してより大きい。前記ウェハエッジに近接する前記の領域は一般に、前記ウェハエッジから約２ｍｍ〜約１０ｍｍの間の領域であると見なされるが、より小さい領域又はより大きな領域を他のウェハパラメータと共に最適化のために利用することもできる。
【０００９】
図２に示されたように、エッジに近接する領域の厚さ（Ｔｈｋedge(1,2)）はウェハ中央部での厚さ（Ｔｈｋcenter）と比較して約２％よりも大きく増大することができる。図３に示されたように、エッジに近接する領域の厚さ（Ｔｈｋedge(1,2)）はウェハ中央部での厚さ（Ｔｈｋcenter）と比較して約２％よりも大きく減少することができる。厚さのより大きい又はより小さい増大又は減少は、本発明の特別な適用において望ましい結果が達成されるために適当である場合に使用することができる。Ｔｈｋedge(1,2)のこのような増大又は減少は、Ｔｈｋcenterと比べて少なくとも４％又は同様に少なくとも６％であることができる。もちろん、それぞれの位置での全ての厚さは、エピタキシャル層のために特徴付けられる厚さの制限内にある。
【００１０】
この特性は、ウェハ中央部からエッジに向かって厚さの１段階の変化を含むことができるか、又は多段階の変化を含むか、又は前記中央部からエッジに向かって厚さの線状の変化又はその他の変化を含むことができる。例えば、図２に示されているように、この厚さは、中央部からエッジに向かって２段階で増大する。この第１の段階は、半径の半分の位置（ＴｈｋR/2(1)及びＴｈｋR/2(2)）に近接し、第２の段階はエッジ（Ｔｈｋedge(1,2)）に近接する。図３は、中心部からエッジに向かって２段階で減少する厚さを示す。有利に、半径の半分の位置に近接する厚さの値は、中央部に近接する厚さの値とエッジに近接する厚さの値との間にある。この段階について他の位置は、所望の場合に、特別な適用及び使用されるプロセスパラメータのためのウェハ性能を調整するために選択することができる。厚さを測定するための一般的位置、例えば中央部、半径の半分の位置、及びエッジは、図１に示されている。図２及び３に示された２段階を超える付加的段階を用いることもできる。各段階での厚さの絶対値及び相対値は、本発明に従って、特別な適用における所望の性能のために選択することができる。
【００１１】
厚さは、ウェハ加工の間に全ての適当な方法により制御することができる。例えば、選択されたプロセスパラメータ、例えば温度、トリクロロシラン（ＴＣＳ）フロー、及び水素（Ｈ2）フローは、所望のように厚さを制御するために、エピタキシャル層の堆積の間に調節することができる。この最大オフセット温度は、適当な量により、例えば２０℃で、中央部からエッジまでで調節することができる。一般に、より高い温度は厚さの増大を生じ、より低い温度は厚さの減少を生じる。厚さは、中央部の注入量を増加させ、外側の注入量を減少させることにより、中央部に対してエッジ付近で増大することができる。厚さは、中央部の注入量を減少させ、外側の注入量を増大させることにより、中央部に対してエッジ付近で減少することができる。
【００１２】
一般に注入量の変化は約５％より大きくはないが、所望な結果を得るために適当な場合には異なる調節を使用することもできる。厚さは、特別な目標厚さのために所望な場合にプロセス時間を調節することにより制御することもできる。
【００１３】
前記厚さは、全ての適当なタイプの堆積法、例えば気相エピタキシー、化学蒸着、又はエピタキシャル層を堆積する他の方法で制御することができる。前記堆積は、全ての適当な反応器チャンバ中で又はエピタキシャル層を作製するための他の装置中で行うことができる。有利に前記反応器は枚葉式反応器であり、前記反応器は中心軸でのウェハの回転を取り入れることができる。前記反応器は一般に標準的制御、例えば内側から外側に調節するためのウェハのためのランプ配置、インジェクタ配置等を有する。
【００１４】
さらに、制御された厚さを有するウェハ及びその製造方法及び前記ウェハ及び方法の特徴が前記の操作上の原理及び有利な実施態様に関して示されかつ記載されたが、当業者は特許請求の範囲の意図及び範囲からは逸脱せずに型式及び詳細において多様な変更を行うことができることは明らかである。本発明は、このような全ての選択肢、改良及び変更を請求項の範囲内に包含することを意図している。
【図１】
2009206516.tif 000003
【図２】
2009206516.tif 000004
【図３】
2009206516.tif 000005
【外国語明細書】
2009206516.tif 000006
2009206516.tif 000007
2009206516.tif 000008
2009206516.tif 000009
2009206516.tif 000010
2009206516.tif 000011
2009206516.tif 000012
2009206516.tif 000013
2009206516.tif 000014
2009206516.tif 000015
2009206516.tif 000016