(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウェーハの裏面に、ウェーハ熱処理時の熱によりガスが発生するガス発生膜を形成する工程と、
このガス発生膜の形成後、半導体ウェーハに１００℃以上で２分間以上加熱する脱ガス処理を施す工程と、
この脱ガス処理された半導体ウェーハの表面を５〜１５μｍだけ研磨する工程とを備えた低滑り度ウェーハの製造方法。
【請求項２】
上記脱ガス処理が減圧加熱による場合には、脱ガス処理時の加熱温度を４５０℃以上とした請求項１に記載の低滑り度ウェーハの製造方法。
【請求項３】
上記脱ガス処理が常圧加熱による場合には、脱ガス処理時の加熱温度を７００℃以上とした請求項１に記載の低滑り度ウェーハの製造方法。
【請求項４】
上記ガス発生膜が低温シリコン酸化膜である請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項に記載の低滑り度ウェーハの製造方法。
【請求項５】
上記ガス発生膜がポリシリコン膜である請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項に記載の低滑り度ウェーハの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は低滑り度ウェーハの製造方法、詳しくは減圧加熱炉に静置して、所定の熱処理を行っても横滑りしにくい低滑り度ウェーハの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デバイス作製工程中には、真空チャンバ内に静置されたシリコンウェーハを減圧状態で加熱する各種の減圧加熱工程が存在する。例えば、シリコンウェーハの表面に、減圧ＣＶＤ炉を用いた減圧ＣＶＤ法によって、エピタキシャル層を成長させる工程がそれである。
なお、ここで処理されるシリコンウェーハの中には、ウェーハ裏面が、低温シリコン酸化膜（ＬＴＯ膜）またはポリシリコン膜によって被覆されたシリコンウェーハもある。
【０００３】
次に、従来手段に係るウェーハの製造方法を図３のフローシートを参照して説明する。この製法は、ウェーハ裏面が低温シリコン酸化膜によって被われたシリコンウェーハについてである。
まず、スライス工程（Ｓ３０１）において、インゴットからシリコンウェーハをスライスする。次いで、面取り工程（Ｓ３０２）では、シリコンウェーハの外周部に面取り加工を施す。続くラッピング工程（Ｓ３０３）では、ラップ盤を用いてシリコンウェーハの表裏両面にラップ加工を行う。さらに、次のエッチング工程（Ｓ３０４）では、ラップドウェーハを所定のエッチング液（混酸またはアルカリ）に浸漬し、ラップ時の歪み、面取り時の歪みなどを除去する。
【０００４】
その後、シリコンウェーハを４２０℃の温度でＣＶＤ処理して、ウェーハ裏面に低温シリコン酸化膜を形成する（Ｓ３０５）。次いで、シリコンウェーハをキャリアプレートにワックスを用いて接着し、このウェーハ表面に鏡面研磨を施す（Ｓ３０７）。そして、ウェーハの裏面に付着したワックスなどを除去後、最終の仕上げ洗浄（Ｓ３０８）を行う。なお、上記鏡面研磨はワックスレスで行うこともある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したように、減圧加熱されるウェーハが低温シリコン酸化膜付きのシリコンウェーハの場合には、真空チャンバ内の静置ステージ上にシリコンウェーハを静置して熱処理すると、静置ステージ上を自然にウェーハが動いてしまうことがあった。
この現象は、減圧加熱時の熱によって、低温シリコン酸化膜の裏面からガス（水蒸気）が発生することで起きる。すなわち、このガスの発生で、シリコンウェーハとウェーハ静置ステージとの間に隙間ができ、その結果、ウェーハが動きやすくなって、さらにこれに炉内の熱の煽りが加わることで、ウェーハが横滑りしてしまうのである。
なお、低温シリコン酸化膜の表面から水蒸気が発生する原因は、酸化膜生成時、
ＳｉＨ4 ＋２Ｏ2 →ＳｉＯ2 ＋２Ｈ2 Ｏ
と反応が起こった際に膜中に取り込まれたＨ2 Ｏの脱離による。
【０００６】
また、ポリシリコン膜付きのシリコンウェーハの場合にも、熱処理時の熱により、ポリシリコン膜の表面からガスが発生する。なお、この場合は水素ガスである。このため、同じようにシリコンウェーハが横滑りしやすくなっていた。
なお、この場合の水素発生の原因は、膜生成時、
ＳｉＨ4 →Ｓｉ＋２Ｈ2
と反応した際膜中に取り込まれたＨ2 の脱離による。
【０００７】
そこで、発明者は、低温シリコン酸化膜またはポリシリコン膜を形成した後、事前にシリコンウェーハを所定温度で加熱することでガス抜き（水蒸気または水素を除去すること）を行っておけば、後工程のデバイス工程などで、減圧加熱炉内の静置ステージにシリコンウェーハを静置して熱処理を行っても、横滑りを起こしにくいことを見出し、この発明を完成させた。
【０００８】
【発明の目的】
この発明は、ウェーハ作製後、減圧加熱炉内に静置して所定の熱処理を行っても横滑りを起こしにくい低滑り度ウェーハの製造方法を提供することを、その目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、半導体ウェーハの裏面に、ウェーハ熱処理時の熱によりガスが発生するガス発生膜を形成する工程と、このガス発生膜の形成後、半導体ウェーハに１００℃以上で２分間以上加熱する脱ガス処理を施す工程と、この脱ガス処理された半導体ウェーハの表面を５〜１５μｍだけ研磨する工程とを備えた低滑り度ウェーハの製造方法である。
半導体ウェーハとしては、例えばシリコンウェーハ、ガリウムヒ素ウェーハなどが挙げられる。
ガス発生膜が形成される半導体ウェーハの面は限定されない。ただし、通常はウェーハ裏面である。
【００１０】
ガス発生膜の種類は限定されない。例えば、低温シリコン酸化膜、ポリシリコン膜の他、ＴＥＯＳ膜などが挙げられる。
脱ガス処理工程は、半導体ウェーハにガス発生膜を形成した後であれば、どの時期に実施してもよい。表面研磨前、表面研磨後、あるいはデバイス形成後でもよい。
脱ガス処理の温度は、炉内の気圧によって異なる。１００℃未満では、脱ガスが不十分で、膜中に取り込まれたガスが抜けきらない。
【００１１】
脱ガス処理の好ましい時間は２〜１０分間である。２分間未満では脱ガスが不十分で、膜中に取り込まれたガスが抜けきらない。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、上記脱ガス処理が減圧加熱による場合には、脱ガス処理時の加熱温度を４５０℃以上とした請求項１に記載の低滑り度ウェーハの製造方法である。
ここでいう減圧とは、数／１０００〜数Ｔｏｒｒをいう。この減圧加熱時の好ましい加熱温度は４５０〜７００℃である。
半導体ウェーハを真空チャンバ内に静置して減圧加熱する場合、その減圧加熱炉の種類は限定されない。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、上記脱ガス処理が常圧加熱による場合には、脱ガス処理時の加熱温度を７００℃以上とした請求項１に記載の低滑り度ウェーハの製造方法である。
この常圧加熱時の好ましい加熱温度は７００〜１０００℃である。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、上記ガス発生膜が低温シリコン酸化膜である請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項に記載の低滑り度ウェーハの製造方法である。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、上記ガス発生膜がポリシリコン膜である請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項に記載の低滑り度ウェーハの製造方法である。
【００１６】
【作用】
この発明によれば、減圧加熱炉の真空チャンバ内に設置された静置ステージ上に、ガス発生膜側の面を載置面として半導体ウェーハを静置し、その後、所定の減圧熱処理を施す。この際、ガス発生膜は事前に脱ガス処理されているので、減圧加熱時に、このガス発生膜の露出面からはほとんどガスが発生しない。その結果、半導体ウェーハは静置ステージ上に密着した状態が保持される。よって、炉内加熱時の熱により半導体ウェーハが煽られても、このウェーハは横滑りを起こしにくい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。
図１は、この発明の一実施例に係る低滑り度ウェーハの製造方法を示すフローシートである。図２は、この発明の一実施例に係る低滑り度ウェーハの断面図である。
図１に示すように、この発明の一実施例にあっては、大略、スライス，面取り，ラッピング，エッチング，ＬＴＯ膜（低温シリコン酸化膜）形成，脱ガス処理，研磨，洗浄の各工程を経て、低滑り度ウェーハが作製される。以下、各工程を詳細に説明する。
【００１８】
ＣＺ法により引き上げられたシリコンインゴットは、スライス工程（Ｓ１０１）で、厚さ８６０μｍ程度の８インチのシリコンウェーハにスライスされる。
次に、このスライスドウェーハは、面取り工程（Ｓ１０２）で、その周縁部が面取り用の砥石を用いて所定形状に面取りされる。この結果、シリコンウェーハの周縁部は、所定の丸みを帯びた形状（例えばＭＯＳ型の面取り形状）に成形される。
次に、この面取り加工が施されたシリコンウェーハはラッピング工程（Ｓ１０３）でラッピングされる。このラッピング工程では、シリコンウェーハを、互いに平行に保たれたラップ定盤の間に配置し、アルミナ砥粒と分散剤と水の混合物であるラップ液をこのラップ定盤とシリコンウェーハとの間に流し込む。そして、加圧下で回転・摺り合わせを行うことにより、このウェーハ両面を機械的にラップする。シリコンウェーハのラップ量は、ウェーハの表裏両面を合わせて４０〜８０μｍ程度である。
【００１９】
次いで、このラップドウェーハをエッチングする（Ｓ１０４）。具体的には、フッ酸と硝酸とを混合した混酸液（常温〜５０℃）中にシリコンウェーハを浸漬する。
そして、このエッチドウェーハを熱酸化処理炉に挿入して、４２０℃の低い温度で１５〜６０分間加熱することで、ウェーハ全面に厚さ約０．３〜１．０μｍの低温シリコン酸化膜を形成する（Ｓ１０５）。
その後、この低温シリコン酸化膜で被覆されたシリコンウェーハを、所定温度で加熱して脱ガス処理を施す（Ｓ１０６）。この脱ガス処理は、この低温シリコン酸化膜付きのシリコンウェーハを減圧加熱炉に挿入し、その後、この炉内で、加熱温度４５０℃、加熱時間５分間で熱処理することにより行われる。
それから、この脱ガス処理されたシリコンウェーハの表面を研磨する（Ｓ１０７）。このときの研磨量は、ウェーハ表面の低温シリコン酸化膜と、エッチング時のウェーハ表面のうねりなどを除去可能な５〜１５μｍである。
その後、洗浄工程（Ｓ１０８）を行う。具体的にはＲＣＡ系の洗浄とする。
このような製造工程を経て、低温シリコン酸化膜Ｗａが脱ガス処理されたシリコンウェーハ（低滑り度ウェーハ）Ｗが製造される（図２参照）。
【００２０】
このようにシリコンウェーハＷは、あらかじめ低温シリコン酸化膜Ｗａ中のガス分が除去されているので、例えばデバイス作製時の、減圧ＣＶＤ法でシリコンウェーハＷの表面にエピタキシャル層を成長させる際に、低温シリコン酸化膜Ｗａの面からはほとんどガス（水蒸気）が発生しない。その結果、低滑り度ウェーハＷは、減圧ＣＶＤ炉内の熱によって煽られても、この炉内に設置された真空チャンバ内の静置ステージ上で横滑りしにくくなる。
【００２１】
【発明の効果】
この発明によれば、ウェーハ製造時に、あらかじめ半導体ウェーハを脱ガス処理してガス発生膜の脱ガス処理を行うようにしたので、ウェーハ製造後、所定の減圧加熱を行っても、ガス発生膜からほとんどガスが発生しない。その結果、この加熱処理時の熱によりウェーハが煽られても、半導体ウェーハは横滑りを起こしにくいという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の一実施例に係る低滑り度ウェーハの製造方法を示すフローシートである。
【図２】  この発明の一実施例に係る低滑り度ウェーハの断面図である。
【図３】  従来手段に係る半導体ウェーハの製造方法を示すフローシートである。
【符号の説明】
Ｗ  シリコンウェーハ（低滑り度ウェーハ）、
Ｗａ  低温シリコン酸化膜（ガス発生膜）。
【図１】
0003846678.tif 000002
【図２】
0003846678.tif 000003
【図３】
0003846678.tif 000004