JP3359434B2 - エピタキシャルウェーハの製造方法 - Google Patents
エピタキシャルウェーハの製造方法Info
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- JP3359434B2 JP3359434B2 JP24068594A JP24068594A JP3359434B2 JP 3359434 B2 JP3359434 B2 JP 3359434B2 JP 24068594 A JP24068594 A JP 24068594A JP 24068594 A JP24068594 A JP 24068594A JP 3359434 B2 JP3359434 B2 JP 3359434B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、表面品質を高めたエピ
タキシャルウェーハの製造方法に関する。
タキシャルウェーハの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】これまでのエピタキシャルウェーハ（Ｅ
Ｗ）の製造は、通常、ポリッシュドウェーハ（ＰＷ）製
造工程の完了後、１０００℃以上の高温下において、Ｐ
Ｗ表面にエピタキシャル成長を行うことが一般的であっ
た。すなわち、研磨後のウェーハ表面にエピタキシャル
成長させていた。
Ｗ）の製造は、通常、ポリッシュドウェーハ（ＰＷ）製
造工程の完了後、１０００℃以上の高温下において、Ｐ
Ｗ表面にエピタキシャル成長を行うことが一般的であっ
た。すなわち、研磨後のウェーハ表面にエピタキシャル
成長させていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記Ｅ
Ｗの製造にあっては、エピタキシャル成長させた表面に
異常突起が生じ易く、そのパーティクルレベルが劣り、
また、汚染度が高いという表面品質上の問題が生じてい
た。そこで、このようにしてエピタキシャル成長させた
ウェーハ表面をさらに研磨することにより、上記課題を
解決することも考えられる。しかしながら、この方法に
あっても、研磨工程が増えるという問題があった。
Ｗの製造にあっては、エピタキシャル成長させた表面に
異常突起が生じ易く、そのパーティクルレベルが劣り、
また、汚染度が高いという表面品質上の問題が生じてい
た。そこで、このようにしてエピタキシャル成長させた
ウェーハ表面をさらに研磨することにより、上記課題を
解決することも考えられる。しかしながら、この方法に
あっても、研磨工程が増えるという問題があった。
【０００４】そこで、本願発明者らは、上記課題を解決
すべく、鋭意研究を重ねた結果、エピタキシャル成長前
の研磨工程をなくして、エッチング後所定のクリーン洗
浄を施し、さらに、このウェーハ表面上にエピタキシャ
ル成長を完了することにより、その問題を解決すること
ができる製造工程を確立した。そのためには、エピタキ
シャル成長前にアルカリ／過酸化水素水の混合液（例え
ばＳＣ−１洗浄液）で洗浄した後、ＨＦ（フッ酸）によ
る処理を施すことにより、ウェーハ表面の有機物および
金属不純物を同時に除去することが重要である。また、
これらの処理後大気中に長く放置すると、大気中の有機
物または酸素による酸化作用により、表面状態が変化
し、エピタキシャル成長が不可能となってしまう。そこ
で、このストレージタイム（放置時間）のリミットは８
時間程度とする必要がある。ただし、酸化雰囲気（大気
中を含む）中の場合である。
すべく、鋭意研究を重ねた結果、エピタキシャル成長前
の研磨工程をなくして、エッチング後所定のクリーン洗
浄を施し、さらに、このウェーハ表面上にエピタキシャ
ル成長を完了することにより、その問題を解決すること
ができる製造工程を確立した。そのためには、エピタキ
シャル成長前にアルカリ／過酸化水素水の混合液（例え
ばＳＣ−１洗浄液）で洗浄した後、ＨＦ（フッ酸）によ
る処理を施すことにより、ウェーハ表面の有機物および
金属不純物を同時に除去することが重要である。また、
これらの処理後大気中に長く放置すると、大気中の有機
物または酸素による酸化作用により、表面状態が変化
し、エピタキシャル成長が不可能となってしまう。そこ
で、このストレージタイム（放置時間）のリミットは８
時間程度とする必要がある。ただし、酸化雰囲気（大気
中を含む）中の場合である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載した発明
は、エッチング後のシリコンウェーハの表面にＳＣ−１
洗浄液または水酸化カリウム／過酸化水素水の混合溶液
による洗浄を行った後、次にフッ酸洗浄を施し、この後
このシリコンウェーハの大気中での保存時間を８時間以
内に管理してこのシリコンウェーハ表面にエピタキシャ
ル成長するエピタキシャルウェーハの製造方法である。
は、エッチング後のシリコンウェーハの表面にＳＣ−１
洗浄液または水酸化カリウム／過酸化水素水の混合溶液
による洗浄を行った後、次にフッ酸洗浄を施し、この後
このシリコンウェーハの大気中での保存時間を８時間以
内に管理してこのシリコンウェーハ表面にエピタキシャ
ル成長するエピタキシャルウェーハの製造方法である。
【０００６】請求項２に記載した発明は、上記エピタキ
シャル成長の後にこのシリコンウェーハのエピタキシャ
ル面の一部を除去する請求項１に記載のエピタキシャル
ウェーハの製造方法である。例えば研磨するものであ
る。
シャル成長の後にこのシリコンウェーハのエピタキシャ
ル面の一部を除去する請求項１に記載のエピタキシャル
ウェーハの製造方法である。例えば研磨するものであ
る。
【０００７】請求項３に記載した発明は、上記エピタキ
シャル成長は１０００℃以上の高温で行う請求項１また
は請求項２のいずれかに記載のエピタキシャルウェーハ
の製造方法である。
シャル成長は１０００℃以上の高温で行う請求項１また
は請求項２のいずれかに記載のエピタキシャルウェーハ
の製造方法である。
【０００８】請求項４に記載した発明は、上記エピタキ
シャル成長は４００℃以上で１０００℃未満の低温で行
う請求項１または請求項２に記載のエピタキシャルウェ
ーハの製造方法である。
シャル成長は４００℃以上で１０００℃未満の低温で行
う請求項１または請求項２に記載のエピタキシャルウェ
ーハの製造方法である。
【０００９】
【作用】本発明方法によれば、エッチング処理後のシリ
コンウェーハについて、まず、ＳＣ−１洗浄液または水
酸化カリウム／過酸化水素水の混合液で洗浄する。次
に、このウェーハ表面についてＨＦ（フッ酸）による処
理を施す。例えばＨＦ溶液中にウェーハを浸漬する。こ
の後、大気中に放置するストレージタイムのリミットは
８時間程度としつつ、このウェーハ表面にエピタキシャ
ル成長を行う。このエピタキシャル成長は１０００℃以
上の高温で行ってもよく、１０００℃未満で４００℃以
上の低温で行ってもよい。さらに、この高温エピタキシ
ャル成長と低温エピタキシャル成長とを交互に繰り返す
いわゆる多段エピタキシャル成長を施してもよい。低温
エピタキシャル成長によれば、低温化によるコストダウ
ンを達成することが可能となる。
コンウェーハについて、まず、ＳＣ−１洗浄液または水
酸化カリウム／過酸化水素水の混合液で洗浄する。次
に、このウェーハ表面についてＨＦ（フッ酸）による処
理を施す。例えばＨＦ溶液中にウェーハを浸漬する。こ
の後、大気中に放置するストレージタイムのリミットは
８時間程度としつつ、このウェーハ表面にエピタキシャ
ル成長を行う。このエピタキシャル成長は１０００℃以
上の高温で行ってもよく、１０００℃未満で４００℃以
上の低温で行ってもよい。さらに、この高温エピタキシ
ャル成長と低温エピタキシャル成長とを交互に繰り返す
いわゆる多段エピタキシャル成長を施してもよい。低温
エピタキシャル成長によれば、低温化によるコストダウ
ンを達成することが可能となる。
【００１０】また、上記エピタキシャル成長の後、例え
ば研磨処理を施すこととする。これにより、ウェーハ表
面を一部を除去してウェーハ表面での突起の発生、ゴミ
の付着等を抑制することができるとともに、従来のエピ
タキシャル前の研磨処理を省略することができる。
ば研磨処理を施すこととする。これにより、ウェーハ表
面を一部を除去してウェーハ表面での突起の発生、ゴミ
の付着等を抑制することができるとともに、従来のエピ
タキシャル前の研磨処理を省略することができる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。本発明の
一実施例に係る方法によれば、以下の結果を得ることが
できた。実施例方法の具体例として、エッチング後の酸
化還元処理にあっては、無機アルカリと過酸化水素水と
の混合液であって、シリコンに対するエッチングレート
が１０オングストローム／分以下のものを使用する。例
えばＫＯＨ（１ｗｔ％）、Ｈ2Ｏ2（１ｖｏｌ％）を含
む、５０℃の混合溶液である。次に行うＨＦ洗浄は、
１．５％の濃度のＨＦ溶液への浸漬処理とする。この
後、シリコンウェーハに純水洗浄を施し、その表面にエ
ピタキシャル成長を行った（膜厚は約５μｍ）。この成
膜条件は、ＣＶＤ炉での成長温度は６６０℃以下とし、
成膜速度は２００オングストローム／分以下に調整して
行った。さらに、例えば公知のデッドウエイト式の研磨
機で２μｍ以下の研磨を施した。
一実施例に係る方法によれば、以下の結果を得ることが
できた。実施例方法の具体例として、エッチング後の酸
化還元処理にあっては、無機アルカリと過酸化水素水と
の混合液であって、シリコンに対するエッチングレート
が１０オングストローム／分以下のものを使用する。例
えばＫＯＨ（１ｗｔ％）、Ｈ2Ｏ2（１ｖｏｌ％）を含
む、５０℃の混合溶液である。次に行うＨＦ洗浄は、
１．５％の濃度のＨＦ溶液への浸漬処理とする。この
後、シリコンウェーハに純水洗浄を施し、その表面にエ
ピタキシャル成長を行った（膜厚は約５μｍ）。この成
膜条件は、ＣＶＤ炉での成長温度は６６０℃以下とし、
成膜速度は２００オングストローム／分以下に調整して
行った。さらに、例えば公知のデッドウエイト式の研磨
機で２μｍ以下の研磨を施した。
【００１２】図１（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はこの方法に
よる表面平坦度（パーティクルカウンタ「サーフスキャ
ン（商品名）」のヘイズレベルで示す）、パーティクル
レベル（突起を含む）、表面清浄度を比較例とともに示
している。比較例においては、エピタキシャル炉でのエ
ピタキシャル成長を行い、そのエピタキシャル膜の膜厚
は３μｍとしたものである。これらの図から解るように
本発明製造方法にあっては高品質の表面を形成したエピ
タキシャルウェーハを得ることができる。
よる表面平坦度（パーティクルカウンタ「サーフスキャ
ン（商品名）」のヘイズレベルで示す）、パーティクル
レベル（突起を含む）、表面清浄度を比較例とともに示
している。比較例においては、エピタキシャル炉でのエ
ピタキシャル成長を行い、そのエピタキシャル膜の膜厚
は３μｍとしたものである。これらの図から解るように
本発明製造方法にあっては高品質の表面を形成したエピ
タキシャルウェーハを得ることができる。
【００１３】図２はこの発明方法におけるＸ線回折強度
とストレージタイムとの関係を示している。すなわち、
ＨＦ洗浄後のシリコンウェーハをクリーンルームの大気
中に放置するストレージタイムと、その後のエピタキシ
ャル成長によるエピタキシャル膜表面の結晶状態との関
係を示すものである。このグラフに示すように、ストレ
ージタイムが８時間を超えると、表面での多結晶シリコ
ンの割合が増加することとなる。このことから、ストレ
ージタイムは８時間以内として次のエピタキシャル成長
を行うことが必要であることが解る。
とストレージタイムとの関係を示している。すなわち、
ＨＦ洗浄後のシリコンウェーハをクリーンルームの大気
中に放置するストレージタイムと、その後のエピタキシ
ャル成長によるエピタキシャル膜表面の結晶状態との関
係を示すものである。このグラフに示すように、ストレ
ージタイムが８時間を超えると、表面での多結晶シリコ
ンの割合が増加することとなる。このことから、ストレ
ージタイムは８時間以内として次のエピタキシャル成長
を行うことが必要であることが解る。
【００１４】
【発明の効果】本発明方法によれば、エピタキシャルウ
ェーハの表面品質を高めることができる。詳しくは、そ
の表面平坦度を高めることができる（ヘイズレベルを低
減させることができる）。また、表面での突起等を低減
し、パーティクルレベルを低減することもできる。さら
に、その表面汚染をも低減することができる。また、低
温化によるコストダウンを達成することもできる。な
お、これは従来の研磨工程を省略することをも意味して
いる。
ェーハの表面品質を高めることができる。詳しくは、そ
の表面平坦度を高めることができる（ヘイズレベルを低
減させることができる）。また、表面での突起等を低減
し、パーティクルレベルを低減することもできる。さら
に、その表面汚染をも低減することができる。また、低
温化によるコストダウンを達成することもできる。な
お、これは従来の研磨工程を省略することをも意味して
いる。
【図１】本発明の一実施例に係る製造方法によって製造
したエピタキシャルウェーハのエピタキシャル層の表面
平坦度、パーティクルレベル、表面清浄度を比較例とと
もに示すグラフである。
したエピタキシャルウェーハのエピタキシャル層の表面
平坦度、パーティクルレベル、表面清浄度を比較例とと
もに示すグラフである。
【図２】本発明の一実施例に係るエピタキシャルウェー
ハの表面品質とストレージタイムとの関係を示すグラフ
である。
ハの表面品質とストレージタイムとの関係を示すグラフ
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高石 和成 東京都千代田区岩本町３丁目８番16号 三菱マテリアルシリコン株式会社内 (72)発明者 清水 光太郎 東京都千代田区岩本町３丁目８番16号 三菱マテリアルシリコン株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−295235（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−122023（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−224424（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−293712（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−258416（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−97138（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−163493（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/20
Claims (4)
- 【請求項１】 エッチング後のシリコンウェーハの表面
にＳＣ−１洗浄液または水酸化カリウム／過酸化水素水
の混合溶液による洗浄を行った後、次にフッ酸洗浄を施
し、この後このシリコンウェーハの大気中での保存時間
を８時間以内に管理してこのシリコンウェーハ表面にエ
ピタキシャル成長するエピタキシャルウェーハの製造方
法。 - 【請求項２】 上記エピタキシャル成長の後にこのシリ
コンウェーハのエピタキシャル面の一部を除去する請求
項１に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。 - 【請求項３】 上記エピタキシャル成長は１０００℃以
上の高温で行う請求項１または請求項２のいずれかに記
載のエピタキシャルウェーハの製造方法。 - 【請求項４】 上記エピタキシャル成長は４００℃以上
で１０００℃未満の低温で行う請求項１または請求項２
に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24068594A JP3359434B2 (ja) | 1994-09-07 | 1994-09-07 | エピタキシャルウェーハの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24068594A JP3359434B2 (ja) | 1994-09-07 | 1994-09-07 | エピタキシャルウェーハの製造方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002261557A Division JP2003197549A (ja) | 2002-09-06 | 2002-09-06 | エピタキシャルウェーハの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0878326A JPH0878326A (ja) | 1996-03-22 |
| JP3359434B2 true JP3359434B2 (ja) | 2002-12-24 |
Family
ID=17063189
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24068594A Expired - Fee Related JP3359434B2 (ja) | 1994-09-07 | 1994-09-07 | エピタキシャルウェーハの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3359434B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3965931B2 (ja) * | 2001-04-06 | 2007-08-29 | 信越半導体株式会社 | シリコンエピタキシャルウエーハの製造方法 |
| US7648576B2 (en) | 2003-12-11 | 2010-01-19 | Sumco Corporation | Epitaxial wafer and method for producing same |
-
1994
- 1994-09-07 JP JP24068594A patent/JP3359434B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0878326A (ja) | 1996-03-22 |
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| Date | Code | Title | Description |
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