特許 7586031 エピタキシャルシリコンウェーハの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-11

(45)【発行日】2024-11-19

(54)【発明の名称】エピタキシャルシリコンウェーハの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/31 20060101AFI20241112BHJP

   H01L 21/205 20060101ALI20241112BHJP

   H01L 21/316 20060101ALI20241112BHJP

   C30B 25/02 20060101ALI20241112BHJP

   C30B 29/06 20060101ALI20241112BHJP

【ＦＩ】

H01L21/31 B

H01L21/205

H01L21/316 X

H01L21/316 S

C30B25/02

C30B29/06 504A

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2021140104

(22)【出願日】2021-08-30

(65)【公開番号】P2023034043

(43)【公開日】2023-03-13

【審査請求日】2023-10-16

(73)【特許権者】

【識別番号】302006854

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＭＣＯ

(74)【代理人】

【識別番号】100115738

【弁理士】

【氏名又は名称】鷲頭 光宏

(74)【代理人】

【識別番号】100121681

【弁理士】

【氏名又は名称】緒方 和文

(72)【発明者】

【氏名】内田 晋二郎

(72)【発明者】

【氏名】岩本 幸也

【審査官】桑原 清

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－１３５５３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０４４６０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－００９０５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０４１８６６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３１

Ｈ０１Ｌ ２１／２０５

Ｈ０１Ｌ ２１／３１６

Ｃ３０Ｂ ２５／０２

Ｃ３０Ｂ ２９／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ドーパントを含む抵抗率が０．０２Ωｃｍ以下のシリコン基板の裏面に裏面酸化膜を形成するステップと、
前記シリコン基板の表面に第１エピタキシャル層を形成するステップと、
前記第１エピタキシャル層の表面に第１表面酸化膜を形成するステップと、
前記第１表面酸化膜をパターニングして前記第１エピタキシャル層の表面を部分的に露出させるステップと、
前記第１エピタキシャル層の露出面に第２表面酸化膜を形成するステップと、
前記第１表面酸化膜と共に前記第２表面酸化膜をドライエッチングにより除去することにより前記第１エピタキシャル層の表面に凹部からなるアライメントマークを形成するステップと、
前記第１エピタキシャル層の表面に残留する前記第１表面酸化膜をウェットエッチングにより除去するステップと、
前記アライメントマークの位置を基準にして、前記第１エピタキシャル層の表面の所定の領域に不純物拡散層を形成するステップと、
前記第１エピタキシャル層の表面に第２エピタキシャル層を形成して前記不純物拡散層を埋め込むステップとを備えることを特徴とするエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法。

【請求項2】

前記裏面酸化膜が形成された前記シリコン基板の裏面側を静電チャックした状態で前記ドライエッチングを行う、請求項１に記載のエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法。

【請求項3】

前記ドライエッチングを行う直前における前記裏面酸化膜と前記第１表面酸化膜との膜厚差が２００ｎｍ以下である、請求項１又は２に記載のエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法。

【請求項4】

前記第１エピタキシャル層を形成する直前における前記裏面酸化膜の厚さが４００ｎｍ以上である、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法。

【請求項5】

前記第２エピタキシャル層を形成する直前における前記裏面酸化膜の厚さが４００ｎｍ以上である、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のエピタキシャルシリコン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、エピタキシャルシリコンウェーハ及びその製造方法に関し、特に、不純物がイオン注入された埋め込み拡散層を有するエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

チョクラルスキー法（ＣＺ法）や浮遊帯域溶融法（ＦＺ法）により製造されたシリコン単結晶インゴットから得られるシリコンウェーハに不純物拡散層を形成し、その上からエピタキシャル層を気相成長させて、バイポーラデバイス、ＢｉＣＭＯＳデバイス、パワーＩＣ等のデバイス用のエピタキシャルシリコンウェーハを得る技術が知られている。例えば、特許文献１には埋め込み拡散層の形成方法の一例が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００７－１５０００１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

多量のドーパントを含む低抵抗率（０．０２Ωｃｍ以下）のシリコン基板を用いてエピタキシャルシリコンウェーハを製造する場合、エピタキシャル層の気相成長中にシリコン基板中のドーパントが外方拡散してエピタキシャル層中に取り込まれる、いわゆるオートドープが問題となる。また、オートドープはエピタキシャル層形成時だけでなく、デバイス製造プロセスにおいても問題となる。オートドープを防止するためには、シリコン基板の裏面に厚さが２００～８００ｎｍ程度の酸化膜が形成されていることが必要である。

【0005】

しかしながら、エピタキシャル層の表面に酸化膜が形成されている場合において、この酸化膜をウェットエッチングにより除去しようとすると、シリコン基板の裏面に形成されたオートドープ防止用の酸化膜も一緒に除去されてしまい、シリコン基板の裏面に十分な厚さの裏面酸化膜を残すことができないという問題がある。

【0006】

エピタキシャル層の表面に形成される酸化膜は、例えば、エピタキシャル層の表面に凹部（段差パターン）を形成するための酸化膜マスクとして用いられる。凹部は、酸化膜マスクを用いたエピタキシャル層のパターニングにより形成することができ、埋め込み拡散層の形成位置を特定するためのアライメントマークとして機能する。また、エピタキシャル層の表面には、不純物拡散層を形成する際に犠牲酸化膜が形成されることもある。このようなエピタキシャル層の表面に形成される酸化膜をウェットエッチングにより除去しようとすると、酸化膜マスクと共にシリコン基板の裏面側の酸化膜も除去されてしまう。特にエピタキシャル層の表面に酸化膜が厚く形成され、裏面酸化膜との膜厚差が小さい場合には、裏面酸化膜の消滅又は薄化によるオートドープの問題が顕著である。

【0007】

したがって、本発明の目的は、シリコン基板の裏面側に適切な厚さの裏面酸化膜を残しながら表面酸化膜を除去することが可能な、埋め込み拡散層を有するエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法を提供することにある。また、本発明の目的は、低抵抗率のシリコン基板を用いて構成され、且つエピタキシャル層の抵抗率が安定した、埋め込み拡散層を有するエピタキシャルシリコンウェーハを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するため、本発明によるエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法は、ドーパントを含む抵抗率が０．０２Ωｃｍ以下のシリコン基板の裏面に裏面酸化膜を形成するステップと、前記シリコン基板の表面に第１エピタキシャル層を形成するステップと、前記第１エピタキシャル層の表面に第１表面酸化膜を形成するステップと、前記第１表面酸化膜をドライエッチングするステップと、前記第１表面酸化膜をドライエッチングした後又は前において前記第１エピタキシャル層の表面の所定の領域に不純物拡散層を形成するステップと、前記第１エピタキシャル層の表面に第２エピタキシャル層を形成して前記不純物拡散層を埋め込むステップとを備えることを特徴とする。

【0009】

本発明によれば、第１表面酸化膜を除去する際に裏面酸化膜も一緒に除去されてしまうことで裏面酸化膜が消滅又は薄化してしまう事態を防止することができる。したがって、エピタキシャル成長中にシリコン基板中のドーパントが外方拡散して第２エピタキシャル層の抵抗率が変動するオートドープの問題を解決することができる。

【0010】

本発明によるエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法は、前記第１表面酸化膜を形成した後であって前記不純物拡散層を形成する前に、前記第１表面酸化膜をパターニングして前記第１エピタキシャル層の表面の所定の領域を露出させるステップと、前記第１エピタキシャル層の露出面に第２表面酸化膜を形成するステップと、前記第１表面酸化膜と共に前記第２表面酸化膜をドライエッチングにより除去することにより前記第１エピタキシャル層の表面に凹部からなるアライメントマークを形成するステップと、前記第１エピタキシャル層の表面に残留する前記第１表面酸化膜をウェットエッチングにより除去するステップとをさらに備えることが好ましい。本発明によれば、アライメントマークを形成するための酸化膜マスクとして用いられる第１表面酸化膜を除去する際に裏面酸化膜の消滅又は薄化を防止して裏面酸化膜のオートドープ防止機能を維持することができる。

【0011】

本発明によるエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法は、前記第１エピタキシャル層を形成した後であって前記第１表面酸化膜を形成する前に、レジストマスクを用いたパターニングにより前記第１エピタキシャル層の表面に凹部からなるアライメントマークを形成するステップをさらに備え、前記第１表面酸化膜は、前記アライメントマークが形成された前記第１エピタキシャル層の表面に形成され、前記不純物拡散層の形成は、前記第１表面酸化膜をドライエッチングする前に行われることが好ましい。本発明によれば、不純物拡散層を形成するための犠牲酸化膜として用いられる第１表面酸化膜を除去する際に裏面酸化膜の消滅又は薄化を防止して裏面酸化膜のオートドーム防止機能を維持することができる。

【0012】

本発明によるエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法は、前記裏面酸化膜が形成された前記シリコン基板の裏面側を静電チャックに吸着させた状態で前記ドライエッチングを行うことが好ましい。このように、シリコン基板の裏面側を静電チャックに吸着させた状態でドライエッチングを実施することにより、裏面酸化膜の消滅又は薄化を防止しながら表面酸化膜を除去することができる。

【0013】

本発明によるエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法は、前記ドライエッチングの後にウェットエッチングを行って前記第１エピタキシャル層の表面に残留する前記第１表面酸化膜をさらに除去するステップをさらに備え、前記第２エピタキシャル層を形成するステップは前記ウェットエッチングの後に行われることが好ましい。このように、ドライエッチングの後にウェットエッチングを行うことにより、第１表面酸化膜を完全に除去することができる。また、ウェットエッチングによる裏面酸化膜のエッチング量を減らすことにより、シリコン基板の裏面に十分な厚さの裏面酸化膜を残すことができる。

【0014】

本発明において、前記ドライエッチングを行う直前における前記裏面酸化膜と前記第１表面酸化膜との膜厚差は２００ｎｍ以下であることが好ましい。このように、裏面酸化膜と第１表面酸化膜との膜厚差が小さい場合でも、裏面酸化膜の厚さを十分に確保しながら表面酸化膜を除去することができる。

【0015】

前記第１エピタキシャル層を形成する直前における前記裏面酸化膜の厚さは４００ｎｍ以上であることが好ましい。これにより、第１エピタキシャル層の気相成長中のオートドープを防止することができる。

【0016】

前記第２エピタキシャル層を形成する直前における前記裏面酸化膜の厚さは４００ｎｍ以上であることが好ましい。これにより、第２エピタキシャル層の気相成長中のオートドープを防止することができる。

【0017】

また、本発明によるエピタキシャルシリコンウェーハは、ドーパントを含む抵抗率が０．０２Ωｃｍ以下のシリコン基板と、前記シリコン基板の表面に形成されたエピタキシャル層と、前記エピタキシャル層の内部に埋め込まれた不純物拡散層と、前記エピタキシャル層の表面に形成された凹部からなるアライメントマークと、前記シリコン基板の裏面に形成された厚さが４００ｎｍ以上の裏面酸化膜とを備えることを特徴とする。

【0018】

本発明によれば、エピタキシャルシリコンウェーハの製造過程で裏面酸化膜がエピタキシャル層のオートドープを防止するための保護膜として有効に機能するので、エピタキシャル層の抵抗率が安定した高品質な埋め込み不純物拡散層を有するエピタキシャルシリコンウェーハを提供することができる。また、デバイス製造プロセスにおいてもオートドープを防止するのに十分な厚さの裏面酸化膜を具えたエピタキシャルシリコンウェーハとなる。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、シリコン基板の裏面側に所望の厚さの裏面酸化膜を残しながら表面酸化膜を確実に除去することが可能な、埋め込み拡散層を有するエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法を提供することができる。また、本発明によれば、低抵抗率のシリコン基板を用いて構成され、エピタキシャル層の抵抗率が安定した、埋め込み拡散層を有するエピタキシャルシリコンウェーハを提供することにある。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】図１は、本発明の実施の形態によるエピタキシャルシリコンウェーハの構成を示す略断面図である。

【図2】図２は、本発明の実施の形態によるエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法を概略的に説明するための工程図である。

【図3】図３は、エピタキシャルシリコンウェーハの各製造工程実施後の表面酸化膜及び裏面酸化膜の厚さの変化を示す棒グラフである。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。

【0022】

図１は、本発明の実施の形態によるエピタキシャルシリコンウェーハの構成を示す略断面図である。

【0023】

図１に示すように、本実施形態によるエピタキシャルシリコンウェーハ１０は、埋め込み拡散層を有するエピタキシャルウェーハであって、シリコン基板１１と、シリコン基板１１の表面１１ａに形成されたエピタキシャル層１２と、エピタキシャル層１２中に埋め込まれた不純物拡散層１３と、エピタキシャル層１２の表面に形成されたアライメントマーク１４と、シリコン基板１１の裏面１１ｂに形成された裏面酸化膜１５とを備えている。

【0024】

シリコン基板１１は、ｐ型又はｎ型のドーパントを含む抵抗率が０．０２Ωｃｍ以下の単結晶シリコンウェーハである。ドーパントはｐ型ドーパントであるボロン（Ｂ）又はガリウム（Ｇａ）であってもよく、ｎ型ドーパントであるリン（Ｐ）、アンチモン（Ｓｂ）又はヒ素（Ａｓ）であってもよい。さらに、シリコン基板１１には同一の導電型又は逆の導電型を有する複数種類のドーパントが含まれていてもよく、窒素や炭素などのドーパント以外の不純物が含まれていてもよい。このような低抵抗率のシリコン基板は、バイポーラデバイス、ＢｉＣＭＯＳデバイス、パワーＩＣ等の基板材料として好適である。

【0025】

エピタキシャル層１２は、シリコン基板１１の表面１１ａに気相成長させた単結晶シリコン薄膜である。エピタキシャル層１２の厚さは１～５０μｍであることが好ましい。エピタキシャル層１２は、特性が異なる複数のエピタキシャル層が積層された多層構造であってもよい。エピタキシャル層１２はｐ型ドーパント（ボロン）あるいはｎ型ドーパント（リン、砒素、アンチモン）を含み、その抵抗率は０．１～１００Ωｃｍであることが好ましい。通常、エピタキシャル層１２の抵抗率はシリコン基板１１よりも高く設定される。

【0026】

不純物拡散層１３は、エピタキシャル層１２中にｎ型又はｐ型の不純物（ドーパント）を拡散させた層である。不純物拡散層１３はシリコン基板１１上の所定の領域に選択的に形成されている。不純物拡散層１３の厚さ（深さ）は特に限定されないが、０．１～１０ｎｍであることが好ましい。

【0027】

アライメントマーク１４は、エピタキシャル層１２中に埋め込まれた不純物拡散層１３の形成位置に対する基準位置を示すために設けられるものである。アライメントマーク１４は、エピタキシャル層１２の表面に形成された凹部（段差パターン）からなり、例えば平面視で十字形状を有している。アライメントマーク１４の平面形状は特に限定されず、画像処理により認識しやすい形状であればどのような形状であってもよい。

【0028】

裏面酸化膜１５は、オートドープ防止用の保護膜であり、シリコン基板１１の裏面１１ｂの全面を覆っている。シリコン基板１１の裏面１１ｂが露出している場合、エピタキシャル層１２の気相成長中にシリコン基板１１中のドーパントが裏面１１ｂ側から揮散して表面１１ａ側に回り込み、エピタキシャル層１２中に取り込まれることでエピタキシャル層１２の抵抗率を変動（低下）させる原因となる。しかし、シリコン基板１１の裏面に裏面酸化膜１５が形成されている場合には、エピタキシャル層１２の抵抗率の変動を防止することができる。

【0029】

裏面酸化膜１５の初期厚さは４００ｎｍ以上であることが好ましい。裏面酸化膜１５の初期厚さが４００ｎｍ以下の場合には、その後の加工工程で裏面酸化膜１５が薄くなったときにオートドープ抑制効果を維持できないおそれがあるからである。

【0030】

図２は、本発明の実施の形態によるエピタキシャルシリコンウェーハ１０の製造方法を概略的に説明するための工程図である。

【0031】

図２に示すように、本実施の形態によるエピタキシャルシリコンウェーハ１０の製造では、まず抵抗率が０．０２Ωｃｍ以下のシリコン基板１１を用意する（ステップＳ１）。シリコン基板１１は、例えばＣＺ法やＦＺ法で育成されたシリコン単結晶インゴットを所定の厚さスライスした後、研削、研磨、エッチング、洗浄等の加工工程を経ることにより製造することができる。シリコン単結晶インゴットの製造では、所望の結晶直径、結晶方位、抵抗率等が得られるように、結晶育成条件が適宜設定される。

【0032】

次に、シリコン基板１１の裏面１１ｂに裏面酸化膜１５を形成する（ステップＳ２）。裏面酸化膜１５の形成方法は特に限定されないが、例えばシリコン基板１１の裏面１１ｂに酸化膜を枚葉式常圧ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）により形成した後、シリコン基板１１の表面１１ａに回り込んだ酸化膜を研磨して除去することにより形成することができる。裏面酸化膜１５の初期厚さは４００ｎｍ以上であることが好ましい。

【0033】

次に、シリコン基板１１の表面１１ａに第１エピタキシャル層１２Ａを気相成長法により形成する（ステップＳ３）。第１エピタキシャル層１２Ａの厚さは０．４～３０μｍであることが好ましい。第１エピタキシャル層１２Ａの具体的な形成方法は特に限定されないが、例えば、シリコン基板１１がセットされた反応室内に原料ガスとしてのＳｉＨＣｌ_３を水素キャリアガスと共に供給することにより形成することができる。第１エピタキシャル層１２Ａの気相成長中はシリコン基板１１が約１１００～１２００℃の高温に加熱されるため、多量のドーパントを含む低抵抗率のシリコン基板１１を用いる場合にはオートドープの問題がある。しかし、シリコン基板１１の裏面１１ｂに厚さが４００ｎｍ以上の十分な厚さの裏面酸化膜１５が形成されているので、オートドープを防止することができる。

【0034】

次に、第１エピタキシャル層１２Ａの表面に第１表面酸化膜１６Ａを形成する（ステップＳ４）。第１表面酸化膜１６Ａは熱酸化により形成することができる。第１表面酸化膜１６Ａの初期厚さは２００～１０００ｎｍであることが好ましい。その後、フォトリソグラフィ及びドライエッチングにより第１表面酸化膜１６Ａをパターニングして酸化膜マスクを形成する（ステップＳ５）。こうして、第１エピタキシャル層１２Ａの表面の一部の領域を露出させる。

【0035】

次に、第１エピタキシャル層１２Ａの露出面を熱酸化して第２表面酸化膜１６Ｂを形成する（ステップＳ６）。第２表面酸化膜１６Ｂの厚さは２００～１０００ｎｍであることが好ましい。このとき、第１表面酸化膜１６Ａも厚くなるが、その増加分は第２表面酸化膜１６Ｂの厚さと同じではなく、第２表面酸化膜１６Ｂの厚さ未満となる。

【0036】

次に、第２表面酸化膜１６Ｂをドライエッチングにより除去することにより、第１エピタキシャル層１２Ａの表面にアライメントマーク１４を形成する（ステップＳ７）。アライメントマーク１４の平面形状は特に限定されないが、例えば十字パターンが好適である。

【0037】

第２表面酸化膜１６Ｂの除去時には第１表面酸化膜１６Ａも一緒に除去される。本実施形態では、第１表面酸化膜１６Ａは完全に除去されず、図示のように、第１エピタキシャル層１２Ａの表面に薄く残っているが、完全に除去されてもよい。

【0038】

第２表面酸化膜１６Ｂのドライエッチングではシリコン基板１１の裏面１１ｂ側を静電チャック２０に吸着させた状態で第１表面酸化膜１６Ａのドライエッチングを行うので、裏面酸化膜１５はエッチングされない。したがって、裏面酸化膜１５の膜厚を維持しながら第１及び第２表面酸化膜１６Ａ，１６Ｂを除去することができる。

【0039】

第１表面酸化膜１６Ａが厚く形成され、ドライエッチングを行う直前における裏面酸化膜１５と第１表面酸化膜１６Ａとの膜厚差は２００ｎｍ以下である場合、第１表面酸化膜１６Ａをウェットエッチングで完全に除去しようとすると、厚さが２００ｎｍ以上の裏面酸化膜１５を残すことができない。しかし、ドライエッチングであれば２００ｎｍ以上の裏面酸化膜１５を残すことが可能である。

【0040】

次に、ウェットエッチングを行って第１エピタキシャル層１２Ａの表面に残留する第１表面酸化膜１６Ａを完全に除去する（ステップＳ８）。ウェットエッチングでは第１表面酸化膜１６Ａのみならず裏面酸化膜１５もエッチングされるが、エッチング量を数百ｎｍにできるため、シリコン基板１１の裏面１１ｂには十分な厚さの裏面酸化膜１５が残る。

【0041】

次に、第１エピタキシャル層１２Ａの表面の所定の領域に不純物拡散層１３を形成する（ステップＳ９）。不純物拡散層１３は、フォトリソグラフィによって形成した所望の領域にｐ型又はｎ型の不純物（ドーパント）をイオン注入した後、不純物を熱拡散させることにより形成することができる。

【0042】

次に、第１エピタキシャル層１２Ａ上に第２エピタキシャル層１２Ｂをさらに成長させる（ステップＳ１０）。第２エピタキシャル層１２Ｂの厚さは０．４～３０μｍであることが好ましい。第２エピタキシャル層１２Ｂも第１エピタキシャル層１２Ａと同様に形成することができる。こうして、不純物拡散層１３が埋め込まれたエピタキシャル層１２が形成される。また、第１エピタキシャル層１２Ａの表面の段差パターンも第２エピタキシャル層１２Ｂに引き継がれ、第２エピタキシャル層１２Ｂの表面にはアライメントマーク１４が形成される。以上により、本実施形態によるエピタキシャルシリコンウェーハ１０が完成する。

【0043】

第２エピタキシャル層１２Ｂの気相成長中はシリコン基板１１が約１１００～１２００℃の高温に加熱されるため、多量のドーパントを含む低抵抗率のシリコン基板１１を用いる場合には、オートドープの問題がある。しかし、シリコン基板１１の裏面１１ｂに厚さが４００ｎｍ以上の十分な厚さの裏面酸化膜１５が形成されているので、オートドープを防止することができる。

【0044】

上記のように、エピタキシャル層１２の表面に形成された酸化膜（第１表面酸化膜１６Ａおよび第２表面酸化膜１６Ｂ）をウェットエッチングで除去しようとすると、裏面酸化膜１５まで除去されてしまい、その後のエピタキシャル工程でシリコン基板１１中のドーパントが外方拡散してエピタキシャル層１２に取り込まれるおそれがある。しかし、本実施形態においては、第１表面酸化膜１６Ａおよび第２表面酸化膜１６Ｂをドライエッチングにより除去するので、裏面酸化膜１５の消滅又は薄化を防止してオートドープの問題を解決することができる。

【0045】

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。例えば、第１エピタキシャル層１２Ａを形成した後であって第１表面酸化膜１６Ａを形成する前に、第１エピタキシャル層１２Ａの表面にアライメントマーク１４を形成するステップを設けても良いし、不純物拡散層１３の形成を第１表面酸化膜１６Ａのドライエッチング前に行っても良い。

【実施例】

【0046】

ＣＺ法により製造された直径３００ｍｍの＜１００＞シリコンウェーハからなるシリコン基板を用意した。このシリコン基板はｎ型ドーパントである砒素（Ａｓ）を多量に含むもので、抵抗率は０．００３Ωｃｍであった。

【0047】

次に、シリコン基板の裏面に約４００ｎｍの裏面酸化膜（ＬＴＯ膜）を形成し、さらにシリコン基板の表面にリン（Ｐ）をドープした抵抗率が３．０Ωｃｍ、厚さが９μｍの第１エピタキシャル層をＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により形成した。

【0048】

その後、第１エピタキシャル層の表面に厚さ４９６ｎｍの第１表面酸化膜を熱酸化により形成した。この熱酸化により裏面酸化膜も厚くなり、裏面酸化膜の厚さは約４００ｎｍから６４８ｎｍに増加した。この第１表面酸化膜をフォトリソグラフィ及びドライエッチングにより加工してアライメントマークに対応する開口パターンを形成した。

【0049】

次に、シリコン基板を熱酸化して第１エピタキシャル層の露出面に厚さ約５００ｎｍの第２表面酸化膜を形成した。この熱酸化により裏面酸化膜及び第１表面酸化膜も厚くなり、裏面酸化膜の厚さは６４８ｎｍから８３９ｎｍに、また第１表面酸化膜の厚さは４９６ｎｍから７２１ｎｍにそれぞれ増加した。

【0050】

次に、ドライエッチングにより第２表面酸化膜を除去して凹部からなるアライメントマークを形成した。このドライエッチングにより、第１表面酸化膜の厚さも７２１ｎｍから１１８ｎｍまで減少したが、裏面酸化膜の厚さは８３９ｎｍのままであった。その後、ウェットエッチングにより第１表面酸化膜を完全に除去した。このとき、第１表面酸化膜のエッチング量が２００ｎｍ程度となるようにエッチング条件を制御した。これにより、裏面酸化膜の厚さが８３９ｎｍから５６２ｎｍまで減少した。

【0051】

次に、レジストマスクを用いたボロン（Ｂ）の選択的なイオン注入により第１エピタキシャル層の表面の所定の領域に不純物拡散層を形成した。続いて、第１エピタキシャル層上にリンをドープした抵抗率３Ωｃｍ、厚さ４μｍの第２エピタキシャル層を形成し、さらにリンをドープした抵抗率０．８Ωｃｍ、厚さ５μｍの第３エピタキシャル層を形成した。

【0052】

図３は、エピタキシャルシリコンウェーハの各製造工程実施後の表面酸化膜及び裏面酸化膜の厚さの変化を示す棒グラフであって、各工程における一対の棒グラフのうち左側のグラフは第１表面酸化膜の厚さ、右側のグラフは裏面酸化膜の厚さをそれぞれ示している。図３から明らかなように、裏面酸化膜はエピタキシャルシリコンウェーハの完成まで初期膜厚４００ｎｍを下回ることがなく、十分な厚さの裏面酸化膜を残すことができることが分かった。また、第１～第３エピタキシャル層の形成後に拡がり抵抗測定器で測定した表面のエピ層の抵抗率分布に異常が見られず、オートドープが発生していないことを確認できた。

【符号の説明】

【0053】

１０ エピタキシャルシリコンウェーハ
１１ シリコン基板
１１ａ シリコン基板の表面
１１ｂ シリコン基板の裏面
１２ エピタキシャル層
１２Ａ 第１エピタキシャル層
１２Ｂ 第２エピタキシャル層
１３ 不純物拡散層
１４ アライメントマーク
１５ 裏面酸化膜
１６Ａ 第１表面酸化膜
１６Ｂ 第２表面酸化膜
１７ レジストマスク
２０ 静電チャック

【図1】

【図2】

【図3】