JP2007005433A - エピタキシャル膜の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＣＯＰ痕跡の発生を防止し得るエピタキシャル膜の製造法を提供する。
【解決手段】 シリコンウェーハ２を裏面２ｂ側からサセプタ３で支持するとともにシリコンウェーハ２の表面２ａ側及び裏面２ｂ側に表側ヒータ群７及び裏側ヒータ群８をそれぞれ配置し、表側ヒータ群７及び裏側ヒータ群８をそれぞれ、シリコンウェーハ２の表面２ａ及び裏面２ｂにそれぞれ対向する内周部７Ａ、８Ａと内周部７Ａ、８Ａの外側に配置された外周部７Ｂ、８Ｂとに区分し、各ヒータ７Ａ、７Ｂ、８Ａ、８Ｂでシリコンウェーハ２を加熱しながらシリコンウェーハ２の表面２ａにエピタキシャル膜を生成する際に、表側ヒータ群７の内周部７Ａの出力を外周部７Ｂの出力より大きくするとともに、裏側ヒータ群８の内周部８Ａの出力を外周部８Ｂの出力より小さくして、エピタキシャル膜を生成することを特徴とするエピタキシャル膜の製造方法を採用する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、エピタキシャル膜の製造方法に関するものであり、特に、ウェーハのＣＯＰ欠陥に伴ってエピタキシャル膜に生じるＣＯＰ痕跡を少なくすることが可能なエピタキシャル膜の製造方法に関する。

エピタキシャルウェーハは、シリコンウェーハ上でエピタキシャルシリコン膜をエピタキシャル成長させて得られるものであり、エピタキシャルシリコン膜中のドーパントの濃度を比較的自由に制御でき、しかも欠陥や転位のないエピタキシャルシリコン膜が得られるという利点がある。エピタキシャルシリコン膜は、シラン等のガス状の原料をシリコンウェーハ上で反応させる所謂気相成長法により形成されるので、原理的にはＣＯＰ欠陥が発生することが少ない。尚、ＣＯＰ（Crystal Originated Particle）欠陥とは、シリコンバルク中に存在する０．１〜０．３μｍ程度の微少空洞からなる欠陥である。

一方、エピタキシャルシリコン膜の基板となるシリコンウェーハは、一般的にＣＺ法により形成されるが、このシリコンウェーハにはＣＯＰ欠陥が存在する。ＣＯＰ欠陥がウェーハ表面に露出されるとピットになって現れる。このように表面上にＣＯＰ欠陥が現れたシリコンウェーハ上にエピタキシャルシリコン膜を形成すると、ＣＯＰ欠陥に対応したＣＯＰ痕跡がエピタキシャルシリコン膜に発生する場合がある。ＣＯＰ痕跡とは、ＣＯＰ欠陥に対応してエピタキシャル膜の表面に生じた微少のくぼみのことである。特にＣＯＰを完全欠陥の大きさが４μｍ未満のときにＣＯＰ痕跡が生じやすい。発生したＣＯＰ痕跡はデバイスの不良発生の原因となることから、ＣＯＰ痕跡の発生を極力防止することが望ましい。
特許文献１には、単結晶シリコンインゴットの切り出し角度を特定の範囲に設定することにより、ウェーハのＣＯＰ欠陥を低減する方法が開示されている。
特開２００２−２７３６４７号公報

しかし、特許文献１に記載の方法をエピタキシャルウェーハの製造に適用した場合であっても、ウェーハのＣＯＰ欠陥を完全に除去できるまでには至らず、エピタキシャルシリコン膜のＣＯＰ痕跡を無くすことは不可能であった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、ＣＯＰ痕跡の発生を防止することが可能なエピタキシャル膜の製造方法を提供することを特徴とする。

上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
本発明のエピタキシャル膜の製造方法は、シリコンウェーハを裏面側からサセプタで支持するとともに前記シリコンウェーハの表面側及び裏面側に表側ヒータ群及び裏側ヒータ群をそれぞれ配置し、前記表側ヒータ群及び前記裏側ヒータ群をそれぞれ、前記シリコンウェーハの表面及び裏面にそれぞれ対向する内周部と該内周部の外側に配置された外周部とに区分し、各ヒータで前記シリコンウェーハを加熱しながら前記シリコンウェーハの表面にエピタキシャル膜を生成する際に、前記表側ヒータ群の内周部の出力を外周部の出力より大きくするとともに、前記裏側ヒータ群の内周部の出力を外周部の出力より小さくして、エピタキシャル膜を生成することを特徴とする。
また本発明のエピタキシャル膜の製造方法においては、前記表側ヒータ群及び前記裏側ヒータ群の全体出力に対する前記裏側ヒータ群の出力の比率を４６％〜６０％の範囲とし、前記表側ヒータ群の全体出力に対する前記表側ヒータ群の内周部の出力の比率を６０％〜９０％の範囲とし、前記裏側ヒータ群の全体出力に対する前記裏側ヒータ群の内周部の出力の比率を１４％〜２２％の範囲とすることが好ましい。
また本発明のエピタキシャル膜の製造方法においては、前記エピタキシャル膜を生成する際に、前記シリコンウェーハ表面の中央部分の温度を１０５０℃以上１１５０℃以下の範囲に設定することが好ましい。
また本発明のエピタキシャル膜の製造方法においては、前記シリコンウェーハが、シリコン単結晶インゴットから該シリコン単結晶インゴットの（１ ０ ０）面に対して傾斜角度を持たせて切り出されたものであって、その傾斜角度が、前記（１ ０ ０）面に対して［０ １ １］方向又は［０ −１ −１］方向に角度θ、並びに［０ １ −１］方向又は［０ −１ １］方向に角度φであって、角度θ及び角度φがそれぞれ、１０′＜θ≦２°、１０′＜φ＜３０′、または１０′＜φ≦２°、１０′＜θ＜３０′の範囲であることが好ましい。
なお、本明細書において、結晶方位を示す「−１」なる表記は、「１」の上にバーを付けたものを意味する。

上記のエピタキシャル膜の製造方法によれば、表側ヒータ群の内周部の出力を外周部の出力より大きくするとともに、裏側ヒータ群の内周部の出力を外周部の出力より小さくすることで、エピタキシャル膜におけるＣＯＰ痕跡の発生を抑制することができる。特に、各ヒータの出力を上記の範囲に設定することにより、エピタキシャル膜におけるＣＯＰ痕跡の発生をより効果的に抑制することができる。更に、シリコンウェーハ表面の中央部分の温度を上記の範囲に設定することにより、ＣＯＰ痕跡を大幅に低減させることができる。
また上記のエピタキシャル膜の製造方法によれば、シリコンウェーハを切り出す際の傾斜角度を上記の範囲に設定することで、ウェーハ自体のＣＯＰ欠陥を少なくすることができ、このようなウェーハに対してエピタキシャル膜の形成を行うことで、エピタキシャル膜のＣＯＰ痕跡をより低減させることができる。

以上説明したように、本発明によれば、ＣＯＰ痕跡の発生を防止することが可能なエピタキシャル膜の製造法を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１には本実施形態のエピタキシャル膜の製造方法に好適に用いられるエピタキシャル膜製造装置（以下、製造装置と表記する場合がある）の一例を示す。
図１に示す製造装置１は、シリコンウェーハ２（以下、ウェーハ２と表記する場合がある）の裏面２ｂをサセプタ３によってほぼ水平に支持する枚葉式のエピタキシャル膜製造装置１である。このエピタキシャル膜製造装置１は、上側ドーム４及び下側ドーム５により形成される成膜室６と、この成膜室６の内部に配置された円板状のサセプタ３と、成膜室６の上側、すなわちシリコンウェーハ２の表面２ａ側に配置された表側ヒータ群７と、成膜室６の下側、すなわちシリコンウェーハ２の裏面２ｂ側に配置された裏側ヒータ群８とを具備して概略構成されている。

円板状のサセプタ３は、回転軸３ａによって回転自在に支持されている。また、回転軸３ａには放射方向に延びる支持アーム３ｂが取り付けられ、この支持アーム３ｂの先端には支持ピン３ｃが取り付けられ、支持ピン３ｃがサセプタ３の外縁部３ｄに接合されている。また回転軸３ａには、リフトアーム３ｅが取り付けられている。リフトアーム３ｅは、貫通孔３ｆ_１を有する円菅状の本体部３ｆと、本体部３ｆの一端部から放射方向に沿って延びるアーム部３ｇとから構成されている。本体部３ｆの貫通孔３ｆ_１に回転軸３ａが挿入されており、回転軸３ａの軸方向に沿ってリフトアーム３ｅが可動自在とされている。一方、サセプタ３にはウェーハ２を支持するための可動ピン３ｈが取り付けられている。支持アーム３ｂには通孔３ｉが設けられるとともにサセプタ３には貫通孔３ｊが設けられ、可動ピン３ｈがこれら通孔３ｉと貫通孔３ｊとを貫通している。また、可動ピン３ｈの真下にはリフトアーム３ｅのアーム部３ｇの先端が配置され、リフトアーム３ｅが上下することに連動して可動ピン３ｈも上下するように構成されている。

次に、成膜室６を構成する上側ドーム４及び下側ドーム５はドーム支持部材９によって支持固定されている。上側ドーム４及び下側ドーム５は石英等の透明な部材からなり、成膜室６の外側に配置された表側ヒータ群７及び裏側ヒータ群８によってサセプタ３及びウェーハ２が加熱されるようになっている。またドーム支持部材９にはガス流入口９ａ及びガス流出口９ｂが設けられており、シラン等の反応ガスを成膜室６内部に流通させるようになっている。また、成膜室６の外側には図示しない放射温度計が設置されており、ウェーハ表面２ａの中央部の温度を計測できるようになっている。

次に図１に示すように、表側ヒータ群７は複数のヒータ７ａが規則的に配列されて構成されている。また、表側ヒータ群７は、シリコンウェーハ２の表面２ａに対向する内周部ヒータ７Ａ（内周部）と、内周部ヒータ７Ａの外側に位置する外周部ヒータ７Ｂ（外周部）とに区分される。ここで内周部ヒータ７Ａとは、表側ヒータ群７のうち、ウェーハ２の表面２ａの直上に位置するヒータを指す。内周部ヒータ７Ａの数は１以上であることが望ましい。また外周部ヒータ７Ｂとは、内周部ヒータ７Ａの外側に位置する複数のヒータを指し、これら外周部ヒータ７Ｂが内周部ヒータ７Ａを取り囲んで配置されていることが好ましい。内周部ヒータ７Ａは主にウェーハ表面２ａのほぼ全面を加熱し、外周部ヒータ７Ｂはウェーハ表面２ａの外縁部分を加熱する。

次に図１に示すように、裏側ヒータ群８は、表側ヒータ群７と同様に、複数のヒータ８ａが規則的に配列されて構成されている。また、裏側ヒータ群８は、シリコンウェーハ２の裏面２ｂの対向位置に位置する内周部ヒータ８Ａ（内周部）と、内周部ヒータ８Ａの外側に位置する外周部ヒータ８Ｂ（外周部）とに区分される。内周部ヒータ８Ａとは、裏側ヒータ群８のうち、ウェーハ２の裏面２ｂの直下に位置するヒータを指す。内周部ヒータ８Ａの数は１以上であることが望ましい。また外周部ヒータ８Ｂとは、内周部ヒータ８Ａの外側に位置する複数のヒータを指し、これら外周部ヒータ８Ｂが内周部ヒータ８Ａを取り囲んで配置されていることが好ましい。内周部ヒータ８Ａはサセプタ３を介して主にウェーハ裏面２ｂのほぼ全面を加熱し、外周部ヒータ８Ｂはサセプタ３を介してウェーハ裏面２ｂの外縁部分を加熱する。

表側ヒータ群７及び裏側ヒータ群８を構成するヒータ７ａ、８ａには、例えばハロゲンヒータ等のランプヒータ、赤外線ヒータ等を用いることができる。各ヒータは、一定の出力で動作するものでもよく、出力が可変のものであってもよい。また各ヒータ７ａ、８ａ毎の出力値は全て同じでも良く、異なっていても良い。また各ヒータ７ａ、８ａは図示略の制御手段に接続されており、制御手段によってヒータ７ａ、８ａ毎にオンオフさせたり、ヒータ７ａ、８ａ毎に出力を変更できるようになっている。

次に、本実施形態のエピタキシャル膜の製造方法を説明する。
まず、エピタキシャル膜を製造する際に用いるシリコンウェーハ２について説明する。本実施形態において好適に用いられるシリコンウェーハ２は、シリコン単結晶インゴットの（１ ０ ０）面に対して傾斜角度を持たせて切り出されたものである。その傾斜角度は、前記（１ ０ ０）面に対して［０ １ １］方向又は［０ −１ −１］方向に角度θ、並びに［０ １ −１］方向又は［０ −１ １］方向に角度φであって、角度θ及び角度φがそれぞれ、１０′＜θ≦２°、１０′＜φ＜３０′、または１０′＜φ≦２°、１０′＜θ＜３０′の範囲であることが好ましい。

上記の傾斜角度θ、φについて更に詳細に説明すると、ウェーハの（１ ０ ０）面において、ウェーハ中心を通って結晶方向［０ １ １］、［０ −１ −１］、［０ １ −１］、［０ −１ １］があり、（１ ０ ０）面法線とウェーハ表面２ａの面法線とのなす角度で、［０ １ １］又は［０ −１ −１］方向の角度成分を角度θ、［０ １ −１］又は［０ −１ １］方向の角度成分を角度φと定義する。
図２は、この発明で規定する傾斜角度θおよびφの範囲を示すグラフであり、横軸は傾斜角度φ、すなわち［０ １ １］方向又は［０ −１ −１］方向の角度成分、縦軸は傾斜角度θ、すなわち［０ １ −１］方向又は［０ −１ １］方向の角度成分を表す。本実施形態のシリコンウェーハは、上記の傾斜角度θおよびφを、１０′＜θ≦２°、１０′＜φ＜３０′、または、１０′＜φ≦２°、１０′＜θ＜３０′の範囲とするもので、かかる角度の数値限定範囲はおよそ図２の４つのＬ字型の枠内に相当する。

図２の４つのＬ字型の外側で横軸、縦軸に近い側の十字型の領域では、ティアドロップが低減されているが、割れ、欠け、クラック、チップ等の欠陥が発生しやすく、また、Ｌ字型の内側に囲まれる矩形の領域では、マイクロラフネスが良好となるが、ティアドロップが低減できない。ところが、４つのＬ字型の枠内の領域では、割れ、欠け、クラック、チップ等の欠陥の発生が少なく、かつティアドロップとともにマイクロラフネスを低減して、すぐれたエピタキシャルウェーハが得られる効果がある。

従って、シリコン単結晶インゴットを例えばワイヤーソーを用いてスライシングする際、シリコン単結晶インゴットの壁開方向とワイヤーの送り方向並びにインゴットの送り方向とを若干ずらして一致させることなく、インゴットをスライスすることにより、割れ、クラック、チップ、ダメージが発生し難く不良発生率が抑制されると共に、エピタキシャル成長時のＣＯＰ痕跡を低減し、かつエピタキシャル成長面のマイクロラフネスを低減させて平滑な表面２ａを得ることが可能になる。

次に、上記のようにして切り出されたウェーハ２を、図１に示すエピタキシャル膜製造装置１に導入し、エピタキシャル膜の製造を開始する。まず、水素雰囲気下でシリコンウェーハ２をサセプタ３上に載置する。次に、成膜室６内を所定のエッチング温度まで加熱してウェーハ２の表面２ａを水素ベークする。次に、塩化水素ガスを供給してウェーハ２の表面２ａをエッチングし、パーティクル等を除去する。次に成膜室６内の温度を所定の成長温度に設定し、シラン等の反応ガスを導入してエピタキシャル膜を成長させる。エピタキシャル成長後、成膜室６内を降温する。次に、成膜室６から処理済のウェーハを取り出し、成膜室６内部に塩化水素ガスを供給して成膜室６の内壁面に付着したシリコンの堆積物をエッチングして除去する。このようにして一連の処理が終了したなら、別のウェーハを成膜室６内部に設置してエピタキシャル成長処理を続行する。

エピタキシャル膜を成長させる際には、表側ヒータ群７の内周部ヒータ７Ａの出力を外周部ヒータ７Ｂの出力より大きくするとともに、裏側ヒータ群８の内周部ヒータ８Ａの出力を外周部ヒータ８Ｂの出力より小さくすることが好ましい。具体的には、表側ヒータ群７及び裏側ヒータ群８の全体出力に対する表側ヒータ群７の出力の比率を４６％〜６０％の範囲とし、表側ヒータ群７の全体出力に対する表側ヒータ群７の内周部ヒータ７Ａの出力の比率を６０％〜９０％の範囲とし、裏側ヒータ群８の全体出力に対する裏側ヒータ群８の内周部ヒータ８Ａの出力の比率を１４％〜２２％の範囲とすることが好ましい。また、シリコンウェーハ表面２ａの中央部分の温度を１０５０℃以上１１５０℃以下の範囲になるように表側ヒータ群７及び裏側ヒータ群８の出力を設定することが好ましい。

より好ましくは、表側ヒータ群７及び裏側ヒータ群８の全体出力に対する裏側ヒータ群８の出力の比率を５６％〜６０％の範囲とし、表側ヒータ群７の全体出力に対する表側ヒータ群７の内周部ヒータ７Ａの出力の比率を６６％〜７４％の範囲とし、裏側ヒータ群８の全体出力に対する裏側ヒータ群８の内周部ヒータ８Ａの出力の比率を１６％〜１８％の範囲とすることが好ましい。また、シリコンウェーハ表面２ａの中央部分の温度を１１００℃以上１１３０℃以下の範囲になるように表側ヒータ群７及び裏側ヒータ群８の出力を設定することが好ましい。

また内周部ヒータまたは外周部ヒータの出力を調整する具体的な手段としては、例えば、図示しない制御手段によって外周部ヒータ及び内周部ヒータの出力を目的とする出力比率となるように調整しても良い。また、外周部ヒータを全て作動させる一方、内周部ヒータの一部を作動させないことで調整しても良い。またあらかじめ、内周部ヒータを構成する個々のヒータの出力の設計値を、外周部ヒータを構成する個々のヒータの出力の設計値よりも小さくしておき、こうした全てのヒータを作動させることで調整しても良い。

表側ヒータ群７の内周部ヒータ７Ａの出力を外周部ヒータ７Ｂの出力より大きくするとともに、裏側ヒータ群８の内周部ヒータ８Ａの出力を外周部ヒータ８Ｂの出力より小さくすることで、エピタキシャル膜におけるＣＯＰ痕跡の発生を抑制することが可能になる。特に、各ヒータの出力を上記の範囲に設定することにより、エピタキシャル膜におけるＣＯＰ痕跡の発生をより効果的に抑制することができる。更に、シリコンウェーハ表面２ａの中央部分の温度を上記の範囲に設定することにより、ＣＯＰ痕跡を大幅に低減させることが可能になる。

ＣＺ法により＜１ ０ ０＞方向に引き上げて形成した直径３００ｍｍの単結晶シリコンインゴットを用意し、このインゴットをワイヤーソー装置を用いてスライシングした。スライシングの際には、シリコンの（１ ０ ０）面に対して傾斜角度を持たせて切り出し、そのときの傾斜角度をθ＝０．２１°、φ＝０．３５°に調整した。スライシング後、ラッピング、エッチングおよびポリッシングを行って表面を鏡面状態とした。このようにしてシリコンウェーハを製造した。

次に、得られたシリコンウェーハを図１に示すエピタキシャル膜製造装置に導入し、エピタキシャル膜の製造を行った。まず、水素雰囲気下でシリコンウェーハをサセプタ上に載置し、成膜室内を１１１０〜１１５０℃°のエッチング温度まで加熱してウェーハの表面を水素ベークした。次に、表側ヒータ群及び裏側ヒータ群を作動させて成膜室内のシリコンウェーハを加熱し、更にトリクロロシランを導入してエピタキシャル膜を成長させた。エピタキシャル成長後、成膜室内を室温まで降温し、成膜室から処理済のウェーハを取り出した。

エピタキシャル膜を成長させる際の表側ヒータ群及び裏側ヒータ群の出力については、表側ヒータ群及び裏側ヒータ群の全体出力に対する裏側ヒータ群の出力の比率を５８％とし、表側ヒータ群の全体出力に対する表側ヒータの内周部ヒータの出力の比率を６２％とし、裏側ヒータ群の全体出力に対する裏側ヒータ群の内周部ヒータの出力の比率を１５％の範囲とし、シリコンウェーハ表面の中央部分の温度を１１１０℃〜１１５０℃に設定した。

得られたエピタキシャル膜について、表面に生じたＣＯＰ痕跡の数をパーティクルカウンター（ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ ＳＰ１）により測定した。結果を表１及び図３ないし図６に示す。図３には表１における試料１のウェーハのＣＯＰ痕跡の分布を示し、図４には試料２のＣＯＰ痕跡の分布を示し、図５には試料３のＣＯＰ痕跡の分布を示し、図６には試料４のＣＯＰ痕跡の分布を示す。図３〜図６において、バツ印がＣＯＰ痕跡の発生箇所である。

表１および図３ないし図６に示すように、エッチング温度及び成長温度（ウェーハ中央部分の温度）が低いほど、ＣＯＰ痕跡が少なくなることがわかる。またＣＯＰ痕跡はウェーハの中央部分に集中して発生し、外周部分ではＣＯＰ痕跡が少なくなっていることがわかる。

次に、エッチング温度及び成長温度を１１３０℃に固定した上で、出力比率を変更してエピタキシャル膜を成長させ、ＣＯＰ痕跡の数及び分布状況を調べた。
具体的には、上記と同じシリコンウェーハを用意し、これを図１に示すエピタキシャル膜製造装置に導入してエピタキシャル膜の製造を行った。すなわち、水素雰囲気下でシリコンウェーハをサセプタ上に載置し、成膜室内を１１３０℃°のエッチング温度まで加熱してウェーハの表面を水素ベークした。次に、表側ヒータ群及び裏側ヒータ群を作動させて成膜室内のシリコンウェーハを加熱し、更にトリクロロシランを導入してエピタキシャル膜を成長させた。エピタキシャル成長後、成膜室内を室温まで降温し、成膜室から処理済のウェーハを取り出した。

エピタキシャル膜を成長させる際の表側ヒータ群及び裏側ヒータ群の出力については、表側ヒータ群及び裏側ヒータ群の全体出力に対する裏側ヒータ群の出力の比率を５８〜６２％とし、表側ヒータ群の全体出力に対する表側ヒータ群の内周部ヒータの出力の比率を６２〜７４％とし、裏側ヒータ群の全体出力に対する裏側ヒータ群の内周部ヒータの出力の比率を１５〜１８％の範囲とし、シリコンウェーハ表面の中央部分の温度を１１３０℃に設定した。

得られたエピタキシャル膜について、表面に生じたＣＯＰ痕跡の数を表１の場合と同様にして測定した。結果を表２及び図７ないし図１２に示す。図７〜１２にはそれぞれ、表２における試料５〜試料１０のウェーハのＣＯＰ痕跡の分布を示す。図７〜図１２において、バツ印がＣＯＰ痕跡の発生箇所である。

表２及び図７ないし図１０の試料５〜８に示すように、裏側ヒータ群の出力を固定した状態で、表側及び裏側ヒータ群の各内周部ヒータの出力を徐々に高くすると、ＣＯＰ痕跡が次第に減少していることがわかる。図７ないし図１０に示す分布をみると、ウェーハの外周側のＣＯＰ痕跡が減少しているように見える。このように、表側及び裏側ヒータ群の各内周部ヒータの出力を６０〜９０％及び１４〜２２％の範囲に設定することにより、ＣＯＰ痕跡を少なくできることがわかる。
次に、表２及び図１１および図１２の試料９〜１０に示すように、表側及び裏側ヒータ群の内周部の出力を固定した状態で、裏側ヒータ群全体の出力を高くすると、ＣＯＰ痕跡が僅かに減少していることがわかる。このように、表側及び裏側ヒータ群における裏側ヒータ群の出力比率を４６〜６０％の範囲に設定することにより、ＣＯＰ痕跡を少なくできることがわかる。

次に、エッチング温度及び成長温度を１１３０℃に固定するとともに出力比率を固定した上で、シリコンウェーハの切り出し傾斜角度θ及びφを変更してエピタキシャル膜を成長させ、ＣＯＰ痕跡の数及び分布状況を調べた。
具体的には、傾斜角度θ及びφを変更したシリコンウェーハを用意し、これを図１に示すエピタキシャル膜製造装置に導入してエピタキシャル膜の製造を行った。すなわち、水素雰囲気下でシリコンウェーハをサセプタ上に載置し、成膜室内を１１３０℃°のエッチング温度まで加熱してウェーハの表面を水素ベークした。次に、表側ヒータ群及び裏側ヒータ群を作動させて成膜室内のシリコンウェーハを加熱し、更にトリクロロシランを導入してエピタキシャル膜を成長させた。エピタキシャル成長後、成膜室内を室温まで降温し、成膜室から処理済のウェーハを取り出した。

エピタキシャル膜を成長させる際の表側ヒータ群及び裏側ヒータ群の出力については、表側ヒータ群及び裏側ヒータ群の全体出力に対する裏側ヒータ群の出力の比率を５８％とし、表側ヒータ群の全体出力に対する表側ヒータ群の内周部ヒータの出力の比率を６２％とし、裏側ヒータ群の全体出力に対する裏側ヒータ群の内周部ヒータの出力の比率を１５％の範囲とし、シリコンウェーハ表面の中央部分の温度を１１３０℃に設定した。

得られたエピタキシャル膜について、表面に生じたＣＯＰ痕跡の数を表１の場合と同様にして測定した。結果を表３に示す。

表３に示すように、角度θ及び角度φがそれぞれ、１０′＜θ≦２°、１０′＜φ＜３０′、または１０′＜φ≦２°、１０′＜θ＜３０′の範囲にある場合に、ＣＯＰ痕跡が少なくなることがわかる。

図１は本発明の実施形態のエピタキシャル膜の製造方法に好適に用いられるエピタキシャル膜製造装置の一例を示す断面図。 図２は傾斜角度θ及び傾斜角度φの範囲を示すグラフ。 図３は試験例１のエピタキシャル膜のＣＯＰ痕跡の分布を示す分布図。 図４は試験例２のエピタキシャル膜のＣＯＰ痕跡の分布を示す分布図。 図５は試験例３のエピタキシャル膜のＣＯＰ痕跡の分布を示す分布図。 図６は試験例４のエピタキシャル膜のＣＯＰ痕跡の分布を示す分布図。 図７は試験例５のエピタキシャル膜のＣＯＰ痕跡の分布を示す分布図。 図８は試験例６のエピタキシャル膜のＣＯＰ痕跡の分布を示す分布図。 図９は試験例７のエピタキシャル膜のＣＯＰ痕跡の分布を示す分布図。 図１０は試験例８のエピタキシャル膜のＣＯＰ痕跡の分布を示す分布図。 図１１は試験例９のエピタキシャル膜のＣＯＰ痕跡の分布を示す分布図。 図１２は試験例１０のエピタキシャル膜のＣＯＰ痕跡の分布を示す分布図。

符号の説明

１…エピタキシャル膜製造装置、２…シリコンウェーハ、２ａ…表面、２ｂ…裏面、３…サセプタ、４…上側ドーム、５…下側ドーム、６…成膜室、７…表側ヒータ群、７Ａ…内周部ヒータ（内周部）、７Ｂ…外周部ヒータ（外周部）、８…裏側ヒータ群、８Ａ…内周部ヒータ（内周部）、８Ｂ…外周部ヒータ（外周部）

Claims (4)

1. シリコンウェーハを裏面側からサセプタで支持するとともに前記シリコンウェーハの表面側及び裏面側に表側ヒータ群及び裏側ヒータ群をそれぞれ配置し、前記表側ヒータ群及び前記裏側ヒータ群をそれぞれ、前記シリコンウェーハの表面及び裏面にそれぞれ対向する内周部と該内周部の外側に配置された外周部とに区分し、各ヒータで前記シリコンウェーハを加熱しながら前記シリコンウェーハの表面にエピタキシャル膜を生成する際に、
   前記表側ヒータ群の内側部の出力を外側部の出力より大きくするとともに、前記裏側ヒータ群の内側部の出力を外側部の出力より小さくして、エピタキシャル膜を生成することを特徴とするエピタキシャル膜の製造方法。
2. 前記表側ヒータ群及び前記裏側ヒータ群の全体出力に対する前記裏側ヒータ群の出力の比率を４６％〜６０％の範囲とし、
   前記表側ヒータ群の全体出力に対する前記表側ヒータ群の内周部の出力の比率を６０％〜９０％の範囲とし、
   前記裏側ヒータ群の全体出力に対する前記裏側ヒータ群の内周部の出力の比率を１４％〜２２％の範囲とすることを特徴とする請求項１に記載のエピタキシャル膜の製造方法。
3. 前記エピタキシャル膜を生成する際に、前記シリコンウェーハ表面の中央部分の温度を１０５０℃以上１１５０℃以下の範囲に設定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエピタキシャル膜の製造方法。
4. 前記シリコンウェーハは、シリコン単結晶インゴットから該シリコン単結晶インゴットの（１ ０ ０）面に対して傾斜角度を持たせて切り出されたものであって、その傾斜角度が、前記（１ ０ ０）面に対して［０ １ １］方向又は［０ −１ −１］方向に角度θ、並びに［０ １ −１］方向又は［０ −１ １］方向に角度φであって、角度θ及び角度φがそれぞれ、１０′＜θ≦２°、１０′＜φ＜３０′、または１０′＜φ≦２°、１０′＜θ＜３０′の範囲であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のエピタキシャル膜の製造方法。
   
   

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