JP2013149753A - 気相成長装置の清浄度評価方法及びシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】気相成長装置の清浄度を評価する方法であって、前記気相成長装置を用いて、シリコン基板上にエピタキシャル層を気相成長させてモニター用のシリコンエピタキシャルウェーハを作製し、前記モニター用のシリコンエピタキシャルウェーハの不純物濃度を分析し、該分析した不純物濃度が、Fe濃度が4×109atoms/cm3以下、Ni濃度が1.2×1010atoms/cm3以下、Mo濃度が1×109atoms/cm3以下である場合に、前記気相成長装置を清浄と評価する気相成長装置の清浄度評価方法。
【選択図】図1
Description
まず、気相成長装置を用いて、固体撮像素子向けシリコンエピタキシャルウェーハを作製した。そのウェーハから小片を切り出し、その小片をフッ酸と硝酸の混酸による蒸気で気相分解し、分解残渣中の金属不純物をICP−MSにて分析した。そして、このように分析したシリコンエピタキシャルウェーハ中の金属不純物とデバイス異常(白キズ)発生との関係を調査したところ、Fe,Ni,Mo濃度と白キズ発生数との間に相関があることを見出し、以下のような本発明を完成させた。
図1に示す気相成長装置10のチャンバー(反応容器)12は、チャンバーベース11と、チャンバーベース11を上下から挟む透明石英部材13、14とから形成される。このチャンバー12内には、シリコン基板Wを上面のウェーハ載置面19で支持するサセプタ17が配設されている。このサセプタ17には貫通孔16が設けられ、この貫通孔16を通って上下動することでシリコン基板Wを支持するウェーハリフトピン15が配置されている。
また、チャンバー12のガス導入管20が接続された側の反対側には、チャンバー12内からガスを排出するガス排出管21が接続されている。
分析方法としては、例えば、ウェーハから小片を切り出し、その小片をフッ酸と硝酸の混酸による蒸気で気相分解し、分解残渣中の金属不純物をICP−MSにて分析することが好ましい。このような処理を行って分析することで、高感度な化学分析を実施でき、Fe濃度4×109atoms/cm3以下、Ni濃度1.2×1010atoms/cm3以下、Mo濃度1×109atoms/cm3以下まで分析可能である。
このような本発明により清浄と評価した気相成長装置を、シリコンエピタキシャルウェーハの製造に用いることで、白キズ等のデバイス特性異常の発生が十分に抑制される高品質のシリコンエピタキシャルウェーハを確実に製造することができる。
これにより、白キズ等のデバイス特性異常の発生が十分に抑制され、デバイス歩留まりを向上させることができるシリコンエピタキシャルウェーハを確実に製造することができる。なお、成長条件等は特に限定されず、例えば上記評価の際の成長条件と同様に設定することができる。
このようにチャンバー内に露出し、気相成長ガスに接触する金属露出部分を保護膜で覆うことで清浄度を向上させ、エピタキシャル層にFe、Ni、Moが取り込まれることを抑制できるため、効率的に、本発明の評価により清浄とされる気相成長装置にすることができる。
または、複数枚のウェーハに同時に気相成長を行うバッチ式の気相成長装置を用いる場合には、気相成長を行ったシリコンエピタキシャルウェーハの内一枚をモニター用のシリコンエピタキシャルウェーハとして、それが本発明の評価により清浄とされれば、一緒に気相成長を行った他のシリコンエピタキシャルウェーハを選別することができ、これを製品として出荷できる。
(実施例、比較例)
N型シリコン基板(リンドープ、抵抗率10Ωcm)上に気相成長装置にて、6μm厚のN型エピタキシャル層を成長させて、シリコンエピタキシャルウェーハを作製した。用いた気相成長装置は、チャンバー、サセプタ、ガス導入管、ガス排出管において、露出した金属部分を石英の保護膜で覆ったものとした。
各サンプルの1枚は固体撮像素子デバイスの特性評価のため、デバイスメーカーにて評価してもらった。各サンプルの残りの1枚はモニター用シリコンエピタキシャルウェーハとして、それぞれのウェーハの周辺部(ノッチ部)から10mm×20mmのサイズで化学分析評価用のシリコンチップを切り出して分析を行った。
13、14…透明石英部材、 15…ウェーハリフトピン、16…貫通孔、
17…サセプタ、 18…ウェーハ回転機構、 19…ウェーハ載置面、
20…ガス導入管、 21…ガス排出管、 W…シリコン基板。
Claims (2)
- 気相成長装置の清浄度を評価する方法であって、
前記気相成長装置を用いて、シリコン基板上にエピタキシャル層を気相成長させてモニター用のシリコンエピタキシャルウェーハを作製し、
前記モニター用のシリコンエピタキシャルウェーハの不純物濃度を分析し、
該分析した不純物濃度が、Fe濃度が4×109atoms/cm3以下、Ni濃度が1.2×1010atoms/cm3以下、Mo濃度が1×109atoms/cm3以下である場合に、前記気相成長装置を清浄と評価することを特徴とする気相成長装置の清浄度評価方法。 - 請求項1に記載の気相成長装置の清浄度評価方法により清浄と評価された気相成長装置を用いて、シリコンエピタキシャルウェーハを製造することを特徴とするシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法。
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