JP3595681B2 - Manufacturing method of epitaxial wafer - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体製造に用いられるエピタキシャルウェーハの製造方法に関し、特にシリコンのエピタキシャル層表面にシリコン酸化膜を形成するエピタキシャルウェーハの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体集積回路の微細化度と高集積度の飛躍的な向上に伴い、サブクォーターミクロン・ルールの加工が行われる近年の半導体基板の表面については、０．１μｍ程度の大きさの微粒子の数を１００個／ｃｍ２ 以下に抑え、また原子オーダの平坦度を有することが要求されている。
【０００３】
従来、微粒子の数を抑制するための半導体ウェーハの洗浄方法としては、１９７０年代に提案されたいわゆるＲＣＡ洗浄法が改良を重ねながら広く用いられている。ＲＣＡ洗浄とは、アルカリ溶液中におけるシリコン等の微粒子とウェーハとの間の静電気的反発を利用して微粒子を除去するアンモニア−過酸化水素水混合溶液による洗浄（ＳＣ１洗浄）、金属をイオン化して除去する塩酸−過酸化水素水混合溶液による洗浄（ＳＣ２洗浄）、シリコン表面の自然酸化膜を除去する希フッ酸洗浄（ＤＨＦ洗浄）を目的に応じて組み合わせる方法である。これに、さらに必要に応じて金属および有機物を除去するための硫酸−過酸化水素水混合溶液による洗浄が組み合わせられることもある。
【０００４】
ところで今後の半導体ウェーハとしては、鏡面研磨されたシリコン単結晶基板の表面に同じくシリコン単結晶薄膜を気相成長させたシリコンエピタキシャルウェーハがますます利用されるようになるものと予想される。これは、微細化によって取扱い電荷量の低減した近年の半導体デバイスにとって、ウェーハ表面近傍の微小欠陥がデバイス特性に致命的な影響を与えるおそれが今まで以上に大きくなるのに対し、融液から引き上げられたシリコン単結晶インゴットをスライス、研磨して製造される鏡面研磨ウェーハでは結晶に起因するかかる微小欠陥を低減することが困難となっているからである。
【０００５】
図４に一般的なエピタキシャルウェーハのプロセスフローを示す。
まず、ステップＳ１１で鏡面研磨されたシリコン単結晶基板Ｓを気相成長装置の反応室内に搬入する。次にステップＳ１２において、上記反応室内でエピタキシャル層Ｅを成長させる。
次にステップＳ１３において、完成したエピタキシャルウェーハＥＰＷを反応室外に搬出する。搬出されたエピタキシャルウェーハＥＰＷは、続くステップＳ１４にて膜厚測定、平坦度測定等の特性値測定に供され、さらにステップＳ１５で外観検査を受ける。
上記外観検査に合格したエピタキシャルウェーハＥＰＷは、続くステップＳ１６にて洗浄される。このときの洗浄は一般に、微粒子を除去するためのＳＣ１洗浄、および金属を除去するためのＳＣ２洗浄により行われる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記ステップＳ１３において反応室から搬出されたばかりのエピタキシャルウェーハＥＰＷのシリコンエピタキシャル層Ｅの表面は極めて活性が高いので、クリーンルーム内に金（Ａｕ）や銅（Ｃｕ）等の金属微粒子Ｍが浮遊していると、各種の測定や検査を経る間に該金属微粒子Ｍが該表面に直に付着する可能性が高い。金属微粒子Ｍがシリコンエピタキシャル層Ｅの表面に直に付着しているか否かは、たとえばＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）を用いて観察することができる。この付着の可能性は、エピタキシャルウェーハＥＰＷをクリーンルーム内の雰囲気に曝す時間が長くなるほど大きくなる。
そして、このようにシリコンエピタキシャル層Ｅの表面に直に金属微粒子Ｍが付着した状態で上記ステップＳ１６においてＳＣ１＋ＳＣ２洗浄を行うと、シリコンエピタキシャル層Ｅの表面に多数のピットＰが形成されてしまうことがわかった。
【０００７】
したがって、シリコンエピタキシャル層Ｅの表面へ金属微粒子Ｍを付着させないための何らかの対策が望まれる。
本発明は、この課題に対して有効な対策となり得るエピタキシャルウェーハの製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のエピタキシャルウェーハの製造方法は、シリコン単結晶基板上にシリコンエピタキシャル層を気相成長させてエピタキシャルウェーハを得た直後に、他の工程を経ることなく、このシリコンエピタキシャル層の表面に化学的シリコン酸化膜を形成していわゆるパッシベーション（ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ）を行うことにより、金属微粒子がシリコンエピタキシャル層の表面に直に付着することを防止し、しかる後にこのエピタキシャルウェーハを次工程へ送るようにすることで、上述の目的を達成しようとするものである。
なお、本発明で述べるところの化学的シリコン酸化膜とは、自然酸化膜と異なり、化学反応を用いて人為的に形成されたものである。
また、本発明が想定する次工程とは、典型的には膜厚測定、平坦度測定、外観検査等のように、従来プロセスにおいて気相成長後に最初に行われている工程である。
【０００９】
上記の化学的シリコン酸化膜は、たとえばシリコンエピタキシャル層を酸化剤を含む溶液に接触させて形成することができる。この溶液としては、アンモニア−過酸化水素水混合溶液（いわゆるＳＣ１洗浄液）あるいはオゾン添加水を用いることが好適である。
【００１０】
かかる本発明のエピタキシャルウェーハの製造方法を実際に行うための半導体製造装置としては、シリコン単結晶基板上にエピタキシャル層を気相成長させるための反応室と、オゾンガスの供給手段に連結され、オゾンガスを用いて前記エピタキシャル層の表面に化学的シリコン酸化膜を形成してパッシベーション処理を行うための後処理室と、これら両室を相互に接続し、シリコンエピタキシャルウェーハの移送手段を備えた搬送路とを有するものが好適である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
シリコンエピタキシャル層を気相成長させた直後、その表面に薄い化学的シリコン酸化膜を形成しておくと、次工程中あるいは次工程に至るまでの間、金属微粒子が浮遊するクリーンルーム内にエピタキシャルウェーハが長時間放置されても、該金属微粒子がシリコンエピタキシャル層の表面に直に付着しなくなる。したがって、後にＳＣ１洗浄を行ってもピットが形成されなくなる。
実際、半導体製造現場では各工程の所要時間が異なるために、ウェーハによっては次工程に搬入される前の待ち時間が非常に長くなる場合がある。本発明は、このような場合のエピタキシャルウェーハの金属汚染防止に極めて効果的である。
【００１２】
本発明では、上記化学的シリコン酸化膜の形成方法のひとつとして、ＳＣ１洗浄とオゾン（Ｏ３ ）添加水による洗浄（以下、Ｏ３ 水洗浄と称する。）を採用する。
ＳＣ１洗浄は一般に微粒子の除去を目的として行われるものであるが、本発明者らは、これをエピタキシャル層表面にパッシベーション膜である化学的シリコン酸化膜を形成する目的に利用すると極めて良好な結果が得られることを見出した。
【００１３】
Ｏ３ 水洗浄については、たとえば日経マイクロデバイス１９９７年３月号ｐ．９０〜９５（日経ＢＰ社刊）に詳述されている。この方法は本来、金属微粒子が既に付着してしまったシリコン基板を洗浄するために提案されたものである。すなわち、仮にＣｕやＡｕのような金属微粒子がシリコン表面と共存する系であっても、Ｏ３ の強力な酸化作用をもってすれば該金属微粒子よりも該シリコン表面から優先的に電子を引き抜くことができる。この結果、金属はイオン化状態で水中に安定に存在し続けることができるようになり、一方のシリコン表面は薄いシリコン酸化膜で覆われて上記金属イオンとの電子交換を断たれるので、シリコン表面への金属微粒子の再付着を防止することができるのである。
本発明はかかるＯ３ 水洗浄を、金属汚染が生ずる前のシリコンエピタキシャルウェーハに対して行い、効果的なパッシベーションを可能とするものである。
【００１４】
本発明のプロセスフローについて、図１を参照しながら説明する。
まずステップＳ１で鏡面研磨されたシリコン単結晶基板Ｓを気相成長装置の反応室に搬入する。次にステップＳ２において、上記反応室内でエピタキシャル層Ｅを気相成長させる。
次にステップＳ３において、完成したエピタキシャルウェーハＥＰＷを反応室外に搬出する。搬出されたエピタキシャルウェーハＥＰＷについては、直ちにＯ３ 水洗浄またはＳＣ１洗浄を行い、エピタキシャル層Ｅの表面に化学的シリコン酸化膜Ｃを形成する。
【００１５】
化学的シリコン酸化膜ＣでパッシベートされたエピタキシャルウェーハＥＰＷは、この後、ステップＳ５における膜厚測定および平坦度測定、ステップＳ６における外観検査を順次経るが、この間に金属微粒子Ｍが化学的シリコン酸化膜Ｃ上に付着する可能性がある。しかし、この金属微粒子Ｍの付着力は弱く、次のステップＳ７におけるＳＣ１＋ＳＣ２洗浄で除去されてしまう。つまり、従来のようにエピタキシャル層Ｅの上に直接に金属微粒子Ｍが接触していないので、該エピタキシャル層ＥにピットＰを発生させるおそれがないのである。
【００１６】
なお、Ｏ３ 水洗浄は有機付着物の除去も可能であり、有機物の分解によってＣＯ２ とＯ２ を発生する。つまり、Ｏ３ 水洗浄はこの１工程だけで金属微粒子と有機付着物の両方を除去することができるのである。
Ｏ３ 水洗浄にはこの他にも、従来のＲＣＡ洗浄のように酸やアルカリの薬液を大量に必要としないこと、リンス用の超純水の所要量が少ないこと、また薬液の所要量が少ないために発生蒸気も少なく、これによってクリーンルームの空調の負担を軽減できるというメリットもある。
【００１７】
Ｏ３ 添加水の調製方法としては、たとえば超純水の電気分解やＯ２ ガスの交流無声放電で発生させたＯ３ を気体透過膜あるいはバブリングを通じて超純水に導入する方法や、溶存酸素を含む超純水に紫外線照射を行って水中にＯ３ を直接的に生成させる方法がある。
なお、Ｏ３ 添加水には超音波振動を印加してもよい。この場合、その周波数は通常用いられる範囲で構わない。ただし、周波数によって除去可能な微粒子の大きさは異なる。おおよそ１００ｋＨｚ以下の比較的低い周波数領域では、溶液内部に発生するキャビテーション（ｃａｖｉｔａｔｉｏｎ＝微小な空洞）の働きにより直径１０μｍ以上の比較的大きな微粒子を剥離可能である。これに対し、おおよそ５００ｋＨｚ、あるいは１ＭＨｚ以上のいわゆるメガソニックと呼ばれる高い周波数領域では、溶液中の振動伝搬に伴って発生する衝撃波がエピタキシャルウェーハに衝突し、直径２μｍ以下の微小微粒子も除去することができる。
【００１８】
本発明においてシリコンエピタキシャル層の表面に形成される化学的シリコン酸化膜は、エピタキシャルウェーハの大気放置中に形成される自然酸化膜と異なり、膜厚が極めて均一、かつ薄く、さらに金属汚染なしに形成し得るものである。膜厚は０．３〜１ｎｍもあれば十分であり、化学的シリコン酸化膜の形成条件に応じて適宜選択すればよい。
たとえば、Ｏ３ 水洗浄において超純水を満たした洗浄槽内にエピタキシャルウェーハを縦置きし、該洗浄槽の底部の散気管からＯ３ を供給しながら化学的シリコン酸化膜を形成する場合には、ウェーハの下側から上側に向かって徐々に化学的シリコン酸化膜が成長されてゆく。このような場合にウェーハの全面が化学的シリコン酸化膜で被覆される時間は、液温、ウェーハ径、Ｏ３ 流量等の条件により異なり、これによってウェーハ全面が被覆された時点での化学的シリコン酸化膜の膜厚も異なることになる。
【００１９】
上述のような本発明のエピタキシャルウェーハの製造を可能とするための半導体製造装置は、気相成長装置の反応室とパッシベーションを行うための後処理室との間を、エピタキシャルウェーハが外部環境に曝されることなく移送されるように構成されていればよい。この移送を可能とするものが、反応室と後処理室とを清浄な雰囲気に保ちながら相互に接続し、ウェーハ移送手段を備える搬送路である。
図２に、かかる半導体製造装置の一構成例を示す。この構成では、向かって左側から搬送路３ｂ、エピタキシャル反応室（Ｅｐｉ）１、搬送路３ａ、後処理室（ＰｏｓｔＰ）２、搬送路３ｃがそれぞれゲートバルブ５を介してインライン配列されている。各搬送路３ｂ，３ａ，３ｃは各々ハンドラ４ｂ，４ａ，４ｃを備えており、隣接するチャンバ間でウェーハを移送できるようになされている。
【００２０】
上記後処理室（ＰｏｓｔＰ）２は、酸化剤を含む溶液としてＯ３ 添加水またはアンモニア−過酸化水素水混合溶液をエピタキシャル層の表面に供給する溶液供給手段を備えている。この後処理室（ＰｏｓｔＰ）２は、枚葉式、バッチ式のいずれの様式で処理を行うものであってもよい。枚葉式とする場合には、通常は回転式のウェーハステージと、溶液供給手段としてその上方に開口するノズルとが備えられ、該ウェーハステージ上に載置されたウェーハを回転させながら、その表面に該ノズルから必要な溶液を供給して後処理および洗浄を行う。バッチ式とする場合には、必要な薬液または溶液を満たした液槽中に、適当なキャリアに収容された複数枚のウェーハが一括して浸漬され、後処理および洗浄が行われる。
かかる装置構成によれば、図中向かって左側から鏡面研磨されたシリコン単結晶基板が搬入され、このウェーハ上にシリコンエピタキシャル層が形成され、続いて直ちにこの層の上に化学的シリコン酸化膜が形成され、搬出されるという一連の作業を、外部環境から遮断された清浄な雰囲気中で連続的に行うことができる。
【００２１】
図３には、本発明の半導体製造装置の他の構成例として、エピタキシャル反応室（Ｅｐｉ）１と後処理室（ＰｏｓｔＰ）２とをひとつの搬送路３ｄに接続した例を示す。この搬送路３ｄには鏡面研磨されたシリコン単結晶基板を搬入するためのロードロック室（ＬＬｉｎ）６ａと、シリコンエピタキシャル層の形成およびそのパッシベーションが終了した後のエピタキシャルウェーハを搬出するためのロードロック室（ＬＬｏｕｔ ）６ｂも、それぞれゲートバルブ５を介して接続されている。
この構成では、中央の搬送路３ｄに備えられたハンドラ４ｄを用いて、各チャンバ間でウェーハの移送が行われる。
【００２２】
前掲の図２および図３に示した装置構成において、後処理室（ＰｏｓｔＰ）２でＯ３ 水洗浄を行う場合、このＯ３ 水を供給する溶液供給手段に超音波振動の印加手段を設けることが一層効果的である。Ｏ３ 水洗浄を枚葉式で行う場合には、たとえばノズルの吐出端近傍に超音波振動子を内蔵させることができ、またバッチ式で行う場合には液槽の内部に超音波振動子を浸漬させておくことができる。
【００２３】
なお、上述の例では化学的シリコン酸化膜の形成をいずれもウェットプロセスで行う場合について説明したが、これをドライプロセスで行うことも可能である。たとえば、後処理室にＯ３ ガスを導入し、室外からたとえば石英等からなる透明窓を通して紫外線を照射し、生成した酸素活性種を用いてシリコンエピタキシャル層の表面を化学的に酸化することもできる。
ドライプロセスによれば、エピタキシャル反応室と後処理室とを一体化させ、これら両チャンバ間の搬送路を省略することも可能である。たとえば、シリコンエピタキシャル層成長用の原料ガス、パージガスとしてのＮ２ ガス、酸化性ガスとしてのＯ３ 等、必要なすべてのガスの供給手段を単一のチャンバに連結しておき、チャンバ内へ供給するガスの種類を順次切り換えるようにすれば、ウェーハを一ケ所に置いたままでエピタキシャル成長、チャンバ・クリーニング、化学的シリコン酸化膜形成をすべて連続的に行うことができる。
【００２４】
【実施例】
使用したエピタキシャルウェーハは、直径２００ｍｍのｐ＋ 型、主表面の軸方位〈１００〉のシリコン単結晶基板上に層厚１５μｍのｐ型のシリコンエピタキシャル層を形成したものである。
エピタキシャル成長条件は、一例として下記のとおりとした。
Ｈ２ アニール条件： １１３０℃，４５秒
エピタキシャル成長温度： １１３０℃
Ｈ２ 流量： ４０リットル／分
原料ガス（ＳｉＨＣｌ３ をＨ２ で希釈）流量： １２リットル／分
ドーパント（Ｂ２ Ｈ６ をＨ２ で希釈）流量： １００ｍｌ／分
ここでは、膜厚測定や平坦度測定などの次工程作業を行わず、気相成長装置からクラス１００のクリーンルーム内に取り出して５時間以内のものを気相成長直後のエピタキシャルウェーハとして取り扱うことにする。
【００２５】
実施例１
本実施例では、気相成長直後のエピタキシャルウェーハにＳＣ１洗浄とＳＣ２洗浄とを順次施し、クリーンルーム内に一定期間放置した後、再びＳＣ１洗浄とＳＣ２洗浄を行って、最終的にシリコンエピタキシャル層の主表面上に発生したピット数を調べた。
洗浄はすべて、ウェーハを２５枚収容可能なテトラフルオロエチレン製のキャリアを使用し、バッチ式で行った。
ＳＣ１洗浄に使用するアンモニア−過酸化水素水混合溶液は、２９重量％ＮＨ３ ：３０重量％Ｈ２ Ｏ２ ：Ｈ２ Ｏ＝１：１：５（体積比）の混合比率によるものである。洗浄温度は８０℃とした。
ＳＣ２洗浄に使用する塩酸−過酸化水素水混合溶液は、３０重量％ＨＣｌ：３０重量％Ｈ２ Ｏ２ ：Ｈ２ Ｏ＝１：１：５（体積比）の混合比率によるものである。洗浄温度は８０℃とした。
【００２６】
操作手順は下記のとおりとした。
（１）ＳＣ１洗浄（１回，３分間）
（２）超純水リンス（２回，各３分間）
（３）ＳＣ２洗浄（１回，３分間）
（４）超純水リンス（２回，各３分間）
（５）ＩＰＡ（イソプロパノール）乾燥（１回，１分間）
（６）エピタキシャルウェーハをキャリアに収容し、蓋をしないでクリーンルーム（クラス１０，０００）内に３日間放置
（７）超純水リンス（２回，各３分間）
（８）ＳＣ１洗浄（１回，３分間）
（９）超純水リンス（２回，各３分間）
（１０）ＳＣ２洗浄（１回，３分間）
（１１）超純水リンス（２回，各３分間）
（１２）ＩＰＡ（イソプロパノール）乾燥（１回，１分間）
上記（６）の工程において、エピタキシャルウェーハをクラス１０，０００のクリーンルームに３日間放置したのは、クリーンルーム内に浮遊する金や銅等の金属微粒子によりエピタキシャルウェーハを故意に汚染させるためである。
以上の手順を経たエピタキシャルウェーハの主表面を表面異物検査装置を用いて調べ、発生した直径０．１３μｍ以上のピットの数をカウントした。
結果を後述の表１に示す。
【００２７】
実施例２
ここでは、エピタキシャル成長直後のエピタキシャルウェーハにＯ３ 水洗浄を施し、実施例１と同様の操作を施した後、シリコンエピタキシャル層の主表面に発生したピット数を調べた。使用したエピタキシャルウェーハは実施例１で用いたものと同じである。
洗浄は、実施例１と同様、バッチ式で行ったが、前述の（１）〜（３）の操作手順に代えて、Ｏ３ 水洗浄を行った。
操作手順は下記のとおりとした。
（１’）Ｏ３ 水洗浄（１回，３分間）
（４）〜（１２）については実施例１に同じ。
ただし、ここで用いた洗浄槽はキャリアに縦置きに収容された２５枚のウェーハをまとめて浸漬させるものであり、その底部には超純水中にＯ３ を放出させるための散気管を備える。Ｏ３ 流量は１５リットル／分、Ｏ３ 水中のＯ３ 濃度は７ｐｐｍ、温度は室温とした。
結果を後述の表１に示す。
【００２８】
比較例１
ここでは、上記の実施例に対する比較として、濃度０．５重量％の希フッ酸水溶液を用いた希フッ酸洗浄を室温にて行った。
（１”）希フッ酸洗浄（１回、３分間）
（４）〜（１２）については実施例１に同じ。
結果を表１に示す。
【００２９】
【表１】
実施例１および実施例２では、エピタキシャル成長直後のウェーハ表面に（ＳＣ１＋ＳＣ２）洗浄あるいはＯ３ 水洗浄によりいずれも化学的シリコン酸化膜が形成されるが、比較例１では希フッ酸処理によってＳｉの活性なベア（ｂａｒｅ）表面が露出した状態となる。これら実施例において発生したピット数は、比較例に比べて著しく少ないことが明らかである。
【００３１】
実施例３〜実施例６
ここでは、ピット数のＯ３ 水洗浄時間依存性について調べた。使用したエピタキシャルウェーハは実施例１で用いたものと同じである。
洗浄は、実施例１と同様、バッチ式で行った。
洗浄の手順は下記のとおりとした。
（ａ）Ｏ３ 水洗浄（１回，１０〜１８０秒間の間で４段階）
（ｂ）超純水リンス（１回，３分間）
（ｃ）ＩＰＡ（イソプロパノール）乾燥（１回，１分間）
（ｄ）エピタキシャルウェーハをキャリアに収容したまま、クリーンルーム（クラス１０，０００）内に３日間放置
（ｅ）超純水リンス（２回，各３分間）
（ｆ）ＳＣ１洗浄（１回，３分間）
（ｇ）超純水リンス（２回，各３分間）
（ｈ）ＳＣ２洗浄（１回，３分間）
（ｊ）超純水リンス（２回，各３分間）
（ｋ）ＳＣ１洗浄（１回，１５分間）
（ｌ）超純水リンス（２回，各３分間）
（ｍ）ＩＰＡ（イソプロパノール）乾燥（１回，１分間）
【００３２】
なお、上記（ａ）のＯ３ 水洗浄の実施時間は、１０秒間（実施例３）、３０秒間（実施例４）、６０秒間（実施例５）、および１８０秒間（実施例６）とした。また、上記（ｋ）の工程でＳＣ１洗浄を１５分間行ったのは、ピットの発生状況を誇張させるためである。
以上の手順を経たエピタキシャルウェーハを表面異物検査装置を用いて調べ、直径０．１３μｍ以上のピット数をカウントした。
結果を後述の表２に示す。
【００３３】
比較例２，比較例３
ここでは、実施例３〜実施例６に対する比較として、前述の（ａ）のＯ３ 水洗浄に代えてＯ３ を供給せずに超純水のみによる１８０秒間の洗浄を行うか（比較例２）、あるいはＯ３ 水洗浄の時間を５秒間（比較例３）とした。
結果を表２に示す。
【００３４】
【表２】
表２より、Ｏ３ 水洗浄を行っていない比較例２、およびＯ３ 水洗浄時間の短い比較例３ではピット数が多いのに対し、Ｏ３ 水による洗浄時間を１０秒間以上とするとピット数を低減させることができ、特に６０秒間以上とすることで著しい低減が可能であることがわかった。これは、Ｏ３ 洗浄開始後、約６０秒間でエピタキシャルウェーハのほぼ全面が化学的シリコン酸化膜で被覆されることを意味している。本発明者らの測定によると、６０秒後の化学的シリコン酸化膜の膜厚は約１ｎｍであった。
上記の化学的シリコン酸化膜の形成速度は装置依存性が大きく、普遍的なものではない。しかし、おおよそ１ｎｍの厚さがあればピットの発生防止効果を十分に発揮できることが明らかである。
【００３６】
以上、本発明を６例の実施例にもとづいて説明したが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではなく、使用するエピタキシャルウェーハの直径、洗浄の回数や時間、半導体製造装置の構成等の細部については、適宜変更、選択、組合せが可能である。
【００３７】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明のエピタキシャルウェーハの製造方法によれば、気相成長直後にシリコンエピタキシャル層の表面を化学的シリコン酸化膜で直ちにパッシベートすることにより、金属微粒子がシリコンエピタキシャル層の表面に直に付着することを防止するので、後工程でＳＣ１洗浄等の洗浄処理を経てもエピタキシャル層にピットを多発させることがない。このことは、シリコンエピタキシャルウェーハの品質向上はもちろん、ウェーハが次工程に送られるまでの時間設定等、プロセスの自由度が拡大することにもつながる。
【００３８】
上記化学的シリコン酸化膜は、エピタキシャル層を酸化剤を含む溶液に接触させることにより均一、かつ容易に形成することができる。この形成は、既存の半導体製造設備の変更を何ら伴うものではない
上記溶液としては、いわゆるＳＣ１洗浄に用いられるアンモニア−過酸化水素水混合溶液、あるいはＯ３ 水洗浄に用いられるＯ３ 添加水を用いて容易に行うことができる。特にＯ３ 水洗浄は、室温で行うことができ、貴金属と有機付着物とを同時に除去することが可能で、しかもリンス用の超純水の所要量が大幅に低減できるメリットを有する。
【００３９】
かかる本発明の製造方法を実施するための半導体製造装置としては、シリコンエピタキシャル層の気相成長を行う反応室と、化学的シリコン酸化膜を形成するための後処理室との間を搬送路で相互に接続した構成とすることが好適であり、これによって清浄なエピタキシャル層の表面を直ちにパッシベートすることが可能となる。後処理室は、上述のＯ３ 水洗浄とＳＣ１洗浄を適宜組み合わせて行えるような既存の装置を利用することができ、設備投資は最低限で済む。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のエピタキシャルウェーハの製造方法を採用したエピタキシャルウェーハ製造の基本的なプロセスフローを示す図である。
【図２】エピタキシャル反応室と後処理室とが搬送路を介してインライン配列された本発明の半導体製造装置の一構成例を示す模式図である。
【図３】エピタキシャル反応室と後処理室とロードロック室とがひとつの搬送路に接続された本発明の半導体製造装置の他の構成例を示す模式図である。
【図４】従来のエピタキシャルウェーハ製造の基本的なプロセスフローを示す図である。
【符号の説明】
Ｓ…シリコン単結晶基板
Ｅ…シリコンエピタキシャル層
Ｍ…金属微粒子
Ｃ…化学的シリコン酸化膜
ＥＰＷ…エピタキシャルウェーハ
１…反応室
２…後処理室
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ…搬送路
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ…ハンドラ
５…ゲートバルブ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing an epitaxial wafer used for semiconductor manufacturing, and more particularly to a method for manufacturing an epitaxial wafer in which a silicon oxide film is formed on the surface of a silicon epitaxial layer.
[0002]
[Prior art]
With the dramatic improvement in the degree of miniaturization and high integration of semiconductor integrated circuits, the number of fine particles with a size of about 0.1 μm has been reduced in recent years on the surface of semiconductor substrates where sub-quarter micron rule processing is performed. It is required to suppress the number to 100 / cm 2 or less and to have a flatness on the order of atoms.
[0003]
Conventionally, a so-called RCA cleaning method proposed in the 1970's has been widely used as a method for cleaning a semiconductor wafer for suppressing the number of fine particles, with repeated improvements. RCA cleaning is cleaning with an ammonia-hydrogen peroxide mixed solution (SC1 cleaning) for removing fine particles by using electrostatic repulsion between fine particles such as silicon and a wafer in an alkaline solution (SC1 cleaning), and ionizing metal. This cleaning method is a combination of cleaning with a mixed solution of hydrochloric acid and hydrogen peroxide (SC2 cleaning) and dilute hydrofluoric acid cleaning (DHF cleaning) for removing a natural oxide film on the silicon surface. This may be combined with washing with a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide to remove metals and organic substances, if necessary.
[0004]
By the way, it is expected that a silicon epitaxial wafer obtained by vapor-growing a silicon single crystal thin film on the surface of a mirror-polished silicon single crystal substrate will be increasingly used as a semiconductor wafer in the future. This is because, for recent semiconductor devices that have reduced the amount of charge handled due to miniaturization, the possibility that minute defects near the wafer surface can have a fatal effect on device characteristics is greater than ever before, while pulling up from the melt This is because it is difficult to reduce such minute defects caused by crystals in a mirror-polished wafer manufactured by slicing and polishing the obtained silicon single crystal ingot.
[0005]
FIG. 4 shows a process flow of a general epitaxial wafer.
First, the silicon single crystal substrate S that has been mirror-polished in step S11 is carried into a reaction chamber of a vapor phase growth apparatus. Next, in step S12, an epitaxial layer E is grown in the reaction chamber.
Next, in step S13, the completed epitaxial wafer EPW is carried out of the reaction chamber. The unloaded epitaxial wafer EPW is subjected to characteristic value measurement such as film thickness measurement and flatness measurement in the following step S14, and further subjected to an appearance inspection in step S15.
The epitaxial wafer EPW that has passed the appearance inspection is cleaned in the subsequent step S16. The cleaning at this time is generally performed by SC1 cleaning for removing fine particles and SC2 cleaning for removing metals.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, since the surface of the silicon epitaxial layer E of the epitaxial wafer EPW just unloaded from the reaction chamber in the above step S13 is extremely active, the fine metal particles M such as gold (Au) and copper (Cu) float in the clean room. Therefore, there is a high possibility that the metal fine particles M directly adhere to the surface during various measurements and inspections. Whether or not the metal fine particles M are directly attached to the surface of the silicon epitaxial layer E can be observed using, for example, a scanning electron microscope (SEM). The possibility of this adhesion increases as the time for exposing the epitaxial wafer EPW to the atmosphere in the clean room becomes longer.
When SC1 + SC2 cleaning is performed in step S16 in a state where the metal microparticles M are directly attached to the surface of the silicon epitaxial layer E, a large number of pits P may be formed on the surface of the silicon epitaxial layer E. all right.
[0007]
Therefore, some countermeasures for preventing the metal fine particles M from adhering to the surface of the silicon epitaxial layer E are desired.
An object of the present invention is to provide a method for manufacturing an epitaxial wafer that can be an effective measure against this problem.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The method for producing an epitaxial wafer of the present invention is characterized in that, immediately after a silicon epitaxial layer is vapor-phase grown on a silicon single crystal substrate to obtain an epitaxial wafer, the surface of the silicon epitaxial layer is chemically By performing a so-called passivation by forming a silicon oxide film, it is possible to prevent fine metal particles from directly adhering to the surface of the silicon epitaxial layer, and then to send the epitaxial wafer to the next step. The above-mentioned object is to be achieved.
The chemical silicon oxide film described in the present invention is different from a natural oxide film and is formed artificially by using a chemical reaction.
The next step assumed by the present invention is typically the first step after the vapor phase growth in the conventional process, such as film thickness measurement, flatness measurement, and appearance inspection.
[0009]
The chemical silicon oxide film can be formed, for example, by bringing a silicon epitaxial layer into contact with a solution containing an oxidizing agent. As the solution, it is preferable to use an ammonia-hydrogen peroxide solution (so-called SC1 cleaning solution) or ozone-added water.
[0010]
As a semiconductor manufacturing apparatus for actually performing the method for manufacturing an epitaxial wafer of the present invention, a reaction chamber for vapor-phase growth of an epitaxial layer on a silicon single crystal substrate, and an ozone gas supply means, are connected. A post-processing chamber for forming a chemical silicon oxide film on the surface of the epitaxial layer to perform a passivation process, and a transport path connecting these two chambers to each other and having a transport means for a silicon epitaxial wafer. Those having are preferred.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Immediately after the silicon epitaxial layer is vapor-phase grown, if a thin chemical silicon oxide film is formed on the surface of the silicon epitaxial layer, the epitaxial wafer will be placed in a clean room where the metal particles float during or until the next step. Even if left for a long time, the metal fine particles do not directly adhere to the surface of the silicon epitaxial layer. Therefore, no pits are formed even if SC1 cleaning is performed later.
In fact, at a semiconductor manufacturing site, the time required for each process is different, so that depending on the wafer, the waiting time before being carried into the next process may be extremely long. The present invention is extremely effective in preventing metal contamination of the epitaxial wafer in such a case.
[0012]
In the present invention, SC1 cleaning and cleaning with ozone (O 3 ) added water (hereinafter referred to as O 3 water cleaning) are employed as one of the methods of forming the chemical silicon oxide film.
The SC1 cleaning is generally performed for the purpose of removing fine particles. However, if the present inventors use this for the purpose of forming a chemical silicon oxide film as a passivation film on the surface of the epitaxial layer, extremely good results can be obtained. It was found that it could be obtained.
[0013]
O 3 water cleaning is described in, for example, Nikkei Microdevices March 1997 p. 90-95 (published by Nikkei BP). This method was originally proposed for cleaning a silicon substrate to which metal fine particles had already adhered. That is, even in a system in which fine metal particles such as Cu and Au coexist with the silicon surface, electrons can be preferentially extracted from the silicon surface rather than the fine metal particles if they have a strong oxidizing effect of O 3. it can. As a result, the metal can continue to be stably present in water in an ionized state, and one silicon surface is covered with a thin silicon oxide film to interrupt electron exchange with the metal ions. This can prevent the metal fine particles from re-adhering to the surface.
The present invention performs such O 3 water cleaning on a silicon epitaxial wafer before metal contamination occurs, thereby enabling effective passivation.
[0014]
The process flow of the present invention will be described with reference to FIG.
First, in step S1, the mirror-polished silicon single crystal substrate S is carried into the reaction chamber of the vapor phase growth apparatus. Next, in step S2, the epitaxial layer E is vapor-phase grown in the reaction chamber.
Next, in step S3, the completed epitaxial wafer EPW is carried out of the reaction chamber. For out epitaxial wafer EPW, performed immediately O 3 water cleaning or SC1 cleaning, to form a chemical silicon oxide film C on the surface of the epitaxial layer E.
[0015]
Thereafter, the epitaxial wafer EPW passivated with the chemical silicon oxide film C is sequentially subjected to film thickness measurement and flatness measurement in step S5, and appearance inspection in step S6. It may adhere to C. However, the adhesion of the metal fine particles M is weak, and is removed by the SC1 + SC2 cleaning in the next step S7. That is, since the fine metal particles M are not directly in contact with the epitaxial layer E as in the related art, there is no possibility that pits P are generated in the epitaxial layer E.
[0016]
Note that the O 3 water washing can also remove organic deposits, and CO 2 and O 2 are generated by decomposition of the organic substances. In other words, the O 3 water cleaning can remove both the metal fine particles and the organic deposits in only this one step.
O 3 in water cleaning besides this, not to an acid or alkaline chemical liquid as in the conventional RCA cleaning require large amounts, it required amount of ultrapure water for rinsing is small, also the required amount of drug solution There is also an advantage that the amount of generated steam is small due to the small amount, and thus the burden of air conditioning in the clean room can be reduced.
[0017]
As a method for preparing the O 3 added water, for example, a method of introducing O 3 generated by electrolysis of ultrapure water or AC silent discharge of O 2 gas into ultrapure water through a gas permeable membrane or bubbling, or a method of dissolving dissolved oxygen There is a method of directly irradiating ultrapure water containing water with ultraviolet rays to directly generate O 3 in water.
Note that ultrasonic vibration may be applied to the O 3 added water. In this case, the frequency may be in a range used normally. However, the size of the fine particles that can be removed differs depending on the frequency. In a relatively low frequency range of about 100 kHz or less, relatively large fine particles having a diameter of 10 μm or more can be peeled off by the action of cavitation (cavitation = microscopic cavities) generated inside the solution. On the other hand, in a high frequency range of about 500 kHz, or so-called megasonic of 1 MHz or more, a shock wave generated by vibration propagation in a solution collides with an epitaxial wafer, and it is also possible to remove fine particles having a diameter of 2 μm or less. it can.
[0018]
In the present invention, the chemical silicon oxide film formed on the surface of the silicon epitaxial layer, unlike the natural oxide film formed when the epitaxial wafer is left in the air, has a very uniform and thin film thickness and is formed without metal contamination. Can be done. A film thickness of 0.3 to 1 nm is sufficient, and may be appropriately selected according to the conditions for forming the chemical silicon oxide film.
For example, when an epitaxial wafer is vertically placed in a cleaning tank filled with ultrapure water in O 3 water cleaning, and a chemical silicon oxide film is formed while supplying O 3 from an air diffuser at the bottom of the cleaning tank, Then, a chemical silicon oxide film is gradually grown from the lower side of the wafer to the upper side. In such a case, the time during which the entire surface of the wafer is covered with the chemical silicon oxide film varies depending on conditions such as the liquid temperature, the wafer diameter, and the O 3 flow rate. The thickness of the oxide film will also be different.
[0019]
In the semiconductor manufacturing apparatus for manufacturing the epitaxial wafer of the present invention as described above, the epitaxial wafer is exposed to an external environment between a reaction chamber of a vapor phase growth apparatus and a post-processing chamber for performing passivation. What is necessary is just to be comprised so that it may be transferred, without being performed. The transfer path that enables this transfer is a transfer path that interconnects the reaction chamber and the post-processing chamber while maintaining a clean atmosphere, and includes a wafer transfer unit.
FIG. 2 shows a configuration example of such a semiconductor manufacturing apparatus. In this configuration, the transport path 3b, the epitaxial reaction chamber (Epi) 1, the transport path 3a, the post-processing chamber (PostP) 2, and the
[0020]
The post-processing chamber (PostP) 2 includes a solution supply unit for supplying O 3 -added water or an ammonia-hydrogen peroxide mixed solution as a solution containing an oxidizing agent to the surface of the epitaxial layer. The post-processing chamber (PostP) 2 may perform processing in any of a single-wafer system and a batch system. In the case of a single wafer type, a rotary wafer stage is usually provided, and a nozzle which opens upward as a solution supply means is provided, and the surface of the wafer mounted on the wafer stage is rotated while rotating the wafer. The required solution is supplied from the nozzle to perform post-treatment and cleaning. In the case of a batch type, a plurality of wafers contained in a suitable carrier are collectively immersed in a liquid tank filled with a necessary chemical solution or solution, and post-treatment and cleaning are performed.
According to such an apparatus configuration, a silicon single crystal substrate that has been mirror-polished from the left side in the drawing is carried in, a silicon epitaxial layer is formed on this wafer, and then a chemical silicon oxide film is immediately formed on this layer. A series of operations of forming and carrying out can be continuously performed in a clean atmosphere shielded from the external environment.
[0021]
FIG. 3 shows, as another configuration example of the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention, an example in which an epitaxial reaction chamber (Epi) 1 and a post-processing chamber (PostP) 2 are connected to one transport path 3d. A load lock chamber (LLin) 6a for carrying a mirror-polished silicon single crystal substrate into the transfer path 3d, and a load lock chamber for carrying out an epitaxial wafer after the formation and passivation of a silicon epitaxial layer are completed. The chambers (LLout) 6b are also connected via the
In this configuration, the wafer is transferred between the chambers using the
[0022]
In the apparatus configuration shown in FIGS. 2 and 3 described above, when O 3 water cleaning is performed in the post-processing chamber (PostP) 2, an ultrasonic vibration applying means is provided in the solution supply means for supplying the O 3 water. Is more effective. When the O 3 water cleaning is performed in a single wafer type, an ultrasonic vibrator can be built in, for example, near the discharge end of the nozzle. When the O 3 water cleaning is performed in a batch type, the ultrasonic vibrator is provided inside the liquid tank. Can be immersed.
[0023]
In the above-described example, the case where the formation of the chemical silicon oxide film is performed by a wet process has been described. However, the formation can be performed by a dry process. For example, an O 3 gas may be introduced into a post-processing chamber, ultraviolet rays may be irradiated from outside through a transparent window made of, for example, quartz or the like, and the surface of the silicon epitaxial layer may be chemically oxidized using generated oxygen active species. .
According to the dry process, it is also possible to integrate the epitaxial reaction chamber and the post-processing chamber, and to omit the transfer path between these two chambers. For example, all necessary gas supply means, such as a source gas for growing a silicon epitaxial layer, N 2 gas as a purge gas, and O 3 as an oxidizing gas, are connected to a single chamber and supplied into the chamber. If the type of gas to be used is sequentially switched, epitaxial growth, chamber cleaning, and chemical silicon oxide film formation can all be continuously performed while the wafer is kept in one place.
[0024]
【Example】
The epitaxial wafer used is a p + type silicon epitaxial layer having a layer thickness of 15 μm formed on a p + type silicon single crystal substrate having a diameter of 200 mm and a main surface having an axis orientation of <100>.
The epitaxial growth conditions were as follows as an example.
H 2 annealing conditions: 1130 ° C., 45 seconds Epitaxial growth temperature: 1130 ° C.
H 2 flow rate: 40 liter / min. Source gas (SiHCl 3 diluted with H 2 ) Flow rate: 12 liter / min. Dopant (B 2 H 6 diluted with H 2 ) Flow rate: 100 ml / min. The next process such as temperature measurement is not performed, and the wafer is taken out of the vapor phase growth apparatus into a class 100 clean room and treated within 5 hours as an epitaxial wafer immediately after vapor phase growth.
[0025]
Example 1
In this embodiment, SC1 cleaning and SC2 cleaning are sequentially performed on the epitaxial wafer immediately after the vapor phase growth, and after leaving it in a clean room for a certain period of time, SC1 cleaning and SC2 cleaning are performed again. The number of pits generated on the surface was examined.
All the cleaning was performed by a batch method using a carrier made of tetrafluoroethylene capable of accommodating 25 wafers.
SC1 ammonia used for washing - hydrogen peroxide mixture is 29 wt% NH 3: 30 wt% H 2 O 2: H 2 O = 1: 1: is due mixing ratio of 5 (by volume). The washing temperature was 80 ° C.
The mixed solution of hydrochloric acid and hydrogen peroxide solution used for SC2 cleaning is based on a mixing ratio of 30% by weight of HCl: 30% by weight of H 2 O 2 : H 2 O = 1: 1: 5 (volume ratio). The washing temperature was 80 ° C.
[0026]
The operating procedure was as follows.
(1) SC1 washing (1 time, 3 minutes)
(2) Ultra pure water rinse (2 times, 3 minutes each)
(3) SC2 washing (once, 3 minutes)
(4) Ultrapure water rinse (2 times, 3 minutes each)
(5) IPA (isopropanol) drying (once, 1 minute)
(6) The epitaxial wafer is housed in a carrier and left in a clean room (class 10,000) for 3 days without covering. (7) Ultrapure water rinsing (2 times, 3 minutes each)
(8) SC1 washing (1 time, 3 minutes)
(9) Ultrapure water rinse (2 times, 3 minutes each)
(10) SC2 washing (once, 3 minutes)
(11) Ultrapure water rinse (2 times, 3 minutes each)
(12) IPA (isopropanol) drying (once, 1 minute)
In the step (6), the reason why the epitaxial wafer is left in the class 10,000 clean room for three days is to intentionally contaminate the epitaxial wafer with fine metal particles such as gold and copper floating in the clean room.
The main surface of the epitaxial wafer having undergone the above procedure was examined using a surface foreign matter inspection apparatus, and the number of pits having a diameter of 0.13 μm or more was counted.
The results are shown in Table 1 below.
[0027]
Example 2
Here, O 3 water cleaning was performed on the epitaxial wafer immediately after the epitaxial growth, the same operation as in Example 1 was performed, and then the number of pits generated on the main surface of the silicon epitaxial layer was examined. The epitaxial wafer used was the same as that used in Example 1.
The cleaning was performed in a batch manner as in Example 1, but O 3 water cleaning was performed instead of the above-described operation procedures (1) to (3).
The operating procedure was as follows.
(1 ') O 3 water washing (once, 3 minutes)
(4) to (12) are the same as in the first embodiment.
However, the cleaning tank used here is for immersing 25 wafers housed in a carrier vertically in a lump, and has a diffuser tube for releasing O 3 into ultrapure water at the bottom thereof. . The O 3 flow rate was 15 liters / minute, the O 3 concentration in the O 3 water was 7 ppm, and the temperature was room temperature.
The results are shown in Table 1 below.
[0028]
Comparative Example 1
Here, as a comparison with the above example, dilute hydrofluoric acid cleaning using a dilute hydrofluoric acid aqueous solution having a concentration of 0.5% by weight was performed at room temperature.
(1 ") Dilute hydrofluoric acid cleaning (1 time, 3 minutes)
(4) to (12) are the same as in the first embodiment.
Table 1 shows the results.
[0029]
[Table 1]
In Example 1 and Example 2, a chemical silicon oxide film was formed on the wafer surface immediately after epitaxial growth by (SC1 + SC2) cleaning or O 3 water cleaning. In Comparative Example 1, however, the activation of Si was performed by dilute hydrofluoric acid treatment. The bare surface is exposed. It is clear that the number of pits generated in these examples is significantly smaller than that in the comparative example.
[0031]
Example 3 to Example 6
Here, the dependence of the number of pits on the O 3 water cleaning time was examined. The epitaxial wafer used was the same as that used in Example 1.
The cleaning was performed in a batch manner as in Example 1.
The washing procedure was as follows.
(A) O 3 water washing (once, 4 steps between 10 and 180 seconds)
(B) Rinse with ultrapure water (1 time, 3 minutes)
(C) IPA (isopropanol) drying (once, 1 minute)
(D) Leave the epitaxial wafer in the carrier and leave it in a clean room (class 10,000) for 3 days. (E) Rinse ultrapure water (2 times, 3 minutes each)
(F) SC1 washing (once, 3 minutes)
(G) Ultrapure water rinse (2 times, 3 minutes each)
(H) SC2 washing (once, 3 minutes)
(J) Ultrapure water rinse (2 times, 3 minutes each)
(K) SC1 washing (once, 15 minutes)
(L) Ultrapure water rinse (2 times, 3 minutes each)
(M) IPA (isopropanol) drying (once, 1 minute)
[0032]
The execution time of the O 3 water cleaning in (a) was 10 seconds (Example 3), 30 seconds (Example 4), 60 seconds (Example 5), and 180 seconds (Example 6). . The reason why the SC1 cleaning is performed for 15 minutes in the step (k) is to exaggerate the state of occurrence of pits.
The epitaxial wafer having undergone the above procedure was examined using a surface foreign matter inspection apparatus, and the number of pits having a diameter of 0.13 μm or more was counted.
The results are shown in Table 2 below.
[0033]
Comparative Example 2, Comparative Example 3
Here, examples 3 as a comparison to Example 6, or cleaned for 180 seconds with ultrapure water only without supplying O 3 instead of the O 3 water wash of the aforementioned (a) (Comparative Example 2 ) Or O 3 water washing time was 5 seconds (Comparative Example 3).
Table 2 shows the results.
[0034]
[Table 2]
From Table 2, O 3 compared not performing washing with water Example 2, and O 3 whereas shorter Comparative Example 3, the number pit water washing time is large, the pit number when O 3 cleaning time with water to be at least 10 seconds It has been found that a remarkable reduction is possible, especially when the time is 60 seconds or more. This means that approximately 60 seconds after the start of the O 3 cleaning, almost the entire surface of the epitaxial wafer is covered with the chemical silicon oxide film. According to the measurement by the present inventors, the thickness of the chemical silicon oxide film after 60 seconds was about 1 nm.
The formation rate of the above-mentioned chemical silicon oxide film largely depends on the device, and is not universal. However, it is clear that the effect of preventing the generation of pits can be sufficiently exhibited if the thickness is approximately 1 nm.
[0036]
As described above, the present invention has been described based on the six examples. However, the present invention is not limited to these examples, and the diameter of the epitaxial wafer to be used, the number and time of cleaning, and the The details such as the configuration can be appropriately changed, selected, and combined.
[0037]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, according to the method of manufacturing an epitaxial wafer of the present invention, the metal fine particles are immediately passivated with the chemical silicon oxide film immediately after the vapor phase growth, so that the fine metal particles are formed in the silicon epitaxial layer. Since it is prevented from directly adhering to the surface of the layer, pits are not frequently generated in the epitaxial layer even after a cleaning process such as SC1 cleaning in a later step. This not only improves the quality of the silicon epitaxial wafer, but also increases the degree of freedom in the process, such as setting the time until the wafer is sent to the next step.
[0038]
The chemical silicon oxide film can be formed uniformly and easily by bringing the epitaxial layer into contact with a solution containing an oxidizing agent. This formation, as the solution does not involve any changes to existing semiconductor manufacturing equipment, ammonia is used in the so-called SC1 cleaning - hydrogen peroxide mixture, or O 3 O 3 added water used in the water washing It can be easily performed using. In particular, O 3 water cleaning can be performed at room temperature, has the advantage that precious metals and organic deposits can be removed at the same time, and the required amount of ultrapure water for rinsing can be greatly reduced.
[0039]
As a semiconductor manufacturing apparatus for carrying out such a manufacturing method of the present invention, a transfer path is provided between a reaction chamber for performing vapor phase growth of a silicon epitaxial layer and a post-processing chamber for forming a chemical silicon oxide film. It is preferred that they are connected to each other, so that a clean epitaxial layer surface can be immediately passivated. Post-processing chamber, it is possible to use existing equipment, such as performed in combination as appropriate O 3 water cleaning and SC1 cleaning described above, capital investment requires only minimal.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing a basic process flow of epitaxial wafer production employing an epitaxial wafer production method of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing one configuration example of a semiconductor manufacturing apparatus of the present invention in which an epitaxial reaction chamber and a post-processing chamber are arranged in-line via a transfer path.
FIG. 3 is a schematic diagram showing another configuration example of the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention in which an epitaxial reaction chamber, a post-processing chamber, and a load lock chamber are connected to one transfer path.
FIG. 4 is a diagram showing a basic process flow of a conventional epitaxial wafer manufacturing.
[Explanation of symbols]
S: Silicon single crystal substrate E: Silicon epitaxial layer M: Metal fine particles C: Chemical silicon oxide film EPW: Epitaxial wafer 1: Reaction chamber 2:
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