JP5600948B2 - シリコンウェーハ及びエピタキシャルウェーハの製造方法 - Google Patents
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Description
(1)シリコンウェーハの表面から所定の深さ位置に対して、長波長である第1レーザー光線及び短波長である第2レーザー光線を照射する工程を具え、
前記第1レーザー光線の照射は、前記第2レーザー光線の照射より前に行われるか、又は、前記第2レーザー光線の照射と同時に行われ、
前記第1レーザー光線は、前記ウェーハ表面から1〜1000μmの深さ範囲のウェーハ内部に集光し、多光子吸収過程を生じさせることで重金属を捕獲するための加工変質層を形成し、
前記第2レーザー光線は、前記第1レーザー光線の集光位置よりも上側にある、前記ウェーハの表面近傍に集光し、該集光部分を溶融させた後に再結晶化させ、
前記第1レーザー光線の集光位置と、前記第2レーザー光線の集光位置とが離れており、
前記第1レーザー光線の、波長が600〜1200nmの範囲、エネルギー密度が1×10 −6 〜1×10 −3 J/pulseの範囲であり、前記第2レーザー光線の、波長が100〜500nmの範囲、エネルギー密度が1×10 −3 〜1×10 −2 J/pulseの範囲であることを特徴とするシリコンウェーハの製造方法。
なお、シリコンウェーハ10の中に示した矢印は、レーザー光線20、30の走査方向を示しており、各矢印の間隔、すなわち走査のピッチは任意に設定することができ、レーザー光線20、30をシリコンウェーハの内部に、部分的または全面にわたって照射することができる。
実施例1は、ウェーハ径が200mm、厚さが725μmのシリコンウェーハに対して、図1(a)に示すように、重金属を捕獲するための加工変質層11を形成するための、長波長である第1レーザー光線20を照射し、シリコンウェーハ10の表層部分10bを溶融させた後、再結晶化させるための、短波長である第2レーザー光線30を照射する工程を行うことで、サンプルとなるシリコンウェーハ10を作製した。
なお、第1レーザー光線20の波長(nm)、エネルギー密度(J/pulse)及び集光する深さ位置(μm)、第2レーザー光線30の波長(nm)、エネルギー密度(J/pulse)及び集光する深さ位置(μm)、並びに、レーザー光線が照射されたときのガス雰囲気、の条件については表1に示す。
実施例2は、前記第1レーザー光線20と前記第2レーザー光線30とを同時に照射したこと以外は、実施例1と同様の条件で、サンプルとなるシリコンウェーハを作製した。
なお、第1レーザー光線20の波長(nm)、エネルギー密度(J/pulse)及び集光する深さ位置(μm)、第2レーザー光線30の波長(nm)、エネルギー密度(J/pulse)及び集光する深さ位置(μm)、並びに、レーザー光線が照射されたときのガス雰囲気、の条件については表1に示す。
実施例3は、上述の実施例1で得られたシリコンウェーハを基板として用い、該基板上にエピタキシャル膜(膜厚:4μm)を形成することによって、サンプルとなるエピタキシャルウェーハを作製した。
なお、第1レーザー光線20の波長(nm)、エネルギー密度(J/pulse)及び集光する深さ位置(μm)、第2レーザー光線30の波長(nm)、エネルギー密度(J/pulse)及び集光する深さ位置(μm)、並びに、レーザー光線が照射されたときのガス雰囲気、の条件については表1に示す。
比較例1は、前記第2レーザー光線30を照射しないこと以外は、実施例1と同様の条件でサンプルとなるシリコンウェーハを作製した。
なお、第1レーザー光線20の波長(nm)、エネルギー密度(J/pulse)及び集光する深さ位置(μm)、並びに、レーザー光線が照射されたときのガス雰囲気、の条件については表1に示す。
比較例2は、前記第1レーザー光線20を照射しないこと以外は、実施例1と同様の条件でサンプルとなるシリコンウェーハを作製した。
なお、第2レーザー光線30の波長(nm)、エネルギー密度(J/pulse)及び集光する深さ位置(μm)、並びに、レーザー光線が照射されたときのガス雰囲気、の条件については表1に示す。
各実施例及び比較例で得られたシリコンウェーハ及びエピタキシャルウェーハについて、以下の評価項目(1)、(2)に従って評価を行った。
各実施例及び各比較例のサンプルについて、TEMを用いて、シリコンウェーハ中の任意の20箇所における、シリコンウェーハの表面から1μmまでに存在する転位密度(個/cm3)を計測した。観察結果については、以下の基準に従って評価を行い、評価結果を表1に示す。
○:転位密度が1000個/cm3以下
×:転位密度が1000個/cm3超え
各実施例及び各比較例のサンプルについてアンモニア水と過酸化水素水の混合溶液および塩酸と過酸化水素水の混合溶液で洗浄した後、スピンコート汚染法によりニッケルで1.0×1012atoms/cm2程度表面汚染させた後、縦型熱処理炉において1000℃で1時間、窒素雰囲気中で拡散熱処理を施し、その後、Wright液(48% HF:30ml、69% HNO3:30ml、CrO3 1g+H2O 2ml、酢酸:60ml)によりサンプル表面をエッチングし、表面のエッチピット(ニッケルシリサイドがエッチングされて形成されるピット)の個数を光学顕微鏡により観察してエッチピット密度(個/cm2)を測定した。なお、この方法におけるエッチピット密度の測定限界は1.0×103個/cm2である。評価については、以下の基準に従って行い、評価結果を表1に示す。
◎:エッチピット密度が、1.0×103個/cm2以下(測定限界以下)
○:エッチピット密度が、1.0×103個/cm2超え、1.0×105個/cm2未満
×:エッチピット密度が、1.0×105個/cm2以上
11 加工変質層
12 再結晶化した領域
13 転位
20 第1レーザー光線
30 第2レーザー光線
Claims (4)
- シリコンウェーハの表面から所定の深さ位置に対して、長波長である第1レーザー光線及び短波長である第2レーザー光線を照射する工程を具え、
前記第1レーザー光線の照射は、前記第2レーザー光線の照射より前に行われるか、又は、前記第2レーザー光線の照射と同時に行われ、
前記第1レーザー光線は、前記ウェーハ表面から1〜1000μmの深さ範囲のウェーハ内部に集光し、多光子吸収過程を生じさせることで重金属を捕獲するための加工変質層を形成し、
前記第2レーザー光線は、前記第1レーザー光線の集光位置よりも上側にある、前記ウェーハの表面近傍に集光し、該集光部分を溶融させた後に再結晶化させ、
前記第1レーザー光線の集光位置と、前記第2レーザー光線の集光位置とが離れており、
前記第1レーザー光線の、波長が600〜1200nmの範囲、エネルギー密度が1×10 −6 〜1×10 −3 J/pulseの範囲であり、前記第2レーザー光線の、波長が100〜500nmの範囲、エネルギー密度が1×10 −3 〜1×10 −2 J/pulseの範囲であることを特徴とするシリコンウェーハの製造方法。 - 前記第1レーザーは、超短パルスレーザーであり、前記第2レーザーは、YLF又はYAGレーザーであることを特徴とする請求項1に記載のシリコンウェーハの製造方法。
- 前記第1レーザー光線及び第2レーザー光線の照射は、窒素、アルゴン、水素又はこれらの混合ガス雰囲気で行われることを特徴とする請求項1又は2に記載のシリコンウェーハの製造方法。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の製造方法によって製造されたシリコンウェーハを基板として使用し、該基板上にエピタキシャル膜を形成してなることを特徴とするエピタキシャルウェーハの製造方法。
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