JPH1140506A - エピタキシャルウェーハの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ｐ型低濃度硅素単結晶基板の上に硅素単結晶
薄膜を気相エピタキシャル成長させる際のゲッタリング
効率を維持する。 【解決手段】 ウェーハＷ表面に成長している自然酸化
膜の除去にＨＦ／Ｈ₂ 混合ガスを用い、付着有機物の除
去にＨＣｌ／Ｈ₂ 混合ガスを用いることで、前者につい
ては１００℃未満、後者については８００℃未満での処
理を可能とし、かつ酸化膜の再成長を抑制する。高度に
清浄化された硅素単結晶基板の表面では、エピタキシャ
ル成長温度も１０００℃未満に下げることができる。か
かる工程全体の低温化により、基板中の酸素析出核およ
び／または酸素析出物の固溶・拡散が抑えられ、ゲッタ
リング効率が維持される他、遷移幅が縮小されて急峻な
不純物濃度プロファイルが実現され、また熱応力による
スリップ転位欠陥も抑制される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、珪素半導体基板の
表面に同じく珪素単結晶薄膜を形成していわゆるエピタ
キシャルウェーハを製造する際に、不純物濃度が比較的
低い高抵抗基板を用いた場合にもゲッタリング特性を良
好に維持する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】結晶引上法により育成された珪素単結晶
には、珪素の溶融が石英製のルツボ内で行われることに
由来する酸素が過飽和に含まれている。この過飽和酸素
は、様々な熱処理を経る過程で酸素析出核を形成した後
に酸素析出物として成長し、珪素単結晶内部に多数の微
小な欠陥を発生させる。この微小欠陥は、珪素単結晶か
ら切り出されたウェーハに形成されるデバイスの特性に
様々な悪影響を与えることが、近年の研究で明らかとな
っている。特に、ウェーハ表面近傍に存在する微小欠陥
は、転位の発生源となったり少数キャリヤの発生・消滅
の中心として働くことにより、画像素子の白キズやメモ
リ素子の保持時間不良を引き起こす。また、ウェーハ表
面の微小欠陥は、ＭＯＳＦＥＴのゲート酸化膜の耐圧劣
化の原因ともなる。

【０００３】近年のように電子デバイスの微細化および
高集積化が高度に進展し、デバイスが取り扱う電荷量が
減少するに伴い、これらの微小欠陥の影響はますます顕
著となっており、珪素単結晶ウェーハの無欠陥化が切望
されている。このような無欠陥の珪素単結晶ウェーハと
して、珪素単結晶基板の表面に同じく珪素単結晶薄膜を
エピタキシャル成長させた、エピタキシャルウェーハが
知られている。エピタキシャル成長技術によれば、ウェ
ーハ内部に急峻な不純物濃度勾配を形成したり、高濃度
層の内部に低濃度層を形成することが比較的容易に行え
るため、エピタキシャルウェーハはバイポーラ・トラン
ジスタやショットキ・バリア・ダイオードの作製には必
須のウェーハである。

【０００４】ところで、上述のような酸素析出物は、微
小欠陥の原因となる一方で内因性ゲッタリング（ＩＧ）
に役立つことが知られている。ゲッタリングとは、電子
デバイスの活性層として働く領域から離れた領域、すな
わち通常はウェーハの表面から深い領域や背面領域に結
晶欠陥を故意に発生させ、この欠陥の周囲にデバイス特
性に悪影響を及ぼす金属を捕獲する技術である。ゲッタ
リングの対象となる金属は、ＭＯＳ特性への悪影響が大
きいＮａ，Ｋ，Ｌｉ等のアルカリ金属、およびキャリア
寿命の低下や酸化誘起積層欠陥の形成原因となるＦｅ，
Ｃｕ，Ａｕ，Ｃｒ等の重金属である。珪素単結晶の内部
に発生している微小欠 陥をゲッター・シンクとして利
用する考え方が、内因性ゲッタリングである。

【０００５】内因性ゲッタリングの効率は微小欠陥密度
に依存するが、この密度を支配する酸素析出核や酸素析
出物の生成効率は、基板に所定の導電型を付与している
不純物の濃度によっても変化する。たとえば、ホウ素
（Ｂ）原子を高濃度に含むｐ型単結晶基板は、低抵抗で
機械的な強度が大きいことから、エピタキシャルウェー
ハ用の珪素単結晶基板として多用されているが、この基
板はゲッタリング効率にも優れている。すなわち、ホウ
素濃度がおおよそ１０¹⁸／ｃｍ³ のオーダー以上の高濃
度ｐ型基板では酸素析出核や酸素析出物が生成しやす
く、しかも１０００℃以上の高温プロセスを経てもこの
酸素析出状態が維持されるからである。

【０００６】なお、ここで言う１０００℃以上の高温プ
ロセスとは、エピタキシャル成長と前処理である。珪素
単結晶薄膜のエピタキシャル成長は、典型的にはＨ₂ 雰
囲気中に珪素化合物ガスであるＳｉＣｌ₄ ，ＳｉＨＣｌ
₃ ，ＳｉＨ₂ Ｃｌ₂ ，ＳｉＨ₄ 等のガスとドーパント・
ガスであるＢ₂ Ｈ₆ ガスやＰＨ₃ 等のガスを供給し、１
０００〜１２００℃の温度域で行われる。

【０００７】一方、前処理とは珪素単結晶基板の表面に
存在する自然酸化膜とパーティクルを除去する操作であ
り、特にエピタキシャル成長を行う前には、珪素単結晶
基板の表面の清浄化は欠かせない処理である。自然酸化
膜やパーティクルを除去するためによく用いられる方法
は、Ｈ₂ またはＨ₂ ／ＨＣｌ混合ガス雰囲気中にて、１
１００℃付近の高温で基板の熱処理を行う方法である。
この他に、室温近傍で実施可能な方法として、希フッ酸
溶液を用いたウェット・エッチング、フッ化水素ガスと
水蒸気との組合せ、Ａｒプラズマ処理が知られている
が、処理後直ちに酸化膜が再成長してしまうこと、基板
の表面荒れが起こること、処理設備が腐食すること等の
問題があり、現状では前述の高温熱処理が最適であると
考えられている。

【０００８】ところで、半導体工場に設置されているク
リーンルーム内には、有機物が浮遊している。このよう
なクリーンルーム内にたとえば１日間、珪素単結晶基板
を放置すると、その表面に有機物が飛来して付着し、珪
素酸化膜の膜厚に換算して０．１〜０．２ｎｍ相当の付
着有機物の膜が形成されることが、本発明者らの実験に
より新たに判明した。この付着有機物も、典型的にはＨ
₂ またはＨ₂ ／ＨＣｌ混合ガス雰囲気中における同様の
高温熱処理で除去することが可能である。この他に、室
温近傍で実施可能な方法としてＯ₃ 処理、紫外線（Ｕ
Ｖ）照射処理、もしくはこれらの組合せが考えられる
が、これらの方法では結局、基板表面に酸化膜が再成長
するため、好ましくない。

【０００９】これらの前処理とエピタキシャル成長とは
通常、エピタキシャル成長装置の同一の処理室内で、供
給ガスの種類を切り換えながら連続的に行われる。この
ような方法によれば、珪素単結晶基板を途中で大気開放
する必要がないので、清浄化された基板表面に酸化膜が
再成長したり、あるいは新たなパーティクルが付着する
懸念が極めて少ないからである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の高濃
度ｐ型基板は価格が高いため、たとえば民生用の汎用デ
バイスの製造にはホウ素濃度がおおよそ１０¹⁶／ｃｍ³
のオーダーよりも低い、いわゆる低濃度ｐ型基板を使用
することが望まれる。しかし、ここで問題となるのは、
低濃度基板のゲッタリング効率である。すなわち、低濃
度基板中では上記酸素析出核や酸素析出物が生成しにく
く、仮に酸素析出物が所望の量だけ生成されても、高温
域ではこれが珪素単結晶内に固溶・拡散して消滅しやす
い。特に、１０００℃以上の高温プロセスを経ると、酸
素析出核や酸素析出物のほとんどが消滅してしまい、ゲ
ッタリングの機能を果たせなくなる。このことは、ホウ
素以外の不純物についても言える。

【００１１】したがって、低濃度基板を用いようとする
場合には、プロセス温度、すなわちエピタキシャル成長
温度と前処理温度とを共に１０００℃未満に低温化する
ことが不可欠である。エピタキシャル成長温度の低温化
については、スリップ転位欠陥を防止する観点からも重
要である。これは近年、直径３００ｍｍあるいは４００
ｍｍといった大口径のウェーハが利用されるようになっ
ている中で、エピタキシャル成長過程において熱応力や
自重による応力が増大する傾向があり、これによりスリ
ップ転位欠陥が誘発されやすくなっているからである。
ただし、前処理さえ良好に行われていれば、エピタキシ
ャル成長温度の低温化は比較的容易に実現できる。

【００１２】問題は、前処理の低温化である。上述した
ように、従来の方法では自然酸化膜を１０００℃未満の
温度域で十分に除去することは難しい。したがって、前
処理については１０００℃以上の温度域で行わざるを得
ず、従来このためにゲッタリング効率の低下は免れなか
った。

【００１３】また、上述のような高温プロセスは、珪素
単結晶基板とその上にエピタキシャル成長される珪素単
結晶薄膜との間の遷移幅を拡大させる観点からも好まし
くない。遷移幅とは、単結晶基板の不純物濃度からエピ
タキシャル成長された珪素単結晶薄膜のドーピング濃度
へ移行するために要する領域の垂直方向長さである。不
純物濃度と基体表面からの深さとの関係をプロットした
図においては、基板界面付近の濃度プロファイルが緩慢
となっている領域の幅が遷移幅である。この遷移幅が小
さいほど、基板界面付近の不純物濃度プロファイルが急
峻となり、デバイス特性上好ましい。

【００１４】上記遷移幅には、外方拡散とオートドーピ
ングの双方が寄与しているが、外方拡散がエピタキシャ
ル層との界面近くで終結するのに対し、オートドーピン
グは外方拡散域を越えてしばらく継続し、基体の表面方
向に向かって高濃度領域を延長させる。したがって、電
子デバイスの形成領域が薄くなっている近年では、オー
トドーピングの方が外方拡散よりもデバイス特性に与え
る影響が相対的に大きくなっている。オートドーピング
の挙動は不純物の種類により大きく異なるが、ｐ型不純
物であるホウ素に関しては温度が高くなるほど促進さ
れ、遷移幅を拡大させてしまう。

【００１５】以上、プロセス温度に関連する問題点を述
べてきたが、従来プロセスにはこれらの他に製造効率上
の問題もある。エピタキシャルウェーハは鏡面研磨ウェ
ーハと比較して高額であるため、電子デバイスのコスト
増を少しでも抑えるためには、製造効率の向上も重要で
ある。この観点から従来プロセスをみると、前処理とエ
ピタキシャル成長とがエピタキシャル成長装置の同一の
処理室内で行われており、このことが単位時間当たりの
エピタキシャルウェーハの製造枚数（スループット）を
制限し、製造コストを押し上げる原因となっている。

【００１６】このように、不純物濃度の低い珪素単結晶
基板上に珪素単結晶薄膜をエピタキシャル成長させる場
合、従来の方法では前処理の低温化が困難であることが
障害となって、良好な珪素単結晶薄膜をエピタキシャル
成長させることと、珪素単結晶基板のゲッタリング効率
を良好に維持し、かつ遷移幅を小さく維持することとの
両立が難しかった。この両立は、低濃度ｐ型基板を用い
ようとする場合にとりわけ困難であった。しかも、前処
理とエピタキシャル成長とが同一の処理室内で行われて
おり、これらの要因が結果的に電子デバイスの低コスト
化を阻む原因となっていた。そこで、本発明はこれらの
問題を解決し、珪素単結晶基板の良好なゲッタリング効
率と急峻な不純物濃度プロファイルを維持しながら、前
処理も十分に行って珪素単結晶薄膜を良好にエピタキシ
ャル成長させ、低コストで高品質なエピタキシャルウェ
ーハを製造可能とする方法を提供することを目的とす
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、従来に比
べて低温域でも珪素半導体結晶表面の自然酸化膜と付着
有機物とを十分に除去できる条件を見出し、これにより
エピタキシャル成長温度を低下させると共に、たとえ低
濃度基板を使用した場合にもそのゲッタリング効率を良
好に維持し、かつ遷移幅を小さく維持可能であることを
確認し、本発明を提案するに至ったものである。

【００１８】すなわち、請求項１記載の本発明のエピタ
キシャルウェーハの製造方法は、酸素析出核および／ま
たは酸素析出物を有する珪素単結晶基板の主表面に珪素
単結晶薄膜を気相エピタキシャル成長させる際に、上記
主表面上の自然酸化膜に収着されている水分を保持し得
る第１の温度域にて、フッ化水素（ＨＦ）ガスと水素
（Ｈ₂ ）ガスとの混合ガス雰囲気中で該自然酸化膜を除
去する第１の工程と、上記第１の温度域よりも高くかつ
上記珪素単結晶基板の表面状態を維持し得る第２の温度
域にて、塩化水素（ＨＣｌ）ガスとＨ₂ ガスとの混合ガ
ス雰囲気中で、上記主表面上の有機物を除去する第２の
工程と、上記第２の温度域よりも高くかつ上記酸素析出
を維持し得る第３の温度域にて、珪素化合物ガスとＨ₂
ガスとの混合ガス雰囲気中で、上記主表面に珪素単結晶
薄膜を気相エピタキシャル成長させる第３の工程とを経
るものである。

【００１９】請求項２記載の方法は、上記第１の温度域
を０℃以上１００℃未満、上記第２の温度域を５００℃
以上８００℃未満、上記第３の温度域を８００℃以上１
０００℃未満とするものである。

【００２０】請求項３記載の方法は、上記珪素単結晶基
板として不純物濃度が１０¹⁶／ｃｍ³ のオーダー以下の
低濃度ｐ型基板を用いるものである。

【００２１】請求項４以下に記載の方法は、前処理の全
部または一部をエピタキシャル成長とは別の処理室を用
いて行うことにより、スループットを向上させようとす
るものである。請求項４記載の方法は、上記自然酸化膜
の除去を行う第１の工程と付着有機物の除去を行う第２
の工程とを第１の処理室にて行い、上記エピタキシャル
成長を行う第３の工程を第２の処理室にて行うものであ
る。

【００２２】請求項５記載の方法は、上記第１の処理室
と前記第２の処理室との間における上記珪素単結晶基板
の搬送を、不活性ガス雰囲気中もしくは水素ガス雰囲気
中で行うものである。

【００２３】請求項６記載の方法は、上記第２の処理室
でも、上記第１の処理室における第２の工程の所要時間
よりも短い所要時間にて該第２の工程を行った後に、上
記第３の工程を行うものである。

【００２４】請求項７記載の方法は、上記第１の工程を
第１の処理室にて行い、上記第２の工程および上記第３
の工程とを第２の処理室にて行うものである。

【００２５】請求項８記載の方法は、上記第１の処理室
と上記第２の処理室との間における前記珪素単結晶基板
の搬送を、不活性ガス雰囲気中もしくは水素ガス雰囲気
中で行うものである。

【００２６】

【発明の実施の形態】本発明者らは、前処理プロセスの
低温化について鋭意検討を重ねる過程で、反応系内の水
分管理が極めて重要であることに着目した。従来の前処
理では、キャリアガスとしてＡｒやＮ₂ が多く用いられ
ているが、これらのガスには微量の水分（Ｈ₂ Ｏ）やＯ
₂ が必ず含まれており、この水分は技術上の限界により
完全に除去することができない。このため、前処理雰囲
気は酸化的となり、酸化膜の再成長を完全には防止でき
ない原因となっている。

【００２７】そして、キャリアガス中に含まれる微量の
水分は、自然酸化膜の除去にフッ化水素ガスを用いる前
処理において、この前処理を行う処理室の構成材料であ
る石英ガラス（酸化硅素＝ＳｉＯ₂ ）を腐食させる原因
となる。ＨＦガスによるＳｉＯ₂ のエッチング除去反応
は、次のような反応式で表される。 ＳｉＯ₂ ＋４ＨＦ → ＳｉＦ₄ ＋２Ｈ₂ Ｏ 実は、この反応のごく初期段階には、触媒量の水分が必
要とされる。言い換えれば、水分を含まない表面ではＳ
ｉＯ₂ のエッチング反応は進まない。しかし、一旦反応
が進み始めればＨ₂ Ｏが生成するので、以降は自己触媒
反応によりＳｉＯ₂ のエッチングが進行する。

【００２８】ここで、反応のごく初期に必要とされる触
媒量の水分の供給源について考える。珪素単結晶基板の
表面に形成される自然酸化膜にはその内部、あるいは表
面に必ず水分が存在するので、自身が収着している水分
が触媒となり得る。一方、処理室の構成材料である石英
ガラスは、何度も熱処理を施した後に使用されるため
に、吸着水分をほとんど持たない。つまり、従来プロセ
スにおいてしばしば処理室の腐食が生じていたのは、キ
ャリアガスに含まれる水分が触媒として働いたからであ
る。したがって、ＨＦガスを用いた場合に処理室を腐食
させずに自然酸化膜を良好に除去し、しかもその再成長
を抑制するには、雰囲気ガスから徹底的に水分を排除す
る一方で、自然酸化膜に本来収着されている水分は残す
ような条件を設定すれば良いことがわかる。

【００２９】かかる考察にもとづき提案される本発明で
は、前処理のキャリアガスとしては前処理雰囲気を必ず
還元的にできるＨ₂ ガスを一貫して用い、かつ工業的に
ほぼ完全に乾燥状態のものを得ることが可能なＨＦガス
を用い、さらに自然酸化膜に収着されている水分を保持
できる温度域（第１の温度域）で該自然酸化膜を除去す
る（第１の工程）。上記第１の温度域は、０℃以上１０
０℃未満とすることが好適であり、実用的には室温で十
分である。この温度域よりも低い場合には、自然酸化膜
が除去できなくなるかあるいはエッチング反応速度が低
下してスループットが低下するおそれがあり、逆に高い
場合には自然酸化膜に収着されている水分が脱離してエ
ッチング反応が進行しなくなる。

【００３０】なおＨＦガスの濃度はおおよそ０．５％以
上とすることが好適である。０．５％未満では自然酸化
膜の除去速度が著しく低下する。一方、１〜１００％に
おいて自然酸化膜の除去に要する時間には大差はない。
また、処理時間はおおよそ０．５〜５分の範囲とするこ
とが好適である。０．５分より短時間では自然酸化膜が
十分に除去されず、５分より長時間では効果にほとんど
差異が認められない上、スループットが低下する原因と
なる。実用上は３分程度で十分である。

【００３１】続く付着有機物の除去は、ＨＣｌガスを用
いて行う（第２の工程）。このときの温度域（第２の温
度域）は上記第１の温度域よりも高く、かつ珪素単結晶
基板の表面状態を維持し得るものとする。すなわち、付
着有機物は除去できるが、硅素単結晶そのものはエッチ
ングせず、初期の表面の平坦度を維持し得る温度域とす
る。本発明では、５００℃以上８００℃未満とすること
が好適である。５００℃未満では付着有機物を除去する
効果がなく、また８００℃を越える温度では珪素単結晶
基板の表面が腐触されて微小な凹凸が生ずることがあ
る。なお、ＨＣｌガスの濃度はおおよそ０．１〜１０％
とすることが好適である。０．１％未満では付着有機物
の除去効果が小さく、１０％以上では珪素単結晶基板の
表面に微小な凹凸が生じることがある。また、処理時間
はおおよそ１秒〜１０分の範囲とすることが好適であ
る。１秒より短時間では付着有機物が十分に除去され
ず、１０分より長時間では効果にほとんど差異が認めら
れない上、スループットが低下する原因となる。

【００３２】なお、本発明では自然酸化膜を除去する第
１の工程と、付着有機物を除去する第２の工程の順序と
を逆にすることはできない。なぜなら、第２の工程を先
に行うと、第２の温度域における加熱により自然酸化膜
に収着されている水分が脱離し、ＨＦガスによる自然酸
化膜の除去が不可能となってしまうからである。

【００３３】このように、本発明では自然酸化膜を１０
０℃未満で、付着有機物を８００℃未満で除去するた
め、たとえ不純物濃度が１０¹⁶／ｃｍ³ のオーダー以下
の低濃度ｐ型基板を用いる場合であっても、基板内部に
もともと存在していた酸素析出核や酸素析出物を消滅さ
せることなく前処理を完了し、次の珪素単結晶薄膜のエ
ピタキシャル成長工程に進むことができる。

【００３４】良好な前処理が行われた硅素単結晶基板上
では、従来よりも低い温度域で硅素単結晶薄膜をエピタ
キシャル成長させることができる（第３の工程）。この
エピタキシャル成長に使用する硅素化合物ガスとして
は、テトラクロロシラン（ＳｉＣｌ₄ ），トリクロロシ
ラン（ＳｉＨＣｌ₃ ），ジクロロシラン（ＳｉＨ₂ Ｃｌ
₂ ），モノシラン（ＳｉＨ₄ ）が挙げられる。エピタキ
シャル成長を行う第３の温度域は、８００℃以上１００
０℃未満とすることが好適である。この温度域よりも低
い場合には、成長速度が遅くなりすぎて工業的に有用で
はない。逆にこの温度域よりも高い場合には、基板内部
の酸素析出核や酸素析出物が硅素単結晶に固溶・拡散
し、ゲッタリング効率が大幅に低下してしまう。本発明
は、前処理およびエピタキシャル成長を低温域で行うこ
とにより、酸素析出の挙動に影響を与えないようにする
ことを趣旨とするものである。

【００３５】ここで、前処理の全部または一部をエピタ
キシャル成長とは別の処理室を用いて行うことにする
と、珪素単結晶基板の表面をＨＦ／Ｈ₂ 混合ガスまたは
ＨＣｌ／Ｈ₂ 混合ガスに接触させる工程とエピタキシャ
ル成長工程とを並行して進行させることができる。した
がって、珪素単結晶基板の表面の自然酸化膜と付着有機
物をＨＦガスおよびＨＣｌガスを用いて相対的に低温域
で除去するという大きな利点を生かすと同時に、エピタ
キシャルウエーハを製造する全工程を低コストで実現で
きるというメリットがある。

【００３６】次に、本発明のエピタキシャルウェーハの
製造方法で使用される幾つかの装置構成について、図面
を参照しながら説明する。図１は、前処理とエピタキシ
ャル成長とを同一の処理室内で行うエピタキシャル成長
装置１０を示す模式図である。この装置１０は、処理室
１の中にウェーハＷを収容する。図ではウェーハＷは１
枚収容されているが、複数枚であっても構わない。上記
処理室１の一端から導入されたガスＧは、ウェーハＷに
接触後、該処理室１の他端から排気される。処理室１内
を流れる上記ガスＧは、Ｈ₂ ガス単独、Ｈ₂ ガスで希釈
されたＨＦガス、Ｈ₂ ガスで希釈されたＨＣｌガス、Ｈ
₂ ガスで希釈されたＳｉＨＣｌ₃ ガス等、エピタキシャ
ル層を成長させるために必要なガスのいずれかであり、
各成分ガスはいずれもマスフローコントローラ３（ＭＦ
Ｃ）で精密に流量制御されながら処理室１内へ導入され
る。

【００３７】ＨＦは常温で液体であるが、蒸気圧が大き
く容易に気化するため、気化成分をＨ₂ と混合して処理
室１へ供給する。また、図１には硅素化合物の代表例と
してＳｉＨＣｌ₃ を記したが、ＳｉＨ₂Ｃｌ₂ やＳｉＨ
₄ も同様に供給することができる。処理室１の外側に
は、その一方の主面に沿って赤外線ランプ２が配されて
おり、通電量に応じてウェーハＷの加熱温度を制御する
ようになされている。また、処理室１の他方の主面側に
は放射温度計４が配されており、プロセス中のウェーハ
温度をモニタ可能となされている。

【００３８】図２は、前処理とエピタキシャル成長とを
別の処理室内で行う装置構成を示す模式図である。この
構成では、自然酸化膜の除去と付着有機物の除去とを行
う前処理ユニット１１と、エピタキシャル成長を行うエ
ピタキシャル成長ユニット１２とを別室化している。前
処理ユニット１１の第１の処理室１ａは、たとえば石英
ガラスにより構成される。その内部には、複数枚のウェ
ーハＷが各々は水平に、かつ互いに縦方向に所定間隔を
もって積層されるごとく収容されている。第１の処理室
１ａの一端から導入されたガスＧ₁ はこれらのウェーハ
Ｗの間を通過し、他端より排気される。上記ガスＧ₁ と
は、ＨＦ／Ｈ₂ 混合ガスあるいはＨＣｌ／Ｈ₂ 混合ガス
である。第１の処理室１ａの外側は円筒形の抵抗加熱炉
５に周回されており、主としてＨＣｌ／Ｈ₂ 混合ガスを
用いた付着有機物の除去時にウェーハＷを所望の温度に
昇温するようになされている。一方、エピタキシャル成
長ユニット１２の構成は、前掲の図１に示した装置とほ
ぼ同じであるが、その第２の処理室１ｂの一端から導入
されるガスＧ₂ はＳｉＨＣｌ₃ ／Ｈ₂ 混合ガス等のエピ
タキシャル層を成長させるために必要なガスである。

【００３９】上記前処理ユニット１１とエピタキシャル
成長ユニット１２とは、図５に示されるようにハンドリ
ング・ユニット１６を介して相互に連結された、いわゆ
るマルチチャンバ構成とされることが特に好適である。
上記ハンドリング・ユニットには、すべてのプロセスを
終了したウェーハＷを貯蔵しておくためのロードロック
室１５も連結されている。上記ハンドリング・ユニット
１６とロードロック室１５は、Ｈ₂ 雰囲気または不活性
ガス雰囲気に制御されている。上記ハンドリング・ユニ
ット１６には搬送アームを備えた搬送ロボット１７が収
容され、この搬送ロボット１７の動作により該ハンドリ
ング・ユニット１６を介した各室間でのウェーハＷの搬
出入が行われる。つまり、ウェーハＷは前処理からエピ
タキシャル成長が終了するまで、大気から遮断された状
態に保たれることになり、自然酸化膜の再成長や有機物
の再付着が防止される。

【００４０】前掲の図２に示した装置構成が上述のよう
なマルチチャンバ構成である場合、第１の処理室１ａで
自然酸化膜の除去と付着有機物の除去とを終了したウェ
ーハＷを１枚、搬送ロボット１７を用いて取り出し、ハ
ンドリング・ユニット１６を介して第２の処理室１ｂへ
搬入し、エピタキシャル成長を行う。エピタキシャル成
長を終了したウェーハＷは、再び搬送ロボット１７を用
いてロードロック室１５へ収容される。この操作を繰り
返して第１の処理室１ａ内のウェーハＷが無くなったと
ころで、新たに複数枚のウェーハＷを第１の処理室１ａ
に搬入し、同様に前処理→エピタキシャル成長→ロード
ロック室への収容を繰り返す。

【００４１】ただし、第１の処理室１ａにおける自然酸
化膜と付着有機物の除去の合計所要時間と、第２の処理
室１ｂにおけるエピタキシャル成長の所要時間とでは前
者の方がかなり長いので、エピタキシャル成長ユニット
１２の休止時間が長くなる可能性がある。そこで、同様
の前処理ユニット１１を少なくとも別にもう１台、上記
ハンドリング・ユニット１６に連結し、エピタキシャル
成長ユニット１２が複数の前処理ユニットから順番にウ
ェーハＷの供給を受けるようにすれば、前処理とエピタ
キシャル成長とを同時進行させることができる。つま
り、実際上はエピタキシャル成長ユニット１２内にウェ
ーハＷが滞在する時間のみに依存する形で生産を続ける
ことができ、生産性を高める上で有効である。

【００４２】図３は、自然酸化膜の除去を前処理ユニッ
ト１３の第１の処理室１ａで行い、付着有機物の除去と
エピタキシャル成長とをエピタキシャル成長ユニット１
４の第２の処理室１ｂで行うための装置構成例である。
前処理ユニット１３の第１の処理室１ａの一端から導入
されたガスＧ₃ はこの内部に収容された複数のウェーハ
Ｗの間を通過し、他端より排気される。上記ガスＧ₃ と
は、ＨＦ／Ｈ₂ 混合ガスである。自然酸化膜の除去は室
温付近で十分に可能なので、ここでは前処理ユニット１
３の周囲に加熱手段を特に設けてはいない。

【００４３】一方、上記エピタキシャル成長ユニット１
４の第２の処理室１ｂの内部にはウェーハＷが１枚収容
されている。この第２の処理室１ｂの一端から導入され
たガスＧ₄ は、ウェーハＷの表面と接触した後、他端か
ら排気される。このガスＧ₄は、ＨＣｌ／Ｈ₂ 混合ガス
あるいはＳｉＨＣｌ₃ ／Ｈ₂ 混合ガス等のエピタキシャ
ル層を成長させるために必要なガスである。第２の処理
室１ｂの外側には赤外線ランプ２が配されている。

【００４４】図３からも明らかなように、この装置構成
では前掲の図２に示した装置構成と異なり、加熱手段が
エピタキシャル成長ユニット１４側にだけあれば良いの
で、装置コストが低減できるメリットがある。また、第
１の処理室１ａ内で自然酸化膜を除去する時間と、第２
の処理室１ｂ内で付着有機物の除去とエピタキシャル成
長とを行う時間とがほぼ等しいため、エピタキシャル成
長ユニット１４の休止時間がほとんどない。すなわち、
ウェーハＷがエピタキシャル成長ユニット１４の内部に
滞在する時間のみに依存する形で生産を続けることが可
能となる。この滞在時間は、前掲の図２に示したエピタ
キシャル成長ユニット１２の内部における滞在時間より
も若干長くなるが、前処理ユニット１１を複数設けなく
とも比較的効率のよい生産が行えるというメリットがあ
る。

【００４５】なお、図３に示す装置も前述のようなマル
チチャンバ構成とすることができる。この場合には、第
１の処理室１ａで自然酸化膜の除去を終了したウェーハ
Ｗを１枚、搬送ロボット１７を用いて取り出し、ハンド
リング・ユニット１６を介して第２の処理室１ｂへ搬入
し、付着有機物の除去とエピタキシャル成長とを行う。
エピタキシャル成長を終了したウェーハＷは、再びハン
ドリング・ユニット１６を介してロードロック室１５へ
収容される。この操作を繰り返して第１の処理室１ａ内
のウェーハＷが無くなったところで、新たに複数枚のウ
ェーハＷを第１の処理室１ａに搬入し、同様に自然酸化
膜の除去→付着有機物の除去＋エピタキシャル成長→ロ
ードロック室への収容を繰り返す。

【００４６】さらに図４は、自然酸化膜の除去と付着有
機物の除去とを前処理ユニット１１の第１の処理室１ａ
で行い、再度の付着有機物の除去とエピタキシャル成長
とをエピタキシャル成長ユニット１４の第２の処理室１
ｂで行うための装置構成例である。これは、前掲の図２
に示した前処理ユニット１１と、前掲の図３に示したエ
ピタキシャル成長ユニット１４との組み合わせに相当す
る。ここで、第１の処理室１ａと第２の処理室１ｂの両
方で付着有機物の除去を行っているのは、たとえ前述の
ようなマルチチャンバ構成の装置を用いて両室の間の搬
送をＨ₂ ガスまたは不活性ガス雰囲気下で行ったとして
も、これらの雰囲気に由来する極微量の付着有機物がウ
ェーハＷ上に飛来して付着することが精密な表面分析に
より時として判明することに備えるためである。上記第
２の処理室１ｂ内で行われる再度の付着有機物の除去の
ための処理時間は、付着量に応じて適宜決定すれば良い
が、通常は極微量であるため、第１の処理室１ａで行わ
れる除去よりも短時間とすることができる。

【００４７】

【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について説明
する。

【００４８】実施例１ ここでは、前掲の図１に示したエピタキシャル成長装置
１０を用いてエピタキシャルウェーハの製造を行ったプ
ロセス例について説明する。サンプルとして用いたウェ
ーハＷは、通常の鏡面研磨仕上げを施した直径２００ｍ
ｍのｐ型高抵抗硅素単結晶からなり、抵抗率は１０Ω・
ｃｍ、Ｂ濃度は１×１０¹⁵／ｃｍ³ である。清浄空気中
に１日間放置された結果、その表面には厚さ１．１ｎｍ
の自然酸化膜と厚さ０．２ｎｍの有機物薄膜が付着して
いることが、エリプソメトリーとＸ線光電子分光法（Ｘ
ＰＳ）により予め確認されている。また、このウェーハ
Ｗの内部には、１×１０⁹ ／ｃｍ³ の酸素析出物が存在
することが、赤外光散乱法で確認されている。

【００４９】このウェーハＷを、２３℃，１気圧に維持
された処理室１内に載置し、まずＨ₂ ガスで希釈された
１％ＨＦ混合ガスを流量１００リットル／分にて３分間
供給した。ガス供給開始後０．５分で自然酸化膜はほぼ
除去されたが、３分後にはこの除去が確実に完了するこ
とを、ＸＰＳで確認した。なお、この間、処理室１の壁
面で石英ガラスから構成される部分には、何ら腐食は生
じていなかった。これは、供給されるＨ₂ やＨＦからい
ずれも水分がほぼ完全に除去されており、石英ガラスの
表面では前出の反応式で示したようなＳｉＯ₂ のエッチ
ング反応が進行しなかったからである。

【００５０】次に、赤外線ランプに２に通電してウェー
ハＷを７００℃に昇温し、処理室１の一端からＨ₂ ガス
で希釈された１％ＨＣｌ混合ガスを流量１００リットル
／分にて１分間供給した。なお、ウェーハＷの温度は放
射温度計４を用いてモニタした。以上で、前処理は終了
である。この段階でＸＰＳによるウェーハＷの表面観察
を行ったところ、有機物に由来する炭素や酸素のシグナ
ルは検出されず、硅素原子のシグナルのみが観測され
た。したがって、付着物のまったく無いウェーハＷの表
面を得ることができた。

【００５１】次に、赤外線ランプ２への通電量を調整し
てウェーハＷを９５０℃に昇温し、温度が安定した後、
直ちにＨ₂ ガスで希釈された２％ＳｉＨＣｌ₃ ガスを極
微量のＢ₂ Ｈ₆ ガスと共に処理室１へ１分間導入した。
これにより、厚さ１μｍで抵抗率１５Ω・ｃｍの硅素単
結晶薄膜が成長されたエピタキシャルウェーハを製造す
ることができた。この後、ＳｉＨＣｌ₃ ガスの供給を停
止し、赤外線ランプ２への通電を遮断し、Ｈ₂ ガスの供
給のみ継続させながらウェーハＷの温度を室温まで下
げ、処理室１外へ取り出した。成長した膜が珪素単結晶
薄膜であることは、電子線回折法により確認した。さら
に、得られたエピタキシャルウェーハの基板内部に残留
している酸素析出物の濃度を赤外光散乱法により測定し
たところ、１×１０⁹ ／ｃｍ³ であり、処理前と何ら変
化していないことが確認された。

【００５２】なお、比較のために、ＳｉＨＣｌ₃ を硅素
化合物ガスとして使用するエピタキシャル成長ではウェ
ーハを１１００〜１１５０℃に加熱していたが、かかる
高温プロセスを経て製造されたエピタキシャルウェーハ
において残留する酸素析出物の濃度は多くても１×１０
² ／ｃｍ³ であった。これに対し本発明では、前処理か
らエピタキシャル成長にいたるすべての過程が１０００
℃未満で行われており、本発明の方法が低濃度基板のゲ
ッタリング特性の維持に有効であることが明らかであ
る。また、かかるプロセスの低温化は、熱応力によるス
リップ転位欠陥の抑制にも効果があり、本実施例のよう
に機械的強度の比較的低いｐ型高抵抗基板を用いる場合
には、特に有意義である。

【００５３】実施例２ ここでは、前掲の図２に示した装置構成によりエピタキ
シャルウェーハを製造したプロセス例について説明す
る。なお、図２の装置はマルチチャンバ構成とされてい
る。サンプルとして用いたウェーハＷは、清浄空気中に
１日間放置した直径３００ｍｍのｐ型低抵抗硅素単結晶
からなるものである。またこのウェーハの抵抗率は０．
０２Ω・ｃｍ、Ｂ濃度は５×１０¹⁸／ｃｍ³ である。自
然酸化膜の膜厚、有機物薄膜の膜厚、酸素析出物の濃度
は、実施例１で用いたウェーハと同じである。

【００５４】このウェーハＷを、２３℃，１気圧に維持
された前処理ユニット１１の第１の処理室１ａ内に載置
し、まずＨ₂ ガスで希釈された１％ＨＦ混合ガスを流量
１００リットル／分にて３分間供給し、該ウェーハＷ表
面の自然酸化膜を除去した。次に、第１の処理室１ａの
外周部に設けられた抵抗加熱炉５に通電し、ウェーハＷ
の温度を７００℃に昇温した。温度が安定化したところ
で、Ｈ₂ ガスで希釈された１％ＨＣｌ混合ガスを流量１
００リットル／分にて１分間導入し、有機物薄膜を除去
した。

【００５５】次に、搬送ロボット１７を用いて前処理ユ
ニット１１の第１の処理室１ａからウェーハＷを１枚取
り出し、エピタキシャル成長ユニット１２の第２の処理
室１ｂ内に載置した。この時、ハンドリング・ユニット
１６とエピタキシャル成長ユニット１２の内部はＨ₂ ガ
ス雰囲気としたが、Ｎ₂ ガス、Ａｒガスなどの不活性ガ
ス雰囲気であっても問題はない。このエピタキシャル成
長ユニット１２の第２の処理室１ｂの外側上部に設けら
れた赤外線ランプ２の通電量を調整し、ウェーハＷの温
度を９５０℃に昇温し、温度が安定化した後、直ちにＨ
₂ で希釈された２％ＳｉＨＣｌ₃ 混合ガスを流量１００
リットル／分にて極微量のＢ₂ Ｈ₆ と共に１分間導入し
た。これにより厚さが１μｍ、抵抗率が１５Ω・ｃｍ、
Ｂ濃度が１×１０¹⁵／ｃｍ³ の珪素単結晶薄膜が成長さ
れたエピタキシャルウェーハが得られた。

【００５６】これより後は、実施例１と同様にしてウェ
ーハＷの温度を下げた後、搬送ロボットを用いてウェー
ハＷをエピタキシャル成長ユニット１２から取り出し、
ロードロック室１５に収容した。さらに、搬送ロボット
１７を用いて前処理ユニット１１から別のウェーハＷを
１枚取り出し、同様にエピタキシャル成長を経た後、ロ
ードロック室１５へ収容することを繰り返した。前処理
ユニット１１内のウェーハＷが無くなったところで、新
たなウェーハＷを５枚搬入し、同様に前処理→エピタキ
シャル成長→ロードロック室への収容を繰り返した。本
実施例でも実施例１と同様、酸素析出物の濃度を良好に
維持するエピタキシャルウェーハが製造され、そのスル
ープットは実施例１に比べて約２倍に向上した。

【００５７】本実施例により製造したエピタキシャルウ
ェーハにおけるＢ濃度の深さ方向分布を、二次イオン質
量分析法（ＳＩＭＳ）により測定した結果を、図６に示
す。図中、縦軸は対数表示によるホウ素濃度（／ｃ
ｍ³ ）、横軸はエピタキシャルウェーハ表面からの深さ
（μｍ）を表し、本実施例の測定結果は実線の濃度プロ
ファイル曲線として表す。エピタキシャルウェーハ表面
からの深さが０〜１．０μｍの領域は、エピタキシャル
成長された珪素単結晶薄膜、１．０μｍよりも深い領域
は珪素単結晶基板に相当する。なお、比較のために、従
来の一般的なプロセス条件にしたがってエピタキシャル
成長温度を１１００℃とした以外は、本実施例と同様に
製造されたエピタキシャルウェーハの濃度プロファイル
曲線を、一点鎖線で併せて示した。

【００５８】理想的な濃度分布プロファイルとは、表面
から１．０μｍの深さにある珪素単結晶基板と珪素単結
晶薄膜との界面で垂直に立ち上がるような濃度プロファ
イル曲線で表されるが、実際には外方拡散やオートドー
ピングの影響により図示されるように立ち上がりが緩慢
となり、ある程度の遷移幅を示すのが普通である。しか
し、エピタキシャル成長温度も含めプロセス温度をすべ
て１０００℃未満の領域に制限した本発明では、エピタ
キシャル成長温度を１１００℃とした従来例に比べて遷
移幅が狭くなり、理想的な濃度プロファイルに近づいた
ものとなっていることが明らかである。

【００５９】なお、これらのエピタキシャルウェーハに
ついて、スリップ転位欠陥の目視観察も行った。この観
察は、暗室内でハロゲンランプを用いてエピタキシャル
ウェーハに強い可視光を照射し、段差からの反射光によ
る明るい筋模様の有無を調べるものである。エピタキシ
ャル成長温度を１１００℃としたエピタキシャルウェー
ハでは筋模様が多数認められたが、９５０℃ではまった
く認められなかった。さらに、エピタキシャル成長温度
を変化させてスリップ転位欠陥の発生頻度を調べたとこ
ろ、１１００℃以上では多発し、１０００℃でやや多
発、１０００℃ではほとんど確認されず、９００℃では
確認されなかった。このように、エピタキシャル成長温
度を下げるにつれてスリップ転位欠陥の発生頻度が顕著
に減少することが確認された。

【００６０】実施例３ ここでは、前掲の図３に示した装置構成によりエピタキ
シャルウェーハＷを製造したプロセスについて説明す
る。おな、図３の装置はマルチチャンバ構成とされてい
る。サンプルとして用いたウェーハＷは、実施例１で用
いたものと同じである。このウェーハＷを、２３℃，１
気圧に維持された前処理ユニット１３の第１の処理室１
ａへ搬入し、Ｈ₂ で希釈された１％ＨＦ混合ガスを流量
１００リットル／分にて３分間供給し、該ウェーハＷ表
面の自然酸化膜を除去した。

【００６１】次に、ウェーハＷの１枚を取り出し、Ｈ₂
雰囲気下でエピタキシャル成長ユニット１４の第２の処
理室１ｂへ搬入し、赤外線ランプ２を用いて該ウェーハ
Ｗを７００℃に昇温した。この状態で、Ｈ₂ で希釈され
た１％ＨＣｌ混合ガスを流量１００リットル／分にて１
分間供給し、有機物薄膜を除去した。引き続き、赤外線
ランプ２を用いてウェーハＷを９５０℃に昇温した後、
Ｈ₂で希釈された２％ＳｉＨＣｌ₃ 混合ガスを流速１０
０リットル／分にて、極微量のＢ₂ Ｈ₆ ガスと共に１分
間供給した。これにより、厚さ１μｍ、抵抗率１５Ω・
ｃｍの硅素単結晶薄膜を有するエピタキシャルウェーハ
が製造された。これ以降のロードロック室１５への収容
や、他のウェーハＷに対する処理順序については、実施
例２で述べたとおりである。本実施例においても、酸素
析出物の濃度を良好に維持しながら、安価かつ効率的に
エピタキシャルウェーハを製造することができた。

【００６２】本実施例では、前処理とエピタキシャル成
長とを完全別室化した実施例２よりは若干長いものの、
一連の工程をすべて単一の処理室で行う実施例１よりは
短い時間でエピタキシャルウェーハを製造することがで
きた。本実施例には、装置構成上のメリットもある。ひ
とつは、第１の処理室１ａ内で自然酸化膜の除去とエピ
タキシャル成長を行うための所要時間と、第２の処理室
１ｂ内で有機物薄膜の除去を行うための所要時間とがほ
ぼ等しいため、第１の処理室１ａを複数設けなくてもエ
ピタキシャル成長ユニット１４の休止時間を短縮あるい
はほぼゼロとし、製造効率を向上できる点である。いま
ひとつは、前処理ユニット１３側に特に加熱手段を設け
る必要がないので、装置全体を安価に構成できるという
点である。

【００６３】実施例４ ここでは、前掲の図４に示した装置構成によりエピタキ
シャルウェーハＷを製造したプロセスについて説明す
る。なお、図４の装置はマルチチャンバ構成とされてい
る。サンプルとして用いたウェーハＷは、実施例１で用
いたものと同じである。このウェーハＷを、２３℃，１
気圧に維持された前処理ユニット１１の第１の処理室１
ａへ搬入し、Ｈ₂ で希釈された１％ＨＦ混合ガスを流量
１００リットル／分にて３分間供給し、該ウェーハＷ表
面の自然酸化膜を除去した。次に、抵抗加熱炉５に通電
し、ウェーハの温度を７００℃に昇温した。温度が安定
化したところで、Ｈ₂ ガスで希釈された１％ＨＣｌ混合
ガスを流量１００リットル／分にて１分間導入し、有機
物薄膜を除去した。

【００６４】次に、ウェーハＷの１枚を取り出し、Ｈ₂
雰囲気下でハンドリング・ユニット１６を介してエピタ
キシャル成長ユニット１４の第２の処理室１ｂへ搬入
し、赤外線ランプ２を用いて該ウェーハＷを再び７００
℃に昇温した。この状態で、Ｈ₂ で希釈された１％ＨＣ
ｌ混合ガスを流量１００リットル／分にて１０秒間供給
した。この過程では、ハンドリング・ユニット１６を介
した搬出入の間に雰囲気中から飛来して付着した有機物
が効果的に除去される。ＨＣｌ混合ガスの供給時間は、
最大でも１分間程度で十分である。引き続き、赤外線ラ
ンプ２を用いてウェーハＷを９５０℃に昇温した後、Ｈ
₂で希釈された２％ＳｉＨＣｌ₃ 混合ガスを流量１００
リットル／分にて極微量のＢ₂ Ｈ₆ ガスと共に１分間供
給した。これにより、厚さ１μｍ、抵抗率１５Ω・ｃｍ
の硅素単結晶薄膜を有するエピタキシャルウェーハが製
造された。これ以降のロードロック室１５への収容や、
他のウェーハＷに対する処理順序については、実施例２
で述べたとおりである。

【００６５】得られたエピタキシャルウェーハについ
て、炭素原子と酸素原子の深さ方向分布を二次イオン質
量分析（ＳＩＭＳ）により調べたところ、硅素単結晶基
板と硅素単結晶薄膜との界面にはいずれの原子も局在し
ておらず、付着有機物の存在しない清浄な状態でエピタ
キシャル成長が行われたことが確認された。また、本実
施例においても、酸素析出物の濃度を良好に維持しなが
ら、安価かつ効率的にエピタキシャルウェーハを製造す
ることができた。

【００６６】以上、本発明の具体的な実施例を４例述べ
たが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるもので
はない。上述の各実施例では前処理ユニットとエピタキ
シャル成長ユニットとを各１台づつ使用するプロセス例
について述べたが、さらに生産効率を上げるために、こ
れらを複数台ずつ用いることは当然ながら本発明の範囲
に含まれる。また、使用するサンプル・ウェーハの種
類、前処理条件、エピタキシャル成長条件、使用する装
置構成の細部については、適宜変更、選択、組合せが可
能である。

【００６７】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明では硅素単結晶基板の表面の自然酸化膜に本来収着さ
れている水分のみを触媒としてＨＦガスによる自然酸化
膜の除去を行うので、酸化硅素系材料よりなる処理室の
構成部材が腐食する虞れがない。続くＨＣｌガスによる
付着有機物の除去は、硅素単結晶基板の表面状態を維持
しながらを行うので、その後にエピタキシャル成長され
る硅素単結晶薄膜の結晶性が極めて良好となる。特に自
然酸化膜の除去を１００℃未満、付着有機物の除去を８
００℃未満でそれぞれ行うことにより、低濃度基板を用
いた場合にも予め存在していた酸素析出核および／また
は酸素析出物を消滅させずに前処理を完了することがで
き、しかも酸化膜の再成長も抑制される。

【００６８】酸化膜の再成長が高度に抑制された硅素単
結晶基板上では、エピタキシャル成長温度を１０００℃
未満に下げても良質な硅素単結晶薄膜を成長させること
ができる。したがって、本発明ではエピタキシャルウェ
ーハ製造工程全体の温度を１０００℃未満に下げること
が可能となり、遷移幅を縮小し、また熱応力によるスリ
ップ欠陥を効果的に抑制することができる。このことは
特に、機械的強度の低いｐ型高抵抗基板を用いる場合に
有意義である。本発明ではさらに、前処理工程の少なく
とも一部をエピタキシャル成長工程と別の処理室で行う
ことにより、これらの工程を並行して進行させることが
でき、スループットを向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】前処理とエピタキシャル成長とを同一の処理室
内で行うエピタキシャル成長装置の構成例を示す模式図
である。

【図２】前処理とエピタキシャル成長とを別の処理室内
で行う装置構成例を示す模式図である。

【図３】自然酸化膜の除去とエピタキシャル成長とを別
の処理室内で行う装置構成例を示す模式図である。

【図４】前処理を第１の処理室で行った後、第２の処理
室でも付着有機物の除去を行ってからエピタキシャル成
長を行う装置構成例を示す模式図である。

【図５】前処理ユニットとエピタキシャル成長ユニット
間でのウェーハ搬送を制御雰囲気下で行う装置構成例を
示す模式図である。

【図６】本発明と従来の方法により製造されたエピタキ
シャルウェーハの不純物濃度プロファイル曲線を示すグ
ラフである。

【符号の説明】

１ 処理室 １ａ 第１の処理室 １ｂ 第２の処理室 ２ 赤外線ランプ ３ マスフローコントローラ ４ 放射温度計 ５ 抵抗加熱炉 １１，１３ 前処理ユニット １２，１４ エピタキシャル成長ユニット １５ ロードロック室 １６ ハンドリング・ユニット １７ 搬送ロボット Ｗ ウェーハ Ｇ，Ｇ₁ ，Ｇ₂ ，Ｇ₃ ，Ｇ₄ ガス

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 酸素析出核および／または酸素析出物を
   有する珪素単結晶基板の主表面に珪素単結晶薄膜を気相
   エピタキシャル成長させるエピタキシャルウェーハの製
   造方法であって、 前記主表面上の自然酸化膜に収着されている水分を保持
   し得る第１の温度域にて、フッ化水素ガスと水素ガスと
   の混合ガス雰囲気中で該自然酸化膜を除去する第１の工
   程と、 前記第１の温度域よりも高くかつ前記珪素単結晶基板の
   表面状態を維持し得る第２の温度域にて、塩化水素ガス
   と水素ガスとの混合ガス雰囲気中で、前記主表面上の付
   着有機物を除去する第２の工程と、 前記第２の温度域よりも高くかつ前記酸素析出を維持し
   得る第３の温度域にて、珪素化合物ガスと水素ガスとの
   混合ガス雰囲気中で、前記主表面に珪素単結晶薄膜を気
   相エピタキシャル成長させる第３の工程とを有すること
   を特徴とするエピタキシャルウェーハの製造方法。
2. 【請求項２】 前記第１の温度域が０℃以上１００℃未
   満、前記第２の温度域が５００℃以上８００℃未満、前
   記第３の温度域が８００℃以上１０００℃未満であるこ
   とを特徴とする請求項１記載のエピタキシャルウェーハ
   の製造方法。
3. 【請求項３】 前記珪素単結晶基板は不純物濃度が１０
   ¹⁶／ｃｍ³ のオーダー以下の低濃度ｐ型基板であること
   を特徴とする請求項１記載のエピタキシャルウェーハの
   製造方法。
4. 【請求項４】 前記第１の工程および前記第２の工程と
   を第１の処理室にて行い、前記第３の工程を第２の処理
   室にて行うことを特徴とする請求項１記載のエピタキシ
   ャルウェーハの製造方法。
5. 【請求項５】 前記第１の処理室と前記第２の処理室と
   の間における前記珪素単結晶基板の搬送を、不活性ガス
   雰囲気中もしくは水素ガス雰囲気中で行うことを特徴と
   する請求項４記載のエピタキシャルウェーハの製造方
   法。
6. 【請求項６】 前記第２の処理室でも、前記第１の処理
   室における第２の工程の所要時間よりも短い所要時間に
   て該第２の工程を行った後に、前記第３の工程を行うこ
   とを特徴とする請求項４記載のエピタキシャルウェーハ
   の製造方法。
7. 【請求項７】 前記第１の工程を第１の処理室にて行
   い、前記第２の工程および前記第３の工程とを前記第２
   の処理室にて行うことを特徴とする請求項１記載のエピ
   タキシャルウェーハの製造方法。
8. 【請求項８】 前記第１の処理室と前記第２の処理室と
   の間における前記珪素単結晶基板の搬送を、不活性ガス
   雰囲気中もしくは水素ガス雰囲気中で行うことを特徴と
   する請求項７記載のエピタキシャルウェーハの製造方
   法。