WO2006068127A1 - エピタキシャルシリコンウェハの製造方法 - Google Patents

エピタキシャルシリコンウェハの製造方法 Download PDF

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silicon wafer
epitaxial silicon
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Yuichi Nasu
Kazuhiro Narahara
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Sumco Techxiv Corporation
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Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing an epitaxial silicon wafer.
  • an epitaxial silicon wafer having a silicon single crystal substrate and an epitaxial layer formed on the surface of the substrate is known.
  • the substrate is doped with nitrogen to form oxygen precipitation nuclei inside the substrate, metal impurities are captured in the oxygen precipitation nuclei, and the metal impurities are removed by gettering.
  • COP Crystal Originated Particle
  • SF SF
  • FIG. 4A a force in which COP (Crystal Originated Particle) 111, which is a micro defect, is present on the surface and inside of the substrate 11 doped with such nitrogen is exposed on the surface of the substrate 11 COPl ll (COP opened toward the substrate surface) causes SF (stacking fault) in the epitaxial layer 12.
  • Reference numeral 13 in FIG. 4A denotes an oxide film.
  • a method for removing COP 111 exposed on the surface of the substrate 11 includes heat treatment.
  • FIGS. 4B and 4C in the substrate 11 doped with nitrogen, the shape of the COPll is easily held by the inner wall oxide film 112 remaining in the COP11 11. COPll cannot be removed by heat treatment alone. Therefore, as shown in FIG. 4D, a stacking fault 121 occurs in the epitaxial layer 12.
  • An oxide film is formed.
  • Patent Document 1 JP 2002-20200 A (Pages 2-5)
  • An object of the present invention is to provide a method for manufacturing an epitaxial silicon wafer that can sufficiently reduce the number of stacking faults in an epitaxial layer.
  • the oxide film 13 on the surface of the substrate 11 and the COP 111 opened on the surface of the substrate 11 are formed.
  • the inner wall oxide film 112 inside (111A) is removed.
  • the inner wall oxide film 112 inside the COP111A is exposed to the surface of the substrate 11 and is removed by cleaning with hydrofluoric acid aqueous solution!
  • the inner wall oxide film 112 of COP111B has not been removed by cleaning with a hydrofluoric acid aqueous solution.
  • the present invention has been devised based on such knowledge.
  • the manufacturing method of the epitaxial silicon wafer of the present invention includes a substrate manufactured by the Tjoklarski method, obtained by cutting out a silicon single crystal doped with nitrogen, and an epitaxial formed on the substrate.
  • a method of manufacturing an epitaxial silicon wafer comprising: a hydrofluoric acid cleaning step of cleaning the substrate with a liquid containing hydrofluoric acid; and defects in the substrate that are not exposed on the surface of the substrate.
  • the defects located inside the substrate are not exposed on the substrate surface, and the substrate surface is exposed.
  • An oxide film is formed. In other words, the oxide film is formed on the substrate surface without substantially etching the substrate surface.
  • the substrate surface contains hydrogen peroxide. It is preferable to form an oxide film on the surface of the substrate by washing with a solution or ozone aqueous solution.
  • the substrate surface is coated with a solution containing hydrogen peroxide (for example, hydrogen peroxide solution, a mixed solution of hydrogen peroxide and hydrochloric acid, etc.) or ozone.
  • a solution containing hydrogen peroxide for example, hydrogen peroxide solution, a mixed solution of hydrogen peroxide and hydrochloric acid, etc.
  • ozone By washing with an aqueous solution, an oxide film can be formed without exposing defects located inside the substrate to the surface of the substrate.
  • the substrate in the hydrofluoric acid cleaning step, is cleaned using a rotary cleaning device, and the rotary cleaning device supplies a liquid containing hydrofluoric acid to one surface of the substrate.
  • Dropping means for dropping, supporting means for supporting the other surface of the substrate, and rotating means for rotating the substrate with the axis passing through the surface of the substrate supported by the supporting means as a rotation center axis It is preferable that the substrate is cleaned by dropping the liquid containing hydrofluoric acid while the substrate is rotated by the rotating unit at a rotation speed of 10 rotations Z or less.
  • the substrate surface is water-repellent and the substrate rotation speed exceeds 10 rotations Z, the liquid containing hydrofluoric acid dripped onto the substrate surface is blown out by the rotation of the substrate.
  • the oxide film on the substrate surface and the inner wall oxide film in the defect opened on the substrate surface cannot be removed with the liquid containing hydrofluoric acid.
  • the liquid containing hydrofluoric acid dropped on the substrate surface is less likely to be blown out of the substrate, and the liquid containing hydrofluoric acid is Since it exists on the surface, the oxide film on the substrate surface and the inner wall oxide film in the defect on the substrate surface can be surely removed.
  • FIG. 1 is a flowchart showing a manufacturing process of an epitaxial silicon wafer that is useful for an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2A is a schematic view showing each step of manufacturing the epitaxial silicon wafer.
  • FIG. 2B is a schematic diagram showing each process of manufacturing the epitaxial silicon wafer.
  • FIG. 2C is a schematic view showing each step of manufacturing the epitaxial silicon wafer.
  • FIG. 2D is a schematic view showing each step of manufacturing the epitaxial silicon wafer.
  • FIG. 2E is a schematic view showing each step of manufacturing the epitaxial silicon wafer.
  • FIG. 2F is a schematic view showing each step of manufacturing the epitaxial silicon wafer.
  • FIG. 3 is a schematic view showing a cleaning apparatus used in the manufacturing method of the epitaxial silicon wafer.
  • FIG. 4A is a schematic diagram showing a manufacturing process of a conventional epitaxial silicon wafer.
  • FIG. 4B is a schematic diagram showing a manufacturing process of a conventional epitaxial silicon wafer.
  • FIG. 4C is a schematic diagram showing a manufacturing process of a conventional epitaxial silicon wafer.
  • FIG. 4D is a schematic diagram showing a manufacturing process of a conventional epitaxial silicon wafer.
  • FIG. 5A is a schematic diagram showing a manufacturing process of a conventional epitaxial silicon wafer.
  • FIG. 5B is a schematic diagram showing a manufacturing process of a conventional epitaxial silicon wafer.
  • FIG. 5C is a schematic diagram showing a manufacturing process of a conventional epitaxial silicon wafer.
  • FIG. 5D is a schematic diagram showing a manufacturing process of a conventional epitaxial silicon wafer.
  • FIG. 5E is a schematic view showing a manufacturing process of a conventional epitaxial silicon wafer.
  • FIG. 5F is a schematic diagram showing a manufacturing process of a conventional epitaxial silicon wafer.
  • the method for manufacturing an epitaxial silicon wafer includes a hydrofluoric acid cleaning process (Process S1), an oxide film forming process (Process S 2), and an epitaxial layer forming process (Process S3). To do.
  • the epitaxial silicon wafer 1 includes a substrate 11 and an epitaxial layer 12 formed on the substrate 11.
  • the substrate 11 of the epitaxial silicon wafer 1 is manufactured by growing a silicon single crystal ingot doped with nitrogen by the CZ method and cutting the ingot.
  • the concentration of nitrogen in the substrate 11 is preferably 1 ⁇ 10 14 atoms / cm 3 or less, particularly at a concentration at which OSF nuclei (oxygen-induced stacking faults) are not exposed on the substrate surface.
  • the substrate grown and cut by the CZ method is subjected to processing such as chamfering, surface grinding, and polishing to become a substrate 11 having a mirror-finished surface.
  • a defect COP11 K111A is exposed on the surface of the substrate 11.
  • the edges 0 to 111 (1118) are also present inside the substrate 11.
  • each C An inner wall oxide film 112 is formed in OP 111 (111 A, 11 IB).
  • An oxide film 13 is formed on the surface of the substrate 11.
  • the surface of the substrate 11 thus cleaned is washed with a hydrofluoric acid aqueous solution (processing S1). As shown in FIG. 2B, the cleaning with the hydrofluoric acid aqueous solution removes the oxide film 13 on the surface of the substrate 11, and the oxide film 112 in the COP 111A exposed on the surface of the substrate 11 is removed. It will be.
  • a rotary cleaning device 3 shown in FIG. 3 is used.
  • the rotary cleaning apparatus 3 includes a holding unit 31 that holds the substrate 11, a rotating unit 32 that rotates the holding unit 31, and a dropping unit 33 that drops the hydrofluoric acid aqueous solution 35 on one surface of the substrate 11. Is provided.
  • the holding means 31 includes an inner chuck 311 that abuts on the other surface of the substrate 11 and holds the substrate 11, and an outer chuck 312 disposed outside the inner chuck 311.
  • the inner chuck 311 has a hollow frustum shape.
  • the inner chuck 311 has an upper surface (surface on the substrate 11 side) having a larger diameter than the lower surface.
  • the outer chuck 312 has a hollow truncated cone shape larger than the inner chuck 311, and the upper surface on the substrate 11 side is open. Accordingly, a gap is formed between the outer chuck 312 and the inner chuck 311.
  • the gas 34 injected into the rotary shaft 321 is discharged from the rotary shaft 321 into the gap. Therefore, this gap forms a part of the discharge path T of the gas 34 described later. From the outlet T1 of the discharge path T, the gas 34 is discharged toward the peripheral edge of the substrate 11 installed on the inner chuck 311.
  • the outer chuck 312 has a structure that can move relative to the inner chuck 311 in the vertical direction (arrow Y direction).
  • a hydraulic cylinder 313 or the like is provided on the outer chuck 312 and the outer chuck 312 is moved up and down.
  • the tip of the piston 313B is fixed to the lower surface of the inner chuck 311.
  • the outer chuck 312 is opposed to the inner chuck 311.
  • the rotating means 32 rotates the inner chuck 311 of the holding means 31.
  • the rotating means 32 includes a rotating shaft 321 attached to the lower surface of the inner chuck 311 and a driving device (not shown) that rotationally drives the rotating shaft 321.
  • the rotating shaft 321 has a hollow structure, and its upper end is fixed to the lower surface of the inner chuck 311.
  • the rotation center axis 321B of the rotation axis 321 passes through the plane center position of the surface of the substrate.
  • a hole 321A is formed in the vicinity of the upper end of the rotating shaft 321, and the gas 34 into which the lower end force of the rotating shaft 321 has also been injected passes through the rotating shaft 321 and through the hole 321A, the inner chuck 311 and the outer chuck 321A. The gap between the chucks 312 is filled. Then, gas 34 is discharged from the outlet T1. That is, the inside of the rotating shaft 321 and the gaps between the inner chuck 311 and the outer chuck 312 constitute the gas 34 discharge path T.
  • the gas 34 As the gas 34 is discharged from the outlet T1 of the discharge path T, a negative pressure is generated on the other surface side of the substrate 11. Due to this negative pressure, the other surface force of the substrate 11 comes into contact with the upper surface of the inner chuck 311 and the substrate 11 is fixed to the inner chuck 311.
  • dry oxygen is used as the gas 34. Is done.
  • the dropping unit 33 includes a nozzle 331 that drops the hydrofluoric acid aqueous solution 35 onto the substrate 11.
  • the nozzle 331 is disposed opposite to the inner chuck 311, and the discharge port of the nozzle 331 is disposed coaxially with the plane center of the substrate 11, that is, the rotation center axis 321 B.
  • the hydrofluoric acid aqueous solution 35 is dropped from the nozzle 331 while the substrate 11 is rotating, the hydrofluoric acid aqueous solution 35 is diffused by the centrifugal force and the central force of the substrate 11 is also directed toward the peripheral portion. As shown in the figure, the other surface side of the substrate 11 is turned around along the peripheral edge.
  • the concentration of the hydrofluoric acid aqueous solution 35 is not particularly limited, but can be, for example, about 1% to 10%.
  • the substrate 11 is set on the inner chuck 311.
  • gas 34 is injected into the rotary shaft 321, and between the rotary shaft 321, the inner chuck 311 and the outer chuck 312. Gas 34 is discharged from outlet T1 through the gap.
  • the rotary shaft 321 is rotationally driven, and then the hydrofluoric acid aqueous solution 35 is dropped from the nozzle 331 of the dropping means 33.
  • the rotation speed of the rotating shaft 321, that is, the rotation speed of the substrate 11 is 10 rotations Z or less, preferably 2 rotations Z or less.
  • the hydrofluoric acid aqueous solution 35 diffuses from the center edge of the substrate 11 toward the peripheral edge, and passes around the peripheral edge to the other surface side of the substrate 11.
  • the amount of the hydrofluoric acid aqueous solution 35 that wraps around the other surface of the substrate 11 depends on the number of rotations of the substrate 11, the discharge amount of the hydrofluoric acid aqueous solution 35, the viscosity of the hydrofluoric acid aqueous solution 35, and the discharge pressure from the gas outlet T1. Can be adjusted.
  • an oxide film 13 is formed on the surface of the substrate 11 (processing S2). Since the surface of the substrate 11 cleaned with the hydrofluoric acid aqueous solution 35 tends to adhere to the particles formed by the oxide film, it is necessary to form the oxide film 13.
  • an oxide film is formed using the rotary cleaning device 3 used in the hydrofluoric acid cleaning process.
  • the substrate 11 is placed on the inner chuck 311, the gas 34 is injected into the rotating shaft 321, and the gas 34 passes through the gap between the rotating shaft 321 and the inner chuck 311 and the outer chuck 312. From the outlet T1.
  • the rotary shaft 321 is rotationally driven, and then ozone water is dropped from the nozzle 331 of the dropping means 33.
  • the rotational speed of the rotating shaft 321, that is, the rotational speed of the substrate 11 is about 500 revolutions Z.
  • an epitaxial layer 12 is formed on the surface of the substrate 11 (processing S3).
  • the substrate 11 is heat-treated.
  • the substrate 11 is heat-treated in a hydrogen atmosphere.
  • the oxide film 13 on the surface of the substrate 11 is removed. Then, COP111A on the surface of the substrate 11 is smoothed, and COP111A on the surface of the substrate 11 disappears.
  • the epitaxial layer 12 is formed on the surface of the substrate 11.
  • the substrate 11 is set in an epitaxial layer growth apparatus (not shown), and the substrate 11 is formed on the substrate 11 by using a metal organic vapor phase epitaxy method (MOCVD method), a molecular beam epitaxy method (MBE method), or the like.
  • MOCVD method metal organic vapor phase epitaxy method
  • MBE method molecular beam epitaxy method
  • a epitaxial layer 12 is formed.
  • the substrate 11 is washed with a hydrofluoric acid aqueous solution 35, and then the surface of the substrate 11 is washed with ozone water to form the oxide film 13 on the surface of the substrate 11.
  • the oxide film 13 can be formed on the surface of the substrate 11 without exposing the COP 111B, which is a defect located inside the substrate 11, to the surface of the substrate 11.
  • the oxide film 13 can be formed on the surface of the substrate 11 without substantially etching the surface of the substrate 11.
  • the oxide film 13 is formed, the COP 111B that is a defect inside the substrate 11 is not exposed to the surface of the substrate 11.
  • COP111A on the surface of the substrate 11 can be surely lost, and COP111B existing in the substrate 11 is not exposed and remains on the surface of the substrate 11.
  • the epitaxial layer 12 is formed, the occurrence of defects in the epitaxial layer 12 can be reduced.
  • the rotation speed of the substrate 11 is set to 10 rotations Z or less, the hydrofluoric acid aqueous solution 35 dropped on the surface of the substrate 11 is blown out of the substrate 11, and the hydrofluoric acid Since the aqueous solution 35 exists on the surface of the substrate 11, the oxide film 13 on the surface of the substrate 11 and the inner wall oxide film 112 of the COP 111 on the surface of the substrate 11 can be surely removed.
  • the rotary cleaning device 3 is used in the hydrofluoric acid cleaning process and the oxide film forming process.
  • the rotary cleaning apparatus 3 processes the substrates 11 one by one.
  • the substrates 11 are processed one by one, and the so-called single-wafer rotary cleaning device 3 is used, so that the substrates 11 may be contaminated by other substrates. There is no.
  • the rotary cleaning device 3 processes the substrate 11 one by one, the rotary cleaning device 3 is smaller than the case where a liquid bath is provided to immerse a plurality of substrates 11 at a time. Can be achieved.
  • force for cleaning the substrate 11 using the rotary cleaning device 3 shown in FIG. 3 does not have to use such a rotary cleaning device 3.
  • store the fluorine solution in a bath and wash the substrate by immersing the substrate in the bath.
  • ozone water may be accumulated in the tank, and the substrate may be immersed in the ozone water in the tank.
  • the force for forming the oxide film on the substrate surface using ozone water in the oxide film forming step is not limited to this. That is, on the surface of the substrate 11 Any liquid can be used as long as it does not expose the unexposed defects in the substrate 11 to the surface of the substrate 11 and forms the oxide film 13 on the surface of the substrate 11.
  • the oxide film 13 can be formed on the surface of the substrate 11 using hydrogen peroxide water.
  • the oxide film 13 is formed on the surface of the substrate 11 without exposing the defects inside the substrate 11 to the surface of the substrate 11. Since it can be formed, the same effect as the above embodiment can be obtained. That is, the number of stacking faults in the epitaxial layer 12 can be sufficiently reduced.
  • the oxide film 13 can be formed on the surface of the substrate 11 without exposing the defects inside the substrate 11 not exposed on the surface of the substrate 11 to the surface of the substrate 11.
  • An epitaxial silicon wafer was manufactured by the same method as in the previous embodiment. (Hydrofluoric acid cleaning process)
  • This silicon single crystal substrate has a diameter of 300 mm and is P-type doped with boron in addition to nitrogen.
  • the resistivity is 10 ⁇ 'cm.
  • the substrate was washed with a hydrofluoric acid aqueous solution to remove the oxide film on the substrate surface, and the inner wall oxide film in the COP exposed on the substrate surface was removed.
  • a hydrofluoric acid aqueous solution For cleaning the substrate, the rotary cleaning apparatus used in the above embodiment was used.
  • the concentration of the hydrofluoric acid aqueous solution was 10%
  • the rotation speed of the substrate was 2 rotations Z minutes
  • the treatment time was 90 seconds.
  • the substrate surface cleaned with a hydrofluoric acid aqueous solution was cleaned with ozone water to form an oxide film. Cleaning was performed using the same rotary cleaning apparatus as in the above embodiment.
  • the concentration of ozone water was 20 ppm, and the rotation speed of the substrate was set to 500 rotations Z minutes.
  • an epitaxial layer having a thickness of 4 / zm was formed while heating the substrate at 1130 ° C. Thereby, an epitaxial silicon wafer was obtained.
  • the number of SF (stacking faults) in the epitaxial layer of the obtained epitaxial silicon wafer was counted and found to be 5.
  • the present invention can be used in a method for manufacturing an epitaxial silicon wafer.

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Abstract

　基板１１の表面をフッ酸水溶液で洗浄し、基板１１表面の酸化膜１３を除去するとともに、基板１１表面に露出しているＣＯＰ１１１内の酸化膜１１２を除去する。その後、基板１１をオゾン水で洗浄して、基板１１の表面に酸化膜１３を形成する。そして、基板１１の熱処理を行ない、基板１１表面の酸化膜１３を除去する。これにより、基板１１表面のＣＯＰ１１１が平滑化されて、基板１１表面のＣＯＰ１１１が消失することとなる。その後、基板１１表面にエピタキシャル層１２を形成する。

Description

明 細 書
ェピタキシャルシリコンウェハの製造方法 技術分野
[0001] 本発明は、ェピタキシャルシリコンウェハの製造方法に関する。
背景技術
[0002] 従来から、シリコン単結晶の基板と、この基板表面に形成されたェピタキシャル層と を有するェピタキシャルシリコンウェハが知られている。
このようなェピタキシャルシリコンウェハのェピタキシャル層の金属不純物による汚 染は、デバイス特性を悪ィ匕させるため、ェピタキシャル層の金属不純物の汚染をゲッ タリングにより排除することが行なわれて 、る。
具体的には、基板に窒素をドープして基板内部に酸素析出核を形成し、この酸素 析出核内に金属不純物を捕獲し、金属不純物をゲッタリングにより除去するのである
[0003] 図 4Aに示すように、このような窒素がドープされた基板 11の表面及び内部には微 小欠陥である COP (Crystal Originated Particle) 111が存在している力 基板 11表 面に露出した COPl l l (基板表面に向かって開口した COP)はェピタキシャル層 12 に生じる SF (積層欠陥）の原因となっている。なお、図 4Aの符号 13は酸ィ匕膜である この基板 11表面に露出した COP111を除去する方法としては、熱処理があげられ る。し力しながら、図 4B、図 4Cに示すように、窒素をドープした基板 11では、 COP1 11内に残存する内壁酸ィ匕膜 112により、 COPl l lの形状が保持されやすくなつてお り、熱処理だけでは、 COPl l lを除去することはできない。そのため、図 4Dに示すよ うに、ェピタキシャル層 12に積層欠陥 121が生じてしまう。
そこで、 COPl l l内の内壁酸ィ匕膜 112を除去するために、フッ酸水溶液により基板 11表面を洗浄し、 COP111内の内壁酸化膜 112を除去する方法が提案されて ヽる (例えば、特許文献 1参照)。
このような方法では、フッ酸水溶液により基板 11の表面を洗浄すると、基板 11表面 にパーティクルが付着しやすくなる。このパーティクルの付着を防止するために、フッ 酸水溶液による洗浄後、 SC— 1 (アンモニア過酸ィ匕水素水）で基板 11表面を洗浄し
、酸化膜を形成している。
[0004] 特許文献 1：特開 2002— 20200号公報 (第 2〜5頁）
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] し力しながら、このような方法では、フッ酸水溶液により COP111内の内壁酸ィ匕膜 1
12を除去したにもかかわらず、ェピタキシャルシリコンウェハのェピタキシャル層の積 層欠陥の数を十分に減少させることができないという問題がある。
[0006] 本発明の目的は、ェピタキシャル層の積層欠陥の数を十分に減少させることができ るェピタキシャルシリコンウェハの製造方法を提供することである。
課題を解決するための手段
[0007] 本発明者らが鋭意研究を重ねた結果、フッ酸水溶液による洗浄を行なった後、 SC
1 (アンモニア過酸ィ匕水素水)で基板表面を洗浄すると、基板の表面がエッチング されることが確認された。
図面を参照してより詳細に説明すると、図 5Aに示すような基板 11をフッ酸水溶液 により処理すると、図 5Bに示すように、基板 11表面の酸化膜 13及び基板 11の表面 に開口した COP111 ( 111 A)内部の内壁酸化膜 112が除去されることとなる。
次に、図 5Cに示すように、 SC—1 (アンモニア過酸ィ匕水素水）で基板 11表面を洗 浄すると、基板 11表面に酸化膜 13が形成されると同時に、基板 11の表面がエッチ ングされ、基板 11内部に存在して 、た COP11 K111B)が基板 11表面に露出する こととなる。
フッ酸水溶液による洗浄を行なう時点で基板 11表面に露出して 、た COP111A内 部の内壁酸ィ匕膜 112はフッ酸水溶液による洗浄により除去される力 基板 11内部に 存在して!/、た COP111Bの内壁酸化膜 112はフッ酸水溶液による洗浄により、除去 されていない。
[0008] 図 5D、図 5Eに示す SC—1による洗浄後の熱処理では、内壁酸化膜 112が除去さ れた COP 111 Aは消失するものの、内壁酸化膜 112が除去されて!ヽな 、COPl 11 Bは、形状が保持されてしまい、 COP111Bが消失しない。すなわち、内壁酸化膜 11 2は熱処理中に還元されにくいため、内壁酸化膜 112が消失せず、熱処理時のシリ コン原子の移動が阻害されて COP111Bの形状が保持されてしまうのである。
COP111Bの形状が保持されてしまうと、図 5Fに示すように、ェピタキシャル層 12 を形成した際に、この COP111Bに起因してミスフィットが生じ、ェピタキシャル層 12 中に積層欠陥 121が生じる。
本発明はこのような知見に基づいて案出されたものである。
[0009] すなわち、本発明のェピタキシャルシリコンウェハの製造方法は、チヨクラルスキー 法により製造され、窒素をドープしたシリコン単結晶を切り出すことで得られる基板と、 この基板上に形成されたェピタキシャル層とを有するェピタキシャルシリコンウェハの 製造方法であって、前記基板を、フッ酸を含む液で洗浄するフッ酸洗浄工程と、前記 基板の表面に露出していない基板内部の欠陥を、基板表面に露出させずに、基板 表面に酸化膜を形成する酸化膜形成工程と、前記酸化膜が形成された基板を熱処 理した後、前記基板上にェピタキシャル層を形成するェピタキシャル層形成工程とを 備えることを特徴とする。
[0010] このような本発明によれば、酸ィ匕膜形成工程において、フッ酸を含む液により基板 を洗浄した後、基板内部に位置する欠陥を基板表面に露出させずに、基板表面に 酸化膜を形成している。換言すると、基板表面を略エッチングせずに、基板表面に酸 化膜を形成している。
従って、酸化膜を形成する際に、基板内部の欠陥が基板表面に露出してしまうこと がない。
これにより、フッ酸を含む液による洗浄が行なわれていない欠陥が表面に露出する ことがないので、熱処理を行なうことで、基板表面に露出している欠陥を確実に消失 させることが可會となる。
そして、熱処理により、基板表面の欠陥を確実に消失させることができるので、基板 上にェピタキシャル層を形成した際に、基板表面に露出した欠陥に起因するェピタ キシャル層の積層欠陥の発生を減少させることができる。
[0011] さらに、本発明では、前記酸ィ匕膜形成工程では、基板表面を、過酸化水素を含有 する溶液又はオゾン水溶液により洗浄することで、基板表面に酸化膜を形成すること が好ましい。
このような本発明によれば、酸化膜形成工程で、基板表面を、過酸化水素を含有 する溶液 (例えば、過酸化水素水や、過酸化水素と塩酸との混合溶液等)又はォゾ ン水溶液で洗浄することで、基板内部に位置する欠陥を基板表面に露出させずに、 酸ィ匕膜を形成することができる。
[0012] また、本発明では、前記フッ酸洗浄工程では、回転式洗浄装置を用いて、基板の 洗浄を行い、前記回転式洗浄装置は、前記基板の一方の表面にフッ酸を含む液を 滴下する滴下手段と、前記基板の他方の表面を支持する支持手段と、この支持手段 に支持された前記基板の表面を通る軸を回転中心軸として、前記基板を回転駆動す る回転手段とを備え、前記回転手段により基板を、 10回転 Z分以下の回転数で回転 させながら、前記滴下手段力 フッ酸を含む液を滴下して基板の洗浄を行なうことが 好ましい。
[0013] フッ酸洗浄工程にぉ ヽて、基板表面にフッ酸を含む液を滴下し、基板表面を洗浄 すると、基板表面の酸化膜が除去され、基板表面が撥水性となる。
基板表面が撥水性となった状態で、基板の回転数を 10回転 Z分を超えるものとし た場合には、基板表面に滴下されたフッ酸を含む液が基板の回転により外方に飛ば されることとなり、フッ酸を含む液により、基板表面の酸化膜及び基板表面に開口した 欠陥内の内壁酸ィ匕膜を確実に除去することができないという問題がある。
これに対し、本発明では、基板の回転数を 10回転 Z分以下としているので、基板 表面に滴下されたフッ酸を含む液が基板外方に飛ばされにくくなり、フッ酸を含む液 が基板表面上に存在することとなるので、基板表面の酸化膜及び基板表面の欠陥 内の内壁酸ィ匕膜を確実に除去することが可能となる。
図面の簡単な説明
[0014] [図 1]本発明の実施形態に力かるェピタキシャルシリコンウェハの製造工程を示すフ ローチャートである。
[図 2A]前記ェピタキシャルシリコンウェハの製造の各工程を示した模式図である。
[図 2B]前記ェピタキシャルシリコンウェハの製造の各工程を示した模式図である。 [図 2C]前記ェピタキシャルシリコンウェハの製造の各工程を示した模式図である。
[図 2D]前記ェピタキシャルシリコンウェハの製造の各工程を示した模式図である。
[図 2E]前記ェピタキシャルシリコンウェハの製造の各工程を示した模式図である。
[図 2F]前記ェピタキシャルシリコンウェハの製造の各工程を示した模式図である。 圆 3]前記ェピタキシャルシリコンウェハの製造方法に使用する洗浄装置を示す模式 図である。
[図 4A]従来のェピタキシャルシリコンウェハの製造工程を示す模式図である。
[図 4B]従来のェピタキシャルシリコンウェハの製造工程を示す模式図である。
[図 4C]従来のェピタキシャルシリコンウェハの製造工程を示す模式図である。
[図 4D]従来のェピタキシャルシリコンウェハの製造工程を示す模式図である。
[図 5A]従来のェピタキシャルシリコンウェハの製造工程を示す模式図である。
[図 5B]従来のェピタキシャルシリコンウェハの製造工程を示す模式図である。
[図 5C]従来のェピタキシャルシリコンウェハの製造工程を示す模式図である。
[図 5D]従来のェピタキシャルシリコンウェハの製造工程を示す模式図である。
[図 5E]従来のェピタキシャルシリコンウェハの製造工程を示す模式図である。
[図 5F]従来のェピタキシャルシリコンウェハの製造工程を示す模式図である。
符号の説明
1…ェピタキシャルシリコンウェハ
3· ··回転式洗浄装置
11 · "基板
12· "ェピタキシャル層
13· "酸化膜
31 · 保持手段
32· ··回転手段
33· ··滴下手段
34· "ガス
35· フッ酸水溶液
112· ··内壁酸ィ匕膜 121…積層欠陥
311· ··インナーチャック
312· ··アウターチャック
313…油圧シリンダ
313A…シリンダ
313B…ピストン
321· ··回転軸
321A…孑し
321B…回転中心軸
331…ノズル
11 K111A, l l lB) - --COP
T…吐出経路
T1…出口
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図 1に示すように、ェピタキシャルシリコンウェハの製造方法は、フッ酸洗浄工程 (処 理 S1)と、酸化膜形成工程 (処理 S 2)と、ェピタキシャル層形成工程 (処理 S3)とを有 する。
図 2Fに示すように、ェピタキシャルシリコンウェハ 1は、基板 11と、この基板 11上に 形成されたェピタキシャル層 12とを備えたものである。
ェピタキシャルシリコンウェハ 1の基板 11は、 CZ法により、窒素をドープしたシリコン 単結晶のインゴットを育成させて、このインゴットを切断することで製造される。
基板 11中の窒素の濃度は、基板表面に OSF核 (酸素誘起積層欠陥）が露出しな い濃度がよぐ特には、 1 X 1014atoms/cm3以下であることが好ましい。
CZ法によって育成され、切断された基板には、面取り、平面研削、研磨等の加工 が施され、表面が鏡面となった基板 11となる。
図 2Aに示すように、この基板 11の表面には、欠陥である COP11 K111A)が露出 している。また、基板11の内部にもじ0?111 (1118)が存在している。そして、各 C OP 111 ( 111 A, 11 IB)内には内壁酸化膜 112が形成されて 、る。
また、基板 11の表面には酸ィ匕膜 13が形成されている。
[0017] (フッ酸洗浄工程）
このようにしてカ卩ェされた基板 11の表面をフッ酸水溶液で洗浄する（処理 S1)。 図 2Bに示すように、このフッ酸水溶液による洗浄によって、基板 11表面の酸化膜 1 3が除去されるとともに、基板 11表面に露出して 、る COP111A内の酸ィ匕膜 112が 除去されることとなる。
[0018] このようなフッ酸洗浄工程では、図 3に示す回転式洗浄装置 3を使用する。
この回転式洗浄装置 3は、基板 11を保持する保持手段 31と、前記保持手段 31を 回転駆動する回転手段 32と、基板 11の一方の表面上にフッ酸水溶液 35を滴下する 滴下手段 33とを備える。
保持手段 31は、基板 11の他方の表面に当接し、基板 11を保持するインナーチヤ ック 311と、このインナーチャック 311の外側に配置されたアウターチャック 312とを備 える。
インナーチャック 311は中空の円錐台形状となって 、る。このインナーチャック 311 は、上面 (基板 11側の面）が下面よりも大きな径となって 、る。
[0019] アウターチャック 312は、インナーチャック 311よりも大きな中空の円錐台形状となつ ており、基板 11側の上面が開口している。従って、アウターチャック 312とインナーチ ャック 311との間には、隙間が形成されることとなる。回転軸 321内部に注入されたガ ス 34は、回転軸 321から、前記隙間に排出される。従って、この隙間が後述するガス 34の吐出経路 Tの一部を形成することとなる。この吐出経路 Tの出口 T1からは、イン ナーチャック 311上に設置された基板 11の周縁部に向けてガス 34が排出される。
[0020] また、アウターチャック 312は、インナーチャック 311に対して、上下方向（矢印 Y方 向）に相対的に移動できる構造となっている。例えば、アウターチャック 312に油圧シ リンダ 313等を設け、アウターチャック 312を上下する。アウターチャック 312の下面 の外面に、油圧シリンダ 313のシリンダ 313Aを取り付け、アウターチャック 312の下 面にピストン 313Bを貫通させる。そして、ピストン 313Bの先端をインナーチャック 31 1の下面に固定する。これにより、アウターチャック 312は、インナーチャック 311に対 して、上下方向に相対的に移動可能となる。
[0021] 回転手段 32は、前記保持手段 31のインナーチャック 311を回転駆動するものであ る。この回転手段 32は、前記インナーチャック 311の下面に取り付けられた回転軸 3 21と、この回転軸 321を回転駆動する駆動装置（図示略)とを備える。
回転軸 321は、中空構造であり、その上端は、インナーチャック 311の下面に固定 されている。回転軸 321の回転中心軸 321Bは、基板の表面の平面中心位置を通る ようになっている。
また、回転軸 321の上端近傍には孔 321Aが形成されており、回転軸 321の下端 力も注入されたガス 34は、回転軸 321内部を通り、前記孔 321Aを介して、インナー チャック 311及びアウターチャック 312間の隙間に充填される。そして、出口 T1から ガス 34が排出される。すなわち、回転軸 321の内部及びインナーチャック 311及びァ ウタ一チャック 312間の隙間がガス 34の吐出経路 Tを構成することとなる。
なお、このガス 34が吐出経路 Tの出口 T1から排出されることにより、基板 11の他方 の表面側では、負圧が発生する。この負圧により、基板 11の他方の表面力 ンナー チャック 311の上面に当接し、基板 11がインナーチャック 311に固着されることとなる ここで、前記ガス 34としては、例えば、乾燥した酸素が使用される。
[0022] 滴下手段 33は、基板 11上にフッ酸水溶液 35を滴下するノズル 331を備えている。
このノズル 331は、インナーチャック 311に対向配置されており、ノズル 331の吐出口 は、基板 11の平面中心、つまり回転中心軸 321Bと同軸上に配置されている。
このため、基板 11が回転しつつ、ノズル 331からフッ酸水溶液 35が滴下されると、 フッ酸水溶液 35は、遠心力により、基板 11の中心力も周縁部に向力つて拡散し、図 3に示すように、周縁部に倣って、基板 11の他方の表面側に回りこむ。
ここで、フッ酸水溶液 35の濃度は、特に限定されないが、例えば 1%〜10%程度と することができる。
[0023] このような回転式洗浄装置 3を用いた基板 11の洗浄方法にっ 、て説明する。
まず、基板 11をインナーチャック 311上に設置する。次に、回転軸 321内部にガス 34を注入し、回転軸 321内部、インナーチャック 311及びアウターチャック 312間の 隙間を介して、ガス 34を出口 T1から排出する。
次に、回転軸 321を回転駆動し、その後、滴下手段 33のノズル 331からフッ酸水溶 液 35を滴下する。
ここで、回転軸 321の回転数、すなわち、基板 11の回転数は、 10回転 Z分以下、 好ましくは、 2回転 Z分以下とする。
フッ酸水溶液 35は、基板 11の中心カゝら周縁部に向カゝつて拡散し、周縁部を通って 、基板 11の他方の表面側に回りこむ。
なお、フッ酸水溶液 35の基板 11の他方の表面への周り込み量は、基板 11の回転 数、フッ酸水溶液 35の吐出量、フッ酸水溶液 35の粘度、ガスの出口 T1からの吐出 圧により調整することができる。
[0024] (酸化膜形成工程）
次に、図 2Cに示すように、基板 11の表面に酸化膜 13を形成する（処理 S2)。 フッ酸水溶液 35で洗浄された基板 11表面には、酸ィ匕膜がなぐパーティクルが付 着しやすいので、酸化膜 13を形成する必要がある。
この酸ィ匕膜形成工程では、フッ酸洗浄工程で使用した回転式洗浄装置 3を使用し て、酸化膜の形成を行なう。
具体的には、基板 11をインナーチャック 311上に設置し、回転軸 321内部にガス 3 4を注入し、回転軸 321内部、インナーチャック 311及びアウターチャック 312間の隙 間を介して、ガス 34を出口 T1から排出する。
次に、回転軸 321を回転駆動し、その後、滴下手段 33のノズル 331からオゾン水を 滴下する。
このとき、回転軸 321の回転数、すなわち、基板 11の回転数は、 500回転 Z分程 度とする。
オゾン水を滴下し始めてから 60秒位経過したら、オゾン水の滴下を停止する。 その後、基板を 500回転 Z分程度の回転数で回転させ続けて、スピン乾燥を行な い、酸化膜形成工程を終了する。
[0025] (ェピタキシャル層形成工程）
次に、基板 11表面にェピタキシャル層 12を形成する (処理 S3)。 まず、図 2Eに示すように、基板 11の熱処理を行なう。例えば、水素の雰囲気下で 基板 11の熱処理を行なう。
この熱処理により基板 11表面の酸化膜 13が除去される。そして、基板 11表面の C OP111Aが平滑化されて、基板 11表面の COP111 Aが消失することとなる。
[0026] その後、基板 11の表面にェピタキシャル層 12を形成する。
具体的には、基板 11を図示しないェピタキシャル層成長装置にセットし、有機金属 気相成長法 (MOCVD法)や、分子線ェピタキシャル法 (MBE法)等を用いて、基板 11上にェピタキシャル層 12を形成する。
これにより、ェピタキシャルシリコンウェハ 1が完成する。
[0027] 従って、本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
(1)酸ィ匕膜形成工程において、フッ酸水溶液 35により基板 11を洗浄した後、オゾン 水で基板 11表面を洗浄し、基板 11表面に酸ィ匕膜 13を形成している。オゾン水で基 板 11表面を洗浄することで、基板 11内部に位置する欠陥である COP111Bを基板 1 1表面に露出させずに、基板 11表面に酸ィ匕膜 13を形成することができる。換言する と、基板 11表面を略エッチングせずに、基板 11表面に酸ィ匕膜 13を形成することがで きる。
従って、酸化膜 13を形成する際に、基板 11内部の欠陥である COP111Bが基板 1 1表面に露出してしまうことがな 、。
このように、フッ酸水溶液 35による洗浄が行なわれて ヽな 、COPl 1 IBが表面に 露出することがないので、後段の熱処理により、基板 11表面に COP111Bが残って しまうことがない。
熱処理により、基板 11表面の COP111Aを確実に消失させることができ、また、基 板 11表面に基板 11内部に存在した COP111Bが露出し、残存してしまうことがな!ヽ ので、基板 11上にェピタキシャル層 12を形成した際に、ェピタキシャル層 12の欠陥 の発生を減少させることができる。
[0028] (2)フッ酸洗浄工程において、基板 11表面にフッ酸水溶液 35を滴下し、基板 11表 面を洗浄すると、基板 11表面の酸ィ匕膜 13が除去され、基板 11表面が撥水性となる この状態で、基板 11の回転数を 10回転/分を超えるものとした場合には、基板 11 表面に滴下されたフッ酸水溶液 35が基板 11の回転により外方に飛ばされることとな り、フッ酸水溶液 35により、基板 11表面の酸ィ匕膜 13及び基板 11表面の COP111の 内壁酸化膜 112を確実に除去することができな 、と 、う問題がある。
これに対し、本実施形態では、基板 11の回転数を 10回転 Z分以下としているので 、基板 11表面に滴下されたフッ酸水溶液 35が基板 11外方に飛ばされに《なり、フ ッ酸水溶液 35が基板 11表面上に存在することとなるので、基板 11表面の酸化膜 13 及び基板 11表面の COP111の内壁酸ィ匕膜 112を確実に除去することが可能となる
[0029] (3)本実施形態では、フッ酸洗浄工程、酸化膜形成工程で、回転式洗浄装置 3を使 用している。この回転式洗浄装置 3は、基板 11を一枚ずつ処理するものである。 例えば、液槽にフッ酸水溶液を溜めて、この液槽内に複数枚の基板を浸漬させる 方法の場合には、基板が隣接する他の基板力 排出される不純物等による影響を受 けてしまう可能性がある。これに対し、本実施形態では、基板 11を 1枚ずつ処理して おり、いわゆる枚葉式の回転式洗浄装置 3を使用しているため、基板 11が他の基板 により、汚染される可能性がない。
また、回転式洗浄装置 3は、基板 11を 1枚づっ処理するものであるため、基板 11を 複数枚、一度に浸漬させるような液槽を設ける場合に比べ、回転式洗浄装置 3の小 型化を図ることが可能となる。
[0030] なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなぐ本発明の目的を達成 できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、図 3に示す回転式洗浄装置 3を使用して基板 11の洗 浄を行なった力 このような回転式洗浄装置 3を使用しなくても良い。例えば、槽にフ ッ素水溶液等を蓄積しておき、この槽内に基板を浸漬させる方法で、洗浄を行なって ちょい。
また、槽にオゾン水を蓄積しておき、槽内のオゾン水に基板を浸漬させてもよい。
[0031] さらに、前記実施形態では、酸化膜形成工程では、オゾン水を用いて、基板表面に 酸ィ匕膜を形成していた力 これに限られるものではない。すなわち、基板 11の表面に 露出していない基板 11内部の欠陥を、基板 11表面に露出させずに、基板 11表面に 酸ィ匕膜 13を形成するような液であれば任意の液を使用することができる。例えば、過 酸化水素水を使用して、基板 11表面に酸ィ匕膜 13を形成することもできる。
過酸ィ匕水素水を使用することによつても、基板 11の表面に露出して 、な 、基板 11 内部の欠陥を、基板 11表面に露出させずに、基板 11表面に酸化膜 13を形成するこ とができるので、前記実施形態と同様の効果を奏することができる。すなわち、ェピタ キシャル層 12の積層欠陥の数を十分に減少させることができる。
また、酸ィ匕膜形成工程において、過酸化水素水と塩酸とを混合した水溶液による 洗浄、いわゆる SC— 2洗浄を行なってもよい。この場合にも、基板 11の表面に露出 していない基板 11内部の欠陥を、基板 11表面に露出させずに、基板 11表面に酸化 膜 13を形成することができる。
実施例
[0032] 次に、本発明の実施例について説明する。
前記実施形態と同様の方法でェピタキシャルシリコンウェハを製造した。 (フッ酸洗浄工程）
窒素を 4 X 1013atoms/cm3 5 X 1013atoms/cm3ドープしたシリコン単結晶の基板を 用总し 7 o
このシリコン単結晶の基板は、径が 300mmであり、窒素以外にボロンがドーピング された P型である。抵抗率は、 10 Ω 'cmである。
この基板を、フッ酸水溶液により洗浄し、基板表面の酸ィ匕膜を除去するとともに、基 板表面に露出している COP内の内壁酸ィ匕膜を除去した。基板の洗浄には、前記実 施形態で使用した回転式洗浄装置を使用した。フッ酸水溶液の濃度を 10%とし、基 板の回転数を 2回転 Z分とし、さらに、処理時間を 90秒とした。
(酸化膜形成工程）
フッ酸水溶液で洗浄した基板表面をオゾン水で洗浄し、酸化膜を形成した。前記 実施形態と同様の回転式洗浄装置を用いて洗浄を行なった。
オゾン水の濃度は、 20ppmであり、基板の回転速度は、 500回転 Z分とした。
[0033] (ェピタキシャル層形成工程） 基板を水素雰囲気中で 1145°Cで 70秒熱処理した。
次に、基板を 1130°Cで加熱しながら、 4 /z mの膜厚のェピタキシャル層を形成した 。これによりェピタキシャルシリコンウェハを得た。
[0034] (評価）
得られたェピタキシャルシリコンウェハのェピタキシャル層中の SF (積層欠陥）の個 数をカウントしたところ、 5個であった。
これにより、ェピタキシャル層の積層欠陥の数が非常に少ないことを確認することが できた。
産業上の利用可能性
[0035] 本発明は、ェピタキシャルシリコンウェハの製造方法に利用することができる。

Claims

請求の範囲
[1] チヨクラルスキー法により製造され、窒素をドープしたシリコン単結晶を切り出すこと で得られる基板と、この基板上に形成されたェピタキシャル層とを有するェピタキシャ ルシリコンウェハの製造方法であって、
前記基板を、フッ酸を含む液で洗浄するフッ酸洗浄工程と、
前記基板の表面に露出していない基板内部の欠陥を、基板表面に露出させずに、 基板表面に酸化膜を形成する酸化膜形成工程と、
前記酸化膜が形成された基板を熱処理した後、前記基板上にェピタキシャル層を 形成するェピタキシャル層形成工程とを備えることを特徴とするェピタキシャルシリコ ンウェハの製造方法。
[2] 請求項 1に記載のェピタキシャルシリコンウェハの製造方法にぉ 、て、
前記酸ィ匕膜形成工程では、基板表面を、過酸化水素を含有する溶液又はオゾン 水溶液により洗浄することで、基板表面に酸化膜を形成することを特徴とするェピタ キシャルシリコンウェハの製造方法。
[3] 請求項 1又は 2に記載のェピタキシャルシリコンウェハの製造方法において、
前記フッ酸洗浄工程では、回転式洗浄装置を用いて、基板の洗浄を行い、 前記回転式洗浄装置は、前記基板の一方の表面にフッ酸を含む液を滴下する滴 下手段と、
前記基板の他方の表面を支持する支持手段と、
この支持手段に支持された前記基板の表面を通る軸を回転中心軸として、前記基 板を回転駆動する回転手段とを備え、
前記回転手段により基板を、 10回転 Z分以下の回転数で回転させながら、前記滴 下手段力ゝらフッ酸を含む液を滴下して基板の洗浄を行なうことを特徴とするェピタキ シャルシリコンウェハの製造方法。
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080213418A1 (en) * 2000-07-18 2008-09-04 Hua Tan Align-transfer-imprint system for imprint lithogrphy
JP4824926B2 (ja) * 2004-12-24 2011-11-30 Ｓｕｍｃｏ Ｔｅｃｈｘｉｖ株式会社 エピタキシャルシリコンウェハの製造方法
TW200802552A (en) * 2006-03-30 2008-01-01 Sumco Techxiv Corp Method of manufacturing epitaxial silicon wafer and apparatus thereof
JP4827587B2 (ja) * 2006-03-31 2011-11-30 Ｓｕｍｃｏ Ｔｅｃｈｘｉｖ株式会社 シリコンウェーハの製造方法
JP5275585B2 (ja) 2007-06-18 2013-08-28 Ｓｕｍｃｏ Ｔｅｃｈｘｉｖ株式会社 エピタキシャルシリコンウェハの製造方法
US20090189159A1 (en) * 2008-01-28 2009-07-30 Atmel Corporation Gettering layer on substrate
US7972922B2 (en) 2008-11-21 2011-07-05 Freescale Semiconductor, Inc. Method of forming a semiconductor layer
US8747092B2 (en) 2010-01-22 2014-06-10 Nanonex Corporation Fast nanoimprinting apparatus using deformale mold
WO2014145826A2 (en) 2013-03-15 2014-09-18 Nanonex Corporation System and methods of mold/substrate separation for imprint lithography
US10105883B2 (en) 2013-03-15 2018-10-23 Nanonex Corporation Imprint lithography system and method for manufacturing
US11011355B2 (en) * 2017-05-12 2021-05-18 Lam Research Corporation Temperature-tuned substrate support for substrate processing systems

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11168106A (ja) * 1997-09-30 1999-06-22 Fujitsu Ltd 半導体基板の処理方法
JPH11274162A (ja) * 1998-03-19 1999-10-08 Sumitomo Metal Ind Ltd 半導体基板とその製造方法
JP2002020200A (ja) * 2000-07-03 2002-01-23 Sumitomo Metal Ind Ltd エピタキシャルシリコンウェーハの製造方法
JP2004119446A (ja) * 2002-09-24 2004-04-15 Shin Etsu Handotai Co Ltd アニールウエーハの製造方法及びアニールウエーハ
JP2005244127A (ja) * 2004-02-27 2005-09-08 Sumitomo Mitsubishi Silicon Corp エピタキシャルウェーハの製造方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1133590B1 (en) 1998-10-14 2003-12-17 MEMC Electronic Materials, Inc. Epitaxial silicon wafers substantially free of grown-in defects
EP1132951A1 (en) 2000-03-10 2001-09-12 Lucent Technologies Inc. Process of cleaning silicon prior to formation of the gate oxide
CN1260405C (zh) * 2000-09-19 2006-06-21 Memc电子材料有限公司 基本上没有氧化诱生堆垛层错的掺氮硅
JP4824926B2 (ja) * 2004-12-24 2011-11-30 Ｓｕｍｃｏ Ｔｅｃｈｘｉｖ株式会社 エピタキシャルシリコンウェハの製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11168106A (ja) * 1997-09-30 1999-06-22 Fujitsu Ltd 半導体基板の処理方法
JPH11274162A (ja) * 1998-03-19 1999-10-08 Sumitomo Metal Ind Ltd 半導体基板とその製造方法
JP2002020200A (ja) * 2000-07-03 2002-01-23 Sumitomo Metal Ind Ltd エピタキシャルシリコンウェーハの製造方法
JP2004119446A (ja) * 2002-09-24 2004-04-15 Shin Etsu Handotai Co Ltd アニールウエーハの製造方法及びアニールウエーハ
JP2005244127A (ja) * 2004-02-27 2005-09-08 Sumitomo Mitsubishi Silicon Corp エピタキシャルウェーハの製造方法

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