WO2007032180A1 - エピタキシャルウエーハの製造方法及びそれにより製造されたエピタキシャルウエーハ - Google Patents

エピタキシャルウエーハの製造方法及びそれにより製造されたエピタキシャルウエーハ Download PDF

Info

Publication number
WO2007032180A1
WO2007032180A1 PCT/JP2006/316300 JP2006316300W WO2007032180A1 WO 2007032180 A1 WO2007032180 A1 WO 2007032180A1 JP 2006316300 W JP2006316300 W JP 2006316300W WO 2007032180 A1 WO2007032180 A1 WO 2007032180A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
wafer
epitaxial
epitaxial growth
growth
manufacturing
Prior art date
Application number
PCT/JP2006/316300
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Tomosuke Yoshida
Naohisa Toda
Original Assignee
Shin-Etsu Handotai Co., Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. filed Critical Shin-Etsu Handotai Co., Ltd.
Priority to US11/991,736 priority Critical patent/US20090038540A1/en
Priority to EP06796563A priority patent/EP1933372A1/en
Publication of WO2007032180A1 publication Critical patent/WO2007032180A1/ja

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/24—Deposition of silicon only
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02—Epitaxial-layer growth
    • C30B25/16—Controlling or regulating

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing an epitaxial wafer, and more particularly, to a method for manufacturing an epitaxial wafer for an image pickup device such as a CCD or a CMOS image sensor without causing heavy metal contamination.
  • an epitaxial wafer obtained by growing a single crystal thin film on a semiconductor wafer such as a silicon wafer may be used.
  • the epitaxial wafer can be manufactured by, for example, a vapor phase epitaxial growth technique.
  • Vapor phase epitaxial growth technology is a technology that vapor-phase grows a single crystal thin film layer used in the manufacture of integrated circuits, and is uniform on a clean semiconductor single crystal substrate (semiconductor wafer) according to the crystal orientation of the substrate. This is an extremely important technology that can grow single crystal thin films and form a steep impurity concentration gradient in a junction with a large dopant concentration difference.
  • FIG. 5 and FIG. 6 show an example of a single wafer type vapor phase growth apparatus.
  • the vapor phase growth apparatus 1 includes a quartz chamber 2, a gas supply means (injector) 5, a substrate heating means 6 and the like.
  • a susceptor 4 for holding a wafer 3 is provided in the quartz chamber 2.
  • the susceptor 4 can be rotated by a motor (not shown).
  • a single-wafer type apparatus 1 one silicon wafer 3 is held horizontally by a susceptor 4 in a chamber 2, and a raw material gas is supplied horizontally and in one direction through an injector 5, and heating means 6 ( For example, a thin film can be vapor-phase grown on the wafer 3 by heating with a halogen lamp.
  • epitaxial growth is performed using a silicon wafer having a low resistance, that is, a high dopant concentration
  • the dopant in the wafer jumps out into the vapor phase during the epitaxial growth, and again enters the epitaxial growth layer.
  • the phenomenon of so-called auto-dubbing occurs.
  • epitaxial growth is generally performed using a wafer having a CVD oxide film formed on the back surface.
  • the most important defective items in manufacturing these image sensors include white spots and white haze (white scratches).
  • the main cause of white spots and white haze is the surface defect of the epitaxy layer.
  • the surface defect of the epitaxy layer is very sensitive to the heavy metal contamination level of the substrate material (wafer). Very important.
  • Measures to reduce heavy metals include improving the purity of the components of the vapor phase growth equipment, increasing the purity of raw materials (gas, Si substrate, etc.), and preventing contamination during chamber maintenance.
  • the present invention when manufacturing an epitaxial wafer used for manufacturing an image sensor such as a CCD or a CMOS image sensor using a wafer without a CVD film, heavy metal contamination is effectively prevented and high quality is achieved.
  • the main objective is to provide a method by which Epitakischarue can be manufactured.
  • a method for manufacturing an epitaxial wafer which is used as a monitoring wafer for guaranteeing resistance and measuring z or thickness of an epitaxial layer in a vapor phase growth apparatus.
  • the above-mentioned gas phase growth is performed under conditions where epitaxial growth is performed on a wafer on which a CVD film is formed, and then epitaxial growth is performed on a dummy wafer or without using a wafer.
  • an epitaxy wafer manufacturing method characterized by manufacturing an epitaxy wafer by performing epitaxial growth on a product wafer after the operation of the apparatus.
  • a method for manufacturing an epitaxial wafer in which a CVD film is formed on the back surface as a wafer for monitoring the resistance of the epitaxial layer and measuring Z or thickness, followed by heat treatment.
  • the wafer from which the moisture of the CVD film has been removed is prepared, and after the epitaxial growth is performed on the prepared monitor wafer in the vapor phase growth apparatus, the epitaxial wafer is grown on the product wafer.
  • a method for producing epitaxy wafers characterized in that they are grown to produce epitaxy wafers.
  • the CVD wafer force of the monitor wafer may be a silicon wafer that is a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a polysilicon film.
  • Silicon wafers are the most commonly used substrates for the epitaxial wafer, and silicon wafers with a silicon oxide film, silicon nitride film, or polysilicon film formed as the backside CVD film. If the is used as a monitor wafer, it is almost the same as a product wafer and is particularly effective.
  • a method of manufacturing an epitaxial wafer, in a vapor phase growth apparatus, as a monitor wafer for measuring the thickness of the epitaxial layer, a wafer having no CVD film formed on the back surface characterized by manufacturing an epitaxy wafer by performing epitaxial growth on a product wafer after the epitaxial growth on the product.
  • the present invention there is a method for manufacturing an epitaxy wafer.
  • the heating is stopped and the manufacture of the epitaxy wafer is interrupted, the heating is performed again by calorie heating.
  • the method for producing epitaxy rueha which comprises producing epitaxy rueha by performing epitaxy growth.
  • the single wafer type vapor phase growth apparatus can control the film thickness distribution and the like more easily than the batch type apparatus, and can manufacture higher quality epitaxial wafers.
  • the gas stratification apparatus When the epitaxial growth is performed on the dummy wafer or the monitor wafer, or when the gas stratification apparatus is operated under the condition that the epitaxial growth is performed without using a wafer, the gas stratification apparatus is operated twice. It is preferable to be within.
  • the cost will increase. And a decrease in productivity, and the grown epitaxial layer is caused by moisture in the chamber. Can absorb heavy metal contamination.
  • the resistance of the epitaxial layer can be guaranteed or the thickness can be reliably measured.
  • the epitaxial wafer for the product may be used for a CCD or CMOS image sensor.
  • an epitaxial wafer for a CCD or CMOS image sensor When manufacturing an epitaxial wafer for a CCD or CMOS image sensor, it has high resistance after epitaxial growth on a monitor wafer in which a CVD film for preventing auto-doping is formed on the back surface.
  • the present invention is particularly effective because epitaxial growth is performed on a wafer for a product having no CVD film formed on the back surface.
  • the present invention also provides an epitaxy wafer manufactured by the above method.
  • the epitaxy wafer manufactured according to the present invention is a high quality epitaxy wafer in which heavy metal contamination caused by moisture is prevented or reduced.
  • the CVD film is formed on the back surface.
  • the epitaxial wafer is grown on the dummy wafer or the wafer is grown.
  • FIG. 1 is a flowchart showing a first embodiment of a manufacturing process of an epitaxy wafer according to the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart showing a second aspect of the manufacturing process of the epitaxy wafer according to the present invention.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a third aspect of the manufacturing process of the epitaxy wafer according to the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a fourth aspect of the manufacturing process of the epitaxy wafer according to the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic sectional view showing an example of a single wafer type vapor phase growth apparatus.
  • FIG. 6 is a schematic plan view showing an example of a single wafer type vapor phase growth apparatus.
  • FIG. 7 is a graph showing the relationship between the number of wafers and surface PL intensity in Example 1.
  • FIG. 8 is a graph showing the relationship between the number of wafers and surface PL intensity in Example 2.
  • the present inventors have conducted an intensive investigation on the cause of heavy metal contamination of Epitakisharuueha.
  • a CVD film for preventing auto-doping is formed on the back surface with high resistance, that is, with a low dopant concentration.
  • Epitaxial growth is performed, but before the epitaxial growth using the product wafer, the epitaxial growth is performed using the monitor wafer. Since the resistance and thickness of the epitaxial layer can be measured with high accuracy by an electrical evaluation method, a wafer with a low resistance, that is, a CVD film formed on the back surface with a high dopant concentration, is used as a monitor wafer. And a high-resistance epitaxial layer is formed thereon.
  • the epitaxial growth is performed on the monitor wafer having the CVD film formed on the back surface as described above, and then the product wafer is used.
  • the level of heavy metals deteriorated in the wafer used for products even though the CVD film was not formed on the back surface. This is thought to be due to the moisture released from the CVD film on the back of the monitor wafer, causing heavy metal contamination.
  • an N-type silicon wafer having a high resistance (1 ⁇ cm or more) is used for an image sensor such as a CCD or CMOS image sensor.
  • an image sensor such as a CCD or CMOS image sensor.
  • FIG. 1 is a flowchart showing a first embodiment of a manufacturing method of an epitaxial wafer according to the present invention.
  • a wafer for a motor (monitor wafer) is used to guarantee the resistance of the formed epitaxial layer or to measure its thickness.
  • the vapor phase growth apparatus used is not particularly limited, and either a batch type or a single wafer type can be used. Using such a single wafer type apparatus is preferable because it can easily control the film thickness distribution and the like as compared with a batch type apparatus.
  • the monitor wafer is generally used with the same properties as the product wafer (product wafer) as much as possible.
  • the resistance and thickness of the epitaxial layer can be measured with high accuracy due to the electrical difference between the monitor wafer and the epitaxial layer formed on it.
  • a silicon wafer having a low resistance, that is, a CVD film having an anti-doping prevention film formed on the back surface where the dopant concentration is high is used, and a high resistance epitaxial layer is formed on the surface.
  • Process Wafer is P type In this case, the monitor is also the same P type.
  • the backside CVD film is preferably, for example, a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a polysilicon film. These CVD films can be easily formed, and auto-doping is reliably prevented during the epitaxial growth, and the wet epitaxial layer is not contaminated.
  • the number of times of epitaxial growth on the monitor wafer is not particularly limited, and may be performed twice for resistance assurance and thickness measurement.
  • monitor wafers While high-resistance wafers are used for products, monitor wafers have low resistance, so resistance may not be guaranteed.
  • the epitaxial growth is performed only on one monitor wafer for thickness measurement, and the resistance guarantee is directly applied to the epitaxial wafer manufactured using the product wafer. You can go!
  • the epitaxial growth is performed on the monitor wafer having the CVD film formed on the back surface as described above, the epitaxial growth is performed on the dummy wafer (dummy wafer) or no wafer is used.
  • the gas phase growth apparatus is operated under the conditions for epitaxial growth (Fig. 1 (B)).
  • the vapor deposition apparatus is operated under the conditions for epitaxial growth without using a wafer, that is, without placing a wafer in the chamber.
  • Dummy wafers like product wafers, need to use silicon wafers without a CVD film. They do not necessarily have exactly the same properties as product wafers.
  • the epitaxial growth for the monitor wafer is performed for the dummy wafer, or the wafer is The gas phase growth system is used under the condition that epitaxial growth is not used.
  • the epitaxial layer grown on the dummy wafer or the silicon layer grown on the susceptor is absorbed by the epitaxial layer grown on the dummy wafer or the silicon layer grown on the susceptor.
  • the number of times of epitaxial growth is not particularly limited, but repeated operation of the dummy wafer and the operation of the gas-phase growth apparatus as described above causes an increase in cost and a decrease in productivity. End up.
  • the inventors' research has shown that if the epitaxial growth on the dummy wafer is performed twice, almost all heavy metal contamination caused by moisture remaining in the chamber can be absorbed. Therefore, the operation of the epitaxial growth and the vapor phase growth apparatus for the dummy wafer is within two times, that is, when the epitaxial growth is performed for the dummy wafer using the single wafer type apparatus as shown in FIG. Epitaxial growth can be done on one or two dummy wafers.
  • Epitaxial growth is performed on the product wafer to produce an epitaxial wafer (FIG. 1 (C)).
  • Product wafers are N-type and have high resistance, that is, low dopant concentration, so no CVD film is required to prevent autodoping.
  • image sensors such as CCDs and CMOS image sensors that do not receive heavy metal contamination from moisture caused by CVD films on monitor wafers.
  • FIG. 2 is a flowchart showing a second embodiment of the manufacturing method of the epitaxial wafer according to the present invention.
  • a CVD film is formed on the back side of an N-type, low-resistance silicon wafer in order to prepare a monitor wafer for resistance assurance and Z or thickness measurement of the epitaxial layer (Fig. 2 (A )).
  • this CVD film is preferably a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a polysilicon film.
  • the monitor wafer having the CVD film formed on the back surface is subjected to a heat treatment to form a CVD film. Remove water from the water (Fig. 2 (B)).
  • the heat treatment conditions are not particularly limited.
  • the water in the D film can be removed reliably, and the monitor wafer will not adversely affect the CVD film.
  • the monitor wafer prepared as described above is used to guarantee the resistance of the epitaxial layer and to measure the Z or thickness.
  • Fig. 2 (C) we will perform a growth process.
  • a CVD film is formed on the back surface of the monitor wafer !, but the moisture in the CVD film is removed by the heat treatment performed in advance! Therefore, almost no CVD film moisture is released during the epitaxial growth. Not. Therefore, after the epitaxial growth on the monitor wafer, the moisture caused by the CVD film does not remain in the chamber, and heavy metal contamination does not occur during the next epitaxial growth.
  • the epitaxial wafer is manufactured by performing the epitaxial growth on the product wafer (FIG. 2D).
  • a silicon wafer that is N-type has a high resistance, and is not formed with a CVD film for preventing autodoping, as in the first embodiment.
  • CVD film for preventing autodoping
  • a CVD film is not formed on the back side. Growing up (Fig. 3 (A)).
  • N-type, low resistance, CVD film is formed on the back side, and when epitaxial growth is performed using silicon wafer, the dopant in the wafer is caused by auto-doping.
  • the dopant in the wafer is caused by auto-doping.
  • Ueha and Epita The electrical difference from the axial layer is reduced.
  • the thickness of the epitaxial layer should be measured by the epitaxial growth for the monitor wafer, the resistance guarantee, and the product wafer.
  • the epitaxial growth is performed on the product wafer to produce the epitaxial wafer (FIG. 3B).
  • a wafer without a CVD film is used as a monitor wafer, even if an epitaxial growth is performed on a wafer for a wafer and an epitaxial growth is performed on a wafer for a product, the moisture in the CVD film is reduced. The resulting heavy metal contamination does not occur, and it is possible to manufacture high quality epitaxy wafers suitable for image sensors such as CCD and CMOS image sensors.
  • the epitaxial wafers are manufactured continuously one by one.
  • the heating is done continuously rather than stopping one by one.
  • the production line is stopped or when equipment maintenance is performed, the heating is stopped and the manufacturing of the epitaxial wafer is interrupted.
  • the carrier gas is supplied and heating is performed again with a halogen lamp.
  • the product wafers are added to manufacture the epitaxial wafers, they are aggregated in the chamber. Residual moisture is likely to cause heavy metal contamination.
  • the dummy wafer uses a silicon wafer without a CVD film like the product wafer, but does not necessarily have the same property as the product wafer.
  • a mold or low resistance silicon wafer may be used. In this way, when resuming manufacturing of epitaxial wafers, the conditions for performing epitaxial growth on dummy wafers or without using wafers before conducting epitaxial growth on product wafers. If the gas layer growth apparatus is operated, heavy metal contamination caused by moisture remaining in the chamber is absorbed by the epitaxial layer (silicon layer) grown on the dummy wafer.
  • the number of times of epitaxial growth with respect to the dummy wafer or the number of times of operating the vapor deposition apparatus under the condition of performing epitaxial growth without using the wafer ensures that heavy metal contamination caused by moisture remaining in the chamber is ensured.
  • it is the same as in the first embodiment. That is, when using a single wafer type apparatus and performing epitaxial growth on a dummy wafer, it is preferable to perform epitaxial growth on two or less dummy wafers.
  • the epitaxial wafer is manufactured by performing the epitaxial growth on the product wafer (FIG. 4D).
  • the epitaxial layer silicon layer grown on the dummy wafer, etc., so that the epitaxial growth of the product wafer is achieved.
  • high-quality epitaxial wafers suitable for image sensors such as CCD and CMOS image sensors can be manufactured.
  • the conditions for epitaxy growth are as follows.
  • Epitaxial layer thickness 6 m
  • Epitaxial layer conductivity type and resistivity N type, 10 ⁇ cm
  • the first and second sheets after the resumption of production of Epitaxial wafer have many surface layer defects with low surface PL strength. Therefore, if the heating of the vapor phase growth apparatus is stopped and the manufacturing of the epitaxial wafer is interrupted, the first wafer after the restart, preferably the second wafer, also uses the dummy wafer. It can be seen that by performing epitaxial growth, surface defects are greatly reduced for subsequent product wafers, and high quality epitaxial wafers can be produced.
  • a silicon wafer is used. Epitaxial growth was performed continuously for 5 sheets (without CVD film).
  • Epitaxial layer thickness 6 m
  • Epitaxial layer conductivity type and resistivity N type, 10 ⁇ cm
  • the epitaxial growth is performed using a monitor wafer that does not have a CVD film on the back surface and a monitor wafer that has removed moisture from the CVD film on the back surface, the first film on which the epitaxial growth is performed after that And even with the second wafer, the surface layer PL strength is high and the defect density of the surface layer is low.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment.
  • the above-described embodiment is merely an example, and has any configuration that has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and that exhibits the same operational effects.
  • the technique of the present invention Included in the technical scope.
  • an N-type, low-resistance silicon wafer is used as a monitor, and then an epitaxial wafer is manufactured using a high-resistance wafer.
  • the present invention is applied to the fact that moisture in the CVD film or moisture due to heating stop becomes a problem. be able to.
  • the devices to be manufactured are not limited to CCD and CMOS image sensors.
  • the vapor phase growth apparatus that can be used in the present invention is not limited to this.
  • the present invention can also use batch type vapor phase growth apparatuses. This is because in these cases, there is still a problem that heavy metal contamination occurs due to moisture.

Abstract

　気相成長装置において、エピタキシャル層の抵抗保証及び／又は厚さ測定のためのモニター用のウエーハとして、裏面にＣＶＤ膜が形成されたウエーハに対してエピタキシャル成長を行い、その後ダミー用のウエーハに対してエピタキシャル成長を行った後、又はウエーハを用いずにエピタキシャル成長を行う条件で気層成長装置を作動させた後、製品用のウエーハに対してエピタキシャル成長を行ってエピタキシャルウエーハを製造する。これにより、ＣＶＤ膜が無いウエーハを用いてＣＣＤやＣＭＯＳイメージセンサーなどの撮像素子の作製に使用されるエピタキシャルウエーハを製造する場合、重金属汚染を効果的に防ぎ、高品質のエピタキシャルウエーハを製造することができる方法が提供される。

Description

明 細 書
ェピタキシャルゥエーハの製造方法及びそれにより製造されたェピタキシ ャルゥエーノヽ 技術分野
[0001] 本発明は、ェピタキシャルゥエーハの製造方法に関し、特に、 CCDや CMOSィメ ージセンサーなどの撮像素子用のェピタキシャルゥエーハを、重金属汚染を生じるこ となく製造する方法に関する。 背景技術
[0002] 半導体デバイスを製造する場合、シリコンゥエーハ等の半導体ゥエーハ上に単結 晶薄膜を成長させたェピタキシャルゥエーハを用いる場合がある。ェピタキシャルゥ エーハは、例えば気相ェピタキシャル成長技術によって製造することができる。気相 ェピタキシャル成長技術は、集積回路の製造に用いられる単結晶薄膜層を気相成 長させる技術であり、清浄な半導体単結晶基板 (半導体ゥエーハ)上に基板の結晶 方位に合せて均一な単結晶薄膜を成長させたり、ドーパント濃度差が大きい接合の 急峻な不純物濃度勾配を形成することができる極めて重要な技術である。
[0003] 近年、デバイスの微細化に伴う薄膜ィ匕ゃゥエーハの大口径ィ匕が進む中、形成され るシリコン単結晶薄膜 (ェピタキシャル層）の膜厚や抵抗率の面内均一化を図ること が重要となっている。気相ェピタキシャル成長を行う装置 (気相成長装置）としては、 一般的に、縦型 (パンケーキ型）、バレル型 (シリンダー型）、横型の 3種類が知られて いるが、例えば直径が 200mm以上のシリコンェピタキシャルゥエーハの製造におい ては、複数枚のゥエーハをバッチ処理する装置に代えて、膜厚分布等の制御が比較 的容易な枚葉式の装置が主流になりつつある。
[0004] 図 5及び図 6は、枚葉式の気相成長装置の一例を示している。この気相成長装置 1 は、石英チャンバ 2、ガス供給手段 (インジェクタ） 5、基板加熱手段 6等を備えている 。石英チャンバ 2内には、ゥエーハ 3を保持するサセプタ 4が設けられている。サセプ タ 4はモータ（不図示）により回転可能となっている。 このような枚葉式の装置 1では、チャンバ 2内で 1枚のシリコンゥエーハ 3をサセプタ 4によって水平に保持し、インジェクタ 5を通じて原料ガスを水平かつ一方向に供給 するとともに、加熱手段 6 (例えばハロゲンランプ）によって加熱することでゥエーハ 3 上に薄膜を気相成長させることができる。
[0005] このようにェピタキシャルゥエーハを製造する場合、一般的に、製品となるェピタキ シャルゥエーハを製造する前に、形成されるェピタキシャル層の抵抗保証や厚さ測 定のため、モニター用のゥエーハに対してェピタキシャル成長を行った後、製品用の ゥエーハを用いてェピタキシャルゥエーハが製造される。
また、低抵抗、すなわちドーパント濃度が高いシリコンゥエーハを用いてェピタキシ ャル成長を行うと、ェピタキシャル成長の間、ゥエーハ中のドーパントがー且気相中 に飛び出し、再びェピタキシャル成長層中に取り込まれる現象、いわゆるオートドー ビングが生じてしまう。オートドーピングを防ぐため、一般的に、裏面に CVD酸化膜を 形成したゥエーハを用いてェピタキシャル成長が行われる。
[0006] 一方、 CCDまたは CMOSイメージセンサーなどの撮像素子には、ェピタキシャルゥ エーハが広く用いられている力、これらの撮像素子用のェピタキシャルゥエーハを製 造する場合には、高抵抗、すなわちドーパント濃度が低いゥエーハが用いられる。こ のように高抵抗のゥエーハを用いてェピタキシャル成長を行う場合には、オートドーピ ングを防止するための CVD膜を形成することなくェピタキシャル成長を行うことができ る。
[0007] これらの撮像素子を作製する際の最も重要な不良項目として白点や白もや（白傷） がある。白点や白もやの主な原因はェピタキシャル層の表面欠陥である力 ェピタキ シャル層の表面欠陥は基板材 (ゥエーハ）の重金属汚染レベルに非常に敏感に影響 されるため、重金属の低減は極めて重要である。
重金属低減策として、気相成長装置の構成部材の純度向上、原材料 (ガス、 Si基 板など）の高純度化、チャンバメンテナンス時の汚染防止などがある。
[0008] さらに、水分の存在が重金属汚染に対して大きく影響することがわ力つており、反応 ガスやチャンバ内の水分を計測する装置が提案されている（特開 2001— 244200 号公報、特開 2001— 244201号公報、特開 2001— 244202号公報参照）。 また、裏面に CVD酸ィ匕膜を形成したゥエーハを用いてェピタキシャル成長を行うと 、 CVD酸ィ匕膜から水分が放出され、ェピタキシャル層に悪影響を及ぼすおそれがあ るため、熱処理により CVD酸ィ匕膜の水分濃度を低減させた後、このゥエーハの表面 上にェピタキシャル層を形成してェピタキシャルゥエーハを製造する方法が提案され ている（特開 2002— 164286号公報参照）。
[0009] 一方、 CCDや CMOSイメージセンサーなどの撮像素子用のェピタキシャルゥエー ハを製造する場合、 CVD膜の無 、ゥエーハを用いてェピタキシャル成長を行うにも かかわらず、ェピタキシャル層の表面欠陥が生じることがある。
発明の開示
[0010] 本発明は、 CVD膜が無いゥエーハを用いて CCDや CMOSイメージセンサーなど の撮像素子の作製に使用されるェピタキシャルゥエーハを製造する場合、重金属汚 染を効果的に防ぎ、高品質のェピタキシャルゥエーハを製造することができる方法を 提供することを主な目的とする。
[0011] 本発明によれば、ェピタキシャルゥエーハを製造する方法であって、気相成長装置 において、ェピタキシャル層の抵抗保証及び z又は厚さ測定のためのモニター用の ゥエーハとして、裏面に CVD膜が形成されたゥエーハに対してェピタキシャル成長 を行い、その後ダミー用のゥエーハに対してェピタキシャル成長を行った後、又はゥ エーハを用いずにェピタキシャル成長を行う条件で前記気層成長装置を作動させた 後、製品用のゥエーハに対してェピタキシャル成長を行ってェピタキシャルゥエーハ を製造することを特徴とするェピタキシャルゥエーハの製造方法が提供される。
[0012] 後述するように、モニター用のゥエーハとして、裏面に CVD膜が形成されたゥエー ハを用いてェピタキシャル成長を行うと、その CVD膜から放出された水分がチャンバ 一内に残留し、その後のェピタキシャルゥエーハの製造において重金属汚染の原因 となることが分力つた。そこで、裏面に CVD膜が形成されたモニター用のゥエーハに 対してェピタキシャル成長を行った後、製品用のゥエーハに対してェピタキシャル成 長を行う前に、ダミー用のゥエーハに対してェピタキシャル成長を行うか、あるいはゥ エーハを用いずにェピタキシャル成長を行う条件で気層成長装置を作動させること で、モニター用のゥエーハの CVD膜から放出された水分に起因する重金属汚染は ダミー用のゥエーハ又は装置内のサセプタ上ゃ周囲の部材に形成される半導体層 に吸収される。従って、その後の製品用のゥエーハへの重金属汚染が低減され、高 品質のェピタキシャルゥエーハを製造することができる。
[0013] また、ェピタキシャルゥエーハを製造する方法であって、ェピタキシャル層の抵抗保 証及び Z又は厚さ測定のためのモニター用のゥエーハとして、裏面に CVD膜を形 成した後、熱処理を施して前記 CVD膜の水分を除去したゥエーハを用意し、気相成 長装置において、前記用意したモニター用のゥエーハに対してェピタキシャル成長 を行った後、製品用のゥエーハに対してェピタキシャル成長を行ってェピタキシャル ゥエーハを製造することを特徴とするェピタキシャルゥエーハの製造方法が提供され る。
[0014] 裏面に CVD膜を形成した後、熱処理を施して CVD膜の水分を除去したモニター 用のゥエーハに対してェピタキシャル成長を行えば、ェピタキシャル成長中に CVD 膜から水分はほとんど放出されないため、その後に製品用のゥエーハに対してェピタ キシャル成長を行っても、残留水分に起因する重金属汚染は生じず、高品質のェピ タキシャルゥエーハを製造することができる。
[0015] この場合、前記モニター用のゥエーハの前記 CVD膜力 シリコン酸ィ匕膜、シリコン 窒化膜、又はポリシリコン膜であるシリコンゥエーハを用いることができる。
ェピタキシャルゥエーハの材料となる基板は、シリコンゥエーハが最も多く用いられ ており、裏面の CVD膜として、シリコン酸ィ匕膜、シリコン窒化膜、又はポリシリコン膜が 形成されているシリコンゥエーハをモニター用のゥエーハとして用いれば、製品用の ゥエーハとほぼ同様のものとなり特に有効である。
[0016] また、ェピタキシャルゥエーハを製造する方法であって、気相成長装置において、 ェピタキシャル層の厚さ測定のためのモニター用のゥエーハとして、裏面に CVD膜 が形成されていないゥエーハに対してェピタキシャル成長を行った後、製品用のゥェ ーハに対してェピタキシャル成長を行ってェピタキシャルゥエーハを製造することを 特徴とするェピタキシャルゥエーハの製造方法が提供される。
[0017] ェピタキシャル層の厚さ測定のため、裏面に CVD膜が形成されていないモニター 用のゥエーハに対してェピタキシャル成長を行えば、 CVD膜から水分が放出される ようなことはない。従って、その後、製品用のゥエーハに対してェピタキシャル成長を 行っても重金属汚染を引き起こすことなぐ高品質のェピタキシャルゥエーハを製造 することができる。
[0018] また、本発明では、ェピタキシャルゥエーハを製造する方法であって、気相成長装 置において、加熱を停止してェピタキシャルゥエーハの製造を中断した後、再度カロ 熱して製造を再開する際、ダミー用のゥエーハに対してェピタキシャル成長を行った 後、又はゥエーハを用いずにェピタキシャル成長を行う条件で前記気層成長装置を 作動させた後、製品用のゥエーハに対してェピタキシャル成長を行ってェピタキシャ ルゥエーハを製造することを特徴とするェピタキシャルゥエーハの製造方法が提供さ れる。
[0019] 後述するように、気相成長装置の加熱を停止した後、再度加熱してェピタキシャル ゥエーハの製造を再開すると、再開後に製造されたェピタキシャルゥエーハは、加熱 停止後にチャンバ一内で凝集した水分によって重金属汚染され易いことがわ力つた 。そこで、製造再開の際、ダミー用のゥエーハに対してェピタキシャル成長を行った 後、あるいはゥエーハを用いずにェピタキシャル成長を行う条件で前記気層成長装 置を作動させた後、製品用のゥエーハに対してェピタキシャル成長を行うことで、重 金属汚染を防ぎ、高品質のェピタキシャルゥエーハを製造することができる。
[0020] 前記気相成長装置として、枚葉式のものを用いることが好ま 、。
枚葉式の気相成長装置では、バッチ式の装置よりも膜厚分布等の制御を容易に行 うことができ、より高品質のェピタキシャルゥエーハを製造することができる。
[0021] 前記ダミー用のゥエーハ又はモニター用のゥエーハに対してェピタキシャル成長を 行う場合、あるいはゥエーハを用いずにェピタキシャル成長を行う条件で前記気層成 長装置を作動させる場合、それぞれ 2回以内とすることが好ましい。
ダミー用のゥエーハ又はモニター用のゥエーハに対するェピタキシャル成長の回数 、あるいはゥエーハを用いずにェピタキシャル成長を行う条件で気層成長装置を作 動させる回数をそれぞれ 2回以内とすれば、コストの上昇や生産性の低下を抑えるこ とができるとともに、成長したェピタキシャル層によってチャンバ一内の水分に起因す る重金属汚染を吸収することができる。また、モニター用のゥエーハを用いる場合は 、ェピタキシャル層の抵抗保証あるいは厚さ測定を確実に行うことができる。
[0022] 前記製品用のェピタキシャルゥエーハを、 CCD又は CMOSイメージセンサー用の ちのとすることがでさる。
CCD又は CMOSイメージセンサー用のェピタキシャルゥエーハを製造する場合、 裏面にオートドープ防止用の CVD膜が形成されたモニター用のゥエーハに対してェ ピタキシャル成長を行った後、高抵抗であって、裏面に CVD膜が形成されていない 製品用のゥエーハに対してェピタキシャル成長を行うため、本発明が特に有効となる
[0023] また、本発明では、前記の方法により製造されたェピタキシャルゥエーハが提供さ れる。
本発明により製造されたェピタキシャルゥエーハは、水分に起因する重金属汚染が 防止ないし低減された高品質のェピタキシャルゥエーハとなる。
[0024] 本発明によれば、例えば、裏面に CVD膜を形成していないゥエーハを用いて CC Dや CMOSイメージセンサーなどの撮像素子用のェピタキシャルゥエーハを製造す る際、裏面に CVD膜が形成されたモニター用のゥエーハに対してェピタキシャル成 長を行った後、製品用のゥエーハに対してェピタキシャル成長を行う前に、ダミー用 のゥエーハに対してェピタキシャル成長を行うか、ゥエーハを用いずにェピタキシャ ル成長を行う条件で気層成長装置を作動させることで、モニター用のゥエーハの CV D膜から放出された水分に起因する重金属汚染はダミー用のゥエーハに形成される ェピタキシャル層あるいは装置内のサセプタ等に形成される半導体層によって吸収 され、その後の製品用のゥエーハへの悪影響を防ぐことができる。従って、 CCDや C MOSイメージセンサーなどの撮像素子用として好適に使用できる高品質のェピタキ シャルゥエーハを製造することができる。
図面の簡単な説明
[0025] [図 1]本発明に係るェピタキシャルゥエーハの製造工程の第 1の態様を示すフロー図 である。 [図 2]本発明に係るェピタキシャルゥエーハの製造工程の第 2の態様を示すフロー図 である。
[図 3]本発明に係るェピタキシャルゥエーハの製造工程の第 3の態様を示すフロー図 である。
[図 4]本発明に係るェピタキシャルゥエーハの製造工程の第 4の態様を示すフロー図 である。
[図 5]枚葉式の気相成長装置の一例を示す概略断面図である。
[図 6]枚葉式の気相成長装置の一例を示す概略平面図である。
[図 7]実施例 1におけるゥエーハの枚数と表層 PL強度の関係を示すグラフである。
[図 8]実施例 2におけるゥエーハの枚数と表層 PL強度の関係を示すグラフである。 発明を実施するための最良の形態
[0026] 以下、本発明について具体的に説明する。
本発明者らは、ェピタキシャルゥエーハの重金属汚染の原因について鋭意調査を 行った。 CCDや CMOSイメージセンサーなどの撮像素子の作製に使用するェピタ キシャルゥエーハを製造する場合、高抵抗、すなわちドーパント濃度が低ぐ裏面に オートドーピング防止用の CVD膜を形成して ヽな 、ゥエーハを用いてェピタキシャ ル成長を行うが、製品用のゥエーハを用いてェピタキシャル成長を行う前に、モニタ 一用のゥエーハを用いてェピタキシャル成長が行われる。ェピタキシャル層の抵抗や 厚さは電気的な評価方法により高精度に測定することができるため、モニター用のゥ エーハとしては、低抵抗、すなわちドーパント濃度が高ぐ裏面に CVD膜を形成した ゥエーハを用い、その上に高抵抗のェピタキシャル層を形成する。
[0027] しかし、抵抗保証あるいは厚さ測定のため、上記のように裏面に CVD膜を形成した モニター用のゥエーハに対してェピタキシャル成長を行い、その後に製品用のゥェ ーハを用いてェピタキシャル成長を行うと、製品用のゥエーハは裏面に CVD膜が形 成されていないにもかかわらず、重金属レベルが悪化することがわかった。これは、 モニター用のゥエーハの裏面の CVD膜から放出された水分が残留し、重金属汚染 を引き起こすと考えられる。
[0028] また、製造ラインの停止や装置の調整時など、ェピタキシャルゥエーハの製造を中 断する場合、気相成長装置ではガスの供給を停止するとともに加熱を停止するが、 再度加熱して製造を再開した直後の製品用のゥエーハも重金属レベルが悪ィ匕するこ とがわかった。これは、加熱を停止すると、キャリアガス中にわずかに含まれる水分や 反応器内にあった水分が凝集し、製造を再開すると、再開直後のゥエーハに対して 重金属汚染を引き起こすと考えられる。
[0029] そこで、本発明者らは上記のような重金属汚染を防止する方法にっ 、て鋭意検討 を重ねた結果、これらの重金属汚染を効果的に防止する種々の方法を見出し、本発 明の完成に至った。
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の好適な態様として、 N型であって、高抵 抗（1 Ω cm以上）のシリコンゥエーハを用いて CCD、 CMOSイメージセンサーなどの 撮像素子用のェピタキシャルゥエーハを製造する場合について具体的に説明するが 、本発明はこれらに限定されるものではない。
[0030] <第 1の形態 >
図 1は本発明に係るェピタキシャルゥエーハの製造方法の第 1の形態を示すフロー 図である。
まず、ェピタキシャルゥエーハの製造に使用する気相成長装置において、形成され るェピタキシャル層の抵抗を保証するため、あるいはその厚さを測定するため、モ- ター用のゥエーハ（モニターゥエーハ）に対してェピタキシャル成長を行う（図 1 (A) ) なお、使用する気相成長装置は特に限定されず、バッチ式又は枚葉式のいずれも 使用することができるが、図 5に示したような枚葉式の装置を用いれば、バッチ式の装 置に比べ、膜厚分布等の制御を容易に行うことができるため、好適である。
[0031] モニターゥエーハは、一般的に、製品用のゥエーハ (製品ゥエーノ、）とできるだけ同 じ性質のものが用いられる。しかし、ェピタキシャル層の抵抗や厚さは、モニターゥェ ーハと、その上に形成されたェピタキシャル層との電気的な相違により高精度に測定 することができるため、モニターゥエーハとして、 N型であって、低抵抗、すなわちドー パント濃度が高ぐ裏面にオートドープ防止用の CVD膜を形成したシリコンゥエーハ を用い、その表面上に高抵抗のェピタキシャル層を形成する。（製品ゥエーハを P型 とする場合は、モニターも同じ P型とされる。 )
[0032] なお、裏面の CVD膜としては、例えば、シリコン酸ィ匕膜、シリコン窒化膜、又はポリ シリコン膜が好ましい。これらの CVD膜は容易に形成することができる上、ェピタキシ ャノレ成長中はオートドーピングを確実に防ぐとともに、ゥエーハゃェピタキシャノレ層を 汚染することもない。
[0033] モニターゥエーハに対するェピタキシャル成長の回数は特に制限されず、抵抗保 証用と厚さ測定用として 2回行ってもよい。なお、製品用のゥエーハとして高抵抗のも のを用いるのに対し、モニターゥエーハは低抵抗であるため、抵抗保証できない場合 もあり得る。この場合には、厚さ測定のため、 1枚のモニターゥエーハに対してのみェ ピタキシャル成長を行い、抵抗保証については、製品用のゥエーハを用いて製造し たェピタキシャルゥエーハに対して直接行ってもよ!、。
[0034] 上記のように裏面に CVD膜が形成されたモニターゥエーハに対してェピタキシャル 成長を行った後、ダミー用のゥエーハ (ダミーゥエーハ）に対してェピタキシャル成長 を行うか、ゥエーハを用いずにェピタキシャル成長を行う条件で気層成長装置を作動 させる（図 1 (B) )。
前記したように、裏面に CVD膜が形成されたモニターゥエーハを用いてェピタキシ ャル成長を行うと、オートドーピングを防ぎ、ェピタキシャル層の抵抗保証や厚さ測定 を好適に行うことができるが、 CVD膜から放出された水分がチャンバ一内に残留し、 次にェピタキシャル成長を行うゥエーハに対して重金属汚染を引き起こしてしまう。そ こで、製品用のゥエーハに対してェピタキシャル成長を行う前に、ダミーゥエーハに 対してェピタキシャル成長を行う。あるいは、ゥエーハを用いずに、すなわちチャンバ 一内にゥエーハを入れずに、ェピタキシャル成長を行う条件で気層成長装置を作動 させる。
ダミーゥエーハは、製品ゥエーハと同様、 CVD膜の無いシリコンゥエーハを用いる 必要がある力 必ずしも製品ゥエーハと全く同じ性質のものである必要はない。
[0035] 上記のようにモニターゥエーハに対してェピタキシャル成長を行った後、製品ゥェ ーハに対してェピタキシャル成長を行う前に、ダミーゥエーハに対してェピタキシャル 成長を行うか、ゥエーハを用いずにェピタキシャル成長を行う条件で気層成長装置を 作動させることで、モニターゥエーハの CVD膜から放出された水分に起因する重金 属汚染は、ダミーゥエーハに成長したェピタキシャル層あるいはサセプタ等に成長し たシリコン層に吸収される。
[0036] ここでェピタキシャル成長を行う回数も特に制限されないが、上記のようにダミーゥ エーハに対するェピタキシャル成長や気層成長装置の作動を繰り返し行うと、コスト の上昇と生産性の低下を招いてしまう。一方、本発明者らの調査では、ダミーゥエー ハに対するェピタキシャル成長等を 2回行えばチャンバ一内に残留する水分に起因 する重金属汚染をほぼ全て吸収することができることがわ力つた。従って、ダミーゥェ ーハに対するェピタキシャル成長や気層成長装置の作動は 2回以内、すなわち、図 5に示したような枚葉式の装置を用い、ダミーゥエーハに対してェピタキシャル成長を 行う場合は、 1枚または 2枚のダミーゥエーハに対してェピタキシャル成長を行えばよ い。
[0037] ダミーゥエーハに対するェピタキシャル成長等を行った後、製品用のゥエーハに対 してェピタキシャル成長を行ってェピタキシャルゥエーハを製造する（図 1 (C) )。 製品用のゥエーハは、 N型であって、高抵抗、すなわちドーパント濃度が低いもの を用いるので、オートドーピング防止用の CVD膜は不要である。このような製品用の ゥエーハに対してェピタキシャル成長を行うことで、モニターゥエーハの CVD膜に起 因する水分による重金属汚染を受けることなぐ CCDや CMOSイメージセンサーな どの撮像素子用として好適な高品質のェピタキシャルゥエーハを製造することができ る。
[0038] <第 2の形態 >
図 2は本発明に係るェピタキシャルゥエーハの製造方法の第 2の形態を示すフロー 図である。
まず、ェピタキシャル層の抵抗保証及び Z又は厚さ測定のためのモニター用のゥ エーハを用意するため、 N型、低抵抗のシリコンゥエーハの裏面に CVD膜を形成す る（図 2 (A) )。この CVD膜は、前記第 1の形態と同様、シリコン酸ィ匕膜、シリコン窒化 膜、又はポリシリコン膜とすることが好ましい。
[0039] 次に、裏面に CVD膜を形成したモニターゥエーハに対し、熱処理を施して CVD膜 の水分を除去する（図 2 (B) )。熱処理条件は特に限定されないが、例えば酸素濃度 3%の N /O混合雰囲気で、 700〜900°C、 30秒〜 10分間熱処理をすれば、 CV
2 2
D膜中の水分を確実に除去することができるとともに、モニターゥエーハゃ CVD膜に 対して悪影響を及ぼすこともな 、。
[0040] 次に、ェピタキシャルゥエーハの製造に使用する気相成長装置において、ェピタキ シャル層の抵抗保証及び Z又は厚さ測定のため、上記のように用意したモニター用 のゥエーハに対してェピタキシャル成長を行う（図 2 (C) )。
モニターゥエーハの裏面に CVD膜が形成されて!、るが、予め行った熱処理によつ て CVD膜の水分は除去されて!、るので、ェピタキシャル成長中に CVD膜力 水分 はほとんど放出されない。従って、モニターゥエーハに対するェピタキシャル成長を 行った後、 CVD膜に起因する水分がチャンバ一内に残留せず、次のェピタキシャル 成長時に重金属汚染を引き起こすこともない。
[0041] 上記のようにモニターゥエーハに対してェピタキシャル成長を行った後、製品用の ゥエーハに対してェピタキシャル成長を行ってェピタキシャルゥエーハを製造する（ 図 2 (D) )。
製品用のゥエーハとしては、前記第 1の形態と同様、 N型であって、高抵抗であり、 オートドーピング防止用の CVD膜が形成されていないシリコンゥエーハを用いる。こ のような製品ゥエーハに対するェピタキシャル成長を行う際、チャンバ一内にはモ- ターゥエーハの CVD膜に起因する水分がほとんど無 、ので、製品ゥエーハは重金 属汚染を受けることなぐ CCDや CMOSイメージセンサーなどの撮像素子用として 好適な高品質のェピタキシャルゥエーハを製造することができる。
[0042] <第 3の形態 >
ェピタキシャルゥエーハの製造に使用する気相成長装置にぉ 、て、ェピタキシャル 層の厚さ測定のためのモニター用のゥエーハとして、裏面に CVD膜が形成されてい な 、ゥエーハに対してェピタキシャル成長を行う（図 3 (A) )。
ここでモニターゥエーハとして、 N型、低抵抗であって、裏面に CVD膜が形成され て!ヽな 、シリコンゥエーハを用いてェピタキシャル成長を行うと、オートドーピングによ りゥエーハ中のドーパントがェピタキシャル成長層中に取り込まれ、ゥエーハとェピタ キシャル層との電気的な差異が小さくなつてしまう。この場合、ェピタキシャル層の厚 さは測定することはできるとしても、抵抗保証は困難となる。従って、ここでは、ェピタ キシャル層の厚さ測定についてはモニターゥエーハに対してェピタキシャル成長を 行 、、抵抗保証にっ 、ては製品ゥエーハに対して行えばょ 、。
[0043] 上記のようにモニターゥエーハに対するェピタキシャル成長を行った後、製品用の ゥエーハに対してェピタキシャル成長を行ってェピタキシャルゥエーハを製造する（ 図 3 (B) )。
前記したように、モニターゥエーハとして CVD膜の無いゥエーハを用いたため、モ 二ターゥエーハに対するェピタキシャル成長を行った後、製品用のゥエーハに対す るェピタキシャル成長を行っても、 CVD膜の水分に起因する重金属汚染は生じず、 CCDや CMOSイメージセンサーなどの撮像素子用として好適な高品質のェピタキ シャルゥエーハを製造することができる。
[0044] <第 4の形態 >
例えば、図 5に示したような枚葉式の気相成長装置を用いてェピタキシャルゥエー ハを製造する場合、ェピタキシャルゥエーハを 1枚ずつ、連続的に製造するが、ハロ ゲンランプ等による加熱は 1枚ごとに停止するのではなぐ連続して加熱される。一方 、製造ラインを停止する場合や装置のメンテナンスをする場合等に、加熱を停止して ェピタキシャルゥエーハの製造を中断する。
そして、ェピタキシャルゥエーハの製造を再開する場合、キャリアガスを供給すると ともにハロゲンランプにより再度加熱を行うが、再開直後から製品ゥエーハを投入して ェピタキシャルゥエーハを製造すると、チャンバ一内で凝集して残留していた水分に より重金属汚染が引き起こされ易い。
[0045] そこで、加熱を停止してェピタキシャルゥエーハの製造を中断した後（図 4 (A) )、再 度加熱して製造を再開する際（図 4 (B) )、ダミー用のゥエーハに対してェピタキシャ ル成長を行うか、ゥエーハを用いずにェピタキシャル成長を行う条件で気層成長装 置を作動させる（図 4 (C) )。
ここでダミーゥエーハは、製品ゥエーハと同様、 CVD膜の無いシリコンゥエーハを 用いるが、必ずしも製品ゥエーハと全く同じ性質のものである必要はなぐ例えば、 N 型、低抵抗のシリコンゥエーハを用いてもよい。このように、ェピタキシャルゥエーハの 製造再開の際、製品ゥエーハに対してェピタキシャル成長を行う前に、ダミーゥエー ハに対してェピタキシャル成長を行うか、ゥエーハを用いずにェピタキシャル成長を 行う条件で気層成長装置を作動させれば、チャンバ一内に残留していた水分に起因 する重金属汚染はダミーゥエーハ等に成長したェピタキシャル層（シリコン層）に吸収 される。
[0046] ここでダミーゥエーハに対するェピタキシャル成長の回数、あるいはゥエーハを用い ずにェピタキシャル成長を行う条件で気層成長装置を作動させる回数は、チャンバ 一内に残留する水分に起因する重金属汚染を確実に除去するほか、コストの上昇と 生産性の低下を抑制するため、前記第 1の形態と同様とする。すなわち、枚葉式の装 置を用い、ダミーゥエーハに対してェピタキシャル成長を行う場合には 2枚以内のダミ ーゥエーハに対してェピタキシャル成長を行うことが好ましい。
[0047] 上記のようにダミーゥエーハに対するェピタキシャル成長等を行った後、製品用の ゥエーハに対してェピタキシャル成長を行ってェピタキシャルゥエーハを製造する（ 図 4 (D) )。製造再開の際、チャンバ一内に残留していた水分に起因する重金属汚 染は、ダミーゥエーハ等に成長したェピタキシャル層（シリコン層）によって除去ないし 低減されて 、るので、製品ゥエーハのェピタキシャル成長では残留水分による重金 属汚染は生じず、 CCDや CMOSイメージセンサーなどの撮像素子用として好適な 高品質のェピタキシャルゥエーハを製造することができる。
[0048] 以上のように、本発明では、モニターゥエーハの CVD膜に起因する水分や、加熱 停止後にチャンバ一内に凝集した水分による重金属汚染をダミーゥエーハ等に成長 させたェピタキシャル層等に吸収させた上で、製品用のゥエーハに対してェピタキシ ャル成長を行う。従って、水分除去のための特別な付帯設備を設けなくても、製品用 のゥエーハに対する重金属汚染を効果的に防ぐことができ、 CCDや CMOSイメージ センサーなどの撮像素子用として好適な高品質のェピタキシャルゥエーハを製造す ることがでさる。
[0049] 以下、本発明の実施例について説明する。 (実施例 1)
図 5に示したような枚葉式の気相ェピタキシャル成長装置を用い、定常操業後、ラ ンプによる加熱を停止し、ェピタキシャルゥエーハの製造を中断した。
製造中断から 4時間後、再度ランプによる加熱を開始し、ェピタキシャルゥエーハの 製造を再開した。
ェピタキシャル成長の条件は下記の通りである。
材料基板 (シリコンゥエーハ）の導電型及び抵抗率： N型、 10 Ω cm
ェピタキシャル層の厚さ： 6 m
ェピタキシャル層の導電型及び抵抗率： N型、 10 Ω cm
反応温度： 1100〜 1150°C
圧力：常圧
[0050] ェピタキシャルゥエーハの製造を再開してからの枚数と表層 PL (フォトルミネッセン ス)強度の関係を調べた。なお、表層 PL強度測定時の測定波長は l /z m以下全てと し、出力は 15mWとした。
また、比較として、ェピタキシャルゥエーハの製造を中断せず、連続操業により製造 したェピタキシャルゥエーハの表層 PL強度を調べた。
なお、表層 PL強度が低いということは、キャリアのライフタイムが短いということであり 、表層の欠陥が多いことを意味する。結果を図 7に示した。
[0051] 図 7から明らかなように、ェピタキシャルゥエーハの製造再開後の 1枚目、 2枚目は 表層 PL強度が低ぐ表層欠陥が多いことがわかる。従って、気相成長装置の加熱を 停止してェピタキシャルゥエーハの製造を中断した場合には、再開後の 1枚目のゥェ 一ノ、、好ましくは 2枚目のゥエーハも、ダミーゥエーハを用いてェピタキシャル成長を 行うことで、その後の製品ゥエーハに対しては表層欠陥が大きく低減され、高品質の ェピタキシャルゥエーハを製造することができることがわかる。
[0052] (実施例 2)
図 5に示したような枚葉式ェピ成長装置を用い、裏面に CVD膜 (シリコン酸ィ匕膜)を 形成したモニターゥエーハに対してェピタキシャル成長を行った後、シリコンゥエーハ (CVD膜無し）に対して 5枚連続してェピタキシャル成長を行った。
次 、で、裏面に CVD膜が形成されて ヽな 、モニターゥエーハに対してェピタキシ ャル成長を行った後、シリコンゥエーハ（CVD膜無し）に対して 5枚連続してェピタキ シャル成長を行った。
さらに、裏面に CVD膜 (シリコン酸ィ匕膜)を形成した後、 CVD膜の水分除去のため 、 800°C、 1分間の熱処理を施したモニターゥエーハに対し、ェピタキシャル成長を 行った。その後、シリコンゥエーハ（CVD膜無し）に対して 5枚連続してェピタキシャ ル成長を行った。
[0053] ェピタキシャル成長の条件は下記の通りである。
材料基板 (シリコンゥエーハ）の導電型及び抵抗率： N型、 10 Ω cm
ェピタキシャル層の厚さ： 6 m
ェピタキシャル層の導電型及び抵抗率： N型、 10 Ω cm
反応温度： 1100〜 1150°C
圧力：常圧
[0054] ェピタキシャル成長を行ったそれぞれのゥエーハと表層 PL (フォトルミネッセンス） 強度の関係を調べ、結果を図 8に示した。
図 8から明らかなように、裏面に CVD膜を形成したゥエーハに対してェピタキシャル 成長を行った後、 CVD膜無しのゥエーハに対してェピタキシャル成長を行った場合 、 1枚目及び 2枚目のゥエーハでは、表層 PL強度が低ぐ表層欠陥が多いことがわ かる。
一方、裏面に CVD膜の無いモニターゥエーハと、裏面の CVD膜の水分を除去し たモニターゥエーハを用いてェピタキシャル成長を行った場合には、その後にェピタ キシャル成長を行った 1枚目及び 2枚目のゥエーハでも表層 PL強度は高ぐ表層の 欠陥密度が低 、ことが分力る。
[0055] なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は単な る例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一 な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技 術的範囲に包含される。
例えば、上記実施形態では N型、低抵抗のシリコンゥエーハをモニターとして用い、 その後高抵抗ゥエーハを用いてェピタキシャルゥエーハを製造する場合にっ 、て説 明したが、材料となるゥエーハはこれに限定されず、例えば P型のシリコンゥエーハを 用いてェピタキシャルゥエーハを製造する場合にも CVD膜の水分、あるいは加熱停 止による水分が問題となることに変わりがなぐ本発明を適用することができる。作製 されるデバイスも CCD、 CMOSイメージセンサーに限定されないことは言うまでも無 い。
また、図 5、図 6に示した枚葉式の気相成長装置を用いてェピタキシャルゥエーハを 製造する場合について説明したが、本発明で使用できる気相成長装置はこれに限 定されず、本発明は、他のタイプの枚葉式の気相成長装置のほか、バッチ式の気相 成長装置を用いることもできる。これらの場合も、水分に起因して重金属汚染が生じ る問題があることに変わりがな 、からである。

Claims

請求の範囲
[1] ェピタキシャルゥエーハを製造する方法であって、気相成長装置にぉ 、て、ェピタ キシャル層の抵抗保証及び Z又は厚さ測定のためのモニター用のゥエーハとして、 裏面に CVD膜が形成されたゥエーハに対してェピタキシャル成長を行 、、その後ダ ミー用のゥエーハに対してェピタキシャル成長を行った後、又はゥエーハを用いずに ェピタキシャル成長を行う条件で前記気層成長装置を作動させた後、製品用のゥェ ーハに対してェピタキシャル成長を行ってェピタキシャルゥエーハを製造することを 特徴とするェピタキシャルゥエーハの製造方法。
[2] ェピタキシャルゥエーハを製造する方法であって、ェピタキシャル層の抵抗保証及 び Z又は厚さ測定のためのモニター用のゥエーハとして、裏面に CVD膜を形成した 後、熱処理を施して前記 CVD膜の水分を除去したゥエーハを用意し、気相成長装 置において、前記用意したモニター用のゥエーハに対してェピタキシャル成長を行つ た後、製品用のゥエーハに対してェピタキシャル成長を行ってェピタキシャルゥエー ハを製造することを特徴とするェピタキシャルゥエーハの製造方法。
[3] 前記モニター用のゥエーハの前記 CVD膜が、シリコン酸ィ匕膜、シリコン窒化膜、又 はポリシリコン膜であるシリコンゥエーハを用いることを特徴とする請求項 1又は請求 項 2に記載のェピタキシャルゥエーハの製造方法。
[4] ェピタキシャルゥエーハを製造する方法であって、気相成長装置にぉ 、て、ェピタ キシャル層の厚さ測定のためのモニター用のゥエーハとして、裏面に CVD膜が形成 されて 、な 、ゥエーハに対してェピタキシャル成長を行った後、製品用のゥエーハに 対してェピタキシャル成長を行ってェピタキシャルゥエーハを製造することを特徴とす るェピタキシャルゥエーハの製造方法。
[5] ェピタキシャルゥエーハを製造する方法であって、気相成長装置にぉ 、て、加熱を 停止してェピタキシャルゥエーハの製造を中断した後、再度加熱して製造を再開す る際、ダミー用のゥエーハに対してェピタキシャル成長を行った後、又はゥエーハを 用いずにェピタキシャル成長を行う条件で前記気層成長装置を作動させた後、製品 用のゥエーハに対してェピタキシャル成長を行ってェピタキシャルゥエーハを製造す ることを特徴とするェピタキシャルゥエーハの製造方法。
[6] 前記気相成長装置として、枚葉式のものを用いることを特徴とする請求項 1ないし 請求項 5のいずれか一項に記載のェピタキシャルゥエーハの製造方法。
[7] 前記ダミー用のゥエーハ又はモニター用のゥエーハに対してェピタキシャル成長を 行う場合、あるいはゥエーハを用いずにェピタキシャル成長を行う条件で前記気層成 長装置を作動させる場合、それぞれ 2回以内とすることを特徴とする請求項 1ないし 請求項 6のいずれか一項に記載のェピタキシャルゥエーハの製造方法。
[8] 前記製品用のェピタキシャルゥエーハを、 CCD又は CMOSイメージセンサー用の ものとすることを特徴とする請求項 1ないし請求項 7のいずれか一項に記載のェピタ キシャルゥエーハの製造方法。 前記請求項 1な 、し請求項 8の 、ずれか一項に記載の方法により製造されたェピタ キシヤノレゥエーノヽ。
PCT/JP2006/316300 2005-09-12 2006-08-21 エピタキシャルウエーハの製造方法及びそれにより製造されたエピタキシャルウエーハ WO2007032180A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/991,736 US20090038540A1 (en) 2005-09-12 2006-08-21 Method for Manufacturing Epitaxial Wafer and Epitaxial Wafer Manufactured by this Method
EP06796563A EP1933372A1 (en) 2005-09-12 2006-08-21 Process for producing epitaxial wafer and epitaxial wafer produced therefrom

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005264000A JP2007080958A (ja) 2005-09-12 2005-09-12 エピタキシャルウエーハの製造方法及びそれにより製造されたエピタキシャルウエーハ
JP2005-264000 2005-09-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2007032180A1 true WO2007032180A1 (ja) 2007-03-22

Family

ID=37864778

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2006/316300 WO2007032180A1 (ja) 2005-09-12 2006-08-21 エピタキシャルウエーハの製造方法及びそれにより製造されたエピタキシャルウエーハ

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20090038540A1 (ja)
EP (1) EP1933372A1 (ja)
JP (1) JP2007080958A (ja)
TW (1) TW200710957A (ja)
WO (1) WO2007032180A1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8987788B2 (en) 2011-09-26 2015-03-24 Semiconductor Components Industries, Llc Metal-strapped CCD image sensors
KR101701629B1 (ko) * 2015-07-28 2017-02-01 주식회사 엘지실트론 에피택셜 웨이퍼를 제조하기 위한 리액터의 재가동 준비 방법
JP7091227B2 (ja) * 2018-11-05 2022-06-27 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 熱処理方法および熱処理装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6419717A (en) * 1987-07-15 1989-01-23 Fuji Electric Co Ltd Vapor growth method for semiconductor layer containing arsenic
JP2000286268A (ja) * 1999-03-31 2000-10-13 Sumitomo Metal Ind Ltd 半導体シリコンウェーハの製造方法
JP2001203164A (ja) * 1999-10-21 2001-07-27 Applied Materials Inc 基板処理チャンバ面をインシチュウクリーニングする方法
JP2002164286A (ja) * 2000-11-27 2002-06-07 Shin Etsu Handotai Co Ltd シリコン単結晶基板およびシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法
JP2003151984A (ja) * 2001-11-19 2003-05-23 Shin Etsu Handotai Co Ltd シリコンエピタキシャルウェーハ及びその製造方法
JP2003264277A (ja) * 2002-03-07 2003-09-19 Fujitsu Ltd Ｃｍｏｓイメージセンサおよびその製造方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3676775A (en) * 1971-05-07 1972-07-11 Ibm Method for measuring resistivity
US4141780A (en) * 1977-12-19 1979-02-27 Rca Corporation Optically monitoring the thickness of a depositing layer
JP3727147B2 (ja) * 1997-08-12 2005-12-14 コマツ電子金属株式会社 エピタキシャルウェハの製造方法およびその製造装置
JP2001111076A (ja) * 1999-10-08 2001-04-20 Tdk Corp コーティング体および太陽電池モジュール
JP4270742B2 (ja) * 2000-11-30 2009-06-03 Ｎｅｃエレクトロニクス株式会社 固体撮像装置
JP2002334840A (ja) * 2001-05-07 2002-11-22 Mitsubishi Materials Silicon Corp 反応性ガス処理用ウェーハの製造方法、これを用いたウェーハの反応性ガス処理方法及び反応性ガス処理装置
JP2003109991A (ja) * 2001-09-28 2003-04-11 Shin Etsu Handotai Co Ltd 膜厚測定用モニター、モニターの再生方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6419717A (en) * 1987-07-15 1989-01-23 Fuji Electric Co Ltd Vapor growth method for semiconductor layer containing arsenic
JP2000286268A (ja) * 1999-03-31 2000-10-13 Sumitomo Metal Ind Ltd 半導体シリコンウェーハの製造方法
JP2001203164A (ja) * 1999-10-21 2001-07-27 Applied Materials Inc 基板処理チャンバ面をインシチュウクリーニングする方法
JP2002164286A (ja) * 2000-11-27 2002-06-07 Shin Etsu Handotai Co Ltd シリコン単結晶基板およびシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法
JP2003151984A (ja) * 2001-11-19 2003-05-23 Shin Etsu Handotai Co Ltd シリコンエピタキシャルウェーハ及びその製造方法
JP2003264277A (ja) * 2002-03-07 2003-09-19 Fujitsu Ltd Ｃｍｏｓイメージセンサおよびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20090038540A1 (en) 2009-02-12
EP1933372A1 (en) 2008-06-18
TW200710957A (en) 2007-03-16
JP2007080958A (ja) 2007-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101412227B1 (ko) 탄화규소 에피택셜 웨이퍼 및 그 제조 방법, 에피택셜 성장용 탄화규소 벌크 기판 및 그 제조 방법 및 열처리 장치
JP5884705B2 (ja) 気相成長装置の汚染量測定方法及びエピタキシャルウェーハの製造方法
JP5232719B2 (ja) エピタキシャル被覆された半導体ウェハの製造方法
US20190131191A1 (en) Method for predicting thickness of oxide layer of silicon wafer
US20200176570A1 (en) Laminate substrate, freestanding substrate, method for manufacturing laminate substrate, and method for manufacturing freestanding substrate
US20110031592A1 (en) Silicon epitaxial wafer and method for production thereof
WO2007032180A1 (ja) エピタキシャルウエーハの製造方法及びそれにより製造されたエピタキシャルウエーハ
JPH1050715A (ja) シリコンウェーハとその製造方法
JP2009302337A (ja) 汚染検出用モニターウェーハ、汚染検出方法及びエピタキシャルウェーハの製造方法
TW201506210A (zh) 半導體裝置用矽構件及半導體裝置用矽構件之製造方法
JP4510997B2 (ja) シリコン半導体基板およびその製造方法
JP5794212B2 (ja) 気相成長装置の汚染評価方法及びシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法
JP2003309070A (ja) シリコンエピタキシャルウェーハの製造方法
JP6447960B2 (ja) シリコンエピタキシャルウェーハの製造方法
JP2010135388A (ja) 気相成長装置、シリコンエピタキシャルウェーハの製造方法及びシリコンエピタキシャルウェーハ
JP6770720B2 (ja) エピタキシャルウェーハの製造方法
JP2002020200A (ja) エピタキシャルシリコンウェーハの製造方法
JP2013149753A (ja) 気相成長装置の清浄度評価方法及びシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法
JP2003188107A (ja) 半導体エピタキシャルウエーハの製造方法および半導体エピタキシャルウエーハ
KR102521336B1 (ko) 에피택셜 웨이퍼의 제조 방법
JP3969319B2 (ja) 燐化物単結晶ウェーハの評価方法
WO2008050476A1 (fr) Procédé de fabrication d&#39;une plaquette de silicium épitaxiale et plaquette de silicium épitaxiale
JPH10209055A (ja) 薄膜エピタキシャルウェ−ハおよびその製造方法
JPH09266175A (ja) 半導体ウェーハの製造方法及び半導体ウェーハ
JP2012151402A (ja) 半導体基板及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 11991736

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2006796563

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE