シリコンエピタキシャルウェーハの製造方法
【課題】 酸化性雰囲気中で酸素析出核形成用の熱処理を行なうことを前提とし、かつ、熱処理時に形成されるシリコン酸化膜の最終的な残留厚さを、フッ酸洗浄を用いなくとも自然酸化膜のレベルに留めることができ、さらには洗浄後のパーティクルの増加を抑制できるシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法を提供する。
【解決手段】 ＣＺ法により製造され、かつ抵抗率が０．０２Ω・ｃｍ以下となるようにボロンがドープされたシリコン単結晶基板上１に、シリコンエピタキシャル層２を気相成長する気相成長工程と、気相成長工程後に、酸化性雰囲気中にて４５０℃以上７５０℃以下の範囲内での熱処理を、該熱処理後のシリコンエピタキシャル層２上に形成されるシリコン酸化膜３の厚さｔ１が２ｎｍ以下となる時間で行い、シリコン単結晶基板１中に酸素析出核１１を形成する低温熱処理工程と、低温熱処理工程で形成されたシリコン酸化膜３を、アンモニア、過酸化水素及び水の混合液からなる洗浄液によりエッチングする工程を、低温熱処理工程後の最初の洗浄として行なう洗浄工程と、をこの順に行なう。
【解決手段】 ＣＺ法により製造され、かつ抵抗率が０．０２Ω・ｃｍ以下となるようにボロンがドープされたシリコン単結晶基板上１に、シリコンエピタキシャル層２を気相成長する気相成長工程と、気相成長工程後に、酸化性雰囲気中にて４５０℃以上７５０℃以下の範囲内での熱処理を、該熱処理後のシリコンエピタキシャル層２上に形成されるシリコン酸化膜３の厚さｔ１が２ｎｍ以下となる時間で行い、シリコン単結晶基板１中に酸素析出核１１を形成する低温熱処理工程と、低温熱処理工程で形成されたシリコン酸化膜３を、アンモニア、過酸化水素及び水の混合液からなる洗浄液によりエッチングする工程を、低温熱処理工程後の最初の洗浄として行なう洗浄工程と、をこの順に行なう。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、比較的高濃度のボロン（硼素）が添加されたシリコン単結晶基板上に、シリコンエピタキシャル層を気相成長してなるシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開平９−２８３５２９号公報
【特許文献２】特開平１０−２７０４５５号公報
【特許文献３】国際公開ＷＯ０１／０５６０７１号公報
【０００３】
抵抗率が０．０２Ω・ｃｍ以下の低抵抗率となるように、チョクラルスキー法（Czochralski法；以下、単にＣＺ法という）により高濃度のボロンが添加されて製造されたシリコン単結晶基板（以下、ｐ＋ＣＺ基板という）上に、シリコンエピタキシャル層を気相成長して得られるシリコンエピタキシャルウェーハは、例えばラッチアップ防止のため、あるいは、素子形成領域を無欠陥化するために広く用いられている。
【０００４】
ｐ＋ＣＺ基板には、結晶引上げ工程において結晶が固化してから室温まで冷却される間に、多数の酸素析出核が形成されている。酸素析出核の寸法は、通常１ｎｍ以下と極めて小さい。酸素析出核は、上記の核形成温度以上であってシリコン単結晶バルクへの再固溶に係るある臨界温度以下に保持された場合、酸素析出物へと成長する。この酸素析出物はＢＭＤ（Bulk Micro Defect）の１つであり、耐圧低下や電流リークなどの不良要因となるため、デバイス形成領域には極力形成されていないことが望ましい。しかし、素子形成に利用されない基板領域においては、該酸素析出物を、デバイス工程での重金属成分のゲッターとして有効活用することができるので、シリコンエピタキシャルウェーハにおいても、成長用のシリコン単結晶基板には、反りなどの不具合が生じない範囲で酸素析出物を積極形成することが行なわれている。このような酸素析出物による重金属のゲッタリング効果は、いわゆるＩＧ（Intrinsic Gettering）効果の一つである。
【０００５】
ところで、酸素析出核は、上記の臨界温度よりも高温に保持すれば、シリコン単結晶バルクに再固溶して消滅することが知られている。シリコンエピタキシャルウェーハでは、シリコンエピタキシャル層の気相成長工程が、核消滅する１１００℃以上の高温熱処理に相当するために、気相成長前に多数存在していた酸素析出核も、該気相成長の熱履歴によって大幅に減少することになる。酸素析出核が減少すると、使用するシリコン単結晶基板の初期酸素濃度が高くても、半導体デバイス製造工程での酸素析出物の形成は抑制され、ＩＧ効果はあまり期待できなくなる。
【０００６】
そこで、この問題を解決するために、シリコンエピタキシャルウェーハに４５０℃以上７５０℃以下の低温熱処理を施して、ｐ＋ＣＺ基板中に新たに酸素析出核を形成させ、その後に中温熱処理（低温熱処理と高温熱処理の間の温度範囲）を施して酸素析出物を成長させる方法が提案されている（特許文献１、２、３）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１には、その発明の実施の形態に、酸素析出核形成用の低温熱処理を酸素雰囲気中で行なうと、シリコンエピタキシャルウェーハの表面にシリコン酸化膜が形成されることが記載されている。形成された不要なシリコン酸化膜は、周知のごとくフッ酸洗浄により除去することが可能である。しかし、フッ酸洗浄でシリコン酸化膜を除去すると、シリコンエピタキシャルウェーハ表面のパーティクルレベルが、洗浄後に増加してしまう問題がある。また、低温熱処理後にシリコン酸化膜除去のためにフッ酸洗浄を介在させることは、工程の増加につながり、ひいてはシリコンエピタキシャルウェーハの製造コストの増大を招く。
【０００８】
本発明の課題は、酸化性雰囲気中で酸素析出核形成用の熱処理を行なうことを前提とし、かつ、熱処理時に形成されるシリコン酸化膜の最終的な残留厚さを、フッ酸洗浄を用いずとも自然酸化膜のレベルに留めることができ、さらには洗浄後のパーティクルの増加を抑制できるシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法は、ＣＺ法により製造され、かつ抵抗率が０．０２Ω・ｃｍ以下となるようにボロンがドープされたシリコン単結晶基板上に、シリコンエピタキシャル層を気相成長する気相成長工程と、
気相成長工程後に、酸化性雰囲気中にて４５０℃以上７５０℃以下の範囲内での熱処理を、該熱処理後のシリコンエピタキシャル層上に形成されるシリコン酸化膜の厚さが２ｎｍ以下となる時間で行い、シリコン単結晶基板中に酸素析出核を形成する低温熱処理工程と、
低温熱処理工程で形成されたシリコン酸化膜を、アンモニア、過酸化水素及び水の混合液からなる洗浄液によりエッチングする工程を、低温熱処理工程後の最初の洗浄として行なう洗浄工程と、
をこの順に行なうことを特徴とする。
【００１０】
シリコンエピタキシャルウェーハを洗浄する洗浄液としては、一般に広く認知されたものに、米国ＲＣＡ社が提唱した以下の３種類の洗浄液がある。
（１）アンモニア、過酸化水素及び水の混合液（代表組成は、後述のＳＣ−１洗浄液）：有機性汚れやパーティクル（付着粒子）の除去に用いる。
（２）フッ酸水溶液：シリコン酸化膜の除去用である。
（３）塩化水素、過酸化水素及び水の混合液（代表組成は、後述のＳＣ−２洗浄液）：表面金属不純物の除去に用いる。
【００１１】
いずれの洗浄液も当業界にてほぼ技術標準化しており、各洗浄液の使用用途も上記のごとく画然と区別されていて、用途をまたいだ転用等はほぼありえないといって差し支えない。従って、本発明の課題に鑑みた場合、低温熱処理工程で形成されたシリコン酸化膜を除去するためには、（２）のフッ酸洗浄液を用いるのが常識的である。しかし、フッ酸洗浄液を用いた洗浄（以下、フッ酸洗浄ともいう）を行なうと、前述の通り、ウェーハ表面のパーティクル数が増大する。従って、当業者であれば、そのフッ酸洗浄にて増えたパーティクルを除去するために、（１）のアンモニア、過酸化水素及び水の混合液を用いたＳＣ−１洗浄をさらに行なう、いわば２段階の洗浄を考慮するのが常識的である。
【００１２】
本発明は、（１）のアンモニア、過酸化水素及び水の混合液からなる洗浄液が、（２）のフッ酸洗浄液よりはもちろん小さいが、シリコン酸化膜に対するエッチング効果も多少有している点に着目し、「シリコン酸化膜の除去にはフッ酸が必ず必要」との、上記の常識をいわば覆すべくなされたものである。すなわち、酸化性雰囲気下での低温熱処理工程でのシリコン酸化膜の増分が、上記洗浄液によるエッチング可能厚さとほぼ拮抗しうるものとなるように、酸素析出核形成用の低温熱処理条件（温度及び時間）を選定する。具体的には、ｐ＋ＣＺ基板中への酸素析出核の形成が顕著となる４５０℃以上７５０℃以下の範囲内に低温熱処理温度を設定し、また、その熱処理時間は、熱処理後のシリコンエピタキシャル層上に形成される酸化膜の厚さが２ｎｍ以下となるように設定する。そして、該条件での低温熱処理工程に続き、（１）の洗浄液によるシリコン酸化膜のエッチングを低温熱処理工程後の最初の洗浄として行なう。
【００１３】
上記の方法では、低温熱処理工程によりシリコン酸化膜の厚みが増大するのであるが、該低温熱処理工程後の厚みが２ｎｍ以下となる程度に熱処理条件が選定される。そして、その後、通常はパーティクル除去用として認識されている上記（１）の洗浄液による洗浄を直接行なうことにより、当該洗浄液が有する潜在的かつ限定的なエッチング能を有効活用して、低温熱処理工程によるシリコン酸化膜の増加代を効果的に削減することができる。その結果、酸化性雰囲気中で酸素析出核形成用の熱処理を行なうことを前提としつつも、熱処理時に形成されるシリコン酸化膜の最終的な残留厚さを、フッ酸洗浄を用いずとも自然酸化膜のレベルに留めることができる。また、（１）の洗浄液は、パーティクル除去効果が本来的に良好だから、洗浄後のパーティクルの増加も抑制できる。この場合、洗浄工程を実施後のシリコンエピタキシャル層上のパーティクル数を、該洗浄工程前のパーティクル数よりも減少させることが十分可能であり、パーティクル起因の不良を効果的に低減することができる。
【００１４】
洗浄工程後のシリコン酸化膜の厚みは、上記洗浄液のエッチング効果により、低温熱処理工程後の厚みより当然小さなものとなる。他方、シリコンエピタキシャル層の表面保護の観点からは、洗浄工程後においても、自然酸化膜レベルの厚さである１ｎｍ以上にシリコン酸化膜が残留していることが望ましい。（１）の洗浄液においては、アンモニアによる洗浄活性が過酸化水素の配合により高められているのであるが、過酸化水素が比較的強力な酸化剤であることから、過度にシリコン酸化膜が薄い場合であっても、過酸化水素による酸化能により１ｎｍ以上の厚さに修復することができる。
【００１５】
次に、シリコン単結晶基板の抵抗率が０．０２Ω・ｃｍより高くなると、酸素析出を促進するボロンの濃度が小さすぎ、酸素析出核の個数が減少するから、ＩＧ効果を十分に確保するにたる酸素析出物の形成密度を確保できなくなる。特に本発明では、上記の通り、シリコン酸化膜厚さが２ｎｍ以下となるように、低温熱処理工程が比較的短時間で実施されるから、酸素析出核の必要個数を確保するためには、シリコン単結晶基板の抵抗率を０．０２Ω・ｃｍ以下に設定することが重要である。該観点において、基板の抵抗率は０．０１４Ω・ｃｍ未満に設定することがより望ましい。他方、酸素析出物の形成密度が過度に増加して基板の反り等を生じ難くする観点からは、基板の抵抗率は０．０１１Ω・ｃｍ以上となるように設定することが望ましい。
【００１６】
また、低温熱処理工程の温度が４５０℃未満では酸素析出核の形成数が極端に少なくなり、逆に７５０℃を超えると格子間酸素の過飽和度が低すぎるために、酸素析出核の形成数は不十分となる。それ故、上記低温熱処理の温度は４５０℃以上７５０℃以下の範囲内にて設定する。
【００１７】
また、シリコン単結晶基板中の初期酸素濃度は、６×１０１７ｃｍ−３以上１０×１０１７ｃｍ−３以下であることが好ましい。初期酸素濃度が６×１０１７ｃｍ−３未満では、酸素析出物の形成密度を十分に確保できなくなり、ＩＧ効果が十分に期待できない。逆に、初期酸素濃度が１０×１０１７ｃｍ−３を超えると、酸素析出物の形成密度が過多となり、反り等のウェーハの変形が急に大きくなる可能性が高くなる。なお本明細書において酸素濃度の単位は、ＪＥＩＤＡ（社団法人日本電子工業振興会の略称。現在はＪＥＩＴＡ（社団法人電子情報技術産業協会）に改称された）の基準を用いて示すものとする。
【００１８】
気相成長工程後に上記温度範囲内での低温熱処理を施すことにより、該気相成長工程中に消滅・減少した酸素析出核を、ＩＧ効果確保の上で必要な形成密度となるように復元することができる。その後、低温熱処理の温度よりも高く気相成長の温度よりも低い範囲内の温度、より具体的には、８００℃以上１１００℃未満の中温熱処理をさらに施すことにより、酸素析出核を酸素析出物とすることができる。
【００１９】
本発明にて使用する洗浄液としては、ＳＣ−１（Standard Cleaning 1）洗浄液を使用することができる。一般的なＳＣ−１洗浄液における２８重量％アンモニア水：３０〜３５重量％過酸化水素水：水の容積配合比は１：１以上２以下：５以上７以下であり、ＳＣ−１洗浄前に厚さが２ｎｍ以下に留められているシリコン酸化膜であれば、それを自然酸化膜の厚さにまで問題なく低減でき、また、パーティクルの除去効果も高い。なお、ＳＣ−１洗浄の洗浄液組成には近年種々の改良が加えられており、例えば森田らは、ＳＣ−１洗浄の洗浄特性はアンモニア濃度と過酸化水素濃度との比に依存し、アンモニア濃度と過酸化水素濃度の比が一定であるならば水の比率はエッチング速度に無関係であるとして、従来よりも薬液成分の濃度が低い、ＮＨ３水：Ｈ２Ｏ２水：Ｈ２Ｏ＝１：１：１０あるいは１５の洗浄液組成を紹介している（応用物理第５９巻第１１号第７９頁〜第８０頁、１９９０年）。また、特開平４−１０７９２２号公報に記載の発明でも、エッチング量の低減と薬液コスト低減のために、洗浄液における過酸化水素水の容量比をアンモニア水以上にするとともに、純水の比率を高くしている。さらに、特開平７−１４２４３５号公報に記載の発明では、ＳＣ−１洗浄液中のアンモニアの濃度を、一般的に用いられている濃度である４．３重量％よりも少ない２．０重量％から３．５重量％の範囲内に限定して制御することにより、アンモニアの使用量を低減している。
【００２０】
ＳＣ−１洗浄液による１回の洗浄で得られるシリコン酸化膜のエッチング代は約１ｎｍであり、洗浄工程前の酸化膜の厚さが２ｎｍ以下であれば、エッチングにより目減りしたシリコン酸化膜の厚さが１ｎｍ未満となることが考えられるが、前述の過酸化水素の修復効果により、最終的なシリコン酸化膜の厚さが結局約１ｎｍに落ち着く。これは、洗浄後のシリコン酸化膜の厚さ均一性を高める観点においても有益である。なお、本明細書において膜厚を約Ｘｎｍと称するときは、Ｘｎｍを中心値として、膜厚が該中心値に対して±１０％以内に収まっていることをいう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明に係るシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法の一例を示す工程説明図である。まず、ボロンを添加して抵抗率が０．０２Ω・ｃｍ以下、初期酸素濃度が６×１０１７ｃｍ−３以上１０×１０１７ｃｍ−３以下に調整されたｐ＋型ＣＺシリコン単結晶基板１（以下、単に基板１という）を準備する（図１：工程ａ）。基板１の抵抗率の下限は、シリコンに対するボロンの固溶限で規定される値であるが、半導体デバイス製造用に現在入手可能な基板１の抵抗率は、０．０００５Ω・ｃｍ（０．５ｍΩ・ｃｍ）以上である。基板１中には、結晶引上げ工程においてシリコン単結晶が固化してから室温まで冷却される間に形成された酸素析出核１１が存在する。
【００２２】
次に、基板１上に１１００℃以上の温度でシリコンエピタキシャル層２を気相成長する気相成長工程を行い、シリコンエピタキシャルウェーハ５０を得る（図１：工程ｂ）。気相成長工程は１１００℃以上の高温で行われるため、結晶引上げ工程で形成された基板１中の酸素析出核１１の殆どが溶体化する。
【００２３】
気相成長工程後、シリコンエピタキシャルウェーハ５０を図示しない熱処理炉に投入し、酸化性雰囲気中、４５０℃以上７５０℃以下の低温熱処理を所定時間施し、前記基板１中に酸素析出核１１を再び形成し、シリコンエピタキシャルウェーハ６０とする（図１：工程ｃ）。酸化性雰囲気は、例えば乾燥酸素が窒素等の不活性ガスで希釈されてなる雰囲気であるが、乾燥酸素１００％の雰囲気でもよい。低温熱処理は、４５０℃未満の温度で行なうと格子間酸素の拡散が極端に遅くなり、酸素析出核１１が形成されにくい。また、低温熱処理温度が７５０℃を超えると、格子間酸素の過飽和度が低くなるため、やはり酸素析出核１１が形成されにくくなる。
【００２４】
本発明においては、上記の低温熱処理を、熱処理後のシリコン酸化膜３の厚さｔ１が２ｎｍ以下となる時間だけ施すようにする。具体的な熱処理時間は、熱処理温度によっても変動するが、４時間以下の短時間にて行なうことが好ましい。ただし、熱処理時間が１時間未満では基板１に十分な酸素析出核を形成できないことがあるので、１時間以上にて設定するようにする。この場合、上記のような短時間熱処理となるので、基板１の抵抗率が０．０２Ω・ｃｍよりも高い場合、その後の中温熱処理中に形成可能な酸素析出物の密度が高々１０８ｃｍ−３台となり、十分なＩＧ（Intrinsic Gettering）効果を期待することができる１０９ｃｍ−３台以上の密度に酸素析出物を形成することが困難となる。従って、基板１は、抵抗率が０．０２Ω・ｃｍ以下のものを使用する。
【００２５】
上記低温熱処理工程が終了後、最初の洗浄としてＳＣ−１洗浄液による洗浄（以下、ＳＣ−１洗浄ともいう）を行い、シリコンエピタキシャルウェーハ６０の表面に付着したパーティクルを除去するとともに、ウェーハ６０の表面に形成されたシリコン酸化膜３をエッチングする（図１：工程ｄ）。ＳＣ−１洗浄は、気相成長後の洗浄工程で通常行われるが、シリコン酸化膜除去を行ないたい場合は、該ＳＣ−１洗浄に先立ってフッ酸洗浄を行なうのが通常である。しかし、フッ酸洗浄を行なうとウェーハ表面のパーティクルが増加しやすく、また工程を増加することになるため、本発明においてはフッ酸洗浄を行なわず、ＳＣ−１洗浄液が有するエッチング作用を利用して、シリコン酸化膜３の厚さｔ１を減ずるようにする。
【００２６】
ＳＣ−１洗浄においては、洗浄液に含まれるアンモニアのエッチング作用により、その１回の洗浄工程で、約１ｎｍのシリコン酸化膜３をエッチングすることができる。本発明の低温熱処理工程で形成されるシリコン酸化膜３の厚さｔ１は２ｎｍ以下であるので、洗浄工程後のシリコン酸化膜３の厚さｔ２が１ｎｍよりも薄くなることが予想される。しかしながら、シリコン酸化膜３の厚さｔ２が１ｎｍよりも薄くなる場合は、過酸化水素の酸化作用が顕著になり、シリコン酸化膜の厚さを１ｎｍ以上にすることができる。ただし、低温熱処理工程で形成されるシリコン酸化膜３の厚さｔ１が２ｎｍよりも厚い場合は、１回のＳＣ−１洗浄工程で、その厚さを約１ｎｍにすることが困難となる。なお、上記の洗浄工程において、ＳＣ−１洗浄の後に、必要に応じてＳＣ−２洗浄液（塩酸、過酸化水素及び水の混合液）による洗浄をさらに行ってもよい。
【００２７】
洗浄工程終了後、シリコンエピタキシャルウェーハ１００には、例えばデバイス工程でＩＣ等製造のために中温熱処理が施され（図１：工程ｅ）、その中温熱処理により酸素析出核１１が成長して、ゲッタリング効果を有する酸素析出物１２が形成される。その熱処理が酸化性雰囲気中で行われると、シリコンエピタキシャルウェーハ２００上のシリコン酸化膜３は厚くなる。
【００２８】
ＳＣ−１洗浄の前にフッ酸洗浄を行なう場合と行なわない場合とについて、洗浄の前後でのパーティクル変化量にどのような相違が生ずるかを実験により確認したので、以下、その結果について説明する。シリコン酸化膜の形成されたシリコンエピタキシャルウェーハをフッ酸洗浄した後に、さらにＳＣ−１洗浄とＳＣ−２洗浄を行なう場合、直径０．１μｍ以上のパーティクルは一連の洗浄工程により平均０．５ヶ／ウェーハ増加する。これに対して、ＳＣ−１洗浄の前にフッ酸洗浄を行なわない場合、パーティクルは平均０．８ヶ／ウェーハ減少する。
【００２９】
すなわち、抵抗率が０．０２Ω・ｃｍ以下のｐ型ＣＺシリコン単結晶基板１上にシリコンエピタキシャル層２を気相成長して得られるシリコンエピタキシャルウェーハ５０に酸素析出核１１を形成するために低温熱処理を酸化性雰囲気中で施す際、形成されるシリコン酸化膜３の厚さｔ１を２ｎｍ以下に制御することにより、ＳＣ−１洗浄でシリコン酸化膜３の厚さｔ２を自然酸化膜と同じ約１ｎｍにすることができる。気相成長後に低温熱処理を施さずにＳＣ−１洗浄を行なう場合でも、シリコン酸化膜の厚さは約１ｎｍになるので、パーティクルレベルが増加しやすいフッ酸洗浄を行なわなくても、シリコン酸化膜の厚さｔ２を自然酸化膜のレベルと同等にすることができる。
【実施例】
【００３０】
以下に、実施例をあげて本発明をさらに具体的に説明する。なお、本実施例に記載されるシリコン単結晶基板の酸素濃度は、不活性ガス融解法による測定値を、通常抵抗率（１〜２０Ω・ｃｍ）の基板を用いて求められたフーリエ変換赤外分光法と不活性ガス融解法との相関関係に基づいて換算したものである。
【００３１】
抵抗率０．０１１Ω・ｃｍ、酸素濃度６．７×１０１７ｃｍ−３（１３．４ｐｐｍａ）のボロンドープシリコン単結晶基板１を用意し、該基板１の（１００）主表面上に、抵抗率２０Ω・ｃｍ、厚さ５μｍのシリコンエピタキシャル層２を１１００℃の温度で気相成長させ、シリコンエピタキシャルウェーハ５０を得る。次に、シリコンエピタキシャルウェーハ５０に対し、酸素３％、窒素９７％の酸化性雰囲気中、酸素析出核形成用の低温熱処理を６５０℃の温度で１時間行なう。この低温熱処理で形成されたシリコン酸化膜３の厚さｔ１をエリプソメトリで測定したところ、２ｎｍであった。さらにこのシリコンエピタキシャルウェーハ６０にＳＣ−１洗浄を施してシリコン酸化膜の厚さｔ２を測定したところ、その厚さは１ｎｍであった。その後、８００℃／４時間＋１０００℃／１６時間の中温熱処理を行って酸素析出核を酸素析出物に成長させ、その密度を赤外散乱トモグラフ法により評価したところ、該密度は２×１０１０ｃｍ−３であった。
【００３２】
なお、比較のため、上記と同じ条件でシリコンエピタキシャルウェーハ５０を得た後に、６５０℃／１時間の低温熱処理を行なわずにシリコン酸化膜の厚さをエリプソメトリで測定したところ、１ｎｍであった。さらにこのシリコンエピタキシャルウェーハにＳＣ−１洗浄を施してシリコン酸化膜の厚さを測定したところ、その厚さは０．９ｎｍであった。次に、８００℃／４時間＋１０００℃／１６時間の中温熱処理を施した後に酸素析出物密度を赤外散乱トモグラフ法により評価したところ、該密度は５×１０６ｃｍ−３であった。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係るシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法の一例を示した説明工程図。
【符号の説明】
【００３４】
１ シリコン単結晶基板
２ シリコンエピタキシャル層
３ シリコン酸化膜
１１ 酸素析出核
１２ 酸素析出物
５０，６０，１００，２００ シリコンエピタキシャルウェーハ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、比較的高濃度のボロン（硼素）が添加されたシリコン単結晶基板上に、シリコンエピタキシャル層を気相成長してなるシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開平９−２８３５２９号公報
【特許文献２】特開平１０−２７０４５５号公報
【特許文献３】国際公開ＷＯ０１／０５６０７１号公報
【０００３】
抵抗率が０．０２Ω・ｃｍ以下の低抵抗率となるように、チョクラルスキー法（Czochralski法；以下、単にＣＺ法という）により高濃度のボロンが添加されて製造されたシリコン単結晶基板（以下、ｐ＋ＣＺ基板という）上に、シリコンエピタキシャル層を気相成長して得られるシリコンエピタキシャルウェーハは、例えばラッチアップ防止のため、あるいは、素子形成領域を無欠陥化するために広く用いられている。
【０００４】
ｐ＋ＣＺ基板には、結晶引上げ工程において結晶が固化してから室温まで冷却される間に、多数の酸素析出核が形成されている。酸素析出核の寸法は、通常１ｎｍ以下と極めて小さい。酸素析出核は、上記の核形成温度以上であってシリコン単結晶バルクへの再固溶に係るある臨界温度以下に保持された場合、酸素析出物へと成長する。この酸素析出物はＢＭＤ（Bulk Micro Defect）の１つであり、耐圧低下や電流リークなどの不良要因となるため、デバイス形成領域には極力形成されていないことが望ましい。しかし、素子形成に利用されない基板領域においては、該酸素析出物を、デバイス工程での重金属成分のゲッターとして有効活用することができるので、シリコンエピタキシャルウェーハにおいても、成長用のシリコン単結晶基板には、反りなどの不具合が生じない範囲で酸素析出物を積極形成することが行なわれている。このような酸素析出物による重金属のゲッタリング効果は、いわゆるＩＧ（Intrinsic Gettering）効果の一つである。
【０００５】
ところで、酸素析出核は、上記の臨界温度よりも高温に保持すれば、シリコン単結晶バルクに再固溶して消滅することが知られている。シリコンエピタキシャルウェーハでは、シリコンエピタキシャル層の気相成長工程が、核消滅する１１００℃以上の高温熱処理に相当するために、気相成長前に多数存在していた酸素析出核も、該気相成長の熱履歴によって大幅に減少することになる。酸素析出核が減少すると、使用するシリコン単結晶基板の初期酸素濃度が高くても、半導体デバイス製造工程での酸素析出物の形成は抑制され、ＩＧ効果はあまり期待できなくなる。
【０００６】
そこで、この問題を解決するために、シリコンエピタキシャルウェーハに４５０℃以上７５０℃以下の低温熱処理を施して、ｐ＋ＣＺ基板中に新たに酸素析出核を形成させ、その後に中温熱処理（低温熱処理と高温熱処理の間の温度範囲）を施して酸素析出物を成長させる方法が提案されている（特許文献１、２、３）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１には、その発明の実施の形態に、酸素析出核形成用の低温熱処理を酸素雰囲気中で行なうと、シリコンエピタキシャルウェーハの表面にシリコン酸化膜が形成されることが記載されている。形成された不要なシリコン酸化膜は、周知のごとくフッ酸洗浄により除去することが可能である。しかし、フッ酸洗浄でシリコン酸化膜を除去すると、シリコンエピタキシャルウェーハ表面のパーティクルレベルが、洗浄後に増加してしまう問題がある。また、低温熱処理後にシリコン酸化膜除去のためにフッ酸洗浄を介在させることは、工程の増加につながり、ひいてはシリコンエピタキシャルウェーハの製造コストの増大を招く。
【０００８】
本発明の課題は、酸化性雰囲気中で酸素析出核形成用の熱処理を行なうことを前提とし、かつ、熱処理時に形成されるシリコン酸化膜の最終的な残留厚さを、フッ酸洗浄を用いずとも自然酸化膜のレベルに留めることができ、さらには洗浄後のパーティクルの増加を抑制できるシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法は、ＣＺ法により製造され、かつ抵抗率が０．０２Ω・ｃｍ以下となるようにボロンがドープされたシリコン単結晶基板上に、シリコンエピタキシャル層を気相成長する気相成長工程と、
気相成長工程後に、酸化性雰囲気中にて４５０℃以上７５０℃以下の範囲内での熱処理を、該熱処理後のシリコンエピタキシャル層上に形成されるシリコン酸化膜の厚さが２ｎｍ以下となる時間で行い、シリコン単結晶基板中に酸素析出核を形成する低温熱処理工程と、
低温熱処理工程で形成されたシリコン酸化膜を、アンモニア、過酸化水素及び水の混合液からなる洗浄液によりエッチングする工程を、低温熱処理工程後の最初の洗浄として行なう洗浄工程と、
をこの順に行なうことを特徴とする。
【００１０】
シリコンエピタキシャルウェーハを洗浄する洗浄液としては、一般に広く認知されたものに、米国ＲＣＡ社が提唱した以下の３種類の洗浄液がある。
（１）アンモニア、過酸化水素及び水の混合液（代表組成は、後述のＳＣ−１洗浄液）：有機性汚れやパーティクル（付着粒子）の除去に用いる。
（２）フッ酸水溶液：シリコン酸化膜の除去用である。
（３）塩化水素、過酸化水素及び水の混合液（代表組成は、後述のＳＣ−２洗浄液）：表面金属不純物の除去に用いる。
【００１１】
いずれの洗浄液も当業界にてほぼ技術標準化しており、各洗浄液の使用用途も上記のごとく画然と区別されていて、用途をまたいだ転用等はほぼありえないといって差し支えない。従って、本発明の課題に鑑みた場合、低温熱処理工程で形成されたシリコン酸化膜を除去するためには、（２）のフッ酸洗浄液を用いるのが常識的である。しかし、フッ酸洗浄液を用いた洗浄（以下、フッ酸洗浄ともいう）を行なうと、前述の通り、ウェーハ表面のパーティクル数が増大する。従って、当業者であれば、そのフッ酸洗浄にて増えたパーティクルを除去するために、（１）のアンモニア、過酸化水素及び水の混合液を用いたＳＣ−１洗浄をさらに行なう、いわば２段階の洗浄を考慮するのが常識的である。
【００１２】
本発明は、（１）のアンモニア、過酸化水素及び水の混合液からなる洗浄液が、（２）のフッ酸洗浄液よりはもちろん小さいが、シリコン酸化膜に対するエッチング効果も多少有している点に着目し、「シリコン酸化膜の除去にはフッ酸が必ず必要」との、上記の常識をいわば覆すべくなされたものである。すなわち、酸化性雰囲気下での低温熱処理工程でのシリコン酸化膜の増分が、上記洗浄液によるエッチング可能厚さとほぼ拮抗しうるものとなるように、酸素析出核形成用の低温熱処理条件（温度及び時間）を選定する。具体的には、ｐ＋ＣＺ基板中への酸素析出核の形成が顕著となる４５０℃以上７５０℃以下の範囲内に低温熱処理温度を設定し、また、その熱処理時間は、熱処理後のシリコンエピタキシャル層上に形成される酸化膜の厚さが２ｎｍ以下となるように設定する。そして、該条件での低温熱処理工程に続き、（１）の洗浄液によるシリコン酸化膜のエッチングを低温熱処理工程後の最初の洗浄として行なう。
【００１３】
上記の方法では、低温熱処理工程によりシリコン酸化膜の厚みが増大するのであるが、該低温熱処理工程後の厚みが２ｎｍ以下となる程度に熱処理条件が選定される。そして、その後、通常はパーティクル除去用として認識されている上記（１）の洗浄液による洗浄を直接行なうことにより、当該洗浄液が有する潜在的かつ限定的なエッチング能を有効活用して、低温熱処理工程によるシリコン酸化膜の増加代を効果的に削減することができる。その結果、酸化性雰囲気中で酸素析出核形成用の熱処理を行なうことを前提としつつも、熱処理時に形成されるシリコン酸化膜の最終的な残留厚さを、フッ酸洗浄を用いずとも自然酸化膜のレベルに留めることができる。また、（１）の洗浄液は、パーティクル除去効果が本来的に良好だから、洗浄後のパーティクルの増加も抑制できる。この場合、洗浄工程を実施後のシリコンエピタキシャル層上のパーティクル数を、該洗浄工程前のパーティクル数よりも減少させることが十分可能であり、パーティクル起因の不良を効果的に低減することができる。
【００１４】
洗浄工程後のシリコン酸化膜の厚みは、上記洗浄液のエッチング効果により、低温熱処理工程後の厚みより当然小さなものとなる。他方、シリコンエピタキシャル層の表面保護の観点からは、洗浄工程後においても、自然酸化膜レベルの厚さである１ｎｍ以上にシリコン酸化膜が残留していることが望ましい。（１）の洗浄液においては、アンモニアによる洗浄活性が過酸化水素の配合により高められているのであるが、過酸化水素が比較的強力な酸化剤であることから、過度にシリコン酸化膜が薄い場合であっても、過酸化水素による酸化能により１ｎｍ以上の厚さに修復することができる。
【００１５】
次に、シリコン単結晶基板の抵抗率が０．０２Ω・ｃｍより高くなると、酸素析出を促進するボロンの濃度が小さすぎ、酸素析出核の個数が減少するから、ＩＧ効果を十分に確保するにたる酸素析出物の形成密度を確保できなくなる。特に本発明では、上記の通り、シリコン酸化膜厚さが２ｎｍ以下となるように、低温熱処理工程が比較的短時間で実施されるから、酸素析出核の必要個数を確保するためには、シリコン単結晶基板の抵抗率を０．０２Ω・ｃｍ以下に設定することが重要である。該観点において、基板の抵抗率は０．０１４Ω・ｃｍ未満に設定することがより望ましい。他方、酸素析出物の形成密度が過度に増加して基板の反り等を生じ難くする観点からは、基板の抵抗率は０．０１１Ω・ｃｍ以上となるように設定することが望ましい。
【００１６】
また、低温熱処理工程の温度が４５０℃未満では酸素析出核の形成数が極端に少なくなり、逆に７５０℃を超えると格子間酸素の過飽和度が低すぎるために、酸素析出核の形成数は不十分となる。それ故、上記低温熱処理の温度は４５０℃以上７５０℃以下の範囲内にて設定する。
【００１７】
また、シリコン単結晶基板中の初期酸素濃度は、６×１０１７ｃｍ−３以上１０×１０１７ｃｍ−３以下であることが好ましい。初期酸素濃度が６×１０１７ｃｍ−３未満では、酸素析出物の形成密度を十分に確保できなくなり、ＩＧ効果が十分に期待できない。逆に、初期酸素濃度が１０×１０１７ｃｍ−３を超えると、酸素析出物の形成密度が過多となり、反り等のウェーハの変形が急に大きくなる可能性が高くなる。なお本明細書において酸素濃度の単位は、ＪＥＩＤＡ（社団法人日本電子工業振興会の略称。現在はＪＥＩＴＡ（社団法人電子情報技術産業協会）に改称された）の基準を用いて示すものとする。
【００１８】
気相成長工程後に上記温度範囲内での低温熱処理を施すことにより、該気相成長工程中に消滅・減少した酸素析出核を、ＩＧ効果確保の上で必要な形成密度となるように復元することができる。その後、低温熱処理の温度よりも高く気相成長の温度よりも低い範囲内の温度、より具体的には、８００℃以上１１００℃未満の中温熱処理をさらに施すことにより、酸素析出核を酸素析出物とすることができる。
【００１９】
本発明にて使用する洗浄液としては、ＳＣ−１（Standard Cleaning 1）洗浄液を使用することができる。一般的なＳＣ−１洗浄液における２８重量％アンモニア水：３０〜３５重量％過酸化水素水：水の容積配合比は１：１以上２以下：５以上７以下であり、ＳＣ−１洗浄前に厚さが２ｎｍ以下に留められているシリコン酸化膜であれば、それを自然酸化膜の厚さにまで問題なく低減でき、また、パーティクルの除去効果も高い。なお、ＳＣ−１洗浄の洗浄液組成には近年種々の改良が加えられており、例えば森田らは、ＳＣ−１洗浄の洗浄特性はアンモニア濃度と過酸化水素濃度との比に依存し、アンモニア濃度と過酸化水素濃度の比が一定であるならば水の比率はエッチング速度に無関係であるとして、従来よりも薬液成分の濃度が低い、ＮＨ３水：Ｈ２Ｏ２水：Ｈ２Ｏ＝１：１：１０あるいは１５の洗浄液組成を紹介している（応用物理第５９巻第１１号第７９頁〜第８０頁、１９９０年）。また、特開平４−１０７９２２号公報に記載の発明でも、エッチング量の低減と薬液コスト低減のために、洗浄液における過酸化水素水の容量比をアンモニア水以上にするとともに、純水の比率を高くしている。さらに、特開平７−１４２４３５号公報に記載の発明では、ＳＣ−１洗浄液中のアンモニアの濃度を、一般的に用いられている濃度である４．３重量％よりも少ない２．０重量％から３．５重量％の範囲内に限定して制御することにより、アンモニアの使用量を低減している。
【００２０】
ＳＣ−１洗浄液による１回の洗浄で得られるシリコン酸化膜のエッチング代は約１ｎｍであり、洗浄工程前の酸化膜の厚さが２ｎｍ以下であれば、エッチングにより目減りしたシリコン酸化膜の厚さが１ｎｍ未満となることが考えられるが、前述の過酸化水素の修復効果により、最終的なシリコン酸化膜の厚さが結局約１ｎｍに落ち着く。これは、洗浄後のシリコン酸化膜の厚さ均一性を高める観点においても有益である。なお、本明細書において膜厚を約Ｘｎｍと称するときは、Ｘｎｍを中心値として、膜厚が該中心値に対して±１０％以内に収まっていることをいう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明に係るシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法の一例を示す工程説明図である。まず、ボロンを添加して抵抗率が０．０２Ω・ｃｍ以下、初期酸素濃度が６×１０１７ｃｍ−３以上１０×１０１７ｃｍ−３以下に調整されたｐ＋型ＣＺシリコン単結晶基板１（以下、単に基板１という）を準備する（図１：工程ａ）。基板１の抵抗率の下限は、シリコンに対するボロンの固溶限で規定される値であるが、半導体デバイス製造用に現在入手可能な基板１の抵抗率は、０．０００５Ω・ｃｍ（０．５ｍΩ・ｃｍ）以上である。基板１中には、結晶引上げ工程においてシリコン単結晶が固化してから室温まで冷却される間に形成された酸素析出核１１が存在する。
【００２２】
次に、基板１上に１１００℃以上の温度でシリコンエピタキシャル層２を気相成長する気相成長工程を行い、シリコンエピタキシャルウェーハ５０を得る（図１：工程ｂ）。気相成長工程は１１００℃以上の高温で行われるため、結晶引上げ工程で形成された基板１中の酸素析出核１１の殆どが溶体化する。
【００２３】
気相成長工程後、シリコンエピタキシャルウェーハ５０を図示しない熱処理炉に投入し、酸化性雰囲気中、４５０℃以上７５０℃以下の低温熱処理を所定時間施し、前記基板１中に酸素析出核１１を再び形成し、シリコンエピタキシャルウェーハ６０とする（図１：工程ｃ）。酸化性雰囲気は、例えば乾燥酸素が窒素等の不活性ガスで希釈されてなる雰囲気であるが、乾燥酸素１００％の雰囲気でもよい。低温熱処理は、４５０℃未満の温度で行なうと格子間酸素の拡散が極端に遅くなり、酸素析出核１１が形成されにくい。また、低温熱処理温度が７５０℃を超えると、格子間酸素の過飽和度が低くなるため、やはり酸素析出核１１が形成されにくくなる。
【００２４】
本発明においては、上記の低温熱処理を、熱処理後のシリコン酸化膜３の厚さｔ１が２ｎｍ以下となる時間だけ施すようにする。具体的な熱処理時間は、熱処理温度によっても変動するが、４時間以下の短時間にて行なうことが好ましい。ただし、熱処理時間が１時間未満では基板１に十分な酸素析出核を形成できないことがあるので、１時間以上にて設定するようにする。この場合、上記のような短時間熱処理となるので、基板１の抵抗率が０．０２Ω・ｃｍよりも高い場合、その後の中温熱処理中に形成可能な酸素析出物の密度が高々１０８ｃｍ−３台となり、十分なＩＧ（Intrinsic Gettering）効果を期待することができる１０９ｃｍ−３台以上の密度に酸素析出物を形成することが困難となる。従って、基板１は、抵抗率が０．０２Ω・ｃｍ以下のものを使用する。
【００２５】
上記低温熱処理工程が終了後、最初の洗浄としてＳＣ−１洗浄液による洗浄（以下、ＳＣ−１洗浄ともいう）を行い、シリコンエピタキシャルウェーハ６０の表面に付着したパーティクルを除去するとともに、ウェーハ６０の表面に形成されたシリコン酸化膜３をエッチングする（図１：工程ｄ）。ＳＣ−１洗浄は、気相成長後の洗浄工程で通常行われるが、シリコン酸化膜除去を行ないたい場合は、該ＳＣ−１洗浄に先立ってフッ酸洗浄を行なうのが通常である。しかし、フッ酸洗浄を行なうとウェーハ表面のパーティクルが増加しやすく、また工程を増加することになるため、本発明においてはフッ酸洗浄を行なわず、ＳＣ−１洗浄液が有するエッチング作用を利用して、シリコン酸化膜３の厚さｔ１を減ずるようにする。
【００２６】
ＳＣ−１洗浄においては、洗浄液に含まれるアンモニアのエッチング作用により、その１回の洗浄工程で、約１ｎｍのシリコン酸化膜３をエッチングすることができる。本発明の低温熱処理工程で形成されるシリコン酸化膜３の厚さｔ１は２ｎｍ以下であるので、洗浄工程後のシリコン酸化膜３の厚さｔ２が１ｎｍよりも薄くなることが予想される。しかしながら、シリコン酸化膜３の厚さｔ２が１ｎｍよりも薄くなる場合は、過酸化水素の酸化作用が顕著になり、シリコン酸化膜の厚さを１ｎｍ以上にすることができる。ただし、低温熱処理工程で形成されるシリコン酸化膜３の厚さｔ１が２ｎｍよりも厚い場合は、１回のＳＣ−１洗浄工程で、その厚さを約１ｎｍにすることが困難となる。なお、上記の洗浄工程において、ＳＣ−１洗浄の後に、必要に応じてＳＣ−２洗浄液（塩酸、過酸化水素及び水の混合液）による洗浄をさらに行ってもよい。
【００２７】
洗浄工程終了後、シリコンエピタキシャルウェーハ１００には、例えばデバイス工程でＩＣ等製造のために中温熱処理が施され（図１：工程ｅ）、その中温熱処理により酸素析出核１１が成長して、ゲッタリング効果を有する酸素析出物１２が形成される。その熱処理が酸化性雰囲気中で行われると、シリコンエピタキシャルウェーハ２００上のシリコン酸化膜３は厚くなる。
【００２８】
ＳＣ−１洗浄の前にフッ酸洗浄を行なう場合と行なわない場合とについて、洗浄の前後でのパーティクル変化量にどのような相違が生ずるかを実験により確認したので、以下、その結果について説明する。シリコン酸化膜の形成されたシリコンエピタキシャルウェーハをフッ酸洗浄した後に、さらにＳＣ−１洗浄とＳＣ−２洗浄を行なう場合、直径０．１μｍ以上のパーティクルは一連の洗浄工程により平均０．５ヶ／ウェーハ増加する。これに対して、ＳＣ−１洗浄の前にフッ酸洗浄を行なわない場合、パーティクルは平均０．８ヶ／ウェーハ減少する。
【００２９】
すなわち、抵抗率が０．０２Ω・ｃｍ以下のｐ型ＣＺシリコン単結晶基板１上にシリコンエピタキシャル層２を気相成長して得られるシリコンエピタキシャルウェーハ５０に酸素析出核１１を形成するために低温熱処理を酸化性雰囲気中で施す際、形成されるシリコン酸化膜３の厚さｔ１を２ｎｍ以下に制御することにより、ＳＣ−１洗浄でシリコン酸化膜３の厚さｔ２を自然酸化膜と同じ約１ｎｍにすることができる。気相成長後に低温熱処理を施さずにＳＣ−１洗浄を行なう場合でも、シリコン酸化膜の厚さは約１ｎｍになるので、パーティクルレベルが増加しやすいフッ酸洗浄を行なわなくても、シリコン酸化膜の厚さｔ２を自然酸化膜のレベルと同等にすることができる。
【実施例】
【００３０】
以下に、実施例をあげて本発明をさらに具体的に説明する。なお、本実施例に記載されるシリコン単結晶基板の酸素濃度は、不活性ガス融解法による測定値を、通常抵抗率（１〜２０Ω・ｃｍ）の基板を用いて求められたフーリエ変換赤外分光法と不活性ガス融解法との相関関係に基づいて換算したものである。
【００３１】
抵抗率０．０１１Ω・ｃｍ、酸素濃度６．７×１０１７ｃｍ−３（１３．４ｐｐｍａ）のボロンドープシリコン単結晶基板１を用意し、該基板１の（１００）主表面上に、抵抗率２０Ω・ｃｍ、厚さ５μｍのシリコンエピタキシャル層２を１１００℃の温度で気相成長させ、シリコンエピタキシャルウェーハ５０を得る。次に、シリコンエピタキシャルウェーハ５０に対し、酸素３％、窒素９７％の酸化性雰囲気中、酸素析出核形成用の低温熱処理を６５０℃の温度で１時間行なう。この低温熱処理で形成されたシリコン酸化膜３の厚さｔ１をエリプソメトリで測定したところ、２ｎｍであった。さらにこのシリコンエピタキシャルウェーハ６０にＳＣ−１洗浄を施してシリコン酸化膜の厚さｔ２を測定したところ、その厚さは１ｎｍであった。その後、８００℃／４時間＋１０００℃／１６時間の中温熱処理を行って酸素析出核を酸素析出物に成長させ、その密度を赤外散乱トモグラフ法により評価したところ、該密度は２×１０１０ｃｍ−３であった。
【００３２】
なお、比較のため、上記と同じ条件でシリコンエピタキシャルウェーハ５０を得た後に、６５０℃／１時間の低温熱処理を行なわずにシリコン酸化膜の厚さをエリプソメトリで測定したところ、１ｎｍであった。さらにこのシリコンエピタキシャルウェーハにＳＣ−１洗浄を施してシリコン酸化膜の厚さを測定したところ、その厚さは０．９ｎｍであった。次に、８００℃／４時間＋１０００℃／１６時間の中温熱処理を施した後に酸素析出物密度を赤外散乱トモグラフ法により評価したところ、該密度は５×１０６ｃｍ−３であった。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係るシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法の一例を示した説明工程図。
【符号の説明】
【００３４】
１ シリコン単結晶基板
２ シリコンエピタキシャル層
３ シリコン酸化膜
１１ 酸素析出核
１２ 酸素析出物
５０，６０，１００，２００ シリコンエピタキシャルウェーハ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＺ法により製造され、かつ抵抗率が０．０２Ω・ｃｍ以下となるようにボロンがドープされたシリコン単結晶基板上に、シリコンエピタキシャル層を気相成長する気相成長工程と、
前記気相成長工程後に、酸化性雰囲気中にて４５０℃以上７５０℃以下の範囲内での熱処理を、該熱処理後の前記シリコンエピタキシャル層上に形成されるシリコン酸化膜の厚さが２ｎｍ以下となる時間で行い、前記シリコン単結晶基板中に酸素析出核を形成する低温熱処理工程と、
前記低温熱処理工程で形成された前記シリコン酸化膜を、アンモニア、過酸化水素及び水の混合液からなる洗浄液によりエッチングする工程を、前記低温熱処理工程後の最初の洗浄として行なう洗浄工程と、
をこの順に行なうことを特徴とするシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法。
【請求項２】
前記洗浄工程を実施後の前記シリコンエピタキシャル層上のパーティクル数を、該洗浄工程前のパーティクル数よりも減少させることを特徴とする請求項１に記載のシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法。
【請求項３】
前記洗浄工程後の前記シリコン酸化膜の厚みが、前記低温熱処理工程後の厚さよりも小さく、かつ、１ｎｍ以上とすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法。
【請求項４】
前記洗浄液としてＳＣ−１洗浄液を使用することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法。
【請求項１】
ＣＺ法により製造され、かつ抵抗率が０．０２Ω・ｃｍ以下となるようにボロンがドープされたシリコン単結晶基板上に、シリコンエピタキシャル層を気相成長する気相成長工程と、
前記気相成長工程後に、酸化性雰囲気中にて４５０℃以上７５０℃以下の範囲内での熱処理を、該熱処理後の前記シリコンエピタキシャル層上に形成されるシリコン酸化膜の厚さが２ｎｍ以下となる時間で行い、前記シリコン単結晶基板中に酸素析出核を形成する低温熱処理工程と、
前記低温熱処理工程で形成された前記シリコン酸化膜を、アンモニア、過酸化水素及び水の混合液からなる洗浄液によりエッチングする工程を、前記低温熱処理工程後の最初の洗浄として行なう洗浄工程と、
をこの順に行なうことを特徴とするシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法。
【請求項２】
前記洗浄工程を実施後の前記シリコンエピタキシャル層上のパーティクル数を、該洗浄工程前のパーティクル数よりも減少させることを特徴とする請求項１に記載のシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法。
【請求項３】
前記洗浄工程後の前記シリコン酸化膜の厚みが、前記低温熱処理工程後の厚さよりも小さく、かつ、１ｎｍ以上とすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法。
【請求項４】
前記洗浄液としてＳＣ−１洗浄液を使用することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のシリコンエピタキシャルウェーハの製造方法。
【図１】
【公開番号】特開２００６−６６５３２（Ｐ２００６−６６５３２Ａ）
【公開日】平成１８年３月９日（２００６．３．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２４５６９１（Ｐ２００４−２４５６９１）
【出願日】平成１６年８月２５日（２００４．８．２５）
【出願人】（０００１９０１４９）信越半導体株式会社 (867)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月９日（２００６．３．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月２５日（２００４．８．２５）
【出願人】（０００１９０１４９）信越半導体株式会社 (867)
【Ｆターム（参考）】
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