JP3595681B2 - エピタキシャルウェーハの製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体製造に用いられるエピタキシャルウェーハの製造方法に関し、特にシリコンのエピタキシャル層表面にシリコン酸化膜を形成するエピタキシャルウェーハの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体集積回路の微細化度と高集積度の飛躍的な向上に伴い、サブクォーターミクロン・ルールの加工が行われる近年の半導体基板の表面については、０．１μｍ程度の大きさの微粒子の数を１００個／ｃｍ^２ 以下に抑え、また原子オーダの平坦度を有することが要求されている。
【０００３】
従来、微粒子の数を抑制するための半導体ウェーハの洗浄方法としては、１９７０年代に提案されたいわゆるＲＣＡ洗浄法が改良を重ねながら広く用いられている。ＲＣＡ洗浄とは、アルカリ溶液中におけるシリコン等の微粒子とウェーハとの間の静電気的反発を利用して微粒子を除去するアンモニア−過酸化水素水混合溶液による洗浄（ＳＣ１洗浄）、金属をイオン化して除去する塩酸−過酸化水素水混合溶液による洗浄（ＳＣ２洗浄）、シリコン表面の自然酸化膜を除去する希フッ酸洗浄（ＤＨＦ洗浄）を目的に応じて組み合わせる方法である。これに、さらに必要に応じて金属および有機物を除去するための硫酸−過酸化水素水混合溶液による洗浄が組み合わせられることもある。
【０００４】
ところで今後の半導体ウェーハとしては、鏡面研磨されたシリコン単結晶基板の表面に同じくシリコン単結晶薄膜を気相成長させたシリコンエピタキシャルウェーハがますます利用されるようになるものと予想される。これは、微細化によって取扱い電荷量の低減した近年の半導体デバイスにとって、ウェーハ表面近傍の微小欠陥がデバイス特性に致命的な影響を与えるおそれが今まで以上に大きくなるのに対し、融液から引き上げられたシリコン単結晶インゴットをスライス、研磨して製造される鏡面研磨ウェーハでは結晶に起因するかかる微小欠陥を低減することが困難となっているからである。
【０００５】
図４に一般的なエピタキシャルウェーハのプロセスフローを示す。
まず、ステップＳ１１で鏡面研磨されたシリコン単結晶基板Ｓを気相成長装置の反応室内に搬入する。次にステップＳ１２において、上記反応室内でエピタキシャル層Ｅを成長させる。
次にステップＳ１３において、完成したエピタキシャルウェーハＥＰＷを反応室外に搬出する。搬出されたエピタキシャルウェーハＥＰＷは、続くステップＳ１４にて膜厚測定、平坦度測定等の特性値測定に供され、さらにステップＳ１５で外観検査を受ける。
上記外観検査に合格したエピタキシャルウェーハＥＰＷは、続くステップＳ１６にて洗浄される。このときの洗浄は一般に、微粒子を除去するためのＳＣ１洗浄、および金属を除去するためのＳＣ２洗浄により行われる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記ステップＳ１３において反応室から搬出されたばかりのエピタキシャルウェーハＥＰＷのシリコンエピタキシャル層Ｅの表面は極めて活性が高いので、クリーンルーム内に金（Ａｕ）や銅（Ｃｕ）等の金属微粒子Ｍが浮遊していると、各種の測定や検査を経る間に該金属微粒子Ｍが該表面に直に付着する可能性が高い。金属微粒子Ｍがシリコンエピタキシャル層Ｅの表面に直に付着しているか否かは、たとえばＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）を用いて観察することができる。この付着の可能性は、エピタキシャルウェーハＥＰＷをクリーンルーム内の雰囲気に曝す時間が長くなるほど大きくなる。
そして、このようにシリコンエピタキシャル層Ｅの表面に直に金属微粒子Ｍが付着した状態で上記ステップＳ１６においてＳＣ１＋ＳＣ２洗浄を行うと、シリコンエピタキシャル層Ｅの表面に多数のピットＰが形成されてしまうことがわかった。
【０００７】
したがって、シリコンエピタキシャル層Ｅの表面へ金属微粒子Ｍを付着させないための何らかの対策が望まれる。
本発明は、この課題に対して有効な対策となり得るエピタキシャルウェーハの製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のエピタキシャルウェーハの製造方法は、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させてエピタキシャルウェーハを得た直後に、他の工程を経ることなく、このシリコンエピタキシャル層の表面に化学的シリコン酸化膜を形成していわゆるパッシベーション（ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ）を行うことにより、金属微粒子がシリコンエピタキシャル層の表面に直に付着することを防止し、しかる後にこのエピタキシャルウェーハを次工程へ送るようにすることで、上述の目的を達成しようとするものである。
なお、本発明で述べるところの化学的シリコン酸化膜とは、自然酸化膜と異なり、化学反応を用いて人為的に形成されたものである。
また、本発明が想定する次工程とは、典型的には膜厚測定、平坦度測定、外観検査等のように、従来プロセスにおいて気相成長後に最初に行われている工程である。
【０００９】
上記の化学的シリコン酸化膜は、たとえばシリコンエピタキシャル層を酸化剤を含む溶液に接触させて形成することができる。この溶液としては、アンモニア−過酸化水素水混合溶液（いわゆるＳＣ１洗浄液）あるいはオゾン添加水を用いることが好適である。
【００１０】
かかる本発明のエピタキシャルウェーハの製造方法を実際に行うための半導体製造装置としては、シリコン単結晶基板上にエピタキシャル層を気相成長させるための反応室と、オゾンガスの供給手段に連結され、オゾンガスを用いて前記エピタキシャル層の表面に化学的シリコン酸化膜を形成してパッシベーション処理を行うための後処理室と、これら両室を相互に接続し、シリコンエピタキシャルウェーハの移送手段を備えた搬送路とを有するものが好適である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
シリコンエピタキシャル層を気相成長させた直後、その表面に薄い化学的シリコン酸化膜を形成しておくと、次工程中あるいは次工程に至るまでの間、金属微粒子が浮遊するクリーンルーム内にエピタキシャルウェーハが長時間放置されても、該金属微粒子がシリコンエピタキシャル層の表面に直に付着しなくなる。したがって、後にＳＣ１洗浄を行ってもピットが形成されなくなる。
実際、半導体製造現場では各工程の所要時間が異なるために、ウェーハによっては次工程に搬入される前の待ち時間が非常に長くなる場合がある。本発明は、このような場合のエピタキシャルウェーハの金属汚染防止に極めて効果的である。
【００１２】
本発明では、上記化学的シリコン酸化膜の形成方法のひとつとして、ＳＣ１洗浄とオゾン（Ｏ_３ ）添加水による洗浄（以下、Ｏ_３ 水洗浄と称する。）を採用する。
ＳＣ１洗浄は一般に微粒子の除去を目的として行われるものであるが、本発明者らは、これをエピタキシャル層表面にパッシベーション膜である化学的シリコン酸化膜を形成する目的に利用すると極めて良好な結果が得られることを見出した。
【００１３】
Ｏ_３ 水洗浄については、たとえば日経マイクロデバイス１９９７年３月号ｐ．９０〜９５（日経ＢＰ社刊）に詳述されている。この方法は本来、金属微粒子が既に付着してしまったシリコン基板を洗浄するために提案されたものである。すなわち、仮にＣｕやＡｕのような金属微粒子がシリコン表面と共存する系であっても、Ｏ_３ の強力な酸化作用をもってすれば該金属微粒子よりも該シリコン表面から優先的に電子を引き抜くことができる。この結果、金属はイオン化状態で水中に安定に存在し続けることができるようになり、一方のシリコン表面は薄いシリコン酸化膜で覆われて上記金属イオンとの電子交換を断たれるので、シリコン表面への金属微粒子の再付着を防止することができるのである。
本発明はかかるＯ_３ 水洗浄を、金属汚染が生ずる前のシリコンエピタキシャルウェーハに対して行い、効果的なパッシベーションを可能とするものである。
【００１４】
本発明のプロセスフローについて、図１を参照しながら説明する。
まずステップＳ１で鏡面研磨されたシリコン単結晶基板Ｓを気相成長装置の反応室に搬入する。次にステップＳ２において、上記反応室内でエピタキシャル層Ｅを気相成長させる。
次にステップＳ３において、完成したエピタキシャルウェーハＥＰＷを反応室外に搬出する。搬出されたエピタキシャルウェーハＥＰＷについては、直ちにＯ_３ 水洗浄またはＳＣ１洗浄を行い、エピタキシャル層Ｅの表面に化学的シリコン酸化膜Ｃを形成する。
【００１５】
化学的シリコン酸化膜ＣでパッシベートされたエピタキシャルウェーハＥＰＷは、この後、ステップＳ５における膜厚測定および平坦度測定、ステップＳ６における外観検査を順次経るが、この間に金属微粒子Ｍが化学的シリコン酸化膜Ｃ上に付着する可能性がある。しかし、この金属微粒子Ｍの付着力は弱く、次のステップＳ７におけるＳＣ１＋ＳＣ２洗浄で除去されてしまう。つまり、従来のようにエピタキシャル層Ｅの上に直接に金属微粒子Ｍが接触していないので、該エピタキシャル層ＥにピットＰを発生させるおそれがないのである。
【００１６】
なお、Ｏ_３ 水洗浄は有機付着物の除去も可能であり、有機物の分解によってＣＯ_２ とＯ_２ を発生する。つまり、Ｏ_３ 水洗浄はこの１工程だけで金属微粒子と有機付着物の両方を除去することができるのである。
Ｏ_３ 水洗浄にはこの他にも、従来のＲＣＡ洗浄のように酸やアルカリの薬液を大量に必要としないこと、リンス用の超純水の所要量が少ないこと、また薬液の所要量が少ないために発生蒸気も少なく、これによってクリーンルームの空調の負担を軽減できるというメリットもある。
【００１７】
Ｏ_３ 添加水の調製方法としては、たとえば超純水の電気分解やＯ_２ ガスの交流無声放電で発生させたＯ_３ を気体透過膜あるいはバブリングを通じて超純水に導入する方法や、溶存酸素を含む超純水に紫外線照射を行って水中にＯ_３ を直接的に生成させる方法がある。
なお、Ｏ_３ 添加水には超音波振動を印加してもよい。この場合、その周波数は通常用いられる範囲で構わない。ただし、周波数によって除去可能な微粒子の大きさは異なる。おおよそ１００ｋＨｚ以下の比較的低い周波数領域では、溶液内部に発生するキャビテーション（ｃａｖｉｔａｔｉｏｎ＝微小な空洞）の働きにより直径１０μｍ以上の比較的大きな微粒子を剥離可能である。これに対し、おおよそ５００ｋＨｚ、あるいは１ＭＨｚ以上のいわゆるメガソニックと呼ばれる高い周波数領域では、溶液中の振動伝搬に伴って発生する衝撃波がエピタキシャルウェーハに衝突し、直径２μｍ以下の微小微粒子も除去することができる。
【００１８】
本発明においてシリコンエピタキシャル層の表面に形成される化学的シリコン酸化膜は、エピタキシャルウェーハの大気放置中に形成される自然酸化膜と異なり、膜厚が極めて均一、かつ薄く、さらに金属汚染なしに形成し得るものである。膜厚は０．３〜１ｎｍもあれば十分であり、化学的シリコン酸化膜の形成条件に応じて適宜選択すればよい。
たとえば、Ｏ_３ 水洗浄において超純水を満たした洗浄槽内にエピタキシャルウェーハを縦置きし、該洗浄槽の底部の散気管からＯ_３ を供給しながら化学的シリコン酸化膜を形成する場合には、ウェーハの下側から上側に向かって徐々に化学的シリコン酸化膜が成長されてゆく。このような場合にウェーハの全面が化学的シリコン酸化膜で被覆される時間は、液温、ウェーハ径、Ｏ_３ 流量等の条件により異なり、これによってウェーハ全面が被覆された時点での化学的シリコン酸化膜の膜厚も異なることになる。
【００１９】
上述のような本発明のエピタキシャルウェーハの製造を可能とするための半導体製造装置は、気相成長装置の反応室とパッシベーションを行うための後処理室との間を、エピタキシャルウェーハが外部環境に曝されることなく移送されるように構成されていればよい。この移送を可能とするものが、反応室と後処理室とを清浄な雰囲気に保ちながら相互に接続し、ウェーハ移送手段を備える搬送路である。
図２に、かかる半導体製造装置の一構成例を示す。この構成では、向かって左側から搬送路３ｂ、エピタキシャル反応室（Ｅｐｉ）１、搬送路３ａ、後処理室（ＰｏｓｔＰ）２、搬送路３ｃがそれぞれゲートバルブ５を介してインライン配列されている。各搬送路３ｂ，３ａ，３ｃは各々ハンドラ４ｂ，４ａ，４ｃを備えており、隣接するチャンバ間でウェーハを移送できるようになされている。
【００２０】
上記後処理室（ＰｏｓｔＰ）２は、酸化剤を含む溶液としてＯ_３ 添加水またはアンモニア−過酸化水素水混合溶液をエピタキシャル層の表面に供給する溶液供給手段を備えている。この後処理室（ＰｏｓｔＰ）２は、枚葉式、バッチ式のいずれの様式で処理を行うものであってもよい。枚葉式とする場合には、通常は回転式のウェーハステージと、溶液供給手段としてその上方に開口するノズルとが備えられ、該ウェーハステージ上に載置されたウェーハを回転させながら、その表面に該ノズルから必要な溶液を供給して後処理および洗浄を行う。バッチ式とする場合には、必要な薬液または溶液を満たした液槽中に、適当なキャリアに収容された複数枚のウェーハが一括して浸漬され、後処理および洗浄が行われる。
かかる装置構成によれば、図中向かって左側から鏡面研磨されたシリコン単結晶基板が搬入され、このウェーハ上にシリコンエピタキシャル層が形成され、続いて直ちにこの層の上に化学的シリコン酸化膜が形成され、搬出されるという一連の作業を、外部環境から遮断された清浄な雰囲気中で連続的に行うことができる。
【００２１】
図３には、本発明の半導体製造装置の他の構成例として、エピタキシャル反応室（Ｅｐｉ）１と後処理室（ＰｏｓｔＰ）２とをひとつの搬送路３ｄに接続した例を示す。この搬送路３ｄには鏡面研磨されたシリコン単結晶基板を搬入するためのロードロック室（ＬＬｉｎ）６ａと、シリコンエピタキシャル層の形成およびそのパッシベーションが終了した後のエピタキシャルウェーハを搬出するためのロードロック室（ＬＬｏｕｔ ）６ｂも、それぞれゲートバルブ５を介して接続されている。
この構成では、中央の搬送路３ｄに備えられたハンドラ４ｄを用いて、各チャンバ間でウェーハの移送が行われる。
【００２２】
前掲の図２および図３に示した装置構成において、後処理室（ＰｏｓｔＰ）２でＯ_３ 水洗浄を行う場合、このＯ_３ 水を供給する溶液供給手段に超音波振動の印加手段を設けることが一層効果的である。Ｏ_３ 水洗浄を枚葉式で行う場合には、たとえばノズルの吐出端近傍に超音波振動子を内蔵させることができ、またバッチ式で行う場合には液槽の内部に超音波振動子を浸漬させておくことができる。
【００２３】
なお、上述の例では化学的シリコン酸化膜の形成をいずれもウェットプロセスで行う場合について説明したが、これをドライプロセスで行うことも可能である。たとえば、後処理室にＯ_３ ガスを導入し、室外からたとえば石英等からなる透明窓を通して紫外線を照射し、生成した酸素活性種を用いてシリコンエピタキシャル層の表面を化学的に酸化することもできる。
ドライプロセスによれば、エピタキシャル反応室と後処理室とを一体化させ、これら両チャンバ間の搬送路を省略することも可能である。たとえば、シリコンエピタキシャル層成長用の原料ガス、パージガスとしてのＮ_２ ガス、酸化性ガスとしてのＯ_３ 等、必要なすべてのガスの供給手段を単一のチャンバに連結しておき、チャンバ内へ供給するガスの種類を順次切り換えるようにすれば、ウェーハを一ケ所に置いたままでエピタキシャル成長、チャンバ・クリーニング、化学的シリコン酸化膜形成をすべて連続的に行うことができる。
【００２４】
【実施例】
使用したエピタキシャルウェーハは、直径２００ｍｍのｐ＋ 型、主表面の軸方位〈１００〉のシリコン単結晶基板上に層厚１５μｍのｐ型のシリコンエピタキシャル層を形成したものである。
エピタキシャル成長条件は、一例として下記のとおりとした。
Ｈ_２ アニール条件： １１３０℃，４５秒
エピタキシャル成長温度： １１３０℃
Ｈ_２ 流量： ４０リットル／分
原料ガス（ＳｉＨＣｌ_３ をＨ_２ で希釈）流量： １２リットル／分
ドーパント（Ｂ_２ Ｈ_６ をＨ_２ で希釈）流量： １００ｍｌ／分
ここでは、膜厚測定や平坦度測定などの次工程作業を行わず、気相成長装置からクラス１００のクリーンルーム内に取り出して５時間以内のものを気相成長直後のエピタキシャルウェーハとして取り扱うことにする。
【００２５】
実施例１
本実施例では、気相成長直後のエピタキシャルウェーハにＳＣ１洗浄とＳＣ２洗浄とを順次施し、クリーンルーム内に一定期間放置した後、再びＳＣ１洗浄とＳＣ２洗浄を行って、最終的にシリコンエピタキシャル層の主表面上に発生したピット数を調べた。
洗浄はすべて、ウェーハを２５枚収容可能なテトラフルオロエチレン製のキャリアを使用し、バッチ式で行った。
ＳＣ１洗浄に使用するアンモニア−過酸化水素水混合溶液は、２９重量％ＮＨ_３ ：３０重量％Ｈ_２ Ｏ_２ ：Ｈ_２ Ｏ＝１：１：５（体積比）の混合比率によるものである。洗浄温度は８０℃とした。
ＳＣ２洗浄に使用する塩酸−過酸化水素水混合溶液は、３０重量％ＨＣｌ：３０重量％Ｈ_２ Ｏ_２ ：Ｈ_２ Ｏ＝１：１：５（体積比）の混合比率によるものである。洗浄温度は８０℃とした。
【００２６】
操作手順は下記のとおりとした。
（１）ＳＣ１洗浄（１回，３分間）
（２）超純水リンス（２回，各３分間）
（３）ＳＣ２洗浄（１回，３分間）
（４）超純水リンス（２回，各３分間）
（５）ＩＰＡ（イソプロパノール）乾燥（１回，１分間）
（６）エピタキシャルウェーハをキャリアに収容し、蓋をしないでクリーンルーム（クラス１０，０００）内に３日間放置
（７）超純水リンス（２回，各３分間）
（８）ＳＣ１洗浄（１回，３分間）
（９）超純水リンス（２回，各３分間）
（１０）ＳＣ２洗浄（１回，３分間）
（１１）超純水リンス（２回，各３分間）
（１２）ＩＰＡ（イソプロパノール）乾燥（１回，１分間）
上記（６）の工程において、エピタキシャルウェーハをクラス１０，０００のクリーンルームに３日間放置したのは、クリーンルーム内に浮遊する金や銅等の金属微粒子によりエピタキシャルウェーハを故意に汚染させるためである。
以上の手順を経たエピタキシャルウェーハの主表面を表面異物検査装置を用いて調べ、発生した直径０．１３μｍ以上のピットの数をカウントした。
結果を後述の表１に示す。
【００２７】
実施例２
ここでは、エピタキシャル成長直後のエピタキシャルウェーハにＯ_３ 水洗浄を施し、実施例１と同様の操作を施した後、シリコンエピタキシャル層の主表面に発生したピット数を調べた。使用したエピタキシャルウェーハは実施例１で用いたものと同じである。
洗浄は、実施例１と同様、バッチ式で行ったが、前述の（１）〜（３）の操作手順に代えて、Ｏ_３ 水洗浄を行った。
操作手順は下記のとおりとした。
（１’）Ｏ_３ 水洗浄（１回，３分間）
（４）〜（１２）については実施例１に同じ。
ただし、ここで用いた洗浄槽はキャリアに縦置きに収容された２５枚のウェーハをまとめて浸漬させるものであり、その底部には超純水中にＯ_３ を放出させるための散気管を備える。Ｏ_３ 流量は１５リットル／分、Ｏ_３ 水中のＯ_３ 濃度は７ｐｐｍ、温度は室温とした。
結果を後述の表１に示す。
【００２８】
比較例１
ここでは、上記の実施例に対する比較として、濃度０．５重量％の希フッ酸水溶液を用いた希フッ酸洗浄を室温にて行った。
（１”）希フッ酸洗浄（１回、３分間）
（４）〜（１２）については実施例１に同じ。
結果を表１に示す。
【００２９】
【表１】

【００３０】
実施例１および実施例２では、エピタキシャル成長直後のウェーハ表面に（ＳＣ１＋ＳＣ２）洗浄あるいはＯ_３ 水洗浄によりいずれも化学的シリコン酸化膜が形成されるが、比較例１では希フッ酸処理によってＳｉの活性なベア（ｂａｒｅ）表面が露出した状態となる。これら実施例において発生したピット数は、比較例に比べて著しく少ないことが明らかである。
【００３１】
実施例３〜実施例６
ここでは、ピット数のＯ_３ 水洗浄時間依存性について調べた。使用したエピタキシャルウェーハは実施例１で用いたものと同じである。
洗浄は、実施例１と同様、バッチ式で行った。
洗浄の手順は下記のとおりとした。
（ａ）Ｏ_３ 水洗浄（１回，１０〜１８０秒間の間で４段階）
（ｂ）超純水リンス（１回，３分間）
（ｃ）ＩＰＡ（イソプロパノール）乾燥（１回，１分間）
（ｄ）エピタキシャルウェーハをキャリアに収容したまま、クリーンルーム（クラス１０，０００）内に３日間放置
（ｅ）超純水リンス（２回，各３分間）
（ｆ）ＳＣ１洗浄（１回，３分間）
（ｇ）超純水リンス（２回，各３分間）
（ｈ）ＳＣ２洗浄（１回，３分間）
（ｊ）超純水リンス（２回，各３分間）
（ｋ）ＳＣ１洗浄（１回，１５分間）
（ｌ）超純水リンス（２回，各３分間）
（ｍ）ＩＰＡ（イソプロパノール）乾燥（１回，１分間）
【００３２】
なお、上記（ａ）のＯ_３ 水洗浄の実施時間は、１０秒間（実施例３）、３０秒間（実施例４）、６０秒間（実施例５）、および１８０秒間（実施例６）とした。また、上記（ｋ）の工程でＳＣ１洗浄を１５分間行ったのは、ピットの発生状況を誇張させるためである。
以上の手順を経たエピタキシャルウェーハを表面異物検査装置を用いて調べ、直径０．１３μｍ以上のピット数をカウントした。
結果を後述の表２に示す。
【００３３】
比較例２，比較例３
ここでは、実施例３〜実施例６に対する比較として、前述の（ａ）のＯ_３ 水洗浄に代えてＯ_３ を供給せずに超純水のみによる１８０秒間の洗浄を行うか（比較例２）、あるいはＯ_３ 水洗浄の時間を５秒間（比較例３）とした。
結果を表２に示す。
【００３４】
【表２】

【００３５】
表２より、Ｏ_３ 水洗浄を行っていない比較例２、およびＯ_３ 水洗浄時間の短い比較例３ではピット数が多いのに対し、Ｏ_３ 水による洗浄時間を１０秒間以上とするとピット数を低減させることができ、特に６０秒間以上とすることで著しい低減が可能であることがわかった。これは、Ｏ_３ 洗浄開始後、約６０秒間でエピタキシャルウェーハのほぼ全面が化学的シリコン酸化膜で被覆されることを意味している。本発明者らの測定によると、６０秒後の化学的シリコン酸化膜の膜厚は約１ｎｍであった。
上記の化学的シリコン酸化膜の形成速度は装置依存性が大きく、普遍的なものではない。しかし、おおよそ１ｎｍの厚さがあればピットの発生防止効果を十分に発揮できることが明らかである。
【００３６】
以上、本発明を６例の実施例にもとづいて説明したが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではなく、使用するエピタキシャルウェーハの直径、洗浄の回数や時間、半導体製造装置の構成等の細部については、適宜変更、選択、組合せが可能である。
【００３７】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明のエピタキシャルウェーハの製造方法によれば、気相成長直後にシリコンエピタキシャル層の表面を化学的シリコン酸化膜で直ちにパッシベートすることにより、金属微粒子がシリコンエピタキシャル層の表面に直に付着することを防止するので、後工程でＳＣ１洗浄等の洗浄処理を経てもエピタキシャル層にピットを多発させることがない。このことは、シリコンエピタキシャルウェーハの品質向上はもちろん、ウェーハが次工程に送られるまでの時間設定等、プロセスの自由度が拡大することにもつながる。
【００３８】
上記化学的シリコン酸化膜は、エピタキシャル層を酸化剤を含む溶液に接触させることにより均一、かつ容易に形成することができる。この形成は、既存の半導体製造設備の変更を何ら伴うものではない
上記溶液としては、いわゆるＳＣ１洗浄に用いられるアンモニア−過酸化水素水混合溶液、あるいはＯ_３ 水洗浄に用いられるＯ_３ 添加水を用いて容易に行うことができる。特にＯ_３ 水洗浄は、室温で行うことができ、貴金属と有機付着物とを同時に除去することが可能で、しかもリンス用の超純水の所要量が大幅に低減できるメリットを有する。
【００３９】
かかる本発明の製造方法を実施するための半導体製造装置としては、シリコンエピタキシャル層の気相成長を行う反応室と、化学的シリコン酸化膜を形成するための後処理室との間を搬送路で相互に接続した構成とすることが好適であり、これによって清浄なエピタキシャル層の表面を直ちにパッシベートすることが可能となる。後処理室は、上述のＯ_３ 水洗浄とＳＣ１洗浄を適宜組み合わせて行えるような既存の装置を利用することができ、設備投資は最低限で済む。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のエピタキシャルウェーハの製造方法を採用したエピタキシャルウェーハ製造の基本的なプロセスフローを示す図である。
【図２】エピタキシャル反応室と後処理室とが搬送路を介してインライン配列された本発明の半導体製造装置の一構成例を示す模式図である。
【図３】エピタキシャル反応室と後処理室とロードロック室とがひとつの搬送路に接続された本発明の半導体製造装置の他の構成例を示す模式図である。
【図４】従来のエピタキシャルウェーハ製造の基本的なプロセスフローを示す図である。
【符号の説明】
Ｓ…シリコン単結晶基板
Ｅ…シリコンエピタキシャル層
Ｍ…金属微粒子
Ｃ…化学的シリコン酸化膜
ＥＰＷ…エピタキシャルウェーハ
１…反応室
２…後処理室
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ…搬送路
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ…ハンドラ
５…ゲートバルブ

Claims (2)

1. 反応室内で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させてエピタキシャルウェーハを得た直後に、前記反応室と相互に接続された後処理室内で、該シリコンエピタキシャル層の表面に膜厚が０．３〜１ｎｍの化学的シリコン酸化膜を形成し、しかる後に該エピタキシャルウェーハを次工程へ送ることを特徴とするエピタキシャルウェーハの製造方法。
2. 前記シリコンエピタキシャル層の表面を、オゾンガスを用いて酸化することを特徴とする請求項１記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。

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