(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスク状のバルク層と、前記バルク層の表面及び裏面にそれぞれ位置する表面表層部及び裏面表層部と、前記表面表層部と前記裏面表層部とをつなぎ前記バルク層のエッジ部表面に位置するエッジ表層部とを有し、かつウェーハ全体の抵抗率が３０ｍΩｃｍ以下となるようにボロンが添加されかつ酸素濃度が８×１０17〜１６×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3（旧ＡＳＴＭ）であるシリコンウェーハを準備する工程と、
気相成長装置において、前記シリコンウェーハを支持する昇降ピンを上昇させて、前記シリコンウェーハを中空に支持した状態で、ガス供給口から供給される水素ガスを、前記シリコンウェーハの前記裏面表層部及び前記エッジ表層部に接触させ、前記シリコンウェーハの前記裏面表層部及び前記エッジ表層部におけるボロン濃度をそれぞれ前記バルク層のボロン濃度よりも低い２×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｍ3未満に低減させる熱処理を行う工程と、
前記気相成長装置において前記熱処理に続いて、前記昇降ピンを下降させて、前記シリコンウェーハの前記表面表層部上にエピタキシャル膜を形成する工程と
を含むエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法。
【請求項２】
前記シリコンウェーハの前記裏面表層部及び前記エッジ表層部の各厚さが少なくとも１０ｎｍである請求項１記載の製造方法。
【請求項３】
前記熱処理が、前記シリコンウェーハの前記裏面表層部及び前記エッジ表層部に対して水素ガスを接触させながら、大気圧又はそれ以下の圧力下、９５０〜１２００℃の温度で３０秒〜２時間行われる請求項１又は２記載の製造方法。
【請求項４】
前記熱処理前の前記シリコンウェーハに窒素が１×１０13〜１×１０15ａｔｏｍｓ／ｃｍ3の範囲で添加された請求項１ないし３いずれか１項に記載の製造方法。
【請求項５】
前記熱処理前の前記シリコンウェーハに炭素が５×１０15〜５×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3の範囲で添加された請求項１ないし４いずれか１項に記載の製造方法。
【請求項６】
前記気相成長装置が、前記シリコンウェーハを支持するための表面から裏面に貫通する複数の貫通孔が形成された円板状のサセプターを有する請求項１ないし５いずれか１項に記載の製造方法。
【請求項７】
請求項１ないし６いずれか１項に記載の製造方法により製造されたボロン濃度を低減させる前記裏面表層部及び前記エッジ表層部の各厚さが１０〜１００ｎｍであるエピタキシャルシリコンウェーハ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高濃度にボロンが添加されたシリコンウェーハの表面表層部にバルク層の抵抗率よりも抵抗率が高いエピタキシャル膜が形成されたエピタキシャルシリコンウェーハ及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
先端のＬＳＩには、３×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｍ3程度のボロンが添加された直径３００ｍｍのｐ+シリコンウェーハの表面に、シリコンウェーハの抵抗率よりも抵抗率が高いエピタキシャル膜を形成したエピタキシャルシリコンウェーハ、例えばｐ／ｐ＋エピタキシャルシリコンウェーハなどが使用されている。
エピタキシャル膜の基板として上記のような低抵抗シリコンウェーハが用いられるのは、このウェーハの強度が高いこと、及びこのウェーハを作り出すインゴットの製造上の優位性による。即ち、エピタキシャルシリコンウェーハはデバイス工程において各種の高温熱処理が実施され、シリコンウェーハに大きな熱応力を与える。このため強度が低い高抵抗シリコンウェーハでは、ウェーハにスリップを生じさせたり、ウェーハが割れたりするけれども、低抵抗シリコンウェーハではこのような強度に関する問題を引き起こさない。またチョクラルスキー法で引上げたボロンが添加されたインゴットから低抵抗シリコンウェーハを作製する場合には、インゴットが有転位化しにくく高品質の単結晶になって歩留まりが高いこと、シードの強度が高く大重量のインゴットを保持することができ、これにより製造コストを高抵抗シリコンウェーハに比較して低減することができる。
【０００３】
しかしながら、エピタキシャル膜の基板中にボロンが２×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｍ3以上含まれているエピタキシャルシリコンウェーハを製造する際、エピタキシャル成長処理中にシリコンウェーハからドーパントであるボロンが外方拡散し、エピタキシャル層内に取り込まれる、いわゆるオートドープ現象が発生する問題があるため、通常、シリコンウェーハの裏面にＣＶＤ法にて酸化膜などの保護膜を形成した状態でエピタキシャル成長を行うことが実施されている。この手法によれば、基板裏面からのボロン外方拡散が防止され、オートドープ問題を解消できるものの、保護膜を形成する工程ならびにエピタキシャル成長処理後の保護膜を除去する工程などが必要となり、工程数増加による生産性の低下及び製造コスト高を生じる問題がある。
【０００４】
このため、保護膜を使用しないエピタキシャル成長技術として、エピタキシャル成長処理中に、ウェーハ裏面に保護膜が形成されていないｐ+ウェーハのような低抵抗シリコンウェーハを、貫通孔が厚み方向に設けられたサセプターの上に載せて、サセプターの上面側に原料ガス及びキャリアガスを供給し、かつサセプターの下面側にキャリアガスを供給しながらエピタキシャル成長する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。この方法によれば、エピタキシャル成長処理中に、保護膜が形成されていないウェーハ裏面から放出されるドーパントが貫通孔を通って気相成長装置から排出することにより、放出したドーパントがエピタキシャル膜に取り込まれるオートドープ現象の発生を防止することができる。
【特許文献１】国際公開第０３／０６０９６７号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、デバイス工程では、上述したｐ+ウェーハのような低抵抗シリコンウェーハの表面に形成したエピタキシャル層（デバイス活性層）に微細なＬＳＩを形成するときには、シリコンウェーハ中のドーパントであるボロンの拡散を極力抑制してエピタキシャル膜に取り込まれないようにするため、数秒間又は数ミリ秒の極短時間の熱処理が行われている。
【０００６】
しかしながら、本発明者等の実験によれば、エピタキシャル膜の基板中にボロンが２×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｍ3以上含まれているエピタキシャルシリコンウェーハは、デバイス工程での熱処理を例え極短時間に行っても、基板から熱処理炉中にドーパントであるボロンが極微量外方拡散することにより、第１にエピタキシャル膜のデバイス活性層が拡散したボロンで汚染されるオートドープ現象が発生するおそれが依然として残り、縦型熱処理ボートを使用して複数枚同時に熱処理する場合には、熱処理ボート上方に位置するエピタキシャルシリコンウェーハの裏面から放出されるボロンがウェーハ真下に位置する他のエピタキシャルシリコンウェーハのエピタキシャル膜表面に転写されてしまい、複数枚のウェーハを同時に熱処理することができない問題点が判明した。また第２に同一熱処理炉内において、低抵抗シリコンウェーハ表面にエピタキシャル膜を有するエピタキシャルシリコンウェーハと、抵抗率の異なるその他のシリコンウェーハとを混在させて熱処理することができない問題点がある。デバイス熱処理中にボロンがデバイス活性層に転写されると、活性層に形成されたゲート電極真下のドーパント濃度が所定の値からシフトし、閾値電圧（ゲート電圧値）が変化するなどの問題を引き起こすことになる。
【０００７】
特許文献１に記載される技術のように、貫通孔が厚み方向に設けられたサセプター上にｐ+ウェーハのような低抵抗シリコンウェーハを載せてその表面にエピタキシャル膜を成長させた場合、その裏面から外方拡散するドーパントはサセプターの貫通孔を通じて排出されるけれども、ウェーハ裏面に対するガスの接触状態、装置内の圧力、熱処理温度及び熱処理時間などを適切に調節して裏面のドーパント濃度を所定の閾値以上に低減させなければ、上述したような問題を生じることになる。
【０００８】
本発明の目的は、デバイス熱処理時にドーパントの放出を防止してオートドープ現象を抑制するエピタキシャルシリコンウェーハ及びその製造方法を提供することにある。
本発明の別の目的は、エピタキシャルシリコンウェーハと異なる抵抗率のシリコンウェーハ等とを混在させて熱処理した場合にも、別のシリコンウェーハがボロンで汚染されないエピタキシャルシリコンウェーハ及びそ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】
【０００９】
請求項１に係る発明は、ディスク状のバルク層１１ａと、前記バルク層１１ａの表面及び裏面にそれぞれ位置する前記表面表層部１１ｂ及び前記裏面表層部１１ｃと、前記表面表層部１１ｂと前記裏面表層部１１ｃとをつなぎ前記バルク層１１ａのエッジ部表面に位置するエッジ表層部１１ｄとを有し、かつウェーハ全体の抵抗率が３０ｍΩｃｍ以下となるようにボロンが添加されかつ酸素濃度が８×１０17〜１６×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3（旧ＡＳＴＭ）であるシリコンウェーハ１１を準備する工程と、気相成長装置２０において、前記シリコンウェーハ１１を支持する昇降ピン２９を上昇させて、前記シリコンウェーハ１１を中空に支持した状態で、ガス供給口２３ａから供給される水素ガスを、前記シリコンウェーハ１１の前記裏面表層部１１ｃ及び前記エッジ表層部１１ｄに接触させ、前記シリコンウェーハ１１の前記裏面表層部１１ｃ及び前記エッジ表層部１１ｄにおけるボロン濃度をそれぞれ前記バルク層１１ａのボロン濃度よりも低い２×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｍ3未満に低減させる熱処理を行う工程と、前記気相成長装置２０において前記熱処理に続いて、前記昇降ピン２９を下降させて、前記シリコンウェーハ１１の前記表面表層部１１ｂ上にエピタキシャル膜１２を形成する工程とを含むエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法である。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載された製造方法により製造されたエピタキシャルシリコンウェーハ１０では、シリコンウェーハ１１の裏面表層部１１ｃ及びエッジ表層部１１ｄにおけるボロン濃度がそれぞれバルク層１１ａのボロン濃度よりも低い２×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｍ3未満であるので、デバイスメーカーにおけるデバイス熱処理中にウェーハ１１の裏面表層部１１ｃ及びエッジ表層部１１ｄからドーパントであるボロンの放出が防止されるとともに、ウェーハ１１と異なる抵抗率のシリコンウェーハ等とを混在させてデバイス工程で熱処理した場合にも、この異なる抵抗率のシリコンウェーハがボロンで汚染されることを防止することができる。
【００１３】
また請求項１に記載された製造方法では気相成長装置２０により、シリコンウェーハ１１の裏面表層部１１ｃ及びエッジ表層部１１ｄにおけるボロン濃度をそれぞれバルク層１１ａのボロン濃度よりも低い２×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｍ3未満にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
図１（ｃ）に示すように、本発明のエピタキシャルシリコンウェーハ１０は、シリコンウェーハ１１と、このウェーハ１１の表面表層部１１ｂ上に形成されたエピタキシャル膜１２とを備える。シリコンウェーハ１１は、ディスク状のバルク層１１ａと、バルク層１１ａの表面及び裏面にそれぞれ位置する表面表層部１１ｂ及び裏面表層部１１ｃと、その表面表層部１１ｂと裏面表層部１１ｃとをつなぎバルク層１１ａのエッジ部表面に位置するエッジ表層部１１ｄとを有する。
このエピタキシャルシリコンウェーハ１０の製造方法は、シリコンウェーハ１１の準備工程と、熱処理工程と、エピタキシャル膜形成工程とを含む。
【００１５】
（１）シリコンウェーハ１１の準備工程
図１（ａ）に示されるシリコンウェーハ１１はチョクラルスキー法（ＣＺ法）によって引上げられたインゴットをスライスして作られる。このインゴットには抵抗率３０ｍΩｃｍ以下、好ましくは２０ｍΩｃｍ以下となるようにボロンが添加される。インゴットの抵抗率を３０ｍΩｃｍ以下とするのは、ボロンの過剰な添加による結晶欠陥の発生を防止するためである。抵抗率が３０ｍΩｃｍとなるようなウェーハ中のボロン濃度は２×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｍ3であり、抵抗率が２０ｍΩｃｍとなるようなウェーハ中のボロン濃度は３．２×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｍ3である。上記濃度範囲でボロンを添加した場合には、インゴットは有転位化しにくく高品質の単結晶になって歩留まりが高く、シードの強度が高く大重量のインゴットを保持することができ、これにより製造コストを高抵抗シリコンウェーハに比較して低減することができる。また上記インゴットには窒素が１×１０13〜１×１０15ａｔｏｍｓ／ｃｍ3の範囲で添加されるか、又は炭素が５×１０15〜５×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3の範囲で添加される。窒素と炭素とを同時に上記範囲で添加することが特に望ましい。
【００１６】
図１（ａ）では、ディスク状のバルク層１１ａと、バルク層１１ａの表面及び裏面にそれぞれ位置する表面表層部１１ｂ及び裏面表層部１１ｃと、その表面表層部１１ｂと裏面表層部１１ｃとをつなぎバルク層１１ａのエッジ部表面に位置するエッジ表層部１１ｄとを有するシリコンウェーハ１１を示す。上記インゴットをスライスして作られたシリコンウェーハ１１では、バルク層１１ａは勿論のこと、表面表層部１１ｂ、裏面表層部１１ｃ及びエッジ表層部１１ｄを含むウェーハ全体の抵抗率が３０ｍΩｃｍ以下、好ましくは２０ｍΩｃｍ以下となるようにボロンが添加される。上記濃度範囲でボロンが添加されたシリコンウェーハは強度が高く、デバイス熱処理時に割れやスリップを発生させない特長がある。また窒素又は炭素の一方又は双方が添加されたインゴットをスライスして作られたシリコンウェーハ１１では、窒素濃度が１×１０13〜１×１０15ａｔｏｍｓ／ｃｍ3の範囲にあり、炭素濃度が５×１０15〜５×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3の範囲にある。ウェーハ１１に窒素を添加することにより、ウェーハ１１の内部の酸素析出物が熱的に安定して形成され、後述するエピタキシャル成長時などの高温熱処理により酸素析出物が縮小又は消滅せず、ゲッタリング能力の高いウェーハが得られる。窒素の添加量が上記下限値未満ではゲッタリング効果に乏しく、上記上限値を超える場合には酸素析出物が過剰になり、エピタキシャル膜への二次欠陥発生の原因となる。またウェーハ１１に炭素を添加することにより、窒素添加と同様にウェーハのゲッタリング能力が向上する。炭素添加により酸素析出物の成長が促進されることによる。炭素の添加量が上記下限値未満ではゲッタリング効果に乏しく、上記上限値を超える場合にはシリコン単結晶（インゴット）の引上げ時にＤＦ切れ（ＤＦ；dislocation  free  、「ＤＦ切れ」とは有転位化と同義。）を生じ、無転位の単結晶を育成することが困難になる。本発明では、後述する熱処理の実施によってウェーハの表層部のボロン濃度や酸素濃度が低下することから、ウェーハの強度低下を生じることが懸念されるが、特に窒素と炭素の両方を添加した場合にはウェーハの強度が向上し、熱処理によるウェーハ強度低下を解消することができる。
【００１７】
（２）熱処理工程
熱処理工程で、シリコンウェーハ１１の裏面表層部１１ｃ及びエッジ表層部１１ｄにおけるボロン濃度をそれぞれバルク層１１ａのボロン濃度よりも低い２×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｍ3以下に低減させる。バルク層１１ａのボロン濃度は変化しない。ここで初期状態よりもボロン濃度を低減させる裏面表層部１１ｃ及びエッジ表層部１１ｄの各厚さは少なくとも１０ｎｍ、好ましくは１０〜１００ｎｍである。
一般に、デバイスメーカーでは、デバイス熱処理前の工程として、エピタキシャルシリコンウェーハの酸化処理、洗浄処理及びエッチング処理などの工程がある。これらの処理によってウェーハの全表面においてその厚さが減少するけれども、この減少する厚さは１０ｎｍ未満であるので、上記範囲にボロン濃度を低減させた裏面表層部及びエッジ表層部を設けておくことにより、熱処理前に上記工程を経た後でも、デバイス熱処理時にバルク層より低いボロン濃度を有する裏面表層部及びエッジ表層部を確保することができる。なお、デバイス熱処理前の工程で１００ｎｍを超えてウェーハ表裏面においてその厚さが減少する場合には、後述するエピタキシャル成長時にウェーハ１１の表裏面及びエッジ部にシリコン膜を形成しておくことが好ましい。
【００１８】
次にこの熱処理方法について詳述する。
(2-1) 気相成長装置における支持ピン押し上げ式熱処理
図２及び図３に示す枚葉式気相成長装置２０における熱処理について説明する。この気相成長装置２０は上側ドーム２１と下側ドーム２２とドーム取付体２３を有し、これらにより装置２０の内部にエピタキシャル膜形成室２０ａが形成される。上側ドーム２１及び下側ドーム２２は石英等の透明な材料で形成され、装置２０の上方および下方に複数配置されたハロゲンランプ２４によりサセプター２６及びそのサセプター２６に支持されたウェーハ１１が加熱されるように構成される。
【００１９】
このサセプター２６は円板状に形成され、その周方向に間隔をあけてウェーハ１１をピン支持して昇降を行うための３個の貫通孔２６ｂが形成される。このサセタプー２６はサセプター回転軸２７に連なる支持アーム２８によってその下面の外周部が嵌合支持され回転する。またサセプター２６の貫通孔には昇降ピン２９が貫通して設けられ、この昇降ピン２９の昇降はリフトアーム３１を昇降させることにより行われる。ドーム取付体２３にはサセプター２６に支持されたウェーハ１１に向って形成室２０ａ内部に供給する第１ガス供給口２３ａが設けられる。この第１ガス供給口からは、ボロンをウェーハ１１の裏面表層部及びエッジ表層部から放出させるための水素ガス、又はエピタキシャル膜を形成するための反応ガスが供給される。また第１ガス供給口２３ａ下方のドーム取付体２３にはサセプター２６の下面側に水素ガスなどのキャリアガスを供給するための第２ガス供給口２３ｂが設けられる。そして、それらのガス供給口に対向するようにガス下流側のドーム取付体２３には第１及び第２ガス排出口２３ｃ，２３ｄが設けられる。
【００２０】
このような気相成長装置２０を用いた熱処理は、図２に示すように処理すべきウェーハ１１をサセプター２６に搭載し、次に図３に示すようにリフトアーム３１を上昇させ、これにより昇降ピン２９を上昇させて、ウェーハ１１を押し上げて中空に支持した状態で行われる。即ち、この状態ではウェーハ１１の裏面表層部は３箇所ピン２９で覆われるが、それ以外の裏面表層部及びエッジ表層部は第１ガス供給口２３ａから供給される水素ガスに接触するようになる。熱処理は、図３に示す状態で、ウェーハ１１に水素ガスを接触させながら大気圧又はそれ以下の圧力下、９５０〜１２００℃の温度で５秒〜２時間行われる。この温度条件及び熱処理時間は、熱処理前のウェーハ１１の抵抗率及びデバイス工程での熱処理条件によって変化するが、好ましくは１０００〜１２００℃、３０秒〜１０分間、更に好ましくは１１００〜１２００℃、１分〜５分間である。この熱処理により、シリコンウェーハ１１の裏面表層部１１ｃ及びエッジ表層部１１ｄにおけるボロン濃度がそれぞれバルク層１１ａのボロン濃度よりも低い２×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｍ3未満にすることができる。これらの裏面表層部１１ｃ及びエッジ表層部１１ｄの各厚さは少なくとも１０ｎｍ、好ましくは１０〜１００ｎｍである。熱処理温度が高い程、また熱処理時間が長い程、上記厚さは大きくなる。
【００２１】
(2-2) 孔あきサセプター付き気相成長装置における熱処理
図４及び図５に示す孔あきサセプター付き気相成長装置における熱処理について説明する。この気相成長装置の構造は上記(2-1)と同一であるけれども、円板状に形成されたサセプター２６に代えて、図４及び図５に示すように、複数の貫通孔２６ｃが形成されたサセプター２６を用いる。即ち、このサセプター２６は、ウェーハ１１裏面から放出されるドーパントを排出するための貫通孔２６ｃが座繰り部２６ａの床面部全域に複数個設けられる。そして、このサセプター２６は、座繰り部２６ａの床面部にウェーハ１１をピン支持して昇降を行うための貫通孔２６ｂが周方向３カ所の位置に設けられている。また、座繰り部２６ａの外周壁部にはウェーハ支持部２６ｄが形成され、このウェーハ支持部２６ｄはウェーハ１１のエッジ部に線接触して支持するように外周側から内周側下方に向けて傾斜するように形成される。そして、このウェーハ支持部２６ｄに載置されるウェーハ１１は中央部において、ウェーハ１１裏面と座繰り部２６ａの床面部との間に空間が形成されるように載置される。なお、ウェーハ支持部２６ｄは表面部に凹凸部を設けてウェーハ１１の外周部を点接触支持するようにしてもよい。
【００２２】
このような孔あきサセプター付き気相成長装置２０を用いた熱処理は、図５に示すように処理すべきウェーハ１１をサセプター２６に搭載した状態で行われる。即ち、この状態ではウェーハ１１はサセプターのウェーハ支持部によりそのエッジ部で線接触するけれども、それ以外の裏面表層部及びエッジ表層部は第１ガス供給口２３ａから供給される水素ガスに接触するようになる。即ち、熱処理時に、ウェーハ１１の裏面から外方拡散するドーパントはサセプター２６の貫通孔２６ｃを通じてサセプター２６の下方に排出されるため、ウェーハ１１の裏面から外方拡散するドーパントを放散させるために昇降ピン２９を上昇させてウェーハ１１を中空に支持することを必要としない。よって、図４及び図５に示すようなサセプター２６を用いれば、ウェーハ１１の裏面表層部１１ｃ及びエッジ表層部１１ｄにおけるボロン濃度をそれぞれバルク層１１ａのボロン濃度よりも低い２×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｍ3未満に低減させる熱処理を、サセプター２６上にウェーハ１１を配置した状態で行うことが可能になる。
なお、この孔あきサセプター付き気相成長装置における熱処理は、後述するエピタキシャル膜を形成するときに同時に行ってもよい。この場合には、エピタキシャル膜を形成する前の熱処理は不要となる。
【００２３】
(2-3) ＲＴＡ熱処理炉における熱処理
図6に急速・急冷加熱型(Rapid Thermal Annealing：ＲＴＡ)熱処理炉４０を示す。この熱処理装置４０は加熱炉４１を有し、加熱炉４１の一側部には搬入口４１ａが形成され、他側部には搬出口４１ｂが形成される。搬入側及び搬出側にはロボットアーム４２が配設され、このロボットアーム４２は未熱処理のシリコンウエーハ１１を炉内部に搬入し、熱処理済みのシリコンウエーハ１１を炉外部に搬出可能に構成される。加熱炉４１の内部は、例えば、石英（ＳｉＯ2 ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）等の耐熱性の高い壁部材４４で囲繞されるとともに、その壁部材４４の外側にはヒータ素線４６ａを有する加熱ヒータ４６が配設され、その加熱ヒータ４６の外側は断熱材４７で囲繞される。加熱炉４１の下部には、上面側中央部に凹状収納部４８ａが形成された基台４８が配設される。その凹状収納部４８ａの底面中央部にはシリコンウエーハ１１を載置するための固定台４９が固定され、凹状収納部４８ａの底面中央部には第１摺動孔４８ｂが形成される。
【００２４】
固定台４９は、上述した凹状収納部４８ａの底面中央部に固定された円盤形状の台本体４９ａを備え、凹状収納部４８ａに形成された第１摺動孔４８ｂと上下方向に連通する第２摺動孔４９ｂが台本体４９ａの中央部に形成される。これらの第１及び第２摺動孔４８ｂ，４９ｂは、昇降体５４の上下摺動が許容される孔径に形成される。台本体４９ａの上面側には、シリコンウエーハ１１の下面側中央部と対向する位置であって、上述した第２摺動孔４９ｂを中心として、先細形状に形成した複数本（例えば、３本）の各支持突起４９ｃを円周方向に対して等間隔に隔てて立設するとともに、各支持突起４９ｃを後述するリング部材５２の内径よりも内側に配列している。
【００２５】
固定台４９の上方には熱処理用基板支持具５０が設けられ、この熱処理用基板支持具５０はリング部材５２と支持台５３とを備える。リング部材５２は、蓄熱性及び熱伝導性が良く、耐熱性の高い炭化ケイ素（ＳｉＣ）により形成され、その表面には化学的気相堆積（ＣＶＤ）法によりＳｉＣ膜が形成される。リング部材５２は、被処理基板であるシリコンウエーハ１１の直径よりも大きな外径を有し、シリコンウエーハ１１の直径よりも小さな内径に形成される。そして、リング部材５２の内周部にはウェーハ１１のエッジ部に線接触して支持するように外周側から内周側下方に向けて傾斜するように形成される。一方、支持台５３は、円盤形状に形成された台本体５３ａと、その台本体５３ａの上面側周縁部に立設された複数本の支持軸５３ｂとを備える。台本体５３ａには、前述した固定台４９の各支持突起４９ｃが遊通可能な孔部５３ｃが形成され、各支持軸５３ｂの上端部にはリング部材５２が水平状態にかつ交換可能に支持される。
【００２６】
凹状収納部４８ａに形成された第１摺動孔４８ｂと台本体４９ａの下面中央部に形成された第２摺動孔４９ｂには、図示しない昇降装置により昇降する昇降体５４が挿通される。熱処理用基板支持具５０は昇降体５４の上端に取付けられ、昇降体５４が昇降装置により昇降することによりその昇降体５４とともに昇降するように構成される。具体的に、熱処理用基板支持具５０を構成する台本体５３ａの下面中央部に、筒状に形成した昇降体５４の上端部が固定され、台本体５３ａの下面中央部に形成した孔部５３ｄが昇降体５４と連通される。図示しない昇降装置としては、例えば、サーボモータ、エアシリンダ等が挙げられ、この昇降装置により昇降体５４を鉛直方向に上下摺動させて、熱処理用基板支持具５０が支持突起４９ｃの上端よりも下方に位置する降下位置と、加熱炉４１の中心部まで持上げられた二点鎖線で示す上昇位置とに熱処理用基板支持具５０を上下動可能に構成される。なお、図示しないが、昇降体５４は、例えば、窒素ガス等のプロセスガスをパージするためのガス供給装置に接続され、加熱炉４１の搬出側又は搬入側には、降下位置に昇降停止されたシリコンウエーハ１１に向けて冷却ガスを吐出するための噴射ノズル５６が配設される。
【００２７】
次に、上述したＲＴＡ熱処理炉４０によりシリコンウエーハ１１を熱処理するときの動作を説明する。先ず、熱処理開始時に於いて、熱処理用基板支持具５０を降下位置に維持させた状態でロボットアーム４２により保持した未熱処理のシリコンウエーハ１１を加熱炉４１内部に搬入し、加熱炉４１に設置された固定台４９の各支持突起４９ｃ上にシリコンウエーハ１１を水平に載置する。その後加熱炉４１外部にロボットアーム４２を引出し、熱処理用基板支持具５０を垂直上昇させて、リング部材５２の内周部にウェーハ１１のエッジ部を線接触させて支持させる。その後、そのシリコンウエーハ１１を水平に支持させた状態で二点鎖線で示す上昇位置まで持上げる。同時に、筒状の昇降体５４から吐出されるプロセスガスを加熱炉４１内部にパージして、熱処理に応じたガス環境を形成した後、シリコンウエーハ１１を水平に支持した状態のまま加熱ヒータ４６により熱処理する。
【００２８】
この熱処理では、昇降体５４から水素ガス、アルゴンガス、これらの混合ガス、窒素ガス又は窒素と酸素の混合ガスを吐出して加熱炉４１内部にパージし、シリコンウェーハ１１の裏面表層部１１ｃ及びエッジ表層部１１ｄに対して水素ガス、アルゴンガス、これらの混合ガス、窒素ガス又は窒素と酸素の混合ガスを接触させながら、大気圧又はそれ以下の圧力下、９５０〜１２００℃の温度で５秒〜１０分間行われることが好ましい。この温度条件及び熱処理時間は、熱処理前のウェーハ１１の抵抗率及びデバイス工程での熱処理条件によって変化するが、好ましくは１０００〜１２００℃、１０秒〜５分間、更に好ましくは１１００〜１２００℃、２０〜１２０秒間である。この熱処理により、シリコンウェーハ１１の裏面表層部１１ｃ及びエッジ表層部１１ｄにおけるボロン濃度がそれぞれバルク層１１ａのボロン濃度よりも低い２×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｍ3未満にすることができる。これらの裏面表層部１１ｃ及びエッジ表層部１１ｄの各厚さは少なくとも１０ｎｍ、好ましくは１０〜１００ｎｍである。熱処理温度が高い程、また熱処理時間が長い程、上記厚さは大きくなる。
【００２９】
(2-4) 縦型の熱処理炉における熱処理
図７及び図８に示す縦型の熱処理炉７０における熱処理について説明する。この熱処理炉７０は、ウェーハ１１を水平に支持した状態で処理する縦型炉であって、この熱処理炉７０は鉛直方向に延びるＳｉＣ製の反応管７１と、この反応管７１内に所定の間隔をあけて立設されかつＳｉＣにより形成された棒状の複数の支持柱７２を備え、複数の支持柱７２には長手方向に所定の間隔をあけてウェーハ１１の外周縁を遊挿可能な多数の保持具用凹溝７４（図８）がそれぞれ形成される。反応管１１の外周面は均熱管７６を介して筒状のヒータ７７により覆われる。支持柱７２はベース７８及び保温筒７９を介してボートキャップ８１に立設される。また支持柱７２はこの実施の形態では４本であり（図８）、同一半円上に等間隔に設けられる。この支持柱７２は熱処理時の高熱により支持柱７２自体の変形を防止するため、及びパーティクル等が発生して反応管７１内を汚染するのを防止するために、ＳｉＣにより形成される。
【００３０】
ウェーハ１１は４本の支持柱７２の同一水平面内に位置する４つの保持具用凹溝７４の下部水平面に載せられ、このように載せられることによりシリコンウェーハ１１は縦型熱処理炉７０の内部で水平に支持される。そして熱処理炉７０を稼働すると、熱処理炉７０内の温度はヒータ７７により上昇し、シリコンウェーハ１１は熱処理される。この熱処理は、シリコンウェーハ１１の裏面表層部１１ｃ及びエッジ表層部１１ｄに対して水素ガス、アルゴンガス、これらの混合ガス、窒素ガス又は窒素と酸素の混合ガスを接触させながら、大気圧又はそれ以下の圧力で、９５０〜１２００℃の温度で５秒〜２時間行われる。この温度条件及び熱処理時間は、熱処理前のウェーハ１１の抵抗率及びデバイス工程での熱処理条件によって変化するが、好ましくは１０００〜１２００℃、５分〜１００分間、更に好ましくは１１００〜１２００℃、１０分〜６０分間である。この熱処理により、シリコンウェーハ１１の裏面表層部１１ｃ及びエッジ表層部１１ｄにおけるボロン濃度がそれぞれバルク層１１ａのボロン濃度よりも低い２×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｍ3未満にすることができる。これらの裏面表層部１１ｃ及びエッジ表層部１１ｄの各厚さは少なくとも１０ｎｍ、好ましくは１０〜１００ｎｍである。熱処理温度が高い程、また熱処理時間が長い程、上記厚さは大きくなる。
【００３１】
（３）エピタキシャル形成工程
このエピタキシャル形成工程では、図１（ｃ）に示すように、シリコンウェーハ１１の表面表層部１１ｂ上にエピタキシャル膜１２を形成する。この実施の形態では、図２及び図３に示す気相成長装置２０が用いられ、リフトアーム３１を昇降ピン２９とともに下降させ、図２に示すようにウェーハ１１がサセプター上に配置された状態でエピタキシャル膜１２が形成される。具体的には、ガス供給口１２からＳｉＨＣｌ3等のＳｉソースを水素ガスで希釈しそれにドーパントを微量混合してなる反応ガスが形成室２内に供給され、供給された反応ガスはウェーハ１１の表面を通過してシリコンウェーハ１１の表面表層部１１ｂ上にエピタキシャル膜１２を成長させる。なお、エピタキシャル膜１２を成長させた後の反応バスは、ガス排出口１３ｃ，１３ｄより装置２０の外部に排出される。
【００３２】
このような製造方法では、ウェーハ１１の表面表層部１１ｂ上にエピタキシャル膜１２を形成したエピタキシャルシリコンウェーハ１０であって、シリコンウェーハ１１の裏面表層部１１ｃ及びエッジ表層部１１ｄにおけるボロン濃度がそれぞれバルク層１１ａのボロン濃度よりも低い２×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｍ3未満であるエピタキシャルシリコンウェーハ１０を比較的容易に得ることができる。
【００３３】
なお、前述したようにデバイス熱処理前の工程で１００ｎｍを超えてウェーハ表裏面においてその厚さが減少する場合には、上記熱処理工程でボロン濃度を低減させた裏面表層部及びエッジ表層部が消失するために、エピタキシャル成長時にウェーハ１１の表裏面及びエッジ部にシリコン膜を形成しておく。この方法は次の通りである。即ち、シリコンウェーハ１１を予め多結晶シリコンが堆積されたサセプタ２６の座ぐりに収納してサセプタ２６に配置し、このサセプタ２６を加熱する。これにより多結晶シリコンは蒸発してサセプタ２６に面するシリコンウェーハ１１の裏面にシリコン膜が形成される。
【実施例】
【００３４】
次に本発明の実施例を比較例とともに説明する。
＜実施例１＞
インゴットをスライスして作られ、ウェーハ全体の抵抗率が３０ｍΩｃｍとなるようにボロンが添加されかつ酸素濃度が８×１０17〜１６×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3（旧ＡＳＴＭ）であるシリコンウェーハ１１を準備した。このシリコンウェーハ１１には窒素が１．５×１０13添加され、炭素が１．２×１０16ａｔｏｍｓ／ｃｍ3添加されたものを使用した。
【００３５】
このウェーハ１１を図２に示す気相成長装置２０のサセプター２６に搭載し、図３に示すように昇降ピン２９を上昇させて、ウェーハ１１を中空に支持した。この状態で第１ガス供給口２３ａから水素ガスを供給してウェーハ１１に水素ガスを接触させながら大気圧下、９５０℃の温度で１分間熱処理を行った。
【００３６】
次に、気相成長装置２０のリフトアーム３１を昇降ピン２９とともに下降させ、図２に示すようにウェーハ１１がサセプター上に配置された状態でガス供給口１２から反応ガスを形成室２０ａ内に供給してシリコンウェーハ１１の表面表層部１１ｂ上にエピタキシャル膜１２を成長させた。このようにして得られたエピタキシャルシリコンウェーハを実施例１とした。
【００３７】
＜実施例２＞
熱処理が１０７５℃の温度で１分間行われたことを除いて実施例１と同一の手順でエピタキシャルシリコンウェーハを得た。このようにして得られたエピタキシャルシリコンウェーハを実施例２とした。
【００３８】
＜実施例３＞
熱処理が１２００℃の温度で１分間行われたことを除いて実施例１と同一の手順でエピタキシャルシリコンウェーハを得た。このようにして得られたエピタキシャルシリコンウェーハを実施例３とした。
【００３９】
＜実施例４＞
実施例１と同一のシリコンウェーハ１１を準備した。このウェーハ１１を複数の貫通孔２６ｃが形成された図４及び図５に示すサセプター２６に搭載し、このウェーハ１１をそのサセプター２６に線接触させた状態で支持させた。この状態で昇降ピン２９を上昇させることなく第１ガス供給口２３ａから水素ガスを供給してウェーハ１１に水素ガスを接触させながら大気圧下、９５０℃の温度で１分間熱処理を行った。
【００４０】
次に、図２に示すようにウェーハ１１がサセプター上に配置された状態でガス供給口１２から反応ガスを形成室２０ａ内に供給してシリコンウェーハ１１の表面表層部１１ｂ上にエピタキシャル膜１２を成長させた。このようにして得られたエピタキシャルシリコンウェーハを実施例４とした。
【００４１】
＜実施例５＞
熱処理が１０７５℃の温度で１分間行われたことを除いて実施例４と同一の手順でエピタキシャルシリコンウェーハを得た。このようにして得られたエピタキシャルシリコンウェーハを実施例５とした。
【００４２】
＜実施例６＞
熱処理が１２００℃の温度で１分間行われたことを除いて実施例４と同一の手順でエピタキシャルシリコンウェーハを得た。このようにして得られたエピタキシャルシリコンウェーハを実施例６とした。
【００４３】
＜実施例７＞
実施例１と同一のシリコンウェーハ１１を準備した。このウェーハ１１を図6に示すＲＴＡ型熱処理炉４０を用いて熱処理を行った。即ち、加熱炉４１に設置された固定台４９の各支持突起４９ｃ上にシリコンウエーハ１１を水平に載置し、熱処理用基板支持具５０を垂直上昇させて、リング部材５２の内周部にウェーハ１１のエッジ部を線接触させて支持させた。その後、昇降体５４から水素ガスを吐出して加熱炉４１内部にパージし、シリコンウェーハ１１の裏面表層部１１ｃ及びエッジ表層部１１ｄに対して水素ガスを接触させながら、大気圧下、９５０℃の温度で６０秒間熱処理を行った。
【００４４】
熱処理後、シリコンウェーハ１１をＲＴＡ型熱処理炉４０から取り出し、図２に示す気相成長装置２０を用いて実施例１と同一の手順によりシリコンウェーハ１１の表面表層部１１ｂ上にエピタキシャル膜１２を成長させた。このようにして得られたエピタキシャルシリコンウェーハを実施例７とした。
【００４５】
＜実施例８＞
熱処理が１０７５℃の温度で６０秒間行われたことを除いて実施例７と同一の手順でエピタキシャルシリコンウェーハを得た。このようにして得られたエピタキシャルシリコンウェーハを実施例８とした。
【００４６】
＜実施例９＞
熱処理が１２００℃の温度で６０秒間行われたことを除いて実施例７と同一の手順でエピタキシャルシリコンウェーハを得た。このようにして得られたエピタキシャルシリコンウェーハを実施例９とした。
【００４７】
＜実施例１０＞
実施例１と同一のシリコンウェーハ１１を準備した。このウェーハ１１を図７に示す縦型炉７０を用いて熱処理を行った。即ち、このウェーハ１１を縦型炉７０の４本の支持柱７２の同一水平面内に位置する４つの保持具用凹溝７４の下部水平面に載せて水平に支持させた。そして熱処理炉７０を稼働し、シリコンウェーハ１１の裏面表層部１１ｃ及びエッジ表層部１１ｄに対して水素ガスを接触させながら、大気圧下の圧力で、９５０℃の温度で３０分間熱処理を行った。
【００４８】
熱処理後、シリコンウェーハ１１を縦型炉７０から取り出し、図２に示す気相成長装置２０を用いて実施例１と同一の手順によりシリコンウェーハ１１の表面表層部１１ｂ上にエピタキシャル膜１２を成長させた。このようにして得られたエピタキシャルシリコンウェーハを実施例１０とした。
【００４９】
＜実施例１１＞
熱処理が１０７５℃の温度で３０分間行われたことを除いて実施例１０と同一の手順でエピタキシャルシリコンウェーハを得た。このようにして得られたエピタキシャルシリコンウェーハを実施例１１とした。
【００５０】
＜実施例１２＞
熱処理が１２００℃の温度で３０分間行われたことを除いて実施例１０と同一の手順でエピタキシャルシリコンウェーハを得た。このようにして得られたエピタキシャルシリコンウェーハを実施例１２とした。
【００５１】
＜比較例１＞
熱処理が９００℃の温度で１分間行われたことを除いて実施例１と同一の手順でエピタキシャルシリコンウェーハを得た。このようにして得られたエピタキシャルシリコンウェーハを比較例１とした。
【００５２】
＜比較例２＞
熱処理が１２５０℃の温度で１分間行われたことを除いて実施例１と同一の手順でエピタキシャルシリコンウェーハを得た。このようにして得られたエピタキシャルシリコンウェーハを比較例２とした。
【００５３】
＜比較例３＞
熱処理が９００℃の温度で１分間行われたことを除いて実施例４と同一の手順でエピタキシャルシリコンウェーハを得た。このようにして得られたエピタキシャルシリコンウェーハを比較例３とした。
【００５４】
＜比較例４＞
熱処理が１２５０℃の温度で１分間行われたことを除いて実施例４と同一の手順でエピタキシャルシリコンウェーハを得た。このようにして得られたエピタキシャルシリコンウェーハを比較例４とした。
【００５５】
＜比較例５＞
熱処理が９００℃の温度で６０秒間行われたことを除いて実施例７と同一の手順でエピタキシャルシリコンウェーハを得た。このようにして得られたエピタキシャルシリコンウェーハを比較例５とした。
【００５６】
＜比較例６＞
熱処理が１２５０℃の温度で６０秒間行われたことを除いて実施例７と同一の手順でエピタキシャルシリコンウェーハを得た。このようにして得られたエピタキシャルシリコンウェーハを比較例６とした。
【００５７】
＜比較例７＞
熱処理が９００℃の温度で３０分間行われたことを除いて実施例１０と同一の手順でエピタキシャルシリコンウェーハを得た。このようにして得られたエピタキシャルシリコンウェーハを比較例７とした。
【００５８】
＜比較例８＞
熱処理が１２５０℃の温度で３０分間行われたことを除いて実施例１０と同一の手順でエピタキシャルシリコンウェーハを得た。このようにして得られたエピタキシャルシリコンウェーハを比較例８とした。
【００５９】
＜比較例９＞
実施例１と同一のシリコンウェーハ１１を準備した。このウェーハ１１を複数の貫通孔２６ｃが形成されかつウェーハ支持部がほぼ平坦に形成された従来のサセプターに周囲を面接触させた状態で搭載した。この状態で図２に示す気相成長装置２０を用いて第１ガス供給口２３ａから水素ガスを供給してウェーハ１１に水素ガスを接触させながら大気圧下、９５０℃の温度で１分間熱処理を行った。
次に、図２に示すようにウェーハ１１がサセプター上に配置された状態でガス供給口１２から反応ガスを形成室２０ａ内に供給してシリコンウェーハ１１の表面表層部１１ｂ上にエピタキシャル膜１２を成長させた。このようにして得られたエピタキシャルシリコンウェーハを比較例９とした。
【００６０】
＜比較試験１＞
実施例１〜１２及び比較例１〜９におけるエピタキシャルシリコンウェーハにおけるウェーハの熱処理前と熱処理後におけるバルク層、裏面表層部及びエッジ表層部の各ボロン濃度をＳＩＭＳにより測定した。
その後、エピ膜を形成したそれぞれのエピタキシャルシリコンウェーハをデバイス熱処理に模してＡｒ雰囲気中１１５０℃で９０分間熱処理したときの参照ウェーハへのボロン転写量をｎ型１０Ωｃｍのシリコンウェーハを用いて測定した。この測定はＳＩＭＳによって行った。なお、参照ウェーハの熱処理前のボロン濃度は３．６×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｍ3であった。
これらの結果を表１に示す。
【００６１】
【表１】
0005396737.tif 000002
＜評価１＞
表１から明らかなように、熱処理が９５０〜１２００℃の温度範囲内である実施例１〜１２では、熱処理後のそれぞれシリコンウェーハ１１の裏面表層部１１ｃ及びエッジ表層部１１ｄにおけるボロン濃度をそれぞれバルク層１１ａのボロン濃度よりも低い２×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｍ3未満にすることができているのに対して、熱処理温度が９５０℃未満である比較例１，３，５，７では、熱処理後のそれぞれシリコンウェーハ１１の裏面表層部１１ｃ及びエッジ表層部１１ｄにおけるボロン濃度を２×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｍ3未満にすることができないことが判る。また、熱処理温度が１２００℃を越える比較例２，４，６，８では、シリコンウェーハ１１の裏面表層部１１ｃ及びエッジ表層部１１ｄにおけるボロン濃度がそれぞれバルク層１１ａのボロン濃度よりも低い２×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｍ3未満になるものの、熱処理温度が高いため、ウェーハにスリップ転位が発生してしまう問題がある。
【００６２】
また、ウェーハの外周部をサセプターが面接触して支持する比較例９では、熱処理後のシリコンウェーハ１１の裏面表層部１１ｃ及びエッジ表層部１１ｄにおけるボロン濃度を２×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｍ3未満にすることができない。これに対してウェーハ外周部をサセプターが線接触して支持する実施例４では、熱処理後のシリコンウェーハ１１の裏面表層部１１ｃ及びエッジ表層部１１ｄにおけるボロン濃度を２×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｍ3未満にすることができている。これはサセプタの接触する面積が比較例９に比較して実施例４の方が著しく小さいことに起因するものと考えられる。
【００６３】
更に実施例１〜１２のエピタキシャルウェーハからの参照ウェーハへのボロン転写量が１×１０15ａｔｏｍｓ／ｃｍ3以下であって、デバイス熱処理中でのオートドープ現象のおそれががない程度であったのに対して、比較例１〜９のエピタキシャルウェーハからの参照ウェーハへのボロン転写量は１×１０15ａｔｏｍｓ／ｃｍ3を超え、デバイス熱処理中でのオートドープ現象のおそれがあることが判った。
【００６４】
次に本発明の別の実施例を比較例とともに説明する。
＜実施例１３＞
準備したシリコンウェーハ１１は、ウェーハ全体の抵抗率が３０ｍΩｃｍとなるようにボロンが添加されかつ酸素濃度が８×１０17〜１６×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3（旧ＡＳＴＭ）であって、窒素が０．５×１０15添加され、炭素が４．２×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3添加されたものを使用した。このことを除いて実施例１と同一の手順でエピタキシャルシリコンウェーハを得た。このようにして得られたエピタキシャルシリコンウェーハを実施例１３とした。
【００６５】
＜比較例１０＞
準備したシリコンウェーハ１１は、ウェーハ全体の抵抗率が３０ｍΩｃｍとなるようにボロンが添加されかつ酸素濃度が８×１０17〜１６×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3（旧ＡＳＴＭ）であって、窒素が０．４×１０13添加され、炭素が４．１×１０15ａｔｏｍｓ／ｃｍ3添加されたものを使用した。このことを除いて実施例１と同一の手順でエピタキシャルシリコンウェーハを得た。このようにして得られたエピタキシャルシリコンウェーハを比較例１０とした。
【００６６】
＜比較例１１＞
準備したシリコンウェーハ１１は、ウェーハ全体の抵抗率が３０ｍΩｃｍとなるようにボロンが添加されかつ酸素濃度が８×１０17〜１６×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3（旧ＡＳＴＭ）であって、窒素が１．８×１０15添加され、炭素が５．７×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3添加されたものを使用した。このことを除いて実施例１と同一の手順でエピタキシャルシリコンウェーハを得た。このようにして得られたエピタキシャルシリコンウェーハを比較例１１とした。
【００６７】
＜比較試験２＞
実施例１及び１３並びに比較例１０及び１３におけるエピタキシャルシリコンウェーハの強度を測定した。強度の測定は、ビッカース硬度計における四角錐状の先端をウェーハの裏面に押し付けてその裏面に四角錐状に凹んだ圧痕を付け、その圧痕の対角線における長さ（パンチングアウト転位の移動距離）を光学顕微鏡で測定することにより強度を求めた。この結果を表２に示す。
【００６８】
【表２】
0005396737.tif 000003
＜評価２＞
表２から明らかなように、窒素が１×１０13〜１×１０15ａｔｏｍｓ／ｃｍ3の範囲で添加され、炭素が５×１０15〜５×１０17ａｔｏｍｓ／ｃｍ3の範囲で添加された実施例１及び１３におけるシリコンウェーハのパンチングアウト転位の移動距離は短く、その強度が高いことが判る。これに対して窒素濃度が低い比較例１０のパンチングアウト転位の移動距離は長く、強度が弱いことが判る。また、比較例１１のウェーハの強度は高いものの、窒素濃度及び炭素濃度が高すぎるため、窒素、炭素を起因とした結晶欠陥がエピタキシャル層内に発生する問題がある。従って、上記範囲の窒素と炭素を添加することによりウェーハの強度が向上できることが判る。このため、熱処理の実施によってウェーハの表層部のボロン濃度や酸素濃度を低下する本発明におけるウェーハにおけるの強度低下を、この窒素と炭素を添加することによりウェーハの強度を向上させ、熱処理によるウェーハ強度低下を解消させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明のエピタキシャルシリコンウェーハの製造工程を示す図である。
【図２】気相成長装置によりエピタキシャル膜を形成している状態を示す図である。
【図３】気相成長装置によりウェーハを熱処理している状態を示す図である。
【図４】気相成長装置に用いられる貫通孔が形成されたサセプターの平面図である。
【図５】そのサセプターの断面図である。
【図６】ＲＴＡ熱処理炉の構造を示す構成図である。
【図７】縦型熱処理炉の構造を示す構成図である。
【図８】図７のＢ−Ｂ線断面図である。
【符号の説明】
【００７０】
１０  エピタキシャルシリコンウェーハ
１１  シリコンウェーハ
１１ａ  バルク層
１１ｂ  表面表層部
１１ｃ  裏面表層部
１１ｄ  エッジ表層部
１２  エピタキシャル膜
２０  気相成長装置
２６  サセプター
２６ｃ  貫通孔
４０  ＲＴＡ熱処理炉
７０  縦型熱処理炉
【図１】
0005396737.tif 000004
【図２】
0005396737.tif 000005
【図３】
0005396737.tif 000006
【図４】
0005396737.tif 000007
【図５】
0005396737.tif 000008
【図６】
0005396737.tif 000009
【図７】
0005396737.tif 000010
【図８】
0005396737.tif 000011