(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
気相成長装置のチャンバー内に導入するガスの金属汚染を評価する方法であって、
前記気相成長装置のチャンバー内にシリコン単結晶基板を配置し、前記チャンバー内に評価対象のガスとしてエッチングガス又は気相成長のための原料ガスを導入することで前記シリコン単結晶基板を前記評価対象のガスに暴露し、その後、前記チャンバー内から前記評価対象のガスを排出し、前記チャンバー内で前記シリコン単結晶基板を熱処理し、該熱処理したシリコン単結晶基板のウェーハライフタイムを測定して、該ウェーハライフタイムの測定結果を基に前記評価対象のガスの金属汚染を評価することを特徴とするガスの金属汚染評価方法。
【請求項２】
前記シリコン単結晶基板を前記評価対象のガスに暴露する時間を、５〜３０分とすることを特徴とする請求項１に記載のガスの金属汚染評価方法。
【請求項３】
前記熱処理の温度範囲を、１０５０〜１１５０℃とすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のガスの金属汚染評価方法。
【請求項４】
前記熱処理の時間範囲を、１〜１０分とすることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のガスの金属汚染評価方法。
【請求項５】
前記熱処理の雰囲気を、Ｈ２ガス雰囲気又は不活性ガス雰囲気とすることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のガスの金属汚染評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、シリコンエピタキシャルウェーハを製造する際に気相成長装置内に導入されるガスの金属汚染評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤやＣＩＳなどの撮像素子用基板として使用されるシリコンエピタキシャルウェーハは、気相成長装置を用いてシリコン単結晶基板上に単結晶薄膜（エピタキシャル層）を形成したものである。
このようなシリコンエピタキシャルウェーハを製造する際に気相成長装置内に導入されるガスとして、シリコン単結晶基板上への気相成長時に使用する原料ガスや、気相成長装置内のドライクリーニングを行う際に使用するエッチングガスがある。
【０００３】
これら気相成長装置内に導入されるガスの金属汚染は、ガスメーカーでのガス中の不純物分析では検出下限以下となってしまい、金属汚染評価ができない。
このようなガス中の不純物分析は、例えば、特許文献１に記載されているようなサンプリング容器を用いて不純物分析を行うことができる。しかし、回収液の分析をＩＣＰ−ＭＳ等により行うため、手間がかかってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１４８１５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
また、ガスの金属汚染を評価するときに比較的感度の高い方法として、清浄度の高い気相成長装置のチャンバー内に設置したシリコン単結晶基板を原料ガスに暴露し、基板の表面の金属汚染を評価することによって、当該原料ガスの金属汚染の評価を行う方法がある。
しかし、原料ガスへの暴露を行って、金属汚染の評価が可能になる量の不純物を付着させるためには、かなりの時間を必要としてしまう。さらに、基板の表面の金属汚染を評価するには汚染を酸で回収しなければならず、時間と手間がかかってしまう。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、気相成長装置に導入されるガスの金属汚染評価を効率的に短時間で実施できる方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、気相成長装置のチャンバー内に導入するガスの金属汚染を評価する方法であって、前記気相成長装置のチャンバー内にシリコン単結晶基板を配置し、前記チャンバー内に評価対象のガスを導入することで前記シリコン単結晶基板を前記評価対象のガスに暴露し、その後、前記チャンバー内で前記シリコン単結晶基板を熱処理し、該熱処理したシリコン単結晶基板のウェーハライフタイムを測定して、該ウェーハライフタイムの測定結果を基に前記評価対象のガスの金属汚染を評価することを特徴とするガスの金属汚染評価方法を提供する。
【０００８】
このような方法であれば、ガスの暴露後に熱処理することで表面に付着した金属不純物をシリコン単結晶基板内に拡散させ、ウェーハライフタイムで金属汚染評価が可能である。このため、ガス暴露のための時間が短くでき、さらにウェーハライフタイム測定により効率的に精度良く金属汚染の評価をすることができる。従って、汚染のないシリコンエピタキシャルウェーハの製造歩留まりを向上させることができる。
【０００９】
このとき、前記評価対象のガスを、エッチングガス又は気相成長のための原料ガスとすることが好ましい。
このようなガスは、製造されるシリコンエピタキシャルウェーハの汚染に大きく影響するため、本発明で評価することで、シリコンエピタキシャルウェーハの汚染を効果的に抑制することができる。
【００１０】
このとき、前記シリコン単結晶基板を前記評価対象のガスに暴露する時間を、５〜３０分とすることが好ましい。
このような暴露時間であれば、短時間であり、より精度良く、効率的な金属汚染評価を実施することができる。
【００１１】
このとき、前記熱処理の温度範囲を、１０５０〜１１５０℃とすることが好ましい。
このような温度範囲の熱処理であれば、基板の表面に付着した金属不純物を十分に内部に拡散させることができ、より精度良く効率的に評価することができる。
【００１２】
このとき、前記熱処理の時間範囲を、１〜１０分とすることが好ましい。
このような時間で熱処理を行うことで、基板の表面の金属不純物を確実に内部に拡散させることができ、より精度良く評価することができる。
【００１３】
このとき、前記熱処理の雰囲気を、Ｈ２ガス雰囲気又は不活性ガス雰囲気とすることが好ましい。
本発明において、このような雰囲気で熱処理を行って、評価することができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明によれば、気相成長装置のチャンバー内に導入されるガスの金属汚染評価を短時間で精度良く実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のガスの金属汚染評価方法で用いることができる気相成長装置の一例を示す概略図である。
【図２】（ａ）実施例と（ｂ）比較例におけるガスの金属汚染評価のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明について、実施態様の一例として、図を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１７】
本発明の評価方法では、図１に示すような例えば枚葉式の気相成長装置を用いることができる。
図１の気相成長装置１は、搬送ロボット６が配置された搬送室７の周りに、サセプタ４，５が配置された気相成長のためのチャンバー２，３と、シリコン単結晶基板１２，１３を収納可能なカセット８，９が配置されたロードロック室１０，１１と、基板を冷却するためのクーリングチャンバー１４とが接続されている。また、搬送室７とロードロック室１０，１１、チャンバー２，３との間には開閉するゲートバルブ１５，１６が設けられている。
【００１８】
本発明は、気相成長装置１のチャンバー２，３内に導入するガスの金属汚染を評価する方法であって、気相成長装置１のチャンバー２，３内にシリコン単結晶基板１２，１３を配置し、チャンバー２，３内に評価対象のガスを導入することでシリコン単結晶基板１２，１３を評価対象のガスに暴露し、その後、チャンバー２，３内でシリコン単結晶基板１２，１３を熱処理し、該熱処理したシリコン単結晶基板１２，１３のウェーハライフタイムを測定して、該ウェーハライフタイムの測定結果を基に評価対象のガスの金属汚染を評価する。
【００１９】
このような本発明により評価することができるガスとしては、シリコンエピタキシャルウェーハの製造において気相成長装置のチャンバー内に導入されるガスであれば、特に限定されず、装置内のドライクリーニングの際に使用するＨＣｌ等のエッチングガスや、気相成長のためのトリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ３）等の原料ガスとすることができる。
これらのガスは、気相成長される基板の汚染に特に影響するため、本発明で評価することで、確実にシリコンエピタキシャルウェーハの汚染を防止することができる。また、この他、水素ガス（キャリアガス）やドーパントガスの評価も可能である。
【００２０】
このとき、ガスに暴露する時間を５〜３０分とすることが好ましい。
このような時間で暴露すれば、本発明において十分に評価することができる量の金属不純物を基板の表面に付着させることができ、高精度に評価することができる。基板の表面に付着した金属汚染をＩＣＰ−ＭＳ等で検出可能な程度まで暴露する方法に比べ、本発明であれば上記のような短時間の暴露でも評価可能である。
【００２１】
このとき、暴露後の熱処理の条件としては、基板の表面の金属不純物を内部に拡散させることができる条件であれば特に限定されないが、熱処理の温度範囲を１０５０〜１１５０℃、時間範囲を１〜１０分とすることが好ましい。
このような条件であれば、ウェーハライフタイムによる評価が確実に実施できる程度にまで不純物を拡散させることができ、より精度良く評価することができる。
【００２２】
このような暴露後の拡散のための熱処理では、例えば、基板を評価対象のガスに所定時間暴露した後、チャンバー内から当該評価対象のガスを排出して、Ｈ２ガス雰囲気又は不活性ガス雰囲気に置換し、当該雰囲気で熱処理を行うことで、基板の表面の金属不純物を内部に拡散させることができる。
ガスの暴露と熱処理は同一の気相成長装置のチャンバー内で行うことで、評価対象のガス以外からの汚染を防止して、精度良く評価を行うことができる。また、用いる気相成長装置についても、高清浄度のものが評価の精度の点で好ましい。
【００２３】
ウェーハライフタイムの測定には、ウェーハライフタイムスキャナーを用いて評価することができる。
ウェーハライフタイムの測定は、比較的短時間で実施可能であるため、簡便に効率良く評価することができる。
【００２４】
このようなウェーハライフタイムの測定結果によって、基板の汚染を調べ、当該基板の汚染によって評価対象ガスの汚染を間接的に評価することができる。
以上のような本発明の評価方法であれば、気相成長装置に導入されるガスの金属汚染評価を短時間で精度良く行うことができ、シリコンエピタキシャルウェーハの汚染の低減、歩留まりの向上に資することが可能である。
【実施例】
【００２５】
以下、実施例及び比較例を示して本発明をより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。
（実施例）
図２（ａ）に示すフローで原料ガスの金属汚染評価を行った。
まず、図１に示す気相成長装置を用いて、シリコン単結晶基板をチャンバー内のサセプタに載置し、当該チャンバー内に原料ガスを導入して、シリコン単結晶基板を１０分間原料ガスに暴露した。
【００２６】
その後、チャンバー内を水素ガス雰囲気にして１１００℃で１０分間熱処理し、当該基板のライフタイムを、ライフタイムスキャナーとして日本セミラボ（株）製ＷＴ−２０００を用いて測定した（３０分）。そして、測定結果を基に原料ガスの金属汚染評価を行った。
【００２７】
（比較例）
図２（ｂ）に示すフローで原料ガスの金属汚染評価を行った。
まず、図１に示す気相成長装置を用いて、シリコン単結晶基板をチャンバー内のサセプタに載置し、当該チャンバー内に原料ガスを導入して、ＩＣＰ−ＭＳにより分析可能な程度まで不純物を基板の表面に付着させるために、シリコン単結晶基板を１時間原料ガスに暴露した。
【００２８】
その後、基板の表面の金属不純物を薬液により回収して（２時間）、ＩＣＰ−ＭＳにより汚染量を測定した（１時間）。そして、測定結果を基に原料ガスの金属汚染評価を行った。
【００２９】
図２（ａ）（ｂ）に示すように、比較例では評価に合計４時間かかったが、実施例では評価に合計５０分と、非常に短時間でガスの金属汚染評価を実施できた。
【００３０】
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、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。
【符号の説明】
【００３１】
１…気相成長装置、  ２、３…チャンバー、  ４、５…サセプタ、
６…搬送ロボット、  ７…搬送室、  ８、９…カセット、
１０、１１…ロードロック室、  １２、１３…シリコン単結晶基板、
１４…クーリングチャンバー、  １５、１６…ゲートバルブ。
【図１】
0005799845.tif 000002
【図２】
0005799845.tif 000003