【手続補正書】
【提出日】平成17年6月8日(2005.6.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  単結晶シリコンウエハであって、
中心軸、中心軸にほぼ垂直な前表面および後表面、周囲縁、および中心軸からウエハの周囲縁に延在する半径を有するシリコンウエハ基材であって、該後表面が、オキシドシールを有さず、化学蒸着工程誘発ハローを実質的に有さず、該シリコンウエハ基材がP型またはN型ドーパント原子を含んで成るシリコンウエハ基材；および
抵抗率が実質的に均一である、中心軸から周囲縁に半径方向に外向きに延在する軸対称領域を特徴とするシリコンウエハ基材の前表面上のエピタキシャルシリコン層であって、該軸対称領域の半径がシリコンウエハ基材の半径の少なくとも約80％であり、該エピタキシャルシリコン層がP型またはN型ドーパント原子を含んで成るエピタキシャルシリコン層；
を有して成る単結晶シリコンウエハ。
【請求項２】  前表面および後表面が鏡面光沢を有する請求項1に記載の単結晶シリコンウエハ。
【請求項３】  軸対称領域の抵抗率が約10％未満で変化する請求項1に記載の単結晶シリコンウエハ。
【請求項４】  軸対称領域の抵抗率が約2％未満で変化する請求項1に記載の単結晶シリコンウエハ。
【請求項５】  軸対称領域の半径が、シリコンウエハ基材の半径の少なくとも約90％である請求項1に記載の単結晶シリコンウエハ。
【請求項６】  軸対称領域の半径が、シリコンウエハ基材の半径の約100％である請求項1に記載の単結晶シリコンウエハ。
【請求項７】  エピタキシャルシリコン層が約0．1μm〜約200μmの厚みである請求項1に記載の単結晶シリコンウエハ。
【請求項８】  エピタキシャルシリコン層が約2μm〜約30μmの厚みである請求項1に記載の単結晶シリコンウエハ。
【請求項９】  エピタキシャルシリコン層が、エピタキシャルシリコン層の厚みの約1％未満である0．5mm x 0．5mmナノトポグラフィーによって特徴付けられる請求項７に記載の単結晶シリコンウエハ。
【請求項１０】  エピタキシャルシリコン層が、エピタキシャルシリコン層の厚みの約1％未満である2mm x 2mmナノトポグラフィーによって特徴付けられる請求項７に記載の単結晶シリコンウエハ。
【請求項１１】  エピタキシャルシリコン層が、エピタキシャルシリコン層の厚みの約3％未満である10mm x 10mmナノトポグラフィーによって特徴付けられる請求項７に記載の単結晶シリコンウエハ。
【請求項１２】  シリコンウエハ基材およびエピタキシャルシリコン層が、約100Ωcm〜約0．005Ωcmの電気抵抗率を有する請求項1に記載の単結晶シリコンウエハ。
【請求項１３】  シリコンウエハ基材が約0．01Ωcm〜約0．03Ωcmの電気抵抗率を有し、エピタキシャルシリコン層が約1Ωcm〜約20Ωcmの電気抵抗率を有する請求項1に記載の単結晶シリコンウエハ。
【請求項１４】  シリコンウエハ基材が約0．005Ωcm〜約0．01Ωcmの電気抵抗率を有し、エピタキシャルシリコン層が約1Ωcm〜約20Ωcmの電気抵抗率を有する請求項1に記載の単結晶シリコンウエハ。
【請求項１５】  シリコンウエハ基材が、
前表面と後表面の間の、前表面および後表面に平行な、中央面；
前表面から中央面に向かって少なくとも約10μmの距離D1で延在するウエハの領域を含んで成る前表面層；および
中央面から前表面層に延在するウエハの領域を含んで成るバルク層；
をさらに有して成り；シリコンウエハ基材が、
結晶格子空孔の不均一分布を有し、該分布において、（a）バルク層が、前表面層より高い結晶格子空孔濃度を有し、（b）結晶格子空孔が、中央面に、または中央面の近くに、結晶格子空孔のピーク濃度を有する濃度プロファイルを有し、（c）結晶格子空孔の濃度が、ピーク濃度の位置からウエハの前表面に向かってほぼ減少することを特徴とする；
請求項1に記載の単結晶シリコンウエハ。
【請求項１６】  D1が約50μm〜約100μmである請求項１５に記載の単結晶シリコンウエハ。
【請求項１７】  シリコンウエハ基材が、
前表面と後表面の間の、前表面および後表面に平行な、中央面；
前表面から中央面に向かって少なくとも約10μmの距離D1で延在するウエハの領域を含んで成る前表面層；および
中央面から前表面層に延在するウエハの領域を含んで成るバルク層；
をさらに有して成り；シリコンウエハ基材が、
酸素析出物の不均一分布を有し、該分布において、（a）バルク層が、前表面層より高い酸素析出物濃度を有し、（b）酸素析出物が、中央面に、または中央面の近くに、酸素析出物のピーク濃度を有する濃度プロファイルを有し、（c）酸素析出物の濃度が、ピーク濃度の位置からウエハの前表面に向かってほぼ減少することを特徴とする；
請求項1に記載の単結晶シリコンウエハ。
【請求項１８】  D1が約50μm〜約100μmである請求項１７に記載の単結晶シリコンウエハ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
図1を参照すると、単結晶シリコンウエハ1は、中心軸8、該中心軸にほぼ垂直な前表面3および後表面5、前表面と後表面の間の仮想中央面（仮想中心面）7、前表面3および後表面5に接合する周囲縁、ならびに中心軸から周囲縁2に延在する半径9を有するのが好ましいウエハ基材4を有して成る。後表面は、オキシドシールを有さない。シリコンウエハは一般にいくらかの全厚み変化（TTV）、歪みおよび湾曲を有するので、前表面上の全ての点と後表面上の全ての点の間の中心点は、厳密には平面にならないことに注意すべきである。しかし、実際には、全厚み変化、歪みおよび曲がりは一般に極めて少ないので、極めて近似的に、中心点は、前表面と後表面にほぼ等距離の仮想中央面になると言える。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
ウエハに1種類またはそれ以上のドーパントを含有させて、ウエハに種々の所望の特性を与えることができる。例えば、ウエハは、P型ウエハ（即ち、周期表の第3族からの元素、例えば、ホウ素、アルミニウム、ガリウムおよびインジウム、最も一般的にはホウ素でドーピングされたウエハ）、またはN型ウエハ（即ち、周期表の第5族からの元素、例えば、燐、ヒ素、アンチモン、最も一般的には燐でドーピングされたウエハ）であることができる。ウエハは、約100Ωcm〜約0．005Ωcmの抵抗率を有するP型ウエハであるのが好ましい。ホウ素をドーピングしたシリコンについては、前記の抵抗率値はそれぞれ約1.33x1014原子／cm3〜約2x1019原子／cm3のドーパント濃度に対応する。特に好ましい実施態様において、ウエハは、約20Ωcm〜約1Ωcmの抵抗率を有するP型ウエハ（一般にP−−シリコンと称される）である。他の特に好ましい実施態様において、ウエハは、約0．01Ωcm〜0．005Ωcmの抵抗率を有するP型ウエハ（一般にP＋＋−シリコンと称される）である。他の特に好ましい実施態様において、ウエハは、約0．03Ωcm〜0．01Ωcmの抵抗率を有するP型ウエハ（一般にP＋−シリコンと称される）である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
図3を参照すると、内環状棚13、および複数の孔を有する多孔表面14を有する有孔サセプター12の上面図が示されている。後表面ウエハハンドリングを有する反応器に使用される有孔サセプターは、多孔表面14上にウエハリフトピンホール23、24および25も必要とし、それらは、有孔サセプター12の下のリフトピン（図示せず）が、エピタキシャル蒸着工程の間および後に、シリコンウエハを有孔サセプター12に載せたり持ち上げたりすることを可能にする。縁リング27（図４を参照）は、有孔サセプター12の周囲を囲んで、シリコンウエハにおける温度均一性を確実にする。縁リング27は一般に、有孔サセプター12より約4cm〜約10cm大きい直径を有する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
図4を参照すると、本発明の有孔サセプター12を使用するエピタキシャル成長工程の間に使用されるエピタキシャル反応室30が示されている。有孔サセプター12は、回転支え31および32に取り付けられ、エピタキシャル蒸着工程の間に内環状棚13上のシリコンウエハ基材4を支える大きさおよび形態にされる。シリコンウエハ基材4は、有孔サセプター12の多孔表面14の穴15、16、17、18、19、20、21および22と間隔をあけた関係にある。リフトピンホール23は、リフトピン（図示せず）が、有孔サセプター12の多孔表面14を通ってシリコンウエハ基材4に接触できるようにし、それによって、エピタキシャル蒸着工程の前および後に、シリコンウエハ基材4を有孔サセプター12に載せたり持ち上げたりすることができる。エピタキシャル蒸着室30は、有孔サセプター12の上方および下方にそれぞれ配置された、エピタキシャル蒸着工程の間の加熱用の加熱灯配列33および34も有する。ガス入口35および36は、エピタキシャル蒸着工程の予備焼付け段階の間の清浄ガスの導入を可能にし、それによって、清浄ガスをシリコンウエハ基材4の上方および下方に導入して、シリコンウエハ基材4の前表面3および後表面5の自然オキシドの除去を向上させることができる。エピタキシャル成長段階の間に、ガス入口35は、シリコンウエハ基材4の上方を流れるシリコン含有源ガスを導入し、ガス入口36は、シリコンウエハ基材4の下方に水素または不活性ガスを導入して、シリコンウエハ基材4の後表面5をフラッシュし、外方拡散ドーパント原子が前表面に行かないようにする。図4に示すように、エピタキシャル蒸着室に導入されたガスは、シリコンウエハの前表面および後表面に平行に流れるのが好ましい（しかし、平行フローパターンは必要ではない）。そのようなフローパターンは、導入されたガスが、前表面に接触し、サセプター表面の穴を通ってサセプターを通過して、ウエハの後表面に接触することを可能にする。ガスは、シリコンウエハに平行に流れ、垂直に流れないので、シリコンウエハが、ウエハの縁と環状棚の縁の間に滲出するガスによって環状棚から持ち上げられて変形する可能性は、顕著に減少するかまたは除去される。ガス入口35および36から室30に導入されるガスは、出口37を通ってエピタキシャル蒸着室30から除去される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
1．ピン支え
開放形ウエハ支持デバイスの1つの実施態様は、Steag（登録商標）SHS3000迅速熱アニーラーに使用されるデバイスと同様に、回転支えから延在する少なくとも3つのピンを有して成り、該ピンは、ウエハの周囲縁の内側でウエハの後表面に接して、エピタキシャル成長工程の間にウエハを支える。図8を参照すると、本発明のピン支えを使用する、エピタキシャル成長工程の間に使用されるエピタキシャル反応室30が示されている。3つのピン70、71および72は、回転支え74に取り付けられ、エピタキシャル蒸着工程の間にシリコンウエハ基材4を支える大きさおよび形態にされる。エピタキシャル蒸着室30は、ウエハ基材4の上方および下方にそれぞれ配置された、エピタキシャル蒸着工程の間の加熱用の加熱灯配列33および34も有する。ガス入口35および36は、エピタキシャル蒸着工程の予備焼き付け段階の間の清浄ガスの導入を可能にし、それによって、清浄ガスがシリコンウエハ基材4の上方および下方に導入されて、シリコンウエハ基材4の前表面3および後表面5の自然オキシド除去を向上させる。エピタキシャル成長段階の間に、ガス入口35は、ウエハ基材4の上方を流れるシリコン含有源ガスを導入し、ガス入口36は、ウエハ基材4の下方に水素または不活性ガスを導入して、シリコンウエハ基材4の後表面5をフラッシュし、外方拡散ドーパント原子が前表面3に行かないようにする。エピタキシャル蒸着室30は、室仕切75および76も有して成り、パージガスからの蒸着ガスの分離を向上させる。エピタキシャル蒸着室30は、支柱78および79上に縁リング77も有して成り、ウエハ表面の温度均一性を向上させる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
I．固有（イントリンシック）ゲッタリング単結晶シリコンウエハ
前記のように、チョクラルスキー法を使用して製造したウエハは、約10ppm〜約18ppmの酸素濃度を有する。さらに、シリコンの融点（即ち、約1410℃）から、約750℃〜約350℃への、単結晶シリコンインゴットの冷却速度に依存して、酸素析出物核形成中心を形成しうる。電子デバイスの製造に一般に使用される熱処理サイクルも、酸素の過飽和状態のシリコンウエハにおいて、酸素の析出を生じうる。析出物は、ウエハにおける位置に依存して、有害にも有益にもなりうる。ウエハの活性デバイス領域（即ち、一般に表面付近）に存在する酸素析出物は、デバイスの性能を損なう。しかし、ウエハのバルクに存在する酸素析出物は、ウエハと接触する好ましくない金属不純物を捕捉することができる。金属を捕捉するために、ウエハのバルクに存在する酸素析出物を使用することは、一般に内部または固有ゲッタリング（IG）と称される。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
歴史的に、電子デバイスの製造工程は、酸素析出物を含有しないウエハの表面に近い領域（一般に、「デニューデッドゾーン（露出領域）」または「析出物不含領域」と称される）、およびIGの目的に充分な数の酸素析出物を含有するウエハの残りの部分（即ち、ウエハバルク）を有するシリコンウエハを製造するように設計された一連の段階を含む。露出領域は、例えば、（a）不活性ガス中、少なくとも約4時間にわたる高温（＞1100℃）での酸素外方拡散熱処理、（b）低温（600℃〜750℃）での酸素析出物核形成、および（c）高温（1000℃〜1150℃）での酸素（SiO2）析出物の成長のような、高−低−高の熱順序において形成される。例えば、F．  Shimura，  Semiconductor  Silicon  Crystal  Technology，  p．361−367（Academic  Press，  Inc．，  San  Diego  CA，  1989）（およびそれに引用されている文献）を参照。
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2003532612.tif 000001
【手続補正１０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2003532612.tif 000002
【手続補正１１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
2003532612.tif 000003