JP2001203209A - エピタキシャル層を有する半導体ウェハの製造方法 - Google Patents
エピタキシャル層を有する半導体ウェハの製造方法Info
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 後続の熱処理中に最適化された酸素析出特性
を示す、ランプ炉内でエピタキシャル層を被覆した半導
体ウェハを製造する方法を提供する。 【解決手段】 全面的にサセプタに搭載する半導体ウェ
ハをエピタキシャル層の堆積後に機械的にサセプタから
分離し、引き続き加熱出力を、＞２５℃／秒の冷却速度
が生じるまで低下させる。
を示す、ランプ炉内でエピタキシャル層を被覆した半導
体ウェハを製造する方法を提供する。 【解決手段】 全面的にサセプタに搭載する半導体ウェ
ハをエピタキシャル層の堆積後に機械的にサセプタから
分離し、引き続き加熱出力を、＞２５℃／秒の冷却速度
が生じるまで低下させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】後続の熱処理中に最適化され
た酸素析出特性を示すランプ炉内でエピタキシャル層を
エピタキシャル層を被覆した半導体ウェハを製造する方
法に関する。
た酸素析出特性を示すランプ炉内でエピタキシャル層を
エピタキシャル層を被覆した半導体ウェハを製造する方
法に関する。
【０００２】半導体構成素子が搭載される成長した単結
晶層、即ちいわゆるエピタキシーもしくはエピタキシャ
ル成長層を有する単結晶、例えばシリコン層を有するシ
リコンウェハは、均質材料からなる半導体ウェハに対し
てある一定の利点を有する。例えば、エピタキシャル成
長した表面はポリッシングした表面に比較して、例えば
いわゆるＣＯＰ（crystal originated particle）であ
る欠陥密度が低く、このことは一般に完全な半導体構成
素子のより高い収率をもたらす。さらに、エピタキシャ
ル層は、注目に値する酸素含量を有せずかつ異種原子が
ドープされていてもい。
晶層、即ちいわゆるエピタキシーもしくはエピタキシャ
ル成長層を有する単結晶、例えばシリコン層を有するシ
リコンウェハは、均質材料からなる半導体ウェハに対し
てある一定の利点を有する。例えば、エピタキシャル成
長した表面はポリッシングした表面に比較して、例えば
いわゆるＣＯＰ（crystal originated particle）であ
る欠陥密度が低く、このことは一般に完全な半導体構成
素子のより高い収率をもたらす。さらに、エピタキシャ
ル層は、注目に値する酸素含量を有せずかつ異種原子が
ドープされていてもい。
【０００３】全ての被覆もしくは堆積プロセス中に、半
導体ウェハはまず加熱源により、好ましくは上方及び下
方加熱源、例えばランプ又はランプバンクにより加熱さ
れ、かつ引き続きソースガス、キャリヤガス及び場合に
よりドーピングガスからなるガス混合物に曝される。被
覆及び堆積は、例えばＥＰ０７１４９９８Ａ２に記載さ
れているような堆積室内のランプ炉により行われる。被
覆のために、半導体ウェハは、堆積チャンバの内部にあ
るサセプタのフライス加工部に手動で又は自動的に挿入
される。その際、半導体ウェハは全面的にサセプタに搭
載される、このことは半導体ウェハの均等な加熱を保証
する。さらに、一般にエピタキシャル層が堆積されない
ウェハの背面はソースガスから保護される。従来の技術
によれば、堆積チャンバは単数又は複数の半導体ウェハ
のために構成されている。サセプタの大きい熱量（ther
mische Masse）により、半導体ウェハは被覆後に、たと
え加熱出力をゼロに低下させたとしても、緩慢に冷却さ
れるに過ぎない。堆積プロセスは、１０７０〜１１５０
℃の範囲内で実施される。この場合、冷却速度はサセプ
タの大きな熱量に基づき一般に１５℃／秒未満である。
このような熱履歴は、後続に熱処理中に、例えば７８０
℃の温度で３時間及び１０００℃の温度で１６時間で、
極めて少ない酸素析出を示す。
導体ウェハはまず加熱源により、好ましくは上方及び下
方加熱源、例えばランプ又はランプバンクにより加熱さ
れ、かつ引き続きソースガス、キャリヤガス及び場合に
よりドーピングガスからなるガス混合物に曝される。被
覆及び堆積は、例えばＥＰ０７１４９９８Ａ２に記載さ
れているような堆積室内のランプ炉により行われる。被
覆のために、半導体ウェハは、堆積チャンバの内部にあ
るサセプタのフライス加工部に手動で又は自動的に挿入
される。その際、半導体ウェハは全面的にサセプタに搭
載される、このことは半導体ウェハの均等な加熱を保証
する。さらに、一般にエピタキシャル層が堆積されない
ウェハの背面はソースガスから保護される。従来の技術
によれば、堆積チャンバは単数又は複数の半導体ウェハ
のために構成されている。サセプタの大きい熱量（ther
mische Masse）により、半導体ウェハは被覆後に、たと
え加熱出力をゼロに低下させたとしても、緩慢に冷却さ
れるに過ぎない。堆積プロセスは、１０７０〜１１５０
℃の範囲内で実施される。この場合、冷却速度はサセプ
タの大きな熱量に基づき一般に１５℃／秒未満である。
このような熱履歴は、後続に熱処理中に、例えば７８０
℃の温度で３時間及び１０００℃の温度で１６時間で、
極めて少ない酸素析出を示す。
【０００４】ＷＯ９８／３８６７５には、理想的酸素析
出を有する半導体ウェハ及び該半導体ウェハの製造方法
が記載されている。この場合には、理想的酸素析出と
は、半導体ウェハの表面に近い範囲内のバルクとミニマ
（Minima）において最大を有する酸素析出の濃度プロフ
ィールと解される。
出を有する半導体ウェハ及び該半導体ウェハの製造方法
が記載されている。この場合には、理想的酸素析出と
は、半導体ウェハの表面に近い範囲内のバルクとミニマ
（Minima）において最大を有する酸素析出の濃度プロフ
ィールと解される。
【０００５】このような酸素析出を有する半導体ウェハ
の製造は、ＷＯ９８／３８６７５によれば＞１１７５℃
の温度で行われかつ引き続いての冷却速度の制御は好ま
しくは＞５０℃／秒である。この熱処理は、好ましくは
ランプ炉（Rapid Thermal Annealer, ＲＴＡ）で実施さ
れる。次いで、例えば７８０℃の温度で３時間及び１０
００℃の温度で１６時間の後続熱処理中に、前記の濃度
プロフィールを有する酸素の析出が行われる。
の製造は、ＷＯ９８／３８６７５によれば＞１１７５℃
の温度で行われかつ引き続いての冷却速度の制御は好ま
しくは＞５０℃／秒である。この熱処理は、好ましくは
ランプ炉（Rapid Thermal Annealer, ＲＴＡ）で実施さ
れる。次いで、例えば７８０℃の温度で３時間及び１０
００℃の温度で１６時間の後続熱処理中に、前記の濃度
プロフィールを有する酸素の析出が行われる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、後続
の熱処理中に最適化された酸素析出特性を示す、ランプ
炉内でエピタキシャル層を堆積した半導体ウェハを製造
する方法を提供することであった。
の熱処理中に最適化された酸素析出特性を示す、ランプ
炉内でエピタキシャル層を堆積した半導体ウェハを製造
する方法を提供することであった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記課題は、後続の熱処
理中に最適化された酸素析出特性を示す、ランプ炉内で
エピタキシャル層を被覆した半導体ウェハを製造する方
法により解決され、該方法は、全面的にサセプタに搭載
する半導体ウェハをエピタキシャル層の堆積後に機械的
にサセプタから分離し、引き続き加熱出力を、＞２５℃
／秒の冷却速度が生じるまで低下させることを特徴とす
る。
理中に最適化された酸素析出特性を示す、ランプ炉内で
エピタキシャル層を被覆した半導体ウェハを製造する方
法により解決され、該方法は、全面的にサセプタに搭載
する半導体ウェハをエピタキシャル層の堆積後に機械的
にサセプタから分離し、引き続き加熱出力を、＞２５℃
／秒の冷却速度が生じるまで低下させることを特徴とす
る。
【０００８】本発明によれば、半導体ウェハを＞１１５
０℃に加熱した後に、後続の熱処理中に最適化された酸
素析出特性を示す半導体ウェハを生じる、＞２５℃／秒
の冷却速度を保証するために、機械的にサセプタから分
離しなければならない。エピタキシャル層の堆積を＜１
１５０℃の温度で実施する場合には、サセプタからの機
械的分離の前又は後に＞１１５０℃への半導体ウェハの
付加的な加熱を行う。この場合、半導体ウェハを＜１１
５０℃の温度に好ましくは１〜６０秒、特に好ましくは
５〜２５秒間加熱する。
０℃に加熱した後に、後続の熱処理中に最適化された酸
素析出特性を示す半導体ウェハを生じる、＞２５℃／秒
の冷却速度を保証するために、機械的にサセプタから分
離しなければならない。エピタキシャル層の堆積を＜１
１５０℃の温度で実施する場合には、サセプタからの機
械的分離の前又は後に＞１１５０℃への半導体ウェハの
付加的な加熱を行う。この場合、半導体ウェハを＜１１
５０℃の温度に好ましくは１〜６０秒、特に好ましくは
５〜２５秒間加熱する。
【０００９】従って、本発明の課題はまた、後続の熱処
理中に最適化された酸素析出特性を示す、ランプ炉内で
エピタキシャル層を被覆した半導体ウェハを製造する方
法において解決され、該方法は、全面的にサセプタに搭
載する半導体ウェハをエピタキシャル層の堆積後に機械
的にサセプタから分離し、＞１１５０℃の温度に加熱
し、引き続き加熱出力を、＞２５℃／秒の冷却速度が生
じるまで低下させることを特徴とする。
理中に最適化された酸素析出特性を示す、ランプ炉内で
エピタキシャル層を被覆した半導体ウェハを製造する方
法において解決され、該方法は、全面的にサセプタに搭
載する半導体ウェハをエピタキシャル層の堆積後に機械
的にサセプタから分離し、＞１１５０℃の温度に加熱
し、引き続き加熱出力を、＞２５℃／秒の冷却速度が生
じるまで低下させることを特徴とする。
【００１０】本発明の課題はまた、後続の熱処理中に最
適化された酸素析出特性を示す、ランプ炉内でエピタキ
シャル層を被覆した半導体ウェハを製造する方法により
解決され、該方法は、全面的にサセプタに搭載する半導
体ウェハをエピタキシャル層の堆積後に＞１１５０℃の
温度に加熱し、機械的にサセプタから分離し、引き続き
加熱出力を、＞２５℃／秒の冷却速度が生じるまで低下
させることを特徴とする。
適化された酸素析出特性を示す、ランプ炉内でエピタキ
シャル層を被覆した半導体ウェハを製造する方法により
解決され、該方法は、全面的にサセプタに搭載する半導
体ウェハをエピタキシャル層の堆積後に＞１１５０℃の
温度に加熱し、機械的にサセプタから分離し、引き続き
加熱出力を、＞２５℃／秒の冷却速度が生じるまで低下
させることを特徴とする。
【００１１】本発明によれば、サセプタからの半導体ウ
ェハの機械的分離はウェハの急速な加熱及び急速な冷却
を保証する。
ェハの機械的分離はウェハの急速な加熱及び急速な冷却
を保証する。
【００１２】使用されるソースガス、ドーピングガス及
び洗浄ガス、及び堆積プロトコル、即ち処理時間、プロ
セスステップの順序並びにエピタキシャル層の成長中の
温度関係並びに堆積速度は、本発明の対象ではないかつ
当業者には、例えば“Epitaxial Technology, Ed. Jaya
nt, Academic Press Inc. Orlando, Florida; 1986”か
ら公知である。
び洗浄ガス、及び堆積プロトコル、即ち処理時間、プロ
セスステップの順序並びにエピタキシャル層の成長中の
温度関係並びに堆積速度は、本発明の対象ではないかつ
当業者には、例えば“Epitaxial Technology, Ed. Jaya
nt, Academic Press Inc. Orlando, Florida; 1986”か
ら公知である。
【００１３】エピタキシャル被覆を実施する前に、半導
体ウェハをランプ炉内で還元性ガス雰囲気内で１１５０
〜１３００℃の温度で１〜６０秒間熱処理することがで
きる。該ガス雰囲気は、好ましくは水素１０〜８０体積
％を有する好ましくはアルゴン及び水素を含む。熱処理
は半導体ウェハの表面上のＣＯＰ密度を低下させ、そう
して結晶欠陥の発生を抑制する。
体ウェハをランプ炉内で還元性ガス雰囲気内で１１５０
〜１３００℃の温度で１〜６０秒間熱処理することがで
きる。該ガス雰囲気は、好ましくは水素１０〜８０体積
％を有する好ましくはアルゴン及び水素を含む。熱処理
は半導体ウェハの表面上のＣＯＰ密度を低下させ、そう
して結晶欠陥の発生を抑制する。
【００１４】エピタキシャル被覆の実施後に、半導体ウ
ェハは疎水性表面を有しかつこの形で本発明による方法
で処理することができる。しかし、本発明の範囲内では
強制的に必要ではないが、ウェハ表面を親水性にする、
即ち例えば酸化作用するガス、例えばオゾンで処理する
ことにより薄い酸化物層で被覆することが可能である。
ェハは疎水性表面を有しかつこの形で本発明による方法
で処理することができる。しかし、本発明の範囲内では
強制的に必要ではないが、ウェハ表面を親水性にする、
即ち例えば酸化作用するガス、例えばオゾンで処理する
ことにより薄い酸化物層で被覆することが可能である。
【００１５】エピタキシャル層の堆積及び／又は酸化処
理後に、なお存在するソースガス、キャリヤガス又は酸
化作用ガスを追出するために、ランプ炉、特に堆積チャ
ンバを不活性洗浄ガス、例えば窒素で洗浄する。次い
で、堆積チャンバを不活性ガス雰囲気下に置く。ガス雰
囲気は、好ましくは、水素、アルゴン、窒素及びこれら
のガスの任意の混合物を包含するガスの群から選択す
る。特に好ましくは、該ガス雰囲気はアルゴン及び水素
１０〜７０体積％を含む。堆積チャンバの洗浄は、サセ
プタからの機械的分離の前又は後に行う。
理後に、なお存在するソースガス、キャリヤガス又は酸
化作用ガスを追出するために、ランプ炉、特に堆積チャ
ンバを不活性洗浄ガス、例えば窒素で洗浄する。次い
で、堆積チャンバを不活性ガス雰囲気下に置く。ガス雰
囲気は、好ましくは、水素、アルゴン、窒素及びこれら
のガスの任意の混合物を包含するガスの群から選択す
る。特に好ましくは、該ガス雰囲気はアルゴン及び水素
１０〜７０体積％を含む。堆積チャンバの洗浄は、サセ
プタからの機械的分離の前又は後に行う。
【００１６】サセプタからの半導体ウェハの機械的分離
（＞１１５０℃の温度への加熱前又は後）は、サセプタ
を降下させるか又はサセプタを持ち上げることにより行
う。静止サセプタを使用する場合には、サセプタを持ち
上げることによりウェハを分離する。これは例えばサセ
プタの貫通孔内を半導体ウェハの背面方向に案内される
ピン支持台（Pin-Auflage）により行う。可動サセプタ
の場合には、サセプタを降下させることによりウェハを
サセプタから分離し、一方ウェハ自体はピン支持台上に
静止する。ピン支持台はウェハを汚染しない耐熱性材
料、例えば石英ガラス、酸化アルミニウム、炭化窒素又
はシリコンからなり、好ましくは小さい支持面及び小さ
い熱量を有する。
（＞１１５０℃の温度への加熱前又は後）は、サセプタ
を降下させるか又はサセプタを持ち上げることにより行
う。静止サセプタを使用する場合には、サセプタを持ち
上げることによりウェハを分離する。これは例えばサセ
プタの貫通孔内を半導体ウェハの背面方向に案内される
ピン支持台（Pin-Auflage）により行う。可動サセプタ
の場合には、サセプタを降下させることによりウェハを
サセプタから分離し、一方ウェハ自体はピン支持台上に
静止する。ピン支持台はウェハを汚染しない耐熱性材
料、例えば石英ガラス、酸化アルミニウム、炭化窒素又
はシリコンからなり、好ましくは小さい支持面及び小さ
い熱量を有する。
【００１７】特に、エピタキシャル層の堆積を＜１１５
０℃で実施した場合には、ウェハを前記の不活性ガス雰
囲気内でランプを用いて、好ましくは上方及び下方ラン
プ又はランプバンクを用いて＞１１５０℃の温度に少な
くとも１秒間加熱する。この場合、ウェハはサセプタに
載っているか又は既にサセプタから機械的に分離されか
つ例えばピン支持台に載っている。
０℃で実施した場合には、ウェハを前記の不活性ガス雰
囲気内でランプを用いて、好ましくは上方及び下方ラン
プ又はランプバンクを用いて＞１１５０℃の温度に少な
くとも１秒間加熱する。この場合、ウェハはサセプタに
載っているか又は既にサセプタから機械的に分離されか
つ例えばピン支持台に載っている。
【００１８】＞１１５０℃の温度でエピタキシャル層を
堆積させた後又は半導体ウェハを＞１１５０℃の温度に
加熱した後に、加熱出力を、半導体ウェハが急速に好ま
しくは９５０℃、特に好ましくは８５０℃の温度に冷却
するまで低下させる。エピタキシャル層の堆積又は半導
体ウェハの加熱後の冷却速度は、９５０℃まで、好まし
くは８５０℃までの温度範囲内で好ましくは１０℃／秒
〜２００℃／秒、特に好ましくは２０℃／秒〜１５０℃
／秒及び特に３０℃／秒〜１００℃／秒である。
堆積させた後又は半導体ウェハを＞１１５０℃の温度に
加熱した後に、加熱出力を、半導体ウェハが急速に好ま
しくは９５０℃、特に好ましくは８５０℃の温度に冷却
するまで低下させる。エピタキシャル層の堆積又は半導
体ウェハの加熱後の冷却速度は、９５０℃まで、好まし
くは８５０℃までの温度範囲内で好ましくは１０℃／秒
〜２００℃／秒、特に好ましくは２０℃／秒〜１５０℃
／秒及び特に３０℃／秒〜１００℃／秒である。
【００１９】３０℃／秒〜１００℃／秒の速度は、ラン
プ又はランプバンクを遮断する、即ち加熱出力をゼロに
低下させることにより達成される。＞１００℃／秒への
冷却速度の上昇は、ランプ炉を不活性ガス、例えば窒
素、アルゴン、ヘリウム又はこれらのガスの混合物で洗
浄することにより達成される。
プ又はランプバンクを遮断する、即ち加熱出力をゼロに
低下させることにより達成される。＞１００℃／秒への
冷却速度の上昇は、ランプ炉を不活性ガス、例えば窒
素、アルゴン、ヘリウム又はこれらのガスの混合物で洗
浄することにより達成される。
【００２０】可動サセプタからの半導体ウェハの機械的
分離は、半導体ウェハの前面及び背面からの空間的分離
を可能にするので、背面を前面とは別のガスで洗浄する
ことができる（図１に示されている）。好ましくは、析
出における変化、特に析出密度を上昇させるために、半
導体ウェハの背面を洗浄する。
分離は、半導体ウェハの前面及び背面からの空間的分離
を可能にするので、背面を前面とは別のガスで洗浄する
ことができる（図１に示されている）。好ましくは、析
出における変化、特に析出密度を上昇させるために、半
導体ウェハの背面を洗浄する。
【００２１】半導体ウェハが少なくとも８００℃の温度
に冷却された後に、該半導体ウェハをランプ炉から自動
的に又は手動で取り出す。このエピタキシャル層が被覆
された半導体ウェハは、後続の熱処理中に最適化された
酸素析出特性を示す。後続の熱処理は、従来の技術に基
づく直立型炉又は水平型炉内で例えば７８０℃の温度で
３時間及び１０００℃の温度で１６時間行う。
に冷却された後に、該半導体ウェハをランプ炉から自動
的に又は手動で取り出す。このエピタキシャル層が被覆
された半導体ウェハは、後続の熱処理中に最適化された
酸素析出特性を示す。後続の熱処理は、従来の技術に基
づく直立型炉又は水平型炉内で例えば７８０℃の温度で
３時間及び１０００℃の温度で１６時間行う。
【００２２】
【実施例】図１ａ，ｂ，２ａ及びｂには、半導体ウェハ
がエピタキシャル被覆を実施する間に全面的に搭載され
るサセプタから半導体ウェハを機械的に分離する装置が
２つの好ましい実施例で示されている。さらに、本発明
による方法を実施するために適当である上方チャンバ及
び下方チャンバを有するランプ炉の構造が図式的に示さ
れている。
がエピタキシャル被覆を実施する間に全面的に搭載され
るサセプタから半導体ウェハを機械的に分離する装置が
２つの好ましい実施例で示されている。さらに、本発明
による方法を実施するために適当である上方チャンバ及
び下方チャンバを有するランプ炉の構造が図式的に示さ
れている。
【００２３】図１ａ及び図２ａに示されたエピタキシャ
ル被覆を実施している間に、ランプ炉の堆積チャンバ１
を加熱素子２，３により加熱する。この場合、半導体ウ
ェハ４はサセプタ５に全面的に搭載されている。ソース
ガス、キャリヤガス及び／又はドーピングガスの流入
は、ガス供給導管７及び８を介して行い、ガス排出はガ
ス排出導管９，１０を介して行う。ピン支持台１１はサ
セプタ内の貫通孔に挿入されている。これらはウェハ４
には接触しない。エピタキシャル被覆の実施後に、好ま
しくは両者のチャンバを洗浄しかつ不活性ガス雰囲気下
に置く。
ル被覆を実施している間に、ランプ炉の堆積チャンバ１
を加熱素子２，３により加熱する。この場合、半導体ウ
ェハ４はサセプタ５に全面的に搭載されている。ソース
ガス、キャリヤガス及び／又はドーピングガスの流入
は、ガス供給導管７及び８を介して行い、ガス排出はガ
ス排出導管９，１０を介して行う。ピン支持台１１はサ
セプタ内の貫通孔に挿入されている。これらはウェハ４
には接触しない。エピタキシャル被覆の実施後に、好ま
しくは両者のチャンバを洗浄しかつ不活性ガス雰囲気下
に置く。
【００２４】ウェハを可動サセプタの降下によりサセプ
タから分離し、一方ウェハは静止ピン支持台に載る（図
１ｂに示されている）。
タから分離し、一方ウェハは静止ピン支持台に載る（図
１ｂに示されている）。
【００２５】図２ｂは、ウェハの持ち上げによる静止サ
セプタからの半導体ウェハの機械的分離を示す。この分
離は、例えばサセプタを貫通する孔内を半導体ウェハの
背面方向に案内されるピン支持台により行う。
セプタからの半導体ウェハの機械的分離を示す。この分
離は、例えばサセプタを貫通する孔内を半導体ウェハの
背面方向に案内されるピン支持台により行う。
【００２６】エピタキシャル層の堆積を＜１１５０℃の
温度で実施する場合には、＞１１５０℃の温度への半導
体ウェハの加熱はサセプタからの機械的分離の前又は後
に行う。
温度で実施する場合には、＞１１５０℃の温度への半導
体ウェハの加熱はサセプタからの機械的分離の前又は後
に行う。
【００２７】加熱素子２，３により＞１１５０℃の温度
に少なくとも１秒間加熱した後に、加熱出力を、半導体
ウェハが急速に少なくとも９５０℃の温度に冷却される
まで低下させる。冷却中には、半導体ウェハは好ましく
はピン支持台に載っている、即ち半導体ウェハはサセプ
タの大きな熱量から分離されている。
に少なくとも１秒間加熱した後に、加熱出力を、半導体
ウェハが急速に少なくとも９５０℃の温度に冷却される
まで低下させる。冷却中には、半導体ウェハは好ましく
はピン支持台に載っている、即ち半導体ウェハはサセプ
タの大きな熱量から分離されている。
【００２８】ピン支持台は、有利には可能な限り小さい
支持面を有するので、冷却期間中に支持台からウェハへ
のエネルギー伝達は行われない。最後に、ウェハをラン
プ炉から取り出しかつ後続の熱処理を行うことができ
る。
支持面を有するので、冷却期間中に支持台からウェハへ
のエネルギー伝達は行われない。最後に、ウェハをラン
プ炉から取り出しかつ後続の熱処理を行うことができ
る。
【００２９】図３ａ及びｂは、冷却速度（図３ａ）及び
温度（図３ｂ）に依存した酸素析出密度を示す。
温度（図３ｂ）に依存した酸素析出密度を示す。
【００３０】特に図３ａは、ランプ炉内で１２００℃の
温度に１０秒間加熱し、引き続き７８０℃の温度で３時
間及び１０００℃の温度で１６時間熱処理した後の冷却
速度に対するエピタキシャル層が被覆された半導体ウェ
ハの酸素析出の密度の依存関係を示す。特に図３ｂは、
ランプ炉内で及び８０℃／秒の冷却速度で１０秒間加熱
し、引き続き７８０℃の温度で３時間及び１０００℃の
温度で１６時間熱処理した後の温度に対するエピタキシ
ャル層が被覆された半導体ウェハの酸素析出の密度の依
存関係を示す。
温度に１０秒間加熱し、引き続き７８０℃の温度で３時
間及び１０００℃の温度で１６時間熱処理した後の冷却
速度に対するエピタキシャル層が被覆された半導体ウェ
ハの酸素析出の密度の依存関係を示す。特に図３ｂは、
ランプ炉内で及び８０℃／秒の冷却速度で１０秒間加熱
し、引き続き７８０℃の温度で３時間及び１０００℃の
温度で１６時間熱処理した後の温度に対するエピタキシ
ャル層が被覆された半導体ウェハの酸素析出の密度の依
存関係を示す。
【図１】ａは本発明による方法を実施する装置の第１実
施例におけるエピタキシャル被覆工程を示す図及びｂは
同実施例における熱処理工程を示す図である。
施例におけるエピタキシャル被覆工程を示す図及びｂは
同実施例における熱処理工程を示す図である。
【図２】ａは本発明による方法を実施する装置の第２実
施例におけるエピタキシャル被覆工程を示す図及びｂは
同実施例における熱処理工程を示す図である。
施例におけるエピタキシャル被覆工程を示す図及びｂは
同実施例における熱処理工程を示す図である。
【図３】ａは冷却速度に対する酸素析出密度の依存関係
を示すグラフ及びｂは温度に対する酸素析出密度の依存
関係を示すグラフである。
を示すグラフ及びｂは温度に対する酸素析出密度の依存
関係を示すグラフである。
１ 堆積チャンバ、 ２ 加熱素子、 ３ 加熱素子、
４ 半導体ウェハ、５ サセプタ、 ７ ガス供給導
管、 ８ ガス供給導管、 ９ ガス排出導管、 １０
ガス供給装置、 １１ ピン支持台
４ 半導体ウェハ、５ サセプタ、 ７ ガス供給導
管、 ８ ガス供給導管、 ９ ガス排出導管、 １０
ガス供給装置、 １１ ピン支持台
フロントページの続き (72)発明者 ラインホルト ヴァーリヒ ドイツ連邦共和国 ティットモーニング ブルーメンシュトラーセ 10 (72)発明者 アルフレート ブーフナー オーストリア国 ピッシェルスドルフ ヌ ンマー 66
Claims (5)
- 【請求項１】 後続の熱処理中に最適化された酸素析出
特性を示す、ランプ炉内でエピタキシャル層を被覆した
半導体ウェハを製造する方法において、全面的にサセプ
タに搭載する半導体ウェハをエピタキシャル層の堆積後
に機械的にサセプタから分離し、引き続き加熱出力を、
＞２５℃／秒の冷却速度が生じるまで低下させることを
特徴とする、エピタキシャル層を有する半導体ウェハの
製造方法。 - 【請求項２】 後続の熱処理中に最適化された酸素析出
特性を示す、ランプ炉内でエピタキシャル層を被覆した
半導体ウェハを製造する方法において、全面的にサセプ
タに搭載する半導体ウェハをエピタキシャル層の堆積後
に機械的にサセプタから分離し、＞１１５０℃の温度に
加熱し、引き続き加熱出力を、＞２５℃／秒の冷却速度
が生じるまで低下させることを特徴とする、エピタキシ
ャル層を有する半導体ウェハの製造方法。 - 【請求項３】 後続の熱処理中に最適化された酸素析出
特性を示す、ランプ炉内でエピタキシャル層を被覆した
半導体ウェハを製造する方法において、全面的にサセプ
タに搭載する半導体ウェハをエピタキシャル層の堆積後
に＞１１５０℃の温度に加熱し、機械的にサセプタから
分離し、引き続き加熱出力を、＞２５℃／秒の冷却速度
が生じるまで低下させることを特徴とする、エピタキシ
ャル層を有する半導体ウェハの製造方法。 - 【請求項４】 半導体ウェハをランプ炉内でエピタキシ
ャル被覆を実施する前に、還元性ガス雰囲気内で１１５
０〜１３００℃の温度で１〜６０秒間熱処理することを
特徴とする請求項１から３までのいずれか１項記載の方
法。 - 【請求項５】 半導体ウェハの機械的分離を静止サセプ
タからウェハの持ち上げ及び可動サセプタからサセプタ
の降下により行うことを特徴とする請求項１から４まで
のいずれか１項記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1999152705 DE19952705A1 (de) | 1999-11-02 | 1999-11-02 | Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterscheibe mit einer epitaktischen Schicht |
| DE19952705.9 | 1999-11-02 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001203209A true JP2001203209A (ja) | 2001-07-27 |
Family
ID=7927653
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000331349A Pending JP2001203209A (ja) | 1999-11-02 | 2000-10-30 | エピタキシャル層を有する半導体ウェハの製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001203209A (ja) |
| KR (1) | KR20010051407A (ja) |
| DE (1) | DE19952705A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090277376A1 (en) * | 2008-05-09 | 2009-11-12 | Siltronic Ag | Method for producing an epitaxially coated semiconductor wafer |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4633977B2 (ja) * | 2001-08-30 | 2011-02-16 | 信越半導体株式会社 | アニールウエーハの製造方法及びアニールウエーハ |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH077072A (ja) * | 1993-06-17 | 1995-01-10 | Anelva Corp | 静電チャック装置における基板の脱着方法および脱着機構 |
| JPH09289203A (ja) * | 1996-04-19 | 1997-11-04 | Sony Corp | 膜の形成方法 |
| WO1998038675A1 (en) * | 1997-02-26 | 1998-09-03 | Memc Electronic Materials, Inc. | Ideal oxygen precipitating silicon wafers and oxygen out-diffusion-less process therefor |
| JPH11135514A (ja) * | 1997-10-30 | 1999-05-21 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | シリコンウエーハの熱処理方法及びシリコンウエーハ |
| JPH11150119A (ja) * | 1997-11-14 | 1999-06-02 | Sumitomo Sitix Corp | シリコン半導体基板の熱処理方法とその装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5444217A (en) * | 1993-01-21 | 1995-08-22 | Moore Epitaxial Inc. | Rapid thermal processing apparatus for processing semiconductor wafers |
| WO1996015550A1 (en) * | 1994-11-10 | 1996-05-23 | Lawrence Semiconductor Research Laboratory, Inc. | Silicon-germanium-carbon compositions and processes thereof |
| US5558717A (en) * | 1994-11-30 | 1996-09-24 | Applied Materials | CVD Processing chamber |
| FR2744139B1 (fr) * | 1996-01-31 | 1998-04-30 | Sgs Thomson Microelectronics | Procede d'etalonnage de temperature d'un reacteur d'epitaxie |
-
1999
- 1999-11-02 DE DE1999152705 patent/DE19952705A1/de not_active Withdrawn
-
2000
- 2000-10-30 JP JP2000331349A patent/JP2001203209A/ja active Pending
- 2000-11-02 KR KR1020000064901A patent/KR20010051407A/ko not_active Ceased
Patent Citations (5)
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| CN102174692A (zh) * | 2008-05-09 | 2011-09-07 | 硅电子股份公司 | 用于制造外延半导体晶片的方法 |
| US9240316B2 (en) * | 2008-05-09 | 2016-01-19 | Siltronic Ag | Method for producing an epitaxially coated semiconductor wafer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19952705A1 (de) | 2001-05-10 |
| KR20010051407A (ko) | 2001-06-25 |
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