JP2014099472A - 半導体エピタキシャルウェーハの製造方法、半導体エピタキシャルウェーハ、および固体撮像素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】より高いゲッタリング能力を有し、かつ、エピタキシャル層表面のヘイズレベルが低減した半導体エピタキシャルウェーハを製造する方法を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の半導体エピタキシャルウェーハの製造方法は、半導体ウェーハ１０にクラスターイオン１６を照射して、半導体ウェーハの表面１０Ａに、クラスターイオン１６の構成元素からなる改質層１８を形成する第１工程と、該第１工程の後、半導体ウェーハ表面１０Ａのヘイズレベルが０．２０ｐｐｍ以下となるように、結晶性回復のための熱処理を半導体ウェーハ１０に対して行なう第２工程と、該第２工程の後、半導体ウェーハの改質層１８上にエピタキシャル層２０を形成する第３工程と、を有することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体エピタキシャルウェーハの製造方法、半導体エピタキシャルウェーハ、および固体撮像素子の製造方法に関する。本発明は特に、より高いゲッタリング能力を発揮することで金属汚染を抑制でき、かつ、エピタキシャル層表面のヘイズレベルが低減した半導体エピタキシャルウェーハを製造する方法に関する。

半導体デバイスの特性を劣化させる要因として、金属汚染が挙げられる。例えば、裏面照射型固体撮像素子では、この素子の基板となる半導体エピタキシャルウェーハに混入した金属は、固体撮像素子の暗電流を増加させる要因となり、白傷欠陥と呼ばれる欠陥を生じさせる。裏面照射型固体撮像素子は、配線層などをセンサー部よりも下層に配置することで、外からの光をセンサーに直接取り込み、暗所などでもより鮮明な画像や動画を撮影することができるため、近年、デジタルビデオカメラやスマートフォンなどの携帯電話に広く用いられている。そのため、白傷欠陥を極力減らすことが望まれている。

ウェーハへの金属の混入は、主に半導体エピタキシャルウェーハの製造工程および固体撮像素子の製造工程（デバイス製造工程）において生じる。前者の半導体エピタキシャルウェーハの製造工程における金属汚染は、エピタキシャル成長炉の構成材からの重金属パーティクルによるもの、あるいは、エピタキシャル成長時の炉内ガスとして塩素系ガスを用いるために、その配管材料が金属腐食して発生する重金属パーティクルによるものなどが考えられる。近年、これら金属汚染は、エピタキシャル成長炉の構成材を耐腐食性に優れた材料に交換するなどにより、ある程度は改善されてきているが、十分ではない。一方、後者の固体撮像素子の製造工程においては、イオン注入、拡散および酸化熱処理などの各処理中で、半導体基板の重金属汚染が懸念される。

そのため、従来は、半導体エピタキシャルウェーハに金属を捕獲するためのゲッタリングシンクを形成するか、あるいは高濃度ボロン基板などの金属の捕獲能力（ゲッタリング能力）が高い基板を用いて、半導体ウェーハへの金属汚染を回避していた。

半導体ウェーハにゲッタリングシンクを形成する方法としては、半導体ウェーハの内部に結晶欠陥である酸素析出物（シリコン酸化物析出物の通称であり、ＢＭＤ：Ｂｕｌｋ Ｍｉｃｒｏ Ｄｅｆｅｃｔともいう。）や転位を形成するイントリンシックゲッタリング（ＩＧ）法と、半導体ウェーハの裏面にゲッタリングシンクを形成するエクストリンシックゲッタリング（ＥＧ）法が一般的である。

ここで、重金属のゲッタリング法の一手法として、半導体ウェーハ中にモノマーイオン（シングルイオン）注入によりゲッタリングサイトを形成する技術がある。特許文献１には、シリコンウェーハの一面から炭素イオンを注入して、炭素イオン注入領域を形成した後、この表面にシリコンエピタキシャル層を形成し、シリコンエピタキシャルウェーハとする製造方法が記載されている。この技術では、炭素イオン注入領域がゲッタリングサイトとして機能する。

また、特許文献２には、シリコンウェーハに炭素イオンを注入して炭素注入層を形成し、その後、イオン注入により乱れたウェーハの結晶性を回復させるための熱処理（以下、「回復熱処理」という。）をＲＴＡ（Ｒａｐｉｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎｎｅａｌｉｎｇ）装置で行うことで、この回復熱処理工程を短縮させ、その後にシリコンエピタキシャル層を形成する技術が記載されている。

さらに、特許文献３には、シリコン単結晶基板に対してボロン、炭素、アルミニウム、砒素、アンチモンのうち少なくとも１種類をドーズ量５×１０^１４〜１×１０^１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ^２の範囲でイオン注入し、その後、該イオン注入を行った前記シリコン単結晶基板に対して回復熱処理を行わずに洗浄を行った後、枚葉式エピタキシャル装置を用いて１１００℃以上の温度でエピタキシャル層を形成す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が記載されている。

特開平６−３３８５０７号公報 特開２００８−２９４２４５号公報 特開２０１０−１７７２３３号公報

特許文献１、特許文献２、および特許文献３に記載された技術は、いずれもエピタキシャル層形成前にモノマーイオンを半導体ウェーハに注入するものである。しかしながら、本発明者らの検討によれば、モノマーイオンの注入を施した半導体エピタキシャルウェーハでは、ゲッタリング能力が不十分であり、より強力なゲッタリング能力が求められることがわかった。

また、半導体エピタキシャルウェーハから高品質の半導体デバイスを得るためには、エピタキシャル層表面の平坦度が高いこと（ヘイズレベルが低いこと）が重要である。

そこで本発明は、上記課題に鑑み、より高いゲッタリング能力を有し、かつ、エピタキシャル層表面のヘイズレベルが低減した半導体エピタキシャルウェーハおよびその製造方法、並びに、この半導体エピタキシャルウェーハから固体撮像素子を形成する固体撮像素子の製造方法を提供することを目的とする。

本発明者らの検討によれば、半導体ウェーハにクラスターイオンを照射することにより、モノマーイオンを注入する場合に比べて、以下の有利な点があることを知見した。すなわち、クラスターイオンを照射した場合、モノマーイオンと同等の加速電圧で照射しても、１原子または１分子あたりのエネルギーは、モノマーイオンの場合より小さくして半導体ウェーハに衝突するため、照射した元素の深さ方向プロファイルのピーク濃度を高濃度とすることができ、ピーク位置をより半導体ウェーハ表面に近い位置に位置させることができる。その結果、ゲッタリング能力が向上することを知見した。また、クラスターイオンの照射は、原子または分子が複数集合した塊を照射するものであるため、使用するクラスターイオンのサイズやドーズ量によっては半導体ウェーハ最表面の結晶性が乱れて、エピタキシャル層表面の平坦度が悪くなる（ヘイズレベルが高くなる）場合がある。このため、クラスターイオンの照射後に回復熱処理を行ない、半導体ウェーハ表面のヘイズレベルを所定のレベルまで回復させ、その後にエピタキシャル層を形成することで、エピタキシャル層表面のヘイズレベルを十分低減できることを見出した。

本発明者らは上記知見に基づき、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明の半導体エピタキシャルウェーハの製造方法は、半導体ウェーハにクラスターイオンを照射して、該半導体ウェーハの表面に、前記クラスターイオンの構成元素からなる改質層を形成する第１工程と、該第１工程の後、前記半導体ウェーハ表面のヘイズレベルが０．２０ｐｐｍ以下となるように、結晶性回復のための熱処理を前記半導体ウェーハに対して行なう第２工程と、該第２工程の後、前記半導体ウェーハの改質層上にエピタキシャル層を形成する第３工程と、を有することを特徴とする。

ここで、前記半導体ウェーハはシリコンウェーハとすることができる。

また、前記半導体ウェーハは、シリコンウェーハの表面にシリコンエピタキシャル層が形成されたエピタキシャルシリコンウェーハとしてもよく、この場合、前記第１工程において前記改質層は前記シリコンエピタキシャル層の表面に形成される。

ここで、前記クラスターイオンが、構成元素として炭素を含むことが好ましく、構成元素として炭素を含む２種以上の元素を含むことがより好ましい。

ここで、前記クラスターイオンの炭素のドーズ量は２．０×１０^１４ａｔｏｍｓ／ｃｍ^２以上とすることが好ましい。

次に、本発明の半導体エピタキシャルウェーハは、半導体ウェーハと、該半導体ウェーハの表面に形成された、該半導体ウェーハ中に固溶した所定元素からなる改質層と、該改質層上のエピタキシャル層と、を有し、前記改質層における前記所定元素の深さ方向の濃度プロファイルの半値幅が１００ｎｍ以下であり、前記エピタキシャル層表面のヘイズレベルが０．３０ｐｐｍ以下であることを特徴とする。

ここで、前記半導体ウェーハはシリコンウェーハとすることができる。

また、前記半導体ウェーハは、シリコンウェーハの表面にシリコンエピタキシャル層が形成されたエピタキシャルシリコンウェーハとしてもよく、この場合、前記改質層は前記シリコンエピタキシャル層の表面に位置する。

さらに、前記半導体ウェーハの表面からの深さが１５０ｎｍ以下の範囲内に、前記改質層における前記濃度プロファイルのピークが位置すると好ましく、そのピーク濃度が、１×１０^１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以上であると好ましい。

ここで、前記所定元素が炭素を含むことが好ましく、前記所定元素が炭素を含む２種以上の元素を含むことがより好ましい。

そして、本発明の固体撮像素子の製造方法は、上記いずれか１つの製造方法で製造されたエピタキシャルウェーハまたは上記いずれか１つのエピタキシャルウェーハの、表面に位置するエピタキシャル層に、固体撮像素子を形成することを特徴とする。

本発明によれば、半導体ウェーハにクラスターイオンを照射して、この半導体ウェーハの表面に前記クラスターイオンの構成元素からなる改質層を形成し、その後に半導体ウェーハ表面のヘイズレベルを回復させる熱処理を施したので、この改質層がより高いゲッタリング能力を発揮することで、金属汚染を抑制することができ、かつ、エピタキシャル層表面のヘイズレベルが低減した半導体エピタキシャルウェーハを得ることができ、また、この半導体エピタキシャルウェーハから高品質の固体撮像素子を形成することができる。

本発明の一実施形態による半導体エピタキシャルウェーハ１００の製造方法を説明する摸式断面図である。 本発明の他の実施形態による半導体エピタキシャルウェーハ２００の製造方法を説明する摸式断面図である。 （Ａ）はクラスターイオンを照射する場合の照射メカニズムを説明する模式図、（Ｂ）はモノマーイオンを注入する場合の注入メカニズムを説明する模式図である。 参考例１，２におけるＳＩＭＳ測定で得られた炭素の濃度プロファイルである。 （Ａ）は実施例１について、（Ｂ）は比較例４について、シリコンエピタキシャルウェーハの炭素濃度プロファイルと、ゲッタリング能力評価後のＮｉ濃度プロファイルを併せて示したグラフである。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、同一の構成要素には原則として同一の参照番号を付して、説明を省略する。また、図１および図２では説明の便宜上、実際の厚さの割合とは異なり、半導体ウェーハ１０に対して第１および第２エピタキシャル層１４，２０の厚さを誇張して示す。

（半導体エピタキシャルウェーハの製造方法）
本発明の第１実施形態による半導体エピタキシャルウェーハ１００の製造方法は、図１に示すように、半導体ウェーハ１０にクラスターイオン１６を照射して、半導体ウェーハ１０の表面１０Ａに、このクラスターイオン１６の構成元素からなる改質層１８を形成する第１工程（図１（Ａ），（Ｂ））と、半導体ウェーハ１０の表面１０Ａのヘイズレベルが０．２０ｐｐｍ以下となるように、結晶性回復のための熱処理（回復熱処理）を半導体ウェーハ１０に対して行なう第２工程（図１（Ｃ））と、半導体ウェーハ１０の改質層１８上にエピタキシャル層２０を形成する第３工程（図１（Ｄ））と、を有することを特徴とする。図１（Ｄ）は、この製造方法の結果得られた半導体エピタキシャルウェーハ１００の模式断面図である。

半導体ウェーハ１０としては、例えばシリコン、化合物半導体（ＧａＡｓ、ＧａＮ、ＳｉＣ）からなり、表面にエピタキシャル層を有しないバルクの単結晶ウェーハが挙げられるが、裏面照射型固体撮像素子を製造する場合、一般的にはバルクの単結晶シリコンウェーハを用いる。また、半導体ウェーハ１０は、チョクラルスキ法（ＣＺ法）や浮遊帯域溶融法（ＦＺ法）により育成された単結晶シリコンインゴットをワイヤーソー等でスライスしたものを使用することができる。また、より高いゲッタリング能力を得るために、炭素および／または窒素を添加してもよい。また、任意の不純物ドーパントを添加して、ｎ型またはｐ型としてもよい。図１に示した第１実施形態は、半導体ウェーハ１０として、表面にエピタキシャル層を有しないバルク半導体ウェーハ１２を用いる例である。

また、半導体ウェーハ１０としては、図２（Ａ）に示すように、バルク半導体ウェーハ１２表面に半導体エピタキシャル層（第１エピタキシャル層）１４が形成されたエピタキシャル半導体ウェーハを挙げることもできる。例えば、バルクの単結晶シリコンウェーハの表面にシリコンエピタキシャル層が形成されたエピタキシャルシリコンウェーハである。シリコンエピタキシャル層は、ＣＶＤ法により一般的な条件で形成することができる。第１エピタキシャル層１４は、厚さが０．１〜１０μｍの範囲内とすることが好ましく、０．２〜５μｍの範囲内とすることがより好ましい。

この例として、本発明の第２実施形態による半導体エピタキシャルウェーハ２００の製造方法は、図２に示すように、バルク半導体ウェーハ１２の表面（少なくとも片面）に第１エピタキシャル層１４が形成された半導体ウェーハ１０にクラスターイオン１６を照射して、半導体ウェーハの表面１０Ａ（本実施形態では第１エピタキシャル層１４の表面）に、クラスターイオン１６の構成元素からなる改質層１８を形成する第１工程（図２（Ａ）〜（Ｃ））と、半導体ウェーハの表面１０Ａのヘイズレベルが０．２０ｐｐｍ以下となるように、結晶性回復のための熱処理（回復熱処理）を半導体ウェーハ１０に対して行なう第２工程（図２（Ｄ））と、半導体ウェーハ１０の改質層１８上にエピタキシャル層２０を形成する第３工程（図２（Ｅ））と、を有することを特徴とする。図２（Ｅ）は、この製造方法の結果得られた半導体エピタキシャルウェーハ２００の模式断面図である。

ここで、本発明の特徴的工程の一つは、図１（Ａ）および図２（Ｂ）に示すクラスターイオン照射工程である。この工程を採用することの技術的意義を、作用効果とともに説明する。クラスターイオン１６を照射した結果形成される改質層１８は、クラスターイオン１６の構成元素が半導体ウェーハの表面の結晶の格子間位置または置換位置に固溶して局所的に存在する領域であり、ゲッタリングサイトとして働く。その理由は、以下のように推測される。すなわち、クラスターイオンの形態で照射された炭素やホウ素などの元素は、シリコン単結晶の置換位置・格子間位置に高密度で局在する。そして、シリコン単結晶の平衡濃度以上にまで炭素やホウ素を固溶すると、重金属の固溶度（遷移金属の飽和溶解度）が極めて増加することが実験的に確認された。つまり、平衡濃度以上にまで固溶した炭素やホウ素により重金属の固溶度が増加し、これにより重金属に対する捕獲率が顕著に増加したものと考えられる。

ここで、本発明ではクラスターイオン１６を照射するため、モノマーイオンを注入する場合に比べて、より高いゲッタリング能力を得ることができる。そのため、より高いゲッタリング能力を有する半導体エピタキシャルウェーハ１００，２００を製造することが可能となり、本製法により得られる半導体エピタキシャルウェーハ１００，２００から製造した裏面照射型固体撮像素子は、従来に比べ白傷欠陥発生の抑制が期待できる。

なお、本明細書において「クラスターイオン」とは、原子または分子が複数集合して塊となったクラスターに正電荷または負電荷を与え、イオン化したものを意味する。クラスターは、複数（通常２〜２０００個程度）の原子または分子が互いに結合した塊状の集団である。

本発明者らは、クラスターイオンを照射することにより、高いゲッタリング能力が得られる作用を以下のように考えている。

シリコンウェーハに、例えば炭素のモノマーイオンを注入する場合、図３（Ｂ）に示すように、モノマーイオンは、シリコンウェーハを構成するシリコン原子を弾き飛ばし、シリコンウェーハ中の所定深さ位置に注入される。注入深さは、注入イオンの構成元素の種類およびイオンの加速電圧に依存する。この場合、シリコンウェーハの深さ方向における炭素の濃度プロファイルは、比較的ブロードになり、注入された炭素の存在領域は概ね０．５〜１μｍ程度となる。複数種のイオンを同一エネルギーで同時照射した場合には、軽い元素ほど深く注入され、すなわち、それぞれの元素の質量に応じた異なる位置に注入されるため、注入元素の濃度プロファイルはよりブロードになる。

一方、シリコンウェーハに、例えば炭素とホウ素からなるクラスターイオンを照射する場合、図３（Ａ）に示すように、クラスターイオン１６は、シリコンウェーハに照射されるとそのエネルギーで瞬間的に１３５０〜１４００℃程度の高温状態となり、シリコンが融解する。その後、シリコンは急速に冷却され、シリコンウェーハ中の表面近傍に炭素およびホウ素が固溶する。すなわち、本明細書における「改質層」とは、照射するイオンの構成元素が半導体ウェーハ表面の結晶の格子間位置または置換位置に固溶した層を意味する。シリコンウェーハの深さ方向における炭素およびホウ素の濃度プロファイルは、クラスターイオンの加速電圧およびクラスターサイズに依存するが、モノマーイオンの場合に比べてシャープになり、照射された炭素およびホウ素が局所的に存在する領域（すなわち、改質層）の厚みは概ね５００ｎｍ以下の領域（例えば５０〜４００ｎｍ程度）となる。なお、クラスターイオンの形態で照射された元素は、エピタキシャル層２０の形成過程で多少の熱拡散は起こる。このため、エピタキシャル層２０形成後の炭素およびホウ素の濃度プロファイルは、これらの元素が局所的に存在するピークの両側に、ブロードな拡散領域が形成される。しかし、改質層の厚みは大きく変化しない（後述の図５（Ａ）参照）。その結果、炭素およびホウ素の析出領域を局所的にかつ高濃度にすることができる。また、シリコンウェーハの表面近傍に改質層１８が形成されるため、より近接ゲッタリングが可能となる。その結果、モノマーイオンを注入する場合よりも高いゲッタリング能力を得ることができるものと考えられる。なお、クラスターイオンの形態であれば、一度のクラスターイオン照射処理により複数種のイオンを同時に照射できる利点もある。

モノマーイオンは一般的に１５０〜２０００ｋｅＶ程度の加速電圧で注入するが、各イオンがそのエネルギーをもってシリコン原子と衝突するため、モノマーイオンが注入されたシリコンウェーハ表層部の結晶性が大きく乱れる。そのため、イオン注入後に乱れた結晶性を回復させるための熱処理（回復熱処理）を行っても、その後に形成するエピタキシャル層表面のヘイズレベルの回復率が低い。

一方、クラスターイオンは一般的に１０〜１００ｋｅＶ／Cluster程度の加速電圧で照射するが、クラスターは複数の原子または分子の集合体であるため、１原子または１分子あたりのエネルギーを小さくして打ち込むことができるため、半導体ウェーハ表層部の結晶へ与えるダメージは小さい。さらに、図３に示すような注入メカニズムの相違にも起因して、クラスターイオン照射の方がモノマーイオン注入よりも半導体ウェーハの表層部の結晶性を乱さない。ただし、使用するクラスターイオンのサイズやドーズ量によっては半導体ウェーハ最表面の結晶性が乱れて、エピタキシャル層表面のヘイズレベルが高くなる場合がある。その場合でも、第１工程の後、第２工程で所定条件の回復熱処理を行い、その後エピタキシャル層２０をエピタキシャル成長させる第３工程を行うことで、エピタキシャル層２０表面のヘイズレベルを十分に低減することができる。

クラスターイオン１６は結合様式によって多種のクラスターが存在し、例えば以下の文献に記載されるような公知の方法で生成することができる。ガスクラスタービームの生成法として、（１）特開平９−４１１３８号公報、（２）特開平４−３５４８６５号公報、イオンビームの生成法として、（１）荷電粒子ビーム工学：石川順三：ＩＳＢＮ９７８−４−３３９−００７３４−３：コロナ社、（２）電子・イオンビーム工学：電気学会：ＩＳＢＮ４−８８６８６−２１７−９：オーム社、（３）クラスターイオンビーム基礎と応用：ＩＳＢＮ４−５２６−０５７６５−７：日刊工業新聞社。また、一般的に、正電荷のクラスターイオンの発生にはニールセン型イオン源あるいはカウフマン型イオン源が用いられ、負電荷のクラスターイオンの発生には体積生成法を用いた大電流負イオン源が用いられる。

以下で、クラスターイオンの照射条件について説明する。まず、照射する元素は特に限定されず、炭素、ホウ素、燐、砒素などを挙げることができる。しかし、より高いゲッタリング能力を得る観点から、クラスターイオンが、構成元素として炭素を含むことが好ましい。格子位置の炭素原子は共有結合半径がシリコン単結晶と比較して小さいため、シリコン結晶格子の収縮場が形成されるため、格子間の不純物を引き付けるゲッタリング能力が高い。

また、構成元素として炭素を含む２種以上の元素を含むことがより好ましい。析出元素の種類により効率的にゲッタリング可能な金属の種類が異なるため、２種以上の元素を固溶させることにより、より幅広い金属汚染に対応できるからである。例えば、炭素の場合、ニッケルを効率的にゲッタリングすることができ、ホウ素の場合、銅、鉄を効率的にゲッタリングすることができる。

イオン化させる化合物は特に限定されることはなく、イオン化が可能な炭素源化合物としては、エタン、メタン、二酸化炭素（ＣＯ_２）などを用いることができ、イオン化が可能なホウ素源化合物としては、ジボラン、デカボラン（Ｂ_１０Ｈ_１４）などを用いることができる。例えば、ベンジルとデカボランを混合したガスを材料ガスとした場合、炭素、ホウ素および水素が集合した水素化合物クラスターを生成することができる。また、シクロヘキサン（Ｃ_６Ｈ_１２）を材料とすれば、炭素および水素からなるクラスターイオンを生成することができる。炭素源化合物としては特にピレン(Ｃ₁₆Ｈ₁₀)、ジベンジル（Ｃ₁₄Ｈ₁₄）などより生成したクラスターＣ_ｎＨ_ｍ（３≦ｎ≦１６，３≦ｍ≦１０）を用いることが好ましい。小サイズのクラスターイオンビームを形成し易い為である。

また、クラスターイオンの加速電圧およびクラスターサイズを制御することにより、改質層１８における構成元素の深さ方向の濃度プロファイルのピークの位置を制御することができる。本明細書において「クラスターサイズ」とは、１つのクラスターを構成する原子または分子の個数を意味する。

本実施形態の第１工程では、高いゲッタリング能力を得る観点から、半導体ウェーハ１０の表面１０Ａからの深さが１５０ｎｍ以下の範囲内に、改質層１８における構成元素の深さ方向の濃度プロファイルのピークが位置するように、クラスターイオン１６を照射する。なお、本明細書において、「構成元素の深さ方向の濃度プロファイル」は、構成元素が２種以上の元素を含む場合は、合計ではなく、それぞれ単独の元素についてのプロファイルを意味するものとする。

ピーク位置を当該深さの範囲に設定するために必要な条件として、クラスターイオンとしてＣ_ｎＨ_ｍ（３≦ｎ≦１６，３≦ｍ≦１０）を用いる場合、炭素１原子あたりの加速電圧は、０ｋｅＶ／ａｔｏｍ超え５０ｋｅＶ／ａｔｏｍ以下とし、好ましくは、４０ｋｅＶ／ａｔｏｍ以下が望ましい。また、クラスターサイズは２〜１００個、好ましくは６０個以下、より好ましくは５０個以下とする。

なお、加速電圧の調整には、（１）静電加速、（２）高周波加速の２方法が一般的に用いられる。前者の方法としては、複数の電極を等間隔に並べ、それらの間に等しい電圧を印加して、軸方向に等加速電界を作る方法がある。後者の方法としては、イオンを直線状に走らせながら高周波を用いて加速する線形ライナック法がある。また、クラスターサイズの調整は、ノズルから噴出されるガスのガス圧力および真空容器の圧力、イオン化する際のフィラメントへ印加する電圧などを調整することにより行うことができる。なお、クラスターサイズは、四重極高周波電界による質量分析またはタイムオブフライト質量分析によりクラスター個数分布を求め、クラスター個数の平均値をとることにより求めることができる。

また、クラスターイオンのドーズ量は、イオン照射時間を制御することにより調整することができる。本実施形態では、ゲッタリング能力を得るために、クラスターイオンの炭素のドーズ量は１×１０^１３〜１×１０^１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ^２であることが好ましい。１×１０^１３ａｔｏｍｓ／ｃｍ^２未満の場合、ゲッタリング能力を十分に得ることができない可能性があり、１×１０^１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ^２超えの場合、エピタキシャル表面に大きなダメージを与えるおそれがあるからである。クラスターイオンの炭素のドーズ量は特に、２．０×１０^１４ａｔｏｍｓ／ｃｍ^２以上とすることが好ましい。この場合、半導体ウェーハの結晶へ与えるダメージが大きくなるため、回復熱処理による結晶性回復の効果がより効果的となる。

本発明の他の特徴的工程は、半導体ウェーハ表面１０Ａのヘイズレベルが０．２０ｐｐｍ以下となるように、結晶性回復のための熱処理（回復熱処理）を半導体ウェーハ１０に対して行なう第２工程（図１（Ｃ），図２（Ｄ））である。半導体ウェーハの表面１０Ａのヘイズレベルを０．２０ｐｐｍ以下とすれば、続く第３工程でエピタキシャル層２０を形成することで、半導体エピタキシャルウェーハのエピタキシャル層表面を０．３０ｐｐｍ以下とすることが可能となる。

ここで、ヘイズレベルとは半導体ウェーハの表面粗さの指標である。半導体ウェーハに、エピタキシャル層が形成されると、エピタキシャル層の表面にヘイズ（Ｈａｚｅ）と呼ばれる曇りが発生しやすく、パーティクルカウンターによるＬＰＤ（Light Point Defects：輝点欠陥）の測定が困難となり、半導体エピタキシャルウェーハの品質を保証できなくなる場合があるため、この指標が用いられる。ヘイズレベルは、ウェーハ表面に照射した光（主にレーザ光）の表面散乱光を測定したときの、入射光に対する全散乱光の割合（ｐｐｍ）として求められ、任意の手法により測定することができる。例えば、表面欠陥検査装置であるＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製Ｓｕｒｆｓｃａｎ ＳＰ−１を用い、ＤＷＮモード（Dark Field Wide Normalモード：暗視野・ワイド・垂直入射モード）でウェーハ表面を観察し、得られたヘイズ値の平均値をヘイズレベルとして評価することができる。一般的に、表面粗さが大きいほどヘイズレベルは高くなる。

一実施形態では、半導体ウェーハの表面１０Ａのヘイズレベルを０．２０ｐｐｍ以下とする回復熱処理を行うためには、エピタキシャル層２０を形成するためのエピタキシャル成長装置内で、エピタキシャル成長に先立ち行われる水素ベーク処理を兼ねて、半導体ウェーハ１０の結晶性を回復させることができる。ここで、水素ベーク処理の一般的な条件は、エピタキシャル成長装置内を水素雰囲気とし、６００℃以上９００℃以下の炉内温度でシリコンウェーハ１０を炉内に投入し、１℃／秒以上１５℃／秒以下の昇温レートで１１００℃以上１２００℃以下の温度範囲にまで昇温させ、その温度で３０秒以上１分以下の間保持するものである。本実施形態では結晶性を十分に回復する観点から、この一般的な水素ベーク処理以上の熱処理を積極的に行うものである。水素ベーク処理を兼ねる場合の回復熱処理条件は、上記保持温度および保持時間をそれぞれ１１００〜１２００℃、１分以上とすることができ、保持時間を２分以上とすることがより好ましい。熱処理時間の上限は特に限定されないが、例えば１０分とすることができる。１０分を超えて熱処理を施しても、クラスターイオン照射によって乱れた結晶性を回復させる効果は飽和しており、さらに長時間の熱処理は生産性の低下を招くからである。なお、上記エピタキシャル成長に先立ち行われる水素ベーク処理を兼ねた回復熱処理を行う場合、水素ベーク処理を模擬した同条件の回復熱処理を行うことで、回復熱処理後かつエピタキシャル層形成前の半導体ウェーハの表面１０Ａのヘイズレベルを測定することができる。

また、回復熱処理の他の実施形態として、第２工程では、ＲＴＡ／ＲＴＯ（Ｒａｐｉｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ）や、バッチ式熱処理装置（縦型熱処理装置、横型熱処理装置）など、エピタキシャル装置とは別個の加熱装置を用いて回復熱処理を行うことができる。この場合の回復熱処理は、９００〜１２００℃、１０秒〜１時間の回復熱処理条件で行うことができる。ここで、熱処理温度を９００〜１２００℃以下とするのは、９００℃未満では、結晶性の回復効果が得られにくいためであり、一方、１２００℃を超えると、高温での熱処理に起因するスリップが発生し、また、装置への熱負荷が大きくなるためである。また、熱処理時間を１０秒〜１時間とするのは、１０秒未満では回復効果が得られにくいためであり、一方、１時間超えでは、生産性の低下を招き、装置への熱負荷が大きくなるためである。この場合、上記回復熱処理を行った後に、エピタキシャル成長装置に半導体ウェーハ１０を搬送し、続く第３工程を行う。なお、クラスターイオンの炭素のドーズ量が１．０×１０^１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ^２以上の場合は、回復熱処理に要する時間が長くなってくるため、エピタキシャル成長装置内に搬送する前に上記回復熱処理を行なうことがより好ましい。

本実施形態の第３工程において、改質層１８上に形成する第２エピタキシャル層２０としては、シリコンエピタキシャル層が挙げられ、一般的な条件により形成することができる。例えば、水素をキャリアガスとして、ジクロロシラン、トリクロロシランなどのソースガスをチャンバー内に導入し、使用するソースガスによっても成長温度は異なるが、概ね１０００〜１２００℃温度範囲の温度でＣＶＤ法により半導体ウェーハ１０上にエピタキシャル成長させることができる。エピタキシャル層２０は、厚さが１〜１５μｍの範囲内とすることが好ましい。１μｍ未満の場合、半導体ウェーハ１０からのドーパントの外方拡散により第２エピタキシャル層２０の抵抗率が変化してしまう可能性があり、また、１５μｍ超えの場合、固体撮像素子の分光感度特性に影響が生じるおそれがあるからである。第２エピタキシャル層２０は裏面照射型固体撮像素子を製造するためのデバイス層となる。

なお、図２に示す第２実施形態では、クラスターイオン照射をバルク半導体ウェーハ１２ではなく第１エピタキシャル層１４に行うことも特徴の１つである。バルク半導体ウェーハはエピタキシャル層に比べて酸素濃度が２桁程度高い。そのため、バルク半導体ウェーハ中に形成された改質層は、エピタキシャル層に形成された改質層よりも多くの酸素が拡散され、多くの酸素を捕獲する。捕獲された酸素はデバイス工程中に捕獲サイトから再放出され、デバイスの活性領域に拡散し、点欠陥を形成するため、デバイスの電気特性に悪影響を与える。したがって、固溶酸素濃度が低いエピタキシャル層にクラスターイオンを照射し、酸素の拡散の影響をほとんど無視できるエピタキシャル層にゲッタリング層を形成することがデバイス工程において重要な設計条件となる。

（半導体エピタキシャルウェーハ）
次に、上記製造方法により得られる半導体エピタキシャルウェーハ１００，２００について説明する。第１実施形態による半導体エピタキシャルウェーハ１００および第２実施形態による半導体エピタキシャルウェーハ２００は、図１（Ｄ）および図２（Ｅ）に示すように、半導体ウェーハ１０と、この半導体ウェーハ１０の表面に形成され、半導体ウェーハ１０中に固溶した所定元素からなる改質層１８と、この改質層１８上のエピタキシャル層２０と、を有する。そして、いずれにおいても改質層１８における所定元素の深さ方向の濃度プロファイルの半値幅Ｗが１００ｎｍ以下であり、かつエピタキシャル層２０表面のヘイズレベルが０．３０ｐｐｍ以下であることを特徴とする。

すなわち、本発明の製造方法によれば、モノマーイオン注入に比べて、クラスターイオンを構成する元素の析出領域を局所的かつ高濃度にすることができるため、上記半値幅Ｗを１００ｎｍ以下とすることが可能となった。下限としては１０ｎｍと設定することができる。なお、本明細書における「深さ方向の濃度プロファイル」は、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ：Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｉｏｎ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）にて測定した深さ方向の濃度分布を意味する。また、「所定元素の深さ方向の濃度プロファイルの半値幅」は、測定精度を考慮して、エピタキシャル層の厚さが１μｍ超の場合は、エピタキシャル層を１μｍに薄膜化した状態で、ＳＩＭＳにて所定元素の濃度プロファイルを測定したときの半値幅とする。

さらに、本発明の製造方法によれば、クラスターイオン照射後に半導体ウェーハ１０の表面１０Ａのヘイズレベルが０．２０ｐｐｍ以下となるように回復熱処理を行ってからエピタキシャル層２０を形成することで、上記ヘイズレベルを０．３０ｐｐｍ以下とすることが可能となった。なお、半導体エピタキシャルウェーハ表面のヘイズレベルの測定は、既述の半導体ウェーハのヘイズレベル測定と同様にして行うことができる。

所定元素としては、半導体ウェーハの主材料（シリコンウェーハの場合、シリコン）以外の元素であれば特に限定されないが、炭素または炭素を含む２種以上の元素とすることが好ましいのは既述のとおりである。

より高いゲッタリング能力を得る観点から、半導体エピタキシャルウェーハ１００，２００のいずれも、半導体ウェーハ１０の表面からの深さが１５０ｎｍ以下の範囲内に、改質層１８における濃度プロファイルのピークが位置することが好ましい。また、濃度プロファイルのピーク濃度が、１×１０^１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以上であることが好ましく、１×１０^１７〜１×１０^２２ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３の範囲内がより好ましく、１×１０^１９〜１×１０^２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３の範囲内がさらに好ましい。

また、半導体エピタキシャルウェーハ１００，２００ともに、エピタキシャル層２０表面のヘイズレベルは０．３０ｐｐｍ以下であり、０．２６ｐｐｍ以下であることがより好ましく、下限としては０．０５ｐｐｍと設定することができる。

また、改質層１８の深さ方向厚みは、概ね３０〜４００ｎｍの範囲内とすることができる。

本実施形態の半導体エピタキシャルウェーハ１００，２００によれば、従来に比べ高いゲッタリング能力を発揮することで、金属汚染をより抑制することができ、かつ、エピタキシャル層表面のヘイズレベルを０．３０ｐｐｍ以下とすることができる。

（固体撮像素子の製造方法）
本発明の実施形態による固体撮像素子の製造方法は、上記の製造方法で製造されたエピタキシャルウェーハまたは上記のエピタキシャルウェーハ、すなわち半導体エピタキシャルウェーハ１００，２００の表面に位置するエピタキシャル層２０に、固体撮像素子を形成することを特徴とする。この製造方法により得られる固体撮像素子は、従来に比べ製造工程の各処理中で発生する重金属汚染の影響を低減でき、従来に比べ白傷欠陥の発生を十分に抑制することができる。

以上、本発明の代表的な実施形態を説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。例えば、半導体ウェーハ１０上に２層のエピタキシャル層を形成しても良い。

（参考実験例）
まず、クラスターイオン照射とモノマーイオン注入の相違を明らかにするため、以下の実験を行った。

（参考例１）
ＣＺ単結晶から得た、ｎ型シリコンウェーハ（直径：３００ｍｍ、厚さ：７２５μｍ、ドーパント：リン、ドーパント濃度：４×１０^１４ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３）を用意した。次に、クラスターイオン発生装置（日新イオン機器社製、型番：CLARIS）を用いて、ジベンジル（Ｃ₁₄Ｈ₁₄）よりＣ_５Ｈ_５クラスターを生成し、ドーズ量１．２×１０^１４Clusters／ｃｍ^２（炭素のドーズ量６．０×１０^１４ａｔｏｍｓ／ｃｍ^２）、炭素１原子あたり１４．８ｋｅＶ／ａｔｏｍの照射条件でシリコンウェーハに照射した。

（参考例２）
参考例１と同じシリコンウェーハに対して、クラスターイオン照射に替えて、ＣＯ_２を材料ガスとして、炭素のモノマーイオンを生成し、ドーズ量１．２×１０^１４ａｔｏｍｓ／ｃｍ^２、加速電圧３００ｋｅＶ／ａｔｏｍの条件とした以外は、参考例１と同じ条件で、シリコンウェーハに照射した。

（ＳＩＭＳ測定結果）
上記参考例１，２で作製したサンプルについて、ＳＩＭＳにより測定を行い、図４に示す炭素の濃度プロファイルを得た。なお、横軸の深さはシリコンウェーハ表面をゼロとしている。この図４から明らかなように、クラスターイオン照射をした参考例１では、炭素濃度プロファイルがシャープであるが、モノマーイオン注入をした参考例２では、炭素濃度プロファイルがブロードである。また、参考例２に比べて参考例１では、炭素の濃度プロファイルのピーク濃度が高く、ピーク位置もよりシリコンウェーハ表面近傍に位置している。このことから、エピタキシャル層形成後も、炭素の濃度プロファイルの傾向は同様となることが推定される。

（実施例１）
ＣＺ単結晶から得たｎ型シリコンウェーハ（直径：３００ｍｍ、厚さ：７２５μｍ、ドーパント種類：燐、ドーパント濃度：４×１０^１４ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３）を用意した。次に、クラスターイオン発生装置（日新イオン機器社製、型番：ＣＬＡＲＩＳ）を用いて、ジベンジル（Ｃ₁₄Ｈ₁₄）よりＣ_５Ｈ_５クラスターを生成し、ドーズ量１．２×１０^１４Clusters／ｃｍ^２（炭素のドーズ量６．０×１０^１４ａｔｏｍｓ／ｃｍ^２）、炭素１原子あたり１４．８ｋｅＶ／ａｔｏｍの照射条件でシリコンウェーハに照射した。その後、シリコンウェーハをエピタキシャル成長装置（アプライドマテリアルズ社製）内に搬送し、クラスターイオン照射により乱れた結晶性の回復熱処理として、装置内で１１３０℃の温度で２分の水素ベーク処理を兼ねた熱処理を施した後、水素をキャリアガス、トリクロロシランをソースガスとして１０００〜１１５０℃でＣＶＤ法により、シリコンウェーハ上にシリコンのエピタキシャル層（厚さ：７μｍ、ドーパント種類：燐、ドーパント濃度：１×１０^１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３）をエピタキシャル成長させ、本発明に従うシリコンエピタキシャルウェーハとした。

（実施例２）
エピタキシャル装置内での水素ベーク処理を兼ねた回復熱処理に替えて、シリコンウェーハをエピタキシャル成長装置に搬送する前に、ＲＴＡ装置（マトソンサーマルプロダクト社製）を使用して、９００℃，１０秒の条件で回復熱処理を施し、その後エピタキシャル成長装置内に搬送して、装置内で１１３０℃の温度で３０秒の水素ベーク処理を施してエピタキシャル層を成長させた以外は、実施例１と同じ条件で、本発明に従うシリコンエピタキシャルウェーハを作製した。

（実施例３）
クラスターイオンの照射条件を表１に記載の条件とした以外は、実施例１と同様にして本発明に従うシリコンエピタキシャルウェーハを作製した。

（実施例４）
クラスターイオンの照射条件を表１に記載の条件とした以外は、実施例２と同様にして本発明に従うシリコンエピタキシャルウェーハを作製した。

（比較例１，２）
クラスターイオンの照射条件を表１に記載のとおりとし、回復熱処理工程を行わなかったこと以外は、実施例２と同様にして比較例にかかるシリコンエピタキシャルウェーハを作製した。

（比較例３，４）
クラスターイオン照射に替えて、表１に記載の条件で炭素のモノマーイオンを注入し、さらに回復熱処理条件を表１に記載の条件とした以外は、比較例１と同様にして比較例にかかるシリコンエピタキシャルウェーハを作製した。

（評価方法および評価結果）
上記実施例および比較例で作製した各サンプルについて評価を行った。評価方法を以下に示す。

（１）ＳＩＭＳ測定
代表例として、実施例１および比較例４のシリコンエピタキシャルウェーハについてＳＩＭＳ測定を行い、図５（Ａ），（Ｂ）に示す炭素の濃度プロファイルを得た。なお、横軸の深さはエピタキシャル層の表面をゼロとしている。さらに、実施例１〜４および比較例１〜４で作製した各サンプルについて、エピタキシャル層を１μｍまで薄膜化した後にＳＩＭＳ測定を行った。このとき得られた炭素の濃度プロファイルの半値幅、ピーク濃度、およびピーク位置（エピタキシャル層を除いた表面からのピーク深さ）を表１に示す。

（２）ゲッタリング能力評価
実施例１および比較例４で作製した各サンプルのシリコンエピタキシャルウェーハ表面を、Ｎｉ汚染液（１．０×１０^１２／ｃｍ^２）で、スピンコート汚染法を用いて故意に汚染し、引き続き９００℃、３０分の熱処理を施した。その後、ＳＩＭＳ測定を行った。実施例１および比較例４についてのＮｉ濃度プロファイルを、それぞれ炭素濃度プロファイルとともに示す（図５（Ａ），（Ｂ））。他の実施例および比較例については、ゲッタリング能力評価の結果を表１に示す。なお、Ｎｉ濃度プロファイルのピーク濃度を以下のようにそれぞれ分類して、評価基準とした。
◎：１．０×１０^１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以上
○：５．０×１０^１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以上〜１．０×１０^１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３未満
△：５．０×１０^１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３未満

（３）エピタキシャル欠陥の評価
実施例および比較例で作製した各サンプルについて、エピタキシャル層表面で観察されるエピタキシャル欠陥を評価した。表面欠陥検査装置（ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製：Ｓｕｒｆｓｃａｎ ＳＰ−２）を用いて、ＤＷＯモード（Dark Field Wide Obliqueモード：暗視野・ワイド・斜め入射モード）でエピタキシャル層表面を観察し、検出された欠陥部位を原子間力顕微鏡（ＡＦＭ：Atomic Force Microscope）を用いて定点観察評価した。エピタキシャル層表面で観察されたＣＯＰ（Crystal originated particles）を起点とした積層欠陥（ＳＦ：Staking Fault）の個数を測定し、これをエピタキシャル欠陥として評価した。エピタキシャル欠陥の評価結果を表１に示す。なお、評価基準は以下のとおりである。
◎：２個／ウェーハ以下
○：２個／ウェーハ超〜１０個／ウェーハ以下
△：１０個／ウェーハ超〜５０個／ウェーハ以下
×：５０個／ウェーハ超

（４）ヘイズレベルの評価
実施例および比較例で作製した各サンプルについて、ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製：Ｓｕｒｆｓｃａｎ ＳＰ−１を用い、ＤＷＮモードでエピタキシャル層形成前のシリコンウェーハ表面およびエピタキシャル形成後のエピタキシャル層表面をそれぞれ観察し、得られたヘイズ値の平均値をヘイズレベルとして評価した。ヘイズレベルの評価結果を表１に示す。なお、実施例１，３のクラスターイオン照射後かつエピタキシャル層形成前におけるシリコンウェーハ表面のヘイズレベルについては、水素ベークを模擬した回復熱処理を行ったときのヘイズレベルを測定したものである。

（評価結果の考察）
図５（Ａ），（Ｂ）から、クラスターイオン照射により、実施例１では、モノマーイオン注入を施した比較例４と比べて、炭素が局所的かつ高濃度に固溶した改質層が形成されることがわかる。さらに、Ｎｉの濃度プロファイルから、実施例１と比較例４とを比較すると、実施例１ではクラスターイオン照射により形成された改質層が多量のＮｉを捕獲して、高いゲッタリング能力を発揮していることがわかる。また、表１に示すとおり、クラスターイオン照射した実施例１〜４および比較例１，２は、全て半値幅が１００ｎｍ以下であり、全て十分なゲッタリング能力を備えていることがわかる。一方、モノマーイオン注入した比較例３，４は、いずれも半値幅が１００ｎｍ超であり、ゲッタリング能力が不足している。このように、クラスターイオンを照射した実施例１〜４および比較例１，２は、モノマーイオンを注入した比較例３，４に比べ、炭素濃度プロファイルの半値幅が小さくなるために、より高いゲッタリング能力を得ることができていると言える。

次に、ヘイズレベルに関して表１を参照する。クラスターイオン照射を行った点では共通するが、回復熱処理を行った実施例１〜４と、回復熱処理を行っていない比較例１，２とを比較すると、実施例１〜４は回復熱処理を行うことによりエピタキシャル層表面のヘイズレベルが０．３０ｐｐｍ以下となったが、回復熱処理を行っていない比較例１，２はヘイズレベルが０．３０ｐｐｍ以下となることはなかった。このように、クラスターイオンを照射した場合において、エピタキシャルシリコンウェーハのヘイズレベルを０．３０ｐｐｍ以下とするためには、エピタキシャル層形成前にシリコンウェーハ表面のヘイズレベルを０．２０ｐｐｍ以下とするように回復熱処理を行うことが必要であることが分かった。また、比較例３と比較例４とを比較すると、モノマーイオン注入の場合でも回復熱処理によりヘイズレベルが回復することがわかるが、クラスターイオンを照射した場合と比べると、その回復効果は僅かである。これは、クラスターイオン照射の場合は、シリコンウェーハ表面の平坦度を悪化させることに対して、モノマーイオン注入の場合は、高エネルギーであるために、シリコンウェーハ表層部の結晶性を大きく乱したためだと考えられる。

なお、ヘイズレベルとエピタキシャル欠陥には、相関関係があることも表１からわかる。すなわち、ヘイズレベルが低いほど、エピタキシャル欠陥は良好な結果を示している。

以上の結果から、実施例で行ったように、より高いゲッタリング能力を得るためには、クラスターイオンを照射することが必要であることがわかった。さらに、クラスターイオン照射後に回復熱処理を行なうことにより、エピタキシャル層表面のヘイズレベルを０．３０ｐｐｍ以下と十分に低いレベルにすることができることがわかった。

本発明によれば、より高いゲッタリング能力を発揮することで、金属汚染を抑制することができ、かつ、エピタキシャル層表面のヘイズレベルが低減した半導体エピタキシャルウェーハを得ることができ、また、この半導体エピタキシャルウェーハから高品質の固体撮像素子を形成することができる。

１０ 半導体ウェーハ
１０Ａ 半導体ウェーハの表面
１２ バルク半導体ウェーハ
１４ 第１エピタキシャル層
１６ クラスターイオン
１８ 改質層
２０ （第２）エピタキシャル層
１００ 半導体エピタキシャルウェーハ
２００ 半導体エピタキシャルウェーハ

Claims (14)

1. 半導体ウェーハにクラスターイオンを照射して、該半導体ウェーハの表面に、前記クラスターイオンの構成元素からなる改質層を形成する第１工程と、
   該第１工程の後、前記半導体ウェーハ表面のヘイズレベルが０．２０ｐｐｍ以下となるように、結晶性回復のための熱処理を前記半導体ウェーハに対して行なう第２工程と、
   該第２工程の後、前記半導体ウェーハの改質層上にエピタキシャル層を形成する第３工程と、
   を有することを特徴とする半導体エピタキシャルウェーハの製造方法。
2. 前記半導体ウェーハが、シリコンウェーハである請求項１に記載の半導体エピタキシャルウェーハの製造方法。
3. 前記半導体ウェーハが、シリコンウェーハの表面にシリコンエピタキシャル層が形成されたエピタキシャルシリコンウェーハであり、前記第１工程において前記改質層は前記シリコンエピタキシャル層の表面に形成される請求項１に記載の半導体エピタキシャルウェーハの製造方法。
4. 前記クラスターイオンが、構成元素として炭素を含む請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体エピタキシャルウェーハの製造方法。
5. 前記クラスターイオンが、構成元素として炭素を含む２種以上の元素を含む請求項４に記載の半導体エピタキシャルウェーハの製造方法。
6. 前記クラスターイオンの炭素のドーズ量が２．０×１０^１４ａｔｏｍｓ／ｃｍ^２以上である請求項４または５に記載の半導体エピタキシャルウェーハの製造方法。
7. 半導体ウェーハと、該半導体ウェーハの表面に形成された、該半導体ウェーハ中に固溶した所定元素からなる改質層と、該改質層上のエピタキシャル層と、を有し、
   前記改質層における前記所定元素の深さ方向の濃度プロファイルの半値幅が１００ｎｍ以下であり、前記エピタキシャル層表面のヘイズレベルが０．３０ｐｐｍ以下であることを特徴とする半導体エピタキシャルウェーハ。
8. 前記半導体ウェーハが、シリコンウェーハである請求項７に記載の半導体エピタキシャルウェーハ。
9. 前記半導体ウェーハが、シリコンウェーハの表面にシリコンエピタキシャル層が形成されたエピタキシャルシリコンウェーハであり、前記改質層は前記シリコンエピタキシャル層の表面に位置する請求項７に記載の半導体エピタキシャルウェーハ。
10. 前記半導体ウェーハの表面からの深さが１５０ｎｍ以下の範囲内に、前記改質層における前記濃度プロファイルのピークが位置する請求項７〜９のいずれか１項に記載の半導体エピタキシャルウェーハ。
11. 前記改質層における前記濃度プロファイルのピーク濃度が、１×１０^１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以上である請求項７〜１０のいずれか１項に記載の半導体エピタキシャルウェーハ。
12. 前記所定元素が炭素を含む請求項７〜１１のいずれか１項に記載の半導体エピタキシャルウェーハ。
13. 前記所定元素が炭素を含む２種以上の元素を含む請求項１２に記載の半導体エピタキシャルウェーハ。
14. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の製造方法で製造されたエピタキシャルウェーハまたは請求項７〜１３のいずれか１項に記載のエピタキシャルウェーハの、表面に位置するエピタキシャル層に、固体撮像素子を形成することを特徴とする固体撮像素子の製造方法。

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