JP2001213697A - シリコンエピタキシャルウエーハの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シリコンエピタキシャルウエーハの主表面に
おいて光学的に大きなパーティクルとして検出される結
晶欠陥の発生を大幅に抑制することができるエピタキシ
ャルウエーハの製造方法を提供する。 【解決手段】 洗浄したシリコンウエーハ上にシリコン
エピタキシャル層を気相成長させてシリコンエピタキシ
ャルウエーハを製造する方法において、シリコンウエー
ハをキャリアレス洗浄後、エピタキシャル成長装置の反
応炉内に移送するまでに３回移送した後、エピタキシャ
ル成長させる。一例として、シリコンウエーハをキャリ
アレス洗浄後、保管用のキャリアに収納し（移送１）、
該キャリアからシリコンウエーハを抜き取り、エピタキ
シャル成長装置に常設されたカセットに収納し（移送
２）、該カセットからシリコンウエーハを抜き取り、エ
ピタキシャル成長装置の反応炉内に搬送する（移送
３）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シリコンエピタキ
シャルウエーハの製造方法に関し、より具体的には、パ
ーティクルの発生が抑制されるシリコンエピタキシャル
ウエーハの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】シリコンエピタキシャルウエーハ（以
下、単に「エピタキシャルウエーハ」という。）は、シ
リコンウエーハの主表面上にシリコンエピタキシャル層
（以下、単に「エピタキシャル層」という。）を気相成
長させて得られる。エピタキシャルウエーハは、ＭＰＵ
やＤＲＡＭのように集積度の非常に高い集積回路に使用
されるため、積層欠陥等の結晶欠陥が少ないことが要求
される。

【０００３】エピタキシャル層に形成される積層欠陥
は、気相成長前に既にシリコンウエーハ上に付着してい
たパーティクルに起因することが多い。そこで、気相成
長前にシリコンウエーハを洗浄して、シリコンウエーハ
上に付着しているパーティクルを除去する前工程が従来
行われている。

【０００４】パーティクルを除去するための洗浄として
は、シリコンウエーハをエッチングするとともに、アル
カリ性水溶液中におけるパーティクルとウエーハの間の
静電気的反発を利用してパーティクルを除去する、ＳＣ
−１（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｃｌｅａｎｉｎｇ １）洗浄
がよく知られている。ＳＣ−１洗浄には、アンモニア水
と過酸化水素水の混合溶液が用いられる。

【０００５】気相成長前の洗浄には、ＳＣ−１洗浄に続
けて、さらにＳＣ−２（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｃｌｅａｎ
ｉｎｇ ２）洗浄が行われる。ＳＣ−２洗浄は、シリコ
ンウエーハ上の金属をイオン化して除去する洗浄方法で
あり、塩酸と過酸化水素水の混合溶液が用いられる。

【０００６】パーティクルを除去するために従来行われ
ている気相成長の前工程を、図７に示す。図７に示す従
来の前工程において、まず、シリコンウエーハは、ウエ
ーハを収納し搬送や保管のために用いられるウエーハキ
ャリアから、搬送装置により洗浄キャリアに移載される
（図７（ａ））。

【０００７】次に、シリコンウエーハは、洗浄キャリア
内に収納されたまま一連の槽間を搬送され、ＳＣ−１洗
浄とＳＣ−２洗浄が続けて施される（図７（ｂ））。

【０００８】そして、洗浄されたシリコンウエーハは、
洗浄キャリアから清浄なウエーハキャリアへ搬送装置を
用いて移載され（図７（ｃ））、エピタキシャル成長装
置に投入されるまでの間、一旦保管される。このように
して洗浄されたシリコンウエーハを洗浄キャリアからウ
エーハキャリアへ移載して保管するのは、洗浄キャリア
に収納したまま保管すると、洗浄キャリアに付着してい
るアンモニアや塩化水素によりシリコンウエーハの表面
が徐々にエッチングされて、面荒れが発生してしまうか
らである。

【０００９】次に、エピタキシャル成長装置に投入され
る際、シリコンウエーハは、さらにウエーハキャリアか
ら装置投入用のカセット（以下、「投入カセット」と呼
ぶ場合がある。）へ搬送装置を用いて移載される（図７
（ｄ））。エピタキシャル成長装置は、その装置メーカ
ーにより異なった形状の投入カセットを使用し、また、
投入カセットに収納可能なシリコンウエーハの枚数も異
なる。そこで、例えばウエーハキャリアに収納されたシ
リコンウエーハの枚数が２５枚、投入カセットに収納可
能なシリコンウエーハの枚数が２４枚の場合は、この移
載時に残り１枚を他の投入カセットに収納する編成が行
われる。

【００１０】シリコンウエーハが収納された投入カセッ
トは、作業者がエピタキシャル成長装置の前まで運搬
し、作業者の手仕込みによりエピタキシャル成長装置の
ロードロック室内に投入される（図７（ｅ））。図９
は、投入カセット７をエピタキシャル成長装置１のロー
ドロック室２内に投入するまでの概略を説明した図であ
る。まず、搬送装置３上でウエーハキャリア５内のシリ
コンウエーハが投入カセット７に移載される。次に、シ
リコンウエーハが収納された投入カセット７は、作業者
により搬送装置３から壁８に埋め込まれたエピタキシャ
ル成長装置１まで運ばれ、ロードロック室２の蓋６の開
閉によりロードロック室２内へ投入される。

【００１１】そして、投入カセットに収納されたシリコ
ンウエーハは、エピタキシャル成長装置内に設けられた
搬送ロボットにより投入カセットから一枚ずつ抜き取ら
れ、続いて、気相成長が行われる反応炉内に搬送されて
（図７（ｆ））、シリコンウエーハの表面にエピタキシ
ャル層が形成される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図７に示し
た従来の前工程においては、シリコンウエーハは、洗浄
後、エピタキシャル成長装置の反応炉内に搬送されるま
での間に４回移送される。すなわち、洗浄キャリアから
保管用のウエーハキャリアへの移載（図７（ｃ）、移送
１）、ウエーハキャリアから投入カセットへの移載（図
７（ｄ）、移送２）、投入カセットのエピタキシャル成
長装置内への投入（図７（ｅ）、移送３）、及び投入カ
セットから反応炉内への搬送（図７（ｆ）、移送４）で
ある。

【００１３】シリコンウエーハが移送される際には、パ
ーティクルがシリコンウエーハ表面に付着する。特に洗
浄後に移送を行うと、その移送の際に付着したパーティ
クルがシリコンウエーハ表面から除去されないまま気相
成長が行われ、光学的に大きなパーティクルとして光散
乱式ウエーハ表面検査装置により検知される結晶欠陥と
なる可能性が高い。

【００１４】図８は、図７に示された従来の前工程を経
て気相成長が行われた、厚さ約５μｍのエピタキシャル
層を有する直径２００ｍｍのシリコンエピタキシャルウ
エーハの主表面を、光散乱式ウエーハ表面検査装置でパ
ーティクル測定し、光学的な大きさが２０μｍより大き
いパーティクルとして検出されたものの個数をウエーハ
毎に調べ、その発生度数をヒストグラムに表した結果で
ある。図８によると、光学的な大きさが２０μｍより大
きいパーティクルは、ウエーハ１枚当たり平均０．４個
検出された。この大きなパーティクルとして検出された
ものは、そのほとんどが積層欠陥などの凹凸を有する結
晶欠陥であった。このように、従来の工程によると、光
学的に大きなパーティクルとして検出される結晶欠陥の
発生を十分に抑制することができなかった。

【００１５】ところで、シリコンウエーハを洗浄キャリ
アに収納して洗浄する従来の方法によると、洗浄液中で
シリコンウエーハと洗浄キャリアが共に揺動されて擦り
合うことによりパーティクルが発生し、そのパーティク
ルがシリコンウエーハ表面に付着する。そこで、洗浄キ
ャリアを使用する従来の洗浄方法を、洗浄キャリアを使
用しないキャリアレス洗浄に代えて、図１０に示すよう
に前工程を行い、その後、エピタキシャル層を成長させ
た。

【００１６】キャリアレス洗浄では、ロボットのフィン
ガがシリコンウエーハの外周を左右から把持して固定す
るので、擦り合いによるパーティクルの発生は大幅に抑
制される。この結果、光学的な大きさが０．１３μｍよ
り大きいパーティクルとして検出されるものの総数は、
気相成長後のエピタキシャルウエーハの主表面上におい
て、ウエーハ１枚あたり平均３．６６個となり、従来の
約１５％までに抑制された。

【００１７】しかしながら、光学的な大きさが２０μｍ
より大きいパーティクルとして検出されるものの発生
は、図１１に示したようにウエーハ１枚あたり平均０．
３４個であり、キャリアレス洗浄の導入のみでは、従来
の前工程に比べて大きな効果を得ることができなかっ
た。

【００１８】以上のように、前記図７あるいは図１０に
示した前工程を経て気相成長が行われたエピタキシャル
ウエーハにおいては、光散乱式ウエーハ表面検査装置
で、光学的な大きさが２０μｍより大きいパーティクル
として検出されるものの発生頻度が高い。

【００１９】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、シリコンエピタキシャルウエーハにお
いて光学的に大きなパーティクルとして検出される結晶
欠陥の発生を大幅に抑制することができるシリコンエピ
タキシャルウエーハの製造方法を提供することを目的と
する。

【００２０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明によれば、洗浄したシリコンウエーハ上にシ
リコンエピタキシャル層を気相成長させてシリコンエピ
タキシャルウエーハを製造する方法において、シリコン
ウエーハをキャリアレス洗浄後、エピタキシャル成長装
置の反応炉内に搬送してエピタキシャル成長させるまで
の移送回数が３回であることを特徴とするシリコンエピ
タキシャルウエーハの製造方法が提供される。

【００２１】シリコンウエーハを洗浄後、成長装置の反
応炉内に搬送するまで従来少なくとも４回行われていた
移送回数を本発明で３回に減らすことにより、パーティ
クルが発生並びに付着する機会が減る。その結果、この
シリコンウエーハにエピタキシャル成長させて得られる
エピタキシャルウエーハにおいて光学的に大きなパーテ
ィクルとして検出される結晶欠陥を大幅に抑制すること
ができる。

【００２２】より具体的には、洗浄したシリコンウエー
ハ上にシリコンエピタキシャル層を気相成長させてシリ
コンエピタキシャルウエーハを製造する方法において、
シリコンウエーハをキャリアレス洗浄後、エピタキシャ
ル成長装置投入用のカセットに収納する第１の移送工程
と、該カセットをエピタキシャル成長装置に投入する第
２の移送工程と、該カセットからシリコンウエーハを抜
き取り、エピタキシャル成長装置の反応炉内に搬送する
第３の移送工程とを順次行った後にエピタキシャル成長
させる。

【００２３】すなわち、キャリアレス洗浄を採用すると
ともに、前記図７に示した従来の４回の移送工程におけ
る、洗浄キャリアから保管用のウエーハキャリアへの移
載（図７（ｃ））と該ウエーハキャリアから投入カセッ
トへの移載（図７（ｄ））の２回の移送工程を、本発明
ではキャリアレス洗浄後、投入カセットへ直接収納する
ことで１回の移送工程として全体の移送工程を３回に減
らし、結果的にパーティクルの発生並びに付着を抑制す
ることができる。

【００２４】あるいは、洗浄したシリコンウエーハ上に
シリコンエピタキシャル層を気相成長させてシリコンエ
ピタキシャルウエーハを製造する方法において、シリコ
ンウエーハをキャリアレス洗浄後、保管用のキャリアに
収納する第１の移送工程と、該キャリアからシリコンウ
エーハを抜き取り、エピタキシャル成長装置に常設され
たカセットに収納する第２の移送工程と、該カセットか
らシリコンウエーハを抜き取り、エピタキシャル成長装
置の反応炉内に搬送する第３の移送工程とを順次行った
後にエピタキシャル成長させることもできる。

【００２５】この方法では、図７に示した従来の前工程
におけるウエーハキャリアから投入カセットへの移載
（図７（ｄ））と投入カセットのエピタキシャル成長装
置内への投入（図７（ｅ））の２回の移送工程を、キャ
リアレス洗浄を採用するとともにエピタキシャル成長装
置にカセットを常設することで１回の移送工程として全
体の移送工程を３回に減らし、結果的にパーティクルの
発生並びに付着を大幅に抑制することができる。

【００２６】さらに本発明では、キャリアレス洗浄する
前に予め、シリコンウエーハをエピタキシャル成長装置
に投入する枚数に編成しておくことが好ましい。

【００２７】前記したように、本発明の第２の移送工程
では、シリコンウエーハが収納された投入カセットをエ
ピタキシャル成長装置に投入するか、あるいは保管用キ
ャリアからシリコンウエーハを抜き取り、エピタキシャ
ル成長装置に常設されたカセットに収納することでシリ
コンウエーハをエピタキシャル成長装置に投入するが、
いずれにせよキャリアレス洗浄前に予めエピタキシャル
成長装置に投入する枚数に編成しておくことで上記第２
の移送工程におけるエピタキシャル成長装置への投入が
容易となり、作業性を向上させることができる。

【００２８】前記エピタキシャル成長装置に常設された
カセットを使用する場合は、該カセットを、ロードロッ
ク室内に設置し、該カセットの両側からシリコンウエー
ハを収納及び抜き取りして前記第２の移送工程を行うこ
とが好ましい。

【００２９】このように常設カセットがロードロック室
内に設置されていることで、カセットへのパーティクル
付着を防止できるので、これに収納されるウエーハへの
パーティクル付着も大幅に抑制することができる。ま
た、カセットの両側からシリコンウエーハを収納及び抜
き取りすることでカセットの前後回転が不要となり、作
業性をより向上させることができる。

【００３０】この場合、さらに好ましくは、前記第２の
移送工程が、前記ロードロック室前に設置された搬送装
置により行われ、かつ、該搬送装置と前記ロードロック
室前が作業領域から仕切られる。このように設置された
搬送装置により前記第２の移送工程、すなわち保管用キ
ャリアからシリコンウエーハを抜き取り、エピタキシャ
ル成長装置に常設されたカセットに収納する際、搬送装
置とロードロック室前が作業領域から仕切られることに
より清浄度が保たれていれば、作業領域からウエーハへ
のパーティクルの付着が防止され、結果的に結晶欠陥の
発生が一層抑制されたエピタキシャルウエーハを得るこ
とができる。

【００３１】前記搬送装置の設置された領域と前記ロー
ドロック室前は、シリコンウエーハの移送中、クラス１
０以下に保たれていることが好ましい。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら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。

【００３３】なお、本発明においては、気相成長の前工
程におけるシリコンウエーハの移動について、移載、搬
送、運搬、投入、収納等の文言を使用しているが、特に
シリコンウエーハの洗浄後、シリコンウエーハを直接
的、またはキャリア若しくはカセットに収納して間接的
に保持して移動させるにかかわらず、特に断りの無い限
りシリコンウエーハが意図的に移動される場合は、本発
明で言う「移送」と解される。

【００３４】前記したように洗浄後に移送を行うと、そ
の移送の際に発生したパーティクルがシリコンウエーハ
表面に付着し、そのまま気相成長を行うと、結果的に結
晶欠陥が生じる可能性が高い。そこで本発明者らは、パ
ーティクルの発生を抑えるべく、洗浄キャリアを用いな
いキャリアレス方式の洗浄を気相成長前の洗浄に適用す
るとともに、洗浄後、エピタキシャル成長装置の反応炉
内にシリコンウエーハを搬送するまでの移送回数を減ら
すことでパーティクルの発生をさらに抑制することがで
きると考え、従来の移送回数を減らすべく鋭意研究を行
った。

【００３５】その結果、キャリアレス方式の洗浄後、エ
ピタキシャル成長装置の反応炉内にシリコンウエーハを
搬送するまでの移送回数を３回とすることができ、それ
によりパーティクルの発生並びに付着を抑制することが
できることを見出した。このようにキャリアレス方式の
洗浄後、エピタキシャル成長装置の反応炉内にシリコン
ウエーハを搬送するまでの移送回数を３回とする方法と
して、具体的には２つの方法がある。

【００３６】第１の具体的な方法としては、エピタキシ
ャル成長の前工程として、シリコンウエーハを洗浄槽内
でキャリアレス洗浄した後にエピタキシャル成長装置投
入用のカセットに収納する第１の移送工程と、該カセッ
トをエピタキシャル成長装置に投入する第２の移送工程
と、該カセットからシリコンウエーハを抜き取り、エピ
タキシャル成長装置の反応炉内に搬送する第３の移送工
程を行った後、エピタキシャル成長を行う。

【００３７】図１は、前記第１の方法におけるエピタキ
シャル成長の前工程を説明するフロー図である。主表面
に鏡面研磨が施されたシリコンウエーハは、ウエーハ搬
送ロボットのフィンガにより外周を左右から直接把持さ
れたまま洗浄槽を移動し、ＳＣ−１洗浄、ＳＣ−２洗浄
等の各洗浄が順次行われる（図１（ｂ））。

【００３８】洗浄されたシリコンウエーハは、洗浄後に
行われる第１の移送工程として、ウエーハ搬送ロボット
に把持されたまま、洗浄槽から引上げられ、所定枚数を
収納できるエピタキシャル成長装置投入用のカセットに
収納される（図１（ｃ））。なお、洗浄前に予め、上記
投入用カセットに収納される所定枚数と同じ枚数に編成
しておくと（図１（ａ））、ウエーハ搬送ロボットによ
り一括して把持してキャリアレス洗浄することで、洗浄
後、そのまま投入カセットにシリコンウエーハを収納す
ることができ、作業性が向上する。

【００３９】次に、第２の移送工程として、所定の枚数
のシリコンウエーハが収納された投入カセットがエピタ
キシャル成長装置に投入される（図１（ｄ））。投入カ
セットは、エピタキシャル成長装置の所定位置、例えば
ロードロック室内に設けられた投入口に、カセット自動
搬入装置により、あるいはオペレータにより手仕込みで
載置される。

【００４０】さらに第３の移送工程として、シリコンウ
エーハは、投入カセットから抜き取られ、エピタキシャ
ル成長装置の反応炉内に搬送される。具体的には、エピ
タキシャル成長装置の投入口に載置された投入カセット
内のシリコンウエーハは、装置内に設けられた搬送ロボ
ットによりカセットから一枚ずつ抜き取られ、気相成長
が行われる反応炉内に搬送される（図１（ｅ））。

【００４１】このように反応炉内に搬送されたシリコン
ウエーハは、枚葉式に処理されることにより表面に数μ
ｍ程度のエピタキシャル層が形成され、エピタキシャル
ウエーハとなる。以上のように第１の方法では、シリコ
ンウエーハをキャリアレス洗浄した後、エピタキシャル
洗浄装置の反応炉まで搬送される間、シリコンウエーハ
は、搬送ロボットに把持される以外は実質的に投入カセ
ットに触れるだけであるので、パーティクルが発生並び
に付着する確率が非常に低く、結果的に結晶欠陥がほと
んど無いエピタキシャルウエーハを製造することができ
る。

【００４２】本発明による第２の具体的な方法として
は、エピタキシャル成長の前工程として、シリコンウエ
ーハを洗浄槽内でキャリアレス洗浄した後に保管用のキ
ャリアに収納する第１の移送工程と、該キャリアからシ
リコンウエーハを抜き取り、エピタキシャル成長装置に
常設されたカセットに収納する第２の移送工程と、該カ
セットからシリコンウエーハを抜き取り、エピタキシャ
ル成長装置の反応炉内に搬送する第３の移送工程を行っ
た後、エピタキシャル成長を行う。

【００４３】図２は、前記第２の方法におけるエピタキ
シャル成長の前工程を説明するフロー図である。主表面
に鏡面研磨が施されたシリコンウエーハは、前記第１の
方法と同様、キャリアレス洗浄が行われた後に（図２
（ｂ））、第１の移送工程として、ウエーハ搬送ロボッ
トに把持されたまま、洗浄槽から保管用のキャリアに収
納される（図２（ｃ））。

【００４４】なお、この場合も、洗浄前に予め、上記常
設カセットに収納される所定枚数と同じ枚数に編成して
おくと（図２（ａ））、ウエーハ搬送ロボットにより一
括して把持してキャリアレス洗浄することで、洗浄後、
保管用のキャリアを経て、そのまま常設カセットにシリ
コンウエーハを収納することができ、作業性が向上す
る。

【００４５】次に、第２の移送工程として、保管用キャ
リアに一旦収納されたシリコンウエーハは、該キャリア
から抜き取られ、エピタキシャル成長装置に常設された
カセットに収納される（図２（ｄ））。なお、常設カセ
ットとしては、耐熱性があり、成形精度が良く、しかも
パーティクルが発生しないようにするために硬すぎない
材質を使用したものが求められる。これらの条件を全て
満たすものとして、ＰＢＴ樹脂（ポリブチレンテレフタ
レート）製のものを好適に使用できる。

【００４６】また、常設カセットはロードロック室内に
設置され、該カセットの両側からシリコンウエーハを収
納及び抜き取りすることができる。図３は、両側からシ
リコンウエーハを出し入れできる常設カセット４の一例
を示したものである。この常設カセット４は、ウエーハ
支持部１２と運搬に際してカセット自体を把持する把持
部１３を有している。ウエーハ支持部１２は前後に開放
されており、図中のＡ側からＢ側、あるいはＢ側からＡ
側に向けてシリコンウエーハを両側から出し入れするこ
とができる。

【００４７】このように、カセット４の両側からシリコ
ンウエーハを出し入れできる常設カセット４を使用すれ
ば、片側からのみ出し入れ可能なカセットを用いた場合
に必要な回転等の動作が不要となり、第２の移送工程に
おける保管用キャリアからの収納、及び第３の移送工程
における反応炉への移送のための抜き取りに必要な時間
が短縮される上、回転動作により発生し得るロードロッ
ク室内での発塵が抑制されるという利点もある。

【００４８】なお、保管用キャリア５から常設カセット
４への移載は、搬送装置により行うことができる。図６
は、前記第２の移送工程を搬送装置を用いて行う場合の
概略を示したものである。搬送装置３は壁８に埋め込ま
れたエピタキシャル成長装置１のロードロック室２前に
設置され、保管用キャリア５に収納されているシリコン
ウエーハ（図示せず）をロードロック室２内に設置され
ている常設カセット４に収納する場合、ロードロック室
２の蓋６が開き、シリコンウエーハは搬送装置３上のキ
ャリア５から常設カセット４へと収納される。

【００４９】なお、搬送装置３の設置された領域とロー
ドロック室２の前は、シリコンウエーハの移送中、クラ
ス１０以下に保たれる。ロードロック室２の前とロード
ロック室２の外に設置された搬送装置３のまわりの雰囲
気は、保管用キャリアからシリコンウエーハを取り出
し、あるいは常設カセットへシリコンウエーハを収納す
る際、シリコンウエーハの表面に付着するパーティクル
の量に影響を与えるため、極力清潔に保たれている必要
がある。そこで、図６に示すように、例えば塩化ビニー
ル等のカーテン９によって搬送装置３のまわりとロード
ロック室２の前を作業領域１０から仕切ることにより、
シリコンウエーハが暴露される雰囲気は、シリコンウエ
ーハの搬送中、クラス１０（アメリカ連邦規格 Ｆｅｄ
ｅｒａｌＳｔａｎｄａｒｄ ２０９Ｂ：Ｃｌｅａｎ ｒ
ｏｏｍ ａｎｄ ｗｏｒｋ ｓｔａｔｉｏｎ ｒｅｑｕ
ｉｒｅｍｅｎｔｓに準拠）以下に保たれる。作業領域
は、作業者が行き来したりして作業する領域であり、そ
の作業あるいは作業者自身から発塵する。そこで、シリ
コンウエーハの搬送領域を作業領域から仕切ることによ
り、作業領域で発生するパーティクルがシリコンウエー
ハ上に付着することを防止するのである。

【００５０】次に、第３の移送工程として、常設カセッ
ト４に収納されたシリコンウエーハは、気相成長が行わ
れる反応炉内に搬送される。具体的には、常設カセット
４内のシリコンウエーハは、エピタキシャル製造装置内
に設けられた図示しない搬送ロボットにより１枚ずつ抜
き取られ、気相成長が行われる反応炉内に搬送される
（図２（ｅ））。反応炉内に搬送されたシリコンウエー
ハは、前記第１の実施態様と同様、枚葉式に処理される
ことにより表面に数μｍ程度のエピタキシャル層が形成
され、エピタキシャルウエーハとなる。

【００５１】以上のように、本発明に係る第２の方法で
は、シリコンウエーハをキャリアレス洗浄した後、エピ
タキシャル成長装置の反応炉まで搬送される間、シリコ
ンウエーハは、実質的に保管用のキャリアと常設カセッ
トに触れるだけである上、シリコンウエーハが保管用キ
ャリアから取り出された際に触れる搬送装置３のまわり
やロードロック室２の前の雰囲気は特に清潔に保たれて
いるので、パーティクルが付着する確率が非常に低く、
結果的に結晶欠陥がほとんど無いエピタキシャルウエー
ハを製造することができる。

【００５２】

【実施例】以下、実施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１）図１に示す前工程に従ってシリコンウエー
ハを反応炉内へ搬送した後、エピタキシャルウエーハを
製造した。まず、ウエーハキャリアに収納された直径２
００ｍｍのシリコンウエーハ２５枚を、搬送装置を用い
て保管用のウエーハキャリアから枚数編成用のキャリア
へ移載し、エピタキシャル成長装置に適合するように２
４枚を同一の編成用キャリアに収納した（図１
（ａ））。残り１枚は、他に用意した編成用キャリアに
収納した。

【００５３】次に、ウエーハ搬送ロボットに搭載したフ
ィンガ型メカニカルハンドでシリコンウエーハの外周を
左右から直接挟みこむようにして、同一の編成用キャリ
アに収納されている２４枚のウエーハを同時に一括把持
し、昇降移動を繰り返しながらＳＣ−１洗浄とＳＣ−２
洗浄の各処理槽を移動してキャリアレス洗浄を行った
（図１（ｂ））。

【００５４】次いで、洗浄したシリコンウエーハをキャ
リアレス洗浄で用いたウエーハ搬送ロボットを用いて直
接、エピタキシャル成長装置投入用の投入カセット（Ｐ
ＢＴ樹脂製）に収納した（図１（ｃ））。

【００５５】さらに、シリコンウエーハが収納された投
入カセットを、オペレータにより手仕込みで枚葉式エピ
タキシャル成長装置１のロードロック室内に設けられた
投入口に載置した（図１（ｄ））。さらに、装置内に設
けられた搬送ロボットを用いて投入カセットからシリコ
ンウエーハを一枚ずつ抜き取り、気相成長が行われる反
応炉内に搬送した（図１（ｅ））。エピタキシャル成長
装置１内では、シリコンウエーハ上に厚さ約５μｍのエ
ピタキシャル層を形成し、エピタキシャルウエーハを製
造した。

【００５６】以上のようにして図１の前工程を通った
後、気相成長を行って得たシリコンエピタキシャルウエ
ーハの主表面について、光散乱式ウエーハ表面検査装置
で光学的な大きさが２０μｍより大きいパーティクルを
検出し、その個数を調べ、図４に示した。

【００５７】図４のヒストグラムから明らかなように、
本実施例の前工程において、キャリアレス洗浄からエピ
タキシャル成長装置１の反応炉内にシリコンウエーハを
搬送するまでの移送工程を、キャリアレス洗浄に用いら
れるウエーハ搬送ロボットによる投入カセットへの収納
（移送１）、エピタキシャル成長装置１内への投入（移
送２）、及び投入カセットから反応炉内への搬送（移送
３）の計３回とすることにより、光学的な大きさが２０
μｍより大きいパーティクル数が、シリコンウエーハ１
枚あたり平均０．０４個にまで減少した。

【００５８】（実施例２）図２に示す前工程に従ってシ
リコンウエーハを反応炉内へ搬送した後、エピタキシャ
ルウエーハを製造した。まず、前記実施例１と同様にし
て、直径２００ｍｍのシリコンウエーハ２５枚のうち２
４枚を、ウエーハ搬送ロボットを用いてウエーハキャリ
アから編成用キャリアに移載（図２（ａ））した後、キ
ャリアレス洗浄を行った（図２（ｂ））。

【００５９】次に、洗浄したシリコンウエーハをキャリ
アレス洗浄で用いたウエーハ搬送ロボットを用いて、保
管用のウエーハキャリア５に一旦収納した（図２
（ｃ））。保管用キャリア５に一旦収納されたシリコン
ウエーハを、エピタキシャル成長装置１のロードロック
室２前に設置されている搬送装置３を用いて保管用キャ
リア５から抜き取り、エピタキシャル成長装置１内に常
時設置され、両側からウエーハの出し入れ可能な常設カ
セット（ＰＢＴ樹脂製）４に収納した（図２（ｄ））。

【００６０】なお、搬送装置３の設置された領域とロー
ドロック室２の前は、塩化ビニールのカーテン９によっ
て作業者が行き来する作業領域１０から仕切られてお
り、シリコンウエーハの搬送中は常にクラス１０以下に
保たれていた。さらに、エピタキシャル成長装置１内に
設けられた搬送ロボットを用いて常設カセット内からシ
リコンウエーハを一枚ずつ抜き取り、気相成長が行われ
る反応炉内に搬送した（図２（ｅ））。エピタキシャル
成長装置１内では、シリコンウエーハ上に厚さ約５μｍ
のエピタキシャル層を形成し、エピタキシャルウエーハ
を製造した。

【００６１】以上のように、図２の前工程を通った後、
気相成長を行って得たシリコンエピタキシャルウエーハ
の主表面について、光散乱式ウエーハ表面検査装置で光
学的な大きさが２０μｍより大きいパーティクルを検出
し、その個数を調べ、図５に示した。

【００６２】図５のヒストグラムから明らかなように、
本実施例の前工程において、キャリアレス洗浄からエピ
タキシャル成長装置１の反応炉内にシリコンウエーハを
搬送するまでの移送工程を、キャリアレス洗浄に用いら
れるウエーハ搬送ロボットによる保管用キャリア５への
収納（移送１）、搬送装置３を用いて保管用キャリア５
から常設カセット４への収納（移送２）、及び常設カセ
ット４から反応炉内への搬送（移送３）の計３回とする
ことにより、光学的な大きさが２０μｍより大きいパー
ティクル数が、ウエーハ１枚あたり平均０．２０個にま
で減少した。

【００６３】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではない。上記実施形態は単なる例示であり、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。

【００６４】

【発明の効果】本発明ではキャリアレス洗浄を気相成長
前の洗浄に適用するとともに、キャリアレス洗浄からエ
ピタキシャル成長装置の反応炉内にウエーハを移送する
までの移送回数を３回とすることで、パーティクルの発
生並びに付着の機会が減少する。従って、気相成長時に
おいて表面に付着しているパーティクルがほとんど無
く、結果的に結晶欠陥の発生が抑制されたエピタキシャ
ルウエーハを製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る気相成長の前工程の第１の方法を
示すフロー図である。

【図２】本発明に係る気相成長の前工程の第２の方法を
示すフロー図である。

【図３】両側からシリコンウエーハを出し入れできる常
設カセットの一例を示す概略斜視図である。

【図４】図１の前工程を経て気相成長を行った（実施例
１）エピタキシャルウエーハ上のパーティクル数を示す
ヒストグラムである。

【図５】図２の前工程を経て気相成長を行った（実施例
２）エピタキシャルウエーハ上のパーティクル数を示す
ヒストグラムである。

【図６】図２の本発明に係る前工程における第２の移送
工程（ｅ）を示す概略説明図である

【図７】従来行われている気相成長の前工程を示すフロ
ー図である。

【図８】図７の前工程を経て気相成長を行ったエピタキ
シャルウエーハ上のパーティクル数を示すヒストグラム
である。

【図９】図７の従来の前工程において投入カセットをエ
ピタキシャル成長装置内に投入する移送工程（ｅ）を示
す概略説明図である。

【図１０】キャリアレス洗浄を含む気相成長の前工程を
示すフロー図である。

【図１１】図１０の前工程を経て気相成長を行ったエピ
タキシャルウエーハ上のパーティクル数を示すヒストグ
ラムである。

【符号の説明】

１…エピタキシャル成長装置、 ２…ロードロック室、
３…搬送装置、 ４…常設カセット、 ５…保管用キ
ャリア、 ６…蓋、 ７…投入カセット、 ８…壁、
９…カーテン、 １０…作業領域、 １２…ウエーハ支
持部、 １３…把持部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 樫野 久寿 群馬県安中市磯部２丁目13番１号 信越半 導体株式会社磯部工場内 Ｆターム(参考） 4G077 AA03 BB03 DB01 EE02 5F031 CA02 FA01 FA07 FA12 MA23 MA28 NA09 PA03 PA26 5F045 AB02 AF03 BB10 BB12 BB15 EB08 EB13 EN04 GB11

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 洗浄したシリコンウエーハ上にシリコン
   エピタキシャル層を気相成長させてシリコンエピタキシ
   ャルウエーハを製造する方法において、シリコンウエー
   ハをキャリアレス洗浄後、エピタキシャル成長装置の反
   応炉内に搬送してエピタキシャル成長させるまでの移送
   回数が３回であることを特徴とするシリコンエピタキシ
   ャルウエーハの製造方法。
2. 【請求項２】 洗浄したシリコンウエーハ上にシリコン
   エピタキシャル層を気相成長させてシリコンエピタキシ
   ャルウエーハを製造する方法において、シリコンウエー
   ハをキャリアレス洗浄後、エピタキシャル成長装置投入
   用のカセットに収納する第１の移送工程と、該カセット
   をエピタキシャル成長装置に投入する第２の移送工程
   と、該カセットからシリコンウエーハを抜き取り、エピ
   タキシャル成長装置の反応炉内に搬送する第３の移送工
   程とを順次行った後にエピタキシャル成長させることを
   特徴とするシリコンエピタキシャルウエーハの製造方
   法。
3. 【請求項３】 洗浄したシリコンウエーハ上にシリコン
   エピタキシャル層を気相成長させてシリコンエピタキシ
   ャルウエーハを製造する方法において、シリコンウエー
   ハをキャリアレス洗浄後、保管用のキャリアに収納する
   第１の移送工程と、該キャリアからシリコンウエーハを
   抜き取り、エピタキシャル成長装置に常設されたカセッ
   トに収納する第２の移送工程と、該カセットからシリコ
   ンウエーハを抜き取り、エピタキシャル成長装置の反応
   炉内に搬送する第３の移送工程とを順次行った後にエピ
   タキシャル成長させることを特徴とするシリコンエピタ
   キシャルウエーハの製造方法。
4. 【請求項４】 前記キャリアレス洗浄する前に予め、シ
   リコンウエーハをエピタキシャル成長装置に投入する枚
   数に編成しておくことを特徴とする請求項２または請求
   項３に記載のシリコンエピタキシャルウエーハの製造方
   法。
5. 【請求項５】 前記エピタキシャル成長装置に常設され
   たカセットを、ロードロック室内に設置し、該カセット
   の両側からシリコンウエーハを収納及び抜き取りして前
   記第２の移送工程を行うことを特徴とする請求項３に記
   載のシリコンエピタキシャルウエーハの製造方法。
6. 【請求項６】 前記第２の移送工程が、前記ロードロッ
   ク室前に設置された搬送装置により行われ、該搬送装置
   と前記ロードロック室前が作業領域から仕切られている
   ことを特徴とする請求項５に記載のシリコンエピタキシ
   ャルウエーハの製造方法。
7. 【請求項７】 前記搬送装置の設置された領域と前記ロ
   ードロック室前が、シリコンウエーハの移送中、クラス
   １０以下に保たれていることを特徴とする請求項６に記
   載のシリコンエピタキシャルウエーハの製造方法。