JP2003347375A - 半導体ウェーハの金属汚染評価方法およびエピタキシャルウェーハの金属汚染評価方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体ウェーハの主裏面或いは外周端面に付
着した金属汚染物質を簡便に検出することを可能とする
半導体ウェーハの金属汚染評価方法およびエピタキシャ
ルウェーハの金属汚染評価方法を提供する。 【解決手段】 熱処理を予め施すことなく実施可能な評
価方法により半導体ウェーハ（例えば、シリコン単結晶
基板１）の金属汚染評価を行う前に、該評価対象の半導
体ウェーハに熱処理を施す。熱処理を予め施すことなく
実施可能な前記評価方法として、ＳＰＶ法を適用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウェーハの
金属汚染評価方法およびエピタキシャルウェーハの金属
汚染評価方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウェーハ（エピタキシャルウェー
ハを含む）の金属汚染を評価する方法として、従来よ
り、例えば少数キャリアの再結合ライフタイム（以下、
「ウェーハライフタイム（wafer lifetime）」とい
う。）を測定するウェーハライフタイム法、ならびに、
半導体ウェーハの表層部における鉄、クロム等の重金属
濃度を測定するＳＰＶ（surface photo voltage；表面
光電圧）法等が知られている。このうち、ウェーハライ
フタイム法では、表面再結合の影響を除外するための処
理（以下、除外処理）を、測定前に行う必要がある。前
記除外処理の方法には、酸化法とケミカルパッシベーシ
ョン（chemical passivation）法とがある。このうち、
酸化法の場合、半導体ウェーハの表面を酸化するための
熱処理を長時間（例えば、数時間程度）行うことによっ
て前記除外処理を行うため、非常に手間がかかる。対し
て、ケミカルパッシベーション法では、ヨウ素エタノー
ル溶液で半導体ウェーハの表面をコーティングすること
により、前記除外処理を極めて簡便に行うことができ
る。他方、ＳＰＶ法では、何も前処理を行わずに測定を
行うことができるため、ウェーハライフタイム法よりも
一層簡便に鉄汚染の評価を行うことができると言える。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ウェーハラ
イフタイム法、ならびに、ＳＰＶ法の何れにおいても、
通常、半導体ウェーハの主表面側のみで測定を行う。こ
のため、半導体ウェーハの主裏面或いは外周端面（或い
はその近傍）に付着している金属汚染物質については、
上記のウェーハライフタイム法のうちケミカルパッシベ
ーション法、ならびに、ＳＰＶ法によっては、検出する
ことができない。

【０００４】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたもので、半導体ウェーハの主裏面或い
は外周端面に（例えば、気相成長後に）付着した金属汚
染物質を簡便に検出することを可能とする半導体ウェー
ハの金属汚染評価方法およびエピタキシャルウェーハの
金属汚染評価方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の半導体ウェーハの金属汚染評価方法は、熱
処理を予め施すことなく実施可能な評価方法により半導
体ウェーハの金属汚染評価を行う前に、該評価対象の半
導体ウェーハに熱処理を施すことを特徴としている。

【０００６】本発明は、熱処理を予め施すことなく実施
可能な前記評価方法として、ＳＰＶ法を適用することが
好ましい。なお、熱処理を予め施すことなく実施可能な
評価方法は、他に、ジルトル液やライト液あるいはセコ
液を用いたエッチングによりシャローピットを観察する
金属汚染評価でも良いし、或いは、ケミカルパッシベー
ション法によるウェーハライフタイム測定でも良い。こ
れらの評価方法は、何れか単体を適用しても良いし、複
数を組み合わせて適用しても良い。

【０００７】半導体ウェーハの主裏面或いは外周端面に
金属汚染物質が付着している場合、この金属汚染物質の
存在は、熱処理を施す前には、半導体ウェーハにおける
通常の評価領域である主表面を評価しても検出すること
ができない。これに対し、本発明によれば、熱処理を予
め施すことなく実施可能な評価方法により半導体ウェー
ハの金属汚染評価を行う前に、該評価対象の半導体ウェ
ーハに熱処理を施すことにより、半導体ウェーハの主裏
面或いは外周端面の金属汚染物質を通常の評価領域であ
る主表面側に拡散させることができ、その結果、評価領
域（主表面）を評価することにより検出することが可能
となる。また、この熱処理は、例えば十数分程度で足り
るので、半導体ウェーハの主裏面或いは外周端面に付着
した金属汚染物質を迅速に検出することができる。

【０００８】また、半導体基板の主表面上に単結晶薄膜
が気相成長されたエピタキシャルウェーハが前記評価対
象の半導体ウェーハの場合、エピタキシャルウェーハの
裏面或いは外周端面に、気相成長を行ってから評価を行
うまでの間に付着した金属汚染物質も検出することがで
きる。

【０００９】また、本発明は、半導体基板の主表面上に
単結晶薄膜を気相成長させてエピタキシャルウェーハを
製造するための気相成長装置を用いて製造されるエピタ
キシャルウェーハの金属汚染評価方法において、前記気
相成長装置として、気相成長の際に半導体基板が内部に
配される反応室と、当該気相成長装置内への半導体基板
の搬入あるいは搬出の際に半導体基板を収納するロード
ロック室と、該ロードロック室と前記反応室との間に介
在し、該反応室とロードロック室との間で半導体基板を
搬送するための搬送室とを備える装置を用いて、半導体
基板を前記反応室に搬送し、該反応室にて前記気相成長
を施してエピタキシャルウェーハを製造した後、該エピ
タキシャルウェーハを該反応室より前記搬送室を介して
前記ロードロック室に搬送し、再び、該ロードロック室
より前記搬送室を介して前記反応室に搬送し、該反応室
にて、該エピタキシャルウェーハに熱処理を施した後、
該熱処理後のエピタキシャルウェーハを該反応室より前
記搬送室を介して前記ロードロック室に搬送し、該ロー
ドロック室より当該気相成長装置外に搬出し、該搬出後
のエピタキシャルウェーハに対し金属汚染評価（以下、
第１評価）を行うことを特徴としている。本発明によれ
ば、気相成長後に、搬送室或いはロードロック室にてエ
ピタキシャルウェーハの主裏面或いは外周端面に金属汚
染物質が付着した場合にも、該付着した金属汚染物質
を、ウェーハの主表面で検出することができる。また、
熱処理は、気相成長装置の反応室で行うことができるた
め、特別な熱処理装置が不要である。このため、金属汚
染物質の検出を簡便に行うことができる。このようにし
て金属汚染が検出された場合には、搬送室或いはロード
ロック室の清浄化等を行うことにより、エピタキシャル
ウェーハの品質向上を図ることができる（ただし、汚染
の原因が実際に搬送室或いはロードロック室にあった場
合）。なお、このようにして金属汚染が検出された場合
には、以下のようにして、金属汚染の原因が、搬送室と
ロードロック室の何れかにあるか否かを判定することが
できる。即ち、半導体基板を反応室に搬送し、該反応室
にて気相成長を施してエピタキシャルウェーハを製造し
た後、該エピタキシャルウェーハを該反応室より搬送室
を介してロードロック室に搬送し、さらに気相成長装置
外に搬出し、該搬出後のエピタキシャルウェーハに対し
金属汚染評価（以下、第２評価）を行う。そして、この
場合に金属汚染が検出されなければ、該金属汚染の原因
が搬送室とロードロック室の何れかにあると判定するこ
とができる。従って、搬送室およびロードロック室の清
浄化等を行うことにより、確実にエピタキシャルウェー
ハの品質向上を図ることができる。他方、この場合にも
検出されれば、該金属汚染の原因が、搬送室とロードロ
ック室以外にある（少なくとも搬送室とロードロック室
以外にも原因がある）と判定できる。

【００１０】加えて、金属汚染の原因が搬送室とロード
ロック室の何れかにあると判定できた場合には、以下の
ようにして、金属汚染の原因が搬送室とロードロック室
の何れにあるかを特定できる。即ち、本発明は、半導体
基板の主表面上に単結晶薄膜を気相成長させてエピタキ
シャルウェーハを製造するための気相成長装置を用いて
製造されるエピタキシャルウェーハの金属汚染評価方法
において、前記気相成長装置として、気相成長の際に半
導体基板が内部に配される反応室と、当該気相成長装置
内への半導体基板の搬入あるいは搬出の際に半導体基板
を収納するロードロック室と、該ロードロック室と前記
反応室との間に介在し、該反応室とロードロック室との
間で半導体基板を搬送するための搬送室とを備える装置
を用いて、半導体基板を前記反応室に搬送し、該反応室
にて前記気相成長を施してエピタキシャルウェーハを製
造した後、該エピタキシャルウェーハを該反応室より前
記搬送室に搬出し、再び、該搬送室より前記反応室に搬
送し、該反応室にて、該エピタキシャルウェーハに熱処
理を施した後、該熱処理後のエピタキシャルウェーハを
該反応室より前記搬送室を介して前記ロードロック室に
搬送し、該ロードロック室より当該気相成長装置外に搬
出し、該搬出後のエピタキシャルウェーハに対し金属汚
染評価（以下、第３評価）を行うことを特徴としてい
る。そして、このように金属汚染評価を行った場合、す
なわち、第１評価および第２評価を行う結果、金属汚染
の原因が搬送室とロードロック室の何れかにあると判定
できた場合に、第３評価を行った場合に、金属汚染が検
出されなければ、該金属汚染の原因がロードロック室に
あると判定することができる。従って、ロードロック室
の清浄化等を行うことにより、確実にエピタキシャルウ
ェーハの品質向上を図ることができる。他方、金属汚染
が検出されれば、該金属汚染の原因が搬送室にあると判
定できる（ただし、ロードロック室にも原因がある場合
を含む）。また、第３評価を単独で行った場合には、気
相成長後に、搬送室にてエピタキシャルウェーハの主裏
面或いは外周端面に金属汚染物質が付着した場合にも、
該付着した金属汚染物質を、ウェーハの表面で検出する
ことができる。また、このようにして金属汚染が検出で
きた場合には、搬送室の清浄化等を行うことにより、エ
ピタキシャルウェーハの品質向上を図ることができる
（ただし、汚染の原因が実際に搬送室にあった場合）。
なお、このようにして金属汚染が検出できた場合には、
さらに第２評価を行い、この場合には金属汚染が検出さ
れなければ、該金属汚染の原因が搬送室にあると判定す
ることができる。従って、搬送室の清浄化等を行うこと
により、確実にエピタキシャルウェーハの品質向上を図
ることができる。他方、このように金属汚染評価を行っ
た場合にも金属汚染が検出されれば、該金属汚染の原因
が、搬送室以外にある（少なくとも搬送室以外にもあ
る）と判定できる。なお、通常の操業中（エピタキシャ
ルウェーハの製造作業中）は、第１評価のみを定期的に
行うことが好ましい。そして、第１評価を行う結果、金
属汚染が検出された場合に、第２、第３評価の両方或い
は何れか一方を適宜行うことにより、汚染の原因箇所の
特定作業を行うと良い。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明に
係る実施の形態について説明する。

【００１２】先ず、図１を参照して、本実施の形態のエ
ピタキシャルウェーハの金属汚染評価方法で用いる気相
成長装置１０の構成について説明する。図１に示すよう
に、気相成長装置１０は、気相成長の際にシリコン単結
晶基板１（半導体ウェーハ；以下、単にシリコン基板１
ともいう。）が内部に配される反応室２と、当該気相成
長装置１０内へのシリコン基板１の搬入および搬出の際
にシリコン基板１を収納するロードロック室４と、該ロ
ードロック室４と反応室２との間に介在し、該反応室２
とロードロック室４（クーリングチャンバ（cooling ch
amber）ともいう。）との間でシリコン基板１を搬送す
るための搬送室３とを備えて概略構成されている。この
うち、反応室２の内部には、サセプタ５が配されてい
る。このサセプタ５は、気相成長の際に、例えば上面
で、シリコン基板１を支持するものである。なお、図１
は、シリコン基板１をサセプタ５上に搬送して支持させ
た状態を示す。また、気相成長装置１０は、原料ガス
（例えばトリクロロシラン等）およびキャリアガス（例
えば水素等）を含む気相成長用ガスを、反応室２内に導
入して、該反応室２内のサセプタ５上に支持したシリコ
ン基板１上に供給するためのガス導入路（図示略）を備
えている。さらに、気相成長装置１０は、反応室２内の
サセプタ５上に支持したシリコン基板１を加熱するため
の加熱装置（図示略）を備えている。また、搬送室３に
は、シリコン基板１を反応室１とロードロック室４との
間で搬送するためのハンドラ６が設けられている。

【００１３】以上のような構成の気相成長装置１０を用
いたシリコンエピタキシャルウェーハの製造は、以下の
ようにして行う。まず、気相成長装置１０内にシリコン
基板１を搬入する。即ち、シリコン基板１をロードロッ
ク室４内に投入する（図１のステップＳ１）。次に、該
ロードロック室４内のシリコン基板１を、ハンドラ６に
より保持して該ロードロック室４より搬送室３に搬送し
（図１のステップＳ２）、引き続き、該搬送室３より反
応室２内に搬送する。そして、該シリコン基板１を、そ
の主表面が上向きとなるように反応室２内のサセプタ５
上に支持させる。次に、サセプタ５上のシリコン基板１
を加熱装置により所望の気相成長温度（例えば、１１０
０℃以上、１１５０℃以下程度）に加熱するとともに、
ガス導入路を介してシリコン基板１の主表面上に気相成
長用ガスを供給する。これにより、シリコン基板１の主
表面上にシリコンエピタキシャル層（単結晶薄膜）を気
相成長させて（図１のステップＳ３）、シリコンエピタ
キシャルウェーハ（以下、単にエピタキシャルウェーハ
ともいう。）を製造する。このように製造されたエピタ
キシャルウェーハは、ハンドラ６により保持させて、反
応室２より搬送室３に搬送し（図１のステップＳ４）、
さらに、ロードロック室４に搬送し（図１のステップＳ
５）、該ロードロック室４より気相成長装置１０外に搬
出する。以上により、エピタキシャルウェーハを製造す
ることができる。

【００１４】ここで、気相成長後、反応室２より搬送室
３を介してロードロック室４に搬送されるエピタキシャ
ルウェーハは、高温の気相成長温度から次第に冷却さ
れ、ロードロック室４に搬送される段階では、例えば６
００℃程度にまで温度が低下する。さらに、エピタキシ
ャルウェーハは、このロードロック室４（クーリングチ
ャンバ）にて、例えば常温近くに温度が低下するまで冷
却された後に、気相成長装置１０外に搬出される。

【００１５】ところで、上記のように、気相成長の際に
は、シリコン基板１に加熱が施される。従って、例え
ば、気相成長前の段階でシリコン基板１の主裏面或いは
外周端面に金属汚染物質が付着した場合、該金属汚染物
質は気相成長の際の加熱により主表面側に拡散する。こ
のため、気相成長前の段階でシリコン基板１の主裏面或
いは外周端面に付着した金属汚染物質は、上記の要領で
製造したエピタキシャルウェーハの主表面を評価するこ
とにより検出することができる。しかしながら、気相成
長後、エピタキシャルウェーハが反応室２より搬出され
た後で、該エピタキシャルウェーハの主裏面或いは外周
端面に金属汚染物質が付着した場合、該付着段階でのエ
ピタキシャルウェーハの冷却の進行度に応じては、主表
面側への拡散が十分に行われない。このため、エピタキ
シャルウェーハの主表面を評価しても、金属汚染を検出
することが困難である。つまり、例えば、エピタキシャ
ルウェーハの金属汚染の原因が、搬送室３或いはロード
ロック室４にある場合には、この汚染があること自体を
把握することが困難である。

【００１６】また、例えば常温程度まで冷却した後でエ
ピタキシャルウェーハに金属汚染物質が付着した場合に
は、該金属汚染物質は、洗浄によってエピタキシャルウ
ェーハより除去することが可能である。しかし、例え
ば、上記ロードロック室４への搬送段階での温度（例え
ば、６００℃）等、ある程度以上に高温のエピタキシャ
ルウェーハに付着した金属汚染物質は、該エピタキシャ
ルウェーハの内部へ僅かに拡散が進行する。このため、
洗浄で除去することが困難である。つまり、シリコン基
板１の主裏面或いは外周端面に金属汚染物質が付着する
際のエピタキシャルウェーハの温度条件によっては、洗
浄で除去することが困難となる上に、該金属汚染の存在
を検出することも困難となる。

【００１７】そこで、本実施の形態では、以下に説明す
るように、気相成長後のエピタキシャルウェーハに熱処
理を施した後で、エピタキシャルウェーハの金属汚染を
評価する。

【００１８】この金属汚染評価方法では、先ず、上記と
同様に気相成長を行ってエピタキシャルウェーハを製造
する（図１のステップＳ１〜ステップＳ３）。次に、こ
の製造したエピタキシャルウェーハを反応室２より搬送
室３を介してロードロック室４に搬送する（図１のステ
ップＳ４、ステップＳ５）。次に、再び、エピタキシャ
ルウェーハをロードロック室４より搬送室３に搬送し
（図１のステップＳ６）、引き続き、反応室２に搬送す
る。

【００１９】そして、該反応室２にて、エピタキシャル
ウェーハに熱処理を施す（図１のステップＳ７）。この
ように、エピタキシャルウェーハ７にステップＳ７の熱
処理を施すことにより、以下の効果が得られる。即ち、
エピタキシャルウェーハを製造した後の段階で、図３
（ａ）に示すように、エピタキシャルウェーハ７の主裏
面７１に金属汚染物質８が付着した場合、或いは、該エ
ピタキシャルウェーハ７の外周端面７２に金属汚染物質
９が付着した場合であっても、図３（ｂ）に示すよう
に、金属汚染物質８或いは金属汚染物質９を該エピタキ
シャルウェーハ７の主表面側に確実に拡散させることが
できる。なお、この熱処理は、例えば、１１００℃以上
１１５０℃以下程度で行うことが好ましい。また、この
熱処理を行う時間の長さは、後述するように、例えば十
数分程度で十分である。

【００２０】このように熱処理を行った後は、エピタキ
シャルウェーハを反応室２より搬送室３に搬送し（図１
のステップＳ８）、さらに、ロードロック室４に搬送し
（図１のステップＳ９）、該ロードロック室４より気相
成長装置１０外に搬出する。

【００２１】そして、この搬出後のエピタキシャルウェ
ーハに対し、金属汚染評価（第１評価）を行う。この評
価としては、例えばＳＰＶ（surface photo voltage；
表面光電圧）法による鉄濃度の測定を適用する。即ち、
例えば図３（ｂ）に示すように、ＳＰＶ測定装置の測定
部１１によりエピタキシャルウェーハ７の主表面７３に
おける測定領域の鉄濃度を測定する。なお、エピタキシ
ャルウェーハに対して行う金属汚染評価としては、他
に、シャローピットを観察する金属汚染評価でも良い
し、或いは、ケミカルパッシベーション法によるウェー
ハライフタイム測定でも良い。これらは、何れも、熱処
理を予め施さなくても実施可能な評価方法である。即
ち、本実施の形態のエピタキシャルウェーハの金属汚染
評価方法は、熱処理を予め施すことなく実施可能な評価
方法によりエピタキシャルウェーハの金属汚染評価を行
う前に、該評価対象のエピタキシャルウェーハに熱処理
を施す評価方法であると換言できる。

【００２２】ここで、例えば、反応室２より搬出した
後、ある程度以上にエピタキシャルウェーハが冷却した
段階で、図３（ａ）に示すように、該エピタキシャルウ
ェーハ７の主裏面７１に金属汚染物質８が付着したとす
る。或いは、該エピタキシャルウェーハ７の外周端面に
金属汚染物質９が付着したとする。この場合、該金属汚
染物質８或いは金属汚染物質９の主表面側への拡散が十
分に行われない。このため、該金属汚染物質８或いは金
属汚染物質９に基づく金属汚染の存在は、エピタキシャ
ルウェーハ７にステップＳ７の熱処理を施す前には、該
エピタキシャルウェーハ７の主表面を評価しても（図３
（ａ））検出することができない。対して、本実施の形
態のように、ステップＳ７の熱処理を施した後は、図３
（ｂ）に示すように、金属汚染物質８或いは金属汚染物
質９が該エピタキシャルウェーハ７の主表面側に拡散し
ている。このため、該エピタキシャルウェーハ７の主表
面を評価することにより、金属汚染物質８或いは金属汚
染物質９に基づく金属汚染を検出することができる。

【００２３】つまり、本実施の形態の金属汚染評価方法
を実施すれば、気相成長後に、搬送室３或いはロードロ
ック室４にてエピタキシャルウェーハの主裏面或いは外
周端面に金属汚染物質が付着した場合に、該付着した金
属汚染物質に基づく金属汚染を検出することができる。

【００２４】ここで、図４に、ＳＰＶ法による金属汚染
評価を行う前のエピタキシャルウェーハに施す熱処理時
間の長さと、ＳＰＶ法によりエピタキシャルウェーハの
主表面上に検出される金属汚染の分布との関係を示す。
即ち、図４（ａ）は熱処理時間の長さが５分、図４
（ｂ）は熱処理時間の長さが１０分、図４（ｃ）は熱処
理時間の長さが１５分、図４（ｄ）は熱処理時間の長さ
が２０分、図４（ｅ）は熱処理時間の長さが３０分の場
合の、金属汚染の面内分布を示す。なお、何れの場合
も、熱処理温度は、１１７０℃である。これら図４
（ａ）〜図４（ｅ）から明らかなように、熱処理時間の
長さが１５分以上では、金属汚染の分布がほぼ同様であ
る。このことから、エピタキシャルウェーハの主裏面或
いは外周端面に付着した金属汚染物質が主表面側へと拡
散するのに要する熱処理時間の長さは、例えば熱処理温
度が１１７０℃の場合、１５分程度であることが分か
る。つまり、本実施の形態のエピタキシャルウェーハの
金属汚染評価方法の場合には、例えば酸化法によるウェ
ーハライフタイム法を行うのに必要な熱処理（例えば、
数時間程度）と比べて、極めて短時間（十数分程度）の
熱処理を施すだけで、エピタキシャルウェーハの主裏面
或いは外周端面に付着した金属汚染物質に基づく金属汚
染を検出できる。

【００２５】ただし、このように金属汚染を検出しただ
けでは、この金属汚染の原因が、搬送室３とロードロッ
ク４の何れかにある可能性を把握できるだけであり、そ
れ以外の工程（例えば、反応室２、或いは、気相成長装
置１０への投入前の工程等）にある可能性を否定できな
い。そこで、上記のように金属汚染が検出された場合に
は、以下のようにして、金属汚染の原因が、搬送室３と
ロードロック室４の何れかにあるか否かを判定する（つ
まり、搬送室３とロードロック室４以外にはないことを
判定する）ことができる。即ち、上記ステップＳ１〜Ｓ
５の工程を経て得られるエピタキシャルウェーハに対
し、金属汚染評価（第２評価）を行い、この場合に金属
汚染が検出されなければ、金属汚染の原因が搬送室３と
ロードロック室４の何れかにあると判定することができ
る。ただし、この場合にも検出された場合には、該金属
汚染の原因が、搬送室３とロードロック室４にないとは
判定できないが、少なくとも搬送室３とロードロック室
４以外にも原因があることは判定できる。

【００２６】加えて、金属汚染の原因が搬送室３とロー
ドロック室４の何れかにあると判定できた場合には、以
下のようにして、金属汚染の原因が搬送室３とロードロ
ック室４の何れにあるかを特定できる。即ち、上記ステ
ップＳ１〜Ｓ４の工程を行った後、エピタキシャルウェ
ーハを、再び搬送室３より（ロードロック室４ではな
く）反応室２に搬送し、該反応室２にて、該エピタキシ
ャルウェーハに上記の熱処理を施した後、該熱処理後の
エピタキシャルウェーハを該反応室２より搬送室３を介
してロードロック室４に搬送し、該ロードロック室４よ
り当該気相成長装置１０外に搬出し、該搬出後のエピタ
キシャルウェーハに対し金属汚染評価（第３評価）を行
う。そして、この場合に、金属汚染が検出されなけれ
ば、該金属汚染の原因がロードロック室４にある（搬送
室３にはない）と判定することができる。他方、金属汚
染が検出された場合には、該金属汚染の原因が搬送室３
にあると判定できる（ただし、ロードロック室４に原因
がないとは判定できないため、ロードロック室４にも原
因がある場合を含む）。

【００２７】以上のような実施の形態によれば、熱処理
を予め施すことなく実施可能な評価方法によりエピタキ
シャルウェーハの金属汚染評価を行う前に、該評価対象
のエピタキシャルウェーハに比較的短時間の熱処理を施
すことにより、エピタキシャルウェーハの主裏面或いは
外周端面の金属汚染物質を主表面側に拡散させることが
でき、その結果、該金属汚染物質を評価領域（主表面）
で評価することにより検出することが可能となる。

【００２８】また、気相成長後、反応室２より搬送室３
を介してロードロック室４に搬送したエピタキシャルウ
ェーハを、再び、反応室２に搬送して該反応室２にて熱
処理を施すので、気相成長後に、搬送室或いはロードロ
ック室にてエピタキシャルウェーハの主裏面或いは外周
端面に金属汚染物質が付着した場合に、該付着した金属
汚染物質を、特別な熱処理装置を要しないで簡便に検出
することができる。

【００２９】なお、上記の実施の形態では、金属汚染評
価方法による評価対象の半導体ウェーハとして、エピタ
キシャルウェーハを適用する例について説明したが、こ
れに限らず、例えば、気相成長前の半導体基板（例え
ば、シリコン単結晶基板）を評価対象としても良い。こ
の場合、例えばスライス工程、面取り工程、ラッピング
工程、エッチング工程、鏡面研磨工程といった各工程を
終える毎に評価を行うことにより、何れの工程に汚染の
原因があるかを把握できる。また、気相成長を行うこと
により製造される半導体ウェーハを評価対象とする場合
のうち、特に、単結晶薄膜を気相成長することにより製
造されるエピタキシャルウェーハを評価対象とする例に
ついて説明したが、多結晶薄膜を気相成長することによ
り製造される半導体ウェーハを評価対象としても良い。

【００３０】また、上記の実施の形態では、ロードロッ
ク室４の構造を簡略化して説明したが、該ロードロック
室４は、例えば図２に示すように、搬入用と搬出用との
２室に分割された分割構造をなしている場合がある（例
えば、上下２室に分割され、搬入用が上側分室４１で、
搬出用が下側分室４２。或いは、左右２室でも良
い。）。この場合に、搬出用の下側分室４２に汚染の原
因がある場合には、これを上記の方法で特定することも
可能である。他方、搬入用の上側分室４１に汚染の原因
がある場合には、気相成長時の加熱により汚染物質が拡
散され気相成長後に検出されるものの上記の方法では搬
入用の上側分室４１に汚染の原因があることを特定する
ことができない。従って、この場合には、例えば、下側
分室４２を搬入と搬出の両方に用いた場合に金属汚染が
検出されないことを確認することにより、上側分室４１
に汚染の原因があることを特定する。

【００３１】また、上記の実施の形態では、搬送室３に
汚染の原因があるかないかだけでなく、ロードロック室
４に汚染の原因があるかないかも判定するための方法を
例示したが、搬送室３に汚染の原因があるかないかだけ
を判定したい場合には、以下のように工程を簡略化する
と良い。即ち、上記ステップＳ１〜ステップＳ４を行っ
た後、エピタキシャルウェーハを、搬送室３より、再び
反応室２に搬送し、該反応室２にて、該エピタキシャル
ウェーハに上記の熱処理を施し、該熱処理後のエピタキ
シャルウェーハを搬送室３ならびにロードロック室４を
介して気相成長装置１０外に搬出し、該搬出後のエピタ
キシャルウェーハに対し金属汚染評価を行うと良い。

【００３２】ところで、上記の実施の形態では、半導体
ウェーハ（例えばシリコン基板１）を気相成長装置１０
内に投入してから搬出するまでの間、反応室２、搬送室
３およびロードロック室４における金属汚染の状態に変
化がないことを前提とした説明を行った。しかしなが
ら、実際には、半導体ウェーハを気相成長装置１０内に
投入してから搬出するまでの間にも各室（反応室２、搬
送室３およびロードロック室４）における金属汚染の状
態が変化する場合がある。つまり、半導体ウェーハへの
金属汚染が発生するタイミングは、例えば、気相成長前
（又は気相成長中）のタイミング、および、気相成長後
のタイミングの２通りに分けて考えることができる。ま
た、これら２通りのタイミングでの汚染発生は、各室毎
に考えられるため、計６パターンの汚染発生タイミング
がある。このうち、気相成長前又は気相成長中のタイミ
ングで金属汚染が発生した場合には、金属汚染発生箇所
が反応室２、搬送室３およびロードロック室４の何れで
あっても、該金属汚染が検出される（上記第１〜第３評
価の何れによっても検出される）。また、気相成長後の
タイミングで金属汚染が発生した場合のうち、特に、金
属汚染発生箇所が反応室２であった場合は、上記第１お
よび第３評価によれば金属汚染が検出される。また、こ
の場合は、半導体ウェーハが未だ高温の状態での金属汚
染発生であるため、上記第２評価によっても該金属汚染
が検出される可能性が高い。また、気相成長後のタイミ
ングで金属汚染が発生した場合のうち、特に、金属汚染
発生箇所が搬送室３であった場合、上記第２評価では金
属汚染が検出されないが、上記第１評価或いは第３評価
によれば金属汚染が検出される。また、気相成長後のタ
イミングで金属汚染が発生した場合のうち、特に、金属
汚染発生箇所がロードロック室４であった場合、上記第
１〜第３評価のうち、第１評価によってのみ金属汚染が
検出される。

【００３３】

【発明の効果】本発明の半導体ウェーハの金属汚染評価
方法およびエピタキシャルウェーハの金属汚染評価方法
によれば、熱処理を予め施すことなく実施可能な評価方
法により半導体ウェーハの金属汚染評価を行う前に、該
評価対象の半導体ウェーハに熱処理を施すことにより、
半導体ウェーハの主裏面或いは外周端面に付着した金属
汚染物質を簡便に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】気相成長装置の概略構成と、半導体ウェーハに
施す処理フローの一例を示す模式図である。

【図２】ロードロック室の一例を示す模式的な側断面図
である。

【図３】主裏面および外周端面に金属汚染物質が付着し
た半導体ウェーハを示す図であり、このうち（ａ）は熱
処理前の状態を示し、（ｂ）は熱処理により汚染が拡散
した後の状態を示す。

【図４】評価前の半導体ウェーハに施す熱処理時間の長
さと、ＳＰＶ法により半導体ウェーハの主表面上に検出
される汚染の分布との関係を説明するための図である。

【符号の説明】

１ シリコン単結晶基板（半導体ウェーハ） １０ 気相成長装置 ２ 反応室 ３ 搬送室 ４ ロードロック室

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉田 充 群馬県安中市磯部二丁目13番１号 信越半 導体株式会社半導体磯部研究所内 Ｆターム(参考） 4M106 AA01 BA20 CA70

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱処理を予め施すことなく実施可能な評
   価方法により半導体ウェーハの金属汚染評価を行う前
   に、該評価対象の半導体ウェーハに熱処理を施すことを
   特徴とする半導体ウェーハの金属汚染評価方法。
2. 【請求項２】 熱処理を予め施すことなく実施可能な前
   記評価方法として、ＳＰＶ法を適用することを特徴とす
   る請求項１に記載の半導体ウェーハの金属汚染評価方
   法。
3. 【請求項３】 半導体基板の主表面上に単結晶薄膜が気
   相成長されたエピタキシャルウェーハを前記評価対象の
   半導体ウェーハとすることを特徴とする請求項１または
   ２に記載の半導体ウェーハの金属汚染評価方法。
4. 【請求項４】 半導体基板の主表面上に単結晶薄膜を気
   相成長させてエピタキシャルウェーハを製造するための
   気相成長装置を用いて製造されるエピタキシャルウェー
   ハの金属汚染評価方法において、 前記気相成長装置として、気相成長の際に半導体基板が
   内部に配される反応室と、当該気相成長装置内への半導
   体基板の搬入あるいは搬出の際に半導体基板を収納する
   ロードロック室と、該ロードロック室と前記反応室との
   間に介在し、該反応室とロードロック室との間で半導体
   基板を搬送するための搬送室とを備える装置を用いて、 半導体基板を前記反応室に搬送し、該反応室にて前記気
   相成長を施してエピタキシャルウェーハを製造した後、
   該エピタキシャルウェーハを該反応室より前記搬送室を
   介して前記ロードロック室に搬送し、再び、該ロードロ
   ック室より前記搬送室を介して前記反応室に搬送し、該
   反応室にて、該エピタキシャルウェーハに熱処理を施し
   た後、該熱処理後のエピタキシャルウェーハを該反応室
   より前記搬送室を介して前記ロードロック室に搬送し、
   該ロードロック室より当該気相成長装置外に搬出し、該
   搬出後のエピタキシャルウェーハに対し金属汚染評価を
   行うことを特徴とするエピタキシャルウェーハの金属汚
   染評価方法。
5. 【請求項５】 半導体基板の主表面上に単結晶薄膜を気
   相成長させてエピタキシャルウェーハを製造するための
   気相成長装置を用いて製造されるエピタキシャルウェー
   ハの金属汚染評価方法において、 前記気相成長装置として、気相成長の際に半導体基板が
   内部に配される反応室と、当該気相成長装置内への半導
   体基板の搬入あるいは搬出の際に半導体基板を収納する
   ロードロック室と、該ロードロック室と前記反応室との
   間に介在し、該反応室とロードロック室との間で半導体
   基板を搬送するための搬送室とを備える装置を用いて、 半導体基板を前記反応室に搬送し、該反応室にて前記気
   相成長を施してエピタキシャルウェーハを製造した後、
   該エピタキシャルウェーハを該反応室より前記搬送室に
   搬出し、再び、該搬送室より前記反応室に搬送し、該反
   応室にて、該エピタキシャルウェーハに熱処理を施した
   後、該熱処理後のエピタキシャルウェーハを該反応室よ
   り前記搬送室を介して前記ロードロック室に搬送し、該
   ロードロック室より当該気相成長装置外に搬出し、該搬
   出後のエピタキシャルウェーハに対し金属汚染評価を行
   うことを特徴とするエピタキシャルウェーハの金属汚染
   評価方法。