JP2019220597A - Manufacturing condition determination method of epitaxial wafer and manufacturing method of the epitaxial wafer - Google Patents

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Abstract

To provide a method of determining a condition capable of manufacturing an epitaxial wafer in which a slip dislocation does not occur and a manufacturing method of an epitaxial wafer.SOLUTION: At a first position on a susceptor provided in an epitaxial growth furnace, an evaluation silicon wafer is arranged so that a direction equivalent to <110> direction of a crystal in the evaluation silicon wafer is parallel to an introduction direction to the epitaxial growth furnace of a wafer, a heat stress that is larger than the heat stress to be loaded when manufacturing the epitaxial wafer is loaded, and it is evaluated whether a slip occurs in the evaluation silicon wafer. The same step is performed so as to shift a position of the wafer to the direction equivalent to <110> direction of the crystal in the evaluation silicon wafer, and a mounting position of the evaluation silicon wafer on the susceptor in which no slip occur when manufacturing the epitaxial wafer is specified. A wafer in which an impression is formed on a back surface is used for the evaluation.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、エピタキシャルウェーハの製造条件決定方法およびエピタキシャルウェーハの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for determining manufacturing conditions for an epitaxial wafer and a method for manufacturing an epitaxial wafer.

近年、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)、各種ロジック、パワートランジスタおよび裏面照射型固体撮像素子等の種々の半導体デバイスにおいて、シリコンウェーハ上にエピタキシャル層が形成されたエピタキシャルウェーハを基板として用いるのが一般的である。   In recent years, in various semiconductor devices such as MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor), various logics, power transistors and back-illuminated solid-state imaging devices, an epitaxial wafer having an epitaxial layer formed on a silicon wafer is used as a substrate. It is generally used.

エピタキシャルウェーハは、例えば枚葉式のエピタキシャル成長炉内にシリコンウェーハを配置し、ジクロロシランガスやトリクロロシランガス等の原料ガスを、水素ガス等のキャリアガスとともにエピタキシャル成長炉内に供給し、1100℃〜1150℃の温度にて、シリコンウェーハ上にエピタキシャル層を成長させることにより得ることができる(例えば、特許文献1参照)。   The epitaxial wafer is, for example, a silicon wafer placed in a single-wafer type epitaxial growth furnace, and a source gas such as dichlorosilane gas or trichlorosilane gas is supplied into the epitaxial growth furnace together with a carrier gas such as hydrogen gas at 1100 ° C. to 1150 ° C. It can be obtained by growing an epitaxial layer on a silicon wafer at a temperature (for example, see Patent Document 1).

特開2003−073191号公報JP 2003-073191 A

上記エピタキシャルウェーハの製造工程において、エピタキシャルウェーハの基板であるシリコンウェーハは、搬送やエピタキシャル成長工程において、サセプタや保持具等の異種材と接触する。そのため、特にシリコンウェーハの裏面外周部に傷が形成されるのを避けることはできない。   In the above-described epitaxial wafer manufacturing process, the silicon wafer, which is a substrate of the epitaxial wafer, comes into contact with a dissimilar material such as a susceptor or a holder in the transport or epitaxial growth process. Therefore, formation of a flaw especially on the outer peripheral portion of the back surface of the silicon wafer cannot be avoided.

シリコンウェーハの裏面外周部に傷が形成され、エピタキシャルウェーハ製造工程においてシリコンウェーハに熱応力が負荷されると、形成された傷を起点としてスリップ転位が発生する場合がある。スリップ転位が発生すると、製造したエピタキシャルウェーハを製品として出荷することができず、製品の歩留まりが低下する問題がある。   If a scratch is formed on the outer peripheral portion of the back surface of the silicon wafer and a thermal stress is applied to the silicon wafer in the epitaxial wafer manufacturing process, slip dislocation may occur starting from the formed scratch. When slip dislocation occurs, the manufactured epitaxial wafer cannot be shipped as a product, and there is a problem that the product yield is reduced.

そこで、本発明の目的は、スリップ転位が発生しないエピタキシャルウェーハを製造することができる条件を決定する方法およびエピタキシャルウェーハの製造方法を提案することにある。   Therefore, an object of the present invention is to propose a method for determining conditions under which an epitaxial wafer without slip dislocation can be manufactured and a method for manufacturing an epitaxial wafer.

上記課題を解決する本発明の要旨構成は以下の通りである。   The gist configuration of the present invention for solving the above problems is as follows.

[1]シリコンウェーハ上にエピタキシャル層を成長させてエピタキシャルウェーハを製造する条件を決定する方法であって、
評価用シリコンウェーハをエピタキシャル成長炉内に導入し、該エピタキシャル成長炉内に設けられたサセプタ上の第1の位置に、前記評価用シリコンウェーハにおける結晶の<110>方向と等価な方向が前記評価用シリコンウェーハの前記エピタキシャル成長炉内への導入方向に平行となるように配置する第1工程と、
前記評価用シリコンウェーハに対して、前記エピタキシャルウェーハを製造する際に前記シリコンウェーハに負荷される熱応力以上の熱応力を負荷する第2工程と、
前記第2工程後の前記評価用シリコンウェーハにスリップが発生しているか否かを評価する第3工程と、
前記第1工程〜前記第3工程を、評価用シリコンウェーハを前記第1の位置から前記評価用シリコンウェーハにおける結晶の<110>方向と等価な方向にずらした位置に配置して行う第4工程と、
前記第4工程の結果に基づいて、前記エピタキシャルウェーハを製造する際にスリップが発生しない、前記サセプタ上への前記シリコンウェーハの載置位置を特定する第5工程と、
を含み、
前記評価用シリコンウェーハとして、その裏面の外周部に多角形の圧痕であって、前記多角形の少なくとも1つの角の二等分線が<110>方向と等価な方向に向いている圧痕を少なくとも1つ有するシリコンウェーハを用いることを特徴とするエピタキシャルウェーハの製造条件決定方法。
[1] A method for determining conditions for producing an epitaxial wafer by growing an epitaxial layer on a silicon wafer,
A silicon wafer for evaluation is introduced into an epitaxial growth furnace, and a direction equivalent to a <110> direction of a crystal in the silicon wafer for evaluation is placed at a first position on a susceptor provided in the epitaxial growth furnace. A first step of arranging the wafer so as to be parallel to the introduction direction of the wafer into the epitaxial growth furnace;
For the evaluation silicon wafer, a second step of applying a thermal stress equal to or greater than the thermal stress applied to the silicon wafer when manufacturing the epitaxial wafer,
A third step of evaluating whether a slip has occurred in the evaluation silicon wafer after the second step;
A fourth step in which the first to third steps are performed by disposing the evaluation silicon wafer at a position shifted from the first position in a direction equivalent to the <110> direction of the crystal in the evaluation silicon wafer. When,
Based on the result of the fourth step, the slip is not generated when manufacturing the epitaxial wafer, a fifth step of specifying the mounting position of the silicon wafer on the susceptor,
Including
As the evaluation silicon wafer, at least a polygonal indentation on an outer peripheral portion of the back surface, in which a bisector of at least one corner of the polygon is oriented in a direction equivalent to a <110> direction, A method for determining manufacturing conditions for an epitaxial wafer, comprising using a silicon wafer having one.

[2]前記第2工程は、前記評価用シリコンウェーハにエピタキシャル層を形成することにより行う、前記[1]に記載のエピタキシャルウェーハの製造条件決定方法。 [2] The method for determining epitaxial wafer production conditions according to [1], wherein the second step is performed by forming an epitaxial layer on the silicon wafer for evaluation.

[3]前記第2工程は、前記評価用シリコンウェーハに対して、前記エピタキシャルウェーハの製造過程において前記シリコンウェーハに負荷される熱処理を模した模擬熱処理を施すことによって行う、前記[1]に記載のエピタキシャルウェーハの製造条件決定方法。 [3] The above-mentioned [1], wherein the second step is performed by performing a simulated heat treatment simulating a heat treatment applied to the silicon wafer in the process of manufacturing the epitaxial wafer on the evaluation silicon wafer. For determining epitaxial wafer manufacturing conditions.

[4]前記模擬熱処理において、前記評価用シリコンウェーハに対して、前記エピタキシャルウェーハを製造する際に前記シリコンウェーハに負荷される熱応力を超える熱応力を負荷する、前記[3]に記載のエピタキシャルウェーハの製造条件決定方法。 [4] In the simulated heat treatment, the epitaxial silicon wafer according to [3], wherein a thermal stress exceeding a thermal stress applied to the silicon wafer when manufacturing the epitaxial wafer is applied to the evaluation silicon wafer. Method for determining wafer manufacturing conditions.

[5]前記第4工程は、<110>方向と等価な2つの方向に対して行う、前記[1]〜[4]のいずれか一項に記載のエピタキシャルウェーハの製造条件決定方法。 [5] The method according to any one of [1] to [4], wherein the fourth step is performed in two directions equivalent to the <110> direction.

[6]前記評価用シリコンウェーハとして、ウェーハ周方向に90°の間隔で前記圧痕を4つ有する面方位(100)シリコンウェーハを用いる、前記[1]〜[5]のいずれか一項に記載のエピタキシャルウェーハの製造条件決定方法。 [6] The silicon wafer for evaluation according to any one of [1] to [5], wherein a plane orientation (100) silicon wafer having four indentations at 90 ° intervals in a wafer circumferential direction is used. For determining epitaxial wafer manufacturing conditions.

[7]シリコンウェーハを、前記[1]〜[6]のいずれかの方法によって特定された、前記エピタキシャル成長炉内の、エピタキシャルウェーハ内にスリップが発生しないことが特定された位置に配置して、前記シリコンウェーハの表面に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。 [7] Placing a silicon wafer at a position specified by any one of the methods [1] to [6], in the epitaxial growth furnace, at a position where no slip occurs in the epitaxial wafer, A method for manufacturing an epitaxial wafer, comprising forming an epitaxial layer on a surface of the silicon wafer.

本発明によれば、スリップ転位が発生しないエピタキシャルウェーハの製造条件を決定することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing conditions of the epitaxial wafer in which a slip dislocation does not generate can be determined.

評価用シリコンウェーハの裏面の模式図であり、(a)はノッチの向きが<100>方向を向いているもの、(b)はノッチの向きが<110>方向を向いているものにそれぞれ対応している。It is a schematic diagram of the back surface of a silicon wafer for evaluation, (a) corresponds to the case where the direction of the notch faces the <100> direction, and (b) corresponds to the case where the direction of the notch faces the <110> direction. are doing. 評価用シリコンウェーハに形成された圧痕の光学顕微鏡像である。It is an optical microscope image of the impression formed in the silicon wafer for evaluation. サセプタ上への評価用シリコンウェーハの載置を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating mounting of an evaluation silicon wafer on a susceptor. エピタキシャルウェーハに発生したスリップ転位のX線トポグラフィ像である。3 is an X-ray topography image of a slip dislocation generated in an epitaxial wafer. ノッチの向きが<100>方向の評価用シリコンウェーハを用いた場合に関する、評価用シリコンエピタキシャルウェーハに発生したスリップ転位の長さと、エピタキシャル成長炉におけるサセプタ上への評価用シリコンウェーハの載置位置との関係を示す図である。The relationship between the length of the slip dislocation generated in the silicon epitaxial wafer for evaluation and the mounting position of the silicon wafer for evaluation on the susceptor in the epitaxial growth furnace in the case of using the silicon wafer for evaluation with the <100> direction of the notch. It is a figure showing a relation. ノッチの向きが<110>方向の評価用シリコンウェーハを用いた場合に関する、評価用シリコンエピタキシャルウェーハに発生したスリップ転位の長さと、エピタキシャル成長炉におけるサセプタ上への評価用シリコンウェーハの載置位置との関係を示す図である。The relationship between the length of the slip dislocation generated in the evaluation silicon epitaxial wafer and the mounting position of the evaluation silicon wafer on the susceptor in the epitaxial growth furnace, when the evaluation silicon wafer having the notch orientation of <110> direction is used. It is a figure showing a relation. 図5に示した関係におけるずれ量がゼロ付近の拡大図であり、(a)は図5(a)、(b)は図5(b)にそれぞれ対応している。FIG. 6 is an enlarged view of the relationship shown in FIG. 5 where the shift amount is near zero, where (a) corresponds to FIG. 5 (a) and (b) corresponds to FIG. 5 (b). 圧痕のX線トポグラフィ画像であり、(a)は図7(a)においてずれ量がゼロの場合、(b)は図7(a)においてずれ量が0.15mmの場合に対するものである。7A is an X-ray topography image of an indentation, and FIG. 7A is a case where the shift amount is zero in FIG. 7A and FIG. 7B is a case where the shift amount is 0.15 mm in FIG. 3つのエピタキシャル成長炉に関する、エピタキシャルウェーハに発生したスリップ転位の長さと、エピタキシャル成長炉におけるシリコンウェーハのサセプタ上への載置位置との関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a length of a slip dislocation generated in an epitaxial wafer and a mounting position of a silicon wafer on a susceptor in the epitaxial growth furnace, for three epitaxial growth furnaces.

(エピタキシャルウェーハの製造条件決定方法)
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。本発明によるエピタキシャルウェーハの製造条件決定方法は、評価用シリコンウェーハをエピタキシャル成長炉内に導入し、該エピタキシャル成長炉内に設けられたサセプタ上の第1の位置に、評価用シリコンウェーハにおける結晶の<110>方向と等価な方向が評価用シリコンウェーハのエピタキシャル成長炉内への導入方向に平行となるように配置する第1工程と、評価用シリコンウェーハに対して、エピタキシャルウェーハを製造する際にシリコンウェーハに負荷される熱応力以上の熱応力を負荷する第2工程と、第2工程後の評価用シリコンウェーハにスリップが発生しているか否かを評価する第3工程と、上記第1工程〜第3工程を、評価用シリコンウェーハを第1の位置から評価用シリコンウェーハにおける結晶の<110>方向と等価な方向にずらした位置に配置して行う第4工程と、第4工程の結果に基づいて、エピタキシャルウェーハを製造する際にスリップが発生しない、サセプタ上へのシリコンウェーハの載置位置を特定する第5工程とを含む。ここで、評価用シリコンウェーハとして、その裏面の外周部に多角形の圧痕であって、多角形の少なくとも1つの角の二等分線が<110>方向と等価な方向に向いている圧痕を少なくとも1つ有するシリコンウェーハを用いることを特徴とする。
(Method of determining epitaxial wafer manufacturing conditions)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. According to the method for determining manufacturing conditions of an epitaxial wafer according to the present invention, a silicon wafer for evaluation is introduced into an epitaxial growth furnace, and a crystal of the silicon wafer for evaluation is <110 in a first position on a susceptor provided in the epitaxial growth furnace. A first step of arranging the direction equivalent to the direction to be parallel to the direction of introduction of the evaluation silicon wafer into the epitaxial growth furnace; A second step of applying a thermal stress equal to or more than the thermal stress to be applied; a third step of evaluating whether or not a slip has occurred in the evaluation silicon wafer after the second step; and the first to third steps. The process is performed by moving the evaluation silicon wafer from the first position to <110> of the crystal in the evaluation silicon wafer. A fourth step performed by disposing the silicon wafer at a position shifted in a direction equivalent to the direction, and a mounting position of the silicon wafer on the susceptor based on the result of the fourth step, wherein no slip occurs when an epitaxial wafer is manufactured. And a fifth step of specifying Here, as the silicon wafer for evaluation, a polygonal indentation on the outer peripheral portion of the back surface, in which the bisector of at least one corner of the polygon is oriented in a direction equivalent to the <110> direction, is used. It is characterized by using a silicon wafer having at least one.

上述のように、エピタキシャルウェーハ製造工程において基板であるシリコンウェーハは異種材と接触するため、ウェーハ裏面外周部に傷が形成されることは避けられない。しかし、ウェーハ裏面外周部の傷からスリップ転位が発生して進展するためには、熱応力が必要である。熱応力が負荷されない場合には、傷からスリップ転位が発生して進展することはない。従って、ウェーハ外周部からスリップ転位が発生するのを低減するためには、エピタキシャルウェーハの製造工程において、シリコンウェーハに負荷される熱応力を低減できるような条件を検討する必要がある。   As described above, in the epitaxial wafer manufacturing process, the silicon wafer as the substrate comes into contact with a dissimilar material, so that it is inevitable that a scratch is formed on the outer peripheral portion of the back surface of the wafer. However, thermal stress is required for slip dislocations to be generated and propagated from scratches on the outer peripheral portion of the rear surface of the wafer. When no thermal stress is applied, no slip dislocation is generated from the scratch and does not progress. Therefore, in order to reduce the occurrence of slip dislocation from the outer peripheral portion of the wafer, it is necessary to consider conditions that can reduce the thermal stress applied to the silicon wafer in the epitaxial wafer manufacturing process.

本発明者らは、エピタキシャルウェーハの製造工程においてシリコンウェーハに負荷される熱応力は、エピタキシャル成長炉におけるサセプタ上へのシリコンウェーハの載置位置に依存するのではないかと考えた。   The present inventors have considered that the thermal stress applied to the silicon wafer in the process of manufacturing the epitaxial wafer may depend on the mounting position of the silicon wafer on the susceptor in the epitaxial growth furnace.

また、本発明者らは、上記シリコンウェーハに負荷される熱応力は、サセプタ上に載置されるシリコンウェーハの向きにも依存するのではないかと考えた。すなわち、シリコンウェーハの外周部には、結晶の特定の向きを示すノッチが形成される場合が多い。例えば、面方位が(100)のシリコンウェーハの場合には、ノッチの向きは、実質的に<100>方向および<110>方向の2種類である。   The present inventors have also considered that the thermal stress applied to the silicon wafer may depend on the orientation of the silicon wafer placed on the susceptor. That is, a notch indicating a specific direction of the crystal is often formed on the outer peripheral portion of the silicon wafer. For example, in the case of a silicon wafer having a plane orientation of (100), the orientations of the notches are substantially two types, the <100> direction and the <110> direction.

また、シリコンウェーハは通常、ノッチがウェーハ搬出方向側に向いた状態でエピタキシャル成長炉内に導入される。従って、ウェーハのノッチの向きが異なると、シリコンウェーハをサセプタ上に載置した際に、シリコンウェーハにおける結晶の向きが異なることになる。   Further, the silicon wafer is usually introduced into the epitaxial growth furnace with the notch facing the wafer unloading direction. Therefore, if the orientation of the notch of the wafer is different, the orientation of the crystal in the silicon wafer will be different when the silicon wafer is mounted on the susceptor.

そこで、直径:300mm、面方位:(100)で、ノッチの向きが<100>方向および<110>方向の2種類のシリコンウェーハについて、シリコンウェーハの裏面に傷を模した圧痕を形成した評価用シリコンウェーハを準備し、エピタキシャル成長炉におけるサセプタ上への評価用シリコンウェーハの載置位置を種々変更してシリコンエピタキシャルウェーハを作製した。そして、得られたシリコンエピタキシャルウェーハに発生したスリップ転位の長さと、エピタキシャル成長炉における評価用シリコンウェーハの載置位置との関係を調べた。以下、この実験について説明する。   Therefore, two types of silicon wafers having a diameter of 300 mm, a plane orientation of (100), and a notch in a <100> direction and a <110> direction were used to form indentations imitating scratches on the back surface of the silicon wafer. A silicon wafer was prepared, and the mounting position of the evaluation silicon wafer on the susceptor in the epitaxial growth furnace was variously changed to produce a silicon epitaxial wafer. Then, the relationship between the length of the slip dislocation generated in the obtained silicon epitaxial wafer and the mounting position of the evaluation silicon wafer in the epitaxial growth furnace was examined. Hereinafter, this experiment will be described.

まず、上述の二種類のシリコンウェーハに、上記スリップ転位の長さとウェーハのサセプタ上への載置位置との関係を定量的に評価できるよう、ビッカース硬度計を用いて、シリコンウェーハの裏面外周部に、エピタキシャルウェーハ製造工程において形成される傷を模した略菱形の圧痕を4つ形成した。   First, in order to quantitatively evaluate the relationship between the length of the slip dislocation and the mounting position of the wafer on the susceptor, the two types of silicon wafers described above, using a Vickers hardness meter, the outer peripheral portion of the back surface of the silicon wafer Then, four substantially diamond-shaped indentations imitating scratches formed in the epitaxial wafer manufacturing process were formed.

より詳細には、図1に示すように、シリコンウェーハの裏面の外周から1mmの位置において、ノッチの位置を基準として、ウェーハ周方向に時計回りに45°ずれた位置と、この位置からウェーハ周方向に90°ずつずれた位置の計4つの位置に圧痕を形成した。その際、菱形の角の二等分線、すなわち各圧痕の菱形の対角線が全て<110>方向と等価な方向に向くようにした。また、圧痕を形成する際の荷重は100gfで一定とした。なお、図1において、(a)はノッチの向きが<100>方向の場合、(b)はノッチの向きが<110>方向の場合に関する図である。これらのシリコンウェーハを評価用シリコンウェーハとした。   More specifically, as shown in FIG. 1, at a position 1 mm from the outer periphery of the back surface of the silicon wafer, a position shifted 45 ° clockwise in the wafer circumferential direction with respect to the notch position, Indentations were formed at a total of four positions shifted by 90 ° in the direction. At this time, the bisectors of the rhombic corners, that is, the diagonal lines of the rhombus of each indentation were all oriented in a direction equivalent to the <110> direction. The load at the time of forming the indentation was constant at 100 gf. 1A illustrates a case where the direction of the notch is the <100> direction, and FIG. 1B illustrates a case where the direction of the notch is the <110> direction. These silicon wafers were used as evaluation silicon wafers.

図2は、形成された圧痕の光学顕微鏡像の一例を示している。この図に示すように、各圧痕の菱形の頂点からクラックが発生しており、このクラックは<110>方向に延びている。このような圧痕を有する評価用シリコンウェーハに大きな熱応力が負荷されると、上記クラックの先端からスリップ転位が発生して進展する。   FIG. 2 shows an example of an optical microscope image of the formed indentation. As shown in this figure, cracks occur from the vertices of the diamonds of each indentation, and the cracks extend in the <110> direction. When a large thermal stress is applied to the evaluation silicon wafer having such indentations, slip dislocations are generated and propagate from the tip of the crack.

裏面外周部にこうした4つの圧痕を有する評価用シリコンウェーハを用いて、エピタキシャルウェーハの製造工程において発生したスリップ転位の長さと、エピタキシャル成長炉におけるシリコンウェーハのサセプタ上への載置位置との関係を調べた。   Using a silicon wafer for evaluation with these four indentations on the outer periphery of the back surface, the relationship between the length of the slip dislocation generated in the manufacturing process of the epitaxial wafer and the mounting position of the silicon wafer on the susceptor in the epitaxial growth furnace was investigated. Was.

具体的には、まず、ウェーハの搬送ロボットにおいて、評価用シリコンウェーハを、図3に示すように、ウェーハ導出方向に対してウェーハ周方向に時計回りで45°ずれた方向にノッチが向くように配置した。   Specifically, first, in the wafer transfer robot, the silicon wafer for evaluation is set so that the notch is oriented in a direction shifted 45 ° clockwise in the circumferential direction of the wafer with respect to the wafer leading-out direction, as shown in FIG. Placed.

上述のように、シリコンウェーハをエピタキシャル成長炉内に導入する際には、通常、ノッチはウェーハ搬出方向側に配置されるが、本評価においては、45°ずれた方向にノッチが向くように配置した。この場合、図1(a)に示した、ノッチの向きが<100>方向の場合には、評価用シリコンウェーハにおける結晶の<110>方向がウェーハ導入方向に対して平行に導入される。一方、図1(b)に示した、ノッチの向きが<110>方向の場合には、評価用シリコンウェーハにおける結晶の<100>方向がウェーハ導入方向に対して平行に導入される。よって、上述のように、ウェーハ導出方向に対してウェーハ周方向に時計回りで45°ずれた方向にノッチが向くように配置することによって、上記一般的な場合と同様に、シリコンウェーハの導入方向に対する評価用シリコンウェーハにおける結晶の向きは、<110>方向および<100>方向となる。   As described above, when the silicon wafer is introduced into the epitaxial growth furnace, the notch is usually arranged on the wafer unloading direction side, but in this evaluation, the notch is arranged so as to be oriented in a direction shifted by 45 °. . In this case, when the direction of the notch shown in FIG. 1A is the <100> direction, the <110> direction of the crystal in the evaluation silicon wafer is introduced parallel to the wafer introduction direction. On the other hand, when the direction of the notch is the <110> direction shown in FIG. 1B, the <100> direction of the crystal in the evaluation silicon wafer is introduced parallel to the wafer introduction direction. Therefore, as described above, by arranging the notch in a direction shifted 45 ° clockwise in the circumferential direction of the wafer with respect to the wafer deriving direction, the introduction direction of the silicon wafer is similar to the general case described above. Are <110> direction and <100> direction in the evaluation silicon wafer.

次いで、評価用シリコンウェーハをエピタキシャル成長炉内に導入し、目視で確認しながら、評価用シリコンウェーハの中心がエピタキシャル成長炉内に設けられたサセプタの中心の上方の位置に来るよう、サセプタ上の第1の位置に載置した。続いて、既知の方法で評価用シリコンウェーハの表面に厚み2μmのシリコンエピタキシャル層を形成し、評価用シリコンエピタキシャルウェーハを作製した。その際、エピタキシャル層の成長温度は1120℃、成長時間は1分とし、エピタキシャル層成長前後の条件も全て同じとした。   Next, the evaluation silicon wafer is introduced into the epitaxial growth furnace, and the first silicon wafer on the susceptor is positioned while visually confirming that the center of the evaluation silicon wafer is located above the center of the susceptor provided in the epitaxial growth furnace. Was placed in the position. Subsequently, a silicon epitaxial layer having a thickness of 2 μm was formed on the surface of the silicon wafer for evaluation by a known method, to produce a silicon epitaxial wafer for evaluation. At that time, the growth temperature of the epitaxial layer was 1120 ° C., the growth time was 1 minute, and the conditions before and after the epitaxial layer growth were all the same.

上記評価用シリコンエピタキシャルウェーハの作製を、上記第1の位置を基準として、評価用シリコンウェーハをサセプタ上に載置する位置をずらして行った。具体的には、ウェーハ導入方向に平行な方向(図3のY方向)およびウェーハ導入方向に垂直な方向(図3のX方向)の2方向にそれぞれずらして行った。   The production of the silicon epitaxial wafer for evaluation was performed by shifting the position at which the silicon wafer for evaluation was placed on the susceptor with reference to the first position. Specifically, the shift was performed in two directions: a direction parallel to the wafer introduction direction (Y direction in FIG. 3) and a direction perpendicular to the wafer introduction direction (X direction in FIG. 3).

上述のように作製された評価用シリコンエピタキシャルウェーハのそれぞれについて、X線トポグラフィ法により圧痕を撮影し、スリップ転位が発生しているか否かを確認した。スリップ転位が発生している場合には、その長さを評価した。   Indentations were taken by X-ray topography for each of the evaluation silicon epitaxial wafers manufactured as described above, and it was confirmed whether or not slip dislocation had occurred. When a slip dislocation occurred, its length was evaluated.

図4は、ノッチの向きが<100>方向の評価用シリコンウェーハを第1の位置から図3のX方向に2mmずらした位置に配置して作製されたエピタキシャルウェーハにおける圧痕から発生したスリップ転位のX線トポグラフィ像である。本評価においては、スリップ転位の長さは、撮影された画像の六角形の黒いコントラストの対角線の長さとした。なお、スリップ転位の長さは、X方向にずらした場合には、図1における(1)および(3)の圧痕の平均値、Y方向にずらした場合には、図1における(2)および(4)の圧痕の平均値とした。   4 shows slip dislocations generated from indentations in an epitaxial wafer manufactured by disposing a silicon wafer for evaluation having a notch orientation of <100> direction at a position shifted by 2 mm in the X direction of FIG. 3 from the first position. It is an X-ray topography image. In this evaluation, the length of the slip dislocation was the length of the hexagonal black contrast diagonal of the captured image. When the length of the slip dislocation is shifted in the X direction, the average value of the indentations of (1) and (3) in FIG. 1 is obtained. The average value of the indentations of (4) was used.

図5および図6は、作製した評価用シリコンエピタキシャルウェーハに発生したスリップ転位の長さと、エピタキシャル成長炉内におけるサセプタ上への評価用シリコンウェーハの載置位置との関係を示している。ここで、図5はノッチの向きが<100>方向の評価用シリコンウェーハを用いた場合、図6はノッチの向きが<110>方向の評価用シリコンウェーハを用いた場合の結果をそれぞれ示している。なお、図5および図6のそれぞれにおいて、(a)図は図3のX方向、(b)図は図3のY方向に動かした場合の結果をそれぞれ示している。   FIGS. 5 and 6 show the relationship between the length of the slip dislocation generated in the manufactured evaluation silicon epitaxial wafer and the mounting position of the evaluation silicon wafer on the susceptor in the epitaxial growth furnace. Here, FIG. 5 shows the results when using the evaluation silicon wafer with the notch orientation of <100> direction, and FIG. 6 shows the results when using the evaluation silicon wafer with the notch orientation of <110> direction. I have. In each of FIGS. 5 and 6, (a) shows the result when the object is moved in the X direction in FIG. 3, and (b) shows the result when the object is moved in the Y direction in FIG.

図5では、評価用シリコンエピタキシャルウェーハにおけるスリップ転位の長さが、エピタキシャル成長炉における評価用シリコンウェーハのサセプタ上への載置位置によって変化している。すなわち、X方向およびY方向のいずれの方向にずらした場合についても、ずれ量が小さい方がスリップ転位の長さは小さく、ずれが大きくなるにつれてスリップ転位の長さが大きくなっている。また、スリップ転位の長さがゼロとなる位置(すなわち、スリップ転位が発生しない位置)は、ずれ量がゼロの位置からずれている。上述のように、ずれ量がゼロの位置(第1の位置)は、評価用シリコンウェーハの中心がサセプタの中心上に位置するように目視で確認して載置した位置である。サセプタ上に載置された評価用シリコンウェーハの中心が、スリップ転位が発生しない位置であるとは限らす、またエピタキシャル成長炉は、ウェーハの導入方向に対して対称な構造を有しているとは限らないため、このようなずれは起こりうると考えられる。   In FIG. 5, the length of the slip dislocation in the evaluation silicon epitaxial wafer changes depending on the mounting position of the evaluation silicon wafer on the susceptor in the epitaxial growth furnace. That is, in the case of shifting in any of the X direction and the Y direction, the smaller the shift amount is, the smaller the length of the slip dislocation is, and the larger the shift is, the longer the slip dislocation is. Further, the position where the length of the slip dislocation becomes zero (that is, the position where the slip dislocation does not occur) is shifted from the position where the shift amount is zero. As described above, the position where the amount of displacement is zero (first position) is a position where the center of the evaluation silicon wafer is visually confirmed and placed so as to be located on the center of the susceptor. The center of the evaluation silicon wafer placed on the susceptor is not necessarily located at a position where no slip dislocation occurs, and the epitaxial growth furnace does not have a structure symmetric with respect to the introduction direction of the wafer. Since there is no limitation, such a shift is considered to be possible.

一方、図6では、ノッチの向きが<110>方向である評価用シリコンウェーハを用いた場合には、サセプタ上に載置した位置でスリップ転位は発生せず、且つ、X方向およびY方向のいずれの方向にずらした場合についてもスリップ転位は発生していない。つまり、ノッチの向きが<110>方向の場合には、圧痕に負荷されるせん断応力が小さいと思われる。   On the other hand, in FIG. 6, when a silicon wafer for evaluation whose notch is oriented in the <110> direction is used, no slip dislocation occurs at the position mounted on the susceptor, and the X and Y directions are different. No slip dislocation occurred in any of the directions. That is, when the direction of the notch is the <110> direction, it is considered that the shear stress applied to the indentation is small.

図5および図6から、スリップ転位の発生が、評価用シリコンウェーハをサセプタ上に載置する際のエピタキシャル成長炉内への導入方向、及びウェーハをずらす方向と、ノッチの向き、すなわち評価用シリコンウェーハにおける結晶の方向に依存していることが分かった。この結果は、評価用シリコンウェーハに形成された圧痕の方向によってスリップ転位の進展する方向が変わり、圧痕に負荷されるせん断応力が変化したためと推測している。   From FIGS. 5 and 6, the occurrence of slip dislocation is caused by the introduction direction into the epitaxial growth furnace when the evaluation silicon wafer is placed on the susceptor, the direction in which the wafer is shifted, and the direction of the notch, ie, the evaluation silicon wafer. Was found to depend on the direction of the crystal. This result is presumed to be due to the fact that the direction in which the slip dislocation develops changes depending on the direction of the indentation formed on the evaluation silicon wafer, and that the shear stress applied to the indentation changes.

以上より、評価用シリコンウェーハを、エピタキシャル成長炉内に設けられたサセプタ上の第1の位置に評価用シリコンウェーハにおける結晶の<110>方向と等価な方向が評価用シリコンウェーハのエピタキシャル成長炉内への導入方向に平行となるように配置し、且つ<110>方向と等価な方向にずらすことによって、ノッチの向きが<110>および<100>の双方の場合についてスリップが発生しないサセプタ上のシリコンウェーハの位置を特定することができる。本発明者らは、こうして本発明を完成させたのである。以下、各工程について説明する。   From the above, the direction equivalent to the <110> direction of the crystal in the evaluation silicon wafer is placed in the first position on the susceptor provided in the epitaxial growth furnace in the epitaxial growth furnace. A silicon wafer on a susceptor that does not slip when the notch is oriented in both <110> and <100> by being arranged parallel to the introduction direction and shifted in a direction equivalent to the <110> direction Can be specified. The present inventors have thus completed the present invention. Hereinafter, each step will be described.

<第1工程>
まず、第1工程において、評価用シリコンウェーハをエピタキシャル成長炉内に導入し、該エピタキシャル成長炉内に設けられたサセプタ上の第1の位置に、評価用シリコンウェーハにおける結晶の<110>方向と等価な方向が評価用シリコンウェーハのエピタキシャル成長炉内への導入方向に平行となるように配置する。評価用シリコンウェーハとしては、例えばチョクラルスキー(Czochralski)法により育成された単結晶シリコンインゴットを加工して得られたシリコンウェーハを用いることができる。また、シリコンウェーハの導電型や直径、ドーパントの種類、抵抗率等については、評価対象であるエピタキシャル成長炉において実際に製造するエピタキシャルウェーハと同じにすることができる。
<First step>
First, in a first step, an evaluation silicon wafer is introduced into an epitaxial growth furnace, and a first position on a susceptor provided in the epitaxial growth furnace is equivalent to a <110> direction of a crystal in the evaluation silicon wafer. The silicon wafer for evaluation is arranged so as to be parallel to the introduction direction of the silicon wafer for evaluation into the epitaxial growth furnace. As the evaluation silicon wafer, for example, a silicon wafer obtained by processing a single crystal silicon ingot grown by the Czochralski method can be used. The conductivity type and diameter of the silicon wafer, the type of dopant, the resistivity, and the like can be the same as those of an epitaxial wafer actually manufactured in an epitaxial growth furnace to be evaluated.

評価用シリコンウェーハは、その裏面外周部に、エピタキシャルウェーハの製造工程においてシリコンウェーハに導入される傷を模した圧痕を有する。上述の実験においては、ビッカース硬度計を用いて圧痕を形成したが、これに限定されず、任意の適切な方法で圧痕を形成することができる。   The silicon wafer for evaluation has indentations on the outer peripheral portion of the back surface imitating scratches introduced into the silicon wafer in the manufacturing process of the epitaxial wafer. In the above experiment, the indentation was formed using a Vickers hardness tester. However, the present invention is not limited to this, and the indentation can be formed by any appropriate method.

上記圧痕は、実際のエピタキシャルウェーハの製造工程において、異種材によってシリコンウェーハの外周部に負荷される荷重と同程度の荷重を負荷して形成することが好ましい。この荷重は、10〜2000gf程度である。   The indentation is preferably formed by applying a load approximately equal to the load applied to the outer peripheral portion of the silicon wafer by the dissimilar material in the actual epitaxial wafer manufacturing process. This load is about 10 to 2000 gf.

また、圧痕の形状は菱形に限定されず、圧痕から<110>方向と等価な方向にスリップ転位が発生するような形状を有していればよい。具体的には、四角形や三角形等の多角形とすることができ、頂点からスリップ転位が<110>方向と等価な方向に発生して進展するよう、多角形の少なくとも1つの角の二等分線が<110>方向と等価な方向に向いていればよい。例えば、菱形の場合には、その少なくとも1つの角の二等分線、すなわち、菱形の対角線の少なくとも1つが<110>方向と等価な方向に向いていればよい。また、三角形の場合には、少なくとも頂点の1つの垂直二等分線が<110>方向を向いていればよい。   Further, the shape of the indentation is not limited to a rhombus, and it is sufficient that the indentation has a shape that causes slip dislocation from the indentation in a direction equivalent to the <110> direction. Specifically, the polygon can be a polygon such as a quadrangle or a triangle, and at least one corner of the polygon is bisected such that a slip dislocation is generated from a vertex in a direction equivalent to the <110> direction and propagates. It is sufficient that the line is oriented in a direction equivalent to the <110> direction. For example, in the case of a rhombus, the bisector of at least one corner thereof, that is, at least one of the diagonal lines of the rhombus may be directed in a direction equivalent to the <110> direction. In the case of a triangle, at least one vertical bisector of the vertex may be directed to the <110> direction.

また、圧痕の数は1つ以上とし、エピタキシャル炉内の温度が必ずも一定ではないこと、結晶の<110>と等価方向のずれ量を複数点で確認できる点から、2つ以上が好ましく、4つとすることが特に好ましい。   In addition, the number of indentations is one or more, and two or more are preferable because the temperature in the epitaxial furnace is not always constant and the amount of displacement of the crystal in the equivalent direction to <110> can be confirmed at a plurality of points. Particularly preferred is four.

上述のような要件を満たす圧痕が形成された評価用シリコンウェーハとして、図1(a)に示した、面方位が(100)のシリコンウェーハに4つの圧痕が形成されたシリコンウェーハを好適に用いることができる。   As the silicon wafer for evaluation on which indentations satisfying the above requirements are formed, a silicon wafer having four indentations formed on a silicon wafer having a plane orientation of (100) shown in FIG. 1A is preferably used. be able to.

<第2工程>
次に、第2工程において、上記評価用シリコンウェーハに対して、エピタキシャルウェーハを製造する際にシリコンウェーハに負荷される熱応力以上の熱応力を負荷する。これは、実際のエピタキシャルウェーハの製造工程と同じように、エピタキシャル成長炉において、評価用シリコンウェーハ上にエピタキシャル層を形成してエピタキシャルウェーハを形成することによって行うことができる。
<Second step>
Next, in the second step, a thermal stress equal to or greater than the thermal stress applied to the silicon wafer when manufacturing the epitaxial wafer is applied to the evaluation silicon wafer. This can be performed by forming an epitaxial layer on an evaluation silicon wafer and forming an epitaxial wafer in an epitaxial growth furnace, as in the actual epitaxial wafer manufacturing process.

しかし、評価用シリコンウェーハに対して熱応力を負荷するだけであれば、エピタキシャル層を形成する必要はない。そこで、エピタキシャル層を形成する代わりに、評価用シリコンウェーハに対して、エピタキシャルウェーハの製造過程においてシリコンウェーハに負荷される熱処理を模した模擬熱処理を施すこともできる。   However, if only thermal stress is applied to the evaluation silicon wafer, it is not necessary to form an epitaxial layer. Therefore, instead of forming the epitaxial layer, a simulated heat treatment simulating a heat treatment applied to the silicon wafer in the process of manufacturing the epitaxial wafer can be performed on the evaluation silicon wafer.

上記模擬熱処理を行う場合には、実際のエピタキシャルウェーハの製造工程においてシリコンウェーハに負荷される熱応力よりも大きな熱応力を意図的に与えることもできる。このような実際よりも大きな熱応力を意図的に与えることによって、より大きな熱応力に対してもスリップ転位が発生しないようなエピタキシャル成長炉内の位置を特定することができる。   When the simulated heat treatment is performed, a thermal stress larger than a thermal stress applied to a silicon wafer in an actual epitaxial wafer manufacturing process can be intentionally applied. By intentionally applying such a thermal stress larger than the actual one, it is possible to specify a position in the epitaxial growth furnace where slip dislocation does not occur even with a larger thermal stress.

<第3工程>
続いて、第3工程において、第2工程後の評価用シリコンウェーハにスリップが発生しているか否かを評価する。これは、評価用シリコンウェーハの裏面をX線トポグラフィ法によって撮影することによって行うことができる。
<Third step>
Subsequently, in a third step, it is evaluated whether or not a slip has occurred in the evaluation silicon wafer after the second step. This can be performed by imaging the back surface of the evaluation silicon wafer by the X-ray topography method.

<第4工程>
次いで、第4工程において、上記第1工程〜第3工程を、評価用シリコンウェーハを第1の位置から評価用シリコンウェーハにおける結晶の<110>方向と等価な方向にずらした位置に配置して行う。これは、例えば評価用シリコンウェーハを、最初に配置した第1の位置から<110>方向と等価な方向に、例えば0.1mmずつずらした多数の位置について行う。
<Fourth step>
Next, in a fourth step, the first to third steps are arranged at a position where the evaluation silicon wafer is shifted from the first position in a direction equivalent to the <110> direction of the crystal in the evaluation silicon wafer. Do. This is performed, for example, at a number of positions where the evaluation silicon wafer is displaced from the first position where it is first placed in a direction equivalent to the <110> direction, for example, by 0.1 mm.

上記評価用シリコンウェーハをずらす方向は、1方向(図3の例えばX方向)のみでもよいが、2つの方向(図3のX方向およびY方向)に対して行うことが好ましい。これにより、結晶の<110>と等価方向のずれ量を複数点で確認できる。   The direction in which the evaluation silicon wafer is shifted may be only one direction (for example, the X direction in FIG. 3), but is preferably performed in two directions (the X direction and the Y direction in FIG. 3). Thereby, the shift amount of the crystal in the direction equivalent to <110> can be confirmed at a plurality of points.

<第5工程>
続いて、第5工程において、上記第4工程の結果に基づいて、エピタキシャルウェーハを製造する際にスリップが発生しない、サセプタ上へのシリコンウェーハの載置位置を特定する。
<Fifth step>
Subsequently, in a fifth step, based on the result of the fourth step, a mounting position of the silicon wafer on the susceptor at which no slip occurs when manufacturing the epitaxial wafer is specified.

こうして、エピタキシャルウェーハの製造工程において、スリップ転位が発生しない、サセプタ上へのシリコンウェーハの載置位置を特定することができる。   In this way, in the manufacturing process of the epitaxial wafer, the mounting position of the silicon wafer on the susceptor where slip dislocation does not occur can be specified.

(エピタキシャルウェーハの製造方法)
次に、本発明によるエピタキシャルウェーハの製造方法について説明する。上述のように、本発明によるエピタキシャルウェーハの製造条件決定方法により、エピタキシャルウェーハの製造工程においてスリップ転位が発生しない、エピタキシャル成長炉に設けられたサセプタ上へのシリコンウェーハの載置位置を特定することができる。
(Epitaxial wafer manufacturing method)
Next, a method for manufacturing an epitaxial wafer according to the present invention will be described. As described above, the method for determining the conditions for manufacturing an epitaxial wafer according to the present invention makes it possible to specify the mounting position of the silicon wafer on the susceptor provided in the epitaxial growth furnace, in which no slip dislocation occurs in the manufacturing process of the epitaxial wafer. it can.

そこで、本発明によるエピタキシャルウェーハの製造方法においては、シリコンウェーハを、上記本発明による方法によってスリップ転位が発生しないことが特定されたサセプタ上の位置に配置して、シリコンウェーハの表面にエピタキシャル層を形成する。これにより、スリップ転位が発生していないエピタキシャルウェーハを得ることができる。   Therefore, in the method of manufacturing an epitaxial wafer according to the present invention, the silicon wafer is arranged at a position on the susceptor where slip dislocation is not generated by the method according to the present invention, and an epitaxial layer is formed on the surface of the silicon wafer. Form. Thereby, an epitaxial wafer free of slip dislocation can be obtained.

(実施例1)
図7は、図5に示した関係におけるずれ量がゼロ付近の拡大図であり、(a)は図5(a)、(b)は図5(b)にそれぞれ対応している。図7(a)から、評価用シリコンウェーハを、該シリコンウェーハの中心がサセプタの中心の上方に来るように目視で配置した第1の位置(すれ量がゼロの位置)では、スリップ転位が発生することが分かる。第1の位置では、図8のX線トポグラフィ像に示すように、各圧痕からスリップ転位が発生していることが分かる。
(Example 1)
FIGS. 7A and 7B are enlarged views of the relationship shown in FIG. 5 where the shift amount is near zero, and FIG. 7A corresponds to FIG. 5A and FIG. From FIG. 7A, slip dislocation occurs at the first position (position where the amount of sliding is zero) where the evaluation silicon wafer is visually located such that the center of the silicon wafer is located above the center of the susceptor. You can see that At the first position, as shown in the X-ray topography image in FIG. 8, it can be seen that slip dislocations are generated from each indentation.

これに対して、図7(a)から、評価用シリコンウェーハをX方向に0.1〜0.2mmずらした位置ではスリップ転位が発生しないことが分かる。実際、X方向に0.15mmずらした位置では、図8のX線トポグラフィ像に示すように、各圧痕からスリップ転位は発生していない。このように、本発明によって、エピタキシャル製造工程においてスリップ転位が発生しない、エピタキシャル成長炉における位置を特定することができる。   On the other hand, FIG. 7A shows that no slip dislocation occurs at a position where the evaluation silicon wafer is shifted by 0.1 to 0.2 mm in the X direction. In fact, at the position shifted by 0.15 mm in the X direction, no slip dislocation is generated from each indentation as shown in the X-ray topography image in FIG. As described above, according to the present invention, it is possible to specify a position in the epitaxial growth furnace where no slip dislocation occurs in the epitaxial manufacturing process.

(実施例2)
本発明者らが知見を得た実験を、同一形式の3つの異なったエピタキシャル成長炉について行った。得られた結果を図9に示す。図9から明らかなように、スリップ転位が発生しない位置がエピタキシャル成長炉毎に異なっていることが分かる。よって、エピタキシャル成長炉毎にずれ量を特定し、スリップ転位が発生しない位置となるように調整すれば良いことが分かる。
(Example 2)
The experiments obtained by the present inventors were performed on three different epitaxial growth furnaces of the same type. The results obtained are shown in FIG. As is clear from FIG. 9, the position where the slip dislocation does not occur is different for each epitaxial growth furnace. Therefore, it can be seen that the amount of shift should be specified for each epitaxial growth furnace and adjusted so as to be a position where no slip dislocation occurs.

本発明によれば、スリップ転位が発生しないエピタキシャルウェーハの製造条件を決定することができるため、半導体ウェーハ製造業において有用である。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, since the manufacturing conditions of the epitaxial wafer which do not generate | occur | produce a slip dislocation can be determined, it is useful in the semiconductor wafer manufacturing industry.

Claims (7)

シリコンウェーハ上にエピタキシャル層を成長させてエピタキシャルウェーハを製造する条件を決定する方法であって、
評価用シリコンウェーハをエピタキシャル成長炉内に導入し、該エピタキシャル成長炉内に設けられたサセプタ上の第1の位置に、前記評価用シリコンウェーハにおける結晶の<110>方向と等価な方向が前記評価用シリコンウェーハの前記エピタキシャル成長炉内への導入方向に平行となるように配置する第1工程と、
前記評価用シリコンウェーハに対して、前記エピタキシャルウェーハを製造する際に前記シリコンウェーハに負荷される熱応力以上の熱応力を負荷する第2工程と、
前記第2工程後の前記評価用シリコンウェーハにスリップが発生しているか否かを評価する第3工程と、
前記第1工程〜前記第3工程を、評価用シリコンウェーハを前記第1の位置から前記評価用シリコンウェーハにおける結晶の<110>方向と等価な方向にずらした位置に配置して行う第4工程と、
前記第4工程の結果に基づいて、前記エピタキシャルウェーハを製造する際にスリップが発生しない、前記サセプタ上への前記シリコンウェーハの載置位置を特定する第5工程と、
を含み、
前記評価用シリコンウェーハとして、その裏面の外周部に多角形の圧痕であって、前記多角形の少なくとも1つの角の二等分線が<110>方向と等価な方向に向いている圧痕を少なくとも1つ有するシリコンウェーハを用いることを特徴とするエピタキシャルウェーハの製造条件決定方法。
A method of determining conditions for manufacturing an epitaxial wafer by growing an epitaxial layer on a silicon wafer,
A silicon wafer for evaluation is introduced into an epitaxial growth furnace, and a direction equivalent to a <110> direction of a crystal in the silicon wafer for evaluation is placed at a first position on a susceptor provided in the epitaxial growth furnace. A first step of arranging the wafer so as to be parallel to the introduction direction of the wafer into the epitaxial growth furnace;
For the evaluation silicon wafer, a second step of applying a thermal stress equal to or greater than the thermal stress applied to the silicon wafer when manufacturing the epitaxial wafer,
A third step of evaluating whether a slip has occurred in the evaluation silicon wafer after the second step;
A fourth step in which the first to third steps are performed by disposing the evaluation silicon wafer at a position shifted from the first position in a direction equivalent to the <110> direction of the crystal in the evaluation silicon wafer. When,
Based on the result of the fourth step, the slip is not generated when manufacturing the epitaxial wafer, a fifth step of specifying the mounting position of the silicon wafer on the susceptor,
Including
As the evaluation silicon wafer, at least a polygonal indentation on an outer peripheral portion of the back surface, in which a bisector of at least one corner of the polygon is oriented in a direction equivalent to a <110> direction, A method for determining manufacturing conditions for an epitaxial wafer, comprising using a silicon wafer having one.
前記第2工程は、前記評価用シリコンウェーハにエピタキシャル層を形成することにより行う、請求項1に記載のエピタキシャルウェーハの製造条件決定方法。   2. The method according to claim 1, wherein the second step is performed by forming an epitaxial layer on the silicon wafer for evaluation. 前記第2工程は、前記評価用シリコンウェーハに対して、前記エピタキシャルウェーハの製造過程において前記シリコンウェーハに負荷される熱処理を模した模擬熱処理を施すことによって行う、請求項1に記載のエピタキシャルウェーハの製造条件決定方法。   2. The epitaxial wafer according to claim 1, wherein the second step is performed on the evaluation silicon wafer by performing a simulated heat treatment simulating a heat treatment applied to the silicon wafer in a process of manufacturing the epitaxial wafer. 3. Manufacturing condition determination method. 前記模擬熱処理において、前記評価用シリコンウェーハに対して、前記エピタキシャルウェーハを製造する際に前記シリコンウェーハに負荷される熱応力を超える熱応力を負荷する、請求項3に記載のエピタキシャルウェーハの製造条件決定方法。   4. The epitaxial wafer manufacturing condition according to claim 3, wherein in the simulated heat treatment, a thermal stress exceeding a thermal stress applied to the silicon wafer when the epitaxial wafer is manufactured is applied to the evaluation silicon wafer. 5. Decision method. 前記第4工程は、<110>方向と等価な2つの方向に対して行う、請求項1〜4のいずれか一項に記載のエピタキシャルウェーハの製造条件決定方法。   The method for determining epitaxial wafer manufacturing conditions according to claim 1, wherein the fourth step is performed in two directions equivalent to the <110> direction. 前記評価用シリコンウェーハとして、ウェーハ周方向に90°の間隔で前記圧痕を4つ有する面方位(100)シリコンウェーハを用いる、請求項1〜5のいずれか一項に記載のエピタキシャルウェーハの製造条件決定方法。   The epitaxial wafer manufacturing condition according to any one of claims 1 to 5, wherein a plane orientation (100) silicon wafer having four indentations at 90 ° intervals in a wafer circumferential direction is used as the evaluation silicon wafer. Decision method. シリコンウェーハを、請求項1〜6のいずれかの方法によって特定された、前記エピタキシャル成長炉内の、エピタキシャルウェーハ内にスリップが発生しないことが特定された位置に配置して、前記シリコンウェーハの表面に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。   A silicon wafer, specified by the method of any one of claims 1 to 6, in the epitaxial growth furnace, at a position specified that no slip occurs in the epitaxial wafer, on the surface of the silicon wafer A method for producing an epitaxial wafer, comprising forming an epitaxial layer.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04206942A (en) * 1990-11-30 1992-07-28 Kyushu Electron Metal Co Ltd Measuring method for temperature distribution of susceptor and semiconductor substrate for monitor
JPH1012689A (en) * 1996-06-25 1998-01-16 Sumitomo Sitix Corp Method for inspecting semiconductor substrate and semiconductor substrate for monitoring used therefor
JPH11106293A (en) * 1997-10-03 1999-04-20 Super Silicon Kenkyusho:Kk Production of epitaxial wafer and apparatus therefor
JP2008098589A (en) * 2006-10-16 2008-04-24 Sumco Corp Method of supporting silicon wafer, jig for heat-treatment and heat-treated wafer
JP2014099479A (en) * 2012-11-13 2014-05-29 Sumco Corp Method for evaluating contamination in furnace of epitaxial growth device and test wafer for contamination evaluation
JP2017152436A (en) * 2016-02-22 2017-08-31 株式会社Sumco Slip dislocation occurrence prediction method, manufacturing method of silicon wafer using that method, heat treatment method of silicon wafer, and silicon wafer

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04206942A (en) * 1990-11-30 1992-07-28 Kyushu Electron Metal Co Ltd Measuring method for temperature distribution of susceptor and semiconductor substrate for monitor
JPH1012689A (en) * 1996-06-25 1998-01-16 Sumitomo Sitix Corp Method for inspecting semiconductor substrate and semiconductor substrate for monitoring used therefor
JPH11106293A (en) * 1997-10-03 1999-04-20 Super Silicon Kenkyusho:Kk Production of epitaxial wafer and apparatus therefor
JP2008098589A (en) * 2006-10-16 2008-04-24 Sumco Corp Method of supporting silicon wafer, jig for heat-treatment and heat-treated wafer
JP2014099479A (en) * 2012-11-13 2014-05-29 Sumco Corp Method for evaluating contamination in furnace of epitaxial growth device and test wafer for contamination evaluation
JP2017152436A (en) * 2016-02-22 2017-08-31 株式会社Sumco Slip dislocation occurrence prediction method, manufacturing method of silicon wafer using that method, heat treatment method of silicon wafer, and silicon wafer

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