JP2011054757A - Method for detecting inclination azimuth of principal plane of silicon wafer, and method for manufacturing epitaxial wafer - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for detecting an inclination azimuth of a principal plane of a silicon wafer which can test the number of all wafers without lowering a yield, and moreover can grasp and manage the inclination azimuth of the principal plane of the wafer without exerting an effect on a degree of planarity of the wafer. <P>SOLUTION: An epitaxial wafer is rotated using a wafer central position as an axial center with respect to a principal plane of the epitaxial wafer, while laser beams are irradiated on condition that the laser beams are obliquely incident, the Haze Map is created by a dark field wafer surface tester for capturing a light scattered on a wafer surface, and the inclination azimuth of the principal plane of the silicon wafer is found from fluctuations of a Haze value in a circumferential direction of the epitaxial wafer on the Haze Map. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、主面にエピタキシャル層を成長させてなるエピタキシャルウェーハの状態にてシリコンウェーハ主面の傾斜方位を検出する方法、および、その検出方法を用いたエピタキシャルウェーハの製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for detecting the tilt orientation of a silicon wafer main surface in the state of an epitaxial wafer obtained by growing an epitaxial layer on the main surface, and a method for manufacturing an epitaxial wafer using the detection method.

一般に、シリコンウェーハ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際に、（１００）面や（１１１）面などの低指数面から数度だけ傾斜した微傾斜面を主面とするシリコンウェーハにエピタキシャル層を成長させることがある（例えば、特許文献１参照）。   In general, when manufacturing an epitaxial wafer by growing an epitaxial layer on a silicon wafer, a silicon wafer whose main surface is a slightly inclined surface inclined by several degrees from a low index surface such as the (100) surface or the (111) surface is used. An epitaxial layer may be grown (see, for example, Patent Document 1).

具体的には、例えば図１に示すような、（１１０）面Ｗ１を傾けた傾斜方位（傾斜方向）Ｇ１が、（１１０）面内で［００１］方向から［１−１０］方向へ角度がφとなる方位であり、（１１０）面Ｗ１を傾けた傾斜角度がθである微傾斜面Ｗ２を主面とするシリコンウェーハ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とすることがある。   Specifically, for example, as shown in FIG. 1, an inclination azimuth (inclination direction) G1 inclined (110) plane W1 has an angle from the [001] direction to the [1-10] direction in the (110) plane. An epitaxial layer may be grown by growing an epitaxial layer on a silicon wafer having a main surface of a slightly inclined surface W2 having an orientation of φ and an inclination angle of (110) plane W1 being θ.

ここで、微傾斜面を主面とするシリコンウェーハを用いてエピタキシャルウェーハを製造し、該エピタキシャルウェーハを用いてデバイスを作製する場合、使用したシリコンウェーハの傾斜方位がデバイスの特性に影響を与えるので、どのような傾斜方位のシリコンウェーハを使用してエピタキシャルウェーハを製造したかを把握・管理する必要がある。   Here, when an epitaxial wafer is manufactured using a silicon wafer having a finely inclined surface as a main surface and a device is manufactured using the epitaxial wafer, the tilt direction of the used silicon wafer affects the characteristics of the device. It is necessary to ascertain and control what tilt orientation silicon wafer was used to manufacture the epitaxial wafer.

これに対し、エピタキシャルウェーハの製造に使用したシリコンウェーハの主面の傾斜方位を把握・管理する方法として、（ｉ）製造したエピタキシャルウェーハに対してＸ線回折を利用した抜き取り検査を行い、シリコンウェーハ主面の傾斜方位を把握・管理する方法や、（ｉｉ）エピタキシャル層を成長させる前のシリコンウェーハに対してＸ線回折を利用した抜き取り検査を行い、その結果をレーザーマークとしてシリコンウェーハに打刻することによりシリコンウェーハ主面の傾斜方位を把握・管理する方法などが用いられている。   On the other hand, as a method of grasping and managing the tilt direction of the main surface of the silicon wafer used for the production of the epitaxial wafer, (i) a sampling inspection using X-ray diffraction is performed on the produced epitaxial wafer, and the silicon wafer A method of grasping and managing the tilt direction of the main surface, and (ii) sampling inspection using X-ray diffraction on the silicon wafer before growing the epitaxial layer, and engraving the result on the silicon wafer as a laser mark Thus, a method for grasping and managing the tilt direction of the main surface of the silicon wafer is used.

特開２００８−９１８９１号公報JP 2008-91891 A

しかしながら、Ｘ線回折を利用した抜き取り検査を用いてシリコンウェーハ主面の傾斜方位を把握・管理する方法には、全数検査を行うことができないと共に、抜き取り検査に使用したウェーハを廃棄しなければならない（歩留まりが低下する）という問題点があった。   However, the method of grasping and managing the tilt direction of the main surface of the silicon wafer using sampling inspection using X-ray diffraction cannot perform 100% inspection, and must discard the wafer used for sampling inspection. There was a problem of (yield decreased).

また、レーザーマークを用いてシリコンウェーハ主面の傾斜方位を管理する方法には、レーザーマークの打ち込み部分（例えば、ウェーハ最外周部）においてウェーハの平坦度が低下してしまうという問題があった。   Further, the method of managing the tilt orientation of the main surface of the silicon wafer using the laser mark has a problem that the flatness of the wafer is lowered at the laser mark implantation portion (for example, the outermost peripheral portion of the wafer).

そのため、歩留まりを低下させることなくウェーハの全数検査をすることが可能であり、且つ、ウェーハの平坦度に影響を及ぼすことなく傾斜方位を把握・管理することが可能である、シリコンウェーハ主面の傾斜方位の検出方法を開発することが求められていた。また、そのような検出方法を用いたエピタキシャルウェーハの製造方法を開発することも求められていた。   Therefore, it is possible to inspect all wafers without reducing yield, and to grasp and manage the tilt direction without affecting the flatness of the wafer. There was a need to develop a method for detecting the tilt direction. It has also been demanded to develop an epitaxial wafer manufacturing method using such a detection method.

本発明者らは、上記課題を有利に解決することを目的として鋭意検討を行った結果、微傾斜面（（１００）面、（１１０）面、（１１１）面などの結晶面から数度だけ傾斜した面）を主面とするシリコンウェーハに対して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とした場合、微傾斜面上に延在するテラスおよびステップに起因して、エピタキシャルウェーハに対してレーザー光散乱を用いた暗視野ウェーハ表面検査装置で測定を行った際に作成されるＨａｚｅ Ｍａｐ（ヘイズマップ）に異方性が出ることを見出し、本発明を完成させるに至った。   As a result of intensive studies aimed at advantageously solving the above-mentioned problems, the present inventors have found that a few degrees from a crystal plane such as a slightly inclined plane ((100) plane, (110) plane, (111) plane). When an epitaxial layer is grown on a silicon wafer whose main surface is an inclined surface), laser light scattering is performed on the epitaxial wafer due to terraces and steps extending on the slightly inclined surface. It was found that anisotropy appears in the Haze Map (haze map) created when the measurement is performed with a dark field wafer surface inspection apparatus using the sapphire, and the present invention has been completed.

即ち、本発明のシリコンウェーハの主面の傾斜方位の検出方法は、シリコンウェーハの主面にエピタキシャル層を成長させてなるエピタキシャルウェーハの状態にてシリコンウェーハ主面の傾斜方位を検出する方法であって、エピタキシャルウェーハの主面に対し、ウェーハ中心位置を軸中心として該エピタキシャルウェーハを回転させながら、レーザー光が斜入射する条件でレーザー光を照射し、ウェーハ表面で散乱した光を捉える暗視野ウェーハ表面検査装置でＨａｚｅ Ｍａｐを作成し、前記Ｈａｚｅ Ｍａｐにおけるエピタキシャルウェーハの円周方向のＨａｚｅ値の変動からシリコンウェーハ主面の傾斜方位を求めることを特徴とする。このように、Ｈａｚｅ Ｍａｐを用いて、エピタキシャルウェーハの円周方向のＨａｚｅ値の変動からシリコンウェーハの主面の傾斜方位を検出すれば、抜き取り検査を行うことなく全てのウェーハについてシリコンウェーハの主面の傾斜方位を検出することができる。また、本発明の検出方法では、傾斜方位の検出をエピタキシャル層形成後に行うので、レーザーマークを打刻してシリコンウェーハの主面の傾斜方位を管理する必要が無く、エピタキシャルウェーハの平坦度が悪化することが無い。   That is, the method for detecting the tilt orientation of the main surface of the silicon wafer of the present invention is a method for detecting the tilt orientation of the main surface of the silicon wafer in the state of an epitaxial wafer obtained by growing an epitaxial layer on the main surface of the silicon wafer. A dark field wafer that captures the light scattered on the wafer surface by irradiating the laser beam with oblique incidence of the laser beam while rotating the epitaxial wafer with respect to the main surface of the epitaxial wafer as the axis center. A haze map is created by a surface inspection apparatus, and the tilt direction of the silicon wafer main surface is obtained from a change in the haze value in the circumferential direction of the epitaxial wafer in the haze map. In this way, if the inclination direction of the main surface of the silicon wafer is detected from the fluctuation of the Haze value in the circumferential direction of the epitaxial wafer using the Haze Map, the main surface of the silicon wafer can be obtained for all the wafers without performing a sampling inspection. Can be detected. In the detection method of the present invention, since the tilt direction is detected after the formation of the epitaxial layer, it is not necessary to control the tilt direction of the main surface of the silicon wafer by engraving the laser mark, and the flatness of the epitaxial wafer is deteriorated. There is nothing to do.

ここで、本発明のシリコンウェーハの主面の傾斜方位の検出方法は、前記Ｈａｚｅ Ｍａｐにおいて、エピタキシャルウェーハの円周方向におけるＨａｚｅ値が極大値となる方位からシリコンウェーハ主面の傾斜方位を求めてもよい。   Here, the method for detecting the tilt orientation of the main surface of the silicon wafer according to the present invention obtains the tilt orientation of the main surface of the silicon wafer from the orientation at which the Haze value in the circumferential direction of the epitaxial wafer becomes a maximum value in the Haze Map. Also good.

更に、本発明のシリコンウェーハの主面の傾斜方位の検出方法は、前記レーザー光の波長が１００〜１０００ｎｍであることが好ましい。レーザー光の波長が１００ｎｍ未満の場合、レーザー光の光源の準備が困難であり、レーザー光の波長が１０００ｎｍ超の場合、ウェーハ表面における表面検査装置の検出感度が劣化するからである。   Furthermore, in the method for detecting the tilt orientation of the main surface of the silicon wafer of the present invention, the wavelength of the laser beam is preferably 100 to 1000 nm. This is because when the wavelength of the laser beam is less than 100 nm, it is difficult to prepare a light source of the laser beam, and when the wavelength of the laser beam exceeds 1000 nm, the detection sensitivity of the surface inspection apparatus on the wafer surface is deteriorated.

また、本発明のエピタキシャルウェーハの製造方法は、シリコンウェーハの主面にエピタキシャル層を成長させ、上述した傾斜方位の検出方法を用いてシリコンウェーハの主面の傾斜方位を求めることを特徴とする。このように、本発明に係るウェーハ主面の傾斜方位の検出方法を用いてエピタキシャルウェーハを製造すれば、抜き取り検査を行うことなく（インラインで）、製造した全てのエピタキシャルウェーハに対してウェーハ主面の傾斜方位の検出を行うことができる。また、レーザーマークを打刻することなくウェーハ主面の傾斜方位の把握・管理を行うことができるので、高い平坦度を有するエピタキシャルウェーハを製造することができる。   The epitaxial wafer manufacturing method of the present invention is characterized in that an epitaxial layer is grown on the main surface of the silicon wafer, and the tilt orientation of the main surface of the silicon wafer is obtained using the tilt orientation detection method described above. Thus, if an epitaxial wafer is manufactured using the method for detecting the tilt orientation of the wafer main surface according to the present invention, the wafer main surface is applied to all manufactured epitaxial wafers without performing a sampling inspection (in-line). Can be detected. In addition, since the tilt direction of the wafer main surface can be grasped and managed without engraving the laser mark, an epitaxial wafer having high flatness can be manufactured.

ここで、本発明のエピタキシャルウェーハの製造方法は、前記シリコンウェーハが、シリコンインゴットをスライスし、研削、エッチング、研磨、洗浄することで得たものであることが好ましい。このように、シリコンウェーハの製造時にシリコンウェーハにレーザーマークを打刻しなければ、即ち、レーザーマークを打刻する装置を用いることなく製造したシリコンウェーハを用いれば、高い平坦度を有するエピタキシャルウェーハを製造することができるからである。   Here, in the method for producing an epitaxial wafer according to the present invention, the silicon wafer is preferably obtained by slicing, grinding, etching, polishing, and washing a silicon ingot. As described above, if a laser mark is not engraved on a silicon wafer when the silicon wafer is produced, that is, if a silicon wafer produced without using an apparatus for engraving a laser mark is used, an epitaxial wafer having high flatness can be obtained. This is because it can be manufactured.

本発明のシリコンウェーハの主面の傾斜方位の検出方法によれば、歩留まりを低下させることなくウェーハの全数検査をすることが可能となり、且つ、ウェーハの平坦度に影響を及ぼすことなくシリコンウェーハ主面の傾斜方位を把握・管理することが可能となる。また、本発明のエピタキシャルウェーハの製造方法によれば、製造した全てのエピタキシャルウェーハに対してシリコンウェーハ主面の傾斜方位の検出を行うことができると共に、高い平坦度を有するエピタキシャルウェーハを製造することができる。   According to the method for detecting the tilt orientation of the main surface of the silicon wafer of the present invention, it is possible to inspect all the wafers without reducing the yield, and the silicon wafer main surface without affecting the flatness of the wafer. It is possible to grasp and manage the tilt direction of the surface. Moreover, according to the epitaxial wafer manufacturing method of the present invention, it is possible to detect the tilt orientation of the silicon wafer main surface for all manufactured epitaxial wafers and to manufacture epitaxial wafers having high flatness. Can do.

微傾斜面を主面とするシリコンウェーハの傾斜方位および傾斜角度を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the inclination | tilt azimuth | direction and inclination | tilt angle of a silicon wafer which make a slightly inclined surface a main surface. 傾斜方位が異なるシリコンウェーハを用いて製造したエピタキシャルウェーハのＨａｚｅ Ｍａｐである。It is a Haze Map of an epitaxial wafer manufactured using silicon wafers having different inclination directions.

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態を詳細に説明する。ここに、本発明のシリコンウェーハの主面の傾斜方位の検出方法は、特に限定されることなく、例えば（００１）面から角度θだけ傾斜した微傾斜面を主面とするシリコンウェーハにエピタキシャル層を成長させたエピタキシャルウェーハに対して用いることができる。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Here, the method for detecting the tilt direction of the main surface of the silicon wafer of the present invention is not particularly limited, and for example, an epitaxial layer is formed on a silicon wafer having a main surface with a slightly inclined surface inclined by an angle θ from the (001) plane. Can be used for epitaxial wafers grown.

ここで、本発明のシリコンウェーハの主面の傾斜方位の検出方法は、常法に従いシリコンインゴットから切り出した傾斜角度θの微傾斜面を主面とするシリコンウェーハに対し、既知の手段でエピタキシャル層を成長させたエピタキシャルウェーハに用いるものである。なお、本発明の傾斜方位の検出方法は、エピタキシャルウェーハの平坦度を低下させることなくシリコンウェーハ主面の傾斜方位を把握・管理することを可能とし得るので、例えば、ＥＳＦＱＤ平均値が３３ｎｍ以下、且つ、標準偏差が３ｎｍ以下（測定装置：ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製ＷａｆｅｒＳｉｇｈｔ２、測定条件：Ｓｅｃｔｏｒ；２０ｄｅｇ．,Ｚｏｎｅ ｌｅｎｇｔｈ；１０ｍｍ，Ｅｄｇｅ Ｅｘｃｌｕｓｉｏｎ；１ｍｍ）のエピタキシャルウェーハを製造する際に特に好適に適用し得る。   Here, the method for detecting the tilt orientation of the main surface of the silicon wafer according to the present invention is an epitaxial layer formed by a known means on a silicon wafer having a main surface of a finely tilted surface of tilt angle θ cut out from a silicon ingot according to a conventional method. It is used for epitaxial wafers grown on the substrate. In addition, since the tilt direction detection method of the present invention can make it possible to grasp and manage the tilt direction of the main surface of the silicon wafer without lowering the flatness of the epitaxial wafer, for example, the ESFQD average value is 33 nm or less, In addition, the present invention can be particularly suitably applied to manufacturing an epitaxial wafer having a standard deviation of 3 nm or less (measurement apparatus: WaferSight 2 manufactured by KLA-Tencor, measurement conditions: Sector; 20 deg., Zone length; 10 mm, Edge Exclusion; 1 mm). .

そして、本発明のシリコンウェーハの主面の傾斜方位の検出方法は、微傾斜面にエピタキシャル層を成長させたエピタキシャルウェーハでは、シリコンウェーハ主面の傾斜方位に応じて異方性を持ったステップがエピタキシャルウェーハ表面に形成されるので、レーザー光が斜入射する条件で、エピタキシャルウェーハを回転させながら暗視野ウェーハ表面検査装置で測定を行うと、上記ステップに依存した異方的な散乱が発生し、異方的なＨａｚｅ Ｍａｐ（ヘイズマップ）が得られるという知見に基づくものである。   The method for detecting the tilt orientation of the main surface of the silicon wafer according to the present invention is an epitaxial wafer in which an epitaxial layer is grown on a slightly tilted surface, and has an anisotropic step according to the tilt orientation of the silicon wafer main surface. Since it is formed on the surface of the epitaxial wafer, measurement with a dark field wafer surface inspection device while rotating the epitaxial wafer under conditions where the laser beam is obliquely incident causes anisotropic scattering depending on the above steps, This is based on the knowledge that an anisotropic Haze Map (haze map) can be obtained.

この傾斜方位の検出方法の一例では、まず、傾斜方位が未知のシリコンウェーハ主面（微傾斜面）にエピタキシャル層を成長させてなるエピタキシャルウェーハの主面に対し、ウェーハの中心位置を軸中心として該エピタキシャルウェーハを回転させながら、レーザー光が斜めに（例えば主面に対して角度２〜４５°で）入射する条件でレーザー光を照射する。そして、散乱した光を用いて、光散乱を用いた暗視野ウェーハ表面検査装置でＨａｚｅ Ｍａｐを作成する。ここで、暗視野ウェーハ表面検査装置としては、Ｈａｚｅ Ｍａｐ作成機能を有する既知の光散乱式暗視野ウェーハ表面検査装置、例えばＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ製ＳＰ１、ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ製ＳＰ２、ＡＤＥ製ＡＷＩＳ等を用いることができる。また、レーザー光としては、例えば波長が１００〜１０００ｎｍのものを用いることができる。なお、レーザー光は、ウェーハの中心位置を軸中心として回転しているエピタキシャルウェーハの主面に対し、ウェーハの外周から中心位置に向けて渦巻き状に照射する。   In one example of the method of detecting the tilt orientation, first, with respect to the main surface of the epitaxial wafer formed by growing an epitaxial layer on the silicon wafer main surface (slightly tilted surface) whose tilt orientation is unknown, the center position of the wafer is set as the axial center. While rotating the epitaxial wafer, the laser beam is irradiated under the condition that the laser beam is incident obliquely (for example, at an angle of 2 to 45 ° with respect to the main surface). Then, using the scattered light, a Haze Map is created by a dark field wafer surface inspection apparatus using light scattering. Here, as the dark field wafer surface inspection apparatus, a known light scattering type dark field wafer surface inspection apparatus having a Haze Map creation function, for example, SP1 made by KLA-Tencor, SP2 made by KLA-Tencor, AWIS made by ADE, or the like is used. Can do. Moreover, as a laser beam, a thing with a wavelength of 100-1000 nm can be used, for example. The laser beam is irradiated in a spiral shape from the outer periphery of the wafer toward the center position on the main surface of the epitaxial wafer rotating about the center position of the wafer as the axis.

次に、作成したＨａｚｅ Ｍａｐにおけるエピタキシャルウェーハの円周方向のＨａｚｅ値の変動からシリコンウェーハ主面の傾斜方位を求める。具体的には、所定の結晶面に対する傾斜角度および傾斜方位が既知のシリコンウェーハにエピタキシャル層を成長させてなるエピタキシャルウェーハついて、光散乱を用いた暗視野ウェーハ表面検査装置を用いて予めＨａｚｅ Ｍａｐ（参照Ｈａｚｅ Ｍａｐ）を作成しておき、予め作成しておいた参照Ｈａｚｅ Ｍａｐと、所定の結晶面に対する傾斜角度が既知で、傾斜方位が未知のシリコンウェーハ主面にエピタキシャル層を成長させたエピタキシャルウェーハのＨａｚｅ Ｍａｐ（検出対象Ｈａｚｅ Ｍａｐ）とを比較することで、シリコンウェーハ主面の傾斜方位を求める。   Next, the tilt direction of the main surface of the silicon wafer is determined from the change in the haze value in the circumferential direction of the epitaxial wafer in the created haze map. Specifically, for an epitaxial wafer obtained by growing an epitaxial layer on a silicon wafer having a known tilt angle and tilt orientation with respect to a predetermined crystal plane, a Haze Map (in advance) using a dark field wafer surface inspection apparatus using light scattering. An epitaxial wafer in which an epitaxial layer is grown on a silicon wafer main surface in which a reference haze map is prepared in advance and an inclination angle with respect to a predetermined crystal plane is known and an inclination orientation is unknown. The slope orientation of the main surface of the silicon wafer is obtained by comparing the Haze Map (detection target Haze Map).

なお、所定の結晶面に対する傾斜角度および傾斜方位が同一のシリコンウェーハを用いて作製したエピタキシャルウェーハは、ステップの延在方向が同一であるため、そのＨａｚｅ Ｍａｐは同一の異方的な散乱を示す（即ち、同様なＨａｚｅ Ｍａｐを示す）。従って、シリコンウェーハ主面の傾斜方位の決定は、例えば、Ｈａｚｅ Ｍａｐの円周方向におけるＨａｚｅ値が極大値となる方位が、検出対象Ｈａｚｅ Ｍａｐと一致する参照Ｈａｚｅ Ｍａｐを求めることにより、或いは、Ｈａｚｅ Ｍａｐの円周方向におけるＨａｚｅ値が極小値となる方位が検出対象Ｈａｚｅ Ｍａｐと一致する参照Ｈａｚｅ Ｍａｐを求めることにより行うことができる。なお、Ｈａｚｅ値は、光散乱を用いた暗視野ウェーハ表面検査装置でＨａｚｅ Ｍａｐを作成する際に算出された値を用いることができる。   In addition, since the epitaxial wafer manufactured using the silicon wafer having the same tilt angle and tilt direction with respect to a predetermined crystal plane has the same step extending direction, its Haze Map shows the same anisotropic scattering. (Ie shows a similar Haze Map). Therefore, the inclination direction of the silicon wafer main surface is determined by, for example, obtaining a reference Haze Map in which the direction in which the Haze value in the circumferential direction of the Haze Map has a maximum value matches the detection target Haze Map, or Haze. This can be done by obtaining a reference Haze Map in which the direction in which the Haze value in the circumferential direction of the Map is a minimum value matches the detection target Haze Map. As the Haze value, a value calculated when creating a Haze Map by a dark field wafer surface inspection apparatus using light scattering can be used.

上述したような本発明の傾斜方位の検出方法を用いれば、製造した全てのエピタキシャルウェーハについて、エピタキシャルウェーハを破壊することなくシリコンウェーハの主面の傾斜方位を検出することができる。また、エピタキシャルウェーハの製造工程において、シリコンウェーハ表面へのエピタキシャル層の形成後に本発明の検出方法を用いてシリコンウェーハ主面の傾斜方位を検出すれば、ウェーハの平坦度を悪化させる原因となり得るレーザーマークなどを用いることなく、シリコンウェーハの傾斜方位を把握・管理することができる。   By using the tilt orientation detection method of the present invention as described above, the tilt orientation of the main surface of the silicon wafer can be detected for all manufactured epitaxial wafers without destroying the epitaxial wafer. Further, in the epitaxial wafer manufacturing process, if the tilt direction of the silicon wafer main surface is detected using the detection method of the present invention after the formation of the epitaxial layer on the silicon wafer surface, the laser may cause deterioration of the flatness of the wafer. The tilt orientation of the silicon wafer can be grasped and managed without using a mark or the like.

以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention still in detail, this invention is not limited to the following Example.

（実施例１）
まず、（１００）面を傾けた傾斜方位が、［１１０］方向から［１０１］方向へ角度が０度、１０度、４５度となる方位であり、（１００）面を傾けた傾斜角度が４度である微傾斜面を主面とするシリコンウェーハ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得た。そして、製造したエピタキシャルウェーハについて、光散乱を用いた暗視野ウェーハ表面検査装置（ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ製ＳＰ２）でＨａｚｅ Ｍａｐを作成した。その結果、図２（ａ）〜（ｃ）に示すような異方性を有するＨａｚｅ Ｍａｐ（参照Ｈａｚｅ Ｍａｐ）が得られた。なお、図２（ａ）は傾斜方位が０度のエピタキシャルウェーハのＨａｚｅ Ｍａｐ、（ｂ）は傾斜方位が１０度のエピタキシャルウェーハのＨａｚｅ Ｍａｐ、（ｃ）は傾斜方位が４５度のエピタキシャルウェーハのＨａｚｅ Ｍａｐである。
次に、（１００）面を傾けた傾斜角度が４度で、傾斜方位が未知の微傾斜面を主面とするシリコンウェーハ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得た。なお、エピタキシャル層を成長させたシリコンウェーハは、シリコンインゴットをスライスし、研削、エッチング、研磨、洗浄することで得た。
そして、得られたエピタキシャルウェーハについて、光散乱を用いた暗視野ウェーハ表面検査装置（ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ製ＳＰ２）でＨａｚｅ Ｍａｐを作成した。その結果、傾斜方位が１０度の参照Ｈａｚｅ Ｍａｐと同じＨａｚｅ Ｍａｐが得られ、シリコンウェーハ主面の傾斜方位が［１１０］方向から［１０１］方向へ角度が１０度となる方位であることが分かった。なお、得られたエピタキシャルウェーハの平坦度をＷａｆｅｒＳｉｇｈｔ２（ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製）で測定したところ、ＥＳＦＱＤの平均値が３３ｎｍ、標準偏差が３ｎｍであった。 Example 1
First, the tilt azimuth with the (100) plane tilted is the azimuth in which the angles are 0 degrees, 10 degrees, and 45 degrees from the [110] direction to the [101] direction, and the tilt angle with the (100) plane tilted is 4. An epitaxial layer was grown on a silicon wafer having a slightly inclined surface as a main surface to obtain an epitaxial wafer. And about the manufactured epitaxial wafer, Haze Map was created with the dark field wafer surface inspection apparatus (SP2 made from KLA-Tencor) using light scattering. As a result, a Haze Map (reference Haze Map) having anisotropy as shown in FIGS. 2A to 2C was obtained. 2A shows a Haze Map of an epitaxial wafer having an inclination of 0 degrees, FIG. 2B shows a Haze Map of an epitaxial wafer having an inclination of 10 degrees, and FIG. 2C shows a Haze of an epitaxial wafer having an inclination of 45 degrees. Map.
Next, an epitaxial layer was grown on a silicon wafer having a main surface of a slightly inclined surface whose tilt angle is 4 degrees and whose tilt direction is unknown. The silicon wafer on which the epitaxial layer was grown was obtained by slicing a silicon ingot and grinding, etching, polishing, and washing.
And about the obtained epitaxial wafer, Haze Map was created with the dark field wafer surface inspection apparatus (SP2 made from KLA-Tencor) using light scattering. As a result, the same Haze Map as the reference Haze Map having an inclination direction of 10 degrees is obtained, and it is understood that the inclination direction of the silicon wafer main surface is an angle in which the angle is 10 degrees from the [110] direction to the [101] direction. It was. In addition, when the flatness of the obtained epitaxial wafer was measured by WaferSight 2 (made by KLA-Tencor), the average value of ESFQD was 33 nm and the standard deviation was 3 nm.

（比較例１）
（１００）面を傾けた傾斜角度が１５度で、傾斜方位が未知の微傾斜面を主面とするシリコンウェーハ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得た。なお、エピタキシャル層を成長させたシリコンウェーハは、シリコンインゴットをスライスし、研削、エッチング、研磨、洗浄することで得た。
そして、製造したエピタキシャルウェーハから一部を抜き出し、Ｘ線回折装置（リガク製）でシリコンウェーハの主面の傾斜方位を評価したところ、シリコンウェーハ主面の傾斜方位が［１１０］方向から［１０１］方向へ角度が１５度となる方位であることが分かった。なお、評価に用いたエピタキシャルウェーハは、Ｘ線回折装置での測定後に廃棄した。 (Comparative Example 1)
An epitaxial layer was grown on a silicon wafer having a main surface of a finely inclined surface having an inclination angle of 15 degrees and an unknown tilt direction, and an epitaxial wafer was obtained. The silicon wafer on which the epitaxial layer was grown was obtained by slicing a silicon ingot and grinding, etching, polishing, and washing.
Then, when a part of the manufactured epitaxial wafer was extracted and the tilt orientation of the main surface of the silicon wafer was evaluated with an X-ray diffraction apparatus (manufactured by Rigaku), the tilt orientation of the silicon wafer main surface was changed from the [110] direction to the [101] direction. It was found that the orientation was 15 degrees in the direction. The epitaxial wafer used for evaluation was discarded after measurement with an X-ray diffractometer.

（比較例２）
シリコンインゴットをスライスし、研削、エッチングを行った後に、Ｘ線回折装置で抜き取り検査を行ってシリコンウェーハの主面の傾斜方位を評価した。その結果、シリコンウェーハは、（１００）面を傾けた傾斜方位が［１１０］方向から［１０１］方向へ角度が１２度となる方位である主面を有していることが分かった。そして、抜き取り検査の結果を、レーザーマークを用いて残りの（抜き取り検査に用いていない）シリコンウェーハに打刻した。なお、抜き取り検査に用いたシリコンウェーハは廃棄した。
その後、シリコンウェーハを研磨、洗浄し、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得た。そして、得られたエピタキシャルウェーハの平坦度をＷａｆｅｒＳｉｇｈｔ２（ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製）で測定したところ、ＥＳＦＱＤの平均値が６５ｎｍ、標準偏差が２０ｎｍであった。 (Comparative Example 2)
After slicing, grinding and etching the silicon ingot, a sampling inspection was performed with an X-ray diffractometer to evaluate the tilt orientation of the main surface of the silicon wafer. As a result, it was found that the silicon wafer has a main surface whose tilted direction with the (100) plane inclined is an angle of 12 degrees from the [110] direction to the [101] direction. Then, the result of the sampling inspection was imprinted on the remaining silicon wafer (not used for the sampling inspection) using a laser mark. The silicon wafer used for the sampling inspection was discarded.
Thereafter, the silicon wafer was polished and washed, and an epitaxial layer was grown to obtain an epitaxial wafer. And when the flatness of the obtained epitaxial wafer was measured by WaferSight2 (made by KLA-Tencor), the average value of ESFQD was 65 nm and the standard deviation was 20 nm.

実施例１および比較例１〜２より、本発明のシリコンウェーハの主面の傾斜方位の検出方法によれば、検査に用いたウェーハを廃棄することなくウェーハの全数検査をすることが可能となり、且つ、ウェーハの平坦度に影響を及ぼすことなくシリコンウェーハ主面の傾斜方位を把握・管理することが可能となることが明らかとなった。   From Example 1 and Comparative Examples 1-2, according to the method for detecting the tilt orientation of the main surface of the silicon wafer of the present invention, it becomes possible to inspect all the wafers without discarding the wafers used for the inspection, In addition, it became clear that the tilt orientation of the main surface of the silicon wafer can be grasped and managed without affecting the flatness of the wafer.

本発明のシリコンウェーハの主面の傾斜方位の検出方法によれば、歩留まりを低下させることなくウェーハの全数検査をすることが可能となり、且つ、ウェーハの平坦度に影響を及ぼすことなくシリコンウェーハ主面の傾斜方位を把握・管理することが可能となる。また、本発明のエピタキシャルウェーハの製造方法によれば、全てのエピタキシャルウェーハに対してシリコンウェーハ主面の傾斜方位の検出を行うことができると共に、高い平坦度を有するエピタキシャルウェーハを製造することができる。   According to the method for detecting the tilt orientation of the main surface of the silicon wafer of the present invention, it is possible to inspect all the wafers without reducing the yield, and the silicon wafer main surface without affecting the flatness of the wafer. It is possible to grasp and manage the tilt direction of the surface. Moreover, according to the epitaxial wafer manufacturing method of the present invention, it is possible to detect the tilt orientation of the silicon wafer main surface for all epitaxial wafers and to manufacture an epitaxial wafer having high flatness. .

Claims (5)

シリコンウェーハの主面にエピタキシャル層を成長させてなるエピタキシャルウェーハの状態にてシリコンウェーハ主面の傾斜方位を検出する方法であって、
エピタキシャルウェーハの主面に対し、ウェーハ中心位置を軸中心として該エピタキシャルウェーハを回転させながら、レーザー光が斜入射する条件でレーザー光を照射し、ウェーハ表面で散乱した光を捉える暗視野ウェーハ表面検査装置でＨａｚｅ Ｍａｐを作成し、
前記Ｈａｚｅ Ｍａｐにおけるエピタキシャルウェーハの円周方向のＨａｚｅ値の変動からシリコンウェーハ主面の傾斜方位を求める、
ことを特徴とする、シリコンウェーハの主面の傾斜方位の検出方法。 A method for detecting the tilt orientation of a silicon wafer main surface in the state of an epitaxial wafer formed by growing an epitaxial layer on the main surface of a silicon wafer,
Dark field wafer surface inspection that captures the light scattered on the wafer surface by irradiating the laser beam under the condition that the laser beam is obliquely incident while rotating the epitaxial wafer around the wafer center position as the axis center with respect to the main surface of the epitaxial wafer Create a Haze Map with the device,
The inclination direction of the main surface of the silicon wafer is determined from the change in the Haze value in the circumferential direction of the epitaxial wafer in the Haze Map.
A method for detecting a tilt orientation of a main surface of a silicon wafer. 前記Ｈａｚｅ Ｍａｐにおいて、エピタキシャルウェーハの円周方向におけるＨａｚｅ値が極大値となる方位からシリコンウェーハ主面の傾斜方位を求めることを特徴とする、請求項１に記載の傾斜方位の検出方法。   2. The method of detecting an inclination direction according to claim 1, wherein, in the Haze Map, the inclination direction of the main surface of the silicon wafer is obtained from the direction in which the Haze value in the circumferential direction of the epitaxial wafer becomes a maximum value. 前記レーザー光の波長が１００〜１０００ｎｍであることを特徴とする、請求項１または２に記載の傾斜方位の検出方法。   The method of detecting a tilt azimuth according to claim 1 or 2, wherein the laser beam has a wavelength of 100 to 1000 nm. シリコンウェーハの主面にエピタキシャル層を成長させ、
請求項１〜３の何れかに記載の傾斜方位の検出方法を用いてシリコンウェーハの主面の傾斜方位を求める、
ことを特徴とする、エピタキシャルウェーハの製造方法。 An epitaxial layer is grown on the main surface of the silicon wafer,
The inclination direction of the main surface of the silicon wafer is determined using the method of detecting the inclination direction according to any one of claims 1 to 3.
An epitaxial wafer manufacturing method characterized by the above. 前記シリコンウェーハは、シリコンインゴットをスライスし、研削、エッチング、研磨、洗浄することで得たものであることを特徴とする、請求項４に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。   The method for producing an epitaxial wafer according to claim 4, wherein the silicon wafer is obtained by slicing, grinding, etching, polishing, and cleaning a silicon ingot.

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